毕业设计（论文）-速比可控旋耕机设计.docx

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1、摘要IIABSTRACTIIII绪论11.1 .课题研窕的意义11.2 旋耕机的研究现状与发展趋势11.2.1 国内研究现状1122国外研究现状21.3 本文主要研究的内容22旋耕机的总体设计42旋耕机的总体结构设计42.2 传动方式的选择42.3 限深装置的设计53旋耕刀工作参数的确定73.1 旋耕机的工作原理73.2 旋耕刀刀型的选用83.3 旋耕机刀轴速度的确定IO3.4刀座间距b和弯刀总数Z的确定I1.3.4弯刀的排列设计I1.4旋耕机的工作参数134.1 旋耕机的功率消耗134.2 液压马达的确认144.2.1 液压马达的输出牵引力144.2.2 液压马达的理论排量O144.2.3

2、马达的进出口压差144.2.4 马达平均转速：155液压马达箱参数设计165.1 齿轮的设计校核165.1.1 齿轮的材料165.1.2 圆柱直齿轮的参数设计165.2 齿轮轴系设计校核205.2.1 齿轮轴结构设计205.2.2 齿轮轴上结构配置235.3 刀混轴的设计计算说明24结论26参考文献27致谢29摘要旋耕机是一种重要的耕整地机械，广泛应用于我国南方水田与北方旱地耕整。速比对旋耕机工作质量:与功耗具有重要影响，传统的变速箱传动系统，速比受机组行进速度和旋耕刀所受土塔阻力变化而变化，为此设计一种速比可控旋耕机，该机采用液压传动系统，实现对刀轴转速的调节，通过控制系统实现刀轴转速与机组

3、行进速度同步变化,从而提高旋耕机工作脑量，降低其作业功耗.主要研究内容包括:整机结构设计，关铤零部件的设计与校核，旋耕刀具结构参数与运动参数设计优化。关健字：旋耕机；液压的动:速比可调;设计优化ABSTRACTRotaryti1.1.erisakindofimportantti1.1.agesoi1.preparationmachine,wide1.yusedinpaddyfie1.dinsouthChinaandnortherndry1.andp1.owing.Ratioofrotarycu1.tivatorworkqua1.ityhasimportantinf1.uenceandpower

4、,thetraditiona1.gearboxtransmissionsystem,speedratiobyunitspeedandrotaryti1.1.ageb1.adechangesbysoi1.resistance,todesignakindofspeedratiocontro1.rotarj,cu1.tivator,themachineadoptshydrau1.icirivesystem,imp1.ementationofknifeshaftSPeedadjustment,throughthecontro1.systemrea1.izestheknifeshaftspeedandu

5、nitchangesofspeed,soastoimprovethequa1.ityofrotarj,cu1.tivatorwork,reducetheoperationpowerconsumption.Themainresearchcontentinc1.udes:thewho1.emachinestructuredesign,designatu1.checkingofkeyparts,rotaryti1.1.agetoo1.structureparameterandmovementparameterdesignoptimization.Keywords:rotarycu1.tivator;

6、Hydrau1.icdrive:AdjUStabIespeedratio;DesignoptimizationI绪论11课题研究的意义经过几十年的发展，农业生产水平虽然在一定程度上有f较大提升，但是与发达国家之间还有较大的差距。中国农业正处于从传统农业向现代农业转变的关键时期，农业机械化是建设现代农业的重要物质基础，是先进生产力的代表，是提高农业劳动生产率的主要手段。农业机械化是农业科学技术推广应用的歪要载体，是农业现代化的必然过程，加快发展农业机械化是推进城镇化建设，全面建设农村小康社公的重要举措，加快发展农业机械化也是保护和提高粮食综合生产能力，增加农民收入的至要措施,播前平整土地是农业的

