山地果园开槽定量施肥机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘要 我国是世界最大的水果 生产国和消费国，但由于受我国果园规模特点和栽植方式的影响，果 园管理作业几乎都要靠人工来完成，效率低，劳动强度大。随着我国水果 栽培模式的变革，一些新建果园采用矮砧密植型栽培模式，并对传统的乔砧密植型果园进行间伐提干改型，为果园机械化作业提供了发展条件。 施肥是果树生产管理中的重要技术措施，其施肥部位及开槽 的形式合理与否直接影响着果树的生长 、产量、果品质量及经济效益。本课题针对现代果园开槽施肥 现状 及其需求，通过对国内外开槽施肥 机发展现状调查分析，结合园艺技术，研究设计了专门 用于果园 施肥的开槽 机。 关键词： 山地果园；开槽；定量；施肥机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 is s to of of on of in oe of of is an of in is or to of of of of on of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 摘要 1 2 1 引言 4 4 4 4 5 2 方案选择与原理分析 6 6 7 8 8 3 主要设计及计算 10 10 机的选择 10 10 11 13 13 4 传动部分设计计算 14 14 14 16 19 5 结语 6 参考文献 7 致谢 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 引言 设计背景 果 树产业 已经成为我国 一些农村经济的支柱产业 ，在推进农业结构调整、增加农民收入以及促进出口创汇等方面发挥着重要作 用。随着果树栽培技术、投入水平逐步提高，我国水果 单产水平也在逐年提高，虽然高于世界平均水平，但 与世界先进国家水平相比还有很大差距。果园机械化程度普遍偏低，果园机械及其设施技术发展水平比较落后。这造成了我国果园管理从苗圃培育、果园耕作、施肥、灌水、修剪、果实套袋到采摘几乎都要靠人工来完成，效率低，劳动强度大。随着农村产业结构的调整和林果产业的不断发展，果树的种植面积呈上升趋势，果园管理及其机械化正逐步显现其重要性，而果树施肥是一项必须的园艺作业工序，对果品质量 、 产量以及果树的生长起着至关重要的作用 。 因此。研制出一种适于果园施肥开沟的机械，对减少人力和物力资源的浪费、提高劳动生产率具有重要意义。 研究 现状 新时期 是中国全面建设小康社会，加快实现由传统农业向现代化农业转变的历史新时期。农业现代化重要标志之一，是用现代物质条件装备农业大幅度提高农业土地产生率、劳动生产率和资源利用率，实现农业的机械化与信息化。农业生产离不开农业装备，农业机械化发展又在很大程度上制约着优质、高效、安全农业又好又快的发展进程。而小型农业作业机械是大田作业机械化的一个重要补充。现代农业对发展小型农业作业机械装备和更快的采用新技术提出了迫切的需求。发展小型农业作业机械，提高科学水平和振兴我国小型农业作业机 械装备制造业，对加快 促进我国农业综合机械化有着重要的现实意义。山地果园位于山区，要求 施肥机适应坡地作业，又 山地果园 呈分散分布，不容易实现大 规模机械化，要求施肥机械操作简单，使用方便，价格低廉。我国的果园种植面积位居世界第一，国外受供需关系影响，专业山地果园施肥机械方面还是空白，国内总体程度不高，针对具体情况生产的果园 施肥机械较少，尤其适合山区桔园施肥的小型机械尤为缺少，所以适合一款适合坡地的桔园施肥机是很有现实意义的。 设计意义 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 随着农村经济的发展，产业结构的调整 ， 果 园 业已成为农民致富的一条重要渠道， 果树成为农村重要 的经济作物之一。 