山地果园开槽定量施肥机设计（机械CAD图纸）

1、本科机械毕业设计论文cad图纸 qq 401339828 摘要我国是世界最大的水果生产国和消费国，但由于受我国果园规模特点和栽植方式的影响，果园管理作业几乎都要靠人工来完成，效率低，劳动强度大。随着我国水果栽培模式的变革，一些新建果园采用矮砧密植型栽培模式，并对传统的乔砧密植型果园进行间伐提干改型，为果园机械化作业提供了发展条件。施肥是果树生产管理中的重要技术措施，其施肥部位及开槽的形式合理与否直接影响着果树的生长、产量、果品质量及经济效益。本课题针对现代果园开槽施肥现状及其需求，通过对国内外开槽施肥机发展现状调查分析，结合园艺技术，研究设计了专门用于果园施肥的开槽机。关键词：山地果园；开槽；

2、定量；施肥机abstractchina is the worlds largest fruit production and consumption country, but due to the influence of our orchard size characteristics and planting of orchard management operations, almost all rely on manual work, low efficiency, high labor intensity. with the cultivation mode of fruit ref

3、orm in our country, some newly built orchard with dwarfing close planting cultivation mode, and joe stock compact planting orchard of traditional thinning dry modification, provide conditions for the development of orchard mechanized operation.fertilization is an important technical measures of frui

4、t in the production management, the fertilization site and slotted form is reasonable or not directly affects the fruit growth, yield, fruit quality and economic benefits. according to the current situation and demand of modern orchard slotted fertilization, through investigation and analysis of the

5、 current situation of the development of domestic and foreign slot on the fertilizing machine, combined with horticultural technology, the research and design of the specially used for slotting machine orchard fertilization. keywords: hillside orchard; open slot; quantify; manure speeder目 录摘要1abstra

6、ct21 引言41.1设计背景41.2研究现状41.3设计意义41.4设计内容与设计方法52 方案选择与原理分析62.1施肥方式选择62.2开槽方式选择72.3主要工作参数82.4总体结构与工作原理83 主要设计及计算10 3.1铧式犁的形式与参数选择10 3.2汽油机的选择10 3.3各级传动比的确定10 3.4施肥装置的设计11 3.5覆土机构的设计13 3.6驱动轮的选用要求134 传动部分设计计算14 4.1传动比的计算14 4.2链轮的设计计算14 4.3轴的设计和校核16 4.4其他标准件的选择195 结语6 参考文献7 致谢1 引言1.1 设计背景果树产业已经成为我国一些农村经济

7、的支柱产业，在推进农业结构调整、增加农民收入以及促进出口创汇等方面发挥着重要作用。随着果树栽培技术、投入水平逐步提高，我国水果单产水平也在逐年提高，虽然高于世界平均水平，但与世界先进国家水平相比还有很大差距。果园机械化程度普遍偏低，果园机械及其设施技术发展水平比较落后。这造成了我国果园管理从苗圃培育、果园耕作、施肥、灌水、修剪、果实套袋到采摘几乎都要靠人工来完成，效率低，劳动强度大。随着农村产业结构的调整和林果产业的不断发展，果树的种植面积呈上升趋势，果园管理及其机械化正逐步显现其重要性，而果树施肥是一项必须的园艺作业工序，对果品质量、产量以及果树的生长起着至关重要的作用。因此。研制出一种适于

8、果园施肥开沟的机械，对减少人力和物力资源的浪费、提高劳动生产率具有重要意义。1.2 研究现状新时期是中国全面建设小康社会，加快实现由传统农业向现代化农业转变的历史新时期。农业现代化重要标志之一，是用现代物质条件装备农业大幅度提高农业土地产生率、劳动生产率和资源利用率，实现农业的机械化与信息化。农业生产离不开农业装备，农业机械化发展又在很大程度上制约着优质、高效、安全农业又好又快的发展进程。而小型农业作业机械是大田作业机械化的一个重要补充。现代农业对发展小型农业作业机械装备和更快的采用新技术提出了迫切的需求。发展小型农业作业机械，提高科学水平和振兴我国小型农业作业机械装备制造业，对加快促进我国农

