人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 马铃薯挖掘机的设计【11张图纸】【优秀】

马铃薯挖掘机的设计说明书.doc

马铃薯挖掘机的设计【11张图纸】【优秀】

资源目录

马铃薯挖掘机的设计【11张图纸】【优秀】.rar

马铃薯挖掘机的设计说明书.doc---(点击预览)

马铃薯挖掘机的设计开题报告.doc---(点击预览)

压缩包内文档预览：(预览前20页/共41页)

编号：273293 类型：共享资源大小：1.18MB 格式：RAR 上传时间：2014-04-26 上传人：J**** IP属地：江苏

50
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 马铃薯挖掘机设计

资源描述：

马铃薯挖掘机的设计

41页 15000字数+说明书+开题报告+任务书+文献综述+11张CAD图纸

A0总装配图.dwg

A0机架.dwg

a2挖掘铲.dwg

a2链轮轴1.dwg

a2链轮轴2.dwg

A3地轮.dwg

a3带轮.dwg

A3端盖.dwg

A3联轴器上轴.dwg

A3轴承座.dwg

A3链轮.dwg

任务书.doc

文献综述.doc

马铃薯挖掘机的设计开题报告.doc

马铃薯挖掘机的设计说明书.doc

摘要……………………………………………………………………………………I

Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ

关键词……………………………………………………………………………4

1绪论…………………………………………………………………………………5

　　　1.1国内块茎挖掘机的发展状况………………………………………………6

　　　1.2国外多功能块茎挖掘机的现状分析………………………………………9

　　　1.3多功能块茎挖掘机的发展趋势 ……………………………………………10

2总体方案的设计……………………………………………………………………11

　　　2.1总体布局的设计……………………………………………………………11

　　　2.2工作原理……………………………………………………………………12

3传动比的确定与减速器的选择……………………………………………………13

　　　3.1传动比的确定………………………………………………………………13

　　　3.2减速器的选择………………………………………………………………14

4带轮和链轮的设计…………………………………………………………………15

　　　4.1带轮的设计…………………………………………………………………16

　　　4.2链轮的设计………………………………………………………………17

　　　4.3链轮材料的选择…………………………………………………………17

　　　4.4链轮机构的尺寸计算……………………………………………………18

5联轴器的选择及其轴的设计……………………………………………………22

　　　5.1联轴器的选择……………………………………………………………23

　　　5.2联轴器上轴的设计………………………………………………………23

6链轮轴的设计和校核……………………………………………………………24

　　　6.1链轮轴的设计……………………………………………………………24

　　　6.2链轮轴的校核……………………………………………………………25

　　　7抖动轮的设计……………………………………………………………26

　　　7.1抖动轮作用……………………………………………………………26

　　　7.2抖动轮的结构……………………………………………………………27

　　　7.3抖动轮的速度说明……………………………………………………………27

　　　8轴承座的设计及说明……………………………………………………………27

　　　8.1轴承座的作用……………………………………………………………28

　　　8.2轴承座的结构设计……………………………………………………………28

　　　8.3轴承座安装时注意的问题…………………………………………………………28

　　　8.4轴承座的养护问题…………………………………………………………28

　　　9轴承端盖的设计…………………………………………………………28

　　　9.1轴承端盖作用说明…………………………………………………………28

　　　9.2轴承端盖设计说明…………………………………………………………29

　　　9.3轴承端盖的安装说明…………………………………………………………29

10分离输送器的设计………………………………………………………………29

　　　10.1分离输送器的机构及工作过程…………………………………………30

　　　10.2杆条参数的确定…………………………………………………………31

　　　10.3分离输送器线速度的确定………………………………………………32

11挖掘铲的设计……………………………………………………………………32

　　　11.1挖掘铲的构成……………………………………………………………33

　　　11.2挖掘铲的设计……………………………………………………………33

12地轮和机架的设计………………………………………………………………34

　　　12.1地轮的设计………………………………………………………………35

　　　12.2机架部分的设计…………………………………………………………35

13结论………………………………………………………………………………36

　　　14本次设计外购件清单………………………………………………37

参考文献……………………………………………………………………………38

致谢…………………………………………………………………………………40

摘要

　　　本文对马铃薯挖掘机的设计研究和应用进行了深入的介绍和分析，设计了分离组合式马铃薯挖掘机。对该机的主要参数进行了选择设计，主要零部件的设计进行了机构、结构优化和理论设计计算。马铃薯是地下产物，而且是块茎繁殖，并且其收获和季节、天气等客观条件有很大的关系。因为马铃薯的收获费力费时、季节性强且劳动强度大，从而给农民造成极大的收获困难。为了解决上述问题，本文就国内外马铃薯挖掘机的现状、马铃薯挖掘机的研究和应用进行实际介绍和分析，巧妙地设计了分离组合式马铃薯挖掘机。对该挖掘机的主要参数进行了选择，对主要零部件的设计进行了合理的理论计算，设计出的新型马铃薯挖掘机具有了更良好的性能，更好的适应了现代农业生产力，极大地解决了劳动生产力。

　　　关键词：马铃薯；挖掘机；结构优化；机械化；精密化

综观国内外多功能块茎挖掘机的发展特点及外部环境，结合我国现代农业的发展方向，有关专家预测未来多功能块茎挖掘机的主要发展趋势是：

　　　（1）开发高效、节能、可靠、环保型产品的多功能块茎收获机。

　　　（2）通用性及安全性是产品发展的重要目标。

　　　（3）操作简单，上手快，容易接受是现实农业发展的导向。

大型化与小型化仍是产品系列化的两极方向。

　　　（5）技术进步、科技创新和售后服务将成为企业生存的三大关键因素。

1.2 国外马铃薯挖掘机的发展现状

　　　国外块茎挖掘机械化收获起步比较早、发展比较快、技术水平比较高。20世记初，欧美国家就出现了畜力牵引挖掘机来代替手锄挖掘块茎、随后改由拖拉机牵引或悬挂。20年代末出现了抛掷轮式、升运链式和块茎挖掘机。在20世纪40年代初，冷战期间，前苏联、美国就开始研制、推广应用块茎挖掘机械，50年代末就已经基本实现了机械化。70～80年代，德、英、法、意大利、瑞士、波兰、瑞典、匈牙利、日本和韩国也相继实现了块茎作物生产机械化。70年代主要是研制大功率根块作物联合挖掘机，且以收获垄作种植为主。这些机型是大功率拖拉机变型，如荷兰在拖拉机基础上按照甜菜联合挖掘机的原理制成的双行马铃薯联合挖掘机，为了加强筛选效果，分离器就有四个液压泵带动。工作原理

　　　本机主要由V带、减速器、抖动轮、机架、挖掘铲、传动链、地轮构成。拖拉机产生动力通过减速器和带轮将所需要的动力传送到链轮上，链轮带动链条从而带动分离装置运动，将从挖掘铲部挖出的土豆往机器后方运送，同时由于有抖动轮的作用，使得块茎在输送的过程中实现的块茎于土的分离，而达到了分离的目的。最后块茎从机器的尾部重新落入土地的表面。

