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塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計
目 錄
1緒論 1
1.1本課題來源及研究的目的和意義 1
1.2本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 1
1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 1
1.2.2國外研究狀況分析 2
1.3本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 2
1.3.1設(shè)計重點研究的內(nèi)容 2
1.3.2主要結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù) 3
1.3.3存在問題的解決思路: 3
1.4對設(shè)計所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 3
1.4.1 設(shè)計的任務(wù)要求 3
1.4.2 實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 3
2樹苗移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)說明 3
2.1結(jié)構(gòu)原理 4
2.1.1工作原理 4
2.1.2工作過程 4
2.2圓盤式開溝器 4
2.2.1 開溝器的作用 4
2.2.2開溝器的性能要求 4
2.2.3開溝器的類型及選擇 4
2.3覆土器 5
2.3.1覆土器的功能 5
2.3.2覆土器的結(jié)構(gòu)類型 5
2.3.3覆土器的要求 5
2.3.4刮板型覆土裝置的刮板式和鏟式覆土器的對比 5
2.4鎮(zhèn)壓輪 5
2.4.1鎮(zhèn)壓輪的作用 6
2.4.2鎮(zhèn)壓輪結(jié)構(gòu)類型和特點 6
2.5夾苗器 6
3 齒輪的設(shè)計參數(shù) 6
4 各個軸的設(shè)計 8
4.1計算各軸的輸入功率 8
4.2計算各軸的轉(zhuǎn)矩 8
4.3小錐齒輪軸的設(shè)計 9
4.4大錐齒輪軸的設(shè)計 12
結(jié) 論 12
致 謝 13
參考文獻(xiàn) 14
1緒論
隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的投入和技術(shù)創(chuàng)新。加大宣傳力度，提高農(nóng)民的積極性。同時要使栽植的穩(wěn)定性和栽植速度大大提高，降低生產(chǎn)成本和勞動強(qiáng)度。我國在移栽機(jī)研制過程中，農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝明顯脫節(jié)，需要進(jìn)一步完善與育苗設(shè)施及相應(yīng)的配套技術(shù)。在引進(jìn)基礎(chǔ)上要克服不足，盡量設(shè)計出適合經(jīng)濟(jì)作物的移栽機(jī)，加強(qiáng)自動喂苗栽植器的研究，增加檢測與傳感裝置，適時地控制栽植過程。力求達(dá)到預(yù)期的栽植效果。同時還要加強(qiáng)自動上苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)將通用移栽機(jī)與專用移栽機(jī)相結(jié)合，增強(qiáng)移栽機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性，提高其通用性。
1.1本課題來源及研究的目的和意義
到目前為止我國的水果種植面積為840萬公頃，占世界果樹種植面積的21%；水果年總產(chǎn)量達(dá)5900多萬噸，占世界果樹總產(chǎn)量的13.4%，這兩項指標(biāo)都已躍居世界第一。雖然我國人均79萬平方米的果樹面積，已接近人均83平方米的水平，但由于我國果樹平均單產(chǎn)僅為世界平均產(chǎn)值的66%，所以我國目前人均果品擁有量僅為47kg，遠(yuǎn)低于世界人均75kg的擁有量。所以移栽機(jī)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用越來越廣泛，通過機(jī)械化移栽技術(shù)，可以減少自然災(zāi)害的影響，減輕種植戶的勞動強(qiáng)度，達(dá)到增產(chǎn)、增收目的。本設(shè)計以機(jī)械移栽樹苗為設(shè)計內(nèi)容,選擇機(jī)械移栽機(jī)類型為夾持式移栽機(jī)。樹苗移栽機(jī)在我國的應(yīng)用比較普遍，但種植模式還是比較單一；為了加快樹苗機(jī)械化移栽的效率和質(zhì)量，本文分析了國內(nèi)不同種類移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)特點。
