械设计的角度，阐述了该机具研究开发的目的葡萄埋藤作业的农业技术条件机具设计的依据机具作业的工作原理机具的总体结构设计和抛土换向机构等关键零部件的设计和计算，并对该机具的进步完善设计提出了改进方案。关键词葡萄覆土机，设计计算，抛土换向的提高，极大地丰富了市场，也成为农民脱贫致富的条有效途径。但长期以来，葡萄的种植管理等生产环节中，大都以人工手工作业为主，劳动强度大生产效率低生产成本高，这严重制约了葡萄产业化的发展进程。而在我国北方地区，尤以葡萄藤的冬前掩埋为最突出的需要机械化解决的问题。.葡萄覆土机特点当前，国内生产的葡萄埋藤机有以下几种主要机型型多功能葡萄埋藤机型葡萄埋藤旋耕多用机型葡萄越冬覆土机.型越冬覆土埋藤机型葡萄埋藤机葡萄埋藤机。这些葡萄埋藤机，从工作原理上看，主要分两大类类是取土输送覆土另类是旋耕取土直接抛送覆土。两大类各有特点，适应不同的葡萄埋藤作业要求。第类采用取土输送覆土工作原理的葡萄埋藤机，工作时，将旋送的土经纵向输送横向输送到达需要掩埋的葡萄藤上，实现埋藤。这类葡萄埋藤机具，优点是适宜于较宽的葡萄种植行距，埋藤覆土高度较高，取土沟可以距离葡萄根部较远。缺点是作业效率较低，地头转弯大。第二类采用旋耕取土直接抛送覆土工作原理的葡萄埋藤机，工作时，直接旋耕抛土到双侧绑好的葡萄藤上，实现覆土作业。优点是机具只工作遍，即可完成埋藤作业，埋藤作业效率大大提高，适应定的行距范围。缺点是仅适应葡萄单篱架种植固定行距且行距较为致，最高埋土高度在.米。其中，手扶单侧埋藤机可以适宜葡萄单篱架种植，行距在.米较小地块的葡萄埋藤作业。葡萄种植用户可以根据自己葡萄种植的具体情况，冬季气温条件来选择使用葡萄埋藤机。.葡萄覆土机发展现状随着农业种植业结构调整，葡萄种植业发展迅速，其不仅丰富了市场，满足了人们的消费要求和工业原料要求，且农民的收入获得较大幅度的增加。但是目前葡萄生产基本处于人工作业阶段，葡萄藤冬剪后须下架进行冬前掩埋，以防风干。其劳动强度大效率低作业质量差，是项时效性强的作业，影响了葡萄种植业的进步发展。据了解国外基本选择在气候适宜的地域种植，无须葡萄藤掩埋，也没有相应的机械可以借鉴，国内目前尚无专门的葡萄藤越冬掩埋机。年我国成立了课题组开始埋藤机的研究。根据旋耕机工作原理由动力驱动并切削土壤，加上抛土功能，使其堆土形状达到所需要的位置，埋藤后再浇水漫灌，目的是保墒，以防风干。整机总体方案的设计.设计思想本课题是以机器经济性好人性化设计环境友好性好可靠性高寿命长结构简单易于维修等为设计思想。.主要结构确定考虑到葡萄行间土壤较坚实，铲土与送土所需动力较大，且拖拉机宽度受葡萄种植行距的严格限制，因此，本次设计选择型轮式拖拉机作为基本配套动力机型。整机结构简单外型美观制造容易强度可靠安全系数高尽量选用国家标准件及通用零部件机具使用调节维护方便，使用可靠，便于安装和挂接。整机采用三点全悬挂正牵引式作业方式。机具前部挖沟取土，通过两级输送机构将土壤提升并抛送到机具侧。机具的升降由拖拉机的液压操纵手柄来完成。机具的取土深度亦即埋藤覆土量由机具限深地轮的深浅来调整。整机主要组成部分是悬挂牵引机架动力输入变速箱挖沟集土铲纵向输送器可换向横向输送器抛土换向器支承限深地轮抛土距离控制板等部分组成。主要组成部分见上图所示。.覆土机的工作原理覆土机在作业时，拖拉机动力输出轴经主变速箱为纵向和横向输送机构提供动力。