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1、【精品文檔】如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學習與交流 三箱傳動式旋耕機的設計-淮海工學院 (5) .....精品文檔...... 三箱傳動式旋耕機的設計 葛劍剛 機械設計制造及其自動化 摘 要：本設計為寬幅大功率旋耕機的設計，如果按傳統(tǒng)方法設計，由于刀軸跨度大，傳動不平穩(wěn)，致使刀軸壽命大大降低，所以本設計采用三箱傳動方案，將拖拉機輸入的動力分兩處傳至兩根刀軸，使得刀軸受力均衡，傳動平穩(wěn)，提高了刀軸使用壽命。 關鍵詞：旋耕機；三箱；傳動 1 引言 旋耕機主要用于農(nóng)田栽植、播種前的耕整地作業(yè)。本設計配套120馬力輪式拖拉機的三箱傳動式旋耕機。寬度3.25m，

2、耕深120~180mm，刀軸轉速200~230轉/分，功效15~20畝/h。采用中間箱傳動，三點懸掛。通過采用分箱傳動以減小刀軸承受的過大扭矩，提高使用壽命。大幅度提高農(nóng)機的工作效率，符合旋耕機的發(fā)展方向。 2 旋耕機的總體設計 2.1 拖拉機的選擇 根據(jù)使用要求選擇東方紅—X1204型輪式拖拉機，旋耕機與拖拉機采用常用的三點懸掛進行掛接。 2.2 傳動方案設計 2.3.1 設計方案分析 由于是三箱傳動，而且采用中間箱輸入動力，故減速器采用展開式三級閉式齒輪傳動。其特點為結構簡單、效率高、容易制造、使用壽命較長、維護方便，裝拆容易，工作可靠。

3、 2.3.2 機構運動分析與動力參數(shù)選擇與計算 旋耕機作業(yè)時，拖拉機功率的大部分用于驅(qū)動刀滾作業(yè)，其數(shù)值可實測確定。影響功率消耗的因素很多，主要有刀軸轉速，機組前進速度，耕深，土壤含水率和土壤堅實度，土質(zhì)等，此外，殘茬，旋耕刀的類型及排列諸因素對此也產(chǎn)生不同程度的影響。 可用經(jīng)驗公式(2-1)估算刀軸工作時消耗的功率，其結構簡圖如圖2-1所示。 圖2-1 傳動系統(tǒng)簡圖 (kw) (2-1)

4、 查參考文獻[1]確定輸入軸轉速：n輸入=540 r/min；輸出軸轉速：=200～230 r/min。傳動比：2.35～2.7。 2.3.3 齒輪齒數(shù)的確定 查參考文獻[5]，確定拖拉機動力輸出軸離地高度為H=470mm，并取耕深a=150mm。 考慮軸中心距要求，當動力輸出軸所連萬向節(jié)水平時為旋耕機正常作業(yè)狀態(tài)，所以軸兩周軸距離=470-(245-150)=375mm 初步計算出齒輪模數(shù)。 由于旋耕機作業(yè)時，齒輪受交變載荷。為提高齒輪承載能力且減小齒輪根切最小齒數(shù)，故采用變位齒輪。變位系數(shù)查參考文獻[2]計算確定。 3 齒輪的設計與校

5、核 3.1 齒輪的材料 考慮到工廠加工條件和減速器要承受很大的轉矩，選擇大小齒輪材料都為20CrMnTi，滲碳處理，硬度為55～60HRC，抗拉強度，屈服強度；精度7級。 3.2 分傳動箱齒輪設計與校核 表3-1 圓柱齒輪傳動簡化設計計算公式 齒輪類型 按接觸強度設計公式 按彎曲強度設計公式 直齒輪 閉式齒輪結構，硬齒面齒輪，滑移齒輪3采用對稱布置（軸鋼性較大），齒輪4也采用對稱布置（軸鋼性較大）取齒寬系數(shù)。 因兩嚙合齒輪均為硬齒面，故設計計算時，應同時按接觸強度和抗彎強度的計算確定尺寸，并取其中最大值。 齒輪3、4、5材料和模數(shù)相同，其中齒輪3尺寸最小

