全方位深松机设计

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全方位深松机设计

THE DESIGN OF COMPREHENSIVE DEEP

LOOSENING MACHINE

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论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日

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摘 要

深耕深松是土壤耕作的重要内容之一,也是常用于农业生产的主要措施。所谓深度放松,一般指超过正常的犁深划痕操作,它可以破坏坚硬的犁,深化磁性,加强土壤的透水性与土壤的透气性，优化植物根部生长环境。在深度放松的情况下，因为没有挖泥土,不仅让潘犁松脱,还可以保持养份与水份的磁性。正因为这样，深松技术才能够显著提高农业产量，最显著的是深根作物，是一个重要的技术来提高产量。

全方位深松机是一种新型的土壤深松机,在农业生产、深松耕作是一种新的耕作方法。他必须打破犁形成、深化磁性,提高表层的结构,增加土壤蓄水保持水分,抗旱涝能力。它的工作原理是使用“V”型深松部件,使用水平的左、右侧底部的刀和刀切,切断了与土壤的“V”形截面脊,然后使垄条,通过表面和水平叶片表面两侧的刀,流出梯形框架,然后落在地面。在这个过程中,使土壤受到剪切、弯曲、伸展和得到有效的分手。

关键字：土壤耕作;深耕作业;深松机;农业机械;深松耕法

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Abstract

Deep deep pine is one of the important content of soil cultivation, also is the main measures often used in agricultural production. So-called deep loosening, generally refers to more than normal plough deep scarification operation, it can destroy the hard the plough, deepen magnetism, increase the air permeability and water permeability of the soil, improve the crop root growth environment. During deep loosening, because only without digging dirt, not only make hard plough pan get loose, and keep the magnetism of fertility and moisture. So deep loosening technique can significantly increase the output of crops, especially deep root crop yields, is an important technology to increase production.

All-round deep loosening machine is a new type of soil deep loosening machine, in the agricultural production, deep loosening tillage is a kind of new farming methods. He has to break the plough formation, deepen magnetism, improving the structure of the top layer, increase soil water storage keep moisture, drought resistant ability of waterlogging. Its working principle is to use the \"V\" type deep loose parts, use level of left and right side at the bottom of the knife and knife cut, cut off from the soil out of the \"V\" shaped cross section of the ridge, and then make twenty-nine-inch rows up, back through the surface and horizontal blade surface on both sides of the knife, outflow from the trapezoid framework, and then fall on the surface. In the process, make the soil subjected to shear, bending, stretching and get efficient breaking up.

Key words: soil tillage, deep, deep loosening machines, agricultural machinery, deep tillage

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目 录

摘 要 ................................................................................................................................................ I Abstract .......................................................................................................................................... II 目 录 ............................................................................................................................................. 1 1 绪论 ............................................................................................................................................. 3 1.1 全方位深松机的意义 .......................................................................................................... 3 1.1.1全方位深松对改善土壤物理、化学性质的作用 ........................................................ 4 1.1.2 全方位深松机的主要性能特点 ................................................................................... 4 1.1.3 经济效益 ....................................................................................................................... 4 1.1.4深耕深松注意事项： .................................................................................................... 4 1.2 全方位深松机的发展现状 .................................................................................................. 4 1.2.1国外发展现状 ................................................................................................................ 5 1.2.2 国内发展现状 ............................................................................................................... 6 2 深耕与传统耕作的对比 ............................................................................................................. 7 2.1 传统耕作带来的危害 .......................................................................................................... 7 2.2进行深松的作用 ................................................................................................................... 7 3 全方位深松机总体的设计 ......................................................................................................... 8 3.1 深松机的结构设计 ............................................................................... 错误!未定义书签。 3.2 深松机的原理 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 4 深松机的设计 .............................................................................................. 错误!未定义书签。 4.1技术参数 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 4.2深松机各组成部件 ................................................................................ 错误!未定义书签。 4.3 深松铲的设计 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 4.3.1深松铲结构的研究现状 ................................................................. 错误!未定义书签。 4.3.2 深松铲特点 .................................................................................... 错误!未定义书签。 4.3.3 直立式铲柄 .................................................................................... 错误!未定义书签。 4.3.4圆弧形铲柄 ..................................................................................... 错误!未定义书签。 4.4 铲刀的设计 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 4.4.1 被深耕土壤参数 ............................................................................ 错误!未定义书签。 4.4.2 土壤耕作阻力 ................................................................................ 错误!未定义书签。 4.4.3 凿刀力学 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 4.4.4 凿刀有限元分析 ............................................................................ 错误!未定义书签。 4.4.5 弯刀杆有限元分析 ........................................................................ 错误!未定义书签。

