振动筛式花生收获机设计和实现 机械制造自动化专业

1、振动筛式花生收获机设计摘 要花生是优质食用油的主要原料，又名落花生，同时也是一种主要的蛋白质资源，具有许多加工产品和较长的产业链。它现在已经成为农产品和农业植物重组的重要增长和出口产品。花生产量在消费和出口结构不断调整与优化的不断刺激下，实现了跨越式发展。但是，国内花生机械化生产发展滞后的情况已经迫在眉睫，对于机械化生产机械的需求也是日渐增大。目前，它主要依靠手工工作。由于本人能力有限，本次设计主要从振动筛式花生收获机的工作原理入手，进行关键部件和收获机结构的设计，并进行主要部件的工作参数的计算。本花生收获机主要由挖掘铲，偏心轮，振动筛，带轮，传动装置和连杆等组成，在小型拖拉机的辅助下，能够得

2、到牵引，其功率为11到13.2kw。每次都能够收货到2排花生，而且能够把挖出的花生进行移动，使其到振动筛。最后，花生粕倒伏的工作原理是通过传送带实现的。该花生收获机能够做到安全运行，实现高效的清土操作、较小的掉果几率等特征，它的净生产速度能够大于或等于0.1 hm2/h。关键词 振动筛；收获机；机械化；花生The Design of Peanut Harvester Vibrating SieveAbstractPeanut is the main raw material of high-quality edible oil, also known as groundnut, and it

3、is also a major protein resource, with many processed products and a long industrial chain. It has now become an important growth and export product for agricultural and agricultural plant reorganization. Peanut production has achieved great-leap-forward development under the constant stimulation of

4、 continuous adjustment and optimization of consumption and export structure. However, the lagging development of domestic mechanized peanut production is imminent, and the demand for mechanized production machinery is also increasing. At present, it mainly relies on manual work.Due to my limited abi

5、lity, this design mainly starts with the working principle of the shaker-type peanut harvester, designs the key components and the harvester structure, and calculates the operating parameters of the main components. The peanut harvester is mainly composed of an excavating shovel, an eccentric wheel,

6、 a vibrating screen, a pulley, a transmission device and a connecting rod, etc. Under the assistance of a small tractor, it can be hauled, and its power is 11 to 13.2 kw. Each row can receive 2 rows of peanuts, and can move the excavated peanuts to the shaker. Finally, the working principle of lodgi

7、ng of peanuts is achieved by conveyor belts. The peanut harvester can achieve safe operation, achieve high-efficiency clean soil operations, and a low probability of falling fruit. Its net production rate can be greater than or equal to 0.1 hm2/h.Keywords vibrating screen, harvesting machines, mecha

8、nization, peanuts.目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364156 摘 要 PAGEREF _Toc515364156 h I HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364157 Abstract PAGEREF _Toc515364157 h II HYPERLINK file:/D:

9、qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364158 第1章 绪论 PAGEREF _Toc515364158 h 1 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364159 1.1 研究的目的和意义 PAGEREF _Toc515364159 h 1 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿

10、.doc l _Toc515364160 1.1.1 中国花生生产现状 PAGEREF _Toc515364160 h 1 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364161 1.1.2 中国花生种植方式 PAGEREF _Toc515364161 h 3 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364162 1.1.3 花生生产机械化现状 PAG

11、EREF _Toc515364162 h 4 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364163 1.2 研究目标与内容 PAGEREF _Toc515364163 h 5 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364164 1.3 本章小结 PAGEREF _Toc515364164 h 5 HYPERLINK file:/D:qq%20pri

12、vate%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364165 第2章 花生收获装置的设计原理 PAGEREF _Toc515364165 h 6 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364166 2.1 设计原理 PAGEREF _Toc515364166 h 6 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.do

13、c l _Toc515364167 2.2 设计依据 PAGEREF _Toc515364167 h 6 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364168 2.3 设计方案的选择与分析 PAGEREF _Toc515364168 h 7 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364169 2.4 总体设计简介 PAGEREF _Toc51536

14、4169 h 7 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364170 2.5 作业原理 PAGEREF _Toc515364170 h 8 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364171 2.6 本章小结 PAGEREF _Toc515364171 h 8 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files45344

