毕业设计方案大棚卷帘机.doc

本科毕业设计（ 论文 ）题 目：农业大棚化纤保温被卷帘机设计-2K-H行星传动设计及扭力杆装置设计 学 号： 姓 名： 班 级： 专 业： 学 院：机电学院 入课时间： 指导老师： 日 期： 年 月 日毕业设计（论文）独创性申明本人所呈交毕业论文是在指导老师指导下进行工作及取得结果。除文中已经注明内容外，本论文不包含其它个人已经发表或撰写过研究结果。对本文研究做出关键贡献个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者署名：农业大棚化纤保温被卷帘机设计-2K-H行星传动设计及扭力杆装置设计摘 要伴随城镇人民生活水平提升，冬季栽培鲜菜、鲜果温室大棚蓬勃发展，规模越来越大。不过，草帘天天全部要卷起和铺放，耗用菜农很多精力和体力，为了节省每次升降帘子时间，设计套管式温室大棚卷帘机，每次一个或两个人在三分钟左右时间就能完成卷帘、放帘作业，这么能够大大延长室内光照时间。针对温室大棚用户实际情况，设计一个套管式卷帘机，并对关键结构进行运动分析和受力分析，对其关键结构技术参数进行分析和计算，以完善机器结构和工作原理。该种形式卷帘机适合棚长较长温室大棚设计工作，其传动方法为电动机单级少齿差减速器实现减速，并经过凸缘联轴器和卷帘轴相连。该卷帘机采取少齿差减速器能够很大程度上减小减速器设计尺寸；少齿差减速器能够在一定程度上降低安全事故。套管式卷帘机经过电动机正反转实现卷帘和放帘作业。关键词：温室大棚；卷帘机；传动Design of Chemical Fiber insulation Automatic Met Roller for Solar Greenhouse-Designing of 2K-H Planetary transmission and Torsion barAbstractWith the improvement of living standards of urban and rural people.Growing of fresh vegetables and fruit, the winter of greenhouse trellis vigorous development, scale is getting bigger and bigger. But every day, careless, heigher up and lay out a lot of energy and energy vegetable, in order to save the time, every time lifting curtain design casing type greenhouse trellis shutter machine, every time one or two in ten minutes of time will finish the shutter, put shade homework, so can greatly extend indoor illumination time. According to the actual situation of greenhouse trellis users, design a kind of casing type shutter machine, and the key structure with stress analysis, motion analysis of the main structure of the technical parameters is analyzed and calculated, consummates machine