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桔园施肥机设计【7张图纸】【优秀】

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关键词：: 桔园施肥机设计图纸优秀优良

资源描述：

桔园施肥机设计

19页 8200字数+说明书+任务书+开题报告+7张CAD图纸

中心传动轴.dwg

中期检查表.doc

任务书.doc

前轮轴.dwg

地轮高度调节杆.dwg

料斗.dwg

桔园施肥机装备图.dwg

桔园施肥机设计开题报告.doc

桔园施肥机设计说明书.doc

汇总版图纸.dwg

覆土地轮.dwg

覆土部件.dwg

选题审批表.doc

　　　摘要……………………………………………………………………………1

　　　关键词…………………………………………………………………………1

　　　1前言…………………………………………………………………………2

　　　1.1研究现状…………………………………………………………2

　　　1.2研究意义……………………………………………………………2

1.3研究内容……………………………………………………3

2桔园施肥机的方案选择与原理分析…………………………………………3

　　　2.1工作原理选择………………………………………………………………3

　　　2.2配套动力选择…………………………………………………………3

　　　3主要设计及计算……………………………………………4

　　　3.1传动路线的确定……………………………………………………………4

　　　3.2各级传动比的确定…………………………………………………………4

　　　3.3料斗的参数确定…………………………………………………5

　　　3.4排肥器的选型………………………………………………………………5

　　　3.5覆土器的选型………………………………………………………6

3.6行走轮的选型…………………………………………………………6

　　　3.7行走轮的选用要求…………………………………………………6

　　　3.8行走轮的转速计算………………………………………………………7

　　　3.9动力部分的设计和强度计算………………………………………………7

　　　3.10传动比计算和参数确定………………………………………………7

　　　3.11链轮的设计和计算………………………………………………………8

　　　3.12轴的设计和校核………………………………………………………10

　　　3.13 标准件选择……………………………………………………………13

　　　3.14键的选择…………………………………………………………13

　　　3.15螺栓、螺母的选择………………………………………………………13

　　　3.16轴承的选择与校核……………………………………………………………13

　　　4总结……………………………………………………………………13

　　　参考文献…………………………………………………………………13

致谢…………………………………………………………………………14

摘要：中国柑橘种植面积和产量目前均为世界第一；柑橘是中国南方栽培面积最大、涉及就业人口最多的果树。我国是柑橘生产大国，柑橘资源丰富，柑橘的经济价值较高。但是我国柑橘生产规模不一，管理分散，机械化水平低，劳动成本很高，因而经济效益并不理想。我国南方大部分桔园分布在山区和丘陵地区，柑橘树单一、条栽种植对机械提出了特殊要求，现有的田间作业机械因动力不足和自身体积较大而很难进入园中行间作业，满足要求的桔园作业机械设备严重缺乏，对效率高、体积小、自重小、传动平稳、适应坡地工作环境的机械设备需求越来越迫切。因此，开发研制适合丘陵山区桔园的小型施肥机具有重要的现实意义。

　　关键词：柑橘；桔园施肥；桔园施肥机；小型桔园施肥机；Abstract :Chinese citrus sown area and output ranks first in the world at present; The citrus’ cultivated area is biggest in south China , a fruit trees involve employed population most.China is a super country in the citrus fruits produces, the citrus resources is rich, and the economic value is high.But the production scale of citrus is vary, the management is distributed, the mechanized level is low, the cost of labor is very high, thus the economic efficiency is not ideal.I-South China most citrus orchard in mountain and hilly areas, citrus trees, planted on a single plant machinery put forward special requirements, the existing field machinery because of the lack of power and its large size and hard to get admission lines in operation,satisfied the request of the orange garden work mechanical device is lack seriously, so,to the efficiency high, the volume small, was self-possessed slightly, the transmission steady, the adaptation land on slopes working conditions mechanical device demand is more and more urgent. Therefore, developping the small fertilizer applicator to suit the knoll mountainous orange garden have the vital practical significance.Key words: Citrus; Orchard fertilization; Orchard fertilization machine; small orchard fertilization machine2 桔园施肥机的方案选择与原理分析

2.1 工作原理的选择

目前，桔园施肥的方式主要有桔园开沟施肥；桔园钻孔施肥；桔园环状沟施肥；桔园撒肥和桔园覆土施肥等。

　　　桔园开沟施肥功率消耗大，对桔树的根系损伤大，故不采用；桔园钻孔施肥的设计制造的成本较高，连续工作能力低，不利于高效率操作；环状沟施肥的设计制造成本高，普通桔农难以接受，不利于推广使用；桔园撒肥的肥料浪费大，利用率低[3]，故采用桔园覆土施肥。其功率消耗较低，肥料利用率相对较高，设计成本较低，是综合各个方面的较优选择。

