茶园旋耕机设计【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 湖南农业大学东方科技学院 全日制普通本科生毕业设计 茶园旋耕机 设计 F A N A 生姓名 ： 学 号： 年级专业及班级： 指导老师及职称： 湖南长沙 提交日期： 2011 年 5 月 湖南农业大学 东方科技学院全日制普通本科生 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计 诚信声明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，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成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . 1 关键词 . 1 1前言 . 2 . 3 . 3 . 3 2总体设计 . 4 . 4 . 4 . 5 确定 . 5 . 5 . 5 . 5 . 6 . 6 3传动方案 . 8 . 8 . 8 . 8 . 8 . 9 . 9 . 9 . 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 9 . 14 . 15 . 15 . 15 . 16 . 16 v ，确定润滑方式 . 16 . 17 4润滑方法 . 20 5联轴器的选择 . 20 6限深装置的设计 . 21 7结论 . 21 参考文献 . 22 致 谢 . 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 茶园旋耕机设计 摘 要 ： 我国的旋耕机 目前 不断配套新机具 、 增加新功能，在完善农用功能的基础上，逐步向城市园林、园艺领域扩展，如配套剪草、清雪、枝叶粉碎机具等；但暂未出现 专 用茶园 旋耕机 。本设计针对茶园作业环境 和 茶园作业要求，设计了一种小型茶园旋耕机用于松土、除草 和起垄 。该茶园 旋耕机的机构包括机架、 手 扶手，机架 上装有柴油机、 减速器、链轮 和耕作刀具。 由柴油机将动力输送给减速器，减速器降低转速后输出给链轮，链轮经链条传递给刀轴，来实现旋 耕刀的工作。 旋耕刀 旋转 、以铣切原理加工土壤的耕整机械，具有切土效果好、碎土能力强、耕作地表平整等特点，一次作业 可达到土碎地平 。 本 茶园 旋耕机可以爬坡，越埂、阶梯性强 ，适用 我国广大丘陵 和 山区 等地块小，高差大，无机耕道的 茶园作业 。 关键词 ： 旋耕机；茶园；耕作刀具；减速 器 of a in a is At of to of as a no of a of is to is to to to by of of it be of a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 1 前言 茶园 旋耕机是一种工作部件主动旋转、以铣切原理加工土壤的耕整机械，具有切土效果好、碎土能力强、耕作地表平整等特点，一次作业可达到土碎地平，在农业生产中得到了广泛应用 。 茶园 旋耕机是根据我国广大丘陵，山区，地块小，高差大，又无机耕道，而专门为茶园、丘陵坡地和 山区 作业而设计的。以小型柴油机或汽油机为动力，以整体式变速齿轮或皮带离合器作为传动，具有重量轻，体积小，结构简单，操作方便，易于维修，工作稳定可靠，使用寿命长，油耗低，生产效率高等特点。旋耕机的机构包括机架、可调高低扶手，机架上没有的柴油机或汽油机、以及驱动轮和耕作刀具 。旋耕机可以爬坡， 越埂 、 阶梯性强。广泛适用于平原、山区、丘陵的旱地、水田、 茶园、 果园等。能浅旋耕、犁耕、开沟 、除草、松土、起 垄。配上相应机具可进行抽水、 发点、喷药、喷淋、收割 、铺膜、打孔、碎草等作业。 茶园 旋耕机可以在 茶园等地方自由行使，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地的烦恼，是广大农民消费者替代牛耕的最佳选择，是大中型农机无法媲美的多功能旋耕机，是进入农民家庭最理想的小型农机，深受广大用户的喜爱。 茶园一般是山区、丘陵等地形，地势较为复杂。茶树与茶树之间间距一般为 图 1 所示。 