果园开沟施肥机的设计
果园开沟施肥机机架优化设计与试验
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｒｃｈａｒｄ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ
(１. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｔａｉａｎ ２７１０１８ꎬ Ｃｈｉｎａ
２. Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔꎬ Ｔａｉａｎ ２７１０１８ꎬ Ｃｈｉｎａ
为基础ꎬ构建机架多目标优化的数学模型ꎮ 然后ꎬ基于 Ｈａｍｍｅｒｓｌｅｙ 抽样方法ꎬ按约束条件选取 ４２ 组试验样本进行
试验设计ꎬ并计算其对应的目标值ꎮ 根据试验设计结果ꎬ选用移动最小二乘法并拟合出对应响应面ꎮ 其中ꎬ一阶模
态频率响应面模型的决定系数 Ｒ２ ＝ ０ ９９７ ４ꎬ质量响应面模型的决定系数 Ｒ２ ＝ ０ ９９９ ９ꎬ均大于拟合模型要求的精度
化后果园开沟施肥机作业的开沟一致性系数和施肥稳定性系数比优化前分别提高 ３ ７２％ 、３ ５７％ ꎬ提升效果明显ꎬ
满足果园开沟施肥生产要求ꎮ
关键词: 果园开沟施肥机ꎻ 机架ꎻ 灵敏度分析ꎻ 遗传算法ꎻ 多目标优化
中图分类号: Ｓ２２４ ２
文献标识码: Ａ
文章编号: １０００￣１２９８(２０２０) Ｓ１￣０１１３￣１０
果园挖坑施肥机与控制系统设计
１ 总体结构和工作过程
１ ． １ 总 体结构
本 挖 坑施 肥 机 主要 由机 架 、 传动装置、 挖坑装置 、
回土装置 、 施肥装 置及控 制系统组 成 ， 其 主体结 构如
图 １所 示 。
常不利。果树高效标准生产技术要求在果树周围（ 树
主要 技术 指标 ： 挖 坑深度／ ｍｍ： ２ ０ ０～ ４ ０ ０
机械挖坑及人工辅助施肥 ， 对于 回土和控制施 肥量还
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ — ０ ３ — １ ３
基 金项 目：陕西 省 自然科学基 础研究计划项 目（ ２ ０ ０ ９ Ｊ Ｍ３ ０ １ ８ ）； 中央高
挖坑宽度／ ｍ ｍ： ２ ０ ０ ～ ３ ０ ０
冠滴水线下 ） 钻孔 ， 并 精量施肥 。精量施肥是 精确农 业 的重要组成部分 ， 它根 据作物 实际需要 ， 基 于科学 施肥方法 ， 确定对作 物的变量投入 （ 即按需投 入 ） ， 其
优点是省时省工 、 工作效率 高 、 对树木 根系 的损 伤较
小、 肥水利用效率高以及对环境不造成污染等 。
没有具体的措施。
为此 ， 本 文 根据 果 树 施 肥 方 式 的科 学 要 求 及 果 园
施肥机械 的发展现状 ， 对果 园施肥机械优化并加 以集
成和耦合 ， 研究开发一 种经济 实用 、 能够控制施 肥量
的果 园挖 坑 施肥 机 。
的园艺作业 工序 ， 对果 品质量 、 产 量 以及果 树 的生 长 起着至关重要 的作用。 目前 ， 我 国的果树施肥方式主 要采 用 开 沟撒 肥 ， 这 种施 肥 方 式会 对 果 树 根 系造 成 严 重的损伤 ， 不仅使其施 在沟 内的肥料无 法被果树根部 充分吸收 ， 造成肥料 的严重浪 费¨ ， 而且其 吸收水分
小型果园开沟机的设计
小型果园开沟机的设计小型果园开沟机是专门用于果园开沟作业的机具，它可以帮助农民快速、高效地进行果树栽培和管理工作。
