MD40-150型多功能开沟机开沟机构设计说明书要点.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateMD40-150型多功能开沟机开沟机构设计说明书要点法计算机法硫酸钾肥料卡缩减理发匠三磷矿粉降落伞咖啡碱离开撒酒疯离开所捐款录放机阿森录放机阿苏林MD40-150型多功能开沟机开沟机构设计专业：机械设计制造及其自动化姓名：XX指导教师：XX摘要多功能开沟机是工程机械的主要机种之一，广泛应用于农田水利建设、通讯电缆及石油管线的铺设、市政施工以及军事工程的建设。开沟机具有专用性强，设备投资少，可连续挖掘，工作效率高等特点，特别是对于窄而深的沟渠，挖沟机的优势更加明显。采用多功能连续型开沟机，可以提高开沟及回填效率，减少人力和物力浪费。论文主要工作包括：1.系统分析了国内外开沟机的发展现状和链式开沟机的研究现状基础上，确定了开沟机为回转链式开沟机。根据工作环境、农艺要求以及动力学分析结果，确定了整机前进速度、链速、生产率、切土阻力、切削功耗、总功耗、切削厚度等基本参数和整机的总体方案。2.开展了链式开沟机结构设计。该机由挂接架、传动机构和开沟装置等主要部件组成。关键词：多功能开沟机，挖沟机，开沟机构，挖沟器Abstract Multifunctional ditcher is one of the main types of engineering machinery. It is widely used in construction of farmland irrigation and water conservancy, communications cable and oil pipe laying, municipal construction and the construction of the military. Open ditch machines have specificity, they need less the equipment investment ,continuous mining .And the working efficiency is higher . It is morely used for narrow and deep ditch. The advantage of digging ditches machine are more used at apparent. Multifunctional ditcher can improve the efficiency of trenching and backfilling to reduce the human and material waste.The following work is done:1.The development of domestic and overseas trenchers, the application to computer assisted analysis in the fields of agricultural machinery and the research to chain-trencher were systematically analyzed and the ditcher belonging to rotary chain-type trencher was confirmed. According to the working environment, agronomic requirements and the outcome of dynamical analysis, the basic parameters such as groove width and deep, forward speed, chain speed, productivity, resistance of cutting soil, cutting power Consumption, total power consumption, power rate and cutting thickness and the overall