【導讀】本文介紹了一種大棚蔬菜種植耕整地機械----小型電動旋耕機的設計方案。對旋耕機的國內(nèi)外情況。對旋耕刀軸的設計等。該機耕深15~20cm，動力由發(fā)動機輸出經(jīng)皮帶傳動，傳給變速箱進行減速，二級傳動采用鏈傳動。旋耕刀軸的設計采用三段式，中間為空心的圓管鋼，兩邊采用實心軸，可制出軸肩來安裝軸承和端蓋。淺等問題，適合大棚耕整地工藝的要求。

　　

【正文】 旋耕機的功用特點對小型電動旋耕機進行方案論證性能參數(shù)分析和圖紙設計。研究設計其總體配置，分析零部件的可靠性，整機的各種性能。 資料、數(shù)據(jù)、技術水平等方面的要求 畫出整體裝配 圖及全部零件圖，要求圖樣表達正確符合國家有關標準，全部圖紙用計算機繪制。 設計論文不少于 8000 字。要求 論述合理設計正確，符合有關要求。 進行總體及各零部件的 參數(shù)計算，重要零部件進行強度校核。 進行功率計算與校核繪制電機控制圖。 與設計工作有關的文件要規(guī)范正確。 計算機上機需要 150 個機時。 發(fā)出任務書日期 完成論文（設計）日期 學科組或教研室意見（簽字） 學院院長意見（簽字） 青島農(nóng)業(yè)大學 本科生畢業(yè)論文 (設計 )開題報告 題 目： 小型電動旋耕機的研究 姓名： 姜雪鋒 學號： 0320210151 年級： 2021 專業(yè)： 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 指導教師：姓名 張錫齋 職 稱 ： 高級實驗師 青島農(nóng)業(yè)大學 教務處 二 OO 八 年 四 月 一 日 一、選題依據(jù) (擬開展研究項目的研究目的、意義等 ) 隨著我國城鎮(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。人們要求在保證蔬菜供應的基礎上， 做到全年均衡供應。因此，棚室設施栽培已成為蔬菜生產(chǎn)中必不可少的重要手段。由于棚室栽培經(jīng)濟效益顯著，因而，此項技術還廣泛地應用于經(jīng)濟作物、花卉、菌類栽培及養(yǎng)殖業(yè)等方面，是我國近幾年重點推廣的農(nóng)業(yè)先進技術之一 ,但棚室生產(chǎn)存在許多讓人望而生畏的困難。 為解決溫室大棚生產(chǎn)耕 作困難、勞動強度大、效率低、成本高的問題，研制開發(fā)出一種 電動旋耕機械。該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，同時可起到，使用安全可靠，高效節(jié)能，無污染。裝有行走輪，推動 方便，轉(zhuǎn)變靈活，操作搬運一人便可完成。 溫室大棚內(nèi)部耕整地勞動強度大，混拌肥料、覆蓋殘株的作用 , 是日光溫室生產(chǎn)中節(jié)省勞力、降低成本、發(fā)家致富的綠色環(huán)保型農(nóng)機具也可用于露天菜地及果園的旋耕作業(yè)。該機集旋耕、驅(qū)動于一體 ,碎土性能好 , 生產(chǎn)效率高 , 并配有動力輸出軸 , 可帶動水泵 等 農(nóng)機具 ， 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。旋耕機是一種由動力驅(qū)動的土壤耕作機具 , 其切土、碎土能力強 , 一次作業(yè)能達到犁耙的幾次效果 , 耕后地表平整 , 松軟能滿足精耕細作要求 , 且能搶農(nóng)時、節(jié)省勞力 。旋耕機將人工作業(yè)的松土、刨茬、撈茬、運茬等工序一次完成 , 可提高工效倍。據(jù)統(tǒng)計菜田如果實現(xiàn)機械化，一臺機器頂 16個勞動力，使用一臺機器節(jié)約十六個勞動力，一年一個勞動力需要8000到 15000元，每人安 8000元算，將節(jié)約 120210元。菜地機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 ?？梢姍C械化可以解放勞動力同時提高農(nóng)民收入，減輕勞動強度，提高作業(yè)質(zhì)量。因此 , 高性能、低功耗、多功能適應我國國情的旋耕機具有廣闊的發(fā)展前景。 二、文獻綜述內(nèi)容 (在充分收集研究主題相關資料的基礎上，分析 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出問題，找到研究主題的切入點，附主要參考文獻 ) 旋耕機的發(fā)展至今已有 150多年的歷史 [1],最初在英、美國家由 3~4kW內(nèi)燃機驅(qū)動 ,主要用于庭院耕作 ,直到 L型旋耕刀研制成功后 , 旋耕機才進入農(nóng)田作業(yè)。 20世紀初 ,日本從歐洲引進旱地旋耕機后 ,經(jīng)過大量的試驗研究工作 ,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 ,旋耕機得到了迅速發(fā)展。 國外小型微耕機械發(fā)展較早 ，設施農(nóng)業(yè)耕作機械技術已經(jīng)非常成熟，作業(yè)性能穩(wěn)定，功能齊全，小巧輕便。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 。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)項目 [2]。 但進口機型價格高，一般在 7000元／臺以上，而且配件難，維修服務各個方面跟不上， 對我國國土 70%的丘陵土地 的情況 十分不適用 [3]。 我國棚室耕作機械現(xiàn)有產(chǎn)品的機型不多 ，應用不普遍，多為借用現(xiàn)有的露地用小型耕耘機械，其適應性差，生產(chǎn)效率低，而且作業(yè)質(zhì)量不穩(wěn)定。我國旋耕機存在的問題是規(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]。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)品大多存在以下問題，均未能很好的推廣：①外形尺寸及結構質(zhì)量大，操作不靈便。