旱地驅(qū)動耙設(shè)計說明書

1、IBLQ型立式旱地驅(qū)動耙畢業(yè)設(shè)計IBLQ型立式旱地驅(qū)動耙畢業(yè)設(shè)計- -IBLQ型立式旱地驅(qū)動耙畢業(yè)設(shè)計IBLQ型立式旱地驅(qū)動耙畢業(yè)設(shè)計- -2 2 33 4 6 6 67 8 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。1緒

2、論1.1引言1.2農(nóng)業(yè)土壤耕作的作用與要求土壤耕作的作用耕整地農(nóng)藝要求土壤耕整地機械2.整機結(jié)構(gòu)設(shè)計分析2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計要求2.2旋刀的運動學分析 2.3刀盤分布設(shè)計 3 傳動方案設(shè)計 3.1旱地立式驅(qū)動耙主體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計3.2傳動比的分配功率分析4.1單盤作業(yè)扭矩與功率分析4.1.1單盤切削、破碎土壤所需的扭矩 4.1.2旱地驅(qū)動耙的功率消耗4.1.3傳動過程的功率分配傳動件的設(shè)計5.1軸的設(shè)計選擇軸的材料軸上的功率P,轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T確定軸的最小直徑 5.1.4軸的強度校核 5.2軸承的選用和校核5.3精度要求驅(qū)動耙其它零部件設(shè)計6.1懸掛機構(gòu)6.2箱體的設(shè)計6.3刀具的設(shè)計總結(jié)參考文獻致 謝

3、1緒 論1.1引言我國是一個農(nóng)業(yè)大國，要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化， 首先要實現(xiàn)生產(chǎn)手段現(xiàn)代化。農(nóng) 業(yè)機械化就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全部實現(xiàn)機械化。其中，土壤耕作實 現(xiàn)機械化是減輕農(nóng)業(yè)勞動強度、改善勞動條件、保證作業(yè)質(zhì)量、提高土地單位面 積收獲量和提高勞動生產(chǎn)率的重要手段。作為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中消耗于土壤耕作勞 力、動力比重很大的耕地機械就是一種通過機械化土壤耕作形成良好水、肥、氣、熱梯度，創(chuàng)造有利于作物生長發(fā)育的耕層構(gòu)造要求的專用作業(yè)農(nóng)機具。驅(qū)動式耕耘機械，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械中形成了一個新興品種。 此類耕耘機械由 拖拉機的動力輸出軸通過傳動系統(tǒng)將動力以扭矩的形式直接作用于工作部件，使之旋轉(zhuǎn)或往復運動，以提高

4、切土能力并使土壤高度松土。其切土、碎土能力很 強，一次就能達到耕、耙?guī)状蔚男Ч蟮乇磔^為平整、且松軟，且能 搶農(nóng)時，減少拖拉機進地次數(shù)，降低作業(yè)成本，達到農(nóng)藝要求。它對土壤 濕度的適應范圍較大，因此，我國南方地區(qū)多用于秋耕稻茬種麥，水稻插 秋前的水耕水耙。在我國北方地區(qū)，用于大田作物的淺耕滅茬，起到秸稈 還田的作用。另外，還適于鹽堿地種水稻的整地作業(yè)等。因此，近幾年驅(qū) 動式耕耘機械的研究與使用有了很大的發(fā)展。目前世界各國生產(chǎn)的驅(qū)動式耕 耘機械主要有水平橫軸式、立軸式、往復式和聯(lián)合作業(yè)式幾大類。水平橫軸式旋耕機該類旋耕機的旋轉(zhuǎn)軸輥與地面平行并與前進方向垂 直，其工作部件為安裝在水平軸上的旋刀

