基于CAD的驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置的設(shè)計(jì)

趙 冉，雷 蕾，楊紀(jì)爭(zhēng)

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473000)

0 引言

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，耕地面積高達(dá)1.2億hm2，農(nóng)作物種類十分豐富，高效的耕作機(jī)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必須品。近年來(lái)，我國(guó)田間作業(yè)逐漸從人工、牛馬演變?yōu)樽宰呤綑C(jī)械一體化設(shè)備。其中，驅(qū)動(dòng)圓盤犁具有不易被雜草莖稈堵塞、越障能力好的優(yōu)點(diǎn)，且可配套較輕便型拖拉機(jī)進(jìn)行作業(yè)，非常高效。驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置是驅(qū)動(dòng)圓盤犁整個(gè)結(jié)構(gòu)上唯一一個(gè)分支機(jī)構(gòu)裝置，是驅(qū)動(dòng)圓盤犁工作時(shí)重要的平衡裝置，可確保驅(qū)動(dòng)圓盤犁在不同的土壤環(huán)境安穩(wěn)工作。為此，通過(guò)對(duì)圓盤犁尾輪受力情況分析，對(duì)該裝置重要零部件進(jìn)行了改裝升級(jí)。

1 農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪受力分析

為了使設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)圓盤犁平衡和牢固性能穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)之初需要對(duì)其進(jìn)行受力分析，建立農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪的空間受力分析情況。筆者做了如下假設(shè)：

We are trading company looking for a big transaction of 30 containers of military barbed wire.

1)驅(qū)動(dòng)圓盤犁在農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的動(dòng)力驅(qū)使下，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

2)驅(qū)動(dòng)圓盤犁各部分受到的土壤阻力全部一致，其合力作用在整個(gè)犁的中間；

《通知》要求，各級(jí)自然資源主管部門分解下達(dá)新增建設(shè)用地計(jì)劃，要把批而未供和閑置土地?cái)?shù)量作為重要測(cè)算指標(biāo)，逐年減少批而未供、閑置土地多和處置不力地區(qū)的新增建設(shè)用地計(jì)劃安排。要明確各地區(qū)處置批而未供和閑置土地具體任務(wù)和獎(jiǎng)懲要求，對(duì)兩項(xiàng)任務(wù)均完成的省份，國(guó)家安排下一年度計(jì)劃時(shí)，將在因素法測(cè)算結(jié)果基礎(chǔ)上，再獎(jiǎng)勵(lì)10%新增建設(shè)用地計(jì)劃指標(biāo)；任一項(xiàng)任務(wù)未完成的，核減20%新增建設(shè)用地計(jì)劃指標(biāo)。

口罩[4]：外科口罩本來(lái)是用來(lái)預(yù)防外科感染的，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)戴口罩可以在一定程度上濾過(guò)煙霧中的粒子，根據(jù)2003年等綜述報(bào)道，外科煙霧由電外科器械所產(chǎn)生。

3)忽略掛載到農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的懸掛機(jī)構(gòu)所受到的重力作用；

圓盤犁尾輪上下調(diào)節(jié)功能主要依靠導(dǎo)杠和彈簧配合形成。圓盤犁尾輪上下調(diào)節(jié)裝置由連接架臂、導(dǎo)杠和彈簧共同構(gòu)成，如圖4所示。

其中，φ=θ-90°。從式(3)～式(8)式可以看出：Rb、Tb、Rc、Tc、S和Fz為未知力，只需要測(cè)得農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁的這6個(gè)力，便可計(jì)算整個(gè)裝置的受力情況。為分析該裝置的平衡性，設(shè)計(jì)和優(yōu)化裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)具有重要作用。

