1BLQ立式旱地驱动耙驱动耙主体结构方案设计10000字论文

本次设计当中主要研究的课题是1BLQ立式旱地驱动耙。它主要的优势是一次工最后，本有关与1BLQ立式旱地驱动耙的设计选用的软件式AutoCAD,通过AutoCAD的绘制，完成了1BLQ立式旱地驱动的装配图以及部分主要的零件图，文献调查法，了解了1BLQ型立式旱地驱动耙的各部分组成结构以及工作原理。通过 31.1引言 3 4 41.2.2耕整地农艺要求 5 62.整机结构设计分析 72.1结构设计要求 8 92.3刀盘分布设计 3传动方案设计 3.1旱地立式驱动耙主体结构方案设计 4.功率分析 4.1单盘作业扭矩与功率分析 4.1.1单盘切削、破碎土壤所需的扭矩 4.1.2旱地驱动耙的功率消耗 4.1.3传动过程的功率分配 5.传动件的设计 5.1轴的设计 5.1.1选择轴的材料 5.1.2轴上的功率P,转速n和转矩T 5.1.3确定轴的最小直径 5.1.4轴的强度校核 5.2轴承的选用和校核 5.3精度要求 276.驱动耙其它零部件设计 6.1悬挂机构 276.2箱体的设计 286.3刀具的设计 287.总结 3第一章绪论1.1引言论文所研究耕地机器正是为了使其对土壤有一个切土、碎土能力，做到通过机器操作一次就能达到人力耕、耙多次的效果，而且耕地后自动将土壤铺平，使其后续播种时地表较为平整、且松软，同时在抢收农作物的同时，减少农民进入土地的次数，从而降低工作成本，还可以更好的达到农艺要求。选用放水的材料，这样土壤湿度的对它的影响就变得极小，甚至达到零影响。也是因为这样，我国南部地区，这种新兴品种被广泛运用，其中使用频率最高的是稻茬种麦(秋耕时),主要是水耕耙作(水稻插秋前)。但是在中国北部，它用于农田的清除，最重要的是，它可以用于秸秆的归田。另外，其优点是可以用于准备种植在碱性生理食谱土地上的水稻土壤。同时，近年来我国对农业驱动式耕地机械的研究和应用有着更深刻的了解和开发。如今，全球很多国家使用农业驱动式设备耕地，这些设备主要分为立轴式、其中，水平横轴式旋耕机意味着旋耕机的旋转轴保持水平到地面，与前向有垂直关系，工作部分是安装在水平轴上的旋转刀具，旋刀通过拖拉机的传动系统4要功能，一般情况下其切割深度可深达30-35cm,最先进的旋耕机切割深度甚至可以达到40-50cm,同时还可给整个给耕在深度范围允许内土壤进行疏松细碎，但这轴爪式旋耕机(英国)、立轴笼式旋耕机(日本)、立轴转齿式旋耕机。不过，中国1.2农业土壤耕作的作用与要求农业生产主要是指庄稼从土壤中生长出来在通过光合作用吸收土壤中的养分，使其生长成我们所见到的玉米，小麦等。那么土壤的养分对于庄稼来说便是至关重要的，而土壤翻耕就是通过空气的流通以及气候的变化，使土壤的养分得以缓解及提升，使土壤的酸碱性能加均衡，养分更加充足。而使用机械化耕地的作用则是机械比人工翻耕更加均匀，也比人力翻耕的深度更加精准，对土地而言也有更好的保护作用，这样土壤就有了更好的缓解状态，同时也大大降低了人力畜力。威廉斯是苏联著名的土壤学家，他曾说过：“世界上没有不好的土壤，只有不恰当的耕种方式”。这里他说到的耕种方法很大一部分就是指只有对土地的翻耕，具有良好的土地翻耕，就能使土地的收成有较大的提升。其实国内外对土地耕作方法的研究与发展，也正式说明了这一天，要想提高粮食的产量，首先就要从改善土地的养分开始，如何好的改善土地养分，最直接的方法就是形成一个良好的翻耕土地的工具，这样土地就会从自然界中吸收更充足的养分运输给农作物。土地在大自然的修饰下，展现给我们的形式就是梯度的形式。而土壤的主要养分就是水、气、肥、温度。