project were confirmed.2. The structural design and trial-manufacture of chain-trencher were developed. The trencher was made up of joint and transmission mechanism and ditching equipment. The functional testing was developed at the same time.Key Words: Multifunctional ditcher; Ditcher; Trencher attachment; 目 录1 绪论11.1概述11.2国内外开沟机的现状及发展趋势21.2.1 国外开沟机的现状及发展趋势21.2.2 国内开沟机的现状及发展趋势31.3 本次设计的意义和目的61.4 本次设计的主要内容62 多功能开沟机链式开沟机构的总体设计72.1 多功能开沟机的运动学分析72.2 多功能开沟机的动力学分析102.2.2 开沟机所需功率的计算112.3 多功能开沟机总体参数的确定153 开沟机构关键部位的设计173.1 开沟机构的设计分析173.2 链刀组合的设计计算173.2.1 链条设计183.2.2 主动链轮及从动链轮的设计203.2.3 螺旋从动轮的设计223.3 主轴组合设计243.3.1 主轴设计243.3.2 轴承选择243.3.3 主轴键的选择253.4 从动轴组合的设计263.4.1 从动轴设计263.4.2 轴承选择263.4.3 从动轴键的选择263.5 螺旋从动轴组合的设计273.5.1 螺旋从动轴设计273.5.2 螺旋从动轴键的选择273.5.3 螺旋分土器设计283.5.4 轴承选择303.6 刮土器的设计303.7 刀片结构参数313.8 机架组合设计363.9 连接架的设计364 多功能开沟机开沟机构的基本结构385 开沟机构液压马达的选择与校验396 总结与展望406.1 总结406.2 展望40参考文献41附录42致谢44-1 绪论1.1概述开沟机是工程机械的主要机种之一，广泛应用于农田水利建设、通讯电缆及石油管线的铺设、市政施工以及军事工程的建设。开沟机具有专用性强，设备投资少，可连续挖掘，工作效率高等特点，特别是对于窄而深的沟渠，挖沟机的优势更加明显。开沟机尤其适应于土质较硬、施工场地狭小，人工开挖和挖掘机等土方机械无法作业的地方。同时开沟机的施工成本低于挖掘机等土方机机械的施工成本，甚至比人工施工还低而深受广大施工单位的欢迎。开沟机构是在封闭的链上均匀的装有多个切割齿，封闭链沿着构架移动。切割齿挖掘土壤，土壤被带到卸载地点卸载。螺旋分土器把切下来的土分到沟的两边。在液压马达的驱动下，驱动链轮旋转，链条的紧边上的切割齿承担着连续的挖掘土壤。土壤在切割齿的带动下绕过驱动链轮时卸载，卸载后的链齿沿构架的上侧往下运动。切割齿绕过构架的端部后进行挖掘，这样连续不断的工作。在驱动链轮处落下来的土壤，经过两侧的分土器，被分到沟的两侧。挖沟机前行，就形成了沟槽。为了改变挖沟机工作面的倾角和挖沟深度，在机器上面装有提升油缸，通过控制液压缸提升或下放挖沟器。为了清理残留在沟里的土壤，在构架上安装了刮土器，用于清理沟中的土壤。链式连续型开沟机具有以下五个方面的优势：(1)提高了工作效率开沟机属连续挖掘工作装置，集挖掘和排土于一体；而单斗挖掘机属于半连续挖掘工作装置，其辅助作业时间多，如旋转卸土、再旋转归位。所以开沟机的挖沟速度与单斗挖掘机相比，工效可以提高35倍，尤其对挖掘深且窄型沟槽，效果更为明显。(2)减小了超挖量使用单斗挖掘机挖沟，超挖量大，沟的横截面呈倒三角形。沟的边缘不整齐，施工时不仅挖掘量大，回填量也大。而专用开沟机则可以根据不同管道直径选择不同宽度的装置，沟的横截面呈矩形。并且挖掘量和回填量都恰倒好处；拒统计，二者相比，取土量后者可以少挖23.8%，总的施工成本可节约50%。(3)工作速度快，能提高工期完成速度以凯斯860开沟机为例，挖沟时最高速度可达3.9m/s，其挖沟速度是其它机械不可比拟的。每天按6个工作小时计算，最多可以挖掘深2m，宽0.25m，84000m长度的沟，效率十分惊人。