毕业设计（论文）-基于SW旋耕深松机设计

引言1.1选题背景农机时代的到来，使得越来越多的农业机械进入了市场中，随之而来的还有国外比较先进的农机产品，这样一来，我国农机产品市场就会出现更多的竞争因素，而且这些农机的价格比较低，前所未有的机遇和挑战也会随之而来，通过调研发现，前期在农业机械方面的发展主要是集中在了机械的造型和色彩以及人体工程学方面，对这些部分做出了改进，不过由于相关的理论知识的缺乏导致机械的推广和运用收到了很大的制约。当前为了适应农机的使用需求，通过不断地努力研发，在农机的操作和设计方面都有很大的提升，其中设计使用了大量的计算机辅助系统和分析系统，设计并研发出更加安全舒适绿色的产品，农机产品的质量也被大大提高。不过，由于受到人种的差异的因素影响，亚洲人的身形和其他欧美国家的人体有所区别，所制作出的农机产品的尺寸也有很大的差异，长期以来关于研究旋耕机逐步实现我国农业现代化成为了新的战略要求[1]。国家的政策支持和引导着农业机械的发展和研究，为了使得中国制造2025得以完成，在发展迅猛的农机行业中，缺少了创新设计的理论研究，更多的是关于一些基础的理论研究的提出，这样就会极大地制约了我国农机产品自主创新的生产，所以，我国农机品牌和质量能否得到提升，还是需要各方学者和农机企业的共同努力。但是想要使得农机产品的质量得到提升，就必须要将农机产品的功能进行创新，此外还需要创新造型方面的设计，两者共同融合才能使得产品不断得到更新，但是，在目前的研究中，工程领域和设计领域中还是存在着空白部分需要不断创新钻研。1.2选题目的和意义土壤是耕作机械的工作对象，其特性是机械的选用、设计和优化研究的必不可少的基础资料。本文主要研究的旋耕机可以用于绿肥类田块的耕整，还可以用于水稻和油菜以及小麦等作物收割后残茬的翻整。但是在某一块土壤中的农作物可能会有很多种，这样就造成了该区域土壤内部存在的一些围观差异导致土壤成分的不同，各个地区耕地层的土壤结构就无法准确的被判断出来，也就不能描述出该地区土壤性能的变化规律。由于现阶段使用的旋耕机没有良好的适应能力，所以在面对高茬秸秆等一些难以翻埋的作物残茬就显得无所适从，对机器的损耗也会相应的增大，旋耕机的刀辊会出现变形，这是由于缠草情况比较严重，所以还需要研究出新型的高适应性的旋耕机。主要研究方向是农业机械方面的原理，为设计提供理论依据，研究对象时耕层的土壤，设计出适合各种土壤层的田间操作的耕地机。通过对农机创新设计方法的研究，可建立相关理论基础，为设计人员和企业生产设计提供指导，从而提高农机产品质量，满足用户需求，提高农机产品在市场中的竞争力。为农机产品开发提供参考，在产品的设计中可以导入对功能的设计和对外观的设计，设计时还需要分析认为因素，最终实现的设计成果一定是具有良好的耐用性和舒适性的，同时要秉承绿色设计的原则，提倡可持续的设计，从而推动我国的农机品牌发展。1.3国内外研究现状1.3.1国外研究现状在对于旋耕机的研究方面，国内出现的相对于西方国家来说较晚，一些西方国家在研究旋耕机时主要的研究对象是旋耕机上的到的种类以及刀轴上具备的排列方式，其中关于旋耕刀表面的化学材料和物理材料的参数的研究是比较精细的。所以为了让旋耕机的使用寿命可以增加，就需要在机械的抗破坏能力方面以及抗损坏能力进行研究并不断更新。在设计旋耕机时，一个最主要的结构就是旋耕机上面的旋耕刀，该结构是旋耕机的主要结构组成部分，因为刀具的参数是可以决定对土壤的切削工作的优良性以及适应性，不同的规格和形状的旋耕刀也具有不同的能量损耗。在旋耕刀形状的设计中，主要有弯形和直角形以及凿形这三种形状，其中直角形的弯折角是90°，不过这三种形状的旋耕刀具备基本相同的原理，因为这些刀具在切开土块的时候都是侧切，或者推开切断一些杂草，所以运用不同结构形状的刀具进行试验的时候就会得到不同的反馈，这些反馈和刀具的旋转速度以及机器的前进速度还有切土的进距已经速度比都有关系。对机器进行评估的时候可以使用统一的标准，可以看出不同的旋耕刀类型在工作质量和功能消耗方面都具有不同的反馈情况。