畢業(yè)設(shè)計（論文）-中耕施肥機的設(shè)計【中耕施肥作業(yè)機】

引言1.1研究或設(shè)計的目的和意義中耕松土除草是我國農(nóng)業(yè)精耕細作中非常重要的過程。中耕是將地表鋤松、翻土壤、消滅行間與苗間雜草，提高地溫促使有機肥料分解，還可將土壤毛細管切斷，減少水分蒸發(fā)，起到蓄水保墑作用，既保持了地面疏松干燥，減少植株周圍的空氣相對濕度，減少病害發(fā)生的機會，又可保持地表下土壤有一定濕度；另外，中耕可消除土壤板結(jié)，改善土壤的物理化性狀，增加土壤的透氣性，為作物生長發(fā)育創(chuàng)造良好的條件。農(nóng)作物的行間中耕作業(yè)主要包括：松土、表土破板結(jié)、間苗、除草、追肥及行間開溝培土等。中耕作業(yè)用工量多、時間長、勞動強度大，在棉區(qū)約占總用工量的30-50%。作物行間采用機械中耕，不僅是為了提高勞動生產(chǎn)率，還在于達到增產(chǎn)、增收的目的。作物行間的深中耕、培土、追肥等項中耕作業(yè)，由人、畜力進行往往因無法達到作業(yè)質(zhì)量好、管理及時的要求而影響產(chǎn)量。因此，中耕施肥機的研究，是發(fā)展高產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。我國東北，新疆地區(qū)農(nóng)墾系統(tǒng)國營農(nóng)場是糧食，棉花，有作物的主要生產(chǎn)基地，農(nóng)產(chǎn)的一個機務隊的作業(yè)服務規(guī)模而在萬畝以上，地塊長度超過800m。使用大型中耕施肥機組有明顯的技術(shù)優(yōu)勢及其經(jīng)濟效益，是田間作業(yè)的主要裝備之一。廣大農(nóng)村的農(nóng)戶科技致富，經(jīng)濟收入逐年增加，科學種田觀念的神話，將促進農(nóng)戶對農(nóng)業(yè)機具加大投資力度。物美、價廉、質(zhì)優(yōu)的中耕施肥機具產(chǎn)品，將成為農(nóng)村的暢銷產(chǎn)品。因此，提高中耕施肥機械產(chǎn)品科技含量的研究，必須提到日程。在進一步提高提案件作業(yè)性能與質(zhì)量，減輕人的勞動強度，改善人的勞動條件，也可以加強環(huán)保1.2研究或設(shè)計的國內(nèi)外現(xiàn)狀1.2.1國外中耕施肥機械的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(1)國外中耕機械的發(fā)展現(xiàn)狀與結(jié)構(gòu)特點國外中耕機械種類較多，主要用于休閑地管理及作物行間的中耕。在干旱地區(qū)或丘陵地帶為防止土壤水分蒸發(fā)和水分流失，使用重型中耕機滅茬取得較好效果。這種全面中耕機耕深38cm左右。工作部件有彈性及剛性鋤齒，鏟柄裝有安全彈簧，保險螺栓或保險銷等安全裝置。鏟多呈S形，鏟的安裝距離為16~25cm，分為3~4排安裝，以增強土壤通過性和防止堵塞。寬幅為牽引式，分3~5組，運輸時折疊。行間中耕機大多采用后懸掛式，也有前懸掛式的機具。廣泛用于糧棉中耕的通用型中耕機品種很多，如丹康斯基爾公司生產(chǎn)的VRC系列懸掛式中耕機，有2~12行5種規(guī)格。其中8~12行的為折疊型，幅寬2.5~9.5m，有結(jié)構(gòu)簡單的平行四連桿仿形機構(gòu)及無壓橡膠仿形輪，工作部件有S形振動彈齒，作業(yè)速度在深15cm時為8~12km/h，每根彈齒需功率1~2馬力。驅(qū)動型中耕機在歐美國家使用越來越多。這種工作部件碎土性好，不易纏草，耕后地表平整，與其他部件容易組合成松土、滅茬、除草、施肥等復式作業(yè)。意大利旋轉(zhuǎn)中耕機生產(chǎn)廠約有14家，有多種類型刀片，刀軸轉(zhuǎn)速119~270r/min，行走速度2.5km/h左右，通過增減刀片可改變幅寬，機架裝有可調(diào)的限深輪，耕深10~12cm。刀片有鉈形、直角形、葉形、L型和弧形。