山地茶園松土、施肥一體機設計,山地,茶園,松土,施肥,一體機,設計 1山地茶園松土、施肥一體機設計山地茶園松土、施肥一體機設計摘要摘要 我國是農(nóng)業(yè)大國同時也是人口大國，對糧食的需求量巨大，雖然是人口大國，但是大量的人口被束縛在土地上，沒有充分的轉(zhuǎn)化為人力資源。因此，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式從人力向機械化發(fā)展，將農(nóng)業(yè)向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益的必然趨勢。農(nóng)業(yè)的機械化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是根據(jù)現(xiàn)今的科學技術利用先進生產(chǎn)工具來實現(xiàn)的。目前，我國平原地區(qū)農(nóng)業(yè)機械已經(jīng)實現(xiàn)了半機械化生產(chǎn)，大大降低了農(nóng)民朋友的勞動量，但是我國絕大部分土地是在復雜地形，必須丘陵，山地等，想實現(xiàn)機械化生產(chǎn)還有很大的難度，尤其是田園農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)相對落后。我國山地茶園的機械化作業(yè)水平還比較低，大多數(shù)作業(yè)仍依靠手工勞動，強度大、效率低。近幾年，國內(nèi)引進開發(fā)了一些山地茶園耕耘機械，但存在體積大、適應性差等問題。為此，研制了適宜于國內(nèi)山地茶園作業(yè)的小型松土施肥機。根據(jù)山地茶園內(nèi)土壤比較松軟、空間狹小等特點，方便的動力條件以及農(nóng)藝要求，確定小型松土施肥機的結構方案。整機主要由汽油發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、松土機構、行走裝置、操作機構等組成，汽油發(fā)動機提供動力，通過離合器器與減速器連接；減速器將動力傳遞給工作部件，實現(xiàn)松土作業(yè)的目的：通過人工控制料斗開關控制施肥裝置，實現(xiàn)施肥的目的。本課題主要設計了一種田園復雜地形所使用的松土施肥機，此機型主要有小型化，操作方便，等優(yōu)點，適合單人手扶操作，能夠很大程度的降低果農(nóng)勞動強度，提高工作效率。 本課題在確定了山地茶園松土施肥機的設計要求等因素后，主要借助于計算機輔助設計，進行了參數(shù)化建模，主要來講是利用了軟件，繪制了整機零部件的圖樣，完成了關鍵零件的強度校核，為樣機的制造和保證工作的可靠性提供了依據(jù)。針對國內(nèi)山地茶園種植的現(xiàn)狀，由汽油發(fā)動機提供動力，減小了機組的重量和尺寸。實現(xiàn)人工耕地的運動特點，提高了松土作業(yè)的質(zhì)量和經(jīng)濟性。傳動系統(tǒng)、行走系統(tǒng)的設計保持了較高的通用性，有進一步開發(fā)和推廣的價值。 關鍵詞：山地茶園松土施肥機 機械化 結構設計 2 AbstractAbstract To China is a large agricultural country and a large population. The demand for grain is huge. Although it is a large population, a large number of people are confined to the land and have not been fully transformed into human resources. Therefore, the development of Chinas agricultural production mode from manpower to mechanization, and the development of agriculture to industrialization are the inevitable trend of improving agricultural economic efficiency. The development of mechanization and industrialization of agriculture is based on modern science and technology and the use of advanced production tools. At present, agricultural machinery in the plain area of our country has realized the semi mechanized production, which greatly reduced the amount of labor of the farmers friends, but most of