人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 凸轮滚筒式残膜回收机的设计【优秀机械设计制造及其自动化课程毕业设计含SW三维3D建模及4张CAD图纸+带任务书+开题报告+中期检查表+答辩ppt+21页加正文7900字】
凸轮滚筒式残膜回收机的设计【优秀机械设计制造及其自动化课程毕业设计含SW三维3D建模及4张CAD图纸+带任务书+开题报告+中期检查表+答辩ppt+21页加正文7900字】
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课程毕业设计
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凸轮滚筒式残膜回收机的设计【优秀机械设计制造及其自动化课程毕业设计含SW三维3D建模及4张CAD图纸+带任务书+开题报告+中期检查表+答辩ppt+21页加正文7900字】
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凸轮滚筒式残膜回收机的设计
3D.stp
SW三维图.zip
中期检查表..doc
任务书..doc
答辩PPT.ppt
凸轮滚筒式残膜回收机的设计.doc
圆锥齿轮.dwg
开题报告..doc
总装图.DWG
起膜铲.dwg
轴承.dwg
凸轮滚筒式残膜回收机的设计
前 言
地膜的大力推广使用明显提高了土壤的温度、保持了土壤水分、维持了土壤的结构、并且有效的防止了害虫对农作物的侵害，因此地膜的广泛使用得到了大面积农田的普及并极大地促进了我国农业经济的发展速度。但是由于地膜在土壤中的大量残留和无法有效的清除，形成的残膜很难降解，这给生态环境造成巨大污染并且严重的危害了农业的安全生产性和农业生态环境的污染。为了有效的解决残膜容易破碎、造成难以有效回收以及在作业过程中将秸秆与残膜相互缠扰而无法清除的问题，本次设计主要通过分析并结合理论对残膜回收机的收膜部件和清理装置，并结合国内外残膜回收技术的研究方法归纳以及经验总结的基础上，给与提出了依靠伸缩杆来实现自动刷膜的方法理论计出了伸缩杆式残膜回收机。
关键词：捡拾；地膜；凸轮
目 录
1概述 1
1.1意义 2
1.2我国目前地膜的农用情况 3
1.3国内残膜回收机状况 4
2设计的基本结构、原理及其技术要求 6
2.1凸轮滚筒式残膜回收机的技术关键 6
2.2残膜回机收起膜尺上的载荷 8
3轴的设计和校核 9
3.1轴一的设计 9
3.2轴二的设计 10
3.3轴的校核 11
4带轮的设计 13
5特殊零件的设计 16
5.1刷膜板的设计 16
结 论 17
致 谢 18
参考文献 19
工程概况
本文主要对收集膜装置进行改造和设计，设计中主要利用凸轮，滚筒，起膜铲，刷模板等。拖拉机在行进过程中起膜齿铲起薄膜，再经过起膜尺，起膜尺在滚筒的旋转过程中会转起薄膜，薄膜再被刷模板刷到集膜箱中，从而达到回收薄膜的目的。改造过程中要用到一些工具和方法，例如钳子，螺丝螺母，扳子，电焊等。设计过程中采用的软件是SolidWorks软件和CAD软件。
- 内容简介：
-
塔里木大学 毕业论文（设计）中期检查记录表 2016 年 4 月 18 日 学生姓名 宗乐为 班级 机械 16题名称 凸轮滚筒式残膜回收机 课题完成进度（学生自述） 主要零件图的三维图已画完，二维图完成一部分 . 存在的问题及整改措施（学生自述） 某些零件的三维图尺寸没设计好，动力装置不够完善 . 指导教师意见（课题进展情况、优缺点、整改措施等） 指导教师签名 雷福祥 2016 年 4 月 18 日 学院意见 负责人签名 年 月 日 塔里木大学 毕业论文（设计）任务书 学院 机械电气化工程学院 班级 机械 16生姓名 宗乐为 学号 8011212135 课题名称 凸轮滚筒式残膜回收机 起止时间 2015 年 10 月 14 日 2016 年 11 月 7 日（共 3 周） 指导教师 雷福祥 职称 教师 课题内容 为了减少地膜对土地的污染，保护农作物健康生长，设计出能够回收残膜的机器。 拟定工作进度（以周为单位） 第 一 周：查找相关资料、熟悉课题内容。 第 二 周：撰写开题报告，并制定总 体方案。 第三周至第八周：设计 回收机 的三维实体模型图，并生成关键部件及装配图工程图。 第 九 周：对 回收机 进行传动设计和机构设计。 主要参考文献 1 马辉，梅旭荣，严昌荣，等 . 