5、， 旋刀在拖拉機動力輸出軸驅(qū)動下， 垂 直切削土壤，達到切土和碎土的目的。 立軸式旋耕機 它是刀齒和刀片繞立軸旋轉(zhuǎn)的旋耕機，其突出的功能是 可以進行深耕，一般能達到3035cm較深的能達到4050cm而且可使整個 耕層土壤疏松細碎，但前進速度較慢。目前在水田耕耘的機型有：立軸漿葉式旋 耕機、立軸爪式旋耕機（英國）、立軸籠式旋耕機（日本）、立軸轉(zhuǎn)齒式旋耕機。 國內(nèi)采用立軸式的旋耕機較少。1.2農(nóng)業(yè)土壤耕作的作用與要求1.2.1 土壤耕作的作用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實質(zhì)是通過作物的光合作用，對氣候資源和土地資源的加 工。機械化土壤耕作，則是通過農(nóng)機具對農(nóng)田土壤的加工。機械化土壤耕作 不同于以人畜力為動力的土壤

6、耕作，因為它對土壤的控制和管理作用比以人畜為動力要大得多，也深刻得多。原蘇聯(lián)土壤學家和耕作學的創(chuàng)始人威廉 斯有句名言：“沒有不良的土壤，只有不良的耕種方法”。他所指的耕種方法也包括土壤耕作在內(nèi)。通過國內(nèi)外土壤耕作方法的發(fā)展和多樣化，也證 明土壤耕作可能使土壤環(huán)境變好，也可能使土壤環(huán)境變壞。農(nóng)田土壤在自然力作用下呈現(xiàn)出自上而下的層次結(jié)構(gòu)，從而導致土壤 的水、肥、氣、熱的層次梯度。這種層次的土壤結(jié)構(gòu)和土壤因素的梯度， 有時對作物生育是有利的，有時是不利的。通過機械化土壤耕作，要創(chuàng)造 出有利于作物生育的土壤層次結(jié)構(gòu)耕層構(gòu)造，形成良好的土壤水、肥、 氣、熱的梯度。良好的耕層構(gòu)造 （以土壤密度梯度或孔隙

7、梯度、三相比梯度 為指標）應在不同土壤農(nóng)田中，具有充分協(xié)調(diào)多變氣候?qū)ν寥赖挠绊懀詽M 足各類作物生育對土壤生活因素的要求。因此，良好的耕層構(gòu)造不是一成 不變的。機械化土壤耕作，創(chuàng)造良好的耕層構(gòu)造，它和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)一樣，也 是一個多目標、多因素、多變量的系統(tǒng)，既土壤一一作物一一大氣一一機 器系統(tǒng)（SPAMC的復雜系統(tǒng)。農(nóng)藝對土壤機械化耕整作業(yè)的中心任務要求是調(diào)節(jié)并創(chuàng)造良好的耕層 結(jié)構(gòu)，適宜的三相（固相、液相和氣相）比例，從而協(xié)調(diào)土壤水分、養(yǎng)分、 空氣和溫度狀況，以滿足作物生長的農(nóng)藝要求。* 土壤翻耕的作用主要有：松碎土壤根據(jù)各地不同的氣候條件和不同作物的要求，以及耕層土壤的緊實狀 況，每隔一定時

8、期，需要進行土壤耕整作業(yè)，使之疏松而多孔隙；以增強 土壤通透性。翻轉(zhuǎn)耕層通過耕翻將耕作層土壤上下翻轉(zhuǎn)，改變土層位置，改善耕層理化及生物學性狀，翻埋肥料、殘茬、秸稈和綠肥，調(diào)整耕層養(yǎng)分的垂直分布，培 肥地力。同時可消滅雜草以及附著的某些病菌、害蟲卵等，消除土壤有毒 物質(zhì)?；彀柰寥阑彀柰寥?，將肥料均勻地分布在耕層中，使土肥相融，成為一體，改 善土壤的養(yǎng)分狀況。并可使肥土與瘦土混合，使耕層形成均勻一致的營養(yǎng) 環(huán)境。1.2.2耕整地農(nóng)藝要求*耕翻地有以下的農(nóng)藝要求：適時耕翻，既能搶農(nóng)時，又能保證作業(yè)質(zhì)量；耕深適當，并符合農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，深度均勻一致；翻垡良好，無立垡、回垡，殘株雜草要覆蓋嚴密；耕后地面平

