毕业设计（论文）温室开窗设计曲柄连杆开窗设计.doc

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1、河南农业大学本科生毕业论文（设计） 论文（设计）题目温室开窗设计-曲柄连杆开窗设计学 院 机电工程学院 专业班级 07级机制2班 学生姓名 指导教师 撰写日期： 2011年 5 月 8 日摘 要本文介绍的是温室的顶棚设计及开窗设计。VENLO型结构是目前比较流行的一种结构形式。这种结构采用了水平桁架做主要承力构件。水平桁架与立柱之间为固接，立柱与基础之间的连接采用铰链。水平桁架上承担2个以上小屋面。本次设计的主要是扭矩分配式温室开窗系统，提供了一种利用一台减速电机驱动多排温室窗户打开和关闭的扭矩分配式温室开窗系统。在温室开窗用的减速电机驱动轴上，按照需要打开几排温室窗户安装几个扭矩分配器，并在

2、每排温室窗户的开窗驱动轴上对应扭矩分配器处安装蜗轮减速箱，将扭矩分配器的输出端与蜗轮减速箱的输入端连接、蜗轮减速箱的输出端与开窗驱动轴连接，这样一台减速电机的传动扭矩可通过减速电机驱动轴上的多个扭矩分配器传递到多个开窗驱动轴上，就可以实现一台减速电机驱动多排温室窗户打开或关闭的效果。与现有温室开窗系统相比，本实用新型造价低，使用的减速电机台数减少，能节约成木运行费用，囚而是一种高效率、低成本的温室开窗系统。关键词：开窗系统；曲柄连杆Greenhouse window design - rack-and pinion window design AbstractWhat this text in

3、troduction is the crest of the glasshouse Peng design and open a window design. The VENLO type structure is more currently a kind of structure form of fad. This kind of structure adopted level Hang to make decision and accept dint Gou a piece. Level Hang with sign an of pillar for solid connect, sig

4、n the adoption pintle of the conjunction of pillar and foundation. Undertake 2 above cabin noodles on the level Hang.The design of the main is torque distribution type greenhouse window system, provides a way to use a reduction motor drive multi greenhouse the Windows open and closed torque distribu

5、tion type greenhouse window system. The slowdown in the greenhouse window use axis, motor driving according to need to open several row greenhouse Windows install several torque distributor, and in each row a window of the drive shaft greenhouse Windows in the corresponding torque distributor, will

6、install worm gear reducer of the output torque distributor with worm gear reducer input connection, worm reducer an output terminal of the drive shaft connecting with Windows, such a reduction motor transmission torque can be through the drive shaft gear motor torque splitter to deliver more than th

7、e drive shaft, multiple Windows can be achieved a reduction motor drive multi greenhouse Windows open or closed effect. Compared with the existing greenhouse window system, the utility model low cost, use reduction motor sets decrease, can save into wood operation cost, prison but a high efficient,

8、low cost of greenhouse window system. Keyword: Crest Peng; Window system ;Connecting rod目 录1引言12 温室的命名与分类13 玻璃温室结构形式1门式钢架结构14 温室设计载荷24.1 永久载荷24.2 可变载荷25 玻璃覆盖的强度校核及安装55.1.玻璃抗风压强度校核计算75.2玻璃抗风挠度校核75.3倾斜玻璃屋面的强度计算85.4玻璃的安装106 开窗系统设计116.1 曲柄连杆开窗系统设计116.2 特点及分类116.2.1 特点116.3主要部件产品与系统参数选择126.3.1主要部件产品规格126

9、.3.2系统参数选则126.4安装节点126.4.1开窗减速电机的安装136.4.2扭矩分配器的安装136.4.3涡轮减速箱的安装136.4.4主驱动轴支撑用轴承座的安装136.4.5安装驱动轴136.5 开窗电机和涡轮减速箱的校核146.6 开窗斜撑的校核156.7 扭矩传动计算177.总结19参考文献20致谢211引言 温室在中国虽有几千年的发展历史，但现代温室的兴起仅起步于20世纪50年代末，真正大规模发展开始于80年代中国改革开放之后，到90年代温室设施的种植面积已经跃居世界前列，跨入21世纪后，中国的温室面积已经稳居世界之首，成为了世界设施农业大国。经过20多年的快速发展，中国的现代

