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双动力微型耕作机械研究与开发说明书[带图纸].doc

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双动力微型耕作机械研究与开发说明书[带图纸].doc

键入文字目录第一章绪论.................................................................................................................................................11.1微型耕作机械的发展历程与特点..............................................................................................21.2微型耕作机械的应用现状..........................................................................................................21.3微型耕作机械的发展趋势..........................................................................................................51.3.1微耕机的发展趋势.............................................................................................................51.3.2我国微耕机发展存在的问题.............................................................................................51.4微型耕作机械的市场前景分析..................................................................................................61.4.1中国微型耕作机市场分析.................................................................................................61.4.2市场前景.............................................................................................................................71.4.3发展思路.............................................................................................................................71.5本次毕业设计的意义和目的..........................................................................................................8第二章微型耕作机原理及设计方案选择.................................................................................................92.1整机结构及工作原理....................................................................................................................92.2微型耕作机的设计方案................................................................................................................9第三章双动力微型耕作机的机构设计计算...........................................................................................113.1设计的原始数据..........................................................................................................................113.1.1旋耕机主要技术参数.......................................................................................................113.1.2减速器主要参数...............................................................................................................113.2设计计算书..................................................................................................................................113.2.1动力源的选择...................................................................................................................113.2.2带传动设计.......................................................................................................................