小型农机旋耕机结构设计【15张PDF图纸+CAD制图+文档】
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黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章 绪 论1.1 概述1.1.1发展历史和背景 旋耕机的发展至今已有150多年的历史，最初在英、美国家由3-4kw内燃机驱动，主要用于庭园耕作，直到L型旋耕刀研制成功后，旋耕机才进入大田作业。20世纪初，日本从欧洲引进旱田旋耕机后，经过大量的试验研究工作，研制出适用于水田耕作要求的弯刀，解决了刀齿和刀轴的缠草问题，旋耕机得到了迅速发展。我国对旋耕机的研制始于20世纪50年代末，初期主要研制与手扶拖拉机配套的旋耕机，后来研制出与中型轮式拖拉机配套的旋耕机；70年代初完成了与当时国产的各类拖拉机配套的系列旋耕机的设计，并使之得到了推广应用；到80年代，与手扶拖拉机配套的旋耕机由专用型发展到兼用型，由与手扶拖拉机配套发展到与轮式及履带式拖拉机配套。旋耕机在我国的发展经历了单机研制、发展系列产品、新产品开发和换代3个阶段，随着新的种植、耕作农艺的发展和推广，在旋耕机基础上还研制出了多种用途的联合复式作业机。新系列旋耕机采用的新型旋耕刀，综合了合理的速度参数、幅宽和复式作业功能，采用旋耕机基础件组合式结构，可组装在多种机型上，满足不同的用途与农艺要求。目前我国旋耕机的使用范围不断扩大，从南方水田到北方旱地以及牧场、荒地和果林等都广泛使用旋耕机进行耕耘作业21。1.1.2设计简介旋耕机有多种不同的分类方法，按刀轴的位置可分为卧式、立式和斜置式，目前卧式旋耕机的使用较为普遍。旋耕机传动形式有中间传动和侧边传动2种。中间传动系统由万向节传动轴和中间传动箱组成；侧边传动系统由万向节传动轴、中间传动箱和侧边传动箱组成。侧边传动又有齿轮传动和链轮传动2种，侧边传动箱采用链传动时，虽然加工要求较低，但其可靠性较差，使用寿命短，链条断后会增加维修费用。当采用中间传动时，传动箱的下部会造成漏耕，影响作业质量，为了解决这个问题，在传动箱的下部固定了一个松土铲，即小型铧式犁，或者在传动箱的旁边装两把特殊的弯刀。为了适应不同的土壤条件及拖拉机动力输出轴转速，有的旋耕机的传动箱配有速比不同的齿轮，以得到不同的刀辊转速。耕机与拖拉机的挂接有3点悬挂、直接联接和牵引3种形式，我国目前采用前2种联接方式。3点悬挂式旋耕机的悬挂及升降与铧式犁相同，由拖拉机动力输出轴驱动，通过万向节传动轴，经传动箱减速后带动刀轴工作。直接联接式旋耕机主要用于与手扶拖拉机配套，一般是将手扶拖拉机的变速箱后盖取下来，然后将旋耕机减速箱和拖拉机变速箱用螺栓联接在一起，动力由拖拉机变速箱里的齿轮直接传给旋耕机的齿轮，以驱动旋耕机运转。卧式旋耕机刀辊的转向有正转和反转2种，目前使用较多的是正转旋耕机。正转时刀片强制切碎土块，并将土块向后抛掷，土块与机罩及拖板相撞后，进一步破碎，碎土充分，但功耗较大，在耕深增加时，影响耕深的稳定性。刀辊反转则有利于降低切土能耗和提高碎土效果，覆盖埋青能力强，但易导致已耕土块堆积，造成刀辊的重复切削，增大了不必要的负荷和功耗。反转旋耕机作业时，罩壳粘土比较严重，因此一般只应用于灭高留的稻、麦茬，在土壤湿度较大的情况下，不宜采用反转旋耕机。刀辊转速对旋耕机组的功耗影响较大，较理想的配置是低的刀辊转速和较高的前进速度。一般情况下,刀辊转速为180-260r/min，目前刀辊转速有降低的趋势。同一纵向平面内切土的旋耕刀，在其相继切土的时间间隔内，机组前进的距离称为切土节距。切土节距对碎土程度有较大的影响，一般为达到良好的碎土效果，可增加刀辊在一周内的刀片数量或增加旋耕速比，即降低机组前进速度。目前在中等粘度的麦田地，切土节距为10cm左右，在水稻田的旱耕时，由于放水后一般还用水耙轮作业，因此对碎土质量要求可放宽，切土节距为10-14cm18。刀片有凿型刀、直角型刀(又称L型刀或宽刀)和弯刀3种形式。凿型刀正面有凿型刃口，入土能力强，但易缠草，一般适用于垦荒地和较疏松的田地。直角型刀的刃口由侧切刃和正切刃组成，切削方式和凿型刀相似，也易缠草，但刀身宽，刚性好，适合在土质较硬的干旱地上作业。弯刀的刃口由曲线构成，包括侧切刃和正切刃两个部分，可轻松地将草茎切断，且不易缠草，适合在多草的田里作业，是一种水旱通用的刀型。目前，弯刀在我国、日本及东南亚等地区得到了广泛的应用。弯刀在刀轴上的排列是影响旋耕机耕作质量及功率消耗的重要因素之一，在安装时可根据不同的农艺要求配置。弯刀的排列一般应满足下列要求：刀片尽量工作在少侧向约束条件下，并均匀、顺序入土，以减小对刀轴轴承的侧压力，减少旋耕刀对旋耕机重心的转距，保证机器工作时的直线性，减少功耗，相邻刀片间沿圆周方向的间距应尽可能大，以防止刀间壅土17。弯刀的安装方法主要有3种。第一，内装法。所有左、右刀片都朝向刀轴中间，采用这种装法的旋耕机耕地后，地面中间高成垄,刀轴受力均匀，适于做畦前的耕作。第二，外装法。除左、右两端刀片朝向刀轴中间外，其余左刀片装在刀轴的左侧，右刀片装在刀轴的右侧。这种装法使刀轴受力均匀，耕后地面中间形成一个沟，适于拆畦或旋耕开沟作业。第三，交错法。左右刀片在刀轴上交错对称安装，耕后地面平整，适于犁耕后耙田或旋耕灭茬耕地。其排列方式有多头螺旋线、人字形等圈式13。机组前进速度选择的原则是达到碎土要求，地表平整，既要保证耕作质量，又要充分发挥拖拉机的功率。一为控制功耗急剧增加，应适当压缩耕幅，但为了消除拖拉机轮墩，使耕后地表平整，在土壤比阻较小的情况下，可采用拖拉机与旋耕机正配置，使耕幅大于拖拉机后轮外缘10cm以上；在土壤比阻较大的情况下，可采用拖拉机与旋耕机侧配置。在南方水田一般土壤条件下，耕深12-16cm，刀轴转速80-220r/min，前进速度2-5km/h时，各功率段拖拉机应配套的旋耕机工作幅宽。般情况下前进速度选2-5km/h14，在坚实度较大的土地上耕作时可选用较低的前进速度12。1.1.3研究方向目前旋耕机已被大量推广使用，但由于现有产品系列因受强度限制，其功能较为单一，预计今后将向以下方向发展，(1)由于我国山地丘陵占大部分，所以中小型旋耕机还将是研究的重点(2)减少功耗、提高效率也是今后研究的一个重点。为了降低功能，提高耕作质量，需对刀片参数进行深入研究，探讨新的耕耘方式，如潜土逆转等。目前国内已生产出反转旋耕埋青机，用于耕作并覆盖绿肥；吸取铧式犁、驱动圆盘犁的优点，使旋耕部件在水平面内斜置，这样旋耕刀能顺利切削土壤，刀辊受力均匀，从而降低功能。为提高效率，还需开发具有复式联合作业功能的大型机具.(3)采用各零部件等寿命的原则和方法对旋耕机进行设计，保证整机无故障使用期限为4-5年，减少用户的维修保养费用。(4)随着科学技术的发展，应考虑将一些新技术应用到旋耕机上，如信息系统等，开发仿形控制耕幅的果园、林场用旋耕机和液力驱动刀辊的旋耕机等23。因此，小型旋耕机的设计是本次设计的主要任务。小型农用旋耕机外形图(如图1.1)所示： 图1.1小型农用旋耕机外形图14第2章 总体方案的确定2.1 旋耕机的组成旋耕机主要由机架、悬挂架、传动部分、旋耕刀轴、刀片、罩壳等部分组成(如图2.1)所示。其中刀片和刀轴是旋耕机的主要工作部件，刀片通过焊在刀轴的刀座上而且是螺旋排列。本次设计刀片采用65号锰钢并经淬火处理6。罩壳有挡泥罩和平土拖板组成，其作用是挡住刀滚抛起的土块，并将其进一步粉碎。 1.左弯刀 2.刀轴 3.刀座 4.右弯刀 5.机架 6.支臂 7.中间齿轮传动箱 8.侧边链轮传动箱 9.防磨板 图2.1 悬挂式旋耕2.2 旋耕机的传动部分传动部分由万向传动轴、中间齿轮减速箱、侧边传动箱组成，动力由拖拉机动力输出轴经万向传动轴传给中间齿轮箱，再经侧边传动箱传给刀轴如图22所示。中间齿轮箱内由一对圆柱齿轮及一对圆锥齿轮传动，一对圆柱齿轮可以变换安装或根据需要另换一对圆柱齿轮以改变转速。但这种变速方式不方便，目前有的旋耕机采用变速箱式的传动装置。