葡萄埋藤机的设计

前言
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，人们对葡萄的需求量越来越大，但我国葡萄生产的机械化总体水平不发达，尤其是葡萄种植过程中工作量最大的葡萄藤越冬埋土作业基本上都是以人工为主，作业劳动强度大，效率低，质量难以保证，针对这一现状，本文通过调研葡萄的种植和国内外现有葡萄藤越冬埋土机械的使用情况，在综合分析各自优点的基础上，通过自主创新研制出一种新型葡萄埋藤机。

该机具前面旋耕取土，后面经过两级输送带将土壤均匀的输送到机组一侧的葡萄藤上，解决了葡萄藤越冬埋土机械化问题，本机具具有以下特点：
1)本文设计的旋耕取土部件，解决了葡萄埋藤机松土、碎土、抛土以及取土量大的问题，工作时取土宽度为110cm，最大取土深度20cm，可以满足不同年份葡萄藤越冬埋土所需土量的要求。

2)本文设计的土壤输送系统，可根据情况将旋耕取土部件抛送的土壤选择机组左侧葡萄藤进行集中均匀的抛送，减少土壤的分散，提高埋藤土壤的利用率。

3)本文设计的中间传动换向齿轮箱，采用牙嵌式离合器机构对后输出轴的旋转方向进行正反转切换，结构简单、紧凑、性能可靠，具有新意。

田间试验表明，本文设计的葡萄埋藤机能够适应不同行距的葡萄藤越冬埋土的要求，一次完成取土，抛土!埋土作业，具有取土量大，埋土均匀!输土方向可以选择，工作效率高的特点整机设计合理，对实现葡萄藤越冬埋土机械化具有很高的现实意义，促进了葡萄种植业机械化发展。

关键词：葡萄藤；埋土；冬季保护；机械
目录
第一章引言 (1)
1.1问题的提出 (1)
1.2国内研究现状 (2)
1.3研究的目的和意义 (2)
1.4研究内容 (3)
1.5葡萄埋藤机的整体结构设计 (3)
第二章葡萄埋藤机总体方案设计研究 (5)
2. 1整机设计原则 (5)
2.2葡萄的种植要求 (5)
2.3工作原理 (6)
第三章葡萄埋藤机旋耕取土部件的设计 (7)
3.1侧边传动箱体的设计 (7)
3.2旋土刀的结构设计 (8)
3.3旋土刀轴直径的设计 (9)
3.4旋土刀轴强度校核 (9)
第四章中间传动换向齿轮箱的设计 (11)
4.1中间传动换向齿轮箱的整体结构设计 (11)
4.2中间传动换向齿轮箱关键部件的设计与强度校核 (11)
4.3直齿圆锥齿轮的参数确定及强度校核 (13)
4.4中间一轴的设计与强度校核 (15)
总结 (16)
致谢 (17)
参考文献 (19)
1引言
1.1问题的提出
葡萄，又名草龙珠、山葫芦、蒲桃、李桃、蒲陶等，葡萄皮薄而多汁，酸甜味美，营养丰富，有“晶明珠”和“水果皇后”之美称，葡萄营养丰富，据科学分析，它含有人体所不可缺少的谷氨、精氨酸、色氨酸等十几种氨基酸，因此，常吃些葡萄对神经系统和心血管的正常活动是大有裨益的，能使人延年益寿。

近年研究表明，葡萄含有白黎芦醇和多种维生素，对防治癌症和心血管病有良好的作用，葡萄汁有助于增强肝功能，促进胆汁分泌，葡萄皮具有降血脂、抗血栓、预防动脉硬化、提高免疫力的作用，葡萄中还含有类似于胰腺分泌的胰岛素物质，因此医生把葡萄汁列入糖尿病人的食谱中，并用于痛风、节炎和风湿病患者的营养食品，人还说:“久食(葡萄)经身不老”。

葡萄用途很广，除了果实可以鲜食、酿酒、制汁、制干、制罐头外，还可以加工葡萄果浆和葡萄果冻，葡萄种子可提炼单宁和高级食用油，葡萄根可入药，葡萄叶也是一种良好的饲料。