下面是一个关于小型果园开沟机设计的建议：1. 结构设计：小型果园开沟机主要由车架、发动机、动力输送系统、控制系统和挖沟装置组成。
车架要采用轻巧而坚固的材料，如钢材。
发动机可选择柴油发动机，具有较好的动力输出和耐用性。
动力输送系统可以采用链传动或者皮带传动，确保动力传输可靠。
2. 机身设计：小型果园开沟机的机身应具有紧凑的结构，便于操作和操控。
机身可以设计成三轮或四轮结构，增加机动性和稳定性。
同时，可以在机身前部设计一个可调节的支撑装置，使机器能适应不同果树高度和间距。
3. 挖沟装置设计：挖沟装置是小型果园开沟机的核心部件，它直接影响到开沟的效果和效率。
挖沟装置可以采用旋转刀片或钢板，通过旋转运动将土壤挖掘出来，并形成沟槽。
挖沟装置的宽度和深度可以根据果树的要求进行调整。
同时，还可以设计一个滚轴装置，将挖掘的土壤及时滚回到沟槽中，达到节约土壤和提高覆土效果的目的。
4. 控制系统设计：小型果园开沟机应该设置简单易懂的控制系统，方便农民进行操作。
控制系统可以包括一个手柄或踏板，用于控制机器的前进、后退和转向等动作。
同时，还可以配备一个显示屏，显示机器的工作状态和故障代码，帮助农民更好地了解和维护机器。
5. 安全设计：小型果园开沟机应该具备必要的安全设备，防止操作人员受伤。
例如，可以在机身周围设置护栏和护板，防止人员误碰机器运转部件。
同时，还可以装备安全开关和急停按钮，确保在紧急情况下能够及时停止机器运行。
以上是关于小型果园开沟机设计的一些建议，设计时需要根据具体的需求和实际情况进行合理的调整和改进。
开沟机设计方案
开沟机设计方案开沟机设计方案一、设计目标：开沟机是一种农业机械设备，主要用于农田灌溉系统中的开沟施肥、排放水、排放泥等操作。
设计开沟机的目标是提高工作效率、降低劳动强度，并保证操作的安全性。
二、设计原则：1. 结构简洁：开沟机应该采用简洁的结构设计，以减少零部件的数量和组装的复杂性。
2. 操作方便：开沟机应该有一个简单易操作的控制系统，操作人员能够轻松掌握。
3. 高效能：开沟机应该能够在短时间内完成开沟任务，提高工作效率。
4. 耐用性：开沟机应该采用耐磨、耐腐蚀的材料和零部件，以确保机器的使用寿命。
5. 安全性：开沟机应该有有效的安全保护装置，防止操作人员受伤。
三、设计方案：1. 结构设计：开沟机的结构由车架、控制系统、刀具和动力系统组成。
车架应该采用坚固的材料制造，以承受工作过程中的冲击和振动。
刀具应采用高强度的合金材料制成，以提高耐磨性能。
动力系统可以选择内燃机或电机，根据实际需求选择不同的动力。
2. 控制系统设计：开沟机的控制系统包括启动开关、刀具控制柄、速度调节器和停止开关。
启动开关用于启动机器的动力系统，刀具控制柄用于控制刀具的运动方向和速度，速度调节器用于调节开沟机的工作速度，停止开关用于停止机器的运行。
控制系统应考虑人机工程学原理，将控制装置布置在操作人员易于触及的位置。
3. 安全保护装置设计：开沟机的安全保护装置应包括刀具保护罩、急停按钮和断电保护装置。
刀具保护罩用于避免刀具伤人，急停按钮用于紧急情况下停止机器运行，断电保护装置用于避免机器损坏。
4. 维护方便设计：开沟机应该设计有易于维护的结构，例如可拆卸的零件、易于更换的刀具和润滑系统等。
此外，在机器使用过程中，还应提供定期检查和保养的指导，以确保机器的性能和寿命。
四、预期效果：通过以上设计方案，预期开沟机能够提高工作效率，减轻农民的劳动强度。
