农田除草机的结构设计
36页 17000字数+论文说明书+任务书+3张CAD图纸【详情如下】
中耕除草机总体结构立面示意图A1.dwg
任务书.doc
农田除草机的结构设计论文.doc
悬挂结构示意图A2.dwg
除草机单体结构示意图A2.dwg
摘要
由于早期研究的的松土锄草机在工作过程中，对中耕作物苗带松土和锄草比较艰难、埋苗率高并且工作速度低、损坏苗严重、苗间草清除不干净而且化学除草对当今大自然造成的污染比较恶劣，并且对动物和植物带来的危害存在着巨大的问题，所以我们研制了一种新型新型除草机械，名为中耕松土梳苗锄草机。该机器是按照组合直立梳齿为主要运作部件，运用作物根茎与杂草根茎发生长差别大的特点，再对作物进行规律的的打理，得到松土锄草的成果，同时要进行规律的中耕。在本文里对此机器的总体设计、梳齿机构的尺寸和传动结构，以及它们的运动规律等惊醒了分析，得到了机器作业质量的分析结果。梳齿式除草装置可以进行的功能有许多。如：它是多动能中耕以及全方位松土除草复式作业机。该机器不仅可以除掉苗间杂草（生长期），并且可以保持土壤水分充足，为农作物的稳定产量起到了决定性的作用。因为生长期的农作物和杂草的根系在土壤内的深度不同，因此 梳齿式苗间松土锄草装置的工作原理是利用锄草齿在杂草的根系层做出网格状运动来锄去杂草。为此，从锄草作业的缺陷出发，分析了当今国内外田间锄草技术的研究现状以及化学除草技术与机、电、光等技术的结合情况；通过与美国、德国等西方发达国家先进锄草技术的比较，分析了我国锄草技术的不足之处，并指出了锄草技术的发展趋势。栽植技术是作物争取农时、提高复种指数、提高产量的有效措施。采用机械栽植是提高移植劳动生产率的有效途径。国外已广泛采用机械化移栽方式。国内目前研制出的移栽机具都是人工喂苗的半自动移栽机。我这次毕业设计就是导管式栽植机。通过查阅有关的资料，对国内外旱田移栽机械现状、水平及我国在旱地栽植机械方面的研究进行全面的了解，掌握其工作原理，并针对目前国内现有育苗移栽机械存在的问题,提出了今后发展我国育苗移栽机械的几点建议。同时重点对钵苗移栽机的钵苗喂入机构移载机总体设计等进行分析，实现该机系列化的目的。现在我国的农民趋于老年和妇女，劳动力低，这样发展农业机械化更是事在必行。尽管目前面临着玉米价格低和比较效益差等问题，但是，通过提高种植的机械化水平，进一步改善育苗移栽技术的配套性能，就可以降低种植成本，达到增加产量，提高经济效益的目的。相信随着旱地育苗机械化水平的不断提高，旱地育苗移栽技术将会逐步得到大面积推广应用。我这次的研究是对梳齿式苗间松土锄草装置的仿真优化设计和试验。为获得理想苗间机械松土锄草效果，用UG NX6.0软件对装置进行了三维仿真建模。在建立机械锄草，齿运动轨迹的数学模型的基础上，在试验环境下和老师共同完成了苗间松土锄草机械的松土锄草试验。运用正交设计软件进行了试验数据的处理。最终通过试验验证了仿真结果的有效性，既优化了设计参数，又为大马力复式中耕松土耕除草机的设计提供依据。
关键词： 梳齿； 动态仿真； 中耕松土锄草
Abstract
In the early development of the earth weeding machine in use for intertillage weeding crop plants with loosening soil and digging up weeds difficult to be buried intact seedlings of high speed, and his corn to plant rooms and the hoes not pure and chemical weeding environmentally serious pollution in other plants, and harm for so many questions. Studying a new intertillage weeding loosening soil and seedlings. the mechanism for combined with brush your teeth as the main working parts, the use of the crops with weeds growing disparities the root surface of the property, plant regularly to tease out the loosening soil and digging up weeds, at the same time as necessary. the regular intertillage weeding in the overall design, belts, and the structure and size and the law of motion and carried out and theoretical analysis, and analyze the quality of its work. Brush your teeth in seedlings from loosening soil weeding device is more comprehensive intertillage weeding loosening soil and digging up weeds compound production rig seedlings from loosening soil and digging up weeds can be done in the plant crops of corn in the weeds and soil conservation, to ensure the products of productive