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5.1传动方案的设计 .................................................................................... 错误!未定义书签。 5.2 各轴的设计 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 5.2.1传动效率的确定 ............................................................................. 错误!未定义书签。 5.2.2各轴输入功率的计算 ..................................................................... 错误!未定义书签。 5.2.3各轴传动比分配 ............................................................................. 错误!未定义书签。 5.2.4 深耕机刀盘端点的圆周速度V0 .................................................... 错误!未定义书签。 5.2.5 各轴转矩 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 5.2.6 把上面的结果整理成下面的表格 ................................................ 错误!未定义书签。 5.3齿轮的设计 ............................................................................................ 错误!未定义书签。 5.3.1选定齿轮类型 精度 等级 材料及齿轮数 ................................... 错误!未定义书签。 5.3.2齿面接触强度的设计 ..................................................................... 错误!未定义书签。 5.3.3按齿根弯曲强度设计 ..................................................................... 错误!未定义书签。 5.3.4齿轮几何尺寸计算 ......................................................................... 错误!未定义书签。 5.4 链传动的设计 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 5.5 轴的设计 ............................................................................................... 错误!未定义书签。 5.5.1轴功率转速和转矩的计算 ............................................................. 错误!未定义书签。 5.5.2 轴的结构设计 ................................................................................ 错误!未定义书签。 5.5.3初步选择滚动轴承 ......................................................................... 错误!未定义书签。 5.5.4轴上的载荷 ..................................................................................... 错误!未定义书签。 5.5.5按弯扭合成强度条件计算 ............................................................. 错误!未定义书签。 5.5.6按轴的疲劳强度条件进行精确校核 ............................................. 错误!未定义书签。 6 附属装置的设计 ......................................................................................................................... 9 6.1离合器的选择 ....................................................................................................................... 9 6.2联轴器的选择 ....................................................................................................................... 9 6.3 限深导向装置的设计 .......................................................................................................... 9 结 论 ............................................................................................................................................. 10 致 谢 ............................................................................................................................................. 11 参考文献 ....................................................................................................................................... 12

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1 绪论

全方位深松耕作土壤是它的重要内容之一,也是常用于农业生产的主要措施。深松是指,一般指超过正常的犁深操作,它可以破坏坚硬的犁,深化耕作的层面, 加强土壤的透水性与土壤的透气性，优化植物根部生长环境。在深度放松的情况下，因为没有挖泥土,不仅让潘犁松脱,并保持养分和水分的。因此深松技术可以显著提高农作物的产量,特别是深根作物产量,是一个重要的技术来提高产量。

1.1 全方位深松机的意义

土壤深松是一种新型的机器,它的工作原理是使用“V”型深松部件,使用水平的左、右侧底部的刀和刀切,切断了与土壤的“V”形截面垄条,进而使垄条,通过表面和水平叶片表面两侧的刀,流出梯形框架,然后落在地面。在这个过程中,土壤受到了切剪、弯曲、伸展和得到有效的松碎。

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1.1.1全方位深松对改善土壤物理、化学性质的作用

(1)完整的深松打破犁的底层面,深化深耕作业层同时,表层土壤密度的1.2 - 1.3克/立方厘米,只在适当的数值内的作物的发育。

(2)全方位深松后，可以形成“上面实下面松“和左右松紧5的土壤层,在底部有鼠道的土壤,因此水储存和排水,水和通风,养分释放和存储和根穿孔固定双向功能在许多方面。

(3)全面放松可以使不同类型的土壤深层水渗流速度提高5 - 10倍,而且可以使松散的现场验收后一个小时内30到60毫米降水和地表水或径流。

(4)在旱季,全方位深松土壤贮水量的位置不是宽松的控制增加11 - 12立方米/亩。 (5)全面深度放松之后半年,之后下降12%盐碱地的内容,在内容的盐沉积时期下降了13%不松散。

1.1.2 全方位深松机的主要性能特点

(1)深度松土后阻力:这台机器松30 - 50厘米深,更传统的四个犁耕作阻力小于30%。 (2)松散土壤效果好,全方位深松后大部分的土块半径在3 - 10厘米之间。 (3)优化土壤的防水能力。一般来说,经过深松之后，可以使粘土增加水的普及率。 (4)工作深度稳定好,深度偏差小于10%,生产率:10到25亩/小时。

(5)不会打乱土壤和结构,使地表植被,防止土壤风蚀和水蚀。这也是的保护性耕作技术要求。

(6)通过全面深度松土破坏老鼠的生活环境,减少老鼠破坏农作物的发生。

1.1.3 经济效益

对旱地土壤平均全方位深松机可以使玉米、大豆、小麦产量10 - 30%,如果增加大豆20公斤/亩松后计算,每班操作100亩,大豆2元每公斤,可以自动恢复购买两班倒工作全方位深松机的全部的投入的。

