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專(zhuān)家系統(tǒng)與應(yīng)用程序
基于模糊集理論的有效性的評(píng)估農(nóng)業(yè)機(jī)械
摘要：
農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的服務(wù)質(zhì)量是代表農(nóng)業(yè)成功的基本因素之一。從這個(gè)意義上說(shuō),有一個(gè)明確需要定義這些機(jī)器質(zhì)量的具體指標(biāo),它有可能決定哪些機(jī)器適合不同工作條件。服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)概念的有效性代表質(zhì)量的一個(gè)綜合指標(biāo)。本文運(yùn)用模糊集理論定義的有效性和可靠性、可維護(hù)性和功能作為影響指標(biāo)的有效性。在這個(gè)意義上的模型評(píng)估的有效性拖拉機(jī)作為農(nóng)業(yè)的典型代表機(jī)器已經(jīng)形成。本模型是基于集成上述的語(yǔ)言描述。利用模糊集理論和max-min成分影響指標(biāo)，模型進(jìn)行了測(cè)試。同一類(lèi)別的三個(gè)拖拉機(jī)為例,利用的氣候和土壤條件在更廣泛的貝爾格萊德(塞爾維亞)地區(qū)。即使在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中條件是非常重要參數(shù) , 相比于其他操作，實(shí)現(xiàn)的效果差異也達(dá)到大致相等
。
1.介紹
為達(dá)到擴(kuò)張的全球農(nóng)產(chǎn)品的要求，實(shí)現(xiàn)更大的農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。人們普遍認(rèn)識(shí)到當(dāng)代農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中需要適當(dāng)?shù)臋C(jī)器和設(shè)備，仔細(xì)和詳細(xì)規(guī)劃的需求和控制所有相關(guān)的生物、技術(shù)、技術(shù)和其他進(jìn)程。最終結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠的預(yù)測(cè)為每個(gè)指定的操作,以及完整的作物生產(chǎn)過(guò)程中,。要求加強(qiáng)了引入復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),數(shù)學(xué),農(nóng)業(yè)科學(xué)統(tǒng)計(jì),機(jī)械和其他方法都是特別重要的。在過(guò)去的幾十年。除了上述的要求,一個(gè)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)體系必須滿(mǎn)足生產(chǎn)力的標(biāo)準(zhǔn),期望的作物生產(chǎn)。在大多數(shù)情況下,在塞爾維亞，tractor-machinery農(nóng)場(chǎng)系統(tǒng)的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)最優(yōu)級(jí)別(尼克里奇′,2005),增加成本作物生產(chǎn)。目前,現(xiàn)有的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法、支持的高性能計(jì)算機(jī)有效地解決優(yōu)化問(wèn)題(Dette &韋伯達(dá)菲et al .,1990;1994;Mileusnic′,2007;等等)。一個(gè)最優(yōu)的技術(shù)體系的形成為我們生產(chǎn)了更便宜的食品,高度影響拖拉機(jī)的可靠性、可維護(hù)性和系統(tǒng)的功能。
與系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展同樣,實(shí)際上的開(kāi)始是IIWorld戰(zhàn)爭(zhēng)后,在適當(dāng)?shù)墓こ毯涂茖W(xué)文獻(xiàn)定義了一系列的概念,來(lái)描述技術(shù)系統(tǒng)的基本特征的點(diǎn)的服務(wù)質(zhì)量?？煽啃缘闹笜?biāo)是技術(shù)系統(tǒng)和行為操作,技術(shù)指標(biāo)和可維護(hù)性systembehaviors期間的失敗可以表示為大多數(shù)可辨認(rèn)的概念。這兩個(gè)概念及其實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的發(fā)展。有效性的概念被定義在試圖描述同時(shí)技術(shù)操作系統(tǒng)的行為和失敗的時(shí)期。這概念考慮可靠性和可用性的表演,以及提出了技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能(Papic&Milovanovic2007)。換句話(huà)說(shuō),一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的有效性的概率,一個(gè)成功的功能系統(tǒng)技術(shù)和執(zhí)行所需的準(zhǔn)則函數(shù)限制允許的差異對(duì)于給定時(shí)間和給定的周?chē)鷹l件。雖然在相同的精神,一些作者定義有效性有所不同。在(Ebramhimipour &鈴木,2006)被定義為總體有效性的指標(biāo)包含效率、可靠性和可用性。這兩個(gè)引用定義包括并行關(guān)于可靠性和可用性,雖然可用性包括可靠性和可維護(hù)性(Ivezic′,Tanasijevic′,& Ignjatovic′,2008)。因此它可以商定有效性是影響可靠性、可維護(hù)性的功能?？煽啃韵到y(tǒng)不斷的被定義為特征保持操作abilitywithin允許的差異極限在現(xiàn)在;可維護(hù)性的能力是預(yù)防和發(fā)現(xiàn)故障及損壞,系統(tǒng)更新通過(guò)參加技術(shù)和操作能力和功能維修,功能實(shí)現(xiàn)功能的程度要求,即調(diào)整環(huán)境,或更準(zhǔn)確系統(tǒng)運(yùn)行的條件。
監(jiān)測(cè)的可靠性和可維護(hù)性是常見(jiàn)的監(jiān)控時(shí)間的狀態(tài)顯示(圖1)可靠性和可維護(hù)性的函數(shù)可以確定,以及操作的平均時(shí)間和平均時(shí)間相關(guān)。主要問(wèn)題出現(xiàn)在形成時(shí)間的照片數(shù)據(jù)監(jiān)控和記錄。在現(xiàn)實(shí)條件的機(jī)器應(yīng)該連接到信息系統(tǒng)將準(zhǔn)確記錄每一個(gè)失敗、持續(xù)時(shí)間和修復(fù)程序。這通常是昂貴或簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)機(jī)器的性能,即關(guān)閉的,是不精確的。此外,提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理時(shí)間的狀態(tài)要求所有的機(jī)器在平等的條件下工作,這是難以實(shí)現(xiàn)。至于技術(shù)體系的功能,沒(méi)有共同的方法測(cè)量和量化。這在本文的原因,為了評(píng)估的有效性, 將使用專(zhuān)業(yè)知識(shí)和分析機(jī)器判斷工作的工作過(guò)程。應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)判斷主要用于文學(xué),主要是為數(shù)據(jù)處理和評(píng)估的技術(shù)系統(tǒng)而言:風(fēng)險(xiǎn)(Li 廖,2007)、安全(王2000;王、楊、&森1995)或可靠性，用專(zhuān)業(yè)知識(shí)判斷自然的語(yǔ)言形式。因此,數(shù)學(xué)和邏輯概念模型進(jìn)行處理的經(jīng)驗(yàn)判斷,即計(jì)算的語(yǔ)言描述,模糊集合理論使用(Klir &元,1995;枝,1996)。應(yīng)用模糊今天集代表了最常用的工具之一各領(lǐng)域解決問(wèn)題的優(yōu)化(黃顧,&杜,2006)和識(shí)別(陳,1996)過(guò)程問(wèn)題。Cai(1996)提出了不同的概述應(yīng)用程序方面的模糊方法在系統(tǒng)失敗工程,這是一個(gè)接近效能評(píng)估問(wèn)題。應(yīng)用模糊邏輯理論和專(zhuān)家系統(tǒng)(遼、一般2011;Liebowitz,1988)也用于解決優(yōu)化問(wèn)題的農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域。(Abbaspour-Fard Rohani & Abdolahpour,2011)的基礎(chǔ)上神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序,在拖拉機(jī)預(yù)測(cè)失敗。(Yu,你們&趙,2010)模糊數(shù)學(xué)、可靠性理論和多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)拖拉機(jī)最終傳動(dòng)。機(jī)器的可預(yù)測(cè)性和可靠性,顯著依賴(lài)于其有效性的技術(shù)系統(tǒng)。本文的觀點(diǎn)是根據(jù)模糊集理論的利用率建立模型的有效性。從而說(shuō)明模糊集是用于分析可靠性、可維護(hù)性和功能表現(xiàn)(部分指標(biāo)的有效性)以及為他們?nèi)谌胄?。他們的工作是以這種有效模型質(zhì)量的方式評(píng)估技術(shù)系統(tǒng)。模型可以作為標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)買(mǎi)決策相關(guān)的任何程序,系統(tǒng)的操作或維護(hù),修理的預(yù)測(cè)和維護(hù)成本。質(zhì)量和功能的建議模型有效性的確定農(nóng)業(yè)所示機(jī)械、拖拉機(jī)。
2?；谀：挠行员憩F(xiàn)評(píng)估理論
數(shù)學(xué)和概念模型的有效性評(píng)估實(shí)際上是在兩個(gè)步驟:總結(jié)模糊命題的部分的效性指標(biāo);模糊提到的分成一個(gè)指標(biāo)——合成。模糊命題過(guò)程為代表的聲明,包括語(yǔ)言變量基于可用的信息技術(shù)系統(tǒng)。在這個(gè)意義上它必須定義語(yǔ)言的名字變量,代表不同的等級(jí)的效果考慮技術(shù)系統(tǒng)和定義的模糊集描述提到的變量。作文是一個(gè)模型,它提供了影響結(jié)構(gòu)有效性性能的指標(biāo)。
