葡萄埋藤機的設計含開題、SW三維及6張CAD圖

葡萄埋藤機的設計含開題、SW三維及6張CAD圖,葡萄,埋藤機,設計,開題,SW,三維,CAD XXXXX （設計）任務書 學院 班級 學生姓名 學號 課題名稱 葡萄埋藤機 起止時間 20XX年9月 15 日—— 20XX年 5月27 日（共 14 周） 指導教師 職稱 課題內容本文圍繞著葡萄埋藤機的創(chuàng)新設計進行研究，具體內容如下：第一，創(chuàng)新設計機具的整體結構；第二，機具最為關鍵的旋耕取土部件的改進，應對一些比較寒冷的葡萄種植區(qū)域的冬季埋藤需要的土量較大的要求；第三，設計機具的土壤拋送部件，實現(xiàn)取出土壤更加高效的進行埋藤。 擬定工作進度（以周為單位） 第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解葡萄埋藤機的國內外現(xiàn)狀。 第2周—第5周 設計葡萄埋藤機的總體方案。 第6周—第9周 對葡萄埋藤機的結構進行具體設計。 第10周—第12周 撰寫設計說明書，對部分問題修改、調整。 第13周—第14周 整理資料準備答辯。 主要參考文獻[1] 李華，李甲貴，楊和財. 改革開放 30 年中國葡萄與葡萄酒產業(yè)發(fā)展回顧［J］.現(xiàn)代食品科技，2009，（4）：341. [2] 陳樹俊. 葡萄的營養(yǎng)與保健［J］.食品開發(fā)，2008，（10）：18. [3] 涂正順，吳瑩，王甲佳等. 世界葡萄與葡萄酒概況［J］.中外葡萄與葡萄酒，2009， [4] 田淑芬. 中國葡萄產業(yè)態(tài)勢分析［J］. 中外葡萄與葡萄酒，2009，（1）：64. [5] 龐俊杰，勾賀明，寧書臣. 我國葡萄機械化埋藤技術及其發(fā)展［J］. 中外葡萄與葡萄酒，2008，（3）：32~33. 任務下達人（簽字） 年 月 日 任務接受人意見 任務接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務書由指導教師填寫，任務下達人為指導教師。 2、此任務書須在學生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學生本人。 3、此任務書一式三份，一份留學院存檔，一份學生本人留存，一份指導教師留存。 2016 年 5 月 第 期 葡萄埋藤機 摘 要：隨著我國經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對葡萄的需求量越來越大,但我國葡萄生產的機械化總體水平不發(fā)達,尤其是葡萄種植過程中工作量最大的葡萄藤越冬埋土作業(yè)基本上都是以人工為主,作業(yè)勞動強度大，效率低，質量難以保證"針對這一現(xiàn)狀,本文通過調研葡萄的種植和國內外現(xiàn)有葡萄藤越冬埋土機械的使用情況,在綜合分析各自優(yōu)點的基礎上,通過自主創(chuàng)新研制出一種新型葡萄埋藤機。 關鍵詞：葡萄藤；埋土；冬季保護；機械 中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號： 0 引言 葡萄，又名草龍珠、山葫蘆、蒲桃、李桃、蒲陶等，葡萄皮薄而多汁,酸甜味美,營養(yǎng)豐富,有“晶明珠”、和“水果皇后”之美稱"葡萄營養(yǎng)豐富,據科學分析,它含有人體所不可缺少的谷氨、精氨酸、色氨酸等十幾種氨基酸"因此,常吃些葡萄對神經系統(tǒng)和心血管的正?；顒邮谴笥旭砸娴?能使人延年益壽"。 近年研究表明,葡萄含有白黎蘆醇和多種維生素,對防治癌癥和心血管病有良好的作用"葡萄汁有助于增強肝功能,促進膽汁分泌,葡萄皮具有降血脂、抗血栓、預防動脈硬化、提高免疫力的作用，葡萄中還含有類似于胰腺分泌的胰島素物質,因此醫(yī)生把葡萄汁列入糖尿病人的食譜中,并用于痛風!關節(jié)炎和風濕病患者的營養(yǎng)食品"古人還說:“久食(葡萄)經身不老”。 葡萄用途很廣,除了果實可以鮮食、釀酒、制汁、制干、制罐頭外,還可以加工葡萄果漿和葡萄果凍"葡萄種子可提煉單寧和高級食用油"葡萄根可入藥,葡萄葉也是一種良好的飼料,所以,葡萄全身都是寶"隨著人們對健康的追求,對葡萄的食用及醫(yī)用價值的研發(fā)和認識,葡萄這一綠色食品以其無公害、高營養(yǎng)、高質量、具有大自然特征的原汁原味等特點,滿足了人們回歸自然的消費需求,贏得了人們的喜愛,使得國內外市場對葡萄的需求量不斷增大，我國葡萄干的人均年消費量是80克,只占美國年人均消費量的1/10,隨著人們收入的增加,人們對葡萄的消費量也會隨之增長，國內葡萄干市場一直處于供不應求的狀態(tài)，隨著需求的增加,我國的葡萄種植面積也在逐年的增加。 隨著我國經濟的發(fā)展,葡萄種植面積不斷增加,但葡萄生產的機械化總體水平還較低"葡萄生產中的春天扒藤一上架綁藤一除草施肥澆水一噴施藥劑一收獲一冬季埋藤等幾個主要環(huán)節(jié),有的己經可以實現(xiàn)機械化或半機械化作業(yè),但有的屬于剛起步,有的則剛進入推廣應用階段,其中冬季埋藤這一生產環(huán)節(jié)還處于起步階段【2】。 1 設計原理及機構 1.1 設計原理 工作時旋耕取土部件對土壤進行疏松打碎,土壤在旋耕取土部件旋土刀與送土鏟的配合下沿送土鏟的方向拋送到縱向土壤輸送機構中,縱向土壤輸送機構在傳動鏈條的帶動下高速旋轉,將旋耕取土部件拋送的土壤輸送到橫向土壤輸送機構中"橫向土壤輸送機構在主傳動換向齒輪箱后輸出軸的帶動下,將土壤均勻的拋在待冬季埋土的葡萄藤上,一次完成葡萄藤越冬埋土的全過程。 圖1 葡萄種植圖 為了葡萄藤越冬埋土不傷害葡萄藤的根系,要求葡萄藤埋土需要土壤在距離左葡萄藤各40cm的范圍內,以行距為2.5米的葡萄藤為依據,要獲得葡萄藤越冬埋土的土壤而不傷害葡萄藤根系,取土的范圍在中間1.7米寬的范圍內,根據我國葡萄的種植模式,中間取土的范圍完全滿足葡萄埋藤機取土寬度的要求,采用旋耕取土的方式能有效的降低取土的動力消耗"由于我國大部分葡萄產地冬季寒冷,在新疆冬季氣溫達到一20°C一30°C需求葡萄藤埋土要有一定的厚度和寬度,國內的一些機型結構上采用,造成一次埋土不足,需要多次反復埋土來達到葡萄藤安全越的要求。 