卧式旋耕机设计毕业设计
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青岛农业大学本科生毕业论文(设计)题目:小型电动旋耕机的设计姓名:姜雪锋学院:机电工程学院专业:农业机械化及其自动化班级:2004.1学号:0320040151指导教师:张锡斋完成时间:2008.6.182008 年6 月18 日小型电动旋耕机的设计摘要本文介绍了一种大棚蔬菜种植耕整地机械----小型电动旋耕机的设计方案。
对旋耕机的国内外情况进行了分析和对比,重点进行了发动机的选择,变速器的设计,部分零件的设计,传动路线的设计以及对旋耕刀轴的设计等。
该机耕深15~20cm,动力由发动机输出经皮带传动,传给变速箱进行减速,二级传动采用链传动。
旋耕刀轴的设计采用三段式,中间为空心的圆管钢,两边采用实心轴,可制出轴肩来安装轴承和端盖。
装有行走机构和限深铲,耕后地表平整,能够解决以往小型旋耕机功率小、结构复杂、操作麻烦、耕深浅等问题,适合大棚耕整地工艺的要求。
关键词:小型;电动;旋耕;Design of a Small Machine of Electrical RotateAbstractIn this paper, the cultivator,,one of the important small agricultural machines, is designed based on comparing and researching the developing situation of cultivator at home and abroad. The design includes the choice of motor, the choice of transmission, the design of some parts and the design of the cultivator knife-axis etc.The plowing depth of the cultivator can be controlled to 15~20cm ,and the outgoing power is from engineering to the gearbox using belts,after that be transferred to the arbor of rotate knife. Between gearbox and the arbor of rotate knife adopt chains to transmit; The design of arbor of rotate knife adopt three parts, the middle part is hollow rolled steel ,two side parts is solid rolled steel, may process Shoulder-axis to lay on roller bearing and Cover. The surface is neat after till, the cultivator designed in the paper can overcome the problems of small-power , complex structure, trouble operation, low plowing depth etc. It can meet the request of greenhouse.Key words: small; electrical; Rotary;目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1该课题研究的目的和意义 (1)1.2国内外棚室旋耕机的现状 (2)第二章方案的论证 (3)2.1 技术要求 (3)2.2 方案选择 (3)第三章零部件及旋耕机的参数设计 (5)3.1 切削速度的确定 (5)3.2 弯刀主要参数的确定 (6)3.3 弯刀的选择、配置与排列 (7)3.4 电动机的选择 (8)第四章传动系统的设计计算 (9)4.1 传动比分配 (9)4.2 带及带轮的设计计算 (10)4.3 链轮的设计计算 (13)4.4 齿轮的设计 (15)4.5 轴的设计计算 (19)第五章总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)第一章绪论1.1该课题研究的目的和意义棚室生产是一种高投入、高产出的产业,而棚室的生产所需劳动力是从事大田生产的15~20 倍,是从事大地蔬菜生产的3 倍左右[1]。
卧式旋耕机设计范文
其次,卧式旋耕机的设计还需要考虑土壤性质、工作深度和机械效率等因素。
土壤性质包括土壤类型、湿度和含石量等,不同的土壤性质需要相应的耙具设计和工作参数设置。
工作深度是卧式旋耕机能够耕作土壤的深度,一般可调节,以适应不同农作物的需求。
机械效率是卧式旋耕机的重要指标之一,主要包括工作速度、耗能和工作质量等,设计时需要考虑如何提高机械效率,减少耗能和提高作业质量。
此外,卧式旋耕机的设计还需考虑可靠性、安全性和维护便捷性等因素。
可靠性是机械设备的重要指标之一,设计时需选用高品质的零部件和材料,以提高设备的可靠性和寿命。
安全性是农业机械的必要条件,卧式旋耕机的设计需要考虑操作员的安全和设备的稳定性。
维护便捷性是指机械设备的维修和保养工作是否方便,设计时可采用模块化设计和易更换的零部件,以提高维修的便捷性。
最后,卧式旋耕机的市场需求和制造成本也是设计过程中需要考虑的因素。
市场需求是农业机械设计的重要依据,需要深入了解不同地区和农作物的需求,以满足市场的需求。
制造成本是卧式旋耕机制造商关注的重点,设计时需要综合考虑材料成本、零部件成本和生产工艺等因素,以确保价格的合理性和竞争力。
综上所述,卧式旋耕机的设计需要考虑多个因素,包括机械结构、土壤性质、工作深度、机械效率、可靠性、安全性、维护便捷性、市场需求和制造成本等。
通过合理的设计和优化的结构,可以使卧式旋耕机具有高效、可靠和经济的特点,满足农机市场的需求。
图书分类号:密级:毕业设计(论文)水田秸秆掩埋旋耕机设计The Design of Paddy-straw-buried RotaryTillage学生姓名班级学院名称专业名称指导教师XXX学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果按照本人承担。
论文作者签名:日期:年月日XXX学位论文版权协议书本人完全了解XXX关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归XXX所拥有。
XXX有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝,允许论文被查阅和借阅。
XXX可以公布学位论文的全部或部分内容,可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名:导师签名:日期:年月日日期:年月日摘要旋耕机在我国农业之中发挥着重要的作用。
在中国的南方水田地区,旋耕机基本满足每年三个季节的耕作要求;在我国的北方地区,旋耕机一般用于犁耕后的直接旋耕播种或者耙地。
旋耕机还可以用于灭茬作业,可以把收获后的玉米秸秆打碎还田。
但是多数旋耕只能进行一种作业功能。
本篇毕业设计中我们设计了一种集水田秸秆掩埋、碎土及秸秆覆盖作业于一体多功能旋耕机。
[1]本此设计提供了一种水田秸秆掩埋旋耕机,该机可以通过更换水田埋草刀后进行稻麦水田秸秆掩埋、碎土和秸秆覆盖等作业,实现一机多用,提高机具的工作效率。
本次毕业设计的主要内容为:1、相关资料的调查与收集,国内外各种旋耕机械现状与发展趋势,结合实际情况提出相关的结构方案。
2、总体方案设计,绘制水田秸秆掩埋旋耕机的工作图纸、现场的施工图。
摘要旋耕机是在我国广大丘陵,山区,地块小,高差大,无机耕道,果园,茶园,菜地,温室大棚作业的耕耘机械。
本篇毕业设计对旋耕机的国内外情况进行了说明,分析和对比,首先进行了发动机的选择,变速器的选择,部分零件的选择,传动路线的设计;然后对齿轮箱的设计和校核,关键零部件的校核;最后是工作零部件的总成。
国外旋耕机设施农业耕作机械已非常成熟,作业性能稳定,功能齐全,小巧轻便。
日本、荷兰、以色列等国家的产品广泛用于旋耕、犁耕、开沟、作畦、起垄、中耕、培土、铺膜、打孔、播种、灌溉和施肥等作业项目。