QQ截图20130708203911.gif

QQ截图20130708203920.gif

QQ截图20130708203928.gif

QQ截图20130708203935.gif

内容简介：: 重庆理工大学毕业设计-任务书重庆理工大学毕业设计（论文）任务书题目土豆挖掘机设计（任务起止日期 2013 年 3 月 1 日 2013 年 5 月 30 日）机械工程学院机械设计制造专业 109040201 班学生姓名陈开飞学号 10904020102 指导教师系主任二级学院院长课题内容本课题的内容是关于马铃薯挖掘机的设计，主要包括马铃薯挖掘机的结构设计以及对现有产品的结构优化和创新。能够实现较高挖掘效率和分离率以及块茎损失率。例如，1）设计多功能的挖掘铲，扩大挖掘范围；2）优化结构减少由传动系统到挖掘铲的传动时间，提高工作效率；3）设计简易的收集装置，提高工作效率。主要研究对象是马铃薯挖掘机传动系统结构设计、地轮、机架的机构设计，通过Solidworks等软件对设计的马铃薯挖掘机进行利用有限元分析等计算合理的挖掘角度等。分析工作时的挖掘阻力等，设计合理的抖动装置。然后再将三维造型图转化为工程图，并且计算确定具体结构的参数，同时完成零件图的绘制和相关标注等。最后完成对本课题的论文撰写。课题任务要求 1.查阅马铃薯挖掘机相关文献并进行收集和整理，完成毕业设计前期工作：任务书、文献综述、开题报告、外文翻译；2.查阅大量关于马铃薯挖掘机结构设计的资料、具体零部件的相关资料。整理后确定马铃薯挖掘机的具体设计方案；3.进行必要的设计计算和结构设计，如分离输送器线速度、挖掘铲铲角等计算，机架的结构和尺寸的设计，保证具备良好的机械性能；4.运用CAD、UG、Solidworks等软件，对所设计的马铃薯挖掘机绘制装配图，零件图；5工程图需要体现出具体结构的尺寸参数等；6.最终设计出的马铃薯挖掘机要具备比现有同类产品更方便高效的性能，同时保证分离率不低于、块茎损失率不高于现有的同类产品。主要参考文献（由指导教师选定） 1 孙靖民梁迎春.机械优化设计第四版M.北京：机械工业出版社，2006 2 孙桓陈作模葛文杰.机械原理第七版M.高等教育出版社，2006 3 齐民.机械工程材料第七版M.大连：大连理工大学出版社，2007 4 廖念钊古莹菴莫雨松等.互换性与技术测量第五版M.北京:中国计量出版社,2011 5 秦曾煌电工学第（上下册）第七版M.北京:高等教育出版社,2010 6 王文斌等.机械设计手册第六版M. 北京：机械工业出版社，2006 7 姜培刚盖玉先.机电一体化系统设计第一版M.北京：机械工业出版社，2011 8 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学I 第七版M.高等教育出版社，2004 9 濮良贵纪名刚.机械设计第八版M.高等教育出版社，2006 10 Thomas Antoni. 德汉-英汉-德英传动技术词典第四版M.机械工业出版社，2006 11 刘鸿文.材料力学I 第四版M.高等教育出版社，2004同组设计者注：1、任务书由指导教师填写；2、任务书在第七学期第15周前下达给学生。毕业设计（论文）阶段工作情况检查表时间第一阶段（撰写开题报告、外文翻译、文献综述）第二阶段（论文初稿撰写或方案设计）第三阶段（论文终稿或图纸绘制）内容组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况检查情况教师签字签字日期签字日期签字日期注：1、此表由指导教师认真填写（要求手写）；2、“组织纪律”一栏根据学生具体执行情况如实填写；3、“完成任务情况”一栏按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写；4、对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或不能参加答辩的建议。重庆理工大学毕业设计-文献综述马铃薯挖掘机设计陈开飞摘要：马铃薯挖掘机的研究和应用进行介绍和分析，设计了组合分离式马铃薯挖掘机。对该机的主要参数进行了选择，对主要零部件的设计进行了理论计算和结构优化。马铃薯为地下产物，且是块茎繁殖，其收获受季节和天气限制。由于马铃薯的收获费时费力、劳动强度大且季节性强，因此给农民造成极大的困难。为了解决上述问题，本文就国内外马铃薯收获机现状、马铃薯挖掘机的研究和应用进行介绍和分析，设计了组合分离式马铃薯挖掘机。对该机的主要参数进行了选择，对主要零部件的设计进行了理论计算。关键词：马铃薯；挖掘机；结构优化 Design of Potato ExcavatorStudent:chenkaifei(Chongqing University of technology , Chongqing 400054)Abstract: Potato is an under ground plant. Its harvest is limited by the crown of the year and weather. Since the potato harvesting process has some difficult problems for farmers such as being strenuous and time consuming, great in labor intensity and urgent in seasonal demand, the paper analyses the present situation of potato harvest, and a combined separation potato digger has been developed through selection of principal parameters and theoretical calculation for the design of essential parts. Key words: potato、 excavator、optimize the structure1. 绪论马铃薯的营养价值非常高，市场潜力巨大。在国外，大约占40%的马铃薯加工成食品后进入消费市场。在国内，一向被国人视为不能登大雅之堂的马铃薯产品也突然间在市场上风靡起来。在北京、上海、广州及西安等全国大中城市，以马铃薯条、马铃薯泥为基本原料的麦当劳、肯德基食品已占据我国快餐市场的半壁江山，而从各种渠道进口的其它油炸薯片或膨化食品等也滚滚而来。中国农科院副院长屈东玉博士在日前召开的中国马铃薯学术年会上指出：“马铃薯是一种产量高、适应性强、经济价值大的作物，应把马铃薯主产区列入国家粮食商品粮基地，享受与水稻、小麦等商品粮基地同样的财税待遇，这将是保证我国粮食安全的有效手段。”马铃薯作为经济作物，种植面积越来越大，而传统的马铃薯收获手段费时费事，劳动强度大且季节性强，因此给农民造成极大的困难。马铃薯种植区大部分在潜山和腰山地区，落后的人工收获方式造成马铃薯冻害和减产等不必要的损失，农民对马铃薯挖掘机械的要求十分迫切。为了解决上述问题，推广应用小型马铃薯挖掘机势在必行。应用马铃薯挖掘机可以大大提高收获效率，降低劳动者的劳动强度，增产增收，减少收获损失，为我国马铃薯生产奠定良好的基础。根据我国马铃薯挖掘机械多年研制生产经验可以看出，日本、意大利、美国等国外机具适应垄作，很难适应我国平作种植形式。各类型机械需要进行多地域、多收获季节的田间试验和多轮改进，才能提高适应性。马铃薯是我国主要作物之一。发展马铃薯生产，对调整优化农业产业结构、加快脱贫致富及地区经济发展具有非常重要的作用。马铃薯为地下产物, 且是块茎繁殖, 其收获方式以挖掘机为主。马铃薯挖掘机可以大大提高收获效率, 降低劳动强度, 减少损失, 为马铃薯生产奠定良好的基础。但是收获方式的落后极大的制约了马铃薯生产发展。为促进马铃薯生产地发展，解决机械化收获问题势在必行。马铃薯挖掘机械化的关键矛盾是配套动力与机具性能要求之间的矛盾。鉴于动力的限制，与14kw一下拖拉机配套机具的性能不宜要求功能全，只要完成起薯环节，让署块基本露于地面即可，其他工序由人工捡拾完成。从发展看这类机械作为与目前农村具有的小型拖拉机相配套的过渡性机型予以开发、推广。随着近年来马铃薯种植面积的不断增加，对马铃薯收获的机械化水平的需求越来越大。 1.1 国外块茎挖掘机的发展现状国外块茎挖掘机械化收获起步早、发展快、技术水平高。20世记初，欧美国家出现畜力牵引挖掘机来代替手锄挖掘块茎、随后改由拖拉机牵引或悬挂。20年代末出现了升运链式和抛掷轮式块茎挖掘机。在20世纪40年代初，前苏联、美国就开始研制、推广应用块茎挖掘机械，50年代末即己实现了机械化。7080年代，德、英、法、意大利、瑞士、波兰、匈牙利、日本和韩国亦相继实现了块茎作物生产机械化。70年代主要是研制大功率自走式根块作物联合挖掘机，且以收获垄作种植为主。这些机型是大功率拖拉机变型，如荷兰在拖拉机基础上按照甜菜联合挖掘机的原理制成的双行马铃薯联合挖掘机，为了加强筛选效果，分离器有四个液压泵带动。美国在1948年以前用挖掘机来收获块茎，然后人工捡拾，直到1967年，开始使用联合挖掘机， 20世纪90年代，美国已基本实现了块茎挖掘机械化。前苏联是生产块茎作物挖掘机最早的国家，生产了许多半悬挂式机型，如KKY2型、KOK2型、KKP2型等块茎作物联合挖掘机，机器体积较庞大笨重，到20世纪90年代初，块茎挖掘机共有16种机型，其中10种是联合挖掘机，90年代中期，开始生产自走式联合挖掘机，其劳动生产率比其它行挖掘机提高12倍。