中耕機的機架，牽引的為框架式，懸掛式的多為單梁式，普遍采用矩形鋼管;折疊及耕深調(diào)節(jié)采用液壓油缸操作。工作部件主要是鏟式部件，為中耕機的基本型。大多數(shù)鏟式工作部件均已安裝彈簧松脫裝置，及各種類型的彈性鏟柄，最大的松脫力達100kg。S形彈齒工作時能產(chǎn)生前后中均勻的作用保證耕深均勻，抖松草根并拋擲地表，達到碎土，滅草的良好效果。單雙翼鏟張角趨于減小，以增強鏟子排除雜草的能力，中耕后的地表平整。單翼鏟由于入土性差，側(cè)壓力不平衡，近年來中耕機趨向不用單翼鏟，而代之采用各式護苗器。旋轉(zhuǎn)鋤主要用于作物苗期苗行的松土，直徑350~500mm，滾動阻力小。(2)國外中耕機械發(fā)展趨勢向?qū)挿咝Оl(fā)展。為了提高生產(chǎn)率，大力發(fā)展大功率高效機具，提高作業(yè)速度(有的可達12km/h)，增加機組耕幅。如加拿大莫里斯公司生產(chǎn)的桿式中耕機，幅寬15m，該國用于少耕法的全面中耕機幅寬達18m。當前重點解決最佳機器工作速度與幅寬如何配置使功率利用率最高。發(fā)展聯(lián)合機組。采用行間中耕與噴霧、噴灑除草劑聯(lián)合作業(yè)、中耕播種聯(lián)合作業(yè)機等。采用電子等高新技術(shù)。采用電子攝像機裝在拖拉機機架下，監(jiān)視器和顯示管置于機手可見處，監(jiān)視后懸掛中耕機的作業(yè)狀況，便于機手操作。反射鏡監(jiān)視裝置，拖拉機手通過兩個可調(diào)節(jié)的平面鏡看到作物苗在中耕機護苗器內(nèi)的狀況。國外正在研究火焰除草、微波除草等技術(shù)，這樣就沒有化學藥劑殘留和空氣污染。德、丹麥在研究一種振動式中耕機，利用振動將雜草除掉并拋擲土表枯死。另外，采用專業(yè)化程度較高的自走式中耕機是機械化水平較高地區(qū)的一種趨勢，雖然機具費用較高，但是用調(diào)節(jié)及作業(yè)前準備工作簡單方便。(3)國外施肥機械現(xiàn)狀及技術(shù)水平美國1987年平均施化肥93kg/hm2，法國達299kg/hm2，德國487kg/hm2。施用肥料是國外發(fā)達國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要環(huán)節(jié)。除播種機械帶有施肥裝置外，國外還大量使用專用的施肥機械用于整地前撒播、中耕施肥、改良土壤等。該類機具有化肥施肥機和有機肥施肥機。固體化肥撒肥機有全幅式、轉(zhuǎn)盤離心式、擺動式等，廣泛使用的是離心式撒肥機，有單、雙圓盤，生產(chǎn)率高。液體化肥在美國30年代首先使用，現(xiàn)在已在加拿大、丹麥等國普遍使用。液氨易揮發(fā)，一般采取深溝施肥和注入施肥。美國生產(chǎn)的700型液氨施肥機用施肥刀開深溝將液氨施入其中，這種方法易傷作物根系。最好的方法是注入施肥，如前蘇聯(lián)的MBY-3型施肥機，工作部件用旋轉(zhuǎn)式針狀注肥器。美國新研制了一種液氨注施裝置，即液氨由耕作機械后面的槽經(jīng)過調(diào)節(jié)器進入轉(zhuǎn)換器，在其中受冷達－33℃，形成85%的液體和15%的蒸汽，然后通過分配導管撒到較淺的土中，耕作機具立即覆土。有機肥料能夠給作物增加養(yǎng)分，又能調(diào)節(jié)土壤微生物的營養(yǎng)、改善土壤物理化學狀態(tài)，提高肥力，有機肥比化肥便宜，因此世界各國都很注意有機肥料的生產(chǎn)和使用。家畜糞尿用固液分離機將液體與固體成分通過擠壓或分離篩分離，固狀物經(jīng)與土及粉碎了的植物秸稈混合發(fā)酵，晾干后施用或制成顆粒肥料施用。分離的液體肥料置于儲罐直接施用。一般采取土壤耕作部件與液肥罐掛在一起，一邊深開溝一邊施肥。施肥深度達40cm。配18~37kw拖拉機，加工能力為200~250kg/h。固體廄肥采用輸送帶式和甩鏈式廄肥撒播機施用。