我國是果樹種植大國，無論是種植面積還是單位面積都位于植樹大國的前列[4]。但是在我國，樹苗機(jī)械化移栽技術(shù)遠(yuǎn)落后于其他國家，從人工移苗到半自動化、全自動化機(jī)械移苗，整個移栽過程的精耕細(xì)作，作業(yè)項目多、要求嚴(yán)、難度大、作業(yè)量大。各地雖然都進(jìn)行了大量的研究和探索。但移栽效率低，不適于自動喂入移栽。以及現(xiàn)有的一些移栽機(jī)，由于技術(shù)與設(shè)備在營養(yǎng)缽?fù)恋呐渲?，機(jī)具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作業(yè)效率低，加工成本高以及作業(yè)性能不穩(wěn)定等方面因素，在樹苗育苗移栽中也未能得到廣泛應(yīng)用。林果業(yè)在中國乃至世界林果產(chǎn)業(yè)以及國民經(jīng)濟(jì)中具有舉足重要的作用。同時果樹在栽植過程中都是沿用傳統(tǒng)的人工栽植的方法，傳統(tǒng)栽植法勞動力大、強(qiáng)度大，機(jī)器的機(jī)動性、適應(yīng)性低，能耗高、效率較低等問題。要實現(xiàn)由傳統(tǒng)栽植技術(shù)向現(xiàn)代栽植技術(shù)的轉(zhuǎn)變。需因地制宜，大力發(fā)展果樹栽植機(jī)械化。為了充分利用資源減少自然災(zāi)害，爭取高產(chǎn)，機(jī)械化移栽是有效途徑。這樣可以解決人工栽植過程中的栽植勞動強(qiáng)度大，所需勞動力較多，產(chǎn)品粗大笨重，成本高、效率低，質(zhì)量難以保證的問題?，F(xiàn)代設(shè)計方法不僅要考慮機(jī)械靜強(qiáng)度，而且還要考慮機(jī)械的動態(tài)性，這樣才能提高機(jī)械設(shè)備的性能和效率。隨著移栽技術(shù)的作用日益突出，降低了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度、提高工作效率，機(jī)械移栽的行距、株距和深度保持一致，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，為果樹種植的規(guī)模化提高了前提，為生態(tài)作業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)[1]。
生態(tài)果業(yè)機(jī)械化發(fā)展已經(jīng)步入新的歷史起點，生態(tài)果業(yè)機(jī)械化作為發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的主要內(nèi)和主要標(biāo)志，適合地區(qū)生產(chǎn)需要的栽植機(jī)植種類較少、單一，科技含量不高，不能滿足果業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的要求。人工移栽勞動強(qiáng)度大，需勞動力多，效率低，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)作物的發(fā)展，不能較快地推進(jìn)種植果林業(yè)的發(fā)展。新型的栽植機(jī)的改造和設(shè)計提高了機(jī)具的性能和效率，并為其他的林業(yè)與木工機(jī)械動態(tài)設(shè)計開辟新的道路，使得我國的機(jī)械趕得上時代并達(dá)到世界的水平，這對于提高我國植樹造林機(jī)械化的進(jìn)程有巨大的推動作用，同時對于我國林業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益具有重大意義。也對林果業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。因此，加快發(fā)展機(jī)械化移栽技術(shù)勢在必行[2]。
1.2本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析
我國長期以來，樹苗栽植一直沿用傳統(tǒng)的手工勞動方式，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。由于果樹種植面積的廣和農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移，移栽技術(shù)落后、效率低已成為林果業(yè)生產(chǎn)的制約因素，樹苗移栽機(jī)械化和自動化已成為農(nóng)民越來越迫切的要求。與小麥、水稻生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展速度相比，樹苗移栽機(jī)械化的發(fā)展比較緩慢。