农业机械的设计要求和设计程序

农业机械的设计要求和设计程序

一）设计要求

1。满足农业技术要求

衡量某种农具的好坏，除技术指标（生产率、功耗、操纵性能）外，最主要看能否满足农业技术要求。

2。使用维修方面的要求

在满足作业要求的前提下，机器结构简单、操作方便、工作可靠、使用维修方便。便于维修保养，尽量减小润滑点，零部件的调整、装卸方便，易损件应具有通用性。

3。制造方面的要求

在保证机器性能和寿命的前提下，优先采用廉价材料，降低制造成本。合理确定加工精度和技术条件，降低加工费用。

应按照“三化”要求的原则，设计产品。

二）设计程序

对于一种新农业机械的开发，通常要经历一下程序。

1。产品的可行性分析

在项目开发以前，对本产品的有关资料全面调查了解，收据资料，进行需求分析和市场预测。

对实施条件、技术难度、经济效益以及推广本产品后，农业生产的影响作出全面估计，得出可行的结论。如果看不出明显的好处，则不宜实施。若有明显的好处，则，提出可行性报告，交到有关部门鉴定。

可行性报告里还包含着设计计划任务书。设计计划任务书里应明确规定任务的来源、机器的使用范围、设计依据以及有关技术经济指标等内容。然后任务的要求制定执行计划和完成进程。

2。确定具体目标

是设计的机器满足农业技术要求和生产率的前提下，在机器性能上达到的目标。

3。性能设计与试验段

是机器总体方案的设计（确定）

设计方法有三种

创新设计：就是产品的新开发

改进设计：在原有的产品里，结构性能上，进一步优化、进一步完善。仿造设计：原有的产品上，模仿它的结构、工作原理，设计出另一种新产品。

性能设计阶段：主要解决机器性能问题。设计重点放在整机的工艺流程和主要部件的性能问题。只要机器的工作原理及主要部件的性能可以满足农业技术要求，并能达到规定的技术指标就行。

根据已确定的方案，设计绘制图样，并制造出样机。

性能试验：主要考察设计的样机是否达到设计所要求的各项指标。若技术指标达不到设计要求，重新设计，直到满足设计要求为止。

试验结束后，应提出技术试验报告，对这种样机是否作为产品生产作出结论。

新产品的试制和试验段：

设计的样机如果在性能上、技术上、经济上可行就可以进行产品设计。

产品设计中，主要解决结构设计，进一步完善各部件的结构，主要考虑：

零部件的强度和刚度。

零部件尽量采用标准化、系列化、通用化。

产品设计结束后，进行试制和试验。试验结果达到预期目标，进行批量生产。

产品的设计结束后，根据用户的要求，或市场预测，进行批量生产。有大批量生产和小批量生产

总之，设计制造出的机器结构简单、完善，加固耐用，机器又较高的生产率，较低的功率消耗，操作方便。

已知一台5行小麦条播机，外槽轮排种器，地轮直径为1米，行距20厘米，农艺要求播量Q=10斤/亩，播前调整结果是：在外槽轮有效工作长度为20毫米、均匀转动地轮30圈后，播种机总排量为1斤，问该调整结果能否满足农业技术的要求？若不能满足，调整到多大排量时才能满足农业技术的要求？此时的外槽轮有效工作长度是多少？

