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主要結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)…………………………………………………………（12） 第五章 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………（14） 5.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………… （14） 5.2 鏈輪設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………… （15） 第六章 主要零部件強(qiáng)度計(jì)算………………………………………（16） 6.1 鏈傳動(dòng)的強(qiáng)度的磨損核算………………………………………………… （16） 6.2 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度計(jì)算和疲勞強(qiáng)度校合……………………………………… （16） 6.3 滾動(dòng)軸承的計(jì)算和選擇…………………………………………………… （19） 總結(jié)………………………………………………………………… （20） 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………… （21） 附錄感言 翻譯譯文及原文 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 論文（設(shè)計(jì)）題目： 小型旋耕機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)號： 2010963041 姓名： 張毅 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 朱石沙 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，基本掌握小型旋耕機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和工作狀況，從其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析著手，開展整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、并對裝置的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 要求： 1、查閱相關(guān)資料，大致了解本次設(shè)計(jì)要研究的具體內(nèi)容； 2、設(shè)計(jì)一種小型旋耕機(jī)，并對其進(jìn)行分析 3、若干圖紙； 4、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 5、外文文獻(xiàn)翻譯，字?jǐn)?shù)3000字以上。 2、 重點(diǎn)研究的問題 小型旋耕機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 三、進(jìn)度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間 1 查閱資料、調(diào)研 第1-2周 2 開題報(bào)告、制訂設(shè)計(jì)方案 第3周 3 方案（設(shè)計(jì)） 第4-5周 4 皮帶傳動(dòng)為傳動(dòng)方式的小型耕作機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第6-7周 5 寫出初稿，中期檢查 第8-9周 6 修改，寫出第二稿 第10-11周 7 寫出正式稿 第12-13周 8 答辯 第14周 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 李均. 新型微型旋耕機(jī)問世[J]. 農(nóng)家致富，2006，（24） 李明杰. 亞澳牌1GQNB-180型旋耕機(jī)[J]. 當(dāng)代農(nóng)機(jī). 2006(01) 李源俸，陳毅培. 變速滅茬旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)研究[J]. 南方農(nóng)機(jī). 2006(01) 何忠良，辛惠芳. 旋耕機(jī)刀片排列規(guī)則的探討[J]. 山西農(nóng)機(jī). 2000(S1) 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評閱表 學(xué)號 2010963041 姓名 張毅 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 小型旋耕機(jī) 評價(jià)項(xiàng)目 評 價(jià) 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實(shí)際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運(yùn)用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力； 4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價(jià) 評閱人： 年 月 日 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見 學(xué)號： 2010963041 姓名： 張毅 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 36 頁 圖 表 7 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 小型旋耕機(jī) 內(nèi)容提要：我設(shè)計(jì)的是一臺水旱兩用旋耕機(jī)，與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機(jī)相匹配，主要用于水田耕整，也可進(jìn)行旱田耕作?