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温室韭菜收割机的设计【优秀农业用机械设备全套课程毕业设计含SW三维3D建模及SW三维3D建模及7张CAD图纸+带任务书+开题报告+答辩ppt+17页加正文8877字】

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温室韭菜收割机的设计【优秀农业用机械设备全套课程毕业设计含SW三维3D建模及SW三维3D建模及7张CAD图纸+带任务书+开题报告+答辩ppt+17页加正文8877字】.zip

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关键词：: 温室韭菜收割机机械设计农业机械设备课程毕业设计

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温室韭菜收割机的设计【优秀农业用机械设备全套课程毕业设计含SW三维3D建模及SW三维3D建模及7张CAD图纸+带任务书+开题报告+答辩ppt+17页加正文8877字】

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前言

我国吃韭菜有着悠久的历史，好多菜肴都有韭菜。可见我国人民对韭菜的热爱之深。随着科技的进步，各种粮食蔬菜都大面积种植，源自于有着机械收割装置，限制韭菜种植面积发展的重要因素就是在于机械化问题。我国劳动人民在长期的生产实践中对收割工具有许多发明创造，据古书记载在三千五百年前已经发明了镰刀，在十三世纪中叶创造了推镰等高效工具。但这些成就在长期的封建和半封建、半殖民地的社会中得不到应有的发展和重视。

当韭菜种植面积大时靠人们用镰刀收割，效率太低，在收割时菜农一直蹲着非常累，而且如果大面积种植，收割的劳动力比较少，而且工价很高，又加大了韭菜的做种植成本，相应的单位面积的效益也随之降低了。

韭菜收割机的设计过程从对韭菜收割的机械化转换，总结普通农业机械的运动模式和功能实现，到具体机构的设计构思和分析计算，产品模型的建立，工程分析和设计制造，一步一步完整走过，让整个设计路程圆满而成果丰硕。其中，数字化的设计方法和基于特征的参数化设计系统让设计过程高速而有效，对这个设计过程起到了关键性的作用。

韭菜收割机是在对常用的农业机械进行了初步探索下进行的，对农机的普遍机构进行了深入研究，并从中提取出农业机械通用的结构和使用的设计，将其精华注入到这款韭菜收割机中，力求使这款韭菜收割机能更加实用，更加合理，以弥补设计实践上的经验不足。在设计过程中，我们对部分机构进行了功能实现性的设计，机械设计分析和理论设计计算，从割刀的设计、皮带链条的设计选用，多方面设计研究让收割机模型更加合理。

关键词：收割机；温室韭菜；往复式割刀；设计

1绪论 1

1.1课题研究的意义 1

1.2国内外温室韭菜收割机的发展现状 1

1.3国内外温室韭菜收割机存在的问题 2

1.4研究的内容和方法 2

1.5预期目标 2

1.6重点研究问题的关键及解决思路 3

1.7工作条件及解决方法 3

2温室韭菜收割机的总体设计 3

2.1收割的典型方法及收割方案的选择 3

2.2温室韭菜收割机的结构 3

3拨禾机构的设计 5

3.1拨禾轮的位置调整 5

3.2拨禾轮的转速 5

3.3 拨禾轮的直径 6

4曲柄摇杆机构的设计与计算 6

4.1曲柄摇杆机构的简单设计 6

4.2割刀在曲柄摇杆机构下的运动分析 7

5往复式切割器的切割性能参数的分析 8

5.1切割速度分析 8

5.2切割平均速度 9

5.3切割功率的计算 9

6传送机构的设计与选择 10

7轴的校核 11

总结 13

致谢 14

参考文献 15

1绪论

1.1课题研究的意义

随着种植业结构调整和设施栽培的迅速发展，韭菜的种植面积逐年增加，在面积上已经由过去的占蔬菜面积的2%-3%发展到现在的5%-6%。一亩地一年亩产韭菜3000斤，一斤一块钱，除去成本和人力一亩地可以获取1500块钱，收割韭菜一斤一毛钱，要损失300元钱，况且农村这样的工人也很难找，大面积种植时，人工收割成本会很高，如果有一台机器来代替这样的工作，不但可以减少菜农成本，还可以推广大面积种植。可见现在研制一台韭菜收割机器十分重要。