华北典型农区棉田土壤中地膜残留特点研究 J业环境科学学报， 2008， 27(2)： 570 573. 2 王吉奎，付 威，王卫兵，等 . 秸秆粉碎与残膜回收机的设计 J. 农 业工程学报， 2011， 27(7)： 168 172 3 娄秀华，张东兴，耿端阳，等 . 残膜回收机起膜器 的设计与试验研究 J. 农业 工程学报， 2002， 18(6)： 任务下达人（签字） 2015 年 10 月 11 日 任务接受人意见 任务接受人签名 宗乐为 2015 年 10 月 14 日 注： 1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。 2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。 3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。 凸轮滚筒式残膜回收机 学生姓名 宗乐为 学 号 8011212135 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 16 指导老师 雷福祥 日 期 2016 塔里木大学机械电气化工程学院制 16 届毕业设计 前 言 地膜的大力推广使用明显提高了土壤的温度、保持了土壤水分、维持了土壤的结构、并且有效的防止了害虫对农作物的侵害，因此地膜的广泛使用得到了大面积农田的普及并极大地促进了我国农业经济的发展速度。但是由于地膜在土壤中的大量残留和无法有效的清除，形成的残膜很难降解，这给生态环境造成巨大污染并且严重的危害了农业的安全生产性和农业生态环境的污染。为了有效的解决残膜容易破碎、造成难以有效回收以及在作业过程中将秸秆与残膜相互缠扰而无法清除的问题 ，本次设计主要通过分析并结合理论对残膜回收机的收膜部件和清理装置，并结合国内外残膜回收技术的研究方法归纳以及经验总结的基础上，给与提出了依靠伸缩杆来实现自动刷膜的方法理论计出了伸缩杆式残膜回收机。 关键 词 ： 捡拾；地膜；凸轮 目 录 1概述 . 错误 !未定义书签。 义 . 2 国目前地膜的农用情况 . 3 内残膜回收机状况 . 4 2 设计的基本结构、原理及其技术要求 . 6 轮滚筒式残膜回收机的技术关键 . 6 膜回机收起膜尺上的载荷 . 8 3 轴的设计和校核 . 9 一的设计 . 9 二 的设计 . 10 的校核 . 11 4 带轮的设计 . 133 5 特殊零件的设计 . 16 膜板的设计 . 16 结 论 . 17 致 谢 . 18 参考文献 . 19 塔里木大学毕业设计 1 工程概况 本文主要对 收集膜装置 进行改造和设计， 设计中 主要 利用凸轮，滚筒，起膜铲 ， 刷模板等。拖拉机在行进过程中起膜齿铲起薄 膜，再经过起膜尺，起膜尺 在滚筒的旋转过程中会转起薄膜 ，薄膜再被刷模板刷到集膜箱中，从而达到回收薄膜的目的 。改造过程中要用到一些工具和方法，例如钳子，螺丝螺母，扳子，电焊等。设计过程中采用的软件是 件和 件。 塔里木大学毕业设计 2 1 概述 义 农用塑料薄膜主要是用在温室塑料大棚的聚氯乙烯和用于地膜的聚乙烯等 ,都是聚乙烯烃类有机化合物 ,在自然条件下是很难降解的 ,在土壤中可存在 200 400 年 10。大量的残膜留在土壤中 ,导致农业 环境境受到严重的污染 ,破坏了农田的生态环境 ,不仅影响了农作物对水分的吸收 ,而且影响种子发芽率和出苗率 ,造成种子的腐烂 ,使棉花幼苗等变黄变瘦 ,甚至会死亡 ,还影响农机具在田间作业的质量问题等。现在 ,我国每年对地膜的使用量基本达到 80 90 万吨 ,据调查得知 ,由于地膜在自然条件下风吹变质、人为的踩踏和地膜过薄 ,厚度不够等因素所造成强度较弱致使在秋后田间会产生比较多的碎膜 ,而这些破碎的残膜很难回收的 ,每年残存在田野、土壤中的塑料薄膜至少占了供应总量的 10%,从目前情况看，累积碎膜的残存量达到百万吨左右。 根据调查测 算 ,连续覆膜 30 亩的棉田 ,地表大约有大小碎片 ,折算以后的残膜有 层 30有残膜 /算有残膜 57.9 kg/者合计有残膜 110 kg/黑龙江省农恳局环保部门测定得知，地膜残留在土壤中的含量达到 58.5 kg/右 ,可使玉米的产量下降11% 23%,农作物中小麦的产量下降 大豆的减产量达到 右 ,蔬菜的年均产量会下降 另外在新疆大面积的覆膜，根据新疆生产兵团 142 团最近几年对棉花的残膜量 测定得知 ,如果连续覆膜 2 4年而不回收土壤中的残膜 ,如果种小麦减产 5% 10%,种玉米将会减产 15% 20%左右 ,种棉花则产量下降 20% 25%。