卧式旋耕机设计毕业设计
毕业设计(论文)小型电动旋耕机的设计

青岛农业大学本科生毕业论文(设计)题目:小型电动旋耕机的设计姓名:姜雪锋学院:机电工程学院专业:农业机械化及其自动化班级:2004.1学号:0320040151指导教师:张锡斋完成时间:2008.6.182008 年6 月18 日小型电动旋耕机的设计摘要本文介绍了一种大棚蔬菜种植耕整地机械----小型电动旋耕机的设计方案。
对旋耕机的国内外情况进行了分析和对比,重点进行了发动机的选择,变速器的设计,部分零件的设计,传动路线的设计以及对旋耕刀轴的设计等。
该机耕深15~20cm,动力由发动机输出经皮带传动,传给变速箱进行减速,二级传动采用链传动。
旋耕刀轴的设计采用三段式,中间为空心的圆管钢,两边采用实心轴,可制出轴肩来安装轴承和端盖。
装有行走机构和限深铲,耕后地表平整,能够解决以往小型旋耕机功率小、结构复杂、操作麻烦、耕深浅等问题,适合大棚耕整地工艺的要求。
关键词:小型;电动;旋耕;Design of a Small Machine of Electrical RotateAbstractIn this paper, the cultivator,,one of the important small agricultural machines, is designed based on comparing and researching the developing situation of cultivator at home and abroad. The design includes the choice of motor, the choice of transmission, the design of some parts and the design of the cultivator knife-axis etc.The plowing depth of the cultivator can be controlled to 15~20cm ,and the outgoing power is from engineering to the gearbox using belts,after that be transferred to the arbor of rotate knife. Between gearbox and the arbor of rotate knife adopt chains to transmit; The design of arbor of rotate knife adopt three parts, the middle part is hollow rolled steel ,two side parts is solid rolled steel, may process Shoulder-axis to lay on roller bearing and Cover. The surface is neat after till, the cultivator designed in the paper can overcome the problems of small-power , complex structure, trouble operation, low plowing depth etc. It can meet the request of greenhouse.Key words: small; electrical; Rotary;目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1该课题研究的目的和意义 (1)1.2国内外棚室旋耕机的现状 (2)第二章方案的论证 (3)2.1 技术要求 (3)2.2 