所以，葡萄全身都是宝，随着人们对健康的追求，对葡萄的食用及医用价值的研发和认识，葡萄这一绿色食品以其无公害、高营养、高质量、具有大自然特征的原汁原味等特点，满足了人们回归自然的消费需求，赢得了人们的喜爱，使得国内外市场对葡萄的需求量不断增大，我国葡萄干的人均年消费量是80克，只占美国年人均消费量的1/10，随着人们收入的增加，人们对葡萄的消费量也会随之增长，国内葡萄干市场一直处于供不应求的状态，随着需求的增加，我国的葡萄种植面积也在逐年的增加。

在我国新疆、山东、河北、辽宁、山西、宁夏、吉林和河南等葡萄主要产区，葡萄生产已形成了规模化、产业化的发展格局，随着葡萄生产的规模化发展，对葡萄生产全程机械化的需求也越来越高，同时，也为葡萄生产全程机械化发展提供了条件。

我国葡萄种植区域分布很广，各地的气候条件，地理环境不尽相同，在作业环节上也有所差异，但我国葡萄种植大多数在北方，也就形成了我国特有的葡萄种植方式，葡萄越冬防寒和风干埋土是一项重要的作业环节，葡萄秋末剪枝后需下架进行冬前埋土防寒，防止冻伤与风干，防寒、防风干埋土的厚度及宽度都是按当地历年冻土厚度和地表下一5°C的土层深度来确定，一般防寒土堆的宽度是当地冻土厚度的1.8倍，以地表到一5°C的土层深度为防寒土堆的厚度，近年来，由于全球气候变暖，加上采用抗寒砧木，防寒土堆的宽度与厚
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度可减少1/3～1/2，即可安全越冬。

葡萄藤埋土防寒，防风干时，要求土壤要细碎，防止大土块搭接，有空洞透风抽条，埋土压蔓要防止损伤枝蔓，以免病害浸染以及影响来年产量，取土位置距根部不能太近，最少50cm左右，以免根部受冻，埋土防寒后冬季进行田间检查，发现问题及时补救，防寒后及时灌冬水，以保证植株安全越冬，葡萄根系常分布在地表下20～60cm土层中，深的达100cm 葡萄较易产生不定根，根受伤后，在伤口附近再生大量的根，因此在栽培上适当断根是可以的，但不能大量断根，根系生长的土壤温度是21～25°C或低于10°C时即停止生长，葡萄根系发达，有很强的吸收能力和养分贮藏能力，但抗寒性较差，比枝蔓怕冻，土壤温度在一4°C到一6°C时，就能受冻害，甚至冻死【1】，一旦冬季根系遭受冻害，次年枝蔓生长，结果便会大受影响，因此，北方寒冷地区埋土防寒时要特别注意根系防寒。

随着我国经济的发展，葡萄种植面积不断增加，但葡萄生产的机械化总体水平还较低"葡萄生产中的春天扒藤一上架绑藤一除草施肥浇水一喷施药剂一收获一冬季埋藤等几个主要环节，有的己经可以实现机械化或半机械化作业，但有的属于刚起步，有的则刚进入推广应用阶段，其中冬季埋藤这一生产环节还处于起步阶段【2】。

因此，研制一种可靠性强，作业质量好，作业效率高的葡萄藤越冬埋土机械具有很高的现实意义和经济效益。

1.2国内研究现状
我国从上世纪八十年代初就已经开始着手研制葡萄埋藤机，经过几代科研人员的努力己经研制出几种形式的样机并且己经小批量的生产，但大都具有一定的局限性。

1984年，新疆农科院农机化所研制的与铁牛一55型拖拉机配套，进行篱架式葡萄藤越冬埋土机，该机采用铲抛原理，将土抛向藤捆，该机具主要由机架、铲刀、升运器、输送器及传动系统组成，但由于机具作业效率低，埋土量小，适应性差，没有得到广泛推广。

