桔园施肥机设计

农业生产离不开农业装备，农业机械化发展又在很大程度上制约着优质高效安全农业又好又快的发展进程。

而小型农业作业机械是大田作业机械化的个重要补充。

现代农业对发展小型农业作业机械装备和更快的采用新技术提出了迫切的需求。

发展小型农业作业机械，提高科学水平和振兴我国小型农业作业机械装备制造业，对加快促进我国农业综合机械化有着重要的现实意义。

桔园多位于山区，要求桔园施肥机适应坡地作业，又桔园呈分散分布，不容易实现大规模机械化，要求施肥机械操作简单，使用方便，价格低廉。

我国的柑橘产量和面积都位居世界第，国外受供需关系影响，专业桔园施肥机械方面还是空白，国内总体程度不高，针对具体情况生产的桔园施肥机械较少，尤其适合山区桔园施肥的小型机械尤为缺少，所以适合款适合坡地的桔园施肥机是很有现实意义的。

.研究意义今十年来随着我国劳动人口减少，老年及妇女劳动力增加，不仅增加了柑橘生产成本，同时造成劳动力缺乏。

我国南方大部分桔园分布在山区和丘陵地区，柑橘树单条栽种植对机械提出了特殊要求，现有的田间作业机械因动力不足和自身体积较大而很难进入园中行间作业，满足要求的桔园作业机械设备严重缺乏国家不断加强对三农问题的关注，并且持续的农机补贴措施也说明国家对农业机械化的重视，桔园施肥机的设计对增加桔农收入，减小桔农劳动强度，提高工作效率高，减小工作强度小，提高肥料利用率高有非常重要的作用，是国家解决三农问题和提高农民收入的重要步骤，合理施肥是栽培管理诸措施中的重要环节，是柑桔丰产稳产优质的重要保证。

.研究内容首先对桔园的施肥方式进行选择，在此基础上分析各种施肥方式的利弊，在综合各因素后选取最优方案，根据施肥机的定额要求进去参数的设计和计算，然后进行零部件的设计和计算图纸的绘制及样机的研制。

最终研究出效率高体积小自重小传动平稳适应坡地工作环境的丘陵山区桔园小型施肥机。

桔园施肥机的方案选择与原理分析.工作原理的选择目前，桔园施肥的方式主要有桔园开沟施肥桔园钻孔施肥桔园环状沟施肥桔园撒肥和桔园覆土施肥等。

桔园开沟施肥功率消耗大，对桔树的根系损伤大，故不采用桔园钻孔施肥的设计制造的成本较高，连续工作能力低，不利于高效率操作环状沟施肥的设计制造成本高，普通桔农难以接受，不利于推广使用桔园撒肥的肥料浪费大，利用率低，故采用桔园覆土施肥。

其功率消耗较低，肥料利用率相对较高，设计成本较低，是综合各个方面的较优选择。

桔园覆土施肥采用汽油机为动力，通过减速器减速后带动中心传动轴带动驱动轮排肥器和地轮工作完成排肥覆土的工作过程。

.配套动力选择根据要求桔园施肥机的最大根深为，耕幅宽为，又山区土壤多为沙土，其阻力系数选。

则地轮耕地覆土的阻力又施肥机得前进速度，则最大消耗的功率根据对机组所消耗的功率的初步估算，拟采用重庆汽油内燃机。

重庆的主要参数如下发动机形式单缸，四冲程，侧置气门，强制风冷排量毫升缸径形程毫升压缩比.最大输出功率最大扭矩马力转速.稳定转速转分钟净重千克.外形尺寸长宽高毫米传动装置的设计计算.传动路线的确定传动路线要保证总体传动可靠，不影响桔园施肥机工作。

根据整机的结构确定传动路线，使桔园施肥机在工作过程中能满足排肥翻土覆土等工作的需要。

将传动路线分为两条路线。

第，汽油机机通过变速箱将动力传给中间传动轴第二，中间轴将动力分别传递给排肥机构的转轴和地轮的转轴，驱动排肥轴和行走轮地轮的转动。

．各级传动比的确定施肥机的行走速度和人的行走速度要相致，般情况下，可取人行走速度为，则行走轮的速度为.，行走轮的直径为，由公式可见行走轮轴的转速式中行走轮的形式速度行走轮的直径计算，得.按照设计要求，行走轮由中间传动轴通过链轮驱动，两轴之间的传动比为.，中间传动轴的转速为，排肥轴与中间轴传动轴的传动比为，因此排种轴的转速为整根中间传动轴由变数箱的输出轴通过链轮带动，链传动比带传动平稳，取其传动比.。