有的旋耕机，动力从中央传给刀轴,整机受力均匀,但中央传动箱下面有漏耕现象，需要采用特殊结构的刀轴。由于侧边齿轮结构复杂，加工精度要求高，而侧边链传动零件少、重量轻、结构简单、加工精度要求低，所以本次设计以侧边链传动为主，（如图2.2的c图）。2.3 旋耕机的工作过程 旋耕机工作时(如图2.3)所示，装有刀片的刀滚一方面由拖拉机动力输出轴驱动旋转，一方面随机组前进作直线运动，刀片切下的土垡向后上方抛出与罩壳及拖板撞击而进一步破碎，然后落回地面上，使土壤松碎且平整。旋耕刀切土时，土壤的反推力和拖拉机的前进方向相同。 a.中间传动 b.侧边齿轮传动 c.侧边链传动图2.2 旋耕机的传动1.刀片2.罩壳3.拖板图2.3旋耕机的工作过程2.4 本章小结本章主要介旋耕机的历史背景。同时，对其组成、传动部分和工作过程进行合理的分析比较，最终确定设计方案。其中重点对选耕机的工作过程中的传动方式进行比较综合分析，最终确定侧边链传动；以及对各部分总体布局有了大体框架。第3章 中间齿轮传动的设计3.1中间齿轮传动箱中一轴和直齿轮的设计3.1.1 一轴的设计 一轴是经万向传动轴与拖拉机相连接的，轴端采用花键的形式。在保证安全的情况下，应尽量使轴的尺寸紧凑。出于经济上的考虑，轴采用45号优质碳素钢，正火处理，硬度为170217HBS，抗拉强度为600MPa，屈服点为300 MPa，抗弯疲劳极限为275 MPa，抗剪疲劳极限为140 MPa，为保证轴的强度及传递过程中的安全，花键处应进行淬火处理。（1） 旋耕机消耗功率的计算采用旋耕比阻法进行计算N = 0.1 B a Vm K = 0.11.00.150.80.7315= 0.8778 (Kw) P = 18735 = 13230(w) （3.1）式中 B为总幅宽 取1.0 /m ,a为耕深取15 cm , Vm为机器前进的速度取0.8m/s.K为旋耕比阻 K = Kg K1 K2 K3 K4 = 1.11.00.951.00.7 = 0.7315 Kg为耕深15cm土壤含水率为20%时的旋耕比阻 取1.1K1 为耕深修正系数 取 1.0K2 为含水率修正系数 取 0.95K3 为残茬植被修正系数 取 1.0K4 为作业方式修正系数 取 0.7（2） 轴尺寸的计算按扭转强度计算轴的直径 （3.2）由公式（3.3） 得 （3.3）式中 c为115, n为540r/min, p为 0.8778 Kw。经计算 花键端选用中系列 即6- 34287 W为2.41 F为6.95 （如图3.2）轴肩高度 h1=（0.070.1）d=0.0734=2.38 圆整为 2.5 D1=34 +2.5=36.5 h2=0.0936.5=3.285 圆整 h 为3.5 则 D2 =36.5+3.5=40 图3.2 一轴h3=0.140=4 D3=40+4=44 h4=0.0944=3.96 圆整为4 D4 = 44 + 4 = 48 轴肩宽为b为 5.6 圆整为6 D5 = D3 =44 D6 = D2= 4033.1.2直齿轮的计算 材料选用45号钢，经调质后表面淬火处理 为650MPa 为360MPa硬度为4050HRc使用系数KA取中等冲击的多缸内燃机 为1.75，Kv为动载荷系数取1.1K为齿向载荷分布系数取1.1 ，K为齿间载荷分配系数取1.1，所以载荷系数K = KA Kv K K= 1.751.11.11.1 = 2.32925 齿根的弯曲疲劳强度公式: 由（3.5） 得 式中 T1=15524.05556 (Nmm ) 图3.3小直齿轮 图3.4大直齿轮齿形系数YFa取2.82 重合度系数Y取0.75 应力校正系数Ysa取1.55 齿数 z 取40 齿宽系数d取1.0 = 式中 为400MPa为2.0 为1.45 由于 N=60540156024=2.3328所以YN为1 经计算 取为2.53 小直齿轮（如图3.3）的分度圆直径d1=mz1= 2.540=100(mm) 小直齿轮的齿顶圆直径 小直齿轮的齿根圆直径 小直齿轮厚度 l=b=1.6dh=1.51.6*44=66 大直齿轮（如图3.4）的分度圆直径 d2=mz2=2.550=125（mm） 大直齿轮的齿顶圆直径 大直齿轮的齿根圆直径 大齿轮的厚度l= 1.5dh = 66 (mm) （3.4）大齿轮的齿宽20b=1.3l=56(mm) （3.5）3.1.3轴承的选择由于一轴可能存在较大的轴向载荷所以选用圆锥滚子轴承型号为3208E其中d为40 D为80 rmin为1.5 T 为19.75 B为18 C为16 采用脂润滑时极限转速为4500r/min 。3.1.4 一轴的校核 (1)轴上的受力分析轴传递的转矩 齿轮的圆周力 齿轮的径向力 联轴器由于制造和安装误差所产生的附加圆周 (2)求支反力1)在水平平面内的支反力 由 得 则 由 得 （3.6）2)在垂直平面内的支反力。由图3-1可知 3）由于F0的作用，在支点A、B出的支反力由 得 (3)作弯矩图和扭矩图1）齿轮的作用力在水平平面的弯矩图（图3.1） 齿轮的作用力在垂直平面的弯矩图 由于齿轮作用力在D截面作出的最大合成弯矩 由于F0的作用而作出的弯矩图 该弯矩图的作用平面不定，但当其与上述合成弯矩图共面时，最危险情况为二者之和，则截面D的最大合成弯矩为 （3.7）2）作弯矩图（如图3.1） T1=155(4)轴的强度校核 1)确定危险截面 根据轴的结构尺寸及弯矩图、扭矩图，截面B处弯矩较大，且有轴承配合引起的应力集中；截面E处弯矩也较大，直径较小，又有圆角引起的应力集中;截面D处弯矩最大，且有齿轮配合与键槽引起的应力集中，故属危险截面。现对D截面进行强度校核2)安全系数校核计算由于该轴转动，弯矩引起对称循环的弯应力，转矩引起为脉动循环的剪应力。弯曲应力幅为 由于是对称循环弯曲应力，故平均应力 式中 为45号钢弯曲对称循环应力的疲劳极限取270MPa为正应力有效应力集中系数，取1.72为表面质量系数，轴经车削加工取0.95为尺寸系数取0.88剪应力幅为 式中 为抗阻断面系数 取5.32 （3.8）式中 -1位45号钢扭转疲劳极限 取155 MPaK为剪应力有效应力集中系数取1.89 为平均应力折算系数取0.21 在S为1.32.5范围内说明轴的强度合格5。 图3.1轴的载荷分布图3.2中间齿轮传动箱中二轴和锥齿轮的设计3.2.1 二轴的设计 二轴（如图3.5）是经直齿轮与三轴相连接的，轴端采用挡圈定位。在保证安全的情况下，应尽量使轴的尺寸紧凑。出于经济上的考虑，轴采用45号优质碳素钢，正火处理，硬度为170217HBS，抗拉强度为600MPa，屈服点为300 MPa，抗弯疲劳极限为275 MPa，抗剪疲劳极限为140 MPa。(1)轴的尺寸计算二轴的转速 （3.9）二轴消耗的功率 （3.10）二轴的转矩 （3.11）按扭转强度计算轴的直径 （3.12）由（3.42）得 （3.13）式中 c为115 n为432r/min p为 0.8515 Kw经计算 图3.5二轴出于安全的考虑 D1取40mm h1=0.1D1=0.140=4mm D2=D1+h1=40+4=44mm h2=0.1D2=0.0944=4mm D3=D2+h=44+4=48mm D4=D2=44mm D5=D1=40mm 3.2.2锥齿轮的计算按弯曲疲劳强度进行计算锥齿轮的模数 （3.14）式中 T2为18823.7使用系数KA取中等冲击的多缸内燃机 为1.75，Kv为动载荷系数取1.2，K为齿向载荷分布系数取1.2 ，K为齿间载荷分配系数取1，所以载荷系数K = KA Kv K K= 1.751.21.21 = 2.52齿形系数YFa取2.39，应力校正系数Ysa取2.49，齿宽系数取0.3，许用应力取551.72MPa7 圆整m取2 小锥齿轮（图3.6）的分度直径 mm 小锥齿轮的齿宽 式中 B为20 分度圆锥角 小锥齿轮的齿顶圆直径 小锥齿轮的齿根圆直径 小锥齿轮的长度 L =1.6D1=1.644=70.6 齿顶角 齿顶圆锥角 图3.6小锥齿轮 图3.7 大锥齿轮大锥齿轮（图3.7）的分度直径 大锥齿轮的齿顶圆直径： 大锥齿轮的齿根圆直径： 齿轮与轴用键联接，键的选择见表3.1表3.1 键的选择键 长L 高h 宽b c大直齿轮 A型 50mm 8mm 12mm 0.5mm小直齿轮 A型 45mm 8mm 12mm 0.5mm大锥齿轮 A型 30mm 8mm 12mm 0.5mm小锥齿轮 A型 30mm 8mm 12mm 0.5mm大锥齿轮用于轴端定位的是螺钉紧固轴端挡圈B型GB891-86公称直径D为55mm,厚H为6，螺钉长L为16mm,螺钉直径d为9mm.3.2.3轴承的选择由于二轴可能存在较大的轴向载荷所以选用圆锥滚子轴承型号为7208E其中d为40 ，D为80 rmin为1.5 ，T 为19.75， B为18， C为16，采用脂润滑时极限转速为4500r/min 表3.2 轴的定位 定位 轴径d0 厚S 一轴 圆螺母 40mm 1.8mm 二轴 钢丝挡圈 40mm 1.8mm3.3 本章小结本章针对传动部分-中间齿轮传动的设计。