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塔里木大學畢業(yè)設計
1.緒論
1.1本課題研究的背景、目的和意義
大棗，又名紅棗。自古以來就被列為“五果”(桃、李、梅、杏、棗)之一，歷史悠久。大棗最突出的特點是維生素含量高。在國外的一項臨床研究提示：連續(xù)吃大棗的病人，健康恢復比單純吃維生素藥劑快3倍以上。因此，大棗有“天然維生素丸”的美譽。
大棗能提高人體免疫力，并可抑制癌細胞。藥理研究發(fā)現(xiàn)，紅棗能促進白細胞的生成，降低血清膽固醇、提高血清白蛋白，保護肝臟。紅棗中還含有抑制癌細胞，甚至可使癌細胞向正常細胞轉(zhuǎn)化的物質(zhì)。
?? 經(jīng)常食用鮮棗的人很少患膽結(jié)石。這是因為鮮棗中豐富的維生素C，使體內(nèi)多余的膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?。膽固醇少了，結(jié)石形成的概率也就隨之減少。
?? 大棗中富含鈣和鐵，它們對防治骨質(zhì)疏松和貧血有重要作用。中老年人更年期經(jīng)常會有骨質(zhì)疏松，正在生長發(fā)育高峰的青少年和女性容易發(fā)生貧血，大棗對他們會有十分理想的食療作用，其效果通常是藥物不能比擬的。對病后體虛的人也有良好的滋補作用。
?? 棗所含的蘆丁，是一種使血管軟化，從而使血壓降低的物質(zhì)，對高血壓病有防治功效。
?? 大棗還可以抗過敏、除腥臭怪味、寧心安神、益智健腦、增強食欲。
棗樹在我國的分布很廣，一般來講，小氣侯冬季最低氣溫不低于-32℃，就可栽培植棗。棗樹在我國大面積經(jīng)濟栽培主要在山東、河北、河南、山西、陜西五省的黃河流域，近年來安徽、甘肅、湖南、湖北發(fā)展很快。紅棗為溫帶作物，適應性強，營養(yǎng)豐富，富含鐵元素和維生素。紅棗素有“鐵桿莊稼”之稱，具有耐旱、耐澇的特性，是發(fā)展節(jié)水型林果業(yè)的首選良種。由于經(jīng)濟的發(fā)展，特色農(nóng)業(yè)的建立，紅棗種植成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一條新的產(chǎn)業(yè)項目，紅棗產(chǎn)業(yè)已呈現(xiàn)出區(qū)域化布局、規(guī)?；l(fā)展、多種栽培模式盡顯其效的新格局。各地根據(jù)自己的情況確立了不同的棗樹種植面積，為農(nóng)民增加了經(jīng)濟收入。隨著紅棗的種植面積的增加，紅棗的機械化作業(yè)在紅棗栽培中的重要性逐漸凸顯。依據(jù)最近幾年林果業(yè)發(fā)展的態(tài)式分析，果樹種植每年以10%的速度遞增，由于林果業(yè)的快速發(fā)展，各地已形成了較大的種植規(guī)模, 每到夏季剪枝時需要投入大量的勞動力來完成剪枝工作。矮化密植紅棗剪枝機的研究，就是針對紅棗剪枝的要求進行設計的。紅棗的機械化剪枝，大大提高了剪枝的工作效率，降低了作業(yè)成本，同時又減小了剪枝過程的機械損傷，保證了剪枝質(zhì)量，對紅棗業(yè)的規(guī)范化，標準化生產(chǎn)有著重要的現(xiàn)實意義。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
國外對果樹機械化剪枝技術(shù)的研究較多，機械剪枝在美國、西班牙、俄羅斯、意大利、英國、德國、丹麥、匈牙利等國家的果園應用較為普遍。他們采用的機械主要有：氣動剪枝機，電動剪枝機，油鋸等。但是，針對棗樹的修剪機械比較少。
國內(nèi)對果樹機械化剪枝技術(shù)的研究也比較多，但也是在近幾年才大量出現(xiàn)的。目前我國果園管理的果樹修剪環(huán)節(jié),工作繁重、勞動強度大,工作模式長期停留在手工模式上,制約了現(xiàn)代果品產(chǎn)業(yè)規(guī)?；蜕a(chǎn)標準化的發(fā)展。只有很少的果農(nóng)愿意嘗試機械剪枝，原因在于剪枝機的高額成本，因此設計一種輕便小巧，動力強勁，成本低廉的棗樹剪枝機具有很重要的現(xiàn)實意義。
1.3剪枝機方案的確定
.1氣動剪枝機
.2液壓助力剪
.3小型圓鋸片剪
.4電動剪
剪枝機設計總體方案按以下原則和要求確定：
.1造價低廉
.2結(jié)構(gòu)簡單，便于維護修理
.3修剪效率高
.4剪枝機械損傷小
綜合比較以上方案，選擇小型圓鋸片剪。