农田连续覆膜的时间越长 ,碎膜的残留量将会越多 ,则对农作物的产量影响将会越大。残留的地膜对农田生态环境的污染后果是非常严重的 ,如果不及时的治理 ,我们赖以生存和发展的土壤将不会再有更好的丰收 ,我们的子孙后代将会面对一场很大的灾难。 综上所述，如果残膜长期得不到有效的回收和治理，将会造成我国农业生态环境的严重恶化。而且 ,我国地膜覆盖面积是如此之大，使得形势将会变得越来越 严峻，使我们不得不尽快寻找新的解决办法。就我国国情而言，研制较稳定、可靠、性能比较完善的残膜回收机势在必行。 国外残膜回收机现状 在国外，地膜回收问题也一直是影响农业技术发展的一大难题。但在国外地膜覆盖种植技术的应用范围远远没有我国的深入广泛，而且他们一般都采用的是综合式治理技术，残膜对农田的危害和对农业生态环境的危害却没有我国的严重。国外采用的技术主要包括： （ 1）在稳定、可靠、性能方面的考虑，一般采用较厚，抗拉强度比较大的塑料薄膜。国外采用的塑膜厚度一般在 间，这样有利于机械 收膜，而且回收以后的地膜可以重复使用， 塔里木大学毕业设计 3 可减少地膜的使用量，减小残膜对环境的污染。 （ 2）采用可以降解、没有毒害的薄膜。例如光解薄膜、生物降解薄膜及植物纤维等地膜。 （ 3）大力推广农业机械化回收地膜。 美国、日本等一些发达国家很早从 60 年代就已经开始对地膜覆盖技术进行研制和并推广使用，其中日本在这方面的研制和推广成果最为突出的，美国等国家在残膜覆盖和地膜材料组成方面也作了比较多的环节。在残膜回收机械研制方面，由于国外实际应用的地膜厚度较大，地膜在回收时使用地膜的强度比较大。因而国外的地膜回收机都采 用结构相对比较简单，主要是开沟器和滚筒等组成的，残膜成卷回收是为了减少对生态环境的污染和地膜进行二次使用。 1972 年 发了一种残膜回收机，该地膜回收机在工作时能够把地表面的覆盖物全部卷在卷膜轮子上便于回收。 1993 年 究了一种残膜回收机，该机构包含可使卷膜轮的线速度与回收机的作业速度相适应的装配机构。 1995， 发了一种残膜回收机，该机构的主要是利用机械振动原理来实现地膜与土壤分离的，而且可以将地膜撕碎成小片以后处理成塑料球，便于回收利用。 残膜的回收已经 是全世界全国所面对的一个比较棘手的问题。英国研制并大力推广使用悬挂式残膜回收机已经很长时间了，该机械工作时松土铲将土撬起或者翻松，然后将地膜翻卷传送到金属网上。将收集起来的地膜清洗干净以便再次使用并减小对环境的污染。欧美等一些比较大的国家为了解决残留在土壤中的地膜对生态环境造成的危害，大力推广使用厚度较大，不易被风化的地膜，另外大力研制各种新型有机材料的地膜。 我们国家从 20 世纪 60 年代就开始使用地膜 ,将地膜种植的技术应用于蔬菜和水果类等农作物的生产 ,20 世纪 70 年代在棉花等经 济作物上已经大力推广使用 ,在最近几年小麦和玉米等农作物也大面积使用地膜，提高农业生产和经济效益。根据目前情况 ,我国的新疆、宁夏、陕西、黑龙江等寒冷地带和干旱半干旱地区 ,地膜覆盖技术已逐渐推广应用于多种农作物。 我国对残膜回收有手工回收和机械化收膜，手工收膜时，不仅劳动强度大，地膜捡拾不够干净，费工收膜的效率较低，这样长年累月的残膜堆积会给农业生态环境带来严重的污染。相反，机械化收膜会克服人工收膜的这些不足，因此，研制并大力推广使用农业机械化残膜回收对我国生态环境的保护和可持续发展具有十分重要的意义。 国内残 膜回收机研究的现状 根据残膜回收的时间先后顺序，我国的残膜回收机大致分为苗期残膜回收机和收获以后的残 塔里木大学毕业设计 4 膜回收机。具体内容以下详细说明。 苗期残膜回收机 目前配合人工除草的残膜回收机的代表机械有以下几种： 4悬挂式收膜机。该机是头水前揭膜机的代表机型。其结构简单，使用调整方便，工作可靠，残膜回收率较高 6。 苗期残膜回收机。该机具是由新疆农业科学院农机化所研制。它与小型或中型轮式拖拉机配套使用。 齿链式悬挂收膜机。它由新疆生产建设兵团农机推广站和 134 团研制。该 机与中型拖拉机配套使用，苗期作业时可同步将地膜揭起并打成卷。它采用的无心圆捆卷膜新颖实用。 玉米苗期收膜机。它是由我国农业大学师生研制出的最好的玉米残膜回收机。该机型残膜回收率在 85%以上，单机生产率在 h，伤苗率在 1%以下，配套动力为 四轮拖拉机。 