立式旱地驅(qū)動耙設(shè)計
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專家系統(tǒng)與應(yīng)用程序基于模糊集理論的有效性的評估農(nóng)業(yè)機械摘要:農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)的服務(wù)質(zhì)量是代表農(nóng)業(yè)成功的基本因素之一。從這個意義上說,有一個明確需要定義這些機器質(zhì)量的具體指標,它有可能決定哪些機器適合不同工作條件。服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)概念的有效性代表質(zhì)量的一個綜合指標。本文運用模糊集理論定義的有效性和可靠性、可維護性和功能作為影響指標的有效性。在這個意義上的模型評估的有效性拖拉機作為農(nóng)業(yè)的典型代表機器已經(jīng)形成。本模型是基于集成上述的語言描述。利用模糊集理論和max-min成分影響指標,模型進行了測試。同一類別的三個拖拉機為例,利用的氣候和土壤條件在更廣泛的貝爾格萊德(塞爾維亞)地區(qū)。即使在這個實驗中條件是非常重要參數(shù) , 相比于其他操作,實現(xiàn)的效果差異也達到大致相等。1.介紹為達到擴張的全球農(nóng)產(chǎn)品的要求,實現(xiàn)更大的農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。人們普遍認識到當代農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中需要適當?shù)臋C器和設(shè)備,仔細和詳細規(guī)劃的需求和控制所有相關(guān)的生物、技術(shù)、技術(shù)和其他進程。最終結(jié)果的準確、可靠的預(yù)測為每個指定的操作,以及完整的作物生產(chǎn)過程中,。要求加強了引入復(fù)雜的實驗,數(shù)學,農(nóng)業(yè)科學統(tǒng)計,機械和其他方法都是特別重要的。在過去的幾十年。除了上述的要求,一個適當?shù)募夹g(shù)體系必須滿足生產(chǎn)力的標準,期望的作物生產(chǎn)。在大多數(shù)情況下,在塞爾維亞,tractor-machinery農(nóng)場系統(tǒng)的能力遠遠超過最優(yōu)級別(尼克里奇,2005),增加成本作物生產(chǎn)。目前,現(xiàn)有的數(shù)學優(yōu)化方法、支持的高性能計算機有效地解決優(yōu)化問題(Dette &韋伯達菲et al .,1990;1994;Mileusnic,2007;等等)。一個最優(yōu)的技術(shù)體系的形成為我們生產(chǎn)了更便宜的食品,高度影響拖拉機的可靠性、可維護性和系統(tǒng)的功能。與系統(tǒng)科學發(fā)展同樣,實際上的開始是IIWorld戰(zhàn)爭后,在適當?shù)墓こ毯涂茖W文獻定義了一系列的概念,來描述技術(shù)系統(tǒng)的基本特征的點的服務(wù)質(zhì)量??煽啃缘闹笜耸羌夹g(shù)系統(tǒng)和行為操作,技術(shù)指標和可維護性systembehaviors期間的失敗可以表示為大多數(shù)可辨認的概念。這兩個概念及其實現(xiàn)最先進的發(fā)展。有效性的概念被定義在試圖描述同時技術(shù)操作系統(tǒng)的行為和失敗的時期。這概念考慮可靠性和可用性的表演,以及提出了技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計的功能(Papic&Milovanovic2007)。換句話說,一個技術(shù)系統(tǒng)的有效性的概率,一個成功的功能系統(tǒng)技術(shù)和執(zhí)行所需的準則函數(shù)限制允許的差異對于給定時間和給定的周圍條件。雖然在相同的精神,一些作者定義有效性有所不同。在(Ebramhimipour &鈴木,2006)被定義為總體有效性的指標包含效率、可靠性和可用性。這兩個引用定義包括并行關(guān)于可靠性和可用性,雖然可用性包括可靠性和可維護性(Ivezic,Tanasijevic,& Ignjatovic,2008)。因此它可以商定有效性是影響可靠性、可維護性的功能??煽啃韵到y(tǒng)不斷的被定義為特征保持操作abilitywithin允許的差異極限在現(xiàn)在;可維護性的能力是預(yù)防和發(fā)現(xiàn)故障及損壞,系統(tǒng)更新通過參加技術(shù)和操作能力和功能維修,功能實現(xiàn)功能的程度要求,即調(diào)整環(huán)境,或更準確系統(tǒng)運行的條件。監(jiān)測的可靠性和可維護性是常見的監(jiān)控時間的狀態(tài)顯示(圖1)可靠性和可維護性的函數(shù)可以確定,以及操作的平均時間和平均時間相關(guān)。主要問題出現(xiàn)在形成時間的照片數(shù)據(jù)監(jiān)控和記錄。在現(xiàn)實條件的機器應(yīng)該連接到信息系統(tǒng)將準確記錄每一個失敗、持續(xù)時間和修復(fù)程序。這通常是昂貴或簡易監(jiān)測機器的性能,即關(guān)閉的,是不精確的。此外,提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理時間的狀態(tài)要求所有的機器在平等的條件下工作,這是難以實現(xiàn)。至于技術(shù)體系的功能,沒有共同的方法測量和量化。這在本文的原因,為了評估的有效性, 將使用專業(yè)知識和分析機器判斷工作的工作過程。應(yīng)用專業(yè)知識判斷主要用于文學,主要是為數(shù)據(jù)處理和評估的技術(shù)系統(tǒng)而言:風險(Li 廖,2007)、安全(王2000;王、楊、&森1995)或可靠性,用專業(yè)知識判斷自然的語言形式。因此,數(shù)學和邏輯概念模型進行處理的經(jīng)驗判斷,即計算的語言描述,模糊集合理論使用(Klir &元,1995;枝,1996)。應(yīng)用模糊今天集代表了最常用的工具之一各領(lǐng)域解決問題的優(yōu)化(黃顧,&杜,2006)和識別(陳,1996)過程問題。Cai(1996)提出了不同的概述應(yīng)用程序方面的模糊方法在系統(tǒng)失敗工程,這是一個接近效能評估問題。應(yīng)用模糊邏輯理論和專家系統(tǒng)(遼、一般2011;Liebowitz,1988)也用于解決優(yōu)化問題的農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域。(Abbaspour-Fard Rohani & Abdolahpour,2011)的基礎(chǔ)上神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序,在拖拉機預(yù)測失敗。(Yu,你們&趙,2010)模糊數(shù)學、可靠性理論和多目標優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用設(shè)計拖拉機最終傳動。機器的可預(yù)測性和可靠性,顯著依賴于其有效性的技術(shù)系統(tǒng)。本文的觀點是根據(jù)模糊集理論的利用率建立模型的有效性。從而說明模糊集是用于分析可靠性、可維護性和功能表現(xiàn)(部分指標的有效性)以及為他們?nèi)谌胄?。