1WX-90型植树挖穴机设计【田间拖拉式 植树挖坑机】【29张cad图纸+说明书完整资料】

喜欢就充值下载吧。资源目录里展示的文件全都有，请放心下载，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 = 喜欢就充值下载吧。资源目录里展示的文件全都有，请放心下载，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 = 实习报告一、概述经过大学近四年的学习，我们迎来了最后一学期的毕业实习，它对我们来说是迈向社会工作的前奏，为了做好毕业设计，同时将学习的理论知识和实践相结合，巩固和加深对所学知识的理解，提高实践能力，所以我们要明确实习目的：将所学的理论知识与实践结合起来，培养勇于探索的创新精神、提高动手能力，加强社会活动能力，严肃认真的学习态度，为以后专业实习和走上工作岗位打下坚实的基础。二、实习过程实习期间，我们来到了盐城拖拉机厂，参观了盐城拖拉机厂的生产流程，生产车间。公司简介：盐城拖拉机厂位于黄海之滨，是中华人民共和国生产中小型拖拉机的主要专业厂之一，为国家大型企业。1993年悦达集团、盐城拖拉机厂等六家企业经国家批准组建为“江苏悦达股份有限公司”，向社会公开发行股票。并通过ISO9001国际质量体系认证。盐城拖拉机厂技术力量雄厚，生产设备精良，加工工艺先进，测试手段齐全，质量保证体系完善，具备较强的产品开发和设计能力。本厂具有大批量生产黄海牌东风-12型、金马-81型手扶拖拉机和金马系列轮式拖拉机的能力。黄海牌拖拉机获“江苏省名牌产品”称号。产品畅销国内外，深受用户欢迎。黄海牌东风-12型和金马-81型手扶拖拉机为牵引、驱动兼用型拖拉机，具有结构紧凑、耐用可靠、操作灵活等特点，适用于水田、旱田、果园、菜园的犁、旋耕、耙、收、运和固定等作业，该产品为国家银奖产品。黄海牌金马18、20、22、25,30马力两轮驱动和四轮驱动拖拉机为金马系列产品，具有牵引力大、油耗低、功能多、操作方便、用途广泛和使用可靠等特点,适用于旱田、丘陵、菜园、园艺和多种农田的固定作业,更是短途运输的理想工具。金马轮式拖拉机可另外选配有液压转向、驾驶室、安全架、草地胎等。该产品荣获部优质产品奖、国际展览金奖、并获国际OECD组织的认可，产品批量出口到海外五大洲的五十多个国家和地区，并多次承担国家经济援外项目。展望未来，我们将继续为用户提供一流的产品和满意的服务，尽心尽力是我们的责任和永远的追求。在实习过程中最重要的是安全第一。对于任何机械厂，安全始终是重中之重，所以在实习老师的带领下，首先对我们进行了一些安全教育和以及在实习过程中的安全事项和需注意的项目。比如在进加工车间时了，不允许穿凉鞋进厂；进厂必须穿长裤；禁止在厂里吸烟，进厂后衣服不准敞开，外套不准乱挂在身上，不得背背包进厂；人在厂里不要成堆，不要站在生产主干道上；在没有实习老师的允许情况下，不准乱按按扭、开关；三、实习内容首先我们来到了零件的原始毛坯加工车间，在老师的指导作用下，我们了解到了下面知识，零件一般是由毛胚加工而成。而在现有的生产条件下，毛胚主要有铸件，锻件和冲压件等几个种类。铸件是把熔化的金属液浇注到预先制作的铸型腔中，待其冷却凝固后获得的零件毛胚。在一般机械中，铸件的重量大都占总机重量的50%以上，它是零件毛胚的最主要来源。铸件的突出优点是它可以是各种形状复杂的零件毛胚，特别是具有复杂内腔的零件毛胚，此外，铸件成本低廉。据指导我们实习的师傅说，我们厂主要就是靠这种方式制作毛坯。但其缺点是在其生产过程中，工序多，铸件质量难以控制，铸件机械性能较差，而锻件是利用冲击力或压力使用，加热后的金属胚料产生塑性变形，从而获得的零件毛胚。锻件的结构复杂程度往往不及铸件。但是，锻件具有良好的内部组织，从而具有良好的机械性能。所以用于做承受重载和冲击载荷的重要机器零件和工具的毛胚，冲压件是利用冲床和专用模具，使金属板料产生塑性变形或分离，从而获得的制体。冲压通常是在常温下进行，冲压件具有重量轻，刚性好，尺寸精度高等优点，在很多情况下冲压件可直接作为零件使用。其次来到加工车间，这里给我的第一感觉就是太大了车间共分为五部分，分别为车削加工，铣削及其他加工，钳工，数控加工，焊接，几乎是涵盖机械加工的各个方面，大概有五六百人同时在里面进行各种零件加工，虽然我们在学校的时候也进行过金工实习，做过一些零件，对机床也有一定认识，但是真的处于那种加工零件的气氛下，有很大的不同，一是我们学校的机床都是有一定年代的，很少近年出来的新型加工机床二是在速度上，我们的加工速度也太慢了，加工同一个零件，我们需要的时间大概是这些加工师傅的五六倍，根本不能进行工业化的生产。在此次对加工车间的认识过程中，我更加明白了机械本 加工一些流程；然后装配车间。任何机器都是有一个又一个零件装配而来，在装配车间，这里大概有接近一百多人在进行零件的收集和装配，以及包装，再发送至储货厂，在这个车间，工人师傅首先将起所收集的零件进行飞类，一便于进行组装，确定装配方法，装配顺序，所需工具；再进行清洗零件，去除油污，锈蚀，涂油，确保机器组装以后，表面整洁美观。在产品装配完成以后，还要对零件各方面进行调试，检查运动件的灵活性，密封性等性能，再转箱入库。最后，我们来到质检部门，他们主要是对所生产出来的产品进行随机性的抽查，记录其数据，并返回到加工车间，对产品进行修正和修改，更好的生产储合格产品。