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塔里木大學畢業(yè)設計 前 言 隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，翻轉式雙向犁的應用日益廣泛。80年代初，我國曾引進多種形式 的翻轉犁，這種犁要求： 采用三點掛接方式，翻轉犁的升降是通過上掛接點和拖拉機連接為主的液壓裝置，只適用于 小型翻轉犁的升降。現(xiàn)采用的三點掛接方式，翻轉犁升降下端兩個對稱的掛接點，以實現(xiàn)翻轉犁 的升降，掛接可靠，可提升較大重量的翻轉犁。 犁架相對于懸掛架能作180翻轉，以實現(xiàn)左、右犁體的工位變換，進行梭式耕作。翻轉機構 作為翻轉犁的主要工作部件，直接影響整機工作性能。但在其國產(chǎn)化進程中，存在結構復雜，斷 裂，磨損，翻轉不可靠，工作位置不穩(wěn)定等問題。為此，我用現(xiàn)在所學的農(nóng)業(yè)機械學知識和實物 對比、觀察，對其翻轉機構進行設計。 新型翻轉犁掛接與翻轉機構設計 目 錄 1 緒論 ..................................................................................2 1.1 本課題來源及研究的目的和意義 ......................................................2 1.2 國內(nèi)外翻轉犁發(fā)展狀況 ..............................................................2 1.2.1 國內(nèi)現(xiàn)狀 ......................................................................2 1.2.2 行業(yè)發(fā)展尚存三大問題 ..........................................................2 1.2.3 國外現(xiàn)狀 ......................................................................3 1.3 方案的確定 ........................................................................4 1.3.1 工作示意圖 ......................................................................4 1.3.2 工作過程 ........................................................................4 2 設計方案的選擇 ........................................................................4 2.1 翻轉犁的掛接與牽引 ............................................................4 2.1.1 正確牽引 ...................................................................4 2.1.2 掛接調(diào)整 ...................................................................5 2.2 翻轉機構的工作原理 ............................................................5 2.3 翻轉犁作業(yè) ....................................................................5 2.3.1 結構分析 ...................................................................6 3 翻轉機構的設計 ........................................................................7 3.1 