微耕机设计计算书新版Word格式文档下载.doc
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本机器是一种真正能进入每家每户的实用耕作机械。
本机器具有能耗低、对操作者的技术要求不高、维护费用少、操作简单，成本低，搬运方便等特点。
通过大量的市场调研发现有非常具大的市场前景，随着我国农村的生活水平的不断提高，农民对农业的投入将会进一步的提高，农村市场将会是一个潜力非常巨大的市场。
2.已知设计条件
该机器是在做了大量调查和参考了多种样机后。
根据农耕者的信息反馈和相关资料的查阅和以往设计经验的借鉴。
初步设定计算分析的必要原始参数：
1.总质量初步设定：
G=75Kg～90Kg
3.挡位初步设定为4个
慢档快档空档倒档
4.传动比初步设定
慢挡
快挡
倒挡
5.刀矩回转直径
D=360mm
6.轮宽设定
B=950mm
7.发动机型号及参数168F/P（联龙）
参数型号
168F/P
形式
单缸四冲程OHV，汽缸中心斜置
缸径/行程mm
6845
压缩比
8.5:
1
点火方式
晶体管无触点点火（磁体式）
火花塞、间隙（mm）
0.70.8
润滑方式
飞溅润滑
启动方式
回复式手拉起动
燃油消耗率g/kw.h
395
排量（ml）
163
标定功率及转速（kw/rpm）
3.1/3600
最大扭矩及转速（kw/rpm）
9/2500
净重（Kg）
15
外形尺寸（mm）
312362335
二总体方案设计计算
1.总体造型设计
2.总体布置
1.动力部分2.传动部分3.行走刀具部分
4.支撑架部分5.其他覆盖件部分
3.主要参数的初步设定：
1.动力部分：
额定功率P=3.2kw额定转速度
2.传动部分：
慢挡
1.行走部分：
耕宽B=950mm回转直径
整机尺寸：
长×
宽×
高=1700×
1000×
800
2.传动链简图：
通过参考样机和借鉴成功设计案例，初步设定传动方案如下。
采用：
1.V带-齿轮-链条结合方式传动。
3.采用内置单向齿离合方式。
三．传动箱结构
根据以往设计经验和参考了大量样机设计案例。
初步设计齿轮传动箱体结构和造型。
如下图：
四．主要零部件的设计计算
皮带轮传动设计参数的确定
通过相关资料的查阅和实地考查了解到微耕机工作环境复杂，且载荷变动大。
根据发动机外特曲线图可知在额定转速时发动机功率P=4KW<
10KW，查表得数据工况系数KA=1.1（机械设计手册第2版-4带传动）
计算功率（kw）
2.根据kwN1=3600r/min
选取Z型普通V带。
但考虑到微耕机工作环境复杂且载荷变动大（瞬间冲击载荷），为了保证微耕机能在恶劣环境下的正常工作。
故选取截面尺寸较大的B型普通V带。
4.初步确定小带轮直径由以上数据可得：
圆整直径后
4.确定带速
带速在5～30m/s内合理故带轮材料选取HT150
5.中心距：
0.7（）≦≦2（）
133≦≦376
根据以往设计经验和参考样机初步设定
=2+π（）/2+=825
查表选取Ld=900机械设计手册第二版-4带传动
实际中心距a=357
6.包角
7.确定V带跟数
8.确定初拉力
根据V带型号查得：
q=0.18kg/mz=1v=13.3m/s
则两跟皮带作用在轴上的圆周力
则作用在轴上的压力
计算结果:
选用2根B—900GB/T11544-1997的V带。
带轮中心距：
带轮直径：
包角：
齿轮副各个参数设计
1.采用直齿圆柱齿轮传动动
2.通过相关资料的查阅和实地考查可知微耕机工作环境复杂，且载荷变动大。
故选用7级精度（GB10095—88）
3.材料选择20Cr硬度58大小齿轮均采用此种材料。
4.参考以往设计的经验数据和样机。
初步设定
5.由于齿轮材料硬度大于350HBS，所以大小齿轮都属于硬齿面齿轮，故主要以满足齿跟弯曲强度为设计依据。
（由于慢档位为最大输出扭矩，工作环境最恶劣，故以慢档位的参数为设计的主要依据。
）
根据齿轮硬度查表得小齿轮的弯曲疲劳强度极限（机械设计手册第二版-4齿轮传动）
根据农用机器的工作特点取机器寿命5年，每年工作时间
200天，每天工作8小时。
则应力循环次数
由此数据查表得两齿轮的接触疲劳寿命系数
由以上数据计算两齿轮的弯曲疲劳许用应力：
取弯曲疲劳安全系数S=1.4
根据发动机类型为单缸汽油内燃机而且工作环境恶劣，需要承受较大的冲击。
所以取载荷系数K=2.3
根据大小齿轮的齿数查表得：
齿形系数应力校正系数
取大的一个数据0.0145
则
则取标准模数1.75。
由上面数据可知
校核齿轮齿面接触疲劳强度：