在果树栽培方面，我国果树施肥机械化水平很低，我国果树生产有必要加大工程技术的投入，必须依靠高科技手段，利用现代化机械设备实现果树施肥的机械化，自动化，实现按需定量施肥，提高土地利用率、劳动生产率 ，同时有效利用资源， 保护环境资源。 因此， 果树 开槽定量施肥机的研制 对 我国果 树 的生 产 具有 重大的意 义 。 设计内容与设计方法 运用农机与果品生产工艺相结合的方法，根据果树栽培的 要求及农业施肥 机械 的发展现状，对农业施肥机械优化并加以集成和耦合，研究开发一种经济实用、能够控制施肥量的 果树开槽 定量施肥机 ， 根据设计要求，查阅相关资料，搜集相关信息，整理分析相关资料信息，和导师进行讨论，确定自己的设计蓝图， 根据导师意 见作出相关改进。结合现实需求进行分析设计， 并进行优化改进，最终达到设计指标。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 2 方案选择与原理分析 施肥方式选择 常见的施肥方法有三种： 图 2状施肥法 环状施肥法： 在树冠投影外缘稍远处，挖一环状沟，宽 30米，深 20料与土壤混合施入，此法多在幼树期采用 。如图 2图 2射状施肥法 放射状施肥法：在树冠投影内外各 40 厘米左右，沿水平根生长方向，挖放射沟 6，沟宽 30 厘米，深 20米，形状是 “ 内窄外宽、内浅外深 ” ，肥料与土壤混合施入，此法多用于成年树 。 如图 2买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 2状施肥法 穴状施肥法：在树冠投影外缘每隔 50 厘米左右，挖深 30米，直径 30厘米左右的穴，肥料与土壤混合施入，此法多用于追施化肥或液肥。 如图 2环状施肥法和穴状施肥法 均不适用多数情况下的果园施肥，故选择施肥方式为放射状施肥。 开槽方式选择 开沟机主要分为铧式犁开沟机 、 旋转开沟机和链式开沟机 。 一、铧犁式开槽机 此开槽机结构简单、速度快、效率高、工作可靠、零部件少。开槽深度30点是不能开槽硬度较大的土壤，而且机器笨重，开出的槽需要人工修理。 二、旋转圆盘开槽机 开槽阻力小，适应性强，能均匀散开槽内土壤，效率高 。旋转圆盘式开槽机通过高速旋转的四周装有铣刀的圆盘进行开槽工作。缺点是开槽慢，结构复杂且较大，生产工艺要求高，功耗大，因此生产率低。 三、链式开槽机 链式开槽机设备简单，组装方便，开出的槽壁光滑。这种开槽方式大都适用于埋设地下管道、电缆，或者进行排水灌溉，一般不适用于果园开槽施肥。 综上分析，链式 开槽机不适合果园开槽施肥。旋转圆盘开槽机工艺要求高，结构复杂，生产率低，不适合简单小型的果园开槽施肥。因此选择铧犁式开槽机开槽，虽然对土壤硬度有要求，但我国南方山地果园土地相对于北方土地硬度普遍偏低，基本能满足铧犁式开槽机的要求，由于工作对象是小型山地果园 ，可设计一种小型铧式犁，克服其笨重的缺点。在设计中，增加覆土机构，即可克服铧买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 式犁开出的槽需要人工修复的缺点。 主要工作参数 果园开槽施肥机主要工作环境为山地，根据果树施肥相关要求，确定其总体要求与主要工作参数如下： 施肥 深度： 20 开槽 宽度 ： 30 施肥量： 600g/作速度： V=s 施肥结束能够覆土填坑。 总体结构与工作原理 整体结构如图： 图 2体结构图 整机主要由汽油机、减速机 、 铁制驱动轮、开槽器、 排肥器、 肥箱、覆土机构、 限位轮 和机架 组成。 如图 2施肥机的工作原理图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 2作原理图 汽油机发动，通过皮带传动，经过减速机，在通过链条传动驱动 轮 子前进。通过车架，拉动 犁 刀 开槽。同时，排肥器工作，随着轮子的前进，均匀定量地进行施肥。覆土机构固定在施肥器后的车架上，开槽施肥过后将槽内 挖出的泥土重新填入槽内，覆盖肥料。 