茶樹修剪機(jī)設(shè)計含開題及12張CAD圖,茶樹,修剪,設(shè)計,開題,12,十二,cad
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
?
課題名稱： 茶樹重修剪機(jī)的開發(fā)研究
專 業(yè)：
班 級：
姓 名：
學(xué) 號：
指導(dǎo)教師：
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年 月 日
1、課題研究的現(xiàn)狀和意義
? 本課題即針對成齡茶樹的深修剪、衰老茶樹的重修剪或臺刈面臨的問題及現(xiàn)有修剪設(shè)備的不足，研究出一種全新的茶樹重修剪設(shè)備，將徹底解決老茶樹重修剪困難的問題。
茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。成齡茶樹經(jīng)多年采摘和輕修剪后，采樹冠摘面上會形成密集而細(xì)弱的分枝，這就是常說的“雞爪枝”， 這時，茶樹新梢育芽能力減弱，生長乏力，茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)下降，為更新樹冠采摘面，就得采用深修剪技術(shù)，剪去密集細(xì)弱的雞爪枝層，使茶樹重新抽發(fā)新枝，提高育芽能力，延長茶樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)年限。深修剪通常剪去冠面10～15cm枝梢，目前茶樹的深修剪工作一般用雙人抬修剪機(jī)來實施，但雙人抬修剪機(jī)比較笨重，且工作效率低。
重修剪的對象則是半衰老和未老先衰的茶樹。這種茶樹，雖然骨干枝的抽生能力仍較強(qiáng)，但生產(chǎn)枝的育芽能力已很弱，芽葉瘦小，葉張薄細(xì)，輕伸修剪根本不起作用，即使采用深修剪也不能達(dá)到目的，這時，就得采用重修剪技術(shù)。重修剪茶樹一般在離地30～40cm處修剪樹干。臺刈則是比重修剪更為徹底的改造樹冠的修剪技術(shù)，其對象是嚴(yán)重衰老的茶樹，但目的與重修剪相同；茶樹臺刈后，從根頸部抽發(fā)的新枝能重新形成樹冠。重修剪及臺刈由于修剪的茶樹枝干一般較粗，現(xiàn)有的茶樹修剪機(jī)械很難擔(dān)當(dāng)大任、不但效率低，而且常出現(xiàn)露枝現(xiàn)象；因此許多地方還在采用人工以砍柴刀對枝干進(jìn)行砍切修剪，勞動狀況惡劣、勞作水平極其落后，另外人工砍切修剪對茶樹生長是十分不利的。
我們的研究將全面提高種茶領(lǐng)域修剪環(huán)節(jié)的機(jī)械化、自動化水平，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
?2、課題要解決的問題或研究的基本內(nèi)容
?本課題主要研究開發(fā)一種適宜于深修剪和重修剪老茶樹的新型修剪設(shè)備，對修剪機(jī)所用刀片的材料、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，使機(jī)器能夠用較小的切割動力就能切割較粗的茶樹干，在保證切口平整的同時，幾乎不會出現(xiàn)露剪現(xiàn)象；同時使得這種設(shè)備具備自調(diào)整適應(yīng)性，能夠適用于山區(qū)有較大坡度的茶園老茶樹的重修剪，以便既能實現(xiàn)自動化修剪提高修剪效率，又能提高修剪質(zhì)量。
1、整機(jī)結(jié)構(gòu)
1）修剪機(jī)的雙輪底座采用升降式可調(diào)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)地形的不同進(jìn)行一定范圍內(nèi)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，以保證機(jī)械的上下自由式移動，同時，對于修剪高度不一樣的茶樹也能夠保證修剪順利進(jìn)行。
2） 修剪機(jī)的整個機(jī)頭才用的是山角鋸齒形的固定在架子上，在其里面裝有圓盤形的刀片，用來切斷茶樹枝。
2、修剪機(jī)刀片的結(jié)構(gòu)及材料
1） 刀片結(jié)構(gòu) 刀片的形狀采用圓盤形的多齒刀片，這種刀片更容易把茶樹枝切斷。
2）刀片材料 為切割機(jī)配制一種性能優(yōu)異，具有高強(qiáng)度、耐磨性、韌性良好的、能夠承受劇烈沖擊工作條件的材料制成的刀具
四）、主要技術(shù)指標(biāo)： 五）、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1）刀具使用壽命：1000h左右； 效率是人工的25倍
2）修剪樹高：10～70cm； 與人工相比，修剪1 h m2可以節(jié)省1500元費用
3）修剪幅寬：10～50cm；
4）工作效率：最高0.24hm2/h；
5）切口平整度：平均80％；
3、課題研究擬采用的手段和工作路線
手段：查閱手冊．ＣＡＤ繪圖．?dāng)?shù)學(xué)方法分析計算．電腦編程．
工作路線： １）．方案設(shè)計分析．
２）．電機(jī)選擇
３）．Ｖ帶和齒輪傳動設(shè)計
４）．軸及軸承設(shè)計分析
５）．繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖
編寫機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計報告
4、課題研究進(jìn)程計劃
?起始年月 進(jìn)度目標(biāo)要求
第三周－第四周 開題報告
第五周 完成結(jié)構(gòu)分析
第六周－第七周 完成主要數(shù)據(jù)的計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計
第八周－第九周 完成圖紙的繪制工作
第十周 撰寫畢業(yè)論文
5、課題成果
論文(√) 圖紙（√） 產(chǎn)品或作品（ ） 應(yīng)用程序（ ）
其它：
指導(dǎo)教師意見：
設(shè)計思路基本正確，傳動路線也可行，進(jìn)度安排得當(dāng)，希望在設(shè)計
過程中不斷提升自己的設(shè)計思想，同意開題。
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
教研室主任意見：
教研室主任（簽名）：
年 月 日
目錄
第一章 摘要 （1）
第二章 前言 （1）
一、修剪機(jī)的研制 （2）
二、對修剪機(jī)的應(yīng)用研究 （2）
三、對茶樹重修剪機(jī)的研究 （2）
第三章 設(shè)計任務(wù) （3）
第四章 設(shè)計分析 （4）
一．傳動路線的擬訂 （4）
二．汽油機(jī)的選擇 （5）
三．帶輪的設(shè)計
（1）帶Ⅰ的設(shè)計 （6）
（2）帶Ⅱ的設(shè)計 （9）
*四．軸的設(shè)計與校驗
（1）軸Ⅰ的設(shè)計 （13）
（2）軸Ⅱ的設(shè)計 （16）
（3）軸承的選擇 （18）
（4）鍵的選用 （19）
五．刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計及材料的選擇
第五章 心得體會 （19）
第六章 參考文獻(xiàn) （20）
第一章 摘要
由于我國種茶歷史悠久，種植地域廣泛，迫切需要機(jī)械修剪器具來代替手工修剪機(jī)械修剪是解決勞力不足和降低生產(chǎn)成本的根本途徑。而普通修剪機(jī)用于重修剪是屬于破壞性使用，一般不宜提倡。本課題即針對成齡茶樹的深修剪、衰老茶樹的重修剪或臺刈面臨的問題及現(xiàn)有修剪設(shè)備的不足，研究出一種全新的茶樹重修剪機(jī)械設(shè)備，并對整機(jī)各結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行協(xié)調(diào)，對修剪機(jī)所用刀片的材料、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，研制配套的傳動系統(tǒng)，相應(yīng)的帶輪，軸，機(jī)架，并進(jìn)行計算和裝配圖的繪制。
