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大蒜收获机的优化设计【7张CAD图纸和说明书】

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编号:18003255    类型:共享资源    大小:4.43MB    格式:RAR    上传时间:2019-04-22 上传人:俊****计 IP属地:江苏
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7张CAD图纸和说明书 大蒜收获机的优化设计 7张CAD图纸 大蒜收获机的设计 CAD图纸设计 大蒜收获机的优化设计和 大蒜收获机设计 收获机的设计【 CAD图纸】
资源描述:

摘要

大蒜是我国最重要的经济作物之一,对出口经济做出了巨大的贡献,既可调味,又可入药,广受欢迎。种植面积广,伴随而来的是收获难度高。国外已有大蒜联合收获机投入使用,国内的机械化水平却不高。大蒜的最佳收获时间较短,实现机械化能最大限度地减少时间和人力的投入,产品能提前进入市场。大蒜收获机,是指在大蒜的成熟时期,用于对大蒜进行挖掘、去土、输送、整理、切茎、收集、转运等农艺环节或单项、或多项、或全部环节进行收获的农机具。通过对国内外大蒜收获机的原理分析,结合国内的生产实际,确定了此次课题的主要设计内容。在收集了大量收获机的资料,对其初步设计之后,再采用了一些优化设计的方法进行了设计计算、强度校核。


关键词:大蒜收获机;优化设计;


Abstract

. Garlic is one of the most important economic crops in China, which makes an enormous contribution to export economy. It enjoys great popularity for its special flavor and medical value. However, massive planting makes it difficult for farmers to harvest. Combine harvesters are widely used overseas while degree of mechanization in our country is still at a poor level. Time for harvesting is limited. Mechanization helps us to save time and labor, making it easy for products to have access to markets in advance. Garlic harvester is a kind of agriculture machinery, which performs a series of functions, such as digging, cleaning, transmission, arranging, cutting, collecting, and transportation. By analyzing garlic harvesters both at home and abroad, as well as the situation of our country, I determined main content of this design. I made my preliminary design after studying much data about harvesters. Some methods of optimize design was used to calculate and check this design. Pro/E and Ansys were applied to construct and analyze 3D models of several important components. Hydraulic system plays an important role in hydraulic lifting device. Finally, I finished operation instruction of garlic harvester.


Keywords  Garlic harvester  Optimal Design  Simulated analysis


目       录

摘要 II

Abstract III

1 绪论 1

1.1 农作物收获机概述 1

1.1.1 水稻、小麦收获机 1

1.1.2 玉米收获机 1

1.1.3 其他作物收获机 1

1.2 国内大蒜种植情况 1

1.3 国内外大蒜收获机研究情况 2

2大蒜收获机本体设计及计算 4

2.1大蒜收获机原理设计 4

2.1.1 设计原则 4

2.1.2 基本结构 5

2.1.3 工作原理 5

2.2 技术参数 5

2.3柴油机选型及计算 5

2.3.1 配套动力的选用 5

2.3.2 连接装置的的设计 6

2.4 传动路线设计及计算 7

2.4.1 动力传递路线 7

2.4.2 柴油机输出参数 7

2.4.3 各级传动设计计算 7

2.5转向方式设计及计算 13

2.5.1 转向方案比较 13

2.5.1内外齿轮啮合转向机构设计计算 15

2.6挖蒜原理设计及计算 16

2.6.1 挖蒜方案比较 16

2.6.2 铲齿设计计算 18

2.6.3 摆动机构设计计算 19

2.7 去土方式 21

3液压升降系统设计 22

3.1明确系统的设计要求 22

3.2分析工作情况,确定基本参数 22

3.2.1 分析工况 22

3.2.1 确定基本参数 22

3.3拟定液压系统原理图 23

3.3.1 液压回路的功能 23

3.3.1拟定液压系统原理图 23

3.4选用液压元件 24

4.1 安装 26

4.2 试运行 26

结论 27

致谢 28

参考文献 29

附录 30

附录1 30

附录2 30


1 绪论

1.1 农作物收获机概述

1.1.1 水稻、小麦收获机

为了使耕地资源更加集中,我国部分地区已经实行种田大户承包农田的方式,统一规划、统一播种、统一管理、统一收获。耕地的集中经营,方便了种植户,提高了生产效率,为机械化收获开辟了广阔的空间。