2.1。模糊模型解決問(wèn)題
第一步創(chuàng)建的模糊有效性模型(E)評(píng)估本身和定義語(yǔ)言變量以及可靠性(R)、可維護(hù)性(M)和功能(F)有關(guān).許多語(yǔ)言變量,它可以發(fā)現(xiàn)最大數(shù)量的理性,人類(lèi)可辨認(rèn)的表達(dá)式可以同時(shí)識(shí)別(王et al .,1995)。然而,識(shí)別的考慮甚至較小的特征數(shù)量的變量可以有用,因?yàn)閷?zhuān)家的判斷(Ivezic′et al .,2008)模糊集的靈活性一般包括過(guò)渡現(xiàn)象。根據(jù)以上,五個(gè)語(yǔ)言變量為代表的有效性表現(xiàn)包括:窮,充足,平均,和優(yōu)秀。這些語(yǔ)言形式變量給出適當(dāng)?shù)娜悄：?Klir 元,1995),圖2所示。
在圖2中,j = 1,。實(shí)際上,5代表的計(jì)量單位有效性。因此,部分指標(biāo)的有效性:R、M和F,隸屬函數(shù)l:在下一步中,執(zhí)行max-min組成。馬克斯-敏成分,也稱(chēng)為悲觀,經(jīng)常用于模糊代數(shù)作為一個(gè)綜合模型(Ivezic′et al .,2008;Tanasijevic et al .,2011;王王et al .,1995;2000)。這個(gè)想法是為了讓整體評(píng)估(E)等于部分虛擬代表評(píng)估。這評(píng)估被確定為之間的最好的一個(gè)最壞的打算部分成績(jī)(R、M或F)。
它可以得出的結(jié)論是,所有的元素(R、M和F)E有同等影響E,max-min組成以并行方式被使用,這將部分的到綜合指標(biāo)。在文學(xué)(Ivezic′et al .,2008;etal .,1995)max-min成分通過(guò)運(yùn)營(yíng)商”和“和”或“提供一個(gè)優(yōu)勢(shì)在其他的某些元素在合成的過(guò)程中,也使用。
準(zhǔn)確地說(shuō),如果我們看看三個(gè)部分指標(biāo),即他們的隸屬函數(shù)(1),可以使C:= j3 = 53組合
的隸屬度函數(shù)。每一種組合代表一個(gè)可能的合成效果評(píng)估(E)。
這個(gè)表達(dá)式(6)有必要映射回E模糊集(圖2)。最佳(王et al .,1995),用于轉(zhuǎn)換方法E描述(6)形成定義等級(jí)的會(huì)員模糊集:貧窮、充足,平均,和優(yōu)秀的好。這個(gè)過(guò)程被公認(rèn)為識(shí)別。最佳方法是使用距離E(d)之間通過(guò)“max-min”成分(6)和每個(gè)人E表達(dá)式(根據(jù)圖2)來(lái)表示的程度E是確認(rèn)每個(gè)模糊集的有效性(圖2)。越接近勒(6)是第i個(gè)語(yǔ)言變量,小迪。距離di等于零,如果勒(6)只是第i個(gè)相同隸屬度函數(shù)的表達(dá)式。在這種情況下,E不應(yīng)該評(píng)估其他表達(dá)式,由于這些表達(dá)式的排他性。假設(shè)迪民(i = 1,。,5)是最小的距離對(duì)Ej,讓a1,。,a5代表相對(duì)的倒數(shù)距離(計(jì)算相應(yīng)的比率距離di(7)和迪民提到的值)。然后,人工智能
:
1.一個(gè)說(shuō)明性的例子
作為一個(gè)說(shuō)明性的例子對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的評(píng)價(jià)有效性,比較分析三個(gè)拖拉機(jī)A1 B2、本文給出和C2。
在拖拉機(jī)7.146 l發(fā)動(dòng)機(jī)LO4V TCD 2013安裝。謝謝從35%的扭矩儲(chǔ)備,拖拉機(jī)是能夠滿(mǎn)足所有需求預(yù)期表現(xiàn)最差的農(nóng)業(yè)操作在農(nóng)業(yè)。總拖拉機(jī)質(zhì)量是16000公斤。根據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(代碼2)報(bào)告最大動(dòng)力輸出軸功率測(cè)量在2200轉(zhuǎn)243千瓦的燃油消耗率嗎198 g /千瓦小時(shí)(ECE-R24)。發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩1482海里在引擎1450 rpm的政權(quán)。傳動(dòng)裝置是精心“不一樣的”傳達(dá)。事業(yè)聯(lián)動(dòng)機(jī)制是一個(gè)類(lèi)別II / III與提升11800公斤。
在拖拉機(jī)B2和C2 8.134 l發(fā)動(dòng)機(jī)6081 hrw37 JD安裝,儲(chǔ)備扭矩的40%,這能夠滿(mǎn)足所有的拖拉機(jī)需求預(yù)期表現(xiàn)最差的農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)操作。拖拉機(jī)總重量是14000公斤。根據(jù)經(jīng)合組織(代碼2)報(bào)告最大的權(quán)力來(lái)衡量動(dòng)力輸出軸在2002轉(zhuǎn)217千瓦燃料消耗率193克/千瓦小時(shí)(ECE-R24)。在發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩1320海里轉(zhuǎn)速為1400 rpm。傳播是“AutoPower。聯(lián)動(dòng)機(jī)制是一個(gè)類(lèi)別II / III 10790丹的提升力。
兩個(gè)模型都是電子控制拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料供給系統(tǒng),滿(mǎn)足排放法規(guī)。從提交的技術(shù)特點(diǎn)的拖拉機(jī),B和C看到所有三個(gè)拖拉機(jī)全功能forperforming困難操作不同的農(nóng)業(yè)技術(shù)生產(chǎn)。拖拉機(jī)B和C有相同的技術(shù)特征,和實(shí)踐是相同的類(lèi)型和模式,除了拖拉機(jī)B進(jìn)入操作在2007年5月,一輛拖拉機(jī)C 6月2007年。一輛拖拉機(jī)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng),這是技術(shù)文檔的基本模型,在7月份進(jìn)入操作2009年。保持農(nóng)業(yè)技術(shù)的主要任務(wù)提供功能和機(jī)器的可靠性。維護(hù)所有三個(gè)拖拉機(jī)是通過(guò)機(jī)器商店所擁有的用戶(hù)升級(jí)選擇。
十個(gè)工程師(分析師)致力于維護(hù)和操作拖拉機(jī)的采訪。他們?cè)u(píng)價(jià)R,D和F表1中給出。首先,拖拉機(jī)是計(jì)算的有效性?？梢钥闯隹煽啃允怯墒姆治鰩熢u(píng)為優(yōu)秀(6/10 = 0.6),平均三(0.3)和一樣好(0.1)。以這種方式獲得評(píng)估R在表單中，在下一步中,這些評(píng)估是映射在模糊集(圖1)為了獲得評(píng)估(1)。例如,可靠性在這個(gè)例子中確定(11),它是語(yǔ)言0.6變量?jī)?yōu)秀加入重量。
因此,模糊集優(yōu)秀定義為:Rexc=(1/0,1/0,1/0,4/0.25 5/1.0)(據(jù)嗎圖1)。這樣的特定的值模糊集優(yōu)秀Rexc0.6 =(1 / 0.6(0),2 / 0.6(0),3 / 0.6(0),4 /(0.25 - 0.6),5 /(1.0 - 0.6)}。剩下的四個(gè)語(yǔ)言變量被以同樣的方式對(duì)待。最后對(duì)于每個(gè)j = 1,。5具體隸屬度函數(shù)(最后一行,表2)被添加到最后拖拉機(jī)可靠性模糊形式(1):這些fuzzificated評(píng)估(11)和(12)是合成所必需的評(píng)估的有效性,使用max-min邏輯。在這種情況下可以使C = 53 = 125組合,走出48的結(jié)果。
第一個(gè)結(jié)果是組合2-2-3:E2-2-3(0.025,0.05,0.125),哪里X2-2-3 =(2 + 2 + 3)/ 3 = 2(四舍五入為整數(shù))。最小值的隸屬度函數(shù)這一結(jié)果的是0.025。其他的結(jié)果和相應(yīng)的我的值如表3所示。所有這些結(jié)果都可以圍繞尺寸X = 2、3、4和5。拖拉機(jī)在很大程度上為0.30065(與30%)評(píng)估那么好,拖拉機(jī)在很大程度上0.27538(27.5%)評(píng)估一樣好,而拖拉機(jī)C在很大程度上為0.25468平均(25.5%)評(píng)估。它可以得出的結(jié)論是,C是最糟糕的,當(dāng)拖拉機(jī)只是稍微比B,特別是如果我們看到的評(píng)估為優(yōu)秀的28.8%,而B(niǎo)的程度23.8%的程度。分析了拖拉機(jī)可以提出的有效性如圖3。,它可以更清楚地看到,拖拉機(jī)的最大的效果。如果這個(gè)評(píng)估(EA,EB,EC)defuzzificated是重心點(diǎn)計(jì)算- Z(Bowles & Pelaez,1995),我們得到了評(píng)估的效果如下:
這就意味著在1 - 5(即從貧困的規(guī)模優(yōu)秀)拖拉機(jī)是最好的和拖拉機(jī)C是最壞的打算。驗(yàn)證的實(shí)現(xiàn)結(jié)果,統(tǒng)計(jì)分析的可用性,像家庭與有效性概念,已經(jīng)被使用。那在我們的模型顯示,拖拉機(jī)是最好的,和C的壞的效果。在現(xiàn)實(shí)中,如果我們分析的可用性,它是看到2904 moto-hours拖拉機(jī)在工作3130年可用moto-hours;如果10000 moto-hours計(jì)算,在9244年的工作將花費(fèi)moto-hours。拖拉機(jī)B的10004年moto-hours可用,它花9069moto-hours在工作,和拖拉機(jī)C 9981可用moto-hours花了9045年的工作。實(shí)驗(yàn)表明,更可靠和有效的拖拉機(jī)是少是延遲。在某種程度上,這個(gè)初始的優(yōu)勢(shì)消滅更糟糕的物流交付備件的時(shí)候涉及到拖拉機(jī),拖拉機(jī)a . 1100年moto-hours工作可憐的物流在維護(hù)希望8個(gè)工作日, 一個(gè)給定的拖拉機(jī)和它極大地影響了可維護(hù)性的下降帶來(lái)的好處,因此相同的效率(內(nèi)部技術(shù)PKB)總剝削的下降。
1.結(jié)論
