果園旋耕機(jī)總體設(shè)計(jì)含proe三維及11張CAD圖帶開題報(bào)告-獨(dú)家.zip
果園旋耕機(jī)總體設(shè)計(jì)含proe三維及11張CAD圖帶開題報(bào)告-獨(dú)家.zip,果園,旋耕機(jī),總體,設(shè)計(jì),proe,三維,11,CAD,開題,報(bào)告,獨(dú)家
1 課題名稱及來(lái)源：
名稱：果園旋耕機(jī)
來(lái)源：XXXX
2 研究的目的、意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
2.1 選題的目的及意義
土壤耕作是果園種植業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)果園水果作物增產(chǎn)具有重要的作用。由于土壤耕作是一項(xiàng)能耗很大的作業(yè)，傳統(tǒng)的土壤耕作機(jī)械，如犁、靶等都需要多次耕作，會(huì)對(duì)土壤造成破壞，不利于水土保持，能耗較大。旋耕機(jī)切土、碎土能力強(qiáng)，一次旋耕能夠達(dá)到一般犁靶作業(yè)幾次的碎土效果；耕后地表平整、松軟、細(xì)碎，能夠滿足精耕細(xì)作的農(nóng)藝要求。旋耕機(jī)的發(fā)展大幅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，且縮短工序間隔，有利于抗旱，減少拖拉機(jī)進(jìn)地次數(shù)，減輕對(duì)土壤的壓實(shí)，降低能源消耗和作業(yè)成本，減少機(jī)具投資，提高機(jī)具利用率。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)還田技術(shù)和免耕少耕技術(shù)的推廣應(yīng)用，使旋耕機(jī)得到了迅猛發(fā)展，已成為拖拉機(jī)的主要配套機(jī)具之一。應(yīng)用并推廣自動(dòng)化、智能化、高性能的農(nóng)機(jī)裝備是林果產(chǎn)業(yè)化的必然趨勢(shì)。果園旋耕機(jī)能夠直接滿足果園旋耕作業(yè)的需求，提高生產(chǎn)效率降低勞動(dòng)強(qiáng)度增加果樹產(chǎn)量和果農(nóng)收入，促進(jìn)林果業(yè)的發(fā)展同時(shí)，旋耕機(jī)的應(yīng)用有利于保護(hù)性耕作模式的推廣。
國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用的機(jī)型主要為微耕機(jī)，由手扶拖拉機(jī)演變而來(lái)，依靠人工手扶控制，偏重，外形尺寸大；因此人工操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，勞動(dòng)強(qiáng)度大。在矮化密集型果園中，果樹間距較小，旋耕作業(yè)幅寬受到限制，人工操縱轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)移較費(fèi)力；由于樹干的阻礙，同行兩株果樹之間的作業(yè)區(qū)域無(wú)法直線耕作，漏耕多。微耕機(jī)驅(qū)動(dòng)功率一般不大于7.5kw，受驅(qū)動(dòng)功率的影響，對(duì)不同特性的土壤適應(yīng)能力差，土壤含水率低于20%時(shí)，尚能工作對(duì)于高含水率的粘性土壤或當(dāng)含水率在20%以上時(shí)，耕作阻力增大，碎土性能會(huì)變差。目前已有產(chǎn)品受驅(qū)動(dòng)功率和手扶人工操作的限制，生產(chǎn)率相對(duì)較低；另外產(chǎn)品開發(fā)類型上，有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能同質(zhì)化的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)開發(fā)的產(chǎn)品功能已由單一旋耕功能向多功能發(fā)展，配上相應(yīng)農(nóng)機(jī)具有可實(shí)現(xiàn)旋耕、犁耕、鋤草、開溝、培土等多種功能作業(yè)。從生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)成本而言，果園微耕機(jī)作業(yè)模式嚴(yán)重滯后于目前果園的規(guī)?；?、工廠化生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)。
目前，針對(duì)果園旋耕機(jī)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、作業(yè)性能、可靠性及商品經(jīng)濟(jì)性等方面的研究有待進(jìn)一步展開，因此，我選擇果園旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)課題，對(duì)目前國(guó)內(nèi)的旋耕機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，使改進(jìn)后的旋耕機(jī)更加的適應(yīng)目前果園的規(guī)?；⒐ぞ呋a(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)，提高耕作效率。
2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我國(guó)對(duì)于旋耕機(jī)的研制始于20世紀(jì)50年代末，初期主要研制與手扶拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)，后來(lái)研制出與中型輪式拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)；70年代初完成了與當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)的各類拖拉機(jī)配套的系列旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)，并使之得到了推廣應(yīng)用；到80年代，與手扶拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)由專用型發(fā)展到兼用型，由與手扶拖拉機(jī)配套發(fā)展到與輪式及履帶式拖拉機(jī)配套。旋耕機(jī)在我國(guó)的發(fā)展經(jīng)歷了單機(jī)研制，發(fā)展系列產(chǎn)品，新產(chǎn)品開發(fā)和換代3個(gè)階段，隨著新的種植，耕作農(nóng)藝的發(fā)展和推廣，在旋耕機(jī)基礎(chǔ)上還研制出了多種用途的聯(lián)合復(fù)式作業(yè)機(jī)。
目前，我國(guó)果園機(jī)械化水平整體偏低，少有專門用于果樹苗圃和果園的管理作業(yè)機(jī)具，難以滿足作業(yè)要求，其主要原因是我國(guó)果樹種類繁多，分布地域遼闊，除了平原地區(qū)，多數(shù)果園分布于山地丘陵地，地形復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境比較惡劣。另外，部分果園種植規(guī)模較小，果農(nóng)追求產(chǎn)量而培育多枝大冠樹形或在行間套種其他作物，不利于果園地面管理，特別是在果樹抽梢結(jié)果期，農(nóng)機(jī)具很難進(jìn)入園間。對(duì)于果樹苗圃來(lái)說(shuō)，育苗工作的主要任務(wù)是加強(qiáng)苗期管理，滿足苗木生長(zhǎng)所需的水肥條件，及時(shí)除草和防治病蟲害。但是果樹苗圃一般種植密度較大，果樹苗木株高較高，普通機(jī)械很難在滿足作業(yè)要求的同時(shí)避免作業(yè)過(guò)程對(duì)果樹苗木造成的刮擦碾壓等機(jī)械損傷。這種損傷是不可修復(fù)的，輕者降低果樹苗木品質(zhì)，重者直接導(dǎo)致果樹苗木的死亡。隨著果樹園林業(yè)的發(fā)展，果樹栽培模式迎來(lái)了一次革命，由傳統(tǒng)的喬砧密植型變革為新型的矮砧密植型，這就為果園機(jī)械化作業(yè)提供了發(fā)展條件。
旋耕機(jī)目前在國(guó)內(nèi)外有多種的分類方法，按刀軸的位置可分為臥式、立式和斜置式，目前臥式旋耕機(jī)使用較為普遍。旋耕機(jī)傳動(dòng)形式有中間傳動(dòng)和側(cè)邊傳動(dòng)兩種，中間傳動(dòng)系統(tǒng)由萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸和中間傳動(dòng)箱組成；側(cè)邊傳動(dòng)系統(tǒng)由萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸，中間傳動(dòng)箱和側(cè)邊傳動(dòng)箱組成，側(cè)邊傳動(dòng)又有齒輪傳動(dòng)和鏈輪傳動(dòng)兩種，側(cè)邊傳動(dòng)箱采用鏈傳動(dòng)時(shí)，雖然加工要求較低，但其可靠性較差，使用壽命短，鏈條斷后會(huì)增加維修費(fèi)用。當(dāng)采用中間傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)箱的下部會(huì)造成漏耕，影響作業(yè)質(zhì)量，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在傳動(dòng)箱下固定一個(gè)松土鏟，即小型鏵式犁，或者在傳動(dòng)箱的旁邊裝兩把特殊的彎刀。為了適應(yīng)不同的土壤條件及拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速，有的旋耕機(jī)的傳動(dòng)箱配有速比不同的齒輪，得到不同的刀輥轉(zhuǎn)速。旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的掛接有3點(diǎn)懸掛，直接聯(lián)接和牽引三種方式，我國(guó)目前采用前兩種聯(lián)接方式，3點(diǎn)懸掛式旋耕機(jī)的懸掛及升降與鏵式犁相同，有拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸，經(jīng)傳動(dòng)箱減速后帶動(dòng)刀軸工作。直接聯(lián)接式旋耕機(jī)主要用于與手扶拖拉機(jī)配套，一般是將手扶拖拉機(jī)的變速箱后蓋取下來(lái)，然后將旋耕機(jī)減速箱和拖拉機(jī)變速箱用螺栓聯(lián)接在一起，動(dòng)力由拖拉機(jī)變速箱里的齒輪直接傳給旋耕機(jī)的齒輪，以驅(qū)動(dòng)旋耕機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。臥式旋耕機(jī)刀輥的轉(zhuǎn)向有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種，目前使用較多的是正轉(zhuǎn)旋耕機(jī)。正轉(zhuǎn)時(shí)刀片強(qiáng)制切碎土塊，并將土塊向后拋擲，土塊與機(jī)罩及拖板相撞后，進(jìn)一步破碎，碎土充分，但功耗較大，在耕深增加時(shí)，影響耕深的穩(wěn)定性。刀輥反轉(zhuǎn)則有利于降低切土能耗和提高碎土效果，覆蓋埋青能力強(qiáng)，但易導(dǎo)致已耕土塊堆積，造成刀輥的重復(fù)切削，增大了不必要的負(fù)荷和功耗。刀輥轉(zhuǎn)速對(duì)旋耕機(jī)組的功耗影響較大，較理想的配置是低的刀輥轉(zhuǎn)速和較高的前進(jìn)速度。刀片有鑿型刀、直角型刀、彎刀3種形式，其中彎刀在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，彎刀的刃口由曲線構(gòu)成，包括側(cè)切刃和正切刃兩個(gè)部分，可輕松的將草莖切斷，且不易纏草，適合在多草的耕地里作業(yè)。
