机械毕业设计（论文）-葡萄覆土机的设计【全套图纸】 .doc葡萄覆土机的设计摘要：葡萄覆土装置的研制，是为解决我国北方地区葡萄藤冬前覆土掩埋全部由人工手工作业劳动强度大、生产效率低而国内又没有适用专用机具的难题。
本文从农业机械设计的角度，阐述了该机具研究开发的目的、葡萄埋藤作业的农业技术条件、机具设计的依据、机具作业的工作原理、机具的总体结构设计和抛土换向机构等关键零部件的设计和计算，并对该机具的进一步完善设计提出了改进方案。
关键词:葡萄覆土机；设计计算；抛土换向The Design of Grape Covering Soil Device Abstract: Development of grape covering device, is to solve theproblem of vines in North China before winter soil buried all bymanual operation labor intensity, low production efficiency and thedomestic and no special tools for. This paper from the agriculturalmachinery design point of view, expounds the equipment research anddevelopment, equipment design basis, implement work principle,equipment overall structural design and throwing soil reversingmechanism as the key parts of the design and calculation, and thefurther improvement of the proposed equipment design the improvedscheme.Key words:Grapevine burying machine；Design calculation；Throwing soil chang前言葡萄是我国重要的果品之一。
近些年来，随着农业产业结构调整的深化，葡萄种植业在我国有了快速的发展。
在新疆、辽宁、天津和北京等地，种植品种和规模都在逐年扩大。
葡萄种植面积的增大、产量的提高，极大地丰富了市场，也成为农民脱贫致富的一条有效途径。
但长期以来，葡萄的种植管理等生产环节中，大都以人工手工作业为主，劳动强度大、生产效率低、生产成本高，这严重制约了葡萄产业化的发展进程。
而在我国北方地区，尤以葡萄藤的冬前掩埋为最突出的需要机械化解决的问题。
1 葡萄覆土机的发展现状1.1 葡萄覆土机特点当前，国内生产的葡萄埋藤机有以下几种主要机型： 1MP-500型多功能葡萄埋藤机3LG型葡萄埋藤旋耕多用机、100PF-A型葡萄越冬覆土机、3MT-1.8型越冬覆土埋藤机、 PMT-75型葡萄埋藤机、MT200-2葡萄埋藤机。
这些葡萄埋藤机，从工作原理上看，主要分两大类：一类是取土+输送覆土；另一类是旋耕取土直接抛送覆土。
两大类各有特点，适应不同的葡萄埋藤作业要求。
第一类采用取土+输送覆土工作原理的葡萄埋藤机，工作时，将旋送的土经纵向输送、横向输送到达需要掩埋的葡萄藤上，实现埋藤。
这类葡萄埋藤机具，优点是适宜于较宽的葡萄种植行距，埋藤覆土高度较高，取土沟可以距离葡萄根部较远。
缺点是作业效率较低，地头转弯大。
第二类采用旋耕取土直接抛送覆土工作原理的葡萄埋藤机，工作时，直接旋耕抛土到双侧绑好的葡萄藤上，实现覆土作业。
优点是机具只工作一遍，即可完成埋藤作业，埋藤作业效率大大提高，适应一定的行距范围。
缺点是仅适应葡萄单篱架种植、固定行距且行距较为一致，最高埋土高度在0.3米。
其中，手扶单侧埋藤机可以适宜葡萄单篱架种植，行距在 1.5米较小地块的葡萄埋藤作业。
葡萄种植用户可以根据自己葡萄种植的具体情况，冬季气温条件来选择使用葡萄埋藤机。
1.2 葡萄覆土机的现状随着农业种植业结构调整，葡萄种植业发展迅速，其不仅丰富了市场，满足了人们的消费要求和工业原料要求，且农民的收入获得较大幅度的增加。
但是目前葡萄生产基本处于人工作业阶段，葡萄藤冬剪后须下架进行冬前掩埋，以防风干。
其劳动强度大、效率低、作业质量差，是一项时效性强的作业，影响了葡萄种植业的进一步发展。
据了解国外基本选择在气候适宜的地域种植，无须葡萄藤掩埋，也没有相应的机械可以借鉴，国内目前尚无专门的葡萄藤越冬掩埋机。
2000年我国成立了课题组开始埋藤机的研究。
根据旋耕机工作原理由动力驱动并切削土壤，加上抛土功能，使其堆土形状达到所需要的位置，埋藤后再浇水漫灌，目的是保墒，以防风干。
2 整机总体方案的设计2.1 设计思想本课题是以机器经济性好、人性化设计、环境友好性好、可靠性高、寿命长、结构简单、易于维修等为设计思想。
2.2 主要结构确定主要组成部分如图1所示，考虑到葡萄行间土壤较坚实，铲土与送土所需动力较大，且拖拉机宽度受葡萄种植行距的严格限制，因此，本次设计选择SH-500型轮式拖拉机作为基本配套动力机型。
整机结构简单、外型美观、制造容易、强度可靠、安全系数高；尽量选用国家标准件及通用零部件；机具使用、调节、维护方便，使用可靠，便于安装和挂接。
整机采用三点全悬挂正牵引式作业方式。
机具前部挖沟取土，通过两级输送机构将土壤提升并抛送到机具一侧。
机具的升降由拖拉机的液压操纵手柄来完成。
机具的取土深度亦即埋藤覆土量由机具限深地轮的深浅来调整。
整机主要组成部分是悬挂牵引机架、动力输入变速箱、挖沟集土铲、纵向输送器、可换向横向输送器、抛土换向器、支承限深地轮、抛土距离控制板等部分组成。
