茶树园林修剪机结构设计（全套含CAD图纸和三维模型）

茶树园林修剪机结构设计（全套含CAD图纸和三维模型）,茶树,园林,修剪,结构设计,全套,CAD,图纸,三维,模型 茶树园林修剪机的结构设计院（系）名 称： 专 业 名 称： 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 职 称： 二一九年三月摘要茶树修剪机是一种园林上专为茶园修剪茶树的小型修剪机器，其结构简单，而且质量要求较轻，实现自身的便捷的特点，茶树修剪机的结构研制和设计的开发，针对茶树的生产和产量来说都是一个良好生长机器，对茶树的生产有重要的意义。在茶园茶树的生产过程中，为了增强茶树在生长时候的树冠生长的密度，培育出比较优质的茶树生产茶叶，就是为了能够使茶树在生长中得到更为旺盛的修剪过程增加茶树的生产密度，在茶园，就必须对茶树进行定期的有效修剪。所有对茶树的修剪，是茶树在生长上分的主要的一个技术手段之一，本次设计的茶树修剪机，即可更高的地完成对茶树的修剪，实现这项技术的运用。但现有市场上的茶树修剪机，一般都是存在一些不好的地方，比如存在手持部分质量过重，无法使得人长期工作，会造成劳动强度非常较大等不足之处的存在。本次的设计茶树修剪机，主要的结构设计针对的是一种工作时候的便携式刃面，实现往复式修剪茶树的茶树修剪机，以小电机缸体为主要动力，在通过减速齿轮装置传动减速实现变速传递，传递到工作的部分，实现与执行机构的一个很好的连接。本次设计的茶树修剪机的结构中减速器的设计，采用的是直齿圆柱齿轮的传递机构，减速器将产生的动力，通过齿轮传动传到曲柄上的滑块机构，再由曲柄上的滑块机构，在力的作用吓带动切割刀片，在不断的做往复运动，实现对茶树的修剪，在设计中对切割刀片的选择，在根据实情况和生产上的调研，切割刀片的结构设计，要与茶圆种植茶树的宽幅相互对应，才能实现宽度上的一致，实现更好的对茶树进行切割，切割大采用单动刃刀片。本文所设计的结构，就是依靠于往复式运动的方式。关键词：修剪机；茶树；轻便；环保 AbstractTea tree pruning machine is a kind of small-scale pruning machine specially designed for tea plantations in gardens. Its structure is simple, and its quality requirement is light. It realizes its own convenient characteristics. The development of the structure and design of tea tree pruning machine is a good growth machine for the production and output of tea plants, and it has important significance for the production of tea plants. In the process of tea production in tea garden, in order to enhance the crown growth density of tea plant in the growing period and cultivate high-quality tea plants to produce tea, it is necessary to prune tea tree regularly and effectively in order to make tea plant get more vigorous pruning process in the growing process and increase the production density of tea plant. All the tea tree pruning is one of the main technical means of tea plant growth. The tea tree pruning machine designed in this paper can complete the tea tree pruning more effectively and realize the application of this technology. But the tea tree pruning machine in the current market generally has some disadvantages, such as the excessive quality of the hand-held part, which can not make people work for a long time, and will cause the existence of very large labor intensity and other shortcomings. The design of this tea tree pruning machine, the main structural design is for a portable working time edge, to achieve reciprocating tea tree pruning machine, small