2785 果树幼苗移栽机的设计
2785 果树幼苗移栽机的设计,果树,幼苗,移栽,设计
12 届毕业设计果树幼苗移栽机的设计说明书学生姓名 黄羿龙 学 号 3021207123 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 12-2 指导教师 王 伟 日 期 2011.122012.5 前 言 我国是果树种植大国,无论是种植面积还是单位面积都位于植树大国的前列。但是在我国,树苗机械化移栽技术远落后于其他国家,从人工移苗到半自动化、全自动化机械移苗,整个移栽过程的精耕细作,作业项目多、要求严、难度大、作业量大。各地虽然都进行了大量的研究和探索。但移栽效率低,不适于自动喂入移栽。以及现有的一些移栽机,由于技术与设备在营养钵土的配制,机具结构复杂,作业效率低,加工成本高以及作业性能不稳定等方面因素,在树苗育苗移栽中也未能得到广泛应用。林果业在中国乃至世界林果产业以及国民经济中具有举足重要的作用。设计夹持式移栽机喂苗装置采用人工设苗,夹苗装置下苗,由滚轮输送自动喂入地沟中的方案。根据所学的知识,确定了机械运动轨迹;在链式投苗装置运动轨迹的基础上,确立了轮式移栽机喂苗装置的基本参数:栽植频率、栽植株距、机组前进速度、苗箱上树苗放置位置和下苗装置的间距,下苗轮的转速、装苗株数以及传动比之间的相互关系,该机由拖拉机动力输出轴传动可保证同步作业,苗箱可放置多棵侍载植苗,依次人工设入轮式下苗装置,由下苗轮传送喂苗,可实现半自动化,此机构能耗低,生产效率高,工作质量好,能与各种中小型四轮拖拉机配套使用。该机的研制将大大提高树苗移栽的速度和可靠性及减轻操作者的劳动强度,是一种较为理想的树苗移栽机 。目 录 1 绪论 .11.1 本课题来源及研究的目的和意义 .11.2 本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析 .11.2.1 国内研究现状分析 .11.2.2 国外研究状况分析 .21.3 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 .21.3.1 设计重点研究的内容 .21.3.2 主要结构设计参数 .31.3.3 存在问题的解决思路: .31.4 对设计所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 .31.4.1 设计的任务要求 .31.4.2 实现预期目标的可行性分析 .32 树苗移栽机的结构说明 .32.1 结构原理 .42.1.1 工作原理 .42.1.2 工作过程 .42.2 圆盘式开沟器 .42.2.1 开沟器的作用 .42.2.2 开沟器的性能要求 .42.2.3 开沟器的类型及选择 .42.3 覆土器 .52.3.1 覆土器的功能 .52.3.2 覆土器的结构类型 .52.3.3 覆土器的要求 .52.3.4 刮板型覆土装置的刮板式和铲式覆土器的对比 .52.4 镇压轮 .52.4.1 镇压轮的作用 .62.4.2 镇压轮结构类型和特点 .62.5 夹苗器 .63 齿轮的设计参数 .64 各个轴的设计 .84.1 计算各轴的输入功率 .84.2 计算各轴的转矩 .84.3 小锥齿轮轴的设计 .94.4 大锥齿轮轴的设计 .12结 论 .12致 谢 .13参考文献 .14塔里木大学毕业设计11 绪论随着经济和科学技术的发展,加强科学技术的投入和技术创新。加大宣传力度,提高农民的积极性。同时要使栽植的稳定性和栽植速度大大提高,降低生产成本和劳动强度。我国在移栽机研制过程中,农机与农艺明显脱节,需要进一步完善与育苗设施及相应的配套技术。在引进基础上要克服不足,尽量设计出适合经济作物的移栽机,加强自动喂苗栽植器的研究,增加检测与传感装置,适时地控制栽植过程。力求达到预期的栽植效果。同时还要加强自动上苗机构的设计,应将通用移栽机与专用移栽机相结合,增强移栽机的环境适应性,提高其通用性。1.1 本课题来源及研究的目的和意义到目前为止我国的水果种植面积为 840 万公顷,占世界果树种植面积的 21%;水果年总产量达 5900 多万吨,占世界果树总产量的 13.4%,这两项指标都已跃居世界第一。虽然我国人均 79万平方米的果树面积,已接近人均 83 平方米的水平,但由于我国果树平均单产仅为世界平均产值的 66%,所以我国目前人均果品拥有量仅为 47kg,远低于世界人均 75kg 的拥有量。所以移栽机在农业上应用越来越广泛,通过机械化移栽技术,可以减少自然灾害的影响,减轻种植户的劳动强度,达到增产、增收目的。