沙生灌木平茬机传动系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

沙生灌木是生长在沙漠化土地或沙漠中的植物，具体有沙柳、柠条、扬柴、花捧等。我国的沙生灌木资源十分丰富，它们在生态建设过程中起着积极的作用，具有很强的防风固沙、涵养水源、保护和改善土质的作用，成为沙区防沙、治沙的绿色屏障。而且，灌木枝条经济价值也很高，如可作优质材料。有些灌木含植物蛋白、微量元素、矿物质、氨基酸和植物纤维极为丰富，经加工处理后可成为畜禽良好的饲料，其营养成份远远高于农作物秸秆。

根据沙生灌木的生物学特性，一般在三到五年生长期内需要进行平茬复壮、抚育管理，以促进灌木的生长和生物量积累，否则它的生长速度就会减慢甚至停止。灌木平茬作业是沙区灌木抚育管理的主要途径之一，它可以有效防止灌木生长缓慢和自然枯死，促进灌木根系生长，丛落扩大，生物量积累增加。平茬作业的任务量很大，而且有逐年增加的趋势。目前，沙生灌木平茬作业主要采用人工作业，人工平茬劳动强度大、振动大、且效率低，无法保证平茬作业质量，不能满足灌木生长特性，严重时会造成大面积死亡或次年萌生率极低。我国幅员广阔，立地条件差别很大，有大面积灌木林需要平茬和收割，因此，研究符合我国实际情况的沙生灌木平茬机具有重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

国外对割灌机的开发研究比国内要早，起点和水平都较高。例如，墨西哥felker等^[1]研制了小直径木本植物收割机，采用连枷刀进行切割，动力来源为液压泵，其液压泵由拖拉机动力输出轴驱动，可用于收割现有的豆科灌木、盐雪松和杨柴等作物。日本生产的三菱凯姿割灌机属于小型收割机械，轻便、操作灵活，在世界上应用广泛。德国pecenka等^[2]研究了短圆作物的生产线，为降低生产成本和提高生产效率提高了依据。这些国家的灌木收割/平茬机械都比较先进，设备比较完善，机具品种齐全，但价格昂贵。

目前，国内对于沙生灌木平茬常用的方法是人工撅头砍伐平茬、人工夹剪平茬和小型背负式割灌机平茬，这些收割方法的共同特点是生产效率低，人工劳动强度大，成本高，安全性差。近些年在内蒙古、山西、甘肃、宁夏纷纷选型、开发柳、柠条平茬机械，采用现有的农牧业机械装备做了大量形式不同的试验，取了一些阶段性成果，为沙生灌木平茬收获机的研发奠定了基础。近年来相关的研究如下：

邢国英等^[3]设计了一种侧牵引式灌木平茬机，将切割装置安装在拖拉机的后侧面对灌木进行平茬，提高了切割性能，该机除自身配备动力外还需要拖拉机牵引，在地势平坦处，平茬效果较好。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：（1）以拖拉机的动力输出轴作为平茬机的动力源，考虑灌木的切割和输送，以及平茬机高度的仿形和其与拖拉机之间的悬挂方式，设计沙生灌木平茬机的整体结构；（2）进行平茬机传动系统的设计，其中包括传动方案的拟定、传动零件的设计计算、轴的设计计算以及轴承和键的选择等，并完成装配图和零件图的绘制。

研究计划：

第1~2周：完成翻译，并了解沙生灌木的生物学特性及其对平茬作业的要求。

4. 研究创新点

考虑沙生灌木生长机理和切割原理，提出灌木平茬机的设计方案，开展平茬机传动装置的设计计算。