structure and work principle. The form of shutter machine suitable for tents long lesser greenhouse trellis design work, the transmission way through the secondary for motor belt transmission and level, and achieve slowdown worm reducer by lugs coupling and shutter shaft connected. This shutter machine adopts level 1 worm reducer can largely reduce the design of the speed reducer size; Using single head not only worm broken down easy processing, but also the lock performance, can, to some extent, reduce safety accidents. Casing type shutter machine through motor positive &negative realize shutter and put shade homework.Key Words：Solar Greenhouse；Met Roller；Transmission目 录1 引言12卷帘机方案确实定62.1整机结构62.2温室大棚尺寸及要求62.3卷帘转角及自由度确实定72.4摆杆轴位置确定82.5顶杆和摆杆长度93 卷帘机受力分析93.1关键部件质量93.2运动分析及阻力矩103.2.1运动规律分析103.2.2阻力矩123.2.3其它阻力矩133.2.4电动机功率134 减速器设计144.1传动装置总体设计方案144.2电动机选择154.3计算传动装置总传动比154.4齿轮齿数确实定164.5齿形角和齿顶高系数164.6模数确实定164.7齿轮几何尺寸计算174.8齿轮系统干涉计算204.9齿轮啮合效率计算和确定254.9.1关键部件质量254.9.2阻力矩264.10轮齿强度计算274.11转臂轴承寿命计算285 支撑装置设计295.1扭力杆装置结构设计295.2扭力杆装置强度计算316 结语356.1总结356.2体会35参考文件37致 谢381 引言日光温室卷帘机是中国含有完全独立知识产权技术，为中国所独有。卷帘机有大约20年发展历史，经历了由手动到自动，由草帘到保温被演化。传动机构也从最初皮带轮发展到链轮和现在普遍使用涡轮涡杆机构。不过卷帘机工作环境较差，承载扭矩大，所以仍需开发愈加科学合理传动机构。日光温室结构逐步改变也要求卷帘机设计对应改变。总而言之，愈加智能、愈加安全是未来趋势。现在中国卷帘机生产厂家有数千家，多集中在中国蔬菜之乡寿光。日光温室卷帘机是中国含有完全独立知识产权技术，为中国所独有。中国卷帘机生产企业普遍规模不大，全国只有96家卷帘机厂商进入了全国和地方购置补助目录。卷帘机种类繁多，分类方法众多。但关键可分为牵引式卷帘机、侧摆杆式卷帘机、双悬臂式卷帘机3类。图1-1至1-3所表示。图1-1 牵引式卷帘机图1-2 双悬臂式卷帘机图1-3 侧摆杆式卷帘机卷铺介质有草帘和保温被2种，草帘属于比较传统材料，取材方便，而且价格十分低廉，在20世纪之前被广泛使用，不过因为草帘质量较差、寿命短，而且伴随使用保温被成本逐步降低，加上保温被含有防风、防水、耐老化等优于草帘特点，保温被已经得到普遍使用。