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下1 目目 录录1 绪绪 论论.11.1 选题的意义和目的 .11.2 本课题的研究现状 .11.3 本课题需重点研究的关键问题 .11.4 方案的确定 .22 2 总体设计总体设计.22.1 配套拖拉机机型 .22.2 机具工作原理 .32.3 总体配置 .32.4 基本设计参数 .32.5 肥箱 .32.6 排肥机构 .43 3 动力性能计算动力性能计算.43.1 拖拉机的配套适应性计算 .43.2 机组操向稳定性计算 .44 4 主要工作部件的设计计算主要工作部件的设计计算.54.1 设计要求 .54.2 肥箱大小的确定 .54.3 施肥传动部分的设计 .54.3.1 传动方式的选择.54.3.2 链条的选取.54.3.3 链的基本参数的选取.54.3.4 滚子链的选择.64.3.5 选择链轮齿数 Z1、Z2.64.4 作用在轴上的压轴力 .64.5 链轮的设计 .64.5.1 链轮的设计 .64.5.2 链轮的设计 .74.6 链轮材料的选择 .924.7 链传动比 .94.8 驱动轮设计 .94.9 排肥轮的确定 .104.10 轴的设计 .114.10.1 排肥槽轮轴的设计.114.10.2 地轮轴的设计.115 5 其他零部件其他零部件.125.1 悬挂装置 .125.2 全层施肥开沟铲的设计 .126.6.结论结论.14致谢致谢.15参考文献参考文献.1631 1 绪绪 论论1.1 选题的意义和目的红枣栽培历史悠久，近几年兵团大力发展红枣产业红枣的种植规模迅速扩大，大规模的种植给中耕施肥带来了考验。传统的栽培模式，树体高大，采摘困难，果实商品率低，效益较差，不适合兵团大规模的种植。据中中国广播网网阿拉尔 2011 年 10 月 19 日消息(记者张雷 刘曦)，南疆矮化密植教学示范枣园位于新疆生产建设兵团农一师阿拉尔市十团，面积 27.6 亩，主栽品种为赞新大枣。据了解，该枣园按 23 米株行距模式定植，亩株数 110 棵，单株产量 15-20 公斤，亩产量 1600-2000 公斤，2010 年亩产值达 3 万余元。该园通过应用矮化密植栽培技术达到了优质丰产的目标，起到了示范标本作用。通过矮化密植，能够提高单位面积产量，提高果实商品率，取得较大的经济效益，是实现红枣早产、丰产、高效的好路子。由此看出这种红枣种植模式在以后有很大推广空间和发展潜力。据此，本课题主要研究基红枣矮化密植的种植模式下的红枣中耕全耕层施肥机。全耕层施肥能把化肥施到土下不同的高度，有利于化肥的有效吸收，提高产量并减少化肥的浪费。早在七十年代，我国已经开始施肥技术的研究，对施肥机具提出了要求。但由于受传统耕作习惯的影响和农村经济条件的限制，发展速度很缓慢，多数产品停留在科研样机阶段，没有形成规模生产能力。少数较为成熟和社会保有量大的机具也都是播种施肥机械，而且所适用的肥料种类多限于流动性好的细小颗粒肥，如尿素，复合肥，磷肥，二胺等。虽然地下施肥增产效果明显，但苦于没有适当的机具作为保障，因此地下施肥技术的推广面积不大。八十年代后期，随着农村经济体制的改革和农村经济收入水平明显提高，加上化肥等农用生产资料的价格提升，农业生产成本增加，农民对价格相对较低的碳酸氢铵的需求量有所增加。但是该类肥料的挥发性较大，用传统的方式施肥时肥料利用率低的问题显得突出。因此对地下施肥机具的需求十分迫切。针对这种变化，各地加快了化肥地下施肥机的研究。目前在南疆地区对果树施肥主要是以人工撒施为主，这往往存在施用不均匀、用量难以控制的缺陷，从而导致了肥料的大量浪费，增加了生产成本；另外大面积施肥采用人工作业的劳动强度大，很难在短时间内集中完成工作。尤其是在像兵团这样的大型农场化的经营模式，如何有效地降低施肥的成本和提高生产效率已经成为目前必须解决的问题。中耕施全耕层肥机械的研制和投入使用将会有效地解决这个生产经营上的问题。目前在我国中耕施肥机正处在探索研究阶段，除了极少数一些地区进行了试验性探索研究外，其它地区都没有研究这种机械化的生产模式。这主要是由我国的具体国情决定，即承包的土地面积小、分散的原因，但是新疆生产兵团实行的是农场化经营，为机械化施肥的生产模式提供了广阔的发展空间。