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1、1 课题名称及来源：名称：单圆盘果园开沟机的设计来源： 自己拟定2 研究的目的、意义和国内外研究现状：2.1 选题的目的及意义我国果园无论是面积还是产量均居世界第一，随着我国经济的发展和农业产业结构的调整，果园种植面积越来越大，已成为农村经济的重要支柱和农民收入的主要来源，具有极大的发展潜力。但由于果树品种、种植模式和机械化程度等因素的限制，使果园工作劳动强度大，功效低，而农忙时节的劳动力紧缺，不能及时完成任务，甚至误了农时,严重影响果品品质的同时，增加了农民的经济成本和劳动强度。开沟施肥环节劳动强度大，工作环境恶劣，对植保机械化有着迫切的需求。多年来，我国对专业开沟设备的研发投入不足，专业开
2、沟设备品种单一，应用范围狭窄，大部分开沟施工仍停留在人工开挖或使用通用液压挖掘机挖掘层面。人工或通用挖掘机开沟，不仅施工速度慢、效率低、劳动强度大、管理困难、费用高，且沟型成型差，尤其对较硬的土壤很难挖掘。而进口专业开沟机价格昂贵，极大制约了国内用户的需求。因此研制出满足农户需求，价格低廉的果园开沟机设备是非常必要的。 2.2 国内外研究现状1、国外研究现状国外开沟机的发展已有六十多年的历史，主要以美国、原苏联、法国、英国和意大利等国家发展较快，美国和原苏联是最早使用开沟机的国家。最早的开沟机为铧式犁开沟机，然后是圆盘式开沟机。圆盘式开沟机是用一种与铧式犁相似的无犁铧的深沟机，开挖窄而深的沟，
3、以圆盘式抛撒机开梯形沟。目前开沟机的主要开沟机具有两种，一是链式开沟机具，用于开挖窄深沟；二是立式铣削轮机具，用于开挖深宽沟。国外开沟机的种类很多，适应各种不同施工的需要。最小的开沟机功率仅有几千瓦，最大的功率达到1100kw，质量136t。此外根据用户的不同需求，可在开沟机上配置诸如推土板、凿孔器、反铲、铺缆器等多种工作装置，使其适用于不同地面条件和工作环境。在较先进的挖沟机上，广泛应用静压传动、电子调平，自动功率控制等高新技术。国外专用开沟机需求量逐年增大，仅美国就有Ditch Witch,Vermeer,Case,Roccaw,Trencor Jetco,Tesmec,Cleveland
4、和Carptal等十多家公司生产开沟机，共有一百多种。2、国内研究现状早在20世纪50年代，我国农田水利建设就已经应用铧式犁开沟。铧式犁开沟机的优点是结构简单、工作可靠、零部件较少，开沟深度；3080cm；主要缺点是效率低、阻力大，有的地层要用两台拖拉机牵引。到了20世纪70年代中期，铧式犁开沟机逐渐被铣抛盘式开沟机取代。铣抛盘式开沟机开沟的沟型断面是上口宽沟底窄的倒梯形，开沟深度为0.51.0m，抛土速度为715m/s，拖拉机行走速度为50200m/s；其主要缺点是传动复杂、结构庞大、行走速度太底。由于当时国内拖拉机都没有爬行档，所以在20世纪70年代中期主要采用东方红-75、红旗-100等
5、拖拉机加装减速器、随车变速箱完成拖拉机的改造工作。到了上世纪80年代中期，国家从国外引进了少量挖沟机，主要用于农业暗管排水工程。此后，上海拖拉机厂、无锡拖拉机厂和丹东拖拉机厂分别开发了用8-55kw拖拉机改装的挖沟机，但由于技术性能和经济等原因，没有得到广泛应用。自上世纪90年代至今，我国开沟机机型主要以螺旋开沟机与链式开沟机为主。犁式开沟机和双圆盘式开沟机由于机械强度低、拖挂动力输出小的局限，多用于施工条件较恶劣的农田工程中；而链斗式开沟机以及轮斗式开沟机因为机械强度大、拖挂动力输出大的特点，多用建筑工程中；立式螺旋开沟机具有结构简单、部件紧凑、动力消耗少，行走速度快等特点，注意用于开挖排灌
6、沟、施肥沟等。3 课题的研究内容、目标及可行性分析3.1 研究内容1、单圆盘果园开沟机整体结构方案的设计。2、动力系统的设计与计算。3、减速系统的设计与计算。4、链条传动系统的设计与计算。5、分土系统的设计与计算。3.2研究思路和方法本次设计的主要内容是单圆盘果园开沟机的设计，研究的思路和方法为通过资料的查阅了解和掌握开沟机的工作原理、特点、分类及研究现状等内容；依据掌握的资料对单圆盘果园开沟机进行总体方案的选择、比较、论证与确定；通过得到的总体方案，对其涉及到的主要零部件进行设计和计算。对总体结构进行三维实体建模，进行结构的优化，采用总结法对本次设计进行全面的总结。3.3 研究目标1、满足国