图1-4 草帘图1-5 化纤保温被因为良好自锁性能，现在市场上应用最广泛是涡轮涡杆和圆柱齿轮传动相结合结构。但此种齿轮传动接触点少，传输不稳定，承载力较差、损坏率高，传统带轮和链轮传动已经较少使用。 针对实际使用过程中出现问题，出现了多种新式适适用于具体环境卷帘机:太阳能型卷帘机-因为有些大棚所处位置电力供给不便，采取太阳能不仅能够节省电力还节省了铺设电线成本；遥控装置开发和行程控制器-实际大棚操作过程中，因为大棚通常长60-100m，假如采取手动开关，农户调整时需要往返走动，既浪费时间，又可能造成潜在危险，采取遥控能节省时间而限位开关又能确保可靠性；智能型卷帘机-这是未来研究方向，智能型卷帘机能够实现全自动控制，基于日光温室温度、湿度等自动调整卷帘开闭，比较科学，相较于农户依靠本身经验决定卷帘开闭，能够愈加好控制好光照、温度、湿度。中国温室用卷帘机特点：日光温室机械卷帘机特点是输出扭矩大、耗电小、承载能力强，电机功率在075kW 22kW 之间，承载能力为5t12t。70m90m长温室，重12t(含雪或水)双层草苫可一次卷铺完成。中国有几十家卷帘机生产厂企业，山东厂家较多，这些厂家处于一个无序竞争状态，产品质量起伏不定。卷帘机样式能够说花样繁多，尤其是卷帘机专利，多种形式，有成熟，但更多是不成熟，在调查了解40多个专利里面，真正能形成产业化极少。现在卷帘机存在问题：经过对产品用户调查和对产品各项性能指标对比，我们发觉产品设计结构基础是合理。而产品在使用过程中确实确又现部分质量，如齿轮打齿、涡轮蜗杆扭坏、输出轴和卷轴和卷轴连接强度不够等，问题关键根源是部分厂家为低价销售，以次充好，安装偷工减料等。因为卷帘机工作环境改变比较大，遇下雪或下雨时，草苫重量增加很多，卷帘机负荷成倍增加，也较易出现问题，但使用保温被情况要好多，因为质量问题存在，造成卷帘机常常损坏，打齿、断轴现象时有发生，质量不好产品回修率在10左右，卷帘机一旦发生质量问题，不是草苫卷不上去就是草苫放不下来，给农民增添很多无须要麻烦。所以，在推广工作中要充足注意质量问题。种植反季节蔬菜瓜果能够取得较大收益，促进温室大棚得到快速发展。大棚保温用卷帘机有多个结构，本课题关键介绍套筒式卷帘机。该机关键由卷帘机组、卷帘杆、机座、伸缩支杆和铰接支座等组成。卷帘机组固定在伸缩支杆上端机座上，减速器输出轴经过法兰盘和横贯温室全长卷帘杆相联。套管式温室大棚：卷帘机该卷帘机结构和双跨悬臂式卷帘机不一样，是自驱动型卷帘机义一个形。该机由卷帘机组、卷帘杆、伸缩支杆和铰接支座组成。卷帘机组固定在伸缩支杆上端机座上，伸缩支杆下端安装在温室侧墙边绞接支座上。减速机输出经过法兰盘和横贯温室全长卷帘轴相联，卷帘机组被挂在侧墙外面。它优点是部分卷被重量能够在温室两侧墙体上，而且能够实现手动、电动一体化。缺点关键是不适适用于70米以上长温室。按减速机结构可分为直齿轮式、双蜗轮蜗杆和蜗轮直齿轮3种结构，这3种结构减速机全部能满足正常卷铺作业。现在双悬臂式卷帘机市场拥有率约为50 ，侧摆杆式卷帘机市场拥有率约为40 ，其它10。2卷帘机方案确实定2.1整机结构温室大棚卷帘机关键结构图2-1所表示(1、化纤被2、卷帘轴3、温室大棚4、摆杆5、顶杆6、电动机7、减速器8、凸缘联轴器)。该卷帘机摆杆经过摆杆轴和地基形成铰链联接，顶杆和电动机或减速器底座相连，电动机固定在减速器底座上。电动机输出扭矩经过2K-H行星少齿差减速将输出扭矩经过凸缘联轴器或法兰盘传至卷帘轴，从而实现卷帘轴卷帘和放帘作业。卷帘机作收帘作业时，电动机经过减速器带动卷帘轴转动，拴在卷帘轴上帘子卷在卷帘轴上，完成收帘作业；卷帘机作铺帘作业时，电动机旋转方向相反，完成铺帘作业。图2-1 卷帘机关键结构2.2温室大棚尺寸及要求大棚高H1=3.65m，宽B=7m，长L=60m,帘厚=0.03m，帘宽8m,帘长60m。