内残膜回收机状况 目前我国残膜回收机的主要收膜部件的结构形式有以下几种 ： （ 1)伸缩杆齿式捡拾滚筒 (图 1种收膜机构简单容易加工制造，造价相对偏低该机械对残膜的回收比较干净，如新疆 145 团农机推 广站研并推广使用的 2膜回收机 7，此机械的收净率大约为 80%，生产效率在 h 左右，和该残膜回收机配套的小四轮拖拉机的输出动力大约为 据以上材料得知 8，滚筒的转动时的最小速度应该大于 过多次的实验和计算， 120r/最佳的转速。 图 1缩杆齿捡拾机构示意图 （ 2)弹齿式拾膜部件 (图 1地轮和地面间的摩擦转动，并且地轮带动齿轮转动，该机械的 塔里木大学毕业设计 5 结构复杂，造价相对偏高，对 地膜回收比较干净。例如在黑龙江地区研制并推广使用的 残膜回收机，对地膜的收净率达到 80%左右，这也是惊人的数据，生产率能够达到 h 的效率，和该机械配套的小型四轮车的输出动力为 右。根据多次的实验和计算得知 9，在考虑残膜拉伸中的断裂情况和地轮下陷时地膜的滑移情况，残膜回收机的拔指弹齿与行走地轮之间的最适合的速度比应该为 右。该速比不仅刚好把地膜挑起并拉紧，使土壤将地膜压紧，回收后的地膜干净便于二次使用，对减小污染和提高经济效益具有重要的意义。 图 1齿式拾膜部件示意图 另一方面残膜回收机的推广使用还有赖于残膜的再生利用。由于回收残膜在短期内没有直接的经济效益，因此残膜回收机械是很难被农民接受使用的。因此，发展残膜回收机械除了要和常规作业结合起来发展残膜回收联合作业机，研制出结构简单，便于加工制造，造价较低之外，应考虑残膜的回收利用和对生态环境的污染问题，用农民销售地膜而得知的生产效率来推动残膜回收机具的推广使用和发展。只有这样，才能带动残膜回收机械的进一步发展，形成地膜使用、残膜回收和残膜再生中利用的在生 态环境和提高农业经济发展的效益。 总之，研制发展残膜回收机不但有明显的经济效益，而且具有巨大的生态效益，为可持续发展有很大的推动。 2 设计的基本结构、原理及其技术要求 轮滚筒式残膜回收机的技术关键 主要收获的农作物：该残膜回收机主要用于清除棉花、玉米、高粱等覆膜农作物收获后地表所遗留的下来的地膜； 塔里木大学毕业设计 6 配套的机械：该机械的配套动力以 25力）的中小型四轮拖拉机，在新疆地区若是多台机械连用时用大中型四轮拖拉机； 主要结构：该机主要结构包括悬挂机构传动总成由传动 箱箱、机架、起膜铲、滚筒、刷模板，凸轮滚筒，和集膜箱等重要部件组成，如图 2示 : 图 2筒 式残膜回收机机构示意图 工作原理：该机在工作时采用凸轮滚筒的伸缩原理，动力由万向联轴器带动带轮再带动滚筒，滚筒将进行逆时针旋转。在拖拉机行进过程中，起膜铲将挑起薄膜，再由旋转的起膜尺缠住，经脱膜盘的高速旋转下，缠在滚筒上的残膜集于集膜箱中实现残膜回收的功能。 凸轮滚筒机构的工作原理：如图 (2示，凸轮滚筒机构工作时，万向轴带动带轮，带轮带动滚筒，凸轮固定不动，滚筒中的起膜尺将随着凸轮的的轮廓运动， 在凸轮最高点时起膜尺将伸入土壤缠住薄膜，在最低点时起膜尺上的薄膜将被刷膜板收集，从而达到回收薄膜的目的。 图 2 塔里木大学毕业设计 7 膜回机收起膜尺上的载荷 作用在起膜齿的载荷：一是周期载荷，捡膜滚筒回转 1 周，由起膜尺周期性地入土、出土时土壤阻力所产生的载荷，以及捡膜杆齿挑膜出土所产生的载荷；二是冲击载荷，即捡膜杆入土及出土后遇到棉根、棉秆阻力所产生的载荷；三是随机载荷，即土壤内或表面的石块所产生的载荷。残膜收机在一个工作周期中所受载荷情况。 捡膜杆齿端点的入土 和出土点，右边和左边的 /2 分别为入土角和出土角，为挑膜角。 (1) 土壤载荷 根据农业机械学中铧式犁的性能和土壤的特点对比分析建立模型，这些研究结果，根据该机械拔指的工作特点，引用文献 1给出的公式，结合试验实测数据，得到捡膜杆齿入土运动过程中土壤载荷计算式为 : 351220 . 5 1 . 51 4 6 7( ) ( ) ( ) s i n c l z vF r z l k k kl z b g l 式中 试验回归系数， b 起膜齿的直径； l 起膜齿长度； Z 起膜齿入土深度； 切削角； 土壤的圆锥指数； 土壤容重； 剪切速率因子； g 重力加速度； v 起膜齿运动速度。 与一般耕作机械不同，拔指上的周期载荷不但来自于土壤中，还来自于土表以上。 (2) 起膜尺的冲击载荷 在残膜回收机捡膜杆齿出、入土捡膜过程中，会不断遇到棉秆及其根系，因其作用时间短而强度高，本文将其视为冲击载荷。