一轴是经万向传动轴与拖拉机相连接的，轴端采用花键的形式。在保证安全的情况下，应尽量使轴的尺寸紧凑。中间齿轮传动箱中的一轴、二轴、一对直齿轮和一对锥齿轮进行设计计算，对其进行受力分析，并选择轴承和密封方式等。同时也对一轴进行图解受力分析说明，并对其原件进行合理搭配。在保证各部件强度要求的同时，将零件排布紧凑化；使整体结构严谨，并且节省材料，整机质量变轻。第4章 侧边传动的设计4.1 侧边传动中三轴的设计三轴(如图4.1)是经锥齿轮并通过链轮与刀轴相连接的，在保证安全的情况下，应尽量使轴的尺寸紧凑。出于经济上的考虑，轴采用45号优质碳素钢，正火处理，硬度为170217HBS，抗拉强度为600MPa，屈服点为300 MPa，抗弯疲劳极限为275 MPa，抗剪疲劳极限为140 MPa。 三轴的转速 三轴消耗的功率 三轴的转矩 按扭转强度计算轴的直径 由 （4.4）得 式中 c为115 ， n为265.8r/min p为 0.8088927 Kw经计算 图4.1三轴出于安全的考虑 D1取42mm h1=0.07D1=0.0742=2.94mm D2=D1+h1=42+2.94=44.94mm 圆整为45mm h2=0.08D2=0.0845=3.6mm D3=D2+h=45+3.6=48.6mm 圆整为49mm D4=D2=45mm D5=D1=42mm 大锥齿轮的长度为 L=1.6D1=1.642=67.2mm4.2侧边传动中链轮的设计4.2.1链的选择(1)选择链轮齿数链传动速比 （4.1） 由查表选小链轮齿数 z1=29大链轮齿数 （4.2）由查表大链轮齿数 z2=39（2）确定计算功率已知链传动工作不平稳，拖拉机拖动，查表得链传动工作情况系数KA取1.4，计算功率为 （4.3）（3）初定中心距，取定链节数 初定中心距，取=50p. （4.4）取为136节（取偶数）（4）确定链节距p 小链轮齿数系数Kz取1.58，链长系数KL取1.05，多排链系数Kp为2排时取1.7。所需传递的额定功率 （4.5）由图选择滚子链型号为05B（5）确定链长和中心距链长 （4.6）中心距 （4.7）取为412mm中心距的调整量一般要求大于2p mm实际安装中心距 （4.8）（6）求作用轴上的压力链速 （4.9）工作压力 （4.10）工作不稳定，去压轴力系数KQ=1.4轴上的压力 （4.11）（7）选择润滑方式根据链速=0.7656m/s,链节距p=8mm,按图链传动选择油浴或飞溅润滑方式。设计结果：滚子链型号 05B-1136GB1243.1-83，链轮齿数z1=29,z2=39,中心距=396mm,压力=N.4.2.2链轮的尺寸计算（1）小链轮（如图4.2）的尺寸计算 （4.12） 分度圆直径 （4.13）齿顶圆直径 选取齿顶圆直径为78mm齿根圆直径 分度圆弦齿高 （4.14） （4.15） 图4.2小链轮 图4.3大链轮取ha为2 最大齿根距 齿面圆弧半径：在最大齿槽形状时 （4.16）在最小齿槽形状时 （4.17） 取30mm 深沟圆弧半径:在最大齿槽形状时 （4.18）在最小齿槽形状时 （4.19） 取2.58 mm齿沟角 在最大齿槽形状时 在最小齿槽形状时 取齿宽 倒角宽 齿侧凸缘圆角半径 链轮总齿宽 轮毂厚度 轮毂直径 轮毂长度 (2)大链轮（4.3）的尺寸计算 分度圆直径 齿顶圆直径 选取齿顶圆直径为103mm齿根圆直径 分度圆弦齿高 取ha为2 齿面圆弧半径：在最大齿槽形状时 在最小齿槽形状时 取45mm 深沟圆弧半径: 在最大齿槽形状时 在最小齿槽形状时 取2.58 mm齿沟角：在最大齿槽形状时 在最小齿槽形状时 取齿宽 倒角宽 齿侧凸缘圆角半径 链轮总齿宽 轮毂厚度 （4.20）轮毂直径 （4.21）轮毂长度 （4.22）4.3 本章小结 本章针对侧边传动的设计。三轴是经锥齿轮并通过链轮与刀轴相连接的，在保证安全的情况下，应尽量使轴的尺寸紧凑；以减少材料消耗，且结构紧凑。 本章的设计经过中间齿轮箱将动力传到第三轴上，这就需要对三轴进行计算，同时还选用了链传动，对其进行计算、分析和选取。第5章 弯刀、刀座及刀轴设计5.1 刀轴的设计计算5.1.1刀轴的设计刀轴(如图5.1)是经链轮与三轴相连接的，轴上装有弯刀受冲击较大，在保证安全的情况下，应尽量使轴的尺寸紧凑。为减轻重量和应力，轴采用45号优质碳素钢钢管，正火处理，硬度为170217HBS，抗拉强度为600MPa，屈服点为300 MPa，抗弯疲劳极限为275 MPa，抗剪疲劳极限为140 MPa。 刀轴的转速 刀轴消耗的功率 刀轴的转矩 按扭转强度计算轴的直径 由（5.3）得 式中 时=1.0 取c为115, n为265.8r/min,p为 0.8088927 Kw。出于安全的考虑 D1取60mm h1=0.08d1=0.0860=4.8mm D2=D1+h1=60+4.8=64.8mm 圆整为65mm h2=0.08D2=0.0865=5.2mm D3=D2+h2=65+5.2=70.2mm 圆整为70mm D4=D2=65mm （5.1） 图5.1刀轴 大链轮采用圆螺母定位螺纹规格为M562，dK为85mm，d1为74mm ，m为12mm GB812-885.1.2轴承的选择由于刀轴没有较大的轴向载荷所以选用深沟球轴承轴承型号为6213 d为65mm ,D为120mm ,B为23mm。5.2弯刀的设计与计算5.2.1弯刀的类型旋耕机刀片是旋耕机的主要工作部件，刀片的形状及参数带旋耕机的工作质量，功率消耗有很大影响，为了适应不同的技术要求及土壤状况的要求，目前常用的刀片又弯形刀片、直角刀片 和凿形刀片三种形式。（1）弯形刀片（铊形刀）弯形刀的刃口呈弧形，有正面刃口和侧面刃口两部分组成，正面刃口较宽，正面和侧面刃口均有切削作用。工作时，靠近回转轴较近的侧切刃先与土壤接触进行切削，最后有正切刃切削。这种切削过程可把未被侧刃切断的土块、草茎压向未耕地，以坚硬的未耕地为支撑由正面刃进行切割，这样草茎易被切断。对不能切断的草茎其曲线刃口的作用可将草茎推向切削刃的端部而脱落。这种刀片不易缠草、对土壤的适应性好。（2）凿形刀片凿形刀片的正面刃口未较窄的凿形刃口，呈平头或尖头，工作时，对土壤进行正面切削。因正面刃口较窄，两相邻刀片得轴向间距大于刃口宽度，切土块的两侧因撕裂而与土壤分离。凿形刀片入土性能好，消耗功率较小，但耕作时易缠草，适用于较疏松的土壤。（3）直角刀片直角刀片的刃口平直，有侧切刃和正切刃组成，弯曲部分近于直角。工作时，刀片正面刃口先接触土壤，然后侧面刃进行切削并逐渐接近刀片根部，因此易产生缠草现象。这种刀片刚性好、碎土能力强，是与旱地耕作。5.2.2弯刀的设计（1）弯刀侧切刃的设计 弯刀结构，按前端部的弯折方向，弯刀可分为左弯和右弯两种。弯刀片的刃口由侧切刃曲线弧AB和正切刃曲线弧BC组成 侧切刃曲线应满足切削阻力小、不缠草的要求，因此应对刀刃的滑切条件进行分析，从而确定刀刃的曲线形状。