方案选择 (3)第三章零部件及旋耕机的参数设计 (5)3.1 切削速度的确定 (5)3.2 弯刀主要参数的确定 (6)3.3 弯刀的选择、配置与排列 (7)3.4 电动机的选择 (8)第四章传动系统的设计计算 (9)4.1 传动比分配 (9)4.2 带及带轮的设计计算 (10)4.3 链轮的设计计算 (13)4.4 齿轮的设计 (15)4.5 轴的设计计算 (19)第五章总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)第一章绪论1.1该课题研究的目的和意义棚室生产是一种高投入、高产出的产业,而棚室的生产所需劳动力是从事大田生产的15~20 倍,是从事大地蔬菜生产的3 倍左右[1]。
旋耕灭茬机总体及侧边传动装置设计

4、要求结构简单可靠,使用安全方便;
5、设计时考虑加工工艺性和装配工艺性,尽量使用标准件、通用件,以降低制造
成本。
开题报告
课题名称:1G-160型旋耕灭茬机总体及侧边传动装置设计
一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述
1.本课题来源于生产实际。旋耕机在我国已有几十年历史,而旋耕灭茬机的问世相对较晚,它们的工作原理都是使用旋耕刀切削土壤,两机有许多相同之处。近些年来,旋耕灭茬机的使用越来越多,在生产实际中,存在旋耕机只能旋耕不能灭茬而灭茬机又只能灭茬不能旋耕的现象,有些企业已开始产品转向,研制两机通用。如:南昌旋耕机厂2002年研制1GQN180D变速灭茬旋耕机已投放市场,研制一机多用是旋耕机的发展趋势。
设计内容
1.参与总体方案设计,绘制灭茬工作状态总图。
2.设计侧边传动箱,绘制部件图零件图。
3.设计刀辊轴。
物
化
成
果
形
式
□工程设计类要求
说明书字数
图纸数
其他附件
□工程研究类要求
论文字数
附件要求
□软件开发类要求
说明书字数
附件要求
1.设计计算说明书不少于一万字;
2.计算机绘图折合A。图纸不少于4张。
专业系审查意见:
二、本课题拟Байду номын сангаас决的问题
通过改进设计,增加刀辊轴的转速和转向。在工作时,通过适当的拆卸和改装,就可实现不同功能的作业,以达到一机多能的目的。当需要旋耕时,采用200r/min左右的正旋作业;当需要破垡和水田耕整时,采用500r/min左右的正旋作业;当需要埋青和灭茬时,采用200r/min左右的反旋作业;本课题的实现解决了现有旋耕机只能旋耕不能灭茬而灭茬机又只能灭茬不能旋耕的问题。
卧式旋耕机设计范文

卧式旋耕机设计范文
其次,卧式旋耕机的设计还需要考虑土壤性质、工作深度和机械效率等因素。
土壤性质包括土壤类型、湿度和含石量等,不同的土壤性质需要相应的耙具设计和工作参数设置。
工作深度是卧式旋耕机能够耕作土壤的深度,一般可调节,以适应不同农作物的需求。
机械效率是卧式旋耕机的重要指标之一,主要包括工作速度、耗能和工作质量等,设计时需要考虑如何提高机械效率,减少耗能和提高作业质量。
此外,卧式旋耕机的设计还需考虑可靠性、安全性和维护便捷性等因素。
可靠性是机械设备的重要指标之一,设计时需选用高品质的零部件和材料,以提高设备的可靠性和寿命。
安全性是农业机械的必要条件,卧式旋耕机的设计需要考虑操作员的安全和设备的稳定性。
维护便捷性是指机械设备的维修和保养工作是否方便,设计时可采用模块化设计和易更换的零部件,以提高维修的便捷性。
最后,卧式旋耕机的市场需求和制造成本也是设计过程中需要考虑的因素。
市场需求是农业机械设计的重要依据,需要深入了解不同地区和农作物的需求,以满足市场的需求。
制造成本是卧式旋耕机制造商关注的重点,设计时需要综合考虑材料成本、零部件成本和生产工艺等因素,以确保价格的合理性和竞争力。
综上所述,卧式旋耕机的设计需要考虑多个因素,包括机械结构、土壤性质、工作深度、机械效率、可靠性、安全性、维护便捷性、市场需求和制造成本等。