7、内果园开沟的实际需要。2、有足够的工作强度和安全性能。3、适应性较强。能够在不同土质、不同湿度的情况下正常工作。4、本次设计的机器要满足结构简单、操作维修均比较简便。3.4 可行性分析指导老师下达任务充分理解本课题要解决的问题查阅文件和素材（图书馆、上网）翻译英文资料（图书馆、书籍、网络等）参观实际设备撰写论文CAD绘图指导教师审查修改、完善、定稿准备答辩。通过上面的设计流程，本次设计是可行的。4. 关键问题和难点分析4.1 课题研究的关键问题1、单圆盘果园开沟机总体方案的选择与确定；2、动力系统、减速系统、链条传动系统、分土系统的设计与计算。3、三维模型的建立。4.2 课题研究的难点分析课题
8、研究的难点为总体方案的选择与确定，机构的设计与计算等，主要体现在以下几个方面： 1、确定本次设计技术指标。2、如何使本次设计的单圆盘果园开沟机，满足果园开沟的需要。3、在若干可行方案中如何确定最优方案。4.3 进度计划第一周：熟悉课题内容，收集相关数据；第二周：拟定研究方案并完成文献综述、开题报告和文献翻译等任务；第三周：熟悉及熟练使用相关软件和书籍。第四至五周：根据调研数据，确定单圆盘果园开沟机的初始方案；第六至七周：单圆盘果园开沟机主要零部件的设计计算，三维实体的建立；第八周：结果进行分析，并与指导老师进行讨论交流，得出最优方案；第九至十周：撰写论文，汇总资料，准备答辩；参 考 文 献1
9、宗跃. 挖沟机械的发展状况及市场前景J. 工程机械，2001（7）：50-532 李金琦. 旋转开沟机M. 北京：中国农业机械出版社，1984：23-303 尹大庆、韩永俊.工程开沟机工作机理的研究J. 农机化研究，2003（3）：77-784 徐慎初、梁树英、张巍. 钻孔与挖沟设备J. 建筑机械，2005（3）：58-595 王京凤.微型果园开沟机的设计分析与优化.（硕士学位论文）.杨凌：西北农林科技大学，2010.6 周善鑫.链式开沟机设计研究及其CAA.（硕士学位论文）.武汉：华中农业大学，2008.7 贾国良.链式开沟机刀具优化设计及其切削过程的数值模拟.（硕士学位论文）.武汉：华中农
10、业大学，2009.8 江创华.履带全液压挖沟机新品研发.（硕士学位论文）.天津：天津大学，2004.9 房恩宏.链式开沟机设计方法的研究.（硕士学位论文）.长春：吉林大学，2007.10 王云超.链式开沟机挖沟器动态特性研究. （硕士学位论文）.长春：吉林大学，2004.11 杨有刚，刘迎春.仿生式开沟机设计理论的研究.农业机械学报.2004.01.12 杨有刚，刘迎春一种新型链式开沟机设计参数和功率的确定农业机械学报.1998.0613几款链式开沟机的性能及特点比较.农业机械.2006.20.14 宋树民等.果园管理机械发展现状与趋势分析.现代农业装备.2010.07.15 傅锡敏等.我国果
11、园植保机械现状与技术需求.中国农机化.2009.06.16 申为宝.日本果树生产现状.落叶果树.2006.01.17 Ali Mansour.BLUE FLAME BOW TIE PROPANE-POWERED PORTALS.Petersens 4 Wheel &Off-Road.2007.06.18 Nedorezov,Zedgenizov，V G Strelnikov A N，Gusev S ASimulating the interact-tion of the chain trencher scraper with thegroundJStroitelnye i Dorozhnye Mashiny，2002，12：242719 Kushwaha R L Shen JFinite element analysis of the dynamic interaction between soil and tillage toolJTransactions of the ASAE，1995，38(5)：1315-1319. 指导老师审阅意见:该同学前期已经认真地查阅一些相关论文、资料，对课题所涉及的内容进行了深入的分析；已经明确课题的任务和设计方法，制定了详细的计划和进度安排。思路清晰，技术方案可行，同意开题。指导老师（签字）： 年 月 日备注： 1
