畢業(yè)設(shè)計(jì)論文—水草清理裝置水下機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題 目： 水草清理裝置水下機(jī)構(gòu) </p><p>　　的設(shè)計(jì) </p><p>　　題目類型：理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)</p><p><b>　　摘 要</b>&

2、lt;/p><p>　　針對(duì)河道、水塘等水域具有航道窄、面積小，一般的大型水草收割機(jī)難以實(shí)現(xiàn)水草收割的現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，效率高，適合在中小尺度水域作業(yè)的小型水草收割機(jī)。</p><p>　　論文概述了水草收割機(jī)的發(fā)展背景、研究現(xiàn)狀及分類；完成了水草收割機(jī)水下部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括清除機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)；闡述了前置往復(fù)式切割器和旋轉(zhuǎn)式升降臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案、工作原理、參數(shù)計(jì)

3、算以及試驗(yàn)校核；同時(shí)，為了防止二次污染，本文還另外設(shè)計(jì)了水草回收裝置，通過傳送帶將水草運(yùn)回船體；按照任務(wù)要求完成了裝置總裝圖與各主要零部件圖的繪制；最后，通過Solidworks軟件的動(dòng)畫仿真驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。</p><p>　　結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的小型水草收割機(jī)具有結(jié)構(gòu)合理、緊湊，適應(yīng)性強(qiáng)，切割效率高等優(yōu)點(diǎn)。這種新型的水草收割機(jī)可在水下實(shí)現(xiàn)切割，撿拾、傳送一體化連續(xù)作業(yè)方式，能夠達(dá)到清除泛濫的水草，凈化水

4、質(zhì)的目的?？偟膩碚f，是一種較為理想的水草收獲機(jī)具。</p><p>　　關(guān)鍵詞：小型水草收割機(jī)；水下機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；動(dòng)畫仿真</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Waters such as rivers,ponds are generally with narrow waterway and small are

5、a,so general large aquatic weed harvesters can hardly harvest hydrophytes.To eliminate the current phenomenon, smaller aquatic weed harvester is designed in this paper.It has compact structure, smooth transmission and hi

6、gh efficiency ，at the same time ，it is suitable for working in the small and medium waters.</p><p>　　This article summarizes the development background,research status and classification of the aquatic weed

7、harvester.；the mechanism design of underwater part of the aquatic weed harvesters, including clear organization and positioning mechanism,is completed；the paper describes the overall design, working principle, parameter

8、calculation and experimental check of front reciprocating cutter and rotating lift；meanwhile, in order to prevent secondary pollution, the paper also designs of the recovery </p><p>　　The results show that:

9、the smaller aquatic weed harvester has many advantages of reasonable and compact structrue, high adaptability and high efficiency to harvesting.The new aquatic weed harvesters can realize continuous integration mode such

10、 as harvesting,collecting and transmiting under water.It can achieve the goal to clear the flood hydrophytes and to purify water quality. In all,it is an ideal machine of harvesting aquatic weeds.</p><p>　　

11、Key words：small aquatic weed harvester；underwater mechanism design；animated simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p><b>　　1緒論1&l

12、t;/b></p><p>　　1.1 課題研究背景1</p><p>　　1.2 水草收割機(jī)的發(fā)展過程2</p><p>　　1.3 水草收割機(jī)分類及特點(diǎn)2</p><p>　　1.3.1 根據(jù)切割器工作方式劃分2</p><p>　　1.3.2 根據(jù)切割器在船體的安裝位置分3</p>

13、<p>　　1.3.3 根據(jù)作業(yè)方式分3</p><p>　　1.3.4 根據(jù)作業(yè)對(duì)象劃分3</p><p>　　1.4 水下機(jī)構(gòu)的典型特點(diǎn)3</p><p>　　1.5 課題研究的目的及意義4</p><p>　　2 水下機(jī)構(gòu)的方案選擇及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 水下機(jī)構(gòu)的方案

14、選擇5</p><p>　　2.2 機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　3 清除機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 切割器概述6</p><p>　　3.2 往復(fù)式切割器的構(gòu)造及類型7</p><p>　　3.2.1 往復(fù)式切割器的構(gòu)造7</p><p>　　3.2.2 往復(fù)

15、式切割器的類型10</p><p>　　3.3 往復(fù)式切割器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及原理10</p><p>　　3.3.1 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇10</p><p>　　3.3.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理11</p><p>　　3.3.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.4 往復(fù)式切割器的調(diào)整13</p&g

16、t;<p>　　4 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.1 定位機(jī)構(gòu)的組成13</p><p>　　4.2 定位機(jī)構(gòu)的工作原理14</p><p>　　4.3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.3.1 鏈傳動(dòng)簡介14</p><p>　　4.3.2 鏈傳動(dòng)的選擇及設(shè)計(jì)校核15

17、</p><p>　　4.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.4.1 軸的應(yīng)用與分類17</p><p>　　4.4.2 軸的材料及結(jié)構(gòu)18</p><p>　　4.4.3 軸3的設(shè)計(jì)與校核20</p><p>　　4.4.4 軸3上軸承的選擇及校核23</p><p>　　

18、5 水草回收機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)25</p><p>　　5.1 水草回收裝置的構(gòu)造25</p><p>　　5.2 回收裝置的工作原理26</p><p>　　5.3 帶傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.3.1 帶傳動(dòng)簡介26</p><p>　　5.3.2 帶傳動(dòng)的參數(shù)選擇27</p>

19、<p>　　5.3.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算28</p><p>　　5.3.4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30</p><p>　　5.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31</p><p>　　5.5 軸上軸承的設(shè)計(jì)與校核34</p><p><b>　　6 結(jié)論36</b></p><p><b&g

20、t;　　謝 辭37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　水草在養(yǎng)殖、生態(tài)和景觀三方面有重要的價(jià)值體現(xiàn)，正是因?yàn)樗萦腥绱硕嗟淖饔?，吸引了人們?nèi)シN植。由于種植量大，同時(shí)缺乏相應(yīng)的管理措施，導(dǎo)致人工種植的水草一度發(fā)展到瘋狂的狀

21、態(tài)。</p><p>　　為了保持水域的生態(tài)平衡，維持水質(zhì)的清澈，需要在景觀水域中大量種植水草，但是在每年5～9月的高溫時(shí)段，水草生長非常迅速，必須及時(shí)進(jìn)行收割清理，否則會(huì)對(duì)水質(zhì)造成二次污染。目前，水草治理方法主要有化學(xué)清除法和物理收割法兩種?；瘜W(xué)清除法會(huì)引起水質(zhì)污染與惡化，破壞水域的生態(tài)環(huán)境，并對(duì)其他生物的生存造成很大影響。所以，人們大都采用更為環(huán)保的人工收割和機(jī)械收割的物理方法來治理水草。但由于人工收割效率低

