摘要：花生是世界上主要的油料作物之一，很久以来，花生的栽种、收获和加工主要由人工完成。国内的花生收获机发展缓慢，花生收获的机械化水平不高严重地影响花生生产的发展。针对国内小面积种植、个体收获的农村，需要设计一台集挖掘、抖土和铺放功能于一体的简易花生收获机械来提高花生收获效率。本课题设计的小型花生收获机是配在微型拖拉机上，可实现挖掘、抖土、铺放等功能。花生收获机设计的内容包括挖掘铲、振动筛等主要部件，还相应设计了机架和传动装置。花生收获机在作业时，铲子和花生相向运动，掘起花生和泥土，振动筛连续的抖动，分离混合在一起的泥土和花生。花生继续向后面移动，最后均匀的铺设在地面，等待人工收集。该花生收获机生产成本低、操作简便、可靠，能够满足设计要求，满足生产实际的需要。

关键词：花生收获机；振动筛；挖掘铲

1.1 本课题的意义

　　　花生是我国种植面积较大且具有较强国际竞争力的经济作物和油料作物之一,我国花生总产量位居世界首位,占世界花生总产量的35%左右。很久以来，花生的栽种、收获和加工主要地是由人工完成。它是一种低效率的劳动，严重地影响花生生产。

　　　特别是近年来，随着花生种植面积的不断增加和农村剩余劳动力的大量转移，“三秋”大忙季节劳动力明显不足，花生生产的各环节间的矛盾凸现,严重影响后序的作业(如小麦种植)。因此，花生收获机械化已成为花生生产环节的主要研究内容。1.3 课题由来及设计条件

　　　A 设计内容

　　　设计一台花生收获机，与6马力微型拖拉机相匹配，主要用于收获花生，也可以用于收货马铃薯、红薯等地下作物。主要设计内容有：

　　　a.总体设计：拟定总体方案，绘制结构总图；

　　　b.零部件设计：支架,传动机构，深度调节机构，犁头，拨盘，振动筛，相关计算、校核等。

　　　B 设计依据

　　　课题来源：生产实际；

　　　产品名称：花生收获机；

　　　花生收获机与拖拉机联接形式：前置式固定联接；

　　　收获机械行业标准NY/T502-2002 花生收获机作业质量；

　　　收获机的主要技术参数：

　　　作业深度：80～120mm；

　　　作业宽度：600mm左右

　　　作业效率：约2亩/小时（花生）

　　　损失率： 5%。

　　　C 设计要求：

　　　a.收获机应能满足农艺要求，可一次完成分秧、挖掘、铲出、输送、脱净、放置成行等工序；

　　　b.收获机的性能要求：

　　　收净率比人工高10%左右，具有不挂秧、不堵塞、不破壳破皮、损失少等优点；

　　　结构简单、紧凑、合理、操作方便、安全可靠。

　　　c.重点研究：挖掘铲设计、犁的入土角调整机构等；

　　　d.设计时尽量采用标准件、通用件、以便降低制造成本。

1.4 课题设计思路

　　　在开始该机设计前，参考对比了一系列已有的小型花生收获机，例如4H-2型花生收获机，小型背负式花生联合收获机，简易花生收获机，振动筛式花生收获机等，总结发现绝大多数小型收获机都无一例外的使用了振动筛这一部件，当振动筛以一定振幅往复振动时，上面承载着的花生和沙土在后移过程中不断振动，将花生根部的沙土抖落，花生收获机尾部是向作业幅宽内倾的拢禾栅，去除部分沙土的花生在这里聚拢铺放在机后，待田间晾晒后在进行人工捡拾作业。