建立其空間力系的6個(gè)平衡方程式為

一是多層次地推進(jìn)城鎮(zhèn)化金融支持體系建設(shè)。首先全產(chǎn)業(yè)全體系的金融機(jī)制需要將現(xiàn)有的各類金融機(jī)構(gòu)、城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施及相關(guān)配套進(jìn)行合理納入。充分發(fā)揮國(guó)家層面的政策導(dǎo)向作用，通過(guò)引導(dǎo)政策性銀行等金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)設(shè)種類更加豐富的金融業(yè)務(wù)，尤其是低息業(yè)務(wù)貸款。試點(diǎn)工作可以提供新的發(fā)展模式，在城鎮(zhèn)化率較高的區(qū)域率先推廣試點(diǎn)金融創(chuàng)建模式。對(duì)金融機(jī)構(gòu)而言，需重視環(huán)境帶來(lái)的投融資變化。其次需重視民間資本的合理引入。市場(chǎng)化改革表現(xiàn)為資本的多樣化并存，民間資本的代入有利于金融市場(chǎng)的健康發(fā)展。但也需要通過(guò)專業(yè)的民間資本借貸機(jī)構(gòu)對(duì)其行為進(jìn)行合法化監(jiān)管。

圖1 驅(qū)動(dòng)圓盤犁左、右下拉桿受力情況

driving disc plow

驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪可以簡(jiǎn)化為如圖2所示的平面圓盤，其受力方向包括Fx、Fy、Fz。根據(jù)尾輪傾角、偏角和土壤對(duì)圓盤犁的摩擦因素，可以得出

Fx=-Fytanθ

(1)

其中，θ為驅(qū)動(dòng)圓盤犁的綜合摩擦角。

以農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁、懸掛裝置及尾輪的受力為分析對(duì)象，以水平面π2為合力矩，可以得到受力分析的平衡方程式，即

Ry·Lkx-Rx·Lky+Fy·Hhx-Fx·Hhy-Mz=0

(2)

圖2 驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪簡(jiǎn)化示意圖

在正常的田間作業(yè)中，圓盤犁尾輪會(huì)受到泥土的被動(dòng)受力，特別是當(dāng)遇到樹(shù)根或者石頭時(shí)，圓盤犁尾輪可能會(huì)被纏住或者卡住，影響耕作的效率。因此，在常規(guī)圓盤犁的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。實(shí)際中，將圓盤犁尾輪設(shè)計(jì)成上下調(diào)節(jié)模式，便可以避免以上情況，確保圓盤犁尾輪的正常作業(yè)。

圖3 農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁整體結(jié)構(gòu)分析力

農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁整體結(jié)構(gòu)分析坐標(biāo)系，以B點(diǎn)為原點(diǎn)，其各力的在z、y、z三軸方向的余弦為：Rb(cosαb,cosβb,cosγb),Tb(cosαbt,cosβbt,cosγbt),Rc(cosαc,cosβc,cosγc),Tc(cosαct,cosβct,cosγct),S(cosαa,cosβa,cosγa)。

驅(qū)動(dòng)圓盤犁左、右下拉桿受力情況如圖1所示。其中，O1和O2分別表示圓盤犁左、右下拉桿掛到農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的連接點(diǎn)；C和B分別為圓盤犁左、右下拉桿的掛結(jié)點(diǎn)；T1和T2分別為左、右提升臂對(duì)圓盤犁的拉力；Tc′、Tb′、Rc′和Rb′分別為左、右下拉桿在結(jié)點(diǎn)處收到的分力。

Rbcosαb+Tbcosαbt+Rccosαc+Tccosαct+Scosαa+Fxycosψ+Rx=0

(3)

Rbcosβb+Tbcosβbt+Rccosβc+Tccosβct+Scosβa+Fxycosψ+Ry=0

(4)

Rbcosγb+Tbcosγbt+Rccosγc+Tccosγct+Scosγa+Rz+G+Fz=0

(5)

-Rcyccosγc+Tcyccosγct-Syacosγa+Fxyzhsinψ-Fzyq-Gyw+Mx=0

(6)

-Szacosαa-Fxyzhcosψ+Gxw-Rxzk+Rzxk+Fzxq+My=0

(7)

Rcyccosαc+Syacosαa+Fxyyhcosψ-Fxyxhsinψ-Ryxk+Rxxk+Mz=0

(8)