2003年，辽宁省营口市研发了20PF一型葡萄越冬覆土机，该机与14.7kw拖拉机配套，通过传动轴，链轮减速后使覆土器叶轮将土取出，并均匀地抛到葡萄藤上，经过二三次的往复抛土作业，达到埋土要求，该机适用于沙壤土，含水率在12%～25%以下的无石块葡萄园中作业【3】，对于东北等高寒地区，虽有一定的适应性，但因效率低等缺点，推广应用还有很大的局限性。

1.3研究的目的和意义
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葡萄是我国重要的果树，改革开放和农村产业结构的调整促进了葡萄栽培业的发展，特别是近十年葡萄栽培的面积和产量一直呈上升趋势，葡萄藤的安全越冬问题是其能否连续正常生产的关键，冬季来临之际，为防止葡萄藤风干和冻伤，都要将葡萄藤用土掩埋起来"然而葡萄藤越冬掩埋是葡萄种植生产过程中劳动强度大，作业质量要求高，季节性强的作业葡萄人工埋藤土块大，密封性差，作业质量差，容易造成葡萄藤折断，也容易因密封不好致使葡萄藤风干或者冻伤，而我国目前大多数葡萄园还采用人工埋藤的方法，不但劳动轻度大，效率极低，在遇到极端天气的情况下，人工来不及埋藤造成葡萄藤的冻伤，给农民的经济带来极大的损失。

葡萄埋藤机具有埋土均匀，作业质量好，效率高、成本低等优点，综合分析我国现有葡萄埋藤机的使用情况，结合我国地块和葡萄种植模式可知，采用中间旋耕取土，输送带可左右选择抛土的葡萄埋藤机在我国比较适用，由于我国葡萄产区分布范围广，葡萄品种多，形成了葡萄种植生产模式多样化，地区差异明显的特点，采用输送带单侧抛土，可以解决葡萄种植行距不均匀导致葡萄藤埋土的问题。

我国葡萄产区分布范围广，各地区的土壤坚实度条件不同，采用中间旋耕取土，能够有效的解决埋藤所需土壤和减小动力消耗的问题，我国现有葡萄埋藤机大都取土量小，不能一次完成葡萄藤冬季埋土作业且埋藤过程中土壤比较散乱，采用新型的中间取土机构能够满足各类葡萄藤冬季埋土所需土壤量的要求；采用输送带输土，单侧抛土结构，极大的提高了取土部件所取土壤的利用率[4]。

综合上述分析，为解决葡萄种植生产模式多样化，地区差异明显等问题，满足我国葡萄种植业的实际生产需要，研制中间旋耕取土，输送带输土，单侧左右方向可选择抛土的葡萄埋藤机是十分必要的。

1.4研究内容
本课题研究内容可分为四大部分:一是对葡萄埋藤机的整体结构进行设计；二是葡萄埋藤机旋耕取土机构的探索研究，解决我国严寒地区埋藤需土量大的问题；三是研制葡萄埋藤机的土壤输送机构，使旋耕取土部件取出的土壤均匀集中的抛在葡萄藤上；是研制集传动与换向功能于一体齿轮箱，使得葡萄埋藤机土壤输送机构可以选择埋土的方向。

1.5葡萄埋藤机的整体结构设计
对葡萄埋藤机整体结构布局进行设计如图1-1(a)，1-2(b)所示
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图1-1（a）葡萄埋藤机
图1-2三维图（b）
1链轮2传送带3侧边传动箱4二级减速器5旋耕刀轴6传动轴
1 .5.1葡萄埋藤机旋耕取土部件的研究
旋耕取土部件的分析与设计
分析国内外旋耕机的旋土情况，结合葡萄埋藤机旋土取土部件的特殊要求，设计了葡萄埋藤机旋耕取土部件的刀轴、旋土刀及旋土刀的布局。

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2葡萄埋藤机总体方案设计研究
2. 1整机设计原则
1旋耕取土时不应损害葡萄的根部，避免造成葡萄藤根系的损伤影响来年的产量。