本文提出一種模型有效性的評(píng)估技術(shù)系統(tǒng)、精確農(nóng)業(yè)機(jī)械、基于模糊集理論。表現(xiàn)作為整體的有效性指標(biāo)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量,即為整個(gè)測(cè)量技術(shù)系統(tǒng)的可用性。可靠性、可維護(hù)性和功能表演已經(jīng)公認(rèn)的有效性參數(shù)或指標(biāo)。語(yǔ)言可以被任命為形式所有提到的共同特征指標(biāo)。因此模糊集理論出現(xiàn)自然工具建模的有效性。在本文中,應(yīng)用模糊集理論,這是必要的定義:語(yǔ)言變量及其描述隸屬函數(shù)、模糊規(guī)則的組成和模型集成和去模糊化。模糊的成分即max-min邏輯已經(jīng)被用于集成的有效性指標(biāo)有效性的整體性能,最適合集成的方法模糊集的隸屬函數(shù)和質(zhì)心點(diǎn)去模糊化的模糊數(shù)的計(jì)算數(shù)值。Max-min組合模型,它暴露在這篇文章中,沒(méi)有以這種方式處理相應(yīng)的文獻(xiàn)。另外,在案例研究中,模型的模糊化的問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果,它代表的正是所積累的方式工程師的知識(shí)和技能。
提出的模型可以作為一個(gè)簡(jiǎn)單的工具的快速估計(jì)的有效性即為農(nóng)業(yè)服務(wù)的質(zhì)量機(jī)械、基于專(zhuān)家判斷和估計(jì)。在同時(shí),該模型不需要復(fù)雜的IT基礎(chǔ)設(shè)施。分析實(shí)現(xiàn)模糊集和適當(dāng)?shù)哪：行钥煽啃?、可維護(hù)性和功能表現(xiàn)可以糾正措施的指導(dǎo)購(gòu)買(mǎi)的方向嗎的設(shè)備,結(jié)構(gòu)調(diào)整,改變的維護(hù)政策或管理/運(yùn)營(yíng)商變更
本文具體分析了三個(gè)拖拉機(jī),標(biāo)志著一個(gè)B和C,這表明更高效的拖拉機(jī)越頻繁宕機(jī)。在某種程度上,這種最初的優(yōu)勢(shì)就終止了窮交付備件物流。
感謝
研究工作得到了塞爾維亞共和國(guó)教育部和科學(xué)界的支持。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
學(xué)院 填寫(xiě)時(shí)間： 2015 年 3 月 10 日
課題名稱(chēng)
可調(diào)式尾輪裝置設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
專(zhuān)業(yè)、學(xué)號(hào)
11級(jí)機(jī)械、116715032
設(shè)計(jì)(論文)的基本要求、需要解決的問(wèn)題
基本要求：工作原理正確，能實(shí)現(xiàn)對(duì)尾輪傾角、偏角可調(diào)，尾輪上下位置自動(dòng)調(diào)節(jié)，左右位置2級(jí)可調(diào)。
完成總裝圖及零件圖（可運(yùn)用CAXA電子圖板或AutoCAD 2000繪圖）。
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。
計(jì)劃進(jìn)
度安排
第1設(shè)計(jì)周：收集資料、知識(shí)準(zhǔn)備；
第2～3設(shè)計(jì)周：方案設(shè)計(jì)；
第4設(shè)計(jì)周：總體結(jié)構(gòu)草圖；
第5～10設(shè)計(jì)周：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算、總體裝配圖、
零件圖設(shè)計(jì)；
第11～13設(shè)計(jì)周：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）編寫(xiě)。
應(yīng)收集資料與主要參考文獻(xiàn)
1.有關(guān)的驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁科研資料。
2.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。
3.其它相關(guān)參考資料。
指導(dǎo)教師（簽名）： 朱亨銀 職稱(chēng)： 副教授
系（教研室）主任（簽名）：
院長(zhǎng)（簽名）：
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告
設(shè) 計(jì) 題 目： 可調(diào)式尾輪裝置設(shè)計(jì)
姓 名：
專(zhuān) 業(yè) 年 級(jí)： 機(jī)械專(zhuān)業(yè)2011級(jí)
學(xué) 號(hào)： 116715032
指 導(dǎo) 教 師：
時(shí) 間： 2015 年 1 月 23 日
一、本設(shè)計(jì)課題的目的意義
我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)。根據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，土壤耕作所消耗的動(dòng)力占農(nóng)用動(dòng)力的50%以上。近年來(lái)，隨著保護(hù)性耕作的大力推廣及實(shí)線現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的提出，使大量的秸稈和耕茬等有機(jī)物的肥料化備受關(guān)注。采用傳統(tǒng)焚燒的辦法會(huì)造成有機(jī)物的浪費(fèi)，并造成環(huán)境污染?，F(xiàn)如今采用驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁進(jìn)行耕作，驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的部件是在同一根軸上安裝的，具有一定曲率的圓盤(pán)犁組，圓盤(pán)刃口平面與前進(jìn)方向成一偏角，利用拖拉機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁體轉(zhuǎn)動(dòng)。由于圓盤(pán)的強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)對(duì)土壤有撕裂作用，被強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)能夠順利地切斷較高的留茬和草桿，繼而將其翻至垡底進(jìn)行覆蓋，不易被雜草和莖稈堵塞，也不會(huì)產(chǎn)生鏵式犁犁壓溝底土壤層，因此可降低能耗，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作質(zhì)量。但是，驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的工作環(huán)境不是一成不變的，不同的土壤環(huán)境對(duì)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁都有一定的影響。
尾輪是驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的重要平衡裝置，其平衡能力決定驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的平衡性能，所以尾輪是保證驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁正常穩(wěn)定工作的重要前提。尾輪走在最后一個(gè)耕作圓盤(pán)的犁溝犁，靠溝墻支撐側(cè)向力，在不同土壤條件下耕作，需要適當(dāng)調(diào)節(jié)尾輪的偏角、傾角以及控制尾輪垂直位置彈簧的預(yù)緊力等，才能達(dá)到較好的平衡效果。但原機(jī)型驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁尾輪的傾角是固定的，在耕作時(shí)不可調(diào)。為了提高驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的平衡性能及其對(duì)不同土壤的適應(yīng)性，將其尾輪改造成偏角、傾角等均可調(diào)的尾輪裝置，尾輪與最后一個(gè)耕作圓盤(pán)的相對(duì)位置也隨著尾輪傾角的改變而變化。因此，必須將尾輪的橫向位置設(shè)計(jì)成可調(diào)的，能進(jìn)行橫向補(bǔ)償，以確保尾輪與耕作圓盤(pán)之間的相對(duì)位置正確。否則，不能保證尾輪走在最后一個(gè)耕作圓盤(pán)的犁溝里，驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁在耕作時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，工作偏角和耕寬也會(huì)隨之發(fā)生改變。
二、本設(shè)計(jì)課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容、預(yù)期設(shè)計(jì)結(jié)果和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：
對(duì)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁尾輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其成為可調(diào)式尾輪，以實(shí)現(xiàn)對(duì)尾輪傾角、偏角可調(diào)，尾輪能夠上下位置自動(dòng)調(diào)節(jié)，左右位置2級(jí)可調(diào)。
預(yù)期設(shè)計(jì)結(jié)果:
尾輪裝置為可調(diào)式，且工作原理正常，符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，能夠很好地協(xié)助驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的正常工作，使驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁可以在不同的土壤環(huán)境下都能更穩(wěn)、更高效地工作。
擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：
1、尾輪傾角的調(diào)節(jié)；
2、尾輪偏角的調(diào)節(jié)；
3、尾輪上下、左右位置的調(diào)節(jié)；
三、設(shè)計(jì)方法和步驟
