第43頁共21頁茶樹修剪機(jī)的研發(fā)設(shè)計目錄第一章摘要 2第二章前言 3一．緒論 3二．國內(nèi)外同類研究概況 41、修剪機(jī)的研制 42、對修剪機(jī)的應(yīng)用研究 53．對茶樹重修剪機(jī)的研究 6第三章設(shè)計任務(wù) 6第二章．設(shè)計分析 7一． 傳動路線的擬定 71.對傳動方案的要求 72.擬定傳動方案 7二.汽油機(jī)的選擇 8三.帶輪的設(shè)計 9（1）帶Ⅰ的設(shè)計 9（2）Ⅱ帶設(shè)計 14四．軸的設(shè)計與校驗 18（1）軸Ⅰ的設(shè)計 18（2）Ⅱ軸的設(shè)計 22（3）.軸承的選擇 25（4）.鍵的選用 26五．刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計及材料的選擇 26心得體會 28參考文獻(xiàn) 29第一章摘要由于我國種茶歷史悠久，種植地域廣泛，迫切需要機(jī)械修剪器具來代替手工修剪機(jī)械修剪是解決勞力不足和降低生產(chǎn)成本的根本途徑。而普通修剪機(jī)用于重修剪是屬于破壞性使用，一般不宜提倡。本課題即針對成齡茶樹的深修剪、衰老茶樹的重修剪或臺刈面臨的問題及現(xiàn)有修剪設(shè)備的不足，研究出一種全新的茶樹重修剪機(jī)械設(shè)備，并對整機(jī)各結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行協(xié)調(diào)，對修剪機(jī)所用刀片的材料、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，研制配套的傳動系統(tǒng)，相應(yīng)的帶輪，軸，機(jī)架，并進(jìn)行計算和裝配圖的繪制。關(guān)鍵字：機(jī)械修剪器具，重修剪，全新的茶樹重修剪機(jī)械設(shè)備，刀片的材料，傳動系統(tǒng)，帶輪，軸，機(jī)架。謝謝朋友對我文章的賞識，充值后就可以下載說明書，我這里還有一個壓縮包，里面有相應(yīng)的word說明書和CAD圖紙及答辯ppt。下載后請聯(lián)系QQ：1459919609。我可以將壓縮包免費送給你。歡迎朋友的光臨?。。。ㄗⅲ鹤再~號時最好用你的QQ號，以方便我將壓縮包發(fā)給你）第二章前言茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。茶樹修剪方法主要有幼齡茶樹的定形修剪、成齡茶樹的輕修剪與深修剪，衰老茶樹的重修剪及臺刈等。成齡茶樹經(jīng)多年采摘和輕修剪后，采樹冠摘面上會形成密集而細(xì)弱的分枝，這就是常說的“雞爪枝”，這時，茶樹新梢育芽能力減弱，生長乏力，茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)下降，為更新樹冠采摘面，就得采用深修剪技術(shù)，剪去密集細(xì)弱的雞爪枝層，使茶樹重新抽發(fā)新枝，提高育芽能力，延長茶樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)年限。一．緒論深修剪通常剪去冠面10～15cm枝梢，目前茶樹的深修剪工作一般用雙人抬修剪機(jī)來實施，但雙人抬修剪機(jī)比較笨重，且工作效率低。重修剪的對象則是半衰老和未老先衰的茶樹。這種茶樹，雖然骨干枝的抽生能力仍較強(qiáng)，但生產(chǎn)枝的育芽能力已很弱，芽葉瘦小，葉張薄細(xì)，輕伸修剪根本不起作用，即使采用深修剪也不能達(dá)到目的，這時，就得采用重修剪技術(shù)。重修剪茶樹一般在離地30～40cm處修剪樹干。臺刈則是比重修剪更為徹底的改造樹冠的修剪技術(shù)，其對象是嚴(yán)重衰老的茶樹，但目的與重修剪相同；茶樹臺刈后，從根頸部抽發(fā)的新枝能重新形成樹冠。重修剪及臺刈由于修剪的茶樹枝干一般較粗，現(xiàn)有的茶樹修剪機(jī)械很難擔(dān)當(dāng)大任、不但效率低，而且常出現(xiàn)露枝現(xiàn)象；因此許多地方還在采用人工以砍柴刀對枝干進(jìn)行砍切修剪，勞動狀況惡劣、勞作水平極其落后，另外人工砍切修剪對茶樹生長是十分不利的。二．國內(nèi)外同類研究概況目前，國內(nèi)科研人員對茶樹的修剪研究多集中于茶樹的輕修剪、中修剪機(jī)械研制及應(yīng)用上，而在專門用于老茶樹或未老先衰茶樹的重修剪機(jī)械的研究與應(yīng)用上，還基本處于空白狀態(tài)。