毕业设计（论文）-水旱两用旋耕机结构设计（全套图纸）.doc

*学院学士学位论文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。关键词：水田旋耕机；创新设计；驱动轮性全套图纸加153893706IAbstractThe floods,droughts and dualuse Rotary machine has small size,light weight , performance,and easy to use, easy rotation. It wide adaptability and affordable. Floods, droughts and dual-use rotary machine has tiller-mobile and flexible-Small and medium-sized general machinery factory.The agriculture of factories can manufacturing requirements. If it can successful design, this machine can be floods and drought rotary ,and it can rake the whole paddy fields operations. It can to cover the existing functions of a rotaryexistences single and low production efficiency, such as inadequate. I design is one of the floods, droughts and dualuse rotary tiller machine, and it matchs with the YellowSea12 (15) horsepower walking tractor It not only main lies for rotary of paddy field, but also for upland farming. The existing floods, droughts and dual use rotary tiller machines rate is the 0.6metres site in the old models, but the issue of floods, droughts and Rotary machines design for the 1meter site. The design mach with the Yellow Sea12 (15) horsepower walking tractor. It makes the middle transmission and fixed link. The design elements includerack, drive system, knife rolls, round tail and so on. It requires frame simple and compact,and it requires the focus of balance. The aircraft not only can be used for paddys rotary and format ion, butal so f or upland Rotary . Various performance indicators should meet the state standards and agronomic requirements. Through the driving wheel of paddy fields Rotary interaction with the mechanical properties of the soil analysis, combining the mechanical properties of the soi lof paddy field, optimized design, development