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外文翻譯
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué) 生 姓 名 鄭 敏
班 級 BD機制031
學(xué) 號 0320110131
指 導(dǎo) 教 師 袁 鐵 軍
新型樹脂傳遞模塑技術(shù):原型機研制
J.R. Thagard, O.I. Okoli*, Z. Liang, H.-P. Wang, C. Zhang著
鄭敏譯
摘要: 樹脂輸入液的雙重柔性安裝(RIDFT)技術(shù)是一種新型的科研技術(shù), 其中包括潤濕、真空樹脂灌注成型。前面所注入的樹脂是二維流量,避開了樹脂在其他立體復(fù)合體中的流動出現(xiàn)的不成熟現(xiàn)象。采用片面塑造,所提供的成本效益比樹脂模塑要高。 對正在進行樣機的開發(fā)RIDFT進程取得了積極成果。復(fù)合材料表面質(zhì)量好、微觀結(jié)構(gòu)特征、 屢被制作和力學(xué)性能與成本相比節(jié)約了24%。本文RIDFT過程,概述其優(yōu)點,提出了其挑戰(zhàn)性,為了找出潛在效益產(chǎn)業(yè)。目前正在進行的工作包括:制造產(chǎn)物的提煉，建造一座大型原型機以全面反映其用于制造大型復(fù)合材料部件和紫外光固化技術(shù),以減少大量的制造周期時間。
關(guān)鍵詞:e.成形; 輸液。
1. 引言
運輸部門繼續(xù)為有著能夠減少重量， 耐蝕性及功能集成的優(yōu)點的高分子復(fù)合材料提供有意義的增長機會。然而,可利用的生產(chǎn)過程限制了復(fù)合材料在大規(guī)模生產(chǎn)部門的利用。由于本身較長的循環(huán)周期和有害揮發(fā)性有機物(VOCs)的排放，當(dāng)前許多過程并不容易融入到大規(guī)模生產(chǎn)當(dāng)中。不過,液態(tài)復(fù)合型 (lcm)技術(shù)是有前途的科技。 例如樹脂傳遞模塑(RTM)、樹脂傳遞模塑彈性(FRTM)、輸液的柔性模具樹脂(RIFT)。 這些成型技術(shù),也有著的能夠使VOCS的排放量減少90%的優(yōu)點。
成本是在復(fù)合生產(chǎn)過程的發(fā)展中首先需要考慮的事項。海洋產(chǎn)業(yè)廠商已經(jīng)致力于這有效的和便宜的公開的成型技術(shù),盡管美國環(huán)境保護局(環(huán)保局)法規(guī)。在雙重柔性模具(RIDFT)技術(shù)之間樹脂輸液的發(fā)展進一步促進了注入樹脂技術(shù)的發(fā)展，降低關(guān)閉塑造方法較高的成本。
2. 液體復(fù)合成型工序
2.1 樹脂傳遞模塑(RTM注射)
傳統(tǒng)上, 樹脂傳遞模塑也被用作制造復(fù)合材料部分。RTM工藝過程提供了許多優(yōu)勢超過其它制造纖維增強熱固性高分子復(fù)合材料。 這些優(yōu)勢包括:改進組件厚度耐寒性-河口、表面光潔度好、減少排放揮發(fā)性。其中一個關(guān)鍵問題關(guān)于RTM工藝過程的成功是正確認識和預(yù)測樹脂流動在模子填充期間。考慮工作已經(jīng)被做了好多在這塊領(lǐng)域，一些模型和模擬工具可以利用。
盡管如此,為有著復(fù)雜幾何形狀和滲透性變化的零件做出的樹脂流量分析目前仍然存在困難。 但是預(yù)先的準(zhǔn)備和工裝成本可以禁止大都超過數(shù)公尺尺寸的部分、尤其對一次性或小生產(chǎn)經(jīng)營與手動停止過程相比。圖1顯示了RTM的一個示意性的過程。lcm過程的進一步發(fā)展已針對復(fù)雜和相關(guān)聯(lián)的成本費用。其中一些將被討論在下列部分。圖
2.2在柔韌性加工下樹脂灌輸(RIFT)
在柔韌性加工下樹脂灌輸(RIFT)是一種較新的工藝,在八十年代引進。 RIFT的一版追溯到50年代,當(dāng)它被用來制造漁船船體。圖2展示了RIFT過程被ciba和geigy發(fā)展。一個靈活的柔弱的斑點工具是這過程后面的根基。20世紀(jì)80年代, 橡皮工具袋的使用作為柔性的工具被調(diào)查并且很多專利被申請。 在90年代還過程被重新發(fā)現(xiàn),并且還發(fā)現(xiàn)申請?zhí)貏e是在船運和汽車的產(chǎn)業(yè)。 RIFT一版被用于增強碳纖維強化海洋結(jié)構(gòu)
在RIFT過程,纖維是第一個被替用在柔弱的放在典型涂了脫模劑的模子。接著,一個靈活的加工層被替用在纖維和未知的邊緣被真空緊閉。然后纖維被真空地注入在模子和靈活的加工層之間放置在真空密封緊圍繞優(yōu)勢，從而形成了該部分的形狀。