6、，傳遞功率最大，若齒3校驗合格，則均合格。 3.2.1 齒面接觸疲勞強度校核 強度條件 （3-1） 齒面接觸疲勞強度計算應力 （3-2） 齒面接觸疲勞強度許用應力 （3-3） 3.2.2 齒根彎曲疲勞強度校核 強度條件 （3-4） 齒根彎曲疲勞強度計算應力

7、 （3-5） 齒根彎曲疲勞強度許用應力 （3-6） 經(jīng)驗算，強度合格。 3.3 中間箱齒輪的設計與校核 中間箱為一對交角為90o 的錐齒輪，可按以下步驟進行設計校核。 3.3.1 錐齒輪按齒面接觸強度設計 （3-7） 初步計算錐齒輪大端直徑，然后算出大端模數(shù)。 3.3.2 錐齒輪的強度校核 （1）錐齒輪齒面接觸疲勞強度校核 （3-8）

8、（2）錐齒齒根彎曲疲勞強度校核 （3-9） 經(jīng)驗算，強度合格。 4 軸的設計與校核 4.1 軸的材料 軸的材料選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理；抗拉強度；彎曲疲勞極限 ；許用靜應力；許用疲勞應力 4.2 軸的設計計算 首先按軸所受扭矩初步估算軸的直徑 （4-1） 根據(jù)式4-1初算軸直徑最小值。 4.3 軸的校核 通過軸的結構設計，針對危險截面做彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，彎扭合成強度條件為

9、 （4-2） 經(jīng)驗算，強度合格。 結論 隨著農(nóng)田集約化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，未來旋耕機將朝著大功率、寬幅、深耕、復合式方向發(fā)展。本設計為寬幅大功率旋耕機的設計，符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需要，此次設計與以往的最大不同是采用了三箱傳動方案，側傳動箱與中間傳動箱都使用萬向節(jié)連接，使寬幅旋耕機能更平穩(wěn)地工作。另外，旋耕機工作時刀軸受交變載荷作用，為提高齒輪強度，齒輪采用角變位齒輪，即能縮小齒輪結構尺寸又能提高齒輪強度。 由于本人能力有限，本設計尚有很多不足之處。例如，由于旋耕機耕幅過寬，未考慮旋耕機路間行駛問題，若要進一步改進，可將旋耕機設計為可折疊式的，方便運輸和路間行駛。 參

10、考 文 獻 ［1］陳志.農(nóng)用機械設計手冊[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學技術出版社，2007. ［2］王文斌.機械設計手冊（單行本 齒輪傳動）[M].北京：機械工業(yè)出版 社，2007. ［3］濮良貴.機械設計[M].高等教育出版社，2006. ［4］王之櫟，王大康.機械設計綜合課程設計[M].機械工業(yè)出版社，2003. ［5］馮辛安.機械制造裝備設計[M].機械工業(yè)出版社，2005. ［6］劉鴻文.材料力學[M].高等教育出版社，2004. ［7］大連理工大學工程畫教研室.機械制圖[M].北京：高等教育出版社， 2003.

11、 ［8］王章忠.機械工程材料[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.1. The design on rotary cultivator with three cases transmission Abstract: In order to improve the working efficiency of the rototiller and meet the requirements of agricultural development, this design is about the wide high-power rototiller. If designing accord

12、ing to the traditional method, drive is not smooth due to the large span of the cutter shaft, which greatly reduces the life of the knife shaft. So uses three cases of transmission project, transfers input power of the tractor to the knife shaft by two ways, makes the force on the knife shaft be balanced, transmission smooth and the life of knife shaft improved. Key words: rotary cultivator; three cases; transmission