然而这样的土地结构并不是完美的，对于有的作物来说他可能使好的，但是有些植物并不适合这样的层次结构，那么我们通过翻耕土地，就是要改善这总层次结构，创造出各种植物都适合的土壤层次结构，通常我们叫这种结构为更耕层结构。然而形成良好的耕层结构，应该是依据不同的土壤以及当地的气候湿度进行具有针对性的翻耕，以满足农作物生长需求的必备条件。所以，耕层的结构并不是固定的，而是对端变化的。机器翻耕土地的作用，主要就是为了能够创造出栽培层建立合理的结构是5多用途、多边和多种多样的系统，如农业生态系统，它们是土壤培养中复杂的大气机器系统(SPAMC)。[4]耕作机械化的主要任务是调整和建立良好的层结构和相应比例的三个阶段(固相、液气相),以调整土壤的水分、养分、空气和温度，满足农业作物生长需经过耕翻可以使具有充足养分的下面土壤翻到上面，从而改善土壤层的变化，使农作物在生长过程中可以充分的一首养分，同时我们使用的肥料、残茬、秸秆和绿肥等养分与土让良好的结合，为农作物生长提供一个良好的条件。在翻耕土地的过程中，还可以将长出来的杂草，甚至一些虫卵、细菌等有害物质一起消灭掉。碎土的主要目的是根据各地区不同的气候和农作物生长的不同条件，需要对土壤进行碎土然后铺平，同时使土壤具有疏松多孔的接口，使气体流通性增强，以免造成空气不流通造程种子坏死的结果。混拌土壤的主要目的是将肥料与土壤充分且均匀的与土地融合，使二者成为一体，从而进一步改善土壤养分状况。同时还可以缓解土壤的作业压力，使农耕有一个良好的营养环境。1.2.2耕整地农艺要求土地翻耕的农艺要求：(1)选合适的时间进行翻耕，既可以即使枪收粮食的同时，又可以保证农作物质量；(2)土地翻耕的深度要适当，针对不同的作物翻耕的深度不一样，且翻耕土地的深度要保持一致；(3)土地翻耕要良好，要将杂草、残茬等翻到土地表面一下；(4)土地翻耕过后要求土地表面平整，土壤结构松且碎，地边要整齐，最重要的是不能漏耕；(5)在遇到有坡度的土地是，应保持这与地面水平的方式进行耕种，以防止下雨过后，土地被冲出沟壑导致水土流失。6整理土地有以下的农艺要求：旱地整理土地的农业技术要求(1)整理土地时要注意时间，以北方为例最好是清明节之后，这样可以提高(2)土地整理的深度应遵循农业要求，不漏耙，不忘铺平，以一致的深度；(3)整理土地结束后，表面要平整，不需要波浪起伏，破碎的土壤要充分均匀和破碎，表层要柔软，下层要稠密；水田土地整理的农业技术要求(1)耙后，土壤变松，起浆好，可以覆盖绿色肥料等，田地表面平整，没有1.2.3土壤耕整地机械(1)耕地机械铧式(壁式)犁铧式犁，是由一跟横梁上挂着若干刀具构成的，通常通过联动轴将他与拖拉机连接在一起，在崎岖不平的山地上也有用人力或者畜力来拉刀具的，目的是碎土，并挖出垄沟为播种做准备。它可以恢复土壤板的结构，储存水，获得水和土壤水分，复盖杂草，减少害虫，提高平整表面的能力。圆盘犁是一个空心的圆刀，其边缘刀刃异常锋利，通过锋利的刀刃，切除杂草以及土壤，使土壤松碎，运动方式使与前进的方向垂直。主要用于多杂草、土壤硬、残茬多的土地。虽然覆盖土壤能力不是很强，但是对干旱地区的预防圆盘犁的寿命长、刃口锋利、堵塞少、阻力小等优点。缺点是覆盖性能和(2)整地机械圆盘耙具有较强的突破土壤的能力，可以阻挡杂草和杂草，主要用于农田后的破坏和播种前的开垦农田，可以充分的将土与肥料混合在一起，在播种前，7用它铺平土地表面的同时还可以耙出整齐的垄沟。在秋收后，还可以用它来灭茬做到一个秸秆还田的作用。钉齿耙它的主要作用就是碎土、松土、和把土地铺平，也可以利用它来将播种的种子与化肥充分的混进土壤当中，是种子更好的吸收肥料。但是它的除草性能相对与圆盘耙来说相对要弱很多。