motor cylinder block as the main power, in the deceleration gear device transmission speed transmission, transmission to the work part, to achieve a good connection with the executive mechanism.The design of the reducer in the structure of the tea tree pruning machine adopts the transmission mechanism of spur gear. The power generated by the reducer will be transmitted to the slider mechanism on the crank through gear transmission. Then the slider mechanism on the crank will frighten and drive the cutting blade in the function of force. The cutting blade is constantly moving to and fro to achieve the pruning of the tea tree. In the design, the cutting blade is cut. According to the actual situation and production research, the structure design of the cutting blade should correspond to the width of the tea tree planted in the tea circle, so as to achieve the consistency of the width, achieve better cutting of the tea tree, and adopt the single-edged blade. The structure designed in this paper is based on the reciprocating motion.Key words: pruning machine; tea plant; portable; environmental protectionIV目 录第一章 绪论21.1茶树修剪机背景及意义21.2 茶树修剪机的发展31.3 本次结构设计的主要技术指标5第二章 茶树修剪机方案的结构设计62.1 茶树修剪机的传动方案62.2总体结构82.3茶树修剪机主要设计技术参数8第三章 动力选择和传动的结构设计93.1茶树修剪机的动力选择93.2茶树修剪机的传动部分结构设计93.3茶树修剪机的曲柄压力机滑块机构的分析123.4 茶树修剪机齿轮传动相关设计计算17第四章 茶树修剪机执行机构机架的结构设计244.1茶树修剪机往复式刀片机构244.2 机架的的结构设计254.3茶树修剪机的使用注意事项26结论27参考文献28第一章 绪论1.1茶树修剪机背景及意义在我国的茶文化的发展中，茶叶是一个比较有影响力的名片，使得中国更好的走向世界的一个重要标志，茶叶在中国文化的发展中，具有悠久的历史和种植的长久历史，由于中国的水土较好，气候比较优雅，所有查的种植更是得到了广泛的发展。有一种非常好的茶，是中国生产的茶中比较特殊的一种，就是产于中国武夷山的一种茶，这种茶主要生长在特殊的岩石缝中，是一种比较高端的特色茶叶，后来被命名为武夷-岩茶。这种武夷岩茶，比较著名的一种茶，它的名声远播至海外，一直在在国内外哈耶市场上都得到了非常大的热销，以至于使得这种茶的需求量很大。决定了这种茶的实现需求很大。在为了使茶叶在很好的环境下生长得更好，所有在茶文化的发展中，茶树修剪机就慢慢的被推广，应运而生，不断的使用，使得茶树修剪机的有较大的市场需求量。而这种设计的茶树修剪机，其主要的作用就是对茶叶在生长时候的形式进行修剪，以及对茶叶的生长进行整形，使得生长中的茶叶大小一致。根据茶树修剪机的动力装置。可以把市场上的茶树修剪机结构，分为手持式修剪机，主要采用汽油修剪机。还有背负式的茶树修剪机，主要采用电动结构的修剪机。还可以根据修剪机的刀刃，在结构类型上的而不同可以分为单刃类型修剪机，以及双刃修剪形式的茶树修剪机。目前市场上的茶树修剪机主要以小型汽油机为主，大部分的茶树修剪机动力的茶树修剪机的不断的应用的在市场上是比较广泛的。一般的茶树修剪，主要的目的就是增强茶树在生长时候的生长势头，可以对茶树培养优质的生长树冠，实现更好的抑制茶树的顶端优势，在通过修剪不断的刺激茶树的生长部位，使得较低的芽在不断的生长。在过去茶树的种植发展中，一般的手段是通过采用人工的修剪方式来进行对茶树的修剪，这种原始的方法，在劳动力上消耗劳动力很大，而且修剪茶树的效果差不是很好，没有达到现有机械设备修剪的作用。所有在后来的发展中，使得茶树修剪机在不断的被研制、发展优化后被投入和使用在茶园的茶树修剪上，使得茶园对茶树的修剪实现更加的专业化，这样的技术进步在茶树修剪上大大提高了修剪茶树的工作效率。直到目前市场上为止，实现的茶树修剪机的结构机型很多，包括单人还有双人修剪的茶树修剪机，还有重修的茶树修剪机。