型水旱兩用旋耕機設計

1、目 錄1 前言 12 總體設計 22.1設計的內容 22.2設計依據(jù) 23 總體方案論證 43.1中間鏈傳動結構發(fā)案的設計 43.2主要結構、參數(shù)的設計與選擇計算 43.2.1耕深H和刀滾半徑Rmax 43.2.2機組前進速度 43.2.3刀片運動參數(shù)S、和 43.2.4功率及耕幅寬度的計算 53.3旋耕刀滾的設計 63.3.1彎刀結構設計的確定 63.3.2刀座間距和彎刀總數(shù)的設計與計算 73.3.3彎刀在刀軸上的優(yōu)選排列設計 73.4雙油封和擋草圈的設置 83.5 1G-100旋耕機主要技術規(guī)格及基本參數(shù) 84 總體結構的布置與設計94.1傳動結構的設計94.2主要結構的分析設計94.2.

2、1旋耕刀軸的位置的設計94.2.2尾輪機構位置的設計94.2.3機組平衡性能94.2.4定刀齒的布置95鏈傳動的設計與計算115.1鏈傳動的設計計算115.2 鏈輪設計計算 126主要零部件強度計算136.1鏈傳動的強度的磨損核算136.2傳動軸的強度計算和疲勞強度校核136.3 滾動軸承的計算和選擇 166.3.1軸承假定載荷Q值的計算166.3.2軸承工作能力系數(shù)C的計算166.3.3 軸承選用167結論17參考文獻 18致 謝 19附 錄 201前言經過半個多世紀的努力，中國機械工業(yè)已經逐步發(fā)展成為具有一定綜合實力的制造業(yè)，初步確立了在國民經濟中的支柱地位。在新的世紀里，科學技術必將以更

3、快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個領域中,而這一切都將大大拓寬機械制造業(yè)的發(fā)展方向。 它的發(fā)展趨勢可以歸結為“四個化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化，即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產各種產品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調的柔性，使生產推向市場的時間最短且使得企業(yè)生產制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動化生產，追求人的智能于機器只能高度結合的智能化以及主要使信息借助于物質和能量的力量生產出價值的信息化。 當然機械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢不是單獨的，它們是有機的結合在一起的，是相互依賴，相互促進的。同時由于科學技術的不斷進步，也將會使它出現(xiàn)

4、新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會發(fā)展的一個部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結合。21世紀機械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應能力。近年來，鹽城拖拉機制造有限公司發(fā)展迅猛，年產3萬臺系列輪式拖拉機和8萬臺手扶拖拉機，銷往國內30個省、市和國外60個多國家和地區(qū)。經調查，配套農機具跟不上主機迅速發(fā)展的要求。其中包括15馬力的手拖仍配置12

5、馬力的旋耕機，輪式250、700型拖拉機是新產品，也沒有合適農具。因此，研制配套旋耕機與拖拉機同步銷售，會使拖拉機、旋耕機兩旺。我設計的是一臺水旱兩用旋耕機，與黃海12（15）馬力手扶拖拉機相匹配，主要用于水田耕整，也可進行旱田耕作。現(xiàn)有的水旱旋耕機是耕幅為0.6米的老式機型，而本課題設計的水旱旋耕機耕幅為1米。隨著我國農村聯(lián)合收割機的普遍使用，機割后廢拋的秸桿留在田中，會給夏季插秧帶來很大困難。因此，研制經濟高效的寬幅水田旋耕機將深受廣大農民群眾的普遍歡迎。 2總體設計 2.1設計的內容我設計的是一臺水田耕整機，與黃海12（15）馬力手扶拖拉機相匹配。主要用于水田耕作，也可進行旱田耕作。為達