這種狀況與當(dāng)前加快實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的形式要求不適應(yīng)。有關(guān)資料顯示，英國、法國、美國和日本等國在自動栽植機(jī)的研制方面均取得了很大的成績。我國從20世紀(jì)60年代開始研制移栽機(jī)，初期主要用來移栽玉米和棉花等作物，我國在這方面的研究起步晚，技術(shù)進(jìn)步緩慢，目前整體技術(shù)水平還較低。植樹造林方面的機(jī)械也是很少，我國于1953年開始引進(jìn)移栽植樹機(jī)，在東北地區(qū)西部營造防護(hù)林[3]。1960年開始設(shè)計和制造拖拉機(jī)牽引式半自動投苗植樹機(jī)。為了適應(yīng)沙區(qū)防風(fēng)固沙植樹造林的要求，國家不斷投資科研經(jīng)費(fèi)來研制植樹機(jī)，我國的移栽技術(shù)剛剛處于起步試驗階段，目前仍以人工移栽為主。人工移栽難以實現(xiàn)大規(guī)模種栽植，從而導(dǎo)致生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)效益低，不利于移栽技術(shù)的推廣。從長遠(yuǎn)來看，機(jī)械化移栽可以實現(xiàn)育苗移栽一體化?，F(xiàn)階段我國移栽技術(shù)發(fā)展極不平衡。我國針對不同的果樹及其它作物分別研制了相應(yīng)的栽植機(jī)，由于栽植作業(yè)質(zhì)量與農(nóng)藝要求還有一定差距，未能大面積推廣。隨著林果業(yè)種植面積和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，在有人工作業(yè)方式使用，已不能滿足林果產(chǎn)業(yè)化的步伐。我國在引進(jìn)國外技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)自己的產(chǎn)品，以緩解勞動力緊張和提高生產(chǎn)效率。國內(nèi)研制的苗木移植機(jī)分為壟作和床作兩種形式，主要有自走式苗木移植機(jī)2ZYZ-2型自走式苗木移植機(jī)、4YK-K型床作苗木移植機(jī)、嵌入式系統(tǒng)控制苗木移植機(jī)等，其最大理論栽植密度至少為160株/㎡該密度達(dá)不到林區(qū)育苗生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程要求。目前，自走式苗木移植機(jī)2ZYZ-2型自走式苗木移植機(jī)、4YK-K型床作苗木移植機(jī)、嵌入式系統(tǒng)控制苗木移植機(jī)等其技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先，現(xiàn)正在做推廣應(yīng)用工作。多年來，我國研究人員根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)狀，為解決林果業(yè)樹苗移植的機(jī)械化作用問題進(jìn)行了大量的研究工作，并將其列為重點攻關(guān)項目。
在我國，果樹的栽植具有季節(jié)性和區(qū)域性特點，機(jī)具作業(yè)時間短，單一性能機(jī)具的年使用率降低，因此在今后的設(shè)計中，應(yīng)盡量考慮一機(jī)多用的問題。具體要改進(jìn)的措施：一是研制適用不同的土壤條件和工作條件的機(jī)具，二是設(shè)計通用機(jī)架，在更換其他工作部件后即可完成其他果樹林作業(yè)項目，提高其使用率。三是要考慮人—機(jī)的工程學(xué)原理，要讓人舒服，健康的工作，提高安全性能?，F(xiàn)在我們國家的技術(shù)還不夠成熟，許多還是借鑒他國的，單一的機(jī)械不能通用到其他地區(qū)的工作，有待機(jī)械多樣化，不僅能夠適用種植果樹還要適用其他的樹種，更要發(fā)展到植樹造林的機(jī)械上一樣可以通用[4]。種種的原因、地理位置及技術(shù)條件證明我們加大力度發(fā)展機(jī)械化勢在必行。
1.2.2國外研究狀況分析
國外許多國家已大力推廣了移栽技術(shù)，并取得良好的效果。國外的移栽機(jī)，按自動化程度分：手工移栽機(jī)、半自動移栽機(jī)和全自動移栽機(jī)。按栽植器的結(jié)構(gòu)特點分，主要包括鉗夾式、鏈夾式、導(dǎo)管式及吊杯式等。主要機(jī)型有德國的A821型栽植機(jī)、意大利切克基．馬格利公司生產(chǎn)的OTMA栽植機(jī)和荷蘭米啟根公司生產(chǎn)的MT栽植機(jī)。日本在20世紀(jì)70年代研制出TPA-1型全自動栽植機(jī)，法國在20世紀(jì)60年代就研制出皮卡多爾自動栽植機(jī)，用于裸苗栽植。在推廣應(yīng)用中大大提高了勞動效率，降低成本。