2埋藤机工作时埋藤的土量达到葡萄藤安全越冬所需埋土的要求。

3能适应不同葡萄种植行距和不同年份的葡萄藤。

4保证整机的工作稳定性和可靠。

2.2葡萄的种植要求
我国葡萄的种植一般采用标准化的种植模式，石灰桩与铁丝网固定葡萄藤，在河北、山东、宁夏、安徽等地葡萄种植行距一般在2～3米之间，新疆行距一般在2.5～3.5米之间，葡萄藤的适应性很强，对土壤的要求不是很严格，但是为了获得稳产，对土壤应尽可能的进行改良，除建园时已进行的一些田间工程外，在葡萄的整个生长过程中还需进行深翻，排灌等，我国多数葡萄园采用清耕法，北方少雨区，清耕有利于春季地温回升和保持水分、疏松土壤、熟化土壤，新疆、河北塞外张家口产区，实行秋季清耕，有利于晚熟葡萄利用地面反射光和辐射热，提高果实的糖度、清耕、除草的具体方法是，在灌溉或者雨后，结合除草耕松土壤，松土深度为10～15cm。

葡萄藤根数量多，分布深，表层分布在葡萄藤根部40cm的范围内，这就要求葡萄藤越冬埋土的取土范围要距葡萄藤根部有一定的距离以免伤害葡萄藤根部，葡萄藤在越冬埋土时，要对葡萄藤进行剪枝，然后将剪好的葡萄藤依次顺续放好。

为了葡萄藤越冬埋土不伤害葡萄藤的根系，要求葡萄藤埋土需要土壤在距离左葡萄藤40cm的范围内，以行距为2.5米的葡萄藤为依据，要获得葡萄藤越冬埋土的土壤而不伤害葡萄藤根系，取土的范围在中间1.7米宽的范围内，根据我国葡萄的种植模式，中间取土的范围完全满足葡萄埋藤机取土宽度的要求，采用旋耕取土的方式能有效的降低取土的动力消耗，由于我国大部分葡萄产地冬季寒冷，在新疆冬季气温达到一20°C至一30°C需求葡萄藤埋土要有一定的厚度和宽度，国内的一些机型结构上采用，造成一次埋土不足，需要多次反复埋土来达到葡萄藤安全越的要求，我们采用单侧埋土，将葡萄藤行间位置所取的土壤全部埋在一行葡萄藤上，一次达到葡萄藤安全越冬埋土的要求，由于葡萄藤下架扶倒相对于石灰桩左位置各个葡萄园不相同，单行葡萄藤越冬埋土时，必须可以对机组左葡萄藤进行选择埋土(如图2-1)所示，采用中间旋耕取土，单侧可选择机组左侧葡萄藤进行埋土的结构形式。

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图2-1埋藤示意图
2 .3传动系统设计
本机型设计的葡萄埋藤机旋土刀的旋转半径为318mm，机组配套使用的拖拉机功率为36.75kw，中间传动换向齿轮箱输入轴的输入转速为540r/min考虑到葡萄埋藤机刀轴，纵向输土机构和横向输土机构都需要动力传输，故本文设计的动力传输系统，设计的动力传输系统主要分为三部分:
第一部分:动力经拖拉机输出轴传输到中间传动换向齿轮箱，经过锥齿轮，传动轴传给侧边传动箱，侧边传动箱经过齿轮传动传递给旋土刀轴。

第二部分:动力经中间传动换向齿轮箱的后输出轴，在经过传动轴、链轮、链条传输给横向土壤输送机构。

2.3.1工作原理
工作时旋耕取土部件对土壤进行疏松打碎，土壤在旋耕取土部件旋土刀与送土铲的配合下沿送土铲的方向抛送到横向土壤输送机构中，在传动链条的带动下横向土壤输送，将土壤均匀的抛在待冬季埋土的葡萄藤上，一次完成葡萄藤越冬埋土的全过程。

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3葡萄埋藤机旋耕取土部件的设计
3.1侧边传动箱体的设计
侧边传动箱体连接着刀轴与纵向土壤输送机构动力的传输，侧边箱体设计为1个输出轴个输入轴上端右侧为纵向土壤输送机构的动力输入轴、左侧为输出轴，下端右侧为旋土刀轴输出轴，如图所示本设计采用上端输入轴与上输出轴为同一根轴，简化传动结构，为了增加旋土刀的旋转半径，侧边传动箱体采用三级齿轮传动，使上输入轴与下输出轴之间的垂直距离达到870mm如图3-1所示。