按最低速度0.25m/s，每天按6个工作小时计算，最多可以挖掘5.4km长度的沟，效率也是十分可观。可缩短施工工期。而单斗挖掘机挖同样规格的沟，每挖同样公里长度的沟槽，所费工时要长得多。(4)对于较硬地面，开沟机可以直接作业，不需要爆破松动(5)回填效率高单斗挖掘机挖沟，回填土要用装载机或推土机协助作业，而开沟机自带推土板，施工成本大大降低。1.2国内外开沟机的现状及发展趋势1.2.1 国外开沟机的现状及发展趋势开沟机在欧洲、美洲各发达国家和亚洲的日本等国广泛的应用在土方施工领域，仅美国年需求量就达数千台。开沟机发达的国家主要有德国、意大利、美国、俄罗斯和日本等国。经过40多年的发展，在开沟机应用方面，以其生产效率高、成本低，而代替了常规的单斗挖掘机。其中美国生产开沟机的公司主要有凯斯公司，生产的开沟机有CASE860、DH5等；美国百莱玛威猛(Balama Prima-Vermeer)公司，生产的开沟机型号有T1555、T1055、1955等。英国主要有MASTENBROEK公司，生产开沟机的主要型号有：1012、M20/18、2615H等。德国的大型开沟机作业宽度较大，链式的工作装置可挖0.251.2m或0.352.4m宽度，0.53.010.0m深度的沟槽。挖沟装置分为链式、滚筒式和圆盘式三种。三种型式的装置可在主机上任选一种安装。三种型式的装置使用范围见表1.1。主机由专用的履带式基础车加装挖沟装置构成。对链条的驱动可分为机械式和液压式两种。机械式传动为多级变速箱+变矩器型；液压式为油泵+液压马达型。法国T&CTrouvay&Cauvin)公司生产开沟机已经有30多年的历史。其生产的Rivard系列开沟机为履带行走、斗轮式工作装置。履带和斗轮都采用静液压传动。其中TR120和TR200C型的履带可倾斜调节，以自动补偿不平地面工况。斗轮可偏离中心500mm。图1-1 美国凯斯公司生产的CASE860链式开沟机表1.1 三种形式的工作装置使用范围类型使用范围链式挖宽（m）挖深（m）主要用途0.250.240.510.0埋设管道、隧道中央排水沟、隧道下半部掘削和平基时开掘沟装自由面滚筒式切削滚筒宽34m，直径14m用于路基、平基、大坝堤堰基础、隧道下半部等宽幅掘削和残壁掘削圆盘式0.20.30.81.4可挖窄沟。如：排水沟、管道、电线埋设沟法国JcLd公司成立于1984年，主要生产Major牌开沟机。产品采用泼金斯柴油机，功率为119.4kw，四轮驱动，行驶速度27km/h。挖沟深度0.71.5m，宽度为0.20.45m。1998年Deketh H J R，Alvarez M，Grima.等在现有岩石开沟机开沟性能的研究成果基础上构建了在不同土壤环境下的岩石开沟机功耗及刀片磨损预测模型(Deketh H J R et al.，1998)。1999年Alvarez M，Grima，P N W, Verhoef等人针对大型岩石开沟机威猛T-850用模糊逻辑的方法对开淘机的开沟性能进行了预测分析(Alvarez M et al.,1999)。1.2.2 国内开沟机的现状及发展趋势国内开沟机的研究和使用相对发达国家起步比较晚。1975年，我国农星系统引进了意大利非亚特公司FLAT系列旋转圆盘挖沟机，该机配套73.5KW的拖拉机进行开沟作业。1975-1982年期问，我国农垦系统大学，科研院所的科研带头人参考FLAT挖沟机的工作原理及其结构原理，通过对相关部件的改进，研制出了多种挖沟机，由于动力输出配备等原因，这些挖沟机都没能推广。到了八十年代中期，我国引进丁少量挖沟机，主要用于排水工程作业。八十年代后期，由水利部牵头，上海拖拉机厂、无锡拖拉机厂和丹东拖拉机厂分别开发了用55KW拖拉机配套使用的挖沟机，由于技术性能和经济性等原因，最后都被淘汰。到1991年由安徽省宣州市孙阜镇农机管理服务站通过对8.8KW手扶拖拉机配套农具一一旋耕机进行合理的改装，研制出了IKS-20型卧式弯刀开沟机(吴相平，1998)，该机适应性广泛，可一次性开挖出较为理想的沟型。1995年，江苏省高邮市平安开沟机厂生产的平安牌IKS-30型单悬臂式开沟机（高邮市平安开淘机厂，2006）（图1-2）它采用单悬臂机架和框架式刀盘以及分层切削刀片。开沟效果好，成本相对较低，得到了广大使用者的好评。