葡萄园小型开沟机的设计说明书[带图纸].doc

1葡萄园小型开沟机的设计学生：陈钦义指导老师：杨文敏（湖南农业大学东方科技学院，长沙410128）摘要：本文介绍了开沟机在我国多个行业生产中的应用及重要意义及一些国内外的发展现状，并着重讲解了葡萄园小型开沟机在葡萄园中应用的意义。因此本文设计葡萄园小型开沟机，它主要由柴油机、行走底盘、传动系统、工作部件组成。工作部件为立式螺旋刀，其特点是结构简单部件紧凑、动力消耗少，步行速度快，能很好地适应葡萄园作业环境，提高劳动效率。关键词：开沟机；挖沟机；园艺机械；葡萄园；工程机械DesignofMinitypeDitcherDraperyStudents:ChenQinyiTutor:YangWenming(OrientTechnologicalInstitute,HunanAgriculturalUniversiti,Changsha410128,China)Abstract:Thispaperintroducestheopenditchmachineinourmultipleindustryproductionapplicationandimportantsignificanceandsomedomesticandforeigndevelopmentpresentsituation,anemphdticallyexplainedvineyardsmallopenditchmachineinthesignificanceofthevineyardsofapplication.Thereforethispaperdesignvineyardsmallopenditchmachine,itmainlyconsistsofdieselengine,walkchassis,transmissionsystem,workingparts.Workingpartsforverticalscrewknife,itscharacteristiciscompact,simplestructureparts,powerconsumption,walkingspeed,canwelltovineyardoperatingenvironment,improvestheworkefficiency.Keywords:ditchingmachine；Diggingmachines；Gardeningmachinery；Thevineyard；Engineeringmachinery2目录摘要1关键词：11前言21.1课题研究的目的和意义21.2国内外研究现状及发展趋势21.2.1国外开沟机研究现状21.2.2国内开沟机一科现状61.2.3国内外开沟机发展趋势72减速器总体方案的确定92.1传动方案的确定92.2传动的装置设置92.3各级传动比的合理配置92.3.1传动比分配的基本原则102.3.2柴油机的初步选择103螺旋刀具的设计113.1开沟机刀具总体结构要求113.2开沟刀具参数设计113.2.1开沟刀具结构几何参数确定113.2.2开沟刀具运动参数的设计123.3螺旋开沟刀具结构结论204螺旋开沟机结构设计计算值204.1总体方案的设计204.2主要零部件的设计224.2.1链轮设计及其参数表10224.2.2链轮轴的设计245设计总结26参考文献27致谢2731前言1.1课题研究的目的和意义葡萄是我国水果生产的重要品种，改革开放和农村产业结构的调整促进葡萄产业的发展，特别是近十年，葡萄种植面积和产量一直呈上升趋势。据农业部资料统计，2002年全国葡萄栽培面积392.4千公顷万亩，产量448万吨，种植面积居世界第六位，产量居世界第五位，己在世界葡萄产业中占有一席之地。我国葡萄生产以鲜食为主，2008年鲜食葡萄总量为720万吨，世界排名第二。葡萄干也是我国葡萄生产的一个重要产业，年产量14.5万多吨，世界排名第十名。葡萄产业的快速发展，也带动了葡萄生产作业机具研究和开发。各类葡萄作业机具近年来相继研发成功，并逐步推广应用。我国葡萄生产机具的开发虽具有了一定的基础，但与葡萄产业化发展需求还有很大差距。开沟机是岩土定形结构施工的专业工程设备，广泛用于通讯电缆、石油电线、农田水利以及军事等工程建设的连续开沟作业。随着社会经济的飞速发展和生产机械化程度的提高，市场也迫切需要一种取代人力和通用挖掘机的专业开沟机械。