15、0937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364172 第3章 收获机主要参数确定 PAGEREF _Toc515364172 h 9 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364173 3.1 主要参数确定 PAGEREF _Toc515364173 h 9 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364174

16、 3.2 花生收获机的功率计算 PAGEREF _Toc515364174 h 9 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364175 3.3 挖掘铲的主要参数的确定 PAGEREF _Toc515364175 h 10 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364176 3.3.1 入土角 PAGEREF _Toc515364176 h 10

17、HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364177 3.3.2 铲面长度 L PAGEREF _Toc515364177 h 12 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364178 3.3.3 铲刃斜角 PAGEREF _Toc515364178 h 13 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440

18、937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364179 3.3.4 铲面宽度B1 PAGEREF _Toc515364179 h 14 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364180 3.3.5 铲面离地表最高距离h PAGEREF _Toc515364180 h 14 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515

19、364181 3.4 带轮及带的主要参数确定 PAGEREF _Toc515364181 h 15 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364189 3.5 平行连杆机构的主要参数及行走轮的设定 PAGEREF _Toc515364189 h 16 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364190 3.6 本章小结 PAGEREF _Toc5

20、15364190 h 17 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364191 第4章 轴的相关计算与校核 PAGEREF _Toc515364191 h 18 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364192 4.1 凸轮上作用力大小 PAGEREF _Toc515364192 h 18 HYPERLINK file:/D:qq%20priv

21、ate%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364193 4.2 轴承上轴承的支反力及主要截面弯距 PAGEREF _Toc515364193 h 19 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364194 水平面上轴承的支反力及主要截面的弯距 PAGEREF _Toc515364194 h 19 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv

22、6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364195 截面处垂直面和水平面的合成弯距 PAGEREF _Toc515364195 h 19 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364196 按弯距合成应力校核轴的强度 PAGEREF _Toc515364196 h 19 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364197 4.3

23、轴承的选择与寿命计算 PAGEREF _Toc515364197 h 20 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364198 4.4 本章小结 PAGEREF _Toc515364198 h 21 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364199 第5章 花生收获机的设计总结 PAGEREF _Toc515364199 h 22 HYPERL

24、INK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364200 5.1 收获机相关部件的润滑 PAGEREF _Toc515364200 h 22 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364201 5.2 设计所用到的工具 PAGEREF _Toc515364201 h 22 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files45344093

25、7filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364202 5.3 装配 PAGEREF _Toc515364202 h 23 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364203 5.4 本章小结 PAGEREF _Toc515364203 h 23 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364204 结论 PAGERE

26、F _Toc515364204 h 24 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364205 参考文献 PAGEREF _Toc515364205 h 25 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364206 致谢 PAGEREF _Toc515364206 h 26 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files4

27、53440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364207 附录A PAGEREF _Toc515364207 h 27 HYPERLINK file:/D:qq%20private%20files453440937filerecv6.5花生收割机标记版终稿.doc l _Toc515364208 附录B PAGEREF _Toc515364208 h 31绪论研究的目的和意义花生不仅是一种主要的蛋白质资源，同时也是一种高品质的油料作物，油料作物中花生的出油率远高于其他油料作物，出油率高达45%-50%，具有多种加工用途和较长的产业链。我国作为世界上最大

28、的花生油消费国，花生现在已经成为我国农产品和农业植物重组的重要增长和出口产品。但是，在科技领先，发展迅速的当前，国内花生机械化生产发展面临着严峻考验，全面改观已经迫在眉睫，对于机械化生产机械的需求也是日渐增大。目前，它基本都借助手工来完成操作。中国目前对于花生机械化采收设备以及技术也有了更多的诉求 1。在其他经济较好的国家，它们的花生收获设备以及技术得到了长时期的发展，投入成本较多，也遥遥领先于中国。虽然中国花生机械化收获的发展较早，但速度很慢。随着农用机械一步步向着智能化，机械化方向发展，花生收获机的研发也步入了一个全新的时代。能实现自动挖掘、清理附着在花生上的土壤、以及铺设功能的花生收获机

