1G-160型旋耕滅茬機總體及側(cè)邊傳動裝置畢業(yè)設計,型旋耕,滅茬,總體,整體,側(cè)邊,傳動,裝置,畢業(yè)設計 目 錄 1前言…………………………………………………………………………………1 2 方案的擬定…………………………………………………………………………4 1.1 設計參數(shù)要求……………………………………………………………………5 1.2 方案的選擇………………………………………………………………………5 1.2.1方案1……………………………………………………………………………6 1.2.2方案2………………………………………………………………………… 7 1.2.3方案3………………………………………………………………………… 7 1.3 方案對比分析……………………………………………………………………7 3運動計算……………………………………………………………………………8 4 動力計算………………………………………………………………………… 9 4.1 各傳動副效率………………………………………………………………… 10 4.2 動力分配……………………………………………………………………… 10 4.2.1拖拉機動力輸出軸的額定輸出功率…………………………………………10 4.2.2第一軸及小錐齒輪Z動率，轉(zhuǎn)速和扭矩…………………………………… 11 4.2.3大錐齒輪Z2的功率軌跡的扭矩為：………………………………………… 11 4.2.4第二軸功率軌跡和扭矩為：………………………………………………… 11 4.2.5第二軸Z3齒輪功率、轉(zhuǎn)速和扭矩為：………………………………………11 4.2.6第Ⅲ軸Z4齒輪功率……………………………………………………………11 4.2.7第Ⅲ軸（隨輪軸）不傳遞扭矩，故不校核：…………………………………11 4.2.8第Ⅳ軸Z5齒輪功率……………………………………………………………11 4.2.9第Ⅳ軸（隨輪軸）的傳遞扭矩，故不校核………………………………… 11 4.2.10刀軸Z6齒輪功率、轉(zhuǎn)速和扭矩………………………………………………11 4.2.11刀軸功率，轉(zhuǎn)速和扭矩………………………………………………………11 5主要零件的強度校核工………………………………………………………… 12 5.1 圓柱齒輪的計算……………………………………………………………… 12 5.1.1齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇………………………………………………12 5.1.2設計計算………………………………………………………………………13 5.1.3第一對直齒圓柱齒輪主要尺寸的計算………………………………………13 5.1.4第二對直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)的計算……………………………………14 5.2 軸的選擇……………………………………………………………………… 17 5.3 軸承的選擇…………………………………………………………………… 17 6尺寸鏈計算……………………………………………………………………… 17 參考文獻…………………………………………………………………………… 18 致謝…………………………………………………………………………………19 結(jié)論…………………………………………………………………………………20 附圖清單……………………………………………………………………………21 前言 旋耕滅茬機主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。 我國與大中型拖拉機配套的旋耕滅茬機保有量有15萬臺，與手扶拖拉機與小四輪拖拉機配套的旋耕機約有200萬臺，旋耕機在南方水稻生產(chǎn)機械化應用中已占80％的比例，北方的水稻生產(chǎn)、蔬菜種植和旱地滅茬整地也廣泛采用了旋耕機械。近年來，我國北方進行種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力推行旱改水，水稻種植面積迅速增加，擴大了對旋耕機械的市場需求。 旋耕滅茬機的發(fā)展至今已有150多年的歷史，最初在英、美國家由3-4kW內(nèi)燃機驅(qū)動，主要用于庭園耕作，直到L型旋耕刀研制成功后，旋耕機才進入大田作業(yè)。20世紀初，日本從歐洲引進旱田旋耕機后，經(jīng)過大量的試驗研究工作，研制出適用于水田耕作要求的彎刀，解決了刀齒和刀軸的纏草問題，旋耕機得到了迅速發(fā)展。 孟加拉國2000年水稻收獲面積為1070萬hm2。農(nóng)業(yè)機械發(fā)展才剛剛起步，目前只有部分灌溉和耕種設備實現(xiàn)了機械作業(yè)?？紤]其種植方式和耕地大小，對各種型號的旋耕機需求非常大。其進行了自發(fā)研究但在很大層度上不能滿足國內(nèi)的需求。 1G-160型多用旋耕滅茬機可與33～40.4kw(45～50馬力)級各型號拖拉機配套。在一臺主機上只需拆裝少量零部件，就能進行旋耕、滅茬、條播、化肥深施等多種農(nóng)田作業(yè)。 該機具主要適用于埋青、秸桿還田式在大中型聯(lián)合收割機作業(yè)后的稻麥高留茬的田塊上進行反轉(zhuǎn)滅茬、正轉(zhuǎn)旋耕、三麥條播、與半精量播種、化肥深施等多種農(nóng)田作業(yè)。 我在本設計中研究旋耕機的主要內(nèi)容： (1) 參與總體方案設計，繪制滅茬機工作總圖,設計左右支臂、第二動力軸及有關(guān)軸承座等。 (2) 拖拉機佩帶旋耕機滅茬機作業(yè),使用1~3檔前進速度,其中:旋耕機,滅茬時使用1~2檔,時使用3檔; (3) 刀棍轉(zhuǎn)速:正轉(zhuǎn) :200r/min左右(旋耕) 400~500r/min(破垡) 反轉(zhuǎn) :200r/min左右(埋青 滅茬) (4) 最大設計耕深14cm; 根據(jù)同類旋耕機類比,設計寬幅為1.6～1.7m. 本課題擬解決的問題 通過改進設計，增加刀輥軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。在工作時，通過適當?shù)牟鹦逗透难b，就可實現(xiàn)不同功能的作業(yè)，以達到一機多能的目的。當需要旋耕時，采用200r/min左右的正旋作業(yè)；當需要破垡和水田耕整時，采用500r/min左右的正旋作業(yè)；當需要埋青和滅茬時，采用200r/min左右的反旋作業(yè)；本課題的實現(xiàn)解決了現(xiàn)有旋耕機只能旋耕不能滅茬而滅茬機又只能滅茬不能旋耕的問題。 預期成果： 因具備多功能等特點，投入生產(chǎn)后能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益和社會效益。 1、方案的擬定 旋耕滅薦機狀態(tài)動力為36.75KW(約50馬力) 動力由拖拉機動力輸出，軸經(jīng)一對圓錐齒輪和側(cè)邊圓柱齒輪帶動。 設計的旋耕滅薦方案滿足如下性能、性質(zhì)要求： 1.1、設計參數(shù)要求： ①刀軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)：200r/min左右（旋耕） 500r/min左右（破垡） 反轉(zhuǎn)：200 r/min左右（埋青 滅茬） ②設計耕深 14cm（最大設計耕深） ③工作幅寬 1.6m ④技術(shù)： （1）旋耕滅茬機與拖拉機采用三點懸掛聯(lián)接，作業(yè)時萬向傳動軸偏置角度不得大于15°，田間過埂刀端離地高度150~250mm，此時萬向傳動軸角度不得大于30°。切斷動力后，旋耕滅茬機最大提升高度達刀端離地250mm以上。 （2）、要求旋耕、滅茬作業(yè)能覆蓋拖拉機輪轍，當幅寬小于拖拉機輪距外緣時，可采用偏配置。 （3）、要求結(jié)構(gòu)簡單可靠，保證各項性能指標。 （4）、設計時考慮加工工藝性和裝配工藝性，盡量使用標準件、通用件，以降低制造成本 1.2、方案的選擇 為了使設計的施耕機既能滿足多項指標，又能結(jié)構(gòu)合理，造價低，在市場上具有一定的先進性為此擬定二套方案對此進行分析： 1.2.1方案1 圖(1 ) 動力由拖拉機動力輸出軸經(jīng)一對圓錐齒和一組四級齒輪帶動刀軸旋耕，此種方案的工作特色： 最后一級動力，由中間齒輪傳動，兩邊由側(cè)板支撐高低檔轉(zhuǎn)速通過撥擋實現(xiàn)，正反轉(zhuǎn)通過調(diào)正太齒輪的拆卸來實現(xiàn)。（此方法的對稱性較好，剛性高，強度高。但在中間齒輪的底下會出現(xiàn)漏耕土壤的現(xiàn)象，需要增加一個部件才能解決此現(xiàn)象）采用拔檔變速，操作較為方便，但結(jié)構(gòu)復雜，造價高。（見圖1、圖2） 圖（2） 1.2.2、方案2 圖（3） 圖（4） 動力從拖拉機輸出軸輸出，經(jīng)一對圓錐齒輪和一組圓柱齒輪傳動帶動刀軸施耕，此種方案的特點是前后一級傳動導用側(cè)邊齒輪，正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)通過調(diào)整圓錐齒輪，高低速的實現(xiàn)通過對調(diào)側(cè)齒輪箱的方向，圖3為正轉(zhuǎn)，圖4為反轉(zhuǎn)。 1.3、方案對比分析 方案1、兩端平衡，受力勻稱，剛性好，但在中間齒輪的底下出現(xiàn)漏耕土壤，需增設其它部件以耕除漏耕土壤，采用撥擋變速，操作較好方便，但結(jié)構(gòu)比較復雜，造價高。 方案2、采用側(cè)邊傳動，平衡性較差，一般用偏置，剛性較差，但無需要加漏耕裝置，結(jié)構(gòu)簡單，通過拆下側(cè)邊齒輪，然后調(diào)頭安裝以達到變速的目的，簡單，操作不是很方便，農(nóng)機機械不是交通工具，需要經(jīng)常變速和換向。 農(nóng)機機械的使用常常一季節(jié)只使用一個作業(yè)項目，不需要經(jīng)常拆裝。方案2比方案1結(jié)構(gòu)簡單、造價低，方案2更切合實際的需要，所以方案2為選用方案。 2、運動計算 結(jié)構(gòu)見圖（3），其中Z3采用較小的齒數(shù)，為了減小側(cè)齒輪外徑尺寸，以盡可能增加齒刀的耕作深度。 隋輪齒數(shù)Z4、Z5的齒數(shù)待總體結(jié)構(gòu)尺寸確定后再定，任務書要求，按照方案2的傳動路線，故萬向節(jié)計算傳動比，分配和各軸的軌跡，故參數(shù)分別列表表1~表4 表1 軸次 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 Ⅴ軸 齒數(shù) Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 14 30 15 暫不定 暫不定 22 傳動比 2.14 147 總傳動比 3.15 轉(zhuǎn)速r/min 734 343 233 表2 軸次 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 Ⅴ軸 齒數(shù) Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 14 30 22 暫不定 暫不定 15 傳動比 2.14 0.68 總傳動比 1.46 轉(zhuǎn)速r/min 734 343 504 表3與表4分別與表1表2類同，表示反轉(zhuǎn)（僅在數(shù)值前多個負號表方向相反） 3、動力計算 旋耕滅茬機在動轉(zhuǎn)、旋耕和反轉(zhuǎn)滅茬時，消耗功率最大，而在水田作業(yè)和存垡作業(yè)時消耗的功率較小，也就是說，設在低速檔作業(yè)時，消耗的功能較大，在高速當時，消耗的功率較小，因此，動力計算只需要對低速傳動進行計算，選表1和表3都是低速運動路線傳動比一樣，不同的只是方向相反，故我只按其中一種情況進行計算。 