22、下，往往打撈的速度跟不上水草生長的速度，因而機(jī)械收割就成為理想的水草治理方式。</p><p>　　目前，市場(chǎng)上的水草收割機(jī)產(chǎn)品有WH1800型河道清草機(jī)、SGY一2．5型水草收割機(jī)、GC2230型河道割草保潔船、GC200O型小型河道割草作業(yè)機(jī)械、9GSCC 1．4型水生植物收割機(jī)船隊(duì)和LW5000多功能水草收割船等，但這些產(chǎn)品外型大，長度都大于8 m，需要多人及輔助機(jī)械協(xié)同作業(yè)，適用于大型水域水草的收割。而景

23、觀水域的設(shè)計(jì)通常都采用自然造型，有各種不同的曲線，且水面較為狹小，不利于大型機(jī)械作業(yè)。</p><p>　　現(xiàn)在，這些水域中的水草的收割都由人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。而且往往在水草瘋長時(shí)，人工收割跟不上生長速度，一部分水草因未及時(shí)收割而腐爛水中，造成水質(zhì)惡化。在大型的水草收割船t一般有2～3人進(jìn)行操作。但隨著水草收割機(jī)的小型化，它的收割和集草都要在同一條船上進(jìn)行，由于窄間有限，最多只能由一人操控，若都是手動(dòng)操

24、作的話，會(huì)不太方便，所以應(yīng)該提高水草收割機(jī)的自動(dòng)化程度，特別是遙控式的水草收割機(jī)不僅能進(jìn)一步減小船體的尺寸，增大儲(chǔ)草空間，而且安全。</p><p>　　所以智能化的小型水草收割機(jī)的需求量會(huì)越來越大，小型輕便、美觀環(huán)保的水草收割機(jī)將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。本文主要對(duì)小型水草收割機(jī)的水下部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　緒論</b></p>&

25、lt;p>　　1.1 課題研究背景</p><p>　　目前，國內(nèi)外對(duì)水草收割機(jī)的研究沒有系統(tǒng)的、科學(xué)的分類。市場(chǎng)上所有水草收割機(jī)幾乎都是大型機(jī)械，滿足大型湖泊水草的收割與修理，但不適合小型河道和湖泊等小水面水域中水草的收割。</p><p>　　小型化和智能化是水草收割機(jī)的重要發(fā)展方向。</p><p>　　1.2 水草收割機(jī)的發(fā)展過程</p>

26、<p>　　國外關(guān)于水草收割機(jī)的研制比較早，荷蘭等國早在50年代就開始使用專門的水利機(jī)械進(jìn)行河道的清淤除草作業(yè)。荷蘭的IHC CO Konljn機(jī)械廠1958年研制出H系列兩棲式挖泥船共6種機(jī)型，隨后又相繼開發(fā)出M 系列、s系列和FB系列等多種清淤機(jī)械：荷蘭的HERDER公司也開始研制各種機(jī)型的河道除草機(jī)。起初他們一般是把切割器安裝在液壓挖掘機(jī)或農(nóng)用拖拉機(jī)上，把溝渠、河道內(nèi)的蒲草、雜草切割后撈起放于岸邊，其整機(jī)需停在岸邊或沿

27、岸邊行駛進(jìn)行作業(yè)，這就是陸用割草機(jī)。由于陸用割草機(jī)的使用范圍有較大限制．河道、溝渠旁常揎有樹木，無法停機(jī)，遠(yuǎn)離岸邊的水草又無法切割到，因此研制一種能在河道中航行的水中割草機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。60年代．英國的Rolbe公司開發(fā)出Oibeaux系列水中割草機(jī)，英國的John wider(工程)公司也開發(fā)出自己的系列產(chǎn)品．3O多年來，這些產(chǎn)品至今還在世界各地廣泛使用。</p><p>　　國內(nèi)也有一些相關(guān)企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)進(jìn)入該領(lǐng)

28、域，并且取得了一定的研究成果，如寧波農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所、桂林象山農(nóng)機(jī)廠、紹興縣農(nóng)林管理總部聯(lián)合研究的WH1800型河道清草機(jī)，北京市水利局聯(lián)合數(shù)家單位共同開發(fā)的的SGY-2.5型水草收割機(jī)，上海電器集團(tuán)現(xiàn)代化裝備有限公司新液壓長研究開發(fā)的GC2230型號(hào)河道割草保潔船以及GC2000型小型河道割草作業(yè)機(jī)械。</p><p>　　經(jīng)歷半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程，水草收割機(jī)的設(shè)計(jì)，由開始的岸邊切割水草作業(yè)，水中水草作業(yè)，水中收割

29、水草作業(yè)，到現(xiàn)在的水中切割、收獲、后續(xù)處理一體化作業(yè)模式，功能日益完善，而且經(jīng)過長時(shí)間的摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，其工作模式也發(fā)生了很大的改變。其主要是朝著小型化、自動(dòng)化方向發(fā)展。</p><p>　　1.3 水草收割機(jī)分類及特點(diǎn)</p><p>　　水草收割機(jī)由動(dòng)力裝置、切割器、動(dòng)力推進(jìn)器、送草裝置、集草箱、船體</p><p>　　等組成。所以在對(duì)現(xiàn)有的水草收割機(jī)進(jìn)行歸

30、納比較的基礎(chǔ)上，根據(jù)水草收割機(jī)的作業(yè)方式、工作情況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，總結(jié)出水草收割機(jī)的分類方式。</p><p>　　因?yàn)楸敬沃饕O(shè)計(jì)水下機(jī)構(gòu)，所以下面將從切割器、作業(yè)方式、作業(yè)對(duì)象方面進(jìn)行介紹。</p><p>　　1.3.1 根據(jù)切割器工作方式劃分</p><p>　?。?）往復(fù)式。切割器的主要構(gòu)造為兩把刀片，并且至少有一把作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，與另一刀片形成相對(duì)切割。該

31、種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以選擇合適的刀具參數(shù)來適應(yīng)不同的環(huán)境。整個(gè)切割器是一個(gè)整體，只需一個(gè)動(dòng)力端即可，容易實(shí)現(xiàn)同步工作；缺點(diǎn)是對(duì)刀具材料和刀具安裝精度要求高，維修不方便。</p><p>　　（2）旋轉(zhuǎn)式。這種切割器的主要構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)軸的中心固定三四個(gè)刀片，工作的時(shí)候，刀片繞軸旋轉(zhuǎn)，不斷切割水草。這種刀具的主要優(yōu)點(diǎn)是多把刀具組裝而成，便于維修，缺點(diǎn)是滾刀的傳動(dòng)軸必須安裝成偏心的形式，并且必須在水中工作，因此，對(duì)滾刀的動(dòng)力