１、收集驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的資料，調(diào)查研究，實(shí)地觀察驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的工作情況，通過(guò)分析比較、確定設(shè)計(jì)方案；
２、根據(jù)給定要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算；
３、運(yùn)用AutoCAD或CAXA電子圖版等繪圖工具進(jìn)行設(shè)計(jì)。
４、進(jìn)行耕田試驗(yàn)；
５、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
四、設(shè)計(jì)工作的總體安排及進(jìn)度
第1設(shè)計(jì)周：收集資料、知識(shí)準(zhǔn)備；
第2～3設(shè)計(jì)周：方案設(shè)計(jì)；
第4設(shè)計(jì)周：總體結(jié)構(gòu)草圖；
第5～10設(shè)計(jì)周：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算、總體裝配圖、
零件圖設(shè)計(jì)；
第11～12設(shè)計(jì)周：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）編寫(xiě)。
指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：
簽字：
年 月 日
系(教研室)審查意見(jiàn)：
簽字：
年 月 日
學(xué)院審查意見(jiàn)：
分管院長(zhǎng)簽章：
年 月 日
福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目： 驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁尾輪裝置設(shè)計(jì)
專(zhuān)業(yè)年級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化2011級(jí)
學(xué) 號(hào)： 116715032
姓 名：
指導(dǎo)教師、職稱(chēng)：
2015 年 5 月 27 日
目錄
摘要 I
Abstract II
第一章 引言 1
1.1驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的背景意義 1
1.2驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁尾輪裝置的作用 1
1.3尾輪裝置設(shè)計(jì)的意義 1
1.4尾輪裝置的設(shè)計(jì)要求 2
第二章 尾輪裝置連接架的設(shè)計(jì) 3
2.1尾輪連接架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3
2.2左右二級(jí)可調(diào) 3
第三章 尾輪上下自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì) 5
3.1設(shè)計(jì)意義 5
3.2導(dǎo)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
3.3彈簧的設(shè)計(jì) 5
3.4尾輪上下調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)裝配 6
第四章 尾輪可調(diào)傾角的實(shí)現(xiàn) 7
4.1可調(diào)傾角的設(shè)計(jì)意義 7
4.2尾輪擺杠的改裝 7
4.3法蘭盤(pán)的設(shè)計(jì) 8
4.3.1法蘭盤(pán)的選擇要求： 8
4.3.2法蘭盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
4.3.3尾輪傾角調(diào)節(jié)原理 10
第五章 尾輪可調(diào)偏角的設(shè)計(jì) 11
5.1尾輪偏心裝置的工作原理 11
5.1.1偏心裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
5.1.2尾輪偏角的調(diào)整分析 11
5.2 各力對(duì)軸的轉(zhuǎn)矩 12
5.2.1 銷(xiāo)對(duì)軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算： 13
5.2.2銷(xiāo)受到的剪應(yīng)力的計(jì)算 14
第六章 尾輪軸體的設(shè)計(jì) 15
6.1軸體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
6.2軸體的裝配 15
第七章 尾輪裝置的總裝配 17
7.1尾輪裝置的零件 17
7.2尾輪裝置的組裝 17
結(jié)束語(yǔ) 18
參考文獻(xiàn) 19
附錄 20
致謝 22
摘要
本文是對(duì)目前市場(chǎng)上的驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁尾輪裝置進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)，使尾輪能夠橫向位置可調(diào)、上下位置自動(dòng)調(diào)節(jié)以及實(shí)現(xiàn)偏角和傾角的調(diào)節(jié)，以此使尾輪裝置可以保證驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁可以在不同硬度土壤的環(huán)境下仍能平穩(wěn)正常工作。本文對(duì)尾輪整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)連接架和擺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)橫向位置可調(diào)以及二者與導(dǎo)杠和彈簧裝配后可以實(shí)現(xiàn)尾輪上下自動(dòng)調(diào)節(jié)；然后顛覆以往尾輪傾角和偏角不能調(diào)節(jié)的理念，提出對(duì)尾輪裝置的改進(jìn)方案。其一，把尾輪的擺杠從中間切斷并各自焊接一個(gè)法蘭盤(pán)，然后通過(guò)對(duì)法蘭盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩段擺杠相對(duì)位置的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)尾輪傾角的可調(diào)；其二，設(shè)計(jì)偏心軸體和尾輪軸體，利用兩者的配合，使擺杠和尾輪軸體發(fā)生相對(duì)位置變化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)尾輪偏角的變化。尾輪傾角和偏角的可調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)可以使驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁滿(mǎn)足不同土質(zhì)的田地，大大的增加了驅(qū)動(dòng)式圓盤(pán)犁的適用場(chǎng)合，并且保證驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的工作質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：尾輪；偏角；傾角；法蘭盤(pán)
Abstract
This paper is on the current market driven disc plow tail wheel device for design modifications, the tail wheel to lateral position can be adjustable, upper and lower position automatic adjustment, and regulate the declination and inclination of the, in order to make the tail wheel device can ensure the driving disk plow can under the environment of soil with different hardness can still work smoothly. In this paper, the structure of tail wheel the whole device to study design, through the connecting frame and structure design of swinging rod, adjustable and two with a guide bar and a spring assembly can be achieved after the tail wheel is the automatic adjustment of the lateral position; then subvert previous tail wheel angle and angle can not adjust the concept, put forward the improvements on the tail wheel device. First, the tail wheel pendulum bar from the middle cut and their welding a flange plate, followed by the structure design of the flange to achieve two pendulum bar relative position changes, so as to realize the rear wheel angle adjustable; second, design of eccentric shaft body and tail wheel body, with use of the two, pendulum bar and the tail shaft body relative position changes, in order to realize the rear wheel angle changes. Tail wheel angle and angle adjustable implementation can make the driving disk plow meet different soil fields, greatly increases the driving disk plow the suitable situation, and ensure the driving disk plow work quality.