通过试验的结果可以知道，这三种刀具形状中，弯刀的工作性能比较好，其拥有较低的消耗功率，所以在本次设计中选择的也是弯形刀。在工作时，影响功率消耗的因素和刀轴上的旋耕刀的排列方式有关而且是很重要的影响因素。为了让旋耕刀在使用过程中具有比较均匀的受力情况，所以需要对旋耕刀的刀具进行排列，通过排列可有效避免了漏耕和缠草等情况的发生，而且还会让耕后的土壤变得平整和均匀，一般在排列时使用的是以下的刀具排列顺序，比如阿基米德螺旋线和正弦指数曲线以及等角对数螺旋线，同时据研究表明，在排列旋耕机的道具时还可以使用分区段组合的方式，这样的组合方式可以很好地增加工作的平整度也可以避免出现文中出现的弊端，这些排列方式中主要是分区段的排列方式，主要是以中央的幅宽为基础，排列使用的是左右螺旋线的分区段排列，在这里我们使用的是弯形刀，由于耕作的时候弯形刀的组合方式是不等间隔的方式，切入土壤的时候可以尽可能使用旋耕机的左刀和右刀，这样能够完全平衡滚动轴承的压力，所以在使用时是非常稳定的，而且耕作之后的地表也是非常平整的。SatitKaroonboon-yanan等几名研究学者，也非常注重研究旋耕刀的抗破坏性，主要对旋耕机抗破坏能力的工作性能进行改进，下面是改进的具体操作，首先使用的技术是HVOF超音速火焰喷涂技术，或者在处理时可以使用等离子喷涂，还进行了涂层处理，使用的是A120，-T102NiA1，可以发现在抗破坏性方面，处理之前的旋耕刀会比处理之后的要好很多。根据实验的结果可以得出，使用第一种处理方式会让旋耕刀有更好的使用表现，不过两种处理方式中使用的涂层也有所区别，第一种处理方式的涂层明显要比第二种处理方式的涂层打破的快，这样就会造成刀具更容易被磨损，时间越长磨损越严重，到最后对整个旋耕机来说都是非常不好的，大大减少了其使用的寿命。由于国外使用的拖拉机功率较大，一般会在360kw以上了，所以必须使用重型化的配套机器，而且耕种的宽度决定了生产率的高度，所以越宽效率越高，而且成本较低就会使得生产技术可以更好地利用起来，工作的进程和农耕的需求也会被加快，机械的工作性能也逐渐提高。而且，现阶段使用的旋耕机能够达到8-15km/h的加工速度，也可以达到10-20km/h的整地速度，同时一个人也能够轻松操作，这样一来也大大减少了人力，大大提高了生产的效率，而且由于这些机械化的器具在生产的时候就能够运用很好的原材料，所以和国产的使用寿命相比高出很多，可以高出三分之一以上，但是价格也很高，大概比国产的多九倍以上。1.3.2国内研究现状国内在研究旋耕机方面与国外研究的侧重点有很大的区别，而且起步相对较晚。其中，在我国设计旋耕机主要是对其结构进行设计，比如工作部件和传动部件以及机架部件等等这些，此外，还对相邻刀片中存在的夹角对其功能的影响做出了设计并以此为创新点，比如说设置了反转式的旋耕机具有刀片可旋转的功能，还有刀轴斜置式的旋耕机，以及潜土式的旋耕机可以进行潜土的功能。由于旋耕机上面最主要的部件之一是旋耕刀，因此对该结构进行安装也需要一定的设计，要考虑安装在旋耕机上面的相邻两个刀片之间的夹角不同会存在什么样的问题，对切土进入的距离存在什么影响，比如两个刀片的夹角呈90°纵向垂直，那么就会极大地影响到其所做的工作质量和工作能量的损耗，所以在设置相邻两个刀片的角度时，一般都不会选择相邻刀片角度过大的设计，这种设计会造成且土厚度过大而不易碎土，最终耕作完的土壤也不具备平整度，但是其损耗比较低。在切削单位面积的土壤时，节距的不断增大会影响到切削的面积，切削面积也会逐渐增大，不过由于减少了重复切削的程度，因此对于旋耕机的损耗在一定程度上呈现降低的变化。在设计旋耕机的旋耕刀夹角的时候，相邻刀片夹角被提高时，在各项实验中可以知道，是可以对旋耕机械的损耗有所降低的。在对直角刀进行使用设计时，如果将原来的夹角增加到两倍的时候，就会减少将近70%的损耗，如果使用凿形刀，增大了相邻夹角到三倍的时候，就会减少将近90%的损耗。不过虽然夹角的增大会使得损耗降低，但是切削碎土得表现并不优良，所以在设计的时候既要考虑夹角的大小，也要考虑机械的损耗量。