某挖坑機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例1.1挖坑機(jī)的結(jié)構(gòu)原理挖坑機(jī)的動(dòng)力來源于拖拉機(jī)，經(jīng)過皮帶輪或齒輪變向變速來轉(zhuǎn)動(dòng)挖頭，同時(shí)在液壓提升機(jī)構(gòu)控制下上下運(yùn)動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)挖頭切土和拋土，從而形成土坑。據(jù)資料顯示，挖坑機(jī)基本情況如下：配套動(dòng)力22—40kW，坑徑300—1000mm，坑深300—1000mm，挖坑機(jī)的頭部結(jié)構(gòu)為螺旋葉片式，有單頭或多頭之分，導(dǎo)程也各不相同，也有變導(dǎo)程的。提升機(jī)構(gòu)絕大多數(shù)采用三點(diǎn)懸掛式。總體而言，其結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。1.2挖坑機(jī)的動(dòng)力選擇深度(mm):550-900挖坑的直徑(mm):700鉆頭轉(zhuǎn)速(r/min):300工效(坑/h):60-80鉆頭直徑(mm):300輸送高度(m):0.8運(yùn)輸間隙(mm):450挖坑的動(dòng)力消耗與坑徑、坑深、土壤硬度和下降速度有關(guān)。通過試驗(yàn)，坑徑D~>600mm，坑深H~>800mm，配套動(dòng)力應(yīng)在20~40kW之間。選用DF404-10型拖拉機(jī)，其主要參數(shù)為40馬力，轉(zhuǎn)速為540r/min，最小離地間隙為250mm。1.3挖坑機(jī)與拖拉機(jī)的聯(lián)接挖穴機(jī)與拖拉機(jī)采用三點(diǎn)懸掛裝置聯(lián)接，具有結(jié)構(gòu)簡單、作業(yè)質(zhì)量好、效率高、移動(dòng)及通過性能靈活的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于植樹造林、施肥集水、埋設(shè)樁柱等作業(yè)。三點(diǎn)懸掛機(jī)構(gòu)示意圖(圖4-1):圖2-1懸掛機(jī)構(gòu)示意圖1.4挖坑機(jī)的傳動(dòng)路線圖圖2-2傳動(dòng)路線圖動(dòng)力由拖拉機(jī)輸出，通過帶安全裝置的萬向傳動(dòng)軸，將動(dòng)力傳到挖穴機(jī)的輸入軸，再通過一對(duì)直齒錐齒輪傳動(dòng)來帶動(dòng)雙螺旋葉片型鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)挖穴作業(yè)。1.1.1功率及挖坑幅度的計(jì)算A.功率計(jì)算查表得：；；萬向聯(lián)軸器（2個(gè)）滾動(dòng)軸承（一對(duì)）圓錐齒輪傳動(dòng)效率總的傳動(dòng)效率:a.拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸的額定輸出功率為29.4kw已知輸入軸轉(zhuǎn)速n1=540r/min,要求工作軸轉(zhuǎn)速n2=300r/min。傳動(dòng)比eq\o\ac(○,3)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)拖拉機(jī)輸出軸=29.4kw=540r/min2）減速器高速軸：=29.40.970.970.98=27.10kw=499.40N·M=540r/min3）減速器低速軸：=27.100.980.96=25.50kw=845.70N·M=300r/min計(jì)算出的參數(shù)表:計(jì)算出的參數(shù)功率PKW轉(zhuǎn)矩TN·M轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比i拖拉機(jī)軸29.4520.0540減速器高速軸27.10499.405401減速器低速軸25.50845.703001.81.5獨(dú)立式轉(zhuǎn)速動(dòng)力輸出軸參照GB/T3871.3農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)選?。篹q\o\ac(○,1)動(dòng)力輸出軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速540r/min,并應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)定轉(zhuǎn)速的80%-90%之間達(dá)到；eq\o\ac(○,2)從拖拉機(jī)前進(jìn)方向看，動(dòng)力輸出軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)由于動(dòng)力輸出功率小于65kw，所以選取型號(hào)為1?35-540的萬向軸具體的數(shù)值如下表：公稱直徑35mm花鍵形式6齒矩形花鍵軸線位置離地高度：450～675mm允許偏離拖拉機(jī)縱向?qū)ΨQ平面：50mmeq\o\ac(○,3)動(dòng)力輸出軸軸伸及其聯(lián)結(jié)套的型式、尺寸、性能、位置具體數(shù)值如下：動(dòng)力輸出軸型號(hào)IIIIII公稱直徑（mm）353545花鍵型式6齒矩形花鍵21齒漸開線花鍵20齒漸開線花鍵軸線位置離地高度（mm）450～675動(dòng)力輸出軸功率<48Kw動(dòng)力輸出軸功率>=48Kw650～875450～675允許偏離拖拉機(jī)縱向?qū)ΨQ平面（mm）505050本設(shè)計(jì)選用6齒矩形花鍵花鍵要素內(nèi)花鍵外花鍵齒數(shù)66公差及檢驗(yàn)槽寬L鍵寬S公稱尺寸3.69公稱尺寸8.69上偏差+0.05綜合上偏差-0.05下偏差+0.02上偏差-0.09綜合下偏差0下偏差-0.161.6萬向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)eq\o\ac(○,1)、萬向節(jié)傳動(dòng)軸組成（圖）萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)（萬向節(jié)）又稱萬向聯(lián)軸器。它用于傳遞兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)，這種聯(lián)軸器可以允許兩軸間有較大的夾角（夾角α最大可達(dá)到35°-45°）而且機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧＾D(zhuǎn)動(dòng)；但α過大時(shí)傳動(dòng)效率會(huì)顯著降低。注：萬向傳動(dòng)軸必須設(shè)置安全防護(hù)罩。eq\o\ac(○,2)、萬向傳動(dòng)軸的型式與基本尺寸的確定：1)滾針軸承在萬向節(jié)叉上的固定型式——孔擋式*注：一般有兩種固定形式：孔擋式和軸擋式，新產(chǎn)品不推薦使用軸擋式。萬向節(jié)節(jié)叉叉腿尺寸（mm）B804728L40480.120.0120.10LNZ-D*d*b1102021.416322550節(jié)叉叉腿花鍵孔節(jié)叉尾部尺寸(mm)Ldbt952028.12）、十字軸、滾針軸承的尺寸：選用型號(hào)——Z34607C十字軸組合十字軸HD軸承標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)dn72.5422870490211.540.120.0250.013)、伸縮軸的型式和截面尺寸：*注：一般型式有方軸管型、檸檬管型、花鍵軸套型。本設(shè)計(jì)采用花鍵軸套型?；ㄦI軸套型伸縮軸截面尺寸（mm）馬力等級(jí)伸縮軸與套管的最小重合長度（mm）花鍵軸套型套管管（mm）方孔(mm)dS尺寸公差12755034)、固定滾針軸承用擋圈的型式和尺寸：馬力等級(jí)孔擋式孔用彈性擋圈規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)1228GB893---76矩形的花鍵孔的節(jié)叉用定位銷和彈簧的尺寸：花鍵型號(hào)功率等級(jí)數(shù)量I38型45---60PS12---32PS21I型型（21齒）定位銷尺寸