　　　桔园覆土施肥采用汽油机为动力，通过减速器减速后带动中心传动轴带动驱动轮、排肥器和地轮工作完成排肥覆土的工作过程。

2.2 配套动力选择

　　　根据要求桔园施肥机的最大根深为100mm，耕幅宽为283mm,又山区土壤多为沙土，其阻力系数[4]K选4N/cm2。

则地轮耕地覆土的阻力[5]：

(1）

　　　又施肥机得前进速度V=1m/s，

　　　则最大消耗的功率：

　　　 (2)

　　　根据对机组所消耗的功率的初步估算，拟采用重庆 KT-152汽油内燃机。

　　　重庆KT-152的主要参数如下：

　　　发动机形式：单缸，四冲程，侧置气门，强制风冷

　　　排量：（毫升）97

　　　缸径×形程（毫升）：52×46

　　　压缩比：5.6:1

　　　最大输出功率（N.m）：1.15

　　　最大扭矩（马力/转速）：3.2/300

　　　稳定转速（转/分钟）：3600±200

　　　净重（千克）:9/10.5

　　　外形尺寸（长*宽*高）（毫米）:300×290×360

QQ截图20130731102614.gif

内容简介：: 湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）中期检查表学院：工学院学生姓名彭壮学号200840615121年级专业及班级2008 级农业机械化及其自动化专业（一）班指导教师姓名李明指导教师职称副教授论文（设计）题目桔园施肥机设计毕业论文（设计）工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题完成了实验装置；在室内进行了初步试验；园间试验正在进行。试验尚未完成；实验数据软件有待学习。指导教师意见签名： 2012 年 3 月 30 日检查小组意见组长签名：年月日注：1.此表可用黑色签字笔填写，也可打印，但意见栏必须相应责任人亲笔填写。2.此表可从教务处网站下载中心下载。湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）任务书学生姓名彭壮学号200840615121年级专业及班级2008级农业机械化及其自动化(1)班指导教师及职称李明副教授学院工学院2011年11月26日填写说明一、毕业论文（设计）任务书是学校根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必需针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）毕业论文（设计）选题来源、选题性质和完成形式：请在合适的对应选项前的“”内打“”，科研课题请注明课题项目和名称，项目指“国家青年基金”等。（二）主要内容和要求：1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（三）主要中文参考资料与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（四）毕业论文（设计）的进度安排：1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目桔园施肥机设计选题来源结合科研课题课题名称：生产实际或社会实际其他选题性质基础研究应用研究其他题目完成形式毕业论文毕业设计提交作品，并撰写论文主要内容和要求中国柑橘种植面积和产量目前均为世界第一；柑橘是中国南方栽培面积最大、涉及就业人口最多的果树。近年来，随着我国劳动人口减少，老年及妇女劳动力增加，不仅增加了柑橘生产成本，同时造成劳动力缺乏。我国南方大部分桔园分布在山区和丘陵地区，柑橘树单一、条栽种植对机械提出了特殊要求，现有的田间作业机械因动力不足和自身体积较大而很难进入园中行间作业，满足要求的桔园作业机械设备严重缺乏，对效率高、体积小、自重小、传动平稳、适应坡地工作环境的机械设备需求越来越迫切。因此，开发研制适合丘陵山区桔园的小型施肥机具有重要的现实意义。主要技术要求：1）耕幅400mm2）行进速度1m/s3）动力大小1.15KW4）施肥量2.5KG/min需要提交的（电子）文稿：任务要求：（1）完成3张A0图（折合），并要求利用计算机绘图软件绘出装配图原理图及各部件图，正稿电子档一份。（2）撰写不少于10000自设计说明书，提交草稿和正稿、带电子文档歌一份。要求计算合理、数据可靠，格式按湖南农业大学学报（自然科学版）的规定；设计说明书内容包括：目的、意义、整体方案确定、主要零部件选择和设计、施肥过程分析、重要零部件计算和校核、参考文献、致谢注：此表如不够填写，可另加附页。主要中文参考资料与外文资料1 侯书林，朱海. 机械制造基础北京大学出版社 2006.2 孙桓，陈作模，葛文杰. 机械原理高等教育出版社 20063 马海乐,等.食品机械与设备M.北京:中国农业出版社,2004.4 濮良贵，纪名刚机械设计. 高等教育出版社 20065 张也影.流体力学M.