2.設計方案的選擇
經(jīng)過多次的討論和研究，確定矮化密植紅棗剪枝機的總體結(jié)構(gòu)，包括動力機構(gòu)、動力傳送系統(tǒng)、控制機構(gòu)以及刀頭裝置等。
2.1總裝圖設計：
圖2-1剪枝機總裝圖
1.油箱2.油箱端蓋3.手柄4.汽油機箱體5.離合器6.螺釘7.背帶8.卡夾9.開關10.握柄
11.傳動軟管12.小錐齒輪13.齒輪箱14.軸承15.擋板16.擋圈17.大錐齒輪18.鋸片19.傳動軸
3.矮化密植紅棗剪枝機計算
3.1設計要求
剪枝機由背負部分、傳動軟管總成、操作桿、刀頭4部分構(gòu)成，其整機質(zhì)量只有7.2kg，一個普通農(nóng)村婦女完全可以兩肩背負操作。
1) 背負部分主要由汽油機、背帶組成。其動力采用日本“三菱”二沖程風冷汽油發(fā)動機、該發(fā)動機具有功率大、油耗低、性能穩(wěn)定等特點，發(fā)動機排量為33.6cc。
2) 傳動軟管總成主要由傳動軟軸、手把、傳動管、防震塊組成，長度為1200mm，其作用是將動力傳遞給旋轉(zhuǎn)鋸片。采用軟管傳動便于操作者任意角度、高度操作。
3) 操作桿由操作桿接頭、握把、發(fā)動機開關、安全護蓋等組成。
4) 刀頭由齒輪箱、鋸片、擋板組成。
5) 機械性能穩(wěn)定，故障少。其可靠性、安全性良好，無機械故障。
3.2外形尺寸的確定
機具箱外形尺寸：長×寬×高=330×300×302mm
燃油箱的容積：0.8L
鋸片尺寸：110*2.2*20*30T
3.3確定傳動比
選擇鏈輪齒數(shù)Z1、Z2
汽油機速=7000r/min,刀片速=3800r/min,傳動比
取
3.4齒輪的設計參數(shù)
這里的齒輪箱主要是一對圓錐直齒輪，目的是為了改變傳遞動力的方向。
(1)選用直齒錐齒輪傳動；
(2）選用8級精度；
(3)材料選擇，小齒輪材料為Q235-A(熱軋)，硬度為280HBS,大齒輪材料為Q235-A(熱軋)
(4)選小齒輪齒數(shù)Z1=20,大齒輪齒數(shù)Z2=38.
(5)幾何尺寸計算
U=1.85，查手冊得取
初定小錐輪大端分度圓直徑
查機械設計書表14-23,K取1.5，
小錐齒輪傳遞的額定轉(zhuǎn)矩
所以小錐齒輪傳遞的額定轉(zhuǎn)矩為1.62N.m
取
所以取小錐齒輪分度圓直徑d1=26,大錐齒輪分度圓直徑d2=48(d2=26×1.85=48)
有U=1.85,可知cot=tan=1.85， 所以分錐角=27°43’，分錐角=62°17’
頂錐角=29°23’, =63°34’.根錐角=26°14’, =60°24’.
取1.25
圖3-1 齒輪箱的部裝圖
4.各個軸的設計
根據(jù)動力輸出及配合、設計和安裝的要求，為了適應較強的工作場合，軸采用剛度和強度較好，而且抗疲勞強度較高的Q235-A材料，采用熱軋?zhí)幚怼?
軸上零件的定位
為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運動，軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進行軸向和周向定位，以保證其準確的工作位置。
4.1計算各軸的輸入功率
為汽油機的額定功率
為小錐齒輪軸的功率
為大錐齒輪軸的功率
為工作機主軸的功率
4.2計算各軸的轉(zhuǎn)矩
為拖拉機輸出軸上的轉(zhuǎn)矩
為小錐齒輪軸上的轉(zhuǎn)矩
為大錐齒輪軸上的轉(zhuǎn)矩
為工作機主軸上的轉(zhuǎn)矩
4.3小錐齒輪軸的設計
求作用在小錐齒輪及大錐齒輪上的力
圓周力
軸向力
徑向力
初步確定軸的最小直徑
小錐齒輪軸的最小直徑顯然是要安裝離合器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑d與離合器的孔相適應，故需同時選取離合器型號。經(jīng)選得離合器的直徑D=8mm.從而確定小錐齒輪軸的最小直徑=8mm
小錐齒輪軸的結(jié)構(gòu)設計
圖4-1小錐齒輪軸
圖4-2小錐齒輪軸的載荷分析圖（a）
圖4-2小錐齒輪軸的載荷分析圖（b）
圖4-2小錐齒輪軸的載荷分析圖（c）
圖4-2小錐齒輪軸的載荷分析圖（d）
圖4-2小錐齒輪軸的載荷分析圖（e）
圖4-2小錐齒輪軸的載荷分析圖（f）
軸的校核
（1）垂直面的支承反力（圖d）
（2）水平面的支承反力（圖b）
（3）繪垂直面的彎矩圖（圖e）