本设计以机械移栽树苗为设计内容,选择机械移栽机类型为夹持式移栽机。树苗移栽机在我国的应用比较普遍,但种植模式还是比较单一;为了加快树苗机械化移栽的效率和质量,本文分析了国内不同种类移栽机的结构特点。我国是果树种植大国,无论是种植面积还是单位面积都位于植树大国的前列 4。但是在我国,树苗机械化移栽技术远落后于其他国家,从人工移苗到半自动化、全自动化机械移苗,整个移栽过程的精耕细作,作业项目多、要求严、难度大、作业量大。各地虽然都进行了大量的研究和探索。但移栽效率低,不适于自动喂入移栽。以及现有的一些移栽机,由于技术与设备在营养钵土的配制,机具结构复杂,作业效率低,加工成本高以及作业性能不稳定等方面因素,在树苗育苗移栽中也未能得到广泛应用。林果业在中国乃至世界林果产业以及国民经济中具有举足重要的作用。同时果树在栽植过程中都是沿用传统的人工栽植的方法,传统栽植法劳动力大、强度大,机器的机动性、适应性低,能耗高、效率较低等问题。要实现由传统栽植技术向现代栽植技术的转变。需因地制宜,大力发展果树栽植机械化。为了充分利用资源减少自然灾害,争取高产,机械化移栽是有效途径。这样可以解决人工栽植过程中的栽植劳动强度大,所需劳动力较多,产品粗大笨重,成本高、效率低,质量难以保证的问题。现代设计方法不仅要考虑机械静强度,而且还要考虑机械的动态性,这样才能提高机械设备的性能和效率。随着移栽技术的作用日益突出,降低了农民的劳动强度、提高工作效率,机械移栽的行距、株距和深度保持一致,质量稳定可靠,为果树种植的规模化提高了前提,为生态作业打下了良好的基础 1。生态果业机械化发展已经步入新的历史起点,生态果业机械化作为发展现代化农业的主要内和主要标志,适合地区生产需要的栽植机植种类较少、单一,科技含量不高,不能满足果业生产发展的要求。人工移栽劳动强度大,需劳动力多,效率低,严重影响了经济作物的发展,不能较快地推进种植果林业的发展。新型的栽植机的改造和设计提高了机具的性能和效率,并为其他的林业与木工机械动态设计开辟新的道路,使得我国的机械赶得上时代并达到世界的水平,这对于提高我国植树造林机械化的进程有巨大的推动作用,同时对于我国林业的经济效益和生态效益具有重大意义。也对林果业的发展具有重要的现实意义。因此,加快发展机械化移栽技术势在必行 2。1.2 本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析1.2.1 国内研究现状分析我国长期以来,树苗栽植一直沿用传统的手工劳动方式,劳动强度大,生产效率低。由于果树种植面积的广和农村劳动力的转移,移栽技术落后、效率低已成为林果业生产的制约因素,树苗移栽机械化和自动化已成为农民越来越迫切的要求。与小麦、水稻生产机械化发展速度相比,树苗移栽机械化的发展比较缓慢。这种状况与当前加快实现农业现代化的形式要求不适应。有关资料显示,英国、法国、美国和日本等国在自动栽植机的研制方面均取得了很大的成绩。我国从20 世纪 60 年代开始研制移栽机,初期主要用来移栽玉米和棉花等作物,我国在这方面的研究起步晚,技术进步缓慢,目前整体技术水平还较低。植树造林方面的机械也是很少,我国于 1953 年开始引进移栽植树机,在东北地区西部营造防护林 3。1960 年开始设计和制造拖拉机牵引式半自动投苗植树机。为了适应沙区防风固沙植树造林的要求,国家不断投资科研经费来研制植树机,我国的移栽技术刚刚处于起步试验阶段,目前仍以人工移栽为主。人工移栽难以实现大规模种栽植,从而导致生产规模小,生产效益低,不利于移栽技术的推广。从长远来看,机械化移栽可以塔里木大学毕业设计2实现育苗移栽一体化。现阶段我国移栽技术发展极不平衡。我国针对不同的果树及其它作物分别研制了相应的栽植机,由于栽植作业质量与农艺要求还有一定差距,未能大面积推广。随着林果业种植面积和生产规模的扩大,在有人工作业方式使用,已不能满足林果产业化的步伐。我国在引进国外技术的基础上开发自己的产品,以缓解劳动力紧张和提高生产效率。国内研制的苗木移植机分为垄作和床作两种形式,主要有自走式苗木移植机 2ZYZ-2 型自走式苗木移植机、4YK-K 型床作苗木移植机、嵌入式系统控制苗木移植机等,其最大理论栽植密度至少为 160 株/该密度达不到林区育苗生产技术规程要求。目前,自走式苗木移植机 2ZYZ-2 型自走式苗木移植机、4YK-K型床作苗木移植机、嵌入式系统控制苗木移植机等其技术水平达到国际领先,现正在做推广应用工作。多年来,我国研究人员根据国内现状,为解决林果业树苗移植的机械化作用问题进行了大量的研究工作,并将其列为重点攻关项目。