1.2 總體設計 葡萄埋藤機結構示意，如圖2所示。 1鏈輪 2傳送帶 3側邊傳動箱 4傳動換向齒輪箱 5旋土刀軸 6傳動軸 圖2 葡萄埋藤機結構示意圖 我們采用單側埋土,將葡萄藤行間位置所取的土壤全部埋在一行葡萄藤上,一次達到葡萄藤安全越冬埋土的要求，由于葡萄藤下架扶倒相對于石灰樁左位置各個葡萄園不相同,,單行葡萄藤越冬埋土時,必須可以對機組左葡萄藤進行選擇埋土(如圖),采用中間旋耕取土,單側可選擇機組左側葡萄藤進行埋土的結構形式。 其主要技術參數如下: 外形尺寸/mm： 2100×1000×900 行距/mm：窄行20000（可調） 開溝深度/mm：100～120（理論） 作業(yè)速度/km·h-1：1.88～2.32 刀軸轉速/r·min-1：240 配套動力/kW·h-1：43kW以上的拖拉機 2 關鍵部件設計 2.1 旋耕刀軸、刀座和刀片 刀軸采用70的無縫鋼管，刀軸共有12行24個彎刀刀座，采用類似螺旋線對稱排列，單側刀座排列展開。從圖3可以看出：在此排列中，刀座的軸向間距和周向間角均相等，每次均有左右兩把刀同時入土，這樣避免了在高速旋轉時刀軸的左右擺動，使刀軸受力較為均勻，動力消耗小。 刀片[6]選擇彎形刀片（分左彎和右彎），有滑切作用，不易纏草，具有松碎土壤和翻土覆蓋的能力，這種形狀除了能夠保持適度的滑切角而外，還能由近及遠地切土（即開始時在離刀軸中心較近處先接觸土壤，然后逐漸向前和深處切入）。 彎刀的側刃曲線采用的公式為 式中 —側刃上的任一點的旋轉半徑（極徑）； —側刃起始半徑； —常數； —位置度（極角）。 這種曲線的滑切角開始切土時較小，隨后逐漸增大。 考慮地表不平等因素,設計旋耕刀入土深度為40 cm。根據旋耕刀的運動,為保證旋耕刀的正常切土，刀背不產生推土現(xiàn)象,旋耕刀回轉圓周半徑R應滿足 式中 —旋耕刀旋轉半徑； —旋耕深。 增大，刀軸離地表位置高,有利于機器的通過性，不易堵塞,但過大會使刀的強度降低，機架尺寸變大?？紤]本機及農藝要求,為防止刀軸纏草堵塞可適當加大刀的回轉半徑,增大刀軸離地間隙。 2.3其他部件 圖3 旋耕刀結構示意圖 2.2 側邊傳動箱體的設計 側邊傳動箱體連接著刀軸與縱向土壤輸送機構動力的傳輸,側邊箱體設計為1個輸出軸個輸入軸上端右側為縱向土壤輸送機構的動力輸入軸、左側為輸出軸,下端右側為旋土刀軸輸出軸,如圖所示本設計采用上端輸入軸與上輸出軸為同一根軸,簡化傳動結構"為了增加旋土刀的旋轉半徑,側邊傳動箱體采用三級齒輪傳動,使上輸入軸與下輸出軸之間的 垂直距離達到870mm。 圖4側邊傳動軸 圖5 旋耕刀軸 常用的旋耕機的刀軸直徑為80~90通過上述對旋土刀運動的分析可知通過增加旋土刀刀軸的直徑可以增加旋耕取土部件的取土深度,故本文采用直徑為145mm的刀軸(如圖)并進行了旋土刀軸強度校核計算。 4 結論 本文簡述了葡萄生產狀況和葡萄埋藤機械的概況，找出了現(xiàn)在葡萄埋藤的相關問題，提出了一種新的設計方案，并從研究內容，技術路線和可行性分析方面進行了詳細地闡述。確定了取土，拋土方式，對整機提出來總體設計方案。詳細地介紹了旋耕取土機構，土壤拋送機構以及關鍵零部件的有限元分析。本文得到了結論如下： （1）設計了一種新型的葡萄埋藤機，性能穩(wěn)定，能夠高質量的完成冬季葡萄藤覆土作業(yè)全過程，埋土質量好，效率高。 （2）本文設計的旋耕取土機構，能夠符合埋藤所需土量的要求，所設計的旋土刀機構合理，能將旋耕后的土壤拋送到土壤拋送機構上。 （3）采用了類似于開溝機原理的土壤拋送機構，能夠將旋耕取土機構拋送的土壤定點均勻的拋送到葡萄藤上。 參考文獻： [1]龐俊杰，勾賀明，寧書臣.我國葡萄機械化埋藤技術及其發(fā)展〔J].中外葡萄與葡萄酒，2008(3):32～33. [2]牛長河，劉旋風，郭兆豐等.葡萄埋藤技術與裝備的現(xiàn)狀分析7J].新疆農機化，2010，(2):10～11. [3]奚佳有，葡萄埋藤機械化技術探討〔J8.農業(yè)技術與裝備2010(4)〕. [4]張軍，李小兵.IMI〕，500型多功能葡萄埋藤機〔J8.新疆農機化，2008，(l):37. [5]JamesG.Hendriek，WilliamR.Gill.Rotary一TillerDesignParametersPartl一DireetionofRotation.TransaetionsoftheASAE1971:669～674. [6]丁為民，彭篙植.旋耕刀正切刃設計方法的研究.農業(yè)機械學報，1995，26(4):56～61. [7]李理，霍春明.我國旋耕機研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向.現(xiàn)代化農業(yè)，2004.(10):37～38. [8]鄭江，許瑛等.機械設計[M8.北京:北京大學出版社，2006:一11～72. Design of the Divided No-till Wheat Planter liulifei, wanghongbiao, Abstract: AlongwiththeeconomiedeveloPmentandPeoPle,5livingstandardsimProvementnChina,thePeoPle,5demandforgraPe15gettingmoreandmore.In2005,theoutPutof9einehinahasalreadyraedsthintheworld,butthewholelevelofgreProductionmeehanization15stillalittlelower,esPeeiallytheoverwintering5011eoveringoPerationforgraPevinewhichhasmaximumamountofworkduringthegraPegrowingProeess15basicallybymanPower,andthisresultedinhighinlaborintensityandlowinefficiencaswellasthequality15diffieulttoguarantee.Inviewofthisexistingsituation,inthisthesis,throughtheinvestigationtothegraPegrowingandtotheexistingutilizationsituationsofoverwinteringgraPevinelayermaehinesathomeandabroad,alsobasedonthecomPrehensiveanalysisoftheirmerits,anewtyPeofgraPevinelayertliroughtheindendentiunovation15develoPedsueeessfully. XXX設計答辯設計答辯葡萄埋藤機的設計學生姓名：學生姓名：XXXXXX指導老師：指導老師：XXXXXX答辯時間：答辯時間：XXXXXX1 