如果有适用于中国国情的小型旋耕机问世,不但直接经济效益显著,而且还具有广泛的社会效益,其推广前景将是十分广阔的。
可以大大提高中国农业的机械化水平,向农业现代化迈出坚实的一步。
关键词:小型旋耕机设计AbstractRotary cultivator is in our country vast hilly, mountainous area, small plot, elevation, inorganic farming road, orchard, tea garden, vegetable garden, greenhouse cultivation machinery operation. The graduation design for rotary machine at home and abroad were introduced, analyzed and compared, the engine options, transmission choices, parts selection, transmission line design; then the gear box design and verification, key parts of the check; the last is working parts assembly.Foreign rotary facility farming machinery is very mature, stable working performance, complete functions, compact and lightweight. Japan, Holland, Israel and other countries, the products are widely used in rotary tillage, plowing, ditching, ridging, bedding, intertill, ridging, filming, punch, sowing, irrigation and fertilization project. If there is a suitable for China 's small rotary tiller is published, not only economic benefit is obvious, but also has a wide range of social benefits, its prospects will be very broad. Can greatly improve the agriculture mechanization level in China, to agricultural modernization has taken a solid step forwardKey words: small rotary tiller design第一章前言1.1 选择此课题的背景结合江西省的地理环境我们可以得知,江西地貌大致可以划分为9个地貌区和9个地貌副区: 一为赣西北中低山与丘陵区。
毕业设计说明书题目:小型旋耕机学院:专业:机械设计制造及其自动化学号:姓名:指导老师:完成日期:2014年5月15日目录摘要Abstract第一章引言 (4)第二章总体设计 (5)2.1设计的内容 (5)2.2设计依据 (5)2.3 设计要求 (5)第三章总体方案论证 (7)3.1中间链传动结构方案的设计 (7)3.2主要结构和参数的设计与选择计算 (7)3.3.旋耕刀滚的设计 (9)3.4双油封和挡草圈的设计 (11)3.5 1G-100旋耕机主要技术规格及基本参数 (11)第四章总体结构的布置与设计 (12)4.1 传动结构的设计 (12)4.2 主要结构的分析设计 (12)第五章链传动的设计与计算 (14)5.1 链传动的设计计算 (14)5.2 链轮设计计算 (15)第六章主要零部件强度计算 (16)6.1 链传动的强度的磨损核算 (16)6.2 传动轴的强度计算和疲劳强度校合 (16)6.3 滚动轴承的计算和选择 (19)总结 (20)参考文献 (21)附录感言翻译译文及原文1G—100型水旱两用旋耕机设计小型旋耕机摘要:水旱两用旋耕机具有体积小,重量轻,性能好,操作容易,转动方便,适应性广,价格合宜,水旱两用旋耕机机动灵活,一般中小型机械厂、农机厂均可生产制造的要求。
如果设计成功,本机可进行旱田旋耕、水田耙整等项作业,能弥补现有旋耕机存在功能较单一、生产效率偏低等不足之处。
我设计的是一台水旱两用旋耕机,与黄海-12(15)马力手扶拖拉机相匹配,主要用于水田耕整,也可进行旱田耕作。
现有的水旱旋耕机是耕幅为0.6米的老式机型,而本课题设计的水旱旋耕机耕幅为1米。
本设计与黄海-12(15)马力手扶拖拉机相匹配,中间传动,固定联接。
设计内容包括机架、传动系统、刀辊、尾轮等,要求结构简单、紧凑、重心平衡。
该机可用于水田耕整地,也可进行旱田旋耕。
各项性能指标应达到国家标准和农艺要求。
通过对水田旋耕机驱动轮与土壤相互作用的力学特性的分析,结合水田土壤的力学性质,经过优化设计,研制水旱两用旋耕机驱动轮,使该驱动轮具有良好的动力性能。
1 前言四年,在人的一生中不算长,但大学的四年我想对每个人都是难以忘怀,至关重要的。
本次的毕业设计也是对自己这四年的一次综合考察,作为一名学机械的本科生来说,设计一项关于机械方面的东西,也许是最适合的“考卷”。
随着国力的发展,人民的各方面的生活都有了质的飞跃、民以食为天,这是亘古不变的道理,人口的增长,使得对粮食的需求急剧增加,以往的耕作以难以满足,大型的,机械化的随之而来,取代以往的犁,小型旋耕机,等耕作方式。
近年来,盐城拖拉机制造有限公司发展迅猛,年产3万台系列轮式拖拉机和8万台手扶拖拉机,销往国内30个省、市和国外60个多国家和地区。
经调查,配套农机具跟不上主机迅速发展的要求。
其中包括15马力的手拖仍配置12马力的旋耕机。
对于轮式系列拖拉机,特别是100马力以上的大型轮式拖拉机,目前相合适的配套农具更少。
因此,研制配套旋耕机与拖拉机同步销售,会使拖拉机、旋耕机两旺.本次毕业设计就以此为突破口,设计一台旋耕机,与黄海金马1250拖拉机相匹配,用于农田旋耕作业,在此设计的过程中参考了很多老师编写的资料,以及多位老师的指导,在此感谢,由于本人能力有限,在设计的过程中难免存在不足之处,望各位老师给予指证。
2总体设计2.1设计课题旋耕机是一种由动力驱动的土壤耕作机具,其耕作能力强,一次作业能达到犁耙几次的效果,耕后地表平整,疏密均匀,能满足各种情况耕作的需求。
而在农忙的时候更是能节省时间,提高效率,起到至关重要的作用。
旋耕机按普通的分类方式大致可以分为卧式和立式,由于卧式的使用比较普遍,所以本次课题的旋耕机选择卧式。
2.2技术要求与125马力黄海金马牌四轮拖拉机相匹配,三点悬挂浮动连接,中间传动。
要求设计悬挂连接机构、传动机构和工作部件等。
各项性能指标对照国家标准优于目前同类产品。
主要零件应进行强度计算,以保证使用可靠性,并要求结构、工艺性好,具有可生产性。
2.3设计步骤内容及方法本次毕业设计的步骤按照毕业设计进度执行3月10日~3月22日.毕业实习阶段。
毕业设计说明书题目:小型旋耕机学院:专业:机械设计制造及其自动化学号:姓名:指导老师:完成日期:2014年5月15日目录摘要Abstract第一章引言 (4)第二章总体设计 (5)2.1设计的内容 (5)2.2设计依据 (5)2.3 设计要求 (5)第三章总体方案论证 (7)3.1中间链传动结构方案的设计 (7)3.2主要结构和参数的设计与选择计算 (7)3.3.旋耕刀滚的设计 (9)3.4双油封和挡草圈的设计 (11)3.5 1G-100旋耕机主要技术规格及基本参数 (11)第四章总体结构的布置与设计 (12)4.1 传动结构的设计 (12)4.2 主要结构的分析设计 (12)第五章链传动的设计与计算 (14)5.1 链传动的设计计算 (14)5.2 链轮设计计算 (15)第六章主要零部件强度计算 (16)6.1 链传动的强度的磨损核算 (16)6.2 传动轴的强度计算和疲劳强度校合 (16)6.3 滚动轴承的计算和选择 (19)总结 (20)参考文献 (21)附录感言翻译译文及原文1G—100型水旱两用旋耕机设计小型旋耕机摘要:水旱两用旋耕机具有体积小,重量轻,性能好,操作容易,转动方便,适应性广,价格合宜,水旱两用旋耕机机动灵活,一般中小型机械厂、农机厂均可生产制造的要求。
