農(nóng)用鋪膜機(jī)設(shè)計(jì)（機(jī)械CAD圖紙）

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本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文CAD圖紙 QQ 401339828 農(nóng)用鋪膜機(jī)設(shè)計(jì) 摘 要：根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展需要，人力成本，工作效率，工作質(zhì)量以及機(jī)械化程度的普及，本次設(shè)計(jì)的鋪膜機(jī)可同時(shí)一次同步完成平地，開(kāi)溝，展膜，鋪膜，覆土等作業(yè)，保證鋪膜的質(zhì)量?；旧夏軌驖M足當(dāng)前的各種鋪膜要求。同時(shí)，本次設(shè)計(jì)的鋪膜機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，成本低廉，效率高，實(shí)用性強(qiáng)。 關(guān)鍵詞：壓膜；農(nóng)用鋪膜機(jī)；開(kāi)溝犁； Design of Agricultural Plastic Film Laying Machine Abstract:According to the need of agricultural development, human resource cost, efficiency, quality and level of Mechanization Popularization, the design of the film laying machine at the same time a complete synchronization flat, ditching, exhibition of film, film spreading, soil and other operations. The design of the film laying machine has the advantages of simple structure, small volume, low cost, high efficiency, convenient use, strong practicability, convenient disassembly and transportation, basically can satisfy the requirements of current various film. Use of diesel traction, can be a fast and efficient completion of ditching, exhibition of film, film, film, covering the operation, can ensure the film quality. Key words:Film;Agricultural plastic film laying machine;Ditching plow; 1 前言 現(xiàn)今在我國(guó)很多地區(qū)，一些反季作物蔬菜等冬季保溫種植廣泛推廣的一項(xiàng)技術(shù)是在耕整后的地面使用塑料薄膜覆蓋。耕整后采用地膜覆蓋有提高土壤溫度，減少土壤水分蒸發(fā)，防止雜草生長(zhǎng)等好處。地膜通常是黑色PE薄膜或透明，也有綠，銀色薄膜，用于地面覆蓋，以維持土壤結(jié)構(gòu)，防止害蟲(chóng)侵襲作物和某些微生物引起的病害等，促進(jìn)植物生長(zhǎng)的功能。當(dāng)前，常用的鋪膜機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，成本較高，如果用人工鋪膜又會(huì)造成進(jìn)度太慢，費(fèi)工，勞動(dòng)強(qiáng)度大，人力成本高。這種情況的出現(xiàn)，就需要尋找一種低投資高效率易于普及的鋪膜設(shè)備。我國(guó)在20世紀(jì)70年代末才開(kāi)始推廣應(yīng)用農(nóng)用地膜,歷史不長(zhǎng)卻發(fā)展很快。如今,利用農(nóng)用地膜進(jìn)行促成栽培已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的栽培技術(shù),收到了很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。可以肯定,隨著"一優(yōu)二高"農(nóng)業(yè)的不斷深入發(fā)展,地膜的應(yīng)用也總將會(huì)向著更廣泛的方向發(fā)展。國(guó)外農(nóng)用地膜的應(yīng)用比國(guó)內(nèi)要早很多年，一些發(fā)達(dá)國(guó)家早在上世紀(jì)四五十年代就基本實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化。農(nóng)業(yè)機(jī)械在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用十分廣泛，有大量的農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)施作業(yè)，早已脫離傳統(tǒng)的手工耕種。 根據(jù)目前薄膜覆蓋技術(shù)的使用現(xiàn)狀，本次設(shè)計(jì)的鋪膜機(jī)將有以下幾個(gè)重點(diǎn)： 1）整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，效率高，適合各種地區(qū)使用的鋪膜機(jī)。 2）鋪膜機(jī)具有良好的工作狀態(tài)，不易出故障，經(jīng)久耐用。 3）整機(jī)能夠基本滿足不同作物地膜覆蓋的農(nóng)藝要求。 