1、11 绪 论旋耕机是一种实用性强、应用范围广的耕整地机械，具有切土效果好、碎土本满足农业精细耕作的要求。近年来，我国进行了种植业结构调整，特别是北方地区，耕整用宽幅高速型旋耕机成为发展方向，大中型拖拉机具有强劲的动力输出、较大的牵引力和悬挂提升能力，为配套旱地耕作型联合作业提供了先决条件。而旋耕作为驱动型耕作机械，易于更换和附加工作部件，形成灭茬、深松、碎土、做畦、起垄、开沟、精量半精量播种、深施化肥、铺膜、镇压和喷药等多项作业的结构紧凑的联合作业机组，大幅度提高了生产效率，降低了作业成本。本次设计的 1G-100 型旋耕机结构简单、生产率高、功率消耗少、经济效率高。21.1 设计任务：1.1
2、.1 设计题目：1GL-100 型旋耕机设计（简图见附件）设计参数：（初步拟定）输入功率：16.5kw输入转速：535r/min输出转速：535 r/min长度：350mm（参见简图）宽度：300mm（参见简图）具体要求：（1）通过阅读参考资料，现场参观调研，了解、1GL-100 型旋耕机结构及工作情况并撰写开题报告。 （一周时间）（2）方案设计，根据查阅的资料提出若干解决问题的方案并加以讨论。 （两周时间）（3）1GL-100 型旋耕机总体设计，根据指导老师的要求，做必要的计算。（两周时间）（4）完成设计总图一张，零件图 21 张。 （六周时间）（5）编写设计说明书一份。 （一周时间）（6）
3、翻译指定外文技术资料。 （一周时间）（7）修改设计，准备答辩。 （两周时间）以上任务必须在 2012 年 6 月 15 日前完成 31.2 设计意义 JC-289 型多功能机耕船是一种能适应南方湖区深泥脚水田、一般水田、滩涂田的带水耕整和水田旱耕，可配套旋耕机、圆盘犁、旋耕灭茬机等多种作业机具的多功能主机。解决拖拉机在这类地区作业效率低、并且对土壤硬底层有破坏、机耕船又不能进行旱耕作业的问题。1GL-100 型旋耕机是与机耕船配套设备，其工作原理相对简单，结构也不太复杂，在老师的指导下，能够在毕业设计给定的有限时间内完成。而且包含设计内容较全面，能够使学生综合运用机械专业较多的专业知识。能够使
4、学生掌握机械设计的一般规律和过程，在专业方面得到全面的提高。42 设计任务说明书1 传动方案设计1.1 动力从输入到输出的传递过程：输入轴通过锥齿轮带动传动轴，传动轴带动链齿轮，通过链传动带动犁运动。1.2 各级传动比：锥齿轮传动比为 u1=1:1，链传动传动比 u2=1:11.3 圆锥齿轮传动特点：5锥齿轮传动常用于传递两相交轴之间的运动和动力。根据轮齿方向和分度圆母线方向的相互关系，可分为直齿、斜齿和曲线齿锥齿轮传动。本节仅介绍最常用的轴交角=90的直齿圆锥齿轮传动的强度计算。由于锥齿轮的理论齿廓为球面渐开线，而实际加工出来的齿形与其有很大差别，不易获得较高的精度，故在传动中会产生较大的振
5、动和噪声，因而直齿锥齿轮传动仅适用于 v5m/s 的传动。1.4 链传动的特点6链传动是以链条作为挠性曳引元件的一种咬合传动，其组成如图 5-4 所示。与带传动、齿轮传动相比，链传动的优点是：没有滑动，平均传动比精确；传动效率较高；压轴力较小；传递功率大；能在低速、重载工况下较好的工作；能适应恶劣环境（如多尘、油污、易腐蚀、高温等场合） 。其缺点是：瞬时传动比不恒定，传动平稳性差，有噪声；磨损后易发生跳齿和拖链；急速反向转动转动的性能差。72 圆锥齿轮设计与计算取联轴器效率 1=0.99、取轴承效率 2=0.99输入功率 P1=P* 1* 22=16.5*0.993=16.01kw;输入转速：
6、n 1=535 r/min;2.1 选择齿轮材料、热处理方式和精度等级考虑到该传动功率较大，且载荷有中等冲击，故大、小齿轮均选用20CrMnTi 渗碳淬火，平均齿面硬度为 59HRC。故选用 8 级精度。2.2 按齿根弯曲疲劳强度初步计算齿轮参数因为是闭式硬齿面齿轮传动，故先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，即按下式进行计算，即: 3 212)5.01(4FSaRR YuZKTm式中各参数为：（1）取载荷系数 Kt=1.5.（2）计算小齿轮的弯矩T1=9.55*106 P1/n1=9.55*106*16.01/535=285786Nmm;（3）按表 6-7 及以下说明，取齿宽系数 R=1/3 ；取
