畢業(yè)設(shè)計(jì)--水田秸稈掩埋旋耕機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　旋耕機(jī)在我國(guó)農(nóng)業(yè)之中發(fā)揮著重要的作用。在中國(guó)的南方水田地區(qū)，旋耕機(jī)基本滿足每年三個(gè)季節(jié)的耕作要求；在我國(guó)的北方地區(qū)，旋耕機(jī)一般用于犁耕后的直接旋耕播種或者耙地。旋耕機(jī)還可以用于滅茬作業(yè)，可以把收獲后的玉米秸稈打碎還田。但是多數(shù)旋耕

2、只能進(jìn)行一種作業(yè)功能。本篇畢業(yè)設(shè)計(jì)中我們?cè)O(shè)計(jì)了一種集水田秸稈掩埋、碎土及秸稈覆蓋作業(yè)于一體多功能旋耕機(jī)。[1]</p><p>　　本此設(shè)計(jì)提供了一種水田秸稈掩埋旋耕機(jī)，該機(jī)可以通過(guò)更換水田埋草刀后進(jìn)行稻麥水田秸稈掩埋、碎土和秸稈覆蓋等作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，提高機(jī)具的工作效率。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：</p><p>　　相關(guān)資料的調(diào)查與收集，國(guó)內(nèi)外各種旋耕機(jī)械現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合實(shí)際情況

3、提出相關(guān)的結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　2、總體方案設(shè)計(jì)，繪制水田秸稈掩埋旋耕機(jī)的工作圖紙、現(xiàn)場(chǎng)的施工圖。</p><p>　　3、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)：（a）旋耕部件；（b）傳動(dòng)軸、箱體、齒輪、刀軸等零件；（c）有關(guān)計(jì)算和校核等。</p><p>　　4、設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括機(jī)架、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、刀軸、刀片等，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重心平衡。</p><p>

4、　　關(guān)鍵詞 水田秸稈掩埋旋耕機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；工作零部件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Rotary tillers play an important role in China's agriculture. In China's southern paddy field area, rota

5、ry tillers can basically adapt three-season’s farming requirements throughout a year; In China's northern region, rotary tillers are generally used for rotary direct seeding after plowing or harrowing. Rotary ti

6、llers can also be used to plow stubble and break corn stalks after harvest field. But most rotary only can work one function. In this graduation paper, we designed a set of multi-functi</p><p>　　Th

7、e design provides a paddy-straw-buried rotary tiller. This machine can bury paddy straw, crush soil and mulch straw by replacing paddy straw buried knife, and achieve function of multi-purpose, raise the efficiency of wo

8、rk. The main contents of the graduation paper are introduced in the following.</p><p>　　1, research and collect relevant information, to study the situation and development of various rotary mechanical

9、at home and abroad, combine with the actual situation to develop relevant structure of the program.</p><p>　　2, the plan of overall design, draw the work general assembly drawings of paddy-straw-buried rotar

10、y tiller and the picture of field operations.</p><p>　　3, key components design: (a) rotary parts drawings; (b) parts diagram of the transmission shaft, gears, sprockets, box, arbor; (c) the concerning calcu

11、lation and check and so on.</p><p>　　4, the design includes chassis, power train, arbor, razor blades, etc., require a simple structure, balanced center of gravity.</p><p>　　Keywords: paddy-stra

12、w-buried rotary tiller the design of transmission system part design</p><p>　　全套圖紙 外文翻譯</p><p>　　扣扣: 1411494633</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b

13、>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1研究目的及意義1</p><p>　　1.2 研究必要性1</p><p>　　1.2.1農(nóng)機(jī)技術(shù)創(chuàng)新1</p>&

14、lt;p>　　1.2.2農(nóng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步的意義與作用2</p><p>　　1.3 發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　1.4 總體設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.4.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容2</p><p>　　1.4.2設(shè)計(jì)要求3</p><p><b>　　1.5 小結(jié)3</b></p

15、><p>　　2 總體方案設(shè)計(jì)與確定4</p><p>　　2.1 水田秸稈掩埋旋耕機(jī)工作原理與構(gòu)造4</p><p>　　2.1.1 水田秸稈掩埋旋耕機(jī)工作原理4</p><p>　　2.1.2 水田秸稈掩埋旋耕機(jī)的構(gòu)造5</p><p>　　2.2水田秸稈掩埋旋耕機(jī)設(shè)計(jì)方案的確定6</p>&l

16、t;p>　　2.2.1總體方案的確定6</p><p>　　2.2.2傳動(dòng)方案的確定及分析6</p><p>　　2.2.3主要參數(shù)的選擇7</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)8</b></p><p>　　3傳動(dòng)工作部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算9</p><p>　　3.1主要工作部

17、件設(shè)計(jì)計(jì)算9</p><p>　　3.1.1傳動(dòng)裝置動(dòng)力計(jì)算9</p><p>　　3.1.2傳動(dòng)比的分配9</p><p>　　3.1.3齒輪的選擇計(jì)算9</p><p>　　3.2刀滾的設(shè)計(jì)研究20</p><p>　　3.2.1刀滾半徑的選擇20</p><p>　　3.2.2

18、刀片的選擇與安裝20</p><p>　　3.2.3刀軸4的設(shè)計(jì)及研究21</p><p>　　3.3本章小結(jié)26</p><p>　　4其他零部件的設(shè)計(jì)與選擇27</p><p>　　4.1萬(wàn)向聯(lián)軸器27</p><p>　　4.2罩殼和拖板27</p><p>　　4.3消除中間

19、傳動(dòng)漏耕的裝置27</p><p>　　4.4擋草圈和雙油封的設(shè)置及潤(rùn)滑方式的選擇28</p><p>　　4.5齒輪減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28</p><p>　　4.6本章小結(jié)28</p><p>　　5機(jī)具的安裝調(diào)整與潤(rùn)滑30</p><p>　　5.1機(jī)具的安裝30</p><p&

20、gt;　　5.2機(jī)具的調(diào)整31</p><p>　　5.3潤(rùn)滑方式選擇31</p><p>　　5.4本章小結(jié)31</p><p><b>　　結(jié)論與展望32</b></p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34

21、</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1研究目的及意義</p><p>　　近年來(lái)，隨著國(guó)家越來(lái)越重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，糧食生產(chǎn)產(chǎn)量得以穩(wěn)步提高。然而在中國(guó)的許多地區(qū)仍然使用比較傳統(tǒng)的耕作方式，致使春冬季節(jié)地表長(zhǎng)期裸露，導(dǎo)致農(nóng)作物秸稈有效利用率逐年下降及土壤表層有機(jī)物質(zhì)和水分的嚴(yán)重流失，土壤貧瘠化和

22、生態(tài)環(huán)境惡化如意日益加劇，土地得不到很好的修養(yǎng)生息，嚴(yán)重制約我國(guó)糧食產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。特別是在稻麥輪作地區(qū)，對(duì)于小麥秸稈的處理方式，大多數(shù)農(nóng)民還是采用焚燒的方法，對(duì)資源浪費(fèi)和環(huán)境污染產(chǎn)生了重大影響，同時(shí)還存在人身傷亡及田間等火災(zāi)事故的隱患。煙霧籠罩著大地，使廣大人民群眾眼睛流淚、喉嚨癢以及帶來(lái)了飛機(jī)升降困難等問(wèn)題。事實(shí)證明，焚燒秸稈會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題，例如資源浪費(fèi)、土地破壞、環(huán)境污染，嚴(yán)重影響了人民生活及交通安全。因此，水田秸稈掩埋旋耕機(jī)的