　　　为此，本次课题也将采用该类型机构。该花生收获机要实现挖掘、清土、铺放等功能，为达到以上功能，将分别设计挖掘铲，振动筛等主要部件，还有相应机架和动力传动装置。

1.5 预期效果

　　　按照计划完成目标任务后，相信该机能够满足生产实际的需要，各项性能指标能够达到任务书的要求，具有较好的社会应用价值。满足以下要求：

　　　a.结构简单、紧凑、合理，操作方便，安全可靠；

　　　b.满足农艺要求，一次完成分秧、挖掘、铲出、输送、脱净、放置成行等工序；

　　　c.尽量多的采用标准件、通用件，生产制造陈本低。

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内容简介：: 毕业设计任务书课题：花生收获机设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名徐磊班级 B机制054 学号 0510110405 指导教师曹兆熊专业系主任吴祥发放日期 2009年2月27日一、设计内容设计一台花生收获机，与6马力微型拖拉机相匹配，主要用于收获花生,也可用于收获马铃薯、红薯等地下作物。主要设计内容有：1总体设计: 拟定总体方案，绘制结构总图;2零部件设计:(1) 支架，(2) 传动机构，(3) 深度调节机构，(4) 犁头，(5) 拨盘，(6)振动筛等 (7) 有关计算、校核等。二、设计依据1课题来源：生产实际；2产品名称：花生收获机；3花生收获机与拖拉机联接形式：前置式固定联接；3收获机械行业标准NY/T 502-2002 花生收获机作业质量；4马力微型拖拉机的主要技术参数：（1）（2）5地下作物收获机主要技术参数；（1）作业深度： 80120mm；（1）作业宽度：600mm左右；（3）作业效率：约2亩/小时（花生）；（4）损失率： 5%。三、设计要求1收获机应能满足农艺要求，可一次完成分秧、挖掘、铲出、输送、脱净、放置成行等工序；2收获机的性能要求：（1）收净率比人工高10%左右，具有不挂秧、不堵塞，不破壳破皮、损失少等优点；（2）结构简单、紧奏、合理，操作方便，安全可靠。3重点研究内容：分秧器技术、犁的入土角调整机构等；4设计时尽量采用标准件、通用件，以便降低制造成本；5设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图；过程要求：装配图需提供手工草图；6毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。7查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；8到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；9撰写开题报告。四、毕业设计物化成果的具体内容及要求1毕业设计说明书要求：按教务处毕业设计说明书格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。2设计成果要求：1）总装图 1 张2）部装图 1 张3）工作状态图 1 张4）其它零件图不少于7张3外文资料翻译（英译中）要求1）外文翻译材料中文字不少于3000字；2）内容必须与毕业设计课题相关；3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。五、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注2月27日2月28日布置任务，收集资料，熟悉课题 3月1日3月14日调查研究，毕业实习3月15日3月31日方案论证，总体设计4月1日4月14日技术设计（部件设计）4月15日5月14日工作设计（零件设计）5月15日5月31日撰写毕业设计说明书6月1日6月2日毕业设计预答辩6月3日6月9日修改资料6月10日6月11日评阅材料6月12日6月13日毕业答辩6月14日6月15日材料整理装袋六、主要参考文献1 王永乐.机械优化设计基础M.哈尔滨：黑龙江科学出版社，1987.2 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册第二版M.北京:高等教育出版社,1999.3 成大先.机械设计手册M.化学工业出版社，2002.4 徐锦康.机械设计M .机械工业出版社，2001.5 王洪飞,程帆.构件疲劳寿命的当量应力计算法J.机电工程,1995,(2):49-50.6 濮良贵，纪名刚.机械设计M.北京:高等教育出版社,1995.7 刘惟信.机械可靠性设计M.清华大学出版社,1996.8 王宗荣.工程图学M.机械工业出版社，2001.9 沈世德.机械原理M. 北京：机械工业出版社，2002.10 陈书法,李耀明.花生挖掘铲动力分析与试验J. 农业机械学报.2005，（11）：3-8.七、其他八、专业系审查意见系主任：年月日九、机械工程学院意见院长：年月日6盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009花生收获机设计摘要：花生是世界上主要的油料作物之一，很久以来，花生的栽种、收获和加工主要由人工完成。国内的花生收获机发展缓慢，花生收获的机械化水平不高严重地影响花生生产的发展。针对国内小面积种植、个体收获的农村，需要设计一台集挖掘、抖土和铺放功能于一体的简易花生收获机械来提高花生收获效率。本课题设计的小型花生收获机是配在微型拖拉机上，可实现挖掘、抖土、铺放等功能。花生收获机设计的内容包括挖掘铲、振动筛等主要部件，还相应设计了机架和传动装置。花生收获机在作业时，铲子和花生相向运动，掘起花生和泥土，振动筛连续的抖动，分离混合在一起的泥土和花生。花生继续向后面移动，最后均匀的铺设在地面，等待人工收集。该花生收获机生产成本低、操作简便、可靠，能够满足设计要求，满足生产实际的需要。关键词：花生收获机；振动筛；挖掘铲 Design of Peanut HarvesterAbstract: The peanut is one of the main oil plants in the world. For a long time, the planting, harvesting and processing of peanut were mostly completed by manual work. The development of peanut harvester in China is late, the mechanization level of peanut harvesting affected the development of the peanut production seriously. In order to prove the efficiency of peanut harvesting, we need to design a effective and simple peanut harvester, which a machine that can dig, shake off the soil and lay the peanut stalk at the same time for the countryside where the scale of peanut planting is small. The harvester designed in this subject matches with small tractors, it needs to realize the functions of digging, shaking, laying and so on. The design content of peanut harvester is the designing of the major parts of the machine, such as digging shovel, shaking screen, so as the gearing and frame parts. The working process is: the digging shovel digging the peanut out and moving the peanut backward, the screen shaking and then breaking the admixture of soil and peanuts. The peanut is moving rearward continuously, finally even laying on the excavated ground, so it is convenient for the manual collection. The machine has a low cost of production and it is easy and reliable to operate, it has met the design requirement and the actual need of production.Key word: Peanut harvest; Shaking screen; Digging shovel. 