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南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 頁(yè)南 京林 業(yè)大 學(xué)本 科畢 業(yè)設(shè) 計(jì)( 論文 )題 目 : 小型挖坑機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué) 院 : 南方學(xué)院專(zhuān) 業(yè) : 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào) : N0 9 0 3 0 1 1 2 2學(xué) 生 姓 名 : 徐蘇寧指 導(dǎo) 教 師 : 周鳳芳職 稱(chēng) : 講師二 O一 三 年 六 月 一 日南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 2 頁(yè)目錄目錄目錄目錄1引 言 .52方 案對(duì) 比與 結(jié)構(gòu) .52.1國(guó) 內(nèi)外 研究 現(xiàn)狀 .52.挖 坑機(jī) 的構(gòu) 造 .72.1挖 坑機(jī) 的工 作條 件 .72.2挖 坑機(jī) 的分 類(lèi) .72.3挖 坑機(jī) 的鉆 頭 .83手 提式 挖坑 機(jī)的 設(shè)計(jì) .93.1手 提式 挖坑 機(jī)的 工作 原理 .93.2動(dòng) 力選 擇 .13.螺 旋鉆 頭的 設(shè)計(jì) 和計(jì) 算 .123.1螺 旋工 作面 的設(shè) 計(jì) .123.2刀 片的 設(shè)計(jì) .123.3鉆 尖的 設(shè)計(jì) .133.4離 合器 的設(shè) 計(jì) .143.5減 速器 的設(shè) 計(jì) .24發(fā) 展趨 勢(shì) .324.1一 機(jī)多 能 .324.2人 機(jī)和 諧 .324.3應(yīng) 用范 圍 .32參 考文 獻(xiàn) .3南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 3 頁(yè)摘 要本 文介 紹了 手提 式挖 坑機(jī) 的相 關(guān)背 景、 國(guó)內(nèi) 外研 究現(xiàn) 狀、 挖坑 機(jī)的 設(shè)計(jì) 要求 及其 類(lèi)型 、工 作原理 、技 術(shù)性 能。 通過(guò) 對(duì)原 始數(shù) 據(jù)的 分析 比較 、方 案的 論證 以及 綜合 考慮 ,完 成了 手提 式挖 坑機(jī) 的總 體設(shè) 計(jì)。 在此 基礎(chǔ) 上對(duì) 手提 式挖 坑機(jī) 從結(jié) 構(gòu)原 理、 動(dòng)力 選擇 、 離合 器的 設(shè)計(jì) 、螺 旋鉆 頭的 設(shè)計(jì) 、減 速器設(shè) 計(jì)進(jìn) 行闡 述 。 擺 線(xiàn)針 輪行 星減 速器 作為 重要 的機(jī) 械傳 動(dòng)部 件具 有體 積小 、重 量輕 、傳 動(dòng)效 率高 的特點(diǎn) 。本 設(shè)計(jì) 在全 面考 慮多 齒嚙 合、 運(yùn)轉(zhuǎn) 平穩(wěn) 、輪 齒均 載等 運(yùn)動(dòng) 學(xué)和 動(dòng)力 學(xué)的 要求 ,實(shí) 現(xiàn)高 承載 能力 、高 傳遞 效率 、高 可靠 性和 優(yōu)良 動(dòng)力 學(xué)性 能等 指標(biāo) ,而 且要 便于 制造 、裝 配和 檢修 ,設(shè) 計(jì)了 該具 有合 理結(jié) 構(gòu)的 擺線(xiàn) 針輪 行星 減速 器。 本 設(shè)計(jì) 建立 了合 理的 動(dòng)力 分析 數(shù)學(xué) 模型 ,對(duì) 擺線(xiàn) 針輪 傳動(dòng) 中的 擺線(xiàn) 輪、 轉(zhuǎn)臂 軸承 、柱 銷(xiāo)及 軸進(jìn) 行準(zhǔn) 確的 受力 分析 ,并 其求 解。 計(jì)算 并校 核主 要件 的強(qiáng) 度及 轉(zhuǎn)臂 軸承 、各 支承 軸承 的壽 命, 分析 結(jié)果 可以 看到 ,各 軸承 性能 指標(biāo) 均符 合要 求。 利 用 AutoCAD軟 件對(duì) 擺線(xiàn) 針輪 減速 器各 零件 建立 幾何 三維 模型 、擺 線(xiàn)針 輪減 速器 虛擬 裝配 及工 程圖 生成 。用 本文 的方 法設(shè) 計(jì)擺 線(xiàn)針 輪減 速器 ,具 有設(shè) 計(jì)快 捷、 方便 等特 點(diǎn)。 研究 結(jié)果 對(duì)提 高設(shè) 計(jì)的 速度 、質(zhì) 量具 有重 要意 義。南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 4 頁(yè)Abstract:Thisarticleintroducestheportabledigerincludingtherelvantbackground, overseasandomesticresarchstaus, thedesignrequiremntsandthetypeofthediger, operatingprinciple, technicalcharcteristic。 Byanlysingandcomparingthetheorignaldat, Thecyloid geareducerisoneofthemostimportantransmisioncomponetsofthepumpingunitbyitsmalervolume, lighterweightandefectivetransmision.Inordertorealizefourtargetswhichincludehightransmisioneficency,highreliabiltyandtheexcelentdynamicsperformanceandguarntecrediblelubricateabilty,recivehigheficencyoftransmision,andmakeiteasyformanufacture,asemblyandinspection,wethoughtoveraltherequestintheroundandesigntherationalstructurecyloid geareducer.Inthisdesign, webuilthexactforceanlysimathematicalmodelofthecyloid