32、傳輸以及密封的要求比較高。</p><p>　　1.3.2 根據(jù)切割器在船體的安裝位置分</p><p>　?。?）前置式（圖1-1-a）。切割器安裝在船體的前端。優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)割收一體化，水草的漏收率低，缺點(diǎn)是動(dòng)力輸入端的傳動(dòng)路線長，不適合剛性軸的工作。</p><p>　?。?）后置式（圖1-1-i）。切割器安裝在船體的后端，優(yōu)點(diǎn)是船體行進(jìn)過程中，拖動(dòng)切割器行走

33、，遇到韌性較大的水草，可以依靠慣性將其拉起，不至于沉頭。缺點(diǎn)是工作時(shí)，水草無法及時(shí)回收，容易造成二次污染。</p><p>　?。?）側(cè)置式（圖1-1-b）。切割器安裝在船體一側(cè)，優(yōu)點(diǎn)是只有一個(gè)動(dòng)力輸入端，動(dòng)力集中，適用于水草密集的河道。缺點(diǎn)是切割時(shí)，必須有無水草區(qū)域，便于船體行走。</p><p>　　1.3.3 根據(jù)作業(yè)方式分</p><p>　?。?）割收連續(xù)

34、式（圖1-1-h）。主要應(yīng)用于前置式。優(yōu)點(diǎn)是切除水草的同時(shí)，將水草回收，防止二次污染。缺點(diǎn)是需要兩個(gè)動(dòng)力輸入端，動(dòng)力要求高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。</p><p>　?。?）割收分開式（圖1-1-i）。應(yīng)用于側(cè)置式和后置式的情況。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，功率要求低。缺點(diǎn)是割收分開作業(yè)，大大降低了工作效率，并且容易造成二次污染。</p><p>　　1.3.4 根據(jù)作業(yè)對(duì)象劃分</p><

35、;p>　?。?）近海水草式。主要收集近海水域的藻類水草。要求功率大，船體大，排水量大，不需要將水草收集起來，可以將水草沉入水底，船體必須配備適當(dāng)?shù)木壬O(shè)備，而且船體的防腐要求很高，適合于大型水生植物收割機(jī)的連續(xù)作業(yè)。</p><p>　　（2）內(nèi)河水草式。主要用來收割內(nèi)陸江河、湖泊等淺水域的水草。水草的生長情況比較復(fù)雜，同時(shí)考慮到環(huán)境保護(hù)的問題，必須將水草及時(shí)收集打撈，因此，必須在船體上配備適當(dāng)?shù)氖占b置，

36、機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。</p><p>　　1.4 水下機(jī)構(gòu)的典型特點(diǎn)</p><p>　?。?）往復(fù)切割。大部分產(chǎn)品都采用往復(fù)式切割器，并且安裝的位置都是在船體的前部，比較少的情況是采用旋轉(zhuǎn)式的切割器，這樣有利于避免纏繞等問題的產(chǎn)生。</p><p>　?。?）功耗大。在所有的水草收割機(jī)中，由于是多機(jī)械輔助工作，所以需要的功率消耗較大(都在13kW以上)，最大的功率接近1

37、00 kW。</p><p>　?。?）割深可調(diào)。水草收割機(jī)的割深都在O～1．7 m之間可調(diào)，割幅比較大(2 m左右)。</p><p>　?。?）維修不便。大型船體不利于整機(jī)搬運(yùn)以及維修。</p><p>　　圖1-1 國內(nèi)外水草收割機(jī)的典型設(shè)計(jì)</p><p>　　a．多功能小型水草收割船；b．水草切割機(jī)；c．水草切割裝置；d．水草收獲系

38、統(tǒng)；</p><p>　　e．水草收割機(jī)；f．水草收割裝置；g．SCY一2．5碰水中割草機(jī)；h．wHl800河道清機(jī)；</p><p>　　i．水生植物收割裝置；j．9Gscc—1．4H水生植物收割機(jī)；k．Gc2230型河道割草保船</p><p>　　1.5 課題研究的目的及意義</p><p>　　研發(fā)一種適合在河道、池塘等中小尺度水域作

39、業(yè)的小型水草收割機(jī)。目前市場(chǎng)上的水草收割機(jī)一般是大型機(jī)械，在大的湖波水域可以進(jìn)行切割，但不適于在小型水域的作業(yè)。</p><p>　　所研制的小型水草收割機(jī)，可以有效取代在中小水域的人工收割，有效減輕了勞動(dòng)輕度，大大調(diào)高了切割效率，符合水草收割機(jī)小型化與智能化的發(fā)展方向。</p><p>　　2 水下機(jī)構(gòu)的方案選擇及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 水下機(jī)

40、構(gòu)的方案選擇</p><p>　?。?）水下清除機(jī)構(gòu)即切割裝置。</p><p>　　根據(jù)工作方式分為旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式，根據(jù)安裝位置分為前置、后置、側(cè)置三種方式。但由于旋轉(zhuǎn)式機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須置于水下，切割效率較低，而往復(fù)式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以置于水上，并且可以選擇合適的刀具參數(shù)來適應(yīng)不同的環(huán)境，因此選擇往復(fù)式。從安裝位置方面看，后置式和側(cè)置式都不能實(shí)現(xiàn)割收一體化，所以為了避免二次污染的問題，選擇前置

41、式。</p><p>　　綜上所述，選擇前置往復(fù)式切割。</p><p>　　（2）定位裝置可以用來調(diào)整切割深度。機(jī)械定位的方式很多，如超聲波定位、通過傳感器定位以及機(jī)械定位等。綜合結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，制造成本等多方面因素，可見機(jī)械式定位是比較理想的定位方式。機(jī)械定位可以用傳動(dòng)螺桿，或用滾輪繩索來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　現(xiàn)選定為升降轉(zhuǎn)臺(tái)式機(jī)構(gòu)，通過繩索牽動(dòng)升降臺(tái)側(cè)板，步

42、進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)切割深度的調(diào)整。</p><p>　　2.2 機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）往復(fù)式切割器由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的割刀和固定不動(dòng)的支撐部分組成。割刀由刀桿、動(dòng)刀片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，用以傳動(dòng)割刀的動(dòng)力，支撐部分由護(hù)刃器梁、護(hù)刃器和鉚接在護(hù)刃器上的定刀片、壓刃器和摩擦片等。工作時(shí)割刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行剪切。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采

43、用牛頭刨床的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。?）定位裝置由鏈輪、軸、滾輪及繩索、軸承座、升降臺(tái)等組成。</p><p>　?。?）為防止二次污染，需要將水草進(jìn)行回收，所以另外設(shè)計(jì)了水草回收裝置，主要由帶輪、傳動(dòng)軸、軸承座、輸送帶等組成。</p><p>　　綜上，現(xiàn)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)總體裝配如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 水下機(jī)構(gòu)

