甘蔗打结机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 宁学 毕业设计 (论文 ) 甘蔗打结机 设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 2013 年 5 月 30 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 目前国产的设备大多是对国外进口产品的简单仿制，因此针对 甘蔗打结器装置 关键部件的深入研究，对原理、结构、运动、功能等分析，提供结构简单可靠、操作方便、机械化程度高、使用范围广的 甘蔗打结器装置 是很有必要的。 本文在分析 甘蔗打结器装置 的工艺和使用要求的基础上，通过对关键部件的理论分析，提出一种实用、简单、可靠 和通用的传动系统，将结构等关键部件的设计原理、结构特点等做了较为详细的研究和设计 ;本文分析各机构的运动学规律，提出可行的优化结构满足切割工艺 ;对关键部件提出完整的设计方法，旨在满足市场需求，推动企业创新步伐。 本文借助了 种利用计算机辅助设计和分析的方法，可以应用于其它类型 甘蔗打结器装置 设备的设计和分析中。 关键词： 甘蔗打结器装置 ，传动系统，结构设计，计算机辅助设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 s of is to of of to a of a of is on of of on of of a a to of of of as of as a of to a of a to In e, as of as of be to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 目 录 摘 要 . . 录 . 10 第 1 章 绪 论 . 13 蔗打结器装置的应用及适用范围 . 13 蔗打结器装置的国内外发展情况 . 错误 !未定义书签。 蔗打结器装置研究开发的意义 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 甘蔗打结机总体设计方案 . 13 题研究内容 . 18 蔗打结器的动力选择 . 18 蔗打结器的驱动方式 . 18 蔗打结器的动力性能比较 . 19 蔗打结 器动力的计算与选择 . 20 题的研究要求 . 24 第 3 章 甘蔗打结器收集装置设计 . 26 第 3 章 甘蔗打结器传输装置 . 27 同步带的概述 . 27 同步带介绍 . 27 5 同步带分类 . 28 同步带传动计算 . 28 同步带计算选型 . 28 同步带的主要参数（结构部分） . 31 同 步带的设计 . 33 同步带轮的设计 . 33 第 3 章 夹紧装置设计 . 34 第 3 章 定量装置设计 . 35 第 3 章 甘蔗打结器传动装置设计 . 35 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动方案的确定 . 35 置间歇比的分配 . 36 完全齿轮机构 . 36 轮式间歇机构 . 37 断装置间歇比的分配 . 37 完全齿轮机构副设计 . 38 本型式与啮合特性 . 38 计参数的计算 . 40 1 . 45 式中 在终齿点啮合时，主动轮上向径 O . 45 完全齿轮机构的设计计算公式及工作图 . 46 名称 . 49 符号 . 49 公式 . 49 分 度圆直径 . 49 d . 49 525111 60360122 . 49 齿顶高 . 49 . 49 a 111 . 49 齿根高 . 49 . 49 f ( . 49 齿全高 . 49 h . 49 . 49 齿顶圆直径 . 49 1. 49 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 7211 7222 . 49 齿根圆直径 . 49 1. 49 5211 . 49 齿距 . 49 p . 49 . 49 齿厚 . 50 s . 50 . 50 齿槽宽 . 50 e . 50 . 50 中心距 . 50 a . 50 52/)( 21 . 50 顶隙 . 50 c . 50 . 50 第 4 章 机架的设计 . 50 机架结构的基本要求 . 50 架的结构 . 51 梁设计 . 53 架的基本尺寸的确定 . 55 子材料的选择确定 . 