玉米播种机的设计

玉米播种机的设计作者： e所在单位：（e）指导教师： e摘要本设计是根据国内外玉米播种的发展趋势，通用性和适应性不断提高以与 本着结构简单操作灵活的原则，而设计的一种能同时完成播种施肥工作的小型多 功能精密播种机。本设计解决了以下三个问题，一：在手推式和牵引力式两个方 案中最终选择了牵引力式。二；经过多次对比，结合我国国情，选择了外排槽轮 式排种器。三；动力传动方案的选择，由于单向传动会导致播种机失衡，前进不 平稳，所以最终选择双向传动方案。该机结构上优点，使之能适应各种田地的播 种。小到 1-2 分大的田块，大到上百亩的田块，不管是平坝、还是浅丘地区；无 论是板结的土质，还是疏松的土质都能适应。还可以根据用户的不同要求，配置 合适的播种器。通过调节犁铧和和种子储存孔的行距，能够轻松地播种小麦、大 麦、高粱、大豆、玉米等旱粮作物。本例着重对播种机排种器、排肥器、开沟器、 覆土器以与镇压轮等结构进行设计选择。关键词 精密播种 播种机 播种 施肥 覆土 镇压The structural design of the corn planter ee)Tutor: eAbstractThe design is based on the development of trends and seeder,interoperability and adaptability in a constantly improving the structure and operation of flexible simple principles designed to simultaneously accomplish a small planting fertilization work multifunctional sophisticated seeder.This design addresses the following three questions:One:In the hand-push and traction type two scenarios ultimately chose traction type.Two:After several comparison,Combined with Chinas national conditions,select the efflux slot wheel seeder.Three:Select powertrain solutions,due to the one-way transmission will cause an imbalance planter,ahead is not smooth,so the final choice of two-way transmission scheme.This structural advantages so that they can adapt to a variety of fields planting.applicable to all sizes of land;whether plains or hills;whether hard soil or loose soil.We can select the planting machine according to the different needs of users.By regulatingplatoon ofvehiclesand plow can easily sowwheat,barley,sorghum,soybean,corn and other crops.This example focuses onthedesignseederplatoon ofvehicles,fertilizationdevices,trenching vehicles structure.Key words precision seeding; planter; sowing; fertilization目录1. 引言： 1.1.1 精密播种机的发展现状与趋势 1.1.2 我国精密播种机发展现状 1.1.3 精密播种机的发展前景 11.3.1 单粒精密播种机迅速发展 1.1.3.2 播种机的通用性和适应性不断提高 1.1.3.3 精密播种机向高速宽幅发展 2.1.3.4 广泛采用联合作业 2.1.3.5 新技术的应用不断普与 2.2. 总体方案设计 错. 误 ! 未定义书签。2.1 播种机概述 错. 误!未定义书签。2.1 .1 播种机类型 错. 误!未定义书签。2.1 .2 播种机主要结构与功能 错. 误 !未定义书签。2.2 设计原则 错. 误!未定义书签。2.3 基本结构 错. 误!未定义书签。2.4 工作原理 错. 误!未定义书签。3.种箱的结构设计 错. 误 !未定义书签。3.1 种箱的设计要求 错. 误 !未定义书签。3.2 种箱的容量计算 错. 误 !未定义书签。3.3 种箱的结构特点 错. 误 !未定义书签。4.排种器的结构设计 错. 误 !未定义书签。4.1 排种器的技术要求 错. 误 !未定义书签。4.2 精密播种排种器的类型、特点与适用范围 错误 !未定义书签。4.3 外槽轮式排种器 错. 误 !未定义书签。5.排肥器的结构设计 错. 误 !未定义书签。5.2 种肥施用机械 错. 误!