1G-100型稻田旋耕机结构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 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。 本 设计 为 一台稻田旋耕 机，与黄海 12 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。 分析了 现有的水旱旋耕机 ，对 耕幅为 耕机进行了探讨 。 本设计 与黄海 12 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。 关键词 : 稻田旋耕 机 ； 传动系统 ；驱动轮性能 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he to it of If it be it s It to of a s as is a it 12 (15) of of on .6 m, is 12 (15) It so It it of be s of of of of of so a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 目 录 摘 要 . I . 一章 绪 论 . 1 目的和意义 . 1 国内外发展的现状与趋势 . 1 旋耕机设计的主要内容 . 4 第二章 总体设计 . 5 设计依据 . 5 设计方案 . 5 设计要求 . 6 中间链传动结构方案的设计 . 6 传动结构的设计 . 7 主要结构的分析设计 . 8 旋耕刀轴的位置的设计 . 8 尾轮机构位置的设计 . 8 机组平衡性能 . 9 定刀齿的布置 . 9 第三章 旋耕机的设计计算 . 10 主要结构参数的计算 . 10 耕深 H 和刀滚半径 . 10 机组前进速度. 10 刀片运动参数 S、和 . 10 功率及耕副宽度的计算 . 12 旋耕刀滚的设计 . 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 弯刀结构设计的确定 . 15 刀座间距 b 和弯刀总数 z 的设计和计算 . 15 弯刀在刀轴上的优选排列设计 . 16 双油封和挡草圈的设置 . 17 旋耕机主要技术规格及基本参数 . 17 第四章 链传动的计算与强度校核 . 18 链传动的设计计算 . 18 链轮及犁刀传动齿轮设计计算 . 20 轮的设计计算 21 犁刀传动齿轮设计计算 . 22 链传动的强度的磨损核算 . 23 传动轴的强度计算和疲劳强度校核 . 24 滚动轴承的计算和选择 . 28 轴承假定载荷 Q 值的计算 . 28 轴承工作能力系数 C 的计算 . 29 轴承选用 . 29 结 论 . 30 致 谢 . 31 参考文献 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . I . . 1 . 1 of at . 1 . 4 . 5 . 5 . 5 . 6 in . 6 . 7 of . 8 . 8 of . 8 . 9 of . 9 . 10 of . 10 . 10 . 10 , . 10 . 12 of . 15 to . 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of . 15 in of . 16 . 17 . 17 . 18 of . 18 . 20 21 of . 22 . 23 . 24 of . 28 Q . 28 to of . 29 . 29 . 30 . 31 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 绪 论 目的和意义 手扶拖拉机在我国农村普遍使用， 与其配套的旋耕机是主要耕地机械，它与烨犁耕作相比具有切土效果好、碎土能力强等特点，深受广大用户青睐。口 前 市 场 上 ， 配 套 12 马 力 手 扶 拖 拉 机 的 旋 耕 机 刑 号 较 多 ，如 :1 1，其中 1为老式旋耕机，其它刑号都是近些年来衍生出来的新式产品。随着科学技术的 不 断进步， 这 些新的技术在旋耕机上得到了应用，如 :节能旋耕刀的应用，使用计算 机 对犁刀轴进行优化排列等，使旋耕机的功耗大大降低。 新式旋耕 机 基本解决了老式旋 耕机存在的二个问题，是增加了幅宽，能够覆盖拖拉机轮辙，提高了作业性能 ;二是增加了旋耕机的品种和用途，如 :出现了破华盖籽机、旋耕播种机和埋青灭茬机等，能够满足多种农艺要求。