他們的工作是以這種有效模型質(zhì)量的方式評估技術(shù)系統(tǒng)。模型可以作為標準購買決策相關(guān)的任何程序,系統(tǒng)的操作或維護,修理的預(yù)測和維護成本。質(zhì)量和功能的建議模型有效性的確定農(nóng)業(yè)所示機械、拖拉機。2?;谀:挠行员憩F(xiàn)評估理論數(shù)學和概念模型的有效性評估實際上是在兩個步驟:總結(jié)模糊命題的部分的效性指標;模糊提到的分成一個指標合成。模糊命題過程為代表的聲明,包括語言變量基于可用的信息技術(shù)系統(tǒng)。在這個意義上它必須定義語言的名字變量,代表不同的等級的效果考慮技術(shù)系統(tǒng)和定義的模糊集描述提到的變量。作文是一個模型,它提供了影響結(jié)構(gòu)有效性性能的指標。2.1。模糊模型解決問題第一步創(chuàng)建的模糊有效性模型(E)評估本身和定義語言變量以及可靠性(R)、可維護性(M)和功能(F)有關(guān).許多語言變量,它可以發(fā)現(xiàn)最大數(shù)量的理性,人類可辨認的表達式可以同時識別(王et al .,1995)。然而,識別的考慮甚至較小的特征數(shù)量的變量可以有用,因為專家的判斷(Ivezicet al .,2008)模糊集的靈活性一般包括過渡現(xiàn)象。根據(jù)以上,五個語言變量為代表的有效性表現(xiàn)包括:窮,充足,平均,和優(yōu)秀。這些語言形式變量給出適當?shù)娜悄:?Klir 元,1995),圖2所示。在圖2中,j = 1,。實際上,5代表的計量單位有效性。因此,部分指標的有效性:R、M和F,隸屬函數(shù)l:在下一步中,執(zhí)行max-min組成。馬克斯-敏成分,也稱為悲觀,經(jīng)常用于模糊代數(shù)作為一個綜合模型(Ivezicet al .,2008;Tanasijevic et al .,2011;王王et al .,1995;2000)。這個想法是為了讓整體評估(E)等于部分虛擬代表評估。這評估被確定為之間的最好的一個最壞的打算部分成績(R、M或F)。它可以得出的結(jié)論是,所有的元素(R、M和F)E有同等影響E,max-min組成以并行方式被使用,這將部分的到綜合指標。在文學(Ivezicet al .,2008;etal .,1995)max-min成分通過運營商”和“和”或“提供一個優(yōu)勢在其他的某些元素在合成的過程中,也使用。準確地說,如果我們看看三個部分指標,即他們的隸屬函數(shù)(1),可以使C:= j3 = 53組合的隸屬度函數(shù)。每一種組合代表一個可能的合成效果評估(E)。這個表達式(6)有必要映射回E模糊集(圖2)。最佳(王et al .,1995),用于轉(zhuǎn)換方法E描述(6)形成定義等級的會員模糊集:貧窮、充足,平均,和優(yōu)秀的好。這個過程被公認為識別。最佳方法是使用距離E(d)之間通過“max-min”成分(6)和每個人E表達式(根據(jù)圖2)來表示的程度E是確認每個模糊集的有效性(圖2)。越接近勒(6)是第i個語言變量,小迪。距離di等于零,如果勒(6)只是第i個相同隸屬度函數(shù)的表達式。在這種情況下,E不應(yīng)該評估其他表達式,由于這些表達式的排他性。假設(shè)迪民(i = 1,。,5)是最小的距離對Ej,讓a1,。,a5代表相對的倒數(shù)距離(計算相應(yīng)的比率距離di(7)和迪民提到的值)。然后,人工智能:1.一個說明性的例子作為一個說明性的例子對農(nóng)業(yè)機械的評價有效性,比較分析三個拖拉機A1 B2、本文給出和C2。在拖拉機7.146 l發(fā)動機LO4V TCD 2013安裝。謝謝從35%的扭矩儲備,拖拉機是能夠滿足所有需求預(yù)期表現(xiàn)最差的農(nóng)業(yè)操作在農(nóng)業(yè)??偼侠瓩C質(zhì)量是16000公斤。根據(jù)經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(代碼2)報告最大動力輸出軸功率測量在2200轉(zhuǎn)243千瓦的燃油消耗率嗎198 g /千瓦小時(ECE-R24)。發(fā)動機的最大扭矩1482海里在引擎1450 rpm的政權(quán)。傳動裝置是精心“不一樣的”傳達。事業(yè)聯(lián)動機制是一個類別II / III與提升11800公斤。在拖拉機B2和C2 8.134 l發(fā)動機6081 hrw37 JD安裝,儲備扭矩的40%,這能夠滿足所有的拖拉機需求預(yù)期表現(xiàn)最差的農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)操作。拖拉機總重量是14000公斤。根據(jù)經(jīng)合組織(代碼2)報告最大的權(quán)力來衡量動力輸出軸在2002轉(zhuǎn)217千瓦燃料消耗率193克/千瓦小時(ECE-R24)。在發(fā)動機最大扭矩1320海里轉(zhuǎn)速為1400 rpm。傳播是“AutoPower。聯(lián)動機制是一個類別II / III 10790丹的提升力。兩個模型都是電子控制拖拉機發(fā)動機和燃料供給系統(tǒng),滿足排放法規(guī)。從提交的技術(shù)特點的拖拉機,B和C看到所有三個拖拉機全功能forperforming困難操作不同的農(nóng)業(yè)技術(shù)生產(chǎn)。拖拉機B和C有相同的技術(shù)特征,和實踐是相同的類型和模式,除了拖拉機B進入操作在2007年5月,一輛拖拉機C 6月2007年。一輛拖拉機實驗農(nóng)場,這是技術(shù)文檔的基本模型,在7月份進入操作2009年。保持農(nóng)業(yè)技術(shù)的主要任務(wù)提供功能和機器的可靠性。維護所有三個拖拉機是通過機器商店所擁有的用戶升級選擇。十個工程師(分析師)致力于維護和操作拖拉機的采訪。他們評價R,D和F表1中給出。首先,拖拉機是計算的有效性。可以看出可靠性是由十的分析師評為優(yōu)秀(6/10 = 0.6),平均三(0.3)和一樣好(0.1)。以這種方式獲得評估R在表單中,在下一步中,這些評估是映射在模糊集(圖1)為了獲得評估(1)。例如,可靠性在這個例子中確定(11),它是語言0.6變量優(yōu)秀加入重量。因此,模糊集優(yōu)秀定義為:Rexc=(1/0,1/0,1/0,4/0.25 5/1.0)(據(jù)嗎圖1)。這樣的特定的值模糊集優(yōu)秀Rexc0.6 =(1 / 0.6(0),2 / 0.6(0),3 / 0.6(0),4 /(0.25 - 0.6),5 /(1.0 - 0.6)。剩下的四個語言變量被以同樣的方式對待。最后對于每個j = 1,。5具體隸屬度函數(shù)(最后一行,表2)被添加到最后拖拉機可靠性模糊形式(1):這些fuzzificated評估(11)和(12)是合成所必需的評估的有效性,使用max-min邏輯。在這種情況下可以使C = 53 = 125組合,走出48的結(jié)果。第一個結(jié)果是組合2-2-3:E2-2-3(0.025,0.05,0.125),哪里X2-2-3 =(2 + 2 + 3)/ 3 = 2(四舍五入為整數(shù))。最小值的隸屬度函數(shù)這一結(jié)果的是0.025。其他的結(jié)果和相應(yīng)的我的值如表3所示。所有這些結(jié)果都可以圍繞尺寸X = 2、3、4和5。