毕业实习报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名徐磊班级 B机制054 学号 0510110405 指导教师曹兆熊日期 2009年3月14日实习报告一、概述我将要做的毕业设计课题是花生收获机的设计，在深入熟悉课题后了解到，很多要设计的东西需要从实际的工厂里去了解其实际加工方法工艺。所以有这次实习机会我是非常乐意的。因为在学校里我们能接触的基本上都是理论的知识，对实际的机械设计生产了解较少。能够亲身感受到所学知识与实际的结合与应用，让我大开眼界,也算是对以前所学知识的一个初审。通过这次生产实习，进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补以前单一理论学习的不足,为后续毕业设计打好基础。其要求是：全面熟悉机械产品的制造、装配过程及各种技术要求；深入分析典型零件的机械加工过程及所属部件的装配过程；重点了解典型零件所用设备、工装的工作原理、结构特点及使用范围；了解分析生产现场所指制定的工艺规程等技术文件；了解研究工厂技术改造和新工艺、新技术的发展应用状况及机电一体化，CAD/CAM/CAE、数控等现代制造技术生产实际中的应用；了解了机械制造企业的生产组织、技术管理、质量保证体系和全面质量管理等。二、实习过程拿到课题后，结合以前准备的资料。我到了江苏悦达盐城拖拉机厂、射阳县新元机械制造有限公司学习实习，具体安排如下：1、3月1日至3月7日在江苏悦达盐城拖拉机厂实习期间，主要了解了机床的结构和制造过程，拖拉机的结构和生产设备和生产过程。2、3月8日至3月15日在射阳县新元机械制造有限公司实习期间，了解了机床和数控系统的知识，特别是加工中心等典型的数控设备。三、实习内容1、掌握机械加工工艺方面的知识及方法，查看典型零件图纸，并了解该零件在产品设备中的功用。2、了解切削刀具方面的知识，熟悉常用刀具的结构、选择、用途等，以及刀具的刃磨。3、了解零件的现场加工工艺，工装设备的选择以及机械加工余量，工序等的选择。4、了解机床设备，专用刀具，夹具的装夹方式。5、了解机床和数控系统的知识，特别是加工中心等典型的数控设备6、了解企业生产管理模式，学习先进的管理方式方法7、熟悉、巩固铸造工艺及设备方面的知识3月1日我们去了江苏悦达盐城拖拉机厂实习。江苏悦达盐城拖拉机制造有限公司创建于1959年，专业从事拖拉机生产已有近四十年的历史，是我国生产拖拉机的大型骨干企业。江苏悦达盐城拖拉机厂创建于1995年，是中华人民共和国机械部定点生产小型拖拉机的重点企业，国家大型企业，国有控股的股份制企业。全厂现有职工1500多人，各类专业人员 260多人（工程技术人员180多人）。工厂分设8个分厂，20个与生产技术有关的行政管理科室，销售公司负责产品销售的国内业务，国际贸易部负责产品销售的国际业务。全厂占地面积12。9万平方米，96年末工厂资产总值20875。8万元,固定资产原值6500万元，拥有各类设备860台(套)，主要生产线18条。具有年产东风-12型手扶拖拉机6万台、金马轮式拖拉机2万台的生产能力。我们主要了解了拖拉机发动机的结构和制作过程，在发动机壳休加工车间，印象最深刻的是组合机床对发动机过体同时加工多孔。同时通过老师的讲解，对组合机床有了更多的了解。知道了组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。在新元机械制造有限公司的实习过程中，射阳县新元机械制造有限公司是生产纺织印染机械的专业厂家。公司拥有一支优秀的印染机械设计、制作队伍，并取得一类压力容器制造资格许可证。目前公司主要产品有：系列染色设备；系列烘燥设备；系列不锈钢烘筒；系列整经机、系列调浆桶等。公司始终以市场为导向，高起点、高技术、高质量的开发新产品来满足客户的要求。公司拥有雄厚的技术力量，先进的加工设备，齐全的检测手段以及完善的质量保证体系，公司产品行销全国各地享有良好的声誉。在这里我了解了龙门铣床、龙门刨床的结构、性能、组成部分、夹具、工作台、加工工艺等。龙门铣床可粗、精铣削各种大中型零件的水平面、垂直面、倾斜面，以及各种平面组合的导轨面（如v型面燕尾型导轨面）。适用于各类工矿企业的机械加工与维修。龙门刨床主要用于加工大型或重型零件上的各种平面、沟槽、斜面和各种导轨面，也可在工作台上一次装夹数个中、小型零件进行多件加工，是制造重型设备的工作母机。四、分析手扶拖拉机主要由发动机、底盘、电气照明设备等组成。底盘是安装发动机，接受发动机发出的动力，使拖拉机行驶和完成各项任务的主要部分。离合器及链传动机构又是底盘的主要组成部分。在生产过程中一个非常典型的零件就是箱体类零件。箱体类零件工艺过程分析：1、箱体类零件特点：一般减速箱为了制造与装配的方便，常做成可剖分的，这种箱体在矿山、冶金和起重运输机械中应用较多。剖分式箱体也具有一般箱体结构特点，如壁薄、中空、形状复杂，加工表面多为平面和孔。减速箱体的主要加工表面可归纳为以下三类：1、1 主要平面箱盖的对合面和顶部方孔端面、底座的底面和对合面、轴承孔的端面等。1、2 主要孔轴承孔及孔内环槽等。1、3 其它加工部分联接孔、螺孔、销孔、斜油标孔以及孔的凸台面等。2、工艺过程设计应考虑的问题根据减速箱体可剖分的结构特点和各加工表面的要求，在编制工艺过程时应注意以下问题：2、1 加工过程的划分整个加工过程可分为两大阶段，即先对箱盖和底座分别进行加工，然后再对装合好的整个箱体进行加工合件加工。为保证效率和精度的兼顾，就孔和面的加工还需粗精分开。2、2 箱体加工工艺的安排安排箱体的加工工艺，应遵循先面后孔的工艺原则，对剖分式减速箱体还应遵循组装后镗孔的原则。因为如果不先将箱体的对合面加工好，轴承孔就不能进行加工。另外，镗轴承孔时，必须以底座的底面为定位基准，所以底座的底面也必须先加工好。由于轴承孔及各主要平面，都要求与对合面保持较高的位置精度，所以在平面加工方面，应先加工对合面，然后再加工其它平面，还体现先主后次原则。2、3 箱体加工中的运输和装夹箱体的体积、重量较大，故应尽量减少工件的运输和装夹次数。为了便于保证各加工表面的位置精度，应在一次装夹中尽量多加工一些表面。工序安排相对集中。箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，一般尽量集中在同一工序中加工，以减少装夹次数，从而减少安装误差的影响，有利于保证其相互位置精度要求。2、4 合理安排时效工序一般在毛坯铸造之后安排一次人工时效即可；对一些高精度或形状特别复杂的箱体，应在粗加工之后再安排一次人工时效，以消除粗加工产生的内应力，保证箱体加工精度的稳定性。3、剖分式减速箱体加工定位基准的选择3、1粗基准的选择一般箱体零件的粗基准都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作为粗基准，以保证孔加工时余量均匀。剖分式箱体最先加工的是箱盖或底座的对合面。由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在箱盖和底座两个不同部分上，因而在加工箱盖或底座的对合面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而是以凸缘的不加工面为粗基准，即箱盖以凸缘面A，底座以凸缘面B为粗基准。这样可保证对合面加工凸缘的厚薄较为均匀，减少箱体装合时对合面的变形。3、2 精基准的选择常以箱体零件的装配基准或专门加工的一面两孔定位，使得基准统一。剖分式箱体的对合面与底面（装配基面）有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；轴承孔轴线应在对合面上，与底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。为了保证以上几项要求，加工底座的对合面时，应以底面为精基准，使对合面加工时的定位基准与设计基准重合；箱体装合后加工轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，并与底面上的两定位孔组成典型的一面两孔定位方式。这样，轴承孔的加工，其定位基准既符合基准统一的原则，也符合基准重合的原则，有利于保证轴承孔轴线与对合面的重合度及与装配基准面的尺寸精度和平行度。五、实习感想大学毕业实习报告是学生完成大学四年全部课程后的最重要的实践环节。为了这次毕业实习，做准备、搜集素材，了解有关的设计技术和注意事项。通过这次实习过程我知道了，理论与实践的差距，实际操作会使得主观理论想法不完美，因为实践中有很多外在因素的干扰，由此我得到了一个新的想法，就是理论知识有时是用来给我们把握大方向的，而实际做的时候，会让我们注重一些小的细节，这对我毕业后的工作是个不小的帮助。4 毕业设计开题论证报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名徐磊班级机制054 学号 0510110405 指导教师曹兆熊完成日期 2009年3月31日课题名称：花生收获机设计一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述1. 课题来源我市灌溉总渠以北地区的沙壤土地大面积种植花生。