特別是從露地簡單轉(zhuǎn)移到大棚內(nèi)的機械，在棚室內(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 ；②生產(chǎn)率低，適應性較差，當土壤含水率較高 (超過 20％以上 )時，其碎土性能就會變差，耕作阻力變大；③作業(yè)性能、可靠性和耐久性等方面還存在一些問題 [5]。 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]。棚室管理機在棚室生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有著舉足輕重的作用，棚室管理機的研制和開發(fā)應向一機多功能的方向發(fā)展。即一機實現(xiàn)旋耕整地、開溝扶壟、播種、中耕除草、收割、配水泵（噴藥、噴霧）及短途運輸?shù)软椬鳂I(yè)。特別是在旋耕整地環(huán)節(jié)上，一定要實現(xiàn)能夠 耕整棚室邊角地帶 [7]。以臺灣生產(chǎn)的小牛 303N 型微耕機為例，其生產(chǎn)效率為 。采用該機具耕整 1 棟標準棚室只需8h 就能完成任務，而人工則需要 2 人 48h 完成 [8]。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 每個作業(yè)季節(jié)作業(yè) 20 天，每天作業(yè) 8h 計算，僅我市就需要這樣的機具 25000 余臺。而現(xiàn)有棚室配套的各種機具還不足 10%，也就是說仍有 2 萬余臺的需求量。我市確定在今后 3～ 5 年內(nèi)將棚室機械作為示范推廣的重點項目 [9]。市場調(diào)查顯示：雖然廣西柳州 生產(chǎn)的 106N 型微耕機和山東濰坊生產(chǎn)的亞細亞牌微耕機價格較高（ 5000～ 7000 元），但仍出現(xiàn)了銷售旺盛的趨勢?？梢灶A見，若有價格更為低廉（ 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)濟效益顯著，而且還具有廣泛的社會效益，其推廣前景將是十分廣闊的 [10]。 因此，筆者將對上述問題進行部分的研究就解決。 參考文獻： 【 1】 李濱 1, 崔東 ， 小型農(nóng)用旋耕機的設計 .東北林業(yè)大學 , 林業(yè)機械與木工設備， .2021黑龍江哈爾濱 150040。 【 2】 中部農(nóng)村信息網(wǎng) 分析預測 [20210802] 【 3】韓 偉，高明軍，馮云江，等 .黑龍江省棚室蔬菜機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展對策 [J].農(nóng)機化研究， 1999。 【 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 ,應富強 ,潘 立 ， 新型蔬菜大棚小型旋耕機的設計與研究 [J] 浙江工業(yè)大學學報 ， 第 35 卷第 3 期 2021 年 6 月 【 7】 劉剛 ， 尤曉東 ， 小型旋耕機的設計與研究 ， 新產(chǎn)品新技術新機具農(nóng)業(yè)機械化與電氣化 。 【 8】 BANDALAN E P, SALOKHE V M, GUPTA C P, et al. Performance of an oscillating subsoiler in breaking a hardpan .Journal of Terramechanics, 1999, 36(1) :117125 . 【 9】 鐘衛(wèi)東，段紹傳，新型多功能旋耕機，農(nóng)機使用與維修傭 2021年第 4期 . 【 10】關艷玲，李術華，李金澤，申佩懷。對 1GLP62小型旋耕機經(jīng)濟效益的分析。農(nóng)機化研 究 1995年 11月第 4期 三、研究方案 (研究內(nèi)容、目標、研究方法、技術路線、擬解決的問題、特色或創(chuàng)新點等 ) 研究內(nèi)容 和目標 ： 為解決我國 溫室大棚生產(chǎn)耕作困難、勞動強度大、效率低、成本高 功能單一 、耕作速度 慢 、排放有害氣體、噪聲 大、操作復雜、 耕深較淺漏耕嚴重 , 易產(chǎn)生纏草堵泥現(xiàn)象 ,且作業(yè)能量消耗較大 、棚室內(nèi)邊角地帶無法工作，操作不靈活，轉(zhuǎn)向難等問題，需設計一種小型電動機。該 小型電動旋耕機的研究包括：可行性研究，整體設計，零件設計，經(jīng)濟性，電動機的選擇、整體機架的設計，傳動方案的設計，旋耕刀軸的設 計， 旋耕刀的選擇等。 研究方法和技術路線： 通過上網(wǎng)查資料，參考專家們老師輔導，結合自己所學的和實踐經(jīng)驗及與同學們討論，參觀實驗室等方法，初步設計幾種方案，進行論證，選出一種最優(yōu)方案。主要的技術是對旋耕刀的研究；電動機及電路的研究；行走操縱機構的研究；傳動機構的研究。 擬解決的問題特色和創(chuàng)新： 操作問題，主要解決操作復雜的問題；安全防護問題，防止土塊石塊的飛濺傷人；傳動方案要簡化；總機的造價要降低。特色主要是多功能，操作方便等。 四、進程計劃 (各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成 程度等 ) ～ 廣泛的進行資料收集， 分析國內(nèi)外旋耕機的研究情況，進行理論的分析 ，可行性分析，完成開題報告。 ～ 對前期的工作進行總結，形成理論，對各部件進行設計，校核。初步設計尺寸，形成書面的報告，完成說明書的草稿。 ～ 精確計算設計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備，并準備中期檢查。 ～ 大體完成說明書的編制，整體及零部件的制圖。 ～ 檢查未完成的工作，完善精確說明書、 CAD 制圖，準備完成設計工作并準備答辯。 五、導師評語 指導教師簽字： 200 年 月 日 六、教研室意見 教研室主任簽字： 200 年 月 日 七、學院意見 負責人簽字： 200 年 月 日