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目 錄
1 引 言 1
2 技術(shù)任務(wù)書(shū)（JR） 2
2.1 設(shè)計(jì)的依據(jù) 2
2.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍 2
2.3 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù) 2
2.4 主要工作原理 3
2.5 已經(jīng)考慮過(guò)的若干方案的比較 3
2.6 關(guān)鍵問(wèn)題及其解決辦法 4
2.7 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn) 5
3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) （SS） 5
3.1 草坪播種機(jī)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 5
3.1.1 傳動(dòng)比的確定 5
3.1.2 動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 6
3.2 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 6
3.2.1 選擇材料，熱處理方式及精度等級(jí) 6
3.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 7
3.2.3計(jì)算齒輪的主要尺寸 8
3.2.4驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度 9
3.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 10
3.3.1軸Ⅰ的設(shè)計(jì) 10
3.3.2 軸Ⅱ的設(shè)計(jì) 13
3.4 葉輪的設(shè)計(jì) 16
3.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 16
3.4.2 驅(qū)動(dòng)葉輪所需功率L 17
3.5 地輪的構(gòu)造 18
3.6 零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 18
3.6.1 絲桿的設(shè)計(jì) 18
3.6.2 鍵連接的選擇及計(jì)算 19
4 使用說(shuō)明書(shū)（SM） 19
4.1 使用前注意事項(xiàng) 19
4.2 播種時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 19
5 標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告（BS） 20
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 20
5.2產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 20
5.3 標(biāo)注件的使用情況 20
5.4 審查結(jié)論 21
6 結(jié) 論 21
6.1 機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新點(diǎn) 21
6.2 制造價(jià)格及應(yīng)用范圍 21
參 考 文 獻(xiàn) 22
致 謝 23
山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1 引 言
時(shí)間轉(zhuǎn)瞬即逝，轉(zhuǎn)眼之間四年的大學(xué)生涯就要結(jié)束了，回首四年的學(xué)習(xí)生活，我感到自己的收獲無(wú)比豐富。四年來(lái)，我不僅認(rèn)真學(xué)習(xí)了各門(mén)基礎(chǔ)課，而且更加系統(tǒng)地掌握了多門(mén)專業(yè)技術(shù)課，在每次的課程設(shè)計(jì)中，我都認(rèn)真對(duì)待，努力鉆研。這樣，通過(guò)四年的鍛煉不斷地提高了我的設(shè)計(jì)、繪圖、識(shí)圖能力?？梢哉f(shuō)，大學(xué)里的理論基礎(chǔ)，不但使我學(xué)會(huì)了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，而且更強(qiáng)化了我的知識(shí)結(jié)構(gòu)。尤其幸運(yùn)的是，我不只一次地深入工廠實(shí)習(xí)，把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)的具體工作中，提高了自己的動(dòng)手能力，為我今后步入工作崗位打下了更好的實(shí)踐基礎(chǔ)。
本次設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)自己初步掌握獨(dú)立從事專業(yè)技術(shù)工作的能力，提高自己從事工藝和工藝裝備設(shè)計(jì)的水平，使我初步掌握從事本專業(yè)科學(xué)研究工作的能力。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)不但培養(yǎng)了我運(yùn)用各種工具書(shū)的方法和技巧，同時(shí)也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。通過(guò)翻閱查找各種工具書(shū)，擴(kuò)大了視眼，豐富了自己的知識(shí)范圍。
