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马铃薯收获机的设计【说明书+CAD】,马铃薯,收获,设计,说明书,CAD
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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 hm2/年的增长速度逐年增加，2001 年达到 472 万hm2，产量居世界第 1 位1-2。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 13.9t/hm2，而欧美发达国家平均单产 3543t/hm2。世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3-5。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6-7。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。7080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KKY2型、KOK2型、KKP2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12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SP100机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10-16。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-捡拾装载机加固定分选装置来进行分段收获的两种全面实现收获机械化的配套系统，基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17-20。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21-24。参考文献：1 孙芸.我国马铃薯加工产业化现状及展望J.农业机械,2000,(7):26282 谷茂，马慧英，薛世明.中国马铃薯栽培史考略J.西北农业大学学报，1997, 27(1): 77813（马铃薯)起源历史EB/OL. http：lpotato%20history.htm,2001-03-09/2001-03-104 安思民，白淑霞，冯学赞，等.试论我国马铃薯产业化的发展道J.马铃薯杂志，2000, 14(1):4647.5 马铃薯专业委员会种薯生产加工组.马铃薯加工企业研讨会会议纪EB/OL. http：/xxtb/jghyjy.htm, 2001-03-08 / 3001-04-106 张勋.马铃薯生产机械化与产业发展战略.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.杭州萧山.2007:2067 Bruno Agard,Bernard Penz. A simulated annealing method based on a clustering approach to determine bills of materials for a large product family. Int. J. Production Economics 117 (2009) 389401.8 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，1999，(4).9 蒋炳奎译.根菜收获机械M.1979，12.10 中国科学技术情报研究所重庆分所编辑.国外收获机械(第二集)M.1977，1l.11 单爱军，刘俊杰，崔冰冰.马铃薯收获机现状与发展趋势J.农机化研究.2006，（4）:1920.12 韩建新，都丽萍.2000年中国国际农牧业及食品工业展览会国外兵团巡礼J.农业机械.2000，(5).13 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.1982，5.14 苏著.袁佳平，汪裕安等译.农业机械的设计和计算M.北京:中国农业机械出版社.1983.9.15 苏著.沈林生，高良润等译.经济作物收获机械理论、构造和计算M.上海:上海科学技术出版社.1966.1.16 Soon Chong Johnson Lim,Ying Liu,Wing Bun Lee.A methodology for building a semantically annotated multi-faceted ontology for product family modelling. Advanced Engineering Informatics 25 (2011) 147161.17 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.2006，1:1920.18 申屠留芳，孙兴钊.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，2003，10(4):21-23.19 R.Galan,J.Racero,I.Eguia,J.M.Garcia. A systematic approach for product families formation in Recongurable Manufacturing Systems.Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 23 (2007) 489502.20 Jacques Lamothe,Khaled Hadj-Hamou,Michel Aldanondo. An optimization model for selecting a product family and designing its supply chain. European Journal of Operational Research 169 (2006) 10301047.21 Daniel Collado-Ruiz,Hesamedin Ostad-Ahmad-Ghorabi. Comparing LCA results out of competing products: developing reference ranges from a product family approach. Journal of Cleaner Production 18 (2010) 355364. 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： 1.马铃薯收获机的总体方案设计。2.挖掘机构的设计与分析计算。 3.薯土及薯秧分离机构的设计与分析计算。二、解决的主要问题，对挖掘铲的要求： 1.挖出所有薯块，尽可能不漏薯（即明薯率高）； 2.尽可能使进入机器的土壤少； 3.能将掘起的马铃薯输送到分离装置，并且尽可能细化土壤，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1.传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/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。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。2.带轮的设计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1.5KW。（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3.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。4.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。5.联轴器的选择该马铃薯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22，可以选择HL4型联轴器。其长度为112mm。6.挖掘铲的设计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
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