在我国,果树的栽植具有季节性和区域性特点,机具作业时间短,单一性能机具的年使用率降低,因此在今后的设计中,应尽量考虑一机多用的问题。具体要改进的措施:一是研制适用不同的土壤条件和工作条件的机具,二是设计通用机架,在更换其他工作部件后即可完成其他果树林作业项目,提高其使用率。三是要考虑人机的工程学原理,要让人舒服,健康的工作,提高安全性能。现在我们国家的技术还不够成熟,许多还是借鉴他国的,单一的机械不能通用到其他地区的工作,有待机械多样化,不仅能够适用种植果树还要适用其他的树种,更要发展到植树造林的机械上一样可以通用 4。种种的原因、地理位置及技术条件证明我们加大力度发展机械化势在必行。1.2.2 国外研究状况分析国外许多国家已大力推广了移栽技术,并取得良好的效果。国外的移栽机,按自动化程度分:手工移栽机、半自动移栽机和全自动移栽机。按栽植器的结构特点分,主要包括钳夹式、链夹式、导管式及吊杯式等。主要机型有德国的 A821 型栽植机、意大利切克基马格利公司生产的 OTMA栽植机和荷兰米启根公司生产的 MT 栽植机。日本在 20 世纪 70 年代研制出 TPA-1 型全自动栽植机,法国在 20 世纪 60 年代就研制出皮卡多尔自动栽植机,用于裸苗栽植。在推广应用中大大提高了劳动效率,降低成本。手提式果树种植用挖坑机。德国生产的 BT120C 型挖坑机发动机功率 1.3KW,质量 8.2Kg,钻头钻速 190r/min,发动机转矩 1.7N.m,钻头的转矩 79.0N.m。英国生产的 05H830 型悬挂式挖坑机和美国生产的悬挂式三钻头挖坑机钻头之间的距离可调,适用于平原地区的大面积植树造林,工作效率很高。美国和加拿大生产的手提式挖坑机,发动机与钻头采用分离式,通过液压传动驱动钻头工作。美国生产的 HYD-TB11H 型液压挖坑机质量为 170r/min,钻头最大扭矩 349N.m。美国生产的 MDL-5B 型挖坑机发动机采用动力为 4.1KW 的 BS Inter Pro OHV。挖坑机在工作时发动机离操作者有较远的距离,大大减少了噪音对操作者的影响,充分考虑了人机工程学原理,增加其安全性,并减轻了操作者的疲劳强度 5。现代的农业现代机械,就是现代化栽植利用机械但也离不开人的操作,在任何的设计中都要积极的考虑到人机工程学原理。凡是人使用的各种机械设备,都应进行完善的人机工程学设计,以其符合人的心理和生理学特性,从而最大限度地减轻使用者的操作疲劳和心理负担,能够使人舒适和高效率的工作,使整个人机系统具有和谐的人机关系和最优的综合效能。尽量减少噪音对操作者的影响,同时要考虑安全性,操作者在操作机械的时候要有足够的时间和空间,提高操作者的安全系数1.3 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路1.3.1 设计重点研究的内容移栽机械化是一个系统工程,移栽整个系统的研究,对实现过程中机械化、工厂化和设施化产生重大影响。所以要研究设计新型多样的树苗的栽植机,实现机械化,速度化,生态化。本设计是为林果业全程机械化中在栽植环节而设计的设备。林果业全程机械化就是要在水果生产的各个环节运用先进适用的机械装备进行生产,以改善水果生产条件,实现水果栽植、修剪、施肥灌溉、采收等过程的机械化、一体化,提高林果业生产的技术水平,经济效益和生态效益,从而推动红枣生产向规范化和产业化方向发展。栽植作业过程中,由于地形,土壤条件以及树苗本身的差异性,树苗的运动存在随机误差,影响栽植作用质量。任务重点对喂苗、送苗、开沟、覆土、打埂、镇压,及栽植过程中影响株距和树苗直立状态的主要因素进行研究分析 7。探究提高栽植质量的可行性更好的途径。1.3.2 主要结构设计参数塔里木大学毕业设计3作业行数: 2 行 距m: 0.4株 距m: 1送苗方式:人工送苗栽植深度mm: 250-300 配套动力:东方红 5475 轮式拖拉机生产效率(亩小时):用东方红 75挡作业或用东方红 54挡作业 5.49 亩小时1.3.3 存在问题的解决思路:(1)树苗移栽机的研制与树苗设备及育苗方式紧密结合,研制适合农艺要求的移栽机械。(2)树苗移栽机的研究开发仍以半自动为主,部分机构自动化加强,同时加快对全自动移栽机的研究开发。在目前整机半自动化的基础上,对制约效率的关键部件进一步研究。如目前的喂苗机构过多的依赖人工,从而制约了生产效率,增加了劳动强度,应该加快开发以机械自动喂苗为主、人工为辅的机构。(3)开沟器开出的沟要深浅一致、沟型整齐、平直,是深度能在一定的范围内调节,开沟时不能乱层,还应有一定的回土作用,湿土讲苗根全部覆盖,以利于墒情。