【正文】 月 【 7】 劉剛 ， 尤曉東 ， 小型旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)與研究 ， 新產(chǎn)品新技術(shù)新機(jī)具農(nóng)業(yè)機(jī)械化與電氣化 ?？梢灶A(yù)見，若有價(jià)格更為低廉（ 2500～ 3000 元）且能夠耕整棚室邊角的同類產(chǎn)品問世，不但直接經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且還具有廣泛的社會(huì)效益，其推廣前景將是十分廣闊的 [10]。我市現(xiàn)有日光溫室和塑料大棚 萬hm2，在耕整地方面，以小牛 303N 每個(gè)作業(yè)季節(jié)作業(yè) 20 天，每天作業(yè) 8h 計(jì)算，僅我市就需要這樣的機(jī)具 25000 余臺(tái)。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)。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。 但進(jìn)口機(jī)型價(jià)格高，一般在 7000元／臺(tái)以上，而且配件難，維修服務(wù)各個(gè)方面跟不上， 對(duì)我國(guó)國(guó)土 70%的丘陵土地 的情況 十分不適用 [3]。 20世紀(jì)初 ,日本從歐洲引進(jìn)旱地旋耕機(jī)后 ,經(jīng)過大量的試驗(yàn)研究工作 ,研制出適用于水田耕作要求的彎刀 ,解決了刀齒和刀軸纏草的問題 ,旋耕機(jī)得到了迅速發(fā)展。菜地機(jī)械化后一畝地全年由 3茬變成 4茬，如果一年增加一茬可增加 。該機(jī)集旋耕、驅(qū)動(dòng)于一體 ,碎土性能好 , 生產(chǎn)效率高 , 并配有動(dòng)力輸出軸 , 可帶動(dòng)水泵 等 農(nóng)機(jī)具 ， 體積小，重量輕，造型美觀，操作方便主要依靠人工挖掘翻地，生產(chǎn)率低。 為解決溫室大棚生產(chǎn)耕 作困難、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、成本高的問題，研制開發(fā)出一種 電動(dòng)旋耕機(jī)械。 發(fā)出任務(wù)書日期 完成論文（設(shè)計(jì)）日期 學(xué)科組或教研室意見（簽字） 學(xué)院院長(zhǎng)意見（簽字） 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )開題報(bào)告 題 目： 小型電動(dòng)旋耕機(jī)的研究 姓名： 姜雪鋒 學(xué)號(hào)： 0320210151 年級(jí)： 2021 專業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師：姓名 張錫齋 職 稱 ： 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 教務(wù)處 二 OO 八 年 四 月 一 日 一、選題依據(jù) (擬開展研究項(xiàng)目的研究目的、意義等 ) 隨著我國(guó)城鎮(zhèn)人口的不斷增加及人民生活水平的日益提高，人們對(duì)蔬菜的要求在數(shù)量上和質(zhì)上均發(fā)生了很大的變化，蔬菜已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮?的食 品。 進(jìn)行總體及各零部件的 參數(shù)計(jì)算，重要零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。研究設(shè)計(jì)其總體配置，分析零部件的可靠性，整機(jī)的各種性能。在設(shè)計(jì)期間，我不僅從導(dǎo)師那里學(xué)到了許多從事產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的知識(shí)和思維方法，而且還學(xué)到了務(wù)實(shí)求實(shí)、不懈探索的科學(xué)精神和踏實(shí)做人的道理，這一切更加增強(qiáng)了我以后從事各類工作的能力，將會(huì)終身受益。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴，紀(jì)名剛主編 . 機(jī)械設(shè)計(jì) .第七版 .高等教育出版社 . 西安 : [2] 席偉光，楊光，李波主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) .高等教育出版社 .北京 .： 180250 [3] 應(yīng)義斌 ,蔣煥煜 ,成芳 .蔬菜棚室用自走式微型旋耕機(jī)的研究 .農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) .Tarnsact ions of the CSA 第 13 卷 ,第 1 期 .1997 年 3 月， 8891 [4] 羅國(guó)平 ,李平林 ,張力乃 ,黃少顏等 . 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 .第二版 .西安 :2021. 710 [5] 李寶筏主編 .農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué) .中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 .北京 : [6] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編 .理論力學(xué) .第六版 .高等教育出版社 .北京 :170～ 188 [7] 中國(guó)農(nóng)牧業(yè)機(jī)械產(chǎn)品手冊(cè)編輯部編輯 .中國(guó)農(nóng)牧業(yè)機(jī)械產(chǎn)品手冊(cè) .中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社 .北京 :6062. [8] 北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)主編 .農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué) .上冊(cè) .第二版 .北京 :177180 [9] 日本農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)編 .農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社出版 .北京 :506510 [10] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué) 研究院編 .農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社 .北京 :173184 [11] 大連理工大學(xué)工程畫教研室編 .機(jī)械制圖 .第五版 .高等教育出版社 .北京 :2021. 233329 [12] 李 文哲，許綺川 .汽車拖拉機(jī)學(xué) .第二冊(cè) .底盤構(gòu)造與車輛理論 .中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 .北京 : [13] 劉鴻文 .材料力學(xué) .第四版 .高等教育出版社 .