手提式果樹種植用挖坑機(jī)。德國生產(chǎn)的BT120C型挖坑機(jī)發(fā)動機(jī)功率1.3KW，質(zhì)量8.2Kg，鉆頭鉆速190r/min,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩1.7N.m,鉆頭的轉(zhuǎn)矩79.0N.m。英國生產(chǎn)的05H830型懸掛式挖坑機(jī)和美國生產(chǎn)的懸掛式三鉆頭挖坑機(jī)鉆頭之間的距離可調(diào)，適用于平原地區(qū)的大面積植樹造林，工作效率很高。美國和加拿大生產(chǎn)的手提式挖坑機(jī)，發(fā)動機(jī)與鉆頭采用分離式，通過液壓傳動驅(qū)動鉆頭工作。美國生產(chǎn)的HYD-TB11H型液壓挖坑機(jī)質(zhì)量為170r/min,鉆頭最大扭矩349N.m。美國生產(chǎn)的MDL-5B型挖坑機(jī)發(fā)動機(jī)采用動力為4.1KW的BS Inter Pro OHV。挖坑機(jī)在工作時發(fā)動機(jī)離操作者有較遠(yuǎn)的距離，大大減少了噪音對操作者的影響，充分考慮了人—機(jī)工程學(xué)原理，增加其安全性，并減輕了操作者的疲勞強(qiáng)度[5]。
現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代機(jī)械，就是現(xiàn)代化栽植利用機(jī)械但也離不開人的操作，在任何的設(shè)計中都要積極的考慮到人—機(jī)工程學(xué)原理。凡是人使用的各種機(jī)械設(shè)備，都應(yīng)進(jìn)行完善的人—機(jī)工程學(xué)設(shè)計，以其符合人的心理和生理學(xué)特性，從而最大限度地減輕使用者的操作疲勞和心理負(fù)擔(dān)，能夠使人舒適和高效率的工作，使整個人—機(jī)系統(tǒng)具有和諧的人機(jī)關(guān)系和最優(yōu)的綜合效能。盡量減少噪音對操作者的影響，同時要考慮安全性，操作者在操作機(jī)械的時候要有足夠的時間和空間，提高操作者的安全系數(shù)
1.3本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路
1.3.1設(shè)計重點研究的內(nèi)容
移栽機(jī)械化是一個系統(tǒng)工程，移栽整個系統(tǒng)的研究，對實現(xiàn)過程中機(jī)械化、工廠化和設(shè)施化產(chǎn)生重大影響。所以要研究設(shè)計新型多樣的樹苗的栽植機(jī)，實現(xiàn)機(jī)械化，速度化，生態(tài)化。本設(shè)計是為林果業(yè)全程機(jī)械化中在栽植環(huán)節(jié)而設(shè)計的設(shè)備。林果業(yè)全程機(jī)械化就是要在水果生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)運(yùn)用先進(jìn)適用的機(jī)械裝備進(jìn)行生產(chǎn)，以改善水果生產(chǎn)條件，實現(xiàn)水果栽植、修剪、施肥灌溉、采收等過程的機(jī)械化、一體化，提高林果業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)水平，經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，從而推動紅棗生產(chǎn)向規(guī)范化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。栽植作業(yè)過程中，由于地形，土壤條件以及樹苗本身的差異性，樹苗的運(yùn)動存在隨機(jī)誤差，影響栽植作用質(zhì)量。任務(wù)重點對喂苗、送苗、開溝、覆土、打埂、鎮(zhèn)壓，及栽植過程中影響株距和樹苗直立狀態(tài)的主要因素進(jìn)行研究分析[7]。探究提高栽植質(zhì)量的可行性更好的途徑。
1.3.2主要結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)
作業(yè)行數(shù)： 2
行 距∕m： 0.4
株 距∕m： 1
送苗方式：人工送苗
栽植深度／mm: 250-300
配套動力：東方紅54／75輪式拖拉機(jī)
生產(chǎn)效率／（畝／小時）:用東方紅75Ⅰ擋作業(yè)或用東方紅54Ⅱ擋作業(yè)5.4—9畝／小時
1.3.3存在問題的解決思路:
（1）樹苗移栽機(jī)的研制與樹苗設(shè)備及育苗方式緊密結(jié)合，研制適合農(nóng)藝要求的移栽機(jī)械。
（2）樹苗移栽機(jī)的研究開發(fā)仍以半自動為主，部分機(jī)構(gòu)自動化加強(qiáng)，同時加快對全自動移栽機(jī)的研究開發(fā)。在目前整機(jī)半自動化的基礎(chǔ)上，對制約效率的關(guān)鍵部件進(jìn)一步研究。如目前的喂苗機(jī)構(gòu)過多的依賴人工，從而制約了生產(chǎn)效率，增加了勞動強(qiáng)度，應(yīng)該加快開發(fā)以機(jī)械自動喂苗為主、人工為輔的機(jī)構(gòu)。
