746 670型茶樹(shù)重修剪機(jī)的研發(fā),茶樹(shù),修剪,研發(fā)
揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱(chēng)：670 型茶樹(shù)重修剪機(jī)的研發(fā)專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí)： 06 機(jī)械（3）班 姓 名： 陳金龍 學(xué) 號(hào)： 0601010302 指導(dǎo)教師： 張建宏 2009 年 4 月 28 日目錄一、 前言***************************************(1)二、 設(shè)計(jì)任務(wù)************************************(5)三、 摘要****************************************(6)四、 傳動(dòng)路線(xiàn)的擬定******************************(7)五、 油機(jī)的選擇**********************************(8)六、 帶 1 的設(shè)計(jì)**********************************(9)七、 帶 2 的設(shè)計(jì)*********************************(12)八、 軸 1 的設(shè)計(jì)*********************************(15)九、 軸 2 的設(shè)計(jì)*********************************(19)十、 軸 3 的設(shè)計(jì)*********************************(23)十一、 刀片得設(shè)計(jì)*****************************（27）十二、心得體會(huì)**********************************(28)十三、參考文獻(xiàn)***********************************(29)前言本課題是茶樹(shù)修剪機(jī)，茶樹(shù)修剪機(jī)由機(jī)架、汽油機(jī)、帶輪、V 帶、軸、刀片等零部件組成。首先接受畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。根據(jù)課題的內(nèi)容了解設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、設(shè)計(jì)內(nèi)容的步驟，并通過(guò)查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料并進(jìn)行其他修剪機(jī)的參考，了解其對(duì)象的性能、結(jié)構(gòu)及工藝性等。本說(shuō)明書(shū)對(duì) V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算、汽油機(jī)的選擇、傳動(dòng)比的分配等都作出了詳細(xì)的說(shuō)明。以達(dá)到茶樹(shù)修剪機(jī)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，能耗小，使用方便，修剪效率高等特點(diǎn)。一、茶樹(shù)修剪技術(shù) 茶樹(shù)修剪是人為地抑制頂端主枝生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹(shù)勢(shì)，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹(shù)冠。茶樹(shù)修剪方法主要有幼齡茶樹(shù)的定形修剪、成齡茶樹(shù)的輕修剪與深修剪，衰老茶樹(shù)的重修剪與臺(tái)刈等。茶樹(shù)修剪時(shí)期，從理論上在開(kāi)春的驚蟄前后效果最好。但為考慮當(dāng)前春茶的經(jīng)濟(jì)收益，除幼齡茶樹(shù)定形修剪外，其他修剪應(yīng)安排在春茶結(jié)束后進(jìn)行較好。1. 幼齡茶樹(shù)的定形修剪 茶苗定植后，當(dāng)苗高達(dá)到 30 厘米以上，主枝粗達(dá) 3 毫米以上時(shí)，即可進(jìn)行第一次定形修剪，剪后留高 15 厘米左右。生長(zhǎng)較差的茶苗，未達(dá)上述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)推遲定形修剪時(shí)期。定形修剪后，要注意留養(yǎng)新梢，并加強(qiáng)培肥管理。以后每年進(jìn)行一次定形修剪。每次定形修剪的高度可在上次剪口上提高 15 厘米左石。經(jīng)過(guò)三次定形修剪的茶樹(shù)，高度約在 40-50 厘米，這時(shí)骨架已經(jīng)形成，以后再輔之以打頂輕采和輕修剪，進(jìn)一步培養(yǎng)樹(shù)冠和采摘面。 