近年来，欧美的马铃薯挖掘机型仍然是以大功率机组为主。这些机型只能在大面积土地上使用，不适用于中小地块。有些国家和地区生产一些小型挖掘机械，如意大利的SP100机型为小型垄作挖掘机械。在亚洲生产马铃薯挖掘机械的国家较少。日本在1955年以前使用畜力挖掘犁，1955年196年生产悬挂式抛掷式和升运链式挖掘机，70年代开始引进英国、美国等发达国家的联合挖掘机，并研制适合日本国情的联合挖掘机，对于根菜（萝卜、家山药青芋、胡萝卜等）机械收获的研究从1960年开始，近几年韩国、日本生产了一些小型马铃薯挖掘机，如韩国高山机械工业公司生产的小型单行和双行土豆、地瓜挖掘机械。日本对生姜挖掘机械已经研制多年并有了一些成熟的机型,第一代机型只把根茎拔出地面,减轻了农民从地下挖出生姜的劳动量。据有关材料介绍,现在第二代机型已经研制成功并开始使用,它是一种从收获到清理到包装的联合作业机械。在韩国,对根茎挖掘机械的研制也取得了较大的成果,他们生产的一种配套于田园管理机的大蒜挖掘机,采用振动的原理,缓冲了阻力,并对根茎上附着的土块起到疏松和抖动的作用,是一种轻型高效的机具。1.1 国外块茎挖掘机的发展现状国外块茎挖掘机械化收获起步早、发展快、技术水平高。20世记初，欧美国家出现畜力牵引挖掘机来代替手锄挖掘块茎、随后改由拖拉机牵引或悬挂。20年代末出现了升运链式和抛掷轮式块茎挖掘机。在20世纪40年代初，前苏联、美国就开始研制、推广应用块茎挖掘机械，50年代末即己实现了机械化。7080年代，德、英、法、意大利、瑞士、波兰、匈牙利、日本和韩国亦相继实现了块茎作物生产机械化。70年代主要是研制大功率自走式根块作物联合挖掘机，且以收获垄作种植为主。这些机型是大功率拖拉机变型，如荷兰在拖拉机基础上按照甜菜联合挖掘机的原理制成的双行马铃薯联合挖掘机，为了加强筛选效果，分离器有四个液压泵带动。美国在1948年以前用挖掘机来收获块茎，然后人工捡拾，直到1967年，开始使用联合挖掘机， 20世纪90年代，美国已基本实现了块茎挖掘机械化。前苏联是生产块茎作物挖掘机最早的国家，生产了许多半悬挂式机型，如KKY2型、KOK2型、KKP2型等块茎作物联合挖掘机，机器体积较庞大笨重，到20世纪90年代初，块茎挖掘机共有16种机型，其中10种是联合挖掘机，90年代中期，开始生产自走式联合挖掘机，其劳动生产率比其它行挖掘机提高12倍。近年来，欧美的马铃薯挖掘机型仍然是以大功率机组为主。这些机型只能在大面积土地上使用，不适用于中小地块。有些国家和地区生产一些小型挖掘机械，如意大利的SP100机型为小型垄作挖掘机械。在亚洲生产马铃薯挖掘机械的国家较少。日本在1955年以前使用畜力挖掘犁，1955年196年生产悬挂式抛掷式和升运链式挖掘机，70年代开始引进英国、美国等发达国家的联合挖掘机，并研制适合日本国情的联合挖掘机，对于根菜（萝卜、家山药青芋、胡萝卜等）机械收获的研究从1960年开始，近几年韩国、日本生产了一些小型马铃薯挖掘机，如韩国高山机械工业公司生产的小型单行和双行土豆、地瓜挖掘机械。日本对生姜挖掘机械已经研制多年并有了一些成熟的机型,第一代机型只把根茎拔出地面,减轻了农民从地下挖出生姜的劳动量。据有关材料介绍,现在第二代机型已经研制成功并开始使用,它是一种从收获到清理到包装的联合作业机械。在韩国,对根茎挖掘机械的研制也取得了较大的成果,他们生产的一种配套于田园管理机的大蒜挖掘机,采用振动的原理,缓冲了阻力,并对根茎上附着的土块起到疏松和抖动的作用,是一种轻型高效的机具。发展中国家基本上采用挖掘犁和挖掘机进行收获作业,发达国家的块茎作物收获已基本实现了机械化联合作业。如德国、美国的联合挖掘机在自动化控制块茎分离以及减少块茎作物损伤等方面都有独到之处。东洋农机公司、日本三A公司久保田公司等都生产适合小地块作业的中小型自走式块茎作物挖掘机9。1.2 国内多功能块茎挖掘机的现状分析近年来,国内市场上也出现了一些此类机械，如大蒜挖掘机就有对行松土铲式和不对行平铲式输送方式也有多种。但大多数机型在适应性和质量可靠性方面仍然不同程度地存在着一些问题,主要体现在两个方面,一是损伤作物的问题,因为象大蒜、生姜此类作物,收获时皮质鲜嫩易损,而损伤后会严重影响其价格;二是适应性差,因各地农艺不同,行距及株距存在着差异,机具难以满足这种要求。由于进口农机具价格较高,农民难以接受,根茎挖掘机械还是要走国产化道路,而且还要根据中国国情,不能盲目照搬。主机利用现有的机型,如田园管理机、手扶拖拉机及四轮拖拉机,对国外的机型原理加以消化吸收,研制出适合中国国情的机具。国内根茎作物的机械化收获还有较长的路要走,不仅需要科研部门及企业的大力研制及投入,还牵涉到农民的认识和接受问题。国外发达国家（如日本、美国、法国、意大利等国）地下作物的收获已实现机械化，对于长根作物（萝卜、山药等）和断根作物（洋葱、大蒜等）都有不同的挖掘机械，工艺十分的先进，但机械价位较高，全部引进国内无法接受，例如，意大利产的DSC-120和日本宝田公司产的DCL-130型土豆挖掘机，大多用于沙壤土作业，这些设备不太适应我国地下作物种植的农艺要求和土壤状况。根据以上分析，在国内外现有的基础上，结合我国农村市场的实际情况，分析国内块茎类作物的农艺要求和土壤的物理特性而研制出的多功能块茎类挖掘机。综观国内外多功能块茎挖掘机的发展特点及外部环境，专家预测未来多功能块茎收割机的主要发展趋势是：（1）开发节能、高效、可靠、环保型产品的多功能块茎收割机。（2）安全性及通用性是产品发展的重要目标。（3）技术进步、操作方便和售后服务将成为企业生存的三大关键因素。2 总体方案的设计2.1 整体布局的设计其传动图如图1： 1、万向联轴2、链轮 3、减速器4、动力输出轴 5、输送链驱动轴 6、振动筛轴图1 传动图Fig.1 Driver chart其总体结构图如图2： 1、V带轮 2、V带 3、机架 4、抖动轮 5、减速器 6、联轴器 7、悬挂架 8、挖掘铲 9、链轮 10、传动链 11、地轮图2 总体结构图 Fig.2 Overall structure2.2 工作原理本机主要由V带、减速器、抖动轮、机架、挖掘铲、传动链、地轮构成。拖拉机产生动力通过减速器和带轮将所需要的动力传送到链轮上，链轮带动链条从而带动分离装置运动，将从挖掘铲部挖出的土豆往机器后方运送，同时由于有抖动轮的作用，使得块茎在输送的过程中实现的块茎于土的分离，而达到了分离的目的。最后块茎从机器的尾部重新落入土地的表面。3 传动比的确定与减速器的选择3.1 传动比的确定该多功能块茎挖掘机的配套动力为25-35马力的拖拉机，其输出轴的转速为540r/min，通过一级减速器和带传动，设其总的传动比减速器的传动比。带传动的传动比分离器上的线速度为1.3m/s3.2 减速器的选择由于其传动比为2，所以可以从市场上选择传动比为2的减速器，其型号为ZDY,ZDZ100型圆柱齿轮减速器。其结构如图6：图3 减速机结构图 Fig.3 Reducer structure4 带轮和链轮的设计4.1 带轮的设计小带轮的结构如图7：图4 小带轮 Fig.4 Small Pulley大带轮的结构如图8：图5 大带轮 Fig.5 Big Pulley 4.2 链轮的设计4.2.1 链轮的设计目的设计该链轮的主要目的是为了能带动分离机构的运动。通过链轮使得链的线速度为1.6m/s。为了达到这一目的，所设计的链轮传动比应为1，即两链轮的直径应当相等。由前面的计算已经得出链轮的直径r=62mm。4.2.2 链轮的设计4.3 链轮材料的选择链轮的材料应当能够满足强度和耐磨性的要求。在低速、轻载、平稳传动中，链轮可采用中碳钢制造；中速、中载时，采用中碳钢淬火处理，其硬度40HRC45HRC;高速、重载、连续工作时的传动，采用低碳钢、低碳合金钢表面渗碳淬火（如用15、20Cr、12CrNi3等钢淬硬至55HRC60HRC）或中碳钢、中碳合金钢表面淬火。本多功能块茎挖掘机为中速、中载，所以采用中碳钢淬火处理，其硬度40HRC45HRC。链轮结构如图6：图6 链轮Fig.6 Chain wheel5 联轴器的选择及其轴的设计5.1 联轴器的选择该多功能块茎挖掘机的设计宽度为712mm。两侧的机架壁厚度各位10mm。所以整个机架的内部空间为692mm。所选的减速器的输出轴的外伸长度为110mm。为了使机器能够运转，必须将V带轮放在整个机架的外面，因为减速器外伸轴长度不够，所以必须选择一个联轴器。通过查减速器的参数表，可知其输出轴的直径为48mm,所以选择联轴器时其孔径也应当为48mm。通过查阅手册21-25，可以选择LH4型联轴器。其长度为112mm。5.2 联轴器上轴的设计联轴器上轴的作用是为了将减速器和带轮通过联轴器相连接的。其设计过程如下：（1）轴4部分：此部分轴是装联轴器的。联轴器的长度为112mm。所以在设计时可以把该部分长度设计为110mm。（2）轴3部分此部分上装滚动轴承。因为机架内壁到机架中心线的距离为346mm，减速器中线到输出轴端的距离为214mm，联轴器长112mm。所以联轴器到机架内壁的长度为346-214-112=20mm。所选的轴承为角接触球轴承。其宽度为24.75mm。所以设计时该轴段长度为42mm。（3）轴2部分：该部分装同时有轴承端盖。为了让V带轮输出机架为20mm，所以该段长度可设计为44mm。（4）轴1部分：该部分上装V带轮，V带轮宽为65mm，所以设计该段长为63mm。