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葡萄是主要大宗水果品种之一,随着我国葡萄需求量不断增大,葡萄产业得到了很大程度的发展。河北省葡萄种植面积越来越大,但葡萄机械化水平还较低,特别是葡萄越冬埋藤管理,大都还是以人工挖土埋藤为主,生产效率低、劳动强度大。有些地方使用自制的挖沟埋土机具,但其作业性能不理想,埋土质量很难保证。针对这一状况,通过调查葡萄种植农艺要求和现有葡萄埋藤机具的使用情况,对比分析了各自的优缺点,创新研发出一种挖抛式葡萄埋藤机,并对其挖抛土核心部件进行了性能分析和结构优化。挖抛式葡萄埋藤机由起土铲和集土板共同取土,经过集土板内抛土叶片的旋转作用,土壤被均匀地抛送到一侧葡萄藤上,实现葡萄藤越冬埋藤管理。根据葡萄种植行距以及农艺要求,选定了葡萄埋藤作业配套拖拉机动力参数,确定了与该动力配套的葡萄埋藤机的整机结构和悬挂参数、挖掘深度和抛土高度、传动系统结构及传动比等。利用AIP的设计加速器确定了机架结构尺寸和变速箱齿轮传动结构,动力输出轴和变速箱之间采用皮带传动。铲抛式葡萄埋藤机取土宽为600mm,取土深度为250mm,可以满足葡萄越冬埋土对土壤量的要求。重点对抛土叶片进行了分析与计算,确定了最佳埋土速度,实现了抛土与行走速度的配合。运用有限元分析(FEA)方法对抛土叶片进行了三维结构应力分析,基于应力分析结果改进了叶片的结构参数,使得其安全系数控制在2~5之间,确保挖土、碎土、抛送过程中叶片足够的结构强度,避免其发生永久性弯曲变形或者破坏失效。基于有限元分析结果优化改进整机结构,完成了铲抛式葡萄埋藤机整机三维数字样机模型,对整机进行了虚拟过盈检测,确保没有装配干涉。基于三维模型关联生成二维图纸,进行样机试制和试验应用,结果表明:本机单次即能完成取土、抛土、掩土作业要求,取土量大,碎土均匀,抛土效率高,整机设计达到葡萄埋藤作业农业要求。