微型耕作機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計-以合盛1Z-135型微耕機為研究對象
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微型耕作機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計-以合盛1Z-135型微耕機為研究對象答辯人 導(dǎo) 師 老師礦業(yè)與土木工程學(xué)院機械電子工程設(shè)計總結(jié)與建議緒 論技術(shù)創(chuàng)新點及設(shè)計思路總體方案設(shè)計及計算工作部件優(yōu)化設(shè)計及安全性目 錄選題背景及研究意義隨著我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展,對于田地的翻耕,農(nóng)民已經(jīng)離不開微型耕作機。微型耕作機可以用來改善農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)條件,降低農(nóng)戶的工作勞動強度,使得農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率得以提升,進而推動農(nóng)業(yè)的發(fā)展。微型耕作機適用于丘陵地區(qū),具有體積小,重量輕,耕作靈活等特點,具有很好的市場潛力。因此,為了使微型耕作機能夠更加適應(yīng)丘陵、山地等區(qū)域以及滿足市場的需求,同時,使它的使用操作更加簡單,耕作效率高以及性能好,所以本設(shè)計在它原來的基礎(chǔ)上對其結(jié)構(gòu)進行了部分優(yōu)化設(shè)計。主要內(nèi)容第一章 首先闡述了本文的選題背景以及意義,并歸納了微型耕作機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢,最后根據(jù)選題的目的及意義對設(shè)計的主要內(nèi)容作了安排。第二章 介紹了對微型耕作機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計進行了技術(shù)創(chuàng)新點及設(shè)計思路的概括第三章 主要是通過微型耕作機的工作原理,進行方案設(shè)計的可行性分析,對其動力部分的選型和機械傳動部分的選擇以及相關(guān)設(shè)計計算 第五章對全文內(nèi)容的總結(jié),并概括了本文的結(jié)論以及不足之處,最后提出對今后微型耕作機結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化的一些建議及展望。第四章 對微型耕作機工作部件的優(yōu)化設(shè)計提出可行性建議以及操作安全性的注意事項。技術(shù)創(chuàng)新點及設(shè)計思路l技術(shù)創(chuàng)新點l設(shè)計思路技術(shù)創(chuàng)新點創(chuàng)新一 對動力部分的選型進行最優(yōu)選擇。創(chuàng)新二 在機械傳動部分設(shè)計成全齒輪傳動。創(chuàng)新三 對工作部件進行了優(yōu)化設(shè)計,包括扶手架設(shè)計成折疊型以及高度可調(diào)節(jié),增加了防濺板等。創(chuàng)新四 對旋耕刀具的最佳選型,并且將旋耕刀、刀輥及行走輪設(shè)計在一條軸上。設(shè)計思路思路一 第一,根據(jù)已知條件,擬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案,進行可行性分析。第二,確定動力部分的選型。思路二 第三,確定機械傳動方式的相關(guān)選型以及相關(guān)設(shè)計計算,進行最佳選擇。第四,確定旋耕刀的選型,進行最佳選擇。思路三第五,對其工作部件及安全性進行設(shè)計分析,包括行走機構(gòu)、扶手架、安全擋板等。第六,畫出相關(guān)的零件結(jié)構(gòu)圖。微型耕作機的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計及計算l微型耕作機的工作原理l結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計微型耕作機的工作原理微型耕作機是以柴油發(fā)動機為主要能源,然后經(jīng)過V帶將力矩傳送到變速箱,然后再經(jīng)過變速箱內(nèi)變速,再將力矩傳送給旋耕刀具,最后由旋耕刀具對土壤進行切碎的機械原理,進而達到了翻耕的效果。當它在工作時,通過操縱桿可以改變旋耕刀的翻土方向,檔位有前進檔、倒退檔以及空檔三種。前進檔主要是操縱耕作機在耕地作業(yè)時和田地間轉(zhuǎn)移行走,則倒退檔主要是用于轉(zhuǎn)向或耕地受阻時操縱機器倒退。