沟机旋转开沟机是六十年代出现的种连续挖土机械，适宜开挖梯形截面的农用沟渠。由于其牵引力小能均匀散开沟内土壤，工作效率高，因而得到迅速发展和广泛应用。在国外主要以大型开沟机为主，苏联意大利法国日本等国都有不同型号的系列产品，从结构特点和使用性能两方面来看，目前基本上以苏联和意大利为代表的两大类型。苏联从年开始推出系列的旋转开沟机产品全液压铣切式开沟机犁刀铣切式开沟机。意大利主要生产系列的单圆盘开沟机心及系列的双圆盘开沟机。两大类型的开沟机主要区别在于前者是开挖大型沟渠的大型机械，且能次性成沟，所采用的是切抛分开型的刀齿后者是临时性的小沟渠，采用的是切抛合型的刀齿,。国外开沟机的代表机型有切削链式开沟机螺旋助推式开沟机侧置式公路开沟机圆盘旋转式开沟机，主要特点是以大功率，重机型为主，功耗大，体积也大。国内开沟机我国开沟机的种类很多，年代开始从国外引进，从七十年代开始正式研制旋转开沟机，通过自身研究和借鉴国外的经验，目前逐步形成了适合我国国情的开沟机系列，到现在已经有几十种型号。其主要型式有四种铧式犁开沟机铧式犁开沟机属于从动型工作部件，利用刨削原理，沿直线运动对土壤进行刨削。加工过程相对铧式犁切削速度要大。铧式犁型开沟机主要应用于蔬菜的栽种和植树造林等，我国主要有和京两种类型，工作原理随着机组前进，犁尖入土，开轴的土沿着犁体上升。冀板将土推向两面三刀侧冀尾板将沟壁压紧，形成梯形断面的沟渠，达到列沟培土的目的。京开沟机在工作时，前面的犁铧起土，分土板片土扣翻到两面三刀侧，形成农艺要求的种沟型。该机型入土阻力小，质量轻，工作性能好，可以开出成型沟，但沟型断面不平整。链齿式开沟机年，江西省农机研究所和江西农业大学针对果园开沟，设计了与丰收拖拉机配套的型链齿式开沟机，开沟机通过链条上的刀齿逆向切削土壤，切削垡片由链齿出沟面，再由双向搅龙输送到沟两测，完成开沟作业。型链式开沟机主要特点开沟理管时，沟形次成型，种植山药可不开沟只松土，刮土板改变刀齿排列，达到深松土，可节省大量人力。配套拖拉机功率,开沟深度，开沟宽度，工作速度。螺旋式开沟机年东北农业大学针对了泥炭沼泽地的产物的开采而设计了种型立式螺旋式开沟机，其工作部件采用锥螺旋式搅龙切抛土，可开挖出较大型梯形沟渠。在立式开沟机的思路上，年昆明市农业机械研究所又研制出型双轴式。采用双轴结构，两套旋转方向相反的刀轴同时切抛上下沟土，能开出小型矩形沟渠。圆盘式开沟机圆盘式开沟机属旋转式开沟机，将开沟部件做成圆盘式结构，利用动力输出轴带动刀盘旋转切削土壤，我国从七十年代开始正式研制，通过自身研究和借鉴国外的经验，目前逐步形成了适合我国国情的开沟机系列。定型为东方红拖拉机配套的单圆盘旋转开沟机和双圆盘旋转开沟机，为铁牛拖拉机配套了双圆盘旋转开沟机。结合我国国情出发的即要求重量轻，结构简单，又要求能耗小，生产率高。到年代，圆盘式开沟机又生产出系列产品型配套千瓦拖拉机型型型型等，。土壤特性分析土壤的分类开沟机与土直接作用，土壤既是开沟器的支撑物，又是它的作业对象。方面开沟机利用土壤对轮胎摩擦力行走，另方面，土壤会作用于螺旋刀具，对开沟机开沟作业形成阻力。因此，研究土壤特性是研究开沟机的基础。土是由土粒水和空气组成，其数量比例关系不仅可描述土的物理性质和它所处的状态，还可以反映土的力学性质。土壤可简单分为粘性土和非粘性土粘性土颗粒间具有粘聚李，无粘性土颗粒间没有粘聚力。土壤的物理机械性质与土壤固体颗粒粒度及其级配既土壤机械组成有关。土壤机械组成是土壤物理化学性质的重要基础。土壤按颗粒细度划分为砾石质土类砂土类亚砂土类粉土类亚粘土类粘土类等，。砂土颗粒大孔隙大易漏水无或只有较弱的粘接性粘附型塑性，开沟阻力小。粘土颗粒细孔隙小渗透性差蓄水量大，有机质分解慢，有机质含量较多。粘土粘接性粘附性和塑性强，干时坚硬，湿时泥泞，开沟阻力大，开沟困难。土壤物理性质土壤物理性质指标土壤的物理特性包含系列测定指标，主要包括土壤密度土壤比重土壤含水量等。土壤密度指单位体积土的质量，单位是。它与土壤比重的区别在于土壤比重是将土粒质量与同体积时的纯水质量相比，比值无量纲。土的含水量指土中水分的质量与土粒质量的百分比，它对土壤塑性粘着性有重要的影响。当含水量超过定值时，粘性土呈现流动状态当含水量小于定值时，粘性土因失去压延性而变成固体状态。根据土壤含水量对塑性影响的高低，土壤还可细分为粘性土亚粘土亚砂土砂土。土的粘着性指土粘附在其他物体上的能力。当粘性土含水量大于粘着界限时，土壤开始粘附与物理上，土壤的这种特性会增大开沟器犁铲阻力减少刀具切削量，影响开沟工作进行。除此之外，土壤的物理机械特性还包括土壤的粘聚力内摩擦角和密度等。各种土壤物理性能参数见表。表土壤物理性能参数外缘加工成锯齿形状。螺旋刀片高度为，经过以上的设计计算分析，得出开沟刀具的总功耗和总扭矩总功耗为总扭矩为螺旋开沟机结构设计计算总体方案的设计考虑到桔园的具体作业环境，本设计决定采用螺旋开沟刀具。