在拖拉机前进动力的牵引下，与地面保持定入土角的挖沟集土铲被强制入土，在两藤行间刮取定深度和宽度的土壤，集中并流向集土铲后下部的向后上方倾斜定角度的纵向输送带上，经输送带提升输送到可左右换向并距离地表有定高度的横向输送带上，横向输送带在定的转速下连续地将土壤抛向机具侧。横向输送带两侧的抛土挡板可由机手根据机具作业实际需要抽拉并限定在合适位置，使机具抛出的土壤能够集中覆盖到需掩埋的藤蔓上，最后由置于机后侧的整形镇压器仿形镇压，成为符合埋藤农艺要求的梯形土埂。抛土换向器经机手在地头换位，可使横向输送带实现左右方向的抛土换向。.整机总体方案的确定由前章所述，整机的布置如上图所示。按照此方案，本次设计确定以方案为准，并根据方案拟定整机的整体布置，具体布置如下图所示。根据方案图所示，本次设计中的主要部分为右边的部分，换向器以及横向和纵向输送的部分，并且由拖拉机连接来的主传动系统装置。主要零部件的设计.传动路线及速度确定图.主传动系统结构图本次葡萄覆土装置的主传动结构如上图所示，序号为主变速器，主变速器靠对锥齿轮减速，序号为纵向输送带，主变速器输出部分为主链轮带动从动链轮连接带动序号的纵向输送带。通过主变速器出来的主动链轮带动换向器序号，换向器输出链轮带动从动链轮，从动链轮带动对锥齿轮进行转向输送到横向输送器经过换向器输出的链轮带动从动链轮连同对锥齿轮带动横向输送器的另端，两端不同主要是为了将集土铲出的土分别通过换向器将土分散到两边。拖拉机动力输出轴的动力经变速箱变速后分为两部分。部分传递到机具的纵向输送主传动滚筒，带动纵向输送带运动，将机具集土铲所取土壤沿纵向向后升运到定高度后落向横向输送带另部分动力经换向器或左或右换向后分别传递到横向输送传动滚筒或，使落入横向输送带的土壤沿横向或左或右输送到机组的侧。为使集土铲部分的土壤最大限度地输送并抛送到需埋藤部位，纵横输送带需尽量选择最高速度。根据机械设计输送带的工作线速度的推荐值并经试验后确定为带或更高些。而拖拉机动力输出轴的转速为，本设计选择通过主变箱的第级锥齿轮减速和第二级链传动共两极降速来实现上述要求。.主变速箱及传动比确定主变箱的第Ⅰ级变速设计和计算。主变箱选择级锥齿轮减速。主变速箱主动轴的转速即拖拉机动力输出轴的转速为。主被动锥齿轮的齿数分别设计为变速比则住变速箱被动轴转速为主变速箱被动轴到输送滚筒的第Ⅱ级变速设计及计算。滚筒直径设计为滚筒。周长滚筒.。运输带线速度带选定为带，则输送滚筒所需转速则第Ⅱ级链传动的变速比.主变速箱锥齿轮设计．选材小齿轮材料选用号钢，调质处理，大齿轮材料选用号钢，正火处理，.由参考文献以下简称式，计算应力循环次数.查图得.，.，由式得.，取.，.，.，计算取按齿面接触强度设计小齿轮大端模数由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计取齿数，则.，取实际传动比.，且，.，.，则小圆锥齿轮的当量齿数.，由图，得.，.，.，由表有.，取•ε.，由取.又.•，.，.由式计算小齿轮大端模数.将各值代得.由表取根据计算得出主变速器锥齿轮数据如下实际齿数比.分锥角.大端分度圆直径外锥距齿宽大端齿距.齿顶高齿根高顶隙齿根角齿顶角等顶系收缩齿顶锥角等顶系收缩齿根锥角齿顶圆直径冠顶距轮冠距大端分度圆弧齿厚大端分度圆弦齿厚大端分度圆弦齿高端面重合度ε.式中.链轮设计计算本次设计链传动采用精密滚子链。滚子链传动设计计算根据根据链传动设计要素，由于，应参照链速和传动比选取，推荐小链轮齿数确定为,取电机功率计算公式为Ⅰ.，查得工矿系数.，小链轮齿数.