葡萄埋藤機的設(shè)計含開題、SW三維及6張CAD圖

葡萄埋藤機的設(shè)計含開題、SW三維及6張CAD圖,葡萄,埋藤機,設(shè)計,開題,SW,三維,CAD 葡萄埋藤機的設(shè)計 前 言 隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對葡萄的需求量越來越大，但我國葡萄生產(chǎn)的機械化總體水平不發(fā)達，尤其是葡萄種植過程中工作量最大的葡萄藤越冬埋土作業(yè)基本上都是以人工為主，作業(yè)勞動強度大，效率低，質(zhì)量難以保證，針對這一現(xiàn)狀，本文通過調(diào)研葡萄的種植和國內(nèi)外現(xiàn)有葡萄藤越冬埋土機械的使用情況，在綜合分析各自優(yōu)點的基礎(chǔ)上，通過自主創(chuàng)新研制出一種新型葡萄埋藤機。 該機具前面旋耕取土，后面經(jīng)過兩級輸送帶將土壤均勻的輸送到機組一側(cè)的葡萄藤上，解決了葡萄藤越冬埋土機械化問題，本機具具有以下特點： 1)本文設(shè)計的旋耕取土部件，解決了葡萄埋藤機松土、碎土、拋土以及取土量大的問題，工作時取土寬度為110cm，最大取土深度20cm，可以滿足不同年份葡萄藤越冬埋土所需土量的要求。 2)本文設(shè)計的土壤輸送系統(tǒng)，可根據(jù)情況將旋耕取土部件拋送的土壤選擇機組左側(cè)葡萄藤進行集中均勻的拋送，減少土壤的分散，提高埋藤土壤的利用率。 3)本文設(shè)計的中間傳動換向齒輪箱，采用牙嵌式離合器機構(gòu)對后輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向進行正反轉(zhuǎn)切換，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、性能可靠，具有新意。 田間試驗表明，本文設(shè)計的葡萄埋藤機能夠適應(yīng)不同行距的葡萄藤越冬埋土的要求，一次完成取土，拋土!埋土作業(yè)，具有取土量大，埋土均勻!輸土方向可以選擇，工作效率高的特點整機設(shè)計合理，對實現(xiàn)葡萄藤越冬埋土機械化具有很高的現(xiàn)實意義，促進了葡萄種植業(yè)機械化發(fā)展。 關(guān)鍵詞：葡萄藤；埋土；冬季保護；機械 目 錄 第一章引言 1 1.1問題的提出 1 1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 1.3研究的目的和意義 2 1.4研究內(nèi)容 3 1.5葡萄埋藤機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 第二章葡萄埋藤機總體方案設(shè)計研究 5 2. 1整機設(shè)計原則 5 2.2葡萄的種植要求 5 2.3工作原理 6 第三章葡萄埋藤機旋耕取土部件的設(shè)計 7 3.1側(cè)邊傳動箱體的設(shè)計 7 3.2旋土刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 3.3旋土刀軸直徑的設(shè)計 9 3.4旋土刀軸強度校核 9 第四章中間傳動換向齒輪箱的設(shè)計 11 4.1中間傳動換向齒輪箱的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 4.2中間傳動換向齒輪箱關(guān)鍵部件的設(shè)計與強度校核 11 4.3直齒圓錐齒輪的參數(shù)確定及強度校核 13 4.4中間一軸的設(shè)計與強度校核 15 總結(jié) 16 致 謝 17 參考文獻 19 1引言 1.1問題的提出 葡萄，又名草龍珠、山葫蘆、蒲桃、李桃、蒲陶等，葡萄皮薄而多汁，酸甜味美，營養(yǎng)豐富，有“晶明珠”和“水果皇后”之美稱，葡萄營養(yǎng)豐富，據(jù)科學(xué)分析，它含有人體所不可缺少的谷氨、精氨酸、色氨酸等十幾種氨基酸，因此，常吃些葡萄對神經(jīng)系統(tǒng)和心血管的正?