课程设计铺膜机设计说明书

课程设计课程名称：农业机械学设计题目：农业机械学课程设计——烤烟生产机械（铺膜机）学院：现代农业工程学院专业：农业机械化及其自动化年级：08级学生姓名：何春指导教师：朱惠斌日期：2011年6月27日至2011年7月15日教务处制课程设计任务书现代农业工程学院农业机械化及其自动化专业08年级学生姓名：何春设计题目：农业机械学课程设计——烤烟生产机械化课程设计主要内容：1.根据农业生产实际需求，以烤烟为研究对象，实现其全程机械化生产。2.确定某一环节为个人研究对象，熟悉该农作物的在该环节的农艺特性，比如土壤特性（坚实度和含水量等）、行间、株距、种植方式及要求。3.选择并确定能实现该功能的总体方案，主要完成实现该方案机械部分的设计及与之匹配的动力要求和作业效率，同时对该机械部分惊醒分析及其计算，最后应通过校核。4.应用计算机辅助设计手段，对该装置进行三维设计并出图，要求出整机装配图1张，A0图纸；零件工作图若干张，A2或A3图纸。5.安装要求，规范撰写设计说明书1份课程设计子题目：铺膜机1）按照烟草种植要求进行设计。2）覆膜宽度能满足650mm的薄膜宽度。3）铺膜效率：该小组每个人必须不同，可选择10亩/天、15亩/天、20亩/天、25亩/天或者自定义设计指导教师（签字）：——————————教学基层组织负责人（签字）：——————————年月日目录第一章课程设计摘要和引言1.1设计背景……………………………………………………………41.2课程设计的目的以及意义…………………………………………51.3课程设计的要求……………………………………………………51.4该机械的发展前景及其发展趋势…………………………………6第二章总体方案的设计及其论证………………………………………62.1总体的思路…………………………………………………………62.2设计的工作原理……………………………………………………72.3方案的选择及其论证………………………………………………8第三章具体方案的设计…………………………………………………83.1技术参数选定……………………………………………………83.2具体设计内容………………………………………………………9第四章整体的总结………………………………………………………10设计感言……………………………………………………………………11参考文献……………………………………………………………………13第一章课程设计摘要和引言1.1设计背景我们是对农业铺膜机进行的课程设计，更加具体的说是烤烟机械化铺膜机的一种农业机械设计，所以首先我们要对烤烟的种植有一定的了解。首先，农业是具有食品保障、原料供给、就业增收和生态保护等多重功能的基础产业。长期以来，中国政府积极致力于发展现代农业，提高农业劳动生产率。但是，受务农人口众多、农户土地规模较小和农民收入较低等因素的综合影响，我国农业机械化水平一直不高，农业劳动生产率低下。据有关资料，科技对农业增产的贡献份额，世界发达国家已从20世纪初的20%左右上升到目前的60%~80%。而我国农业科技成果的转化率目前仅为35%左右。目前，许多的作物都要在地膜的保温作用下才能萌发出苗，覆盖地膜无疑是一道比较麻烦而又十分重要的工序。采用地膜覆盖栽培后可以改善土壤和近地面的温度及水分状况，起到提高土壤温度，保持土壤水分，改善土壤性状，提高土壤养分供应状况和肥料利用率，改善光照条件，减轻杂草和病虫危害等作用。当前，地膜覆盖的一般模式是：刨土、拉膜、压土。他们的弊端是：1需要三个人一起操作，浪费人力。2需要三道工序先后进行或多人进行，浪费时间，效率非常的低。3在大风天气下拉膜困难，且覆盖后的地膜松弛，影响质量且造成一定的地膜浪费，也就是受外界环境影响比较大。4较大面积覆盖时，十分耗费体力。如今，大批的农民选择外出打工，致使农村劳动力明显减少，使得以上矛盾更加突出，所以必须有一种科学有效的方法来解决这个问题。