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马铃薯收获机的设计【机械函授自考毕业设计含说明书+CAD图纸】

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关键词：: 马铃薯土豆收获收成设计机械函授自考毕业设计说明书仿单 cad 图纸

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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CAD图纸用来一目了然的了解到我的设计。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

Design of potato harvester

Abstract: the potato is a product of the underground, and it is the tuber propagation. The harvest is restricted by seasons and weather. According to my understanding, the potato crop harvest difficult coefficient and from the point of view of the season see its seasonal very strong and, due to the long-term game of on the study of mechanical products, so to farmers brought great distress, the subject is in order to research purpose to study of potato harvester, the mechanical products for application on the analysis of the problem to solve. At the same time I designed this is a combination of separate type of potato harvester. Mainly is the main parameters of this mechanical products to choose the correct choice, the design of the main parts of the precise theoretical calculation. At the same time make the corresponding CAD drawings for a clear understanding of my design. The most important is to determine the research ideas from the actual situation, so I went deep into the planting site carefully observe the actual situation, this initiative to my design really help a lot. And from the domestic and foreign periodicals in previous years to understand a lot of things, so I designed to add a lot of confidence, ideas more clearly, to make the design must meet the actual requirements.

Key words: potato; harvester; agricultural machinery; machine; digging shovel

摘要…………………………………………………………………………………………I

Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ

目录…………………………………………………………………………………………Ⅲ

1马铃薯收获机的分析………………………………………………………………………1

1.1马铃薯收获机研究的目的和意义………………………………………………………1

1.2国外马铃薯收获机的发展现状…………………………………………………………1

1.3国内马铃薯收获机的现状分析…………………………………………………………2

1.4多功能马铃薯收获机的发展趋势………………………………………………………3

2总体方案的设计……………………………………………………………………………4

2.1整体布局的设计…………………………………………………………………………4

2.2工作原理…………………………………………………………………………………4

3传动比的确定与减速器的选择……………………………………………………………6

3.1传动比的确定……………………………………………………………………………6

3.2减速器的选择……………………………………………………………………………6