图3-1传动箱示意图
3.2旋土刀的设计要求
由于葡萄埋藤机的旋土刀是在葡萄藤的行间工作，工作条件比较恶劣，作业难度大本文设计的旋土刀除了满足疏土碎土外还要满足以下要求:
(1)旋土刀旋土深度要大
因为我国葡萄主产地新疆，宁夏等冬季比较寒冷，为了防止葡萄藤的冻伤要求葡萄藤冬季埋土量大，要求葡萄埋藤机有足够的旋耕取土深度，达到埋藤所需的土量。

(2)旋土刀具有抛土功能
因为本文设计的葡萄埋藤机是将旋耕取土部件旋耕的土壤全部抛送到纵向土壤输送机构中，要求旋土刀具有向后抛送土壤的功能，从而减小动力消耗和避免机组前端出现土壤拥堵现象。

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(3)旋土刀工作时的动力消耗小
我国人口众多，人均资源相对短缺，考虑到经济效益和节能减排，旋土刀的设计尽可能的减小工作时的动力消耗。

(4)旋土刀组布局要合理
合理的旋土刀布局可以减小机组的侧向力，增加旋耕取土部件向后抛送土壤的能减小动力消耗。

3.2.1旋土刀的结构设计
旋土刀是旋耕取土机构的主要工作部件，旋土刀片的形状和参数对旋耕取土机构的工作质量、功率消耗影响很大。

弯曲形式的旋土刀主要由正切面(包括正切刃)，过渡面(包括过渡刃)和侧切面(包括侧切刃)组成，如图(3-2)所示正切面除了具有切土功能外还具有翻土、碎土、抛土等功能，这也正满足葡萄埋藤机的旋耕取土机构需要向后抛送翻耕土壤的要求，侧切面具有切开土堡，切断或推开草茎的功能【5】。

图3-2旋土刀
目前国家标准【6】仅推荐侧切刃曲线采用阿基米德螺旋线，但根据农艺的要求，对刃口滑切角及刀刃上某点的速度矢量与该点刃口曲线法平面之间的夹角可提出不同的要求，
因而
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刃口曲线有多种多样，包括阿基米德螺旋线、等角对数螺线、正弦指数曲线、直线和偏心圆曲线五种，试验证明阿基米德螺旋线是动力消耗最小的刃口曲线〔本文根据实际需要，从动力消耗和旋土抛土的要求出发，设计选用阿基米德螺旋线作为弯曲形式的旋土弯刀的刃口曲线，曲线的方程如下:
r=r 0+k （3-1）
式中:r 0一刀刃起始工作半径cm
k 一为常数(比例系数)
一为位置度(极角)，弧度
其滑切角为: 0=
θ+k
r
（3-2） 本文设计选用的T245的旋土弯刀
[7]
3.3旋土刀轴直径的设计
常用的旋耕机的刀轴直径为80～90过上述对旋土刀运动的分析可知通过增加旋土刀刀轴的直径可以增加旋耕取土部件的取土深度，故本文采用直径为150mm 的刀轴(如图3-3)所示并进行了旋土刀轴强度校核计算。

图3-3旋土轴
3.4旋土刀轴强度校核 计算旋土刀轴的最大扭矩M Max
M Max =95
n
p
（3-3） 其中P-拖拉机的输出功率，kw
- 10 -
n-旋土刀轴转速，r/min
将P=36kw ，n=240r/min 代入公式
M Max =9549
240
36
=1025N ·m 薄壁空心管的抗扭截面模量为:
W t =
)1(16
43
απ-D (3-4)
式中W t 一圆轴抗扭截面模量：
D 一旋土刀轴外径，mm
α一旋土刀轴的空心比，即旋土刀轴内外、径之比生
D
d 将D=150mm ，d=125mm ，α =0.9代入式中
W t =
)9.01(16
15014.343
-⨯ =0.3
材料的最大切应力为
0=
t
w W max
(3-5) 将M Max =1025N ·m ， W t =0.3310-⨯m
=
3
10
3.01025
-⨯=5MPa 刀轴的材料选用Q235，所以材料的许用应力[σ]=235MPa ，许用切应力[τ]=(0.5～0.6)·[σ]=117～140MPa 。