關(guān)鍵字：
機(jī)械修剪器具，重修剪，全新的茶樹重修剪機(jī)械設(shè)備，刀片的材料，傳動系統(tǒng)，帶輪，軸，機(jī)架。
第二章 前言
茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。茶樹修剪方法主要有幼齡茶樹的定形修剪、成齡茶樹的輕修剪與深修剪，衰老茶樹的重修剪及臺刈等。
成齡茶樹經(jīng)多年采摘和輕修剪后，采樹冠摘面上會形成密集而細(xì)弱的分枝，這就是常說的“雞爪枝”， 這時，茶樹新梢育芽能力減弱，生長乏力，茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)下降，為更新樹冠采摘面，就得采用深修剪技術(shù)，剪去密集細(xì)弱的雞爪枝層，使茶樹重新抽發(fā)新枝，提高育芽能力，延長茶樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)年限。
一．緒論
深修剪通常剪去冠面10～15cm枝梢，目前茶樹的深修剪工作一般用雙人抬修剪機(jī)來實施，但雙人抬修剪機(jī)比較笨重，且工作效率低。
重修剪的對象則是半衰老和未老先衰的茶樹。這種茶樹，雖然骨干枝的抽生能力仍較強(qiáng)，但生產(chǎn)枝的育芽能力已很弱，芽葉瘦小，葉張薄細(xì)，輕伸修剪根本不起作用，即使采用深修剪也不能達(dá)到目的，這時，就得采用重修剪技術(shù)。重修剪茶樹一般在離地30～40cm處修剪樹干。臺刈則是比重修剪更為徹底的改造樹冠的修剪技術(shù)，其對象是嚴(yán)重衰老的茶樹，但目的與重修剪相同；茶樹臺刈后，從根頸部抽發(fā)的新枝能重新形成樹冠。重修剪及臺刈由于修剪的茶樹枝干一般較粗，現(xiàn)有的茶樹修剪機(jī)械很難擔(dān)當(dāng)大任、不但效率低，而且常出現(xiàn)露枝現(xiàn)象；因此許多地方還在采用人工以砍柴刀對枝干進(jìn)行砍切修剪，勞動狀況惡劣、勞作水平極其落后，另外人工砍切修剪對茶樹生長是十分不利的。
二．國內(nèi)外同類研究概況
目前，國內(nèi)科研人員對茶樹的修剪研究多集中于茶樹的輕修剪、中修剪機(jī)械研制及應(yīng)用上，而在專門用于老茶樹或未老先衰茶樹的重修剪機(jī)械的研究與應(yīng)用上，還基本處于空白狀態(tài)。
1、修剪機(jī)的研制
由于我國種茶歷史悠久，種植地域廣泛，迫切需要機(jī)械修剪器具來代替手工修剪，因此國內(nèi)在茶樹修剪機(jī)具的研制上，已取得了很大進(jìn)步，國內(nèi)已有多家單位生產(chǎn)出了多款茶樹修剪機(jī)。
如南京秦淮園林機(jī)械廠生產(chǎn)的單人多功能電動茶樹修剪機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)為：主機(jī)重量：2.5kg；電壓：24v；桿長：110cm；功率：100w；轉(zhuǎn)速：6000轉(zhuǎn)/分鐘。該機(jī)具有環(huán)保節(jié)能，效率高，能耗小，對茶作物無污染等優(yōu)點。
浙江省生產(chǎn)的PSM110型茶樹修剪機(jī)雙人抬跨行作業(yè)機(jī)具，由兩把鋸齒型刀片作相對往復(fù)運(yùn)動完成修剪作業(yè)。修剪機(jī)的動力選用日本三菱TL33PVD型汽油機(jī)。當(dāng)汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到一定速度時，離合器先帶動風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，繼而將動力傳輸?shù)綔p速齒輪箱，減速齒輪與偏心機(jī)構(gòu)設(shè)計在同一箱體內(nèi)，通過一級齒輪減速，動力傳到偏心機(jī)構(gòu)，偏心機(jī)構(gòu)上有偏心方向為180o的雙凸臺，帶動連桿驅(qū)動刀片作往復(fù)運(yùn)動，完成切割作業(yè)。
國外如日產(chǎn)的Ｅ7Ｂ-750型單人修剪機(jī)配日本單缸二沖程1.03ｋＷ(1.4馬力)汽油機(jī)，采用平刀片往復(fù)式切割，切割幅寬750ｍｍ。具有以下特點：①重量輕、方便于單人操作，平形、弧形樹冠均可使用，適應(yīng)性很好；②發(fā)動機(jī)性能好，操作簡便，機(jī)身上設(shè)有停車按鈕及汽油機(jī)調(diào)速控制手柄，刀片動、停、快、慢控制十分方便。
目前，國內(nèi)外對茶樹的輕、中修剪機(jī)械的研制及應(yīng)用均已成熟。并進(jìn)入大面積應(yīng)用的推廣期。
2、對修剪機(jī)的應(yīng)用研究
人工修剪每人8小時只能剪0.02hm2，需付酬金1750元/hm2；采用修剪機(jī)修剪，二人8小時可修剪0.4hm2，人均工效為手工的10倍，與人工相比費用降低了1312.5元/hm2。采用修剪機(jī)進(jìn)行重修剪時，人工重修剪每人8小時僅能剪0.0133hm2，每天工資需40元，需付酬金3000元/hm2；用修剪機(jī)勉強(qiáng)湊合使用，兩人用雙人修剪機(jī)作主修剪，另一人用單人修剪機(jī)補(bǔ)修遺留枝與邊枝，三人可修剪0.2hm2，工效是手剪的5倍，生產(chǎn)成本是1963元/hm2。與手工相比可降低成本1037元/hm2。1999年單臨安市的深修剪工作就可節(jié)約勞力1050工，節(jié)約生產(chǎn)成本30580余元；重修剪工作可節(jié)約成本13820余元，節(jié)約勞力800工。
通過以上研究，過婉珍等人認(rèn)為：機(jī)械修剪是解決勞力不足和降低生產(chǎn)成本的根本途徑。而普通修剪機(jī)用于重修剪是屬于破壞性使用，一般不宜提倡。并建議生產(chǎn)廠家能生產(chǎn)專用重修剪機(jī)，以滿足用戶需要。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的覃松林研究分析了單、雙人茶樹修剪機(jī)使用時應(yīng)該注意的問題，他重點指出，單人修剪機(jī)和雙人修剪機(jī)不準(zhǔn)作老茶樹的深修剪和重修剪，否則機(jī)器將嚴(yán)重超載而遭到破壞。
3．對茶樹重修剪機(jī)的研究
通過以上科技人員的研究結(jié)果可以看出，茶樹修剪機(jī)無論是單人型還是雙人型，都難以承擔(dān)起老茶樹的重修剪任務(wù)，這迫切需要國內(nèi)的科技工作者研究開發(fā)出一種專門用于老茶樹的重修剪機(jī)械。
綜觀國內(nèi)外，目前對老茶樹重修剪方面的研究很少，而且研究領(lǐng)域也僅僅側(cè)重于重修剪工作對茶樹的影響及效應(yīng)分析，對重修剪機(jī)械的開發(fā)和研制以及應(yīng)用基本上還處于空白狀態(tài)，本課題的開展將打破該領(lǐng)域的空白局面，屬國內(nèi)首創(chuàng)。
第三章 設(shè)計任務(wù)
（一）． 茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。茶樹修剪方法主要有幼齡茶樹的定形修剪、成齡茶樹的輕修剪與深修剪，衰老茶樹的重修剪及臺刈等。
（二）、主要技術(shù)指標(biāo)：
1）刀具使用壽命：720h左右；
2）修剪樹高：250cm；
3）修剪幅寬：500cm；
4）工作效率：最高0.24hm2/h；
5）切口平整度：平均80％；
（四）、傳動路線的擬定
考慮到經(jīng)濟(jì)性及機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)和所需傳動的準(zhǔn)確性，我們擬定了整臺機(jī)器的示意圖
（五）、設(shè)計步驟
1.基本結(jié)構(gòu)的確定
2.根據(jù)基本結(jié)構(gòu)計算分析各個零部件
3.根據(jù)設(shè)計說明畫出總裝圖
4.根據(jù)計算結(jié)果及總裝圖，畫出各個零件圖
第二章．設(shè)計分析
一． 傳動路線的擬定
1.對傳動方案的要求 ?