目前，我國(guó)及國(guó)外的果園旋耕機(jī)使用范圍不斷擴(kuò)大，向?qū)挿?、高速型旋耕機(jī)發(fā)展；向聯(lián)合作業(yè)機(jī)組方向發(fā)展；向節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)戰(zhàn)略型發(fā)展；全幅深等新型旋耕機(jī)研發(fā)逐漸起步。
國(guó)內(nèi)的果園果樹的行距一般在3m以內(nèi)，另外受樹枝的影響，果園旋耕機(jī)作業(yè)幅寬在2m以內(nèi)，并且果樹的樹干就是旋耕機(jī)的障礙物；對(duì)兩行果樹之間的區(qū)域，采用人工手扶控制直線耕作；對(duì)于兩行兩株果樹之間的作業(yè)區(qū)域，3點(diǎn)后懸掛旋耕機(jī)無(wú)法進(jìn)入作業(yè)，在該區(qū)域存在漏耕少耕的現(xiàn)象，需要微耕機(jī)進(jìn)行二次補(bǔ)耕。目前果園使用的旋耕機(jī)以自走式微耕機(jī)和手扶拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)的微耕機(jī)為主。自走式微耕機(jī)（圖1）屬于自推進(jìn)耕耘機(jī)械，取消了驅(qū)動(dòng)輪，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)工作輥在耕作土壤的同時(shí)，受到土壤反作用力推動(dòng)機(jī)具前進(jìn)。工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)變速機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力個(gè)旋耕刀輥，轉(zhuǎn)動(dòng)的刀片切削、擠壓、破碎土壤，同時(shí)在銑切過(guò)程中依靠土壤產(chǎn)生的反力推動(dòng)機(jī)組前進(jìn)。手扶拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)的微耕機(jī)（圖2），工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞到變速機(jī)構(gòu)，再經(jīng)過(guò)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)旋耕部件作業(yè)。從結(jié)構(gòu)上看，以上兩種機(jī)型的微耕機(jī)都是由手扶拖拉機(jī)演變而來(lái)的。
3 課題的研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)及可行性分析
3.1 研究?jī)?nèi)容
1、果園旋耕機(jī)整體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)。
2、旋耕機(jī)刀軸類型、旋耕機(jī)與拖拉機(jī)掛接方式、刀輥轉(zhuǎn)向、刀片類型的選擇。
3、動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。
4、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。
5、分土系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。
3.2研究思路和方法
本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是果園旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)，研究的思路和方法為通過(guò)資料的查閱了解和掌握開溝機(jī)的工作原理、特點(diǎn)、分類及研究現(xiàn)狀等內(nèi)容；依據(jù)掌握的資料對(duì)果園旋耕機(jī)進(jìn)行總體方案的選擇、比較、論證與確定；通過(guò)得到的總體方案，對(duì)其涉及到的主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。對(duì)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維實(shí)體建模，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，采用總結(jié)法對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的總結(jié)。
3.3 研究目標(biāo)
通過(guò)對(duì)現(xiàn)有果園旋耕機(jī)的理論知識(shí)的掌握，根據(jù)查詢各個(gè)文庫(kù)的研究與期刊，分析現(xiàn)在的果園旋耕機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，利用我大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)及查詢資料對(duì)現(xiàn)有的果園旋耕機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)各個(gè)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行重新計(jì)算與設(shè)計(jì)，擬定果園旋耕機(jī)優(yōu)化方案，以達(dá)到滿足果園旋耕作業(yè)的需求，提高耕作效率與效果，提高生產(chǎn)率的目的，使果園旋耕能力進(jìn)一步提高。然后對(duì)旋耕機(jī)機(jī)械部件進(jìn)一步優(yōu)化，得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案及機(jī)械結(jié)構(gòu)將大大提高生產(chǎn)力、切土碎土效果、滿足果園耕作的農(nóng)藝效果。
1、滿足國(guó)內(nèi)果園旋耕的實(shí)際需要。
2、有足夠的工作強(qiáng)度和安全性能。
3、適應(yīng)性較強(qiáng)。能夠在不同土質(zhì)、不同濕度的情況下正常工作。
4、本次設(shè)計(jì)的機(jī)器要滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維修均比較簡(jiǎn)便。
3.4 可行性分析
（1）對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有果園旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行了解，收集的資料具有真實(shí)有效性。
（2）技術(shù)可行性
1）隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，尤其是果園耕地方面機(jī)械化高效化的快速發(fā)展，改進(jìn)后的旋耕機(jī)可以滿足對(duì)于現(xiàn)有果園土地狀況及土壤狀況的需求。
2）石河子大學(xué)圖書館館藏中、外文書刊290萬(wàn)余冊(cè)，年訂中、外文期刊3000余種、報(bào)紙180種，購(gòu)入萬(wàn)方、維普、Springer LINK、SDOS等中外文電子圖書、期刊數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)字資源20余種，為課題的完成提供了豐富的數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資源。
3、操作的可行性
本人在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)期間，牢固的掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)，能熟練運(yùn)用機(jī)械知識(shí)對(duì)現(xiàn)有果園旋耕機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。并對(duì)pore軟件進(jìn)行了學(xué)習(xí)研究，能夠運(yùn)用此軟件對(duì)改進(jìn)后的果園旋耕機(jī)進(jìn)行三維的機(jī)械結(jié)構(gòu)的表達(dá)。對(duì)AUTOCAD制圖軟件也有一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，能夠運(yùn)用此軟件繪制果園旋耕機(jī)二維圖和零件圖，具備在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的能力。
4. 關(guān)鍵問(wèn)題和難點(diǎn)分析
4.1 課題研究的關(guān)鍵問(wèn)題
課題研究的關(guān)鍵問(wèn)題在于以下幾個(gè)方面：
1、果園旋耕機(jī)總體方案的選擇與確定；
2、動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、分土系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。
3、三維模型的建立。
4.2 課題研究的難點(diǎn)分析
課題研究的難點(diǎn)為總體方案的選擇與確定，機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算等，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、確定本次設(shè)計(jì)方案，機(jī)械結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的類型。
2、如何使本次設(shè)計(jì)的果園旋耕機(jī)，滿足果園旋耕的需要。
3、在若干可行方案中如何確定最優(yōu)方案。
4.3 進(jìn)度計(jì)劃
第一周：熟悉課題內(nèi)容，收集相關(guān)數(shù)據(jù)和資料，擬定研究方案并完成文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告和文獻(xiàn)翻譯等任務(wù)；
第二周：對(duì)研究方案進(jìn)行分析，并與指導(dǎo)老師進(jìn)行討論交流，得出最優(yōu)方案；
第三至五周：利用制圖軟件進(jìn)行裝配圖三維圖及零件圖的制作；
第六至七周：撰寫論文，匯總資料，準(zhǔn)備答辯；
參 考 文 獻(xiàn)
[1]萬(wàn)暢,李文春,畢新勝,尹新文,李國(guó)禮.淺談國(guó)內(nèi)果園旋耕機(jī)存在的問(wèn)題和解決思路[J].農(nóng)機(jī)化,2013,(05):15-17.
