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12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 新型翻轉(zhuǎn)犁掛接與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)說明書 學(xué)生姓名 岳 培 學(xué) 號(hào) 8031208219 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-2 指導(dǎo)教師 安 靜 日 期 2012.06 塔里木大學(xué)教務(wù)處制 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 前 言 隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，翻轉(zhuǎn)式雙向犁的應(yīng)用日益廣泛。80年代初，我國(guó)曾引進(jìn)多種形式 的翻轉(zhuǎn)犁，這種犁要求： 采用三點(diǎn)掛接方式，翻轉(zhuǎn)犁的升降是通過上掛接點(diǎn)和拖拉機(jī)連接為主的液壓裝置，只適用于 小型翻轉(zhuǎn)犁的升降?，F(xiàn)采用的三點(diǎn)掛接方式，翻轉(zhuǎn)犁升降下端兩個(gè)對(duì)稱的掛接點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)犁 的升降，掛接可靠，可提升較大重量的翻轉(zhuǎn)犁。 犁架相對(duì)于懸掛架能作180翻轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)左、右犁體的工位變換，進(jìn)行梭式耕作。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 作為翻轉(zhuǎn)犁的主要工作部件，直接影響整機(jī)工作性能。但在其國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，斷 裂，磨損，翻轉(zhuǎn)不可靠，工作位置不穩(wěn)定等問題。為此，我用現(xiàn)在所學(xué)的農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)知識(shí)和實(shí)物 對(duì)比、觀察，對(duì)其翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 新型翻轉(zhuǎn)犁掛接與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 目 錄 1 緒論 .2 1.1 本課題來源及研究的目的和意義 .2 1.2 國(guó)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)犁發(fā)展?fàn)顩r .2 1.2.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 .2 1.2.2 行業(yè)發(fā)展尚存三大問題 .2 1.2.3 國(guó)外現(xiàn)狀 .3 1.3 方案的確定 .4 1.3.1 工作示意圖 .4 1.3.2 工作過程 .4 2 設(shè)計(jì)方案的選擇 .4 2.1 翻轉(zhuǎn)犁的掛接與牽引 .4 2.1.1 正確牽引 .4 2.1.2 掛接調(diào)整 .5 2.2 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理 .5 2.3 翻轉(zhuǎn)犁作業(yè) .5 2.3.1 結(jié)構(gòu)分析 .6 3 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .7 3.1 主要性能指標(biāo)及其技術(shù)參數(shù) .7 3.2 工作阻力與配套動(dòng)力的選擇 .7 3.2.1 翻轉(zhuǎn)犁的工作阻力 .7 3.2.2 翻轉(zhuǎn)犁正壓力 .8 3.2.3 液壓缸的選擇 .8 3.3 犁頭的設(shè)計(jì) .9 3.3.1 犁頭的組成 .10 3.3.2 犁頭各個(gè)螺栓剪切力 .11 3.3.3 軸的設(shè)計(jì) .11 3.4 銷軸的校核 .12 4 結(jié)論 .13 致 謝 .14 參考文獻(xiàn) .15 摘 要 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)。現(xiàn)階段，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是從農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)替代人力和小型農(nóng) 機(jī)具，以此來提高農(nóng)產(chǎn)品總值，并有效的改善從事年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的生活條件?，F(xiàn)在，農(nóng)機(jī)市場(chǎng)處 于一種比較活躍的狀態(tài)，各種農(nóng)機(jī)具的研發(fā)和生產(chǎn)，推動(dòng)了我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展。 翻轉(zhuǎn)犁的投入和生產(chǎn)是農(nóng)機(jī)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的重要部分。