1、修剪機(jī)的研制由于我國種茶歷史悠久，種植地域廣泛，迫切需要機(jī)械修剪器具來代替手工修剪，因此國內(nèi)在茶樹修剪機(jī)具的研制上，已取得了很大進(jìn)步，國內(nèi)已有多家單位生產(chǎn)出了多款茶樹修剪機(jī)。如南京秦淮園林機(jī)械廠生產(chǎn)的單人多功能電動茶樹修剪機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)為：主機(jī)重量：2.5kg；電壓：24v；桿長：110cm；功率：100w；轉(zhuǎn)速：6000轉(zhuǎn)/分鐘。該機(jī)具有環(huán)保節(jié)能，效率高，能耗小，對茶作物無污染等優(yōu)點。浙江省生產(chǎn)的PSM110型茶樹修剪機(jī)雙人抬跨行作業(yè)機(jī)具，由兩把鋸齒型刀片作相對往復(fù)運動完成修剪作業(yè)。修剪機(jī)的動力選用日本三菱TL33PVD型汽油機(jī)。當(dāng)汽油機(jī)運轉(zhuǎn)達(dá)到一定速度時，離合器先帶動風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)，繼而將動力傳輸?shù)綔p速齒輪箱，減速齒輪與偏心機(jī)構(gòu)設(shè)計在同一箱體內(nèi)，通過一級齒輪減速，動力傳到偏心機(jī)構(gòu)，偏心機(jī)構(gòu)上有偏心方向為180o的雙凸臺，帶動連桿驅(qū)動刀片作往復(fù)運動，完成切割作業(yè)。國外如日產(chǎn)的Ｅ7Ｂ-750型單人修剪機(jī)配日本單缸二沖程1.03ｋＷ(1.4馬力)汽油機(jī)，采用平刀片往復(fù)式切割，切割幅寬750ｍｍ。具有以下特點：①重量輕、方便于單人操作，平形、弧形樹冠均可使用，適應(yīng)性很好；②發(fā)動機(jī)性能好，操作簡便，機(jī)身上設(shè)有停車按鈕及汽油機(jī)調(diào)速控制手柄，刀片動、停、快、慢控制十分方便。目前，國內(nèi)外對茶樹的輕、中修剪機(jī)械的研制及應(yīng)用均已成熟。并進(jìn)入大面積應(yīng)用的推廣期。2、對修剪機(jī)的應(yīng)用研究人工修剪每人8小時只能剪0.02hm2，需付酬金1750元/hm2；采用修剪機(jī)修剪，二人8小時可修剪0.4hm2，人均工效為手工的10倍，與人工相比費用降低了1312.5元/hm2。采用修剪機(jī)進(jìn)行重修剪時，人工重修剪每人8小時僅能剪0.0133hm2，每天工資需40元，需付酬金3000元/hm2；用修剪機(jī)勉強(qiáng)湊合使用，兩人用雙人修剪機(jī)作主修剪，另一人用單人修剪機(jī)補修遺留枝與邊枝，三人可修剪0.2hm2，工效是手剪的5倍，生產(chǎn)成本是1963元/hm2。與手工相比可降低成本1037元/hm2。1999年單臨安市的深修剪工作就可節(jié)約勞力1050工，節(jié)約生產(chǎn)成本30580余元；重修剪工作可節(jié)約成本13820余元，節(jié)約勞力800工。通過以上研究，過婉珍等人認(rèn)為：機(jī)械修剪是解決勞力不足和降低生產(chǎn)成本的根本途徑。而普通修剪機(jī)用于重修剪是屬于破壞性使用，一般不宜提倡。并建議生產(chǎn)廠家能生產(chǎn)專用重修剪機(jī)，以滿足用戶需要。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的覃松林研究分析了單、雙人茶樹修剪機(jī)使用時應(yīng)該注意的問題，他重點指出，單人修剪機(jī)和雙人修剪機(jī)不準(zhǔn)作老茶樹的深修剪和重修剪，否則機(jī)器將嚴(yán)重超載而遭到破壞。3．對茶樹重修剪機(jī)的研究通過以上科技人員的研究結(jié)果可以看出，茶樹修剪機(jī)無論是單人型還是雙人型，都難以承擔(dān)起老茶樹的重修剪任務(wù)，這迫切需要國內(nèi)的科技工作者研究開發(fā)出一種專門用于老茶樹的重修剪機(jī)械。綜觀國內(nèi)外，目前對老茶樹重修剪方面的研究很少，而且研究領(lǐng)域也僅僅側(cè)重于重修剪工作對茶樹的影響及效應(yīng)分析，對重修剪機(jī)械的開發(fā)和研制以及應(yīng)用基本上還處于空白狀態(tài)，本課題的開展將打破該領(lǐng)域的空白局面，屬國內(nèi)首創(chuàng)。