基于1BF-160型拔桿粉碎還田機(jī)設(shè)計說明書[帶圖紙].doc

鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書2008目錄1前言.12總體設(shè)計.22.1拔桿粉碎還田機(jī)與拖拉機(jī)的聯(lián)結(jié).22.2拔桿粉碎還田機(jī)的配置.22.3拔桿部分.32.3.1拔桿機(jī)現(xiàn)狀.32.3.2對拔桿機(jī)的要求.42.3.3本課題拔桿機(jī)選擇.42.3.4拔桿機(jī)工作原理.52.3.5本課題拔桿機(jī)的技術(shù)解決方案.52.3.6本拔桿機(jī)的優(yōu)點.62.3.7通軸刨刀的設(shè)計.72.2.8拔桿刀軸入土深度可調(diào)設(shè)計.73部件設(shè)計.83.1側(cè)邊齒輪箱總成.83.2刀軸總成.94設(shè)計計算.104.1運動計算.104.2動力計算.114.3主要零件的應(yīng)力計算及強(qiáng)度校核.154.3.1圓錐齒輪主要零件的應(yīng)力計算及強(qiáng)度校核.154.3.2直齒圓柱齒輪.174.4軸與齒輪的計算.225使用維護(hù)與保養(yǎng).276結(jié)論.29參考文獻(xiàn).30致謝.31附錄.32鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書200811前言機(jī)械化秸稈粉碎直接還田技術(shù),就是用秸稈粉碎機(jī)將摘穗后的玉米及高粱、小麥等農(nóng)作物秸稈就地粉碎,均勻地拋灑在地表,隨即翻耕入土,使之腐爛分解,直接還田。這種機(jī)械化秸稈粉碎直接還田技術(shù),不僅能夠改善土壤結(jié)構(gòu),增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,減少病蟲害,培肥地力,延緩?fù)寥腊褰Y(jié),增強(qiáng)保水保肥能力,而且能夠爭搶農(nóng)時,節(jié)省勞動力,減輕農(nóng)民朋友的勞動強(qiáng)度,同時也是充分利用秸稈資源、減少秸稈焚燒、保護(hù)大氣環(huán)境、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、實現(xiàn)有機(jī)農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的重要保證。發(fā)達(dá)國家在還田機(jī)具的研制和生產(chǎn)上起步較早，美國萬國公司于20世紀(jì)60年代初首次在聯(lián)合收割機(jī)上采取切碎機(jī)對秸稈進(jìn)行粉碎還田，其后研制了與90KW拖拉機(jī)配套的60型秸稈切碎機(jī)。英國在20世紀(jì)80年代初在收獲機(jī)上對秸稈進(jìn)行粉碎，并采用梨式耙進(jìn)行深埋。日本采用的是半喂式聯(lián)合收割機(jī)后面安裝切草裝置，一次能完成收獲和秸稈粉碎。我國機(jī)械化秸稈還田回收起源于20世紀(jì)80年代，發(fā)展速度較慢，主要開發(fā)的產(chǎn)品是與中小型拖拉機(jī)配套使用的秸稈粉碎還田機(jī)具。目前國內(nèi)生產(chǎn)的秸稈還田機(jī)械種類繁雜,且功能單一,有的只粉碎秸稈不能滅茬,或秸稈粉碎后不能充分掩埋,撒落在地表,不易漚制,影響播種和種子發(fā)芽。若秸稈粉碎和旋耕滅茬分兩次作業(yè),又會增加作業(yè)成本。同時,現(xiàn)有機(jī)具作業(yè)時還存在運轉(zhuǎn)平穩(wěn)度差,動力傳遞可靠系數(shù)小,無安全保障,秸稈粉碎率低,不能鏟除作物根茬等缺陷。本課題所設(shè)計的1BF-160型拔稈粉碎還田機(jī)是為金馬-500型拖拉機(jī)配套設(shè)計的農(nóng)機(jī)具，該農(nóng)機(jī)具具有拔桿和粉碎的作用?？梢园寻螚U機(jī)和粉碎機(jī)技術(shù)運用于同一臺機(jī)子上，設(shè)計、計算與50馬力輪式拖拉機(jī)相匹配的拔稈粉碎還田機(jī)的傳動系統(tǒng)和動力參數(shù)；設(shè)計與拖拉機(jī)懸掛以及連接的機(jī)構(gòu)；設(shè)計拔桿機(jī)和粉碎兩個組成部件以及一個傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，繪制部件圖。