翻轉(zhuǎn)犁主要用于耕地、整地，大多數(shù)農(nóng)作 物在播種或者栽培前都要對(duì)土壤進(jìn)行改善，為其提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境。 翻轉(zhuǎn)犁主要是由犁頭架、犁梁、犁體、合墑器等組成，它的掛接方式與其它農(nóng)機(jī)具是基本相 同的，但是翻轉(zhuǎn)犁在工作時(shí)不僅需要?jiǎng)恿Σ糠譅恳龖覓欤倚枰珙^架對(duì)整個(gè)犁組翻轉(zhuǎn)。犁頭 架作為雙向翻轉(zhuǎn)犁的重要部分，既起到掛接牽引作用，又起到翻轉(zhuǎn)作用。本次設(shè)計(jì)將圍繞犁頭進(jìn) 行闡述和設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵字：掛接 牽引 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 犁頭架 1 緒論 1.1 本課題來源及研究的目的和意義 21 世紀(jì)，我國(guó)全面進(jìn)入了全面建設(shè)小康社會(huì) ，加快推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化的發(fā)展階段，我國(guó) 農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)也進(jìn)入了新的歷史發(fā)展時(shí)期。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加快、農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略統(tǒng)一化， 必然要求農(nóng)業(yè)機(jī)械向更廣的領(lǐng)域，更高的水平上發(fā)展。 農(nóng)機(jī)化發(fā)展面臨新機(jī)遇，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化形成了巨大需求。農(nóng)業(yè)機(jī)械是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力 的重要組成部分，而農(nóng)業(yè)整地機(jī)械不僅是農(nóng)業(yè)機(jī)械的先頭組成，更是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的開始，因此，在 活躍的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展上有著不可忽視的地位。 現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)整地機(jī)械種類繁多，各種各樣層次不齊，半懸掛式、全懸掛式逐步替代了以往的 牽引犁。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展，整地機(jī)械向著高速、高效、操縱簡(jiǎn)單、保質(zhì)、保證安全等多方面 進(jìn)行。翻轉(zhuǎn)犁是現(xiàn)代整地機(jī)械研發(fā)的結(jié)晶，但仍具有很多的發(fā)展空間，現(xiàn)就對(duì)翻轉(zhuǎn)犁的掛接與翻 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 翻轉(zhuǎn)犁的主要特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、作業(yè)效率高。 （2）翻轉(zhuǎn)犁的犁鏵，上下對(duì)稱，犁刀起到翻土、碎土作用。限深輪限定耕作深度。采用單液 壓缸帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)犁翻轉(zhuǎn)，單液壓缸是雙向 180翻轉(zhuǎn)來進(jìn)行耕地作業(yè)，操作步驟有：中立-前推-后 推-中立。作業(yè)時(shí)翻轉(zhuǎn)犁從農(nóng)田的一方行走，到地頭后，拖拉機(jī)掉頭，翻轉(zhuǎn)犁翻轉(zhuǎn)即可順著翻土的 一側(cè)繼續(xù)工作。 1.2 國(guó)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)犁發(fā)展?fàn)顩r 1.2.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 近兩年，我國(guó)在一系列惠農(nóng)政策的驅(qū)動(dòng)下，作為我國(guó)農(nóng)機(jī)工業(yè)一部分的耕整機(jī)械行業(yè)得到了 快速健康發(fā)展，整個(gè)行業(yè)所呈現(xiàn)出的良好發(fā)展勢(shì)態(tài)是多年來未曾有過的。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié) 會(huì)耕整機(jī)械分會(huì)統(tǒng)計(jì)，2005年不僅分會(huì)會(huì)員企業(yè)產(chǎn)銷兩旺，經(jīng)濟(jì)效益狀況明顯改善，全行業(yè)也由 虧損轉(zhuǎn)為低水平盈利，工業(yè)產(chǎn)值與銷售分別比2004年增長(zhǎng)了30和50以上。進(jìn)入到2006年，大 中型拖拉機(jī)配套農(nóng)具市場(chǎng)在2005年的基礎(chǔ)上繼續(xù)平穩(wěn)發(fā)展，預(yù)計(jì)今年全行業(yè)的產(chǎn)值和銷售額仍將 有較大幅度的增長(zhǎng)，翻轉(zhuǎn)犁的產(chǎn)銷形勢(shì)進(jìn)一步趨旺，顯示出了全國(guó)農(nóng)機(jī)具市場(chǎng)巨大的發(fā)展?jié)摿Α?