3.1、各傳動副效率 圓錐齒輪傳動 η1=0.96 圓柱齒輪 η2=0.96 滾柱軸承 η3=0.98 球軸承 η4=0.99 萬向節(jié) η5=0.96 3.2、動力分配 3.2.1拖拉機動力輸出軸的額定輸出功率： 根據(jù)有關(guān)資料和經(jīng)驗估算，其額定輸出功率為： P額=0.8 N發(fā)=29.40KW n=734r/min 3.2.2第一軸及小錐齒輪Z動率，轉(zhuǎn)速和扭矩： P1=40× 0.98×0.96=27.66KW n1=734 r/min T1=9.55×106 PZ1= nZ1=734r/min TZ1= 3.2.3大錐齒輪Z2的功率軌跡的扭矩為： Pz2=Pz1· nz2= TZ2= 3.2.4第二軸功率軌跡和扭矩為： pⅡ=PZ2 nⅡ=nZ2=343r/min TⅡ=9.55 3.2.5第二軸Z3齒輪功率、轉(zhuǎn)速和扭矩為： PZ3= pⅡ=26.02KW nZ3=nⅡ=343r/min TZ3=TⅡ=7.24×106 Nmm 3.2.6第Ⅲ軸Z4齒輪功率 PZ4= 3.2.7第Ⅲ軸（隨輪軸）不傳遞扭矩，故不校核： 3.2.8第Ⅳ軸Z5齒輪功率 PZ5=PZ4 3.2.9第Ⅳ軸（隨輪軸）的傳遞扭矩，故不校核 3.2.10刀軸Z6齒輪功率、轉(zhuǎn)速和扭矩 PZ6=P Z5 3.2.11刀軸功率，轉(zhuǎn)速和扭矩 T 表5 軸次 動力 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 刀軸 輸出軸 軸 Z1 軸 Z2 Z3 軸 Z4 軸 Z5 軸 Z6 P功率（KW） 29-4 27.66 27.1 26.02 26.55 26.02 2498 23.98 22.79 22.79 N轉(zhuǎn)速（r/min） 734 734 734 343 343 343 233 233 T扭矩(Nmn） 3.6×105 3.53×105 7.24×105 7.39×105 7.24×105 7.5×105 9.5×105 4、主要零件的強度校核 4.1 圓柱齒輪的強度計算 4.1．齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇 根據(jù)同類型結(jié)構(gòu)，大小齒輪構(gòu)造選用20CrMnTi表面滲碳淬火①P98表7-1 硬度 HRC選用56~62HBS①P98表7-1 齒輪精度用8級，輪齒表面粗糙度為Ra1.6 硬齒面閉式傳動，失效形式為點蝕 Z3=15 Z4=2 i= 4.2.2設計計算 ①沒計準則 按齒輪齒面接觸疲勞強度設計，再按齒根彎曲疲勞強度校核； ②按齒面接觸疲勞強度設計；①P108式（7-9） 選取材料的接觸疲勞極限應力為：①P100圖7-6 選取材料的彎曲勞極限應力為：①P100圖7-7 應力循環(huán)次數(shù)N由①P102式7-3計算 由①P107P～108式計算得 則 接觸疲勞壽命系數(shù)①P102圖7-8 ZN1=1 ZN2=1 彎曲疲勞壽命系數(shù)①P102圖7-9 YN1=YN2=1 由①P102表7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)SHmin=1, 彎曲疲勞安全系數(shù)SHmin=1.4,又YST=2.0,試選Kt=1.3; 由①P99式7-1,7-2求許用接觸應力和彎曲應力； ①P104查圖7-10得KV=1.03 ①P103由表7-3得KA=1.35 ①P105由表7-4得， ①P103由式7-5 修正 ①P112表7-6取得標準模數(shù)m=7mm； 因為要確保耕深，提高承載能力所以選擇了15齒，而為加工不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)為17，我選擇小齒輪齒數(shù)為15，小于最小根切數(shù)，因而15齒的齒輪加工時一定會產(chǎn)生根切，所以小齒輪要用變位齒輪（正變位）。 4.1.3第一對齒輪主要尺寸的計算 ②P368查表12-7得 總變位X=0.80mm 根據(jù)類比得X3=0.28mm X4=0.52mm 分度圓直徑 壓力角 嚙合角 中心距變動系數(shù) 中心距 齒高變動系數(shù) 齒數(shù)比 節(jié)圓直徑 齒頂高 齒根高 全齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 公法線長度 跨測齒數(shù) k3=2 k4=3 固定弦齒厚 固定弦齒高 4.1.4第二對直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)的計算 ②P368查表12-7得 總變位X=0.87mm 根據(jù)類比得X5=X4=0.52mm X6=0.35mm 分度圓直徑 壓力角 嚙合角 中心距變動系數(shù) 中心距 齒高變動系數(shù) 齒數(shù)比 節(jié)圓直徑 齒頂高 齒根高 全齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 公法線長度 跨測齒數(shù) k6=3 固定弦齒厚 固定弦齒高 4.2軸的選擇及計算 在側(cè)邊齒輪箱中的第Ⅲ軸、第Ⅳ軸為惰輪軸不傳遞扭矩，故在軸的設計計算時無需對其進行強度校核。 