1.2 本课题的研究现状中耕全耕层施肥机国内研究现状 随着我国农业的不断发展，农业机械的发展取得的可喜的成绩，1993 年元月，为满足新疆地区及全国对适用中耕施肥机的急迫需求，新疆农垦科学院农机研究所综合国内外各类中耕施肥机的优点，结合新疆地区的具体情况，用 9 个月的时间成功研制 3ZF-6（8）中耕施肥机。近几年我国成功研制出 3ZF-150 型多功能中耕施肥机，在三年多近两万亩的较大规模实地试验生产考核后，取得了良好地效果，受到了农民地欢迎和认可。这两种中耕施肥机械运用于种植业效果比较突出，对于果树种植模式还不适应，果树地中耕施肥机械还有待研究。中耕施肥机国外研究现状美国、英国、加拿大等经济发达国家,经历了 20 世纪 4050 年代种植业基本机械化及6070 年代畜禽与水产养殖业基本机械化后,90 年代的种植业和养殖业已进入高度机械化、现代化阶段。农业机械正向大型、高速、低耗、自动化和智能化发展。美国是当今世界上农业生产现代化程度最高的国家之一,已基本实现了区域化、专业化、机械化、社会化、商品化和网络信息化。一些农场主往往经营上千公顷连片土地,在农业生产的产前、产中、产后的每一个生产环节都使用机械操作,全面实现了机械化。美国已成为世界上农业劳动生产率最高的国家之一。而对于中耕施肥机，由于种植区域的限制，国外研究资料较少。中耕施肥机的发展水平基本以国内为准1.3 本课题需重点研究的关键问题本课题需要重点研究的关键的问题是全层施肥开沟铲及肥量调整机构，解决肥量调整不准确、不方便，停机时肥料自流，保证全层施肥开沟铲的工作效果，结合目前的研究条件，此中耕施肥机拟采用链式传动装置及外曹轮式排肥和地轮与覆土装置部件。这种结构简单，造价低廉，传动4效率高，同时能适应现有的固肥。本课题的主要动力来源地轮，由地轮经链传动把动力在经过输肥链主轴带动整个排肥装置将肥料传到输肥管，最终由输肥管将其肥料排到开沟铲所开的沟里, 肥料在下落的过程中会碰撞到不同导肥片或导肥管，继而流出导肥槽，被施入到土壤中的不同深度。最后由覆土装置覆土，完成施肥过程1.4 方案的确定在翻阅和查找国内外的相关资料和信息，经过调查分析，我们发现果树施肥方式有以下几种：土壤施肥是果园人工施肥的主要方式，有机肥和多数无机肥(化肥)用土壤施肥的方式。土壤施肥应施人土表层以下，这样利于根系的吸收，也可以减少肥料的损失。有些化肥是易挥发性的；不埋入土中，损失很大。硫酸铵试验，施入土表层以下1厘米、2厘米、3厘米，比施在土层表面减少的损失分别为36、52和60。红枣施肥方法：树根系集中分布区一般在土层030 cm 处， 水平根系集中分布在树冠外围垂直投影处，且与枣树主枝着生有对称性，施肥时应将肥料施在根系集中分布区稍远处。土壤施肥，在果园，可采用以下几种方法：1)环状沟施。适宜幼树至初果树施基肥。在距树干基部0.51.5 m 处开挖深、宽约30 cm 的环状沟，将肥料撤入沟内与土搅拌均匀后再覆土。其后逐年依次外移30 cm，直至全园翻通。2)放射沟施。适宜成龄树施基肥。在距树干基部50 cm 处向外开挖46 条深、宽2030 cm 的放射沟，由内向外逐渐加宽、加深，沟的长度约为树冠半经。环状(轮状)施肥。环状沟应开于树冠外缘投影下，施肥量大时沟可挖宽挖深一些。施肥后及时覆土。本设计根据条沟施肥而改进而成的地下施肥机.按我国劳动人民的经验和习惯，比较容易接受开沟施肥。结合目前的研究条件，此地下施肥机拟采用链式传动装置及外曹轮试排肥和地轮与覆土装置部件。这种结构简单，造价低廉，传动效率高，同时能适应现有的固肥。本课题的主要动力来源地轮，由地轮经链传动把动力在经过输肥链主轴带动整个排肥装置将肥料传到输肥管，最终由输肥管将其肥料排到开沟铲所开的沟里肥料在下落的过程中会碰撞到不同导肥片或导肥管，继而流出导肥槽，被施入到土壤中的不同深度。最后由覆土装置覆土，完成施肥过程2 2 总体设计总体设计 2.1 配套拖拉机机型根据红枣矮化密植的种植模式，来选符合条件的拖拉机。经查阅有关资料后选择丰收-180 型拖拉机。其数据如表 1 所示。