由于我國(guó)局部農(nóng)村生產(chǎn)力水平還很低, 經(jīng)濟(jì)還不富裕, 所以在今后四至五年內(nèi), 液壓翻轉(zhuǎn)犁 的市場(chǎng)需求還是比較樂觀的。 1.2.2 行業(yè)發(fā)展尚存三大問題 盡管當(dāng)前耕整機(jī)械行業(yè)發(fā)展的勢(shì)態(tài)較好，但尚存在著一些制約因素及問題。耕整機(jī)械行業(yè)缺 少有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力、有知名品牌產(chǎn)品、具有較強(qiáng)研發(fā)能力的龍頭企業(yè)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的大多數(shù)農(nóng)機(jī)具 企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力弱、生產(chǎn)規(guī)模小，年銷售額在l億元以上的企業(yè)屈指可數(shù)。不少企業(yè)生產(chǎn)工藝和設(shè)備 落后，技術(shù)力量貧乏，發(fā)展后勁不足，難以生產(chǎn)技術(shù)含量相對(duì)較高的產(chǎn)品。尤其是一些小型企業(yè) 產(chǎn)品的質(zhì)量問題很多。 缺少自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的品牌產(chǎn)品，特別是技術(shù)含量相對(duì)較高和與大型拖拉機(jī)配套的農(nóng)機(jī)具產(chǎn)品。 目前大多數(shù)企業(yè)仍缺乏自主研發(fā)能力，農(nóng)機(jī)科研院所在轉(zhuǎn)型后研發(fā)能力也有所減弱，特別是對(duì)基 礎(chǔ)部件的研究不夠，新產(chǎn)品的研發(fā)也以模仿為主。 中小型產(chǎn)品同質(zhì)化、市場(chǎng)無序低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)等問題嚴(yán)重。在一些地區(qū)同類產(chǎn)品生產(chǎn)廠家高度集中， 產(chǎn)品在功能和結(jié)構(gòu)上幾乎沒有區(qū)別，如河南商丘市附近的機(jī)引犁廠，在全國(guó)農(nóng)機(jī)展上就可看到每 個(gè)地區(qū)都有十幾家企業(yè)在展示同一類的產(chǎn)品。特別是個(gè)別企業(yè)以代用材料和簡(jiǎn)化制造工藝來降低 生產(chǎn)成本，在市場(chǎng)進(jìn)行無序低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，其對(duì)行業(yè)發(fā)展的負(fù)面影響不可低估。因此，要使耕整機(jī)械 行業(yè)保持穩(wěn)定、健康發(fā)展，行業(yè)中有實(shí)力的企業(yè)亟待強(qiáng)化品牌意識(shí)，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，并在產(chǎn) 品的多樣化、增加附加價(jià)值等方面下功夫。而小企業(yè)則應(yīng)通過保證產(chǎn)品質(zhì)量，以發(fā)展自己的特色 產(chǎn)品求生存。 1.2.3 國(guó)外現(xiàn)狀 國(guó)外的農(nóng)業(yè)機(jī)械化已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的程度。 從農(nóng)業(yè)作業(yè)程度上來說，國(guó)外的翻轉(zhuǎn)犁農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率很高，各種大功率的拖拉機(jī)，帶動(dòng)不同 犁鏵數(shù)量的翻轉(zhuǎn)犁，6 鏵、7 鏵的翻轉(zhuǎn)犁在國(guó)外很普及，但是在我國(guó)，用的還是 4 鏵犁、5 鏵犁， 有些地區(qū)還是引進(jìn)的高幅寬作業(yè)的翻轉(zhuǎn)犁。 現(xiàn)在的國(guó)外的翻轉(zhuǎn)犁產(chǎn)品在同一系列上規(guī)格多樣，適用于不同的大功率拖拉機(jī)。 系列化是農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì)。國(guó)外著名大公司逐步實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品系列化進(jìn)程，形成了大型 不同規(guī)格的產(chǎn)品。與此同時(shí)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。利用 GPS（全球定位系統(tǒng)） 、GIS 和 GSM 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，如無線電數(shù)據(jù)通信、機(jī)器監(jiān)測(cè)、診斷、工作與業(yè)務(wù)管理軟件和機(jī)器 控制等裝置。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)由以下 3 部分組成： （1）計(jì)算機(jī)輔助農(nóng)田作業(yè)系統(tǒng)。其包括機(jī)載計(jì)算、GPS 微波定位和高速無線電通信 3 項(xiàng)技術(shù)。 