合理的傳動方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求
2.擬定傳動方案
任何一個方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要的和最基本的要求。
方案一：
方案二：
考慮到經(jīng)濟(jì)性及機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)和傳動所需要的準(zhǔn)確性，我們分析決定采用結(jié)構(gòu)比較簡單的帶輪傳動，故我們選擇第一種傳動方案。
二.汽油機(jī)的選擇
1、已知給定的參數(shù)如下：
（1）.切削力F=200N；
（2）.切削最大半徑R=60mm;
（3）.刀片轉(zhuǎn)速n=1500r/min;
2、汽油機(jī)的選擇計算：（如圖）
T=FR=200N×0.06m=12N.m
選擇2E60C型汽油機(jī)，立軸，水冷，P=7.4KW n=2500r/min,T=53N.m
三.帶Ⅰ的設(shè)計
1.確定計算功率
工 況
KA
空、輕載起動
重載起動
每天工作小時數(shù)/h
<10
10~16
>16
<10
10~16
>16
載荷變動微小
液體攪拌機(jī)，通風(fēng)機(jī)，和鼓風(fēng)機(jī)（≤7.5kW）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
載荷變動小
帶式輸送機(jī)（不均勻載荷）、通風(fēng)機(jī)（>7.5kW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)金屬切削床、旋轉(zhuǎn)篩、劇木機(jī)和木工機(jī)械
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
載荷變動較大
制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)、橡膠機(jī)械、振動篩、紡織機(jī)械、重載運(yùn)送機(jī)
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.4
載荷變動很大
破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式。顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
表8.21 工作情況系數(shù)KA
由表8.21查得=1.1 由式（8.12）得
==1.1×7.4KW=8.14KW
2. 選擇普通V帶型號
根據(jù)=8.14KW =2500r/min 由圖8.12選用B型普通V帶
3. 確定帶輪直徑
根據(jù)表8.6和圖8.12選取=140mm 且=140mm>125mm
大帶輪直徑為
=/=2500/1500×140=233mm
按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)植236mm,則實際傳動比I,從動輪的轉(zhuǎn)速分別為
i=/=236/140=1.69
=/i=2500/1.69=1479r/min
從動輪的轉(zhuǎn)速誤差為
（1479-1500）/1500×100%=-1.4%
在5%以內(nèi)，為允許值
4.驗算帶速V
V=/60×1000=18m/s
在5-25m/s的范圍內(nèi)。
5.確定帶的基準(zhǔn)長度和實際中心距a
按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距
0.7(+)
7.確定V帶根數(shù)Z
由式(8.18)得Z≧/
根據(jù)=140mm ，=2500r/min 查表8.10用內(nèi)插法得
=3.8KW
由式(8.11)得功率增量為
=
由表8.18查得=2.6494×
根據(jù)傳動比i=1.69 查表8.19得=1.1202
則=2.6494××2500（1-）=0.7KW
由表8.4查得帶長度修正系數(shù)=0.92 由表8.11查得包角系數(shù)=0.99 得普通V帶的根數(shù)為
Z=8.14/(3.8+0.7)×0.92×0.99=1.98
圓整后得Z=2跟
8.求初拉力及帶輪軸上的壓力
由表8.6查得B型普通V帶每米質(zhì)量q=0.17kg/m 根據(jù)式(8.19)得單根V帶的初拉力為
=×
=
=227.5N
由式(8.20)可得作用在軸上的壓力
=2Z
=2×227×2
=904N
9. 設(shè)計結(jié)果
選擇.2跟B-4000GB1171-89V帶 , 中心距a=505mm ,帶輪直徑=140mm , =236mm ,軸上壓力=904N
Ⅱ帶設(shè)計
主動輪的轉(zhuǎn)速1500r/min,從動輪轉(zhuǎn)速1500r/min
1． 確定計算功率
工 況
KA
空、輕載起動
重載起動
每天工作小時數(shù)/h
<10
10~16
>16
<10
10~16
>16
載荷變動微小
液體攪拌機(jī)，通風(fēng)機(jī)，和鼓風(fēng)機(jī)（≤7.5kW）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
載荷變動小
帶式輸送機(jī)（不均勻載荷）、通風(fēng)機(jī)（>7.5kW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)金屬切削床、旋轉(zhuǎn)篩、劇木機(jī)和木工機(jī)械
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
載荷變動較大
制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)、橡膠機(jī)械、振動篩、紡織機(jī)械、重載運(yùn)送機(jī)
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.4
載荷變動很大
破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式。顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
表8.21 工作情況系數(shù)KA
由表8.21查得=1.1 ，由式（8.12）得
1.1×7=7.7KW
2. 選擇普通V帶型號
根據(jù)=7.7KW 由圖8.12選用B型普通V帶
3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑
根據(jù)表8.6和圖8.12選取=125mm ,且為B型V帶最小直徑
大帶輪直徑為：
=×125=125mm
按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值為125mm ,則實際傳動比i ,從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為：
從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為：
×100%=0
在±5%以內(nèi)，為允許值。
4. 驗算帶速V
在5-25m/s范圍內(nèi)
5. 確定帶的基準(zhǔn)長度和實際中心距a
按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距
0.07（）<<()
175<<500
取=200mm
由式(8.15)得
=792.5mm
由表8.4選取基準(zhǔn)長度=800mm
a≈
=
=
6. 校驗小帶輪包角
由式(8.17)得
=
7. 確定V帶根數(shù)Z
根據(jù)=125mm =1500r/min ,查表8.10用內(nèi)插法得
由式(8.11)得功率增量為
由表(8.18)查得
根據(jù)傳動i=1 ，查表8.19得=1則
=0
由表8.4查得帶長度修正系數(shù) ，由圖8.11查得包角系數(shù)
得普通V帶根數(shù)
圓整得Z=2
8. 求初拉力及帶論軸上的壓力
由表8.6查得B型普通V帶的每米質(zhì)量q=0.17kg/m ,根據(jù)式(8.19)得單根V帶的初拉力為：
=284N
由式(8.20)可得作用在軸上的壓力為：
=1136N
9. 計算結(jié)果
