新型大蒜收获机的设计

1目 录1 引言 .11.1 课题的背景和意义 .11.2 大蒜收获中所需的农艺要求 .21.3 国外大蒜收获机的发展状况 .21.4 国内大蒜收获机的发展状况 .31.5 大蒜收获机的发展趋势 .32 整体方案的设计 .42.1 整体布局的设计 .42.2 工作原理 .53 传动比的确定与减速器的选择 .53.1 传动比的确定 .54 带轮联合轮的设计 .74.1 带轮的设计 .74.2 链轮的设计 .115 联轴器的选择及设计 .135.1 联轴器的选择 .135.2 联轴器上轴的选择 .136 链轮轴的设计和校核 .146.1 链轮轴的设计 .146.2 链轮轴的校核 .157 分离输送器的设计 .167.1 分离输送器的机构及工作过程 .167.2 杆条参数的确定 .177.3 分离输送器线速度的确定 .188 挖掘装置的设计 .1929 地轮和机架的设计 .209.1 地轮的设计 .209.2 机架部分的设计 .20结论 .21参考文献 .22谢辞 .24 新型大蒜收获机的设计（机电工程学院，山东德州 253023）摘 要：大蒜是我国的主要种植作物之一。大蒜作为生长在地下作物，并且块茎繁殖，收获受季节和天气限制。由于大蒜的收获费时费力、劳动强度极大，因此给农民造成了极大的困难。为了改善这种问题，本文就国内外大蒜收获机现状、收获机的研究和应用进行了详细的分析和介绍，设计了组合分离式大蒜收获机。并且对该机的一些参数进行了大量的分析选择，且对主要零件进行了设计和理论计算。关键词：大蒜；大蒜收获机；分离式1 引言1.1 课题的背景和意义大蒜营养丰富，风味可口，且有广泛的用途。可以用来调味品、食品添加剂、以及饲料添加剂和美容化妆品中的原料。大蒜具有多项药用用途有杀菌、抑菌、抗毒等医疗、保健的功能，对一些高血脂、高胆固醇、糖尿病、心脏病患者及胃、肠、肝、肺、乳腺等癌症患者有减轻症状及治疗的作用 9。所以，大蒜越来越受到人们的重视。大蒜在生产过程中最重要的一项作业是收获，此农业适时期短、劳动强度大、作业条件差等多项困难条件。我国目前大蒜的收获作业基本上还都是传统的人工刨挖、人工捡拾。随着我们国家改革步伐的大力推进，农村体制的改革逐步深化，农村中的青年人往往向往城市、乡镇、发达地区谋求发展，这样就使农村劳动力越来越紧张，每当农忙时期就出现严重不足，并且劳动力的趋势也越来越老龄化、女性化了，劳动效率大大降低。因为劳动力严重短缺，农忙时期雇佣工人特别的困难，以至于工资成本节节攀升，直接增加了大蒜的生产成本 16。如果恰逢在收获季节时遇到了连续阴雨的恶劣天气，就会耽误大蒜最佳收获期，这样大蒜极易发生品质下降，就会造成巨大的经济损失。所以，广大大蒜种植区的农民和农业主管部门就会对此项作业的机械化需求日益加大，非常的迫切要求解决大蒜在生产过程中机械化收获问题，况且收获机械化也可以较大地带动大蒜其他生产过程的机械化。比如播种的机械化、管理机械化、土壤耕作等一系列的农业机械化，从而达到了农业生产中的全过程机械化，所以收获机械化是契机、是农业发展的转折点、是农业发展的重中之重。1.2 大蒜收获中所需的农艺要求在原始农业生产中，因种植作物不同，其收获方法及使用的工具也多不相同。收获块根和大蒜作物时，除了用手直接来拔取外，还主要使用尖头铁铲、锄头等工具来挖取。并且根据生产规模大小，大蒜的收获也可采用其他器具，其中含有铲形耙、犁子。最重要的是，在收获期间应避免出现碰伤或其它损伤，这样就会降低贮藏时间。现在人们大多采用单一型联合收获机，并与手扶拖拉机配套进行使用 6。大蒜被是茎块类农作物，大蒜果实生长在土壤中，其果实的大小不同。大蒜收获时的作业条件变化大，比如大蒜土壤的坚实度和含水率，不同地域有较大差异，因为刚收获时的大蒜特别的鲜嫩含水量较大，容易碰伤，并且还怕在太阳下曝晒，因此对机械化收获大蒜的要求较高、难度较大 16。另外大蒜收获还要受季节的制约，过早的收获对大蒜的成熟度和产量都有较大影响，过晚的收获大蒜就会裂头，所以收获大蒜的最佳时间一般都要在7 天之内。如果不及时的话，就会直接影响到大蒜的质量和价格。