Key word:tailwheel Drift angle Inclination flange plate
- 1 -
第一章 引言
1.1驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的背景意義
發(fā)展至今，我國(guó)仍是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年耕地面積大約18億畝，所以高效的耕作機(jī)具是農(nóng)業(yè)發(fā)展必不可少的重要前提。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，使越來(lái)越多高科技走進(jìn)人們的生活。驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁誕生于80年代，驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁是與12型手扶拖拉機(jī)配套使用的新型耕作機(jī)具，整機(jī)由中間傳云貴箱、動(dòng)力傳動(dòng)軸、側(cè)邊傳動(dòng)箱、圓盤(pán)犁刀軸總成、乘坐架等組曾，屬直聯(lián)式結(jié)構(gòu)。它既具有圓盤(pán)式耕作機(jī)具不易被雜草莖稈堵塞、越障能力好的優(yōu)點(diǎn)，又具有驅(qū)動(dòng)式耕作機(jī)具的功率利用率高、軟濕地通過(guò)性好、機(jī)組滑轉(zhuǎn)率低、可配套較輕便型拖拉機(jī)等優(yōu)點(diǎn)；在生產(chǎn)率、單位面積油耗等方面也優(yōu)于鏵式犁。驅(qū)動(dòng)式圓盤(pán)犁在我國(guó)南、北方各地推廣應(yīng)用以來(lái)，所表現(xiàn)的性能表明它確實(shí)是一種高效節(jié)能、適耕范圍大、適應(yīng)性強(qiáng)的耕作機(jī)具。同時(shí)，近年來(lái)環(huán)境問(wèn)題引起整個(gè)人類(lèi)社會(huì)的著重關(guān)注，在農(nóng)業(yè)方面上，國(guó)家推廣保護(hù)性耕作，田間大量的秸稈和根茬等有機(jī)物的肥料的處理倍受關(guān)注。采用傳統(tǒng)焚燒的辦法會(huì)造成有機(jī)物的浪費(fèi)，并造成環(huán)境污染，因此有必要研究一種新型的耕作機(jī)具以滿(mǎn)足當(dāng)前市場(chǎng)需求。由于圓盤(pán)的強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)對(duì)土壤有撕裂作用，被強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)能夠順利地切斷較高的留茬和草稈，繼而將其翻至壟底進(jìn)行覆蓋，不易被雜草和莖稈堵塞，也不會(huì)產(chǎn)生鏵式犁犁壓溝底土壤層，因此可降低能耗，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
1.2驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁尾輪裝置的作用
驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁尾輪裝置是驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁整個(gè)結(jié)構(gòu)上唯一一個(gè)分支機(jī)構(gòu)裝置，是驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁工作時(shí)重要的平衡裝置，以確保驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁在不同的土壤環(huán)境能夠安穩(wěn)地工作。
1.3尾輪裝置設(shè)計(jì)的意義
尾輪裝置設(shè)計(jì)成偏角可調(diào)和上下位置自動(dòng)調(diào)節(jié)可以使驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁在軟硬不同的土壤上工作更加平衡穩(wěn)定；原機(jī)型是把尾輪傾角設(shè)計(jì)成固定的，這樣會(huì)使驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁在工作時(shí)適應(yīng)不同土壤變得很有限，把傾角設(shè)計(jì)成可調(diào)的，就能更好地適應(yīng)土壤環(huán)境，提高耕作質(zhì)量和工作效率。如圖1.3所示。
圖1.3 驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁
1.4尾輪裝置的設(shè)計(jì)要求
（1） 左右位置二級(jí)可調(diào)；
（2） 尾輪傾角可調(diào)；
（3） 尾輪偏角可調(diào)；
（4） 尾輪上下位置自動(dòng)調(diào)節(jié)。
第二章 尾輪裝置連接架的設(shè)計(jì)
2.1尾輪連接架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
尾輪連接架是用于尾輪裝置與驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁機(jī)組連接的部分。連接架的結(jié)構(gòu)是由連接臂和連接板焊接在一起的。連接臂設(shè)計(jì)成一根斜杠，與x軸負(fù)方向傾斜75°，連接臂的上端是沿杠逆時(shí)針彎曲90°的圓形端頭，并設(shè)有直徑為14mm的導(dǎo)杠銷(xiāo)孔，用于與導(dǎo)杠連接；下端是直徑為50mm的圓形端頭，并設(shè)有直徑為20mm的擺杠銷(xiāo)孔，用于去擺杠連接。連接板與架臂焊接成50°角，側(cè)板厚度約為15mm，并設(shè)有兩條板筋。具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1。
圖2.1 連接架結(jié)構(gòu)示意圖
2.2左右二級(jí)可調(diào)
尾輪橫向位置的調(diào)節(jié)由兩個(gè)方法實(shí)現(xiàn)：
（1）改變尾輪連接架與右側(cè)板相對(duì)位置，即尾輪連接架連接在右側(cè)板外側(cè)或內(nèi)側(cè)，如圖2.2-a所示。
圖2.2-a 左右二級(jí)可調(diào)示意圖
- 2 -
（2） 改變尾輪擺桿與尾輪軸體的相對(duì)位置。在尾輪軸體上設(shè)有有兩個(gè)螺栓孔，當(dāng)尾輪擺杠端頭的螺栓孔與尾輪軸體上不同的螺栓孔相對(duì)應(yīng)連接時(shí)，使尾輪輪盤(pán)發(fā)生相對(duì)位置的改變，從而實(shí)現(xiàn)尾輪左右位置的調(diào)整。具體調(diào)整如圖2.2-b所示。
圖2.2-b 擺杠與尾輪軸體的配合
第三章 尾輪上下自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)意義
尾輪在被拉動(dòng)工作的過(guò)程中，避免不了泥土對(duì)整個(gè)尾輪裝置沖擊力，特別是碰到較硬的泥土或者泥土里的石頭時(shí)，尾輪輪盤(pán)可能會(huì)因此卡住或遭受損傷，造成驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁不能夠正常工作，影響耕作效率，所以，設(shè)計(jì)尾輪上下自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置可以避免這情況的發(fā)生，保證驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁正常工作。
3.2導(dǎo)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
導(dǎo)杠是與彈簧相配合形成調(diào)節(jié)裝置的。尾輪導(dǎo)杠的頭部設(shè)有兩個(gè)銷(xiāo)孔，用于與連接架的配合進(jìn)行固定。頭部以下的位置設(shè)有螺紋，用于裝配彈簧座，對(duì)彈簧進(jìn)行限制固定。導(dǎo)杠尾部位置也設(shè)有螺紋，用于配合螺母固定于擺杠上。具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.2所示。
圖3.2 導(dǎo)杠
3.3彈簧的設(shè)計(jì)
彈簧的材料是60SiMn,為了配合彈簧座，所以采用內(nèi)徑為、外徑為且彈簧粗為的彈簧，彈簧示意圖如圖3.3所示。
圖3.3 彈簧
3.4尾輪上下調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)裝配