未定义书签。5.3 液肥施用机 错. 误!未定义书签。6.链传动的就结构设计 错. 误 !未定义书签。6.1 链条 错.误 !未定义书签。6.2 链轮 错.误 !未定义书签。6.3 基本类型 错. 误!未定义书签。6.4 基本特点 错. 误!未定义书签。6.5 主要参数 错. 误!未定义书签。6.6 失效形式 错. 误 !未定义书签。6.7 传动路线的确定 错. 误 !未定义书签。7.8 传动比的计算 错. 误 !未定义书签。7.镇压轮的结构设计 错. 误 !未定义书签。7.1 镇压轮的作用与要求 错. 误 !未定义书签。7.3 镇压轮的结构设计 错. 误 !未定义书签。8.行走轮的选型设计 错. 误 !未定义书签。8.1 行走轮的设计要求 错. 误 !未定义书签。8.2 行走轮的结构 错. 误!未定义书签。8.3 行走轮的安装 错. 误 !未定义书签。8.4 行走轮转速的计算 错. 误 !未定义书签。9.开沟器的结构设计 错. 误 !未定义书签。9.1 开沟器的要求 错. 误!未定义书签。9.2 开沟器的结构类型 错. 误 !未定义书签。9.3 开沟器使用行距与前后列距离 错. 误 !未定义书签。10.保养与保管 错. 误 !未定义书签。10.1 班保养 错. 误!未定义书签。10.2 季保养 错. 误!未定义书签。10.3 机具的入库 错. 误!未定义书签。11.播种机使用与注意事项 错. 误 !未定义书签。11.1 播种机的播前准备 错. 误 !未定义书签。11.2 正确操纵播种机 错. 误 !未定义书签。结 论 错. 误 ! 未定义书签。致 谢错.误 !未定义书签。参考文献 错. 误 ! 未定义书签。1.引言：1.1 精密播种机的发展现状与趋势 播种机是农业生产中关键作业环节，必须在较短的播种农时内，更具农业技 术要求，将种子播到田地里去，是作物获得良好的发育生产条件。播种质量的好 坏，将直接影响到作物的出苗、苗全和苗壮，因而对产量的影响很大。由于精密 播种可以保证种子在田间最合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，为种 子的生长发育创造最佳条件，可以大量节省种子，减少田间间苗用工，保证作物 稳产高产。因此，现代农业对精密播种机械的要求越来越迫切。1.2 我国精密播种机发展现状我国从 80 年代末便开始研制精密播种机械。由于种子质量、整地条件、机 械制造水平与机器价格等因素制约，我国 80 年代主要是推广半精量播种。为适 应农村生产责任制的要求，大量推广了小型单体播种机。 90 年代以来，我国逐 步推广精密播种机， 有 10 多个企业生产了 20 多种型号的精密播种机。 精密播种 机以作物种类分为玉米与大豆精密播种机、谷物（小麦）精密播种机、甜菜精密 播种机；以配套动力分为小型（ 5.8-13.2kw ）、中型（ 16.2-36.8kw ）和大型播 种机；机械式中又可分为垂直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、纹盘式、水平圆盘 式、带夹式等形式精密播种机。1.3 精密播种机的发展前景1.3.1 单粒精密播种机迅速发展在国外，中耕作物如甜菜、玉米、棉花和某些蔬菜、豆类的播种都已大量采 用精密播种，主要采用机械式和气力式两种精密播种机。由于气力式播种机对种 子尺寸要求不严，不需精选分级，容易达到单粒精播，而且通用性较好，又能适 合较高速播种，因此使用气力式播种机越来越多。为了达到单粒精播，提高株距均匀性，大多采用可精调的刮种器，将多余的 种子清除掉； 为了降低投种高度， 减小种子下抛速度与前进速度之间的相对速差， 而设置导种轮或导种管。但是，精密播种受高速作业的影响很大。现在的精密播种机试验结果表明， 一般作业速度在 4-8km/h 时其株距合格率达 80% 以上；而作业速度提高到 11-12km/h 时，株距合格率下降到 60% 以下。可见高速精密播种机还有待进一 步发展、完善。1.3.2 播种机的通用性和适应性不断提高 大多数精密播种机都可以播多种作物，通过更换不同孔径的排种盘（轮）或 排种滚筒，使排种器能适应多种作物种子的播种要求。改变型孔大小或增加成穴 机构，使之能达到穴播的要求；改变排种转速以达到不同株距的要求。所有这些 均提高了播种机的通用性。为了适应不同地区、不同土壤、不同整地条件的要求，大多数播种机上配有 多种类型的开沟器（双圆盘式、滑刀式等）和镇压轮（橡胶轮、钢板冲压轮、铸 铁轮、宽轮等） ，供选用。同一型号的精密播种机又成系列，有多种行距和行数 的变型。如美国 CYCLO 气压式播种机有牵引式和悬挂式，有 4、6、8、12 、16 行等共 16 种机型，可为多种功率的拖拉机配套。1.3.3 精密播种机向高速宽幅发展为了在最适合的农业技术条件下、用最短的时间做到适时播种，以与随着拖 拉机功率不断增大，为了充分利用其功率，因此要求提高播种机作业的生产率。影响提高播种机组生产率的因素很多。除了提高机组的工作可靠性、减少故 障、简化操作以减少辅助作业时间的利用率外，提高生产率的最主要途径是增大 播种机的工作幅宽和提高作业速度。增大播种机工作幅宽虽能直接有效地提高生 产率，但加大工作幅宽使机体庞大，消耗金属多，成本高。同时，庞大的机体将 受到田块大小、地头转弯以与道路运输的限制，使用不方便。因此，国外很重视 提高作业速度的研究。