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内容简介：

成绩 实 习 报 告 实 习 名 称 学 院 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 实 习 地 点 包装机械 指 导 教 师 实习起止时间： 年 月 日至 年 月 日 （实习报告包括以下主要内容：实习目的和要求、实习主要内容、实习总结等，参加毕业实习大纲）实习目的和要求：1.了解公司背景、产品和发展方向2.认识包装机械的类别3.了解包装机械制造流程4.车间实习实习主要内容：第一周主要是了解公司的历史背景、主营方向，做一些文字处理工作。通过这项工作，我对包装机械这一领域有了大致的了解。在日常工作中，接触到许多机械的名词，由于缺乏相关知识，我查阅图书及网络资料。同事们也十分耐心地跟我讲解各种机械的用途，某种机械由哪几个部件组成、分别担任什么作用。除此之外，在实习老师的带领下，认识许多部件的加工工艺，带给我直观而深刻的了解，同时认识到实际生产和理论知识之间的差别。 在与实习老师和同事交流的过程中，他们很乐意透露他们的工作经验，给我的工作带来了诸多方便。我也养成了多观察、多思考的习惯。 在第二周，师傅给我一些工程图纸让我认识并抄画。我终于看到自己熟悉的东西。看懂图纸之后我就去车间熟悉零件和机械设备。在抄画零件图工程中，我发现了一些错误，经过激烈的思想斗争，我向师傅提出了问题，师傅笑笑说这是对你的考验。我暗叹惊险。之后的工作就是建模。这也极大地考验了我的软件能力。这份工作让我充分认识到，虽然自己对软件的基本操作比较熟悉，但是对实际零件建模，还需要更多的学习更深的方法。实习总结： 通过自己的努力，不断的改进工作方式，最终得到了大多数同事的认可，这次实习带给我管理时间的能力、观察能力、认识能力和交流能力的提升，同时这也是专业知识与社会岗位的结合训练。在整个实习过程中，理论与实际的结合让我对专业知识有了更深的了解。 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 课题名称：大蒜收获机的优化设计及其仿真分析学生姓名：指导教师： 所在学院：机电工程学院专业名称：机械设计制造及其自动化 ： 年 3 月 12 日 说 明1根据徐州工程学院毕业设计(论文)管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。6课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它 毕业设计（论文）开题报告课题名称大蒜收获机的优化设计及其仿真分析课题来源教师科研课题类型工程设计1选题的背景及意义：大蒜作为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。目前使用的收获机还有诸多缺陷，这样的问题亟待解决，这也意味着这一方向的研究前景十分广阔。2研究内容拟解决的主要问题：1. 振动分离式大蒜收获机数处关键部件易损坏2. 振动剧烈，人机交互体验差3. 升降装置开关繁琐4. 转向费力而困难5. 整车受力不均，结构欠合理，工艺性差6. 防尘性能差3研究方法技术路线：研究方法：（1）文献研究法。（2）调查法。（3）模型法。（4）定量分析法。（5）定性分析法。技术路线：文献搜集、实地测量建立空间模型有限元分析，进一步找出缺陷优化设计模拟实验、数值分析，判断是否合理修正模型细节优化，制作使用说明书生产试运行4研究的总体安排和进度计划：第一周 布置毕业设计题目，进行毕业设计调研（实习）。第二周 毕业设计调研（实习）。第三周 收集相关资料。完成开题报告。第四周 原理设计、总体结构设计第五周 传动系统设计第六周 工作机构设计第七周 工作机构设计第八周 控制系统设计第九周 强度校核及零部件优化设计第十周 三维实体造型并画必要的零件图及装配图的工程图第十一周 仿真分析第十二周 翻译英文资料第十三周 编写、整理设计说明书5主要参考文献：1 胡志超，吴峰.国内外大蒜收获机械现状J.农业机械，2007，6,47-492 宗立新.4DS-1000型大蒜挖掘机的研制J.山东农机，2005,8,133 张晓辉.4DS-2型大蒜收获机的设计J.农机与食品机械，1997,5,15-164 张钟毓，魏静，张冬.4S-85型大蒜收获机研制开发J.现代农业装备，2007,7,60-615 李金磊，曹东京，王伟.4s-85 型大蒜收获机试验分析J.江苏农机化，2007,4,71-726 刘德然,王延耀,王循进,李运东,徐志瑞.4S-6型大蒜收获机的研制开发J.农机化研究，2010,4,96-987 于向涛，胡志超，胡良龙，彭宝良.4DLB-2型大蒜联合收获机作业性能测试与分析J.中国农业大学学报，2013，4，183-1878 吕小莲，彭宝良，于向涛，高雪梅，胡志超.大蒜联合收获机田间作业性能测试J.扬州大学学报，2012,33：77-809李冠峰,陈亮,李遂亮,等. 柴油机供油提前角对乙醇/柴油混合燃料经济性的影响J . 农业工程学报, 2006,22(12): 90-93.10 李宝筏农业机械学M北京：中国农业出版社，200311 耿端阳，张道林等.新编农业机械学M.北京：国防工业出版社，201112 林宏明农业机械M北京：高等教育出版社，200613 汪金营，胡霞，闫爱霞等收获机械使用与维修M北京中国农业科学技术出版社，201114 张洪才，何波有限元分析ANSYS13.0从入门到实战M北京：机械工业出版社，201215 王咏梅，李大庆等.Pro/E基础教程M.