本次設(shè)計(jì)我是有充分準(zhǔn)備的。我不僅準(zhǔn)備了四年的時(shí)間來(lái)掌握各門(mén)專業(yè)課學(xué)習(xí)，而且我多次深入工廠實(shí)習(xí)，更主要的是設(shè)計(jì)期間不斷地從網(wǎng)上、圖書(shū)館收集大量的資料，尋找各種解決問(wèn)題的方法。所以說(shuō)本設(shè)計(jì)我是有充分準(zhǔn)備的，它是與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。它也將成為我走上工作崗位的一次重要演習(xí)，為我今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
草坪播種機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 提高農(nóng)業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要一環(huán)。用現(xiàn)代化設(shè)備裝備我國(guó)農(nóng)業(yè)工廠，已成為一項(xiàng)迫切的重要任務(wù)。
實(shí)現(xiàn)草坪播種作業(yè)機(jī)械化的好處：節(jié)約勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)率和草坪質(zhì)量，節(jié)約原材料和降低成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和改善環(huán)境衛(wèi)生，保證操作的安全，減少草籽的浪費(fèi)等。草坪播種作業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費(fèi)用低、流水線自動(dòng)化控制、采用新的機(jī)械工具等六個(gè)方向發(fā)展。
2 技術(shù)任務(wù)書(shū)（JR）
2.1 設(shè)計(jì)的依據(jù)
目前在我國(guó)已有專用草坪播種機(jī)械, 但是價(jià)格很高。通常對(duì)于播種面積不算太大, 又不是專業(yè)經(jīng)營(yíng)草坪種植業(yè)的單位或個(gè)人, 就沒(méi)有必要專門(mén)買(mǎi)一臺(tái)草坪播種機(jī), 這樣就給草坪播種帶來(lái)很大的困難。為了解決這一問(wèn)題, 經(jīng)過(guò)多次對(duì)市場(chǎng)調(diào)查和研究, 決定設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)易草坪播種機(jī)。
2.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍
草坪是高度培育的特殊草地, 隨著草坪面積的擴(kuò)大, 品質(zhì)的提高, 草坪業(yè)逐漸由單一的人工作業(yè)向半機(jī)械化、機(jī)械化、自動(dòng)化過(guò)渡, 草坪作業(yè)的機(jī)械化已成為十分重要的課題。專用的草坪播種機(jī)還處于起步階段, 草坪草種子細(xì)小,用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設(shè)的要求。
通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，決定設(shè)計(jì)一種由地輪驅(qū)動(dòng)的離心式草坪播種機(jī)，該機(jī)由種子箱、機(jī)架、傳動(dòng)裝置、葉輪等部分組成, 一人即可操作, 播種者雙手推動(dòng)播種機(jī)，種子箱下的旋轉(zhuǎn)葉輪便會(huì)把種子吹出去, 下種口的大小可調(diào), 播種量的多少調(diào)節(jié)下種速度。此播種機(jī)體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活耐用, 不受地形、環(huán)境和氣候的影響, 不僅適用于大面積建坪, 更適用于在復(fù)雜的場(chǎng)地下建坪使用。
2.3 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù)
計(jì)劃設(shè)計(jì)播種機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)：
1） 外形尺寸：519mm380mm800mm
2） 功率：417W
3） 輪子轉(zhuǎn)速：64r/min
4） 力矩：=62224N·mm
5） 凈質(zhì)量：≤40kg
6） 變速要求：?jiǎn)渭?jí)
7） 葉輪半徑：0.1m
2.4 主要工作原理
本次設(shè)計(jì)的手推式播種機(jī)主要利用輪子運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)變速箱中的錐齒輪實(shí)現(xiàn)飛輪的高速運(yùn)動(dòng)的功能。播種機(jī)工作時(shí)由人推動(dòng)機(jī)器行走，驅(qū)動(dòng)地輪帶動(dòng)安裝在齒輪箱內(nèi)的一對(duì)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在被動(dòng)錐齒輪軸上的葉輪在錐齒輪的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)。種子箱內(nèi)的種子靠重力通過(guò)種子箱底部的落種口經(jīng)過(guò)絲桿和圓錐下料筒下落到轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪邊緣，在葉輪風(fēng)力的作用下撒布于地表。在被動(dòng)錐齒輪軸伸入種子箱底部的端頭，安裝有攪種裝置，可將種子順利落入撒種盤(pán)。撒種量可通過(guò)改變落種口開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)。