本此设计的茶树修剪机以电动式，实现单人对茶树修剪的结构设计为主，在设计中对单人式茶树修剪机的结构形式，进行的结构上的设计和重量上的设计优化。设计的主要功能，是可以实现对茶树进行轻度修剪，也可以对茶树进行深度的修剪的作用，还可以在对茶树的修边等使用，实现茶树修剪机的多功能的特点，在种植茶树上，可以让茶树与茶树之间，在生长空间上有一个空间上的合理间距。在70年代的时候，中国农业的发展科学院，里面的茶叶研究所，通过对茶树修剪的研制，研发了一种中频电动手提式的茶园修剪机，这种茶树修剪机就是以汽油机带动，实现中频电电机组为设备的电源，使用双动切片进行往复运动的刀片，可以实现的切割幅宽在30cm左右。但是，在后来的市场上使用中，最为使用广泛，还是动力选用汽油机的茶树修剪机，主要以平行的运动的往复刀片，作为执行切刀运动的机构，能够实现的切割幅宽为75cm，这种茶树修剪机的工作的动力为750w的汽油机，使用的切割器是可以实现往复式运动的刀片，在工作中的运动的往复频率一般为：1000次/min。这种茶树修剪机的整机重量一般在4-5kg，可以实现单人工作操作手持即可对茶树进行修剪，机器产生的动力作用，通过使用的离合器、以及是选用的减速器，来实现对茶树顶端的切割作用，在工作中每小时可修剪茶地半亩左右。由于设计的刀片比较锋利，设备可以实现的转速比较高，使得茶树的树枝直径在10mm左右的都可以一刀切断。这样的修剪的方式，通过修剪，能够让生长的茶树在每个部分生长上的采光均匀实现，提高茶树的生产量，同时提高了茶树管理人员的工作效率，因此这种茶树修剪机在市场上得到了很大的发展，不断的再增加供应量。为了降低茶树修剪机的生产制造的成本，提高茶树修剪的机器设备的生产效率，实现茶树修剪机的高要求，方便清洁的作用，实现大规模化的茶树修剪机的生产，所以本次设计的茶树修剪机的结构，在设计上主要是研发结构的优化型。主要针对背负式的茶树修剪机进行结构设计优化。在设计的时候，针对结构设计，专用的弧形刀刃在修剪的时候可以锁紧茶树的枝干，在工作上增加了切刀切口工作时候的平整度要求，最大的有点是在对茶树自检的时候使得对茶树的伤害降到最低。1.2 茶树修剪机的发展1.2.1国外发展概况茶树修剪机在国外的发展中，对于茶树修剪机的设计发展是比较早的，得很高的研制成果，使用时长显著的是在印度和日本的发展中，还有很多的国家在设计上，研制的茶树修剪机的主要形式以重型的修剪机的设备为主，在生活中给茶树种植的带来了诸多的便利之处。在日产的一家公司，研发的一款茶树修剪机型号为E7B-750型，实现单人修剪，茶树修剪机配的电动设备是日本的单缸二冲汽油机，这种茶树修剪机采用的是平刀片，在实现往复式运动的切割，可以达到的切割幅宽75cm。这种茶树修剪机的特点是：机身的质量轻，在工作中便于单人手持操作，在市场上的适应性较为良好；电机实现的茶树修剪机的动力性能好，结构简单便于操作，在设计的茶树修剪机的机身上，设有一个控制的按钮，使得整个机器在操作上特别的方便。更早的茶树修剪机的使用，是在20世纪和80年代的末期的时候，茶树修剪机在欧美的一下发展国家，多为种植茶树的地方，这种便捷的修剪机，就可以走进了千家万户为种植茶树的人们带来了效率，慢慢的在这些国家开始成为了一些，在中产阶级家庭里面种植茶树的必备品，在我国的茶树修剪机的发展中，主要是在20世纪和90年代的时候，在一些我国家的先进发展的技术，再被慢慢的陆续引进到我国的茶园中才被使用。在目前的发展中，国外茶树种植中，对茶树的轻中修剪，这样的机械的研制，相对应的应用是非常成熟的，并在不断的应用中进入大量的推广时期。1.2.2国内发展概况由于我国茶文化的发展比较早，所有在我国对于茶树修剪机，在设计和研制上起步也是比较早的，在先后不断的生产了几种茶树修剪机的机型，在北京园林生产厂，对茶树修剪机的机械研制结构上，通过以中频的电机为主要的动力，实现双动往复运动的刀片式茶树修剪机；还有后来在上海园林，茶树修剪机工具厂也同样的生产了以电动形式的旋刀式来进行切割的茶树修剪机，它主要的使用刀片是呈现辐射状的刀片，设计的定刀片通过对枝条的起一个支承力的作用，使得动刀片运动的旋转，进行对茶树的切割，该茶树修剪机机需配12V的电池，使用电池实现动力。目前的发展中，在我国有大量的茶种植基地，以至于出现了大量的茶树修剪机，但是这些茶树修剪机普遍采用的原理，都是以手持式为主的茶树修剪机。中国在茶叶上的发展博大精深，国内作为茶树种植的超级大国，在很多茶叶在国际上著名，使得茶类基本都是都源于中国的，以至于我国的有关部门，在对茶树的种植上也是十分重视，大量的支持国内一些生产茶树修剪机的有关厂家，在不断的采取多种型号和形式的茶树修剪机来生产茶叶。使得我国茶树修剪机，在机械化的发展中也是得到了很大的发展，但是不足之处还是很多，主要原因国产的茶树修剪机在修剪中的机械设计的质量不过关。主要原因是我国设计的小型动力，在机械加工制造商、技术设计的设备，在相对的水平比较低，选择使用的原材料质量不高，使得综合因素一起的作用下造成的茶树修剪机的不足之处。在近几年的发展来说，通过国内相关的部门认真分析和总结，在设备的生产上吸取经验教训，在制造商开始重视，国外茶树修剪机技术的发展和改进，优化国外茶树修剪机的结构夜店，从而在结构的设计上可以更好的开发，使得开发的设备可以符合我国国情。结构更加优化的茶树修剪机械设备，并开始慢慢的形成了我国自己的茶树修剪机特色，再加上我国综合工业的的技术水平的不断进步和提高，这样茶树修剪机在我国国产的茶树，在种植茶树的修剪机械上，现已接近和达到国外相对应的茶树修剪机进口机械的相关水平。