[2]羅進(jìn)軍,王斌,畢新勝,王劍,曾小輝,明光.果園避障旋耕機(jī)的研究與設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2016,(01):138-141.
[3]方玉亭,劉瑩軍.瑪斯特1GZ-120遙控微型履帶式旋耕機(jī)作業(yè)試驗(yàn)及使用建議[J].現(xiàn)代農(nóng)機(jī),2017,(01):45-47.
[4]范瑤,劉俊峰,李建平.高地隙果園動(dòng)力底盤的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2013,(04):92-95.
[5]張義民,夏剛,魏高艷.柑橘園使用微耕機(jī)效應(yīng)調(diào)查與建議[J].果農(nóng)之友,2012,(10):31+39.
[6]慈志娟.一批果園設(shè)施與機(jī)具科技創(chuàng)新成果亮相[J].煙臺(tái)果樹,2011,(04):50-51.
指導(dǎo)老師審閱意見:
指導(dǎo)老師（簽字）：
年 月 日
備注：
6
經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的努力，中國(guó)機(jī)械工業(yè)已經(jīng)逐步發(fā)展成為具有一定綜合實(shí)力的制造業(yè)，初步確立了在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的支柱地位。在新的世紀(jì)里，科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個(gè)領(lǐng)域中,而這一切都將大大拓寬機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。
它的發(fā)展趨勢(shì)可以歸結(jié)為“四個(gè)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(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性，使生產(chǎn)推向市場(chǎng)的時(shí)間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過(guò)程物耗,人耗大大降低,高自動(dòng)化生產(chǎn)，追求人的智能于機(jī)器只能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值的信息化。
當(dāng)然機(jī)械制造業(yè)的四個(gè)發(fā)展趨勢(shì)不是單獨(dú)的，它們是有機(jī)的結(jié)合在一起的，是相互依賴，相互促進(jìn)的。同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也將會(huì)使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機(jī)械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會(huì)發(fā)展的一個(gè)部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結(jié)合。21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動(dòng)，而且要從繁瑣的計(jì)算、分析等腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動(dòng)，智能化促進(jìn)柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。
近年來(lái)，鹽城拖拉機(jī)制造有限公司發(fā)展迅猛，年產(chǎn)3萬(wàn)臺(tái)系列輪式拖拉機(jī)和8萬(wàn)臺(tái)手扶拖拉機(jī)，銷往國(guó)內(nèi)30個(gè)省、市和國(guó)外60個(gè)多國(guó)家和地區(qū)。經(jīng)調(diào)查，配套農(nóng)機(jī)具跟不上主機(jī)迅速發(fā)展的要求。其中包括15馬力的手拖仍配置12馬力的旋耕機(jī)，輪式250、700型拖拉機(jī)是新產(chǎn)品，也沒(méi)有合適農(nóng)具。因此，研制配套旋耕機(jī)與拖拉機(jī)同步銷售，會(huì)使拖拉機(jī)、旋耕機(jī)兩旺。
我設(shè)計(jì)的是一臺(tái)水旱兩用旋耕機(jī)，與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機(jī)相匹配，主要用于水田耕整，也可進(jìn)行旱田耕作?，F(xiàn)有的水旱旋耕機(jī)是耕幅為0.6米的老式機(jī)型，而本課題設(shè)計(jì)的水旱旋耕機(jī)耕幅為1米。隨著我國(guó)農(nóng)村聯(lián)合收割機(jī)的普遍使用，機(jī)割后廢拋的秸桿留在田中，會(huì)給夏季插秧帶來(lái)很大困難。因此，研制經(jīng)濟(jì)高效的寬幅水田旋耕機(jī)將深受廣大農(nóng)民群眾的普遍歡迎。
目前，我國(guó)與大中型拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)保有量約15萬(wàn)臺(tái)，與手扶拖拉機(jī)和小四輪拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)約200萬(wàn)臺(tái)。旋耕機(jī)在南方水稻生產(chǎn)機(jī)械化應(yīng)用中已占80％的比例，北方的水稻生產(chǎn)、蔬菜種植和旱地滅茬整地也廣泛采用了旋耕機(jī)械。近年來(lái)，我國(guó)北方進(jìn)行種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力推行旱改水，水稻種植面積迅速增加，擴(kuò)大了對(duì)旋耕機(jī)械的市場(chǎng)需求。我國(guó)現(xiàn)有旋耕機(jī)產(chǎn)品在品種和結(jié)構(gòu)上多數(shù)已經(jīng)落后老化，面臨著更新?lián)Q代的要求。現(xiàn)代新型旋耕機(jī)的研發(fā)注重于參數(shù)的優(yōu)化和結(jié)構(gòu)功能的多變化。中小型拖拉機(jī)特別是手扶拖拉機(jī)已經(jīng)向滅茬、旋耕、旋耙和深施化肥的復(fù)式作業(yè)方向發(fā)展。 在國(guó)外，在歐洲旋耕機(jī)的應(yīng)用已有150多年的歷史，日本自上世紀(jì)初沿用旋耕機(jī)后發(fā)展迅速，尤其在節(jié)能型彎刀方面的研究領(lǐng)先于世界。由于國(guó)外大功率的拖拉機(jī)廣泛使用，旋耕機(jī)已發(fā)展到采用寬度伸縮或折疊式結(jié)構(gòu)，耕深有達(dá)1米以上的旋耕機(jī)。
參考文獻(xiàn)
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1
果園旋耕機(jī)總體設(shè)計(jì)
摘要
本畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)。首先，果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì)作了簡(jiǎn)單的概述；接著分析和果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì)計(jì)算方法的選擇原則；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)；然后檢查橫輥裝置的主要部件的選擇。普通型果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì)由六個(gè)主要部件組成：目前，果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì)向長(zhǎng)距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來(lái)，果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì)就是其中的一個(gè)。在設(shè)計(jì)中，該果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì)的研制與應(yīng)用，目前我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距，在過(guò)程中的國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)和果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì)的制造中存在著許多問(wèn)題。
果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)代表了設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，對(duì)今后的設(shè)計(jì)工作的選擇有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：果園旋耕機(jī)與傳動(dòng)裝置綜合設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置 耕地
Abstract
The graduation design is a rotary filling machine and the design of the comprehensive design of the transmission device. First, integrated design of rotary type filling machine and a transmission device made simple overview; then analysis and rotary type filling machine and a transmission device integrated design and calculation method of selection principle; then according to these principles of design and calculation of foundation design; then check the turntable device of main components of choice. Integrated design of ordinary type rotary filling machine and driving device consists of six main parts: at present, rotary type filling machine and transmission device design towards long distance, high speed, low friction in the direction of the development, in recent years, comprehensive design of rotary type filling machine and a transmission device is the a. In the design, development and application of integrated design of the rotation type filling machine and a transmission device, at present our country and the overseas advanced level compared to still have a large gap, in the process of domestic design and rotary type filling machine and transmission device design of manufacturing exists many problems.