定形修剪的工具，第?次定剪應(yīng)選用整枝剪逐叢進(jìn)行修剪，剪口距剪口下第一個(gè)腋芽 3-5 毫米，并盡量保留外側(cè)芽，以利今后長(zhǎng)成健壯的骨干枝。在條件許可的情況下，第二次定形修剪仍應(yīng)選用整枝剪,這對(duì)提高修剪質(zhì)量有幫助。2.成齡茶樹(shù)的輕修剪與深修剪 輕修剪(1)輕修剪: 輕修剪的目的在于促進(jìn)茶芽萌發(fā)生長(zhǎng)，提高生產(chǎn)密度，增強(qiáng)茶樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)，它是創(chuàng)造培養(yǎng)良好采摘面必不可少的技術(shù)措施。輕修剪的程度，以剪去蓬面上 3-5 厘米的枝葉為度， 也可以剪去上年的秋梢，留下夏梢。中小葉種茶樹(shù)輕修剪的形式， 蓬面以剪成弧形為宜，這樣可以增加采摘幅的寬度，對(duì)提高單產(chǎn)有利。青、壯年期的茶樹(shù)，輕修剪可每年或隔年進(jìn)行一次，每次在原剪口上提高 2-3 厘米。(2)深修剪：茶樹(shù)經(jīng)多年采摘和輕修剪后，采摘面上會(huì)形成密集而細(xì)弱的分枝，這就是常說(shuō)的“雞爪枝” ，茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)逐漸下降。為更新茶樹(shù)采摘面，可采用深修剪技術(shù)，剪除密集細(xì)弱的“雞爪枝”層，使茶樹(shù)重新抽發(fā)新枝，提高茶樹(shù)發(fā)芽能力，延長(zhǎng)茶樹(shù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)年限。深修剪宜剪去冠面 1o?15 厘米的枝梢，過(guò)淺不能達(dá)到更新采摘面的目的。經(jīng)深修剪后的茶樹(shù)，以后仍用每年或隔年輕修剪，適當(dāng)多留新葉，重新養(yǎng)采摘面?！?.衰老茶樹(shù)的重修剪與臺(tái)刈對(duì)于衰老茶樹(shù)，可通過(guò)重修剪和臺(tái)刈，重新培養(yǎng)樹(shù)冠，復(fù)壯樹(shù)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。（1）重修剪 其對(duì)象是半衰老和未老先衰的茶樹(shù)。這種茶樹(shù)，雖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，采用輕修剪或深修剪已不能達(dá)到目的，這時(shí)，就得采用重修剪技術(shù)。重修剪茶樹(shù)宜離地 30-40cm 處剪去較為合適。若采用機(jī)器修剪，應(yīng)掌握在離地 30cm 左右進(jìn)行。倘若茶樹(shù)本來(lái)生長(zhǎng)就比較矮小，那么亦可掌握在原茶樹(shù)高度的二分之一處剪去為好。但重修剪后茶樹(shù)，必須加強(qiáng)肥培管理，否則，會(huì)影響效果。(2)臺(tái)刈：臺(tái)刈的目的與重修剪相同，它是一種更為徹底的改造樹(shù)冠的修剪技術(shù)，臺(tái)刈的對(duì)象是極度衰老的茶樹(shù)，以重新培養(yǎng)成全新的樹(shù)冠。但臺(tái)刈后的茶園，一般對(duì)短期內(nèi)的產(chǎn)量有一定影響，其影響程度與茶園基礎(chǔ)和改造后的培育管理水平有關(guān)。原單產(chǎn)較高或改造后失管的影響較大；原單產(chǎn)低或改造后加強(qiáng)管理的影響小，改造后第二年產(chǎn)量即超過(guò)原有水平的，在生產(chǎn)上亦不少見(jiàn)。衰老茶園的臺(tái)刈高度，一般以離地 5 厘米為宜。臺(tái)刈時(shí)期與重修剪相同。臺(tái)刈工具可選用臺(tái)刈剪或臺(tái)刈機(jī)。剪口力求光滑，并略呈傾斜。茶樹(shù)修剪需要有其他技術(shù)措施相配合效果才顯著，如加強(qiáng)肥水管理，實(shí)行因樹(shù)制宜的合理采摘，做好茶樹(shù)病蟲(chóng)防治等等，都是極其重要的。茶葉修剪是茶園管理的重要工作之一。修剪的目的是使茶樹(shù)有良好的樹(shù)勢(shì)和寬闊的采摘面，培養(yǎng)具有矮、壯、寬、勻的茶蓬，提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)，適于機(jī)械采茶和提高采茶的工作效率。茶樹(shù)修剪是培養(yǎng)樹(shù)冠，更新復(fù)壯樹(shù)勢(shì)的有效技術(shù)措施。因此，在茶樹(shù)不同的生育階段，就要求采取不同的修剪方法。茶樹(shù)常用的修剪方法，有以下五種。（1）定型修剪 一般適用于幼年茶樹(shù)。對(duì)臺(tái)刈改造養(yǎng)蓬的茶樹(shù)，也應(yīng)進(jìn)行定型修剪，以塑造樹(shù)冠?！ ∮啄瓴铇?shù)的定型修剪，通常是指二、三、四齡茶樹(shù)的第一、二、三次修剪。