1.1.4深耕深松注意事项：

(1)适当的操作在耕翻前应在作物收获后进行,耕地时可以及时的地面和草的残留,残留在地面上,使其腐烂,并减少病虫害和杂草的滋生,同时也有更多的机会接受降水促进深层土壤的成熟。

(2)耕作深度必须因地制宜,即根据当地土壤和作物物种;考虑劳动力的情况下,农业机械和化肥。浅土地的表层逐步深化表层土,切忌将核心生成落入土壤表层。

(3)一定要在土壤适耕期才可以进行深耕深松,深耕深松周期通常是2至3年的进行一次。

1.2 全方位深松机的发展现状

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1.2.1国外发展现状

在加拿大,哈里森设计了弯曲角为45度的弯腿犁设计,如图1所示,15度角的弯曲部分土壤,利用角牙取代凿地土壤和提高机器性能的坟墓。弯曲的腿犁的牵引能耗类似传统的立式深耕犁,但其挖掘土壤效果更好,在相等的间距。如果保持同样的手术效果,弯腿犁间距可以增加,即在相同的条件下,其耕作可以改善,所以弯腿犁具有更高的能源效率。如果在同一台机器上采用弯腿在犁配置,可以消除侧向力引起的弯曲部分。

图1弯腿梨的形状及尺寸

在日本, Sakai和其他设计人员设计了和中型拖拉机(30 ~ 45千瓦)配套四沟振动深松机(振动深耕犁)(1993)和实验,确定了最佳参数。齿50 mm时,振幅的振动频率314赫兹,振动角是300,40%低于刚性深放宽曳引机,并在总功率约增加2%。其结构如图2所示。

图2 振动深松机的结构图

1、减速箱 2、链传动 3、被动工作部件 4、主动工作部件

为了提高拖拉机发动机功率的利用率,美国杰出人物Shiners和其他设计的一种主要

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农业机器(combining active and passive tillage elements),。这台机器由主被动联合农业机器切割齿减速机链连杆凿铲式被动工作部件和两个扶轮活动工作部件。旋转部分农业是一个功率输出轴通过锥齿轮减速机和链驱动,积极,所以它的牵引阻力为负,这本身就是机器和工具来创建一个驱动力。这成套的总牵引阻力大大降低。和只安装被动工作部件的机器和工具相比,有四个主被动联合培养的总功率机械下降了31.8%,但其牵引阻力已经下降了87%,拖拉机滑移率下降了57%,发动机功率利用率增加了34%。事实上,这台机器是不算作深松机,因为测试到深达到只有23厘米,30厘米以上测试耕作深度尚未报道。从理论上讲,通过改变耕作深度,转动,工作主动和被动元件配置和间距等,可以实现零在农业拖拉机牵引阻力,这些都是需要进一步深入研究。

1.2.2 国内发展现状

目前,全方位深松机的应用在生产方法主要包括:间隔深松, 垄沟深松,全面深度放松,等。深放松操作设备根据不同深松铲的结构的原理主要可分为: 箭型、凿型和双翼型三种。

保护性耕作的国内研究适合深松机的开发和生产主要包括中国农业大学全面深度放松ISQ - 250型机,其技术规格如下:电力75东方红拖拉机三点悬挂式,深松部件的数量为两组,深深度从40到50厘米,宽是1.44厘米,工作划破系数是0.63到0.77,在九十年代初的中国农业大学旱地保护性耕作研究设计了可调叶片深松机。深松机的类型是由三个可调叶片的深松铲,深松机采用双梁结构,采用双梁结构是用来增加之间的距离相邻两个铲子处理并通过稻草的性能改善。可调叶片深松铲的结构,是由深松铲柄和两个可调翼,两个翼伊，铲相互对应于安装在深松铲柄的双方,并需要确保这两个翼伊的铲,指出60厘米的水平距离。翅膀为了方便调整安装后翅膀铲铲,可以把深松铲铲柄的一部分设计垂直安装孔和数量相等的间距的列,和铲在阴间的机翼设计的角度设计到170年,这是为了确保在坟墓里深松铲后,翅膀铲部分仍有相当严重的趋势,及其结构见图工业区- 400 - 3(5)式振动松鼠犁,振动深松机列的主要部分和主要铲列,振动,振动铲列在边缘附近的一部分,即使是在凿头,使用四连杆连接与铲,挖掘深度可达50 - 60厘米。

深松铲是一个重要的工作深松机械部件,深松铲的作用在上面耕作的简称,下面挖了。其作用低于磁性5至15厘米相对松散的土壤,没有令人不安的土壤上。深松铲在配置时应注意水平配置和垂直配置。

横向配置:当深松作业全面深度放松,深松铲柄水平间距应保持互相连接范围内的车辆,在必要时必须有一定的重复,行间深松深度放松作业时,不应伤害MiaoGen挖掘。深松铲在工作范围的土壤深松铲铲列,直接相关的专栏,广泛挖掘深松铲的生产,而小。但当深松铲耕作深度较大,铲列宽度的影响土壤挖掘范围并不重要。