133.2.3链传动设计.......................................................................................................................243.2.4机架设计...........................................................................................................................283.2.5轴的校核...........................................................................................................................303.2.6轴承的校核.......................................................................................................................343.2.7履带行走机构计算...........................................................................................................34第四章总结...............................................................................................................................................37参考文献.......................................................................................................................................................39致谢...............................................................................................................................................................412第一章绪论我国在蔬菜生产上所利用的大棚源自廿世纪30年代。我国园艺学科的奠基人吴耕民先生在杭州览桥园艺场设置木框玻璃覆盖温床,开创了夏菜玻璃温床育苗技术,后来改木框为土墙。到了50年代后期,杭州市蔬菜研究所原杭州市蔬菜试验场采用玻璃土温室栽培番茄、辣椒。60年代,从日本引进塑料薄膜,开始应用塑料薄膜进行小拱棚栽培蔬菜。60年代后期、70年代初,塑料中小棚开始在各地推广,主要在冬春季育苗及果菜类蔬菜的早熟栽培同期,占地约667平方米的简易钢架塑料大棚在长春市投入使用,而后上海等地也开始生产钢架大棚用于种植蔬菜。值得一提的是,1974年杭州市江干区首次利用竹架塑料大棚栽培蔬菜获得成功,这为大棚的迅速发展起了重要作用。但是,从20世纪30年代至70年代,我国的大棚蔬菜生产仅仅处于探索阶段,特别在我国南方地区,并未形成规模。目前所使用的大棚实际上开始于20世纪80年代初,这是以装配式镀锌薄壁钢管大棚的开发成功为标志的。但由于当时处于计划经济时代,大棚的推广经历了一个艰难的过程,这不仅因为广大菜农对塑料大棚的优越性不甚了解,人们对大棚的性能未充分认识和掌握,而且与昂贵的价格有关菜农的经济实力较低,另外,大棚蔬菜生产的配套技术尚不完善以及南方地区冬春季的气候特点等均在一定程度上影响了大棚的大面积发展。所以,在我国南方地区,大棚的推广经历了菜农被动接受到主动要求这样一个质变的过程。到了80年代后期,特别是90年代初,随着我国市场经济体制的确立,以及农村种植业结构的调整,大棚蔬菜得到了飞速发展。浙江省的大棚发展过程可以说是我国南方地区大棚发展的一个缩影。目前我国南方地区的大棚面积已经发展到了前所未有的程度,如上海市有2000公顷,江苏省有60000余公顷,整个南方地区的大棚面积已达到15万公顷以上。大棚的耕作是大棚蔬菜种植生产过程中第一道工序,也是保证大棚蔬菜丰产丰收的一个关键环节。大棚人工耕作的劳动强度大、作业量大,而且效率低。随着农村产业结构的不断调整,温室大棚面积的不断增加,人工耕作的缺点更加凸显。微型耕作机是近几年发展起来的一种微型机动耕作机械,其主要特点是施耕和除草作业时,工作部件与行走装置合二为一,其机具体积小,操作简单,机动灵活,可广泛用于大棚、菜地、果园等小块地作业,配上相应农具可完成犁耕、播种、开沟、覆膜、起垄和运输等牵引作业,也可抽水,喷药等固定作业。其耕作不仅能够提高生产效率,减少农民劳动强度,还可以提高作业量,节省劳动时间,不务农时,适时种植,据有关统计显示可提高工效5倍以上,特别是在淡季,蔬菜能提前上市,经济效益可提高24倍,实现节本增效,具有很高的社会和经济效益,大大增加了农民的收入。发展机械化耕作业也是实现农业机械化的一个重要方面,对于推动农业产业结构调整,拉长农业产业链,提高农业资源利用率,大幅度提高农业产出,增加农民收入,具有重要战略意义。同时使劳动生产率双动力微型耕作机的机构设计计算3大大提高,也减轻了农民的劳动强度,增加了农民的收入,推进了农村产业化、农业机械化的发展进程。1.1微型耕作机械的发展历程与特点我国的设施农业起步较晚,但发展较快,微型耕作机的开发生产有30多年的历史。在20世纪70年代生产的微型耕作机的主要功能仅限于稻麦作业的犁耕、旋耕和收割等20世纪90年代,随着种植业的发展,特别是经济作物种植和蔬菜大棚的推广,微型耕作机的功能扩展到深旋耕、辅膜、中耕除草、地下收获等。其产品品种已达20多种。我国很早就开始了微耕机的开发,但由于多种原因没有形成产品,直到20世纪80年代未和90年代中期,随着土地联产承包责任制的发展、农民收入的提高及我国小型柴油机和汽油机趋于成熟等,我国多功能微耕机的发展开始起步。这一时期,主要是仿照国外产品,但由于材料、热处理工艺和国外的差距,所以刚开始时齿轮箱和刀具部分存在的问题比较多,微耕机工作不长时间,齿轮箱就发热严重、漏油或齿轮损坏,还有旋刀不入土、刀片易断裂等故障。