至于销售部分，据销售相关部门介绍，由于该企业采取的订单式生产，所以销路一路看好对机械制造的体会。四、分析很快实习就结束,该次实习,真正到达机械制造业的第一前线,了解了我国目前制造业的发展状况也粗步了解了机械制造也的发展趋势.在新的世纪里,科学技术必将以更快的速度发展，更快更紧密得融合到各个领域中,而这一切都将大大拓宽机械制造业的发展方向.在将来机械制造将会向“四个化”发展，即柔性化、灵捷化、智能化、信息化.即使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要，能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要,使其与环境协调的柔性,使生产推向市场的时间最短且使得企业生产制造灵活多变的灵捷化,还有使制造过程物耗,人耗大大降低,高自动化生产,追求人的智能于机器只能高度结合的智能化以及主要使信息借助于物质和能量的力量生产出价值的信息化当然机械制造业的四个发展趋势不是单独的，它们是有机的结合在一起的，是相互依赖，相互促进的。同时由于科学技术的不断进步，也将会使它出现新的发展方向。前面我们看到的是机械制造行业其自身线上的发展。然而，作为社会发展的一个部分，它也将和其它的行业更广泛的结合。2世纪机械制造业的重要性表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善。五、实习感想：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”在短暂的实习过程中，实习中，我采用了看、问，亲自动手等方式,对在工作中人与人的关系做了进一步的了解,分析了人与人之间特点,方式.我深深地感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业知识的匮乏.一旦接触到实际，才发现自己知道的是多么少，这时才真正领悟到“学无止境”的含义。我们的教育应该社会实践更多得结合起来,采用理论和实践的办学模式,做到课堂教育与社会实践的关系，暑期实践与平时实践的关系，社会实践广度与深度的关系，分别同过课堂,暑期和实践把我们所学的和运用想结合起来,才能更完全的掌握. “千里之行，始于足下”，这短暂而又充实的实践，我认为对我走向社会起到了一个非常重要作用，对将来走上工作岗位也有着很大帮助。更重要的是要向他人虚心求教，遵守组织纪律和单位规章制度，与人文明交往等一些做人处世的基本原则都要在实际生活中认真的贯彻，好的习惯也要在实际生活中不断培养。领导和同事们的经验,好的习惯和他们的知识也会是我们人生中的一大宝贵的财富.这次实践更让我肯定了做事先做人的道理,要明白做人的道理，如何与人相处是现代社会的做人的一个最基本的问题。对于自己这样一个即将步入社会的人来说，需要学习的东西很多，他们就是最好的老师，正所谓“三人行，必有我师”，我们可以向他们学习很多知识、道理。 盐城工学院本科生毕业设计说明书20101WX-90型植树挖穴机设计摘 要：现代新型挖坑机的研发主要向系列化、多功能和高性能方向发展。本植树挖坑机是针对目前使用广泛的江苏50型四轮拖拉机配套而设计的。悬挂式挖坑机采用与拖拉机三点悬挂式联接，即钻头在悬挂支臂的一端，支臂的另一端置于拖拉机悬挂支点上。本挖坑机主要是对传统的悬挂式植树挖坑机的传动部分和挖掘部分的改进。在主轴箱设计方面，根据江苏50型拖拉机的传动参数，合理的设计锥齿轮的传动比以及强度计算等。在总体设计方面，尽量简化挖坑机的结构，减少其零件数目，以降低成本。对于双螺旋叶片设计，其直径由下往上逐渐减小，其螺旋夹角也由下往上逐渐减小，以避免钻头工作时与塘壁发生碰撞和摩擦等情况，提高了工作稳定性。关键词：挖坑机；悬挂；双螺旋叶片 1WK-90-Type Planting Excavation MachineAbstract: The digging machine of modern research and development of new main to the serialization, multi-functional and high-performance direction. The tree digging machine is currently used for a wide range of Jiangsu 50-wheel tractor designed package. Suspended digging machine with a tractor connected to a suspended three-point, that is, the bit at the end of suspension arm, the other end of the arm at the fulcrum of the flying tractor. The digging machine is suspended from the traditional tree digging machine parts and the transmission part of the improvement of