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葡萄埋藤機(jī)仿真模型的建立 機(jī)械12 1石斌指導(dǎo)老師 周嶺教授答辯日期 2012 05 28 目錄 葡萄埋藤機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 葡萄埋藤機(jī)旋耕取土機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 葡萄埋藤機(jī)土壤輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 裝配總圖及仿真動(dòng)畫 4 傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 葡萄埋藤機(jī)整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 1總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)葡萄藤越冬埋土作業(yè)的要求 以及確定的農(nóng)藝要求 進(jìn)行關(guān)鍵工作部件的設(shè)計(jì) 確定出總體結(jié)構(gòu) 如圖1 整機(jī)主要由動(dòng)力傳輸系統(tǒng) 旋耕取土系統(tǒng) 土壤輸送系統(tǒng)及萬向行走輪等組成 1 2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本機(jī)型設(shè)計(jì)的葡萄埋藤機(jī)旋土刀的旋轉(zhuǎn)半徑為318mm 機(jī)組配套使用的拖拉機(jī)功率為36 75kw 中間傳動(dòng)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(jī)刀軸 縱向輸土機(jī)構(gòu)和橫向輸土機(jī)構(gòu)都需要?jiǎng)恿鬏?故本文設(shè)計(jì)了 如圖2 動(dòng)力傳輸系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)主要分為三部分 第一部分 動(dòng)力經(jīng)拖拉機(jī)輸出軸傳輸?shù)街虚g傳動(dòng)齒輪箱 經(jīng)過錐齒輪 傳動(dòng)軸傳給側(cè)邊傳動(dòng)箱 側(cè)邊傳動(dòng)箱經(jīng)過齒輪傳動(dòng)傳遞給旋耕刀軸 第二部分 動(dòng)力從側(cè)邊傳動(dòng)箱上輸出軸經(jīng)過鏈輪 鏈條傳輸給縱向土壤輸送機(jī)構(gòu) 第三部分 動(dòng)力經(jīng)中間傳動(dòng)齒輪箱的后輸出軸 在經(jīng)過傳動(dòng)軸 鏈輪 鏈條傳輸給橫向土壤輸送機(jī)構(gòu) 具體傳動(dòng)方案如下 葡萄埋藤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 工作原理 1 3工作原理工作時(shí)旋耕取土機(jī)構(gòu)對(duì)土壤進(jìn)行疏松打碎 土壤在旋耕取土機(jī)構(gòu)旋土刀與集土鏟的配合下沿集土鏟的方向拋送到縱向土壤輸送機(jī)構(gòu)中 縱向土壤輸送機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)鏈條的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn) 將旋耕取土機(jī)構(gòu)拋送的土壤輸送到橫向土壤輸送機(jī)構(gòu)中 橫向土壤輸送機(jī)構(gòu)在中間齒輪箱后輸出軸的帶動(dòng)下 將土壤均勻的拋灑在待埋藤的葡萄藤上 一次完成葡萄藤越冬埋土的全過程 旋耕取土機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 旋耕刀軸與集土鏟 葡萄埋藤機(jī)工作時(shí) 旋土刀在拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸的帶動(dòng)下一邊高速旋轉(zhuǎn)切削土壤直線前進(jìn) 土壤在旋土刀和送土鏟的作用下被均勻的打碎并沿著送土鏟向后拋送 2 1旋土刀的設(shè)計(jì)與排列方案的選擇2 1 1旋土刀的設(shè)計(jì)要求 1 旋土刀旋土深度要大 2 旋土刀具有拋土功能 3 旋土刀工作時(shí)能耗小 4 旋土刀組布局要合理合理的旋土刀布局可以減小機(jī)組的側(cè)向力 增加旋耕取土部件向后拋送土壤的能力 減小動(dòng)力消耗 彎形刀示意圖 2 1 2旋土刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)旋土刀是旋耕取土機(jī)構(gòu)的主要工作部件 旋土刀片的形狀和參數(shù)對(duì)旋耕取土機(jī)構(gòu)的工作質(zhì)量 功率消耗影響很大 旋土刀片可分為鑿形刀 彎形刀 直角刀和弧形刀 根據(jù)四種刀的不同形狀和參數(shù)特性 工作狀態(tài) 從動(dòng)力消耗和旋耕拋土的要求出發(fā) 本課題選用彎曲形式的旋土刀 其刃口曲線方程如下 式中 刀刃起始工作半徑 cm 為比例常數(shù) 為位置度 極角 2 1 3旋土刀片的排列方案旋土刀片的排列方式有單螺旋排列 雙螺旋排列 星星排列 對(duì)稱排列等 均應(yīng)滿足機(jī)組碎土性好且刀軸受力均勻 