所谓深耕就是在对于土层最深的交换深度，而旋耕刀操作时进行回旋的半径就是决定了是否能够深耕的重要因素，我们一般将刀的半径和刀轴的半径之和作为旋耕刀的回旋半径，且现代的农学专家认为深耕是有很大的好处所以支持深耕。在现场对90°的弯折刀以及通用的弯形刀还有凿形刀都进行了试验，通过实验表明，将土地耕种深度和机械工作消耗的功率做出了分析，得出了相关的线性关系，通过对这一关系进行分析，发现直线是经过坐标原点的。假设将切土的节距设定成一定的值且相邻两个旋耕刀之间夹角不变，那么在切削一定量的土壤的时候发现其耗能会随着耕地深度的上升而逐渐减少，这也是旋耕机的比损耗，不过在一些轻质的土壤中，比损耗的变化并不明显，因此我们得出，我们可以实现提高耕种质量的土壤并且实现较低的损耗。比如我国已经开始入手设计更新潜土式深层土耕旋耕机了，主要是从这种机械的机构特征出发，再进行一些现场试验将所设定和设置的一些参数等结论进行分析，主要运用理论法和单元法还有能量法这些方法最终得出结论，损耗是我们在进行土地深耕时首要考虑的因素，而且在进行土地深耕的同时需要和其他不同种的机械共同进行，最终将损耗最大化的降低且高效利用机械实现增产的目标。在旋耕机械中，还有一个可以很好反馈机械损耗量的就是耕宽参数了，这与耕深参数共同影响着机械的消耗，机械的消耗功率会随着耕宽而有所提高，根据一些实验的证明，研究旋耕刀时使用了将刀轴斜置的方式，通过这种方式将刀轴和前进的方向从90°改变成其他角度，一般情况下，认为是可以将这个角度进行调节个0-30°的，通过最终的实验结果发现，在使用斜置的角度在这种旋耕机上的时候，由于这个斜置角度的变化，刀片所受到的力可以在各个方向上有一定的分力，在当增大斜置角度的条件下刀受到的水平分力会呈现先小后大的趋势，这一水平分力是垂直方向的，但是轴向的分离却会增加，在机械前进速度越大的时候，这种旋耕机就会减少比损耗，但是斜置角度变大比损耗就会呈现先减小再变大的趋势，而刀轴速度越大机械的比损耗也就变大了。在切土的过程中，旋耕刀要损耗一些能量，所以速度不能过大。旋耕刀也是旋耕机上非常容易损坏的不见，所以一般设计旋耕刀的刃口的曲线，还需要应用到阿基米德曲线和正弦指数曲线，其中用到最多的是前者，不过通过近几年的各项研究，研究者们纷纷提出了新的刃口曲线，有多种刃口曲线可以供给使用，比如在设计过渡面得曲导线的时候一般使用放射螺线，还涉及的刃口曲线是节能型的，设计了平面型的以及曲面型正切面等等。为了实现将翻土过程和碎土过程以及平整地面共同进行并可以一次进行的目标，主要设计的旋耕机产品最多的是卧式的旋耕机。不过这种机械具有较大的损耗而且刀具上面容易缠上杂草，土壤方面的有漏耕的现象，所以在设计时，考虑到解决类似的问题就会使用用用灭若耕种的立式旋耕机或者含有翠耕和旋耕优点的斜置式的旋耕机，这些旋耕机都具有比较低的能量损耗，而且这些农机的工作质量也比较耗。主要有正转的卧式旋耕机和反转的卧式旋耕机两种，这是根据旋耕刀的转向来进行分类的，其中反转就是刀轴和拖拉机的轮子的转向是相反的，而正转就是相一致。通过基于正传的旋耕机的设计我们设计出来反转机械，然后随着机械的不断更新就出现了刀轴正反转旋耕机和潜土深层反转旋耕机。在实现深耕的时候为了将壅土的问题有效解决因此使用了潜土反转旋耕机。1.4研究方法（1）文献研究法：紧扣题目《基于SW旋耕深松机设计》进行文献查找，梳理并分析关于对旋耕机创新设计的理论并概括了本次研究课题的主要内容和研究现状。（2）调查法：通过将有关于研究对象的研究现状以及研究历史做了一定的调查，带着目的和规划进行系统的整理，并使用访谈和问卷的形式分析并进行个案的研究，主要对于农机装备现状进行问卷调查的研究方式，为了便于日后对于农机装备的改进，所以需要对农机装备现有的研究状况做出深入的了解。（3）数据分析法：为了确保最终的设计是具有很大程度的合理性和安全保障性，我们需要反复多次的进行数据的分析，将收集好的信息反复地进行可行性的分析才可以确保数据的合理性。