米和面,作为中国人的主食,需求量巨大。稻麦收获机的使用,使大部分农民从种植收获的体力活中解放出来。随着稻麦收获的机械化程度和效率越来越高,农民能更好地减少损失,增收致富。自上世纪80年代中期开始,我省便开始推广稻麦收获机械化技术,从分段收获逐步过渡到联合收割,经历了十多年的时间。目前,我国稻麦收获的机械化技术已趋于成熟,能根据区域、作物收获的特点,省时高效地做好收获工作。

1.1.2 玉米收获机

玉米,在我国的种植区域最为广泛,分布于31个省、市、自治区。同时,作为第二大粮食作物,机械化收获的需求一直存在。除了作为粮食作物,其籽粒和茎秆在环保和能源方面也有其用途。

借鉴国外成熟的技术,国内对于玉米收获机的研究有了长足的进步,发展出自走式、悬挂式和牵引式的机型,各有特点,能适用于不同面积、不同土质的收获需求。自走式能自动开道,效率较高,成型的联合收获机能完成摘穗、剥皮、装车、切碎茎秆的功能;牵引式适合在大面积地块上作业,转弯半径大;悬挂式因其动力可以分离,拖拉机可以在农闲的时候另作他用。虽然和国外的机型比较,存在的主要问题是可靠性差、效率低,但能满足玉米收获的基本要求。