9、整松碎，無重耕、漏耕，盡量減少開閉壟，地頭、地邊 整齊；坡地耕翻時應沿坡度的等高線進行，以防雨后沖刷土壤，造成水土 流失。*整地有以下的農(nóng)藝要求：+旱田整地作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求整地作業(yè)須適時，以利防旱保墑和提高整地質(zhì)量；整地深度應符合農(nóng)藝要求，深度一致、不漏耙、不漏壓；整地后的地表平整，無壟溝起伏、碎土均勻，表層松軟、下層密實;修筑畦田要做到地平、土碎、埂直；+水田整地作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求耙后土壤松碎，起漿好，能覆蓋綠肥，田面平坦而無壟溝；在原漿田中以耙代耕作業(yè)時，應將稻茬直接壓入糊泥中，滅茬起漿 性能良好。1.2.3 土壤耕整地機械(1)耕地機械*鏵式(壁式)犁IBLQ型立式旱地驅(qū)動耙畢業(yè)設(shè)計I

10、BLQ型立式旱地驅(qū)動耙畢業(yè)設(shè)計- -IBLQ型立式旱地驅(qū)動耙畢業(yè)設(shè)計- -鏵式犁是應用最普遍的一種耕地機械。其主要優(yōu)點是翻轉(zhuǎn)土垡、覆蓋 雜草殘茬和肥料，消滅病蟲害等性能好，但碎土能力較差，耕后尚需進行 耙地作業(yè)。由于鏵式犁使用最普遍，數(shù)量又最多，現(xiàn)已發(fā)展成為我國北方 與南方兩種系列犁。圓盤犁圓盤犁工作部件是一個凹面圓盤。工作時，圓盤與前進方向偏一角度。 圓盤滾轉(zhuǎn)前進時，前沿刃口切土，后部的凹面將土垡?guī)е蚝?、向上運動， 并使之破碎、翻轉(zhuǎn)。圓盤犁具有使用壽命長，刃口切割力強，不易拖堆堵塞，阻力較小的 優(yōu)點。其缺點是圓盤犁的覆蓋性能與溝底平整度不如鏵式犁。(2)整地機械圓盤耙(輕型圓盤耙、重型圓盤

11、耙、缺口圓盤耙) 圓盤耙主要用于耕后碎土和播種前耙地。它的碎土能力較強，能切斷 雜草殘茬與攪土混肥，用于播前整地、收獲后的淺耕滅茬作業(yè)或用于果園 林木和草牧場的田間管理。*釘齒耙齒耙其功能是碎土、松土、整平，有的也用來覆蓋撒播的種子和將肥 混入土中。各種齒耙有一定的除草作用。*水田軋耙及聯(lián)合耙這類耙在作業(yè)時，工作部件靠土壤阻力滾動前進，常用于水田耕后碎 土，使泥土攪混起漿便于插秧。我國南方的水稻區(qū)常用的水田軋耙多屬滾 耙。以上整地機 械不論是旱地作業(yè)機 械還是水田作 業(yè)機械均為 被動式機 械，要達到預期的整地效果，需要進行多次重復作業(yè)，其生產(chǎn)效率低，為 了提高生產(chǎn)效率，整地機械日趨向驅(qū)動工作部