长期以来，花生收获难的问题一直困扰着广大农民。经查阅有关资料，设计花生收获机械，与小型拖拉机相配套使用，以解决农民收获花生无机械的问题是可行的。该课题源于生产实际，具有较好的应用价值和一定创造内容。2. 课题研究的主要内容主要内容是设计一与6马力微型拖拉机相匹配的小型花生收获机，主要设计的机构包括：支架、传动机构、深度调节机构、犁头、拨盘、振动筛等。要求结构简单、紧凑、合理，附和农艺要求。3. 本课题国内外研究现状长期以来将花生看作经济作物,认为花生收获机械化问题只是区域性的,因此花生机械化收获没有得到足够的重视。由于世界各地经济、生产力发展不平衡，发达国家和地区的花生收获已全部实现机械化作业,而欠发达国家基本还是以人工和畜力为主。在小麦、水稻等主要粮食作物收获机械化取得重大进展的同时,我国花生收获仍以人工作业为主,同世界发达国家和地区相比,显得较为落后。国内情况：国内各地正在研制的花生联合收获机主要集中在农村大量使用的中小马力拖拉机的配套上, 这样研制成本低, 价格便宜, 适于农村购买。其结构形式主要有两种: 一是模仿台湾样机的链条起拔夹持式花生联合收获机结构, 采取前置或侧置方式与拖拉机配套的花生联合收获机; 另一种是采用挖掘振动落土输送秧果分离清选收集机构, 与拖拉机配套的后悬挂花生联合收获机。该种机型反映出的缺点主要是果土、秧果分离困难, 动力消耗大。但是, 该种方式漏果率低, 可以多行收获, 效率高, 特别是背负式结构, 转弯灵活, 作业方便, 因此该结构形式是目前最有希望研制成功并能应用推广的一种机型。国外情况：现在只有美国、法国和我国的台湾地区等少数几家花生联合收获机研制生产厂, 他们采取的结构形式也大同小异, 一般是自走式, 采用挖掘起拔夹持输送秧果分离果土分离集果等环节的收获作业方式。我国山东省和河南省政府主管部门从台湾购进几台这种样机进行试用, 作业情况表明, 该机型存在以下主要问题: 一是结构复杂, 价格昂贵( 1台样机约合人民币40余万元) ; 二是收获对行要求高, 对花生的种植和生长情况适应能力差; 三是效率低, 落果多。因此, 该样机难以推广应用。二、本课题拟解决的问题主要用于收获花生,也可用于收马铃薯、红薯等地下作物。与6马力微型拖拉机相匹配，拖拉机功率在行走部分、挖掘部分、振动落土与输送部分间的分配。收获机技术要求是收净率要比人工高出10%，不挂秧、不堵塞、不破壳破皮、损失少。能够根据不同地区土壤性质、工作环境以及种植农艺而调节。收获机应满足农艺要求，一次完成分秧、挖掘、铲出、输送、拖净、放置成行等工序。各工序机构需分部研究计算，重点研究分秧技术、犁的入土角度调整机构等，设计机构包括：支架，传动机构、深度调节机构、犁头、拨盘、振动筛，设计中尽量采用标准件、通用件，降低制造成本。三、解决方案及预期效果1. 解决方案目前, 我国农村花生种植有垄作和平作两种情况，不起垄方式行距相等，一般为450400mm；起垄方式小行距为250300mm，大行距为600650mm。花生果延伸范围一般在直径200mm 之内。所以确定花生挖掘幅宽为730mm，进而确定振动摆筛和输送通道宽度为700mm。挖掘铲设计。挖掘铲是花生收获作业的起始部件，应保持锋利，挖掘铲选用优质合金钢制成，能够顺畅入土至花生根部，铲面与地平面有一定角度，铲尾部稍高。花生挖掘铲有水平面铲和倾斜面铲之分。倾斜面铲片适用于土质坚硬、挖掘强度高的田间作业，水平面铲适用于松软土壤的挖掘作业。操作者按规定检查挖掘铲,一但钝化就要更换。振动作业是除去泥土的过程，通过振动去除泥土,并将果秧运送到倒置器上。挖掘机的振动强度设置要适当，通过调节装置来调控，以达到去除泥土而不脱落果实为宜。本设计采用振动筛式清土装置，振动筛式结构紧凑、清土效果好、伤果率低。振动摆筛频率和振幅：由实验得出，频率为200250 次/min，振幅80120mm 时，振动摆筛的碎落土和送料功能最好。倒置是通过倒置器将花生秧倒过来，使头朝下，以便将整株花生成条铺放在田间，且花生果在上层，确保花生果能够暴露在风与阳光下，便于晾晒。可以通过调整翻转臂和调节机构，以获得较好的果秧条铺宽度和形状。挖掘速度包含两个因素:机组前进速度，决定于发动机转速和传动装置的选定；振动频率，决定于拖拉机的动力输出，通过调节发动机转速来确定。通常前进速度设置在58km/h，生产率较高。而且前进速度和振动速度应相匹配，确保挖掘和振动作业的同步性。2. 预期效果按照计划完成目标任务后，相信该机能够满足生产实际的需要，各项性能指标能够达到任务书的要求，具有较好的社会应用价值。满足以下要求：1结构简单、紧奏、合理，操作方便，安全可靠；2可一次完成分秧、挖掘、铲出、输送、脱净、放置成行等工序；3设计时尽量采用标准件、通用件，低制造成本低。四、课题进度安排3月1日3月14日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。3月15日3月31日开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。4月1日5月14日设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5月15日5月31日中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。6月1日6月2日毕业设计预答辩。6月3日6月9日毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。6月10日6月11日毕业设计材料评阅。6月12日6月13日毕业答辩。6月14日6月15日材料整理装袋。五、指导教师意见签名年月日六、专业系意见签名年月日七、学院意见签名年月日4盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009目目录录1 引言.11.1 本课题的意义 .11.2 国内（外）发展概况及现状 .11.3 课题由来及设计条件 .11.4 课题设计思路 .21.5 预期效果 .22 总体方案设计.32.1 整机构造简介 .32.2 作业原理 .32.3 收获机与拖拉机的联接 .32.4 收获机的动力部分.43 部件设计.53.1 振动筛 .53.2 挖掘铲 .63.2.1 挖掘装置结构形式的确定.63.2.2 挖掘铲的主要参数确定 .63.3 深度调节机构 .104 设计计算.114.1 动力分配计算 .114.2 带轮传动的设计计算 .124.3 滚子链传动的设计计算 .144.3.1 链的计算选择.144.3.2 链轮的设计计算.154.4 轴的校核.174.4.1 输入轴的校核.174.4.2 输出轴的校核.214.5 轴承的选用与计算.254.6 链条的调整 .275 结论.28参考文献 .29致谢 .30附件清单 .31花生收获机设计花生收获机设计盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 1摘摘要要：花生是世界上主要的油料作物之一，很久以来，花生的栽种、收获和加工主要由人工完成。国内的花生收获机发展缓慢，花生收获的机械化水平不高严重地影响花生生产的发展。针对国内小面积种植、个体收获的农村，需要设计一台集挖掘、抖土和铺放功能于一体的简易花生收获机械来提高花生收获效率。本课题设计的小型花生收获机是配在微型拖拉机上，可实现挖掘、抖土、铺放等功能。花生收获机设计的内容包括挖掘铲、振动筛等主要部件，还相应设计了机架和传动装置。花生收获机在作业时，铲子和花生相向运动，掘起花生和泥土，振动筛连续的抖动，分离混合在一起的泥土和花生。花生继续向后面移动，最后均匀的铺设在地面，等待人工收集。该花生收获机生产成本低、操作简便、可靠，能够满足设计要求，满足生产实际的需要。关键词关键词：花生收获机；振动筛；挖掘铲 Design of Peanut Harvester花生收获机设计 2Abstract: The peanut is one of the main oil plants in the world. For a long time, the planting, harvesting and processing of peanut were mostly completed by manual work. The development of peanut harvester in China is late, the mechanization level of peanut harvesting affected the development of the peanut production seriously. In order to prove the efficiency of peanut harvesting, we need to design a effective and simple peanut harvester, which a machine that can dig, shake off the soil and lay the peanut stalk at the same time for the countryside where the scale of