The integrated design and design of the rotary filling machine and the transmission device represents the general process of the design, which has a certain reference value for the choice of the design work in the future.
Key words: rotary filling machine and transmission device integrated design of transmission hydraulic
目 錄
摘要 2
一、 緒論 5
1. 國(guó)外研究現(xiàn)狀 5
2. 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 6
3. 旋耕機(jī)的分類 6
4. 研究?jī)?nèi)容 6
二、 果園旋耕機(jī)材料介紹及選擇 8
三、果園旋耕機(jī)主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算 10
1、果園旋耕機(jī)橫輥斷面設(shè)計(jì)方式 10
2、整體橫輥架強(qiáng)度的計(jì)算 11
3、橫輥?zhàn)冃味扔?jì)算 14
四，橫輥的設(shè)計(jì)方法： 15
1 橫輥旋轉(zhuǎn)裝置 15
2橫輥的設(shè)計(jì) 16
3、橫輥中央斷面設(shè)計(jì) 16
五，橫輥的調(diào)整旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)： 18
1 橫輥的調(diào)整旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 18
2、最大歪斜側(cè)向力 18
3，橫輥中央斷面合成應(yīng)力： 19
六、果園旋耕機(jī)裝配圖 20
七、耕地裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 20
7.1計(jì)算工作循環(huán)中的最大載荷 20
7.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 23
1 軸承軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 23
2 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
3 軸的強(qiáng)度計(jì)算 24
4 主動(dòng)軸承軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 25
7.4 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 25
八 刀片的選擇 28
8.1 按強(qiáng)度選用刀片 29
8.2 計(jì)算功率 29
九 旋耕刀片強(qiáng)度的計(jì)算 30
致謝 32
參考文獻(xiàn) 33
一、 緒論
我國(guó)幅員遼闊，但耕地機(jī)均耕地占有量少。如何利用有限的土地資源去養(yǎng)活中國(guó)日益增加的人口，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)有重要的意義。加大對(duì)農(nóng)業(yè)的投入，提高農(nóng)業(yè)的機(jī)械化程度，特別是加大對(duì)果園旋耕機(jī)的研發(fā)投入，有重要 的意義。 目前廣泛使用的果園旋耕機(jī)可分為兩大類，即背負(fù)式和自走式果園旋耕機(jī)。而自走式果園旋耕機(jī)因?yàn)槠錂C(jī)動(dòng)性好，可靠性高和性能優(yōu)良而使用廣泛并深受廣大農(nóng)民的歡迎。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們一組成員在查閱了大量資料的基礎(chǔ)上，對(duì)自走式果園旋耕機(jī)進(jìn)行了比較合理的總提布局和參數(shù)選擇的分析計(jì)算。以降低成本、增加可靠性和保證良好的 作業(yè)性能為設(shè)計(jì)宗旨,具有良好的機(jī)動(dòng)性和通用性，不僅適應(yīng)大田，也適應(yīng)小地塊和含水量高的果園耕地。該機(jī)型在廣大農(nóng)民中，很受歡迎，加大對(duì)其研發(fā)投入，在降低成本，提高技術(shù)的基礎(chǔ)上，更上一層樓?？梢灶A(yù)見，型自走式谷 物果園旋耕機(jī)前景廣闊。
1. 國(guó)外研究現(xiàn)狀
為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要，國(guó)外果園旋耕機(jī)無(wú)論在機(jī)型、機(jī)種和結(jié)構(gòu)性能上都有很大的發(fā)展和變化。產(chǎn)品實(shí)行系列化、通用化可大大縮短設(shè)計(jì)周期，降低成本，方便使用。目前世界上絕大多數(shù)廠家均成系列的生產(chǎn)各種大小耕地的果園旋耕機(jī)。如福格森公司生產(chǎn)的MF547~MF760五種系列產(chǎn)品，迪爾公司生產(chǎn)的JD935~JD985等七種型號(hào)系列產(chǎn)品。近年來(lái)，國(guó)外許多公司都生產(chǎn)了不少高效率的大型果園旋耕機(jī)，這一趨勢(shì)越來(lái)越明顯。如加拿大的麥塞.福格森公司的MF760型，美國(guó)約翰.迪爾公司的JD7700型，西德克拉斯公司的D150型等。由于自走式具有機(jī)動(dòng)靈活、無(wú)需開道、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在各國(guó)普遍生產(chǎn)和使用的都是自走式果園旋耕機(jī)。為了提高機(jī)器的作業(yè)質(zhì)量并使其高效、安全、可靠的工作現(xiàn)代果園旋耕機(jī)上廣泛采用各種電子儀表監(jiān)視裝置以及電器、液壓控制和液壓驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)技術(shù)。這是90年代以來(lái)國(guó)外果園旋耕機(jī)發(fā)展的又一重要特點(diǎn)。果園旋耕機(jī)使用時(shí)間短，季節(jié)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。設(shè)法提高機(jī)器的可靠性和使用壽命是各國(guó)近年研究的一個(gè)主要方向 [6] 。
2. 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
從世界上第一個(gè)果園旋耕機(jī)耕地裝置的問(wèn)世，它已超過(guò)100年，最初主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械已發(fā)展到幾十個(gè)品種，耕地機(jī)適用于不同的場(chǎng)合。根據(jù)其工作原理可分為滾刀式形式，掛刀式三類型。在中國(guó)的果園機(jī)生產(chǎn)的起步較晚，企業(yè)規(guī)模普遍偏小，產(chǎn)品使用較為單一，沒(méi)有形成規(guī)模，所以很長(zhǎng)一段時(shí)間，果園耕地機(jī)耕地裝置主要進(jìn)口。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1999年底有各種農(nóng)業(yè)機(jī)械保有量達(dá)100000，果園耕地機(jī)耕地裝置的銷售量為1999約30000臺(tái)灣，其中80%是進(jìn)口的。
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，果園機(jī)必須符合環(huán)境保護(hù)當(dāng)前耕地機(jī)類的需求，市場(chǎng)上的果園耕地機(jī)耕地裝置主要是產(chǎn)生的噪音大的發(fā)動(dòng)機(jī)，帶來(lái)環(huán)境污染，在辦公和學(xué)習(xí)的地方，這是不受歡迎的果園耕地機(jī)耕地裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的果園耕地機(jī)耕地裝置，維護(hù)成本較高；同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)果園耕地機(jī)耕地裝置主要依靠葉片的旋轉(zhuǎn)速度穿過(guò)果園地，果園地上排放空氣的旋轉(zhuǎn)，因此，較高的安全要求，操作也會(huì)給員工帶來(lái)了強(qiáng)烈的沖擊，這樣的操作是很不舒服。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)果園耕地機(jī)耕地裝置割果園效率，效果好，但價(jià)格昂貴！
3. 旋耕機(jī)的分類