20世纪90年代中期至2001年,随着我国农村种植结构的调整,工厂化设施农业的迅猛发展,经济类作物种植面积的增加及农民收入的继续提高,我功能微耕机有了一个较大的发展。这一阶段,除了许多农机厂和农机研究所外,一些发动机厂、拖拉机厂、机床厂、林业机械厂、汽车配件厂和摩托车厂等也都纷纷涉足微耕机行业。如安徽长江农业装备股份有限公司安徽六安手扶拖拉机厂生产长江系列田园管理机,山东常林集团山东手扶拖拉机厂生产沭河系列耕耘机,浙江四方集团公司浙江省永康拖拉机厂生产四方系列管理机,东风农机集团公司常州拖拉机厂、福建拖拉机厂、广西南宁手扶拖拉机厂等也开始生产微耕机,就连重庆的3大摩托车生产厂嘉陵、隆鑫和宗盛也都先后涉足微耕机。据估计,仅山东省2000年生产微耕机的企业就超过了30家,到2001年底全国生产微耕机的厂家达100多家。众多厂家依据自身的特点开发和生产不同类型的微耕机,有的还根据当地农作物的种植特点给微耕机增加了一些新功能,比如开发了一些用于套种的配套机具等。从2002年起的约5年内,我国的微耕机应该处于成熟阶段。机型和质量将基本稳定,生产厂家的数量也将趋于稳定。微型耕作机具有先进的耕作技术、多功能的优势、小巧灵活、适应温室大棚和果园林间等小地块作业、安装拆卸方便、使用收益高等特点。1.2微型耕作机械的应用现状改革开放以后,广大农民的经济生活水平逐渐提高,同时农村剩余劳动力向工业、城市转移,促使农民生活水平迅速提高,这样又激发了农民购买使用微型耕作机的热情。据不完全统计,到目前为止,全国研究开发的单位大约有30多家,但生产规模都4不大,最高年产量均未超过3000台,大部分在试生产和小批量生产中。就目前全国的年总产量来看,耕作机还不足2万台。我国微型耕作机开发生产有30多年历史,在20世纪70年代生产的微型机主要功能仅限于稻麦作业的犁耕、旋耕和收割等。到20世纪90年代,随着种植业的发展,特别是经济作物种植和蔬菜大棚的大力推广,微型耕作机的功能扩展到深旋耕、铺膜、中耕锄草、地下收获等。其产品品种已达20多种,具有代表性的机型见下表。序号型号配套动力(kW)生产厂家主要功能11GXZ504.2kW汽油机浙江宁海粮食机械厂旋耕、播种2LT兰天4.41kW柴油机广西兰天集团公司旋耕、犁耕、喷灌3WGJ563.68,4.41kW柴油机胶州青骏农机厂旋耕、犁耕、播种41ZD202.2kW柴油机湖南耒阳插秧机厂水田犁耕、耙5多面手4.41kW柴油机北京市农机技术开发公司旋耕、犁耕、收割6KM4.41kW柴油机无锡华源凯马机械有限公司旋耕、犁耕7禾丰3.68kW柴油机天津静海兴盛机械厂旋耕、犁耕、碎土8博昌牌山东博昌农机股份有限公司旋耕、犁耕、铺膜9亚细亚5.1kW柴油机韩国旋耕、犁耕、铺膜10小牛5.1kW柴油机台湾元凯机械公司旋耕、中耕11JN314.41kW柴油机广西容县微型手持拖拉机厂犁耕、耙田12农丰4.41kW柴油机扬州苏扬机械厂旋耕、犁耕、中耕1341Y手扶4.41kW柴油机河南三门峡农康拖拉机厂旋耕、犁耕14SF53.68kW柴油机浙江四方集团公司旋耕、中耕151Z1054.41kW柴油机重庆合盛工业有限公司旋耕、开沟、抽水16佳毫4.41kW柴油机福州柴油机总厂旋耕、犁耕1751CA4.41kW柴油机上海市农机研究所旋耕、犁耕18JC64.41kW柴油机金坛柴油机有限公司旋耕、犁耕、地下收获盐城市农机化研究所微耕机目前在国内生产和销售的机型主要有两款一款是由风冷汽油机或水冷柴油机作为动力,皮带或链条式齿轮箱作为传动装置,配以耕作宽度为5001200mm的旋耕刀具,价格一般在20003500元之间,经济性较好,但多用途扩展能力有限,结构也较为简单,适合经济条件较差,用途较为简单的地区使用。生产厂家主要集中在山东、重庆、湖南、河北、湖北、四川等地。双动力微型耕作机的机构设计计算5另一款是由风冷柴油机或大马力风冷汽油机作为动力,全轴全齿轮牙箱作为传动装置,配以耕作宽度为8001350mm的旋耕刀具,价格一般在45006000元之间,整机采用齿轮传动,动力无损,耕幅宽,耕深深,适应性强,各种土质均能适应,部件钢性好,使用寿命长。变速箱体采用球墨铸铁精铸毛坯加工令强度更高,使用寿命更长。离合方式采用摩擦片式离合器,可轻松实现换档,倒档等功能。该类机型价格较高,但扩展能力出众,配备相应农具可完成旋耕、犁耕、播种、脱粒、抽水、喷药、发电和运输等多项作业,能实现真正的多功能多用途。生产厂家主要集中在重庆、湖北、云南、四川等地。目前,微型耕作机的形式各种各样,但功能大同小异,由于其体积相对较小,使得在狭小的空间、温室大棚和果园林间特别是在设施农业中应用相对集中广泛。但到目前为止,国内应用仅限于此,对于城市建设、社区管理、营林植树、园林园艺等使用领域几乎是空白。城市建设社区公共服务建设及绿化营林中使用机械化水平低下,市场提供的机械设备极度匮乏和薄弱,特别是适合人群居住的城镇和社区建设的低噪音、低污染排放符合环保要求的微小型多功能机械尚属空白。中国的设施机械发展较慢,作用机械应用较少,作业机具的配置水平不高,多为借用现有陆地用小型耕作机械。由于其机构大、适应性差、生产效率低、作业质量差、种类少,甚至有些是空白和价格偏高等问题,不易为广大农民所接受,均未得到很好推广应用,远远不能满足当前设施农业发展的需要。1.3微型耕作机械的发展趋势在国外,如日本、韩国、美国、以色列等国家在发展温室的过程中对温室作业机具进行了研究推广和应用。许多温室内作业项目均已实现了机械化,尤其是耕作机械,作业性能稳定、功能齐全、小巧轻质,广泛地应用于设施农业和农田作业方面。但是从目前中国直接进口的使用情况来看,普遍存在价格偏高、维修服务弱,难以适合中国实际使用情况,很难广泛应用。国内一些科研、生产单位也尝试开发了一些温室作业的小型作业机械和管理机产品。从技术上讲,有两种类型一是从国外引进样机,合作生产。这类机型一般比较先进,可配套多种机具进行作业,性能教优越质量较稳定,工作部件较齐全,返修率低,但价格较高,难以适应我国大量低窄小温室、大棚作业,仅限于少量地区试用,难以被广泛接受。二是国内自主开发,同时吸取有关先进机型经验,较能结合国情,价格较适中,结构一般都简单,功能相对较少。这类机型由于大多配用柴油机为动力,噪音、污染排放等问题难以解决,大部分仍处于试制或少量试生产阶段,性能不稳定、可靠性差,直接影响和限制了其应用与推广。中国小型手扶拖拉机经历了40余年的发展,以其低廉的价格、较稳定的性能,得到了广泛的应用和发展,为中国农

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