peanut planting is small. The harvester designed in this subject matches with small tractors, it needs to realize the functions of digging, shaking, laying and so on. The design content of peanut harvester is the designing of the major parts of the machine, such as digging shovel, shaking screen, so as the gearing and frame parts. The working process is: the digging shovel digging the peanut out and moving the peanut backward, the screen shaking and then breaking the admixture of soil and peanuts. The peanut is moving rearward continuously, finally even laying on the excavated ground, so it is convenient for the manual collection. The machine has a low cost of production and it is easy and reliable to operate, it has met the design requirement and the actual need of production.Key word: Peanut harvest; Shaking screen; Digging shovel.盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 31 引言1.1 本课题的意义花生是我国种植面积较大且具有较强国际竞争力的经济作物和油料作物之一,我国花生总产量位居世界首位,占世界花生总产量的35%左右。很久以来，花生的栽种、收获和加工主要地是由人工完成。它是一种低效率的劳动，严重地影响花生生产。特别是近年来，随着花生种植面积的不断增加和农村剩余劳动力的大量转移，“三秋”大忙季节劳动力明显不足，花生生产的各环节间的矛盾凸现,严重影响后序的作业(如小麦种植)。因此，花生收获机械化已成为花生生产环节的主要研究内容。1.2 国内（外）发展概况及现状在世界范围内,随着生物技术、花生生产技术的不断提高,花生的种植面积和产量将会不断增加。发达国家的花生收获机正依照本国的种植特点, 向大型化、机电一体化、智能化、更可靠、更安全的方向发展。其花生挖掘机和联合收获机的研究起步较早，尤其在花生两段收获方式的研究技术方面比较成熟，相应的制造和应用技术已经相当完善。美国John Deere 公司和Kelley Manufacturing 公司研制生产的花生收获机械代表了世界最先进的水平。而在经济、生产力发展欠发达国家，花生的收获作业基本还是以人工和畜力为主。我国从研制花生收获机械以来，也已有多种类型的样机问世。综合起来有两种形式：一是用挖掘机把花生从土里挖掘出来，对花生上的土壤不进行处理，花生的去土、收集、铺放和摘果完全是靠人工来完成的，机械化程度低，并没有减轻农民的劳动强度；二是集挖掘、提升、清选、摘果和集果为一体的联合作业机型，该机型成本较高，国内虽然有一些科研部门和厂家投入资金对其进行研发，由于在花生小面积种植、个体收获的农村不适用，因此未有实质性进展。农民急需的是一种集挖掘、抖土和铺放功能于一体的简易花生收获机。1.3 课题由来及设计条件A 设计内容设计一台花生收获机，与6马力微型拖拉机相匹配，主要用于收获花生，也可以用于收货马铃薯、红薯等地下作物。主要设计内容有：a.总体设计：拟定总体方案，绘制结构总图；b.零部件设计：支架,传动机构，深度调节机构，犁头，拨盘，振动筛，相关计算、校核等。B 设计依据课题来源：生产实际；花生收获机设计 4产品名称：花生收获机；花生收获机与拖拉机联接形式：前置式固定联接；收获机械行业标准NY/T502-2002 花生收获机作业质量；收获机的主要技术参数：作业深度：80120mm；作业宽度：600mm左右作业效率：约2亩/小时（花生）损失率： 5%。C 设计要求：a.收获机应能满足农艺要求，可一次完成分秧、挖掘、铲出、输送、脱净、放置成行等工序；b.收获机的性能要求：收净率比人工高10%左右，具有不挂秧、不堵塞、不破壳破皮、损失少等优点；结构简单、紧凑、合理、操作方便、安全可靠。c.重点研究：挖掘铲设计、犁的入土角调整机构等；d.设计时尽量采用标准件、通用件、以便降低制造成本。1.4 课题设计思路在开始该机设计前，参考对比了一系列已有的小型花生收获机，例如4H-2型花生收获机，小型背负式花生联合收获机，简易花生收获机，振动筛式花生收获机等，总结发现绝大多数小型收获机都无一例外的使用了振动筛这一部件，当振动筛以一定振幅往复振动时，上面承载着的花生和沙土在后移过程中不断振动，将花生根部的沙土抖落，花生收获机尾部是向作业幅宽内倾的拢禾栅，去除部分沙土的花生在这里聚拢铺放在机后，待田间晾晒后在进行人工捡拾作业。为此，本次课题也将采用该类型机构。该花生收获机要实现挖掘、清土、铺放等功能，为达到以上功能，将分别设计挖掘铲，振动筛等主要部件，还有相应机架和动力传动装置。1.5 预期效果按照计划完成目标任务后，相信该机能够满足生产实际的需要，各项性能指标能够达到任务书的要求，具有较好的社会应用价值。满足以下要求：a.结构简单、紧凑、合理，操作方便，安全可靠；b.满足农艺要求，一次完成分秧、挖掘、铲出、输送、脱净、放置成行等工序；c.尽量多的采用标准件、通用件，生产制造陈本低。盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 52 总体方案设计2.1 整机构造简介该机主要由挖掘铲、驱震组件、振动筛、尾轮、深度调节机构、传动装置及机架组成。2.2 作业原理该机作业时，拖拉机推动收获机具前行，挖掘铲以一定角度铲入土中（挖掘深度通常在100150 mm），将花生主根切断，并将掘起的土壤和花生秧果输送到振动筛上。掘起的土壤和花生秧果进入往复运动的振动筛，将花生和沙土不断地向后振动输送，大部分沙土被振落至筛下，实现清土目的，花生秧果和少部分未去除的沙土随后从振动筛的尾端被抛送到已收区，实现成条铺放，待田间晾晒后再进行拣拾作业。尾轮安装在机架上，通过调节尾轮的安装高度，调节挖掘铲的挖掘深度和入土角。本机的主要特点：采用振动筛清土装置，清土效果好、条铺效果好、可靠度高、损失率低；通过调节尾轮安装高度，来调整挖掘深度和挖掘铲入土角，操作简单方便；6匹微型拖拉机即可带动，与现阶段大多数农户拥有的拖拉机相适应，操作简便，成本低，投资少，收效快。2.3 收获机与拖拉机的联接图 2-1 联接图收获机与拖拉机直接联接和牵引式两种联接方式，本课题设计主要运用前置式固定联接。直接连接式用螺母固定在拖拉机前面，升降支架与拖拉机后部连接，因为前置式收获作业，视野宽广，操作简单，行走灵活，另外结构紧凑，使用可靠花生收获机设计 6(如图 2-1 所示)，但挂接不方便，仅用于收获地下深度不大的作物。2.4 收获机的动力部分图图 2-2 传动图收获机主要靠带轮和链轮传递动力。因为链传动无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比，传动效率高，需要的张紧力小，径向压轴力小；并能在高温及低速。有油污等恶劣环境下工作，另外链传动制造精度和安装度要求较低，成本低廉，可远距离传动，结构简单。带传动是一种常用的、成本较低的动力传动装置，在各类机械中应用十分广泛。它具有传动平稳、噪声低、清洁（无需润滑）的特点，具有缓冲减震和过载保护的作用，并且维修方便。所以本收获机采用图 2-2 中的带轮传动。动力由发动机输出，通过带轮两级减速，讲动力传到收获机的输入轴，其最后一级传动装置的配置，有侧边传动和中间传动两种。本课题的设计应用侧边传动，动力从侧边传至输入轴，整机受力均匀，刚性好。挖掘部分的挖掘铲经多实验合理设计了铲头刃口的形状和铲面的弯曲弧度，不堵秧不缠草，既能松土又不把作物翻起。盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 73 部件设计3.1 振动筛图 3-1 花生播种和塑料薄膜覆盖轮廓随着环境恶化，春秋季的播种期间干旱和较少降雨量的现象经常发生。花生生产受天气的影响较大。现在普遍采用塑料薄膜覆盖种植的方法（图3-1展示了基本构造）。这个新技术能够保持土壤的湿度,增加地面温度、减少在秧苗时期的管理，增加花生的产量。采用宽窄行垄作，宽行距为450500 mm，窄行距为250300 mm，沟宽为200250 mm，垄顶宽为550600 mm，垄底宽为650700 mm，平均株距为200 mm，植株特征：平均株丛高度为450 mm，株丛范围150200 mm，结果深度60100 mm，平均结果范围为200 mm。