此外，在设计过程中注重安全性，能够保证操作人员的安全。
开沟机的设计应当具备易于操作和维护的特点，以降低使用成本，并延长机器的使用寿命。
大棚果园开沟深施肥机的设计研究_张加清
zjq2050146@ 163． com。 通讯作者： 刘丽敏（ 1979 － ） ，女，浙江金华人，硕士研究生，（ E － mail）
基本参数： 配套动力 / kW： 4． 0 发动机转速 / r·min － 1 ： 1 500 轮距 / mm： 720 轮胎 / mm： 400 开沟刀盘直径 / mm： 600 刀片数： 20 排肥器形式： 外槽轮式 肥料箱容积 / L： 58 技术指标： 开沟深度 / mm： ≤200 开沟宽度 / mm： 80 ～ 150 施肥量 / kg·h － 1 ： 0 ～ 75 作业速度 / km·h － 1 ： 0． 6 ～ 0． 8
1． 肥料层 2． 覆土层 3． 沟顶 图 1 开沟深施肥后土壤横截面图 Fig． 1 The chart of soil cross － section after Jobs
其特点是结 构 简 单 紧 凑、操 作 方 便、开 沟 省 力、出 土顺畅、功耗低，效率高、省工省力等，适应硬质土壤开 沟，符合大棚果园开深沟、施深肥农艺要求。 1． 2 总体设计
llm@ 163． com。
硬质土地，间距狭小环境下深施肥作业的机型对促进 我国现代农业发展具有重要的意义。
1 设计原理及机构
1． 1 设计原理 开沟深施肥的核 心 是 开 沟 ，能 否 深 施 肥 取 决 于 能
否深开沟。而要在大盘果园等硬质、沙质板结性粘土 土质开深沟，开 沟 刀 结 构 和 性 能 必 须 有 突 破 性 进 展。 本开沟刀盘上 的 开 沟 刀 采 用 仿 生 技 术 ，提 出 了“各 个 击破、分 层 多 次 ”切 削 理 念，模 拟 自 然 界 穿 山 甲、蚂 蚁 等动物穿透力极强的挖土过程设计开沟刀盘。在刀 盘后配置施肥器，即时将肥料施于沟底。施肥器后部 配置覆土器，及 时 将 土 填 埋 到 沟 中，实 现 开 沟、施 肥、 覆土三流程联合作业，完成开沟深施肥作业要求。开 沟深施肥后土壤横截面图，如图 1 所示。
开沟施肥机设计流程
开沟施肥机设计流程朋友，今天咱来好好唠唠这开沟施肥机的设计流程，这事儿可有意思啦。
首先咱得有个设计目标。
就好比你出门旅行得先想好去哪儿一样，设计开沟施肥机也得先明确咱要达到啥效果。
是要给大片农田施肥，还是果园、菜地啥的；是要施固体肥料还是液体肥料；开沟的深度、宽度有啥要求，施肥的量要多少，这些都得心里有数。
比如说，咱要设计一款给果园施肥的开沟施肥机，开沟深度30 厘米，宽度20 厘米，能施固体颗粒肥，每次施肥量可以调节，这就是咱的目标啦。
有了目标，接下来就得做方案设计。
这就像是给房子打个草稿，得想想这机器大概是个啥样子。
要先确定机器的整体结构，是用轮式的还是履带式的，动力从哪儿来，是燃油发动机还是电动的；开沟装置用啥形式，是旋转刀盘式还是铧式的；施肥装置又怎么设计，是用输送带送肥还是用螺旋输送器。
这时候，设计师们就得开动脑筋，画出好多草图，对比不同的方案，选出最合适的那个。
方案定好了，就该详细设计啦。
这一步就像给房子添砖加瓦，把每个零部件都设计得仔仔细细的。
要根据机器的工作要求，计算出各个零部件的尺寸、形状、材料。
比如开沟刀的形状和尺寸，要根据开沟的深度和宽度来设计，还要考虑土壤的硬度和阻力；施肥装置的料斗大小、输送部件的转速和功率，都得通过计算和实验来确定。
