植樹挖坑機之挖掘機構(gòu)的設(shè)計【三維SW模型】【含18張CAD圖紙和文檔資料】【GC系列】

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有關(guān)計算、校核等。2.2課題的目的1、挖穴機與拖拉機采用三點懸掛聯(lián)接，作業(yè)時萬向傳動軸偏置角度不得大于15，田間移位或運輸前必須先切斷動力，將螺旋鉆頭提升至最大高度，此時鉆頭頂尖離地高度應(yīng)大于300mm。2、螺旋葉片的轉(zhuǎn)速過高，會將泥土拋得很遠(yuǎn)，造成填坑缺土。轉(zhuǎn)速過低，則造成工作效率不高。因此在設(shè)計時，要充分調(diào)研和實踐，確定合適的轉(zhuǎn)速。3. 為保證工作性能，設(shè)計時應(yīng)充分考慮其穩(wěn)定性，避免受力不均勻而造成抖動；4、結(jié)構(gòu)簡單可靠，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，以降低制造成本。5、挖穴機技術(shù)參數(shù)挖穴直徑:50cm挖穴深度：80cm鉆頭轉(zhuǎn)速：150250r/min鉆頭形式：采用雙螺旋葉片結(jié)構(gòu)；工作效率：6090坑塘/小時；按5年壽命，每年工作800小時計；6、設(shè)計何種葉片結(jié)構(gòu)方便旋轉(zhuǎn)挖坑。7、設(shè)計何種傳動機構(gòu)，方便操作。三、課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀中國挖穴機產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。我國植樹造林機具現(xiàn)狀我國植樹造林機械赴較晚，主要在南方為種植橡膠實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，有為東方紅-75、熱特-25型拖拉機配套的挖穴機，而北方地區(qū)為栽植果樹和防護林，也研制了為中型輪式拖拉機如上海-50、神牛-25型拖拉機配套的開溝機、挖穴機，這種機具既可以挖植樹穴坑，也可以挖梯形溝槽用于果樹施溝肥。對大面積的機械植樹造林，多采用鏵式系歹開溝機，如1K-40、1K-50和1K-60型開溝機。我國植樹造林機械雖有多個品種，但由于栽種樹苗多在山地、坡地，土質(zhì)條件復(fù)雜，影響了機械的使用效果，基本上用人工挖坑栽苗，生產(chǎn)的挖穴機批量較小。近幾年來，由于經(jīng)濟林的興起以及國家為防治水土流失，退耕還林、種草種樹已引起各有關(guān)部門的普遍重視，并加大了植樹造林機械的投入，取得了良好的效果。挖穴機為了適應(yīng)不同土壤、不同作業(yè)條件的要求，國外生產(chǎn)的不同動力配套的造林用挖穴機，有手提式、背負(fù)式、手扶拖拉機式和拖拉機式4種。1）手提式挖穴機，分為單人式與雙人式。日本多用單人手提式，歐洲各國則多采用雙人手提式。手提式挖穴機發(fā)動機的功率一般為1.3-3.7kw，多采用油鋸和割灌機的單缸風(fēng)冷汽油發(fā)動機為動力。單人和雙人手提式挖穴機發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)經(jīng)離心式離合器和減速箱，將轉(zhuǎn)數(shù)降低到100-200r/min，再傳到挖穴鉆頭。由于減速比很大，多采用蝸輪蝸桿或擺線針輪行星傳動機構(gòu)，以便減少機器的質(zhì)量。由于雙人手提式挖穴機質(zhì)量可以大一些，有的采用多段直齒輪減速機構(gòu)。有的挖穴機為了使挖穴機鉆頭能自動地由地中拔出，在傳動機構(gòu)中裝有逆轉(zhuǎn)機構(gòu)。國外所用的挖穴鉆頭多為螺旋片型，挖穴時自穴中向上排土的性能好，螺旋片型有單螺旋和雙螺旋兩種。山地造林時，挖穴的直徑和深度為25-30厘米，因此多采用1.5-2個節(jié)距的螺旋片。為了提高螺旋片型挖穴機的切根性能，有的將螺旋邊緣做成缺口狀。國外所用挖穴機鉆頭的轉(zhuǎn)數(shù)都不太高，以免將穴中的土壤甩得過遠(yuǎn)，一般周邊速度為3米/秒左右，鉆頭轉(zhuǎn)數(shù)為200-300r/min。裝有逆轉(zhuǎn)機構(gòu)的挖穴機在拔出鉆頭時，土壤會向相反方向旋轉(zhuǎn)，不會從穴中拋出。手扶拖拉機式挖穴機的功率為3.7-7.3kw，輪式拖拉機挖穴機的功率為36.8-73.6kw。2）懸掛式挖穴機主要用于栽植大樹苗時的挖穴作業(yè)，挖穴直徑為50-80厘米，挖穴深度為60厘米，挖穴機懸掛在25.7-58.8kw拖拉機上。挖穴機由縱吊桿、帶安全裝置的萬向傳動軸、減速器和不同直徑的挖穴鉆頭組成。減速器由一對直齒錐齒輪組成，更換不同直徑的挖穴鉆頭時，要更換不同的錐齒輪，可換挖穴鉆頭有3種，直徑分別為80、60、30厘米。鉆頭由空心鉆桿、葉片和切土刀片組成，鉆桿下端有定心尖。工作時，由拖拉機動力輸出軸經(jīng)萬向傳動軸帶動旋轉(zhuǎn)工作部件完成挖穴作業(yè)，利用液壓裝置控制鉆頭升降。3）液壓式挖穴機在發(fā)達(dá)國家已普遍推廣。