如果设计成功,本机可进行旱田旋耕、水田耙整等项作业,能弥补现有旋耕机存在功能较单一、生产效率偏低等不足之处。
我设计的是一台水旱两用旋耕机,与黄海-12(15)马力手扶拖拉机相匹配,主要用于水田耕整,也可进行旱田耕作。
现有的水旱旋耕机是耕幅为0.6米的老式机型,而本课题设计的水旱旋耕机耕幅为1米。
本设计与黄海-12(15)马力手扶拖拉机相匹配,中间传动,固定联接。
设计内容包括机架、传动系统、刀辊、尾轮等,要求结构简单、紧凑、重心平衡。
该机可用于水田耕整地,也可进行旱田旋耕。
各项性能指标应达到国家标准和农艺要求。
通过对水田旋耕机驱动轮与土壤相互作用的力学特性的分析,结合水田土壤的力学性质,经过优化设计,研制水旱两用旋耕机驱动轮,使该驱动轮具有良好的动力性能。
电动旋耕机设计-论文(可编辑)电动旋耕机设计-论文目录摘要 (1)关健词 (1)1 前言 (2)1.1旋耕机研究现状 (2)1.2旋耕机发展趋势 (3)1.2.1多功能化 (3)1.2.2小型化高度自动化 (3)1.2.2选用适应性强的发动机 (3)1.2.3操作集成更加方便 (3)1.2.4更换工作部件快速化 (3)1.3旋耕机研究目的 (3)2 总体设计 (4)2.1总体结构方案确定 (4)2.2工作原理 (5)2.3传动方案 (6)2.3.1旋耕机传动类型的选择 (6)2.3.2传动方案的确定 (6)2.4主要参数的确定 (7)2.5动力和刀辊转速的初步确定 (7)2.5.1动力的初步选择 (7)2.5.2刀轴转速和前进速度初步确定 (7)2.6发动机功率校核 (7)2.7旋耕刀的设计 (8)2.7.1旋耕刀的选择 (8)3主要零件的设计计数 (9)3.1计算各轴的设计参数 (9)3.1.1传动效率的选定 (9)3.1.2各轴输入功率 (10)3.1.3各轴传动比的分配 (10)3.1.4各轴输出转矩 (11)3.2齿轮的设计和校核 (13)3.2.1圆柱齿轮副的设计和校核计算 (14)3.2.2其他各直齿圆柱齿轮的几何计算 (15)3.3 链传动的设计计算 (16)3.3.1选择链轮的齿数 (16)3.3.2确定计算功率 (16)3.3.3选择链条型号和节距 (16)3.3.4计算链节数和中心距 (16)3.3.5计算链速确定润滑方式 (17)3.3.6计算压轴力......................................................... (17)3.3.7链轮的材料选择 (17)3.3.8链轮齿形的确定 (17)3.4输入轴的设计计算 (18)3.4.1输入轴的初步计算 (18)3.4.2轴的结构设计 (19)3.4.3轴的强度校核 (20)4 其它零部件的设计与选择以及润滑方法的选择 (22)4.1 联轴器的选择 (22)4.2 限深装置的设计 (22)4.3 润滑方法 (22)5 结论 (23)参考文献 (23)致谢 (25)电动旋耕机设计学生:臧龙指导老师:李明(湖南农业大学东方科技学院,长沙,410128)摘要:旋耕机是在我国广大丘陵,山区,地块小,高差大,无机耕道,果园、茶园、菜地、温室大棚、丘陵坡地和小块(水、旱田)作业的耕耘机械。
小型温室旋耕机毕业设计小型温室旋耕机毕业设计随着人们对健康食品的需求不断增加,小型温室种植逐渐成为一种流行的农业方式。
然而,传统的耕作方法在小型温室中往往效率低下且不够灵活。
为了解决这一问题,我决定在我的毕业设计中研发一种小型温室旋耕机。
第一部分:需求分析在开始设计之前,我首先进行了需求分析。
通过调研和与农民交流,我发现小型温室中最常见的问题是土壤松软度不足和作物根系生长受限。
因此,我的设计目标是开发一种能够快速而有效地改善土壤质地的旋耕机。
第二部分:设计原理在设计旋耕机时,我参考了传统的耕作方法和现有的大型农用旋耕机。
通过分析它们的工作原理和结构,我得出了一种适用于小型温室的设计方案。
我的旋耕机采用电动驱动,可以根据不同作物的需求调整旋耕速度和深度。
它由一个旋转刀片和一个挖掘刀片组成。
旋转刀片负责将土壤松化,挖掘刀片则负责将松化的土壤翻转,以便更好地混合和通风。
第三部分:关键技术在设计过程中,我遇到了一些技术难题。
首先是如何确保旋转刀片的稳定性和耐用性。
我通过选择高强度材料和优化刀片结构来解决这个问题。
其次是如何实现旋耕机的自动化控制。
我采用了传感器和微控制器来监测土壤湿度和温度,并根据设定的参数自动调整旋耕机的工作状态。
第四部分:实验验证为了验证我的设计方案的可行性,我进行了一系列实验。
首先,我在小型温室中种植了几种常见作物,并使用我的旋耕机进行了耕作。
结果显示,使用旋耕机后,土壤质地得到了明显改善,作物的生长状况也有所提升。
接下来,我对旋耕机的性能进行了测试。
通过测量旋耕机的工作效率和能耗,我发现它比传统的耕作方法更节能且更高效。
第五部分:市场应用最后,我对我的小型温室旋耕机进行了市场应用分析。
我发现,小型温室种植市场前景广阔,而且对高效耕作工具的需求也在不断增加。
我的旋耕机可以满足这一需求,并且具有较低的成本和易于维护的特点,因此具有良好的市场竞争力。
结语通过我的毕业设计,我成功地研发了一种小型温室旋耕机。
基于大葱移栽机的卧式旋耕机的设计与试验张吉强1,牛子孺1,2,李玉华1,吴彦强1,李天华1,2,侯加林1,2,李广华3 (1.山东农业大学机械与电子工程学院,山东泰安㊀271018;2.山东省农业装备智能化工程实验室,山东泰安㊀271018; 3.青州华龙机械技术研发有限公司,山东潍坊㊀262500)摘㊀要:为解决大葱移栽作业中配套动力轮距与垄距不匹配的问题,研制了基于大葱移栽机的卧式旋耕机㊂该旋耕机位于移栽装置的正前方,可一次完成开沟㊁起垄㊁移栽㊁覆土和镇压等不间断作业㊂旋耕机采用整体框架式结构和中间链轮传动的传动方式,使旋耕作业更加平稳,主要工作部件包括悬挂架㊁减速箱㊁旋耕刀轴㊁旋耕刀㊁输入轴㊁链轮及链条等㊂应用CAD㊁SolidWorks㊁ANSYS等软件进行图样设计㊁三维建模和应力分析,并对旋耕刀等关键机构进行重点设计,通过理论分析和有限元分析确定了影响旋耕刀切削阻力因素㊁旋耕机功率消耗大小㊁旋耕刀最大应力和变形位置㊂在山东青州市华龙大葱试验基地田间试验,结果表明:与该旋耕机配套的动力为35~80kW;可完成耕深3~18cm,满足葱苗移栽深度5~13cm的农艺要求;碎土率均值为74.92,满足旋耕刀设计与葱苗栽植要求㊂关键词:卧式旋耕机;大葱移栽机;SolidWorks;ANSYS中图分类号:S223.94㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2021)08-0041-050㊀引言旋耕机在农作物种植过程中因具有通用性强㊁操作简单㊁良好的切土性能和碎土能力强等优点,在我国农村普遍使用[1]㊂旋耕机一般是以拖拉机输出轴经万向节驱动旋耕刀回转,对土壤实施耕㊁耙等作业的耕耘机械㊂在大葱移栽装置前端设计起垄旋耕机,可减少作业机具进地次数,同时解决了配套动力轮距和垄距不匹配的问题,提高了工作效率㊂按照刀辊的位置,旋耕机可分为卧式㊁立式和斜轴式[2]㊂19世纪50年代,以3~4kW的内燃机作为驱动力的小型旋耕机开始出现在美国,主要用作庭园耕作; 20世纪30年代,美国开始以旋耕和松土联合耕作的方式来适应保护性耕作模式;20世纪40年代以后,美国逐渐开始将GPS㊁GIS和RS技术应用于旋耕机,朝着智能化方向发展[3]㊂我国在20世纪50年代末才开始研究旋耕机,经历了与手扶拖拉机到中型轮式拖拉机和履带式拖拉机配套使用的过程,90年代以来又收稿日期:2019-12-05基金项目:国家特色蔬菜产业技术体系项目(CARS-24-D-01);山东省重点研发计划(重大科技创新工程)项目(2019JZZY010733);山东省农机装备研发创新计划项目(2018YF001-07);山东省现代农业产业技术体系蔬菜创新团队项目(SDAIT-05-11)作者简介:张吉强(1993-),男,山东聊城人,硕士研究生,(E-mail) 188****8604@㊂通讯作者:侯加林(1963-),男,山东高密人,教授,博士生导师,博士, (E-mail)jlhou@㊂开发出一批旋耕在内复式或联合作业机具㊂旋耕机在我国的发展经历了单机研制㊁发展系列产品㊁新型产品开发和换代3个阶段[4-7]㊂为此,借鉴国内外先进技术,设计了基于大葱移栽机的卧式旋耕机,以期解决配套动力轮距与葱苗垄距不匹配㊁配套动力多次进地等问题,为大葱种植耕作技术提供参考㊂1㊀主要结构参数1.1㊀总体结构旋耕机主要由旋耕刀㊁旋耕变速箱㊁旋耕刀座㊁机架和传动装置等部分组成,如图1所示㊂1.