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内容简介：: 塔里木大学毕业论文（设计）任务书学院机械电气化工程学院班级农机 16生姓名刘豪学号 8031212423 课题名称温室韭菜收割机的设计起止时间 2015 年 10 月 15 日 2016 年 05 月 28 日（共 14 周）指导教师范修文职称讲师课题内容根据国内外现有的谷物和蔬菜收获机械，设计温室韭菜收割机，要求结构简单，安全性高，采收效果好，操作方便，适应性强。具体要求如下：力传递方式，设计工作装置和传动装置。用制三维图。拟定工作进度（以周为单位）第 1 2 周查阅相关文献，撰写开题报告。第 3 4 周根据国内外现有的谷物和蔬菜收获机械，确定温室韭菜收割机的总体设计方案，绘制总体结构简图。第 5 6 周根据工作要求，计算并查阅相关手册，选择和设计各零部件。第 7 9 周运用件，绘制二维零件图和装配图。第 10 11 周运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。第 12 周从工艺性能，经济性能，实用性能等方面对产品进行综合评价、校核、修正。第 13 周完成设计说明书。第 14 周整理材料，准备答辩。主要参考文献 : 1马建国 ,程佳卫 ,姚运萍 J2015(8):562孙朋朋 J2014(78):108. 3吴聚红 ,李向前 J2006(9):104王俊超 J2014(32):37. 5奚方 J2013(13):1066郭志东 ,郭春瑶 J2):78. 7龚明明 ,张雪琴 P,20128时胜德 J2005(35):789胡志清 J2013(68):102. 任务下达人（签字）同意按此计划进行设计年月日任务接受人意见任务接受人签名年月日注： 1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。 2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。 3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。温室韭菜收割机的设计刘豪 1 范修文 1 ( 新疆阿拉尔 843300）摘要：本文通过对温室韭菜收割机的设计同时介绍了韭菜收割机的意义、发展、工作原理及其主要参数。并详细的分析了收割机的构成、以及收割机的收割方式，并分析了韭菜收割机的收割原理和收割过程。韭菜收割机的设计过程从对韭菜收割的机械化转换，总结普通农业机械的运动模式和功能实现，到具体机构的设计构思和分析计算，产品模型的建立，工程分析和设计制造，一步一步完整走过，让整个设计路程圆满而成果丰硕。其中，数字化的设计方法和基于特征的参数化设计系统让设计过程高速而有效，对这个设计过程起到了关键性的作用。所以温室韭菜收割机有很好的发展前景。关键词：温室韭菜；收割机；设计中图分类号 :献标识码： A 0 引言我国吃韭菜有着悠久的历史，好多菜肴都有韭菜。可见我国人民对韭菜的热爱之深。随着科技的进步，各种粮食蔬菜都大面积种植，源自于有着机械收割装置，限制韭菜种植面积发展的重要因素就是在于机械化问题。我国劳动人民在长期的生产实践中对收割工具有许多发明创造，据古书记载在三千五百年前已经发明了镰刀，在十三世纪中叶创造了推镰等高效工具。但这些成就在长期的封建和半封建、半殖民地的社会中得不到应有的发展和重视。当韭菜种植面积大时靠人们用镰刀收割，效率太低，在收割时菜农一直蹲着非常累，而且如果大面积种植，收割的劳动力比较少，而且工价很高，又加大了韭菜的做种植成本，相应的单位面积的效益也随之降低了。随着种植业结构调整和设施栽培的迅速发展，韭菜的种植面积逐年增加，在面积上已经由过去的占蔬菜面积的 2%展到现在的 5%一亩地一年亩产韭菜 3000 斤，一斤一块钱，除去成本和人力一亩地可以获取1500 块钱，收割韭菜一斤一毛钱，要损失 300元钱，况且农村这样的工人也很难找，大面积种植时，人工收割成本会很高，如果有一台机器来代替这样的工作，不但可以减少菜农成本，还可以推广大面积种植。可见现在研制一台韭菜收割机器十分重要。 1 总体设计思路温室韭菜收割机的设计是通过往复式的割刀来实现温室韭菜的收割。首先是通过分禾器实现韭菜的分禾和喂入，进而拨禾轮使其扶正，然后再通过传送滚筒实现韭菜的夹紧最后喂入割刀系统，紧接着实现传送完成整个韭菜收割的过程。计原理韭菜收割机在驱动轮的作用下实现韭菜收割机的向前前行，韭菜收割机的前一部分主要是为了实现韭菜的喂入及收割。韭菜通过分禾器实现韭菜的分禾并通过拨禾轮实现韭菜的喂入，喂入之后进入到传送机构。刚刚进入传送机构的韭菜在两个立起来的传送滚筒实现韭菜的夹紧更方便的实现韭菜的割断，进而通过传送带的夹持作用实现韭菜的传送。由于传送带的夹持和传送作用使韭菜进入后部的接收筐中。从而大致完成整个设计原理。计总体结构温室韭菜收割机的结构主要有分禾器、拨禾轮、割刀、曲柄摇杆机构、传送滚、传送带、电机、机架等结构组成，如图 1 所示。在确定好行距之后，在发动机的驱动下经过减速器来实现韭菜收割机的驱动。在进地之后，在分禾器的作用下实现单行的韭菜的喂入，进而经过拨禾轮来进行韭菜的扶正，通过与机架垂直的两个传送滚进行韭菜的扶正并且夹紧。往复式割刀在曲柄摇杆机构的作用下实现动割刀的往复运动进而实现实现韭菜的切割，在韭菜隔断之后直接通过传送带传送至后面的接收器内，从而完成了韭菜的收割。传送带的传动是传送电机来带动的，通过齿轮来连接两个传送滚的反向转动。传送带的主动传送滚带动从动传送滚的运动再通过皮带和齿轮的连接来实现拨禾轮的转动。在整个韭菜收割的过程中主要机构是传送装置和割刀装置，在这两个装置的配合使用下使得整个过程变得简单。此次韭菜收割机的设计可以实现一机多用的作用，根据不同作物的要求，要求收割时的割茬也会不一样。