花生收获机设计开题报告

开题报告正文（要求字数在 3500 字以上。页面可自行添加）花生收获机的设计课题的来源：院毕业设计题目一：研究的目的和意义：花生是重要的经济作物，种植面积极广。是具有地域特色的农业产业，是全球农村经济的支柱产业之一，对增加农民收入促进农民脱贫致富具有重要意义。而中国花生种植面积约为 433 万 hm2，是世界第二种植大国。然而近年来，随着花生种植面积的不断增加和农村劳动力的大量转移， “三秋”大忙季节劳动力明显不足，加之花生收获劳动强度大，收获时间长，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。但是由于缺乏先进适用的花生收获机械，农民不得不采用传统落后的人工收获方式。花生收获劳动强度大、效率低，常因不能适时收获，造成花生果落椎，在土壤中霉变腐烂， 给农民造成巨大的损失。同时人工收获耽误农时，不利于提高农作物的复种指数，也给农民造成损失。花生收获成为影响花生生产的关键环节。目前我国花生收获处于落后状态，花生收获机械正处于发展期，部分地区采用花生挖掘犁，少部分地区采用花生收获（挖掘）机，联合收获技术装备正处于研制阶段，离真正商品化仍有较大的距离。即使这样机械化收获也仅占 1。花生收获机具非常少，且功能单一，作业质量不尽人意，远远不能满足花生生产的要求，是制约花生生产的瓶颈。因此，我国花生主产区对小型花生联合收获机技术装备的需求日趋迫切，但我国花生联合收获机的研发起步较晚，需要研究与攻克的问题还很多，如果将这些问题得以尽快解决，那更多的农民生活水平将得到很大的改善。二、本文所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析2.1 国外情况由于世界各地经济、生产力发展的不平衡,使国外花生机械化收获的发展也不尽相同。美国、加拿大等发达国家已实现了花生生产全过程的机械化作业,在收获环节早已发展到联合收获水平;而我国花生生产机械化水平无论是同其他主要粮食作物比,还是同世界发达国家相比,均处于较低水平。其他一些花生产区如越南、印度等国家的机械化程度也都很低,在某些方面还落后于我国的技术现状。美国 John Deere 公司 1954 年和 1964 年分别研制生产的 25 型花生联合收获机和 111 型自走式花生联合收获机,2002 年美国 Kelley Manufacturing 公司在 KMC3376 和 KMC3374 的基础上研制出 2002 新型花生联合收获机 ,这些是目前的花生两段收获方式下的最先进的联合收获机械。2.2 国内情况我国现有的花生收获机还处于试验推广阶段,很少有真正能够用于商业化生产的成熟机型。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。我国从研制花生收获机械以来，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，该机型成本较高目前,具有挖掘、清土、铺放功能的花生收获机在我国具有广泛的市场需求。该类型收获机自身不带动力,与拖拉机配套使用,以其结构简单、价格低、使用成本小,却能省去人工收获花生的大部分劳作而适于现阶段的农村经济条件。农业部南京农业机械化研究所在充分消化吸收日、韩及中国台湾省花生机械化联合收获先进技术的基础上，从国情出发，成功研发了 4LH2 型半喂入自走式花生联合收获机，并在主产区得到示范应用。国内比较成功的是 4H-2 型花生收获机，它主要由限深轮、传动轴、偏心传动轮、连杆、长摆杆、立轴、收获部件、长连杆、摆杆、悬挂装置、机架等零部件组成。其结构如图 1 所示。其中,长摆杆 5、偏心传动轮 11、连杆 12 构成空间曲柄摆杆机构。长连杆 6、连杆 12 具有反螺纹调整结构,摆杆 8、长连杆6、长摆杆 5 构成反平行四边形机构。图 1 4H 2 型花生收获机简图Fig.1 Structure diagram of peanutharvester of model 4H 21.限深轮 2.万向节 3.传动轴 4、9 立轴 5.长摆杆 6.长连杆 7.悬挂装置 8.摆杆 10、13 收获部件 11.偏心传动轮 12.连杆 14.胶带轮 15.