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2 深耕与传统耕作的对比

2.1 传统耕作带来的危害

传统的耕作方式也增加了犁的使用。犁是现今世界的较普遍的公害之一，特别是在我国。犁,也被称为“土壤”,位于底部的磁性较硬土层,种植的土壤一直是犁的挤压,滚动轮子,和降水引起的沉积粘土与水。

犁一般12 ~ 15厘米距离地球表面,厚度约为8到10厘米,厚度可达20厘米,大多数补丁的结构,分层或大的块结构,大容重、总孔隙度较小。

（1)因为土壤的犁底层比较硬实，植物的根无法穿过，所以只能在土壤上面卷着生长。 因为犁底层隔阻,所以不能及时的雨水渗透,并形成地表径流,导致严重的水土保持和水土流失;当干旱、犁土壤水分也不能上升,无法提供农作物的生长需要水。

(2)犁底层土壤气体换热不足,无法为作物提供足够的氧气,是不利于有害气体如二氧化碳、甲烷、硫化氢的土壤中移除的。

(3)犁顶层影响作物根系的代谢功能以及其他生理能力，破坏了一些有益的微生物生存环境与繁殖能力，间接减少了土壤的肥力。

(4)我们需要采取合理的深松作业来避免因为耕作形成的水土流失和犁底层的加剧形成。深松技术室一种减少耕作来替代传统形式的耕作方式，是一种旱地保护耕地系统的重要技术。

2.2进行深松的作用

在农业生产、深耕是一项新的耕作方式。它不仅要打破犁的形成，深化耕作层，还要提高表层结构，加强土壤的蓄水能力，这样才能抗旱涝。基于全方位深松ISQ - 350型机为例,和技术检查和调整进行了相关研究分析,为了能够更好地使它在农业生产中产生作用，提升生产效率。顶层或贫穷,不适合土壤的公社,如白髓盐碱地土壤,黄土,深松作业上下可以保持土壤不混合。就现实情况而言，深松加上施肥已经成为必不可少的作物作业。目前用于深耕有多种形式,可以收割后彻底深层放松,然后再进行行间耕作。

(1)可以打破犁底层,深化顶层。不需要翻土，还能够增强土壤的肥力，防止风蚀，保证的表面的植物覆盖。

(2)疏松土壤，使表面粗糙度提高，这样有利于锁住水分和土壤肥力。

(3)土壤气体交换,促进有氧微生物激活和矿物质的分解,从而有利于土壤肥力。可以解决传统耕作操作的操作存在高成本等问题,大的功耗。

(4)优化了植物的根部的生长环境，能够加剧提高农业产量。

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3 全方位深松机总体的设计

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6 附属装置的设计

6.1离合器的选择

离合器是直接连接到动力和组件的元件,根据动态功率和速度的选择选择使用EZE10齿离合器,额定扭矩100年的最大速度4000 r / min,重量是2.3公斤,外直径105毫米,内直径40毫米。

6.2联轴器的选择

联轴器是连接到离合器和传动组件,根据输电功率和速度的选择选择YL4凸缘联轴器转动惯量为0.009公斤。,轴洞直径20毫米,体重2.47公斤

6.3 限深导向装置的设计

深耕机的作业范围比较大，由于工作条件以及土壤条件的不同，所以我们要求深松机要有不同的深耕程度。对于由柴油机带动的温室深耕机时，其深度用手动调节，即用限深杆上的螺孔来调节深耕深度。本设计中的深耕机所选动力源的功率为3.5kW，根据设计任务书的要求，要求深耕机的耕深范围为10-15cm。所以该机的设计旋深最大为150mm，严禁深耕机超限作业，否则将导致某些零部件的损坏和早期磨损，还将严重影响整体的作业效率，故需设计深耕深调节装置。总的来说，我们这项设计价格低廉，容易维修，质量较轻，符合大众要求。

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结 论

当我接到这个课题时，其实我是挺迷茫的。与以往课程设计不同，这次的毕业设计需要用到的知识太多，并且那些知识都比较陌生了。然后，我用了一个月的时间收集与我的毕业设计相关的资料。通过整理资料以及老师的指导，我才有了头绪。

然而，只是收集资料是远远不够的，还需要整理，分析，总结，在有些较难的问题上，我并没有选择闭门造车，而是跟老师同学沟通协作，最后一起完成了毕业设计。

通过这次的毕业设计，我觉得加深了我对我们专业知识的了解和运用，提高了我对问题的解决能力，还有就是，让我认识到团队的重要性，团队合作在我心中的地位更加重要了。我相信这次的毕业设计会对我的将来起到举足轻重的作用。

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致 谢

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参考文献

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