其尺寸为 255011551110（mm）表表 1 丰收丰收-180 型拖拉机主要参数型拖拉机主要参数主要参数拖拉机轴距1400mm拖拉机轴距 前轮1000-1300mm9（四级）后轮950、1050、1150、1250、1300离地间隙 前轴下部360mm发动机油底壳350mm后桥壳下部300mm转向圆半径内轮制动时2.3m不用制动时2.6m拖拉机结构质量880kg配重质量前轮30kg后轮160kg其档位如表 2 所示。5表表 2 丰收丰收-180 型拖拉机档位型拖拉机档位档位 拖拉机理论速度（km/h）前进 档1.13前进 档1.5前进 档2.8前进 档4.9前进 档5.9前进 档7.9前进 档14.4前进 档25.3后退 档1.3后退 档6.92.2 机具工作原理工作过程：机器开始作业时，机架的地轮带动其同轴的传送链轮转动，经传送链条带动变速链轮同轴的排肥轮转动，在排肥轮转动情况下，可将肥料排到输肥管里，从而肥料排到全耕层开沟铲所开的沟里，肥料在下落的过程中会碰撞到不同导肥片或导肥管，继而流出导肥槽，被施入到土壤中的不同深度。最后由覆土装置覆土，完成施肥过程2.3 总体配置经过多次的讨论和研究，确定中耕施肥机的总体结构，包括肥箱、悬挂装置和动力传送系统及排肥装置、全层施肥开沟铲和覆土装置等。 图 2-1 红枣中耕全耕层施肥机结构示意图1.肥箱 2.肥量调节器 3.从动链轮 4.链条 5.仿行机构 6.悬架 7.地轮主动链轮 9. 仿行轮 10. 全层施肥开沟铲 11. 覆土板 全机主要由机架、三点悬挂装置、排肥轮、链轮、开沟铲、肥箱、地轮、仿行机构、覆土板等组成。2.4 基本设计参数配套拖拉机 丰收180 型轮式拖拉机 （13.2KW/18PS）开沟深度 （cm） 035施肥深度 (cm) 与开沟深度一样作业速度(km/h) 052.5 肥箱一木地为 666 平方米。施肥量：20-50 公斤亩每亩地施肥量 20 公斤，土地每垅长按 150 米，矮化密植红枣的种植模式是：每一行距为 3 米，6每一株距为 2 米，每行走 222 米就是一亩地的面积 固要施 20 公斤的肥料。初步确定机架宽为 2米.2.6 排肥机构排肥链由地轮驱动来进行工作的，动力由地轮通过传送链传递排肥轴来实现排肥的，最后通过覆土装置来覆土完成施肥。3 3 动力性能计算动力性能计算3.1 拖拉机的配套适应性计算动力的配套适应性应符合拖拉机的额定功率大于机具在作业中所消耗的功率这一原则。 机具在作业中要消耗的功率 P1作业中机具消耗的功率主要由开沟铲在受牵引破土中消耗的功率 P 及地轮和覆土器消耗的功率组成。其中沟铲在受牵引破土中消耗的功率 P 占到总功率的 92%98%计算时按 95%算。开沟铲消耗的功率 P：开开沟器克服土壤阻力所消耗的功率 P按下式计算：开61175iipNV开开行-机具行进速度(m/s),可按拖拉机一般正常作业速度（档）5m/s 计开沟铲所受工作阻力为=kahiF 式中：k土壤比阻，对未耕的土壤地，取 k=0.4kg/cma开沟铲迎土面宽度（cm）,设计值为 10cmh开沟铲入土深度（cm）,按要求 h 为 30cm代入各有关值，则=0.41030=120(kg/f)iF开沟器工作耗功 P为开P=6.4ps开751行vNi61i7511.52120机具在作业中实际消耗的功率 P为：土 P= Pps土开6.4 相应于作业功率，拖拉机发动机应具有的功率 P：开拖拉机发动机的额定功率应较作业消耗功率大一些，有所贮备，另外再考虑到动力传输的机械效率，因此发动机应具有的功率为：p开 P= (3-1.3)开)(1psP土式中：发动机贮备系数应在 1.051.1 之间，现可按 1.06 计算发动机滚动阻力系数，对未耕果园可取 0.10.15，这里取 0.12机组总的机械效率，现在按 0.9 计将各有关值代入公式，则： =8.4（ps）p开4 . 6 .9 . 012. 0106. 1因为是两排开沟器说以开沟器的总消耗功率为 8.4*2 结果是 16.8ps所需拖拉机功率为 16.8/0.95=17.7ps 结论计算结果表明 18ps 的丰收180 型拖拉机与本机具配合使用，动力恰当，满足要求。 