马铃薯收获机的设计【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 I 马铃薯收获机的设计 摘要： 马铃薯为地下产物，且是块茎繁殖，收获受季节和天气限制。据我的了解，马铃薯这种农作物的收获难度系数很大，而且从季节的角度看它的季节性很强而且，由于长年都没游戏的关于这方面的机械研究产品，所以给农民带来了很大的困扰，本课题就是以为了解决上述问题为研究目的来对马铃薯收获机进行研究，对这个机械产品进行应用上的分析。同时我设计的这是组合分离式马铃薯收获机。主要就是对此机械产品的主要参数进行了准确的选择选择，对主要零部件的设计进行了精准的理论计算。同时做出相应的 我的设计。最重要的是要从实际情况中来确定研究思路，所以我就深入到种植场地上认真观察实际情况，这一举措对我的设计确实帮助不少。而且从往年国内外的期刊杂志上了解了很多情况，让我对此设计又增加了不少信心，思路更加清晰，做出的设计必须要满足实际要求。 关键词： 马铃薯；收获机；农业机械；机械；挖掘铲 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of is a of it is is by to my of of to of on of so to is in to to of on of to At is a of of is of to of of At AD a of my is to to my a in to a of to a of to 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 录 摘要 I 目录 1 马铃薯收获机的分析 1 铃薯收获机研究的目的和意义 1 外马铃薯收获机的发展现状 1 内马铃薯收获机的现 状分析 2 功能马铃薯收获机的发展趋势 3 2 总体方案的设计 4 体布局的设计 4 作原理 4 3 传动比的确定与减速器的选择 6 动比的确定 6 速器的选择 6 4 带轮和链轮的设计 7 轮的设计 7 轮的设计 12 5 联轴器的选择及其轴的设计 15 轴器的选择 15 轴器上轴的 设计 15 6 链轮轴的设计和校核 16 轮轴的设计 16 轮轴的校核 16 7 分离输送器的设计 18 离输送器的机构及工作过程 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 条参数的确定 18 离输送器线速度的确定 19 8 挖掘装置的设计 20 掘铲的构成 20 掘铲的设计 20 9 地轮和机架的设计 24 轮的设计 24 架部分的设计 24 10 使用说明和结论 25 用说明 25 论 25 参考文献 26 致谢 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 马铃薯收获机的分 析 铃薯收获机研究的目的和意义 在国内的马铃薯的种植面积可以说是以 10 万 的增长速度逐年持续增加，2001 年将会达到 472 万 量讲位居世界第 1 位 1纵观全世界来看我国马铃薯的生产量位居首位，但却是马铃薯成果转化比较差的国家。目前看来发展中国家对马铃薯的需求量将是 2000 年的 2 倍 3随着近几年市场对马铃薯需求量的持续增加，国外的一些有名气大公司纷纷来到我国从事马铃薯生产与加工业务，国内的一许多生产企业也纷纷加入这块儿领域来发展，因此使马铃薯得 生产开始趋向生产基地的规模化、标准化迈进了一大步 7但是，一个残酷的现实又将摆在了面前，马铃薯的收获作业用工 70%以上至今都还是停留在传统的人工割秧、镐头刨薯、人工捡拾的阶段，非常严重的影响了马铃薯的规模生产，从而导致了市场的供不应求。国内马铃薯的种植面积跟规模越来越大，从而使马铃薯收获机成为了我们要研究的课题。从全世界来看，大小企业对马铃薯收获机的研究投入了非常大的人力和物力。国内的现状依然是落后的收获方式，而国外已经有了很大的改善，所以我们要把我们的知识运用到新设备的研究，用来提高马铃薯行业 的工作效率。这样的思想前提才能产生好的思路来做出好的设计，这将对我以后从事的行业有很大的帮助，在没有任何约束的前提下，我能够让我的大脑开足马力来跟我一起应对即将要面对的所有难题。 外马铃薯收获机的发展现状 国外的机械行业相对过了你来说发展的较快，相对来说国外马铃薯收获机在 20世记初，欧洲国家有了畜力牵引收获机来替代手工挖掘马铃薯、之后又改用拖拉机。随后又出现了升运链式和抛掷轮式马铃薯收获机。在 20 世纪 40 年代初，前苏联、美国就开始研制马铃薯收获机械， 50 年代末己实现了马铃薯收获的机械化，随后相继好 多国家亦相继实现了马铃薯作物生产机械化。 70 年代主要是研制大功率自走式根块作物联合收获机，且以收获垄作种植为主 11。这些机型是大功率拖拉机变型，为了加强筛选效果，分离器有四个液压泵带动。 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 薯收获机 图 铃薯收获机 发展中国家基本上采用挖掘犁和挖掘机进行收获作业，发达国家的马铃薯作物收获已基本实现了机械化联合作业。如德国、美国的联合收获机在自动化控制马铃薯分离以及减少马铃薯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马铃薯作物收获机 12 内马铃薯收获机的现状分析 通过我对近几年马铃薯收获机的了解，也有能人才子在国内对此类机械做了研究，比如大蒜挖掘机。不过呢就是有很多机械在现实的实用性上都存在着一些新的问题还需不断改进，其中这些问题我总结了一下主要体现在两个方面吧，第一就是是对农作物的损伤，因为像大蒜、生姜此类作物，他本身比较脆弱，就容易造成损伤，损伤后产量就会减少，而且到了市场上价格也会比平常卖的更低 ;第二就是适应性很差，因为每个地方 跟每个地方的种植技术不同，地形啊种植的田垄高低也不同，造成非常差的适应性。 