【正文】 計(jì)） 5 第三章 零部件及旋耕機(jī)參數(shù)的設(shè)計(jì) 切削速度的確定 由于在大棚內(nèi)作業(yè)受到空間等因素的限制，要求機(jī)組尺寸盡量小，現(xiàn)選定耕幅為：B=600mm；旋耕刀輥半徑： R=220mm；耕深： 150～ 200mm；生產(chǎn)效率：每小時(shí) 畝。 前面加一個(gè)支撐輪，便于非工作時(shí)行走，工作時(shí)可通過操作手柄拉動拉線，卸掉支撐輪以便于地頭轉(zhuǎn)彎。旋耕青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 刀軸中間因旋耕刀采用彎刀，所以需要設(shè)計(jì)松土鏟對中間的漏耕部分進(jìn)行松土。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 第二章 方案論證 技術(shù)要求 溫室大棚生產(chǎn)耕作困難、勞動強(qiáng)度大、效率低、成本高。日青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 本、意大利、荷蘭、以色列等國家的產(chǎn)品廣泛用于旋耕、 犁耕、開溝、作畦、起壟、中耕、培土、鋪膜、打孔、播種、灌溉和施肥等作業(yè)項(xiàng)目。近幾年針對溫室、大棚等特殊耕作環(huán)境，國內(nèi)研制生產(chǎn)了一些小型耕作機(jī)械，有的微耕機(jī)還設(shè)計(jì)有多種 作業(yè)功能，考慮了兼顧露地作業(yè)，提高了機(jī)械的使用效率?？梢姍C(jī)械化可以解放勞動力同時(shí)提高農(nóng)民收入，減輕勞動強(qiáng)度，提高作業(yè)質(zhì)量。該機(jī)是一種由電動機(jī)驅(qū)動的土壤耕作機(jī)具，其切土、碎土能力強(qiáng)，一次作業(yè)能達(dá)到犁耙的幾次效果，耕后地表平整，松軟能滿足精耕細(xì)作要求，且能搶農(nóng)時(shí)、節(jié)省勞力 [2]。即一機(jī)實(shí)現(xiàn)旋耕整地、開溝扶壟、播種、中耕除草、收割、配 水泵（噴藥、噴霧）及短途運(yùn)輸?shù)软?xiàng)作業(yè)。 electrical。旋耕刀軸的設(shè) 計(jì)采用三段式，中間為空心的圓管鋼，兩邊采用實(shí)心軸，可制出軸肩來安裝軸承和端蓋。青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目： 小型電動旋耕機(jī)的設(shè)計(jì) 姓 名： 姜雪鋒 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 班 級： 學(xué) 號： 0320210151 指導(dǎo)教師： 張錫齋 完成時(shí)間： 2021 年 6 月 18 日 I 小型電動旋耕機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要 本文介紹了一種大棚蔬菜種植耕整地機(jī)械 小型電動旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)方案。裝有行走機(jī)構(gòu)和限深鏟，耕后地表平整， 能夠解決以往小型旋耕機(jī)功率小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作麻煩、耕深淺等問題， 適合大棚耕整地工藝的要求。 Rotary。特別是在旋耕整地環(huán)節(jié)上，一定要實(shí)現(xiàn)能夠耕整棚室邊角地帶。旋耕機(jī)將人工作業(yè)的松土、刨茬、撈茬、運(yùn)茬等工序一次完成，可提高工效倍。因此，高性能、低功耗、多功能適應(yīng)我國國情的旋耕機(jī)具有廣闊的發(fā)展前景。但是由于產(chǎn)品大多存在以下問題，均未能很好的推廣： ① 外形尺寸及結(jié)構(gòu)質(zhì)量大，操作不靈便。荷蘭、以色列、日本、美國等國家對溫室用作業(yè)機(jī)具進(jìn)行了系統(tǒng)的開發(fā)、研究、推廣和應(yīng)用，許多作業(yè)項(xiàng)目如耕整地、播種、間苗、中耕和除草都已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。 需要一種機(jī)械，可以滿足溫室大棚的空間小，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、不排放有害氣體、噪聲低，使用安全可靠，推動方便、操作搬運(yùn)高效節(jié)能，無污染的小型農(nóng)用旋耕機(jī)。 方案二： 圖 22 方案二側(cè)邊傳動 設(shè)計(jì)原 理：動力由電動機(jī)輸出，經(jīng)皮帶傳動到變速箱，經(jīng)變速箱減速后，再經(jīng)過鏈傳動到旋耕刀軸，這樣可以減少中間的漏耕現(xiàn)象。機(jī)架的另一側(cè)有電動機(jī)的開關(guān)按鈕，在需要零速度式可以關(guān)閉電動機(jī)。這樣可計(jì)算出旋耕機(jī)組的前進(jìn)速度： V=／ s，選取 =。由于耕深 150～ 200mm刀輥半徑 R=220mm刀刃端點(diǎn)沿余擺線從 A 點(diǎn)切人土壤至 A。為了保證耕深及適宜的刃口長度， 刀片切削半徑 R0 的大小可由下式確定： 2m a x2m a x20 22RR aaRSS ????? （ 3—5） 式中： S——刀片最大進(jìn)給量： a——最大設(shè)計(jì)耕深。 粘重土壤、多草地 ,S 取 4～ 6 cm[7]。