北京：高等教育出版社,2004.6 张祖力,陶栋材,等.机械设计基础M.北京:中国农业大学出版社,2004.7 王昆,何小柏, 等.机械设计课程设计M.北京：高等教育出版社,2003.8 徐学林互换性与测量技术基础湖南大学出版社 20109 李蓓智先进制造技术高等教育出版社 2007工作进度安排起止日期主要工作内容2011910前选题2011910-915下达任务书2011916-2011930开题2010111-2012415设计20124.16-420中期考核2012416-430完善与总结课题2012430前提交正稿与预审要求完成日期：2012 年5 月5 日指导教师签名：审查日期：2011 年11 月27 日专业负责人签名：批准日期：2011 年11 月28 日学院指导委员会签名（公章）：接受任务日期：2011 年11 月28 日；学生本人签名：注：签名栏必须由相应责任人亲笔签名。此表可从教务处网站下载中心下载。湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）开题报告学生姓名彭壮学号200840615121年级专业及班级2008级农业机械化及其自动化(1)班指导教师及职称李明副教授学院工学院2011 年 12月 30日毕业论文（设计）题目桔园施肥机设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等，不少于1000字）一研究意义：中国柑橘种植面积和产量目前均为世界第一；柑橘是中国南方栽培面积最大、涉及就业人口最多的果树。近年来，随着我国劳动人口减少，老年及妇女劳动力增加，不仅增加了柑橘生产成本，同时造成劳动力缺乏。我国南方大部分桔园分布在山区和丘陵地区，柑橘树单一、条栽种植对机械提出了特殊要求，现有的田间作业机械因动力不足和自身体积较大而很难进入园中行间作业，满足要求的桔园作业机械设备严重缺乏，对效率高、体积小、自重小、传动平稳、适应坡地工作环境的机械设备需求越来越迫切。因此，开发研制适合丘陵山区桔园的小型施肥机具有重要的现实意义。我国是柑橘生产大国，柑橘资源丰富，柑橘的经济价值较高。但是我国柑橘生产规模不一，管理分散，机械化水平低，劳动成本很高，因而经济效益并不理想。为了提高产品的品质和价格竞争力，增强抵御各种风险的能力，加快我国柑橘生产机械化的进程和深加工水平，有利于我国柑橘产业的合理健康发展，拉动市场发展，增加农民收入，推动经济的发展有十分重要的意义。改革开放以来，商品市场得到迅速发展，柑橘水果的销量逐年不断增长，我国柑橘产业的地位得到很大的提升。柑橘生产的规模也在不断扩大，其中在中国南方主产区农村经济中具有重要的地位。大力发展柑橘产业，促进农业结构调整、增加农民收入、繁荣经济中发挥了重要作用。我国生产的规模较大，但栽培管理水平不高，经济效益并没有得到充分的体现，因此要提高柑橘产业的品质，提高竞争力，在柑桔施肥上加大力度，减低生产成本，扩大经济效益，减轻果农工作量。桔子为香科，柑桔属常绿乔木或灌木福桔或朱桔等多种桔类的成熟果实。桔子常与柑子一起被统称为柑桔，颜色鲜艳，酸甜可口，是日常生活中最常见的水果之一。桔子的营养丰富，在每百克桔子果肉中，含蛋白质0.9克，脂肪0.1克，碳水化合物 12.8克，粗纤维0.4克，钙56毫克，磷15毫克，铁0.2毫克，胡萝卜素0.55毫克，维生素B0.08毫克，维生素B2 0.3毫克，烟酸0.3毫克，维生素c 34毫克以及桔皮甙、柠檬酸、苹果酸、枸橼酸等营养物质。桔子性平，味甘酸，有生津止咳的作用，用于胃肠燥热之症;有和胃利尿的功效，用于腹部不适、小便不利等症;有润肺化痰的作用，适用于肺热咳嗽之症。桔子有抑制葡萄球菌的作用，可使血压升高、心脏兴奋，抑制胃肠、子宫蠕动，还可降低毛细血管的脆性，减少微血管出血。桔子对减肥有利。桔子色彩鲜艳、酸甜可口，是秋冬季常见的美味佳果。桔子营养也十分丰富，1个桔子就几乎满足人体每天所需的维生素C量。桔子含有170余种植物化合物和60余种黄酮类化合物，其中的大多数物质均是天然抗氧化剂。桔子中丰富的营养成分有降血脂、抗动脉粥样硬化等作用，对于预防心血管疾病的发生大有益处。另外，每天吃一个桔子可以起到防癌的作用。桔汁中含有一种名为“诺米林”的物质，具有抑制和杀死癌细胞的能力，对胃癌有防治作用。桔子可谓全身是宝，其果肉、皮、核、络均可入药。桔子的外果皮晒干后叫“陈皮”(因入药以陈的药效好，故名陈皮)。而桔瓤上面的白色网状丝络，叫“桔络”，含有一定量的维生素P，有通络、化痰、理气、消滞等功效。桔核性味苦、无毒，有理气止痛的作用，可以用来治疗疝气、腰痛等症。就连桔根、桔叶等也可入药，具有舒肝、健脾、和胃等不同功能。柑桔的果肉还是轻工业的重要原料，可加工成罐头、蜜饯、果酱、果糕、果胨、果糖，还可以制成果汁、果酒等饮料。加工过程中，可提取果胶、柠檬酸、橙皮甙、香精油，桔皮可作为提取维生素A、维生素P、维生素C的原料。桔园施肥能提高桔子产量和品质，提高桔子的营养价值。