1.3 国外大蒜收获机的发展状况国外大蒜收获机械化收获起步早、发展较快、技术水平相对来说较高。20世记初，欧美等国家就出现了畜力牵引挖掘机以此来代替手锄挖掘大蒜、随后改由拖拉机牵引或悬挂牵引 12。20年代末还出现了升运链式和抛掷轮式大蒜收获机 15。在20世纪40年代初，前苏联、美国就已经开始研制、推广应用收获机械来收获大蒜，50年代末即己全面实现了机械化。6080年代，德国、英国、法国、意大利、瑞士、波兰、匈牙利、日本和韩国等国家亦相继实现了大蒜收获的机械化 10。30年前主要是研发了块茎作物联合收获机，所有的机型大多是功率较大的拖拉机变型而成，比如美国在拖拉机的一些基础上按照马铃薯收获机的一些原理改装而成收获机，且为了增加筛选的效果，制作了由5个液压泵带动的分离器并用液压控制系统来控制运作 14。德国、美国的联合收获机在自动化控制大蒜分离和减少大蒜作物损伤等方面都有独到之处。1.4 国内大蒜收获机的发展状况目前，国内市场上也出现了一些类似的农业机械，如马铃薯挖掘机就有对行松土铲式和不对行平铲式等多种输送方式 7。但是大多数机型在可靠性等方面有或多或少的问题，主要体现在损伤作物，因为像马铃薯、大蒜此类农作物，收获时因为易损伤，而且损伤后就会影响贮藏时间;其适应性同样较差，因各地种植方法不同，也存在着或多或少的差异，所以难以满足这种适应性要求。由于进口农机具价格昂贵，农民实在难以接受，大蒜收获机械还是要走国产化道路，而且还要根据本国实际国情，不可以盲目照搬外国。利用现有的机型，如田园管理机、手扶拖拉机以及四轮拖拉机等农用机械，开发研制出合适自己国家农艺要求的机具。国内大蒜的机械化收获处在发展中阶段，国内种植大蒜大多是单户小地块种植方式，且不同地段种植差异较大。设计的机械不可能同时适合多种农艺要求，只有靠农民朋友自己认识到和接受了这么一种类型的机具，并且采用统一的合适农艺，才能有利于这种机具的大面积推广和应用 11。所以，在国内外现有的基础上，结合我国农村市场的实际情况，分析国内大蒜类作物的农艺要求和土壤的物理特性研制多功能的大蒜收获机 11。1.5 大蒜收获机的发展趋势综观国内众多大蒜收获机的发展特点以及外部环境特征，未来的大蒜收获机的主要发展趋势是：（1）向精量化及农业机械发展 （2）向智能化方向发展（3）创新与改造（4）大型化与小型化将是产品系列化的两个极端方向。（5）开发节能、高效、可靠、环保型产品的多功能大蒜收获机。（6）技术上的进步、操作的方便性和售后服务将成为企业生存的三大关键因素。2 整体方案的设计21 整体布局的设计本课题设计的机型主要参考 4ul 系列型大蒜收获机 15，在保证它的明蒜率和工作效率的同时，对机器的结构进行了加强设计，同时对机器的输送装置进行了改进。降低了机器收割过程中对大蒜的伤害，降低了伤蒜率。同时还节省了材料，降低了成本。本机器是由拖拉机带动三点悬挂牵下而工作，可与多种拖拉机配套使用。采用正配置，使整机的受力稳定均匀，收获时行走平稳，冲击减小，并且减小了牵引力。该机采用链结构输送，可防止机构打滑，保证了输送的稳定性，减小机构的冲击。同时输送链上包裹了医用硅胶管，大大的降低伤蒜率，保证了输送中的柔性。该机架采用低碳钢和焊接工艺。防止挖掘部分在正常工作时受到杂草缠绕造成拥堵，减小机器的阻力，机架还特别得安装了防缠绕装置 8。挖掘机输送部分可以分为带杆式升运分离链，分离土壤效果较好。它能够提升土壤及其所含蒜头的离地高度的同时也能分离土壤，并且防止了打滑。筛面呈“U”型更好的集中了条状铺放。同时，输送链在工作时候，在振动机构的带动下，不断上下震动，不断破碎土壤，分离筛掉土壤提高了蒜土的分离效果，增加了机器的明蒜率 15。在工作时，蒜头和土壤沿挖掘铲上升并向后输送，当到达输送链，经输送链继续输送。在输送过程中，被破碎的土壤从输送链间隙中漏下。动力是由拖拉机输出轴经过万向节从而传给减速器输入花键轴，再经过花键轴传给轴端小带轮。在减速器出来，一路带动小带轮转动，小带轮是通过皮带带动大带轮旋转，大带轮是经过轴带动主动链轮旋转，主动链轮带动链条传动，带动被动链轮旋转；另一路是小带轮带动轴 1 转动，带动锥齿轮，通过一对啮合的锥齿轮带动防缠绕装置的转动。