4带轮和链轮的设计…………………………………………………………………………7

4.1带轮的设计………………………………………………………………………………7

4.2链轮的设计……………………………………………………………………………12

5联轴器的选择及其轴的设计……………………………………………………………15

5.1联轴器的选择…………………………………………………………………………15

5.2联轴器上轴的设计……………………………………………………………………15

6链轮轴的设计和校核……………………………………………………………………16

6.1链轮轴的设计…………………………………………………………………………16

6.2链轮轴的校核…………………………………………………………………………16

7分离输送器的设计………………………………………………………………………18

7.1分离输送器的机构及工作过程………………………………………………………18

7.2杆条参数的确定………………………………………………………………………18

7.3分离输送器线速度的确定……………………………………………………………19

8挖掘装置的设计…………………………………………………………………………20

8.1挖掘铲的构成…………………………………………………………………………20

8.2挖掘铲的设计…………………………………………………………………………20

9地轮和机架的设计………………………………………………………………………24

9.1地轮的设计……………………………………………………………………………24

9.2机架部分的设计………………………………………………………………………24

10使用说明和结论…………………………………………………………………………25

10.1使用说明………………………………………………………………………………25

10.2结论……………………………………………………………………………………25

参考文献……………………………………………………………………………………26

致谢…………………………………………………………………………………………28

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行走轮-A3.jpg

机架-A1.jpg

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内容简介：: 在完成面表面粗糙度模型在干切削条件下的铣削摘要：润滑冷却条件对端面铣削加工表面粗糙度的影响操作已被广泛研究。不同切削速度和润滑冷却条件（干燥、潮湿和在完成人脸的 20 不锈钢的铣削 B，被认为是。进化的表面光洁度和刀具磨损与切削时间已被监控。分析和人工神经网络模型，能够预测在不同的加工条件下的表面粗糙度，已被提出。关键词：干切削，成面铣刀、造型、表面粗糙度 1 引言冷却润滑剂的利用率降低，为了提高环保、加工过程的安全，减少时间和成本的加工操作数相关，可以追求与行加工（最小量润滑）技术或无切削液（干切削） 1 。这种方法可以允许获得的产品规格，在表面粗糙度和尺寸精度方面，通过缩短传统工艺周期（即避免磨削）。的润滑冷却条件对加工零件的表面质量的影响，强烈地依赖于所执行的加工操作的类型（例如车削，铣削等），以及用于在所使用的工艺参数。特别是，在端面铣削加工切削发生高频率的牙齿的影响，取决于切削速度、间断由于几个牙齿的存在；因此干和刀可以工件材料 2广泛领域进行，一旦合适的刀具材料、刀具涂层，具有改进的性能和加工参数考虑 4 一个非常有用的工具，用于工业加工的应用程序的可用性的模型能够预测表面粗糙度（镭）作为润滑冷却技术，切削参数等，在这种方式中，表面粗糙度的知识，可以使用在设计阶段的加工操作。回顾预测模型和相关的方法已经在 8,9报道，还干加工 10 。其中统计（人工神经网络（模方法是最常用的。在这个框架中，本工作的目的是建立预测模型的表面粗糙度，包括，在输入参数，也润滑冷却条件。本文调查的第一步，主要集中在不同润滑降温条件和切削速度对表面粗糙度在完成铣削加工的影响深度的研究。加工测试已经进行了在不同切削条件对不锈钢 20B。分析和非分析模型，有关表面粗糙度与工艺参数和润滑冷却条件，提出。 2 实验与建模验完成面铣试验进行块（宽度： 32 毫米；沿进料方向长度： 345 毫米；高度： 130 毫米）的不锈钢下 420B 湿、干和件。在削试验使用系统的基础上进行的条件使用一个最小的气动泵润滑油量（ 20 毫升 /小时）沿着毛细管安装在空气管路的长度到喷嘴头。在这一点上的润滑液滴被引入到气流输送到切割边。该工具持有人的特点是直径（ 63 毫米。硬质合金刀片五镶件（ 2 T3 11 两层涂料（安装在刀架用 23 角的轴向前角 7 。铣削进行了实验，只有一个齿，每次接触工件。通过考虑切削参数选择端面铣削可作为一种操作研磨替代。因此，根据工具制造商建议 11 ，切割速度（风险）是在 120 和 180 米 /分钟之间变化。一个米的深度和一个饲料毫米 /齿被使用。进给变化的影响没有考虑到它的影响可以忽略不计表面粗糙度，由于几何形状的插入使用 11 。磨损准则和方法刀具磨损和表面粗糙度评价报告 7 。模方法表面粗糙度蓝本，采用多元回归分析（人工神经网络（方法。在两种情况下，表面粗糙度与切削速度、切削时间（吨）和润滑冷却条件有关。