【正文】 BLQ型立式旱地驅動耙設計目 錄 1 緒 論 2 2 3 土壤耕作的作用 3 耕整地農藝要求 4 4 6 6 旋刀的運動學分析 6 刀盤分布設計 73 傳動方案設計 8 8 傳動比的分配 11 12 12 單盤切削、破碎土壤所需的扭矩 12 旱地驅動耙的功率消耗 13 傳動過程的功率分配 15 15 軸的設計 15 選擇軸的材料 15 軸上的功率P，轉速n和轉矩T 16 確定軸的最小直徑 16 17 25 276. 驅動耙其它零部件設計 28 28 28 29 30參 考 文 獻 31致 謝 32旱地驅動耙設計 1 緒 論我國是一個農業(yè)大國，要實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化，首先要實現(xiàn)生產手段現(xiàn)代化。農業(yè)機械化就是農業(yè)生產中產前、產中、產后全部實現(xiàn)機械化。其中，土壤耕作實現(xiàn)機械化是減輕農業(yè)勞動強度、改善勞動條件、保證作業(yè)質量、提高土地單位面積收獲量和提高勞動生產率的重要手段。作為在農業(yè)生產中消耗于土壤耕作勞力、動力比重很大的耕地機械就是一種通過機械化土壤耕作形成良好水、肥、氣、熱梯度，創(chuàng)造有利于作物生長發(fā)育的耕層構造要求的專用作業(yè)農機具。驅動式耕耘機械，在現(xiàn)代農業(yè)機械中形成了一個新興品種。此類耕耘機械由拖拉機的動力輸出軸通過傳動系統(tǒng)將動力以扭矩的形式直接作用于工作部件，使之旋轉或往復運動，以提高切土能力并使土壤高度松土。其切土、碎土能力很強，一次就能達到耕、耙?guī)状蔚男Ч?，耕后地表較為平整、且松軟，且能搶農時，減少拖拉機進地次數(shù)，降低作業(yè)成本，達到農藝要求。它對土壤濕度的適應范圍較大，因此，我國南方地區(qū)多用于秋耕稻茬種麥，水稻插秋前的水耕水耙。在我國北方地區(qū)，用于大田作物的淺耕滅茬，起到秸稈還田的作用。另外，還適于鹽堿地種水稻的整地作業(yè)等。因此，近幾年驅動式耕耘機械的研究與使用有了很大的發(fā)展。目前世界各國生產的驅動式耕耘機械主要有水平橫軸式、立軸式、往復式和聯(lián)合作業(yè)式幾大類。㈠ 水平橫軸式旋耕機 該類旋耕機的旋轉軸輥與地面平行并與前進方向垂直，其工作部件為安裝在水平軸上的旋刀，旋刀在拖拉機動力輸出軸驅動下，垂直切削土壤，達到切土和碎土的目的。㈡ 立軸式旋耕機 它是刀齒和刀片繞立軸旋轉的旋耕機，其突出的功能是可以進行深耕，一般能達到30～35cm，較深的能達到40～50cm，而且可使整個耕層土壤疏松細碎，但前進速度較慢。目前在水田耕耘的機型有：立軸漿葉式旋耕機、立軸爪式旋耕機（英國）、立軸籠式旋耕機（日本）、立軸轉齒式旋耕機。國內采用立軸式的旋耕機較少。 土壤耕作的作用農業(yè)生產的實質是通過作物的光合作用，對氣候資源和土地資源的加工。機械化土壤耕作,則是通過農機具對農田土壤的加工。機械化土壤耕作不同于以人畜力為動力的土壤耕作,因為它對土壤的控制和管理作用比以人畜為動力要大得多,也深刻得多。原蘇聯(lián)土壤學家和耕作學的創(chuàng)始人威廉斯有句名言：“沒有不良的土壤，只有不良的耕種方法”。他所指的耕種方法也包括土壤耕作在內。通過國內外土壤耕作方法的發(fā)展和多樣化，也證明土壤耕作可能使土壤環(huán)境變好，也可能使土壤環(huán)境變壞。農田土壤在自然力作用下呈現(xiàn)出自上而下的層次結構，從而導致土壤的水、肥、氣、熱的層次梯度。這種層次的土壤結構和土壤因素的梯度，有時對作物生育是有利的，有時是不利的。通過機械化土壤耕作，要創(chuàng)造出有利于作物生育的土壤層次結構——耕層構造，形成良好的土壤水、肥、氣、熱的梯度。