最終設(shè)計的拔稈粉碎還田機(jī)能夠達(dá)到,拔桿機(jī)和粉碎兩個工作部件，能各自獨立作業(yè)，共用一個傳動系統(tǒng)，即通過換裝不同的組成部件可實現(xiàn)不同項目的作業(yè)，由于該產(chǎn)品具有一機(jī)兩用的功能，因此具有較好地適用性和一定先進(jìn)性。1BF-160型拔桿粉碎還田機(jī)設(shè)計22總體設(shè)計設(shè)計的總體方案，在現(xiàn)有的機(jī)型“錘爪式粉碎還田機(jī)”的基礎(chǔ)上，融合“拔棉桿機(jī)的技術(shù)，使之兩機(jī)合一，以達(dá)到一次性完成拔桿、粉碎和還田作肥的目的。粉碎還田機(jī)包括萬向節(jié)傳動總成，整體主梁懸掛總成、中央齒輪箱、側(cè)支承、刀軸和機(jī)罩總成。中央齒輪箱由動力輸入軸、動力輸入軸軸承殼，主動傘齒輪、從動傘齒輪、動力輸出軸、承殼、箱體、箱蓋、軸承、油封和螺栓組成。其特征是動力輸入軸軸承殼向齒輪箱的前上方伸出與整體主梁懸掛總成聯(lián)接，動力輸出軸伸出動力輸出軸軸承殼與刀軸聯(lián)接。在錘爪式粉碎還田機(jī)機(jī)殼上裝一齒輪箱，由中央齒輪箱經(jīng)帶傳動系統(tǒng)傳到拔桿齒輪箱，在齒輪箱里經(jīng)齒輪傳動傳到拔桿刀軸。粉碎還田機(jī)按普通的分類方式大致可以分為臥式和立式，由于臥式的使用比較普遍，所以本次課題的粉碎還田機(jī)選擇臥式。2.1拔桿粉碎還田機(jī)與拖拉機(jī)的聯(lián)結(jié)作業(yè)機(jī)和拖拉機(jī)的聯(lián)結(jié)方式有：懸掛式、半懸掛式、牽引式等幾種。懸掛式掛接是用拖拉機(jī)上的懸掛機(jī)構(gòu)將作業(yè)機(jī)與拖拉機(jī)聯(lián)結(jié)在一起成為作業(yè)機(jī)組，機(jī)組在道路上行進(jìn)或在地頭轉(zhuǎn)彎時，利用拖拉機(jī)的液壓機(jī)構(gòu)將作業(yè)機(jī)全部或局部提起，這種掛接方式，不僅是在移動狀態(tài)下進(jìn)行工作的各種機(jī)械如犁、耙、中耕機(jī)、播種機(jī)、噴霧機(jī)、收獲機(jī)等已經(jīng)廣泛采用，而且對于某些固定作業(yè)的機(jī)械在移動地點時，也采用了這種技術(shù)。懸掛式機(jī)組具有許多優(yōu)點：a機(jī)動性高作業(yè)機(jī)在懸起后，由于機(jī)器本身不與地面接觸，因而拖拉機(jī)不因帶有農(nóng)具而影響它的原有的機(jī)動性，轉(zhuǎn)向方便靈活，回轉(zhuǎn)半徑小，空行時間少，道路行駛速度高，機(jī)組的通過性能好。b結(jié)構(gòu)簡單，重量輕懸掛式作業(yè)機(jī)因系直接與拖拉機(jī)結(jié)成一體，不需設(shè)置行走輪、牽引裝置和工作部件提升機(jī)構(gòu)。故結(jié)構(gòu)緊湊，可節(jié)約鋼材，減輕機(jī)器重量，減低制造成本。c可以改善拖拉機(jī)的牽引性能由于懸掛式作業(yè)機(jī)是和拖拉機(jī)結(jié)成一體，因此作業(yè)機(jī)的重量以及工作阻力的鉛垂分力，都有可能轉(zhuǎn)移到拖拉機(jī)上，增加拖拉機(jī)后輪的載荷，從而提高拖拉機(jī)輪胎與土壤附著力。由此，本設(shè)計確定為全懸掛方案。2.2拔桿粉碎還田機(jī)的配置拔桿粉碎還田機(jī)有正配置和偏配置，根據(jù)任務(wù)書要求選擇正配置。拔桿粉碎還田機(jī)采用兩極或多級減速，其最后一級傳動裝置的配置有兩種方案：a側(cè)邊傳動；b中間傳動。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書20083比較：中間傳動多用于正配置的拔桿粉碎還田機(jī)，動力從中間傳至刀軸，整機(jī)受力均勻，剛性好，但有漏粉碎現(xiàn)象，需裝備換擋裝置和漏粉碎裝置，因此齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜。側(cè)邊轉(zhuǎn)動都用于偏至的旋耕機(jī)，作業(yè)是不漏粉碎，容易調(diào)速。對于本科題第一方案較好。因此，整體設(shè)計為拔桿粉碎還田機(jī)，采用三點懸掛式與拖拉機(jī)連接，偏配置側(cè)邊傳動。