收帘或铺帘作业3 min内结束；卷帘轴转速3r/min。因为化纤被应能够铺满整个大棚，故化纤被宽度应该7.9，所以选择化纤被宽度为8m。2.3卷帘转角及自由度确实定卷帘轴卷帘过程中忽略帘子压缩量，帘子以卷帘轴为中心按阿基米德螺旋规律运动。卷帘轴每转1周，卷帘半径改变量为。图2-2 大棚尺寸及形状 草帘卷筒在时间内转过角度为,为草帘卷筒中心钢管角速度，其对应转过弧长为,为某时刻t草帘半径。又 所以则 （2-1）式中S（t）为草帘在某时刻t时卷筒展开长度，为钢管半径，为草帘厚度。草帘卷筒在屋面上作纯滚动，滚动距离OP=S（t）。代入OP=8m，=3r/min，=0.03m,r0=0.025m由公式（2-1），能够计算出卷帘和放帘用时t2.8min,满足在3min中内要求。电动机经过减速器带动卷帘轴转动时，卷帘轴在铅锤平面内首先作上下铅锤运动，其次作水平方向前后水平运动，所以整个机构在铅锤平面内必需有2个自由度，即支承地面和摆杆之间采取转动副，摆杆和顶杆之间采取滑动副。自由度由公式（2-2）给出： (2-2)机构中有3个运动件，3个低副，1个高副，故:2.4摆杆轴位置确定为使机构结构紧凑，应正确选择摆杆轴位置，不然卷帘机工作时摆杆和顶杆之间滑动距离大，机构工作时不稳定，且影响结构强度。设计时应尽可能缩小摆杆和顶杆之间滑动距离。建立直角坐标系，大棚宽度方向为X轴，高度方向为Y轴。有公式 （2-3）其中H为后端高度，H1为大棚高度，r0为卷帘轴半径，为保温被厚度，n为卷帘轴旋转圈数。由卷帘时间2.8min，转速3r/min，可得旋转圈数n=3*2.8=8.4圈代入公式（2-3）可得 H=3.65+0.025+0.03*8.4=3.927m摆杆和顶杆极限伸张位置出现在最顶端和大棚最低端，故 x=解得x=4.6，摆杆轴坐标（4.6，0）2.5顶杆和摆杆长度能够计算顶杆最大伸张量为R1=x=4.6最小伸张量是顶杆和大棚垂直时候，能够计算大棚直线段斜率为tan=(H1-1)/(B-1)=(3.65-1)/(7-1)=0.442故直线段方程能够表示为y-1=0.442(x-1)通常形式为0.442x-y+0.558=0摆杆轴坐标（4.6，0），再由点到直线最短公式 R2=|Ax+By+C|/代入数据可得最小伸张量R2=2.37m所以顶杆滑动距离R=R1-R2=2.23m。设计顶杆和摆杆长度时必需满足：顶杆长度223 m；摆杆长度237 m。3 卷帘机受力分析3.1关键部件质量电动机质量 20 kg；减速器质量 35 kg；顶杆和摆杆质量 20kg；卷帘轴质量：m2 =v = 7800r20L = 918.9Kg;式中：=7800Kg/m3 钢密度；帘单位面积密度为 2Kg/m2化纤被质量（考虑到雨雪天气影响）卷帘总重量G2 = (m2 + m1)g .3.2运动分析及阻力矩3.2.1运动规律分析圆弧段OA令OC=e,S(t)=e,见图2-2，则=（r0t+2t2/4）/e。切点P在某时刻坐标为：xp=xe-ecos(1+)yp=ye+esin(1+)直线段AB经计算=1.445m,OP点总展开弧长为：S=1.445+（xp-1）/cos或S=1.445+(yp-1)/sin又S（t）=r0t+2t2/4,S=S(t),则xp=1-1.445cos+(r0t+2t2/4)cos yp=1-1.445sin+(r0t+2t2/4)sin草帘卷筒中心运动方程圆弧段OAxp-x=R(t)cos(1+)y-yp=R(t)sin(1+)则x=xe-(e+R(t)cos(1+)y=ye-(e+R(t)sin(1+)其中=（r0t+2t2/4）/e。