（3）開溝器開出的溝要深淺一致、溝型整齊、平直，是深度能在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，開溝時不能亂層，還應(yīng)有一定的回土作用，濕土講苗根全部覆蓋，以利于墑情。要有良好的入土性能和切土能力，工作可靠，不易被雜草、殘茬和土塊堵塞。
（4）覆土器也很關(guān)鍵，設(shè)計中能很好的調(diào)節(jié)，為了很好的工作要控制好刮土板的刮土量，迅速的在出口擠壓一次成埂，埂形較堅實。統(tǒng)籌兼顧、克服困難。
（5）為了保好墑情，減少土壤中的大縫隙，減少水分的蒸發(fā)；因此在工作中要用到鎮(zhèn)壓輪，鎮(zhèn)壓輪的設(shè)計要牢靠，重量合適，加強(qiáng)土壤細(xì)管作用，使水分沿著毛細(xì)血管上升，苗與土壤緊密接觸，有利于發(fā)根和生長[8]。
（6）在株距的控制上采用輪式下苗裝置，在不傷苗的前提下，保證下苗距離的均勻性。（7）動力部分采用拖拉機(jī)動力輸出軸帶動，優(yōu)點省時耐用、操作簡便、效率高、壽命長、安全等優(yōu)點。
1.4對設(shè)計所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
1.4.1 設(shè)計的任務(wù)要求
樹苗移栽的工藝過程主要包括開溝、送苗、植苗、覆土、壓實等工序。為了提高樹苗栽植后的成活率，樹苗移栽應(yīng)具有以下要求：
①栽植樹苗根系的栽植深度應(yīng)一致，并保持直立狀態(tài)，避免前后左右彎曲。
②栽植樹苗的株距應(yīng)均勻一致，地上莖稈應(yīng)保持直立狀態(tài)，前后傾斜不超過45°。
③栽植時開溝的深度、覆土質(zhì)量及壓實程度應(yīng)滿足農(nóng)藝要求。
④移栽機(jī)各部機(jī)構(gòu)在栽植過程中不應(yīng)損傷苗木，工作效率要高。
1.4.2 實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的投入和技術(shù)創(chuàng)新。加大宣傳力度，提高農(nóng)民的積極性。同時要使栽植的穩(wěn)定性和栽植速度大大提高，降低生產(chǎn)成本和勞動強(qiáng)度。我國在移栽機(jī)研制過程中，農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝明顯脫節(jié)，需要進(jìn)一步完善與育苗設(shè)施及相應(yīng)的配套技術(shù)。在引進(jìn)基礎(chǔ)上要克服不足，盡量設(shè)計出適合經(jīng)濟(jì)作物的移栽機(jī)，加強(qiáng)自動喂苗栽植器的研究，增加檢測與傳感裝置，適時地控制栽植過程。力求達(dá)到預(yù)期的栽植效果。同時還要加強(qiáng)自動上苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)將通用移栽機(jī)與專用移栽機(jī)相結(jié)合，增強(qiáng)移栽機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性，提高其通用性。
2樹苗移栽機(jī)的結(jié)構(gòu)說明
該機(jī)有工作部分和輔助部分構(gòu)成。工作部分有圓盤式開溝器、覆土壓實裝置、傳動機(jī)構(gòu)、深淺調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；輔助部分有機(jī)架、苗箱、座位、腳踏板、懸掛裝置等。
2.1結(jié)構(gòu)原理
圖2-1樹苗移栽機(jī)結(jié)構(gòu)圖
2.1.1工作原理
使用該機(jī)工作時，首先將懸掛架上的萬向節(jié)和拖拉機(jī)動力輸出軸對接。通過減速器的錐齒輪傳遞動力，然后輸入軸提供動力帶動圓盤式開溝器進(jìn)行開溝，開溝擋板清除溝里的土，使開溝器達(dá)到預(yù)期的效果，下苗輪控制株距精確下苗，覆土器迅速將開出的碎土再覆蓋在樹苗上，以保證樹苗能直立在溝里，最后通過鎮(zhèn)壓輪壓實，完成整個移栽過程。
2.1.2工作過程
該機(jī)的一般工作過程是：機(jī)組啟動前進(jìn)時，人工將樹苗從下苗輪最高點放入夾苗器，夾苗器在下苗輪上壓板的壓力下進(jìn)入壓緊夾鐵，控制住樹苗，防止樹苗松動和損壞。進(jìn)行栽植前先由開溝器在地上開出植樹溝，用人工按一定的株距將苗木投放到溝里，后面覆土器進(jìn)行覆土、然后鎮(zhèn)壓輪完成覆土壓實。
2.2圓盤式開溝器
2.2.1 開溝器的作用
開溝器的功用主要是在栽植機(jī)工作時，開出樹溝，引導(dǎo)樹苗和肥料進(jìn)入溝內(nèi)，并使?jié)裢粮采w樹苗根和肥料。
2.2.2開溝器的性能要求
一個良好的開溝器必須符合下列要求