44、的總體裝配圖</p><p>　　接下來將對(duì)以上機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)及工作原理等進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明。</p><p>　　3 清除機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 切割器概述</b></p><p>　　切割器的工作性能直接影響收割機(jī)的工作質(zhì)量。要使切割器在作業(yè)中能順利的切割莖桿，不漏割、不堵刀，不拉斷、切割

45、阻力小，必須爭取使用和調(diào)整切割器。</p><p>　　現(xiàn)有的收割機(jī)械上的切割器有回轉(zhuǎn)式利往復(fù)式兩類；回轉(zhuǎn)式切割器的特點(diǎn)是：沿滑動(dòng)作用大，有的還是無支撐切割，因此切割速度高，慣性力易于平衡：但機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，割幅較小，而且重量較大，不適于在寬幅多行收割機(jī)上采用。</p><p>　　目前，在收割機(jī)械上應(yīng)用最廣泛的就是往復(fù)式切割器，優(yōu)點(diǎn)是通用性廣，適應(yīng)性強(qiáng)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕。但由于慣

46、性力的影響，限制了切割速度的提高，是切割作業(yè)速度受到局限。</p><p>　　而根據(jù)前面的敘述，選用的是前置標(biāo)準(zhǔn)型往復(fù)式切割器（圖3-1）</p><p>　　圖3-1 標(biāo)準(zhǔn)型往復(fù)式切割器</p><p>　　1.護(hù)刃器 2.定刀片 3.動(dòng)刀片 4.定刀片鉚釘 5.壓刃器</p><p>　　6.刀桿 7.動(dòng)刀片鉚釘 8.摩擦片

47、 9.墊圈 10.螺母</p><p>　　11.螺栓 12.護(hù)刃器梁</p><p>　　3.2 往復(fù)式切割器的構(gòu)造及類型</p><p>　　3.2.1 往復(fù)式切割器的構(gòu)造</p><p>　　（1）動(dòng)刀片（圖3-2）。動(dòng)刀片是主要切割件，形狀為對(duì)稱六邊形，兩側(cè)為刀刃，刀刃有光刃和齒紋刃兩種，這里選擇光刃。</p>&

48、lt;p><b>　　圖3-2 動(dòng)刀片</b></p><p>　?。?）定刀片（圖3-3）。定刀片為支撐件，多為光刃片。用鉚釘鉚接在護(hù)刃器上與動(dòng)刀配合切割。</p><p><b>　　圖3-3 定刀片</b></p><p>　?。?）刀桿。刀桿材料為35號(hào)冷拉扁鋼。標(biāo)準(zhǔn)型刀桿的斷面寬度為，長度取決于割幅。動(dòng)刀片

49、鉚接在刀桿上，刀桿要平直，刀片應(yīng)在同一平面上。</p><p>　?。?）護(hù)刃器（圖3-4）。護(hù)刃器的作用是保持定刀正確位置，保護(hù)割刀，對(duì)禾桿進(jìn)行分束，且護(hù)刃器舌與鉚接在上面的定刀片起支撐作用，構(gòu)成兩點(diǎn)支撐的的切割條件。為防止護(hù)刃器在低割時(shí)陷入土中，標(biāo)準(zhǔn)型護(hù)刃器的前下部為向上的弧形。</p><p><b>　　圖3-4 護(hù)刃器</b></p><

50、p>　?。?）壓刃器（圖3-5）。壓刃器一般采用35Mn鋼，用半圓頭方頸螺栓與護(hù)刃器、摩擦墊片一起固定在切割器粱上，防止割刀在運(yùn)動(dòng)中向上抬起，利于割刀的自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)。護(hù)刃器梁上每隔30到50裝一個(gè)切割器。</p><p><b>　　圖3-5 壓刃器</b></p><p>　?。?）摩擦片。摩擦片裝在壓刃器下方．用以支承剖刀的后部，使之具有垂直和水平方向的兩個(gè)

51、支承面：當(dāng)摩擦片磨損時(shí)，可增加墊片或?qū)⑵湎袂耙苿?dòng)，以調(diào)整切割器間隙。</p><p>　　3.2.2 往復(fù)式切割器的類型</p><p>　　往復(fù)式切割器的類型是根據(jù)割刀行程、兩相鄰刀片中心線之間的距離和兩個(gè)相鄰定定刀片的中心線之間的距離三者的相互關(guān)系來分類的。目前，我國收獲機(jī)械上應(yīng)用的切割器，主要可分為標(biāo)準(zhǔn)型和非標(biāo)準(zhǔn)型兩種類型。</p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)型切

52、割器。割刀行程s等于兩相鄰動(dòng)刀片中心線之間的距離t、等于的個(gè)相鄰定刀片的中心線之間的距離t。即：</p><p>　　式中：s——割刀行程</p><p>　　t——兩相鄰動(dòng)刀片中心線距離</p><p>　　to——兩相鄰護(hù)刃器中心線距離</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)型切割器具有良好的切割性能，而且護(hù)刃器之間的距離比較大，對(duì)莖稈的粗細(xì)適應(yīng)性較強(qiáng)

53、。因此，在割草機(jī)、收割機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)上被廣泛應(yīng)用。</p><p>　?。?）非標(biāo)準(zhǔn)型切割器。在—些水稻收割機(jī)上采用了較標(biāo)準(zhǔn)尺寸為小的切割器，其尺寸關(guān)系為：</p><p>　　S＝t；to＝50、60或70mm</p><p>　　這種切剖器的特點(diǎn)是：動(dòng)刀片較窄長(切割角較小)，護(hù)刃器為鋼板制成，無護(hù)舌，對(duì)立式割臺(tái)的橫向輸送較為有利，其切割能力較強(qiáng)，剖茬較低。缺點(diǎn)

54、是如果保持相同的切割速度，其曲柄轉(zhuǎn)速就較高．割刀往復(fù)慣性力大。在粗莖稈作物收割機(jī)上，有采用較標(biāo)準(zhǔn)尺寸為大的切割器，其尺寸關(guān)系為：</p><p>　　S＝t＝to＝90或100mnl</p><p>　　其護(hù)刃器的間S距較大、專用于收割粗莖稈植物。</p><p>　　由于水草莖桿細(xì)，所以選用標(biāo)準(zhǔn)型切割器。</p><p>　　3.3 往復(fù)式

55、切割器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及原理</p><p>　　3.3.1 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇</p><p>　　目前在收割機(jī)械上，由于割刀的工作條件和切割器位置的不同，所采用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也不同，一般有曲柄連桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和擺環(huán)機(jī)構(gòu)兩類。曲柄連桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的構(gòu)造簡單，應(yīng)用較廣。擺環(huán)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊，但是結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在這里選用應(yīng)用于牛頭刨床的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　