韭菜的收割割茬一般在 1右，而其他作物的割茬显然不同，所以可以通过调整前轮的高度来调节不同作物割茬的要求。对于不同的作物来实现不同的割茬要求，较好的解决了收割机都不同作物的适应性，生产效率高。图 1 温室韭菜收割机结构图 1 分禾器 2 拨禾轮 3 支撑前轮 4 双传送带 5 传送带电机 6 主传送滚筒 7 接收筐 8 曲柄摇杆机构 9 驱动轮 2 关键部件的设计禾轮的设计拨禾轮的设计是韭菜收割的开始，拨禾轮的使用可以收割直立和一般倒伏的作物。拨禾轮的运动轨迹的形状，决定于拨禾轮的圆周速度机器前进的速度比值；为拨禾速度比。只有当 1 时，才有可能将作物茎干引向割刀配合切割，并在割断后继续的向后推送茎杆，一面在割刀上发生堆积和堵塞。 1 时，拨禾轮的工作情况才是正常的。拨禾轮的工作过程中，需要拨禾轮具有良好的工作质量，除了满足 1 外，还应该满足工作过程中不同阶段的要求。切割时，拨禾轮应该扶持作物茎杆，以配合进行切割，避免切割器将茎杆向前推到。要使拨禾轮能够正常够其安装高度就必须满足：（ 1 式中： R 拨禾轮的半径； h 割刀离地的高度； L 为作物高； H 拨禾轮轴安装高度。清扫割刀和稳定推送的条件当茎杆被割断够，要求拨禾轮继续起推送作用，如果此时拨禾轮的作用点位于已割作物中心的上方，就能将茎杆稳定的向后推送，直到与拨禾轮圆周相切的位置，如果拨禾轮的作用点过高，清扫切割的作用将减弱，如果拨禾轮的作用点在重心之下，则隔断的作物很可能回绕在拨禾轮向前翻或者被挑起，造成损失。已割断作物的中心位置一般在顶部向下的 1 3 处，设已割部分长 L 则 l=1 3L。因此，要求拨禾齿在割断作物的中心点以上，则应该保证： )(32 （ 1 为了选择拨禾轮的转速，首先确定拨禾速度比，前已分析，拨禾轮正常工作的必要条件是 1，加大拨禾轮的速度比，拨禾轮的作用范围和作用程度增加，但是也不能过大，它受到两方面的限制，但是机器的前进速度定时，增大值，就要提高拨禾轮的圆周速度将对作物的冲击增加，而使作物不能够很好地切割。经实验证明，韭菜收割的速度一般在 s。另一方面，当机器前进速度高时，为了使超过受脱离损失限制的允许值，拨禾轮的速度比就应该减小。当机器前进速度较低时，很有可能在 m s 烦人情况下，大大增加拨禾轮速度比，但是过大则会出现回弹现象。 V / （ 1 30/n （ 1 经过专家实验韭菜收割机的一般取里取 1。即： m m R 为拨禾轮的半径，为拨禾轮的角速度。 n 初取为 22r 进速度该根据机器的生产率、割副、调配动力等因素而定，在使用中，由于地块条件亩产量和作物的状态等情况的改变而需要改换不同的前进速度。拨禾轮的直径与稳定推送有很大的关系，拨禾轮的直径应该满足： )1(3)(2 其中取 L 取 h 取 ) 即拨禾轮的直径取柄摇杆机构的设计具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。通常，曲柄为主动件且等速转动，而摇杆为从动件作变速往返摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。在韭菜收割机的割刀传动的问题下，结合实际情况，所以曲柄摇杆机构是一种很好的是割刀进行往复运动的很好地方式，其结构简图见图 2。图 2 曲柄摇杆机构简图曲柄摇杆机构作为韭菜收割时的核心机构，曲柄摇杆结构中的摇杆，在割刀电机的带动下绕着 A 点进行转动从而带动连杆行摆动。 D 点为一定点，一弯曲的连杆，在连杆作用下行摆动，再用连杆接刀具，从而可以实现动刀具的往返运动，今儿实现韭菜的切割。割机构的设计切割器是主要的工作部件，本次韭菜收割机的设计我们采用的是往复式切割器。其割刀作往复运动，结构简单，适应性较广。目前在谷物收割机、牧草收割机、谷物联合收获机和玉米收获机上采用较多。它能适应一般或较高作业速度的要求，工作质量较好，但其往复惯性力较大，震动较大。切割时，茎秆有倾斜和晃动，因而对茎秆坚硬、易于落粒的作物易产生落粒损失。粗茎秆作物，由于切割时间长和茎秆多次切割现象，则会出现割茬不够整齐。对于韭菜收割来说，比较适宜。利用往复式割刀来进行收割，其结构简单，容易设计。试验证明：在割刀锋利、割刀间隙正常（动、定刀片间的间隙为 0 条件下，切割速度在 s 以上时能顺利的切割茎杆，若低于此限制速度，则会出现割茬不齐并有堵刀的现象出现。为了探讨切割器在切割茎杆过程中的速度大小，需绘制切割器的切割速度图，并进行分析，切割器的切割速度简图如图 3。图 3 切割速度简图切割器切割速度的特点是：割刀在一个行程中与两个定刀片相遇，因而有两个切割速度范围，分别为两个范围的速度看，虽然没有最大割刀速度，但仍属于较高速度区段，因而切割性能良好。因此，安装割刀时，应当使用销处左右两止点位置，定刀片和动刀片的中心线重合。割刀的速度为一变量，为了便于表示割刀速度的大小，常以平均值即割刀平均速度 1530 p （ 2 式中 n 割刀曲柄速度； r 割刀曲柄半径； s 割刀行程。有在 1m s 之间，选择 ms 代入可得： n=394r 割器的功率包括：切割功率空转功率部分。即：（ 2 75/0 （ 2 式中：机器前进的速度； B 机器割副；切割每平方米面积的茎杆所需功率。割韭菜 10 和 20 马力间。小与切割器安装技术状态有关，一般每米割副所需空转功率为力。秒，B=， 15 马力力。代入可得： N=力。送机构韭菜收割的传送机构我选用带式传送，带式输送机是连续运输机的一种，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续的物料流，所以输送带的传送可以很好地是韭菜从收割点到接收点的传送，然而普通的传送并不能完全满足韭菜收割机的要求。传送带分为以下几个类型：（ 1）按放置方向水平、倾斜和组合三种；（ 2）按转向分为顺时针、逆时针两种；（ 3）按运动状态分为匀速和变速两种。