第三章設(shè)計任務(wù)（一）．茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。茶樹修剪方法主要有幼齡茶樹的定形修剪、成齡茶樹的輕修剪與深修剪，衰老茶樹的重修剪及臺刈等。（二）、主要技術(shù)指標(biāo)：1）刀具使用壽命：720h左右；2）修剪樹高：250cm；3）修剪幅寬：500cm；4）工作效率：最高0.24hm2/h；5）切口平整度：平均80％；（三）、傳動路線的擬定考慮到經(jīng)濟(jì)性及機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)和所需傳動的準(zhǔn)確性，我們擬定了整臺機(jī)器的示意圖（四）、設(shè)計步驟1.基本結(jié)構(gòu)的確定2.根據(jù)基本結(jié)構(gòu)計算分析各個零部件3.根據(jù)設(shè)計說明畫出總裝圖4.根據(jù)計算結(jié)果及總裝圖，畫出各個零件圖第二章．設(shè)計分析傳動路線的擬定1.對傳動方案的要求

合理的傳動方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求2.擬定傳動方案任何一個方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要的和最基本的要求。方案一：方案二：考慮到經(jīng)濟(jì)性及機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)和傳動所需要的準(zhǔn)確性，我們分析決定采用結(jié)構(gòu)比較簡單的帶輪傳動，故我們選擇第一種傳動方案。二.汽油機(jī)的選擇1、已知給定的參數(shù)如下：（1）.切削力F=200N；（2）.切削最大半徑R=60mm;（3）.刀片轉(zhuǎn)速n=1500r/min;2、汽油機(jī)的選擇計算：（如圖）T=FR=200N×0.06m=12N.m選擇2E60C型汽油機(jī)，立軸，水冷，P=7.4KWn=2500r/min,T=53N.m三.帶輪的設(shè)計（1）帶Ⅰ的設(shè)計1.確定計算功率工況KA空、輕載起動重載起動每天工作小時數(shù)/h<1010~16>16<1010~16>16載荷變動微小液體攪拌機(jī)，通風(fēng)機(jī)，和鼓風(fēng)機(jī)（≤7.5kW）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式輸送機(jī)（不均勻載荷）、通風(fēng)機(jī)（>7.5kW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)金屬切削床、旋轉(zhuǎn)篩、劇木機(jī)和木工機(jī)械1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)、橡膠機(jī)械、振動篩、紡織機(jī)械、重載運送機(jī)1.21.31.41.41.51.4載荷變動很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式。顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8表8.21工作情況系數(shù)KA由表8.21查得=1.1由式（8.12）得==1.1×7.4KW=8.14KW2.選擇普通V帶型號根據(jù)=8.14KW=2500r/min由圖8.12選用B型普通V帶3.確定帶輪直徑根據(jù)表8.6和圖8.12選取=140mm且=140mm大帶輪直徑為=/=2500/1500×140=233mm按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)植236mm,則實際傳動比I,從動輪的轉(zhuǎn)速分別為i=/=236/140=1.69=/i=2500/1.69=1479r/min從動輪的轉(zhuǎn)速誤差為（1479-1500）/1500×100%=-1.4%在5%以內(nèi)，為允許值4.驗算帶速VV=/60×1000=18m/s在5-25m/s的范圍內(nèi)。5.