.设计任务与要求.拟解决的关键问题.拟采用的研究手段传动装置的总体设计.确定传动方案.电动机的选择.计算总传动比和分配各级传动比.计算传动装置的运动和动力参数传动机构及零件的设计计算.带传动的设计计算.减速器的设计计算蜗轮蜗杆的设计计算蜗杆的设计齿轮的设计计算传动轴的设计输出轴的设计箱体的设计.卷动机构的设计卷绳管的设计计算绞盘的设计计算滑动轴承的设计法兰连接的设计结论参考文献致谢外文文献原文译文绪论.本课题研究意义随着城乡人民生活水平的提高，冬季栽培鲜菜鲜果的温室大棚蓬勃发展，其规模越来越大。但是，在温室大棚作业中，卷铺草帘是最费时费工的主要作业环节之，尤其在严寒冬季的凌晨和傍晚，在寒风刺骨的恶劣条件下，农民站在大棚顶上从事着艰苦笨重的草帘卷铺劳动，情况可想而知。对于个长米大棚来说，每天都要在早上拉启傍晚放下，各要用大约分钟左右。严格的来说，冬天里的阳光和温度是“果蔬大棚”中作物正常生长所依赖的珍贵资源。农民要争分夺秒，辛苦是可想而知的。但这仍然解决不了问题，由于“果蔬大棚”保温帘开启和关闭时间相对集中，引起的劳力不足和耗用时间过长，已经严重制约了“果蔬大棚”的产量效益和发展空间。电动卷帘机的出现则彻底解决了人工卷铺帘子带来的系列不便。使用电动卷帘机，可随时启动，延长了光照时间，增加了光合作用，更重要的是节省劳动时间，减轻了劳动强度。日光温室在深冬生产过程中，每千平方米温室人工控帘约需.小时，而卷帘机只需分钟左右，太阳落山前，人工放帘需用约小时左右，由此看来，每天若用卷帘机起放帘子，比人工节约近小时的时间。同时延长了室内宝贵的光照时间，增加了光合作用时间。另外，使用电动卷帘机对草帘棉帘保护性好，延长了草帘棉帘的使用寿命，既降低生产成本，同时因其整体起放，其抗风能力也大大增强。总体上可使农民能比较轻松地用更多的精力提高对蔬菜进行管理，提高品质扩大规模。因此，开发经济实用的电动卷帘机是项很好的研究课题。.本课题的研究现状目前国内生产的卷帘机主要有两种工作方式种是固定式，卷帘机固定在大棚后墙的砖垛上，它模拟人工操作，通过缠绕在轴上的绳子的拉紧和放松。利用机械动力把草帘子卷上去，利用大棚的坡度和草帘子的重量往下滚放草帘子。该种型号的卷帘机造价较高，大棚要有定的坡度，如果棚面坡度太平，草帘子滚不下来，当风大时容易乱绳并影响工作，且安装复杂。另种是走动式，这种卷帘机由悬臂杆支撑杆电机减速机构和卷帘轴等组成。其工作方式是采用机械手的原理，利用卷帘机的动力上下自由卷放草帘子，不必受大棚坡度大小的限制。但存在以下不足，悬臂杆和支撑杆稳定性差，对草帘整体弯度要求较高，不易满足长度较大的大棚，且其卷帘轴被焊接成整体构件，拆装不方便。对于较常见的米长的果蔬大棚，通过文献检索，有些满足要求的卷帘机械，现将代表性的结构特点分析如下。图是种卷帘机的使用状态示意图，该卷帘机采用固定式结构，主要由工作电机及固定机构，减速机，卷绳管，卷帘绳，螺栓，轴承等组成。其工作原理为电机通过减速箱减速，使输出轴与卷绳管连接，带动卷绳管转动，卷绳管与卷帘绳端固定，电机工作，卷绳管带动卷帘绳卷起，卷帘绳带动草帘卷起，完成卷的过程。电动反转，卷帘在自身重力作用下沿绳放下，完成放的过程。其中卷帘机的电机和减速机分别固定在电机支杆上，电机支杆的下端固定在温室的墙上。大棚卷帘机包括多个卷绳管支承机构，卷绳管直接与减速箱的输出轴相连。卷绳管通过支架固定。支架通过螺栓固定在大棚的顶墙上。卷帘绳端套在卷绳轴上，另端绕过卷轴大棚顶端。其中电机通过减速机予以减速，带动整体。优点结构简单，以电机驱动，卷帘卷起速度快，省工省力，适合大面积作业。