拖拉機在很大程度上為0.30065(與30%)評估那么好,拖拉機在很大程度上0.27538(27.5%)評估一樣好,而拖拉機C在很大程度上為0.25468平均(25.5%)評估。它可以得出的結(jié)論是,C是最糟糕的,當拖拉機只是稍微比B,特別是如果我們看到的評估為優(yōu)秀的28.8%,而B的程度23.8%的程度。分析了拖拉機可以提出的有效性如圖3。,它可以更清楚地看到,拖拉機的最大的效果。如果這個評估(EA,EB,EC)defuzzificated是重心點計算- Z(Bowles & Pelaez,1995),我們得到了評估的效果如下:這就意味著在1 - 5(即從貧困的規(guī)模優(yōu)秀)拖拉機是最好的和拖拉機C是最壞的打算。驗證的實現(xiàn)結(jié)果,統(tǒng)計分析的可用性,像家庭與有效性概念,已經(jīng)被使用。那在我們的模型顯示,拖拉機是最好的,和C的壞的效果。在現(xiàn)實中,如果我們分析的可用性,它是看到2904 moto-hours拖拉機在工作3130年可用moto-hours;如果10000 moto-hours計算,在9244年的工作將花費moto-hours。拖拉機B的10004年moto-hours可用,它花9069moto-hours在工作,和拖拉機C 9981可用moto-hours花了9045年的工作。實驗表明,更可靠和有效的拖拉機是少是延遲。在某種程度上,這個初始的優(yōu)勢消滅更糟糕的物流交付備件的時候涉及到拖拉機,拖拉機a . 1100年moto-hours工作可憐的物流在維護希望8個工作日, 一個給定的拖拉機和它極大地影響了可維護性的下降帶來的好處,因此相同的效率(內(nèi)部技術(shù)PKB)總剝削的下降。1.結(jié)論本文提出一種模型有效性的評估技術(shù)系統(tǒng)、精確農(nóng)業(yè)機械、基于模糊集理論。表現(xiàn)作為整體的有效性指標系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量,即為整個測量技術(shù)系統(tǒng)的可用性??煽啃?、可維護性和功能表演已經(jīng)公認的有效性參數(shù)或指標。語言可以被任命為形式所有提到的共同特征指標。因此模糊集理論出現(xiàn)自然工具建模的有效性。在本文中,應(yīng)用模糊集理論,這是必要的定義:語言變量及其描述隸屬函數(shù)、模糊規(guī)則的組成和模型集成和去模糊化。模糊的成分即max-min邏輯已經(jīng)被用于集成的有效性指標有效性的整體性能,最適合集成的方法模糊集的隸屬函數(shù)和質(zhì)心點去模糊化的模糊數(shù)的計算數(shù)值。Max-min組合模型,它暴露在這篇文章中,沒有以這種方式處理相應(yīng)的文獻。另外,在案例研究中,模型的模糊化的問卷調(diào)查的結(jié)果,它代表的正是所積累的方式工程師的知識和技能。提出的模型可以作為一個簡單的工具的快速估計的有效性即為農(nóng)業(yè)服務(wù)的質(zhì)量機械、基于專家判斷和估計。在同時,該模型不需要復(fù)雜的IT基礎(chǔ)設(shè)施。分析實現(xiàn)模糊集和適當?shù)哪:行钥煽啃浴⒖删S護性和功能表現(xiàn)可以糾正措施的指導(dǎo)購買的方向嗎的設(shè)備,結(jié)構(gòu)調(diào)整,改變的維護政策或管理/運營商變更本文具體分析了三個拖拉機,標志著一個B和C,這表明更高效的拖拉機越頻繁宕機。在某種程度上,這種最初的優(yōu)勢就終止了窮交付備件物流。感謝研究工作得到了塞爾維亞共和國教育部和科學界的支持。江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書論文(設(shè)計)課題名稱立式旱地驅(qū)動耙設(shè)計學生姓名黃葉朋院(系)工學院專業(yè)班級機制051指導(dǎo)教師曾一凡職稱學歷畢業(yè)設(shè)計(論文)要求:畢業(yè)設(shè)計(論文)內(nèi)容與技術(shù)參數(shù):畢業(yè)設(shè)計(論文)工作計劃:接受任務(wù)日期: 年 月 日要求完成日期: 年 月 日 學 生 簽 名: 指導(dǎo)教師簽名: 院長(主任)簽名: 備注:本表格一式三份,其中一份交學院存檔,一份發(fā)給所要指導(dǎo)的學生,一份裝訂到畢業(yè)設(shè)計(論文)的第二頁上。學校代碼:10410 序 號:050397本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計題目: 旱地立式驅(qū)動耙設(shè)計 學 院: 姓 名: 學 號: 專 業(yè): 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級: 指導(dǎo)教師: 二OO九年 五 月摘 要本文對旱地立式驅(qū)動耙的整體結(jié)構(gòu)和工作原理及旋刀運動軌跡進行分析,并對主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)與旋刀平均工作阻力及每個刀盤功耗之間的關(guān)系進行了分析。在滿足農(nóng)業(yè)機械設(shè)計要求和機組配套掛接的要求下,給出了三套結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,結(jié)合結(jié)果分析,擬確定了一套具有較強實用性和經(jīng)濟性的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。關(guān)鍵詞立式驅(qū)動耙 旋刀 參數(shù)分析 結(jié)構(gòu)設(shè)計 Vertical 1BLQ dryland harrow driverAbstractIn this thesis, dryland vertical rake drive the overall structure and working principle of rotary cutter trajectory analysis, the establishment of a mathematical model of the major structural parameters and operating parameters of rotating knives and an average of resistance and power consumption between each cutter Analysis of the relationship Agricultural machinery to meet the design requirements and unit articulated supporting the request, given the structural design of three sets of programs, combined with the results of analysis, to determine the practicality of a strong structure and economic design.Key words Vertical drive rake Rotary knife Parametric Analysis Structural Design 立式旱地驅(qū)動耙畢業(yè)設(shè)計 目 錄第一章 緒論 21.引言 22.