温室松土机的设计.zip

毕 业 论 文（设计）题 目：温室电动松土机的设计 姓 名：院 系：专 业：班 级：学 号：指导教师：2015 年 06 月 18 日目 录摘 要.Abstract.1 绪论.11.1 温室电动松土机设计的目的和意义.11.2 温室电动松土机国内外研究现状.11.3 设计主要研究的内容.32 温室电动松土机工作机理分析.52.1 温室土壤基本物理特性.52.2 对三种平面机构的分析.53 3 温室电动松土机总体方案的确定.113.1 温室电动松土机组成.113.2 松土机各部件设计.114 4 温室电动松土机相关参数的确定.174.1 运动参数.174.2 性能参数.174.3 结构参数.184.4 功率消耗计算.184.5 电动机的选择.204.6 减速器的选择.204.7 联轴器的选择.214.8 离合器的选择.224.9 松土机动力传动系统的设计与计算.225 轴的选择及其校核.285.1 轴的计算.285.2 轴的校核.306 其它部分的设计.346.1 底盘的设计.346.2 确定轴承的尺寸.347 结论.367.1 结论.367.2 设计中的不足.36参考文献.37致谢.39I温室电动松土机的设计摘 要本文设计的温室电动松土机，主要由电动机、联轴器、减速器、松土部件、机架、行走机构和操作机构等组成。电动机提供动力，电动机输出轴通过联轴器与减速器的输入轴相连，减速器选用双输出轴型，一侧输出轴输出的动力直接驱动曲柄，通过松土爪柄将动力传递给松土爪，使其实现刨地的动作；另一侧输出轴输出的动力通过链轮分级传动，将动力传递给行走轮，实现松土机的自走，过渡轴上安离合器，通过离合器的啮合和分离，控制机器行走与停止，通过操纵手柄控制机器转向。分析几种运动机构的特点，确定采用曲柄摇杆机构作为松土机构。通过运动学分析，建立了松土机构特殊点的运动参数方程，求出各点的运动速度，并分析其运动性质。在保证农艺要求的前提下，分析了机组前进速度、曲柄转速、松土深度及切土节距等因素对功率消耗的影响，确定了相关参数，尽可能地减小动力消耗，并确定电动机的型号。关键词：关键词：温室；松土机；曲柄摇杆机构 IIDesign of Small-Size Corn ThresherAbstractThe machine is mainly composed of electromotor,shaft coupling,speed reducer,loosening parts,shelf,walking system,operationing system,etcElectromotor supplies power,it is connected with speed reducer through shaft couplingWe choosed dual-output-type reducer,power coming from one output shaft of the speed reducer goes to the crank directlyFinally,the power passes through loosening handle and gets to the loosening claws to make it loosen soilPower coming from the other output shaft passes through multilevel sprocket wheel and gets to the walking wheel eventually to realize the looseners self-walking Install clutch on the interim axleThe machines running and stopping state can be controlled by operating the cluthsengagement and separationAn universal wheel is installed at the rear of shelfThe machines running direction can be decided by controlling the operationing handlesAfter analyzing a variety of athletic mechanisms,eventually,a clank-rocker mechanism was used as the loosening part Using the knowledge of kinematics,motion parameter equations of special points of the loosening mechanism is expressed，velocity equation of each special point is get and their athletic characters are analyzedKey words:Greenhouse；Loosener；Crank-rocker mechanism青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）11 绪 论1.1 温室电动松土机设计的目的和意义 温室大棚的大规模兴起不仅丰富了人们的菜篮子，而且大大的带动了农村经济的发展，加快了现代化农业的发展进程，温室大棚内的松土作业是一项基础性作业，迫切需要小型化、多功能化的农机具代替人力来提高生产效率。资料表明，温室大棚内，土壤一般耕作层厚度为 1525cm，蔬菜根系的 8090%分布其中；耕层土壤的容积密度为 1.11.13g/cm，并随着种植年限加长而增加的趋势，土壤粘性较大，传统的土壤耕作机俱在粘性较大的土壤中，碎土能力较低，土壤阻力大，功耗增加，并且在棚室内采用柴油机和汽油机作为动力，对温室的环境造成污染1。