，F(xiàn)有的水旱旋耕機(jī)是耕幅為0.6米的老式機(jī)型，而本課題設(shè)計(jì)的水旱旋耕機(jī)耕幅為1米。 本設(shè)計(jì)與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機(jī)相匹配，中間傳動(dòng)，固定聯(lián)接。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀輥、尾輪等，要求結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、重心平衡。該機(jī)可用于水田耕整地，也可進(jìn)行旱田旋耕。各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)藝要求。通過對水田旋耕機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與土壤相互作用的力學(xué)特性的分析，結(jié)合水田土壤的力學(xué)性質(zhì)，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，研制水旱兩用旋耕機(jī)驅(qū)動(dòng)輪，使該驅(qū)動(dòng)輪具有良好的動(dòng)力性能。 指導(dǎo)教師評語 張毅同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，針對水旱兩用旋耕機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，查閱了相關(guān)文獻(xiàn)資料，該旋耕機(jī)主要由中間傳動(dòng)箱體、左右刀軸管、機(jī)架、尾輪機(jī)構(gòu)、乘坐裝置和防護(hù)罩等七個(gè)部分組成，原理正確，方案可行，但局部裝配關(guān)系表達(dá)不夠清楚，圖紙尺寸標(biāo)注欠規(guī)范. 同意參加畢業(yè)答辯，建議評定成績“ ”。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績評定為 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 經(jīng)答辯委員會討論，同意該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績評定為 答辯委員會主任： 年 月 日 小型旋耕機(jī) 摘 要: 水旱兩用旋耕機(jī)具有體積小，重量輕，性能好，操作容易，轉(zhuǎn)動(dòng)方便，適應(yīng)性廣，價(jià)格合宜，水旱兩用旋耕機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，一般中小型機(jī)械廠、農(nóng)機(jī)廠均可生產(chǎn)制造的要求。如果設(shè)計(jì)成功,本機(jī)可進(jìn)行旱田旋耕、水田耙整等項(xiàng)作業(yè)，能彌補(bǔ)現(xiàn)有旋耕機(jī)存在功能較單一、生產(chǎn)效率偏低等不足之處。 我設(shè)計(jì)的是一臺水旱兩用旋耕機(jī)，與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機(jī)相匹配，主要用于水田耕整，也可進(jìn)行旱田耕作?，F(xiàn)有的水旱旋耕機(jī)是耕幅為0.6米的老式機(jī)型，而本課題設(shè)計(jì)的水旱旋耕機(jī)耕幅為1米。 本設(shè)計(jì)與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機(jī)相匹配，中間傳動(dòng)，固定聯(lián)接。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀輥、尾輪等，要求結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、重心平衡。該機(jī)可用于水田耕整地，也可進(jìn)行旱田旋耕。各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)藝要求。通過對水田旋耕機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與土壤相互作用的力學(xué)特性的分析，結(jié)合水田土壤的力學(xué)性質(zhì)，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，研制水旱兩用旋耕機(jī)驅(qū)動(dòng)輪，使該驅(qū)動(dòng)輪具有良好的動(dòng)力性能。 關(guān)鍵詞: 水田旋耕機(jī)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；驅(qū)動(dòng)輪性能 Design of 1G-100-floods, droughts and dual-use Rotary machine Abstract:The floods, droughts and dual-use Rotary machine has small size, light weight, performance, and easy to use, easy rotation. it wide adaptability and affordable. Floods, droughts and dual-use rotary machine has tiller-mobile and flexible.Small and medium-sized general machinery factory. The agriculture of factories can manufacturing requirements. If it can successful design, this machine can be floods