尾輪的上下自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置是通過(guò)彈簧進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的。該裝置是由連接架臂、導(dǎo)杠和彈簧組合而成，用導(dǎo)杠穿插在彈簧中間，并用彈簧座和螺母固定住彈簧；導(dǎo)杠的末端則穿過(guò)擺杠后部分的導(dǎo)杠孔，并用兩個(gè)螺母進(jìn)行鎖緊；導(dǎo)杠的頂部有一個(gè)銷(xiāo)孔，可以與連接架的銷(xiāo)孔配合，然后用相應(yīng)尺寸的銷(xiāo)進(jìn)行固定。尾輪上下自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的裝配圖如圖3.4所示。
圖3.4 尾輪上下調(diào)節(jié)裝置
第四章 尾輪可調(diào)傾角的實(shí)現(xiàn)
4.1可調(diào)傾角的設(shè)計(jì)意義
尾輪傾角是指尾輪與地面的夾角。至今為止，中國(guó)仍是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，大江南北都有大面積的農(nóng)業(yè)耕作，而南北的各個(gè)地區(qū)的土壤環(huán)境都有差異，根據(jù)以往驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的工作情況來(lái)看，發(fā)現(xiàn)以往的驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁在不同土壤環(huán)境下工作并不能完全正常工作，有的可能翻淺，并不能達(dá)到良好的耕作效果。經(jīng)試驗(yàn)表明，改變尾輪傾角的傾角會(huì)使驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁在不同的土壤環(huán)境中驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁圓盤(pán)的切割力，進(jìn)而影響驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的耕作效果。
4.2尾輪擺杠的改裝
將原型的尾輪擺杠從中間位置切斷，改成前后兩部分，在斷開(kāi)處設(shè)置兩個(gè)法蘭盤(pán)進(jìn)行對(duì)接；為了使兩個(gè)法蘭盤(pán)對(duì)接更加穩(wěn)固，采用凹凸的對(duì)接方式，即在前擺杠的法蘭盤(pán)上直徑70mm、厚度5mm的凸端，如圖4.2-a；在后擺桿的法蘭盤(pán)上設(shè)計(jì)相應(yīng)的凹槽，如圖4.2-b；使其緊密地配合鑲接，如圖4.2-c。
圖4.2-a 擺杠前部分示意圖
圖4.2-b 擺杠后部分示意圖
圖4.2-c 擺杠裝配圖
4.3法蘭盤(pán)的設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)式圓盤(pán)犁尾輪裝置的作用、結(jié)構(gòu)和工作原理的了解與分析。選擇在兩段尾輪擺桿截?cái)嗟慕孛嫣幏謩e焊接一塊自制的法蘭盤(pán)。通過(guò)法蘭盤(pán)的連接可實(shí)現(xiàn)偏角的調(diào)節(jié)。
4.3.1法蘭盤(pán)的選擇要求：
a、法蘭盤(pán)可調(diào)節(jié)的角度范圍逆時(shí)針0~30°、順時(shí)針0~20°；
b、法蘭盤(pán)的直徑最大不超過(guò)150mm；
c、法蘭盤(pán)的厚度控制在10～20mm；
d、造價(jià)低。
4.3.2法蘭盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在擺杠前部分法蘭盤(pán)上設(shè)計(jì)銷(xiāo)孔和圓弧長(zhǎng)孔，在擺杠后部分法蘭盤(pán)上設(shè)計(jì)銷(xiāo)孔和螺栓孔，然根據(jù)銷(xiāo)孔對(duì)應(yīng)的不同位置轉(zhuǎn)動(dòng)法蘭盤(pán)，使兩個(gè)法蘭盤(pán)發(fā)生相對(duì)位置變化，即可改變尾輪的傾角的目的。兩個(gè)法蘭盤(pán)連接后由兩個(gè)10mm的銷(xiāo)定位，由4個(gè)M12的螺栓緊固。尾輪傾角采用下述設(shè)計(jì)可獲得向左0°～30°范圍內(nèi)三級(jí)可調(diào)，每級(jí)10°；向右0°~20°二級(jí)可調(diào)。法蘭盤(pán)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：
（1）擺杠前部分法蘭盤(pán)（法蘭盤(pán)A）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
法蘭盤(pán)直徑為150mm，在直徑120mm的圓周上布置銷(xiāo)孔和螺栓圓弧長(zhǎng)孔。在法蘭盤(pán)上直徑120mm的圓周上與中心水平線夾角為10°的位置上加工4個(gè)直徑10mm的銷(xiāo)孔，分布在中心水平線上下位置；在法蘭盤(pán)直徑120mm的圓周上與中心垂直線夾角為10°的位置上加工4個(gè)直徑為10mm的銷(xiāo)孔，分布在中心垂直線左右位置。設(shè)計(jì)完銷(xiāo)孔，接著設(shè)計(jì)螺栓孔，在法蘭盤(pán)直徑為120mm的圓周上25°～55°、115°～145°、205°～235°、295°～325°4個(gè)位置上加工4個(gè)寬為12mm跨度為30°的螺栓圓弧長(zhǎng)孔。法蘭盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖4.3-a。
圖4.3-a 法蘭盤(pán)A示意圖
（2）擺杠后部分法蘭盤(pán)（法蘭盤(pán)B）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在法蘭盤(pán)直徑為120mm圓周上的10°、70°、90°、170°、190°、250°、270°、350°的位置上加工8個(gè)銷(xiāo)孔，且在直徑120mm的圓周上的25°、55°、115°、145°、205°、235°、295°、325°位置加工8個(gè)直徑為12mm的螺栓孔。法蘭盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖4.3-b。
圖4.3-b 法蘭盤(pán)B的示意圖
4.3.3尾輪傾角調(diào)節(jié)原理
當(dāng)法蘭盤(pán)A的銷(xiāo)孔1與法蘭盤(pán)B的銷(xiāo)孔1′重合時(shí)，尾輪的傾角為0°，此時(shí)法蘭盤(pán)A的1、4、5、8銷(xiāo)孔與法蘭盤(pán)B的1′、4′、5′、8′銷(xiāo)孔重合，用兩個(gè)銷(xiāo)固定1、5或4、8銷(xiāo)孔；當(dāng)銷(xiāo)孔3與銷(xiāo)孔3′和銷(xiāo)孔7與銷(xiāo)孔7′重合時(shí)，尾輪向右的傾角為10°，依此類(lèi)推。法蘭盤(pán)A和法蘭盤(pán)B的不同銷(xiāo)孔重合時(shí)尾輪傾角數(shù)值列于表2.3.3。銷(xiāo)在法蘭盤(pán)上起定位與抗剪切作用，當(dāng)任何兩對(duì)銷(xiāo)孔重合時(shí)，法蘭盤(pán)B上的4個(gè)螺栓孔總能與法蘭盤(pán)B上的圓弧長(zhǎng)孔對(duì)準(zhǔn)，然后用螺栓鎖緊。
表4-1 兩個(gè)法蘭盤(pán)不同銷(xiāo)孔重合時(shí)對(duì)應(yīng)的尾輪傾角數(shù)值表
銷(xiāo)孔1
銷(xiāo)孔2
銷(xiāo)孔3
銷(xiāo)孔4
銷(xiāo)孔5
銷(xiāo)孔6
銷(xiāo)孔7
銷(xiāo)孔8
銷(xiāo)孔1′
0°
右20°
銷(xiāo)孔2′
左30°
銷(xiāo)孔3′
右10°
左10°
左20°
銷(xiāo)孔4′
0°
銷(xiāo)孔5′
右20°
0°
銷(xiāo)孔6′
左30°
銷(xiāo)孔7′
右10°
左10°
銷(xiāo)孔8′
左20°
0°
第五章 尾輪可調(diào)偏角的設(shè)計(jì)
5.1尾輪偏心裝置的工作原理
尾輪的偏角是指尾輪與尾輪軸體的夾角，偏角是否可調(diào)直接影響到機(jī)具是否適用不同土質(zhì)的耕地。而這里主要是通過(guò)偏心軸體來(lái)實(shí)現(xiàn)尾輪偏角的調(diào)節(jié)。下面是對(duì)偏心裝置的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及分析尾輪偏角的調(diào)整。尾輪偏角是通過(guò)偏心軸體和偏心螺栓兩個(gè)零件組成的偏心裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)的，偏心螺栓和偏心軸體可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)二者發(fā)生相對(duì)位置變化時(shí)，尾輪偏角隨之發(fā)生改變。由于螺栓頭和偏心軸體的凹槽相配合、偏心軸體是與尾輪尾輪凹槽配合，偏心螺栓配在偏心軸體的螺栓孔內(nèi)，當(dāng)用老虎鉗擰偏心螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心螺栓頭就會(huì)帶動(dòng)偏心軸體轉(zhuǎn)動(dòng)，使與之配合的尾輪軸體發(fā)生相對(duì)位置改變，進(jìn)而改變尾輪軸和尾輪擺桿的夾角，實(shí)現(xiàn)尾輪偏角的調(diào)整。尾輪的偏角是否可調(diào)直接影響到機(jī)具是否適用不同土質(zhì)的耕地。而這里主要是通過(guò)偏心軸體來(lái)實(shí)現(xiàn)尾輪偏角的調(diào)節(jié)。下面是對(duì)偏心裝置的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及分析尾輪偏角的調(diào)整。