当法关注的是第二（多项式）回归模型应用根据以下公式： 2 6 2 5 2 43210 LC CA C 987（ 1）在哪里，信用证代表一个恒定的值，考虑到润滑冷却条件和系数的人工智能（我 = 1， . 9）代表的回归系数。这些系数的值在表 1 中概述。关于基于人工神经网络的方法，多层前馈人工神经网络，采用法，建立了。采用九输入： T、工神经网络的输出是类风湿关节炎的价值。被认为是不同的网络配置，最后一个包括一个隐藏层与九个隐藏的神经元。开发的人工神经网络模型的拓扑结构和训练参数如表 2 所示。 3 结果与讨论验表面粗糙度，绘制在不同条件下的时间，在切削速度和润滑冷却技术，在图 1。对于每一个切割速度的影响，镭的倾向于减少与增加的切割时间下湿切削，如所示的其他作者 3 ，而略有增加，可检测到下干切削。当件考虑，可以观察到，切削时间曲线呈相似的值，或低于，那些在湿式切削得到的。此外，检测件下略低于干湿条件下观察，特别是在最高切割速度的影响。正如作者在以前的工作 7 3 和其他研究者的平均干切削刀具芯片接口温度下检测到高于在湿加工中观察到。这可能是负责在增加，但是，另一方面，也为工件材料软化。在本次调查的实验条件下，后者的效果应为准，至少在最低切削速度调查。件下得到了有趣的结果，在以归因于有利的影响，气溶胶的产生冷却的插入允许同时材料软化由于在变形区的温度增加，然而，这方面还需要进一步的研究。模的有效性这两种建模方法在预测类风湿关节炎已经检查使用的表面粗糙度与切割时间曲线，不使用在建筑模型。图 3 显示了在实验性较与切削时间曲线，在 150 米 /分钟，在潮湿的条件下得到的，和那些预测使用人工神经网络模型。两人工神经网络模型，本研究的实验和模拟的条件下，允许预测切削时间曲线，当润滑冷却条件作为输入变量。 4 结论加工测试已经进行了不同切削条件下的不锈钢 20B。人工神经网络模型、表面粗糙度参数、润滑冷却条件有关，已被提出。滑冷却技术提供，本研究的实验条件下，常低的值，特别是在高切削速度。在建模阶段而言，无论是人工神经网络模型可以用来预测。当然，这两个模型的预测能力，可以提高与增加的实验曲线的数目被用于在建设阶段，并在验证。致谢本文的研究报告是在项目 0 / 2004 马尔凯地区进行。作者希望感谢工程硕士的大学尔凯理工大学进行的实验工作帮助他。参考文献响制冷 /润滑条件对 2100 淬火钢在不同切削速度车削。国际机床与制造杂志 43（ 2003） 317 稻崎，切削和微量润滑。在志。 53 / 2（ 2004）1 精油削钢在切削液性能，材料科学与工艺， 116（ 2001）244 石， S. 削性能的金属陶瓷刀具米粉的添加对归一化的中碳钢的条件下，磨损， 258（ 2005） 16881695。萨拉姆，对润滑油的最小数量的影响铣削实验评价，国际机床与制造杂志， 42（ 2002） 539 的最小量润滑在高速铣削加工淬硬钢的涂层硬质合金刀具的可行性研究。国际机床与制造杂志， 47（ 2007） 1667 L. dA. F. 成铣削不锈钢20 B 干燥和潮湿的条件下，处理下。第十届际研讨会的加工操作，模拟和 L 莉丝，勒佐卡拉布里亚，意大利（ 2007） 275 生计建模的表面粗糙的高速平面铣削。国际机床与制造杂志，46（ 2006） 1395 G. C. 工表面粗糙度预测：一个综述。国际机床与制造杂志，43（ 2003） 833 Y. H Y 铣削面粗糙度的试验研究。国际机床与制造杂志， 44（ 2004） 51 2007，插入技术数据（） 1毕业设计课题的任务和要求：在研究国内外典型马铃薯收获机的基础上，结合我国马铃薯种植的实际情况设计马铃薯收获机，包含输送装置、分离装置、挖掘装置等，输送装置不但能在收获时实现马铃薯输送，而且能使泥土与薯块初步分离，通过振动筛使薯块与泥土进一步分离。撰写毕业设计说明书；翻译相关英文科技文献 1 篇。 2毕业设计课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：原始数据：作业行数为 2 行，配套动力为 80力；作业深度为 200业宽度为 1800 根据原始数据，完成以下工作：（ 1）了解马铃薯收获机的基本工作原理和结构形式；（ 2）研究现有马铃薯收获机的性能、优缺点及适应性，确定马铃薯收获机的总体结构方案；（ 3）研究和设计该机械的主要结构参数和性能参数，进行马铃薯收获机的主要零部件设计和整机设计；正确规范绘制装配图和零部件图纸；（ 4）撰写毕业设计说明书；（ 5）翻译相关英文科技文献 1 篇。毕业设计任务书 3对毕业设计课题成果的要求（包括毕业设计、图纸、实物样品等）： 1、设计马铃薯收获机的全套图纸； 2、毕业设计说明书 1 份； 3、相关科技文献英文翻译 1 份。结构设计合理，能达到使用要求，图纸规范、正确。 4毕业设计课题工作进度计划：起迄日期工作内容 2 月 29 日 3 月 21 日熟悉课题、搜集资料，进行设计构思，写出开题报告并进行相关论文的英文翻译 3 月 30 日 5 月 10 日确定设计方案、完成全套设计图纸 5 月 11 日 6 月 1 日撰写设计说明书等 6 月 1 日 6 月 5 日查漏补缺；准备答辩学生所在系审查意见：同意下发任务书。系主任： 2016 年 2 月 29 日毕业设计开题报告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文献综述马铃薯是我国继小麦、水稻、玉米之后的第四大作物，主要分布在黑龙江、新疆、甘肃、内蒙、山西、陕西、宁夏、云南、贵州、青海、吉林等省区，年产鲜薯近 6000多万吨。