23、研究，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，已成為全社會(huì)關(guān)注和急需解決的問(wèn)題。[10]</p><p>　　作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本方向是農(nóng)業(yè)機(jī)械化，小型農(nóng)機(jī)現(xiàn)在已無(wú)法滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，合理有效地開發(fā)多功能旋耕機(jī)及組裝各種的工作部件越發(fā)成為研究方向，這樣不僅使整機(jī)機(jī)動(dòng)性及操作性好，結(jié)構(gòu)緊湊，而且還能提高經(jīng)濟(jì)效益。本論文主要對(duì)新型的整地機(jī)——水田秸稈掩埋旋耕機(jī)盡享了詳細(xì)的研究分析，水田秸稈掩埋旋耕機(jī)能同時(shí)滿足水田秸稈掩埋

24、、旋耕碎土、整地等多項(xiàng)作業(yè)要求。提高秸稈掩埋效果、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、省時(shí)省力，成為市場(chǎng)的迫切要求。通過(guò)換裝旋耕刀后，能夠完成旋耕及碎土作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用?？傊?，使用該機(jī)有益于實(shí)現(xiàn)秸稈還田，土壤有機(jī)質(zhì)增加，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。</p><p>　　至此我們要積極創(chuàng)新，把水田秸稈掩埋旋耕技術(shù)發(fā)展成熟，使其更廣泛的運(yùn)用到農(nóng)作物生產(chǎn)之中。</p><p><b>　　1.2研究必要性</b

25、></p><p>　　1.2.1農(nóng)機(jī)技術(shù)創(chuàng)新</p><p>　　從西方機(jī)械文明的發(fā)展史中我們發(fā)現(xiàn)了 “旋耕機(jī)”，至今已有150多年的歷史，起始旋耕機(jī)主要用于庭院的耕作。旋耕機(jī)真正投入到大田作業(yè)中，伴隨著技術(shù)的改進(jìn)，技術(shù)革命的更新和L型旋耕刀具的成功研制。旋耕機(jī)也隨著不斷地改進(jìn)并且可以適用于不同類型的土壤。20世紀(jì)初期，日本在從歐洲引進(jìn)了旱田旋耕機(jī)后，成功地研制出了適用于水田工作

26、要求的彎刀，解決了刀齒和刀軸的纏草問(wèn)題，至此以后旋耕機(jī)得到了迅速發(fā)展。上世紀(jì)70年代，中國(guó)開始研究基于國(guó)外引進(jìn)的旋耕機(jī)，秸稈還田機(jī)具及技術(shù)的發(fā)展到目前為止，主要出現(xiàn)了旱地反轉(zhuǎn)滅茬和水田秸稈還田兩大類作業(yè)機(jī)具，因?yàn)檫@兩種作業(yè)機(jī)都沒有切草功能，所以當(dāng)根茬高于20cm時(shí)，滅茬效果比較差。[8]</p><p>　　聯(lián)合收割機(jī)結(jié)束工作后留下來(lái)的小麥秸稈和高留茬直接影響水稻栽培。當(dāng)然我們可能會(huì)想到用水田埋草機(jī)，但是水田埋草

27、機(jī)僅能在較深的田間進(jìn)行埋草作業(yè)，而且目前我國(guó)的水稻種植大多數(shù)采用免耕或淺耕作業(yè)，耕深限制直接影響了水田埋草機(jī)的埋草效果。所以，這兩種現(xiàn)有的機(jī)型和水田埋草機(jī)還不符合秸稈還田及耕作的要求。</p><p>　　本論文研究了水田秸稈掩埋模型即水田秸稈掩埋旋耕機(jī)，主要可進(jìn)行水田秸稈掩埋及碎土、秸稈覆蓋操作。其創(chuàng)新之處在于旋耕刀軸的外徑上焊接固定的刀庫(kù)，它可以與旋耕刀及水田埋草刀刀柄的根部相結(jié)合，安裝水田埋草刀后，可一次性

28、完成水田秸稈掩埋、旋耕碎土、整地等作業(yè)。改裝旋耕刀后可一次性完成旋耕碎土作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用。</p><p>　　1.2.2農(nóng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步的意義與作用</p><p>　　隨著我國(guó)聯(lián)合收割機(jī)的廣泛使用，收割后拋的秸稈扨在田中，會(huì)給夏季水稻插秧帶來(lái)很大困難，況且因?yàn)榇蠖鄶?shù)的稻麥秸稈處理不當(dāng)，秸稈還田問(wèn)題已引起了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和廣大群眾的關(guān)注。因此，研究開發(fā)一種新型經(jīng)濟(jì)高效的秸稈掩埋旋耕機(jī)深受廣大農(nóng)民

29、群眾的普遍歡迎。利用水田秸稈掩埋旋耕機(jī)將秸稈還田到土壤之中不但增加了土壤的肥力和有機(jī)質(zhì)，以此可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量5%-10%，而且還避免和解決秸稈焚燒所帶來(lái)的環(huán)境污染資源浪費(fèi)等問(wèn)題。[12]</p><p><b>　　1.3發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p>　　依據(jù)我國(guó)的調(diào)查，在未來(lái)將有30%的水稻和小麥秸稈用于造紙，發(fā)電，草編等，有近70%的秸稈用于還田以增加土壤肥

30、力，但是目前對(duì)秸稈的處理方法仍然是焚燒為主。依據(jù)農(nóng)業(yè)部門的介紹，目前秸稈還田機(jī)具都以整草還田為主，雖然可以推廣應(yīng)用，但不是理想機(jī)型。故研究開發(fā)一種水田秸稈掩埋旋耕機(jī)是十分必要的。[15]</p><p>　　隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的不斷提高，工作效率和效益的提高，和現(xiàn)有的旋耕機(jī)及水田埋草機(jī)存在的弊端不斷顯現(xiàn)，已無(wú)法滿足農(nóng)藝要求和生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大要求。所以對(duì)現(xiàn)有的旋耕機(jī)具的發(fā)展會(huì)出現(xiàn)如下幾種發(fā)展趨勢(shì)：1、高速寬幅；2、深耕

31、全幅；3、自動(dòng)化，智能化；4、小型化。目前整體來(lái)看，我國(guó)的農(nóng)機(jī)發(fā)展很不平衡，農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平明顯偏低，農(nóng)機(jī)服務(wù)組織化程度較低，整體效益較差，農(nóng)業(yè)裝備機(jī)構(gòu)較不合理，農(nóng)機(jī)較科研開發(fā)配套系統(tǒng)建設(shè)落后。[3]</p><p><b>　　1.4總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.4.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　為解決目前稻麥?zhǔn)斋@過(guò)程中存在的問(wèn)