農(nóng)業(yè)土壤耕作的作用與要求 22.1土壤耕作的作用 22.2耕整地農(nóng)藝要求 3第二章 設(shè)計內(nèi)容 41.設(shè)計任務(wù) 41.1 耙地的意義及質(zhì)量要求 41.2 旱地驅(qū)動耙的優(yōu)越性及應(yīng)用場合41.3 旱地驅(qū)動耙的作業(yè)參數(shù)42. 整機結(jié)構(gòu)設(shè)計分析52.2 旋刀的運動學分析 52.3 刀盤分布設(shè)計 63. 傳動方案設(shè)計73.1 旱地立式驅(qū)動耙主體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 73.2 傳動比的分配 94. 扭矩功率分析104.1單盤作業(yè)扭矩與功率分析 104.2 驅(qū)動耙的功率消耗 115. 傳動件的設(shè)計與校核 135.1 齒輪的設(shè)計與校核 135.2 軸的設(shè)計與校核176. 其它零部件設(shè)計266.1懸掛機構(gòu)266.2箱體的設(shè)計266.3刀具的設(shè)計276.4 軸承的選用與校核27第三章 總結(jié) 29致 謝 30參考文獻 31附錄 32第一章 緒 論1.引言我國是一個農(nóng)業(yè)大國,要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,首先要實現(xiàn)生產(chǎn)手段現(xiàn)代化。農(nóng)業(yè)機械化就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)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(nóng)業(yè)勞動強度、改善勞動條件、保證作業(yè)質(zhì)量、提高土地單位面積收獲量和提高勞動生產(chǎn)率的重要手段。作為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(gòu)造要求的專用作業(yè)農(nóng)機具。驅(qū)動式耕耘機械,在現(xiàn)代農(nóng)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(zhuǎn)或往復(fù)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蟮乇磔^為平整、且松軟,且能搶農(nóng)時,減少拖拉機進地次數(shù),降低作業(yè)成本,達到農(nóng)藝要求。它對土壤濕度的適應(yīng)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(qū)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(chǎn)的驅(qū)動式耕耘機械主要有水平橫軸式、立軸式、往復(fù)式和聯(lián)合作業(yè)式幾大類。 水平橫軸式旋耕機 該類旋耕機的旋轉(zhuǎn)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(qū)動下,垂直切削土壤,達到切土和碎土的目的。 立軸式旋耕機 它是刀齒和刀片繞立軸旋轉(zhuǎn)的旋耕機,其突出的功能是可以進行深耕,一般能達到3035cm,較深的能達到4050cm,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(zhuǎn)齒式旋耕機。國內(nèi)采用立軸式的旋耕機較。2. 農(nóng)業(yè)土壤耕作的作用與要求2.1 土壤耕作的作用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實質(zhì)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(nóng)機具對農(nóng)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(nèi)。通過國內(nèi)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(nóng)田土壤在自然力作用下呈現(xiàn)出自上而下的層次結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致土壤的水、肥、氣、熱的層次梯度。這種層次的土壤結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)耕層構(gòu)造,形成良好的土壤水、肥、氣、熱的梯度。良好的耕層構(gòu)造(以土壤密度梯度或孔隙梯度、三相比梯度為指標)應(yīng)在不同土壤農(nóng)田中,具有充分協(xié)調(diào)多變氣候?qū)ν寥赖挠绊?,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(gòu)造不是一成不變的。機械化土壤耕作,創(chuàng)造良好的耕層構(gòu)造,它和農(nóng)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(fù)雜系統(tǒng)。農(nóng)藝對土壤機械化耕整作業(yè)的中心任務(wù)要求是調(diào)節(jié)并創(chuàng)造良好的耕層結(jié)構(gòu),適宜的三相(固相、液相和氣相)比例,從而協(xié)調(diào)土壤水分、養(yǎng)分、空氣和溫度狀況,以滿足作物生長的農(nóng)藝要求。 土壤翻耕的作用主要有: 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。 翻轉(zhuǎn)耕層 通過耕翻將耕作層土壤上下翻轉(zhuǎn),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(diào)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(zhì)。 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。2.2 耕整地農(nóng)藝要求 耕翻地有以下的農(nóng)藝要求: 適時耕翻,既能搶農(nóng)時,又能保證作業(yè)質(zhì)量; 耕深適當,并符合農(nóng)業(yè)技術(shù)要求,深度均勻一致; 翻垡良好,無立垡、回垡,殘株雜草要覆蓋嚴密; 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; 坡地耕翻時應(yīng)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(nóng)藝要求: 旱田整地作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求 整地作業(yè)須適時,以利防旱保墑和提高整地質(zhì)量; 整地深度應(yīng)符合農(nóng)藝要求,深度一致、不漏耙、不漏壓; 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; 修筑畦田要做到地平、土碎、埂直; 水田整地作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求 耙后土壤松碎,起漿好,能覆蓋綠肥,田面平坦而無壟溝; 在原漿田中以耙代耕作業(yè)時,應(yīng)將稻茬直接壓入糊泥中,滅茬起漿性能良好。