RIFT保有RTM的許多環(huán)境優(yōu)勢,但加工成本低廉得多、從此一半傳統(tǒng)的僵化封閉模具被一個包所替代。目前模具要適應(yīng)到RIFT過程或許是可行的。 在大規(guī)模生產(chǎn)中這變得非常重要, 有著節(jié)省數(shù)百萬美圓的加工和制造費用的潛能 。
和rtm過程相比，RIFT有一些優(yōu)點。 RIFT提供有限直接控制的厚度或纖維含量最后的碾壓在RIFT過程。 這些參數(shù)取決于在壓力作用下加固的壓縮和緩和，而套袋薄饃揣息和其他輔助材料的相互關(guān)系。
干纖維集合的壓縮研究受諸多研究的影響。 皮爾斯和薩默斯注意到一個干的粗成品的反應(yīng)是動態(tài)的。 時間依靠壓縮和松弛被觀察，反復(fù)被裝卸加固達到高的一個給定的壓力壓緊。 在RIFT中加固的壓縮進一步被流動樹脂的到來所復(fù)合。這為纖維和可能影響在真空膠膜袋下碾壓的變形提供潤滑。此外,有效壓力作用在加固上的不是持續(xù)的在整個過程中。 桑德等。調(diào)查了不同面料的可壓縮性(平紋、斜紋、緞、 非卷曲)并且確認壓縮型面料的可壓縮性取決于它的種類。 斜紋編織織物在干和濕的情況下最難壓縮。
樹脂在一給定的點到來之前，干膠膜受大氣壓的影響。 當(dāng)樹脂流過這點時,樹脂里面的壓力就上升、 這樣新的壓縮在加固上就減少了。 主要的是流動引誘的缺點有著在部分幾何學(xué)的復(fù)合上增長的可能性。一個理論和和現(xiàn)實的理解對于這些機制是被需求為了評定是否模型碾壓能一貫性地，可再生的和可預(yù)言的纖維含量和質(zhì)量被制造。 在這過程中膠膜及配套材料之間的相互作用必須被量化。
Summerscales表明RIFT過程降低工人接觸液態(tài)樹脂當(dāng)增長組成的機械特性和纖維含量通過減少空隙度與手動停止相比。 此外,RIFT提供與當(dāng)前被應(yīng)用的加工（RTM或者模壓）相比能夠降低加工成本的費用的潛能。
2.3柔性樹脂傳遞模塑(FRTM)
RIFT的一個類似的過程是FRTM。 FRTM是一個創(chuàng)新的復(fù)合制造過程,基于詳細的成本分析上發(fā)展, 被確定為成本效益設(shè)計。FRTM是一個混合過程,它結(jié)合了技術(shù)特性和各自有利的橫隔膜形成及rtm的經(jīng)濟效益。分開的數(shù)張干燥纖維和固體樹脂被擺放在橡膠隔板、加熱之間使樹脂液化。纖維和樹脂然后被畫一個真空在橫隔膜及形成的通過畫橫隔膜集合通過困難加工所壓榨。圖3所示顯示了FRTM進程的示意性。 FRTM過程被優(yōu)化為了生產(chǎn)出高質(zhì)量低的零件厚度變化，低無用的量和高纖維數(shù)量。
最后,FRTM過程的經(jīng)濟效益通過小型生產(chǎn)經(jīng)營被驗證。FRTM被設(shè)計和發(fā)展,以便慮及相比傳統(tǒng)的方法例如rtm更便宜和更快的部分被制造。對于新的成本效益的需求意味著生產(chǎn)通常是一個起點對于一種新的過程的發(fā)展例如FRTM來自古典的rtm過程。 通過FRTM的真空成型和許多其它當(dāng)前可利用的過程（例如RIFT被顯示在表1里）的比較。
在概念上,FRTM是一種混合的過程,結(jié)合了rtm和橫隔膜成型有利的特性。像rtm，F(xiàn)RTM使用最低的成本構(gòu)成未加工的材料可能是(干纖維和樹脂)，但是排除了勞動強度典型的和三維空間含纖維的預(yù)制品被用在了rtm。在FRTM,面料被形成在一步雙膜片成形過程中。 這降低勞動強度,減少周轉(zhuǎn)時間。 FRTM也可以減少加工成本典型地與rtm聯(lián)系在一起,因為沒有重的匹配加工被需要。
FRTM過程的第二優(yōu)勢是從出現(xiàn), 橫隔膜系統(tǒng)，本質(zhì)上，可變形的、并提供低成本重構(gòu)裝置加工邊緣出現(xiàn)的。 通過多種多樣成型方法的使用，如真空成型、匹配模具沖壓成型，它可能減少加工費用與專注的匹配加工在窗同的rtm過程想聯(lián)系。降低加工成本可以來自較輕,片面工具 或通過一個柔性的經(jīng)濟優(yōu)勢,重組成型機制。 FRTM也減輕或消除工具的清理,這是典型的勞動密集型。
FRTM過程的第三個優(yōu)勢是注入過程重復(fù)性，這使得更快、更容易被控制。 這一結(jié)果來自引導(dǎo)樹脂注入沿著厚的方向的部分，這是和其他兩個平面方向相比較短的。 此外,平面注入口和通風(fēng)孔在最后的幾何部分不受約束。傳統(tǒng)的昂貴的實驗有必要最優(yōu)化處理可變的和重新設(shè)計的加工以便完成任務(wù), 而新零件的開發(fā)時間大大減少,因為缺乏新的學(xué)習(xí)。 假定樹脂開始時在一個非常接近最后的位置,這過程與橫向的方法相比典型地于rtm相關(guān)聯(lián)。