6、到水旱兩用旋耕機體積小，重量輕，性能好，操作容易，轉動方便，適應性廣泛，價格合宜，水旱兩用旋耕機機動靈活，一般中小型機械廠、農機廠均可生產制造的要求，設計主要內容有：a 總體設計：設計總體方案，采用中間鏈式傳動；繪制總裝圖、田間作業(yè)狀態(tài)圖。b 零部件設計：(a) 旋耕部件圖；(b) 尾輪部件圖；(c) 傳動軸、齒輪、鏈輪、箱體、刀輥等零件圖；(d) 有關計算、校核等。a)、調研、收集相關資料，研究國內外各種旋耕機械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，結合實際情況，擬定結構方案。b)、與黃海12（15）馬力手扶拖拉機相匹配，中間傳動，固定聯(lián)接。設計內容包括機架、傳動系統(tǒng)、刀輥、尾輪等，要求結構簡單、緊湊、重心平衡

7、。該機可用于水田耕整地，也可進行旱田旋耕。各項性能指標應達到國家標準和農藝要求。c)、編制設計計算說明書等文件。2.2設計依據(jù)a、設計相配套的黃海12（15）馬力手扶拖拉機有關技術數(shù)據(jù)；動力輸出軸傳速：554轉/分；輸出齒輪模數(shù)：3mm； 齒數(shù)：17；軸距（mm）：800，740，630，570可調；輪胎寬度：200mm；膠輪外徑：600mm；鐵輪（水田用）外徑：800mm；動力輸出齒輪中心軸離地高度：410mm（膠輪）；行駛速度（km/h）：1.4，2.5，4.1，5.3；b、耕耘機械國家標準：GB/T 5668.1-1995 旋耕機；c、開溝機械國家標準：GB/T 72271987開溝機；

8、d、1G-100型水田耕整機主要技術參數(shù)刀輥轉速：200r/min左右；耕深：水田作業(yè)1cm；旱田作業(yè)cm；旋耕幅寬：100cm；e、產品壽命：按5年，每年工作800小時計算。2.3設計要求a、設計時考慮加工工藝性和裝配工藝性，盡可能使用標準件、通用件，以降低制造成本。b、通過采用中間傳動的形式，省去左右支臂結構，以降低制造成本和解決防滑輪與左右支臂相碰的問題。c、與手扶拖拉機采用左右對稱配置,以覆蓋拖拉機全部輪撤，提高作業(yè)質量。d、國內原600mm旋耕機鏈條箱體的無效半徑為95mm，現(xiàn)設計的鏈條箱體的無效半徑擬定為75mm。這樣，在保持同樣耕作深度的情況下，可使用低一個檔次的小旋耕半徑的國家

9、系列的旋耕刀。以降低旋耕作業(yè)時的功率消耗，確證其寬幅機具的總功耗 與主機動力相匹配。e、產品應能滿足農藝要求，各項性能指標達到國家標準。f、要求該機與手扶拖拉機固定聯(lián)接，旋耕作業(yè)應能覆蓋拖拉機輪轍。g、設計時注意重心位置，與主機聯(lián)接后盡可能達到前后平衡。要求刀軸轉速與機組前進速度配置合理。犁刀的入土角以及刀座排列采用優(yōu)化設計，以達到節(jié)能的效果。h、設計一個主傳動系統(tǒng)和旋耕、尾輪兩個組成部件，通過換裝不同的行走輪以實現(xiàn)。i、力求結構簡單可靠，使用安全方便，旋耕犁刀不得與鐵輪相干涉。j、設計時考慮加工和裝配工藝性，盡可能使用標準件、通用件，以降低制造成本。 3總體方案論證3.1中間鏈傳動結構方案的

10、設計為了克服側邊傳動方案存在輪子壓已耕地留有輪轍和漏耕嚴重，機組偏移布置力不平衡，操作與走直性能較差等缺陷，故設計了整機受力勻稱，剛性好的中間鏈傳動結構方案。考慮到改機構為一米工作幅寬，刀軸單懸臂不到50厘米，并可從一把定刀齒滑切破土，利用左右彎刀對土壤的撕裂作用，基本上看不到明顯的漏洞。而中間鏈傳動結構方案可使機器面貌全新，既能增加工作幅寬，受力勻稱，提高與手拖配套的合理性，又能使結構極為簡單、緊湊，有利于機組的對稱布置與縱、橫向平衡，能降低功耗，減輕重量，改善工藝，降低制造成本。由于鏈條熱處理質量的不斷提高和設計有新穎技術結構的鏈條自動張緊機構，可以保證鏈傳動在旋耕機工作中的可靠性能。而鏈