内容简介:
毕业设计(论文) 外文翻译大蒜的机械化收获之回顾宋建军,硕士中国,北京市,中国农业大学,邮编:100083,邮箱:songjn刘建军中国,北京市,中国农业大学,邮编:100083,邮箱:为2004年北京国际农业工程委员会(CIGR)国际会议撰稿,该会议由国际农业工程委员会、加拿大航空医学会(CSAM)和加拿大农业工程学会(CSAE)联合赞助。中国北京2004年10月11日至14日摘要大蒜是中国的主要经济作物之一。最近几年大蒜产业发展迅猛。国内生产的大蒜在国际上占有一席之地。本文介绍的是海内外大蒜的基本情况,并分析了国内大蒜产业的问题。本文通过分析一些机械收获设备的功能,与一些花生和块茎类作物的生物特性及机械化收获方法,提出了可行的大蒜机械化收获工艺。关键词:大蒜;机械化收获;讨论;分析简介大蒜的种植可追溯到中国2000年前的历史,其蒜头和蒜苗都是有益健康的蔬菜,所以广受消费者青睐。中国的可持续发展也离不开大蒜。随着党的一号文件的执行,“农村,农业,农民”三农问题亟待解决,并被推上了战略的高度。约一千万的农民在大蒜种植及附属产业中工作,进一步推动了国家复兴,维护了社会稳定,繁荣了主要大蒜生产区的经济,增加了农民收入。1. 国内及国际大蒜种植的基本情况据联合国粮食与农业组织(FAO)调查,世界范围的大蒜种植面积达1135000平方公顷,产量达12234000吨。在中国,种植面积为630000平方公顷,占全球的56%,产量为8694000,占全球的71%。另外还有一些主要的大蒜种植国家,例如:印度,种植面积为120000平方公顷,产量为500000吨;朝鲜种植面积为37000平方公顷,产量为406000吨;其次是美国,种植面积为18000平方公顷,产量为336800吨。在美国,大蒜的种植面积是20年前的4倍,并且增长趋势日益明显。中国的最早种植区在山东、江苏、陕西、山西、新疆以及河南省。目前国内70%的种植区在这些地方。位于山东省西南方的金乡县,地处平原,是中国最大的大蒜种植县。其种植面积大约为40000平方公顷,农民70%的收入来源于大蒜产业。成武县、巨野县、定陶县、单县、嘉祥县、鱼台县和微山县,环绕着金乡县,形成了中国最大的大蒜种植区,面积达70000平方公顷。另外,还有中等水平的种植区位于苍山县、莱芜市、商河县、广饶县、平度市、聊城市、曲阜市等。山东的总种植面积达6700平方公顷。河南省豫东平原杞县拥有30000平方公顷的种植区,仅次于金乡县。中牟县的种植面积为20000平方公顷。宜阳县、通许县、临颍县等地的农民也种植大蒜。河南省是中国第二大大蒜种植区。1江苏省的种植面积为25000平方公顷,其中射阳县超过12000平方公顷,大丰县为8000平方公顷。另外泰昌市、宝应县也有种植区。以下的城市也有部分种植区:河北永年县,安徽亳州、怀远县、来安县,陕西武功县、兴平市、耀县、洋县,广西桂林全州,云南大理,四川温江,湖北枝江、当阳,上海嘉定区,甘肃天水、民乐县,哈尔滨阿城区。大蒜是传统的出口农产品,每年的出口量超过2亿美元,居所有出口蔬果产品第一,覆盖60%的国际市场份额。2001年,超过100个人国家和地区从中国进口大蒜。其中,印尼是最大的进口国。其进口量从1999年开始激增,从2001年163600吨到现在已经是376000吨。荷兰是第二大进口国,曾在2001年进口51600吨。其中一部分在国内销售,大多数转运到其他欧洲国家。其他的进口国包括:马来西亚,进口150700吨;日本35100吨;朝鲜30000吨;阿拉伯联合酋长国21000吨;菲律宾17500吨。美国在2001年前很少向中国进口大蒜,当年进口了5000吨,从2003年看出进口量上升趋势迅猛。1.1目前中国存在的主要问题1.机械化操作程度低。在大蒜的种植、田间管理、收获和加工过程中,几乎没有机械运作,基本全由手工完成,因此劳动力紧张,产量低下。这些因素都制约着大蒜产量的提升。2.长期以来,由于无序的竞争和走私,企业依靠降价来赢得消费者,结果就是价格一年不如一年。比如2001年,中国大蒜在国际市场上是0.38美元/千克,而平均国际市场价格是0.58美元/千克。这样的低价使得美国、加拿大、朝鲜、墨西哥、巴西等国抵制中国的大蒜并征收高额的税款,欧洲的国家实行定额限制。3.