（1）開出的溝要深淺一致，溝形整齊、平直，開溝深度能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同作物的植深要求。
（2）開溝時不亂土層，不應(yīng)將下層濕土翻至地面，也不可使干土落入溝底，應(yīng)將苗根和肥料導(dǎo)至濕土上。
（3）應(yīng)有一定的回土作用，使細(xì)濕土將苗根全部覆蓋，以利于快速成長。
（4）要有良好的入土性能和切土能力，工作可靠，不易被雜草、殘茬和土塊堵塞。
（5）結(jié)構(gòu)簡單，工作阻力小，調(diào)整、維護(hù)方便。
2.2.3開溝器的類型及選擇
根據(jù)所種植的要求，地區(qū)氣候和土壤條件的不同，栽植機(jī)應(yīng)采用相應(yīng)的開溝器。開溝器機(jī)構(gòu)類型按其入土角不同，可分為銳角開溝器、鈍角開溝器和圓盤開溝器三大類。
①銳角開溝器的開溝工作面與地平面的夾角，即入土角a＜90°,由曲線形支柱、前頰板和兩側(cè)組成。為保證土層不亂層，使下層濕土埋覆苗木根系，提高苗木的成活率，則支柱前棱曲線作為拋物線形。它通常有鋤鏟式、翼鏟式、船型鏟式、和芯鏵式等多種。
開溝器支柱的部分可以與地面垂直，也可以稍向后方傾斜。向后傾斜清楚纏草的效果較好。開溝器兩側(cè)板的距離應(yīng)能使苗木的根系可以自由通過，不致有過大的彎曲。由于苗木的根系一般是倒圓錐形狀，所以開溝器側(cè)板的距離是上寬下窄。
②鈍角開溝器的入土角a＞90°。由于前棱與地面間成鈍角，碰到樹根等障礙物時，可以從上面通過，不易被根系纏繞，適于在疏松地上載小苗。在開溝器的前面常裝有切土刀，增強(qiáng)開溝器的入土性能、穩(wěn)定開溝深度。它包括有靴鞋式、滑刀式、單圓盤式和雙圓盤式等多種。
③圓盤式開溝器：由兩個球面圓盤組成。兩圓盤間的夾角為13°，圓盤的直徑為65—70厘米。在兩圓盤靠合點的上方有擋土板。兩個圓盤之間有保護(hù)箱、用以保護(hù)苗木不被旋轉(zhuǎn)圓盤碰傷，并便于向溝里投放苗木。由于圓盤滾動前進(jìn)，遇到障礙物可以切斷或從上面滾過，開溝器所需要的配套動力較小 。
根據(jù)設(shè)計要求，圓盤式開溝器開溝穩(wěn)定，是一種破碎土壤較為合適的開溝器，其借鑒了旋耕機(jī)械的優(yōu)點對作物的生長有很大的幫助綜合考慮因此選擇圓盤式開溝器。
圖2-1 圓盤開溝器
2.3覆土器
2.3.1覆土器的功能
樹苗種植溝內(nèi)，開溝器將一層較淺的回土覆蓋苗根，尚不影響需用覆土器進(jìn)行覆土，使其達(dá)到一定的覆蓋深度。對覆土器的要求是先覆蓋細(xì)濕土，而且覆土均勻苗根的分布均勻性。
2.3.2覆土器的結(jié)構(gòu)類型
一般栽植機(jī)上常使用的覆土器有球面圓盤、錐形滾和刮板。球面圓盤型覆土裝置多與鈍角開溝器配合使用，以便于將擠壓形成的溝壁切碎疏松，易利于苗木的根系發(fā)育生長。錐形滾覆土裝置多與銳角開溝器配合使用。其工作表面與地面成一傾角，在錐滾向前滾動時，將土壤擠到植苗溝中埋覆根系。刮板型覆土裝置是將開溝器兩側(cè)的疏松土壤推入溝中埋覆根系，不能破碎和疏松土壤，因此多與銳角開溝器配合使用。刮板型的覆土裝置又分刮板式和鏟式。
2.3.3覆土器的要求
覆土裝置必須使苗根完全而均勻地覆土，苗根周圍不留空隙，壓實后苗木根系必須與土壤密切接觸，根系不允許有彎曲和斷裂等較大的變形。覆土和壓實的質(zhì)量一般常用垂直拔苗力來評定。
2.3.4刮板型覆土裝置的刮板式和鏟式覆土器的對比
刮板式覆土器的覆土能力較強(qiáng)，刮板角可以調(diào)節(jié)，常和銳角開溝器的芯鏵式開溝器配合使用。
鏟式覆土器連接在鎮(zhèn)壓輪架上，根據(jù)需要，覆土鏟可以上下調(diào)節(jié)，常和鈍角開溝器的滑刀式開溝器配合使用[10]。
表2-1 板式和鏟式覆土器主要參數(shù)
名稱
板式
鏟式
選擇依據(jù)
覆土板長（mm）
300-800
100-120
按行距、苗幅寬和覆土量而定
板寬a(mm)
60-80
按覆土量要求而定
兩板間夾角
左右
夾角小覆土能力低，過大易擁土堵塞
與地面夾角
左右
過小覆土能力差
后開口寬B
120-180
60-80
按開溝寬度、工作速度和整地條件決定
通過高度H(mm)
120-180
-
要求通過土塊，根茬時不堵塞
2.4鎮(zhèn)壓輪
圖2-3圓柱型鎮(zhèn)壓輪
2.4.1鎮(zhèn)壓輪的作用
鎮(zhèn)壓的作用是壓碎土塊、壓實耕作層，蓄水保墑，以利于播種與栽植。播種、栽植的同時鎮(zhèn)壓可以減少土壤的大孔隙，減少水分蒸發(fā)，以使土壤保墑；可以加強(qiáng)毛細(xì)血管作用，使水分沿著毛細(xì)血管上升，起到‘調(diào)水’和‘保墑’的作用；可使種子、苗根和土壤緊密接觸，有利于種子發(fā)芽與苗根的發(fā)根生長；因此播種、栽植同時鎮(zhèn)壓對干旱地區(qū)的播種與栽植是非常必要的。
