微耕机结构解析图文

微耕机的结构设计与动力学分析张柯柯，卢剑锋，张富贵(贵州大学机械工程学院，贵阳550003)摘要：随着我国农村经济的不断发展及农业结构的不断调整，微耕机的需求量在不断地增加。

为此，在收集整理不同土质情况下微耕机的工作数据基础上，通过理论探讨，分析了微耕机的主要结构、工作原理及技术参数的选择；系统地阐述了微耕机的整机设计方法和过程；最后，采用有限元以及图表分析方法对工作部件进行受力分析与校核。

关键词：微耕机；结构设计；有限元分析中图分类号：s222文献标识码：A文章编号：1003—188X(2012)04-0058—04O引言随着我国农村经济的不断发展及农业结构的不断调整，微耕机以其体积小、质量轻、灵活性强和能适应多种作业环境等特点，需求量在不断地提升。

目前，国内对微耕机的研究主要集中在整体性能、制造工艺和适合当地特色的配套机具研发上。

例如，山西省研制出的l G D一40型直流电动多功能微耕机，可实现一机多用；张晓东等研发了一种适合棚室作业特点的微耕机具，可以解决由于棚室空间狭小普通微耕机操作不便和棚室边缘耕作死角问题；云南大学对微耕机刀辊半径设计、旋耕刀具设计和微耕机速比系数优化设计等方面进行了研究等¨。

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目前，就中国的农机市场来说，微耕机的机型并未形成完整成熟的体系，技术相对落后，同时没有详细的关于微耕机的设计资料。

为此，本文详细综述了微耕机在整体框架设计中所涉及到的技术支持以及参考结论，并对微耕机关键工作部件的参数设计予以详细的分析和讨论，对于微耕机结构的设计工作有一定的参考价值。

1微耕机的总体设计1．1整机的主要结构与工作原理微耕机主要由工作部件、机架、传动系统和动力等部分组成，如图l所示。

目前，国内销售的微耕机收稿日期：20l l一07一12基金项目：贵州大学自然科学青年科研基金项目(2009—036)作者简介：张柯柯(1986一)，女，浙江台州人，在读硕士研究生，(E—m a i l)zl【ka nn@126．c∞。

微耕机结构解析图文
微耕机安装上不同的配件可以开沟、起垄、培土、打药、播种、旋耕、松土、中耕、深耕、除草、施肥、喷药杀虫、喷淋、收割、铺地膜、抽水浇地、开荒、发电、喷淋、碎草、根茎收获、复土、开深沟、施底肥、偏培土、埋葡萄藤、扶垄、田间运输等，微耕机更是在国内销售到各个地区受到了广大农户的一致好评。

微耕机的主机由发动机、变速器和减速齿轮、驱动轮几部分组成.发动机的动力经变速箱、驱动轮传动机构传递到驱动轮上，可使微耕机在地面上行走。

如果将驱动轮卸下来换上旋耕刀就可以进行旋耕作业.
如果更换上其他部件，还可进行开沟起垄、锄草等作业项目。

另外使用一些培土和喷药等配套机械时，将发动机动力通过动力输出机构和这些机械连接即可进行作业。

致农微耕机:
微耕机的主机结构根据发动机动力传递方式一般分为两种：一种是胶带张紧离合式传动机构的微耕机，即发动机的动力通过三角带传递到变速器上.这种传动机构结构简单，因此微耕机的制造成本低,主机价格一般在3000~4000元，目前国内大部分厂家生产的微耕机都是这种形式。