主要性能指標及其技術參數(shù) ..........................................................7 3.2 工作阻力與配套動力的選擇 ..........................................................7 3.2.1 翻轉犁的工作阻力 ...............................................................7 3.2.2 翻轉犁正壓力 ...................................................................8 3.2.3 液壓缸的選擇 ...................................................................8 3.3 犁頭的設計 ........................................................................9 3.3.1 犁頭的組成 ....................................................................10 3.3.2 犁頭各個螺栓剪切力 ...........................................................11 3.3.3 軸的設計 .....................................................................11 3.4 銷軸的校核 .......................................................................12 4 結論 .................................................................................13 致 謝 ..................................................................................14 參考文獻 ...............................................................................15 摘 要 我國是一個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國?，F(xiàn)階段，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是從農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)替代人力和小型農(nóng) 機具，以此來提高農(nóng)產(chǎn)品總值，并有效的改善從事年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的生活條件?，F(xiàn)在，農(nóng)機市場處 于一種比較活躍的狀態(tài)，各種農(nóng)機具的研發(fā)和生產(chǎn)，推動了我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展。 翻轉犁的投入和生產(chǎn)是農(nóng)機市場經(jīng)濟的重要部分。翻轉犁主要用于耕地、整地，大多數(shù)農(nóng)作 物在播種或者栽培前都要對土壤進行改善，為其提供一個良好的生長環(huán)境。 翻轉犁主要是由犁頭架、犁梁、犁體、合墑器等組成，它的掛接方式與其它農(nóng)機具是基本相 同的，但是翻轉犁在工作時不僅需要動力部分牽引懸掛，而且需要犁頭架對整個犁組翻轉。犁頭 架作為雙向翻轉犁的重要部分，既起到掛接牽引作用，又起到翻轉作用。本次設計將圍繞犁頭進 行闡述和設計。 關鍵字：掛接 牽引 翻轉機構 犁頭架 1 緒論 1.1 本課題來源及研究的目的和意義 21 世紀，我國全面進入了全面建設小康社會 ，加快推進社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展階段，我國 農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟也進入了新的歷史發(fā)展時期。