mining. In designing the spindle box, according to Jiangsu 50 tractor transmission parameters, and it needs a reasonable design of the bevel gear transmission ratio and the strength calculation. In the overall design, the digging machine tries to simplify the structure, reducing the number of its parts in order to reduce costs. Blade design for the double helix, whose diameter gradually decreases from bottom to top, the spiral angle also decreases from bottom to top in order to avoid the bit of work with the Tong-wall collisions and friction, etc., increased job stability.Key words: Digging machine; Suspension; Double helix leaves盐城工学院本科生毕业设计说明书 20101WX-90型植树挖穴机设计摘 要：现代新型挖坑机的研发主要向系列化、多功能和高性能方向发展。本植树挖坑机是针对目前使用广泛的江苏50型四轮拖拉机配套而设计的。悬挂式挖坑机采用与拖拉机三点悬挂式联接，即钻头在悬挂支臂的一端，支臂的另一端置于拖拉机悬挂支点上。本挖坑机主要是对传统的悬挂式植树挖坑机的传动部分和挖掘部分的改进。在主轴箱设计方面，根据江苏50型拖拉机的传动参数，合理的设计锥齿轮的传动比以及强度计算等。在总体设计方面，尽量简化挖坑机的结构，减少其零件数目，以降低成本。对于双螺旋叶片设计，其直径由下往上逐渐减小，其螺旋夹角也由下往上逐渐减小，以避免钻头工作时与塘壁发生碰撞和摩擦等情况，提高了工作稳定性。关键词：挖坑机；悬挂；双螺旋叶片 1WK-90-Type Planting Excavation MachineAbstract: The digging machine of modern research and development of new main to the serialization, multi-functional and high-performance direction. The tree digging machine is currently used for a wide range of Jiangsu 50-wheel tractor designed package. Suspended digging machine with a tractor connected to a suspended three-point, that is, the bit at the end of suspension arm, the other end of the arm at the fulcrum of the flying tractor. The digging machine is suspended from the traditional tree digging machine parts and the transmission part of the improvement of mining. In designing the spindle box, according to Jiangsu 50 tractor transmission parameters, and it needs a reasonable design of the bevel gear transmission ratio and the strength calculation. In the overall design, the digging machine tries to simplify the structure, reducing the number of its parts in order to reduce costs. Blade design for the double helix, whose diameter gradually decreases from bottom to top, the spiral angle also decreases from bottom to top in order to avoid the bit of work with the Tong-wall collisions and friction, etc., increased job stability.Key words: Digging machine; Suspension; Double helix leaves目 录1 引言11.1 