我国马铃薯种植面积以 10 万的增长速度逐年增加， 2001 年达到 472 万量居世界第 1 位 1我国是马铃薯生产第一大国，但却是马铃薯成果转化比较差的国家。据联合国粮农组织报告，我国马铃薯平均产量仅为欧美发达国家平均单产 35 43t/界马铃薯中心的研究表明：在世界范围内对马铃薯的需求到 2020 年将有望增长 20%，超过水稻、小麦、玉米的增长。届时发展中国家对马铃薯的需求将是 2000 年的 2 倍 3随着市场对马铃薯需求的不断增加，国外一些大公司纷纷在中国从事马铃薯生产与加工业务，国内一些生产企业也纷纷加入这一领域，使得马铃薯生产开始向生产基地规模化、标准化迈进 6然而，一个残酷的现实却是，占生产总用工 70%以上的马铃薯收获作业至今基本上还是停留在传统的人工割秧、镐头刨薯、人工捡拾的阶段，严重影响了马铃薯的规模生产，使之远远满足不了市场的需求。伴随种植面积和产量的增长，马铃薯收获成为一个重要的研究课题。国内外对马铃薯收获机械研究投入了相当大的人力和物力。我国现阶段的马铃薯收获机还是以简单挖掘人工拣拾为主。而国外已经实现了机械化与自动化的结合，将液压技术、振动分析、电子技术、传感器技术应用于作业机械中，大大地降低了劳动者的工作强度。国外马铃薯收获机械化收获起步早、发展快、技术水平高。 20 世记初，欧美国家出现畜力牵引挖掘机来代替手锄挖掘马铃薯、随后改由拖拉机牵引或悬挂。 20 年代末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、推广应用马铃薯收获机械， 50 年代末即己实现了机械化。 70 80 年代，德、英、法、意大利、瑞士、波兰、匈牙利、日本和韩国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 8。这些机型是大功率拖拉机变型，如荷兰在拖拉机基础上按照甜菜联合收获机的原理制成的双行马铃薯联合收获机，为了加强筛选效果，分离器有四个液压泵带动。美国在 1948 年以前用收获机来收获马铃薯，然后人工捡拾，直到 1967 年，开始使用联合收获机。 20 世纪 80 年代初期，联合收获机和分段收获的面积占马铃薯作物种植面积的 85%，其中联合收获已达到 50%以上。 20 世纪 90 年代，美国已基本实现了马铃薯收获机械化。前苏联是生产马铃薯作物收获机最早的国家，生产了许多半悬挂式机型，如 2 型、 2 型、 2 型等马铃薯作物联合收获机，机器体积较庞大笨重，到 20 世纪 90 年代初，马铃薯收获机共有 16 种机型，其中 10 种是联合收获机， 90 年代中期，开始生产自走式联合收获机，其劳动生产率比其它行收获机提高 1 2 倍 9。近年来，欧美的马铃薯收获机型仍然是以大功率机组为主。这些机型只能在大面积土地上使用，不适用于中小地块。有些国家和地区生产一些小型挖掘机械，如意大利的型为小型垄作收获机械。在亚洲生产马铃薯收获机械的国家较少。日本在 1955 年以前使用畜力挖掘犁， 1955 年 196 年生产悬挂式抛掷式和升运链式收获机， 70 年代开始引进英国、美国等发达国家的联合收获机，并研制适合日本国情的联合收获机，对于根菜（萝卜、青芋等）机械收获的研究从 1960 年开始，近几年韩国、日本生产了一些小型马铃薯收获机，如韩国高山机械工业公司生产的小型单行和双行马铃薯、地瓜挖掘机械 10 从农业机械化发展过程来看，马铃薯收获机械发展较迟缓，只是在近 50 年才发展到较高水平。在国外马铃薯收获机械中，挖掘机的生产和使用所占的比例趋于下降，而联合收获机得到迅速发展，形成了用联合收获机直接收获，或用挖掘本上实现了马铃薯收获机械化。而且，国外马铃薯收获机械大多采用升运链条式联合作业，技术上已达到相当高的水平。像俄罗斯、德国、法国、英国美国、比利时和日本等国马铃薯收获机械化程度较高，收获机械性能稳定。日本对生姜收获机械已经研制多年并有了一些成熟的机型，第一代机型只把根茎拔出地面，减轻了农民从地下挖出生姜的劳动量。据有关材料介绍，现在第二代机型已经研制成功并开始使用，它是一种从收获到清理到包装的联合作业机械。在韩国，对根茎收获机械的研制也取得了较大的成果，他们生产的一种配套于田园管理机的大蒜挖掘机，采用振动的原理，缓冲了阻力，并对根茎上附着的土块起到疏松和抖动的作用，是一种轻型高效的机具 17 近年来，随着马铃薯的需求量进一步增加，越来越多的人力和物力都投入到马铃薯产业中。各个省市都把马铃薯产业列入当地调整农业产业结构，增加农民收入的重要内容。手工进行马铃薯收获已经远远满足不了市场的需求，而且其效率较低，对劳动力的劳动强度要求大，这很大程度上制约了马铃薯产业的发展。比起手工收获马铃薯，马铃薯收获机能保证较高的明薯率和工作效率，不论土地或软或硬，对收获机都没有多少影响。这使得农民能腾出更多的时间来种植马铃薯或其他的农作物。为此要求大大加快马铃薯机械化程度，解放劳动力，研制专门用于收获马铃薯的机器，即所谓的马铃薯收获机。到如今，马铃薯收获机的数量和种类已经不计其数，所获得直接或者间接经济效益已经在国内产值中占有一定地位。因此，研制马铃薯收获机，解决各种遇到的问题，来提高马铃薯收获机械化水平 21 参考文献： 1 孙芸 J2000,(7):26 28 2 谷茂，马慧英，薛世明 J1997, 27(1): 77 81 3（马铃薯 )起源历史 L. 20010014 安思民，白淑霞，冯学赞，等 J2000, 14(1):46 47. 