2.5 已經(jīng)考慮過(guò)的若干方案的比較
我所設(shè)計(jì)的手推式草坪播種機(jī)首先要通過(guò)一個(gè)傳力構(gòu)件將人力傳遞出去。為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過(guò)增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。因執(zhí)行播種動(dòng)作的葉輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與人行進(jìn)的方向垂直，經(jīng)前面增速機(jī)構(gòu)傳遞過(guò)來(lái)的運(yùn)動(dòng)都需要再經(jīng)過(guò)一級(jí)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞到執(zhí)行構(gòu)件。通過(guò)分析得到手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖，如圖2—1所示。
圖2—1手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖
能實(shí)現(xiàn)草坪播種的方法較多，但各有利弊，具體分析如下：
（1）用手撒 草坪草種子細(xì)小，用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設(shè)的要求。
（2）用鐵篩撒 用鐵篩雖然避免了用手撒的弊端，但浪費(fèi)時(shí)間，且人力消耗量大，不能滿足一般草坪的建設(shè)要求。
（3）用播種機(jī) 用播種機(jī)，可避免以上兩種方法存在的問(wèn)題，使所設(shè)計(jì)的機(jī)器小巧，且可靈活操作。因此，我們選擇設(shè)計(jì)手動(dòng)式播種機(jī)。
手動(dòng)的形式又有手搖動(dòng)和用手推動(dòng)兩種。機(jī)械容易實(shí)現(xiàn)的是簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，如果用手搖動(dòng)手柄實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)，由于播種機(jī)還要靠人力推著向前行進(jìn)，操作者要完成的動(dòng)作過(guò)多，操作不方便。要使操作者只通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可完成播種動(dòng)作，可以用手推播種機(jī)向前行駛，靠播種機(jī)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成葉輪的往復(fù)旋轉(zhuǎn)而輸出到執(zhí)行構(gòu)件。顯然設(shè)計(jì)成手動(dòng)式草坪剪草機(jī)是合理而可行的。
2.6 關(guān)鍵問(wèn)題及其解決辦法
增速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：用組合法實(shí)現(xiàn)增速
為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過(guò)增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。由于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在播種機(jī)動(dòng)力輸入構(gòu)件輪子和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件之間，可以采用鏈傳動(dòng)，帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。為了使所設(shè)計(jì)的剪草機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，可以采用齒輪傳動(dòng)。而齒輪傳動(dòng)有直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，直齒錐齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。但是蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率低，一般是蝸桿主動(dòng)，且軸線空間交錯(cuò)，應(yīng)用到播種機(jī)械中，會(huì)使支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的軸線相互平行，不能起到兩軸垂直的作用，因此，可選擇直齒錐齒輪傳動(dòng)作為增速機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)組成方案如圖2—2所示。
圖2-2 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.7 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn)
（1） 該機(jī)采用地輪—齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無(wú)污染，使用方便、靈活，適合一般草坪的播種；
（2） 無(wú)需引擎驅(qū)動(dòng)，使用安全、可靠，便于維護(hù)；
（3） 播種幅寬為1m，外形尺寸（長(zhǎng)寬高：586369200mm）,質(zhì)量40kg（材料由45鋼制作）；
（4） 采用耐用的鑄鋁底盤(pán)和結(jié)構(gòu)件，具有永不生繡、永不卷曲變形的特點(diǎn)；