旋耕刀㊀2.悬挂架3.旋耕变速箱㊀4.传动装置5.机架㊀6.旋耕刀座㊀7.旋耕刀轴图1㊀基于大葱移栽机的卧式旋耕机结构图Fig.1㊀Structure of horizontal rotary tiller based on onion transplanter旋耕作业时,通过拖拉机输出轴经万向节驱动旋耕变速箱工作,旋耕变速箱经横向输出轴将动力输送给传动装置进而驱动旋耕刀轴和旋耕刀回转;旋耕刀侧刃与正切刃先后切入土壤,通过对土壤进行周期性2021年8月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第8期挤压㊁切削㊁破碎㊁抛甩,完成旋耕作业[8-9];随着拖拉机悬挂架高低的调节,得到不同的耕深和碎土质量㊂1.2㊀主要技术参数基于大葱移栽机的卧式旋耕机配套动力输入由拖拉机完成㊂根据葱苗栽植深度5~13cm,设计旋耕深度范围设定值为3~18cm;根据葱苗移栽行距55~ 65cm,本机型可一次移栽2行,故设计最大耕幅为150 cm;旋耕刀刀片以弯刀为主,设置每组刀片数量为6~ 10片㊂其主要技术参数如表1所示㊂表1㊀主要技术参数Table1㊀Main technical parameters项目单位参数耕幅cm150耕深cm3~18刀片数量6~10刀片型式弯刀刀片材质65Mn配套动力kWȡ35输入转速r/min2000刀轴转速r/min150~250前进速度m/s0.06~0.102㊀关键参数分析2.1㊀旋耕刀结构与工作受力分析为研究旋耕刀的受力,以旋耕刀切削部任一截面为研究对象进行分析,并做出如下假设:①旋耕刀为纯切削,不考虑土壤粘附力;②旋耕土壤为均质土壤,并不发生其他形式的土壤;③旋耕刀具以匀速切入土壤[10]㊂旋耕刀结构示意图如图2所示㊂图2中,A为刀柄宽;D为刀轴直径(mm);F为刀轴孔边距(mm); R为旋转半径(mm);h为正切面高度(mm)㊂1.刀柄㊀2.刀头㊀3.主切削刃㊀4.副切削刃图2㊀旋耕刀主视图Fig.2㊀Main view of rotary cutter根据旋耕刀结构,沿x轴㊁y轴方向对其受力分析㊂旋耕刀切削部任一截面受力分析图如图3所示㊂图3中,F1为刃面正压力(N);F2为刀身正面正压力(N);F3为刀身背面的正压力(N);F z为切削阻力(N);T1为刃面摩擦力(N);T2㊁T3分别为刀身正面和背面正压力(N);F g为旋耕刀切入土壤的贯入阻力(N)㊂图3㊀旋耕刀切削部任一截面受力分析Fig.3㊀Stress analysis of any section of rotary tiller cutting section不考虑旋耕刀刃面摩擦力时,满足的受力分析表达式为ðF x=0,F z-F g-T2-T3-T1cosα-㊀㊀㊀㊀㊀㊀F1sinα=0(1)ðF y=0,F3-F2-F1cosα=0(2)当考虑摩擦力时,T1㊁T2㊁T3均为土壤相对于旋耕刀表面的滑动摩擦力,其公式为T i=μN i㊀i=1,2,3()(3)其中,μ为滑动摩擦系数,μ=tanθ㊂(4)将式(4)代入式(2)得T3=T2+T1cosα(5)将式(5)代入式(2),求得F z=F g+2T2+F12μcosα+sinα()(6)由式(6)可知,旋耕刀切削阻力与滑动摩擦因数㊁刃口角α及刃面上的正压力有关:刃面上的正压力越大,旋耕刀切削土壤越困难;摩擦因数越大,切削阻力越大㊂若旋耕刀刃口角过小,因与土壤直接摩擦,会使刃面发生变形失效;刃口角过大,会使切削阻力增加[11]㊂根据郑侃[12]得出的结论,旋耕刀最小阻力刃口角为20ʎ~45ʎ㊂2021年8月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第8期2.2㊀旋耕刀有限元分析采用SolidWorks三维软件设计旋耕刀三维模型,并将文件命名为xuangengdao.x-t,在开始菜单中执行ANSYS18.0 Workbench命令㊂旋耕刀工作载荷的确定可依据文献[12]确定,施加载荷大小为500N㊂依据上述受力分析对旋耕刀均匀施加载荷,在工程数据属性中增加新材料,输入新材料名称65Mn,并进行网格划分,每单元格网格大小设置为0.5mm㊂旋耕刀网格划分如图4所示㊂由于旋耕刀刀刃最先受力,因此有必要校核旋耕刀变形量㊁应力是否符合设计要求,为后期优化提升提供参考㊂图4㊀旋耕刀网格划分Fig.4㊀Rotary cutter meshing旋耕刀应力云图如图5所示㊂由图5可以看出:旋耕刀最大应力为55.48MPa,位置在旋耕刀下底边㊂其原因是旋耕刀下底边是最先与土壤接触,也可能是由热处理工艺不合理造成的㊂此外,在安装孔和副切削刃位置出现较大应力,平均应力为30MPa,小于65Mn的许用应力300MPa㊂图5㊀旋耕刀应力云图Fig.5㊀Stress cloud diagram of rotary tiller旋耕刀位移变化如图6所示㊂由图6可以看出:旋耕刀的最大位移量发生在刀刃及上半部,最大位移量为0.4mm㊂在安装孔和刀柄位置也产生较大变形,原因是由安装孔发生应力集中,平均变形量为0.38 mm㊂根据上述分析结果,旋耕刀满足设计要求㊂图6㊀旋耕刀位移变化Fig.6㊀Displacement change of rotary tiller2.3㊀旋耕刀片运动分析工作过程中,旋耕刀轴旋转带动旋耕刀回转进行作业㊂为满足葱苗移栽的土壤要求,旋耕刀应有效切削土壤,使其不应有大颗粒土块,否则将会影响葱苗的覆土效果㊂因此,旋耕刀的运动轨迹应符合余摆线的要求[7]㊂同时,旋耕刀应满足刀片端点绝对的水平分速度方向与拖拉机前进方向相反(即旋耕刀圆周速度Rω应大于牵引速度V d)的要求,从而使旋耕刀片可以正常向后切削土壤㊂令旋耕速度V=Rω,θ=ωt,则旋耕刀任意一点的运动轨迹方程为x=Rθ/v+cosθ()y=R sinθ{(7)旋耕刀满足向后抛土的条件为:刀片绝对运动轨迹上任意一点的绝对速度水平分速V A x<0,则V Ax=d x d t=V d-V sinθ<0(8)建立坐标系,如图7所示㊂图7㊀旋耕刀运动轨迹俯视图Fig.7㊀Top view of rotary tiller movement track图7中,x方向为旋耕机前进方向;y方向为水平2021年8月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第8期方向;V d为旋耕机前进速度(m/s);ω为旋耕刀沿刀轴的角速度(rad/s);R为刀刃上任意一点的回转半径(m);A为旋耕刀刃上任意一点,V A为该点的绝对速度,V A x㊁V Ay分别为该点在x方向和y方向的分速度(m/s)㊂2.4㊀旋耕功率确定旋耕机功率损耗主要与土壤坚实度㊁刀片的几何形状㊁机组的前进速度等参数有关,因此旋耕机主要功率损耗是由旋耕刀转速和旋耕机组传动效率决定的㊂旋耕机瞬时功率实际上是旋耕刀角度θ的函数,可表示为P=Mθ()ˑωθ()(9)在实际旋耕作业中,旋耕刀轴的转速可以看作定值,故ω(θ)也为定值,则旋耕轴的瞬时功率为P=πnMθ()30(10)即平均功率为P0=12πʏ2π0πnMθ()30dθ=πnM30(11)定义旋耕装置传动效率为β,则旋耕机所需功率可表示为P1=P0β=πnM30β(12)根据申屠留芳[13]等得出的结论,取M=2300N㊃m,设计刀轴转速n=200r/min,取机组传动效率65%,则旋耕机所需功率大小为P1=πˑ200ˑ230030ˑ65%=7.4(kW)(13) 3㊀田间试验3.1㊀试验设计为了验证所设计旋耕机旋耕质量,于2019年7月15日在青州华龙大葱试验基地进行以碎土率和旋耕深度为试验指标的旋耕试验㊂试验地为壤土且地势平坦,地块面积60mˑ10m,去除地头地尾各5m,在中间50m的地块进行试验,测试碎土率和旋耕深度㊂依据大葱移栽的作业参数,拖拉机前进速度取0.08m/ s,刀辊转速为200r/min㊂3.2㊀测试方法与测试结果1)碎土率测试㊂在已旋耕的400mmˑ400mm的耕层进行采样5次,称量采样土壤质量m z,测量土壤中直径大于等于30mm的土块质量,根据公式(14)计算碎土率S t㊂测试结果如表2所示㊂S t=m z-m>30()/m z(14)其中,S t为碎土率(%);m z为土壤质量(kg);m>30为土块直径大于30mm的质量(kg)㊂表2㊀碎土率测试结果Table2㊀Soil breakage test