农业机械专业课程设计

农业机械专业课程设计指导书王玉顺编著SWSGyR1yR21fP2fPqPmaxa1R2R山西农业大学工程技术学院2007年3月1《农业机械专业课程设计》指导书（机组配置、校核与调整）1目的和任务课程设计所研究的对象是机组，即拖拉机与农机具挂接（牵引、悬挂或半悬挂）所形成的作业机组，研究各种农业机械在挂接和运行中的共性问题，这些问题在农业机械设计、研究和使用中具有普遍性。农业机械专业课程设计，是农业机械学的一项重要实践训练，它通过对机组机构的测量、作图、力学分析和数据计算训练学生掌握机组配置、校核和调整的基本技能，使学生具备从事农业机械设计、研究及使用的必要素质和能力。要求完成两项基本任务：机组的机构运动简图（机动图）和课程设计报告。2常用术语及含义（1）机组——拖拉机与作业机具连接在一起所形成的系统称作机组。可按照挂接特征、耕深控制方式以及作业机具功能等为机组命名。比如高度调节悬挂犁耕机组、力调节悬挂犁耕机组、半悬挂犁耕机组、旋耕机组、精密播种机组等。（2）机组配置——根据机组作业对功能、性能及安全方面的要求，按照正确方法完成拖拉机与作业机具的联接、可移动部件的装配和固定、可调节部件工作参数的初步设置。（3）机组校核——根据机组作业对功能、性能及安全方面的要求，针对完成配置的机组，绘制机构运动简图并完成必要的检验计算和分析。（4）机组调整——根据机组校核和试运行观察的结果，必要的话，调整可移动部件的位置和可调节部件的工作参数，使机组配置达到工作参数正确、各部件工作协调、部件间相对运动不干涉、运行安全可靠、作业性能较佳等优良状态。（5）机构运动简图（简称机动图）——把组成机构的构件和运动副，按844460-GB的规定符号，按尺寸比例绘制成图形。基本特征是，与原实际机构有完全相当的运动和受力状态；表达出机构的组成、驱动及传动；便于力学分析。（6）机构运动示意图（简称机动示意图）——指不按尺寸比例绘制的机构运动简图。3课程设计选题3.1犁耕机组3.11机组配置（1）654-JDT拖拉机配置3351-LF液压翻转犁；（2）50-上海拖拉机配置4251-L悬挂犁；（3）4040-JD拖拉机配置4200-JD液压翻转犁；（4）4040-JD拖拉机配置2600-JD半悬挂犁。23.1.2机组性能分析与校核（1）机组纵向稳定性校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析机组受力、纵向稳定性储备利用指数、最大爬坡角、在规定爬坡角时的前轴荷载、稳定性指数等。（2）机组入土性能校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、入土力矩、入土行程等。（3）机组耕深稳定性校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、高度调节或阻力调节的耕深稳定性等。（4）机组通过性校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析公路运输状态和田间运输状态的机组通过性，以及田间转移状态的机具最低提升位置等。（5）液压悬挂提升能力校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析最不利条件下液压悬挂系统的油缸提升能力及提升能力储备指数，或下悬挂点的提升能力及提升能力储备指数。（6）机组幅宽匹配校核绘制水平面内的机组机动图，考察机组第一犁体配置、犁体间配置、总幅宽与拖拉机轮距的幅宽匹配问题，分析机组受力，校核牵引力和牵引功率的配套性。（7）机组耕宽稳定性校核绘制水平面内的机组机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、犁侧板角度、回位力矩和耕宽稳定性指数等。（8）机组牵引性能校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、牵引阻力倾角、拖拉机纵向附着力、拖拉机驱动轮的增重、拖拉机导向轮的减重、牵引力利用率、牵引功率、牵引功率利用率和牵引效率等。（9）机组操向稳定性校核绘制水平面内的机组机动图，计算规定比阻条件下的机组受力、牵引阻力偏角、拖拉机轮胎的侧向附着力、水平面偏转力矩等，分析讨论操向的难易和稳定性或直线行驶稳定性。