32、題，本論文研究了一種水田秸稈掩埋旋耕機(jī)，該機(jī)與15馬力以上的各類拖拉機(jī)配套使用，主要用于水田耕作。該機(jī)更換水田埋草刀后，能夠進(jìn)行稻麥水田秸稈掩埋、碎土及覆蓋秸稈等作業(yè)，該實(shí)用型機(jī)具作業(yè)效果好，可以實(shí)現(xiàn)降低成本，提高埋草效果及減少作業(yè)負(fù)荷，一機(jī)多用，提高了工作效率和機(jī)具功能。</p><p>　　本次的水田秸稈掩埋旋耕機(jī)主要研究?jī)?nèi)容有：</p><p>　　a、參與總體方案設(shè)計(jì)，繪制水田秸稈

33、掩埋旋耕機(jī)工作總裝配圖、田間作業(yè)圖。</p><p>　　b、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)：（a）旋耕部件圖；（b）傳動(dòng)軸、刀軸、齒輪、箱體、等零件圖；（c）有關(guān)計(jì)算和校核等。</p><p>　　c、相關(guān)信息的調(diào)研與收集，在研究國(guó)內(nèi)外各種旋耕機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)及結(jié)合具體實(shí)際情況制定相關(guān)結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　d、設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架、刀軸、刀片等，要求

34、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重心平衡。</p><p><b>　　1.4.2設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝配和加工工藝性，為了降低制造成本盡可能地使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件。</p><p>　　采用中間的傳動(dòng)方式，可以節(jié)省左右支臂結(jié)構(gòu)，使得受力平衡，還可以降低制造成本。</p><p>　　與拖拉機(jī)采用左右對(duì)稱布置，提高

35、作業(yè)質(zhì)量。</p><p>　　產(chǎn)品應(yīng)滿足農(nóng)藝的要求，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意重心位置，與主機(jī)連接后盡可能地達(dá)到前后平衡。刀軸轉(zhuǎn)速與機(jī)組前進(jìn)速度配置要合理。旋耕刀及水田埋草刀的刀座和入土角布置應(yīng)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣能夠達(dá)到節(jié)能效果。</p><p>　　盡可能地結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，使用起來(lái)安全方便。</p><p>

36、　　要求該機(jī)與拖拉機(jī)固定連接，旋耕作業(yè)應(yīng)覆蓋拖拉機(jī)的輪轍。</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)主傳動(dòng)系統(tǒng)和旋耕系統(tǒng)及拖板等組成部件，且刀盤上裝有兩種不同刀具的刀庫(kù)—旋耕刀和水田埋草刀。</p><p><b>　　1.5小結(jié)</b></p><p>　　（1）分析了此設(shè)計(jì)的研究背景及對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)步與發(fā)展的重要意義及發(fā)展趨勢(shì)。</p>&

37、lt;p>　?。?）綜合敘述了旋耕機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了本論文的主要研究?jī)?nèi)容。</p><p>　　2 總體方案的設(shè)計(jì)與確定</p><p>　　2.1水田秸稈掩埋旋耕機(jī)工作原理與構(gòu)造</p><p>　　2.1.1水田秸稈掩埋旋耕機(jī)工作原理</p><p>　　水田秸稈掩埋旋耕機(jī)是按照拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)的耕作機(jī)具。該機(jī)無(wú)論是裝在手扶拖

38、拉機(jī)還是裝在輪式拖拉機(jī)或履帶拖拉機(jī)上，工作原理都是基本上相同的</p><p>　　圖1。刀尖的軌跡。 x：沿機(jī)器運(yùn)行方向橫向坐標(biāo)；y：向下垂直坐標(biāo)；R：刀尖圓角半徑；：機(jī)器行進(jìn)速度；：刀片尖端的旋轉(zhuǎn)速度；t：時(shí)間；O：軸的初始位置，刀尖是水平初始位置；：軸在t時(shí)刻的位置；H：旋耕深度；：刀尖開始切削土壤時(shí)地面上的點(diǎn)； 刀尖在時(shí)間t時(shí)刻的點(diǎn)M（x，y）。[14]</p><

39、p>　　1、操縱桿 2、中間齒輪傳動(dòng)箱 3、罩殼 4、彈性柱桿 5、拖板總成 6、旋耕刀 7、水田埋草刀 8、犁刀 9、橫梁 </p><p>　　圖2 水田秸稈掩埋旋耕機(jī)簡(jiǎn)圖</p><p>　　具體實(shí)施方式：在圖中，旋耕機(jī)通過(guò)連接拖拉機(jī)來(lái)輸入動(dòng)力經(jīng)過(guò)中間齒輪傳動(dòng)箱2傳遞到刀軸上，刀軸由左右兩個(gè)半軸組成，且為兩個(gè)空心半軸，分別通過(guò)鍵與傳動(dòng)箱的輸出軸連接。動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)箱傳到刀軸上帶動(dòng)刀

40、具工作進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)機(jī)具的秸稈掩埋和旋耕碎土等作業(yè)，被旋耕土壤和后拋的土塊經(jīng)罩殼3、和拖板總成5的擋拖，使土地平整，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)整地的功能，旋耕刀6及水田埋草刀7左右均勻?qū)ΨQ安裝在旋耕軸的刀庫(kù)上，左右水田埋草刀的焊接夾角的范圍為65°-75°。在旋耕刀軸的外徑上，焊接有與旋耕刀6和水田埋草刀7刀柄的根部相吻合的刀庫(kù)，刀庫(kù)側(cè)面帶有固定螺絲，安裝時(shí)只需把刀柄插入刀庫(kù)并按照固定絲固定即可。犁刀7可用來(lái)消除中間傳動(dòng)漏耕問(wèn)題。&l

41、t;/p><p>　　在圖2中，該水田秸稈掩埋旋耕機(jī)是一種小型農(nóng)用機(jī)械，故可以與15馬力以上的各類拖拉機(jī)配套使用，它是在原有的旋耕機(jī)基礎(chǔ)上通過(guò)更換水田埋草刀7后進(jìn)行耕作的。</p><p>　　2.1.2水田秸稈掩埋旋耕機(jī)的構(gòu)造</p><p>　　水田秸稈掩埋旋耕機(jī)是旋耕機(jī)的一種，雖然是動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的農(nóng)用機(jī)具，但結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，剛性較好，都是矩形框架結(jié)構(gòu)。依據(jù)與拖拉機(jī)的連接

42、方式的不同，可以將旋耕機(jī)分為三點(diǎn)懸掛和直接連接兩種。其中，三點(diǎn)懸掛又分為中間齒輪傳動(dòng)，側(cè)邊鏈條傳動(dòng)和側(cè)邊齒輪傳動(dòng)三種；直接連接可分為側(cè)邊鏈條傳動(dòng)和側(cè)邊齒輪傳動(dòng)。一般旋耕機(jī)的組成部分為機(jī)架、動(dòng)力系統(tǒng)、刀輥和罩殼拖板等。[6]</p><p>　　2.2水田秸稈掩埋旋耕機(jī)設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　2.2.1總體方案的確定</p><p>　　依據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的旋耕