北京：清华大学出版社，200616 Xiong, S., Zhang, Q.G., Zhang, D.Y. & Olsson, R. (2008). Influence of harvest time on fuel characteristics of five potential energy crops in northern China. Bioresource Technology, 99: 479-48517 Jiannong Song，Jianjun Liu. Mechanized Harvest of Garlic: A Review.A. Collection of Extent Abstracts of 2004 CIGR International Conference Volume.2C.2004指导教师意见： 指导教师签名： 2015 年 3 月 12 日教研室意见：通过，同意开题。教研室主任签名： 2015 年 3 月 12 日学院意见：通过，同意开题。 教学院长签名： 2015 年 3 月 12 日毕业设计（论文）大蒜收获机的优化设计及其仿真分析文献综述学生姓名班 级学院名称专业名称指导教师 年3月9日说明 1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上，其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。（此页打印在封面的背面）毕业设计（论文）文献综述大蒜收获机的优化设计及其仿真分析的文献综述内容摘要本文主要对国内外的大蒜机械化收获技术进行调查，了解国外机械化收获农作物的水平，摸清国内大蒜收获机械化的现状，重点分析不同收获机在作业过程中存在的问题，充分借鉴各型号的优点，学习农机各系统的设计方法，以期形成一套优化设计方案。关键词：大蒜收获机 手扶拖拉机 问题分析 优化设计第1章 前言大蒜，产于中亚和西亚。两千多年前，出使西域的张骞将其带回国来。人们不仅发现它是风味绝佳的调料品，还能去腥杀菌，各家各户大范围地种植起来。现代医学又发现了它的医学价值，有防治心血管疾病、抗氧化的功效，在H7N9禽流感时期发挥着重要的作用。然而广受欢迎的大蒜，收获起来可不是一件容易的事。山东是全国最大的大蒜种植区，当地的蒜农也抱怨收蒜很累，手都要磨出泡，更别说经年累月蹲在田里，面朝黄土背朝天。除此之外，人工收蒜时间长，一旦错过最好的时期，损失就十分严重。于是，在国内，一些大蒜收获机应运而生。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。山东省在2013年以一定规模采用了大蒜收获机，其较高的效率受到蒜农的欢迎，河南、江苏等地也纷纷仿效。然而，这几年过去，大蒜收获机暴露出越来越多的问题。第2章 国内外大蒜收获机分析2.1国外大蒜收获机2.1.1美国TopAir公司GW和GL系列以下是美国TopAir公司GW 4400型大蒜收获机1实体结构示意图：前方由动力源拖拉机带动液压及动力连接机构实现整机的行走功能。在作业过程中，挖掘铲深入泥土将大蒜蒜须切断，连同部分泥土一起挖掘上来，到达分离输送链，经分离输送之后到达铺条机构。若无其他辅助农机，挖掘的大蒜将直接抛入田中。因其分离输送链并没有特殊的分离土块的装置，所以有一个比较明显的缺点是土块分离不完全，这也是部分国产大蒜收获机一个待解决的问题。下图是该公司GL 2400大蒜捡拾机，为在GW 4400上加装捡拾装置后的农机：其装备捡拾装置之后，配合一名工作人员，能够完成大蒜挖掘、去土、输送、捡拾、整理等功能，已经是初具雏形的联合收获机，在国内外处于领先水平。其收蒜效率大大提升。但是全程带蒜秧作业，经过的环节越多，机器的负担越大，消耗的能源越多。2.1.2法国ERME公司RL系列和RE系列法国是欧洲农业最发达的国家之一，其机械化、现代化程度高，以中小农场的经营方式为主。法国政府鼓励建立高等、中等农业教育，极大提高了农民的素质。在其大蒜种植区，农民们愿意投资大蒜收获机，收获机械得到广泛应用。下图是法国打捆式大蒜收获机：RL1型收获机适合于逐行收获。在其对准一行大蒜之后，分禾器将此行大蒜与别行区分开来，然后进行挖掘作业，夹持胶带将大蒜送至打捆机构，拍土。当大蒜数量达到一定值时，打捆机构进行打捆。然后工作人员操纵开关把蒜捆送至后侧。此机器的操作对工作人员要求有点高：工作人员不仅要控制整机前进方向，避免驶入其它蒜行，还要随时注意捆蒜机构中蒜秧的数量，长时间作业容易出错。下图是该公司RE1型单行切秧式大蒜联合收获机：其工作原理与RL1型有许多相似之处，但其具备切秧机构，还配备工人清洗切下的大蒜头，无疑为后续工作省去了许多麻烦。我们仔细观察就能发现，无论是RL1还是RE1，都是单行收获。虽然之后推出的RL和RE其他系列能一次收获最多达5行，但是为了不损伤大蒜，对蒜行的要求是间距50cm左右。在中国，土地资源一向是农民们十分珍惜的，蒜行间距从13cm到35cm不等，主要集中在20cm左右。照搬国外的技术肯定是行不通的。但是其切秧机构的配置值得我们学习。2.1.3西班牙J.J.BROCH 公司 西班牙是世界第二大大蒜出口国，近几年更是成为欧洲最大的大蒜生产商。大蒜的机械化收获占据着重要地位。西班牙J.J.BROCH 公司也生产打捆式和切秧式收获机：相比较法国ERME公司的产品，西班牙公司注重了舒适性，给打捆式加上了顶棚，也更注重效率，针对打捆式和切秧式分别研制出两行和四行的机型，但同时两行打捆式需要2名操作人员。但不适用于国内，原因与上面是一样的。切秧式要求的最小行距是35cm，不能满足国内大部分蒜距要求。2.2国内大蒜收获机2.2.1 4DS_1000型大蒜挖掘机需求是发明之母。山东金乡县是中国著名的大蒜之乡。进出口、致富增收的愿望让人们不堪重负，迫切需要实现收获的机械化。4DS_1000型大蒜收获机2根据山东省农业机械管理局的“大蒜挖掘机”的项目合同书终于研制出来。其可与泰山-12型拖拉机配套使用。拖拉机经齿轮箱将动力传至挖掘系统和拨禾器的变速箱。其主要采用旋转刀具进行挖掘。作业过程中，旋转刀具在土中不断旋转，切断大蒜根系，同时松动泥土，将大蒜拱起，一次来是蒜土分离。前后拨禾器将蒜头拨向两边，防止轮胎压蒜。然而，土表之下的情况难以确定。如遇石块较多的土壤，旋转刀具的损失就会过多。