of floods, droughts and dualuse rotary tiller-driving wheel, so that the driving wheel has a good dynamic performance. Keywords：Floods; droughts and dual-use rotary machine; innovative design23目 录摘要IAbstractII第1章 绪 论11.1 概述11.2 本章小结3第2章 总体设计42.1 设计的内容42.2 设计依据42.3 设计要求42.4 本章小结5第3章 总体结构的布置与设计63.1 传动结构的设计63.2 主要结构的分析设计63.2.1 旋耕刀轴的位置的设计63.2.2 尾轮机构位置的设计63.2.3机组平衡性能63.2.4定刀齿的布置63.3 本章小结7第4章 总体方案的论证84.1 中间链传动结构方案的设计84.2 主要结构、参数的设计与选择计算84.2.1耕深H和刀滚半径Rmax84.2.2机组前进速度Vt84.2.3 刀片运动参数、和84.2.4功率及耕副宽度的计算94.3 旋耕刀滚的设计114.3.1 弯刀结构设计的确定114.3.2 刀座间距和弯刀总数的设计和计算114.3.3弯刀在刀轴上的优选排列设计124.4 双油封和挡草圈的设置124.5 1G-100旋耕机主要技术规格及基本参数124.6 本章小结13第5章 链传动的设计与计算145.1 链传动的设计计算145.2 链轮设计计算155.3 本章小结16第6章 主要零部件强度计算176.1 链传动的强度的磨损核算176.2 传动轴的强度计算和疲劳强度校核176.3 滚动轴承的计算和选择206.3.1轴承假定载荷Q值的计算206.3.2轴承工作能力系数C的计算206.3.3 轴承选用206.4 本章小结20结论21致谢22参考文献23第1章 绪 论1.1 概述随着我国农业机械化的发展，联合收割机和机械化插秧机的推广越来越普遍。江苏省这两项农业机械化的推广在全国处于领先地位。这两项农业机械化的推广，对秸杆还田提出了更高的要求。联合收割机的普遍使用，大量的秸杆留在田中，给下面的作业带来了很大的困难。播前平整土地是农业的关键一环。一般整地机具不可能一次作业达到平整土地的技术要求，即使是熟地也不能将垡片粉碎到规定程度。对开垦后荒地的平整作业来讲，需要进行多次辅助性的整平，耙，耢压作业。机耕作业次数多，既浪费能源，又压实和板结土壤。而旋耕机一次作业能使各种土质的土地达到高质量的待播状态。耕机作为一种耕整地机械，一次作业可完成耕耘、碎土、整地等多项作业，具有相当高的效率。而且其使用、操作、调整均很简单。耕作机械是农业生产机械化的首要和基础环节，其发展主要取决于农业生产发展的需求和相关的农艺技术，机、电、液压技术的进步以及材料、加工工艺的不断发展。作为农业机械化的基础环节，耕作机械技术始终走在农机发展的前列，并伴随着先进农艺技术的产生，而不断创新和发展。从目前国际农业发展的趋势看，在农业面临能源危机、资源浪费、人口增加、耕地减少、地力下降、生态失调、环境污染、成本提高的严峻形势下，世界各国都在研究相应的对策和农业发展战略，在所有对策中都把耕作机械的发展方向作为战略重点。从产品结构原理上看，驱动型耕整机械得到广泛应用并有新发展。由拖拉机动力输出驱动的耕耘机械，由于农业生产对于精耕细作技术的需要而兴起于20世纪40年代的美国，半个多世纪以来在世界各国已发展成为农业机械的一个新门类和行业。目前国外驱动型耕耘机械，按其工作部件的排列和运动方式大体上可分为4种：水平横轴式，水平斜轴式，立轴式和往复摆动式。1.水平横轴式旋耕机国外生产和使用最多的国家是日本。欧洲的英、法、德、意、西班牙也是生产和使用旋耕机较多的国家，配套动力大至110.2kW，耕幅大至在3.3m。而随着科技的发展近年来又出现了很新的产品：(1) 手扶无轮式旋耕机。如西班牙生产的MAS5型和德国生产的506型，作业时将刀滚直接安装在手扶拖拉机轮轴上，由行走装置直接驱动切削土壤，并利用土壤反力推动机器前进。这种机型的特点是小巧、轻便、灵活，适合于庭院内以及温室、大棚内的小块地作业。(2) 混层深耕机。一般横轴式的耕深不超过20cm，近年来日本研制的混层深耕机耕深可达120cm。