第二章設(shè)計內(nèi)容1、設(shè)計任務(wù)設(shè)計滿足農(nóng)藝要求的高效率低能耗的旱地立式驅(qū)動耙,適用在犁耕后土塊大且結(jié)實的地方,耙后土層不亂,表土顆粒小且表面平整,根據(jù)國內(nèi)外旱地驅(qū)動耙產(chǎn)品數(shù)據(jù)和參考有關(guān)書籍,其主要技術(shù)參數(shù)如下:1.1 耙地的意義及質(zhì)量要求 整地作業(yè)須適時,以利防旱保墑和提高整地質(zhì)量; 整地深度應(yīng)符合農(nóng)藝要求,深度一致、不漏耙、不漏壓; 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; 修筑畦田要做到地平、土碎、埂直;1.2 旱地驅(qū)動耙的優(yōu)越性及應(yīng)用場合作業(yè)質(zhì)量的技術(shù)指標如下: 耕深: 設(shè)計耙深為H=20cm 調(diào)節(jié)范圍1621 cm,耙深一致。 碎土程度:基本上碎土顆粒的大小都應(yīng)該小于2.5cm。 土地耙后應(yīng)該保持平整。 耙后沒有漏耙的現(xiàn)象。1.3 旱地驅(qū)動耙的作業(yè)參數(shù) 作業(yè)系數(shù): ( :刀盤的線速度; :機組前進速度 ) 耙地深度:16cm 21cm 單盤功率: 1.3 kW表1扭矩檢測綜合表刀盤轉(zhuǎn)速r/mina=6(kg.m)a=9(kg.m)R=800 mm(kg.m)均值上下限值均值上下限值均值上下限值1203.01832.953.103.37263.283.482.81432.652.951401.76651.651.902.93242.823.052.03061.902.151601.69781.621.782.23462.162.352.13802.052.25 刀盤轉(zhuǎn)速:壤土與沙壤土180r/min;粘土220r/min碎土程度:最小顆粒2.5cm2、 整機結(jié)構(gòu)設(shè)計分析2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計要求:本課題目的是設(shè)計滿足農(nóng)藝要求的高效率低能耗的旱地立式驅(qū)動耙。其設(shè)計要求如下:(1)耕深設(shè)計耙深為h=15cm,調(diào)節(jié)范圍1018cm,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(nèi)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(chǎn)的成本,提高工作效率其結(jié)構(gòu)要求如下:(1) 符合FS275的懸掛機構(gòu)的幾何尺寸要求:(2) 符合FS275拖拉機工作參數(shù)和功率輸出軸的相關(guān)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(qū)動旋刀轉(zhuǎn)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(shè)置不可過高。2.2 旋刀的運動學分析 旋刀在工作時的運動為復(fù)合運動,其中繞刀盤中心旋轉(zhuǎn)的運動為相對運動,設(shè)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(zhuǎn)的角速度,則,圓周速度與機組前進速度之比,稱為速度比。的大小對旋刀的運動軌跡及立式驅(qū)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(zhuǎn)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)。圖2-1:旋刀運動示意圖 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(zhuǎn)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)Vx0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。2.3 刀盤分布設(shè)計在允許的工作幅寬范圍內(nèi)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(qū)動,刀盤4和刀盤6由刀盤5上的齒輪驅(qū)動。刀盤1、2、3的運動相互關(guān)聯(lián)組成一組,刀盤4、5、6運動相互關(guān)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(chǎn)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(dǎo)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(zhuǎn)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5、刀盤1和刀盤4、刀盤3和刀盤6的運動是兩兩對稱關(guān)系,每個刀盤產(chǎn)生的橫向分力正好被相對稱的那個刀盤產(chǎn)生的橫向分力相抵消。圖2-2:刀盤分布示意圖3、傳動方案設(shè)計3.1驅(qū)動耙主體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計:在滿足農(nóng)業(yè)機械設(shè)計要求和配套機車FS-275的掛接要求的前提下進行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計,并參考國內(nèi)外旱地驅(qū)動耙產(chǎn)品數(shù)據(jù)和參考有關(guān)書籍,動力由萬向節(jié)輸入,首先機具上需要設(shè)計一組變速箱使得轉(zhuǎn)速由輸入時的540r/min變成輸出時的190r/min;其次要求將萬向節(jié)輸入的水平方向的動力轉(zhuǎn)變成豎直方向的動力(由錐齒傳動實現(xiàn)),再次實現(xiàn)主動刀盤相互間的反向傳動。為此在設(shè)計過程中擬定了以下三種方案:方案一:萬向節(jié)輸入動力傳給兩個圓柱齒輪(級傳動),這兩個圓柱齒輪再將動力分別傳遞給左右兩個圓錐齒輪(級傳動),圓錐齒輪組將水平方向的動力轉(zhuǎn)變成豎直方向的動力(級傳動),進而驅(qū)動旋刀的轉(zhuǎn)動。齒輪的轉(zhuǎn)速是在動力傳遞過程中實現(xiàn)的,兩個主動刀盤相對應(yīng)的反向轉(zhuǎn)動由圓錐齒輪的放置位置的不同而實現(xiàn),具體情況見圖53:結(jié)構(gòu)設(shè)計方案一示意圖。本方案的不足之處在于級傳動的傳動軸采用的是懸臂支承結(jié)構(gòu),當工作環(huán)境比較惡劣(多石土壤)時,會產(chǎn)生較大的振動和噪音,并會降低該機具的使用壽命。整機幾何參數(shù)為:長(1654mm)、寬(450mm)、 高(820mm)、工作時萬向節(jié)銜接點的位置離地面的高度(470mm)。