3.2 机组操向稳定性计算如前所述,确保轮式拖拉机在悬挂农具后操向稳定性的基本条件是:机组拖拉机前轮上的附着重量不小于拖拉机自重的 20%,即7G(3-3.1)前拖2G. 0现根据图 33.2 所示的关系可列出计算式:G-G(3-3.2)1G1lL拖前40cos30cos41BOBO机代入具体数值即得G766. 0750866. 0714320685115015001前(kg)270 0.2G=230(kg)2 . 01150拖 G0.2G前拖由计算结果可知，机具与丰收180 型拖拉机挂接，道路行驶安全情况较好，一般不必担心发生问题。 4 4 主要工作部件的设计计算主要工作部件的设计计算4.1 设计要求施肥量： 20 公斤行走速度： hkmv5适宜垄长： 每行走就是要撒肥，所需时间约为 2.7 分钟 所以每分约150Lm222m20kg要撒施：7.4 千克.配套动力：13.2KW/18PS肥料容重：31128mkg4.2 肥箱大小的确定结构尺寸：.高.宽 上长下长m4 . 03 . 02 . 05 . 0肥箱容积： 0.144m3机架的横梁和纵梁的选取材料：槽钢标准：根据计算出的装载量查机械零件手册，确定其型号为 10 型。NQ200004.3 施肥传动部分的设计4.3.1 传动方式的选择为了保证在施肥作业时肥料的连续排放,则要求传动部分要有可靠的传动比、无滑动，所以不能选用带传动；若选用齿轮传动，虽然有了可靠的传动比，但可能会造成机体过于庞大，结构比较复杂，同时造价也很高。再者，该传动的工作环境对于齿轮来说不太理想；除此外可选用链传动。对于链传动而言，其主要优点有：没有滑动；工况相同时，传动尺寸比较紧凑；不需要很大的张紧力，作用在转动轴上的载荷较小；效率较高（98%） ；能在温度较高、湿度较大的环境中使用，造价低；同时由于链传动具有中间元件（链条） ，和齿轮、蜗杆传动相比较，需要的轴间距离可以很大，这对于我们的设计是比较理想的。故应选用链传动。4.3.2 链条的选取由于该传动主要是给果树施肥这个动作提供动力，且施肥这个动作的传动功率较小，速度慢，所以对链的选择应主要考虑传动链（工作速度 v3m/s） 。综合考虑到该传动的传动功率小，传动速度慢，只要保证可靠的传动比和经济因素，应优先选取滚子链。同时滚子链已标准化，这对于我们的初步选取和以后改进更换也非常方便。 4.3.3 链的基本参数的选取可参照资料6、14综合选取综合考虑实验所得的经验值、实体测绘以及设计经验，可选取：表表 4-14-1 滚子链规格和主要参数（单位：毫米滚子链规格和主要参数（单位：毫米）链号 ISO节距 P滚子直径 d1内节内宽 b1内链条通道高 h220A31.7519.0518.930.0884.3.4 滚子链的选择由于该设计是目前正处于实验研究阶段，所以主要的数据可以按照实验的数据和查表来进行设计、分析、核算。4.3.5 选择链轮齿数 Z1、Z2假定链速 由机械设计书表 3-1 选取小链轮齿数为 17 齿，大链轮为 27 齿。8smv/36 . 0表表 4-24-2 小链轮的齿数选择小链轮的齿数选择链速 v/(m/s)0.6338825齿数17212535小链轮齿数 171Z大链轮齿数 272Z链条节距 31.75Pmm小链轮轴孔直径 mm28kd初定中心距 mm(4-3.1)127075.3140400pa链条节数 (4-3.2)pl73.96222465126521aPZZZZpaZZZZpl 取98pl链条长度 m(4-3.3)1115. 31000plpl计算中心距 2224446512652165218ZZZZZZZZpZZZZpplla =1289(4-3.4) 中心距减小量 (4-3.5)156. 5578. 2004. 0002. 0aa实际中心距 ,取(4-3.6)844.1283aaamma1284验证链条速度 (4-3.7)smpnz/7145. 110006075.311202710006011 与原假设相等4.4 作用在轴上的压轴力 (4-4.1)15. 1fpkNFe55.289869. 0201000 (4-4.2) NFp333.333355.289815. 