图1-2 IKS-30型 单悬臂式开沟机 2000年，天律工程机械研究脘利用TN654型拖拉机改装成挖沟机GC65，并于2002年研制GC65G型链刀式开沟机(安志国，2003)主要适用于铺设水利管道和电缆等工程，该机采用机械传动，其功率与挖沟效率均达到了国外研制的开沟设备较为先进的水平。同年，天津工程机械研究院根据西气东输的需要，开发出WG300型履带式全液压挖沟机（江创华，2002）。该机最大挖沟宽度可达900mm，最大挖沟深度达2200mm，挖掘链速度0-4m/s，作业速度最高可达1400m/h。 由中国农业机械化研究院耕作种植机械研究所研制的具有代表性的链式开沟机1KZ-30型自走式(图1-3)和IK-30型悬挂式链式开沟机(中国农业机械化研究院，2005)。这两种开沟机主要用于农田矩形沟槽铺设管道或电缆，以及种山药等农作物。可开挖沟宽为1OOmm，深度1500mm的沟型，丌沟刀片和链条通过特殊加工处理，增加了使用寿命。图1-3 1KZ-30型自走式链式开沟机随着21世纪世界经济和科学技术的飞速发展，市场竞争已由区域竞争扩大到全球化的竞争，并日益激烈。产品消费结构不断向多元化，个性化方向发展。面对变化莫测的市场需求，企业为了提高自身的竞争能力，必须尽快改变生产品种，更新产品设计，缩短新产品的研发周期，提高产品的设计质量，降低产品的研发成本，进行创新性设计，以便对多变的市场需求做出快速敏捷的响应，在市场竞争中获得相当的市场份额和利润。近代科学技术、工程设计的理论、方法和手段都在适应这种要求。特别是近30年来，工程设计手段的先进与否、数字化程度的高低，在很大程度上决定了产品设计开发的周期、质量和成本。CAD技术是计算机应用于工程设计中最早和最成功的典范，它的出现和广泛使用，将设计人员从费时、重复、繁琐的手工绘图方式中解放出来，不但提高了工程图纸的质量和绘制速度，而且能在设计完成前由计算机预先显示产品最终的外形结构以供估价，更重要的是为设计人员将更多的时间和精力用于创造性的工作提供了条件，并为社会带来了巨大的效益。虚拟样机技术在工程设计过程中的应用，再次极大地改进了产品的设计手段，可以帮助设计人员分析机械系统零部件的结构强度、刚度，以及热特性和动态特性，并进一步推动了CAD技术在各行业的应用。计算机技术的应用，让人们逐渐认识到这样一个事实：即使机械系统中的每个零部件都是经过优化的，也不能保证整个系统的性能是良好的，即系统级的优化绝不是系统中各部件优化的叠加，而是由各部件组成的整机系统性能优化。虚拟样机技术就是在这种迫切需要的驱动下产生的。机械系统虚拟样机技术作为一种应用于机械系统设计过程中的高新技术手段，是现阶段解决这类问题较为有效的技术方案之一。我国七十年代中期由天津工程机械研究所和长春工程机械厂合作，研制出我国首台轮斗式开沟机。八十年代中期，三、四个厂家曾分别开发了几种开沟机械，但由于经济性和技术性等原因，未能使挖沟机在国内全面推广。直到二十世纪末，天津工程机械研究所开始新一轮开沟机的研制，主要研制的是轮式开沟机，研制出GC60挖沟机和军用挖濠机两种开沟机械，但链式连续型开沟机在国内还是空白。因此，研发该机种具有的重要现实意义。1992年谢金泉等分析了链齿式开沟机的特点，分析了切削进距、作业倾角、刀片捧列、链齿线速度等因素对比功的影响。建立了链齿式开沟机工作部件主要参数的设计方法结果表明：切剖进距3cm。作业倾斜角40°，链齿线速度0.356m/s其比功拔小。刀片的排列原则应保证刀片作单侧切削以及力和力矩的平衡与稳定。(谢金泉，1992)。1996年刘海宗等设计并研制成功一种用于冻土链式开沟机的刀具，进行了室内及野外试验，证明所研制的硬质台金刀具具有不碎不裂不崩刃耐磨性好的优越性能，使用寿命较长的优点。发现了冻土切削时随着切削速度的提高，切削阻力和单位切削阻力有明显下降的规律，首先提出高速热融切削的论点，井在室内和野外试验中所证实，对冻土开挖技术有重要指导意义(刘海宗等，1996)。2004年吉林大学王云超以美国凯斯公司生产的CASE860链式开沟机（图1-1）为研究对象忽略了刀片的影响，建立挖沟器的三维模型，运用有限元及ADAMS虚拟仿真软件等研究了开沟机的动臂装置一挖沟器的动态特性。