4)驅(qū)動(dòng)圓盤犁與其左、右下拉桿組成的四桿機(jī)構(gòu)在水平面上的投影為等腰梯形。

2 上下調(diào)節(jié)裝置和連接架設(shè)計(jì)

2.1 上下調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)

以農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁整體結(jié)構(gòu)為受力對(duì)象，建立其空間平衡受力分析，如圖3所示。

2)左右二級(jí)可調(diào)。圓盤犁尾輪連接架橫向位置調(diào)節(jié)功能，可以從以下兩方面實(shí)現(xiàn)：

茶是我國(guó)重要的葉用經(jīng)濟(jì)作物，茶葉是人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾嬈穂9]。茶中類胡蘿卜素同其它高等植物一樣具有多種生理功能，在茶正常生命活動(dòng)中扮演著極其重要的角色[10, 11]。其次，類胡蘿卜素還是構(gòu)成茶葉外形色澤及葉底色澤的重要成分[12]，同時(shí)也是茶葉重要致香物質(zhì)的前體物，其降解產(chǎn)物的種類、含量與茶葉香氣品質(zhì)顯著有關(guān)，其種類、含量對(duì)茶葉品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用[13]。因此本文綜述了茶中類胡蘿卜素研究的新進(jìn)展，包括類胡蘿卜素的種類、代謝途徑以及對(duì)制茶品質(zhì)的影響等方面的研究結(jié)果，同時(shí)對(duì)茶中類胡蘿卜素研究進(jìn)行了展望，以期為今后類胡蘿卜素在茶中的深入研究提供參考和方向。

1.2.3秋串 植株高大，生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)。葉片綠色，有蠟粉，葉片較多且大，葉柄較粗。球莖大，扁球形，表皮稍粗，淺綠色，皮薄，球莖表面有蠟粉。肉質(zhì)白色，質(zhì)脆嫩，味甜。該品種晚熟，從定植到收獲90～100天，其產(chǎn)品主要用于醬制加工。

圖4 圓盤犁尾輪上下調(diào)節(jié)裝置

2.2 尾輪連接架的設(shè)計(jì)

1)尾輪連接架結(jié)構(gòu)。圓盤犁尾輪連接架是尾輪裝置和整個(gè)機(jī)械設(shè)備連接的重要部件，由連接臂和連接板焊接而成。連接臂是1根與x軸成75°的斜杠，其上端為1個(gè)沿杠彎曲90°的端頭，在上端還挖有1個(gè)半徑7mm的導(dǎo)杠銷孔，用于連接導(dǎo)杠；下端為1個(gè)半徑為25mm的端頭，在下端挖有1個(gè)半徑10mm的擺杠銷孔，用于連接擺杠。連接臂和連接板之間的夾角為50°，采用焊接的方式連接在一起。另外，連接架上的側(cè)板厚度為15mm。圓盤犁尾輪連接架結(jié)構(gòu)示意如圖5所示。

對(duì)照組采用西醫(yī)對(duì)癥治療，必要時(shí)可應(yīng)用鎮(zhèn)靜劑、止吐劑、脫水劑、血管擴(kuò)張藥物進(jìn)行治療。觀察組采用中醫(yī)針灸辨證治療，具體如下：

在“第二次寧都會(huì)議”上，他提出申訴，除了表達(dá)自己受到不公正的對(duì)待之外，更希望由博古負(fù)總責(zé)的中共中央局能夠肯定并接納他所主張的正確路線。然而，博古給“第二次寧都會(huì)議”作結(jié)論時(shí)，重申前次寧都會(huì)議是對(duì)的。毛澤東在“第二次寧都會(huì)議”上再次受挫。事實(shí)上，第四次反“圍剿”戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利，是周恩來(lái)、朱德極力抵制“左”傾錯(cuò)誤，根據(jù)戰(zhàn)斗局勢(shì)的變化，靈活運(yùn)用前三次反“圍剿”戰(zhàn)爭(zhēng)的經(jīng)驗(yàn)而取得的。毛澤東此時(shí)的處境若從心理學(xué)的角度來(lái)分析，面對(duì)無(wú)法應(yīng)付的環(huán)境和不可預(yù)知的未來(lái)，會(huì)產(chǎn)生不平衡的心理反應(yīng)，會(huì)本能地尋找一個(gè)心理滿足的機(jī)會(huì)或找到心理宣泄的途徑，從而達(dá)到新的平衡。