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程加快、農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟戰(zhàn)略統(tǒng)一化， 必然要求農(nóng)業(yè)機械向更廣的領域，更高的水平上發(fā)展。 農(nóng)機化發(fā)展面臨新機遇，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化對農(nóng)業(yè)機械化形成了巨大需求。農(nóng)業(yè)機械是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力 的重要組成部分，而農(nóng)業(yè)整地機械不僅是農(nóng)業(yè)機械的先頭組成，更是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的開始，因此，在 活躍的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展上有著不可忽視的地位。 現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)整地機械種類繁多，各種各樣層次不齊，半懸掛式、全懸掛式逐步替代了以往的 牽引犁。隨著農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展，整地機械向著高速、高效、操縱簡單、保質(zhì)、保證安全等多方面 進行。翻轉犁是現(xiàn)代整地機械研發(fā)的結晶，但仍具有很多的發(fā)展空間，現(xiàn)就對翻轉犁的掛接與翻 轉機構進行設計。 翻轉犁的主要特點： （1）結構簡單、操作方便、作業(yè)效率高。 （2）翻轉犁的犁鏵，上下對稱，犁刀起到翻土、碎土作用。限深輪限定耕作深度。采用單液 壓缸帶動翻轉犁翻轉，單液壓缸是雙向 180翻轉來進行耕地作業(yè)，操作步驟有：中立-前推-后 推-中立。作業(yè)時翻轉犁從農(nóng)田的一方行走，到地頭后，拖拉機掉頭，翻轉犁翻轉即可順著翻土的 一側繼續(xù)工作。 1.2 國內(nèi)外翻轉犁發(fā)展狀況 1.2.1 國內(nèi)現(xiàn)狀 近兩年，我國在一系列惠農(nóng)政策的驅動下，作為我國農(nóng)機工業(yè)一部分的耕整機械行業(yè)得到了 快速健康發(fā)展，整個行業(yè)所呈現(xiàn)出的良好發(fā)展勢態(tài)是多年來未曾有過的。據(jù)中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié) 會耕整機械分會統(tǒng)計，2005年不僅分會會員企業(yè)產(chǎn)銷兩旺，經(jīng)濟效益狀況明顯改善，全行業(yè)也由 虧損轉為低水平盈利，工業(yè)產(chǎn)值與銷售分別比2004年增長了30和50以上。進入到2006年，大 中型拖拉機配套農(nóng)具市場在2005年的基礎上繼續(xù)平穩(wěn)發(fā)展，預計今年全行業(yè)的產(chǎn)值和銷售額仍將 有較大幅度的增長，翻轉犁的產(chǎn)銷形勢進一步趨旺，顯示出了全國農(nóng)機具市場巨大的發(fā)展?jié)摿Α? 由于我國局部農(nóng)村生產(chǎn)力水平還很低, 經(jīng)濟還不富裕, 所以在今后四至五年內(nèi), 液壓翻轉犁 的市場需求還是比較樂觀的。 1.2.2 行業(yè)發(fā)展尚存三大問題 盡管當前耕整機械行業(yè)發(fā)展的勢態(tài)較好，但尚存在著一些制約因素及問題。耕整機械行業(yè)缺 少有一定經(jīng)濟實力、有知名品牌產(chǎn)品、具有較強研發(fā)能力的龍頭企業(yè)。國內(nèi)現(xiàn)有的大多數(shù)農(nóng)機具 企業(yè)經(jīng)濟實力弱、生產(chǎn)規(guī)模小，年銷售額在l億元以上的企業(yè)屈指可數(shù)。不少企業(yè)生產(chǎn)工藝和設備 落后，技術力量貧乏，發(fā)展后勁不足，難以生產(chǎn)技術含量相對較高的產(chǎn)品。尤其是一些小型企業(yè) 產(chǎn)品的質(zhì)量問題很多。 缺少自主知識產(chǎn)權的品牌產(chǎn)品，特別是技術含量相對較高和與大型拖拉機配套的農(nóng)機具產(chǎn)品。 