4）結(jié)構(gòu)上采用后置式，由動(dòng)力機(jī)構(gòu)牽引。 2 總體方案的確定 2.1 方案的設(shè)計(jì) 鋪膜機(jī)的種類(lèi)也已經(jīng)很多，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，有下列2種方案，如下圖： 1開(kāi)溝器；2卷裝膜軸；3壓膜滾輪；4覆土器；5覆土擋板；6承重盤(pán)；7牽引環(huán)孔；8機(jī)框架；9平地板；10固定架；11膜軸滾輪軸固定架 圖1 鋪膜機(jī)設(shè)計(jì)方案1 Fig.1 Film spreading machine design scheme 1 此方案采用正八字的犁先進(jìn)行開(kāi)溝，經(jīng)動(dòng)力系統(tǒng)的拖動(dòng)，覆膜輥轉(zhuǎn)動(dòng)，有壓膜輪壓入開(kāi)溝處，再由倒八字覆土犁將開(kāi)溝后的土歸回原位[7]。 1連接叉；2機(jī)架；3掛膜家；4操作座；5壓膜輪架；6壓膜輪；7連桿；8覆犁犁；9可調(diào)節(jié)犁柱；10犁高調(diào)節(jié)手柄；11旋緊手柄；12刮土板 圖2 鋪膜機(jī)設(shè)計(jì)方案2 Fig.2 Film spreading machine design scheme 2 此方案也是由動(dòng)力系統(tǒng)拖動(dòng)，展膜輥轉(zhuǎn)動(dòng)鋪膜，由壓膜輪壓入溝內(nèi)，再由覆土犁覆土。 2.2 方案的比較、選擇 通過(guò)前后2 個(gè)方案的比較：方案1能夠一次完成開(kāi)溝，鋪膜，覆土的整體工藝流程；方案2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，運(yùn)輸方便。綜合比較，方案1要優(yōu)于方案2,，方案1比方案2能夠完成全部的流程，且方案2存在重量輕，覆土可能不到位的缺點(diǎn)，故采用方案1的設(shè)計(jì)。 2.3 工作方式的選定 鋪膜機(jī)的工作環(huán)境必須在地面平整的土地上作業(yè)，故在開(kāi)溝器的前端配置一塊平地板，隨著動(dòng)力系統(tǒng)的牽引，將突起的地方刮平，以確保鋪膜的平整。開(kāi)溝部件前端采用的是正八字布置，這種布置的對(duì)外翻土能力強(qiáng)，能形成較干凈和成型的膜溝為覆土，埋膜準(zhǔn)備疏松的土壤。展膜輥在行進(jìn)的過(guò)程中，會(huì)在牽引中自動(dòng)滾動(dòng)，將膜展開(kāi)，不需要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的輔助，節(jié)約能耗。壓膜輪固定在薄膜的兩個(gè)邊緣，但距邊緣一端的內(nèi)側(cè)有一小段距離，待膜展平后，將膜壓入先開(kāi)好的溝內(nèi)，確保下一步覆土能夠?qū)⒈∧鹤?。覆土器采取倒八字布置，這樣布置可以將先開(kāi)溝出來(lái)的泥土再次回位，壓住薄膜，節(jié)省時(shí)間。距覆土器內(nèi)側(cè)有一小段距離的地方分別布置兩塊擋土板，避免將土回位時(shí)，泥土滾到壟膜的中央。配重塊是為增加后部重量，避免泥土回位不到位，壓膜不緊。采用這樣的配置工作，可以很好的完成鋪膜工藝要求，并且能夠適應(yīng)小面積的鋪膜，靈活性強(qiáng)，效率高。 2.4 牽引方式 此次牽引方式采用機(jī)耕犁后置式牽引，此次設(shè)計(jì)的鋪膜機(jī)不需要另行提供動(dòng)力，只需由簡(jiǎn)單的機(jī)耕犁牽引即可。機(jī)耕犁結(jié)構(gòu)圖： 1行走輪；2驅(qū)動(dòng)輪；3犁架；4犁鏵；5后浮輪；6回位彈簧；7后浮輪支架；8牽引桿；9絲母；10梨絲桿；11手搖把；12后扶手；13離合器；14變速箱；15變速桿；16主動(dòng)皮帶輪；17前扶手；18發(fā)動(dòng)機(jī)；19從動(dòng)皮帶輪；20主動(dòng)鏈輪；21從動(dòng)鏈輪；22主動(dòng)齒輪；23驅(qū)動(dòng)齒輪；24回位彈簧 圖3 機(jī)耕犁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Fig.3 Tractor Plow structure diagram 2.5 動(dòng)力的選擇 由于鋪膜機(jī)只需牽引，故采用功率較小的柴油機(jī)就可以滿足動(dòng)力需求，本次根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，選擇功率較小的175F單缸柴油機(jī)，即能滿足動(dòng)力要求。其基本參數(shù)如下表：: 表1 175F柴油機(jī)技術(shù)規(guī)格 Table 1 Technical specifications of 175F diesel engine 類(lèi)型 參數(shù) 類(lèi)型 參數(shù) 缸徑行程(mm) 7575 壓縮比 20-22 標(biāo)定功率(kw) 3.68 標(biāo)定轉(zhuǎn)速(r/min) 2600 冷卻方式 風(fēng)冷 凈質(zhì)量(kg) 48 潤(rùn)滑方式 離心飛濺 起動(dòng)方式 手搖起動(dòng) 2.6 鋪膜機(jī)結(jié)構(gòu) 鋪膜機(jī)整體是在一個(gè)大的機(jī)框架8，為了確保牢固性，在機(jī)框架的中間做一個(gè)機(jī)架中橫撐12，在前橫撐下面按種植用膜寬窄，做一個(gè)垂直安裝的平土板固定架10，其下安裝平土板9，做兩個(gè)角形開(kāi)溝器1，按正八字形安裝在兩側(cè)直撐上。做膜軸滾輪軸固定架11，安裝在機(jī)框架8兩側(cè)撐后下面，固定架11前直撐安裝可以升降調(diào)解的卷裝膜軸2，軸固定架11靠后面安裝裝有兩壓膜滾輪3的軸，做兩個(gè)覆土器4，按倒八字形安裝在兩輪軸頭后外側(cè)。