55 要梁的强度校核 . 56 总结与展望 . 58 参考文献 . 59 致 谢 . 60 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 章 绪 论 蔗打结器 装置的应用及适用范围 现代经济生活中，绝大多数产品都需要经过机械加工来提高产品的生产率。而有些产品的包装要借助包装技术及装备。所以包装设备在包装过程中是不可或缺的工艺手段。 甘蔗打结器 装置是包装设备中较为重要的一种机械设备形式，可广泛应用于一般块状食品的包装，尤其适用于大批量的转移、称重、封口 、码放等过程。利用小型自动包装机械包装是提高装袋速度，减轻工人劳动强度 的有效方法。 蔗打结机械的初级阶段 中国、新几内亚、印度、东南亚是世界甘蔗主要发源地。早在公元前 4世纪，我国就有种植甘蔗及甘蔗制糖的历史。然而，两千多年来，甘蔗的收获仍然保持着手工作业，直到十九世纪 80 年代才开始甘蔗打结机械的研制， 1890 年 计制造了世界上第一台甘蔗打结机 1，才开始了甘蔗从手工作业到机械作业的转变。十九世纪 90年代到二十世纪初这一时期的甘蔗打结机械主要用马匹作动力，割后处理仍然保持着完全的手工作业，工作效率仅是人工操作工效的 2 3倍。 拖拉机为动力的阶段 拖拉机的出现推动了甘蔗打结机械的发展。 1928年 1932年又成功地研制了世界上第一台切段式收割机1。二十世纪 40 50年代，收割机的设计充分利用拖拉机动力，基本上结束了以马匹作为主要动力的历史。 蔗打结机的纵深发展阶段 二十世纪 40 70 年代间是整秆式收割机发展较为完善的时期，同时割后处理技术也有了很大发展， 计的收割机是 60 年代的成功之作。 1963 年， 弟将 螺旋技术应用于甘蔗打结机，设计了同时适用于直立与倒伏的甘蔗打结机，成为甘蔗收获技术发展史上的里程碑 1。 70年代后期，切段式收割机得到了很大发展。同时，在买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 不同地区，整秆式收割机也得到了进一步发展。现在的收割机不仅适用于直立或倒伏的甘蔗收获，也适用于焚烧的或青秆甘蔗收获。随着配备功率的增大，机械工作效率得到较大提高。 内甘蔗打结机发展现状 目前，我国的甘蔗种植面积 100 多万 在全国范围内，甘蔗打结机还没有得到广泛的应用，收割机的实际应用在国内还是一片空白，仍处于 单样机的研制状态，发展较为缓慢。我国从 20 世纪 70 年代开始研制甘蔗打结机，大多数收割机是以仿照国外大型收割机为主，并沿用传统的设计方法进行开发，研制的机型主要分为两种型式：切段式甘蔗联合收割机和整秆式甘蔗打结机。 切段式甘蔗联合收割机是仿照国外大型甘蔗联合收割机改进而成。通过改造中马力轮式拖拉机的轮系，抬高拖拉机的离地间隙，以适应甘蔗垄作和原料蔗输送。割台悬挂于拖拉机尾部，以拖拉机后退方向为收割前进方向，可一次性完成切梢、扶倒、切割、喂入、切段、输送、清选、装载等工序 2。代表机型是广西农机研究所研制的 4140型自走切段式甘蔗打结机，生产率高达 25吨 /小时，含杂率和损失率分别控制在 10%和7%之内，宿根破头率在 20%之内。由于切段原料蔗不受糖厂欢迎，该类机型没有得到推广应用。 整秆式甘蔗打结机从割台形式看，主要有卧式整秆和立式整秆两种；从悬挂形式看主要有侧挂式、腹挂式和肩背式三种；从收获方式看分为联合式和分段式整秆收获两种3。联合式整秆甘蔗打结机可一次性完成：切梢、扶倒、切割、输送、清选、剥叶等工序。代表机型为广西农机研究院研制的以中马力轮式拖拉机作底盘的 80 型甘蔗联合收割机。分段式 整秆收割机可一次性完成扶倒、切割输送、铺放（或打捆）等工序。这类机型有自走底盘式、侧挂大中马力轮式拖拉机式和利用手扶拖拉机底盘式等型式，代表机型有广东农机所研制的 435型侧挂式甘蔗打结机、华南农大研制的侧挂式甘蔗打结机和自走底盘式甘蔗打结机、仙游县农机厂研制的配套手拖的 412型甘蔗打结机。各种机形的发展仍然滞留在八十年代的形式上，适应性、可靠性有待提高，正在开发试验改进中。由于技术上的因素，目前均没有大量推广使用。 外甘蔗打结机发展现状 在国外 ,甘蔗收获技术发展比较迅速 ,甘蔗打结机的发展 也呈现出了各自不同的特买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 点。