11、傳動比齒輪傳動有大為簡單，價格低廉等優(yōu)點，故設計采用了中間鏈傳動方案，對樣機的性能、指標、，特別是經濟效益有明顯的提高。3.2主要結構、參數(shù)的設計與選擇計算3.2.1耕深H和刀滾半徑Rmax我省小春種麥要求淺耕，一般為6-10cm，大春耙水田，要求耕作層上細下松，表面平整，土壤通氣性好。耙深一般為8-12cm，因此采用較小的刀滾回轉半徑Rmax=198cm,既能滿足我省農藝對耕深的要求，又能降低扭矩和功率消耗。該機設計有最大耕深為;H旱=10cm,H水=12cm，并配有尾輪調節(jié)裝置，可以作無級調節(jié)使用。3.2.2機組前進速度旋耕機組前進速度主要由拖拉機的工作檔位和行走輪的直徑而定，同時還受土壤

12、打滑率的影響。該機旱旋耕時有直徑為0.6米的膠輪或旱地輪，用、檔位工作，水旋耕時裝有0.8-0.9米的碎伐輪，可用、檔位工作。表3-1 機組在田間實測速度 機組作業(yè)檔位膠輪直徑（m）旱耕(Km/h)碎伐輪直徑（m）水耕(Km/h) 0.6 1.4 0.6 2.5 0.8 3.2 0.8 3.23.2.3 刀片運動參數(shù)S、和切土節(jié)距S決定旋耕機作業(yè)質量的主要參數(shù)。旋耕機的作業(yè)質量必須滿足農藝要求。公式 (3-1)式中：Rmax 最大刀滾半徑（cm）b 刀軸轉速 速比系數(shù) Z每切削平面內的刀齒數(shù)公式 (3-2)式中： 刀滾圓周線速度（m/s） 機組前進速度（m/s）從公式可以看出，在刀滾最大回轉半

13、徑Rmax和同一切割小區(qū)內刀齒數(shù)Z確定后，S就取決于速度比系數(shù)。此時，又取決于刀軸轉速和機組前進速度。所以，對于旋耕機運動參數(shù)的作業(yè)質量，最終取決于和的選取。從大量的實驗資料可知，刀軸轉速較高時，即值較大，所得切土節(jié)距S值較小，碎土性和溝底縱向不平度都較好。但功耗也隨之拋土、劈土能力增強而顯著增加，故值不能過大。根據(jù)手拖旋耕機的情況，一般取=3-12較好。從大量實驗資料得知，在我省粘重土壤進行直旋耕作業(yè)，一般以=1.5-2.5km/h, =160-250r/min，S=8-14cm較好。若犁后耙水田，以=2.5-4km/h, =200-300r/min，S=14-35cm就能滿足農藝要求。有根據(jù)我國有關旋耕機科研成果資料介紹，直接選耕作業(yè)的最佳刀軸轉速為=240r/min。而本設計較多地考慮了犁后耙水田與旱水田與旱旋耕，因常用工作，機組前進速度較快，工效也高，故刀軸轉速應考慮適當提高，故選用=240r/min左右為宜。并可以計算得出相應的S與值分別如表（3-2）。從表中數(shù)值可以看出，其S、的數(shù)值都能分別滿足我省農藝要求，并符合最佳參數(shù)的選擇范圍，可以采用。為了增加刀齒對土壤的橫向切割、碎土及起漿作用，還設計又可以裝卸的起漿結構。表(3-2) S與值對照表機組作業(yè)檔位檔（旱旋）檔（旱旋）檔（水旋）檔（水旋）(m/s)