（5） 地輪半徑為0.25m，且一個(gè)輪子裝上壽命長(zhǎng)的球軸承，使播種機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)易于推動(dòng)；
（6） 金屬手柄易于折疊，以減少包裝尺寸，手柄長(zhǎng)度可伸縮，對(duì)于不同身高的操作者同樣適用；
（7） 撒種部分獨(dú)特的設(shè)計(jì)可防止種子堵塞出口通道；
（8） 外觀造型美觀，更適合家庭用戶的審美要求；
（9） 播種的效果較理想，且成本低，是一般草坪播種的首選產(chǎn)品。
3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) （SS）
3.1 草坪播種機(jī)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)
3.1.1 傳動(dòng)比的確定
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本原理，在忽略種子與撒種盤(pán)之間摩擦的情況下，傳動(dòng)比為：
（1）
式中 Rd-------地輪半徑
D--------撒種幅寬
r---------撒種盤(pán)半徑
v--------行走速度
H--------撒種盤(pán)離地高度
g---------重力加速度
在確定行走速度v時(shí)，既要保證播種機(jī)在種子箱裝滿種子后，播種機(jī)能夠正常作業(yè)，又要保證機(jī)組有較高的作業(yè)生產(chǎn)率，以速度v=6km/h來(lái)設(shè)計(jì)；考慮到我國(guó)一般草坪地塊面積小，幅寬窄的特點(diǎn)，撒種幅寬D設(shè)計(jì)為1m，設(shè)計(jì)參數(shù)Rd=0.25m，r=0.1m，H=0.55m。則按式（1）計(jì)算出地輪驅(qū)動(dòng)離心式播種機(jī)所需的傳動(dòng)比i=3。
3.1.2 動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
草籽較輕，容易甩出，不需要過(guò)大的載荷，故假設(shè)人的推力為F=250N，所以兩個(gè)地輪上所受力的大小為：F1=F2=125N
地輪提供轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)撒種盤(pán)進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)，假定撒種盤(pán)所受的力全部來(lái)自地輪。則：P輪=Fv=417W
地輪轉(zhuǎn)速：n=64r/min
初選8級(jí)精度直齒錐齒輪
滾動(dòng)軸承（球軸承）
齒輪傳動(dòng)軸承（滾子軸承）
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總效率：0.950.9920.98=0.903
軸上的所傳遞的功率大小為：=4170.99=413(W)
軸上的所傳遞的功率大小為：=4130.950.98=396(W)
軸上的轉(zhuǎn)速大小為：=147.69(r/min)
軸上的轉(zhuǎn)速大小為：=443.09(r/min)
3.2 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
圓錐齒輪的設(shè)計(jì)
直齒錐齒輪加工多為刨齒，不宜采用硬齒面，計(jì)算步驟如下：
3.2.1 選擇材料，熱處理方式及精度等級(jí)
（1）齒輪材料。熱處理方式由參考文獻(xiàn)[1]表6-7和表6-8并考慮HBS1=HBS2+（30～50）HBS的要求，小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度241～286HBS，大齒輪選用42SiMn鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度217～255HBS。
（2）精度等級(jí)。估計(jì)圓周速度不大于3m/s，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表6-5，初選8級(jí)精度。
3.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
1）確定公式中的各參數(shù)值
（1）選齒數(shù)。小齒輪齒數(shù)z1=24,z2=uz1=72
（2）確定極限應(yīng)力，由參考文獻(xiàn)[1]圖6-32，按齒面硬度中間值260HBS，查得小齒輪。由參考文獻(xiàn)[1]圖6-32，按齒面硬度中間值230HBS查得大齒輪。
（3）確定壽命系數(shù)ZN。由題意可知：ZN1=ZN2=1。
（4）許用應(yīng)力由參考文獻(xiàn)[1]表6-9查得，SHmin=1。由參考文獻(xiàn)[1]式（6-20）得
（5）載荷系數(shù)K?？紤]錐齒輪是懸臂布置，由參考文獻(xiàn)[1]表6-10取K=1.2。
（6）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1
（7）齒寬系數(shù)。取。
（8）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。。
（9）確定材料系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[1]表6-11查得。
2）計(jì)算和
（1）小輪大端分度直徑
（2）小齒輪齒寬中點(diǎn)的分度圓直徑
（3）圓周速度：
故8級(jí)精度合適。
3.2.3計(jì)算齒輪的主要尺寸
1）模數(shù)
圓整取。
2）實(shí)際大端分度圓直徑
3）錐距
4）齒寬
5）分度圓錐角和
，
6)當(dāng)量齒數(shù)
3.2.4驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度