棉秆及其根系对捡膜杆齿产生的冲击主要表现形式：一是捡膜杆齿将棉秆拔起；二是捡膜杆齿将棉秆及其根系折弯并滑过；三是捡膜杆齿将棉秆及其根系折断 塔里木大学毕业设计 8 破坏。 (3) 起膜尺的随机载荷 起膜尺遇到 石块是回收机最轻易发生的事情，碰撞的大小不仅和地面有关系，还和回收机的载荷有关系，即以概率 106 所对应的载荷为最大载荷。设被试对象有 K 种典型工况，第 i 种工况作业时间为 平均幅值变化率 (频率权 )为 这种工况下，每次载荷循环载荷幅值大于等于 概率为 A)，在合成累积频次扩展到 106 次时， i 工况下载荷循环总频次为 106。第 i 工况经 106 次循环，其幅值大于等于 次数为： 61 0 ( )i i P S A 1/ki i i i F T F ()f x 1( ) ( ) o i o i a i o ib x N N N （ 4 51 0 ( )i i P S A 1/ki i i i F T F ()f x 式中 最小幅值； 特性参数； 形状参数。 在合成累积频次扩展到 106 次时，所有 k 中工况发生的幅值大于等于 总次数为 6( ) 1 0 ( )1 A K P S ( ) 1N 6( ) 1 0 01 S 起膜尺遇石块冲击产生的变形根据相对运动原理 塔里木大学毕业设计 9 假设石块是运动的， 具有速度 v ，沿水平方向撞击弹性体捡膜杆齿，根据能量守恒定律，在冲击过程中，冲击能量 (化为弹性体的变形能（ U ），杆齿碰到石块弯曲时的力学模型为 4 33 32 (4式中： E 材料的弹性模量； I 惯性矩， d 齿长度及直径； 石块的计算质量， m 为石块的质量， k 是石块在土壤中运动的阻力系数。 3 轴的设计和校核 一的设计 表 4材料及热处理 毛坯直径 度 度极限 b/服强度 s /曲疲劳极限 100 149 20 270 250 有较 好的塑性和适当的强度，可做一般曲轴、转轴等 选取轴的材料为 45 碳素钢，正火处理。 根据滚筒的转动速度得输出为 , 001 5111 5 0 0 0 09 5 5 0 0 0 03)求作用在轴上的 力 已知轴的直径为 1d =60 。 塔里木大学毕业设计 10 圆周力： 5111 （ 4 径向力： 1 a nt a n （ 4 法向力： 11 （ 4 4）初步确定最小直径 没有特殊要求，选轴材料为 45 钢，调制处理， ： 217 255 0 53A 1 33113 . 3 61 1 0 5 8 . 6 33 4 2 . 8 6 m （ 4 轴的结构设计拟定装配方案轴上由左到右顺序为 轴端固定段 接段根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足轴向定位要求， 1 轴段右端需制出一轴肩，故取 0 ，左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=70 。轴承与轴配合的轴孔长 0 ，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压在轴的断面上，故 12 段的长度应比 短一些，现取 0 ，同理设计后面各段的长度。 二 的设计 1）输入高速轴的， 002 5222 5 0 0 0 09 5 5 0 0 0 02)求作用在齿轮上的力 因为已知低速级小齿轮分度圆直径为 02 圆周力： 35222 t 塔里木大学毕业设计 11 径向力： 22 a nt a n 法向力： 22 3）初步确定最小直径 没有特殊要求，选轴材料为 45 钢，调制处理， ： 217 255 0 101A 1 331013 . 3 61 1 0 4 8 . 83 4 2 . 8 6 m 4）轴的结构设计拟定装配方案轴上由左到右顺序为 图 4的结构示意图 5）根据 轴上是最小直径，轴头与 V 带轮相连， V 带轮为非标准件，所以需要轴承确定最小径，轴承同时承受径向力和轴向力的作用，故选用单列滚子轴承。查手册图 6 7 可知选用 30206 型参数如下为：轴承 d=50 D=80 T= B=19 C=15 。 6) 轴上零件的周向定位 齿轮， V 带轮均采用平键连接，按 d=50 ，查得截面 b h=10 10 ,长为 40 配合为 67 带轮与轴的连接选用平键 b h=10 10 长。 的校核 已知： 800 ， ， 02 圆周力： 522 径向力： 3 取折合系数 ，代入上式得 塔里木大学毕业设计 12 320500 计算危险截面处轴 6 22 的直径 轴材料为 45 号钢，调质处理，查得 650 ，查的许用弯曲应力 1 6 0 ， 0774 331 考虑到键槽对轴的削弱，将 d 值加大 4，故 ， 取该轴径为 50，轴一为低速轴，合适，安全。 