同时，原研究人员也提出，此机型适用于平原地区。对于起伏幅度过大或者过于频繁的地貌就不适宜了。不过4DS_1000型一改国外通过“挖”的起蒜方式，采用旋转刀具，为大蒜的挖掘提供了新思路。2.2.2 4DS-2型大蒜挖掘机3 它与拖拉机的挂接方式采用的是三点悬挂式，驱动轮附加同轴的链轮作为动力源。作业过程中，驱动轮带动大链轮，接着带动小链轮转动。小链轮作为一个动力枢纽，通过锥齿轮、离合器的传动使抛掷轮转动。抛掷轮的作用是将挖掘铲挖掘上来的蒜土进行分离。然而，效率并不高。通过实地实验，作业效率大概是4DS_1000型的2/3。不过，其紧凑的结构值得学习，蒜土分离的方案值得借鉴。2.2.3 4S-85型大蒜挖掘机4S-85型大蒜收获机4，主要由挖掘装置、碎土装置、分离装置、输送装置、铺放装置等部分组成。4S-85与东风12型手扶拖拉机配套可一次完成破土、碎石、切根、筛选集条等各项作业。机器到达田间，液压升降装置降下，挖掘铲靠自身重力入土至指定深度。行进过程，挖掘铲切断大蒜根须，蒜土一起进入碎土辊，再进过泥土分离器的作用将土去除。去土的大蒜从两防滑轮之间落入田里。在实地实验过程中，出现了一些故障：一是振动挖掘铲臂偏心连杆机构中的螺纹连杆螺丝损坏，主要是因为加工材料选用45钢，而且后期淬火和退火处理工艺不过关；二是振动挖掘铲断裂，经仔细检查发现，铲身使用的65Mn钢板上有缺口，当振动挖掘铲碰上田埂等造成应力集中导致断裂。52.2.3 4S-6型大蒜挖掘机6该机具与8.8kW以上的手扶拖拉机配套使用，限深轮一端为前进方向。工作时操作液压装置使机身下沉到指定深度，大蒜经过旋转犁刀8、分秸器9、犁刀-振动筛联合体之后被抛入田中。期间，工作人员操作位于机身后部的方向盘和液压手柄。振动分离的方案值得借鉴，但是大蒜在振动筛上的行程较短，蒜土分离未必充分；另一方面，操作人员位于机身后部，视野不够开阔，所以对方向的操控要求比较高。第3章 总结经过对文献资料的分析，发现：1.国外的大蒜收获机已经有较高的自动化水平，能够完成大蒜挖掘、去土、输送、捡拾、整理等功能，具备捡拾装置和切秧装置的机型大大减少了工作量。但是有些机型蒜土分离不充分。收获机对行距的要求也不符合我国国情。2.国内的收获机设计的思路还是比较开阔的：有使用旋转刀具切断蒜须的，有使用抛掷轮或者振动筛来分离蒜土的。但是机器暴露在外的部分较多，一方面零部件容易损坏老化，另一方面蒜秧易缠结在机身上，除此之外易操作性（视野、方向盘是否省力）和舒适性（振动引起的不适）这样的人机交互体验还需改进。自动化水平还需向发达国家看齐。3.我们要借鉴国外先进机型的优点，结合国产机器的问题，在结构上进行优化，使机器更加稳定；在功能上进行优化，使机器更易用；在细节上进行优化，使操作人员更舒适。4.下一步的目标：以一体的刚性结构为基础，改善传动路线，优化挖掘、分离蒜土的机构，合理安排操作人员的位置来改善视野和工作环境。参考文献1 胡志超，吴峰，王海鸥，谢焕雄，胡良龙.国内外大蒜收获机械现状J.农业机械，2007，6,47-492 宗立新.4DS-1000型大蒜挖掘机的研制J.山东农机，2005,8,133 张晓辉.4DS-2型大蒜收获机的设计J.农机与食品机械，1997,5,15-164 张钟毓，魏静，张冬.4S-85型大蒜收获机研制开发J.现代农业装备，2007,7,60-615 李金磊，曹东京，王伟.4s-85 型大蒜收获机试验分析J.江苏农机化，2007,4,71-726 刘德然,王延耀,王循进,李运东,徐志瑞.4S-6型大蒜收获机的研制开发J.农机化研究，2010,4,96-987 于向涛，胡志超，胡良龙，彭宝良.4DLB-2型大蒜联合收获机作业性能测试与分析J.中国农业大学学报，2013，4，183-1878 吕小莲，彭宝良，于向涛，高雪梅，胡志超.大蒜联合收获机田间作业性能测试J.扬州大学学报，2012,33：77-809 Xiong, S., Zhang, Q.G., Zhang, D.Y. & Olsson, R. (2008). Influence of harvest time on fuel characteristics of five potential energy crops in northern China. Bioresource Technology, 99: 479-48510 Jiannong Song，Jianjun Liu. Mechanized Harvest of Garlic: A Review.A. Collection of Extent Abstracts of 2004 CIGR International Conference Volume.2C.2004指导教师意见：文献查阅丰富，条理清楚，具有一定的深度和时间性，能反映出这一专题的历史背景、研究现状和发展趋势，情报学价值。对课题研究具有较高的价值。指导教师签名： 2014年 2 月 17日教研室审查意见： 同意。 室主任签名： 2014 年 2 月 18 日学院审查意见：同意。教学院长签名： 2014 年 2 月 20 日61. 单向定量泵 2.单向阀 3.溢流阀 4.蓄能器 5.三位四通手动换向阀 6.液压缸15432图书分类号：密 级：毕业论文大蒜收获机的优化设计和仿真分析OPTIMISED DESIGN AND SIMULATION ANALYSIS OF GARLIC HARVESTER班 级学 号学生姓名学院名称专业名称指导教师年5月日 原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权协议书本人完全了解学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归学院所拥有。