毕业设计论文小型旋抛式撒肥机设计.doc
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1、小型旋抛式撒肥机设计THE DESIGN OF SMALL ROTARY CASTING MACHINE SPREADERI摘要本次设计以农业机械为方向,运用机械设计,机械原理等方面的知识,设计小型旋抛式撒肥机。对于本机器运用到的传动轴,利用合理的校核计算方法,对于齿轮的选择及设计计算做了详细的阐述,同时还对带轮以及皮带的选择给出了准确的数据,同时还对现有的机械做了进一步的改进,改善了原有的作业缺陷,优化了机器作业的功能,是作业者更为方便的操作与掌控。在整体设计时,进一步优化了设计方法,对于材料的选择也同样做到轻巧便捷。初步设计出一款符合生产需求的小型机器。并根据计算的尺寸绘制各个零件的图纸,
2、最后按照零件及装配要求绘制装配图纸。最后完成总体装配的优化设计。关键词 农业机械;旋抛式;撒肥机;颗粒状;优化设计全套图纸加V信153893706或扣 3346389411IIAbstractThe design of agricultural machinery and direction, the use of mechanical design, mechanical principle of knowledge, design of small rotary polishing distributor. For this machine is applied to the drive
3、shaft, using reasonable calculation method of, for gear selection, design and calculation of do in detail, also of belt wheel and belt is given for the selection of the accurate data and the existing mechanical do further improvement, improve the original defects, optimize the function of machine op
4、eration, the operator more convenient operation and control. In the overall design, to further optimize the design method, the choice of materials is also light and convenient. A small machine that meets the requirements of production. And according to the size of the calculation of the various part
5、s of the drawing, and finally in accordance with the requirements of parts and assembly drawing assembly drawings. At last, the optimization design of the overall assembly is completed.Key words Agricultural machinery Rotary type Spreader Granular Optimal designIII目 录摘要IAbstractII1绪论11.1 选题的背景及意义11.
6、2 本课题拟解决的主要问题11.3本章小结22小型旋抛式撒肥机整体设计32.1 现有撒肥机械的举例32.2 本次小型旋抛式撒肥机的设计42.3 本章小结63.1 动力装置的选择73.1.1确定小型旋抛式撒肥机所需的功率73.1.2确定传动装置的效率83.2 传动装置总传动比计算机传动比初步分配83.2.1总传动比计算83.2.2传动比的初步分配83.3 普通V带传动设计83.3.1 选择普通V带型号83.3.2 确定带轮的基准直径93.3.3 验算带速93.3.4 确定带的长度及中心距103.3.5 验算普通V带的最小包角103.3.6 确定普通V带的根数103.3.7 计算带的传动作用在该轴