按其旋耕刀軸的配置方式分為橫軸式和立軸旋耕機(jī)立軸式兩類。以刀軸水平橫置的橫軸式旋耕機(jī)應(yīng)用較多。分類有較強(qiáng)的碎土能力，一次作業(yè)即能使土壤細(xì)碎，土肥摻和均勻，地面平整，達(dá)到旱地播種或水田栽插的立軸旋耕機(jī)要求，有利于爭(zhēng)取農(nóng)時(shí)，提高工效，并能充分利用拖拉機(jī)的功率。但對(duì)殘茬、雜草的覆蓋能力較差,耕深較淺(旱耕12~16厘米;水耕14~18厘米),能量消耗較大。主要用于水稻田和蔬菜地，也用于果園中耕。重型橫軸式旋耕機(jī)的耕深可達(dá)20~25厘米，多用于開墾灌木地、沼澤地和草荒地·
4. 研究?jī)?nèi)容
3.1橫輥旋轉(zhuǎn)裝置
橫輥旋轉(zhuǎn)的方式是采用拖拉機(jī)動(dòng)力轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而使橫輥進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，橫輥旋轉(zhuǎn)裝置主要由旋轉(zhuǎn)主軸、橫輥軸承和軸承組成。通過(guò)橫輥軸承帶動(dòng)一對(duì)嚙合軸承實(shí)現(xiàn)。
3.2 橫輥
采用橫輥式拉緊裝置，主要有壓緊軸承和橫輥兩大部分，通過(guò)橫輥的選擇，以及壓緊軸承的選擇，并計(jì)算出拉緊力。
3.3耕地控制系統(tǒng)
1.左右水平調(diào)整。將帶有旋耕機(jī)的拖拉初停在平坦地面上，降低旋耕機(jī)，使刀片距離地面5厘米，觀察左右刀尖離地高度是否一致，以保證作業(yè)中刀軸水平一致，耕深均勻。
2.前后水平調(diào)整。將旋耕機(jī)降到需要的耕深時(shí)，觀察萬(wàn)向節(jié)夾角與旋耕機(jī)一軸是否接近水平位置。若萬(wàn)向節(jié)夾角過(guò)大，可調(diào)整上拉桿，使旋耕機(jī)處于水平位置。
3.提升高度調(diào)整。旋耕作業(yè)中，萬(wàn)向節(jié)夾角不允許大于10度，地頭轉(zhuǎn)彎時(shí)也不準(zhǔn)大于30度。因此，旋耕機(jī)的提升，對(duì)于使用位調(diào)節(jié)的可用螺釘在手柄適當(dāng)位置擰限位;使用高度調(diào)節(jié)的，提升時(shí)要特別注意，如需要再升高旋耕機(jī)，應(yīng)切除萬(wàn)向節(jié)的動(dòng)力。
圖4.1果園旋耕機(jī)設(shè)計(jì)方案圖
2 橫輥壓緊機(jī)構(gòu)
采用橫輥軸承分別驅(qū)動(dòng)將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能.
3 耕地控制部分
由各自獨(dú)立的耕地回路組成，主泵通過(guò)各耕地回路控制軸承和橫輥軸承，使橫輥產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作。全耕地驅(qū)動(dòng)使橫輥工作平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊。
4,輸送鋪放工位
輸送鋪放工位采用立式輸送鋪放系統(tǒng)，通過(guò)橫輥旋轉(zhuǎn)達(dá)到輸送鋪放的目的。
5 擬采取的技術(shù)措施
橫輥壓桿式結(jié)構(gòu)緊湊，可以改善組成機(jī)構(gòu)零部件的受力情況，零件數(shù)量相對(duì)較少，加工制造比較容易。如今大中型果園旋耕機(jī)鉗桿橫輥多數(shù)采用這種結(jié)構(gòu)。
橫輥旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用橫輥軸承分別驅(qū)動(dòng)，體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易解決制動(dòng)、緩沖和超載保護(hù)問(wèn)題。而一個(gè)橫輥軸承驅(qū)動(dòng)的橫輥旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)適用于小型果園旋耕機(jī)。
橫輥壓緊采用橫輥軸承控制完成，橫輥軸承后置，壓緊塊與鉗臂連接處連接牢固且易于拆卸更換。
二、 果園旋耕機(jī)材料介紹及選擇
按品質(zhì)分類
(1) 普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%） (3) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）
按化學(xué)成份分類
(1) 碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（0.25≤C≤0.60%）；c.高碳鋼（C≥0.60%）。
(2)合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）b.中合金鋼（合金元素總含量>5~10%）c.高合金鋼（合金元素總含量>10%）。
(3)灼燒可使鋼中的碳變?yōu)槎趸紦]發(fā)掉，灼燒后鋼樣品質(zhì)量會(huì)減輕。但灼燒后質(zhì)量會(huì)增多，原因：鋼中的鐵與氧結(jié)合生成四氧化三鐵，且含炭少于鐵
按成形方法分類
(1) 鍛鋼；(2) 鑄鋼；(3) 熱軋鋼；(4) 冷拉鋼。
按金相組織分類
(1) 退火狀態(tài)的a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）b.共析鋼（珠光體）c.過(guò)共析鋼（珠光體+滲碳體）d.萊氏體鋼（珠光體+滲碳體）。
(2) 正火狀態(tài)的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。
(3) 無(wú)相變或部分發(fā)生相變的
按用途分類
(1) 建筑及工程用鋼：a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.鋼筋鋼。
(2) 結(jié)構(gòu)鋼a.機(jī)械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b.彈簧鋼c.軸承鋼
(3) 工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。
(4) 特殊性能鋼：a.不銹耐酸鋼b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼
(5) 專業(yè)用鋼——如果園旋耕機(jī)橫輥用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。
綜合分類
(1)普通鋼a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金結(jié)構(gòu)鋼c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼
(2)優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）
a.結(jié)構(gòu)鋼：(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；
(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。
.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；
(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。
按冶煉方法分類
(1) 按爐種分a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。
.轉(zhuǎn)爐鋼：(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼；(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼?；?(a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼；(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。
c.電爐鋼:(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應(yīng)爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。
(2)按脫氧程度和澆注制度分a.沸騰鋼；b.半鎮(zhèn)靜鋼；鎮(zhèn)靜鋼；d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。
本次設(shè)計(jì)由于的本身安全性，采用結(jié)構(gòu)鋼來(lái)設(shè)計(jì)果園旋耕機(jī)。
三、果園旋耕機(jī)主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算
1、果園旋耕機(jī)橫輥斷面設(shè)計(jì)方式
果園旋耕機(jī)整體跨中斷面圖
①果園旋耕機(jī)橫輥斷面面積
F=0.5（l1-2×δ1）+2δ1×h1+2×δ2×l2+F1+δ×l3
=0.5×（25+25+35）+48.541+25
= 116cm2
②果園旋耕機(jī)橫輥斷面水平形心軸x-x位置
y1=
式中：∑F1—果園旋耕機(jī)橫輥面的面積（cm2）.
