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机械毕业设计全套
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NJ01-028@复式少耕整地机总体设计,机械毕业设计全套
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黑龙江八一农垦大学 本科毕业设计 (论文 )开题报告 姓 名： 路成 学 院： 工程学院 专 业 : 机械设计制造及其自动化 学 号： 20094024205 课 题 名 称： 复式少耕整地机总体设计 指 导 教 师： 李玉清 研究起止日期： 2013 年 3 月 2013 年 6 月 nts机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计（论文）开题报告书 - 1 - 一、论文选题的目的和意义 近年来 , 可持续农业已成为当今世界农业发展的主题 , 因此世界各国都在研究开发新的耕作技术及配套机具。作为可持续农业发展核心技术的 保护性耕作技术 , 已被广泛地推广和应用 。 与传统的耕作技术相比 ,保护性耕作技术有利于土壤有机质的积累和团粒结构的恢复 ,少 (免 )动土 ， 既节约了作业成本 ,又减轻了土壤的有害压实 ,对于防治水土流失起到了关键性的作用。因此 ,作为保护性耕作技术系统中的一项关键性技术 ,复式少耕技术也得到了长足的发展。 土壤耕作实践证明 ， 传统的全虚或全实耕作技术和多次单项作业所产生的土壤耕层结构不能理想地满足农作物生长发育要求，主要存在以下问题： 1）动土量过大。首先，造成了土壤水分的大量挥发，影响了作物前期生长所需要的充足水分，其次，松散 土壤被翻到地表后，很容易被大风刮走；最后，会大量消耗能源，既提高了作业成本，又加剧了环境污染。 2）耕层结构的不合理。传统的单一机具作业所形成的土壤耕层结构过于单一，并不能形成多层结构。 为了解决以上问题，目前我国大功率拖拉机的广泛应用，复式少耕整地机应运而生。目前国际上公认的最适于作物生长和利于土壤保护的耕层结构是 3 层结构 ： 表层（ 0-10cm） 土壤细碎紧实，并有秸杆残茬覆盖，利于防水保墒和提高播种质量；中层（ 10-25cm） 土壤全面松碎，利于作物根系发育；底层（ 25-5cm） 土壤形成虚实相间的耕层结构，增强 了土壤通透性，提高了蓄水能力，抗旱防洪。因此，研制一次作业就能够完成该耕作方法和工艺减少能源消耗、降低作业成本、保护耕作资源和发展可持续农业具有重要的意义。 二、国内外研究现状及发展趋势： 近年来 , 传统农具在结构上不断创新 : 为增加铧式犁的翻土性能 , 将铧体延拓 ; 在犁体前加小前犁或 前犁刀 , 减少整机作业阻力 ; 用液压油缸调节耕幅及 悬挂架横向位置 , 以增加其适应性 ； 后一犁体可向上折叠以减少耕幅 , 翻转机构加销定装置 ； 铧式犁和深松机上装有各种形式的安全装置 ； 圆盘耙偏角的调节 和两翼机架的折叠用 液压油缸控制 , 一些圆盘耙产品 设有侧向运输装置 ； 将深松技术和耕翻技术有机结合 ,使上层 20 cm 内的土壤上下翻转 , 下层 20-35 cm 进行间隔深松 ； 为了提高松土性能 ,在深松柄上增加 一层或两层翼铲 ,使土壤形成了上层细碎 ,下层虚实相间 ,为作物的生长提供了良好的土壤条件 ,有利于作物生长。 我国大中型拖拉机的功能日趋完善 ,保有量逐年增加铧式犁、圆盘耙和深松机等传统农nts机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计（论文）开题报告书 - 2 - 具产品朝着与 147kW以上的大中型拖拉机配套 、 结构完善和功能增加方向发展。 耕整机械既要适应各种土壤条件 ,又要满足不同耕作制度发展的需求 ,因 此必需不断地开发新的工作部件 。 