5 马铃薯专业委员会种薯生产加工组 L. , 2001 30016 张勋中国农业机械学会农业机械化分会第七届全国代表大会论文集 C山 06 7 A on a to of a J. 17 (2009) 389 401. 8 赵满全，窦卫国，赵士杰等列马铃薯挖掘机的研制 J999， (4). 9 蒋炳奎译 M12. 10 中国科学技术情报研究所重庆分所编辑第二集 )M1l. 11 单爱军，刘俊杰，崔冰冰 J2006，（ 4） :19 20. 12 韩建新，都丽萍中国国际农牧业及食品工业展览会国外兵团巡礼 J2000， (5). 13 苏季坚柯等著 M中国农业机械出版社出版 5. 14 苏著裕安等译 M中国农业机械出版社 . 15 苏著良润等译造和计算 M上海科学技术出版社 . 16 a 5 (2011) 147 161. 17 张东兴，郭君海 J2006，1:19 20. 18 申屠留芳，孙兴钊 J003， 10(4):2119 A 3 (2007) 489 502. 20 An a 69 (2006) 1030 1047. 21 CA of a 8 (2010) 355 364. 毕业设计开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、研究的内容：二、解决的主要问题，对挖掘铲的要求：可能不漏薯（即明薯率高）；且尽可能细化土壤，减少负荷；挖掘铲的任务是在克服各种阻力时消耗的能量最少的情况下将马铃薯挖出，再把薯土混合物输送到分离装置，同时还要防止，挖掘铲缠草和壅土。三、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。传动图 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、抖动轮轴总体结构图 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、地轮四、总体设计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21 i 。带传动的传动比 i 为了能满足分离器上的线速度为 s 的要求。因为工作机是多功能马铃薯收获机，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）选择 V 带的型号（ 2）确定带轮基准直径：（ 3）确定传动的中心距和带长（ 4）验算主动轮的包角（ 5）确定 V 带的根数（ 6）确定带的初拉力（ 7）求带传动作用在轴上的压力（ 8） V 带计算结果（ 9）材料的选择 (10) 带轮的形式（ 11）带轮尺寸的计算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。本设计采用三点悬挂式机构，由拖拉机后置三点悬挂和收获机悬挂架机构成一个空间机构，它可以看作在纵垂直面和水平面的四个四连杆机构。这两个四连杆机构具有各自的瞬心，挖掘工作时，在各种作用力及相对瞬心的力矩作用下，将产生绕这两个瞬心的转动趋势转动，以保持平衡。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。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，其型号为圆柱齿轮减速器。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 48以选择联轴器时其孔径也应当为 48过查阅手册 22，可以选择联轴器。其长度为 112 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 400茎分布的深度一般为在地表下 120间。（ 1）选择链轮的齿数（ 2）初定传动中心距 a （ 3）确定链长（ 4）确定链条节距 p （ 5）验算链速 V （ 6）计算实际中心距（ 7）作用在轴上的压力 Q （ 8）润滑方式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。研究计划和安排时间任务安排第一、二周查阅资料与文献完成英文翻译第三、四周构思设计方案，撰写开题报告第五、六周确定总体方案的设计和计算第七、八周装配图与零件图的绘制第九、十周编写设计说明书第十一、二周预答辩与修改准备答辩毕业设计开题报告指导教师意见：杜忠杰同学在查阅了大量的和毕业设计工作有关的资料、书籍后，对课题的研究内容和研究方法有了较明确的认识和理解，较好地完成了课题前期的准备工作。开题报告语言通顺、格式规范。文献综述部分对研究涉及马铃薯收获装置课题的意义，国内外的发展现状进行了较为详细的叙述，并对挖掘部件、分离部件等相关技术和研究现状进行有一定深度。本课题要研究和解决的问题和拟采用的研究手段（途径）部分中，提出问题明确，方法可行，争取圆满完成本次毕业设计工作。同意开题。指导教师： 2016 年 3 月 22 日所在系审查意见：同意开题。系主任： 2016 年 3 月 22 日 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 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 I 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 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 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。