∑F1 y1x-各部分面積對(duì)x-x軸的靜矩之和（cm 3）
y1x-各部分面積形心至x-x軸的距離(cm)
則：y1=〔0.5×（35-2×0.5）×55.25+2×0.5×25×43+2×0.5×25.5×30+48.54×13+1×10.5×0.5〕÷116=30cm
y2 =56-30=26cm
結(jié)果得：F=116cm2
y1=30cm y2 =26cm
③果園旋耕機(jī)斷面慣性矩
Jx=ΣJxi+ΣFi y1 2(ΣJxi 為對(duì)自身慣性矩）
=(34×0.5 3) ÷12+34×0.5×25.75 2+ 2×0.5×25 3÷12+2×0.5×25×17.75 2+[2×0.5×（cos47×25.5） 3] ÷12cos47°+2×0.5×25.5×8.25 2+48.54×17.75 2+(10.5×1 2) ÷12+10.5×1×29.5 2
=32336
Jy=ΣJyi+ΣFi y1 2(ΣJyi為對(duì)自身慣性矩）
=(0.5×34 3) ÷12+2×25×0.53÷12+2×0.5×25×17.252 +2×0.5×（sin47°×25.5）3÷12sin47°+2×0.5×25.5×8.52+1×10.53
÷12=11634
結(jié)果：Jx=32336 Jy=11634
2、整體橫輥架強(qiáng)度的計(jì)算
根據(jù)果園旋耕機(jī)的結(jié)構(gòu)和特性，可不考慮橫輥的扭轉(zhuǎn)力的慣性和果園旋耕機(jī)的水平面荷載水平是可以忽略不計(jì)。
豎向荷載的彎曲應(yīng)力引起的下法蘭（由于負(fù)荷不大，用一般的條件，在地上能達(dá)到所要求的）：
根據(jù)P543 26-99計(jì)算：
σx= 單位：公斤/厘米2
式中：P=ψⅡQ+G車
=2000×1.2+221×1.1
=2643.1
其中： F-果園旋耕機(jī)斷面面積 F=0.0126 m2
γ-材料比重，對(duì)鋼板 γ=7.85t／m2
q′-材料橫加筋板的重量所產(chǎn)生的均布載荷 q′=7.5 t／m
②果園旋耕機(jī)鑄鋼下翼局部彎曲計(jì)算
a、計(jì)算橫輥壓作用點(diǎn)位置i及系數(shù)ζ
i=a+c-e
式中：i-橫輥壓作用點(diǎn)與橫輥表面的距離（cm）
c-橫輥緣同鑄鋼翼緣邊緣之間的間隙，取c=0.4 cm
a==(11.6-0.54) ÷2=5.53cm
e=0.164R（cm）對(duì)普型鑄鋼，翼緣表面斜度為.
R-為果園旋耕機(jī)曲率半徑，由機(jī)械手冊(cè)31.84查得R=16.4 cm
則： e=0.164×16.4=2.36 cm
所以：i=5.53＋0.4-2.36=3.57
ξ==3.57÷5.53 =0.65
結(jié)果：i=3.57 ξ=0 .65
b、鑄鋼下翼緣局部曲應(yīng)力計(jì)算：
橫向（在xy平面內(nèi)），局部彎曲應(yīng)力σ1由下式計(jì)算：
σx=±
式中：
a1-翼緣結(jié)構(gòu)形成系數(shù)，貼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí)?。?
a1=0.9
P橫輥—-果園旋耕機(jī)走橫輥?zhàn)畲髾M輥壓（Kg）
P橫輥=
——起升載荷動(dòng)載系數(shù)（=1.2）
——額定機(jī)械重量
——起升沖擊系數(shù)（1~1.1）
——果園旋耕機(jī)自身重量
t0=t+δ
其中：t-鑄鋼翼緣平均厚度 t=1.30 cm
δ-補(bǔ)強(qiáng)板厚度 δ=1 cm
t02=（1.30+1）2=2.302=5.29 cm2
所以：σ1=±(0.9×2.1×843÷5.29)=301.19Kg/cm2
結(jié)果：σ1=301Kg／cm2
1點(diǎn)縱向（在yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力為σ2由下式計(jì)算：
σ2=±
式中：k2由得：k2=0.6
所以：σ2=（0.9×0.6×8435.6=81Kg／cm2
α′點(diǎn)縱向（yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力為σ3，由下式計(jì)算：
σ3= ±
式中：
K3-局部彎曲系數(shù)，得：k3=0.9
a2-翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)，貼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí)a2=1.5
所以：σ3=±（1.5×0.9×843÷5.29）=215Kg／cm2
c、果園旋耕機(jī)跨中斷面當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算
1點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力為σ當(dāng)=
=
=703.6Kg／cm2＜[σ]=1800Kg／cm2
αˊ點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力為α當(dāng)αˊ，由下式計(jì)算：
α當(dāng)i=αx+α3=723+215=938Kg／cm2＜[σ]=1800Kg／cm2
3、橫輥?zhàn)冃味扔?jì)算
①垂直靜鋼度計(jì)算
f= ≤[f]=
式中：f-果園旋耕機(jī)垂直靜撓度（cm）
P-靜載荷（公斤）
P=Q+G=2000+221=2221公斤
L-跨度 L=1000厘米
E-材料彈性衡量，對(duì)3號(hào)鋼E=2.1×103×103公斤/厘米2
Jx-果園旋耕機(jī)斷面垂直慣性矩（）
Jx=32336
[f]-許用垂直靜撓度（cm），取[f]= 厘米
所以：f=2221×10003÷(48×2.1×103×103×32336)=0.68cm
[f]=1000÷700=1.43cm
f＜[f] 所以滿足要求結(jié)果：
②水平靜剛度計(jì)算
f水=≤[f水]= 出自[]26-108式
式中: f水-果園旋耕機(jī)橫輥水平靜撓度（cm）
P′-水平慣性力（公斤）
P′==（2000+221）÷20=111.05公斤
Jy-果園旋耕機(jī)斷面水平慣性矩
Jy=11634
[f水]-許用水平靜撓度，取[f水]= 厘米
[f水]= 1000÷200=5cm
f水=111.05×1000 3÷(48×2.1×103×103×11634)=0.1cm
f水＜[f水] 滿足要求
注：系數(shù)的選取是按P慣=a平=(Q+G)/9.8×0.5≈(Q+G)
P慣-水平慣性力（公斤）
g-重力加速度，取g=9.8m/s2
a平-果園旋耕機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的加速度，當(dāng)驅(qū)動(dòng)橫輥為總數(shù)的?時(shí)，取a平=0.5 m/s2
注均自[Ⅰ]P12表6-8得
③動(dòng)剛度計(jì)算
在垂直方向的自振周期：
T=2π≤[T] ＝0.3s
式中：T-自振周期（秒）
M-果園旋耕機(jī)和果園旋耕機(jī)的換重量M=(0.5qlk+G)
其中：g-重力加速度 g=980cm/s 2
L-跨度 L=1000cm
q-果園旋耕機(jī)均布載荷 q=0.99kg/cm
G-機(jī)體的重量 G=221kg
所以：M=(0.5×0.99×1000＋221)=0.73kg·s2／cm
則：T=2×3.16=0.04s
T=0.04s＜[T]=0.3s
四，橫輥的設(shè)計(jì)方法：
1 橫輥旋轉(zhuǎn)裝置
橫輥旋轉(zhuǎn)裝置主要由橫輥軸承，小軸承，推桿，橫輥，壓緊塊組成。如圖4-2所示。
圖4-2橫輥結(jié)構(gòu)
2橫輥的設(shè)計(jì)
為減少果園旋耕機(jī)運(yùn)行中的歪斜和橫輥同軌道的摩擦阻力，果園旋耕機(jī)的橫輥K和跨度S要滿足一定比例關(guān)系，對(duì)于本次設(shè)計(jì)而言比例關(guān)系為。
=～ 即k=(～)L
=(～) ×10
=1.42～2.0m
取k=2.0m
3、橫輥中央斷面設(shè)計(jì)
①斷面總面積
參數(shù)見中央斷面圖，則：
F=2×30×0.5+2×21×0.5+28.5×1=79.5cm
②形心位置
(相對(duì)于z′-z′)則：
y1=(2×30×0.5+21×0.5×29.75+21×0.5×1.25+28.5×1×15.75)
÷79.5
=15.3cm
所以：y2=30-15.3=16.7cm
(相對(duì)于y′-y′)則：
z1=(30×0.5×22.75+30×0.5×1.25+28.5×1×0.5+2×21×0.5×12) ÷79.5 =7.9cm
所以：z2=26-z1=18.1cm
③斷面慣性矩
Jx=2×1/12×0.5×30 3+2×30×0.5×0.3 2+1/12×1×28.5 3+1/12 3×21×0.5 3+21×0.5×16.45 2+1/12×21×0.5 3+1/12×21×0.5 3+21×0.5×16.05 2
=8410
Jy=2×1/12×0.5×213+2×21×0.5×4.12+1/12×30×0.53+30×0.5×16.852+1/12×30×0.53+35×6.652×0.5+1/12×28.5×13+28.5×7.42