14.5 链轮的设计4.5.1 链轮的设计由机械设计书表 3-1 选取小链轮齿数为 17 齿则：分度圆直径 d = = 172.554 mm(4-5.1)zSinpd1801718075.31Sin齿顶圆直径 (4-5.2)max11.25193.2addpdmm 4-5.3)min11.6(1)182.3addpdmmz综上可取 d = 173.00 mm , = 188.00mm ad则 齿根圆直径 =d -=173-19.05=153.95mm (4-5.4)fdfd1d取 =154mmfd9分度圆弦齿高 =(0.625+)p-0.5 = 11.81mm (4-5.4)ahmaxahz8 . 01d=0.5(p-)=6.35 mm (4-5.5)minah1d取 =6.5mm ah齿侧凸缘直径 pcot-1.04-0.76 =137.73 mmgdgdz1802h取 =30.00mm (4-5.6)gd齿侧圆弧半径 =0.12(z+2)=43.434mm (4-5.7)emaxe1d=0.008(z +180)=71.4756mmmine1d2取 =50.00mm (4-5.8)e滚子定位圆弧半径 i=0.505 + 0.069 9.80mm (4-5.9)maxi1d31d=0.505=9.62mm (4-5.10)mini1d取 = 9.80mmi滚子定位角 =-= (4-5.11)min120z9071.114= = (4-5.12)maxz9014071.134取 =120齿 宽 =0.95=0.9518.9=17.955mm1fb1fb1b取 =18.00mm (4-5.13)1fb齿侧半径 =p=31.75mmxrxr齿侧倒角 =0.13p=24.1mm (4-5.14)abab齿侧凸缘圆角半径 = 0.04p =1.3mmarar 图 4-1 链轮4.5.2 链轮的设计取 Z=27 ，则：10分度圆直径 d =273.71mmzSinpd180齿顶圆直径 =d+1.25p-=294.35mmadmaxad1d=d+(1-)p-=284.53mmminadz6 . 11d综上可取 d =274.00mm ,=290.00mm ad则：齿根圆直径 = d -=254.66mmfdfd1d取 =255.00mmfd分度圆弦齿高 =(0.625+)p-0.5=11.259mmahmaxahz8 . 01d = 0.5(p-)=6.35mmminah1d取 =6.50mm ah齿侧凸缘直径 pcot-1.04-0.76 gdgdz1802h= 31.758.55-31.3870.76=293.32mm 取 =50.00mmgd齿侧圆弧半径 =0.12(z+2)=66.29mmemaxe1d=0.008(z +180) mine1d2=0.00819.05(2727+180)=138.53mm取 =70.00mme滚子定位圆弧半径 i=0.505+0.0699.80mmmaxi1d31d=0.505 = 9.62025mmmini1d取 =9.80mmi滚子定位角 =-=116.67min120z90=136.67maxz90140取 =120齿宽 =0.95=0.9518.9=17.955mm1fb1fb1b取 =18.00mm1fb齿侧半径 =p=31.75mmxrxr齿侧倒角 =0.13p=24.1275mmabab齿侧凸缘圆角半径 =0.04p=1.27mmarar1112.512.5R61.611?274?29040852图 4-2 链轮4.6 链轮材料的选择链轮材料应能满足强度和耐磨性的要求。对于在低速、轻载、平稳传动中，链轮可采用中碳钢制造。中速、中载时应采用中碳钢淬火处理。而本设计中施肥传动部分属于低速、轻载、较平稳的传动，所以应采用中碳钢。4.7 链传动比为了保证在施肥作业时肥料的连续排放,则要求传动部分要有可靠的传动比、无滑动。又由于在施肥传动部分所传动的功率小、速率小，所以所要求的链传动比不是非常的严格，但也要满足相应要求。经计算，该部分的链传动比 i=1.58。根据以往经验和相关手册，该传动比完全满足要求。4.8 地轮设计材料45钢许用应力 60MpamDdDWtTt031. 03/16065. 0128001061660/3取(4-8.1)mD040. 0校核小于Mpa100max57.7132/3040. 