这种机型的缺点是工作负荷大或张紧轮因调整不当而张紧力不够时,会因三角带打滑而造成动力损失。

三角带张紧力过大时，在主、被动轴上会产生较大的径向力而又增加转动阻力，也会造成动力损失。

另一种是摩擦片式离合器传动机构的微耕机，即发动机和变速器之间由摩擦片式离合器传递动力，和前一种结构的微耕机相比，动力损失小，但制造成本高，因此主机价格也高。

微型耕整机操作与维护一、构造与使用（一）基本构造1wG_4型微耕机主要是由机架、柴油机、传动系统、行走系统、操纵系统、旋转刀轴、刀片、耕深调节装置及罩壳等组成。

图7-1 微型耕整机旋耕刀轴由无缝钢管制成，轴的两端焊有轴头，与左右支臂相连。

轴上焊有刀座或刀盘，刀座按螺旋线排列焊在刀轴上，供安装刀片之用；刀盘周边有间距相等的孔位，便于根据农业技术要求安装刀片。

机架由中央齿轮箱、左右主梁、传动箱和侧板等组成。

传动系统是靠柴油发动机动力输出轴传来的动力驱动刀轴回转的。

此外。

还配有挡泥罩和平土板，用来防止泥土飞溅和进一步碎土，也可以保护耕作人员的安全，改善劳动条件。

采用先进的低速发动机作为动力。

经皮带传动至变速箱，通过变速箱内的齿轮变速后。

直接传到耕作部件。

更换不同的作业部件，可进行多种农田作业。

本机采用涨紧式离合装置，设置2个前进挡位、2个后退挡位。

体积小，质量轻，作业稳定性好，手把可任意调整。

（二）主要特点1.动力传动系统结构简单、稳定可靠。

动力与传动能够满足多种作业需要。

变速排挡数为1+1，设有2个前进挡、2个倒退挡。

I挡传动比为36∶1（5．17km/h）；R挡传动比为40∶1（3．8km/h）。

2.操纵简单，行走灵活。

该机型能适应农村的小地块、狭窄的田间道路及山区小块梯田，超过20cm宽的道路，该机均能顺利通过。

3.更换不同的作业部件，可进行多种农田作业。

该机主要作业功能是开沟、旋耕；换装相应机具，也适用于蔬菜、果园、茶园等经济作物的翻地、中耕、除草、松土、培土、施肥、喷药等行间作业。

耕作部件采用插销连接，换装方便。

（三）微耕机的正确操作1.磨合试运转在使用微耕机前，应在中油门空载磨合12h以上，放掉发动机及底盘磨合的机油（沉淀后可加入底盘内），清洗机油滤网，加入清洁的CD级4柴油机机油。

磨合试运转的微耕机经检查确认技术状态良好后，方可投入正常的作业。

在微耕机使用初期，切忌超负荷耕作，应在中小负荷作业48h后，更换掉发动机及底盘的机油。

本栏编辑0引言微耕机是近年来发展较快的一种微小型耕整地农业机械，具有质量轻、体积小、结构简单、操纵方便灵活等特点。

以小型柴油机或汽油机为动力，耗能低。

广泛适用于山区和丘陵的旱地、水田，特别适宜在大棚菜地、果园地旋耕，配上相应机具可进行抽水、发电、喷药、喷淋等作业，还可牵引拖挂车进行短途运输。

微耕机可以在田间自由行驶，便于用户使用和存放，省去了大型农用机械无法进入山区田块的烦恼，是广大农民替代牛耕的最佳选择。

微耕机最早出现于19世纪中叶的美国，是一种3～4kW 的小型汽油机驱动，在变速箱输出轴直接安装切土刀具，驱动机组前进的同时利用速比差来切碎土壤的机具。

微耕机是主要用于庭院草地的旋耕作业机械。

亚洲研究开发较早的国家和地区有日本、韩国和我国台湾。

动力通过内燃机输出轴侧向皮带轮，输出动力，驱动齿轮箱轮（刀）轴，并驱动各种作业机具。

台湾机型为典型机型，外观也较日本和韩国产品有些差异。

亚洲3.7kW 以上机型在旱地深旋作业时多采用搅刀，这种刀的特点是松土性能好，旋土深，碰到石头或硬物后不易损坏。

但其缺点是碎土性能稍差（在一定转速和前进速度下方可达到碎土性能要求）、消耗功率较大。

因此，动力小的机型不宜采用这种刀型。

我国微耕机的研发起步于20世纪80年代未，随着土地联产承包责任制的发展、农民收入的提高以及我国小型柴油机和汽油机趋于成熟，大棚菜地果园等小块地对微耕机需求，我国多功能微耕机的发展较快。