；顒邮谴笥旭砸娴模苁谷搜幽暌鎵?。 近年研究表明，葡萄含有白黎蘆醇和多種維生素，對防治癌癥和心血管病有良好的作用，葡萄汁有助于增強肝功能，促進膽汁分泌，葡萄皮具有降血脂、抗血栓、預(yù)防動脈硬化、提高免疫力的作用，葡萄中還含有類似于胰腺分泌的胰島素物質(zhì)，因此醫(yī)生把葡萄汁列入糖尿病人的食譜中，并用于痛風、節(jié)炎和風濕病患者的營養(yǎng)食品，人還說:“久食(葡萄)經(jīng)身不老”。 葡萄用途很廣，除了果實可以鮮食、釀酒、制汁、制干、制罐頭外，還可以加工葡萄果漿和葡萄果凍，葡萄種子可提煉單寧和高級食用油，葡萄根可入藥，葡萄葉也是一種良好的飼料。所以，葡萄全身都是寶，隨著人們對健康的追求，對葡萄的食用及醫(yī)用價值的研發(fā)和認識，葡萄這一綠色食品以其無公害、高營養(yǎng)、高質(zhì)量、具有大自然特征的原汁原味等特點，滿足了人們回歸自然的消費需求，贏得了人們的喜愛，使得國內(nèi)外市場對葡萄的需求量不斷增大，我國葡萄干的人均年消費量是80克，只占美國年人均消費量的1/10，隨著人們收入的增加，人們對葡萄的消費量也會隨之增長，國內(nèi)葡萄干市場一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，隨著需求的增加，我國的葡萄種植 面積也在逐年的增加。 在我國新疆、山 東、河北、遼寧、山西、寧夏、吉林和河南等葡萄主要產(chǎn)區(qū)，葡萄生產(chǎn)已形成了規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展格局，隨著葡萄生產(chǎn)的規(guī)模化發(fā)展，對葡萄生產(chǎn)全程機械化的需求也越來越高，同時，也為葡萄生產(chǎn)全程機械化發(fā)展提供了條件。 我國葡萄種植區(qū)域分布很廣，各地的氣候條件，地理環(huán)境不盡相同，在作業(yè)環(huán)節(jié)上也有所差異，但我國葡萄種植大多數(shù)在北方，也就形成了我國特有的葡萄種植方式，葡萄越冬防寒和風干埋土是一項重要的作業(yè)環(huán)節(jié)，葡萄秋末剪枝后需下架進行冬前埋土防寒，防止凍傷與風干，防寒、防風干埋土的厚度及寬度都是按當?shù)貧v年凍土厚度和地表下一5°C的土層深度來確定，一般防寒土堆的寬度是當?shù)貎鐾梁穸鹊?.8倍，以地表到一5°C的土層深度為防寒土堆的厚度，近年來，由于全球氣候變暖，加上采用抗寒砧木，防寒土堆的寬度與厚度可減少1/3～1/2，即可安全越冬。 葡萄藤埋土防寒，防風干時，要求土壤要細碎，防止大土塊搭接，有空洞透風抽條，埋土壓蔓要防止損傷枝蔓，以免病害浸染以及影響來年產(chǎn)量，取土位置距根部不能太近，最少50cm左右，以免根部受凍，埋土防寒后 冬季進行田間檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時補救，防寒后及時灌冬水，以保證植株安全越冬，葡萄根系常分布在地表下20～60cm土層中，深的達100cm葡萄較易產(chǎn)生不定根，根受傷后，在傷口附近再生大量的根，因此在栽培上適當斷根是可以的，但不能大量斷根，根系生長的土壤溫度是21～25°C或低于10°C時即停止生長，葡萄根系發(fā)達，有很強的吸收能力和養(yǎng)分貯藏能力，但抗寒性較差，比枝蔓怕凍，土壤溫度在一4°C到一6°C時，就能受凍害，甚至凍死【1】，一旦冬 季根系遭受凍害，次年枝蔓生長，結(jié)果便會大受影響，因此，北方寒冷地區(qū)埋土防寒時要特別注 意根系防寒。 隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，葡萄種植面積不斷增加，但葡萄生產(chǎn)的機械化總體水平還較低"葡萄生產(chǎn)中的春天扒藤一上架綁藤一除草施 肥澆水一噴施藥劑一收獲一冬季埋藤等幾個主要環(huán)節(jié)，有的己經(jīng)可以實現(xiàn)機械化或半機械化作業(yè)，但有的屬于剛起步，有的則剛進入推廣應(yīng)用階段，其中冬季埋藤這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)還處于起步階段【2】。 因此，研制一種可靠性強，作業(yè)質(zhì)量好，作業(yè)效率高的葡萄藤越冬埋土機械具有很高的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟效益。 1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國從上世紀八十年代 初就已經(jīng)開始著手研制葡萄埋藤機，經(jīng)過幾代科研人員的努力己經(jīng)研制出幾種形式的樣機并且己經(jīng)小批量的生產(chǎn)，但大都具有一定的局限性。 1984年，新疆農(nóng)科院農(nóng)機化所研制的與鐵牛一55型拖拉機配套，進行籬架式葡萄藤越冬埋土機，該機采用鏟拋原理，將土拋向藤捆，該機具主要由機架、鏟刀、升運器、輸送器及傳動系統(tǒng)組成，但由于機具作業(yè)效率低，埋土量小，適應(yīng)性差，沒有得到廣泛推廣。 2003年，遼寧省營口市研發(fā)了20PF一型葡萄越冬覆土機，該機與14.7kw拖拉機配套，通過傳動軸，鏈輪減速后使覆土器葉輪將土取出，并均勻地拋到葡萄藤上，經(jīng)過二三次的往復(fù)拋土作業(yè)，達到埋土要求，該機適用于沙壤土，含水率在12%～25%以下的無石塊葡萄園中作業(yè)【3】，對于東北等高寒地區(qū)，雖有一定的適應(yīng)性，但因效率低等缺點，推廣應(yīng)用還有很大的局限性。 1.3研究的目的和意義 葡萄是我國重要的果樹，改革開放和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整促進了葡萄栽培業(yè)的發(fā)展，特別是近十年葡萄栽培的面積和產(chǎn)量一直呈上升趨勢，葡萄藤的安全越冬問題是其能否連續(xù)正常生產(chǎn)的關(guān)鍵，冬季來臨之際，為防止葡萄藤風干和凍傷，都要將葡萄藤用土掩埋起來"然而葡萄藤越冬掩埋是葡萄種植生產(chǎn)過程中勞動強度大，作業(yè)質(zhì)量要求高，季節(jié)性強的作業(yè)葡萄人工埋藤土塊大，密封性差，作業(yè)質(zhì)量差，容易造成葡萄藤折斷，也容易因密封不好致使葡萄藤風干或者凍傷，而我國目前大多數(shù)葡萄園還采用人工埋藤的方法，不但勞動輕度大，效率極低，在遇到極端天氣的情況下，人工來不及埋藤造成葡萄藤的凍傷，給農(nóng)民的經(jīng)濟帶來極大的損失。 