通过合理的设计和优化的结构,可以使卧式旋耕机具有高效、可靠和经济的特点,满足农机市场的需求。
毕业设计--水田秸秆掩埋旋耕机设计

图书分类号:密级:毕业设计(论文)水田秸秆掩埋旋耕机设计The Design of Paddy-straw-buried RotaryTillage学生姓名班级学院名称专业名称指导教师XXX学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果按照本人承担。
论文作者签名:日期:年月日XXX学位论文版权协议书本人完全了解XXX关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归XXX所拥有。
XXX有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝,允许论文被查阅和借阅。
XXX可以公布学位论文的全部或部分内容,可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名:导师签名:日期:年月日日期:年月日摘要旋耕机在我国农业之中发挥着重要的作用。
在中国的南方水田地区,旋耕机基本满足每年三个季节的耕作要求;在我国的北方地区,旋耕机一般用于犁耕后的直接旋耕播种或者耙地。
旋耕机还可以用于灭茬作业,可以把收获后的玉米秸秆打碎还田。
但是多数旋耕只能进行一种作业功能。
本篇毕业设计中我们设计了一种集水田秸秆掩埋、碎土及秸秆覆盖作业于一体多功能旋耕机。
[1]本此设计提供了一种水田秸秆掩埋旋耕机,该机可以通过更换水田埋草刀后进行稻麦水田秸秆掩埋、碎土和秸秆覆盖等作业,实现一机多用,提高机具的工作效率。
本次毕业设计的主要内容为:1、相关资料的调查与收集,国内外各种旋耕机械现状与发展趋势,结合实际情况提出相关的结构方案。
2、总体方案设计,绘制水田秸秆掩埋旋耕机的工作图纸、现场的施工图。
旋转埋茬旋耕机毕业设计说明书

本课题的实现解决了旋耕机只能旋耕不能埋茬而埋茬机又只能埋茬不能旋耕的问题。使得当今农业生产中的一部分秸秆能够解决,焚烧秸秆现象有一定量的减小,对环境保护起到了一定的作用。
本课题新颖实用,技术上有所改进,具有很大的市场前景。
关键词:反转旋耕埋茬机;中间传动箱;侧边传动箱;齿轮;刀辊轴
毕业设计(论文)外文摘要
拖拉机行业为顺应这一发展趋势已先行一步。一拖集团公司于1986引进国外技术,形成了洛阳菲亚特90系列产品,目前生产的LF80-904WD型拖拉机国产化率已达100%,大大降低了制造成本,其水田变型整机具有结构质量轻、底盘密封性好、四轮驱动附着性好等优点,深受广大用户欢迎。一拖公司在消化、吸收国外技术的基础上,结合我国国情,自行开发设计了东方红1004和1204大型轮式拖拉机。天津拖拉机引进生产的铁牛迪尔3140和自行开发的TN804也拓展了国内市场。
The realization of the issues resolved only rotary Rotary can not be buried and buried stubble stubble stubble machine has not only buried the issue of Rotary. Made today as part of agricultural production in the straw can be solved, the burning of straw is a certain amount of the decrease of environmental protection must play a role.