70 年代，中耕作物播种机作业速度一般从 4-6km/h 提高到 8-10km/h 。如西德Aermoat U型气力式播种机、法国Pneumasem 气吸式播种机和美国 7000 型指夹式播种机的作业速度为 8-10km/h ，作业质量仍能符合要求。但是，播种 机高速作业带来一些问题，如排种性能下降，开沟深度变浅，种子在沟里弹跳、 滚动加剧，以与驾驶条件恶化等等。因此目前作业速度不能太高。中耕作物播种机的工作幅宽， 一般单机都由 3-4m 增大到 5-6m 有的工作幅 宽更大，如美国 CYCLO 气压式播种机系列中的 16 行播种机， 其幅宽达 11.68m 。 加大幅宽使播种机结构庞大笨重，使悬挂式播种机组纵向稳定性变坏，还受到地 块大小、道路运输的限制。1.3.4 广泛采用联合作业播种同时进行联合作业的方式发展很快，形式也比较多，主要有两种：一是 在大多数中耕作物精密播种机上都配置排肥器、施肥开沟器以与施撒农药和除莠 剂的装置。如西德、法国和美国的几种精密播种机都可以在播种同时施化肥、撒 农药和除莠剂。二是播前整地和播种联合作业，如旋耕播种机、犁播机以与有的 在开沟器前方加波形圆盘或锄铲进行灭茬播种或耕法播种，以减少耕作次数，提 高生产率，降低作业成本，还可以减少土壤风蚀和起到保墒的作用。1.3.5 新技术的应用不断普与为了提高播种机作业性能和工作可靠性，简化操作、减轻劳动强度、减少辅 助作业时间、提高生产率，播种机上越来越多地采用新技术。如用液压油缸来升 降和调节开沟器、划行器、折叠机架；采用液压马达驱动风机或装肥搅龙；采用 信号装置、电子监视装置或监控装置来与时报警故障的发生，显示播量或自控调 节排各大量大小；开沟器装备一次润滑的滚动轴承；行走轮采用无内胎充气轮； 快速挂接装置；宽幅手笔呆账加装横向运输轮等。在工艺材料方面，播种机上采用塑料或尼龙的零件更多了，如排种盘、排肥 盘、轴套、输种管等；采用铝金压铸排种轮、排种器体壳，提高了零件精度，减 轻了重量；播种机机架和各种杆件采用薄钢板冷压成异形断面以代替扁钢、角钢 和槽钢，增加了刚度和强度，又减轻了重量。2. 电机选择2.1 电动机选择（倒数第三页里有东东）2.1.1选择电动机类型2.1.2选择电动机容量电动机所需工作功率为：工作机所需功率Pw为：传动装置的总效率为：1234；传动滚筒10.96滚动轴承效率20.96闭式齿轮传动效率30.97联轴器效率40.99代入数值得：42212 3 40.96 0.990.970.990.8所需电动机功率为:PdFv1000P d略大于Pd即可10000 400.8 1000 60kW10.52kW选用同步转速1460r/min ; 4级；型号 Y160M-4.功率为11kW2.1.3确定电动机转速取滚筒直径D 500mmnw60 1000V500125.6r / min1.分配传动比(1 )总传动比nw1460125.611.62(2)分配动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比i01、1.4i4.03则低速级的传动比ii12i 012.1.411.622.884.03电机端盖组装CAD截图2.2Pono?2P3T24T4运动和动力参数计算图2.1.4电机端盖2pd1 1电动机轴nm 1460r/min.2 p速轴kW0p68.81N m0.52 0.9914S0r!min 一212.3195500.9710.10kW10J622r / min68.09N0.99263.6 N轴min43 9550362.2125.76r / min9.69242p35 2脚轴9550 Jp5.7696m4n 9550125.76i23n39550 Rn495509.49125.760.970.990.99735.8N m720 N m9.69kW9.49kW3. 齿轮计算3.1选定齿轮类型、精度等级、材料与齿数1按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2绞车为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度（GB 10095-88 ）3材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280 HBS， 大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240 HBS，二者材料硬度差为 40 HBS。4选小齿轮齿数乙24，大齿轮齿数z2 24 4.03 96.76。取Z2 975初选螺旋角。初选螺旋角143.2按齿面接触强度设计由机械设计设计计算公式（d 3 2KtT01ZhZed1t v dH3.2.1确定公式内的各计算数值10-21 ）进行试算，即（1）试选载荷系数kt 1.61 o由机械设计第八版图10-30选取区域系数Zh2.433 o(3)由机械设计第八版图2 1.65o10-26 查得 10.78，20.87，则(4)计算小齿轮传递的转矩。5595.5 10p。