工作時(shí)， 靠近回轉(zhuǎn)軸的側(cè)切刃先與土壤接觸進(jìn)行切削， 最后由正切刃切削。 ② 鑿形刀片： 鑿形刀片的正面刃口為較窄的鑿形刃口， 呈平頭或尖頭， 工作時(shí)對土壤進(jìn)行正面切削。工作時(shí)， 刀片正面刃口先接觸土壤， 然后側(cè)面刃進(jìn)行切削并逐漸接近刀片根部， 因此易產(chǎn)生纏草現(xiàn)象。刀片在刀軸上的排列原則如下： ① 刀軸上的刀片應(yīng)按一定順序入土， 每轉(zhuǎn)過 360176。 ④ 相鄰刀片的角度差應(yīng)盡量大些， 以防夾土及堵塞。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 圖 32 旋耕刀片螺旋排列 電動機(jī)的選擇 影響旋耕機(jī)功率的因素很多，查《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，得下列經(jīng)驗(yàn)公式 N = ? aVmB (kw) (3—9) 式中： a—耕深 (cm)。根據(jù)傳動比的分配原則及各種傳動的性 能，分配傳動比。二級傳動采用變速箱 i2=。 P——傳遞的額定功率，單位為 kW。 （ 2） 驗(yàn)算帶的速度 v 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式 813， 11111 ?? ?????? ndndv dp ?? m/s （ 42） （ 3） 計(jì)算從動輪的基準(zhǔn)直徑 dd2 由 dd1=i dd2，并安 V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列表 87 加以圓整取 dd2=? 70=154mm。如發(fā)現(xiàn)不足時(shí)，必須重新張緊，才能正常工作，常見的張緊裝置有定期張緊裝置、自動張緊裝置、采用張緊輪的裝置，而本次設(shè) 計(jì)的皮帶輪采用張緊輪的裝置 [12]。 鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)實(shí)際，鏈條速度在 1－ 2m/s 之間，鏈輪的轉(zhuǎn)速為 220r/min。 (6) 中心距的計(jì)算 ])2(8)2()2[(4a 21222121 ? zzzzLzzLP pp ???????? （ 410） = ]21482 212148[( ）（） ???? = a 實(shí)際中心距取為 220mm。 ，速度不高，故選用 7 級精（ GB1009588）。 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（ 1024）進(jìn)行試算，即 3 21 )][(HEdt ZuuTKt ?? ??? （ 411） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （ 1） 計(jì)算載荷系數(shù) K Kt= （ 2） 計(jì)算扭矩 T1=9550 ? P/n=9550 ? ? m 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 （ 3） 齒輪傳動齒寬系數(shù) d? 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本，根據(jù)表 107 選取齒寬系數(shù) d? =1 （ 4）查表 106 查得材料彈性影響系數(shù) ZE=。 （ 7）計(jì)算大小齒輪的][ 11FYY SaSa?并加以比較 111 ][ FYY SaSa? = ? = 2][ 22FYY SaSa?= ?= 大齒輪的數(shù)值大。 驗(yàn)算 Ft=2T1/d1=2? ? 104/=1685N bFKtA=1? 1685/=100N/mm,合適 軸的計(jì)算 變速箱輸出軸的設(shè)計(jì) 軸上的功率 P、轉(zhuǎn)速 n、轉(zhuǎn)矩 T 由以上計(jì)算知變速箱輸入轉(zhuǎn)速 n2=655r/min,輸出轉(zhuǎn)速 n3=220r/min； 功率 P2=，輸出 P3=；輸入轉(zhuǎn)矩 T1=? m，輸出轉(zhuǎn)矩 T2=? m； 求作用在齒輪上的力 因已知低速級大齒輪的分度圓直徑 為 d2=mz2=? 74= Ft=2T3/d2=2? ? 103/= Fr=Ft? tan? n/cos? =? tan20176。根據(jù)表 153，取 A0=112，于是得 dmin= 33330 ?? =。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 軸只承受徑向力，故選擇單列圓柱軸承。齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。 （ 4）軸上零件的周向定位 帶輪、齒輪的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。0′63′′=613N 圖 4—3 輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖 初步確定軸的最小直徑 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本，由式（ 152）初步估算軸的最小直徑。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 擬定軸上的零件裝配方案裝配圖如圖 44 圖 44 輸入軸設(shè)計(jì)示意圖 2） 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度 （ 1）為使帶輪的右側(cè)有軸向定位，在 III 處需制出一軸肩，故取 IIIII 段的直徑dIIIII=30mm，帶輪和軸配合長度 L1=40mm。