1、全日制普通本科生毕业设计由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系 153893706茶树修剪机的设计THE DESIGN OF TEA LEAF CROPPER学生姓名：学 号：年级专业及班级：200 8 级机械设计制造及其自动化（1）班指导老师及职称： 学 部：理工学部提交日期：2012 年 5月1目 录摘要 1关键词 11. 前言 .21.1. 绪论 .21.2. 国内外同类研究概况 .21.2.1. 修剪机的研制 .31.2.2. 对茶树重修剪机的研究 .32. 设计任务 .33. 设计分析 .43.1. 传动路线的拟定 .43.1.1. 对传动方案的要求 .4
2、3.1.2. 拟定传动方案 .43.2. 汽油机的选择 .53.3. 带轮的设计 .63.3.1. 带的设计 .63.3.2. 带设计 .94. 轴的设计与校验 124.1. 轴的设计 124.2. 轴的设计 154.3. 轴的设计 185. 刀片结构的设计及材料的选择 19结束语 .22参 考 文 献 22致 谢 232茶树修剪机的设计学 生：指导老师： 摘 要：由于我国茶历史悠久，种植地域广泛，迫切需要机械修剪器具来代替手工修剪机械修剪是解决劳力不足和降低生产成本的根本途径。本课题即针对成龄茶树的深修剪、衰老茶树的重修剪或台刈面临的问题及现有修剪设备的不足，研究出一种全新的茶树重修剪机械设
3、备，并对整机各结构部件进行协调，对修剪机所用刀片的材料、结构进行分析，研制配套的传动系统，相应的带轮，轴，机架，并进行计算和装配图的绘制。关键词：重修剪；刀片的材料；传动系统；带轮；轴。The design of tea leaf cropperAuthor: Tutor: (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract：because our country with a long history of tea, planting areas wid
4、ely, the urgent is needed to solve the shortage of labor and the basic way to reduce the production cost instead of manual mechanical clip and ordinary clip the machine used to weighing clip is to belong to destructive use, should not be commonly advocate. This topic is for being grown deep trim, th
5、e tea tree of aging weighing clip or Taiwan to mow and the problems facing the clip of the shortcomings of the existing equipment, developed a new tea tree weighing clip mechanical equipment, and to coordinate the various components, the clip blade materials used machine, analyzed the structure, the
6、 development of the supporting transmission system, the corresponding belt wheel, shaft, rack, and calculation and the drawing of assembly drawings Key words：weighing clip；the blades materials；transmission system；pulleys ；shaft. 31 前言茶树修剪是人为地抑制顶端主枝生长优势的措施，可刺激着生部位较低的芽萌发新技，增强树势，培养高产优质树冠。茶树修剪方法主要有幼龄茶树的