再根据要求，设定收获机的作业宽度在600mm左右，所以此次振动筛的宽度设计为630mm（如图3-2所示）图 3-2 振动筛 1.偏心轮 2.振动筛 3.连接杆图3-3 联接图花生收获机的清土装置目前主要有抖动升运链式和振动筛式两种，振动筛式结构紧凑、清土效果好、伤果率低等特点，但较抖动升运链式整体震动较大。综合考虑本设计采用振动筛式清土装置，振动筛栅条为纵向排布，栅条中心距可以根据当地花生品种（主要是花生果大小）来确定，为便于将花生秧果成条铺放到远离未收取区的已收区，该机构与偏心轮通过杆相联。振动筛的振动频率和振幅大小对设备的清土效果、输送顺畅性及机具震动性、可靠性等影响很大。振动筛对掘起物的抛花生收获机设计 8掷力与筛动频率的二次方和振幅的一次方成正比，综合考虑，并比照多种同类机型，本设计采用大振幅低频率型振动筛结构形式，振动筛的振幅选定为30mm，偏心套偏心距I为4mm。如图3-3振动筛随着偏心轮的转动带动振动筛不断的抖动，完成抖落泥土，分离果实的动作。3.2 挖掘铲.1 挖掘装置结构形式的确定挖掘装置结构形式的确定挖掘铲的作用是铲断花生主根、掘起秧土，并将掘起的土壤和花生秧果传输到清土装置上。对挖掘铲的要求是前行阻力小、挖掘深度稳定、耐磨损、碎土性好、自洁性好、制作工艺方便等。并且能根据需要进行调节；保证土垄能沿铲面顺利通过；对用于粘重土壤的挖掘铲应有较强的碎土能力，为分离作物中的泥土提供有力条件；为了避免工作时出现缠草和壅土，要求挖掘部分能够自动进行清理；牵引阻力小，刃口的耐磨性要好。收获机挖掘部件上采用的挖掘铲有平面铲、曲面铲和槽型铲等。本设计采用平面多铲。平面铲的铲面为平面，结构简单，制造容易。为了保护铲刃的自动清理和良好的入土性能，带斜刃的三角形铲得到广泛的应用。平面铲按铲的数量可分为单铲、双铲和多铲三种。平面单铲常用在单行收获机上，根据挖掘断面和滑切性能的要求，铲刃夹角可取不同的值。平面双铲由左、右两个铲组成，常用在双行收获机上，铲的固定方式有两种：一种是铲直接固定在横梁上；另一种是将左、右两个铲分别通过托架悬臂固定在机架上，并在两铲之间留有滑草奸细。有时在两铲之间放置一个小铲，以减少主铲的宽度和保证铲的滑草能力。平面多铲是由 3 个或者 3 个以上的相同或相似的铲组成。由于铲的个数较多，每个铲的铲刃斜角有可能取得小些，从而使铲具有良好的滑切性能，可用在单行或双行收获机上。铲的固定方式有两种：一种是铲直接固定在横梁上；另一种是每个铲分别通过自己的铲柄悬臂固定在升运链从动边底部的横梁上并且在各铲之间留有滑草间隙。前一种固定方式结构简单，但在工作时横梁上容易挂草。通过分析对比国内外现有挖掘铲的结构形状，结合中粘壤土作物种植特性，收获要求和土壤性质，考虑到经济性，本产品挖掘装置采用带斜刃的三角形平面多铲，并在其后端设有碎土栅，以增加其破碎土功能，保证铲刃的自动清理和良好的入土性能及碎土能力。也是花生秧果从挖掘铲升运到振动筛的衔接部件。.2 挖掘铲的主要参数确定挖掘铲的主要参数确定盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 9图 3-4 挖掘铲的结构参数如图 3-4 所示，三角形平面铲的主要参数有：入土角、铲面长度 L、铲刃斜角、铲面宽度 B 和铲后端高度 h 等。a、入土角挖掘铲入土角较小时，其入土性能差，铲面上土壤后移速度较快，漏土较少；当入土角较大时，入土性能好，但阻力增大，突然后移速度减慢，易壅土。机器前进作业时，位于铲面上的土壤手里情况如图 3-5 所示：图 3-5 铲面受力分析利用达朗伯原理，为使土壤能够后移应满足： (3-1)RTpGRGTp0sincos0sincos式中：p-沿着挖掘铲移动的崛起物所需的力； R-铲对土壤的反作用力； T-铲面于土壤的摩擦力； G-掘起物的重力； -挖掘铲的入土角； -土壤对铲的摩擦系数，为掘起物与铲面之间的摩擦角。化简式得 (3-2) tanP花生收获机设计 10图 3-6 入土角与阻力 P 和入土长度的关系1L文献13式 3-2 表明牵引阻力 P 与挖掘铲的入土角为正切函数关系。在不同的土质中作业时（即分别取 22、35、45），入土角的改变对阻力 P 的影响规律如图 3-6 中曲线所示。当较小时，曲线变化平缓，随着增大，曲线变陡，说明入土角的改变对牵引阻力的影响，在重质土壤中比在轻质土壤中敏感。当入土角较小时，牵引阻力 P 随增长较慢，当以后，牵引阻力急剧上升。因 25此，挖掘铲的入土角应取为宜、 25b铲面的长度 L铲面的长度 L 分别为和，是挖掘铲的入土长度，是铲在地面以上过1L2L1L2L渡部分的长度。c入土长度2L入土长度由图 3-5 可得： (3-3)sin1HL 式中：H-挖掘深度花生结果通常在地表以下 100mm 深处，取挖掘深度 H=120mm，随的变化如图3-6 中曲线所示入土部分长度随入土角的增大而减少，当取较小值时，会1L1L较长，入土性能差且结构不紧凑，一般取。15d过渡部分长度2L过渡部分长度为土壤和花生分离装置输送的必经区段，土壤在这里将发生膨2L松，变形，并消耗动能。过渡部分长度应尽量短，以便土壤子啊铲面上的后移速2L度未达零值之前，就被送至分离装置。的长度可根据能量守恒定律确定。设质量2L为 m 的掘起物，在区段的始点 A 的速度为，移到 B 点时的速度为，掘起物2LAVBV由 A 点向上移动到 B 点时，其动能消耗等于客服重力。摩擦力所作的功。由动能守恒定律得到： (3-4)FGBAAAmVmV222121式中：-重力所作的功；GAsin2mgLAG -摩擦力所做的功 FAcos2mgLAF将、代入式 3-4 得 (3-GAFAcossin2222gVVLBA5)当时，掘起物停止运动，产生壅土，此时过渡部分长度为：0BV (3-6)cossin222gVLA式 3-6 表明，当速度增大时，增加很快，有利于土壤上升和后移。所以，AV2L在确定时应考虑工作档位，当入土角取较大值时，应减小。另外随增2LFA2L大而减少，所以实际设计挖掘铲时，为减少摩擦力，避免壅土，将挖掘铲的入土部盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 11分的一段和过渡部分设计为栅条式，以便于土壤顺利后移，并使部分土壤分离。e铲刃斜角挖掘铲工作时，切断根蔓的能力主要取决于铲刃斜角。过大时，根蔓易缠结铲刃，严重时产生堵塞。过小，根蔓不易被切断而发生滑脱现象。图 3-7 铲刃滑切受力分析如图 3-7 所示，设为根蔓和土壤对挖掘铲铲刃的摩擦角，为作业时土壤对P铲的反作用力，则 P 沿挖掘铲铲刃的分力使根蔓和土壤后移，阻止根蔓cosPQ 和土壤向后滑移的摩擦力。，式中，为使根蔓滑离铲刃，产生滑切的条件是：tanRT sinPR 即：，化简该式得：TQ tansincosPP (3-7)90为使挖掘铲具有良好的切割性能，铲刃斜角的选择应满足式 3-7。越小滑切性能越好，但在幅宽不变时铲刃斜角减小会增加铲刃长度，使整机纵向尺寸变大，对机组的提升和行走均不利，因此铲刃斜角不宜过小，土壤对刚的摩擦系数，所以，一般取左右。为了使未切割的茎4 . 0tan8 . 03 .512 .6850叶和杂草顺利地滑出铲刃，铲刃末端应离机器侧板及其他零件 40mm 以上的距离。f铲面宽度 B铲的宽度主要取决于花生地上分布宽度，行距的不均匀性、植株对垄中心的偏移和机器工作行驶的偏差。一般单行花生收获机挖掘铲的宽度不小于 400-600mm，可按下式计算： (3-8)cbBb231式中：b-花生分布平均宽度（mm）； -花生分布宽度标准差（mm）；b c-机器行驶偏差，可取 c=5080mm 。双行收获机挖掘铲的工作幅宽可按下式计算： (3-9)cbMB232式中：M-平行行距（mm）； -综合标准差（mm）。 (3-10)22bM式中：-行距标准差（mm）。M花生收获机设计 12在配置中间带小铲的双铲和多铲式挖掘部件时，两铲之间应留有滑草间隙，其值为：双铲为 40-50mm，多铲为 30-40mm。3.3 深度调节机构1.锁紧螺栓 2.挂接杆 3.尾轮图 3-8 深度调节机构图 3-8 所示调节机构是采用调节锁紧螺栓的松紧来调节尾轮的深度，它与拖拉机的后部联接。这个机构具有结构简单，性能可靠，造价低，调整使用方便的特点。盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 134 设计计算4.1 动力分配计算由文献6查得： (4-1)IIIPP (4-2)n9550PT已知各运动副的效率：球轴承，10.99链条传动，20.97拖拉机动力输出轴的额定输出效率根据有关资料和经验估算，其额定输7 . 0出功率由式 4-1 0.70.7 0.736 63.09123.09PPKWKWKW额发则选作为收获机的设计功率。3.09PKW额a.第一轴功率，转速和扭矩由式 4-1 得 1123.09 0.99 0.972.96PPKW额500 /minInr由式 4-2 得 1195509550 2.9656.54500IPTN mn由式 4-1 得 1122.96 0.972.87ZPPKW1500 /minZnr由式 4-2 得 11195509550 2.8754.82500ZZZPTN mnb.