工作时刀轮深埋土中，耕作时耕深可达120cm(刀轮直径的80)。(3) 自动避让偏置旋耕机。如意大利CELLT农业机械工程公司生产的机型，刀滚相对于机架可横向偏移伸缩并以液压油缸推动，机架前方有触杆。作业过程中当触杆碰到果树产生偏转时，液压系统动作。(4) 牵引自驱式旋耕机。该机由英国研制，不需拖拉机动力输出轴驱动，由前后配置的水平横轴刀滚组成。该机具与传统犁相比生产率提高两倍，能耗可以降到1/3。2.水平斜轴式驱动圆盘犁。20世纪80年代新出现的集驱动式和圆盘式耕作机具之优点的一种高效节能的耕作机，由拖拉机动力输出轴驱动圆盘犁组旋转。日本于1983年开始应用圆盘犁。近几年东洋、松山、洋马、久保田等公司相继开发成功多种型号的产品用于水田和旱地耕作，耕幅0.8-2.9m；耕深在水田12-20cm，旱地为15-28cm。3.立轴式旋耕机，在国外已有许多产品。耕深可达20cm以上，最大耕深可达28cm，幅2m、配套动力44.1-51.45kW。4.往复式耕耘机。例如，意大利CELLI公司，20世纪80年代生产的动力锹，采用曲柄连杆机构带动锹挖土，耕幅l-3.5m，耕深可30-40cm动力二般为18375110.25kW，还有振动深松铲(如法国、意大利)和振动式鼠道犁(日本)。总的看，国外驱动型耕作机，近几年发展很快。其趋势是：整机和工作部件多系列、多品种化，生产批量趋小；适应少免耕法新农艺，以旋耕机为主体的整地、施肥、播种联合作业机械得以优先发展；向宽幅、大功率、高效能发展；采用新结构、新部件和增加附件，如快速挂卸装置、动力输出轴离合器、保护器等；由机械式传动向液压传动、气力传动方向发展；机电一体化、微电子技术用于作业机组的自动监测、显示和控制，自动调节耕深、机组水平、作业速度等。在国内成型的旋耕机械产品中,以卧式旋耕机为主流,该种旋耕机对土壤适应性强、混土效果好,目前国内生产的旋耕机品种型号较多，目前批量生产和推广使用的2.2Kw74.6kW的拖拉机相配套的3大系列145种旋耕机产品，系20世纪80年代末的更新换代产品；20世纪90年代以来又研制一批旋耕复式作业机具新产品，逐步投放市场。现在，我国与大中型拖拉机配套的旋耕机保有量约15万台，与手扶拖拉机和小四轮拖拉机配套的旋耕机约200万台。北方的水稻生产、蔬菜种植和旱地灭茬整地20采用了旋耕机械。随着农业产业化、集约化、规模经营需要大型高效旋耕机械。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也日渐增大。不仅是农垦系统国营农场，而且乡村农机服务站以及个体的农机专业户，也需要更新和添置大中型农业机械。对黑龙江垦区的调查表明，近年大量购置的水田耕整地机械已由中小功率拖拉机旋耕机组变化为铁牛654和LF80-904WD等大中功率轮式拖拉机及配套旋耕机。近几年，我国也同国际发展趋势一样，受作业成本增加、地块缩小等因素的影响，联合作业机的研制和推广迅速崛起。但从整体技术水平看，与国际先进水平相比差距还是很大的，其主要表现在：(1) 结构及运行性能水平低。因受拖拉机技术的制约和配套农具本身研究开发水平的限制，一些国际已采用的先进结构尚未采用，如快速挂接，短尺寸广角万向节传动轴，可调机罩、耕深和水平自控调节，快速换刀结构和安全减振装置等。(2) 可靠性差。国产旋耕机无故障使用时间最长为370h，仅为国外的2/3。(3) 材料和制造工艺水平低。材料以市场供应为标准，但满足不了设计要求；而国际上已普遍采用新材料、新工艺，如高强铸铁、低合金钢模锻。如西德杜齐耕作机，刀齿强度为10，并箱形零件薄壁铸造新工艺、热处理新工艺、多刀加工中心和柔性加工自动线等。(4) 机型杂乱，三化水平低，重复低水平设计，缺乏科学严密的试验。从国际和国内今后耕作机械的方向和走势看，从学术观点上，以减少能源消耗、降低作业成本和维持粮食单产为目标的少耕、免耕技术和以增加粮食产量为目标的精耕细作两者之间，进行长时间的争论。近年来两者共同寻求更合理的以节省能源、降低投入、增加产量为统一目标的耕作技术与配套设备。因此，研制耕作施肥播种为一体的联合作业机，成为当今国内外共同的发展方向。本文设计的1G-100型水旱两用旋耕机主要由传动箱、传动轴、中央传动机构和犁刀等组成。