7、定形修剪、成龄茶树的轻修剪与深修剪，衰老茶树的重修剪及台刈等。成龄茶树经多年采摘和轻修剪后，采树冠摘面上会形成密集而细弱的分枝，这就是常说的“鸡爪枝” ， 这时，茶树新梢育芽能力减弱，生长乏力，茶叶产量和品质下降，为更新树冠采摘面，就得采用重修剪技术，剪去密集细弱的鸡爪枝层，使茶树重新抽发新枝，提高育芽能力，延长茶树高产稳产年限。1.1 绪论重修剪的对象则是半衰老和未老先衰的茶树。这种茶树，虽然骨干枝的抽生能力仍较强，但生产枝的育芽能力已很弱，芽叶瘦小，叶张薄细，轻伸修剪根本不起作用，即使采用深修剪也不能达到目的，这时，就得采用重修剪技术。重修剪茶树一般在离地 3040cm 处修剪树干。台刈则
8、是比重修剪更为彻底的改造树冠的修剪技术，其对象是严重衰老的茶树，但目的与重修剪相同；茶树台刈后，从根颈部抽发的新枝能重新形成树冠。重修剪及台刈由于修剪的茶树枝干一般较粗，现有的茶树修剪机械很难担当大任、不但效率低，而且常出现露枝现象；因此许多地方还在采用人工以砍柴刀对枝干进行砍切修剪，劳动状况恶劣、劳作水平极其落后，另外人工砍切修剪对茶树生长是十分不利的。1.2 国内外同类研究概况目前，国内科研人员对茶树的修剪研究多集中于茶树的轻修剪、中修剪机械研制及应用上，而在专门用于老茶树或未老先衰茶树的重修剪机械的研究与应用上，还基本处于空白状态。1.2.1 修剪机的研制由于我国种茶历史悠久，种植地域广
9、泛，迫切需要机械修剪器具来代替手工修剪，因此国内在茶树修剪机具的研制上，已取得了很大进步，国内已有多家单位生产出了多款茶树修剪机。如南京秦淮园林机械厂生产的单人多功能电动茶树修剪机，其主要技术参数为：主机重量：2.5kg；电压：24v；杆长：110cm；功率：100w ；转速： 6000 转/分钟。该机具有环保节能，效率高，能耗小，对茶作物无污染等优点。浙江省生产的 PSM110 型茶树修剪机双人抬跨行作业机具，由两把锯齿型刀片作相对往复运动完成修剪作业。修剪机的动力选用日本三菱 TL33PVD 型汽油机。当汽油机运转达到一定速度时，离合器先带动风机运转，继而将动力传输到减速齿轮箱，减速齿轮与
10、偏心机构设计在同一箱4体内，通过一级齿轮减速，动力传到偏心机构，偏心机构上有偏心方向为 180 的双凸台，带动连杆驱动刀片作往复运动，完成切割作业。国外如日产的7-750 型单人修剪机配日本单缸二冲程 1.03(1.4 马力)汽油机，采用平刀片往复式切割，切割幅宽 750。具有以下特点：重量轻、方便于单人操作，平形、弧形树冠均可使用，适应性很好；发动机性能好，操作简便，机身上设有停车按钮及汽油机调速控制手柄，刀片动、停、快、慢控制十分方便。目前，国内外对茶树的轻、中修剪机械的研制及应用均已成熟。并进入大面积应用的推广期。人工修剪每人 8 小时只能剪 0.02hm2，需付酬金 1750 元/hm
11、 2；采用修剪机修剪，二人 8 小时可修剪 0.4hm2，人均工效为手工的 10 倍，与人工相比费用降低了 1312.5 元/hm 2。采用修剪机进行重修剪时，人工重修剪每人 8 小时仅能剪 0.0133hm2，每天工资需 40 元，需付酬金 3000 元/hm 2；用修剪机勉强凑合使用，两人用双人修剪机作主修剪，另一人用单人修剪机补修遗留枝与边枝，三人可修剪 0.2hm2，工效是手剪的 5 倍，生产成本是 1963 元/hm 2。与手工相比可降低成本 1037 元/hm2。1999 年单临安市的深修剪工作就可节约劳力 1050 工，节约生产成本 30580 余元；重修剪工作可节约成本 138
12、20 余元，节约劳力 800 工。1.2.2 对茶树重修剪机的研究通过以上科技人员的研究结果可以看出，茶树修剪机无论是单人型还是双人型，都难以承担起老茶树的重修剪任务，这迫切需要国内的科技工作者研究开发出一种专门用于老茶树的重修剪机械。综观国内外，目前对老茶树重修剪方面的研究很少，而且研究领域也仅仅侧重于重修剪工作对茶树的影响及效应分析，对重修剪机械的开发和研制以及应用基本上还处于空白状态，本课题的开展将打破该领域的空白局面，属国内首创。2 设计任务茶树修剪是人为地抑制顶端主枝生长优势的措施，可刺激着生部位较低的芽萌发新技，增强树势，培养高产优质树冠。茶树修剪方法主要有幼龄茶树的定形修剪、成龄
13、茶树的轻修剪与深修剪，衰老茶树的重修剪及台刈等。主要技术指标：1）刀具使用寿命：720h 左右；2）修剪树高：250cm；3）修剪幅宽：500cm；4）工作效率：最高 0.24hm2/h；55）切口平整度：平均 80；设计步骤1.基本结构的确定2.根据基本结构计算分析各个零部件3.根据设计说明画出总装图4.根据计算结果及总装图，画出各个零件3设计分析3.1 传动路线的拟定3.1.2 对传动方案的要求 合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，其次还应满足工作可靠、传动效率高、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低、工艺性好、使用和维护方便等要求 3.1.2 拟定传动方案 任何一个方案，要满足上述