学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日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，利用Pro/E软件对机身、传动链轮、转向齿轮、挖掘铲、摆动机构、离合器、振动块、进行了工程图的绘制，利用Pro/E的机构模块和Mechanica模块进行仿真分析，并确定了升降液压系统的原理方案，制作出大蒜收获机的使用说明，进行有限元分析以及系统总体分析，认为整个方案切实可行。关键词：大蒜收获机；优化设计；仿真分析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 analysisIII目 录摘要IIAbstractIII1 绪论11.1 农作物收获机概述11.1.1 水稻、小麦收获机11.1.2 玉米收获机11.1.3 其他作物收获机11.2 国内大蒜种植情况11.3 国内外大蒜收获机研究情况22大蒜收获机本体设计及计算42.1大蒜收获机原理设计42.1.1 设计原则42.1.2 基本结构52.1.3 工作原理52.2 技术参数52.3柴油机选型及计算52.3.1 配套动力的选用52.3.2 连接装置的的设计62.4 传动路线设计及计算72.4.1 动力传递路线72.4.2 柴油机输出参数72.4.3 各级传动设计计算72.5转向方式设计及计算132.5.1 转向方案比较132.5.1内外齿轮啮合转向机构设计计算152.6挖蒜原理设计及计算162.6.1 挖蒜方案比较162.6.2 铲齿设计计算182.6.3 摆动机构设计计算192.7 去土方式213液压升降系统设计223.1明确系统的设计要求223.2分析工作情况，确定基本参数223.2.1 分析工况223.2.1 确定基本参数223.3拟定液压系统原理图233.3.1 液压回路的功能233.3.1拟定液压系统原理图233.4选用液压元件244.1 安装264.2 试运行26结论27致谢28参考文献29附录30附录130附录230331 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。1.1.3 其他作物收获机其他作物收获机主要有大蒜收获机、花生收获机、薯类收获机、甜菜收获机、棉花收获机和牧草收获机等。大蒜因其重要的经济价值以及食用价值，使我国成为世界上最主要的大蒜生产国和出口国。但是，大蒜收获的机械化却远远比不上稻麦收获机以及玉米收获机。因此，大蒜收获机市场前景比较广阔。1.2 国内大蒜种植情况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。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。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。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，也有部分种植区。1.3 国内外大蒜收获机研究情况1.3.1 国外大蒜收获机现状大蒜及其附属产品在美国深受欢迎，美国的大蒜产业也十分发达。目前，美国大蒜已经实现了规模化种植，播种、管理、收获均已实现机械化。美国TopAir公司生产的GW4400型大蒜收获机能进行4行大蒜的挖掘铺条，配套有型号为GL2400型双行大蒜捡拾机，可以完成大蒜收获全程机械化操作。其上还装有实时监测与监控装置。法国也发展出较为完善的大蒜联合收获机。法国ERME公司生产的机型中，打捆式以RL1型和RL2型为代表，分别可实现单行和双行大蒜同时收获。其工作原理是将分禾器对准蒜行，一方面将蒜秧导入夹持带，另一方面挖掘铲将大蒜根部挖松。大蒜经夹持带夹持输送至打捆机构，拍土，当蒜秧累积到一定数量就进行打捆，输送到横向输送带上。切秧式以RE1型为代表，原理与RL系列类似，只是夹持后输送至切秧装置将蒜秧切除，蒜头便掉入横向输送带上。西班牙J.J.BROCH公司的双行打捆式大蒜收获机与四行切秧式大蒜收获机与法国ERME公司的机型采用相似的工作原理。另外其切秧式机型还有单行、三行、五行式可供选择，以满足不同的蒜行间距要求。1.3.2 国内大蒜收获机现状国内大蒜收获机主要有以下特点：1） 设计思路比较开阔。国外的机型都采用挖掘铲的方式挖掘，我国4DS-1000型大蒜收获机通过两片旋转的刀具，在土下高速旋转，将大蒜根系切断，达到相同的目的；国外的机型均采用拍土器使蒜土分离，我国4DS-2型收获机使用抛掷轮拨齿杆把土块大蒜，使蒜头从中分离出来，并抛在挖掘铲的一侧；另外，国外机型机器前进方向与蒜行必须保持平行，我国4S-85型收获机的前进方向与蒜行保持平行或垂直均可。2） 机具适用性差。不同的土壤类型严重制约着大蒜收获机的使用推广。种植方法的差异，例如植株间距、地膜覆盖情况也是需要考虑的问题。夹持型收获机不适用于收获倒伏的作物。同时，植株的缠绕，机具的维护问题也需要解决。3） 稳定性差。目前大多数机具结构存在不合理的地方，没有深入地进行优化，例如某些零部件受力不合理，易受损。4） 人机交互差。部分收获机采用振动的碎土方案，没有使用良好的隔振吸振装置，间接影响了工作人员。田间环境恶劣，收获机应适当配备防护设施以保证工作人员有个尽量舒适的工作环境。2大蒜收获机本体设计及计算2.1大蒜收获机原理设计本设计以徐州市巧力威机械厂的4S1000型大蒜收获机（如图2-1）为原形（以下称原型机）。左端方向盘用于作业过程中的方向调整，动力是另一端的拖拉机，以倒档推动机身；非作业过程中，以拖拉机的前进挡拉动机身。其主要优点是：1. 作业过程中视野开阔，能观察到方向盘所控制的车轮周围的情况；2. 能避免手扶拖拉机宽大的轮胎压蒜的问题；3. 单轮转向比双轮转向有更小的转弯半径。本文旨在针对原型机在实际使用过程中暴露出来的问题，结合国内外其他大蒜收获机的优点进行改进。图2-12.1.1 设计原则总体的设计方案拟将传动系统、升降系统、挖掘系统、筛土系统与手扶拖拉机连接成为一体，使整体结构紧凑，机构简单可靠，布局趋于合理，操作安全舒适，将大蒜挖掘、筛土、条铺等过程一次性完成，方便后续工作。