旋耕机传动开题报告

-1-耕耘装置传功系统设计1、本课题研究的目的意义及国内外研究概况1.1课题的背景及意义土壤耕作是种植业生产过程中的重要一环，对于农作物增产具有重要作用。因此，土壤耕作机械的发展一直受到人们的关注。由于土壤耕作是一项能耗很大的作业，传统的土壤耕作机械，如犁，耙等都需要多次书耕作会对土壤造成破坏，不利于水土保持，消耗较大。长期以来，人们一直在探讨新的工作制度，松土和局部松土，不耕和少耕。在这种形势下，驱动型耕作机械诞生了。这种机械之所以引人注目，一是强化土壤耕作过程，可以满足不同条件下的不同土壤类型；二是一次耕作可以联合作业；三是有动力驱动，质量好；四是作业时几乎不需要牵引功率，减少了功率的消耗。驱动型机具有多种，如耕耘机，振动土壤耕作机械等[1]。目前广泛使用的，应用前景最好的就是耕耘机。耕机切土、碎土能力强，一次旋耕能够达到一般犁耙作业几次的碎土效果，耕后地表平整、松软，能满足精耕细作要求，且缩短工序间隔，有利于抢农时抗旱保墒，减少拖拉机进地次数，减轻对土壤压实，减少能源消耗，降低作业成本，减少机具投资，提高机具利用率[2]。加之近年来国内还田技术和免耕少耕技术的推广应用，耕耘机得到了迅猛发展，已成为拖拉机的主要配套机具之一，研发耕耘机意义重大，市场前景很大[3]。农用耕耘机外形见图1.1。图1.1耕耘机外形图1.2国内外耕耘机的发展回顾及现状耕耘机的发展至今已有150多年的历史,起始于英、美,由3~4kw内燃机驱动,主要用于庭院耕作,直至IJ型旋耕刀研制成功后,耕耘机才进人大田作业川。上世纪初,日本从欧洲引进旱田耕耘机后,经过大量的试验研究,研制出适用于水田耕作要求的-2-弯刀,解决了刀齿和刀轴缠草问题,使耕耘机在日本得到了迅速发展。当前世界上许多国家都在研究和应用旋耕技术川。诸如美国、法国、日本、澳大利亚、瑞士、芬兰、南斯拉夫、匈牙利等国家,在果树和蔬菜地上已经十分广泛地使用各种小型耕耘机械进行耕作；德国已将旋耕播种技术作为主要少耕方法普遍地用于大面积谷物生产；美国有人主张采用旋耕和松土联合耕作以替代有桦犁耕翻[4]。我国对耕耘机的研制始于20世纪50年代末，初期主要研制与手扶拖拉机配套的旋耕机，后来研制出与中型轮式拖拉机配套的耕耘机；70年代初完成了与当时国产的各类拖拉机配套的系列耕耘机的设计，并使之得到了推广应用；到80年代,与手扶拖拉机配套的耕耘机由专用型发展到兼用型，由于手扶拖拉机配套发展到与轮式及履带式拖拉机配套。旋耕机在我国的发展经历了单机研制、发展系列产品、新产品开发和换代3个阶段，随着新的种植、耕作农艺的发展和推广，在耕耘机基础上还研制出了多种用途的联合复式作业机[5]。20世纪90年代以来，为适应市场需要，有些企业试图开发大型耕耘机,但因水平有限,仅采用原有产品外延放大和堆砌材料的方法，没有着重结构的改进和参数的优化,目前能与200马力以上拖拉机配套的农机具在我国还完全依赖进口[6]。另外我国旋耕机械生产企业规模都比较小，装备差、制造工艺水平低，有些产品出厂质量粗放，可靠性不高，企业低价竞争导致投入创新的部分过少，不利于行业的发展。因而走了弯路。因此，现有耕耘机产品在品种上尚有大型和深耕型的空缺。速度，从现有的2~5km/h提高到4~8km/h。为满足以上要求，需要改进耕耘机及工作部件的结构和参数，研制宽幅高速耕耘机及灭茬、旋耕、旋耙和深施化肥的复式作业机械。我国作为农业大国，不少农机学者在耕耘机方面进行了大量的研究工作[7]。故选择耕耘装置具有特别的意义。2、本课题研究的理论依据、主要内容及研究方法2.1理论依据通过对目前农业上使用的耕耘机研究发现，是通过拖拉机输出动力，通过变速器和执行部件刀轴的连接进行动力输出，以及与限位机构配合从而符合耕机不同工作的速度和耕作深度，已满足耕地需求[8]。2.2主要内容（1）设计出耕耘传动路线和传动方式（2）变速系统中齿轮传动比的配比（3）传动部件齿轮及轴的结构设计（4）靶刀的运动分析和参数计算-3-（5）整体零件布局2.3主要参数（1）耙深为18cm（2）调节范围为L＝3～25cm（3）耙刀回转速度为n2＝290r/min（4）作业速度为Vｍ＝2～10km/h（5）动力输入转速为n0＝540r/min2.4研究方法（1）对现有文献分析，查阅现有国内外有关耕耘机的文献资料，深刻理解现有耕耘机的传动原理以及实现方式，设计过程中充分借鉴现有的优良结构，在此基础上进行设计。