and drought rotary,and it can rake the whole paddy field’s operations. It can to cover the existing functions of a rotary-existence’s single and low production efficiency, such as inadequate. I design is one of the floods, droughts and dual-use rotary tiller machine, and it matchs with the Yellow Sea -12 (15) horsepower walking tractor.It not only mainlies for rotary of paddy field, but also for upland farming. The existing floods, droughts and dual-use rotary tiller machine’s rate is the 0.6-metres site in the old models, but the issue of floods, droughts and Rotary machine’s design for the 1-meter site. The design mach with the Yellow Sea -12 (15) horsepower walking tractor . It makes the middle transmission and fixed link. The design elements include rack, drive system, knife rolls, round tail and so on. It requires frame simple and compact,and it requires the focus of balance. The aircraft not only can be used for paddy’s rotary and formation, but also for upland Rotary. Various performance indicators should meet the state standards and agronomic requirements. Through the driving wheel of paddy fields Rotary interaction with the mechanical properties of the soil analysis, combining the mechanical properties of the soil of paddy field, optimized design, development of floods, droughts and dual-use rotary tiller-driving wheel, so that the driving wheel has a good dynamic performance. Key words: Floods, droughts and dual-use rotary machine; innovative design;the performace of driving wheel 第一章 引言 經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的努力，中國機(jī)械工業(yè)已經(jīng)逐步發(fā)展成為具有一定綜合實(shí)力的制造業(yè)，初步確立了在國民經(jīng)濟(jì)中的支柱地位。在新的世紀(jì)里，科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個(gè)領(lǐng)域中,而這一切都將大大拓寬機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。 它的發(fā)展趨勢可以歸結(jié)為“四個(gè)化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化，即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性，使生產(chǎn)推向市場的時(shí)間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動(dòng)化生產(chǎn)，追求人的智能于機(jī)器只能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值的信息化。 當(dāng)然機(jī)械制造業(yè)的四個(gè)發(fā)展趨勢不是單獨(dú)的，它們是有機(jī)的結(jié)合在一起的，是相互依賴，相互促進(jìn)的。同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機(jī)械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會發(fā)展的一個(gè)部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結(jié)合。21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動(dòng)，而且要從繁瑣的計(jì)算、分析等腦力勞動(dòng)中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動(dòng)，智能化促進(jìn)柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。 近年來，鹽城拖拉機(jī)制造有限公司發(fā)展迅猛，年產(chǎn)3萬臺系列輪式拖拉機(jī)和8萬臺手扶拖拉機(jī)，銷往國內(nèi)30個(gè)省、市和國外60個(gè)多國家和地區(qū)。經(jīng)調(diào)查，配套農(nóng)機(jī)具跟不上主機(jī)迅速發(fā)展的要求。