要有良好的入土性能和切土能力,工作可靠,不易被杂草、残茬和土块堵塞。(4)覆土器也很关键,设计中能很好的调节,为了很好的工作要控制好刮土板的刮土量,迅速的在出口挤压一次成埂,埂形较坚实。统筹兼顾、克服困难。(5)为了保好墒情,减少土壤中的大缝隙,减少水分的蒸发;因此在工作中要用到镇压轮,镇压轮的设计要牢靠,重量合适,加强土壤细管作用,使水分沿着毛细血管上升,苗与土壤紧密接触,有利于发根和生长 8。(6)在株距的控制上采用轮式下苗装置,在不伤苗的前提下,保证下苗距离的均匀性。 (7)动力部分采用拖拉机动力输出轴带动,优点省时耐用、操作简便、效率高、寿命长、安全等优点。1.4 对设计所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析1.4.1 设计的任务要求树苗移栽的工艺过程主要包括开沟、送苗、植苗、覆土、压实等工序。为了提高树苗栽植后的成活率,树苗移栽应具有以下要求:栽植树苗根系的栽植深度应一致,并保持直立状态,避免前后左右弯曲。栽植树苗的株距应均匀一致,地上茎秆应保持直立状态,前后倾斜不超过 45。栽植时开沟的深度、覆土质量及压实程度应满足农艺要求。移栽机各部机构在栽植过程中不应损伤苗木,工作效率要高。1.4.2 实现预期目标的可行性分析随着经济和科学技术的发展,加强科学技术的投入和技术创新。加大宣传力度,提高农民的积极性。同时要使栽植的稳定性和栽植速度大大提高,降低生产成本和劳动强度。我国在移栽机研制过程中,农机与农艺明显脱节,需要进一步完善与育苗设施及相应的配套技术。在引进基础上要克服不足,尽量设计出适合经济作物的移栽机,加强自动喂苗栽植器的研究,增加检测与传感装置,适时地控制栽植过程。力求达到预期的栽植效果。同时还要加强自动上苗机构的设计,应将通用移栽机与专用移栽机相结合,增强移栽机的环境适应性,提高其通用性。2 树苗移栽机的结构说明该机有工作部分和辅助部分构成。工作部分有圆盘式开沟器、覆土压实装置、传动机构、深浅调节机构;辅助部分有机架、苗箱、座位、脚踏板、悬挂装置等。塔里木大学毕业设计42.1 结构原理图 2-1 树苗移栽机结构图2.1.1 工作原理使用该机工作时,首先将悬挂架上的万向节和拖拉机动力输出轴对接。通过减速器的锥齿轮传递动力,然后输入轴提供动力带动圆盘式开沟器进行开沟,开沟挡板清除沟里的土,使开沟器达到预期的效果,下苗轮控制株距精确下苗,覆土器迅速将开出的碎土再覆盖在树苗上,以保证树苗能直立在沟里,最后通过镇压轮压实,完成整个移栽过程。2.1.2 工作过程该机的一般工作过程是:机组启动前进时,人工将树苗从下苗轮最高点放入夹苗器,夹苗器在下苗轮上压板的压力下进入压紧夹铁,控制住树苗,防止树苗松动和损坏。进行栽植前先由开沟器在地上开出植树沟,用人工按一定的株距将苗木投放到沟里,后面覆土器进行覆土、然后镇压轮完成覆土压实。2.2 圆盘式开沟器2.2.1 开沟器的作用开沟器的功用主要是在栽植机工作时,开出树沟,引导树苗和肥料进入沟内,并使湿土覆盖树苗根和肥料。2.2.2 开沟器的性能要求一个良好的开沟器必须符合下列要求(1)开出的沟要深浅一致,沟形整齐、平直,开沟深度能在一定范围内调节,以适应不同作物的植深要求。(2)开沟时不乱土层,不应将下层湿土翻至地面,也不可使干土落入沟底,应将苗根和肥料导至湿土上。(3)应有一定的回土作用,使细湿土将苗根全部覆盖,以利于快速成长。(4)要有良好的入土性能和切土能力,工作可靠,不易被杂草、残茬和土块堵塞。(5)结构简单,工作阻力小,调整、维护方便。2.2.3 开沟器的类型及选择根据所种植的要求,地区气候和土壤条件的不同,栽植机应采用相应的开沟器。开沟器机构类型按其入土角不同,可分为锐角开沟器、钝角开沟器和圆盘开沟器三大类。锐角开沟器的开沟工作面与地平面的夹角,即入土角 a90,由曲线形支柱、前颊板和两侧组成。为保证土层不乱层,使下层湿土埋覆苗木根系,提高苗木的成活率,则支柱前棱曲线作为抛物线形。它通常有锄铲式、翼铲式、船型铲式、和芯铧式等多种。开沟器支柱的部分可以与地面垂直,也可以稍向后方倾斜。向后倾斜清楚缠草的效果较好。开沟器两侧板的距离应能使苗木的根系可以自由通过,不致有过大的弯曲。由于苗木的根系一般是倒圆锥形状,所以开沟器侧板的距离是上宽下窄。钝角开沟器的入土角 a90。由于前棱与地面间成钝角,碰到树根等障碍物时,可以从上面通过,不易被根系缠绕,适于在疏松地上载小苗。在开沟器的前面常装有切土刀,增强开沟器的入土性能、稳定开沟深度。