微型稻田旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)【含圖紙】

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周實(shí)習(xí)報告三年的學(xué)習(xí)就要結(jié)束了，在這三年中，我們學(xué)習(xí)到了很多知識，有理論的，也有實(shí)際的，但這些都是為了最后一個課題做基礎(chǔ)，那就是畢業(yè)設(shè)計(jì)。2006年3月20日上午，老師將我們召集在一起，開了一次會，這是關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的程序以及時間和難度。聽完老師的講解，我們才了解到畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性以及其中的困難。在這三年的學(xué)習(xí)中，這才是真正考驗(yàn)我們的時刻，這不僅僅是畢業(yè)之前的一項(xiàng)任務(wù)，也是對我們這三年學(xué)習(xí)中所學(xué)知識的一個總結(jié)。通過這三周的畢業(yè)實(shí)習(xí)，使我的理論知識得到了進(jìn)一步的鞏固隔閡提高，更學(xué)到了很多以前在書本上學(xué)不到的內(nèi)容和專業(yè)性更強(qiáng)的知識。雖然學(xué)習(xí)了三年，但大家對自己所學(xué)的專業(yè)知識還是不夠，無法作好自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，因此，學(xué)校組織了為期三周的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)。這對我們加強(qiáng)自己設(shè)計(jì)題目在工業(yè)各領(lǐng)域應(yīng)用的感性認(rèn)識，開闊視野，了解相關(guān)設(shè)備及技術(shù)資料有很多的幫助。第一周的實(shí)習(xí)期間里，我去圖書館借了很多關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)題目方面的書，學(xué)到了很多知識，即復(fù)習(xí)了以前學(xué)過，也學(xué)習(xí)了很多新的知識，使我在理論方面提高了不少。第二周的實(shí)習(xí)期間里，我去圖書館查了很多關(guān)于輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動稱量裝置的結(jié)構(gòu)及原理，我深深的領(lǐng)悟了在課堂上所學(xué)的知識都是基礎(chǔ)的，只有通過畢業(yè)設(shè)計(jì)才能更深地了解所學(xué)的知識。通過前兩周的理論學(xué)習(xí)，我深深的感到了自己以前所學(xué)的東西太少了，我又去圖書館借了資料，來充實(shí)我的理論知識，爭取在最短了時間里，學(xué)習(xí)到最多的知識，為了畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。通過這三周的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，使我的理論知識得到了很大的充實(shí)，了接了畢業(yè)設(shè)計(jì)題目在工作中的應(yīng)用，通過所學(xué)的理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，我相信一定能很好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過這三周的實(shí)習(xí)，我一定會出色的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的，努力，再努力！實(shí)習(xí)日期：3月20日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)： 今天第一次參加畢業(yè)設(shè)計(jì)，主要了解自己的設(shè)計(jì)題目的內(nèi)容和具體含義，農(nóng)業(yè)機(jī)械和畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中，以及農(nóng)業(yè)業(yè)高產(chǎn)品初加工和處理過程中所使用的各種機(jī)械。土壤基本耕作機(jī)械是以用土壤進(jìn)行翻耕、松碎個或深松等用的機(jī)械包括樺式犁、圓盤犁、鑿式犁和旋耕機(jī)等。農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展，與國家懂得發(fā)展和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件有直接關(guān)系，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，農(nóng)業(yè)機(jī)械向大型、寬幅、高速和高生產(chǎn)率的的方向發(fā)展，并在實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的基礎(chǔ)上逐步向生產(chǎn)過程的自動化過渡。大田的耕作機(jī)械主要有鏵式犁和旋耕機(jī)兩種。旋耕機(jī)由于具有耕地和耙地的雙重作用，在耕地機(jī)械中占有重要的地位。實(shí)習(xí)日期：3月21日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：旋耕機(jī)是一種由動力驅(qū)動的土壤耕作機(jī)械，旋耕機(jī)的耕作部件為旋耕刀輥，是由多把旋耕刀在刀軸上按螺旋線排列而成的，旋耕機(jī)于19世紀(jì)中葉問世，但直到本世紀(jì)20年代歐洲研制成功直角旋耕刀后，旋耕機(jī)才在歐洲旱地得到推廣使用，日本二站以后為了盡快恢復(fù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，決定從歐洲、美國引進(jìn)旋耕機(jī)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。由于日本大多為水田，直角旋耕刀不適宜與水田耕作。一大批日本學(xué)者開始致力于旋耕機(jī)的研制工作，經(jīng)過努力研制出了旋耕彎刀，成功的的解決了刀軸纏草的問題。并且是由離心較勁的刃口開始開始切割，由近及遠(yuǎn)最后由正切刃橫向切開土壤。 旋耕機(jī)切土、碎土的能力強(qiáng)，依次旋耕能達(dá)到一般犁耙作業(yè)的碎土效果，耕后地表平整、松軟，能滿足精耕細(xì)作要求，切縮短工序間隔，有利于搶農(nóng)業(yè)忙時見掃拖拉機(jī)耕作次數(shù)，減輕對土壤的壓實(shí)，減少能源消耗，降低作業(yè)成本，減少機(jī)具投資，提高機(jī)具的利用率，加之今年來國內(nèi)還條技術(shù)和免耕少耕技術(shù)的推廣。實(shí)習(xí)日期：3月22日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：旋耕機(jī)的的類型 近幾十年來，隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，旋耕機(jī)的研究和應(yīng)用有很大的進(jìn)展，出現(xiàn)多種形式的產(chǎn)品：1、 按旋耕刀軸的位置可分為橫軸式（臥式）、立軸式（立式）、斜軸式。2、 按與拖拉機(jī)連接型式的可分為牽引式、懸掛式、直接連接式。3、 按與 刀軸的傳動型式分為中間傳動和側(cè)邊傳動。萬向節(jié)傳動軸的安裝萬向節(jié)傳動軸由2個活節(jié)組成，安裝時需注意2點(diǎn)：一是旋耕機(jī)在升起或工作狀態(tài)時，方軸與套既不要頂死，還要有足夠的配合長度；二是必須使方軸及套的夾叉處于同一平面內(nèi)，以免影響作業(yè)質(zhì)量和造成拖拉機(jī)與旋耕機(jī)傳動系統(tǒng)及相關(guān)零件損壞。實(shí)習(xí)日期：3月23日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：旋耕機(jī)的工作原理： 旋耕機(jī)工作時，其刀片隨著刀軸由拖拉機(jī)動力輸出軸驅(qū)動作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時又隨著機(jī)組的前進(jìn)做等速直線運(yùn)動。刀片切削土壤的時候，刀片的絕對運(yùn)動是機(jī)組的前進(jìn)運(yùn)動與刀軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動所合成的。為了使機(jī)組能正常工作，刀片在整個切土的過程中不能產(chǎn)生推土的現(xiàn)象，要求起絕對運(yùn)動為余擺線。在這余擺線饒圈最大橫旋以下任意一點(diǎn)的水平方向與機(jī)組前進(jìn)方向相反。這樣刀片切下的土塊向后拋擲與擋泥罩以及平土拖板撞擊，使土塊進(jìn)一步破碎再落到地面。由于機(jī)組不斷前進(jìn)，刀片就連續(xù)不斷地對未耕的地進(jìn)行松碎。實(shí)習(xí)日期：3月24日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：旋耕機(jī) 的設(shè)計(jì)原則、思想 進(jìn)行廣泛的市場調(diào)研，分析市場上現(xiàn)有的國內(nèi)外機(jī)型的優(yōu)缺點(diǎn)，盡可能利用先進(jìn)的、成熟的技術(shù)，力求有所創(chuàng)新，并聰分考慮農(nóng)民的的需求及承受能力和現(xiàn)有的工廠條件，也就是說以滿足工作性能為基礎(chǔ)，達(dá)到可靠性、實(shí)用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性及系列化的統(tǒng)一，爭好的經(jīng)濟(jì)效益。 實(shí)習(xí)日期：3月27日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)： 1.2型旋耕機(jī)的結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù) 主要由萬向節(jié)總成、懸掛架總成、齒輪箱、左彎刀、右主梁總成、右彎刀、左主梁總成、左刀軸總成、右左刀軸總成、機(jī)罩拖板總成等組成。 主要技術(shù)參數(shù) 旋耕機(jī)型號1.2型旋耕機(jī)配套動力鐵牛55 耕幅 1.84M耕深14CM刀片型式 彎刀刀片數(shù)量 54輸入轉(zhuǎn)速 532r/min 刀軸轉(zhuǎn)速 240 r/min 與主機(jī)掛接型式 標(biāo)準(zhǔn)三點(diǎn)懸掛（I類）前進(jìn)速度2.75KM/h結(jié)構(gòu)質(zhì)量402Kg外型尺寸長1374mm寬2077mm高1328mm生產(chǎn)率 6畝/小時實(shí)習(xí)日期：3月28日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)： 旋耕機(jī)的總體設(shè)計(jì)： 總體設(shè)計(jì)包括類型的選擇、旋耕機(jī)耕幅的確定、與拖拉機(jī)的掛接形式及配置型式、傳動型式、前進(jìn)速度、刀軸轉(zhuǎn)速等內(nèi)容?？