9、业综合机械化有着重要的现实意义。山地果园位于山区，要求施肥机适应坡地作业，又山地果园呈分散分布，不容易实现大规模机械化，要求施肥机械操作简单，使用方便，价格低廉。我国的果园种植面积位居世界第一，国外受供需关系影响，专业山地果园施肥机械方面还是空白，国内总体程度不高，针对具体情况生产的果园施肥机械较少，尤其适合山区桔园施肥的小型机械尤为缺少，所以适合一款适合坡地的桔园施肥机是很有现实意义的。1.3 设计意义随着农村经济的发展，产业结构的调整，果园业已成为农民致富的一条重要渠道，果树成为农村重要的经济作物之一。在果树栽培方面，我国果树施肥机械化水平很低，我国果树生产有必要加大工程技术的投入，必须依

10、靠高科技手段，利用现代化机械设备实现果树施肥的机械化，自动化，实现按需定量施肥，提高土地利用率、劳动生产率，同时有效利用资源，保护环境资源。因此，果树开槽定量施肥机的研制对我国果树的生产具有重大的意义。1.4 设计内容与设计方法运用农机与果品生产工艺相结合的方法，根据果树栽培的要求及农业施肥机械的发展现状，对农业施肥机械优化并加以集成和耦合，研究开发一种经济实用、能够控制施肥量的果树开槽定量施肥机，根据设计要求，查阅相关资料，搜集相关信息，整理分析相关资料信息，和导师进行讨论，确定自己的设计蓝图，根据导师意见作出相关改进。结合现实需求进行分析设计，并进行优化改进，最终达到设计指标。2 方案选择

11、与原理分析2.1 施肥方式选择常见的施肥方法有三种：图2-1 环状施肥法环状施肥法：在树冠投影外缘稍远处，挖一环状沟，宽30-50厘米，深20-40厘米，肥料与土壤混合施入，此法多在幼树期采用。如图2-1.图2-2 放射状施肥法放射状施肥法：在树冠投影内外各40厘米左右，沿水平根生长方向，挖放射沟6-8条，沟宽30厘米，深20-40厘米，形状是“内窄外宽、内浅外深”，肥料与土壤混合施入，此法多用于成年树。如图2-2.图2-3 穴状施肥法穴状施肥法：在树冠投影外缘每隔50厘米左右，挖深30-40厘米，直径30厘米左右的穴，肥料与土壤混合施入，此法多用于追施化肥或液肥。如图2-3.环状施肥法和穴状

12、施肥法均不适用多数情况下的果园施肥，故选择施肥方式为放射状施肥。2.2 开槽方式选择开沟机主要分为铧式犁开沟机、旋转开沟机和链式开沟机。一、铧犁式开槽机此开槽机结构简单、速度快、效率高、工作可靠、零部件少。开槽深度30-50cm。缺点是不能开槽硬度较大的土壤，而且机器笨重，开出的槽需要人工修理。二、旋转圆盘开槽机开槽阻力小，适应性强，能均匀散开槽内土壤，效率高。旋转圆盘式开槽机通过高速旋转的四周装有铣刀的圆盘进行开槽工作。缺点是开槽慢，结构复杂且较大，生产工艺要求高，功耗大，因此生产率低。三、链式开槽机链式开槽机设备简单，组装方便，开出的槽壁光滑。这种开槽方式大都适用于埋设地下管道、电缆，或者