本設計對第Ⅲ軸、第Ⅳ軸的尺寸和質(zhì)量均無特殊要求，所以我們對其材料的選擇只要從經(jīng)濟性和實用性上進行考慮，只需選用45號鋼，進行調(diào)質(zhì)處理就可以達到使用時的要求。其基本形狀如圖（5）所示； 圖（5） 根據(jù)同類產(chǎn)品類比得各段軸徑為： ①40mm ②50mm ③40mm 根據(jù)同類產(chǎn)品類比得各段軸長為： ①25mm ②40mm ③33mm 根據(jù)手冊③P3-122查得: 鍵寬 b=12mm 鍵長 l=0.85l3=28mm 4.3軸承的選擇 在本設計中, 第Ⅲ軸、第Ⅳ軸上主要承受軸向力,承受扭矩很小,故選擇球軸承即可。 根據(jù)外形尺寸、和軸徑要求在手冊③P8-98選擇6308球軸承。 參 考 文 獻 ［1］邱白晶．旋耕機動力學及其在減重降振和節(jié)能上的應用[J].鎮(zhèn)江: 江蘇工學院, 1992 . ［2］丁為民.反轉(zhuǎn)旋耕及旋耕刀的研究[J].南京: 南京農(nóng)業(yè)大學，1999. ［3］四川省農(nóng)業(yè)機械局,西南農(nóng)學院．耕整地機械構(gòu)造使用維護 [M] ．成都 : 四川人民出版社, 1978: -- 169. ［4］農(nóng)業(yè)機械部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所,江蘇省農(nóng)業(yè)機械研究所．旋耕機 [M] ．南京 : 江蘇科學技術(shù)出版社, 1979: -- 74． ［5］旋耕機系列設計專業(yè)組．旋耕機系列[M] ．南京 : 江蘇省農(nóng)業(yè)機械化研究所, 1974: – 17. ［6］中國農(nóng)業(yè)科學院南京農(nóng)業(yè)機械化研究所．旋耕機速度參數(shù)對功率和功能消耗影響的研究[M] ．南京 : 中國農(nóng)業(yè)科學院南京農(nóng)業(yè)機械化研究所, 1962: -- 15. 致　謝 為期三個月的畢業(yè)設計業(yè)已經(jīng)結(jié)束?；仡櫿麄€畢業(yè)設計過程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設計課題是1G-160型旋耕滅茬機總體及側(cè)邊傳動裝置設計 。本設計是為了解決實際生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)力低的問題，因此廠方對我的要求很高。本設計是學完所有大學期間本專業(yè)應修的課程以后所進行的，是對我三年半來所學知識的一次大檢驗。使我能夠在畢業(yè)前將理論與實踐更加融會貫通，加深了我對理論知識的理解，強化了實際生產(chǎn)中的感性認識。 通過這次畢業(yè)設計，我基本上掌握了旋耕滅茬機設計的方法和步驟，以及設計時應注意的問題等，另外還更加熟悉運用查閱各種相關(guān)手冊，選擇使用工藝裝備等。 總的來說，這次設計，使我在基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的鍛練，提高了我獨立思考問題、解決問題以及創(chuàng)新設計的能力，縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距，為我以后從事實際工程技術(shù)工作奠定了一個堅實的基礎。 本次設計任務業(yè)已順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗，難免會留下一些遺憾，在此懇請各位專家、老師及同學不吝賜教。 此次畢業(yè)設計是在曹兆熊老師的認真指導下進行的。曹老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問題，以及指導我的思想，引導我的設計思路。在歷經(jīng)三個多月的設計過程中，一直熱心的輔導。在此，我忠心地向他們表示誠摯的感謝和敬意！ 20 畢業(yè)設計 開題論證報告 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 班 級 B機制002 學 號 指導教師 完成日期 2005年４月8 日 課題名稱：1G-160型旋耕滅茬機總體及側(cè)邊傳動裝置設計 一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 1.本課題來源于生產(chǎn)實際。旋耕機在我國已有幾十年歷史，而旋耕滅茬機的問世相對較晚，它們的工作原理都是使用旋耕刀切削土壤，兩機有許多相同之處。近些年來，旋耕滅茬機的使用越來越多，在生產(chǎn)實際中，存在旋耕機只能旋耕不能滅茬而滅茬機又只能滅茬不能旋耕的現(xiàn)象，有些企業(yè)已開始產(chǎn)品轉(zhuǎn)向，研制兩機通用。如：南昌旋耕機廠2002年研制1GQN180D變速滅茬旋耕機已投放市場，研制一機多用是旋耕機的發(fā)展趨勢。 2.本課題研究的主要內(nèi)容是：在普通臥式旋耕機的基礎上改進設計,使之既能旋耕又能滅薦，以實現(xiàn)一機多用。 (1)實現(xiàn)刀軸正、反轉(zhuǎn)工作，其中：正轉(zhuǎn)用于旋耕、破垡和水田耙等，反轉(zhuǎn)用于滅茬、埋青。 (2)要求刀轉(zhuǎn)速度： 正轉(zhuǎn)200r/min左右；正轉(zhuǎn)500r/min左右 反轉(zhuǎn)200r/min左右；反轉(zhuǎn)500 r/min左右 (3) 為提高滅茬效果，增加翻土覆蓋性能，要求最大設計耕深大于普通旋耕機耕深； (4)本課題要求旋耕滅茬機幅寬160cm，偏置，與四輪拖拉機三點懸掛。