目前大多數(shù)企業(yè)仍缺乏自主研發(fā)能力，農(nóng)機科研院所在轉型后研發(fā)能力也有所減弱，特別是對基 礎部件的研究不夠，新產(chǎn)品的研發(fā)也以模仿為主。 中小型產(chǎn)品同質(zhì)化、市場無序低價競爭等問題嚴重。在一些地區(qū)同類產(chǎn)品生產(chǎn)廠家高度集中， 產(chǎn)品在功能和結構上幾乎沒有區(qū)別，如河南商丘市附近的機引犁廠，在全國農(nóng)機展上就可看到每 個地區(qū)都有十幾家企業(yè)在展示同一類的產(chǎn)品。特別是個別企業(yè)以代用材料和簡化制造工藝來降低 生產(chǎn)成本，在市場進行無序低價競爭，其對行業(yè)發(fā)展的負面影響不可低估。因此，要使耕整機械 行業(yè)保持穩(wěn)定、健康發(fā)展，行業(yè)中有實力的企業(yè)亟待強化品牌意識，增強自主創(chuàng)新能力，并在產(chǎn) 品的多樣化、增加附加價值等方面下功夫。而小企業(yè)則應通過保證產(chǎn)品質(zhì)量，以發(fā)展自己的特色 產(chǎn)品求生存。 1.2.3 國外現(xiàn)狀 國外的農(nóng)業(yè)機械化已經(jīng)達到了一個很高的程度。 從農(nóng)業(yè)作業(yè)程度上來說，國外的翻轉犁農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率很高，各種大功率的拖拉機，帶動不同 犁鏵數(shù)量的翻轉犁，6 鏵、7 鏵的翻轉犁在國外很普及，但是在我國，用的還是 4 鏵犁、5 鏵犁， 有些地區(qū)還是引進的高幅寬作業(yè)的翻轉犁。 現(xiàn)在的國外的翻轉犁產(chǎn)品在同一系列上規(guī)格多樣，適用于不同的大功率拖拉機。 系列化是農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的重要趨勢。國外著名大公司逐步實現(xiàn)其產(chǎn)品系列化進程，形成了大型 不同規(guī)格的產(chǎn)品。與此同時，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。利用 GPS（全球定位系統(tǒng)） 、GIS 和 GSM 技術，實現(xiàn)了精準農(nóng)業(yè)，如無線電數(shù)據(jù)通信、機器監(jiān)測、診斷、工作與業(yè)務管理軟件和機器 控制等裝置。精準農(nóng)業(yè)由以下 3 部分組成： （1）計算機輔助農(nóng)田作業(yè)系統(tǒng)。其包括機載計算、GPS 微波定位和高速無線電通信 3 項技術。 在運行中，機載系統(tǒng)通過無線電接收整個無線網(wǎng)絡中的農(nóng)業(yè)耕作數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)或現(xiàn)場規(guī)劃數(shù)據(jù)。 這些數(shù)據(jù)都顯示在駕駛室內(nèi)的一個屏幕上，司機在駕駛室內(nèi)能夠直觀地了解機器的作業(yè)位置，并 準確地判斷需要的精準耕地位置及其耕深。 （2）關鍵信息管理系統(tǒng)，監(jiān)測機器中極其關鍵的性能與作業(yè)參數(shù)，并且通過無線電將數(shù)據(jù)從 該機器傳送到業(yè)主辦公室。業(yè)主可立即分析數(shù)據(jù)以便估量機器的當前狀態(tài)，或加以收集和整理， 以便顯示機器的作業(yè)趨勢。 （3）把即時數(shù)據(jù)監(jiān)控機器的數(shù)據(jù)及時傳送給業(yè)主，產(chǎn)生一個集成的現(xiàn)時作業(yè)模型，使業(yè)主能 在接近實時條件下對現(xiàn)場或遠處監(jiān)控各種作業(yè)。GPS 導航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡及計 算機車輛管理信息系統(tǒng)相結合，可以實現(xiàn)車輛跟蹤和交通管理等許多功能。這些功能包括：利用 GPS 和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標 移動，使目標始終保持在屏幕上。 1.3 方案的確定 1.3.1 工作示意圖 圖 1-1 工作示意圖 1-牽引架 2-調(diào)節(jié)螺桿 3-牽引調(diào)節(jié)座 4-升降油缸 5-犁架 6-翻轉液壓缸 7-犁體 8-陷深輪 1.3.2 工作過程： 翻轉犁在工作前由拖拉機和行走輪將翻轉犁懸空，帶入農(nóng)田，進入農(nóng)田后，可卸下行走輪。 