(1)調(diào)整圓盤犁尾輪連接架與右側(cè)的連接位置，即將圓盤犁尾輪安裝在右側(cè)板外側(cè)，如圖6所示。

圖5 圓盤犁尾輪連接架結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 圓盤犁尾輪左右二級(jí)可調(diào)安裝圖

(2)調(diào)整圓盤犁尾輪擺桿與軸體的位置。在尾輪上設(shè)定螺栓孔，通過(guò)改變尾輪輪盤的相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)圓盤犁尾輪左右二級(jí)可調(diào)的功能，如圖7所示。

圖7 擺杠與尾輪軸體安裝示意圖

3 基于CAD的圓盤犁尾輪軸體的設(shè)計(jì)

3.1 圓盤犁尾輪軸體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

圓盤犁尾輪軸體是確保輪盤與擺杠進(jìn)行可靠連接的重要部件。軸體一端通過(guò)與軸承座的裝配實(shí)現(xiàn)和輪盤相連接，并在另外一段設(shè)置一個(gè)螺釘孔，確保軸承座外殼的安裝。為了使軸體和輪盤、軸承座外殼無(wú)縫連接，在進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)時(shí)將該段設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，并在軸體前端16mm和30mm處設(shè)置兩個(gè)螺栓孔，安裝偏心裝置；在30mm和70mm之間開(kāi)一長(zhǎng)度為34mm的凹槽，也是為了用于安裝偏心裝置。圓盤犁尾輪軸體整體結(jié)構(gòu)示意如圖8所示。

圖8 圓盤犁尾輪軸體整體結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 圓盤犁尾輪軸體的裝配

圓盤犁尾輪軸體一端與軸承座安裝時(shí)，首先要采用油封、大墊圈將圓錐滾子軸承與軸承座安裝起來(lái)；然后，在末端用螺母進(jìn)行鎖緊軸承座；最后，將長(zhǎng)方體端則與擺杠安裝組合在一起，用螺栓把偏心軸體和尾輪鎖緊。圓盤犁尾輪軸體的裝配示意如圖9所示。

圖9 軸體裝配圖

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

采用AUTOCAD 2015軟件對(duì)農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。采用CAD設(shè)計(jì)和磨具加工之后，整個(gè)農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置的部件都設(shè)計(jì)完成，接著將連接架、擺杠、導(dǎo)杠、彈簧、彈簧座等等部件進(jìn)行組裝。為驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置的可行性和可靠性，在實(shí)際作業(yè)中，針對(duì)農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)各個(gè)速度下對(duì)裝置性能進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)中，獲得了隨時(shí)間變化的位移、速度和加速度值，以及農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置軸體所受到的拉力和扭矩。各個(gè)速度下，農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置軸體和尾輪連接架的受力情況如圖10所示。

圖10 農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置軸體和連接架受力情況

在正常作業(yè)過(guò)程中，農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)在5km/h和10km/h的速度下，農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置軸體受到的拉力分別為1 121.66N和1 304.22N，而連接架受到的拉力分別為2 655.30N和2 878.28N。這說(shuō)明，農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置軸體和連接架在較大拉力下仍可以正常工作，符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

5 結(jié)論

針對(duì)驅(qū)動(dòng)圓盤犁左、右下拉桿，分析了農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪受力情況，為設(shè)計(jì)農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置提供了理論支撐。針對(duì)尾輪上下調(diào)節(jié)裝置、連接架、左右二級(jí)可調(diào)、尾輪軸體等零部件，設(shè)計(jì)了農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)圓盤犁的改進(jìn)工作。在設(shè)計(jì)組裝完成后，對(duì)農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁尾輪裝置的可行性和可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證分析，結(jié)果表明：該裝置穩(wěn)定性和牢固性較強(qiáng)，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤犁的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。