目的是給予茶樹(shù)有目的、有系統(tǒng)的干涉，改變茶樹(shù)自然生長(zhǎng)習(xí)性，促進(jìn)分枝，控制茶樹(shù)縱向生長(zhǎng)速度，加速擴(kuò)大橫向生長(zhǎng)，培養(yǎng)茶樹(shù)有健壯的骨干枝和骨架層，為培養(yǎng)高產(chǎn)型茶樹(shù)打下基礎(chǔ)。當(dāng)二足齡茶苗高達(dá) 30cm 以上，主枝粗達(dá) 3mm 以上時(shí)， 就可用整枝剪進(jìn)行離地 15-20cm 的第一次定型修剪，并盡量保留側(cè)枝，以利今后長(zhǎng)成健壯的骨干枝。次年和后年，再進(jìn)行第二次和第三次定型修剪。修剪高度均在前次修剪的基礎(chǔ)上提高15-20cm 進(jìn)行。為提高工作效率，從第二次修剪開(kāi)始，修剪工具可改成籬剪或平型修剪機(jī)進(jìn)行。幼齡茶樹(shù)經(jīng)三次定型修剪后，茶樹(shù)高度已達(dá) 45-60cm，樹(shù)幅達(dá) 70-80cm，再經(jīng) 1-2 年的輕修剪和留葉采摘，良好的茶樹(shù)采摘面就可形成。（2）輕修剪 目的在于促進(jìn)茶芽萌發(fā)生長(zhǎng)，提高生產(chǎn)枝密度，增強(qiáng)茶樹(shù)樹(shù)勢(shì)，它是創(chuàng)建培養(yǎng)茶樹(shù)良好采摘面不可缺少的技術(shù)措施。對(duì)正常采摘的茶樹(shù)可每年或隔年進(jìn)行一次，時(shí)期應(yīng)選擇在茶樹(shù)地上部開(kāi)始停止生長(zhǎng)時(shí)進(jìn)行，對(duì)易造成凍害的茶區(qū)，也可選擇在春茶萌發(fā)前 15-30 天進(jìn)行。對(duì)采制名優(yōu)茶的生產(chǎn)茶園，可推至春茶結(jié)束時(shí)抓緊進(jìn)行。輕修剪程度，以剪去蓬面 3-5cm 的枝葉為度，通常用籬剪修剪成弧形。目前，已有很多茶園采用雙人抬修剪機(jī)進(jìn)行。（3）深修剪 茶樹(shù)由于多年采摘和輕修剪后，在樹(shù)冠采摘面上會(huì)形成密集而細(xì)弱的分枝，俗稱(chēng)"雞爪枝 "。這時(shí)，茶樹(shù)新梢育芽能力減弱，生長(zhǎng)乏力，單靠輕修剪已難以取得理想效果。為更新樹(shù)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(shù)重新抽發(fā)新枝，提高育芽能力，延長(zhǎng)茶樹(shù)有效經(jīng)濟(jì)年限。深修剪通常剪去冠面 10-15cm 枝梢，不然則達(dá)不到目的。一般用雙人抬修剪機(jī)實(shí)施。經(jīng)深修剪后茶樹(shù)，當(dāng)年多留些葉片采。次年實(shí)行正常采摘，但仍需用每年或隔年輕修剪一次。深修剪宜在早春茶芽萌動(dòng)前 15-30 天進(jìn)行，無(wú)凍害發(fā)生的茶區(qū)也可在秋末冬初封園時(shí)進(jìn)行。（4）重修剪 其對(duì)象是半衰老和未老先衰的茶樹(shù)。這種茶樹(shù)，雖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，采用輕修剪或深修剪已不能達(dá)到目的，這時(shí)，就得采用重修剪技術(shù)。重修剪茶樹(shù)宜離地 30-40cm 處剪去較為合適。若采用機(jī)器修剪，應(yīng)掌握在離地 30cm 左右進(jìn)行。倘若茶樹(shù)本來(lái)生長(zhǎng)就比較矮小，那么亦可掌握在原茶樹(shù)高度的二分之一處剪去為好。但重修剪后茶樹(shù)，必須加強(qiáng)肥培管理，否則，會(huì)影響效果。（5）臺(tái)刈 它是比重修剪更為徹底的改造樹(shù)冠的修剪技術(shù)。其對(duì)象是嚴(yán)重衰老的茶樹(shù)。由于茶樹(shù)臺(tái)刈后，從根頸部抽發(fā)的新枝能重新形成樹(shù)冠，因此，臺(tái)刈后的茶樹(shù)，必須加強(qiáng)肥培管理，并參照幼齡茶樹(shù)的定型修剪技術(shù)，結(jié)合打頂采摘技術(shù)，開(kāi)頭二、三年，在養(yǎng)好茶蓬的基礎(chǔ)上，即可投入正常采摘。衰老茶樹(shù)的臺(tái)刈高度，一般以離地 5cm 砍去地上部為宜。 臺(tái)刈時(shí)期，以春茶快結(jié)束時(shí)抓緊進(jìn)行為宜。臺(tái)刈工具，可選用臺(tái)刈剪或鋒利的砍柴刀進(jìn)行，剪口力求平滑，并略呈傾斜。目前，臺(tái)刈作業(yè)，仍以人工為主。 二．國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究概況目前，國(guó)內(nèi)科研人員對(duì)茶樹(shù)的修剪研究多集中于茶樹(shù)的輕修剪、中修剪機(jī)械研制及應(yīng)用上，而在專(zhuān)門(mén)用于老茶樹(shù)或未老先衰茶樹(shù)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)。