geareducer,anlyzedtheforcesbornbythecyloid-gear,thebearingsandtheshaft,andproducetheMatlablanguagesoftwareanlyzeoftheforcesanlysi.Weanlyzedtheforcesofpartsinthecyloid geareducerandcalculatedtheintensityandthelifeofparts.Fromanlyzedtheresults,wefoundthepartsareourequest.Whenwestablishthethre dimensionalstructureofthePlanet cyloidReducermodelwiththesoftwareUG, Caryonvisualdesignandvirtualasembleandrawingpaer TheresultofstudyhavetheguidemeanigtoacelratedesignspedandquantiesofthePlanet cyloidReducer南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 5 頁(yè)1.引 言: 我 國(guó) 的 森 林 資 源 不 足 , 森 林 覆 蓋 率 很 低 。 從 國(guó) 家 林 業(yè) 局 公 布 的 第 六 次 全 國(guó) 森 林 資 源 調(diào) 查結(jié) 果 來(lái) 看 , 目 前 我 國(guó) 森 林 資 源 現(xiàn) 狀 是 : 林 業(yè) 用 地 面 活 立 木 總 蓄 積 量 為 124.9億 m; 森 林 蓄積 量 為 12.7億 m; 除 臺(tái) 灣 省 外 , 全 國(guó) 人 工 林 面 積 為 466.7萬(wàn) m3; 人 工 林 蓄 積 為 10.1億 m3。 從 以 上 調(diào) 查 數(shù) 字 可 以 看 出 , 全 國(guó) 森 林 覆 蓋 率 為 16.5%, 僅 相 當(dāng) 于 世 界 森 林 覆 蓋 率(27%)的 61.3%; 我 國(guó) 人 均 森 林 面 積 和 人 均 森 林 蓄 積 分 別 相 當(dāng) 于 世 界 人 均 水 平 的 1/5和1/8, 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 低 于 世 界 平 均 水 平 。 我 國(guó) 在 “ 十 二 五 ” 規(guī) 劃 中 , 把 生 態(tài) 環(huán) 境 建 設(shè) 擺 到 了 突 出 的 戰(zhàn)略 位 置 。 我 國(guó) 三 北 及 長(zhǎng) 江 流 域 防 護(hù) 林 體 系 建 設(shè) 工 程 、 退 耕 還 林 工 程 、 積 為 26329.5萬(wàn) hm2;森 林 面 積 為 15894.1萬(wàn) m2; 速 生 豐 產(chǎn) 用 材 林 基 地 建 設(shè) 工 程 等 六 大 林 業(yè) 重 點(diǎn) 工 程 的 制 定 和 實(shí)施 ,體 現(xiàn)了 黨中 央、 國(guó)務(wù) 院對(duì) 我國(guó) 生態(tài) 環(huán)境 建設(shè) 的高 度重 視, 受到 社 會(huì)各 界廣 泛關(guān) 注, 農(nóng)民群 眾 普 遍 歡 迎 。 近 年 來(lái) , 人 們 越 來(lái) 越 重 視 身 邊 的 生 態(tài) 環(huán) 境 , “ 植 樹(shù) 造 林 , 保 護(hù) 環(huán) 境 ” 已 成 為全 民參 與的 一項(xiàng) 大型 義務(wù) 活動(dòng) 。然 而, 人工 造林 效率 低、 速度 慢且 勞 動(dòng)強(qiáng) 度大 ,而 機(jī)械 化造林 則是 大勢(shì) 所趨 ,不 僅可 以提 高勞 動(dòng)效 率、 減輕 勞動(dòng) 強(qiáng)度 ,還 能保 證 造林 質(zhì)量 、降 低生 產(chǎn)成本 、 提 高 經(jīng) 濟(jì) 效 益 。 挖 坑 機(jī) 是 一 種 重 要 的 植 樹(shù) 造 林 整 地 機(jī) 械 , 它 廣 泛 應(yīng) 用 于 果 樹(shù) 摘 植 、 橡 膠定 植 、 小 樹(shù) 移 栽 、 挖 道 施 肥 、 埋 設(shè) 樁 柱 和 炸 藥 等 作 業(yè) , 具 有 挖 坑 質(zhì) 量 好 、 作 業(yè) 效 率 高 等 優(yōu)點(diǎn) ,一 般可 比人 工挖 坑提 高效 率 30倍 左右 ,而 成本 只有 人工 挖坑 的十 分之 一左 右。 使用 挖坑機(jī) 可 以 提 高 造 林 質(zhì) 量 , 這 對(duì) 于 解 決 當(dāng) 前 造 林 中 成 活 率 低 、 保 存 率 低 和 幼 林 生 長(zhǎng) 量 低 的 難 題 ,提 高造 林的 經(jīng)濟(jì) 效益 等有 重要 意義 。2方 案對(duì) 比與 結(jié)構(gòu)2.1國(guó) 內(nèi) 外 研 究現(xiàn) 狀2.1國(guó) 內(nèi)研 究現(xiàn) 狀在 國(guó) 內(nèi) 懸 掛 式 挖 坑 機(jī) 的 生 產(chǎn) 和 應(yīng) 用 較 為 廣 泛 。 內(nèi) 蒙 古 赤 峰 田 豐 農(nóng) 林 機(jī) 械 廠(chǎng) 、 山 東 大 豐 機(jī)械 有 限 公 司 、 哈 爾 濱 林 業(yè) 福 馬 機(jī) 電 設(shè) 備 公 司 及 寧 夏 自 治 區(qū) 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 研 究 所 等 余 家 單 位 進(jìn)行 了 研 究 制 造 和 銷(xiāo) 售 。 該 類(lèi) 挖 坑 機(jī) 通 常 具 有 較 大 的 功 率 , 機(jī) 動(dòng) 性 較 強(qiáng) , 能 挖 較 大 和 較 深 的南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 6 頁(yè)坑 ,大 多應(yīng) 用于 大面 積植 樹(shù)造 林, 應(yīng)用 圍也 比較 廣 ) 內(nèi) 蒙 赤 峰 田 豐 農(nóng) 林 機(jī) 械 廠(chǎng) 生 產(chǎn) 的 3WH-60型 懸 掛 式 挖 坑 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 合 理 , 使 用 方 便 靈活 , 易 于 操 作 , 每 小 時(shí) 可 挖 80-150個(gè) 坑 , 其 可 與 多 種 型 號(hào) 36.8KW以 上 拖 拉 機(jī) 配 合 使 用 , 用于 大 面 積 植 樹(shù) 造 林 及 工 業(yè) 挖 坑 , 挖 坑 直 徑 250-60m, 深 度 0-120m, 適 用 于 平 原 丘 陵 及 沙地 作業(yè) 。 ) 山 東 大 豐 機(jī) 械 廠(chǎng) 生 產(chǎn) 的 大 豐 王 系 列 挖 坑 機(jī) WKJ-60/70, ,可 與 18.4-36.8KW的 多 種拖 拉 機(jī) 配 合 使 用 挖 坑 直 徑 40-80m, 可 根 據(jù) 用 戶(hù) 要 求 特 別 制 作 深 度 650-80m, 轉(zhuǎn) 速248r/min, 每小 時(shí)可 挖 60個(gè) 坑。 ) 哈 爾 濱 林 業(yè) 福 馬 機(jī) 電 設(shè) 備 公 司 生 產(chǎn) 的 懸 掛 式 挖 坑 機(jī) , 可 與 鐵 牛 40.4KW或 18.4KW以 上 的 具 有 動(dòng) 力 輸 出 和 懸 掛 裝 置 的 拖 拉 機(jī) 配 套 , 挖 坑 直 徑 為 250-60m, 挖 坑 深 度 為 0-80m, 挖坑 效率 為 120坑 /h。 ) 手 提 式 挖 坑 機(jī) 在 我 國(guó) 剛 剛 嶄 露 頭 角 , 適 用 于 家 庭 或 地 形 復(fù) 雜 地 區(qū) 的 小 面 積 植 樹(shù) 造林 , 也 可 用 于 打 樁 和 樹(shù) 木 追 肥 挖 坑 , 如 哈 爾 濱 林 業(yè) 福 馬 機(jī) 電 設(shè) 備 公 司 生 產(chǎn) 的 3WS-2.8型 手 提式 挖 坑 機(jī) , 采 用 051A-1型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 最 大 功 率 為 2.8KW轉(zhuǎn) 速 為 280-320r/min, 挖 坑 尺 寸 坑 徑 深度 為 320m-50m, 質(zhì) 量 為 17.6kg, 該 機(jī) 主 要 應(yīng) 用 于 地 形 復(fù) 雜 的 山 地 丘 陵 區(qū) 和 溝 壑 區(qū) 在 坡度 35以 下的 荒山 荒地 ,、 次生 林地 以及 黃土 高原 的溝 坡進(jìn) 行挖 坑或 整地 。國(guó) 內(nèi) 的 一 些 林 業(yè) 高 等 院 校 和 科 研 院 所 也 對(duì) 挖 坑 機(jī) 進(jìn) 行 了 一 些 研 究 分 析 。 關(guān) 于 挖 坑 機(jī) 的 論 文 大約 有 幾 十 篇 , 涉 及 鉆 頭 升 土 理 論 及 鉆 頭 臨 界 轉(zhuǎn) 速 的 研 究 、 鉆 頭 螺 旋 面 強(qiáng) 度 的 分 析 以 及 螺 旋 升角 的 選 擇 問(wèn) 題 , 還 得 出 了 在 不 同 條 件 下 的 挖 坑 機(jī) 的 動(dòng) 態(tài) 力 學(xué) 參 數(shù) , 指 出 了 鉆 頭 轉(zhuǎn) 矩 的 主 要 影響 因 素 , 對(duì) 挖 坑 機(jī) 的 一 些 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 的 確 定 起 到 了 指 導(dǎo) 作 用 , 為 國(guó) 內(nèi) 挖 坑 機(jī) 的 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 提 供 理了 論支 持。2.2國(guó) 外研 究現(xiàn) 狀相 比 之 下 國(guó) 外 的 研 究 狀 況 要 好 一 些 , 由 日 本 生 產(chǎn) 的 自 走 式 高 性 能 挖 坑 整 地 機(jī) 采 用 柴 油 機(jī)作 動(dòng) 力 , 行 走 腳 與 輪 胎 組 合 , 行 走 裝 置 為 全 液 壓 式 , 平 時(shí) 用 輪 胎 行 駛 , 坡 地 靠 行 走 腳 行 走 ,適 用于 坡度 高達(dá) 56的 陡坡 林地 作業(yè) 。作 業(yè)時(shí) 只 腳可 上下 左右 移動(dòng) ,并 能保 證包 括駕 駛室 在內(nèi) 的 機(jī) 器 上 半 部 始 終 呈 水 平 狀 態(tài) 。 該 機(jī) 的 液 壓 臂 端 部 可 安 裝 液 壓 式 割 灌 機(jī) 或 挖 坑 機(jī) , 每 天 可南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 7 頁(yè)挖 植 樹(shù) 坑 30-40個(gè) 。 實(shí) 現(xiàn) 了 一 機(jī) 多 用 。 日 本 生 產(chǎn) 的 A-7型 手 提 式 挖 坑 機(jī) 質(zhì) 量 僅 為 7.0kg,采 用 H35D發(fā) 動(dòng) 機(jī) .A8D型 挖 坑 機(jī) 可 挖 坑 徑 范 圍 為 20-20m。 德 國(guó) 生 產(chǎn) BT120C型 挖 坑 機(jī) 如 圖 所 示 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 功 率 1.3KW, 質(zhì) 量 8.2kg, 鉆 頭 轉(zhuǎn) 速 190r/min, 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 矩 1.7Nm, 鉆 頭 的 轉(zhuǎn) 矩79.0Nm。 英國(guó) 生產(chǎn) 的 05H830型 懸掛 式挖 坑機(jī) 和美 國(guó)生 產(chǎn)的 懸掛 式三 鉆頭 挖坑 機(jī), 鉆頭 之間的 距 離 是 可 調(diào) 節(jié) 的 , 即 行 距 可 調(diào) , 適 用 于 平 原 地 區(qū) 的 大 面 積 植 樹(shù) 造 林 , 工 作 效 率 很 高 。 美 國(guó)和 加 拿 大 生 產(chǎn) 的 手 提 式 挖 坑 機(jī) , 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 與 鉆 頭 采 用 分 離 式 , 通 過(guò) 液 壓 傳 動(dòng) , 驅(qū) 動(dòng) 鉆 頭 工 作 。美 國(guó) 生 產(chǎn) 的 HYD-TB1H型 液 壓 挖 坑 機(jī) ,質(zhì) 量 為 170kg, 最 大 流 量 為 2.7L/min, 最 大 轉(zhuǎn) 速 為14r/min, 鉆 頭 最 大 扭 矩 349Nm。 