《三箱传动式旋耕机的设计》-毕业论文设计（学术).doc

三箱传动式旋耕机的设计 葛剑刚 机械设计制造及其自动化 摘 要：我国对旋耕机的研制始于20世纪50年代末，初期主要研制与手扶拖拉机配套的旋耕机，后来研制出与中型轮式拖拉机配套的旋耕机；70年代初完成了与当时国产的各类拖拉机配套的系列旋耕机的设计，并使之得到了推广应用；到80年代，与手扶拖拉机配套的旋耕机由专用型发展到兼用型，由于手扶拖拉机配套发展到与轮式及履带式拖拉机配套。旋耕机在我国的发展经历了单机研制、发展系列产品、新产品开发和换代3个阶段，随着新的种植、耕作农艺的发展和推广，在旋耕机基础上还研制出了多种用途的联合复式作业机。新系列旋耕机采用的新型旋耕刀，综合了合理的速度参数、宽幅和复式作业功能，采用旋耕机基础件组合式结构，可组装在多种机型上，满足不同的用途与农艺要求。为了提高旋耕机工作效率，符合农业发展要求，本设计为宽幅大功率旋耕机，如果按传统方法设计，由于刀轴跨度大，传动不平稳，致使刀轴寿命大大降低，所以我采用三箱传动方案，将拖拉机输入的动力分两处传至刀轴，刀轴受力均衡，传动平稳，刀轴使用寿命提高。 关键词：农机；旋耕机；三箱；传动 1 引言 中国农业正处于从传统农业向现代农业转变的关键时期。在这一进程中，农业机械化的作用越来越显著。其中旋耕机主要用于农田栽植、播种前的耕整地作业。耕后，地表平整、松软、细碎，能够满足精耕细作的农艺要求。在潮湿地或水田上工作时，可减少拖拉机轮子的下陷和打滑丢转现象。旋耕机的发展大幅提高了农业生产效率，旋耕机械在我国已被广泛使用，正逐步发展成为农业机械的一个重要门类。我国现有旋耕机产品系列虽然在名义上可以配套58.8~73.5kw（80~100马力）拖拉机，但实际上因受传动系统强度及结构尺寸、机架结构强度的局限，配套合理范围仅达48kw（65马力）拖拉机。耕深亦局限在旱耕12~16cm，水耕14~18cm。因此现有产品在品种上尚有大型和深耕型的缺门。90年代以来，有些企业为适应市场需要试图开发大型旋耕机。但因研究设施水平有限，仅采用原有产品外延放大和堆砌材料的方法，没有着重结构改进和参数优化，目前能与200马力以上拖拉机配套的农机具在我国还完全依赖进口。另外我国旋耕机械生产企业规模都比较小，装备差、制造工艺水平低，有些产品出厂质量粗放，可靠性不高，企业低价竞争导致投入创新的部分过少，不利于行业的发展。本次设计为120马力大型宽幅旋耕机，通过采用分箱传动以减小刀轴承受的过大扭矩，提高使用寿命。大幅度提高农机的工作效率，符合旋耕机的未来发展方向，满足现代农业耕作要求。 1.1 课题要求 设计一种配套120马力（88.2kw）轮式拖拉机的三箱传动式旋耕机，宽度3.25m，耕深120~180mm，刀轴转速200~230转/分，功效15~20亩/h。要求采用中间箱传动，三点悬挂。 1.2 旋耕机的研究现状与发展趋势 1.2.1 国内旋耕机的发展现状 我国近年来旋耕机的保有量增加很快，为了适应当前的生产形式（规模），为不同机型拖拉机配套，生产了作业幅为1.25~2.8m多种型号的旋耕机。如南昌旋耕机厂的1GN系列和1G系列多种型号旋耕机；连云港旋耕机集团公司生产的1GE2-210型旋耕机，1GQN-250S型旋耕机等。 在黑龙江省农业生产中，使用的机型还有1GHL-280型松旋起垄机、1GSZ-201/280型组合式旋耕多用机、1GZJ-210型旋耕灭茬起垄通用机及1GQH-280D型灭茬旋耕多用机等。很多机型为了适应黑龙江省农艺要求，在旋耕机后部安装了起垄犁铧。为了装配各种不同的工作件组合设计了专门的机架，以提高旋耕机的应用水平。 1.2.2 国外旋耕机的发展现状 纵观国外旋耕机现状，由于拖拉机功率的提高，具有水平轴旋耕部件的旋耕机更加先进、合理，大大提高了旋耕机生产率。国外大公司的旋耕机的主要参数看，其单位能耗高达280~700KJ/m3，大约高于翻整地机械能耗的3~6倍。为了降低旋耕机的单位能耗，现在普遍采用了改进工作部件的几何参数、选用符合旋耕工作部件作业条件的运动参数等方法进行优化设计，以达到降低能耗的目的。 此外，为了降低能耗，提高旋耕机的工作效率，在满足农艺要求的前提下，必须采用适合分层作业的生产工艺，设计上强下弱的松土工作部件。目前得到广泛应用的分层作业机具采用的是被动（松土）工作部件和主动（旋耕）工作部件。 1.2.3 旋耕机的发展趋势 随着水稻集约化、规模化生产的发展，水田耕整用宽幅高速型旋耕机成为发展方面。水田土壤含水率高，抗剪切、抗压强度特别低，附着力、外摩擦力也接近为零，切土部件与土壤之间存在润滑水膜。因此，大块水田使用大型拖拉机旋耕机组水耕时，为充分发挥其功率，实现高效率、高效益，需要工作幅宽3m以上的宽幅旋耕机。但宽幅又受到道路行驶和入库停机不便的