the land in our country is in the complex terrain, it must be hilly, mountainous and so on. It is very difficult to realize mechanized production, especially the agricultural mechanized production in farmland is relatively backward. The mechanized operation level of mountain tea garden in China is still relatively low. Most of the operations still rely on manual labor, with great intensity and low efficiency.In recent years, some mountain tea plantation machinery has been introduced, but there are many problems such as large volume and poor adaptability. For this purpose, a small loosen fertilizing machine suitable for mountain tea plantation in China was developed. According to the characteristics of soft soil and small space in the mountain tea garden, the convenient dynamic conditions and the agronomic requirements, the structure of the small soil fertilizing machine is determined. The whole machine is mainly composed of gasoline engine, transmission system, loosening earth mechanism, walking device, operating mechanism and so on. The gasoline engine provides power and connects with the reducer with the clutch. The reducer transfers power to the working parts to realize the purpose of the pine soil operation. The purpose of applying fertilizer. This paper mainly designed a kind of pine soil fertilizing machine used in the complex terrain of the pastoral. This machinemainly has the advantages of miniaturization, convenient operation and so on. It is suitable for single man hand operation, which can greatly reduce the labor intensity of fruit farmers and improve work efficiency.3After determining the requirements of the design of the pine soil fertilizing machine in the mountain tea garden, the parametric modeling is carried out with the help of computer aided design, mainly using the AutoCAD software, drawing the drawings of the whole machine parts and parts, completing the strength checking of the key parts, making and protecting the prototype. The reliability of the certification work is provided. In view of the current situation of mountain tea plantation in China, the gasoline engine provides power and reduces the weight and size of the