選用2根B-GB1171-89V帶，中心距a=200mm ,帶輪直徑 ，軸上壓力
四．軸Ⅰ的設(shè)計
（一）.軸的計算
1. 選擇軸的材料 ，確定許用應(yīng)力
因我們設(shè)計的軸對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表13.4查得強(qiáng)度極限 ，再由表13.2查得許用彎曲應(yīng)力
2. 按扭強(qiáng)度估算軸徑
根據(jù)表13.1得 ,又由式(13.2)得
因最小軸徑處有鍵槽存在，故將估算增大3%～5%取為19.1mm～21.1mm
由設(shè)計手冊查得標(biāo)準(zhǔn)直徑
3. 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制機(jī)構(gòu)草圖
a.確定各軸段直徑
根據(jù)設(shè)計手冊公式
取h=2.5mm
初選軸承6307
的直徑根據(jù)軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定取為
的直徑也是根據(jù)軸承來定 取為
b.確定各軸段長
根據(jù)汽油機(jī)高度及整機(jī)結(jié)構(gòu)，軸的總長為520mm
軸段Ⅰ的長度可以根據(jù)所選帶輪寬螺母厚度及安裝結(jié)構(gòu)確定為125mm
軸段Ⅱ的長度根據(jù)軸承座端面和帶輪的距離確定為26mm
軸段Ⅲ的長度軸承寬得21mm
軸段Ⅶ用裝刀片，可根據(jù)刀片的厚度，螺母和墊片的厚度確定軸長為50mm
軸段Ⅴ的長也為軸承寬21mm
軸段Ⅵ的長和軸段Ⅱ的一樣為26mm
最后留下的長度就為軸段Ⅳ的長
（二）.軸的校驗
以B為基點 ，
在以C點為基點：
查表13.1得，滿足，故軸的設(shè)計滿足要求。
(三).軸承的選擇
應(yīng) 所以只要邊的軸承可用即可
初選軸承6307 GB/T276-1994 按文獻(xiàn)8-23，基本額定功率為
軸的預(yù)期壽命取為 查表得
故6307滾動軸承滿足要求
(四). 鍵的選用
根據(jù)結(jié)構(gòu)選用10×110 普通A型平鍵
Ⅱ軸的設(shè)計
（一）.軸的計算
4. 選擇軸的材料 ，確定許用應(yīng)力
因我們設(shè)計的軸對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表13.4查得強(qiáng)度極限 ，再由表13.2查得許用彎曲應(yīng)力
5. 按扭強(qiáng)度估算軸徑
根據(jù)表13.1得 ,又由式(13.2)得
因最小軸徑處有鍵槽存在，故將估算增大3%～5%取為18.8～20.06mm
由設(shè)計手冊查得標(biāo)準(zhǔn)直徑
6. 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制機(jī)構(gòu)草圖
a.確定各軸段直徑
根據(jù)設(shè)計手冊公式
取h=2.5mm
初選軸承6307
的直徑根據(jù)軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定取為
的直徑也是根據(jù)軸承來定 取為
b.確定各軸段長
根據(jù)汽油機(jī)高度及整機(jī)結(jié)構(gòu)，軸的總長為470mm
軸段Ⅰ的長度可以根據(jù)所選帶輪寬螺母厚度及安裝結(jié)構(gòu)確定為66mm
軸段Ⅱ的長度根據(jù)軸承座端面和帶輪的距離確定為27mm
軸段Ⅲ的長度軸承寬得21mm
軸段Ⅶ用裝刀片，可根據(jù)刀片的厚度，螺母和墊片的厚度確定軸長為50mm
軸段Ⅴ的長也為軸承寬21mm
軸段Ⅵ根據(jù)軸承座端面和帶輪的距離確定為26mm
最后留下的長度就為軸段Ⅳ的長
(二).軸的校驗
以B點為基點：
在以C點為基點：
查表13.1得，滿足，故軸的設(shè)計滿足要求。
（三）.軸承的選擇
應(yīng) 所以只要邊的軸承可用即可
初選軸承6307 GB/T276-1994 按文獻(xiàn)8-23，基本額定功率為
軸的預(yù)期壽命取為 查表得
故6307滾動軸承滿足要求
（四）.鍵的選用
根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇10×56的普通A型平鍵
五．刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計及材料的選擇
1.刀片的結(jié)構(gòu)采用用圓盤形的刀盤，兩邊有裝有兩個對稱的刀片，刀片示意圖入圖所視：
2.材料的選擇：
刀片在高速的環(huán)境下工作，且在剪切過程中，刀片會受到很大的擠壓力，摩擦也會很厲害，需要的硬度也比較高。根據(jù)這些我們決定選擇W18Cr4V
W18Cr4V是應(yīng)用最廣泛的高速鋼，其性能只要有：熱處理硬度可達(dá)63-66HRC，抗彎強(qiáng)度可達(dá)3500MPa，可磨性好。其優(yōu)點：通用性強(qiáng)，工藝成熟。
熱處理的主要特點：淬火加高溫（1200攝氏度），以及回火時溫度高（560攝氏度）左右、次數(shù)多達(dá)三次左右。采用高淬火溫度是為了讓難溶的特殊炭化物能充分溶入奧氏體，最終使馬氏體中W、Mo、V等含量足夠高，保證其熱硬性足夠高；回火溫度
心 得 體 會
經(jīng)過自己和小組成員的共同努力，終于將畢業(yè)設(shè)計完成了。
在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，我們遇到了許許多多的問題，一遍又一遍的計算，一遍又一遍的修改，一遍又一遍的推敲機(jī)械結(jié)構(gòu)，由于一開始對結(jié)構(gòu)的設(shè)計不太完美，導(dǎo)致我們走了很多彎路。后來，在完全沒老師的指導(dǎo)下，我們進(jìn)一步對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修改和推敲，并得到了比較完善的框架結(jié)構(gòu)。
盡管這次設(shè)計的時間是短暫的，但是對我來說，收獲卻是很大的，俗話說的好“學(xué)到用時方狠少”，以前，我們只知道學(xué)知識，但是對知識的吸收和利用并不多，這次畢業(yè)設(shè)計，讓我們再次溫習(xí)了以前學(xué)過的知識，并聯(lián)系起來，運(yùn)用在自己的設(shè)計中。同時也對知識有了進(jìn)一步的鞏固，不僅讓我們對茶樹的生長和修剪有了進(jìn)以步的了解，而且也讓我們對office軟件，和計算機(jī)繪圖軟件AutoCAD等工具軟件有了熟練的掌握
參 考 文 獻(xiàn)
[1]
《機(jī)械零件設(shè)計手冊》，吳宗澤，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年11
[2]
《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》，陳于萍，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年10
[3]
《機(jī)械制圖》李澄，吳天生，聞百橋，高等教育出版社，1997年7
[4]
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》。陳立德，高等教育出版社2000年8
[5]
《機(jī)械設(shè)計手冊》，聯(lián)合編寫化學(xué)工業(yè)出版社，1981年1
[6]
《工程力學(xué)》，張定華 ，高等教育出版社， 2000年8
第21頁 共21頁
茶樹修剪機(jī)設(shè)計
摘 要
由于我國種茶歷史悠久，種植地域廣泛，迫切需要機(jī)械修剪器具來代替手工修剪機(jī)械修剪是解決勞力不足和降低生產(chǎn)成本的根本途徑。而普通修剪機(jī)用于重修剪是屬于破壞性使用，一般不宜提倡。本課題即針對成齡茶樹的深修剪，衰老茶樹的重修剪面臨的問題及現(xiàn)有修剪機(jī)設(shè)備的不足，研究出一種全新的茶樹重修剪機(jī)械設(shè)備，并對整機(jī)各結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行協(xié)調(diào)，對修剪機(jī)所用刀片的材料，結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，研制配套的傳動系統(tǒng)，相應(yīng)的帶輪，軸，機(jī)架，并進(jìn)行計算和裝配圖的繪制。?