图 1 茶园 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 究的目的和意义 目前我国没有专用茶园旋耕机，根据我国地形条件 ，很多地方都是丘陵、山区 ，其地形特点是地块小、高差大、又无机耕道； 大型农用机械进山困难，人力难于对茶园等复杂地形进行耕作， 所以设计茶园旋耕机来填补这块空白。茶园旋耕机 以小型柴油机为动力，以整体式变速齿轮箱或皮带离合器作为传动，具有重量轻，体积小，结构简单， 价格低 等特点。以帮助农民 提高工作效率 增产曾收，并减轻其劳动强度 ，便于存放和运输。 究现状 我国的旋耕机现应该处于成熟阶段。机型和质量将基本稳定，生产厂家的数量也将趋于稳定。目前国内厂家生产的旋耕机产品从地域上可分为南方型和北方型。南方机型结构形式以参照欧洲的机型为主，在旋 耕刀具方面又吸取了日本产品的特点，初期以水田作业为主，逐步发展成水旱兼用。代表机型为广西蓝天和重庆合盛等微耕机产品。北方机型以参照韩国和我国台湾的机型为主，代表机型有山东宁津通达机械厂生产的 3东华兴机械集团生产的列多功能田园管理机、北京多力多公司生产的 列旋耕机等。从性能和功能上分也有两种类型：一类是功能少 (动力小于 套机具少 )、操作不够方便 (手把不能调节、无转向离合器、前进和后退挡位少等 )的机型，称之为简易型旋耕机。另一类机型功能较多 (可配套机具多 )，使用 可靠性高，操作方便，称之为标准型旋耕要。旋耕机多配水冷柴油机， 冷发动机外型美观 (机体为铝压铸 )，拉绳 (带恢复器 )启动，但对燃油的品质和维护保养要求较高；水冷发动机外型稍大且显粗糙，摇把启动，但相对故障率低。 1柴油机动力强、经济。 展 趋势 一、 多功能化 不断配套新机具， 旋耕机 增加新功能，在完善农用功能的基础上，逐步向城市园林、园艺领域扩展，如配套剪草、清雪、枝叶粉碎机具等。目前，山东华兴机械集团正与中国农业机械化科学研究院合作开发与其生产的主导机型 配套的多种园艺机具。 2 二、 发动机适应性强 低噪声、排放少、动力强劲和适应性强的发动机将更多地被应用。 三、 操作更加方便 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 操向手柄、前进和后退速度的调节更加方便 。 四、 更换工作部件更加方便 为了减轻操作者的劳动强度和节约更换偿同农机具的时间， 旋耕机 与配套机具的挂接采用快速挂接装置，拆换农具简单、快速。 2 总体设计 体结构方案确定 总体结构设计包括传送方案的确定， 旋耕机耕幅的确定，旋耕机的传动形式，前进的速度，刀轴的转速的确定等内容。结构设计要体现设计原则和设计思想，实现旋耕机的结构合理，达到可 靠性，适用性，先进性，经济性及系统化的统一。期中参数 的计算，型号的选择是主要部分，在总体方案确定后才能进行具体的结构和强度等方面的设计计算。 3总体结构示意如图 2所示。 图 2 总体结构示意图 of 作原理 该机的 传动 设计为 减速器传动和链传动。减速器为 2级减速，小链轮转载减买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 速器第三根轴的末端。 该机具的工作原理是发动机的动力通过 万向 联轴器将动力输出轴的动力传递给齿轮轴， 传递来的速度经过减速器的 2级齿轮降低转速后 ， 传递给轴末端的小链轮，再经过链条将速度传递给大链轮所在的旋耕刀轴 ， 刀轴带动刀片旋转切屑土壤，从而达到松土，除草的目的 耕深主要是通过小滚轮支架上孔眼的不同位置进行调节，同时还可以通过人对操作手柄的压力的改变以增减力矩，调节机器的前进速度，借以达到改变耕深的目的。另外旋耕作业的碎土性能与土壤含水量，土壤坚实度和机器的作业速度有关， 4本文只针对一种速度进行设计。 要参数的确定 根据设计任务书的要求，此旋耕机是用于茶园旋耕作业的微型旋耕机，所涉及的旋耕机能完成茶园除草、松土和起垄等作业。要求动力为 ；深耕为；浅耕 ；耕幅为 作效率为 亩 亩 /8 小时；整机质量 60 力和刀辊转速的初步确定 力的初步选择 初步选择柴油机：常柴 178定功率： 量： 定转速： 3000r/重 15 轴转速和前进速度初步确定 耕深为 20幅为 作效率为 4 亩 /h。可以得出机组前进速度。 动机功率校核 旋耕机工作时所需功率的计 算，在旋耕作业过程中，旋耕机工作所需的功率与多种因素有关，如耕地的地形，耕深，耕幅，耕速和土壤的性质等功率的消耗主要包括旋耕刀切削土壤消耗的功率，抛土块所消耗的功率推动前所消耗的功率，传动部分所消耗的功率及土壤沿水平方向作用与刀辊 上的反作用力所消耗的功率。