小型旋耕机的设计

摘要旋耕机是在我国广大丘陵，山区，地块小，高差大，无机耕道，果园，茶园，菜地，温室大棚作业的耕耘机械。本篇毕业设计对旋耕机的国内外情况进行了说明，分析和对比，首先进行了发动机的选择，变速器的选择，部分零件的选择，传动路线的设计；然后对齿轮箱的设计和校核，关键零部件的校核；最后是工作零部件的总成。国外旋耕机设施农业耕作机械已非常成熟，作业性能稳定，功能齐全，小巧轻便。日本、荷兰、以色列等国家的产品广泛用于旋耕、犁耕、开沟、作畦、起垄、中耕、培土、铺膜、打孔、播种、灌溉和施肥等作业项目。如果有适用于中国国情的小型旋耕机问世，不但直接经济效益显著，而且还具有广泛的社会效益，其推广前景将是十分广阔的。可以大大提高中国农业的机械化水平，向农业现代化迈出坚实的一步。关键词：小型旋耕机设计 Abstract Rotary cultivator is in our country vast hilly, mountainous area, small plot, elevation, inorganic farming road, orchard, tea garden, vegetable garden, greenhouse cultivation machinery operation. The graduation design for rotary machine at home and abroad were introduced, analyzed and compared, the engine options, transmission choices, parts selection, transmission line design; then the gear box design and verification, key parts of the check; the last is working parts assembly. Foreign rotary facility farming machinery is very mature, stable working performance, complete functions, compact and lightweight. Japan, Holland, Israel and other countries, the products are widely used in rotary tillage, plowing, ditching, ridging, bedding, intertill, ridging, filming, punch, sowing, irrigation and fertilization project. If there is a suitable for China 's small rotary tiller is published, not only economic benefit is obvious, but also has a wide range of social benefits, its prospects will be very broad. Can greatly improve the agriculture mechanization level in China, to agricultural modernization has taken a solid step forward Keywords: small rotary tiller design第一章前言 1.1 选择此课题的背景结合江西省的地理环境我们可以得知，江西地貌大致可以划分为9个地貌区和9个地貌副区: 一为赣西北中低山与丘陵区。二为鄱阳湖湖积冲击平原区。三为赣东北中低山丘陵区。四为赣抚中游河谷阶地与丘陵区。五为赣西中低山区。六为赣中南中低山与丘陵区。土地总面积 166947 平方公里，占全国土地总面积的 1.74%，居华东各省市之首。其中山地 60101 平方公里（包括中山和低山），占全省总面积的 36%；丘陵 70117 平方公里（包括高丘和低丘），占 42%; 岗地和平原 20022 平方公里，占 12%，水面16667平方公里，占10%。由此可见地虽广，却不适合耕种。如何有效高效地利用着有限的资源显得十分的重要，更能看出江西省大力发展中小型旋耕机的急迫性和重要性。 1.2 旋耕机的简介早在十九世纪中末叶，世界上就出现了旋耕机，一九一零年左右才达到实用水平，一九二二年首先在澳洲和英国推广实用，以后扩展到以欧洲为主的许多国家。一九三零年以后，日本又将欧洲旱地使用的旋耕机成功地运用到水田。所以旋耕机在近几十年内有了较大的发展。目前，从国外的旋耕机使用情况来看，多数安有安全离合器，有两种以上刀滚转速，三四种刀型，配有铁轮或者胶轮限深装置。我国旋耕机的发展，是先有与手扶拖拉机配套的旋耕机。轮式拖拉机的配套旋耕机是从一九五九年开始研制的，到一九六三年已有十几种不同型号的旋耕机用于生产。通过整顿、补缺和提高，逐步向着适合我国农业生产的系列旋耕机发展。 1.3 旋耕机的发展趋势随着农业机械化程度的不断增强，工作效率和效益的日益提高，现有的旋耕机弊端也不断显现出来，已满足不了农艺要求和生产规模扩大的要求。故对现有的旋耕机的发展会出现以下几种发展趋势：1、向宽幅高速型旋耕机发展；2、向联合收割机发展；3、向全幅深旋耕机发展；4、向自动化，智能化方向发展；5、小型旋耕机的需求会不断的增强。目前，我国的农机发展很不平衡，农业机械化水平明显偏低，农机服务组织化程度低, 整体效益差，农业机械装备结构不合理，农机具科研开发配套系统建设落后。1.4 中国未来农业机械化的展望创新是农业机械化水平提高的关键，未来农机化创新的特点：一是加强技术创新。