（1）確定極限應(yīng)力。由參考文獻(xiàn)[1]圖6-34，按齒面硬度中間值260HBS，查得小齒輪，由參考文獻(xiàn)[1]圖6-34，按齒面硬度中間值230HBS，查得大齒輪。
（2）確定壽命系數(shù)YN1和YN2,由題意可知：YN1 =YN2=1。
（3）確定最小安全系數(shù)。查參考文獻(xiàn)[1]表6-9得。
（4）確定許用應(yīng)力。
（5）復(fù)合齒形系數(shù)和。查參考文獻(xiàn)[1]表6-12得
，
（6）計(jì)算彎曲應(yīng)力：
所以齒輪彎曲強(qiáng)度足夠。
3.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.3.1軸Ⅰ的設(shè)計(jì)
（1）選擇軸Ⅰ的材料
該軸無(wú)特殊要求，選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理，=640MPa
（2）初步估算軸徑
按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸入端的最小軸徑。按45鋼，取C=116
根據(jù)公式，此軸頭上有一鍵槽，將軸徑增大5%，即dmin=（16.341.05）mm=17.15mm,取dmin=18mm
（3）軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）軸Ⅰ上零件的軸向定位
大齒輪在軸Ⅰ上為對(duì)稱定位，左右兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡(jiǎn)單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。
2）軸上零件的周向定位
齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為，配合為，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。
① 確定各段軸徑和長(zhǎng)度通過(guò)確定定位軸肩高度，從左輪子連接處向右取。
② 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性
考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成倒角
（4）軸Ⅰ的強(qiáng)度演算
經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，各軸段作用力大小和作用點(diǎn)位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。
1) 齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩：=62224N·mm
齒輪端面分度圓直徑：
圓周力：
徑向力：
軸向力：
受力簡(jiǎn)圖5-1所示：
圖3-1垂直面上受力簡(jiǎn)圖
2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩
截面C處的彎矩為：
(N·mm)
(N·mm)
圖3-2垂直面上截面的彎矩
3） 求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：
截面C處的彎矩為：(N·mm)
圖3-3水平面上截面的支反力
4） 截面C處垂直面和水平面的合成彎矩為：
(N·mm)
(N·mm)
圖3-4水平面上截面的彎矩及合成彎矩
5）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，取
該截面上的計(jì)算應(yīng)力：
通過(guò)查表可知：
材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為，由于，故安全。
3.3.2 軸Ⅱ的設(shè)計(jì)
（1）選擇軸Ⅱ的材料
該軸無(wú)特殊要求，選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理，=640MPa
（2）初步估算軸徑
按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸入端的最小軸徑。按45鋼，取C=116
根據(jù)公式，此軸頭上有一鍵槽，將軸徑增大5%，即dmin=（11.171.05）mm=11.72mm,取dmin=12mm
（3）軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）軸Ⅱ上零件的軸向定位
小齒輪在軸Ⅱ上為對(duì)稱定位，上下兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡(jiǎn)單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。
2）軸上零件的周向定位
齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為，配合為，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。
① 確定各段軸徑和長(zhǎng)度通過(guò)確定定位軸肩高度，從上向下取。
③ 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性
考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成倒角
（4）軸Ⅱ的強(qiáng)度演算
經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，各軸段作用力大小和作用點(diǎn)位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。