做兩個(gè)覆土擋板5安裝在兩滾輪3內(nèi)側(cè)和覆土器4相對(duì)。在機(jī)框架8后半部上面安裝一個(gè)承重盤(pán)6，為增加鋪膜機(jī)重量，于機(jī)框架8前面伸出部分的頭端鉆牽引環(huán)孔7，系牽引所用。整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4所示如下： 2.7 鋪膜機(jī)工作原理 由以上設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖可以得知：在機(jī)耕犁的牽引下，平土板9刮平土地表面，開(kāi)溝器1向外翻土開(kāi)溝，卷裝膜軸2轉(zhuǎn)動(dòng)鋪膜，壓膜滾輪3滾動(dòng)促進(jìn)鋪膜機(jī)前進(jìn)，且鎮(zhèn)壓鋪膜，將薄膜壓入溝內(nèi)，覆土器4將開(kāi)溝器1翻起的泥土刮回，在覆土擋板5的配合下，將泥土整齊蓋在地膜兩邊，鋪膜機(jī)向前行進(jìn)，隨鋪隨壓，一直可以到地的另一端。并且，鋪膜機(jī)可以隨時(shí)跟換套在卷膜筒支撐軸上的薄膜，卷膜支承軸可以很方便的拆卸下來(lái)，并有緊固螺栓和緊固擋板左右固定卷膜筒,防止出現(xiàn)鋪下的薄膜歪斜，或者是薄膜鋪放偏向，保證了鋪膜的平整性，也可以在薄膜歪斜的時(shí)候進(jìn)行左右卷膜滾筒的調(diào)整，始終保證鋪膜的一致平整性。同時(shí)，鋪膜機(jī)在行進(jìn)過(guò)程中，由于卷膜滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)造成的偏移也可以進(jìn)行調(diào)整。這樣，一套開(kāi)溝鋪膜，覆土鎮(zhèn)壓的工作程序可以一次完成，且效率高，工藝性好，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 圖4 鋪膜機(jī)俯視圖 Fig.4 Film spreading machine planform 3 工作參數(shù)的計(jì)算和選擇 3.1 耕作深度 通常耕作深度與鋪膜機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)R,運(yùn)動(dòng)參數(shù)V以及RW有關(guān)，耕深的大小既要保證鋪膜機(jī)正常工作又要滿足鋪膜的工藝要求，還要綜合考慮鋪膜機(jī)結(jié)構(gòu)，功率消耗和生產(chǎn)率等因素[8]。如增大R，W不僅使結(jié)構(gòu)變大，而且會(huì)增大功率消耗，減小V又會(huì)降低生產(chǎn)率。根據(jù)旱耕耕深的設(shè)計(jì)以及通常鋪膜機(jī)耕深的數(shù)值參考，取耕深為H=100㎜。 3.2 耕幅 工作幅寬應(yīng)根據(jù)鋪膜機(jī)結(jié)構(gòu)、機(jī)耕犁功率的大小、耕作比阻()，耕深h來(lái)綜合確定。175F柴油機(jī)標(biāo)定功率=3.68Kw，若功率利用率η=0.8，則1000 =BH，當(dāng)H=150㎜時(shí)，砂壤土:1.2-1.4kg/。一般鋪膜機(jī)行進(jìn)速度=0.6-1.2m/s,于是可以經(jīng)過(guò)公式的變化以及化簡(jiǎn)，可以得到耕幅的計(jì)算公式為： B= (1) 將數(shù)據(jù)代入(1)得： B==2044㎜ 考慮田間鋪膜取鋪膜寬度B=1000㎜。 3.3 鋪膜參數(shù)的選定 根據(jù)農(nóng)藝要求，考慮當(dāng)前農(nóng)村作物種植比較分散，地塊較小，采用機(jī)耕犁帶動(dòng)等特點(diǎn)，以及當(dāng)前農(nóng)村現(xiàn)狀、技術(shù)條件，確定鋪膜機(jī)為單行，膜邊覆土厚度>50㎜，膜邊覆土寬度>50㎜，適應(yīng)地膜寬度為1000-1100㎜，卷膜筒承重≤100kg，卷膜支撐盤(pán)直徑≤200mm,承重盤(pán)與機(jī)架≤150kg. 3.3.1 薄膜承受拉力和阻力計(jì)算 由于采用的是由薄膜自身張力帶動(dòng)卷膜滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，故需要進(jìn)行薄膜所受拉力、阻力的計(jì)算，以驗(yàn)證是否需要對(duì)卷膜滾筒施加動(dòng)力。 薄膜所受阻力的方向?yàn)樾毕蛳拢嵌圈却蠹s為30℃-45℃，查材料力學(xué)可知，光滑的鋼與鋼的摩擦系數(shù)=0.05，故可知薄膜所受最大阻力為 (2) 可得 98N 由于薄膜事先需要固定一端，因此在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)受到拉力，要使卷膜滾筒滾動(dòng)，必須要使拉力>，薄膜固定端在地面上，查材料力學(xué)可知，泥土與薄膜之間的摩擦系數(shù)=0.25，故拉力為 (3) 可得 =M9.80.25> M≥25Kg 故在薄膜一端需要覆土質(zhì)量M至少為25Kg，才可以保證薄膜不被拖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)卷膜滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，而一般薄膜所能承受的平均拉力為150N，故薄膜強(qiáng)度也滿足克服阻力，實(shí)現(xiàn)卷膜滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的要求。 3.4 開(kāi)溝器的設(shè)計(jì) 開(kāi)溝部件是直接與土壤接觸發(fā)生作用的部件，它為施肥播種創(chuàng)造適宜的溝帶，其結(jié)構(gòu)不僅決定種肥溝的形狀，而且還會(huì)影響開(kāi)溝器的入土性能、減少掛草、增大甩草的效果及整個(gè)鋪膜機(jī)的阻力，進(jìn)而影響工作效率。