因为变速箱可以按传动比选取，故定变速箱的输入轴与输出轴之间的传动比为内燃机的通过皮带传动与变速箱相连，传动比为选用传动比为的减速箱，减速箱与中心轴之间的传动比为.中间轴与地轮之间的传动比为.。

排肥器的选型设计.料斗结构参数的设计肥料斗必需有足够的容量，从而减少加肥次数，般情况下要求施肥到了地头才加肥。

但是料斗容量也不能太大，那样会增加机构的重量，对施肥机的的稳定性产生不利的影响，还会影响机组的纵向移动性料斗必须保证箱壁的倾斜角大于肥料的自然休止角，以保证肥料能顺利滑落排肥器，这里选择。

除此以外，料斗还应该坚固耐用，重量轻巧，具有定的刚性，并具备防水和防潮的能力料斗要便于加肥卸肥和清洗，因此该机所选的料斗形状为锥台型。

料斗的容量主要由施肥的距离确定。

根据以往实验结论施肥机在工作时不宜施完料斗内的全部肥料播，应该保留至少的肥料余量，避免料斗内肥料太少而影响肥料的施撒量。

根据般山区桔园的大小单次施肥距离约为因此本次设计肥料箱的容积为.。

料斗尺寸长宽高。

.排肥器的选型排肥器种类很多，在农业上通常使用的排肥器有外槽轮式内槽轮式磨纹盘式锥面型孔式离心式匙式及刷式等类型。

排肥器应该具备较大的排肥均匀性和稳定性，能均匀连续地排肥，并且能在不同外界条件下作业，具备较强的通用性和适应性，能够施撒不同的肥料，且其排肥量稳定可靠排肥均匀，结构简单工作可靠，易于制造和维护，调整方便。

其中应用得最广泛的是外槽轮式排种器，其由排种肥盒排肥轴外槽论阻塞轮花型挡环及清肥舌等组成图。

肥料通过箱底开口流入盒内。

排肥轴转动时，外槽论及花型挡环可防止肥料从槽轮两侧流出。

这种排肥器结构简单制造容易使用方便通用性好适应性能广，国际上已经标准化，决定设计采用外槽轮排肥器。

外槽轮的外槽轮排种器的工作过程大致可分为充肥，刮肥和投肥四个阶段。

排肥器排肥时，料斗内的肥料在重力作用下经箱底进入排肥器内。

肥料充满槽轮槽随着槽轮转动肥料排出排肥器，从而实现排肥过程。

根据桔园施肥机的设计要求和参考有关文献，主要有以下结构参数槽轮直径槽轮直径越大，则每转排肥量越大，排肥能力越强。

如果些肥料的施撒量小则必须相应地减小槽轮工作长度或降低转速。

这样会使排肥的均匀度降低，有时甚至无法满足小肥量的要求如果施肥量过大而槽轮直径过小则无法满足施肥量要求，此次设计使用最多的槽轮排肥器槽轮直径为。

槽轮的工作长度槽轮最大工作长度可根据施肥机的工作要求并参照槽轮最高转速来确定。

槽轮实际工作长度在到槽轮得最大长度。

槽轮共组长度可在范围调整。

取槽轮在排种盒内的共组的长度为。

吐槽断面形状和槽数槽数太多，使肥料施撒不均匀槽数太少，会使肥料施撒不够，并降低排肥均匀性。

常用外槽轮为齿或齿。

设计采用齿。

凹槽断面常为圆弧形，槽弧半径为.。

排肥盒阻塞轮挡圈清肥轴弹簧排肥舌排肥轴外槽轮图外槽轮式排肥器覆土器的选型由于桔树根较浅，耕地深度不宜过深，选用齿钯覆土无论从效果上还是经济效益上都能能很好地满足要求。

行走轮的选型设计.行走轮的选用要求在该播种机中，行走轮不仅起到陷深作用，而且还是排种的主动轮。

因而在设计时，应该从以下几个方面着手具有较大的强度，刚度等机械性能滑移系数较小，般不要超过，从而提高施肥的均匀性对地表不平性具有较强的适应性，避免在地表高低不平的情况下打滑，更好地适应山区桔园地形。