主要配套動力為江蘇50型四輪拖拉機。 (5)本子課題的主要任務是：參與總體方案設計、繪制滅茬狀態(tài)工作總圖，設計側(cè)邊或中間齒輪傳動裝置及刀輥軸。 3.目前，我國與大中型拖拉機配套的旋耕機保有量約15萬臺，與手扶拖拉機和小四輪拖拉機配套的旋耕機約200萬臺。旋耕機在南方水稻生產(chǎn)機械化應用中已占80％的比例，北方的水稻生產(chǎn)、蔬菜種植和旱地滅茬整地也廣泛采用了旋耕機械。近年來，我國北方進行種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力推行旱改水，水稻種植面積迅速增加，擴大了對旋耕機械的市場需求。我國現(xiàn)有旋耕機產(chǎn)品在品種和結(jié)構(gòu)上多數(shù)已經(jīng)落后老化，面臨著更新?lián)Q代的要求?，F(xiàn)代新型旋耕機的研發(fā)注重于參數(shù)的優(yōu)化和結(jié)構(gòu)功能的多變化。中小型拖拉機特別是手扶拖拉機已經(jīng)向滅茬、旋耕、旋耙和深施化肥的復式作業(yè)方向發(fā)展。 在國外，在歐洲旋耕機的應用已有150多年的歷史，日本自上世紀初沿用旋耕機后發(fā)展迅速，尤其在節(jié)能型彎刀方面的研究領先于世界。由于國外大功率的拖拉機廣泛使用，旋耕機已發(fā)展到采用寬度伸縮或折疊式結(jié)構(gòu)，耕深有達1米以上的旋耕機。 二、本課題擬解決的問題 通過改進設計，增加刀輥軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。在工作時，通過適當?shù)牟鹦逗透难b，就可實現(xiàn)不同功能的作業(yè)，以達到一機多能的目的。當需要旋耕時，采用200r/min左右的正旋作業(yè)；當需要破垡和水田耕整時，采用500r/min左右的正旋作業(yè)；當需要埋青和滅茬時，采用200r/min左右的反旋作業(yè)；本課題的實現(xiàn)解決了現(xiàn)有旋耕機只能旋耕不能滅茬而滅茬機又只能滅茬不能旋耕的問題。 三、解決方案及預期效果 （一） 解決方案： 1.通過對比分析擬定最佳傳動方案，以實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向要求。 2.根據(jù)現(xiàn)有的資料對旋耕滅茬機各數(shù)據(jù)進行計算：1）運動計算；2）動力計算：各運動副的效率及動力分配；3）主要零件的設計計算；4）尺寸鏈計算等； 3.根據(jù)所算得的數(shù)據(jù)對各軸，齒輪和部件結(jié)構(gòu)進行繪圖設計； 4.完成滅茬機工作總圖和設計計算說明書的編寫。 （二） 預期效果： 1.計劃4月中下旬完成軸，齒輪及齒輪箱等零部件的繪制；5月上旬完成側(cè)邊傳動系統(tǒng)及工作總圖的設計；5月中下旬完成畢業(yè)設計。 2.按期完成目標任務后，預計該機具有一定先進性。因具備多功能等特點，投入生產(chǎn)后能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益和社會效益。 四、課題進度安排 3月12日～3月25日．畢業(yè)實習階段。 畢業(yè)實習，市場調(diào)查，到多個公司實踐，撰寫開題報告。 3月26日～4月5日． 設計(論文)開題階段。 提出總體設計方案及草圖，或論文總體構(gòu)思方案，填寫開題報告。 4月6日～5月19日． 設計(論文)初稿階段。 完成總體設計圖、部件圖、零件圖。畢業(yè)論文撰寫和完成論文初稿。 5月20日～6月5日． 中期檢查階段 中期檢查，編寫畢業(yè)設計說明書，畢業(yè)論文整改。 6月6日～6月8日． 畢業(yè)設計（論文）預答辯 6月9日～6月14日． 畢業(yè)設計（論文）定稿階段。 圖紙修改、設計說明書、論文修改、定稿，材料復查。 6月15日～6月17日．畢業(yè)答辯 6月18日～6月19日．材料整理裝袋。 五、指導教師意見 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名: 　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　 年　 月　　日 六、專業(yè)系意見 簽名: 年　 月　　日 七、學院意見 　　　　　　　　　　　　　 簽名: 年　 月　　日 3 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 1G-160型旋耕滅茬機總體及側(cè)邊傳動裝置設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 陳 曉 班 級 B機制002 學 號 B0011222 指導教師 曹 兆 熊 完成日期 2005年6月15日 機械工程學院畢業(yè)設計（論文）選題申報表 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 指導教師曹 兆 熊 學生姓名 陳 曉 2005 年 1 月 日 設計（論文） 題 目 1G-160型旋耕滅茬機總體及側(cè)邊傳動裝置設計 題目類別 畢業(yè)設計 題 目 來 源 結(jié)合生產(chǎn)實際 題目性質(zhì) 工程設計 設計原始數(shù)據(jù) 為江蘇50、上海50等四輪拖拉機配套設計旋耕滅茬機，要求正轉(zhuǎn)能旋耕、破垡，反轉(zhuǎn)能滅茬、埋青。幅寬1、6m，最大耕深13cm以上，其它性能指標達國家標準。 