unit. Realizing the movement characteristics of artificial cultivated land has improved the quality and economy of loose soil operation. The design of the transmission system and the walking system has maintained a high versatility and has the value of further development and popularization.Keywords: Pine soil fertilizing machine in mountain tea garden； mechanical and structural design 4目目 錄錄第一章 緒論 1.1 該課題研究的目的和意義.1.2 國內(nèi)外松土施肥機的現(xiàn)狀 .1.3 研究的內(nèi)容和方法 第二章 方案設計 .3 2.1 施肥松土方案分析 .32.2 原理分析 .32.3 本章小結 .3第三章 松土施肥機工作參數(shù)設計 .53.1 松土機總體方案設計 .53.2 主要運動參數(shù)確定 .63.3 主要性能參數(shù)確定 .73.4 主要結構參數(shù)的確根據(jù)直角刀的設計3.5 松土機施肥機功率消耗計算3.6 汽油發(fā)動機的選擇 .8第四章 理論計算 .94.1 減震彈簧的設計 .94.2 刨土輪兩端軸承的選用與校核 .104.3 本章小結 .15第五章 結構設計 .165.1 總體結構外觀展示 .165.2施肥機構設計.175.3犁結構設計.205.4 刨土輪結構設計5.5 本章小結5第六章 總結.21參考文獻.22致 謝 .23第一章第一章 緒論緒論1.1本課題研究的目的和意義 我國是一個農(nóng)業(yè)大國，土地資源豐富。各種各樣的土地上生活著廣大勞動人民，但是我國農(nóng)業(yè)基礎設施落后，主要還是靠人力來作業(yè)，生產(chǎn)效率偏低。和發(fā)達國家還有很大差距，西方發(fā)達國家已經(jīng)實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機械化，農(nóng)民可以輕松的種地，幾個人能夠管理上千畝土地?，F(xiàn)今，我國廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還全靠人力，局部地區(qū)半機械，另外我國農(nóng)業(yè)勞動力占據(jù)很大比重。因此我國應該積極發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化，解放廣大勞動人民，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。但我國設施農(nóng)業(yè)起步較晚，發(fā)展緩慢，尤其是機械化作業(yè)水平低下。大多數(shù)勞動和作業(yè)仍為原始的手工勞動，強度大、工作環(huán)境差、效率低。近幾年針對山地茶園等特殊耕作環(huán)境，國內(nèi)研制生產(chǎn)了一些小型耕作機械，有的微耕機還設計有多種作業(yè)功能，考慮了兼顧露地作業(yè)，提高了機械的使用效率。但是由于產(chǎn)品大多存在一些問題，如外型尺寸及結構質(zhì)量大、操作不靈便、邊角地帶無法工作、漏耕嚴重：生產(chǎn)率低、適應性較差、結構復雜；在作業(yè)性能、可靠性和耐久性等方面也存在一些問題。本課題所研究的山地茶園松土施肥機，機型小，操作簡便，克服了作業(yè)空間狹小的弊端；對土壤主要起旋耕作用，由發(fā)動機帶動松土部件工作，在一定程度上代替了人力，減輕了勞動強度，提高了勞動效率。這對于發(fā)展經(jīng)濟、高效、優(yōu)質(zhì)和環(huán)保的設施農(nóng)業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義。結合江西省的地理環(huán)境我們可以得知，江西地貌大致可以劃分為 9 個地貌區(qū)和 9 個地貌副區(qū):一為贛西北中低山與丘陵區(qū)。二為鄱陽湖湖積沖擊平原區(qū)。三為贛東北中低山丘陵區(qū)。四為贛撫中游河谷階地與丘陵區(qū)。五為贛西中低山區(qū)。 六為贛中南中低山與丘陵區(qū)。土地總面積 166947 平方公里，占全國土地總面積的 1.74%，居華東各省市之首。其中山地 60101 平方公里（包括中山和低山），占全省總面積的 36%；丘陵 70117 平方公里（包括高丘和低丘）占 42% 崗地和平原 20022 平方公里，占 12%，水面 16667 平方公里，占 10%。由此可見地雖廣，卻不適合耕種。如何6有效高效地利用著有限的資源顯得十分的重要，更能看出江西省大力發(fā)展中小型旋耕機的急迫性和重要性。