美 國(guó) 生 產(chǎn) 的 MDL-5B型 挖 坑 機(jī) ,發(fā) 動(dòng) 機(jī) 采 用 動(dòng) 力 為 4.1KW的BSIntecProOHV的 挖 坑 機(jī) 在 工 作 時(shí) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 離 操 作 者 有 較 遠(yuǎn) 的 距 離 ,大 大 減 少 了 噪 音 對(duì) 操 作者 的影 響 ,充 分考 慮了 人 機(jī)工 程學(xué) 原理 ,有 的手 提式 挖坑 機(jī)安 裝了 個(gè) 支點(diǎn) 即輪 子 ,使 挖坑 機(jī)的 攜帶 比較 方便 ,工 作時(shí) 還可 以把 挖坑 機(jī)的 反向 轉(zhuǎn)矩 釋放 給輪 體 ,減 小操 作者 手上 的反 向力 矩 ,增 加其 安全 性并 減輕 了操 作者 的疲 勞程 度。2.挖 坑機(jī) 的構(gòu) 造2.1挖 坑機(jī) 的工 作條 件挖 坑 機(jī) 的 主 要 作 業(yè) 地 點(diǎn) 是 荒 山 坡 地 、 沙 荒 沙 丘 、 采 伐 跡 地 、 林 間 空 地 、 草 場(chǎng) 、 沼 澤 地 、橡 膠 、 果 園 和 城 市 街 道 等 。 這 些 地 方 的 土 壤 組 成 、 土 層 厚 度 、 土 壤 的 物 理 機(jī) 械 性 質(zhì) 等 都 存 在著 較 大 的 差 異 , 因 此 要 求 工 作 部 件 堅(jiān) 固 耐 磨 , 通 過(guò) 性 能 要 好 , 同 時(shí) 由 于 挖 坑 機(jī) 的 作 業(yè) 受 立 地條 件和 作業(yè) 技術(shù) 的影 響, 使挖 坑機(jī) 的工 作速 度受 到一 定的 限制 ,即 不宜 過(guò)大 。2.2挖 坑機(jī) 的分 類(lèi)挖 坑機(jī) 的種 類(lèi)很 多, 一般 按配 套動(dòng) 力和 掛結(jié) 方式 、傳 動(dòng)方 式、 鉆頭 安裝 位置 進(jìn)行 分類(lèi) 。2.2.1按 配套 動(dòng)力 和掛 結(jié)方 式分一 )手 提式 挖坑 機(jī) 機(jī) 具 與 小 型 二 沖 程 汽 油 發(fā) 動(dòng) 機(jī) ( 2.3 3.73kW) 裝 置 成 整 體 , 由 單 人 或 雙 人 操 作 , 主 要應(yīng) 用 于 復(fù) 雜 的 山 區(qū) 、 丘 陵 區(qū) 和 溝 壑 區(qū) , 在 坡 度 350以 下 的 地 區(qū) 進(jìn) 行 造 林 前 的 整 地 和 挖 坑 , 同時(shí) 也 可 用 于 果 園 、 桑 園 、 苗 圃 和 城 鎮(zhèn) 進(jìn) 行 小 樹(shù) 移 植 、 挖 坑 追 肥 以 及 埋 設(shè) 樁 柱 等 , 坑 徑 一 般 在0.3m以 內(nèi)南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 8 頁(yè)二 ) 懸 掛式 挖坑 機(jī)鉆 頭 裝 置 懸 掛 在 拖 拉 機(jī) 的 后 方 、 前 方 或 側(cè) 向 。 懸 掛 機(jī) 構(gòu) 通 過(guò) 上 拉 桿 、 下 拉 桿 以 及 三 個(gè) 鉸鏈 與 拖 拉 機(jī) 連 接 , 由 拖 拉 機(jī) 的 液 壓 系 統(tǒng) 操 縱 其 挖 坑 機(jī) 鉆 頭 裝 置 升 降 。 它 可 以 挖 較 大 的 坑 徑 和較 深的 坑。 用于 拖拉 機(jī)可 以通 過(guò)的 地區(qū) 進(jìn)行 挖坑 作業(yè) 。 三 )自 走式 挖坑 機(jī) 1.與 手扶 拖拉 機(jī)配 套挖 坑 機(jī) 鉆 頭 旋 轉(zhuǎn) 的 動(dòng) 力 源 是 由 底 盤(pán) 上 的 動(dòng) 力 輸 出 軸 經(jīng) 過(guò) 一 級(jí) 皮 帶 減 速 、 一 級(jí) 直 角 錐 齒 輪減 速 器 并 直 接 輸 到 挖 坑 機(jī) 的 鉆 頭 。 鉆 頭 是 采 用 M27螺 紋 同 箱 體 聯(lián) 接 , 這 樣 裝 拆 方 便 , 又 能 自動(dòng) 防止 拆脫 ,如 1W-40型 挖坑 機(jī)就 是與 工農(nóng) -3型 手扶 拖拉 機(jī)配 套的 。該 型 挖 坑 機(jī) 通 過(guò) 性 能 較 好 , 但 需 要 人 力 操 縱 其 鉆 頭 入 土 。 該 型 挖 坑 機(jī) 適 于 在 水 平 帶 上 作業(yè) 或用 于茶 園施 肥、 茶苗 一只 和果 園施 肥等 挖坑 作業(yè) 。 2.與 汽車(chē) 底盤(pán) 配套與 汽 車(chē) 底 盤(pán) 配 套 的 挖 坑 機(jī) , 一 般 是 屬 于 起 重 地 鉆 裝 置 , 如 D70S(E)起 重 地 鉆 機(jī) 是 由 汽 車(chē)動(dòng) 力 輸 出 、 伸 出 支 撐 、 回 轉(zhuǎn) 系 統(tǒng) 、 起 吊 變 幅 系 統(tǒng) 、 伸 縮 系 統(tǒng) 、 液 壓 系 統(tǒng) 、 控 制 系 統(tǒng) 和 鉆 頭 裝置 等 組 成 。 從 汽 車(chē) 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 中 輸 出 驅(qū) 動(dòng) 油 泵 , 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 化 為 液 壓 能 , 以 供 機(jī) 械 的各 部 分 。 地 鉆 裝 置 主 要 由 帶 油 馬 達(dá) 的 減 速 器 、 鉆 頭 組 成 。 液 壓 油 通 過(guò) 各 控 制 元 件 來(lái) 驅(qū) 動(dòng) 油 馬達(dá) 旋 轉(zhuǎn) , 從 而 通 過(guò) 減 速 器 轉(zhuǎn) 動(dòng) 鉆 頭 軸 , 有 一 方 軸 裝 在 鉆 頭 軸 中 , 此 軸 只 要 拔 出 定 位 銷(xiāo) 及 管 子向 下延 伸即 可增 加挖 坑的 深度 。該 機(jī)可 挖坑 徑 0.45m、 坑深 4.5m的 坑。QW-10型 挖坑 機(jī)基 本上 是屬 于這 種類(lèi) 型, 但它 是車(chē) 載鉆 機(jī)的 形式 。2.2.按 鉆頭 安裝 位置 分一 )立 式挖 坑機(jī)立 式 挖 坑 機(jī) 是 常 見(jiàn) 的 一 種 類(lèi) 型 , 亦 稱(chēng) 立 軸 式 挖 坑 機(jī) , 即 鉆 頭 的 鉆 桿 與 減 速 器 輸 出 軸 聯(lián) 接是 垂直 于地 面的 。