results试验次数碎土率/%试验次数碎土率/%173.2280.7369.8476.3574.6平均值74.92㊀㊀试验结果表明:碎土率均值为74.92%,经旋耕后的土壤颗粒细腻并无大土块存留,满足葱苗移栽覆土装置对土壤的农艺标准㊂2)耕深测试㊂旋耕机耕深应符合葱苗移栽的农艺要求,深度太浅会影响葱苗的直立度合格率,太深会影响葱苗的栽植深度合格率,因此应把旋耕深度作为测试要求之一㊂在测试区每次完成1个行程对土壤重新进行压实处理后再次进行耕作,测试2个行程,在测试区内随机选取15个点进行耕深测量㊂试验测得可完成耕深3~18cm,耕深稳定系数92.86%,符合葱苗移栽深度5~13cm的栽植深度要求㊂4㊀结论1)基于大葱移栽机设计了一种旋耕机,位于移栽装置前端,可完成开沟㊁起垄㊁移栽㊁镇压和覆土等多功能,减少了配套动力进地的次数,降低了生产成本,提高了农民收益㊂2)对旋耕刀进行受力分析,得出旋耕刀切削阻力与滑动摩擦因数㊁刃口角α及刃面上的正压力有关,并确定旋耕刀最小阻力刃口角为20ʎ~45ʎ㊂3)对旋耕刀进行有限元分析和运动轨迹分析,得出旋耕刀最大应力为55.48MPa,最大位移量为0.4mm,平均变形量为0.38mm,并找出旋耕刀发生最大变形位置及原因㊂4)田间试验结果表明:在拖拉机前进速度0.08m/s㊁刀辊转速200r/min的工况下,旋耕刀碎土率为74.92%,耕深均值为12.8cm,进一步验证了旋耕机设计的合理性㊂参考文献:[1]㊀王英雪,赵立军,刘环宇,等.小区自走式旋耕机的设计优化与试验研究[J].农机化研究,2016,38(4):165-169, 179.[2]㊀郑侃,赵宏波,刘文正,等.卧式旋耕机刀辊防缠技术研究现状与展望[J].农机化研究,2017,39(9):254-258.2021年8月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第8期[3]㊀邸颖.浅谈国内外保护性耕作发展概况[J].农业经济,2008(3):35-36.[4]㊀赵群喜,弋晓康,万畅,等.旋耕机的发展应用状况与趋势展望[J].新疆农垦科技,2017,40(1):44-47. [5]㊀牟楠.旋耕机发展应用状况研究[J].农业科技与装备,2014(2):37-38.[6]㊀杜兆辉,陈彦宇,张姬,等.国内外旋耕机械发展现状与展望[J].中国农机化学报,2019,40(4):43-47. [7]㊀ABICHOU M,FOURNIER C,DORNBUSCH T,et al.Pa-rameterizing wheat leaf and tiller dynamics for faithful recon-struction of wheat plants by structural plant models[J].Fieldcrops research,2018,218(1):213-230.[8]㊀丁为民,徐志刚,汪小函.斜置旋耕刀滑切角及其方程[J].农业工程学报,2002(3):49-53.[9]㊀刘永清,桑正中.潜土逆转旋耕刀数学模型及参数优化[J].农业工程学报,2000(4):88-91.[10]㊀熊平原,杨洲,孙志全,等.旋耕刀三向工作阻力试验及作业参数优化[J].农业工程学报,2017,33(19):51-58.[11]㊀GILL,VANDEN BERG.Soil dynamics in tillage and trac-tion[J].Journal of terramechanics,1968,5(4):65-66.[12]㊀陈雪,张周,黄化刚,等.基于ADAMS旋耕刀工作参数优化及ANSYS仿真分析[J].现代农业科技,2018(2):167-170.[13]㊀申屠留芳,邵鹏.正反转旋耕灭茬机刀片的功耗分析[J].农机化研究,2007(11):87-89.Design and Research of Horizontal Rotary TillerBased on Scallion TransplanterZhang Jiqiang1,Niu Ziru1,2,Li Yuhua1,Wu Yanqiang1,Li Tianhua1,2,Hou Jialin1,2,Li Guanghua3(1.College of Mechanical and Electronic Engineering,Shandong Agricultural University,Tai an271018,China;2.Shandong Agricultural Equipment Intelligent Engineering Laboratory,Tai an271018,China;3.Qingzhou Hualong Machinery Technology Research and Development Co.Ltd.,Weifang262500,China)Abstract:In order to avoid the disadvantage of matching power wheel spacing and ridge spacing in onion transplanting operation,a horizontal rotary tiller based on onion transplanter is developed.The rotary tiller is located in front of the transplanting device.The whole machine can complete continuous operations such as furrowing,ridging,transplanting, covering soil and pressing at one time.Rotary tiller adopts integral frame structure and transmission mode of intermediate sprocket to make rotary tillage operation more stable.The main working parts include suspension frame,reducer,rotary tiller shaft,rotary tiller,input shaft,sprocket,chain,etc.The machine uses CAD,SolidWorks,ANSYS and other soft-ware for pattern design,3D modeling and stress analysis,and focuses on key mechanisms such as rotary tillers.Through theoretical analysis and finite element analysis,the factors affecting the cutting resistance of rotary cutters are deter-mined.Rotary tiller power consumption and maximum stress and deformation position of rotary tiller.The field test results of Hualong scallion test Base in Qingzhou city,Shandong Province showed that the power with the rotary tiller was35-80kW,the depth of tillage was3-18cm,which satisfied the agronomic requirements of5-13cm depth of onion trans-planting;The average soil rate is74.92%,which meets the requirements of rotary tiller design and onion planting. Key words:horizontal rotary tiller;green onion transplanter;SolidWorks;ANSYS2021年8月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第8期。
