[CAD圖紙全套]振動篩式花生收獲機的設計

買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通過 目錄 摘要 . 1 . 1 第一章 緒論 . 5 研究的目的和意義 . 5 中國花生生產(chǎn)現(xiàn)狀 . 5 中國花生的種植方式 . 6 花生生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀 . 7 研究目標與內容 . 8 第二章 振動篩式花生收獲裝置的設計原理 . 9 設計依據(jù) . 9 設計方案的選擇與分析 . 10 總體設計簡介 . 10 作業(yè)原理 . 10 第三章 主要參數(shù)確定與關鍵部件設計 . 11 要參數(shù)確定 . 11 生收獲機的功率計算 . 11 掘鏟主要參數(shù)的確定 . 12 輪及帶的主要參數(shù)確定 . 16 行連桿機構的主要參數(shù)及行走輪的設定 . 17 的校核 . 18 體裝配 . 21 第四章 結語 . 22 參考文獻 . 23 致謝 . 24 1 摘要 花生不僅是優(yōu)質油料作物，而且是主要的蛋白資源，加工品類多，產(chǎn)業(yè)鏈條長，現(xiàn)已成為中國重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)結構調整重點發(fā)展和扶持的種植品種。在消費結構和出口結構不斷調整和優(yōu)化的雙重拉動下，花生生產(chǎn)得到長足發(fā)展，并逐漸向主產(chǎn)區(qū)相對集中，優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)帶基本形成。但是中國花生生產(chǎn)機械化發(fā)展卻嚴重滯后，特別是用工量占生產(chǎn)全過程 1/3以上、作業(yè)成本占生產(chǎn)總成本 50%以上的收獲作業(yè)，目前主要依靠人工完成，勞動強度大、作業(yè)成本高、效率低、損失大、成本高已成為生產(chǎn)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)成長的主要瓶頸，國內對花生機械化收獲技術裝備的需求日趨迫切。 設計了振動篩式花生收獲機的總體結構、工作原理、技術特點以及關鍵部件結構與工作參數(shù)設計等。該設備主要由挖掘鏟、振動篩、行走輪、動力傳動裝置及機架等組成，與 11 拉機配套使用，一次完成兩行花生收獲，挖出來的花生秧被傳送到振動篩上，經(jīng)過振動篩的振動去除挖掘出的花生所帶有的泥土，最后通過輸送板實現(xiàn)花生秧一 側倒伏的工作原理。該機具有作業(yè)順暢、運行可靠、清土率高、損失率低等特點，純生產(chǎn)率達 0.1 h。 關鍵詞 ：振動篩，收獲機，機械化，花生 動篩式花生收獲機的設計 2 is a is s on of of In of of of of in of / 3 of of 0% of of on of of a in of of of a of of of by 1 of of a to to to of It a of .1 h. 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 3 振動篩式花生收獲機的設計 4 5 第一章 緒論 研究的目的和意義 花生不僅是優(yōu)質油料作物，而且是主要的蛋白資源，加工品類多，產(chǎn)業(yè)鏈條長，現(xiàn)已成為中國重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)結構調整重點發(fā)展和扶持的種植品種。在消費結構和出口結構不斷調整和優(yōu)化的雙重拉動下，花生生產(chǎn)得到長足發(fā)展，并逐漸向主產(chǎn)區(qū)相對集中，優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)帶基本形成。