95.5 1 05 1 0.4 14“-N .mm 6.8 10 N.mm(5)厲1460由机械设计第八版表10-7选取齿宽系数d 1(6)由机械设计第八版表10-6查得材料的弹性影响系数 Ze189.8MPa（7） 强度极限由机械设计第八版图;大齿轮的接触疲劳强度极限10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳Hiim1 600MPah lim 2 500MPa o13计算应力循环次数。N160n 1 jLh960 1460 1 2 8 300 156.3 10（9 ）由机械设计第八版图（10-19 ）取接触疲劳寿命系数K HN10.90 ； K HN2 0.95。（10 ）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由机械设计第八版式(10-12 )得Khn1 lim1 0.9 600MPa 540MPa k SHN2 lim2 0.95 550MPa 522.5MPaS(11)许用接触应力h12匸 531.25MPa23.2.2计算（i）试算小齿轮分度圆直径dit2KtT。1 ZhZed1t33 121.738、10d=49.56mm h3 16.46 104 0.8623 0.7396 16.46 104(2)计算圆周速度V。d1t n1146060 100060 1000(3 )计算齿宽与模数d 1tcosm nt J49.56 mm=2mm49兰 3.78m/sZih=2.25 mnt 2.25 2=4.5mmbh 49.56/4.5=11.01(4 )计算纵向重合度038 dZ1tan0.318 1 24 tan 14 =2.73（5 ）计算载荷系数Ko已知使用系数Ka人根据v=图10-8查得动载系数Kv 1.11;由机械设计第八版表7.6m/s,7级精度，由机械设计第八版10-4查得Kh的值与齿轮的相同，故Kh 1.42;由机械设计第八版图10-13查得由机械设计第八版表10-3查得Kh Kh1.4.故载荷系数KKaKvKh Kh 1 1.111.4 1.42=2.2（6）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a ）得-2 2 |49.56 349.56 3 1.37555.11mmV1.6(7 )计算模数55.11 cos 14240.97 55.112.22mm243.3按齿根弯曲强度设计由式(10-17)22KY cos ?YFa YsaFmb 33.3.1n ； 2确定计算参数Z1（1 ）计算载荷系数。K aK/Kf Kf1.（2 ）根据纵向重合度 螺旋角影响系数丫 0.8811 1.41.9031.35=2.09，从机械设计第八版图10-28查得(3 )计算当量齿数。243cos143cos14Z1Zv13CCZ2Zv2Lcos(4)查齿形系数。243(9/97240.91106.5926.370.91由表 10-5 查得 YFa12.57;YFa22.18（5）查取应力校正系数。由机械设计第八版表10-5查得YSa1 2YSa2 1.79（6 ）由机械设计第八版图 10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE1 500MPa ;大齿轮的弯曲强度极限FE2 380MPa ；（7 ）由机械设计第八版图 10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1 0.85K FN2 0.88 ；（8）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 昌=108由0机械设计0第八版式（F 1S1.4.10-12 )得(9)计算大、小齿轮的E2YFa1YSa1 2.592 S.5960.1363238.86MPa2211238.86曲0哦1642由此可知大齿轮的数值大332设计计算422 2.10 6.8 10 0-88(COS14 )323 3mn匚 0.01642 mm 14.342 0 97 mm 74.085124 * 1.65对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿面齿根弯曲疲劳强度计算 的法面模数，取 mn 2，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度得的分度圆直径100.677mm来计算应有的齿数。于是由55.11 cos14 一 小d1Zmn厶OI o2取 Z1 27，贝y Z227 4.03 108.81 取 Z2109;3.4几何尺寸计算3.4.1计算中心距両 140.2mma= z z mn(27 19) 22 cos2 cos14将中以距圆整为141mm.3.4.2按圆整后的中心距修正螺旋角（Z1 Z2）mnarccos丄2a因值改变不多，故参数(27 109) 2arccos2 140.2arccos 0.97、k、Zh 等不必修正14.06d1ZMncosd2aZ2mndcosd22109 25cos2m2224 mm0.97139.5mm3.4.3计算大、小齿轮的分度圆直径27 25455 mmcos14 0.97344计算齿轮宽度b d d11 55.67 55mm圆整后取 B2 56mm； B1 61mm.