表1顯示FRTM過程的缺點。 在許多幾何構(gòu)件形成的過程中存在很多缺陷。 所切削的底部不能產(chǎn)生真空形成機制原理。在FRTM過程中控制厚度變化和可完成的構(gòu)造體積受到了是潛在的限制。控制厚度變化是封閉的循環(huán)過程,和徹底的明智的選擇樹脂 ，其性能最適合FRTM獨特的工藝要求。 構(gòu)造體積是在加工處理的時候接近涉及熱氣壓成型施加結(jié)構(gòu),因此, 他是依靠所成型的方法來決定的。
2.4 真空袋模具成型(VBM)和混合樹脂注入模具成型(SCRIMP)
VBM技術(shù)是一個封閉的模具技術(shù)和經(jīng)濟實惠的開模過程。 SCRIMP是VBM流行的詮釋。 在這個過程中,一個組成凹槽或者通溝的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),被用作分散樹脂和減少流量阻力及延遲時間。樹脂在真空壓力下首先填滿凹槽或者溝通道， 然后樹脂注入纖維組織,在VBM,單方面的硬性塑一個袋裝物被用來形成模具型腔。
VBM過程可分為五個步驟。 首先,在預(yù)成型模具表面清洗、 然后用釋放劑、模具膠在在表面噴涂。 接下來,在加入填充劑的時候，把纖維墊弄干按入模型表面，用一個柔軟的袋子掩蔽好，第三步，真空腔的模具和樹脂的纖維墊被注入到真空力。 后腔充滿樹脂開始固化樹脂和復(fù)合固化成部分,稱為樹脂固化步驟。 最后,從模具中取出固化復(fù)合物，以及下一個循環(huán)開始。
2.5樹脂注入雙重易曲模具(RIDFT)
RIDFT想要聯(lián)合其它LCM技術(shù)解決問題。 這些問題包括可完成的纖維量達體積部分厚度的堅硬性,制造周期時間和工藝的復(fù)雜性。 雖然目前并非所有問題都已經(jīng)解決, 據(jù)這項研究的表明使用RIDFT的LCM技術(shù)克服缺點和局限性等。 圖4顯示了該RIDFT進程。
與FRTM過程不同的是,RIDFT過程不使用干燥的樹脂片，但是通常使用低粘度室溫消除熱固樹脂。在室溫下，熱固性樹脂能允許部分的消除在分鐘內(nèi)完全被注入的固化劑含量，既允許部分地消除被移動的部分，此外，低粘度樹脂可以進一步提高高纖維的潤滑性，以此方式提高表面的變化過程。
RIDFT過程的有利條件是以往的RTM經(jīng)驗，即以流出的兩寸樹脂消除錯綜復(fù)雜的三寸樹脂。RIDFT的另一個有利條件是：與RTM比較時，它的花費教少，縮短了生產(chǎn)時間，結(jié)合了UV的消除技術(shù)，并且達到了潛在的高纖維的容量，固有的限定了零件的幾何形狀成為“成型模具”。
與RIFT相比，RIDFT的一個有利條件是在使用過程中的一個第二柔韌的工具，即減少了清潔和制造的預(yù)備工作，關(guān)于RIDFT，樹脂不接觸模塊表面，并且在每個循環(huán)周期之前消除需要的準(zhǔn)備模塊，另一方面，減少生產(chǎn)步驟，從連續(xù)使用的RTM過程來看也不提供工具磨損經(jīng)驗。
在RIDFT過程中，多孔的鋁模塊工藝技術(shù)（應(yīng)用技術(shù)）能夠被利用。在國際上模塊鋼建造的多孔模塊用于RIDFT，如圖5所示，瑞士制造，PORTEC,介紹了一個商業(yè)名為METAPOR的獨特專利材料。這個由鋁顆粒組成的商業(yè)的可利用產(chǎn)品被還氧化物的樹脂包裹,并且在高壓力下被壓縮。材料的結(jié)合和制造過程導(dǎo)致了出現(xiàn)澆注塊和探索了固化金屬,當(dāng)微觀孔和具有滲透性的空氣被完成。
METAPOR技術(shù)允許RIDFT技術(shù)去克服他潛在的問題。真空成型驅(qū)動RIDFT進步的關(guān)鍵組成部分的過程形狀。 微孔隙模具在模具內(nèi)部所有范圍內(nèi)的真空被破壞，其意思就是允許斷裂不必要的增加，同樣空隙的問題將不在發(fā)生。
圖片6顯示了在使用非多孔模具時真空層無法形成柔性進入V形槽。 一旦撤離真空非結(jié)晶和多孔硅板之間時,所形成不會發(fā)生改變。然而，由于與多空模具表面的的空隙是為了排出在模具表面所有范圍的空氣和因硅樹脂成片狀而進入V形槽。 由于成形壓力低、在樹脂和模具表面 之間缺乏接觸，RIDFT模具成本大大低于其他液態(tài)成型過程。
3. 結(jié)論
建造該樣機是基于RIDFT要進一步推進樹脂注入技術(shù)。 作為變化過程中的空隙,RIDFT提供更多的優(yōu)勢,同時保持了有助于加工的空隙。由于附加的底座靈活的模具表面上清理和再生產(chǎn)準(zhǔn)備工作已經(jīng)被還原。 隨著RIDFT進程， 樹脂與模具表面接觸，在每個周期之前并沒有發(fā)生和剔除準(zhǔn)備好的模具。 除了制造業(yè)逐步減少,他并沒有以刀具磨損而被連續(xù)使用。