机械制造及自动化专业毕业论文--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AbstractRotary 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 forwardKey words: 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。
机械毕业设计1497小型旋耕机设计

毕业设计说明书题目:小型旋耕机学院:专业:机械设计制造及其自动化学号:姓名:指导老师:完成日期:2014年5月15日目录摘要Abstract第一章引言 (4)第二章总体设计 (5)2.1设计的内容 (5)2.2设计依据 (5)2.3 设计要求 (5)第三章总体方案论证 (7)3.1中间链传动结构方案的设计 (7)3.2主要结构和参数的设计与选择计算 (7)3.3.旋耕刀滚的设计 (9)3.4双油封和挡草圈的设计 (11)3.5 1G-100旋耕机主要技术规格及基本参数 (11)第四章总体结构的布置与设计 (12)4.1 传动结构的设计 (12)4.2 主要结构的分析设计 (12)第五章链传动的设计与计算 (14)5.1 链传动的设计计算 (14)5.2 链轮设计计算 (15)第六章主要零部件强度计算 (16)6.1 链传动的强度的磨损核算 (16)6.2 传动轴的强度计算和疲劳强度校合 (16)6.3 滚动轴承的计算和选择 (19)总结 (20)参考文献 (21)附录感言翻译译文及原文1G—100型水旱两用旋耕机设计小型旋耕机摘要:水旱两用旋耕机具有体积小,重量轻,性能好,操作容易,转动方便,适应性广,价格合宜,水旱两用旋耕机机动灵活,一般中小型机械厂、农机厂均可生产制造的要求。
如果设计成功,本机可进行旱田旋耕、水田耙整等项作业,能弥补现有旋耕机存在功能较单一、生产效率偏低等不足之处。
我设计的是一台水旱两用旋耕机,与黄海-12(15)马力手扶拖拉机相匹配,主要用于水田耕整,也可进行旱田耕作。
现有的水旱旋耕机是耕幅为0.6米的老式机型,而本课题设计的水旱旋耕机耕幅为1米。
本设计与黄海-12(15)马力手扶拖拉机相匹配,中间传动,固定联接。
设计内容包括机架、传动系统、刀辊、尾轮等,要求结构简单、紧凑、重心平衡。
该机可用于水田耕整地,也可进行旱田旋耕。
各项性能指标应达到国家标准和农艺要求。
通过对水田旋耕机驱动轮与土壤相互作用的力学特性的分析,结合水田土壤的力学性质,经过优化设计,研制水旱两用旋耕机驱动轮,使该驱动轮具有良好的动力性能。
1G-280型传动旋耕机设计

1 前言四年,在人的一生中不算长,但大学的四年我想对每个人都是难以忘怀,至关重要的。
本次的毕业设计也是对自己这四年的一次综合考察,作为一名学机械的本科生来说,设计一项关于机械方面的东西,也许是最适合的“考卷”。
随着国力的发展,人民的各方面的生活都有了质的飞跃、民以食为天,这是亘古不变的道理,人口的增长,使得对粮食的需求急剧增加,以往的耕作以难以满足,大型的,机械化的随之而来,取代以往的犁,小型旋耕机,等耕作方式。
近年来,盐城拖拉机制造有限公司发展迅猛,年产3万台系列轮式拖拉机和8万台手扶拖拉机,销往国内30个省、市和国外60个多国家和地区。
经调查,配套农机具跟不上主机迅速发展的要求。
其中包括15马力的手拖仍配置12马力的旋耕机。
对于轮式系列拖拉机,特别是100马力以上的大型轮式拖拉机,目前相合适的配套农具更少。
因此,研制配套旋耕机与拖拉机同步销售,会使拖拉机、旋耕机两旺.本次毕业设计就以此为突破口,设计一台旋耕机,与黄海金马1250拖拉机相匹配,用于农田旋耕作业,在此设计的过程中参考了很多老师编写的资料,以及多位老师的指导,在此感谢,由于本人能力有限,在设计的过程中难免存在不足之处,望各位老师给予指证。
