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1、摘 要本课题是为农业激光杀虫作业而设计的自动扫描机械。它能方面地在田间按照我们所设计的动作快速高效地作业，对减轻劳动人民的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平，实现生产自动化发展有着重要作用。本课题通过应用AutoCAD 技术对其进行结构设计和液压传动原理设计，运用Pro/E技术对其进行三维实体造型，使其能将基本的结构更具体的展现在人们面前,它能实行左右移动，上下升降及360度旋转。关键字 扫描结构 液压传动 回转体 Scanning laser array structure designing destructionAbstract:This topic is for agr
2、icultural laser insecticidal assignments and design of the automatic scanning machine. It can aspects in the design of action in accordance with our homework, quickly and efficiently to reduce labor intensity of the working people, improve working conditions, and improve labor productivity and autom
3、ation level, and achieve production automation development plays an important role. This topic through the application of its structure AutoCAD technology design and hydraulic transmission design principles, Pro/E technology of three-dimensional modelling, make its basic structure can be more specif
4、ic. It can execute right movement, movements and 360 .Keywords: scanning structure hydraulic transmission back spin 目 录1 绪论11.1扫描式阵列结构激光杀灭器设计目的11.2.1 原始数据11.2.2 设计要求11.3扫描式阵列结构激光杀灭器简图12 液压油缸的设计32.1 油泵32.1.1 油泵的选用32.1.2 油泵选用型号32.2 液压油选用42.3 液压油缸选用42.3.1 液压油缸类型选择42.3.2 安装方式42.3.3 液压油缸的主要参数42.3.4 液压油缸的
5、一般性能计算52.3.5液压缸壁厚度计算62.4活塞杆稳定性验算72.5活塞杆最大容许行程72.6缸底厚度计算82.7 缸筒与缸底连接计算92.8活塞与活塞杆的连接102.9缸体材料的选用及要求112.10活塞112.11活塞杆122.12缸体端部和安装联结部分122.13选择液压辅助元件122.14液压系统原理图133 回转体设计153.1电动机的选用153.2蜗轮蜗杆153.2.1蜗轮蜗杆传动特点153.2.2圆柱蜗轮蜗杆参数(GB 10085-88)153.2.3圆柱蜗杆蜗轮传动的几何计算163.2.4圆柱蜗杆传动的受力分析173.2.5圆柱蜗杆传动强度计算和刚度验算183.2.6圆柱蜗
6、杆传动滑动速度计算和传动效率估算183.2.7圆柱蜗杆传动精度(GB 10089-88)193.3直齿圆柱齿轮193.3.1 直齿圆柱齿轮特点193.3.2 直齿圆柱齿轮各部分名称及符号193.3.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算193.3.4轮齿受力分析和计算载荷213.4轴的设计和计算243.4.1轴的最小直径的初步的确定243.4.2轴承的选择253.4.3轴的强度校核25参考文献28致谢291 绪 论1.1扫描式阵列结构激光杀灭器设计目的每年全世界由于虫害造成的农作物损失高达1000亿美元, 为杀灭农田害虫, 以往的化学农药杀虫方法效果并不太理想, 不仅会使害虫产生抗药