其结构如图7：图7 联轴器 Fig.7 The shaft of coupling6 分离输送器的设计6.1 分离输送器的机构及工作过程（1）机构形式的确定杆条式分离输送器是一种分离器，其上以等距平行地配置杆条，由挠性元件相连。机构简单，带面倾斜时也能工作，因此是一种应用比较广泛的分离工作部件。但是此类分离输送器因工作面种类的不同而不同，而工作面是由许多杆组成连续移动的一个栅，工作面的种类对移动土壤的压碎程度和过筛强度起着决定作用，同时还影响到分离输送器的耐用性。在马铃薯、块根等作物的挖掘机上，常见的分离输送器有钩杆式、链杆式和带杆式等。其中钩杆式和链杆式的制造工艺比较简单，成本较低，而且其链杆于土壤的接触面积较小，过筛强度最大，分离效果明显。因此，从零件的购买方便，装卸简单等因素考虑，本机器的分离输送器采用链杆式分离输送器来完成分离输送的目的。链杆式分离输送器是由园杆组成，杆的两端焊接在链条上。形成具有筛选块茎而分离土壤的栅。链杆式分离输送器通过依靠固定在主动轴上和从动轴上的链轮来带动，杆条形成一条环形的链带。(2) 分离输送器的工作过程链杆式分离输送器是一种分离器兼输送器，其工作过程是，当被掘起的土壤、块茎等向上输送时，在输送链的作用下，土壤被疏松，土壤通过杆之间的间隙筛出来，块茎则被输送器输送到机器的尾部，从而将块茎重新放回地表。达到挖掘块茎的目的。作业时，位于前部的挖掘铲进入土层内将块茎整个掘起，掘起的土块在挖掘铲的作用下发生劈裂破碎，然后输送到分离输送器上。分离输送器杆条在向后运动的同时，还受到抖动器的作用而上下抖动，使大部分土壤变松并落回地里。块茎则被输送器运送到机器的尾部。其结构如图8： 1、主动轮 2、分离输送器 3、抖动轮 4、从动轮图8 分离输送器图 Fig.8 Separation conveyor6.2 杆条参数的确定在欧洲的许多国家里，杆间距离通常为25-28mm。而在美国，甚至为40-48mm。亚洲的日、韩等国为30-40mm。这个间隙主要于块茎作物的品种和块茎的尺寸由很大关系。在波兰，一个块茎的平均重量大约为60-80g，而美国可以达到200g左右。一般情况下块茎作物的块茎为扁圆、椭圆、圆、长筒等形状，为了研究方便我们可以统一采用长、宽、厚三个特征尺寸来描述块茎的物理机械特性，其中厚度尺寸是关键的一个尺寸。分离输送器的杆条间隙如图 13，从图中可以看出下面的关系：式中：要使分离输送器达到筛分土壤，保留块茎的目的，杆条间隙的设计应满足c的条件，即保证块茎最小特征尺寸大于杆条间隙，从而使块茎不至于在杆条间隙间随土壤一起漏下。根据资料和实际的测量，我国块茎的厚度尺寸大多在30-80mm之间，因此若取杆间距L为45mm，杆条直径为10mm，代入式中，可得杆条的间隙为35mm。其结构如图9：图9 杆条间歇图 Fig.9 Article intermittent7 挖掘铲的设计7.1 挖掘铲的构成挖掘铲由独立铲片、铲片固定板和角度调节机构组成。铲尖角度设计为钝角，这样可以减小铲前的入土深度，从而降低无效挖掘深度的动力消耗。挖掘铲铲尖的形状采用“w”型，前进阻力较小，入土性能好。7.2 挖掘铲的设计挖掘铲的铲片是多片铲的变形，铲片与铲片之间留有间隙，这便带来很多优点。（1）一方面是减少铲尖与土壤的接触面积，达到减少阻力的目的。（2）另一方面是减轻了机器前部的重量，防止铲尖下陷。多片铲在工作时发生局部磨损时，更换方便维修成本低。一般单株块茎在土壤中的最大分布宽度为400mm，块茎分布的深度一般为在地表一下120-200mm之间。为了保证铲刃的自动清理功能，铲刃的倾斜角度可由受力确定，使土壤在铲刃上的滑切力能克服摩擦力，即：式中：为作用于铲刃上的阻力。为铲刃上的正压力。为铲刃上的滑切力。为铲刃与土壤之间的摩擦力，且，为摩擦角。代入得：一般土壤对钢的摩擦角为，取，所以。若铲片数量为5个，单个铲片宽度为100mm，长度为250mm，铲刃倾斜角度，铲面倾角为，铲间间隙为25mm。为了保证挖掘铲挖进的土壤和块茎不会从两侧滑落，因此需要在挖掘铲的两侧加设挡板，挡板为平行四边形，焊接在机架上。其结构如图图10 挖掘铲 Fig.10 Digging Shovel 8 地轮和机架的设计8.1 地轮的设计地轮的作用主要是在机器行走过程中的平衡支撑作用。为了克服挖掘机收获时挖掘铲前部较大的阻力，设计的地轮应当有较好的通过性，且能够保证在凹凸不平的地表情况下准确控制挖掘深度。地轮材料可以选择铸铁，结构采用腹板式。在机架上设置不同的安装位置，可根据种植情况调节深度。8.2 机架部分的设计挖掘机组的入土性能、挖掘深度稳定性能、机组牵引性能、运输通过性能及对地表的适应性能等主要工作性能都收多功能块茎挖掘机悬挂装置的影响。本设计采用三点悬挂式机构，由拖拉机后置三点悬挂和挖掘机悬挂架机构成一个空间机构，它可以看作在纵垂直面和水平面的四个四连杆机构。这两个四连杆机构具有各自的瞬心，挖掘工作时，在各种作用力及相对瞬心的力矩作用下，将产生绕这两个瞬心的转动趋势转动，以保持平衡。其结构如图15：图11 机架Fig.11 Rack 结论本次设计的机器性能满足要求，能较好的与农村现有动力配套使用，能较好的把握挖掘机收获过程中的要求。通过本次毕业设计，我对产品的设计过程有了一个系统的认识，掌握了基本的设计过程，真正地将所学的理论知识与实践结合起来，提高了独立思考解决问题的能力。由于所掌握的知识的限制和经验的不足，在设计的过程当中，难免有不妥之处。在今后的学习工作中我会继续努力，弥补自己在专业知识上的缺欠。此次设计，我认为最重要的就是使我明白了，无论做什么事情，要想做好，必须态度端正；要善于学习，时刻学习；做事要严谨、认真，细致、不怕吃苦，还要有创新精神。参考文献1 赵满全,窦卫国,赵士杰等.4SW系列马铃薯挖掘机的研制J.农村牧区机械化,1999,(4).2 蒋炳奎译.根菜挖掘机械M.1979,12.3 中国科学技术情报研究所重庆分所编辑.国外挖掘机械(第二集)M.1977,1l.4 单爱军,刘俊杰,崔冰冰.马铃薯挖掘机现状与发展趋势J.农机化研究.2006,（4）:1920.5 韩建新,都丽萍.2000年中国国际农牧业及食品工业展览会国外兵团巡礼J.农业机械.2000,(5).6 苏H.季坚柯等著.蔬菜挖掘机械M.北京:中国农业机械出版社出版.1982,5.7 /Article/CJFDTotal-XDHY198703017.htm8 苏著.袁佳平,汪裕安等译.农业机械的设计和计算M.北京:中国农业机械出版社.1983.9.9 苏著.沈林生,高良润等译.经济作物挖掘机械理论、构造和计算M.上海:上海科学技术出版社.1966.1.10 张东兴,郭君海.马铃薯田间管理与挖掘机械化技术J.农机科技推广.2006,1:1920.11 申屠留芳,孙兴钊.中粘壤土块茎类作物挖掘机的研究与开发J.农机化研究,2003,10(4):21-23.12 南京农业大学.农业机械学M.中国农业大学出版社,1998,:24-40.13 程兴田.挖掘机械的现状与发展前景M.农机与食品机械,1998:50.14 马成林.挖掘机研究的发展与现状J.农业机械学报,1997,11（2）.15 胡志超,彭宝良.多功能根茎类作物联合挖掘机设计与实验J.农业机械学报,2008,8(8):58-61.16 /pic/shebei-11092607-1-1.html17 韩杰,吕金庆,高靖华等.振动式挖掘部件的设计J.农机化研究,2005,(3):18.18 梁保学,佘喜旺.SL-900型薯类挖掘机的研究设计J.农技推广与安全,2003(2):9-10.19 /st21681/product_203272.html20 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册(下册)K.北京:机械工业出版社,1990:18-19.21 晓青.马铃薯挖掘机的设计J.农业机械学报,2001,（4）:37.22 苏日娜.马铃薯挖掘机械作业性能测试方法探讨J.农机试验与推广, 1999(4): 10-12.23 杨大平,刘保华.带振动筛板脱粒机的研究J.湖南农业大学学报(自然科学版),2003,29(2):13-14.24 机械设计手册编委会.机械设计手册K.北京：机械工业出版社，2004：45-3513重庆理工大学毕业设计-开题报告重庆理工大学毕业设计（论文）开题报告题目土豆挖掘机设计二级学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级 109040201 姓名陈开飞学号 10904020102 指导教师系主任时间 2013年3月1日 1、本课题的研究目的及意义研究目的：马铃薯是我国主要作物之一。发展马铃薯生产，对调整优化农业产业结构、加快脱贫致富及地区经济发展具有非常重要的作用。马铃薯为地下产物, 且是块茎繁殖, 其收获方式以挖掘机为主。但是收获方式的落后极大的制约了马铃薯生产发展。为促进马铃薯生产地发展，解决机械化收获问题势在必行。本课题就是为了研究马铃薯挖掘机的设计及改进，主要是从结构上进行优化与创新。本次设计的马铃薯挖掘机可以大大提高收获效率, 降低劳动强度, 减少损失, 为马铃薯生产奠定良好的基础。研究意义：随着近年来马铃薯种植面积的不断增加，对马铃薯收获的机械化水平的需求越来越大，因此马铃薯挖掘机的设计与完善在当下是非常有必要的。马铃薯挖掘机械化的关键矛盾是配套动力与机具性能要求之间的矛盾。