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1、旋耕机传动系统设计指导老师：摘 要本文在分析小型步旋耕机的结构组成和工作原理的前提下， 介绍说明了小型步旋 旋耕机的设计远着和设计步骤。 并根据设计原则的要求， 首先选择了小型步旋耕 机的类型， 确定小型步旋耕机的耕幅、 传动形式、 刀轴转速， 离合器工作的选择 等内容。 然后具体设计了小型步旋耕机的传动装置， 包括齿轮箱的结构设计、 关 键零件的强度校核、 耕深调节装置和工作部件总成的设计。 齿轮箱的设计是本次 设计的主要内容，这包括了大量的工作：资料的整理，参数的设定，相关计算， 绘图等。关键 词 ：旋耕机；变速 箱；离合器全套图纸，加Design of electir eic rotot
2、i llerStudent:xia ming puTutor:yao ming yin(jiang xi Agricultural University)Abstra ct: Rototiller is a kind of farming machinery which is particularly suited to the hills, mountainous areas, small plot of land, big altitude difference, no-tractor road, orchard, tea house, vegetable plots, greenhous
3、e canopy, hill slopes and small pieces (water, dry farmland) .In order to adapt to the development of large-scale vegetables canopy,I conduct this design according to the demand of agricultural work environment and the present economic heri tage requirements of technical conditions micro electric ro
4、totiller design. This rototiller is designedby making power generator based on motor. The comprehensive analysis of rototiller is conducted by analyzing overall scheme , working principle , the option of spin and plow knife transmi ssion system and control system for a design, and the key components
5、 are calculated respectively. This rototiller has simple structure, light weight and zero emissions of waste gas ,and is used universally in rellis shallow intertillage of great pavilion.Key words:rototiller; knife; farming tool; reducer.1 前 言旋耕机是一种由动力驱动旋耕刀衮完成耕、耙作业的耕耘机械。旋耕机具 有犁耙合一的作业效果， 它的耕作部件为旋耕刀辊是
6、由多把旋耕刀在刀轴上按螺 旋线排列而成 ,，较好地切断植被并将其混合于整个耕作层内 ,也能有效地将化 肥、农药等混施于土内,在水田中带水旋耕后即可直接插秧。其切土、碎土能力 强 ,一次作业能达到犁耙几次的效果 ,耕后地表平整 、 松软， 能满足精耕细作要求 . 旋耕机作业质量好、工效高 ,既能抢农时、节省劳力 ,又可减少机器下地次数 ,减 轻行走部件对土壤的压实,在我国南北方均有广泛使用。旋耕机于 19 世纪中叶问世以来，得到了迅速发展和推广使用。日本二战之后为了尽快恢复经济发展引进旋耕机用于农业生产。 但是由于日本大多为水田直 角形旋耕刀不适宜于进行水田耕作。 一大批日本学者开始致力于水田用
7、旋耕刀的 研究如吉田富穗、 松尾昌树、 坂井纯等人研制出了旋耕弯刀成功地解决了刀轴缠 草等问题。 为了解决刀轴缠草的问题本文对旋耕弯刀进行了设计说明。 对弯刀的 刃口曲线提出了相应的要求，目前能达到这种要求的刃口曲线有阿基米德螺线、 等角对数螺线、正弦指数曲线等其中阿基米德螺线应用最广。 到目前为止，旋 耕机产品虽然在理论上可以配套 58.8 73.5kw 的拖拉机， 但实际上因受传动系 统强度及结构尺寸、机架结构强度的限制，配套合理范围仅达 48kw 的拖拉机；耕深亦局限在旱耕 12 16cm，水耕 14 18cm。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
8、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， 由于手扶拖 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。20 世纪 90 年代以来，为适应市场需要，有些企业试图开发大型旋耕机，但因水平有限， 仅采用原有产品外延放大和堆砌材料的方法， 没有着重结构的改