本课题的设计意义11.2 国内（外）发展概况及现状11.3 课题由来及设计条件21.4 课题设计思路32总体方案设计32.1整机构介绍32.2 作业原理32.3 挖穴机与拖拉机的联接42.4 挖穴机的动力部分42.4.1功率及挖坑幅度计算52.5 挖坑机主要技术规格和基本技术参数63部件设计73.1 螺旋叶的设计73.1.1 钻头的设计73.1.2 双螺旋叶片的设计74 设计计算84.1动力分配计算84.2 万向联轴器的选用计算84.2.1 万向节总成84.3 齿轮轴84.4 轴承的选用与计算105主要零件强度计算125.1齿轮的校核计算125.2 主轴的校核计算156挖坑机使用和使用中的注意事项216.1挖坑机使用216.2使用中的注意事项217结论22参考文献23致 谢24附件清单251 引言1.1 本课题的设计意义近年来，盐城拖拉机制造有限公司发展快速，年产3万台系列轮式拖拉机和8万台手扶拖拉机，销往国内30 个省、市和国外60多个国家和地区。如今，配套农用机具跟不上主机迅速发展的要求。其中包括1WK-50型轮式拖拉机，没有合适农机配套。因此，研制配套挖坑机与拖拉机同步销售，会使得拖拉机，挖坑机两旺。我设计的是一台植树挖穴机，与黄海金马-50型拖拉机相匹配，用于植树造林及其他的小型挖坑作业。现有的挖穴机多为手提式挖穴机，起工作效率不高，使用条件不便，稳定性能不太理想，因此，本课题设计的植树挖穴机要求工作稳定，工作效率高。随着地球环境的日益恶化，需要大量植树造林，改善环境，因此，研制经济高效的植树挖穴机将深受广大人名群众的欢迎。1.2 国内（外）发展概况及现状中国挖穴机产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。我国植树造林机具现状我国植树造林机械赴较晚，主要在南方为种植橡胶实现产业化，有为东方红-75、热特-25型拖拉机配套的挖穴机，而北方地区为栽植果树和防护林，也研制了为中型轮式拖拉机如上海-50、神牛-25型拖拉机配套的开沟机、挖穴机，这种机具既可以挖植树穴坑，也可以挖梯形沟槽用于果树施沟肥。对大面积的机械植树造林，多采用铧式系歹开沟机，如1K-40、1K-50和1K-60型开沟机。我国植树造林机械虽有多个品种，但由于栽种树苗多在山地、坡地，土质条件复杂，影响了机械的使用效果，基本上用人工挖坑栽苗，生产的挖穴机批量较小。近几年来，由于经济林的兴起以及国家为防治水土流失，退耕还林、种草种树已引起各有关部门的普遍重视，并加大了植树造林机械的投入，取得了良好的效果。挖穴机为了适应不同土壤、不同作业条件的要求，国外生产的不同动力配套的造林用挖穴机，有手提式、背负式、手扶拖拉机式和拖拉机式4种。A.手提式挖穴机，分为单人式与双人式。日本多用单人手提式，欧洲各国则多采用双人手提式。手提式挖穴机发动机的功率一般为1.3-3.7kw，多采用油锯和割灌机的单缸风冷汽油发动机为动力。单人和双人手提式挖穴机发动机的转数经离心式离合器和减速箱，将转数降低到100-200r/min，再传到挖穴钻头。由于减速比很大，多采用蜗轮蜗杆或摆线针轮行星传动机构，以便减少机器的质量。由于双人手提式挖穴机质量可以大一些，有的采用多段直齿轮减速机构。有的挖穴机为了使挖穴机钻头能自动地由地中拔出，在传动机构中装有逆转机构。国外所用的挖穴钻头多为螺旋片型，挖穴时自穴中向上排土的性能好，螺旋片型有单螺旋和双螺旋两种。山地造林时，挖穴的直径和深度为25-30厘米，因此多采用1.5-2个节距的螺旋片。为了提高螺旋片型挖穴机的切根性能，有的将螺旋边缘做成缺口状。国外所用挖穴机钻头的转数都不太高，以免将穴中的土壤甩得过远，一般周边速度为3米/秒左右，钻头转数为200-300r/min。装有逆转机构的挖穴机在拔出钻头时，土壤会向相反方向旋转，不会从穴中抛出。手扶拖拉机式挖穴机的功率为3.7-7.3kw，轮式拖拉机挖穴机的功率为36.8-73.6kw。B.悬挂式挖穴机主要用于栽植大树苗时的挖穴作业，挖穴直径为50-80厘米，挖穴深度为60厘米，挖穴机悬挂在25.7-58.8kw拖拉机上。挖穴机由纵吊杆、带安全装置的万向传动轴、减速器和不同直径的挖穴钻头组成。减速器由一对直齿锥齿轮组成，更换不同直径的挖穴钻头时，要更换不同的锥齿轮，可换挖穴钻头有3种，直径分别为80、60、30厘米。钻头由空心钻杆、叶片和切土刀片组成，钻杆下端有定心尖。工作时，由拖拉机动力输出轴经万向传动轴带动旋转工作部件完成挖穴作业，利用液压装置控制钻头升降。C.液压式挖穴机在发达国家已普遍推广。由于液压技术的普及推广，发达国家在挖穴机上已采用液压传动装置，主要用在液压输出能力较强的拖拉机或挖掘机的机型上，用液压泵驱动齿轮机构传动系统。DANUSER液压挖穴机装有高效、转向密封性能好的液压马达，可调节机械链条与齿轮，使扭距增大4倍。采用液压驱动比用万向节套管传动更灵活方便，当遇到障碍物时能起到安全缓冲作用。1.3 课题由来及设计条件A.设计内容设计一台植树挖穴机，与黄海金马-50型拖拉机相匹配，用于植树造林。主要的设计内容有：a)总体设计:设计总体方案。绘制挖穴机总图；b)零部件设计:根据挖坑机总图，设计齿轮箱等传动机构；绘制传动轴、齿轮、齿轮箱体、钻头等零件图；有关计算、校核等。B.