如图 2买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 3 主要设计及计算 铧式犁的形式与参数选择 根据要求 果园施肥机为山地耕作，耕深为 30 铧式犁的形式与参数 （ 表 3式犁的形式与参数 工作幅宽 20 25 30 35 40 45 50 最大耕深 18 22 25 28 30 32 35 由表 3取单犁体工作幅宽为 20大耕深 为 30铧式犁。 汽油机的选择 有效牵引力 P： P= （ 1） 其中： a、 b 单犁体耕深和耕宽 （ n 犁铧个数； 牵引力利用系数， P 有效 牵引力 （ K 土壤犁耕比阻 （ kg/， 一般 K= kg/ 计算得： P=200配功率 （ 2） 选用 152F 型汽油机， 152F 型汽油机 为单 缸四冲程强制风冷式 汽油机，最大输出功率 定转速 3600r/最大扭矩 m， 净重 外形尺寸300 290 360 各级传动比的确定 施肥机前进速度，即工作速度取为 s，轮子直径为 26由公式（ 1）可得驱动轮转速 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 1 60vn d (3) 式中： v 驱动轮前进速度（ m/s） d 驱动轮直径（ m） 得 8r/设计方案，驱动轮由减速机 通过链轮驱动，两轴之间的传动比为 1， 减速机输出 轴的转速为 38m/排肥轴与减速器输出 轴的传动比为 1，因此排种轴的转速为 38m/链传动比带传动平稳，取其传动比 1， 因为变速箱可以按传动比选取，故定变速箱的输入轴与输出轴之间的传动比为 38，汽油机通过皮带传动与变速机 相连，传动比为 1： 3， 选用传动比为 38 的减速箱。 施肥装置的设计 肥箱 必需有足够的容量，从而减少加 肥 次数，一般情况下要求 施肥 到了地头才加 肥 。但是 料斗 容量也不能太大，那样会增加机构的重量，对 施肥 机 的的稳定性产生不利的影响 。肥箱 必须保证箱壁的倾斜角大于 肥料 的自然休止角，以保证肥料 能顺利滑落排 肥 器，这里选择 =20。除此以外， 料斗 还应该坚固耐用，重量轻巧，具有一定的刚性，并具备防水和防潮的能力 。料斗 要便于加 肥 、卸 肥 和清 洗， 因此 选用 的 肥箱 形状为锥台型 。根据一般山地果园的大小单次施肥距离约为 400m， 因此本次设计 肥料箱 的容积为 料斗尺寸长宽高：3000050 排 肥 器种类很多，在农业上 通常 使用的 排肥 器有外槽轮式、内槽轮式、磨纹盘式、锥面型孔式、离心式、匙式及刷式等类型 。排肥 器应该具备较大的排肥均匀性和稳定性，能均匀连续地排肥，并且能在不同外界条件下作业，具备较强的通用性和适应性，能够施撒不同的肥料，且其排肥量稳定可靠、排肥均匀，结构简单、工作可靠，易于制造和维护，调整方便。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 1 排肥盒 2 阻塞轮 3 挡圈 4 清肥轴 5 弹簧 6 排肥舌 7 排肥轴 8 外槽轮 图 3槽轮排肥器 其中应用得最广泛的是外槽轮式排种器，其由排种 肥 盒、排 肥 轴、外槽 轮 、阻塞轮、花型挡环及清 肥 舌等组成 （图 3。 肥料 通过箱底开口流入盒内。排肥 轴转动时，外槽论及花型挡环可防止 肥料 从槽轮两侧流出 。这种排 肥 器结构简单、制造容易、使用方便、通用性好、适应性能广，国际上已经标准化 ，决定设计采用外槽轮排肥器。外槽轮的外槽轮排种器的工作过程大致可分为充肥，刮肥和投肥四个阶段。排肥器排肥时，料斗内的肥料在重力作用下经箱底进入排肥器内。肥料充满槽轮槽，随着槽轮转动肥料排出排肥器，从而实现排肥过程。 根据 参考 文献 【 3】 ，主要有以下结构参数： 一、 槽轮直径 d 槽轮直径越大，则每转排肥量越大，排肥能力越强。如果某些肥料的施撒量小则必须相应地减小槽轮工作长度或降 低转速。这样会使排肥的均匀度降低，有时甚至无法满足小肥量的要求。