机械毕业设计(论文)-1WX-90型植树挖穴机设计-挖坑机讲解

盐城工学院本科生毕业设计说明书2010精品资料目录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...............................................42.5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.............................................................25盐城工学院本科生毕业设计说明书201011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1WX-90型植树挖穴机设计2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①力输出轴转速:720r/min;540r/min②动力输出轴离地高度:645mmb)LY/T1491-1999,悬挂式挖穴机技术条件[S].c)挖穴机技术参数①挖穴直径:70cm②挖穴深度：70cm③钻头转速：150～250r/min④钻头形式：采用双螺旋叶片结构；⑤工作效率：60～90坑塘/小时盐城工学院本科生毕业设计说明书20103⑥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