43、機(jī)種類、結(jié)構(gòu)以及我國(guó)拖拉是動(dòng)力保有情況，經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師的多次研究商討，本次設(shè)計(jì)在原有水田旋耕機(jī)的基礎(chǔ)上研究開發(fā)出一種集秸稈掩埋及旋耕與一體的新型旋耕機(jī)——水田秸稈掩埋旋耕機(jī)，通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)原有旋耕機(jī)結(jié)構(gòu)及管件技術(shù)參數(shù)，達(dá)到秸稈掩埋和旋耕這種雙功能的目的。機(jī)具的連接方式采用成熟的三點(diǎn)懸掛連接方式，采用中間傳動(dòng)方式。采用這樣的結(jié)構(gòu)方式可以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，降低成本，提高傳動(dòng)的可靠性。經(jīng)過(guò)多級(jí)齒輪的降速，使工作軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到280r/min左右。具體的傳

44、動(dòng)方案方案圖見圖2.</p><p>　　2.2.2傳動(dòng)方案的確定及分析</p><p>　　考慮到受力平衡、傳動(dòng)可靠性及傳動(dòng)效率等問(wèn)題，在本次設(shè)計(jì)中我們采用中間傳動(dòng)方式。具體的傳動(dòng)方案如下圖所示</p><p>　　圖3.1傳動(dòng)方案示意圖</p><p>　　圖3.2 傳動(dòng)方案示意立體圖</p><p>　　1軸上的

45、輸入動(dòng)力按照拖拉機(jī)經(jīng)萬(wàn)向聯(lián)軸器輸入，因?yàn)?軸和2軸是交錯(cuò)軸，故它們之間采用錐齒輪傳動(dòng)，且動(dòng)力經(jīng)按照錐齒輪Z1和Z2傳給2軸達(dá)到一級(jí)降速的目的，在2軸上安裝一個(gè)直齒圓柱齒輪Z3,動(dòng)力再經(jīng)過(guò)直齒圓柱齒輪Z4和Z5傳給軸4達(dá)到所需的工作轉(zhuǎn)速。然而4軸并不是最終的工作軸（刀軸），如果通過(guò)中間傳動(dòng)直接把動(dòng)力傳給刀軸，雖然有牢固，可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)，但是為了達(dá)到降速的目的對(duì)于中間齒輪的直徑往往要求比較大，這就是齒輪鍛造加工比較困難，優(yōu)質(zhì)材料用量較多

46、，不經(jīng)濟(jì)。故在4軸和刀軸之間可以采用同步鏈傳動(dòng)。這是因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)和工藝方面，鏈條傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)具有一定的優(yōu)越性。鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，可以用于環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合，關(guān)鍵是鏈傳動(dòng)的壽命較齒輪傳動(dòng)高。[2]</p><p>　　2.2.3主要參數(shù)的選擇</p><p>　　配套動(dòng)力：15馬力以上的拖拉機(jī)（設(shè)計(jì)時(shí)所取的拖拉機(jī)的型號(hào)為東方紅-20，轉(zhuǎn)速為720r/min，功率P=14.7Kw

47、）[3]</p><p>　　作業(yè)幅寬：160cm</p><p>　　設(shè)計(jì)耕深：18cm（查閱相關(guān)資料可知對(duì)于水田的耕深范圍是14-18cm，設(shè)計(jì)時(shí)選取最大耕深）</p><p>　　刀軸轉(zhuǎn)速：280r/min</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)</b></p><p>　?。?）本章分

48、析了水田秸稈掩埋旋耕機(jī)的工作原理機(jī)器構(gòu)造；</p><p>　?。?）分析及確定了該種旋耕機(jī)的總體方案；</p><p>　?。?）對(duì)旋耕機(jī)及拖拉機(jī)的主要參數(shù)進(jìn)行了選擇。</p><p>　　3 傳動(dòng)工作部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　3.1主要工作部件設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　可知各傳動(dòng)副的效率為：圓錐齒輪

49、傳動(dòng)：=0.97 ；直齒圓柱齒輪：=0.98；球軸承：=0.99；萬(wàn)向聯(lián)軸器：=0.97。[18]</p><p>　　3.1.1傳動(dòng)裝置動(dòng)力計(jì)算</p><p>　　拖拉機(jī)的標(biāo)定功率為20馬力，換算成14.7Kw，從而計(jì)算各軸的輸入功率為</p><p>　　3.1.2傳動(dòng)比的分配</p><p>　?。?）、理論總的傳動(dòng)比</p&g

50、t;<p>　　（2）、對(duì)各級(jí)傳動(dòng)比分別進(jìn)行編號(hào)為，，</p><p>　　為了使錐齒輪的尺寸不致過(guò)大，一般使，通過(guò)下列設(shè)計(jì)錐齒輪確定最終的，然后依據(jù)2軸的轉(zhuǎn)速=和已知的四軸的轉(zhuǎn)速為280r/min左右確定[17]</p><p>　　3.1.3齒輪的選擇計(jì)算</p><p>　　3.1.3.1錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>

51、;　　1、選定錐齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p>　　1）水田秸稈掩埋旋耕機(jī)為一般農(nóng)用工作機(jī)器，速度不高，選用8級(jí)精度（GB 10095-88）[16]</p><p>　　2）材料選擇。選擇大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，小齒輪的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS。[16]</p><p>　　3）選用小齒輪的齒數(shù)為，大齒輪的齒數(shù)

52、為=1.46×21=30.66，取=31，從而實(shí)際傳動(dòng)比為</p><p>　　2、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算[16]</p><p>　　因?yàn)樗x用的齒輪材料硬度小于350HBS，且傳動(dòng)是閉式的，故其傳動(dòng)方式是閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其主要失效形式為齒面點(diǎn)蝕，所以設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后按齒根彎曲強(qiáng)度校核。[16]</p><p>　　按照設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)

53、行試算，即</p><p>　　確定計(jì)算公式內(nèi)的各參數(shù)值</p><p><b>　　試選載荷系數(shù)</b></p><p>　　計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩即1 軸的扭矩</p><p>　　大齒輪傳遞的扭矩即2軸的扭矩l.</p><p>　　選取齒寬系數(shù)=1/3。</p><p&g

54、t;　　因?yàn)殄F齒輪的α=20°，故可取區(qū)域系數(shù)。查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　　按齒面硬度查得齒輪3的接觸疲勞強(qiáng)度極限；齒輪4的接觸疲勞強(qiáng)度極限.</p><p>　　估算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（假定機(jī)器工作10年，每年工作60天，每天工作10小時(shí)）</p><p>　　7)可取接觸疲勞壽命系數(shù)， </p><p>　　8）計(jì)

55、算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　若取安全系數(shù)S=1，失效概率為1%，則按照公式得</p><p><b>　　計(jì)算</b></p><p>　　初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 </p><p><b>　　計(jì)算圓周速度v。</b></p>&

56、lt;p><b>　　3)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　因?yàn)辇X輪在實(shí)際傳動(dòng)中受到多種因素的影響，會(huì)使齒輪上的名義法向載荷增大。所以在齒輪計(jì)算中應(yīng)引入用于齒輪強(qiáng)度計(jì)算的計(jì)算載荷。其中計(jì)算載荷的公式為，按照計(jì)算強(qiáng)度的類別，計(jì)算載荷系數(shù)又可以分為齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算用載荷系數(shù)，和齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用載荷系數(shù)。[16]</p><p>　　其中各參數(shù)值意義