29、，具有自己供能、设计简单、机器成本低廉等优点，就目前中国农村经济状况而言，具备较多的市场需求。不过长时间以来，因为不具备对花生机械化系统的研究，机械化采收中的技术问题，如适应性差、损失率高等，尚未得到很好的解决。花生栽培历史悠久，面积大。凭借其独特的优势，花生在世界油料生产和国际贸易中的地位仅次于大豆。在世界大多数国家都有花生的种植与生产，作为全球领先的花生生产国和花生消费国，我国也是花生出口量最大的国家。按照联合国粮农组织发布的信息可以，世界范围内的花生种植规模在10年来，从1960年的1.66千万hm2提高到1970年的1.87千万hm2，而且还在连续的增长中。由于花生种植技巧的进步，花生

30、的产量也再逐年上升。在1988年的时候，它的数值又得到了提高，即22.5亿kg，这是一个新的产量记录2。中国花生生产现状从1990年到现在，由于中国农业结构的持续优化，花生的经济效益以及综合性能都得到了持续的提高。1996年，花生种植规模仅仅300百万hm2，到2002年的时候，便发展成了400百万hm2；1996年，它的总产量是10亿kg，到2002年的时候，便成了14.8亿kg；1996年，它的单产量是2800kg/hm2，到2002年的时候，它的单产量是3010kg/hm2；1996年，一共有3000万的花生原料出口量，到2002年的时候，一共有7700万的出口量，这都是按照荚果内花生仁

31、为计算指标的；1996年，一共有七十二个出口地区以及国家，到2002年的时候，这个数值变成了一百零八；1996年，一共有2.22亿美元的外汇额，到2002年的时候，增长为了4.49亿美元。对于中国而言，花生是关键的一个油料以及经济作物，在全球范围内都有较多的种植面积，第一名是印度，第二名就是中国，总产量居世界第一位，如图1-1所示。图1-1 中国花生生产趋势图花生具有广泛的适应性。我们对2002年的情况进行分析，在整个中国的范围内，花生种植规模为4920000hm2，总产量达到了14.8亿kg北方产区一共存在3270000 hm2的种植规模，生产量达到了11亿 kg，在整个中国占据的份额是66

32、.5%以及74.1%。在对每个省市的情况进行收集后可知知道，一共有十三个国家的中国规模是大于10000 hm2的，包括河南、山东、以及河北等区域。在这其中，具备较快种植规模提高速率的分别为山东，河南，安徽和湖北。分别占全国总产量的24%，22%，10%和8%。虽然国内花生生产地区的发展水平相差不一，但花生作为我国主要的油料原料，其种植和生产的发展是显而易见的。第一，中国在种植花生方面存在较多的经济收入；第二，在参与市场竞争的时候，存在比较多的价格优势。自从成为世贸组织的一份子以后，其他国家的大豆、玉米、以及小麦等包含大量机械化元素的农作物都慢慢地在中国引进，对中国的本土市场产生了影响。不过，因

33、为花生种植需要众多的劳力，因此使得中国在在这方面还是存在较好的全球竞争力。比如，2002年，国内市场花生的价格为3.6元/kg到4.7元/kg。在相同的时间里 ，全球市场的价格区间是6.3到6.8元/吨。这意味着中国还具备较多的花生产生提升空间 3。中国花生种植方式中国花生有 HYPERLINK /item/%E6%98%A5%E8%8A%B1%E7%94%9F t D:qq%20private%20files453440937filerecv_blank 春花生、麦套花生、夏花生和秋花生之分，种植方式大致也可以分为两种：裸地栽培和地膜覆盖。裸地栽培即花生种植的传统方法。根据整地方法将两种栽培

34、方式进一步分为以下三种：1平作平作，（即平地开沟或开穴）是一个种植方法，大多数都在南方旱地薄地以及北方等区域进行使用，目的是为了种植花生。如果坡地或者旱地无法得到充足的灌溉，并且不具备较好的土壤肥力，土壤不能很好地保存水分，水分很容易流失。平作有利于对抗旱期危险并争取全苗，降低全部的工作量。2垄种就垄种而言，它经常是在北方肥田使用的一个种植方法，能够具备较大的产量。在平原区域、排水灌溉比较充足的区域，这个方法能够帮助花生进行科学地密植，还能帮助其得到有效的收刨，不存在较多的烂果现象，并且还能够帮助田间实现透光，从而完成高产的目标。播种前在整地准备时需要起垄，在山脊上开沟或露天种植。但是该方法易