1.5主要研究内容通过使用市场调研的方式，对目前市场上出现的农机产品机器他们的发展现状进行广泛且深入的了解，对于一些国内外机型的优缺点也要进行深入的探讨和分析，尽可能的取长补短，在使用相对成熟的制作方法的同时学习先进的创新技术，同时也要在考虑农民实际使用需要的因素下进行设计，此外还需要根据工厂现有的制作条件来进行设计，最终得到一个可以具备要求的可靠性和适用性以及先进性的机械，从而满足经济效益的提高增加使用者的便捷性。在使用旋耕机时，可以发现，当拖拉机动力的输出轴进行驱动作用的时候，旋耕机的刀片就会因受到的力做会转的运动，此外还在机组前进的推动下做着等速的直线运动，在对土壤进行切削的过程中，也是实现两种运动结合的过程，这也属于绝对运动。在使用过程中为了不让推土的现象出现在切削过程中且要求机组可以正常的工作，就必须要求在绝对运动时，机器的运动轨迹是呈现余摆线的表现。这种设计就是可以让被刀片切削下来的泥土再次被挡泥板碰撞回来，落到地面上，这是因为机组前进的方向和余摆线绕圈的时候产生的最大横弦，其上的任意一点的水平分分速度都是相反的，所以才能够将泥土向后抛掷与平土的拖板以及挡泥板相互碰撞，没有耕的地就会通过不断前进的机组而用刀片一直继续松土碎土了。通过参阅相关资料,研究旋耕深松机的系统组成以及组成机器零件的功能,设计出满足题目要求的各种指标的方案图纸,达到经济,可靠,适用范围广的目的。2旋耕深松机的总体方案设计2.1设计依据通过使用市场调研的方式，对目前市场上出现的农机产品机器他们的发展现状进行广泛且深入的了解，对于一些国内外机型的优缺点也要进行深入的探讨和分析，尽可能的取长补短，在使用相对成熟的制作方法的同时学习先进的创新技术，同时也要在考虑农民实际使用需要的因素下进行设计，此外还需要根据工厂现有的制作条件来进行设计，最终得到一个可以具备要求的可靠性和适用性以及先进性的机械，从而满足经济效益的提高增加使用者的便捷性。2.2产品的基本参数表3-1主要技术参数项目单位各型号技术规格作业幅宽毫米1800松土深度毫米240-500松土行数行4行距毫米450配套动力（拖拉机）千瓦37生产率亩/小时12-15外形尺寸（长*宽*高）毫米2350*2500*1500作业行驶速度公里/小时2-32.3旋耕机类型的选择使用卧式顺铣旋耕机也是我们前面所说的正转旋耕机，这种旋耕机具有很好的性能，可以有良好的碎土功能，也可以适应多种多样的水田，在进行绿肥覆盖之后的土壤也是非常凭证的，此外最重要的是具有较小的消耗功率。对于卧式正转的旋耕机的使用还是非常普遍的，一般会使用这种旋耕机的情况比较多，比如在秋季播麦前需要对稻茬进行耕作然后再需要整地和碎土，还需要对秋耕德玉米碴进行作业。因此会选择这种类型。2.4旋耕机耕幅的确定根据主机动力输出功率和旋耕作业时单位幅宽功耗可对幅宽进行初步选定，宽度过大，将导致充分利用发动机超负荷工作，可以确保适当的宽度主机电源。可以在经验公式中可以使用的初选的实际宽度B=0.22~0.29N½，但必须进行测试，以确定最终的验证。事实上，对于同一种旋转机械，配套主机功率大并不一定有工作的质量好，相反有可能会造成功率的浪费，可以通过测试的最佳配套电源的宽度相对应合理确定。耕幅与拖拉机的功率有关，并影响旋耕机与拖拉机的配置方式。前提是考虑了拖拉机的提升能力之后使用的拖拉机的动力输出轴的额定输出功率会和耕幅B之间存在一定的关系，比如下列：B=0.22~0.29N½拖拉机发动机的额定功率在式子中用N来表示，其单位是：kwB=1.886m~2.486m，在本次的设计中，最终确定1.8m是耕幅的长度。2.5旋耕机与拖拉机的挂接形式旋耕机的使用过程必须配备拖拉机，所以旋耕机会三点悬挂在拖拉机上或者使用直接连接的方式连接在拖拉机上或者使用牵引的方式连在拖拉机上，我国目前使用的连接方式一般是三点悬挂和直接连接。三点悬挂式旋耕机的悬挂方法类似铧式犁，动力有拖拉机动力输出轴通过万向节传动轴传递至旋耕机第一轴，驱动刀轴工作。旋耕机悬挂装置参数主要根据万向节伸缩轴与前后轴间的夹角大小和旋耕机的通过性能来确定，要求耕作时该夹不超过10º；地头转弯提升至旋耕刀离地100-250mm时，夹角不超过30º。切断动力输出轴动力，提升旋耕机到最高位置时，机下的通过高度一般不小于400mm，因此至少要有40mm的重叠量，万向节的伸缩轴和轴套之间才能保持良好的距离，而且还要考虑机架和旋耕机不能再最大深耕和提升到最高位置的时候碰到拖拉机。