7、z1= 20 ，因为主、被动齿轮一样且互为 90，则 zv1=z1/=20/cos4528 ;查表 6-4 得齿形系数 Yfa=2.55 ，应力校正 Yfa=1.61 ，（4）许用弯曲应力由式 F= FlimYstYN/SF 计算。查图 6-15（e）得弯曲疲劳极限 Flim1= Flim2=525MPa 8取 Yst=2.0，取安全系数 SF=1.4。由式（6-20）得小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为 910548.30165360160 hjLnN以上参数：j 为齿轮没转一圈时，同一齿面啮合的次数；L h为齿轮的工作寿命（h） N2=N1/u=1.5408*109/1=1.5408*10
8、9 查图 6-17 得弯矩疲劳寿命系数 YN1=YN2=1.0 F1= F2= Flim1YstYN1/SF=525*2*1/1.4=750MPa YFaYSa/ F= 2.55*1.61/750=0.005474故 3 212)5.01(4FSaRR YuZKTm 87.3054.120)35.01(3876422.3 确定传动尺寸（1）计算圆周速度。v=d 1tn1/(60*1000)=m tz1n1/(60*1000)= 3.14*2.94*20*535/(60*1000)=1.64m/s故 8 级精度合用。（2）计算载荷系数 K。各系数选择如下：9查表 6-1 得使用系数 KA=1.2
9、5由 v= m/s,7 级精度查图 6-6 得动载系数 Kv=1.1查表 6-2 的齿间载荷分配系数 K =1 ；查图 6-10 得齿向载荷分布系数 K =1.2；由式（6-2）得 K=KAKVK K =1.5（3）对 mt进行修正。m=mt =3.873/t取为标准模数 m=4（4）分度圆锥角 1=arctan1=45， 2=90-45=45（5）大端分度圆直径 d1=mz1=80 ，d 2=mz2=80（6）齿顶高 ha=m=4（7）齿根高 hf=1.2m=4.8（8）全齿高 h=2.2m=8.8（9）顶隙 c=0.2m=0.8（10）齿顶圆直径 da1=d1+2mcos 1=80+2*4
10、*cos45=85.657da2=d2+2mcos 2=80+2*4*cos45=85.657（11）齿根圆的直径 df1=d1-2.4mcos 1=80-2.4*4*cos45=73.212df2=d2-2.4mcos 2=80-2.4*4*cos45=73.212（12）外锥距 Re 57.620422121 zmre1) 齿宽 bR e/3=18.8610故取 b=172) 齿顶角 a=arctan ha/ Re=arctan 4/56.573) 齿根角 f= a=arctan 4/56.574) 计算齿轮上作用力的大小齿轮中点的分度圆直径为 dm=d（ 10.5 R）=mz（10.5 R）=4*20*（10.5*1/3）=66.7mm。锥齿轮受力情况Ft1=2T/dm1=2*291587/66.7=8743NFa1=Ft1tansin=8743*tan20*sin45=2250NFr1=Ft1tancos=8743*tan20*cos45=2250N2.4 校核齿根弯曲强度由式子 SaFRRF YuzmKT1)5.01(42132式中各种参数为：（1）K、T 1、m、 R、z 1、Y Fa、 YSa值同前；（2） F=1500Mpa Mpa28761.5.21204)315.0(31958762423 F=1500Mpa 故合适。
