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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(duì)成齡茶樹的深修剪、衰老茶樹的重修剪或臺(tái)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(duì)整機(jī)各結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行協(xié)調(diào)，對(duì)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(dòng)系統(tǒng)，相應(yīng)的帶輪，軸，機(jī)架，并進(jìn)行計(jì)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(dòng)系統(tǒng)，帶輪，軸，機(jī)架。
第二章 前言
茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹勢(shì)，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(tái)刈等。
成齡茶樹經(jīng)多年采摘和輕修剪后，采樹冠摘面上會(huì)形成密集而細(xì)弱的分枝，這就是常說的“雞爪枝”， 這時(shí)，茶樹新梢育芽能力減弱，生長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)施，但雙人抬修剪機(jī)比較笨重，且工作效率低。
重修剪的對(duì)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(shí)，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(tái)刈則是比重修剪更為徹底的改造樹冠的修剪技術(shù)，其對(duì)象是嚴(yán)重衰老的茶樹，但目的與重修剪相同；茶樹臺(tái)刈后，從根頸部抽發(fā)的新枝能重新形成樹冠。重修剪及臺(tái)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(duì)枝干進(jìn)行砍切修剪，勞動(dòng)狀況惡劣、勞作水平極其落后，另外人工砍切修剪對(duì)茶樹生長(zhǎng)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(duì)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(dòng)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(zhǎng)：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(duì)茶作物無污染等優(yōu)點(diǎn)。
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(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成修剪作業(yè)。修剪機(jī)的動(dòng)力選用日本三菱TL33PVD型汽油機(jī)。當(dāng)汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到一定速度時(shí)，離合器先帶動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，繼而將動(dòng)力傳輸?shù)綔p速齒輪箱，減速齒輪與偏心機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在同一箱體內(nèi)，通過一級(jí)齒輪減速，動(dòng)力傳到偏心機(jī)構(gòu)，偏心機(jī)構(gòu)上有偏心方向?yàn)?80o的雙凸臺(tái)，帶動(dòng)連桿驅(qū)動(dòng)刀片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)：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(dòng)機(jī)性能好，操作簡(jiǎn)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(dòng)、停、快、慢控制十分方便。
目前，國內(nèi)外對(duì)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(duì)修剪機(jī)的應(yīng)用研究
人工修剪每人8小時(shí)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(shí)可修剪0.4hm2，人均工效為手工的10倍，與人工相比費(fèi)用降低了1312.5元/hm2。采用修剪機(jī)進(jìn)行重修剪時(shí)，人工重修剪每人8小時(shí)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(bǔ)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(shí)應(yīng)該注意的問題，他重點(diǎn)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(duì)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(duì)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(duì)茶樹的影響及效應(yīng)分析，對(duì)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(jì)任務(wù)
（一）． 茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹勢(shì)，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(tái)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％；
（四）、傳動(dòng)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(dòng)的準(zhǔn)確性，我們擬定了整臺(tái)機(jī)器的示意圖
（五）、設(shè)計(jì)步驟
1.基本結(jié)構(gòu)的確定
2.根據(jù)基本結(jié)構(gòu)計(jì)算分析各個(gè)零部件
3.根據(jù)設(shè)計(jì)說明畫出總裝圖
4.根據(jù)計(jì)算結(jié)果及總裝圖，畫出各個(gè)零件圖
第二章．設(shè)計(jì)分析
一． 傳動(dòng)路線的擬定
1.對(duì)傳動(dòng)方案的要求 ?