10、温室已经从起步时期的完全依赖进口发展到全面国产化，并向第三世界国家出口，同时也成为发达国家温室的重要加工和生产基地。此外，在日光温室设计和建造方面已经形成了具有自主只是产权的高效节能温室建筑形式，被命名为“中国式日光温室”，为世界温室的发展做出来杰出的贡献。随着各类温室设计和建造技术的不断完善和日趋成熟，一些标准化的产品和材料也逐渐定型，温室设计开始想着标准化方向发展。2 温室的命名与分类 采用透光材料作为全部或部分围护结构，具有一定环境调控设备，用于低于不良天气太偶见，保证作物不能正常生长发育的设施，统称为温室。根据温室的用途分类：生产温室，试验温室，商业零售温室，观赏温室，病虫害检疫隔离温

11、室根据主题结构建筑材料分类：竹木结构温室，钢筋混凝土结构温室，钢结构温室，铝结构温室，其他材料温室根据温室透光覆盖材料分类：玻璃温室，塑料温室根据温室是否连跨分类：单栋温室，连栋温室根据屋面上采光面的多少分类：单层面温室，双层面温室3 玻璃温室结构形 门式钢架结构桁架结构屋面梁结构 Venlo型结构：此类结构使母亲啊比较流行的一种结构形式。这种结构喜爱用了水平桁架做主要承力构件，与立柱形成了稳定结构。水平桁架与立柱之间为固结，立柱与举出之间的连接采用铰接。水平桁架上承担3个销屋面。传统的Venlo型结构每跨水平桁架上支撑2-4个3.2m的小屋面，形成表尊的6.4、9.6、12.8m跨温室。这种

12、结构的屋面承力材料选用铝合金材料，即当屋面结构材料，由做玻璃镶嵌材料。结构计算中，由于铝合金和刚才的强度差异很大，所以，屋面铝合金材料按三角拱结构单独计算，下部水品桁架和立柱组成心的手里体系，再进行单独计算。 综上所述的各种温室中，Venlo型温室用材量少，屋面结构简单且小，故对温室内遮阴比较小，室内采光度比较好！4 温室设计载荷4.1 永久载荷（1） 永久载荷建筑结构自重根据用材种类和选取的构件截面面积乘以截面面积计算。可查温室工程设计手册1表1-25（2） 透光覆盖材料自重根据覆盖材料种类及其相应的自重计算。可查温室工程设计手册1表1-26（3） 永久设备载荷 加热系统和灌溉系统中主供回水

13、管的自爱河标准值取水管装满水的自重。 遮阳保温系统的载荷按材料自重计算数值载荷，并按压/托幕线或驱动线数量计算水平拉力。 喷灌系统采用水平钢丝绳悬挂时，每根钢丝水平方向最小作用力按2500N计算，当采用自行走式喷灌车灌溉时每台车按2KN的运动载荷计算。 补光系统自重由供货商提供，400W农用钠灯（含镇流器和灯罩）的重量按0.1kN计。 通风及降温系统自重由供货商提供，湿帘安装在温室股价上时，按全部打湿考虑。 温室内永久设备载荷难以确定时，可以按照70N/m2的竖向均布采用。4.2 可变载荷（1） 竖向集中载荷竖向集中载荷指工作人员维护和检修时产生的临时在哟也载荷。温室主要受力构件（梁、柱、天沟

14、等）要考虑1kN的竖向集中载荷，并按照最不利作用位置验算。（2） 作物载荷作物载荷指由结构悬挂的作物所产生的载荷。可查温室工程设计手册1表1-27（3） 移动设备载荷移动设备载荷根据供货商提供的有关数据确定，包括遮阳保温幕、自走式喷灌车、吊挂设备等。（4） 风载荷垂直于建筑表面的风载荷标准值，按下述共识计算：当计算主要承重结构时： （1 1）当计算维护结构时： （1 2）式中 风载荷标准值，kN/m2 风压高度变化系数； 风载荷体形系数; 高度z处的振奋系数； 基本风压，kN/m2 基本风压 基本风压按下式计算 ( 1 3 ) 式中 I 结构重要性系数； V 基本设计风速，m/s。 查GB 5