同时，新式旋耕机也存在二点小足，是刑号较多，参数各异，小具有 互 换性和小便于标准化生产 ;二是功能较单，没有形成机多用的特色。针对以上二点小足，本文设计种多功能宽幅旋耕机，主要设计内容是 :选择最佳参数，使之科学化、合理化 ;实现机多用，使之既能旋耕、破 土 又能播种施肥和埋青灭茬等 ;尽叫能在老式旋耕机的基础上改进设计，以保留部分零件的原形，降低 制造成本。 6 国内外发展的现状与趋势 旋耕机的发展至今已有 150 多年的历史，最初在英、美国家由 3 一 4要用于庭园耕作，直到 L 型旋耕刀研制成功后，旋耕机才进人大田作业。 20 世纪初，日本从欧洲引进旱田旋耕机后，经过大量的试验研究工作，研制出适用于水田耕作要求的弯刀，解决了刀齿和刀轴的缠草问题，旋耕机得到了迅速发展。 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买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 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。 1 旋耕机械是我国 主 要耕作机具之一。当前全国生产和推广使用的乎扶拖拉机和轮式拖拉机配套旋耕机产品有 300 多种，保有量 400 万台，秸秆 还 田机 60 多万台。目前，在南方水川耕整地作业中旋耕机应用比例己占 80%。北方的水稻生产、蔬菜种植和旱地灭茬整地也广泛采用了旋耕机械。近儿年来我国政府对农机实行购机补贴，把旋耕及其旋耕播种等复式作业机具产品纳入了国家与地方则政补贴产品目录中，旋耕机的保有量得到较快增加。旋耕机械生产企业也由儿十家发展 到 200余家，生产旋耕机械配件的企业近 300家。旋耕机产品的品种由 20 多个发展到 300 多个、零配件 500 多个。产品功能也由单一发展到复式联合作业。 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 。 经过半个多 世纪的努力，中国机械工业已经逐步发展成为具有一定综合实力的制造业，初步确立了在国民经济中的支柱地位。 在新的世纪里，科学技术必将以更快的速度发展，更快更紧密得融合到各个领域中 ,而这一切都将大大拓宽机械制造业的发展方向。 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，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 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的要求，产品宙同，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 。 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，都需要更新和添置大、中型旋耕机。国内旋耕机械的发展趋势卞要有儿个方面。 一是向多品种、系列化方向发展。为了抑制生态环境恶化，保障农业可持续发展，我国西北 3300 万公顷十旱耕地上 正 在大 力推广机械化旱地保护性耕作 旱地保护性耕作卞要农艺特征是秸秆残茬全部还川，覆盖地表层，少耕免耕施肥播种，需要深松型旋耕机、浅 耕型旋耕机、免耕播种机等。 二 是向宽幅、高速、高效联合作业发展。随着农村经济的发展，土地流转的推进，经营规模将逐步扩大，小机具将逐步失去竞争优势。市场上有些大的旋耕机产品虽然在名义上可以配套 瓦拖拉机，但实际上因受传动系统强度及结构尺寸、机架结构强度的局限，配套合理范围仅达 48千瓦拖拉机。耕深亦局限在旱耕 1216 厘米，水耕 1418 厘米。随着我国东北和沿海农垦系统水稻集约化、规模化生产的发展，川块面积扩大，需要高效率、高效益的水川耕整用宽幅高速型旋耕机、逆旋灭茬旋耕联合整地机及多功能联合 作业机。由于复式作业具有高速、节能、成本低，减少作业次数、缩短作业时间等优点，大中型、联合化将逐步成为 主 流，也是未来旋耕机械发展的必然趋势。 三 是向自动化、智能化方向发展。为特种作物和果园等地生产液压传动、仲缩、折叠自动控制旋耕机。河南豪丰开发的智能免耕施肥覆盖旋播机首次将数显技术、远红外技术和信息技术运用于旋耕机产品，开旋耕机智能化先河 。 四是向微型化方向发展近两年微耕机包括耕整机和川园管理机等产品发展势头迅猛，该系列产品 正 处于高速发展时期。 2 当然机械制造业的四个发展趋势不是单独的，它们是有机的结合 在一起的，是相互依赖，相互促进的。