还有机器的框架、传动系统、行走系统等等，都得精心设计，保证机器能稳定可靠地工作。
设计好了零部件，还得选材料。
这材料就像盖房子的砖头和木材，得结实耐用才行。
像开沟刀得用高强度、耐磨的钢材；框架可以用铸铁或者铝合金；输送带要用耐磨损、耐腐蚀的橡胶材料。
选好了材料，还得考虑加工工艺，是铸造、锻造、焊接还是机械加工，都得根据零部件的要求来决定。
然后呢，就是装配设计。
把一个个零部件像搭积木一样组装起来，看看它们之间配合得好不好，安装和拆卸方不方便，维修保养容不容易。
还要设计好机器的操作控制系统，让操作人员用起来顺手、安全。
比如说，操作手柄的位置、仪表盘的布局、开关按钮的设置，都得符合人体工程学原理，让操作人员不用费劲就能轻松操作机器。
多功能果树开沟施肥机的研制
肥装置提供动力。
２２ 开沟 装置 ．
开 沟装 置与减 速换 向器 输 出轴上 的双 排链 轮 固 定 联接 ，通 过双排 链条 将动 力输 出给 开沟 装置 的 主
轴上。 主轴 两侧通 过花 键安 装两 个刀 盘 ， 个刀 盘上 每
体 的新 型林 果开 沟施肥 机 。 １ 主 要 结 构 该 机 由机架 、 动装置 、 沟装 置 、 肥装 置 、 传 开 施 覆 土 装置 五部 分组成 （ 图 １。 动装 置 由万 向节 、 见 ）传 减
板 １ 引杆 １ 缩簧 ２） 压 杆 ２ ． 缩 杆 ２ ８牵 ９伸 （加 １ 伸 ２调 整 立 柱
换 向减 速器 的输 出装 置在 给开 沟装 置提供 动 力
２ 工 作 原 理
２１ 传动 装置 ．
的 同时也 给施肥装 置 提供 动力 ，减速 器输 出轴 上的 单 排链 轮 和 １ 齿轮 轴上 的链 轮连接 ， 号 齿轮 和 ２ 号 １ 号齿 轮 啮 合 转 动进 行 换 向 ， 齿 轮 轴 上 的链 轮 通 ２号 过一根 长轴 对颗粒 施 肥箱 的排 肥盒进 行传 动 ，从 而 将 无机 肥料 导入 输肥 管进行 施 肥 。 与此 同时 ， 机 施 无
速 换 向器 、 轮 、 条 、 轮组 成 ； 沟 装置 由主 轴 、 链 链 齿 开 刀盘 、 耕 刀 、 旋 回土罩 、 限深 轮组 成 ； 肥装 置 由施肥 施 箱 、 肥 轴 、 旋 叶 片 组 成 ； 土装 置 由 ｖ型 覆 土 拨 螺 覆 片 、 缩弹 簧 、 引杆 、 伸 牵 加压 杆 、 调整立 柱组 成 。
２３ 覆 土 装 置 －
ｌ Ｏ ／ ｌ １
一 一４ ｌ
ｌ ６
开沟 装置后 侧装 有覆 土装 置 ，覆 土装置 通过 活 动螺 杆 固定在 机架 两侧 。调 整立柱 连 接锁 紧套 和伸 缩 杆 ， 引 杆 与 ｖ 型覆 土 板成 斜 向 活动 连 接 ， 缩 牵 伸 杆 在 伸缩 簧 的作 用 下 与 Ｖ型 覆 土 板 成 纵 向活 动 连 接。 业时， 作 Ｖ型覆 土板 在牵 引杆 和加 压杆 的双 重牵
32型果园挖沟施肥机
32型果园挖沟施肥机
果园施肥机，是鑫绿金机械根据果园实景情况设计第一款多用途田园管理机，该产品主要有五大功能：开沟施肥自动回填一次性完成（化肥+有机肥）、单独开沟施土杂肥、更换回填、旋耕、除草装置后可进行回填、旋耕和除草作业；
该机体积小，重心低，作灵便，可原地转向，适用于葡萄、果树、芒果、甘蔗、柑橘、核桃、枸杞、蓝莓等经济作物的开沟施肥作业。
适用各种山地，丘陵、平原、旱田、大棚、果园、及狭窄地作业，省心。
适合各种土质：冻土、硬土、粘土、黑土地，山地，软土均可使用.
