型立式旱地驱动耙设计

1、目 录 1 绪 论21.1引言21.2农业土壤耕作的作用与要求31.2.1 土壤耕作的作用31.2.2 耕整地农艺要求4土壤耕整地机械42.整机结构设计分析62.1结构设计要求62.2 旋刀的运动学分析62.3 刀盘分布设计73 传动方案设计83.1旱地立式驱动耙主体结构方案设计83.2 传动比的分配114.功率分析124.1单盘作业扭矩与功率分析124.1.1 单盘切削、破碎土壤所需的扭矩124.1.2 旱地驱动耙的功率消耗134.1.3 传动过程的功率分配155.传动件的设计155.1 轴的设计155.1.1 选择轴的材料155.1.2 轴上的功率P，转速n和转矩T165.1.3 确定轴的

2、最小直径16轴的强度校核175.2轴承的选用和校核255.3精度要求276. 驱动耙其它零部件设计286.1悬挂机构286.2箱体的设计286.3刀具的设计297.总结30参 考 文 献31致 谢32 1 绪 论1.1引言我国是一个农业大国，要实现农业现代化，首先要实现生产手段现代化。农业机械化就是农业生产中产前、产中、产后全部实现机械化。其中，土壤耕作实现机械化是减轻农业劳动强度、改善劳动条件、保证作业质量、提高土地单位面积收获量和提高劳动生产率的重要手段。作为在农业生产中消耗于土壤耕作劳力、动力比重很大的耕地机械就是一种通过机械化土壤耕作形成良好水、肥、气、热梯度，创造有利于作物生长发育的

3、耕层构造要求的专用作业农机具。驱动式耕耘机械，在现代农业机械中形成了一个新兴品种。此类耕耘机械由拖拉机的动力输出轴通过传动系统将动力以扭矩的形式直接作用于工作部件，使之旋转或往复运动，以提高切土能力并使土壤高度松土。其切土、碎土能力很强，一次就能达到耕、耙几次的效果，耕后地表较为平整、且松软，且能抢农时，减少拖拉机进地次数，降低作业成本，达到农艺要求。它对土壤湿度的适应范围较大，因此，我国南方地区多用于秋耕稻茬种麦，水稻插秋前的水耕水耙。在我国北方地区，用于大田作物的浅耕灭茬，起到秸秆还田的作用。另外，还适于盐碱地种水稻的整地作业等。因此，近几年驱动式耕耘机械的研究与使用有了很大的发展。目前世

4、界各国生产的驱动式耕耘机械主要有水平横轴式、立轴式、往复式和联合作业式几大类。 水平横轴式旋耕机 该类旋耕机的旋转轴辊与地面平行并与前进方向垂直，其工作部件为安装在水平轴上的旋刀，旋刀在拖拉机动力输出轴驱动下，垂直切削土壤，达到切土和碎土的目的。 立轴式旋耕机 它是刀齿和刀片绕立轴旋转的旋耕机，其突出的功能是可以进行深耕，一般能达到3035cm，较深的能达到4050cm，而且可使整个耕层土壤疏松细碎，但前进速度较慢。目前在水田耕耘的机型有：立轴浆叶式旋耕机、立轴爪式旋耕机（英国）、立轴笼式旋耕机（日本）、立轴转齿式旋耕机。国内采用立轴式的旋耕机较少。 1.2农业土壤耕作的作用与要求1.2.1

5、土壤耕作的作用农业生产的实质是通过作物的光合作用，对气候资源和土地资源的加工。机械化土壤耕作,则是通过农机具对农田土壤的加工。机械化土壤耕作不同于以人畜力为动力的土壤耕作,因为它对土壤的控制和管理作用比以人畜为动力要大得多,也深刻得多。原苏联土壤学家和耕作学的创始人威廉斯有句名言：“没有不良的土壤，只有不良的耕种方法”。他所指的耕种方法也包括土壤耕作在内。通过国内外土壤耕作方法的发展和多样化，也证明土壤耕作可能使土壤环境变好，也可能使土壤环境变坏。农田土壤在自然力作用下呈现出自上而下的层次结构，从而导致土壤的水、肥、气、热的层次梯度。这种层次的土壤结构和土壤因素的梯度，有时对作物生育是有利的，