57、為：為使用系數(shù)主要是考慮齒輪嚙合外部因素引起的附加動(dòng)載荷對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響。為動(dòng)載系數(shù)主要是考慮到齒輪內(nèi)部因素引起的附加載荷對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響。為齒間載荷分配系數(shù)主要是考慮同時(shí)嚙合各對(duì)輪齒齒間載荷分配不均對(duì)輪齒應(yīng)力的影響。為齒向載荷分布系數(shù)主要是考慮延齒寬方向載荷分布不均對(duì)輪齒應(yīng)力的影響。[16]</p><p>　　相關(guān)的改進(jìn)措施：關(guān)于使用系數(shù)主要是通過(guò)避免原動(dòng)機(jī)或工作機(jī)的載荷沖擊來(lái)。關(guān)于動(dòng)載系數(shù)主要是通過(guò)提高齒輪

58、加工精度，對(duì)高速齒輪進(jìn)行齒輪修形。關(guān)于 主要是通過(guò)提高齒輪加工精度、適當(dāng)?shù)靥岣啐X頂修緣和控制齒面硬度來(lái)減少齒間載荷分配系數(shù)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響。關(guān)于齒向載荷分布系數(shù)主要是通過(guò)提高齒輪的制造和安裝精度、合理確定齒寬和齒輪在周線上的位置等來(lái)降低其對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響。[16]</p><p>　　對(duì)于他們的主要選取方法如下：</p><p>　　依據(jù)，八級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)；直齒錐齒輪，查得使用系數(shù)，

59、按照參考文獻(xiàn)[16]P226表10-9及公式可得故載荷系數(shù)為</p><p>　　4）按實(shí)際載荷系數(shù)矯正所算的分度圓直徑得</p><p><b>　　計(jì)算模數(shù)。</b></p><p><b>　　取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) </b></p><p>　　3、按齒根彎曲強(qiáng)度校核[16]</p>&

60、lt;p>　　參考文獻(xiàn)[16]P226式10-24得彎曲強(qiáng)度的校核公式為</p><p>　　（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限. </p><p>　　2）取彎曲疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。[16]</p><

61、;p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，按照公式可得</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)K。</b></p><p>　　查取齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)。</p><p><b>　　查得齒形系數(shù)，</b></p><p><b>　　應(yīng)力修正系數(shù)，</b></p

62、><p><b>　　計(jì)算齒寬b。</b></p><p><b>　　圓整取</b></p><p>　　7）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，故錐齒輪設(shè)計(jì)合理安全，所選參數(shù)合適。</p><p>　　錐齒輪的具體參數(shù)如下表所示</p>

63、<p><b>　　表1錐齒輪參數(shù)表</b></p><p>　　3.1.3.2直齒輪3、4的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　1、確定直齒輪的傳動(dòng)比及齒數(shù)</p><p>　　經(jīng)過(guò)上述分析設(shè)計(jì)已確定，所以2軸轉(zhuǎn)速為，從而,若選取，則，取整為,考慮到結(jié)構(gòu)緊湊性和傳動(dòng)連接的可靠性，中間輪的齒數(shù)選定為41。從而齒輪的實(shí)際傳動(dòng)比為，。&l

64、t;/p><p>　　2、選定直齒輪3、4的精度等級(jí)、材料[16]</p><p>　　1）水田秸稈掩埋旋耕機(jī)為一般農(nóng)用工作機(jī)器，速度不高，按照參考文獻(xiàn)[16]P210表10-8選用8級(jí)精度（GB 10095-88），齒根噴丸強(qiáng)化。</p><p>　　2）材料選擇。選擇齒輪3的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，齒輪4材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。

65、</p><p>　　3、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算[16]</p><p>　　因?yàn)樗x用的齒輪材料與錐齒輪相同，故設(shè)計(jì)準(zhǔn)則也是一樣的。</p><p>　　按照設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即</p><p>　　（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　1）試選載荷系數(shù)</b></p

66、><p>　　計(jì)算齒輪3傳遞的扭矩即2軸所受的扭矩</p><p>　　齒輪4傳遞的扭矩即3軸所受的扭矩</p><p>　　2）選取齒寬系數(shù)=1。</p><p>　　3）因?yàn)殄F齒輪的α=20°，故可取區(qū)域系數(shù)。再按照參考文獻(xiàn)[16]P201表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　　4）按齒面硬度

67、查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。</p><p>　　5）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（假定機(jī)器工作10年，每年工作60天，每天工作10小時(shí)）</p><p>　　6）可取接觸疲勞壽命系數(shù)， 。[16]</p><p>　　7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　若取安全系數(shù)S=1，失效概率為1%，則按照公式得</p

68、><p><b>　?。?）計(jì)算</b></p><p>　　1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 </p><p>　　2）計(jì)算圓周速度v。</p><p><b>　　3）計(jì)算齒寬。</b></p><p><b>　　計(jì)算齒寬與齒高之

69、比</b></p><p>　　模數(shù) </p><p>　　齒高 </p><p><b>　　則寬高比 </b></p><p><b>　　5) 計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　依據(jù)，八級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)；直

70、齒輪，，查得使用系數(shù)，按照參考文獻(xiàn)[16]P196表10-4用插值法8級(jí)精度、小齒輪非對(duì)稱布置時(shí)可得。按照 ，，。</p><p>　　6）按實(shí)際的載荷系數(shù)矯正所算的分度圓直徑得</p><p><b>　　7）計(jì)算模數(shù)。</b></p><p><b>　　取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) </b></p><p>

71、　　4、按齒根彎曲強(qiáng)度校核[16]</p><p>　　按彎曲強(qiáng)度的校核公式為</p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。</p><p>　　2）取彎曲疲勞壽命系數(shù) 。</p><p>　　3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。</p&

72、gt;<p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，按照公式可得[16]</p><p>　　4）計(jì)算載荷系數(shù)K。</p><p>　　5）查取齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)。</p><p><b>　　查得齒形系數(shù)，</b></p><p><b>　　應(yīng)力修正系數(shù)，</b></p>

73、;<p><b>　　6）計(jì)算齒寬b。</b></p><p>　　圓整取，因小齒輪3的齒寬大于大齒輪的齒寬，故大齒輪4的齒寬為89mm，從而大齒輪4的寬徑比為</p><p>　　7）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度[16]</p><p>　　滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，故直齒輪3、4設(shè)計(jì)合理安全，所選參數(shù)合適。</p><

74、p>　　3.1.3.3直齒輪5的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　因?yàn)橹饼X輪4的設(shè)計(jì)計(jì)算已在上文論述過(guò)，且齒輪4、5是一對(duì)嚙合的齒輪，故只需對(duì)直齒輪4，5進(jìn)行強(qiáng)度校核就可以了。直齒輪5的精度等級(jí)和材料的選定與直齒輪3相同，都選用8級(jí)精度和40Cr（調(diào)質(zhì)）。[16]</p><p>　　1.齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核</p><p><b>　　校核公式為&l

75、t;/b></p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　1）計(jì)算齒輪4傳遞的扭矩</p><p>　　2）因?yàn)橹饼X輪的α=20°，故可取區(qū)域系數(shù)。再按照參考文獻(xiàn)[16]P201表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　　4）按齒面硬度查得齒輪5的接觸疲勞強(qiáng)度極限；[16]</p>