但是中國花生生產(chǎn)機械化發(fā)展卻嚴重滯后，特別是用工量占生產(chǎn)全過程 1/3以上、作業(yè)成本占生產(chǎn)總成本 50%以上的收獲作業(yè)，目前主要依靠人工完成，勞動強度大、作業(yè)成本高、效率低、損失大、成本高 已成為生產(chǎn)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)成長的主要瓶頸，國內對花生機械化收獲技術裝備的需求日趨迫切。 發(fā)達國家對花生收獲技術與裝備的研究開發(fā)，起步早、投入大、發(fā)展快，早已實現(xiàn)了專用化、標準化和系列化。中國對花生機械化收獲的研制雖較早，但發(fā)展十分緩慢，近年來，隨著花生收獲機械市場需求的不斷趨旺，花生收獲機械的研究開發(fā)進入了一個新的發(fā)展時期?？蓪崿F(xiàn)挖掘、清土、鋪放功能的花生收獲機，具有無需自帶動力、結構簡單、價格低廉、使用成本低等特點，較適合現(xiàn)階段中國農(nóng)村經(jīng)濟條件，具有較好的市場需求。但是長期以來，由于對花生機械化收獲技術缺乏深入 系統(tǒng)的研究，壅土阻塞、秧蔓纏繞、適應性差、損失率高等機械化收獲中存在的技術難題始終未能得到很好解決。 花生的種植歷史悠久，地域廣闊，是國際公認的半干旱作物，是世界上廣泛栽培的主要油料和經(jīng)濟作物，同時也是主要的創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一?；ㄉ运氂械膬?yōu)勢，在世界油料生產(chǎn)和國際貿易中僅次于大豆而居第二位，在亞洲、非洲、澳洲及南北美洲的絕大多數(shù)國家和地區(qū)均有花生的種植和生產(chǎn)，其中，中國是世界上主要的花生生產(chǎn)國和花生消費國，同時也是最大的花生出口國。 據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計數(shù)字表明，世界花生種植面積由 20世紀 60年代的 080世紀 70年代的 08呈上升趨勢。隨著花生栽培技術的不斷提高，花生總產(chǎn)也在不斷提高，世界花生年總產(chǎn)量 20世紀 60年代為 010010花生生產(chǎn)量紀錄。 中國花生生產(chǎn)現(xiàn)狀 自 20世紀 90年代以來，隨著農(nóng)業(yè)結構調整的不斷深入，中國花生生產(chǎn)和整體效益增長很快。 花生種植面積由 1996年的 06展至 2002年的 106產(chǎn)由 1996年的 010展至 2002年 的 010產(chǎn)由 1996年的 03kg/展至2002年的 03kg/貿出口花生原料 (以籽仁計 )由 1996年的 3108展至 2002年的 08口范圍由 1996年的 72個國家和地區(qū)，擴展至 2002年的 108個國家和地區(qū) :創(chuàng)匯額由 1996年的 08美元，增長至 2002年的 08美元。 花生一直是中國主要的經(jīng)濟作物和油料作物，種植面積位于印度之后居世界第二位 ;振動篩式花生收獲機的設計 6 總產(chǎn)居世界第一，并且還有如圖 1 圖 國花生生產(chǎn)趨勢圖 花生適應性廣，全國除青海以外，其它省 (市 )均有種植，但產(chǎn)區(qū)優(yōu)勢非常明顯。以2002年為例，全國花生種植面積 06產(chǎn) 010106產(chǎn)量 1010分別占全國的 種植面積超過 1105市 )為 13個，即山東 105南 105北 105東 105徽 05川 105遼寧 105西 105蘇 105北 105西 105南 105建 105植面積增長較快的是山東、河南、安徽和湖北產(chǎn)區(qū)，而花生總產(chǎn)量超過 1 109南、河北和安徽等 4省份，分別占全國總產(chǎn)量的 24%, 22%, 10%和 8%。 雖然中國花生產(chǎn)區(qū)發(fā)展不平衡，但是花生種植、生產(chǎn)的發(fā)展是顯而易見的，其主要原因有兩點 :一是在國內種植花生的效益較種植其它作物要高 ;二是在際市場上具有 價格競爭優(yōu)勢。加入 外機械化程度高、生產(chǎn)規(guī)模大的農(nóng)作物，如小麥、玉米、大豆等都將涌入國內而沖擊國內市場，但作為勞動密集型生產(chǎn)的花生仍具有強勁的國際競爭力。