这一时期，是引进消化吸收微耕机后的开发研究，主要有广西柳州、黑龙江、湖南、江苏、辽宁等大专院校和科研院所。

主要机型有皮带传动、齿轮传动、链条传动3种传动方式，齿轮传动结构复杂，机具质量大，但具有传动可靠、功率发挥足等特点，配套动力以单缸柴油机为主。

山西省忻州市农业机械化科学研究所开发研究的多功能系列机具，主要对微耕机的犁耕、旋耕、播种、中耕机械进行了设计与试验研究，并进行了小批量生产试验与推广。

本文对齿轮传动式微耕机旋耕作业的工作原理、设计参数进行分析，为微耕机改进设计与应用提供参考与借鉴。

微耕机的构造及使用与维护摘要介绍了微耕机的基本构造、使用方法和维护技术。

关键词微耕机；构造；使用；维护微耕机以其轻便、灵活、多功能和价格低廉而成为农民种田的新宠，目前仅在贵阳市花溪区微耕机的保有量近1 000 台，是保证广大农民春种秋播的重要力量。

微耕机最主要是用来对水、旱地进行旋耕及犁耕，微耕机的旋耕能一次完成耕耙作业，其工作特点是碎土能力强，耕后的表土细碎、地面平整、土肥掺和均匀、且能抢农时、省劳力，广泛应用于果园菜地，稻田水耕及播前整地。