低速级取 m=3; z 30；872.88 3086.4 取 zm z3 3 30 90md4 dmzd?297 261mmmm2175.5mmbdd3 1 90mm 90mm圆整后取 B490mm, B3 95mm表1高速级齿轮:名 称代号计算公式小齿轮大齿轮模数m22压力角2020分 度圆直dd1 mzi=227=54d2 mz2=2109=218径齿顶咼haha1 ha2 ham 1 2 2齿根咼hfhfi hf2 (ha c)m (1 c) 2齿全高h*h1 h2 (2ha c)m齿 顶圆直 径da*d a1(Z12ha)m*da2 (Z2 2ha)m表2低速级齿轮:名 称代号计算公式小齿轮大齿轮模数m33压力角2020分 度圆直 径dd1 mZ1=327=54d2 mZ2=2109=218齿顶咼haha1 ha2ham122齿根咼hfhf1 hf2 (ha c)m (1 c)2齿全高hh1 h2(2ha c)m齿 顶圆直 径da*d a1 (乃 2ha)m*da2 (Z2 2ha)m4. 轴的设计4.1低速轴4.1.1求输出轴上的功率P3转速m和转矩T3P3若取每级齿轮斓传动的效率0 0贝990.97 9.69kW 门3 企 3622125.76r/min3 i122.884.1.2i1求作用在齿轮上的力T3已知5低速级大齿轮的分度5圆直径为42N mFt d4 n3404d 4 mZ44 101404 mmta n200.3639364236421366Ncos140.97圆周牛Fan,径向力2 Em与轴向力NFa的4.1.3初步确定轴的最小直径厶ta nFr FtnCOS先按式初步估算轴的最小直径0 1129.69设计第八版表p15-3,取dmin A。當 112125.76.选取轴的材料为 45钢，调质处理.根据机械，于是得1123 0.07747.64mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d12 .为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩 Tca KaT3,查表考虑到转矩变化很小，故取Ka 1.3 则:Tea K aT31.3 735842N mm 956594.6N mm按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T 5014-2003 或手册选用LX4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为2500000 N mm .半联轴器的 孔径d1 55mm ,故取d1 2 50mm ,半联轴器长度L=112mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1 84mm4.1.4轴的结（1）拟定轴装配方案构设计上零件的图 4-1（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）根据联轴器d12 5mm，|i2 84mm;为了满足半联轴器的轴向定位要示 求,1-2 轴段右端需制出一轴肩 ,故取 2-3 段的直径 d23 62mm ;左端用轴端挡圈 , 按轴端直径取挡圈直径 D=65mm.半联轴器与轴配合的毂孔长度 L1 84mm,为了 保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上 ,故 1-2 段的长度应比 L1 略短一些,现取|1 2 82mm.2）初步选择滚动轴承 .因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承 .参照工作要求并根据 d23 62 m m ,由轴承产品目录中初步选取0 基本游子隙组 、标准精度级的 单列圆锥滚子轴承 30313 。其尺寸为 d D T=65mm 140mm 36mm ， 故 d取安装齿轮处的轴段 4-5 段的直径 d4 5 70mm ；齿轮的右端与左轴承 4 d6 7 65mm ； 而 |56 54.5mm,d5 6 82mm。之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为 90mm，为了使套筒端面可靠地压紧 齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取I4 5 85mm 。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度h 0.07d ，故取h=6mm ，则轴环处的直径d5 6 82mm 。轴环宽 度 b 1.4h 取 15 660.5mm。4）轴承端盖的总宽度为20mm （由减速器与轴承端盖的结构设计而定）。