其传动图如图 1： 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、抖动轮轴图 1 传动图其总体结构图如图 2： 1、V 带轮 2、V 带 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、地轮图 2 总体结构图2.2 工作原理本机主要由 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大蒜向机器后方运送，同时由于有抖动轮的作用，使得大蒜在输送的过程中实现大蒜与土的分离，最后使大蒜落入收集箱中。3 传动比的确定与减速器的选择3.1 传动比的确定该多功能大蒜收获机的配套动力为 40.550KW 的拖拉机，其输出轴的转速为540r/min，通过一级减速器和带传动，设其总的传动比 减速器的传动比68.2i。带传动的传动比 为了能满足分离器上的线速度为 1.3m/s 的要求，21i 34.12i出入ni min/5.20168.54rin入出（1）srad/1.2305.14.30出出 （2）所以链轮半径 mvr 620.1.23出（3）3.2 减速器的选择由于其传动比为 2，所以可以从市场上选择传动比为 2 的减速器，其型号为ZDY，ZDZ100 型圆柱齿轮减速器。其结构图如图 3 所示：图 3 减速器结构图4 带轮链和轮的设计4.1 带轮的设计因为工作机是多功能大蒜收获机，故属于载荷变动较大的机械，原动机是交流电动机（普通转矩鼠笼式），工作时间小于 10 小时/天，启动形式为软启动。收获机的工作功率为 1.5KW。W8.15.2.1kPKPAca （4） -工作情况系数 取 =1.2。AA（1） 选择 V 带的型号根据计算功率 aP和小带轮转速 ，故选择 A 型带。1n（2） 确定带轮基准直径：1）初选主动轮的基准直径 1D根据所选 V 带型号参考，选取 ，选 。minmD8012）验算带的速度 V061（5）12784.3sm/0.13）计算从动轮直径 2D12i，取 2D为 107mm。.107834.（3）确定传动的中心距和带长初定中心距，由 202127.0aD即： 10788所以可取 m350根据公式计算基准带长：0212210 42aDDaLd （6） 35048170823502m1.6选取带的基准长度，查表得： mLd1根据公式计算实际中心距： Lad 4.39220.6853020 考虑安装调整和补偿初拉力的需要，中心距的变动范围为：md1.min（7）（4）验算主动轮的包角根据公式及对包角的要求，应保证： 6018012aDa（8） 3587120（5）确定 V 带的根数由公式知5.300KPZLca（9）取 Z=4 根。式中： 在包角=180 度，特定长度，工作平稳情况下，单根普通带的许用功率0值；考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数；K考虑带的长度不同的影响系数，简称长度系数；L计入传动比的影响时，单根 V 带所能传递的功率的增量；0P查得： =0.45 ， =0.98 ， =0.91 ， =0.0240KL0P（6）确定带的初拉力单根 V 带的初拉力由公式确定：20 15.25qVKZPFca（10）243.098.0413. N27（7） 求带传动作用在轴上的压力10SinZFQ（11） N1974式中： Z带的根数； 单跟带的初拉力；0F主动轮上的包角。1（8）V 带计算结果表 1 V 带设计计算列表设计计算项目 结果 说明工作情况系数 k 1.2计算功率 P 1.8选取 V 带型号 A小带轮直径 d 80mm 可选比表中大的值大带轮直径 D 107mm验算 V 带的速度 V 1.1304m/s初定中心距 a 350 参考实际机械结构确定初算 V 带所需的基准长度 L 1068.2选 V 带的基准长度 L 1153mm定 V 带公称长度 L 1120mm定中心距 a 392.4mm包角 1175 120 合适包角系数 k 0.98V 带规格：A 型，长 1153mm；V 带根数：4 根；中心距： 392.4mm。