机架工作过程中,花生收获机在拖拉机的牵引下一方面前进,一方面动力通过拖拉机的动力输出轴、万向节 2、传动轴 3,带动偏心传动轮 11 以一定的速度转动;偏心胶带轮 11 则通过连杆 12 带动长摆杆 5 运动,随之带动长连杆 6、摆杆 8 运动。由于长摆杆 5、摆杆 8 分别通过立轴 4、9 与收获部件 10、13 紧密联接成一体,所以收获部件 10、13,将随立轴 4、9 一起做同频率、反方向摆动。在收获过程中,两收获部件 10、13 摆动前进,依靠挖掘铲的运动将花生挖出并向后输送。由于挖掘铲后部连接的纵向分离栅条在不停地作扇形摆动,使得被挖起的土壤和花生的混合体松碎。密度大的土壤在运动中从栅条间隙中落下;而密度小的花生荚果,在运动中上浮,实现了花生与土壤良好分离。随后花生植株继续向后归拢输送,最后整齐地平铺在挖掘后的地面。4H 2 型花生收获机传动系统的最大特点是利用空间曲柄摆杆传动机构实现了收获机的摆动挖掘,使挖掘与分离两大机构溶为一体,结构紧凑。实现了花生的挖掘、分离作业通过一个部件依次完成,简化了作业工序。此外,花生收获机采用了反平行四边形机构传递动力,实现了两个工作部件的等角度、反方向摆动,使得机架整体所承受的侧向力平衡,增加了机组工作的平稳性。2.3 发展趋势从世界范围内看,随着生物技术、花生生产技术的提高,花生的种植面积和产量正不断增加。国外的花生收获机械正依照本国的种植特点,向着大型化、机电一体化、智能化、更可靠、更安全的方向发展。一些发达国家不断将高、精、尖技术应用到农业机械上来,农业机械正向智能化方向发展。这些国家花生收获机械与其他农业机械相比,几乎是同步发展的。花生收获(挖掘)机、捡拾摘果的联合收获机的制造与应用技术已相当完善。我国的花生收获机械正处在发展时期,目前以分段收获为主,联合收获技术还处于研制阶段。我国农村分散经营的生产体制和农民的消费水平,以及中小型拖拉机拥有量大的特点,决定了在今后一段时期内,我国仍然要以中小动力的花生收获机为主要的研究和推广对象。花生收获机械大面积的推广也还需要一段时间。花生联合收获机械的研制与推广更要结合经济发展的速度和农村产业结构的调整,逐步得到完善和提高。三、对课题提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析3.1 本课题的任务要求1.在阅读选题指南、任务书和分析、研究相关资料的基础上，完成开题报告（3000 字以上） ；2.广泛查阅资料，到有关单位调研，形成 3000-5000 字调研报告（文献综述） ；3.用计算机辅助设计，至少打出一张总装图；4 设计说明书应有总体设计说明、主要零部件设计说明、材料选择、典型零件设计计算5.设计图纸折合零号图 3 张；图纸应能用于生产；6.设计说明书 1.5 万字以上。3.3 可行性分析3.3.1系统的学习了文中所涉及的专业知识具备了相应的理论基础3.3.2已收集了国内外与本课题有关的资料；3.3.3石河子大学是多学科院校，在横向联合、优势互补、资源共享方面有良好的基础，为本课题的研究提供有利条件；3.3.4在导师的协助下，可进一步解决在完成本课题过程中所涉及的问题；综上所述，实现本课题的预期目标是切实可行的。四、本文需要重点研究的、关键的问题及解决的思路。4.1 本课题重点研究的、关键的问题:4.1.1：尽可能多的收集到一些相关的文献资料，了解国内（外）的发展情况，获得更多更新的思路，避免闭门造车的错误。4.1.2：真正的了解花生的生长情况（地形、气候、品种） ，因地制宜，保证设计的实用性和针对性，避免华而不实的结果。4.1.3：不能死板的去设计，在花生收获机设计中，有些方面可能选取的不是最优的方案但相比总体小的牺牲能带来更大的效益这样的选择才是正确的。4.1.4：注意细节的考虑的，要根据不同地带，不同数量，不同品种的差异去设计，若能在设计中能达成一致性，这样既可以减少成本，又可以为花生收获机的推广打下基础。4.2 解决的思路4.2.1：广泛的收集相关资料，充分的运用学校以及网络的资源。4.2.2：借鉴前人的经验，取长补短有的放矢的去完成。同时注意保持与指导老师的联系和沟通，在指导老师的帮助下自觉的完成此次设计。五、完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等)及解决的办法。