三点悬挂式旋耕机能与多种拖拉机配套，挂接方便，使用较多。在本次设计中，我们主要研究采用将旋耕机三点悬挂拖拉机的方式。2.6旋耕机与拖拉机的配置形式对于旋耕机与拖拉机的配置来说有正配置和偏配置。这两种形式所适用的场景并不相同。其中采用正配置的情况是拖拉机后轮的外缘与旋耕机的耕幅有超过10cm的时，如果没有超过10cm就选择使用偏配置，这样选择就会让地表在耕过之后还相对凭证，为了使得轮辙被消除也需要在轮胎外缘有超出5-10cm的耕幅，但是我们最终选择的是正后配置，这是因为需要将拖拉机对土地的压实情况进行降低，而且实际上的旋耕机的耕幅是200cm远远超过了拖拉机后轮的外缘。2.7确定旋耕机的传动类型在进行拖拉机和旋耕机的连接使用了三点悬挂式之后还需要确定选个功能机的传动类型，其传动类型有两种形式，分别是中间传动和侧边传动。其中在耕幅在1.75-2m的时候一般使用的是中间传动，所以在当耕幅是1.8m时候，一般是用的就是中间全齿轮传动。拖拉机的动力输出轴的动力在受到万向节传动轴的传动后，会将这些动力传递给圆锥齿轮，然后通过减速并改变了传递的方向，就会使得刀轴会被刀棍齿轮轴所带动，然后进行旋转运动。一般会设置左右两侧都具备刀轴。使用这种齿轮箱具备的特点有牢固的机架和较好的刚性以及布局合理，适用于宽幅旋耕机。缺点是箱体处不能安装弯刀，如不设置特殊工作部件，将出现漏耕。2.8旋耕机刀轴转速的确定在相同的情况下，单位前进的速度，所需功率随旋耕机刀轴转速的增加，一个理想的刀具有低轴转速和高前进速度。在最近几年中，刀轴出现了很大程度上的下降趋势，所以为了让旋耕机的设置能够适用于地区也能提高生产率同时可以对耗能有所减少，就必须选择240r/min这一转速的刀轴。3旋耕深松机传动齿轮箱设计在旋耕机中，齿轮箱也是非常重要的部件之一，其主要用于传动功能，将动力传递给旋耕机的刀轴上然后根据刀轴所需要的转速进行调整降低。齿轮箱的输入齿轮轴在当使用旋耕机并使其达到了额定的耕深的时候是出于水平状态的，而且在万向节的传动轴上出现的夹角范围要±10°，也就是说在选定了能和该旋耕机相互配套的拖拉机之后，也就基本上确定了齿轮箱的输入轴的高度和方向，所以在旋耕机在不同区域上使用的时候，为了能够达到更好的效果且具有不同的刀轴转速就可以更换一堆锥齿轮来实现了。。3.1旋耕深松机传动齿轮箱的总传动比和分配传动比3.1.1总传动比总传动比3.1.2分配减速器的各级传动比由于旋耕机设计尺寸的总体要求，传动齿轮箱需要一定的传动长度，但又不能使箱体尺寸过大，因此整个传动箱使用了一对锥齿轮和两对圆柱齿轮传动的方式进行传动；为了是传动箱设计力学性能良好，且美观实用，最后一队直齿轮传动采用升速传动，传动比0.8889；按直齿轮圆柱齿轮传动比，又锥齿轮的传动比一般不大于3，故取=1.6则实际总传动比，满足要求各轴的转速（各轴的标号均已在图2中标出）各轴的输出、输入功率3.2圆锥齿轮传动的设计计算已知输入功率（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮的转速为：，大齿轮的转速为，传动比，在电动机的驱动下，设置每年300天的工作周期，那么其工作寿命也不变，使用的条件是两班制，而且用带式输送，最终实现平稳的作业，其转向不发生改变。1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按传动方案，选用直齿圆锥齿轮传动，齿形制,齿形角，齿顶高系数，顶隙系数，螺旋角，不变位。（2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）、材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、选小齿轮齿数2.按齿面接触疲劳强度设计公式： ≥（1）确定公式内的各计算值1）查得材料弹性影响系数。2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳极限。