（10）纵垂面内机组部件相对运动的干涉与安全校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析机具与拖拉机及悬挂机构的运动干涉情况和安全距离。（11）水平面内机组部件相对运动的干涉与安全校核绘制水平面内的机组机动图，计算分析机具与拖拉机及悬挂机构的运动干涉情况和安全距离。3.2播种机组3.2.1机组配置3（1）2140-JD拖拉机配置AeromatⅡ气吹式精密播种机；（2）654-JDT拖拉机配置42-BMJ免耕精密播种机；（3）12-长春拖拉机配置62-BJM小麦精密播种机；（4）东方红30-拖拉机配置122-B谷物播种机。3.2.2机组性能分析与校核（1）机组纵向稳定性校核绘制机组的纵垂面机动图，确定纵垂面内的机组配置参数，计算分析机组受力、纵向稳定性储备利用指数、最大爬坡角、规定爬坡角时的前轴荷载等。（2）机组入土性能校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、入土力矩、入土行程等。（3）机组仿形与开沟深度稳定性校核绘制机组的纵垂面机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、仿形能力、仿形稳定性、开沟能力和开沟稳定性等。（4）机组通过性校核绘制机组的纵垂面机动图，计算分析公路运输状态和田间运输状态的机组通过性，以及田间转移状态的机具最低提升位置等。（5）液压悬挂提升能力校核绘制机组的纵垂面机动图，计算分析最不利条件下液压悬挂系统的油缸提升能力及提升能力储备指数，或下悬挂点的提升能力及提升能力储备指数。（6）机组幅宽匹配校核绘制水平面内的机组机动图，计算分析机组正牵引状态时的拖拉机轮距与地轮位置、播种单组行距、播种单组数量、总幅宽的匹配问题，计算行程衔接的划印器长度等。计算分析机组受力，校核牵引力和牵引功率的配套性。（7）机组幅宽稳定性校核绘制机组的水平面机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、回位力矩和幅宽稳定性指数等。（8）动力输出及万向节传动校核绘制机组的纵垂面机动图和水平面机动图，计算分析万向节传动在极限位置的传动角、伸缩套管的匹配尺寸等。（9）机组牵引性能校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、牵引阻力倾角、拖拉机纵向附着力、拖拉机驱动轮的增重、拖拉机导向轮的减重、牵引力利用率、牵引功率、牵引功率利用率和牵引效率等。（10）机组操向稳定性校核绘制水平面内的机组机动图，计算规定比阻条件下的机组受力、牵引阻力偏角、拖拉机轮胎的侧向附着力、水平面偏转力矩等，分析讨论操向的难易和稳定性或直线行驶稳定性。4（11）纵垂面内机组部件相对运动的干涉与安全校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析机具与拖拉机及悬挂机构的运动干涉情况和安全距离等。（12）水平面内机组部件相对运动的干涉与安全校核绘制水平面内的机组机动图，计算分析机具与拖拉机及悬挂机构的运动干涉情况和安全距离等。3.3旋耕机组和耙地机组3.3.1机组配置（1）654-JDT拖拉机配置2001-GNF施肥旋耕机；（2）55-TN拖拉机配置2001-GN旋耕机；（3）50-上海拖拉机配置2001-GN旋耕机；（4）30-东方红拖拉机配置4.11-BQX缺口圆盘耙。3.3.2机组性能分析与校核（1）机组纵向稳定性校核绘制机组的纵垂面机动图，计算分析机组受力、纵向稳定性储备利用指数、最大爬坡角、规定爬坡角时的前轴荷载等。（2）机组入土性能校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、入土力矩、入土行程等。（3）机组耕宽稳定性校核绘制机组的水平面机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、耕宽稳定性指数等。（4）机组耕深稳定性校核绘制机组的纵垂面机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、高度调节或阻力调节的耕深稳定性等。