已知： 1800L ， 1 0 8 圆周力： 412000 0 . 4 6 1 0t 径向力： 0t a n 5 1 7 6 t a n 2 0 1 8 8 4 N 作用在轴左端带轮上外力 : 36 4 . 7 51762 5 / 2 1 0 垂直面的支承反力 1 2 855 21 856v v F N 水平面的支承反力 12 17502 N 3955142 F 913012 外力 F 作用方向与带传动的布置有关，在尚未确定具体布置前，可按最不利情况考虑。 绘垂直面的弯矩图 绘水平面的弯矩图 塔里木大学毕业设计 13 0021 F 力产生的弯矩 4752612853450 4 带轮的设计 1）已知：发动机转速 1 2 0 0 / m ,经换向器后输出功率 , 0 2）确定计算功率 查得工作情况系数 , 故 3 . 5 1 . 1 3 . 8 5c a d ap p k k W 3）选窄 根据 用 4） 求大小带轮基准直径 1d 、 2d 并演算带速 V a)初选小带轮的基准直径 1d ， 1d 应不小于 75，现取 1 200d 2 1960( 1 ) 2 0 0 ( 1 0 . 0 2 ) 5 4 83 4 2 . 8 1 （ 5 602 b)验算带速 v 计算带的速度 2 0 0 9 6 0 1 0 . 0 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s （ 5 因为 5 / 2 5 /m s V m s ，故带速适合。 5） 初步选取中心距 0 1 21 . 5 ( ) 1 . 5 ( 2 0 0 5 6 0 ) 1 1 4 0a d d m m （ 5 取 0 600a 符合 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d a d d 带长 0212210 4)()(22 0 04 3 6 07 6 026 0 022 塔里木大学毕业设计 14 对 500则实际中心距 862 2447250076020 ( 0 5 ) ( 则 中心距的变化范围是。 ) 6）验算小带轮包角 由式 1 2 37 8 6 0 05 6 0(1 8 1 8 0 21 以符合要求 。 7）计算带的根数 z 00()ca p p K K （ 5 令 9 6 0 / m ， 1 200d 查表得 0 传动比 12200 0 . 3 65 4 8 . 7 9di d 查表得 由 01 查表 13 查表得 由以上结果可得 3 . 5 2 . 0 6( 3 . 7 7 0 . 2 3 ) 1 . 1 3 0 . 9 8z 取 2根带。 8）求作用在带轮上的压力 0F 得 q=m,单根的拉力为： 200 2 . 5= ( 1 )q vz v K 25 0 0 3 . 8 5 2 . 5 ( 1 ) 0 . 1 5 . 0 2 0 . 7 9 1 0 . 0 4 1 . 1 N 作用在轴上的压力 1 6 2 . 62 s i n 2 1 0 1 7 1 6 . 6 s i n 2 8 7 3 . 5 622 F N N 9）带轮结构设计 小带轮毂孔径 = 6 0 . 1 m 发 动 机 塔里木大学毕业设计 15 小带轮基准直径 1 100d ， 2 56d 故小带轮采用实心式，大带轮采用腹板式。 a）小带轮 其中： ( 1 ) 2 ( 2 1 ) 1 5 2 9 3 3B z e f m m 61 a )2 171( b）大带轮 由于大带轮与轴二连接，故应先估算轴二的直径。 轴的估算如下：初选材料为 45 号钢，调质，由于轴既传递转矩又承受弯矩， 得5333109 . 5 5 1 00 . 2 取 0 118A ，且 2 ， 3 4 9 / m i r ， 33 2 . 8 81 1 8 2 3 5 . 4349 m 则大带轮的参数如下： ( 1 ) 2 ( 2 1 ) 1 5 2 9 3 3B z e f m m 25d ) 2 2 5 6 0 5 . 5 5 6 5 . 5d h m m 。 5 特殊零件的设计 膜板的设计 橡胶是具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能很快恢复原状。