动力通过农夫小精灵的动力输出轴输出转速为，经过小带轮传送到刀架上的大带轮，再由大带轮通过轴传送到锥齿轮减速器最后再由锥齿轮的下端轴通过刀具连接轴将动力传送到刀具上进行开沟作业，传递示，意图如图。有第三部分设计可以得知刀具转速约为，总传动比定为，带轮传动比定为，锥齿轮减速器选用传动比约为选用锥齿轮减速器的系列。考虑到作业的实际环境和使用的方便性，本设计的刀具安装架采用可翻转和拆卸性，当开沟机不作业时，刀具安装架可向上翻转，这样就缩小了开沟机的行走和使用空间另外，在开沟机长期不需要工作时，刀架可拆卸下来，这样，农夫小精灵手扶拖拉机就可以用着它用，提高了工具的使用效率，节约了用户的开支。图动力传递图主要零部件的设计本设计的零部件设计均采用机械设计手册软件版进行设计计算和验算带轮设计参见表表带轮设计数据名称数量单位传动功率主动轴转速从动轴转速传动比设计功率小带轮基准直径大带轮基准直径续表名称数量单位初定轴间距所需基准长度实际轴间距单根带传递的功率传动比≠的功率带速小带轮包角带的根数单根带的预紧力大带轮轴的设计过程轴的总体设计信息如表表轴总体设计数据名称数值单位轴的转向方式单向恒定轴的工作情况无腐蚀条件轴的转速功率转矩材料牌号调质硬度抗拉强度屈服点弯曲疲劳极限扭转疲劳极限许用静应力许用疲劳应力确定轴的最小直径如表表确定轴最小直径数据名称数值单位值为许用剪应力范围最小直径的理论计算值满足设计的最小轴径弯曲应力校核如表表弯曲应力校核数据名称数值单位危险截面的坐标直径危险截面的弯矩扭矩截面的计算工作应力许用疲劳应力结论处弯曲应力校核通过弯曲应力校核通过安全系数校核表表安全系数校核数据名称数值单位危险截面的坐标直径危险截面的弯矩扭矩有效应力集中系数扭转作用截面的疲劳强度安全系数许用安全系数结论处疲劳强度校核通过临界转速计算如表表临界转速计算数据名称数值单位当量直径轴截面的惯性矩支承距离与的比值轴所受的重力支座形式系数轴的阶临界转速角接触球轴承设计报告角接触球轴承设计报告如表表角接触球轴承设计报告名称数值单位设计参数径向力轴向力轴颈直径转速要求寿命温度系数润滑方式脂润滑被选轴承信息轴承类型角接触球轴承轴承型号轴承内径轴承外径轴承宽度基本额定动载荷续表名称数量单位基本额定静载荷极限转速脂结论经过校核，轴承寿命，则验算结构合格深沟球轴承设计报告深沟球轴承设计报告如表表深沟球轴承设计报告名称数值单位设计参数径向力轴向力轴径直径转速要求寿命温度系数润滑方式脂润滑被选轴承信息轴承类型深沟球轴承轴承型号轴承内径轴承外径轴承宽度基本额定动载荷基本额定静载荷极限转速脂结论经过校核，轴承寿命，则验算合格设计总结经过几个月的努力，总算完成了桔园开沟机的设计，经过实地考察，方案确定和设计计算验证，本次设计的开沟机具有如下优点实用与桔园中用于开排水沟等开沟作业，免除了人工作业，提高了劳动效率此开沟机还具有结构简单运动灵活通用性强等优点，另外，当机器不作业时，可以方便地将机架拆卸下来，这样就减少了机器的存放空间，除此之外，此开沟机的零件均为常见的材料制造而成，部分零件采用国家标准零件，这些使得成本大大降低，这样就能更广泛的为广大农民所接受。由于个人能力有限，本次设计也存在着些不足和考虑不周全的地方，由于机架向旁边伸出过长，其受力较大，简单的角钢焊接结构在寿命方面有影响，在刀具的升降方面，要靠机架安装时的旋转，增加了劳动强度和操作的复杂度，托架的设计不能很好的将机架的受力传递到手扶拖拉机上，在开沟的起始阶段，刀具的入土要先靠人工将扶手抬起定的高度，做好再由尾轮架调节好开沟的深度，这样又增加了操作的复杂度。经本次毕业设计，不仅巩固了大学所学的理论知识，也使个人的能力得到了定的锻炼和提高。参考文献李倩立式螺旋开沟器及开沟机整机特性研究吉林吉林大学机械科学与工程学院院，宗跃挖沟机械的发展状况及市场前景工程机械，李金琦旋转开沟机北京中国农业机械出版社，尹大庆韩永俊张建平工程开沟机工作机理的研究农机化研究，徐慎初梁树英张巍钻孔与挖沟设备建筑机械朱新民型螺旋开沟机农牧与食品机械,钱家欢土力学南京河海大学出版社，杨晋生铲土运输机械设计北京机械工业出版社，曾德超机械土壤动力学北京北京科学技术出版社,中国地质大学出版社大学勘察与基础工程教研室，岩土钻掘工程学武汉中国地质大学出版社，李洪军王桂忠王璐长螺旋钻孔机钻进理论研究与实践辽宁建材，李世忠钻探工艺学北京地质出版社，吕正沣降低立式螺旋开沟机功率消耗的途径农业机械学报致谢历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师李明老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢,感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了