(9)材料的选择 带轮常用材料是铸铁，因为带速 v25ms，所以选用 HTl50。(10) 带轮的形式带轮的结构由带轮直径大小而定，因小带轮基准直径 D（2.53）d，所以采用实心式。同样大带轮的基准直径 D（2.53）d，所以大带轮也用实心式。（11）带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 =40mm。d因为， mdB80265所以 。BL小带轮的宽度： fez1（12）0254m6小带轮的直径：fD21（13） 5.380m7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 。d45大带轮的宽度： B6大带轮的直径： fD215.32107 m14（14） 小带轮的结构如图 4：图 4 小带轮结构图大带轮的结构如图 5：图 5 大带轮结构图4.2 链轮的设计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1.6m/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=62mm。选择链轮的齿数，由已知得链轮的传动速度为 1.3m/s，传动比为 1。通过查表取 初定传动中心距 根据公式 ， 初取 251Za 50)p3(0a确定链长 ：p400apL21021)(ZaZaLp （15）0412580节确定链条节距 0pplzAK0p（16） 105.34.17kw8由表查得 ；由图按小链轮转速估计，链工作在功率曲线凸峰左侧，可能出.zK现链板疲劳破坏。由表查得 ；选单列链，由表查得05.1l 1pK根据 于 ，由图选用链号为 10A，并且也证实了原估计链工作在额定功率曲线凸0p1n峰左侧是正确的。由表查得链节距 p 为 15.875mm。(5) 验算链速 V106Zn（17）5.2187.523.与原假设相符。(6) 计算实际中心距)2(8)2()2(4 2111 ZZLZLpap （18） )50()50(4875. 2m.635)80(97.3(7) 作用在轴上的压力 QF.1（19）圆周力 vp0（20）N1283.150故： Q4.628.(8) 润滑方式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40HRC45HRC;高速、重载、连续工作时的传动，采用低碳钢、低碳合金钢表面渗碳淬火（如用15、20Cr、12CrNi3 等钢淬硬至 55HRC60HRC）或中碳钢、中碳合金钢表面淬火。本文设计大蒜收获机为中速、中载，所以采用中碳碳钢淬火处理，其硬度40HRC45HRC。该链轮为滚子链轮。(1)分度圆直径mzpd12780sin（21）(2) 齿顶圆直径mzpda 135)94.750(8.1)cot54.0( （22）(3 )齿根圆直径176.0127rfd(4) 最大齿根距离（23）mdzLrx 6.1.0752.139cos(5) 齿侧凸缘直径mhzpdg8.1576.04.1cos链轮结构如图 6： 图 6 链轮结构图5 联轴器的选择及其轴的设计5.1 联轴器的选择该大蒜收获机的设计宽度为 712mm。两侧的机架壁厚度各位 10mm。所以整个机架的内部空间为 692mm。所选的减速器的输出轴的外伸长度为 110mm。为了使机器能够运转，必须将 V 带轮放在整个机架的外面，因为减速器外伸轴长度不够，所以必须选择一个联轴器。通过查减速器的参数表，可知其输出轴的直径为 48mm，所以选择联轴器时其孔径也应当为 48mm。通过查阅手册，可以选择 HL4 型联轴器。其长度为 112mm。5.2 联轴器上轴的选择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：（1）轴 1 部分：此部分轴是装联轴器的，联轴器的长度为 112mm，所以在设计时可以把该部分长度设计为 110mm。