植树挖坑机之挖掘机构的设计【含CAD图纸、说明书】
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本科毕业设计开题报告题 目： 系 别： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 年 月 日- 5 -本科毕业设计开题报告系别专业班级姓名学号联系方式题目植树挖坑机之挖掘机构设计一、选题背景本课题来源于生产实际，目前，我国正在大力加强植树造林建设，特别是江苏沿海地区，政府部门每年都规划植树造林，然而植树造林存在一个问题，需要大量的人力来投入，而现在，国家倡导绿色造林，为了更有效的植树造林，出现了机械造林。本课题出自于盐城拖拉机厂，本课题是设计一台植树挖穴机，与黄海金马-50型拖拉机相匹配，用于植树造林，代替人力劳动，实现机械化造林。二、课题设计2.1课题的内容调研，收集相关资料，结合实际情况，拟定结构方案，设计一台植树挖穴机，与黄海金马-50型拖拉机相匹配，用于植树造林。1）总体设计(1)设计总体方案。(2)绘制挖坑机总图；2）零部件设计(a) 根据挖坑机总图，设计齿轮箱等传动机构；(b) 绘制传动轴、齿轮、齿轮箱体、钻头等零件图；(c) 有关计算、校核等。2.2课题的目的1、挖穴机与拖拉机采用三点悬挂联接，作业时万向传动轴偏置角度不得大于15，田间移位或运输前必须先切断动力，将螺旋钻头提升至最大高度，此时钻头顶尖离地高度应大于300mm。2、螺旋叶片的转速过高，会将泥土抛得很远，造成填坑缺土。转速过低，则造成工作效率不高。因此在设计时，要充分调研和实践，确定合适的转速。3. 为保证工作性能，设计时应充分考虑其稳定性，避免受力不均匀而造成抖动；4、结构简单可靠，尽量使用标准件、通用件，以降低制造成本。5、挖穴机技术参数挖穴直径:50cm挖穴深度：80cm钻头转速：150250r/min钻头形式：采用双螺旋叶片结构；工作效率：6090坑塘/小时；按5年寿命，每年工作800小时计；6、设计何种叶片结构方便旋转挖坑。7、设计何种传动机构，方便操作。三、课题国内外研究现状中国挖穴机产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。我国植树造林机具现状我国植树造林机械赴较晚，主要在南方为种植橡胶实现产业化，有为东方红-75、热特-25型拖拉机配套的挖穴机，而北方地区为栽植果树和防护林，也研制了为中型轮式拖拉机如上海-50、神牛-25型拖拉机配套的开沟机、挖穴机，这种机具既可以挖植树穴坑，也可以挖梯形沟槽用于果树施沟肥。对大面积的机械植树造林，多采用铧式系歹开沟机，如1K-40、1K-50和1K-60型开沟机。我国植树造林机械虽有多个品种，但由于栽种树苗多在山地、坡地，土质条件复杂，影响了机械的使用效果，基本上用人工挖坑栽苗，生产的挖穴机批量较小。近几年来，由于经济林的兴起以及国家为防治水土流失，退耕还林、种草种树已引起各有关部门的普遍重视，并加大了植树造林机械的投入，取得了良好的效果。挖穴机为了适应不同土壤、不同作业条件的要求，国外生产的不同动力配套的造林用挖穴机，有手提式、背负式、手扶拖拉机式和拖拉机式4种。1）手提式挖穴机，分为单人式与双人式。日本多用单人手提式，欧洲各国则多采用双人手提式。手提式挖穴机发动机的功率一般为1.3-3.7kw，多采用油锯和割灌机的单缸风冷汽油发动机为动力。单人和双人手提式挖穴机发动机的转数经离心式离合器和减速箱，将转数降低到100-200r/min，再传到挖穴钻头。由于减速比很大，多采用蜗轮蜗杆或摆线针轮行星传动机构，以便减少机器的质量。由于双人手提式挖穴机质量可以大一些，有的采用多段直齿轮减速机构。有的挖穴机为了使挖穴机钻头能自动地由地中拔出，在传动机构中装有逆转机构。国外所用的挖穴钻头多为螺旋片型，挖穴时自穴中向上排土的性能好，螺旋片型有单螺旋和双螺旋两种。山地造林时，挖穴的直径和深度为25-30厘米，因此多采用1.5-2个节距的螺旋片。为了提高螺旋片型挖穴机的切根性能，有的将螺旋边缘做成缺口状。国外所用挖穴机钻头的转数都不太高，以免将穴中的土壤甩得过远，一般周边速度为3米/秒左右，钻头转数为200-300r/min。