结合温室韭菜收割机特点我们采用组合式的传送类型来给与传送。就韭菜收割机而言传送部分是相对来说比较重要的一个组成部分。本次设计的主动传送滚在韭菜收割机的后方，来实现动力的输入。由于韭菜收割机特殊性，所以必须实现双传送来实现韭菜收割机的传送，动力输出的同时要实现主动传送滚的反转，鉴于这一特殊性我们使用齿轮连接两个传送滚筒的方式来实现滚筒的反转即可。 3 总结割刀是温室韭菜收割机的关键部件，主要是用来实现韭菜的收割。割刀的速度和割刀电机的功率同样对切割效果有着重要的影响。在设计割刀的时候同样要注意割刀材料的选取各个方面。同样的传送带的设计也是本次设计的重中之重，选择传送带的样式以及传送方法是关键。在经过设计的之后解决各种问题之后，温室韭菜收割机也是一大进步。参考文献 1马建国 ,程佳卫 ,姚运萍 J2015（ 8）： 562孙朋朋机械化生产技术探索与推广 J2014（ 78） :108. 3吴聚红，李向前 J2006(9):104王俊超 J2014（ 32）： 37. 5 奚方 . 双刀韭菜收割机 J. 农业知识 ,2013（ 13） :1066 郭志东 ,郭春瑶 J 12） :78. 7龚明明 ,张雪琴 ,20128时胜德 J2005（ 35） :789胡志清 J2013（ 68） :102. 10吴彦强 ,侯加林 ,赵润华 ,刘中正 J2015（ 4） :1611徐俊伟 J2015（ 56） :412罗鹏飞 J2015（ 7）： 913马悦 ,张铁 ,杨懿 ,吕小荣 ,任文涛 J2011（ 2） :108. 温室韭菜收割机的设计一、课题研究的意义我国吃韭菜有着悠久的历史，好多菜肴都有韭菜。可见我国人民对韭菜的热爱之深。随着科技的进步，各种粮食蔬菜都大面积种植，源自于有着机械收割装置，限制韭菜种植面积发展的重要因素就是在于机械化问题。我国劳动人民在长期的生产实践中对收割工具有许多发明创造，据古书记载在三千五百年前已经发明了镰刀，在十三世纪中叶创造了推镰等高效工具。但这些成就在长期的封建和半封建、半殖民地的社会中得不到应有的发展和重视。当韭菜种植面积大时靠人们用镰刀收割，效率太低，在收割时菜农一直蹲着非常累，而且如果大面积种植，收割的劳动力比较少，而且工价很高，又加大了韭菜的做种植成本，相应的单位面积的效益也随之降低了。随着种植业结构调整和设施栽培的迅速发展，韭菜的种植面积逐年增加，在面积上已经由过去的占蔬菜面积的 2%展到现在的 5%一亩地一年亩产韭菜 3000 斤，一斤一块钱，除去成本和人力一亩地可以获取 1500 块钱，收割韭菜一斤一毛钱，要损失 300 元钱，况且农村这样的工人也很难找，大面积种植时，人工收割成本会很高，如果有一台机器来代替这样的工作，不但可以减少菜农成本，还可以推广大面积种植。可见现在研制一台韭菜收割机器十分重要。二、现状及分析内外温室韭菜收割机的发展状况及存在的问题外温室韭菜收割机的发展状况随着科技的发展，农业机械化的发展，国外对于韭菜收割机的研制也有着比较先进的成果。在 20 世纪九十年代已经取得了一定的成果，经过数十年的发展，现在技术已经日趋成熟。国外的韭菜收割机主要是韩国为主，现阶段已经能够大大的减少劳动力，为菜农提供很好地效益。内温室韭菜收割机的发展现状我国现阶段主要是引进国外的韭菜收割机，并且在其基础上进行自主研发进行改进，目前我国已经能够研制出自己的韭菜收割机并且可以投入使用。在节省人力的同时也存在着技术的问题，只是能够对韭菜进行割倒、清洗、打捆。但是由于技术、经济的问题，并未能够在全国范围内进行广泛的推广和使用。我国正在处于温室韭菜收割机械化的发展初期，温室韭菜收割机在全国范围内的使用率不高，发展温室韭菜收割机即节省了劳动力，又提高了生产率和经济效益，有着极为广阔的市场和应用前景。温室韭菜收割机是我国目前市场的需求而自主研制开发的普及产品，是用于韭菜收割的专业设备，该机可实现韭菜的收割、打捆于一体，具有结构简单、操作方便、节省人力等特点。温室韭菜收割机在以后的发展将是一片光明。近几年来，我国有些企业在自主研发以及引进外国的先进的设备来满足农户的要求。各种的韭菜收割机已经相继投入使用，为农户带去了方便。内外温室韭菜收割机存在的问题我国温室韭菜收割机的发展比较缓慢，在生产应用上存在以下几个较为突出的问题，因而难以推广应用。（ 1）韭菜的行距。根据韭菜收割机的不同，对韭菜的行距要求也有不同。菜农不根据收割机在确定适合的行距对收割带来了不便。（ 2）伤根损叶。由于韭菜多年生长、一年收割 3的特殊性，因此要求不能伤根损叶，所以温室韭菜收割机在操作的情况下对后续的生长有一定的影响。（ 3）收割不齐。在收割的情况下，由于割刀的问题，导致进入收获筐中落入散乱，对后续的打捆造成不便。（ 4）通用性差。一般的韭菜收割机只能用于韭菜的收割不能通过改变零部件来实现一机多用。鉴于以上问题，没有能够在生活中进行广泛的使用，随着技术的提高这些问题会在以后慢慢解决，并且能够占据一定的市场。究的内容和方法根据我国温室韭菜收割机的发展现状和存在的问题以及未来韭菜收割机的要求，设计温室韭菜收割机。温室韭菜收割机主要有收割装置、传送装置、动力装置以及打捆装置来实现韭菜的收割打捆。先确定韭菜的行距，而后在原有的韭菜收割机的基础上，根据其原理、结构来设计新型的温室韭菜收割机，来满足菜农的要求。期目标（ 1 ）整机操作方便，结构简单，通用性好，使用寿命长。（ 2）在温室中便于操作，效率高，能够很好地对韭菜就行收割并且打捆，人工劳动量少，同时动力消耗上要尽量少。（ 3）制造价格便宜，容易普及，能满足家庭使用的要求。三、重点研究的关键问题及解决思路在现有的韭菜收割机的基础上，进行改进利用刀具进行收割传送装置及打捆装置实现韭菜的收割打捆以及传送，从而实现温室韭菜收割机的设计。（ 1）选择合适动力传递方式，设计工作装置和传动装置。（ 2）运用制二维零件图和装配图。