在刀轴的两侧通过连接件装有刀轴管，刀轴管上装有旋耕犁刀。在设计时尽可能多的采用标准件和现有旋耕机通用件，以降低制造成本。如果设计成功,本机可进行旱田旋耕、水田耙整等项作业。如果在刀轴上再装接开沟刀盘等附件，还可进行开沟等项作业。手扶拖拉机配套旋耕碎土是农田作业的基本项目，现有的配套耕整机机具存在功能较为单一、生产效率偏低等不足之处。1G-100型水两用耕整机系水旱通用型农田作业机具。同时，与手扶拖拉机相配套的老式旋耕机的耕幅是0.6米,而本课题是1米耕幅，一旦设计成功,其优良的作业性能和可观的的综合经济效益必将深受广大机工和农民群众的普遍欢迎。目前我国手扶拖拉机数量众多，然而手扶拖拉机的农田作业的配套比一般都较低，相当大部分的手扶拖拉机只配有拖箱专门从事运输用途。随着农业的不断升温，手扶拖拉机的管理开始走上正轨，参与农田作业的手扶拖拉机会逐步增多，配套的耕作机具的需求量将会出现巨大的市场潜力。1.2 本章小结综上所述，近几年国外驱动型耕作机的发展很快，。作为农业机械化的基础环节，耕作机械技术始终走在农机发展的前列，并伴随着先进农艺技术的产生，而不断创新和发展，本设计耕幅为1米，改善了原有耕幅为0.6米的老式旋耕机，大大的提高了作业效率 第2章 总体设计2.1 设计的内容本文设计的是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，达到一般中小型机械厂、农机厂均可生产制造的要求，设计主要内容有：1.总体设计：设计总体方案，采用中间链式传动；绘制总装图、田间作业状态图。2.零部件设计：(1) 旋耕部件图；(2) 传动轴、齿轮、链轮、离合器、箱体、犁刀轴等零件图；(3) 有关计算、校核等。3.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。4.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。5.编制设计计算说明书等文件。2.2 设计依据1.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：3mm； 齿数：17；轴距（mm）：800，740，630，570可调；轮胎宽度：200mm；胶轮外径：600mm；铁轮（水田用）外径：800mm；动力输出齿轮中心轴离地高度：410mm（胶轮）；行驶速度（km/h）：1.4，2.5，4.1，5.3；2.耕耘机械国家标准：GB/T 5668.1-1995 旋耕机；3.1G-100型水田耕整机主要技术参数刀辊转速：200r/min左右；耕深：(1) 水田作业14cm；(2) 旱田作业12cm；旋耕幅宽：100cm；4.产品寿命：按5年，每年工作800小时计算。2.3 设计要求1.产品应能满足农艺要求，各项性能指标达到国家标准。2.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。3.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。4.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。5.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。6.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。7.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。8.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。9.设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图。2.4 本章小结设计的旋耕机要考虑结构布置合理,保证各总成之间的匹配性能。本章重点对旋耕机总体布局结构、传动、成本、犁刀等结构作出了总体评估，并分别从该结构设计的内容、依据、要求方面作出系统分析，为下面的设计提供了良好的理论与数据支持。