傮w設(shè)計(jì)要體現(xiàn)設(shè)計(jì)呀和設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的的合理匹配，達(dá)到可靠性、適用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性及系列化的統(tǒng)一。1、 旋耕機(jī)的類型的選擇2、 旋耕機(jī)的耕幅的確定3、 旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的掛接形式4、 旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的配置型式5、 旋耕機(jī)的傳動型式6、 旋耕機(jī)的前進(jìn)速度7、 旋耕機(jī)的刀軸轉(zhuǎn)速實(shí)習(xí)日期：3月29日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：旋耕機(jī)部件的設(shè)計(jì)：1、 萬向節(jié)總成2、 懸掛架總成3、 齒輪箱4、 左、右梁總成及機(jī)罩拖板總成5、 左、右刀軸總成實(shí)習(xí)日期：3月30日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：旋耕機(jī)對刀片的排列要求： 彎刀在刀軸上的來列是影響耕作質(zhì)量及功率消耗的重要因素之一，為了使旋耕機(jī)在作業(yè)時受到的阻力小，耕作質(zhì)量好，刀軸受力均勻，避免漏耕和堵耕現(xiàn)象的發(fā)生，刀片在刀軸上的排列應(yīng)滿足下列要求：1、 在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，若配置2把以上的刀片，要求每切割小區(qū)內(nèi)幾把彎刀的切土質(zhì)量相近，以保證碎土的質(zhì)量好，耕后溝底平整。2、 在刀軸回轉(zhuǎn)一周中，刀軸每轉(zhuǎn)過一個相等的幅度時，在同一相位角，必須是一把彎刀入土，是扭矩較為平衡，減少扭矩波動幅度，以保證工作的穩(wěn)定性。3、 左彎刀片和右彎刀片應(yīng)交替入土，使刀軸兩端的軸承所受的側(cè)壓力平衡，以減少旋耕刀對旋耕機(jī)中心的轉(zhuǎn)矩，保持旋耕機(jī)組工作時的直線性。4、 相繼入土的刀片在刀軸上的軸向距離越大越好，盡可能地增大軸向相鄰兩彎刀見的夾角，以避免發(fā)生堵塞。實(shí)習(xí)日期：3月31日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：現(xiàn)有旋耕刀的片排列存在的問題：根據(jù)上述旋耕機(jī)刀軸上刀片排列的要求，我過現(xiàn)生產(chǎn)的旋耕機(jī)的刀片片按一般按雙螺旋線的規(guī)則排列。采用此排列方法較好地滿足以上要求，但是在實(shí)際應(yīng)用中又出現(xiàn)了許多問題：1、 由于刀軸上的刀片按2條螺旋線排列，其中左彎刀按一條螺旋線排列，相間180度，右彎刀按另一條螺旋線排列，而且兩條螺旋線的旋向一致，所以工作時刀軸旋轉(zhuǎn)彎刀就會將土壤沿著螺旋線的方向輸送，因此耕后的地表一邊土多，另一邊土少，并且旋耕機(jī)容易跑偏。2、 在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，相間一定角度焊2個刀座，很容易產(chǎn)生焊接變形，使刀軸的直線度達(dá)不到要求。3、 采用此排列方法，刀片的個數(shù)多，耕作阻力大，旋耕機(jī)制造長本高，旋耕機(jī)的工作效率低。實(shí)習(xí)日期：4月3日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：旋耕刀的設(shè)計(jì) 1、 旋耕刀的分類：旋耕刀是旋耕機(jī)的主要部件，旋耕刀按工作結(jié)構(gòu)形式大致分為三種類型：鑿形刀、直角刀、彎刀、2、 旋耕刀的結(jié)構(gòu)：旋耕刀主要有側(cè)切面、正切面、過渡面組成，旋耕刀各部位名稱，側(cè)切面具有切斷、推開草莖等功能。正切面具有翻土、碎土等功能。3、旋耕刀的設(shè)計(jì)包括：（1）側(cè)切刃的設(shè)計(jì) （2）正切刃曲線 （3）彎刀的其他參數(shù) （4）材料和技術(shù)條件 實(shí)習(xí)日期：4月4日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：旋耕機(jī)的幾項(xiàng)驗(yàn)算：刀齒工作時的切削速度、入土角和最大工作深度是臥式旋耕機(jī)最基本的工作參數(shù)，其性能直接影響著旋耕機(jī)的作業(yè)質(zhì)量、功率消耗及生產(chǎn)率的大小。 1、 旋耕刀片短點(diǎn)的圓周速度Vo 2、 最大耕深Hmax3、 切土節(jié)距S4、 溝底凸起高度5、 功率消耗N6、 刀片的后角正確選擇旋轉(zhuǎn)刀片安裝方式：不同刀片安裝方法可以得到不同的耕作效果。刀片安裝分3種：一是常用刀片安裝方式，這種排列方式耕作后地表平整，適用于平耕；二是旋耕-開溝聯(lián)合作業(yè)安裝方式，這種排列方法耕后地中間開成一淺溝，土塊拋向兩側(cè)，以利中間開溝作業(yè)的進(jìn)行；三是畦作刀片安裝方式，機(jī)器跨溝旋耕時，部分土地被拋向溝中達(dá)到填溝的作用。進(jìn)行旋耕作業(yè)時，要根據(jù)不同農(nóng)藝要求，選擇合適的刀片安裝方法。實(shí)習(xí)日期：4月5 日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：工作前的安裝與調(diào)整： 旋耕機(jī)在工作之前，旋耕刀的排列安裝是一項(xiàng)重要的任務(wù)。安裝不當(dāng)，將嚴(yán)重影響作業(yè)質(zhì)量，并因刀片的旋轉(zhuǎn)不平衡，會導(dǎo)致機(jī)件的損壞和機(jī)組的震動增大，且不安全。為使旋耕機(jī)在工作時，避免旋耕機(jī)漏耕或堵塞，刀軸受力均勻，刀片在刀軸上的排列配置滿足以下要求：1、 配置兩把以上的刀片，應(yīng)保證切土量相等，以達(dá)到碎土質(zhì)量好，耕后溝底平整。2、 在刀軸回轉(zhuǎn)一周過程中，在同一相位角，必須是一把刀入土，以保證工作的穩(wěn)定性。3、 相繼入土的刀片，在刀軸上的軸上距離越大越好，以免發(fā)生堵塞。4、 左彎和右彎刀片應(yīng)盡量交錯排列，以使刀軸兩段軸承受力平衡。一般刀片按螺旋線規(guī)則排列。旋耕刀的安裝方法有三種：1、 內(nèi)裝法 安裝時，全部刀片都朝向軸的中央，耕后，地面中部凸起。2、 外裝法 安裝是，除最外的端的兩刀片內(nèi)裝外，其余刀片全部都向外裝，耕后地面中部凹下。3、 混合裝法 刀片內(nèi)外交錯排列，耕后，表面平整。 旋耕刀片安裝的時候要注意使忍口朝入土的方向。實(shí)習(xí)日期：4月6日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：旋耕機(jī)的調(diào)整：左右水平調(diào)整。拖拉機(jī)停放在平地上，將旋耕機(jī)降下使刀尖接近地面，看其左右刀尖離地高度是否一致，若不一致，可通過拖拉機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)左右提升桿調(diào)整，使旋耕機(jī)處于水平狀態(tài)，以保證左右耕深一致。萬向節(jié)前后夾角的調(diào)整。將旋耕機(jī)下降到要求耕深時，看其萬向節(jié)總成前后夾叉是否水平，夾角是否最小，前后夾角是否相等?？捎谜{(diào)節(jié)上拉桿長度的方法，保證萬向節(jié)夾角最小，使之處于最有利的工作狀態(tài)。耕深的調(diào)節(jié)。通過液壓懸掛機(jī)構(gòu)升降來調(diào)節(jié)耕深。為保證旋耕機(jī)作業(yè)時耕深一致，可用定位手輪將調(diào)節(jié)手柄檔住或?qū)⒂透谆钊麠U上的定位卡箍調(diào)整適當(dāng)后固定。旋耕機(jī)提升高度的調(diào)整。由于萬向節(jié)夾角不宜過大，一般在轉(zhuǎn)彎提升時只要使刀尖離地20cm即可，可以不切斷動力輸出而轉(zhuǎn)彎空行，如遇過溝埂或道路運(yùn)輸需提升到較高位置限制，在位調(diào)節(jié)扇形板上的適當(dāng)位置固定限位螺釘，使位調(diào)節(jié)手柄在提升時每次都處于同一位置，達(dá)到相同的提升高度。前進(jìn)速度選擇。旋耕機(jī)前進(jìn)速度選擇的原則是滿足碎土和溝底平整的要求，即要保證耕作質(zhì)量，又要充分發(fā)揮拖拉機(jī)的功率，達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)、低耗的目的。在一般情況下，旋耕時前進(jìn)速度為3km/h，即上海-50型拖拉機(jī)II速作業(yè)、鐵牛-55型拖拉機(jī)低III速作業(yè)，旋耕后再耕后再耙地的前進(jìn)速度可以高一些，即上海-50型拖拉機(jī)用III速作業(yè)、鐵牛-55型拖拉機(jī)可用低IV速作業(yè)。實(shí)習(xí)日期：4月7日 實(shí)習(xí)地點(diǎn)： 旋耕機(jī)是水田耕整地的主要作業(yè)機(jī)具，以拖拉機(jī)為行走和作業(yè)動力，靠一組安裝于水平軸上的彎刀回轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)土壤耕耘作業(yè)。它具有生產(chǎn)率高、碎土性能好、油耗低、耕后地表平整以及對土壤濕度適應(yīng)范圍較大等優(yōu)點(diǎn)。常用的機(jī)型有與8.8kw扶拖拉機(jī)配套的1Gz-80/90型旋耕機(jī)，與18.4kw輪式拖拉機(jī)配套的1G-140JS、150JS型旋耕機(jī)，與36.8-73.5kw拖拉機(jī)配套的1G-175、200、180s、200s、230s以及250s型旋耕機(jī)。主要生產(chǎn)廠家有江西南昌旋耕機(jī)廠和江蘇連云港耕機(jī)廠等。選購時要注意以下幾個問題。（）配套要合理。旋耕機(jī)功率消耗應(yīng)低于配套拖拉機(jī)的輸出功率，旋耕機(jī)作業(yè)幅寬應(yīng)能覆蓋配套拖拉機(jī)之左右輪轍，三點(diǎn)懸掛式旋耕機(jī)配套后對拖拉機(jī)前后輪受力狀況無大的影響。（）安全可靠。旋耕機(jī)轉(zhuǎn)動部分有安全護(hù)罩，而且護(hù)罩要結(jié)實(shí)；旋耕機(jī)單獨(dú)放置時應(yīng)能放穩(wěn)，不施外力不致翻傾；旋耕機(jī)外殼上最好有安全警示標(biāo)志。要配有內(nèi)容齊全、正確明了的使用說明書，內(nèi)容包括技術(shù)規(guī)格、安全注意事項(xiàng)、正確的裝配及使用與操作的說明或適當(dāng)?shù)膱D示、調(diào)整方法及調(diào)整量說明、維護(hù)與保養(yǎng)說明和常見故障的排除方法等。（）能滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)要求。耕作嘗試應(yīng)能東路水稻或其他要求一定耕深的作物生長的要求，一般旋耕機(jī)耕作深度不應(yīng)小于10cm。（）有良好的售后服務(wù)。購買地應(yīng)有修理和配件傴我，購買時須配有有關(guān)修理、更換、退貨的“三包”服務(wù)卡，售后服務(wù)承諾應(yīng)符合農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品修理、更換、退貨責(zé)任的規(guī)定。