因此，開(kāi)溝器的設(shè)計(jì)要滿足強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)合理的要求。 3.4.1 開(kāi)溝器的結(jié)構(gòu) 圖5 開(kāi)溝犁刀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Fig.5 Ditching plow structure 開(kāi)溝犁刀主要由主體板、犁刀、螺釘組成。 3.4.2 開(kāi)溝器的工作原理 開(kāi)溝犁刀與鋪膜機(jī)前端平土板兩側(cè)相連，經(jīng)機(jī)耕犁牽引前進(jìn)，犁刀入土100mm，在犁刀入土50mm處，其作用可疏松種行，可切斷雜草根系，使雜草向兩側(cè)分流，不至堆積，隨機(jī)耕犁不斷前行，雜草由主刀桿滑移至頂，然后落下，始終保持一個(gè)恒定狀態(tài)。 3.4.3 開(kāi)溝器載荷的確定 犁刀與鋪膜機(jī)相連，平均耕深a=100mm，耕寬為b=100mm，土壤質(zhì)地為黏土，土質(zhì)均勻，犁耕比阻為k=6-8 由犁耕牽引阻力的簡(jiǎn)易經(jīng)驗(yàn)公式： P=kab (2) 代入公式(2)可得： 牽引阻力P=81010=800N 3.4.4 犁刀的材料屬性 表2 犁刀材料屬性 Table 2 Coulter material properties 號(hào)數(shù) 零件名稱(chēng) 個(gè)數(shù) 材料 質(zhì)量(kg) 體積() 1 犁刀 1 4.45 0.00058 2 螺釘1 1 45＃鋼 0.05 1.179 56e-005 3 螺釘2 1 45＃鋼 0.05 1.179 56e-005 4 主體板 1 合金鋼 5 1.483 42e-006 3.5 覆土器的設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的覆土器有雙圓盤(pán)覆土器和八字形覆土器。本次設(shè)計(jì)的鋪膜機(jī)，由于是在平地上開(kāi)溝后，又把開(kāi)出來(lái)的泥土，刮回溝里的設(shè)計(jì)，因此，不需要設(shè)計(jì)一款很復(fù)雜的覆土器，只需要設(shè)計(jì)能夠?qū)㈤_(kāi)出來(lái)的泥土，刮回溝里的裝置。 對(duì)于此次的鋪膜機(jī)，覆土器采用一塊凹形鋼板，45＃鋼制作，讓開(kāi)溝出來(lái)的泥土，由于鋪膜機(jī)的前行，會(huì)按著覆土器表面的形狀運(yùn)動(dòng)，以致最后又回到開(kāi)出 溝里，起到覆土的效果。如圖6所示： 圖6 覆土器 Fig.6 A covering device 3.6 覆土擋板的設(shè)計(jì) 由于鋪膜機(jī)的運(yùn)動(dòng)，泥土在覆土器的作用下，會(huì)具有慣性。為了避免泥土滾到鋪了膜的壟面中間，在接近壟面的表面，設(shè)置一塊覆土擋板，是很有必要的，可以保證鋪膜的質(zhì)量，減少二次勞動(dòng)，節(jié)約時(shí)間。 針對(duì)本次覆土器的設(shè)計(jì)，覆土擋板采用一塊長(zhǎng)方形的鋼板，45＃鋼制作，與覆土器前端平行置于機(jī)框架后梁上，覆土擋板也確定了膜面的最小寬度。在覆土擋板的阻擋下，泥土不會(huì)由于慣性而滾落到壟面上，還是依然會(huì)回到溝里，起到輔助覆土的效果。如圖7所示： 圖7 覆土擋板 Fig.7 Soil covering baffle 3.8 壓膜滾輪的設(shè)計(jì) 壓膜車(chē)輪在鋪膜機(jī)中起行走、壓膜入溝的作用，故當(dāng)開(kāi)溝后，壓膜輪沿溝槽運(yùn)動(dòng)并將卷膜滾筒鋪下的膜，壓入溝內(nèi)，使覆土器覆的土能夠?qū)⒛簩?shí)。為了避免車(chē)輪將膜壓壞，故在壓膜車(chē)輪的外圈，套上一個(gè)滾輪橡膠圈。 壓膜車(chē)輪也是通過(guò)軸承與軸連接，壓膜輪要行走，故也要采用滾子軸承?？刹捎孟聢D圖9所示結(jié)構(gòu)： 圖8卷膜支撐架 Fig.8 Film roll support plate 3.7 卷裝膜支撐架的設(shè)計(jì) 卷膜支撐架主要支撐卷膜軸，軸放在支架上，套上薄膜筒，方便薄膜的安裝，結(jié)構(gòu)如下圖圖8： 圖9 車(chē)輪盤(pán) Fig.9 Disc wheel 4 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1車(chē)輪軸的計(jì)算 軸的設(shè)計(jì)主要是：各軸段徑向尺寸的確定；各軸段軸向長(zhǎng)度的確定；其他尺寸的確定。 軸的材料選用調(diào)制鋼40Cr，這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后用于制造承受中等負(fù)荷及中等速度工作的機(jī)械零件[14]。參考機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，可以得到：的值，可以取=100，同時(shí)可得，軸的最小直徑： (3) 由車(chē)輪盤(pán)最大直徑d=4800mm，最大承重m=200kg,鋪膜機(jī)最大行駛速度v=1.2m/s，且車(chē)輪盤(pán)與車(chē)輪軸的角速度一致，即轉(zhuǎn)速n也一致?？梢酝浦? (4) (5) (6) (7)式中：為車(chē)輪角速度，rad/s; 為軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，rad/s； n為軸的轉(zhuǎn)速，r/min; P為功率，kW; d為車(chē)輪盤(pán)直徑，mm; v為運(yùn)行速度,m/s 經(jīng)過(guò)公式變換可以得到： (8) (9) 代入數(shù)據(jù)可得： 故可以取軸的最小直徑d=40mm 4.2 車(chē)輪軸的設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等要求確定各段直徑和長(zhǎng)度，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難[12]。