56、3.3.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理</p><p>　　驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是把傳動(dòng)軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)楦畹兜淖?fù)式直線運(yùn)動(dòng)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是利用曲柄作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)滑塊進(jìn)而帶動(dòng)搖桿，搖桿推動(dòng)割刀做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-6所示：</p><p>　　圖3-6 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p>　　3.3.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　機(jī)構(gòu)傳動(dòng)如

57、圖3-7所示，凸輪轉(zhuǎn)軸通過軟軸與動(dòng)力輸入端連接，工作時(shí)，動(dòng)力輸入端通過軟軸向凸輪轉(zhuǎn)軸輸入轉(zhuǎn)矩，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)通過滑塊帶動(dòng)搖桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)。搖桿與刀桿之間為滑動(dòng)連接，刀桿兩端有水平方向的約束，在搖桿帶動(dòng)下，切割器作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，其平均速度為：</p><p>　　式中：--切割器的平均速度</p><p><b>　　--凸輪轉(zhuǎn)速</b></p><p>

58、;<b>　　--曲柄長度</b></p><p>　　圖3-7 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)圖</p><p>　　切割器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3-8所示：</p><p>　　圖3-8 切割器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)</p><p>　　3.4 往復(fù)式切割器的調(diào)整</p><p>　?。?）對(duì)中調(diào)整：采用曲

59、柄連桿與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的切割器則調(diào)整連桿的長度。</p><p>　?。?）割刀行程：可調(diào)整割刀行程，銷的最上缺口對(duì)準(zhǔn)固定螺栓安裝時(shí)，割刀行程為90．2mm，最下缺口對(duì)準(zhǔn)固定螺栓安裝時(shí)，割刀行程為86.2mm。</p><p>　?。?）刀頭導(dǎo)向板間隙：增減墊片使刀頭導(dǎo)向板間隙達(dá)1mm。</p><p>　?。?）團(tuán)副器的整列：各護(hù)刀器尖端間距應(yīng)相等，日應(yīng)在間一水

60、平線上。檢查時(shí)可在兩側(cè)護(hù)刃器尖端之間拉一直線，護(hù)刃器尖端與該直線的高低間距不得越過。定刀片應(yīng)位于問一平而內(nèi)，用直尺檢查，每個(gè)定刀片的偏差不得大于0.5mm。若有偏差，應(yīng)重新安裝護(hù)刃器，或用小錘輕輕敲打矯正。并要注意在矯正護(hù)刀器之前先檢查刀桿是否平直。</p><p>　?。?）割刀間隙：用增減墊片、調(diào)整壓刃器或校正護(hù)刃器的方法，凋整割刀間隙。刀片前端應(yīng)相互接觸，允許有0.5mm間隙，后端府有0.3到1mm的間隙，

61、允許少量后端間隙不大于1．5mm。但數(shù)量不得超過三分之一。</p><p>　　4 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于在不同的水域，水草的生長情況各不相同，所以在切割水草時(shí)切割水草的深度不盡相同。因此需要設(shè)計(jì)一種定位裝置以便調(diào)整割深。</p><p>　　調(diào)整切割深度的方法有很多，如超聲波定位、傳感器、機(jī)械定位等。綜合結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度以及制造成本等多方面的考慮

62、，機(jī)械定位是比較理想的方式。</p><p>　　4.1 定位機(jī)構(gòu)的組成</p><p>　　現(xiàn)設(shè)計(jì)的定位裝置（圖4-1）是通過升降臺(tái)繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　圖4-1傳送帶升降機(jī)構(gòu)示意圖</p><p>　　船體；2.直流電機(jī)；3.鏈輪Ⅰ；4.鏈條；5.行程開關(guān)SQ1；6.繩輪；7.鏈輪Ⅱ；8.吊繩；9.升降架；10.行程

63、開關(guān)SQ2</p><p>　　升降臺(tái)的構(gòu)造主要有以下幾部分來組成：</p><p>　?。?）鏈輪。鏈輪通過通過鏈條與船體上的步進(jìn)電機(jī)相連，是定位裝置的動(dòng)力輸入端。其固連在軸上并通過軸將動(dòng)力傳遞給滾輪（與軸焊接）。</p><p>　?。?）軸3。通過軸承座與船體支架連接，與滾輪焊接，通過繩索控制升降臺(tái)高度。</p><p>　?。?）升降

64、臺(tái)側(cè)板。升降臺(tái)側(cè)板是定位裝置零部件的支撐部分，通過軸3與軸承座和船體連接。</p><p>　?。?）軸5。將升降臺(tái)與船體連在一起。</p><p>　　4.2 定位機(jī)構(gòu)的工作原理</p><p>　　進(jìn)行定位時(shí)，步進(jìn)電機(jī)通過鏈條、鏈輪將動(dòng)力輸入到軸端，與軸焊接的滾輪上繞有繩索，繩索的另一端與升降臺(tái)側(cè)板連在一起。滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過繩索調(diào)整升降高度，同時(shí)造船體上安裝有行

65、程開關(guān)，可以控制升降的范圍。</p><p>　　4.3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1 鏈傳動(dòng)簡介</p><p><b>　?。?）鏈傳動(dòng)的類型</b></p><p>　　鏈傳動(dòng)是以鏈條為中間傳動(dòng)件的嚙合傳動(dòng)。如圖4-2所示鏈傳動(dòng)由主動(dòng)鏈輪1、從動(dòng)鏈輪2和繞在鏈輪上并與鏈輪嚙合的鏈條3組成。</

66、p><p>　　按照用途不同，鏈可分為起重鏈、牽引鏈和傳動(dòng)鏈三大類。起重鏈主要用于起重機(jī)械中提起重物，其工作速度v≤0.25m/s；牽引鏈主要用于鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)中移動(dòng)重物，其工作速度v≤4m/s；傳動(dòng)鏈用于一般機(jī)械中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常工作速度v≤15m/s。</p><p><b>　　圖4-2 鏈傳動(dòng)</b></p><p><b>　　

67、（2）鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)</b></p><p>　?、俸蛶鲃?dòng)相比。鏈傳動(dòng)能保持平均傳動(dòng)比不變；傳動(dòng)效率高；張緊力小，因此作用在軸上的壓力較??；能在低速重載和高溫條件下及塵土飛揚(yáng)的不良環(huán)境中工作。 </p><p>　?、诤妄X輪傳動(dòng)相比。鏈傳動(dòng)可用于中心距較大的場(chǎng)合且制造精度較低。</p><p>　?、壑荒軅鬟f平行軸之間的同向運(yùn)動(dòng)，不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比

68、，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差，工作時(shí)有噪聲。</p><p>　　通常鏈傳動(dòng)傳遞的功率P≤100KW，中心距a≤5～6m,傳動(dòng)比i≤8,線速度v≤15m/s,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑工程機(jī)械、輕紡機(jī)械、石油機(jī)械等各種機(jī)械傳動(dòng)中。</p><p>　　4.3.2 鏈傳動(dòng)的選擇及設(shè)計(jì)校核</p><p>　?。ㄔ谝韵掠?jì)算中如無特殊說明，所查閱公示、表格、圖等均出自濮良貴、紀(jì)名剛主編《