要结合农业结构调整，加快农机新技术、机具的研究与开发，力争在粮食作物、经济作物和牧业等机械化生产关键环节、关键技术，以及农产品分级、加工转化等方面取得新的突破，提高农机化技术水平。二是加强机制创新。要进一步深化农机化科技体制改革，充分发挥农机科研院校、大型农机企业的积极作用，优化农机科技资源配置。三是加强农机化新技术的推广应用。要重点推广水稻机械化生产、玉米收获及育苗移栽机械化、机械化旱作节水农业、秸秆机械化还田、粮食产地烘干、设施农业机械化、经济作物机械化、牧业机械化、农产品加工和农用航空“十大”农机化技术。第二章旋耕机工作原理与构造 2.1旋耕机工作原理旋耕机是由拖拉机动力输出轴驱动的耕作机具。旋耕机无论是装在手扶拖拉机上，还是装在轮式拖拉机或履带拖拉机上，其工作原理基本相同（如图1.1 图 1.2所示）刀片端点运动轨迹 V­机组前进速度 W­旋转角速度 S­土块厚度 a­耕深图2.1 速度简图图2.2 旋耕机工作过程刀片是旋耕机的主要工作零件，好像是好多小锄齿按螺旋形安装在水平刀轴上，刀轴与拖拉机轮轴平行，由拖拉机动力输出轴经万向节，变速箱驱动旋转（旋转方向和拖拉机驱动轴相同），刀片随刀轴转动自地面从上向下切削土壤，由于拖拉机的前进，旋转的刀片不断切入未耕土壤，切下的土块被抛向后方，并与罩壳，拖板相撞击，进一步破碎再落到地面，最后由拖板拉平，因而碎土充分，地面平整。切下来的土块是楔形，纵断面垂直于机具前进方看去呈现月牙形。这种形状的形成原因，是由于刀片随刀轴旋转的同时，还要跟随拖拉机前进的合成运动的结果。月牙轮廓线就是刀片端点合成的轨迹。因此，刀片旋转速度和拖拉机前进速度的快慢，就决定了土块的大小。实践证明，刀片转速大，而前进速度小时，土块细小；刀片转速小，而前进速度大时，土块粗大。要达到农业要求的碎土效果，务需合理选配刀片转速和前进速度。为了便于分析问题，用速比系数λ来表示转速和机组前进速度的配合关系。速比系数λ=刀片端点圆周速度/机组前进速度＞1用旋耕机在中等粘度的水稻田里耕作（土壤含水率一般在20~30%为适耕范围），每把旋耕刀所切的土块厚度在10厘米左右，碎土质量就可以满足种麦的要求。如果土壤的含水率大于35%，则切削的土块厚度必须在6~7厘米才能满足上述要求。大家也许都知道，土壤粘，碎土差，土壤松，碎土好。耕地适时，碎土就好，过干过湿都不利于旋耕机碎土。 2.2旋耕机的构造旋耕机虽系动力驱动的农具，但结构并不复杂，刚性较好，都是矩形框架结构。按与拖拉机的联接方法，系列旋耕机可分直接联接和三点悬挂两种。其中, 直接联接又可分为侧边齿轮传动和侧边链条传动两种；三点悬挂又可分为中间齿轮传动，侧边齿轮传动和侧边链条传动三种。一般旋耕机均由机架、动力传动系统、罩壳拖板、刀滚等几部分组成。旋耕机的型号按J B / 下8 5 7 4 的规定，手扶拖拉机旋耕机型号由下列代号和主参数组成。 1G  S  Y  Z ­­­XX 1G 类别代号:I G表示耕整地机械类中的旋机 S 配套特征代号: S 表示与手扶拖拉机配套 Y 配套手扶拖拉机动力:KW Z 传动特征代号: 链传动用 L 标出，齿轮传动不标出 XX 工作幅宽，CM 例如工作幅度为60CM，链传动配9 kW手扶拖拉机的旋耕机旋耕机 1GS9L­60   JB/T 9798.1­1999 表2.1 系列旋耕机主要技术规格和性能（耕幅为1m部分）型号项目1G-100 1GL­100 1GZ­100 1GZL­100 外形尺寸（长 x宽 x高）mm 1012*1245­10 26 1032*1238*10 15 1334*1052*67 5 1334*1052*67 5 整机重量（公斤） 196 190 200 200 实际耕幅（mm） 980 980 980 980 耕深（mm）旱耕120~160 水耕140~180 刀片型式数量左右弯刀各14把最终传动形式齿轮传动链条传动齿轮传动链条传动刀 540 高档 220 198 222 222 轴低档转 720 高档速低档 R   1000 高档/m 低档机组前进速度旱耕2~3 水耕3~5 （公里每小时）生产率（亩/ 班） 20~30 配套动力（马力） 20~30 第三章方案的确定 3.1 总体设计由于此次设计的是小型旋耕机，因此选择直接联接旋耕机设计，这样机架主要由提升梁、中间齿轮箱体、侧边链条（或齿轮）箱体、右侧板等机件构成。中间齿轮箱体用连接体固定在拖拉机后桥壳体上，侧边链条（或齿轮）箱体和右侧板部件则与中间齿轮箱左、右主梁活铰联接，通过提升梁使侧边链条（或齿轮）箱与右侧板绕中间齿轮箱左、右主梁旋转，达到刀滚的升降。 3.2 主要部分确定直接联接的旋耕机没有万向节，而是采用牙嵌离合器，把柴油机的动力直接传递到旋耕机上。因此传动部分我们可以这样理解，柴油机­­­­­牙嵌离合器­­­­皮带轮传动­­­­­链轮传动­­­­­中间齿轮箱­­­­侧边链轮箱­­­­刀轴第四章旋耕机各部分的选择 4.1 柴油机的选择这里，通过比较性价比，我们选择常州王常柴油机有限公司的柴油机该公司主要型号柴油机如下：型号 R185 R192 ZS195 ZS1105 ZS1110 ZS1115型式单缸,卧式,四冲程缸径*冲程 85*82 92*90 95*115 100*115 110*115 115*115 活塞总排量 0.510 0.598 0.815 0.996 1.093 1.1945 压速比 17.5 17 17 17 17 17 标准功率/转速 5.88/8/2600 7.7/8.8/2400 9.54/2200 12.1/2200 13.2/2200 14.7/2200 最大功率/转速 6.5/9/2600 8.46/9.7/2400 10.6/2200 13.2/2200 14.7/2200 16.2/2000 燃油消耗率≤ 280 ≤ 287 ≤ 242.1 ≤ 238 ≤ 238 ≤ 238 燃油方式直喷冷却方式蒸发润滑方式压力飞溅起动方式手摇或电启动净质量 90 90 145 150