35、跑墒，而且花生种植密度也会受影响。3高畦种植对于南方区域而言，在处于春季的时候，有较多的降水，为了能够进行灌溉以及排水，避免花生田出现积水现象的一种种植方法。在华北春季和秋季花生种植期间，降水普遍较少，不存在较高的气温，不存在很长的无霜期。为了可以提高花生的产量，中国权威生产组织对花生的种植方法进行了创新，借助了花生覆膜的措施，这个措施的优势在于能够升温，防雨，防涝等，并且还能够降低苗期管理期间所需要的工作量。为了提高产量，提高花生抗灾害能力，地膜覆盖新兴起来，并且得到广泛应用，这使得寒冷地区，或倒春寒，或春季干旱无雨不方便浇灌等不利于花生种植的问题得到了解决。可以说地膜覆盖这种利于行的技术开

36、创了我国花生种植新的时代，增产的同时，保证了土地的优质化。 目前，花生地膜覆盖技术已经在华北，东北等地广泛应用，产量大幅提升，经济效益显着，也因此受到广大农民欢迎。不过花生覆膜播种花生措施在对花生产量进行增加的同时，却导致了“白色污染”的出现。现在常见的塑料膜一般是高分子化合物，它的组成成分包括聚氯乙烯等，它们都特别不容易被降解，甚至于能够在四百多年里都持续存在。如果残留的地膜一直在田间，就会很大程度上减小土壤的肥沃度以及渗透度，还会造成植物水分不能被充分地吸收，减慢了根系的成长速度，对农业生态环境造成了特别不良的影响，这些都导致农作物的品质以及产量得到了降低 4。花生生产机械化现状在生活水平

37、日益提高的今天，花生油等食物制品深受人们的青睐，因此花生种植规模得到了持续的增加。现在，很多农村劳动力都往城市移动，花生种植生产是否能够提高机械化水平这一个难题亟待解决。科技兴农需要机械化的支撑，而花生收获机的技术革新，是解决农村人力少，操作简便，提高工作效率的先决条件。西方等经济较好的国家慢慢地完成了花生收、以及种等整体工作的继续恶化改造，特别对于收获时期而言，已经达到了联合收割的标准，综合了本国的土壤特点，在大规模种植、机电一体化作业等方面都取得了极速的进步。某些经济条件较好的国家还会持续提高农业机械的科技领先水平，使其包含更多的精密性以及高科技性，由此农业机械自身存在了更多的智能性。在其

38、他国家花生播种机械化技术取得了较为长期的发展。中小型拖拉机的特征是存在很多的占有量。因此这种类型的机械一般都是借助小四轮小四轮拖拉机来进行相关的牵引操作，客服了蓄力以及人工劳动强度大、生产效率低的问题。近年来，一系列多功能花生播种机已广泛应用于花生生产领域。相比下，中国花生收获机械化程度较低，这些都很大程度上阻碍了花生产业的进步以及发展。现在，在对花生进行收获的时候，一般都是借助人工、蓄力或半机械化（如拖拉机运输挖掘铲等）完成的。不过完全照搬其他国家的收获机类型并不完全贴切中国的实际情况，往往存在较多的耗电量、低运行效率等问题。未能构建一个较大规模的使用以及生产情况，这些都造成中国的花生机械收

39、货设备没有取得应有的发展，跟一些经济较为发达的国家相比还有很多不足之处。归纳可知，目前中国因为不具备先进的花生采收方法，因此造成了很多不同的问题，主要体现在如下内容： 1.在较长的时间阶段里，在完成花生收获的时候，都是借助手工实现的，存在较高的劳动强度，并且效率很低下。按照初步的预估可知，在花生生产的全部阶段里，花生采收耗费了特别多的时间，超过了全部过程的1/3。最近几年来由于农村劳动力的持续迁移，造成了上述矛盾的日益凸显。2. 现在的花生收获，不管是通过蓄力、人力，或者是机械操作，都不是一次能够将所有工作做完的，必须要经历多个过程以后才能实现预期目的。第一步是从土壤中挖出花生并用手去除土壤，