（ 3）运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模。四、工作条件及解决方法塔里木大学位于南疆中心位置，校内有农业工程重点实验室、小工厂等实验基地，为项目开展提供了场地和基本条件。校内拥有优良的硬件环境，机械电气化工程学院拥有先进的实验设备和机械加工制造设备，并且师资力量雄厚，完全可以满足温室韭菜收割的条件。五、工作方案及进度第 1 2 周查阅相关文献，撰写开题报告。第 3 4 周根据国内外现有的谷物和蔬菜收获机械，确定温室韭菜收割机的总体设计方案，绘制总体结构简图。第 5 6 周根据工作要求，计算并查阅相关手册，选择和设计各零部件。第 7 9 周运用件，绘制二维零件图和装配图。第 10 11 周运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。第 12 周从工艺性能，经济性能，实用性能等方面对产品进行综合评价、校核、修正。第 13 周完成设计说明书。第 14 周整理材料，准备答辩。参考文献 1马建国，程佳卫，姚运萍；镰刀型韭菜收割机的设计；机械制造； 2015； 2孙朋朋；设施韭菜全程机械化生产技术探索与推广；安徽农学通报； 2014； 3靳言岭；一种韭菜收割机；山东省德州市乐陵市李民农资有限公司； 4王俊超；韭菜收种实现全程机械化；农业知识； 2014； 5奚方；双刀韭菜收割机； 6郭志东，郭春瑶；剪刀式韭菜收割机； 7龚明明，张雪琴；一种新型半自动打捆机的设计；韭菜收割机的设计学生：刘豪指导老师：范修文目录研究目的和意义韭菜收割机的发展现状国内外韭菜收割机的发展现状国内外温室收割机存在的问题本课题需要重点研究的关键的问题及解决思路完成本课题需要的工作条件及解决的办法工作方案及进度计划参考文献一研究目的和意义我国韭菜的历史非常的悠久，随着科技的进步，各种粮食蔬菜都大面积种植，源自于有着机械收割装置，限制韭菜种植面积发展的重要因素就是在于机械化问题。当韭菜种植面积大时靠人们用人工进行收割，效率太低。而且如果大面积种植时，收割的劳动力比较少，而且工价很高，又加大了韭菜的种植成本，相应的单位面积的效益也随之降低了。随着种植业结构的调整，韭菜的种植面积在逐年增加，如果有一台机器来代替这样的工作，不但可以减少菜农成本，还可以推广大面积种植。可见韭菜收割机的重要。二、国内外韭菜收割机的发展现状 1、国外现状随着科技的发展，农业机械化的发展，国外对于韭菜收割机的研制也有着比较先进的成果。在 20世纪九十年代已经取得了一定的成果，经过数十年的发展，现在技术已经日趋成熟。国外的韭菜收割机主要是韩国为主，现阶段已经能够大大的减少劳动力，为菜农提供很好地效益。 2、国内现状我国现阶段主要是引进国外的韭菜收割机，并且在其基础上进行自主研发进行改进，目前我国已经能够研制出自己的韭菜收割机并且可以投入使用。我国正在处于温室韭菜收割机械化的发展初期，温室韭菜收割机在全国范围内的使用率不高，发展温室韭菜收割机即节省了劳动力，又提高了生产率和经济效益，有着极为广阔的市场和应用前景。温室韭菜收割机是我国目前市场的需求而自主研制开发的普及产品，是用于韭菜收割的专业设备，该机可实现韭菜的收割、打捆于一体，具有结构简单、操作方便、节省人力等特点。温室韭菜收割机在以后的发展将是一片光明。近几年来，我国有些企业在自主研发以及引进外国的先进的设备来满足农户的要求。各种的韭菜收割机已经相继投入使用，为农户带去了方便。三、国内外温室韭菜收割机存在的问题我国温室韭菜收割机的发展比较缓慢，在生产应用上存在以下几个较为突出的问题，因而难以推广应用。（！）韭菜的行距。根据韭菜收割机的不同，对韭菜的行距要求也有不同。菜农不根据收割机在确定适合的行距对收割带来了不便。（ 2）伤根损叶。由于韭菜多年生长、一年收割 3因此要求不能伤根损叶，所以温室韭菜收割机在操作的情况下对后续的生长有一定的影响。（ 3）收割不齐。在收割的情况下，由于割刀的问题，导致进入收获筐中落入散乱，对后续的打捆造成不便。（ 4）通用性差。一般的韭菜收割机只能用于韭菜的收割不能通过改变零部件来实现一机多用。鉴于以上问题，没有能够在生活中进行广泛的使用，随着技术的提高这些问题会在以后慢慢解决，并且能够占据一定的市场。四、课题研究的内容和方法根据我国温室韭菜收割机的发展现状和存在的问题以及未来韭菜收割机的要求，设计温室韭菜收割机。温室韭菜收割机主要有收割装置、传送装置、动力装置以及打捆装置来实现韭菜的收割打捆。先确定韭菜的行距，而后在原有的韭菜收割机的基础上，根据其原理、结构来设计新型的温室韭菜收割机，来满足菜农的要求。现有的韭菜收割机五、预期目标（ 1）整机操作方便，结构简单，通用性好，使用寿命长。（ 2）在温室中便于操作，效率高，能够很好地对韭菜就行收割并且打捆，人工劳动量少，同时动力消耗上要尽量少。（ 3）制造价格便宜，容易普及，能满足家庭使用的要求。六、完成本课题需要解决的办法在现有的韭菜收割机的基础上，进行改进利用刀具进行收割传送装置及打捆装置实现韭菜的收割打捆以及传送，从而实现温室韭菜收割机的设计。主要解决的是刀具的调节问题、切割后的传送装置、如何在收割后实现即时打捆的问题，以及最后的接收的问题。（ 1）选择合适动力传递方式，设计工作装置和传动装置。（ 2）运用绘制二维零件图和装配图。（ 3）运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模。七、工作方案及进度计划工作方案：第 1 2周查阅相关文献，撰写开题报告。第 3 4周根据国内外现有的谷物和蔬菜收获机械，确定温室韭菜收割机的总体设计方案，绘制总体结构简图。第 5 6周根据工作要求，计算并查阅相关手册，选择和设计各零部件。第 7 9周运用绘制二维零件图和装配图。第 10 11周运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。