2) 齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩：=19310.18 N·mm
齒輪端面分度圓直徑：
圓周力：
徑向力：
軸向力：
圖3-5軸垂直面上受力簡(jiǎn)圖
2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩
截面C處的彎矩為：
(N·mm)
(N·mm)
圖3-6軸Ⅱ垂直面上截面的彎矩
3)求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：
截面C處的彎矩為：(N·mm)
圖3-7軸Ⅱ水平面上截面的支反力
4)截面C處垂直面和水平面的合成彎矩為：
(N·mm)
(N·mm)
圖3-8軸Ⅱ水平面上截面的彎矩及合成彎矩
5)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，取
該截面上的計(jì)算應(yīng)力：
通過(guò)查表可知：
材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為，由于，故安全。
3.4 葉輪的設(shè)計(jì)
選擇材料：因?yàn)椴葑奄|(zhì)量輕，材料無(wú)特殊要求，選用45號(hào)剛調(diào)質(zhì)處理，葉片厚度1mm，制造上多采用整體鑄造結(jié)構(gòu)和分體鉚接或焊接等工藝方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這也是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。
3.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)
圖6-1葉輪形式
如圖所示，離心風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下。
①葉輪外徑, 常用D表示；
②葉輪寬度, 常用b表示；
③葉輪出口角,一般用β表示。葉輪按葉片出口角的不同可分為三種:
??前向式──葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相同, β> 90°(90°～ 160°)；
??后向式──葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相反, β< 90°(20°～ 70°)；
徑向式──葉片出口沿徑向安裝,β= 90°。
根據(jù)播種機(jī)行走速度和撒籽幅寬，初設(shè)葉輪直徑D1=20cm，葉片數(shù)Z按經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)：Z=
D1為葉輪外徑，單位厘米。所以葉片數(shù)取6片。
葉片傾角
3.4.2 驅(qū)動(dòng)葉輪所需功率L
當(dāng)葉片數(shù)目有限時(shí)，由于流體流動(dòng)方向的變化，葉片理論壓頭公式為：
（1）
式中：Hth為葉輪壓頭；u為圓周速度；v為徑向速度。飛輪對(duì)氣體作功：
（2）
式中：k為多變系數(shù)；R為氣體常數(shù)；G為輸送的流體總量；n為多變指數(shù)；TT0為入口全溫；為容積效率。
設(shè)葉輪入口處風(fēng)速為v1m=16m/s，=0.75，則入口全溫：
由（2）式：
3.167(KW)
4.22(KW)
如果葉輪的效率=0.54，則軸功率：
Ls=Lt/0.54=7.81(KW)
由,得293K時(shí)氣體重度，故驅(qū)動(dòng)葉輪所需軸功率L為：
0.3338(KW)
，故符合設(shè)計(jì)功率。
3.5 地輪的構(gòu)造
地輪由兩個(gè)個(gè)直徑為50cm 的小車(chē)輪及其連桿組成。兩個(gè)地輪是由長(zhǎng)軸的兩端按軸的垂直方向各焊有一對(duì)長(zhǎng)13cm的平行小鐵板來(lái)固定, 小鐵板下端有固定行走輪軸的陷口, 使地輪固定。長(zhǎng)軸被套在大三角鐵后面的兩個(gè)寬鐵環(huán)內(nèi), 長(zhǎng)軸上設(shè)有凸出物使得長(zhǎng)軸在寬鐵環(huán)內(nèi)只能轉(zhuǎn)動(dòng), 不能左右串動(dòng)。在長(zhǎng)軸的中間, 對(duì)準(zhǔn)雙桿手柄的一個(gè)級(jí)桿處, 在長(zhǎng)軸上焊有一個(gè)長(zhǎng)75cm 的單鐵桿柄, 其方向與長(zhǎng)軸兩端的兩平行小鐵板恰好反方向，使人推上播種機(jī)能夠順利行走。
3.6 零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
在該播種機(jī)上所用的一些附件都是一些標(biāo)準(zhǔn)件，它們一共有絲桿、鍵和墊圈。
3.6.1 絲桿的設(shè)計(jì)
此絲桿受力不大，無(wú)特殊要求，選用45號(hào)鋼。熱處理：調(diào)質(zhì)HB220-270，高頻淬火HRC45-48。
因?yàn)榻z桿直徑已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在設(shè)計(jì)絲桿時(shí)，直徑不能任意確定。我國(guó)所規(guī)定的絲桿直徑系列為：30，45，65，（85）90，（115）120，150，200。一般情況下，確定的絲桿直徑應(yīng)符合此系列。故，選用絲桿直徑為30mm。
螺旋角：物料為草籽，選用=30o
絲桿螺槽深度：h=0.2D=6mm
絲桿與套筒間隙的確定：=（0.003-0.005）D，取=0.005D=0.15mm
3.6.2 鍵連接的選擇及計(jì)算
中間軸和齒輪用鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核
齒輪與軸的鍵聯(lián)接
①選用圓頭普通平鍵（Ａ型）
按軸徑d=20mm及輪廓長(zhǎng)l=78mm,查表14-1,選鍵18×70GB1096-79.