第3章 总体结构的布置与设计3.1 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七个部分组成，根据文献1结构示意图如图3-1，其动力传动路线示意图如图3-2。3.2 主要结构的分析设计3.2.1 旋耕刀轴的位置的设计根据旋耕刀轴的位置，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。3.2.2 尾轮机构位置的设计本设计借用了原1G-0.6老旋耕机的尾轮机构，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。3.2.3 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。 图3-1 总体结构示意图3.2.4 定刀齿的布置在中间传动箱体厚度为6cm部位，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。图3-2 动力传动路线示意图3.3 本章小结设计的旋耕机要考虑结构布置合理，保证各总成之间的匹配。本章重点对旋耕刀轴，尾轮机构，机组平衡性能，定刀齿的布置进行了研究，合理布置定刀齿的位置，可以克服漏耕现象。第4章 总体方案的论证4.1 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，根据文献3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。4.2 主要结构、参数的设计与选择计算4.2.1 耕深H和刀滚半径Rmax我省小春种麦要求浅耕，一般为612cm，春耕水田，要求耕作层上细下松，表面平整，土壤通气性好。耕耙深一般为814cm，因此采用较小的刀滚回转半径=198cm，既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；=12cm，=14cm，并配有尾轮调节装置，作无级调节使用。4.2.2 机组前进速度Vt旋耕机组前进速度主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0.6米的胶轮或旱地轮，用、档位工作，水旋耕时装有0.80. 9米的碎伐轮，可用、档位工作。表4-1 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)0.61.40.83.20.62.50.83.20.63.60.83.24.2.3 刀片运动参数、和切土节距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。 (4-1)式中 最大刀滚半径（cm）b 刀轴转速 速比系数 Z 每切削平面内的刀齿数 (4-2)式中 刀滚圆周线速度（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和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，又取决于刀轴转速和机组前进速度。所以，对于旋耕机运动参数的作业质量，最终取决于和的选取。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=312较好。从大量实验资料得知，在我省粘重土壤进行直旋耕作业，一般以=1.52.5km/h, =160250r/min，S=814cm较好。若犁后耙水田，则一般是以=2.54km/h, =200300r/min，S=1435cm就能满足农艺要求。根据我国有关旋耕机科研成果资料介绍，直接选耕作业的最佳刀轴转速为=240r/min。而本设计较多地考虑了犁后耙水田与旱水田与旱旋耕，因常用工作，机组前进速度较快，工效也高，故刀轴转速应考虑适当提高，故选用=240r/min左右为宜。并可以计算得出相应的S与值分别如表4-2。从表中数值可以看出，其S、的数值都能分别满足我省农艺要求，并符合最佳参数的选择范围，可以采用。为了增加刀齿对土壤的横向切割、碎土及起浆作用，还设计又可以装卸的起浆结构。从产品结构原理上看，驱动型耕整机械得到广泛应用并有新发展。