69、機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版）</p><p><b>　?。?）給定參數(shù)</b></p><p><b>　　傳遞功率</b></p><p><b>　　輸入軸速度</b></p><p><b>　　輸出軸速度</b></p><p>&

70、lt;b>　　傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　初選中心距</b></p><p><b>　?。?）鏈輪齒數(shù)選擇</b></p><p>　　選擇主動(dòng)輪齒數(shù)為，則從動(dòng)輪齒輪</p><p>　　（3）鏈條計(jì)算與選擇</p><p><b&g

71、t;　?、傩拚β?lt;/b></p><p>　　工況系數(shù) （查表9-12）。</p><p>　　齒數(shù)系數(shù)（查圖9-10）。</p><p><b>　?、阪湕l的選擇</b></p><p><b>　　修正功率 </b></p><p>　　根據(jù)和根據(jù)查圖可選滾

72、子鏈為08A。鏈條的節(jié)距為</p><p><b>　?、坻湕l長度</b></p><p><b>　　計(jì)算鏈長節(jié)數(shù)</b></p><p>　　圓整取節(jié)數(shù)為174節(jié)</p><p><b>　　④鏈條速度</b></p><p><b>　　

73、（4）最大的中心距</b></p><p><b>　　最大中心距 </b></p><p>　　實(shí)際中心距994mm</p><p><b>　?。?）潤換方式</b></p><p>　　由速度和鏈號(hào)08A，查圖9-11，采用油壺或油刷定期人工潤滑。</p><p

74、><b>　?。?）強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p><b>　　作用于軸上的拉力</b></p><p><b>　　有效圓周力</b></p><p><b>　　鉸鏈壓強(qiáng)</b></p><p>　　使用壽命（磨損壽命）=610597.02h&

75、lt;/p><p><b>　　校驗(yàn)合格。</b></p><p>　?。?）鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　因?yàn)殡姍C(jī)軸左端的鏈輪和軸2的鏈輪連接，根據(jù)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速，查閱相關(guān)數(shù)據(jù)后取08A的鏈條，其主要參數(shù)如表4-1：</p><p>　　表4-1 08A鏈條的主要參數(shù)</p><p>　　

76、10A單排鏈輪的主要參數(shù)如下表4-2：</p><p><b>　　輪轂厚度≈9mm</b></p><p>　　表4-2 10A單排鏈輪的主要參數(shù)</p><p><b>　　常數(shù)K：</b></p><p><b>　　輪轂長度</b></p><p&g

77、t;<b>　　輪轂直徑</b></p><p>　　因鏈輪和軸設(shè)計(jì)為過度配合，故在鏈輪一段用一個(gè)M6的緊定螺釘與軸固定。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖4-3所示：</p><p><b>　　圖4-3 鏈輪</b></p><p>　　4.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.1 軸的應(yīng)用與分類<

78、/p><p><b>　?。?）軸及其作用</b></p><p>　　軸是組成機(jī)械的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如齒輪、渦輪等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳遞。因此，軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。</p><p><b>　?。?）軸的分類</b></p><p>

79、;　　按照承受載荷的不同，軸可以分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類。工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。這類軸載各種機(jī)器中最為常見。只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱為心軸。心軸又分為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸和固定心軸兩種。只承受扭矩而不承受彎矩（或彎矩很?。┑妮S稱為傳動(dòng)軸。</p><p>　　軸還可以按照軸線形狀的不同，分為曲軸和直軸兩大類。曲軸通過通過連桿可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)，或作相反的運(yùn)動(dòng)變換。直軸根據(jù)外形的不同，可以

80、分為光軸和階梯軸兩種。光軸形狀簡單，加工容易，應(yīng)力集中源少，但軸上的零件不易裝配及定位；階梯軸則正好與光軸相反。因此光軸主要用于心軸和傳動(dòng)軸，階梯軸則用于轉(zhuǎn)軸。</p><p>　　直軸一般都制成實(shí)心的。在那些由于機(jī)器結(jié)構(gòu)的要求而需要在軸中裝設(shè)其他零件或者減小軸的質(zhì)量具有特別重大作用的場(chǎng)合，則將軸制成空心的?？招妮S內(nèi)徑與外徑的比值通常為0.5~0.6，以保證軸的剛度和扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。</p><p

81、>　　此外，還有一種鋼絲軟軸，又稱鋼絲撓性軸。它是由許多鋼絲分層卷繞而成的，具有良好的撓性，可以把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活地傳到不開敞的空間位置。</p><p>　　4.4.2 軸的材料及結(jié)構(gòu)</p><p><b>　?。?）軸的材料</b></p><p>　　軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。<

82、;/p><p>　　由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造尤為廣泛，其中，最常用的是45鋼。</p><p>　　合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。</p><p>　

83、　在一般工作溫度下（低于200攝氏度），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)剛度。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。</p><p>　　各種熱處理（如高頻淬火、滲碳、滲氮、氰化等）以及便面處理（如噴丸、滾壓等），對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。<

84、/p><p>　　高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易做成復(fù)雜的形狀，且具有價(jià)廉、良好的吸振性和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造外形復(fù)雜的軸。</p><p><b>　?。?）軸的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)主要決定于以下因素：軸載機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、

85、方向及分布情況；軸的加工工藝性等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同的情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足：軸和裝載軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。</p><p><b>　?。?）軸的支承結(jié)構(gòu)</b></p><

86、p>　　該機(jī)構(gòu)中，軸的支承采用滾動(dòng)軸承。下面對(duì)滾動(dòng)軸承作簡單的介紹。</p><p><b>　?、贊L動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承滾動(dòng)零件的。滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)工廠大量制造及供應(yīng)各種常用規(guī)格的軸承。滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小，功率消耗少，啟動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。<

87、;/p><p>　　滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架等部件組成。內(nèi)圈用來和軸頸配合，外圈用來和軸承座孔裝配。通常是內(nèi)圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，外圈固定，但也可用于外圈回轉(zhuǎn)而內(nèi)圈不動(dòng)，或是內(nèi)、外圈同時(shí)回轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。當(dāng)內(nèi)、外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體即在內(nèi)、外圈的滾道上滾動(dòng)。常用的滾動(dòng)體有球、圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、非對(duì)稱球面滾子、滾針等幾種。軸承內(nèi)、外圈上的滾道，有限制限制滾動(dòng)體沿軸向位移的作用。保持架的主要作用是均勻地隔開滾動(dòng)

