开沟作业机组组合传动条统设计及机理分析

发布时间：2020-06-03 02:15

【摘要】：苹果是我国水果产业结构中重要组成部分,随着经济的快速发展,苹果产业在农民增收方面越来越凸显,同时提高了地方农业经济效益。开沟施肥在林果业有着举足轻重的作用,施肥量是否合理直接影响着果实的产量及质量。本文根据矮砧密植苹果园(保定顺平三优园)的开沟园艺要求,通过对开沟作业机组组合传动的设计以实现果园拖拉机爬行速度开沟作业。1.依据矮砧密植苹果园栽培模式和果园开沟施肥的园艺要求,针对开沟作业机组组合传动系统总体设计:开沟作业机组包括拖拉机和开沟机,确定开沟机组组合传动的结构方案,即开沟作业机组组合传动结构分别为带传动、齿轮传动及链条传动;依据不同的作业工况设计开沟机变速箱传动路线,并初步计算确定开沟机变速箱传动比为27.83,采用Matlab对变速箱轴中心距之和最小进行优化设计,并依据优化结果建立开沟机三维模型,理论上实现了在矮砧密植苹果园爬行速度开沟施肥作业。2.建立齿轮传动系统仿真模型,利用ADAMS仿真分析,通过对各级齿轮传动的仿真分析可知:高速轴齿轮传动过程中冲击力比较大,需要进一步有限元分析。3.齿轮传动效率高且传动比较准确,齿轮传动是组合传动系统的关键部分,运用ABAQUS软件对齿轮传动系统进行有限元分析,分析表明:在齿轮啮合过程中,使用20Gr Mn Ti材料可以满足齿轮接触疲劳与弯曲疲劳强度要求,安全系数达到1.3,且齿轮传动过程中最大弯曲疲劳应力发生在齿轮1根部65779节点,齿轮最大接触应力发生在齿轮1的73091节点,初步确定齿轮传动系统的结构模型的正确性。4.在组合传动过程中,如果齿轮的工作转速与其本身结构的临界转速一致或者接近,则齿轮传动系统会发生共振现象,在组合传动设计过程中要避免齿轮传动的共振,保证组合传动系统的使用寿命。利用ABAQUS分析齿轮传动系统的结构振型和频率,通过求出临界转速与激振频率,校核齿轮在工作状态不会发生共振现象,验证齿轮传动系统的合理性。5.样机试验数据表明:组合传动系统设计合理,满足果园开沟施肥园艺要求。
【图文】：

然而传统的开沟施肥是人工作业，劳动强度大，工作效率低，而且开沟质量不能得到保障，如图1-1 所示。果园中施加有机肥可以保持长久的肥效，并且有机肥利用率较高，可以增加果树根部营养，对果树抗旱、抗病、抗逆性有一定的作用[9]。图 1-1 人工开沟施肥Fig 1-1 The artificial fertilization ditching我国果园土壤有机质含量仅有 1%左右，北方地区的果园土壤有机质含量更低，而相对国外果园发达地区土壤有机质普遍在 3%-5%，有机肥可提高果园土壤有机质含量，改善土壤结构，有机质含量是判断土壤肥力的重要标志，也是保证果树良好生产的重要条件[10]。传统有机肥的营养含量如表 1-1 所示。表 1-1 传统有机肥营养含量表Table 1-1 Traditional organic manure nutrient content tables粪便种类有机质含量/% 含氮量/% 含磷量/% 含钾量/%干羊粪 24-27 2.317 0.457 1.284鲜羊粪 1.014 0.216 0.532干鸡粪 25.5 2.137 0.879 1.525鲜鸡粪 1.032 0.413 0.717干猪粪 15 2.090 0.817 1.082鲜猪粪 0.547 0.245 0.294国内拖拉机以功率区分一般有大型拖拉机、中型拖拉机和小型拖拉机，大型拖拉机是指发动机额定功率 36.78kW（50 马力）以上的拖拉机，有链轨式和轮式两种；中型拖拉机是指发动机额定功率 14.7kW（20 马力）以上的拖拉机，有链轨式和轮式两种；小型拖拉机是指发动机额定功率在 2.2kW（含 2.2kW）以上，小于 14

开沟机,型式,开沟

针对国外开沟机可知：国外开沟机多数是专机专用，，并且开沟与行走机组为一体机，开沟作业行走系统多数采用液压系统，可以实现无极调速，功率范围比较大，从 9.7～559kW 均有不同形式的开沟机，智能化系统应用比较广泛，开沟作业操作比较简单，但开沟机成本和更换液压配件成本相对比较高，且开沟机械在不作业时只能处于闲置状态，如图 1-2 所示国外开沟机几种型式。
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S222.52

【参考文献】