图.种卷帘机的使用状态示意图大棚顶端三角支架的结构图如图所示，卷绳轴顶端支承机构的竖支杆的下端固定在横支板上，斜支杆的两端分别与竖支杆和横支杆连接，横支杆可固定在温室大棚的墙体上，如此三个支板形成三角形支承，大大加强了支板的支承能力和安全性。图.卷绳轴顶端三角支架的结构图经过上述分析，为了适应农业上的需要，本课题要设计种操作简单，经济实用的卷帘机。此款卷帘机结构要合理，维修要方便，能在北方恶劣的环境下长期工作。此款卷帘机依靠电力采用电机驱动。经过减速机降速，将扭矩传输给卷动机构。卷动通则带动草帘完成卷帘，放帘作业。卷帘机通过控制电机正反转，完成卷帘，放帘作业。其操作方式为固定式，可降低对大棚结构的要求，适应绝大多数农民的需要,具有广阔的市场。.设计任务与要求利用电机作动力，经减速机降速，通过控制电机正反转，完成卷帘放帘作业。用于长度在米以内的常用形状的温室大棚。需在分钟内完成卷放帘作业。结构合理成本较低。电动机功率为.，经减速机减速后降为.。.拟解决的关键问题.电机与减速箱的固定及稳定性问题由于卷帘机要在露天的状态下作业，因此电机和减速机定要固定好。经过分析可将电机和减速机分别固定在个电机支杆上。电机支杆则固定在温室的后墙上。另外减速机的两端输出轴分别和个与之相对应的卷绳管相连接。卷绳管可通过多哥支架固定。支架则固定在温室后墙的顶部。.减速箱内部结构及配合根据课题需要采用的电动机功率为.千瓦，减速机降速后速度为.。要在五分钟内完成作业。考虑到所需扭矩的大小，又要尽可能减小减速机的尺寸和自重。所以本款卷帘机拟采用两级传动结构，第级是蜗轮蜗杆传动结构，转速高受力小效率损毫小，第二级是齿轮传动结构。并且减速机有二个输出轴，二个输出轴分别和与二个输出轴相对应的卷绳管的端连接。.卷绳管与支架之间的嵌套支架上端固定有卷绳管支承环，支架与支承环之间可通过螺栓连接或焊接。另外支承环内嵌有轴承，卷绳管可嵌套在轴承内。通过螺栓可减少滚动摩擦。.拟采用的研究手段首先通过查找和收集资料，对设计有个初步的了解，然后运用力学，机械原理，机械设计与数学等知识确定箱体的位置，计算出减速箱的传动关系。根据切削加工的知识及材料的力学性能确定卷绳管的长度直径及机构的材料构成。通过实际考察草帘的大小重量及尺寸，绳的长度及扭矩。用制图，并分析图纸总结出现的情况和结果。传动装置的总体设计.确定传动方案卷帘机是在户外作业根据课题需要采用的电动机功率为.千瓦，减速机降速后速度为.转分。要在五分钟内完成作业。考虑到所需扭矩的大小，又要尽可能减小减速机的尺寸和自重。所以本款卷帘机拟采用两级传动结构，第级是蜗轮蜗杆传动结构，转速高受力小效率损毫小.第二级是齿轮传动结构传动平稳,效率高.并且减速机有二个输出轴，二个输出轴分别和与二个输出轴相对应的卷绳管相连接,这样可以减小负载,增大转矩.卷帘机的传动方案见下图.。图.卷帘机传动方案简图电动机带轮减速机卷绳管.电动机的选择卷帘机每天的工作时间是在早上和傍晚，且工作时间不到十分钟，工作时间相比较很短。因此不用考虑电动机的发热与升温。其负载是均匀增大的且转速稳定，故可忽略电动机的震动与变速。主要影响电动机寿命的因素是功率转速及环境因素。应技术要求电动机的输出功率为.,减速机降速后速度为因此尽量选择要具有较底转速的电动机.此外考虑到电动机式户外作业,它还要具有防雨，防尘等功能。综合考虑各种因素,所选择的电动机为款齿轮减速电动机型号配用电机输出功率.,输出转速，输出转矩,极数，电动机的安装型式为基本安装型计算总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比为.