国外各大公司十分重视工作部件的研究 : 在铧 式犁上采用各种类型曲面的犁体及小前犁 ； 圆盘耙上采用各种曲率半径、不同直径和刃口形状的圆盘耙 片 ; 驱动型耕和整地机具的工作部件更是种类繁多。在同一机具上 ,通过更换部件来适应变化的工作条件 ,既扩大了产品的功能 ,增强了整机的地区适应性 ,又减少了使用者的购机投入 。 其工作部件已经标准化、系列化和批量化生产。 西方发达国家在 20世纪六七年代先后实现了农业机械化。随着耕作机械的研究和生产 ,特别是大功率拖拉机的广泛应用 ,带动了耕作机械向多品种和系列 化方向发展 ,向宽幅、高速和高效低耗方向发展 , 向电子监控、液压及模块化设计等高新技术方向发展。拖拉机功率范围由原来的 14.7-117.6kW增加到现在的 404kW。因此 ,与其配套的耕整地机械产品也在不断拓宽与拖拉机的配套范围 ,尽可能减少部件种类和结构型式 ,通过提高标准化、系列化和通用化的程度来满足市场需求。 由于驱动型机具充分利用拖拉机功率 ,能控制对土壤的作用强度 ,可满足多种耕作要求 , 所以国外各大公司都十分重视驱动型整地机具产品的开发与生产 。 目前 ,已有旋转犁、动力锹、旋耕机和动力耙等多种耕整地机具利用拖 拉机的动力输出轴 ,通过机械传动驱动工作部件。同时 ,还研究生产了由拖拉机动力输出带动液压系统 ,再由液压马达来驱动工作部件的新型耕整地机具。我国现有的驱动型耕整地机具主要有旋耕机和灭茬机等产品 , 均由拖拉机动力输出轴提供动力 ,带动回转工作部件完成机具作业。 少耕深松技术具有减少机具的工作阻力、提高拖拉机作业效率和减轻对土壤的工作强度等特点 , 形成虚实相间、用养相结合的土壤耕层构造。虚的部分有利于好气性细菌繁殖 , 为作物提供充足的养分 ,有利于作物生长 ,地上水较多时通过虚的部分将地表的水分渗入地下 , 防止地表径流 , 属用 ； 实的部分有利于闲气性细菌生长 ,保持土壤中的养分 ,属养。干旱时 ,通过实部分土壤毛细血管的作用 ,将地下水吸上地表 ,供给作物水分 ,实现了用地与养地相结合。因此 ,以少耕、深松代替犁耕的保护性耕作技术在许多国家得到了大面积推广应用 ,为保护性耕作的关键技术之一。为适应农业生产的需求 ,国外各公司十分注重对 深松工作部件和机具的研制 。 为改善作业质量和降低阻力 ,研制出了多种形式的杆尺式深松铲。在深松机具总体结构上也不断创新 ,同时大力发展深松联合作业机具。 目前 ,国内外研究和生产的联合作业机 ,从结构上可分为紧密型联合作 业机和组合型联合作业机 :紧密型联合作业机是将其作业功能进行有机结合 ,按整机一体的形式进行合理配置 ,形成一个独立完整的机型 ,其机组设计合理、结构紧凑、与拖拉机配套合理 ,有利于nts机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计（论文）开题报告书 - 3 - 拖拉机悬挂作业 ； 组合型联合作业机是用组配方式 ,将各自独立的机具构成联合作业机具。作业时 ,根据不同的耕作制度、不同的土壤条件和农艺要求 ,合理组配 ,形成不同形式的作业功能 ,可提高机具利用率 50%以上。因此 ,组合型联合作业机是近年来国外联合作业机具发展的方向 ,主要作业机具有 :耕整地联合作业机具、深松整地联合作业机具、深松耙茬联合作业机和耕整施肥 播种联合作业机具等。随着我国大功率拖拉机保有量逐年增加 ,对联合作业机具的需求也将加大。因此 ,既要研制多种工作部件组合的联合作业机具 ,也要研制 可分可合组配式联合作业机具。 机电液一体化技术将在各种耕种机具上广泛采用 ,如根据土壤条件自动调整机具的工作参数和作业状态、改变机具的总体尺寸以及驱动工作部件等 ,将更多地运用液压元件。应用电子技术控制耕整地机械的作业深度、平整度 ,监控播种、施肥机械的排种以及排肥状况等。