該 類(lèi)型 的挖 坑機(jī) 主要 用于 挖坑 作業(yè) 。 二 )臥 式 挖 坑機(jī)臥 式 挖 坑 機(jī) 亦 稱(chēng) 水 平 軸 式 挖 坑 機(jī) , 即 鉆 頭 的 軸 桿 幾 乎 是 水 平 配 置 的 , 根 據(jù) 作 業(yè) 要 求 , 可調(diào) 整氣 鉆桿 的傾 斜角 度。南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 9 頁(yè)2.3挖 坑機(jī) 的鉆 頭2.3.1挖 坑機(jī) 鉆頭 的主 要類(lèi) 型挖 坑 機(jī) 的 鉆 頭 是 挖 坑 機(jī) 的 主 要 工 作 部 件 , 根 據(jù) 各 地 區(qū) 條 件 和 作 業(yè) 的 技 術(shù) 要 求 , 分 為 整地 、 挖 坑 和 開(kāi) 溝 三 大 類(lèi) 。 螺 旋 式 鉆 頭 的 挖 坑 機(jī) 在 工 作 狀 態(tài) 時(shí) , 土 壤 全 部 或 絕 大 部 分 從 坑 里 拋出 , 該 形 式 主 要 用 于 建 筑 工 作 和 栽 植 作 業(yè) 上 。 而 整 地 用 的 挖 坑 機(jī) 在 工 作 狀 態(tài) 時(shí) , 土 壤 不 出坑 , 該 形 式 主 要 用 于 播 種 造 林 等 。 開(kāi) 溝 用 的 挖 坑 機(jī) 在 工 作 狀 態(tài) 時(shí) , 土 壤 是 從 一 側(cè) 或 兩 側(cè) 拋出 。本 設(shè)計(jì) 選用 螺旋 式鉆 頭 螺 旋式 鉆頭 主要 由鉆 桿 1、 螺旋 翼片 2、 鉆鏵 (刀 片) 3和 鉆尖 4組 成。 工作 時(shí)鉆 頭旋 轉(zhuǎn)同 時(shí) 向 下 作 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 。 鉆 尖 不 僅 起 挖 坑 機(jī) 工 作 時(shí) 的 定 心 作 用 , 并 切 去 中 心 部 分 的 土 壤 , 繼 而按 一 定 軌 跡 排 列 的 刀 片 ( 或 鉆 鏵 ) 切 土 , 刀 片 切 下 的 土 壤 沿 著 螺 旋 翼 片 上 升 , 并 拋 至 坑 的 四周 , 土 壤 出 坑 的 數(shù) 量 由 鉆 頭 螺 旋 部 分 長(zhǎng) 度 決 定 。 如 果 鉆 頭 的 長(zhǎng) 度 小 于 坑 的 深 度 , 采 用 多 次 旋拋 土 壤 的 方 式 。 其 工 作 面 的 形 成 為 垂 直 與 鉆 頭 軸 線(xiàn) 的 直 線(xiàn) 段 , 沿 著 圓 柱 體 上 劃 出 的 導(dǎo) 向 螺 旋線(xiàn) 移 動(dòng) 而 成 。 利 用 同 心 圓 柱 體 來(lái) 截 鉆 頭 的 表 面 , 則 得 到 多 條 螺 旋 線(xiàn) , 其 螺 旋 升 角 隨 著 圓 柱 體半 徑的 減少 而增 加。 螺旋 形鉆 頭工 作面 不能 展開(kāi) 成平 面。 螺 旋 形 鉆 頭 又 分 為 單 頭 螺 旋 鉆 頭 和 多 頭 螺 旋 鉆 頭 。 單 頭 螺 旋 鉆 頭 工 作 時(shí) 消 耗 能 量 較 少 ,但 由 于 切 土 負(fù) 載 不 對(duì) 稱(chēng) , 因 此 工 作 穩(wěn) 定 性 比 雙 頭 螺 旋 鉆 頭 差 。 為 了 克 服 上 述 存 在 的 缺 陷 , 單頭 螺 旋 鉆 頭 可 安 裝 兩 個(gè) 鉆 鏵 , 按 徑 向 對(duì) 稱(chēng) 布 置 。 一 般 小 型 懸 掛 式 挖 坑 機(jī) 和 手 提 式 挖 坑 機(jī) 采 用單 頭 螺 旋 鉆 頭 。 多 頭 螺 旋 鉆 頭 工 作 時(shí) 穩(wěn) 定 性 較 好 , 但 消 耗 能 量 較 大 , 一 般 懸 掛 式 中 型 挖 坑 機(jī)常 用雙 頭螺 旋鉆 頭。 螺 旋型 鉆頭 挖坑 范圍 很大 ,能 挖 H/D0=.5-16的 坑( H-坑 的深 度; D0-坑 的直 徑 ) 。3手 提式 挖坑 機(jī)的 設(shè)計(jì)3.1手 提式 挖坑 機(jī)的 工作 原理手 提 式 挖 坑 機(jī) 由 小 型 二 沖 程 汽 油 發(fā) 動(dòng) 機(jī) ( 2.-3.68Kw) 3、 離 合 器 4、 減 速 器 5、 鉆 桿 及套 6、 安全 及保 護(hù)罩 7和 鉆頭 裝置 8等 組成 。其 工作 原理 如下 :由 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 通 過(guò) 離 合 器 、 減 速 器 而 驅(qū) 動(dòng) 鉆 頭 作 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 。 操 作 裝 置 通 常 采 用 可 拆 卸 式 的 手柄 結(jié)構(gòu) 。手 柄的 設(shè)計(jì) 要求 操作 靈敏 和便 于操 作發(fā) 動(dòng)機(jī) 油門(mén) 開(kāi)關(guān) 。南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 0 頁(yè)圖 1-手 提式 挖坑 機(jī)結(jié) 構(gòu)示 意圖1.油 箱 2.手 柄 3.發(fā) 動(dòng)機(jī) 4.離 合器 5.減 速器 6.鉆 桿及 套7.安 全保 護(hù)罩 8.鉆 頭裝 置由 蘇 聯(lián) 研 制 的 手 提 式 塊 狀 整 地 機(jī) , 可 在 坡 度 為 30地 區(qū) 作 業(yè) , 在 塊 狀 整 地 的 同 時(shí) 其 中 心部 挖 出 植 樹(shù) 的 坑 。 該 機(jī) 的 工 作 部 件 由 “ 友 誼 ” 或 “ 烏 拉 爾 ” 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 。 工 作 部 件 是 螺 旋 形鉆 頭 8, 在 其 軸 桿 上 用 兩 個(gè) 螺 栓 固 定 在 橫 梁 5上 , 其 橫 軸 上 焊 有 帶 兩 個(gè) 水 平 刀 7的 主 柱 和 三個(gè) 垂 直 刀 6。 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 底 板 上 固 定 有 保 護(hù) 罩 9, 它 用 于 防 止 土 壤 的 拋 散 。 工 作 時(shí) , 松 土 刀 6切 斷水 平方 向的 根系 并疏 松土 壤; 水平 刀 7用 于切 斷垂 直根 系, 消滅 雜草 和逐 漸切 下土 層。