由分析知，弯刀刃口不缠草的条件为：1)刃口曲线相对于刀轴中心应是由近而远的切削土壤;2)切削过程中，刃口各点的滑切角应逐渐增大。为了满足上述条件，目前旋耕机弯刀的侧切多过采用阿基米德螺旋线，其参方程 （5.2）（2）弯刀正切刃形状正切刃的作用是从正面切开土壤，切出沟底，并切断侧切刃未被切断的草茎，或将其向外推移，为使沟底横向平整，要求正切刃曲线的纵平面的投影落在刀片最大直径所形成的圆柱面上，在水平面内的投影为一根与侧切刃相交的斜线，为减小冲击，正切刃与侧切刃的交角应大于90度，所以，正切刃为一斜置平面与圆柱相贯线的一部分。图5.2弯刀1.正切刃 2.前端部 3.弯折线 4.侧切刃5.侧切部6.安装孔7.刀柄8.刀轴中心9.后缘式中 螺旋线的起始半径。R转过角的半径。K系数（3）弯刀主要参数的确定1)刀片最大切削半径。的确定与设计耕深和传动箱结构有关，耕深增大，要求增大。切削扭矩也随之增大，因此在满足耕深的要求及传动箱结构尺寸允许的情况下，应尽量取小值，取250mm2)刀片正切刃幅宽b(工作幅宽)。B的大小影响旋耕机的工作质量及功率消耗，若b增大，旋耕刀滚的刀片数减少，则相邻刀片间距增大，有利于减少堵塞现象，功率消耗可不下降。但碎土质量差，为了保证碎土质量，就要减小机器的进程，故b不宜过大，选b为45 mm.为了保证耕深及适宜的刃口长度，R0的大小可由下式决定 （5.3）式中 S刀片最大进给量 120mm a最大设计耕深 150mm（4）侧切刃最大包角若R0 及已知根据公式知为一定值，从式可知，增大，K减小，i增大。但过大，是刀片过长而影响其强度。实验证明，若取300mm，至少取35度; 若取275mm，至少取40度; 若取250mm，至少取45度.（5）位置角和的选择综合考虑动力消耗、阻力和滑切等因素，目前我国设计的弯刀，其(-)值常取，可在，可在之间选取。（6）磨刃角弯刀 的侧切刃口多采用双面刃磨，正切刃口则可用单面刃磨，也可用双面刃磨，整个刃口采用双面刃磨的弯刀，容易制造。刃口宽度一般为12mm刃口厚0.51.5mm，由于刀厚由近刀柄处至刀端逐渐减薄，刃角约由减至。（7）刀座（图5-3）的尺寸及在刀轴（图5-5）上的安装位置 图5.3刀座 图5.4装刀前刀座在轴上的位置 图5.5刀座装在刀轴上的全貌（呈螺旋状排列）刀座的长P为57mm 刀座的宽Y为21 mm刀座厚为5mm （8）刀座得轴向距离距离和弯刀总数弯刀通过刀座固定在刀轴上，由于弯刀切土时，刀端撕裂附近的土层，因此，刀座的间距 （5.4）式中 常取1520mm。每台旋耕机上安装的弯刀总数 （5.5）由于取偶数所以取30 5.2.3弯刀的配置与排列 为使旋耕机作业时，不产生漏耕现象和堵塞现象，并使刀轴受力均匀。刀片在刀轴上的排列原则是：（1）刀轴上的刀片应按一定顺序入土，每转过/有一把刀片入土，使扭矩较为均衡，工作平稳;（2）在同一回转平面内，若装两把以上刀片，应保证进给量相等，以保证碎土质量良好，耕后沟底平整；（3）尽可能的增大相继入土的刀片在刀轴上的轴向距离，以免发生堵塞;（4）相邻刀片的角度差应尽量大些，以防夹土及堵塞；（5）采用非对称刀片时，右弯刀片应尽量交错入土，以减少刀滚上的轴向力；（6）刀片排列应尽量规则，一般采用螺旋线排列。图5.7为侧边传动旋耕机的刀片排列相继入土顺序展开图和安装后的全貌。图5.6刀轴及弯刀排列5.2.4弯刀的安装弯刀的安装方法主要有3种：（1）内装法所有左、右刀片都朝向刀轴中间，采用这种装法的旋耕机耕地后，地面中间高成垄，刀轴受力均匀，适于做畦前的耕作。（2）外装法除左、右两端刀片朝向刀轴中间外，其余左刀片装在刀轴的左侧，右刀片装在刀轴的右侧。这种装法使刀轴受力均匀，耕后地面中间形成一个沟，适于拆畦或旋耕开沟作业。（3）交错法左右刀片在刀轴上交错对称安装，耕后地面平整，适于犁耕后耙田或旋耕灭茬耕地。其排列方式有多头螺旋线、人字形等圈式。图5.7侧边传动时刀片的排列及刀片的位置5.3本章小结本章对选耕机的执行机构-弯刀、刀座及刀轴的设计。刀轴是经链轮与三轴相连接的，轴上装有弯刀受冲击较大，在保证安全的情况下，应尽量使轴的尺寸紧凑。本章介绍了刀轴的设计计算和分析，同时也介绍了弯刀的设计计算以及刀具的安装方式；不同的刀具安装方法，能够满足耕地不同条件下的需求，从而更好的完成耕地作业，达到预期的效果。同时，对其他配件进行合理的选择和制作，从而达到设备的完善和合理。结 论本次设计主要介绍了小型农用旋耕机的主要部件的设计过程，采用的是侧边链传动 ，它具有重量轻、加工要求低、价格便宜等，适合我国农村的国情，此次设计参考了前人的设计并在前人的基础上结合了自己的设计思想和题目要求对弯刀的排列进行了少许改进，并且通过了解目前国内以及国外上的旋耕机的发展趋势，设计了小型农用旋耕机。旋耕机主要由机架、悬挂架、传动部分、旋耕刀轴、刀片、罩壳等部分组成。其传动部分由万向传动轴、中间齿轮减速箱、侧边传动箱组成，动力由拖拉机动力输出轴经万向传动轴传给中间齿轮箱，再经侧边传动箱传给刀轴。旋耕机工作时，装有刀片的刀滚一方面由拖拉机动力输出轴驱动旋转，一方面随机组前进作直线运动，刀片切下的土垡向后上方抛出与罩壳及拖板撞击而进一步破碎，然后落回地面上，使土壤松碎且平整。小型农用旋耕机的传动部分由直齿轮、锥齿轮和链轮组成，工作部分由弯刀和刀轴组成。动力经传动部分带动工作部分在山地、丘陵等大型农机具难以耕作的地方进行耕作。本次设计的旋耕机操作简单，技术要求不高，符合国情。 在中间齿轮传动部分，采取了三轴排布进行减速；由一轴减速后将动力传送给二轴；二轴上通过锥齿轮将纵向旋转改变为横向旋转，将动力传送给三轴。此结构实现了了减速，一级转动变向的功能，达到了设计排布效果。侧边链传动实现了横向转动变为垂直方向的旋转，将动力传递给四轴；实现刀辊横向的转动。刀轴上刀座的排布，以及刀具的设计，解决了塞土和绞草的问题，降低了功率的损耗。本文重点讨论了小型农用旋耕机的传动部分的设计和计算问题，详述了小型农用旋耕机的三大主要部件的设计过程，包括中间齿轮传动部分、侧边传动部分、弯刀、刀座和刀轴部分。合理采用了花键轴、圆锥滚子轴承、深沟球轴承、滚子链等零件。3参考文献1中国农业机械化科学院农业机械设计手册 (上册 )M北京：机械工业出版社，20002北京农业工程大学农业机械学 (上册 )M北京：农业出版社，20013黄松平小型农机具使用与维修M广州：广东科技出版社，20024卜献真手扶拖拉机配套旋耕机结构与原理J 湖南农机，2006年第4期 5周宏明，郑蓓蓉，薛伟旋耕机总体参数的优化设 计J农机化研究，20026何敦清与手扶拖拉机配套的旋耕机J广东农 机2002年第2期 7李滨，崔东小型农用旋耕机的设计J林业机 械与木工设备2006年第 3期8李理，霍春明 我国旋耕机研究现状及发展方向J 农机化研究，2004，(10)：3738 9李志红，杨良玖，全腊珍 我国耕整机械现状及发展对策J.农机化研究，2005，(3)：464710王智才 建设现代农业，加快推进农业机械化J 农业机械学报，2004，(3)：15415811王亚东.农田耕作制度的发展研究J农机化研究， 2005，(6)：444912中国农业机械化科学院农业机械设计手册 (上册)M北京：机械工业出版社，200313北京农业工程大学农业机械学 (上册)M北京：北京农业出版社，200314黄松平小型农机具使用与维修M广东：广东科技出版社，198815赵晨，李成华，敖永华辽宁省种植业生产机械化存在的问题及发展趋势 J沈阳农业大学学报，2000，12(4)： 3840 16吴官聚，杨志义编，新编耕种机械使用维修M北京：机械工业出版社2001 17周建来，李源知，焦巧凤国内外旋耕机的技术状况J 农机化研究 ，2000，(2)：4951，18周宏明，郑蓓蓉，薛 伟旋耕机总体参数的优化设计J农机化研究。