有五大功能:
1、开沟施肥自动回填；
2、单独开沟；
3、单独回填；
4、单独旋耕；
5、单独除草；
<一>产品简介：行走速度约为每小时0.5～5公里，分高低6个前进档位和2个到退档位，在机器左侧手动作。
该机动力采用32马力单缸柴油机，发动机为中置，行走变速箱和传动变速箱分开，在丘陵地区开沟施肥作业时不用外加配重，箱内全部为齿轮传动，结实耐用。
行走采用橡胶履带，行走直线性和通过性好，与地面接触面积大，不易打滑。
开沟刀采用65锰钢自制，刀印全部用耐磨焊条加强焊制，比普通开沟刀结实耐用至少10倍；采用蛟龙式强制排肥，下肥量可调，每米0.5～15斤，并且干的小块牛羊粪可通过施肥自动回填装置直接施肥，大块农家肥可通过单独开沟进行施肥。
目前该机被广泛应用于葡萄、果树、核桃等经济作物的开沟施肥作业，可节省大量人工！
自走式开沟施肥机技术参数：
外形尺寸长宽高249*100*75厘米开沟宽度30厘米
配套动力32马力柴油机（常柴电启动发动机）施肥深度20-35厘米开沟深度20-40厘米旋耕幅宽90
作业速度300-1200米/小时（工作约3亩左右。
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前言随着农业产业结构的调整，葡萄、红枣已成为新疆兵团优势林果经济发展和职工增收致富的新亮点和支柱产业。
新疆兵团目前葡萄的栽培面积为4.8万公顷，红枣的栽培面积为10.9万公顷；但在葡萄、红枣栽培过程中机械化生产水平还不高，果树的施肥主要依靠人工作业，作业效率低，劳动强度大，施肥难以保证均匀。
采用果园开沟施肥机来代替人工开沟施肥，不但可以节省大量劳动力，提高作业效率降低生产成本，而且开沟与施肥质量也比人工要好。
为了确保开沟施肥质量、提高作业效率、降低生产成本就需要一种作业性能稳定的开沟施肥机具。
因此，符合生产要求的果园开沟施肥机在国民经济中具有重要的现实意义。
关键词：林果经济；开沟与施肥；作业效率；均匀目录1 绪论 (1)1.1 果园开沟施肥机的理论和意义 (1)1.2 果园开沟施肥机研究现状 (1)1.3重点研究的关键问题及解决思路 (2)2果园开沟施肥机总体结构及工作原理 (2)2.1 果园开沟施肥机的总体结构 (2)2.2 果园开沟施肥机的基本参数与工作原理 (4)3果园开沟施肥机关键部位的设计 (5)3.1 开沟装置的设计 (5)3.2 开沟传动系统的设计 (7)3.3 施肥传动系统的设计 (8)3.4 覆土装置的设计与造型 (9)4主要零件的计算与校核 (10)4.1链轮的选型与设计计算 (10)4.2链轮轴的设计计算与校核 (12)4.3开沟传动轴的设计计算与校核 (14)5特殊零件的设计 (16)5.1覆土圆盘斜度调节装置的设计 (16)5.2排肥绞龙的设计 (17)5.3传动箱箱体的设计 (19)总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 绪论1.1 果园开沟施肥机的理论和意义随着我国农业产业结构的优化调整，特色林果业己成为农民致富的一条重要渠道，传统的种植模式导致果园种植密度大，果树矮化，果树间距小，不利于现有机具通行。
果树的开沟施肥作为果树保质增产的必要园艺环节，目前基本还处于人工作业阶段。
新疆兵团目前葡萄的栽培面积为4.8万公顷，红枣的栽培面积为10.9万公顷；但在葡萄、红枣栽培过程中机械化生产水平还不高，尤其缺乏专用配套的果园开沟施肥机具。
人工开沟施肥，劳动强度大，工作效率低，施肥均勾度差；果园开沟施肥机在国民经济中具有重要的现实意义，主要表现在以下几个方面。
首先，能降低果农劳动强度。
果园开沟施肥机不仅能大大降低果农劳动强度，改善生产条件，还能解决劳动力季节性短缺的问题。
其次，能提高农业资源利用率。
利用机器对果树树进行施肥，施肥均匀，能提高肥料的利用率，还能减少肥料对水土资源的污染，保护生态环境。
再次，提供优质和安全的果品。