综观国内外多功能马铃薯收获机的发展特点及外部环境，专家预测未来多功能马铃薯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马铃薯收割机。 2） 安全性及通用性是产品发展的重要目标。 3） 大型化与小型化仍是产品系列化的两极方向。 4） 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。 功能马铃薯收获机的发展趋势 适应性，通用性发展 我们可以在一台马铃薯收获机的基础上能够更换不同 型号的清选、分离装置，还有摘果装置 16采用可以互换的滚筒式分离机构和圆盘割刀式分离机构，而且可以用于花生、大蒜、洋葱等多种根茎类作物的联合收获，从而实现一机多用的状态来满足我们的需求。还可以选用适应性比较强通用性好的的果秧分离机构，适用于不同种类根茎类作物的秧蔓与果实的结构、形状、尺寸将两者分离，以适应多种作物和多种形式马铃薯作物的收获要求。 智能化方向发展 通过我尽量年在国内各大机械厂实习的见识，对我来说影响最深的，要想成为一个机械大国，必须把机械往智能化的方向发展 20，给 我们研制出来的农机产品配备上买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 最精准的多功能的农业系统，我想这将成为未来农机发展的潮流，我还发现近几年花生、大蒜、胡萝卜、马铃薯等种植面积不断扩大，所以我觉得经济作物的耕作机械应重点开发根作物的收获。 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 21。 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 。 化操作 还 有一大关键就是要提高收获机的工作速度，简化操作流程，这将是提高收获作业生产率的又一途径，还有就是在收获后装箱时，尽量使用大点的集装箱以提高没必要的装卸次数，而且在装卸过程中会出现很多垃圾，这样也能从减少打扫时间上来提高生产效率 新改造 在原有单一挖掘机械的基础上创新改造，可增加挖掘机械的科技含量，提高自动化成效，极大限度的加强机械化。 2 总体方案的设计 体布局的设计 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 图 动图 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、抖动轮轴 其总体结构图如图 体结构图 1、 2、 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 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马铃薯向机器后方运送，同时由于有抖动轮的作用，使得马铃薯在输送的 过程中实现马铃薯与土的分离，而达到了分离的目的。最后马铃薯落入收集箱中。 表 工作宽度 1800 业行数 2 行 作业深度 200 轴转速 540 r/ 配套动力（拖拉机） 80马力 作业速度 1 m/s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 纯小时生产率 集薯类型 铺条 理论明薯率 95% 理论挖净率 98% 理论破损率 3% 行距 700 900 传动比的确定与减速器的选择 动比的确定 该多功能马铃薯收获机的配套动力为 100 马力的拖拉机，其输出轴的转速为540r/过一级减速器和带传动，设其总的传动比 68.2i 减速器的传 动比 21i 。带传动的传动比 i 因为出入以 m 0 入出买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 30 出出 所以链轮半径出速器的选择 其传动比为 2，所以选择传动比为 2的减速器，其型号为 圆柱齿轮减速器。 其结构如图 图 速器结构图 4 带轮和链轮的设计 轮的设计 收获机的工作功率为 故： （式 4 取 择 V 带的型号 根据计算功率 小带轮转速 1n ， 故 选择 A 型带。 定 带轮基准直径 ： 1. 初选主动轮的基准直径 根据所选 取 D ，选 01 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 2. 验算带的速度 V 100060V 11 100060 3. 计算从动轮直径 2 取 07 确定传动的中心距和带长 初定中心距， 由 22021 即： 1 0 78021 0 a 即： a ， 所以可 取 500 根据公式（ 8 20） 计算基准带长： 0212210 422 a d 3 5 04 801 0 71 0 78023 5 02 2 选取带的基准长度，查表得： 153 根据公式（ 8 21） 计算实际中心距： 6 81 1 5 33002 0 考虑安装调整和补偿初拉力的需要，中心距的变动范围为： d 3 3 30 1 d a x 算主动轮的包角 根据公式 （ 8 6） 及对包角的要求，应保证： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 60180 121 a 60350 80107180 120175 定 V 带的根数 由公式（ 8 22）知 Z L （ 式 4 取 Z=4根。 K 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 ； 0P 计入传动比的影响时，单根 查得： 0P = K = 0P = 确定带的初拉力 单根 初拉力确定： 20 F 24 1 0 带传动作用在轴上的压力 22 10 （ 式 4 87s 742 式中： Z 带的根数； 0F 单跟带的初拉力； 1 主动轮上的包角。 