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類(lèi)型、尺寸、數(shù)量以及和軸聯(lián)結(jié)的方法；載荷性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。 圖 10 車(chē)輪軸 Fig.10 Roll film axis L1段與機(jī)架側(cè)面采用孔式墊圈連接，取L1=55mm,L2與支撐膜盤(pán)通過(guò)軸承連接，取L2=110mm,L2徑向直徑取45mm,L3軸肩也通過(guò)軸承與支撐膜盤(pán)連接取徑向直徑為52mm，L3=1200mm,由于軸是對(duì)稱(chēng)分布的，故，L4=110mm,L5=55mm. 軸的總長(zhǎng)可以確定L=1530mm。 4.3 軸的抗彎、抗扭系數(shù)計(jì)算 由于軸采用的是實(shí)心軸，且端面都為圓面，參考機(jī)械設(shè)[11]表15-4，可以得到公式： (10) (11) 式中：W為抗彎截面系數(shù)，； 為抗扭截面系數(shù)，； d為截面直徑，mm, 在L1段： 640 =0.2=12800 在L2段： =0.1=8518.4 =0.2=17036.8 在L3段： =0.1=14060.8 =0.2=28121.6 L4段與L2段對(duì)稱(chēng)，L5與L1段對(duì)稱(chēng)，故L4段與L2段的抗彎、抗扭系數(shù)相同，L5與L1段的抗彎、抗扭系數(shù)相同。 4.4 軸的受力分析及彎扭矩 作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（即力學(xué)模型） 軸所受的載荷是從軸上零件傳來(lái)[19]。計(jì)算時(shí)，常將軸上的分布載荷簡(jiǎn)化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。 圖11 軸的力學(xué)模型 Fig.11 The mechanical model of shaft 根據(jù)上述簡(jiǎn)圖 ，分別按水平和垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計(jì)算結(jié)果作出水平面上的彎矩圖和垂直面上的彎矩圖。軸的彎矩、扭矩圖如圖12、圖13所示。 總彎矩計(jì)算公式： (12) 得到： 7.24Nm 圖12 軸的彎矩圖 Fig.12 Shaft bending moment digram 軸的扭矩圖 圖13 軸的扭矩圖 Fig.Shaft torque digram 4.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 從軸的結(jié)構(gòu)圖上可以知道，軸的中心面的應(yīng)力最大，但應(yīng)力不是很集中，軸與軸承采用過(guò)盈配合，而此處的軸直徑最大，所以L3處截面不必校核。但L1處有車(chē)輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，需要計(jì)算，此處為危險(xiǎn)截面[18]。 抗彎截面系數(shù)：W=6400 抗扭截面系數(shù)：=12800 軸上壓力； (13) 而且，彎曲應(yīng)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力，且為靜應(yīng)力，故取0.3，對(duì)于此軸為圓軸，彎曲應(yīng)力,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，又計(jì)算應(yīng)力公式： (14) 則代入數(shù)據(jù)，可得： 彎矩 M=705600 扭矩 T=19600 彎曲應(yīng)力 =110.25 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 =1.53 軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)[11]表15—1查得735，355，200 ，故滿足強(qiáng)度要求。 4.6 軸的疲勞強(qiáng)度校核 截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及，查機(jī)械設(shè)計(jì)附表3-2查取，又 =0.125 ，==1.125，經(jīng)查值可以得到 1.46，1.22 又由機(jī)械設(shè)計(jì)附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為 = 0.81，=0.84 故有效應(yīng)力集中系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)附表3-4為 1+0.81(1.46-1)=1.37 =1+0.84(1.22-1)=1.18 由機(jī)械設(shè)計(jì)附圖3-2的尺寸系數(shù)=0.72，=0.85 由機(jī)械設(shè)計(jì)附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù) 0.92 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即=1，則綜合系數(shù)值為 ==1.98 ==1.48 由機(jī)械設(shè)計(jì)3-1和3-2，可得 =0.1—0.2，取=0.12 =0.05—0.1，取=0.06 計(jì)算安全系數(shù)，得 ==1.63 ==171.9 ==1.62>S=1.5 故可知其是安全的。 