7、上的力113.3.8 带轮的结构设计113.4 齿轮的传动设计123.4.1高速级齿轮的设计123.5 轴的设计153.5.1高速轴的设计153.6 滚动轴承的选择193.6.1 高速轴滚动轴承的选择193.7 本章小结204 旋抛式撒肥机的下料系统设计214.1 储存肥料漏斗的设计214.1.1 肥料量的计算214.1.2 储肥漏斗的设计224.2 碾碎装置的设计234.2.1碾碎滚筒的上下座的设计244.2.2 碾碎装置主动滚筒、从动滚筒的设计254.2.3 碾碎装置传动齿轮的设计数据254.2.4 碾碎装置的碾碎滚筒轴承的选择264.2.5 碾碎滚筒轴端轴向固定方法的选择274.2.6
8、碾碎装置上下座连接部件的选择294.3各段键槽的设计说明294.4本章小结315旋抛式撒肥机旋抛盘的设计325.1 旋转底盘的设计325.1.1 旋抛盘材料的选择325.1.2 旋抛盘尺寸及调节安装孔的选择335.2 肥料播撒拨片的设计335.3 本章小结346 旋抛式撒肥机支架356.1支架角铁材料的选择356.2支架角铁尺寸的选择356.3 本章小结377旋抛式撒肥机三维展示397.1 旋抛式撒肥机整体展示397.2 旋抛式撒肥机部分三维图展示39结论41致谢42参考文献43III1绪论1.1 选题的背景及意义国家十三五规划中提出,大力发展农业,实现农业现代化,进一步提升农业生产的水平,完
9、善农业生产装备,主要是为了将机械化结构更普遍地应用于农业生产领域,尽可能的完善农业机械的产品结构,凸显出重点要值得改进的部分着重调整,更普遍化去适应农业领域的技术发展,贯彻执行国家对于农业产业机构的方针政策,确定重点培养的主干技术,做到真正实现农业机械的功能实现技术、科技匹配技术、安全服务技术三方面的协调发展水平,对于农业技术在服务于农民生产生活中实现高效生产提供必要的水平支撑。施肥在生产种植过程中必不可缺的农业材料之一。使用化肥在很大程度上会实现农作物的大丰收,能有效地提高农作物产量。据不完全统计,近年来我国农民采购使用的化肥量数以万计,全球范围内俨然成为氮肥消费大国榜首地位。本篇课题目的是
10、在尽可能多的节省生产资料消耗量的前提下还能有效地提高农产效率,实现科学性、规律性抛肥方式扩大工作范围,减少农民亲力亲为的手动操作劳动。土壤的肥沃程度极大的限制着农产量的输出,而对于土壤肥力最有效的方式是加洒肥料,对于农作物的肥料可分为有机和化学两种,每一种下面又可细分为固体和液体两类形态。生产种植中对于肥料的加洒方式有如下三种:施基肥。农民在开始播种之前要在土地表面加洒一层肥料以便在翻锄土地时能将肥料铲进地下;或者是在犁耙上面加上某种施肥装置使其在形成的沟渠内洒有肥料,在下一次操作时是被上一垡片掩埋住;又或者是在深铲上加上能施肥的装置,可以随着一直不断的疏松土壤的过程中将化肥渗进土地底部。施种
11、肥。农民在播种的过程中将肥料和种子一起撒入土地中。农民在正常的栽植过程中一般会有旁施、面施和混合施三种撒肥方式。施追肥。种子在萌芽成熟不断生长成植株的状态下,可以在根部撒料以便植株更好地吸肥,或者是溶合一些植物所需元素于一体实现喷洒式施肥方式,利用喷头将肥料洒在植株的叶面上使其快速吸收。1.2 本课题拟解决的主要问题根据我国农作物种植结构,本旋抛式撒肥机主要针对固体颗粒肥料,进行施基肥,种肥的播撒。本新型旋抛式撒肥机设计是吸收借鉴已有的撒肥农机的创新点,适应于农业生产种植的需求,解放了农民手工撒肥的劳动力,主要可以用于小个体与土地承包商的农产物种植园区中,提高了实用价值,拓宽了应用范畴。在付出
12、与利益成正比的时代,尽可能减少了劳动力和资料消耗,高效地提高农产品量的输出量,有利于农民及早应时生产播种。1.3本章小结 对于目前市面上的施肥机械存在问题进行了比较详细的调查,同时对本地区种植模式也有了一定的了解,突出显示了种植农户在植物种植施肥方面存在的现实问题,对于目前施肥机械利用率和普及率都相对较低,同时大型农业施肥机械由于价格昂贵,在本地区较小田块很难施展作业。结合本地区对手扶拖拉机使用率较高的特点。设计一款播撒基肥,利用现有手扶拖拉机为动力源,方便灵活。经济性和实用性较强的旋抛式撒肥机。 在设计过程中对现有资料进行了整合,同时对有关农机专业方面的单位,人才进行了访问咨询,但是由于学生
13、对社会了解不足,缺乏实践性,所以在后期设计中很难展开。但是在老师以及专业人士的辅助和指导下,比较顺利的完成了整个设计的前期准备。2小型旋抛式撒肥机整体设计小型旋抛式撒肥机是根据原有的肥料播撒机械进行改造,对现有机械作业时存在缺陷以及播撒不均匀性等问题进行了进一步的优化,并通过仿照人工播撒形式改进而来的,整个撒肥机分为肥料储存,下料,旋抛等功能,在传动系统,旋抛系统,碾碎系统,扬程调节系统等系统的组合下实现肥料的均匀播撒。2.1 现有撒肥机械的举例(1)全幅施肥机这类撒肥机械主要是为了保证在有效范围内实现撒肥尽可能密而匀。它的机械结构可以分为两种:第一种是通过几个旋转盘类的施肥机一排并列制成的(