在運(yùn)行中，機(jī)載系統(tǒng)通過無線電接收整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)中的農(nóng)業(yè)耕作數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)或現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)。 這些數(shù)據(jù)都顯示在駕駛室內(nèi)的一個(gè)屏幕上，司機(jī)在駕駛室內(nèi)能夠直觀地了解機(jī)器的作業(yè)位置，并 準(zhǔn)確地判斷需要的精準(zhǔn)耕地位置及其耕深。 （2）關(guān)鍵信息管理系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)機(jī)器中極其關(guān)鍵的性能與作業(yè)參數(shù)，并且通過無線電將數(shù)據(jù)從 該機(jī)器傳送到業(yè)主辦公室。業(yè)主可立即分析數(shù)據(jù)以便估量機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)，或加以收集和整理， 以便顯示機(jī)器的作業(yè)趨勢(shì)。 （3）把即時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控機(jī)器的數(shù)據(jù)及時(shí)傳送給業(yè)主，產(chǎn)生一個(gè)集成的現(xiàn)時(shí)作業(yè)模型，使業(yè)主能 在接近實(shí)時(shí)條件下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)處監(jiān)控各種作業(yè)。GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì) 算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤和交通管理等許多功能。這些功能包括：利用 GPS 和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車輛的實(shí)際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標(biāo) 移動(dòng)，使目標(biāo)始終保持在屏幕上。 1.3 方案的確定 1.3.1 工作示意圖 圖 1-1 工作示意圖 1-牽引架 2-調(diào)節(jié)螺桿 3-牽引調(diào)節(jié)座 4-升降油缸 5-犁架 6-翻轉(zhuǎn)液壓缸 7-犁體 8-陷深輪 1.3.2 工作過程： 翻轉(zhuǎn)犁在工作前由拖拉機(jī)和行走輪將翻轉(zhuǎn)犁懸空，帶入農(nóng)田，進(jìn)入農(nóng)田后，可卸下行走輪。 工作時(shí)拖拉機(jī)通過后懸掛連接牽引架使翻轉(zhuǎn)犁處于懸空狀態(tài)，牽引架可通過調(diào)節(jié)螺桿改變與 犁架的相對(duì)角度，拖拉機(jī)也可根據(jù)情況調(diào)整后懸掛牽引點(diǎn)的高度，使翻轉(zhuǎn)犁在任何情況下都能保 持最 佳的入土角度。三點(diǎn)掛接是拖拉機(jī)牽引、懸掛的主要方式。 翻轉(zhuǎn)犁由液壓缸提供翻轉(zhuǎn)動(dòng)力，手動(dòng)拉桿調(diào)幅裝置，限深輪控制前后耕深，根據(jù)農(nóng)田性質(zhì)， 選擇合適的幅寬。耕地時(shí)，犁鏵將土壤翻向一側(cè)，行進(jìn)到地頭后，拖拉機(jī)提升翻轉(zhuǎn)犁，同時(shí)，翻 轉(zhuǎn)犁翻轉(zhuǎn) 180，拖拉機(jī)掉頭，順著剛犁過的地方繼續(xù)工作，土壤翻垡的方向一致。 農(nóng)田耕地完成后，翻轉(zhuǎn)液壓缸收縮，使兩排翻轉(zhuǎn)犁同時(shí)懸空，犁頭后擋板有一個(gè)銷孔，固定 翻轉(zhuǎn)液壓缸，安裝行走輪。即可拖帶翻轉(zhuǎn)犁離開農(nóng)田。 2 設(shè)計(jì)方案的選擇 2.1 翻轉(zhuǎn)犁的掛接與牽引 全懸掛翻轉(zhuǎn)犁由懸掛裝置(犁頭、翻轉(zhuǎn)軸、油缸、轉(zhuǎn)向閥)、橫向水平調(diào)節(jié)螺栓、犁架(梁)、 犁體(犁柱、犁壁、犁脛、犁鏟、犁側(cè)板)、限深輪、調(diào)幅斜撐桿等組成。 2.1.1 正確牽引 懸掛翻轉(zhuǎn)犁正確牽引標(biāo)志是拖拉機(jī)在正常耕地作業(yè)時(shí)，中央拉桿在拖拉機(jī)上應(yīng)掛接固定在高 位，與犁頭掛接應(yīng)在長(zhǎng)孔中，處于中間位置，從而可前后擺動(dòng)。左右提升拉桿的長(zhǎng)度一定要調(diào)節(jié) 一致、適宜、以確保犁地時(shí)能達(dá)到最大耕深，并保證犁提升翻轉(zhuǎn)時(shí)不碰地面。左右下拉桿處于對(duì) 稱位置并在上提升桿的圓孔中，下拉桿的左右限位桿銷放在長(zhǎng)孔位置上，要讓懸掛架有 35cm 的 活動(dòng)量。使犁架縱梁與拖拉機(jī)前進(jìn)方向一致，保持平行。前犁鏟翼偏過拖拉機(jī)右輪內(nèi)側(cè) 1025lnm，即單體犁耕寬的重疊量。 輪式拖拉機(jī)配全懸掛翻轉(zhuǎn)犁時(shí)，拖拉機(jī)的輪距必須與犁的總耕幅相適應(yīng)，才能保證正確牽引， 也有利于在采用內(nèi)翻法耕地時(shí)耕到邊。拖拉機(jī)輪距的調(diào)整：輪式拖拉機(jī)輪距=犁總耕幅+12 單體 犁寬+輪胎寬度(cm)；前輪比后輪輪距寬 10-15cm(拖拉機(jī)行走在溝里)。后輪輪距相當(dāng)于 3 個(gè)犁垡 的寬度。 