1.3 本次结构设计的主要技术指标本次的茶树修剪机的结构设计，主要分析和参考的技术设计的指标如下： （1）茶树修剪机的设计的刀具在使用上的寿命：能够达到420h以上；（2）手持的茶树修剪机可以修剪的茶树的高度：达到500-700mm左右，适用于大量的茶园修剪；（3）设计的结构的修剪幅宽：5000mm的宽度；（4）茶树修剪机的设计的工作效率：最高的工作效率0.24hm2/h；（5）茶树修剪机设计的切刀的切口工作的平整度：平均在80%左右。第二章 茶树修剪机方案的结构设计2.1 茶树修剪机的传动方案 在设计茶树修剪机的结构的时候，能够更好的实现茶树修剪机的本次设计的要求，可以适合现有的市场环境，优化茶树修剪机的结构，使得设计的茶树修剪机笔心有市场上的设备更有价值，在设计的时候主要考虑的内容有以下一些设计的特点需要考量：1、考量设计的茶树修剪机是不是可以实现人工操作来工作，还是需要设计非人工的操作设备，经过考虑后，本次的设计需要在茶树修剪机的内部设计一个机体自带小型的动力的电机,在电机的设计上，为了电量的充足，可以优化设计一个相应的外接电源，这样设计的电机对于电量在工作时候的使用，可以达到更好的适应性，实现设备的操作和工作使用的安全性能。2、本次设计的茶树修剪机的结构，以及设计中应该选择使用的电机，以及设备机构设备材料的选择上都需要考虑，在大幅度的可以减轻重量的条件下，保证设备的稳定性，达到实际性的工人在操作茶树修剪机的时候减低操作的劳动力的强度。3、设计的过程中还需要对设计的茶树修剪机，在操作的时候使得作业质量有所提高或改进的比较好，使得工作的茶树修剪机的整体性能相对是比较稳定的。4、本次的设计，主要的特点是可以实现设计的茶树修剪机的机构在实现使用中。可以实现一机多用的原则，不光使得设计的茶树修剪机用于茶树的修剪，还了可以用于其他的修剪，也就是设计的时候要考虑修剪机的使用上，可用作茶园茶树的修剪的以及整形，还可以在茶园的使用上，可以更好的实现作为茶树生长上为了达到密度的相应的修剪。5、设计的茶树修剪机可以实现多功能修剪的特点，可以实现适应于多方面的茶树修剪。在本次的茶树修剪机的结构设计中，可以选用的动力方式，在传动方式上为：通过设计的电机，带动茶树修剪机大齿轮和小齿轮实现动力的转动，由小齿轮轴带动曲柄实现运动，传递到滑块上的动力，在曲柄滑块的作用下，使得连接着刀片在运动上组往复运动，在设计的时候可以选用的方案，通过查找相对应的内容可分为蓄电池装置，设置在于机架内，也可以采用置于背架上的小电机等两种形式，因此在设计茶树修剪机的时候可以提供该机器在设计中，有以下2种可以选择的方案可供选择和进行优化设计的选取：a方案：使用电瓶提供动力，然后和电机实现组合，整个的电瓶和电机的设置在机构的内部，这样设计的问题是由于电瓶的能量不能支持长时间的工作。在设置的电瓶盒电机的组装上可能会占用很大的空间，使得整个茶树修剪机的重量不断的增加，在人工操作上会受到限制，因此可能会影响切削茶树的进行。a方案b方案：将设计选用的电机设置在机架内部，整个结构在考虑到正常使用时后要操作方便，可以选择把电瓶单独的放在背部采用背着的方式，运用一个外接电线来连接茶树修剪机实现传动动力的作用。这样设计的结构，不仅整体的空间实现更大化，设计的机构也使茶树修剪机的整机更加轻巧结构简单，以此来设计的方案为更架的好。b方案最终可以确定茶树修剪机的方案设计，确定总体的设计方案采用上述的b方案来进行茶树修剪机的设计。使得电机置于机构的机架上，动力的电瓶采用放在背部背着的方式，切刀的刀片为可以选择使用单动刃往复式运动的刀片。2.2总体结构茶树修剪机的总体结构设计过程，由以下几个方面的设计内容组成：（1）茶树修剪机动力源的来源：电动机实现；（2）茶树修剪机传动机构的设计：有设计的曲柄滑块实现动力的传动；（3）茶树修剪机修剪的执行机构设计：采用往复式运动的刀片机构来进行茶树的修剪。2.3茶树修剪机主要设计技术参数根据本次设计的实际统计，查找相对应的茶树修剪的相应内容，可知一般的茶树的绿篱枝条的的修剪中，平均可以修剪的直径为5mm作用，树枝的修剪剪切力设定为F与树枝修剪的时候的横切面积设定的x有参数设计的关系：也就是:F=10X-230/N计算的单位为：N本此设计的茶树修剪机在实际使用中，工作的只有一侧的刀刃，只有一边的处在时间工作的状态，因此在茶树修剪机的实际工作中，可以计算刀片的受到的剪切力计算为：F=（1052-230）18=360N茶树修剪机修剪的剪切力：F=360N；在工作中可以切割幅宽75cm（茶树宽大约100cm）；茶树修剪机在剪切时候的最大直径可以达到10mm；切刀的刀片在切割是的频率：1000次/min；茶树修剪机整机的结构设计的重量约为8kg机械的工作效率为：0.3亩/H。第三章 动力选择和传动的结构设计3.1茶树修剪机的动力选择本此设计的茶树修剪机选择使用的电机，是采用外接24V的蓄电池电机，为了实现电机的方便携带，以及电机的携带中不会影响正常的工作，电机的携带的结构，在设计的时候设计成成双肩形式背这得结构。使得工作人员在工作中，将电源线与修剪机通过电线的方式进行后面插孔连接，然后将=电机背在身后进行切割，进行工作。这样的设计和其他电动设计的设备结构相比，这样的设计结构主要有以下几个设计的优点;这样设计可以有效的减小茶树修剪机整机的体积大小，重内部核心上降低了整机机器的重量，使得在茶树的修剪工作中，操作轻便而且工作便捷很多。使用这样的背着的方式，使得可以在设计蓄电池的时候，电池的体积可以设计的更大一些面对机器的存在没有太大的 影响，可以增大储存的电量，使得使用的时间更加的长久，可续航工作的时间在通其他店家相比也会更长。