刷膜板将采用表面光滑的橡胶板，不仅富有弹性，而且 塔里木大学毕业设计 16 不沾膜，能达到很好的脱膜效果，结构设计如图 5示在本次设计中，刷模板采用橡胶板，不仅弹性大，容易发生塑性变形，在生产时用比较光滑的橡胶板，不沾膜，达到易卸膜的效 果。 图 6胶刷膜板 塔里木大学毕业设计 17 结 论 本文对 凸轮滚筒式 残膜回收机的设计是利用凸轮滚筒原理将各种机械优化组合后设计出的一种结构简单的农业机械，具有以下特点： 本机器结构简单、紧凑 ,各个零件的要求较低，便于生产加工； 该机器工作可靠，对残膜的收净率比较高，在田间作业时对土壤的要求不高，适合于各种土壤的残膜回收，在作业过程中，不仅收膜，而切实现自动卸膜功能。在减速器的作用下将发动机输出的动力输给刷膜板，刷膜板达到较高的转速，将缠绕在滚筒上的地膜集于集膜箱中，实现卸膜过程。 本文介绍的伸缩杆式残膜回收机成本低，效率较高，和小型四轮拖拉机配合使用，操作简单，占地面积小等诸多优势。本设计在结构、材料、经济等多方面符合承包户的需要。 塔里木大学毕业设计 18 致 谢 本次设计能顺利完成，首先要感谢 雷福祥 老师的悉心指导，从选题到设计完成的整个过程中，遇到了很多问题， 雷福祥 老师都能及时给予细心及准确的指导，在设计思路出现混淆或错误时，用浅显易懂的知识深度剖析，使我的设计思路清晰明朗，以免在设计过程中迷失方向，出现大的偏差。在整个设计过程中，老师都能一如既往的表现出高度负责的工 作态度和精益求精的工作作风，这些都是我所应该学习的。在此，对李平老师表示诚挚的感谢！ 感谢母校为我提供了学习机会，使我的知识水平和认知能力得以提高，同时为我们提供了良好的学习条件，在设计过程中难免会遇到课程中没有学习到的知识点，这时，到塔里木大学图书馆便能找到想要的资料。 感谢老师四年来对我的精心栽培，感谢学校领导和老师们给予的帮助与关怀，感谢与我共同学习和生活了多年的同学们对我的关心与支持！ 大学四年已接近尾声，大学生活中的每一个细节都使我终生难忘，以“艰苦奋斗、自强不息”这八个字我将铭记于心，在以后的人 生道路中将躬身践行。 最后，祝愿母校日益昌盛，祝愿老师们、同学们身体健康、事事顺利！ 塔里木大学毕业设计 19 参考文献 1 肖丽 ,侯振安 ,龚江等 . 不同滴灌施肥方式对盐渍土棉花生长和氮素吸的影响 J 子大学学报， 2008， 26： 427 430. 2 雷咏雯 ,郭金强 ,危常州等 J3： 43 47. 3 解红娥 ,李永山 ,杨淑巧等 . 农田残膜对土壤环境及作物生长发育的影响研究 J. 农业环境科学学报， 2007， 26. 4 刘建国 ,李彦斌 ,张伟等 J. 农业环 境科学报， 2010， 29： 246 250. 5 王频 . 残膜污染治理的对策和措施 J. 农业工程学报， 1998,29： 185 188. 6 杜晓明 ,徐刚 ,许端平等 . 中国北方典型地区农用地膜污染现状调查及其防治对策 J. 农业工程学报， 2005， 21： 225 227. 7 严昌荣 ,梅旭荣 ,何文清等 J2006，22： 269 272. 8 马辉 ,梅旭荣 ,严昌荣等 . 华北典型农区棉 田土壤中地膜残留特点研究 J2008,27： 570 573. 9 王吉奎 ,付 威 ,王卫兵等 . 秸秆粉碎与残膜回收机的设计 J. 农业工程学报 2011， 27： 168 172. 10 娄秀华 ,张东兴 ,耿端阳等 . 残膜回收机起膜器的设计与试验研究 J. 农业工程学 院2002， 18： 152 塔里木大学 毕业论文（设计）开题报告 课题名称 凸轮滚筒式 残膜回收机设计 学生姓名 宗乐为 学 号 8011212135 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械 16 指导教师 雷福祥 起止时间 2 机械电气化工程学院教务办制 填 表 说 明 一、学生撰写开题报告应包含的内容： 1、本课题来源及研究的目的和意义； 2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析； 3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析； 4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路； 5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法； 6、完成本课题的工作方案及进度计划； 7、主要参考文献（不少于 7 篇）。 