7、关键一环.其中，上填耕作机械主要用于农田栽植、播种前的作业，对农作物的生长起着至关重要的作用,对根食产量起者举足轻重的影响,在一些播种前对土壤有严格要求的农作物而言，播种前，需要进行多次辅助性的整平、祀地作业。机耕作业次数多，既浪费能源，又压实和板结土壤。该课题不仅需要设计机械结构和机构，还需要涉及到自动化装配等问题。该课题涉及到设计、绘图、控制等各方面的知识，可以培养学生综合运用所学知识解决具体工程项目的能力.1.2 旋耕机的研究现状与发展趋势旋耕机的发展至今已有150多年的历史，最初在英、美国家由34kW内燃机驱动，主要用于庭院耕作，直到1.型旋耕刀研制成功后，旋耕机才进入农田作业。20世

8、纪初，日本从欧洲引进旱地旋耕机后，经过大量的试验研究工作，研制出适用于水田耕作要求的弯刀，解决/刀齿和刀轴缠草的问题,旋耕机得到J迅速发展.目前，旋耕机主要采用中间传动和侧边传动，水平轴旋耕部件与地轮转向一致,并口旋耕工作部件结构相当完善。耕作配套机械有手扶拖拉机和轮式拖拉机两种类型，而对整地机的主体部分旋耕机国内外已经有了相当成熟的理论研究和实践研究.1.2.1 国内研究现状我国近年来旋耕机的保有量增加很快，普通单轴旋耕机发展己经较为成熟，旋耕机的应用时间较短，还没有大面积推广。现在我国已能生产与I32kw拖拉机配食的耕作农具，大型机具开始向宽幅高速发展，但是从整体技术水平来看，我们还与国际

9、水平有很大的差距。我国现在生产旋耕机的企业主要有连云港春飞、河北神耕、北京华春翔农、南昌旋耕机厂等。型号主要有IGKN系列、IGQN系列、IGH1.系列、STG系列等列种。工作幅宽1.25m至2.8m。由于受拖拉机技术条件的制约和配套机具本身的研究水平限制，一些国际先进结构还未能得到完全使用：快速挂接耦、耕深和水平自控调节、短尺寸广角万向节传动轴、宽幅工作部件液压折型装置、快速换刀结构等.同时多功能整地机还在一定程度上还不能很好的满足农艺和农业生产的需要，而且我国的耕整技术发展缓慢，电子、自动控制、智能化技术还处于刚刚起步的阶段.还有很大的提升空间。1.2.2 国外研究现状在国外，旋耕机发展较

10、早，旋耕机耕作技术已经非常成熟，作业性能稳定，动能齐全。美国和一些欧洲国家、日本、以色列等发达国家在旋耕机上处r国际领先水平，生产旋耕机的有约翰迪尔、久保田、克拉斯、安格科等知名企业。由于国外田间拖拉机的功率达到了36OkW以上，使得与之配套的整地机也随之大型化，宽幅机械的生产率高，单位幅宽的成本低，能使丁采用先进的生产技术，提高田间作业速度和效率、改善作业性能。大型整地机具已达20m以上，为便于其行走，采用机架折叠或纵向运输，实现宽幅作业窄幅运输，并且耕地速度为815knUh,整地达到IO-20k11Vh,播种达到8-1.5kmh,国外整地机的产品功能相比国内更加完善，材料和制造工艺水平较高

11、，外观漂亮，平均使用寿命比我国高出1/3以上，但是而且配件难，维修服务各个方面跟不上，对我国国土70%的丘陵土地的情况十分不适用，价格相对较贵，为国产的IO倍左右。随着农业机械化程度的增强，工作效率和效益的提高，现有的旋耕机已满足不农艺要求和生产规模扩大的需婴.故时旋耕机的研究有了进一步的深化，出现如F几个方向的发展趋势:（1）向宽幅,高速型旋耕机发展：（2）向操作简单、自动化、智能化方向发展：3）向节能鬲效方向发展。1.3 本文主要研究的内容本文设计了款速比可谓的旋耕机，改变了传统的齿轮箱的传统的形式，采用液压马达作为动力源，通过液压回路可以达到无极调速的目的，本文主耍研究的内容如下:I,完