6、有时是不利的。通过机械化土壤耕作，要创造出有利于作物生育的土壤层次结构耕层构造，形成良好的土壤水、肥、气、热的梯度。良好的耕层构造(以土壤密度梯度或孔隙梯度、三相比梯度为指标)应在不同土壤农田中，具有充分协调多变气候对土壤的影响，以满足各类作物生育对土壤生活因素的要求。因此，良好的耕层构造不是一成不变的。机械化土壤耕作，创造良好的耕层构造，它和农业生态系统一样，也是一个多目标、多因素、多变量的系统，既土壤作物大气机器系统(SPAMC)的复杂系统。4农艺对土壤机械化耕整作业的中心任务要求是调节并创造良好的耕层结构，适宜的三相（固相、液相和气相）比例，从而协调土壤水分、养分、空气和温度状况，以满足

7、作物生长的农艺要求。5· 土壤翻耕的作用主要有： 松碎土壤 根据各地不同的气候条件和不同作物的要求，以及耕层土壤的紧实状况，每隔一定时期，需要进行土壤耕整作业，使之疏松而多孔隙；以增强土壤通透性。 翻转耕层 通过耕翻将耕作层土壤上下翻转，改变土层位置，改善耕层理化及生物学性状，翻埋肥料、残茬、秸秆和绿肥，调整耕层养分的垂直分布，培肥地力。同时可消灭杂草以及附着的某些病菌、害虫卵等，消除土壤有毒物质。 混拌土壤 混拌土壤，将肥料均匀地分布在耕层中，使土肥相融，成为一体，改善土壤的养分状况。并可使肥土与瘦土混合，使耕层形成均匀一致的营养环境。1.2.2 耕整地农艺要求· 耕翻地

8、有以下的农艺要求： 适时耕翻，既能抢农时，又能保证作业质量； 耕深适当，并符合农业技术要求，深度均匀一致； 翻垡良好，无立垡、回垡，残株杂草要覆盖严密； 耕后地面平整松碎，无重耕、漏耕，尽量减少开闭垄，地头、地边整齐； 坡地耕翻时应沿坡度的等高线进行，以防雨后冲刷土壤，造成水土流失。· 整地有以下的农艺要求：¨ 旱田整地作业的农业技术要求 整地作业须适时，以利防旱保墒和提高整地质量； 整地深度应符合农艺要求，深度一致、不漏耙、不漏压； 整地后的地表平整，无垄沟起伏、碎土均匀，表层松软、下层密实； 修筑畦田要做到地平、土碎、埂直；¨ 水田整地作业的农业技术要求 耙后

9、土壤松碎，起浆好，能覆盖绿肥，田面平坦而无垄沟； 在原浆田中以耙代耕作业时，应将稻茬直接压入糊泥中，灭茬起浆性能良好。61.2.3土壤耕整地机械(1) 耕地机械· 铧式（壁式）犁铧式犁是应用最普遍的一种耕地机械。其主要优点是翻转土垡、覆盖杂草残茬和肥料，消灭病虫害等性能好，但碎土能力较差，耕后尚需进行耙地作业。由于铧式犁使用最普遍，数量又最多，现已发展成为我国北方与南方两种系列犁。 6· 圆盘犁圆盘犁工作部件是一个凹面圆盘。工作时，圆盘与前进方向偏一角度。圆盘滚转前进时，前沿刃口切土，后部的凹面将土垡带着向后、向上运动，并使之破碎、翻转。圆盘犁具有使用寿命长，刃口切割力强，