得出挖沟器的各阶固有频率以及在不同频率冲击力作用下对应的挖沟器的位移和应力响应特性曲线(王云超，2004)。2006卢峰提出一种新型刀式矿土复合型链式开沟机的结构方案，并对此结构方案的链式开沟机的工作原理、总功率的确定等进行了理论研究。（卢峰，2006）。1.3 本次设计的意义和目的开沟机是工程机械的主要机种之一，广泛应用于农田水利建设、通讯电缆及石油管线的铺设、市政施工以及军事施工工程的建设。开沟机具有专用性强，设备投资少，可连续挖掘，工作效率高等特点，特别是对于窄而深的沟渠，开沟机的优势更加明显。在国外，连续式开沟机的使用已经非常普遍，许多地下公用设施施工都用专业开沟机，而很少使用单斗挖掘机。在我国除极少数单位引进国外的连续式开沟机外，国产开沟机仍处于设计研发的初步阶段。随着社会主义建设的不断深入，生产建设中土方施工工程规模越来越大，施工中面临着巨大的挖沟工作量。然而传统的手工开沟，效率较低，成本较高，给城市交通带来了极大的不便，而进口开沟机则价格昂贵，不适合我国国情。本设计研发的多功能小型开沟机，适合我国土方作业国情，该机体积小巧，功能多样，能同时完成开沟、排土、回填、路面切割及破碎等工作。采用履带式工程机械底盘，全液压驱动，可实现无级变速，以适应恶劣工况环境下的作业；在车前布置工作装置，连接快速接头，快速切换多种工装，实现切割、破碎、挖掘等工况；在车尾布置链式回转刀，实观开沟。履带式全液压多功能开沟机的研制在国内尚属起步阶段，其中很多理论计算、设计方法以及高新技术在国内尚未有系统、完善的介绍。本课题提出的许多新观点、新思路，对履带全液压多功能开沟机的设计研发有一定的参考和借鉴价值。开发履带全液压多功能开沟机具有很重要的经济和社会意义。1.4 本次设计的主要内容本次设计主要为MD40-150型多功能开沟机开沟机构。主要内容有多功能开沟机链式开沟机构的整体设计、链式开沟机的整体功率确定、主动轴组合的设计、从动轴组合的设计、螺旋从动轴组合的设计、机架的设计、开沟机构刮土器组合设计。2 多功能开沟机链式开沟机构的总体设计根据链式开沟机原理，选用链节距的三列链，总宽度为400，前进速度。将宽度，高度的圆弧形刮刀，每两把一组对称安装在链条上。2.1 多功能开沟机的运动学分析生产率 （2-1）8.8kw手扶拖拉机配套开沟机的设计式中：B沟宽；H沟深；前进速度链刀的线速度 （2-2）8.8kw手扶拖拉机配套开沟机的设计式中：开沟机前进速度， 链条传动的线速度 与地面的夹角，取=45°现有开沟机的链速一般为，链速设计为8.5。所以 当时，可以认为，。开沟机的切削厚度，如图2-1所示，图2-1 切削厚度矢量图 （2-3） 链式挖沟机挖沟器动态特性研究12页所设计的开沟机为2把刀片一组，占据2个外链节，所以各组刀片中同一相位的刀片距离为。切削宽度是刀片在每次切削时，在链宽度方向上，所切削的土壤宽度。现挖400mm宽的沟，设计由2把刀片为一组，并使其排列方式满足不重不漏，则刀片切削宽度 （2-4）链式开沟机设计研究及其CAA12页对初步选定的刀刃宽度和链条节距，需要检验其输送和清除土壤的能力，正确选择的切削宽度b应能满足下列条件 （2-5）链式开沟机设计研究及其CAA12页式中：Q链刀按排土能力计算的生产率（）土壤松散系数，根据土壤系数表，土壤类型选择前四类，可确定取值范围是1.011.30。与链条运动速度有关的散开系数，见表2-1表2-1 土壤散开系数0.111.520.970.920.850.75链式开沟机设计研究及其CAA12页开沟时，刀片受到主链轮的驱动和土壤阻力的作用，刀刃和链节轴承将发生磨损和震动，对刀链的运动速度需作一定的限制。链刀速度为3.5m/s，对链刀的排土能力的计算，可以通过开沟机构的水平倾角与土壤的自然休止角进行比较得出，其原理如下：当时， （2-6）链式开沟机设计研究及其CAA12页当时， （2-7）链式开沟机设计研究及其CAA13页当时， （2-8）链式开沟机设计研究及其CAA13页式中：h链刀的高度 松散土壤的自然休止角表2-2 土壤自然休止角土的名称干的度数温润度数潮湿度数砾石404035卵石354525粗砂303227中砂283525细砂253020重粘土453515亚粘土、轻粘土504030轻亚粘土403020腐殖土403525填方的土354527链式开沟机设计研究及其CAA13页结合实际开沟情况，认为重壤土的休止角为30°40°，取35°。