分配结果为第级蜗轮蜗杆传动比为。第二级齿轮传动比为。.计算传动装置的运动和动力参数.各轴转速各轴功率依次为电动机与蜗杆，蜗杆与传动轴，传动轴与输出轴之间的传动效率。根据手册取.，.，.。依次为蜗杆，传动轴和输出轴上的输入功率.各轴转矩•.••.•.传动机构及零件的设计计算.带传动的设计计算已知电动机功率.，转速,传动比.确定计算功率查得工作情况系数.,故选取带带型根据,确定选取型。.确定带轮基准直径查表取主动轮直径则从动轮直径验算带得速度带得速度合适.确定带的基准长度和传动中心距根据.初步确定中心距计算带所需要的基准长度.圆整厚取带的基准长度计算实际中心距计算带的根数.由,.得查表得,.则取根.计算预紧力计算作用在轴上的压轴力.至此带轮的计算设计已经完成，其具体结构见零件图。.减速器的设计计算蜗轮蜗杆的设计计算.选择蜗杆传动根据的推荐，采用渐开线蜗杆选择材料考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆采用钢因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为。蜗轮用铸锡磷青铜，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属降低成本，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁制造。.按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距.确定作用在蜗轮上的转矩,根据式.得•确定载荷系数因工作载荷均匀增加，故取载荷分布不均系数.，由手册选取使用系数.由于转速不高，冲击不大，可取动载荷.则.确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值.，可查得.确定许用接触应力根据蜗轮的材料为铸锡磷青铜，金属模制造，蜗杆螺旋齿面硬度，可查的蜗轮的基本许用应力应力循环次数.寿命系数则.计算中心距取中心距，因,故查表取模数,蜗杆的分度圆直径.这时.则可查得接触系数.，因为因此以上结果可用。.蜗杆与蜗轮得主要参数与几何尺寸蜗杆轴向齿距.直径系数齿顶圆直径齿根圆直径.分度圆导程角，。。蜗杆轴向齿厚蜗轮蜗轮齿数变位系数.验算传动比,这时得传动比误差为.是允许的。蜗轮分度圆直径.蜗轮喉圆直径.蜗轮齿根圆直径.蜗轮咽喉母圆半径校核齿根弯曲疲劳强度.当量齿数.则可查出齿型系数.螺旋角系数许用弯曲应力.查手册知铸锡磷青铜制造的蜗轮的基本许用弯曲应力寿命系数弯曲强度是满足得。精度等级公差和表面粗糙度得确定考虑到所设计得蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从圆柱蜗杆蜗轮精度中选择级精度，侧隙种类为，标注为。然后由手册查的要求得公差项目及表面粗糙度。详细数据见零件图。热平衡核算此机构每天得工作时间不超过十分钟，工作时间短。蜗轮蜗杆在工作中产生得热量少，对机构不产生影响。故不考虑热平衡计算。蜗杆的设计.确定蜗杆上的功率转速和转矩根据已知.•.初步确定蜗杆的最小直径。选取蜗杆的材料为钢，调制处理。查表取，于是.蜗杆的最小直径显然是与带轮的联接处的直径，但如果环境允许的话，蜗杆可以直接与电机轴连接，这样就减少了带轮，降低了成本。因此考虑的它的通用性，可适当增大蜗杆的直径来适应多种选择。蜗杆与电