挖掘系统需要有较强的破土碎土能力，通过合理的设计减少伤蒜率；筛土系统需要具有运输和蒜土分离能力，控制振动频率提高分离效果；操作系统要安全可靠，保证操作的简易性和舒适性。2.1.2 基本结构大蒜收获机由传动系统、升降系统、挖掘系统、筛土系统组成。动力由手扶拖拉机提供。其动力输出轴将动力输出到作业机的第一轴上。第一轴上的两侧的两个带轮空转，离合器从动件在拨杆的作用下与驱动液压泵的带轮或者驱动第二轴的带轮合上，传递动力。第二轴外侧是链轮，通过链条与曲柄摇杆机构的曲柄连接；摇杆上固定铲齿。2.1.3 工作原理在普通行驶过程中，第一轴动力驱动液压泵工作，将机身提升，使铲齿离地，正常行驶此时第二轴上的带轮空转；田间开始作业时，拨动离合器拨杆使第二轴上的带轮将动力传递给轴，通过链传动到达摆动机构，实现铲齿摆动，然后拨动液压换向阀使液压回路直接卸载，机身依靠自身重力下降，在下降的同时，依靠铲齿一边摆动一边铲土的动作破土到达指定深度，开启柴油机的倒车档进行收获作业。2.2 技术参数1）外形尺寸（长宽高）：2400mm1050mm1300mm；2）配套动力：8.813.5kW；3）工作幅宽：1000mm；4）挖掘深度：15cm；5）作业速度：1m/s；6）连接方式：插销铰接。2.3柴油机选型及计算2.3.1 配套动力的选用根据对机具的功率估算以及我国现有手扶拖拉机生产情况，拟选择东风DF-12手扶拖拉机，作为动力源，将动力通过带传动传递给作业机的第一轴。第一轴一方面驱动液压泵进行作业机的升降控制，另一方面作为作业机挖掘的动力来源。东风DF-12手扶拖拉机的主要参数如下：类别东风牌系列手扶拖拉机东风12型拖拉机型号东风12型 外形尺寸(长宽高)(毫米)26809601250轮距(毫米)800(常用) 740 640离地间隙(毫米)182结构重量(千克)345使用重量(包括旋耕机)(千克)475轮胎规格6.00-12行驶速度(千米/小时)前进1.4 2.5 4.1 5.3 9.4 15.3后退1.1 3.8发动机型号S195/ZS195额定功率8.8kW/12hp转速(转/分)2000/2200(选装)主要配套机具(选购)冷却方式蒸发水冷式1、100-640N型防滑轮2、1LS-220型双铧犁3、1LS-220Y型圆盘犁4、1LYQ-320型驱动圆盘犁5、8Y-80型喷灌机6、4GL-130型割晒机7、2BG-6A型条播机8、7C-1.5BH型拖车(液压自卸型)2.3.2 连接装置的的设计在生产过程中，原机型易损件之一就是机架与拖拉机的连接部件。原型机机架与手扶拖拉机的连接方式为螺纹连接的面接触（建模过程配图）。在直线行驶过程中，推力以均布载荷的方式施加在接触面上，能够平稳地将推力传递给机架；然而在转弯过程中，实际受力面积只有一半，且受到的是线性分布载荷，边缘位置受力最大。农具与拖拉机的连接方式一般分为悬挂式、半悬挂式以及牵引式等。由于本文的设计中拖拉机的配置方式，故提出一种新型的连接方式。（如下图）该连接机构主要是将原来的平面接触改为圆弧曲面接触，采用榫卯的方式，并用插销作为铰接点，使榫卯两部分能相对转动。主要特点是：1. 在直线行驶过程中，接触面增大，改善了受力情况；2. 在转弯的过程中，榫卯两部分能相对转动，和原型机相比，接触面受力情况不再是线性分布载荷，而是介于线性分布载荷与均布载荷之间的一种情况。这样的设计，需要考虑的问题是不能使榫卯之间相对转动的角度过大。根据其他连接方式的经验数据，相对转角应不超过10，故在榫头上下两面加上限位块来限定转角。2.4 传动路线设计及计算2.4.1 动力传递路线图2-2 动力传递示意图2.4.2 柴油机输出参数根据以上选用的东风DF-12柴油机的参数，可确定：发动机额定功率：P0=8.8kW；后退速度：3.8km/h。根据JB/T 7278-1994手扶拖拉机动力输出轴标准和GB/T 1592.1-2008农业拖拉机后置动力输出轴 1、2和 3型标准，可知其有1000r/min和540r/min两种转速。这里选用1000r/min。根据经验数据，在考虑了负载的情况下，柴油机除去行走所消耗的功率，输出轴的功率大约为额定功率的85%，即输出轴功率：P出=85%P0=7.48kW。2.4.3 各级传动设计计算根据GB/T 2778-1992农业拖拉机动力输出皮带轮、圆周速度和宽度标准，皮带轮圆周转速规定为161m/s，皮带轮传递功率和轮缘宽度应满足下表所列胶带宽度的要求：皮带轮传递功率/kW胶带宽度20100203015030451754560225查阅机械设计手册第一卷P1-5，可知，各传动副的机械传动效率：V带传动效率：1=0.96；滚动轴承传动效率：2=0.99；滚子链传动效率：3=0.96。传动装置动力设计由以上的分析可知，拖拉机输出轴功率P总=7.48kW，而正常作业工程中液压泵消耗功率很少，在此忽略（如不能忽略，再调整相应参数进行计算），因此可以计算出各轴的功率：P1=P总1=7.480.96=7.18kWP2=P112=7.180.960.99=6.82kWP2=P11=6.89kWP3=P223=6.820.990.96=6.69kW传动比分配(1）总传动比i总=1000/528=1.89(2)各级传动比分别设为i1、i2、i3，有i总=i1i2i3。由于总传动比不大，故各级传动比尽量均匀分配。链传动的传动比一般比带传动大。故各级传动比取为i1=1.2，i2=1.21，i3=1.3。一级带轮传动带传动，按照横截面形状的不同，可以分为平带传动、圆带传动、V带传动和多楔带传动。V带的横截面为等腰三角形，在带轮上有相应的轮槽。V带所允许的传动比大，结构紧凑，且大多少V带已经标准化，所以V带传动已经得到广泛的应用。本设计一级带传动使用普通V带传动。（1） 确定计算功率Pca以每天工作810小时计算，由机械设计（濮良贵著）表8-8查得工作情况系数KA=1.1，故Pca=KAP=1.17.48=8.228kW（2） 选择V带类型根据Pca，转速n1=1000r/min，选用B型。