.行走轮的转速的计算行走轮的前进速度应该和人的行走速度至，因此机器的行进速度为，取地轮直径为.有式中地轮轴的转速地轮轴的角转速地轮的转速由公式得.地轮的半径。

动力部分的设计和强度校核.传动比的设计和参数确定施肥机的传动示意如图链轮链轮链轮链轮减速器链轮行走轮链轮链轮排肥器图施肥机传动示意图为了适应机具排肥时不同量的要求即传动比的变化，机具采用链轮传动，通过改变不同链轮和链条长度来实现不同的施肥量要求。

为了保证作业时的连续排肥，则要求传动部分要有可靠的传动比无滑动。

又由于施肥传动所传动的功率小速率小，所以所要求链传动比不是非常严格，但也要满足相应的要求。

已知行走轮的行进速度为，整机传动除变速箱都是用链轮传动动力，根据设计要求，传动系统有四处用到链轮传动，分别是变速箱的输出轴链轮，在中间传动轴上与链轮配合的链轮，中间传动轴上的传动动力给行走轮的链轮，行走轴上的链轮，中间传动轴上与排肥轴的链轮系链轮，链轮。

中间传动轴上与地轮的链轮配合，下面着重设计传动轴与行走轮之间的链轮传动，另外两个链传动参照计算。

.链轮的设计链轮的计算选择链轮齿数在此设传动轴与地轮之间的链传动的链轮分别设为，。

传动比初步确定为假设链速为.，查资料选取，则确定链结数初选中心距节取节。

计算功率查得工作情况系数.确定链接距查得小链轮齿数系数.采用单排链，查的多排链排数系数，得根据.，查得选用链号为.的单排滚子链，链节距.。

计算实际中心距.取验算链速与原假设相符。

计算轴上载荷，先计算出有效拉力链传动受力分析查得的每米质量.，极限拉伸载荷水平布置时垂直系数，得垂直拉力链轮所受的圆周力链轮的紧边拉力故安全系数为确定滚子链链轮的主要尺寸。

链轮的的基本参数是配用链条的节距，套筒的最大外径，排距和齿数。

链轮的主要尺和计算公式可以查阅机械设计手册。

润滑方式采用人工定期润滑。

同计算设计链轮链通过验算校核强度得，。

中心。

都采用型号为滚子链。

链轮材料的选择链轮材料应满足强度和耐磨性的要求。

对于低速轻载平稳传动中，链轮可采用中碳钢制造。

中速中载时应采用中碳钢淬火处理。

而本设计中播种机传动部分属于低速轻载，较平稳的传动，所以应采用中碳钢。

.轴的设计和校核轴的设计施肥机设计中四根轴，分别是中间传动轴排肥轴行走轴和地轮轴。

四根轴都选用钢正火处理，查文献得强度极限，其许应弯曲应力。

确定轴的最小直径确定轴的输出端之间按扭转强度估算轴输出端直径，查得文献表取，则，考虑到轴上有键槽，将轴的直径增大，则取考虑到中间抽上的传动复杂，故中心轴直径取轴的强度校核轴的受力分析设计轴分节轴上依次装支撑架，轴承，链轮，链轮，链轮，轴承，支撑架。

中间轴的受力分析链轮的转速由公式作用在链轮轴上的载荷可近似地取链条受到的紧边和松边拉力之和。

因为离心拉力对没有影响，不应计算在内，所以。

又由于垂直拉力不太大，故可近似地按下式计算式中为链传动工作情况系数，查文献得平稳载荷的内燃机传动取为有效拉力。

由公式得，用同样的方法也可求出三个链轮分别施加给了中间三个载荷。

将力分解到水平方向和垂直方向，求出中间轴的总的受力。

轴受到的水平面总支反力总的支反力轴收到的垂直总支反力垂直支反力因为链轮，链轮安装在同个键槽上，两者位置较近，可以看做个链轮。

水平方面的弯矩垂直方向的弯矩绘制合成弯矩图根据得•由弯矩图和轴的结构图可知，链轮处可能是危险截面，应该校核其截面的疲劳强度。

链轮