5.1.1偏心裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
偏心裝置是由偏心軸體與偏心螺栓結(jié)合而成，偏心軸體是一個(gè)雙層圓柱疊加而成的一個(gè)零件，偏心軸體開(kāi)有一個(gè)螺栓孔，用于偏心螺栓的裝配，偏心軸體的上表面開(kāi)有一凹槽，深度有螺栓頭部高度的一般，使偏心螺栓裝配后，只要擰動(dòng)偏心螺栓就能轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)偏心軸體的轉(zhuǎn)動(dòng)。偏心裝置的示意圖如圖5.1-a。
圖5.1-a 偏心裝置示意圖
5.1.2尾輪偏角的調(diào)整分析
當(dāng)尾輪需要調(diào)整偏角時(shí)，分別松開(kāi)與偏心螺栓配合的螺母和松開(kāi)與固定螺栓配合的螺母，然后用老虎鉗擰動(dòng)偏心螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)到所需要的角度，確定之后進(jìn)行螺母擰緊固定。其中固定螺栓軸線跟偏心軸體的軸線的距離是固定的，偏心螺栓自身繞著軸線自轉(zhuǎn)，同時(shí)也繞著偏心軸體的軸線公轉(zhuǎn)。由于螺栓頭與偏心軸體的凹槽配合的緣故，偏心螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)偏心軸體自轉(zhuǎn)，從而改變了尾輪擺桿與尾輪軸體的夾角即改變了尾輪盤(pán)的偏角如圖5.1-b所示。當(dāng)調(diào)到所需的角度后，必須鎖緊偏心螺栓，固定螺栓尾輪盤(pán)才能工作。
圖5.1-b
5.2 各力對(duì)軸的轉(zhuǎn)矩
（1）尾輪盤(pán)的偏角為最小時(shí)（即偏角為0°）此時(shí)尾輪軸體跟尾輪擺桿垂直，而尾輪盤(pán)中心、固定螺栓、偏心銷(xiāo)在同一直線上。如圖4-3可知：軸OX跟O1X1軸平行
∴ 力矩Mx對(duì)O1X1軸的轉(zhuǎn)矩大小為Mx1=450Nm
力矩My對(duì)軸的轉(zhuǎn)矩為零
力Fz對(duì)O1X1軸的轉(zhuǎn)矩大小為Fz1=Fzdmax1
= Mx1+Fz1dmax1
=450+(-1000)*0.152
=298Nm
（2）當(dāng)尾輪盤(pán)的偏角為最小時(shí)（即偏角為12.1°）尾輪盤(pán)中心與固定螺栓的連線跟固定螺栓與偏心銷(xiāo)的連線的夾角到達(dá)最大的狀態(tài)為12.1°可知道：
∴力矩Mx對(duì)O1X1軸的轉(zhuǎn)矩大小Mx2=450Cos12.1°
∴力矩My對(duì)O1X1軸的轉(zhuǎn)矩大小My2=5sin12.1°
∴力Fz對(duì)O1X1軸的轉(zhuǎn)矩大小為Fz2=Fzdmax2
= Mx2+ My2 + Fzdmax2
=450cos12.1°+5sin12.1°+(-1000)*0.1486
=292.4Nm
（3）由以上分析可以知道，偏角的角度變?yōu)?，力Fy、力Fx與力矩Mz對(duì)O1X1軸的轉(zhuǎn)矩都為零不變，而力矩Mx對(duì)O1X1軸的轉(zhuǎn)矩大小Mx’=MxCos，力矩My對(duì)O1X1軸的轉(zhuǎn)矩大小My’=Mysin，力Fz對(duì)O1X1軸的轉(zhuǎn)矩Fz2大小也還是Fzdmax,而dmax=（OG+GH）* Cos。其中OG，GH為定值。
此時(shí)，= Mx’+ My’+ Fzdmax
= MxCos+ Mysin+Fz（OG+GH）* Cos
= 450Cos+ 5sin-152* Cos
=298 Cos+ 5sin
5* sin〈〈298 Cos，估5* sin忽略不記
=298 Cos
∵偏角的調(diào)整范圍：-12.1°～12.1°
∴當(dāng)=0°時(shí)，最大為298
5.2.1 銷(xiāo)對(duì)軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：
=P*R
其中：法蘭盤(pán)到銷(xiāo)的距離--------R=50mm=0.05m
銷(xiāo)受到的剪切力為P
5.2.2銷(xiāo)受到的剪應(yīng)力的計(jì)算
∵ =+=0
尾輪盤(pán)的偏角為最小時(shí)（即偏角為0°），銷(xiāo)受的的剪切力最大，此時(shí)是最危險(xiǎn)的狀態(tài)。
∵ =+=0
∴ =PR+298=0
P==5960N
∴ σ====118.6MPa
其中：A為銷(xiāo)的橫截面積；
查《緊固件連接設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-2：一般機(jī)械用銷(xiāo)連接的許用剪切應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力或壓強(qiáng)
可得圓柱銷(xiāo)的剪應(yīng)力[]=120MPa
∵ σmax=118.6MPa<[]=120MPa
∴ 預(yù)先選用的圓柱銷(xiāo)符合要求。
第六章 尾輪軸體的設(shè)計(jì)
6.1軸體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
尾輪軸體是連接尾輪輪盤(pán)與擺杠的零件。尾輪軸體一端是與輪盤(pán)連接的，是階梯圓柱軸體，然后通過(guò)軸體和軸承座的裝配來(lái)實(shí)現(xiàn)軸體與輪盤(pán)的連接，并在末端開(kāi)一個(gè)螺釘孔，用來(lái)軸承座外殼的裝配；而另外一端是與尾輪擺杠相連接的。為了符合連接的要求，該段設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方體，并在這段長(zhǎng)方體上距長(zhǎng)方體與圓柱體連接處的16.25mm和29mm的位置分別鉆兩個(gè)M17的螺栓孔，這兩個(gè)螺栓孔是用于偏心裝置固定螺栓的裝配；在距連接處37.25mm與70.75mm這個(gè)范圍內(nèi)開(kāi)一長(zhǎng)度為33.5mm的凹槽，該段凹槽的設(shè)計(jì)是為了偏心裝置上偏心螺栓的裝配。尾輪軸體結(jié)構(gòu)示意圖如圖6.1所示。
圖6.1 尾輪軸體
6.2軸體的裝配
軸體的一端要與軸承座進(jìn)行配合連接，與軸承座配合時(shí)，先配合圓錐滾子軸承，然后再配合油封、大墊圈，最后在末端的螺柱上用兩個(gè)螺母進(jìn)行鎖緊，并用外蓋封住。長(zhǎng)方體端則與擺杠相配合，用固定螺栓把擺杠與軸體上的螺栓孔進(jìn)行固定鎖緊，用偏心螺栓把偏心軸體和尾輪軸體配合、固定鎖緊。具體的裝配示意圖如圖6.2和圖6.3所示。
圖6.2 軸體裝配圖a
圖6.3 軸體裝配圖b
第七章 尾輪裝置的總裝配
7.1尾輪裝置的零件
連接架、擺杠、導(dǎo)杠、彈簧、彈簧座、偏心軸體、尾輪軸體、軸承座、軸承蓋、導(dǎo)杠銷(xiāo)、擺杠銷(xiāo)以及各種型號(hào)螺栓螺母和與軸相配合的軸承等。
7.2尾輪裝置的組裝
尾輪裝置的組裝從連接架開(kāi)始，連接架是與驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁機(jī)組想連接的一個(gè)連接件。連接架的下銷(xiāo)孔與擺杠銷(xiāo)孔相配合，并用擺杠銷(xiāo)穿插固定；連接架的上銷(xiāo)孔則與導(dǎo)杠的銷(xiāo)孔相配合，并用導(dǎo)杠銷(xiāo)穿插固定。在導(dǎo)杠上裝配彈簧座，并用螺母進(jìn)行限制固定，然后把彈簧裝配在彈簧座上，接著導(dǎo)杠末端通過(guò)擺杠的導(dǎo)杠孔，并用兩個(gè)螺母鎖緊固定，完成尾輪上下自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的裝配。擺杠進(jìn)行改裝后，分為兩節(jié)，斷面連接是通過(guò)兩個(gè)法蘭盤(pán)進(jìn)行連接，把凹凸法蘭盤(pán)相結(jié)合，根據(jù)傾角設(shè)置對(duì)應(yīng)的銷(xiāo)孔，用兩個(gè)銷(xiāo)進(jìn)行鎖定，再用四個(gè)螺栓鎖緊固定，使兩節(jié)擺杠緊密結(jié)合在一塊，完成擺杠的裝配。擺杠的頭部位置是一個(gè)圓形槽，該槽用于和偏心軸體相配合，偏心螺栓穿插偏心軸體，偏心軸體裝配在圓形槽內(nèi)，擺杠頭部的螺栓孔對(duì)應(yīng)尾輪軸體上的螺栓孔，并用固定螺栓和相應(yīng)的螺母鎖緊。根據(jù)偏角擰動(dòng)偏心螺栓，穿插尾輪軸體上的凹槽，并用螺母鎖緊，完成尾輪偏心裝置的裝配。尾輪軸體與軸承座配合，在兩者之間裝配尾輪輪盤(pán)。在軸承座中裝配所需的滾子軸承、油封和墊圈，再鎖緊固定，最后用軸承蓋把軸承座封閉，完成尾輪輪盤(pán)的裝配。具體的裝配圖請(qǐng)見(jiàn)附錄。