并能改善桔树体质加强病虫害抵抗力。桔园施肥分为四种时期施肥：1、萌芽肥：主要是供应3-6月份柑桔生长发育所需的养分。此时，柑桔还处于花器发育、春梢萌发生长、开花结果阶段，萌芽肥施足与否，对花器发育、春梢萌发数量与整齐度、根系生长等至关重要。2、稳果肥：柑桔在抽生春梢、开花结果和第一次生理落果后，氮、磷等养分消耗量大。5月中旬至6月下旬，柑桔幼果正处于细胞旺盛分裂时期，需要大量的氮、磷营养；而且这个时期又是第一次发根高峰，土温迅速上升，根系对营养元素的吸收能力大大增强。如果营养不足，往往发生大量生理落果。3、壮果肥：7-9月份是果实迅速膨大的时期，也是夏梢充实和秋梢抽生期。此时气温、土温均较高，根系吸收能力强，对氮、磷、钾的吸收量多，肥效较高。根系吸收的养分在树体内运转较快，养分的消耗量明显增加。此时雨季已过，秋旱季节来临，结合灌水抗旱追施氮、磷、钾肥，对促进壮果和秋梢的生长都有明显的效果。6-7月份是柑桔对营养物质需要的临界期，6-9月份是培养柑桔树势的关键时期，这时的果实膨大、花芽分化和抽秋梢都需要营养。柑桔壮果肥宜用经过充分腐熟的有机肥，在抽发秋梢前1-2周内施用。在降雨较多的地区也可以分多次施用，既可以提高果实产量品质，又能使秋梢生长充实，促进树体养分的累积。4、采果肥：柑桔树经过一年的生长、发育和结果，对营养物质的消耗十分巨大，果实采收后，根系对水、肥的吸收能力很弱，采果肥的施用对促进树势的恢复、增加树体各器官的贮藏养分，促进高质量的花芽分化十分重要。采果肥一般在采果的前后施下，以有机肥为主并根据情况适当搭配速效肥料。采果肥要重施。晚熟品种则要强调采前施，以提高肥效，及时恢复树势。二国内外研究现状：我国是世界柑桔原产中心之一,是柑桔资源的宝库,有四千多年的栽培历史。柑桔种类、品种极为丰富,在生产和科学技术上,都有过光辉灿烂的史迹。我国在长年累月的栽培柑桔和品种培育中,产生了许多良种。例如新会橙、柳橙、香水橙、雪柑、锦橙、蕉柑、椪柑、南丰蜜桔、本地早,以及沙田柚等,都是各个地方在生产过程中形成的优良品种。同时我国有各种不同的生态气候带,可供发展多种柑桔种类、品种。适栽区域极为辽阔。但是我国的桔园施肥机械化程度还极其底下，大量的劳动力投入到桔园的施肥中，不仅浪费了大量的肥料同时也造成了环境污染，但随着郭家对农业机械化的不断重视有不少新的桔园施肥机械被生产出来，比如最近有株洲现代农装设计制造的桔园施肥机在湖北宜都市高坝洲镇大战坡村村民程启元的桔园内实验成功，桔园施肥机既减轻了桔农的劳动强度也增高了肥料利用率，减少了环境污染，增加了桔子的产量，提高了桔子的质量。国外的农机整体上起步教早，技术也比我国相对成熟，在桔园施肥反面也不例外，其中日本的桔园施肥机械较为先进。三主要参考文献：1 侯书林，朱海. 机械制造基础北京大学出版社 2006.2 孙桓，陈作模，葛文杰. 机械原理高等教育出版社 20063 马海乐,等.食品机械与设备M.北京:中国农业出版社,2004.4 濮良贵，纪名刚机械设计. 高等教育出版社 20065 张也影.流体力学M.北京：高等教育出版社,2004.6 张祖力,陶栋材,等.机械设计基础M.北京:中国农业大学出版社,2004.7 王昆,何小柏, 等.机械设计课程设计M.北京：高等教育出版社,2003.8徐学林互换性与测量技术基础湖南大学出版社 20109 李蓓智先进制造技术高等教育出版社 200710中国农业机械化科学研究院编农业机械设计手册下北京机械工业出版社，199012混合设中国知网（CNKI）关于饲料备的相关文献13中国专利网相关专利研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）研究内容：我国南方大部分桔园分布在山区和丘陵地区，柑橘树单一、条栽种植对机械提出了特殊要求，现有的田间作业机械因动力不足和自身体积较大而很难进入园中行间作业，设计一种满足要求的桔园作业机械设备严重缺乏，对效率高、体积小、自重小、传动平稳、适应坡地工作环境的机械设备。方法：1. 文献法:通过收集、整理文献以获得论文所需资料，从而全面、正确地了解桔园施肥机的研究现状。2. 比较研究法：根据现有桔园施肥机，对其工作原理和设备归纳分析，为开发桔园施肥机做指导。预期成果：效率高、体积小、自重小、传动平稳、适应坡地工作环境的小型桔园施肥机械。条件保障：1. 通过大学四年扎实的理论学习，掌握一定的理论基础；2. 有比较齐全的实验设备，保证课题实验的科学性和严谨性3. 已完成的课程论文为毕业论文的撰写提供经验；4. 指导老师的专业指导和监督进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）2011.112011.12 本选题方案论证与调研。2012.012012.02 相关软件学习，为后续试验做准备。2012.022012.03 试验试验台设计、材料等相关数据。2012.032012.04 写出中期报告。2012.042012.05 论文检查，优化数据。