它包括有靴鞋式、滑刀式、单圆盘式和双圆盘式等多种。圆盘式开沟器:由两个球面圆盘组成。两圆盘间的夹角为 13,圆盘的直径为 6570 厘米。在两圆盘靠合点的上方有挡土板。两个圆盘之间有保护箱、用以保护苗木不被旋转圆盘碰伤,并便于向沟里投放苗木。由于圆盘滚动前进,遇到障碍物可以切断或从上面滚过,开沟器所需要的配套动力较小 。塔里木大学毕业设计5根据设计要求,圆盘式开沟器开沟稳定,是一种破碎土壤较为合适的开沟器,其借鉴了旋耕机械的优点对作物的生长有很大的帮助综合考虑因此选择圆盘式开沟器。图 2-1 圆盘开沟器2.3 覆土器2.3.1 覆土器的功能 树苗种植沟内,开沟器将一层较浅的回土覆盖苗根,尚不影响需用覆土器进行覆土,使其达到一定的覆盖深度。对覆土器的要求是先覆盖细湿土,而且覆土均匀苗根的分布均匀性。2.3.2 覆土器的结构类型一般栽植机上常使用的覆土器有球面圆盘、锥形滚和刮板。球面圆盘型覆土装置多与钝角开沟器配合使用,以便于将挤压形成的沟壁切碎疏松,易利于苗木的根系发育生长。锥形滚覆土装置多与锐角开沟器配合使用。其工作表面与地面成一倾角,在锥滚向前滚动时,将土壤挤到植苗沟中埋覆根系。刮板型覆土装置是将开沟器两侧的疏松土壤推入沟中埋覆根系,不能破碎和疏松土壤,因此多与锐角开沟器配合使用。刮板型的覆土装置又分刮板式和铲式。2.3.3 覆土器的要求覆土装置必须使苗根完全而均匀地覆土,苗根周围不留空隙,压实后苗木根系必须与土壤密切接触,根系不允许有弯曲和断裂等较大的变形。覆土和压实的质量一般常用垂直拔苗力来评定。2.3.4 刮板型覆土装置的刮板式和铲式覆土器的对比刮板式覆土器的覆土能力较强,刮板角可以调节,常和锐角开沟器的芯铧式开沟器配合使用。铲式覆土器连接在镇压轮架上,根据需要,覆土铲可以上下调节,常和钝角开沟器的滑刀式开沟器配合使用 10。表 2-1 板式和铲式覆土器主要参数名称 板式 铲式 选择依据覆土板长(mm) 300-800 100-120 按行距、苗幅宽和覆土量而定板宽 a(mm) 121)3(08a60-80 按覆土量要求而定两板间夹角 65左右夹角小覆土能力低,过大易拥土堵塞与地面夹角 7左右5.23过小覆土能力差后开口宽 B 120-180 60-80 按开沟宽度、工作速度和整地条件决定通过高度 H(mm) 120-180 - 要求通过土块,根茬时不堵塞塔里木大学毕业设计62.4 镇压轮图 2-3 圆柱型镇压轮2.4.1 镇压轮的作用镇压的作用是压碎土块、压实耕作层,蓄水保墒,以利于播种与栽植。播种、栽植的同时镇压可以减少土壤的大孔隙,减少水分蒸发,以使土壤保墒;可以加强毛细血管作用,使水分沿着毛细血管上升,起到调水和保墒的作用;可使种子、苗根和土壤紧密接触,有利于种子发芽与苗根的发根生长;因此播种、栽植同时镇压对干旱地区的播种与栽植是非常必要的。一个良好的镇压轮必须转动灵活,不粘土,不拥土,镇压轮可以适当调整,镇压后地表不产生鳞状裂纹。2.4.2 镇压轮结构类型和特点圆柱镇压轮,是有薄钢板制成。有光面圆柱形和网面圆柱形两种,其镇压轮面较宽,压力分布均匀。圆锥复合镇压轮,由两个钢板冲制成的锥形轮组成。可根据需要来改变两锥形轮的间距,成为宽窄不同的圆锥复合轮,其真压力可由附加弹簧调节。2.5 夹苗器夹苗器作为本设计的亮点之一,夹苗器的结构如下所示:图 2-4 为弹簧压铁式夹苗器基本组成由夹铁、夹苗板和螺旋拉伸式弹簧组成,结构简单易懂便于使用同时也降低了劳动强度和节省了劳动时间,也大大降低了作业的成本,对树苗起到了稳定和保护的最终目的,在压板的作用下完成下苗。 3 齿轮的设计参数这里的齿轮主要是一对圆锥直齿轮,目的是为了改变传递动力的方向。(1)选用直齿锥齿轮传动;(2)选用 8 级精度;(3)材料选择,小齿轮材料为 Q235-A(热轧),硬度为 280HBS,大齿轮材料为 Q235-A(热轧)(4)选小齿轮齿数 Z1=20,大齿轮齿数 Z2=38.(5)几何尺寸计算U=1.85,查手册得取 , 1.8520=37,取 38201Zz初定小锥轮大端分度圆直径 =1172ed35.0121HPRukT32195HPukT查机械设计书表 14-23,K 取 1.5, , = 1000 ,HS10limS2mN塔里木大学毕业设计7拖拉机输出转矩 , mdnPdT950为拖拉机功率,选 28kw, 为拖拉机转速,选 1000dPNmr小锥齿轮传递的额定转矩 9.0,1,0011 niid其 中276.4.9501281 取T所以小锥齿轮传递的额定转矩为 270N.M初选小锥齿轮分度圆直径 8.6953108.12e所以取小锥齿轮分度圆直径 d1=170,大锥齿轮分度圆直径 d2=320(d2=1701.85=320)有 U=1.85,可知 cot =tan =1.85, 所以分锥角 =2743,分锥角 =6217 2 12顶锥角 =2923, =6334.