所以ττ≤max ，满足要求即可。

4中间传动换向齿轮箱的设计
4.1中间传动换向齿轮箱的整体结构设计
根据葡萄的种植模式，葡萄埋藤机在工作时根据需要选择机组左侧葡萄藤进行埋土作业，这就要求埋藤机的齿轮箱具有输出和转向的功能，本文第一代样机是在现有的中间传动箱后面加上一级换向齿轮箱，中间通过链条连接两箱体的输入输出轴，这种传动方式结构复杂且前后箱体装配精度要求高，稍有偏差就会使链条断裂损坏本课题设计了一种集传动换向于一体的中间传动换向齿轮箱，一般根据一级齿轮传动换向的原理改变输出轴的旋转方向，这种设计结构复杂，成本较高，本机型采用组合式离合器结构对输出轴进行换向如图（4-1）所示。

图4-1换向齿轮箱示意图
4.2中间传动换向齿轮箱关键部件的设计与强度校核
4.2.1直齿圆锥齿轮的几何关系及受力分析[8】
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图4-2齿轮受力分析图
直齿圆锥齿轮传动的几何关系，如图（4-2）。

1d 、1m d 、1δ和2d 、2m d 、2δ分别为小齿轮和大齿轮的大端分度圆直径、平均直径、分度圆锥角；R 为锥距;b 为齿宽。

小端、大端分度圆直径1d =1m z ；22mz d =
齿数比21
212tan δ===d d z z u 2121
12
2tan z z
d d ==δ
锥距R 222121d d R +==2
22122121z z m u +=+ 齿宽系数R ψr
b
R =ψ常用R ψ=0.25～0.3
平均直径m d zm d m =
)5.01(sin 2
21111R m d b
d d ψδ-=⨯⨯=
)5.01(sin 2
21222R m d b
d d ψδ-=⨯⨯=
1
111)
5.01(z d z d m R m m m ψ-=
=
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(1) 直齿圆锥齿轮的受力分析
锥齿轮轮齿刚度大端大，小端小，故沿齿宽的载荷分布不均匀，若忽视摩擦力和载荷集中的影响，假设法向力Fn 集中作用在齿宽节线中点处，该集中力凡可分解为圆周力F t 径向力F r 、轴向力Fa 三个正交的分力为直齿圆锥齿轮轮齿的受力情况。

各力的大小计算如下：
1
1
12m t d T F =
111cos tan δαt a F F =
α
cos 1
t r F F =
式中:m T 一小锥齿轮转矩(N ·m);
1m d 一小锥齿轮齿宽中点分圆直径(mm)
1δ一小锥齿轮的分锥角;
各力方向的判断:主动轮圆周力方向与轮的回转方向相反，从动轮圆周力方向与轮的回转方向相同;径向力分别指向各轮轮心;轴向力分别指向各轮大端。

21t t F F =11a r F F -=21r a F F =
4.3直齿圆锥齿轮的参数确定及强度校核 1.参数确定
本文主要进行了中间I 轴II 轴上相互啮合的直齿锥齿轮的设计。