2002(3)：8587 19北京农业工程大学农业机械学(上)(第 2版)M北京：中国农业出版社，200149.15020王颖玉，应富强，潘 立新型蔬菜大棚小型旋耕机的设计与研究J浙江工业大学学报，2007，(3)：32532721于海明，张 雪，李连豪，等微型旋耕机的设计J黑龙江八一农垦大学学报，2007，19(2)：3335 22孙 桓，陈作模机械原理(第 6版)M北京：高等教育出版社2OO119119223陈奎生液压与气压传动M武汉：武汉理工大学出版社，2006524，64，133142 4致 谢在设计工作即将完成之际，谨向关心、教育和指导我的导师孙晓娟副教授、魏国锋老师和材料系的王书记表示忠心的感谢。在整个毕业设计期间，导师以渊博的专业知识、严谨的治学态度、求实的工作作风、积极进取的创业精神以及对学术问题巨细入微的风范给我留下了深刻的印象，并将成为我终生受益的精神财富。另外，我要感谢各位同学给予我的热情关心和帮助，特别是感谢同组和寝室的同学给予的、鼓励和帮助。我还要感谢我的父母对于我在生活和学习上的无微不至的关怀，是他们对我的爱给了我无尽的动力去克服种种困难和艰辛。 附 录选择小型农用旋耕机选择了合理的旋耕机能使你的田间作业事半功倍，相反，如果你选择了不合适的旋耕机，那么你的田间工作只能事倍功半了。旋耕机的尺寸系列从手扶式小型农用旋耕机到几百磅的大型农用旋耕机种类繁多，并且各有各的用途，你应当从多方面考虑选择对你最有帮助的旋耕机。尺寸很多公司提供了小型、手提式、及典型2-循环发动机旋耕机，这些小型旋耕机用星形刀片代替齿状刀片。它们适合轻负载的耕种，例如，在小菜园或花园里耕作。它们耕作时既不会耕太深也不扬起很大的尘土。其它的小型旋耕机系列从3-5马力的前置式到8-10马力的后置式旋耕机不一。一些半贸易型后置式旋耕机的马力甚至更大。大型旋耕机的耕宽为20-26英寸，并且在理想条件下耕深能达到6-8英寸。前置或后置式旋耕机旋耕机有的弯刀在轮子前面，有的在轮子后面，这两种样式在参数（马力和耕宽）上重叠。轮子在前刀轴上的通常动力不大，而在后刀轴上的动力却很大。弯刀经常被后置的防护罩遮挡，相反，前置式却暴露在外面。大型后置式旋耕机将刀柄像防护罩一样集中在一起，大部分后置式旋耕机带有防护罩和拖板，以防止腿脚受伤或泥土溅出。当你通过蛮力来控制前置式旋耕机后退时，后置式旋耕机刀轴上的动力轮帮助你拉着机器以一个恒定的速度后退。耕深的控制对于后置式旋耕机来说非常容易，它通过控制拉杆来有效的控制耕深。前置式旋耕机也有拉杆，但是耕深往往要你自己来完成。用前置式旋耕机，你需要努力的控制机器并且走在合适的地方，以免踩到刚耕过的土地。用后置式旋耕机，需要你走在一边单手扶着它，这样是为了避免踩到刚耕过的土地上，用后置式耕过的土地比前置式耕过的要好。多花点钱买一台贵一点的后置式旋耕机是很划算的。驱动类型旋耕机的弯刀是通过联轴器传动到刀轴或链上的动力驱动的。很多后置式旋耕机有2个或更多的前进或倒退速度，在很多情况下，旋耕机要前进时必须靠人操纵倒退，但是很多旋耕机有换档装置，可以换成反转就像前进时一样，但是后一种设计部适很安全。弯刀的正转与反转很多旋耕机只能向前进方向移动，换言之，弯刀的旋转方向与轮子旋转方向一致。一些旋耕机能把弯刀旋转方向改变。那些能提供反转弯刀的制造商宣称反向转动对打碎草地很有效，然而，反向转动应该避免安全的问题。用正向旋转弯刀时，如果碰到石块、树根、残茬等，旋耕机可能避开。用反转式旋耕机时，如遇到什么东西，旋耕机将会弹回伤到你的你的腿脚，也或许你在一个较窄的地方或有篱笆的地方或墙角，旋耕机或许能弹回来伤着你。正转旋耕机较安全，你不必非买一个带反转的旋耕机，翻转式的旋耕机只用拖拉机牵引的形式。质量旋耕机与其它农具一样随制造商的不同它们的质量也不同。一台质量高的旋耕机，通常是同尺寸的普通旋耕机的价钱的两到三倍。用于相同的工作条件下，一台高质量的旋耕机通常是一项不错的投资项目。人机工程学 旋耕机的人机工程学有很大的不同。一些旋耕机一眼看上去很相似，但实际上由不同人机工程学的运用，一些是扶手好用，一些是反转比其它的好用，一些是深度控制器比其它的好用，一些是现场控制器比其它的好用。在你买之前最好能试一下或询问一下又旋耕机的人。在商场购买很难评价一台旋耕机的性能，它只能凭借着个人经验去识别好的设计和不好的设计。 记着如果你有块小田地你最好用铁锹或锄头，这样既可以避免花销又可避免麻烦的维护工作。如果你觉得你需要一台旋耕机，买后置式的它很容易操作并且耕地也很好，小型手扶的旋耕机适合小块地的工作。 使用小型农用旋耕机 无论你是买、租还是借一台旋耕机，你都发现它的用途很广。在很多国家，尤其是在农场很小的东南亚，一台小型旋耕机是用途广泛的农场工具，它也能成为用途广泛的田园农具。附件 一些旋耕机能与附件配合做很多工作，比园林翻土机更有效。一些手扶式旋耕机能够和弯刀等装配在一起。一些大型后置式耕作机具能带动中间破土犁，并且整个旋耕机的组合能集割草机、碎土机甚至是发电机的功能于一身，虽然这些附件很有用，但是它们工作起来可能稍逊色于单独的成型机。你应该注意一下这些附件的功用是否适合你。准备田园 旋耕机用于初耕（春天在土地上耕种）、复耕（打碎土块并且准备耕种）及种庄稼时的耕作，在理想条件下旋耕机一次耕作可拥有初耕、复耕及平整的垄，在其它条件下，复合耕作或许需要去去除存在的草本植物，然后呈现出垄。假如草本植物旺盛的话，来两次的耕作很有益，然后，搁置起来等到下完雨后再耕作，这个过程能够帮你打碎那些草本植物。虽然初耕需要合适的低速，但常常你应该经常是你的发动机处在最大马力上，一旦你需要什么速度是你就可以随心所欲了。田园耕作 旋耕机在耕种庄稼时比什么时候都有效，这是耕种往往比初耕、复耕时速度要高，这时耕作务必用浅耕装置，以免毁坏了庄稼的根部。最好不要走在刚耕过的地方，以免草的种子、草被踩实后重新生长。生成有机物质 旋耕机通过合并覆盖庄稼和绿肥是你的土地的土壤变的肥沃，在我们的这种气候中，很难增加潜在的有机肥料，但你能通过覆盖草本植物或绿肥来提高你土地的土壤结构性能和耕种。当土地平整完毕，你就可以播种，然后用高速档去耕地翻土，用深土覆盖种子。旋耕机是最有效的来种豌豆种子。用旋耕机翻土深埋小的种子如黑麦草的种子可能会埋得很深，对小种子应用耙或耠的方式比较有效。开沟破土犁 对旋耕机来说有一个宽大的开沟破土犁大有益处（常常成为开沟犁），这种附件装载后刀柄上后，你能挖开浅沟，两个相邻的来回耕作能产生一个畦，这种方法在路易斯安那州非常重要。你能在产生的畦上种庄稼或花草。开沟犁的一次耕作对威尔士的土豆是一种理想的生长的场所。你能操作拖板覆土，然后在植物上撒上土，你也可以把土撒在玉米根上。开沟 旋耕机也可在田园外使用，在挖沟或挖排水沟时，旋耕机大有帮助。只要你在要开沟的路线上走几个来回，松松土，然后把土铲除，重复做几次，直到沟挖到你觉得合适为止。旋耕机是田园助手，对于一个大的庄园来说没有旋耕机很难。恰当的使用旋耕机能够使你的园艺技术提高并且工作起来很愉快。旋耕机的安全与维修 为使旋耕机经久耐用，你需要恰当的保养。你必须意识到使用旋耕机时的危险并且逐步学会保护自己和他人。发动机的维护 你必须仔细的保养你的旋耕机上的发动机。由于旋耕机工作中有大量尘土，因此，汽油、过滤器的更换比割草机和其它的农具要多。你应该在用了50小时后或一年一次的更换汽油。如果汽油看起来很脏，那就必须多更换几次了，并且给某些地方适当的上油，检查齿轮箱及链轮箱并适当的上润滑油润滑。空气清洁器也需要更换当在尘土条件用了1到2小时时就需要更换一次， 偶尔，你也需要去吹一下或刷一下发动机上的尘土，并且去除风扇和飞轮上的尘土。 耕作的保养 最重要的事情就是保持你的耕作机的清洁，每用一次就冲洗旋耕机，尤其是刀柄和刀座（注意不要把水泼在热的发动机上）。为了继续保持耕作效率你需要替换坏掉的弯刀，偶尔需要调整一下控制连杆。参照说明书，你的轮胎应保持在合理的气压下。季节结束时的储藏 像其它农具一样，旋耕机的使用也有季节性。