根 据轴承端盖的装拆与便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右 端面间的距离I=30mm ，故取I2 3 40.57mm低速轴的相关参数：表4-1功率P39.69kW转速n3125.76r / min转矩T3735.842N m1-2段轴长| 1 284mm1-2段直径d1250mm2-3段轴长| 2 340.57mm2-3段直径d2 362mm3-4段轴长I3 449.5mm3-4段直径d3 465mm4-5段轴长| 4 585mm4-5段直径d4 570mm5-6段轴长l 5 660.5mm5-6段直径d5 682mm6-7段轴长l 6 754.5mm6-7段直径d6 765mm（3）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 d45查表查得平键截面 b*h=20mm 12mm，键槽用键槽铣刀加工，长为 L=63mrm,7同时为了保证齿轮 与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为巴 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm 9mm 70mm ，半联轴器与轴的配合为 滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m66。P.2 中间轴 Po 2 3 1052 0.99 0.97 10.10kWn22.m求输出轴上的功率62.p2转速n2和转矩T2怡 434.2.295求作用在齿轮上的2n2362.2F（ 1 ）因已知低速级小齿轮的分痛圆直径为: ；d / ” 140n_Fr F263.6N m口言 4 35140mmtan ntcos3765 tan20 cos1 F（2） 2因已知高速4级大齿轮0勺 d2越； 3 133399mmtan nFr Ft -1321ncosFY3 f初步确定轴的最小直 先按式初步估算轴的最小直彳 取 A0 112dmin 朋| n2P2是得：3 10.10362.2轴的最小直径显然是安装轴承0.02733.6mmtan 2径0.3639 37651412N0.97径为：径 d12。图4-2处理.根据表15-3,424初步选择滚动轴承.（1） 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据 d 35mm,由轴承产品目录中初步选取0基本游子隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为 d D*T=35mm 72mm 18.25mm，故 d1 2 d5 6 35mm， 5 6 31.8mm；（2）取安装低速级小齿轮处的轴段2-3段的直径d2 3 45mm|1229.8mm ;齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为95mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取12 3 90mm 。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h 0.07d，故取h=6mm ，则轴环处的直径。轴环宽度 b 1.4h，取|34 12mm。（3） 取安装高速级大齿轮的轴段 4-5段的直径d4 5 45mm齿轮的右端与右 端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为 56mm ，为了使套筒端面可靠 地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 |4 5 51mm 04.2.5轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按d45查表查得平键截面b*h=22mm 14mm。键槽用键槽铣刀加工，长为63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm 9mm 70mm，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6o中间轴的参数:表4-2功率P210.10kw转速n2362.2r/mi n转矩T2263.6 N m1-2段轴长11229.3mm1-2段直径d1225mm2-3段轴长12 390mm2-3段直径d2 345mm3-4段轴长13 412mm3-4段直径d3 457mm4-5段轴长l 4 551mm4-5段直径d4 545mm4.3高速轴4.3.1求输出轴上的功率P1转速n1和转矩T1若取每级齿轮的传动啲效率，则n1 nm 1460r/min4.3.2 |求作用在齿轮上的力 冏已知低速级大齿轮的分度圆直径为8 d1 md13 24 72mmtan n “a “ tan 20Fr-1891.38 -r tcos14cosF a 4-F3tan初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为取A0 112是得：d1123min. 1460输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径 联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩 Tea KAT1，查表KA 1.3 则:Tea K AT11.3 68090N mm 88517N mm按照计算转矩或手册选用LX： 的孔径d1；配合的毂孔长度L10.36391891.38709.55N0.97470.95N45钢调质处理.根据表15-3,1891.38 0.24910.41112 3 7.13* 1 0112 1.924 0.121.54mmd12.