为减轻机具质量、提高农机具的强度、延长机具使用寿命以及提高产品的外观质量 , 新材料和新工艺也将更广泛应 用。 西方发达国家早在 20世纪初就开始了保护性耕作技术及相应配套机具的试验研究 ,先后提出了最少耕作保护性耕作系统 ,推广了深松、根茬还田、带状耕作 、 简化耕作和覆盖耕作等少免耕技术 , 研制并推广了深松机、带状耕作机和免耕播种机等配套机具。美国到 20世纪 80年代末 , 已经形成了以配套机具为特征的少免耕系统 ,即松土铲少耕、圆盘耙少耕、旋耕机少耕和垄作犁少耕系统 , 并制定了推广少免耕技术的补贴法规。到 90年代初 , 少免耕技术的推广面积已占总耕作面积的 80% 以上 ,并形成了一套科学的理论、技术和应用系统。随着大功率拖 拉机的应用 ,目前已开始推广应用大型复式和联合作业机具。前苏联早在 50年代初就提出了耙茬与深松轮耕的耕作方法 ,并研制推广了无壁犁 、 深松机、旋耕深松机、重型灭茬耙和差速针齿耙等少耕机具 ； 到 80年代末 ,已研制推广了 110多种型号的联合作业机和复式耕作机具。 50年代中期 ,我国在黑龙江省九三农场管理局 就开始了 耙茬耕法的研究和试验工作 ,并在嫩江黑土地区推广应用。 70年代 ,黑龙江省的农业和农机科 研部门共同协作研究创造了深松耕法 ,后来又发展提高为虚实并存耕法 ， 已在全国推广 ,并引起国际土壤耕作组织的重视。进入 90年代 ,随着可持续农业 、 旱作农业和效益型农业的发展 ,相继出现了翻耙联合、松耙联合、松旋联合及灭茬深松起垄联合的复式耕作机具。由于复式作业具有减少机组进地次数、减轻土壤有害压实 ,利于蓄水保墒、减轻水土流蚀、保护土地资源和大幅度降低农业生产成本等优点 ,在我国北方旱作农业区具有广阔的市场前景。 21世纪初 , 黑龙江省农业机械工程科学研究院也推出了 1DF系列复式少耕整地机系列 ,它们成为黑龙江农垦 85kW以上拖拉机及黑龙江省农机试验装备区选配机型。 nts机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计（论文）开题报告书 - 4 - 三、 研究的主要内 容 复式少耕整地机是集耙茬 、 浅松、深松、合墒和碎土于一体，并利用 耙茬技术、深松技术 ， 在 35cm 范围内的土壤耕层进行全面耕作。其主要由牵引架、圆盘耙架、主机架、圆盘耙组件、地轮组件、浅松部件、深松部件、合墒器组件及镇压碎土部件组成。 该机根据配套动力和深松部件工作幅宽可以依次确定浅松部件幅宽、圆盘耙组件幅宽、合墒器组件和镇压碎土部件的工作幅宽。 该机由牵引架和主机架组成主机框架 , 用于整机各部件的联接。圆盘耙架与牵引架铰接 , 用液压油缸调整耙架的上下位置。圆盘耙组件安装于圆盘耙架上 , 并利用液压油缸调整耙架实现圆盘耙组件的入土深度 ,以满足不同耕深的农艺要求。地轮组件安装于 主机架上 , 两个液压油缸用于升降地轮 , 完成整机的升起和降落。运输时 ,整机升起 ,作业时利用地轮陷深 ,实现整机各工作部件的工作深度要求。深松部件和浅松部件安装于主机架上 , 完成深松和浅松作业。合墒器组件安装于主机架的后梁上 ,完成合墒碎土作业。耕深可由主机架与合墒器横梁联接和两个液压油缸进行耕深调节 。 镇压轮联接于合墒器的横梁上 , 用于镇压和碎土。镇压强度用安装于镇压顺梁上的弹簧调节。 四、研究方法及技术路线 圆盘与前进方向成 18度 角 , 与组件前梁和后梁组成的耙组框架联接 ,由耙组框架上方的 4个销轴与耙架接 , 双 列对置圆盘将地表的秸秆、根茬及杂草等切断 ,保 证深松部件、合墒和碎土等工作部件的通过性能。同时 ,对地表以下 10cm的土壤进行耕翻 ,使地表 的土壤全面松动 ,为播种作业提供良好的疏松环境。 浅松部件由浅松铲尖、铲柄、翼铲、耐磨鼻梁和固定架等件组成 。 为使 25cm 内的土壤全面松动 ,增加了双侧翼铲 ,以提高松土能力。