5 軸承的配置 為了保證鋪膜的直線性，就要把軸的位置固定，防止軸向竄動(dòng)以及軸受熱膨脹后，導(dǎo)致軸承卡死。因此，可以采用雙支點(diǎn)各單向固定的方法，通常配置兩個(gè)反向安裝的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承[13]。在此，選用圓錐滾子軸承。根據(jù)軸的配合直徑d=46mm,故選用30209 GB/T297—1994型號(hào)的軸承，其尺寸dDB=458519,故根據(jù)要求軸與軸承的裝配關(guān)系為： 圖14 軸與軸承的配合 Fig.14 The shaft and the bearing 與機(jī)架連接的地方，采用軸套連接，裝配關(guān)系為： 圖15 軸與軸套的配合 Fig.15 The shaft and the shaft sleeve with 5.1 軸承的壽命計(jì)算 由選軸型號(hào)為30209可知，D=85mm，d=45,B=19，基本額定動(dòng)載荷=67.8kN,基本額定靜載荷=83.5kN查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-7可知極限轉(zhuǎn)速4500—5600r/min，每天工作8小時(shí)，設(shè)計(jì)使用壽命=30000h 壽命計(jì)算公式為 (15) P為當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷； C為基本額定動(dòng)負(fù)荷； n為轉(zhuǎn)速； 球軸承=3，滾子軸承= 代入數(shù)據(jù)得 >=30000 故預(yù)期壽命可以達(dá)到。 6 其他零件 其他零件包括卷裝膜軸、承重盤(pán)、軸襯套、軸承卡、機(jī)框架、中間支撐梁、滾輪橡膠圈、螺母等部件。 7 軸承的潤(rùn)滑 軸承可用潤(rùn)滑脂來(lái)潤(rùn)滑，在選擇潤(rùn)滑脂時(shí)應(yīng)考慮下列幾點(diǎn)： 1）軸承載荷大，轉(zhuǎn)速低時(shí)，應(yīng)選擇錐入度小的潤(rùn)滑脂，反之要選擇錐入度大的。高速軸承選用錐入度小些、機(jī)械安定性好的潤(rùn)滑脂。特別注意的是潤(rùn)滑脂的基礎(chǔ)油的粘度要低一些。 2）選擇的潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)一般高于工作溫度20-30℃，在高溫連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，注意不要超過(guò)潤(rùn)滑脂的允許使用溫度范圍。 3）滑動(dòng)軸承在水淋或潮濕環(huán)境里工作時(shí)，應(yīng)選擇抗水性能好的鈣基、鋁基或鋰基潤(rùn)滑脂。 此次設(shè)計(jì)的鋪膜機(jī)，軸承載荷較大，轉(zhuǎn)速低，故應(yīng)要用粘度較低的潤(rùn)滑脂，并且要經(jīng)常涂潤(rùn)滑脂，保證軸承的靈活性。 8 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次設(shè)計(jì)的農(nóng)用鋪膜機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、作業(yè)質(zhì)量良好，能夠滿足農(nóng)藝質(zhì)量的要求。鋪膜機(jī)具有鋪的平、展得平、壓得實(shí)的特點(diǎn)，基本無(wú)漏覆土，且節(jié)約用膜，能耗低，成本小，效率高，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和成本。同時(shí)還有質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、耐用等優(yōu)點(diǎn)。但是，本次設(shè)計(jì)的鋪膜機(jī)只能適合中小地塊作業(yè)，且鋪膜寬度受限，搬運(yùn)較繁重，不適合大規(guī)模作業(yè)等缺點(diǎn)。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我充分認(rèn)識(shí)到，這次設(shè)計(jì)其實(shí)是要運(yùn)用機(jī)械課程設(shè)計(jì)和其他先修課程的知識(shí)，分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題，這樣，就可以復(fù)習(xí)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，更加記得深刻。通過(guò)設(shè)計(jì)的實(shí)踐，使理論知識(shí)得到了運(yùn)用，也使我逐步樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，熟悉了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)了我分析和解決問(wèn)題的能力。這段旅程看似荊棘密布，實(shí)則蘊(yùn)藏著無(wú)盡的寶藏。腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì)中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實(shí)自己，爭(zhēng)取所學(xué)知識(shí)有所作為。 