但是，微耕机手普遍反映微耕机故障率较高。

笔者通过推广发现，微耕机故障率偏高的原因多是机手使用和保养不当造成的，在使用和保养上存在一些误区。

现就调查情况谈一点看法，供广大机手参考。

1 微耕机的基本构造微耕机主要是由机架，传动系统、旋转刀轴、刀片、耕深调节装置、罩壳等组成。

旋耕刀轴由无缝钢管制成，轴的两端焊有轴头，与左右支臂相连。

轴上焊有刀座或刀盘，刀座按螺旋线排列焊在刀轴上，供安装刀片，而刀盘周边有间距相等的孔位，便于根据农业技术要求安装刀片。

机架是由中央齿轮箱、左右主梁、传动箱和侧板等组成。

传动系统是柴油发动机动力输出轴传来的动力驱动刀轴回转的。

此外，还配有挡泥罩和平土板，用来防止泥土飞溅和进一步碎土，也可以保护耕作人员的安全，改善劳动条件。

2 微耕机的使用2.1 起动前的注意事项①检查发动机润滑油及油面高度是否符合规定要求。

②检查发动机燃油及油面高度是否符合规定要求。

③检查发动机油路是否有空气混入，如有可以按有关规定先清除油路内的空气。

④检查变速箱内润滑油及油面是否符合规定要求。

⑤检查各操纵系统手柄是否灵活和有无不到位情况并给以排除。

⑥检查各连接螺栓有无松动现象并排除。

⑦将变速操纵杆置于空挡位置。

2.2 发动机的起动①按照发动机的规定步骤起动发动机。

②发动机应在低转速无负载情况下空转3 min。

③发动机运转正常后，才可以起步进行工作。

2.3 停机①当需要停机时，必须使离合器分离，用右手将变速操纵杆推或拉到中间空档位置，机器则不再运动。

摘要机械旋耕灭茬技术是对传统的耕作技术——机械翻、耙、压耕作模式的重大改革。

它是利用旋耕机、灭茬机、联合整地机与其配套的拖拉机所进行的一次性耕地作业技术。

现在对于地上秸秆的还田技术已经趋于成熟。

但对于根茬，尤其是对玉米根茬的处理。

依然是困扰广大农民的一大难题。

旋耕灭茬机总体及侧边传动装置设计，来源于生产实际。

本设计主要是在普通卧式旋耕机的基础上改进设计,使之既能旋耕又能灭荐，以实现一机多用。

设计的主要内容为：总体方案从确定、灭茬状态总装配图，设计侧边或中间齿轮传动装置及刀辊轴。

通过改进设计，增加刀辊轴的转速和转向。

在工作时，通过适当的拆卸和改装，就可实现不同功能的作业，以达到一机多能的目的。

旋耕灭茬积及总体侧边转动装置的设计解决了现有旋耕机只能旋耕不能灭茬而灭茬机又只能灭茬不能旋耕的问题。

关键词：灭茬机；旋耕机；侧边传动装置；刀辊轴；压耕ABSTRACTRotary Tillage Stubble Cleaner .The traditional farming, machinery, farming, the double major reform mode. It is MieCha machine, using rototiller, matched machine joint preparation of a one-time tractor cultivated technique. Now the straw returning to earth have sophisticated technology. But for the root, especially for the treatment of corn crop root. Farmers are still a problemDesign subject rotary tillage stubble cleaner overall for Model and transmission device design by the side, stem from production reality. Is it is it design to improve on the basis of ordinary horizontal rotary tillage machine mainly to design originally, make their can rotary tillage can is it recommend to kill also , in order to realize one machine multi-purpose. The main content designed is: Overall conceptual design , drawing the state job general drawing of the stubble-cleaning , designing by the side or middle gear system and one one hundred sheets of rollers axle .Design through improving, increase the rotational speed of the axle of one one hundred sheets of rollers and change direction. While working, through proper dismantlement and repacking , can realize the homework of different functions , in order to be up to a machine multi-functional purpose .Can only solve rotary tillage not existing of rotary tillage of stubble-cleaning of realizations of subject but stubble cleaner can only stubble-cleaning can problem of rotary tillage. This subject is novel and practical, there is greater improvement technically , have very great market prospects.Keywords: Rotary Tillage；Stubble Cleaner ; Transmission Device By The Side; Axle Of One Hundred Sheets Of Rollers；Pressure Tillage.目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1旋耕灭茬机理论和意义 (1)1.2旋耕灭茬机的现状 (2)第2章旋耕灭茬机总体传动方案的确定 (4)2.1旋耕灭茬机总体传动方案的拟定 (4)2.2旋耕灭茬机总体传动方案的选择 (4)2.3方案对比分析 (6)2.4 本章小结 (7)第3章旋耕灭茬机总体运动计算 (8)3.1旋耕灭茬机总体传动组成 (8)3.2旋耕灭茬机总体动力计算 (8)3.3旋耕灭茬机总体动力分配 (9)3.4 本章小结 (11)第4章主要零件的强度校核 (12)4.1直齿圆柱齿轮的强度计算 (12)4.1.1直齿圆柱齿轮的材料、精度和齿数选择 (12)4.1.2直齿圆柱齿轮的主要强度的计算 (12)4.1.3第一对直齿圆柱齿轮的主要参数的计算 (14)4.1.4第二对直齿圆柱齿轮的主要参数的计算 (16)4.1.5锥齿轮的参数计算 (17)4.2轴的选择及计算 (22)4.2.1第II轴的设计及校核 (22)4.2.2第IV轴的设计及校核 (25)4.3轴承的选择 (31)4.3.1第II轴上的轴承寿命计算 (31)4.3.2第V轴上的轴承寿命计算 (31)4.4本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第1章绪论1.1旋耕灭茬机理论和意义旋耕灭茬机主要来源于农业生产的需要。