圖3-1:結(jié)構(gòu)設(shè)計方案一示意圖方案二:與方案一相似,也由三級傳動組成,與方案一所不同的是在級傳動和級傳動之間放置了一個中間圓柱齒輪用以實現(xiàn)兩個主動刀盤相對應(yīng)的反向轉(zhuǎn)動,并且在級傳動的傳動軸上安裝了一個平衡機構(gòu),用于彌補懸臂支承結(jié)構(gòu)帶來的不利影響。具體情況見圖54:結(jié)構(gòu)設(shè)計方案二示意圖。整機幾何參數(shù)為:長(1654mm)、寬(450mm)、高(910mm)、工作時萬向節(jié)銜接點的位置離地面的高度(470mm)。 圖3-2:結(jié)構(gòu)設(shè)計方案二示意圖方案三:與方案一、方案二有著很大的區(qū)別:萬向節(jié)輸入動力直接傳給圓錐齒輪組(級傳動),在級傳動便把水平方向的動力轉(zhuǎn)變成豎直方向的動力,并且在級傳動的傳動軸上安裝了兩個圓柱齒輪,上面的那個齒輪與另外兩個圓柱齒輪組成右方向上的傳動(級傳動、級傳動),下面的那個齒輪與另外四個圓柱齒輪組成左方向上的傳動(級傳動、級傳動、級傳動),其中級傳動實現(xiàn)了兩個主動刀盤之間相對應(yīng)的反向轉(zhuǎn)動。具體情況見圖55:結(jié)構(gòu)設(shè)計方案三示意圖。整機幾何參數(shù)為:長(1654mm)、寬(693mm)、高(930mm)、工作時萬向節(jié)銜接點的位置離地面的高度(540mm)。 圖3-3:結(jié)構(gòu)設(shè)計方案三示意圖從結(jié)構(gòu)上考慮雖然方案三的整機幾何尺寸比方案一、方案二大,但由于結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、齒輪布置緊湊、傳動軸受力均勻、動力傳遞平穩(wěn),使得整機工作時有很高的穩(wěn)定性,從而提高了機具的使用壽命;其次,從成本上考慮方案一只使用了一對圓錐齒輪,而方案一、方案二都使用了兩對圓錐齒輪,但變速箱的齒輪總量大致相同,這使得整機的加工費用大幅度下降,從而提高了整機的經(jīng)濟性;第三,方案三的變速箱由兩部分組成,這便于機具的安裝和修理。 方案三的結(jié)構(gòu)設(shè)計不足之處在于:工作時萬向節(jié)與變速箱之間銜接點的位置相對方案一、方案二銜接點的位置偏高,在級傳動中有可能存在傳動的不均勻性。綜上所述,方案三在各方面的優(yōu)勢都比較明顯,整機的實用性和經(jīng)濟性尤為突出,因此選定方案三的結(jié)構(gòu)設(shè)計為最終確定方案。3.2 傳動比的分配如方案三設(shè)計,總傳動比,萬向節(jié)輸入動力直接傳給圓錐齒輪組構(gòu)成級傳動,傳動比,把水平方向的動力轉(zhuǎn)變成豎直方向的動力。在級傳動的傳動軸上安裝了兩個圓柱齒輪,上面的那個齒輪與另外兩個圓柱齒輪組成右方向上的傳動構(gòu)成級傳動和級傳動,下面的那個齒輪與另外四個圓柱齒輪組成左方向上的傳動構(gòu)成級傳動、級傳動、級傳動,其中級傳動實現(xiàn)了兩個主動刀盤之間相對應(yīng)的反向轉(zhuǎn)動。 , ,。4、扭矩與功率分析4.1單盤作業(yè)扭矩與功率分析4.1.1 單盤切削、破碎土壤所需的扭矩圖314示意了單把旋刀切削、破碎土壤時所需的扭矩變化規(guī)律,設(shè)單把旋刀的扭矩曲線為:圖2-3 單把旋刀切削土壤扭矩圖單把旋刀每轉(zhuǎn)所需扭矩為: (N.m.rad)每個刀盤有z把旋刀,則單個刀盤的扭矩為: (N.m.rad)因此根據(jù)單個刀盤上的扭矩可求得消耗的功率為:4.2 驅(qū)動耙的功率消耗不考慮轉(zhuǎn)移的力,旱地立式驅(qū)動耙單個刀盤在一個周期所消耗的總功等于:式中: 旋刀一個周期內(nèi)所經(jīng)過的路程(m)旋刀平均阻力(N) 單個刀盤上旋刀數(shù)在一個周期內(nèi),旋刀所經(jīng)軌跡長度為L,因為旋刀運動軌跡的參數(shù)方程為:, 因此在一個周期內(nèi),計算平面曲線的弧長:令:,則:令:則:令:;則:所以:將、代回(25)式,可得:則旱地驅(qū)動耙所需功率為:將,代入(27)式,得:其中:式中:旋刀平均阻力(N)單個刀盤上的旋刀數(shù)目立式驅(qū)動耙消耗的總功率:其中:刀盤的個數(shù)扭矩與功率在各級傳動過程中傳遞的數(shù)值如下表所示:傳遞參數(shù)扭矩 Nm功率 Kw級傳動141.478.0左向級傳動 79.584.0右向級傳動106.104.0左向級傳動226.164.0右向級(左向級)傳動 226.163.9單盤旋刀301.551.35、傳動件的設(shè)計與校核5.1 齒輪的設(shè)計與校核齒輪箱里面級傳動是一組圓錐齒輪,將水平方向的動力轉(zhuǎn)變成豎直方向的動力,減速箱是幾組直齒圓柱齒輪。5.1.1 選擇齒輪的材料選擇齒輪的材料為40Cr,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,其機械性能由參考書機械設(shè)計中表11.1和表11.4查得:硬度范圍 :235275(HBS) ; 硬度取值 :255 (HBS) ; 接觸強度安全系數(shù)S(H2) :1.10 ;彎曲強度極限應(yīng)力b(F2): 291 彎曲強度安全系數(shù)S(F2):1.40 ; 彎曲強度許用應(yīng)力 (F2):395 5.1.2 齒輪的功率P,轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T取該級圓錐齒輪傳動的效率(包括軸承效率在內(nèi))由聯(lián)軸器傳遞給錐齒輪的功率為p=8.0 Kw傳遞轉(zhuǎn)矩為,轉(zhuǎn)速為,齒數(shù)均為,傳動比,齒數(shù)比5.1.3齒輪的校核 受力分析:在理想情況下,作用于齒輪上的力是沿接觸線均勻分布的,法向力垂直于齒面,將法向力在節(jié)點處分解為兩個互相垂直的力,即圓周力和徑向力。由于齒輪實際工作要受到各種因素的影響,因此需對理想狀況下的載荷進行修正,故實際圓周力為: 齒面接觸疲勞強度分析: 齒根彎曲疲勞強度分析: 級傳動(圓錐齒輪組)(由于齒輪數(shù)目比較多,故校核過程省略)齒輪1接觸強度許用應(yīng)力H1 513.18 齒輪2接觸強度許用應(yīng)力H2 513.18 接觸強度計算應(yīng)力H 486.74 滿足齒輪1彎曲強度許用應(yīng)力F1 382.59 齒輪1彎曲強度計算應(yīng)力F 70.56 滿足齒輪2彎曲強度許用應(yīng)力F2 382.59 齒輪2接觸強度計算應(yīng)力F 70.56 滿足 級傳動齒輪1接觸強度許用應(yīng)力H1 513.18 齒輪2接觸強度許用應(yīng)力H2 513.18 接觸強度計算應(yīng)力H 431.91 滿足齒輪1彎曲強度許用應(yīng)力F1 394.42 齒輪1彎曲強度計算應(yīng)力F 51.81 滿足齒輪2彎曲強度許用應(yīng)力F2 394.42 齒輪2接觸強度計算應(yīng)力F 51.81 滿足級傳動齒輪1接觸強度許用應(yīng)力H1 513.18 齒輪2接觸強度許用應(yīng)力H2 513.18 接觸強度計算應(yīng)力H 423.66 滿足齒輪1彎曲強度許用應(yīng)力F1 387.32 齒輪1彎曲強度計算應(yīng)力F 47.96 滿足齒輪2彎曲強度許用應(yīng)力F2 387.32 齒輪2接觸強度計算應(yīng)力F 43.74 滿足3 級傳動齒輪1接觸強度許用應(yīng)力H1 513.18 齒輪2接觸強度許用應(yīng)力H2 392.73 接觸強度計算應(yīng)力H 392.46 