第二轴功率，转速和扭矩花生收获机设计 14同理由式 4-1 和 4-2 得 122.87 0.972.78500 11/15400 /min95509550 2.7866.37400IIZIIIIIIIIPPKWnrPTN mn4.2 带轮传动的设计计算已知发动机输出转速 750 转/分，按设计要求输入轴的轴的转速 500 转/分，输出轴的转速为 400 转/分 (4-3)IIInnZZi12 211.25ZZA.确定计算功率Pca查文献得工作情况系数=1.1，由文献得AK (4-4)1.1 6 0.736 0.73.4caAPKPKW 选择V带型号：根据 1750 /minnr3.4caPKW查文献，选A型V带。B. 确定带轮直径、1dd2dd选取小带轮直径：1dd参考文献，选取小带轮直径 =140mm1dd验算带速： (4-5)11nddv 1 1v=/(60 1000)140 750 /(60 1000)/d ndm s5.49/m s确定从动轮直径：2dd 21750/486 112216dddidmm查文献取2212ddmm计算实际传动比： 21/212/1401.514ddidd取1.5i 验算从动轮实际转速由式4-3得：2n21/750/1.5 /min500 /minnnirr5001.25400IIInn盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 15C.确定中心距和带长adL初选中心距：0a 00.7 (140212)2 (140212)mmamm得0246.4704mmamm取0550amm求带的计算基准长度：0L (4-6)22112000()2()24ddddddLadda22 550(140212)/2(212 140) /(4 550)mm1654.95mm查文献得 1600dLmm计算中心距：a (4-7)001600 1654(550)22dLLaamm523mm确定中心距调整范围： (4-8)max0.03(5230.03 1600)daaLmm571mm (4-9)min0.015(5230.015 1600)daaLmm 499mmD. 验算小带轮包角：1 (4-10)21118060dddda212 14018060172120523172查文献得，合适。E. 确定V带根数z确定额定功率：0P由、和查文献12表4.5，得单根A型V1140ddmm1730 /minnr1800 /minnr带的额定功率分别为1.31KW和1.41KW，用线性插值法求 (4-11)01.41 1.311.317507301.33800730pKW花生收获机设计 16确定V带根数Z：由式 (4-12)00()caLpzpp K K确定：得0P00.08PkW确定包角系数：得K0.98K确定长度系数得LK0.99LK 计算V带根数：z 3.4(1.330.08) 0.98 0.99Z 根=1. 99根取2根F.计算单根V带初拉力F0查文献6表3.2得q=0.1kg/m由式， (4-13)202.5500(1)PcaFqvvzK203.42.5500(1)0.1 5.49 165.95.49 1 0.98FN0166FNG.计算对轴的压力QF由式 (4-14)101722sin(2 3 166 sin)993.5722QFzFNN 994QFN4.3 滚子链传动的设计计算.1 链子的计算与选择链子的计算与选择根据 =1.25 取小链轮齿数=11 i1Z则21111 1.2515Zi传动比 i1.25i 齿数：小链轮齿数111Z 大链轮齿数215Z 实际传动比由式（4-3）得21151.3611ZiZ初定中心距 010.2112aZiPP盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 17一般取 040aP确定链节数pL (4-15)2012210222paZZZZPLPa22 4011 1515 112402PPPP113.01取112()pL 偶数链条长度 (4-16)L/1000PLLP 108/10000.108PP计算额定功率0P 工况系数 1.3AKAK 齿数系数 ZK0.554ZK链长系数 LK1.05LK排数系数（单排）mK1mK计算额定功率0P (4-17)01.3 3.026.740.554 1.05 1AZLmK PPKWKKK选定链条型号，确定链定链条节距 P根据，查文献，选择单排 12A 型滚子链，节距1n0p19.05Pmm计算中心距 a (4-18)22121221028422PPZZZZZZPaLLZ2211 154112112 138422P 942.975mm验算链速V (4-19)nZPV 11500 11 19.021.7435/60 100060 1000n Z PVm s计算对轴的压力QF花生收获机设计 18 (4-20)FFQ2 . 1 1.21.2 1000/1.2 1000 3.02/1.74352078.57QeFFP VNN.2 链轮的设计计算链轮的设计计算小链轮尺寸：1Z分度圆直径 (4-21)/180sin(Zpd得 19.0567.6sin 180 /sin 180 /11pdmmZ齿顶圆直径:ad (4-22)1max25. 1dpdda (4-23)1min)/6 . 11 (dpZdda max11.2567.6 1.25 19.05 11.9179.50addpdmm min11 1.6/67.61 1.6/1119.05 11.9171.97addZ pdmm取75admm齿根圆直径 (4-24)fd1dddf 则 167.6 11.9155.69fdddmm (4-25)max0.6250.8/1119.050.5 11.9131.16ahmm (4-26)min10.50.5 19.05 11.913.57ahpdmm 2cot 180 /111.040.7619.05cot 180 /111.04 18.080.7645.32gdphmm。(4-27)44gdmm取 (4-28)2442 9.33525.33kgaddhmm 大链轮的尺寸：2Z分度圆直径由式 4-21 得 19.0591.62sin 180 /sin 180 /15pdmmZ。齿顶圆直径由式 4-22 和 4-23 得ad盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 19max11.2591.62 1.25 19.05 11.91103.52addpdmm min11 1.6/91.621 1.6/1519.05 11.9296.72addZ pdmm取100admm齿根圆直径由式 4-24 得 fd191.62 11.9179.71fdddmm取79.7fdmm由式 4-25 和 4-26 max0.6250.8/1519.050.5 11.9118.88ahmmmin10.50.5 19.05 11.913.57ahpdmm同式 4-27 2cot 180 /121.040.7619.05cot 180 /151.04 18.080.7670.08gdphmm。 55gdmm取由式 4-28 得 2552 8.538kgaddhmm 4.4 轴的校核.1 输入轴的校核输入轴的校核图 4-1 输入轴简图通过类比法，初步设计输入轴如图 4-1 所示：现需要校核该输入轴a.输入轴上的输入转矩 T在工作时，输入轴上带轮所承受的功率，同式 4-1 得1123.09 0.99 0.972.96PPKW额500 /minInr同式 4-5 得 1195509550 2.9656.54500IPTN mnb.作用在小链轮上的力同式 4-4 得花生收获机设计 201122.96 0.972.87ZPPKW1500 /minZnr由式 4-2 得 11195509550 2.8754.82500ZZZPTN mnc轴的受力分析画轴的受力分析图计算支承反力：在水平面内： 0)(31211lFQllFHN16.669275 .495 .519941FH 0)()(3211212lllFQllFHN16.1663275 .49)275 .495 .51(9942FH在垂直平面内： 02211lFVlFV 0)(22211lFQllFVN613.733275 .492757.20781FVN96.1344275 .49275 .492757.20782FV画弯矩图在水平面内，a-a 剖面左侧 )(211llFHMaHNmm 74.51180a-a 剖面右侧 Nmm5119131lFQHaM在垂直平面内，a-a 剖面左侧 )(211llFVMaV Nmm165.56121a-a 剖面右侧 0VaM合成弯矩，a-a 剖面左侧 Nmm (4-29)15.65167)/(22112aVMllaHlMMa盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 21a-a 剖面右侧同式 4-29 得 Nmm5119122aVMaHMaM画转矩图已知 Nm 54.561T图 4-2 轴的弯矩、扭矩图 d.危险截面的判断a-a 截面左右的合成弯矩左侧相对右侧大些，扭矩为 T，只要左侧处满足2FQ强度要求即可，即该处为危险截面。e.