合理的傳動(dòng)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(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)方案
任何一個(gè)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(dòng)所需要的準(zhǔn)確性，我們分析決定采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的帶輪傳動(dòng)，故我們選擇第一種傳動(dòng)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(jì)算：（如圖）
T=FR=200N×0.06m=12N.m
選擇2E60C型汽油機(jī)，立軸，水冷，P=7.4KW n=2500r/min,T=53N.m
三.帶Ⅰ的設(shè)計(jì)
1.確定計(jì)算功率
工 況
KA
空、輕載起動(dòng)
重載起動(dòng)
每天工作小時(shí)數(shù)/h
<10
10~16
>16
<10
10~16
>16
載荷變動(dòng)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)
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
載荷變動(dòng)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
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
載荷變動(dòng)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(dòng)篩、紡織機(jī)械、重載運(yùn)送機(jī)
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.4
載荷變動(dòng)很大
破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式。顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
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=8.14KW
2. 選擇普通V帶型號(hào)
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>125mm
大帶輪直徑為
=/=2500/1500×140=233mm
按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)植236mm,則實(shí)際傳動(dòng)比I,從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速分別為
i=/=236/140=1.69
=/i=2500/1.69=1479r/min
從動(dòng)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(yàn)算帶速V
V=/60×1000=18m/s
在5-25m/s的范圍內(nèi)。
5.確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和實(shí)際中心距a
按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初定中心距
0.7(+)
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(dòng)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(zhǎng)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
=904N
9. 設(shè)計(jì)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
Ⅱ帶設(shè)計(jì)
主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速1500r/min,從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速1500r/min
1． 確定計(jì)算功率
工 況
KA
空、輕載起動(dòng)
重載起動(dòng)
每天工作小時(shí)數(shù)/h
<10
10~16
>16
<10
10~16
>16
載荷變動(dòng)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)
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
載荷變動(dòng)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
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
載荷變動(dòng)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(dòng)篩、紡織機(jī)械、重載運(yùn)送機(jī)
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.4
載荷變動(dòng)很大
破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式。顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
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
2. 選擇普通V帶型號(hào)
根據(jù)=7.7KW 由圖8.12選用B型普通V帶
3. 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V帶最小直徑
大帶輪直徑為：
=×125=125mm
按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值為125mm ,則實(shí)際傳動(dòng)比i ,從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為：
從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為：
×100%=0
在±5%以內(nèi)，為允許值。
4. 驗(yàn)算帶速V
在5-25m/s范圍內(nèi)
5. 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和實(shí)際中心距a
按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(zhǎng)度=800mm
a≈
=
=
6. 校驗(yàn)小帶輪包角
由式(8.17)得
=
7. 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(dòng)i=1 ，查表8.19得=1則
=0
由表8.4查得帶長(zhǎng)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
8. 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
9. 計(jì)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Ⅰ的設(shè)計(jì)
（一）.軸的計(jì)算
1. 選擇軸的材料 ，確定許用應(yīng)力
因我們?cè)O(shè)計(jì)的軸對(duì)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19.1mm～21.1mm