北京 : [14] P into F A C, Reid J F, Zhang O , et al. V eh icle guidance parameter determ inat ion from crop row images using principle ponent analysis. J. A gric. Eng. , 75(3) : 257～ 264 [15] N asser Keh tarnavaz, No rman Co riswo ld, Kell Miller, et al. A t ranspo rtable neural wo rk app roach to autonomous vehicle following. IEEE T ransaction of V ehicular Techno logy, 1998, 47: 694～ 720 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 致謝 緊張的兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上結(jié)束了，我最終完成了學(xué)校的任務(wù)。 該機(jī)器還存在一些問題，如扯電線工作時(shí)浪費(fèi)電動(dòng)機(jī)的功率，使電動(dòng)機(jī)的整體功率下降；總體機(jī)架的參數(shù)不是最優(yōu)，還有可能簡(jiǎn)化；由于只是設(shè)計(jì)并沒有做出樣機(jī)，所以沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等一些問題。主要是耕整地的勞動(dòng)強(qiáng)度。而電能是可再生資源。因此， ca? [ 1?? ],故安全。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 圖 45 變速箱軸的受力簡(jiǎn)圖 （ 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。齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。 軸只承受徑向力，故選擇單列圓柱軸承。根據(jù)表 153，取 A0=112，于是得 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 dmin= 33 330 ??= 輸入軸的最小直徑是帶輪處的直 徑。 變速箱輸入軸的設(shè)計(jì) 由以上計(jì)算知變速箱輸入轉(zhuǎn)速 n2=655r/min；功率 P2=；輸入轉(zhuǎn)矩 T1=? m； 求作用在齒輪上的力 因已知小齒輪的分度圓直徑為 d2=mz2=? 21= Ft=2T3/d2=2? ? 103/= Fr=Ft? tan? n/cos? =?tan20176。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=65mm。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行定位，由手冊(cè)上查得 6210 型軸承，取 dVIIVIII=50mm。 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 4—3. 2） 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （ 1） 為使鏈輪的右側(cè)有軸向定位，在 III 處需制出一軸肩，故取 IIIII 段的直徑dIIIII=40mm，帶輪和軸配合長(zhǎng)度 L1=40mm。0′63′′= 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。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 (6)由式（ 1013）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) N1=60n1jLh=60? 655? 1? 2? 20? 10? 20=? 109 N2=? 108/=? 109 （ 7）由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ； 2 ? 。由表 101 選擇小齒輪材料為 40Cr，（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼，（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，兩者材料硬度相差為 40HBS[13]。 （ 8）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本，由表 9－ 4 得鏈輪輪轂孔 mmdk 38max? =73mm （ 9）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 eFPp FKF = 有效圓周力為 === vPFe2103N 由于鏈傳動(dòng)為傾斜配置，安裝傾角為 45176。因此 Z1＝ Z2=21。帶輪的材料主要采用鑄鐵，牌號(hào)為 因?yàn)橹睆奖容^小所以采用實(shí)心式，大帶輪的直徑比較大，所以采用孔板式。 （ 7）確定帶的預(yù)緊力 F0 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本，考慮離心力的不利影響，并考慮包角對(duì)所需預(yù)緊力的 影響，根據(jù)式（ 823）單根 V帶 所需的預(yù)緊力為 vqKzvPF caO 2)(500 ??? ? （ 47） 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 84，得出 q=，則 2 ??????? ）（OF N （ 8）計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的力（壓軸力） Fp 如果不考慮帶的兩邊的拉力差，則壓軸力可以近似的按帶的兩邊的預(yù)緊力 F0的合力來計(jì)算，即 2s i nz222c osz22c os2 10100 ???? FFzFF p ???? ）（ （ 48）11562 in29322 ????? N z帶的根數(shù)； F0單根帶的預(yù)緊力； 1? 主動(dòng)輪上的包角； 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 圖 41 帶傳動(dòng)作用在軸上的力 （ 9）張緊裝置的選定 各種材質(zhì)的 V帶都不是完全的彈性體，在預(yù)緊力的作用下，經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，就會(huì)由于塑性變形而松弛，使預(yù)緊力 0F 降低。 表 4—1 各軸受力表 軸號(hào) 功率 P（ KW） 轉(zhuǎn)矩 T（ N? m） 轉(zhuǎn)速 n（ r/min） 傳動(dòng)比 i 效率 ? 輸入 輸出 輸入 輸出 I 軸 1440 變速箱軸 655 III 軸 3 220 選擇帶型 根據(jù)計(jì)算功率 PCA 和小帶輪轉(zhuǎn)速 n1查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本，由圖 89 選定帶型，選青島農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 擇 SPZ 型 V帶。 各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)裝置中各軸的轉(zhuǎn)速為： I軸轉(zhuǎn)速： n0=1440r/min； 變速箱輸入轉(zhuǎn)速： nI=n0/i1=1440/=655 r/min； 變速箱輸出轉(zhuǎn)速和 III軸轉(zhuǎn)速： nII=nI/i2=655/=220 r/min； 計(jì)算各軸的輸入功率 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率一般可依據(jù)電動(dòng)機(jī)所需實(shí)際功率 Pd作為計(jì)算依據(jù)，則其他各軸輸入功率為