为了使所选的轴直径与ca K AT 1,考虑到转矩变化很小，故取应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T 5014-2003 -二2型弹性柱销联轴器，其公称转矩 30mm , 故故取ld2 30mm ,半联轴器长,_ca82m-0000 N mm .半联轴器L=82mm ,半联轴器与轴4.4轴的结构设计4.4.1拟定轴上零件的装配方案图4-3442根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足半联 轴器的轴向定位要示求,1-2轴段右端需制出一轴肩，故取 2-3 段的直径d2 3 42mm ;左端用轴端挡圈，按轴端直径取挡圈直径 D=45mm.半联轴器与轴配合的毂孔长度Li 82mm ,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上 而不压在轴的端面上，故段的长度应比略短一些,现取11 2 80mm.2）初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据 d2 3 42mm ,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为 d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故 d3 47 45mm ;而7 826.75mm ，13 431.75mm。3） 取安装齿轮处的轴段4-5段,做成齿轮轴；已知齿轮轴轮毂的宽度为 61mm，齿轮轴的直径为 62.29mm。4） 轴承端盖的总宽度为20mm （由减速器与轴承端盖的结构设计而定）。根 据轴承端盖的装拆与便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右 端面间的距离1=30mm，故取12 345.81mm。查表查得平键 同时为了保；同样，5）轴上零件的周向定位d4 5L=45mm，7齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 截面b*h=14mm*9mm，键槽用键槽铣刀加工，长为证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为“.半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm 9mm 70mm ，半联轴器与轴的配合 为丄 。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公 差为6m6。高速轴的参数:表4-3功率10.41kw转速门1460r/mi n转矩T168.09N m1-2段轴长l 1 280mm1-2段直径d1230mm2-3段轴长l 2 345.81mm2-3段直径d2 342mm3-4段轴长l3 445mm3-4段直径d3 431.75mm4-5段轴长l 4 599.5mm4-5段直径d4 548.86mm5-6段轴长l 5 661mm5-6段直径d5 662.29mm6-7段轴长l 6 726.75mm6-7段直径d6 745mm5. 齿轮的参数化建模5.1齿轮的建模(1 )在上工具箱中单击匹按钮，打幵“新建”对话框，在“类型”列表框Gfal鮭倒e口梏弍e1. 1报喪c干E1SrJx l_ .1乍T打昌1在“名称”文“子类型”列表框中选择“实体”选项,罢用站豺gea联用活”，4如图5-1所示。图5-1 “新建”对话框中选择“零件”选项，在本框中输入“ dachilun2取消选中“使用默认模板”复选项。单击“确定”按钮，打幵“新文件选项”对话框，选中其中“ mmns_part_solid ”选项，如图5-2所示，最后单击” 确定“按钮，进入三维实体建模环境。1在主菜单中依次选择对话框。理111EflA1X !4. mtlLUUQa班宅FLX5. DOCJOOCl口9出.宅MJ4. DQCOO鶯5貝牟決歆图5-2 “新文件选项”对话框20 oreooo1 1冷二王JHF3Ei!t0B1IA14 ZSOOCiOCJ卧E全甬尸定切旳寿轮参:数135. COOOCD口用尸旨堑的HKX1. BoroocJD尸定負00(2 )设置口D“工具”-门 DOCOOCSB3 |T4SJ“关系”选项，系统将自动弹出1 1 备品全 月I户；YEL1锁註拦予2在对话框中单击 具体内容如图按钮，然后将齿轮的各参数依次添加到参数列表框|DTSd71T4S51-V 芜茹.y|5-4所示，完成齿轮参数添加后，单击“确定按钮，关闭对j至中,话框。sillJ|空1 11 b a ib-at t_ed i d irtlb:zLadlESCuprrcM ffiOflELED iyi癇定 I I 生舌 I 余泊 I图5-3输入齿轮参数(3 )绘制齿轮基本圆在右工具箱单击，弹出“草绘”对话框。选择 FRONT基准平面作为草绘平面，绘制如图5-4所示的任意尺寸的四个圆。