確定帶的基準(zhǔn)長度和實際中心距a按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距0.7(+)<a<2(+)263<a<752初定a=500mm由式(8.15)得=2+(+)/2+/4=2×500+(140+236)/2+(236-140)/（4×500）=1590.5mm由表8.4選取基準(zhǔn)長度=1600mma≈+(-)/2=500+(1600-1590.5)/2=505中心距范圍=a-0.015=505-0.015×1600=481mm=a+0.03=505+0.03×1600=553mm6.校驗小帶輪包角=-/a×=-(236-140)/505×=>7.確定V帶根數(shù)Z由式(8.18)得Z≧/根據(jù)=140mm，=2500r/min查表8.10用內(nèi)插法得=3.8KW由式(8.11)得功率增量為=由表8.18查得=2.6494×根據(jù)傳動比i=1.69查表8.19得=1.1202則=2.6494××2500（1-）=0.7KW由表8.4查得帶長度修正系數(shù)=0.92由表8.11查得包角系數(shù)=0.99得普通V帶的根數(shù)為Z=8.14/(3.8+0.7)×0.92×0.99=1.98圓整后得Z=2跟8.求初拉力及帶輪軸上的壓力由表8.6查得B型普通V帶每米質(zhì)量q=0.17kg/m根據(jù)式(8.19)得單根V帶的初拉力為=×==227.5N由式(8.20)可得作用在軸上的壓力=2Z=2×227×2=904N9.設(shè)計結(jié)果選擇.2跟B-4000GB1171-89V帶,中心距a=505mm,帶輪直徑=140mm,=236mm,軸上壓力=904N（2）Ⅱ帶設(shè)計主動輪的轉(zhuǎn)速1500r/min,從動輪轉(zhuǎn)速1500r/min確定計算功率工況KA空、輕載起動重載起動每天工作小時數(shù)/h<1010~16>16<1010~16>16載荷變動微小液體攪拌機(jī)，通風(fēng)機(jī)，和鼓風(fēng)機(jī)（≤7.5kW）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式輸送機(jī)（不均勻載荷）、通風(fēng)機(jī)（>7.5kW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)金屬切削床、旋轉(zhuǎn)篩、劇木機(jī)和木工機(jī)械1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)、橡膠機(jī)械、振動篩、紡織機(jī)械、重載運送機(jī)1.21.31.41.41.51.4載荷變動很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式。顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8表8.21工作情況系數(shù)KA由表8.21查得=1.1，由式（8.12）得1.1×7=7.7KW選擇普通V帶型號根據(jù)=7.7KW由圖8.12選用B型普通V帶確定帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)表8.6和圖8.12選取=125mm,且為B型大帶輪直徑為：=×125=125mm按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值為125mm,則實際傳動比i,從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為：從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為：×100%=0在±5%以內(nèi)，為允許值。驗算帶速V在5-25m/s范圍內(nèi)確定帶的基準(zhǔn)長度和實際中心距a按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距0.07（）<<()175<<500取=200mm由式(8.15)得=792.5mm由表8.4選取基準(zhǔn)長度=800mma≈==校驗小帶輪包角由式(8.17)得=確定V帶根數(shù)Z根據(jù)=125mm=1500r/min,查表8.10用內(nèi)插法得由式(8.11)得功率增量為由表(8.18)查得根據(jù)傳動i=1，查表8.19得=1則=0由表8.4查得帶長度修正系數(shù)，由圖8.11查得包角系數(shù)得普通V帶根數(shù)圓整得Z=2求初拉力及帶論軸上的壓力由表8.6查得B型普通V帶的每米質(zhì)量q=0.17kg/m,根據(jù)式(8.19)得單根V帶的初拉力為：=284N由式(8.20)可得作用在軸上的壓力為：=1136N計算結(jié)果選用2根B-GB1171-89V帶，中心距a=200mm,帶輪直徑，軸上壓力四．