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本科毕业论文(设计)题目:旋耕机1GN-184 的设计学院:工学院姓名:邝敦全学号: 20070919专业:机械设计及其自动化年级: 07级指导教师:严霖元职称:教授二0 11年 5 月摘要我国对旋耕机的研制始于20世纪50年代末,初期主要研制与手扶拖拉机配套的旋耕机,后来研制出与中型轮式拖拉机配套的旋耕机;70年代初完成了与当时国产的各类拖拉机配套的系列旋耕机的设计,并使之得到了推广应用;到80年代,与手扶拖拉机配套的旋耕机由专用型发展到兼用型,由与手扶拖拉机配套发展到与轮式及履带式拖拉机配套。
旋耕机在我国的发展经历了单机研制、发展系列产品、新产品开发和换代3个阶段,随着新的种植、耕作农艺的发展和推广,在旋耕机基础上还研制出了多种用途的联合复式作业机。
新系列旋耕机采用的新型旋耕刀,综合了合理的速度参数、幅宽和复式作业功能,采用旋耕机基础件组合式结构,可组装在多种机型上,满足不同的用途与农艺要求。
目前我国旋耕机的使用范围不断扩大,整机及零部件生产企业有100余家,从南方水田到北方旱地以及牧场、荒地和果林等都广泛使用旋耕机进行耕耘作业。
关键词:农机旋耕机AbstractMy rotary cultivator of the 1950s and the 20th century began with the end of the initial development and the main walking tractor supporting rotary cultivator and subsequently developed with medium-wheeled tractor supporting rotary cultivator ;70 1990s was made in China with the completion of the various series of rotary cultivator tractors supporting the design, and has been promoting the application; To the 1980s, from the rotary cultivator and walking tractor supporting dedicated to the development of both type, and by supporting the development of the walking tractor with wheeled and tracked tractors matching. Rotary cultivator in the country's development has a single research and development series products, new product development and updating of three stages, with new cultivation, the development and promotion of farming techniques, rotary cultivator basis also developed a multi-purpose joint compound operations aircraft. A new series of rotary cultivator new rotary knife, a reasonable speed integrated parameters, and the breadth of operational functions, the introduction of rotary cultivator basis of modular structure, assembly in a variety of models, and techniques to meet the requirements of different uses. At present, China's expanding use of rotary cultivator, and whole sets of parts production enterprises with 100 more from the South to the North dryland and irrigated pasture, forest lands and fruit were widely used rotary cultivator to work operations.Keyword:farm machinery rotary cultivator目录摘要 (2)Abstract (3)第一章绪论 (5)第二章旋耕机的发展概况 (6)2.1 旋耕机的发展 (6)2.2 旋耕机的的发展现状 (7)2.3 旋耕机的工作原理 (7)第三章方案设计 (8)3.1 设计依据...........................................错误!未定义书签。
毕业设计侧边传动式旋耕机的设计一、引言随着农业现代化进程的加速,旋耕机在农业生产中扮演着越来越重要的角色。
然而,传统的旋耕机设计存在一些问题,如传动系统复杂、功率消耗大等,这些问题在一定程度上影响了农业生产效率。
因此,本文旨在设计一种新型的侧边传动式旋耕机,旨在解决传统旋耕机存在的问题,提高农业生产效率。
二、设计理念侧边传动式旋耕机的设计理念是利用侧边传动的结构,将动力传递到旋耕刀组,实现耕作。
这种设计的主要优点是结构简单、传动效率高、功率消耗小等。
通过优化设计,可以实现高效、稳定、耐用的旋耕作业。
三、结构设计1、传动系统设计侧边传动式旋耕机的传动系统主要包括发动机、变速器、传动轴和旋耕刀组。
发动机输出动力,通过变速器将动力传递到传动轴,再由传动轴将动力传递到旋耕刀组。
这种设计结构简单,传动效率高,能够实现高效、稳定的旋耕作业。
2、旋耕刀组设计旋耕刀组是旋耕机的主要工作部件,其设计质量直接影响旋耕效果。
本文设计的旋耕刀组采用新型材料和加工工艺,确保其强度和耐用性。
同时,采用可调节的旋耕刀角度设计,可以根据不同的耕作需求进行调整,实现更好的耕作效果。
3、机身结构设计机身是旋耕机的主要支撑结构,需要考虑强度、刚度和稳定性等因素。
本文设计的机身采用优化的框架结构,能够实现高强度、高刚度和高稳定性。
同时,采用轻量化材料,减少机身重量,方便操作和运输。
四、性能测试与评估为验证侧边传动式旋耕机的性能,我们进行了一系列实验。
实验结果表明,该旋耕机具有较高的传动效率、稳定性和耐用性。
与传统的旋耕机相比,该旋耕机能够显著提高农业生产效率。
五、结论本文设计的侧边传动式旋耕机具有结构简单、传动效率高、功率消耗小等优点。
通过优化设计,实现了高效、稳定、耐用的旋耕作业。
实验结果表明,该旋耕机在性能上优于传统旋耕机,具有广泛的应用前景。
甲方(出租方):____________________乙方(承租方):____________________根据《中华人民共和国合同法》及相关法律法规的规定,甲乙双方本着平等、自愿、公平的原则,就以下事项达成如下旋耕机租赁合同:1甲方将其所拥有的型号为_________,数量为_________台的旋耕机租赁给乙方使用。
关于旋耕机的农业生产研究毕业论文1 绪论1.1研究目的和意义近些年来,由于国家对农业生产越来越重视,粮食生产产量从而得到稳步提升。
但是在很多地方,人们仍习惯采用传统的耕作方式进行农业生产,造成春冬季节地表的长期裸露,这样就会导致我国许多地区耕地的土壤表层有机物质和水分的严重流失,从而加剧土壤贫瘠化和生态环境恶化。
同时,由于长期对土地营养物质的大肆吸收,导致农田土壤肥力日趋下降,土地得不到很好的休养生息,进而导致农业生态系统逐渐恶化,严重制约我国粮食产量的进一步提高[1 14]。
作为一个农业大国,农业机械化是农业生产发展的基本方向。
随着农业产业结构的不断改革深入,小型农机现在已经无法满足农业生产的要求,合理有效地组装各种功能的工作部件和装置形成的多功能整地机越来越成为研究方向,这样,整机结构紧凑,功能齐全,机动性、操作性好,能提高经济效益。
多功能整地机一次下地能完成多项作业,减少了机具下地作业次数,避免压实土壤和破坏土壤结构,利于土壤水分和养分吸收,降低能耗,节省时间和燃油的开支,从而降低了作业成本,具有很强的实用性。
例如SGTN210 型灭茬旋耕联合整地机,该机具一次下地就能够完成灭茬、旋耕、镇压、起垄、施肥等作业,实用性强、应用范围广、碎土能力强,在各种土壤条件下均可一次作业后达到待播状态, 降低了土地耕作的成本,显著提高作业效率, 又减少了对土壤的压实和破坏[2]。