關(guān)鍵字：修剪機(jī)；刀片；傳動系統(tǒng)；帶輪；機(jī)架。
Abstract?
Because?China's?long?history?of?tea,?planting?region,?urgent?need?pruning?instruments?
? to?replace?manual?machine?mechanical?clip?clip?is?to?solve?the?labor?shortage?and?reduce?production?cost.?But?ordinary?clip?machine?for?weighing?clip?belongs?to?the?destructive?use,?should?not?be?commonly.?This?topic?is?in?the?deep?clip,?prostagland?tea?tea?of?aging?weighing?clip?and?problems?of?existing?machine?equipment,?trim?a?brand-new?tea?weighing?clip?mechanical?equipment,?and?to?coordinate?the?various?components?of?the?materials?used?machine?clip?blade,?analyzed?the?structure?of?transmission?system,?and?the?corresponding?belt?wheel?shaft,?frame,?and?the?assembly?drawing?and.?
Keywords:Tea?heavy;Materials;?Transmission?systems;?Belt?wheel;?frame.
目 錄
引言 1
1、緒論 2
1.1設(shè)計目的及意義 2
1.1.1茶樹修剪的目的及意義 2
1.1.2 茶樹修剪機(jī)的設(shè)計目的及意義 2
1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.3茶樹修剪機(jī)的應(yīng)用研究 4
1.4本款茶樹修剪機(jī)研發(fā)意義 5
2、設(shè)計構(gòu)思 5
2.1 設(shè)計步驟 5
2.2設(shè)計的主要技術(shù)指標(biāo) 5
2.3機(jī)器的結(jié)構(gòu)構(gòu)思 6
2.4傳動的方案擬定 6
3、零部件的選型和設(shè)計 7
3.1汽油機(jī)型號的選擇 7
3.1.1 汽油機(jī)的功率計算 8
3.1.2 選取的汽油機(jī)型號 8
3.2 普通V帶傳動系統(tǒng)的設(shè)計 8
3.2.1 帶Ⅰ的設(shè)計 9
3.2.2 帶Ⅱ的設(shè)計 12
3.2.3 帶輪Ⅲ和Ⅳ的設(shè)計 13
3.3 刀片的設(shè)計 14
3.3.1 刀片材料的選擇 14
3.3.2 刀片的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14
3.3.3 刀片加工路線的制定 14
3.4 軸的設(shè)計 15
3.4.1 軸Ⅰ的設(shè)計 15
3.4.2 軸Ⅱ的設(shè)計 18
3.4.3 軸Ⅲ的設(shè)計 20
3.5 機(jī)架的設(shè)計 20
3.5.1機(jī)框的設(shè)計 20
3.5.2 機(jī)頭的設(shè)計 21
3.5.3 機(jī)架的結(jié)構(gòu)圖 22
4、結(jié) 論 24
5、參考文獻(xiàn) 25
6、附 錄 26
引 言
上個世紀(jì),世界用機(jī)器制茶的發(fā)展有了很大的提高。近年來,隨著時間的推移, 傳承名茶文化,茶葉的生產(chǎn)加工逐步擴(kuò)大影響，然而,更多機(jī)械的缺乏普及和落后導(dǎo)致許多生產(chǎn)缺乏集中,無法在更大規(guī)模、更微觀的范圍內(nèi)實現(xiàn)工業(yè)化發(fā)展產(chǎn)業(yè),并通過人工采摘和管理很多生產(chǎn)方式。伴隨而來的,還有很多限制因素。勞動力短缺,工業(yè)發(fā)展緩慢,加工產(chǎn)品的可靠性得不到保障。在一個有更多可能性的時代,我們應(yīng)該為此做出一些改變和進(jìn)步，利用機(jī)械實現(xiàn)方便,快捷,安全,可靠的生產(chǎn)方式,使更多的人受益, 同時也完善了當(dāng)代茶葉的發(fā)展,為未來的發(fā)展留下了更多的可能性和基礎(chǔ)。
機(jī)器的發(fā)展和普及在生產(chǎn)生活中占有相當(dāng)?shù)牡匚?茶葉生產(chǎn)也是如此。其中,茶樹的修剪是一個非常重要的環(huán)節(jié),茶園規(guī)?；a(chǎn)的加工還需要更多的改進(jìn)和提高, 我要用機(jī)械是一種方式,對促進(jìn)和提高效率有很大的作用,也是非常重要的保障。
1、緒 論
1.1 設(shè)計目的及意義
1.1.1 茶樹修剪的目的及意義
茶樹的修剪方法主要包括對老化茶樹的重修剪和臺階修剪, 并對成年茶樹進(jìn)行輕修剪和深修剪,對幼齡茶樹進(jìn)行整形修剪。茶樹修剪的主要目的是人為控制頂主枝的生長優(yōu)勢, 而是在種植茶樹的地點獲得能刺激下芽生長的新幼枝，開發(fā)高品質(zhì)的茶樹冠以提高樹木的氣勢。
重新修剪的對象是修剪有早衰癥狀的茶樹?；蛘叱霈F(xiàn)半衰老現(xiàn)象的茶樹。相對于這些茶樹它的骨干、雖然主枝的生長能力和提取能力仍然很強(qiáng),但茶樹的產(chǎn)茶往往需要更多的分枝去抽發(fā)新葉，可是有衰老現(xiàn)象的茶樹它的生育枝育能力已經(jīng)很弱了，茶芽質(zhì)量不行，葉片細(xì)而小，而且,與幼齡茶樹和成年茶樹一樣,輕修剪和深修剪都不能達(dá)到目的,因此有必要對茶樹進(jìn)行更徹底的修剪,修剪茶樹一般在離地30～40cm處修剪樹干，修剪的茶樹干較粗，基本要修剪掉原有的樹面讓茶樹重新生長，這樣就需要重修剪技術(shù)。
而針對茶樹防治更嚴(yán)重老化，就用到臺刈，臺刈則是比重修剪更加徹底的修剪方法，能徹底的改造茶樹的樹冠，修剪后，讓茶樹從根莖部位直接重新抽發(fā)新的枝干然后長成新的樹冠。
重修剪和臺刈修剪的對象是較粗的茶樹枝干，特別是衰老嚴(yán)重的茶樹，修剪的就的就要求要更加的徹底，現(xiàn)在的機(jī)械修剪還不能克服這一要求，難度比較大，效率也比較不理想，還不能保證不漏枝的情況。用人工對茶樹進(jìn)行砍切修剪的話，勞動力付出艱辛，效率落后，效果不明顯，而且還可能對茶樹造成開裂，切口不平整的后果，影響茶樹的健康和更新狀況。
成熟茶樹的修剪是因為成熟茶樹經(jīng)過多年的采摘和修剪,茶樹就因此產(chǎn)生很多細(xì)小的分枝“雞爪枝”，不但密集，而且細(xì)弱，這樣生長出來的茶葉品質(zhì)就會明顯降低，還影響茶樹的新梢的生長以及育芽的能力也下降。然后就必須培育新的育芽樹冠，剪去舊的采摘面，既剪去密集的雞爪枝，讓茶樹抽發(fā)新的生長旺盛且不密集的新枝，以供生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的茶葉。
對于深修剪，一般是修剪去茶樹頂面的10～15cm，針對成齡樹苗來說，這個修剪高度用單人機(jī)械有點不方便且修剪高度有點困難，目前深修剪技術(shù)都是采用雙人抬的修剪機(jī)，但這個實施機(jī)械比較笨重，工作效率也比較低。
1.1.2 茶樹修剪機(jī)的設(shè)計目的及意義?