（）應(yīng)盡量選購已獲得農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣許可證并貼有農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣許可證證章的旋耕機(jī)產(chǎn)品黑龍江科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開 題 報 告題 目 微型稻田旋耕機(jī)的設(shè)計(jì) 專 題 齒輪精密成形技術(shù)的研究 班 級 機(jī)械電子03-2 學(xué) 號 0303060204 姓 名 孫發(fā)上 指導(dǎo)教師 蔣紅海 黑龍江科技學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告一、 立論依據(jù)（包括項(xiàng)目研究的目的和意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析）；1、 項(xiàng)目的研究意義 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)。新系列旋耕機(jī)采用的新型旋耕刀，綜合了合理的速度參數(shù)、幅寬和復(fù)式作業(yè)功能，采用旋耕機(jī)基礎(chǔ)件組合式結(jié)構(gòu)，可組裝在多種機(jī)型上，滿足不同的用途與農(nóng)藝要求。 本此設(shè)計(jì)系統(tǒng)提高了勞動生產(chǎn)率,降低了人類的體力勞動,是將來我國實(shí)行自動化生產(chǎn)的一項(xiàng)重要任務(wù)。旋耕機(jī)切土、碎土能力強(qiáng)，墑，減少拖拉機(jī)進(jìn)地次數(shù)，減輕對土壤壓實(shí)，減少能源消耗，降低作業(yè)成本，減少機(jī)具投資，提高機(jī)具利用率且設(shè)備的可靠性、可維護(hù)性及靈活性都很優(yōu)越。2、 國內(nèi)外的科技現(xiàn)狀：在我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)中，旋耕機(jī)的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域都十分廣泛，但擁有旋耕機(jī)的企業(yè)很少，這不僅降低了勞動生產(chǎn)率，而且還不能很好的抓住時間。而在國外，旋耕機(jī)已經(jīng)大規(guī)模的應(yīng)用于一些大中小企業(yè)，其覆蓋率已達(dá)到相當(dāng)大的。 通過上述比較可知，本課題有很大的發(fā)展空間，是值得研究的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)。二、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途和應(yīng)用領(lǐng)域旋耕機(jī)的用途和應(yīng)用領(lǐng)域都十分廣泛,但本設(shè)計(jì)專為一些水田的耕作所設(shè)計(jì),。 本設(shè)計(jì)還可以應(yīng)用于旱地、山地等。三、 設(shè)計(jì)方案1、設(shè)計(jì)目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（分別填寫）設(shè)計(jì)目標(biāo):：充分考慮農(nóng)民的需求及承受能力和現(xiàn)有工廠條件，也就是說以滿足工作性能為基礎(chǔ)，達(dá)到可靠性、適用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性及系列化的統(tǒng)一,從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率,降低人類的體力勞動。研究內(nèi)容：參閱相關(guān)資料,研究旋耕機(jī)的系統(tǒng)組成以及組成機(jī)器零件的利弊,最終滿足企業(yè)的各種指標(biāo),達(dá)到經(jīng)濟(jì),可靠,適用范圍廣的目的.。3、 設(shè)計(jì)方案（須有文字和示意簡圖說明）旋耕機(jī)工作時，其刀片隨著刀軸由拖拉機(jī)動力輸出軸驅(qū)動作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時又隨機(jī)組前進(jìn)作等速直線運(yùn)動（如圖1所示）。刀片切削土壤時，刀片的絕對運(yùn)動是由機(jī)組的前進(jìn)運(yùn)動與刀軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動所合成。為了使機(jī)組能正常工作，刀片在整個切土過程中不能產(chǎn)生推土現(xiàn)象，要求其絕對運(yùn)動的軌跡為余擺線。在這一余擺線繞圈最大橫弦以下任意一點(diǎn)的水平分速度的方向與機(jī)組前進(jìn)方向相反。這樣刀片將切下的土塊向后拋擲與擋泥罩以及平土拖板相撞擊，使土塊進(jìn)一步破碎再落到地面。由于機(jī)組不斷前進(jìn)，刀片就連續(xù)不斷地對未耕地進(jìn)行松碎。3、題目的可行性分析：本設(shè)計(jì)應(yīng)對農(nóng)業(yè)需要而設(shè)計(jì),進(jìn)行改造的旋耕機(jī)經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用后，切土、碎土能力強(qiáng)，一次旋耕能夠達(dá)到一般犁耙作業(yè)幾次的碎土效果，耕后地表平整、松軟，能滿足精耕細(xì)作要求，且縮短工序間隔，有利于搶農(nóng)時抗旱保墑，減少拖拉機(jī)進(jìn)地次數(shù)，減輕對土壤壓實(shí)，減少能源消耗，降低作業(yè)成本，減少機(jī)具投資，提高機(jī)具利用率能夠充分體現(xiàn)本系統(tǒng)具有集成度高，經(jīng)濟(jì)性好，操作方便，自動化水平較高等特點(diǎn)，且設(shè)備的可靠性、可維護(hù)性及靈活性都很優(yōu)越,是值得推廣和使用的。4、 本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處本設(shè)計(jì)是應(yīng)對農(nóng)業(yè)要求開發(fā)研制的，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用型的旋耕機(jī)。它保存原有旋耕機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，增加自動化、方便性等功能載體。充分體現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的旋耕機(jī)具有集成度高，減少能源消耗，經(jīng)濟(jì)性好，操作方便，等特點(diǎn)，且設(shè)備的可靠性、可維護(hù)性及靈活性都很優(yōu)越。四、指導(dǎo)老師審核意見： 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日五、 指導(dǎo)委員會意見審核意見： 專家組長（簽字）： 年 月 日摘 要我國對旋耕機(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)時國產(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)。新系列旋耕機(jī)采用的新型旋耕刀，綜合了合理的速度參數(shù)、幅寬和復(fù)式作業(yè)功能，采用旋耕機(jī)基礎(chǔ)件組合式結(jié)構(gòu)，可組裝在多種機(jī)型上，滿足不同的用途與農(nóng)藝要求。目前我國旋耕機(jī)的使用范圍不斷擴(kuò)大，整機(jī)及零部件生產(chǎn)企業(yè)有100余家，從南方水田到北方旱地以及牧場、荒地和果林等都廣泛使用旋耕機(jī)進(jìn)行耕耘作業(yè)。關(guān)鍵詞： 農(nóng)機(jī) 旋耕機(jī) AbstractMy rotary cultivator of the 1950s and the 20th century began with the end of the initial development and the main walking tractor supporting rotary cultivator and subsequently developed with medium-wheeled tractor supporting rotary cultivator ;70 1990s was made in China with the completion of the various series of rotary cultivator tractors supporting the design, and has been promoting the application; To the 1980s, from the rotary cultivator and walking tractor supporting dedicated to the development of both type, and by supporting the development of the walking tractor with wheeled and tracked tractors matching. Rotary cultivator in the countrys development has a single research and development series products, new product development and updating of three stages, with new cultivation, the development and promotion of farming techniques, rotary cultivator basis also developed a multi-purpose joint compound operations aircraft. A new series of rotary cultivator new rotary knife, a reasonable speed integrated parameters, and the breadth of operational functions, the introduction of rotary cultivator basis of modular structure, assembly in a variety of models, and techniques to meet the requirements of different uses. At present, Chinas expanding use of rotary cultivator, and whole sets of parts production enterprises with 100 more from the South to the North dryland and irrigated pasture, forest lands and fruit were widely used rotary cultivator to work operations.Keyword： Farm Machinery Rotary cultivatorII第一章 概述大田的耕作機(jī)械主要有鏵式犁和旋耕機(jī)兩種。傳統(tǒng)的耕作方式是三年一深耕(犁耕)、一年一旋耕(淺耕)。旋耕機(jī)由于具有耕地和耙地的雙重作用,在耕地機(jī)械中占有重要的地位。