右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行定位，由手冊上查得 6208 型軸承，取 dVIIVIII=40mm。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 h,取 h=5mm則軸環(huán)處直徑 dVVI=55mm。 求軸上載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖 43）做出軸的計(jì)算簡圖（如圖 45），可以看出軸的受力最大處是危險(xiǎn)截面。 本文設(shè)計(jì)主要解決了以下的問題： 在當(dāng)今能源為主的社會里，誰占有能源誰就有主動權(quán) 。 減輕農(nóng)民在棚室內(nèi)的體力勞動。 該機(jī)采用側(cè)邊傳動，省去了中間松土鏟的設(shè)計(jì)， 也減少了中間的漏耕現(xiàn)象。 建議： 將來技術(shù)達(dá)到一定程度可以設(shè)計(jì)一種大容量的充電電池，在田間工作可以不扯電纜節(jié)省成本。從課題的選擇，開題報(bào)告的撰寫，論文的書寫，圖紙的繪制，都給我無微不至的關(guān)懷。 由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)、斧正。 設(shè)計(jì)論文不少于 8000 字。 與設(shè)計(jì)工作有關(guān)的文件要規(guī)范正確。因此，棚室設(shè)施栽培已成為蔬菜生產(chǎn)中必不可少的重要手段。裝有行走輪，推動 方便，轉(zhuǎn)變靈活，操作搬運(yùn)一人便可完成。旋耕機(jī)將人工作業(yè)的松土、刨茬、撈茬、運(yùn)茬等工序一次完成 , 可提高工效倍。因此 , 高性能、低功耗、多功能適應(yīng)我國國情的旋耕機(jī)具有廣闊的發(fā)展前景。日本、意大利、荷蘭和以色列等國家的產(chǎn)品為代表， 配套 動 力 為，普遍采用 。我國旋耕機(jī)存在的問題是規(guī)模小、成本高，“三化”水平低，使用水平低維修成本高，功能單一等問題 [4]。 棚室生產(chǎn)是一種高投入、高產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)，而一般棚室的生產(chǎn)所需勞動力是從事大田及水田生產(chǎn)的 15～ 20倍，是從事大地蔬菜生產(chǎn)的 3倍左右 [6]。以臺灣生產(chǎn)的小牛 303N 型微耕機(jī)為例，其生產(chǎn)效率為 。我市確定在今后 3～ 5 年內(nèi)將棚室機(jī)械作為示范推廣的重點(diǎn)項(xiàng)目 [9]。 參考文獻(xiàn)： 【 1】 李濱 1, 崔東 ， 小型農(nóng)用旋耕機(jī)的設(shè)計(jì) .東北林業(yè)大學(xué) , 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備， .2021黑龍江哈爾濱 150040。對 1GLP62小型旋耕機(jī)經(jīng)濟(jì)效益的分析。主要的技術(shù)是對旋耕刀的研究；電動機(jī)及電路的研究；行走操縱機(jī)構(gòu)的研究；傳動機(jī)構(gòu)的研究。 ～ 對前期的工作進(jìn)行總結(jié)，形成理論，對各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，校核。 ～ 檢查未完成的工作，完善精確說明書、 CAD 制圖，準(zhǔn)備完成設(shè)計(jì)工作并準(zhǔn)備答辯。 ～ 精確計(jì)算設(shè)計(jì)方案的各零部件尺寸及整體尺寸，完成制圖的草圖繪制工作，為下一步的制圖做好準(zhǔn)備，并準(zhǔn)備中期檢查。特色主要是多功能，操作方便等。該 小型電動旋耕機(jī)的研究包括：可行性研究，整體設(shè)計(jì)，零件設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)性，電動機(jī)的選擇、整體機(jī)架的設(shè)計(jì)，傳動方案的設(shè)計(jì)，旋耕刀軸的設(shè) 計(jì)， 旋耕刀的選擇等。 【 4】 張晉棟，張曉東 等 哈爾濱市棚室生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展前景哈爾濱市農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，黑龍江 哈爾濱 150070 【 5】 REN Luquan, TONG Jin, LI Jianqiao, et al. Soil adhesion and biomimetics of soilengaging ponents in antiadhesion against soil: a review .Journal of Agricultural Engineering Research, 2021, 79(3) :239263 . 【 6】 王穎玉 ,應(yīng)富強(qiáng) ,潘 立 ， 新型蔬菜大棚小型旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)與研究 [J] 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ， 第 35 卷第 3 期 2021 年 6