參考文獻(xiàn) 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步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車(chē)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 側(cè)邊傳動(dòng)式深松旋耕機(jī)的設(shè)計(jì) 茶籽含油量高光譜檢測(cè)技術(shù)研究 柴油機(jī)活塞的加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 車(chē)床撥叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 車(chē)載機(jī)頂盒硬盤(pán)固定架優(yōu)化和散熱分析 搭扣沖壓模具設(shè)計(jì) 帶機(jī)架的立式擺線針輪減速機(jī)的設(shè)計(jì) 帶式輸送機(jī)自動(dòng)張緊裝置 單相電子式預(yù)付費(fèi)電度表的設(shè)計(jì) 低壓電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器的設(shè)計(jì) 電極片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 蝶形螺母注塑模設(shè)計(jì) 多 功 能 鉆 機(jī) 的 鉆 架 設(shè) 計(jì) 仿形刨床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 封箱機(jī)設(shè)計(jì) 蓋帽墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 缸體氣缸孔鏜削動(dòng)力頭設(shè)計(jì) 缸體曲軸孔與凸輪軸鏜削動(dòng)力頭的設(shè)計(jì) 鋼筋調(diào)直機(jī)的設(shè)計(jì) 高溫高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì) 刮板式脫殼機(jī)設(shè)計(jì) 軌道式小型液壓升降機(jī)機(jī)架和小車(chē)設(shè)計(jì) 紅薯丁切制機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 紅薯?xiàng)l切制機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 高壓瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì) 戶(hù)用型太陽(yáng)能水泵的設(shè)計(jì) 機(jī)床手柄注塑模設(shè)計(jì) 基于JN338的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于PLC的包裝生產(chǎn)線計(jì)數(shù)分配環(huán)節(jié)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于PLC的材料分揀模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于PLC的加熱反應(yīng)爐電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 基于PLC的食用油灌裝生產(chǎn)線的電氣控制設(shè)計(jì) 基于PLC的四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于PLC的污水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于PLC四自由度機(jī)械手 基于單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的非接觸式紅外測(cè)溫儀設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的智力競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的自動(dòng)照明節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)控制的LED亮化設(shè)計(jì) 基于浮子流量計(jì)單片機(jī)流量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 矩形柱座雙面倒角專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì) 矩形柱座雙面銑專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì) 礦用固定式帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 辣椒切碎機(jī)的設(shè)計(jì) 離心式茶葉雨水葉脫水機(jī)設(shè)計(jì) 犁刀變速齒輪箱體加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 立式離心式剝殼機(jī)設(shè)計(jì) 立式推桿減速機(jī)的設(shè)計(jì) 連桿端孔軸線平行度自動(dòng)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì) 連桿端面平行度自動(dòng)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì) 龍門(mén)動(dòng)模式鋼板模壓機(jī)設(shè)計(jì) 漏斗式熱風(fēng)干燥機(jī)的設(shè)計(jì) 螺旋式榨油機(jī)設(shè)計(jì) 密封墊罩的冷沖壓模具設(shè)計(jì) 棉花裸苗移栽機(jī)取苗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真 棉花裸苗移栽機(jī)送苗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真 