（2）轴 2 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 346mm，减速器中线到输出轴端的距离为 214mm，联轴器长 112mm。所以联轴器到机架内壁的长度为346-214-112=20mm。所选的轴承为角接触球轴承，其宽度为 24.75mm，所以设计时该轴段长度为 42mm。（3）轴 3 部分：该部分装同时有轴承端盖。为了让 V 带轮输出机架为 20mm，所以该段长度可设计为 44mm。（4）轴 4 部分：该部分上装 V 带轮，V 带轮宽为 65mm，所以设计该段长为 63mm。其结构如图 7：图 7 联轴器上的轴6 链轮轴的设计和校核6.1 链轮轴的设计链轮轴的作用是将大带轮上的动力传送到两个主动链轮上，从而带动分离输送器运动，进而达到分离输送的目的。该轴的设计步骤如下：（1）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 24.75mm。设计两轮侧面距机架内壁距离为 20mm，所以设计该部分轴长为 50mm。（2）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 75mm，所以设计该部分轴长度为 70mm。（3）轴 3 部分：该部分通过计算可得其长度为 488mm。（4）轴 6 部分：该部分上装轴承端盖，设计其长度为 33mm。（5）轴 7 部分：该部分上装大带轮，所以其设计长度也为 70mm。其结构如图 8：图 8 链轮轴6.2 链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。(1)带轮上作用力的大小压轴力 NFP1974 NREH 9.154320cos（24） NFRPEV 5.12739417sin(2) 链轮上作用力的大小压轴力 NQ.46CHB4.18392074.1cos（25）NQRCVB 0.6sin求垂直面上轴承的支反力：RBVCVEVD 8.57656801NRAV 3.1.27.29 (3)求水平面上轴承的支反力，画主要截面弯矩图RBHCHEHD 8.0656081（26）NRAH .48.3019.142.8 (4）截面 D 处垂直面，水平面合成弯矩mM5226.60（27）7 分离输送器的设计7.1 分离输送器的机构及工作过程（1） 机构形式的确定杆条式分离输送器是一种分离器，其上以等距平行地配置杆条，且由挠性元件机构相连。机构简单，带面倾斜 30 时也能工作，因此是一种用途比较广泛的分离工作部件。但是此类分离输送器因工作面上机构种类的不同而变得不同，工作面上是由许多杆组成连续移动的一个栅，那么工作面的种类对土壤的压碎程度和筛选功能同样起着决定性作用，并且还能影响分离输送器的使用寿命。其中钩杆式和链杆式的制造工艺比较简单，成本较低，而且其链杆于土壤的接触面积较小，过筛强度最大，分离效果明显。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。链杆式分离输送器通过依靠固定在主动轴上和从动轴上的链轮来带动，杆条形成一条环形的链带。(2) 分离输送器的工作过程链杆式分离输送器是一种分离器兼输送器，其工作过程是，当被掘起的土壤、大蒜等向上输送时，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，大蒜则被输送器输送到机器的尾部，从而将大蒜收集到后面的收集箱中，达到收获马铃薯的目的。作业时，位于前部的挖掘铲进入土层内将大蒜整个掘起，掘起的土块在挖掘铲的作用下发生劈裂破碎，然后输送到分离输送器上。分离输送器杆条在向后运动的同时，还受到抖动器的作用而上下抖动，使大部分土壤变松并落回地里，大蒜则被输送器运送到机器的尾部收集箱里。其结构如图 9：1、主动轮 2、链条 3、抖动轮 4、从动轮图 9 分离输送器图7.2 杆条参数的确定在欧洲的许多国家里，杆间距离通常为 25-28mm。而在美国，甚至为 40-48mm。亚洲的日、韩等国为 30-40mm。这个间隙主要于大蒜作物的品种和大蒜的尺寸由很大关系。