轴的弯矩合成强度校核只需校核轴上受最大弯矩和扭矩的界面强度参考文献查得= -1=60 Mpa, (4-30) 6 . 01006001bba 剖面左侧 (4-31)DbzdDdDdW32/ )(242832/ 66)2328)(2328(232431503.7mm (4-32)22)(1TMMca22)565406 . 0(15.65167花生收获机设计 22Nmm73468.2 (4-33)WMcaca 6086.487 .15032 .734681弯扭合成强度满足要求f轴的疲劳强度安全系数校核由参考文献查得 45 钢调质，MpaB640Mpa2751Mpa1551，2 . 01 . 0a-a 截面左侧由式 4-31 得 324mm7 .150332/ )(DbzdDdDdW由参考文献查的，；绝对尺寸系数，；轴经1K8 . 1K95. 092. 0磨削加工，表面质量系数。则0 . 1弯曲应力同式 4-33Mpa 3 .437 .15035 .65167WMb应力幅 Mpa3 .43ba平均应力 0m 切应力 (4-34)TTWT1 Mpa 8 .184 .300756540Mpa 4 . 92Tma安全系数 (4-35)mKS1 03. 602 . 03 .4395. 00 . 11275 (4-36)mKS1盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 23 34. 34 . 91 . 04 . 992. 00 . 18 . 1155 (4-37)22SSSSS 92. 234. 303. 634. 303. 622查阅参考文献得需用安全系数，。则 b-b 剖面安全，输入5 . 13 . 1SSS 轴强度满足要求。.2 输出轴的校核输出轴的校核图 4-3 输出轴与链轮和轴承的配合A.求轴上载荷(1)计算链轮受力链轮的分度圆直径由式 4-10 得219.0591.62sin 180 /sin 180 /15pdmmz圆周力 222/2 68043.75/91.621485.35tFTdN径向力 tan1485.35tan20540.62rtnFFN(2)求支反力轴承的支点位置 1amm齿宽中心距左支点距离130.5Lmm230.5Lmm左支点水平面的支反力 12120,/()30.5 1485.35/61742.67DNHtMFL FLLN花生收获机设计 24右支点水平面的支反力 21/120,30.5 1485.35/61742.67BNHtMFL FLLN左支点垂直面的支反力 1212/30.5 540.62/61270.31NVraFL FMLLN右支点垂直面的支反力 2223/30.5 540.62/61270.31NVraFL FMLLN计算弯矩和扭矩截面 C 处水平弯矩 11742.67 30.522651 .HNHMFLN mm截面 C 处垂直面弯矩 111270 30.58235 .VNVMFLN mm 222270 30.58235 .VNVMFLN mm截面 C 处合成弯矩同式 4-29 得22221122651823524101 .HVMMMN mm22222222651823524101 .HVMMMN mmB.弯扭合成强度校核：通常只校核轴上受最大弯矩和扭矩的截面的强度。截面 C 处计算弯矩：考虑启动、停机影响，扭矩为脉动循环变应力，由式 4-32得： 2222120.6,241010.6 6804347408 .caMMTN mm截面 C 处计算应力 3/47408/ 0.1 388.6cacaMWMPaMPa强度校核：45 钢调质处理，由文献10表 11.2 查得160MPa1ca则弯扭合成强度满足要求C.疲劳强度安全系数校核：不计轴向产生的压应力的影响。确定危险截面：由于在估算时放大了 5以考虑键槽的影响，而且截面 A，只承受转mind矩，故不必校核。截面 B 上应力最大，但由于过盈配合及键槽引起的应力集中均在该轴段两端，故也不必校核。截面，处应力接近最大，应力集中相近，且最严重，但截面不受转矩作用，故不必校核。截面为危险截面，截面的左右两侧均需校核。截面左侧强度校核：抗弯截面系数 (4-38)3330.10.1 302700Wdmm抗扭截面系数盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 25 (4-39)3330.20.2 305400TWdmm截面左侧的弯矩 2410123.5 15.5 /23.58204.6 .MN mm截面上的弯曲应力，由式 4-33 得： /8204.6/27003.03bM WPa截面上的扭矩切应力，由式 4-34 得： 2/68043/540012.6TTTWMPa平均应力:弯曲正应力为对称循环弯应力扭转切应力为脉动循环变应力,=0maxmin/2mmmaxmin/26.3mMPa应力幅: (4-40)maxmin/23.03abPa (4-41)maxmin/26.3amMPa材料的力学性能:45 钢调质,查文献10表 11.2 得640BMPa1275MPa1155MPa轴肩理论应力集中系数,查文献8表 1.6 并经插值计算得/2.0/300.0667r d /38/301.2667D d 2.0MPa1.31MPa材料的敏性系数由查文献9图 2.8 并经插值2.0,640BrmmMPa0.82q0.85rq 有效应力集中系数 (4-42)111 0.82 2.0 11.82kq (4-43)111 0.85 1.31 11.26kq 尺寸及截面形状系数:由查文献10图 6.10 得:343,30hmm dmm0.53扭转剪切尺寸系数:由查文献10图 6.10 得:3430Ddmm0.85表面质量系数:轴按磨削加工,由查文献106.12 得:640BMPa0.92表面强化系数:轴未经表面强化处理:1q疲劳强度综合影响系数 (4-44)/1/11.82/0.53 1/0.92 13.521Kk (4-45)/1/11.26/0.85 1/0.92 11.5694Kk 等效系数:45 钢: 2 . 01 . 0花生收获机设计 26 1 . 005. 0取0.1取0.05仅有弯曲正应力时的计算安全系数 (4-46)127525.83.521 3.030.1 0amSK 仅有扭转切应力时的计算安全系数 (4-47)115515.21.5694 6.30.05 6.3amSK 弯扭联合作用下的计算安全系数由式 4-35 得 222225.8 15.213.525.815.2caS SSSS设计安全系数: 材料均匀,载荷与应力计算精确时:5 . 13 . 1S取1.5S 疲劳强度安全系数校核 ScaS=1.5则左侧疲劳强度合格截面右侧强度校核：抗弯截面系数同式 4-38 得3330.10.1 385487.2Wdmm抗扭截面系数同式 4-39 得3330.20.2 3810974.4TWdmm截面左侧的弯矩 2410123.5 15.5 /23.58204.6 .MN mm截面上的弯曲应力同式 4-33 得/8204.6/5487.21.5bM WMPa截面上的扭转切应力同式 4-34 得2/68043.75/10974.46.2TTTWMPa平均应力弯曲正应力为对称循环 maxmin/2m扭转切应力为脉动循环变应力maxmin/26.2/23.1mMPa应力幅:盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 27弯曲正应力为对称循环同式 4-40 得maxmin/21.5abMPa扭转切应力为脉动循环同式 4-41 得maxmin/23.1amMPa过盈配合处的值/k 配合为 H7/n6，查文献9表 6.4 得38,640,BdmmMPa/2.02k过盈配合处的值/k，取/0.70.85/kk:/0.8/kk/1.62k疲劳强度综合影响系数同式 4-75 和 4-46 得/1/12.02 1/0.92 12.11Kk /1/11.62 1/0.92 11.71Kk 仅有弯曲正应力时的安全系数同式 4-46 得127586.92.11 1.50.1 0amSK 仅有扭转切应力时的安全系数同式 4-47 得115528.41.71 3.1 0.05 3.1amSK 弯曲联合作用时的计算安全系数同式 4-35 得222286.9 28.42786.928.4caS SSSS强度校核：ScaS=1.5则右侧疲劳强度合格。静强度安全系数校核：该设备无大的瞬时过载和严重的应力循环不对称，无需静强度校核4.5 轴承的选用与计算滚动轴承的选择，一般从以下几个方面考虑：a.载荷的大小，方向和性质按载荷的大小、性质选择在外轮廓尺寸相同的情况下，滚子轴承比球轴承承载能力大，适用于载荷较大或有冲击的场合。球舟车适用于载荷较小、振动和冲击较小的场合。按载荷方向选择当承受纯径向载荷时，通常选用径向接触轴承或者深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通常选用推力轴承；当承受较大径向载荷和一定轴向花生收获机设计 28载荷时，可选用角接触向心轴承；当承受较大轴向载荷和一定径向载荷时，可选用角接触推力轴承，或者将向心推力轴

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