主轴转矩
综上计算：
把式代入式不等式成立，故M取1.75既满足齿轮齿根弯曲疲劳强度又满足齿轮齿面接触疲劳强度计算。
两齿轮的基本几何尺寸计算：
1.计算分度圆直径:
2.中心距：
mm
3.齿轮宽度：
所以取B1=8B2=8
链轮各个参数设计
1.根据以往设计的经验数据和参考样机，初步设定小链轮。
则根据传动比i=2得
2.查表得（机械设计手册第二版-4齿轮传动篇）
根据以及查:
（机械设计手册第二版-4链传动）选取10A—1链条节距
3.计算链节数和中心距：
初定中心距
则=52.5节
取链长节数
查表得中心距系数
则链传动的最大中心距为：
mm
4.链速确定润滑方式：
根据V和链号10A-1查表选取定期人工润滑。
但考虑到微耕机工作环境复杂，且经常承受较大的瞬间载荷此时齿轮箱发热严重。
故选择油池润滑，以保证微耕机在恶劣条件下的正常使用。
5.确定轴力
有效圆周力为：
链轮垂直布置时的压轴力系数则压轴力为：
齿轮轴设计的各个参数
根据以上参数分析慢速档时齿轮轴受的转矩最大，所以轴强度设计以慢速档设计依据。
慢档主轴简力图如下：
初步设定：
L1=88L2=65L=155
根据以上计算结果：
`
N
（d=28齿轮分度圆直径）
根据静力平衡条件求：
（XY平面）
（XZ平面）
取带轮端为弯矩计算端：
A段Fa=730N
B段Fb=286N
C段FC=650N
根据计算结果画出剪力图弯矩图如下：
主轴的直径确定及其强度校核：
1.按扭转强度初步估算轴的直径。
根据以往设计的经验数据和参考样机，初步选择材料作为轴材料.由机械设计手册第2版-4的表38.3—2查得A=100（弯矩和扭矩相差不大取大值）初步估算直径：
初步设定主轴结构方案如下：
根据轴的估算直径最小数值和考虑到计算误和各个参数取值误差，取轴d1=15.
按弯扭合成应力校核轴的强度：
根据对弯扭合成图分析和轴结构进行受力分析，轴A处的截面为危险截面，故对其校核。
又因为轴在此处：
（按圆截面计算）
则计算结果：
根据机械设计手册第2版本第-4表38.1-1查得许用疲劳应力
则危险截面处的强度足够。
主轴结构设计方案合理，可采用。
初步设定副轴结构方案如下：
L1=76L2=64L=90
（XZ平面）选Y方向为正方向。
根据以往设计的经验数据和参考样机，初步选择材料作为轴材料.由机械设计手册第2版-4的表38.3—2查得A=100（弯矩和扭矩相差不大取大值）
根据轴的估算直径最小数值和考虑到计算误差和各个参数取值误差，取轴
d1=25.3d2=18d3=15
根据对弯扭合成图分析和轴结构进行受力分析，轴B处的截面为危险截面，故对其校核。
则计算结果为：
副轴结构设计方案合理，可采用。
慢档传动轴简力图如下：
L1=78L2=45L=90
d1=20d2=17d3=17
传动轴结构设计方案合理，可采用。
初步设定输出轴结构方案如下：
L1=38L=166
根据以往设计的经验数据和参考样机，初步选择材料作为轴材料.由机械设计手册第2版-4的表38.3—2查得A=118（弯矩和扭矩相差不大取大值）
则初步计算结果：
根据轴的估算直径最小数值和考虑到计算误差和各个参数取值误差，取轴
d1=25d=30
根据机械设计手册第2版本第-4表38.1-1查得45#钢许用疲劳应力：
（材料只作正火处理时的强度）则危险截面处的强度足够。
输出轴结构设计方案合理，可采用。
横轴式旋耕机组总体分析计算
根据耕刀结构图可以知道机组的耕宽B=950mm回转直径D=360mm
根据耕刀的运动特点分析作出耕刀刀齿端点运动轨迹图如下：
可以看出耕刀的转速一部分用来使机组前进，一部分用来进行耕地。
查阅相关资料可得机组的功率
：
为刀齿切削土壤所消耗的功率，此值约占40%。
为土块被旋转刀齿抛出所需的功率，此值约占30%。
为传动及摩擦所消耗的功率，约占10%。
为土壤沿机组前进方向作用于刀棍上的反力所消耗的功率，此值约占10%。
为机组前进所消耗的功率，此数值约占10%。
根据F168/P动力原始参数可知道发动机在2500转时输出的扭矩最大，故此时为最大耕深。
耕地小时生产效率为S.
S=
考虑到不同的耕深和土质的不同则S
根据耕刀的刀齿轨迹图可以得出：
为机组前进速度：
为耕刀刀齿的线速度
则=0.1
则=180（1-0.1）=162mm=16cm
五．计算总结
通过以上计算分析得出：
六．参考文献
1.
2.机械设计手册第2版
3.
4.参考了其他一些设计参考书
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