中國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和使用茶葉的國家,茶文化源遠(yuǎn)流長,也是當(dāng)然,它也是茶樹的起源地,茶樹在中國被廣泛種植，許多農(nóng)民種植的主要農(nóng)作，屬于我國傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)作物。在2010年的《茶葉藍(lán)皮書》中就有提出：2009年在中國的茶園種植面積和產(chǎn)茶量分別達(dá)到186萬公頃和135噸，位居世界第一; 茶葉出口30.3萬噸，創(chuàng)匯7.05億美元。其中2013年中國的茶葉貢獻(xiàn)為54億美元，我國茶產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,經(jīng)濟(jì)進(jìn)入快速發(fā)展階段。又從“2015年國際茶業(yè)大會”獲知，依據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的數(shù)值統(tǒng)計，至20年來，中國近10年的價格都是增長趨勢，已然成為了全世界的最重要的茶葉生產(chǎn)和銷售大國，中國的茶葉生產(chǎn)量持續(xù)增長??
所以現(xiàn)在的情況下，對于茶樹的修剪技術(shù)工作的發(fā)展和開發(fā)是限制茶葉種植產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要原因之一，茶樹修剪也是茶園管理茶樹重要管理內(nèi)容，而對茶樹的深修剪或重修剪工作一般都依靠茶農(nóng)運(yùn)用大剪刀的人工修剪的傳統(tǒng)方法，然而就有茶樹修剪工作勞動強(qiáng)度大而且生產(chǎn)效率非常低，作業(yè)質(zhì)量難以保證。而普通修剪機(jī)用于重修剪是屬于破壞性使用，一般不宜提倡。所以茶農(nóng)迫切需要一款新型茶樹修剪機(jī)來對茶樹進(jìn)行深修剪和重修剪。當(dāng)然針對茶樹的輕修剪等工作難度小的修剪作業(yè)也可以進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。
本次設(shè)計就是對成熟茶樹進(jìn)行深度修剪,對老化茶樹進(jìn)行重新修剪，或臺刈面臨的問題及現(xiàn)有修剪設(shè)備的不足，研究出一種全新的茶樹重修剪機(jī)械設(shè)備，并對整機(jī)各結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行協(xié)調(diào)，對修剪機(jī)所用刀片的材料、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，欲研發(fā)出一種手推式茶樹修剪機(jī)，避免了手提式或背負(fù)式的負(fù)荷作業(yè)，可明顯降低勞動強(qiáng)度,提高工作效率一倍,降低生產(chǎn)成本,保證鮮葉質(zhì)量,實現(xiàn)高要求的清潔規(guī)模生產(chǎn),可以針對茶樹的修剪高度調(diào)節(jié)修剪機(jī)高度適應(yīng)更多修剪條件下的修剪，還可以在地形復(fù)雜的山坡上實現(xiàn)機(jī)械修剪,減少茶農(nóng)的勞動力。同時，設(shè)計的弧形刀刃能增加了切口的平整度，鎖緊茶樹枝干，能降低修剪對茶樹的傷害。
1.2?國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
中國從1958年開始研究采茶機(jī)械的研發(fā)工作,多年的歷程曲折而漫長。在1965年以前，我國就針對茶園的特點對茶機(jī)的動力方式和采摘原理進(jìn)行的多次研究選擇。到70年代后期，才接著先后提出了十多種單人的采茶機(jī)械，可有許多限制因素沒有得到推廣和大量投入生產(chǎn)。
然后到70年到末，經(jīng)日本茶樹修剪機(jī)械化的影響，我國才開始了針對茶樹修剪機(jī)的設(shè)計研制。而這段時期開發(fā)的修剪機(jī)的設(shè)計動力源均由日本引進(jìn)，且制造廠企業(yè)又受規(guī)模限制，零部件的質(zhì)量也得不到保證，欠缺穩(wěn)定，因此未得到快速的推廣。
直到80年代末，我國就開始與國外合資生產(chǎn)茶樹修剪機(jī)，先后在杭州和長沙兩個地方建成了浙江川崎茶葉機(jī)械有限公司和長沙落合茶葉園林機(jī)械有限公司。都是從日本引進(jìn)進(jìn)口零件完成組裝成型，開始引進(jìn)國外的生產(chǎn)技術(shù)、吸收和發(fā)展，茶樹修剪機(jī)機(jī)械化開始步入新的發(fā)展階段。
目前，國內(nèi)外科研人員對茶樹的修剪研究多集中于茶樹的輕修剪、中修剪機(jī)械研制及應(yīng)用上，而在專門用于老茶樹或未老茶樹的重修剪機(jī)械的研究與應(yīng)用上，還基本出于空白狀態(tài)。
由于我國種茶歷史悠久，種植地域廣泛，迫切需要機(jī)械修剪器具來代替手工修剪，因此，國內(nèi)在茶樹修剪機(jī)具的研制上，現(xiàn)在已取得了很大進(jìn)步，國內(nèi)已有很多家單位生產(chǎn)出了多款茶葉修剪機(jī)。
如南京秦淮園林機(jī)械廠生產(chǎn)的單人多功能電動茶樹修剪機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)：主機(jī)重量：2.5千克；電壓：24伏；桿長：110厘米；功率：100瓦;轉(zhuǎn)速：6000轉(zhuǎn)/分鐘。該機(jī)具有環(huán)保節(jié)能，效率高，能耗小，對茶葉作物無污染等優(yōu)點。