南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 1 頁(yè)圖 1-手 提式 塊狀 整地 機(jī)結(jié) 構(gòu)示 意圖1.發(fā) 動(dòng)機(jī) 2.減 速器 3.機(jī) 架 4.手 柄 5.橫 梁 6.垂 直刀 7.水 平刀8.鉆 頭 9.保 護(hù)罩 10.平 整器該 型 機(jī) 具 可 以 同 時(shí) 實(shí) 現(xiàn) 兩 種 作 業(yè) , 即 整 地 ( 面 積 直 徑 為 0.5-0.5m) 并 在 塊 狀 地 面 中 心挖 出直 徑為 0.2m、 深為 0.25m的 坑。為 了 使 該 機(jī) 具 可 以 自 走 , 可 以 在 減 速 器 的 輸 出 軸 上 裝 升 降 輪 組 , 當(dāng) 機(jī) 具 到 達(dá) 作 業(yè) 地 點(diǎn)后 ,取 下輪 組再 換裝 其鉆 頭。 3.2動(dòng) 力選 擇原 始數(shù) 據(jù)坑 徑: 40m坑 深: 40m整 機(jī)重 量 15kg挖 坑效 率 120孔 /h挖 坑 的 動(dòng) 力 消 耗 與 坑 徑 、 坑 深 、 土 壤 硬 度 和 下 降 速 度 有 關(guān) 。 通 過(guò) 試 驗(yàn) , 手 提 式 挖 坑 機(jī) 配南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 2 頁(yè)套 動(dòng)力 應(yīng)在 2.3.68kW之 間。3.螺 旋鉆 頭的 設(shè)計(jì) 與計(jì) 算手 提 式 挖 坑 機(jī) 鉆 頭 由 大 刀 翼 2, 小 刀 翼 4, 刀 體 3及 其 中 心 刃 1等 組 成 ( 圖 1-7) 。 其大 、小 刀翼 的切 削面 磨成 20的 刀刃 ; ; 入土 角圖 雙 頭螺 旋式 鉆頭 結(jié)構(gòu) 示意 圖1.鉆 桿 2.螺 旋翼 片 3.鉆 鏵 4.鉆 尖 5.鉆 鏵3.1螺 旋工 作面 的設(shè) 計(jì)1螺 旋的 外直 徑 D根 據(jù)挖 坑直 徑 D0確 定D=( 0.94-0.95) D0=.95*40=380m2螺 旋長(zhǎng) 度 H0應(yīng) 大于 坑深 H=40m3螺 旋升 角 ( 外直 徑處 )導(dǎo) 程 h升 角 是 螺旋 線(xiàn)與 其軸 線(xiàn)垂 直平 面的 夾角南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 3 頁(yè)導(dǎo) 程 h是 螺旋 線(xiàn)上 某一 點(diǎn)沿 螺旋 線(xiàn)圍 繞其 軸線(xiàn) 旋轉(zhuǎn) 一周 所移 動(dòng)的 距離tg =h/ D 90-1-土 壤對(duì) 螺旋 面( 鋼) 的摩 擦角 ,通 常取 1=2-310, 取 1=250。 =arctgs/ D0s-鉆 頭每 轉(zhuǎn)一 周的 進(jìn)給 量 s取 40m, =1.820.手 提式 挖坑 機(jī)一 般取 =10-180.按 導(dǎo)程 計(jì)算手 提式 : h=( 0.5-0.9) D=0.6*380=28m =arctgh/ D=10.820 104螺 旋頭 數(shù)一 般手 提式 挖坑 機(jī)用 單頭 5鉆 頭的 轉(zhuǎn)速3.2刀 片的 設(shè)計(jì)刀 片 也 稱(chēng) 鉆 鏟 或 鉆 鏵 , 是 挖 坑 機(jī) 的 主 要 切 土 零 件 , 也 是 工 作 中 最 易 磨 損 的 零 件 。 它 的 形 狀 、 刀 口鋒 利 程 度 、 耐 磨 性 以 及 磨 損 規(guī) 律 , 對(duì) 挖 坑 機(jī) 的 阻 力 矩 、 生 產(chǎn) 率 都 有 很 大 影 響 。 因 此 , 要 求 在 保 證 足 夠強(qiáng) 度和 沖擊 韌性 的條 件下 ,提 高刀 片的 耐磨 性。常 用 的 刀 片 有 以 下 三 種 : 見(jiàn) 圖 , 雙 刃 矩 形 , 梯 形 和 三 角 形 。 雙 刃 矩 形 刀 片 一 面 磨 損 之 后 , 可 以 掉 頭 使用 ,梯 形刀 片入 土性 能較 好, 阻力 ??; 三角 形刀 片適 用于 松軟 土壤 。 試 驗(yàn)指 出, 鉆頭 的刀 片磨 損多 在外 緣, 因?yàn)?離開(kāi) 鉆軸 中心 越遠(yuǎn) ,刀 刃轉(zhuǎn) 過(guò)的 路程 越長(zhǎng) ,因 此鉆 頭刀 片 的 外 緣 磨 損 快 。 為 了 延 長(zhǎng) 刀 片 的 適 用 壽 命 , 在 易 磨 損 處 將 刀 片 加 寬 形 成 鑿 形 刀 片 , 或 制 成 局 部 加厚 的刀 片。 由 于鉆 頭工 作時(shí) 既有 旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng) 又有 進(jìn)給 運(yùn)動(dòng) ,刀 片的 實(shí)際 后角 應(yīng) 由刀 片該 店的 運(yùn)動(dòng) 方向 和刀 片后 平面 之間 的夾 角來(lái) 測(cè)量 。刀 片上 各點(diǎn) 的 隨 著離 鉆桿 距 離增 大而 增大 。只 有 當(dāng) 0時(shí) , 鉆 頭 才 能 入 土 。 當(dāng) 值 不 大 時(shí) , 刀 片 很 快 形 成 寬 的 背 棱 , 入 土 所 需 的 力 矩 和 阻力 急 劇 增 加 , 因 此 , 可 適 當(dāng) 增 大 名 義 后 角0, 以 達(dá) 到 增 加 實(shí) 際 后 角 。 名 義 后 角 0在 004525時(shí) 入南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 4 頁(yè)土 力 矩 和 阻 力 均 較 小 。 前 角 過(guò) 大 和 過(guò) 小 入 土 力 矩 和 入 土 阻 力 均 增 加 。 名 義 前 角 0在 045時(shí) 入 土 力 矩 和入 土阻 力最 小。 刀 片 厚 度 8-10毫 米 , 刃 厚 0.5-1毫 米 。 刀 片 的 材 料 可 用 65SiMnRe鋼 或 65Mn鋼 , 刃 部 淬 火 區(qū) 為25-35毫 米 , 硬 度 HRC46-0, 非 淬 火 區(qū) 硬 度 不 大 于 HRC3。 刀 片 用 沉 頭 方 頸 螺 釘 安 裝 于 刀 座 上 , 刀 座通 常 以 鋼 板 焊 接 在 螺 旋 工 作 面 背 面 , 刀 片 與 螺 旋 面 的 接 縫 處 應(yīng) 密 合 平 整 , 不 允 許 螺 旋 面 高 出 刀 片 而 增大 切 削 阻 力 。 