（4）繪水平面的彎矩圖（圖c）
（5）求合成彎矩（圖f）
（6）該軸所受扭矩為
T=270000N.mm
（7）按彎扭合成應力校核軸的強度
進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即危險截面D的強度。根據(jù)文獻以上數(shù)據(jù)，并取α=0.6，軸的計算應力
前已選定軸的材料為Q235-A,熱軋?zhí)幚恚晌墨I查得。因此<，故安全。
4.4大錐齒輪軸的設計
初步確定軸的最小直徑
大錐齒輪軸的最小直徑要與刀片孔的直徑配合，為了使所選的軸的直徑與孔相適應，故擇大錐齒輪軸的最小直徑=12mm
大錐齒輪軸的設計
圖4-3大錐齒輪軸
圖4-4大錐齒輪軸的載荷分析圖(a)
(
)
圖4-4大錐齒輪軸的載荷分析圖（b)
圖4-4大錐齒輪軸的載荷分析圖（c)
圖4-4大錐齒輪軸的載荷分析圖（d)
圖4-4大錐齒輪軸的載荷分析圖（e)
圖4-4大錐齒輪軸的載荷分析圖（f)
軸的校核
（1）垂直面的支承反力（圖d）
（2）水平面的支承反力（圖b）
（3）繪垂直面的彎矩圖（圖e）
（4）繪水平面的彎矩圖（圖c）
（5）求合成彎矩（圖f）
（6）該軸所受扭矩為
T=475200
（7）按彎扭合成應力校核軸的強度
進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即危險截面C的強度。根據(jù)文獻以上數(shù)據(jù)，并取α=0.6，軸的計算應力
前已選定軸的材料為Q235-A,熱軋?zhí)幚恚晌墨I查得。因此<，故安全。
5.其他機構(gòu)的設計
5.1離合器
圖表6-1離合器工作示意圖
1電磁線圈2.銜鐵3.復位彈簧4.離合塊
離合器是控制刀片的運作，即通過離合器控制傳動軸制動。本設計采用電磁式離合器，當交流電經(jīng)接觸環(huán)導入電磁線圈1后，產(chǎn)生磁通量使線圈吸引銜鐵2，于是銜鐵2將兩組離合塊4、壓緊，離合器處于結(jié)合狀態(tài)。當電流切斷時，依靠復位彈簧3將銜鐵推開，離合器處于分離狀態(tài)。電磁式離合器可以實現(xiàn)遠距離操縱，動作迅速，沒有不平衡的軸向力。
5.2鋸片
圖6-2一鋸片圖
鋸片尺寸：110*2.2*20*30T
5.3擋板
擋板是用于保護鋸片的，使鋸片處于安全狀態(tài)能有效的工作。
圖6-3擋板示意圖
結(jié) 論
大學四年的生活就要結(jié)束，在即將步入社會走向工作崗位之前，我們經(jīng)過了緊張而忙碌的一個多月的畢業(yè)設計。萬事開頭難，我從最初的迷茫到最后的豁然開朗。在最初我無從下手不知道該怎么入手，在老師及同學的幫助下一步步把這次設計做完。
在本次設計中，是運用了我們大學所學習的所有專業(yè)科及基礎知識的綜合，這是對我們所學習的知識的回顧，本設計結(jié)構(gòu)簡單， 整機穩(wěn)定性好，且經(jīng)濟效益明顯，具有較高的推廣使用價值。
致 謝
畢業(yè)設計是重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是綜合運用大學四年所學過的機械、數(shù)學、材料、物理、計算機等知識進行的學以致用，是理論聯(lián)系實踐，提高自己綜合能力的好機會，同時也是對自己的一次大的總結(jié)。
感謝母校給予我們這次畢業(yè)設計的機會，對我們畢業(yè)后走上工作崗位起到了很大的幫助和促進作用。在這次設計過程當中，馬少輝老師給我們耐心地解答各種難題，給我們的設計提供了大量的資料，并為我們的設計創(chuàng)造了一個良好的環(huán)境?？梢哉f，指導老師讓我們養(yǎng)成了獨立思考、積極探索的能力。同時，我也得到了同組同學的幫助。通過這次的設計對我來說起到很大的幫助，使得自己所學的知識了得到了一次綜合，鍛煉很大。
本次實習還使我從中學到了相互協(xié)作和不斷進取的精神，知道了獨立思考和創(chuàng)新是我們以后工作的一個重要條件，在今后的工作中，要鍛煉自己這方面的能力，使自己養(yǎng)成良好的設計理念。
在我進行畢業(yè)設計的過程中，指導老師給了熱情、細心、耐心的指導與幫助。在此，我感謝在我進行畢業(yè)設計中給予了幫助和支持的老師與同學。祝他們在工作和學習中一切順利，事業(yè)興??！
最后，我再說一聲：謝謝你們！
參考文獻
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