and dependaplecrop exert positive role. Through access to information and knowledge of home and abroad. And the state of intertillage weeding machine in seedlings from loosening soil and digging up weeds device is used to grow crops on the surface and weed in the depth of the root of the soil, through weeding in the teeth of the surface layer to the track of a campaign to hoe to weeds. And weeding work from defects, analysis and weeding the fields of research and technology and the chemical weeding, electricity, and light for the combination of circumstances; With the united states, Germany and west developed relatively advanced technology, weeding the weeding a technical deficiencies, and weeding out the technical trend. This time I have been set of teeth between the seedlings for loosening soil weeding of emulation by design and trial for the ideal mechanism strengthens the dirt with a hoe. Pass to check relevant of research that data, move to plant the machine the present condition, level and our country to plant the machine in the dry land to domestic and international dry land to proceed completely of earthen bowl seedling that understanding, control the principle of its work, at the same time the point move to plant the machine to earthen bowl seedling to feed the organization, move to carry the machine the etc.Based on the existing domestic seedling transplanting mechanical problems, and puts forward its development in the transplant seedlings of mechanical several Suggestions.Of total design to proceed the analysis, and realize the machine's series of the ' s purpose.Now China's farmers tend to be older and women, low labor force, so that the development of agricultural mechanization more things in will do.UG NX6.0 software is installed in a 3D simulation model. in establishing a mechanism worked and moves the mathematical models, on the basis of the environment and the teacher finished thin out millet seedlings loosening soil mechanics of the earth to hoe. Hoe the use of software design are carried out tests for data processing. Ultimate test verified by the simulation results, and optimize the effectiveness of the design parameters, and the horsepower compound intertillage weeding loosening soil up weeds in the design basis provide.
Keywords: Elastic comb; Motion simulation; Cultivation uproot
目 录
第一章 前言 1
1.1 研究的目的意义 1
1.2 国内外研究开发现状 3
1.2.1 国内松土除草技术的发展 3
1.2.2 国内中耕除草机简介 5
1.2.3 国外松土除草技术的发展 7
第二章 总体设计方案 9
2.1 中耕机的作用及特点 9
2.2 中耕机的技术要求 9