15、00092001得到郑州市的 风压高度变化系数 风压高度变化系数根据温室见者地区的地形条件和距离地面或海平面的位置确定。具体问题可查温室工程设计手册1。郑州地区取值为1.00 风载荷体形系数温室主题结构强度和稳定性计算时，风载荷体形系数，根据温室的外形，可查温室工程设计手册1图1 23采用。郑州地区取值为-0.5 阵风系数计算维护结构风载荷时的阵风系数根据温室高度和地面粗糙度，可查温室工程设计手册1表123确定。郑州地区取值为1.88因此此次设计在郑州地区的Venlo型温室按公式11计算可得： （5） 雪载（SK）雪载荷就时作用在温室屋面水平投影面上的雪压。其标注之计算的表达式： （ 1 6

16、） 式中 S0 基本雪压标准值（kN/m2） 加热影响系数； 屋面积雪分布系数 基本雪压GB 500092001给出了全国各气象台站测定的10年、50年和100年一遇的基本雪压。温室设计中根据温室的使用年限（表129）按公式（14）换算可得到相应的设计用基本雪压值。郑州地区取但在进行这种代替时还要考虑积雪的密度，因为新雪与陈雪的密度相差可从100kg/m3以下到500kg/m3以上，主要取决于积雪时间和气候条件。对室内温度长期保持在4 0C以上的加温温室，屋面积雪可按新雪考虑，积雪深度与积雪密度之间的关系按温室工程设计手册1表133换算。 加热影响系数加热影响系数是为了考虑俄文是加温方式和屋面

17、采光材料的热阻对雪载的影响。对加温温室，其加热影响系数可查温室工程设计手册1表134选取；对于不加温温室或接些加温温室，加温影响系数均按1考虑。郑州地区取值为0.6 积雪分布系数积雪分布系数根据温室的屋面形状可查温室工程设计手册1图125选取。郑州地区取值为0.8因此此次设计在郑州地区的Venlo型温室按公式16计算可得： 5 玻璃覆盖的强度校核及安装 作为传统的透光材料，玻璃在大多数地处寒冷气候的国家仍然是温室常用的覆盖材料。荷兰90%的温室采用玻璃覆盖。建造玻璃温室采用的普通玻璃一般为浮法平板玻璃，通常选用4mm、5mm厚两种规格，欧美等地区常选用4mm厚玻璃，仅在多冰雹地区选用5mm厚的

18、规格。因为在郑州地区选用4mm厚玻璃即可。温室玻璃覆盖材料除了承受本市的自重外，作为温室维护结构的玻璃主要承受风载荷。屋顶斜面安装的比例除了承受风载荷外，还承受雪载荷等落物载荷，如果是上人屋面，还需要承受检修载荷。此外，现代建筑中，玻璃覆盖一般还要考虑其承受热应力的能力以及抗冲击破坏的能力。建筑比例由于外部约束使玻璃升温所产生的膨胀不能自由发生，或由于玻璃板面内接受光照的情况不同，或是由于玻璃板面内的散热情况不同，而使玻璃内部形成热应力当热应力积聚超过玻璃边部的抗拉强度时，热炸裂发生。热炸裂是一个多因素问题，受到玻璃自身性能、质量和外部条件的复杂影响。在温室生产建筑中，通常采用浮法破那个班玻璃