国外甘蔗打结机主要有两种型式：一种为切段式甘蔗打结机，一种为整秆式甘蔗打结机（配套剥叶机）。 大型切段式甘蔗联合收割机是甘蔗收获机械技术发展的主要方向。目前，在巴西、澳大利亚、古巴等产糖发达国家，由于土地资源十分丰富，甘蔗连片种植面积大，田园平整，便于机械化作业。同时，糖厂制糖工艺接受切段式原料蔗，大型切段式甘蔗联合收割机得到了广泛应用，在澳大利亚完全有取代整秆式收割机的趋势。这些大型甘蔗联合收割机作业时能够一次性完成：扶倒、切梢、收割、切段、清选、装载、蔗叶切碎还田等工序，代表机 型为澳大利亚 24 小时生产率达到 400 900 吨。小型甘蔗联合收割机代表机型有日本久保田公司生产的 70K 型、松元机工株式会社生产的15型等。这些机型功率较小，每小时生产率为 3吨。 整秆式甘蔗打结机 适于丘陵地区小田块蔗田作业，在世界主产糖国应用范围不是很广泛，目前，在日本、菲律宾、印度尼西亚等国应用，只实现甘蔗的割倒、铺放等工序。该类机型较小、轻便、灵活，其结构特点是：以手扶拖拉机底盘为动力和行走装置，安装有地面仿型装置，割台可调程度高等。代表机型有日本文明农机株式会社生产的 11型小型甘蔗打结机和 一种收割机即国内的割铺机，设计形式新颖，操作技术较低，价格相对较低，普遍使用于以家庭为单位的农户。后一种甘蔗打结机尾部配有特殊的袋式收集装置，易于在岛屿或小块土地上作业 工作系统采用液压机械相结合以液压驱动为主。与澳大利亚现行的全液压驱动甘蔗打结机械相比，在收割技术和整机工作的可靠性上还存在着一定的差距。 虽然国内开发了不少机型，目前研发的热度也正在高涨，但是适合生产实际应用的成熟、稳定机 型基本上还没有， 甘蔗打结机 的实际应用还是一片空白，现有机型主要存在以下问题。 根破头率问题 甘蔗是宿根性作物，宿根的好坏直接影响着下一季的发芽率，进而影响甘蔗的产量。当然，影响宿根发芽的因素很多，除了砍伐的时间、天气、管理等因素外，收割机切割器的切割质量也是重要因素之一。宿根的破头率是衡量切割器工作性能的一个指标。切割器离地高度、工作因素（前进速度、刀盘转速）、结构因素（刀片刃角、刀片切割角、刀片数目、刀盘倾角）直接影响切割器的工作性能，从而影响着宿根破头率的大小。目前国内外研制的甘蔗切割器的切割破 头率虽然控制在 20以下，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 但还尚未达到理想的结果，其主要原因是切割器的设计参数及工作参数仅停留在试验摸索阶段，还尚未建立其较完善的设计理论根据。同时，有些机型的切割器工作时是定参数工作，使得收割机在崎岖不平的地面上工作时，不能随时对切割器进行调整；有些机型的切割器在作业过程中工作参数虽然可调，但不能随工作环境的变化灵活而准确地调整切割器的工作参数。因此，目前所研制的甘蔗打结机切割器在结构设计上还有待于进一步改善。 杂率问题 含杂率既是影响甘蔗产糖量的因素，又是衡量甘蔗打结机工作性能的重要指标之一。收 割机剥叶机构工作性能的好坏直接影响着机收甘蔗含杂率的大小。目前国内切段式甘蔗联合收割机收获的 甘蔗含杂率一般为 10左右，国外切段式甘蔗联合收割机收获的甘蔗含杂率一般为 5左右，而国内糖厂对甘蔗含杂率有较严格的要求，因此剥叶机构在剥叶技术及结构设计上 仍有待改进。 作可靠性问题 甘蔗收获是一个系统的机械作业过程，是一个各环节协同作业的田间机器系统。由于甘蔗收割后处理工序的特殊性，以至于在单机的研制及使用过程中暴露了许多问题。其中最为严重的问题就是收割机的工作可靠性问题，如链式或带式传动机构、驱动部件、控 制系统等在工作过程中经常出现异常现象。虽然目前所研制的较为先进的甘蔗打结机采用了液压技术，实现了无级变速和液压控制，但作业过程中的可靠性问题仍未得到令人满意的结果。另外，切割器刀片、剥叶元件等其它零部件的使用寿命较低，也是影响整机工作可靠性的原因之一。 新甘蔗打结机的变量作业技术 目前国内外所研制的甘蔗打结机无论是切割机构还是剥叶机构，在作业过程中大部分采用的是定量作业技术。虽然有些先进收割机的切割机构在作业过程中可根据作业环境人为调节工作参数，但仍未解决上述所存 在的问题。就剥叶机构而言，定量作业不仅使滚筒刷寿命降低，且在工作过程中功率消耗大，生产率相对较低，因而不能实现节本增效的农作要求。随着农业生产要求的提高，甘蔗打结机的定量作业技术已经不再适应农作的要求， 创新甘蔗打结机的变量作业技术 已经成为甘蔗打结机发展的趋势。变量作业技术是电子信息科技发展的产物。