目前鉴于动力的限制，与14kw以下拖拉机配套机具的性能不宜要求功能全，只要完成起薯环节，让署块基本露于地面即可，其他工序由人工捡拾完成。这样一来，还是没有实质上的减轻劳动力。从发展看这类机械作为与目前农村具有的小型拖拉机相配套的过渡性机型予以开发、推广。本次设计上的完善是在挖掘机下面装有收集器，使得挖掘机能够自动收集露地薯，如此一来能极大地提高劳动效率，减轻劳动强度，在一定程度上促进农业机械化水平的提高。 2、本人对课题任务书提出的任务要求及实现目标的可行性分析任务要求：查阅马铃薯挖掘机相关文献并进行收集和整理，完成毕业设计前期工作；整理相关资料文献确定马铃薯挖掘机的具体设计方案；进行必要的设计计算和结构设计；运用三维软件建模，并转换成工程图；所设计的马铃薯挖掘机要具备比现有同类产品更良好的性能。可行性分析：要解决理论问题我们一方面需要借阅相关的书籍，不过这还不够，还得从网上寻找资源，多与老师进行交流，必要的时候也可以联系工厂去参观一下相关的设备。目前马铃薯挖掘机的式样有很多，但是我们需要设计一种更好更具有操作性的机型，这要就需要我们对各种马铃薯挖掘机有很好的了解，然后进行比较，最后集各种机型的优点于一体，设计一款性能更好，成本更低，操作性更好的马铃薯挖掘机。同时要对各种马铃薯挖掘机的结构进行了解并分析，通过对结构的优化和创新，提高马铃薯挖掘机的工作效率；例如地轮的优化，可提高其运行速度；挖掘铲的机构优化设置；传动系统的改善设计可以提高挖掘的的速度；在挖掘铲后面加装简易的收集机构，可以自动收集露地薯。可以设计多功能挖掘铲，能够同时装备一个副挖掘铲，以避免漏掉的马铃薯同时扩大挖掘的范围，提高工作效率。 3、本课题的关键问题及解决问题的思路经过几周的文献查阅和资料收集，对于这个课题有了一个初步的认识，知道了要完成的设计任务，根据目前了解的情况，最需要解决的问题是：分离输送器的设计与挖掘铲的机构设计。以前只是接触过具体零部件结构与原理的设计，但是对于这个整体的马铃薯挖掘机并没有很多了解，设计起来理论知识都不足，对于一些设计中要用的参数也不是太了解，例如挖掘铲中间的间隙是否保留问题，机架部分的四连杆机构问题等，要想做好这个设计我必须先要解决这些问题。本课题所要解决的技术问题还有地轮的结构设计以及保持机器与动力机的配套问题，还有在挖掘机工作时如何与地面阻力保持最小、如何减轻机器前头的重量的问题。解决思路：首先带着所需要解决的问题，有针对性的查阅国内外各种文献和专利设计，大量获取了一定的相关的专业知识和经验后，针对问题再查阅机械设计手册等工具书籍，利用相关公式进行计算；通过收集的资料，对各型号马铃薯挖掘机的优缺点有大概的了解，通过整合，实现优化并且解决某些技术上的问题；若书本和网络无法很好的回答课题中遇到的问题，可以到生产挖掘机的工厂进行实地的考察，请教专业工程师来进行解决。通过这样的思路，在马铃薯挖掘机工作过程中吃土深度和带轮运行速度影响挖掘效率以及挖掘铲结构有关，同时传动效率问题也影响挖掘速度，不同的地面条件具有不同的挖掘条件（挖掘阻力）；挖掘过程中对地面施加的压力以及分离输送器的线速度、抖动器的性能都会影响分离效率和块茎损失率。4、完成本课题所需的工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法1）1 孙靖民梁迎春.机械优化设计第四版M.北京：机械工业出版社，2006 2 孙桓陈作模葛文杰.机械原理第七版M.高等教育出版社，2006 3 齐民.机械工程材料第七版M.大连：大连理工大学出版社，2007 4 廖念钊古莹菴莫雨松等.互换性与技术测量第五版M.北京:中国计量出版社,2011 5 秦曾煌电工学第（上下册）第七版M.北京:高等教育出版社,2010 6 王文斌等.机械设计手册第六版M. 北京：机械工业出版社，2006 7 姜培刚盖玉先.机电一体化系统设计第一版M.北京：机械工业出版社，2011 8 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学I 第七版M.高等教育出版社，2004 9 濮良贵纪名刚.机械设计第八版M.高等教育出版社，2006 10 Thomas Antoni. 德汉-英汉-德英传动技术词典第四版M.机械工业出版社，2006 11 刘鸿文.材料力学I 第四版M.高等教育出版社，20042）科学计算器，计算机，三维建模软件（Solidworks、AutoCAD、CAE等）；3）挖掘机工厂实地调研以及向专业工程师请教。5、工作方案分析及进度计划工作方案分析第一阶段：准备阶段。大致了解需要收集的资料的来源和相关课题内容的了解；第二阶段：资料收集阶段。通过书籍、网站等查找与课题相关的资料；第三阶段：资料分析阶段。把收集回来的资料进行整理、归类分析，及时纠正错误；第四阶段：编写工作说明书。资料分析后草拟工作说明书。第五阶段：反馈、修改工作说明书。进度计划1-4周完成开题报告、英文文献翻译、文献综述以及任务书5-7周马铃薯挖掘机的结构分析，确定总体方案设计8-9周初步造型及设计10-11周具体结构的设计12-13周工程图的绘制13-14周完成课题论文的撰写15-16周准备毕业论文答辩报告人：(手签名) 年月日指导教师意见（要求手写）指导教师：(手签名) 年月日开题报告应根据教师下发的设计（论文）任务书，在指导教师的指导下由学生独立撰写。重庆理工大学毕业论文马铃薯挖掘机的设计毕业设计（论文）题目马铃薯挖掘机的设计二级学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级学生姓名指导教师职称讲师时间 2013年5月目录摘要I Abstract 关键词41绪论51.1国内块茎挖掘机的发展状况61.2国外多功能块茎挖掘机的现状分析91.3多功能块茎挖掘机的发展趋势 102总体方案的设计112.1总体布局的设计112.2工作原理123传动比的确定与减速器的选择133.1传动比的确定133.2减速器的选择144带轮和链轮的设计154.1带轮的设计164.2链轮的设计174.3链轮材料的选择174.4链轮机构的尺寸计算185联轴器的选择及其轴的设计225.1联轴器的选择235.2联轴器上轴的设计236链轮轴的设计和校核246.1链轮轴的设计246.2链轮轴的校核257抖动轮的设计267.1抖动轮作用267.2抖动轮的结构277.3抖动轮的速度说明278轴承座的设计及说明278.1轴承座的作用288.2轴承座的结构设计288.3轴承座安装时注意的问题288.4轴承座的养护问题289轴承端盖的设计289.1轴承端盖作用说明289.2轴承端盖设计说明299.3轴承端盖的安装说明29 10分离输送器的设计2910.1分离输送器的机构及工作过程3010.2杆条参数的确定3110.3分离输送器线速度的确定3211挖掘铲的设计3211.1挖掘铲的构成3311.2挖掘铲的设计3312地轮和机架的设计3412.1地轮的设计3512.2机架部分的设计3513结论3614本次设计外购件清单37参考文献38致谢40 摘要本文对马铃薯挖掘机的设计研究和应用进行了深入的介绍和分析，设计了分离组合式马铃薯挖掘机。对该机的主要参数进行了选择设计，主要零部件的设计进行了机构、结构优化和理论设计计算。马铃薯是地下产物，而且是块茎繁殖，并且其收获和季节、天气等客观条件有很大的关系。因为马铃薯的收获费力费时、季节性强且劳动强度大，从而给农民造成极大的收获困难。为了解决上述问题，本文就国内外马铃薯挖掘机的现状、马铃薯挖掘机的研究和应用进行实际介绍和分析，巧妙地设计了分离组合式马铃薯挖掘机。对该挖掘机的主要参数进行了选择，对主要零部件的设计进行了合理的理论计算，设计出的新型马铃薯挖掘机具有了更良好的性能，更好的适应了现代农业生产力，极大地解决了劳动生产力。关键词：马铃薯；挖掘机；结构优化；机械化；精密化AbstractIn this paper, the potato excavator design research and application of the carried on the thorough introduction and analysis, designed the separation combination of potato. Design of the machines main parameters for the selection, design of main components of the theory of mechanism, structural optimization and design calculation. Potatoes are underground, and tuber propagation, and the harvest season, weather and other objective conditions and has a lot to do. Because the potato harvest laborious time-consuming, strong seasonal and the intensity of labor is big, which cause great harvest difficult for farmers. In order to solve the above problem, in this paper, the present situation of both at home and abroad of potato, potato digger actual research and application of the introduction and analysis, cleverly designed separation combination of potato. Selection of the main parameters of the excavator, design of main components of the theoretical calculation, design a new type of potato excavator has the better performance, better adapted to the modern agriculture productivity, solve the labor productivity greatly.Key words: Potato; Excavator; Optimize The Structure；Mechanical Engineering; Precisely1 绪论马铃薯的营养价值极其高，市场潜力巨大。