1.2國內(nèi)外山地茶園松土施肥機械的研究現(xiàn)狀及存在問題1.2.1國內(nèi)山地茶園松土施肥機械的研究現(xiàn)狀 近幾年，針對山地茶園等特殊耕作環(huán)境，我國也相繼出現(xiàn)了很多適于保護地作業(yè)的小型機具。許多地區(qū)由大專院校、科研院所和工廠相結合研制的小型式旋耕機，適于山地茶園作業(yè)。NF-40系列多功能農(nóng)田管理機配套動力4.41-5.14kw，質(zhì)量120kg，它是由江蘇揚州市蘇揚機械廠生產(chǎn)，可配套多種作業(yè)機械，完成耕作、碎土、開溝、播種、中耕除草、培土、覆膜、噴藥、運輸?shù)榷喾N工作，其結構特點是：體積小，質(zhì)量輕，功能多，操作靈活；行走道路不限，能在30厘米寬的狹窄路面行走，適用于在小田塊、丘陵區(qū)、及山地茶園內(nèi)工作；有較多檔位，可適應不同速度的需要；操作桿可作旋轉(zhuǎn)180度或上下14度的調(diào)整，以適應操作者不同身高以及不同情況的操作需要。沈陽農(nóng)業(yè)大學研制的 IGD-900型電動旋耕機以交流電機為動力，具有動力強、耕作速度快、不排放有害氣體、噪聲低等優(yōu)點，該機重75公斤（包括30米纜線） ，采用按鈕開關，有380伏、220伏兩種動力機型可供選擇，裝有行走輪、推動方便、轉(zhuǎn)向靈活。工作參數(shù)為耕幅900毫米、耕深大于100毫米、刀片數(shù)量為4刀4刀盤。該松土施肥機，它以汽油機作為動力源，體積小、重量輕、造價低、可靠性高。而且使機組采用功率，前進速度8min，切土節(jié)距10厘米，耕深12厘米，耕幅465毫米。1.2.2國內(nèi)外耕耘機械的存在問題 大多產(chǎn)品仍存在以下問題：外型尺寸及結構重量大，操作不靈便。特別是從露地直接轉(zhuǎn)移到山地茶園內(nèi)的機械，在山地茶園內(nèi)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)移都十分困難，而且邊角地帶無法工作，漏耕嚴重。生產(chǎn)率低，適應性較差，當土壤含水率較高（超過20%以上）時，其碎土性能變差，能耗高。作業(yè)性能、可靠性、耐久性等方面還存在一些問題。1.3 研究的內(nèi)容和方法 根據(jù)目前我國山地茶園耕耘機械的研究現(xiàn)狀和存在問題，以及山地茶園土壤區(qū)別于一般大田作業(yè)的物理特性，開發(fā)研究適宜于山地茶園內(nèi)作業(yè)、能提高松土性能、因此，研制了山地茶園松土施肥機。該課題的主要研究內(nèi)容有： 依據(jù)，通過理論分析和數(shù)學模型確定合理機構作為松土機的松土工作部件。討7論分析影響功率消耗的因素，在保證農(nóng)藝要求并能減小功耗的前提下，確定這些參數(shù)，并計算松土機所需的功率，根據(jù)該功率選擇汽油發(fā)動機的型號。設計松土施肥機的整機結構，主要由汽油發(fā)動機、傳動變速機構、松土工作部件、行走機構、操作機構等組成。汽油發(fā)動機提供動力，通過離合器與減速器連接。發(fā)動機的動力分別傳遞給松土工作部件，實現(xiàn)松土機耕作土壤的目的。操作機構包括轉(zhuǎn)向機構和離合器操縱機構，轉(zhuǎn)向機構控制松土機轉(zhuǎn)向。繪制松土機主要零部件圖紙，對關鍵零件進行強度校核計算。 第二章 方案設計2.1 施肥，松土方案分析 山地茶園生產(chǎn)耕作困難、勞動強度大、效率低、成本高。 需要一種機械，可以滿足果樹下的空間小，障礙物多、邊角地帶無法耕耘等問題，研制一種體積小，重量輕，操作方便、使用安全可靠，推動方便、操作搬運高效節(jié)能的小型農(nóng)用旋耕機。如下圖所示為本課題所研究的松土施肥一體機。1，機架；2，導向輪；3，傳動鏈；4，料斗；5，發(fā)動機；6傳動機構；7，犁；8，后輪；9，刨土輪；10，扶手。由上圖所示，主要有大致是部分組成：機架；導向輪；傳動鏈；料斗；發(fā)動機；6傳動機構；犁；后輪；刨土輪；扶手。從結構上來講，機架作為整臺機器的框架，承載著所有的零部件，具有十分重要的作用；導向輪主要起到導向8作用，并且其結構小巧，適合在山地等復雜地形行進，并且在導向輪上還安裝有導桿機構，并且通過鏈輪傳遞，在運動過程中能夠按照一定的周期進行放料，保證投放肥料均勻；汽油機主要為整臺設備提供動力，其主要有體積小，操作方便，動力十足等優(yōu)點，被廣泛應用在小型機械上。汽油機傳遞出的轉(zhuǎn)動通過傳動機構變速，從而達到合理的速度；該設備后輪主要起到承載重量的作用，在單人操作過程中能夠保證整臺設備平穩(wěn)運行，有十分重要的作用，刨土輪主要在犁將土打開后將土翻松，起到松土的目的，另一方面，我們的施肥機構在整臺設備的前方，肥料撒到土地上后，后面犁可以將土地犁開，松土輪進一步將肥料和土地打散，均勻的灑在土壤里。本設計在后方增加了扶手，來方便單人操作。2.2原理分析 運動部件的設計是山地茶園松土施肥機設計非常重要的一環(huán)，從松土的作業(yè)要求和省力兩個角度來考慮。