典型的有前蘇聯(lián)生產(chǎn)的1-TY-325型單軸半懸掛廄肥撒肥機及雙軸式，還有側(cè)向牽引式底架撒肥機、堆肥堆條撒肥機，及德國門格勒公司生產(chǎn)立式四列擊肥軸撒肥機均屬輸送帶式撒肥機。英國霍華德公司生產(chǎn)的SPR250型甩鏈式堆肥撒肥機便屬于后一種型式。(4)國外施肥機械發(fā)展趨向增大播幅，增加裝載量。荷蘭施維格斯公司的雙圓盤離心式撒肥機撒幅17m;日本有光工業(yè)公司生產(chǎn)的背負式萬能撒肥機撒幅20~30m;前蘇烏克蘭研制的化肥氣動撒肥機，幅寬達20~50m。裝載量的增加也是目前國外施肥機械發(fā)展的一個趨向，如蘇聯(lián)生產(chǎn)的施肥機械牽引式達10t，液體廄肥撒肥機達22~24t。改善運肥裝肥機械。法國呂卡公司生產(chǎn)一種牽引式自走式裝肥撒肥機，撒肥機的轉(zhuǎn)輪既可裝肥又可撒肥。尤其利用自走式施肥機以提高生產(chǎn)率，并同時配備自卸式運輸設(shè)備，如美國Rikel公司生產(chǎn)的TwinLouder型雙箱式汽車裝載機，1min可往施肥機裝肥4t，Killebur公司的汽車液壓裝載機具有單獨的傳動內(nèi)燃機用以帶動裝載部件給正在田間作業(yè)的自走式和牽引式機具肥箱裝肥。國外使用的自走式施肥機裝備大馬力發(fā)動機(150~350)，并用寬斷面低壓輪胎及低位重心，以保證在坡地作業(yè)時的穩(wěn)定。作業(yè)速度可自己選擇，達40km/h。發(fā)展聯(lián)合作業(yè)機組，實現(xiàn)一機多用。聯(lián)合作業(yè)機組始終是國外農(nóng)機具發(fā)展的趨勢。施肥機械同時與耕耘、作畦、平壟等作業(yè)一起進行。改進工作部件的使用性能，和通過更換工作部件，使施肥機械可以進行施化肥、廄肥、撒石灰、運牧草及給畜舍供給草，使施肥機一機多用。1.2.2國內(nèi)中耕施肥機械的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題（1）國內(nèi)中耕機械存在的問題品種單一，不能適應農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。目前生產(chǎn)上應用的中耕機基本上就是后懸掛式行間中耕機一種。這種機型存在問題是①四桿鉸接處易磨損，磨損后易晃動，影響作業(yè)質(zhì)量;②鑿式松土鏟工作時易掛帶殘膜、作物殘茬(稈)，從而損壞作物幼苗。同時，鑿式深松鏟工作時碎土能力差，易掀起大的土塊，容易損壞作物幼苗且易跑墑;③工作速度慢，效率低，不能滿足深中耕的農(nóng)業(yè)要求。驅(qū)動型中耕機碎土性能好，不易纏草。我國曾進行過研究，但未在生產(chǎn)中推廣應用，應進一步加強這一機型的研究。另外，應加強中耕與噴霧，噴灑除草劑，中耕與收膜等聯(lián)合作業(yè)機的研究。（2）國內(nèi)施肥機械現(xiàn)狀及存在的問題目前的施肥方式有①與犁地相結(jié)合的全層施肥，即將肥料撒于地表，然后由犁耕翻入土;②播種時施種肥;③中耕追肥;④葉面施肥。將肥料撒于表，然后翻入土的全層施肥方式存在的問題是，①撒肥與翻地兩道作業(yè)之間間隔時間較長，肥料在地表容易揮發(fā);②翻地時由于扣壟不嚴，有一部分肥料仍在地表或淺土層，容易揮發(fā)，造成損失。種肥按要求應施于種子5cm以下，種側(cè)3~5cm，目前的施肥機構(gòu)很難達到這一要求，造成種肥的浪費。液氨施肥與等量的氮肥相比，可使棉花增產(chǎn)10%以上，液氨施肥操作方便，適于大面積機械化作業(yè)，可降低成本30%，尚有待于進一步推廣。（3）中耕施肥機械產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢我國東北、新疆地區(qū)農(nóng)墾系統(tǒng)國營農(nóng)場是糧、棉、油作物的主要生產(chǎn)基地，農(nóng)場一個機務隊的作業(yè)服務規(guī)模約在萬畝以上．地塊長度超過800m。