工作時拖拉機通過后懸掛連接牽引架使翻轉犁處于懸空狀態(tài)，牽引架可通過調(diào)節(jié)螺桿改變與 犁架的相對角度，拖拉機也可根據(jù)情況調(diào)整后懸掛牽引點的高度，使翻轉犁在任何情況下都能保 持最 佳的入土角度。三點掛接是拖拉機牽引、懸掛的主要方式。 翻轉犁由液壓缸提供翻轉動力，手動拉桿調(diào)幅裝置，限深輪控制前后耕深，根據(jù)農(nóng)田性質(zhì)， 選擇合適的幅寬。耕地時，犁鏵將土壤翻向一側，行進到地頭后，拖拉機提升翻轉犁，同時，翻 轉犁翻轉 180，拖拉機掉頭，順著剛犁過的地方繼續(xù)工作，土壤翻垡的方向一致。 農(nóng)田耕地完成后，翻轉液壓缸收縮，使兩排翻轉犁同時懸空，犁頭后擋板有一個銷孔，固定 翻轉液壓缸，安裝行走輪。即可拖帶翻轉犁離開農(nóng)田。 2 設計方案的選擇 2.1 翻轉犁的掛接與牽引 全懸掛翻轉犁由懸掛裝置(犁頭、翻轉軸、油缸、轉向閥)、橫向水平調(diào)節(jié)螺栓、犁架(梁)、 犁體(犁柱、犁壁、犁脛、犁鏟、犁側板)、限深輪、調(diào)幅斜撐桿等組成。 2.1.1 正確牽引 懸掛翻轉犁正確牽引標志是拖拉機在正常耕地作業(yè)時，中央拉桿在拖拉機上應掛接固定在高 位，與犁頭掛接應在長孔中，處于中間位置，從而可前后擺動。左右提升拉桿的長度一定要調(diào)節(jié) 一致、適宜、以確保犁地時能達到最大耕深，并保證犁提升翻轉時不碰地面。左右下拉桿處于對 稱位置并在上提升桿的圓孔中，下拉桿的左右限位桿銷放在長孔位置上，要讓懸掛架有 35cm 的 活動量。使犁架縱梁與拖拉機前進方向一致，保持平行。前犁鏟翼偏過拖拉機右輪內(nèi)側 1025lnm，即單體犁耕寬的重疊量。 輪式拖拉機配全懸掛翻轉犁時，拖拉機的輪距必須與犁的總耕幅相適應，才能保證正確牽引， 也有利于在采用內(nèi)翻法耕地時耕到邊。拖拉機輪距的調(diào)整：輪式拖拉機輪距=犁總耕幅+12 單體 犁寬+輪胎寬度(cm)；前輪比后輪輪距寬 10-15cm(拖拉機行走在溝里)。后輪輪距相當于 3 個犁垡 的寬度。 2.1.2 掛接調(diào)整 （1）犁的前后水平調(diào)整 調(diào)整方法：伸長或縮短中央拉桿，直至犁架前后水平。 （2）犁架左右水平調(diào)整 通過水平調(diào)節(jié)限位螺栓，使犁工作時左右水平(從后面看犁柱與地面垂直，也可向已翻地方向 稍有傾斜，翻土效果會更好)。左右限位螺栓要調(diào)節(jié)一致。 （3）正位調(diào)整 在耕地過程中若出現(xiàn)犁架偏斜、前體犁漏耕、接垡不平、左右下拉桿向未耕地方向偏斜、拖 拉機操向困難等，應調(diào)整懸掛左右拉鏈或限位桿銷，使后體犁向未耕地方向偏擺，后犁犁側板壓 向溝壁，這樣犁在耕地過程中借助溝壁的反作用力而擺正。若犁架向相反方向偏擺，前體犁重耕， 接垡不平，左右下拉桿向已耕地方向偏擺，調(diào)整方法與上述方法相反。犁 擺正后，看前體犁的寬 度是否合適，若不合適，則在犁上左右移動調(diào)節(jié)懸掛軸。前犁耕寬過大， 應向未耕地方向移動懸掛左右拉鏈或限位桿銷；反之則向已耕地方向移動。經(jīng)過上述調(diào)整后， 若前體犁的耕寬仍不合適，則只有通過調(diào)整拖拉機的輪距才能克服。 (1)耕深調(diào)整 懸掛犁的耕深調(diào)整隨著拖拉機液壓系統(tǒng)的不同而不同。分置式液壓系統(tǒng)通過改變犁的限深輪 高低位置來調(diào)節(jié)耕深；半分置式和整體式液壓系統(tǒng)一般都采用力調(diào)節(jié)和位調(diào)節(jié)方法，通過改變犁 的限深輪高低位置以及由拖拉機上液壓提升操縱系統(tǒng)來調(diào)節(jié)耕深。 (2)入土性能調(diào)整 懸掛連接點高度可以調(diào)節(jié)的懸掛犁在干硬土地不易人土時，可以通過降低下拉桿在拖拉機上 的連接高度或提高下拉桿在犁上的連接高度來調(diào)節(jié)，也可以提高上拉桿在拖拉機上的連接高度或 降低上拉桿在犁上的連接高度來調(diào)節(jié)。耕濕、軟地時犁容易下鉆，調(diào)節(jié)方法與上相反。 (3)偏牽引的調(diào)整 犁的總耕幅減少，與拖拉機輪距不配套時就產(chǎn)生偏牽引。