选用材料:小齿轮:20CrMnTi ，渗碳淬火，齿面硬度为55～60HRC
大齿轮:20CrMnTi ，渗碳淬火，齿面硬度为55～60HRC 初选齿数:取小齿轮齿数1z =17
大齿轮齿数:2z =27 6.117
27
==
i 齿宽系数取ψ=0.3根据拖拉机的输出转速，选择齿轮精度等级为8级
寿命系数1N Y 、`2N Y ；21N N Y Y ==1 通过查机械设计手册可得:
- 14 -
极限应力:1lim F σ =470MPa 2lim F σ=470MPa 尺寸系数1z Y 、2z Y ；121==z z Y Y 安全系数4.1=z F S S ： 将上面求得的数据代入公试
F
N
X lin F S Y Y F σσ2][=
(4-1) 得许用弯曲应力MPa MPa F 6714
.11
14702][1=⨯⨯⨯=
σ
MPa MPa F 6714
.11
14702][2=⨯⨯⨯=σ
2.按齿根弯曲疲劳强度公式计算齿轮主要参数
(1)根据公式3
2
221
1
][)5.01(7.4+-≥u z KT Y Y m F R R Fa Sa σψψ (4-2)
其中小齿轮转矩4549549
1==n
P
T N ·m 分锥角
586.1arctan arctan 2===u σ
329021=-=σσ
当量齿数7.1732cos 15
cos 111===
δz z v
3.4599
.57cos 24
cos 222
==
δz z v 查手册可得91.21=Fa Y 37.22=Fa Y
57.11=Sa Y 6.12=Sa Y
通过查手册可得1=A K ，2.1=V K 75.1=βH K
1.2===ββF V A H V A K K K K K K K
将上述求得的数据代入公式可得:
- 15 -
3
2
2
2
5
1
6.1)
3.05.01(3.017
4.67110
5.437.29.2715.4+⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥l m
=7.3
由标准模数系列表取标准模数m=8 mm mz d 1361==
3.按齿面接触疲劳轻度进行校核
][)5.01(71.43
21
H R R H
m H u
d KT Z Z σψψσ≥-=(4-3)通过机械设计手册查MQ 线得接触疲劳极限1Him σ=1500MPa ，2Him σ =1500MPa
取安全系数H S 寿命系数121==N N Z Z
MPa S z H
N H H 15001
1
1500][11lim 1=⨯=
σσ
MP S z H
N H H 15001
1
1500][22lim 2=⨯=
σσ
通过查机械设计手册可得:MPa z z 190=5.2=H z 将数据代入公式得
6
.11363.0)3.05.01(10549.41.271.45.21903
25
⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=H
σ }[76.1078Hz MPa σ≤=
故设计的直齿锥齿轮符合要求。

同理设计的换向直齿锥齿轮工I 、II 采用20CrMllTi 渗碳淬火，模数m=3mm ，齿数z=35;传动齿轮采用20CrMnTi 渗碳淬火，模数m=3mm ，齿数z=28。

4.4中间一轴的设计与强度校核
中间一轴为悬臂轴，采用与锥齿轮锻造成一体的结构，避免了锥齿轮与传动轴连接出现松动的现象，材料选用20CrMnTi ，传动轴承受拖拉机输出轴扭矩M 和啮合锥齿轮扭矩Mn 。

中间一轴的扭矩为: m N n P M N ⋅===650540
75
.369549
总 扭截面模量为：16
05.014.3163
3
⨯==D W t π
- 16 -
中间一轴的最大切应力: MPa M N 08.27104.2650W 5
t max =⨯==-总τ
而40cr 许用剪切应力][τ为200Mpa 则
=27.08
中间一轴设计安全同理对中间传动换向齿轮箱的其它传动轴进行强度校核得之，均满足强度要求。

总结
本文简述了葡萄生产状况和葡萄埋藤机械的概况，找出了现在葡萄埋藤的相关问题，提出了一种新的设计方案，并从研究内容，技术路线和可行性分析方面进行了详细地阐述。

确
定了取土，抛土方式，对整机提出来总体设计方案。

详细地介绍了旋耕取土机构，土壤抛送机构以及关键零部件的有限元分析。

本文得到了结论如下：
（1）设计了一种新型的葡萄埋藤机，性能稳定，能够高质量的完成冬季葡萄藤覆土作业全过程，埋土质量好，效率高。

（2）本文设计的旋耕取土机构，能够符合埋藤所需土量的要求，所设计的旋土刀机构合理，能将旋耕后的土壤抛送到土壤抛送机构上。

（3）采用了类似于开沟机原理的土壤抛送机构，能够将旋耕取土机构抛送的土壤定点均匀的抛送到葡萄藤上。

致谢
毕业在即，四年的大学生活已接近尾声，经过三个多月的努力，在老师的悉心指导下，设计任务基本完成了。

在撰写论文期间，我要衷心的感谢我的指导老师，从设计的选题、实施到撰写、修改和定稿，老师均倾注了大量的心血。

导师的悉心指导、热忱鼓励不仅使我树
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