775250150耕作地面耕作位置運輸位置728圖2-1拔桿粉碎還田機(jī)機(jī)動原理圖拔桿粉碎還田機(jī)與拖拉機(jī)聯(lián)接作業(yè)時，萬向傳動軸偏置角度不得大于15。田間過埂時，刀端離地高度在150250mm之間，此時萬向傳動軸角度不得大于30。切斷動力后，拔桿粉碎還田機(jī)最大提升高度達(dá)刀端離地250mm以上；動力輸出軸離地615mm。2.3拔桿部分起拔機(jī)構(gòu)是棉柴收獲機(jī)的關(guān)鍵部件，起拔性能的好壞，對于以后的作業(yè)直接影響整機(jī)的性能。拔桿機(jī)主要用于玉米和棉柴的拔除作業(yè)。現(xiàn)有的各種拔桿機(jī)雖然作業(yè)質(zhì)量能基本滿足農(nóng)藝要求，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格高、通過性差、操作不方便，推廣工作受到了一定限制。針對上述情況我們研制了拔桿粉碎還田機(jī)。2.3.1拔棉桿的現(xiàn)狀我國雖然自60年代中期就開始了對棉柴收獲機(jī)械的研制工作,但由于種種原因,至今還沒能研制成功一種理想的機(jī)型,推向市場,應(yīng)用于棉田。所以廣大棉農(nóng)還是“面向黃土,背朝天”,據(jù)測定,人工用手拔棉柴的提拔阻力為40120kg/株,1BF-160型拔桿粉碎還田機(jī)設(shè)計4可見其勞動強(qiáng)度特別大。面對廣大棉農(nóng)的呼聲,加速研制棉柴收獲機(jī)械,應(yīng)得到有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門和農(nóng)機(jī)科研單位的高度重視和支持,盡快研制、開發(fā)出較理想的、適宜我國農(nóng)藝要求的機(jī)型,早日實現(xiàn)棉柴收獲機(jī)械化。我國現(xiàn)在研制的棉柴收獲機(jī)械的“收獲”,是指把摘拾完棉絮、扎根于土壤中并處于生長狀態(tài)的棉柴,用鏟切或提拔的方法,使棉根脫離土壤,弄到地面上來。到目前為止,還都是單純地進(jìn)行“收獲”作業(yè),沒有考慮到“聯(lián)合收獲”的問題,如“收獲”、撿拾、集束、打捆、運輸、切斷及粉碎等一次完成。A機(jī)型我國研制的棉柴收獲機(jī)械按結(jié)構(gòu)設(shè)計分,有懸掛式、牽引式、鋤鏟式、拔輥式、鏈條式、連桿式和圓盤式等。就目前看,多數(shù)傾向于與動力機(jī)配置采用前懸掛式,起拔機(jī)構(gòu)采用拔輥式。B種類按收獲原理分,我國研制的棉柴收獲機(jī)械歸納起來可分為兩大類,即鏟切式和提拔式。a鏟切式收獲機(jī)械。這類機(jī)械的收獲部件,一般設(shè)計成一個特殊形狀的大鋤鏟,工作時使鏟入土一定深度穿行,由此切斷棉根,并使棉柴向上抬起,有的后面牽引一耬耙,把棉柴集成堆。這種棉柴收獲機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單,制造和使用容易,但消耗動力大,殘留棉根較多,鋪放不整齊,棉農(nóng)不太歡迎。b.提拔式收獲機(jī)械。這類機(jī)械的收獲部件多數(shù)采用對輥式,也有的采用連桿式、圓盤式或是鏈條式。這類機(jī)械的工作過程是當(dāng)動力機(jī)前進(jìn)時,起拔部件遇到棉柴即能迅速把它夾住,在動力機(jī)繼續(xù)前進(jìn)的同時,起拔部件把棉根從地下提拔到地面上來,然后由輸送機(jī)械把棉柴從機(jī)械側(cè)面送出,成條狀斜躺在地面上。這類機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,消耗動力較少,殘留棉根較少,鋪放整齊,棉農(nóng)較歡迎。我國70年代研制的棉柴收獲機(jī)械多數(shù)是利用鏟切原理設(shè)計制造的,與動力機(jī)的配置多采用后牽引式。90年代研制的棉柴收獲機(jī)械,多數(shù)是利用提拔原理設(shè)計制造的,與動力機(jī)的配置多采用前懸掛式,這便于操這便于操作者觀察、使用。由于棉柴長勢特殊,沒有一定規(guī)律,主稈與枝杈堅硬如木材,要實現(xiàn)機(jī)械收獲,確實難度很大。本課題目的在于提供一種與粉碎還田機(jī)結(jié)合，能使之兩機(jī)合一，以達(dá)到一次性完成拔桿、粉碎和還田作肥的目的。2.3.2對拔桿機(jī)的要求要求拔桿刀軸入土深度可調(diào)，以及與粉碎輥筒軸相對位置可調(diào)。設(shè)計時