在国外，大约占45%的马铃薯加工成为食品后进入消费市场。而在中国国内，一向被国人视为不能登大雅之堂的马铃薯也堂而皇之在市场上风靡流行起来。在北京、上海、广州、成都和重庆等全国大中城市，以马铃薯条、马铃薯泥巴为基本材料的麦当劳、肯德基食品已占据我国快餐市场的半壁江山，而从其他渠道进口的其它油炸薯片或膨化食品等也不断滚滚而来。致使马铃薯的地位在人们心目中的地位直线上升。甚至，中国农科院副院长屈东玉博士在曾经召开的中国马铃薯学术年会上指出：“马铃薯是一种适应性强、产量很高、经济价值巨大大的作物，应该把马铃薯主要产区列入国家粮食商品粮基地，享受与水稻、小麦等商品粮基地同样的财、税待遇，这必定是保证我国粮食安全的重要有效手段。”马铃薯作为经济产物，种植面积越来越大，而传统的马铃薯收获方法不但费事费时，劳动强度大而且季节性强，因此给农民造成极大的困难。马铃薯种植区大部分在山坡和山腰地区，农民对马铃薯挖掘机器的要求已经十分迫切，落后的人工收获方式造成马铃薯冻坏和减产等不必要的损失。为了解决上述问题，推广实用小型马铃薯挖掘机势在必行。应用马铃薯挖掘机可以大大的提高收获效率，降低劳动者的劳动强度，增收增产，极大地减少收获损失，为我国马铃薯生产奠定良好的基础，根据我国马铃薯挖掘机械多年研制生产经验可以看出，意大利、日本、美国、英国、德国等国外机器适应于垄作，很难适应我国平作种植模式。各类型机械需要进行多收获季节、多地域的田间试验，才能提高适应性，更好的提高机械效率，完成各种生产工作。马铃薯是我国主要经济作物之一。发展马铃薯生产，对优化调整农业产业结构、加速脱贫致富及地区经济平衡发展具有十分重要的意义。由于马铃薯为地下产物, 且是块茎繁殖, 其收获方式以挖掘机械为主导。马铃薯挖掘机可以大大提高收获效率,减少损失, 降低劳动强度, 为马铃薯生产奠定良好的基础。但是收获方式的落后极大的限制了马铃薯的生产发展。为促进马铃薯生产的良好发展，解决机械化收获问题已经迫在眉急。马铃薯挖掘机械化的关键矛盾是机器性能要求与配套动力之间的矛盾。鉴于动力的限制，与14kw以下拖拉机配套机器的性能要求不宜功能全部都一样，只要完成起薯块步骤环节，让署块基本露于地面即可，其他工序可以通过人工拾起完成。从发展来看这类机械作为与农村具有的小型拖拉机相配套的过渡性机型可以予以开发、推广。根据近年来马铃薯种植面积的不断增加，对马铃薯收获的机械化水平的需求越来越大。因此，马铃薯收获机的大力推广对于现代农业的发展，尤其是马铃薯的生产具有巨大的现实意义和历史意义。 1. 国内外马铃薯挖掘机的发展现状 1.1 国内多功能块茎挖掘机的现状分析近年来,国内市场上也出现了一些此类机械，比如大蒜收获机。这个机器就有对行松土铲式和不对行平铲式输送方式等多种收货方式。但大多数机型在质量可靠性和适应性方面仍然地存在着不同程度的一些问题,主要体现在两个方面,一方面是损伤作物的问题,因为像大蒜、生姜、荸荠等此类作物,收获时表面比较鲜嫩，容易破损。而且损伤后会严重影响销售价格;二是适应性很差,因各地农业工艺有很大的不同,行距及株距存在着差异,更重要的问题是机器很容易出现故障吗，因此此类机具难以满足生产要求。如今，我们国家机械工业部联合发布了农业机械的中长期发展规划，具体涉及到我国农业机械的发展现状以及今后的发展要求及标准，明确的提出我国农业机械的发展一定要适应现代农业的发展，向机械化、智能化、微型化、精密化发展，以更好的促进现代农业的健康、有序、多元化发展。目前国内块茎作物的机械化生产还有很长的路要走,不仅需要科研部门、政府部门及企业的大力科研投入,还牵涉到农民的认识、接受和具体操作问题。近年来，由于进口农机具价格较高,农民难以接受其昂贵的价格,块茎挖掘机械还是要走国产化道路,而且还要根据中国实际国情,不能盲目照搬照抄，否则只能自食其果，极大地阻碍现代农业机械的良性发展。主机利用现有的机型,如三轮车、田园管理机器、手扶拖拉机及四轮拖拉机,对国外的机型原理加以积极消化吸收,研制生产出适合中国国情的机器。国外发达国家（如日本、德国、美国、英国、法国、意大利、匈牙利等国）地下作物的收获已完全实现机械化，对于长根作物（马铃薯、萝卜、山药等）和断根作物（洋葱、大蒜等）都有不同的挖掘机械，工艺都十分的先进，但机械价位比较较高，全部引进国内实在让农民无法接受，例如，意大利产的DSC-120和日本宝田公司产的DCL-130型土豆挖掘机，大多用于沙壤土作业，这些设备不太适应我国地下作物种植的农艺要求和土壤状况。根据以上的分析，在国内外现有的机械基础上，结合我国国情和农村市场的实际情况，分析出国内块茎类作物的土壤的物理特性以及农艺要求标准从而研制出多功能块茎类挖掘机。综观国内外多功能块茎挖掘机的发展特点及外部环境，结合我国现代农业的发展方向，有关专家预测未来多功能块茎挖掘机的主要发展趋势是：（1）开发高效、节能、可靠、环保型产品的多功能块茎收获机。（2）通用性及安全性是产品发展的重要目标。（3）操作简单，上手快，容易接受是现实农业发展的导向。（4）大型化与小型化仍是产品系列化的两极方向。（5）技术进步、科技创新和售后服务将成为企业生存的三大关键因素。1.2 国外马铃薯挖掘机的发展现状国外块茎挖掘机械化收获起步比较早、发展比较快、技术水平比较高。20世记初，欧美国家就出现了畜力牵引挖掘机来代替手锄挖掘块茎、随后改由拖拉机牵引或悬挂。20年代末出现了抛掷轮式、升运链式和块茎挖掘机。在20世纪40年代初，冷战期间，前苏联、美国就开始研制、推广应用块茎挖掘机械，50年代末就已经基本实现了机械化。7080年代，德、英、法、意大利、瑞士、波兰、瑞典、匈牙利、日本和韩国也相继实现了块茎作物生产机械化。70年代主要是研制大功率根块作物联合挖掘机，且以收获垄作种植为主。这些机型是大功率拖拉机变型，如荷兰在拖拉机基础上按照甜菜联合挖掘机的原理制成的双行马铃薯联合挖掘机，为了加强筛选效果，分离器就有四个液压泵带动。美国在1948年以前用挖掘机来收获块茎，然后采取人工捡拾，直到1967年，开始使用联合挖掘机。 20世纪90年代，美国已基本实现了块茎挖掘机械化。前苏联是生产块茎作物挖掘机最早的国家，生产许多半悬挂式机型，譬如如KKY2型、KOK2型、KKP2型、KOJ-3型等块茎作物联合挖掘机，机器体积比较庞大笨重，到20世纪90年代初，块茎挖掘机共有16种机型，其中10种是联合挖掘机，90年代中期，开始生产自走式联合挖掘机，其劳动生产率比其它行挖掘机提高1倍。近年来，欧美的马铃薯挖掘机型仍然是以大功率机组为主。这些机型只能在大面积土地上使用，不适用于中小地块。有些国家和地区生产一些小型挖掘机械，日本在1955年以前使用畜力挖掘犁，1955年196年生产悬挂式抛掷式挖掘机，如意大利的SP100机型为小型垄作挖掘机械。在亚洲生产马铃薯挖掘机械的国家比较少，在日本有一些小型机械。70年代开始引进英国、美国等发达国家的联合挖掘机，并研制适合日本国情的联合挖掘机。对于根菜（萝卜、家山药、胡萝卜等）机械收获的研究从1960年开始，近几年韩国、日本、新加坡生产了一些小型马铃薯挖掘机，如韩国高山机械工业公司生产的小型单行和双行土豆、红薯挖掘机械。日本对生姜挖掘机械已经研制多年并有了一些成熟的机型,第一代机型只把根茎拔出地面,减轻了农民从地下挖出生姜的劳动量。据有关材料介绍,现在第二代机型已经研制成功并已经开始投入使用,它是一种从收获到清理到包装的联合作业机械，其技术已经相当成熟。而在韩国,对根茎挖掘机械的研制也取得了较大的成果,他们生产的一种配套于田园机器的大蒜挖掘机,采用振动的原理,缓冲了阻力,并对根茎上附着的土块起到疏松和抖动的作用,是一种轻型高效的机器。发展中国家基本上采用挖掘犁和挖掘机进行收获作业,发达国家的块茎作物收获已基本实现了机械化联合作业。如德国、美国的联合挖掘机在自动化控制块茎分离以及减少块茎作物损伤等方面都有独到之处。东洋农机公司、日本三A公司久保田公司等都生产适合小地块作业的中小型自走式块茎作物挖掘机9。1.2 国内多功能块茎挖掘机的现状分析近年来,国内市场上也出现了一些此类机械，如大蒜挖掘机就有对行松土铲式和不对行平铲式输送方式也有多种。但大多数机型在适应性和质量可靠性方面仍然不同程度地存在着一些问题,主要体现在两个方面,一是损伤作物的问题,因为象大蒜、生姜此类作物,收获时皮质鲜嫩易损,而损伤后会严重影响其价格;二是适应性差,因各地农艺不同,行距及株距存在着差异,机具难以满足这种要求。