微耕机的装配工艺微耕机作为一种常见的农业机械设备，在使用的过程中，主要是通过使用强力驱动机械臂进行耕作，从而促进之后的种植工作。

与其他农业机械相比，微耕机具有结构简单、易于维护和使用以及造价较低的特点，因此深受广大农民喜爱。

而对于微耕机的装配工艺，无论是在生产过程还是销售及使用中，都起到了非常重要的作用。

下面将对微耕机的装配工艺进行详细解析。

一、微耕机的基本结构在对微耕机的装配工艺进行分析之前，有必要先了解一下微耕机的基本结构。

微耕机一般由以下几部分组成：1. 机架：通常由钢铁板材焊接而成，支撑着其他部件的安装和工作。

2. 动力系统：主要由电机、皮带传动、减速器以及主轴等部分组成，用来产生正向的机械动力，以驱动其他部件的工作。

3. 耕犁组件：由一些具有较高硬度的合金钢片组成，通过与地面产生摩擦力，进而完成对土壤的翻耕、平整和松土等工作。

4. 转向装置：使机器在不同方向上进行灵活的转向，以便于进行作业。

二、微耕机的装配工艺1. 机架的装配：首先来到的就是微耕机的机架装配。

机架是整台机器的支架，原材料一般都是钢材或铸铁。

车架主要依靠通过角码、螺栓、铆钉等方式进行固定和焊接。

在安装过程中，应注意机架的加工精度和加工工艺的确定，保证机架的稳定性和可靠性。

2. 动力系统的装配：动力系统是微耕机的核心部分，并且在整台机器内部扮演着重要的角色。

在电机、皮带传动、减速器和主轴等部件装配后，应注意对各部件之间的相互配合和位置的确定，以及各部件的紧固和固定。

此外，根据实际情况对电机的功率和型号进行选择和匹配。

3. 耕犁组件的装配：耕犁组件主要由耕犁、轮齿、刮土器、输禾器、深度调节机构等组成。

在耕犁组件的装配过程中，应注意每个零部件之间的合理匹配和组装顺序。

而在零部件之间的精度匹配及组装中应特别注意与其他部件之间的协调和配合，使之符合操作要求。

4. 转向装置的装配：转向装置主要包括方向盘、驾驶室座椅、转向机构等部分。

挖掘机各部件的详细图解一．反铲铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式，动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接（见图1），在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动，完成挖掘、提升和卸土等动作。

图1 反铲1—斗杆油缸；2—动臂；3—油管；4—动臂油缸；5—铲斗；6—斗齿；7—侧齿；8—连杆；9—摇杆；10—铲斗油缸；11—斗杆1．动臂动臂是反铲的主要部件，其结构有整体式和组合式两种。

1）整体式动臂。

其优点是结构简单，质量轻而刚度大。

缺点是更换的工作装置少，通用性较差。

多用于长期作业条件相似的挖掘机上。

整体式动臂又可分为直动臂和变动臂两种。

其中的直动臂结构简单、质量轻、制造方便，主要用于悬挂式液压挖掘机，但它不能使挖掘机获得较大的挖掘深度，不适用于通用挖掘机；弯动臂是目前应用最广泛的结构型式，与同长度的直动臂相比，可以使挖掘机有较大的挖掘深度。

但降低了卸土高度，这正符合挖掘机反铲作业的要求。

2）组合式动臂。

如图2所示，组合式动臂用辅助连杆或液压缸3或螺栓连接而成。

上、下动臂之间的夹角可用辅助连杆或液压缸来调节，虽然使结构和操作复杂化，但在挖掘机作业中可随时大幅度调整上、下动臂之间的夹角，从而提高挖掘机的作业性能，尤其在用反铲或抓斗挖掘窄而深的基坑时，容易得到较大距离的垂直挖掘轨迹，提高挖掘质量和生产率。

组合式动臂的优点是，可以根据作业条件随意调整挖掘机的作业尺寸和挖掘力，且调整时间短。

此外，它的互换工作装置多，可满足各种作业的需要，装车运输方便。

其缺点是质量大，制造成本高，一般用于中、小型挖掘机上。

2．反铲斗反铲用的铲斗形式，尺寸与其作业对象有很大关系。

为了满足各种挖掘作业的需要，在同一台挖掘机上可配以多种结构型式的铲斗，图3为反铲常用铲斗形式。

铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶卡销式和螺栓连接式，如图4所示。

图2 组合式动臂1—下动臂；2—上动臂；3—连杆或液压缸图3 反铲常用铲斗结构1—齿座；2—斗齿；3—橡胶卡销；4—卡销；5、6、7—斗齿板二．正铲单斗液压挖掘机的正铲结构如图5所示，主要由动臂2、动臂油缸1、铲斗5、斗底油缸4等组成。