2.1.2 掛接調(diào)整 （1）犁的前后水平調(diào)整 調(diào)整方法：伸長(zhǎng)或縮短中央拉桿，直至犁架前后水平。 （2）犁架左右水平調(diào)整 通過水平調(diào)節(jié)限位螺栓，使犁工作時(shí)左右水平(從后面看犁柱與地面垂直，也可向已翻地方向 稍有傾斜，翻土效果會(huì)更好)。左右限位螺栓要調(diào)節(jié)一致。 （3）正位調(diào)整 在耕地過程中若出現(xiàn)犁架偏斜、前體犁漏耕、接垡不平、左右下拉桿向未耕地方向偏斜、拖 拉機(jī)操向困難等，應(yīng)調(diào)整懸掛左右拉鏈或限位桿銷，使后體犁向未耕地方向偏擺，后犁犁側(cè)板壓 向溝壁，這樣犁在耕地過程中借助溝壁的反作用力而擺正。若犁架向相反方向偏擺，前體犁重耕， 接垡不平，左右下拉桿向已耕地方向偏擺，調(diào)整方法與上述方法相反。犁 擺正后，看前體犁的寬 度是否合適，若不合適，則在犁上左右移動(dòng)調(diào)節(jié)懸掛軸。前犁耕寬過大， 應(yīng)向未耕地方向移動(dòng)懸掛左右拉鏈或限位桿銷；反之則向已耕地方向移動(dòng)。經(jīng)過上述調(diào)整后， 若前體犁的耕寬仍不合適，則只有通過調(diào)整拖拉機(jī)的輪距才能克服。 (1)耕深調(diào)整 懸掛犁的耕深調(diào)整隨著拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)的不同而不同。分置式液壓系統(tǒng)通過改變犁的限深輪 高低位置來調(diào)節(jié)耕深；半分置式和整體式液壓系統(tǒng)一般都采用力調(diào)節(jié)和位調(diào)節(jié)方法，通過改變犁 的限深輪高低位置以及由拖拉機(jī)上液壓提升操縱系統(tǒng)來調(diào)節(jié)耕深。 (2)入土性能調(diào)整 懸掛連接點(diǎn)高度可以調(diào)節(jié)的懸掛犁在干硬土地不易人土?xí)r，可以通過降低下拉桿在拖拉機(jī)上 的連接高度或提高下拉桿在犁上的連接高度來調(diào)節(jié)，也可以提高上拉桿在拖拉機(jī)上的連接高度或 降低上拉桿在犁上的連接高度來調(diào)節(jié)。耕濕、軟地時(shí)犁容易下鉆，調(diào)節(jié)方法與上相反。 (3)偏牽引的調(diào)整 犁的總耕幅減少，與拖拉機(jī)輪距不配套時(shí)就產(chǎn)生偏牽引。調(diào)整方法是移動(dòng)懸掛左右下拉鏈或 限位桿銷，調(diào)好犁與拖拉機(jī)的正確相對(duì)位置，使后犁向未耕地方向偏過一些，讓犁在作業(yè)時(shí)犁架 稍有偏斜，以增大犁側(cè)板對(duì)溝壁反力的平衡能力。犁架偏斜程度視土壤和耕深等具體情況而定， 以保證耕地作業(yè)質(zhì)量又能直線行駛為標(biāo)準(zhǔn)。 2.2 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是一個(gè)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，它的翻轉(zhuǎn)角度范圍在 0180之間，依靠液壓缸的伸長(zhǎng)和 收 縮來實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的。翻轉(zhuǎn)原理入如下所示： 圖 2-1 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作原理圖 設(shè)計(jì)要求： 液壓翻轉(zhuǎn)犁的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要在于犁頭部分，液壓缸給轉(zhuǎn)動(dòng)軸提供一個(gè)動(dòng)力，使連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸的 犁架整體在 180內(nèi)翻轉(zhuǎn)。 此次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分是犁頭，根據(jù)翻轉(zhuǎn)犁總質(zhì)量選擇合適的液壓缸，并對(duì)翻轉(zhuǎn)軸軸向拉力、 抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等進(jìn)行校核。 2.3 翻轉(zhuǎn)犁作業(yè) 液壓翻轉(zhuǎn)犁是近幾年推廣應(yīng)用的一種新型農(nóng)業(yè)機(jī)械。用翻轉(zhuǎn)犁進(jìn)行耕翻作業(yè)具有無開閉壟， 生產(chǎn)率高，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是翻轉(zhuǎn)犁的重要組成部分，其性能好壞直接影響翻轉(zhuǎn)犁的性能 和可靠性。 2.3.1 結(jié)構(gòu)分析 （1） “A ”形犁頭 “A ”形犁頭上部為 1 點(diǎn)連接，掛在拖拉機(jī)的后懸掛（或固定）牽引銷孔，下部為 2 點(diǎn)連接， 與犁頭形成平面的剛性聯(lián)接。拖拉機(jī)通過后懸掛連接牽引桿拖拽翻轉(zhuǎn)犁，拖拉機(jī)可根據(jù)情況調(diào)整 后懸掛牽引桿的高度，使犁體在任何情況下都能保持最佳的入土角度。由于地面不平， A ”形 犁頭上部牽引點(diǎn)銷軸處應(yīng)可順牽引方向的縱向軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 支撐調(diào)節(jié)桿連接“A ”形牽引架和犁頭部分，正反螺桿，可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度。