設計內(nèi)容 1. 參與總體方案設計，繪制滅茬工作狀態(tài)總圖。 2. 設計側(cè)邊傳動箱，繪制部件圖零件圖。 3. 設計刀輥軸。 物 化 成 果 形 式 □工程設計類要求 說明書字數(shù) 圖紙數(shù) 其他附件 □工程研究類要求 論文字數(shù) 附件要求 □軟件開發(fā)類要求 說明書字數(shù) 附件要求 1. 設計計算說明書不少于一萬字； 2. 計算機繪圖折合A。圖紙不少于4張。 專業(yè)系審查意見： 專業(yè)系主任（簽名）： 學院審批意見： 院長（簽名）： 注： 一、 題目類別：1、畢業(yè)設計；2、畢業(yè)論文 二、 題目性質(zhì)：1、工程設計；2、技術(shù)研究；3、軟件開發(fā)；4、理論研究 三、 題目來源：1、結(jié)合科研；2、結(jié)合生產(chǎn)實際或工程建設；3、結(jié)合課程和實驗室建設；4、自擬題目 畢業(yè)實習報告 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 陳 曉 班 級 機制002 學 號 指 導 教 師 曹 兆 熊 日 期 2005.3.28 實　習　報　告 一.實習目的 畢業(yè)實習是學生進行畢業(yè)設計的一個重要步驟，是根據(jù)教學計劃的安排和具體課題的內(nèi)容、性質(zhì)與要求來實施的。通過畢業(yè)實習，讓我能深入到實際的生產(chǎn)過程中，進一步了解現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的全過程，了解新技術(shù)，新設備的應用，開闊眼界。通過實習，讓我能圍繞畢業(yè)設計課題進一步了解相關(guān)的知識和進行資料的收集，在調(diào)查研究的基礎上進行畢業(yè)設計，讓我能更好的完成畢業(yè)設計。 二.實習過程 此次實習我參觀了1GS200型旋耕機和1GQN180D變速滅茬旋耕機，從而初步了解了1G系列旋耕機和1GQN系列旋耕機，以及其他各種旋耕機的構(gòu)造，使用，安裝以及注意事項等等。 三.實習內(nèi)容 剛進廠，第一眼看到的是一臺臺1GS200型旋耕機，旁邊的工人師傅告訴我1GS200型寬幅旋耕機是由拖拉機動力輸出軸驅(qū)動的耕作機具，它利用刀軸上刀片的旋轉(zhuǎn)和前進的復合運動對未耕地和已犁過的田地進行耕作，其特點是碎土能力強，一次旋耕能達到一般犁耙?guī)状蔚男Ч＜饶苓m用農(nóng)田的旱耕或水耕，也能用于鹽堿地淺層耕作覆蓋，以抑制鹽分上升，滅茬鋤草，翻壓覆蓋綠肥、蔬菜田整地等作業(yè)，已成為水、旱機械化整地的主要配套農(nóng)具之一。 1GS200型寬幅旋耕機是為65馬力級拖拉機配套的側(cè)邊全齒輪傳動旋耕機。整機剛性好，受力均勻，工作可靠。其耕幅大于所配拖拉機后輪外緣，耕后地表無輪胎壓痕，地表平整，覆蓋嚴密，功效高，油耗低。增加拖板彈簧加壓和碎土平整器，適合于稻麥、蔬菜田耕作及平整作業(yè)，有刀盤式和刀座式兩種工作部件供選擇。對不同濕度地塊的適應性較好，一般拖拉機能下田即可進行作業(yè)。它的耕幅是200cm，耕深12-16cm，刀片型式為左、右彎刀；左、右鉈刀，刀片數(shù)量是刀盤式44把，刀座式54把。配套拖拉機型號SH654，功率65馬力，動力輸出軸轉(zhuǎn)速766轉(zhuǎn)/分，刀軸轉(zhuǎn)速220，268轉(zhuǎn)/分，聯(lián)接的形式為三點懸掛聯(lián)結(jié)，機具前進速度2-5km。 1G系列旋耕機可與8.8~25.7千瓦的拖拉機配套，適應水、旱田旋耕作業(yè)。具有旱耕土塊細碎，水耕泥爛漿足，耕后地表平整，雜草、留茬覆蓋良好，操作方便，耕深適度一致，作業(yè)效率高，一次作業(yè)可達到多次犁耙的作業(yè)效果，廣泛適用于稻麥產(chǎn)區(qū)水、旱地耕耙作業(yè)。旱耕深度12~16厘米，水耕深度14~18厘米，耕寬1~1.5米。 在工人師傅的帶領下我來到了另一個工作車間，那里是生產(chǎn)另一種旋耕機，是1GONl80D變速滅茬旋耕機，在這里我了解到這種具有旋耕、滅茬雙功能的變速旋耕機，不僅增加了滅茬功能，而且保留了原機型旋耕作業(yè)的所有優(yōu)點。整機結(jié)構(gòu)簡單，重心平穩(wěn)，采用中間全齒輪轉(zhuǎn)動、剛性好、機架牢固，無側(cè)邊傳動，左右對稱，整機重量僅比單功能機型增加25kg，增加的重量只占旋耕機總重量的6.1%，因而對整機配套性能影響不大，配套50HP級拖拉機完全合適，工作穩(wěn)定可靠，”一機兩用，可以節(jié)省農(nóng)產(chǎn)的購機投入。變速方便、快捷，由旋耕速度變?yōu)闇绮缢俣?，只需撥動設在傳動箱上的變速桿，即可達到所需轉(zhuǎn)速，也改變了旋向，整個傳動系統(tǒng)只在基本機型的基礎上增加了兩個齒輪。滅茬功能：在旋耕前，先來一次淺耕滅茬，把根茬打碎拋撒均勻，待旋耕作業(yè)時，把粉碎后的根茬埋覆在淺層土壤中，有利于加速腐爛、分解，起到培肥地力的作用。與基本機型通用性好，由于新傳動箱箱體與原1GQN180型旋耕機傳動箱箱體中心距相同、寬度相等，主要齒輪、軸、蓋板、聯(lián)接件、機罩、拖板等均通用，零、部件通用率達80％以上，不僅生產(chǎn)廠容易在原生產(chǎn)線上投產(chǎn)，用戶維修、配件的供應也都十分方便。更換刀軸、刀具方便：由于旋耕和滅茬的旋向不同，要求旋耕彎刀方向隨旋向的改變而改變，本機型只需拆下旋耕刀軸兩端法蘭的四個固定螺栓，把刀軸掉頭安裝即可達此目的，也可拆下彎刀，換上滅茬未用刀。