2总体设计2.1设计课题旋耕机是一种由动力驱动的土壤耕作机具,其耕作能力强,一次作业能达到犁耙几次的效果,耕后地表平整,疏密均匀,能满足各种情况耕作的需求。
而在农忙的时候更是能节省时间,提高效率,起到至关重要的作用。
旋耕机按普通的分类方式大致可以分为卧式和立式,由于卧式的使用比较普遍,所以本次课题的旋耕机选择卧式。
2.2技术要求与125马力黄海金马牌四轮拖拉机相匹配,三点悬挂浮动连接,中间传动。
要求设计悬挂连接机构、传动机构和工作部件等。
各项性能指标对照国家标准优于目前同类产品。
主要零件应进行强度计算,以保证使用可靠性,并要求结构、工艺性好,具有可生产性。
2.3设计步骤内容及方法本次毕业设计的步骤按照毕业设计进度执行3月10日~3月22日.毕业实习阶段。
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1 引言:旋耕机是指由动力驱动刀轴旋转,对田间土壤实施耕,耙作业的耕耘机械。
旋耕机与其他耕作机相比,具有碎土充分,耕后地表平整,减少机组下地次数及充分发挥拖拉机功率等优点,广泛应用在大田和保护地作业。
我国是一个农业大国,农业机械化是农业生产发展的基本方向.随着农业产业结构的不断改革深入,功能齐全,机动性好,操作性好,能够提高经济效益的旋耕机成为了必要需求。
2 设计要求:1)负责总体设计,完成机架及刀轴系统设计。
2)要求使用三维CAD软件进行设计并完成模拟装配,完成必要的装配图及零件图。
3)技术参数:旋耕轴转速200-260 r/min 灭茬轴转速450-500 r/min3 设计说明书3.1 按工作部件的配置和作业方式,旋耕机可分为下列几类:3.1.1工作部件绕与机具前进方向相垂直的水平轴旋转切削土壤,如卧式旋耕机图(3-1)。
图3-1 卧式旋耕机1- 侧边传动箱;2-刀轴;3-罩壳;4- 拖板3.1.2工作部件除绕水平轴旋转切土外,同时又绕它自身的轴线旋转,又称旋转锹图(3-2)。
3-2 旋转锹工作图3.1.3 工作部件绕与地面垂直或倾斜的轴线旋转切土,如立式旋耕机图(3-3)。
3-3 立式旋耕机工作图卧式和立式旋耕机具有良好的碎土性能和拌和能力,旋转锹适合原行翻垄。
根据设计要求和适合的土地情况,以及采取的折叠方式,选取旋耕机为卧式旋耕机。
3.1.4 卧式旋耕机分类卧式旋耕机又分为正卧式旋耕机和反转卧式旋耕机,为了适应自己设计的要求,和考虑到工作条件,最后定为正转卧式旋耕机。
3.2 卧式旋耕机的总体设计3.2.1 旋耕机与拖拉机的连接旋耕机与拖拉机有三点悬挂,直接连接二种连接方式。
三点悬挂式旋耕机如图(3-4),拖拉机的三点悬挂装置与旋耕机的悬挂连接。
动力由拖拉机动力输出轴通过万向节伸缩传动轴传递至旋耕机第一轴,驱动旋耕机工作。
旋耕机的悬挂架设计参数主要根据拖拉机的三点悬挂装置参数,万向伸缩轴与拖拉机动力输出轴,旋耕机第一轴之间的夹角 1.2和机组的田间通过性等约束条件绘制机动图来确定。
要求耕作时夹角 1.2不超过10°,地头转弯提升旋耕机离地100~250mm时,夹角 1.2不超过30°。
切断输出动力,提升旋耕机到最高位置时,机下的通过高度一般不小于400mm,万向节伸缩轴和轴套至少应有40mm的重叠量。
还应考虑到在最大耕深和提升到最高位置时,机架和旋耕刀不碰到拖拉机。
图3-4 拖拉机----三点悬挂旋耕机机组的机动图1- 拖拉机动力输出轴;2- 万向节伸缩传动轴;3- 旋耕机第一轴Hmax-最大提升高度;α1-万向节伸缩传动轴与拖拉机动力输出轴的夹角;α2-万向万向节伸缩传动轴与旋耕机第一轴的夹角三点悬挂式旋耕机能与多种的拖来及配套,所以决定使用三点悬挂的方式进行悬挂旋耕机。
3.2.2 旋耕机与拖拉机的配置旋耕机相对于拖拉机有正,偏二种配置形式。
一般与大中型拖拉机配套的旋耕机的耕幅超过拖拉机后轮(或履带)外缘间距10cm以上时采用正配置,与中小型拖拉机配套的旋耕机,一般采用偏配置。