如果施肥量过大而槽轮直径过小则无法满足施肥量要求，此次设计使用 槽轮排肥器槽轮直径为 40 二、 槽轮的工作长度 槽轮最大工作长度可根据施肥机的工作要求并参照槽轮最高转速来确定。槽轮实际工作长度在 0 到槽轮得最大长度。槽轮共组长度可在 060围调整。取槽轮在排种盒内的共组的长度为 60 三、 吐槽断面形状和槽数 Z 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 槽数太多，使肥料施撒不均匀；槽数太少，会使肥料施撒不够，并 会 降低排肥均匀性。常用外槽轮为 8 齿， 10 齿或 12 齿。设计采用 8 齿。凹 槽断面常为圆弧形，槽弧半径为 8 覆土机构的设计 山地果树 根较浅，耕深不大 ， 根据实际设计一个简单易用的 覆土 机构， 无论从效果上还是经济效益上都能能很好地满足要求。 动轮的选用要求 为防止打滑， 选用铁制驱动轮，能更好地适应山地工作。驱动轮的前进速度v=1m/s， 取地轮直径为 26有 ： 602 （ 4） 式中： v 地轮轴 的转速 （ m/s）； w 地轮轴的角转速 （ s）； n 地轮的转速 （ r/ r 地轮的半径 （ m）。 由公式 （ 4） 得 ： n38r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 4 轴的设计计算与校核 传动比的 计算 施肥机的传动路线如图 4 图 4动路线图 按设计方案，驱动轮由减速机通过链轮驱动，两轴之间的传动比为 1，减速机输出轴的转速为 38m/肥轴与减速器输出轴的传动比为 1，因此排种轴的转速为 38m/传动比带传动平稳，取其传 动比 1，因为变速箱可以按传动比选取，故定变速箱的输入轴与输出轴之间的传动比为 38，汽油机通过皮带传动与变速机相连，传动比为 1： 3，选用传动比为 38 的减速箱。 链轮的设计计算 减速机与驱动轮轴 之间的链传动的链轮分别设为 传动比初步确定为 ： 11221 5） 假设链速 v 为 m/s,查资料选取 z1=2 p： 初选中心距 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 0 1 2 2 10222a z z z z (6) 84252 21462 214650 p 取 4 节。 c： 查得工作情况系数 1 . 0 1 . 2 1 . 2 ( ) P k W ： 查得小链轮齿数系数 采用单排链，查的多排链排数系数 ， 得 01 . 2 0 . 9 4 ( )1 . 2 3 1k 根据 83r/查得选用链号 单排滚子链，链节距p= a： 221 2 1 2 2 1z z z z z 2 2 L (7) 22221468221468422146 取 a=237v： 1 （ 8） 与原假设相符。 p， 先计算出有效拉力 F： F 001 0 00 （ 9） )( 6 6 P 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 查得 06B 的每米质量 q=m， 极限拉伸载荷 8900（ N） ， 水平布置时垂直系数 6，得垂直拉力 ： 9 . 5 2 56 0 . 6 0 9 . 8 1 0 . 4 4 ( )1000k q g a N （ 10） 链轮所受的圆周力 : 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 2 1 7 9 6 . 4 ( )0 . 6 6 8 （ 11） 链轮的紧边拉力 : 1 1 7 9 6 . 4 0 . 4 4 1 7 9 6 . 8 4 ( ) F N 故安全系数为 : 8900 4 . 9 5 4 81 1 7 9 6 . 8 4 （ 12） 链轮的的基本参数是配用链条的节距 P， 套筒的最大外 径 d， 排距链 轮的主要尺和计算公式可以查阅机械设计手册 。 工定期润滑。 材料选择 。 链轮材料应满足强度和耐磨性的要求。