19、，基本上不采用吸热玻璃，在保证选用的浮法玻璃质量符合国家产品标准以及玻璃淡妆固定符合规范程序的基础上，温室上的玻璃覆盖基本可可以不考虑热应力破坏。对于人为冲击破坏，由于温室功能的特殊性，大部分并不是人流很大的场所，用安全玻璃（夹层玻璃或钢化玻璃）成本台高，大规模采用是不现实的，只能在人流量大的温室内局部采用，最好通过其他措施（如加强管理、加装保护栏杆和花盆等装饰物、贴醒目标志、玻璃底边与地面保持一定距离等）来避免玻璃破裂对人体伤害的发生。 玻璃是最具有代表性的脆性材料。其破坏特征是由于拉应力产生表面裂缝而破裂，且到破坏为止，其应力、应变都几乎成线性关系（图2-1），弹性模量约为7.0107kp

20、a；破裂时载荷的大小不一，同一批、同一尺寸规格的玻璃受试件侧的的弯曲抗拉强度范围为70160kN/mm2，破坏强度是离散的；玻璃强度值与玻璃的热处理和化学处理方式、测试条件如加载方式、加载速度、加载持续时间等都有关系。玻璃强度如此分散的原因在于玻璃表面存在着无数用肉眼无法看到的微小裂纹。在拉应力作用下，微裂纹产生应力集中，使裂纹尖端处的应力远远超出平均应力，当达到并超过临界应力时，引发裂纹迅速扩展，最终导致玻璃破损。 玻璃的强度设计值（允许的载荷值）与玻璃类型、玻璃面积、玻璃的厚度、边长比、失效概率或安全因子等因素有关。根据建筑物的重要性和玻璃的使用数量，选定比例强度的失效概率，并进一步确定安

21、全因子。我国建筑标准中规定安全因子取值为2.5。安全因子与失效概率的关系可查温室工程设计手册1表21。风载荷作用是所有玻璃覆盖设计时必须考虑的，通常也是玻璃承受的最主要载荷。玻璃维护结构的风载荷标准值为： （41） 式中 高度z处的阵风系数 风载荷体型系数 风压高度变化系数 基本风压， 基本风压 查GB 500092001可得郑州地区的基本风压值300kpa/m2 阵风系数由于作用在建筑物表面的风力是随时间变动的载荷，具有阵风性质，对于这种脉动性的外力，具体系数可查建筑结构载荷规范得知。 风载荷体型系数 该值与屋面外形有关，具体可查温室工程设计手册1图22。 风压高度变化系数 其值与建筑物所在

22、的地面粗糙度有关。在郑州地区，温室建筑高度小于10m，因此，取 =1由第三章中的计算得知郑州地区的设计风载荷为150kpa，我国规定最小风载荷标准值取0.75kpa。当玻璃受到小于0.75kpa的风载荷作用时，为安全起见，也应按0.75kpa进行计算。5.1玻璃抗风压强度校核计算 此次设计的温室中的玻璃为两对边支撑的玻璃。两对边支撑玻璃的强度校核按式（4 5）进行： ( 4 5 ) 式中 风载荷标准值， L玻璃的跨度，m t玻璃的厚度，mm 抗风压调整系数，见表22 F安全因子，一般取2.50。 选取4mm厚的普通玻璃，查手册得到玻璃的标准，取抗风调整系数为1.0；选取的玻璃，故其跨度L为1.

23、125m；将以上数值带入公式45得： 设计结果为0.256kpa，而前面设计中已说明在郑州地区所取的设计风载荷为0.75kpa，故经校核合理。5.2玻璃抗风挠度校核 玻璃受风载作用会产生变形，变形过大会对周边约束结构产生一系列不利作用，造成玻璃边部脱落等现象或引起结构破坏，因此，对玻璃的变形量应有做限制。在温室设计中，对于玻璃支座最大位移，通常采用不超过跨度的1/180进行设计；对于玻璃板面的最大挠度，一般采用不超过跨度的1/70进行设计。 对于两对边支撑挠度计算，可采取公式（46）计算。 （ 4 6 ）式中 玻璃板中心的挠度，mm； L支撑边的跨度，mm； t玻璃的厚度，mm； 风载荷标准值