翻轉(zhuǎn)犁作業(yè)時(shí)，應(yīng)根 據(jù)土壤性質(zhì)和切削阻力大小適時(shí)調(diào)整鏟犁體切入角?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)支撐調(diào)節(jié)桿的螺桿改變與犁體的 相對(duì)角度，以獲得最佳的耕地效果。 （2）液壓油缸 目前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上銷售的液壓翻轉(zhuǎn)犁，都是采用單油缸控制翻轉(zhuǎn)來完成翻轉(zhuǎn)操作的。而現(xiàn) 階 段研究的新型的雙油缸控制翻轉(zhuǎn) 180 裝置，其功能上要比單液壓缸的穩(wěn)定、可靠。但是雙液壓 缸不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本也比較高，而且還增加了額外的負(fù)載。本次設(shè)計(jì)采用立式油缸翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 液壓缸是一種配置靈活、設(shè)計(jì)制造比較容易而應(yīng)用廣泛的液壓執(zhí)行元件。液壓缸有系列化標(biāo) 準(zhǔn)的產(chǎn)品和專業(yè)系列產(chǎn)品。液壓油缸是由缸體、柱塞、缸蓋等組成。立式翻轉(zhuǎn)液壓缸的選擇依據(jù)： 1)了解和掌握液壓缸在機(jī)器上的用途和工作要求。 2)了解液壓缸工作環(huán)境條件。 3)了解外部負(fù)載情況。 4)了解液壓缸運(yùn)動(dòng)形態(tài)及安裝約來?xiàng)l件。 5)了解液壓系統(tǒng)的情況。 （3）犁架 犁架是犁的重要支撐部件和傳力部件，其強(qiáng)度和剛度對(duì)犁的工作性能具有重要影響。尤其對(duì) 翻轉(zhuǎn)犁來說，如果犁架的剛度差，會(huì)造成左右犁體的耕深不一致，影響作業(yè)質(zhì)量。液壓翻轉(zhuǎn)犁的 犁架采用矩形管和板材組成的剛架。從力學(xué)原理來看，這種剛架屬于超靜定結(jié)構(gòu)，用平衡方程確 定各構(gòu)件的內(nèi)力及變形困難較大。 液壓翻轉(zhuǎn)犁犁架，主梁采用斷面為 140mm140mm12mm 的矩形鋼管，與牽引梁組成銷連接式 結(jié)構(gòu)。 （4）犁體 犁體是鏵式犁的主要工作部件，一般由犁鏵、犁壁、犁側(cè)板、犁柱以及犁托等組成。犁鏵、 犁壁、犁托等部件組成一個(gè)整體，通過犁柱安裝在犁架上。犁體的功用是切土、破碎和翻轉(zhuǎn)土壤， 達(dá)到覆蓋雜草、殘茬和疏松土壤的目的。 犁鏵主要起入土、切土作用。常用的有鑿形、梯形和三角形犁鏵。液壓翻轉(zhuǎn)犁采用三角形犁 鏵。 犁壁與犁鏵一起構(gòu)成犁體曲面，將犁鏵移來的土壤加以破碎和翻轉(zhuǎn)。 犁側(cè)板位于犁鏵后上方，耕地時(shí)緊貼溝壁，承受并平衡耕作時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力和部分垂直壓力。 （5）限深輪 一種翻轉(zhuǎn)犁的限深裝置。本實(shí)用新型包括限深輪、限深輪臂，其特征在于限深輪臂一端設(shè)有 與犁架副梁鉸接的鉸接軸，限深輪臂上鉸接有限位限深調(diào)節(jié)裝置，所說的限位限深調(diào)節(jié)裝置包括 調(diào)節(jié)絲桿、調(diào)節(jié)絲套、限位擋塊、限位掛鉤、鎖緊螺帽和固定套，限位掛鉤鉸接在固定套上，固 定套上設(shè)有與犁架付梁鉸接的鉸接軸；本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比，具有能雙向限位、耕深一致、 工作可靠、操作簡(jiǎn)單、方便的優(yōu)點(diǎn)。 設(shè)計(jì)要求： （1）為了保證耕地質(zhì)量，翻轉(zhuǎn)犁需要選擇與之相適應(yīng)的大馬力拖拉機(jī)。 （2）為保證翻轉(zhuǎn)犁犁體不受到運(yùn)輸過程中的磨損，拖拉機(jī)的懸掛裝置在升降翻轉(zhuǎn)犁時(shí)要滿足 升降拉力。選擇翻轉(zhuǎn)犁的材料應(yīng)安全、可靠。翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單化。 （3）為了滿足耕地作業(yè)率，保證耕地過程中不出現(xiàn)犁架斷裂或者翻轉(zhuǎn)軸彎曲等故障。 3 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1 主要性能指標(biāo)及其技術(shù)參數(shù) 連接方式:懸掛翻轉(zhuǎn)式 配套機(jī)具: 120140 匹馬力的拖拉機(jī)帶動(dòng) 1LCHT- 5 型翻轉(zhuǎn)犁 工作速度：79km/ h 耕深：350400mm 耕深穩(wěn)定性變異系數(shù)： %10 犁體間距：825mm 單寬幅：250380mm 總寬幅：12131928mm 生產(chǎn)率：1518（hm2/h） 犁架高度：750mm 整機(jī)質(zhì)量：1200kg 配套拖拉機(jī)額定功率：50kW 外形尺寸：479217751710 3.2 工作阻力與配套動(dòng)力的選擇 3.2.1 翻轉(zhuǎn)犁的工作阻力 工作阻力主要來自以下兩個(gè)方面： 翻垡土壤阻力 1T =KF （3-1T 1） 式中：K單位切削力，對(duì)于輕質(zhì)壤土，取 NF4105 F切下的土塊的斷面積, 其中：b 為平均工作深度取 h=0.35m；aF k土垡翻轉(zhuǎn)比，k=1.27 k=b/a,所以 