果树机械的应用，能很好的控制果树生产过程中的施肥用量，降低化肥在土壤中的残留量。
在葡萄、红枣施肥作业环节，除了采用人工开沟、施肥外，仅部分使用了犁铧式开沟机辅助开沟作业，仍然需要人工完成施肥及埋沟填平工作。
这样不仅浪费了大量的人力、无力，而且效率较低。
因此果园开沟施肥联合作业机对于生产具有非常重要的现实意义。
1.2 果园开沟施肥机研究现状国内外的开沟机从工作原理上主要分为铧式犁开沟机、旋转开沟机和链刀式开沟机]2[。
在国外，开沟机主要用于土方施工]3[，如美国Gunter＆Zimmerman公司生产的轮盘式开沟机主要用于开设墙基、铺设水电管网、灌溉和光缆;欧洲Northland Trenching公司代理的 Inter－drain1622HT 型刀链式开沟机可以将挖出的泥土输送到机器两侧或一侧。
我国对开沟机的研究开发主要用在有机肥开沟机方面]4[。
2000 年,东北农业大学研制的1KL－100型立式螺旋开沟机可以在旱田及水田地挖沟，作业后沟壁平整、沟内残土少]5[。
2005年12月，云南农业大学研制的1KS－22型双轴开沟机采用双轴立式结构，可以同时完切土和抛土进行开沟作业]6[。
2009年2月，新疆农业科学院农业机械化研究所研制了lK－40型偏置式果园开沟机，主要用于果园施肥沟、种树开沟]7[。
但是，上述机型都不能适应新疆兵团林果(葡萄、红枣)的施作业。
固定工作部件型最常见的是摔式开沟机，该开沟机具有结构简单、生产率高、成本低等优点，但结构笨重，工作时牵引阻力大，开的沟形需要人工修理。
其应用于农田水利是在上个世纪年代，到年代中期，又逐渐被圆盘式开沟器所取代，当前主要应用于一些经济作物的播种（陆欣，和海底开沟管理（迟令宝，等领域。
旋转工作部件型又称旋转开沟机，形式有多种，常见的有圆盘开沟机，根据圆盘的数目又可分为单圆盘和双圆盘开沟机，该种类型的开沟机都是用一个旋转的转子切削土壤开沟，一般功率消耗比较大。
非连续旋转工作部件的开沟机主要用于工程机械，常见的有挖掘机，该种机型生产率低、体积庞大、功耗大、成本高，一般应用于大型排灌工程。
目前，新疆兵团葡萄、红枣种植行距 3～4m，普遍采用矮、密的种植模式，要求开沟施肥机具必须适应在狭小空间作业的条件，且最大40cm，深度可调整，开沟距作物根茎 50～80cm。
针对新疆兵团在果园经济作物葡萄、红枣种植模式及在施肥过程中人工成本高、用工量大、强度高、生产效率低等问题，提出了此果园开沟施肥机。
1.3重点研究的关键问题及解决思路开沟装置是开沟施肥机的关键部件，此外，施肥装置和覆土装置也是设计的重点。
⑴开沟装置设计开沟装置是本机的主要工作部件，主要由开沟刀盘和开沟刀组成。
开沟刀盘回转半径取决于刀轴传动箱尾部圆角半径、最大开沟深度及开沟机处于最大开沟深度时传动箱底部离地间隙［8］。
在满足开沟深度要求的前提下，开沟圆盘工作半径越小，整机结构越紧凑，消耗的功率越小。
通过计算得到合适的尺寸。
⑵开沟传动设计果园开沟施肥联合作业机采用拖拉机动力输出轴输出动力驱动传动机构，通过万向节、齿轮箱带动开沟刀轴、开沟刀转动，达到开沟的目的。
设计合适的传动箱、齿轮和轴的尺寸。
⑶施肥传动设计此果园开沟施肥联合作业机地轮和地轮链轮是作为一个整体装配的。
当机具前进时，地轮和地轮链轮同时转动，地轮链轮通过链传动带动肥料箱中的绞龙转动实现排肥作业。
准确实际链轮、链条和绞龙叶片方向。
⑷覆土装置设计覆土的质量与覆土圆盘的倾斜角度有密切的关系，要得到合适的倾斜角度需使覆土圆盘能在两个维度里旋转。
2 果园挖沟机总体结构及工作原理2.1 果园挖沟机的总体结构果园开沟施肥联合作业机主要由机架、圆盘开沟装置、施肥装置、埋沟覆土装置、传动系统和地轮限深装置等部分组成，如图1所示。
1.机架2.传动箱3.肥料箱4.排肥传动装置5.地轮限深装置6.覆土装置7.排肥装置8.开沟装置图2-1 开沟施肥机整体结构图三维立体图如下。