第 12周从工艺性能，经济性能，实用性能等方面对产品进行综合评价、校核、修正。第 13周完成设计说明书。第 14周整理材料，准备答辩。八、参考文献 1马建国，程佳卫，姚运萍；镰刀型韭菜收割机的设计；机械制造；2015； 2孙朋朋；设施韭菜全程机械化生产技术探索与推广；安徽农学通报； 2014； 3靳言岭；一种韭菜收割机；山东省德州市乐陵市李民农资有限公司； 4王俊超；韭菜收种实现全程机械化；农业知识； 2014； 5奚方；双刀韭菜收割机； 6郭志东，郭春瑶；剪刀式韭菜收割机； 7龚明明，张雪琴；一种新型半自动打捆机的设计；温室韭菜收割机的设计学生姓名刘豪学号 8031212423 所属学院机械电气化工程学院专业农业机械化及其自动化班级 16 指导老师范修文日期塔里木大学机械电气化工程学院制 16 届毕业设计前言我国吃韭菜有着悠久的历史，好多菜肴都有韭菜。可见我国人民对韭菜的热爱之深。随着科技的进步，各种粮食蔬菜都大面积种植，源自于有着机械收割装置，限制韭菜种植面积发展的重要因素就是在于机械化问题。我国劳动人民在长期的生产实践中对收割工具有许多发明创造，据古书记载在三千五百年前已经发明了镰刀，在十三世纪中叶创造了推镰等高效工具。但这些成就在长期的封建和半封建、半殖民地的社会中得不到应有的发展和重视。当韭菜种植面积大时靠人们用镰刀收割，效率太低，在收割时菜农一直蹲着非常累，而且如果大面积种植，收割的劳动力比较少，而且工价很高，又加大了韭菜的做种植成本，相应的单位面积的效益也随之降低了。韭菜收割机的设计过程从对韭菜收割的机械化转换，总结普通农业机械的运动模式和功能实现，到具体机构的设计构思和分析计算，产品模型的建立，工程分析和设计制造，一步一步完整走过，让整个设计路程圆满而成果丰硕。其中，数字化的设计方法和基于特征的参数化设计系统让设计过程高速而有效，对这个设计过程起到了关键性的作用。韭菜收割机是在对常用的农业机械进行了初步探索下进行的，对农机的普遍机构进行了深入研究，并从中提取出农业机械通用的结构和使用的设计，将其精华注入到这款韭菜收割机中，力求使这款韭菜收割机能更加实用，更加合理，以弥补设计实践上的经验不足。在设计过程中，我们对部分机构进行了功能实现性的设计，机械设计分析和理论设计计算，从割刀的设计、皮带链条的设计选用，多方面设计研究让收割机模型更加合理。关键词：收割机；温室韭菜；往复式割刀；设计目录 1 绪论 . 1 . 1 . 1 . 2 . 2 . 2 . 3 . 3 2 温室韭菜收割机的总体设计 . 3 . 3 . 3 3 拨禾机构的设计 . 5 . 5 . 5 禾轮的直径 . 6 4 曲柄摇杆机构的设计与计算 . 6 . 6 . 7 5 往复式切割器的切割性能参数的分析 . 8 . 8 . 9 算 . 9 6 传送机构的设计与选择 . 10 7 轴的校核 . 11 总结 . 13 致谢 . 14 参考文献 . 15 塔里木大学毕业设计 11 绪论我国吃韭菜有着悠久的历史，好多菜肴都有韭菜。可见我国人民对韭菜的热爱之深。随着科技的进步，各种粮食蔬菜都大面积种植，源自于有着机械收割装置，限制韭菜种植面积发展的重要因素就是在于机械化问题。我国劳动人民在长期的生产实践中对收割工具有许多发明创造，据古书记载在三千五百年前已经发明了镰刀，在十三世纪中叶创造了推镰等高效工具。但这些成就在长期的封建和半封建、半殖民地的社会中得不到应有的发展和重视。当韭菜种植面积大时靠人们用镰刀收割，效率太低，在收割时菜农一直蹲着非常累，而且如果大面积种植，收割的劳动力比较少，而且工价很高，又加大了韭菜的做种植成本，相应的单位面积的效益也随之降低了。随着种植业结构调整和设施栽培的迅速发展，韭菜的种植面积逐年增加，在面积上已经由过去的占蔬菜面积的 2%展到现在的 5%一亩地一年亩产韭菜 3000 斤，一斤一块钱，除去成本和人力一亩地可以获取 1500 块钱，收割韭菜一斤一毛钱，要损失 300元钱，况且农村这样的工人也很难找，大面积种植时，人工收割成本会很高，如果有一台机器来代替这样的工作，不但可以减少菜农成本，还可以推广大面积种植。可见现在研制一台韭菜收割机器十分重要。外温室韭菜收割机的发展现状随着科技的发展，农业机械化的发展，国外对于韭菜收割机的研制也有着比较先进的成果。在二十世纪九十年代已经取得了一定的成果，经过数十年的发展，现在技术已经日趋成熟。国外的韭菜收割机主要是韩国为主，现阶段已经能够大大的减少劳动力，为菜农提供很好地效益。国外的韭菜收割机类型较多，收割的通用性比较强，相对来说比较成熟。国外的韭菜收割机可以很好地实现韭菜的收割，并且有些收割机还可以很好地实现一机多用的效果。韭菜收割机的效率较高并且在实现很好地收割的前提下并且能够实现不伤根茎，能够很好地实现韭菜的再生长，可以很好的保证菜农的利益。我国现阶段也有自己的韭菜收割机，但是现阶段我国还是以引进国外的韭菜收割机为主，并在其基础上进行改进和研发，我国已经能够研发出自己的韭菜收割机并且投入使用。但是在节省人力物力的同时也存在着技术的问题，只是能够对韭菜进行割倒，清洗，打捆。由于技术、经济的问题，并未能够完全在全国范围内进行广泛的推广和使用。我国现在正在处于韭菜收割机的发展初期，现在有许多的菜农还是一直在使用人工收割和小型的割刀进行收割，并没有多少在使用自走式的韭菜收割机。温室韭菜收割机在全国范围内的使用率并不高，发展温室韭菜收割机即节省了劳动力，有提高了生产率和经济效益，有着极为广阔的市场和应用前景。温室韭菜收割机是我国目前市场的需求而自主研制开发的普及产品，是用于韭菜收割的专业设备，该机器可以实现韭菜的收割和接收为一体，具有结构简单、操作方便、节省人力等特点。温室韭菜收割机在我国今后的发展将是一片光明。塔里木大学毕业设计 2近几年来，我国有些企业在自主研发以及引进外国的先进设备来满足农户的需求以及广大市场的需求。