使用大型中耕施肥機組有明顯的技術(shù)優(yōu)勢及經(jīng)濟效益，是田間作業(yè)的主要裝備之一。廣大農(nóng)村的農(nóng)戶科技致富，經(jīng)濟收入逐年增加，科學種田觀念的深化，將促進農(nóng)戶對農(nóng)業(yè)機具加大投入力度。物美、質(zhì)優(yōu)、價廉的中、小型中耕施肥機具產(chǎn)品，將成為農(nóng)村的暢銷產(chǎn)品。因此，提高中耕施肥機械產(chǎn)品科技含量的研究，必然提到日程。在進一步提高田間作業(yè)性能與質(zhì)量、減輕人的勞動強度、改善人的勞動條件、增強環(huán)保意識等方面的技術(shù)課題，也勢必受到關(guān)注。我國中耕施肥機械主要產(chǎn)品的研究設(shè)計水平，經(jīng)過幾十年的努力，在產(chǎn)品品種和設(shè)計技術(shù)水平上，完全可以與國外同類產(chǎn)品當代先進技術(shù)媲美。但在制造工藝技術(shù)水平方面，仍需多方努力去突破、提高。制造出性能一流、價格合理、外觀上乘的名牌產(chǎn)品，創(chuàng)造打人國際市場的硬優(yōu)勢。展望新世紀開頭十年，中耕施肥機械產(chǎn)品的研制，應當在以下的新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展和探索，①寬幅、高效的大型中耕施肥機，會繼續(xù)使用發(fā)展，仍是方向性的產(chǎn)品。②采用新技術(shù)，提高調(diào)節(jié)、保養(yǎng)和操作的自動化水平。研究解決行間中耕施肥機自動調(diào)行、自動避讓、自動調(diào)節(jié)耕深、自控施化肥、電子選優(yōu)間苗等新機型。③增強環(huán)境保護意識，研究發(fā)展環(huán)保型防除雜草的產(chǎn)品體系減少或消滅化學除草劑所造成的環(huán)境污染。④新材料、新工藝的研究，在中耕施肥機產(chǎn)品上的采用將有更多新的突破。1.3任務要求及目標中耕、施肥是我國農(nóng)業(yè)精耕細作的重要環(huán)節(jié)之一，是保護穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)不可缺少的重要措施。中耕的主要作用是疏松土壤，增強透氣性，提高地溫；切斷土壤中的毛細管，保墑抗旱；改善土壤的物理性狀，提高土壤肥力；消滅蟲害。近年來，農(nóng)田大量使用除草劑除草，因除草劑降解產(chǎn)生有毒物質(zhì)造成環(huán)境的污染越來越引起人們的關(guān)注，除草劑的使用還會影響小麥分蘗，減少成穗率．中耕施肥多采用噴施法，肥料噴灑于作物葉片上，肥料利用率低，經(jīng)濟效益差．針對以上問題，有必要設(shè)計一種新型高效的保護性耕作的中耕除草施肥機械。2中耕松土除草施肥機械的構(gòu)造與工作原理2.1中耕除草的作用及農(nóng)業(yè)技術(shù)要求我國農(nóng)田雜草種類繁多，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是利用栽培管理措施如翻耕、中耕、手拔等方法來防除農(nóng)田雜草，這些方法花工多、勞動強度大。現(xiàn)在，花絮二除草劑廣泛應用于農(nóng)作物滅草，既省工又節(jié)本，對農(nóng)業(yè)豐收起了很大的作用。但有些農(nóng)戶在施用除草劑后，以為草已除掉，就不要中耕了。其實，除草劑只能除草，代替不了中耕，中耕除了除草外，還有其他多種作用：（1）增加土壤通氣性。中耕松土后，大氣中的氧氣不斷進入土層，二氧化碳不斷從土層中排出，因為農(nóng)作物的呼吸作用旺盛，吸收能力加強，從而生長更加茂盛。（2）增加土壤有效養(yǎng)分含量。中耕松土后，土壤微生物因氧氣充足而活動旺盛，大量分解和釋放土壤潛在養(yǎng)分，提高土壤養(yǎng)分的利用率。（3）調(diào)節(jié)土壤水分含量。