調(diào)整方法是移動懸掛左右下拉鏈或 限位桿銷，調(diào)好犁與拖拉機的正確相對位置，使后犁向未耕地方向偏過一些，讓犁在作業(yè)時犁架 稍有偏斜，以增大犁側板對溝壁反力的平衡能力。犁架偏斜程度視土壤和耕深等具體情況而定， 以保證耕地作業(yè)質(zhì)量又能直線行駛為標準。 2.2 翻轉機構的工作原理 翻轉機構是一個搖桿滑塊機構，它的翻轉角度范圍在 0180之間，依靠液壓缸的伸長和 收 縮來實現(xiàn)翻轉的。翻轉原理入如下所示： 圖 2-1 翻轉機構工作原理圖 設計要求： 液壓翻轉犁的翻轉機構主要在于犁頭部分，液壓缸給轉動軸提供一個動力，使連接轉動軸的 犁架整體在 180內(nèi)翻轉。 此次設計的重點部分是犁頭，根據(jù)翻轉犁總質(zhì)量選擇合適的液壓缸，并對翻轉軸軸向拉力、 抗拉強度、抗彎強度等進行校核。 2.3 翻轉犁作業(yè) 液壓翻轉犁是近幾年推廣應用的一種新型農(nóng)業(yè)機械。用翻轉犁進行耕翻作業(yè)具有無開閉壟， 生產(chǎn)率高，節(jié)能等優(yōu)點。翻轉機構是翻轉犁的重要組成部分，其性能好壞直接影響翻轉犁的性能 和可靠性。 2.3.1 結構分析 （1） “A ”形犁頭 “A ”形犁頭上部為 1 點連接，掛在拖拉機的后懸掛（或固定）牽引銷孔，下部為 2 點連接， 與犁頭形成平面的剛性聯(lián)接。拖拉機通過后懸掛連接牽引桿拖拽翻轉犁，拖拉機可根據(jù)情況調(diào)整 后懸掛牽引桿的高度，使犁體在任何情況下都能保持最佳的入土角度。由于地面不平， A ”形 犁頭上部牽引點銷軸處應可順牽引方向的縱向軸轉動。 支撐調(diào)節(jié)桿連接“A ”形牽引架和犁頭部分，正反螺桿，可調(diào)節(jié)長度。翻轉犁作業(yè)時，應根 據(jù)土壤性質(zhì)和切削阻力大小適時調(diào)整鏟犁體切入角?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)支撐調(diào)節(jié)桿的螺桿改變與犁體的 相對角度，以獲得最佳的耕地效果。 （2）液壓油缸 目前，國內(nèi)外市場上銷售的液壓翻轉犁，都是采用單油缸控制翻轉來完成翻轉操作的。而現(xiàn) 階 段研究的新型的雙油缸控制翻轉 180 裝置，其功能上要比單液壓缸的穩(wěn)定、可靠。但是雙液壓 缸不僅結構復雜、成本也比較高，而且還增加了額外的負載。本次設計采用立式油缸翻轉機構。 液壓缸是一種配置靈活、設計制造比較容易而應用廣泛的液壓執(zhí)行元件。液壓缸有系列化標 準的產(chǎn)品和專業(yè)系列產(chǎn)品。液壓油缸是由缸體、柱塞、缸蓋等組成。立式翻轉液壓缸的選擇依據(jù)： 1)了解和掌握液壓缸在機器上的用途和工作要求。 2)了解液壓缸工作環(huán)境條件。 3)了解外部負載情況。 4)了解液壓缸運動形態(tài)及安裝約來條件。 5)了解液壓系統(tǒng)的情況。 （3）犁架 犁架是犁的重要支撐部件和傳力部件，其強度和剛度對犁的工作性能具有重要影響。尤其對 翻轉犁來說，如果犁架的剛度差，會造成左右犁體的耕深不一致，影響作業(yè)質(zhì)量。液壓翻轉犁的 犁架采用矩形管和板材組成的剛架。從力學原理來看，這種剛架屬于超靜定結構，用平衡方程確 定各構件的內(nèi)力及變形困難較大。 液壓翻轉犁犁架，主梁采用斷面為 140mm140mm12mm 的矩形鋼管，與牽引梁組成銷連接式 結構。 （4）犁體 犁體是鏵式犁的主要工作部件，一般由犁鏵、犁壁、犁側板、犁柱以及犁托等組成。犁鏵、 犁壁、犁托等部件組成一個整體，通過犁柱安裝在犁架上。犁體的功用是切土、破碎和翻轉土壤， 達到覆蓋雜草、殘茬和疏松土壤的目的。 犁鏵主要起入土、切土作用。常用的有鑿形、梯形和三角形犁鏵。液壓翻轉犁采用三角形犁 鏵。 犁壁與犁鏵一起構成犁體曲面，將犁鏵移來的土壤加以破碎和翻轉。 犁側板位于犁鏵后上方，耕地時緊貼溝壁，承受并平衡耕作時產(chǎn)生的側向力和部分垂直壓力。 （5）限深輪 一種翻轉犁的限深裝置。本實用新型包括限深輪、限深輪臂，其特征在于限深輪臂一端設有 與犁架副梁鉸接的鉸接軸，限深輪臂上鉸接有限位限深調(diào)節(jié)裝置，所說的限位限深調(diào)節(jié)裝置包括 調(diào)節(jié)絲桿、調(diào)節(jié)絲套、限位擋塊、限位掛鉤、鎖緊螺帽和固定套，限位掛鉤鉸接在固定套上，固 定套上設有與犁架付梁鉸接的鉸接軸；本實用新型與已有技術相比，具有能雙向限位、耕深一致、 工作可靠、操作簡單、方便的優(yōu)點。 