（5）机组通过性校核绘制机组的纵垂面机动图，计算分析公路运输状态和田间运输状态的机组通过性，以及田间转移状态的机具最低提升位置等。（6）液压悬挂提升能力校核绘制机组的纵垂面机动图，计算分析最不利条件下液压悬挂系统的油缸提升能力及提升能力储备指数，或下悬挂点的提升能力及提升能力储备指数。（7）机组幅宽匹配校核绘制水平面内的机组机动图，计算分析轮胎走未耕地、机组正牵引状态时的拖拉机轮距与机具工作幅宽的匹配和安全边距，计算分析机组受力，校核牵引力和牵引功率的配套性。（8）动力输出及万向节传动校核绘制机组的纵垂面机动图和水平面机动图，计算分析万向节传动在极限位置的传动角、伸缩套管的匹配尺寸等。5（9）机组牵引性能校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析规定比阻条件下的机组受力、牵引阻力倾角、拖拉机纵向附着力、拖拉机驱动轮的增重、拖拉机导向轮的减重、牵引力利用率、牵引功率、牵引功率利用率和牵引效率等。（10）机组操向稳定性校核绘制水平面内的机组机动图，计算规定比阻条件下的机组受力、牵引阻力偏角、拖拉机轮胎的侧向附着力、水平面偏转力矩等，分析讨论操向的难易和稳定性，或直线行驶稳定性。（11）纵垂面内机组部件相对运动的干涉与安全校核绘制纵垂面内的机组机动图，计算分析机具与拖拉机及悬挂机构的运动干涉情况和安全距离。（12）水平面内机组部件相对运动的干涉与安全校核绘制水平面内的机组机动图，计算分析机具与拖拉机及悬挂机构的运动干涉情况和安全距离。4课程设计的步骤和内容课程设计主要有机组测量、机组配置、机组校核、机组调整四个基本过程，这些过程有时需要循环或反复进行，直到校核满意为止。选定问题，针对问题需要测定机组上的必要数据，一些数据可通过可查寻资料获得。采用图上作业法对机组进行配置，即绘制机构运动简图并在图上完成配置工作。采用图上作业和解析计算两种方法对机组进行校核，内容有机组外载分析、矢量作图法完成力系的合成和分解、力学量和几何量的计算、检验是否满足规定或正常的几何条件和力学条件等等。若校核没有达到要求，需采用图上作业法对机组进行重新配置，这就是机组调整，调整后需重新校核，校核满意才能调整结束，否则需重新配置并再校核。下面所述工作可根据选定的问题作出取舍。4.1调查或测定计算分析所需的必要数据（1）拖拉机技术参数拖拉机的型号、功率、额定牵引力、结构重量、使用重量、重心坐标、轮距、轴距、驱动中心和滑转系数；液压悬挂机构的液压提升能力，悬挂机构上拉杆最小长度、最大长度和与拖拉机铰接点的坐标，悬挂机构下拉杆长度和与拖拉机铰接点的坐标，悬挂机构提升臂的长度、转动中心坐标、最低位置和最高位置，悬挂机构提升杆的最小长度和最大长度；拖拉机液压输出的接口规格、压力及流量；外置液压升降油缸的最小行程和最大行程；拖拉机动力输出轴的转速、截面规格、位置坐标和工作长度；拖拉机的外廓形状和尺寸；机构运动简图所需的其它技术参数。（2）犁耕机组技术参数机具的型号、结构重量、使用重量和重心坐标；悬挂架的立柱高度、悬挂轴长度和三悬挂点位置坐标；机具的工作幅宽和工作深度；可调节部件的初始参数6和调节范围；犁架高度、犁体数量、犁体间距、犁体幅宽和第一犁体位置坐标；液压翻转机构的类型、构件尺寸、油缸行程和在机具上的位置坐标；另外，可根据研究问题的需要，观测机具或特定部件的外廓形状和尺寸；机构运动简图所需的其它技术参数。（3）播种机组技术参数机具型号、结构重量和使用重量，机具重心坐标；悬挂架的立柱高度、悬挂轴长度和三悬挂点位置坐标；机具的工作幅宽和工作深度；可调节部件的初始参数和调节范围。机具动力输入轴的转速、截面规格、位置坐标和工作长度；机具主梁高度、地轮直径和位置坐标；播种单组的行距、单组数和外形尺寸；仿形机构的尺寸、上下仿形角、限深仿形轮直径和位置坐标；开沟器的开沟深度和工作阻力；机具或关键部件的外廓形状和尺寸；机构运动简图所需的其它技术参数。（4）旋耕和耙地机组技术参数机具型号、结构重量和使用重量，机具重心坐标；机具的机架高度、立柱高度、悬挂轴长度和三悬挂点位置坐标；机具的工作幅宽和工作深度；可调节部件的初始参数和调节范围。机具动力输入轴的转速、截面规格、位置坐标和工作长度；机具限深板的形状和坐标；旋耕刀片数、刀片间距和排列形式；耙片数、耙片间距、耙组数和排列形式；机具或关键部件的外廓形状和尺寸；机构运动简图所需的其它技术参数。4.2完成机组在纵垂面内的配置（1）犁