在確定RIDFT有效的費用期間，在RIDFT和SCRIMP進行了比較。 初步結(jié)果顯示, RIDFT進程的費用節(jié)省約24%。
RIDFT不斷的發(fā)展過程證實RIDFT制造大型復(fù)合組件和減少生產(chǎn)周期時間的能力。
8
前 言
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。但是在我國，樹苗機械化移栽技術(shù)遠落后于其他國家，從人工移苗到半自動化、全自動化機械移苗，整個移栽過程的精耕細作，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，由于技術(shù)與設(shè)備在營養(yǎng)缽?fù)恋呐渲?，機具結(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)濟中具有舉足重要的作用。設(shè)計夾持式移栽機喂苗裝置采用人工設(shè)苗，夾苗裝置下苗，由滾輪輸送自動喂入地溝中的方案。根據(jù)所學(xué)的知識，確定了機械運動軌跡；在鏈?zhǔn)酵睹缪b置運動軌跡的基礎(chǔ)上，確立了輪式移栽機喂苗裝置的基本參數(shù):栽植頻率、栽植株距、機組前進速度、苗箱上樹苗放置位置和下苗裝置的間距，下苗輪的轉(zhuǎn)速、裝苗株數(shù)以及傳動比之間的相互關(guān)系，該機由拖拉機動力輸出軸傳動可保證同步作業(yè)，苗箱可放置多棵侍載植苗，依次人工設(shè)入輪式下苗裝置，由下苗輪傳送喂苗，可實現(xiàn)半自動化，此機構(gòu)能耗低，生產(chǎn)效率高，工作質(zhì)量好，能與各種中小型四輪拖拉機配套使用。該機的研制將大大提高樹苗移栽的速度和可靠性及減輕操作者的勞動強度，是一種較
為理想的樹苗移栽機[。
12屆畢業(yè)設(shè)計
果樹幼苗移栽機的設(shè)計
說明書
學(xué)生姓名
學(xué) 號
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 12-2
指導(dǎo)教師
日 期 2011.12—2012.5
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 14
1緒論
隨著經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加強科學(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)成本和勞動強度。我國在移栽機研制過程中，農(nóng)機與農(nóng)藝明顯脫節(jié)，需要進一步完善與育苗設(shè)施及相應(yīng)的配套技術(shù)。在引進基礎(chǔ)上要克服不足，盡量設(shè)計出適合經(jīng)濟作物的移栽機，加強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。力求達到預(yù)期的栽植效果。同時還要加強自動上苗機構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)將通用移栽機與專用移栽機相結(jié)合，增強移栽機的環(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，遠低于世界人均75kg的擁有量。所以移栽機在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用越來越廣泛，通過機械化移栽技術(shù)，可以減少自然災(zāi)害的影響，減輕種植戶的勞動強度，達到增產(chǎn)、增收目的。本設(shè)計以機械移栽樹苗為設(shè)計內(nèi)容,選擇機械移栽機類型為夾持式移栽機。樹苗移栽機在我國的應(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，樹苗機械化移栽技術(shù)遠落后于其他國家，從人工移苗到半自動化、全自動化機械移苗，整個移栽過程的精耕細作，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，由于技術(shù)與設(shè)備在營養(yǎng)缽?fù)恋呐渲?，機具結(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、強度大，機器的機動性、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)展果樹栽植機械化。為了充分利用資源減少自然災(zāi)害，爭取高產(chǎn)，機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械靜強度，而且還要考慮機械的動態(tài)性，這樣才能提高機械設(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)民的勞動強度、提高工作效率，機械移栽的行距、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)?；岣吡饲疤?，為生態(tài)作業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)[1]。