葡萄埋藤機具有埋土均勻，作業(yè)質(zhì)量好，效率高、成本低等優(yōu)點，綜合分析我國現(xiàn)有葡萄埋藤機的使用情況，結(jié)合我國地塊和葡萄種植模式可知，采用中間旋耕取土，輸送帶可左右選擇拋土的葡萄埋藤機在我國比較適用，由于我國葡萄產(chǎn)區(qū)分布范圍廣，葡萄品種多，形成了葡萄種植生產(chǎn) 模式多樣化，地區(qū)差異明顯的特點，采用輸送帶單側(cè)拋土，可以解決葡萄種植行距不均勻?qū)е缕?萄藤埋土的問題。我國葡萄產(chǎn)區(qū)分布范圍廣，各地區(qū)的土壤堅實度條件不同，采用中間旋耕取土，能夠有效的解決埋藤所需土壤和減小動力消耗的問題，我國現(xiàn)有葡萄埋藤機大都取土量小，不能一次完成葡萄藤冬季埋土作業(yè)且埋藤過程中土壤比較散亂，采用新型的中間取土機構(gòu)能夠滿足各類葡萄藤冬季埋土所需土壤量的要求；采用輸送帶輸土，單側(cè)拋土結(jié)構(gòu)，極大的提高了取土部件所取土壤的利用率[4]。 綜合上述分析，為解決葡萄種植生產(chǎn)模式多樣化，地區(qū)差異明顯等問題，滿足我國葡萄種植業(yè)的實際生產(chǎn)需要，研制中間旋耕取土，輸送帶輸土，單側(cè)左右方向可選擇拋土的葡萄埋藤機是十分必要的。 1.4研究內(nèi)容 本課題研究內(nèi)容可分為四大部分:一是對葡萄埋藤機的整體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計；二是葡萄埋藤機旋耕取土機構(gòu)的探索研究，解決我國嚴寒地區(qū)埋藤需土量大的問題；三是研制葡萄埋藤機的土壤輸送機構(gòu)，使旋耕取土部件取出的土壤均勻集中的拋在葡萄藤上；是研制集傳動與換向功能于一體齒輪箱 ，使得葡萄埋藤機土壤輸送機構(gòu)可以選擇埋土的方向。 1.5葡萄埋藤機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 對葡萄埋藤機整體結(jié)構(gòu)布局進行設(shè)計如圖1-1(a)，1-2(b)所示 圖1-1（a）葡萄埋藤機 圖1-2三維圖（b） 1鏈輪 2傳送帶 3側(cè)邊傳動箱 4二級減速器 5旋耕刀軸 6傳動軸 1 .5.1葡萄埋藤機旋耕取土部件的研究 l 旋耕取土部件的分析與設(shè)計 分析國內(nèi)外旋耕機的旋土情況，結(jié)合葡萄埋藤機旋土取土部件的特殊要求，設(shè)計了葡萄埋藤機旋耕取土部件的刀軸、旋土刀及旋土刀的布局。 2葡萄埋藤機總體方案設(shè)計研究 2. 1整機設(shè)計原則 1旋耕取土時不應(yīng)損害葡萄的根部，避免造成葡萄藤根系的損傷影響來年的產(chǎn)量。 2埋藤機工作時埋藤的土量達到葡萄藤安全越冬所需埋土的要求。 3能適應(yīng)不同葡萄種植行距和不同年份的葡萄藤。 4保證整機的工作穩(wěn)定性和可靠。 2.2葡萄的種植要求 我國葡萄的種植一般采用標準化的種植模式，石灰樁與鐵絲網(wǎng)固定葡萄藤，在河北、山東、寧夏、安徽等地葡萄種植行距一般在2～3米之間，新疆行距一般在2.5～3.5米之間，葡萄藤的適應(yīng)性很強，對土壤的要求不是很嚴格，但是為了獲得穩(wěn)產(chǎn)，對土壤應(yīng)盡可能的進行改良，除建園時已進行的一些田間工程外，在葡萄的整個生長過程中還需進行深翻，排灌等，我國多數(shù)葡萄園采用清耕法 ，北方少雨區(qū)，清耕有利于春季地溫回升和保持水分、疏松土壤、熟化土壤，新疆、河北塞外 張家口產(chǎn)區(qū)，實行秋季清耕，有利于晚熟葡萄利用地面反射光和輻射熱，提高果實的糖度、清耕、除草的具體方法是，在灌溉或者雨后，結(jié)合除草耕松土壤，松土深度為10～15cm。 