直线段ABx=xp-R(t)sin=1-1.445cos+(r0t+2t2/4)cos-R(t)siny=yp+R(t)cos=1-1.445sin+(r0t+2t2/4)sin+R(t)cos任一时刻草帘卷筒中心速度和加速度 依据草帘卷筒中心运动方程，只要对其求一次和二次导数可方便地得到草帘卷筒中心运动速度和加速度。（1） 圆弧段OAx=-R(t)cos(1+)+(e+R(t)sin(1+)d/dty=R(t)sin(1+)+(e+R(t)cos(1+)d/dtv=因为R（t）伴随时间改变缓慢，即R（t）=/2为小量，可略去。又d/dt=dS/edt=R(t)/e则v=(1+R(t)/e)R(t)x=R(t)sin(1+)+R(t)cos(1+)d/dty=R(t)cos(1+)-R(t)sin(1+)d/dt则a=R(t)/e又v=R(t),所以a=R（t）/2,an=(2) 直线段ABx=R(t)cos-R(t)siny=R(t)sin+R(t)cosv=R(t)x=R(t)cosy=R(t)sina=R(t)=/2(3) 草帘卷筒中心最大速度和加速度因为e=2m,A处R(t)计算可得RA=0.1212m，eRA,A处卷筒速度不大。由上述公式分析可知最大速度发生在B点，因为此时R（t）最大。经过计算B处R（t）为RB=0.2781m,=6 rad/min,=0.03m.则vB=vmax=87.4mm/s.因为斜坡上草帘卷筒中心加速度为常数，则a=/2=0.471mm/s.可见草帘在整个卷动过程中速度和加速度全部很小，惯性作用不大。3.2.2阻力矩电动机带动关键部件作摆动运动时产生阻力矩，为了便于计算 ，认为各关键部件作用点在卷帘轴中心上。电动机带动关键部件作摆动运动时产生阻力矩由公式（3-1）给出： (3-1)式中：G1 =mg = 959.806 =931.6N 关键部件重量； R 摆动半径 R =(x 4.6)2 + z21/2分析： 最大阻力矩发生在初始位置，M1 = 931.64.6 =4285Nm 。 阻力矩初始位置最大，伴随卷帘轴上移逐步减小，=90时等于0，90时反而变成主动力矩。图3-1 转动力矩示意图卷帘轴转动产生阻力矩M2 该阻力矩是卷帘轴本身转动产生阻力矩和卷帘时产生阻力矩之和。图3-1所表示。卷帘轴转动产生阻力矩M2 =G2（n + r0）cos M2max = 2048 N m起动阻力矩M3M3 = J； 式中：J= m2 r2/2 静力矩 M3 = 918.90.025231.4 = 9 N m3.2.3其它阻力矩 采取蜗杆减速器时，其轴承摩擦力阻力矩和蜗杆、蜗轮之间阻力矩很小，能够忽略不计。 关键部件作摆动运动所产生起动阻力矩，起动角加速度很小，能够忽略不计阻力矩。 静力矩改变引发惯性阻力矩，其大小很小能够忽略不计。总阻力矩为：，最大阻力矩取时，偏于安全。3.2.4电动机功率电动机功率由公式（10）给出： (3-2)(取K=1.2)代入数据得：。4 减速器设计4.1传动装置总体设计方案确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，采取2K-H型少齿差减速，其传动方案图4-1所表示：中国生产单级渐开线少齿差减速器效率通常为80%-90%，少齿差传动效率关键由公式（4-1）给出： (4-1)代入数据得：。图4-1 齿轮连接方法4.2电动机选择按工作要求和工作条件选择Y系列笼型三相异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V。 工作机有效功率为：；从电动机到卷帘轴之间总效率为：；所以 。综合考虑电动机和传动装置尺寸、质量及价格等原因，为使传动装置结构紧凑，决定选择同时转速为1430r/min电动机。依据电动机类型、容量和转速，由机械设计手册选定电动机型号为Y100L1-4，其关键性能如表4-1所表示。