其中包括15馬力的手拖仍配置12馬力的旋耕機(jī)，輪式250、700型拖拉機(jī)是新產(chǎn)品，也沒有合適農(nóng)具。因此，研制配套旋耕機(jī)與拖拉機(jī)同步銷售，會使拖拉機(jī)、旋耕機(jī)兩旺。 我設(shè)計(jì)的是一臺水旱兩用旋耕機(jī)，與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機(jī)相匹配，主要用于水田耕整，也可進(jìn)行旱田耕作?，F(xiàn)有的水旱旋耕機(jī)是耕幅為0.6米的老式機(jī)型，而本課題設(shè)計(jì)的水旱旋耕機(jī)耕幅為1米。隨著我國農(nóng)村聯(lián)合收割機(jī)的普遍使用，機(jī)割后廢拋的秸桿留在田中，會給夏季插秧帶來很大困難。因此，研制經(jīng)濟(jì)高效的寬幅水田旋耕機(jī)將深受廣大農(nóng)民群眾的普遍歡迎。 第二章 總體設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容 我設(shè)計(jì)的是一臺水田耕整機(jī)，與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機(jī)相匹配。主要用于水田耕作，也可進(jìn)行旱田耕作。為達(dá)到水旱兩用旋耕機(jī)體積小，重量輕，性能好，操作容易，轉(zhuǎn)動(dòng)方便，適應(yīng)性廣泛，價(jià)格合宜，水旱兩用旋耕機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，一般中小型機(jī)械廠、農(nóng)機(jī)廠均可生產(chǎn)制造的要求，設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有： a 總體設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)總體方案，采用中間鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)；繪制總裝圖、田間作業(yè)狀態(tài)圖。 b 零部件設(shè)計(jì)：(a) 旋耕部件圖；(b) 尾輪部件圖；(c) 傳動(dòng)軸、齒輪、鏈輪、箱體、刀輥等零件圖；(d) 有關(guān)計(jì)算、校核等。 a)、調(diào)研、收集相關(guān)資料，研究國內(nèi)外各種旋耕機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，結(jié)合實(shí)際情況，擬定結(jié)構(gòu)方案。 b)、與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機(jī)相匹配，中間傳動(dòng)，固定聯(lián)接。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀輥、尾輪等，要求結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、重心平衡。該機(jī)可用于水田耕整地，也可進(jìn)行旱田旋耕。各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)藝要求。 c)、編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書等文件。 2.2設(shè)計(jì)依據(jù) a、設(shè)計(jì)相配套的黃海－12（15）馬力手扶拖拉機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)； 動(dòng)力輸出軸傳速：554轉(zhuǎn)/分；輸出齒輪模數(shù)：3mm； 齒數(shù)：17； 軸距（mm）：800，740，630，570可調(diào)； 輪胎寬度：200mm；膠輪外徑：600mm；鐵輪（水田用）外徑：800mm； 動(dòng)力輸出齒輪中心軸離地高度：410mm（膠輪）； 行駛速度（km/h）：1.4，2.5，4.1，5.3； b、耕耘機(jī)械國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 5668.1-1995 旋耕機(jī)； c、開溝機(jī)械國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 7227－1987開溝機(jī)； d、1G-100型水田耕整機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 刀輥轉(zhuǎn)速：200r/min左右； 耕深：①水田作業(yè)1４cm；②旱田作業(yè)１２cm； 旋耕幅寬：100cm； e、產(chǎn)品壽命：按5年，每年工作800小時(shí)計(jì)算。 2.3設(shè)計(jì)要求 a、設(shè)計(jì)時(shí)考慮加工工藝性和裝配工藝性，盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，以降低制造成本。 b、通過采用中間傳動(dòng)的形式，省去左右支臂結(jié)構(gòu)，以降低制造成本和解決防滑輪與左右支臂相碰的問題。 c、與手扶拖拉機(jī)采用左右對稱配置,以覆蓋拖拉機(jī)全部輪撤，提高作業(yè)質(zhì)量。 d、國內(nèi)原600mm旋耕機(jī)鏈條箱體的無效半徑為95mm，現(xiàn)設(shè)計(jì)的鏈條箱體的無效半徑擬定為75mm。這樣，在保持同樣耕作深度的情況下，可使用低一個(gè)檔次的小旋耕半徑的國家系列的旋耕刀。以降低旋耕作業(yè)時(shí)的功率消耗，確證其寬幅機(jī)具的總功耗 與主機(jī)動(dòng)力相匹配。 e、產(chǎn)品應(yīng)能滿足農(nóng)藝要求，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。 f、要求該機(jī)與手扶拖拉機(jī)固定聯(lián)接，旋耕作業(yè)應(yīng)能覆蓋拖拉機(jī)輪轍。 