各种韭菜收割机已经相继投入使用，为农户带去了方便。我国研究韭菜收割机的起步比较晚发展比较缓慢，和发达国家相比来说只能望其项背。但是韭菜收割机在实际的生产和使用的过程中仍然存在着一些如下较为突出额问题，因此，难以大范围的推广和使用。（ 1）韭菜的行距。根据韭菜收割机的行距不同，对韭菜的行距也有一定的要求。菜农不根据收割机来确定其行距则对韭菜的收割带来了很大的不便。（ 2）伤根损叶。韭菜与其他作物有所不同，由于韭菜多年生长、一年收割 3此要求不能够伤根损叶，所以温室韭菜收割机在操作的情况下对后续的生长有一定的影响，因此，对韭菜的收割有很高的要求。（ 3）收割不齐。在收割的时候由于割刀以及传送的问题，导致进入收获筐的时候落入散乱，对后续的打捆造成了不便。（ 4）通用性差。一般的韭菜收割机只能用于韭菜的收割，而不能通过改变零部件来实现一机多用。（ 5）机具性能不稳定，适应性不高。当韭菜的行距以及收割高度不一定的时候，对于韭菜的收割同样会带来有些想不到的问题。（ 6）作业成本偏高效率差。现在韭菜收割机处于发展初期，较好的韭菜收割机的费用不菲。对于菜农来说，实用性和成本高低成为了菜农首先考虑的问题。因为通用性不好，不能实现一机多用，导致生产设备利用率低，所以收割韭菜的成本也会随之增加。从而国内能够实现韭菜收割机全面推广和使用还有一定的距离。随着技术的提高这些问题将会在以后慢慢解决，并且能够占据一定的市场。根据我国温室韭菜收割机的发展和存在的问题以及未来韭菜收割机的要求设计韭菜收割机。温室韭菜收割机主要有动力输入装置、切割装置、传送装置、微乳装置、接收装置组成。其中，动力行走装置是通过小型柴油机实现驱动。并且切割装置通过小型电机来实现并且通过曲柄连杆装置来实现切割。通过传送装置来实现接收，从而达到收割韭菜的目的。先确定我国已有的韭菜收割机的类型，根据已有的韭菜收割机的原理及结构，设计新型的韭菜收割机，使其产品能够更加适应小型企业的以及菜农的要求。主要保证机械功能的稳定性，保证切割性好，韭菜的完整性好，避免损根伤叶问题的出现等优点。（ 1）整机操作方便，结构简单，通用性好，使用寿命长。（ 2）在温室中便于操作，效率高，能够很好地对韭菜进行收割，人工劳动量少，同时动力消耗上要尽量少。（ 3）制造价格便宜，容易普及，能够满足普通家庭农户的需求。塔里木大学毕业设计在现有的韭菜收割机的基础上，进行利用刀具进行收割传送装置，实现韭菜的收割，从而实现韭菜收割机的设计。（ 1）选择合适动力传递方式，设计工作装置和传动装置。（ 2）运用制二维零件图和装配图。（ 3）运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模。塔里木大学位于南疆中心位置，校内有农业工程重点实验室、小工厂等实验基地，为项目开展提供了场地和基本条件。校内拥有优良的硬件环境，机械电气化工程学院拥有先进的实验设备和机械加工制造设备，并且师资力量雄厚，完全可以满足温室韭菜收割的条件。 2 温室韭菜收割机的总体设计目前开发出来的绝大部分设备都是采用机械式来进行收割，常见的机械式收割方式如下：（ 1）往复式韭菜收割：其割刀作往复运动，结构简单，适应性较广。目前在谷物收割机、牧草收割机、谷物联合收获机和玉米收获机上采用较多。它能适应一般或较高作业速度的要求，工作质量较好，但其往复惯性力较大，震动较大。切割时，茎秆有倾斜和晃动，因而对茎秆坚硬、易于落粒的作物易产生落粒损失。粗茎秆作物，由于切割时间长和茎秆多次切割现象，则会出现割茬不够整齐。对于韭菜收割来说，比较适宜。（ 2）圆盘式韭菜切割：圆盘式切割器在水平面内作回转运动，因而运转较平稳，震动较小。该切割器的割刀圆周速度较大，其切割能力较强。切割时靠茎秆本身的刚度和惯性支撑。目前在牧草收割机和甘蔗收割机上采用较多，在小型水稻收割机和小型韭菜收割机上也有采用。割方案的选择为了实现预定功能提出两个方案可供选用：方案一：利用往复式割刀来进行收割，其结构简单，容易设计，便于制造，性价比也比较高，只需要通过一个曲柄摇杆机构来实现方案二：采用圆盘式割刀进行其结构相对比较复杂，设计比较困难，适合茎秆比较粗壮的作物，加工工艺要求比较高。经过方案的比较和选择，在设计要求内方案一能够满足设计的要求条件，方案一比方案二性价比高，且容易实现。所以选择方案一的割刀收割方案。室韭菜收割机的结构温室韭菜收割机的结构主要有分禾器、拨禾轮、割刀、曲柄摇杆机构、传送滚、传送带、电机、机架等结构组成，如图 2示。在确定好行距之后，在发动机的驱动下经过减速器来实现韭菜收割机的驱动。在进地之后，在分禾器的作用下实现单行的韭菜的喂入，进而经过拨禾轮来进行韭菜的扶正，通过与机架垂直的两个传送滚进行韭菜的扶正并且夹紧。往复式割刀在曲柄摇杆机构的作塔里木大学毕业设计 4用下实现动割刀的往复运动进而实现实现韭菜的切割，在韭菜隔断之后直接通过传送带传送至后面的接收器内，从而完成了韭菜的收割。传送带的传动是传送电机来带动的，通过齿轮来连接两个传送滚的反向转动。传送带的主动传送滚带动从动传送滚的运动再通过皮带和齿轮的连接来实现拨禾轮的转动。在整个韭菜收割的过程中主要机构是传送装置和割刀装置，在这两个装置的配合使用下使得整个过程变得简单。此次韭菜收割机的设计可以实现一机多用的作用，根据不同作物的要求，要求收割时的割茬也会不一样。韭菜的收割割茬一般在 1右，而其他作物的割茬显然不同，所以可以通过调整前轮的高度来调节不同作物割茬的要求。对于不同的作物来实现不同的割茬要求，较好的解决了收割机都不同作物的适应性，生产效率高。图 2室韭菜收割机结构图塔里木大学毕业设计 53 拨禾机构的设计拨禾轮的设计是韭菜收割的开始，拨禾轮的使用可以收割直立和一般倒伏的作物。图 3禾轮拨禾轮的运动轨迹的形状，决定于拨禾轮的圆周速度 m 的比值；为拨禾速度比。只有当 1 时，才有可能将作物茎干引向割刀配合切割，并在割断后继续的向后推送茎杆，一面在割刀上发生堆积和堵塞。 