由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得標(biāo)準(zhǔn)直徑
3. 設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)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(zhǎng)
根據(jù)汽油機(jī)高度及整機(jī)結(jié)構(gòu)，軸的總長(zhǎng)為520mm
軸段Ⅰ的長(zhǎng)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125mm
軸段Ⅱ的長(zhǎng)度根據(jù)軸承座端面和帶輪的距離確定為26mm
軸段Ⅲ的長(zhǎng)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(zhǎng)為50mm
軸段Ⅴ的長(zhǎng)也為軸承寬21mm
軸段Ⅵ的長(zhǎng)和軸段Ⅱ的一樣為26mm
最后留下的長(zhǎng)度就為軸段Ⅳ的長(zhǎng)
（二）.軸的校驗(yàn)
以B為基點(diǎn) ，
在以C點(diǎn)為基點(diǎn)：
查表13.1得，滿足，故軸的設(shè)計(jì)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6307 GB/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(dòng)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
Ⅱ軸的設(shè)計(jì)
（一）.軸的計(jì)算
4. 選擇軸的材料 ，確定許用應(yīng)力
因我們?cè)O(shè)計(jì)的軸對(duì)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
5. 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18.8～20.06mm
由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得標(biāo)準(zhǔn)直徑
6. 設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)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(zhǎng)
根據(jù)汽油機(jī)高度及整機(jī)結(jié)構(gòu)，軸的總長(zhǎng)為470mm
軸段Ⅰ的長(zhǎng)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66mm
軸段Ⅱ的長(zhǎng)度根據(jù)軸承座端面和帶輪的距離確定為27mm
軸段Ⅲ的長(zhǎng)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(zhǎng)為50mm
軸段Ⅴ的長(zhǎng)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(zhǎng)度就為軸段Ⅳ的長(zhǎng)
(二).軸的校驗(yàn)
以B點(diǎn)為基點(diǎn)：
在以C點(diǎn)為基點(diǎn)：
查表13.1得，滿足，故軸的設(shè)計(jì)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6307 GB/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(dòng)軸承滿足要求
（四）.鍵的選用
根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇10×56的普通A型平鍵
五．刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及材料的選擇
1.刀片的結(jié)構(gòu)采用用圓盤形的刀盤，兩邊有裝有兩個(gè)對(duì)稱的刀片，刀片示意圖入圖所視：
2.材料的選擇：
刀片在高速的環(huán)境下工作，且在剪切過程中，刀片會(huì)受到很大的擠壓力，摩擦也會(huì)很厲害，需要的硬度也比較高。根據(jù)這些我們決定選擇W18Cr4V
W18Cr4V是應(yīng)用最廣泛的高速鋼，其性能只要有：熱處理硬度可達(dá)63-66HRC，抗彎強(qiáng)度可達(dá)3500MPa，可磨性好。其優(yōu)點(diǎn)：通用性強(qiáng)，工藝成熟。
熱處理的主要特點(diǎn)：淬火加高溫（1200攝氏度），以及回火時(shí)溫度高（560攝氏度）左右、次數(shù)多達(dá)三次左右。采用高淬火溫度是為了讓難溶的特殊炭化物能充分溶入奧氏體，最終使馬氏體中W、Mo、V等含量足夠高，保證其熱硬性足夠高；回火溫度
心 得 體 會(huì)
經(jīng)過自己和小組成員的共同努力，終于將畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我們遇到了許許多多的問題，一遍又一遍的計(jì)算，一遍又一遍的修改，一遍又一遍的推敲機(jī)械結(jié)構(gòu)，由于一開始對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不太完美，導(dǎo)致我們走了很多彎路。后來，在完全沒老師的指導(dǎo)下，我們進(jìn)一步對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修改和推敲，并得到了比較完善的框架結(jié)構(gòu)。
盡管這次設(shè)計(jì)的時(shí)間是短暫的，但是對(duì)我來說，收獲卻是很大的，俗話說的好“學(xué)到用時(shí)方狠少”，以前，我們只知道學(xué)知識(shí)，但是對(duì)知識(shí)的吸收和利用并不多，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們?cè)俅螠亓?xí)了以前學(xué)過的知識(shí)，并聯(lián)系起來，運(yùn)用在自己的設(shè)計(jì)中。同時(shí)也對(duì)知識(shí)有了進(jìn)一步的鞏固，不僅讓我們對(duì)茶樹的生長(zhǎng)和修剪有了進(jìn)以步的了解，而且也讓我們對(duì)office軟件，和計(jì)算機(jī)繪圖軟件AutoCAD等工具軟件有了熟練的掌握
參 考 文 獻(xiàn)
[1]
《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》，吳宗澤，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年11
[2]
《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》，陳于萍，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年10
[3]
《機(jī)械制圖》李澄，吳天生，聞百橋，高等教育出版社，1997年7
[4]
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》。陳立德，高等教育出版社2000年8
[5]
《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，聯(lián)合編寫化學(xué)工業(yè)出版社，1981年1
[6]
《工程力學(xué)》，張定華 ，高等教育出版社， 2000年8
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
?
課題名稱： 茶樹重修剪機(jī)的開發(fā)研究
專 業(yè)：
班 級(jí)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
?
?