12 23 34 4課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義課題研究的主要內容課題研究的主要內容整體結構和取土要求整體結構和取土要求關鍵部件的設計關鍵部件的設計1.葡萄作為我國最常見的果品之一，其營養(yǎng)價值很高2.葡萄種植面積和產量持續(xù)增長態(tài)勢1.葡萄藤冬季要用一些覆蓋物掩蓋起來，目前這個環(huán)節(jié)還是出于人工作業(yè)階段，但是人工作業(yè)存在質量低下、效率不高。2.還會受到自然天氣的影響，無法進行作業(yè)，給葡萄種植人員帶來很大的損失。1 1 課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義2 2 課課題題研研究究的的主主要要內內容容 葡萄產區(qū)的冬季埋藤越冬技術要求，基于現(xiàn)有機型各自的優(yōu)缺點和適用范圍，性能指標等技術要求，研究開發(fā)一種一次進地即可完成挖溝、取土、拋扔、掩埋等作業(yè)的葡萄埋藤機。3.1葡萄種植情況葡萄種植情況 葡萄的種植一般采用標準化的種植模式，石灰樁與鐵絲網固定葡萄藤，新疆行距一般在2.53.5米之間，要求葡萄藤埋土需要土壤在距離左葡萄藤40cm的范圍外，以行距為2.5m的葡萄藤為依據，取土的范圍在中間1.7m寬的范圍內。3 3.2 2葡萄埋藤機整體結構葡萄埋藤機整體結構 3.3 3.3工作原理工作原理 工作時旋耕取土部件對土壤進行疏松打碎，土壤在旋耕取土部件旋土刀與送土鏟的配合下沿送土鏟的方向拋送到橫向土壤輸送機構中，在傳動鏈條的帶動下橫向土壤輸送，將土壤均勻的拋在待冬季埋土的葡萄藤上，一次完成葡萄藤越冬埋土的全過程。1鏈輪 2傳送帶 3側邊傳動箱 4傳動換向齒輪箱 5旋土刀軸 6傳動軸4 4 關鍵部件的設計關鍵部件的設計4.14.1側側邊傳動箱體的設計邊傳動箱體的設計使得旋土刀能夠在刀軸上滿幅工作,減小了葡萄埋藤機旋耕取土部件的動力消耗和土壤的堵塞,使得旋耕取土部件拋送的土壤均勻細膩，側邊傳動箱體采用三級齒輪傳動。4.24.2旋土刀的結構設計旋土刀的結構設計 旋土刀是旋耕取土機構的主要工作部件，旋土刀片的形狀和參數對旋耕取土機構的工作質量、功率消耗影響很大。旋土刀主要由正切面，過渡面和側切面組成，正切面除了具有切土功能外還具有翻土、碎土、拋土等功能，這也正滿足葡萄埋藤機的旋耕取土機構需要向后拋送翻耕土壤的要求，側切面具有切開土堡，切斷或推開草莖的功能。通過增加旋土刀刀軸的直徑可以增加旋耕取土部件的取土深度故采用 直 徑 為150mm的刀軸4.34.3旋土刀軸的設計旋土刀軸的設計謝謝大家！謝謝大家！請各位老師指正！請各位老師指正！ 葡萄埋藤機 一、 課題研究的目的和意義 萄是一種古老的落葉藤本植物，早在七千年以前歐洲等地就有栽培，西漢時期引入中國。葡萄具有豐富的營養(yǎng)價值和人體所需的微量元素，果實含糖量可達 30%。葡萄是我國主要的水果品種。近年來，隨著我國農村產業(yè)結構的調整，葡萄產業(yè)得到很大的發(fā)展。特別是近幾年，葡萄種植面積和產量一直呈上升趨勢。隨著葡萄生產的規(guī)?；l(fā)展，對葡萄生產全程機械化的需求也越來越高，同時也為葡萄生產全程化發(fā)展提供了條件。 據研究，葡萄枝蔓能忍受-16℃，芽眼能忍受-13℃的低溫，根系抗凍能力最弱自根苗歐洲種，如龍眼、玫瑰香、葡萄皇冠等一系的根系在-5℃~-7℃時就受凍害;玫瑰露（底拉洼）、羅葉爾玫瑰（布來頓）耐格拉等歐洲雜交種在-6℃~-8℃時就受凍害；貝達（海岸葡萄×美洲葡萄）可耐-13℃的低溫；山葡萄可耐-15℃低溫。因此，葡萄越凍指標為-5℃日平均日數145天，極端最低氣溫-30.6℃，因此，葡萄越冬必須采取防凍措施。 我國由于特有的地理環(huán)境和氣象條件,優(yōu)質葡萄產區(qū)大多在西北及北部地區(qū)，也就形成了我國特有的葡萄種植方式。"葡萄藤的安全越冬問題是其能否連續(xù)正常生產的關鍵"冬季來臨之際,為防止葡萄藤風干和凍傷,都要將葡萄藤用土掩埋起來"然而葡萄藤越冬掩埋是葡萄種植生產過程中勞動強度大!作業(yè)質量要求高!季節(jié)性強的作業(yè)"葡萄人工埋藤土塊大,密封性差,作業(yè)質量差,容易造成葡萄藤折斷,也容易因密封不好致使葡萄藤風干或者凍傷"而我國目前大多數葡萄園還采用人工埋藤的方法,不但勞動輕度大,效率極低,在遇到極端天氣的情況下,人工來不及埋藤造成葡萄藤的凍傷,給農民的經濟帶來極大的損失"葡萄埋藤機具有埋土均勻,作業(yè)質量好,效率高!成本低等優(yōu)點"綜合分析我國現(xiàn)有葡萄埋藤機的使用情況,結合我國地塊和葡萄種植模式可知,采用中間旋耕取土,輸送帶可左右選擇拋土的葡萄埋藤機在我國比較適用"1由于我國葡萄產區(qū)分布范圍廣,葡萄品種多,形成了葡萄種植生產模式多樣化,地區(qū)差異明顯的特點"采用輸送帶單側拋土,可以解決葡萄種植行距不均勻導致葡萄藤埋土的問題"o我國葡萄產區(qū)分布范圍廣,各地區(qū)的土壤堅實度條件不同,采用中間旋耕取土,能夠有效的解決埋藤所需土壤和減小動力消耗的問題"，我國現(xiàn)有葡萄埋藤機大都取土量小,不能一次完成葡萄藤冬季埋土作業(yè)且埋藤過程中土壤比較散亂,采用新型的中間取土機構能夠滿足各類葡萄藤冬季埋土所需土壤量的要求;采用輸送帶輸土!