目的足消除轮毂,使地表与中小型拖拉机配套的旋耕机,一般采用偏配置。
目的足消除轮毂,使地表平整,耕幅超出轮胎(或履带)外缘的距离C应大于5-10cm,耕幅窄的取最小值。
为了适应旋耕机的折叠,采用正配置的放置方式,同时也可以与大型的拖拉机配合。
3.2.3 耕幅的计算为了适应国内的一般拖拉机的功率和设计的旋耕轴转速200-260r/min,前进速度为2-5km/h,拖拉机功率为88.2KW,旋耕机耕幅与拖拉机功率之间有以下经验关系:B=0.26—0.29√N式中B—旋耕机耕幅(m)N- 拖拉机发动机的额定功率(KW)B=0.29*√88.2=2.8m所以得到耕幅为2.8m。
3.2.4 旋耕机的传动和变速三点悬挂旋耕机有中间传动和侧边传动二种形式。
中间传动系统由万向节伸缩传动轴和中间齿轮箱组成;侧边传动系统由万向节伸缩传动轴,中间齿轮箱和侧边传动箱组成图(3-5)。
图3-5旋耕机传动a 侧边传动b 中间传动1- 万向节伸缩传动轴2- 旋耕刀轴考虑到旋耕机的折叠情况,采用中间传动,将齿轮箱安在旋耕机中间部分。
a 万向节伸缩传动轴(农用万向节传动轴)万向节伸缩传动轴是将拖拉机动力传递给三点悬挂旋耕机的传动件,它能适应旋耕机的升,降而变化的夹角和长度。
由于旋耕机作业时承受变载荷,工作条件严酷,因此万向节伸缩传动轴的关键部分---十字轴应具有足够的强度和可靠性。
一般使用载重卡车用十字轴总成。
按标准规定的安全技术要求,农用万向节传动轴应带塑料防护罩。
b 中间传动齿轮箱拖拉机的输出动力经万向节伸缩传动轴传给圆锥齿轮副减速并改变方向后,经三个圆柱齿轮传递到输出轴,带动刀刀轴分为左,中,右三个部分安装在齿轮箱两侧。
这种齿轮箱结构特点是布局紧凑合理,传动路径短,以其为核心部件形成旋耕机对称机架,刚性较强。
适用于宽幅旋耕机。
缺点是箱体宽度内不能布置旋耕刀,会出漏耕带。
3.2.5 卧式旋耕机的机架结构中小型卧式旋耕机的机架主体都是由中间传动箱体,左右主梁,侧板和侧边传动箱体(或双侧板)组成的倒U型平面结构,且基础件由左右主梁与中间箱体分段联结组成,虽然结构简单紧凑,但强度和刚性一般。
对于本次的设计,为了达到折叠的要求,机架要分为三部分,左,中,右,要连接,且可以实现可以回转,满足折叠要求,机架与刀轴连接要有轴承槽。
图(3-6)。
图3-6平面框式机架示意图根据耕幅的要求和折叠的功能要求,中间的机架长度定为2m,宽度定为700mm,采用焊接钢材,同时在两端要焊接销连接的栓,两端下部分焊接支架。
三点悬挂式旋耕机总体布置如图(3-7),为中间传动旋耕机,传动箱前下方装有消除漏耕的小犁体。
图 3-7 旋耕机三点悬挂三点悬挂有U型框架式,A型框架式,连杆式和杆式,每种挂接器的尺寸必须符合GB17121的相关规定,四点刚性挂接器,可以将机具刚性的固定在拖拉机。
本设计中机架将采用A型框式挂接器如图(3-8),国标GB/T17127.1-1998规定了U型框架式挂接器的尺寸及与机具有关的尺寸。
根据农业机械设计手册上册表1-4-5和表1-4-6可得:挂接器立柱销垂直距离h1为687mm;下连接销内肩间距L1为1168mm;下连接销内肩外间距L2为1361mm; 挂接器立柱销直径为30mm;图 3-8 A型框架3.3 卧式旋耕机的运动参数3.3.1 旋耕刀的运动轨迹,旋耕速度比和耕层底部凸起高度正转旋耕机作业时,旋耕刀上各点的运动轨迹均为余摆线。
刀端点的运动轨迹图(3-8)可用下列方程式表示:X=Rcosωt + v m tY=- Rsinωt式中v m- 机组前进速度(m/s)R- 旋耕刀的回转半径(mm)ω- 旋耕刀的回转角速度(rad/s)ωt –旋耕刀的转角(rad)旋耕刀端点的回转切线速度与机组前进速度之比定义为旋耕速比λ:λ= Rω/v m带入上式得X= R(cosωt + ωt / λ)Y=-R sinωt上述公式表示,当λ值不同时,旋耕刀的运动轨迹和切削土壤的形状各不相同,旋耕速比越大,切土节距越小。