設計要求： （1）為了保證耕地質(zhì)量，翻轉犁需要選擇與之相適應的大馬力拖拉機。 （2）為保證翻轉犁犁體不受到運輸過程中的磨損，拖拉機的懸掛裝置在升降翻轉犁時要滿足 升降拉力。選擇翻轉犁的材料應安全、可靠。翻轉結構應盡量簡單化。 （3）為了滿足耕地作業(yè)率，保證耕地過程中不出現(xiàn)犁架斷裂或者翻轉軸彎曲等故障。 3 翻轉機構的設計 3.1 主要性能指標及其技術參數(shù) 連接方式:懸掛翻轉式 配套機具: 120140 匹馬力的拖拉機帶動 1LCHT- 5 型翻轉犁 工作速度：79km/ h 耕深：350400mm 耕深穩(wěn)定性變異系數(shù)： %10 犁體間距：825mm 單寬幅：250380mm 總寬幅：12131928mm 生產(chǎn)率：1518（hm2/h） 犁架高度：750mm 整機質(zhì)量：1200kg 配套拖拉機額定功率：50kW 外形尺寸：479217751710 3.2 工作阻力與配套動力的選擇 3.2.1 翻轉犁的工作阻力 工作阻力主要來自以下兩個方面： 翻垡土壤阻力 1T =KF （3-1T 1） 式中：K單位切削力，對于輕質(zhì)壤土，取 NF4105 F切下的土塊的斷面積, 其中：b 為平均工作深度取 h=0.35m；aF k土垡翻轉比，k=1.27 k=b/a,所以 a=3.5/1.27=2.76 所以： =KF =5 0.350.2765=24150N （1TK 3-2） 3.2.2 翻轉犁正壓力 2 =G 式中：2T1f 土壤之間的摩擦系數(shù)，對于砂土， =0.530.75, 取 =0.75；G= 1f1f1mf 所以 15009.80.75=11025N 12gGfT （3-3） 由以上可知，翻轉犁的總阻力 A 為： =24150N=11025N=35175N1TA2 考慮沖擊、慣性等動載荷因素，計算工作阻力 P 為： ADPK 式中： 動載系數(shù)， =1.3；D 所以 （3-4NTAP 5.472351. ） 選擇配套動力時，其牽引力應大于 本機選用的配套動力為東方紅 1604，可滿足要求，其技術參數(shù)如下： 外形尺寸：539026963450 前輪輪距（可調(diào)）：1580-2176mm 后輪輪距（可調(diào)）：1700-2395mm 最小離地間隙：495mm 最小使用質(zhì)量：7350kg 速度范圍：前進 2.35-30.69km/h 后退 4.44-11.69km/h 發(fā)動機標定功率：132kW 最大提升力，懸掛點后 610mm 處：36kN 最大配重質(zhì)量前/后：810/450kg 最大牽引力：58.5kN 3.2.3 液壓缸的選擇 液壓工作原理圖 圖 3-1 液壓翻轉犁的工作原理圖 按照動力相似的原則，考慮配套拖拉機液壓系統(tǒng)和活塞移動速度的要求，在國家標準范 圍內(nèi)，選擇合適的油缸型號。 動力相似應滿足以下條件： （1） 要求犁架的運動規(guī)律相似，從而保證機構的力傳遞相似。 （2） 要求機構對液流量的適應范圍寬，以降低使用要求，便于操作。 油缸由拖拉機的液壓系統(tǒng)控制。犁處于工作狀態(tài)時，油缸處于最大的伸長狀態(tài)。翻轉換向時， 操縱分配器使油缸縮短，帶動犁梁向上翻轉。當犁梁旋轉到接近垂直位置時再操縱分配器使其 處于浮動狀態(tài)此時油缸處于卸荷狀態(tài)失去了對犁梁的控制。犁梁在慣性作用下越過“死點” 位置然后在慣性及重力的作用下繼續(xù)旋轉。直到另一側工作位置時停止。 翻轉速度控制分析： 1)在翻轉五鏵犁液壓回路中增設緩沖閥以增加回油阻力 。緩沖閥體、閥芯、管接頭和密F 封圈組成，其中閥芯可以在閥體內(nèi)自由滑動。緩沖閥結構示意圖見圖 6。閥芯右端有 1 個錐面、1 個軸向小孔和 4 個徑向通油孔。當犁梁向上翻轉時，壓力油從緩沖閥的右端流向左端閥芯在壓 力作用下滑向左端液壓油可通過 1 個軸向孔和 4 個徑向孔流動。當犁向下翻轉時液壓油從左 端向右端流動，閥芯在液壓油的作用下滑向右端，其右端的錐面封閉了 4 個徑向孔油液只能從 1 個孔中流動。因為軸向小孔的直徑很小對液壓油的流動有節(jié)流作用所以限制了犁粱向下旋 轉的速度，減小了換向時的沖擊現(xiàn)象。翻轉五鏵犁的緩沖閥節(jié)流孔直徑為 3mm。此時犁梁向下旋 轉的角速度可限制在 0305rs 范圍內(nèi)。 圖 3-2 緩沖閥結構示意圖 2）拖托機駕駛員在實際作業(yè)時，可通過增加切換油路時的提前角 來減小犁梁在“死點”位 置時的角速度 ，最終減小翻轉終了時的動能，減小換向沖擊。