旋耕機(jī)是一種由動力驅(qū)動的土壤耕作機(jī)械，旋耕機(jī)的耕作部件為旋耕刀輥,是由多把旋耕刀在刀軸上按螺旋線排列而成。旋耕機(jī)于19世紀(jì)中葉問世,但直到本世紀(jì)20年代歐洲研制成功直角旋耕刀以后,旋耕機(jī)才在歐洲旱地得到推廣使用,日本二戰(zhàn)之后為了盡快恢復(fù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,決定從歐美引進(jìn)旋耕機(jī)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。由于日本大多為水田,直角形旋耕刀不適宜于進(jìn)行水田耕作。一大批日本學(xué)者開始致力于水田用旋耕刀的研究,如吉田富穗、松尾昌樹、坂井純等人研制出了旋耕彎刀,成功地解決了刀軸纏草等問題。旋耕彎刀的刃口曲線的要求是：彎刀耕作時,先由側(cè)切刃沿縱向切削土壤,并且是由離軸心較近的刃口開始切割,由近及遠(yuǎn),最后由正切刃橫向切開土壤。這種切削過程可以把草莖及殘茬壓向未耕地,進(jìn)行有支持切割,草莖及殘茬即使不被切斷,也可以利用刃口曲線的合理形狀使其從端部滑離彎刀,彎刀不致于纏草。這樣,彎刀適合于在多草莖的水田耕作。能達(dá)到這種要求的刃口曲線有阿基米德螺線、等角對數(shù)螺線、正弦指數(shù)曲線等,其中,阿基米德螺線應(yīng)用最廣。旋耕機(jī)切土、碎土能力強(qiáng)，一次旋耕能夠達(dá)到一般犁耙作業(yè)幾次的碎土效果，耕后地表平整、松軟，能滿足精耕細(xì)作要求，且縮短工序間隔，有利于搶農(nóng)時抗旱保墑，減少拖拉機(jī)進(jìn)地次數(shù)，減輕對土壤壓實(shí)，減少能源消耗，降低作業(yè)成本，減少機(jī)具投資，提高機(jī)具利用率，加之近年來國內(nèi)還田技術(shù)和免耕少耕技術(shù)的推廣應(yīng)用，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。第二章 對旋耕機(jī)的展望及發(fā)展現(xiàn)狀2.1對旋耕機(jī)的展望現(xiàn)有旋耕機(jī)產(chǎn)品雖然在理論上可以配套58.873.5kw的拖拉機(jī)，但實(shí)際上因受傳動系統(tǒng)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)尺寸、機(jī)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制，配套合理范圍僅達(dá)48kw的拖拉機(jī)；耕深亦局限在旱耕1216cm，水耕1418cm。因此，現(xiàn)有旋耕機(jī)產(chǎn)品在品種上尚有大型和深耕型的缺門。20世紀(jì)90年代以來，為適應(yīng)市場需要，有些企業(yè)試圖開發(fā)大型旋耕機(jī)，但因水平有限，僅采用原有產(chǎn)品外延放大和堆砌材料的方法，沒有著重結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和參數(shù)的優(yōu)化，因而走了彎路。結(jié)合各種因素分析，今后旋耕機(jī)應(yīng)向以下幾個方向發(fā)展。 隨著水稻集約化、規(guī)?；a(chǎn)的發(fā)展，水田耕整用寬幅高速型旋耕機(jī)成為發(fā)展方面。水田土壤含水率高，抗剪切、抗壓強(qiáng)度特別低，附著力、外摩擦力也接近為零，切土部件與土壤之間存在潤滑水膜。因此，大塊水田使用大型拖拉機(jī)旋耕機(jī)組水耕時，為充分發(fā)揮其功率，實(shí)現(xiàn)高效率、高效益，需要工作幅寬3m以上的寬幅旋耕機(jī)。但寬幅又受到道路行駛和入庫停機(jī)不便的制約，解決途徑有二：一是旋耕機(jī)采用寬度伸縮或折疊式結(jié)構(gòu)；二是采用適中的幅寬，提高作業(yè)速度，從現(xiàn)有的25km/h提高到48km/h。為滿足以上要求，需要改進(jìn)旋耕機(jī)及工作部件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，研制寬幅高速旋耕機(jī)及滅茬、旋耕、旋耙和深施化肥的復(fù)式作業(yè)機(jī)械。 大中型拖拉機(jī)具有強(qiáng)勁的動力輸出、較大的犖引力和懸掛提升能力，為配套旱地耕作型聯(lián)合作業(yè)提供了先決條件。而旋耕機(jī)作為驅(qū)動型耕作機(jī)械，易于更換和附加工作部件，形成滅茬、深松、碎土、做畦、起壟、開溝、精量半精量播種、深施化肥、鋪膜、鎮(zhèn)壓和噴藥等多項(xiàng)作業(yè)的結(jié)構(gòu)緊湊的聯(lián)合作業(yè)機(jī)組，大幅度提高了生產(chǎn)效率，降低了作業(yè)成本。國內(nèi)現(xiàn)有小批量生產(chǎn)和投放市場的系列旋耕復(fù)式作業(yè)機(jī)具主要配套中型拖拉機(jī)，在型機(jī)具尚待研制開發(fā)。 深耕型旋耕機(jī)耕深一般不超過20cm。為了滿足增厚土壤熟化層、改善深層透氣性以及栽培薯類、根莖類作物需要深耕的農(nóng)藝要求，近年來國外開發(fā)了全幅深旋耕機(jī)和間隔窄幅深旋耕機(jī)，耕深達(dá)到3060cm或90120cm。國內(nèi)該型產(chǎn)品的開發(fā)剛起步，目前已經(jīng)批出加深型中間傳動臥式旋耕機(jī)，耕深達(dá)30cm。加大旋耕深度的主要難點(diǎn)是引起動力機(jī)作業(yè)負(fù)荷和功率消耗急劇增大，機(jī)械強(qiáng)度不足和機(jī)組功率不平衡。而大功率拖拉機(jī)具有雙速獨(dú)立動力輸出軸，可以全功率輸出，同時具有多個慢速擋以及爬行擋，這也為配套深耕旋耕機(jī)提供了條件。臥式深耕旋耕機(jī)在國內(nèi)外正處于轉(zhuǎn)型期，而國內(nèi)專家學(xué)者認(rèn)為反轉(zhuǎn)旋耕是一種大有前途的耕耘方式，潛土逆轉(zhuǎn)應(yīng)用在深耕旋耕機(jī)上將更能體現(xiàn)其優(yōu)越性，目前需進(jìn)一步開展這方面的研究工作，完善理論，積累經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)出成功的產(chǎn)品。 現(xiàn)在旋耕機(jī)的研究另外兩個熱點(diǎn)是,一個是國家今年提出可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,降低污染和資源重用已成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的最終目的。秸桿還田無疑是一個重要的研究方向,其中已出現(xiàn)了反轉(zhuǎn)滅茬旋耕機(jī)等新的旋耕機(jī)機(jī)型。另一個熱點(diǎn)是隨著溫室技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)村已大力推廣大棚的使用,如太原北郊蔬菜辦已提出很多優(yōu)惠政策來吸引菜農(nóng)使用大棚。這樣,小型大棚機(jī)械的研制成為目前的研究重點(diǎn)。據(jù)報道,日本已研制出重量僅為8.6公斤的小型旋耕機(jī),婦女都可以使用。2.2旋耕機(jī)的的發(fā)展現(xiàn)狀2.2.1國外旋耕機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀縱觀國外旋耕機(jī)現(xiàn)狀，由于拖拉機(jī)功率的提高，具有水平軸旋耕部件的旋耕機(jī)更加先進(jìn)、合理，大大提高了旋耕機(jī)生產(chǎn)率。上世紀(jì)90年代前國外旋耕機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下頁表所示。從表列出的國外大公司的旋耕機(jī)的主要參數(shù)看，其單位能耗高達(dá)280KJ/m700KJ/m,大約高于翻整地機(jī)械能耗的3倍6倍。國外旋耕機(jī)的基本技術(shù)參數(shù) 為了降低旋耕機(jī)的單位能耗，現(xiàn)在普遍采用了改進(jìn)工作部件的幾何參數(shù)、選用符合旋耕工作部件作業(yè)條件的運(yùn)動參數(shù)等方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到降低能耗的目的。此外，為了降低能耗，提高旋耕機(jī)的工作效率，在滿足農(nóng)藝要求的前提下，必須采用適合分層作業(yè)的生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)上強(qiáng)下弱的松土工作部件。目前得到廣泛應(yīng)用的分層作業(yè)機(jī)具采用的是被動（松土）工作部件和主動（旋耕）工作部件。2.2.2國內(nèi)旋耕機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀我國近年來旋耕機(jī)的保有量增加很快，為了適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)形式（規(guī)模），為不同機(jī)型拖拉機(jī)配套，生產(chǎn)了作業(yè)幅：1.25m2.8m多種型號的旋耕機(jī)。如南昌旋耕機(jī)廠的1GN系列和1G系列多種型號旋耕機(jī)。連云港旋耕機(jī)集團(tuán)公司生產(chǎn)的1GE2-210型旋耕機(jī)，1GQN-250S型旋耕機(jī)等。在黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，使用的機(jī)型還有1GHL-280型松旋起壟機(jī)、1GSZ-201/280型組合式旋耕多用機(jī)、1GZJ-210型旋耕滅茬起壟通用機(jī)及1GQH-280D型滅茬旋耕多用機(jī)等。很多機(jī)型為了適應(yīng)黑龍江省農(nóng)藝要求，在旋耕機(jī)后部安裝了起壟犁鏵。為了裝配各種不同的工作件組合設(shè)計(jì)了專門的機(jī)架，以提高旋耕機(jī)的應(yīng)用水平。第三章設(shè)計(jì)及其計(jì)算近幾十年來，隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，旋耕機(jī)的研究和應(yīng)用有很大的進(jìn)展，出現(xiàn)了多種形式的產(chǎn)品：1、按旋耕刀軸的位置可分為橫軸式（臥式）、立軸式（立式）、斜軸式。2、按與拖拉機(jī)連接型式可分為牽引式、懸掛式、直接連接式。3、按刀軸傳動形式可分為中間傳動、側(cè)邊傳動。3.1旋耕機(jī)的工作原理與設(shè)計(jì)原則、思想3.1.1工作原理旋耕機(jī)工作時，其刀片隨著刀軸由拖拉機(jī)動力輸出軸驅(qū)動作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時又隨機(jī)組前進(jìn)作等速直線運(yùn)動（如圖1所示）。刀片切削土壤時，刀片的絕對運(yùn)動是由機(jī)組的前進(jìn)運(yùn)動與刀軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動所合成。為了使機(jī)組能正常工作，刀片在整個切土過程中不能產(chǎn)生推土現(xiàn)象，要求其絕對運(yùn)動的軌跡為余擺線。在這一余擺線繞圈最大橫弦以下任意一點(diǎn)的水平分速度的方向與機(jī)組前進(jìn)方向相反。這樣刀片將切下的土塊向后拋擲與擋泥罩以及平土拖板相撞擊，使土塊進(jìn)一步破碎再落到地面。由于機(jī)組不斷前進(jìn)，刀片就連續(xù)不斷地對未耕地進(jìn)行松碎。