單側拋土結構,極大的提高了取土部件所取土壤的利用率,綜合上述分析,為解決葡萄種植生產模式多樣化,地區(qū)差異明顯等問題,滿足我國葡萄種植業(yè)的實際生產需要,研制中間旋耕取土,輸送帶輸土!單側左右方向可選擇拋土的葡萄埋藤機是十分必要的。" 二、現(xiàn)狀及分析 1、國內研究現(xiàn)狀及分析 我國從上世紀八十年代初就已經開始著手研制葡萄埋藤機,經過幾代科研人員的努力己經研制出幾種形式的樣機并且己經小批量的生產,但大都具有一定的局限性" 1984年,新疆農科院農機化所研制的與鐵牛一55型拖拉機配套,進行籬架式葡萄藤越冬埋土機,該機采用鏟拋原理,將土拋向藤捆"該機具主要由機架!鏟刀!升運器!輸送器及傳動系統(tǒng)組成,但由于機具作業(yè)效率低!埋土量小!適應性差,沒有得到廣泛推廣" 天津市農機研究所研制的MTZoo一2葡萄埋藤機,該機具可與18.4一22.Ikw輪式拖拉機配套使用,采用后懸掛,中置式傳動,雙側逆旋的高效拋土結構,提高了埋藤作業(yè)效率和作業(yè)質量,降低了機具操作者的勞動強度"但該機具雙側拋土,一次埋土量小,需要對葡萄藤進行多次冬季埋土,且要求葡萄行距固定"如果行距大小不一,則機具作業(yè)質量將受到很大的影響,甚至無法作業(yè)=-,"因此,該機具的推廣具有一定的局限性" 在 2007 年，如下圖 1-1 所示，1MP-500 型葡萄埋藤機研制成功，該機械是由新疆兵團農八師設計制造的一種具有多種功能的機械器具，不但可以進行葡萄藤的埋土作業(yè)，還有其他的用途。這種機械分為取土與送土兩大部件，配套使用的是 18.4W 至 22kW的拖拉機，在閑置不用時，還可以把機具分別拆開后另作他用。18.4W 至 22kW 輪式拖拉機作為配套動力機械，而且該機具可以同時進行疏松土壤與鏟除雜草。該機型的作業(yè)效率為每小時 0.22～0.3hm，與百余人總的工作量差不多。并且穩(wěn)定性好，效率較高。但該機有一個不足是當其行駛至地頭位置時，由于機械本身比較龐大，加上配套的拖拉機馬力較大，所以需要比較大空間進行轉變掉頭操作。 2007年,酒泉市農業(yè)機械推廣站和敦煌市呂家堡農機加工生產個體業(yè)主王成貴共同研制了葡萄藤越冬掩埋和農田旋耕作業(yè)的多功能農業(yè)機械一3LG型葡萄埋藤旋耕多用機,該機具可分別與手扶拖拉機和13.23kw以上的輪式拖拉機配套使用"該機具采用臥式旋耕原理,合理配置專用刀具,工作時旋起的土壤按設計的方向移動拋出,實現(xiàn)埋藤作業(yè),現(xiàn)已通過了省級農機推廣鑒定,并申請了國家專利,但該機具由于取土量小!拋土分散并沒有得到大量的推廣" 在 2003 年，一種專用的葡萄藤埋土作業(yè)的型號為 0PF-A 的埋藤機由遼寧省北寧市農機技術推廣站成功研制，在當年 6 月份經由省級鑒定，成為一項?？飘a品。14.7～22kW 拖拉機可以作為該機的配套動力。這種機型的結構十分簡單，價格也比較低廉，操作也十分簡單。但是這種機具只能夠用在沒有石塊，且含水量是 12%至 25%范圍內的沙質土壤中進行葡萄埋藤作業(yè)。加上這種機型因為因作業(yè)需要來回覆土，降低了機械作業(yè)的效率。 2009 年，型號為 PMT-75 的一種專門用于葡萄藤埋土作業(yè)的農業(yè)機具由北京現(xiàn)代農裝科技股份有限公司于設計開發(fā)，如下圖 1-4 所示。該機具主要用于葡萄行距大于 2.6m葡萄地作業(yè)，采用了后懸掛，側邊傳動，能夠進行左右可以選擇性的拋土，很好的改善了葡萄藤埋土工作的效果，適用性較好。然而，這種機型研究較晚，其可靠性等方面還需要進一步提升。 通過對以上幾種代表機型進行分析，我國對葡萄埋藤作業(yè)環(huán)節(jié)的機具有了一定程度研究，截至當前我國研制出葡萄埋藤機都可以基上完成作業(yè)，但是，大部分都直接對捆藤之后的葡萄藤進行覆土作業(yè)。這樣的直接覆土的方式將給春季扒藤作業(yè)環(huán)節(jié)增加很大的負擔，冬季埋藤是葡萄種植生產過程中重要環(huán)節(jié)，春季扒藤也不例外。所以，總結前人在葡萄藤埋土機械研究方面的優(yōu)秀經驗的基礎上進行創(chuàng)新，設計一種能夠為春季扒藤作業(yè)減小勞動強度并適用于不同葡萄種植行距、不同年齡段葡萄藤的工作平穩(wěn)、性能好、性價比高的新型葡萄埋藤機，對于我國的葡萄產業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展來說意義重大。 2、國外研究現(xiàn)狀及分析 目前，國外的葡萄種植區(qū)域大多數分布在溫帶至亞熱帶，這些地區(qū)氣溫都比較高。葡萄根系可以順利安全過冬，葡萄種植是不需要進行冬季葡萄藤的埋土作業(yè)的，這一點也使國外葡萄種植進行機械化操作成為了可能，極大的推動了很多國家的葡萄種植的機械化進程。以美國為例，作為一個葡萄種植生產的大國，美國的葡萄種植生產不但在產量、面積方面具有很大的優(yōu)勢，而且在葡萄種植的機械化程度方面也是我國等很多國家所無法比擬的。美國的葡萄園大部分都具有很大的規(guī)模，這也為一些大型機械的使用提供有利的條件，在整個葡萄種植生產過程中，除了鮮食葡萄的生產的果穗整形和采摘環(huán)節(jié)需要用到人工作業(yè)之外，葡萄種植的另外一些工作都是通過機械器具來完成的，有效的提升了葡萄種植的工作效率和工作質量。另外，和我國新疆相鄰的烏茲別克地區(qū)作為世界上最主要的黑葡萄的生產地區(qū)，其葡萄生產過程也實現(xiàn)了全程的機械化。由于國外很多國家的葡萄種植生產都不需要進行冬季埋藤操作，也就沒有葡萄冬季埋藤機械的生產制造與應用了。 四、本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路 本文圍繞著葡萄埋藤機的創(chuàng)新設計進行研究，具體內容如下：第一，創(chuàng)新設計機具的整體結構；第二，機具最為關鍵的旋耕取土部件的改進，應對一些比較寒冷的葡萄種植區(qū)域的冬季埋藤需要的土量較大的要求；第三，設計機具的土壤拋送部件，實現(xiàn)取出土壤更加高效的進行埋藤；四是研制壓藤鋪膜機構，使得在埋藤覆土之前能把葡萄藤收攏在一起并鋪上膜。 