2012.052012.06 完成毕业论文论证小组意见组长签名： 20 年月日专业委员会意见专业委员会主任签名： 20 年月日注：1.此表可用黑色签字笔填写，也可打印，但意见栏必须相应责任人亲笔填写。湖南农业大学全日制普通本科生毕业设计桔园施肥机设计 DESIGN OF ORCHARD FERTILIZATION MACHINE学生姓名：彭壮学号：200840615121年级专业及班级：2008级农业机械化及其自动化（1）班指导老师及职称：李明副教授学院：工学院湖南长沙提交日期：2012年05月湖南农业大学全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计作者签名： 2012年 05月 20日目录摘要1关键词11前言21.1研究现状21.2研究意义2 1.3研究内容3 2桔园施肥机的方案选择与原理分析32.1工作原理选择32.2配套动力选择33主要设计及计算43.1传动路线的确定43.2各级传动比的确定4 3.3料斗的参数确定53.4排肥器的选型53.5覆土器的选型6 3.6行走轮的选型63.7行走轮的选用要求63.8行走轮的转速计算73.9动力部分的设计和强度计算73.10传动比计算和参数确定73.11链轮的设计和计算83.12轴的设计和校核103.13 标准件选择133.14键的选择133.15螺栓、螺母的选择133.16轴承的选择与校核134总结13参考文献13 致谢14桔园施肥机设计学生：彭壮指导老师：李明(湖南农业大学工学院，长沙 410128) 摘要：中国柑橘种植面积和产量目前均为世界第一；柑橘是中国南方栽培面积最大、涉及就业人口最多的果树。我国是柑橘生产大国，柑橘资源丰富，柑橘的经济价值较高。但是我国柑橘生产规模不一，管理分散，机械化水平低，劳动成本很高，因而经济效益并不理想。我国南方大部分桔园分布在山区和丘陵地区，柑橘树单一、条栽种植对机械提出了特殊要求，现有的田间作业机械因动力不足和自身体积较大而很难进入园中行间作业，满足要求的桔园作业机械设备严重缺乏，对效率高、体积小、自重小、传动平稳、适应坡地工作环境的机械设备需求越来越迫切。因此，开发研制适合丘陵山区桔园的小型施肥机具有重要的现实意义。关键词：柑橘；桔园施肥；桔园施肥机；小型桔园施肥机；The Design of Orchard Fertilization MachineStudent:Peng ZhuangTutor:Li Ming(College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract :Chinese citrus sown area and output ranks first in the world at present; The citrus cultivated area is biggest in south China , a fruit trees involve employed population most.China is a super country in the citrus fruits produces, the citrus resources is rich, and the economic value is high.But the production scale of citrus is vary, the management is distributed, the mechanized level is low, the cost of labor is very high, thus the economic efficiency is not ideal.I-South China most citrus orchard in mountain and hilly areas, citrus trees, planted on a single plant machinery put forward special requirements, the existing field machinery because of the lack of power and its large size and hard to get admission lines in operation,satisfied the request of the orange garden work mechanical device is lack seriously, so,to the efficiency high, the volume small, was self-possessed slightly, the transmission steady, the adaptation land on slopes working conditions mechanical