a=3.5/1.27=2.76 所以： =KF =5 0.350.2765=24150N （1TK 3-2） 3.2.2 翻轉(zhuǎn)犁正壓力 2 =G 式中：2T1f 土壤之間的摩擦系數(shù)，對(duì)于砂土， =0.530.75, 取 =0.75；G= 1f1f1mf 所以 15009.80.75=11025N 12gGfT （3-3） 由以上可知，翻轉(zhuǎn)犁的總阻力 A 為： =24150N=11025N=35175N1TA2 考慮沖擊、慣性等動(dòng)載荷因素，計(jì)算工作阻力 P 為： ADPK 式中： 動(dòng)載系數(shù)， =1.3；D 所以 （3-4NTAP 5.472351. ） 選擇配套動(dòng)力時(shí)，其牽引力應(yīng)大于 本機(jī)選用的配套動(dòng)力為東方紅 1604，可滿足要求，其技術(shù)參數(shù)如下： 外形尺寸：539026963450 前輪輪距（可調(diào)）：1580-2176mm 后輪輪距（可調(diào)）：1700-2395mm 最小離地間隙：495mm 最小使用質(zhì)量：7350kg 速度范圍：前進(jìn) 2.35-30.69km/h 后退 4.44-11.69km/h 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率：132kW 最大提升力，懸掛點(diǎn)后 610mm 處：36kN 最大配重質(zhì)量前/后：810/450kg 最大牽引力：58.5kN 3.2.3 液壓缸的選擇 液壓工作原理圖 圖 3-1 液壓翻轉(zhuǎn)犁的工作原理圖 按照動(dòng)力相似的原則，考慮配套拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)和活塞移動(dòng)速度的要求，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范 圍內(nèi)，選擇合適的油缸型號(hào)。 動(dòng)力相似應(yīng)滿足以下條件： （1） 要求犁架的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相似，從而保證機(jī)構(gòu)的力傳遞相似。 （2） 要求機(jī)構(gòu)對(duì)液流量的適應(yīng)范圍寬，以降低使用要求，便于操作。 油缸由拖拉機(jī)的液壓系統(tǒng)控制。犁處于工作狀態(tài)時(shí)，油缸處于最大的伸長(zhǎng)狀態(tài)。翻轉(zhuǎn)換向時(shí)， 操縱分配器使油缸縮短，帶動(dòng)犁梁向上翻轉(zhuǎn)。當(dāng)犁梁旋轉(zhuǎn)到接近垂直位置時(shí)再操縱分配器使其 處于浮動(dòng)狀態(tài)此時(shí)油缸處于卸荷狀態(tài)失去了對(duì)犁梁的控制。犁梁在慣性作用下越過“死點(diǎn)” 位置然后在慣性及重力的作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。直到另一側(cè)工作位置時(shí)停止。 翻轉(zhuǎn)速度控制分析： 1)在翻轉(zhuǎn)五鏵犁液壓回路中增設(shè)緩沖閥以增加回油阻力 。緩沖閥體、閥芯、管接頭和密F 封圈組成，其中閥芯可以在閥體內(nèi)自由滑動(dòng)。緩沖閥結(jié)構(gòu)示意圖見圖 6。閥芯右端有 1 個(gè)錐面、1 個(gè)軸向小孔和 4 個(gè)徑向通油孔。當(dāng)犁梁向上翻轉(zhuǎn)時(shí)，壓力油從緩沖閥的右端流向左端閥芯在壓 力作用下滑向左端液壓油可通過 1 個(gè)軸向孔和 4 個(gè)徑向孔流動(dòng)。當(dāng)犁向下翻轉(zhuǎn)時(shí)液壓油從左 端向右端流動(dòng)，閥芯在液壓油的作用下滑向右端，其右端的錐面封閉了 4 個(gè)徑向孔油液只能從 1 個(gè)孔中流動(dòng)。因?yàn)檩S向小孔的直徑很小對(duì)液壓油的流動(dòng)有節(jié)流作用所以限制了犁粱向下旋 轉(zhuǎn)的速度，減小了換向時(shí)的沖擊現(xiàn)象。翻轉(zhuǎn)五鏵犁的緩沖閥節(jié)流孔直徑為 3mm。此時(shí)犁梁向下旋 轉(zhuǎn)的角速度可限制在 0305rs 范圍內(nèi)。 圖 3-2 緩沖閥結(jié)構(gòu)示意圖 2）拖托機(jī)駕駛員在實(shí)際作業(yè)時(shí)，可通過增加切換油路時(shí)的提前角 來減小犁梁在“死點(diǎn)”位 置時(shí)的角速度 ，最終減小翻轉(zhuǎn)終了時(shí)的動(dòng)能，減小換向沖擊。但必須保證 0。因?yàn)?。 （3-F510.2TP.427 11） 銷的剪切力達(dá)到條件，可以選取，該銷安全。 上掛接點(diǎn)銷的剪切力 。 （3-t8.2 P5. 12） 銷的剪切力達(dá)到條件，可以選取，該銷安全。 軸選用 40Cr。 40Cr 的許用應(yīng)力 ，軸的彎曲應(yīng)力 ， 。Mpa401 pa.301Mpa8.256 工作狀態(tài)下 。 5.31 懸掛狀態(tài)下 。826 軸的彎曲應(yīng)力在許用范圍內(nèi)，可以選取,該軸安全。 4 結(jié)論 在設(shè)計(jì)的過程中，我收集了一些文獻(xiàn)資料，再以實(shí)踐為主，積累了豐富的第一手材料，在翻 轉(zhuǎn)犁翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、配套設(shè)備選擇、材料選擇等具體設(shè)計(jì)任務(wù)中進(jìn)行了比較、計(jì)算。有效的培養(yǎng) 了自己分析問題、解決問題的能力，并使專業(yè)知識(shí)得到鞏固和升華。