即犁頭對土壤進行切削；由于慣性力的作用，刨下來的土塊向后移動并與刀頭分離；土塊落地時被輕度擊碎，完成一個松土過程。另外后方松土輪通過運動對土塊進行二次打散，這個過程對土地產(chǎn)生了很好的松土效果。設計原理：導向輪前進，推動擺桿往復運動，并周期性的帶動料斗播撒肥料，肥料落地后，后方犁頭切開土地，并將土壤拋向后方，拋起的土壤碰到擋泥蓋板后受到撞擊而迅速降低速度，使土壤呈細碎狀態(tài)掉落在地面，達到松碎土壤的目的。土塊翻轉(zhuǎn)蓋著肥料，后方刨土輪在汽油機的帶動下，高速旋轉(zhuǎn)，并對土塊進行二次擊打，讓土塊粉碎，并且讓肥料和土壤充分混合。從而實現(xiàn)松土施肥的目的。2.1 本章小結 本章對松土施肥方案進行了分析研究，并對本課題所研究的松土施肥機框架進行了介紹和分析，對各部分零部件進行了簡單的介紹，并對松土施肥機的原理進行了解剖。整體來講，本課題所研究的松土施肥機結構簡單，玲瓏小巧，操作簡單，便于在山地田園作業(yè)，是一個非常優(yōu)秀的方案。9 第三章 松土施肥機工作參數(shù)設計3.1松土機總體設計方案 蝸輪蝸桿減速器方案示意圖 采用汽油發(fā)動機機提供動力，通過離合器直接與減速器連接。減速器的輸出端動力經(jīng)過減速器一級減速后，傳到行走輪上，實現(xiàn)松土的目的。為適應山地茶園作業(yè)的空間條件，使松土施肥機的整體結構更加簡單、緊湊，采用整式機架，將汽油發(fā)動機安裝在機架上，并處在整個機架的中心位置，以保證工作時的整體平衡性；傳動部分使用蝸輪蝸桿，兩個中間軸分別位于工作軸的兩側(cè)，以保證機架的平衡，中間軸、和行走輪軸同一個水平面上，工作軸和凸輪軸；中間軸、和行走輪軸；凸輪軸，這樣充分利用不同的高度層次，縮短了機架的長度，充分利用了空間，結構布局更加合理。在工作軸和中間軸上安裝離合器，通過離合器的嚙合與分離實現(xiàn)動力的傳遞和切斷。另外，通過工作軸上的離合器操縱桿前方的長短不一的兩個桿，在離合器分離時與前方桿件的嚙合，可以固定松土機不松土時松土鏟所處的位置。另外，還可以在機架后面安裝碎土板，超到破碎土垡和平整地表的作用，以提高耕作質(zhì)量。施肥機構為布置在機架下方的一個料斗，通過手動開關控制料斗閥門的打開關閉，從而控制施肥的作業(yè)。103.2主要運動參數(shù)的確定 （）機組前進速度參照山地茶園松土施肥機：8m/minSV （）汽油機轉(zhuǎn)速：4000 /minnr切土量一定時，松土汽油發(fā)動機轉(zhuǎn)速越大，功耗越大。因松土犁速度增大，單位時間切削土壤的次數(shù)就要增多，于是受到的土壤阻力就要增大，由于阻力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，故松土功耗與汽油發(fā)動機轉(zhuǎn)速近似成二次方函數(shù)關系。3.3主要性能參數(shù)的確定(1)切土節(jié)距 s沿松土機前進方向縱垂面內(nèi)松土鏟連續(xù)兩次切下的土塊厚度，即在同一縱垂面內(nèi)松土鏟連續(xù)兩次切土的時間間隔內(nèi)松土機前進的距離，稱為切土節(jié)距，用 s表(mm)?？捎孟率接嬎悖菏街?Vs 一機組前進速度；H-松土柄轉(zhuǎn)速；通常人工刨土時的土垡厚度在10cm左右，因此，s 的選擇能夠滿足松土要求。(2)松土深度最小值(y)松土鏟受到凸輪推動瞬間的位置變化，其中 AB 表示松土鏟下端后移 s 距離時所處的位萱；AK 表示松土鏟受凸輪推動所到達的極限位置；表示松土鏟的長度：h 表示最大耕深：Y 表示松土鏟離開土壤時的松士深度：Z 表示松土鏟脫離土壤時，松土鏟在土壤上所移動的距離。 由圖可以看出，在相同的最大耕深下，刨土深最大值 Y 越小，溝底凸起高度較大，溝底不平度增加。因此，選擇合適的松土鏟長度和最大耕深是決定能否滿足農(nóng)藝要求的關鍵。11 刨土輪軌跡的示意圖(3)刨土深最大值 根據(jù)農(nóng)藝要求，北方旱田耕深一般為16-30cm，而山地茶園的土壤耕作深度要求不高，與大田耕深相比，其土壤耕作深度一般為10-15cm，結合刨土深最小值Y，選定松土機的最大耕深 h=14mm。(4)刨土幅寬為便于小空間作業(yè)，松土幅寬 B 不宜過大，但要保證一定的生產(chǎn)效率，又不能過小，根據(jù)已有機具，考慮該松土機自身的結構特點，選定耕幅 B400mm。(5)理論生產(chǎn)率耕幅 B400mm，機組前進速度是8m/min，則生產(chǎn)率可用下式計算：3.4主要結構參數(shù)的確根據(jù)直角刀的設計因此取犁的長度0.6mm（h 最大耕深） 。已知 h=10cm， 將山地茶園的土壤耕作深度要求。(6)行走輪直徑 d=180mm3.5松土機施肥機功率消耗計算功率消耗包括工作部分松土的功率消耗和機組前進的功率消耗。（）松土功率消耗計算松土功率消耗可用旋耕機功耗計算公式，即100102rmK BhVNkw 式3-112式中 Kr 一刀具工作時旋耗土壤比阻（1.2 1.6與耕深有關，耕深大選大值） ；h一耕深（） ；mV機具前進速度（m/） ；一耕幅（） 。