device demand is more and more urgent. Therefore, developping the small fertilizer applicator to suit the knoll mountainous orange garden have the vital practical significance.Key words: Citrus; Orchard fertilization; Orchard fertilization machine; small orchard fertilization machine1 前言1.1研究现状 21世纪的前20年，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1。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2。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。桔园多位于山区，要求桔园施肥机适应坡地作业，又桔园呈分散分布，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。我国的柑橘产量和面积都位居世界第一，国外受供需关系影响，专业桔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桔园施肥机械较少，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。1.2 研究意义今十年来，随着我国劳动人口减少，老年及妇女劳动力增加，不仅增加了柑橘生产成本，同时造成劳动力缺乏。我国南方大部分桔园分布在山区和丘陵地区，柑橘树单一、条栽种植对机械提出了特殊要求，现有的田间作业机械因动力不足和自身体积较大而很难进入园中行间作业，满足要求的桔园作业机械设备严重缺乏国家不断加强对三农问题的关注，并且持续的农机补贴措施也说明国家对农业机械化的重视，桔园施肥机的设计对增加桔农收入，减小桔农劳动强度，提高工作效率高，减小工作强度小，提高肥料利用率高有非常重要的作用，是国家解决三农问题和提高农民收入的重要步骤，合理施肥是栽培管理诸措施中的重要环节,是柑桔丰产、稳产、优质的重要保证。1.3 研究内容首先对桔园的施肥方式进行选择，在此基础上分析各种施肥方式的利弊，在综合各因素后选取最优方案，根据施肥机的定额要求进去参数的设计和计算，然后进行零部件的设计和计算、图纸的绘制及样机的研制。最终研究出效率高、体积小、自重小、传动平稳、适应坡地工作环境的丘陵山区桔园小型施肥机。2 桔园施肥机的方案选择与原理分析2.1 工作原理的选择目前，桔园施肥的方式主要有桔园开沟施肥；桔园钻孔施肥；桔园环状沟施肥；桔园撒肥和桔园覆土施肥等。桔园开沟施肥功率消耗大，对桔树的根系损伤大，故不采用；桔园钻孔施肥的设计制造的成本较高，连续工作能力低，不利于高效率操作；环状沟施肥的设计制造成本高，普通桔农难以接受，不利于推广使用；桔园撒肥的肥料浪费大，利用率低3，故采用桔园覆土施肥。其功率消耗较低，肥料利用率相对较高，设计成本较低，是综合各个方面的较优选择。桔园覆土施肥采用汽油机为动力，通过减速器减速后带动中心传动轴带动驱动轮、排肥器和地轮工作完成排肥覆土的工作过程。2.2 配套动力选择根据要求桔园施肥机的最大根深为100mm，耕幅宽为283mm,又山区土壤多为沙土，其阻力系数4K选4N/cm2。则地轮耕地覆土的阻力5： (1）又施肥机得前进速度V=1m/s，则最大消耗的功率： (2)根据对机组所消耗的功率的初步估算，拟采用重庆 KT-152汽油内燃机。重庆KT-152的主要参数如下：发动机形式：单缸，四冲程，侧置气门，强制风冷排量：（毫升）97缸径形程（毫升）：5246压缩比：5.6:1最大输出功率（N.m）：1.15最大扭矩（马力/转速）：3.2/300稳定转速（转/分钟）：3600200净重（千克）:9/10.5外形尺寸（长*宽*高）（毫米）:3002903603 传动装置的设计计算3.1 传动路线的确定传动路线要保证总体传动可靠，不影响桔园施肥机工作。根据整机的结构确定传动路线，使桔园施肥机在工作过程中能满足排肥、翻土、覆土等工作的需要。将传动路线分为两条路线。第一，汽油机机通过变速箱将动力传给中间传动轴；第二，中间轴将动力分别传递给排肥机构的转轴和地轮的转轴，驱动排肥轴和行走轮、地轮的转动。32 各级传动比的确定施肥机的行走速度和人的行走速度要相一致，一般情况下，可取人行走速度为1m/s,则行走轮的速度为1.m/s，行走轮的直径为260mm，由公式（1）可见行走轮轴的转速n1 （3）式中： v行走轮的形式速度（m/s） d行走轮的直径（m）计算,得n173.5r/min按照设计要求6，行走轮由中间传动轴通过链轮驱动，两轴之间的传动比为1.35,中间传动轴的转速为100r/min，排肥轴与中间轴传动轴的传动比为1，因此排种轴的转速为100r/min；整根中间传动轴由变数箱的输出轴通过链轮带动，链传动比带传动平稳，取其传动比1.75。