滿足齒輪1彎曲強度許用應(yīng)力F1 394.42 齒輪1彎曲強度計算應(yīng)力F 70.91 滿足齒輪2彎曲強度許用應(yīng)力F2 289.52 齒輪2接觸強度計算應(yīng)力F 63.03 滿足級傳動 齒輪1接觸強度許用應(yīng)力H1 513.18 齒輪2接觸強度許用應(yīng)力H2 513.18 接觸強度計算應(yīng)力H 477.87 滿足齒輪1彎曲強度許用應(yīng)力F1 394.42 齒輪1彎曲強度計算應(yīng)力F 58.25 滿足齒輪2彎曲強度許用應(yīng)力F2 394.42 齒輪2接觸強度計算應(yīng)力F 58.25 滿足 級傳動 齒輪1接觸強度許用應(yīng)力H1 513.18 齒輪2接觸強度許用應(yīng)力H2 513.18 接觸強度計算應(yīng)力H 403.17 滿足齒輪1彎曲強度許用應(yīng)力F1 394.42 齒輪1彎曲強度計算應(yīng)力F 65.69 滿足齒輪2彎曲強度許用應(yīng)力F2 394.42 齒輪2接觸強度計算應(yīng)力F 65.69 滿足5.2 軸的設(shè)計與校核根據(jù)相關(guān)理論知識,可知:在傳遞功率相同的情況下,轉(zhuǎn)速小時其傳遞的轉(zhuǎn)矩大,由此需要刀軸的截面大,軸的直徑大,軸的強度須進行強度校核。并且在傳遞較大功率時,要求其相應(yīng)的軸的直徑大。由以上理論可知,在軸的設(shè)計校核過程中,在此只需要對軸I和刀軸進行強度校核,其他軸可據(jù)此進行設(shè)計校核。齒輪箱里面軸I是傳動軸主要承受扭距,刀軸為轉(zhuǎn)軸既承受彎距又承受扭距。5.2.1 選擇軸的材料選擇軸的材料為45鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,其機械性能由參考書機械設(shè)計中表11.1和表11.4查得:。5.2.2 軸上的功率P,轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T取該級圓錐齒輪傳動的效率(包括軸承效率在內(nèi))由聯(lián)軸器傳遞給錐齒輪軸I的功率為,傳遞轉(zhuǎn)矩為,轉(zhuǎn)速為。根據(jù)錐齒輪傳遞功率,考慮功率余量和傳動的功耗(萬向節(jié)、錐齒、直齒傳動),可得每刀軸傳遞的功率為,傳遞轉(zhuǎn)矩為,轉(zhuǎn)速為。 5.2.2 確定軸的最小直徑對只受扭矩或主要受扭矩的傳動軸,安扭轉(zhuǎn)強度條件計算軸的直徑。若有彎矩作用,可用降低許用應(yīng)力的方法來考慮其影響。扭矩強度條件為 式中 軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,MPa; 軸所受的扭矩,; 軸的轉(zhuǎn)速,; 軸所傳遞的功率,; 軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,見表11.3.對實心的圓軸, ,以此代入式(19),可得軸的直徑 式中,為取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的系數(shù),其值可查表11.3.。當彎矩相對轉(zhuǎn)矩很小時,取較小值,根據(jù)表11.3選=112,代入上式,則1 軸I結(jié)構(gòu)設(shè)計:將上述數(shù)據(jù)代入(式5.1),計算可得,考慮到軸截面上開有花鍵,對于的軸,軸徑增大20.可取軸的最小直徑。圖5-1 軸結(jié)構(gòu)圖參考相關(guān)軸的設(shè)計,可設(shè)計如上的軸的結(jié)構(gòu)2 刀軸結(jié)構(gòu)設(shè)計:將上述數(shù)據(jù)代入(式5.1),計算可得,考慮到截面上開有花鍵,對于的軸,軸徑增大20,并加上需在軸上鉆有內(nèi)孔,可取軸的最小直徑。圖5-2 刀軸結(jié)構(gòu)圖5.2.3軸的強度校核1.軸I的受力分析圖5-3 軸安裝圖圖5-4 軸受力分析圖1)軸傳遞的轉(zhuǎn)矩2)齒輪受力 法向載荷直齒錐齒輪齒面所受的通常都視為集中作用在平均分度圓上,受力分別為 為法向載荷分解的周向分力 為法向載荷分解的垂直于分度圓錐母線的分力 分解的徑向分力 分解的軸向分力其中滿足關(guān)系,.代入,可得153,代入上式,可得, ,3)支承反力的計算a,水平面支承反力由,得 ,代入計算得, =499N由,得 ,代入計算得,=572Nb,垂直面的支承反力由得 ,代入計算得,,=7574)作彎矩圖和扭矩圖a,水平面彎矩圖 ,b,垂直面彎矩圖垂直面彎矩 ,C、合成彎矩圖,d、扭矩圖前已算得4)按當量彎矩計算直徑查表15-8得,根據(jù)表15-7公式計算A截面軸徑 ,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,取是滿足強度要求的2.刀軸的受力分析圖5-5 刀軸安裝圖 圖5-6 刀軸受力分析圖3 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 2)齒輪受力 直齒圓柱齒輪傳動時,沿嚙合線作用在齒面上的法向載荷Fn垂直于齒面,在節(jié)點處分解為兩個相互垂直的分力,即圓周了Ft與徑向力Fr,如上圖所示。且滿足:式中:齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,單位為; 齒輪的節(jié)圓直徑,多標準齒輪即為分度圓直徑,單位為; 嚙合角,對標準齒輪,.其中,將上式數(shù)據(jù)代入可得:,.3)支承反力的計算a,水平面支成反力由得,代入數(shù)據(jù)計算得,,b.垂直面支承反力由得,,代入數(shù)據(jù)計算得,,.4)作彎矩圖和扭矩圖a,水平面彎矩圖b,垂直面彎矩圖C,合成彎矩圖d,扭矩圖前已算得4 按當量彎矩計算軸徑查表15-8得,根據(jù)表15-7公式計算B截面軸徑 ,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,取是滿足強度要求的。6、其它零部件設(shè)計6.1懸掛機構(gòu)本旱地立式驅(qū)動耙采用標準的三點式懸掛機構(gòu),具有較強的穩(wěn)定性。6.2箱體的設(shè)計 箱體用8mm的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板制成,轉(zhuǎn)子由重型圓錐軸承支稱,整體軸承座確保齒輪與軸承對中,軸承座由螺栓固定在齒輪箱上如有損害可以方便更換,如下圖示:6.3刀具座的設(shè)計刀具座用花鍵軸和錐形定心裝置固定在軸上更換簡易,刀具座與刀盤用螺栓進行連接,刀具可以直接插入刀具座,拆卸方便。上下刀盤的厚度為15mm。如下所示:6.4軸承的選用和校核 軸承的作用是支撐軸及軸上的零件,保持軸的旋轉(zhuǎn)精度,減少轉(zhuǎn)軸與支撐之間的摩擦和磨損。 滾動軸承的類型應(yīng)根據(jù)所受的載荷大小、性質(zhì)、方向、轉(zhuǎn)速及工作要求來選擇。在圓錐齒輪變速箱及刀盤中,由于軸同時受徑向載荷和軸向載荷,且為方便安裝,外圈分離,所以圓錐滾子軸承。滾動軸承在同時承受徑向和軸向聯(lián)合載荷時,為了計算軸承壽命在相同條件下比較,需將實際工作載荷轉(zhuǎn)化為當量動載荷。在當量動載荷作用下,軸承壽命與實際聯(lián)合載荷下軸承的壽命相同。