葡萄藤根數(shù)量多，分布深，表層分布在葡萄藤根部40cm的范圍內(nèi)，這就要求葡萄藤越冬埋土的取土范圍要距葡萄藤根部有一定的距離以免傷害葡萄藤根部，葡萄藤在越冬埋土時，要對葡萄藤進行剪枝，然后將剪好的葡萄藤依次順續(xù)放好。 為了葡萄藤越冬埋土不傷害葡萄藤的根系，要求葡萄藤埋土需要土壤在距離左葡萄藤40cm的范圍內(nèi)，以行距為2.5米的葡萄藤為依據(jù)，要獲得葡萄藤越冬埋土的土壤而不傷害葡萄藤根系，取土的范圍在中間1.7米寬的范圍內(nèi)，根據(jù)我國葡萄的種植模式，中間取土的范圍完全滿足葡萄埋藤機取土寬度的要求，采用旋耕取土的方式能有效的降低取土的動力消耗，由于我國大部分葡萄產(chǎn)地冬季寒冷，在新疆冬季氣溫達到一20°C至一30°C需求葡萄藤埋土要有一定的厚度和寬度，國內(nèi)的一些機型結(jié)構(gòu)上采用，造成一次埋土不足，需要多次反復(fù)埋土來達到葡萄藤安全越的要求，我們采用單側(cè)埋土，將葡萄藤行間位置所取的土壤全部埋在一行葡萄藤上，一次達到葡萄藤安全越冬埋土的要求，由于葡萄藤下架扶倒相對于石灰樁左位置各個葡萄園不相同，單行葡萄藤越冬埋土時，必須可以對機組左葡萄藤進行選擇埋土(如圖2-1)所示，采用中間旋耕取土，單側(cè)可選擇機組左側(cè)葡萄藤進行埋土的結(jié)構(gòu)形式。 圖2-1埋藤示意圖 2 .3傳動系統(tǒng)設(shè)計 本機型設(shè)計的葡萄埋藤機旋土刀的旋轉(zhuǎn)半徑為318mm，機組配套使用的拖拉機功率為36.75kw，中間傳動換向齒輪箱輸入軸的輸入轉(zhuǎn)速為540r/min考慮到葡萄埋藤機刀軸，縱向輸土機構(gòu)和橫向輸土機構(gòu)都需要動力傳輸，故本文設(shè)計的動力傳輸系統(tǒng)，設(shè)計的動力傳輸系統(tǒng)主 要分為三部分: 第一部分:動力經(jīng)拖拉機輸出軸傳輸?shù)街虚g傳動換向齒輪箱，經(jīng)過錐齒輪，傳動軸傳給側(cè)邊傳動箱，側(cè)邊傳動箱經(jīng)過齒輪傳動傳遞給旋土刀軸。 第二部分:動力經(jīng)中間傳動換向齒輪箱的后輸出軸，在經(jīng)過傳動軸、鏈輪、鏈條傳輸給橫向土壤輸送機構(gòu)。 2.3.1工作原理 工作時旋耕取土部件對土壤進行疏松打碎，土壤在旋耕取土部件旋土刀與送土鏟的配合下沿送土鏟的方向拋送到橫向土壤輸送機構(gòu)中，在傳動鏈條的帶動下橫向土壤輸送，將土壤均勻的拋在待冬季埋土的葡萄藤上，一次完成葡萄藤越冬埋土的全過程。 3葡萄埋藤機旋耕取土部件的設(shè)計 3.1側(cè)邊傳動箱體的設(shè)計 側(cè)邊傳動箱體連接著刀軸與縱向土壤輸送機構(gòu)動力的傳輸，側(cè)邊箱體設(shè)計為1個輸出軸個輸入軸上端右側(cè)為縱向土壤輸送機構(gòu)的動力輸入軸、左側(cè)為輸出軸，下端右側(cè)為旋土刀軸輸出軸，如圖所示本設(shè)計采用上端輸入軸與上輸出軸為同一根軸，簡化傳動結(jié)構(gòu)，為了增加旋土刀的旋轉(zhuǎn)半徑，側(cè)邊傳動箱體采用三級齒輪傳動，使上輸入軸與下輸出軸之間的垂直距離達到870mm如圖3-1所示。 圖3-1傳動箱示意圖 3.2旋土刀的設(shè)計要求 由于葡萄埋藤機的旋土刀是在葡萄藤的行間工作，工作條件比較惡劣，作業(yè)難度大本文 設(shè)計的旋土刀除了滿足疏土碎土外還要滿足以下要求: (1)旋土刀旋土深度要大 因為我國葡萄主產(chǎn)地新疆，寧夏等冬季比較寒冷，為了防止葡萄藤的凍傷要求葡萄藤冬季埋土量大，要求葡萄埋藤機有足夠的旋耕取土深度，達到埋藤所需的土量。 (2)旋土刀具有拋土功能 因為本文設(shè)計的葡萄埋藤機是將旋耕取土部件旋耕的土壤全部拋送到縱向土壤輸送機構(gòu)中，要求旋土刀具有向后拋送土壤的功能，從而減小動力消耗和避免機組前端出現(xiàn)土壤擁堵現(xiàn)象。 (3)旋土刀工作時的動力消耗小 我國人口眾多，人均資源相對短缺，考慮到經(jīng)濟效益和節(jié)能減排，旋土刀的設(shè)計盡可能的減小工作時的動力消耗。 (4)旋土刀組布局要合理 合理的旋土刀布局可以減小機組的側(cè)向力，增加旋耕取土部件向后拋送土壤的能減小動力消耗。 3.2.1旋土刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計 旋土刀是旋耕取土機構(gòu)的主要工作部件，旋土刀片的形狀和參數(shù)對旋耕取土機構(gòu)的工作質(zhì)量、功率消耗影響很大。 彎曲形式的旋土刀主要由正切面(包括正切刃)，過渡面(包括過渡刃)和側(cè)切面(包括側(cè)切刃)組成，如圖(3-2)所示正切面除了具有切土功能外還具有翻土、碎土、拋土等功能，這也正滿足葡萄埋藤機的旋耕取土機構(gòu)需要向后拋送翻耕土壤的要求，側(cè)切面具有切開土堡，切斷或推開草莖的功能【5】。 圖3-2旋土刀 目前國家標準【6】僅推薦側(cè)切刃曲線采用阿基米德螺旋線，但根據(jù)農(nóng)藝的要求，對刃口滑切角及刀刃上某點的速度矢量與該點刃口曲線法平面之間的夾角可提出不同的要求，因而刃口曲線有多種多樣，包括阿基米德螺旋線、等角對數(shù)螺線、正弦指數(shù)曲線、直線和偏心圓曲線五種，試驗證明阿基米德螺旋線是動力消耗最小的刃口曲線〔本文根據(jù)實際需要，從動力消耗和旋土拋土的要求出發(fā)，設(shè)計選用阿基米德螺旋線作為彎曲形式的旋土彎刀的刃口曲線，曲線的方程如下: r=r0+k （3-1） 式中:r0一刀刃起始工作半徑cm k一為常數(shù)(比例系數(shù)) 一為位置度(極角)，弧度 其滑切角為: 0= （3-2） 本文設(shè)計選用的T245的旋土彎刀[7] 3.3旋土刀軸直徑的設(shè)計 常用的旋耕機的刀軸直徑為80～90過上述對旋土刀運動的分析可知通過增加旋土刀刀軸的直徑可以增加旋耕取土部件的取土深度，故本文采用直徑為150mm的刀軸(如圖3-3)所示并進行了旋土刀軸強度校核計算。 圖3-3旋土軸 3.4旋土刀軸強度校核 計算旋土刀軸的最大扭矩MMax MMax=95 （3-3） 其中P-拖拉機的輸出功率，kw n-旋土刀軸轉(zhuǎn)速，r/min 將P=36kw，n=240r/min代入公式 MMax=9549=1025N·m 薄壁空心管的抗扭截面模量為: Wt= (3-4) 式中Wt一圓軸抗扭截面模量： D一旋土刀軸外徑，mm 一旋土刀軸的空心比，即旋土刀軸內(nèi)外、徑之比生 將D=150mm，d=125mm， =0.9代入式中 Wt= =0.3 材料的最大切應(yīng)力為 0= (3-5) 將MMax=1025N·m， Wt=0.3m ==5MPa 刀軸的材料選用Q235，所以材料的許用應(yīng)力[]=235MPa，許用切應(yīng)力[]=(0.5～0.6)·[]=117～140MPa。所以，滿足要求即可。 