由拖拉机动力输出驱动的耕耘机械，由于农业生产对于精耕细作技术的需要而兴起于20世纪40年代的美国，半个多世纪以来在世界各国已发展成为农业机械的一个新门类和行业。目前国外驱动型耕耘机械，按其工作部件的排列和运动方式大体上可分为4种：水平横轴式，水平斜轴式，立轴式和往复摆动式。表4-2 与s值对照表机组作业档位档（旱旋）档（旱旋）档（水旋）档（水旋）(m/s)0.390.690.891.25(r/min)240240240240127.15.53.9S(cm)1017.422314.2.4 功率及耕副宽度的计算考虑到柴油机在农田作业时功率状况等因素，根据文献5实有功率为74 ，而动力输出轴以拖拉机功率的75计算，黄海-12型手扶拖拉机输出轴（齿轮）的输出功率为。=根据旋耕机的功率可以计算： (4-3)式中 旋耕机的比阻（） 耕深（cm） 机组前进速度（m/s） 工作幅宽（m）1.当直接旱旋耕，用档位工作，=11cm时，已知：=0.39m/s，=240 r/min, S=10cm查表得：耕幅：1米幅宽时刀轴的功耗为：2.旱旋用档位工作，=9cm时，耕幅：1米幅宽时刀轴功耗：当水旋耕用档位工作，H=12cm时， =0.89 m/s查表得： 耕幅 ：刀轴功：从上述计算结果，可初取耕幅宽度B=100cm,当水田土质松软，耕深较浅或耙第二遍的时候，可以考虑用档工作。试验资料证明：由于旋耕刀切土时，土壤的反推力和拖拉机的前进方相同，当在空挡位使用旋耕机时，拖拉机往前跑的很快，因此行走功率的消耗非常小，一般=0.40.87KW(0.30.5马力)，仅克服滚动阻力（滚动阻力系数f=0.1）,现有拖拉机功率,总传动效率，传动损失为,故机组的工作的功率消耗:当直接旱旋耕用档位工作，耕深H=11cm时，耗用功率较大，其值为：有用功率储备为：旋耕机的功率利用率为83。从上述计算和分析，我们认为该机的耕幅和功率匹配是合理的，又有理论和实践证明，故本设计的功率匹配较为合理、先进，能充分发挥手扶拖拉机配套在农忙时获得较好的经济效益。4.3 旋耕刀滚的设计4.3.1 弯刀结构设计的确定新系列弯刀采用阿基米德螺旋线为侧刃刃口曲线的滑切性能较好，横、弯半径r=30，弯折角=37,横刃铲的抛土覆盖性能也较优越。新系列弯刀的功率都稍小于老产品旋耕刀片。弯刀仍是水、旱地通用的较好刀型。型刀主要用于水田耙肥、稻茬和麦茬较多及粘重田地耕作。T型刀的刀轴管稍大，能改善水田缠草性能。我们选用了新系列标准件IIT195型弯刀比较合理，先进。其主要参数为：弯刀型号： IIT195 最大刀滚半径： Rmax=195mm侧切刃起始半径： R0=125mm,R1=185mm弯折角： =37 刀幅宽： b=50mm有效切土角： =1204.3.2 刀座间距和弯刀总数的设计和计算弯刀端部对土壤适当的撕裂挤压作用可以降低功耗。但撕裂过大又使土块均匀性较差，并使用同一截面相继入土刀片的切土节距加大而功耗增加。适当提高刀座间距和选用刀幅较宽的刀齿，可以减少刀齿总数和降低功耗，参考国外样机在水田作业时常取几个毫米的重叠效果较好。本设计以水、旱兼用，现选用单刀幅宽b=50毫米，故取刀座间距为50毫米，用于弯向相同的情况而面靠面的对刀刀座间距为65毫米。考虑在水田作业中撕裂作用极小，对降低功耗和保证碎土质量都能兼顾，较为适合。弯刀总数可按下式计算: (4-4)=1000=20(把)式中 B耕幅（米） 刀座间距（毫米） Z每切削平面内刀齿数 弯刀总数取整偶数4.3.3 弯刀在刀轴上的优选排列设计弯刀的排列是否合理，在很大程度上决定了旋耕作业质量的好坏，旋耕阻力的大小和功率消耗等重要性能指标。本设计吸取了国外样机的先进技术，采用了以幅宽中央为基准，左右分成几个小区段的匀称、对称和左右螺旋线排列。着重考虑了刀轴回转入土的动平衡，也考虑了静平衡等角布置；左右弯刀应相继顺序交替对称入土，尽量减少刀齿数目，以求受力均衡、稳定，力求土块大小匀称，区段适中，表层平整；相邻两刀齿的夹角应尽量大些，以免夹土、堵泥，又便于制造。根据文献7日本板井纯、柴田安雄拖拉机旋耕机铊刀的配置设计理论，经综合分析提出了三种可行的排列，并对衡量刀齿排列的一项指标；以“推断扭矩波形法”来检查旋耕机刀齿的排列，并对个别刀齿作调整，从而改善旋耕机的动力性能。最后优选出一种比较合理先进的排列方案。从上述理论和优选结果，本设计的刀齿排列方案有以下特点：1.