g、設(shè)計(jì)時(shí)注意重心位置，與主機(jī)聯(lián)接后盡可能達(dá)到前后平衡。要求刀軸轉(zhuǎn)速與機(jī)組前進(jìn)速度配置合理。犁刀的入土角以及刀座排列采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到節(jié)能的效果。 h、設(shè)計(jì)一個(gè)主傳動(dòng)系統(tǒng)和旋耕、尾輪兩個(gè)組成部件，通過換裝不同的行走輪以實(shí)現(xiàn)。 i、力求結(jié)構(gòu)簡單可靠，使用安全方便，旋耕犁刀不得與鐵輪相干涉。 j、設(shè)計(jì)時(shí)考慮加工和裝配工藝性，盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，以降低制造成本。 第三章 總體方案論證 3.1中間鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì) 為了克服側(cè)邊傳動(dòng)方案存在輪子壓已耕地留有輪轍和漏耕嚴(yán)重，機(jī)組偏移布置力不平衡，操作與走直性能較差等缺陷，故設(shè)計(jì)了整機(jī)受力勻稱，剛性好的中間鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案。考慮到改機(jī)構(gòu)為一米工作幅寬，刀軸單懸臂不到50厘米，并可從一把定刀齒滑切破土，利用左右彎刀對土壤的撕裂作用，基本上看不到明顯的漏洞。而中間鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案可使機(jī)器面貌全新，既能增加工作幅寬，受力勻稱，提高與手拖配套的合理性，又能使結(jié)構(gòu)極為簡單、緊湊，有利于機(jī)組的對稱布置與縱、橫向平衡，能降低功耗，減輕重量，改善工藝，降低制造成本。由于鏈條熱處理質(zhì)量的不斷提高和設(shè)計(jì)有新穎技術(shù)結(jié)構(gòu)的鏈條自動(dòng)張緊機(jī)構(gòu)，可以保證鏈傳動(dòng)在旋耕機(jī)工作中的可靠性能。而鏈傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)有大為簡單，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，故設(shè)計(jì)采用了中間鏈傳動(dòng)方案，對樣機(jī)的性能、指標(biāo)、，特別是經(jīng)濟(jì)效益有明顯的提高。 3.2主要結(jié)構(gòu)、參數(shù)的設(shè)計(jì)與選擇計(jì)算 3.2.1耕深H和刀滾半徑Rmax 我省小春種麥要求淺耕，一般為6-10cm，大春耙水田，要求耕作層上細(xì)下松，表面平整，土壤通氣性好。耙深一般為8-12cm，因此采用較小的刀滾回轉(zhuǎn)半徑Rmax=198cm,既能滿足我省農(nóng)藝對耕深的要求，又能降低扭矩和功率消耗。該機(jī)設(shè)計(jì)有最大耕深為;H旱=10cm,H水=12cm，并配有尾輪調(diào)節(jié)裝置，可以作無級調(diào)節(jié)使用。 3.2.2機(jī)組前進(jìn)速度 旋耕機(jī)組前進(jìn)速度主要由拖拉機(jī)的工作檔位和行走輪的直徑而定，同時(shí)還受土壤打滑率的影響。該機(jī)旱旋耕時(shí)有直徑為0.6米的膠輪或旱地輪，用Ⅱ、Ⅲ檔位工作，水旋耕時(shí)裝有0.8-0.9米的碎伐輪，可用Ⅱ、Ⅲ檔位工作。 表3-1 機(jī)組在田間實(shí)測速度 機(jī)組作業(yè)檔位 膠輪直徑（m）旱耕 (Km/h) 碎伐輪直徑（m）水耕 (Km/h) Ⅰ Ⅱ 0.6 1.4 Ⅱ 0.6 2.5 0.8 3.2 Ⅲ 0.8 3.2 3.2.3 刀片運(yùn)動(dòng)參數(shù)S、λ和 切土節(jié)距S決定旋耕機(jī)作業(yè)質(zhì)量的主要參數(shù)。旋耕機(jī)的作業(yè)質(zhì)量必須滿足農(nóng)藝要求。 公式 (3-1) 式中：Rmax 最大刀滾半徑（cm）b —刀軸轉(zhuǎn)速 —速比系數(shù) Z—每切削平面內(nèi)的刀齒數(shù) 公式 (3-2) 式中： 刀滾圓周線速度（m/s） 機(jī)組前進(jìn)速度（m/s） 從公式可以看出，在刀滾最大回轉(zhuǎn)半徑Rmax和同一切割小區(qū)內(nèi)刀齒數(shù)Z確定后，S就取決于速度比系數(shù)λ。此時(shí)，λ又取決于刀軸轉(zhuǎn)速和機(jī)組前進(jìn)速度。所以，對于旋耕機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的作業(yè)質(zhì)量，最終取決于和的選取。 從大量的實(shí)驗(yàn)資料可知，刀軸轉(zhuǎn)速較高時(shí)，即λ值較大，所得切土節(jié)距S值較小，碎土性和溝底縱向不平度都較好。但功耗也隨之拋土、劈土能力增強(qiáng)而顯著增加，故λ值不能過大。根據(jù)手拖旋耕機(jī)的情況，一般取λ=3-12較好。從大量實(shí)驗(yàn)資料得知，在我省粘重土壤進(jìn)行直旋耕作業(yè)，一般以=1.5-2.5km/h, =160-250r/min，S=8-14cm較好。若犁后耙水田，以=2.5-4km/h, =200-300r/min，S=14-35cm就能滿足農(nóng)藝要求。有根據(jù)我國有關(guān)旋耕機(jī)科研成果資料介紹，直接選耕作業(yè)的最佳刀軸轉(zhuǎn)速為=240r/min。而本設(shè)計(jì)較多地考慮了犁后耙水田與旱水田與旱旋耕，因常用Ⅱ工作，機(jī)組前進(jìn)速度較快，工效也高，故刀軸轉(zhuǎn)速應(yīng)考慮適當(dāng)提高，故選用=240r/min左右為宜。并可以計(jì)算得出相應(yīng)的S與λ值分別如表（3-2）。從表中數(shù)值可以看出，其S、λ、的數(shù)值都能分別滿足我省農(nóng)藝要求，并符合最佳參數(shù)的選擇范圍，可以采用。為了增加刀齒對土壤的橫向切割、碎土及起漿作用，還設(shè)計(jì)又可以裝卸的起漿結(jié)構(gòu)。 