针对上述情况，开展适用于简易棚室的土壤耕作机具的研究，对工作部件进行改进，进一步减小机具尺寸，提高机器作业的经济性和机动性，尽可能地减轻机器作业时对环境的污染，对于发展经济、高效和环保的设施农业，改善农民的生产条件，增加农民的收入，具有重要的现实意义2。1.2 温室电动松土机国内外研究现状1.2.1 国内温室电动松土机研究现状近几年，针对温室大棚等特殊作业环境，我国也相继出现了适于保护地作业的小型机具。随着国内设施农业的发展和农村经济水平的提高，由大中专院校、科研院所和企业相结合，研制开发了的一些能够进行温室内作业的小型自走式旋耕机、微型多功能田园管理机等。山东农业大学机电学院研制的温室电动爪式松土机3，额定功率kw4，结构简单，操作方便，适于温室、大棚内的松土作业。曲柄连杆机构作为松土工作部件模拟人工刨地时镐头的运动轨迹，对土壤进行切削加工，提高了翻土碎土的能力，达到了人工刨土的作业效果。青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）21.2.2 国外温室电动松土机研究现状国外设施农业耕作机械已非常成熟，作业性能稳定，功能齐全，小巧轻便。日本、韩国、美国和意大利等国家在发展温室的过程中，对温室作业机具进行了研究开发，温室生产过程中的耕整地播种、间苗、灌溉、中耕和除草等作业均已实现机械化。日本、韩国等国家的手扶系列多功能耕耘机，其操作把手上下左右可随意调节，作业性能好。可以在温室中进行耕地、移栽、开沟、起垄、中耕、由沈阳农业大学的科研人员研制成功的一种适于温室作业的绿色环保型农机局，IGDD900 型电动旋耕机4，有V380、V220两种动力机型可供选择，装有行走轮，推动方便，转向灵活，操作搬运一人便可完成，工作参数为耕幅mm900、耕深（可调）mm250150、刀片数量 18 个。耕作速度快、不排放有害气体、噪声低，是日光温室生产中节省劳动力、降低成本的绿色环保型农机具。DN-4 型禾丰多功能田园管理机，配置kw94.2动力，体积小、重量轻、功能多、结构紧凑、操作方便。在狭窄地段、山区梯田、差远果林、大棚暖房内均可作业。利用摩擦片牙盘式离合器，分离灵敏，安全可靠。万向扶手可作水平180，垂直30的调整。机器可正向或反向作业，机配置kw94.2（4 马力）机型，特加倒退档和无快速互锁装置，即机器换倒退档时，快速档自动脱开。采用旋耕刀具、耗用功率小，碎土效果好5。近几年，针对温室、大棚等特殊耕作环境，国内研制生产了一些小型耕作机械，适用于露地和温室不同条件，提高了机械的利用效率，但大多产品存在以下问题5：1、外型尺寸重量大，操作不灵便。特别是从露地直接转移到大棚内的机械，在设施内转向和转移都十分困难，而且边角地带无法工作。2、适应性较差，当土壤含水率较高（超过 15%以上）时，松土效果变差，能耗增加。3、可靠性较差，易对环境造成污染。青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）31.3 设计主要研究的内容温室电动松土机主要由电动机、联轴器、减速器、松土部件、机架、行走机构和操作机构等组成，以蓄电池作为能源装置，电动机提供能力。采用曲柄摇杆机构作为松土机构，该机构结构简单，摇杆的固定点机器与松土爪柄的铰接点，类似于人的肩关节和肘关节，使松土机构可以更好的模拟人的刨土动作、切土和碎土性能好，抛土动力消耗显著较小，松土效果比较理想。锄草、施肥、培土、喷药及短途运输等多种作业。这些耕耘机体积小、重心低、功能全、用途广、废气排放少，并且具有工作部件更换、安装容易等特点。发达国家拥有先进的温室和管理技术，日本、意大利、荷兰、以色列等国家的产品广泛用于旋耕、犁耕、开沟、作畦、起垄、中耕、培土、铺膜、打孔、播种、灌溉和施肥等作业项目。荷兰、以色列、日本、美国等国家对温室用作业机具进行了系统的开发、研究、推广和应用，许多作业项目如耕整地、播种、间苗、中耕和除草都已实现了机械化7。美国专门生产小型拖拉机的吉尔森公司生产的自走式旋耕机8，主要特点是旋耕刀片取代行走轮，刀盘直径为cm5.35，耕幅为cm664.30，传动形式为链传动和蜗轮杆传动两种型式。功率为kw68.3左右，适于菜园、温室等地作业。不旋耕时可换上行走轮并佩带其他农具：翻转犁、除草铲、中耕铲、齿耙等。意大利 MB 公司生产一种单轮驱动旋耕机9，动力为kw3.3汽油机，单机重量为kg40，适于菜园、花圃中耕作业，一次完成旋耕培土两项作业。该公司还生产kw63.789.5多用自走地盘，由驱动轴配带旋耕机完成田间旋耕作业，换上轮胎后又可完成犁耕、运输、喷雾等作业。综上所述，通过调查和分析，虽然国外温室农业机械产品的发展比较成熟，功能比较齐全，可靠性高。但是进口价格高，一般要在 5000 元以上，维修不方便10。而且不适合在简易棚室内使用。青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）4采用电动机提供动力，比燃油经济，无污染，符合节能、环保的要求，机器结构简单，体积小，重量轻，机动性好，适合在空间狭小的棚室内工作。青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）52 温室电动松土机工作机理分析2.1 温室土壤基本物理特性温室耕层土壤的物理学性质不同，土壤产生的作业阻力也不一样，它直接影响耕作机具的功率消耗11。温室土壤容重低于农田上，大约为1.101.13g/cm，土壤的总孔隙度增加，但非毛管孔隙度低于农田土，提高了硝化细菌的活性，大棚内的温高于露地，而且有昼夜温差，有利于蔬菜体内物质的积累，灌溉次数越多，水的用量大，大棚内土壤容易产生次生盐溃化12。据有关资料，温室土壤耕作层厚度为1015 cm，相比露地土壤要少近615 cm，蔬菜8090%的根系分布在其中。50.25 mm水稳性团聚体为13.755.5%，为露地土壤的3.211.1倍，并有随着种植年限加长而增加的趋势，土壤粘性较大，针对这种情况，应该对温室土壤进行松土而不耕翻或者旋耕13。2.2 对三种平面机构的分析2.2.1 曲柄滑块机构如图2-1所示，曲柄1绕轴心A回转时，滑块3便在机架4的上来回