根锥角 =2614, =6024.1aaf f693.870215.2udR 85.03.13.05.2.0(.21 ), 取取Rmb1 2.5)1786,82e md平 均 分 度 圆 直 径大端模数 ,4.8320取zd,211coscos617.6().()0.329854ux径 向 切 变 系 数902x1 220.39).,(1)8(0.39)5.68ae aemh齿 顶 高 h122()(260.8.)1.,()fecc f齿 根 高,0.6顶 隙,12esinsin70si4318.69edR外 锥 距 1,co7439.480aeah齿 顶 圆 直 径 ,221s5cos27aea齿宽 ,56321bbR取塔里木大学毕业设计8 2 1图 3-14 各个轴的设计根据动力输出及配合、设计和安装的要求,为了适应较强的工作场合,轴采用刚度和强度较好,而且抗疲劳强度较高的 Q235-A 材料,采用热轧处理。轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动,轴上零件除了有游动或空转的要求者外,都必须进行轴向和周向定位,以保证其准确的工作位置。4.1 计算各轴的输入功率为拖拉机的额定功率 dpkw28为小锥齿轮轴的功率 1 kwd72.9.01为大锥齿轮轴的功率 2p61.72为工作机主轴的功率3 k29.5.09.14.2 计算各轴的转矩为拖拉机输出轴上的转矩dTmdnp950塔里木大学毕业设计9为小锥齿轮轴上的转矩 1TmNmdnp 2709.59501028为大锥齿轮轴上的转矩2= =2701.850.96=4801i2 为工作机主轴上的转矩3T= =4800.99=475.2214.3 小锥齿轮轴的设计(1) 求作用在小锥齿轮及大锥齿轮上的力圆周力NdTFmtt 35416027121 =轴向力 Ntra 5.67432sin0tasina径向力 r 8107coco121 (2)初步确定轴的最小直径Adnp8.43531072.30min1小锥齿轮轴的最小直径显然是要安装联轴器处轴的直径,为了使所选的轴的直径 d 与联轴器的孔相适应,故需同时选取联轴器型号。经选得联轴器的直径 D=60mm.从而确定小锥齿轮轴的最小直径 =60mmin(3)小锥齿轮轴的结构设计图 4-1塔里木大学毕业设计10(a)A图五 ()图六 ()Mh图七 ()Ma图 八塔里木大学毕业设计11()Mv12图 九(()M12图 十4)轴的校核1.垂直面的支承反力(图 d)NLFLFMraraV5.24 598.102/7.62/.3112311 arV3.16 /.)58(.0)(212 2.水平面的支承反力(图 b) NLFtNH 8.3415893121 NHt .675)(3.绘垂直面的弯矩图(图 e) mMav401 mFV 4.1859.224.绘水平面的弯矩图(图 c) NLth 32835.求合成弯矩(图 f) NhV 4.20119450211 697.622塔里木大学毕业设计126.该轴所受扭矩为 T=270000N.mm7.按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面,即危险截面 D 的强度。根据文献以上数据,并取 =0.6,轴的计算应力 MPaWTMca 03.5801.)276(420)( 32212 之前已选定轴的材料为 Q235-A,热轧处理,由文献查得 。因此 ,41c1故安全。4.4 大锥齿轮轴的设计(1)初步确定轴的最小直径mnpAd14.538./1062453320min 大锥齿轮轴的最小直径要与工作机孔的直径配合,为了使所选的轴的直径与孔相适应,故选择大锥齿轮轴的最小直径 =60mmmind结 论(1) 该机的设计应用到实际中是要实现由传统栽植技术向现代栽植技术的转变。需因地制宜,发展果树栽植机械化。为了充分利用资源减少自然灾害,争取高产,机械化移栽是有效途径。(2) 机械化栽植代替了人工栽种作业,提高了机械化程度及生产效率。这样可以解决人工栽植过程中的栽植劳动强度大,所需劳动力较多,产品粗大笨重,成本高、效率低,质量难以保证的问题。(3) 机械化作业,提高生产效率,节省了人力及时间,降低了农民的劳动强度,改善了人们工作环境,机械化的工作能加快推动经济作物的发展。