②強(qiáng)度校核
鍵材料用45鋼，查表得許用應(yīng)力，
鍵的工作長(zhǎng)度，按公式得擠壓應(yīng)力：
雖然略大于，但齒輪與軸是采用過(guò)盈配合，靠聯(lián)接擦力傳遞部分轉(zhuǎn)矩，故聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。
4 使用說(shuō)明書(shū)（SM）
4.1 使用前注意事項(xiàng)
播種機(jī)在路上行走時(shí)， 可將離合器拉起,，使被動(dòng)軸與主動(dòng)軸分開(kāi)，只有兩個(gè)地輪著地，這樣便于遠(yuǎn)距離和播過(guò)種的區(qū)域的行走。如果需要播種，在被播地段上，將離合器拉下，兩軸自然結(jié)合，然后開(kāi)始播種。如果播種籽量不適宜，可調(diào)節(jié)下種口大小，在小范圍內(nèi)調(diào)整播種量。播種后出苗特征為：苗幅寬為4cm 左右，兩苗幅間寬為5～6cm 左右，這樣出苗后2～4 個(gè)月便可長(zhǎng)滿苗幅間空處。
4.2 播種時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
（1）草坪床應(yīng)疏松，表層不能有過(guò)大的石塊或大的硬土塊及其他草根類(lèi)雜物。
（2）草坪床應(yīng)該盡量平整，坡度不能過(guò)大。
5 標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告（BS）
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查
手推式草坪播種機(jī)的傳動(dòng)裝置和葉輪風(fēng)扇的設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注化審查，結(jié)果如下：
（1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚。符合GB4440-84、GB-83《機(jī)械制圖》的規(guī)定。
（2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T1800、3-1998的規(guī)定。
（3） 產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合JB/T5054.5-2000《中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。
（4） 圖紙的標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989的規(guī)定。
（5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標(biāo)注符合GB131-83《表面特征代號(hào)及注法》的規(guī)定。
（6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合GB324-80《焊縫代號(hào)》的規(guī)定。
5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查
（1） 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語(yǔ)符合ZB/TJ01和0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件術(shù)語(yǔ)》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
（2） 量和單位符合GB3100—GB3102-93的規(guī)定。
（3）技術(shù)文件所用的編碼符合JB/T8823-1998《機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類(lèi)編碼導(dǎo)則》的規(guī)定。
（4）技術(shù)文件的完整性符合JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整性》的規(guī)定及農(nóng)機(jī)部門(mén)的有關(guān)具體要求。
5.3 標(biāo)注件的使用情況
本設(shè)計(jì)所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號(hào)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。
5.4 審查結(jié)論
經(jīng)過(guò)對(duì)播種機(jī)裝置和傳動(dòng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化審查，認(rèn)為該設(shè)計(jì)基本貫徹了國(guó)家最新頒發(fā)的各種標(biāo)準(zhǔn)，圖紙和設(shè)計(jì)文件完整齊全，符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。
6 結(jié) 論
6.1 機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新點(diǎn)
（1） 從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的功能出發(fā)，按變異—組合法和類(lèi)比法完成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件和設(shè)計(jì);
（2） 在作品樣機(jī)加工前，使用三維造型軟件進(jìn)行三維造型、虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，從理論上驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性，然后進(jìn)行樣機(jī)制作；
（3） 無(wú)引擎驅(qū)動(dòng)，節(jié)省能源，無(wú)污染（噪音、廢氣），采用綠色環(huán)保設(shè)計(jì)；
（4） 外觀造型新穎，推桿可折疊伸縮，適合家庭用戶使用；
（5） 采用齒輪機(jī)構(gòu)（實(shí)現(xiàn)增速），提高整機(jī)的工作效率，解決了手動(dòng)播種機(jī)工作效率不高的問(wèn)題；
（6） 產(chǎn)品成本（制造和使用成本）低，符合廣大用戶購(gòu)買(mǎi)能力的要求。
6.2 制造價(jià)格及應(yīng)用范圍
根據(jù)目前市場(chǎng)實(shí)際:：制造原材料費(fèi)用80～120 元，手工費(fèi): 60～80 元，因此總造價(jià)在200元以內(nèi)。目前使用于我國(guó)大部分地區(qū)的一般建坪。
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致 謝
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了崔清亮老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。崔老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。崔老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)半年，卻給以終生受益無(wú)窮之道。在次，我向崔老師表示忠心的感謝！
我還非常感謝工程技術(shù)學(xué)院的老師們，在四年學(xué)習(xí)期間，他們不僅教給了我很多知識(shí)，使我從對(duì)機(jī)械一無(wú)所知成為具有初步機(jī)械學(xué)知識(shí)并且可以簡(jiǎn)單應(yīng)用的人，從只為自己的事情操心變成現(xiàn)在經(jīng)常看報(bào)紙，聽(tīng)廣播，并關(guān)注國(guó)家大事，而且還教給了我做人的道理。對(duì)此我非常感謝！
最后，由草坪播種機(jī)的復(fù)雜性和長(zhǎng)期性，不是用一篇文章就能解決問(wèn)題的，另外，由于我的經(jīng)驗(yàn)匱乏、水平有限，本文錯(cuò)誤和疏漏之處不少，請(qǐng)老師和同學(xué)們指正，謝謝！
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