设计依据a) 相配套的江苏-50型四轮拖拉机主要技术数据力输出轴转速:720r/min; 540 r/min动力输出轴离地高度:645mm b) LY/T1491-1999,悬挂式挖穴机 技术条件S.c) 挖穴机技术参数挖穴直径:70cm挖穴深度：70cm钻头转速：150250r/min钻头形式：采用双螺旋叶片结构；工作效率：6090坑塘/小时按5年寿命，每年工作800小时计。C.设计要求a) 挖穴机与拖拉机采用三点悬挂联接， 作业时万向传动轴偏置角度不得大于15，田间移位或运输前必须先切断动力，将螺旋钻头提升至最大高度，此时钻头顶尖离地高度应大于300mm。b) 螺旋叶片的转速过高，会将泥土抛得很远，造成填坑缺土。转速过低，则造成工作效率不高。因此在设计时，要充分调研和实践，确定合适的转速，c) 为保证工作性能，设计时应充分考虑其稳定性，避免受力不均匀而造成抖动；d) 结构简单可靠，尽量使用标准件、通用件，以降低制造成本。1.4 课题设计思路在开始该机设计前，参考对比了一系列已有的植树挖穴机，例如悬挂式挖穴机，手提式挖穴机，液压式挖穴机等，总结发现他们都要用到由一对齿轮传动组成的减速箱，而本课题采用的是悬挂式挖穴机的方式，一种与小四轮拖拉机配套的悬挂式挖坑机，由悬挂架、带安全装置的万向传动轴、减速箱、双螺旋叶片型钻头等构成；悬挂架两端分别与拖拉机和减速箱铰合连接，双螺旋型钻头固定在减速箱的输出轴上；工作时，拖拉机的提升臂拖带悬挂架进行升降，由拖拉机动力输出轴经万向传动轴带动旋转工作部件完成挖穴作业；具有结构简单、作业质量好、效率高、移动及通过性能灵活的特点，广泛应用于植树造林、施肥集水、埋设桩柱等作业。 2总体方案设计2.1整机构介绍一种与小四轮拖拉机配套的悬挂式挖坑机，由悬挂架、带安全装置的万向传动轴、减速箱、双螺旋型钻头等构成，减速箱由一对锥齿轮传动组成。2.2 作业原理一种与小四轮拖拉机配套的悬挂式挖坑机，由悬挂架、带安全装置的万向传动轴、减速箱、双螺旋型钻头等构成；悬挂架两端分别与拖拉机和减速箱铰合连接，双螺旋型钻头固定在减速箱的输出轴上；工作时，拖拉机的提升臂拖带悬挂架进行升降，由拖拉机动力输出轴经万向传动轴带动旋转工作部件完成挖穴作业；具有结构简单、作业质量好、效率高、移动及通过性能灵活的特点，广泛应用于植树造林、施肥集水、埋设桩柱等作业。挖坑作业时，拖拉机液压悬挂装置处于浮动状态，使钻头对准挖坑标记中心靠自重下落，拖拉机的动力输出轴通过传动轴和减速器带动钻头旋转入土，钻头切去中心部分土壤，进而钻头叶片下端的刀片切削土壤，切下的土壤在离心力作用下被抛向穴壁，并在摩擦力作用下沿着叶片螺旋向上升到地面被抛到穴的周围，挖到预定深度时，通过液压悬挂装置提升钻头到运输状态，再转移到下一个挖坑地点。2.3 挖穴机与拖拉机的联接挖穴机与拖拉机采用三点悬挂装置联接，具有结构简单、作业质量好、效率高、移动及通过性能灵活的特点，广泛应用于植树造林、施肥集水、埋设桩柱等作业。三点悬挂机构示意图（图2-1）：图2-1 三点悬挂机构示意图2.4 挖穴机的动力部分 图2-2 传动路线图动力由拖拉机输出，通过带安全装置的万向传动轴，将动力传到挖穴机的输入轴，再通过一对直齿锥齿轮传动来带动双螺旋叶片型钻头转动，实现挖穴作业。(如图2-4所示)2.4.1功率及挖坑幅度计算A.功率计算查表得： ；a.拖拉机动力输出轴的额定输出功率作为设计功率b.计算第一轴及小锥齿轮的功率、转速和扭矩 齿轮轴： c.立轴与大锥齿轮功率、转速和扭矩: 立轴功率、转速和扭矩为：各轴与齿轮考虑传动效率后相应功率，转速和扭矩汇总如表2-3所示：表2-3各轴功率、转速和扭矩表轴次动力输出轴I轴II轴轴轴功率（马力）4037.63236.87935.40434.696转速（r/min）720720720234234 扭矩（千克米）39.78937.43336.685108.361106.193B.挖坑幅度根据设计要求，挖坑直径为70cm，深为70cm，因此，双螺旋叶片最大直径为70cm.如图2-4所示： 图2-4 挖坑幅度示意图2.5 挖坑机主要技术规格和基本技术参数型号：1WK-90型植树挖穴机型式：三点悬挂联接，中间齿轮传动配套动力：黄海金马-50型轮式拖拉机挖坑幅度：挖坑直径D=70mm,挖坑深度H=70mm作业速度： I档 540r/min II档 720r/min螺旋叶转速： I档 175.5r/min II档 234r/min螺旋叶旋转直径：70mm3部件设计3.1 螺旋叶的设计3.1.1 钻头的设计图3-1钻头的设计根据设计要求，钻头与螺旋叶轴之间采用花键联接，销钉固定，材料选用45钢，表面淬火处理，提高耐磨性和硬度，并及时进行回火处理，消除内应力，提高工件韧性。结构如图3-1所示。3.1.2 双螺旋叶片的设计图3-2双螺旋叶片的设计双螺旋叶片结构如图3-2所示，采用调制处理，表面淬火，设计时，为避免工作停止后抬起时导致坑壁碰触，破坏作业效果，因此特设计为下方直径较大，上方直径较小，叶片与中间轴焊接固定，与立轴采用花键联接，销钉固定。4 设计计算4.1动力分配计算 （4-1）式中：P 功率 n 转速已知各运动副的效率：圆锥齿轮传动 3=0.96，球轴承 2=0.99，根据拖拉机型号黄海金马50型查的输出功率P为18.4KW，转速N=540r/min,双缸内燃机，取输出轴的设计功率为P=18.4KW。