3.1.2設(shè)計(jì)原則、思想進(jìn)行廣泛的市場調(diào)研，分析市場上現(xiàn)有的國內(nèi)外機(jī)型的優(yōu)缺點(diǎn)，盡可能利用先進(jìn)的、成熟的技術(shù)，力求有所創(chuàng)新，并充分考慮農(nóng)民的需求及承受能力和現(xiàn)有工廠條件，也就是說以滿足工作性能為基礎(chǔ)，達(dá)到可靠性、適用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性及系列化的統(tǒng)一，爭取好的經(jīng)濟(jì)效益。3.2 旋耕機(jī)的結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù).(表 1)旋耕機(jī)主要由萬向節(jié)總成、懸掛架總成、齒輪箱、左彎刀、右主梁總成、右彎刀、左主梁總成、左刀軸總成、右刀軸總成、機(jī)罩拖板總成等組成。 表 1 主要技術(shù)參數(shù)旋耕機(jī)型號旋耕機(jī)配套動力鐵牛-55耕幅1.84m耕深14cm刀片型式彎刀刀片數(shù)量（把）54輸入轉(zhuǎn)速532r/min刀軸轉(zhuǎn)速240r/min與主機(jī)掛接型式標(biāo)準(zhǔn)三點(diǎn)懸掛（I類）前進(jìn)速度2.17km/h結(jié)構(gòu)質(zhì)量402Kg外形尺寸長1374mm寬2077mm高1328mm生產(chǎn)率6畝/時注：1、耕深：按旋耕機(jī)在土壤絕對含水率為15%75%的壤土、輕粘土的情況下測得值。2、生產(chǎn)率按理論計(jì)算值的70%計(jì)算（作業(yè)時的最大耕幅）。3.3 旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)3.3.1總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)包括類型的選擇、旋耕機(jī)耕幅的確定、與拖拉機(jī)的掛接型式及配置型式、傳動型式、前進(jìn)速度、刀軸轉(zhuǎn)速等內(nèi)容?？傮w設(shè)計(jì)要體現(xiàn)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的合理匹配，達(dá)到可靠性、適用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性及系列化的統(tǒng)一。3.3.2 旋耕機(jī)類型的選擇臥式順銑（正轉(zhuǎn)）旋耕機(jī)具有良好的碎土、覆蓋綠肥功能和水田適應(yīng)性，耕后地表平整，消耗功率較小。臥式正轉(zhuǎn)旋耕機(jī)可用于稻茬田秋季播麥前耕作，水稻插秧前整地，犁耕后耙地碎土，秋耕玉米茬等作業(yè)。在稻麥兩熟撒播的麥田，采用刀滾直徑較小，轉(zhuǎn)速偏高的旋耕機(jī)（蓋麥機(jī)）淺耙，碎土蓋麥，有良好的增產(chǎn)效果。所以使用較為普遍，旋耕機(jī)也采用這種類型。3.3.3 旋耕機(jī)耕幅的確定根據(jù)主機(jī)動力輸出功率和旋耕作業(yè)時單位幅寬功耗可對幅寬進(jìn)行初步選定,幅寬過大(刀片增多)將導(dǎo)致發(fā)動機(jī)工作過載,合適的幅寬則可保證主機(jī)功率的充分利用。實(shí)際中幅寬的初選可采用經(jīng)驗(yàn)公式B=0.260.29N,但最終的確定必須經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證。事實(shí)上,對于同一種旋耕機(jī),主機(jī)功率大的配套并不一定有好的作業(yè)質(zhì)量,相反卻有可能造成功率的浪費(fèi),通過試驗(yàn)?zāi)芎侠泶_定對應(yīng)幅寬的最佳配套功率,可以避免“大馬拉小車”的情況。耕幅與拖拉機(jī)的功率有關(guān)，并影響旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的配置方式。耕幅B與拖拉機(jī)動力輸出軸的額定輸出功率大體成以下關(guān)系（已考慮拖拉機(jī)提升能力在內(nèi)）：B=0.260.29N式中N拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)的額定功率（KW）B=1.653m1.843m3.3.4旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的掛接型式旋耕機(jī)與拖拉機(jī)有三點(diǎn)懸掛、直接連接和牽引式等三種連接方式，目前我國多采用前兩種連接方式。三點(diǎn)懸掛式旋耕機(jī)的懸掛方法類似鏵式犁，動力有拖拉機(jī)動力輸出軸通過萬向節(jié)傳動軸傳遞至旋耕機(jī)第一軸，驅(qū)動刀軸工作。旋耕機(jī)懸掛裝置參數(shù)主要根據(jù)萬向節(jié)伸縮軸與前后軸間的夾角大小和旋耕機(jī)的通過性能來確定，要求耕作時該夾不超過10；地頭轉(zhuǎn)彎提升至旋耕刀離地100-250mm時，夾角不超過30。切斷動力輸出軸動力，提升旋耕機(jī)到最高位置時，機(jī)下的通過高度一般不小于400mm，萬象節(jié)伸縮軸和軸套至少應(yīng)有40mm的重疊量，還應(yīng)考慮在最大耕深和提升到最高位置時，機(jī)架和旋耕機(jī) 不碰到拖拉機(jī)。三點(diǎn)懸掛式旋耕機(jī)能與多種拖拉機(jī)配套，掛接方便，使用較多。本設(shè)計(jì)旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的掛接采用三點(diǎn)懸掛式。3.3.5旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的配置型式 旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的配置有兩種形式，正配置和偏配置。當(dāng)旋耕機(jī)的耕幅超過拖拉機(jī)后輪外緣10cm以上時，采用正配置否則采用偏配置，以消除輪轍，使耕后地表平整，耕幅偏出輪胎外緣的距離大于510cm。為了減少拖拉機(jī)對土地的壓實(shí)，且由于旋耕機(jī)的耕幅184cm,大于所配套拖拉機(jī)的后輪外緣10cm，所以采用正后配置。3.3.6 旋耕機(jī)的傳動型式三點(diǎn)懸掛式旋耕機(jī)有中間傳動和側(cè)邊傳動兩種形式。中間傳動適合于耕幅為1.752m，旋耕機(jī)的耕幅為1.84m，采用中間全齒輪傳動。利用萬向節(jié)傳動軸將拖拉機(jī)動力輸出軸的動力傳遞給圓錐齒輪減速并改變方向后，由刀滾齒輪軸帶動刀軸旋轉(zhuǎn)。刀軸分為左、右兩側(cè)。這種齒輪箱特點(diǎn)是機(jī)架牢固、剛性好、布局合理，適用于寬幅旋耕機(jī)。缺點(diǎn)是箱體處不能安裝彎刀，如不設(shè)置特殊工作部件，將出現(xiàn)漏耕。3.3.7 旋耕機(jī)的前進(jìn)速度根據(jù)機(jī)組前進(jìn)速度和旋耕機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算，由公式：P=B Vm 得Vm =P/B=4000/1.84=2.17Km/h故旋耕機(jī)的前進(jìn)速度確定為 2.17km/h。鐵牛-55使用檔前進(jìn)。3.3.8旋耕機(jī)的刀軸轉(zhuǎn)速在機(jī)組前進(jìn)速度不變的情況下，旋耕機(jī)所需功率隨刀軸轉(zhuǎn)速的增加而增加，較理想的配合是低刀軸轉(zhuǎn)速和較高的前進(jìn)速度，雖然功耗要增加些，但因生產(chǎn)率提高了，仍可降低單位面積的能耗。近年來，刀軸轉(zhuǎn)速降低的趨勢尤為明顯。為了提高生產(chǎn)率及地區(qū)適應(yīng)性（見 2.3 項(xiàng)），減少能耗，旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速選擇240r/min 。3.4旋耕機(jī)的部件設(shè)計(jì)3.4.1萬向節(jié)總成萬向節(jié)總成是將拖拉機(jī)動力傳遞給旋耕機(jī)齒輪箱的傳動件, 萬向節(jié)總成的一端為方軸，另一端為套管，方軸可以在套管內(nèi)自由伸縮，它能適應(yīng)旋耕機(jī)的升、降變化。由于旋耕機(jī)工作負(fù)荷為變載荷工作條件差，因此選用的十字軸應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和可靠性。配套設(shè)計(jì)時，耕幅為11.5m的旋耕機(jī)可選用NJ-130型汽車十字軸總成；耕幅為1.52m的選用CA-10B型汽車十字軸總成。萬向節(jié)夾叉軸線與十字軸軸承配合孔的中心線的位置度公差帶為0.2mm，垂直度公差帶為0.2mm，十字節(jié)軸承二個配合孔的同軸度公差帶0.05mm，也可選用帶塑料防護(hù)罩的NCT型農(nóng)用萬向節(jié)傳動軸系列產(chǎn)品。旋耕機(jī)的耕幅為1.84m，選用CA-10B型汽車十字軸總成。3.4.2 懸掛架總成臥式旋耕機(jī)的機(jī)架呈矩形，由前梁（左、右主梁）左、右支臂及作為刀軸的后梁所組成。前梁為鑄造圓管，中間有齒輪箱，兩側(cè)為支臂。懸掛架總成是旋耕機(jī)與拖拉機(jī)掛接的部件，為了適應(yīng)與不同的拖拉機(jī)配套，在懸掛架上有與拖拉機(jī)下懸掛點(diǎn)聯(lián)接的可安裝在不同位置的下懸掛銷以及與拖拉機(jī)上懸掛點(diǎn)聯(lián)接的不同位置的孔。3.4.3 齒輪箱 齒輪箱是旋耕機(jī)的主要傳動部件，其功能是將動力傳遞給旋耕機(jī)的刀軸，并降速到刀軸所需的轉(zhuǎn)速。旋耕機(jī)在使用中要求達(dá)到額定耕深時齒輪箱的輸入齒輪軸(件2)處于水平狀態(tài)，且萬向節(jié)傳動軸的夾角不大于10，這就意味著當(dāng)與之配套的拖拉機(jī)選定之后，齒輪箱的輸入軸在高度方向上的位置也就基本確定下來了。另外為了適應(yīng)不同地區(qū)的需要，可以通過更換一對錐齒輪(件 2和件 8)來達(dá)到不同的刀軸轉(zhuǎn)速。3.4.4 左、右主梁總成及機(jī)罩拖板總成由于開發(fā)的是加強(qiáng)型旋耕機(jī)，所以除左、右主梁總成外，在機(jī)罩拖板總成中設(shè)計(jì)有后梁，它們側(cè)板共同構(gòu)成了旋耕機(jī)的機(jī)架機(jī)罩能擋住旋耕刀拋出的土塊，并使其在撞擊過程中進(jìn)一步破碎，同時還可以保護(hù)操作者的安全，改善勞動條件。罩殼一般成凸弧形，布置在刀滾的后上部。罩殼與刀滾之間的空隙，前端約3040mm，后端約7080mm.拖板對地表起平整和稍加壓實(shí)的作用。為了提高碎土率、地表平整度和壓實(shí)表土的效果，設(shè)計(jì)中使用了強(qiáng)壓式的拖板結(jié)構(gòu)，且其壓力可調(diào)，以適應(yīng)不同的土壤條件。3.4.5 左、右刀軸總成左、右刀軸總成由彎刀、刀座及軸組成，是旋耕機(jī)的主要工作部件。刀軸傳動有剛性傳動、扭桿傳動和彈性傳動三種，彎刀及刀座都是標(biāo)準(zhǔn)件，旋耕機(jī)選用剛性傳動和 IT245 彎刀。3.4.6旋耕機(jī)對刀片排列的要求彎刀在刀軸上的排列是影響耕作質(zhì)量及功率消耗的重要因素之一， 為了使旋耕機(jī)在作業(yè)時受到的阻力小，耕作質(zhì)量好，刀軸受力均勻，避免漏耕和堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，刀片在刀軸上的排列應(yīng)滿足下列要求：1）在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，若配置 2把以上的刀片，要求每切割小區(qū)內(nèi)幾把彎刀的切土量相近，以保證碎土質(zhì)量好，耕后溝底平整。