0/005. 012800/maxzWMMpa100确定轴径 (4-8.2)mD040. 0 图 4-3 地轮4.9 排肥槽轮的确定构造和工作原理外槽轮式排肥器由排肥杯、排肥轴、外槽轮、阻塞套、花形挡圈及排肥舌等组成(图 4-4)。排肥杯装在肥料箱下面，肥料通过箱底开口流入排肥杯。排肥轴转动时，外槽轮和花形挡圈随轴一起转动，而阻塞套则不转动。阻塞套与花形挡圈可防止肥料从槽轮两侧流出。外槽轮排肥器工作时，肥料靠重力充满槽轮凹槽，并被槽轮带着一起旋转进行强制排肥；处于槽轮外面的一层肥料在槽轮外圆的拨动和肥料间的摩擦力作用下也被带动，这一层肥料称为带动层(图4-4.1)。带动层内的肥料运动速度不等，位于槽轮圆周界面上的速度最大，但仍低于槽轮速12度距槽轮中心愈远，速度愈小，直至为零。在带动层外的肥料不受外槽轮作用，为相对静止层，该层内的肥料仅靠重力作用而自流。由槽轮强制带出和带动层带出的肥料从排肥舌上掉入输肥管。然后经开沟铲而落人沟内。图 4-4 外槽轮排肥器1.肥量调节器 2销 3排肥轴 4肥箱 5外槽轮 6.排肥舌 图 4-4.1 带动层外槽轮排肥器的排肥量的工作长度不能满足要求时，改变槽轮转速即可扩大排肥量的调节范围。槽轮工作长度 L 从 0 到 100mm 槽轮工作长度可调，以满足不同施肥量的要求。当槽轮工作长度为 0 时，不进行排肥，此工作位置适用于，取决于槽轮的有效工作长度和转速。图 4-4 所示移动式槽轮排肥器。转动的槽轮和不转动的阻塞套可以在排种盒内随排种轴左右移动，轴向移动肥量调节器，即可改变槽轮的工作长度，用以调节施肥量。当槽轮机器处于不施肥而在运输过程等一些情况。在施肥调节器上可自行开一些档位孔，通过轮的最大工作长度取为 100mm。常用外槽轮 z=1018。调节档位，可以方便的实现不同施肥量间的调节。为满足高速作业时大排肥量的要求，大槽轮排肥器槽d外槽轮直径，d=51 mm Z外槽轮齿数，Z=12 L外槽轮有效工作长度 0 100 mm C带动层厚度，肥料：0.20.3cm 复合肥容重，复合肥：11283mkg3128. 1cmg肥料充满系数，0.60.8 一般取 0.7f凹槽断面积 0.483 cm3t槽齿间距 (4-9.1)3.14 5113.34512dtZ3cm强制层每转排量 1,()qfLZtZd13 (4-9.2)/dLft带动层每转排量 222 (/ 2)(/ 2) qdcdL 2()L dcc (4-9.3)dL c（注：因不存在凹槽的问题，此处可不考虑 ，C2较小可忽略） 排种轮每转排量（克/转）(4-9.3) 12(/ )250qqqdLcft4.10 轴的设计4.10.1 排肥槽轮轴的设计根据链轮的大小可以计算出来和链轮配合的轴的直径，根据设计和安装的要求轴的尺寸如下：图 4-5 槽轮轴轴的材料：轴的材料主要是碳刚和合金刚。由于碳刚比合金刚价格便宜，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以本设计采用45 号刚作为轴的材料。调制处理。轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求者外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置。4.10.2 地轮轴的设计根据设计和安装的要求轴的尺寸如下： A图 4-6 地轮轴轴的材料：轴的材料主要是碳钢和合金钢。由于碳钢比合金钢价格便宜，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以本设计采用45 号钢作为轴的材料。轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求者外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置。轴的校核按扭转强度计算，用于只承受转矩的传动轴的精确计算，也可用于既受弯矩又受扭矩的轴的计算。其强度条件为：(4-10.1) MpandpWTT32 . 0/1055. 