表(3-2) S與λ值對照表 機(jī)組作業(yè)檔位 Ⅰ檔（旱旋） Ⅱ檔（旱旋） Ⅱ檔（水旋） Ⅲ檔（水旋） (m/s) 0.39 0.69 0.89 1.25 (r/min) 240 240 240 240 λ 12 7.1 5.5 3.9 S(cm) 10 17.4 22 31 3.2.4功率及耕副寬度的計(jì)算 考慮到柴油機(jī)在農(nóng)田作業(yè)時(shí)功率狀況等因素，實(shí)有功率為74％ ，而動(dòng)力輸出軸以拖拉機(jī)功率的75％計(jì)算，東風(fēng)-12型手扶拖拉機(jī)輸出軸（齒輪）的輸出功率為。 = 根據(jù)《機(jī)械工程手冊》第65篇“農(nóng)業(yè)機(jī)械”旋耕機(jī)的功率可以計(jì)算： (3-3) 式中： 旋耕機(jī)的比阻（） 耕深（cm） 機(jī)組前進(jìn)速度（m/s） 工作幅寬（m） 當(dāng)直接旱旋耕，用Ⅰ檔位工作，=11cm時(shí)， 已知：=0.39m/s, =240 r/min, S=10cm 查表得： 耕幅 1米幅寬時(shí)刀軸的功耗為： 當(dāng)旱旋用Ⅱ檔位工作，H=9cm時(shí)， 耕幅 1米幅寬時(shí)刀軸功耗： 當(dāng)水旋耕用Ⅱ檔位工作，H=12cm時(shí)，=0.89 m/s 查表得： 耕幅 刀軸功耗： 從上述計(jì)算結(jié)果，可初取耕幅寬度B=100cm,當(dāng)水田土質(zhì)松軟，耕深較淺或耙第二遍的時(shí)候，可以考慮用Ⅲ檔工作。 試驗(yàn)資料證明：由于旋耕刀切土?xí)r，土壤的反推力和拖拉機(jī)的前進(jìn)方相同，當(dāng)在空擋位使用旋耕機(jī)時(shí)，拖拉機(jī)往前跑的很快，因此行走功率的消耗非常小，一般=0.4-0.87KW(0.3-0.5馬力)，僅克服滾動(dòng)阻力（滾動(dòng)阻力系數(shù)f=0.1）,現(xiàn)有拖拉機(jī)功率,總傳動(dòng)效率，傳動(dòng)損失為,故機(jī)組的工作的功率消耗: 當(dāng)直接旱旋耕用Ⅰ檔位工作，耕深H=11cm時(shí)，耗用功率較大，其值為： 有用功率儲備為： 旋耕機(jī)的功率利用率為83％。 從上述計(jì)算和分析，我們認(rèn)為該機(jī)的耕幅和功率匹配是合理的，又有理論和實(shí)踐證明，故本設(shè)計(jì)的功率匹配較為合理、先進(jìn)，能充分發(fā)揮手扶拖拉機(jī)配套在農(nóng)忙時(shí)獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 3.3旋耕刀滾的設(shè)計(jì) 3.3.1 彎刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的確定 型系列彎刀采用阿基米德螺旋線為側(cè)刃刃口曲線的滑切性能較好，橫、彎半徑r=30，彎折角Qmax=37°,橫刃鏟掘面的拋土覆蓋性能也較優(yōu)越。新系列彎刀的功率都稍小于老產(chǎn)品旋耕刀片。彎刀仍是水、旱地通用的較好刀型。Ⅱ型刀主要用于水田綠肥、稻茬和麥茬較多及粘重田地耕作。T型刀的刀軸管稍大，能改善水田纏草性能。從節(jié)能和有利于降低阻力，提高滑切和粘重土壤的適應(yīng)性能，我們選用了新系列標(biāo)準(zhǔn)件IIT195型彎刀比較合理，先進(jìn)。其主要參數(shù)為： 彎刀型號：IIT195 最大刀滾半徑：Rmax=195 側(cè)切刃起始半徑：R0=125mm,R1=185mm 彎折角：Qmax=37％ 刀幅寬b=50mm 有效切土角：?=120° 3.3.2刀座間距和彎刀總數(shù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 彎刀端部對土壤適當(dāng)?shù)乃毫褦D壓作用可以降低功耗。但撕裂過大又使土塊均勻性較差，并使用同一截面相繼入土刀片的切土節(jié)距加大而功耗增加。適當(dāng)提高刀座間距和選用刀幅較寬的刀齒，可以減少刀齒總數(shù)和降低功耗，參考國外樣機(jī)在水田作業(yè)時(shí)常取幾個(gè)毫米的重疊效果較好。本設(shè)計(jì)以水、旱兼用，現(xiàn)選用單刀幅寬b=50毫米，故取刀座間距為50毫米，用于彎向相同的情況而面靠面的對刀刀座間距為65毫米?？紤]在水田作業(yè)中撕裂作用極小，對降低功耗和保證碎土質(zhì)量都能兼顧，較為適合。彎刀總數(shù)可按下式計(jì)算: (3-4) =1000=20(把) 式中：B 耕幅（米） 刀座間距（毫米） Z 每切削平面內(nèi)刀齒數(shù) 彎刀總數(shù)取整偶數(shù) 3.3.3彎刀在刀軸上的優(yōu)選排列設(shè)計(jì) 彎刀的排列是否合理，在很大程度上決定了旋耕作業(yè)質(zhì)量的好壞，旋耕阻力的大小和功率消耗等重要性能指標(biāo)。本設(shè)計(jì)吸取了國外樣機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，采用了以幅寬中央為基準(zhǔn)，左右分成幾個(gè)小區(qū)段的勻稱、對稱和左右螺旋線排列。著重考慮了刀軸回轉(zhuǎn)入土的動(dòng)平衡，也考慮了靜平衡等角布置；左右彎刀應(yīng)相繼順序交替對稱入土，盡量減少刀齒數(shù)目，以求受力均衡、穩(wěn)定，力求土塊大小勻稱，區(qū)段適中，表層平整；相鄰兩刀齒的夾角應(yīng)盡量大些，以免夾土、堵泥，又便于制造。根據(jù)日本板井純、柴田安雄《拖拉機(jī)旋耕機(jī)鉈刀的配置設(shè)計(jì)理論》，經(jīng)綜合分析提出了三種可行的排列，并對衡量刀齒排列的一項(xiàng)指標(biāo)；以“推斷扭矩波形法”來檢查旋耕機(jī)刀齒的排列，并對個(gè)別刀齒作調(diào)整，從而改善旋耕機(jī)的動(dòng)力性能。最后優(yōu)選出一種比較合理先進(jìn)的排列方案。從上述理論和優(yōu)選結(jié)果，本設(shè)計(jì)的刀齒排列方案有以下特點(diǎn)： a、刀軸每轉(zhuǎn)過18°有一把彎刀入土，勻稱性好。 b、以幅寬中央為基準(zhǔn)，左右分開幾個(gè)區(qū)段呈均勻、對稱和左右螺旋線排列，不平衡橫力矩分布比較均勻。 