2）在刀軸回轉(zhuǎn) 1周過程中，刀軸每轉(zhuǎn)過一個相等的角度時，在同一相位角，必須是一把彎刀入土，使扭矩較為均衡，減少扭矩波動幅度，以保證工作穩(wěn)定性和刀軸負(fù)荷均勻。3）左彎刀片和右彎刀片應(yīng)交替入土，使刀軸兩端的軸承所受的側(cè)壓力平衡，以減少旋耕刀對旋耕機(jī)重心的轉(zhuǎn)矩，保持旋耕機(jī)組工作時的直線性。4）相繼入土的刀片在刀軸上的軸向距離越大越好，盡可能地增大軸向相鄰兩彎刀間的夾角，以避免發(fā)生堵塞。3.4.7現(xiàn)有旋耕機(jī)刀片排列存在的問題根據(jù)上述旋耕機(jī)刀軸上刀片排列的要求，我國現(xiàn)生產(chǎn)的旋耕機(jī)的刀片一般按雙螺旋線規(guī)則排列。采用此排列方法較好地滿足了以上要求，但是在實(shí)際應(yīng)用中又出現(xiàn)了許多新問題：1）由于刀軸上的刀片按2 條螺旋線排列，其中左彎刀按一條螺旋線排列，相間180，右彎刀按另一條螺旋線排列，而且 2條螺旋線的旋向一致，所以工作時刀軸旋轉(zhuǎn)彎刀就會將土壤沿著螺旋線的方向輸送，因此耕后的地表一邊土多，另一邊土少，并且旋耕機(jī)容易跑偏。2）在同一個回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，相間一定角度焊 2 個刀座，很容易產(chǎn)生焊接變形，使刀軸的直線度達(dá)不到要求。3）采用此刀片排列法，刀片的個數(shù)多，耕作阻力大，旋耕機(jī)制造成本高，旋耕機(jī)工作效率低。3.4.8解決方法1）由于旋耕機(jī)工作時向側(cè)邊輸土，主要原因是刀片在刀軸上按 2條螺旋線從左到右順時針或逆時針排列，這樣就為側(cè)向輸土造成了條件，所以解決問題的方法是使 2 條螺旋線不要連續(xù)，而且旋向不一樣，把整個刀軸上的刀片排列分成幾個區(qū)段（區(qū)段數(shù)為偶數(shù)）。我們知道區(qū)段分得越多，側(cè)向輸土越少；但是區(qū)段越多，刀片排列越復(fù)雜，排列越?jīng)]有規(guī)律性，給使用者安裝刀片帶來了很大的困難。所以區(qū)段不能分得過多，也不能分得過少，具體數(shù)量應(yīng)根據(jù)刀軸的長度而定,一般區(qū)段長度定為25cm-35cm，相鄰區(qū)段螺旋線的旋向要相反。 圖4 旋耕機(jī)刀軸上刀片排列圖2) 由于刀片排列是按 2條螺旋線排列的，為了不產(chǎn)生漏耕，一般在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，設(shè)置 2把刀(1 把右彎刀，1 把左彎刀)，而且 2 把刀的相間角一般在 90-180，這樣焊刀座時加熱不對稱，刀軸必然發(fā)生彎曲變形。所以在刀片排列時要盡量使同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)對稱設(shè)置。3) 旋耕機(jī)的刀片排列一般是在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)設(shè)置 2把刀，由于刀片有一定的厚度，所以必然產(chǎn)生重耕。如果把這 2 把刀軸向相間一個或稍大點(diǎn)的刀片厚度，這樣即不會產(chǎn)生漏耕又不會產(chǎn)生重耕，還可以節(jié)省刀片數(shù)量，減少功率消耗，降低耕作阻力。 3.5旋耕刀的設(shè)計(jì)3.5.1旋耕刀的分類 旋耕刀是旋耕機(jī)的主要工作部件，旋耕刀按結(jié)構(gòu)形式大致分三種類型：鑿形刀，直角刀，彎刀，如圖5；三種刀片相對土壤運(yùn)動的情況基本上可以分為兩種：第一種，鑿形刀及直角刀在切削過程中其側(cè)切刃由遠(yuǎn)及近切削土壤，正切刃先入土，對土壤有較大的松碎作用，但草莖，殘茬易纏于刀軸，其中鑿形刀尤為嚴(yán)重；第二種，彎刀工作時，先由側(cè)切刃沿縱向切削土壤，并且是先由離軸心較近的刃口開始切割，由近及遠(yuǎn)，最后由正切刃橫向切開土壤，這種切削過程，可以把草莖及殘茬壓向未耕地，進(jìn)行有支持切割。這樣，草莖及殘茬較易切斷，即使不被切斷，也可以利用刃口曲線的合理形狀，使其滑向端部離開彎刀，彎刀不易纏草。 圖5 旋耕刀的種類 3.5.2旋耕刀的結(jié)構(gòu)旋耕刀主要有側(cè)切面、正切面、過渡面三部分組成，旋耕刀各部位名稱見圖6，側(cè)切面具有切開土垡，切斷或推開草莖、殘茬的功能；正切面除了切土外還具有翻土、碎土、拋土等功能。側(cè)切面部分主要由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)曲國良進(jìn)行研究,提出了多種刃口曲線，刃口曲線傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法見圖6。正切刃部分主要由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)彭松植進(jìn)行研究，提出了平面型和曲面型正切面的設(shè)計(jì)方法。過渡面部分主要由江蘇理工大學(xué)陳均進(jìn)行研究,采用了鐵路彎道設(shè)計(jì)中的放射螺線作為生成過渡面的曲導(dǎo)線。放射螺線的基本性質(zhì)是曲線上任一點(diǎn)的曲率半 徑與該點(diǎn)距曲線起點(diǎn)的弧長距離之積為常數(shù)。 3.5.3旋耕刀的設(shè)計(jì)彎刀刀刃的設(shè)計(jì) 彎刀刀刃的設(shè)計(jì)包括切溝墻的側(cè)切刃和切溝底的正切刃兩部分。（1）側(cè)切刃的設(shè)計(jì) 國產(chǎn)的各種彎刀，側(cè)切刃均為等近螺旋線（阿基米德螺線），其方程為 =0+a式中 0螺線起點(diǎn)的極徑（mm）; a螺線極角每增加1弧度，極徑的增量(mm); 螺線上任意點(diǎn)的極角（rad）。螺線終點(diǎn)處的極徑 n=0+an在確定n、0及 n值后可求出a值。 a= （ n-0）/n螺線起點(diǎn)的極徑0 為避免無刃部分切土，0可由下式求得0=R+S-2S(2Ra-a)式中 S設(shè)計(jì)切土節(jié)距；a設(shè)計(jì)耕深 R彎刀回轉(zhuǎn)半徑，為減小阻扭矩，應(yīng)在滿足耕深要求和結(jié)構(gòu)許可的情況下，采用較小的尺寸。0=245+171.25-2*171.25(2*245*140-140)=116.344mm;螺線終點(diǎn)處的極徑 n 為使螺旋線能與正切刃圓滑過渡，n值一般較彎刀回轉(zhuǎn)半徑小1020mm,n=230mm。螺線終點(diǎn)的極角n 可由下式求得：n=（ n-0）/ntgn式中 n為螺線終點(diǎn)處的滑切角，常取5060。這樣可得n=（ n-0）/ntgn=(230-116.344)/230tg55=0.706rad;a= （ n-0）/n=(230-116.344)/0.706=160.986;將a代入式 =0+a，并從0到n之間分成若干份，順序選定若干代入該式，分別求出對應(yīng)的，即可作出側(cè)切刃螺線。 螺線的靜態(tài)滑切角（刀刃的曲線角）即刀刃上某一點(diǎn)的極徑與該點(diǎn)切線之間的夾角。其數(shù)值應(yīng)滿足不纏草和耕耘阻力小的要求，即 90- 式中 根莖對刀刃的摩擦角。（2）正切刃曲線 正切刃是一空間曲線，為使溝底較平整，正切刃曲線位于刀滾的圓柱面上及在側(cè)視圖上其投影為圓弧，兩段刃口間以圓弧線連接。（3）彎刀的其他參數(shù)彎刀工作幅寬b 增大幅寬可減少旋耕機(jī)上的彎刀總數(shù)，但過大則影響彎刀的剛度和碎土質(zhì)量，取b=50mm。彎刀橫彎半徑r 通常大于30mm，半徑過小，工作時彎折圓弧處易粘土，功率消耗也增加。磨刃為便于制造，一般采用雙磨面刃，NJ10375標(biāo)準(zhǔn)彎刀的雙磨面刃，磨刃寬度為12mm，刃口厚0.51.5mm。由于刀厚從近刀柄處至刀端逐漸減薄，刃角i由36減小至7。材料和技術(shù)條件 用GB69965規(guī)定的65Mn鋼制造。切削部分必須進(jìn)行淬火處理，淬火區(qū)硬度為HRC5055。旋耕彎刀應(yīng)用樣板進(jìn)行檢查，刃口曲線形狀誤差不得大于3mm。刃口的殘缺深度不得大于2mm,每把刀上不得多于2處。3.6犁體總成中間傳動旋耕機(jī)由于中間傳動箱較寬，通用的旋耕刀耕不到箱體下面的土壤，影響耕作質(zhì)量。為解決這個問題，可以在中間傳動旋耕機(jī)的傳動箱的前下方安裝竄垡型小犁，或者安裝帶斜面偏心軸套式旋耕裝置，即在傳動箱兩側(cè)固定偏心軸套，軸套中心線和刀軸中心線相交成一角度，刀軸通過齒輪帶動內(nèi)軸套轉(zhuǎn)動，內(nèi)軸套外面安裝帶刀座的外軸套，旋耕刀由偏心旋轉(zhuǎn)的外軸套帶動旋轉(zhuǎn)，旋耕刀入土?xí)r就偏斜到箱體下切削土壤，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。1.2型旋耕機(jī)采用前一種。第四章旋耕機(jī)的幾項(xiàng)驗(yàn)算刀齒工作時的切削速度、入土角和最大工作深度是臥軸式旋耕機(jī)最基本的工作參數(shù)，其性能直接影響著旋耕機(jī)的作業(yè)質(zhì)量、功率消耗及生產(chǎn)率的大小。4.1旋耕刀片端點(diǎn)的圓周速度 Vo據(jù)設(shè)計(jì)資料介紹，旋耕刀片端點(diǎn)的圓周速度一般為 3-8m/s。旋耕機(jī)選用 IT245彎刀，則刀片端點(diǎn)的圓周速度分別為:Vo=2Rn/60000=6.158m/s式中:R刀軸回轉(zhuǎn)半徑，R=245;n刀軸轉(zhuǎn)速，n=240r/min.輪軸式旋耕機(jī)刀齒端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡和常規(guī)旋耕機(jī)刀齒端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡一樣,是由機(jī)組的移動和旋耕刀齒的轉(zhuǎn)動合成的。如圖7所示：以旋耕刀齒端點(diǎn)位于前方水平位置時的刀輥軸心為固定坐標(biāo)系 的原點(diǎn),軸正方向和機(jī)組前進(jìn)方向一致,軸正向垂直向下,機(jī)組的前進(jìn)速度為,刀輥的轉(zhuǎn)動角速度為,則旋耕刀端點(diǎn)的運(yùn)動方程為:+（）（）其中旋耕機(jī)刀齒端點(diǎn)的轉(zhuǎn)動半徑 時間令/（為旋耕速比）則/將其代入（）式得:/+R（）（）刀齒端點(diǎn)回轉(zhuǎn)圓周速度）將其代入（）式得:（/+）（）（）從上式可見:（）當(dāng)時,（即）,刀齒端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為:（+）此方程系一正常普通擺線,在這種情況下,旋耕刀齒就象具有輪爪的輪子一樣,在地上滾動,刀齒只能在地表上鑿一小窩,而不能耕松土壤。（）當(dāng)（即）時,刀齒端點(diǎn)絕對運(yùn)動軌跡為一具有繞扣的余擺線,如圖7機(jī)組前進(jìn)速度越?。ㄔ酱髸r）曲線形成的繞扣越大;當(dāng)趨近于時,繞扣的最大橫弦趨近于刀齒端點(diǎn)回轉(zhuǎn)直徑。此時,曲線趨近于以刀齒長度為半徑的圓周。在這種情況下,旋耕輪原地刨坑。對旋耕輪而言,機(jī)組前進(jìn)速度只能小于或等于旋耕輪的旋轉(zhuǎn)圓周速度。即。由以上分析可見:只有當(dāng),（即）時,旋耕輪才能正常作業(yè)。但又不能太小,太小,則生產(chǎn)效率又太低,甚至于原地刨坑。