微型耕作機的結(jié)構(gòu)簡圖1.輪轂 2.阻力桿 3.扶手桿調(diào)節(jié)桿 4.排擋桿 5.換擋手柄(右)6.離合手柄(左)7.油門手柄(右)8.熄火開關(guān)(左)9.扶手架 10.變速箱 11.發(fā)動機 12.保險杠機械傳動部分的齒輪傳動工作原理在設(shè)計中柴油發(fā)動機與變速箱之間的連接V帶傳動的,在變速箱內(nèi)的傳動有齒輪傳動和皮帶型傳動兩種類型。然而皮帶傳動中很容易發(fā)生斷裂的問題,并且由于質(zhì)量很輕,對于在硬、板地中進入土壤的效果較差,耕作艱難。因此,在設(shè)計中選用齒輪傳動。變速箱內(nèi)有前進檔、退檔軸等,經(jīng)過撥動主軸和倒擋軸上的雙聯(lián)直齒輪的位置,可以完成前進檔和倒退檔之間的轉(zhuǎn)換。使用齒輪的傳動方式相比較來說穩(wěn)固牢靠,并且安全系數(shù)高。表3-1 觀測系統(tǒng)參數(shù)表工作部件優(yōu)化設(shè)計及安全性分析l行走機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計l扶手架的優(yōu)化設(shè)計l安全擋板的優(yōu)化設(shè)計l微型耕作機的主要技術(shù)參數(shù)行走機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計行走機構(gòu)綜述本次設(shè)計中所研究的對象是傳統(tǒng)方式的微型耕作機,行走機構(gòu)橡膠輪和旋耕刀是分開放置的,若行走時,則換上橡膠輪;若耕作時,則換上旋耕刀。因此,這樣換來換取增加人們的工作量。為此,對這部分進行了優(yōu)化,合并成一部分,既可以行走也可以耕作,從而減輕了人們的煩惱。圖4-1采空破壞區(qū)平面分布圖扶手架的優(yōu)化設(shè)計扶手架綜述扶架的設(shè)計應(yīng)考慮使用者的舒適性和安全性,同時也需要符合機械行業(yè)的相關(guān)標準及要求。(1)扶手架設(shè)計成折疊型為了便于用戶運輸微型耕作機,因此設(shè)計為可折疊型。(2)扶手高度的調(diào)節(jié)設(shè)計工作原理:該扶手裝置由桿1和桿2組成,如圖所示。桿2的內(nèi)徑略大于桿1的外徑,以便于插入桿1,兩根桿固定形式用的是定位銷。操作簡略,桿2下部每隔10cm設(shè)置一空,在桿1適合地方打一孔,使之作為定位孔,兩根桿上的孔經(jīng)過螺栓作為定位銷連著固定兩根桿,從而可以完成扶手桿高度的調(diào)整。安全擋板的優(yōu)化設(shè)計安全擋板的可行性分析微型耕作機的防護板與機架是經(jīng)過螺栓連在一起的,材料是由金屬板制成的,為了避免旋耕刀在運轉(zhuǎn)過程中將泥土刮飛而傷害操作者,但金屬板材質(zhì)較硬,容易與地面發(fā)生摩擦,基礎(chǔ)功能不太好。為了處理這個難題,因此,則想到在防護板的下方連接一個防濺板,這個防濺板是由橡膠片制成的,材質(zhì)較軟,可以完全跟地面貼合,從而徹底地防止泥土飛濺而對人體造成的傷害。另外,也增強了用戶的舒適度從而提高了機器的安全性能。設(shè)計總結(jié)及建議l設(shè)計結(jié)論l研究建議設(shè)計結(jié)論21工作部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可行性建議行走機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計扶手架的優(yōu)化設(shè)計安全擋板的優(yōu)化設(shè)計安全性的分析機械傳動的問題設(shè)計為全齒輪的傳動方式相比較來說穩(wěn)固牢靠,并且安全系數(shù)高。建議及展望132【研究建議】整個機器的重量還是較為偏重,未來希望能夠在很好的控制耕深的情況下減輕機重。設(shè)計中所選用的柴油發(fā)動機噪音依然還是很大,給使用微型耕作機的用戶帶來了很多困擾,存在的這一系列還有待解決。設(shè)想在機身上設(shè)置“頂棚”還未找到更適合的方案。因此,在這方面的改進還需要下很大的功夫,在結(jié)構(gòu)設(shè)置合理的前提下使微型耕作機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計更加人性化。大學(xué)生活即將結(jié)束,在此,我要感謝所有教導(dǎo)我的老師和一起成長的同學(xué),他們在我的大學(xué)生涯給予了很大的幫助。本設(shè)計能夠順利完成,要特別感謝我的導(dǎo)師江偉老師,感謝各位老師的關(guān)心和幫助!THANKS感 謝
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