(4 )设置齿轮关系式，确定其尺寸参数1按照如图5-5所示，在“关系”对话框中分别添加确定齿轮的分度圆直径、基圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径的关系式2双击草绘基本圆的直径尺寸，将它的尺寸分别修改为d、da、db、df修改的结果如图5-6所示图5-4草绘同心圆话框图5-5 “关系”对图5-6修改同心圆尺寸图5-7 “曲线：从方程”对话框（5 ）创建齿轮齿廓线1在右工具箱中单击羽按钮打幵“菜单管理器”菜单，在该菜单中依次选择“曲线选项”“从方程”“完成”选项，打幵“曲线：从方程”对话框，如图5-7所示。2在模型树窗口中选择寒邛FEF坐标系，然后再从“设置坐标类型” 菜单中选择“笛卡尔”选项，如图 5-8所示，打幵记事本窗口。3在记事本文件中添加渐幵线方程式，如图5-9所示。然后在记事本窗中选取“文件”“保存”选项保存设置。图5-8 “菜单管理器”对话框图5-9添加渐幵线方程4选择图5-11中的曲线1、曲线2作为放置参照，创建过两曲线交点的基 准点PNTO。参照设置如图5-10所示。戏査雇性在丄曲辔E車銓在上|下、跤图5-11基准点参照曲线的选择准点”对话框图5-10 “基5如图5-12所示，单击“确定”按钮，选取基准平面TOP和RIGHT作为放置参照，创建过两平面交线的基准轴基旌珀RIGHT :F1 平面）宇过TOf J2平荷）稈过A_1，如图6-13所示图5-13基准轴 A_1PNTO和基准轴图5-12 “基准轴”对话框6如图5-13所示，单击“确定”按钮，创建经过基准点A_1的基准平面 DTM1,如图5-14所示。1 1 *JI_- 一STflzT 面1jj敝置显示匡性参照:山.5閒蛊堆釉j欝过rrro；f7穿过5-15基准平面对话框面 DTM17如图5-16所示，单击“确定面DTM1转过“ -90/z ”的基准平面5-15基准平按钮，创建经过基准轴A_1，并由基准平DTM2，如图5-17所示。图5-16 “基准平面”对话框平面DTM2图5-17基准8镜像渐幵线。使用基准平面DTM2作为镜像平面基准曲线，结果如图5-18 所示。图5-18镜像齿廓曲线(6)创建齿根圆实体特征1在右工具箱中单击丘L按钮打幵设计图标版。选择基准平面FRONT作为草绘平面，接收系统默认选项放置草绘平面。2在右工具箱中单击1-按钮打幵“类型”对话框，选择其中的“环”单选按 钮，然后在工作区中选择图 5-19中的曲线1作为草绘剖面。再图标中输入拉伸 深度为“ b”，完成齿根圆实体的创建，创建后的结果如图 5-20所示。图5-19草绘的图形j-阴刊川5-20拉伸的结果(7)创建一条齿廓曲线1在右工具箱中单击 匡按钮，系统弹出“草绘”对话框，选取基准平面 FRONT作为草绘平面后进入二维草绘平面。2在右工具箱单击1-按钮打幵“类型”对话框，选择“单个”单选按钮， 使用和*并结合绘图工具绘制如图 5-21所示的二维图形。5-22显示5-21草绘曲线图倒角半径3打幵“关系”对话框，如图 5-22所示，圆角半径尺寸显示为“ sd0 ”，在对话框中输入如图5-23所示的关系式图5-23 “关系“对话框(8)复制齿廓曲线1在主菜单中依次选择“编辑”“特征操作”选项，打幵“菜单管理器”菜单，选择其中的“复制”选项，选取“移动”复制方法，选取上一步刚创建的齿廓曲线作为复制对象复制特征新盏考 相同参考移动所有特征不同版本目継承独立从属暹出图5-24依次选取的菜单2选取“平移”方式，并选取基准平面 FRONT作为平移参照，设置平移距 离为“ B”，将曲线平移到齿坯的另一侧。勺输入旌转角度图5-25输入旋转角度3继续在“移动特征”菜单中选取“旋转”方式，并选取轴A_1作为旋转复制参照，设置旋转角度为“asin(2*b*tan(beta/d)”，再将前一步平移复制的齿廓曲线旋转相应角度。最后生成如图5-26所示的另一端齿廓曲线。图5-26创建另端齿廓曲线(9)创建投影曲线1在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。选取“RIGUT ”面作为草绘平面，选取“ TOP ”面作为参照平面，参照方向为“右”，单击“草绘” 按钮进入草绘环境。2绘制如图5-27所示的二维草图，在工具栏内单击按钮完成草绘的绘制。图5-27绘制二维草图3主菜单中依次选择“编辑”，“投影”选项，选取拉伸的齿根圆曲面为投影表面，投影结果如下图 5-28所示。图5-28投影结果(10 )创建第一个轮齿特征1在主菜单上依次单击“插入”*“扫描混合”命令，系统弹出“扫描混合”操控面板，如图5-29所示。垦照 剖面 杆十丁 述顶 層性Z据剖画札囚选顶矚性2在“扫描混合”操控面板内单击“参照”按钮，系统弹出“参照”上滑面 板，如图6-30所示细节.剖垂言于轨迹水平丿垂直控制垂巨手曲而 下一项图5-29 “扫描混合”操作面板图5-30 “参照”上滑面板3在“参照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框内选择“垂直于轨迹”选项，在“水平/垂直控制”下拉列表框内选择“垂直于曲面”选项，如图5-30示4在绘图区单击选取分度圆上的投影线作为扫描混合的扫引线，如图5-31示。图5-31选取扫描引线5在“扫描混合”操作面板中单击“剖面”按钮，系统弹出“剖面”上滑面板，在上方下拉列表框中选择“所选截面”选项，如图5-32所示m所选裁両増切禺合顶点图5-33选取截面图5-32 “剖面”上滑面板6在绘图区单击选取“扫描混合”截面，如图5-33所示7在“扫描混合”操控面板内单击 特征如图5-34所示。按钮完成第一个齿