例如 2002年國內市場花生仁每 同期國際市場經(jīng)合組織報價每噸價格為 表明中國花生生產(chǎn)仍有較大的發(fā)展?jié)摿Α?中國花生的種植方式 中國花生的種植方式有裸地栽培和地膜覆蓋栽培兩種。裸地栽培是傳統(tǒng)的常規(guī)種植方式，地膜覆蓋栽培是進行高產(chǎn)栽培的新技術，技術性較強。這兩種栽培方式根據(jù)整地方法又分為以下 三種； （ 1）平作 平作是北萬和南方早薄地花生產(chǎn)區(qū)的一種種植方式。在無灌溉條件、土壤肥力低的012345696年 97年 98年 99年 00年 01年 02年播種面積總產(chǎn)量 7 旱地或山坡地，土壤保水性差，水分容易流失，花生不易封行采用平作和密植，有利于抗早保墑，爭取全苗，在土地多勞力少的情況下可以減少整地工作量。 （ 2）壟種 壟種是北方中肥田和肥水地的一種種植方式。在地勢平坦、土層深厚、排灌條件齊全的大田，壟種有利于花生合理密植，有利于田間通風透光，獲得高產(chǎn)?；ㄉ鷫欧N需要在播前整地時起壟，在壟上開溝或開穴播種，壟種根據(jù)具體操作方式分為單行壟種和雙行壟種兩種。 （ 3）高畦種植 中國南方地區(qū)春 季雨量充足，為了能排能灌，防止花生田積水，農(nóng)民往往起畦種植花生，一般采用直行條播，每畦種植 4 8行。 中國北方地區(qū)春、秋季節(jié)花生播種期間，普遍干旱少雨、溫度低，且無霜期短，南方春季則低溫多雨。為了實現(xiàn)花生的豐產(chǎn)和豐收，各生產(chǎn)部門普遍改變種植方式，采用花生覆膜的種植方式，最終實現(xiàn)了抗早、保墑、提溫、防雨、排澇，減少苗期管理的效果，為花生的早熟增產(chǎn)提供了保障。 地膜覆蓋是近年來興起的一項種植技術，它是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術相結合的一項重大的技術改革，是大幅度提高花生單產(chǎn)的一項有效措施。這項技術的應用，解決了 北方地區(qū)低溫、干早和無霜期短，南方春季低溫多雨等不利自然氣候條件，開創(chuàng)了中國花生生產(chǎn)的新局面。 目前，花生地膜覆蓋栽培技術己在華北、東北大面積推廣應用，并取得了明顯增產(chǎn)效果，經(jīng)濟效益顯著，深受群眾歡迎。 但花生覆膜播種的種植方式在使花生增產(chǎn)的同時，也引發(fā)了影響農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的“白色污染”。目前所用的塑料薄膜，大多是聚乙烯或聚氯乙烯為原料的高分子化合物，在自然中塑料薄膜極難被土壤微生物分解、消化，可存在 400年之久，農(nóng)田使用的塑料薄膜老化后，破碎遺留在田間，使得地下的殘膜數(shù)量逐年增多，遺留在田間的殘余地膜，污染 土壤，降低了土壤的透氣性及肥力，阻礙了植物吸收水分及根系生長，直接影響了農(nóng)作物的收成和品質。 花生生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀 隨著花生種植面積的不斷擴大和農(nóng)村勞動力的轉移，花生生產(chǎn)機械化的問題就顯得尤為重要。西方發(fā)達國家在花生生產(chǎn)機械化方面的研究較早，與其它農(nóng)業(yè)機械相比，幾乎是同步發(fā)展的，機械制造與應用技術己比較先進、完善。美國、加拿大等發(fā)達國家已實現(xiàn)了花生生產(chǎn)全過程的機械化作業(yè)，在收獲環(huán)節(jié)早已發(fā)展到聯(lián)合收獲水平，并且正依照本國的種植特點，向著大型化、機電一體化、智能化、高可靠、高安全的方向發(fā)展 家還不斷將高、精、尖技術應用到農(nóng)業(yè)機械上來，農(nóng)業(yè)機械正向智能化方向發(fā)展。 在中國，花生播種機械化技術已基本成熟，根據(jù)中國農(nóng)業(yè)人口多、土地分散，而中振動篩式花生收獲機的設計 8 小動力拖拉機保有量多的特點，該類機械以小四輪拖拉機為牽引動力，較好地解決了花生人工或畜力播種勞動量大和生產(chǎn)率低下的問題。