浙江省生產(chǎn)的psm110型茶樹修剪機(jī),雙升降機(jī),橫排作業(yè)設(shè)備, 修邊操作由兩片鋸齒葉片做相對往復(fù)運(yùn)動完成。微調(diào)器的動力選用日本三菱TL33PVD汽油機(jī)。當(dāng)汽油機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時,離合器首先帶動風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn),然后將動力傳遞給減速變速箱, 減速齒輪與偏心機(jī)構(gòu)設(shè)計在同一箱體內(nèi),動力通過第一檔減速傳遞給偏心機(jī)構(gòu), 偏心機(jī)構(gòu)具有偏心方向180度的雙凸臺,帶動連桿驅(qū)動葉片前后移動,完成切割作業(yè)。
1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀
國外對茶樹修剪機(jī)的研制工作起步比較早。尤其是以日本、前蘇聯(lián)等一些茶葉種植發(fā)達(dá)國家研究較深，開發(fā)型號也比較多。早在80年代末期，曾有日本川崎茶機(jī)、滴茶機(jī)進(jìn)入中國，占領(lǐng)了中國的大部分茶葉修剪機(jī)市場。除本田外,德國的斯蒂爾,日本的小松等園林修剪機(jī)在中國茶園得到了廣泛推廣和應(yīng)用, 以及新大華、日本共存、意大利紅葉,臺灣的海馬、美國的百力通等。
在茶樹修剪機(jī)械的研制與開發(fā)過程中，也出現(xiàn)了很多的成果作品。
例如,日產(chǎn)公司的EB?-?750單修剪機(jī)配備了日本單缸二沖程1.03千瓦(?1.4馬力)汽油發(fā)動機(jī), 采用平刀片往復(fù)切割,切割寬度750mm。具有以下特點：
①重量輕,便于單次操作,可采用平冠和彎冠,適應(yīng)性好;
2發(fā)動機(jī)性能良好,操作方便,車身設(shè)有停車按鈕和汽油機(jī)調(diào)試控制手柄, 葉片運(yùn)行速度快、慢,停止控制非常方便。?
目前，國外對茶樹的輕、中修剪機(jī)械的研制及應(yīng)用均已成熟，并進(jìn)入大面積應(yīng)用推廣期。國內(nèi)外科研人員對茶樹的修剪研究多集中于茶樹的輕修剪、中修剪機(jī)械研制及應(yīng)用上，而在專門用于老茶樹或未老茶樹的重修剪機(jī)械的研究與應(yīng)用上，還基本出于空白狀態(tài)。
1.3 茶樹修剪機(jī)的應(yīng)用研究
每個人每八小時只能人工修剪0.02h㎡，酬金1750元/h㎡；使用修剪機(jī)修剪八小時兩人可修剪0.4h㎡，人均工效為手工的10倍，與人工比較的花費減少了1312.5元/h㎡。重修剪使用修剪機(jī)進(jìn)行時，人工重新修剪每人只能修剪0.0133h?m?2,修剪時間為八小時。日薪100元,獎勵7500元/小時㎡;使用修剪機(jī)勉強(qiáng)支持工作條件，用雙人修剪機(jī)兩人作主修剪，另一人用單人修剪機(jī)補(bǔ)修遺留枝與邊枝，這樣三人可修剪0.2h㎡，工效是手工修剪的5倍，勞動成本是4907元/h㎡。與手工相比可降低成本2593元/h㎡。1999年單臨安市的深修剪工作就節(jié)約勞動力1050工，節(jié)約生產(chǎn)成本30580余元；重修剪工作可節(jié)約成本13820余元，節(jié)約勞力800工。?
經(jīng)過上面的研究結(jié)果，很多專家和學(xué)者認(rèn)為：采用機(jī)械修剪的方法是解決降低生產(chǎn)成本和消除勞力不足的根本途徑。不過對于重修剪來說一般的修剪機(jī)不能夠完全的滿足修剪要求，會對機(jī)器和茶樹都帶去影響，還需要繼續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新以達(dá)到使用要求，滿足生產(chǎn)使用。?
就有華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的覃松林對單、雙人茶樹修剪機(jī)使用時應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了針對的研究分析，曾著重提出，單、雙人修剪機(jī)不能夠作為使用在老茶樹上的深修剪和重修剪，這將對機(jī)器造成嚴(yán)重超載使其遭到破壞。
1.4 新型茶樹修剪機(jī)研發(fā)意義
通過以上經(jīng)過許多研究人員的研究結(jié)果我們可以得出，茶樹修剪機(jī)在針對茶樹修剪的工作中起到了很大的作用，對于茶樹的輕修剪,成熟茶樹的輕、深修剪都是研發(fā)出來的相對修剪模式的設(shè)備,對茶樹修剪做出了很多方便和效率的提高，在很大程度上解放了勞動力。但是其中任然有很多問題沒有解決，在現(xiàn)有的器械上，針對老茶樹的修剪沒有得到根本的解決，仍有很大的阻礙，而且現(xiàn)有的器械都偏向于人工操作，單人式、手抬式，很大局限的提高了效率的基礎(chǔ)上沒有解放勞動力。這迫切需要國內(nèi)的科技工作者研究開發(fā)出一種可以用于解決老茶樹的重修剪問題的機(jī)械，且對實現(xiàn)機(jī)械化，自動化的方面進(jìn)步。??
綜觀國內(nèi)外，對茶樹的整形修剪都有研究，但目前對老茶樹重修剪這以整形修剪方面的研究很少，而且研究領(lǐng)域也僅僅側(cè)重于重修剪工作對茶樹的影響及效應(yīng)分析，對重修剪機(jī)械的開發(fā)和研制以及應(yīng)用基本上還處于空白狀態(tài)，本設(shè)計將向著這一方面進(jìn)行設(shè)計，希望可以得到新的發(fā)現(xiàn)和突破。
2、設(shè)計構(gòu)思
2.1 設(shè)計步驟
（1）搜索關(guān)于茶樹的相關(guān)介紹，了解茶樹修剪的基本內(nèi)容；
（2）查閱大量的茶樹修剪設(shè)備及相關(guān)修剪機(jī)械的相關(guān)文獻(xiàn)；
（3）根據(jù)準(zhǔn)確要求擬定茶樹修剪的主要技術(shù)指標(biāo)；?
（4）根據(jù)機(jī)器的技術(shù)指標(biāo)、工作場所等進(jìn)行設(shè)計分析，尺寸分析；
（5）初步確定整臺機(jī)器的結(jié)構(gòu),?擬定傳動方案；
（6）具體零部件的選型、設(shè)計校核；
（7）裝配圖和零件圖的繪制。
2.2 設(shè)計的主要技術(shù)指標(biāo)
本次設(shè)計的主要技術(shù)指標(biāo)如下：??
（1）刀具的使用壽命：720h左右；
（2）修剪樹高：30-70cm；
（3）修剪幅寬：80-110cm；?