就甘蔗打结机而言，是利用信息技术（如传感技术）采集收割机在作业过程的地表形状、甘蔗的形状等外部环境信息，通过专家分析系统及买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 时调整切割机构、剥叶机构等工作参数，实现甘蔗打结机的变量作业。实现定量作业到变量作业的转变， 需要依靠先进的农用智能信息技术装备的支持。可以想象，随着信息技术向农业领域的渗透和工业技术的不断发展，智能型的甘蔗打结机在不久的将来将被利用到甘蔗收割的作业之中。 高经济效益的收割机型发展 目 前，国外大中型甘蔗打结机每台价格为 180 230 万元人民币，国产收割机预期价格为 70 80 万元人民币 ,中型机每台约为 20 万元人民币。可见收割机的价格相对蔗农的收入水平悬殊较大，为进一步实现甘蔗打结机的机械化，还需要在降低收割机的制造成本上进行研究。因此，在收割机的研制过程中不仅要提高其性能，还要利用先进工艺 、先进技术和材料降低制造成本，从而实现甘蔗打结机械化。在注重甘蔗打结机经济效益的同时，发展高社会效益的收割机已成为社会发展的需要。总之，高经济效益和高社会效益的甘蔗打结机必将成为未来发展的主流。 符合国情的甘蔗打结机方向发展 由于各国农业种植结构和种植模式不同，发展符合各自国情的甘蔗打结机已经是各国实现农业走向全程机械化发展的要求。日本、泰国、菲律宾等亚洲一些国家与我国的种植规模有很大的相似之处，都是小规模小经营方式的甘蔗种植模式。而澳大利亚、美国等一些欧美国家的甘蔗种植规模需要的是大型联合收 割机，因此，这些国家的甘蔗研制开发部门都将重点聚集在大型联合收割机的研制开发上。目前我国的甘蔗种植大多集中在云南、海南、福建、广东及广西等地 4。为适应国情的要求，适应市场的需要研究符合中国国情的甘蔗打结机具有重要的意义，多样型的甘蔗打结机也必将出现在未来的农机市场上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 第 2 章 甘蔗打结机 总体设计方案 题研究内容 甘蔗打结器 是食品加工业常用的一种设备，它主要用于 甘蔗 的 整体打包 整形。 机械系统通常是由原动机、传动装置、工作机和控制操纵部件及其它辅助部件组成。工作机是机械系统中的执行部 分，原动机是机械系统的中的驱动部分，传动装置则是把原动机和工作机有机地联系起来，实现能量传递和运动形式转换不可缺少的部分，而其中原动机在机械系统中所起的作用是：（ 1）把自然界的能源变成机械能；（ 2）把发电机等变能机所产生的各种形态的能量转换为机械能。 蔗打结器 的动力选择 常用原动机有以下三种运动形式，具体见 表 2 表 2动机运动形式 运动形式 实例 连续运动 柴油机 、液压马达、气压马达、柴油机、汽油机 往复运动 直线 柴油机 、汽缸、液压缸 往复摆动 摆动油缸、摆动汽缸 蔗 打结器 的驱动方式 由一台原动机通过传动装置驱动执行机构工作，叫做单机集中驱动。而多机分别驱动自然而然是用多台原动机来驱动各执行机构工作。两种驱动方式中，单机集中驱动传动装置复杂，操作麻烦，功率大，但价格便宜。而多机分别驱动传动装置简单， 柴油机功率小，但成本比较高。 1） 必须考虑到工作机对原动机所提出的起动、过载、运转平稳性等方面的要求； 2） 必须考虑到其经济效益及其成本，这也是非常重要的一项。 3）必须考虑到现场能源的供应情况及工作环境因素； 4） 必须考虑原动机的机械特性与工作机的匹配情况； 5） 必须考虑到 维修是否方便，操作是否简单，工作是否可靠； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蔗打结器 的动力性能比较 表 2动机性能比较 类别 柴油机 气缸马达 液压马达 柴油机 尺寸 较大 较小 较小 较大 功率及取范围 功 率 大 ；000围广 功率比 柴油机大 ； 一 般 下的高速传动 功率最大；受实际油压和马达尺寸的限制 功率大； 538000量 大 比 柴油机 大 最大 大 输出刚度 硬 软 较硬 较硬 运行温度控制 温度应低于许应值 排气时空气膨胀，噪声较大，排气处应安装消声器 对油箱进行风冷或水冷 调整方法和性能 直流 柴油机 用改变电枢电阻、电压或改变磁通的方法；交流柴油机 用变频、变极或变转差率的方法 用气阀控制，简单，迅速，但不够精确 通过阀或泵控制改变流量，调速范围大 较难 噪声 小 较大 较大 较大 维护要求 较