查閱相關資料 擬定葡萄埋藤機初步設計方案 理論分析葡萄埋藤機的主要影響因素 確定最佳葡萄埋藤機的設計方案 設計樣機繪制圖紙 對埋藤機機構進行分析和仿真 對樣機壓藤鋪膜機構進行試驗 總結仿真和試驗數據得出結論 提出改進意見 五、工作條件及解決方法 （1）中國知網和圖書館查閱相關資料，了解葡萄埋藤機行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。 ?。?）從了解的信息中確定設計方案。 ?。?）查閱相關資料，了解葡萄埋藤機，以確定方案中所需的埋土機構。 (5) 遇到關鍵性的問題向老師請教 ?。?）畫出裝配圖。利用AutoCAD軟件繪制二維裝配圖和零件圖。 ?。?）參考資料中的計算方法及公式等進行計算校核。 六、完成本課題的工作方案及進度計劃 擬定工作進度 第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解國內外現(xiàn)狀。 第2周—第5周 設計總體方案。 第6周—第9周 結構進行具體設計。 第10周—第12周 撰寫設計說明書，對部分問題修改、調整。 第13周—第14周 整理資料準備答辯。 七、主要參考文獻 [1] 李華，李甲貴，楊和財. 改革開放 30 年中國葡萄與葡萄酒產業(yè)發(fā)展回顧［J］.現(xiàn)代食品科技，2009，（4）：341. 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[14] 樂初枝. 2MZ－1型自走式鋪膜機的設計［J］. 福建農機，2010，（10）：36~38. 學生簽名 劉利飛 年 月 日 指導教師審閱意見 指導教師簽名 年 月 日 葡萄埋藤機的設計 前 言 隨著我國經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對葡萄的需求量越來越大，但我國葡萄生產的機械化總體水平不發(fā)達，尤其是葡萄種植過程中工作量最大的葡萄藤越冬埋土作業(yè)基本上都是以人工為主，作業(yè)勞動強度大，效率低，質量難以保證，針對這一現(xiàn)狀，本文通過調研葡萄的種植和國內外現(xiàn)有葡萄藤越冬埋土機械的使用情況，在綜合分析各自優(yōu)點的基礎上，通過自主創(chuàng)新研制出一種新型葡萄埋藤機。 該機具前面旋耕取土，后面經過兩級輸送帶將土壤均勻的輸送到機組一側的葡萄藤上，解決了葡萄藤越冬埋土機械化問題，本機具具有以下特點： 1)本文設計的旋耕取土部件，解決了葡萄埋藤機松土、碎土、拋土以及取土量大的問題，工作時取土寬度為110cm，最大取土深度20cm，可以滿足不同年份葡萄藤越冬埋土所需土量的要求。 2)本文設計的土壤輸送系統(tǒng)，可根據情況將旋耕取土部件拋送的土壤選擇機組左側葡萄藤進行集中均勻的拋送，減少土壤的分散，提高埋藤土壤的利用率。 3)本文設計的中間傳動換向齒輪箱，采用牙嵌式離合器機構對后輸出軸的旋轉方向進行正反轉切換，結構簡單、緊湊、性能可靠，具有新意。 田間試驗表明，本文設計的葡萄埋藤機能夠適應不同行距的葡萄藤越冬埋土的要求，一次完成取土，拋土!埋土作業(yè)，具有取土量大，埋土均勻!輸土方向可以選擇，工作效率高的特點整機設計合理，對實現(xiàn)葡萄藤越冬埋土機械化具有很高的現(xiàn)實意義，促進了葡萄種植業(yè)機械化發(fā)展。 關鍵詞：葡萄藤；埋土；冬季保護；機械 目 錄 第一章引言 1 1.1問題的提出 1 1.2國內研究現(xiàn)狀 2 1.3研究的目的和意義 2 1.4研究內容 3 1.5葡萄埋藤機的整體結構設計 3 第二章葡萄埋藤機總體方案設計研究 5 2. 1整機設計原則 5 2.2葡萄的種植要求 5 2.3工作原理 6 第三章葡萄埋藤機旋耕取土部件的設計 7 3.1側邊傳動箱體的設計 7 3.2旋土刀的結構設計 8 3.3旋土刀軸直徑的設計 9 3.4旋土刀軸強度校核 9 第四章中間傳動換向齒輪箱的設計 11 4.1中間傳動換向齒輪箱的整體結構設計 11 4.2中間傳動換向齒輪箱關鍵部件的設計與強度校核 11 4.3直齒圓錐齒輪的參數確定及強度校核 13 4.4中間一軸的設計與強度校核 15 總結 16 致 謝 17 參考文獻 19 1引言 1.1問題的提出 葡萄，又名草龍珠、山葫蘆、蒲桃、李桃、蒲陶等，葡萄皮薄而多汁，酸甜味美，營養(yǎng)豐富，有“晶明珠”和“水果皇后”之美稱，葡萄營養(yǎng)豐富，據科學分析，它含有人體所不可缺少的谷氨、精氨酸、色氨酸等十幾種氨基酸，因此，常吃些葡萄對神經系統(tǒng)和心血管的正?；顒邮谴笥旭砸娴模苁谷搜幽暌鎵?。 近年研究表明，葡萄含有白黎蘆醇和多種維生素，對防治癌癥和心血管病有良好的作用，葡萄汁有助于增強肝功能，促進膽汁分泌，葡萄皮具有降血脂、抗血栓、預防動脈硬化、提高免疫力的作用，葡萄中還含有類似于胰腺分泌的胰島素物質，因此醫(yī)生把葡萄汁列入糖尿病人的食譜中，并用于痛風、節(jié)炎和風濕病患者的營養(yǎng)食品，人還說:“久食(葡萄)經身不老”。 葡萄用途很廣，除了果實可以鮮食、釀酒、制汁、制干、制罐頭外，還可以加工葡萄果漿和葡萄果凍，葡萄種子可提煉單寧和高級食用油，葡萄根可入藥，葡萄葉也是一種良好的飼料。所以，葡萄全身都是寶，隨著人們對健康的追求，對葡萄的食用及醫(yī)用價值的研發(fā)和認識，葡萄這一綠色食品以其無公害、高營養(yǎng)、高質量、具有大自然特征的原汁原味等特點，滿足了人們回歸自然的消費需求，贏得了人們的喜愛，使得國內外市場對葡萄的需求量不斷增大，我國葡萄干的人均年消費量是80克，只占美國年人均消費量的1/10，隨著人們收入的增加，人們對葡萄的消費量也會隨之增長，國內葡萄干市場一直處于供不應求的狀態(tài)，隨著需求的增加，我國的葡萄種植 面積也在逐年的增加。 在我國新疆、山 東、河北、遼寧、山西、寧夏、吉林和河南等葡萄主要產區(qū)，葡萄生產已形成了規(guī)?；?、產業(yè)化的發(fā)展格局，隨著葡萄生產的規(guī)?；l(fā)展，對葡萄生產全程機械化的需求也越來越高，同時，也為葡萄生產全程機械化發(fā)展提供了條件。 