76、;<p>　　5）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（假定機(jī)器工作10年，每年工作60天，每天工作10小時(shí)）[16]</p><p>　　6）可取接觸疲勞壽命系數(shù)；[16]</p><p>　　7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力[16]</p><p>　　若取安全系數(shù)S=1，失效概率為1%，則按照參考文獻(xiàn)[16]P205式10-12得</p><p>

77、<b>　?。?）計(jì)算</b></p><p>　　1）計(jì)算圓周速度v。</p><p>　　2）計(jì)算齒寬。按照上述設(shè)計(jì)可知齒輪4的齒寬為89mm</p><p>　　3）計(jì)算齒寬與齒高之比</p><p>　　齒高 </p><p><b>　　則寬高比 <

78、;/b></p><p><b>　　4）計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　依據(jù)，查得動(dòng)載系數(shù)；</p><p>　　直齒輪，，查得使用系數(shù)</p><p>　　按照參考文獻(xiàn)[16]P196表10-4用插值法8級(jí)精度、小齒輪非對(duì)稱布置時(shí)可得。按照 ，，得。[16]</p><p>&

79、lt;b>　　校核齒面彎曲強(qiáng)度</b></p><p>　　滿足齒面彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　2、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核[16]</p><p>　　彎曲強(qiáng)度的校核公式為</p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　1）查得直齒輪5的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p>

80、<p>　　2）取彎曲疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，按照公式可得</p><p>　　4）計(jì)算載荷系數(shù)K。</p><p>　　5）查取齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)。</p><p><b>　　查得齒形系數(shù)；<

81、/b></p><p><b>　　應(yīng)力修正系數(shù)；</b></p><p>　　6）計(jì)算齒寬b。因?yàn)辇X輪4的齒寬為97mm，因齒輪5較齒輪4位小齒輪，所以可設(shè)齒輪5的齒寬為93。則齒輪5的寬徑比為</p><p>　　7）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><

82、;p>　　總上可知直齒輪5設(shè)計(jì)合理安全，所選參數(shù)合適</p><p>　　各個(gè)齒輪的相關(guān)參數(shù)如下表所示</p><p><b>　　表2齒輪相關(guān)參數(shù)</b></p><p>　　3.1.3.4齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)</p><p>　　從表中可知齒輪4，5的齒頂圓直徑大于160mm小于500mm，因此可以選用腹板式結(jié)構(gòu)。

83、齒輪3的齒頂圓直徑小于160mm，故齒輪可以選用實(shí)心結(jié)構(gòu)。對(duì)于錐齒輪，因?yàn)殄F齒輪的齒頂圓直徑小于300mm，故可以做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的。[16]</p><p>　　3.2刀滾的設(shè)計(jì)研究</p><p><b>　　圖4刀滾</b></p><p>　　刀滾主要有刀軸，刀片，刀座三部分組成（圖2-17）。刀座和刀片全系列通用。它是旋耕機(jī)的主要工作部件

84、，刀片的外形及其排列的方式該旋耕機(jī)的工作性能。</p><p>　　3.2.1刀滾半徑的選擇</p><p>　　刀滾半徑是刀軸中心至旋轉(zhuǎn)刀片尖點(diǎn)的距離。故刀滾半徑的確定主要依據(jù)旋耕機(jī)進(jìn)行旋耕作業(yè)時(shí)的最大耕深確定。其主要的選用原則是滿足要求的前提下允許一定的構(gòu)造深度，刀軸的半徑應(yīng)盡量設(shè)計(jì)的小一些，使刀片尖點(diǎn)處的圓周速度不致過(guò)大而導(dǎo)致不必要的功率的消耗，同時(shí)也可以使整個(gè)的機(jī)具結(jié)構(gòu)較緊湊，使得

85、機(jī)具的整體質(zhì)量降低。在本次設(shè)計(jì)中我們選擇的最大耕深為18cm，刀滾半徑為245mm。[19]</p><p>　　3.2.2刀片的選擇與安裝</p><p>　　水田秸稈掩埋旋耕機(jī)在作業(yè)時(shí)依靠刀片的合成運(yùn)動(dòng)完成相關(guān)埋草機(jī)耕作任務(wù)，因?yàn)榈镀苯优c土壤接觸，所以刀片的設(shè)計(jì)對(duì)該旋耕機(jī)的性能影響很大。</p><p>　　該旋耕機(jī)通過(guò)在刀軸上同時(shí)安裝水田埋草刀及旋耕刀來(lái)完成

86、埋草及旋耕等多功能作業(yè)。對(duì)于水田埋草刀應(yīng)選擇Y型刀片即燕尾型刀片，選擇此種刀片可以將秸稈充分?jǐn)囁椴⒀诼裰镣寥乐?。?duì)于旋耕刀，我們知道刀片的種類有鑿形刀，“L”形刀兩類。在這里我們不宜選用鑿形刀，因?yàn)樾麢C(jī)工作時(shí)鑿形刀易纏草，其主要適用于熟地和無(wú)草莖的疏松土壤上工作。常用的“L”形刀有沼澤刀、直角刀和彎刀等幾種。在本次設(shè)計(jì)中我們選用彎刀，因?yàn)閺澋豆ぷ鲿r(shí)不易纏草，其主要用于耕作土壤黏濕，田內(nèi)有秸稈水草、綠肥等易纏物的水稻田。不管是埋草刀還

87、是旋耕彎刀都應(yīng)選用65錳優(yōu)質(zhì)鋼材鍛造，因?yàn)樾镀亲钊菀讚p壞和磨損的零件，其技術(shù)狀態(tài)對(duì)作業(yè)質(zhì)量的影響很大。所以刀片的材料應(yīng)為65錳優(yōu)質(zhì)鋼，這樣就使刀片的硬度，耐磨性增加。刀刃部分采用淬火處理以增加其硬度。刀柄部分應(yīng)采用退火以改善切削加工性；消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定材料的尺寸，減少材料的裂紋傾向與變形。[19]</p><p>　　為了使旋耕機(jī)刀軸受力均勻，避免旋耕機(jī)在工作中發(fā)生漏耕或堵塞現(xiàn)象，刀片在刀軸上的安裝排列英

88、邁組以下的要求</p><p>　　除了有規(guī)則的刀軸刀片上的排列外（按螺旋線），也必須在相鄰的刀片在徑向的角度差（即相位角）和軸向距離，保持一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)值，避免耕作發(fā)生干擾觸碰狀況。</p><p>　　左右相鄰刀片的入土順序應(yīng)交錯(cuò)對(duì)稱進(jìn)行，以減少軸向力。</p><p>　　同一螺旋線上的相鄰刀片相同方向之間的夾角應(yīng)大于36度，以防止發(fā)生堵塞，纏草和其他問(wèn)題。&l

89、t;/p><p>　　旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)刀片一周后，在相同的相位角上，只有一把刀具入土，使得刀軸的力矩平衡，減少扭矩波動(dòng)，保證機(jī)具平穩(wěn)正常平穩(wěn)的工作。</p><p>　　在同一切削域內(nèi)保證有兩把以上的刀片工作，從而保證耕作質(zhì)量。</p><p>　　圖5刀片在刀軸上位置的展開</p><p>　　3.2.3刀軸4的設(shè)計(jì)及研究</p><