近幾年，系列化的多功能花生覆膜播種機已在花生產(chǎn)區(qū)得到了大面積的推廣應用。 相比之下，中國花生收獲的機械化水平低下則極大地影響了花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，花生的收獲基本是靠人工、畜力或半機械化 (如手扶拖拉機牽引挖掘鏟 )完成，而從國外引進、消化吸收的機 型則由于不符合中國國情或動力消耗大、作業(yè)效果較差等原因，沒有形成較大的生產(chǎn)和使用規(guī)模，這就使中國的花生收獲機械與裝置多年來一直徘徊不前，與世界發(fā)達國家存在很大的差距。 總之，中國現(xiàn)階段花生收獲方法的落后帶來了各方面的問題，大體上表現(xiàn)為以下三個方面： 第一，人工收獲勞動強度大，效率低下。長期以來，花生的收獲都是靠人工完成的，特別是近幾年來隨著農(nóng)村剩余勞動力的轉移，這一矛盾更加突出。據(jù)初步估算，整個花生生產(chǎn)過程中，花生的收獲所用工時為整個過程的三分之一以上。這一階段的作業(yè)成本為整個花生生產(chǎn)成本的二分之一以上 (作 業(yè)成本包括從花生耕地播種開始到收獲摘果為止，所需的種子，肥料、地膜、機具及人工費用等，人工費按同時期普通勞動者的工時費來計算 )。 第二，生產(chǎn)成本高。目前的花生收獲無論是人工還是畜力以及簡易的機械，整個收獲過程都不是一次性完成的，都要經(jīng)過兩道以上的工序，首先是將花生從土里挖掘，然后人工除土，這種生產(chǎn)方式的主要問題是造成英果的較多損失，并且這種損失大部分情況下，英果埋到地里，需要進行二次復收，不僅勞動強度大，而且生產(chǎn)成本高。 第三，耽誤農(nóng)時。花生的收獲季節(jié)，正值“三秋”大忙之際，勞力緊張，如果能縮短花生的收獲日 期，會對小麥播種打下一個良好基礎。據(jù)研究者到農(nóng)村的實地考察，在山東省萊陽市，一般的沙壤地收花生 (只完成花生的挖掘和去土兩道工序 )，一個勞力每天工作 8h，可收花生 助畜力或者是簡單的機力 (用手扶拖拉機先耕出花生 )每天可收花生面積也僅為 0.2 所以，設計研制新型的符合中國國情的花生收獲裝置是提高中國花生生產(chǎn)機械化水平的關鍵。 研究目標與內容 本文的研究目標為： 以配用中小動力的花生收獲裝置為研究對象，針對中國農(nóng)村分散經(jīng)營的生產(chǎn)體制和中小型拖拉機擁有量大的特點，適 應國內的花生種植方式，重點設計花生收獲裝置的挖掘及分離原理，探索新的工作方式和新的結構設計，在充分了解花生植株各組成部分收獲時的生長狀態(tài)及田間特性的基礎上，簡介新型傳動機構的工作機理和結構優(yōu)化設計，設計工作部件的運動特點、所受阻力及對花生與植株的施力方式等。以簡化結構，降低功耗，減少成本，提高作業(yè)質量為目標，重點研究花生收獲裝置及其傳動部件的運動機 9 理及最佳工作參數(shù)。 研究的具體內容為： （ 1）設計花生挖掘與分離的新的工作原理及結構形式。基本設想是用平行連桿機構實現(xiàn)花生的振動式挖掘與分離，采取將兩項功能通過一 個工作部件來完成的全新結構，以最大程度地減少動力功耗和收獲裝置的總體結構尺寸； （ 2）針對不同花生品種、不同地區(qū)及土壤條件，優(yōu)化傳動與工作部件的結構，使其結構參數(shù)和運動參數(shù)達到最優(yōu)。 第二章 振動篩式花生收獲裝置的設計原理 中國對花生收獲機械裝置的研究正處在發(fā)展時期，花生收獲機械大面積的推廣還需要一段時間，農(nóng)村分散經(jīng)營的生產(chǎn)體制和農(nóng)民的消費水平，東部與西部地區(qū)的差別，對產(chǎn)品、技術需求的遞進趨勢以及廣大農(nóng)村中小型拖拉機擁有量大的特點，決定了在今后一段時期內，中國仍然要以中小型花生收獲機械與裝置為主要的研究和推 廣對象。 