同时由于科学技术的不断进步，也将会使它出现新的发展方向。前面我们看到的是机械制造行业其自身线上的发展。然而，作为社会发展的一个部分，它也将和其它的行业更广泛的结合。 21 世纪机械制造业的重要性表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。 近两年，各旋耕机械生产企业和科研院所加大 了技术创新，知识产权保护意识也明显增强。 2005 年国家知识产权局公布的旋耕机械及配件发明专利4 项，实用新型专利共 31 项。 2006 年旋耕机械及配件发明专利 2 项，实用新型专利共 24 项。 2007 年旋耕机械及配件发明专利 12 项，实用新型专利共 84项。 2008 年旋耕机械及配件发明专利 9 项，实用新型专利共 25 项。 2 旋耕机设计的主要内容 本设计为 一台水旱两用旋耕机，与黄海 12 马力手扶拖拉机相匹配，主要用于水田 旋耕 ，也可进行旱田耕作。现有的水旱旋耕机是耕幅为 的老式机型，而本 毕业 设计的 旋耕机耕幅为 1 米。随着我国农村联合收割机的普遍使用，机割后废抛的秸杆留在田中，会给夏季插秧带来很大困难。因此，研制经济高效的宽幅水田旋耕机将深受广大农民群众的普遍欢迎。 与黄海 12 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 旋耕 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第二章 总体设计 设计依据 a、 设计相配套的黄海 12 马力手扶拖拉机有关技术数据； 动力输出轴传速： 554 转 /分；输出齿轮模数： 3 齿数： 17； 轴距（ 800， 740， 630， 570 可调 ； 轮胎宽度： 200轮外径： 600轮（水田用）外径： 800 动力输出齿轮中心轴离地高度： 410轮）； 行驶速度（ km/h）： b、 旋耕机耕幅为 1 米 ； c、 耕耘机械国家标准： 耕机 ； d、 开沟机械国家标准： 7227 1987 开沟机； e、 产品寿命：按 5 年，每年工作 800 小时计算。 设计方案 我设计的是一台 稻田旋耕 机，与黄海 12（ 15）马力手扶拖拉机相匹配。主要用于水田耕作，也可进行旱田耕作。为达到水旱两用旋耕机体积小，重量轻，性能好，操作容易，转动方便，适应性广泛，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，设计主要内容有： a 总体设计：设计总体方案，采用中间链式传动；绘制总装图、 部件图 。 b 零部件设计： (a) 旋耕部件图； (b) 尾轮部件图； (c) 传动轴、 齿轮、链轮、箱体 等零件图； (d) 有关计算、校核等。 a)、 调研、收集相关资料，研究国内外各种旋耕机械的现状与发展趋势，结合实际情况，拟定结构方案。 b)、 与黄海 12 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。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 该机可用于水田 旋耕 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。 c)、 编制设计计算说明书等文件。 设计要求 a、 设计时考虑加工工艺性和装配工艺性，尽可能使用标准件、通用件，以降低制造成本。 b、 通过采用中间传动的形式，省去左右支臂结构，以降低制造成本和解决防滑轮与左右支臂相碰的问题。 c、 与手扶拖拉机采用左右对称配置 ,以覆盖拖拉机全部轮撤，提高作业质量。 d、 国内原 600耕机链条箱体的无效半径为 95设计的链条箱体的无效半径拟定为 75样，在保持同样耕作深度的情况下，可使用低一个档次的小旋耕半径的国家系列的旋耕刀。以降低旋耕作业时的功率消耗，确证其宽幅机具的总功耗 与主机动力相匹配。 e、 产品应能满足农艺要求， 各项 性能指标达到国家标准。 f、 要求该机与 手扶拖拉机固定联接，旋耕作业应能覆盖拖拉机轮辙。 g、 设计时注意重心位置，与主机联接后尽可能达到前后平衡。要求刀轴转速与机组前进速度配置合理。犁刀的入土角以及刀座排列采用优化设计，以达到节能的效果。 h、 设计一个主传动系统和旋耕、尾轮两个组成部件，通过换装不同的行走轮以实现。 i、 力求结构简单可靠，使用安全方便，旋耕犁刀不得与铁轮相干涉。 j、 设计时考虑加工和装配工艺性，尽可能使用标准件、通用件，以降低制造成本。 