表4-1 Y90L-4型电动机关键性能型号额定功率/kW满载转速/ r/min效率/%质量/kgY100L1-43143080.5204.3计算传动装置总传动比 由选定电动机满载转速和 工作机转速能够传动装置总传动比为：。减速器传动比为。4.4齿轮齿数确实定因为选择是2K-H型少齿差减速，传动形式图4-1所表示，依据该型传动特点，选择齿数差Zd=1传动比计算公式iH1=z1z3/(z1z3-z2z4)再由z4-z3=z1-z2=Zd=1,经过试凑法，取整得各齿轮齿数以下表所表示表4-2 齿轮齿数各齿轮齿数传动比错齿数差齿数Z1Z2Z3Z3iH1ZcZd37363940481314.5齿形角和齿顶高系数通常采取标准齿形角，当齿数差Zd=1时，取齿形角=1425，结合标准采取=20。当齿形角=20时，齿顶高系数=0.6-0.8。当减小时，啮合角也减小，有利于提升效率。但太小时，变位系数太小会发生外齿轮切齿干涉（根切）或插齿加工时负啮合。4.6模数确实定依据2K-H型传动结构特点在偏心轴上安装两个行星轮，则一个行星轮上输入滚动轴承效率，外齿轮选择45号钢调质，硬度HBS=220250。齿轮由表查得弯曲极限应力lim1=650Mp,内齿轮选择45号钢调质后表面淬火，硬度HRC=4050，查得弯曲极限应力lim2=850Mp。使用系数KAr因原动机是电动机，工作机有振动，查表得使用系数KA=2.0，动载荷系数KV=1.4（取齿轮平衡精度为8级）因YF1/F1YF2/F2,按外齿轮校核，依据机械设计手册，取齿宽系数d=0.20.25。依据校核公式，取标准模数m=2。4.7齿轮几何尺寸计算压力角=20 初选啮合角=56 模数=2 取=0.754.7.1计算第一内齿轮副外齿轮Z1=36，内齿轮Z2=37变位系数 外齿轮 内齿轮标准中心距a=m(Z2-Z1)/2=2(37-36)/2=1中心距a=1.68正确计算啮合角分离系数反变位系数 分度圆半径 外齿轮 内齿轮基圆半径 外齿轮 内齿轮齿顶圆半径 外齿轮 内齿轮齿顶压力角 外齿轮 内齿轮 重合度验算齿廓重合度式中4.7.2计算第二内齿轮副外齿轮Z1=39，内齿轮Z2=40变位系数 外齿轮 内齿轮标准中心距a=m(Z2-Z1)/2=2(40-39)/2=1中心距a=1.68正确计算啮合角分离系数反变位系数 分度圆半径 外齿轮 内齿轮基圆半径 外齿轮 内齿轮齿顶圆半径 外齿轮 内齿轮齿顶压力角 外齿轮 内齿轮 重合度验算齿廓重合度式中4.8齿轮系统干涉计算切削内齿轮插齿刀选择按表9.2-34（机械设计手册第二卷）选择参数为插齿刀。4.8.1内齿轮齿顶圆不应小于基圆因为基圆内没有渐开线，所以要求内齿轮齿顶圆不应小于基圆，即 第一对齿轮 第二对齿轮 均满足要求齿顶高系数0.550.600.650.700.750.801.00内齿轮最小齿数19202224252734 表4-3 内齿轮齿顶圆大于基圆所许可最小齿数两对齿轮中内齿轮齿数均大于表中数值。4.8.2外齿轮齿顶圆不得变尖，要有足够厚度外齿轮变位系数愈大，则齿顶厚愈薄，甚至会变尖，而齿顶变薄后将影响轮齿强度。通常在设计中用齿顶厚系数来衡量齿顶厚度。通常取。当变位系数为时，分度圆上齿厚为齿顶圆上齿厚为又因为所以代入数据可得满足要求4.8.3 内齿轮齿顶不得变尖，要有足够厚度内齿轮齿顶厚系数随变位系数改变，当为某一数值时，齿顶厚系数最小。设计中通常取而代入数据可得满足要求4.8.4 过渡曲线干涉外齿轮过渡曲线干涉两齿轮啮合时，外齿轮过渡曲线和内齿轮齿顶相干涉，称为外齿轮过渡曲线干涉。