(4) 机械化移栽机的设计应用能够大力扩展林果业的快速发展,是有很重要的现实意义的,特别是在的南疆地区,环境条件不是很好,大规模的林果业发展会很好的给当地带来一个良好的生活环境。(5)能运用好机械化的工作,因地制宜发展当地是资源,发展当地的特色果业,不仅能给大家一个好的环境,更能带来很好的经济效益,人们的生活水平会更好,向小康生活更迈进一步。(6)该机的设计应用到实际对于提高我国植树造林机械化的进程有巨大的推动作用,同时对于我国林业的经济效益和生态效益具有重大意义。也对林果业的发展具有重要的现实意义。从各方面看,水果产业无论是栽培管理,还是增加经济效益和社会效益都具有重要意义。因此发展机械化栽植果树树苗势在必行。由于本设计没有做试验,对其实际的可行性程度还不能确定。塔里木大学毕业设计13致 谢首先感谢的是我的指导老师王伟!本设计是在王伟老师的悉心指导下完成的。王老师虽然忙于工作但是仍然很负责的给我做指导,经过王老师的监督指导让我顺利完成了毕业设计。老师无论是在资料的整理,还是在设计的画图等各个方面都给予了我大量的指导和帮助,在他的精心指导下,才使得我的设计有步骤的有序的完成,同时也学到了许多书本上学不到的知识,受益匪浅,特致以深深的感谢。 毕业设计正代表着大学的终结,完成它既有一种收获感,又有一种失落感,可无论如何它代表着我四年的努力,代表了我四年的历程。当它终于完成的时候,我不禁想起了很多人,很多事,尤其是辛勤培养我的老师们,谢谢你们!四年一个轮回,四年前,我满腔热情走进了塔里木大学,而四年后的如今要带着母校给予的知识离开了,心中满是不舍与依恋却注定要走。在此时此刻我最想说的我能说的就是:我的母校我爱您,是你给了我一个高教育的深造的天堂,在您的怀抱里我学习了好多知识,让我成长了许多;还有就是我敬爱的老师们,是您们孜孜不倦的教育我们做人、做事的道理,让我以后的路走的更顺利,谢谢您们;还有关心帮助支持我的同学和朋友,和你们在一起的日子是很快乐的,我们在一起学习探讨的时光里,我们是互帮互助,共同进步。为了明天的美好我会好好努力。同时也衷心的祝愿母校越办越好,教学质量蒸蒸日上;祝老师们身体健康,工作顺利;祝同学、朋友一路走好,一切顺利。塔里木大学毕业设计14参考文献1汤智辉,贾首星.兵团林果业机械化现状与发展.农机化研究,2008, (11):58.2刘磊,陈永成.兵团移栽技术的应用与发展概况.农机化研究,2008, (9):240241.3金诚谦.链夹式移栽机栽植作业质量影响因素分析.农业机械学报,2008, (8):196198.4宋代平.生态植树机动态性能的理论研究.东北林业大学硕士论文.2004, (9):1105.5于建国,屈锦卫.国内外挖坑机的研究现状及发展趋势.农机化.2007,(1):5657.6黄志兵.加快林果业机械发展的思考J.中国农机化,2007,(6):4448.7韩占全,封俊,曾爱军. 我国旱地栽植机械的现状和发展前景J现代化农业, 2000,(8).64-658何新川,差心玲,邵艳英.多功能果树开沟、打埂、破埂机.农机化,2007,1:54.9吴兆迁,牛晓华,刘瑞林等.自走式苗木移植机电控操作系统的设计J.林业机械与土木设备,2006, (10).10武科.几种典型的移栽机.农机化,2009, (3).11刘磊.兵团移栽技术的应用于发展概况.农机化研究,2008,(9).12吴兆迁,牛晓华,刘明刚等.横格式苗木换床移植装置的设计J.林业机械与土木设备.2006, (7):25-27.13韩占全,封俊,曾爱军.我国旱地栽植机械的现状和发展前景J. 现代农机化,2000, (8).14李金鑫.国内移栽机具发展现状J.农机化,2004, (2):32-33.15陈风.旱地移栽机现状和发展趋势J.农机化研究,2005, (3):24-26.16中国农业机械化科学研究院主编:农业机械设计手册上、下册,机械工业出版社,1988,307-31817北京农业机械化学院主编:农业机械学上、下册,农业出版社,1981,312-315.塔里木大学毕业设计1518农机实用手册,刘景泉主编.-北京:人民交通出版,1998,685-687.19实用农机技术手册,山东省农业机械管理局编,山东科学技术出版社.1993,263-264.