3）计算应力循环次数小齿轮：大齿轮：4）查得接触批量寿命系数5）计算接触疲劳许用应力6）试选，查得所以，7）8）（2）、计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得≥2）计算圆周速度v3）计算载荷系数根据，8级精度，查得，所以。4）所得出的分度圆直径需要根据实际的载荷系数校正而得出：5）技术模数3.按齿根弯曲疲劳强度设计 公式：m≥（1）、确定公式内的各计算值1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度。2）查得弯曲疲劳寿命系数3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则，4）载荷系数K=2.315）节圆锥角6）当量齿数7）查取齿形系数8）查取应力校正系数9）计算大小齿轮的,并加以比较。大齿轮的数值大。（2）、设计计算 m≥综合分析考虑，取得，，4.几何尺寸计算（1）、计算大端分度圆直径（2）、计算节锥顶距（3）、节圆锥角（4）、大端齿顶圆直径（5）、齿宽3.3圆柱齿轮传动的设计计算已知输入功率（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮的转速为：，大齿轮的转速为，传动比，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），两班制，带式输送，平稳，转向不变。1.对齿轮类型和精度等级还有材料及齿数进行选择：（1）由以上计算的数据可得圆锥齿轮的传动在Ⅱ轴的轴向力此轴向力较小，所以选择直齿圆锥齿轮作为二级变速装置。（2）由于在较低速度的一般工作机器中使用所以选择8级精度即可。（3）对于选择材料方面来看：选择调质的40Cr作为小齿轮材料，硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、选小齿轮齿数2.按齿面接触疲劳强度设计公式： ≥（1）、确定公式内的各计算值1）试选载荷系数2）计算小齿轮传递的转矩3）选取齿宽系数4）查得材料弹性影响系数。5）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳极限。6）计算应力循环次数小齿轮：大齿轮：7）查得接触批量寿命系数8）计算接触疲劳许用应力（2）、计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得≥=42.8mm2）计算圆周速度v3）计算齿宽b4）计算齿宽与齿高比模数：齿高：5）计算载荷系数根据，8级精度，可查得动载荷系数，直齿轮假设，查得查得使用系数查得8级精度，消除了相对支撑为非对称布置时，==1.4513由所以。6）下列是确定来的分度圆直径，主要是根据实际的载荷系数校正得到的：7）计算模数下列设计是根据齿根弯曲疲劳强度而定的： 公式：m≥（1）、确定公式内的各计算值1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度。2）查得弯曲疲劳寿命系数3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则，4）计算载荷系数K5）查取齿形系数6）查取应力校正系数7）计算大、小齿轮的,并加以比较。，大齿轮的数值大。2）、设计计算 m≥综合分析考虑，取，得，，取4.几何尺寸计算（1）、分度圆直径（2）、中心距（3）、齿宽，取，4旋耕深松机的其他附件设计4.1万向节设计在电源旋耕拖拉机上有一个变速箱的传动部件是万向架组件，在该组件上可以装配方轴的万向联轴器，然后在套筒的另一端可以有自由扩展的方轴外壳，在旋耕机上下过程中可以有良好的适应性。最终选择的是十字轴来适应旋耕机比较差的变载荷的工作条件，这种十字轴的特点是，强度优良，可靠性良好。