（3） 确定带轮的基准直径dd并验算带速v1） 初选小带轮的基准直径dd1。由机械设计表8-7和表8-9可取小带轮的基准直径dd1=140mm。2） 验算带速v因为5m/sv30m/s，故带速合适3） 计算大带轮的基准直径dd2=i1dd1=1.2140mm=168mm根据普通V带轮基准直径系列，选取标准值dd2=170mm（4） 确定V带的中心距a和基准长度1） 根据0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）计算，得217 a0120（6） 计算带的根数z1） 计算单根带的额定功率Pr由dd1=140mm和n1=1000r/min,查机械设计表8-4可得单根V带基本额定功率P0=2.08kW。根据n1=1000r/min，i=1.2和B型带，查机械设计表8-5可得P0=0.17kW。查机械设计表8-6的K=0.99，表8-2得KL=0.90，所以Pr=（P0+P0）KKL=（2.08+0.17）0.990.90kW=2.00kW2） 计算V带的根数zz=Pca/Pr=8.228/2.00=4.114取5根（7） 计算单根V带的初拉力F0由机械设计表8-3得B型带的单位长度质量q=0.170kg/m，所以F0=5001/Kzv（2.5-K）Pca+qv2=5001/（0.9957.32）（2.5-0.99）8.228+0.1707.322=180.55N（8） 计算压轴力FpFp=2zF0sin（1/2）=25180.55sin（176/2）=1804N（9） 主要设计结论选用B型普通V带5根，基准长度1370mm。带轮的基准直径dd1=140mm，dd2=170mm，中心距控制在a=465539mm。单根V带初拉力F0=180.55N。二级带轮传动本设计一级带传动使用普通V带传动。（1）确定计算功率Pca以每天工作810小时计算，由机械设计（濮良贵著）表8-8查得工作情况系数KA=1.1，故Pca=KAP=1.17.18=7.898kW（2） 选择V带类型根据Pca，转速n2=1000/1.2=833.3r/min，选用A 型。（3） 确定带轮的基准直径dd并验算带速v1） 初选小带轮的基准直径dd3。由机械设计表8-7和表8-9可取小带轮的基准直径dd3=132mm。2） 验算带速v因为5m/sv30m/s，故带速合适3） 计算大带轮的基准直径dd4=i2dd3=1.21132mm=160mm根据普通V带轮基准直径系列，选取标准值dd4=160mm（4） 确定V带的中心距a和基准长度1） 根据0.7（dd3+dd4）a02（dd3+dd4）计算，得204.4 a0120（6）计算带的根数z1）计算单根带的额定功率Pr由dd3=132mm和n2=833.3r/min,查机械设计表8-4可得单根V带基本额定功率P0=1.40kW。根据n2=833.3r/min，i=1.2和B型带，查机械设计表8-5可得P0=0.055kW。查机械设计表8-6的K=0.99，表8-2得KL=0.93，所以Pr=（P0+P0）KKL=（1.40+0.055）0.990.93kW=1.34kW2）计算V带的根数zz=Pca/Pr=7.898/1.34=5.89取6根（7）计算单根V带的初拉力F0由机械设计表8-3得B型带的单位长度质量q=0.105kg/m，所以F0=5001/Kzv（2.5-K）Pca+qv2=5001/（0.9965.76）（2.5-0.99）7.898+0.1055.762=177.8N（8）计算压轴力FpFp=2zF0sin（2/2）=26177.8sin（176/2）=2132.3N（9）主要设计结论选用A型普通V带6根，基准长度1250mm。带轮的基准直径dd3=132mm，dd4=160mm，中心距控制在a=377434mm。单根V带初拉力F0=177.8N。链传动链传动与带传动相比，无弹性滑动，传动效率高，与齿轮传动相比，适用于远距离传输，总体来说工作可靠，能用于恶劣的环境。传动链分为滚子链、齿形链等类型。滚子链一般用于传动系统的低速部分，可以承受较大载荷。第二轴的动力分为两部分，第一部分为驱动曲柄摇杆机构使铲齿进行摆动挖蒜作业，约占用总功率的65%，第二部分驱动输送链条用于输送挖起的大蒜到作业机后部，约占用总功率的35%。P3=6.69kW。挖蒜所需功率P蒜=P365%=4.35kW输送所需功率P输=P335%=2.34kW主动链轮转速n3=1000/（1.21.21）=688.7r/min传动比i3=1.3（1） 挖蒜链传动1） 选择链轮齿数取小链轮的齿数为z1=23，则大齿轮的齿数为z2=iz1=1.323=29.9302） 确定计算功率在机械设计上表9-6查得工作情况系数为KA=1.0，图9-13查得主动链轮的齿数系数为KZ=1.1，计算功率为Pca=KAKAP=1.01.14.35kW=4.785kW3） 选择链条的型号和节距因为Pca=4.785kW，n3=688.7r/min，且PcaPc，查图9-11，选择10A-1.查表9-1，链条的节距选为p=15.875mm。4） 计算链节数和中心距初选中心距为a0=（3050）p=（3050）15.875=476794mm。取a0=640mm。相应的链长节数为Lp0=2a0/p+（z1+z2）/2+(z2-z1)/2)2p/a0=2640/150875+(23+30)/2+(30-23)/2)215.875/640=107.16为了避免使用过渡链节，将链长节数圆整为偶数，取Lp=108。因为z1、z2比较接近，故链传动的最大中心距为amax=pLp-(z1+z2)/2/2=647mm5） 计算链速v，确定润滑方式v=n3z1p/(601000)=688.72315.875/(601000)=4.19m/s通过v=4.19m/s、链号10A-1，查图9-14，应该选用油盘飞溅润滑6） 计算压轴力Fp有效圆周力：Fe=1000P/v=10004.35/4.19=1038.2N链条倾斜布置，故取压轴力系数KFp=1.1压轴力大小为Fp=KFpFe=1.11038.2=1142N7） 主要设计结论链条型号为10A-1，大小链轮齿数分别为z1=23，z2=30，链节数为Lp=108中心距为a=647mm。