40、而这种生产方式会损失较多英果，而且大部分情况损失的英果都会埋在地下，而为保证产量或者说不造成浪费，需要二次复收，损失劳动力，生产成本高，降低了工作效率。3. 花生的收获季节正值“三秋”繁忙之时，劳动力紧张的时候。据研究人员在山东莱阳市进行的一次农村实地考察中，花生从一般的沙质土壤（仅花生挖掘和除土）中收获，一个劳力每天工作8h，可收获花生4.610-4hm2；借助畜力或简单的机械辅助，能够收获的花生规模只有0.13至0.2hm2。因此，设计开发一种耗费人力少，可操控性的满足中国农村特点的一个花生收获装置，从而来更好地开展相关工作，这是增强中国花生生产机械化能力的重点。研究目标与内容在我国农村，

41、与中小型拖拉机配套的花生收获机应用广泛，尤其适用于中国农村分散式种植生产，这使得中小型拖拉机相匹配的花生收获机很大程度上实现了既定目标，在对花生收获机的各种技术特征进行分析以后，找到了不同于以往的结构设计措施以及具备较大实践意义的操作手段，在对花生植株不同区域的具体生长情形和所处土壤特征进行熟知的前提下，对结构以及传动机理进行了完善。除此之外，对机器工作元件的阻力、运动特点和对花生和植物施加作用力的方面进行深入研究，进一步证实该机器的可操作性和可行性，大大提高工作的有效性。研究的大体内容包括：1. 它的主旨是完成花生的分离以及振动挖掘操作，这是借助平行连杆机构完成的，而且采取了不同于以往的机构

42、，借助工作部分完成两项功能。为了最小化功率消耗和收割装置的整体尺寸;2. 在对不一样花生种类进行分析后可知，能够依据不一样的土壤条件和区域，对工作部件以及传动部件结构进行完善，从而让它们具备最好的运动以及结构参数。 本章小结本章主要介绍了花生收获机的设计背景与目的。我国作为一个农业大国，花生是我国重要的经济组成部分，设计一种高效的花生收获机可以有效提高我国花生的生产效率，有效缓解我国农村劳动力流失的问题。同时大体上介绍了他国对于花生的种植情况，更加说明了本设计的重要性。花生收获装置的设计原理设计原理当前中国对于花生收获机的相关研究开始没多久，还有待于发展以及研究，并且相关的机械的普及应用还需假

43、以时日。由于中国农村所具有特性，例如东西部的地貌差异，以及不同地区农民的经济承受能力，以及对于产品以及技术的需求均有所不同，这就使得在以后相当长的时期中，国内的花生收获机械均以小型设备为工作重心，需要加大力度进行相关研究工作以及推广工作。随着科学技术的不断发展进步，科技兴农的不断深入，农业技术革新势在必行，花生采收技术当然不例外。花生收获机以牢固的理论为基础，融入新的理论和学术研究，制造出适用于我国农业技术的可行性，可操作性的机械至关重要。鉴于中国的农业仍然处于发展设时期，并且花生收获机械的相关研究还需进一步的研究，但是进展还有待提高，而通过农业技术工作者的试验生产和检测，记录并非详尽，所以，

44、应该加大力度晚上相关的理论、原理，使得机械结构更加优化，甚至于相关的报告总结工作迫在眉睫。从而加深理论构建，提高学术价值，构建多样性能优良的小型农用机械，进而推进中型以及大型农用机械的需求量。收获机械的高效运行，方可到达花生种植户的需求，使花生种植业者购买机器的积极性提高，为提高农业生产者的工作效率奠定了基础，为我国科技兴农助力。因此，需要综合相关理论以及经验，进而促进中国的农业机械的发展，进而保证农业机械迈入现代化农业生产的行列，确保农用机械达到性能优良、操作性灵活，进而使得广大国内花生种植者和市场的要求，这个正是花生收获机械的主要研究方向。设计依据1适合中国国情由于国内的农村特点为：农村人

45、口较多、人均土地面积较低以及经营劳动相当分散。因此需要综合考虑当前时期中国农业的具体状况，花生收获机械的设计工作应当放在小型机械方向。 2作业可靠、减少收获损失根据山东省地方标准-农业机械作业质量花生机械收获和山东省质量监督局发布的农艺要求，花生收获机械的指标要求如下： 配套动力:11-13.2kW小型四轮拖拉机生产率:0.10.13hm2/h损失率:3%荚果破碎率:1%3结构紧凑，降低成本鉴于提高花生收获机械的发展水平，同时为了向花生种植者推广，考虑到目前中国绝大多数花生种植者的实际经济承受能力，需要深入优化机械的机构减少成本，同时确保相关机械、组件的性能以及质量达到实际的需求，让大多数农民