附 录附表 轴类零件形位公差常用符号表部位名称 形状或位置公差的名称及符号公差等级与皮轮、齿轮等传动零件的配合面圆跳动 7、8 级与 G 级精度滚动轴承配合的两圆柱表面轴心线间的位置度同轴度 7、8 级与 G 级精度滚动轴承配合表面圆度 、圆柱度 6、7 级塔里木大学毕业设计16定位轴肩的端面 垂直度 6、7 级花键平键槽工作面对轴心线的位置精度对称度 7、8、9 级果树幼苗移栽机的设计,学生姓名:黄羿龙指导老师:王 伟 专业:农业机械化及其自动化 院系:机械电气化工程学院,前言,我国是果树种植大国,无论是种植面积还是单位面积都位于植树大国的前列。但是在我国,树苗机械化移栽技术远落后于其他国家,从人工移苗到半自动化、全自动化机械移苗,整个移栽过程的精耕细作,作业项目多、要求严、难度大、作业量大。林果业在中国乃至世界林果产业以及国民经济中具有举足重要的作用。设计夹持式移栽机喂苗装置采用人工投苗,夹苗装置下苗,由滚轮输送自动喂入地沟中的方案。根据所学的知识,确定了机械运动轨迹;在链式投苗装置运动轨迹的基础上,确立了轮式移栽机喂苗装置的基本参数:栽植频率、栽植株距、机组前进速度、苗箱上树苗放置位置和下苗装置的间距,下苗轮的转速、装苗株数以及传动比之间的相互关系,该机由拖拉机动力输出轴传动可保证同步作业,苗箱可放置多棵侍载植苗,依次人工设入轮式下苗装置,由下苗轮传送喂苗,可实现半自动化,此机构能耗低,生产效率高,工作质量好,能与各种中小型四轮拖拉机配套使用。该机的研制将大大提高树苗移栽的速度和可靠性及减轻操作者的劳动强度,是一种较为理想的树苗移栽机。,本设计的主要内容,研究本设计的目的和意义树苗移栽机国内(外)现状分析本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路树苗移栽机的结构说明结论,本设计研究的目的和意义,目的:(1)通过机械化移栽技术,可以减少自然灾害的影响,减轻种植户的劳动强度,达到增产、增收目的。(2)为果树种植的规模化提高了前提,为生态作业打下了良好的基础。意义:提高了机具的性能和效率,并为其他的林业与木工机械动态设计开辟新的道路,使得我国的机械赶得上时代并达到世界的水平,这对于提高我国植树造林机械化的进程有巨大的推动作用。,树苗移栽机国内(外)现状分析,国内现状分析: 我国长期以来,树苗栽植一直沿用传统的手工劳动方式,劳动强度大,生产效率低。由于果树种植面积的广和农村劳动力的转移,移栽技术落后、效率低已成为林果业生产的制约因素。,国外现状分析: 国外许多国家已大力推广了移栽技术,并 取得良好的效果。国外的移栽机按自动化程度分:手工移栽机、半自动移栽机和全自动移栽机,国外的移栽机充分考虑了人机工程学原理,增加其安全性,并减轻了操作者的疲劳强度。,果树幼苗移栽机机的结构,该机有工作部分和辅助部分构成。工作部分有圆盘式开沟器、覆土压实装置、传动机构、深浅调节机构;辅助部分有机架、苗箱、座位、脚踏板、悬挂装置等。,树苗移栽机的结构图,树苗移栽机的工作原理,使用该机工作时,首先将悬挂架上的万向节和拖拉机动力输出轴对接。通过减速器的锥齿轮传递动力,然后输入轴提供动力带动圆盘式开沟器进行开沟,开沟挡板清除沟里的土,使开沟器达到预期的效果,下苗轮控制株距精确下苗,覆土器迅速将开出的碎土再覆盖在树苗上,以保证树苗能直立在沟里,最后通过镇压轮压实,完成整个移栽过程。,设计参数,作业行数: 2 行 距m: 1株 距m: 2 送苗方式:人工送苗栽植深度mm: 250-300 配套动力:东方红5475轮式拖拉机生产效率(亩小时):用东方红 75挡作业或用东方红54挡作业5.49亩小时,开沟器的作用,开沟器的功用主要是在栽植机工作时,开出树沟,引导树苗和肥料进入沟内,并使湿土覆盖树苗根和肥料。图为圆盘式开沟器:,夹苗器的结构,夹苗器的基本组成由夹铁、夹苗板和螺旋拉伸式弹簧组成,结构简单易懂便于使用同时也降低了劳动强度和节省了劳动时间,也大大降低了作业的成本,对树苗起到了稳定和保护的最终目的,在压板的作用下完成下苗。,结论,1.该机的设计应用到实际中是要实现由传统栽植技术向现代栽植技术的转变。需因地制宜,发展果树栽植机械化。为了充分利用资源减少自然灾害,争取高产,机械化移栽是有效途径。2.机械化移栽机的设计应用能够大力扩展林果业的快速发展,是有很重要的现实意义的,特别是在的南疆地区,环境条件不是很好,大规模的林果业发展会很好的给当地带来一个良好的生活环境。3.从各方面看,水果产业无论是栽培管理,还是增加经济效益和社会效益都具有重要意义。因此发展机械化栽植果树树苗势在必行。由于本设计没有做试验,对其实际的可行性程度还不能确定。我们要走的路还很长,任务还是很艰巨的,任重而道远!,请各位老师批评指正!,
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