设计的结构采用外电源式，使得蓄电池在没工作的时候进行充电，直接更换蓄电池就可以进行工作，从更大的角度上优化了设计的目的没达到了设计的要求。3.2茶树修剪机的传动部分结构设计3.2.1茶树修剪机的曲柄压力机滑块机构运动规律分析本次茶树修剪机的结构设计，唇动的压力机工作传动机构，采用的是由曲柄滑块来实现机构的传动,以下图示 A点，表示的是连杆结构与曲轴的相互连结的点,所示的B点表示传动的连杆与U型滑块型相互的连接点,所有在设计中如图示的AB，表示连杆的长度， 工作传递的滑块的位移量设定为：s。a为传动曲柄的的传动的转角。则在计算上的习惯，可以优曲柄的最底传动的位置，沿这曲柄传动旋转位置的相反方向进行参数的计算。茶树修剪机运动的机构简图如下图所示, 图2-23.2.2滑块的位移和曲柄转角之间的关系茶树修剪机滑块的位移量和传动曲柄的转角，在设计参数之间的关系计算的表达为：而 令 则而 所以 ： 代入以上计算结果：通过计算整理得: 代表传动连杆的设计系数。通用情况下的压力机一般取值一般在0.10.2的范围之内.故上式计算整理后可得:以上试计算式子中： s茶树修剪机滑块行程。 a茶树修剪机曲柄转角, 与传动曲柄旋转机构方向形成相反者为正。 R传动曲柄的半径 连杆的传动系数 L连杆传动力的长度 因此,已知茶树修剪机曲柄半径R，以及连杆设计的系数时,从上式的计算中求出茶树修剪机对应于的不同a角和s值.有计算的公式定理可得：3.2.3茶树修剪机滑块的速度和曲柄转角的关系求出茶树修剪机的滑块位移量，茶树修剪机的传动曲轴转角,在计算中将位移s对传动运动的时间：t，求导数后可求得到茶树修剪机滑块传动的速度v.即: 而 所以 式中 v茶树修剪机滑块速度 茶树修剪机曲柄的角速度 又因为：所以：上式计算中 ： n茶树修剪机曲柄的每分钟转数。从上式可看出,茶树修剪机曲柄转角a，在传动中的角度变化时，与茶树修剪机的滑块的速度V同样的速度也跟着变化。在曲柄的转件a=0的时后，以至于茶树修剪机的速度 V=0 ,当 a角在增大时，速度V随之一会显著的增大；但在a=范围之间的时候，茶树修剪机的速度V的实现变化是最小的,而茶树修剪机速度的数值是最大的.因此当速度常常近，取曲柄转角等于90的时候，茶树修剪机的滑块速度当作是一个最大的速度。用表示：即以上的计算上面公式可以表明，当茶树修剪机滑块的最大传动的速度与茶树修剪机曲柄的转速：n，茶树修剪机曲柄半径R形成正比的时候，n值越高，R值相对一会越大，茶树修剪机滑块的最大速度一会跟着变化，Vmax值也越大。 本此设计的茶树修剪机的压力机滑块的最大传动的速度：3.3茶树修剪机的曲柄压力机滑块机构的分析在设计中，通过对设计的茶树修剪机的结构分析，可以判断茶树修剪机的曲柄压力，在茶树修剪机滑块机构能否实现满足工作需求的时候，设计不仅要考虑根据茶树修剪机的运动规律进行相应的分析，还要符合设计的要求，而且设计中还需要对相对应的部件进行校核，分析它的工作强度。在对部件的校核强度中，必须正确计算茶树修剪机将曲柄压力机，茶树修剪机滑块机构工作时候的主要部件的构件都需要进行力学相关的分析。3.3.1茶树修剪机滑块机构主要构件的力学分析在设计计算中不考虑自身重量，以及不考虑摩擦时，茶树修剪机滑块的受力情况可以参考如图所示的受力分析图。其,P1为茶树修剪机抵抗工作变形的向反作用力，N为导轨对茶树修剪机滑块的约束的反力，Pab是茶树修剪机对滑块的工作的约束反力，当这茶树修剪机的三个力在工作中交于B时，就会组成一个比较平衡的交力形成系统。根据力工程力计算的平衡的原理，从以上的力三角形中，可以计算求得：P1、N、Pab在整个结构中的关系如下： 在有上式知：当时，可以达到取到一个最大的值。 一般茶树修剪机曲柄压力机，选取的：，当负荷在设计中达到一个相应的公称压力时，茶树修剪机的曲柄转角，仅仅只有30度左右的。因此在茶树修剪机计算中可近似认为： 将以上的两式整合后便有： 例如求茶树修剪机的公称压力角：时,茶树修剪机曲轴上齿轮的传递扭矩是。因为当茶树修剪机时,茶树修剪机滑块能后承受力的作用，大概是大负荷量160T,所以根据结构设计的选择坯料抵抗，能够承受的变形的反作用力：允许可以达到这个的一个数值,即： 茶树修剪机的计算中可查表2-2得：因此在不考虑茶树修剪机摩擦时传动的齿轮和传动的扭矩为:在茶树修剪机的设计中，针对的一闪该计算中，忽略了每个部件之间的摩擦作用，从茶树修剪机滑块和茶树修剪机连杆的受力，来分析,可以根据计算公式上相对进行简化，使得计算产生的误差是相对较小的，但在计算茶树修剪机曲轴，所需传动传递的扭矩时,应把茶树修剪机各活动部位的之间的摩擦都需要考虑在内进行相关的计算，否则在茶树修剪机的计算时，会产生较大的计算误差,所以应考虑茶树修剪机因摩擦所增加的扭矩：。3.3.2考虑摩擦情况下滑块机构主要构件的力学分析茶树修剪机曲柄滑块在传动机构中的的摩擦分析:1）茶树修剪机滑块运动时，其传动的导向面，传动的导轨之间存在运动方向上的相反作用力，实现工作行程时,茶树修剪机的滑块开始向下进行运动,使得导轨对茶树修剪机的滑块形成的摩擦力朝上,所有形成茶树修剪机滑块与茶树修剪机导轨之间的阻力矩.2）茶树修剪机轴承与茶树修剪机曲轴支承颈之间计算的阻力矩，且根据下式分析计算得出:由于茶树修剪机小齿轮的作用力：远小于：,所以在计算中可以认为这两个支反力的和茶树修剪机的 于是上式计算可变为:3）茶树修剪机连杆大端轴承和茶树修剪机曲轴颈之间形成相对应的阻力矩,且极计算可按下式可进行:4）茶树修剪机连杆小端轴承和茶树修剪机连杆销所形成计算的阻力矩。