由于进口农机具价格较高,农民难以接受,根茎挖掘机械还是要走国产化道路,而且还要根据中国国情,不能盲目照搬。主机利用现有的机型,如田圆管理机、手扶拖拉机及四轮拖拉机,对国外的机型原理加以消化吸收,研制出适合中国国情的机具。国内根茎作物的机械化收获还有较长的路要走,不仅需要科研部门及企业的大力研制及投入,还牵涉到农民的认识和接受问题。国外发达国家（如日本、美国、法国、意大利等国）地下作物的收获已完全实现机械化，对于长根作物（萝卜、山药等）和断根作物（洋葱、大蒜等）都有不同的挖掘机械，工艺十分的先进，但机械价位较高，全部引进国内是在无法接受，例如，意大利产的DSC-120和日本宝田公司产的DCL-130型土豆挖掘机，大多用于沙壤土作业，这些设备不太适应我国地下作物种植的农艺要求和土壤状况。根据以上分析，在国内外现有的基础上，结合我国农村市场的实际情况，分析国内块茎类作物的农艺要求和土壤的物理特性而研制出的多功能块茎类挖掘机。1.3 多功能块茎挖掘机的发展趋势（1）向适应性，通用性发展如采取在一台块茎挖掘机上换装不同型号的分离装置，清选装置，摘果装置13。采用可互换的圆盘割刀式和分离滚筒式分离机构机构,可用于花生、洋葱等多种根茎类作物的联合收获,实现一机多并用。采用通用性好的果秧分离机构，适用于不同种类根茎类作物的果实与秧蔓的结构、尺寸、形状将两者分离，以适应多种作物和多种形式块茎作物的收获要求。（2）向智能化方向发展我国的农机产品要想达到农业生产上的精耕细作，并追赶国际水平，就必须在智能化上下功夫14，给农机产品配备精准的多功能的农业系统已经成为农机发展的潮流，经济作物的耕作机械应重点开发根作物的收获，以解决种植面积不断扩大的花生，大蒜，胡萝卜，马铃薯等块茎类果实的挖掘类挖掘分离问题和机械输送。（3）向多功能联合型机械发展增加农业机械的使用方向，避免机械的单一性，实现一机多用,可用于花生、大蒜等多种根茎类作物的联合收获等作业联合在一起，并可增加其收割功能，以提高机具利用率15。（4）简化操作简化操作减少辅助工作时间，提高工作速度这是提高收获作业生产率的又一方式，如在可能的前提下尽量增大集果箱的容积，减少装卸的次数，其底部采用可打开的形式，以加快其收获完毕后清扫的时间。（5）向精量化农业机械发展开发安装有精量收获的传感器以达到提高收获率的目的。2 总体方案的设计2.1 整体布局的设计其传动图如图1：1、万向联轴2、链轮 3、减速器4、动力输出轴 5、输送链驱动轴 6、振动筛轴图1 传动图Fig.1 Driver chart其总体结构图如图2：1、V带轮 2、V带 3、机架 4、抖动轮 5、减速器 6、联轴器 7、悬挂架 8、挖掘铲 9、链轮 10、传动链 11、地轮图2 总体结构图 Fig.2 Overall structure2.2 工作原理本机主要由V带、减速器、抖动轮、机架、挖掘铲、传动链、地轮构成。拖拉机产生动力通过减速器和带轮将所需要的动力传送到链轮上，链轮带动链条从而带动分离装置运动，将从挖掘铲部挖出的土豆往机器后方运送，同时由于有抖动轮的作用，使得块茎在输送的过程中实现的块茎于土的分离，而达到了分离的目的。最后块茎从机器的尾部重新落入土地的表面。3 传动比的确定与减速器的选择3.1 传动比的确定该多功能块茎挖掘机的配套动力为25-35马力的拖拉机，其输出轴的转速为540r/min，通过一级减速器和带传动，设其总的传动比减速器的传动比。带传动的传动比为了能满足分离器上的线速度为1.3m/s的要求，所以所以链轮半径3.2 减速器的选择由于其传动比为2，可以从市场上选择传动比为2的减速器，其型号为ZDY,ZDZ100 型圆柱齿轮减速器。其结构如图3：图3 减速机结构图 Fig.3 Reducer structure4 带轮和链轮的设计4.1 带轮的设计因为工作机是多功能块茎挖掘机，故属于载荷变动较大的机械，原动机是交流电动机（普通转矩鼠笼式电机），设其工作时间小于10小时/天，启动形式为软启动（采用高性能变频器启动）。挖掘机的工作功率为1.5KW。故： -工作情况系数取=1.2。选择V带的型号根据计算功率和小带轮转速，故选择A型带。（1）确定带轮基准直径：1）初选主动轮的基准直径D1 根据所选V带型号参考，选取，选。（2）验算带的速度V （3）计算从动轮直径D2 取D2为107mm（3）确定传动的中心距和带长初定中心距，由公式（820）得：即：即：，所以可取根据公式（822）计算基准带长：选取带的基准长度，查表得：根据公式（823）计算实际中心距：考虑安装调整和补偿初拉力的需要，中心距的变动范围为：根据公式（824）（4）验算主动轮的包角根据公式（825）及对包角的要求，应保证：（5）确定V带的根数由公式（826）知取Z=4根。式中：在包角=180度，特定长度，工作平稳情况下，单根普通带的许用功率值；考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数；考虑带的长度不同的影响系数，简称长度系数；计入传动比的影响时，单根V带所能传递的功率的增量；查得：=0.45 =0.98 =0.91 =0.024（6）确定带的初拉力单根V带的初拉力由公式（827）确定：（7）求带传动作用在轴上的压力由公式（828）式中： Z为带的根数；为单根带的初拉力；为主动轮上的包角。（8） V带计算结果表1 V带设计计算列表 Table.1 The list of V types belt design设计计算项目结果说明工作情况系数k计算功率P选取V带型号小带轮直径D大带轮直径D验算V带的速度V初定中心距a初算V带所需的基准长度L选V带的基准长度L定V带公称长度L定中心距a包角包角系数k1.21.8A80mm107mm1.1304m/s3501068.21153mm1120mm392.4mm1750.98可选比表中大的值参考实际机械结构确定120，合适V带规格：A型，长1153mmV带根数：4根中心距： 392.4mm(9)材料的选择带轮常用材料是铸铁，因为带速v25ms，所以选用HTl50。(10) 带轮的形式带轮的结构由带轮直径大小而定，因小带轮基准直径D（2.53）d，所以采用实心式。同样大带轮的基准直径D（2.53）d，所以大带轮也用实心式。（11）带轮尺寸的计算小带轮的轴孔直径，小带轮与减速器相连，故取=40mm。因为，所以小带轮的宽度：小带轮的直径：大带轮的轴孔直径，大带轮与链轮主动轴直径一致。设大带轮轴孔直径。大带轮的宽度：大带轮的直径：小带轮的结构如图4：图4 小带轮 Fig.4 Small Pulley大带轮的结构如图5：图5 大带轮 Fig.5 Big Pulley 4.2 链轮的设计4.2.1 链轮的设计目的设计该链轮的主要目的是为了能够带动分离机构的运动。通过链轮确保得到链的线速度为V=1.6m/s。为了达到这一目的，设计的链轮传动比应为1：1，即两链轮的直径应当相等。由前面的计算已经得出链轮的直径r=62mm。4.2.2 链轮的设计（1）选择链轮的齿数由已知得链轮的传动速度为1.3m/s，传动比为1。通过查表所以取(2) 初定传动中心距根据公式初取(3) 确定链长节(4) 确定链条节距p 由表查得；由图按小链轮转速估计，链工作在功率曲线凸峰左侧，可能出现链板疲劳破坏。由表查得；选单列链，由表查得根据于，由图选用链号为10A，并且也证实了原估计链工作在额定功率曲线凸峰左侧是正确的。由表查得链节距p为15.875mm。(5) 验算链速V 与原假设相符。(6) 计算实际中心距 (7) 作用在轴上的压力Q 圆周力故：(8) 润滑方式根据和，选择滴油润滑。4.3 链轮材料的选择链轮的材料应当能够满足强度和耐磨性的要求。在低速、轻载、平稳传动中，链轮可采用中碳钢制造；中速、中载时，采用中碳钢淬火处理，其硬度40HRC45HRC;高速、重载、连续工作时的传动，采用低碳钢、低碳合金钢表面渗碳淬火（如用15、20Cr、12CrNi3等钢淬硬至55HRC60HRC）或中碳钢、中碳合金钢表面淬火。本多功能块茎挖掘机为中速、中载，所以采用中碳钢淬火处理，其硬度应该40HRC45HRC。4.4 链轮机构的尺寸计算该链轮为滚子链轮。(1)分度圆直径 (2) 齿顶圆直径 (3 )齿根圆直径 (4) 最大齿根距离 (5) 齿侧凸缘直径所以取链轮结构如图6：图6 链轮 Fig.6 Chain wheel5 联轴器的选择及其轴的设计5.1 联轴器的选择该多功能块茎挖掘机的设计宽度为712mm。两侧的机架壁厚度各位10mm。所以整个机架的内部空间为692mm。所选的减速器的输出轴的外伸长度为110mm。为了使机器能够运转，必须将V带轮放在整个机架的外面，因为减速器外伸轴长度不够，所以必须选择一个联轴器。通过查减速器的参数表，可知其输出轴的直径为48mm,所以选择联轴器时其孔径也应当为48mm。通过查阅手册21-25，可以选择HL4型联轴器。其长度为112mm。5.2 联轴器上轴的设计联轴器上轴的作用是为了将减速器和带轮通过联轴器相连接的。其设计过程如下：（1）轴4部分：此部分轴是装联轴器的。联轴器的长度为112mm。所以在设计时可以把该部分长度设计为110mm。（2）轴3部分此部分上装滚动轴承。因为机架内壁到机架中心线的距离为346mm，减速器中线到输出轴端的距离为214mm，联轴器长112mm。所以联轴器到机架内壁的长度为346-214-112=20mm。