4中間傳動換向齒輪箱的設(shè)計 4.1中間傳動換向齒輪箱的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)葡萄的種植模式，葡萄埋藤機在工作時根據(jù)需要選擇機組左側(cè)葡萄藤進行埋土作業(yè)，這就要求埋藤機的齒輪箱具有輸出和轉(zhuǎn)向的功能，本文第一代樣機是在現(xiàn)有的中間傳動箱后面加上一級換向齒輪箱，中間通過鏈條連接兩箱體的輸入輸出軸，這種傳動方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜且前后箱體裝配精度要求高，稍有偏差就會使鏈條斷裂損壞本課題設(shè)計了一種集傳動換向于一體的中間傳動換向齒輪箱，一般根據(jù)一級齒輪傳動換向的原理改變輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向，這種設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，本機型采用組合式離合器結(jié)構(gòu)對輸出軸進行換向如圖（4-1）所示。 圖4-1換向齒輪箱示意圖 4.2中間傳動換向齒輪箱關(guān)鍵部件的設(shè)計與強度校核 4.2.1直齒圓錐齒輪的幾何關(guān)系及受力分析[8】 圖4-2齒輪受力分析圖 直齒圓錐齒輪傳動的幾何關(guān)系， 如圖（4-2）。、、和、、分別為小齒輪和大齒輪的大端分度圓直徑、平均直徑、分度圓錐角；R為錐距;b為齒寬。小端、大端分度圓直徑=； 齒數(shù)比 錐距R = 齒寬系數(shù) 常用=0.25～0.3 平均直徑 (1) 直齒圓錐齒輪的受力分析 錐齒輪輪齒剛度大端大，小端小，故沿齒寬的載荷分布不均勻，若忽視摩擦力和載荷集中的影響，假設(shè)法向力Fn集中作用在齒寬節(jié)線中點處，該集中力凡可分解為圓周力Ft徑向力Fr、軸向力Fa三個正交的分力為直齒圓錐齒輪輪齒的受力情況。 各力的大小計算如下： 式中:一小錐齒輪轉(zhuǎn)矩(N·m); 一小錐齒輪齒寬中點分圓直徑(mm) 一小錐齒輪的分錐角; 各力方向的判斷:主動輪圓周力方向與輪的回轉(zhuǎn)方向相反，從動輪圓周力方向與輪的回轉(zhuǎn)方向相同;徑向力分別指向各輪輪心;軸向力分別指向各輪大端。 4.3直齒圓錐齒輪的參數(shù)確定及強度校核 1.參數(shù)確定 本文主要進行了中間I軸II軸上相互嚙合的直齒錐齒輪的設(shè)計。 選用材料:小齒輪:20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度為55～60HRC 大齒輪:20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度為55～60HRC 初選齒數(shù):取小齒輪齒數(shù)=17 大齒輪齒數(shù):=27 齒寬系數(shù)取=0.3根據(jù)拖拉機的輸出轉(zhuǎn)速，選擇齒輪精度等級為8級 壽命系數(shù)、； =1 通過查機械設(shè)計手冊可得: 極限應(yīng)力: =470MPa =470MPa 尺寸系數(shù)、； 安全系數(shù) 將上面求得的數(shù)據(jù)代入公試 (4-1) 得許用彎曲應(yīng)力 2.按齒根彎曲疲勞強度公式計算齒輪主要參數(shù) (1)根據(jù)公式 (4-2) 其中小齒輪轉(zhuǎn)矩N·m 分錐角 當量齒數(shù) 查手冊可得 通過查手冊可得， 將上述求得的數(shù)據(jù)代入公式可得: =7.3 由標準模數(shù)系列表取標準模數(shù)m=8 3.