我國葡萄種植區(qū)域分布很廣，各地的氣候條件，地理環(huán)境不盡相同，在作業(yè)環(huán)節(jié)上也有所差異，但我國葡萄種植大多數在北方，也就形成了我國特有的葡萄種植方式，葡萄越冬防寒和風干埋土是一項重要的作業(yè)環(huán)節(jié)，葡萄秋末剪枝后需下架進行冬前埋土防寒，防止凍傷與風干，防寒、防風干埋土的厚度及寬度都是按當地歷年凍土厚度和地表下一5°C的土層深度來確定，一般防寒土堆的寬度是當地凍土厚度的1.8倍，以地表到一5°C的土層深度為防寒土堆的厚度，近年來，由于全球氣候變暖，加上采用抗寒砧木，防寒土堆的寬度與厚度可減少1/3～1/2，即可安全越冬。 葡萄藤埋土防寒，防風干時，要求土壤要細碎，防止大土塊搭接，有空洞透風抽條，埋土壓蔓要防止損傷枝蔓，以免病害浸染以及影響來年產量，取土位置距根部不能太近，最少50cm左右，以免根部受凍，埋土防寒后 冬季進行田間檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時補救，防寒后及時灌冬水，以保證植株安全越冬，葡萄根系常分布在地表下20～60cm土層中，深的達100cm葡萄較易產生不定根，根受傷后，在傷口附近再生大量的根，因此在栽培上適當斷根是可以的，但不能大量斷根，根系生長的土壤溫度是21～25°C或低于10°C時即停止生長，葡萄根系發(fā)達，有很強的吸收能力和養(yǎng)分貯藏能力，但抗寒性較差，比枝蔓怕凍，土壤溫度在一4°C到一6°C時，就能受凍害，甚至凍死【1】，一旦冬 季根系遭受凍害，次年枝蔓生長，結果便會大受影響，因此，北方寒冷地區(qū)埋土防寒時要特別注 意根系防寒。 隨著我國經濟的發(fā)展，葡萄種植面積不斷增加，但葡萄生產的機械化總體水平還較低"葡萄生產中的春天扒藤一上架綁藤一除草施 肥澆水一噴施藥劑一收獲一冬季埋藤等幾個主要環(huán)節(jié)，有的己經可以實現(xiàn)機械化或半機械化作業(yè)，但有的屬于剛起步，有的則剛進入推廣應用階段，其中冬季埋藤這一生產環(huán)節(jié)還處于起步階段【2】。 因此，研制一種可靠性強，作業(yè)質量好，作業(yè)效率高的葡萄藤越冬埋土機械具有很高的現(xiàn)實意義和經濟效益。 1.2國內研究現(xiàn)狀 我國從上世紀八十年代 初就已經開始著手研制葡萄埋藤機，經過幾代科研人員的努力己經研制出幾種形式的樣機并且己經小批量的生產，但大都具有一定的局限性。 1984年，新疆農科院農機化所研制的與鐵牛一55型拖拉機配套，進行籬架式葡萄藤越冬埋土機，該機采用鏟拋原理，將土拋向藤捆，該機具主要由機架、鏟刀、升運器、輸送器及傳動系統(tǒng)組成，但由于機具作業(yè)效率低，埋土量小，適應性差，沒有得到廣泛推廣。 2003年，遼寧省營口市研發(fā)了20PF一型葡萄越冬覆土機，該機與14.7kw拖拉機配套，通過傳動軸，鏈輪減速后使覆土器葉輪將土取出，并均勻地拋到葡萄藤上，經過二三次的往復拋土作業(yè)，達到埋土要求，該機適用于沙壤土，含水率在12%～25%以下的無石塊葡萄園中作業(yè)【3】，對于東北等高寒地區(qū)，雖有一定的適應性，但因效率低等缺點，推廣應用還有很大的局限性。 1.3研究的目的和意義 葡萄是我國重要的果樹，改革開放和農村產業(yè)結構的調整促進了葡萄栽培業(yè)的發(fā)展，特別是近十年葡萄栽培的面積和產量一直呈上升趨勢，葡萄藤的安全越冬問題是其能否連續(xù)正常生產的關鍵，冬季來臨之際，為防止葡萄藤風干和凍傷，都要將葡萄藤用土掩埋起來"然而葡萄藤越冬掩埋是葡萄種植生產過程中勞動強度大，作業(yè)質量要求高，季節(jié)性強的作業(yè)葡萄人工埋藤土塊大，密封性差，作業(yè)質量差，容易造成葡萄藤折斷，也容易因密封不好致使葡萄藤風干或者凍傷，而我國目前大多數葡萄園還采用人工埋藤的方法，不但勞動輕度大，效率極低，在遇到極端天氣的情況下，人工來不及埋藤造成葡萄藤的凍傷，給農民的經濟帶來極大的損失。 葡萄埋藤機具有埋土均勻，作業(yè)質量好，效率高、成本低等優(yōu)點，綜合分析我國現(xiàn)有葡萄埋藤機的使用情況，結合我國地塊和葡萄種植模式可知，采用中間旋耕取土，輸送帶可左右選擇拋土的葡萄埋藤機在我國比較適用，由于我國葡萄產區(qū)分布范圍廣，葡萄品種多，形成了葡萄種植生產 模式多樣化，地區(qū)差異明顯的特點，采用輸送帶單側拋土，可以解決葡萄種植行距不均勻導致葡 萄藤埋土的問題。我國葡萄產區(qū)分布范圍廣，各地區(qū)的土壤堅實度條件不同，采用中間旋耕取土，能夠有效的解決埋藤所需土壤和減小動力消耗的問題，我國現(xiàn)有葡萄埋藤機大都取土量小，不能一次完成葡萄藤冬季埋土作業(yè)且埋藤過程中土壤比較散亂，采用新型的中間取土機構能夠滿足各類葡萄藤冬季埋土所需土壤量的要求；采用輸送帶輸土，單側拋土結構，極大的提高了取土部件所取土壤的利用率[4]。 綜合上述分析，為解決葡萄種植生產模式多樣化，地區(qū)差異明顯等問題，滿足我國葡萄種植業(yè)的實際生產需要，研制中間旋耕取土，輸送帶輸土，單側左右方向可選擇拋土的葡萄埋藤機是十分必要的。 1.4研究內容 本課題研究內容可分為四大部分:一是對葡萄埋藤機的整體結構進行設計；二是葡萄埋藤機旋耕取土機構的探索研究，解決我國嚴寒地區(qū)埋藤需土量大的問題；三是研制葡萄埋藤機的土壤輸送機構，使旋耕取土部件取出的土壤均勻集中的拋在葡萄藤上；是研制集傳動與換向功能于一體齒輪箱 ，使得葡萄埋藤機土壤輸送機構可以選擇埋土的方向。 1.5葡萄埋藤機的整體結構設計 對葡萄埋藤機整體結構布局進行設計如圖1-1(a)，1-2(b)所示 圖1-1（a）葡萄埋藤機 圖1-2三維圖（b） 1鏈輪 2傳送帶 3側邊傳動箱 4二級減速器 5旋耕刀軸 6傳動軸 1 .5.1葡萄埋藤機旋耕取土部件的研究 l 旋耕取土部件的分析與設計 分析國內外旋耕機的旋土情況，結合葡萄埋藤機旋土取土部件的特殊要求，設計了葡萄埋藤機旋耕取土部件的刀軸、旋土刀及旋土刀的布局。 2葡萄埋藤機總體方案設計研究 2. 1整機設計原則 1旋耕取土時不應損害葡萄的根部，避免造成葡萄藤根系的損傷影響來年的產量。 2埋藤機工作時埋藤的土量達到葡萄藤安全越冬所需埋土的要求。 3能適應不同葡萄種植行距和不同年份的葡萄藤。 