且计算方式如下：由整个茶树修剪机的,可得茶树修剪机曲轴，所需增加的扭矩，在单位时间工作所做的功，计算等于克服磨擦力。即： 式中：茶树修剪机曲柄的角速度；茶树修剪机滑块的速度；茶树修剪机曲柄和茶树修剪机连杆的相对角速度：茶树修剪机连杆的摆动角速度：所以可以求得茶树修剪机的绝对值为：而将以上的计算代入，并取=1，经整理后得由于摩擦使茶树修剪机曲轴所增加的扭矩为： 现以所的茶树修剪机结构设计的曲柄压力机，茶树修剪机曲柄滑块机构为例,来分析上式中计算的值.有该茶树修剪机曲柄压力机的参数如下: R=80mm 代入式子中求得方括号内的值,即的值如下: 684.9 681.61 679.95 673.90 661.30 649.40从以上计算式可以看出, 的值，在随茶树修剪机曲柄转角的变化而变化,但变化相对较小,在计算中近似数值的大小,可以将看作变化不随变化的一个常数,并取其值相当于=时的时候.因此,上式计算可简化为：已知 与茶树修剪机不记摩擦的扭矩比较,最后的到考虑茶树修剪机摩擦后曲轴所需传递的扭矩: 以上式子中:R茶树修剪机曲柄半径;茶树修剪机曲柄的转角;茶树修剪机连杆系数;茶树修剪机设计的摩擦系数,一般取0.05茶树修剪机曲轴支承颈的直径茶树修剪机曲轴颈的直径连茶树修剪机杆销的直径茶树修剪机坯料抵抗变形的反作用力.3.4 茶树修剪机齿轮传动相关设计计算3.4.1 齿轮传动的介绍由于茶树修剪机的齿轮传动中，有能实现传递相对应较大的扭矩、可以在使用上增加寿命，提高工作效率的高等等优点，因此本次设计的齿轮，在得到了设计的广泛应用后。但是设计中选择使用齿轮传动，不足之处是会有相应的齿轮失效形式：传动齿轮的折断、传动中齿面的磨损、以及齿面传动使用时间长后点蚀等情况出现。根据这些会出现影响使用的情况，对于改茶树修剪机曲柄滑块，在机构中的茶树修剪机齿轮传动部分，针对设计的内容提出下面设计的两点基本设计要求：1、使用的齿轮需要有足够的工作承载的能力。可以通过设计缩小齿轮设计的尺寸大小，选择齿轮材料的时候采用适合，经济成本较高的材料来作为齿轮的材料加工。2、能够实现的茶树修剪机的传动平稳性要达标，达到一个很好的要求。可以在设计中通过减小齿轮的瞬时传动比，使得传动比变化，实现保证茶树修剪机传动的平稳性的作用。3.4.2直齿轮传动根据设计茶树修剪机的总体结构以及设计的方案，茶树修剪机的曲柄在滑快的机构中，是有齿轮传入的结构设计。由于茶树修剪机的工作的传递的力相对比较大，设计中可以结合已有设计方案，对结构设计的方案进行分析，确定本此茶树修剪机设计的传动采用一个双边齿轮来实现传动的效果。在茶树修剪机的设计中为了达到传动效果，可以实现平稳传动和足够工作的承载的能力。本此设计的的茶树修剪机结构设计，可以选择采用直齿圆柱齿轮实现传动系统的设计。3.4.3茶树修剪机齿轮参数确定在设计茶树修剪机的时候，参考同类型的曲柄，在设计压力机的传动齿轮中的结构相关的设计。设计的有传动比，i为:6.47形成的初步确定，可以确定齿轮设计的的相关参数，以及设计的方案如下：方案一茶树修剪机齿轮设计的摸数：m=12mm,采用的是标准直齿轮，形式为不发生根切的直齿轮， 设计的小齿轮的齿数：,那么可以计算出大齿轮的齿数为：.方案二茶树修剪机齿轮设计的摸数：m=12mm，选择采用型号为变位传动的齿轮。由于选择是采用的是变位传动齿轮，所有可不考虑齿轮的根切走呀，这时设计可暂定小齿轮的齿数设计为，那么可以计算出大齿轮的传动的齿数为：通过设计和分析可知，从以上两种设计的齿轮的设计参数进行比较后可知，诺选择使用直齿圆拄标准进行齿轮的选择，一般使用中比变位传动的齿轮，在中心距的设计上增加了差不多90mm的长度，使得分度圆同时也会增加了156mm左右。为了实现整个的茶树修剪机的传动系统在设计的机构上的尺寸的减小，可以相对应的减轻机器的设计的重量和机器在制造商的节约材料的特点。结合文献资料对近年来茶树修剪机曲柄，以及压力机一些其它类似的设备中，使用变位传动的齿轮的是比较广泛应用的，本次茶树修剪机的结构中，设计茶树修剪机曲柄压力机，可以选择采用变位传动的直齿圆柱轮来实现传动。设计的相关计算参数如下：吃力的模数设计m=12 压力角大小的确定a=变位传动系数: 设计的齿数： 3.4.4齿轮的尺寸初步计算 在设计过程中，在对以上的数据进行相关的设计计算后，以上数据可以根据选在的齿轮设接的结构，进行设计时相关设计的尺寸就你行相对的计算公式，计算传动齿轮的相关设计的尺寸如下：吃力的分度圆直径计算：D=mz 吃力齿顶圆直径的计算： . 吃力齿根圆直径的计算： 吃力的齿顶高计算： 齿的齿根高计算：吃力的齿全高的计算3.4.5茶树修剪机齿轮的强度校核在茶树修剪机的总体的结构设计中，计算大齿轮承受的扭距力的作用：M2=515000千克*厘米，齿轮的变位系数大小：-0.4，齿轮的转速：n=32r/min；在齿轮的加工上的加工精度一般选择为八级。现按照茶树修剪机弯曲强度，计算方法可以实现的检验所的进行的结构设计，可以排定齿轮的选择是否恰当可行。并确定选择的齿轮，在制造上的材料选择和齿轮加工的热处理方式选择等。确定茶树修剪机齿轮选的载荷集中计算的系数k。齿轮发的齿宽与茶树修剪机小齿轮节圆直径的比值：茶树修剪机齿轮位于茶树修剪机两轴承之间并对称布置。茶树修剪机轴的刚度较好，茶树修剪机大齿轮的齿面不准备火。确定茶树修剪机动载荷系数：因为茶树修剪机大齿轮是精度在设计中一般选择为八级，直齿圆柱传动的齿轮，起速度一般为：确定茶树修剪机大小齿轮在传动中的齿形系数分别为和。因为茶树修剪机是闭式传动的方式，所有大齿轮的设计的齿数为：，设计的传动的变位系数：，又因为设计的小齿轮传的齿数：,使得变位系计算的数： 。