良好的耕層構造(以土壤密度梯度或孔隙梯度、三相比梯度為指標)應在不同土壤農田中，具有充分協(xié)調多變氣候對土壤的影響，以滿足各類作物生育對土壤生活因素的要求。因此，良好的耕層構造不是一成不變的。機械化土壤耕作，創(chuàng)造良好的耕層構造，它和農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)一樣，也是一個多目標、多因素、多變量的系統(tǒng)，既土壤——作物——大氣——機器系統(tǒng)(SPAMC)的復雜系統(tǒng)。[4]農藝對土壤機械化耕整作業(yè)的中心任務要求是調節(jié)并創(chuàng)造良好的耕層結構，適宜的三相（固相、液相和氣相）比例，從而協(xié)調土壤水分、養(yǎng)分、空氣和溫度狀況，以滿足作物生長的農藝要求。[5] 土壤翻耕的作用主要有：① 松碎土壤 根據(jù)各地不同的氣候條件和不同作物的要求，以及耕層土壤的緊實狀況，每隔一定時期，需要進行土壤耕整作業(yè)，使之疏松而多孔隙；以增強土壤通透性。② 翻轉耕層 通過耕翻將耕作層土壤上下翻轉，改變土層位置，改善耕層理化及生物學性狀，翻埋肥料、殘茬、秸稈和綠肥，調整耕層養(yǎng)分的垂直分布，培肥地力。同時可消滅雜草以及附著的某些病菌、害蟲卵等，消除土壤有毒物質。 ③ 混拌土壤 混拌土壤，將肥料均勻地分布在耕層中，使土肥相融，成為一體，改善土壤的養(yǎng)分狀況。并可使肥土與瘦土混合，使耕層形成均勻一致的營養(yǎng)環(huán)境。 耕整地農藝要求 耕翻地有以下的農藝要求：① 適時耕翻，既能搶農時，又能保證作業(yè)質量；② 耕深適當，并符合農業(yè)技術要求，深度均勻一致；③ 翻垡良好，無立垡、回垡，殘株雜草要覆蓋嚴密；④ 耕后地面平整松碎，無重耕、漏耕，盡量減少開閉壟，地頭、地邊整齊；⑤ 坡地耕翻時應沿坡度的等高線進行，以防雨后沖刷土壤，造成水土流失。 整地有以下的農藝要求：168。 旱田整地作業(yè)的農業(yè)技術要求① 整地作業(yè)須適時，以利防旱保墑和提高整地質量；② 整地深度應符合農藝要求，深度一致、不漏耙、不漏壓；③ 整地后的地表平整，無壟溝起伏、碎土均勻，表層松軟、下層密實；④ 修筑畦田要做到地平、土碎、埂直；168。 水田整地作業(yè)的農業(yè)技術要求① 耙后土壤松碎，起漿好，能覆蓋綠肥，田面平坦而無壟溝；② 在原漿田中以耙代耕作業(yè)時，應將稻茬直接壓入糊泥中，滅茬起漿性能良好。[6](1) 耕地機械 鏵式（壁式）犁鏵式犁是應用最普遍的一種耕地機械。其主要優(yōu)點是翻轉土垡、覆蓋雜草殘茬和肥料，消滅病蟲害等性能好，但碎土能力較差，耕后尚需進行耙地作業(yè)。由于鏵式犁使用最普遍，數(shù)量又最多，現(xiàn)已發(fā)展成為我國北方與南方兩種系列犁。 [6] 圓盤犁圓盤犁工作部件是一個凹面圓盤。工作時，圓盤與前進方向偏一角度。圓盤滾轉前進時，前沿刃口切土，后部的凹面將土垡?guī)е蚝?、向上運動，并使之破碎、翻轉。圓盤犁具有使用壽命長，刃口切割力強，不易拖堆堵塞，阻力較小的優(yōu)點。其缺點是圓盤犁的覆蓋性能與溝底平整度不如鏵式犁。[3](2) 整地機械 圓盤耙（輕型圓盤耙、重型圓盤耙、缺口圓盤耙）圓盤耙主要用于耕后碎土和播種前耙地。它的碎土能力較強，能切斷雜草殘茬與攪土混肥，用于播前整地、收獲后的淺耕滅茬作業(yè)或用于果園林木和草牧場的田間管理。 釘齒耙齒耙其功能是碎土、松土、整平，有的也用來覆蓋撒播的種子和將肥混入土中。各種齒耙有一定的除草作用。 水田軋耙及聯(lián)合耙這類耙在作業(yè)時，工作部件靠土壤阻力滾動前進，常用于水田耕后碎土，使泥土攪混起漿便于插秧。