麦田喷土灭火车设计 自动化专业毕业设计 毕业论文.docx

第一章概述本设计提出了一种全新麦田灭火的方法，从工作原理一直到结构设计均是由我们三人设计完成，独具创新性。相对于本次课程设计的任务量，我们的设计结构复杂，零件多，从设计校核到三维图和二维图的绘制，任务量相当大。本作品的设计背景是：每年春夏之交，天气干燥，麦田极易发生火灾。据我们所查到的资料，这种火灾每年给农民们造成极大损失，如果火灾得不到控制，还会威胁到农房、人畜的安全。并且大型消防车因为需要人驾驶，故难以接近火场，更何况水源不能得到及时补充。另外，人力灭火危险低效，更不可取。针对以上问题，我们经过多次讨论确定了自己的方案。决定设计一辆小型无人驾驶遥控灭火车，直接从田地挖土，经由传送带传输到车顶，再通过离心式喷射将火扑灭。采取就地取土灭火这种方式就解决了消防车水源得不到补充的问题。考虑到田地土壤疏松，我们采取履带式车轮，并通过齿轮啮合差速转向，且行进速度可调。具体方案设计：采用一个大功率直流电动机作为动力源，由36V直流电源供电，经减速箱减速后，通过链传动将扭矩分别传送到到刨土部分、传送带、刨土机构和行进部分。刨土部分通过两把耙完成刨土任务，前面一把耙耙齿呈针状，主要作用是松土，这样就可以大大减小刨土的扭矩；后面一把耙耙齿呈勺状，将土挖出并送到传输带。耙的切土深度是30mm，计划每分钟刨土0.01~0.02m3。考虑到灭火车不工作时耙必须抬起以免挂擦地面，耙整体与车架采用销连接，不工作时将销安到耙的下销孔就能使耙抬起。销采用蝶形螺母固定，方便拆卸。传输带部分由一个主动旋转轴和从动轴支撑，主动轴表面类似砂纸，摩擦系数大，靠静摩擦力拉动传送带。传送带将土输送到离心盘，轴转动带动刨土扇叶将土抛向火源。最后，行进部分采用履带车轮，由于其不移转向，故我们经过查找资料决定选用差速转向，这种方式虽然结构复杂，但转向平稳，输出转向力矩大，更适合田地行进。图1.1底盘整体第二章行进部分设计与校核2.1 概述：图2.11 底盘整体采用履带驱动桥，它由中央传动、转向机构制动机构和最终传动是个部分组成。要求：1。保证履带作业机械得到各种转向半径相适应的折线轨迹，不发生转向急动现象；2。力求有较小的专项半径，这是机动性的保证；3。是电动机负荷最小，转向时平均速度不应该比直线行驶速度有显著下降；4。不转向时，要有良好的直线型；5。操作简单；6。力求较小的外部尺寸。图2.12设计简图图2.13效果图方案说明：采用链轮来传递动力，适应了火场环境；采用两级变速实现了快进与工进的两种行进速度；采用履带地盘，适应田地里复杂地形；采用双差速机构作为履带转向机构，当收紧一边制动器时，制动并不直接发生在驱动轴上，所以不会发生停转的现象，而是按一定的比例关系降速，一般情况下慢履带速度降低30%，快速履带增速30%。2.2总体设计1）功率选择：按照初步设计，机构能实现2.6m/s的快速运动与1.25m/s的工作运动，由于差速部分在灭火车在直线行走的过程中处于相对静止的状态，所以予以忽略。分析可得灭火车工作在3m/s时，其功率取得最大值。考虑到行进阻力约合200n；工作机工作过程中传递链经过了链轮、齿轮、离合器传递，所以：进一步考虑到履带的能耗高于轮式地盘，所以：取由主减速器的末端可以得到转速为120r/min,功率为1.4kw的动力，可以满足设计要求2）当传动比为3时，转动装置的运动和动力参数计算I）各个轴的转速计算：II）合个轴输入功率计算：III）各个轴的输入转矩计算：将上述结果列于表中，轴号转速n/min功率P kw转矩T N.m传动比I1200.9978.83Ii400.96229当传动比为0.7时，转动装置的运动和动力参数计算I）各个轴的转速计算：/minII）合个轴输入功率计算：III）各个轴的输入转矩计算：将上述结果列于表中，轴号转速n/min功率P kw转矩T N.m传动比I1200.9978.80.7Ii84.80.96108.12.3齿轮设计设计u=3的齿轮组要求分析见上表选择齿轮的材料、热处理方式及需用应力的是、计算选择软齿面齿轮小齿轮：45钢，调质处理；大齿轮：45钢，正火处理确定需用应力确定极限应力、齿面硬度：小齿轮按230HBS，大齿轮按190HBS。查表有、、计算应力循环次数N，确定寿命系数，设想，每天工作8个小时，寿命为10年=60ant=查表有=1，=1计算需用应力查表，取、初步确定齿轮的基本参数与尺寸选择齿轮类型选用直齿圆柱齿轮选择齿轮精度等级选择8级精度初选尺寸，初步计算齿轮的主要尺寸选择主要参数：因为链轮传入动力，；齿轮传动速度不高，因非对称布置，；。查表：选取，，，初步计算齿轮的分度圆直径、等主要参数和几何尺寸：代入数据有取标准模数为，中心距取整的到修正后有：，取38mm小齿轮验算齿轮弯曲强度条件。查表得到取计算弯曲应力：代入数据设