4.2 万向联轴器的选用计算4.2.1 万向节总成万向节总成是将拖拉机动力传递给旋耕机齿轮箱的传动件, 万向节总成主要由活节夹叉、方轴夹叉、方轴套夹叉、十字节、方轴等零部件组成。十字节两端装有孔用弹性挡圈、防止十字节轴向移动而滑出。十字节上装有黄油嘴、内注黄油、供滚针轴承润滑用。方轴与方套为滑动连接，在升降或左右摆动旋耕机时，方轴能在方套内伸缩，确保正常传动而不致脱出。由于挖坑机工作负荷为变载荷工作条件差，因此选用的十字轴应具有足够的强度和可靠性。a 万向联轴器的理论转矩b 根据拖拉机动力输出轴的尺寸参数确定配套的万向节有两种，一种是大的，另一种是小的，根据它与动力输入轴（齿轮轴）想联，齿轮轴与万向节采用花键联接，故根据花键尺寸查得万向节的直径D为50mm，大型万向节。4.3 齿轮轴图4-1齿轮轴示意图转速： n=540r/min功率 p=18.4KW转矩 估算轴的最小直径：查表可得：20 钢 A。= 49126 Mpa 取中间值A。= 137 Mpa检验： ： 许用应力。 合格轴的材料 20Cr20Cr 热处理：渗碳淬火 回火 硬度：淬火表面：5662HRC确定各轴段的尺寸。 图4-2 加工尺寸示意图先确定D1处的直径： D1=44mm.L12的长度： L12=88mm.D2处轴身段直径： D2处的轴肩高h=（0.070.1）D=3.364.8mm. 但因该轴肩几乎不承受轴向力，故取h=3mm. 则 D2=D1+2h=44+2x3=50mm.L23长度： L23=23mm.D3处轴身段直径： 取D3=55mm.L34的长度： L34=9mm.D4处轴身段直径： 此处装的是轴套，取D4=51mm.L45的长度： L45=3mm.D5处轴身段直径： 此处装的是轴承，选用轴承30311，根据轴承型号，查的参数如下： 内径 d=55mm, 外径 D=120mm, 宽度 B=29mm, 故取D5=55mm.L56长度： L56=26mm.D6处轴身段直径： 此处不受轴向力，故取D6D7=63mm.4.4 轴承的选用与计算滚动轴承的选择，一般从以下几个方面考虑：a.载荷的大小，方向和性质按载荷的大小、性质选择 在外轮廓尺寸相同的情况下，滚子轴承比球轴承承载能力大，适用于载荷较大或有冲击的场合。球舟车适用于载荷较小、振动和冲击较小的场合。按载荷方向选择 当承受纯径向载荷时，通常选用径向接触轴承或者深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通常选用推力轴承；当承受较大径向载荷和一定轴向载荷时，可选用角接触向心轴承；当承受较大轴向载荷和一定径向载荷时，可选用角接触推力轴承，或者将向心推力轴承和推力轴承进行组合，分别承受径向和轴向载荷。b.轴承的转速一般情况下工作转速的高低并不影响轴承的类型选择，只有在转速高时，才会有比较显著的影响。根据工作转速选择轴承类型时，可参考以下几点：1).球轴承比滚子轴承具有较高的极限转速和旋转精度，高速时应优先选用球轴承；2).为减少离心惯性力，高速时宜选用同一直径系列中外径较小的轴承。当用一个外径较小的轴承承载能力不能满足要求时，可再装一个相同的轴承，或者考虑采用宽系列的轴承。外径较大的轴承宜用于低速重载场合；3).推力轴承的极限转速都很低，当工作转速高，轴向载荷不十分大时，可采用角接触球轴承或深沟球轴承替代推力轴承；4).保持架的材料和结构对轴承转速影响很大。实体保持架比冲压保持架允许更高的转速。c.轴承的安装和拆卸便于装拆也是选择轴承类型时应考虑的一个因素。d.经济性一般而言，球轴承比滚子轴承便宜；派生型轴承比其他基本型轴承贵；同型号轴承，精度高一级价格将急剧增加。故在满足使用功能的前提下，应尽量选用低精度、价格便宜的轴承。在挖穴机中，输入轴和输出轴承受载荷（径向和轴向）较大，分别采用32310 32212 30311 圆锥滚子轴承。在这里，我就对输入轴使用的30311轴承进行校核计算：查询机械设计手册得：温度系数，圆锥滚子轴承，=3；对于该利用率不高，每年工作800h的机械，工作5年，预期寿命h=4000h。查表得：30311轴承的额定动载荷是155Kn，额定的静载荷是188Kn。 查机械设计手册得X=0.4,Y=1.1,于是计算轴承寿命取，又30311为圆锥滚子轴承，寿命植指数，则由式： 该轴合适 5主要零件强度计算5.1齿轮的校核计算A.齿轮几何尺寸计算 锥齿数： ， 模数： 齿数比： 锥距： 齿宽系数：，取。齿宽中点直径：分度圆直径：变位： 取变位B.齿轮的校核 载荷系数 (5-1)式中 使用系数 动载荷系数 齿向载荷分布系数使用系数KA 是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷的影响系数。它取决于工作机和原动机的工作特性、轴与联轴器系统的质量和刚度以及运行状态。对于一般设计，KA 值可按表51选取。表5-1的取值系数查表5-1得：查文献13图6.10得： 查文献13图6.13得： 由公式（5-1）得 取a.按齿面接触疲劳强度计算 （5-2）式中 齿轮齿面接触应力 节点区域系数 考虑节点处齿廓形状对接触应力的影响系数 许用接触应力其中: 取 ，查文献13图6.19得： 整理得： （5-3） 整理得： （5-4）查文献13表6.3得：查文献13图6.8得：，查文献13图6.6得：，所以得：考虑工作时实用功率为74%，动力输出轴以拖拉机功率75%计算，由公式（5-4）得，以为计算。 