已知：Q=10斤/亩，b=20cm，n=5，D=1m，Ls=20mm，N=30，Gs=1斤。

求：Gl，Ll

解：Gl=πDBQN（1+δ）/ 666.7

=3.14×1×0.2×5×10

×30 ÷666.7=1.41 （斤）

100%×│Gs－Gl│÷Gl

= 100% ×│1－1.41 │÷1.41 =29%＞2%

Gs/Ls=Gl/Ll=1/20= 1.41 /Ll，Ll=28.2 （mm

一、水平直元线法形成犁面的原理

形成条件

1、元线是水平直线，运动时紧贴导曲线，而且始终保持水平。

2、导曲线是包络抛物线，一般在于垂直于铧刃线的铅垂面上。

3、元线角（推土角）按一定规律变化，变化规律规律不同，犁体曲面形状不同，性能不同。

变化规律是元线高度不同时，元线推土角不同。元线角(推土角)是沟墙与元线之间的夹角。

4、影响曲面的因素：导曲线的参数、位置和元线角变化规律。

直柱形犁体曲面：特点是犁体曲面是圆柱体的一部分，元线角是不变的、始终保持规定值。

扭曲形犁体曲面：元线角变化规律不同，有翻土型、碎土型、推土型、升土型、通用型等。

二、倾斜直元线法形成犁体曲面的原理

1、元线是斜直线，运动时紧贴导曲线。

2、导曲线在于某一水平面，常用的导曲线是折直线，或曲线。

3、斜元线的运动规律不同，犁体曲面形状不同性能不同。

即，元线运动时，元线的方位角按（推土角和翻土角）一定规律变化。元线的方位角按（推土角和翻土角）不同规律变化，犁体曲面形状不同。有螺旋性，单叶双曲面型等。

影响犁体曲面的因素：导曲线的形状、位置、参数和元线的方位角的变化规律。

有一台玉米播种机进行单粒播种作业时，水平圆盘的型孔长度L为12mm，种子平均粒径d为8 mm，株距t为200mm，圆盘直径D为250 mm，型孔数量Z为25个。问当机组作业速度Vm为8km/h时，该播种机能否正常工作？为什么？试确定校正后的机组前进速度（km/h）？

分析：1、根据已知条件计算该排种器的极限速度；

2、根据已知Vm计算排种器的实际速度。

3、若排种器的实际速度小于极限速度，说明播种机能正常工作。否则，将极限速度Vp代入Vp与Vm关系式，求出机组的最高速度值。

解：Vp=（L－d/2）√g/d

=(0.012 －0.008/2）√9.8/0.008

=0.28 m/s

Vp=πDVm（1+δ）/ Zt

=3.14×0.25×8000/3600/25×0.2

=0.35 m/s 不能工作

0.28= 3.14×0.25×Vm/ 25×0.2

Vm =1.78m/s=6.4km/h

1、正牵引：阻力线通过动力中心，且平行于拖拉机前进方向。这是最理想的状态。由于犁的耕幅一般小于拖拉机的轮距，所以，不易获得这种状态。

2、斜牵引：阻力线通过动力中心，但不平行于拖拉机前进方向，偏斜一个角度。

种场合，阻力线分成Px 和Py ，Px 与牵引力来平衡；Py在拖拉机后轮上产生侧向推力，若土壤反力S能抵抗侧向推力，直线性好，若不能抵抗侧向推力，则直线性差。

3、偏牵引：阻力线不通过动力中心，但平行于拖拉机前进方向，偏差一个距离

e 。整个机构工作时产生偏转扭矩，M= Px ×e ，所以，偏转扭矩在拖拉机前轮上产生侧向推力，

4、偏斜牵引：阻力线既不通过动力中心，也不平行于拖拉机前进方向，这是偏牵引和斜牵引的组合。

2、悬挂犁机构的受力分析

假设：犁在工作中等速直线运动，即不产生惯性力；犁侧板工作时不接触沟底面，即不受重力影响。

（2）悬挂犁高度调节时的受力分析

悬挂犁高度调节耕深时，分配阀手柄放在“浮动”位置，即提升壁和吊杆上没有压力，所以上拉杆和下拉杆都是二力杆。

所以，限深轮上的土壤的反力来控制耕深。

所受力有

悬挂犁的重力：其大小、方向、作用点已知；

土壤阻力Rxz ：根据六分力法和三面法求出大小、方向、作用点已知。

犁侧板摩擦力Fx：Fx = f×Ry ，f =0.25~0.5; 方向向后；作用点犁侧板末端，已知。

限深轮支反力Qxz ：作用点通过轮中心，方向tgΦ= f = 0.25~0.5 ,但大小未知。