根據(jù)山地茶園內(nèi)的作業(yè)條件，經(jīng)查表確定：已知耕深10，機具前進速度，0.1333，耕幅0.4 ，則 100 1.5 0.4 0.133 100.8366102Nkw0.83661.045751.050.80.8Nkwkw3.6 汽油發(fā)動機型號的確定考慮到功率儲備，并且傳遞過程中有功率損失，發(fā)動機的額定功率應該大于松土機消耗的總功率。故選用160FLA160FLA 型汽油發(fā)動機，其額定功率為2，額定轉(zhuǎn)速為4000。整機設計首先保證作業(yè)質(zhì)量，達到人工刨地的作用效果；其次整機結構緊湊，操作方便，適應山地茶園空間限制；再次考慮到山地茶園果樹的使用特點，盡可能提高其通用性。松土機的基礎參數(shù)包括運動參數(shù)、性能參數(shù)和結構參數(shù)。利用建立的松土鏟運動方程，分析其空間運動的基本特征。 松土深度與工作部件結構尺寸間的數(shù)學函數(shù)關系，并參考松土機的已有參數(shù)，在保證農(nóng)藝要求的基礎上，確定基礎參數(shù)，根據(jù)選定的有關參數(shù)，由經(jīng)驗公式計算出松土機所需的功率。 汽油發(fā)動機 13 第四章 理論計算4.1 減震彈簧的設計 由于松土機工作時工作部件會有振動，也可能遇到雜草纏繞或是石頭卡住的情況，因此在手扶操作過程中為了能夠很好的降低操作難度，提高操作舒適度，在扶手與機架連接處增加了螺旋彈簧。螺旋彈簧的選取需要根據(jù)機器功率來選定，需要在一定的理論計算基礎上獲得，不然隨便選用彈簧可能強度不夠，壽命不合理，彈性不足等諸多因素。 故此處彈簧的理論計算如下：當發(fā)動機處于空轉(zhuǎn)時，怠速為 1000r/min。由此轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的單個閘塊離心力為 NRnmFL93. 9109002910001024.31109003223-322由于當該離合器轉(zhuǎn)速達到 1000r/min 時是閘塊處于與從動半離合器的接觸與未接觸的臨界狀態(tài)，因此對于彈簧來說其最大載荷0FFFLMAX這里預設計彈簧的工作行程為，令最小載荷既預緊力mmh5，求得；005 . 0FFFFLMINNF93. 90NFMAX86.19設貼合轉(zhuǎn)速 n=1000r/min,貼合爪塊的質(zhì)量為0.1kg，離合器外圈半徑為100mm,則離心力 F 為：221000 20.1 ()0.054460Fmw rN 彈簧的設計：設彈簧鋼絲的直徑 d 及中徑2DrVA(1)材料選用：50Cp441MP彈簧材料許用應力：22222(2)(1)125 6 7367.58616PAKX CDPDDdCdddmmDmm 142126 1715DDdmmDDmm 442133212nd7.85 188 64.4PPPGPFFFD P求有效圈彈簧剛度 3.96/PN mm44332d7.85 14.4588 63.96GnD P 4.4 4.5k3.965實際剛度=計算彈簧的極限載荷和極限變形量對于1類彈簧4473.30.673.316.74.4iijPPFP計算其余尺寸：11122252740=1.4926.78320=11.94926.78nnPFPPFP總?cè)?shù)工作負荷下的變形量2111.949 1.4910.46FFFmm000d/1 19.949/73.851.57 3.85 1.5 128.4550mm1.5d50 1.5 16.937iPFnHnpdmmHHPmmn 節(jié)距自由高度取標準值則01102221050 1.4948.51mm(0.5)(80.5) 17.56.93=arctan2.587n6 7132.1coscos2.58bHHFHndmmpDDLmm 安裝高度壓并高度螺旋角展開長15驗算：穩(wěn)定性驗算 02508.339.76410.6154 6 10.615=1.25444 646HDCCC 高徑比：疲勞強度驗算K 12min3322max3388 40 6 1.2549.38d188 320 6 1.25395.02d1PD KMPP D KMP 0minmax0.75n由表查得 60b10=0.330.33 1520501.6501.60.75 49.381.3641.3395.02NMPann時，代入上式可以滿足工作要求。4.2 刨土輪兩端軸承的選用與校核在垂直軸向平面 V 內(nèi)有02 .11185140121avrFFF0121rvvFFF 解得 ； NFv41.1311NFv44.1892在平行軸向平面 H 內(nèi)有 18514021HtFF121tHHFFF 解得 ； NFH67.461NFH18.1452于是在兩軸承的徑向方向各承受有力NFFFHvR45.13967.4641.1312221211NFFFHvR67.23818.14544.18922222216顯然，但又因軸向力不是很大，因此根據(jù)蝸桿直徑選14. 