多年来，我国对专业开沟设备的研发投入不足，专业开沟设备品种单一，应用范围狭窄，大部分开沟施工仍停留在人工开挖或使用通用液压挖掘机挖掘层面。人工或通用挖掘机开沟，不仅施工速度慢、效率低、劳动强度大、管理困难、费用高、且沟型成型差，尤其对较硬的土壤很难挖掘。而进口专业开沟机价格昂贵，极大制约了国内用户的需求。因此研制出满足农户需求、价格低廉的葡萄园专业开沟设备是非常必要的。1.2国内外研究现状及发展趋势1.2.1国外开沟机研究现状国外开沟机的发展已有六十多年的历史，主要以美国、原苏联、法国、英国和意大利等国家发展较快，美国和原苏联是最早使用开沟机的国家。最早的开沟机为铧式犁开沟机，然后是圆盘式开沟机。圆盘式开沟机是用一种与铧式犁相似的无犁铧的深沟机，开挖窄而深的沟，以圆盘式抛撒机开梯形沟。目前开沟机的主要开沟机具有两种，一是链式开沟机具，用于开挖窄深沟；二是立式铣削轮机具，用于开挖深宽沟。国外开沟机的种类很多，适应各种不同施工的需要。最小的开沟机功率仅有几千瓦，最大的功率达到1100kw，质量136t。此外根据用户的不同需求，可在开沟机上配置诸如推土板、凿孔器、反铲、铺缆器等多种工作装置，使其适用于不同地面条件和工作环境。在较先进的挖沟机上，广泛应用静压传动、电子调平，自动功率控制等高新技4术。国外专用开沟机需求量逐年增大，仅美国就有DitchWitch,Vermeer,Case,Roccaw,TrencorJetco,Tesmec,Cleveland和Carptal等十多家公司生产开沟机，共有一百多种。仅以以下几家有代表性的公司产品为例说明其发展和研究状况。美国CASE公司挖沟机。CASE公司目前有7种车型、60个系型的挖沟机，图1、图2为目前CASE公司应用比较广泛的860和960两种挖沟机机型。表1为CASE公司几种挖沟机参数。表1CASE公司的几种挖沟机参数Tab.1CASEstableseveralparametersditcher型号参数560660860功率/kw384564整机质量/kg317546745761挖沟深度/m1.831.832.13图1CASE公司560型挖沟机图2CASE公司860型挖沟机Fig.1CASEcompanyditcher860Fig.2CASEcompanyditcher960美国沟神DitchWitch公司开沟机。沟神公司开沟机共有7大类50多种型号，最大开沟宽度可达15m，最大开沟深度可达8m，可在硬岩层、冻土层等各种地层条件下精确、高效的作业，适用于各种大、中、小型管道及线缆的铺设施工。配置的管线探测仪用于探测各种地下金属管线和非金属管道的走向、深度位置等；钻孔泥浆材料用于非开挖管线铺设施工，具有优异的冷却、润滑、排屑、护孔等功能，确保施工顺利进行。沟神公司为测量沟渠深度，还专门研制了沟深测量仪。该测量仪可在挖沟作业中自动进行速度测量，利用装在挖沟装置上的传感器监控沟深，便于在均匀的深度上铺设管线，实现开沟与测深同步进行，克服了人工测深的困难，提高了工作效率与5测量的准确性。美国VERMEER公司开沟机。VERMEER公司PT系列开沟机是最新研制的系列静液压驱动开沟机，被广泛应用于露天开采等多个行业。其中最新研制的RT450和RT650型开沟机均用静液压驱动。VERMEER公司以开发轮斗式开沟机见长，例如V120、V8550、V8100型轮胎式四轮转向多功能开沟机（如图3），其性能参数见表2。此类轮胎式四轮转向多功能开沟机可以满足各种复杂工况的要求。该类开沟机动力强劲，对于施工难度大的开沟工程特别有利。为了满足不同开沟机要求，该类开沟机可提供6种用途的开沟配件供用户选择，这些配件包括开沟器、震动式犁板、后挖斗、卷缆架、回填刮板及坡石齿轮等。履带式开沟机是专门为沟深、管径大的大型工程项目而设计，特别适于在坚硬和施工难度大的地质条件下开沟作业。美国VERMEER公司系列履带式开沟机适用性强，其主要产品的技术参数如表3所示。其中V120、V8550A及V8100型履带式开沟机如图4，对应参数见表4.图3VERMEER公司轮胎式四轮转向多功能开沟机Fig.3VERMEERtire-stylemulti-functionsteeringwheeltrencher表2Vermeer公司轮胎式开沟机几种