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40；内燃机的通过皮带传动与变速箱相连，传动比为1.3.选用传动比为40的减速箱，减速箱与中心轴之间的传动比为1.35中间轴与地轮之间的传动比为0.45。4 排肥器的选型设计4.1 料斗结构参数的设计肥料斗必需有足够的容量，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，还会影响机组的纵向移动性；料斗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7，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，因此该机所选的料斗形状为锥台型。料斗的容量主要由施肥的距离确定。根据以往实验结论：施肥机在工作时不宜施完料斗内的全部肥料播，应该保留至少10%的肥料余量，避免料斗内肥料太少而影响肥料的施撒量。根据一般山区桔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0.1L。料斗尺寸长宽高：300mm300mm350mm。4.2 排肥器的选型排肥器种类很多，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8。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。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、外槽论、阻塞轮、花型挡环及清肥舌等组成（图1）。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。根据桔园施肥机的设计要求和参考有关文献9，主要有以下结构参数：（1）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，此次设计使用最多的槽轮排肥器槽轮直径为40mm。（2）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060mm范围调整。取槽轮在排种盒内的共组的长度为60mm。（3）吐槽断面形状和槽数Z：槽数太多，使肥料施撒不均匀；槽数太少，会使肥料施撒不够，并降低排肥均匀性。常用外槽轮为10齿或12齿。设计采用10齿。凹槽断面常为圆弧形，槽弧半径为5.58mm。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1 外槽轮式排肥器Fig1 Metering device of outer sheave5 覆土器的选型由于桔树根较浅，耕地深度不宜过深，选用齿钯覆土无论从效果上还是经济效益上都能能很好地满足要求。6 行走轮的选型设计6.1 行走轮的选用要求在该播种机中，行走轮不仅起到陷深作用，而且还是排种的主动轮。因而在设计时，应该从以下几个方面着手10：（1）具有较大的强度，刚度等机械性能；（2）滑移系数较小，一般不要超过10%，从而提高施肥的均匀性；（3）对地表不平性具有较强的适应性，避免在地表高低不平的情况下打滑，更好地适应山区桔园地形。6.2 行走轮的转速的计算行走轮的前进速度应该和人的行走速度一至，因此机器的行进速度为v=1m/s,取地轮直径为1700mm.有（4）式中：v地轮轴的转速（m/s）； w地轮轴的角转速（rad/s）； n地轮的转速（r/min）由公式得n136.5r/min； r地轮的半径（m）。7 动力部分的设计和强度校核7.1 传动比的设计和参数确定施肥机的传动示意如图2：1 链轮7 2 链轮6 3 链轮4 4 链轮3 5 减速器 6 链轮5 7 行走轮 8 链轮1 9 链轮2 10 排肥器图2 施肥机传动示意图Fig2 Schematic diagram of planter transmission为了适应机具排肥时不同量的要求即传动比的变化，机具采用链轮传动，通过改变不同链轮和链条长度来实现不同的施肥量要求。为了保证作业时的连续排肥，则要求传动部分要有可靠的传动比、无滑动。又由于施肥传动所传动的功率小、速率小，所以所要求链传动比不是非常严格，但也要满足相应的要求11。已知行走轮的行进速度为1m/s，整机传动除变速箱都是用链轮传动动力，根据设计要求，传动系统有四处用到链轮传动，分别是变速箱的输出轴链轮1，在中间传动轴上与链轮1配合的链轮2，中间传动轴上的传动动力给行走轮的链轮3，行走轴上的链轮5，中间传动轴上与排肥轴的链轮系链轮4 ，链轮5。中间传动轴上与地轮的链轮7配合，下面着重设计传动轴与行走轮之间的链轮传动，另外两个链传动参照计算。