本论文主要对多功能整地机的整机,特别是传动系统和关键零部件进行设计。
其中的旋耕机部分是其中主要的工作部件之一,旋耕作业具有犁耙合一的作业效果,旋耕一次即可达到土碎地平,若在水田中带水旋耕后即可直接插秧[9 12]。
将多功能整地机应用于耕作中,能够加深土地的耕作深度,使作物根系深扎充分吸收水分和养料,为农作物的正常生长创造良好的土壤条件[10];适当规律的间隔深松建立了虚实并存的土壤层构造,能实现用地养地的良好结合;灭茬、深松、起垄等能将作物根茬粉碎还田使用,增加了土壤有机物质的含量;作业次数少能有利于保护土壤的团粒结构,降低了土壤的程度,而作业的高效率也缓解了农忙整地的紧张状况,能降低各方面的生产成本,增加粮食产量和收益[4]。
1 前言旋耕播种机简称旋播机,它以增产、增收、培肥地力、改善土壤结构、减少杂草、减少病虫害、为农作物创造良好的生活环境。
是我国正在大面积推广发展的新型高效农业机械,也是我国农业可持续发展的重要内容。
为适应农业机械化的发展需要,我厂开发研制生产获国家多项专利的多种,多功能旋播机,以其设计合理 ,外型美观,坚固耐用,使用简便等特点,配套在30马力以上的四轮大中型拖拉机上耕种,它一次性可完成碎土、碎秸杆、起垄、开沟、灭茬、施肥、播种、伏土、喷药、铺膜、蓄水等多项作业可直接在多种环境下作业 ,减少了拖拉机多次进地,多次作业带来的不良后果和不必要的损失,大大降低了农机用户的作业强度. 降低作业成本,提高了工作效率,为农民增产增收开辟了新的发展方向. 种肥分施旋播机是实现高产地快再创高产的一项综合技术措施,它具有种肥分施、播种均匀、不烧种、苗齐苗壮、根系发达、茎杆粗壮、分孽多、抗冻旱、防涝、抽穗整齐、穗大粒多、粒重省种、施肥均匀、肥效利用高等优点。
国外旋耕机发展情况国外旋耕机主要是多品种、系列化,并向宽幅、高速、高效、智能化与自动化方向发展。
在结构及运行性能方面,采用快速挂接器、短尺寸广角万向节传动轴、耕深和水平自控调节、快速换刀结构、宽幅工作部件液压折叠装置等改进作业效果和操作方便化的结构。
产品功能完善,材料和制造工艺水平相对较高,外观漂亮。
工作可靠性好,平均无故障使用时间至少要高出我国国产旋耕机1/3以上。
我国旋耕机行业存在问题由于旋耕机产品相对简单,技术含量不高,企业进入和退出的成本低,所以我国旋耕机械生产企业规模相对都比较小、装备差、制造工艺水平低、创新少。
大多数企业没有系统的质量控制体系,没有产品开发和设计能力,产品质量不高,结构粗放,可靠性差。
生产装备更新投入少,技术创新跟不上市场发展酌要求,产品雷同,低价竞争严重,厂家利润低、效益差。
品牌意识不强,知识产权保护不力,致使生产过于分散。
旋耕机产品发展趋势随着我国农业产业化和适度规模经营的发展,对大中型农业机械的市场需求日渐增大,农垦系统国营农场、乡村农机服务站、个体农机专业户,都需要更新和添霞大、中型旋耕机。
旋耕机传动系统设计指导老师:摘要本文在分析小型步旋耕机的结构组成和工作原理的前提下,介绍说明了小型步旋旋耕机的设计远着和设计步骤。
并根据设计原则的要求,首先选择了小型步旋耕机的类型,确定小型步旋耕机的耕幅、传动形式、刀轴转速,离合器工作的选择等内容。
然后具体设计了小型步旋耕机的传动装置,包括齿轮箱的结构设计、关键零件的强度校核、耕深调节装置和工作部件总成的设计。
齿轮箱的设计是本次设计的主要内容,这包括了大量的工作:资料的整理,参数的设定,相关计算,绘图等。
关键词:旋耕机;变速箱;离合器全套图纸,加174320523 各专业都有De sign of ele ctire ic ro totil lerStudent:xia mingpuTutor:yao mingyin(jiang xi Agricultural University)Ab strac t:Rototiller is a kind of farming m achinery which is particularly suited to the hills,mountainous areas,sm all plot of land,big altitude difference,no-tractor road,orchard,tea house,vegetable plots, greenhouse canopy,hill slopes and small p ieces(water,dry farmland).In order to adapt to the development of large-scale vegetables canopy,I conduct this design according to the demand of agricultural work environment and the present economic herit age requirements of technical conditions micro electric rototiller desig n. This rototiller is designedby making power generator based on motor.The comprehensive analysis o f rototiller is conducted by analyzing overa ll scheme, working principle, the option of spin and plow knife transmis sion system and control syste m for a design,and the key components are calculated respectively.This rototiller has simple structure,light wei ght and zero emissions of wast e gas,and is used universally in rellis shallow intertillage of great pavilion.Ke y wor ds:rototiller;knife;farming too l;reducer.1前言旋耕机是一种由动力驱动旋耕刀衮完成耕、耙作业的耕耘机械。
1 引言:旋耕机是指由动力驱动刀轴旋转,对田间土壤实施耕,耙作业的耕耘机械。
旋耕机与其他耕作机相比,具有碎土充分,耕后地表平整,减少机组下地次数及充分发挥拖拉机功率等优点,广泛应用在大田和保护地作业。
我国是一个农业大国,农业机械化是农业生产发展的基本方向.随着农业产业结构的不断改革深入,功能齐全,机动性好,操作性好,能够提高经济效益的旋耕机成为了必要需求。
2 设计要求:1)负责总体设计,完成机架及刀轴系统设计。
2)要求使用三维CAD软件进行设计并完成模拟装配,完成必要的装配图及零件图。
3)技术参数:旋耕轴转速200-260 r/min 灭茬轴转速450-500 r/min3 设计说明书3.1 按工作部件的配置和作业方式,旋耕机可分为下列几类:3.1.1工作部件绕与机具前进方向相垂直的水平轴旋转切削土壤,如卧式旋耕机图(3-1)。
图3-1 卧式旋耕机1- 侧边传动箱;2-刀轴;3-罩壳;4- 拖板3.1.2工作部件除绕水平轴旋转切土外,同时又绕它自身的轴线旋转,又称旋转锹图(3-2)。
3-2 旋转锹工作图3.1.3 工作部件绕与地面垂直或倾斜的轴线旋转切土,如立式旋耕机图(3-3)。
3-3 立式旋耕机工作图卧式和立式旋耕机具有良好的碎土性能和拌和能力,旋转锹适合原行翻垄。
根据设计要求和适合的土地情况,以及采取的折叠方式,选取旋耕机为卧式旋耕机。
3.1.4 卧式旋耕机分类卧式旋耕机又分为正卧式旋耕机和反转卧式旋耕机,为了适应自己设计的要求,和考虑到工作条件,最后定为正转卧式旋耕机。
3.2 卧式旋耕机的总体设计3.2.1 旋耕机与拖拉机的连接旋耕机与拖拉机有三点悬挂,直接连接二种连接方式。
三点悬挂式旋耕机如图(3-4),拖拉机的三点悬挂装置与旋耕机的悬挂连接。
动力由拖拉机动力输出轴通过万向节伸缩传动轴传递至旋耕机第一轴,驱动旋耕机工作。
旋耕机的悬挂架设计参数主要根据拖拉机的三点悬挂装置参数,万向伸缩轴与拖拉机动力输出轴,旋耕机第一轴之间的夹角 1.2和机组的田间通过性等约束条件绘制机动图来确定。