在储藏前要把汽油换一下，应该把汽油放干或者填充满新汽油，检查火花塞看是否需要替换，假如你需要储藏几个月，最好在火花塞洞内喷点油，然后把机轴替换火花塞前转一两次。无臂用力去拧紧火花塞，很多小发动机是铝制品，它们很容易在拧火花塞时把螺纹拧坏。清洗或更换空气过滤器，检查齿轮箱和链轮箱里的润滑油，并且上润滑油（或更换脏的润滑油）。务必使旋耕机洁净，然后储存。由于紫外线分解轮胎的橡胶，所以，务必不要把旋耕机放在阳光下。安全 弯刀很具有攻击性，它们切断手或脚就像切断地上的草木，你最好离旋耕机的弯刀远些，并且是旁边的人尤其是孩子远离旋耕机，把石块、碎木头、木桩等引起旋耕机弹回的东西拣出去，即使它弹向你，它也能造成你要背的扭伤。一台200磅的旋耕机猛往前推也能造成操作者的扭伤。 避免有电线或煤气管道的地方，它们可能烧着。大部分旋耕机有现场控制器，它们由杠杆或把手组成，这些杠杆或把手被集中在一起来点火或熄火（或是弯刀停转）。不要试图在旋耕机更换现场操作器，它们可能保护你。记着在很脏的工作条件下你的旋耕机可能很费力，你需要经常不断地保养以减少恶劣条件下对旋耕机造成的影响，同时也记着，它们有潜在的危险。带着敬意相信它们。Selecting a Rotary Garden TillerThe right rotary tiller can make the job of gardening much easier, but if you choose the wrong tiller for the job, it can make your job more difficult.Tillers range in size from small hand-held models to those weighing several hundred pounds, with corresponding differences in capacity. There are several factors to consider in selecting the best tiller for your job.SizeSeveral companies offer small, hand-held rotary tillers, typically with 2-cycle engines. These little tillers have star-shaped blades instead of separate tines. They are suitable forlight-duty tilling such as cultivating small vegetable or flower gardens. They are narrow and can get into tight places. They will not till deeply, nor will they handle much surface trash. Other garden tillers range from 3-5 hp front-tine models to 8-10 hp rear-tine models. Some semi-commercial rear-tine models are even more powerful. The larger units have tilling widths of 20-26 inches and can cut 6-8 inches deep under ideal conditions.Front or Rear TinesRotary tillers can have the tines in front of the wheels (front-tine) or behind the wheels (rear tine). The two styles overlap in size (horsepower and tilling width). The wheels on front-tine models are usually not powered, but the wheels on rear-tine models usually are. The tines are usually covered with a shield on a rear-tine tiller, but exposed on a front-tine tiller.Larger rear-tine tillers will have the ends of the tine assembly as well as the top shielded. Most rear-tine tillers provide a flap or drag at the rear to keep feet out of the tines and to level the tilled soil. The powered wheels on the rear-tine tillers help hold the tiller back and provide a more uniform speed, while you will have to control the speed of front-tine models by brute force.Depth control is generally easier with a rear-tine tiller since the depth control drag bar is generally effective. On front-tine models a drag bar is usually provided, but most depth control comes from how you hold the tiller. With a front-tine tiller, it is almost always necessary to walk right behind the tiller in the freshly tilled ground while fighting to control the machine. With a rear-tine tiller, it is often possible to walk to one side, controlling the tiller with one hand, and thus avoid walking in the tilled soil. Soil tilth is almost always better with a rear-tine tiller. Rear-tine models are more expensive but well worth the extra cost. Drive TypeTiller tines can be driven by a shaft or a chain. The clutching mechanism can be an actual clutch or clutching can be accomplished by slackening a belt drive. Many rear-tine tillers will have two or more forward speeds as well as reverse. In many cases, it is necessary to hold the reverse control in place while going backward, but some tillersallow you to shift into reverse and operate just as you would in forward. The