12、件發(fā)展。*水田驅(qū)動耙主要用于水田耕翻后的碎土整地作業(yè)，也可用在未耕地淺耕作業(yè)。其 工作部件與地面平行的水平軸旋轉(zhuǎn)。一次作業(yè)相當于一般水田耙作業(yè)兩遍 以上的質(zhì)量，耙得細爛，表面松軟，碎土率可達80 %以上。驅(qū)動耙都與拖拉機配套使用。由于驅(qū)動型機具可以充分利用拖拉機功率，能控制對土壤的作用強度，可滿足多種耕作要求。旋耕機旋耕機是一種全懸掛并由拖拉機動力輸出軸驅(qū)動的土壤耕作機具，其 工作部件為安裝在水平軸上的旋刀，旋刀在拖拉機動力輸出軸驅(qū)動下，垂IBLQ型立式旱地驅(qū)動耙畢業(yè)設(shè)計直切削土壤，達到切土和碎土的目的。旋耕機的切土、碎土能力很強，一次就能達到耕、耙?guī)状蔚男Ч?，?后地表較為平整、且松軟，且能

13、搶農(nóng)時，減少拖拉機進地次數(shù)，降低作業(yè) 成本，達到農(nóng)藝要求。它對土壤濕度適應范圍較大，因此，我國南方地區(qū) 多用于秋耕稻茬種麥，水稻插秋前的水耕水耙。在我國北方地區(qū)，用于大 田作物的淺耕滅茬，起到秸稈還田的作用。2.整機結(jié)構(gòu)設(shè)計分析2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計要求本課題目的是設(shè)計滿足農(nóng)藝要求的高效率低能耗的旱地立式驅(qū)動耙 其設(shè)計要求如下:耕深設(shè)計耙深為h=15cm,調(diào)節(jié)范圍1018cm,耙深一致；碎土程度沿地塊對角線選擇具有代表性的5個測點(每點面積為1m)，若測點耕層內(nèi)有直徑5cm以上的土塊超過 5個時，即為碎土不良；盡量降低整機生產(chǎn)的成本，提高工作效率 其結(jié)構(gòu)要求如下：符合FS 275的懸掛機構(gòu)的幾何尺寸要

14、求：符合FS 275拖拉機工作參數(shù)和功率輸出軸的相關(guān)參數(shù)要求。 機車通過萬向節(jié)將動力輸入機具變速箱驅(qū)動旋刀轉(zhuǎn)動，為了盡量減 小傳動的不均勻性，機具與萬向節(jié)之間的銜接點的位置設(shè)置不可過高。2.2旋刀的運動學分析旋刀在工作時的運動為復合運動，其中繞刀盤中心旋轉(zhuǎn)的運動為相對運動，設(shè)圓周速度為 Vo，機組勻速前進運動為牽連運動，前進速度Vm-為旋刀旋轉(zhuǎn)的角速度，則vo =，圓周速度與機組前進速度之比=Vl，入稱為速度比。的大小對旋刀的運動軌跡及立式驅(qū)動耙的工作狀 Vm況有重要影響，它確定了工作部件的運動軌跡如果旋刀以角速度轉(zhuǎn)動，并以速度Vm前進，那么旋刀的端點 A的運動軌跡為余擺線（如下圖） 。1僅是

15、旋刀在工作進程中不發(fā)生推土的必要條件，但是否能滿足耙地疏 松土壤的需要，還取決于機器前進速度 Vm與旋刀工作轉(zhuǎn)速的合理配合而當 1時，當?shù)毒哌\動到一定位置時，就會出現(xiàn) Vx 0的現(xiàn)象，即刀 具的絕對速度與機器的前進方向相反，因而能以刀刃切削土壤，其運動軌跡為余 擺線。本課題所取的二3.27滿足刀刃一直切土的要求。2.3刀盤分布設(shè)計在允許的工作幅寬范圍內(nèi)機具橫向放置六個刀盤，每個刀盤上對稱放置兩把旋刀，刀盤 2和刀盤5是主動刀盤，刀盤 1和刀盤3由刀盤2上的 齒輪驅(qū)動，刀盤 4和刀盤6由刀盤5上的齒輪驅(qū)動。刀盤 1、2、3的運動 相互關(guān)聯(lián)組成一組，刀盤4、5、6運動相互關(guān)聯(lián)組成另外一組，為了防止