取链刀的高度h=150mm，由于， 取2-6式计算= 为保证土壤切削后能够正常的被链刀带出沟，链刀的宽度b最小不能小于3mm。切削断面面积是在任意位置上，切削宽度与切削厚度之积 （2-9）链式挖沟机挖沟器动态特性研究13页2.2 多功能开沟机的动力学分析图2-2 切割齿受力分解图开沟过程中，刀片会遇到切削阻力以及土壤进入杯行刀体内的阻力和带动土堆的阻力，后二项合称为装土阻力，装土阻力和切削阻力之和称为总阻力。链式开沟机链传动机理及初步仿生实验研究2.2.1 切土阻力竖直刮刀的切削总阻力计算公式为 （2-10）一种新型链式开沟机设计参数和功率的确定2页式中：土壤坚实度计的冲击次数，取=15 切削厚度 刀片宽度 刀片切削角。对于圆弧形刀片刀片切削角等于后角。 刀片尖角计算系数，取=0.81将上式中的切削厚度、刀片切削角和刀片厚度作相应的调整后得到单个刀片的切削阻力 （2-11）开沟机链刀总切削阻力 （2-12）链式开沟机设计研究及其CAA14页式中：z链条上同时与土壤作用的刀片数，工作时有一组刀片。即约6把刀片同时切土。由于刀片受到各种冲击的影响，在设计时应加入动载系数，一般情况下动载系数取1.3-1.5。则 （2-13）链式开沟机设计研究及其CAA15页2.2.2 开沟机所需功率的计算1.链条传动所需的功率 （2-14）8.8kW手扶拖拉机配套开沟机的设计式中：链刀切削土壤所需的功率升送土出沟所需的功率输送土到沟沿上所需的功率开沟链的传动效率，取=0.8配套动力到开沟装置的传动效率，取=0.8链刀切削土壤所需功率 （2-15）8.8kW手扶拖拉机配套开沟机的设计式中：链刀总切削阻力 链条上同时与土壤作用的刀片数 链条运动的线速度 升送土出沟所需的功率 （2-16）8.8kW手扶拖拉机配套开沟机的设计式中：Q每小时的送土量 H升土高度，H=1500/2mm=750mm 输送效率，=0.85 （2-17）8.8kW手扶拖拉机配套开沟机的设计式中：理论生产率， 土壤的松散系数，=1.1 松散土壤单位容积的质量，= 由上式可得输送土到沟沿上所需的功率 （2-18）8.8kW手扶拖拉机配套开沟机的设计式中：输送效率，=0.85 L 送土宽度，L=500mm 链条传动所需的功率2.开沟机前进和机械传动所需的功率前进所需的功率 （2-19）8.8kW手扶拖拉机配套开沟机的设计式中：F机器受到的总阻力 链刀的线速度，=8.5m/s （2-20）8.8kW手扶拖拉机配套开沟机的设计式中：机器行走时的阻力被切削土壤对链刀的水平反力被输送的土壤对链刀的水平反力机器行走时的阻力 （2-21）链式开沟机设计研究及其CAA17页式中：G机器自重，取G=4000kg 滚动阻力系数，取=0.07 （2-22）一种新型链式开沟机设计参数和功率的确定式中：单个刀片的切削阻力，=31N =（0.21-0.22） 刀口变钝后，一个刀片切削土壤的宽度影响系数，见表3-3表2-3 b和的近似值b(m)0.050.100.150.200.250.300.401.251.181.030.980.940.910.88农业机械设计手册2007年版152页=316（cos45°+1.250.21sin45°）=166.03N （2-23）一种新型链式开沟机设计参数和功率的确定式中：Q理论生产率，= q松散土壤单位容积质量，取综上所述，机械传动的功率为 （2-24）8.8kW手扶拖拉机配套开沟机的设计 3.分土器所需功率 （2-25）链式开沟机设计研究及其CAA16页式中：螺旋分土器土壤阻力系数，=4-5 移动的土壤到开沟边的最大距离，一般取0.45-0.5=4.机器所需总功率 （2-26）8.8kW手扶拖拉机配套开沟机的设计2.3 多功能开沟机总体参数的确定开沟机开沟深度不超过1500mm，沟宽为400mm，土壤为普通硬度。整机前进速度为1000m/h，理论生产率为。链条线速度8.3m/s。开沟机构和水平方向夹角。根据这些条件，得出所设计的开沟机参数，如表3-4所示。