latter design is less safe.Forward or Reverse Tine RotationMost tillers have the tines moving in a forward direction; in other words, the tines rotate in the same direction as the wheels. Some tillers turn the tines in reverse. The manufacturers who offer reverse tines claim that the reverse rotation is more effective at breaking up sod; however, reverse tine rotation should be avoided from the safety standpoint. With forward-rotating tines, if the tines grab on a root, rock, stump, etc., the tiller will jump forward - thus away from you.With reverse rotation, if the tines grab on anything, the tiller will jump backward - with the rotating tines coming at your feet and legs! Also, if you are maneuvering in tight quarters - in a fence corner or next to a building the tiller can come back at you, pin you against the obstacle and injure you. Forward rotation is much safer, and you should not purchase or use a reverse-rotation model. Reverse tine rotation shouldbe used only on tractor-mounted tillers.QualityTillers, like other lawn and garden equipment, are available in different levels of quality from different manufacturers. A quality tiller can easily costtwo to threetimes as much as a comparably sized cheap tiller. Since tillers are work hard under adverse conditions, a high quality model is generally a good investment.ErgonomicsThere are big differences in the ergonomics of tillers. Some tillers that at first seem to besimilar may, in fact, havedifferent ergonomics. Some clutches are much easier to use than others, some reverse mechanisms are much easier to engage than others, some depth controls are easy to move and some require tools and a struggle, some operator presence controls (OPCs) are easy to use and some are not.Try out a tiller or talk to an owner before buying a tiller. It is hard to evaluate ergonomics while looking at a tiller in a store (or a catalog); it takes personal experience to separate the good designs from the awkward designs.Remember, if you have a small garden you may be better off with a good garden spade and a scuffle hoe, and thus eliminate the cost and maintenance hassles of a tiller. If you really do need a tiller, a rear-tine model is much easier to use and does a better job. A small, hand-held tiller may be satisfactory forsmall jobs.Use of a Rotary Garden TillerWhether you buy, rent or borrow a tiller, you will find that it has many uses. In some countries, particularly in Southeast Asia where farms are small, a rotary tiller is a general purpose farm tool. It can be a general purpose garden tool for you.AttachmentsSome tillers can be fitted with attachments to do jobs other than garden tilling. Some of the small hand-held models can be equipped with dethatching tines or rotary brushes. Some of the larger rear-tine tillers can handle a snow/dirt blade or a middle buster (lister); and can have the entire tiller assembly replaced with a sicklebar mower, a shredder/grinder or even a generator. These attachments can be useful, but may not work as well as separate machines. You have to decide whether this capability will be useful for you.Preparing the GardenRotary tillers can be used for primary tillage (working up the garden in the spring), secondary tillage (breaking up clods and preparing the soil for planting) and for cultivation while the crop is growing. Under ideal