旋耕机设计说明书.docx

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1、目录摘要Abstract第一章引言(4)第二章总体设计(5)1.1 设计的内容(5)1.2 工作原理(5)2. 3设计参数 (5)第三章总体方案论证(7)2.1 确定参数跟校核(7)2.2 旋耕刀的设计(7)3. 3.各轴的参数(9)3.4设计校核各齿轮(11)3. 5设计计算链传动(11)3.6设计计算输入轴 (11)第四章润滑(12)第五章展望(14)第六章结论及感言(14)参考文献(20)旋耕机自古代以来中国就是一个农业大国，中国种植业几经传承历史悠久,而且中国的地势山地居多。因此在许多地势不平的地方无法使用大型的机器进行土地的翻耕，且大型机器又会对环境造成或大或小的污染，在这个倡导环保

2、的时代，设计一种便捷环保的旋耕机就显得尤为必要。经过半个多世纪的努力，中国机械工业已经逐步发展成为具有一定综合实力的制造业，初步确立了在国民经济中的支柱地位。在新的世纪里，科学技术必将以更 快的速度发展，更快更紧密得融合到各个领域中,而这一切都将大大拓宽机械制造业的发展方向。机械发展趋势可以归结为“四个化”：柔性化、灵捷化、智能化、信息化，即使工 艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要，能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要，使其与环境协调的柔性，使生产推向市场的时间最短且使得企业生产制造 灵活多变的灵捷化，还有使制造过程物耗，人耗大大降低，高自动化生产，追求人的智能于机器只能高度结合的智能

3、化以及主要使信息借助于物质和能量的力量生产出价值的信息化。旋耕机目前应用也相对广泛，但是要不存在着体型较大，要不存在着环保不过关等问题，因此我设计了一款体型小，且电动的旋耕机。很好的解决了在各种土地使用的问题。并分析了此旋耕机的整体设计方案,对关键零部件进行了计算并进行了校核。本设计拥有简单的内外部结构,且体积小，电动环保。关键词：旋耕机；创新设计；环保；电动第一章引言通过各个五年计划、改革开放以及即将来临的中国制造2025,通过这些年的发展，我国的机械设计制造技术不断完善。目前有信息科技、计算机技术、新能源技术、微电子技术、材料科技及新能源技术等多种领域的先进技术都与机械设计制造相融合。机械

4、设计制造技术的日益完善与我国多领域的先进技术理念的发展是息息相关的。经过相互影响相互促进，我国的设计制造技术与传统的机械制造有了巨大的提升，目前我国的机械制造技术已经逐步与世界先进水平接轨。我国目前的机械制造传承了传统意义上机械制造的相关优点，近年来更是吸收了世界范围内更先进的理念，所以我们的生产设计水平已初具规模。我国各行各业各个领域都涉及到机械设计制造，机械的发展为我国的经济发展做出了巨大贡献1。机械设计制造技术因其基础性和不可或缺性，成为支撑国民经济的重要支撑技术。当今世界各国的竞争不仅仅是军事，经济层面的形势也是瞬息多变。在激烈的行业竞争中能脱颖而出屹立不倒的企业,其必定采取了更为先进

5、的机械设计技术。上世纪五十年代末期到如今可称之为综合自动化发展的高速时期，在这一时期内空间技术发展尤为迅速，亟待解决多变量系统的最佳控制问题。自动化的发展过程是一个动态的，现在大多数人所理解的自动化或者另一种意义上说自动化的作用就是利用机器来代替人工来完成工作，以减少人们的工作量。但随着科技的发展，电子信息技术逐渐成熟,自动化已经实现机器可代替人们进行体力劳动，甚至辅助人们进行脑力劳动。目前自动化控制已经取代了传统的手工操作，因计算机技术的不断发展，机械自动化得以成为现实，自动化的达成标志着机械设计制造进入了新的层面2。机械设计过程要达到更优化和更加智能便捷就必须通过一系列的优化设计和互联网技