但必須保證 0。因為 。 （3-F510.2TP.427 11） 銷的剪切力達到條件，可以選取，該銷安全。 上掛接點銷的剪切力 。 （3-t8.2 P5. 12） 銷的剪切力達到條件，可以選取，該銷安全。 軸選用 40Cr。 40Cr 的許用應力 ，軸的彎曲應力 ， 。Mpa401 pa.301Mpa8.256 工作狀態(tài)下 < 。 5.31 懸掛狀態(tài)下 < 。826 軸的彎曲應力在許用范圍內(nèi)，可以選取,該軸安全。 4 結論 在設計的過程中，我收集了一些文獻資料，再以實踐為主，積累了豐富的第一手材料，在翻 轉犁翻轉機構設計、配套設備選擇、材料選擇等具體設計任務中進行了比較、計算。有效的培養(yǎng) 了自己分析問題、解決問題的能力，并使專業(yè)知識得到鞏固和升華。在設計工程中，因為時間緊、 任務重，特別是CAD制圖難度比較大，經(jīng)常是通宵達旦的計算、繪圖，十分辛苦。這使我深深感受 到了奮戰(zhàn)在我國農(nóng)業(yè)機械設計第一線的專家、工程師和技術人員的辛勞，對他們?yōu)槲覈r(nóng)業(yè)事業(yè) 所付出的汗水所做出的貢獻表示深深的敬意。所以為什么資料那么難找，有權威性的資料是要錢 的，沒有權威性的資料有些胡謅也就理所當然了。 在以后的學習和工作中，我將繼續(xù)發(fā)揚這種能吃苦的精神，為我國農(nóng)機事業(yè)發(fā)展做出應有的 貢獻。 在本次設計中仍有不足與疏漏。在設計過程中，雖然有老師的耐心講解，但對于一些具體問 題，比如關鍵部位的校核，液壓缸工作能否達到靈敏度等問題，仍感覺吃不透，我將在以后的工 作、學習中揚長避短，發(fā)揚嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，使所到的知識不斷升華。 致 謝 經(jīng)過近三個月的努力，在老師的指導下、同學們的幫助下，新型翻轉犁掛接與翻轉機構的設 計終于設計完成了，在此對老師和同學們給予我的幫助表示衷心的感謝。 在畢業(yè)設計過程中，感謝安靜老師的督促和幫助，也感謝在本次設計中馬少輝老師的指導， 馬老師在百忙之中對我的設計給予了細致的指導和建議,對我的輔導耐心認真，百問不煩，給我清 晰的設計思路，使我的這次設計能順利完成。他那嚴謹求實的教學作風、誨人不倦的耐心，給我 留下了難以磨滅的印象。同時感謝班級同學為我提供的幫助，我還要感謝塔里木大學帶過我們的 所有老師，你們對待知識嚴謹求實的態(tài)度、為人師表的工作作風，使我受益匪淺。 在此，我對你們表示最衷心的感謝，我將在今后的工作中不斷追求新知識、繼續(xù)努力，不辜 負老師們對我們悉心的培養(yǎng)。 即將面臨畢業(yè)，我真心的祝愿我的老師們身體健康，工作順利，祝愿我的母校越辦越好。 參考文獻 1 楊俊江.懸掛翻轉犁的正確掛接與調(diào)整J.農(nóng)機化,2008( 3). 2 孫殿軍.M-S950型翻轉五鏵犁的正確使用與調(diào)整J.農(nóng)機化,2001(1). 3 趙永滿, 梅衛(wèi)江.垂直換向懸掛翻轉五鏵犁的虛擬設計J.整地機械,2001(3). 4 鄭德聰,王玉順,吳海平等.雙向犁翻轉機構反求設計J.農(nóng)業(yè)工程學報.1999(1). 5 顧海英,周小偉.現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的意義及內(nèi)涵J.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2002(1). 6 徐福玲，陳曉明.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社.2007,(5):21-22. 7 王忠，鄭明新.機械工程材料.北京：清華大學出版社.2005,(10).45-47. 8 袁佳平.農(nóng)業(yè)機械的設計和計算.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社.2012(1)12-15. 9 東北工學院.機械零件設計手冊.北京：冶金工業(yè)出版社.1980.(3)155-157. 10 西北工業(yè)大學.機械設計(第七版).北京：高等教育出版社.78-79. 11 單輝祖.材料力學.(第二版).北京：高等教育出版社.2004（8）65-67.