13、进行排水灌溉，一般不适用于果园开槽施肥。综上分析，链式开槽机不适合果园开槽施肥。旋转圆盘开槽机工艺要求高，结构复杂，生产率低，不适合简单小型的果园开槽施肥。因此选择铧犁式开槽机开槽，虽然对土壤硬度有要求，但我国南方山地果园土地相对于北方土地硬度普遍偏低，基本能满足铧犁式开槽机的要求，由于工作对象是小型山地果园，可设计一种小型铧式犁，克服其笨重的缺点。在设计中，增加覆土机构，即可克服铧式犁开出的槽需要人工修复的缺点。2.3 主要工作参数果园开槽施肥机主要工作环境为山地，根据果树施肥相关要求，确定其总体要求与主要工作参数如下：施肥深度：20cm；开槽宽度：30cm；施肥量：600g/min工作速度

14、：v=0.6m/s施肥结束能够覆土填坑。2.4 总体结构与工作原理整体结构如图：图2-4 整体结构图整机主要由汽油机、减速机、铁制驱动轮、开槽器、排肥器、肥箱、覆土机构、限位轮和机架组成。如图2-4.施肥机的工作原理图如下：图2-5 工作原理图汽油机发动，通过皮带传动，经过减速机，在通过链条传动驱动轮子前进。通过车架，拉动犁刀开槽。同时，排肥器工作，随着轮子的前进，均匀定量地进行施肥。覆土机构固定在施肥器后的车架上，开槽施肥过后将槽内挖出的泥土重新填入槽内，覆盖肥料。如图2-5.3 主要设计及计算3.1 铧式犁的形式与参数选择根据要求果园施肥机为山地耕作，耕深为30cm。铧式犁的形式与参数（g

15、b/t 14225.1-93）表3-1 铧式犁的形式与参数工作幅宽20253035404550最大耕深18222528303235由表3-1选取单犁体工作幅宽为20cm，最大耕深为30cm的铧式犁。3.2 汽油机的选择有效牵引力p： p=kabn / （1）其中：a、b 单犁体耕深和耕宽（cm）；n 犁铧个数； 牵引力利用系数，0.8-0.9；p 有效牵引力（kg）；k 土壤犁耕比阻（kg/cm2），一般k=0.3-0.4 kg/cm2。计算得：p=200kg匹配功率pt： pt =pv=1.2kw （2）选用152f型汽油机，152f型汽油机为单缸四冲程强制风冷式汽油机，最大输出功率1.9k

16、w，额定转速3600r/min，最大扭矩4.5n/m，净重9.5kg。外形尺寸300290360mm。3.3 各级传动比的确定施肥机前进速度，即工作速度取为0.6m/s，轮子直径为26cm，由公式（1）可得驱动轮转速n1： (3)式中：v驱动轮前进速度（m/s） d驱动轮直径（m）得n1=38r/min按设计方案，驱动轮由减速机通过链轮驱动，两轴之间的传动比为1，减速机输出轴的转速为38m/min，排肥轴与减速器输出轴的传动比为1，因此排种轴的转速为38m/min，链传动比带传动平稳，取其传动比1，因为变速箱可以按传动比选取，故定变速箱的输入轴与输出轴之间的传动比为38，汽油机通过皮带传动与变

17、速机相连，传动比为1：3，选用传动比为38的减速箱。 3.4 施肥装置的设计肥箱必需有足够的容量，从而减少加肥次数，一般情况下要求施肥到了地头才加肥。但是料斗容量也不能太大，那样会增加机构的重量，对施肥机的的稳定性产生不利的影响。肥箱必须保证箱壁的倾斜角大于肥料的自然休止角，以保证肥料能顺利滑落排肥器，这里选择=20。除此以外，料斗还应该坚固耐用，重量轻巧，具有一定的刚性，并具备防水和防潮的能力。料斗要便于加肥、卸肥和清洗，因此选用的肥箱形状为锥台型。根据一般山地果园的大小单次施肥距离约为400m，因此本次设计肥料箱的容积为0.1l。料斗尺寸长宽高：300mm300mm350mm。排肥器种类很