14、见图11所示);第二种是通过链传动使链指能够在机器的有效范围进行排肥(见图12所示)。本机械的优点是作业面积较大,适合大面积农场作业,但对与本地区小田块来讲,很难实现全覆盖作业。 图2-2链指式全幅撒肥机图2-1转盘式全幅撒肥机(2) 气力式宽幅撒肥机就目前国外市场看来,他们制作应用了很多型号规格的气力式宽幅撒肥机(见图2-3所示),但是机械架构都不尽相同,全都利用风机旋转生成的气流与机械结构制成的施肥机协调配合,在喷嘴的施放作用下能有效实现大面积地喷洒化肥或是营养液。气力式宽幅撒肥机,需要配载在大型拖拉机后面,灵活性较差。 图2-3 气力式宽幅撒肥机(3) 离心式撒肥机在目前国外的市场上,这
15、类撒肥机是欧美市场占有量最大的喷洒用具(见图4-4所示)。它的工作原理很简单,主要就是在轴转动时产生的离心力作用下实现喷洒化肥。按撒肥盘的个数分成单、双式,表面常安有6个拨片。1-装料斗 2-振动板 3-排肥门 4-排肥板 5-导肥管 6-撒肥管a-双盘式的整体结构 b-单盘式的示意图图2-4离心式撒肥机2.2 本次小型旋抛式撒肥机的设计目前离心式撒肥机功能和形式较为单一,无法实现可调节扬程等功能,同时,由于不同肥料因受天气影响会产生不同程度分板结,所以在肥料播撒到地面之前要进行碾碎,本小型旋抛式撒肥机增加了碾碎装置。大幅度提高了机械的作业效率。同时对旋转盘上的拨片也进行了改进,使其在转盘上面
16、的安装位置可以实现径向和对旋转中心有一定的偏转角度。叶片形状有直线式的,也有曲线形式的,这样更有利于肥料的运动,见图2-5所示,系统工作流程图见图2-6所示。储存料斗管道皮带皮带传动箱动力源(柴油机)碾碎装置管道齿轮传动旋抛盘图2-6 系统工作流程图动力源是由柴油机提供动力,以东风F-12型柴油机为例见图2-7。将动力通过皮带轮传递给传动箱,传动箱通过传动轴传递给上部旋抛装置,同时传动箱上的带轮通过皮带将动力同时传给碾碎装置,碾碎装置利用碾碎辊将肥料碾碎,通过管道肥料下落到旋抛盘装置。2.3 本章小结本次设计主要对原有机械进行了改进,原有的旋抛式撒肥机配有储料装置,旋撒装置,小型动力装置。这三
17、个装置虽然能正常满足施肥作业要求,但是作为一台可靠性等农业机械,同时应该还具有可调节型,本地区田块大小层次不齐,所以,急需带设计一款可调节,均匀性更高的旋抛式撒肥机,所以本次设计增加了肥料的碾碎装置,同时将旋抛装置拨片装置设计为可按一定角度进行调节。大大提高了肥料的利用效率已经播撒的均匀性也得到了一定改进。整个系统较为完整。在设计时,由于知识储备不足以及缺乏一定的社会实践经验,对碾碎装置的选择产生了很大的困难,在多种碾碎装置面前很难利用现有的软硬件设施得出准确的定断,在询问老师以及专业的农业方面的专家,他们提供了一定的参考,才得以让设计顺利进行,专业知识。3 旋抛式撒肥机的传动系统设计小型旋抛
18、式撒肥机是根据原有的肥料播撒机械以及仿照人工播撒形式改进而来的,整个撒肥机集肥料储存,下料,旋抛等功能,在传动系统,旋抛系统,碾碎系统,扬程调节系统等系统的组合下实现肥料的均匀播撒。3.1 动力装置的选择图31 动力系统的传动图32 旋抛装置动力机构简图3.1.1确定小型旋抛式撒肥机所需的功率小型旋抛式撒肥机利用手扶拖拉机前部挂载装置,依靠手扶拖拉机现有的柴油机来提供动力,无需额外配装其他动力源,现以东风F-12型柴油机为例,其转速n柴=1440r/min.功率8.82kw。3.1.2确定传动装置的效率普通v带传动效率: n1=0.96一对滚动轴承效率: n2=0.99(球轴承,稀油润滑)闭式
19、锥齿轮传动效率: n3=0.96故传动装置的总效率为: n=n1n2n3=0.96x0.99x0.96=0.913.2 传动装置总传动比计算机传动比初步分配3.2.1总传动比计算旋抛盘的转速: n旋=120r/min总传动比: i=n柴/n旋=1440/120=12 式(2.1)3.2.2传动比的初步分配因为传动比不是太大,故采用两级传动,即普通V带和齿轮箱锥齿轮传动,齿轮箱锥齿轮传动比的采用考虑了闭式锥齿轮传动的浸油润滑,两个大小齿轮直径相近但有所差别,即按i2=2分配,初步分配传动比如下:普通V带传动比: i1=6锥齿轮传动比: i2=2旋抛盘的实际转速为:n旋=1440/6/2=120r
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