1M-1型大小垄通用铺膜机设计说明书

课 程 设 计 课程名称： 农业机械学 设计题目： 农业机械学课程设计 烤烟生产机械（铺膜机） 学 院： 现代农业工程学院 专 业： 农业机械化及其自动化 年 级： 学生姓名： 指导教师： 日 期： 2011 年 6 月 27 日至 2011年 7 月 15 日 教 务 处 制 课 程 设 计 任 务 书 现代农业工程 学院 农业机械化及其自动化 专业 08 年级 学生姓名： 设计题目： 农业机械学课程设计 烤烟生产机械化 课程设计主要内容： 1. 根据农业生产实际需求，以烤烟为研究对象，实现其全程机械化生产。 2. 确定某一环节为个人研究对象，熟悉该农作物的在该环节的农艺特性，比如土壤特 性（坚实度和含水量等）、行间、株距、种植方式及要求。 3. 选择并确定能实现该功能的总体方案，主要完成实现该方案机械部分的设计及与之匹配的动力要求和作业效率，同时对该机械部分惊醒分析及其计算，最后应通过校核。 4. 应用计算机辅助设计手段，对该装置进行三维设计并出图，要求出整机装配图 1 张， A0 图纸；零件工作图若干张， A2 或 A3 图纸。 5. 安装要求，规范撰写设计说明书 1 份 课程设计子题目： 铺膜机 1） 按照烟草种植要求进行设计。 2） 覆膜宽度能满足 650mm的薄膜宽度。 3） 铺膜效率：该小组每个人必须不同，可选择 10 亩 /天、 15 亩 /天、 20 亩 /天、25 亩 /天或者自定义 设 计 指 导 教 师 （签字）： 教学基层组织负责人（签字）： 年 月 日 目 录 第一章 课程设计摘要和引言 1.1 设计背景 4 1.2 课程设计的目的以及意义 5 1.3 课程设计的要求 5 1.4 该机械的发展前景及其发展趋势 6 第二章 总体方案的设计及其论证 6 2.1 总体的思路 6 2.2 设计的工作原理 7 2.3 方案的选择及其论证 8 第三章 具体方案的设计 8 3.1 技术参数选定 8 3.2 具体设计内容 9 第四章 整体 的总结 10 设计感言 11 参考文献 13 第一章 课程设计摘要和引言 1.1 设计背景 我们是对农业铺膜机进行的课程设计，更加具体的说是烤烟机械化铺膜机的一种农业机械设计，所以首先我们要对烤烟的种植有一定的了解。首先， 农业是具有食品保障、原料供给、就业增收和生态保护等多重功能的基础产业。长期以来，中国政府积极致力于发展现 代农业，提高农业劳动生产率。但是，受务农人口众多、农户土地规模较小和农民收入较低等因素的综合影响，我国农业机械化水平一直不高 ， 农业劳动生产率 低下。据有关资料，科技对农业增产的贡献份额，世界发达国家已从 20 世纪初的 20%左右上升到目前的 60%80%。而我国农业科技成果的转化率目前仅为 35%左右。目前，许多的作物都要在地膜的保温作用下才能萌发出苗，覆盖地膜无疑是一道比较麻烦而又十分重要的工序。 采用地膜覆盖栽培后可以改善土壤和近地面的温度及水分状况，起到提高土壤温度，保持土壤水分，改善土壤性状，提高土壤养分供应 状况和肥料利用率，改善光照条件，减轻杂草和病虫危害等作用。 当前，地膜覆盖的一般模式是：刨土 、拉膜 、压土 。 他们的弊端是： 1 需要三个人一起操作，浪费人力 。 2 需要三道工序先后进行或多人进行，浪费时间，效率非常的低。 3 在大风天气下拉膜困难，且覆盖后的地膜松弛，影响质量且造成一定的地膜浪费，也就是受外界环境影响比较大。 4 较大面积覆盖时，十分耗费体力。如今，大批的农民选择外出打工，致使农村劳动力明显减少，使得以上矛盾更加突出，所以必须有一种科学有效的方法来解决这个问题。因此，我们通过学习相关知识， 并结合自己的劳动经历，设计出一款结构简单、操作方便的机械化铺膜机。 1.2 课程设计的目的以及意义 这次的农业机械 课程设计 最重要的是让我们可以在实际中更深刻的了解这方面的设计， 不同的定义反映了不同的课程研究取向。