生態(tài)果業(yè)機械化發(fā)展已經(jīng)步入新的歷史起點，生態(tài)果業(yè)機械化作為發(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。人工移栽勞動強度大，需勞動力多，效率低，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟作物的發(fā)展，不能較快地推進種植果林業(yè)的發(fā)展。新型的栽植機的改造和設(shè)計提高了機具的性能和效率，并為其他的林業(yè)與木工機械動態(tài)設(shè)計開辟新的道路，使得我國的機械趕得上時代并達到世界的水平，這對于提高我國植樹造林機械化的進程有巨大的推動作用，同時對于我國林業(yè)的經(jīng)濟效益和生態(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)機械化發(fā)展速度相比，樹苗移栽機械化的發(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，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)進步緩慢，目前整體技術(shù)水平還較低。植樹造林方面的機械也是很少，我國于1953年開始引進移栽植樹機，在東北地區(qū)西部營造防護林[3]。1960年開始設(shè)計和制造拖拉機牽引式半自動投苗植樹機。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)費來研制植樹機，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。從長遠來看，機械化移栽可以實現(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，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)研制的苗木移植機分為壟作和床作兩種形式，主要有自走式苗木移植機2ZYZ-2型自走式苗木移植機、4YK-K型床作苗木移植機、嵌入式系統(tǒng)控制苗木移植機等，其最大理論栽植密度至少為160株/㎡該密度達不到林區(qū)育苗生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程要求。目前，自走式苗木移植機2ZYZ-2型自走式苗木移植機、4YK-K型床作苗木移植機、嵌入式系統(tǒng)控制苗木移植機等其技術(shù)水平達到國際領(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)樹苗移植的機械化作用問題進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，機具作業(yè)時間短，單一性能機具的年使用率降低，因此在今后的設(shè)計中，應(yīng)盡量考慮一機多用的問題。具體要改進的措施：一是研制適用不同的土壤條件和工作條件的機具，二是設(shè)計通用機架，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，單一的機械不能通用到其他地區(qū)的工作，有待機械多樣化，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，按自動化程度分：手工移栽機、半自動移栽機和全自動移栽機。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。主要機型有德國的A821型栽植機、意大利切克基．馬格利公司生產(chǎn)的OTMA栽植機和荷蘭米啟根公司生產(chǎn)的MT栽植機。日本在20世紀(jì)70年代研制出TPA-1型全自動栽植機，法國在20世紀(jì)60年代就研制出皮卡多爾自動栽植機，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。