90、p>　　3.2.3.1該旋耕機(jī)刀軸設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型</p><p>　　計(jì)算刀軸的強(qiáng)度，依據(jù)軸的具體所受的應(yīng)力及受載情況，選擇合適的方法和公式，并選擇適當(dāng)?shù)脑S用應(yīng)力。該旋耕機(jī)的刀軸既承受扭矩又承受彎矩屬于轉(zhuǎn)軸類型，應(yīng)依據(jù)彎曲和扭轉(zhuǎn)合成強(qiáng)度條件對(duì)軸的進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。</p><p>　　3.2.3.2軸的計(jì)算模型</p><p>　　刀軸所受的載荷來(lái)自于軸類零件

91、，即受到刀片的載荷，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的自重等。在計(jì)算的時(shí)候可以將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的重量（約20kg）簡(jiǎn)化為集中力P作用在載荷分布的中間部分，軸所受刀片的分布載荷簡(jiǎn)化為均勻分布載荷Q（取Q=M/L=550.91N/m）。[3]通常把刀軸當(dāng)做承受兩鉸鏈支座上的梁，如下圖所示。</p><p>　　圖6刀軸所受載荷的彎扭距圖</p><p>　　3.2.3.3彎扭矩圖</p><p>　

92、　依據(jù)圖6所示，分別計(jì)算出集中力和均勻分布的載荷產(chǎn)生的彎矩，并作出相對(duì)應(yīng)的彎矩圖M1和M2（即圖6b和圖6c），然后計(jì)算出總彎矩M=M1+M2和相應(yīng)的M總彎矩圖（圖6d）和T扭矩圖（圖6e）。</p><p>　　3.2.3.4刀軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算</p><p>　　在這里因?yàn)樗镅诼裥麢C(jī)的刀軸是通過(guò)側(cè)邊鏈傳動(dòng)輸入動(dòng)力的，所以在軸中間不裝配任何相關(guān)齒輪僅僅裝配刀具，故可以簡(jiǎn)單把他簡(jiǎn)化為

93、簡(jiǎn)支梁，中間均勻承受來(lái)自刀具的載荷及機(jī)具的自身重力載荷。</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

94、

95、 </p><p>　　初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。依據(jù)參考文獻(xiàn)[16]表15-3，取，因而得</p><p><b>　　圖7軸的結(jié)構(gòu)與裝配</b></p><p>　　輸出軸的最小直徑是刀軸管與變速齒輪箱

96、輸出軸之間配合處即刀軸管的內(nèi)徑（圖7），為了使所選的軸徑和軸承的孔相適應(yīng)，故須同時(shí)選擇軸承型號(hào)。由于軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力的作用，所以可以選用角接觸球軸承。參照工作要求，設(shè)定導(dǎo)管的厚度為50左右并依據(jù)，按照軸承產(chǎn)品中選擇角接觸球軸承7316AC，尺寸為 ，滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。按照手冊(cè)上查得7309AC型軸承的定位軸肩高度=6mm，從而刀軸管的外徑為92mm。其中刀軸管的工作長(zhǎng)度取1600mm。[17]&l

97、t;/p><p>　　2.該旋耕機(jī)刀軸強(qiáng)度校核計(jì)算</p><p>　　通過(guò)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖7）我們可以做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖6）。因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距l(xiāng)=1051mm。通過(guò)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖4）。</p><p>　　受彎扭矩轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度校核公式為</p><p>　?。?）確定公式中各數(shù)值</p><

98、p><b>　　計(jì)算總彎矩M</b></p><p><b>　　2）計(jì)算扭矩T</b></p><p>　　3）計(jì)算抗彎截面系數(shù)?？招妮S的抗彎截面系數(shù)，其中D為刀軸的直徑，經(jīng)上述結(jié)構(gòu)計(jì)算可知D=54mm，帶入計(jì)算得W=1.57。</p><p>　　4）確定式中的α值。因?yàn)樾遁S所受的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，

99、故α取0.6。</p><p>　　5）確定許用應(yīng)力。查閱參考文獻(xiàn)[16]可知當(dāng)軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理時(shí)=60Mpa。</p><p><b>　?。?）強(qiáng)度校核計(jì)算</b></p><p>　　因此，此旋耕機(jī)刀軸強(qiáng)度滿足使用要求。</p><p>　　3.刀軸疲勞強(qiáng)度的精確校核</p><p&g

100、t;<b>　?。?）判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　從對(duì)軸所受的彎扭矩圖及應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響，引起應(yīng)力集中最為嚴(yán)重的部分是中間截面A-A，故中間截面A-A為危險(xiǎn)截面。</p><p>　?。?）危險(xiǎn)截面A-A左側(cè)</p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)</b></p><p>

101、;<b>　　抗扭截面系數(shù)</b></p><p><b>　　危險(xiǎn)截面左側(cè)的彎矩</b></p><p>　　危險(xiǎn)截面處的扭矩 </p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　截面處的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></

102、p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。按照參考文獻(xiàn)[16]表15-1可查得，，。</p><p>　　截面上因?yàn)檩S肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)，可按參考文獻(xiàn)[16]附表3-3查取。因?yàn)閞/d=0.037,D/d=1.083,經(jīng)插值法得，</p><p>　　又可按照附圖3-1查得軸的材料的敏感性系數(shù)為</p><p>　　所以有效應(yīng)力集中系數(shù)為

103、</p><p>　　按照參考文獻(xiàn)[16]附圖3-2得尺寸系數(shù)；按照附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為。</p><p>　　軸可按磨削加工，按照參考文獻(xiàn)[16]附圖4-1得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則可得綜合系數(shù)為</p><p>　　又因?yàn)樘间摰奶匦韵禂?shù)為：</p><p><b&g

104、t;　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p><p>　　于是，計(jì)算安全系數(shù)值為</p><p><b>　　故可知其安全</b></p><p>　?。?）危險(xiǎn)截面A-A右側(cè)</p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)</

105、b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù)</b></p><p><b>　　危險(xiǎn)截面右側(cè)的彎矩</b></p><p>　　危險(xiǎn)截面處的扭矩 </p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　

106、　截面處的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p><p>　　因?yàn)辇X輪和軸的配合是過(guò)盈配合，過(guò)盈配合處的可按照參考文獻(xiàn)[16]附表3-8用插值法求出，并取，于是得</p><p><b>　　，</b></p><p>　　軸可按磨削加工，按照參考文獻(xiàn)[16]附圖4-1得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化

107、處理，即，則可得綜合系數(shù)為</p><p>　　又因?yàn)樘间摰奶匦韵禂?shù)為：</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p><p>　　于是，計(jì)算安全系數(shù)值為</p><p>　　故可知該軸在危險(xiǎn)截面A-A右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的，從而軸

108、的設(shè)計(jì)是比較合理的。</p><p><b>　　3.3本章小結(jié)</b></p><p>　?。?）對(duì)該種旋耕機(jī)的傳動(dòng)裝置進(jìn)行分析與計(jì)算，對(duì)主要對(duì)傳動(dòng)裝置中的齒輪進(jìn)行了選擇計(jì)算。</p><p>　?。?）對(duì)旋耕機(jī)的工作部件刀滾進(jìn)行了分析與研究。其中包括刀軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和刀片的選擇與安裝。</p><p>　　4 其他零部