年 月 日
1、課題研究的現(xiàn)狀和意義
? 本課題即針對(duì)成齡茶樹的深修剪、衰老茶樹的重修剪或臺(tái)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設(shè)備，將徹底解決老茶樹重修剪困難的問題。
茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強(qiáng)樹勢(shì)，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。成齡茶樹經(jīng)多年采摘和輕修剪后，采樹冠摘面上會(huì)形成密集而細(xì)弱的分枝，這就是常說的“雞爪枝”， 這時(shí)，茶樹新梢育芽能力減弱，生長(zhǎng)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(zhǎng)茶樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)年限。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(shí)施，但雙人抬修剪機(jī)比較笨重，且工作效率低。
重修剪的對(duì)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(shí)，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(tái)刈則是比重修剪更為徹底的改造樹冠的修剪技術(shù)，其對(duì)象是嚴(yán)重衰老的茶樹，但目的與重修剪相同；茶樹臺(tái)刈后，從根頸部抽發(fā)的新枝能重新形成樹冠。重修剪及臺(tái)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(duì)枝干進(jìn)行砍切修剪，勞動(dòng)狀況惡劣、勞作水平極其落后，另外人工砍切修剪對(duì)茶樹生長(zhǎng)是十分不利的。
我們的研究將全面提高種茶領(lǐng)域修剪環(huán)節(jié)的機(jī)械化、自動(dòng)化水平，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
?2、課題要解決的問題或研究的基本內(nèi)容
?本課題主要研究開發(fā)一種適宜于深修剪和重修剪老茶樹的新型修剪設(shè)備，對(duì)修剪機(jī)所用刀片的材料、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，使機(jī)器能夠用較小的切割動(dòng)力就能切割較粗的茶樹干，在保證切口平整的同時(shí)，幾乎不會(huì)出現(xiàn)露剪現(xiàn)象；同時(shí)使得這種設(shè)備具備自調(diào)整適應(yīng)性，能夠適用于山區(qū)有較大坡度的茶園老茶樹的重修剪，以便既能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化修剪提高修剪效率，又能提高修剪質(zhì)量。
1、整機(jī)結(jié)構(gòu)
1）修剪機(jī)的雙輪底座采用升降式可調(diào)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)地形的不同進(jìn)行一定范圍內(nèi)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，以保證機(jī)械的上下自由式移動(dòng)，同時(shí)，對(duì)于修剪高度不一樣的茶樹也能夠保證修剪順利進(jìn)行。
2） 修剪機(jī)的整個(gè)機(jī)頭才用的是山角鋸齒形的固定在架子上，在其里面裝有圓盤形的刀片，用來切斷茶樹枝。
2、修剪機(jī)刀片的結(jié)構(gòu)及材料
1） 刀片結(jié)構(gòu) 刀片的形狀采用圓盤形的多齒刀片，這種刀片更容易把茶樹枝切斷。
2）刀片材料 為切割機(jī)配制一種性能優(yōu)異，具有高強(qiáng)度、耐磨性、韌性良好的、能夠承受劇烈沖擊工作條件的材料制成的刀具
四）、主要技術(shù)指標(biāo)： 五）、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1）刀具使用壽命：1000h左右； 效率是人工的25倍
2）修剪樹高：10～70cm； 與人工相比，修剪1 h m2可以節(jié)省1500元費(fèi)用
3）修剪幅寬：10～50cm；
4）工作效率：最高0.24hm2/h；
5）切口平整度：平均80％；
3、課題研究擬采用的手段和工作路線
手段：查閱手冊(cè)．ＣＡＤ繪圖．?dāng)?shù)學(xué)方法分析計(jì)算．電腦編程．
工作路線： １）．方案設(shè)計(jì)分析．
２）．電機(jī)選擇
３）．Ｖ帶和齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
４）．軸及軸承設(shè)計(jì)分析
５）．繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖
編寫機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告