（2）重视理论分析，认真学习与齿轮传动相关的理论，对基本的齿轮传动（定轴传动和旋转轴传动）有十分的了解，熟悉各种轮系的传动特点。掌握基本的机械设计理论和机械设计以及机械制造。（3）在前期充分论证的基础上对其进行详细设计，主要对该机构中的创新点及相关附件进行设计，充分利用现有成形的机构，不做无用功。（4）设计时充分使用指导教师以及身边其他技术人员的人力资源，不盲目设计。（5）理论与实际相结合，力求设计满足经济行和工艺性要求，使设计真正满足工程化的要求。3、总体方案论证和关键问题3.1耕耘机的组成耕耘机主要由机架、悬挂架、传动部分、旋耕刀轴、刀片、罩壳等部分组成,如图3.1所示。其中刀片和刀轴是耕耘机的主要工作部件,刀片焊在刀轴的刀座上且螺旋排列[9]。图3.1卧式耕耘机结构1.主梁2.悬挂架3.齿轮箱4.侧边传动箱5.平土拖板-4-6.挡土罩7.支撑杆8.刀轴9.旋耕刀3.2耕耘机的传动传动部分由万向传动轴、中间齿轮减速箱、侧边传动箱组成,动力由拖拉机动力输出轴经万向传动轴传给中间齿轮箱或经侧边传动箱传给刀轴,从而进行工作[10]。3.3方案初步设想和确定第一种方案：采用卧式耕机中间传动，如图3.31。中间齿轮箱内有一对圆柱齿轮及一对圆锥齿轮,该对圆柱齿轮可以变换安装或根据需要另换一对圆柱齿轮以改变转速,刚性较好，受力均匀，传动平稳。第二种方案：采用卧式耕机侧链边传动，如图3.32，侧传动用于侧配置耕耘机,动力由一侧传入动力输出轴，且侧边链传动零件少。但耕幅过大刚性较差，传动过程中不平稳。综上比较，选择第一种方案。图3.31中间传动图3.32侧边传动3.4课题的关键问题及解决思路（1）刀辊直径，通常刀辊直径对切土功率的影响很大。因此应选合适的刀辊。解决办法就是在刀辊半径与耕深接近时，功率消耗最小。（2）耕耘刀在刀轴上的排列对耕机作业影响挺大，为使耕作时不漏耕和赌塞，应使左右弯刀交错入土。（3）耕机过程过土壤可能会进入沟渠，土地不平整，影响农民耕作，因此应该加一个挡土板，使土壤平整，便于人们耕种。4、预期的成果（1）开题报告一份，字数不少于3000字。（2）外文专业资料复印件及中文译文打印件各一份，字数3000汉字以上，并有明确的文献出处。（3）设计说明书一份，字数不少于15000字。-5-（4）符合质量要求的设计图纸一套（当量图纸：2.5A0）。（5）所有设计资料电子版（光盘）一份。5、毕业设计时间安排（1）开题答辩阶段：第1周收集并整理设计所需的相关资料，撰写开题报告；（2）方案设计阶段：第2周进行系统方案设计，第3周进行方案论证；（3）初步设计阶段：第4周进行数据计算，第5周绘制简要图纸；（4）详细设计阶段：第6周进行强度计算，第7周进行重要零件强度校核，第8周绘制零件图，第9周绘制装配图；（5）最终设计阶段：第10周交给导师审核，第11周按照导师指导改进设计，打印图纸，刻录光盘，准备答辩；（6）最后答辩阶段：第12周进行毕业答辩。-6-参考文献[1]夏俊芳，许绮川，周勇．旋耕技术的研究现状和发展趋势[J]．中华农业大学学报，2005，10：83-85[2]耿亚飞，刘保军，魏新春．旋耕机发展现状及前景展望[J]．农业机械学报，2002，9：28-29[3]蔡晓明，陈豫．农机市场新亮点[J]．农机市场，2005，1：28[4]周建来．国外旋耕机现状[J]．农机化研究，2000，1：62-64[5]周建来，李源知，焦巧凤．国内外旋耕机的状况[J]．农机化研究2000，5：49-51[6]葛宜元．旋耕机类型及研究方向探讨[J].农机使用与维修，2013，1：34-35[7]朱留宪，杨玲，杨明金，李云伍，杨屹力．我国微型耕耘机的技术现状及发展[J].农机化研究，2011，7：236-239[8]李滨，崔东．小型农用旋耕机的设计[J].林业机械与木工设备，2006，3：30-32[9]赵亚祥，田耕．旋耕机的结构特点对其作业性能的影响分析[J].农业与技术，2013，12：39[10]GopalU，Shinde，ShyamR，Kajale．Computeraidedengineeringanalysisanddesignoptimizationoftarytillagetoolcomponents[J].IntJAgric&BiEng,September,2011，3：1-6