要求耕作时夹角 1.2不超过10°,地头转弯提升旋耕机离地100~250mm时,夹角 1.2不超过30°。
切断输出动力,提升旋耕机到最高位置时,机下的通过高度一般不小于400mm,万向节伸缩轴和轴套至少应有40mm的重叠量。
还应考虑到在最大耕深和提升到最高位置时,机架和旋耕刀不碰到拖拉机。
图3-4 拖拉机----三点悬挂旋耕机机组的机动图1- 拖拉机动力输出轴;2- 万向节伸缩传动轴;3- 旋耕机第一轴Hmax-最大提升高度;α1-万向节伸缩传动轴与拖拉机动力输出轴的夹角;α2-万向万向节伸缩传动轴与旋耕机第一轴的夹角三点悬挂式旋耕机能与多种的拖来及配套,所以决定使用三点悬挂的方式进行悬挂旋耕机。
3.2.2 旋耕机与拖拉机的配置旋耕机相对于拖拉机有正,偏二种配置形式。
一般与大中型拖拉机配套的旋耕机的耕幅超过拖拉机后轮(或履带)外缘间距10cm以上时采用正配置,与中小型拖拉机配套的旋耕机,一般采用偏配置。
目的足消除轮毂,使地表与中小型拖拉机配套的旋耕机,一般采用偏配置。
目的足消除轮毂,使地表平整,耕幅超出轮胎(或履带)外缘的距离C应大于5-10cm,耕幅窄的取最小值。
为了适应旋耕机的折叠,采用正配置的放置方式,同时也可以与大型的拖拉机配合。
3.2.3 耕幅的计算为了适应国内的一般拖拉机的功率和设计的旋耕轴转速200-260r/min,前进速度为2-5km/h,拖拉机功率为88.2KW,旋耕机耕幅与拖拉机功率之间有以下经验关系:B=0.26—0.29√N式中B—旋耕机耕幅(m)N- 拖拉机发动机的额定功率(KW)B=0.29*√88.2=2.8m所以得到耕幅为2.8m。
3.2.4 旋耕机的传动和变速三点悬挂旋耕机有中间传动和侧边传动二种形式。
中间传动系统由万向节伸缩传动轴和中间齿轮箱组成;侧边传动系统由万向节伸缩传动轴,中间齿轮箱和侧边传动箱组成图(3-5)。
图3-5旋耕机传动a 侧边传动b 中间传动1- 万向节伸缩传动轴2- 旋耕刀轴考虑到旋耕机的折叠情况,采用中间传动,将齿轮箱安在旋耕机中间部分。
a 万向节伸缩传动轴(农用万向节传动轴)万向节伸缩传动轴是将拖拉机动力传递给三点悬挂旋耕机的传动件,它能适应旋耕机的升,降而变化的夹角和长度。
由于旋耕机作业时承受变载荷,工作条件严酷,因此万向节伸缩传动轴的关键部分---十字轴应具有足够的强度和可靠性。
一般使用载重卡车用十字轴总成。
按标准规定的安全技术要求,农用万向节传动轴应带塑料防护罩。
b 中间传动齿轮箱拖拉机的输出动力经万向节伸缩传动轴传给圆锥齿轮副减速并改变方向后,经三个圆柱齿轮传递到输出轴,带动刀刀轴分为左,中,右三个部分安装在齿轮箱两侧。
这种齿轮箱结构特点是布局紧凑合理,传动路径短,以其为核心部件形成旋耕机对称机架,刚性较强。
适用于宽幅旋耕机。
缺点是箱体宽度内不能布置旋耕刀,会出漏耕带。
3.2.5 卧式旋耕机的机架结构中小型卧式旋耕机的机架主体都是由中间传动箱体,左右主梁,侧板和侧边传动箱体(或双侧板)组成的倒U型平面结构,且基础件由左右主梁与中间箱体分段联结组成,虽然结构简单紧凑,但强度和刚性一般。
对于本次的设计,为了达到折叠的要求,机架要分为三部分,左,中,右,要连接,且可以实现可以回转,满足折叠要求,机架与刀轴连接要有轴承槽。
图(3-6)。
图3-6平面框式机架示意图根据耕幅的要求和折叠的功能要求,中间的机架长度定为2m,宽度定为700mm,采用焊接钢材,同时在两端要焊接销连接的栓,两端下部分焊接支架。
三点悬挂式旋耕机总体布置如图(3-7),为中间传动旋耕机,传动箱前下方装有消除漏耕的小犁体。
图 3-7 旋耕机三点悬挂三点悬挂有U型框架式,A型框架式,连杆式和杆式,每种挂接器的尺寸必须符合GB17121的相关规定,四点刚性挂接器,可以将机具刚性的固定在拖拉机。
本设计中机架将采用A型框式挂接器如图(3-8),国标GB/T17127.1-1998规定了U型框架式挂接器的尺寸及与机具有关的尺寸。
根据农业机械设计手册上册表1-4-5和表1-4-6可得:挂接器立柱销垂直距离h1为687mm;下连接销内肩间距L1为1168mm;下连接销内肩外间距L2为1361mm; 挂接器立柱销直径为30mm;图 3-8 A型框架3.3 卧式旋耕机的运动参数3.3.1 旋耕刀的运动轨迹,旋耕速度比和耕层底部凸起高度正转旋耕机作业时,旋耕刀上各点的运动轨迹均为余摆线。
刀端点的运动轨迹图(3-8)可用下列方程式表示:X=Rcosωt + v m tY=- Rsinωt式中v m- 机组前进速度(m/s)R- 旋耕刀的回转半径(mm)ω- 旋耕刀的回转角速度(rad/s)ωt –旋耕刀的转角(rad)旋耕刀端点的回转切线速度与机组前进速度之比定义为旋耕速比λ:λ= Rω/v m带入上式得X= R(cosωt + ωt / λ)Y=-R sinωt上述公式表示,当λ值不同时,旋耕刀的运动轨迹和切削土壤的形状各不相同,旋耕速比越大,切土节距越小。
根据本课题的设计要求,根据计算的公式λ= Rω/v m其中R根据国标去IT245 为245mm,根据旋耕的转速n=200-260 rpm,ω=20.2 rad / s ,前进速度为5 km / h。
所以λ=245 * 0.02 / 1.4 = 3.5耕后耕层底部出现波浪形的凸起,其高度α1 除与旋耕速比λ和旋耕刀回转半径R 有关外,还与旋耕刀轴单元切屑区域内圆周设置的刀片个数Z 有关,其关系如下:α1 / R=1-cos{ ∏ / Z (λ-1 ) }旋耕机刀轴单元切屑区域内圆周设置刀片个数Z=2时,凸起高度比较适中,同时对于旋耕速比8.75也是可以适用的。
3.3.2切土节距和碎土质量土垄的水平纵向厚度S称为切土节距,可用下式计算:S=6000 v m / nz=∏R / 5 λ z式中v m –机组前进速度(m/s)R –旋耕刀的回转半径(mm)n –刀轴转速(r/min)根据已知条件和公式可以计算得出:S=3.14*245/5*3.5*2=9cm切土节距的大小直接影响碎土质量和耕地平整度。
由上述公式可知,降低机组前进速度,提高刀轴的转速和增加每切削小区内的刀片数,都能减小切土节距,提高碎土质量。
但是机组前进速度过慢,生产率降低;刀轴转速过快,功率消耗大;刀片数增多,刀间的空隙小,容易堵泥缠草。
因此切土节距不能选择过小。
同时切土节距加大时在一定的耕深α的情况下,耕层底部未耕的凸起高度,即耕底不平度也加大。
根据设计要求以及使用的场合,决定选取切削节距为9 cm。
3.3.3 旋耕刀有效隙角的验算如图(3-9)所示,旋耕刀正切刃在切土过程中如果隙角≤0°,则外磨刃面或与未耕土接触,或挤入未耕土中,增加功率消耗,严重时甚至使旋耕机剧烈跳动,耕深变浅,以致不能正常工作。
因此推荐旋耕刀作业时的有效隙角取1°- 3°,有效隙角的验算方法:△ε= △ε1- △ε2式中△ε1- 公称隙角△ε2- 无效隙角公称隙角△ε1 是与旋耕刀正切刃设计参数公称切土角v,刃角i v运动参数有关的变量。
图3-9 公称起土角与公称隙角ε1 = v -θ- i式中v –旋耕刀正切刃的公称切土角,GB/T5669-1995中规定的IT245和IT260 旋耕刀的V值分别为40°和37.5°θ - 圆周切线与余摆切线的夹角i v - 旋耕刀正切刃纵向截面上的刃磨角上式中v和i v 为定值,θ值则为变量。
由式子可以看出θ值增大,则△ε1变小。
θ角是随着旋耕速度比和旋耕刀回转瞬间位置而变化的变量θ= arctg { √k (2-k) / λ-1+ k }式中λ- 旋耕速比K- 瞬间位置刃口至耕底的距离d'与刃口回转半径R的比值,K=d/R 该设计中耕深为14cm,当外磨刃面回转到地表入土位置时,计算得刃口与耕底距离d'=13.2cm,k=0.539,所以计算得θ=16°17′△ε1 = 3°43′在旋耕刀切土的过程中θ角在不断变化,当刃口至耕底的距离为d'=(λ-1)/λ,即K=(λ-1)/λ时,θ角达到该速比下的最大值,θmax = arctg(√λ2 -1/λ2 -1),但通常耕深d<R(λ-1)/ λ,故验算时所取的θmax角为刃口处于地表入土位置时的数值。
无效隙角△ε2 是旋耕刀正切刃外磨刃面成为余摆线的弦时,该弦与余摆线切线构成的夹角图(3-10)图3-10无效隙角△ε2 = arcsin (h′ / 2ρ)式中h′—纵向截面上外磨刃面的宽度ρ —余摆线的曲率半径根据上式带入计算:△ε2 = arcsin ( h ′/ 2ρ) = 1°49′△ε= 1°54′验算结论是:IT245旋耕刀在许可工作条件范围内使用,其最小有效隙角为1°54′,不会发生外磨刃面干涉未耕土现象,其设计是合理的。