（4）工作效率：最高0.24h㎡/h；
（5）切口的平整度：平均80%
2.3 機(jī)器的結(jié)構(gòu)構(gòu)思
目前，茶樹修剪機(jī)都是在戶外工作，動力不宜選取電動機(jī)，柴油動力馬達(dá)相對笨重，一般首選小型的汽油機(jī)。希望在能夠滿足機(jī)械傳動動力，達(dá)到能夠滿足切割工作的情況下，可以盡量的做出機(jī)械傳動的簡單，同時降低生產(chǎn)成本，所以不選擇用齒輪的傳動，選擇用皮帶傳動。在針對修剪幅寬的方面，根據(jù)茶樹的幅寬，設(shè)計在機(jī)架前修剪位置，并列安置四個刀片，通過相對帶輪結(jié)構(gòu)帶動工作，通過軸傳遞，連接帶輪和刀片，軸兩端安裝軸承實現(xiàn)軸的固定和轉(zhuǎn)動?？紤]采用手推式作業(yè)，可以靈活工作，降低勞動強(qiáng)度和更廣泛的適應(yīng)多種復(fù)雜地形且能減輕修剪機(jī)的自重和生產(chǎn)成本，在機(jī)架把手與機(jī)架連接處設(shè)計了一個角度可調(diào)節(jié)的定位銷，茶樹修剪機(jī)的高度可以調(diào)節(jié),設(shè)計的每個部件都安裝在機(jī)架上。在機(jī)架的前端可以裝上機(jī)頭，可以有利于修剪作業(yè)。綜合考慮上述傳動、技術(shù)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)位置擬定了設(shè)計思路。
?
2.4?傳動的方案擬定
2.4.1?傳動方案的要求?
1.滿足工作可靠,傳動效率高;
2.使用維護(hù)方便;
3.結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、重量輕、成本低、做工好;
4.合理的傳動方案應(yīng)首先滿足工作機(jī)器的功能要求;
2.4.2擬定傳動方案
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)構(gòu)思，擬定了兩種傳動方案。?
以下兩圖中的四個刀片結(jié)構(gòu)是垂直于紙面并列安置在機(jī)架上的，以求達(dá)到設(shè)定的修剪幅寬。
傳動方案一：1.帶輪 2.汽油機(jī) 3.傳動軸 4.刀片
傳動方案二：
1.汽油機(jī) 2.聯(lián)軸器 3.減速器 4.帶輪 5.傳動軸 6.刀片
方案一中的動力直接通過V帶，從汽油機(jī)輸送到帶輪上；
方案二的動力則是通過聯(lián)軸器和減速器傳輸?shù)綆л喩系?，提高了機(jī)器的生產(chǎn)成本，維修難度較大，同時也增大了機(jī)器的結(jié)構(gòu)尺寸和重量。
考慮到經(jīng)濟(jì)性及機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)和傳動所需要的準(zhǔn)確性，我們分析決定采用結(jié)構(gòu)比較簡單的帶輪傳動，故我們選擇第一種傳動方案。
3、零部件的選型和設(shè)計
基于上述設(shè)計構(gòu)思確定的傳動方案，接下來就可以進(jìn)行具體零部件的設(shè)計。本章節(jié)的主要內(nèi)容包括汽油機(jī)型號的選取、普通V帶傳動系統(tǒng)的設(shè)計、刀片的設(shè)計、軸的設(shè)計校核和機(jī)架的設(shè)計。其中V帶傳動系統(tǒng)的設(shè)計包括皮帶的設(shè)計和皮帶輪的設(shè)計兩部分。
3.1汽油機(jī)型號的選擇
查閱茶樹修剪的相關(guān)資料，確定刀片的切削力、轉(zhuǎn)速和切削半徑，基于上述參數(shù)可以計算出刀片的功率，進(jìn)而可以選定汽油機(jī)的型號。確定有關(guān)參數(shù)如下：?
（1）根據(jù)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中木材的最大橫紋抗剪強(qiáng)度為3.5N/mm2,最小橫紋抗剪強(qiáng)度為3.2N/mm2,因為修剪茶樹頂面茶枝相對茶莖較細(xì)小，所以取刀片的切削力F=200N；
（2）刀片切削的最大半徑R=60mm；
（3）刀片轉(zhuǎn)速n=1500r/min；?
刀片示意圖
3.1.1?汽油機(jī)的功率計算
T1=FR=200×0.06=12N.m
Pw=Tn/9550=12×1500/9550＝1.8kw
P1=1.8/（0.98×0.943）＝2.2kw
P2=1.8/（0.98×0.942）＝2.1kw
P3=1.8/（0.98×0.94）＝2kw
PD=P1+P2+P3=6.3kw
3.1.2?選取的汽油機(jī)型號
查閱文獻(xiàn)，選擇2E60C型汽油機(jī)，額定功率P=7.4kw，額定轉(zhuǎn)速n1=2500r/min,立軸，扭矩T=53N.m,外形尺寸為317.5×354.5×353mm，凈重15.8kg。
=
3.2?普通V帶傳動系統(tǒng)的設(shè)計
普通V帶傳動系統(tǒng)的設(shè)計主要內(nèi)容包括：帶Ⅰ、帶Ⅱ的設(shè)計以及相應(yīng)帶輪的設(shè)計。各帶及帶輪在傳動機(jī)構(gòu)中的位置如圖所示
由于帶Ⅱ和帶Ⅲ及帶Ⅳ是同步帶，故設(shè)計其中之一就可以，這里設(shè)計的是帶二。
3.2.1 帶Ⅰ的設(shè)計
（1）確定計算功率Pca1
表3-1工作情況系數(shù)KA
工 況
KA
空、輕載起動
重載起動
每天工作小時數(shù)/h
<10
10~16
>16
<10
10~16
>16
載荷變動微小
液體攪拌機(jī)，通風(fēng)機(jī)，和鼓風(fēng)機(jī)（≤7.5kW）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
載荷變動小
帶式輸送機(jī)（不均勻載荷）、通風(fēng)機(jī)（>7.5kW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)金屬切削床、旋轉(zhuǎn)篩、劇木機(jī)和木工機(jī)械
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
載荷變動較大
制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)、橡膠機(jī)械、振動篩、紡織機(jī)械、重載運(yùn)送機(jī)
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.4
載荷變動很大
破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式。顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
查表得工作情況系數(shù)為Ka=1.1，由查詢公式得
（2）選擇普通V帶的型號
因?pca1=?8.14kw,?n1=?2500r?/?min,參考文獻(xiàn)中的普通V帶選型圖,選擇B型普通V帶。
（3）確定帶輪直徑 dd1 dd2
查閱文獻(xiàn)，選取dd1=140mm
并且。
大帶輪的直徑為
根據(jù)普通V帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列表，選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=236mm。
（4）定帶的基準(zhǔn)長度Ld1和實際中心距ai
按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距，由初選帶傳動的中心距公式得：
0.7（dd1+dd2）75mm。
大帶輪直徑為：=125mm。
選取標(biāo)準(zhǔn)值為125mm，則實際的傳動比為I，從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為：
=1
=1500r/min
（5）確定帶的基準(zhǔn)長度Ld2和實際中心距aI
按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距a02
由相應(yīng)計算公式得
0.07（ddI+ddII）
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