但是，國內對花生收獲裝置的理論研究有待深入，研究工作還基本停留在試制與試驗階段，對花生收獲裝置的工作原理、結構優(yōu)化、具體的工作情況及規(guī)律性的深入研究尚沒有報道 ;而現(xiàn)有的花生收獲技術的理論著作過于老化，新理論和學術研究性文章比其它農(nóng)業(yè)機械技術理論相對偏少，且深度不夠，學術價值較低，致使收獲機械與裝置有效供給不足，小型機具多，優(yōu)質機械過少，大中型農(nóng)機具跟不上發(fā)展需要，收獲裝置不能滿足花生生產(chǎn)實際的需求，影響了新裝置的開發(fā)改進，最終影響了花生種植業(yè)戶購買機具的積極性。 因此，加強理論研究，加快理論與實踐 的結合速度，研制出適合中國當前國情、性能穩(wěn)定、高效優(yōu)質的新型花生收獲裝置，以滿足國內現(xiàn)階段廣大花生種植用戶及市場的迫切需求，應當是現(xiàn)階段中國花生生產(chǎn)機械化研究的主要方向。 設計依據(jù) （ 1）符合中國國情 中國農(nóng)村人口多、土地少，且分散經(jīng)營，大型農(nóng)機具 中小型拖拉機擁有量大。所以，針對中國現(xiàn)階段農(nóng)村生產(chǎn)的實際狀況，所設計的花生收獲裝置應以配用中小型動力為主。 （ 2）作業(yè)可靠、減少收獲損失 根據(jù)山東省質量監(jiān)督局發(fā)布的山東省地方標準農(nóng)業(yè)機械作業(yè)質量花生機械收獲和農(nóng)藝要求，所設計的 花生收獲裝置應達到的性能指標為 : 配套動力 :生產(chǎn)率 :h 損失率 : 3% 莢果破碎率 : 1% 振動篩式花生收獲機的設計 10 （ 3）結構緊湊，降低成本 為便于花生收獲裝置的推廣和使用，考慮到中國現(xiàn)階段廣大花生種植戶的消費水平，在保證收獲裝置作業(yè)質量的前提下，進一步簡化結構、降低成本，真正使廣大農(nóng)民買得起、用得上。 設計方案的選擇與分析 傳統(tǒng)的花生收獲裝置大多采用挖掘鏟和抖 動鏈相組合的方式。這種裝置是 20世紀 70年代中國從美國引進和消化吸收后推廣應用的，不僅結構復雜、制造成本高、動力消耗大、可靠性差，而且收獲損失偏高、花生蔓鋪放雜亂，不便于人工揀拾。 本文所設計的收獲裝置擬采用將挖掘和分離兩項功能溶為一體的全新結構，以減少功耗、機體尺寸以及收獲損失 ;并對動力傳遞系統(tǒng)和操縱裝置進行合理配置，確保動力傳遞高效可靠，操縱調整簡便。 由于花生的種植模式是兩行壟作，所以收獲裝置的挖掘部件應為兩個挖掘鏟，在收獲裝置作業(yè)過程中擬使挖掘鏟以一定的頻率擺動前進，即擺動式挖掘。這樣，可以最大限度 地減少土壤對工作機組的阻力，降低機組功耗。 為減少機構尺寸，簡化結構，收獲裝置的分離部件擬附著在挖掘部件上，在作業(yè)時，通過挖掘部件的擺動使分離機構將花生與泥土分離。 所以，設計方案的選擇主要是傳動系統(tǒng)的選擇和挖掘分離裝置的確定。 總體設計簡介 該機主要由挖掘鏟、振動篩、行走輪、傳動裝置及機架等組成。 挖掘鏟的作用是鏟斷花生主根、掘起秧土，并將掘起的土壤和花生秧果傳輸?shù)角逋裂b置上。對挖掘鏟的要求是前行阻力小、挖掘深度穩(wěn)定、耐磨損、碎土性好、自潔性好、制作工藝方便等。本機挖掘鏟采用整體單鏟式平鏟，并在 其后端設有碎土柵，以增加其破碎土功能，也是花生秧果從挖掘鏟升運到振動篩的銜接部件。挖掘鏟選用優(yōu)質合金鋼制成，固定連接在機架的前下部?；ㄉ斋@機的清土裝置目前主要有抖動升運鏈式和振動篩式兩種，振動篩式結構緊湊、清土效果好、傷果率低等特點，但較抖動升運鏈式整體震動較大。綜合考慮本設計采用振動篩式清土裝置，振動篩柵條為縱向排布，柵條中心距可以根據(jù)當?shù)鼗ㄉ贩N（主要是花生果大?。﹣泶_定，為便于將花生秧果成條鋪放到遠離未收取區(qū)的已收區(qū)，振動篩設計為下傾式，振動篩通過機架兩側的連桿與機架鉸接，由前上部的偏心驅振裝置驅動 作往復振動，驅振裝置上配有偏心平衡塊裝置。為防止作業(yè)時秧草纏繞設備和機器內側挑鄰行花生秧蔓。傳動系統(tǒng)采用帶組合傳動，分別將拖拉機的輸出動力傳輸?shù)絺认蚯懈钇髋c篩動裝置。設備兩側配有充氣式橡膠行走輪，行走輪直徑為 405度為 100 作業(yè)原理 此類振動篩式花生收獲機作業(yè)時，拖拉機帶動收獲機具前行，挖掘鏟以一定角度鏟入土中（挖掘深度通常在 100 150將花生主根切斷，并將掘起的土壤和花生 秧 11 果輸送到振動篩上。