4保證整機的工作穩(wěn)定性和可靠。 2.2葡萄的種植要求 我國葡萄的種植一般采用標準化的種植模式，石灰樁與鐵絲網固定葡萄藤，在河北、山東、寧夏、安徽等地葡萄種植行距一般在2～3米之間，新疆行距一般在2.5～3.5米之間，葡萄藤的適應性很強，對土壤的要求不是很嚴格，但是為了獲得穩(wěn)產，對土壤應盡可能的進行改良，除建園時已進行的一些田間工程外，在葡萄的整個生長過程中還需進行深翻，排灌等，我國多數葡萄園采用清耕法 ，北方少雨區(qū)，清耕有利于春季地溫回升和保持水分、疏松土壤、熟化土壤，新疆、河北塞外 張家口產區(qū)，實行秋季清耕，有利于晚熟葡萄利用地面反射光和輻射熱，提高果實的糖度、清耕、除草的具體方法是，在灌溉或者雨后，結合除草耕松土壤，松土深度為10～15cm。 葡萄藤根數量多，分布深，表層分布在葡萄藤根部40cm的范圍內，這就要求葡萄藤越冬埋土的取土范圍要距葡萄藤根部有一定的距離以免傷害葡萄藤根部，葡萄藤在越冬埋土時，要對葡萄藤進行剪枝，然后將剪好的葡萄藤依次順續(xù)放好。 為了葡萄藤越冬埋土不傷害葡萄藤的根系，要求葡萄藤埋土需要土壤在距離左葡萄藤40cm的范圍內，以行距為2.5米的葡萄藤為依據，要獲得葡萄藤越冬埋土的土壤而不傷害葡萄藤根系，取土的范圍在中間1.7米寬的范圍內，根據我國葡萄的種植模式，中間取土的范圍完全滿足葡萄埋藤機取土寬度的要求，采用旋耕取土的方式能有效的降低取土的動力消耗，由于我國大部分葡萄產地冬季寒冷，在新疆冬季氣溫達到一20°C至一30°C需求葡萄藤埋土要有一定的厚度和寬度，國內的一些機型結構上采用，造成一次埋土不足，需要多次反復埋土來達到葡萄藤安全越的要求，我們采用單側埋土，將葡萄藤行間位置所取的土壤全部埋在一行葡萄藤上，一次達到葡萄藤安全越冬埋土的要求，由于葡萄藤下架扶倒相對于石灰樁左位置各個葡萄園不相同，單行葡萄藤越冬埋土時，必須可以對機組左葡萄藤進行選擇埋土(如圖2-1)所示，采用中間旋耕取土，單側可選擇機組左側葡萄藤進行埋土的結構形式。 圖2-1埋藤示意圖 2 .3傳動系統(tǒng)設計 本機型設計的葡萄埋藤機旋土刀的旋轉半徑為318mm，機組配套使用的拖拉機功率為36.75kw，中間傳動換向齒輪箱輸入軸的輸入轉速為540r/min考慮到葡萄埋藤機刀軸，縱向輸土機構和橫向輸土機構都需要動力傳輸，故本文設計的動力傳輸系統(tǒng)，設計的動力傳輸系統(tǒng)主 要分為三部分: 第一部分:動力經拖拉機輸出軸傳輸到中間傳動換向齒輪箱，經過錐齒輪，傳動軸傳給側邊傳動箱，側邊傳動箱經過齒輪傳動傳遞給旋土刀軸。 第二部分:動力經中間傳動換向齒輪箱的后輸出軸，在經過傳動軸、鏈輪、鏈條傳輸給橫向土壤輸送機構。 2.3.1工作原理 工作時旋耕取土部件對土壤進行疏松打碎，土壤在旋耕取土部件旋土刀與送土鏟的配合下沿送土鏟的方向拋送到橫向土壤輸送機構中，在傳動鏈條的帶動下橫向土壤輸送，將土壤均勻的拋在待冬季埋土的葡萄藤上，一次完成葡萄藤越冬埋土的全過程。 3葡萄埋藤機旋耕取土部件的設計 3.1側邊傳動箱體的設計 側邊傳動箱體連接著刀軸與縱向土壤輸送機構動力的傳輸，側邊箱體設計為1個輸出軸個輸入軸上端右側為縱向土壤輸送機構的動力輸入軸、左側為輸出軸，下端右側為旋土刀軸輸出軸，如圖所示本設計采用上端輸入軸與上輸出軸為同一根軸，簡化傳動結構，為了增加旋土刀的旋轉半徑，側邊傳動箱體采用三級齒輪傳動，使上輸入軸與下輸出軸之間的垂直距離達到870mm如圖3-1所示。 圖3-1傳動箱示意圖 3.2旋土刀的設計要求 由于葡萄埋藤機的旋土刀是在葡萄藤的行間工作，工作條件比較惡劣，作業(yè)難度大本文 設計的旋土刀除了滿足疏土碎土外還要滿足以下要求: (1)旋土刀旋土深度要大 因為我國葡萄主產地新疆，寧夏等冬季比較寒冷，為了防止葡萄藤的凍傷要求葡萄藤冬季埋土量大，要求葡萄埋藤機有足夠的旋耕取土深度，達到埋藤所需的土量。 (2)旋土刀具有拋土功能 因為本文設計的葡萄埋藤機是將旋耕取土部件旋耕的土壤全部拋送到縱向土壤輸送機構中，要求旋土刀具有向后拋送土壤的功能，從而減小動力消耗和避免機組前端出現(xiàn)土壤擁堵現(xiàn)象。 (3)旋土刀工作時的動力消耗小 我國人口眾多，人均資源相對短缺，考慮到經濟效益和節(jié)能減排，旋土刀的設計盡可能的減小工作時的動力消耗。 (4)旋土刀組布局要合理 合理的旋土刀布局可以減小機組的側向力，增加旋耕取土部件向后拋送土壤的能減小動力消耗。 3.2.1旋土刀的結構設計 旋土刀是旋耕取土機構的主要工作部件，旋土刀片的形狀和參數對旋耕取土機構的工作質量、功率消耗影響很大。 彎曲形式的旋土刀主要由正切面(包括正切刃)，過渡面(包括過渡刃)和側切面(包括側切刃)組成，如圖(3-2)所示正切面除了具有切土功能外還具有翻土、碎土、拋土等功能，這也正滿足葡萄埋藤機的旋耕取土機構需要向后拋送翻耕土壤的要求，側切面具有切開土堡，切斷或推開草莖的功能【5】。 圖3-2旋土刀 目前國家標準【6】僅推薦側切刃曲線采用阿基米德螺旋線，但根據農藝的要求，對刃口滑切角及刀刃上某點的速度矢量與該點刃口曲線法平面之間的夾角可提出不同的要求，因而刃口曲線有多種多樣，包括阿基米德螺旋線、等角對數螺線、正弦指數曲線、直線和偏心圓曲線五種，試驗證明阿基米德螺旋線是動力消耗最小的刃口曲線〔本文根據實際需要，從動力消耗和旋土拋土的要求出發(fā)，設計選用阿基米德螺旋線作為彎曲形式的旋土彎刀的刃口曲線，曲線的方程如下: r=r0+k （3-1） 式中:r0一刀刃起始工作半徑cm k一為常數(比例系數) 一為位置度(極角)，弧度 其滑切角為: 0= （3-2） 本文設計選用的T245的旋土彎刀[7] 3.3旋土刀軸直徑的設計 常用的旋耕機的刀軸直徑為80～90過上述對旋土刀運動的分析可知通過增加旋土刀刀軸的直徑可以增加旋耕取土部件的取土深度，故本文采用直徑為150mm的刀軸(如圖3-3)所示并進行了旋土刀軸強度校核計算。 