带计算结果 表 V 带设计计算列表 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 设计计算项目 结果 说明 工作情况系数 计算功率 选取 A 小带轮直径 80选比表中大的值 大带轮直径 107验算 s 初定中心距 350 参考实际机械结构确定 初算 V 带所需的基准长 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 度 L d 选 d 1153 i 1120定中心距 a 包角 1 175 120 ，合适 包角系数 1153带根数： 4根 中心距： 材料 的选择 带轮常用材料是铸 铁，因为带速 v 25m s，所以选用 轮的形式 带轮 采用实心式。同样大带轮的基准直径 D（ 3） d，所以大带轮也用实心式。 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 d =40 因为， 0265 所以 小带轮的宽度： 1 1021514 小带轮的直径： 1 续表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 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 5 。 大带轮的宽度： 5 大带轮的直径： 1 带轮的结构 如图 图 轮 轮的设计 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 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=62 轮的设计 1. 选择链轮的齿数 由已知得链轮的传动速度为 s，传动比为 1。通过查表 所以取 2521 2. 初定传动中心距 a 根据公式 50)p30(0 a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 初取 a 3. 确定链长 2120210 )2(22 p 04012580 105 节 4. 确定链条节距 p KK p 由表查得链节距 p 为 5. 验算链速 V 100060 1 60000 与原假设相符。 6. 计算实际中心距 )2(8)2()2(4 21222121 )25105()25105( 080( 7. 作用在轴上的压力 Q 圆周力 v 000 0 故： 8. 润滑方式 根据 v 和 p ，选择滴油润滑。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 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 4045 轮机构的尺寸计算 该链轮为滚子链轮。 1. 分度圆直径 27180s 2. 齿顶园直径 a 1 3 5) 7 8 0c o 3. 齿根园直径 1 1 7 rf 最大齿根距离 o s 5. 齿侧凸缘直径 o s 所以取 7链轮结构如图 图 轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 5 联轴器的选择及其轴的设计 轴器的选择 该马铃薯收获机的设计宽度为 712侧的机架壁厚度各位 10以整个机架的内部空间为 692选的减速器的输出轴的外伸 长度为 110 输出轴的直径为 48以选择联轴器时其孔径也应当为 48过查阅手册 21，可以选择 长度为 112 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 112以在设计时可以把该部分长度设计为 110 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 346速器中线到输出轴端的距离为 214轴器长 112以联轴 器到机架内壁的长度为 3460选的轴承为角接触球轴承。其宽度为 以设计时该轴段长度为 42 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 20以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 该段长度可设计为 44 4） 轴 1部分：该部分上装 5以设计该段长为 63 6 链轮轴的设计和校核 轮轴的设计 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 75以设计该部分轴长度为 70 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 计两轮侧面距机架内壁距离为 20以设计该部分轴长为 50 3） 轴 6部分：该部分上装轴承端盖，设计其长度为 33 4） 轴 7部分：该部分上装大带轮，所以其设计长度也为 70 5） 轴 3部分：该部分通过计算可得其长度为 488 其结构如图 图 轮轴 轮轴的校核 先作出轴的受力计算简图，取集中载荷作用于带轮、链轮和轴承中点。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 轮上作用力的大小 压轴力 974 则 453923071 9 74c o s 轮上作用力的大小 压轴力 则 466c 求垂直面上轴承的支反力画主要截面弯矩图 0600801 V 5 2 垂直面受力图 见图（ b）主要截面弯矩图 见图（ c） 水平面上轴承的支反力，画主要截面弯矩图 0600801 H 0 4 4 8 水平面受力图 见图（ d）主要截面弯矩图 见图（ e） 40截面 平面合成弯矩 522 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 弯矩图见图 分离输送器的设计 离输送器的机构及工作过程 构形式的确定 机构简单，带面倾斜 30时也能工作，因此是一种应用比较广泛的分离工作部件。