干旱時中耕，能切斷土壤表層的毛細管，減少土壤水分向土表運送，減少蒸發(fā)散失，提高土壤的抗旱能力。（4）提高土壤溫度。中耕松土，能使土壤疏松，受光面積增大，吸收太陽輻射能增強，散熱能力減弱，并使熱量很快向土壤深層傳導，提高土壤溫度。尤其對粘重緊實的土壤進行中耕，效果更為明顯，可使種子發(fā)芽，幼苗快長。中耕的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求是除凈雜草、松土并追施化肥。因此中耕機工作部件既需要有良好的除草性能又不被雜草纏結(jié)，同時耕后土表必須平整，以減少土壤水分蒸發(fā)。此外，在選擇土壤部件的形式時，須保證其松土而不粉碎、不亂土層的性能。中耕機的結(jié)構(gòu)應根據(jù)行距和松土深度，工作部件應能調(diào)節(jié)。同時工作部件還應能適應土表起伏，保證耕作時工作部件的穩(wěn)定性。農(nóng)作物苗期行間中耕時，有可能被工作部件損傷或被土壤掩埋，為了避免發(fā)生這種情況，應將中耕機工作部件配置于距苗行一定距離處。護苗帶的寬度取決于作物的種類及品種，生長程度，松土深度，播種質(zhì)量（苗行的直線性）以及當中耕機作業(yè)時工作部件在垂直面上的水平偏斜度。顯然，中耕機工作部件于水平面內(nèi)越穩(wěn)定，則護苗帶的寬度可減小。2.2中耕施肥機的結(jié)構(gòu)及工作原理中耕施肥機采用三點懸掛方式與拖拉機后懸掛相連，作業(yè)開始前，要根據(jù)谷子中耕農(nóng)藝要求和谷子行距，調(diào)整開溝部件的位置，并調(diào)節(jié)外槽輪的長度，以調(diào)整施肥量。調(diào)整完成后機具就可以進入田間開始作業(yè)。作業(yè)開始時，中耕機降落下來，地輪與土壤接觸，施肥開溝器插入土中；當機組前進時，地輪隨之轉(zhuǎn)動，施肥開溝器切開土壤開出肥溝，同時，地輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的動力經(jīng)鏈條傳給排肥部件，帶動外槽輪轉(zhuǎn)動，使肥料排出，排出的肥料經(jīng)導肥管，落到開溝器開出的肥溝里，然后覆土裝置開始覆土，這樣最終完成開溝、施肥、覆土的整個中耕過程。工作狀態(tài)如圖2-1所示:1.地輪2.鏈條3.肥箱4.開溝裝置5.覆土裝置圖2-1中耕施肥機2.2.1開溝部件的性能要求（1）所開出的肥溝直線度要高，深度一致性好，且溝深達到谷子施肥的農(nóng)藝要求；（2）不翻動土層，以防掀起的土塊壓倒谷苗或造成谷苗根部松動；（3）開溝器能夠快速入土和切土，工作穩(wěn)定可靠，受外界環(huán)境干擾??；（4）工作過程中不纏草；（5）工作阻力相對較?。唬?）具有較高的強度、硬度，耐腐蝕，耐磨損以及不易粘土；（7）結(jié)構(gòu)簡單實用，調(diào)整維護方便快捷。2.2.2排肥器的使用要求(1)排量均勻、穩(wěn)定，可靠性強，工作過程中受地型起伏狀況的影響要?。?2)排肥量易于調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)的范圍較大，要能滿足谷子施肥的農(nóng)藝要求；(3)排肥部件要能夠播施目前市場上常見的的大多數(shù)種類的肥料；(4)便于制造、使用、維護和保養(yǎng)。2.2.3中耕機地輪的性能要求：圖2-2地輪（1）田間作業(yè)時，地輪既要有足夠大的附著力，又要有較小的滾動阻力；（2）滑移率低,保證動力提供的穩(wěn)定性和持續(xù)性；（3）對高低起伏的地表特征要有足夠的適應能力；（4）具有較高的承載性能、緩沖性能和高耐磨性；（5）結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，維護方便,工作可靠。