表2-4 开沟机总体参数链刀切削厚度2.49mm单个刀片的切削阻力31N链条传动所需的功率27.14kW开沟机前进所需的功率0.895kW机械传动的功率1.68kW分土器所需功率7.5kW总功率55.8kW3 开沟机构关键部位的设计3.1 开沟机构的设计分析开沟机构是工作部件，由主轴组合1，链刀组合2，机架组合3，从动轴组合4，刮土机构5，和连接架6等组成。如图4-1所示图3-1 开沟机构总体示意图1、主动轴组合 2、链刀组合 3、机架组合 4、从动轴组合 5、刮土机构6、机架组合 3.2 链刀组合的设计计算链刀组合围绕在主动链轮，机架组合和从动轮链上，由于多功能开沟机可挖深度不超过1500mm，因此工作部件的总长在1.5-3m内，两个链轮中心距不能大于2.5m。根据链式开沟机设计研究及其CAA，传递功率P初定为24kW，则额定功率 （3-1）链式开沟机设计研究及其CAA21页式中：工况系数，查机械设计手册（单行本）机械传动第12篇104页表12-2-3，可得=1.8小链轮齿轮系数，查机械设计手册（单行本）机械传动第12篇104页表12-2-4，可得=2.5排数系数，查机械设计手册（单行本）机械传动第12篇104页表12-2-5，可得=2.5开沟机的链速一般为v=1-15m/s。则主链轮转速大约在100-1000r/min之间，初步定出主链轮转速为600r/min。链式挖沟机挖沟器动态特性研究开沟宽度为400mm，则刀片切削刃宽度一般不能小于50mm，而单排链的宽度为30mm左右，小于刀具刃宽，则在链条上布置刀具时会出现重复切削的现象，受力时链条也容易产生摆动而不稳定，因此调整方案选用了3排链，则400mm/200mm=2。所以每组至少2把刀片，2把一组对称安装，每组刀刃间的距离为2=302mm，因此需要40组刀片，每组占2对链节，则402=80对。为方便安装刀片，链条上等距分布有带双孔直附板的外链板，基本形状为腰圆形标准链板，并向外伸展成为一矩形连接板。如图4-2所示，在竖直副板外加垫块即可扩大刀片在宽度方向的切削范围，易于调整沟宽，垫块为中心的矩形块，宽度在140.7mm，外链板、垫块和圆弧形刀片通过螺栓连接在一起，均匀分布在封闭的链条上。图3-2 链刀组合结构示意图1、 刀片 2、垫块 3、链条 4、机架组合 5、从动链轮3.2.1 链条设计根据所设计的节距，考虑选用三节距输送链：48B（p=76.2），其质量为67.80kg/m。由机械设计手册（单行本）机械传动第12篇101页查出，48B链的参数，如表3-1所示。表3-1 48B链参数（mm）链号节距p滚子直径内节内宽销轴直径套筒直径外或中链板高度48B76.248.2645.7229.2429.2963.88过渡链节尺寸内链节外宽外链节内宽销轴全宽(三排）测量力（三排）33.4533.450.270.5670.69281.613340N抗拉载荷三排链条通道高度内链板高度排距1500KN64.5263.8891.21由于48B链条参数不符合本设计的参数，作进一步改进优化。外链板及三链总宽度为400mm，外链板厚度为15mm。因此，排距。如图4-3所示。（a）（b）图3-3 链节结构图（a）链节主视图 （b）链节俯视图由机械设计手册（单行本）联接与紧固第4篇183页可得，销的参数d30mm 商品规格 55-2001m长的重量/kg5.85由76页可得螺栓选用六角头螺栓全螺级C级（GB/T5781-2000），d为M5-M64，l=10-500。这里选定M16。由116页可得，六角螺母的参数，表3-2六角螺母参数国标GB/T41-200dM5-M64公称2422每1000个的重量（kg）2915.93.2.2 主动链轮及从动链轮的设计链轮可取三切齿，则有效齿数，=1.91，根据分度圆直径大小，选用覆板式结构，链条和链轮关键参数如下。初定 （3-2）链式开沟机设计研究及其CAA22页链长 （3-3）机械设计手册（单行本）机械传动第12篇103页中心距 （3-4）机械设计手册（单行本）机械传动第12篇104页= （3-5）机械设计手册（单行本）机械传动第12篇107页表12-2-8=查机械设计手册（单行本）机械传动第12篇107页表12-2-8可知，=0.24965=76.2实际中心距 （3-6）机械设计手册（单行本）机械传动第12篇104页 （3-7）机械设计手册（单行本）机械传动第12篇104页主动链轮分度圆直径 （3-