1 时，拨禾轮的工作情况才是正常的。拨禾轮的工作过程中，需要拨禾轮具有良好的工作质量，除了满足 1 外，还应该满足工作过程中不同阶段的要求。切割时，拨禾轮应该扶持作物茎杆，以配合进行切割，避免切割器将茎杆向前推到。要使拨禾轮能够正常够其安装高度就必须满足：（ 3 式中： R 拨禾轮的半径； h 割刀离地的高度； L 为作物高； H 拨禾轮轴安装高度。清扫割刀和稳定推送的条件当茎杆被割断够，要求拨禾轮继续起推送作用，如果此时拨禾轮的作用点位于已割作物中心的上方，就能将茎杆稳定的向后推送，直到与拨禾轮圆周相切的位置，如果拨禾轮的作用点过高，清扫切割的作用将减弱，如果拨禾轮的作用点在重心之下，则隔断的作物很可能回绕在拨禾轮向前翻或者被挑起，造成损失。已割断作物的中心位置一般在顶部向下的 1 3处，设已割部分长 L则 l=1 3L。因此，要求拨禾齿在割断作物的中心点以上，则应该保证： )(32 （ 3 为了选择拨禾轮的转速，首先确定拨禾速度比，前已分析，拨禾轮正常工作的必要条件是 1，塔里木大学毕业设计 6加大拨禾轮的速度比，拨禾轮的作用范围和作用程度增加，但是也不能过大，它受到两方面的限制，但是机器的前进速度定时，增大值，就要提高拨禾轮的圆周速度将对作物的冲击增加，而使作物不能够很好地切割。经实验证明，韭菜收割的速度一般在 s。另一方面，当机器前进速度高时，为了使超过受脱离损失限制的允许值，拨禾轮的速度比就应该减小。当机器前进速度较低时，很有可能在 m 大增加拨禾轮速度比，但是过大则会出现回弹现象。（ 3 30n（ 3 经过专家实验韭菜收割机的一般取里取 1。所以 m 拨禾轮的角速度。 2r 进速度该根据机器的生产率、割副、调配动力等因素而定，在使用中，由于地块条件亩产量和作物的状态等情况的改变而需要改换不同的前进速度。禾轮的直径拨禾轮的直径与稳定推送有很大的关系，拨禾轮的直径应该满足： )1(3 )(2 3 其中取 ) 即拨禾轮的直径取 4 曲柄摇杆机构的设计与计算具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。通常，曲柄为主动件且等速转动，而摇杆为从动件作变速往返摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。在韭菜收割机的割刀传动的问题下，结合实际情况，所以曲柄摇杆机构是一种很好的是割刀进行往复运动的很好地方式，其结构简图见图 4 塔里木大学毕业设计 7图 4曲柄摇杆机构作为韭菜收割时的核心机构，点进行转动从而带动连杆 D 点为一定点，连杆用连杆接刀具，从而可以实现动刀具的往返运动，今儿实现韭菜的切割。割刀的运动特性对切割器性能有着直接的影响，曲柄连杆机构的割刀运动：为了简化分析，如图 4曲柄轴的偏心距为 0，连杆的长度为无穷大，则割刀运动可视为曲柄在割刀运动线上的投影，为一简谐运动。图 4若以曲柄轴心为坐标原点 O，水平向右为 X 轴，向上为 Y 轴，并令曲柄由第二象限的水平位置顺时针转动，则割刀的位移方程为：（ 4 速度方程式： x c o s （ 4速度方程式为：塔里木大学毕业设计 8 c o （ 4中 : r 曲柄半径；曲柄角速度。割刀位移、速度、加速度与曲柄转角的关系如表 4示。表 4移、速度、加速度与曲柄转角的关系图 t 00 900 1800 2700 3600 T +r 0 -r r 0 r 0 r 0 2r 0 2r 为了便于分析，下面研究割刀速度与位移的关系及加速度与位移的关系 2222x o s w in w ）（）（（ 4 两边平方简化后得： 122222 x（ 4见速度 x 的关系为一椭圆方程式。椭圆的长轴半径为，短轴半径为 r。由图可知任意位移点的割刀速度。割刀加速度的关系为： x 222 )co s （（ 4 即加速度与位移为一直线关系。 5 往复式切割器的切割性能参数的分析试验证明：在割刀锋利、割刀间隙正常（动、定刀片间的间隙为 0 条件下，切割速度在低于此限制速度，则会出现割茬不齐并有堵刀的现象出现。为了探讨切割器在切割茎杆过程中的速度大小，需绘制切割器的切割速度图，并进行分析，切割器的切割速度简图如图 5 塔里木大学毕业设计 9图 5切割器切割速度的特点是：割刀在一个行程中与两个定刀片相遇，因而有两个切割速度范围，分别为两个范围的速度看，虽然没有最大割刀速度，但仍属于较高速度区段，因而切割性能良好。因此，安装割刀时，应当使用销处左右两止点位置，定刀片和动刀片的中心线重合。割刀的速度为一变量，为了便于表示割刀速度的大小，常以平均值即割刀平均速度 1530 p （ 5 式中 : n 割刀曲柄速度； r 割刀曲柄半径； s 割刀行程。有 m 择 m s 代入可得： n=394r 切割器的功率包括：切割功率：（ 5 75/0 （ 5 式中：机器前进的速度； B 机器割副； 0L 切割每平方米面积的茎杆所需功率。割韭菜00 和 20 马力间。般每米割副所需空转功率塔里木大学毕业设计 10为， B=5马力代入可得： N= 6 传送机构的设计与选择韭菜收割的传送机构我选用带式传送，带式输送机是连续运输机的一种，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续的物料流，所以输送带的传送可以很好地是韭菜从收割点到接收点的传送，然而普通的传送并不能完全满足韭菜收割机的要求。传送带分为以下几个类型：（ 1）按放置方向水平、倾斜和组合三种；（ 2）按转向分为顺时针、逆时针两种；（ 3）按运动状态分为匀速和变速两种。结合温室韭菜收割机特点我们采用组合式的传送类型来给与传送。就韭菜收割机而言传送部分是相对来说比较重要的一个组成部分。本次设计的主

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