太大,又影響作業(yè)質(zhì)量。故和必須有一合理比值。4.2 最大耕深 Hmax從圖7可知:刀齒端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡:+（）（）將此方程分別對求導(dǎo)數(shù),即得刀齒端點(diǎn)的運(yùn)動速度在軸和軸方向的分量。-（）（）由（）式可知,其中為機(jī)器的前進(jìn)速度。為刀齒端點(diǎn)的圓周速度,為刀齒端點(diǎn)的圓周速度在軸上的分量。據(jù)前面分析可知:輪軸式旋耕機(jī)刀齒端點(diǎn)的圓周速度只能大于機(jī)器前進(jìn)速度（）,才能正常作業(yè)。為了保證刀刃切土,刀齒從開始切土到銑切完畢,都不應(yīng)使刀齒頂土,這樣,就必須使刀齒刃口有向后的分速度。即-（）旋耕機(jī)的耕深與其結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)和（）有關(guān)。從圖7可知:-將此式代入（）可得:（-）/再將此式代入（）得:（-）此式即為刀齒合理的切土條件。整理得:（-/）由上式可見:耕深與、和有關(guān),當(dāng)增大時耕深可增大,也即使或增大,功率消耗也增大。但不能太大。太大,功率消耗增大。當(dāng)/比值減小時,耕深也增大。但減小,生產(chǎn)率又下降。若使增大，對輪軸式旋耕機(jī)而言,輪軸（刀軸）轉(zhuǎn)速不可能太高,因此,將不能隨意增大。故/必有一合理比值,這樣,就限制了耕深不可能太大。合理的切土條件是：HmaxR(1-Vm/Vo)(mm)式中：Hmax 最大耕深(mm);Vm機(jī)組前進(jìn)速度 (m/s),Hmax245（1-2.17/6.158）=158.665。 旋耕機(jī)的耕深選用140mm.4.3切土節(jié)距 S碎土質(zhì)量好和耕后地表平整，是旋耕作業(yè)的優(yōu)勢,碎土質(zhì)量由切土節(jié)距、刀片的軸向間距、刀軸轉(zhuǎn)速、拖板形狀以及土壤含水量等決定,切土節(jié)距的大小直接影響碎土質(zhì)量和溝底平整度，降低機(jī)組前進(jìn)速度，提高刀軸轉(zhuǎn)速和增加每切割小區(qū)內(nèi)的彎刀數(shù)，都能減小切土節(jié)距，提高碎土質(zhì)量。但機(jī)組前進(jìn)速度過慢，生產(chǎn)率低；刀軸轉(zhuǎn)速過快，功率消耗大；彎刀數(shù)增加，刀間的空隙小，容易堵泥纏草，所以切土節(jié)距不能設(shè)計(jì)過小。切土節(jié)距增大時，溝底不平度也加大。因此需要根據(jù)土壤種類和含水率采用適當(dāng)?shù)那型凉?jié)距。切土節(jié)距按下式計(jì)算： S=60000Vm/nz式中：S切土節(jié)距（cm）；Z同一切割小區(qū)內(nèi)的彎刀 S=6000 2.17/（240 2）=17.125cm;如圖8所示。4.4溝底凸起高度 旋耕后溝底出現(xiàn)波浪形的土埂，其高度a1一般應(yīng)小于耕深的20%,其值可按下式計(jì)算：a1=R1-cos(/z(-1)(mm)式中：旋耕速比；=V0/Vm。 a1=2451-cos(/2(-1)=111.283mm;4.5功率消耗N 旋耕機(jī)工作所需功率包括克服切削、破碎及拋土阻力所需的功率和傳動部分消耗的功率兩部分,而以前者為主。 影響旋耕機(jī)功耗的因素較多，主要有刀軸轉(zhuǎn)速、機(jī)組前進(jìn)速度、耕深、土壤含水率和土壤堅(jiān)實(shí)度、土質(zhì)等，此外，殘茬、旋耕刀的類型及排列諸因素也對次產(chǎn)生不同程度的影響。（1）刀周轉(zhuǎn)速 機(jī)組前進(jìn)速度不變的情況下，旋耕機(jī)所需功率隨刀軸轉(zhuǎn)速增加而近似直線形增大。切土節(jié)距相同時，刀軸轉(zhuǎn)速和前進(jìn)速度越高，所耗功率增長越劇烈。較理想的配合是低刀軸轉(zhuǎn)速和較高的前進(jìn)速度，雖然功耗要增加些，但因生產(chǎn)率提高，仍可降低單位面積的能耗。（2） 前進(jìn)速度 在刀軸轉(zhuǎn)速保持不變的情況下，旋耕機(jī)所需功率隨前進(jìn)速度增加而近似線形增大。（3） 土壤含水率與土壤堅(jiān)實(shí)度 在同一種土壤上試驗(yàn)，所需功率隨土壤含水率的增加（或土壤堅(jiān)實(shí)度的減?。┒鴾p小。影響旋耕機(jī)功耗的因素較多可用下列經(jīng)驗(yàn)公式估算：N=0.1 K a Vm B(kw) 式中：a耕深（cm）； B耕幅（m）； K旋耕比阻（N/cm）； （ K= Kg K1 K2 K3 K4） 當(dāng)旱耕時，由農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上冊185頁表2.24得： 表旋耕比阻K切土節(jié)距（cm）6912151821Kg(N/cm)(一般粘土麥茬，耕深15cm,土壤含水率20%)13161113510 修正系數(shù)耕深修正系數(shù)K112cm0.81.018cm1.01.2土壤含水率修正系數(shù)K230%0.9540%0.92殘茬植被修正系數(shù)K3稻茬1.01.2綠肥0.81.0作業(yè)方式修正系數(shù)K4旱耕后旋耕0.660.71灌水旋耕0.660.73水耕后旋耕0.30.5注：本表試驗(yàn)用旋耕機(jī)，刀滾直徑490520mm，刀軸轉(zhuǎn)速200220mm，每切割小區(qū)內(nèi)刀數(shù)2把。 K= Kg K1 K2 K3 K4 =10*1.0*0.93*0.9*0.69=5.7753N/cm;N=0.1 K aVmB=32.283kw。4.6刀片的后角刀片在切土過程中，刀刃的軌跡曲線與刀背的夾角稱為刀片的后角，后角的作用是使刀片能很好的入土，并避免刀背擠壓未切下的土壤。刀片初入土?xí)r，值較小以利入土；刀片在受到土壤阻力最大的位置時，后角大小適度以減少功率消耗，刀齒在完成切土后，后角較大以便向后拋土。后角的大小是由刀背的結(jié)構(gòu)參數(shù)與刀刃運(yùn)動軌跡決定的。4.7工作前的安裝與調(diào)整旋耕作業(yè)之前，旋耕刀的排列安裝是一項(xiàng)重要的工作。安裝不當(dāng)，將嚴(yán)重影響作業(yè)質(zhì)量，并因刀片旋轉(zhuǎn)不平衡，會導(dǎo)致機(jī)件損壞和機(jī)組震動增大，且不安全。為使旋耕機(jī)在作業(yè)時，避免漏耕和堵塞，刀軸受力均勻，刀片在刀軸上的排列配置，應(yīng)滿足以下要求：1. 配置兩把以上的刀片，應(yīng)保證切土量相等，以達(dá)到碎土質(zhì)量好，耕后溝底平整。2. 在刀軸回轉(zhuǎn)一周過程中，在同一相位角，必須是一把刀入土，以保證工作穩(wěn)定性和刀軸負(fù)荷均勻。3. 相繼入土的刀片，在刀軸上的軸向距離越大越好，以免發(fā)生堵塞。4. 左彎和右彎刀片應(yīng)盡量交錯排列，以使刀軸兩端軸承受力平衡。一般刀片按螺旋線規(guī)則排列。旋耕刀的安裝方法有三種：1. 內(nèi)裝法 安裝時，全部刀片都朝向刀軸中央，耕后，地面中部凸起。2. 外裝法 除最外端的兩刀片內(nèi)裝外，其余刀片全部都向外裝，耕后，地面中部凹下。3. 混合裝法 刀片內(nèi)外交錯排列，耕后，表面平整。旋耕刀片安裝時，要注意使刃口朝入土方向。與輪式拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)，其耕深由拖拉機(jī)的液壓系統(tǒng)控制。整體和半分置式液壓系統(tǒng)應(yīng)使用位置調(diào)節(jié)。分置式液壓系統(tǒng)使用油缸活塞桿上的定位卡箍調(diào)節(jié)耕深，工作時操縱手柄放在“浮動”位置上。作業(yè)時機(jī)架應(yīng)保持左右水平，前后位置使變速箱處于水平狀態(tài)。其水平調(diào)整是通過懸掛裝置的左右吊桿來調(diào)整水平的。當(dāng)拖拉機(jī)的前進(jìn)速度一定時，刀軸轉(zhuǎn)速快，碎土性能好；刀軸轉(zhuǎn)速慢，碎土能力差。而刀軸轉(zhuǎn)速一定時，拖拉機(jī)速度快，則土塊粗大。一般來說，刀軸的速度通常用慢檔，要求土壤特別細(xì)碎或耕兩遍時，可用快檔。旋耕作業(yè)耕頭遍時，拖拉機(jī)用、檔，耕二遍時，可用檔。4.8旋耕機(jī)選購時要注意以下幾個問題（）配套要合理。旋耕機(jī)功率消耗應(yīng)低于配套拖拉機(jī)的輸出功率，旋耕機(jī)作業(yè)幅寬應(yīng)能覆蓋配套拖拉機(jī)之左右輪轍，三點(diǎn)懸掛式旋耕機(jī)配套后對拖拉機(jī)前后輪受力狀況無大的影響。（）安全可靠。旋耕機(jī)轉(zhuǎn)動部分有安全護(hù)罩，而且護(hù)罩要結(jié)實(shí)；旋耕機(jī)單獨(dú)放置時應(yīng)能放穩(wěn)，不施外力不致翻傾；旋耕機(jī)外殼上最好有安全警示標(biāo)志。要配有內(nèi)容齊全、正確明了的使用說明書，內(nèi)容包括技術(shù)規(guī)格、安全注意事項(xiàng)、正確的裝配及使用與操作的說明或適當(dāng)?shù)膱D示、調(diào)整方法及調(diào)整量說明、維護(hù)與保養(yǎng)說明和常見故障的排除方法等。（）能滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)要求。耕作嘗試應(yīng)能東路水稻或其他要求一定耕深的作物生長的要求，一般旋耕機(jī)耕作深度不應(yīng)小于10cm。（）有良好的售后服務(wù)。購買地應(yīng)有修理和配件傴我，購買時須配有有關(guān)修理、更換、退貨的“三包”服務(wù)卡，售后服務(wù)承諾應(yīng)符合農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品修理、更換、退貨責(zé)任的規(guī)定。（）應(yīng)盡量選購已獲得農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣許可證并貼有農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣許可證證章的旋耕機(jī)產(chǎn)品。4.9 旋耕機(jī)使用技術(shù)要點(diǎn)旋耕機(jī)的結(jié)構(gòu)、性能和使用操作方法與犁耙大不相同，使用者只有熟悉旋耕機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和性能正確掌握，使用方法才能發(fā)揮其功效、防止機(jī)具或人身事故的發(fā)生?，F(xiàn)將其使用技術(shù)要點(diǎn)敘述如下：1、正確選擇旋轉(zhuǎn)刀片安裝方式不同刀片安裝方法可以得到不同的耕作效果。刀片安裝分3種：一是常用刀片安裝方式，這種排列方式耕作后地表平整，適用于平耕；二是旋耕-開溝聯(lián)合作業(yè)安裝方式，這種排列方法耕后地中間開成一淺溝，土塊拋向兩側(cè)，以利中間開溝作業(yè)的進(jìn)行；三是畦作刀片安裝方式，機(jī)器跨溝旋耕時，部分土地被拋向溝中達(dá)到填溝的作用。進(jìn)行旋耕作業(yè)時，要根據(jù)不同農(nóng)藝要求，選擇合適的刀片安裝方法。2、萬向節(jié)傳動軸的安裝萬向節(jié)傳動軸由2個活節(jié)組成，安裝時需注意2點(diǎn)：一是旋耕機(jī)在升起或工作狀態(tài)時，方軸與套既不要頂死，還要有足夠的配合長度；二是必須使方軸及套的夾叉處于同一平面內(nèi)，以免影響作業(yè)質(zhì)量和造成拖拉機(jī)與旋耕機(jī)傳動系統(tǒng)及相關(guān)零件損壞。3、旋耕機(jī)的調(diào)整左右水平調(diào)整。