一個良好的鎮(zhèn)壓輪必須轉(zhuǎn)動靈活，不粘土，不擁土，鎮(zhèn)壓輪可以適當(dāng)調(diào)整，鎮(zhèn)壓后地表不產(chǎn)生鱗狀裂紋。
2.4.2鎮(zhèn)壓輪結(jié)構(gòu)類型和特點
圓柱鎮(zhèn)壓輪,是有薄鋼板制成。有光面圓柱形和網(wǎng)面圓柱形兩種，其鎮(zhèn)壓輪面較寬，壓力分布均勻。
圓錐復(fù)合鎮(zhèn)壓輪，由兩個鋼板沖制成的錐形輪組成?？筛鶕?jù)需要來改變兩錐形輪的間距，成為寬窄不同的圓錐復(fù)合輪，其真壓力可由附加彈簧調(diào)節(jié)。
2.5夾苗器
夾苗器作為本設(shè)計的亮點之一，夾苗器的結(jié)構(gòu)如下所示：
圖2-4為彈簧壓鐵式夾苗器
基本組成由夾鐵、夾苗板和螺旋拉伸式彈簧組成，結(jié)構(gòu)簡單易懂便于使用同時也降低了勞動強(qiáng)度和節(jié)省了勞動時間，也大大降低了作業(yè)的成本，對樹苗起到了穩(wěn)定和保護(hù)的最終目的，在壓板的作用下完成下苗。
3 齒輪的設(shè)計參數(shù)
這里的齒輪主要是一對圓錐直齒輪，目的是為了改變傳遞動力的方向。
(1)選用直齒錐齒輪傳動；
(2）選用8級精度；
(3)材料選擇，小齒輪材料為Q235-A(熱軋)，硬度為280HBS,大齒輪材料為Q235-A(熱軋)
(4)選小齒輪齒數(shù)Z1=20,大齒輪齒數(shù)Z2=38.
(5)幾何尺寸計算
U=1.85，查手冊得取，1.85×20=37,取38
初定小錐輪大端分度圓直徑=1172
查機(jī)械設(shè)計書表14-23,K取1.5，，=1000,
拖拉機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，
為拖拉機(jī)功率，選28kw,為拖拉機(jī)轉(zhuǎn)速，選1000
小錐齒輪傳遞的額定轉(zhuǎn)矩
所以小錐齒輪傳遞的額定轉(zhuǎn)矩為270N.M
初選小錐齒輪分度圓直徑
所以取小錐齒輪分度圓直徑d1=170,大錐齒輪分度圓直徑d2=320(d2=170×1.85=320)
有U=1.85,可知cot=tan=1.85， 所以分錐角=27°43’，分錐角=62°17’
頂錐角=29°23’, =63°34’.根錐角=26°14’, =60°24’.
大端模數(shù)
齒寬
圖3-1
4 各個軸的設(shè)計
根據(jù)動力輸出及配合、設(shè)計和安裝的要求，為了適應(yīng)較強(qiáng)的工作場合，軸采用剛度和強(qiáng)度較好，而且抗疲勞強(qiáng)度較高的Q235-A材料，采用熱軋?zhí)幚怼?
軸上零件的定位
為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運(yùn)動，軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。
4.1計算各軸的輸入功率
為拖拉機(jī)的額定功率
為小錐齒輪軸的功率
為大錐齒輪軸的功率
為工作機(jī)主軸的功率
4.2計算各軸的轉(zhuǎn)矩
為拖拉機(jī)輸出軸上的轉(zhuǎn)矩
為小錐齒輪軸上的轉(zhuǎn)矩
為大錐齒輪軸上的轉(zhuǎn)矩
==270×1.85×0.96=480
為工作機(jī)主軸上的轉(zhuǎn)矩
==480×0.99=475.2
4.3小錐齒輪軸的設(shè)計
（1） 求作用在小錐齒輪及大錐齒輪上的力
圓周力
軸向力
徑向力
（2）初步確定軸的最小直徑
小錐齒輪軸的最小直徑顯然是要安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑d與聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。經(jīng)選得聯(lián)軸器的直徑D=60mm.從而確定小錐齒輪軸的最小直徑=60mm
（3）小錐齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
圖4-1
圖五
圖六
圖七
（4）軸的校核
1.垂直面的支承反力（圖d）
2.水平面的支承反力（圖b）
3.繪垂直面的彎矩圖（圖e）
4.繪水平面的彎矩圖（圖c）
5.求合成彎矩（圖f）
6.該軸所受扭矩為
T=270000N.mm
7.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即危險截面D的強(qiáng)度。根據(jù)文獻(xiàn)以上數(shù)據(jù)，并取α=0.6，軸的計算應(yīng)力
之前已選定軸的材料為Q235-A,熱軋?zhí)幚?，由文獻(xiàn)查得。因此<，故安全。
4.4大錐齒輪軸的設(shè)計
（1）初步確定軸的最小直徑
大錐齒輪軸的最小直徑要與工作機(jī)孔的直徑配合，為了使所選的軸的直徑與孔相適應(yīng)，故選擇大錐齒輪軸的最小直徑=60mm
結(jié) 論