2.3 农艺要求 10
2.3.1 耕深 10
2.3.2 碎土 10
2.3.3 够地图其高度h 10
2.3.4 除草率 10
2.4 总体结构及其工作原理 11
2.4.1 总体结构 11
2.4.2 工作原理 12
2.4.3 主要技术指标 13
2.5 关键部件设计 13
2.5.1 机架的设计 13
2.5.2 株间除草单体的设计 14
2.5.3 株间除草部件设计 15
2.5.4 传动系统的设计 16
2.5.5 苗间除草机构的仿真配图 17
第三章 试验方案的确立及数据分析处理 19
3.1 试验的内容、设备与材料 19
3.1.1 试验设备 19
3.2 单因素试验 20
3.2.1 锄齿均布半径的大小对锄草性能的影响的试验 20
3.2.2 梳齿的转速对锄草性能的制约试验 20
3.2.3 梳齿间距对伤苗率和锄草率两指标的影响试验 21
3.2.4 机车前进速度对伤苗率和锄草率的影响的试验 21
3.3 多因素试验 21
3.4 多因素试验方案的选择 22
3.5 多因素试验结果与分析 23
第四章 结论 25
参考文献 26
致谢 27
第一章 前言
1.1 研究的目的意义
田间松土除草追肥是我国农业精耕细作的重要环节之一。将地表锄松、翻土壤、消灭行间与苗间杂草，地表温度使有机肥料加速分解，也可以剪断土壤的毛细管，尽量使水分的蒸发降低，才能起到储水水保持的作用。这样既保证了地表松散干燥，增加树木植物周边空气的干燥程度，增加了树木植物的病害免疫能力，又可以让地面土壤下层相对潮湿；除此之外，消除土壤板结，改善士地的物理性质，减少土壤的密封性，这样就能使农作物有着良好的生长发育空间。尽快地进行的锄草是保证丰产丰收必要条件，对于保证农民收入，稳定粮食供应也是是十分重要的。在此基础上加以追肥，让农作物有着更好的生长，这样不仅降低了农民的劳动强度，也使得生产效率得到了提高。
影响农业生产最大问题的是田间杂草。农田杂草对农作物的上涨有着聚打的危害，据统计中国的农田杂草的数量有着1500种之多，农田杂草在农作物生长时期与农作物争抢水分、肥料、阳光， 因此对农作物的生长极为不利，影响着农作物根系的生长，增加了后期维护农作物生长的的费用，使农作物的产量及质量巨大的降低，降低了农产品的质量和品质。而且杂草中掺杂生长着数量巨大的病害虫，如果不加以管理将会使病害虫肆意蔓延，更加严重影响农作物的生长发育，也危害着大自然的生态环境。
在各个国家粮农组织报导中提到，每个国家农作物都由于杂草和病害虫受到危害，这样导致了农作物前生产前质量损失了33%左右，最重要的是由于杂草损失的农作物占8-10%甚至更大，受到迫害的农作物达到了2.9亿吨。中国由于杂草二引发的损害也约占粮食总产10%，每年因杂草造成的粮食损失就有上百亿公斤。农业精耕细作是中国中耕除草不可或缺的结构之一。让农作物拥有有利的生长条件是对农作物的高度生产以及其稳定生产有着良好的巨大作用。棉区的中耕作业由于工作强度和工作时间比较巨大，所以棉区的工作量在总总工作量中有着相对较大的比例。比如甘蔗的培育土壤就需要三次的实验研究。为了提高农作物的生产效和生产的质量我们应在农作物之间进行运用机械中耕的方法来种植农作物。由于人和蓄力进行的中耕深度和培育土壤，以及施加肥料等没有能力达到农作物的高产和增产并且无法有效地提高农作物的质量。所以我们要进行研究中耕施肥机，从而进一步达到农业生产的高产和效率的提高的需求。
因此寻找一种除去田间杂草的方法迫在眉睫，而应运而生的中耕除草技术可以满足这一需求，从而降低因杂草造成的粮食损失。
注:试验数据为2次平均值（表中数据处理中，斜线上下分别为伤苗率和杂草锄净率处一数据）
由上表可见，试验2号平均伤苗率最低。试验条件：梳齿盘的转速140r/min，在梳齿盘的转速140r/min 梳齿的间距42mm 链轮的半径120mm和机车前进速度1.2r/min；试验于平均杂草锄净率最高。试验条件：梳齿盘的转速140r/min，在梳齿 盘 的 转 速140r/min 梳 齿 的 间 距42mm链 轮 的 半 径120mm和 机 具 前 进 速度1.2r/min。另外，四因素各自对伤苗率和锄草率两评价指标的影响程度是不同的，其中梳齿盘的转速对伤苗率影响做大，机车前进速度次之，影响链式苗间锄草率和伤苗率因素的主次顺序为ADCB。对于杂草锄净率，锄草机机车的前进的转速高度显著，梳齿盘的转速次之，锄齿在齿盘上均布直径不显著。由此可影响链式苗间锄草过程中伤苗率和杂草锄净率的主次顺序为CADB。
第四章 结论
(1）试验表明：对于伤苗率评价指数，梳齿盘的转速对其影响最大。并且梳齿盘的转速越大，伤苗率越高，值是因为梳齿盘的转速越大，在作业过程中与秧苗相遇的几率越大，导致锄齿齿打秧苗，造成伤苗率增加；机车前进速度对其影响次之，梳齿盘的转速大小对其影响最小，由此可得出伤苗率最低的试验条件为：梳齿盘的转速140r/min机车前进速度为1.9m/s～2.2m/s，可控制伤苗率≤5%。
(2）对于杂草锄净率评价指标：锄草链轮的半径对其影响最大。半径越大，锄草效果愈好。梳齿盘的转速对其影响次之，梳齿盘的转速大小对其影响最小，由次可得出获得较好锄草效果的试验条件为：梳齿盘的转速140r/min,链轮的半径120mm，机车前进速度最低时，苗间杂草锄净率可达73.2%。
（3）综合考虑伤苗率和杂草锄净率两个评价指：以及实际作业时。作业进度6～10km/h；苗间杂草锄净率≤70%，该链式苗间锄草，梳齿盘的转速140r/min，在梳齿盘的转速140r/min 梳齿的间距54mm链轮的半径120mm和机具前进速度1.2/r/min；可获较理想的苗间锄草效果以及较低的伤苗率。
参考文献
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[19] 韩豹，吴文福，申建英.水平圆盘式苗间除草装置试验台优化试验, 2010(2)：173-181.