當量動載荷P的計算公式是 式中,徑向載荷,N; 軸向載荷,N; 徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)。由于機械工作時常具有震動和沖擊,為此,軸承當量動載荷應(yīng)按下式計算:,其中,均可通過查表獲得。若軸承工作轉(zhuǎn)速為,可求的以小時數(shù)為單位的基本額定壽命,壽命指數(shù),球軸承,滾子軸承。1)刀盤軸:d=35mm,D=80mm,B=21mm, 基本額定動載荷,軸承代號:GB30307軸的轉(zhuǎn)速為,.動載荷系數(shù),派生軸向力,當時;時;。圖6-1 軸承受力分析圖兩支點反力 (對軸承1的中心取矩),得(力平衡)兩軸承的當量動載荷,如上圖所示,所以軸系有右移的趨勢,所以軸承2被“壓緊”,軸承1被“放松”。軸承壽命 符合要求。2)軸I:由刀軸的計算可知,以上基準所選出的軸承符合要求,且刀軸受力大,依上面可知,在選擇軸承時,選?。篸=40mm,D=80mm,B=18mm,軸承代號:GB30208第三章 總結(jié)通過此次課題設(shè)計,學習和掌握了常見機械零件,機械傳動裝置或簡單機械的一般設(shè)計方法和原則。培養(yǎng)了分析和解決機械設(shè)計問題的能力,為以后進行相關(guān)的設(shè)計工作打下了基礎(chǔ)。使我對相關(guān)的專業(yè)知識的綜合運用,有了一定程度上的把握。使理論知識和生產(chǎn)實踐密切地結(jié)合起來,使這些知識得到了進一步鞏固、加深和擴展。通過此次課題設(shè)計,還使我在使用掌握計算機繪圖、運用并熟悉相關(guān)設(shè)計資料(包括手冊,標準和規(guī)范等)以及進行經(jīng)驗估算等方面有了一定程度的提高??傊?,此次設(shè)計為我今后的學習和工作打下了堅實而牢固的基礎(chǔ),為今后從事設(shè)計工作奠定了廣闊,深厚的基礎(chǔ)。 致 謝(Acknowledgement)本論文是在曾一凡老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從論文選題論文設(shè)計到論文的修改,曾老師都給予了莫大的支持和幫助。老師憑借他淵博的知識和豐富的實踐經(jīng)驗對論文的設(shè)計和改進給予了指導(dǎo),使得我的論文得到順利完成。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、深厚的知識底蘊和一絲不茍的工作作風重塑了我的人生觀和價值觀,將使我終生受益。學生在此致以崇高的敬意和忠心的感謝!同時感謝本組成員趙群同學的幫助,是我們的團結(jié)協(xié)作才順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計最后還要感謝各位評委老師,您們辛苦了! 黃葉朋 2009 年 5月參考文獻1孫耀邦主編. 土壤耕作技術(shù)與應(yīng)用.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1996.22北京農(nóng)業(yè)工程大學主編. 農(nóng)業(yè)機械學(第二版).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社, 2002.13國家自然科學基金委員會主編. 土壤學. 北京: 科學出版社, 1997. 1,4 李守仁 林金天編. 驅(qū)動型土壤耕作機械的理論與計算. 北京:機械工業(yè)出版社, 1997. 25 鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)機械學院主編. 農(nóng)業(yè)機械學. 北京 :中國農(nóng)業(yè)機械出版社,1981.26沈昌蒲主編. 機械化土壤耕作. 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1995. 107劉景泉主編. 農(nóng)機實用手冊. 北京:人民交通出版社, 1998. 88北京農(nóng)業(yè)機械化學院主編.國外耕耘機械技術(shù)水平(一)北京:農(nóng)業(yè)出版社1980.109北京農(nóng)業(yè)機械化學院主編. 國外耕耘機械技術(shù)水平(二).北京農(nóng)機學院科研處科技情報資料室, 1980.1010 張松明 吳湘鑫編著. 農(nóng)用機械運用學原理. 北京:中國農(nóng)業(yè)機械出版社,199011 鄭文偉, 吳克堅. 機械原理(第七版).北京:高等教育出版社, 1997. 712 南京農(nóng)業(yè)大學主編. 農(nóng)業(yè)機械學(上冊). 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社, 199613 高爾光. 我國耕整種植機具產(chǎn)品現(xiàn)狀與展望. 農(nóng)業(yè)機械化, 1997(1):131414 鄭慶偉 .整地機械集錦. 農(nóng)業(yè)機械, 2001(1):5015 鄭慶偉. 新型驅(qū)動式耕整地機械薈萃. 農(nóng)業(yè)機械 ,1998(12):2616夏曉東. 發(fā)展中的驅(qū)動型耕作機械. 農(nóng)機與食品機械, 1996,(5):4617趙經(jīng)文, 王鐸主編. 理論力學(上下冊第五版).北京: 高等教育出版社,1997 .718 鄭慶偉. 介紹幾種整地機械. 新農(nóng)業(yè), 2003(4):49附錄FS275型拖拉機主要技術(shù)參數(shù)型號FS275型式水旱兼用44輪式主要參數(shù)外形尺寸(mm)長(至下連桿)3060寬1400高至消聲器頂1880至方向盤頂1520軸距(mm)1660輪距(mm)前輪1100后輪1050-1350地隙(mm)340轉(zhuǎn)向圓半徑(m)半輪制動3.0 不用制動3.5 結(jié)構(gòu)質(zhì)量kg1270配重kg前配置無后配置75額定牽引力N水田4500旱地5500動力輸出軸變負荷試驗平均燃油消耗率g/kwh365最大牽引率工況下,牽引比油耗g/kwh355理論速度km/h前進擋/倒退擋1.4、1.9、3.5、6.1、7.4、9.8、18.0、31.6/1.7、8.6發(fā)動機型號NJ480T型式直列、水冷、四沖程柴油機氣缸數(shù)3氣缸直徑mm85活塞行程mm95發(fā)動機活塞總排量L1.617壓縮比2223氣缸套型式干式燃燒室型式渦流式標定功率/轉(zhuǎn)速 1小時功率kw/prm22.06/235012小時功率kw/prm19.85/2350最大扭矩Nm91.29最大扭矩時轉(zhuǎn)速prm1725燃油消耗率g/kwh281機油消耗率g/kwh3.4 傳動系離合器單片、干式、單作用變速箱(4+1)2,主變速箱為平面三軸式中央傳動齒輪螺旋錐齒輪,傳動比34/9差速器錐齒輪式差速鎖有末端傳動直齒圓柱齒輪,內(nèi)置外嚙合工作裝置液壓系統(tǒng)油泵類型CB310HZ齒輪泵預(yù)選耕深調(diào)節(jié)力位綜合調(diào)節(jié)理論流量L/min20.8安全閥開啟壓力Mpa12.5標準框架上的最大提升質(zhì)量N4310提升時間s3托掛裝置托掛銷直徑mm30托掛卡離地高度mm403動力輸出軸型式非獨立式轉(zhuǎn)速540/720花鍵型尺寸矩形634.790.0628.90.058.6934
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