德國生產(chǎn)的BT120C型挖坑機發(fā)動機功率1.3KW，質(zhì)量8.2Kg，鉆頭鉆速190r/min,發(fā)動機轉(zhuǎn)矩1.7N.m,鉆頭的轉(zhuǎn)矩79.0N.m。英國生產(chǎn)的05H830型懸掛式挖坑機和美國生產(chǎn)的懸掛式三鉆頭挖坑機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，發(fā)動機與鉆頭采用分離式，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型挖坑機發(fā)動機采用動力為4.1KW的BS Inter Pro OHV。挖坑機在工作時發(fā)動機離操作者有較遠的距離，大大減少了噪音對操作者的影響，充分考慮了人—機工程學(xué)原理，增加其安全性，并減輕了操作者的疲勞強度[5]。
現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代機械，就是現(xiàn)代化栽植利用機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—機工程學(xué)原理。凡是人使用的各種機械設(shè)備，都應(yīng)進行完善的人—機工程學(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擔(dān)，能夠使人舒適和高效率的工作，使整個人—機系統(tǒng)具有和諧的人機關(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，實現(xiàn)機械化，速度化，生態(tài)化。本設(shè)計是為林果業(yè)全程機械化中在栽植環(huán)節(jié)而設(shè)計的設(shè)備。林果業(yè)全程機械化就是要在水果生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)運用先進適用的機械裝備進行生產(chǎn)，以改善水果生產(chǎn)條件，實現(xiàn)水果栽植、修剪、施肥灌溉、采收等過程的機械化、一體化，提高林果業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)水平，經(jīng)濟效益和生態(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，樹苗的運動存在隨機誤差，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
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)藝要求的移栽機械。
（2）樹苗移栽機的研究開發(fā)仍以半自動為主，部分機構(gòu)自動化加強，同時加快對全自動移栽機的研究開發(fā)。在目前整機半自動化的基礎(chǔ)上，對制約效率的關(guān)鍵部件進一步研究。如目前的喂苗機構(gòu)過多的依賴人工，從而制約了生產(chǎn)效率，增加了勞動強度，應(yīng)該加快開發(fā)以機械自動喂苗為主、人工為輔的機構(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，加強土壤細管作用，使水分沿著毛細血管上升，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移栽機各部機構(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)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加強科學(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)成本和勞動強度。我國在移栽機研制過程中，農(nóng)機與農(nóng)藝明顯脫節(jié)，需要進一步完善與育苗設(shè)施及相應(yīng)的配套技術(shù)。在引進基礎(chǔ)上要克服不足，盡量設(shè)計出適合經(jīng)濟作物的移栽機，加強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。力求達到預(yù)期的栽植效果。同時還要加強自動上苗機構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)將通用移栽機與專用移栽機相結(jié)合，增強移栽機的環(huán)境適應(yīng)性，提高其通用性。
2樹苗移栽機的結(jié)構(gòu)說明
該機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、傳動機構(gòu)、深淺調(diào)節(jié)機構(gòu)；輔助部分有機架、苗箱、座位、腳踏板、懸掛裝置等。