，多排链系数.，代入下式得确定链节距根据.，及，选定链轮型号为，节距为.，验算链速.链速适宜计算链节数与实际中心距初定为链节数取链节为节实际中心距计算对轴的作用力取.，.计算链轮的主要几何尺寸分度圆直径.齿轮传动设计计算选用直齿圆柱齿轮传动选用级精度选择小齿轮材料为调质，硬度为,大齿轮材料为钢调质选小齿轮齿数，大齿轮齿数取选择材料及确定需用应力小齿轮选用号钢，调质处理，大齿轮选用号钢，正火处理，由机械零件设计手册查得确定各种参数齿轮按等级精度制造由于原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对成布置，般按照中等冲击载荷计算。查机械设计基础教材中表得取.查机械设计基础教材中表取区域系数.弹性系数.查机械设计基础教材中表取齿宽系数由按齿面接触强度设计计算齿数取，则。故实际传动比模数取计算圆周速度计算齿宽及模数计算纵向重合度计算载荷系数由表查得使用系数根据.,级精度，由图查得动载荷系数由表查得的计算公式由图查得由图查得所以载荷系数按实际得载荷系数校正所算得得分度圆直径由式得按齿根弯曲强度设计由式得确定计算参数计算载荷系数根据纵向重合度从图查得螺旋角影响系数查取齿形系数由表查得查取应力校正系数由表查得由图查得齿轮的弯曲疲劳强度极限齿轮得弯曲疲劳强度极限由图查得弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数.由公式得计算大小齿轮并加以比较通过比较大齿轮的数值大计算接触疲劳许用应力取失效概率为,取安全系数,由式得.输入轴的设计计算我们是按扭转强度条件来计算轴的最小直径，这种方法只按轴的扭矩来计算轴的强度如果还受不大的弯矩时，则用降低需用扭转切应力的方法予以考虑。在做轴的结构设计时，通常用这种方法来初步估算轴的直径。对于不大重要的轴，也可作为最后的计算结果。轴的扭转强度条件为式中考虑轴上要安装键，为安全起见，我们取确定轴的各段尺寸和长度.第段用于安装大链轮，由链轮的齿数,该端轴的直径为，双排链链轮的总宽度.，考虑到凸缘，则链轮总宽度为，此段轴径宽度为。.第二段只是在该段轴的右端安置个轴承，同时配合轴承套的长度要求，由于该轴受轴向力，我们选用圆锥滚子轴承，内径，外径，宽度，加上轴套和密封圈的尺寸，我们取该段轴的长为由于轴的定位肩的高度般取为，取轴的直径为。此段定位轴肩轴径为，宽度。.第四段轴本来采用光轴，但由于为了在转动过程中需要随时调节，。.第五段轴与第二段相同为圆锥滚子轴承安装位，直径，长度。.中间轴的设计计算中间轴为惰轮的安装轴，转矩与上链轮输出轴相同则如下我们是按扭转强度条件来计算轴的最小直径，这种方法只按轴的扭矩来计算轴的强度如果还受不大的弯矩时，则用降低需用扭转切应力的方法予以考虑。在做轴的结构设计时，通常用这种方法来初步估算轴的直径。对于不大重要的轴，也可作为最后的计算结果。轴的最小半径条件为查机械设计轴常用几种材料的及值，。，由以上的公式得代入数据得同上样最小轴径，两端为了装轴承，轴径选用。此段轴的安排我们只选用三段，即中间端为安装惰轮，两端连接机架，两端轴径，中间段轴径。在惰轮端的轴径我们做成与端安装轴承端为同轴径，不用采用阶梯式，此方式为了加工更方便，同时也为了考虑此段未受多大的力，如上图所示。.输出轴的设计计算经过齿轮减速后的此段轴的转矩如下我们是按扭转强度条件来计算轴的最小直径，这种方法只按轴的扭矩来计算轴的强度如果还受不大的弯矩时