三、對(duì)茶樹(shù)重修剪機(jī)的研究通過(guò)科技人員的研究結(jié)果可以看出，茶樹(shù)修剪機(jī)無(wú)論是單人型還是雙人型，都難以承擔(dān)起老茶樹(shù)的重修剪任務(wù)，這迫切需要國(guó)內(nèi)的科技工作者研究開(kāi)發(fā)出一種專(zhuān)門(mén)用于老茶樹(shù)的重修剪機(jī)械。綜觀(guān)國(guó)內(nèi)外，目前對(duì)老茶樹(shù)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(duì)茶樹(shù)的影響及效應(yīng)分析，對(duì)重修剪機(jī)械的開(kāi)發(fā)和研制以及應(yīng)用基本上還處于空白狀態(tài)。因此，對(duì)茶樹(shù)重修剪機(jī)的研究具有十分重要的意義，對(duì)我國(guó)茶葉生產(chǎn)具有巨大的推動(dòng)作用。設(shè)計(jì)任務(wù)（一） ．主要原理茶樹(shù)修剪是人為地抑制頂端主枝生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹(shù)勢(shì)，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹(shù)冠。茶樹(shù)修剪方法主要有幼齡茶樹(shù)的定形修剪、成齡茶樹(shù)的輕修剪與深修剪，衰老茶樹(shù)的重修剪及臺(tái)刈等。（二） 、主要技術(shù)指標(biāo)：1）修剪樹(shù)高：125mm1d1d大帶輪直徑為= / =2500/1500×140=233mm2d1n2按表 8.3 選取標(biāo)準(zhǔn)植 =236mm,則實(shí)際傳動(dòng)比 I,2d從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速分別為I=236/140=1.69= /i=2500/1.69=1479r/min2n1從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差為（1479-1500）/1500×100%=-1.4%在 5%以?xún)?nèi)，為允許值?4.驗(yàn)算帶速 V V= /60×1000=18m/s?1dn在 5-25m/s 的范圍內(nèi)。5.確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 和實(shí)際中心距 aDL按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初定中心距0.7( + )169?7.確定 V 帶根數(shù) Z由式(8.18)得 Z≧ /CP0()LK??A根據(jù) =140mm ， =2500r/min 查表 8.10 用內(nèi)插法得1d1n=3.8KW0由式(8.11)得功率增量 為0A=0P1LKn()ik?由表 8.18 查得 =2.6494×bk3根據(jù)傳動(dòng)比 i=1.69 查表 8.19 得 =1.1202ik則 =2.6494× ×2500（1- ）=0.7KW0PA31?1.20由表 8.4 查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù) =0.92 由表 8.11 查得包角系數(shù)LK=0.99 得普通 V 帶的根數(shù)為K?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0FQF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= ×052.(1)0.79CPZ??2??= 58.??????=227.5N由式(8.20)可得作用在軸上的壓力 QF=2 Z1QF01sin2?=2×227×2 69i?=904N9. 設(shè)計(jì)結(jié)果選擇 2 根 B-4000GB1171-89V 帶 , 中心距 a=505mm ,帶輪直徑=140mm , =236mm ,軸上壓力 =904N1d2d 1QFⅡ帶設(shè)計(jì)DP帶 =7.409kw×h′主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 1500r/min,從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 1500r/min1． 確定計(jì)算功率 C由表 8.21 查得 =1.1 ，由式（8.12）得AK1.1×7=7.7KWCP=2. 選擇普通 V 帶型號(hào)根據(jù) =7.7KW 由圖 8.12 選用 B 型普通 V 帶C150/minnr?3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 d2根據(jù)表 8.6 和圖 8.12 選取 =125mm ,且為 B 型 V 帶最小直徑1大帶輪直徑為：= ×125=125mm2d150n按表 8.3 選取標(biāo)準(zhǔn)值為 125mm ,則實(shí)際傳動(dòng)比 i ,從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為：215di20/minnri=從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為：×100%=0150-在±5%以?xún)?nèi)，為允許值。