24、，； E玻璃的弹性模量，取7.0x107； 系数，见表23。在此设计中，L=1m，t=4mm，根据前面的计算得知 ，查温室工程设计手册1表23得知=1.63，分别将它们带入公式得： 由玻璃的挠度限制得知：对于玻璃板面的最大挠度，一般采用不超过跨度的1/70进行计算，1125/70=16.0714（mm）8.742(mm),故，合理。5.3倾斜玻璃屋面的强度计算 温室屋面的玻璃覆盖除了像四周垂直安装的维护玻璃墙面那样承受风载荷外，还要承受雪载荷、冰雹等落物载荷。因袭，温室玻璃屋面应根据实际情况，选择适当的设计载荷，并进行刚度核算。 根据建筑玻璃应用技术规范（JGJ 113）的规定，温室玻璃屋面的

25、设计载荷取值如下：（1） 上人屋面玻璃的设计载荷 设计载荷按集中或载荷和均不活载荷两种情况给出，设计计算时，需要同时考虑两种情况的结果，取结果较为保守的数值。 中央集中活载荷 在玻璃板中心直径150mm区域内，应能够承受垂直于玻璃表面的活载荷1.8kN； 均布活载荷 按非居住建筑考虑，温室玻璃屋面应能承受3kpa的均布活载荷（2） 人屋面玻璃的设计载荷 由于温室屋面的倾角一般小于30 0，此时，屋面玻璃版中心点直径150mm的区域内应能承受垂直与玻璃表面的几种活载荷1.1kN。 倾斜玻璃屋面的设计校核一般对其应力和刚度进行验算，要求玻璃的最大应力不超过其设计应力，最大挠度不超过跨度的1/70。

26、根据玻璃的设计载荷、玻璃支撑情况及玻璃的种类，应在设计玻璃的板面尺寸和钢度的情况下，验算玻璃最大应力是否超过其设计应力要求。如果超过，则应重新设计进行验算。由于该设计中玻璃板的最大挠度和最大应力在板下产生，分别按公式（49）和（410）计算。 （49） （410） 式中 最大挠度，m； 最大应力，； 、计算参数，其数值与玻璃的长度比有关，见表27和表28； q均布载荷，pa； a玻璃短边长，m； t玻璃厚度，mm； D圆柱刚度，见表26。 在上述中的数据中各参数的取值经查表后得： q=366pa a=1m t=4mm D=172，将查到的数据分别带入公式49和410得到： 经校核后，玻璃的最大

27、挠度和最大应力均在安全范围内。5.4玻璃的安装 玻璃的安装结构非为两种：有框架安装结构和无框架安装结构。有框架安装结构是指玻璃周边都有框架支撑，并且要求玻璃边缘全部被框架槽口或凹槽口包围封闭，痛恨死框架具有足够的承载强度和刚度，不满足这一要求则被视为不框架安装结构。温室基本都采用有康佳安装结构。为了保证整个安装结构的安全性、可靠性和耐久性，安装时遵循以下原则： 玻璃的板面，厚度尺寸应根据玻璃承受的有效载荷强度确定，玻璃受载荷作用最大弯曲形挠度一般不应大于跨度的1/70。 固定玻璃的框架应有足够强度，防止银框架变形使玻璃破碎。框架变形一般采用不超过跨度的1/180进行设计。 玻璃周边应与框架留有

28、合适的间隙，局部用弹性材料填充，应避免安装应力。 作为温室覆盖材料，大部分选用4mm、5mm两种规格的浮法平板玻璃，其技术要求应符合我国国家标号尊GB11614中的有关规定。为减少安装时玻璃的损耗和现场加工量，玻璃采购时应认真分时温室用材特点，选用适宜的贵和，且规格不宜过多。因此在此设计中采用了4mm厚的玻璃。 玻璃安装材料包括安装块和密封材料两类。安装块的母的是否那各支部了与框架的直接接触，保护玻璃周边不受损坏。包括支撑块、定为块、兼具片三种。 密封材料用于玻璃与框架结合部位的连接，它在玻璃安装结构中其密封和辅助固定作用，温室上的大部分密封胶条看直接起到密封和固定玻璃的双重作用。密封材料应有