[20] 刘天祥,张颖,韩霞.弹齿式苗间锄草机的改进设计[期刊论文]-农机化研究2010(02):199-201.
[21] Moto Tanaka,Seiji Sato. FX Series General-Purpose Wire-Cut Electrical-Discharge Machines.
[22] Tamitsu Kimura, Katsunori Sawahata, Takahiro Ssto. Development of High Performance Coated Wice Electrodes for High-Speed Cutting and Accurate Machining.
致谢
在本次论文设计中老师给予了我很大的帮助及指导。在学习中，老师老师从选题指导、论文框架到细节修改，都给予了细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，候老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。
在理论和实践中，老师用她卓越的知识和别具匠心的思维方式来帮助我。让我更加深入了解论文的内容，加深了理解，让我对这方面的只是得到了扩充。在这次毕业设计中，老师用她的耐心及悉心教导让我对我的论文得到了深入的理解，让我重新感受了论文内容的魅力。所以我在论文完成之际，谨向老师表示我最衷心的感谢和深深的敬意。并且我要感谢所有授我以业的老师，没有这些年知识的积淀，我没有这么大的动力和信心完成这篇论文。感恩之余，诚恳地请各位老师对我的论文多加批评指正，使我及时完善论文的不足之处。在毕业设计过程中，非常感谢各位好友给予我的帮助和支持，在此送上我最诚挚的谢意。谨以此致谢最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感谢。谢谢各位老师。
课题的目的与要求：
田间松土除草追肥是我国农业精耕细作的重要环节之一。并且影响农业生产最大问题的是田间杂草。如果不加以管理将会使病害虫肆意蔓延，更加严重影响农作物的生长发育，也危害着大自然的生态环境。所以寻找一种除去田间杂草的方法迫在眉睫，而应运而生的中耕除草技术可以满足这一需求，从而降低因杂草造成的粮食损失。
具体要求包括：（1）研究国内外的除草技术的发展 （2）对于中耕机的特点及技术、农艺要求做出总体设计方案 （3）进行多方面的试验进行探究，对于试验后的结果进行数据分析处理 （4）总结出自行研制的除草机的概况
论文的主要内容（或设计的技术要求与数据）：
对国内外现有的农田除草机的技术进行探究，总结出特点。在这些特点的基础上再进行研制更有效率的中耕除草机，设计出总体设计方案，并进行试验方案的确立及数据分析处理。试验包括单因素试验及多因素试验，试验结束后得出总体结论。（还包括1张A0的中耕除草机总体结构立面示意图和2张A1的除草单体结构示意图、悬挂架结构示意图）
查阅参考文献、资料要求：
1、李东升,张莲洁,盖志武等.国内外除草技术研究现状.森程,2002,18(1):17-18.
2、张惠友,侯书林，董欣.XQ-7型驱动式中耕除草复式作业机.东北农业大学学报，1998（29）:62-67.
3、郭占斌,段宝林,赵妍等.3XZC系列偏心弹齿式苗间锄草机的研究与设计. 农机化研究,2001（2）:61-63.
4、中国农业机械化科学研究院编,农业机械设计手册.1988,机械工业出版社,北京,200-210.
5、任晓东.机械深松技术在黑龙江省农业生产中的作用与实践.农机化研究,2000(1):79-82.
进度计划：
（2016.2.29～3.6）第1周：老师下达毕业设计任务书：农田除草机的结构设计。了解除草机的种类结构和作用。
（2016.3.7～4.10）第2～6周：查阅文献搜集国内外农田除草机的现状，对于我国的农田除草的现状做出新的更有效率的农田除草机—中耕机的总体设计方案。
（2016.4.11～4.17）第7周：学校进行中期检查。老师将我论文不足的地方和需要改进的地方加以标注和告知，让我的中期论文更加的完整和充实。并且为论文的后半部分搜集资料加以研究。
（2016.4.18～5.22）第8～12周：对中耕机的总体设计方案设计试验，进行试验方案的确立及数据分析出理，试验包括单因素试验及多因素试验，将试验的结果进行处理与分析，并在最后得出最终结论。
（2016.5.23～5.29）第13周：论文的后期检查。将我的论文仔细检查完成初定稿。等指导老师审阅。
（2016.6.3之前）第14周：论文评阅。
（2016.6.6～6.8）第15周：毕业论文答辩。
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