109、件的設(shè)計(jì)與選擇</p><p><b>　　4.1萬(wàn)向聯(lián)軸器</b></p><p>　　萬(wàn)向聯(lián)軸器是將拖拉機(jī)的動(dòng)力傳遞給水田秸稈掩埋旋耕機(jī)的傳動(dòng)件，它可以依據(jù)旋耕機(jī)的工作情況進(jìn)行升降或左右擺動(dòng)變化。因?yàn)樾麢C(jī)的工作環(huán)境條件較差，且工作時(shí)負(fù)荷變化較大，故所選用的萬(wàn)向聯(lián)軸器應(yīng)具有足夠的強(qiáng)調(diào)及可靠性。在萬(wàn)向聯(lián)軸器傳動(dòng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要求動(dòng)力輸出軸與旋耕機(jī)的第一軸的夾角在耕作時(shí)

110、應(yīng)不超過(guò)10°。夾角如果過(guò)大，萬(wàn)向聯(lián)軸器就不能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，甚至?xí)a(chǎn)生很大的軸向力和離心力，導(dǎo)致傳動(dòng)部件的早期破壞，并使機(jī)具工作時(shí)功率消耗過(guò)大。</p><p>　　萬(wàn)向聯(lián)軸器應(yīng)依據(jù)載荷特性、計(jì)算轉(zhuǎn)矩及工作轉(zhuǎn)速選用</p><p>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩可按照下式求出</p><p>　　其中T為理論轉(zhuǎn)矩其具體計(jì)算方法為</p><p>　　K為

111、工作情況系數(shù),因?yàn)樗锝斩捬诼裥麢C(jī)在工作時(shí)受到中沖擊載荷，故K的值選定為1.5。</p><p>　　從而可知計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</p><p>　　依據(jù)以上所得的計(jì)算數(shù)據(jù)我們選擇的萬(wàn)向聯(lián)軸器的型號(hào)為SWC 440 CH1。</p><p><b>　　4.2罩殼和拖板</b></p><p>　　罩殼與拖板及擋泥板起能夠擋

112、住旋耕拋起的土塊并再次破碎土塊，使耕作后的土壤地表平整，并改善了勞動(dòng)條件和保證了機(jī)具安全運(yùn)行。在設(shè)計(jì)中，刀片與罩殼的間隙應(yīng)選則一個(gè)合適的距離，間隙過(guò)大結(jié)構(gòu)也就越大不允許，間隙過(guò)小，會(huì)產(chǎn)生易堵塞，增加摩擦阻力等問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，刀片與罩殼的間隙前段為30-40毫米，后端為70-80毫米。</p><p>　　外殼和機(jī)架上的側(cè)邊鏈條傳動(dòng)箱體和側(cè)板連接在一起，根據(jù)使用規(guī)范調(diào)節(jié)彈性桿來(lái)控制拖板的高度。中間吃輪傳動(dòng)式的旋耕機(jī)

113、罩殼拖板，以中間齒輪箱為界限，分為左右兩各部分組成。</p><p>　　4.3消除中間傳動(dòng)漏耕的裝置</p><p>　　中間傳動(dòng)式齒輪箱放置在刀軸中間處，具有一定的寬度，刀片旋轉(zhuǎn)避開箱體，以確保安全運(yùn)行的要求，刀片與傳動(dòng)箱體之間具有一定的間隙。所以，箱體寬度及刀片與箱體之間的間隙構(gòu)成了耕地時(shí)的漏耕地段，特別是在水田土壤中工作時(shí)這種漏耕情況尤其顯著。具體的漏耕情況如圖所示（圖2-28）。

114、</p><p>　　為此我們要設(shè)計(jì)消除漏耕問(wèn)題的裝置。第一種就是在裝在刀軸上箱體下面安裝犁刀之類的工作部件，這種處理方式比較簡(jiǎn)單，制造容易，然而這種方式的漏耕消除質(zhì)量并不理想。第二類就是采用特殊結(jié)構(gòu)的刀片和刀座，當(dāng)?shù)遁S轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，采用這種特殊刀片既可以耕作箱體下面的土壤，又可以避開箱體，不與箱體發(fā)生觸碰情況。但是這種處理方式較上一種而言結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造也比較困難。</p><p>　　4.4擋

115、草圈和雙油封的設(shè)置</p><p>　　為了提高齒輪箱刀軸軸承處的密封性能，我們采用了一個(gè)雙向油封結(jié)構(gòu)既封油又封水泥。為了克服軸頸處對(duì)油封的擠壓而破損密封環(huán)，特將此處的外刀管上設(shè)置一個(gè)迷宮式擋草圈，當(dāng)其直徑增大后既能夠減少纏草，又能夠能確保密封安全可靠。</p><p>　　4.5齒輪減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）傳動(dòng)箱體的材料選擇</p&g

116、t;<p>　　在本次設(shè)計(jì)中我們采用整體式鑄造箱體的齒輪減速箱，材料為HT200。</p><p>　?。?）我們選擇減速箱的箱體厚度為10mm，傳動(dòng)箱體的裝配圖如裝配圖所示，選用箱體的表面粗糙度為Ra6.3。</p><p><b>　　4.6本章小結(jié)</b></p><p>　?。?）主要對(duì)旋耕機(jī)的其他零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與選擇。

117、其中包括萬(wàn)向聯(lián)軸器、罩殼和拖板等，對(duì)變速箱體的結(jié)構(gòu)及材料進(jìn)行了設(shè)計(jì)與選擇。</p><p>　?。?）分析了選擇中間傳動(dòng)方式傳動(dòng)時(shí)的漏耕情況及選用解決漏耕問(wèn)題的裝置。</p><p>　　5 機(jī)具的安裝調(diào)整與潤(rùn)滑</p><p><b>　　5.1機(jī)具的安裝</b></p><p>　　1.拖拉機(jī)倒退與旋耕機(jī)的懸掛架中部

118、對(duì)準(zhǔn)，為了使旋耕機(jī)的左右懸掛架與拖拉機(jī)銷聯(lián)接，將拖拉機(jī)的下拉桿高度提高到適當(dāng)?shù)奈恢谩?</p><p>　　2.在安裝萬(wàn)向聯(lián)軸器時(shí)，確保開口銷與插銷的正確安裝。同時(shí)，在安裝時(shí)注意以下幾個(gè)事項(xiàng)。第一個(gè)是根據(jù)拖拉機(jī)的型號(hào)選擇不同長(zhǎng)度的方軸與方軸套，確保機(jī)具在工作時(shí)軸和軸套之間要有足夠的配合長(zhǎng)度避免出現(xiàn)卡死問(wèn)題。本次設(shè)計(jì)中選擇是東方紅-20，則選用的方軸長(zhǎng)度為213mm，方軸套管夾叉長(zhǎng)度為290mm。具體的按表3選用。

119、</p><p>　　第二個(gè)是方軸的夾叉與方軸套的夾叉開口必須放置在同一個(gè)水平面內(nèi)，如果不是則會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)軸回轉(zhuǎn)不均勻，從而造成零件的破壞。其正確的安裝方法如下圖所示。</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　3.刀片的安裝已在上文論述過(guò)此處不再重復(fù)贅述。[11]</p><p>　　5.2機(jī)具的調(diào)整