46、能够承担并使用它。设计方案的选择与分析通常而言，当前国内的花生收获机械基本上采用挖掘铲以及抖动结构。在1970年左后，从美国引入上述组合后，这种组合得到广泛的欢迎以及使用，并被消化吸收。但该装置收获的高损失，花生蔓铺放杂乱，不方便的人工采摘5，使其并不适合我国国内花生种植收获现状。本次所设计的花生收获机械使用了不同以往的设计思路，充分运用挖掘以及土与花生分开的技术，进而可以来实现降低功耗、体积和收获损失。此外，本次设计的机械动力充足、操作结构科学，能够确保机械高效运行，此外机械的调整便捷，可以适用与不同的土质与地形 6。由于大部分花生的栽培方式是垄作，且大部分分两垄，故设计的挖掘装置为两个挖掘

47、铲，以满足大部分花生种植者的种植方式。为了减小设备的结构尺寸，土与花生的分离结构与挖掘结构相连，利用抖动挖掘结构进而可以将土与花生分离 11。所以，本次设计的重点应当放在如何确定分离结构以及传动结构这两个方面。总体设计简介本次设计的机械主要构成部件包括挖掘铲、偏心轮、传动装置等。其中，挖掘铲的主要功能是将花生的根切断、挖土、把泥土和花生传送大清理部件中。该组件的设计指标包括降低阻力，挖掘深度可控、具有较好的硬度、具有一定的自清功能、破碎土体能力强以及制造简单。本次设计使用整体整体单铲式平铲，后端采用碎土格栅，进而可进一步提高碎土的能力，挖掘铲主的材料使用优良的合金钢材。当前花生收获机械的基本上

48、使用两种形式，即振动提升链和振动筛，后者在清土能力方面胜过前者，并且机械机构更加优秀，损伤率低的优点。但是，相比振动提升链的设计，振动筛式清土装置整体振动更大。考虑这种设计，使用振动筛式清土装置。为了便于将花生放置在远离未收获区域，振动筛被设计为向下倾斜。振动筛通过机架两侧的连杆与框架连接，通过带轮传递的动力使偏心轮转动，通过偏心轮的作用进而驱动摇杆运行，进而使得振动筛工作，并且驱动设备上设置了平衡块，使得运行更加平稳。传动结构采用组合传动设备，进而可以把拖拉机的动力分别输送到横向切割机和丝网传动装置。在设备的两侧配备了直径为405毫米，宽度为200毫米的充气橡胶行走轮。作业原理本次设计的花生

49、收获装置，需要拖拉机与收获机一起向前作业，挖掘铲与地面成一定夹角，插入土地（挖掘深度通常为100-150毫米），进而可以切断花生的根系，然后把泥土以及花生同时运输到震动筛中。接下来，通过振动筛的往复震动作用，使得大部分泥土、砂砾均与花生分离，进而完成分离泥土的工作。并同时把花生与少部分无法分离的泥土一起传输到收获装置中，进行铺放，最后经过晾晒后收集即可。收获机械中，行走轮在机架后侧固定，并且设置了一些定位孔，进而可以使得行走轮具有高度可调的功能，此外还能够确保挖掘铲的作业角度以及入土深度。该机械的的优点如下：震动分离装置的性能优越，条铺效率高、收获效率稳定、可靠性高、损失率低；此外，在偏心轮与

50、振动筛中采用了自平衡的设计，进而具有分离泥土与运输的一体化功能，并且工况平稳等特点，保证了机器运行的安全；然后可以调节行走轮的安装高度，进而可以调节收获机的挖土深度以及角度，达到完好无损的收获目的，操作简洁。另外，牵引装置使用的拖拉机，当前大多数种植均有这种拖拉机，无需额外购买适应性好，成本低，工作效率相比徒手有了大幅度提升。本章小结本章主要提供了一种花生收获机的设计方案，并粗略介绍了该方案的工作原理与设计理念。设计方案的确定符合我国国情和农民需求，考虑到农村消费水平，设计成本较为低廉而且配套动力采用国内农村较常见的小型手扶拖拉机。可以在较低的成本下有效提高我国农村花生生产率。收获机主要参数确

