茶树修剪机的设计 论文(11)

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图3-19 轴Ⅲ力矩图

从弯矩图和扭矩图可以看出c点是危险截面，需要校核。 c点在竖直面内：

弯矩： MVc=Fr×223+FNb×139≈41524N.mm 扭矩: Tc=9.55×106×

P3≈17190N.mm n42VC?ca?式中：??0.6；

M?(?T)2

W

代入数据得： ?ca4故轴Ⅲ的设计满足要求。 （3）轴承的选择和校核

2?241524（0.6?17190）? ≈16MPa<60MPa

0.1?303因FNb

由FNc=144.3N,n4=1500r/min，初选型号为6406 GB/T 276-1994的轴承，基本额定

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动载荷C=47500N。

C3?P4?式中：??0.6；

60n4L'h

106

取轴承的预期计算寿命Lh’=18000h。 取载荷系数fp=1.8，则滚动轴承的当量动载荷

P3?FNC'fp?1.8?1007.3?1813N代入数据得： C3=21293N

选取键6×40GB/T 1096-2003的圆头普通A型平键。

3.5 机架的设计

在完成上述设计后，可根据以上设计内容确定机架的结构和尺寸。主要内容包

括以下几个方面的设计：机框和机头的设计，加上上述带和轴的尺寸。机框是用来放置汽油机、安置机头和车轮支撑轴的，进而才能安装传动轴、带轮和带。基于设计参数，综合考虑，就可以设计出机架的整体结构尺寸。

3.5.1机框的设计

（1）设计参数 1）修剪幅宽为500mm

2）汽油机量15.8kg，外形尺寸317.5×354.5×353mm 3）人的身高估计为170cm

（2）设计过程

根据汽油机的外形尺寸可以定出安装动力处的位置尺寸，由于人的身高为

160?30o 170mm，斜坡处的水平长度为277mm，故倾斜角为tan??277安装支撑轴处的直径选为标准系列内的51mm，修剪幅宽为500mm，故机框的宽度为500mm，其他尺寸的设计参见非标件的设计，这里过程略去。

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设计的机框的结构尺寸如下所示

图3-20 机框

3.5.2 机头的设计

机头的作用是在修剪机向前移动的过程中，将茶树的枝干分开，使其更好地与刀片接触，刀片可以锁紧枝干，降低切口的撕裂度。

机头的材料选用40Cr的钢材，厚度取为10mm，长度就是修剪幅宽500mm。 为了在夹角的最低处能将枝干固定住，便于刀片的切割，留出了一定的弧度，故机头夹角设计为58o。

最终的机头结构图如下所示：

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图3-21 机头

3.5.3 机架的结构图

最终机架的结构图如下所示：

图3-22 机架的结构图

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3.5.4 机架高度的调节

为了实现茶树修剪机高度的调节，设计一系列不同规格直径的车轮，这样就可

以实现修建高度的自调了。

车轮直径的尺寸系列有：1400mm，1200mm，1000mm三种规格。

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