水田驱动耙的作用主要是用于播种小麦等需要水的农作物。由于水田的土质松软，所以这种驱动耙不适合在硬土地上使用，这是为了水田专门设计的一种耙类机械工具。其工作时刀具与地面的平行的水平方向进行旋转。一次作业相当于人力或畜力拉的水田耙的两到三次以上，一次就可土壤细碎，适合水里的农作物生长。我们所知道的驱动耙都是与农用拖拉机联合使用。驱动型机因为可以满足对多种耕地要求的控制，而且还能充分的发挥拖拉机的作用，所以受到了广大农民喜爱，市场前景也是非常的好。(3)旋耕机旋耕机是一种由拖拉机输出动力，使其刀具旋转，从而达到切土和碎土的目的。其运动轨迹就是在拖拉机去土地平行的水平轴方向前进，而刀具垂直土地，以刀具旋转的方式作业。旋耕机有横轴和立轴两类，我们如何选用这两类旋耕机正是确保耕地是否旋耕机对打破犁地层、保持土壤的湿度以及恢复土壤耕层结构等都良好的效果。而且它的切土、碎土能力很强，旋耕一次就能与耕、耙几次相比。第二章设计内容8(1)耕深要求该设计的深度设计达到h=15cm,将范围控制在10-18cm之间并且可以进行相应调节，设计耙深度应与农艺相一致。要求在测试在一平米内，有5个以上的直径为5cm的土块，即代表设计碎土程度不合格，机器碎土能力不强。因此我们在设计刀具的时候一定要选合适的刀要在尽量降低成本的同时提高工作效率；1.2旱地驱动耙作业参数(1)作业参数：V₀:刀盘线速度；Vo:机组前进速度)(3)刀盘转速：壤土与沙壤土>180r/min;粘土>220r/min(4)单盘功率：0.421kW(5)碎土程度：2.5cm刀盘转速2.整机结构设计分析2.1结构设计要求(1)耕深要求该设计的深度设计达到h=15cm,将范围控制在10-18cm之间并且可以进行相应9调节，设计耙深度应与农艺相一致；(2)碎土程度要求在测试在一平米内，有5个以上的直径为5cm的土块，即代表设计碎土程度不合格，机器碎土能力不强。因此我们在设计刀具的时候一定要选合适的(3)要确保没有漏耙现象。设计出来的东西是为了盈利，为了服务社会，因此，设计必须整机减少生产成本，进一步提高其运作效率。该项目的结构要求主要需要满足以下几点：(1)满足FS-275型悬架机构几何尺寸。(2)符合FS-275型拖拉机工作参数，以及相关动力输出轴参数的要求。2.2旋刀的运动学分析要确保移动工作过程中的旋转刀具质量，必须在工作过程中绕刀盘旋转以形成相对运动，从而使循环运动速度与拖拉机的前向运动以恒定速度相关，所以将圆周运动的速度设为V₀,并设置拖拉机的前进速度Vm。将旋转切割器的角速度设置为w。并且通过方程V₀=Ro,可以得到环形运动速度与拖拉机进给速度的比值称为,其中，λ是两个速度的比值。但是，λ的变化影响了旋转切割机的运动轨道，因此直接影响了驱动耙的运行状态。如果の成为旋转切割机的角速度旋转，并且移动速度很快，也就是Vm,那么旋转刀的移动端点A轨迹为余摆线(见下图)。当λ>1时，寓意这刀具在旋转的过程中不会发生推土的这个功能但是，为了满足由于机器出现问题而使地面松弛的需要，有必要确保机器的前进速度Vm和刀具旋但是λ>1时，,当刀具移动至固定位置时，刀具的绝对速度与拖拉机运动方向背离，也就是V<0。所以说，刀具通过刀片进行土2.3刀盘分布设计如果工作范围足够宽，则必须在内部机器上水平放置六个刀盘，并且必须在每个刀具头上悬挂两个旋转刀具。刀盘2和5务必是活动的切割头，刀盘1和3通过刀盘2的齿轮来带动它们进行驱动，而刀盘4和6通过刀盘5的齿轮来带动它们进行驱动。刀盘1、2、3的运动是相互关联的，他们的运动形成一组连接组合，同样，刀盘4、5、6的运动也是相互关联的，他们的运动也形成一组连接组合。