88、體。如果沒有保持架，則相鄰的滾動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將會(huì)由于接觸處產(chǎn)生較大的相對(duì)滑動(dòng)速度而引起磨損。</p><p>　?、跐L動(dòng)軸承的主要類型：</p><p>　　按軸承用于承受的外載荷的不同，滾動(dòng)軸承可概括地分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承三大類。根據(jù)軸承滾動(dòng)體的不同，可將滾動(dòng)軸承分為球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承等。</p><p>　?、蹪L動(dòng)軸承類型的

89、選擇：</p><p>　　選用軸承時(shí)，首先是選擇軸承的類型。在選用過程中，主要考慮的因素有軸承的載荷、軸承的轉(zhuǎn)速、軸承的調(diào)心性能、軸承的安裝和拆卸。軸承所承受載荷的方向、大小和性質(zhì)是選用軸承的主要依據(jù)。在選擇過程中要綜合考慮各方面的影響，選擇最合適的軸承。</p><p><b>　　④軸承的配置：</b></p><p>　　一般來說，一根

90、軸需要兩個(gè)支點(diǎn)，每個(gè)支點(diǎn)可由一個(gè)或一個(gè)以上的軸承組成。合理的軸承配置應(yīng)考慮軸在機(jī)器中有正確的位置、防止軸向竄動(dòng)以及軸受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素。常用的軸承配置方法有雙支點(diǎn)各單向固定、一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動(dòng)、兩端游動(dòng)支承三種。其中雙支點(diǎn)各單向固定方式常用兩個(gè)反向安裝的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，兩個(gè)軸承各限制絲杠在一個(gè)方向的軸向移動(dòng)；一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動(dòng)方式常用在工作溫度較高，跨度較大的場(chǎng)合，作為固定支承的軸承應(yīng)能承

91、受雙向軸向載荷，故內(nèi)外圈都要固定。當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，作為固定端的支點(diǎn)可以采用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，也可以采用兩個(gè)角接觸球軸承（或圓錐滾子軸承）“背對(duì)背”或“面對(duì)面”組合的結(jié)構(gòu)；兩端游動(dòng)方式常用在人字形齒輪的裝配中。</p><p>　　4.4.3 軸3的設(shè)計(jì)與校核</p><p><b>　　軸3的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>

92、;　?。ㄔ谝韵螺S的計(jì)算中如無特殊說明，所查閱公示、表格、圖等均出自濮良貴、紀(jì)名剛主編《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版）</p><p>　?。?）求軸3上的功率P，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T</p><p><b>　　==0kw</b></p><p><b>　　=20r/min</b></p><p>　　=9550=

93、9550=43.93</p><p>　?。?）求作用于鏈輪及滾輪上的力</p><p>　　已知鏈輪的分度圓直徑為：=69.12</p><p><b>　　有效圓周力：</b></p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　取壓軸力系數(shù)：

94、</b></p><p><b>　　則壓軸力：</b></p><p>　　由于滾輪上的壓軸力無法明確計(jì)算出，且方向在升降臺(tái)位置改變時(shí)會(huì)發(fā)生變化，但經(jīng)過估算每個(gè)滾輪上的壓軸力大小不會(huì)超過400。在接下來的計(jì)算中，按壓軸力為，且方向與鏈輪受力方向一致來計(jì)算。若在此假設(shè)下校核合適，則可以保證軸的強(qiáng)度條件。</p><p><b&

95、gt;　　滾輪速度：</b></p><p><b>　　有效圓周力：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　壓軸力：</b></p><p>　　有效圓周力，壓軸力的方向如“軸的載荷分析圖”中所示。</p>&l

96、t;p>　?。?）初步確定軸的最小值</p><p>　　先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　根據(jù)表15-3，取，于是得</p><p><b>　?。?）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?、贁M定軸上零件的裝配方案</p><p&

97、gt;　　現(xiàn)采用如下圖4-4所示的裝配方案。</p><p><b>　　圖4-4 軸</b></p><p>　?、诟鶕?jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　為了滿足鏈輪的軸向定位要求，軸端右端需制造出一軸肩，故取段的直徑，取IV-V段的直徑；</p><p>　　根據(jù)定位條件，段的直徑 。<

98、/p><p><b>　　根據(jù)鏈輪寬度取。</b></p><p>　　根據(jù)零部件的裝配位置，取，，</p><p>　　兩個(gè)滾輪與軸采用焊接。</p><p><b>　　初步選擇滾動(dòng)軸承。</b></p><p>　　因?yàn)檩S承主要承受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。由軸承產(chǎn)品

99、目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6205，其尺寸為。</p><p>　　軸承兩端均采用軸肩定位，并用軸承座固定。</p><p>　　③軸上零件的周向定位</p><p>　　鏈輪與軸的軸向定位均采用平鍵連接。由表6-1查的平鍵截面，鍵用鍵槽銑刀加工，長為。滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是由過度配合來保證的。</p><p>　　

100、④確定軸上的圓角與倒角尺寸</p><p>　　參考表15-2，取軸端倒角為。</p><p><b>　?。?）求軸上的載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取值（參看圖15-23）。對(duì)于6205深溝球軸承，查GB276-89知。</p><p>　　

101、根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。如下圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 軸的扭矩及彎矩圖</p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面D是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值列于下表4-3所示：</p><p>　　表4-3 軸各截面處的彎矩值</p><p>　?。?）按照彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度&

102、lt;/p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p>　　前已確定軸的材料為40，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查的。因此</p><p><b>　　<，故安全。</b></p><

103、;p>　　4.4.4 軸3上軸承的選擇及校核</p><p>　　查GB297-84選擇深溝球軸承6205，其基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷</p><p>　?。?）求兩軸承受到的徑向載荷和</p><p>　　將軸承部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)平面力系。</p><p>　　圖4-6 軸承受力分析圖</p>

104、<p>　　由前面軸的受力的分析可知：</p><p>　?。?）求兩軸承的計(jì)算在軸向力和</p><p>　　對(duì)于深溝球軸承，無派生軸向力，由于軸上沒有軸向力的作用，所以兩軸承</p><p>　　的計(jì)算軸向力和為零。</p><p>　　（3）求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和</p><p>　　因?yàn)?