169. 367.23854.8812RaFF用型號為 7005AC 的角接觸球軸承，為了使蝸桿剛性較好，采用正裝。其基本額定動載荷KNCr2 .11 （2）計算軸承當量動載荷 由 AC 型角接觸球軸承的派生軸向力計算公式得rFF68. 0d軸承 1：NFFRd83.9445.13968. 068. 011軸承 2：NFFRd3 .16267.23868. 068. 022因正裝同向，且2daFF 與1283.9481.10433 .16251.881ddaFFF故軸承 1 被壓緊，軸向力NFFFFddaa98.94883.943 .16251.881121 軸承 2 被放松，軸向力NFFda3 .16222因為 ; 68. 08 . 645.13998.94811raFF68. 067.2383 .16222RaFF查載荷系數(shù)表算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 軸承 1 10.5X ； 10.26Y 軸承 2 ； 12X02Y因軸承運轉(zhuǎn)過程中有輕微的沖擊載荷，查表取，算得當量動載荷2 . 1pf11111()1.1 (0.5 1520.26 426)206pRaPfX FY FNNFYFXfPaRp26367.23811 . 1)(22222 （3） 驗算軸承壽命因為，所以按軸承 1 的受力大小進行驗算21PP 366110101120032179230006060 4000263hCLhhnP滿足設計要求。4.3 本章小結17本章主要分兩塊進行了理論研究:減震彈簧的設計及軸承的校核。這兩塊也是本設計的重點內(nèi)容，是松土施肥機的理論支撐。詳細的來講，減震彈簧的設計，主要對機器在工作過程中離心力的計算，進而對彈簧的工作行程，直徑，材料，型變量等參數(shù)進行了設計與校核。軸承的選用及校核主要是考慮到軸承的使用壽命與使用場所，并對其受力及使用壽命進行了理論分析。第五章 結構設計5.1 總體結構外觀展示本課題所研究的松土施肥機主要借助于計算機輔助設計，主要使用了Solidworks 軟件進行了三維模型的創(chuàng)建。借助于計算機軟件進行結構設計能夠極大的縮短設計周期，能夠?qū)⒘悴考苤庇^的表現(xiàn)在設計者面前，能夠避免諸多設計缺陷，深受廣大設計愛好者喜愛。另外計算機輔助設計能夠提高設計師的工作效率，為產(chǎn)品的更新?lián)Q代提供了助力。下圖就是本論文所研究的松土施肥機，并借助軟件建立的三位結構模型。由下圖可以只管的看出松土施肥機的外形結構，能夠很清楚的展示各部分的組成，為結構優(yōu)化提供了方便之門。從上圖我們可以直觀的看到，本設計結構緊湊，小巧靈活，非常適用于田園山地等復雜地形，很適合單人操作，極大的解放了勞動力，及提高了勞動人民的工作效率，是個很好的設計。185.2 施肥機構設計本課題所研究的松土施肥機械主要分為，松土和施肥兩部分。下圖展示了改機器設備的施肥機構。其主要由導向輪，擺桿，鏈輪，鏈條，料斗，分料器，出料口等組成。如上圖所示，其工作原理是：導向輪在向前運動的過程中，帶動鏈條運動，鏈條帶動分料器上鏈輪運動，從而使返料器內(nèi)部結構發(fā)生運動，并將料斗里的肥料通過出料口灑向地面。在這個過程中，導向輪另一面附有的擺桿機構，在導向輪運動中擺趕周期性擺動。因此達到了周期性拋灑肥料的過程，并且能夠使肥料拋灑均勻。綜上所述，本施肥機構設計簡單有效。5.3 犁結構設計 本課題中犁的結構非常重要，它是切割土地的專用工具，它的好壞將直接影響本設備的正常運行。好的犁頭能夠很有效的切割土地，并且能夠適應多種地形，在不同的地形中能夠有效的將土地切開，并拋向兩邊，而不粘連犁頭。并且在有雜草及僵硬巖塊的地形也能夠有效工作。本課題所設計的犁頭就具有很強的功能。首先犁頭分為上下兩片切刀，下部切刀主要能夠?qū)杂餐恋冂P起，上層切刀就順利的將土地切碎，并且上層切到也具有鏟除雜草的功效。是非常合理的設計。其將是本設計的一大亮點。料斗鏈條分料器鏈輪擺桿導向輪出料口195.4 刨土輪結構設計本課題中刨土輪的設計也是非常重要的，所設計的刨土輪如下圖所示，將輪子末端設計成片狀，能夠很好的適應地形。輪在在轉(zhuǎn)動過程中，可以大面積的將土打碎。設計比較合理。5.5 本章小結 本章主要對所研究的松土施肥機主要幾個功能部件進行了詳細的結構分析，使本設計的優(yōu)點更加清楚的展現(xiàn)出來。 第六章 結論20本次畢業(yè)設計雖然時間短暫，但是學到很多東西。這次畢業(yè)設計讓我大學四年所學的專業(yè)知識得到了鞏固和升華，從理論到實踐，是我更了解了大學所學所用的重要性。通過實踐，學到很多教材中學不到的東西，將對我今后的工作學習有很大的幫助，使我大學四年學到的理論知識和實踐應用緊密的結合起來了。具體的本次畢業(yè)設計做如下總結:剛拿到題目時由于對本課題的專業(yè)知識了解不夠，不知從和下手，所以我首先將機械原理的課本從頭到尾反復看了幾遍，老師又安排我們?nèi)マr(nóng)機廠實習了一段時間，直到心里已有了大體的設計步驟。