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1、微型棚室自走式旋耕机的设计摘要本文在分析小型棚室旋耕机的结构组成和工作原理的前提下，介绍说明了小型棚室旋耕机的设计原则和设计步骤。并根据设计原则的要求，首先选择了小型棚室耕机的类型，确定小型棚室耕机的耕幅、传动型式、刀轴转速,离合器工作的选择等内容。然后具体设计了小型棚室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。其中齿轮箱的设计是本次设计中的主要内容，它包含了大量的工作：资料的整理，参数的设定，相关计算，绘图等。此小型旋耕机主要是采用小型的柴油机和齿轮链轮多级变档传动，旋耕部件取代了驱动轮的行走作用。该旋耕机具有体积小、结构简单、重量轻、操作灵
2、活、碎土性能好，生产率高等优点。这种旋耕机的试制成功，将会大大的降低农民的劳动强度，从而提高劳动生产率；同时可以降低蔬菜的生产成本。关键词：旋耕机；自走式；旋耕刀；AbstractAfter analyzing the components and principles of Ploughing machine of small-scale tent type,the thesis introduces the principle of design and the procedure of Ploughing machine of small-scale tent type .Accordi
3、ng to the plan ,the thesis chooses Ploughing machine of small-scale tent type, confirms their ploughs ,the connection and disposition method with the selected tractor, transmission pattern, rotation speech of cutter shift , the selection of card-link, etc. Then rotary tille Ploughing machine of smal
4、l-scale tent type gearing is designed concretely ,which includes overall design of gear case strength calculation of main parts, the design and choice of plough depth limiting device and working part .The design of Gear Case is the main point of the thesis ,which needs lots of work ,data sorting ,th
5、e choice of parameter and relevant calculation and drawing etc.This rotary cultivator adopts mini type diesel engine and multilevel changeable speed transmission passing by gears and sprocket wheels, rotary tillage parts replace the driving wheel. There are some advantages about the minitype rotary
6、cultivator, such as : small cubage, simply construction, light weight, flexibility operation, scraping the soil perfectly, highly productivity and so on. It will decrease the labor hours and intensity of the peasants by a long way, therefore improving the productivity and the more important is to re
7、duce product cost about the vegetables.Key words: rotary cultivator; rotary blade; the breadth of furrow; 目录摘要- 1 -Abstract- 2 -目录- 3 -1引言- 4 -1.1研究的目的和意义- 5 -1.2国内外发展现状- 6 -2总体方案却确定- 8 -2.1旋耕机整体参数的选择- 9 -2.1.1 旋耕机类型的选择- 9 -2.1.2 旋耕机耕幅的确定- 10 -2.1.3 旋耕机的刀轴转速选定- 10 -2.2 旋耕机工作原理- 11 -3旋耕刀的参数设计- 12 -3.
8、1刀辊的设计- 12 -3.1.1 刀轴及其传动- 12 -3.1.2 旋耕刀的方案确定- 12 -3.2 旋耕刀的运动参数设计- 15 -3.2.1旋耕刀片的运动分析- 16 -3.2.2旋耕刀片的结构参数设计- 18 -3.2.3旋耕刀片的选材- 19 -3.3刀辊轴的强度计算- 20 -3.3.1 刀辊轴结构确定- 20 -3.3.2 刀辊轴的设计计算说明- 21 -4结论- 22 -参考文献- 22 -致谢- 25 -1引言旋耕机，亦称旋转耕作机、旋耕犁，是一种以拖拉机为行走和作业动力，靠一组安装于水平轴上的弯刀回转来实现土壤耕耘作业的农机具，其耕作原理示意图见下图。刀片作业时，首先将
9、土垡切下，随后向后抛出，土垡撞击到旋耕机罩壳和挡土板落回地面，能一次完成耕耙作业。它的耕作部件为旋耕刀辊,是由多把旋耕刀在刀轴上按螺旋线排列而成,。旋耕机切土、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。图1-1 旋耕机耕作原理示意图旋耕机于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
10、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。旋耕机能量消耗大，约为犁耕作业能量消耗的3倍以上。因此，近20多年来，国内外在旋耕刀形状研发上向着降低能耗的方向不断改进。从切土作用上说，旋耕刀侧切刃口线切出沟墙，类似于铧式犁的胫刃线，靠近侧切刃的正
11、切刃区相当于犁胸，端部的正切刃区相当于犁翼。旋耕与犁耕都同样要完成起土作业，且犁耕时还需克服犁侧板与沟墙及犁踵与沟底间的摩擦力，但犁耕比旋耕功耗低。究其原因很多：其一，在于犁耕是低速连续平稳的作业过程，土垡变形基本为弯与扭，压缩变形较小；其二，旋耕时土垡压缩变形相对较大，其内部静压也相应较大，根据土力学库仑定律，该土垡的强度将增加，于是迫使它继续发生变形乃至破碎，所需的功耗也相应增大。因此，尽量缓解旋耕切土时土垡内的静压，合理增加土垡沿正切刃弯曲方向的侧滑运动及弯扭变形是降低旋耕功耗的重要技术途径。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
12、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。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，没有着重结构的改进和参数的优化，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，实现高效率、高效益，需要
13、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，错误和不足之处在所难免，欢迎给予批评指正。1.1研究的目的和意义土壤
14、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。
15、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。由于很多因素不能控制，如对比性较差，试验精度较低，采集的数据不够准确可靠等等，使得我们需要一种特殊的，更有优势的试验环境。土槽正是在这种环境下诞生且被广泛运用的。利用土槽试验是极其优越的研究手段，其特点是：试验可以不受季节与气候的影响；缩短试验周期；试验重复性好；可以控制有关因素；有较强的对比性；试验精度高，采集的数据准确可靠。这样我们可以研制出更高效、优质的旋耕机，更好的满足人们对于耕作土地的要求。近年来，温室大棚蔬菜种植越来越受欢迎。为了解决蔬菜消费的经常性和其生产季节性的矛盾,保证严寒或炎热季节充足供应新鲜蔬菜,全国各地目前普遍采用塑料大棚种植。一般蔬菜大棚单位面积产量比露地高12倍,纯收入可提高24倍,而且可以大大增强防涝抗旱的能力,保证灾期蔬菜的供应,经济效益和社会效益均很显著。但是,目前大棚内作业均为原始的手工劳动,菜农劳动强度大,工作环境恶劣,效率低而且作业质量差,严重阻碍了蔬菜生产的发展。菜农急需