为了避免两个切刀盘组在操作过程中出现交叉干扰，应在刀盘3和刀盘4之间放置留20mm的距离。同时为了能使机器在工作中减小刀盘前进产生的横向分力，该横向分力会起到不好的作用，即导致驱动耙的横向振动，减少驱动耙的使用寿命，使整个机器运作发生不平稳现象，我们采取的措施避免发生刀具之间的相互运动干涉。具体解决方法如下：1.调整主动刀盘旋转的方向相反，这一点是设计机具时要考虑的；2.调整该切割头，安装在一个有两个相邻切割头的夹角为60°的位置。从而，刀盘1和刀盘4的运动是对称的，刀盘2和刀盘5的运动也是对称的，刀盘3和刀盘6的运动还是对称的，进一步使每个刀盘发生的横向分力就会被相互对称的到刀盘所传声的横向分力所抵消，但是做到绝对抵消时不现实的。刀盘1刀盘2刀盘3刀盘4刀盘5刀盘63传动方案设计关于满足农机设计要求和连接要求FS-275型机车匹配的前提下，对相关研究结构开始进行相应的方案设计，同时还需要查阅国内外参考文献，对旱地驱动耙这类机械的数据有更多的了解和认知，首先我们要解决动的输送时由万向节来完成的，在机具上我们首先要设计一组在输入时的输入速度为540r/min输出速度为160r/min的变数箱；其次，需要通过通用接头将水平能源消耗转换为垂直电力，这种转换只能用圆锥形变速箱进行，并且可以重新执行驱动刀头的相互变压器。为满足此设计所需的要求，设计了一下这个方案：万向节将输入动力直接传给圆锥齿轮组为I极传动，I极传动可以用机械和工具将水平力转换为垂直力，一级变速器轴上必须安装两个圆柱齿轮。上部齿轮和另外两个圆柱形齿轮组成右齿轮(二级齿轮和三级齿轮),下部齿轮和其他四个圆柱形齿轮组成左齿轮(二级齿轮、三级齿轮、四级齿轮),二级齿轮实现了设计方案中两个驱动切槽的示意图。整个机器的几何参数为长度(1654毫米)、宽度(693毫米)、高度(930毫米)和运行时通用连接连接点的高度(540毫米)。在不断摸索、研究以及总结的过程中，逐步形成了设计理念。该方案设计从研究向理论转变，最后转向实用性，这种方案经过反复推敲后最实用的。首先，我要考虑如何可靠地实现齿轮轴的合理结构设计、紧凑传动布局、应力和力传递，这些条件都满足之后，机器就会由高的稳定性，这样会尽量使机具拥有较长的工作年限：从成本的角度来看，需要打算使用一对还是用两对圆锥齿轮，经过理论分析和对比，发现一对和两对的区别并不是很大，而且变数箱箱内的齿轮总量也差不多，这样的话选用一对圆锥齿轮就会大大降低了生产成本，因此提高了整机的经济性。当然设计并不是十全十美的，而本次设计的不足就是：工作时万向节与变速箱之间连接的位置相对来说比较高，在I级传动进行工作时可能会造成传动的不均匀这种现象。但是通过理论分析，这套方案的优势要大于劣势，且具有良好的实用性和经济性。总传动比的计算可用输入转速的比输出的转速，总传动比,通用接头的输入功率直接传输到锥齿轮系统，形成一个I级变速器，将水平功率转换为垂直功率。在I级传动齿轮轴上有两个圆柱齿轮。上部和另外两个圆柱齿轮构成了二级驱动和三级驱动的右驱动，下部齿轮和其他四个圆柱齿轮构成了左驱动，形成了二级驱动、三级驱动和四级驱动，二级驱动完成并达到了在两个刀盘之间进行反向旋转，其中is=1.17。下图显示了，用旋转切割机切割和粉碎土壤时所用到的扭矩规则。让扭矩曲线成为一个单把旋刀：0扭矩图单把旋刀在每次转动的过程中用到的扭矩是：单个刀盘在每次转动的过程中用到的扭矩是：通过以上的计算过程，可得到一个刀盘在每次转动的过程中用到扭矩进而消耗的功率是：4.1.2旱地驱动耙的功率消耗不考虑输送力，在陆地上行驶一个周期的立式旱地驱动耙所消耗的总功是：L为刀具运动一个周期的路程单位mF,代表刀具所受的平均主力单位Nx代表一个刀盘上刀具的数量对于一个运动周期，由于刀具的轨迹参数方程式【3³,因此铣削轨迹长度为L具体参数方程为：=√(vm-Rosin=√v²+R²o²-2V,Rosinotdt因此对于一个运动周期通过计算得出路程单位为弧长：,所以：将a、b、ε代入(1)式，可得：得到旱地驱动耙的功率P.