不同的关于课程设计的定义大致可分为两类：一类是技术取向的，课程设计是课程工作者从事的一切活动，这包含 我们 对达成课程目标所需的因素、技术和程序，进行构想、计划、选择的慎思过程；另一类则为理性主义取向，如有学者认为课程设计是指教育科研机构的专家学者对课程的研究并拟订出课程学习方案，为决策部门服务， 拟订教育教学的目的任务，新近的对课程设计的研究成果则试图综合这两种观点。 我个人认为我们这次的课程设计主要是锻炼我们自主能力的一个过程，我们不在像以前那样老师一味的讲解，我们只是跟着老师的思路走而已，而现在我们可以充分的发挥我们自己的想象力和创造力来解决问题。还有就是我们也不能同样的一个人来解决所有的问题，在乏味的设计工程中，是枯燥的，但是我觉得同样的是快乐的，尤其是和我的队友，我每天叫他起床，一起去吃饭一起来画图。这样的生活是规律的是有节奏的，我们两个在生活和学习中体验到了一起创作的快乐，虽说是中途我们有好 多的争吵，我们各自发表自己的见解，最后达成一个共识，这是什么呢？这就是合作的力量，团结的精神！这就是我们这次的主要目的和设计的重要的意义。 1.3 课程设计的要求 此次课程设计的要求是： 1、按照烟草种植要求进行设计。 2、覆膜宽度能满足 650mm的薄膜宽度。 3、铺膜效率： 25 亩 /天。 1.4 该机械的发展前景及其发展趋势 农业机械化是现代农业最基本、最显著的特点 ,推进农业现代化必须首先发展农业机械化 ,这是农业现代化建设的必由之路。农业装备系统通过合理的配置农业机器来降低作业成本 ,给农民带来了大量的经济利 益 ，使人力得到解放，使机械化程度大大提高！ 第二章 总体方案的设计及其论证 2.1 总体的思路 目前市面上有各式各样的机械动力播种盖膜复合机，这些产品体型庞大，结构复杂，非专业人员根本无法维修。而直接与农户相关的便是实用性与其的经济性。市面上某型号的地膜覆盖机操作要求如下： 1.铺膜机组进地后，应与畦的中心线对正，将地膜用手向后拉出 0.5 1 米，并压牢端头与两侧，再将压膜轮压在地面两边，即可进行正式作业。 2.机组作业中要求匀速、直线行驶。用畜力牵引的铺膜机，由专人牵好牲畜，以保证铺膜质量。 3.作业中，辅助人员要经常检查开沟、起垄、铺膜、压膜、覆土、打孔、播种等作业质量，一旦发现问题，立即停机检查。 4.机组在地头转弯时，留足地头的地膜用量，剪断后，再人工补种、补铺，然后压牢。 5.铺后，在膜上每间隔 1 2 米压上少量土壤，以防大风刮膜。 并且根据现场的效果反映，这些机器经常出现横向皱纹、纵向皱纹、斜向皱纹、地膜偏斜、压膜轮压不住地膜、压膜后卷边和膜体破碎的工作状况。而像这种庞然大物仅仅是在平原地区能够使用，在山区及丘陵、梯田等地形下毫无用武之地。 其次是经济性，这样一 台机器的价格从 2000-6000 元不等，甚至更高，当然还不算燃油等费用。这对于普通农户是一笔巨大的负担，那么大的花费只是为了解决一个貌似很复杂的问题。总的来讲就是性价比低。 所以我们作为一名设计者的设计理念及思路如下： 首先，必须是一种面向各种地区的大众化农业工具，更要满足的就是对于专业烤烟种植的适合性。由于这可能是大面积的生产工作，所以这就更加要求我们的所设计的设备工具具有体积适中、机动性好的特点，所以它应该是机械驱动。结构尽可能简单，易于操作，工作效率比较高的特点。 其次，必须能够保质保量的工作 。质，就是要使地膜覆盖平整、匀紧和避免浪费，因而设计要运用相关领域的知识及方法能够解决铺膜机的工作弊端。量，即工作顺畅，效率高，用相同的时间覆盖更多的面积，这就要求随时可用且调整要方便。 最后，还要满足经济性的要求。选材在满足强度、硬度、韧性等的基础上尽量选择低成本，容易装配，整体重量既要符合驱动需求又不能太轻，否则会影响工作质量。该设计的主要设计内容为： （ 1）机架 （ 2）起土铧 （ 3）膜架 （ 4）地轮 （ 5）压膜架 （ 6）覆土圆盘 （ 7）上、下悬臂 2.2 设计的工作原理 整机结构及其工作原理： （ 1） 整机结构。 1M-1 型大小垄通用铺膜机的结构见图 1 所示。 （ 2） 工作原理。在工作工程中，膜卷首先通过椎体装卡在膜架上，然后将膜卷的自由端埋入地头得得土壤中。