2.1結(jié)構(gòu)原理
圖2-1樹苗移栽機結(jié)構(gòu)圖
2.1.1工作原理
使用該機工作時，首先將懸掛架上的萬向節(jié)和拖拉機動力輸出軸對接。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行開溝，開溝擋板清除溝里的土，使開溝器達到預(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
該機的一般工作過程是：機組啟動前進時，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入壓緊夾鐵，控制住樹苗，防止樹苗松動和損壞。進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工作時，開出樹溝，引導(dǎo)樹苗和肥料進入溝內(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，栽植機應(yīng)采用相應(yīng)的開溝器。開溝器機構(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箱、用以保護苗木不被旋轉(zhuǎn)圓盤碰傷，并便于向溝里投放苗木。由于圓盤滾動前進，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行覆土，使其達到一定的覆蓋深度。對覆土器的要求是先覆蓋細濕土，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，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；可以加強毛細血管作用，使水分沿著毛細血管上升，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
查機械設(shè)計書表14-23,K取1.5，，=1000,
拖拉機輸出轉(zhuǎn)矩，
為拖拉機功率，選28kw,為拖拉機轉(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)較強的工作場合，軸采用剛度和強度較好，而且抗疲勞強度較高的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動，軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進行軸向和周向定位，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
為工作機主軸的功率
4.2計算各軸的轉(zhuǎn)矩
為拖拉機輸出軸上的轉(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)力校核軸的強度
進行校核時，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的強度。根據(jù)文獻以上數(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)展果樹栽植機械化。為了充分利用資源減少自然災(zāi)害，爭取高產(chǎn)，機械化移栽是有效途徑。
(2) 機械化栽植代替了人工栽種作業(yè)，提高了機械化程度及生產(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)民的勞動強度，改善了人們工作環(huán)境，機械化的工作能加快推動經(jīng)濟作物的發(fā)展。
(4) 機械化移栽機的設(shè)計應(yīng)用能夠大力擴展林果業(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)能運用好機械化的工作，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)濟效益，人們的生活水平會更好，向小康生活更邁進一步。
(6)該機的設(shè)計應(yīng)用到實際對于提高我國植樹造林機械化的進程有巨大的推動作用，同時對于我國林業(yè)的經(jīng)濟效益和生態(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)濟效益和社會效益都具有重要意義。因此發(fā)展機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
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