得 ，符合设计要求。 b.按齿根弯曲疲劳强度计算 (5-5)式中 齿轮弯曲应力 许用弯曲应力 当量转矩 齿形系数 修正系数 当量分度圆直径其中: 整理得： (5-6)查文献13图6.9得：应力循环次数：，查文献13图6.7得: ，取定弯曲疲劳安全系数，应力修正系数，则当量齿数 取齿形系数和应力校正系数 ，变位0.4 则 因为 ，所以按大齿轮进行齿根弯曲疲劳强度计算，由公式（5-6）得： II档时，设计，符合设计要求。5.2 主轴的校核计算A.轴的设计a.输出轴输入功率 b.轴上装配方案如图5-2所示 图5-2轴的设计c.确定轴最小直径段仅受弯矩作用，轴径最小，因轴所受弯矩较小，只受玩转矩作用，单向 旋转，值取小，材料为45钢，查文献13表11.3得 。 ，时，更小，因此，取，。d.确定各段轴长度：段采用花键与齿轮联接，轴肩高，取。则段宽度查表.取段用花键联接双螺旋叶片，取。段装配轴承30310 轴颈尺寸公差，取倒角段装配轴承30312 尺寸公差e.轴的受力分析如图5-3所示：轴承30312，轴承30310， 圆周力 径向力 轴向力 ，得： C处水平弯矩： 垂直弯矩： 图5-3轴的受力分析B.轴的校核截面处应力接触最大，应力集中，定为危险截面。a.截面左侧强度校核抗弯截面系数 抗扭截面系数 左侧弯矩 截面上弯曲应力 截面上扭转切应力 平均应力，应力幅 ， 查文献13表 11.2得：，查文献13附表1.6，轴肩理论应力系数 ，材料敏性系数 查文献13图2.8并经插值得： ，有效应力集中系数 尺寸及截面形状系数 ，查文献13图2.9得 扭转剪切尺寸系数 由，查文献13图2.10得 表面质量系数 查文献13图2.12得 表面强化系数 轴未经表面强化处理 疲劳强度综合影响系数 等效系数 材料45钢 ， ，取 ，取仅有弯曲正应力时计算安全系数 仅有扭转切应力 弯扭联合作用下计算安全系数 材料均匀，载荷与应力计算精确时：，取，左侧疲劳强度合格。b.截面右侧强度校核抗弯截面系数 抗扭截面系数 右侧弯矩 截面上弯曲应力 截面上扭转切应力 平均应力，应力幅 ， 过盈配合处值，配合H7/k6 ，查文献13附表1.4得， 疲劳强度综合影响系数 仅有弯曲正应力时计算安全系数 仅有扭转切应力 弯扭联合作用下计算安全系数 材料均匀，载荷与应力计算精确时：，取，右侧疲劳强度合格。结论：该轴符合设计要求。6挖坑机使用和使用中的注意事项6.1挖坑机使用挖坑机的选用首先明确挖坑直径大小与深度，其次是所用动力大小。一般是动力小的拖拉机挖坑也小，挖大坑所需拖拉机也大。目前我国拖拉机以中小型居多，这给使用者想用小动力或小拖拉机挖大的树坑带来一定难度。因为挖坑机所需功率的大小与挖坑直径、土壤的性质关系极大，根据生产实践，在普遍矿壤土（比阻0.20.3左右）用25马力左右的轮式拖拉机配用挖坑机，可以开直径50cm左右的坑。反之在粘重土壤（比阻0.40.5）需用50马力左右的拖拉机配用挖坑机，可见土壤的性质、坚实程度、水分多少，对挖坑机的功能影响非常大。现在用户总希望用小功率拖拉机配挖大直径的挖坑机是不现实的。为此只能从施工作业的工艺上多做文章，即采用多次开挖方法，如开挖50cm直径的坑当功耗不够时，便第一次用30cm直径的钻头开挖，功率消耗便减少一半，当第一遍作业完毕后，再改用50cm直径的钻头，这样就可以达到用小功率拖拉机开挖较大的直径挖穴坑，但是所消耗的时间长与消耗功率多，带来操作者的使用麻烦。手提式挖坑机为什么没能推广使用。森林采伐以后重新栽种树苗多为山区、丘陵地栽种小树苗，一般拖拉机很难上山种植，希望采用手提式挖坑机。由于国产手提式几年前虽然产品，但在个别性能上还不过关，加之修配网点少，没有大量推广，更重要的原因是我国植树造林属国家下达任务，地方节省投资。目前农业劳力价格便宜，如买一台国产机需2000多元，而国外机价格昂贵至60007000元，所以采用机械化作业投入产出比失调，不能获得满意的经济效益，而且手提挖坑机作业过程提移挖坑机劳动强度比人工挖坑还费力，每天效率也就是100200个坑，还不如人力劳动强度，所以一直推广不了，即算一笔帐可以看出：一台手提挖坑机成本2000元，作业时，一个坑合成本（人工费、油费、机具折旧费）为（20+10+2000/100天=50元/100天）/200穴=0.25元。如用人工挖坑每天挖2050个，人工费不同地区1020元，则为0.2元0.4元/穴，所以人工费用与机具关不多，无法使用推广。相反如果一台铁牛55拖拉机挖直径50cm的穴，一天可挖5001000穴，人工效率一天只挖1020个，则机具作业是人工的100倍，一个台机具5千元使用五天就可收回成本，不但减轻劳动强度，提高工作效率，还提高了经济效益，深为用户所接受。6.2使用中的注意事项初次使用时变速箱内应加注齿轮油 ,其油面高度应不低于小齿轮直径的1/2,并且每工作10-15t 检查 1次变速箱的油量;万向节应注黄油。作业过程中限定拖拉机驾驶员1人操作 ,变速箱上不准站人,以保证作业安全;刀片螺栓应随时检查紧固,钻头达到作业深度后,应控制钻头慢慢升起,以利于螺旋片将坑内的余土逐渐地排出坑外。