6、术，机械技术目前已经与微电子技术相互融合。数控车床加工中心、机器人、微型机电系统等接而出现，标志着机械技术已经实现了机电一体化。另外更有传感技术，其与计算机控制技术的结合使机械设计制造变得更为精确和简捷3 o机械设计制造和各个领域的先进技术和理念相互融合，使其过程中能够做到优化产品的设计、制造、装配、运行、销售，从而进一步实现自动化的综合控制。多年以来，经过无数科研和教育工作者的努力，机械设计制造及其自动化学科已逐步完善，并具有一定的规模，我国的各大高校均有开设此门课程。机械行业与其它各行业息息相关，机械行业的不断完善和发展必定会带动其他行业和技术的进步。机械自动化的达成改变了传统手工作业低效

7、率低安全的局面，使工业发展变得更为迅速。各种大型机械设备的相继出现使各种困难重点工程开发变得简单。航天技术、武器的生产制造、科学和教育的发展也在不同程度上接受着机械技术的促进，机械设计制造及其自动化技术为我国各方面的发展都做出了重要贡献4o如今，我国的农业生产大多通过机械来实现，耕地、播种、收获等一系列农业活动现在都实现了自动化。针对耕地的旋耕机目前也使用的很广泛，成为了农业生产必不可少的机械。目前在我国，进行耕作的机械设备有旋耕机和联合作业机以及圆盘犁、各种耙，但是应用最广泛的还是旋耕机。现在已经形成定式产品的是手扶拖拉机及其配套的旋耕机。上世纪九十年代，我国通过一系列研究，研制出了一款新型

8、的旋耕机，解决了农业生产的问题。现在我国的旋耕机市场保有率在十五万台左右，手扶拖拉机跟四轮配套旋耕机大约有两百万台。旋耕机在我国南方存在的较多，因其地域水稻种植业比较普遍，但是通过近年来的发展，北方也越来越多的进行了水稻的种植，另外蔬菜的种植等等都需要用到旋耕机。通过科学的发展，农作物的种植已经没有了地域限制，所以农业设备机械的应用更加广泛，必须对现有的配套设备进行优化，以实现越来越多的农业生产计划。随着我国经济的迅速发展，对农业设备的需求也越来越迫切，旋耕机的发展近年来也尤为迅速，从无到有，从有到初具规模，逐步实现了具有中国特色的农业消费市场经济。旋耕机的发展体现出了国人的惊人创造力。第二章

9、总体设计2.1设计的内容本旋耕机整体的结构设计已经确定，包括旋耕机的耕作幅度，旋耕机采用的何种旋耕形式，还有旋耕机工作时的前进速度，也包括旋耕机主体轴跟刀具的转速等。设计要体现出旋耕机的合理结构，设计要合理的可靠的，并且要有一定的优势，包括环保性，经济性，并且要操作简单，系统。本设计的关键部分就是计算参数跟选择各部件的型号，只有设计的总体布局完成后，各部分的计算跟校核才能开始进行。总体结构示意如下图图1所示。升降控制部件动力部件图1总体结构示意图Figure 1 Overall structure schematic drawing2. 2工作原理本设计的变速箱设计也有一定的特点，圆柱齿轮副的

10、传动空间在中间，伸出的部分则是本旋耕机轮子的传动机构，剩下的空间就是旋耕机旋转刀具运动传动的空间，本设计采用两个链轮传动的方式，完美的解决了传动路线过长的问题。本旋耕机设计的工作原理是发动机提供输出动力，动力通过离合器以及联轴器将输出轴的旋转动力作用在皮带轮上，然后动力通过皮带轮到两个链轮穿过变速箱，经过变速箱的三级变速后输出，实现旋耕机的运动。另一部分动力通过一级变速带动旋耕机的刀具进行旋转，完成旋耕机的耕作任务。离合器的位置相对于发动机靠前，如此设计的优势是可瞬间切断发动机跟后续装置间的动力，保证停机时的稳定跟安全。再有，旋耕机的工作状态必须稳定，其启动时的工作需要平稳，遇到较大的工作阻力