科学研究的投入资金不足,因此缺乏高附加值的产品。目前,大蒜的加工让停留在简单的工作上,如腌制、切片和晒干,附加值极其低。进一步加工的产品比例较低。大蒜油的生产还不成规模。科学研究的投入不够,新产品的研发也无力。24.产品商标意识低,使产品在国际市场上的竞争力不足。大蒜基本要通过二次出口才能进入国外市场,即外国客户用小包装再次打包并出口。32. 国外大蒜种植的最新进展国外的种植面积远远不及国内。研究主要针对以下方面。1. 对新品种的大蒜进行选种育种。目前,世界范围内有种类繁多的大蒜育种研究主要针对高质量、特殊口味、防攀缘植物、防虫这几个方面。新的育种方式在传统的育种方式上引进了高新科技。据报道,并未产生难闻气味的大蒜种类。42. 大蒜的标准化育种生产。大蒜产品开始专门化、标准化和精细化。发达国家开始实行大蒜的专业化生产。标准流程是这样的:用茎培育出基本种子,在寒冷的区域加速它的繁殖,在产品的病毒检测中形成严格的规程,建立优质大蒜品种系统。收获的大蒜会经过清洗、分类、打包和存储。53. 大蒜的防毒技术。大蒜的病虫害是减产的主要原因,因此造成的损失从30%上升到50%。我们把防止和治愈病毒的有效技术应用于组织培育、病毒检查、无毒生产。64. 大蒜的培育管理机械化。每个地区有各自的播种、收获、储存晒干方法。大多数国家开始研究大面积的覆膜技术、可行的种植技术、均匀的施肥技术以及灌溉管理技术等。许多国家正在研究播种时令、播种密度、品种数量、肥料种类、肥料数量、喷雾灌溉、滴灌技术,提出了管理条例、施肥量、灌溉指标。3. 国内国外大蒜收获地位的发展收获是种植的最重要一环,也是目标实现机械化的地方。这一工作直接影响商业价值和农民收入。传统的方法是用特制的挖掘铲将大蒜从土里挖出,按田的走向铺放,后收获的大蒜叶覆盖之前收获的大蒜头,避免阳光灼射。在田间工作5天后,农民将蒜头的泥土抖落,打捆,铺在架子上,用草覆盖避免阳光直射。另外,人们常用塑料棚来防雨。机械化程度非常低,人力投入极其大,允许的作业时间非常短。由于收获季时间段,最好的收获时间大约2天。紧张的收获时间给农民带来了很大的不便;人们时常错过了好时机,因此不得不延迟收获。这与大规模种植的矛盾日益尖锐。3.1国外大蒜收获的发展莱玻里(Lepori)曾用风扇来吹洋葱,剪除洋葱叶。相比于大蒜,蒜头比茎秆大得多。如果采用这种方法,风扇可能把大蒜从田里整个卷起。,所以不适于大蒜收获。7伯克哈特(Burkhardt)曾研究带藤蔓的甘薯的收获,用一个振动机构将块茎从藤蔓上分离出来。用到大蒜上来却不能去除茎秆。8达冈(Dagan)的研究是将甘薯地犁松,夹紧运送至上方的振动链条,块茎就掉落到下方的链条上。茎秆就运送至切碎机构。由于这种方法采用了夹紧装置,如果夹紧大蒜,其茎秆就会弯折,切碎就会很不方便且不均匀。9卡纳福吉斯卡将甜菜地犁松,用链平衡装置调整夹紧位置,用旋转刀具切碎叶片。我们可以参考运输速度和行进速度来设计大蒜收获机。无疑,它将在切碎装置上耗费大量能源。总之,现存的收获机不能直接用于收获大蒜。大蒜收获机必须重新设计。3.2国内大蒜收获的发展在国内,大蒜收获机大约有10项发明和专利。以其中的主要几个为例,列如下:1.4DS-2型收获机由山东农业大学发明,由12马力的轮式拖拉机驱动。11工作过程中,大链轮通过张紧轮驱动小链轮旋转,以此来传递动力。同时,小链轮通过锥齿轮使抛掷轮转动。启动后,挖掘铲一预先设置好的深度将蒜头从土里挖出,旋转抛掷轮将大蒜从土里分离出来,把蒜头抛向机器右方。限深轮的作用是调整挖掘深度。2.4DS-75A型由山东省农业机械局制造,由11kw的拖拉机驱动。12该机器不仅能用于大蒜的收获,还能用于花生、土豆的收获。全车由四部分组成。挖掘部分装在前部,由限深轮、挖掘铲、网格输送装置组成。水平运输部分用网格将土里的大蒜筛选出来。垂直运输带在运输过程中使大蒜与地面脱离,并把大蒜运到拖拉机后面。升降部分采用液压系统,负责整个机器的起落。3.山东农业工程学院正在研究收获和培育机器。它与12马力的拖拉机配套使用。它的前部就像个小型协同工作的机器它安装在拖拉机的缓冲器上,依靠液压控制升降。收获的大蒜在前方整齐排列,以避免与拖拉机碰擦产生磨损。4.张昭君发明了一种收获大蒜的机器,需12马力的轮式拖拉机配合使用。