根据本课题的设计要求,根据计算的公式λ= Rω/v m其中R根据国标去IT245 为245mm,根据旋耕的转速n=200-260 rpm,ω=20.2 rad / s ,前进速度为5 km / h。
所以λ=245 * 0.02 / 1.4 = 3.5耕后耕层底部出现波浪形的凸起,其高度α1 除与旋耕速比λ和旋耕刀回转半径R 有关外,还与旋耕刀轴单元切屑区域内圆周设置的刀片个数Z 有关,其关系如下:α1 / R=1-cos{ ∏ / Z (λ-1 ) }旋耕机刀轴单元切屑区域内圆周设置刀片个数Z=2时,凸起高度比较适中,同时对于旋耕速比8.75也是可以适用的。
3.3.2切土节距和碎土质量土垄的水平纵向厚度S称为切土节距,可用下式计算:S=6000 v m / nz=∏R / 5 λ z式中v m –机组前进速度(m/s)R –旋耕刀的回转半径(mm)n –刀轴转速(r/min)根据已知条件和公式可以计算得出:S=3.14*245/5*3.5*2=9cm切土节距的大小直接影响碎土质量和耕地平整度。
由上述公式可知,降低机组前进速度,提高刀轴的转速和增加每切削小区内的刀片数,都能减小切土节距,提高碎土质量。
但是机组前进速度过慢,生产率降低;刀轴转速过快,功率消耗大;刀片数增多,刀间的空隙小,容易堵泥缠草。
因此切土节距不能选择过小。
同时切土节距加大时在一定的耕深α的情况下,耕层底部未耕的凸起高度,即耕底不平度也加大。
根据设计要求以及使用的场合,决定选取切削节距为9 cm。
3.3.3 旋耕刀有效隙角的验算如图(3-9)所示,旋耕刀正切刃在切土过程中如果隙角≤0°,则外磨刃面或与未耕土接触,或挤入未耕土中,增加功率消耗,严重时甚至使旋耕机剧烈跳动,耕深变浅,以致不能正常工作。
因此推荐旋耕刀作业时的有效隙角取1°- 3°,有效隙角的验算方法:△ε= △ε1- △ε2式中△ε1- 公称隙角△ε2- 无效隙角公称隙角△ε1 是与旋耕刀正切刃设计参数公称切土角v,刃角i v运动参数有关的变量。
图3-9 公称起土角与公称隙角ε1 = v -θ- i式中v –旋耕刀正切刃的公称切土角,GB/T5669-1995中规定的IT245和IT260 旋耕刀的V值分别为40°和37.5°θ - 圆周切线与余摆切线的夹角i v - 旋耕刀正切刃纵向截面上的刃磨角上式中v和i v 为定值,θ值则为变量。
由式子可以看出θ值增大,则△ε1变小。
θ角是随着旋耕速度比和旋耕刀回转瞬间位置而变化的变量θ= arctg { √k (2-k) / λ-1+ k }式中λ- 旋耕速比K- 瞬间位置刃口至耕底的距离d'与刃口回转半径R的比值,K=d/R 该设计中耕深为14cm,当外磨刃面回转到地表入土位置时,计算得刃口与耕底距离d'=13.2cm,k=0.539,所以计算得θ=16°17′△ε1 = 3°43′在旋耕刀切土的过程中θ角在不断变化,当刃口至耕底的距离为d'=(λ-1)/λ,即K=(λ-1)/λ时,θ角达到该速比下的最大值,θmax = arctg(√λ2 -1/λ2 -1),但通常耕深d<R(λ-1)/ λ,故验算时所取的θmax角为刃口处于地表入土位置时的数值。
无效隙角△ε2 是旋耕刀正切刃外磨刃面成为余摆线的弦时,该弦与余摆线切线构成的夹角图(3-10)图3-10无效隙角△ε2 = arcsin (h′ / 2ρ)式中h′—纵向截面上外磨刃面的宽度ρ —余摆线的曲率半径根据上式带入计算:△ε2 = arcsin ( h ′/ 2ρ) = 1°49′△ε= 1°54′验算结论是:IT245旋耕刀在许可工作条件范围内使用,其最小有效隙角为1°54′,不会发生外磨刃面干涉未耕土现象,其设计是合理的。