棉花裸苗移栽機(jī)移栽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真 滅火器外殼注塑模設(shè)計(jì) 農(nóng)用鋪膜機(jī)設(shè)計(jì) 平衡臂機(jī)械手設(shè)計(jì) 普通車(chē)床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 汽車(chē)變速箱體加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 淺盒形件拉深工藝及模具設(shè)計(jì) 曲軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 曲軸軸頸圓度自動(dòng)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì) 曲軸軸線同軸度自動(dòng)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì) 山茶采摘平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 山區(qū)履帶式噴霧機(jī)總體方案 山楂采摘平臺(tái)行走控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 上前蓋注塑模設(shè)計(jì) 上下樓梯搬運(yùn)器設(shè)計(jì)與仿真 生物質(zhì)秸稈切碎機(jī)設(shè)計(jì) 手持式激光測(cè)距儀的設(shè)計(jì) 手動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 手機(jī)外殼注塑模設(shè)計(jì) 手推式草坪修剪機(jī)設(shè)計(jì)與仿真 手推式割草機(jī)設(shè)計(jì) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì) 雙活塞漿體泵液力缸設(shè)計(jì) 水稻育秧播種流水線控制系統(tǒng) 水力切割除草試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能路燈的設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能逆變?cè)O(shè)計(jì) 太陽(yáng)能蓄電池充放電器控制的設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能最大功率跟蹤系統(tǒng)的研究 筒形件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 土豆清洗機(jī)的設(shè)計(jì) 拖拉機(jī)液壓提升實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì) 微機(jī)控制硫化機(jī)卸胎裝置設(shè)計(jì) 臥式離心式剝殼機(jī)設(shè)計(jì) 臥式推桿減速機(jī)的設(shè)計(jì) 洗地吸干機(jī)設(shè)計(jì) 小型便捷式除雪機(jī)的設(shè)計(jì) 小型電動(dòng)絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 小型雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小型掃雪機(jī)設(shè)計(jì) 小型載貨電動(dòng)三輪車(chē)的設(shè)計(jì) 新型潛污泵的設(shè)計(jì) 壓蓋機(jī)設(shè)計(jì) 煙草基質(zhì)覆填鎮(zhèn)壓機(jī)設(shè)計(jì) 煙機(jī)分煙包裝機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 煙支分離裝置的設(shè)計(jì) 液壓控制的翻轉(zhuǎn)機(jī)械手的設(shè)計(jì) 液壓控制的移置機(jī)械手的設(shè)計(jì) 液壓驅(qū)動(dòng)油菜淺耕直播機(jī)設(shè)計(jì) 液壓升降機(jī)的設(shè)計(jì) 液壓站設(shè)計(jì) 一種柴油機(jī)箱體加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 一種花生摘果機(jī)設(shè)計(jì) 異型管接頭模具設(shè)計(jì) 易拉罐有償回收器設(shè)計(jì)與仿真 油杯的冷沖壓模具設(shè)計(jì) 圓錐滾筒式水稻種子清選機(jī)設(shè)計(jì) 軋機(jī)鋼板厚度液壓自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軋機(jī)液壓位置伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車(chē)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 智能搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì) 中噸位叉車(chē)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中心孔打孔機(jī)設(shè)計(jì) 軸流壓縮機(jī)增速箱設(shè)計(jì) 鑄型輸送機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 自適應(yīng)平衡調(diào)整系統(tǒng)的研制 附錄 附錄1：農(nóng)用鋪膜機(jī)總裝圖A0一張 附錄2：車(chē)輪盤(pán)圖、支撐架圖、機(jī)框架圖共3張A1圖紙 附錄3：主要零件圖A3四張 27