(1) 該機(jī)的設(shè)計應(yīng)用到實際中是要實現(xiàn)由傳統(tǒng)栽植技術(shù)向現(xiàn)代栽植技術(shù)的轉(zhuǎn)變。需因地制宜，發(fā)展果樹栽植機(jī)械化。為了充分利用資源減少自然災(zāi)害，爭取高產(chǎn)，機(jī)械化移栽是有效途徑。
(2) 機(jī)械化栽植代替了人工栽種作業(yè)，提高了機(jī)械化程度及生產(chǎn)效率。這樣可以解決人工栽植過程中的栽植勞動強(qiáng)度大，所需勞動力較多，產(chǎn)品粗大笨重，成本高、效率低，質(zhì)量難以保證的問題。
(3) 機(jī)械化作業(yè)，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力及時間，降低了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度，改善了人們工作環(huán)境，機(jī)械化的工作能加快推動經(jīng)濟(jì)作物的發(fā)展。
(4) 機(jī)械化移栽機(jī)的設(shè)計應(yīng)用能夠大力擴(kuò)展林果業(yè)的快速發(fā)展，是有很重要的現(xiàn)實意義的，特別是在的南疆地區(qū)，環(huán)境條件不是很好，大規(guī)模的林果業(yè)發(fā)展會很好的給當(dāng)?shù)貛硪粋€良好的生活環(huán)境。
(5)能運(yùn)用好機(jī)械化的工作，因地制宜發(fā)展當(dāng)?shù)厥琴Y源，發(fā)展當(dāng)?shù)氐奶厣麡I(yè)，不僅能給大家一個好的環(huán)境，更能帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益，人們的生活水平會更好，向小康生活更邁進(jìn)一步。
(6)該機(jī)的設(shè)計應(yīng)用到實際對于提高我國植樹造林機(jī)械化的進(jìn)程有巨大的推動作用，同時對于我國林業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益具有重大意義。也對林果業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
從各方面看，水果產(chǎn)業(yè)無論是栽培管理，還是增加經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都具有重要意義。因此發(fā)展機(jī)械化栽植果樹樹苗勢在必行。由于本設(shè)計沒有做試驗，對其實際的可行性程度還不能確定。
致 謝
首先感謝的是我的指導(dǎo)老師王偉！本設(shè)計是在王偉老師的悉心指導(dǎo)下完成的。王老師雖然忙于工作但是仍然很負(fù)責(zé)的給我做指導(dǎo)，經(jīng)過王老師的監(jiān)督指導(dǎo)讓我順利完成了畢業(yè)設(shè)計。老師無論是在資料的整理，還是在設(shè)計的畫圖等各個方面都給予了我大量的指導(dǎo)和幫助，在他的精心指導(dǎo)下，才使得我的設(shè)計有步驟的有序的完成，同時也學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識，受益匪淺，特致以深深的感謝。
畢業(yè)設(shè)計正代表著大學(xué)的終結(jié)，完成它既有一種收獲感，又有一種失落感，可無論如何它代表著我四年的努力，代表了我四年的歷程。當(dāng)它終于完成的時候，我不禁想起了很多人，很多事，尤其是辛勤培養(yǎng)我的老師們，謝謝你們！
四年一個輪回，四年前，我滿腔熱情走進(jìn)了塔里木大學(xué)，而四年后的如今要帶著母校給予的知識離開了，心中滿是不舍與依戀卻注定要走。在此時此刻我最想說的我能說的就是：我的母校我愛您，是你給了我一個高教育的深造的天堂，在您的懷抱里我學(xué)習(xí)了好多知識，讓我成長了許多；還有就是我敬愛的老師們，是您們孜孜不倦的教育我們做人、做事的道理，讓我以后的路走的更順利，謝謝您們；還有關(guān)心幫助支持我的同學(xué)和朋友，和你們在一起的日子是很快樂的，我們在一起學(xué)習(xí)探討的時光里，我們是互幫互助，共同進(jìn)步。為了明天的美好我會好好努力。同時也衷心的祝愿母校越辦越好，教學(xué)質(zhì)量蒸蒸日上；祝老師們身體健康，工作順利；祝同學(xué)、朋友一路走好，一切順利。
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附 錄
附表 軸類零件形位公差常用符號表
部位名稱
形狀或位置公差的名稱及符號
公差等級
與皮輪、齒輪等傳動零件的配合面
圓跳動 ↗
7、8級
與G級精度滾動軸承配合的兩圓柱表面軸心線間的位置度
同軸度 ◎
7、8級
與G級精度滾動軸承配合表面
圓度 〇、圓柱度
6、7級
定位軸肩的端面
垂直度⊥
6、7級
花鍵平鍵槽工作面對軸心線的位置精度
對稱度÷
7、8、9 級
16