（2） 输送轴传动1） 选择链轮齿数取小链轮的齿数为z1=23，则大齿轮的齿数为z2=iz1=1.323=29.9302） 确定计算功率在机械设计上表9-6查得工作情况系数为KA=1.0，图9-13查得主动链轮的齿数系数为KZ=1.1，计算功率为Pca=KAKAP=1.01.12.34kW=2.574W3） 选择链条的型号和节距因为Pca=2.574kW，n3=688.7r/min，且PcaPc，查图9-11，选择08A-1.查表9-1，链条的节距选为p=12.7mm。4） 计算链节数和中心距初选中心距为a0=（3050）p=（3050）12.7=383639mm。取a0=510mm。相应的链长节数为Lp0=2a0/p+（z1+z2）/2+(z2-z1)/2)2p/a0=2510/12.7+(23+30)/2+(30-23)/2)212.7/510=106.8为了避免使用过渡链节，将链长节数圆整为偶数，取Lp=106。因为z1、z2比较接近，故链传动的最大中心距为amax=pLp-(z1+z2)/2/2=505mm5） 计算链速v，确定润滑方式v=n3z1p/(601000)=688.72312.7/(601000)=3.35m/s通过v=3.35m/s、链号08A-1，查图9-14，应该选用油盘飞溅润滑6） 计算压轴力Fp有效圆周力：Fe=1000P/v=10002.34/3.35=698.5N链条倾斜布置，故取压轴力系数KFp=1.1压轴力大小为Fp=KFpFe=1.1698.5=768N7） 主要设计结论链条型号为08A-1，大小链轮齿数分别为z1=23，z2=30，链节数为Lp=106中心距为a=505mm。2.5转向方式设计及计算2.5.1 转向方案比较（1）牵引式农机的转向机构图2-3牵引式农机的转向机构示意图牵引式农机前两轮为拖拉机的两轮，后两轮为安装在机具上的两轮。转向由拖拉机两轮来完成。在转向过程中，四轮应围绕一个中心旋转（如左图）。事实上，从右图可以发现，四轮的中心不重合。在部分研究中，采用了转向梯形的方式。单拉杆式转向系统中，横拉杆和两根转向侧臂及前轴组成转向梯形，可以使四轮近似围绕一个中心旋转。图2-4 两种转向梯形（2）普通汽车的转向机构普通汽车转向机构以转向梯形为原理。在转向梯形前端，采用了转向器以及助力机构。常采用的转向机构主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式以及蜗轮指销式。助力装置一般为机械式液压助力和电子式液压助力。其结构较为复杂，是否采用还有待于比较。图2-5 液压转向装置（3）原型机转向机构如下是实物图。图2-6 4S-85转向机构其原理是方向盘的转动带动主动齿轮，经过中间齿轮，传递给不完全齿轮。其用3个齿轮的目的是为了保证方向盘的转向与车轮转向保持一致。通过不完全齿轮的转动，使车轮转向。从简图看出，不完全齿轮的轴线与车轮转向轴轴线不重合。在转向过程中，不完全齿轮轴线在空间的位置不变，车轮与地面的接触部分则在地上划过一道弧线。故在此过程中，接触部分需要克服摩擦力做工，大大增加了转向负担。（4）内外齿轮啮合转向机构内外齿轮啮合，以外齿轮带动内齿轮的方式。小齿轮与方向盘轴保持同轴，大齿轮与车轮转向轴保持同轴。优点是：1、结构简单。一组内外齿轮的使用就可以保证方向盘的转向与车轮转向保持一致，减少了齿轮个数；2、在空间的布局上更加紧凑，可以减少机身长度方向上的尺寸。 评测项目转向方式是否省力机构是否简单成本可更换性三齿轮传动（原形机）不省力简单低好机械转向装置（普通汽车）省力复杂高不好梯形机构（普通农机）不省力较简单一般不好直接转向（三轮车）不省力简单低好内外齿轮啮合省力简单低好综上，决定采用内外齿轮啮合转向机构。2.5.1内外齿轮啮合转向机构设计计算（1）确定齿轮类型、精度等级、材料1）按照设计方案，选用内外齿轮啮合传动方式，压力角取202）参考机械设计（第九版）（濮良贵编）表10-6，选用10级精度3）选用材料为40Cr，齿面硬度为280HBS（2）确定齿数和模数1）选小齿轮齿数z1=202）参照原机型，为了使转弯半径相对较小，试确定为最大转弯角度为左右各60；为了使转弯时，作业人员更容易将方向盘打到极限位置，试确定方向盘极限位置为左右各240；故传动比初步确定为u=240/60=4。3）z2=uz1=420=804）由于齿轮低速运行，不进行齿面解除疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度校核，同时考虑内齿轮的大小，选择标准模数第一系列模数m=1.5（3）确定齿轮的其他参数取压力角0=20，ha*=1.0，c*=0.25，=3.14，则齿距p=m=3.141.5=4.71mm分度圆直径d1=mz1=1.520=30mm d2=mz2=1.580=120mm基圆直径db1=mz1cos0=1.520cos20=28.1908mm db2=mz2cos0=1.580cos20=112.7631mm齿顶高ha=ha*m=11.5=1.5mm齿根高hf=（ha*+c*）m=（1+0.25）1.5=1.875mm齿顶圆直径da1=d1+2ha=30+21.5=33mm da2=d2-2ha=120-21.5=117mm齿根圆直径df1=d1-2hf=30-21.875=26.25mm df2=d2+2hf=120+21.875=123.75mm全齿高h1=ha1+hf1（见如何计算内啮合齿轮几何尺寸的探讨）齿厚s=p/2=2.355mm中心距a=(d2-d1)/2=45mm2.6挖蒜原理设计及计算2.6.1 挖蒜方案比较（1）国外的大蒜收获机作业过程中，机具前进方向与蒜行保持平行。