11、时,离合器会发生打滑，本设计的离合器就解决了此问题，防止了因打滑而出现旋耕机整体部件的损坏。旋耕机的耕作深度是多方面因素决定的，操作人的控制角度、旋耕机的机架怎样设计，包括它的设计角度等都能对深度产生一定的影响。传动方式有齿轮传动、带传动，相对齿轮传动带传动具的结构更简单，传送动力的时候更加稳定、且采购成本较低。但齿轮传动的优势是高传动效率跟小体积。所以本设计主体决定采用不同于带传动和齿轮传动链传动，链传动在相距较远的连根轴之间能产生良好的传动，同时它的价格也相对低廉。本设计变速箱的传动方式设计为链传动跟齿轮传动混合进行，以实现旋耕机刀轴的旋转选。外部传动则以皮带轮与链轮的混合方式来传递动运动

12、。工作可靠简单成本较低。传动方案如图2所示。嵬懒输晡图2传动方案示意图Figure? Transmission scheme2. 3设计参数本设计设计一种用于大棚旋耕松土作业的微型旋耕机，它能实现除草、疏松土壤跟起陇的功能。因使用于大棚，通过查阅资料，本设计决定设计动力为0. 75kw,耕种较深时为1216cm,耕种较浅时为36cm,耕作幅度为为3080cm；效率为3亩4亩/8小时，整体质量W 100kg的旋耕机。第三章总体方案论证2.1 确定参数跟校核电动机的初步选择经查阅资料，本设计选择电机拟用合力ZLCF直流有刷电机，这款电机的额定功率是3600W,额定转速是3000r/min,其重量为

13、15kg。因使用于大棚，所以耕种12cm足够种植使用，其耕种幅度拟决定为40cm,工作效率为4亩/h。通过这些数据可得到旋耕机的速度为Vm=0. 8m/so在进行旋耕机的计算时，其工作需要的发动机功率需要进行计算，这个功率的大小跟很多因素有关，比如所要耕种地的地形，想要耕种的深度，耕种幅度等都跟旋耕机所需的功率有关，甚至土壤性质都能影响旋耕机的功率。旋耕机的主要工作是翻耕土壤，所以其功率的消耗大多为刀具跟土壤间的摩擦损耗。假设旋耕机在工作时行驶速度均匀，土地地势平坦，所以旋耕机工作时所需的功率为：N = QlxK入 xdxVmxB(kW)式中d耕种深度(cm)；匕一旋耕机速度(m/s)；B一耕

14、种幅度(m)；勺一旋耕比组(N/而)；其中吗=K.KK2K3K母VS = 6000* 工 9cm通过计算得到切土节距Z ,因此通过查阅资料农业机械设计手册(上册)中，第238页中的表4-3-4可得到K16N/而，K1=1.0, K2 = 0.9 ? 储=0.8, K4 = 0.66 o则.K 2=K& & K2 K3 K4 = 13 x 1。X 0.9 x 0.8 x 0.66 = 7.67V/ cm2么.N = 0AxKa xxB = 0.1x7.6x12 x 0.8 x 0.4 = 2.920Z:W3.6klV通过以上的计算，所选用的发动机可以满足使用需求。2.2 旋耕刀的设计3. 2.1

15、旋耕刀的选择旋耕机的主要工作部件就是旋耕刀，旋耕刀片采用的结构形状直接决定着旋耕机的工作效率跟工作质量。目前国内外对旋耕机刀具的研究从未停止，旋耕机的研究无非就是传动跟刀具的研究，选用什么形式的刀具能更有效的翻耕土地且产生较小的工作阻力是研究的大方向。所以在现有的科技基础上，将刀具进行了参数化分析，对刀具在工作时各方向各部位的受力进行了详细的分析，用科学的手段对刀具进行了设计跟选择。旋耕机刀具有不同的分类，根据刀齿的物理性能可分为刚性刀跟弹性到，刚性刀又可分为多个种类。不同的刀针对不同的耕种形式，有不一样的性能。刀型在我国有明确的分类，有I型刀，II型刀和HI刀型。这三种刀有着不同的性能，针对不同的土壤可选择不同的刀型，其回转半径也不同。本旋耕机设计时选用的刀为HIS150型旋耕刀，这种刀具的材料是65Mn钢。刀具结构图如图3。Figur