改善了旋耕機刀軸兩端軸承的密封性，本機型吸收了南昌礦山機械研究所2001年鑒定的1GQD型多功能旋耕機的成功之處，在刀軸兩端采用了由特制的軸用密封加上0型密封，在孔用密封中內(nèi)襯骨架油封的迷宮式密封副，有效地防止了作業(yè)時外界泥、水、粉塵的侵入，也就起到了延長軸承使用壽命和保養(yǎng)周期的目的。 四.資料分析 旋耕機是和拖拉機配套作業(yè)的機具，按配套動力分為手扶拖拉機配套旋耕機和輪式拖拉機配套旋耕機兩大類。與犁耕和耙耕作業(yè)相比，旋耕作業(yè)具有碎土性能好、適應性廣、作業(yè)效率高等優(yōu)點。在我國大江南北，無論水田、旱土，旋耕機的應用十分普遍，在耕作機械中占重要地位。 旋耕機是由動力驅(qū)動裝有旋耕刀的刀滾，旋轉(zhuǎn)切削土壤的一種耕作機械。在適當?shù)耐寥蕾|(zhì)地和水分情況下，旋耕有較好的碎土性能，也有一定的翻土覆蓋作用。能使耕層松碎，地表平整，一次完成耕耙作業(yè)。 按刀滾的配置方式，旋耕機可分為臥式和立式兩種，臥式應用較普遍。旋耕機的工作過程是刀滾由拖拉機動力輸出軸驅(qū)動，切下的土垡向后上方拋擲，和罩殼，拖板相撞擊，是土垡進一步破碎，并使地表平整。旋耕刀切土時，土壤的反推力和拖拉機的前進方向相同，有利于機組在潮濕的土壤中作業(yè)。 旋耕機和拖拉機有三點懸掛，直接聯(lián)接和牽引式三種聯(lián)接方式，我國常用前兩種，三點懸掛式能和多種拖拉機配套，掛接方便。直接聯(lián)接式用螺栓固定在拖拉機后橋上，提升時旋耕機繞水平傳動軸轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)緊湊，使用可靠，但連接不方便，僅用于耕寬較小的旋耕機。 旋耕機有正配置和偏配置兩種。旋耕機耕幅比拖拉機橫寬大10cm以上時采用正配置，否則采用偏配置。 旋耕刀滾是旋耕機的主要工作部件。他由刀軸和若干把旋耕刀組成。旋耕刀的運動由機組的前進運動和刀滾的旋轉(zhuǎn)運動組成，運動的軌跡為余擺線。旋耕刀切下的土垡為月牙行，土垡的水平縱向厚度稱為切土節(jié)距，切土節(jié)距的大小直接影響碎土質(zhì)量和溝底平整度。降低機組前進速度，提高刀軸轉(zhuǎn)速和增加每切割小區(qū)內(nèi)的旋耕刀數(shù)，都能減小切土節(jié)距，提高碎土質(zhì)量。但機組前進速度過慢，生產(chǎn)率低；刀軸轉(zhuǎn)速過快，功率消耗大；旋耕刀數(shù)增加，刀間的空隙度小，容易堵泥纏草。因此切土節(jié)距不能設計過小。 臥式旋耕機常裝用彎刀或鑿形刀。彎刀刃口呈弧形，有教大的滑切角，能切斷根莖，雜草，并有一定的拋甩草莖能力。耕作時，尤其在稻田粘重土壤中，不易纏草，堵泥。鑿行刀前端刃口較窄，為平頭或尖頭，有較好的入土能力，主要起挖掘土壤的作用，功率消耗較小，但耕作時易纏草，用于較疏松的田地。彎刀在我國應用較廣。 1GQN180D變速滅茬旋耕機主要用于國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門，但大批量生產(chǎn)后可爭取出口東南亞等國。東南亞等國的地理條件與我國南方比較接近，已有不少中國農(nóng)機產(chǎn)品出口該地區(qū)。1GQN180D變速滅茬旋耕機市場的覆蓋范圍包括全國各地的水田，旱地。我國每年的旋耕·機產(chǎn)量達2卜30萬臺，市場容量很大。全國生產(chǎn)旋耕機主機的企業(yè)有60多家，但都是生產(chǎn)原己定型的無變速型旋耕機，功能單一。有不少生產(chǎn)企業(yè)以及農(nóng)機專業(yè)戶根據(jù)市場的需要，自行；研制了很多種類的多用途旋耕機，但因各種原因，都沒有形成大批量生產(chǎn)，1GQN180D變速滅茬旋耕機積累了多年研制和生產(chǎn)旋耕機的經(jīng)驗，以及充分的市場調(diào)查，經(jīng)過：認真設計、反復試驗、現(xiàn)己接近成熟，因而本成果具有較大的競爭優(yōu)勢。 1GQN系列旋耕機整機采用優(yōu)質(zhì)鋼材精制而成；強度高，結(jié)構(gòu)剛性好，受力平衡，美觀大方耐用。中央傳動齒輪箱，先進工藝技術(shù)制造，傳動平穩(wěn)，壽命長，安全可靠。碎土能力強，工作效率高，耕作效果佳。 1GQN180D變速滅茬旋耕機的工作特點是工作部件高速旋轉(zhuǎn)，幾乎所有安全問題都與此有關(guān)。為此，在使用旋耕機時要特點注意以下幾點： 1、使用前應檢查各部件，尤其要檢查旋耕刀是否裝反和固定螺栓及萬向節(jié)鎖銷是否牢靠，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理，確認穩(wěn)妥后方可使用。 2、拖拉機起動前，應將旋耕機離合器手柄撥到分離位置。 3、要在提升狀態(tài)下接合動力，待旋耕機達到預定轉(zhuǎn)速后，機組方可起步，并將旋耕機緩慢降下，使旋耕刀入土。嚴禁在旋耕刀入土情況下直接起步，以防旋耕刀及相關(guān)部件損壞。嚴禁急速下降旋耕機，旋耕刀入土后嚴禁倒退和轉(zhuǎn)彎。 4、地頭轉(zhuǎn)彎未切斷動力時，旋耕機不得提升過高，萬向節(jié)兩端傳動角度不得超過30度，同時應適當降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)移地塊或遠距離行走時，應將旋耕機動力切斷，并升到最高位置后鎖定。 5、旋耕機運轉(zhuǎn)時人嚴禁接近旋轉(zhuǎn)部件，旋耕機后面也不得有人，以防萬一刀片甩出傷人。 6、檢查旋耕機時，必須先切斷動力。更換刀片等旋轉(zhuǎn)零件時，必須將拖拉機熄火。 7、耕作時前進的速度，旱田以2～3公里／小時為宜，在已耕翻或耙過的地里以5～7公里／小時為宜，在水田中耕作可適當快些。切記，速度不可過高，以防止拖拉機超負荷而損壞動力輸出軸。 