c、左右彎刀從幅寬中央基準(zhǔn)線兩邊相繼交替對稱入土，軸向受力平衡、穩(wěn)定性好。 d、土塊大小比較勻稱，碎土性能好。 e、從推斷扭矩波形圖上看得出，刀軸的扭矩曲線峰值較為平緩，受力均衡較好。 f、相鄰兩個(gè)小區(qū)的刀齒相互交替工作，使相繼入土刀齒的軸向距離較大，使刀軸上的扭矩和彎矩較為分散。 g、每個(gè)區(qū)段由三把彎向相同的彎刀組成，耕后地表面起壟適中、表層平整。 h、每相鄰兩把刀齒的夾角不小于72°，不致夾土、堵泥，制造工藝性好。 i、每米幅寬用20把彎刀，減少了刀齒數(shù)目，有利于旋耕阻力和金屬耗能的減少（老式型耕幅0.62米的刀齒數(shù)為18把，故相對于老機(jī)型減少刀齒數(shù)30％）。 3.4雙油封和擋草圈的設(shè)置 為了提高傳動(dòng)箱刀軸軸承處的密封性能，采用了既封油、又封泥水的雙向安置兩個(gè)油封結(jié)構(gòu)。為了克服該軸頸處對油封的擠壓而損壞，特此軸頸處的外刀管上設(shè)置有一個(gè)迷宮式結(jié)構(gòu)擋草圈，因直徑加大后可以減少纏草，有可以保證密封安全可靠。 3.5 1G-100旋耕機(jī)主要技術(shù)規(guī)格及基本參數(shù) 型號： 1G-100 手扶旋耕機(jī) 型式: 臥式直連接、中間鏈條傳動(dòng) 配套動(dòng)力： 東風(fēng)-12手扶拖拉機(jī) 外形尺寸： 長寬高=14431080630 耕幅寬度： 旱耕6-10cm 水耕8-12cm 作業(yè)速度： 旱耕Ⅰ、Ⅱ檔位（0.39m/s、0.69m/s） 水耕Ⅱ、Ⅲ檔位（0.89m/s、1.25m/s） 刀軸轉(zhuǎn)速： =240r/min 刀滾半徑： Rmax=195mm 相鄰切削面間距：50mm、65mm 每切削平面內(nèi)的刀齒數(shù)：Z=1把 刀齒總數(shù)： =20把 第四章 總體結(jié)構(gòu)的布置與設(shè)計(jì) 4.1傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該旋耕機(jī)的主要由中間傳動(dòng)箱體、左右刀軸管、機(jī)架、尾輪機(jī)構(gòu)、乘座裝置和防護(hù)罩等七個(gè)部分組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖㈠，其動(dòng)力傳動(dòng)路線示意圖如圖㈡。 4.2主要結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì) 4.2.1旋耕刀軸的位置的設(shè)計(jì) 旋耕刀軸的位置，是在保證拖拉機(jī)下水田配置有直徑900毫米的碎伐輪時(shí)沒有干涉，并留有間隙24毫米和滿足耕深的條件下，通過作機(jī)動(dòng)圖找到最佳的位置設(shè)計(jì)而成。 4.2.2尾輪機(jī)構(gòu)位置的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)借用了原1G-0.6老旋耕機(jī)的尾輪機(jī)構(gòu)，僅是和現(xiàn)有的新結(jié)構(gòu)機(jī)架重新布置其位置和聯(lián)結(jié)。在保證機(jī)組能滿足最大耕深和要求的運(yùn)輸間隙為前提，通過作機(jī)動(dòng)圖找到的最佳位置設(shè)計(jì)而成。 4.2.3機(jī)組平衡性能 由于該機(jī)組的結(jié)構(gòu)布置和刀齒入土都為左右對稱，受力均勻，橫向平衡較好。該機(jī)采用中間鏈條傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)極為簡單、緊湊，旋耕機(jī)重量明顯減輕，故有機(jī)組的縱向平衡較好。工作時(shí)尾輪的下陷和壓力較小，功率偏低，轉(zhuǎn)向靈便。 圖4-1總體結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.4定刀齒的布置 在中間傳動(dòng)箱體厚度為6cm部位，因兩邊旋耕刀齒不能進(jìn)入，單靠土塊的少量撕裂作用不能達(dá)到作業(yè)質(zhì)量和要求，故設(shè)計(jì)了在該傳動(dòng)箱體下方，配置有一把2厘米厚滑切固定刀齒，先將中心線處滑切劈破，再讓兩側(cè)的旋耕刀齒對剩下的各有2厘米寬之土帶進(jìn)撕裂和翻修，然后被碎土覆蓋，從而基本上克服了該部位的漏耕。 圖4-2動(dòng)力傳動(dòng)路線示意圖 第五章 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 近年來，隨著我國鏈條熱處理技術(shù)和產(chǎn)品性能質(zhì)量的不斷發(fā)展、提高，伴隨著新的鏈傳動(dòng)張緊機(jī)構(gòu)的不斷合理、完善，鏈條傳動(dòng)已在國產(chǎn)中、小型旋耕機(jī)得到廣泛使用。本設(shè)計(jì)采用技術(shù)新穎、結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠的單排套筒滾子鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。圓弧形張緊板簧片的一端鉸接的板簧座用螺栓固定在箱壁上，簧片的另一端平靠在鏈箱下壁上，當(dāng)鏈條別磨損的松動(dòng)較大時(shí)，可以從箱壁外調(diào)節(jié)頂住螺栓，改變簧片一端的位置，保證始終處在良好的張緊狀態(tài)。 5.1鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 鏈節(jié)距t的確定 根據(jù)：傳動(dòng)功率N=12x0.74=8.88馬力=6.53KW 計(jì)算功率 (5-1) =1.26.53=7.8KW 式中 為載荷系數(shù) 特定條件下單排鏈傳遞的功率 (5-2) =7.8 式中：—小鏈輪的齒數(shù)系數(shù) —傳動(dòng)比系數(shù) —中心距系數(shù) —鏈的多排系數(shù) 因?yàn)?，角速? 根據(jù)可由功率曲線圖查的鏈節(jié)距t的值為25.40，故選用鏈16A（即原TG254）。 