刀轴每转过18有一把弯刀入土，匀称性好。2.以幅宽中央为基准，左右分开几个区段呈均匀、对称和左右螺旋线排列，不平衡横力矩分布比较均匀。3.左右弯刀从幅宽中央基准线两边相继交替对称入土，轴向受力平衡、稳定性好。4.土块大小比较匀称，碎土性能好。5.从推断扭矩波形图上看得出，刀轴的扭矩曲线峰值较为平缓，受力均衡较好。6.相邻两个小区的刀齿相互交替工作，使相继入土刀齿的轴向距离较大，使刀轴上的扭矩和弯矩较为分散。7.每个区段由三把弯向相同的弯刀组成，耕后地表面起垄适中、表层平整。8.每相邻两把刀齿的夹角不小于72，不致夹土、堵泥，制造工艺性好。9.每米幅宽用20把弯刀，减少了刀齿数目，有利于旋耕阻力和金属耗能的减少（老式型耕幅0.62米的刀齿数为18把，故相对于老机型减少刀齿数30）。4.4 双油封和挡草圈的设置为了提高传动箱刀轴轴承处的密封性能，采用了既封油、又封泥水的双向安置两个油封结构。为了克服该轴颈处对油封的挤压而损坏，特此轴颈处的外刀管上设置有一个迷宫式结构挡草圈，因直径加大后可以减少缠草，有可以保证密封安全可靠。4.5 1G-100旋耕机主要技术规格及基本参数型号： 1G-100手扶旋耕机型式： 卧式直连接、中间链条传动配套动力： 黄海-12马力手扶拖拉机外形尺寸： 长宽高幅宽度： 旱耕610cm 水耕812cm作业速度： 旱耕、档位（0.39m/s、0.69m/s） 水耕、档位（0.89m/s、1.25m/s）刀轴转速： =240r/min刀滚半径： =195mm 相邻切削面间距： 50mm、65mm每切削平面内的刀齿数： Z=1把 刀齿总数： =20把4.6 本章小结本章对旋耕机主要部件进行了设计与计算，由于旋耕机的作业质量必须满足农艺要求。所以本章对旋耕机主要部件进行了设计与计算，为保证该旋耕作业质量弯刀在刀轴上的排列进行了优选设计，最后优选出一种比较合理先进的排列方案第5章 链传动的设计与计算近年来，随着我国链条热处理技术和产品性能质量的不断发展、提高，本设计采用技术新颖、结构简单，工作可靠的单排套筒滚子链条传动机构。本设计采用技术新颖、结构简单，工作可靠的单排套筒滚子链条传动机构。圆弧形张紧板簧片的一端铰接的板簧座用螺栓固定在箱壁上，簧片的另一端平靠在链箱下壁上，当链条别磨损的松动较大时，可以从箱壁外调节顶住螺栓，改变簧片一端的位置，保证始终处在良好的张紧状态。5.1 链传动的设计计算链节距t的确定根据：传动功率N=12x0.74=8.88马力=6.53KW计算功率 (5-1)=1.26.53=7.8KW式中 载荷系数特定条件下单排链传递的功率 (5-2) =7.8式中 小链轮的齿数系数 传动比系数 中心距系数 链的多排系数因为，角速度根据可由功率曲线图查的链节距t的值为25.40，故选用链16A（即原TG254）。大、小链轮齿数、的计算：在原有最小齿数12的基础上来综合考虑受力磨损、重量的总体结构等因素，选出=11，再从所需工作转速=240r/min，计算出Z大。查东风 12手拖设计计算原配旋耕机传动轴转速转/分。因为 ：219.6/=240转/分所以： =240/=24011/219.6=12.02 (5-3)圆整后取：=12齿 =11齿实有刀轴转速： =E/=219.612/11=239转/分 (5-4)选定中心距A根据本设计总体布置和机动草图的要求，用作图法初定中心距mm。链轮轴孔直径查表有：=38mm作用在轴上的压力Q考虑机械传动效率为0.8和拖拉机输出轴功率按0.85计算，旋耕扭矩功率为。=120.80.85=8.2马力=6.04KW圆周力 (5-5) =1.25554=692.5kgf=6786.5N (5-6)链条节数 (5-7) =44节链条长度LL=t=4425.4=1117.6mm (5-8)定中心距AA=(-Z)/2 t=(44-11)/225.4=412.75mm (5-9)但考虑装配图工艺应留有一定的松度，最后张紧机构压紧，故决定A=410.5mm链条速度VV=znt/601000=11238.36/601000=1.11m/s (5-10)5.2 链轮设计计算分度圆直径d齿顶圆直径齿根圆直径，为链条滚子直径15.88mm齿宽b 查表得：b=14.65.3 本章小结由于我国链条热处理技术和产品性能质量的不断发展与提高，所以本设计采用技术新颖、结构简单，工作可靠的单排套筒滚子链条传动机构。