conditions, one pass with the tiller may provide both primary and secondary tillage, leaving a good seedbed. Under other conditions, multiple passes may be needed to chop up existing vegetation and then prepare the seedbed. If vegetation is heavy, it is often helpful to make one or two passes and then leave it alone until after the next rain before tilling again. This process will help the vegetation to break down. Primary tillage requires the slowest speed (lowest gear) available, but you can sometimes use a higher gear for secondary tillage. You should always run your tiller at full engine rpm and then shift up or down as needed.Garden CultivationTillers can be effective at cultivating around crops, and the cultivation can usually be done at a higher ground speed than you would use for primary or secondary tillage. Be careful to use a very shallow depth setting when cultivating to avoid damaging crop roots. It is best to avoid walking on the cultivated ground since weeds will germinate and/or re-establish better in your footprints.Growing and Incorporating Organic MatterA rotary tiller can contribute to the health of your garden soil by incorporating cover crops and green manure crops. In our climate, it is difficult toincrease organic matter permanenly, but you canimprove structure and tilth by incorporating vegetation and/or compost. A tiller can also be used in planting cover crops. After a seedbed is prepared, you can broadcast seed and then run the tiller over the ground at high speed and minimum depth to cover the seeds. A tiller is most effective at covering larger seeds such as peas. Small cover crop seeds such as ryegrass may be covered too deeply by a tiller; raking or dragging is more effective for small seeds.MiddlebustingProbably the most useful accessory for your tiller is a wide sweep or middlebuster (sometimes called a furrower). This tool attaches to the rear of the tiller (with the tines still in place) and allows you to dig a shallow furrow. Two adjacent passes with a sweep or middlebuster will throw up a raised bed, which can beimportant in many parts of Louisiana. You can then level the top of the raised bed and plant your crops there. The furrow from a single pass is ideal for planting Irish potatoes. You can then run the sweep beside the row to cover the potato seed and again later to throw soil up on the plants. You can throw soil on sweet corn roots the same way.TrenchingTillers also have uses outside of the garden. A tiller can be helpful when digging a ditch or trench. Just run the tiller over the ditch lineto loosen the soil, then shovel out the loosened soil and repeat until you reach the desired depth.Tillers are useful garden helpers. It is difficult to manage a large garden without one. Proper use can make your gardening experience more pleasant and productive.Rotary Tiller Safety and MaintenanceTo get the best performance and longevity from your tiller, you need tomaintain it properly. You also need to be aware of some of the dangers involved in using a tiller and take steps to protect yourself and others.Engine MaintenanceYou will need to maintain the engine on your tiller carefully. Because your tiller operates in dust and dirt, oil and filter changes are more critical than for lawn mowers and most other lawn and gard
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