9/614式中：为轴的扭切应力，；为转矩，；为抗扭截面系数，；对圆截MpaTkwWT3mm面；为传递的功率，；为轴的转速，；为轴的直径，32 . 016/3ddWTpkwnmin/rd；为许用扭切应力，。所以，把相关的数据带入公式中得：mm MpaMpandpWTT11.205 .2148.182 . 0/1001055. 92 . 0/1055. 9/636由于轴的选材为 45 号钢，所以查表可知 45 号钢的许用扭切应力为，。Mpa4030 经校核设计的轴符合要求，可以正常工作。5 5 其他零部件其他零部件5.1 悬挂装置8070602000400图 5-1 悬挂装置悬挂架起到连接作用，使施施肥机与配套拖拉机的连接。5.2 全层施肥开沟铲的设计图 5-2 开沟装置1 铲柄、2 铲刃、3 铲尖、4 导肥槽、5 施肥调整片、6 首层施肥孔、7 导肥管以及 8 导肥片。全层施肥开沟铲的工作原理工作时，地轮转动带动肥箱下的排肥盒转动，肥料通过排肥盒施入到导肥槽内并继续下落，肥料在下落的过程中会碰撞到不同导肥片或导肥管，继而流出导肥槽，被施入到土壤中的不同深度。通过对施肥调整片的调整可以实现在不同耕层的施肥量的调节。工作示意图如图 5-3 所示。开沟铲起到开沟作用，输肥管出口固定在它上面。15图 5-3 工作示意图入土角 的确定影响开沟铲入土性能的参数有入土角 和入土隙角 。入土角 主要影响其入土能力和前进阻力: 入土角过大，入土性能差，且阻力增加; 入土角过小，强度减弱。综合考虑入土性能、阻力、强度等因素，最终确定深松铲的入土角 在的范围内。入土关键角示意图如图 5-4 所示。50 55oo图5-4入土关键角示意图入土隙角 的确定入土隙角 为深松铲底面与地面之间夹角，入土隙角 的存在有利于深松铲的入土。通过实验可知， 取10为宜。开沟铲铲强度校核在田间进行作业时，开松铲主要受到水平方向的阻力F，如图5-5 所示。F图5-5深松铲受力图开沟铲的上端与横梁固定连接，通过计算得出在免耕地上该深松铲的开沟阻力F为5 919N以可知弯矩为开沟铲选用普通碳素钢Q235，其抗压强度大于抗拉强度，因此只需计2959 .AMFLN m16算抗拉强度即可。通过弯矩分析，A 截面为危险截面。确定开沟铲的截面积为100mm 25mm 的矩形，因此根据公式可以得出此截面的抗弯截面模量为26341.7 106ZbhWm max71AaZMMPWQ235 的屈服强度为235MPa。A 截面的抗拉应力71MPa，小于235MPa，并且有足够的应力储备，s所以设计是安全可靠的。安全销图5-6安全销在铲柄上前端设有安全销，安全销后面设有开沟铲固定销轴，它们除了能同时起到连接开沟铲和机架的作用外，安全销还可以起到保护作用。在开沟铲进作业的过程中，遇到树根或砖石等对开沟铲引起瞬时阻力过大时，为了保护深松铲和拖拉机，安全销就会被剪断，从而起到保护的作用。结论结论红枣施中耕全耕层肥机的使用代替了以往的人工撒施作业，提高了作业的机械化程度及生产效率，节省了人力及时间，改善了人们的作业环境。节省了成本，并且减少了环境的污染。全耕层施肥技术在红枣施肥上的应用将使得肥料的吸收效果得以提升，不仅能减少肥料的施加量，还能提高红枣的产量。本设计采用地轮驱动，结构简单不复杂，理论上达到了施肥要求及其它相应工作条件。理论上本机使用价值高，经济效益高，由于本设计没有做试验，对其实际的可行性程度还不能确定。致致 谢谢17本次设计是在王旭峰老师的悉心指导与严格要求下进行的。从设计（论文）的选题、方案的设计、具体的测绘与绘图到论文撰写的每个环节，都凝聚着王老师的心血和汗水。王老师严谨的治学态度、开拓创新的工作作风及对事业的奋进执着精神，都将使我铭记在心，并时刻激励着我不断追求勇往直前。大学四年学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母亲人们，我的老师和同学们、表达我由衷的谢意。感谢我的母校塔里木大学给了我在大学的本科四年深造机会，让我能继续学习和提高。塔里木大学四季如春的校园，美丽如诗的风景都深深的留在了我的记忆里。四年珍贵的学习期间，让我的知识体系更加完善，思想观念更加成熟，整体素质得到了极大的锻炼。“自强不息，求真务实”的校训我将铭记于心，在未来的学习和工作中躬身践行。