并对链传动，链轮进行了系统的设计与计算。第6章 主要零部件强度计算6.1 链传动的强度的磨损核算链上的总载荷P (6-1)式中 圆周力 由离心力产生的拉力 链工作时松边上的拉力 工作特性系数 (6-2) =1.31.110.81 =1.14因为：因n=8.2 (6-3)式中 Q链条截断载荷 n 安全系数磨损核算：T= (6-4) =式中 链节铰链上许用的单位压力 F 链支承面积验算结果，选用节距t =25.4毫米的单排套筒滚子链16A是合适可靠的。6.2 传动轴的强度计算和疲劳强度校核已知条件：轴扭矩功率 =8.2马力 =219r/min有扭矩： =716.28.2/219 =2682齿轮外径d=128mm,链轮直径D=98mm,轴的材料为45钢，链条与水平倾斜。传动轴的初步强度计算作用在轴上的力圆周力=4106.2N径向力=1499.4N圆周力=5306.6N垂直作用力=6115.2N轴上垂直力=4125.8N轴上垂直力=4576.6N图6-1 传动轴各点受力示意图轴承处反作用力和合成力水平力 =（15364+46726） = 192kgf=1881.6N水平力 =（467 = 591kgf=5791.8N垂直力 =（419 = 331kgf=3243.8N垂直力 = =874kgf=8565.2N合成力 = =428kgf=4194.4N合成力 =1055kgf=10339N合成弯矩和相当弯矩剖面：合成弯矩 = =3753 相当弯矩 =2844剖面：合成弯矩 = =1984 相当弯矩 =4019剖面：合成弯矩 相当弯矩 查表得：=650 由上面的计算可知，危险剖面在剖面I和剖面II处，并确定轴的各部结构尺寸，取两轴承处的轴颈相等，并通过轴承的强度计算选用轴颈为30毫米，并确定配合精度再进行校核计算。传动轴的疲劳强度强度校核计算：最小许用安全系数 = (6-5)查表得：， (6-6)从相当弯矩图可以看出，在剖面II处弯矩最大，在同样大的轴颈38在剖面II处为最危险面，故校核剖面该处。已知：d=38mm处链轮与轴为花键联接配合，表面粗糙度为1.6。查表得： =2.05 =0.45 最大弯曲应力： (6-7)最大扭矩应力： (6-8)只考虑弯矩时的安全系数，（因为对称循环应力，）=3.49只考虑扭矩时的安全系数 =3.65剖面II处的总安全系数故安全可靠。从上述计算结果，可初取耕幅宽度B=100cm,当水田土质松软，耕深较浅或耙第二遍的时候，可以考虑用II档工作。试验资料证明：由于旋耕刀切土时，土壤的反推力和拖拉机的前进方相同，当在空挡位使用旋耕机时，拖拉机往前跑的很快，因此行走功率的消耗非常小，一般=0.40.87KW(0.30.5马力)，仅克服滚动阻力（滚动阻力系数f=0.1）,现有拖拉机功率,总传动效率，传动损失为,6.3 滚动轴承的计算和选择6.3.1 轴承假定载荷Q值的计算公式： (6-9)式中 轴承的径向负荷 轴承负荷性质对轴承寿命影响的系数 轴承工作温度对轴承寿命影响的系数 齿圈或外圈旋转的轴承寿命影响的系数查表得：，故得：6.3.2 轴承工作能力系数C的计算公式： (6-10)=7441.4 =40622.4式中 n工作转速（转/分），h轴承工作寿命（小时），考虑了轴承的工作寿命h=1000小时，查表有。6.3.3 轴承选用根据查表选用30毫米的7206轴承的工作能力系数C=43000,容许静负荷，故该轴承的值和值都计算的对应值稍大，说明选用7206轴承是合理的。6.4 本章小结为保证该系统的性能与使用寿命及系统的稳定性，本章对该系统主要的零部件如传动链、传动轴等各种主要零部件，进行了强度的计算、磨损的核算、疲劳强度的校核，以及进行了对辅助件如滚动轴承的计算与滚动轴承的合理化选取。经过以上计算及校验，以上零件均符合本设计要求。结论水旱两用旋耕机在农业机械中起到很重要的地位，其主要功能不仅能旱田旋耕又能水田耙整等项作业，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。本文针对这一特点设计了1G100型水旱两用旋耕机，论文主要进行了一下几个方面的工作：1.技术先进性方面：我设计的1G100型水田耕整机准备由传动箱、传动轴、中央传