5.1 工作条件:5.1.1：相关的文献资料在图书馆书库、院系资料室、借阅相关的图书、及报刊室里查阅相关的文献同时在电子阅览室，借助计算机在相关网站上查询所需要的资料。5.1.2：教师的指导在论文选题时确定指导老师，以及论文写作的过程中，经常主动地与指导老师当面联系或电话、电子邮件的形式咨询论文中的相关困难问题。5.1.3：时间保障从论文题目和指导老师确定到毕业论文的定稿需要较长的时间，从 2009 年12 月到 2010 年 5 月的时间段是比较充分的。期间合理的安排每一事项的时间分配，能够完成论文的写作等事项。5.1.4：必要的工具借助 Pro/ENGINEER 2.0 去进行设计和仿真。六、完成本课题的工作方案及进度计划完成这篇论文，笔者认为跟着指导老师做课题要积极与老师沟通和配合，在老师思路的指导下加入自己的创新想法， ；其次，查阅大量资料，形成对题目的系统性认识；再次，完成开题报告，通过开题后，在导师的指导下，完成设计的初步设想；最后，在导师的指导下，经过本人不断修改，最后完成设计。本篇论文的工作进度为：第一周：熟悉毕业设计任务，查阅有关资料，完成开题报告；第二周：校内外调研，对查阅、调研资料分析总结，完成文献综述（调研报告） ；第三周：方案设计，提出两种以上方案，论证分析，确定最佳方案； 第四周：总体设计，先设计草图，再进行详细设计；第五周：绘制总装图； 第六周：部件、要零件方案设计，画出设计图；第七周：机架设计；第八周：工作部件、零件设计；第九周：零部件设计；第十周：总装图改进；说明书撰写；第十一周：设计说明书整理完善（从第三周开始穿插进行说明书有关内容撰写） ；第十二周：答辩准备：打印图纸，说明书，答辩提纲，幻灯片制作。七、主要的参考文献1 段淑芬,胡文广.世界花生生产及贸易展望J.中国农学通报,1990,6(2):225.2 陶寿祥.山东花生高产现状与展望J.花生科技,1993(2):2629.3 同济大学理论力学教研室.理论力学:上册M.北京:人民教育出版社,1980:121125.4 吴菊生,赵国文,安承业.曲柄滑块机构连杆曲线的特性J.农业机械学报,1994,25(增刊):8487.5 郭红利,张李娴,卢军.最小传动角在曲柄滑块机构优化设计中的应用J.农机化研究,2004(3):195197.6 傅志红.曲柄滑块机构按工作行程传动角的优化设计J.株洲工学院学报,1997,11(2):5761.7 于佩政.平面摇杆机构力的最佳传动条件J.机构设计与研究,1990(3):3941.8 哈尔滨工业大学.理论力学:第 4 版M.北京:高等教育出版社,1994.9 陈立周.机械优化设计方法M.北京:冶金工业出版社,1985:9295.10 孙靖民.机械优化设计M.北京:机械工业出版社,2000:112130.11 张志涌.精通 MATLAB6.5 版M.北京:北京航空航天大学出版社,2003:126127.12 飞思科技产品研究中心. MATLAB6.5 辅助优化计算与设计M.北京:电子工业出版社,2003:9195.指导教师审阅意见：该生通过查阅大量相关资料，对所研究的课题有了较为深刻的理解。对课题的研究意义有一定的认识，并认真阅读相关文件资料，对课题所涉及的国内外研究现状做了较为全面的分析，对课题所涉及机构的工作原理，机械结构有了清晰的认识，提出了合理课题的研究方案，制定了合理的研究路线和方法。课题的研究进度较为合理。并有一定设备保证。综上所述，该生具备了课题研究所需的各项条件，准于开题。目 录第 一 章 绪 论 .11.设 计 的 目 的 意 义 .2国 内 外 花 生 生 产 状 况 以 及 花 生 收 获 机 的 发 展 .21.国 内 现 状 .2我 国 花 生 收 获 机 械 的 发 展 状 况 以 及 现 状 .4第 二 章 设 计 方 案 的 确 定 .72.1机 器 的 作 业 农 业 技 术 要 求 .机 械 收 获 的 作 业 技 术 要 点 和 质 量 要 求 .72.3整 机 的 设 计 方 案 .81现 有 的 方 案 .2.3该 挖 掘 机 的 工 作 原 理 如 下 .9工 作 过 程 示 意 图 .102.4个 部 件 的