105、 </p><p>　　由表13-5查的徑向載荷分布系數(shù)和軸向載荷分布系數(shù)為</p><p><b>　　對(duì)軸承1 </b></p><p><b>　　對(duì)軸承2 </b></p><p>　　因運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有中等沖擊載荷，按表13-6,取=1.5。則<

106、;/p><p><b>　?。?）驗(yàn)算軸承壽命</b></p><p>　　因?yàn)?，所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算</p><p><b>　　經(jīng)檢驗(yàn)合格</b></p><p>　　5 水草回收機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　水草收割機(jī)在作業(yè)時(shí)，切除的水草如果不能及時(shí)回收，留在水底

107、，會(huì)造成水體的</p><p>　　二次污染，因此需要設(shè)計(jì)水草回收裝置將切除的水草運(yùn)回船體，這也是選用前置式收割機(jī)的原因之一。</p><p>　　5.1 水草回收裝置的構(gòu)造</p><p>　　現(xiàn)設(shè)計(jì)的水草回收裝置結(jié)構(gòu)如下圖5-1所示</p><p>　　圖5-1 水草回收機(jī)構(gòu)剖視圖</p><p>　　回收裝置的構(gòu)

108、造主要有以下幾部分組成：</p><p>　?。?）帶輪。帶輪是水草回收裝置的主要組成部分。帶輪共有四個(gè)，均固連在軸端，帶輪之間通過軸與輸送帶彼此聯(lián)系。</p><p>　?。?）輸送帶。輸送帶有帶輪輸入動(dòng)力，可以將切除的水草送回船體。</p><p>　?。?）軸4。與帶輪轂連，軸的一端通過軟軸與船體的動(dòng)力端連接，為回收裝置提供動(dòng)力。</p><

109、;p>　　5.2 回收裝置的工作原理</p><p>　　收割機(jī)作業(yè)時(shí)，柴油機(jī)將動(dòng)力通過帶傳動(dòng)傳遞給船體的帶輪，帶輪通過軟軸為軸4提供轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)回收裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，切除的水草落到傳送帶上后被運(yùn)回船體，避免了二次污染。</p><p>　　5.3 帶傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.3.1 帶傳動(dòng)簡介</p><p><b>

110、;　?。?）帶傳動(dòng)介紹：</b></p><p>　　帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，傳動(dòng)的基本組成零件為帶輪（主動(dòng)帶輪和被動(dòng)帶輪）和傳動(dòng)帶。當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用帶輪和傳動(dòng)帶間的摩擦或嚙合作用，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力通過傳動(dòng)帶傳遞給從動(dòng)帶輪。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振等特點(diǎn)，在近代機(jī)械中應(yīng)用廣泛。</p><p><b>　　（2）帶傳動(dòng)類型：</b>&

111、lt;/p><p>　　按照工作原理的不同，帶傳動(dòng)可以分為摩擦型帶傳動(dòng)和嚙合型帶傳動(dòng)。在摩擦型帶傳動(dòng)中，根據(jù)傳動(dòng)帶的橫截面形狀的不同，又可分為平帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)。</p><p>　　平帶傳動(dòng)：平帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)效率高，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的情況下應(yīng)用較多。常用的平帶有帆布芯平帶、編織平帶（棉織、毛織和縫合棉布帶）、錦綸片復(fù)合平帶等數(shù)種。其中以帆布芯平帶應(yīng)

112、用最廣，它的規(guī)格可查閱國家標(biāo)準(zhǔn)或手冊(cè)。</p><p>　　圓帶傳動(dòng)：圓帶結(jié)構(gòu)簡單，其材料常為皮革、棉、麻、錦綸、聚氨酯等，多用于小功率傳動(dòng)。</p><p>　　V帶傳動(dòng)：V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V帶的兩個(gè)側(cè)面和輪槽接觸。槽面摩擦可提供更大的摩擦力。另外，V帶允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)V帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。V帶傳動(dòng)的上述特點(diǎn)使其得到了廣泛的應(yīng)用。</

113、p><p>　　多楔帶傳動(dòng)：多楔帶兼有平帶柔性好和V帶摩擦力大的優(yōu)點(diǎn)，并解決了多根V帶長短不一而使各帶受力不均的問題。多楔帶主要用于傳遞功率較大同時(shí)要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。</p><p>　　嚙合型帶傳動(dòng)：嚙合型帶傳動(dòng)一般也稱為同步帶傳動(dòng)。它通過傳動(dòng)帶內(nèi)表面上等距分布的橫向齒和帶上的相應(yīng)齒槽的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)。與，摩擦型帶傳動(dòng)相比較，同步帶的帶輪和傳動(dòng)帶之間沒有相對(duì)滑動(dòng)，能夠保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。但同

114、步帶傳動(dòng)對(duì)中心距及尺寸穩(wěn)定性要求較高。</p><p>　?。?）V帶的類型與結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　普通V帶：</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)普通V帶是用多種材料制成的無接頭環(huán)形帶。這些材料包括頂膠、抗拉體、低膠和包布。根據(jù)抗拉體結(jié)構(gòu)的不同，普通V帶分為簾布芯和繩芯兩種。簾布芯柔韌性好，主要用于載荷步大和帶輪直徑較小的場(chǎng)合。普通V

115、帶的帶型分為Y、Z、A、B、C、D、E7種。</p><p><b>　　窄V帶：</b></p><p>　　窄V帶的剖面結(jié)構(gòu)與普通V帶類似。其抗拉體采用合成纖維繩或鋼絲繩。與普通V帶相比，當(dāng)寬度相同時(shí)，窄V帶的高度約增加1/3，使其看上去比普通V帶窄。窄V帶的兩個(gè)工作面向內(nèi)凹，在窄V帶套到帶輪上后，近似回復(fù)為平面，使之與帶輪輪槽的兩個(gè)工作側(cè)面貼合緊密，從而提高了窄

116、V帶的工作能力，故而適用于傳遞功率較大同時(shí)又要求外形尺寸較小的場(chǎng)合。其工作原理和設(shè)計(jì)方法與普通V帶類似。</p><p>　　V帶的名義長度稱為基準(zhǔn)長度?；鶞?zhǔn)長度是按照一定的方式測(cè)量得到的。當(dāng)V帶垂直于其頂面彎曲時(shí)，從剖面上看，頂膠變窄，低膠變寬，在頂膠和低膠之間的某個(gè)位置處，寬度保持不變，這個(gè)寬度稱為帶的節(jié)寬bp。把V帶套在規(guī)定的尺寸測(cè)量帶輪上，在規(guī)定的張緊力下，沿V帶的節(jié)寬巡行一周，即為V帶的基準(zhǔn)長度Ld。V

117、帶的基準(zhǔn)長度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　除了普通V帶和窄V帶外，還有聯(lián)組V帶、齒形V帶、大楔角V帶、寬V帶等多種類型。但最常用的是普通V帶。</p><p>　　5.3.2 帶傳動(dòng)的參數(shù)選擇</p><p><b>　?。?）中心距a： </b></p><p>　　中心距大， 可以增加帶輪的包角，減少單位時(shí)間內(nèi)帶

118、的循環(huán)次數(shù)，有利于提高帶的壽命。但是中心距過大，則會(huì)加劇帶的波動(dòng)，降低帶傳動(dòng)的平穩(wěn)性，同時(shí)增大帶傳動(dòng)的整體尺寸。中心距小，則有相反的利弊。一般初選帶傳動(dòng)的中心距為：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　　式中，為初選的帶傳動(dòng)中心距，mm</p><p><b>　?。?）傳動(dòng)比i：</b><