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 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6 30 出出所以链轮半径20 6 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和小带轮转速，故选择定带轮基准直径： 1. 初选主动轮的基准直径根据所选取，选。 D 01 7 2. 验算带的速度 V 3. 计算从动轮直径 07 确定传动的中心距和带长初定中心距，由即：即：，所以可取根据公式（ 8 20）计算基准带长：选取带的基准长度，查表得：根据公式（ 8 21）计算实际中心距：考虑安装调整和补偿初拉力的需要，中心距的变动范围为：算主动轮的包角根据公式（ 8 6）及对包角的要求，应保证： 100060V 11 00060 2 22021 1 0 78021 0 500 0212210 422 a d 3 5 04 801 0 71 0 78023 5 02 2 153 6 81 1 5 33002 0 d d a x 8 定 V 带的根数由公式（ 8 22）知（式 4 取 Z=4根。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；计入传动比的影响时，单根查得： = = = 确定带的初拉力单根定：带传动作用在轴上的压力（式 4 式中： Z 带的根数；单跟带的初拉力；主动轮上的包角。带计算结果表 V 带设计计算列表 60180 121 a 60350 80107180 120175 Z L P K P20 F 24 1 0 2 10 87s 742 设计计算项目结果说明工作情况系数 k 计算功率 P 选取 A 小带轮直径 D 80选比表中大的值大带轮直径 D 107验算 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 L 选 1153 1120定中心距 a 包角 175 120 ，合适包角系数 k 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 =40 因为，所以小带轮的宽度：小带轮的直径： 0265 1 1021514 1 续表 3 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。大带轮的宽度：大带轮的直径：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 2. 初定传动中心距根据公式 551 521 p30(0 取 3. 确定链长节 4. 确定链条节距 p 由表查得链节距 5. 验算链速 V 与原假设相符。 6. 计算实际中心距 7. 作用在轴上的压力 Q 圆周力故： 8. 润滑方式根据和，选择滴油润滑。 2(22 p 04012580 105KK 00060 1 525 )2(8)2()2(4 21222121 )25105()25105(080(.1v 0000 v 链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 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。 16 轮上作用力的大小压轴力则轮上作用力的大小压轴力则求垂直面上轴承的支反力画主要截面弯矩图垂直面受力图见图（ 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 974 453923071 9 74c o s 466c 0600801 V 5 2 0600801 H 0 4 4 8 522 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 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 200 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：（式 7 式中：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。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 1杆间歇；1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。 pV 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。（式 8 式中：为作用于铲刃上的阻力。为铲刃上的正压力。为铲刃上的滑切力。为铲刃与土壤之间的摩擦力，且，为摩擦角。代入得：一般土壤对钢的摩擦角为，取，所以。若铲片数量为 5 个，单个铲片宽度为 100度为 250刃倾斜角度，铲面倾角为，铲间间隙为 25 )90s )90co s ( PP n 90 30 60601521 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

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