随着 机组的前进，在开沟铧在垄的两侧开出埋膜沟的同时，膜卷被抽拉而转动，连续将膜铺放在垄面上。机组前进的牵引力使地膜在纵向延伸并拉紧；膜的两侧的边缘部分被配置在膜架后方左右两侧的压膜轮，紧压在垄侧壁的埋膜沟内；使地膜沿着垄侧壁横向延伸，并绷紧在垄面上。配置压膜轮后的覆土圆盘起土压盖在地膜的两侧边缘上，从而达到固定封严地膜的作用，同时完成了铺膜作业。 2.3 方案的选择及论证 可选方案：（ 1）采用大型拖拉机作为牵引动力，多行作业，该种作业方式工作效率高，作业速度快；（ 2）采用小四轮拖拉机或者畜力作为牵引动力，单行 作业，该种方案中机具工作效率较低，但是机构简单，操作简便，生产成本低。 根据培载技术的农艺要求，考虑到我省目前烟草的种植情况，地块较小，小四轮拖拉机和畜力占比较大等特点，以及农村当前经济、技术条件，确定该铺膜机为单行，利用小四轮拖拉机或者畜力牵引作业，也可用小四轮拖拉机悬挂作业。农艺要去如下： （ 1） 一次性完成开沟、铺膜、压膜、覆土等作业。 （ 2） 作业后，地膜与垄台要贴实、无皱折、无卷曲、无漏覆 第三章 具体方案的设计 3.1 技术参数选定 一、主要技术参数选定 作业行数 /行： 1 膜边覆土厚度 /cm： 5 机具适应垄高 /cm： 2535 垄宽 /cm： 40 适应地膜直径 /cm： 30 配套动力：小四轮拖拉机 作业速度 /hm 1h 1.5 采光面宽度 /cm 30 50 行距 /cm 100 120 膜边覆土 宽度 /cm 10 适应地膜 宽度 /cm 4590 工作效率 / 12 hhm 1 2 由于工作效率 25 亩 /h的要求，即为 1.667 12 hhm ，垄的间距为 1.1m，则可得作业速度为 1.667 12 hhm /1.1m 1.5 hm 1h 二、工作幅宽 工作效率 / 12 hhm 12 选用拖拉机功率 /km 15 外形尺寸（ 长宽 高 ） /mm 2000 1200 700 整机重量 /kg 200 根据公式： B=0.260.34 15 得到 B 1-1.3m 3.2 具体设计内容 （ 1）机架。机架使该机的主体，所有的工作部件都与机架联接，为了适应不同垄距和采光面宽度的要求，机架采用活动框架式，由两根横梁有和两根顺梁组成，通过改变顺梁间距，满足不同垄距离的要求。其主要外形参数为外形尺寸（ 长宽高 ） /mm： 2000 1200 700。采用 45 号矩形钢，其具体参数为：高 50mm、宽 32mm， 横截面积为 241.4 cm 、理论质量为 mkg/46.3 。根据钢材参数可计算该机构主机架质量：总M=1.2 3.46 4+2 3.46 2 71.3kg （ 2）起土铧。起土铧起开沟的作用，为覆土、埋膜准备松土的土壤，采用芯铧式，材料为 45 钢。其工作具体要求为：开沟直、深浅一致、幅宽适合、沟底平整，起土铧的间距为可调，适应不同的开沟要求。 （ 3）膜架。我省目前生产的地膜辊直径在 2330cm，为了适 应不同规格地膜要求，膜架采用可调式。一是根据垄台的高、矮和膜辊直径的不同，设计了可上可下调整的膜辊架；二是依据地膜的不同宽度，以利于润滑。 （ 4）地轮。地轮起导向、支撑和调节机架高度的作用。为减少传动系统动力等因素，地轮周长设计成 1.2 米左右，同时尽可能增大摩擦力以减少滑移率。地轮为为该铺膜机的动力提供部件和重力支撑部件，材料选用铸铁，地轮轴有效直径选定为 15mm，根据周长公式 s=2 r。地轮有效直径选定为 400mm，宽度为 50mm，两轮间距为 1m。该机械工 作时，起土铧为主要受力部分，根据土壤对起土铧的阻力为 R=250,300,350,400,考虑到我省土质特点（土质疏松、颗粒含量不高等特点），选取最小受力 F=250N.由于该机械作业速度为v=1.5km/h，则地轮转速约为为 20.8r/min,故地轮引入功率为 P=FV=250N 1.5km/h=0.104kW 由于轴与铺膜机相对静止且支撑铺膜机的大部分质量，故轴的材料选用40Cr，调质处理。