对于茶树修剪机小齿轮 的分析； 根据生产的工厂的在计算的实际条件，并参照机械设计中的齿轮的许用应力值：）选定茶树修剪机大、小齿轮的材料选择以及相对应材料的热处理方式。为了齿轮的保证牙齿在工作中不会因弯曲疲劳受力折断，所有在齿轮的选择上允许弯曲应力，计算中不应小于齿轮齿根处设计的最大弯曲的应力.所以大茶树修剪机齿轮需要用进行正火处理,茶树修剪机小齿轮可以选择使用锻钢45，也可以选择使用40Cr调质可以使用制成.计算茶树修剪机小轮直径:茶树修剪机工作的载荷系数：K=KAKVK取KA=1（表8-2），KV=1.15，K=1.09（表8-3）K=11.151.09=1.25茶树修剪机小轮传递的转矩计算：T1=9.55106p/n=9.551065.5/960=54713.5Nmm茶树修剪机弹性变形系数：ZE=189.8（表10-5）。计算节点区域系数：ZH=2.5。将以上计算的参数数据代入上式得：d1mm确定茶树修剪机主要参数求齿轮的传动的中心距aa=(d1+d2)/2=d1(1+i/2)=51.86(1+4.45)/2=141.32 mm在计算后圆整，取：a=145mm，则d1的计算值变为53.2mm。计算齿轮的模数：m=d1/z1=53.2/22=2.4mm取标茶树修剪机齿轮的设计的准模数：m=2.5mm。求z1、z2总齿数： zc=z1+z2=2a/m=2145/2.5=116若Zc不等于设计的整数时，可改变齿轮的模数值，因：zc=z1(1+i)故：z1=zc/(1+i)=116/(1+4.45)=21.28取：z1=22（因最后d1必须大于接触强度公式所求d值）。则z2=zc-z1=116-22=94实际：i=z2/z1=94/22=4.27传动比的变动量为：可用。求茶树修剪机小齿轮工作宽度：d1=z1m=222.5=55mm51.86mm计算茶树修剪机齿轮的工作宽度：b=dd=155=55mm取b2=55mm，b1=60mm. 校核：弯曲强度；由式：，分别验算茶树修剪机两轮齿根弯曲强度。计算圆周力： N齿形系数YFa、应力修正系数Ysa当z1=22，YFa1=2.78，Ysa1=1.61，z2=94，YFa2=2.22，Ysa2=1.87，则 MPa MPa 主要几何尺寸m=2.5mm，z1=22，z2=94，d1=55mm，d2=z2m=942.5=235mm，da1=m(z1+2)=2.5(22+2)=60mm，da2=m(z2+2)=2.5(94+2)=240mm，df1=m(z1-2.5)=2.5(22-2.5)=48.75mmdf2=m(z2-2.5)=2.5(94-2.5)=228.75mmb=55，取b1=60mm，b2=55mm，a=(d1+d2)/2=(55+235)/2=145mm第四章 茶树修剪机执行机构机架的结构设计4.1茶树修剪机往复式刀片机构由于本次设计的茶树修剪机可以修剪幅度是较大的，所以在设计茶树修剪机的结构设计时，特别是刀刃的设计。不仅要考虑到设计的单个刀刃材料的选择和制造后的刀具，要有足够的刚度和强度，而且茶树修剪机的整个的设备还需要保证整体的稳定性，所有对刀具的整个刀片都要求有足够的刚度。所以本次设计的茶树修剪机的结构设计刀片规格设计的样式如下图所示： 图4.1主刀具二维图 图4 .2 主刀具刀刃局部图茶树修剪机的刀片的单刃长度设计为60mm，其宽度尺寸设计为50mm，在茶树修剪机的工作过程中，能够实现主刀组在切削的时候，有效实现切削刀刃数设计为14个，可以实现对茶树的切割的有效切削宽度设计为1.4m，在刀具的侧边，还设计了测刀具，这组侧刀组能够实现的有效切削刀刃个数为8个左右为最佳，测刀具的实际的有效切削宽度设计为0.8m，两组刀具的刀刃中心线间距在100mm，可以更好的实现刀片在相互工作运动时候的相对运动行程为100mm。切削的速度为0.5m/s，使得刀刃切削的重复度可以按找0.5来计算，则可以计算出刀具的切屑速度为1000次/每分钟，实现一次往复运动切削的有效过程为2次切割，使得每分钟切削1000次，则单个的刀片在运动上的往复运动可以为500次/分钟。4.1.1茶树修剪机刀片材料的选择 在本次的设计中，选择的刀片是需要在高速的切削环境下实现工作的部件，所有在剪切的切削过程中，刀具会受到很大的手里作用和摩擦力和以及相应的挤压力。因此在设计中，制造刀片选择的的材料要下选择有具有较高的硬度的材料、能够实现的耐磨性及其独特的韧性作用，在切割上才不会受损，基于以上的分析，上述设计的要求，可以查阅相关的文献，选择刀具的材料为W18Cr4V，这种高速工具钢，在作为刀片的材料上是符合设计的要求的。 切刀采用W18Cr4V，因为这种话采用是应用最广的一种刀具使用的高速工具钢，这种攻击高的性能很好：这种材料具有较高的材料硬度，在通过热处理后，其硬度可以达到：63-66HRC是非常高的有一个硬度,还有他的抗弯强度是非常好的，一般可以达到3500MPa左右，在生产加工中还易于磨削的加工。属于选择它的优点是：选择使用的通用性比较好，可以达到的工艺比较成熟。4.2 机架的的结构设计4.2.1机框的的结构设计设计过程中，在完成上述谈到的刀具和其结构的设计以后，可以根据已经设计好的部件来确定设计其他的结构形式，以上的结构设计，内容确定后可以来确定设计机架的结构形式和尺寸要求，在设计过程中，机架的结构不易太过于复杂，以减少其自身的重量。在设计的时候主要设计的内容，可以包括以下几个设计的方面，来衡量机架的结构设计，实现茶树修剪机的机框和设备的机头的结构合理的设计，加上上述设计的带和茶树修剪机轴的尺寸设计过程。