對(duì) 于 直 徑 30毫 米 以 下 的 鉆 頭 , 尤 其 是 手 提 式 挖 坑 機(jī) 可 以 用 單 頭 螺 旋 , 這 樣 消 耗 扭 矩小 。但 是為 了使 受力 平衡 ,一 般也 要對(duì) 稱(chēng)地 裝兩 個(gè)刀 片, 因此 這種 結(jié)構(gòu) 需要 兩個(gè) 刀座 。 3.3鉆 尖的 設(shè)計(jì)鉆 尖 也 稱(chēng) 定 位 尖 , 它 一 般 用 螺 釘 連 接 在 鉆 尖 的 拖 柄 上 , 鉆 尖 的 型 式 有 平 面 三 角 形 、 平 面 分 叉 型 、錐 形小 螺旋 型和 平面 三尖 型。 實(shí) 踐 證 明 , 分 叉 型 鉆 尖 入 土 阻 力 最 小 , 錐 形 小 螺 旋 最 大 , 三 角 型 次 之 。 定 位 性 能 以 錐 形 小 螺 旋 最好 。 一 般 中 型 挖 坑 機(jī) ( 鉆 頭 重 量 在 150kg左 右 ) 的 鉆 頭 , 應(yīng) 選 用 分 叉 型 鉆 尖 , 而 對(duì) 于 大 型 的 挖 坑 機(jī) 的鉆 頭( 重在 250kg左 右 ) , 為防 止鉆 頭過(guò) 重和 入土 過(guò)快 (靠 自重 入土 的挖 坑機(jī) )應(yīng) 選用 三角 形鉆 尖。 對(duì)于 鉆 深 坑 的 挖 坑 機(jī) 鉆 頭 選 用 平 面 三 尖 型 的 鉆 尖 更 合 適 。 另 一 方 面 鉆 鏵 的 切 削 刃 與 鉆 尖 之 間 的 距 離 H2越大 , 鉆 尖 的 迴 轉(zhuǎn) 直 徑 D1( 取 0.1-0.16m) 越 小 , 那 么 它 的 對(duì) 中 性 越 好 。 但 是 隨 著 H2的 增 加 , 鉆 尖 入 土所 需的 麗也 增加 ,土 壤從 鉆頭 表面 排出 也更 困難 。此 距采 用如 下范 圍較 合理0.9D1H21.2D13.4離 合器 的設(shè) 計(jì)1.設(shè) 計(jì)背 景離 心離 合器 由于 有固 定的 結(jié)合 轉(zhuǎn)數(shù) 和過(guò) 載保 護(hù)功 能而 被廣 泛應(yīng) 用于 油鋸 、割 灌機(jī) 、風(fēng) 力滅 火機(jī) 、無(wú) 變 速 器 等 機(jī) 具 的 傳 動(dòng) 中 , 它 對(duì) 保 護(hù) 操 作 者 和 機(jī) 具 過(guò) 載 時(shí) 的 安 全 是 十 分 重 要 的 。 滑 塊 離 心 式 離 合 器 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 、緊 湊、 它是 由主 動(dòng)盤(pán) 、摩 擦塊 、壓 縮彈 簧和 被動(dòng) 盤(pán)組 成的 。2.設(shè) 計(jì)目 的 通 過(guò) 本 課 程 設(shè) 計(jì) , 掌 握 滑 塊 離 心 式 摩 擦 離 合 器 的 設(shè) 計(jì) 方 法 、 步 驟 , 進(jìn) 一 步 了 解 離 合 器 的 工 作 狀 況南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 5 頁(yè)和 性能 ,提 高機(jī) 械產(chǎn) 品的 設(shè)計(jì) 能力 3.設(shè) 計(jì)參 數(shù) 原 始數(shù) 據(jù):離 合器 配用 的發(fā) 動(dòng)機(jī) 型號(hào) 1E40F離 心塊 數(shù)量 : 4摩 擦表 面: 石 棉 45鋼1E40F汽 油發(fā) 動(dòng)機(jī) 的外 特性 曲線(xiàn) 參數(shù)發(fā) 動(dòng) 機(jī) 型 號(hào) 怠 速(rpm)最 高轉(zhuǎn) 速 ( rpm) 額 定 功 率/轉(zhuǎn)速 (kw/rpm)最 大 輸 出 扭 矩 /轉(zhuǎn) 速(N.m/rpm)輸 出 軸 直 徑(m)輸 出 軸 連 接 形 式 允 許 離 合 器 外 經(jīng) (m)允 許 離 合 器 高 度 (m)離 合 器 離 心 塊 與 被 動(dòng) 盤(pán) 間隙1E40F21080 2.97/5205.93/440 144花 鍵 80m 24m1m4 具體 設(shè)計(jì) 步驟 :1) .確 定總 體設(shè) 計(jì)方 案由 于 滑 塊 為 四 塊 , 而 離 合 器 允 許 外 徑 偏 小 , 考 慮 到 便 于 布 置 零 件 , 故 采 用 壓 縮 彈 簧 的 形 式 , 離心 塊 與 被 動(dòng) 盤(pán) 間 隙 取 為 1m, 滿(mǎn) 足 要 求 且 便 于 計(jì) 算 。 滑 塊 離 心 式 摩 擦 離 合 器 主 要 用 于 草 坪 機(jī) 械 , 假 定南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 6 頁(yè)以 皮帶 輪作 為輸 出結(jié) 構(gòu)。 2) .確 定離 合器 需要 傳遞 的扭 矩:由 m93.5em ax =NM , b 1 扭 矩儲(chǔ) 備系 數(shù)這 里 取 2.1=。 發(fā) 動(dòng)機(jī) 最大 輸出 扭矩 ( Nm)故 116.793.52.1em axf =MM N.m3) .初 定結(jié) 合轉(zhuǎn) 速: 因 結(jié)合 轉(zhuǎn)速 ( )12 n45.125.1n這 里系 數(shù)取 12 n25.1n=, 由發(fā) 動(dòng)機(jī) 怠速m in/r2100n1= 得 m in/r2625n2=計(jì) 算得4) .確 定離 合器 結(jié)構(gòu) 形式由 初始 給定 數(shù)據(jù) 條件 ,離 心塊 數(shù)量 為 4, 即 Z=4;確 定 被 動(dòng) 盤(pán) 直 徑 D=10m,壁 厚 取 2m, 離 合 器 離 心 塊 與 被 動(dòng) 盤(pán) 間 隙 , 因 摩 擦 配 合 為 石 棉 石 棉 ,石 棉厚 度取 為 3m, 則被 動(dòng)盤(pán) 半徑 R=50-23-1=4m;由 離心 塊質(zhì) 心半 徑選 取范 圍 , 再結(jié) 合初 步確 定的 離心 塊結(jié) 構(gòu)和 形狀 ,初 步選 r=20m;離 心 塊 與 被 動(dòng) 盤(pán) 材 料 均 選 45號(hào) 鋼 , 由 于 摩 擦 配 合 為 石 棉 45鋼 , 故 離 心 塊 結(jié) 合 面 貼 一 層 石 棉 ,摩 擦系 數(shù) f選 為 0.8-0.12.5) .