16、兩刀盤組在傳動和工作過程中產(chǎn)生運動干涉，刀盤3和刀盤4之間余留一個20mm的間隙。為了減小或抵消刀盤在工作過程中前進時的橫向分力（橫向分力過大 TOC o 1-5 h z 會導致機具的橫向振動，增大機具的損耗，增加機組工作的不平穩(wěn)性），防止同組相鄰兩刀盤上的旋刀與旋刀之間的運動干涉，采取以下措施：1.主動刀盤（刀盤2和刀盤5 ）旋轉(zhuǎn)方向相反（由機具的傳動裝置實現(xiàn)）；2.主動刀盤與相鄰兩刀盤呈60度夾角放置。此時刀盤2和刀盤5、刀盤1和刀盤4、刀盤3和刀盤6的運動是兩兩對稱關(guān)系，每個刀盤產(chǎn)生的橫 向分力正好被相對稱的那個刀盤產(chǎn)生的橫向分力相抵消。刀盤1刀盤2刀盤3刀盤4刀盤5刀盤6圖3-2 :刀

17、盤分布示意圖3傳動方案設(shè)計3.1旱地立式驅(qū)動耙主體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計在滿足農(nóng)業(yè)機械設(shè)計要求和配套機車FS-275的掛接要求的前提下進行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，并參考國內(nèi)外旱地驅(qū)動耙產(chǎn)品數(shù)據(jù)和參考有關(guān)書籍，動力由萬 向節(jié)輸入，首先機具上需要設(shè)計一組變速箱使得轉(zhuǎn)速由輸入時的540r/min變成輸出時的190r/min ;其次要求將萬向節(jié)輸入的水平方向的動力轉(zhuǎn)變成 豎直方向的動力（由錐齒傳動實現(xiàn)），再次實現(xiàn)主動刀盤相互間的反向傳動。 為此在設(shè)計過程中擬定了以下三種方案：方案一：萬向節(jié)輸入動力傳給兩個圓柱齒輪（I級傳動），這兩個圓柱齒輪再將動力分別傳遞給左右兩個圓錐齒輪（U級傳動），圓錐齒輪組將水平方向的動力轉(zhuǎn)變成豎

18、直方向的動力（川級傳動），進而驅(qū)動旋刀的轉(zhuǎn)動。齒輪的轉(zhuǎn)速是在動力傳遞過程中實現(xiàn)的，兩個主動刀盤相對應的反向轉(zhuǎn)動 由圓錐齒輪的放置位置的不同而實現(xiàn)，具體情況見圖5-3:結(jié)構(gòu)設(shè)計方案一示意圖。本方案的不足之處在于川級傳動的傳動軸采用的是懸臂支承結(jié) 構(gòu)，當工作環(huán)境比較惡劣（多石土壤）時，會產(chǎn)生較大的振動和噪音，并會降低該機具的使用壽命。整機幾何參數(shù)為：長（1654mm寬（450mn）、高（820mm 工作時萬向節(jié)銜接點的位置離地面的高度（470mn、。aJil方案二：與方案一相似，也由三級傳動組成，與方案一所不同的是在I級傳動和U級傳動之間放置了一個中間圓柱齒輪用以實現(xiàn)兩個主動刀盤 相對應的反向轉(zhuǎn)動，并且在U級傳動的傳動軸上安裝了一個平衡機構(gòu)，用 于彌補懸臂支承結(jié)構(gòu)帶來的不利影響。具體情況見圖5-4:結(jié)構(gòu)設(shè)計方案二示意圖。整機幾何參數(shù)為：長（1654mm寬（450mn）、高（910mm、工作時萬向節(jié)銜接點的位置離地面的高度（470mn、。坊柯謨計方素二示色圖方