在設(shè)計(jì)工程中，因?yàn)闀r(shí)間緊、 任務(wù)重，特別是CAD制圖難度比較大，經(jīng)常是通宵達(dá)旦的計(jì)算、繪圖，十分辛苦。這使我深深感受 到了奮戰(zhàn)在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)第一線的專家、工程師和技術(shù)人員的辛勞，對(duì)他們?yōu)槲覈?guó)農(nóng)業(yè)事業(yè) 所付出的汗水所做出的貢獻(xiàn)表示深深的敬意。所以為什么資料那么難找，有權(quán)威性的資料是要錢 的，沒有權(quán)威性的資料有些胡謅也就理所當(dāng)然了。 在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我將繼續(xù)發(fā)揚(yáng)這種能吃苦的精神，為我國(guó)農(nóng)機(jī)事業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的 貢獻(xiàn)。 在本次設(shè)計(jì)中仍有不足與疏漏。在設(shè)計(jì)過程中，雖然有老師的耐心講解，但對(duì)于一些具體問 題，比如關(guān)鍵部位的校核，液壓缸工作能否達(dá)到靈敏度等問題，仍感覺吃不透，我將在以后的工 作、學(xué)習(xí)中揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揚(yáng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使所到的知識(shí)不斷升華。 致 謝 經(jīng)過近三個(gè)月的努力，在老師的指導(dǎo)下、同學(xué)們的幫助下，新型翻轉(zhuǎn)犁掛接與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè) 計(jì)終于設(shè)計(jì)完成了，在此對(duì)老師和同學(xué)們給予我的幫助表示衷心的感謝。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，感謝安靜老師的督促和幫助，也感謝在本次設(shè)計(jì)中馬少輝老師的指導(dǎo)， 馬老師在百忙之中對(duì)我的設(shè)計(jì)給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議,對(duì)我的輔導(dǎo)耐心認(rèn)真，百問不煩，給我清 晰的設(shè)計(jì)思路，使我的這次設(shè)計(jì)能順利完成。他那嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)作風(fēng)、誨人不倦的耐心，給我 留下了難以磨滅的印象。同時(shí)感謝班級(jí)同學(xué)為我提供的幫助，我還要感謝塔里木大學(xué)帶過我們的 所有老師，你們對(duì)待知識(shí)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度、為人師表的工作作風(fēng)，使我受益匪淺。 在此，我對(duì)你們表示最衷心的感謝，我將在今后的工作中不斷追求新知識(shí)、繼續(xù)努力，不辜 負(fù)老師們對(duì)我們悉心的培養(yǎng)。 即將面臨畢業(yè)，我真心的祝愿我的老師們身體健康，工作順利，祝愿我的母校越辦越好。 參考文獻(xiàn) 1 楊俊江.懸掛翻轉(zhuǎn)犁的正確掛接與調(diào)整J.農(nóng)機(jī)化,2008( 3). 2 孫殿軍.M-S950型翻轉(zhuǎn)五鏵犁的正確使用與調(diào)整J.農(nóng)機(jī)化,2001(1). 3 趙永滿, 梅衛(wèi)江.垂直換向懸掛翻轉(zhuǎn)五鏵犁的虛擬設(shè)計(jì)J.整地機(jī)械,2001(3). 4 鄭德聰,王玉順,吳海平等.雙向犁翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)反求設(shè)計(jì)J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).1999(1). 5 顧海英,周小偉.現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的意義及內(nèi)涵J.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2002(1). 6 徐福玲，陳曉明.液壓與氣壓傳動(dòng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007,(5):21-22. 7 王忠，鄭明新.機(jī)械工程材料.北京：清華大學(xué)出版社.2005,(10).45-47. 8 袁佳平.農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)和計(jì)算.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2012(1)12-15. 9 東北工學(xué)院.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社.1980.(3)155-157. 10 西北工業(yè)大學(xué).機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版).北京：高等教育出版社.78-79. 11 單輝祖.材料力學(xué).(第二版).北京：高等教育出版社.2004（8）65-67.