中间链传动结构方案的设计 为了克服侧边传动方案存在轮子压已耕地留有轮 辙和漏耕严重，机组偏移布置力不平衡，操作与走直性能较差等缺陷，故设计了整机受力匀称，刚性好的中间链传动结构方案。考虑到改机构为一米工作幅宽，刀轴单悬臂不买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 到 50 厘米，并可从一把定刀齿滑切破土，利用左右弯刀对土壤的撕裂作用，基本上看不到明显的漏洞。而中间链传动结构方案可使机器面貌全新，既能增加工作幅宽，受力匀称，提高与手拖配套的合理性，又能使结构极为简单、紧凑，有利于机组的对称布置与纵、横向平衡，能降低功耗，减轻重量，改善工艺，降低制造成本。由于链条热处理质量的不断提高和设计有新颖技术结构的链条自动张紧机构，可 以保证链传动在旋耕机工作中的可靠性能。而链传动比齿轮传动有大为简单，价格低廉等优点，故设计采用了中间链传动方案，对样机的性能、指标、，特别是经济效益有明显的提高。 传动结构的设计 该旋耕机的主要由中间传动箱体、左右刀轴管、机架、尾轮机构、乘座装置和防护罩等 六 个部分组成，结构示意图如图 2动力传动路线示意图如图 2 1234 56图 2体结构示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 2力传动路线示意图 主要结构的分析设计 旋耕刀轴的位置的设计 旋耕刀轴的位置，是在保证拖拉机下水田配置有直径 900 毫米的碎伐轮时没有干涉，并留有间隙 24 毫米和满足耕深的条件下，通过作机动图找到最佳的位置设计而成。 尾轮机构位置的设计 本设计借用了原 旋耕机的尾轮机构，仅是和现有的新结构机架重新布置其位置和联结。在保证机组能满足最大耕深和要求的运输间隙为前提，通过作机动图找到的最佳位置设计而成。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 机组平衡性能 由于该机组的结构布置和刀齿 入土都为左右对称，受力均匀，横向平衡较好。该机采用中间链条传动，结构极为简单、紧凑，旋耕机重量明显减轻，故有机组的纵向平衡较好。工作时尾轮的下陷和压力较小，功率偏低，转向灵便。 定刀齿的布置 在中间传动箱体厚度为 6位，因两边旋耕刀齿不能进入，单靠土块的少量撕裂作用不能达到作业质量和要求，故设计了在该传动箱体下方，配置有一把 2 厘米厚滑切固定刀齿，先将中心线处滑切劈破，再让两侧的旋耕刀齿对剩下的各有 2 厘米宽之土带进撕裂和翻修，然后被碎土覆盖，从而基本上克服了该部位的漏耕。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第三章 旋耕机的设计计算 主要结构参数的计算 耕深 H 和刀滚半径 稻 要求浅耕，一般为 6春耙水田，要求耕作层上细下松，表面平整，土壤通气性好。耙深一般为 8此采用较小的刀滚回转半径98能满足我省农艺对耕深的要求，又能降低扭矩和功率消耗。该机设计有最大耕深为 ;H 旱 =10 水 =12配有尾轮调节装置，可以作无级调节使用。 机组前进速度 旋耕机组前进速度 要由拖拉机的工作档位和行走轮的直径而定，同时还受土壤打滑率的影响。该机旱旋耕时有直径为 的胶轮或旱地轮，用 、 档位工作，水旋耕时装有 的碎伐轮，可用、档位工作。 表 3机组在田间实测速度 机组作业档位 胶轮直径（ m）旱耕 Km/h) 碎伐轮直径（ m）水耕 Km/h) 刀片运动参数 S、和 刀n 切土节距 S 决定旋耕机作业质量的主要参数。旋耕机的作业质量必须满足农艺要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 公式 2 m a x / 6 0 / n c V 刀 （ ）(3式中： 最大刀滚半径 b（ 刀n 刀轴转速 速比系数 Z 每切削平面内的刀 齿数 公式 0/ m a x 刀 (3式中：m/s） 机组前进速度（ m/s） 从公式可以看出，在刀滚最大回转半径 同一切割小区内刀齿数Z 确定后， S 就取决于速度比系数 。此时， 又取决于刀轴转速刀V 。所以，对于旋耕机运动参数的作业质量，最终取决于刀V 的选取。 从大量的实验资料可知，刀轴转速较高时，即 值较大，所得切土节距S 值较小，碎土性和沟底纵向不平度都较好。但功耗也随之抛土、劈土能力增强而显著增加，故 值不能过大。根据手拖旋耕机的情况，一般取 =3大量实验资料得知，在我省粘重土壤进行直旋耕作业，一般以h, 刀n =160S=8好。若犁后耙水田，以h, 刀n =200S=14能满足农艺要求。有根据我国有关旋耕机科研成果资料介绍，直接