18、多，在农业上通常使用的排肥器有外槽轮式、内槽轮式、磨纹盘式、锥面型孔式、离心式、匙式及刷式等类型。排肥器应该具备较大的排肥均匀性和稳定性，能均匀连续地排肥，并且能在不同外界条件下作业，具备较强的通用性和适应性，能够施撒不同的肥料，且其排肥量稳定可靠、排肥均匀，结构简单、工作可靠，易于制造和维护，调整方便。1排肥盒 2阻塞轮 3挡圈 4清肥轴5弹簧 6排肥舌 7排肥轴 8外槽轮图3-1 外槽轮排肥器其中应用得最广泛的是外槽轮式排种器，其由排种肥盒、排肥轴、外槽轮、阻塞轮、花型挡环及清肥舌等组成（图3-1）。肥料通过箱底开口流入盒内。排肥轴转动时，外槽论及花型挡环可防止肥料从槽轮两侧流出。这种排肥

19、器结构简单、制造容易、使用方便、通用性好、适应性能广，国际上已经标准化，决定设计采用外槽轮排肥器。外槽轮的外槽轮排种器的工作过程大致可分为充肥，刮肥和投肥四个阶段。排肥器排肥时，料斗内的肥料在重力作用下经箱底进入排肥器内。肥料充满槽轮槽，随着槽轮转动肥料排出排肥器，从而实现排肥过程。根据参考文献【3】，主要有以下结构参数：一、槽轮直径d槽轮直径越大，则每转排肥量越大，排肥能力越强。如果某些肥料的施撒量小则必须相应地减小槽轮工作长度或降低转速。这样会使排肥的均匀度降低，有时甚至无法满足小肥量的要求。如果施肥量过大而槽轮直径过小则无法满足施肥量要求，此次设计使用槽轮排肥器槽轮直径为40mm。二、槽

20、轮的工作长度槽轮最大工作长度可根据施肥机的工作要求并参照槽轮最高转速来确定。槽轮实际工作长度在0到槽轮得最大长度。槽轮共组长度可在060mm范围调整。取槽轮在排种盒内的共组的长度为60mm。三、吐槽断面形状和槽数z槽数太多，使肥料施撒不均匀；槽数太少，会使肥料施撒不够，并会降低排肥均匀性。常用外槽轮为8齿，10齿或12齿。设计采用8齿。凹槽断面常为圆弧形，槽弧半径为5.58mm。3.5 覆土机构的设计山地果树根较浅，耕深不大，根据实际设计一个简单易用的覆土机构，无论从效果上还是经济效益上都能能很好地满足要求。3.6驱动轮的选用要求为防止打滑，选用铁制驱动轮，能更好地适应山地工作。驱动轮的前进速

21、度v=1m/s，取地轮直径为26mm。有： （4）式中：v地轮轴的转速（m/s）； w地轮轴的角转速（rad/s）； n地轮的转速（r/min）； r地轮的半径（m）。由公式（4）得：n38r/min4 轴的设计计算与校核4.1 传动比的计算施肥机的传动路线如图4-1：图4-1 传动路线图按设计方案，驱动轮由减速机通过链轮驱动，两轴之间的传动比为1，减速机输出轴的转速为38m/min，排肥轴与减速器输出轴的传动比为1，因此排种轴的转速为38m/min，链传动比带传动平稳，取其传动比1，因为变速箱可以按传动比选取，故定变速箱的输入轴与输出轴之间的传动比为38，汽油机通过皮带传动与变速机相连，传动

22、比为1：3，选用传动比为38的减速箱。4.2 链轮的设计计算1.选择链轮齿数减速机与驱动轮轴之间的链传动的链轮分别设为n1，n2。传动比初步确定为： （5）假设链速v为0.31m/s,查资料选取z1=z2=222.确定链结数lp：初选中心距a0=25 (6) 取lp=84节。3.计算功率pc：查得工作情况系数 ka=1.0（kw）4.确定链接距p：查得小链轮齿数系数kz=1.23；采用单排链，查的多排链排数系数kp=1，得根据p0=0.94kw，n1=183r/min，查得选用链号0.6b的单排滚子链，链节距p=9.525mm。5.计算实际中心距a： (7) 236.83mm）取a=237mm