初 定離 心塊 質(zhì)量 離 心塊 質(zhì)量 須滿(mǎn) 足兩 個(gè)條 件: 結(jié) 合轉(zhuǎn) 速 n2時(shí) 22n rm =PP式 中: P2 結(jié) 合轉(zhuǎn) 速 n2時(shí) 離心 塊產(chǎn) 生的 離心 力;Pn 彈 簧對(duì) 離心 塊張 緊力 的徑 向分 力;南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 7 頁(yè) 2 結(jié) 合轉(zhuǎn) 速 n2時(shí) 的角 速度 。 傳 遞最 大扭 矩 Mf時(shí)( )fn4 f ZRPP =244 rm =P( ) Zfrm-rm 224f = RM ( ) ZR= f-rm 224( )2224 ff-r 900m = ZRMm in/r4400n4= r/m in2625n2=( ) kg03256.014.3-2.3105.02625-4400020.0 900116.7m222 =式 中: n4 發(fā) 動(dòng)機(jī) 最大 扭矩 Mf時(shí) 的轉(zhuǎn) 速; 4 發(fā) 動(dòng)機(jī) 最大 扭矩 Mf時(shí) 的角 速度 ;f 離 心 塊 與 被 動(dòng) 盤(pán) 內(nèi) 表 面 的 摩 擦 系 數(shù) ( 鋼 對(duì) 鋼 : f 0.15; 鋼 對(duì) 石 棉 : f 0.30; 石 棉 對(duì) 石棉 : f 0.36 0.50, 這里 取 0.15)由 發(fā)動(dòng) 機(jī)外 特性 參數(shù) : 代 入其 他數(shù) 據(jù): R=31m, Z=2, f=0.5, =7.16N.M, r=20m, 計(jì)算 得 m=0.3kg。6) .計(jì) 算彈 簧在 各個(gè) 工況 下受 力結(jié) 合轉(zhuǎn) 速時(shí) : NPP 4469.612602100102503256.0 23-n2 = 怠 速時(shí) 彈簧 壓縮 力: NP 326.392602100102503256.0 231 = 7) 驗(yàn)證 離合 器高 度 ()d21h=因 離合 器允 許高 度為 20m, 而 h取 值范 圍為 ( 12) d;選 定滑 塊結(jié) 構(gòu)為 扇形 ,包 角 , 中間 挖空 一定 尺寸 放置 彈簧 與螺 栓, 則由 vm =, 列方 程得南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 8 頁(yè)31材 料為 45鋼 ,故 這里解 得 ,h24m。 故離 合器 高度 滿(mǎn)足 要求 。8) 滑塊 的質(zhì) 心驗(yàn) 算由 扇形 形心 計(jì)算 公式 : , 設(shè)計(jì) 滑塊 ; 120再 由組 合圖 形的 形心 計(jì)算 公式 : , 計(jì)算 得滑 塊質(zhì) 心約 為 19m;驗(yàn) 算結(jié) 合轉(zhuǎn) 速 , 與理 論計(jì) 算值 相 差不 大, 故初 選質(zhì) 心符 合要 求。9) 彈簧 的設(shè) 計(jì)計(jì) 算 計(jì) 算彈 簧剛 度由 : 怠 速時(shí) 彈簧 所受 壓力 : 。 140.25N結(jié) 合時(shí) 彈簧 最大 工作 壓力 : 。 23.52N由 胡克 定律 : ,計(jì) 算得 83.295故 彈簧 初始 壓縮 量為 1.68m 選 擇與 驗(yàn)算 彈簧 具體 參數(shù)彈 簧材 料選 碳 素鋼 絲, 初選 彈簧 指數(shù) C=5, 中徑 , 查表 得 K=1.31估 算簧 絲直 徑 d=D/C=1.6m, 查表 得 ,簧 絲直 徑:計(jì) 算得 d=1.72m根 據(jù)標(biāo) 準(zhǔn)圓 整為 d=1.8m工 作圈 數(shù) : 由 , 而 =1+.78=2.78m南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1 9 頁(yè)計(jì) 算得 , 圓整 為 3.5總 圈數(shù) n: 彈簧 選擇 冷卷 ,則 總?cè)?數(shù) n=2+3.5=.5工 作極 限載 荷:工 作極 限載 荷下 的變 形: 余 隙: =0.1d=0.18m節(jié) 距: t=( 0.30.5) 取 為 3.6m中 徑: =Cd=9m外 徑: =10.8m內(nèi) 徑: =7.2m自 由高 度: =16.3m, 根據(jù) 標(biāo)準(zhǔn) 圓整 為 18m螺 紋升 角: , 在 之 間, 符合 使用 條件展 開(kāi)長(zhǎng) 度: =15m驗(yàn) 算穩(wěn) 定性 : =3.7, 故 C值 符合 要求疲 勞強(qiáng) 度校 核: =653彈 簧滿(mǎn) 足條 件, 可用 。1) 花鍵 的選 擇和 校核已 知發(fā) 動(dòng)機(jī) 的額 定功 率 P=2.97KW, 額定 轉(zhuǎn)速 n=520r/min;由 初始 數(shù)據(jù) ,選 取矩 形花 鍵, 輕系 列鍵 的輸 入端 為發(fā) 動(dòng)機(jī) 輸出 軸, 輸出 端為 離合 器, 花鍵 結(jié)合 長(zhǎng)度 取 l=86m工 作齒 高: =( D-d) /2-C=1m。材 料取 低碳 合金 鋼, 表面 滲碳 淬火 ,表 面硬 度為 5864HRC。此 矩形 花鍵 如下 圖:花 鍵聯(lián) 接的 擠壓 強(qiáng)度 和耐 磨性 校核 公式 :南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 2 0 頁(yè)T 輸 入轉(zhuǎn) 矩, N.M 各 齒間 載荷 分布 不均 勻系 數(shù), 通常 取 0.70.8;Z 齒 數(shù);h 齒 的工 作高 度;l 花 鍵的 工作 長(zhǎng)度 ; 平 均直 徑。由 T=950P/n=5.40N.M, 取 0.7, Z=4, h=1m, l=86m, =16m計(jì) 算得 =2.80MPa。查 表得 此花 鍵聯(lián) 接的 許用 比壓 =3060MPa, 即 p。故 此花 鍵聯(lián) 接安 全。 12) 軸承 的選 取與 校核由 輸出 軸直 徑與 軸所 受的 載荷 ,初 選軸 承為 GB/T29 194704AC角 接觸 球軸 承,主 要尺 寸為 d=2m, D=4m, B=12m由 于軸 承所 受的 最大 徑向 力 =126.8N,軸 向力 主要 為軸 的軸 向竄 動(dòng), 可認(rèn) 為 , 故 =126.8N。由 機(jī)械 的工 作情 況查 表可 得 軸 承在 此離 合器 中壽 命為 4080h而 由:n取 最高 轉(zhuǎn)速 80r/min,
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