1.拖拉机2.悬挂架3. 主变速箱4.集土铲5.换向器6.纵向输送器7.限深轮 8. 横向输送器图1 机组总体结构示意简图2.3 覆土机的工作原理覆土机在作业时，拖拉机动力输出轴经主变速箱为纵向和横向输送机构提供动力。
在拖拉机前进动力的牵引下，与地面保持一定入土角的挖沟集土铲被强制入土，在两藤行间刮取一定深度和宽度的土壤，集中并流向集土铲后下部的向后上方倾斜一定角度的纵向输送带上，经输送带提升、输送到可左右换向并距离地表有一定高度的横向输送带上，横向输送带在一定的转速下连续地将土壤抛向机具一侧。
横向输送带两侧的抛土挡板可由机手根据机具作业实际需要抽拉并限定在合适位置，使机具抛出的土壤能够集中覆盖到需掩埋的藤蔓上，最后由置于机后一侧的整形镇压器仿形镇压，成为符合埋藤农艺要求的梯形土埂。
抛土换向器经机手在地头换位，可使横向输送带实现左右方向的抛土换向。
2.4 整机总体方案的确定由前章所述，整机的布置如上图所示。
按照此方案，本次设计确定以方案为准，并根据方案拟定整机的整体布置，具体布置如下图所示。
图2 总体结构简图根据方案图所示，本次设计中的主要部分为右边的部分，换向器以及横向和纵向输送的部分，并且由拖拉机连接来的主传动系统装置。
拖拉横向纵向集换向3 主要零部件的设计3.1 传动路线及速度确定图3 主传动系统结构图本次葡萄覆土装置的主传动结构如上图所示，序号1为主变速器，主变速器靠一对锥齿轮减速，序号2为纵向输送带，主变速器输出部分为一主链轮Z3带动从动链轮Z5连接带动序号2的纵向输送带。
通过主变速器出来的Z4主动链轮带动换向器（序号3），换向器输出链轮带动Z7从动链轮，Z7从动链轮带动一对锥齿轮进行转向输送到横向输送器；经过换向器输出的链轮带动Z6从动链轮连同一对锥齿轮带动横向输送器的另一端，两端不同主要是为了将集土铲出的土分别通过换向器将土分散到两边。
拖拉机动力输出轴的动力经变速箱变速后分为两部分。
一部分传递到机具的纵向输送主传动滚筒2，带动纵向输送带运动，将机具集土铲所取土壤沿纵向向后升运到一定高度后落向横向输送带；另一部分动力经换向器3 或左、或右换向后分别传递到横向输送传动滚筒4 或5，使落入横向输送带的土壤沿横向或左或右输送到机组的一侧。
为使集土铲部分的土壤最大限度地输送并抛送到需埋藤部位，纵、横输送带需尽量选择最高速度。
根据机械设计输送带的工作线速度的推荐值并经试验后确定为v 带=3 m/s 或更高一些。
而拖拉机动力输出轴的转速v1为540 r/min ，本设计选择通过主变箱的第一级锥齿轮减速和第二级链传动共两极降速来实现上述要求。
3.2 主变速箱及传动比确定1）主变箱的第Ⅰ级变速设计和计算。
主变箱选择一级锥齿轮减速。
主变速箱主动轴的转速即拖拉机动力输出轴的转速v1为540 r/min 。
主、被动锥齿轮的齿数分别设计为z1=25，z2=40，变速比 1125240Z i Z == 则住变速箱被动轴转速为25211540337.5/min 40V V i r =•=⨯= （2）主变速箱被动轴到输送滚筒的第Ⅱ级变速设计及计算。
滚筒直径设计为D 滚筒=200 mm 。
周长p 滚筒＝πD ≈0.63m 。
运输带线速度v 带选定为v 带=3 m/s=180 m/min ，则输送滚筒所需转速 =p =1800.63=285.7r /min V V ÷÷滚筒带滚筒则第Ⅱ级链传动的变速比2285.70.932337.5V i V ===滚筒 3.3 链轮设计计算本次设计链传动采用精密滚子链。
滚子一链传动设计计算 根据21==0.93Z i Z 链传动 根据链传动设计要素，由于z 1≥z min ，z min ＝9z 1应参照链速和传动比选取，推荐：小链轮齿数Z1确定为15Z2= iz2=25x2=50,取Z2=24确定链节距 PZ A K P K K P ≥0 根据≥0P 23.36Kw ，及n=540r/min ，选定链轮型号为16A ，节距为25.4mm ，验电机功率计算公式为9550n 46.8540,===23.86w 95509550P T T P K n ⨯⨯=则 P= P Ⅰ =23.86Kw ，查得工矿系数KA=1.0，小链轮齿数KZ=0.74，多排链系数KP=1.75，代入下式得算链速 10006004.25600251000600'22⨯⨯⨯=⨯=p n Z V =0.635m/s < 15m/s链速适宜计算链节数与实际中心距初定为40p链节数22230320p0225504015025214022'a 2'p a 2〉-〈+〉+〈+⨯=〉-〈+++=ππz z p z z L =118取链节为118节实际中心距222232322'25508250251182502511844.252'2382'2'4p a 〉-〈-〉+-〈++-〈=〉-〈-〉+-〈++-〈=ππz z z z Lp z z Lp =1266计算对轴的作用力取Kq=1.25，0.63586.0*25.1*1000v P1000q =≈K Q=2994.4N计算链轮的主要几何尺寸分度圆直径mm mm mm P mm P 64.38850180cot 54.04.25'z 180cot 54.0p 3da 78.18625180cot 54.04.25'z 180cot 54.0p 2da 52.40450180sin 4.2550180sin 'd 66.20225180sin 4.2525180sin 'd 3221=〉+〈=〉+〈==〉+〈=〉+〈=======齿根圆直径。
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