按齒面接觸疲勞輕度進行校核 (4-3) 通過機械設(shè)計手冊查MQ線得接觸疲勞極限=1500MPa， =1500MPa 取安全系數(shù)壽命系數(shù) 通過查機械設(shè)計手冊可得: 將數(shù)據(jù)代入公式得 故設(shè)計的直齒錐齒輪符合要求。 同理設(shè)計的換向直齒錐齒輪工I、II采用20CrMllTi滲碳淬火，模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z=35;傳動齒輪采用20CrMnTi滲碳淬火，模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z=28。 4.4中間一軸的設(shè)計與強度校核 中間一軸為懸臂軸，采用與錐齒輪鍛造成一體的結(jié)構(gòu)，避免了錐齒輪與傳動軸連接出現(xiàn)松動的現(xiàn)象，材料選用20CrMnTi，傳動軸承受拖拉機輸出軸扭矩M和嚙合錐齒輪扭矩Mn。 中間一軸的扭矩為: 扭截面模量為： 中間一軸的最大切應(yīng)力: 而40cr許用剪切應(yīng)力為200Mpa 則=27.08 中間一軸設(shè)計安全同理對中間傳動換向齒輪箱的其它傳動軸進行強度校核得之，均滿足強度要求。 總 結(jié) 本文簡述了葡萄生產(chǎn)狀況和葡萄埋藤機械的概況，找出了現(xiàn)在葡萄埋藤的相關(guān)問題，提出了一種新的設(shè)計方案，并從研究內(nèi)容，技術(shù)路線和可行性分析方面進行了詳細地闡述。確定了取土，拋土方式，對整機提出來總體設(shè)計方案。詳細地介紹了旋耕取土機構(gòu)，土壤拋送機構(gòu)以及關(guān)鍵零部件的有限元分析。本文得到了結(jié)論如下： （1）設(shè)計了一種新型的葡萄埋藤機，性能穩(wěn)定，能夠高質(zhì)量的完成冬季葡萄藤覆土作業(yè)全過程，埋土質(zhì)量好，效率高。 （2）本文設(shè)計的旋耕取土機構(gòu)，能夠符合埋藤所需土量的要求，所設(shè)計的旋土刀機構(gòu)合理，能將旋耕后的土壤拋送到土壤拋送機構(gòu)上。 （3）采用了類似于開溝機原理的土壤拋送機構(gòu)，能夠?qū)⑿⊥翙C構(gòu)拋送的土壤定點均勻的拋送到葡萄藤上。 致 謝 畢業(yè)在即，四年的大學(xué)生活已接近尾聲，經(jīng)過三個多月的努力，在老師的悉心指導(dǎo)下，設(shè)計任務(wù)基本完成了。在撰寫論文期間，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師，從設(shè)計的選題、實施到撰寫、修改和定稿，老師均傾注了大量的心血。導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)、熱忱鼓勵不僅使我樹立了深遠的學(xué)術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。還有，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力將使我終生受益。同時我還要感謝大學(xué)期間各位任課老師在學(xué)習上給予我的指導(dǎo)和幫助，感謝他們四年來的辛勤栽培，他們的關(guān)懷和熏陶讓我在這四年里收獲頗豐。 最后，也感謝和我一起學(xué)習的同窗朋友，他們給了我無數(shù)的關(guān)心和鼓勵，也讓我的大學(xué)生活充滿了溫暖和歡樂，感謝他們的陪伴與幫助，愿我們以后的人生都可以充實、多彩與快樂！ 參考文獻 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