51、定主要参数确定要设立合理的花生收获机相关技术参数，需要采用双排振动马铃薯挖掘机的方法，即其功率的原理，该设备适用于额定功率为的农用型拖拉机，通过一次运转可以得到两垄的回报，其预估的生产率范围在之间，作业的效率根据不同垄的行距宽度会有所改变，在宽度设定为550mm，铲刃的宽长设定为430mm的情况下，选择与振动筛夹角及提升角协同的原理来设计，将挖掘产的如图角度设定为25度。挖掘深度范围从以前的100毫米变更为150毫米，这是通过调整框架上行走轮的在垂直面上的装置位置来完成的。振动筛组的功能是通过偏心轮转动来实现的，其中偏心轮的偏心距离设定为1厘米。花生收获机的功率计算花生收获机总共需要的功率可以

52、分成三个模块来计算：挖掘装置运动功率，振动筛振动功率，机械传动间消耗功率 。 （3-1） （3-2） fK；aB地轮N； N； N； （3-4） （3-5）式中： 则花生收获机所需的总功率为：=8.1kW （3-6）所以，需要功率在8800W及以上的四个车轮的拖拉机来成为配套的辅助动力。因此一个功率在11到13.2kW的拖拉机能够作为配套辅助动力。经过对于收获机动力传送部分其工作技能的研究，修正其参数，得到该动力传送部分其参数的主要关系式，分析得到其工作规则，并为继续深入分析奠定坚实的理论基础。挖掘铲的主要参数的确定三角形状的平面铲，其相关数据见图3-1，包含铲面的长度L、入土角、铲面的宽度B

53、等。图3-1 挖掘铲的结构参数入土角收获机挖掘铲的入土角度与掘土性能成正比，角度越小则性能越低，铲上的土壤传输速度越快其遗漏的土壤也越少；反之，当入土的角度变大则其性能也更好，但其阻力也越大，土壤向后移动的速度变低，还容易造成土壤的堆积。机器朝前方工作时铲上土壤的受力情况见图3-2。根据达朗伯理论可以得出土壤后移需满足的关系，如式（3-7）所示： （3-7）图3-2 铲面受力分析RT；G; 简化（3-7）式得： （3-8）图3-3 入土角与阻力P和入土长度L1的关系如式（3-8）所示，牵引阻力P和铲的入土角度为正切函数相关，当土质不同时，收获机入土角度的改变会影响到阻力P的大小，其关系见图3-

54、3。在摩擦角比较小的时候，曲线的变化较为缓慢，摩擦角不断增大则曲线越来越陡，这表明入土角度变化对阻力P的影响在重质土壤中要比轻质土壤更大。当入土角度比较小的时候，阻力P的变化率较低，当入土角度大于等于25度后，牵引阻力P的变化就变得明显起来，所以收获机的入土角度适宜范围在25度及以下。铲面长度 L挖掘铲面长度L能够分成入土部分的长度L1和暴露在地面以上的长度L2这两部分。其铲面长度公式见图3-2所示： （3-9）式中：H 花生荚果通常会在地面往下100毫米的位置萌发，设定挖掘深度H为120毫米，入土的长度L1随着角度改变的曲线见图3-3，伴随入土角度的变大，其入土长度L1会变小，反之则变长，收

55、获机的入土性能降低并且总体的结构较为松散，通常情况下设定入土角度在15度以上，这里将其设定为25度。根据公式（3-9）可以得到：收获机挖掘产暴露在地面上长度L2是掘出物运往分离装置的必经之路，掘起的土壤在这一段铲面会变得松散且耗掉动能，因此L2要尽可能的短，以方便土壤在铲面上一经堆积就可以运送到分离装置内。暴露在地面上长度L2可以通过能量守恒定律来计算。将掘起物的质量设定为m，在L2部分起始点A的运动速度设定为VA，其运动至B点时的运行速度为VB，掘起物从点A垂直运动至点B时，其所需的动能是掘起物克服地球引力G、摩擦力f所产生的功的总和，根据热力学第一定律可以得出： （3-10）式中： （3-