10、不易拖堆堵塞，阻力较小的优点。其缺点是圆盘犁的覆盖性能与沟底平整度不如铧式犁。3(2) 整地机械· 圆盘耙（轻型圆盘耙、重型圆盘耙、缺口圆盘耙）圆盘耙主要用于耕后碎土和播种前耙地。它的碎土能力较强，能切断杂草残茬与搅土混肥，用于播前整地、收获后的浅耕灭茬作业或用于果园林木和草牧场的田间管理。· 钉齿耙齿耙其功能是碎土、松土、整平，有的也用来覆盖撒播的种子和将肥混入土中。各种齿耙有一定的除草作用。· 水田轧耙及联合耙这类耙在作业时，工作部件靠土壤阻力滚动前进，常用于水田耕后碎土，使泥土搅混起浆便于插秧。我国南方的水稻区常用的水田轧耙多属滚耙。以上整地机械不论是旱地作

11、业机械还是水田作业机械均为被动式机械，要达到预期的整地效果，需要进行多次重复作业，其生产效率低，为了提高生产效率，整地机械日趋向驱动工作部件发展。· 水田驱动耙主要用于水田耕翻后的碎土整地作业，也可用在未耕地浅耕作业。其工作部件与地面平行的水平轴旋转。一次作业相当于一般水田耙作业两遍以上的质量，耙得细烂，表面松软，碎土率可达80以上。驱动耙都与拖拉机配套使用。由于驱动型机具可以充分利用拖拉机功率，能控制对土壤的作用强度，可满足多种耕作要求。(3) 旋耕机旋耕机是一种全悬挂并由拖拉机动力输出轴驱动的土壤耕作机具，其工作部件为安装在水平轴上的旋刀，旋刀在拖拉机动力输出轴驱动下，垂直切削土

12、壤，达到切土和碎土的目的。旋耕机的切土、碎土能力很强，一次就能达到耕、耙几次的效果，耕后地表较为平整、且松软，且能抢农时，减少拖拉机进地次数，降低作业成本，达到农艺要求。它对土壤湿度适应范围较大，因此，我国南方地区多用于秋耕稻茬种麦，水稻插秋前的水耕水耙。在我国北方地区，用于大田作物的浅耕灭茬，起到秸秆还田的作用。2.整机结构设计分析2.1结构设计要求本课题目的是设计满足农艺要求的高效率低能耗的旱地立式驱动耙。其设计要求如下：（1）耕深设计耙深为h=15cm,调节范围1018cm，耙深一致；（2）碎土程度沿地块对角线选择具有代表性的5个测点(每点面积为1m2)，若测点耕层内有直径5cm以上的土

13、块超过5个时，即为碎土不良；（3） 尽量降低整机生产的成本，提高工作效率其结构要求如下：（1） 符合FS275的悬挂机构的几何尺寸要求：（2） 符合FS275拖拉机工作参数和功率输出轴的相关参数要求。（3） 机车通过万向节将动力输入机具变速箱驱动旋刀转动,为了尽量减小传动的不均匀性，机具与万向节之间的衔接点的位置设置不可过高。（1）对旱地立式驱动耙工作部件的运动学进行了理论分析，旋刀的平均工作阻力随旋刀的转动半径、机组前进速度、耕深的增加而增加，随刀盘转速的增加而减小。（2） 旱地立式驱动耙整机的结构方案设计：在满足农业机械设计要求和配套机车FS-275的挂接要求的前提下进行结构方案设计。并最

14、终设计出一套具有较强实用性和经济性的结构方案。（3）此设计是在参阅相关书籍和数据的情况下对驱动耙的传动原理和相关性能参数进行分析，计算。因此难免存在不足之处，这些都有待于今后作深入的研究。此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和CAD图纸等.请联系QQ971920800 专业为您服务.本设计已通过答辩！ 参 考 文 献 【1】濮良贵. 纪名刚主编 .机械设计（第七版）.高等教育出版社【2】朱龙根主编.简明机械零件设计手册.机械工业出版社【3】陈翠英旋耕机速度参数的合理选择农业机械学报.1985(2)：30【4】刘景泉主编.农机实用手册.北京：人民交通出版社，1998.8【5】郑文纬.吴克坚.机械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，1997.7【6】南京农业大学主编.农业机械学(上册) .北京：中国农业出版社，1996【7】镇江农业机械学院主编.农业机械学.北京中国农业机械出版社致 谢 本文是在曾一凡教授的悉心指导下完成的。在我四年的学习和研究工作中得到了