因为外齿轮可用插齿刀和齿条刀两种方法加工，故分情况讨论外齿轮用插齿刀切制用插齿刀切制齿轮时，不能在齿轮牙齿全部高度上切出渐开线齿形，而只是从齿顶到齿廓上革一点之间为渐开线，在处渐开线和过渡曲线相切，是插齿刀和被切齿轮极限啮合点，该点在啮合线上，齿轮渐开线在切点曲率半径计算可得满足此干涉要求外齿轮用齿条刀切制若外齿轮用正常齿高齿条刀（）加工时，内齿轮齿数大于表4-2中值时，即使内齿轮齿顶直径不增大，也不会发生外齿轮过渡曲线干涉。齿顶高系数0.550.600.650.700.750.801.00内齿轮最少齿数171922263138表4-4 不会发生过渡曲线干涉最少齿数因为内齿轮齿数，故不会发生过渡曲线干涉。内齿轮过渡曲线干涉因为插齿刀顶刃无圆角，其齿顶高比齿轮齿顶高大，所以在通常情况下不会发生这种干涉。4.8.5渐开线干涉内啮合传动和外啮合传动一样，会发生渐开线干涉。对应地在切制齿轮时，会产生根切和顶切。不产生根切条件用插齿刀切制外齿轮当初，可用表4-5检验，若外齿轮齿数大于表中值时，就不会产生根切。0.3150.2100.1050.0520.000-0.052-0.10531171718-18-1934171718-18-1936171718-18-1938171818-18-1940181818-19-19表4-5 用插齿刀切制非变位外齿轮不产生根切时，齿轮最少齿数用齿条刀或滚刀切制外齿轮用齿条刀或滚刀切制外齿轮时，若齿轮不变位，则不产生根切最少齿数为取时，不发生根切最小变位系数为 代入得 可能是正值，也可能是负值。正值表明被切齿轮齿数小于非变位齿轮最少齿数，这时为了避免根切，必需使刀具最少向外移动一段距离，即正变位；负值就表明被切齿轮齿数大于非变位齿轮最少齿数，即说明，若齿轮不变位，就不会产生根切，假如把刀具向轮坯中心移一段距离，即负变位，才能使所切制齿轮刚好不发生根切。外齿轮不发生顶切条件当齿轮变位系数时，若选择插齿刀齿数等于或大于表4-5中齿数，就不会发生顶切。已知而且由查表4-6得用插齿刀切制外齿轮时，插見刀最少齿数满足条件，不会发生顶切。齿顶高系数0.600.650.700.750.80插齿刀变位系数-0.10153536200111215181952532001112131524257778200121314151617333411811920012131415152021444519219320013141516表4-6 用插齿刀切制外齿轮时，插齿刀最少齿数4.8.6齿廓重合干涉式中 则满足齿廓重合干涉条件4.9 齿轮啮合效率计算和确定4.9.1 啮合效率先算机构啮合效率。依据分析两对齿轮节点在啮合线外，故应用公式计算：式中取摩擦系数=0.05，而（1） 对第一对啮合齿轮代入值计算得：故有（2） 对第二对啮合齿轮代入值计算得：故有所以，机构啮合效率为：4.9.2 转臂轴承效率滚动轴承摩擦因数，为轴承内经，313轴承内径模数m=2.75,则总效率4.10 轮齿强度计算在渐开线少齿差行星减速器中相啮合内外两个齿轮其齿廓曲率中心在同一个方向，曲率半径又靠近相等，所以接触面积大，接触应力小。对这种减速器就不需要再验算接触应力，只需进行强度计算，故在此只计算轮齿弯曲强度。验算齿根弯曲强度因两对内齿轮副材料相同，模数和齿宽相等，齿数又靠近相等（只差1）所以两对齿轮齿形系数、动载系数又靠近相等，而作用在齿轮1和2上圆周力较大。故只要验算齿轮1和2这一对齿轮齿根弯曲强度，假如其强度满足要求，则齿轮3，4齿根弯曲强度也满足。（1） 齿根弯曲极限应力内、外齿轮材料均为40Cr钢调质，硬度HV=221265，齿轮弯曲极限应力（2） 齿形系数外齿轮齿形系数，内齿轮齿形系数，（3） 使用系数因原动机是电动机，工作载荷平稳，使用系数（4） 动载系数圆周速度V为米/秒由图8-15中查得，动载荷系数（5） 计算齿根弯曲应力因内、外齿轮齿根弯曲极限应力相等，而外齿轮齿形系数比内齿轮大，所以计算外齿轮齿根弯曲应力为：（6） 校核安全系数由式（8-24）推得下式因模数m=3 ,由图8-21中查得,并取寿命系数,应力集中系数,齿根圆角表面情况系数，则故齿根强度可达成通常可靠性强度。