29、足够的承载和抗拉强度，同时具有良好的弹性、耐久性、黏合强度和相容性等，以保证在恶劣的环境气候条件下玻璃安装结构对建筑物的水密性和气密性等功能作用。6 开窗系统设计6.1 曲柄连杆开窗系统设计 温室开窗系统是指在温室中使用电力或人工，通过开窗传动机构将温室顶窗或侧窗开启和关闭的设备系统，本次设计主要讲述现代温室中常用的，依靠电力驱动的曲柄连杆开窗系统设计。 温室开窗系统主要用于温室的自然通风。自然通风对温室的使用和种植是非常有必要的，它可以有效调控室内气温、温度和CO2浓度，达到满足室内栽培植物正常声场要求的需要，而且自然通风所需的开窗系统设备投资费用不高，运用管理费用也很低，遮阳面积小，不妨碍

30、室内的生产作业。 6.2 特点及分类6.2.1 特点将排齿开窗机构中的齿轮齿条换成曲柄连杆，就是曲柄连杆开窗系统，如图9。曲柄连杆机构主要应用于较早期的国产塑料温室，尤其在南方地区使用较多。特点是设备加工简单，成本低廉。但该机构在使用中存在许多问题，常常造成机构损坏或机构难以运行，返修率高，更为重要的是，该机构因结构原因容易使传动轴及减速机受力过大，从而引起减速电机磨损及运行误差，。因此，曲柄连杆开窗机构已逐步被排齿开窗机构所取代。图6-1曲柄连杆开窗机构示意图6.3主要部件产品与系统参数选择6.3.1主要部件产品规格 曲柄连杆开窗系统的主要部件包括减速电机、曲柄连杆、扭矩分配器、蜗轮减速箱等

31、。减速电机的规格和技术参数可查温室工程设计手册1表44；齿轮座和齿条的规格和技术参数见表36、37及38；扭矩分配器的规格和技术参数见表39；涡轮减速箱的规格和技术参数见表310。查出一系列的结果为：减速电机的规格和技术参数表：名称参数扭矩转速（R/min）功率（）电压（V）减速电机WJN404002.60.37380，3相表6-1扭矩分配器技术参数表：名称参数额定扭矩额定转速（rpm）速比重量（kg）THG30扭矩分配器（R）50421：12.75THG30扭矩分配器（L）50421：12.75表6-2涡轮减速箱技术参数表：名称参数额定扭矩额定转速（rpm）速比重量（kg）GWL240涡轮减

32、速箱（R）24019.635:111GWL240涡轮减速箱（L）24019.635:111表6-36.3.2系统参数选则 温室齿轮齿条开窗系统参数的选择主要根据开窗方式、齿轮座的型式以及窗户的大小和数量其确定，在上述参数确定后，按照选用覆盖材料和屋面载荷，通过查表确定电机牛及以及齿轮齿条和驱动轴规格。参数选择可参照温室工程设计手册1图311、表315、316得到，得到的结果如下表：参数名称代号数值单位覆盖材料：玻璃4mm载荷125驱动管距窗距离250mm屋面角22o每开间曲柄数量2风速v22.8表6-36.4安装节点 齿轮齿条开窗机主要应用于温室的屋顶开窗，目前使用较多的有排齿开窗机，轨道式交

33、错开窗机和摇臂式交错开窗机，他们的开窗原理是不同的，安装方法和在温室中的安装位置有差异。因此设计为Venlo型温室，齿轮齿条开窗系统，因此重点讲解。扭矩分配式曲柄开窗机 它是Venlo型温室一种结构比较复杂的屋顶开窗方式，它结合了排齿开窗和推杆开窗两种机构的特点，在此基础上又有所创新。它的减速电机固定在温室骨架上，输出端与多个扭矩分配器相连，每个扭矩分配器再通过万向节与一个蜗轮减速箱相连，涡轮减速箱与开窗驱动轴相连，驱动轴穿过轴承座，并通过轴承座支撑在温室骨架上，但可以转动。齿轮固定在传动轴上，齿条与齿轮咬合。齿条的一端与通风窗边由连接件相连。当减速电机转动时，带动扭矩分配器，涡轮减速箱运动，