在波兰，一个大蒜的平均重量大约为 60-80g，而美国可以达到 200g 左右。一般情况下大蒜作物的大蒜为扁圆、椭圆、圆、长筒等形状，为了研究方便我们可以统一采用长、宽、厚三个特征尺寸来描述大蒜的物理机械特性，其中厚度尺寸是关键的一个尺寸。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： DL1 （28）式中：L-间歇杆杆 条 间 歇 ；1杆 直 径 ；D 要使分离输送器达到筛分土壤，保留马铃薯的目的，杆条间隙的设计应满足 1Lc 的条件，即保证大蒜最小特征尺寸大于杆条间隙，从而使大蒜不至于在杆条间隙间随土壤一起漏下。根据资料和实际的测量，我国大蒜的厚度尺寸大多在 30-80mm 之间，因此若取杆间距 L 为 45mm，杆条直径为 10mm，代入式中，可得杆条的间隙为 35mm。其结构如图 10：图 10 杆条间隙图7.3 分离输送器线速度的确定多功能大蒜收获机抖动分离输送器的线速度和抖动器的性能是影响分离率和大蒜损伤率的主要因素。而抖动器的抖动和抛起性能，除了受其本身的几何形状影响外，主要取决于其速度。也就是说，线速度是分离输送器设计的主要参数。通过对分离输送器和抖动器的运动学和动力学分析，来阐述分离输送器与抖动器的运动学关系，并分析抖动器的抖动和抛起性能，为分离输送器线速度的确定提供理论依据。分离输送器在工作时，其线速度应略大于机器的前进速度，以保证掘起物往后传送的正常进行。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 pV，分离传送器的线速度为 rV，则： 的取值一般为 0.82.5。机器工作时的速度为 1.2m/s，分离输送器的速度为 1.3/s，所以算出的 为 1.08。在 0.8 到 2.5 的范围之内，该参数的确定符合要求。8 挖掘铲的设计挖掘铲由独立铲片、铲片固定板和角度调节机构组成。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。挖掘铲铲尖的形状采用“w”型，前进阻力较小，入土性能好。挖掘铲的铲片是多片铲的变形，铲片与铲片之间留有间隙，这带来很多优点。（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。多片铲在工作时发生局部磨损时，更换方便维修成本低。一般单株块茎在土壤中的分布宽度为 400mm，块茎分布的深度一般为在地表下 120-200mm 之间。为了保证铲刃的自动清理功能，铲刃的倾斜角度 可由受力确定，使土壤在铲刃上的滑切力能克服摩擦力，即：Fp)90sin( （29）式中： p为作用于铲刃上的阻力。n为铲刃上的正压力。r为铲刃上的滑切力。F为铲刃与土壤之间的摩擦力，且 tanPF， 为摩擦角。)90cos(Pn （30）代入得： 0一般土壤对钢的摩擦角为 35.26，取 0，所以 60。若铲片数量为 5 个，单个铲片宽度为 100mm，长度为 250mm，铲刃倾斜角度 60，铲面倾角为 1，铲间间隙为 25mm。为了保证挖掘铲挖进的土壤和块茎不会从两侧滑落，因此需要在挖掘铲的两侧加设挡板，挡板为平行四边形，焊接在机架上。其结构如图 11：图 11 挖掘铲结构图9 地轮和机架的设计9.1 地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。9.2 机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受多功能大蒜收获机中的悬挂装置影响。本设计采用三点悬挂式机构，由动力机的后置三点式悬挂和收获机之间的悬挂架机构组成一个三维空间机构，其可以认为在纵垂直面和水平面的四个四点连杆机构。挖掘工作时，在各种作用力及相对瞬心力矩作用下，将产生绕瞬心有转动趋势的转动来保持稳定。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。结论使用时将多功能大蒜收获机悬挂在拖拉机后面。该多功能大蒜收获机结构简单，虽零件不多，但由于运动时间较长，磨损较大，所以需润滑的部件应及时加注润滑油，如轴头处，在其运动表面涂一层二硫化钼润滑并定期检查磨损情况。