4.11 计算转臂轴承寿命转臂轴承是少齿差行星齿轮减速器中一个微弱步骤，其原因是：1.作用在行星轮上力完全由它承受，而转臂轴承又装在输入轴上，转速很高，所以转臂轴承处于高速重载下工作，减速器所能传输功率往往受到转臂轴承上工作能力限制；2.因少齿差行星齿轮减速器结构紧凑，转臂轴承尺寸受到一定限制。下面进行转臂轴承选择和其寿命计算：转臂轴承寿命按以下公式计算：式中：为轴承寿命，通常要求5000hn 轴承转速， r/min ，等于曲柄轴转速p 当量动载荷c 轴承额定动载荷，标准轴承值参见滚动轴承尺寸表转臂轴承当量动载荷按下式计算：式中： 轴承名义径向载荷 动载荷系数，通常取 =1.21.4额定动载荷 c 值按下式计算：式中：d 滚子直径， 通常取d=0.1，并取L=d，L为滚子长度，z为滚子数目。5 支撑装置设计5.1扭力杆装置结构设计图5-1 固定铰支摆杆和地面采取图5-1所表示三角形固定铰支连接，在地面搭建水泥基座，选择适宜铰支，考虑到杆所受到弯矩相对比较大，应选择直径较大螺栓，粗略估量螺栓直径最少应大于10mm。顶杆和电动机连接因为顶杆属于管件，使用螺纹连接不方便安装，而且承力点少，不能传输较大扭矩。不过顶杆又不可能直接焊接在电动机上，故选择在顶杆和电动机之间使用一块焊接板，将顶杆焊接在焊接板上，然后选择螺钉连接固定在电动机上。图5-2所表示。图5-2 顶杆和电动机连接顶杆和摆杆尺寸设计顶杆和摆杆最大伸张距离和最小伸张距离分别为滑动距离所以摆杆长度和顶杆长度应满足条件故取5.2扭力杆装置强度计算最危险情况发生在开始卷帘时候，此时顶杆和摆杆伸张量最大，重合区域较短，最易发生弯折。此时受力情况图所表示图5-3 扭力杆受力分析图对点取矩由解得对摆杆进行受力分析图5-4 弯矩图在C处所受弯矩最大钢管选择一般热轧钢，查表可得极限应力，取安全系数。则可知许用应力抗弯截面系数 再由有所以只要设计摆杆钢管直径超出此数值时，就能满足强度条件。对顶杆进行受力分析同上，在B处所受到弯矩最大钢管选择一般热轧钢，查表可得极限应力，取安全系数。则可知许用应力抗弯截面系数 其中，代表内、外径比值再由则查机械设计手册第一卷3-187钢管选择一般机械结构用不锈钢焊接钢管因为要和摆杆进行配合，故内径应该满足按机械设计手册第一卷表3.1-211选择外径，壁厚4mm钢管。此时抗弯截面系数满足要求6 结语6.1总结此次毕业设计是套管式温室大棚卷帘机设计。该机主机固定在大棚一侧伸缩支杆上端机座上，伸缩支杆下端安装在温室侧墙边铰座上，减速器输出轴一头伸出，经过凸缘联轴器或法兰盘和横贯温室全长卷帘轴相连。接动卷帘机控制开关按钮，卷帘机组即直接驱动卷帘杆转动。当驱动卷帘杆沿着棚面向上方转动时，卷帘杆即带动保温帘边自卷边向上滚动，因为支撑卷帘机组伸缩支杆长度可随卷帘机组位置变动而自由改变，所以卷帘机组亦随之上升，从而使保温帘揭启。反之，令卷帘机驱动卷帘杆反向转动时，保温帘便在自重作用下沿棚面向下方滚动，使其重新恢复到覆盖状态。这种自驱动卷帘机结构简单，尤其是它无须在温室顶部安装任何隶属构件，所以不仅对温室顶部建筑结构和强度无尤其要求，而且安装施工亦很方便、快捷。但因为是侧置式卷轴受力不均，不宜太长温室使用。机械运转平稳、无异常噪音，卷帘时间6.38分钟，各转动部件转动灵活，输出轴转数9转，输出扭矩设计合理，含有科学性、合理性，各项指标达成设计要求。确定其传动路线为：电机少齿差减速器联轴器卷帘轴，并对套管式卷帘机结构及尺寸参数设计计算作了比较细致分析计算。选择电动机转速1430r/min，卷帘机总传动比为