4. 驗(yàn)算帶速 V 在 5-25m/s 范圍內(nèi)125109.8/606dnms????5. 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 和實(shí)際中心距 a L按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初定中心距 00.07（ ）7. 確定 V 帶根數(shù) Z0()CLPK????根據(jù) =125mm =1500r/min ,查表 8.10 用內(nèi)插法得1d1n03.2W=由式(8.11)得功率增量 為P01()biKnD-由表(8.18)查得 32.649?????根據(jù)傳動(dòng) i=1 ，查表 8.19 得 =1 則iK=001()biPKn=D-由表 8.4 查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù) ，由圖 8.11 查得包角系數(shù)0.97L= Ka=1 得普通 V 帶根數(shù)7.1.9320Z???圓整得 Z=28. 求初拉力 及帶論軸上的壓力0FQF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：205.(1)PCqvZvK????70.72????????=284N由式(8.20)可得作用在軸上的壓力為：120sinQFZ=a=1136N9. 計(jì)算結(jié)果選用 2 根 B800-GB1171-89V 帶，中心距 a=200mm ,帶輪直徑，軸上壓力15,1ddm=2136QFN?軸Ⅰ的設(shè)計(jì)（一）.軸的計(jì)算0.947.DPKW???1. 選擇軸的材料 ，確定許用應(yīng)力因我們?cè)O(shè)計(jì)的軸對(duì)材料無(wú)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650BMPas= 1[]60bMPa-s=2. 按扭強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表 13.1 得 ,又由式(13.2)得178c~337(01)8.1950Pd mn?????????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(jì)手冊(cè)查得標(biāo)準(zhǔn)直徑 12m=3. 設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)公式 125dm= 1(0.7.)hd=~.752.m=~取 h=2.5mm2130h+初選軸承 6307的直徑根據(jù)軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定取為3d35dm?的直徑也是根據(jù)軸承 來(lái)定 取為4 mina453=620d71b.確定各軸段長(zhǎng)根據(jù)汽油機(jī)高度及整機(jī)結(jié)構(gòu)，軸的總長(zhǎng)為 520mm軸段Ⅰ的長(zhǎng)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(zhǎng)度根據(jù)軸承座端面和帶輪的距離確定為 26mm軸段Ⅲ的長(zhǎng)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(zhǎng)為50mm軸段Ⅴ的長(zhǎng)也為軸承寬 21mm軸段Ⅵ的長(zhǎng)和軸段Ⅱ的一樣為 26mm最后留下的長(zhǎng)度就為軸段Ⅳ的長(zhǎng)（二）.軸的校驗(yàn)312369042rQFN=--=以 B 為基點(diǎn) ， r386.57.5rCrF????41在以 C 點(diǎn)為基點(diǎn)： 3358.2760.5rBrF?????401N=...rMlmN?左32653726m右1041058.右 左=+=+=669.59. .5PTn???????2222()48(.6)97.MeTN????3871.0.ce MaW????2()0.645270.eAMTNm???? 3267401.eAMPaW??????查表 13.1 得 ，滿(mǎn)足 ，故軸的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求。1[]b-s=1[]eb???(三).軸承的選擇應(yīng) 所以只要 邊的軸承可用即可BCF
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