8、旋耕機工作時，拖拉機輪子應走在未耕地上，以免壓實已耕地，故需調(diào)整拖拉機輪距使其輪子位于旋耕機工作幅內(nèi)。作業(yè)時要注意行走方法，防止拖拉機另一輪子壓實已耕地。 9、作業(yè)中，如刀軸過多地纏草應及時停車清理，以免增加機具負荷。 10、旋耕時，拖拉機和懸掛部分不準乘人，以防不慎被旋耕機傷害。 11、使用手扶拖拉機旋耕機組時，只有副變速桿放在"慢"的位置時，才能掛旋耕檔。工作中若需倒車，必須將副變速桿放在空檔才能掛倒檔。旋耕中盡量不使用轉(zhuǎn)向離合器，應用推拉扶手架來糾正方向。地頭轉(zhuǎn)彎時，應先減小油門，托起扶手架，再捏轉(zhuǎn)向離合器，不要拐死彎，以防損壞零部件。 目前，我國與大中型拖拉機配套的旋耕機有量約15萬臺，與手扶拖拉機和小四輪拖拉機配套的旋耕機約200萬臺。旋耕機在南方水稻生產(chǎn)機械化應用中已占80％的比例，北方的水稻生產(chǎn)、蔬菜種植和旱地滅茬整地也廣泛采用了旋耕機械。 近年來，我國北京進行種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力推行旱改水，水稻種植面積迅速增加，擴大了對旋耕機械的市場需求。如黑龍江墾區(qū)原以旱田種植小麥和黃豆為主，并以傳統(tǒng)的旱地鏵式犁、圓盤耙、平地機和耢地機等作為耕整地機具。1993年，該地區(qū)擁有旋耕機僅1600多臺，而當年水稻種植面積為110萬hm2，顯然不適應水稻生產(chǎn)的發(fā)展。近10年來，黑龍江墾區(qū)大量購進手扶拖拉機和上海－50種中型輪式拖拉機及配套的旋耕機。 旋耕機生產(chǎn)企業(yè)應把握農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整這個機遇，開發(fā)新產(chǎn)品?，F(xiàn)有旋耕機產(chǎn)品雖然在理論上可以配套58.8－73.5kw的拖拉機，但實際上因受傳動系統(tǒng)強度及結(jié)構(gòu)尺寸、機架結(jié)構(gòu)強度的限制，配套合理范圍僅達48kw的拖拉機；耕深亦局限在旱耕12－16cm，水耕14－18cm。因此，現(xiàn)有旋耕機產(chǎn)品在品種上尚有大型和深耕型的缺門。20世紀90年代以來，為適應市場需要，有些企業(yè)試圖開發(fā)大型旋耕機，但因水平有限，僅采用原有產(chǎn)品外延放大和堆砌材料的方法，沒有著重結(jié)構(gòu)的改進和參數(shù)的優(yōu)化，因而走了彎路。結(jié)合各種因素分析，今后旋耕機應向以下幾個方向發(fā)展。 ——隨著水稻集約化、規(guī)?；a(chǎn)的發(fā)展，水田耕整用寬幅高速型旋耕機成為發(fā)展方面。水田土壤含水率高，抗剪切、抗壓強度特別低，附著力、外摩擦力也接近為零，切土部件與土壤之間存在潤滑水膜。因此，大塊水田使用大型拖拉機旋耕機組水耕時，為充分發(fā)揮其功率，實現(xiàn)高效率、高效益，需要工作幅寬3m以上的寬幅旋耕機。但寬幅又受到道路行駛和入庫停機不便的制約，解決途徑有二：一是旋耕機采用寬度伸縮或折疊式結(jié)構(gòu)；二是采用適中的幅寬，提高作業(yè)速度，從現(xiàn)有的2－5km/h提高到4－8km/h。為滿足以上要求，需要改進旋耕機及工作部件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，研制寬幅高速旋耕機及滅茬、旋耕、旋耙和深施化肥的復式作業(yè)機械。 ——大中型拖拉機具有強勁的動力輸出、較大的犖引力和懸掛提升能力，為配套旱地耕作型聯(lián)合作業(yè)提供了先決條件。而旋耕機作為驅(qū)動型耕作機械，易于更換和附加工作部件，形成滅茬、深松、碎土、做畦、起壟、開溝、精量半精量播種、深施化肥、鋪膜、鎮(zhèn)壓和噴藥等多項作業(yè)的結(jié)構(gòu)緊湊的聯(lián)合作業(yè)機組，大幅度提高了生產(chǎn)效率，降低了作業(yè)成本。國內(nèi)現(xiàn)有小批量生產(chǎn)和投放市場的系列旋耕復式作業(yè)機具主要配套中型拖拉機，在型機具尚待研制開發(fā)。 ——深耕型旋耕機耕深一般不超過20cm。為了滿足增厚土壤熟化層、改善深層透氣性以及栽培薯類、根莖類作物需要深耕的農(nóng)藝要求，近年來國外開發(fā)了全幅深旋耕機和間隔窄幅深旋耕機，耕深達到30－60cm或90－120cm。國內(nèi)該型產(chǎn)品的開發(fā)剛起步，目前已經(jīng)批出加深型中間傳動臥式旋耕機，耕深達30cm。加大旋耕深度的主要難點是引起動力機作業(yè)負荷和功率消耗急劇增大，機械強度不足和機組功率不平衡。而大功率拖拉機具有雙速獨立動力輸出軸，可以全功率輸出，同時具有多個慢速擋以及爬行擋，這也為配套深耕旋耕機提供了條件。臥式深耕旋耕機在國內(nèi)外正處于轉(zhuǎn)型期，而國內(nèi)專家學者認為反轉(zhuǎn)旋耕是一種大有前途的耕耘方式，潛土逆轉(zhuǎn)應用在深耕旋耕機上將更能體現(xiàn)其優(yōu)越性，目前需進一步開展這方面的研究工作，完善理論，積累經(jīng)驗，開發(fā)出成功的產(chǎn)品。 五.實習感想 我要設計的是50型旋耕滅茬機，旋耕滅茬機與拖拉機采用三點懸掛聯(lián)接，通過此次實習，讓我對旋耕機能有進一步的了解，對旋耕機的結(jié)構(gòu)，組成也有一定的了解，使我能更多的了解旋耕機的軸，齒輪，旋耕刀滾，刀片之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，讓我能更好的完成組裝圖與工作總圖。我相信我能很好的完成此次畢業(yè)設計，望各位老師多多指導。謝謝！ 陳曉 2005/03/28 5