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很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正,开沟器直接安装在挂件位置，用链轮连接减速器动力输出轴输出动力开沟器结构简单紧凑，便于制造维修，使用简便④沟形成型好，沟底土屑残留少，生产效率高适宜桔园工作换季开沟刀具参数设计立式螺旋开沟器的设计参数分为结构几何参数和运动参数。结构几何参数包括螺旋面直径圆锥体高度土壤外运螺旋角螺旋圆内半径犁铲切削刃和沟壁切削刃形状等。运动参数包括机具前进速度和螺旋刀具转速等。开沟刀具结构几何参数确定根据土壤特性分析结论，为避免土壤越过上边线掉落，工作部件总高度比实际沟深大，取取工作部件总高度为。根据沟型要求，螺旋刀具螺旋面外半径为，螺旋体内半径。为方便排土，刀具需高出沟边定距离，这里选取圆柱体高度。以上参数根据沟型要求土壤参数等都可确定，唯需要选择的是螺旋角。螺旋角的选取是降低开沟机功耗提高生产率的关键。当开沟机前进速度定，抛土动量与螺旋角的正切成正比例增长，当角过大切削刃过陡时，不利于土壤升运，功耗增加，开沟效率低。为减小输土功耗，应选较小的值，但值过小，将导致抛土距离太近形成沟边堆土和回土，功耗增加。般螺旋角取。根据前人设计经验初步选取。螺旋刀具几何参数如表所示。表螺旋刀具几何参数几何参数数值螺旋开沟器开挖沟时，螺旋刀具在主机开动下，沿前进方向在沟中破土，开沟器按沟型要求开沟挖出两侧沟坡，底部犁铲切割土壤，形成沟底。刀具在破土同时通过自身旋转产生的离心力升运并抛出土壤。为支撑整个开沟器并防止土屑回落，可在刀具切土背面安置挡泥板，以保证土壤被提升且抛向沟的两侧。开沟器提升平放等动作由安装架绕托架旋转完成。由于在开沟过程中，刀具会受到冲击载荷的影响，故旋转应能承受较大径向载荷和单向轴向载荷角接触球轴承。刀片材料应选用钢刀片，钢强度高，淬透性较大，脱碳倾向小，适宜制成农机零件。开沟刀具运动参数设计刀具转速研究立式螺旋开沟器刀具为双螺旋结构，在螺旋挖沟中，土块依靠刀具旋转时产生的离心力甩到也叶片外侧输送上来。当转速过低，刀片切下的土块被后面上来的土块推动，在叶片摩擦力和自身重力作用及后面上来的土块的挤压作用下，机具易发生阻塞和叶片变形，使开沟部件阻力增大。当转速过高，被切下的土块在离心力作用下压向坑壁，坑壁对土块产生阻止其旋转的摩擦力，使土块的角速度小于螺旋面的回转角速度，该摩擦力引起土块沿叶片向上加速滑动土壤在螺旋也片作用下向上移动时机具的转速对土块的输送有直接影响。因此，螺旋刀具的转速为关键技术参数，需计算满足要求的最小转速，即临界转速。转速较低时，切下的土屑离心惯性力小，孔壁对土屑的摩擦力不足以使土屑与叶片之间产生相对运动，土屑不能上升，只能随叶片旋转。随着转速的增大，孔壁对土屑的摩擦力也增大，当转速超过临界值后，孔壁对土屑的摩擦力足以使土屑与螺旋叶片之间产生相对运动，土屑就会上升。这转速的临界值称为临界转速。与此同时，刀具转速还需满足排土临界转速。排土临界转速指土壤在叶片上不被挤压而顺利排出所需的最低转速。理想化假设为便于分析土壤运动和受力关系，现做如下假设在刀具切割土壤的过程中，土壤颗粒不仅作上升运动，而且新切下的土壤会将刀片上的土粒向圆锥轴心挤压，若考虑由此引起的径向力，则分析计算过于复杂，因此忽略径向运动及由此产生的径向力。为能够同时考虑叶片与坑壁对土壤微粒的作用，忽略土壤间挤压力，在计算时假设土壤颗粒足够大，并作用在外螺旋线上。由于开沟过程中开沟机前进速度低，因此在研究刀具旋转运动时忽略车体前进速度，简化计算。④忽略螺旋底面与土壤土壤与土壤间的摩擦力模型建立力学建模的建立。以螺旋叶片上土壤单元体未研究对象，当螺旋刀具以临界转速旋转时，被切下的土壤单元体随螺旋叶片起旋转，由于离心力作用，单元体被甩向坑壁，单元体接触坑壁后，土壤在坑壁摩擦力作用下转速减小，并沿螺旋叶片向上加速运动。在土块即将上升时，加速度为零，处于临界状态。此时土壤单元体在以下几种力的作用下平衡重力惯性力，方向指向坑壁，坑壁对土壤单元体的法向反作用力,坑壁对土壤单元体的摩擦力为土壤单元体与孔壁间的摩擦系数方向与螺旋刀具转动方向相反，土壤单元体没有上升运动，其方向水平面夹角为零螺旋刀片对土粒的支撑力，方向垂直也叶片向上螺旋叶片对土壤单元体的摩擦力，方向与叶片平行向下，如图图所示。土壤单元体在上升过程中的运动轨迹是变导程螺旋线。图为土壤单元体在临界状态，在三种力的作用下处于动平衡重力坑壁作用于土壤单元体的摩擦力螺旋面作用在土壤单元体上的全反力即螺旋叶片对土壤单元体的支撑力与摩擦力的合力，与法线方向偏转摩擦角结合图图所示，刀具以角速度旋转，土壤单元体在外螺旋线处随叶片起旋转，车体前进速度为，在摩擦力作用下土块以速度沿螺旋刀片加速向上运动此时研究的是般状态，不是临界状态。是叶片对土壤单元体水平方向的作用力。与的合力为是土壤单元体运动的绝对速度。是绝对速度在竖直方向的绝对分量，表面土壤单元体以速度向上运动,。图俯视土壤单元体临界状态作用力图侧视土壤单元体临界状态作用力运动学模型的建立。侧视土壤单元体速度分解图图侧视土壤单元体速度分解临界转速计算分析根据相关文献研究结果并结合上述分析，可知临界状态时刀具满足如下关系将代入式可得临界转速公式式中土壤外摩擦系数，取微小土块沿螺线刀刃运行至出口处的弧长，代入式,有，总输送功耗土块加速与抛散功耗土块加速与抛散的功率消耗可理解为等于土体单元时间内的出口动能，因此计算进出动能就可知土体加速与抛散消耗功率。根据物理学可知，动能公式为其中用设计生产率表示土块质量，土块出口速度，其中是土块出口时平均轴向分速度，是土块抛出时的圆周速度，即有式中设计生产率，刀具出口处半径，生产率降低系数，则计算得到螺旋开沟刀具结构结论刀具为双螺旋变导程结构，螺旋角为。刀具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