二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。 三、开题报告要求手写体，字数在 3000 字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加 张。 四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。 1 本题来源及研究的目的和意义 课题的来源：自选题 研究的目的 地膜具有提高土壤温度、保持土壤水分、维持土壤结构、防止害虫侵袭作物等作用，因此得到了广泛应用并极大地促进了我国农业经济的发展 。但是，地膜大量残留在土壤中形成残膜很难降解，给农业生产和生态环境造成巨大危害。为了解决残膜易碎、难以回收以及在作业过程中将缠绕的残膜和植物秸秆清除的问题，通过对残膜回收机收膜部件和清理装置的分析，以及在对国内外残膜回收技术研究方法归纳和总结的基础上，提出了实现自动卸膜的对策和方法并且设计出伸缩杆式残膜回收机。 究的意义 为了提高农作物的产量，越来越多的农作物采用地膜覆盖技术，但在自然条件下，土壤中的地膜被彻底分解需要约 200 400 年。大量残膜积累在土壤中，致使农作物的生长环境遭到到了严重 破坏，影响下茬作物对水分和养分的吸收利用，致使种子的发芽和出苗率降低甚至导致幼苗亡。根据农业部调查，每年回收的残膜占地膜使用量的比例不足 10%，大部分的残膜残留在土壤中造成田间作业机械无法正常工作，蓄水沟渠被堵塞，洪涝灾害频繁。根据新疆生产建设兵团环境部门测定，连续覆盖地膜 35 年的土地，若不能及时且有效地回收残膜，玉米、棉花产量下降 10% 20%，甜菜、小麦产量下降 3% 4%，地膜残留在土壤中越多对农作物的影响越明显依靠人工捡拾残膜，工作效率和回收率都较低且强度大，而机械回收残膜效率高，是人工的 几十倍，降低了劳动强度而且节约了大量的劳动力。因此，研制适合不同作物的经济实用的残膜回收机具，对于保持土地的良性循环耕作具有重要意义 2 本课题国内外研究现状 国内 残膜回收机 机研究现状 为了防止地膜污染环境、残膜影响作物的生长，国外一般不使用地膜。一些国家一方面采用较厚、高强度且可以回收重复利用的地膜，这与国内使用的地膜不同，另一方面研制可以降解的新型无污染地膜，解决了残膜难以回收的问题国内的残膜回收机具的收膜部件的结构形式主要有以下几种：伸缩杆齿式捡拾滚筒、弹式拾膜部件、铲式起茬收膜部件 、轮齿式收膜部件和齿链式收膜部件，这几种机构均工作可靠、回收率比较高。杆齿式捡拾滚筒结构复杂造价高；弹齿式拾膜部件虽然结构简单，但是曲线轨迹滑道制造困难，造价较高；铲式起茬收膜部件的结构简单造价低，但是对土壤的适应性差且不利于残膜的再生利用；轮齿式收膜部件结构单、造价低且利于残膜的再生利用，对于破不严重的残膜回收率较高，具有很大的应用前景；齿链式收膜部件结构简单、紧凑，不受收获季节的限制，利于整地复式作业。残膜回收机具收膜部件的结构形式不同，其残膜回收率和对土壤的适应性也不同，不同的收膜部件具有不同的优缺点 ，选择机具时应根据当地实际情况而定 3 本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路 要重点研究的主要问题 （ 1） 钉齿清刷残膜回收装置是一种结构简单、使用方便、脱膜效果好，用于钉齿式拾膜装置的刷膜器，具有结构简单、造价低、工效高、使用方便等优点。它由拾膜主动轮、镶嵌在拾膜钉齿间隙中的刷膜带、其两端固定在拾膜机架上的刷膜支辊、抛膜张紧辊及刮膜板等组成。钉齿在拾膜时是嵌在刷膜带中的，拾起膜后钉齿随拾膜主动轮向上运转，随着刷膜带与钉齿的分离，钉齿上的残膜杂物由钉齿根部逐渐被刷出齿顶，然后残膜杂物附在 刷膜带上经刷膜支辊、抛膜张紧辊抛入后部的集膜箱，然后刷膜带转至下方重新镶入钉齿，完成了一个循环 ； （ 2） 耕整地碎残膜回收装置可以与整地机械联合使用，构成整地碎残膜回收联合作业机，结用于各种残膜回收机具上，也可以集成到其它联合整地作业机械或类似的作业机械上，减少了机具的下地次数。 四 完成本课题需要的工作条件及解决的办法 （ 1）查阅有关资料选择相关参数及材料 ,设计施肥机。 （ 2）设计完各零部件后，进行装配组合，试验设计的可靠
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