軸的設(shè)計與校驗（1）軸Ⅰ的設(shè)計（一）.軸的計算選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力因我們設(shè)計的軸對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表13.4查得強(qiáng)度極限，再由表13.2查得許用彎曲應(yīng)力按扭強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表13.1得,又由式(13.2)得因最小軸徑處有鍵槽存在，故將估算增大3%～5%取為19.1mm～21由設(shè)計手冊查得標(biāo)準(zhǔn)直徑設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制機(jī)構(gòu)草圖a.確定各軸段直徑根據(jù)設(shè)計手冊公式取h=2.5mm初選軸承6307的直徑根據(jù)軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定取為的直徑也是根據(jù)軸承來定取為b.確定各軸段長根據(jù)汽油機(jī)高度及整機(jī)結(jié)構(gòu)，軸的總長為520軸段Ⅰ的長度可以根據(jù)所選帶輪寬螺母厚度及安裝結(jié)構(gòu)確定為125軸段Ⅱ的長度根據(jù)軸承座端面和帶輪的距離確定為26軸段Ⅲ的長度軸承寬得21mm軸段Ⅶ用裝刀片，可根據(jù)刀片的厚度，螺母和墊片的厚度確定軸長為50軸段Ⅴ的長也為軸承寬21mm軸段Ⅵ的長和軸段Ⅱ的一樣為26最后留下的長度就為軸段Ⅳ的長（二）.軸的校驗以B為基點，在以C點為基點：查表13.1得，滿足，故軸的設(shè)計滿足要求。(三).軸承的選擇應(yīng)所以只要邊的軸承可用即可初選軸承6307GB/T276-1994按文獻(xiàn)8-23，基本額定功率為軸的預(yù)期壽命取為查表得故6307滾動軸承滿足要求(四).鍵的選用根據(jù)結(jié)構(gòu)選用10×110普通A型平鍵（2）Ⅱ軸的設(shè)計（一）.軸的計算1.選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力因我們設(shè)計的軸對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表13.4查得強(qiáng)度極限，再由表13.2查得許用彎曲應(yīng)力2.按扭強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表13.1得,又由式(13.2)得因最小軸徑處有鍵槽存在，故將估算增大3%～5%取為18.8～20.06由設(shè)計手冊查得標(biāo)準(zhǔn)直徑3.設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制機(jī)構(gòu)草圖a.確定各軸段直徑根據(jù)設(shè)計手冊公式取h=2.5mm初選軸承6307的直徑根據(jù)軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定取為的直徑也是根據(jù)軸承來定取為b.確定各軸段長根據(jù)汽油機(jī)高度及整機(jī)結(jié)構(gòu)，軸的總長為470軸段Ⅰ的長度可以根據(jù)所選帶輪寬螺母厚度及安裝結(jié)構(gòu)確定為66軸段Ⅱ的長度根據(jù)軸承座端面和帶輪的距離確定為27軸段Ⅲ的長度軸承寬得21mm軸段Ⅶ用裝刀片，可根據(jù)刀片的厚度，螺母和墊片的厚度確定軸長為50軸段Ⅴ的長也為軸承寬21mm軸段Ⅵ根據(jù)軸承座端面和帶輪的距離確定為26mm最后留下的長度就為軸段Ⅳ的長(二).軸的校驗以B點為基點：在以C點為基點：查表13.1得，滿足，故軸的設(shè)計滿足要求。（3）.軸承的選擇應(yīng)所以只要邊的軸承可用即可初選軸承6307GB/T276-1994按文獻(xiàn)8-23，基本額定功率為軸的預(yù)期壽命取為查表得