56、11）根据公式（3-11）可以得到，当速度VA变大时，L2也会随着变大，且其速度很快，这样以来有助于加快土壤的运动。因此在设定L2时要考虑到运转的档位。一旦入土角度比较大则L2就要取的较小。此外L2还会随着摩擦力的变大而减小，因此在设计挖掘铲的过程中，要在减小摩擦力的同时避免土壤的堆积，需要在挖掘铲的入土及暴露部分增加栅条结构，来辅助土壤的向后移动及分离。因此综上所述可以对L2取值为266毫米。铲刃斜角在挖掘铲的运转中，挖掘铲能否使根蔓断裂及其能力大小取决于铲子刃端的斜角。在倾斜角度很大的情况下，根蔓易环绕并在铲刃处结团；在倾斜角度很小的情况下，根蔓不容易断裂还会发生滑落脱离现象。铲刃划切受力

57、的分析可见图3-4：图3-4 铲刃划切的受力分析从图3-4可见，设定为根蔓、土面、铲刃之间的摩擦角度，P为挖掘机工作时土壤对铲的反向力，则这个反向力沿铲刃方向的分量为，Q会推动根蔓及土壤向后移动，而妨碍根蔓和土壤后移的摩擦力为，式中为使根蔓滑离铲刃的力，当出现的情况时，就会发生滑切，即：PcosPsintan化简该式得：=- （3-12）作为将花生根蔓切断的装置，挖掘铲必须要拥有优异的切割性能，其铲刃的斜角设定要满足式（3-12）的要求。随着铲刃斜角减小，挖掘铲滑切性能提升，但在挖掘铲幅宽不变的情况下减小铲刃斜角会使得铲刃长度增加，使得整机纵向变长，当收获机提升时易导致挖掘铲断裂或弯曲，行走时

58、可能会导致铲刃受力不均导致卷刃。故铲刃斜角应该偏大一些，土壤对高锰钢（ZGMn13）的摩擦系数为，所以到之间，通常情况下值在上下。为了保证没有切割过的茎叶和其他杂种能够顺畅地从铲刀滑出，在进行最初的设计时要使铲刃的尾部距离设备侧板及其他部分的长度40mm。所以，铲刃的角度在最初设定时要为 。铲面宽度B1铲的宽度B1决定因素很多，主要有机器工作行驶时的偏差、植株对垅中心偏移、行距不均匀性和花生地下分布行距。普遍的单行收获机其挖掘铲的横截宽度在400到600毫米范围内，可以按照以下公式来计算： （3-13）式中：b c 在上述的范围中取宽度。拟生产的铲刃能够自主清理杂质，且有优异的入土、粉碎土壤的

59、性能，所以可以根据这些要求来推出铲面的长度、宽度、入土角度及斜角，为挖掘铲的设计生产夯实了坚实的理论支撑。铲面离地表最高距离h在上述计算的基础上，可以得出铲面的长度为，入土角度为=。因此计算得到铲面离地的最远距离为。带轮及带的主要参数确定对计算功率进行明确，设定 （3-14）V带的确定与选择在明确V带种类的时候，可确定其为A型，并且属于普通种类的范畴，而小带轮其节圆的直径是选择带轮的基准直径值d1及d2参照选择的V带型号表，并在带轮直径标准系列值的基础上，得到；经过验证计算可以获得带速v，同时还要将v稳定在范围内，假设这个条件不能达到就要重新选择d1； （3-15）因此设定直径值为。小带轮的结

60、构图如3-5所示。图3-5 小带轮 根据公式能够计算得到大带轮的直径，将其圆整到标准的值，可设定为0.02。 （3-16） 大带轮的结构见图3-6。图3-6大带轮假设中心距为a0，若没有的核定中心距，就应该按照公式（3-17）划定的范围来对中心距进行初步拟定： （3-17） （3-18） （3-19） 平行连杆机构的主要参数及行走轮的设定振动筛组的构成是由许多非相交的连杆组合而成的，为了让振动筛收获的花生有一个朝下的加速，应该要为振动筛规定一个倾斜的角度，这个倾斜的角度相对水平面要有0.5度的角，因此来确保收获的花生能够顺利地脱土并且滑脱到板面上形成一侧边的倒伏状。依据UG的实体形状来画图可以