为：将V₀=Ro,代入(3)式，得：F,指的是刀具在运动的过程中受到的阻力的平均值(N)x指的是在一个刀盘上拥有的刀具数量立式驱动耙的消耗功率总和：P=j·P.………………….….(5)j指的是刀盘数量4.1.3传动过程的功率分配理想的状态时，输入功率通过两侧的离合器传输两个齿轮，传输速度为n=540r/min,传递功率p=8kw。当机器在传输过程中受到运行环境和功耗的影响p=1.3kw.5.1.1选择轴的材料[σ-1]=60MPa,o=640MPa,σ-1=275MPa,t-1=155.1.2轴上的功率P,转速n和转矩T的功率为p'=1.3kw,传递转矩为T'=65.3N·m,转速为n'=190r/min。5.1.3确定轴的最小直径T指的是轴所受的扭矩(N·mm);通过实心圆轴的研究，Wr=πd³/16≈d³/5,将此公式代入(11.1),得到了轴直径其中，C值取决于轴材料的许用扭转应力系数[tr],该特征值可在表11.3中找到。当相对弯矩非常小时，C可以选用较小的值，通过观察表11.3选择C=112,并用上述公考虑到轴段上有样条曲线，轴直径应增加20%(在轴的直径d≤100mm时)。轴的横截面上有花键，轴直径应增加20%,同样也是在轴的直径d≤100mm时，并且在齿轮在正常载荷下的齿面通常被认为集中在平均节距轮上，受力F,如下：F,指法向载荷F,分解的轴向分力F'=F,tanaF'指法向载荷F,分解的分力，该力垂直于分度圆锥母线F₁=F'cosδ₁F'指分解的径向分力dm=153,将这些数据代入上式，得到如下结果：3)支承反力的计算b,垂直面的支承反力4)作弯矩图和扭矩图a,水平面弯矩图Mcz=F,×|ACl=64.24N·m,M'cz=Rp×|CD|=34.32N·m由由—垂直面弯矩Mc,=F×|ACl=181Nd、扭矩图4)按当量弯矩计算直径通过表15-8,可以知道σ-1bp=60MPa,oobp=102MPa,通过表15-7,还可以得到A截面轴径,进行结构设计时，选取d=40mm,这一直径可以2.刀轴的受力分析1)轴传递时所需的转矩2)齿轮的受力情况F,=2T'/dFn=F,/cosaα指的是啮合角(α=20°)。由ZMA=0得，F|AB|=Rc|AC,计算可以得到，Rαy=101.8N,Rγ=420.6N,.4)作弯矩图和扭矩图a,水平面弯矩图b,垂直面弯矩图C,合成弯矩图5.2轴承的选用和校核(机械设计),ε-寿命指数，球轴承ε=3,滚子轴承(1)刀盘轴：d=35mm,D=80mm,B=21mm,基本额定动载荷C,=65kN,轴承代号：.31,动载荷系数f=1.2,派生轴向力Fa=F,/(2Y),F,₂|BC+F|AB|=F×2,得F₁=344.2N(力平衡)FA₁=Fa=101.2N,FA₂=Fa₁+458.P₂=f,(X₂F₂+Y₂FA₂)=1.2×(0.4×114.7+1.7×560.1强调。根据上述内容，选取轴承时，选取d=40mm、D=80mm、B=18mm;轴承代5.3精度要求通过整理现有文献和实验，农机的标准接纳水平通常是IT8,大多数匹配是基于也可以将上述匹配精度应用于轴匹配过程。在刀盘转移系统中，6个6.驱动耙其它零部件设计6.1悬挂机构1BLQ型立式旱地驱动耙中运用到的悬挂机构，其主要采用了标准3点悬挂方6.2箱体的设计本次设计的箱体是