但按照一般的雙頭螺旋排列方案經(jīng)試驗(yàn)表明機(jī)組前面土壤擁堵嚴(yán)重 動(dòng)力損耗大 考慮到目前葡萄園種植行距允許拖拉機(jī)通過的功率及葡萄埋藤的要求 本課題采用四條螺旋排列的方式且螺旋線左右旋土刀對(duì)稱分布 保證了所有旋耕的土壤都被拋送到后面的輸送帶上并有效地解決了土壤擁堵問題 旋土刀排列示意圖 2 1 4旋耕機(jī)刀軸的設(shè)計(jì)葡萄埋藤機(jī)要求取土量大 故應(yīng)該增加旋耕刀的取土深度 增大旋耕刀的半徑或者加大旋耕刀軸直徑都能增加取土深度 但是加大旋耕刀半徑容易造成旋耕刀的疲勞與斷裂 而通過增加旋耕刀軸的直徑的方法來間接加大旋耕刀的回轉(zhuǎn)半徑有效地解決了這一問題 常用旋耕機(jī)刀軸直徑是70 80mm 為了增加旋耕取土機(jī)構(gòu)的取土深度 本課題采用直徑為146mm的刀軸并進(jìn)行了強(qiáng)度校核 旋耕刀軸三維結(jié)構(gòu)圖 2 1 5集土鏟的設(shè)計(jì)集土鏟主要有弧形鏟和左右側(cè)板組成 側(cè)板負(fù)責(zé)將旋松的土壤收攏 弧形鏟負(fù)責(zé)鏟土并向后拋送 旋耕刀旋土寬度為100cm 最大深度為20cm 弧形鏟需及時(shí)將土鏟走防止土壤在旋耕刀作用下發(fā)生繞流設(shè)計(jì)高度為24cm 為保證土壤全部收攏 側(cè)板設(shè)計(jì)為向兩側(cè)張開且底部加開20cm高的坡口以減小機(jī)具的行走阻力 旋耕取土機(jī)構(gòu) 土壤輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)土壤輸送機(jī)構(gòu)是葡萄藤越冬埋土的直接執(zhí)行者 它將土壤輸送到葡萄藤上完成葡萄藤的越冬埋土工作 它的工作性能直接關(guān)系著葡萄藤越冬埋土的質(zhì)量 本文設(shè)計(jì)的土壤輸送機(jī)構(gòu) 包括橫向土壤輸送機(jī)構(gòu)和縱向土壤輸送機(jī)構(gòu) 為了承接旋耕取土機(jī)構(gòu)和橫向土壤輸送機(jī)構(gòu)之間的土壤輸送 縱向土壤輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成傾斜式 為防止輸送物料時(shí)由于傾角導(dǎo)致物料下滑本課題在縱向輸送帶上安裝了12個(gè)送土板 防止土壤滑落且便于土壤拋送 3 2縱向輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3 2 1橡膠輸送帶的設(shè)計(jì)3 2 2輸送輥及定位塊的設(shè)計(jì)3 2 3送土板的設(shè)計(jì) 縱向土壤輸送機(jī)構(gòu) 橫向土壤輸送機(jī)構(gòu) 輸送帶的設(shè)計(jì) 考慮到橡膠輸送帶的轉(zhuǎn)速和載荷 本課題對(duì)輸送帶進(jìn)行了設(shè)計(jì) 1 輸送帶帶寬的確定帶寬的確定取決于帶速和生產(chǎn)率 生產(chǎn)率按ISO5408計(jì)算方法即 Q AvK式中 Q 生產(chǎn)率 m3 s v 帶速 m s K 運(yùn)輸機(jī)傾角影響系數(shù) A 膠帶上物料最大斷面積 代入數(shù)值得出膠帶上物料最大斷面積 通過查表和本機(jī)組的實(shí)際情況 本文縱向土壤輸送帶設(shè)計(jì)寬度為110cm 橫向土壤輸送帶設(shè)計(jì)寬度為55cm 2 輸送帶的強(qiáng)度對(duì)帆布層的普通輸送帶計(jì)算其層數(shù)式中Z 輸送帶層數(shù) F1 穩(wěn)定工作情況下輸送帶最大張力 b 帶寬 mm 輸送帶縱向扯斷強(qiáng)度 N mm 層 n 安全系數(shù) 按DTll型推薦值參考 對(duì)棉帆布輸送帶n 8 9 對(duì)尼龍 聚酷帆布帶n 10 12 本文設(shè)計(jì)的輸送帶選用的帆布為4層棉帆布 帶厚為8mm 輸送輥的設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)的輸送輥中間帶有梯形槽以防止輸送帶在高速旋轉(zhuǎn)下發(fā)生跑偏并且在輸送帶上有與其配套的定位塊 工作時(shí)橡膠定位塊卡在梯形槽中隨著輸送輥旋轉(zhuǎn)給橡膠輸送帶定位 從而防止輸送帶的跑偏現(xiàn)象 為了防止輸送帶跑偏 在輸送輥帶動(dòng)橡膠輸送帶旋轉(zhuǎn)過程中至少有一個(gè)橡膠定位塊始終在輸送輥的梯形槽中 即定位塊在輸送帶上的間距S小于輸送輥半周長時(shí)滿足定位塊始終在輸送輥中起定位作用 即其中 輸送輥直徑D 140mm將數(shù)據(jù)代入公式得故當(dāng)S 219 8mm時(shí)定位塊始終起到定位作用 本課題設(shè)計(jì)定位塊的間距為150mm 輸送帶 輸送輥 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)的旋耕刀軸和縱向輸土機(jī)構(gòu)采用側(cè)邊傳動(dòng)使得旋土刀能夠在刀軸上滿幅工作 減小了葡萄埋藤機(jī)旋耕取土部件的動(dòng)力消耗和土壤的堵塞 使得旋耕取土部件拋送的土壤均勻細(xì)膩 為了增加旋土刀的旋轉(zhuǎn)半徑 側(cè)邊傳動(dòng)箱體采用三級(jí)齒輪傳動(dòng) 使上輸入軸與下輸出軸之間的垂直距離達(dá)到640mm 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 總裝圖 ThankYou