4、課題研究進(jìn)程計(jì)劃
?起始年月 進(jìn)度目標(biāo)要求
第三周－第四周 開題報(bào)告
第五周 完成結(jié)構(gòu)分析
第六周－第七周 完成主要數(shù)據(jù)的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第八周－第九周 完成圖紙的繪制工作
第十周 撰寫畢業(yè)論文
5、課題成果
論文(√) 圖紙（√） 產(chǎn)品或作品（ ） 應(yīng)用程序（ ）
其它：
指導(dǎo)教師意見：
設(shè)計(jì)思路基本正確，傳動(dòng)路線也可行，進(jìn)度安排得當(dāng)，希望在設(shè)計(jì)
過程中不斷提升自己的設(shè)計(jì)思想，同意開題。
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
教研室主任意見：
教研室主任（簽名）：
年 月 日
目錄
第一章 摘要 （1）
第二章 前言 （1）
一、修剪機(jī)的研制 （2）
二、對(duì)修剪機(jī)的應(yīng)用研究 （2）
三、對(duì)茶樹重修剪機(jī)的研究 （2）
第三章 設(shè)計(jì)任務(wù) （3）
第四章 設(shè)計(jì)分析 （4）
一．傳動(dòng)路線的擬訂 （4）
二．汽油機(jī)的選擇 （5）
三．帶輪的設(shè)計(jì)
（1）帶Ⅰ的設(shè)計(jì) （6）
（2）帶Ⅱ的設(shè)計(jì) （9）
*四．軸的設(shè)計(jì)與校驗(yàn)
（1）軸Ⅰ的設(shè)計(jì) （13）
（2）軸Ⅱ的設(shè)計(jì) （16）
（3）軸承的選擇 （18）
（4）鍵的選用 （19）
五．刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及材料的選擇
第五章 心得體會(huì) （19）
第六章 參考文獻(xiàn) （20）
茶樹修剪機(jī)的研發(fā) 主要內(nèi)容 傳動(dòng)路線的擬訂 汽油機(jī)的選擇 帶輪設(shè)計(jì) 茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的措施 可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技 增強(qiáng)樹勢(shì) 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 衰老茶樹的重修剪等 成齡茶樹經(jīng)多年采摘和輕修剪后 采樹冠摘面上會(huì)形成密集而細(xì)弱的分枝 這就是常說的 雞爪枝 這時(shí) 茶樹新梢育芽能力減弱 生長(zhǎng)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(zhǎng)茶樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)年限 引言 本課題所研究的的機(jī)器是用與茶樹的修剪 且重點(diǎn)用與老茶樹的重修剪和深修剪 本機(jī)器的結(jié)構(gòu)采用帶輪傳動(dòng) 并在底盤裝有3把對(duì)稱的刀片 可以很好的對(duì)茶樹進(jìn)行剪切 這樣 修剪出來的茶樹的枝頭比較平整 對(duì)產(chǎn)量有很大的幫助 具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 1 對(duì)傳動(dòng)方案的要求合理的傳動(dòng)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(dòng)效率高 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)方案任何一個(gè)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 傳動(dòng)路線的擬定 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(dòng)所需要的準(zhǔn)確性 我們分析決定采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的帶輪傳動(dòng) 故我們選擇第一種傳動(dòng)方案 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(jì)算 如圖 T FR 200N 0 06m 12N m Pw Tn 9550 12x1550 9550 1 8kw 選擇2E60C型汽油機(jī) 立軸 水冷 P 7 4KWn 2500r min T 53N m P3 1 8 0 98x0 943 2 2kw P2 1 8 0 98x0 942 2 1kw P3 1 8 0 98x0 94 2kw PD P1 P2 P3 6 3kw 汽油機(jī)的選擇 帶 的設(shè)計(jì) 表8 21工作情況系數(shù)KA 帶輪設(shè)計(jì) 由表8 21查得 1 1由式 8 12 得Pc 1 1 7 4KW 8 14KW2 選擇普通V帶型號(hào)根據(jù)Pc 8 14KWn1 2500r min由圖8 12選用B型普通V帶3 