13安装在前方的挖掘装置将大蒜从土里挖出。挖掘装置是由冷轧钢表面镀铬制成。随着拖拉机缓慢运转,铲子不断从指定深度将大蒜掘起。混合物进入运输带。运输部分由4个链轮以及链条构成。它的线速度远大于行进速度。相互啮合的齿轮带着链条深入泥土里大蒜的两侧,抖掉尘土。然后振动筛开始振动分离。之后我们就得到了干净的大蒜。5.钟奋JH-3型大蒜收获机由河南省农业机械局研制,其配备有小功率的拖拉机。14大蒜由犁刨出,用带状装置夹紧,抖土,切茎,留下完整的大蒜头。3.3块茎类作物与块根类作物特性的对比人们常用块根类和块茎类作物的收获机来收获大蒜,比如收获土豆、甘薯、胡萝卜等的机器。但从生物特性来看,它们是不同的。土豆是一年生草本植物,隶属于茄科,生长在中国的大部分地区,是一种重要的食品、工业材料、饲料,茎秆直立,约有80cm高。它的叶子是绿色的,且复叶较大。它的块根分布集中,有圆形,椭圆形、纵向等几种。15收获土豆大多采用挖掘铲直接从土里把土豆挖出来,这样,利用清理部分的振动筛,得到干净的土豆。从生物特性可以看出,土豆生长得并没有大蒜集中。如果我们将大蒜和泥土一起收上来,能源大部分消耗在抖土上,无用功很多。同时,土豆茎的抗拉能力不及大蒜茎,土豆的种植方法也与大蒜不同,所以我们不能直接用这种方法收获大蒜。1.甘薯是多年生蔓生草本块根类植物,属旋花科,遍布大江南北。它茎秆细长,在土里蔓延,有绿色的顶叶。它的果实有纺锤形、长椭圆形、掌型、片型等等。16对收获甘薯的研究目前已经少多了,大多采用虚拟的手段。收获过程从田边开始,农民按照块根的长度挖出沟,直至块根暴露出来,然后手握上部,用铲子切断下面的根,小心取出,避免损伤。从生物特性来看,甘薯的块根比大蒜大,种植深度比大蒜深,所以收获甘薯需要更大的动力,同时甘薯表皮的抗破坏能力更好。2.萝卜是两年生草本蔬菜,属十字花科,由根头、根茎和真根组成。它的主根能达到地下一米左右的深度,大多数旁根散布在地下20-40cm之间。前者有狭长、圆形、圆锥形等形状。主花茎能达到1.5m高,茎节比较硬,叶片有直立、半直立以及平坦这几种状态。17因萝卜的种植并没有形成规模,故很少有机械化收获萝卜的研究。从生物特性来看,萝卜根是最大的,较重也更深。如果直接挖掘,消耗能量巨大,故我们采用松土和握持机构。3.胡萝卜是两年生草本植物,属于伞形科。它的根蔓延非常广,能达地下两米,主根分布在地下20-90cm之间。茎叶有1.5米高;茎节巨大而有强度。它有绿色的叶子,但很小,表面长有细软的绒毛。果实呈长橄榄型。18很少人研究机械化收获胡萝卜,因为其经济价值不高。从生物特性来看,胡萝卜的果实比大蒜更深,较适合用握持的方法收获。4.洋葱是多年生植物,属百合科,有单套结根系。它的主根分布在30cm的土壤下,水平半径约30cm,叶子笔直,长圆形,中空。收获洋葱大多采用人力,手犁,晒干,初步打捆。从生物特性来看,机械化收获洋葱还是比较简单的,因为大多数果实在地表之上,适合握持,但是必须测试握持力,以免夹伤洋葱。5.大蒜是多年生植物,属百合科,有单套结根系,喜暖怕寒,有馥郁气味,必备的应季食品。它的根主要分布在土下20-25cm,水平半径约30cm,根须较少,吸收能力弱。上部的茎呈绿色,下部呈白色或紫色,长20cm。叶子呈针状,表面平滑,长约30cm。从生物特性可以看出,蒜头分布集中,较浅,抗拉能力强。但是值得注意的是,收获的时候伤蒜率大,直接影响了大蒜的价格、质量以及品级等。4. 机械化收获大蒜的解决工艺以大蒜的生物学特性为基础,结合机械化分析,我们试图找出可行的方案。1. 我们采用松土工艺来减少夹紧力。同时,这种方法也有助于减少大蒜顶部的伤害。分析了松土部件后,我们发现了松土工艺的重要性。另外,在优化设计中,我们可以减少动力损耗,减轻蒜头与泥土之间的力,然后就可以放下可行的松土工艺。2. 我们找出了大蒜的重心,计算出植株的惯性参数,把它作为夹持部位、夹持高度以及牵引部位的依据。通过对方差的分析,我们确定,顶部要尽量少破坏。同时,我们考虑采用可调整的方式来适用于不同种类的大蒜。3. 通过力学分析,我们测试了大蒜的夹持力,以及握持角度,牵引角度,牵引高度。同时,必须考虑夹持
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