掘起的土壤和花生秧果進入往復運動的振動篩，將花生和沙土不斷地向后振動輸送，大部分沙土被振落至篩下，實現(xiàn)清土目的，花生秧果和少部分未去除的沙土隨后從振動篩的側尾端被拋送到已收區(qū)，實現(xiàn)成條鋪放，待田間晾曬后再進行揀拾作業(yè)。行走輪安裝在機架上，通過選用不同的定位孔可調節(jié)行走輪的安裝高度，調節(jié)挖掘鏟的挖掘深度和入土角。 本機的主要特點：采用側尾振動篩清土裝置，清土效果好、條鋪效果好、可靠度高、損失率低；偏心塊與振動篩采用等慣量反配置自平衡設計，不僅可同時實現(xiàn)清土和輸送一體化功能，而且具有震動小、 運行平穩(wěn)可靠、駕乘舒適等特點；通過調節(jié)行走輪安裝高度，來調整挖掘深度和挖掘鏟入土角，操作簡單方便； 11 13.2 拉機即可帶動，與現(xiàn)階段大多數(shù)農(nóng)戶擁有的小四輪拖拉機相適應，具有適配動力廣，投資少，收效快等特點。 第三章 主要參數(shù)確定與關鍵部件設計 要參數(shù)確定 參照相關花生收獲機的技術參數(shù)和雙行振動式馬鈴薯挖掘機功率選定原則，本設備適配動力功率為 11 13.2 次收兩行，預期生產(chǎn)率為： 0.1 h，根據(jù)花生主產(chǎn)區(qū)種植的寬窄行距實際情況，選定作業(yè)幅寬為 550此確定挖掘鏟的寬度為 430時采用入土角與振動篩升運角一致設計原則，選定挖掘鏟入土角為25。挖掘深度設計為 100 150過調節(jié)行走輪在機架上的上下安裝位置實現(xiàn)。振動篩組振動由偏心輪帶動，偏心距為 1 生收獲機的功率計算 花生收獲機所需的總功率可分為 3部分，即挖掘裝置及地輪行走所需的功率 d s N N （ 1） 21 2 3 P P f G K a B a B V （ 2） 式中 P平均牽引阻力， P= G花生收獲機質量， G=2234N； f綜合摩擦系數(shù)， f= K土垡抵抗變形的性能系數(shù) K=l； 動態(tài)阻力系數(shù)，取 3 kg/s2 機組前進速度， m s； a挖掘深度， a= B挖掘幅寬， B=60 1P摩擦阻力，包括挖掘鏟和溝底、溝壁之間及輪軸之間的阻力，地輪對土壤的滾振動篩式花生收獲機的設計 12 動阻力及摩擦阻力，1 56P ； 2P 土垡變形 的阻力，2 144P K ； 3P 動力變化阻力，即土壤動量變化時所產(chǎn)生的阻力，3 7 2 . 3 3mP a B V N； 6 . 1102 VN k w （ 3） 式中 牽引阻力利用系數(shù)，取 = s i a B （ 4） 式中 分離鏈上土壤的百分含量； 土壤的容重。 (1 )（ 5） 式中 機械傳動效率。 則花生收獲機所需的總功率為： ( 2 ) s i 2 1 0 2s nV a N N =（ 6） 故采用 以 11 過傳動部件的運動機理與參數(shù)分析，得到了該部件主要參數(shù)間的關系表達式與傳動部件的運動規(guī)律，為進一步的分析研究提供了理論依據(jù)。 掘鏟主要參數(shù)的確定 如圖 3三角形平面鏟的主要參數(shù)有入土角 、鏟面長度 L、鏟 刃斜角 、鏟面寬度 圖 3掘鏟的結構參數(shù) （ 1）入土角 挖掘鏟入土角較小時，其入土性能差，鏟面上土壤后移速度較快，漏土較少；當入土角較大時，入士性能好，但阻力增大，土壤后移速度減慢，易雍土。機器前進作業(yè)時， 13 位于鏟面上的土壤受力情況如圖 3 圖 3面受力分析 利用達朗伯原理，為使土壤能夠后移應滿足： P c o - G s i n 0R - G c o s - P s i n = 0T = R（ 7） 式中： =為掘起物與鏟面之間的摩擦角。 簡化（ 7）式得： P +) （ 8） 圖 3土角 與阻力 1的關系 式（ 8）表明牽引阻力 為正切函數(shù)關系，在不同土質中作業(yè)時 ，入土角的改變對阻力 較小時，曲線變化平緩，隨振動篩式花生收獲機的設計 14 著 增大，曲線變陡，說明入土角的改變對牽引阻力的影響，在重質土壤中比在輕質土壤中敏感，當入土角 較小時，牽引阻力 增長較慢，當 25o 以后，牽引阻力急劇上升，因此，挖掘鏟的入土角應取 25o 為宜。 （ 2）鏟面長度 L 鏟 的長度 1和 入土長度由圖 3 1 HL=9） 式中 花生結果通常在地表以下 100挖掘深度 H=120的變化如圖 3土部分長度 的增大而減小，當 取較小值時 土性能差且結構不緊湊，一般取 15o ，這里 取 =25o 。由公式（ 9）得 284 過度部分長度 過渡部分 壤在這里將發(fā)生膨松、變形，并消耗動能，過渡部分長度 便土壤在鏟面上的后移速度未達零值之前，就被送至分離裝置。 質量為 A，移到 B，掘起物由 點時，其動能消耗等于克服重力、 摩擦力所作的功，由能量守恒守律得到： - m V = A + F（ 10） 式中， 重力所作的功， m g L 摩擦力所作的功， m g L c o G、 10）式得： 222 2 ( s i n c o s ) （ 11） 式（ 11）表明，當速度 利于土壤上升和后移。所以，在確定時 入土角 取較大值時， 外 增大而減小。所以實際設計挖掘鏟時，為減少摩擦力，避免壅土，將挖掘鏟入土部分的一段和過渡部分設計為柵條式，以便于土壤順利后移，并使部分土壤分離。根據(jù)以上條件取 266 （ 3）鏟刃斜角 挖掘鏟工作時 !切斷根蔓的能力主要取決于鏟刃斜角 。 過大時，根蔓易纏結鏟刃，嚴重 時產(chǎn)生堵塞。 過小時，根蔓不易被切斷而發(fā)生滑脫現(xiàn)象。 15 圖 3刃劃切受力分析 如圖 3 為根蔓和土壤對挖掘鏟鏟刃的摩擦角， =止根蔓和土壤向后滑移的摩擦力 T=生滑切的條件是 QT 即 =90o （ 12） 為 使挖掘鏟具有良好的切割性能，鏟刃斜角的選擇應滿足式（ 12）。 越小滑切性能越好，但在幅寬不變時鏟刃斜角 減小會增加鏟刃長度，使整機縱向尺寸變大，對機組的提升和行走均不利。因此鏟刃斜角不宜過小，土壤對鋼的摩擦系數(shù) 以 般 取為 50o 左右。為了使未切割的莖葉和雜草順利地滑出鏟刀，鏟刃末端應離機器側板及其他零件 40因此，所設計的鏟刀刃角度取 50o 。（ 4）鏟面寬度 B 鏟的寬度主要取決于花生地下分布寬度、行距的不均勻性、植株對垅中心的偏移和機器工作行駛時的偏差。一般單行花生收獲機挖掘鏟的寬度不小于 400600 1 32bB b c （ 13） 式（ 13）中 b 花生分布平均寬度 (b 花生分布寬度標準差 (c 機器行 駛偏差，可取 c=50 80 根據(jù)以上條件取 30 在保證鏟刃的自動清理和良好的入土性能及碎土能力的前提下，從理論上推導出挖掘鏟的入土角、鏟面長度、鏟刃斜角、鏟面寬度的計算方法，為設計挖掘鏟提供了理論依據(jù)。 （ 5）鏟面離地表最高距離 動篩式花生收獲機的設計 16 根據(jù)以上計算確定鏟面長度為 L=2=550土角 =25o 。 h=233mm h H=23312013以確定鏟面離地表最高距離 h=233 輪及帶的主要參數(shù)確定 （ 1）確定計算功率知 P=c = （ 14） （ 2）確定 V 帶型號為普通 V 帶 A 型，小帶輪節(jié)圓直徑 25 3）確定帶輪基準直徑 據(jù)所選 V 帶型號查表及帶輪直徑標準系列值，得到 算帶速 v，應保證 v 在 5 25m/s 之間，若不能滿足這一要求應 重選 1160 1000 =s （ 15） 所以符合要求取 帶輪如圖（ 3示。 圖 3帶輪 （ 4）根據(jù)公式 d2=i 1出大帶輪直徑，并圓整成標準值， 取為 2d =25 （ 16） 大帶輪如圖（ 3示。 17 圖 3帶輪 （ 5）確定中心距 a 及帶長 定中心距 如果未規(guī)定中心距，則應按下式給出的范圍初選中心距： 21021 27.0 （ 17） 00 6）確定帶長 據(jù) 初算帶長 0212210 422 a d = （ 18） （ 7）確定中心距 a 20 =542 （ 19） 行連桿機構的主要參數(shù) 及行走輪的設定 振動篩組由平行連桿機構練接，振動篩傾斜角（相對水平位置）為 使得在運動過程中振動篩上的所收獲的花生有向下的加速度，保證收獲的花生可以順利脫土并滑落到滑板實現(xiàn)一側倒伏。