2.3主要技術(shù)性能指標（1）配套動力：118.4～148kW；（2）肥箱總?cè)萘浚?000～25000L；（3）作業(yè)速度：5～7km/h；（4）行間除草率：≥85%；（5）傷苗率：≤5%；（6）深松深度：15～20cm；（7）耕深穩(wěn)定性變異系數(shù)：≤15.0%；（8）溝深浮土厚度：4060mm；（9）起壟（培土）行距一致性變異系數(shù)：≤13.0%。3關(guān)鍵部件設(shè)計3.1開溝部件的設(shè)計圖3-1開溝器開溝培土器用于中耕作物的行間培土和開灌溉溝。當作物生長到一定的高度時，在行間將已疏松的土壤培至作物根莖部，行間則形成壟溝。為確定工作部件的設(shè)計參數(shù)，設(shè)：（1）將土壤按已定溝底寬度切開，并分向兩側(cè)，在這個過程中土壤產(chǎn)生破碎，（2）使土壤沿兩側(cè)向后傾斜運動上升，達到預定溝邊時，推向壟中心，使土壤按自然休止角形成要求的壟形。培土部件應滿足以下要求：（1）壟形規(guī)整。 （2）適應不同行距作業(yè)。（3）培成壟后，溝底應有適量松土。（4）工作阻力小，作業(yè)穩(wěn)定。主要參數(shù)為行距L（通常為50～70cm），溝底寬(一般為8～10cm)，壟頂寬（一般為6～10cm），溝底至壟頂總高，開溝深度，壟壁土壤自然休止角（一般為40°～50°）。設(shè)為培土器壟臺所需的土壤斷面：（3-1）工作部件由溝內(nèi)挖出的土壤體積應等于：（3-2）應與相等，但土壤經(jīng)工作部件疏松、翻轉(zhuǎn)、體積增大，須增加膨松系數(shù)，所以需土量與出土量應滿足下式：（3-3）實驗證明，膨松系數(shù)可取。（3-4）（3-5）（3-6）由式（3-5）和（3-6）可得：（3-7）將，，，，帶入式（3-6）和（3-7）則可以得到：3.2機架的設(shè)計機架主要由上懸掛架、下懸掛架、主梁和副梁構(gòu)成，原機架設(shè)計為可拆卸的組裝結(jié)構(gòu)，主梁為120×120mm的16Mn矩形方鋼管，副梁為100×100mm的矩形方鋼管。本次設(shè)計的懸掛架的主梁和副梁均采用材料為16Mn、100×100mm的矩形方鋼管，壁厚為8mm。上下懸掛架采用厚度為16mm的鋼板焊接而成。如圖3-2所示：圖3-2整體機架3.2.1機架的強度校核機架是由100×100×8300mm矩型鋼（主機架長梁）與250×100×100mm矩形鋼（主機架短梁）焊接而成。其材料為HT200，該材料是一種低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的力學性能和工藝性能。相關(guān)材料性能如表1所示。表3-1機架材料屬性表抗拉強度屈服極限泊松比彈性模量密度470～660MPa345MPa0.312.12×MPa7850kg/m3計算機架的總重量：首先計算機架的總體積:（3-8）（3-9）所以機架的總體積為：（3-10）由于表3-1中給出材料的密度性能為，所以此處將其分析成施加到主機架長梁上的均布載荷。每個株間除草作業(yè)單體重約68kg，在不考慮外力的情況下，安全系數(shù)取1.5，則對懸掛架施加約束P=68×1.5=102kg的載荷，還有向上的支反力也是由每個除草單體傳遞給支架的，所以也簡化為均勻分布的載荷，參照旋耕機的支反力為2656N，中耕機在前進過程中受到土壤對它相反方向的阻力的作用，參照旋耕機的阻力為3410N。從圖中可以看出，除草單體對機架的主要壓力在長梁上，短梁基本上不受什么影響，由于在機架橫梁的中間還有懸掛架，相當于把機架在中間固定，可以把一個長梁簡化成兩個懸臂梁進行受力分析，受力分析如圖3-3所示：FrLBF阻AFA載荷qG1中耕機前進方向22FrLBF阻AFA載荷qG1中耕機前進方向2211L圖3-3支架的受力圖在上圖中，水平面上的受力分析如下：（3-11）（3-12）（3-13）帶入數(shù)的（3-14）對1-1取矩得：（3-15）對2-2取矩得：（3-16）在豎直面上受力分析得：（3-17）所以彎矩方程為：（3-18）所以總的彎矩方程為：（3-19）機架受到的彎矩圖如圖3-4所示：MAV(N?m)MH(N?m)00MAV(N?m)MH(N?m)0011729.214151.5M(N?m)014151.5-9355.5L/2X（m）X（m）X（m）L圖3-4機架的彎矩圖從上圖可以看出，在校核材料的強度時，限定最大切應力不得超過許用應力，于是強度條件為：查表1可得，取安全因數(shù)，則，這樣看來長梁的強度是足夠的，從總體上看機架的強度也是足夠的。