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第一章 摘要
由于我國種茶歷史悠久，種植地域廣泛，迫切需要機械修剪器具來代替手工修剪機械修剪是解決勞力不足和降低生產(chǎn)成本的根本途徑。而普通修剪機用于重修剪是屬于破壞性使用，一般不宜提倡。本課題即針對成齡茶樹的深修剪、衰老茶樹的重修剪或臺刈面臨的問題及現(xiàn)有修剪設(shè)備的不足，研究出一種全新的茶樹重修剪機械設(shè)備，并對整機各結(jié)構(gòu)部件進行協(xié)調(diào)，對修剪機所用刀片的材料、結(jié)構(gòu)進行分析，研制配套的傳動系統(tǒng)，相應(yīng)的帶輪，軸，機架，并進行計算和裝配圖的繪制。
關(guān)鍵字：
機械修剪器具，重修剪，全新的茶樹重修剪機械設(shè)備，刀片的材料，傳動系統(tǒng)，帶輪，軸，機架。
第二章 前言
茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。茶樹修剪方法主要有幼齡茶樹的定形修剪、成齡茶樹的輕修剪與深修剪，衰老茶樹的重修剪及臺刈等。
成齡茶樹經(jīng)多年采摘和輕修剪后，采樹冠摘面上會形成密集而細弱的分枝，這就是常說的“雞爪枝”， 這時，茶樹新梢育芽能力減弱，生長乏力，茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)下降，為更新樹冠采摘面，就得采用深修剪技術(shù)，剪去密集細弱的雞爪枝層，使茶樹重新抽發(fā)新枝，提高育芽能力，延長茶樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)年限。
一．緒論
深修剪通常剪去冠面10～15cm枝梢，目前茶樹的深修剪工作一般用雙人抬修剪機來實施，但雙人抬修剪機比較笨重，且工作效率低。
重修剪的對象則是半衰老和未老先衰的茶樹。這種茶樹，雖然骨干枝的抽生能力仍較強，但生產(chǎn)枝的育芽能力已很弱，芽葉瘦小，葉張薄細，輕伸修剪根本不起作用，即使采用深修剪也不能達到目的，這時，就得采用重修剪技術(shù)。重修剪茶樹一般在離地30～40cm處修剪樹干。臺刈則是比重修剪更為徹底的改造樹冠的修剪技術(shù)，其對象是嚴重衰老的茶樹，但目的與重修剪相同；茶樹臺刈后，從根頸部抽發(fā)的新枝能重新形成樹冠。重修剪及臺刈由于修剪的茶樹枝干一般較粗，現(xiàn)有的茶樹修剪機械很難擔(dān)當(dāng)大任、不但效率低，而且常出現(xiàn)露枝現(xiàn)象；因此許多地方還在采用人工以砍柴刀對枝干進行砍切修剪，勞動狀況惡劣、勞作水平極其落后，另外人工砍切修剪對茶樹生長是十分不利的。
二．國內(nèi)外同類研究概況
目前，國內(nèi)科研人員對茶樹的修剪研究多集中于茶樹的輕修剪、中修剪機械研制及應(yīng)用上，而在專門用于老茶樹或未老先衰茶樹的重修剪機械的研究與應(yīng)用上，還基本處于空白狀態(tài)。
1、修剪機的研制
由于我國種茶歷史悠久，種植地域廣泛，迫切需要機械修剪器具來代替手工修剪，因此國內(nèi)在茶樹修剪機具的研制上，已取得了很大進步，國內(nèi)已有多家單位生產(chǎn)出了多款茶樹修剪機。
如南京秦淮園林機械廠生產(chǎn)的單人多功能電動茶樹修剪機，其主要技術(shù)參數(shù)為：主機重量：2.5kg；電壓：24v；桿長：110cm；功率：100w；轉(zhuǎn)速：6000轉(zhuǎn)/分鐘。該機具有環(huán)保節(jié)能，效率高，能耗小，對茶作物無污染等優(yōu)點。
浙江省生產(chǎn)的PSM110型茶樹修剪機雙人抬跨行作業(yè)機具，由兩把鋸齒型刀片作相對往復(fù)運動完成修剪作業(yè)。修剪機的動力選用日本三菱TL33PVD型汽油機。當(dāng)汽油機運轉(zhuǎn)達到一定速度時，離合器先帶動風(fēng)機運轉(zhuǎn)，繼而將動力傳輸?shù)綔p速齒輪箱，減速齒輪與偏心機構(gòu)設(shè)計在同一箱體內(nèi)，通過一級齒輪減速，動力傳到偏心機構(gòu)，偏心機構(gòu)上有偏心方向為180o的雙凸臺，帶動連桿驅(qū)動刀片作往復(fù)運動，完成切割作業(yè)。
國外如日產(chǎn)的Ｅ7Ｂ-750型單人修剪機配日本單缸二沖程1.03ｋＷ(1.4馬力)汽油機，采用平刀片往復(fù)式切割，切割幅寬750ｍｍ。具有以下特點：①重量輕、方便于單人操作，平形、弧形樹冠均可使用，適應(yīng)性很好；②發(fā)動機性能好，操作簡便，機身上設(shè)有停車按鈕及汽油機調(diào)速控制手柄，刀片動、停、快、慢控制十分方便。