根據(jù) 體作圖得出連接振動篩一側 的兩根桿的桿長為 670離為 250定振動篩的振幅為 12根據(jù)實體圖得出連桿比例為 1： 10，所以偏心輪的偏心距為 行走輪高度為人工可調，輪直徑為 405為 200架上設有空，可通過螺栓連接來調節(jié)高度。行走輪裝置如圖 3示。 振動篩式花生收獲機的設計 18 圖 3走輪 的校核 軸在實際工作中，承受各種載荷。設計計算是確保軸可以承受載荷、可靠工作的重要保證。根據(jù)軸的失效形式，對軸的計算內容通常為強度計算、剛度計算和臨界轉速計算。 軸如 圖 3示 圖 3 考慮軸的剛度、強度、及耐摩性要求，并且考慮材料成本等問題，選擇了 45 鋼，并進行調質處理，使 17機械設計手冊確定軸的直徑，軸的直徑為 3019 軸上的鍵槽用于連接皮帶輪和凸輪，下面進行強度驗算。 集中載荷作用于凸輪，在草稿上繪制受力簡圖，得出： （ 1）凸輪上作用力大小 轉矩 55 8 . 19 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 5 3 3 4 81450 m 偏心輪最小處直徑為 周力 1 2 5 3 3 4 82 17825 9 . 8 8t 徑向力 )(FF 軸向力 0 2）求軸承上軸承的支反力及主要截面彎距 90 1 5 4 3 9 0 9929 0 5 0 1 4 0 截面處彎距為 5 0 9 9 2 5 0 4 9 6 0 0 N m m 左 9 0 9 0 1 5 4 3 9 9 2 9 0 4 9 5 9 0D V r B F F N m m 右 （ 3）求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎距 90 1 7 8 2 9 0 11459 0 5 0 1 4 0 1 7 8 2 1 1 4 5 6 3 7D H t B F N 截面處的彎距為 5 0 1 1 4 5 5 0 5 7 2 5 0C H B N m m （ 4）截面處垂直面和水平面的合成彎距 2 2 2 24 9 6 0 0 5 7 2 5 0 7 5 7 4 8 M N m m 左 左 2 2 2 24 9 5 9 0 5 7 2 5 0 7 5 7 4 1 M N m m 右 右（ 5）按彎距合成應力校核 軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎距和扭矩的截面的強度，取 =算應力： 222237 5 7 4 8 0 . 6 5 3 3 4 8 1 . 1 20 . 1 9 0 P 振動篩式花生收獲機的設計 20 查表得 1 60M P a ，由于 1v，故安全。 軸承座的選用及壽命計算： 軸承座的選擇： 選擇深溝球軸承，型號為 6207，因為主要承受徑向載荷，當量摩擦系數(shù)最小。而且價格最低。 軸 承座的壽命計算： 由設計手冊可查得 6207 軸承的基本額定動載荷 30500基本額定靜載荷0 20000具體計算如下： （ 1）計算兩軸承的內部軸向載荷 110 . 5 0 . 5 1 5 4 3 7 7 1 . 5 N 220 . 5 0 . 5 1 1 4 0 5 7 0 N （ 2）計算兩軸承的軸向載荷 左端軸承 1127 7 1 . 5 1 1 3 1 . 57 7 1 . 5 3 6 0 1 1 3 1 . 5s N 兩 者 中 取 最 大 值右端軸承 221570 5707 7 1 . 5 3 6 0 3 1 1 . 5s 兩 者 中 取 最 大 值（ 3）計算兩軸承當量動載荷 載荷平穩(wěn)，查得載荷系數(shù) 1011111 1 3 1 . 5 0 . 0 5 6 0 . 2 6200001 1 3 1 . 5 0 . 7 3 0 . 5 6 , 1 . 7 11543e X 1 1 1 1 1 1 . 1 0 . 5 6 1 5 4 3 1 . 7 1 1 1 4 0 3 0 9 4p R AP f X F Y F N 同理可知：2 2207 4）計算軸承壽命 工作溫度低于 120 度，查的溫度系數(shù) 1 左端軸承 3101 6 6 7 0 1 6 6 7 0 1 3 0 5 0 0 54821 4 5 0 3 9 0 4 右端軸承 3101 6 6 7 0