34、涡轮减速箱再把动力传递到开窗驱动轴上，开窗驱动轴带动齿轮转动，齿轮带动齿条移动，从而实现窗户的启闭，其系统组成可参见温室工程设计手册1图33。6.4.1开窗减速电机的安装 开窗减速电机一般要尽量靠近温室立柱安装，它通过主传动轴与扭矩分配器相连，主传动轴一般使用（）热镀锌焊接钢管。具体参见温室工程设计手册1图325。6.4.2扭矩分配器的安装 扭矩分配器要根据设计的位置进行安装，一般通过固定架安装在桁架上。扭矩分配器的作用仅在将减速电机的扭矩通过万向节改变方向，并平均分配到每一个涡轮减速箱上，它本身不存在减速功能，但需要注意的是扭矩分配器安装时要分左右，不能装反。具体参见温室工程设计手册1图32

35、6。6.4.3涡轮减速箱的安装 涡轮减速箱的输入端与扭矩分配器相连，输出端与屋顶驱动轴相连，它的功能实际上相当于屋顶连续开窗中的减速电机。涡轮减速箱是一个带有减速装置的设备，其速比一般为35，它通过固定架安装在屋面杆件上，具体参见温室工程设计手册1图327。6.4.4主驱动轴支撑用轴承座的安装和减速电机相连的主驱动轴是通过轴承座来支撑的，轴承座的安装需保证减速电机输出轴的中心与轴承座的中心在同一直线上。具体参见温室工程设计手册1图328。6.4.5安装驱动轴 驱动轴一端和减速电机通过链型联轴器相连，中间用开窗轴承座支撑。驱动轴安装时必须在有齿条的位置事先将齿轮套在驱动轴上。6.5 开窗电机和涡

36、轮减速箱的校核 在此设计中，由于所建造的温室比较大，因此在屋顶开窗上共用了2个电机。在校核中只要校核开窗各说最多的那个即可。因南北分18间，东西分27排窗，故开窗最多的那个电机共支撑了个窗户，即144个。由前面查出普通玻璃的密度为，每个窗户上共有3块玻璃，因此从屋面上反推至少所要用电机的扭矩，比较所选用电机即可。开窗系统传递的路线为：电机直联减速器联轴器传动轴联轴器涡轮减速箱联轴器齿轮齿条开窗机构电机传动效率为，联轴器的效率为，涡轮减速箱的效率为总的效率为根据温室工程设计手册1图311所示，先以屋面作为对象受力分析，有正铉定理的到两夹角为 ，建立如下的受力坐标系： 图6-2 屋面受力分析图图中

37、G为玻璃的自重：以坐标原点0为中心，当力F2刚好可以支撑起玻璃时，建立转矩平衡方程式,解得： 当知道齿条上的受力时，反推涡轮减速箱需要的扭矩，已知电机输出到扭矩分配器，再传动到涡轮减速箱变速，扭矩发生变化，且知道传动比为35，为一减速装置，输入齿轮的直径为，扭矩增加，建立平衡方程式如下： 当初选用GWK-240涡轮减速箱，电机效率查手册得到=0.98，则电动机的输出扭矩为。除去开窗机构中所用铝型材的自重、摩擦等因素，所选用的电机符合使用要求。电机开窗的力选用电机的型号为WJN40，扭矩为400n.m，转速2.6r/min，功率0.37kw。 6.6 开窗斜撑的校核斜撑为屋面上主要的支撑型材，因

38、此它的强度校核非常重要，斜撑校核时，为了便于校核，简化其结构，使其简化如下所示的结构，其中宽为19.3，长为26.5，厚为1.2。同时查温室工程设计手册1表1-35得到=205。图6-3 屋面尺寸图 将屋面玻璃往水平方向上投影，其受到的力为均布载荷Q，得到如下图所示的受力：图6-4 屋面受力分析 因为玻璃上的受到风压和雪压作用，因此在设计校核中总的Q为366pa。在此设计中，危险截面为中心段，查材料力学得到弯矩方程 Mmax=Ql2/8=366cos3220/8=36.466再根据材料力学中平行移轴公式及组合截面的惯性矩和惯性积公式得到： 在材料力学数上查取抗弯截面模量公式得到： 在材料力学数