设计时，先假定机组在比较平坦的田地里进行匀速直线作业，旋耕机工作时所需的功率可以按下列经验公式进行估算： )(1.0 式中 d 耕深（ 机组前进速度（ m/s）； B 耕幅（ m）； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 K 旋耕比组（ 2/； 其中4321 g由于切土节距 m 96 0 0 0 ，所以依据农业机械设计手册（上册） 238 页表4得 2/16 ， K ， K ， K， K 。 则：4321 g= 2/ 那么： 因此，发动机功率满足设计要求。 耕机的设计 耕刀的选择 图 3 旋耕刀结构图 of 耕刀是旋耕机的主要工作部件，刀片的形状和参数直接影响旋耕的工作质量，目前国内外对旋耕刀刃口曲线形状和结构参数作了大量研究，就横轴旋机 上的刀齿而言主要有刚性和弹性两大类，刚性刀按其外形分有直刀、 刀、凿形刀等类型。根据 5669耕刀分为 型刀， 型刀和 刀型。 型刀主要用于水旱田耕作。刀辊回转半径 25、 245、 260种； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 型刀主要用于水田绿肥，稻茬，麦茬较多的田地作业。刀辊回转半径有195、 210、 225、 245、 260 刀型主要用于浅耕灭茬作业，刀辊回转半径 50、 175 根据设计要求，选用 采用 65片结构如图 3所示。 查 得： 175R ， 1020 R， 21681 R ， 40h ， 17 120 ， 40b 由于弯刀在切土时刀端撕裂附近土壤，因此刀座间距 应大于弯刀工作宽幅约为 20于弯刀的工作宽幅为 40耕幅为 400理论上刀轴上能排列 6个刀座，但是考虑到实际的安装轴中间 锥齿轮的安装，因此确定刀轴上两边各安装 4个刀座。 在排列刀片的过程中，为了解决旋耕机工作时向测边输土的问题，可以使左右刀片的两条螺旋线不连续，而且 旋向不一样，并且相邻区段螺旋线的旋向相反；在焊接左右的时候，同一回转平面的左右弯刀的间隔夹角应该在 90和 180之间，因此确定一个刀座上同一 回转平面的两把刀的间隔夹角为 180。弯刀排列展开图如图 4所示 图 4 刀片排列 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 3 传动方案 图 5 传动方案示意图 of 耕机传动 类型的选择 旋耕的类型按刀轴传动方式分，可分为中间传动式旋耕机和侧边传动式旋耕机。本设计采用中间传动式旋耕机。 动方案的确定 齿轮传动具有传动效率高，本身质量较轻，体积较小的特点。所以本设计选择采用齿轮传动的方式 来实现动力旋耕机刀轴的运动传递。传动方案如图 4 所示。 算各轴的设计参数 5 动效率的选定 由传动方案图 5 可以看出，从发动机到旋耕机刀轴，效率传递都包括离合器、联轴器、滚动轴承、圆柱齿轮、圆锥齿轮等的传递。 其中取传动效率值分别为： 万向联轴器 ， 滚子链 ， ， 圆柱齿轮 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 轴输入功率 各轴输入功率分别为： 423101 ； 2242312 ； 242323 ； 2334 。 轴传动比的分配 总传动比计算如图 5 所示，由于发动机转速为 3000r/轴转速为100r/总传动比 30i 。 各轴传动比分别为 41i ， 32 i ， i。 则各轴的转速分别为 ： m 00001 ; m 5 043 0 0 0112 ; m 503750223 ; 004 。 轴输出转矩 T 0 0 5 09 5 5 0111； T 5 09 5 5 0222； T 5 09 5 5 0333； T 5 09 5 5 0444； 轮的设计和校核 5 一级圆柱齿轮副的设计和校核计算 根据传动方案选用直齿圆柱齿轮传动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 根据 业机械中重要齿轮选用 8级精度。 选择小齿轮的材料为 40质后表面淬火，硬度 280齿轮材料为45钢，调质后表面淬火硬度为 240 压力角 20 ， 齿数 z 的选择，选择小齿轮齿数为 181 z ， 则大齿轮的齿数72184112 按齿面 接触强度设计 321111 确定 公式内各计算数值： 试选载荷系数 3.1 计算小齿轮 传递的转矩。 