链杆式分离输送器是由园杆组成，杆的两端焊接在链条上。形成具有筛选马铃薯而分离土壤的栅。 离输送器的工作过程 工作过程是被掘起的土壤、马铃薯等向上输送，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，马铃薯则被输送器输送到机器的尾 部，从而将马铃薯收集到后面的收集箱中，达到收获马铃薯的目的。 其结 构如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 离输送器图 1、主动轮 2、链条 3、抖动轮 4、从动轮 条参数的确定 在欧洲的许多国家里，杆间距离通常为 25在美国，甚至为 40洲的日、韩等国为 30个间隙主要于马铃薯作物的品种和马铃薯的尺寸由很大关系。在波兰，一个马铃薯的平均重量大约为 60美国可以达到 200g 左右。 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： 1 （式 7 式中： 杆间歇；L 杆条间歇；1L 杆直径；D 其结构如图 图 条间隙图 离输送器线速度的确定 线速度是分离输送器设计的主要参数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 输送器的寿命、尺寸及机器的重量都与它的速度有关。输送器的长度关系到马铃薯分离和整机的尺寸，因此它必须适当。 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 器工作时的速度为 s，分离输送器的速度为 1.3/s，所以算出的 为 以该参数的确定符合要求。 8 挖掘装置的设计 掘铲的构成 挖掘铲由铲片固定板、独立的铲片和角度调节机构组成的。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。我对于挖掘铲的设计比较新颖，它的形状像英文字幕 w，我个人比较喜欢这个设计，它的入土性能比较好，可以省最少的力就能 够进入到土内，大大减小进入土地里的阻力，减少不必要浪费的资源，更加省成本。 最终效果，这也是提高我们马铃薯收获机工作效率的一个重大举措，这都是细节问题，细节决定一切，而且它的入土面积较大，从而大大地减少漏挖，减少收获后土地里马铃薯的残留量，大大提高收获量，大大提高工作效率，减少不必要后期工作与工作量。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 铃薯根系和薯块一般分布状况 掘铲的设计 挖掘铲的铲片铲片与铲片之间留有间隙的，而且是多片铲的变形，因而带来很多的优点。 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。 )90s （式 8 式中： p 为作用于铲刃上的阻力。 铲刃上的正压力。 铲刃上的滑切力。 F 为铲刃与土壤之间的摩擦力，且 ， 为摩擦角。 )90co s ( PP n 代入得： 90 一般土壤对钢的摩擦角为 取 30 ，所以 60 。 若铲片数量为 5个，单个铲片宽度为 100度为 250刃倾斜角度 60 ，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 铲面倾角为 15 ， 铲间间隙为 25 在实际考察当中，我还当发现一个较为严重的问题，就是在挖掘铲工作中，收获后的马铃薯会从挖掘铲两侧掉出，从而加大一定的劳动量，降低收获效率，所以我决定，在挖掘铲的两侧，焊接尺寸相当的金属挡板，从而解决这个问题。只有在不断地研究，不断地测试，不断的改进，才能研究出好的机械产品。 其结构如图 图 掘铲 图 掘铲参数 1 2买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 图 掘铲参数 图 力分析 图 尖受力分析 2买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 图 面水平倾角及铲的末端离地高度示意图 9 地轮和机架的设计 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。为了克服收获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 。 架部分的设计 收获机组的入土性能、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马铃薯收获机悬挂装置的影响。悬挂架及机架部分大部分采用矩形管，这样即可以减轻质量、降低成本，而且还能够满足结构的刚度和强度的要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 10 使用说明和结论 用说明 使用时将多功能马铃薯收获机悬挂在拖拉机后面。 1) 要经常检查关键部件的连接，定期加注油，零件不合格是应及时换掉。 2) 各相对运动部件表面要保持清洁。 3) 尽量使多功能马铃薯收 获机所处的环境清洁，通风、干燥。 4）经常检查分离输送器，因为它直接关系到分离的好坏。 论 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，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，还要有创买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 新精神。 参 考 文 献 1 孙芸 J2000,(7):26 28 2 谷茂，马慧英，薛世明 J1997, 27(1): 7781 3 （马铃薯 )起源历史 L. 20010014 安思民，白淑霞，冯学赞，等 J2