3 Расчёт основных параметров

В соответствии с описанием принятой конструкции косилки роторы представляют собой треугольные диски, на каждом из которых шарнирно установлены по три плоских ножа(рисунок 3.1).

Рассчитаем число роторов N_p:

, (3.1)

.

= 4,2…2,9 ;

Принимаем.

У существующих многороторных косилок роторы обычно кинематически связаны зубчатыми колесами, поэтому опасности столкновения ножей нет и требуемое перекрытие обеспечивается за счет некоторого взаимного перекрытия траекторий концов ножей. Предварительный расчет диаметра роторавыполним по формуле:

, (3.2)

Рисунок 3.1 – Схема к расчету параметров ротора четырехроторной

косилки.

.

Принимаем м.

Параметры ножа показаны на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема к расчету параметров ножа ротора.

Кинематически длина режущей части ножа h_p должна определяться из условия ,однако с учетом того, что при взаимодействии со срезаемой растительностью нож отклоняется назад от радиального положения, длину режущей части принимаем по условию:

, (3.3)

где С - подача на нож.

, (3.4)

где – номинальная скорость рабочего передвижения;

– диаметр ротора по концам ножей;

– окружная скорость роторов по концам ножей. Принимаем =60 м/с;

– число ножей на роторе (=3).

Определяем скорость передвижения :

, (3.5)

где - техническая производительность косилки (= 4,0м²/с по заданию).

м/с.

По формуле (3.4) получим:

м.

Тогда

= 1,20,19= 0,022м.

Принимаем = 60 мм.

Угол заострения α₃ ножа принимается 25...32°. Принимаем =25°.

Диаметр отверстия оси d₀= 15...22 мм. Принимаем d₀ =18 мм.

Координата центра отверстия оси определяется прочностным расчетом, но предварительно может быть принята равнойd₀. Прини­маем = 20 мм.

Ширина ножа = 45...65 мм. Принимаем = 50 мм.

Толщина ножа = 4,5...6,0 мм. Меньшие значения принимают для многороторных косилок. Принимаем = 5 мм.

Обычно общая длина ножа составляет120... 145 мм. Компоновочно по рисунку 3.2 принимаем 100 мм.

Диаметр диска (корпуса) D_Д (рисунок 3.1) принимается по формуле:

, (3.6)

м.

Принимаемм.

При ударе ножа о неперерезаемый стебель нож отклоняется и уходит под корпус, поэтому диаметр окружности установки осей ножей D₀определяем по следующей рекомендации:

, (3.7)

.

Принимаем мм.

Ориентировочно определим величину перекрытия:

=(0,15...0,20), (3.8)

= (0,15...0,20) 0,54 = 0,081. .0,1м.

Компоновочно:

, (3.9)

Величина перекрытия должна быть такой, чтобы срезание расти­тельности происходило до ее встречи с передним краем корпуса ре­дуктора режущего аппарата. Для расчета необходимо знатьширину редуктора В_р режущего аппарата. Расчет В_р выполним путем исполь­зования методов проектирования параметров редуктора с цилиндриче­ской прямозубой передачей.

Прочностной расчет редуктора следует вести по наиболее нагру­женной паре зубчатых колес, которой является первая от привода. По­этому приближенно расчетный момент можно вычислить по форму­ле:

, (3.10)

где – мощность на привод рабочего органа;

– угловая скорость ротора, соответствующая .

Угловая скорость:

, (3.11)

с.

Значение можно найти по рекомендации

, (3.12)

где удельная мощность, приходящаяся на единицу ширины

захвата,кВт/м.Принимаем Р_уд = 12 кВт/м

кВт.

кНм.

Рисунок 3.3 –Схема к расчету параметров многороторной косилки

По рекомендациям по проектированию зубчатых передач из усло­вия обеспечения прочности определяем межосевое расстояние .

При передаточном отношении, равном единице, коэффициенте ши­рины венца 0,16, прямозубых колесах, седьмом классе точности изго­товления колес из подвергнутой требуемой термообработке стали 18ХГТ, 45Х или 20ХН минимально необходимое межосевое расстоя­ние передачи можно предварительно рассчитать по формуле

, (3.13)

= 163,53 мм.

Значение модуля т предварительно можно принять 2,5...4 мм.

Принимаем т = 3.

Необходимо, чтобы выполнялось условие a_w, где а - межосевое расстояние, определенное по условиям компоновки привода. Величину а согласно рисунка 3.3 можно предварительно рассчитать по формуле

а = (-) / [3(N_p- 1)], (3.14)

а = (1,9 - 0,54) / [3 (4 - 1)] = 0,151 м.

Принимаем a = 150 мм. ( Пи это увеличиваем ширину шестерни).

При зубчатых колесах с одинаковыми делительными диаметрами d_Д следует уточнить а с учетом того, что:

a = d_a = m, (3.15)

где - число зубьев шестерни.

Формулу (4.15) решим относительно числа зубьев :

z₃ = = = 50.

Согласно рисунку 3.4, на котором показан поперечный разрез корпуса редуктора, ширину корпуса можно найти следующим образом:

, (3.16)

где зазор между зубчатым колесом и картером,е_к= 8... 10 мм;

толщина стенки картера;

ширина пояса картера, = 25.. .35 мм.

Величина определяется по формуле :

= 1,12, (3.17)

= 1,12 = 3,55 мм.

Принимаем = 4 мм.

мм.

Рисунок 3.4 – Схема поперечного сечения редуктора многороторной косилки.

Необходимая величина перекрытия может быть определена по формуле:

, (3.18)

м.

После расчетауточнимпо формуле:

, (3.19)

,

м.

диаметр малой оси эллипса:

.

Принимаем

Значение основных параметров сводим в таблицу 3.1

Таблица 3.1 Значения основных параметров

№	Параметр	Размерность	Значение
1	Число роторов	шт.	4
2	Техническая производительность	м^2/с	4,0
3	Количество ножей на одном роторе	шт.	3
4	Общее количество ножей	шт.	12
5	Ширина захвата	м	1,9
6	Окружная скорость роторов	м/с	60
7	Подача на нож	м (мм)	0,02 (20)
8	Диаметр ротора по концам ножей	мм	540
9	Номинальная скорость рабочего Передвижения	км/ч(м/с)	8,46(2,1)
10	Длина режущей части	мм	60
11	Диаметр диска	мм	370
12	Длина ножа ротора	мм	100
13	Мощность на привод рабочего органа	кВт	20,4
14	Угловая скорость ротора	рад/с	245
15	Ширина корпуса редуктора	мм	226
16	Перекрытие ножей	мм	90