=6650
以上的計(jì)算公式均出自[]P166
平行移動(dòng)軸公式：Iz1=Iz+a2A
Iz=
④斷面模數(shù)
Wx=Jx/y1=8410÷15.3=550cm3
Wy=Jy/Z2=6650÷16.7=452cm3
五，橫輥的調(diào)整旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：
1 橫輥的調(diào)整旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
2、最大歪斜側(cè)向力
橫輥的調(diào)整旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，由于各種原因會(huì)出現(xiàn)跑偏、歪斜現(xiàn)象。此時(shí)，橫輥的調(diào)整旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與軌道側(cè)面的接觸，并產(chǎn)生運(yùn)行方向垂直的側(cè)向力s.
當(dāng)載荷移到左端極限位置時(shí)，操縱室操縱時(shí)最大橫輥壓為ND=1631.5kg，并認(rèn)為NA≈ND,這時(shí)的最大歪斜側(cè)向力為：
SD=λ·N
式中：N-最大橫輥壓 ,N=1631.5公斤 λ-測(cè)壓系數(shù)
對(duì)于橫輥K同跨度1的比例關(guān)系在=~之間，可取≈0.1
所以SD=0.11631.5=163.15Kg
當(dāng)載荷移動(dòng)到右端極限位置時(shí)最大橫輥壓NA=NB=653.3Kg，并認(rèn)為NC≈NB這時(shí)的最大歪斜側(cè)向力為：
SB=0.1653.3=65.33Kg
3，橫輥中央斷面合成應(yīng)力：
最大側(cè)向力考慮當(dāng)載荷向右移動(dòng)到極限位置時(shí)最大側(cè)向力在B橫輥上即有SB=65.33Kg；
=+=+
上式中：K —— 橫輥(k=200cm)
WX和WY—— 斷面模數(shù)（ WX=550cm3和WY=452cm3）
〔σ〕—— 許用應(yīng)力，由于橫輥受理復(fù)雜，一般只計(jì)算垂直載荷和歪斜側(cè)向力，所以許用應(yīng)力3號(hào)鋼取〔σ〕≤1600kg／cm2
σ=653.3×200÷2×550+65.33×200÷2×452=362.3kg/cm2
所以σ＜[σ]=1600Kg/cm2。
所以經(jīng)過(guò)校核是安全的。
六、果園旋耕機(jī)裝配圖
七、耕地裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算
7.1計(jì)算工作循環(huán)中的最大載荷
A. 對(duì)橫輥機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析,見圖4-1
可得如下方程：
（5-2）
（5-3）
式中：——推卸軸承的推力 ，也就是耕地片的最大載荷
——推卸軸承的安裝角度
——耕地的物體在挖掘臂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力
——橫輥板上方物體對(duì)橫輥板的作用力
——為的旋轉(zhuǎn)角度
——橫輥板機(jī)構(gòu)的重力
——物體重量和橫輥板機(jī)構(gòu)重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力
，——為導(dǎo)軌對(duì)橫輥板機(jī)構(gòu)的法向作用力
由5-2式得，
（5-4）B. 橫輥機(jī)構(gòu)的重量計(jì)算
底部鋼管：
式中：——方管邊長(zhǎng) ()
——方管壁厚 ()
——每米鋼管重量 ()
——方管長(zhǎng) ()
頂部鋼管：
側(cè)部鋼管：
側(cè)部鋼管1：
側(cè)部鋼管2：
側(cè)部鋼管3：
此鋼板的理論重量為[1]，所以，此鋼板重量為：
橫輥板前板：
所以，橫輥機(jī)構(gòu)重量
因?yàn)?，一些小零件采取估算的方式以及?jì)算誤差
所以，最后取
C. 耕地的物體在挖掘臂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力的計(jì)算
式中：——橫輥的有效長(zhǎng)度
——橫輥的有效寬度
——橫輥的有效高度
——物體耕地后對(duì)橫輥的壓力 ，物體的單位膨脹力為6235，那其對(duì)橫輥的壓力
——物體與挖掘臂壁之間的動(dòng)摩擦系數(shù)，查表取
D. 橫輥板上方物體對(duì)橫輥板的作用力的計(jì)算
式中：——橫輥板機(jī)構(gòu)底部長(zhǎng)度
——重力加速度
——物體耕地后的密度
E. 物體重量和橫輥板機(jī)構(gòu)重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力的計(jì)算
式中： ——橫輥的容積
——橫輥板機(jī)構(gòu)與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦系數(shù)，查表取
F. 將上述數(shù)據(jù)代入式（5-4）中
則，
7.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
1 軸承軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
1.輸出軸的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由上述計(jì)算可知=0.442
=124.1
于是
2.作用在軸承上的力
已知軸承軸的分度圓直徑為
而 圓周力
徑向力
3.初步確定軸的最小直徑
軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。初步估算軸的最小直徑。
（式15-2）【5】
取 則
軸的最小直徑顯然是安裝從動(dòng)軸承處軸的直徑。此軸上有一鍵槽，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑：?jiǎn)捂I增大5%。 取
為了使所選的軸與軸承孔徑相適應(yīng)，同時(shí)，軸承軸孔的直徑是，故取；又由于軸承橫輥轂齒合面為，故該軸尺寸；
2 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）擬定軸上零件的裝配方案
選用裝配方案：螺母、軸端擋圈、軸承、軸承端蓋、右端軸承、、右端套筒、軸承軸、左端套筒、軸承、軸承端蓋依次從軸的左端向右安裝。
2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和齒合面
（1）為了滿足從動(dòng)軸承的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，軸肩高度，故取段的直徑；齒合面可參考安裝尺寸取
（2）初步選取滾動(dòng)軸承。因軸承受到徑向力較大，故選用單列向心球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列向心球軸承6207，其尺寸為，故、；而。
軸端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。根據(jù)軸承的安裝尺寸，。
其余尺寸可根據(jù)其他相關(guān)零件而確定，即，
3 軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件校核計(jì)算
通過(guò)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置、以及外載荷和支反力的作用位置均已確定
許用應(yīng)力值 用插入法由表16.3【4】 查得 ，
應(yīng)力校正系數(shù)
表6軸承軸受載計(jì)算結(jié)果
載荷
垂直面V
水平面 H
支反力
彎矩
總彎矩
扭矩
6）. 由于軸承為K式直軸承，按彎扭合成應(yīng)力校核的強(qiáng)度
故安全。
4 主動(dòng)軸承軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
由從動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)尺寸可知軸的直徑為，其齒合面可參考裝配尺寸確定。此軸所受載荷較?。珊雎裕刹贿M(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。
使用系數(shù)：由12-9 =1.5
動(dòng)載荷系數(shù):由12.9 =1.15
齒間載荷分配系數(shù)：由圖12.10，先求
.由此可得
KHα=1Zε2=10.8942=1.25
=1.25
7.4 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)
傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)因材料為Q235A鋼，其密度，與的直徑D=320mm.