通过设计配套组件，我们将NJ-130型汽车十字轴总成设定在了耕幅为1~1.5m的旋耕机上面，我们将CA-10B型汽车十字轴总成设定在了耕幅为1.5~2m的旋耕机上面，其中万向节夹叉轴线存在着0.2mm的位置度公差在配合孔的中心线之间，还有0.05mm的同轴度公差带是在十字节轴承二个配合孔之间存在的，最终还可以选择一些农用的万向节传动轴系列的产品比如NCT，它是带有塑料防护罩的。图2万向节旋耕机的耕幅为2m，选用的十字轴总成是CA-10B型汽车十字轴总成。4.2悬挂架设计在卧式旋耕机可以看出它的机架的形状是矩形的，它的组成部件是左右主梁构成的前梁，它是铸造圆管，而且还有齿轮箱在中间涉及，支臂在其两侧。以及左右支臂构成的后梁，旋耕机和拖拉机之间挂接是悬挂架总成这一部件。所以在使用不同类型的拖拉机的时候，如果拖拉机有可以连接的下悬挂点就可以连接在悬挂架上，或者安装在不同位置的下悬挂销上面，或者有一些可以连接悬挂架的不同位置的孔用在拖拉机上，我们也可以进行连接。图3悬挂架4.3罩壳拖板的设计通过不断发展的旋耕机更新技术，逐渐出现了更多增强型的旋耕机，对于涉及引擎盖的支架方面除了装配有左主梁和右主梁以外，还设计了拷贝，这样的结构就能够让旋耕机侧架罩把打上来的泥土挡住，然后在对这些土壤进行进一步的打碎，这样对于操作者安全就有了很大的保障，而且也对劳动条件有所改善。罩壳一般成凸弧形，布置在刀滚的后上部。罩壳与刀滚之间的空隙，前端约30~40mm，后端约70~80mm。托板从表面压实和小动作的形成。为了提高粉碎机率，表面平坦性和表面土壤的压实效果，设计中使用了强压式的拖板结构，且其压力可调，以适应不同的土壤条件。图5拖板4.4深松铲设计在深松旋耕机中一有个非常重要的部件就是深松铲，该结构的组成部分是铲头和铲柱，这两部分结构的工作环境都是面对坚硬的土质，所以它们的设计必须有很强的硬度和耐磨性，才能够有足够良好的松土的性能。旋耕机进行深松作业的时候一般深松铲会进行牵引性的将土壤进行疏松。在不同的环境下进行作业们对于深松铲的类型也有一定的要求，比如有一种类型是铲头和铲柱之间的宽度是非常想进的，比如有平脊凿形铲和双头凿形铲以及凿柄铲等，还有一种就是铲头的宽度要比铲柱的宽度大的深松铲，本次设计使用的类型是凿形铲，这种铲具有较好的工作性能，而且也具备简单的额结构和适应高强度的工作能力，在全面深松的情况下是非常适合的。对于深松铲的要求必须有适当地松土范围和较小的牵引阻力，这些功能和深松产的型式有很大的关系，此外与其参数及土壤状况有密切关系。以平面凿形铲为例，说明深松铲的松土原理及影响其性能的因素。平面凿形铲的松土过程和双面锲相似，铲前面的土壤受到挤压而破碎，破裂线从铲尖开始，延伸到土表面。铲前进时这个过程重复发生，达到松土的目的。其中有两个参数可以将深松的范围及效果决定下来：A工作的深度比（h/B）,B锲面的倾角α,如图7所示。图7深松铲的工作深宽比（h/B）及锲面倾角α上图是在较小的深度下使用而且倾斜的角度在90°一下，可以看到底部的宽度和板子的宽度是一样的额，通过延伸上面的板，最后会成为一个半球的形状，所铲的土面也是一个扇形的。但是如果深度再继续增加，到了一定的程度就会出现只有上层的图在动，而下层的土在一定的深度下就会被集成一条沟槽，但是还有有一条可以延伸到地表的小裂缝，这也属于土壤松动的一个极限的状态，我们将其称之为土壤的深松临界点，它与土壤的性质及深松铲的参数有关。这说明，土壤的松动范围几深度是具有一定限度的。一般来说，当倾角α增加时，临界点变浅，在铲头两侧加翼板，能有效地改变土壤松动的范围，提高深松效果。根据我所选择的机械行业标准规定深松铲柄的情况，可知倾角α为23°。5安装与保养5.1安装对于机器而言，其寿命、性能、工作平稳程度都与安装有着千丝万缕的联系，因此未来使旋耕深松机尽可能发挥其功效。在对旋耕机安装的时候要一定注意安装的正确性，否则就会对工作质量有所影响，这是由于在安装时对旋转叶片安装没有到位，可能会造成旋转叶片的不平衡以至于机械收到了严重的损伤，所以为了让耕地收到均匀的切削力必须对所配置的刀片在一定的要求下进行设定，这样也能够避免漏电的发生和堵塞的情况。