对于低速轻载、平稳传动中，链轮可采用中碳钢制造。中速、中载时应采用中碳钢淬火处理。而本设计中播种机传动部分属于低速、轻载，较平稳的传动，所以应采用中碳钢。 轴的设计与校核 施肥机设计中 3 根轴，分别是驱 动轮轴、排肥轴、和限位轴。 都选用 45#钢正火处理 ,查文献得强度极限 = 600 P， 其许应弯曲应力 1b 55 M P a 。 确定轴的输出端之间按扭转强 度估算轴输出端直径，查 文献表取 C=100，则， （ 13） 考虑到轴上有键槽，将轴的直径增大 5%，则取 d=20买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 减速 轴分 6 节：轴上依次装，轴承，轴承， 链轮 。 链轮 2 的转速 公式 ： )/(2 （ 14） 作用在链轮轴上的载荷 近似地取链条受到的紧边和松边拉力之和。因为离心拉力对 有影响，不应计算在内，所以 F+2又由于垂直拉力太大，故 近似地按下式计算 （ 15） F p K F （ 16） 式中： 链传动工作情况系数，查文献 得平稳载荷的内燃机传动取 1，F 为有效拉力。 由公式 （ 16） 得， 882(N) 二个链轮分别施加给了减速轴二 个载荷。将力分解到水平方向 垂直方向 出减速 轴的总的受力。 轴受到的水平面总支反力： 2 1 8 8 2 c o s 4 1 1 4 2 0 . 3 (N) （ 17） 3 5 8 7 c o s 2 1 5 4 8 ( ) （ 18） 5 2 3 5 3 c o s 4 2 3 4 7 . 2 （ N ） （ 19） 总的支反力： 4 2 0 5 4 8 2 3 4 7 . 2 4 3 1 5 . 2 N （ ） （ 20） 轴收到的垂直总支反力： 2 1 8 8 2 s i n 4 1 1 2 3 4 . 7 ( ) （ 21） 8 7 s i n 2 1 2 1 0 . 3 ( ) （ 22） 5 2 3 5 3 s i n 4 1 6 4 . 1 ( ) （ 23） 垂直支反力 2 3 4 . 7 2 1 0 . 3 1 6 4 . 1 1 6 0 9 N （ 24） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 因为链轮 1，链轮 2 安装在同一个键槽上，两者位置较近，可以看做一个链轮。 水平方面的弯矩： 51 4 2 0 7 0 5 4 8 2 0 6 2 3 4 7 2 4 9 . 7 5 1 0 ( ) m m （ 25） 垂直方向的弯矩： 41 2 3 4 7 0 2 1 0 . 3 2 0 6 1 6 4 2 5 9 . 8 9 1 0 ( ) m m （ 26） 绘制合成弯矩图， 根据 ： 22 M （ 27） 得 0M N 4的结构图 图 4的受力 图 4矩图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 由 上图 轴的结构图和弯矩图 可知，链轮 2 处 可能是危险截面，应该校核其截面的疲劳强度。 链轮 2 的截面危险强度校核： 5 1333 . 1 1 0 4 9 . 8 ( ) 5 5 ( )0 . 1 0 . 1 2 0 P a M P (28) 强度足够！ 其他标准件 的选择 标准键的选择包括键的选择，轴承、轴承座、螺栓、螺母、螺钉的选择，销的选择、垫圈、垫片的选择 。 键的选择 ：链轮配合的键： b =8h =7t = 栓、螺母的选择： 螺栓 选用 57822000， 30。 螺母 选用061702000， 061702000， 种。 轴承、轴承座的选择： 根据轴的尺寸以及设计要求，驱动轮 安装轴承的轴端直径为 20选用深沟球轴承型号 6004；地轮轴安装轴承轴径为 20用深沟球轴承 6004。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 结语 完成本次毕业设计，我 系统地了解了做毕业设计和论文撰写的