7、性，而且对农作物本身和周围环境也会造成污染。扫描式阵列结构激光杀灭器是利用液压缸的伸缩运动和减速箱的回转运动以达到所需要的运动要求，将激光杀灭器安装在长臂上的安装板上即可利用激光对害虫进行照射，以达到快速有效地杀灭害虫的目的。将此机构安装在拖拉机的尾座上不仅运行安全可靠，并且效率高，可大幅度减轻人们的劳动强度，实现农业自动化作业。1.2本课题的内容和要求 1.2.1 原始数据 自由度（三自由度） 上下运动范围 100mm 左右运动范围 200mm 旋转范围 3601.2.2 设计要求a、结构设计图、装配图、各主要零件图（一套）b、液压原理图（一张）c、扫描式阵列结构激光杀灭器三维造型图(一套)
8、d、设计计算说明书（一份）1.3扫描式阵列结构激光杀灭器简图 图1-1扫描式阵列结构激光杀灭器简图2液压油缸的设计图2-1 液压缸装配图 2.1 油泵2.1.1 油泵的选用 单作用式叶片泵，由于可以采用改变定子和转子间偏心距的方法来调节流量，所以一般适宜做成变量泵。叶片泵结构紧凑，外形尺寸运行平稳，输油量均匀，脉动及噪音小，耐久性好，使用寿命长，价格较柱塞泵便宜；效率比齿轮泵高，吸油高度不大于500mm，适用于中小流量的节流调节的液压系统中，常用于起重等机械中1。2.1.2 油泵选用型号YB-A6B-FL-Y1其中：YB-级叶片泵 A-50系列 6-排量为6ml/n B-压力分级B:2580k
9、g/mm2 F-法兰安装 图2-2 YB-A6B-FL-Y1型油泵 L-螺纹连接 Y1-榆1型2.2 液压油选用一般来说，该系统所用液压油应该符合的条件为：有高度的化学稳定性，良好的润滑性能，有很高的液膜强度，适宜的粘度和良好的粘温性能，在工作温度变化范围内，粘度变化量小，防火、防爆。在通常用油中选用20号机械油（HJ-20） GB443-6450C时 运动粘度系数为（厘池）：1723 恩氏粘度（E）：2.63.311 2.3 液压油缸选用 2.3.1 液压油缸类型选择 根据设计要求可知，该机构所用的到液压系统需要两边都可以通入液压油，因此选取用两油液缸都选用双作用单杆活塞式液压油缸。 2.3
10、.2 安装方式 根据系统设计要求可以知道，升降液压油缸缸底可以用矩形法兰安装，头部内螺纹安装；左右移动液压油缸用缸底内螺纹安装，头部使用内螺纹安装1。2.3.3 液压油缸的主要参数 根据设计要求及查询国家标准液压油缸的主要参数可以选用如下：锻钢=11001200kg/cm2 无缝钢管=10001100kg/cm2 油缸工作压力P=25kg/cm2 螺纹间距t1150mm 1 公称压力的选用 p=25kg/cm2 如下表所示(JB 1068-68)： 油缸内径选用 如下表所示(JB 826-66及JB 1068-67)：D升=32mm D移=18mm 活塞杆直径 如下表(JB 826-66):
11、d升=25mm d移=18mm 液压油缸行程由题已知：S降=100mm S移=200mm 2.3.4 液压油缸的一般性能计算图2-3双作用单活塞液压缸对于一般双作用式活塞杆油缸来说,v降=v移=0.98m降=m移=0.98左右移动液压缸液压缸 q=1L/min,对于一般双作用式活塞杆油缸来说,当无杆腔进油时，活塞的运动速度V1和推力F1分别为: 当有杆腔进油时，活塞的运动速度V2和推力F2分别为：升降液压油缸对于升降液压油缸其压力应比左右移动液压油缸压力大些， 在不考虑其它重力的情况下令容积效率v升=v升=0.98m升=m升=0.98 压力p=3MPa 当无杆腔进油时当下降时由于重力的作用，打
12、开溢流阀使其下降即可。 2.3.5液压缸壁厚度计算 取安全系数n=5 缸体材料的许用应力P:油缸内工作压力P升=10kg/cm2 P移=8kg/cm2D:油缸内径 D升=32mm D降=25mm:缸体材料的许应力升=1100kg/cm2 降=1100kg/cm2 (2-1)因此即可满足要求因此即可满足要求其中为强度系数，无缝钢管为=1C为计入壁厚公差及腐蚀的附加厚度升降液压缸左右移动液压缸选用20号钢，缸体为无缝钢管 体内压的薄壁缸筒，其内径的伸长量可由下列公式求得： (2-2)因此可以忽略不计筒的伸长量式中:缸筒内径的伸长量 和分别为筒壁任意直径处的伸长量 和分别缸筒的内径 P:缸筒内油压力
13、 E：材料的弹性模数，对于钢取E=2.1106kg/cm2 ：泊松系数，对于钢取=0.32.4活塞杆稳定性验算 升降活塞杆为无偏心载荷的纵向弯曲极限力 受纵向拉或压时，缸体轴线产生弯曲，当纵向力达到Pk极限力后,油缸产生纵向弯曲，这是不充许的。 通过计算可知： 用拉登拉金公式： (2-3) 左右移动液压缸承受偏心载的纵向弯曲极限力，在设计时应尽量使轴向压缩载荷与油缸的轴线一致，因此有： (2-4) 2.5活塞杆最大容许行程 为了保证活塞杆不产生纵向弯曲，活塞的纵向容许压缩载荷P与极限力Pk的关系为： 式中：nk安全系数 nk 6 通常取nk=6 由欧拉公式 及可得 (2-5) 由此可得活塞杆的最大容许计算长度： 可简化为 (2-6)