装有逆转机构的挖穴机在拔出钻头时，土壤会向相反方向旋转，不会从穴中抛出。手扶拖拉机式挖穴机的功率为3.7-7.3kw，轮式拖拉机挖穴机的功率为36.8-73.6kw。2）悬挂式挖穴机主要用于栽植大树苗时的挖穴作业，挖穴直径为50-80厘米，挖穴深度为60厘米，挖穴机悬挂在25.7-58.8kw拖拉机上。挖穴机由纵吊杆、带安全装置的万向传动轴、减速器和不同直径的挖穴钻头组成。减速器由一对直齿锥齿轮组成，更换不同直径的挖穴钻头时，要更换不同的锥齿轮，可换挖穴钻头有3种，直径分别为80、60、30厘米。钻头由空心钻杆、叶片和切土刀片组成，钻杆下端有定心尖。工作时，由拖拉机动力输出轴经万向传动轴带动旋转工作部件完成挖穴作业，利用液压装置控制钻头升降。3）液压式挖穴机在发达国家已普遍推广。由于液压技术的普及推广，发达国家在挖穴机上已采用液压传动装置，主要用在液压输出能力较强的拖拉机或挖掘机的机型上，用液压泵驱动齿轮机构传动系统。DANUSER液压挖穴机装有高效、转向密封性能好的液压马达，可调节机械链条与齿轮，使扭距增大4倍。采用液压驱动比用万向节套管传动更灵活方便，当遇到障碍物时能起到安全缓冲作用。四、课题设计方案4.1设计方案选型与分析在开始该机设计前，参考对比了一系列已有的植树挖穴机，例如悬挂式挖穴机，手提式挖穴机，液压式挖穴机等，总结发现他们都要用到由一对齿轮传动组成的减速箱。4.2方案的确定采用的是悬挂式挖穴机的方式，一种与小四轮拖拉机配套的悬挂式挖坑机，由悬挂架、带安全装置的万向传动轴、减速箱、双螺旋叶片型钻头等构成；悬挂架两端分别与拖拉机和减速箱铰合连接，双螺旋型钻头固定在减速箱的输出轴上；工作时，拖拉机的提升臂拖带悬挂架进行升降，由拖拉机动力输出轴经万向传动轴带动旋转工作部件完成挖穴作业；4.3方案的特点及创新本课题具有结构简单、作业质量好、效率高、移动及通过性能灵活的特点，广泛应用于植树造林、施肥集水、埋设桩柱等作业。五、预期结果1、产品大量使用标准件、通用件，大大降低了制造成本。2、产品使用中的维护成本降低；设计的产品工作更稳定、可靠， 拆卸方便、更易于维护。3、产品外形美观，环保，结构合理，符合工作现场的需要，更易于操作和使用；4、产品的使用效果达到植树造林的机械化，减轻植树人员的劳动强度的指标。六、设计主要步骤1、为了使钻头更容易的进行挖坑，设计螺旋叶片结构以便旋转挖坑；2、设计最佳入土角（75左右）、最佳转速（150250r/min），使之能耗最低，工作效率最高。3、尽量使用标准件、通用件，如齿轮、螺母、螺栓等，以降低制造成本。4、设计合理的传动机构（齿轮传动），避免重心偏后造成操作困难。七、进度计划序号任务名称开始时间结束时间1选题第一周第一周2查阅中、外文献资料，外文资料翻译，确定系统设计方案第二周第三周3开题第四周第五周4进行毕业设计第六周第十二周5中期检查第十三周第十四周6上交毕业设计正稿打印版及电子材料，毕业设计及设计说明书光盘，完成毕业答辩ppt第十五周第十五周7毕业答辩第十六周第十六周八、参考文献1 王合农业机械化与电气化J1W50（30）型植树挖坑机的研制与应用，2004，(5)：41-422 于建国, 屈锦卫. 林业机械与木工设备J. 挖坑机刀片切削模型的建立及其 MATLAB分析,2006: 第34卷 第7期32-33.3 蒋泉山. 林业机械与木工设备J. 植树挖坑机的设计.2006第34卷 第5期.24.25.284王永乐.机械优化设计基础M.哈尔滨：黑龙江科学出版社，1987.5吴宗泽.罗圣国.机械设计课程设计手册第二版M.高等教育出版社，1999.6成大先.机械设计手册M.化学工业出版社，2002.7徐锦康.机械设计M.机械工业出版社，2001.8沈世德.机械原理M.北京：机械工业出版社，2002.9刘惟信.机械可靠性设计M.清华大学出版社，1996.10濮良贵，纪名刚.机械设计 M.高等教育出版社，1995.11 孟庆华 于建国 鲍春雨. 森林工程J. 一类挖
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