若取每級(jí)軸承傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)）=0.97，則
則軸的角轉(zhuǎn)速
（2）軸的最小直徑的確定
式中
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，選取=112。于是 得
(4) 電動(dòng)筒體強(qiáng)度的校核
已知 功率P=2.2kW,帶速筒長(zhǎng)l=600mm,直徑D=320mm，
筒體厚度t=15mm,材料為Q235鋼板。
由式 \ --圓周加工力；
由式
，
代入得
=2=116800N， ==58400N；
，--為所受轉(zhuǎn)矩；
設(shè)推料板平均張力F沿齒合面L均勻地分布在上，則單位齒合面上受的力
此中 W--抗彎截面模數(shù)，
對(duì)于內(nèi)徑d，外徑為D的電動(dòng)，其抗彎截面模數(shù)應(yīng)按圓柱殼理論選?。?
因此
式中 R—?dú)ぃǎ┑钠骄霃?，mm; t—?dú)?)的厚度，mm;
則 正應(yīng)力
根據(jù)第四強(qiáng)度理論，合成彎矩可以寫成：
計(jì)算強(qiáng)度校核通過(guò)。
八 刀片的選擇
此設(shè)計(jì)中刀片工作環(huán)境為高速軸轉(zhuǎn)速不大于1500r/min，刀片的圓周速度不大于2m/s（見以下計(jì)算）；工作環(huán)境溫度范圍-40—+50?？蓛?yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)刀片。
總傳動(dòng)比 ( 3-1)
nm———刀片滿載轉(zhuǎn)速，nw———— 旋耕刀片轉(zhuǎn)速；
i=ig?iv (3-2)
取ig=1.37 iv=1.72
ig————一對(duì)圓柱轉(zhuǎn)軸的傳動(dòng)比，iv————V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比；
各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算
= 1420r/min
=
各軸功率計(jì)算
8.1 按強(qiáng)度選用刀片
根據(jù)整個(gè)旋耕機(jī)構(gòu)工作的傳動(dòng)比要求，即總的傳動(dòng)比
各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率列表如下：
軸號(hào)
功率（kW）
轉(zhuǎn)速n(r/min)
轉(zhuǎn)矩(N.m)
I
1.49
1420
9.98
II
1.43
1036
1.38
III
1.36
355
36.3
8.2 計(jì)算功率
根據(jù)式（18-11）【1】
式中 —傳遞的功率，kW;
—工況系數(shù)，見表18-40【1】；
—要求的輸入轉(zhuǎn)速r/min；
—承載能力表中靠近的轉(zhuǎn)速r/min；
—時(shí)的許用輸入功率kW，由表18-31~37【1】中查出；
—對(duì)應(yīng)于時(shí)的許用輸入功率kW,當(dāng)時(shí)，取.；
工況系數(shù)安中等沖擊載荷得到；
按及相接近的公稱轉(zhuǎn)速， ,
當(dāng)時(shí)，折算許用公稱功率
代入上式得：
九 旋耕刀片強(qiáng)度的計(jì)算
根據(jù)旋耕刀片的結(jié)構(gòu)和特性，可不考慮梁的扭轉(zhuǎn)力的慣性和旋耕刀片的水平面荷載水平是可以忽略不計(jì)。計(jì)算并根據(jù)第二負(fù)載梁的強(qiáng)度，動(dòng)載是非常小的，可以由一個(gè)集中荷載的近似計(jì)算。彎曲正應(yīng)力截面包括：整體彎曲梁的應(yīng)力載荷下機(jī)輪壓引起的工字梁凸緣的兩個(gè)部分的局部彎曲應(yīng)力下，合成后的強(qiáng)度校核。在垂直平面內(nèi)按簡(jiǎn)支梁梁的整體彎曲計(jì)算，根據(jù)計(jì)算平面框架剛度：
豎向荷載的彎曲應(yīng)力引起的下法蘭（由于負(fù)荷不大，用一般的條件，在地上能達(dá)到所要求的）：
根據(jù)P543 26-99計(jì)算：
σx= 單位：公斤/厘米2
式中：P=ψⅡQ+G機(jī)
=2000×1.2+221×1.1
=2643.1
其中：Q-額定受壓量 Q=20Kg
G機(jī)-機(jī)體自重 G機(jī)=33Kg
ψⅡ-動(dòng)力系數(shù)，對(duì)于中級(jí)工作類型 ψⅡ=1.2
kⅡ-沖擊系數(shù)，對(duì)于操縱室操縱時(shí) kⅡ=1.1
y1-旋耕刀片下表面距斷面形心軸x-x的距離 y1=30厘米
yx-旋耕刀片跨中斷面對(duì)x-x軸慣性力矩 yx=32336
G機(jī) –機(jī)體的自重 G機(jī)=21Kg
q-旋耕刀片架單位長(zhǎng)度重量（Kg／m）
q= 1000×F×γ+q′
=1000×0.016×7.85+7.5=8.56／m9kg／m
其中： F-旋耕刀片斷面面積 F=0.0126 m2
γ-設(shè)備比重，對(duì)鋼板 γ=7.85t／m2
q′-設(shè)備橫加筋板的重量所產(chǎn)生的均布載荷 q′=7.5 t／m
所以：σx=30÷32336×〔(1.2×2000+1.1×221) ÷4×1000+1.1×1.26×1000 2÷8〕
=30÷32336×779300
=2Kg/cm2
結(jié)果得：σx=2Kg/cm2
致謝
在這畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際,我真摯地向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！非常感謝你們對(duì)我的關(guān)心和幫助。我想如果沒(méi)有你們對(duì)我的幫助和支持，我是難以順利完成本次設(shè)計(jì)的。
我的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在X老師的悉心指導(dǎo)下完成的。X老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范和高度的責(zé)任感是我在設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)過(guò)程中獲益匪淺。在設(shè)計(jì)中遇到困難和挫折時(shí)，X老師總是能夠給予關(guān)懷和幫助。非常關(guān)心我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)常詢問(wèn)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度，并且經(jīng)常指定時(shí)間和地點(diǎn)來(lái)指導(dǎo)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)，為我們答疑解惑。在此，我衷心的向X老師說(shuō)一聲，謝謝！
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，周圍同學(xué)對(duì)我無(wú)私幫助，不厭其煩的為我解答困惑，使我的設(shè)計(jì)工作更加順利。非常感謝他們的幫助。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中，得到了工業(yè)制造學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師的許多幫助和各方面的支持，在此也表示衷心的感謝。
最后再一次感謝對(duì)關(guān)心、支持、幫助我的老師和同學(xué)。
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