选择的机框是用来实现放置内部结构的、传动的齿轮和茶树修剪机曲柄滑块的。根据以上的设计内容，基于的茶树修剪机结构设计计算的参数，综合进行分析和考虑，就可以的、设计的茶树修剪机结构来设计出机架的整体外形的结构，外形尺寸为近似于300350350mm。4.3茶树修剪机的使用注意事项茶园茶树修剪机在工作面，在维修的时候做好人身安全，保护设备的防护工作，更换内部部件、上盖箱体、以及控制阀系统等压件时，要先进行分析，对其全部了解以后再做工作。茶园茶树修剪机上的各轴、抽屉、调压阀及各线路管路系统的维修等，在有茶园茶树修剪机压力的情况下，不得进行茶园茶树修剪机修理与茶园茶树修剪机零部件的更换，必须停止工作后，断开相关线路卸载后进行。茶园茶树修剪机上使用的各茶园茶树修剪机油缸和茶园茶树修剪机阀体等元件，备换的各种茶园茶树修剪机软管、茶园茶树修剪机支柱、茶园茶树修剪机箱体与各种茶园茶树修剪机阀件的进出口，必须先准备和用合适的堵头进行保护，并在机油的存放与电机的搬运过程中，防止茶园茶树修剪机堵头拧掉与茶园茶树修剪机部件的脱落，影响茶园茶树修剪机液压系统的正常工作。茶园茶树修剪机部件，开关机前的开口部件，在正常使用的情况下，当茶园茶树修剪机割过剩余茶树后，行程切刀后，产生各类震动，需要注意排放的安全性，不能使得使用的人员收到伤害。需要减压排放等，实现可靠性的设计要求，排放的物质在排除之前，需要对其进行是否达到排放许可的检查。这样产生的气体有害，检查开关会自动提醒后再做后处理。因为茶园茶树修剪机将会摆放在茶园。所有在生产后需要对结构进行安全性能的分析和检验。在家的使用才会得到安全，个设计的外部结构必须可靠安全，防止对小孩等造成伤害。整个结构内部处理系统应该为密封结构。所有处理的都不能自动外泄或排除。要有合理的处理方式才能排出。达到设计的要求。排放发的气体可以直接接到房子外面。在检查开关没有问题情况下将二氧化碳等无害气体排放到空气中。在使用的和过程中要及时调整茶园茶树修剪机，茶园茶树修剪机部件扎底、是否下滑，否则影响茶园茶树修剪机， 切割茶树以及产生杂物的过程需要严格控制，属于可燃物的类型，防止过程发生火花造成火灾；因为可能造成内部结构的碰伤和损坏茶园茶树修剪机设备等。要防止茶园茶树修剪机上述事故，必须严格按茶园茶树修剪机操作程度和茶园茶树修剪机格要求，正确操作茶园茶树修剪机和使用茶园茶树修剪机各种防护设施，使茶园茶树修剪机的使用起到有效防护作用。结论在本次的茶树修剪机的结构设计毕业设计中，从设计的总体上分析来讲，主要可以把整个的设计阶段分为一下两个设计的阶段：在设计的第一个阶段，就是查阅相关于茶树修剪机的大量的资料，学习相关的设计基础，进行整个结构的总体分析和构思。在结构设计和一些特殊的零部件的结构确定和设计中。首先要更好的确定茶树修剪机在工作中的总体达到的一个稳定性的要求。使得设计的结构和实现的传动方案可靠、安全。再进入到茶树修剪机德零部件结构的优化设计设计。使得整个的设计的结构在设计过程中不会出现过多的更改等情况，对设计的计算和公式的应用和校核计算式比较多的，加上在设计的时候有大量的设计计算和需要参阅先对应的资料，感觉整个的设计是比较枯燥的，在大多结构确定后，很多的尺寸都要经过计算和校核来设计出比较可靠的结构，实现的设计原则和设计的经验而得出最后的结果。在茶树修剪机的主要部件的设计中，也就是刀片和机架的设计中，针对的是一些都是非标件的设计，这种非标件的结构设计是很难的，为此还需要专门的去了解刀具的的结构方面的文献和相对应的设计资料，最终选择采用弧形结构的刃口，来设计切割茶树枝干的刀具，可以在工作中适当的降低对茶树的损伤。在机架的结构设计中，主要是设计的尺寸，只能根据前面部件的设计技术指标，来完成对机架结构设计，需要考虑各个零部件之间的相互寸来确定机架的尺寸。本次设计的第二个阶段，就是对茶树修剪机的图纸绘制，以及的茶树修剪机结构设计说明书的编写。这个设计的阶段，需要完成刀具的相应计算和茶树修剪机带轮的零件图，完成最终设计的装配图的绘制。茶树修剪机对机械制图和设计中的公差配合等要求较高，再根据茶树修剪机的结构设计，对设计的尺寸结构进行绘制和尺寸的标注。这次的结构设计中不足之处在于自己的结构设计方面的知识很匮乏，导致我的结构设计过程进展的很困难。例如：在的结构设计机架时，我只能根据绪论里的技术指标以及的结构设计好的各个零部件的尺寸来确定机架的尺寸，尤其在的结构设计各个零件之间如何固定连接很困难。参考文献1西北工业大学机械原理及机械零件教研室.机械的结构设计第八版.高等教育出版社.2002：395-773.2吴宗泽，罗圣国.机械的结构设计手册M.北京：机械工业出版社.2006.3南京林产工业学院.木材切削原理与刀具M.北京：中国林业出版社.1993：177-181.4肖正福，刘淑琴，胡宣萱.木材切削刀具学M.哈尔滨：东北林业大学出版社.1993：383-387.5 吴良军，金洪，于涛，树枝力学特性的试验研究.林业机械于木工机械，2000，（8）：32-33.6H李斯特A匹辛格.内燃机的结构设计总轮M.机械工业出版社，1983：286-292.7温松明.互换性与测量技术基础M.湖南大学出版社，2003：8-17.8洪钟德.简明机械的结构设计手册M.同济大学出版社，2002：395-773.9木工技术问答编写组.木工技术问答M.北京出版社，1986：82-128.10中国建筑西南的结构设计院，四川省建筑科学研究院，重庆建筑工程的结构设计院.木结构的结构设计手册，1993：1-17.11 哈尔滨工业大学