(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) 尽量使多功能大蒜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。此次设计是针对目前我国大蒜收获存在的问题，提出了设计命题。经分析对比和参照不同方案的优、缺点，综合得出了该设计方案。本设计解决问题的同时并通过自己的一些创新，更好的解决了问题，节约了资源，减少了功能消耗。同时在本设计过程中，也遇到了许多难题，暴露出了很多的问题。首先，该收获机的设计由于无法实验，不能确定是否已经完成了任务书的要求指标。机身结构还比较复杂，特别的是机架材料的选择上和机架的设计上还有许多的不足。并且机身还是过于厚重，从而导致功耗加大。其次挖掘铲的角度也没有精确设计计算和校核，使得挖掘铲不能高效完成挖掘工作。挖掘铲的宽度和间隙设计也不够精确。并且挖掘铲的选择也没有论证。我国大蒜收获机的设计开发应适合国情，不但要适应广大农村现有的配套动力条件，还要适应各地不同种植农艺的要求。机器类型的多样化、系列化、标准化是多功能大蒜收获机的未来发展方向之一。参考文献1 孙芸 .我国大蒜加工产业化现状及展望J. 农业机械出版社,2000.24-262 谷茂，马慧英等，中国马铃薯栽培史考略J. 西北农业大学学报，2008.02-033 安思民，白淑霞等.试论我国大蒜产业化的发展道J. 马铃薯杂志，2000.112-1134 张勋 .中国农业机械学会农业机械第七届全国代表大会论文集C.杭州萧山出版社.2006.22-275 赵满全，窦卫国，赵士杰等.4SW 系列马铃薯挖掘机的研制J. 农村牧区机械化杂志，2004.20-216 中国科学技术情报研究所.国外收获机械( 第二集)M.西北工业大学出版社,2001.113-1208 单爱军，刘俊杰，马铃薯收获机现状与发展趋势J. 农机化研究杂志，2006.15-169 韩建新， 2000 年国际农牧业及食品工业展览会国外兵团巡礼J.农业机械出版社,2000.45-5410 苏H.季坚柯等著 .蔬菜收获机械 M.北京:中国农业机械出版社出版,2002.33-5511 苏著.袁佳平.农业机械的设计和计算M.北京:中国农业机械出版社 ,2003.55-7712 苏著.沈林生译.经济作物收获机械、构造和计算M.上海:上海科学技术出版社,2010.88-8913 张东兴，郭君海.马铃薯田间管理与收获机械化技术J.农机科技推广杂志,2006.77-8014 屠留芳，中粘壤土马铃薯类作物收获机的研究与开发J.农机化研究出版社,2003.23-6515 南京农业大学.农业机械学M.中国农业大学出版社， 2008.67-8716 程兴田 .收获机械的现状与发展前景M.农机与食品机械杂志， 2008.12-1517 马成林 .收获机研究的发展与现状J.农业机械学报，2007.65-67Design and Experimental Research on Garlic Harvester(Mechanical and Electronic Engineering College of Dezhou University, Dezhou Shandong, 253023)Abstract ：China is the largest cultivation area and producer of garlic in the world，which is one of major economic cropsRecently，with optimize adjustment of agricultural structure，garlic cultivation showed upward trend year by year, but the process of garlic harvest is still basically the traditional manual digging and picking