拖拉机悬挂挖坑机长距离行走时,应将机具升到最大高度,锁住油缸,慢速行驶,以免挖坑机与地面硬扬相碰损坏机具。7结论本课题设计的植树挖穴机，在主轴箱设计方面，根据江苏50型拖拉机的传动参数，(功率18.4KW，转速540r/m)合理的设计锥齿轮的传动比以及强度计算等。在技术方面，是由传动箱、传动轴、双螺旋叶片和钻头等组成。在总体设计方面，尽量简化挖坑机的结构，减少其零件数目，以降低成本。对于双螺旋叶片设计，其直径由下往上逐渐减小，其螺旋夹角也由下往上逐渐减小，以避免钻头工作时与塘壁发生碰撞和摩擦等情况，提高了工作稳定性。此设计可以用于绿化建设，植树造林，也可用于其他挖坑作业，可以弥补现在的手提式挖穴机的效率低下，功能单一的缺点。本机在用于植树造林时，节省了工时，缓解劳动力繁重的问题，降低人力，而且机器结构简单，安装简便，使用安全可靠，操作方便，功率消耗小，稳定性好。由于设计缺乏经验，所以总体结构还是有缺陷的，并且缺少实际生产制造和挖穴作业试验。按照计划完成目标任务后，相信该机能够满足生产实际的需要，各项性能指标能够达到任务书的要求，具有较好的社会应用价值。此设计在设计过程中遵循机械设计手册取用数据，若有错误，望原谅并改正。参考文献1 王合农业机械化与电气化J1W50（30）型植树挖坑机的研制与应用，2004，(5)：41-422 于建国, 屈锦卫. 林业机械与木工设备J. 挖坑机刀片切削模型的建立及其 MATLAB分析,2006: 第34卷 第7期32-33.3 蒋泉山. 林业机械与木工设备J. 植树挖坑机的设计.2006第34卷 第5期.24.25.284王永乐.机械优化设计基础M.哈尔滨：黑龙江科学出版社，1987.5吴宗泽.罗圣国.机械设计课程设计手册第二版M.高等教育出版社，1999.6成大先.机械设计手册M.化学工业出版社，2002.7徐锦康.机械设计M.机械工业出版社，2001.8沈世德.机械原理M.北京：机械工业出版社，2002.9刘惟信.机械可靠性设计M.清华大学出版社，1996.10濮良贵，纪名刚.机械设计 M.高等教育出版社，1995.11 孟庆华 于建国 鲍春雨. 森林工程J. 一类挖坑机械钻头横向振动系统的最优控制问题,2005,(9): 第 21卷 第5 期.25-26.12 李益民.机械制造工艺设计手册M.机械工业出版社，1995.13 徐锦康,等.机械设计J.高等教育出版社,2006.12.致 谢本次毕业设计是对我大学四年所学知识的一次全面考察，它也是对即将走向社会的我进行的一次有效实用的训练。在这短短的几个月里，在我的不断努力下，现在回顾这段时间的成绩，真是受益良多。我的课题是研究一种与轮式拖拉机配套的农用机械，用于植树挖穴，通过这次的毕业设计过程，让我充分体会到设计的艰辛，从苦心设计零件，到查阅大量的图书资料，选用合理的数据分析，既要考虑加工工艺，又要考虑它的实用性，既要对数字进行分析研究，又要分析工艺系统中加工因素与之对应关系，这段时间的设计过程中，让我的理论知识更加充实，实践经验更加丰富，理论与实践上的结合更是有了很大的进步。这样既巩固了大学所学的知识，也提高了我的独立分析问题、解决问题的能力。我在产品设计、机构分析、工艺过程分析、公差配合等方面建立了一个系统概念，从而提高了在实践生活中从事一线生产工作技术的能力，增强了工作协调能力。在设计过程中，我也遇到了一些自己不理解的问题，比如螺旋叶片带土问题，怎样保持坑壁不破坏的问题等等，最后通过老师的讲解和分析，我最终慢慢理解，体会，终于克服了许多问题，完成了毕业设计。虽然本次设计任务业已顺利完成，但由于我水平有限，缺乏生产的实际经验，因此虽然查阅了大量的书籍、数据资料，但还是难免会留下一些不足之处，希望原谅改正。在此次毕业设计的开始到结束一直得到曹兆熊老师的指导与督促，并给与了大量的帮助，使得我克服了许多技术上的问题，还有在设计过程中，得到了小组中其他同学的大量帮助，我对你们表示真诚的感谢。附 件 清 单序号图名图号图幅1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16. 17.18.19.20. 21 22 23 24 25 26 27 28总装图 1WX-90.01 A0 齿轮箱 1WX-90.02 A1 箱体 1WX-90.03 A1 田间工作作业图 1WX-90.04 A2 齿轮轴 1WX-90.05 A3 大齿轮 1WX-90.06 A3 立轴 1WX-90.07 A3 隔套I 1WX-90.08 A4 隔套 1WX-90.09 A4 固定轴 1WX-90.10 A4 固定轴板 1WX-90.11 A4 大端轴承座 1WX-90.12 A4 小端盖 1WX-90.13 A4 钻头焊合 1WX-90.14 A3 轴承座 1WX-90.15 A3轴承端盖焊合 1WX-90.16 A3 大端盖 1WX-90.17 A4支臂 1WX-90.18 A3支撑杆 1WX-90.19 A4连接花键 1WX-90.14-01 A4加强板 1WX-90.14-02 A4立柱 1WX-90.14-03 A4封板 1WX-90.14-05 A4加强角板 1WX-90.14-07 A4立板 1WX-90.14-08 A4拉板 1WX-90.16-01 A3加强肋 1WX-90.16-02 A4上端盖 1WX-90.16-03 A427