結(jié)束語(yǔ)
本次設(shè)計(jì)的課題是驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁尾輪裝置設(shè)計(jì)，首先針對(duì)以往的驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)尾輪裝置對(duì)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁的工作起著很重要的作用，但是，以往的驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁因?yàn)槲草喌淖陨砣秉c(diǎn)所限，所以不能完全適應(yīng)不同的土壤環(huán)境，所以現(xiàn)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)，為使驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁能夠在不同的土壤環(huán)境下更加平穩(wěn)地工作，把尾輪裝置改裝成左右二級(jí)可調(diào)、傾角可調(diào)、偏角可調(diào)以及上下位置自動(dòng)調(diào)節(jié)的裝置。把擺杠裝置切斷，然后利用法蘭盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)傾角的可調(diào)；利用偏心軸體與尾輪軸體的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)偏角的可調(diào)，尾輪上下位置可調(diào)裝置是利用彈簧的彈性進(jìn)行緩沖作用。進(jìn)而改善尾輪對(duì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)犁工作所起的作用。
這也許是大學(xué)的最后一次作業(yè)了，感覺(jué)還是挺不錯(cuò)的，雖然會(huì)累，但是樂(lè)在其中，感覺(jué)大學(xué)四年所學(xué)的東西都能得到應(yīng)用，算是對(duì)整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)的一次總結(jié)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，難免會(huì)遇到一些難題，發(fā)現(xiàn)有些東西是自己在課堂上所沒(méi)涉及到的，這說(shuō)明了對(duì)于設(shè)計(jì)我的知識(shí)還是有所欠缺，幸虧指導(dǎo)老師的及時(shí)幫助，為了解決了這些難題，我從中也學(xué)到了很多，例如零件的設(shè)計(jì)、零件的制圖以及總裝配圖的繪制等其中所存在的一些關(guān)鍵的東西。這也使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)這方面產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，讓我下定決心一定要學(xué)習(xí)更多這方面的知識(shí)和不斷地提高動(dòng)手能力以及空間想象能力，為以后從事機(jī)械設(shè)計(jì)這行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。感謝老師和同學(xué)的幫助，讓我順利地完成了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
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附錄
致謝
轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)的四年生活已經(jīng)進(jìn)入尾聲。回想四年前，自己只是一個(gè)小城市走出的懵懂孩子，現(xiàn)在也成長(zhǎng)為一個(gè)成熟青年。十幾年的寒窗苦讀，只為一朝學(xué)有所成，出人頭地。如今，大學(xué)馬上就要畢業(yè)了，而我即將就要進(jìn)入社會(huì)工作，身上的責(zé)任也逐漸多了起來(lái)。要說(shuō)最感謝的人，首先應(yīng)該是我的父母，從小到大，我所有的學(xué)費(fèi)和生活費(fèi)都由他們承擔(dān)，他們都是農(nóng)民，沒(méi)有他們的勤勤懇懇和細(xì)心照料，就沒(méi)有今天的我。沒(méi)有他們的支持和鼓勵(lì)，我也不可能完成我學(xué)習(xí)。感謝我的父母，他們不僅培養(yǎng)了我對(duì)學(xué)習(xí)的濃厚的興趣，讓我在漫長(zhǎng)的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來(lái)的日子里，我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對(duì)我的殷殷期望。
福建農(nóng)林大學(xué)，這里嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、優(yōu)美的校園環(huán)境使我大學(xué)四年過(guò)的很充實(shí)和愉快。在大一剛來(lái)這所學(xué)校的時(shí)候，就被學(xué)校的文化氣息和美麗風(fēng)光所吸引。在大一的時(shí)候，我有幸和許多優(yōu)秀的同學(xué)一起學(xué)習(xí)，雖然只有短短的一年時(shí)光，但我確實(shí)學(xué)到了很多有用的知識(shí)，尤其是對(duì)我思想和方法上的指導(dǎo)。這些有用的東西一直對(duì)我大學(xué)的學(xué)習(xí)和生活有很重要的指導(dǎo)作用，我相信，這些東西將伴隨我走完整個(gè)人生的道路。大二，我轉(zhuǎn)專(zhuān)業(yè)到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化這個(gè)專(zhuān)業(yè)，來(lái)到了一個(gè)新集體。雖然老師和同學(xué)都是新的，周?chē)沫h(huán)境猶如大一剛來(lái)時(shí)候一樣陌生，但我仍然感受到了那種來(lái)自老師和同學(xué)們的熱情和融洽，這使我很快融入新環(huán)境。機(jī)械專(zhuān)業(yè)的老師更是讓我難忘，他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度，幽默風(fēng)趣的授課方式給我留下了深刻的影響。在這篇論文構(gòu)思和寫(xiě)作過(guò)程，我的論文指導(dǎo)老師朱亨銀教授，對(duì)我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)給了很多幫助，朱老師每次給我的疑問(wèn)給予細(xì)心的解答并給出寫(xiě)作建議，指導(dǎo)我完成機(jī)械圖紙的制作，對(duì)我的論文進(jìn)行細(xì)心的修改，使得我的論文結(jié)構(gòu)一步一步的完善，內(nèi)容日趨豐滿(mǎn)。
四年的讀書(shū)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始。三年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿(mǎn)囊，在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。這次學(xué)位論文是在我的指導(dǎo)老師朱亨銀老師的親切關(guān)懷與細(xì)心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到論文的最終完成，朱老師始終都給予了細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，我雖然不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚(yú)不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹(shù)立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。
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