浅松铲为土壤工作部件 ,作业时磨损严重 ,为了减少工作阻力 ,降低机具使用成本 ,采用带韧角的铸铁鼻梁 ， 磨损后 ,还可进行更换。 深松部件与主机架铰接 ,通过弹簧组件给顺梁一定的压力 ,即保证深松部件的工作 稳定。在土壤阻力较大或有石块、树根等障碍物时 ,由深松部件将弹簧压缩 ,部件升起 ； 通过障碍物后 ,部件在弹簧的压力作用下恢复正常作业状态。 五、课题的研究进度 第一阶段 （ 2013 年 3 月 1 日 -2013 年 3 年 22 日 ）材料的搜集整理查阅相关资料 本阶段需要完成与课题相关的调研工作，并对相关的文章进行搜集、整理，选出与设计有关的资料备用，并且找出自己设计的产品与国内外的不同之处，说明其优点所在，拟定设计草图，选出最佳方案。 nts机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计（论文）开题报告书 - 5 - 第二阶段 （ 2013 年 3 月 23 日 -2013 年 4 月 16 日 ）方案设计，总体布置设计，计算 本阶段 主要清楚的表达出 复式少耕整地机 组成，及相关方案设计，总体布置设计 .如果有不合适的地方应进行修改，计算，使之满足生产要求。 第三阶段 (2013 年 4 月 17 日 -2013 年 5 月 23 日 ) 绘制原理图 撰写设计说明书 本阶段主要完成与方案相符合的文章的撰写，包括摘要、前言、设计步骤、内容、参考文献等。 六、预期结论 该机一次作业即可完成灭茬碎土、耕层浅松、底层深松、整平合墒、镇压碎土等项作业，能够满足耕整地技术和工艺要求。该机具配置合理，具有一机多架、一架多具、联合作业、自成系列、通用性强、配套范围广等特点，是土壤保 护性耕作的理想配套机具。该机能够实现适合农作物生长的 3 层耕层结构，并且符合我国大功率拖拉机不断增加和迫切需要配套耕整机械的市场需求，可以大面积推广使用。 该机整体结构配置设计是技术的关键 ,它整体配制要求科学独特 ,结构紧凑 ,技术先进 ,能理想地实施“三层耕层结构理论和复式少耕整地工艺技术模式”。解决的核心技术为 :设计多架组配式机架结构 ,实现了 五 道工序和多种工作部件的合理配置 ,解决传统复式少耕整地田间通过性能差、易拖堆堵塞和工作阻力大的难题。具体机架结构技术是将三角形牵引架、 X 形圆盘耙架、阶梯形深松机架、门形合墒 和门形镇压器梁架按工艺程序要求进行合理组配 , 实现各种工作部件的最佳配置 ,同时既可以根据不同的土壤条件进行整机耕深液压调节 ,又可以进行不同工作部件耕深单独液压调节 ,液压折叠以实现宽幅作业、窄幅道路运输的要求 ,提高了土壤条件的适应性和工作性能。 七、参考文献 1 中国农业机械化科学研究所编 .农业机械设计手册（上册），机械工业出版社 .1988 年 . 2 机械工程手册 .电机工程手册编辑委员会编 .机械工程手册 .第 11 卷机械产品（一），机械工业出版社 .1982 年 . 3 李守仁 .杜金天编 .驱动型土壤耕作机械 的理论与计算，机械工业出版社 .1997 年 . 4 吴宗泽 .罗圣国主编 .机械设计课程设计手册（第二版），高等教育出版社 .1999 年 . 5 董国耀主编 .机械制图 .北京理工大学出版社 .1998 年 . 6 李宝筏主编 . 农业机械学，中国农业出版社 .2003 年 . 7 镇江农业机械学院 .吉林工业大学合编 .农业机械理论及设计 (上册 )，中国工业出版社 .1961 年 . nts机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计（论文）开题报告书 - 6 - 9 桑正中编 .农业机械学 (上 )，中国农业机械出版社 .1987 年 . 10 刘保军 .
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