12、成速比可控旋耕机设计整机设计方案：2、完成整机与关键零部件的设计计算与图纸的绘制:3、论文的撰写与修改，通过论文评阅：2旋耕机的总体设计2.1 旋耕机的总体结构设计现在与拖拉机配套工作的旋耕机悬挂方式主要有三点悬挂和四点悬挂两种，按其工作部件的作业和配置方式有卧式与立式两种，传动方式有中间传动和IW边传动。经过参考学校工科基地现有的旋耕机，结合课题要求，仔细分析各种方案的利弊与适用条件，本设计采用双轴卧式、与拖拉机四点悬挂的结构方式。整体上，前后采用两根横梁与左右的支撑板焊接的框架结构。2.2 传动方式的选择对旋耕机有中间传动和（W边传动两种形式。中间传动采用中间全齿轮传动，利用万向舟传动轴将

13、拖拉机动力输出轴的动力传递给阿锥齿轮轴，减速并改变方向后,向下最后传递到前后刀轮轴。这种方案一个缺点时中间齿轮箱处不能安装弯刀，如不设置特殊工作部件，将出现漏耕。为此需要在齿轮箱的卜.方增设犁体总成以消除湖耕现象,侧边传动利用万向节传动轴将拖拉机动力输出轴的动力传递给圆锥齿轮轴，减速并改变方向后，再次经过两边的方向节招动力传输至两边齿轮箱，最后传递到刀枢轴。对旋耕机而言，侧边传动也还有两种方案番选：单边侧边传动和双边（W边传动.单IW边传动方式是：动力经过减速器后，通过万向节输出到一边的齿轮箱，再次分配给前后两根刀轴。因此结构简单,但是平衡性较差，一般容易偏置，使得动力集中于刀根一侧，使用寿命

14、和安全性得不到保证。双侧边传动的传动方案是：动力经过减速器后，通过万向节输出到两边的齿轮箱，然后经过两边的齿轮箱分配给前后两根刀抽.这种传动结构特点是结构对称性好、工作时受力均匀、左右平衡、布局合理同时可以节省材料、减轻整机的近量机架牢固，适用于宽幅旋耕机。在选定两边的齿轮箱内的动力传递方案时，仃链传动、带传动、齿轮传动三种预备方案可供选择.，由于链传动虽然可以传递较大的功率，但是具有较强的震动性，工作时，噪音非常大，所以不选用。而旋耕机切削土填的阻力较大，如果选用带传动的话，需要多条带。最终选用齿轮传动。尚轮传动受力均衡,结构简单紧凑，有利于机构的对称布设和平衡，降低功耗，改善工艺。本设计要

15、求旋耕机的耕幅为2m,而且需要无极调速，本文需要液压马达作为动力传递功率，考虑到安装方便的问题，本文在中间全历轮驱动的基础上加以改进,最终整体传动结构如下图（132-1）所示。图2-1传动方案2.3 限深装置的设计旋耕机是一种作业范围广的农用机械，根据不用的十填条件和工作要求，需耍有不同的旋耕深度。对于拖拉机带动的旋耕机工作时，如果和具有调节液压悬挂机构的拖拉机配套时，利用位调节手柄在不同位置的定位调整耕深，与具有分置式液压悬挂机构的掩拉机配套时，利用活塞杆上定位卡狒的不同位巴调整耕深。本设计中的废耕机采用液压马达作为动力，根据设计任务书的要求，要求旋耕机的耕深为8cm.所以该机的设计旋深最大为20cm,严禁旋耕机超限作业，否则将导致某些零部件的损坏和早期磨损，还符严田：影响整体的作业效率，故需设计耕深限制装置。此设计运用的是限深板，限深板安装在齿轮箱的下端，与齿轮箱之间采用螺栓连接,它由一块弧状的钢板和一块扇形的钢板焊接而成，简单实用，通过限深板与土壤之间的接触从而限制耕作深度。3旋耕刀工作参数的确定3.1 旋耕机的工作原理旋耕机是一种由动力驱动工作部件以切碎土壤的耕作机械.兼有耕翻和碎土功能，一次作业即能达到土碎地平的效果，而犁耕很难一次造成土壤松碎、地表平整而满足播种或插怏的要求,必须再经过整地才能进行种植作业。因此，用旋耕机耕地可大大缩短耕整地的时间，有利于抢农时和提高