小齿轮转速 m 00001 小齿轮 传递的转矩为 由机械设计表 10圆柱齿轮两支撑相对于小齿轮做不对称布置，选取齿宽系数 1d； 由机械设计表 10得材料的弹性影响系数 ； 由机械设计图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限001 ， 大齿轮 的接触疲劳强度极限 501 。 计算应力循环次数 811 608(130006060 88112 根据应力循环次数，由机械设计图 10 计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，得： M P 1l i M P 2l i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 试 计算 小齿轮分度圆直径带入 H 中取小的值 。 321111 计算圆周速度 v 。 t /1 计算齿宽 b 。 齿宽与齿高之比 1 齿高 根据 v=s， 8级精度，由机械设计图 10得动载系数 K，直齿轮 1 K； 由机械设计表 10得 K ； 由机械设计表 10得 根据 06.8由机械设计图 10 故载荷系数： 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径得： 311 计算模数 m： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 8 按齿根弯曲强度设计 弯曲强度计算公式为 3 2112 确定公式内的各计算数值 由机械设计图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 001 ，大齿轮的弯曲强度极限 802 ； 由机械设计图 10 取弯曲疲劳安全系数 S=： M P 111 M P 222 计算载荷系数 K ： 查取齿形系数。 由机械设计表 10齿形系数 查取应力校正系数。 由机械设计表 10应力校正系数 计算大、小齿轮 加以比较 0 1 4 7 111 Y 0 1 5 7 222 Y 比较可得大齿轮的数值大。 设计计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 5 2 3 2 33 211 由于齿轮模数 m 的大小组要取决于弯曲强度所决定的承载力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲疲劳强度算的的模数 m=2 几何计算 计算分度圆直径 621811 4427222 计 算中心距 02 1 4 4362 21 计算齿轮宽度 d 363611 取 01 ， 62 计算公法线 W 1 (14.3c c 11 i 0 7 8 2 (14.3c c 22 i 齿轮结构设计 齿顶高 2121 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 齿根高 (21 齿全高 a 2(21 齿顶高直径 0)2( 11 48)2( 22 齿根圆直径 12)22( 11 392)22( 22 基圆直径 b o o b 3 1 520c o 4c o 齿厚 各直齿圆柱齿轮的几何计算 减速器另一对配合齿轮几何尺寸： 选择齿数 301 z ， 90330212 计算分度圆直径 023011 8029022 计算中心距 202 180602 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 计算齿轮宽度 d 606011 取 01 ， 52 计算公法线 W 1 2 3 0 c 11 4 6 2 6 9 0 c 22 齿全高 a 2(21 齿顶高直径 4)2( 11 8 4)2( 22 基圆直径 b o o b 1 4 920c o 0c o 齿厚 传动的设计计算 7 择链轮的齿数 取小链轮齿数 191 z ，大链轮齿数为 定计算功率 由机械设计表 9得 K ，由机械设计图 9K ，单排链，则计算功率为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 择链条型号和节距 根据 503 查机械设计图 9选 08A。查机械设计表 9条节距 ，滚子直径 ，内链节内宽 。 算链节数和中心距 初选中心距 35030()5030(0 。取： 000 。相应的链长节数为： 02122100 222 p 取链长节数 97 查机械设计表 9心距计算系数 f ，则链传动最大 p 7 3 11 。 