up，which is intensive labor ,inefficient harvesting，high production costs，and serious injury and lossIn this paper ,through having studied on the present situation harvesting methodsas dynamic that is widespread used in garlic districtThe machine can finish the operation of Excavating ,garlic and soil separation，and the operation of tiling in one pass，which can meet the agronomic requirements of garlic harvestkey words：garlic ，garlic harvesting machine ，separation device，machinery谢 辞在四年的大学生活期间，感谢所有关心和帮助过我的老师和同学们！本课题是在导师的精心指导下才完成的。虽然冉老师有繁忙的工作，但仍抽出很多时间给予我学术上的指导，给我们提供了许许多多的参考资料，使我从中受益非浅。冉老师对学生认真负责的态度、勤勉的工作作风以及勇于创新的精神是我永远学习的榜样。在此，谨向冉老师致以由衷的感谢以及深深地敬意！其次，还要感谢在四年来所有指导过、教育过我的老师们，正是因为在你们不倦的教诲下,使我在四年中打下了扎实的专业基础；同时还要感谢大学中的同学，正是因为有了你们的支持和鼓励，此次毕业设计才能得以顺利完成。 最后，我仅用一句话来表达我此刻无法言语的心情：感谢你们！ 编号: 毕业论文( 设计)题 目 新 型 大 蒜 收 获 机 的 设 计 指导教师 学生姓名 学 号 专 业 机械设计制造及其自动化 教学单位 （盖章） 二 O 一五年三月八日毕业论文（设计）开题报告书2014 年 12 月 21 日院（系） 专 业姓 名 学 号论文（设计）题目 新型大蒜收获机的设计一、选题目的和意义本课题就是根据我国大蒜收获的过程中所存在的一些问题，结合大蒜种植区中手扶拖车的购买量较大，且人们手中越来越多：并且考虑到大蒜种植区的一些种植模式，根据拖拉机动力这一典型的特点，特地研发了与拖拉机完美配套使用的新型大蒜收获机，因为该机可以一次性的完成挖掘及蒜土分离以及铺放等多项作业，且满足了大蒜收获的一些农艺要求。还可以提高首付车动力的使用效率，且避免了动力和资金的多余浪费，更好的减轻了农民的负担。并对其进行多次相关试验，为收获机进一步优化改进提供理论依据。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势(1)国外大蒜收获机的概况及发展现状当今，国外大力研制和开发大蒜收获机的国家有日本、韩国和法国，并且他们基本上是以小型自走式大蒜收获机为主要方向，这些收获机可一次性的完成大蒜的挖掘、挟持、输送、蒜土分离以及铺放等多项作业工序，并且每次可以收获12行，作业时收获性能较好，但缺点是工作效率低、价格昂贵、经济性差，所以不适应在我国推广应用。(2)国内大蒜收获的发展现状我们国家大蒜主要产区里主要使用的收获方方法是挖掘犁式，按挖掘犁的动力方法又可分为三种，畜力、人力和拖拉机三种方法，我们国家尝试了许多的收获方案用来收获大蒜，但是因为没有进行系统的理论研究和分析，收获机在技术等其他方面成熟的较少，并且大多数的都停留在设计阶段，所以没有进行大面积推广使用：通过少数制造使用的赴实地去调查研究，发现存在着许多问题，根本无法适应生产所需的实际要求，因此农民收获大蒜时使用机器的却很少。三、课题设计方案 本课题主要是对大蒜收获机的挖掘和振动分离等装置进行研究设计，创造摸索新的工作原理和新的设计结构，并且对新型大蒜收获机设计的整体结构和原理简单的进行了分析，总结了此机的主要性能及特点。在对大蒜收获机性能参数优选试验中，对收获机中的生产率、损失率、伤蒜率及多项