因此，我们通过学习相关知识，并结合自己的劳动经历，设计出一款结构简单、操作方便的机械化铺膜机。1.2课程设计的目的以及意义这次的农业机械课程设计最重要的是让我们可以在实际中更深刻的了解这方面的设计，不同的定义反映了不同的课程研究取向。不同的关于课程设计的定义大致可分为两类：一类是技术取向的，课程设计是课程工作者从事的一切活动，这包含我们对达成课程目标所需的因素、技术和程序，进行构想、计划、选择的慎思过程；另一类则为理性主义取向，如有学者认为课程设计是指教育科研机构的专家学者对课程的研究并拟订出课程学习方案，为决策部门服务，拟订教育教学的目的任务，新近的对课程设计的研究成果则试图综合这两种观点。我个人认为我们这次的课程设计主要是锻炼我们自主能力的一个过程，我们不在像以前那样老师一味的讲解，我们只是跟着老师的思路走而已，而现在我们可以充分的发挥我们自己的想象力和创造力来解决问题。还有就是我们也不能同样的一个人来解决所有的问题，在乏味的设计工程中，是枯燥的，但是我觉得同样的是快乐的，尤其是和我的队友，我每天叫他起床，一起去吃饭一起来画图。这样的生活是规律的是有节奏的，我们两个在生活和学习中体验到了一起创作的快乐，虽说是中途我们有好多的争吵，我们各自发表自己的见解，最后达成一个共识，这是什么呢？？这就是合作的力量，团结的精神！这就是我们这次的主要目的和设计的重要的意义。1.3课程设计的要求此次课程设计的要求是：1、按照烟草种植要求进行设计。2、覆膜宽度能满足650mm的薄膜宽度。3、铺膜效率：25亩/天。1.4该机械的发展前景及其发展趋势农业机械化是现代农业最基本、最显著的特点,推进农业现代化必须首先发展农业机械化,这是农业现代化建设的必由之路。农业装备系统通过合理的配置农业机器来降低作业成本,给农民带来了大量的经济利益，使人力得到解放，使机械化程度大大提高！第二章总体方案的设计及其论证2.1总体的思路目前市面上有各式各样的机械动力播种盖膜复合机，这些产品体型庞大，结构复杂，非专业人员根本无法维修。而直接与农户相关的便是实用性与其的经济性。市面上某型号的地膜覆盖机操作要求如下：1.铺膜机组进地后，应与畦的中心线对正，将地膜用手向后拉出0.5－1米，并压牢端头与两侧，再将压膜轮压在地面两边，即可进行正式作业。2.机组作业中要求匀速、直线行驶。用畜力牵引的铺膜机，由专人牵好牲畜，以保证铺膜质量。3.作业中，辅助人员要经常检查开沟、起垄、铺膜、压膜、覆土、打孔、播种等作业质量，一旦发现问题，立即停机检查。4.机组在地头转弯时，留足地头的地膜用量，剪断后，再人工补种、补铺，然后压牢。5.铺后，在膜上每间隔1－2米压上少量土壤，以防大风刮膜。并且根据现场的效果反映，这些机器经常出现横向皱纹、纵向皱纹、斜向皱纹、地膜偏斜、压膜轮压不住地膜、压膜后卷边和膜体破碎的工作状况。而像这种庞然大物仅仅是在平原地区能够使用，在山区及丘陵、梯田等地形下毫无用武之地。其次是经济性，这样一台机器的价格从2000-6000元不等，甚至更高，当然还不算燃油等费用。这对于普通农户是一笔巨大的负担，那么大的花费只是为了解决一个貌似很复杂的问题。总的来讲就是性价比低。所以我们作为一名设计者的设计理念及思路如下：首先，必须是一种面向各种地区的大众化农业工具，更要满足的就是对于专业烤烟种植的适合性。由于这可能是大面积的生产工作，所以这就更加要求我们的所设计的设备工具具有体积适中、机动性好的特点，所以它应该是机械驱动。结构尽可能简单，易于操作，工作效率比较高的特点。其次，必须能够保质保量的工作。质，就是要使地膜覆盖平整、匀紧和避免浪费，因而设计要运用相关领域的知识及方法能够解决铺膜机的工作弊端。量，即工作顺畅，效率高，用相同的时间覆盖更多的面积，这就要求随时可用且调整要方便。最后，还要满足经济性的要求。选材在满足强度、硬度、韧性等的基础上尽量选择低成本，容易装配，整体重量既要符合驱动需求又不能太轻，否则会影响工作质量。