进行双行或多行同时收获就必须保证分禾器的间距和蒜行间距保持一致。在该机具的相关设计中，为了保证通用型，分禾器间距可调，最小为40cm。根据国内大蒜种植情况，蒜行平均间距为20cm。（2）4DS-1000型大蒜收获机利用的是旋转刀具在地下不断旋转的运动切断大蒜根系，并将蒜头拱起的方式。直接切断大蒜根系，起蒜的效率非常明显，也比较容易伤及掩埋更深的大蒜。同时土下情况复杂，高速旋转的刀具一旦遇到石块较多的情况，非常容易崩刃。图2-7 4DS-1000型大蒜收获机转动布局图2-8 4S-6大蒜收获机机构简图（3）以上是4S-6型大蒜收获机，其采用的挖掘铲是长条状，配合摇臂能实现一边挖掘，一边摇动的复合运动。（4）本文以4S-6型长条状挖掘铲为基础，拟设计锯齿形挖掘铲，用曲柄摇杆机构带动，以增加碎土能力。 评测项目挖掘装置是否对行距有要求入土能力碎土能力是否易坏国外大蒜收获机有强不易损坏4DS-1000型无弱低易损坏4S-6型无较弱强不易损坏锯齿状无强强不易损坏2.6.2 铲齿设计计算（1）铲齿的设计锯条型铲齿的参数主要有铲刃斜角、铲刀与地面的倾角以及铲刀的宽度B。1） 铲刃斜角：铲刃上不应积土，必须要有比较大的斜角，经相关优化设计实验，2选为1602） 倾角：倾角应小于22，倾角越小，机具在作业过程中所受阻力越小。按照类似机具的经验数据，取为153） 宽度B：取为60mm另外，铲齿上锯齿的形状为等边三角形，尖角部分为防止崩刃，以小半径圆弧代替。（2）挖掘铲振动频率和幅度的设计前苏联的农业机械制造研究所的相关资料表明，挖掘铲的每分钟摆动次数宜为507625之间；美国方面对振动铲性能进行研究试验后，认定为每分钟摆动450次比不振动时阻力减少一半，超过这个频率，阻力基本保持不变。所以，初步选定振动频率为528次/min。根据筛子的振动原理，振幅f有下式： 即 取g=9.8,其中安装用角15振动方向角12.5K0=cos15/sin12.5=4.4因此，4.4得到23.9mmf50000工作压力p/Mpa0.811.522.53344557还有一个重要的参数是最大流量，可以根据皮带轮输出到液压泵的功率计算得到。3.3拟定液压系统原理图3.3.1 液压回路的功能通过对液压系统的工况分析，所设计的液压机构对稳定性有较大的要求，主要体现在换向的时候。因此，需要选择蓄能器等一些元件。在压力达到合适的值时，液压泵需要卸载。另外，所设计的液压系统应该结构简单、安全可靠、尽量减少能源的消耗，并且经济实惠。3.3.1拟定液压系统原理图通过以上分析，综合考虑，提出以下的设计方案：图3-1 液压系统原理图普通行驶过程前，需要作业机进行提升，三位四通换向阀5处于右位，油液从右侧进入，柱塞向左运动；进行挖蒜作业时，换向阀5处于左位，油液从左侧进入液压缸，同时在自重的情况下，作业机会快速下降到指定位置，然后位于第一轴上的离合器便和与液压泵相连的带轮分开，液压泵停止工作。在换向阀换向的时候，油路内油液易发生扰动，压力可能发生骤减。在进油路上加设单向阀2，并且加上蓄能器4，能保证在换向过程中，即使发生上述不稳定的情况，蓄能器也能在第一时间对油路进行补压作用。另外单向阀2、蓄能器4以及溢流阀3的组合实现了卸荷功能。在进油路油压达到溢流阀3的标定压力时，油液经液压泵，通过3直接流回油箱，而不会影响到单向阀以上的油路，从而实现可靠平稳的卸荷3.4液压缸的设计、计算和校核其他未知的参数需要根据工作压力以及流量来进行计算。整车质量的估算值大约为500kg。为了简化计算，同时也为了操作人员控制方便，整个过程不再详细分析减速、制动过程，不加入变速回路。拟定：活塞杆上升行程为200mm，转向升降装置与竖直方向呈10动摩擦系数fd=负载分析工作负载a重力负载：FL= FGcos10=5000cos10=4924Nb摩擦阻力：Ffd=fdFGsin10=0.15000sin10=86.8Nc 密封阻力密封阻力放入机械效率中考虑，取机械效率m=0.9则液压缸推力F =（FL+Fd）/m=5568N3.4.2初定液压缸尺寸a. 选定液压缸工作压力按表3-1，选定工作压力p1=1.2MPa。b. 计算液压缸尺寸选用单杆式活塞缸，A1=2A2。工进阶段，液压缸的推力计算公式F/m=A1p1-A2p2hm液压缸机械效率 A1液压缸无杆腔的有效作用面积 A2液压缸有杆腔的有效作用面积 p1液压缸无杆腔压力 p2液压缸有杆腔压力因无需设置背压阀，故p2=0则A1=F/（p1-1/2p2）=5568/（1.2106）=46.4cm2D=4A1=446.4=7.69cm按标准值取D=80mm活塞杆直径d=D2=0.707D=5.656cm按标准值取d=56mm则液压缸实际有效面积为：无杆腔：A1=D2/4=802/4=50.27cm2有杆腔：A2=（D2-d2）/4=（802-562）/4=25.64cm23.4.3计算流量、速度根据液压泵的最大工作压力计算方法，液压泵的最大工作压力可表示为液压缸最大工作压力与液压泵到液压缸之间压力损失之和。一般p损=0.20.5MPapp=p+p损=1.5+0.4=1.9MPa泵的输入功率P即为第一轴通过带传动传到液压泵的功率，为P2=P11=6.89kW。取泵的总效率为0.75，则实际输入流量为qp= P2p/pp=6.891030.75/（1.9106）=2.7210-3m3=2.72L/s设工进阶段流量为q，在总流量的计算时应考虑泄漏量。泄漏量按照工进阶段流量的0.1来计算，则总流量为qp=1.1q故工进阶段流量为q=qp/1.1=2.72/1.1=2.47L/s在工进阶段，有q=AvA进油腔的面积v工进速度故工进速度v=q/A=0.49m/s3.5液压元件的选用（1） 通过计算得出各元件工作时的流量后，选择元件的具体型号；（2） 确定油管。选定液压泵后，液压缸的工进速度、时间以及流量就与前面计算的数据不尽相同了。需要重新计算流量、流速。通过公式计算得油管直径，并圆整为标准值。在此不赘述。（3） 油箱的