然后再完成老師給的任務，當然這不是光看書就夠的，還需查閱大量的資料。在設計過程中還遇到了很多其它困難，如：在課題中遇到的公式不熟悉，不知如何運用，如何查數(shù)據(jù)，接觸實物太少；而能解決的問題的最好方法就是繼續(xù)看書，對設計中的每個步驟甚至每個公式都要掌握了解，不止要知道而且要會運用，查閱與本課題相關的資料，盡量對所做的設計有深入的了解。除了書面的東西外，遇到自己經(jīng)過努力還解決不了的問題多問指導老師，多與同學討論，這也是很好的方法。 總得來講，本次畢業(yè)設計，從拿到設計任務書進行詳細的分析，到確定設計方案，再到利用三維軟件進行設計等等，都通過努力查找資料，進行合理的設計，從而保證了設計的合理性。通過本次畢業(yè)設計是我對農(nóng)用機械有了新的認識，在本次畢業(yè)設計過程中，雖然遇到諸多問題，都很好的解決了，在這個過程中我學到很多，這將使我終生受用。參考文獻：1濮良貴，紀名剛主編，機械設計，北京：高等教育出版社，2006.5.2祖業(yè)發(fā)主編 . 現(xiàn)代機械制圖.第一版.北京：機械工業(yè)出版社，2008.5.3木谷收.21 世紀農(nóng)業(yè)機械化J.農(nóng)業(yè)機械學會志,1997,(6):5921 4 劉鴻文.材料力學.高等教育出版社.20035 蔡春源.新編機械設計手冊.遼寧科學技術出版社.19936 蔣曉.AutoCAD中文版:清華大學出版社.20087張國鳳.基于頂桿頂出式水稻缽苗有序移栽的機構創(chuàng)新、理論及試驗研究D.浙江杭州,浙江大學,20088Bell R. W ,White P. F .Seedling vigour and the early growth of transplanted rice (Oryza sativa)J.plant and soil.2005,3:19宋建農(nóng),王蘋,王立臣,等.水稻缽苗移栽下墜高度及導苗管摩擦對栽深的影響J.農(nóng)業(yè)工程學報,2004,20(5):4850 10 吳振順.氣壓傳動與控制.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，200411 徐永生.氣壓傳動.北京:機械工業(yè)出版社，200212H. S. Kim,S. B. Cho. Application of interactive genetic algorithm to fashion designJ. Engineering Applications of Artificial Intelligence. 13(6), 2000, 63564413蘇金明,王永利.MATLAB7.0 實用指南M.北京:電子工業(yè)出版社,2004.859814趙勻,張國鳳,俞高紅,等.有序拋秧導苗裝置P.中國專利:200510060972.0，2007-7-1115宋建農(nóng),王蘋,魏文軍,王立臣.水稻秧苗抗拉力學特性及穴盤拔秧性能的力學試驗研究.農(nóng)業(yè)工程學報,2003,19(6):1013.16袁釗和.水稻種植機械化技術的現(xiàn)狀與發(fā)展J.農(nóng)機科技推廣,2002,(3),91017陳德峰,陳慧哲,徐一成.我國水稻種植機械化的發(fā)展前景與對策J.北方水稻,2007,(5):131818陳恒高,田金和,宋來田.機械手式水稻拋秧機的研究J.農(nóng)業(yè)機械學報,1998,29(3):485222致 謝本次畢業(yè)設計在指導老師的指導下順利完成，從論文的選題，開題，再到論文的初稿完成及修改，都在老師的細心指導下完成。設計內(nèi)容不斷改進、完善，在此過程中老師他嚴謹求實、認真負責的教學態(tài)度，一絲不茍的治學態(tài)度，誨人不倦的長者風范使我受益非淺。在設計過程中，我查閱了大量的圖書資料以及網(wǎng)絡上的資料，包括機械零件、材料力學、液壓控制、幾何量公差與測量、機械制圖、機械手設計基礎等等，尤其是在從對各類設計手冊的查閱中，我的知識面得到了很大的提高；通過對該課題的獨立設計，使我對機械知識有了一個更加深入的了解，對機械這門學科有了進一步的理解。也使我獨立設計的能里有了極大的提高。另外，學校各級領導及圖書館管理人員都對我的畢業(yè)設計做出了默默地支持，給我在畢業(yè)設計的工作中提供了很多便利條件能夠是我順利的完成畢業(yè)設計，對他們在背后的默默支持表示崇高的敬意和衷心的感謝。同時也要感謝我的同學們，在畢業(yè)設計中給了我諸多幫助和支持，在不懂，不明白的地方給我了些許啟發(fā)，在整個畢業(yè)設計中與他們交流，讓我受益匪淺，提出的很多想法和建議都是我有很大的提高。也要感謝我的家人，能夠在我的論文工作期間能夠在精神上和生活上給我極大的理解和支持。當然，由于本人設計水平有限、在課程中沒有接觸過農(nóng)業(yè)的相關課程，實際經(jīng)驗的不足，以及時間上的限制，在設計中難免存在一些錯誤。懇請老師給予以批評以及指正。再次表示感謝！