圖3-3旋土軸 3.4旋土刀軸強度校核 計算旋土刀軸的最大扭矩MMax MMax=95 （3-3） 其中P-拖拉機的輸出功率，kw n-旋土刀軸轉速，r/min 將P=36kw，n=240r/min代入公式 MMax=9549=1025N·m 薄壁空心管的抗扭截面模量為: Wt= (3-4) 式中Wt一圓軸抗扭截面模量： D一旋土刀軸外徑，mm 一旋土刀軸的空心比，即旋土刀軸內外、徑之比生 將D=150mm，d=125mm， =0.9代入式中 Wt= =0.3 材料的最大切應力為 0= (3-5) 將MMax=1025N·m， Wt=0.3m ==5MPa 刀軸的材料選用Q235，所以材料的許用應力[]=235MPa，許用切應力[]=(0.5～0.6)·[]=117～140MPa。所以，滿足要求即可。 4中間傳動換向齒輪箱的設計 4.1中間傳動換向齒輪箱的整體結構設計 根據葡萄的種植模式，葡萄埋藤機在工作時根據需要選擇機組左側葡萄藤進行埋土作業(yè)，這就要求埋藤機的齒輪箱具有輸出和轉向的功能，本文第一代樣機是在現(xiàn)有的中間傳動箱后面加上一級換向齒輪箱，中間通過鏈條連接兩箱體的輸入輸出軸，這種傳動方式結構復雜且前后箱體裝配精度要求高，稍有偏差就會使鏈條斷裂損壞本課題設計了一種集傳動換向于一體的中間傳動換向齒輪箱，一般根據一級齒輪傳動換向的原理改變輸出軸的旋轉方向，這種設計結構復雜，成本較高，本機型采用組合式離合器結構對輸出軸進行換向如圖（4-1）所示。 圖4-1換向齒輪箱示意圖 4.2中間傳動換向齒輪箱關鍵部件的設計與強度校核 4.2.1直齒圓錐齒輪的幾何關系及受力分析[8】 圖4-2齒輪受力分析圖 直齒圓錐齒輪傳動的幾何關系， 如圖（4-2）。、、和、、分別為小齒輪和大齒輪的大端分度圓直徑、平均直徑、分度圓錐角；R為錐距;b為齒寬。小端、大端分度圓直徑=； 齒數比 錐距R = 齒寬系數 常用=0.25～0.3 平均直徑 (1) 直齒圓錐齒輪的受力分析 錐齒輪輪齒剛度大端大，小端小，故沿齒寬的載荷分布不均勻，若忽視摩擦力和載荷集中的影響，假設法向力Fn集中作用在齒寬節(jié)線中點處，該集中力凡可分解為圓周力Ft徑向力Fr、軸向力Fa三個正交的分力為直齒圓錐齒輪輪齒的受力情況。 各力的大小計算如下： 式中:一小錐齒輪轉矩(N·m); 一小錐齒輪齒寬中點分圓直徑(mm) 一小錐齒輪的分錐角; 各力方向的判斷:主動輪圓周力方向與輪的回轉方向相反，從動輪圓周力方向與輪的回轉方向相同;徑向力分別指向各輪輪心;軸向力分別指向各輪大端。 4.3直齒圓錐齒輪的參數確定及強度校核 1.參數確定 本文主要進行了中間I軸II軸上相互嚙合的直齒錐齒輪的設計。 選用材料:小齒輪:20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度為55～60HRC 大齒輪:20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度為55～60HRC 初選齒數:取小齒輪齒數=17 大齒輪齒數:=27 齒寬系數取=0.3根據拖拉機的輸出轉速，選擇齒輪精度等級為8級 壽命系數、； =1 通過查機械設計手冊可得: 極限應力: =470MPa =470MPa 尺寸系數、； 安全系數 將上面求得的數據代入公試 (4-1) 得許用彎曲應力 2.按齒根彎曲疲勞強度公式計算齒輪主要參數 (1)根據公式 (4-2) 其中小齒輪轉矩N·m 分錐角 當量齒數 查手冊可得 通過查手冊可得， 將上述求得的數據代入公式可得: =7.3 由標準模數系列表取標準模數m=8 3.按齒面接觸疲勞輕度進行校核 (4-3) 通過機械設計手冊查MQ線得接觸疲勞極限=1500MPa， =1500MPa 取安全系數壽命系數 通過查機械設計手冊可得: 將數據代入公式得 故設計的直齒錐齒輪符合要求。 同理設計的換向直齒錐齒輪工I、II采用20CrMllTi滲碳淬火，模數m=3mm，齒數z=35;傳動齒輪采用20CrMnTi滲碳淬火，模數m=3mm，齒數z=28。 4.4中間一軸的設計與強度校核 中間一軸為懸臂軸，采用與錐齒輪鍛造成一體的結構，避免了錐齒輪與傳動軸連接出現(xiàn)松動的現(xiàn)象，材料選用20CrMnTi，傳動軸承受拖拉機輸出軸扭矩M和嚙合錐齒輪扭矩Mn。 中間一軸的扭矩為: 扭截面模量為： 中間一軸的最大切應力: 而40cr許用剪切應力為200Mpa 則=27.08 中間一軸設計安全同理對中間傳動換向齒輪箱的其它傳動軸進行強度校核得之，均滿足強度要求。 總 結 本文簡述了葡萄生產狀況和葡萄埋藤機械的概況，找出了現(xiàn)在葡萄埋藤的相關問題，提出了一種新的設計方案，并從研究內容，技術路線和可行性分析方面進行了詳細地闡述。確定了取土，拋土方式，對整機提出來總體設計方案。詳細地介紹了旋耕取土機構，土壤拋送機構以及關鍵零部件的有限元分析。本文得到了結論如下： （1）設計了一種新型的葡萄埋藤機，性能穩(wěn)定，能夠高質量的完成冬季葡萄藤覆土作業(yè)全過程，埋土質量好，效率高。 （2）本文設計的旋耕取土機構，能夠符合埋藤所需土量的要求，所設計的旋土刀機構合理，能將旋耕后的土壤拋送到土壤拋送機構上。 （3）采用了類似于開溝機原理的土壤拋送機構，能夠將旋耕取土機構拋送的土壤定點均勻的拋送到葡萄藤上。 致 謝 畢業(yè)在即，四年的大學生活已接近尾聲，經過三個多月的努力，在老師的悉心指導下，設計任務基本完成了。在撰寫論文期間，我要衷心的感謝我的指導老師，從設計的選題、實施到撰寫、修改和定稿，老師均傾注了大量的心血。導師的悉心指導、熱忱鼓勵不僅使我樹立了深遠的學術目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。還有，導師淵博的專業(yè)知識，嚴謹的治學態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力將使我終生受益。同時我還要感謝大學期間各位任課老師在學習上給予我的指導和幫助，感謝他們四年來的辛勤栽培，他們的關懷和熏陶讓我在這四年里收獲頗豐。 最后，也感謝和我一起學習的同窗朋友，他們給了我無數的關心和鼓勵，也讓我的大學生活充滿了溫暖和歡樂，感謝他們的陪伴與幫助，愿我們以后的人生都可以充實、多彩與快樂！ 參考文獻 [1]龐俊杰，勾賀明，寧書臣.我國葡萄機械化埋藤技術及其發(fā)展〔J].中外葡萄與葡萄酒，2008(3):32～33. 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