所选的轴承为角接触球轴承。其宽度为24.75mm。所以设计时该轴段长度为42mm。（3）轴2部分：该部分装同时有轴承端盖。为了让V带轮输出机架为20mm，所以该段长度可设计为44mm。（4）轴1部分：该部分上装V带轮，V带轮宽为65mm，所以设计该段长为63mm。其结构如图7：图7 联轴器上的轴 Fig.7 The shaft of coupling6 链轮轴的设计和校核6.1 链轮轴的设计链轮轴的作用是将大带轮上的动力传送到两个主动链轮上，从而带动分离输送器运动，进而达到分离输送的目的。该轴的设计步骤如下：（1）轴2和轴4部分：这两部分都是装链轮的。因为链轮的厚度为75mm，所以设计该部分轴长度为70mm。（2）轴1和轴5部分：这两部分都是装轴承的，所选轴承为角接触球轴承，其宽度为24.75mm。设计两轮侧面距机架内壁距离为20mm，所以设计该部分轴长为50mm。（3）轴6部分：该部分上装轴承端盖，设计其长度为33mm。（4）轴7部分：该部分上装大带轮，所以其设计长度也为70mm。（5）轴3部分：该部分通过计算可得其长度为488mm。其结构如图8：图8 链轮轴 Fig.8 The shaft of chain wheel6.2 链轮轴的校核先作出轴的受力计算，取集中载荷作用于带轮、链轮和轴承中点。(1)带轮上作用力的大小压轴力则 (2) 链轮上作用力的大小压轴力则求垂直面上轴承的支反力 (3)求水平面上轴承的支反力截面D处垂直面，水平面合成弯矩 7. 抖动轮的设计7.1 抖动轮的作用抖动轮实际上是一个椭圆结构。在轴的转动下运转对环形链带产生上下抖动，最终达到稀松土壤，分离块茎于土壤的目的。7.2 抖动轮的结构本次设计中抖动轮为一椭圆结构，其长轴为375mm, 短轴为305mm, 抖动轮工作时由轴带动, 使之做轨迹运动。7.3 抖动轮运转速度说明由于抖动轮的作用是对链带上的土壤进行疏松，所以其抖动速度应该与链带运转的速度相匹配。由于链速v=1.33m/s,经过计算及经验可以得出抖动轮的抖动频率应该为1.1S/次。图9抖动轮 Fig.9 dithering-wheel8. 轴承座的设计及说明8.1轴承座的作用轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡。8.2 轴承座的设计本次轴承座的设计图10如下所示：图10 轴承座 Fig.10 bearing pedestal8.3 轴承座安装时需要注意的问题当向轴上安装一对轴承时，设计一种因为温升而引起的线性膨胀和在装配期间造成的安装误差的结构是必要的，因此，在安装的时候要将其中的一套轴承用于支承轴向和径向载荷。固定内圈和外圈于轴上和轴承座中，没有套圈可轴向移动，安装另外一套轴承使其可以像支承径向载荷能力的“游动”端进口轴承一样轴向移动。8.4 轴承座的养护问题轴承座损坏以后可以采取一些简单的措施进行修复，例如;1.表面处理，将需要修复轴承座表面除油污，除掉潮气；2，调制修复材料，定期维护；3，涂抹材料将材料均匀的涂在修复表面；4，等待材料凝固，可以适当的加热材料表面使其迅速固化。以此可以更大的节省成本，提高效率。9. 端盖的设计说明9.1端盖的作用说明轴承端盖的主要作用不是支撑，它的主要作用有两个：第一点是轴承外圈的轴向的定位；第二个作用是防尘土，密封作用，其自身起到防尘和密封作用以外，还可以与密封件配合达到密封作用，更好的保护轴承。9.2 端盖的设计本次设计中端盖的材料为HT200，设计图如图11所示：图11 端盖图 Fig.11 end housing9.3 轴承端盖的安装说明主轴承的两个轴承端盖应该将滚动轴承的外圈压紧，以保证主轴轴向定位，而另一侧轴承座的两个轴承端盖不能压住轴承外圈，为了保障主轴在温升时轴向伸缩而不被卡死，每一侧至少应该留有2mm的间隙。端盖和轴承外圈的间距可以利用加减垫片的方法以调整，轴承端盖上的密封圈在安装时切口向上，以免漏油。10.分离输送器的设计10.1 分离输送器的机构及工作过程（1）机构形式的确定杆条式分离输送器是一种分离器，其上以等距平行地配置杆条，由挠性元件相连。机构简单，带面倾斜时也能工作，因此是一种应用比较广泛的分离工作部件。但是此类分离输送器因工作面种类的不同而不同，而工作面是由许多杆组成连续移动的一个栅，工作面的种类对移动土壤的压碎程度和过筛强度起着决定作用，同时还影响到分离输送器的耐用性。在马铃薯、块根等作物的挖掘机上，常见的分离输送器有钩杆式、链杆式和带杆式等。其中钩杆式和链杆式的制造工艺比较简单，成本较低，而且其链杆于土壤的接触面积较小，过筛强度最大，分离效果明显。所以，从零件的购买方便，装卸简单等因素考虑，本机器的分离输送器采用链杆式分离输送器来完成分离输送的目的。链杆式分离输送器是由圆杆组成，杆的两端焊接在链条上。形成具有筛选块茎而分离土壤的栅。链杆式分离输送器通过固定在主动轴上和从动轴上的链轮来带动，杆条形成一条环形的链带。(2) 分离输送器的工作过程链杆式分离输送器是一种分离器兼输送器，其工作过程是，当被掘起的土壤、块茎等向上输送时，在输送链的作用下，土壤被疏松，土壤通过杆之间的间隙筛出来，块茎则被输送器输送到机器的尾部，从而将块茎重新放回地表。达到挖掘块茎的目的。作业时，位于前部的挖掘铲进入土层内将块茎整个掘起，掘起的土块在挖掘铲的作用下发生劈裂破碎，然后输送到分离输送器上。分离输送器杆条在向后运动的同时，还受到抖动器的作用而上下抖动，使大部分土壤变松并落回地里。块茎则被输送器运送到机器的尾部。其结构图如图12所示：1、主动轮 2、分离输送器 3、抖动轮 4、从动轮图12分离输送器图Fig.12 Separation conveyor10.2 杆条参数的确定在欧洲的许多国家里，杆间距离通常为25-28mm。而在美国，甚至为40-48mm。亚洲的日、韩等国为30-40mm。这个间隙主要于块茎作物的品种和块茎的尺寸由很大关系。在波兰，一个块茎的平均重量大约为60-80g，而美国可以达到200g左右。一般情况下块茎作物的块茎为扁圆、椭圆、圆、长筒等形状，为了研究方便可以统一采用长、宽、厚三个特征尺寸来描述块茎的物理机械特性，其中厚度尺寸是关键的一个尺寸。分离输送器的杆条间隙如图 13，从图中可以看出下面的关系：L = L1 + D式中：L - 杆间隙 L1 -杆条间隙要使分离输送器达到筛分土壤，保留块茎的目的，杆条间隙的设计应满足c的条件，即保证块茎最小特征尺寸大于杆条间隙，从而使块茎不至于在杆条间隙间随土壤一起漏下。根据资料和实际的测量，我国块茎的厚度尺寸大多在30-80mm之间，因此若取杆间距L为55mm，杆条直径为10mm，代入式中，可得杆条的间隙为45mm。其结构如图13：图13杆条间隙图Fig.13 Article intermittent10.3 分离输送器线速度的确定多功能块茎挖掘机抖动分离输送器的线速度和抖动器的性能是影响分离率和块茎损伤率的主要因素。而抖动器的抖动和抛起性能，除了受其本身的几何形状影响外，主要取决于其速度。也就是说，线速度是分离输送器设计的主要参数。通过对分离输送器和抖动器的运动学和动力学分析，来阐述分离输送器与抖动器的运动学关系，并分析抖动器的抖动和抛起性能，为分离输送器线速度的确定提供理论依据。在选定输送器的线速度时，必须考虑它的类型、长度、运动特性（加速度）及由这些因素造成的块茎的损伤问题。输送器的寿命、尺寸及机器的重量都与它的速度有关。分离输送器的线速度和作用在其上的加速度越高，它的尺寸就可以越小，但它对块茎的损伤也就会越大，耐用性会降低。输送器的长度关系到块茎分离和整机的尺寸，因此它必须适当。分离输送器在工作时，其线速度应略大于机器的前进速度，以保证掘起物往后传送的正常进行。试验表明：当线速度高于2m/s，土壤含水量大于等于20%时，分离能力下降。若机器的前进速度为，分离传送器的线速度为，则有：，的取值一般为0.82.5机器工作时的速度为1.2m/s，分离输送器的速度为1.3/s，所以算出的为1.08。在0.8到2.5的范围之内，所以该参数的确定符合要求。11. 挖掘铲的设计11.1 挖掘铲的构成挖掘铲由独立铲片、铲片固定板和角度调节机构组成。铲尖角度设计为钝角，这样可以减小铲前的入土深度，从而降低无效挖掘深度的动力消耗。挖掘铲铲尖的形状采用“w”型，前进阻力较小，入土性能比较好。11.2 挖掘铲的设计挖掘铲的铲片是多片铲的变形，铲片与铲片之间留有间隙，这样就带来很多优点。（1）一方面是减少铲尖与土壤的接触面积，达到减少阻力的目的。（2）另一方面是减轻了机器前部的重量。多片铲在工作时发生局部磨损时，更换方便维修成本低。一般块茎在土壤中的最大分布宽度为400mm，块茎分布的深度一般为在地表以下120-200mm之间。为了保证铲刃的自动清理功能，铲刃的倾斜角度可由受力确定，使土壤在铲刃上的滑切力能克服摩擦力，即：式中：为作用于铲刃上的阻力。为铲刃上的正压力。为铲刃上的滑切力。为铲刃与土壤之间的摩擦力，且，为摩擦角。代入得：一般土壤对钢的摩擦角为，取，所以。若铲片数量为5个，单个铲片宽度为100mm，长度为250mm，铲刃倾斜角度，铲面倾角为，铲间间隙为25mm。其结构如图14：图14 挖掘铲 Fig.14 Digging Shovel 12. 地轮和机架的设计12.1 地轮的设计地轮的作用主要是在机器行走过程中的平衡支撑作用。为了克服挖掘机收获时挖掘铲前部较大的阻力，设计的地轮应

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。