目前，國內(nèi)外對茶樹的輕、中修剪機械的研制及應(yīng)用均已成熟。并進入大面積應(yīng)用的推廣期。
2、對修剪機的應(yīng)用研究
人工修剪每人8小時只能剪0.02hm2，需付酬金1750元/hm2；采用修剪機修剪，二人8小時可修剪0.4hm2，人均工效為手工的10倍，與人工相比費用降低了1312.5元/hm2。采用修剪機進行重修剪時，人工重修剪每人8小時僅能剪0.0133hm2，每天工資需40元，需付酬金3000元/hm2；用修剪機勉強湊合使用，兩人用雙人修剪機作主修剪，另一人用單人修剪機補修遺留枝與邊枝，三人可修剪0.2hm2，工效是手剪的5倍，生產(chǎn)成本是1963元/hm2。與手工相比可降低成本1037元/hm2。1999年單臨安市的深修剪工作就可節(jié)約勞力1050工，節(jié)約生產(chǎn)成本30580余元；重修剪工作可節(jié)約成本13820余元，節(jié)約勞力800工。
通過以上研究，過婉珍等人認為：機械修剪是解決勞力不足和降低生產(chǎn)成本的根本途徑。而普通修剪機用于重修剪是屬于破壞性使用，一般不宜提倡。并建議生產(chǎn)廠家能生產(chǎn)專用重修剪機，以滿足用戶需要。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的覃松林研究分析了單、雙人茶樹修剪機使用時應(yīng)該注意的問題，他重點指出，單人修剪機和雙人修剪機不準作老茶樹的深修剪和重修剪，否則機器將嚴重超載而遭到破壞。
3．對茶樹重修剪機的研究
通過以上科技人員的研究結(jié)果可以看出，茶樹修剪機無論是單人型還是雙人型，都難以承擔(dān)起老茶樹的重修剪任務(wù)，這迫切需要國內(nèi)的科技工作者研究開發(fā)出一種專門用于老茶樹的重修剪機械。
綜觀國內(nèi)外，目前對老茶樹重修剪方面的研究很少，而且研究領(lǐng)域也僅僅側(cè)重于重修剪工作對茶樹的影響及效應(yīng)分析，對重修剪機械的開發(fā)和研制以及應(yīng)用基本上還處于空白狀態(tài)，本課題的開展將打破該領(lǐng)域的空白局面，屬國內(nèi)首創(chuàng)。
第三章 設(shè)計任務(wù)
（一）． 茶樹修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較低的芽萌發(fā)新技，增強樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。茶樹修剪方法主要有幼齡茶樹的定形修剪、成齡茶樹的輕修剪與深修剪，衰老茶樹的重修剪及臺刈等。
（二）、主要技術(shù)指標：
1）刀具使用壽命：720h左右；
2）修剪樹高：250cm；
3）修剪幅寬：500cm；
4）工作效率：最高0.24hm2/h；
5）切口平整度：平均80％；
（四）、傳動路線的擬定
考慮到經(jīng)濟性及機器的整體結(jié)構(gòu)和所需傳動的準確性，我們擬定了整臺機器的示意圖
（五）、設(shè)計步驟
1.基本結(jié)構(gòu)的確定
2.根據(jù)基本結(jié)構(gòu)計算分析各個零部件
3.根據(jù)設(shè)計說明畫出總裝圖
4.根據(jù)計算結(jié)果及總裝圖，畫出各個零件圖
第二章．設(shè)計分析
一． 傳動路線的擬定
1.對傳動方案的要求 ?
合理的傳動方案，首先應(yīng)滿足工作機的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護方便等要求
2.擬定傳動方案
任何一個方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要的和最基本的要求。
方案一：
方案二：
考慮到經(jīng)濟性及機器的整體結(jié)構(gòu)和傳動所需要的準確性，我們分析決定采用結(jié)構(gòu)比較簡單的帶輪傳動，故我們選擇第一種傳動方案。
二.汽油機的選擇
1、已知給定的參數(shù)如下：
（1）.切削力F=200N；
（2）.切削最大半徑R=60mm;
（3）.刀片轉(zhuǎn)速n=1500r/min;
2、汽油機的選擇計算：（如圖）
T=FR=200N×0.06m=12N.m
選擇2E60C型汽油機，立軸，水冷，P=7.4KW n=2500r/min,T=53N.m
三.帶Ⅰ的設(shè)計
1.確定計算功率