竖直方向上高度设为为可调，以适应起土铧的不同开沟需要。 （ 5）压膜架。 压膜架采用弹簧的形式，起到压膜、展膜的作用。压膜架的固定横梁距后横梁伟 1.2m。压膜轮设计为直径 200mm，宽为 50mm，轮上开有四个直径为 65mm 的孔洞。两个压膜论之间的距离为 500mm，且宽度为可调，以适应不同垄宽的铺膜。 （ 6）覆土圆盘。采用圆盘覆土形式，以提高机具的作业性能，圆盘用 65Mn合金钢材料制造，覆土圆盘直径设为 400mm，外圈为弧形，内空也为弧形，间距可以根据采光面的宽度需要聊确定，角度可以按照要求的覆土量来调整。 （ 7）上、下悬臂。用于悬挂式作业，采用活动式固定，牵引作业可以拆下。 第 四章 整体的总结 课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程 .随着科学技术发展的日新日异，再考虑我们当今社会的发展，结合我们国家是农业大国的现状，农业机械已经成为当今农业国家空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学，更对于我们这些农业机械化专业的大学生来说掌握农业机械的开发技术是十分重要的。 想起此次农业机械的课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整三个星期的日 子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固， 通过这次的学习把以前所学过的知识重新温故。 这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。 设计感言 过这几天的课程设计，感觉收获蛮多的！ 对与这个项目，我刚开始是手足无措，我不知道怎样去安排这个项目！但是，作为组长，我有不得不去安排！不能逃避，也没法去逃避 学着去安排一个对于自己来说相当陌生的项目，怎样去控制它的进度，完全根据老师讲的一些东西！这样一步一步安排下来以后，竟然发现自己安排的还相当不错！信心大增呀！ 接下来就是写功能说明书了，发现里面要注意 的东西也是特别多的 (当然还有好多东西是我们没有注意到的 )！比如如何去组织那些东西，格式方面的注意呀，以及里面内容的书写（怎样能够很好得理解你的意思，怎样能够更好地方便顾客），以及如何把内容写得详细，排版等等。 接着就是书写数据需求说明书了，相对来说这个就比较难了，因为它要对系统显示出来的数据进行详细地分析，分析它的来源，以及那些属性！然后同样也要注意它的格式等等！ 结构图的构建，相对来说是建立在前两份说明书的基础上的，当前面的说明书写得比较好时，这个的设计也就容易多了！ 突然感觉编程在这个设计 的基础上是多么容易！ 前期工作，设计工作是多么重要呀！ 和同学之间的讨论，对一些问题的认识更加深刻，在这个过程中，随着一个个新的问题的提出，也使自己做的东西更加完善！同时，当给别人解决一些问题的时候也相当有成就感 自己的思维也得到了进一步的活跃！感觉生活充满了乐趣！这也使自己的自信心更进一步得到了加强，越来越相信自己是很聪明的！别人有很多很多方面是不如自己的！ 还加上一点，我发现通过问老师，我认识了更多的朋友，也逐渐喜欢和别人去讨论，同时也给老师留下了印象！自己也长了见识，至少已经不局限在一个小小的 空间里面 还有就是要学会去尝试，不要害怕失败，或许你会做得很好的呢 当然，这次中也有很多的不足！ 身为这一组的组长！我没有完完全全尽到组长的职责！刚开始的时候遇到问题就慌了，不知道如何是好！看到组员积极性不高 ,表现不好时，就对他们发脾气！哪有人会理你呀，这样只会让整个团队更加不和 发现事情不合理时，要学会及时去改正 而这一点也是我做得相当不够的。当组内有些成员没有积极性时，我是什么办法都没有采取！没有和组员去沟通，只知道把他们的那一部分工作给全部包办，修改 诚然，这样我们这个项目是完全 可以完成了，而且完成得还比较出色，但是作为一个组长，我却完全把我的组员给