大、小鏈輪齒數(shù)、的計(jì)算： 在原有最小齒數(shù)12的基礎(chǔ)上來綜合考慮受力磨損、重量的總體結(jié)構(gòu)等因素，選出=11，再從所需工作轉(zhuǎn)速=240r/min，計(jì)算出Z大。 查《東風(fēng) —12手拖設(shè)計(jì)計(jì)算》原配旋耕機(jī)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分。 因?yàn)?：219.6/=240轉(zhuǎn)/分 所以：=240/=24011/219.6=12.02 圓整后?。?12齒 =11齒 實(shí)有刀軸轉(zhuǎn)速：=E/=219.612/11=239轉(zhuǎn)/分 選定中心距A 根據(jù)本設(shè)計(jì)總體布置和機(jī)動(dòng)草圖的要求，用作圖法初定中心距mm。 鏈輪軸孔直徑 查表有：=38mm 作用在軸上的壓力Q 考慮機(jī)械傳動(dòng)效率為0.8和拖拉機(jī)輸出軸功率按0.85計(jì)算，旋耕扭矩功率為。 =120.80.85=8.2馬力=6.04KW 圓周力 =1.25554=692.5kgf=6786.5N 式中 軸上的壓力系數(shù) 鏈條節(jié)數(shù) =44節(jié) 鏈條長度L L=t=4425.4=1117.6mm 定中心距A A=(-Z)/2 t=(44-11)/225.4=412.75mm 但考慮裝配圖工藝應(yīng)留有一定的松度，最后張緊機(jī)構(gòu)壓緊，故決定將中心距A=410.5mm 鏈條速度V V=znt/601000=11238.36/601000=1.11m/s 5.2 鏈輪設(shè)計(jì)計(jì)算 分度圓直徑d 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 為鏈條滾子直徑15.88mm 齒寬b 查表得：b=14.6mm 第六章 主要零部件強(qiáng)度計(jì)算 6.1鏈傳動(dòng)的強(qiáng)度的磨損核算 鏈上的總載荷P (6-1) 式中 —圓周力 —由離心力產(chǎn)生的拉力 —鏈工作時(shí)松邊上的拉力 —工作特性系數(shù) =1.31.110.81 =1.14 因?yàn)椋? 因<5m/s，可忽略不計(jì) 鏈上的總載荷 強(qiáng)度計(jì)算： Q/P=5800/634=9.16>n=8.2 式中：Q—鏈條截?cái)噍d荷 n —安全系數(shù) 磨損核算： T= (6-2) = 式中：—鏈節(jié)鉸鏈上許用的單位壓力 F —鏈支承面積 驗(yàn)算結(jié)果，選用節(jié)距t =25.4毫米的單排套筒滾子鏈16A是合適可靠的。 6.2傳動(dòng)軸的強(qiáng)度計(jì)算和疲勞強(qiáng)度校核 已知條件：軸扭矩功率 =8.2馬力 =219轉(zhuǎn)/分 有扭矩 =716.28.2/219 =2682kgfcm 齒輪外徑d=128mm,鏈輪直徑D=98mm,軸的材料為45鋼，鏈條與水平傾斜。 傳動(dòng)軸的初步強(qiáng)度計(jì)算 作用在軸上的力 圓周力=4106.2N 徑向力=1499.4N 圓周力=5306.6N 垂直作用力=6164.2N 軸上垂直力=4125.8N 軸上垂直力=4576.6N 圖（3）傳動(dòng)軸各點(diǎn)受力示意圖 軸承處反作用力和合成力 水平力 =（15364+46726） = 152kgf=1489.6N 水平力 =（467 = 468kgf=4586.4N 垂直力 =（419 = 262kgf=2567.6N 垂直力 = = 578kgf=5664.4N 合成力 = =303kgf=2969.4N 合成力 =744kgf=7291.2N 合成彎矩和相當(dāng)彎矩 剖面Ⅰ：合成彎矩 = =2423kgfcm 相當(dāng)彎矩 =2844kgf 剖面Ⅱ：合成彎矩 = =1984kgfcm 相當(dāng)彎矩 =2689kgfcm 剖面Ⅲ：合成彎矩 相當(dāng)彎矩 查表得：=650 由上面的計(jì)算可知，危險(xiǎn)剖面在剖面I和剖面II處，并確定軸的各部結(jié)構(gòu)尺寸，取兩軸承處的軸頸相等，并通過軸承的強(qiáng)度計(jì)算選用軸頸為30毫米，并確定配合精度再進(jìn)行校核計(jì)算。 傳動(dòng)軸的疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度校核計(jì)算： 最小許用安全系數(shù) = 查表得：，， 從相當(dāng)彎矩圖可以看出，在剖面II處彎矩最大，在同樣大的軸頸38在剖面II處為最危險(xiǎn)面，故校核剖面該處。 已知：d=38mm處鏈輪與軸為花鍵聯(lián)接配合，表面粗糙度為1.6。 查表得： =2.05 =0.45 最大彎曲應(yīng)力： 最大扭矩應(yīng)力： 只考慮彎矩時(shí)的安全系數(shù)，（因?yàn)閷ΨQ循環(huán)應(yīng)力，） =3.49 只考慮扭矩時(shí)的安全系數(shù) =3.65 剖面II處的總安全系數(shù) 故安全可靠。 6.3 滾動(dòng)軸承的計(jì)算和選擇 6.3.1軸承假定載荷Q值的計(jì)算 公式： (6-3) 式中：—軸承的徑向負(fù)荷 —軸承負(fù)荷性質(zhì)對軸承壽命影響的系數(shù) —軸承工作溫度對軸承壽命影響的系數(shù) —齒圈或外圈旋轉(zhuǎn)的軸承壽命影響的系數(shù) 查表得：，， 故得： 6.3.2軸承工作能力系數(shù)C的計(jì)算 公式： (6-4) =7441.4 =29016 式中：n—工作轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分），h—軸承工作壽命（小時(shí)），考慮了軸承的工作壽命h=1000小時(shí)，查表有。 6.3.3 軸承選用 查表選用30毫米的7206軸承的工作能力系數(shù)C=43000,容許靜負(fù)荷是合理的。 結(jié)論 a.技術(shù)先進(jìn)性方面 我設(shè)計(jì)的1G—100型水田耕整機(jī)準(zhǔn)備由傳動(dòng)