3.2.2機架的剛度校核機架在水平面上單獨受到的重力時所產(chǎn)生產(chǎn)生的變形為：（3-20）（3-21）此時機架端截面最大的轉(zhuǎn)角為：（3-22）最大的撓度為：（3-23）在水平面上機架單獨受到的均勻載荷時所產(chǎn)生產(chǎn)生的變形為：（3-24）（3-25）此時的機架截面最大轉(zhuǎn)角和撓度分別為：（3-26）（3-27）所以機架的截面最大轉(zhuǎn)角和撓度是：（3-28）把，，,和代入式（3-28）中得：3.3傳動裝置的設(shè)計中耕除草施肥機上的排肥器大多用地輪或鎮(zhèn)壓輪輪通過適當?shù)膫鲃訖C構(gòu)來驅(qū)動。為使排肥器與機器的前進速度同步，以保證排肥量和排肥器均勻、穩(wěn)定。傳動機構(gòu)必須可靠、調(diào)節(jié)方便。施肥機的傳動機構(gòu)主要有鏈傳動、齒輪傳動、帶傳動以及適當?shù)淖兯贆C構(gòu)。中耕作物施肥機或者通用機的傳動形式有整體傳動，也有分組傳動。如圖3-5所示：圖3-5傳動實圖（1）傳動比的計算作為施肥機最重要的部件是外槽輪排種器,外槽輪是排肥器的關(guān)鍵部件,外槽輪排肥器是由兩部分組成,即帶動肥料轉(zhuǎn)動的槽輪和靜止不動的起導向作用的排肥舌。槽輪轉(zhuǎn)動、凹槽內(nèi)的肥料隨槽輪一起轉(zhuǎn)動。槽外的一層肥料因摩擦力的作用也被帶動形成帶動層。實際排出的肥料量包括凹槽內(nèi)的強制部分和帶動層部分。外槽輪的排肥能力與槽輪直徑d、轉(zhuǎn)速n和工作長度L等因素有關(guān)。理論上，傳動比I=1時（3-29）式中：S——定時間內(nèi)驅(qū)動輪前進距離；n——相應的時間排出的肥量；A——設(shè)計距離。在實際傳動過程中地輪會出現(xiàn)滑移的現(xiàn)象，所以排肥器與地輪傳動比可按下面的公式進行計算：（3-30）式中：n1——驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速(rpm)；n2——外槽輪轉(zhuǎn)速(rpm)；Q——為排肥器每轉(zhuǎn)的排肥量；A——設(shè)計距離；D1——驅(qū)動輪的直徑（D1=42cm）；B——施肥作業(yè)時的滑移率，根據(jù)資料，取&B=%5。由公式：（3-31）本施肥機采用二級傳動，一級傳動主動輪齒數(shù)為12、從動輪齒數(shù)為12，二級傳動主動輪齒數(shù)為18、從動輪齒數(shù)為18，一級從動輪與二級主動輪同軸。（2）傳動鏈條節(jié)數(shù)及傳動比的確定在傳動鏈的選擇上，我們采用08B-1×106型號的標準鏈條?？芍湕l節(jié)數(shù)Lp的計算公式為：（3-32）式中：Z1——主動輪的齒數(shù)；Z2——從動輪的齒數(shù)；L——鏈傳動的中心距；P——鏈節(jié)節(jié)距，查表可知08B-1×106p=12.7mm。對一級傳動進行計算鏈條節(jié)數(shù)：Z1=12，Z2=12，L1=460mm（3-33）將傳動鏈條節(jié)數(shù)偶數(shù)化，取Lp1=863.4肥箱的設(shè)計（1）肥箱中的流動形式化肥屬粉狀物料,在肥料箱中的流型呈現(xiàn)為整體流方式與中心流方式。