再次,感谢我的同学们,在毕业设计过程中得到了他们无私的帮助，以及许多启发性的指导和建议。在此向所有支持、关心、帮助我的人表示由衷的感谢!祝他们永远健康、幸福! 最后，感谢我的父母亲人们对我大学四年学习的默默支持，使我能顺利完成本科学业。18参考文献参考文献1吴巍.科学施肥技术M1998.农业出版社2刘新保.简明施肥技术手册M农业出版社3沈再春.农产品加工机械与设备M农业出版社.1993.4周亚立等.3ZF-6(8) 型中耕施肥机J农机与食品机械 ,1995,(05) .5马绍民等.3ZF-150 型多功能中耕施肥机的试验研究J农业装备 ,2009,(01) .6袁佳平.农业机械的设计和计算M农业出版社.7东北工学院.机械零件设计手册M工业出版社.19808西北工业大学.机械设计（第七版M教育出版社.9龚淮义.机械设计图册M育出版社.（第三版）10吴宗泽.机械课程设计手册M（教育出版社.11农业机械学M中国农业出版社.1994.12单辉祖.材料力学M版）.高等教育出版社.13陈守伦.化肥机械化深施机术J.农业科技通讯, 1995, (01) .14寇明杰.外槽轮联合排种器的试验研究J.机械研究与应用, 1996, (01) .15赵金.玉米深松全层施肥精量播种机关键部件的设计J.农机化研究 毕业论文（设计）任务书毕业论文（设计）任务书学院学院机械电气化工程学院机械电气化工程学院班级班级 学生姓名学生姓名课题名称课题名称红枣中耕全耕层施肥机械的设计红枣中耕全耕层施肥机械的设计起止时间起止时间年年 月月 日日 年年 月月 日（共日（共 1414 周）周）指导教师指导教师 课题内容课题内容根据国内外现有的红枣中耕机，设计红枣中耕全根层施肥机械，要根据国内外现有的红枣中耕机，设计红枣中耕全根层施肥机械，要求结构简单，作业效果好。具体要求如下：求结构简单，作业效果好。具体要求如下：1.1.选择合适配套动力选择合适配套动力 2.2.选择设计中耕全层施肥装置。选择设计中耕全层施肥装置。3 3 绘制二维装绘制二维装配图和零件图。配图和零件图。拟定工作进度（以周为单位）拟定工作进度（以周为单位）第第 1 12 2 周周 查阅相关文献，撰写开题报告。查阅相关文献，撰写开题报告。第第 3 34 4 周周 根据国内外现有的红枣中耕施肥机械确定的总体设计方案，根据国内外现有的红枣中耕施肥机械确定的总体设计方案，绘制总体结构简图。绘制总体结构简图。第第 5 57 7 周周 根据工作要求，计算并查阅相关手册，选择和设计各零部根据工作要求，计算并查阅相关手册，选择和设计各零部件。件。第第 8 81111 周周 运用运用 AutoCADAutoCAD 软件，绘制二维零件图和装配图。软件，绘制二维零件图和装配图。第第 1212 周周 从工艺性能，经济性能，实用性能等方面对产品进行综合评从工艺性能，经济性能，实用性能等方面对产品进行综合评价、校核、修正。价、校核、修正。第第 1313 周周 完成设计说明书。完成设计说明书。第第 1414 周周 整理材料，准备答辩。整理材料，准备答辩。主要参考文献主要参考文献11 孙志礼孙志礼编编 机械设计机械设计科学出版社科学出版社 2008200822 杨家军杨家军编编 机械原理机械原理华中科技大学出版社华中科技大学出版社 2009200933 李琰李琰，齐保林齐保林编编 机械设计基础机械设计基础 2009200944 周桂莲，付平周桂莲，付平机械制造机械制造西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社 :2009.02:2009.0255 胡志新，许晶胡志新，许晶 机械制造技术机械制造技术清华大学出版社清华大学出版社 2009.082009.0866 莫文辉，机械可靠性设计与随机有限元云南科技出版社莫文辉，机械可靠性设计与随机有限元云南科技出版社 , , 20102010 77 张立彬，微小型农业机械产品可重构模块化张立彬，微小型农业机械产品可重构模块化 设计方法及其应用科学出设计方法及其应用科学出版社版社 , , 20072007 任务下达人（签字）任务下达人（签字）同意按此计划进行设计同意按此计划进行设计 年年 月月 日