9、 进和参数的优化， 目前能与 200 马力 以上拖拉 机 配套的农机 具在我国 还完全依 赖进口。另外我国旋 耕机械生产企业规模都比较小，装备差、制造工艺水平低，有些产品出厂质量粗 放，可靠性不高，企业低价竞争导致投入创新的部分过少，不利 于行业的发展。 因而走了弯路。因此，现有旋耕机产品在品种上尚有大型和深 耕型的空缺。 随着水稻集约化、 规模化生产的 发展， 水田耕整用宽幅高速型旋耕 机成为发展方向。 水田土壤含水率高， 抗剪切、 抗压强度特别低， 附着力、外摩 擦力也接近为零， 切土部件与土壤之间存在润滑水膜。 因此， 大块水田使用大型 拖拉机旋耕机组水耕时， 为充分发挥其功率， 实现高
10、效率、 高效益， 需要工作幅宽 3m 以上的宽幅旋耕机。 但宽幅又受到道路行驶和入库停机不便的制约。 解决 途径有二： 一是旋耕机采用宽度伸缩或折叠式结构； 二是采用适中的幅宽， 提高 作业速度，从现有的 2 5km/h 提高到 4 8km/h。为满足以上要求，需要改进 旋耕机及工作部件的结构和参数， 研制宽幅高速旋耕机及灭茬、 旋耕、 旋耙和深 施化肥的复式作业机械。 我国作为农业大国，不少农机学者在旋耕机方面进行 了大量的研究工作。 为了促进驱动型耕作机械的发展， 本人选择了旋耕机作为自 己的毕业设计论文课题， 借鉴了不少知名学者的重要研究成果， 书写成文。由于 资料搜集的局限性和水平有限
11、，错误和不足之处在所难免，欢迎读者批评指正。2 旋 耕 机 的 研 究 意 义 与 发 展 趋势2.1 开发旋 耕机的目的和 意义土壤耕作是种植业生产过程中的重要一环，对于农作物增产具有重要作用。 因此， 土壤耕作机械的发展一直受到人们的关注。 由于土壤耕作是一项能耗很大 的作业， 传统的土壤耕作机械， 如犁， 耙等都需要多次书耕作会对土壤造成破坏， 不利于水土保持， 消耗较大。 长期以来， 人们一直在探讨新的工作制度， 松土和 局部松土， 不耕和少耕。 在这种形势下， 驱动型耕作机械诞生了。 这种机械之所 以引人注目， 一是强化土壤耕作过程 ， 可以满 足不同条件下的不同土壤类型； 二 是一
12、次耕作可以联合作业； 三是有动力驱动， 质量好； 四是作业时几乎不需要牵 引功率，减少了功率的消耗。 驱动型机具有多种，如旋耕机，振动土壤耕作机 械等，目前广泛使用的，应用前景最好的就是旋耕机。耕机切土、碎土能力强， 一次旋耕能够达到一般犁耙作业几次的碎土效果， 耕后地表平整、 松软， 能满足 精耕细作要求， 且缩短工序间隔， 有利于抢农时抗旱保墒， 减少拖拉机进地次数， 减轻对土壤压实， 减少能源消耗， 降低作业成本 ， 减少机具投资， 提高机具利用 率， 加之近年来国内还田技术和免耕少耕技术的推广应用， 旋耕机得到了迅猛发 展，已成为拖拉机的主要配套机具之一。2.2 国内外 旋耕机的发展
13、现状国内外旋耕机的发展动态、存在问题及发展方向 目前，水平轴旋耕部件与 地轮转向一致的旋耕机， 在国内外在实际生产中得到广泛的应用， 并且旋耕工作 部件结构相当完善。旋耕机的保有量也增加的很快，为了适应当前的生产规模， 为不同机型拖拉机配套， 生产了作业幅： 为 1.25m2 8m 多种型号的旋耕机。 如 南昌旋耕机厂的 IGN 系列多种型号旋耕机， 连云港旋耕机集团公司生产的 IGE2210 型旋耕机， 1CN-250S 型旋耕机等。在黑龙江省农业生产中，使用的机型 还有 1GHL 一 280 型松旋起垄机、 1GSZ-210 280 型组合式旋耕多用机、1GZJ一 210 型旋耕灭茬联合整
14、地机、 1GLT-4 型松 旋灭茬起垄通用机等。 很多机型为 了适应黑龙江省农艺要求， 在旋耕机后部安装了起垄犁铧。 为了装配各种不同的 工作件组台设计了专门的机架， 以提高旋耕机的应用水平。 有的旋耕机依据旋耕 部件与耕深的相对关系， 把中央调速器直接设计安装在旋耕工作部件的轴上。这 样保证了农具的最小能耗、 最少的材料消耗和较好的工作质量。 由于调速器壳体 下是未耕地，存在如何保护好调速器壳体的问题。国产的 1G 一 150 旋耕机和1G 一 140 旋耕机等多种机型的旋耕轴配置在地表水平面上或低于地表。 为了防止调速器外壳的损坏， 在壳体上或前犁柱上安有专用的分土铲。 分土铲开出的铧 沟
15、被补助整地作业消灭。2.3 旋耕机 开发存在的问 题与发展趋 势从近几年国产的旋耕机配套推广应用情况来看， 存在一些问题： （ 1） 拖拉 机动力输出轴容易损坏 （ 2、 十字万向传动轴使用寿命短 （ 3、 旋耕作业性能 不稳定和容易缠草的问题 （ 4、 缺少与大功率拖拉机配套的旋耕机 （ 5、 作业 性能满足不了当今的农艺要求；这些问题的解决有待于进行更深入的研究。 随 着农业机械化程度的增强， 工作效率和效益的提高， 现有的旋耕机的弊端日益突 出， 已满足不了农艺要求和生产规模扩大的需要。 故对旋耕机的研究有了进一步 的深化，出现如下几个方向的发展趋势 （ 1、 向宽幅， 高速型旋耕机发展 （ 2、 向联 （ 3） 全幅深旋耕机已起步； 、 合作业 机组方向发展； （ 4） 向可持续 发展战略型发展； 、小型旋耕机需求量有所增加。3 总 体 方 案 确 定 及 主 要 参 数 的 选择3.1 总体结构 设计及工作 原理装配示意图如下：1 油门控制器 2 操纵手柄 3 限深机构 4 油门拉绳 5 离合拉杆 6 旋耕工作部 件 7 柴油机 图 1装
