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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