1必须配备数量为两把以上的刀片，这样能够使得最后的土壤能更加充足的种植力和营养成分，而且具有均匀的犁沟。2在操作过程中，为了使得机械的稳定性得到保障需要用相同的相位角的轴的旋转刀，这样才能更加均匀的现在稳定的负荷下埋刀。3为了避免堵塞的情况发生就必须使用更好的刀轴的刀片。4需要错开的是做左撇子和右边弯刀的刀片，这样就可能更好地讲两端的刀轴的轴承平衡下来。一般情况下会使用螺旋形的叶片，让他们规则的进行排列。下列是三种安装旋耕刀的方法：1.首先在安装的时候，使用内装法就必须在刀轴的中央插上全部刀片都朝向它，然后再耕地之后，需要在地面的中部有所凸起。2.除了使用两刀片内装，在外装法中其它的刀片都要外装而且在耕地后，地面的中部一般都是向下凹入的。3.使用内外交错排列的安装方法是在耕地之后的地表面是平整的，这种是混合装法。在安装旋耕的刀片的时候，必须要让刀刃的口的方向朝向土里面。一般在深耕的时候使用的控制系统是拖来及的液压系统，这种是轮式拖拉机带旋耕机，全分割液压系统和版分割液压系统都适用于在调整位置的时候进行选择，在工作的过程中，使用分体式的液压缸，其活塞杆就会被加紧，然后再通过深翻的调控，一般在操纵杆上会有“浮动”这个选择定位的设置用于定位。在作业的过程中，作业的水平要和机架保持一致，在水平位置上变速器就会处于左右的状态上。为了实现调节悬浮液的水平一般会将起重臂进行水平的调整。其实为了使得机器有良好的粉碎性能一般会加快刀轴的转速，这个时候的前提条件是有恒定的牵引车的前进速度，如果这个时候刀轴的速度很慢的话，粉碎机就会有很差的粉碎效果。在当恒定的刀轴转速的情况发生的时候，一般拖拉机的速度也会影响碎土的情况。刀轴的速度一般会受到特殊的土壤的影响而应该被破碎两次，所以使用的是快速地文件。拖拉机在进行第一遍的耕地的时候一般可以调节到I、II档上进行作业，使用III档可进行第二遍的耕地。5.2使用与保养使用旋耕深松机之前必须要对机械的说明手册进行学习，并且需要严格的遵循，需要定时涂上润滑在自动扶梯上面，而且还需要经常检修零件的磨损情况，必要时还需进行更换。在对机器进行日常维护的时候，一般还需要专业的人进行检查，如果在遇到机械故障的时候一定要切断电源以防发生危险。最容易损坏的部件之一就是电器元件了，所以必须采取一系列的措施对这些元器件进行保护，需要在外面套上防护罩。而且需要冷却运行的自动扶梯，可以对自动降温的功能进行设置，同时也具有可以使功能损耗降低的特点。结论本次研究主要研究对象是旋耕深松机，通过对该机械的设计，希望在实际的使用过程中能够解决之前存在的一些弊端，主要通过建模将这种机械的三维立体模型图建立出来，可以直观的看到整个机械的结构形状。针对该机械的使用情况，我们分析了让该机械可以自由使用的一些应用因素，其中动力传递也是重要的一项设计，此外，还针对产品具体适用范围进行了深入地研究，为了让产品在真实情况下能够具有足够的安全性能和可靠性必须在完成校核之后使用。在使用旋耕机进行整地时，其所具有的传动是否合理对整地的质量影响较大。在拖拉机中有动力输出轴，这个部件是水平旋耕部件的主要的动力来源，使用万向节和中央调速器作为中间传动装置的组成部分。在当旋耕工作部件的半径比旋耕如荼的深度大的时候且超过了10%-20%就需要考虑该部件所造成的能量损耗的因素，一般情况下旋耕工作部件的半径大小会和其单位耗能相互适应，所以旋耕轴一般会具有和旋耕部件距离较低的设计。而在旋耕部件在旋耕机中会和耕深呈现相对的为孩子关系，所以一般设计的时候会直接将中央调速器安装在旋耕部件的轴上面，根据以上的设计过程，锻炼了将各种相关知识整合的能力。通过本次的设计，可以发现还存在很多的不足之处，比如说所涉及的机械在实际过程中是否能够具备简单操作的特点，还有一些工作的原理是否合理，这些都需要进一步的得到验证，而且在设计的时候需要考虑到的精度也没有非常详尽，所以可以在设计的时候进一步的进行完善，让所设计的方案可以真正的运用到生产中，并且能够提高质量符合人们的需求，真正的从中国制造跨越到中国创造。参考文献[1]、农业机械设计手册（上册）.中国农业机械化科学研究所编.机械工业出版社.1988年；[2]、机械