算链速 v ，确定润滑方式 3 由 1 和链号 08A，查机械设计图 9 算压力轴力e 2 8 001 0 00 链轮垂直布置时的压力系数 压轴力为： 9 6 32 8 2 轮的材料选择 小轮用 20钢，经淬火，回火处理，硬度 60 大轮用 35钢，经正火处理，硬度 200 轮尺形的确定 齿侧圆弧半径纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 e 1m i n e 1m i n e 211m a x e 221m a x 滚子定位圆弧半径m i nm i n 11m a xm a x 分度圆直径 d 5 4 8 0s 9 40 6 5 8 0s 齿顶圆直径a 1m i n a 2m i n a 1 1 m a x a m a x 齿宽1f 1 齿侧倒角 5 齿侧半径 的设计计算 5 出轴的初步计算 （ 1）选择轴的材料和热处理方式：选择轴的材料为 45钢，调制处理，由机买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 械设计表 15拉强度极限 40 ， 屈服强度极 限 55，弯曲疲劳极限 ， 剪切疲劳强度极限 ， 许用弯曲应力 1 。 （ 2）初步确定轴的最小直径 由机械设计表 15 1100 A， 于是得 33110 由于轴的最小直径过小，取轴直径为 16 （ 3）初选轴承 应轴同时受有径向力和轴向力作用，故选用深沟 球轴承 。根据工作要求及输入端直径，选用型号为 6004的轴承（ 276 的结构设计 输入轴的各段直径和长度设计如图 6所示。 图 6 输入轴的结构 of 轴的强度校核 （ 1）求作用在齿轮上的力 应为该齿轮为标准齿轮，则 0 ， 那么 圆周力 t 0078 11 径向力 a a n 圆周力向力 方向如图 7所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 图 7 轴的载荷分布图 of 2）求轴上的载荷 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。对于 6004 型深沟球轴承，由机械设计、机械设计基础课程设计中查得 B=12此作为简支梁的轴的支撑跨距 05377832 。 根据 轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图（如图 7）。 轴上的作用力 支反力 F 5 48 1 36 6 84 F 总弯矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 6 4 5 7 7788 1 321 3 7 8 1 422 2 297 3 959 72 22 1 扭矩 41 （ 3）按弯矩合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的界面强度。根据机械设计公式 15中的数据，以及轴单 向旋转，扭切应力为脉动循环应力，取 ，轴的计算应力 M P M 0 4)( 12 22212 故安全。 4 润滑方法 滚动轴承是一种重要的机械元件，一台机械设备的性能能否充分发挥出来 取决于轴承的润滑是否适当。可以说，润滑是保证轴承正常运转的必要条件，它对于提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要作用，滚动轴承润滑一般可以根据使用的润滑剂 种类分为油润滑、脂润滑和固体润滑三大类。不论采用何种润滑形式，润滑在滚动轴承中都能起到减小摩擦损失、提高传动效率、防止锈蚀和降低噪 音的作用。 本机减速箱前腔的轴承润滑选择齿轮油飞溅润滑，后腔和刀轴上的轴承采用脂润滑。因为在减速箱前腔的转速比较高，所以比较适合采用油润滑，而在后腔和刀轴上的转速比较低，所以可以采用脂润滑。再者，本机重量轻、结构简单、便于拆卸，而且一次性工作时间不长，所以可以在每次使用前先拆卸下来补充润滑脂 ，以保证每次工作时的润滑性。 5 联轴器的选择 取载荷系数 K ， 则联轴器的计算转矩为 4 5 9 1 根据计算转矩、最小轴径、轴的转速， 用 G 以保证柴油机和减速器轴的同轴度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 6 限深装置的设计 旋耕机是一种作业范围较广的农用机械，在