由于液壓技術(shù)的普及推廣，發(fā)達(dá)國家在挖穴機上已采用液壓傳動裝置，主要用在液壓輸出能力較強的拖拉機或挖掘機的機型上，用液壓泵驅(qū)動齒輪機構(gòu)傳動系統(tǒng)。DANUSER液壓挖穴機裝有高效、轉(zhuǎn)向密封性能好的液壓馬達(dá)，可調(diào)節(jié)機械鏈條與齒輪，使扭距增大4倍。采用液壓驅(qū)動比用萬向節(jié)套管傳動更靈活方便，當(dāng)遇到障礙物時能起到安全緩沖作用。四、課題設(shè)計方案4.1設(shè)計方案選型與分析在開始該機設(shè)計前，參考對比了一系列已有的植樹挖穴機，例如懸掛式挖穴機，手提式挖穴機，液壓式挖穴機等，總結(jié)發(fā)現(xiàn)他們都要用到由一對齒輪傳動組成的減速箱。4.2方案的確定采用的是懸掛式挖穴機的方式，一種與小四輪拖拉機配套的懸掛式挖坑機，由懸掛架、帶安全裝置的萬向傳動軸、減速箱、雙螺旋葉片型鉆頭等構(gòu)成；懸掛架兩端分別與拖拉機和減速箱鉸合連接，雙螺旋型鉆頭固定在減速箱的輸出軸上；工作時，拖拉機的提升臂拖帶懸掛架進行升降，由拖拉機動力輸出軸經(jīng)萬向傳動軸帶動旋轉(zhuǎn)工作部件完成挖穴作業(yè)；4.3方案的特點及創(chuàng)新本課題具有結(jié)構(gòu)簡單、作業(yè)質(zhì)量好、效率高、移動及通過性能靈活的特點，廣泛應(yīng)用于植樹造林、施肥集水、埋設(shè)樁柱等作業(yè)。五、預(yù)期結(jié)果1、產(chǎn)品大量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，大大降低了制造成本。2、產(chǎn)品使用中的維護成本降低；設(shè)計的產(chǎn)品工作更穩(wěn)定、可靠， 拆卸方便、更易于維護。3、產(chǎn)品外形美觀，環(huán)保，結(jié)構(gòu)合理，符合工作現(xiàn)場的需要，更易于操作和使用；4、產(chǎn)品的使用效果達(dá)到植樹造林的機械化，減輕植樹人員的勞動強度的指標(biāo)。六、設(shè)計主要步驟1、為了使鉆頭更容易的進行挖坑，設(shè)計螺旋葉片結(jié)構(gòu)以便旋轉(zhuǎn)挖坑；2、設(shè)計最佳入土角（75左右）、最佳轉(zhuǎn)速（150250r/min），使之能耗最低，工作效率最高。3、盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，如齒輪、螺母、螺栓等，以降低制造成本。4、設(shè)計合理的傳動機構(gòu)（齒輪傳動），避免重心偏后造成操作困難。七、進度計劃序號任務(wù)名稱開始時間結(jié)束時間1選題第一周第一周2查閱中、外文獻(xiàn)資料，外文資料翻譯，確定系統(tǒng)設(shè)計方案第二周第三周3開題第四周第五周4進行畢業(yè)設(shè)計第六周第十二周5中期檢查第十三周第十四周6上交畢業(yè)設(shè)計正稿打印版及電子材料，畢業(yè)設(shè)計及設(shè)計說明書光盤，完成畢業(yè)答辯ppt第十五周第十五周7畢業(yè)答辯第十六周第十六周八、參考文獻(xiàn)1 王合農(nóng)業(yè)機械化與電氣化J1W50（30）型植樹挖坑機的研制與應(yīng)用，2004，(5)：41-422 于建國, 屈錦衛(wèi). 林業(yè)機械與木工設(shè)備J. 挖坑機刀片切削模型的建立及其 MATLAB分析,2006: 第34卷 第7期32-33.3 蔣泉山. 林業(yè)機械與木工設(shè)備J. 植樹挖坑機的設(shè)計.2006第34卷 第5期.24.25.284王永樂.機械優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)M.哈爾濱：黑龍江科學(xué)出版社，1987.5吳宗澤.羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二版M.高等教育出版社，1999.6成大先.機械設(shè)計手冊M.化學(xué)工業(yè)出版社，2002.7徐錦康.機械設(shè)計M.機械工業(yè)出版社，2001.8沈世德.機械原理M.北京：機械工業(yè)出版社，2002.9劉惟信.機械可靠性設(shè)計M.清華大學(xué)出版社，1996.10濮良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計 M.高等教育出版社，1995.11 孟慶華 于建國 鮑春雨. 森林工程J. 一類挖坑機械鉆頭橫向振動系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題,2005,(9): 第 21卷 第5 期.25-26.12 李益民.機械制造工藝設(shè)計手冊M.機械工業(yè)出版社，1995.13 徐錦康,等.機械設(shè)計J.高等教育出版社,2006.12.指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日教研室審核意見： 教研室主任簽名： 年 月 日備注：本開題報告須裝入學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計（論文）檔案袋存檔。