確定帶輪直徑Dd1 Dd2根據(jù)表8 6和圖8 12取Dd1 140mm且Dd1 140mm 125mm大帶輪直徑為Dd2 n1XDd1 n2 2500 1500 140 233mm按表8 3選取標(biāo)準(zhǔn)植236mm 則實(shí)際傳動(dòng)比I 從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速分別為i 236 140 1 69n2 n1 i 2500 1 69 1479r min 從動(dòng)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(yàn)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(zhǎng)度和實(shí)際中心距a按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初定中心距0 7 dd1 dd2 a 2 dd1 dd2 263 a 752初定a 500mm 由式 8 15 得lo 2ao dd1 dd2 2 dd1 dd2 4ao 2 500 140 236 2 236 140 4 500 1590 5mm由表8 4選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度LD 1600mma ao LD Lo 2 500 1600 1590 5 2 505mm中心距范圍amin a 0 015LD 505 0 015 1600 481mmamax 505 0 03 1600 553mm6 校驗(yàn)小帶輪包角 1 180o dd2 dd1 a 57 3o 180o 236 140 505 57 3o 169o 120o 7 確定V帶根數(shù)Z由式 8 18 得Z Pc Po Po KoKL根據(jù)dd1 140mm n1 2500r min查表8 10用內(nèi)插法得Po 3 8KW由式 8 11 得功率增量為 Po kLn1 1 1 K1 由表8 18查得Kb 2 6494X10 3根據(jù)傳動(dòng)比i 1 69查表8 19得Ki 1 1202則 Po 2 6494 10 3 2500 1 1 1 1202 0 7KW由表8 4查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)kL 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根 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Fo 227 5N由式 8 20 可得作用在軸上的壓力FQ1FQ1 2FoZsin 1 2 2 227 2sin169o 2 904N 經(jīng)過計(jì)算 選用2根B 800GB1171 89V帶 中心距a 505mm 帶輪直徑dd1 140mm dd2 236mm 軸上壓力FQ 904N 計(jì)算過程在論文 帶 的設(shè)計(jì) 主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速1500r min 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速1500r min 經(jīng)過計(jì)算 選用2根B 800GB1171 89V帶 中心距a 200mm 帶輪直徑dd1 125mm dd2 125mm 軸上壓力FQ 1136N 計(jì)算過程在論文 計(jì)算過程在論文 刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及材料的選擇1 刀片的結(jié)構(gòu)采用用圓盤形的刀盤 兩邊有裝有兩個(gè)對(duì)稱的刀片 刀片示意圖入圖所視 2 材料的選擇 刀片在高速的環(huán)境下工作 且在剪切過程中 刀片會(huì)受到很大的擠壓力 摩擦也會(huì)很厲害 需要的硬度也比較高 根據(jù)這些我們決定選擇W18Cr4VW18Cr4V是應(yīng)用最廣泛的高速鋼 其性能只要有 熱處理硬度可達(dá)63 66HRC 抗彎強(qiáng)度可達(dá)3500MPa 可磨性好 其優(yōu)點(diǎn) 通用性強(qiáng) 工藝成熟 熱處理的主要特點(diǎn) 淬火加高溫 1200攝氏度 以及回火時(shí)溫度高 560攝氏度 左右 次數(shù)多達(dá)三次左右 采用高淬火溫度是為了讓難溶的特殊炭化物能充分溶入奧氏體 最終使馬氏體中W Mo V等含量足夠高 保證其熱硬性足夠高 回火溫度 經(jīng)過這段時(shí)間的設(shè)計(jì) 我受益非淺 我把三年所學(xué)的理論知識(shí)綜合應(yīng)用 提高了自己的思維 設(shè)計(jì) 繪圖 計(jì)算 查閱資料等的能力 但終究由于自己的經(jīng)驗(yàn)不足 能力有限難免會(huì)在設(shè)計(jì)中存在一些欠佳之處 在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下得以順利完成 在此我表示萬分感謝 在以后的日子里我將繼續(xù)努力學(xué)習(xí) 不斷充實(shí)自己 以提高各方面的能力 結(jié)束語 THEEND