7.2 链轮的设计7.2.1 链轮的计算（1）选择链轮齿数12在此设传动轴与地轮之间的链传动的链轮分别设为n1,n2 。传动比初步确定为（5）假设链速v为0.31m/s,查资料选取z2=21，则=46(2) 确定链结数:初选中心距=25P （6）（节）取=84节。(3)计算功率Pc:查得工作情况系数=1.0（Kw）（6）(4)确定链接距P:查得小链轮齿数系数Kz=1.23;采用单排链13，查的多排链排数系数Kp=1,得根据0.94Kw、n1=183r/min，查得选用链号为0.6B的单排滚子链16，链节距p=9.525mm。(5)计算实际中心距：（7） 236.83mm）取=237mm(6)验算链速v: （8）与原假设相符。(7）计算轴上载荷Fp17,先计算出有效拉力F： (9) (8)链传动受力分析：查得06B的每米质量19q=0.6kg/m，极限拉伸载荷FQ =8900（N）水平布置时垂直系数，得垂直拉力: （10）链轮所受的圆周力: （11）链轮的紧边拉力: 故安全系数为: （12）(8)确定滚子链链轮的主要尺寸。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,排距和齿数Z。链轮的主要尺和计算公式可以查阅机械设计手册20。(9)润滑方式：采用人工定期润滑。同计算设计链轮1链2通过验算校核强度得Z5=31,Z6 =17。中心a34=186mm;a56=157mm。都采用型号为06B滚子链。7.2.2 链轮材料的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。7.3 轴的设计和校核7.3.1 轴的设计施肥机设计中四根轴，分别是中间传动轴、排肥轴、行走轴和地轮轴。四根轴都选用45钢正火处理，查文献3得强度极限，其许应弯曲应力。(1)确定轴的最小直径确定轴的输出端之间按扭转强度估算轴输出端直径，查得文献表14-2取C=100，则，mm （13）考虑到轴上有键槽，将轴的直径增大5%，则取d=20mm考虑到中间抽上的传动复杂，故中心轴直径取d=25mm7.3.2 轴的强度校核(1)轴的受力分析设计轴分7节：轴上依次装支撑架，轴承，链轮2，链轮3，链轮4，轴承，支撑架。中间轴的受力分析链轮2的转速由公式（14）作用在链轮轴上的载荷Fp可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Fp没有影响，不应计算在内，所以FpF+2Ff 。又由于垂直拉力Ff 不太大，故Fp可近似地按下式计算（15）（16）式中：KA 为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。由公式得，Fp2=1882(N)用同样的方法也可求出FP3 =587N ；FP5 =2353N三个链轮分别施加给了中间三个载荷。将力分解到水平方向Ft和垂直方向Fr，求出中间轴的总的受力。轴受到的水平面总支反力： (N) （17）（18）（19）总的支反力：（20）轴收到的垂直总支反力：（21）（22）（23）垂直支反力（24）因为链轮2，链轮3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：（25）垂直方向的弯矩：（26）绘制合成弯矩图：根据（27）得 Nmm由弯矩图和轴的结构图可知，链轮5处可能是危险截面，应该校核其截面的疲劳强度。链轮5的截面危险强度校核： (28)故轴的强度足够。轴传递的转矩：（29）求得，（30）（31）（32）中间轴的扭矩受力如图4。图3 轴的载荷分析图Fig3 The shaft load analysis in Figure8 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8.1 键的选择链轮4配合的键：b =8mm, h =7mm, t = 4.0mm, t1=3.3mm8.2 螺栓、螺母的选择根据表3-9选用螺栓 GB/T61702000, M8*60,GB/T297-1994,螺栓M6*20和GB/T5782 2000, M8*25 三种。根据表3-16选用螺母0GB/T61702000, M8一种。8.3 轴承的选择与校核根据各轴的尺寸以及设计要求，行走轮安装轴承的轴端直径为20mm,，故选用深沟球轴承型号6004；中间传动轴同样选用深沟球轴承型号6005；地轮轴安装轴承轴径为20mm，选用深沟球轴承6004。轴承寿命计算：L9 总结通过对本毕业设计的完成，我觉得有以下收获：（1）系统地了解了做毕业设计和论文撰写的具体步骤，从构思到动手，由抽象到具体，无不需要按部就班，反复修改，条理清楚，思路清晰，循环渐进；（2）明确了撰写论文的具体内容，中英文摘要、关键字、正文、参考文献，同时也清楚发表论文应具有的格式

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