图2-2 总装图2.2 果园开沟施肥机的基本参数与工作原理⑴果园开沟施肥机基本参数表2-1 果园开沟施肥机基本参数项目单位参数整机尺寸( 长×宽×高) mm 2824×1210×1771 肥箱尺寸( 长×宽×高) mm 1080×1100×710 配套动力kw ≥40.45挂结形式三点悬挂肥箱容积m3≥0.5开沟深度mm 200 ～ 400作业速度km/h ≥1 纯工作小时生产率hm2/h ≥0.5⑵果园开沟施肥机的工作原理作业时，拖拉机悬挂装置与机架三点悬挂联接，整机质量由拖拉机承担。
图2-3 悬挂架拖拉机的动力输出轴通过万向联轴器与传动箱相连，传动箱内有两个锥齿轮及三个直齿轮（如图2-4所示），将动力通过开沟传动轴传至开沟刀盘，刀盘旋转实现开沟。
开沟传动系统如图2-5所示。
图2-4 传动箱图2-5 开沟传动系统当机具前进时，地轮和地轮链轮同时转动，地轮链轮通过链传动带动肥料箱中的绞龙转动实现排肥作业。
如图2-6所示。
图2-6 排肥传动系统如图2-7所示的覆土装置将土回填入沟内，完成整个作业过程。
图 2-7 覆土装置3 果园开沟施肥机关键部位的设计3.1开沟装置的设计开沟装置是本机的主要工作部件，主要有开沟刀盘和开沟刀组成，如图3-1所示。
开沟刀盘回转半经取决于刀轴传动箱尾部圆半径r 、最大开沟深度max h 及开沟机处于最大开沟深度是传动箱底部离地间隙]8[1δ。
其数学表达式为Ｒ≥r+max h +1δ (3-1) 其中，各项参数为: r = 90mm ，max h =400mm ，1δ=10mm 。
将上述参数带入后可得:Ｒ≥500mm在满足开沟深度要求的前提下，开沟圆盘工作半径越小，整机结构越紧凑，消耗的功率越小，故取开沟圆盘装置回转半径为 500mm 。
为了使土粒能够顺利抛出，切土刀的最大线速度通常在5～ 12m/s 范围内选取]9[。
该机开沟刀盘回转直径为D=2R =1000mm ，可求得刀盘转速n=Dπυ60≈133.76～286.62r/min 。
取较大值时,抛土较远而均匀，并有利于切断土中作物残根等，但功耗较大、生产率降低。
由于开沟深度较深，为了使开沟后土粒可以顺利抛出，取切削线速度为11.5m/s]10[，求得刀盘转速为219r/min 。
图3-1 开沟装置土壤容重是土壤在未破坏的自然结构下，单位容积中的重量，通常以3/N m 表示。
土壤容重大小反映土壤结构、透气性、透水性能以及保水能力的高低，一般耕作层土壤容重1～1.8⨯103N/m3，土层越深则容重越大。
被甩抛土壤与沟道土壤的摩擦功耗：02(0.5)cos f P Q H H ρμα'=+ （3-2） 0.0033318000(0.50.40.015)0.9cos5014.390W =⨯⨯⨯+⨯⨯︒=其中：2μ代表土壤的内摩擦系数，见表2-3。
表2-3 土壤摩擦系数土壤名称内摩擦系数 外摩擦系数 砂0.58一0.75 0.73 粘土0.7一1 0.5一0.75 小块砾石0.9一1.1 — 泥土灰 0.75一1 0.6一0.75饱含水分的粘土 0.18一0.42 —碎石 0.90.84开沟刀移动土壤的功耗050.00333180000.4119.88h B P C Q L W ρ'==⨯⨯⨯= （3-3） 其中：0C 代表土壤阻力系数，对大多数土壤取4～5B L 代表移动土壤到开沟边的最大距离，一般取0.4～0.5，本文取0.4则开沟装置总功耗为： 012119.8814.39011.9881066.913466.1940.70.5h f r tP P P P W W W W P W ηη++++++===⨯ （3-4） 3.2 开沟传动系统的设计果园开沟施肥机采用拖拉机动力输出轴输出动力驱动传动机构，通过万向节、齿轮箱带动开沟刀轴、开沟刀转动，达到开沟的目的。
开沟传动系统简图如图3-2所示，各齿轮的齿数分别为Z2= 24，Z1= 17，Z3= 17，Z4= 24，Z5= 30。