拖拉機(jī)停放在平地上，將旋耕機(jī)降下使刀尖接近地面，看其左右刀尖離地高度是否一致，若不一致，可通過拖拉機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)左右提升桿調(diào)整，使旋耕機(jī)處于水平狀態(tài)，以保證左右耕深一致。萬向節(jié)前后夾角的調(diào)整。將旋耕機(jī)下降到要求耕深時，看其萬向節(jié)總成前后夾叉是否水平，夾角是否最小，前后夾角是否相等?？捎谜{(diào)節(jié)上拉桿長度的方法，保證萬向節(jié)夾角最小，使之處于最有利的工作狀態(tài)。耕深的調(diào)節(jié)。通過液壓懸掛機(jī)構(gòu)升降來調(diào)節(jié)耕深。為保證旋耕機(jī)作業(yè)時耕深一致，可用定位手輪將調(diào)節(jié)手柄檔住或?qū)⒂透谆钊麠U上的定位卡箍調(diào)整適當(dāng)后固定。旋耕機(jī)提升高度的調(diào)整。由于萬向節(jié)夾角不宜過大，一般在轉(zhuǎn)彎提升時只要使刀尖離地20cm即可，可以不切斷動力輸出而轉(zhuǎn)彎空行，如遇過溝埂或道路運(yùn)輸需提升到較高位置限制，在位調(diào)節(jié)扇形板上的適當(dāng)位置固定限位螺釘，使位調(diào)節(jié)手柄在提升時每次都處于同一位置，達(dá)到相同的提升高度。4、前進(jìn)速度選擇旋耕機(jī)前進(jìn)速度選擇的原則是滿足碎土和溝底平整的要求，即要保證耕作質(zhì)量，又要充分發(fā)揮拖拉機(jī)的功率，達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)、低耗的目的。在一般情況下，旋耕時前進(jìn)速度為3km/h，即上海-50型拖拉機(jī)II速作業(yè)、鐵牛-55型拖拉機(jī)低III速作業(yè)，旋耕后再耕后再耙地的前進(jìn)速度可以高一些，即上海-50型拖拉機(jī)用III速作業(yè)、鐵牛-55型拖拉機(jī)可用低IV速作業(yè)。5、作業(yè)注意事項(xiàng)機(jī)組赴必須平穩(wěn)。在旋耕機(jī)升起狀態(tài)下，結(jié)合動力輸出軸，掛上工作檔，要柔和地松放離合器踏板，同進(jìn)操縱液壓機(jī)構(gòu)位調(diào)節(jié)手柄，使旋耕機(jī)逐漸入土，到正常耕深。禁止起步前先將旋耕機(jī)入土到耕深或猛放入土，因?yàn)檫@會使旋耕機(jī)損壞和拖拉機(jī)離合器嚴(yán)重磨損，特別嚴(yán)重時會使動力輸出軸折斷。檢修保養(yǎng)旋耕機(jī)時，必須切斷動力，以防傳動部件傷人。旋耕作業(yè)中嚴(yán)禁倒車，倒車時需將旋耕機(jī)升起。轉(zhuǎn)彎時，必須將旋耕機(jī)升起，禁止在耕作中轉(zhuǎn)彎，否則將使刀片變形、斷裂，甚至損壞旋耕機(jī)。工作時，禁止在旋耕機(jī)上或機(jī)后站人。注意經(jīng)常檢查萬向節(jié)插銷及十字節(jié)檔圈，已損壞或技術(shù)狀態(tài)不良時應(yīng)禁止繼續(xù)使用，以免發(fā)生意外。進(jìn)行長距離運(yùn)輸或轉(zhuǎn)移時，應(yīng)拆除與拖拉機(jī)動力輸出軸連接的萬向節(jié)，并將旋耕機(jī)升到最高位置。結(jié) 論旋耕機(jī)傳動的合理性，對旋耕機(jī)的整地質(zhì)量影響很大。水平旋耕部件的動力來源于拖拉機(jī)的動力輸出軸，中間傳動裝置是萬向節(jié)和中央調(diào)速器。旋耕入土深度小于旋耕工作部件半徑的10%20%?？紤]到旋耕工作部件半徑大小所需的相適應(yīng)的單位能耗，使旋耕部件的旋耕軸距離地表較低。有的旋耕機(jī)依據(jù)旋耕部件與耕深的相對關(guān)系，把中央調(diào)速器直接設(shè)計(jì)安裝在旋耕工作部件的軸上。這樣保證了農(nóng)具的最小能耗、最少的材料消耗和較好的工作質(zhì)量。由于調(diào)速器殼體下是未耕地，存在如何保護(hù)好調(diào)速器殼體的問題。國產(chǎn)的1G-150旋耕機(jī)和1G-140旋耕機(jī)等多種機(jī)型的旋耕軸配置在地表水平面上或的低于地表。為防止調(diào)速器外殼的損壞，在殼體上或前犁柱上安有專用的分土鏟。分土鏟開出的鏵溝被補(bǔ)助整地作業(yè)消滅。整地旋耕機(jī)的缺點(diǎn)是修理費(fèi)用高。其主要原因是旋耕部件數(shù)量多，易磨損。一般提高旋耕刀壽命的方法是：采用合金熔焊；應(yīng)用新材料；設(shè)計(jì)上選擇更為合理的配置方案等。致 謝通過這次設(shè)計(jì)，我深深感受科技工作者設(shè)計(jì)出一個新產(chǎn)品的艱辛，不但要查閱大量的資料，還要進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，充分考慮現(xiàn)代社會的發(fā)展要求，同時還要考慮農(nóng)民的承受能力，既要降低價格，又要符合農(nóng)藝。因?yàn)檗r(nóng)機(jī)科學(xué)是一個邊緣學(xué)科，故農(nóng)機(jī)工作者要緊跟時代步伐。我這次進(jìn)行旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)，雖然進(jìn)行了三個多月的時間，但自問很多地方根本就不是設(shè)計(jì)，充其量也就是弄懂了它的工作原理，根本無法進(jìn)行生產(chǎn)制造，更別說進(jìn)行工作了，但通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我熟悉了進(jìn)行農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)的全過程，也就達(dá)到了這次設(shè)計(jì)的核心要求。非常感謝三年來領(lǐng)導(dǎo)和老師對我的教育和培養(yǎng)。參考文獻(xiàn)1 、農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（上冊）.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究所 編.機(jī)械工業(yè)出版社.1988年；2 、機(jī)械工程手冊.第11卷機(jī)械產(chǎn)品（一）.機(jī)械工程手冊，電機(jī)工程手冊 編輯委員會 編.機(jī)械工業(yè)出版社.1982年；3 、驅(qū)動型土壤耕作機(jī)械的理論與計(jì)算.李守仁.杜金天 編.機(jī)械工業(yè)出版社.1997年；4 、農(nóng)業(yè)機(jī)械手冊.日本農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會 編.機(jī)械工業(yè)出版社.1991年；5 、機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）.西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 編著.濮良貴，紀(jì)名剛 主編.高等教育出版社.2001年；6 、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊（第二版）.清華大學(xué) 吳宗澤 北京科技大學(xué) 羅圣國 主編.高等教育出版社.1999年；7 、機(jī)械制圖.董國耀 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采用模具結(jié)構(gòu)，毛坯材料為15鋼（冷態(tài)）、工作速度為2mm/s、摩擦因子為0.3，通過DEFORM軟件對成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到表2所示的結(jié)果。 表2 帶分流孔毛坯的數(shù)值模擬結(jié)果 分流孔徑（mm）工作載荷（kN）實(shí)際行程（mm）填充情況20 5079.8*118齒輪上角部未充滿，分流孔先閉合25645122填充較好，上角部有圓角，分流孔剛好閉合30 4122*227充填不好，分流孔未閉合從表中可以看出，在模擬過程中，分流孔徑為20mm的毛坯由于分流孔在齒形填充前就已經(jīng)閉合，從而造成心部金屬重疊導(dǎo)致網(wǎng)格發(fā)生畸變，模擬過程在齒輪上角部未充滿的情況下就退出了計(jì)算，這說明分流孔徑為20mm的毛坯沒有實(shí)現(xiàn)分流作用。而對于孔徑為25mm的毛坯，中心孔在毛坯進(jìn)入填充階段以后才閉合，分流作用能體現(xiàn)出來。孔徑為30mm的毛坯由于壁厚太薄，出現(xiàn)了雙鼓現(xiàn)象，金屬重疊導(dǎo)致網(wǎng)格嚴(yán)重畸變，模擬過程沒能完成。 在剛開始階段上升得比較快，行程大于3mm以后曲線比較平緩，工作載荷高于3000kN以后曲線就開始急劇上升。但是細(xì)節(jié)上各有不同：孔徑為f20mm的毛坯由于內(nèi)孔收縮較快，所以載荷在較小行程時就急劇上升；而孔徑為f30mm的毛坯則是由于內(nèi)孔收縮較慢，載荷遲遲沒有進(jìn)入陡升階段。孔徑為f25mm的毛坯曲線剛好介于其他兩條曲線之中。在曲線的最后階段，由于孔徑為f20mm的毛坯內(nèi)孔提前閉合和孔徑為f30mm的毛坯壁厚太薄出現(xiàn)雙鼓現(xiàn)象使得模擬未能完成，而造成曲線不完整?？讖綖閒25mm毛坯的內(nèi)孔收縮和齒形填充較為協(xié)調(diào)一致，齒形填充完全時內(nèi)孔剛好閉合，使得模擬得以完成；同時力-行程曲線在陡升的最后階段還開始變得平緩，分流作用得到了體現(xiàn)，但作用不很明顯，相對無分流孔成形，載荷僅降低了2。 采用紫銅毛坯制成帶 25mm分流孔的毛坯，對成形過程進(jìn)行工藝試驗(yàn)，毛坯表面采用動物油脂潤滑，當(dāng)工作載荷達(dá)到2800kN時得到了齒輪樣件。樣件中心孔剛好閉合；齒形填充情況具有采用普通強(qiáng)制浮動凹模進(jìn)行精鍛成形的典型特征，齒輪毛坯的下角部充填非常完全，而且在凹模的強(qiáng)制帶動下還形成了很大的毛刺；中部填充也較好，但邊角部稍圓渾；齒坯的上角部圓角較大。 上述特征和數(shù)值模擬結(jié)果吻合，說明數(shù)值模擬的結(jié)果比較可靠。 3.2 浮動凹?？烧{(diào)模具成形 采用浮動凹模時，由于摩擦力的作用，齒坯充填不均勻，一邊充填作用則較好；而另一邊充填作用較弱。因此可以使浮動凹模在整個精鍛過程中是可調(diào)的，開始時先下移，到一定程度后再上移，使齒坯的上下角部齒形都有機(jī)會得到良好的充填。而且由于齒形充填均勻，將導(dǎo)致成形載荷的降低，減少無用功。 模具結(jié)構(gòu)材料為15鋼（冷態(tài)），工作速度為2mm/s，摩擦因子為0.3。毛坯仍采用帶 25分流方案，模擬其成形過程。當(dāng)工作載荷為5691kN、行程為15mm時得到填充完好的工件。 試驗(yàn)條件如2.1節(jié)所述，但采用凹模運(yùn)動方式可調(diào)，先下移8.6mm，再上移0.6mm，加載至2800kN獲得的紫銅齒輪件 從齒輪樣件可以看出：整個齒輪齒形填充非常完好。而采用單純浮動凹模，在2800kN時，都無法得到如此清晰的齒輪件,上角部齒形遠(yuǎn)未充滿。 4 結(jié) 論 1）選擇適當(dāng)?shù)姆至骺壮叽缈梢越档统尚屋d荷，但作用不很明顯，載荷比實(shí)心毛坯降低約2左右。 2）采用浮動凹模浮動模式可調(diào)的齒輪精鍛法，齒形的充填過程比較均勻，因而能在較低載荷下獲得充填完全的齒輪，不失為一種較好的齒輪精鍛方法。Digital technology and equipment trends and