我國南方的水稻區(qū)常用的水田軋耙多屬滾耙。以上整地機械不論是旱地作業(yè)機械還是水田作業(yè)機械均為被動式機械，要達到預期的整地效果，需要進行多次重復作業(yè)，其生產效率低，為了提高生產效率，整地機械日趨向驅動工作部件發(fā)展。 水田驅動耙主要用于水田耕翻后的碎土整地作業(yè)，也可用在未耕地淺耕作業(yè)。其工作部件與地面平行的水平軸旋轉。一次作業(yè)相當于一般水田耙作業(yè)兩遍以上的質量，耙得細爛，表面松軟，碎土率可達80％以上。驅動耙都與拖拉機配套使用。由于驅動型機具可以充分利用拖拉機功率，能控制對土壤的作用強度，可滿足多種耕作要求。(3) 旋耕機旋耕機是一種全懸掛并由拖拉機動力輸出軸驅動的土壤耕作機具，其工作部件為安裝在水平軸上的旋刀，旋刀在拖拉機動力輸出軸驅動下，垂直切削土壤，達到切土和碎土的目的。旋耕機的切土、碎土能力很強，一次就能達到耕、耙?guī)状蔚男Ч?，耕后地表較為平整、且松軟，且能搶農時，減少拖拉機進地次數(shù)，降低作業(yè)成本，達到農藝要求。它對土壤濕度適應范圍較大，因此，我國南方地區(qū)多用于秋耕稻茬種麥，水稻插秋前的水耕水耙。在我國北方地區(qū)，用于大田作物的淺耕滅茬，起到秸稈還田的作用。本課題目的是設計滿足農藝要求的高效率低能耗的旱地立式驅動耙。其設計要求如下：（1）耕深設計耙深為h=15cm,調節(jié)范圍10～18cm，耙深一致；（2）碎土程度沿地塊對角線選擇具有代表性的5個測點(每點面積為1m2)，若測點耕層內有直徑5cm以上的土塊超過5個時，即為碎土不良；（3） 盡量降低整機生產的成本，提高工作效率其結構要求如下：（1） 符合FS－275的懸掛機構的幾何尺寸要求：（2） 符合FS－275拖拉機工作參數(shù)和功率輸出軸的相關參數(shù)要求。（3） 機車通過萬向節(jié)將動力輸入機具變速箱驅動旋刀轉動,為了盡量減小傳動的不均勻性，機具與萬向節(jié)之間的銜接點的位置設置不可過高。 旋刀的運動學分析 旋刀在工作時的運動為復合運動，其中繞刀盤中心旋轉的運動為相對運動，設圓周速度為，機組勻速前進運動為牽連運動，前進速度。為旋刀旋轉的角速度，則，圓周速度與機組前進速度之比，λ稱為速度比。的大小對旋刀的運動軌跡及立式驅動耙的工作狀況有重要影響，它確定了工作部件的運動軌跡如果旋刀以角速度轉動，并以速度 前進，那么旋刀的端點A的運動軌跡為余擺線（如下圖）。僅是旋刀在工作進程中不發(fā)生推土的必要條件，但是否能滿足耙地疏松土壤的需要，還取決于機器前進速度Vm與旋刀工作轉速的合理配合而當時，當?shù)毒哌\動到一定位置時，就會出現(xiàn)Vx〈0的現(xiàn)象，即刀具的絕對速度與機器的前進方向相反，因而能以刀刃切削土壤，其運動軌跡為余擺線。本課題所取的滿足刀刃一直切土的要求。 刀盤分布設計在允許的工作幅寬范圍內機具橫向放置六個刀盤，每個刀盤上對稱放置兩把旋刀，刀盤2和刀盤5是主動刀盤，刀盤1和刀盤3由刀盤2上的齒輪驅動，刀盤4和刀盤6由刀盤5上的齒輪驅動。刀盤3的運動相互關聯(lián)組成一組，刀盤6運動相互關聯(lián)組成另外一組，為了防止兩刀盤組在傳動和工作過程中產生運動干涉，刀盤3和刀盤4之間余留一個20mm的間隙。為了減小或抵消刀盤在工作過程中前進時的橫向分力（橫向分力過大會導致機具的橫向振動，增大機具的損耗，增加機組工作的不平穩(wěn)性），防止同組相鄰兩刀盤上的旋刀與旋刀之間的運動干涉，采取以下措施：1. 主動刀盤（刀盤2和刀盤5 ）旋轉方向相反（由機具的傳動裝置實現(xiàn)）；2. 主動刀盤與相鄰兩刀盤呈60度夾角放置。此時刀盤2和刀盤刀盤1和刀盤刀盤3和刀盤6的運動是兩兩對稱關系，每個刀盤產生的橫向分力正好