呈現(xiàn)整體流方式時，肥箱中的所有化肥同時向排肥口運動，肥料流動速率穩(wěn)定，肥箱各部分肥料密度均勻，肥料先進先出，同時向排肥的區(qū)域形成一個(漏斗)形流區(qū)，其周圍區(qū)域為不流動的(死區(qū))進而出現(xiàn)起拱、抽芯現(xiàn)象，嚴重時出現(xiàn)斷流、噴瀉等不穩(wěn)定流動狀態(tài)使得由肥箱排肥口進入排肥機具的肥量不穩(wěn)定，排肥機具無法有效控制排肥量，造成施肥作業(yè)無法正常進行。因此，肥料在肥箱中的理想流動形式應為整體流方式。（2）在肥箱設(shè)計上減少塞堵的其他措施肥箱還可采用不對稱式設(shè)計,盡可能地減少肥箱的對稱面,以造成肥料結(jié)拱形狀上的不對稱、破壞其強度、促使“死區(qū)”肥料崩塌下落。避免采用深肥箱設(shè)計，以減少肥料垂直方向的壓力，減少壓結(jié)現(xiàn)象。排肥口的尺寸不能太小，在具體設(shè)計時應選取流動性較好肥料(尿素)參數(shù)作為基準。在肥箱各面交接的棱邊處，應采用圓弧過渡，避免棱邊處肥料粘連。也可在肥箱鋼板內(nèi)壁涂抹有機材料涂層，以降低肥料與肥箱壁的粘結(jié)，保持肥料的干燥，防止肥料粘結(jié)。同時盡量使肥料顆粒均化，減少肥料在流動過程中顆粒之間相互嚙合造成粘接。3.5覆土裝置的設(shè)計圖3-7圓盤式覆土裝置這種機型較為常見，其工作部件為圓盤，具有較強的入土和翻土能力，能破壞表土板結(jié)層，疏松土壤，切斷雜草。隨著機組不斷前進，圓盤把土層切開破碎、滾動翻起，得到畦形飽滿、土壤疏松、雜草覆蓋完整而嚴密的高培土質(zhì)量。通過適當調(diào)節(jié)圓盤培土器偏角及兩組圓盤間的距離，達到很好的培土效果。該覆土裝置角度可調(diào)，耕深8~12cm，有良好的覆土效果，在開溝施肥后把兩側(cè)的土覆蓋到化肥上，可以使化肥有效的被利用?？偨Y(jié)這次我設(shè)計的是中耕施肥機械，這是我大學里無法忘記的過程，投入了許多精力，經(jīng)過自己的努力和老師的耐心指導完成了本次的設(shè)計。這次的設(shè)計和之前的課程設(shè)計相比要完整很多，需要的專業(yè)知識也特別豐富，整體要系統(tǒng)很多，不管是材料還是結(jié)構(gòu)都要查相關(guān)的資料進行分析，然后把理論知識和實踐結(jié)合起來完成了畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是我們學業(yè)生涯的最后一個環(huán)節(jié)，不僅是對所學基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一種綜合應用，更是對我們所學知識的一種檢測與豐富，是一種綜合的再學習、再提高的過程，這一過程對我們的學習能力、獨立思考及工作能力也是一個培養(yǎng)。我認為，畢業(yè)設(shè)計也是對在校大學生最后一次知識的全面檢驗，是對學生基本知識、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測試。畢業(yè)設(shè)計還能培養(yǎng)我們的科學研究能力，使我們初步掌握進行科學研究的基本程序和方法。我們大學生畢業(yè)后，不論從事何種工作，都必須具有一定的研究和寫作能力，要學會收集和整理材料，能提出問題、分析問題和解決問題，并將其結(jié)果以文字的形式表達出來。我們當代大學生應該具有開拓精神，既有較扎實的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，又能發(fā)揮無限的創(chuàng)造力，不斷解決實際工作中出現(xiàn)的新問題。在設(shè)計過程中雖然遇到了很多問題，通過和同學的交流和請教也克服了一些困難，然后弋老師給我提出了許多建議，讓我更好的完成了本次設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，通過設(shè)計，我們深刻領(lǐng)會到基礎(chǔ)的重要性，畢業(yè)設(shè)計不僅僅能幫助學生檢驗大學四年的學習成果，更多的是畢業(yè)設(shè)計可以幫助我們更加清楚的認識