该设计的主要设计内容为：（1）机架（2）起土铧（3）膜架（4）地轮（5）压膜架（6）覆土圆盘（7）上、下悬臂2.2设计的工作原理整机结构及其工作原理：（1）整机结构。1M-1型大小垄通用铺膜机的结构见图1所示。（2）工作原理。在工作工程中，膜卷首先通过椎体装卡在膜架上，然后将膜卷的自由端埋入地头得得土壤中。随着机组的前进，在开沟铧在垄的两侧开出埋膜沟的同时，膜卷被抽拉而转动，连续将膜铺放在垄面上。机组前进的牵引力使地膜在纵向延伸并拉紧；膜的两侧的边缘部分被配置在膜架后方左右两侧的压膜轮，紧压在垄侧壁的埋膜沟内；使地膜沿着垄侧壁横向延伸，并绷紧在垄面上。配置压膜轮后的覆土圆盘起土压盖在地膜的两侧边缘上，从而达到固定封严地膜的作用，同时完成了铺膜作业。2.3方案的选择及论证可选方案：（1）采用大型拖拉机作为牵引动力，多行作业，该种作业方式工作效率高，作业速度快；（2）采用小四轮拖拉机或者畜力作为牵引动力，单行作业，该种方案中机具工作效率较低，但是机构简单，操作简便，生产成本低。根据培载技术的农艺要求，考虑到我省目前烟草的种植情况，地块较小，小四轮拖拉机和畜力占比较大等特点，以及农村当前经济、技术条件，确定该铺膜机为单行，利用小四轮拖拉机或者畜力牵引作业，也可用小四轮拖拉机悬挂作业。农艺要去如下：（1）一次性完成开沟、铺膜、压膜、覆土等作业。（2）作业后，地膜与垄台要贴实、无皱折、无卷曲、无漏覆第三章具体方案的设计3.1技术参数选定一、主要技术参数选定作业行数/行：1膜边覆土厚度/cm：5机具适应垄高/cm：25~35垄宽/cm：40适应地膜直径/cm：30配套动力：小四轮拖拉机作业速度/hm·1h1.5采光面宽度/cm30～50行距/cm100～120膜边覆土宽度/cm10适应地膜宽度/cm45~90工作效率/12hhm1～2由于工作效率25亩/h的要求，即为1.66712hhm，垄的间距为1.1m，则可得作业速度为1.66712hhm/1.1m≈1.5hm·1h二、工作幅宽工作效率/12hhm1~2选用拖拉机功率/km15外形尺寸（长×宽×高）/mm2000×1200×700整机重量/kg200根据公式：B=0.26~0.3415得到B≈1-1.3m3.2具体设计内容（1）机架。机架使该机的主体，所有的工作部件都与机架联接，为了适应不同垄距和采光面宽度的要求，机架采用活动框架式，由两根横梁有和两根顺梁组成，通过改变顺梁间距，满足不同垄距离的要求。其主要外形参数为外形尺寸（长×宽×高）/mm：2000×1200×700。采用45号矩形钢，其具体参数为：高50mm、宽32mm，横截面积为241.4cm、理论质量为mkg/46.3。根据钢材参数可计算该机构主机架质量：总M=1.2×3.46×4+2×3.46×2≈71.3kg（2）起土铧。起土铧起开沟的作用，为覆土、埋膜准备松土的土壤，采用芯铧式，材料为45钢。其工作具体要求为：开沟直、深浅一致、幅宽适合、沟底平整，起土铧的间距为可调，适应不同的开沟要求。（3）膜架。我省目前生产的地膜辊直径在23~30cm，为了适应不同规格地膜要求，膜架采用可调式。一是根据垄台的高、矮和膜辊直径的不同，设计了可上可下调整的膜辊架；二是依据地膜的不同宽度，以利于润滑。（4）地轮。地轮起导向、支撑和调节机架高度的作用。为减少传动系统动力等因素，地轮周长设计成1.2米左右，同时尽可能增大摩擦力以减少滑移率。地轮为为该铺膜机的动力提供部件和重力支撑部件，材料选用铸铁，地轮轴有效直径选定为15mm，根据周长公式s=2r。地轮有效直径选定为400mm，宽度为50mm，两轮间距为1m。该机械工作时，起土铧为主要受力部分，根据土壤对起土铧的阻力为R=250,300,350,400,考虑到我省土质特点（土质疏松、颗粒含量不高等特点），选取最小受力F=250N.由于该机械作业速度为v=1.5km/h，则地轮转速约为为20.8r/min,故地轮引入功率为P=FV=250N×1.5km/