23、6.验算链速v： （8）与原假设相符。7.计算轴上载荷fp，先计算出有效拉力f： （9）8.链传动受力分析：查得06b的每米质量q=0.6kg/m，极限拉伸载荷fq =8900（n），水平布置时垂直系数，得垂直拉力： （10）链轮所受的圆周力: （11）链轮的紧边拉力: 故安全系数为: （12）8.确定滚子链链轮的主要尺寸。链轮的的基本参数是配用链条的节距p，套筒的最大外径d，排距和齿数z。链轮的主要尺和计算公式可以查阅机械设计手册。9.润滑方式：人工定期润滑。10.链轮材料选择。链轮材料应满足强度和耐磨性的要求。对于低速轻载、平稳传动中，链轮可采用中碳钢制造。中速、中载时应采用中碳钢淬火处理

24、。而本设计中播种机传动部分属于低速、轻载，较平稳的传动，所以应采用中碳钢。4.3 轴的设计与校核施肥机设计中3根轴，分别是驱动轮轴、排肥轴、和限位轴。都选用45#钢正火处理,查文献得强度极限，其许应弯曲应力。 1.确定最小半径确定轴的输出端之间按扭转强度估算轴输出端直径，查文献表取c=100，则， mm （13）考虑到轴上有键槽，将轴的直径增大5%，则取d=20mm2.轴的强度校核减速轴分6节：轴上依次装，轴承，轴承，链轮。链轮2的转速n2由公式： （14）作用在链轮轴上的载荷fp可近似地取链条受到的紧边和松边拉力之和。因为离心拉力对fp没有影响，不应计算在内，所以fpf+2ff 。又由于垂直

25、拉力ff 不太大，故fp可近似地按下式计算 （15） （16）式中：ka 为链传动工作情况系数，查文献 得平稳载荷的内燃机传动取1，f为有效拉力。由公式（16）得，fp=1882(n)二个链轮分别施加给了减速轴二个载荷。将力分解到水平方向ft和垂直方向fr，求出减速轴的总的受力。轴受到的水平面总支反力： (n) （17） （18） （19）总的支反力： （20）轴收到的垂直总支反力： （21） （22） （23）垂直支反力 （24）因为链轮1，链轮2安装在同一个键槽上，两者位置较近，可以看做一个链轮。水平方面的弯矩： （25）垂直方向的弯矩： （26）绘制合成弯矩图，根据： （27）得 nmm

26、图4-2 轴的结构图图4-3 轴的受力 图4-4 弯矩图由上图轴的结构图和弯矩图可知，链轮2处可能是危险截面，应该校核其截面的疲劳强度。链轮2的截面危险强度校核： (28)强度足够！4.4 其他标准件的选择标准键的选择包括键的选择，轴承、轴承座、螺栓、螺母、螺钉的选择，销的选择、垫圈、垫片的选择。键的选择：链轮配合的键：b =8mm，h =7mm，t = 4.0mm，t1=3.3mm 螺栓、螺母的选择：螺栓选用 gb/t57822000，m630。螺母选用0gb/t61702000，m6；0gb/t61702000，m8两种。轴承、轴承座的选择：根据轴的尺寸以及设计要求，驱动轮安装轴承的轴端直径为20mm，故选用深沟球轴承型号6004；地轮轴安装轴承轴径为20mm，选用深沟球轴承6004。结语 完成本次毕业设计，我系统地了解了做毕业设计和论文撰写的具体步骤，从构思到动手，由抽象到具体，无不需要按部就班，反复修改，条理清楚，思路清晰，循环渐进。由于是做设计，从而使自己在很多问题上得到了独立思考的机会，不再是与以前那样的理解老师的思想，而是站