39、上查取弯曲正应力强度条件公式得到 因此在此设计中用的斜支撑符合强度要求。6.7 扭矩传动计算传动轴扭转刚度计算C.1轴在扭转时的刚度条件轴的扭转刚度校核是计算轴在工作时的扭转变形量，用单位轴长的扭转角度量。通常限制单位轴长扭转角的最大值，使它不超过规定的允许值即轴在扭转时的刚度条件为:C.2轴在任意横截面上的扭矩计算如图c.1，假设作用在轴上的外力矩分别为T、，外力矩关系满足用截面法将轴在横截面I一I处假想地截分为二，根据平衡方程可求得横截面I一I上的扭矩为 M=T空心轴单位轴长扭矩角计算对于剪切弹性模量的钢轴，单位轴长扭矩角计算公式为 其中 式中: l轴受扭矩作用部分的长度，单位为毫米 空心

40、轴的内径d与外径d之比d空心轴的外径，单位为毫米空心轴的内径，单位为毫米第i段轴的长度，单位为毫米第i段轴所受扭矩，单位为牛顿米7.总结 设施农业作为现代农业的重要组成部分，在未来的几十年内，将会得到前所未有的重视和发展，尤其在中国新农村建设中，作为“生产发展”的重要技术支撑，在农民增收财富，实现“生活富裕”的道路上将扮演直观重要的角色。 作为设施农业在种植业领域的代表，温室工程汇集了现代农业的精髓，代表这现代农业的发展方向。未来更好地服务“三农”，促进中国现代农业的快速发展，我们更应该做好该设计。 在此温室设计中，主要阐述了温室设计基本原理和开窗系统。设计已经到了尾声，毕业也即将来临。通过此

41、次毕业设计，学到了很多知识，对温室有了从原来肤浅的皮毛知识到系统的了解和认识。更加清楚我们以后的温室设计的路线，掌握更精确的信息。参考文献1周长吉.温室工程设计手册M.中国农业出版社，2007.92张景田, 季雅娟等主编.画法几何及机械制图M.哈尔滨工业大学出版社，2005.53周开勤.机械零件手册M.高等教育出版社出版社，2000.124孙恒, 陈作模.机械原理M.高等教育出版社，2007.95刘欲晓 ,许晓荣等主编.AUTOCAD2007教程M.电子工业出版社,2007.96张良成.材料力学M.中国农业出版社,2003.67哈尔滨工业大学理论力学教研室主编（第六版）M.高等教育出版社,20

42、02.38周长吉.大型连栋温室设计风雪载荷分级标准初探.农业工程学报，2000，16，（4）9周长吉, 杨振声.对中国温室型号规范化编制的探讨.工业工程学报，2000，16，（4）10Robert A.Aldrich and john W. Bartok, Greenhouse Engineering, Northeast Regional Agricultural Engineering Service, 3th revision, 199411National Greenhouse Manufacturers Association, Atandards For ventilation a

43、nd cooling greenhouse structures,199712周长吉.中国温室工程技术理论与实践.中国农业出版社，2003.613汪恺.机械设计标准应用手册M.机械工业出版社，2005.9致谢在毕业设计的过程中，受到了许多老师以及同学的帮助，使我在大学生活中留下了美好的回忆。首先要感谢感谢徐波老师在理论知识方面的指导,其所教导的正是我所欠缺和不明白的,对我今后的人生旅途有莫大的启示,感谢徐波老师在毕业设计中给我的指导、肯定和鼓励,感谢徐波老师对我的温室设计方面的指导,尤其是在设计和计算过程中的指导。 同时还要感谢同组的同学,和他们一起讨论才提高了我做这个系统的兴趣，还在资料和说明书方面给我的大力支持和帮助，还有许多不同组的同学总之，他们对我都有或多或少的帮助。在这里,我要对所有的这些