14、所有要求是十分困难的，要统筹兼顾，满足最主要的和最基本的要求。方案一：方案二： 图 2.传动路线方案Fig2 Transmission line scheme考虑到经济性及机器的整体结构和传动所需要的准确性，我们分析决定采用结构比较6简单的带轮传动，故我们选择第一种传动方案。 3.2.汽油机的选择1、已知给定的参数如下：（1）.切削力 F=200N；（2）.切削最大半径 R=60mm;（3）.刀片转速 n=1500r/min;2 汽油机的选择计算：（如图）T=FR=200N0.06m=12N.mPw =Tn/9550=121500/9550=1.8KW （1） 33.8/(09.4)2.Pkw
15、=2 131./(.)k232.6.3DPkw=+=（2）选择 2E60C 型汽油机，立轴，水冷，P=7.4KW n=2500r/min,T=53N.m图 3.刀片示意图7Fig3.Blade diagram 此处已删除(1)刀片的结构采用用圆盘形的刀盘，两边有装有两个对称的刀片，刀片示意图入图所视：图 5.刀片示意图Fig5.Blade diagram (2)材料的选择：刀片在高速的环境下工作，且在剪切过程中，刀片会受到很大的挤压力，摩擦也会8很厉害，需要的硬度也比较高。根据这些我们决定选择 W18Cr4VW18Cr4V 是应用最广泛的高速钢，其性能只要有：热处理硬度可达 63-66HRC，
16、抗弯强度可达 3500MPa，可磨性好。其优点：通用性强，工艺成熟。热处理的主要特点：淬火加高温（1200 摄氏度） ，以及回火时温度高（560 摄氏度）左右、次数多达三次左右。采用高淬火温度是为了让难溶的特殊炭化物能充分溶入奥氏体，最终使马氏体中 W、Mo、V 等含量足够高，保证其热硬性足够高；回火温度.结 束 语经过自己和老师的共同努力，终于将毕业设计完成了。在这次毕业设计过程中，我们遇到了许许多多的问题，一遍又一遍的计算，一遍又一遍的修改，一遍又一遍的推敲机械结构，由于一开始对结构的设计不太完美，导致我们走了很多弯路。后来，在完全没老师的指导下，我们进一步对结构进行了修改和推敲，并得到了
17、比较完善的框架结构。尽管这次设计的时间是短暂的，但是对我来说，收获却是很大的，俗话说的好“学到用时方恨少” ，以前，我们只知道学知识，但是对知识的吸收和利用并不多，这次毕业设计，让我们再次温习了以前学过的知识，并联系起来，运用在自己的设计中。同时也对知识有了进一步的巩固，不仅让我们对茶树的生长和修剪有了进以步的了解，而且也让我们对 office 软件，和计算机绘图软件 AutoCAD 等工具软件有了熟练的掌握参考文献1 濮良贵, 纪名刚.机械设计M.高等教育出版社，2007 年 5 月:10-20.2 李澄，吴天生，闻百桥.机械制图M，高等教育出版社，1997 年 7 月：4-10.3 陈立德
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20、社， 1986；38-2918 陆元章.现代机械设备设计手册M.北京,机械工业出版社，2000:60-90.19 LuoSuJun, ZhuShiShun. Mechanical course design concise manual M. Beijing: chemical industry -press, 2006:65-89. 20 the mechanical design manual editorial committee. Mechanical design manual M. Beijing: mech -anical industry press, 1988:5-98 .致 谢 本毕业设计是在指导 XX 老师的悉心指导下完成的，在设计过程中，我从指导老师身上学到了很多东西。他认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我受益匪浅。无论在理论上还是在实践中，都给我很大的帮助，使我得到很大的提高。这对于我以后的工作和学习都有巨大的帮助。感谢李教授给我的指导，另外，我还得到很多同学的帮助才顺利完成毕业设计，在此表示感谢。10
