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1 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì))任務(wù)書 論文(設(shè)計(jì)) 題目 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 下發(fā)任務(wù) 日期 2011.12 學(xué)生姓名 婁慶冬 指導(dǎo)教師 張祖立 教授 一. 論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容 1.分析花生收獲機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)； 2.分析花生收獲機(jī)的工作原理，確定其總體方案； 3.設(shè)計(jì)計(jì)算各級(jí)部件； 4.用 Solidworks 對(duì)主要研究部件進(jìn)行建模及動(dòng)態(tài)仿真； 5.繪制零件圖、裝配圖。 6.完成論文 目錄 摘要 ......................................................................1 ABSTRACT..................................................................2 第一章 緒論 ...............................................................3 1.1 研究的目的和意義 .....................................................3 1.1.1 中國(guó)花生生產(chǎn)現(xiàn)狀 ...................................................3 1.1.2 中國(guó)花生的種植方式 .................................................4 1.1.3 花生生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀 .................................................5 1.2 研究目標(biāo)與內(nèi)容 .......................................................6 第二章 振動(dòng)篩式花生收獲裝置的設(shè)計(jì)原理 .....................................7 2.1 設(shè)計(jì)依據(jù) .............................................................7 2.2 設(shè)計(jì)方案的選擇與分析 .................................................8 2.3 總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 .........................................................8 2.4 作業(yè)原理 .............................................................8 第三章 主要參數(shù)確定與關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) .........................................9 3.1 主要參數(shù)確定 ..........................................................9 3.1.1 花生收獲機(jī)的功率計(jì)算 ................................................9 3.1.2 挖掘鏟主要參數(shù)的確定 ...............................................10 3.1.3 帶輪及帶的主要參數(shù)確定 .............................................14 3.1.4 平行連桿機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)及行走輪的設(shè)定................................15 3.1.5 軸的校核 ...........................................................16 3.2 總體裝配 .............................................................19 第四章 結(jié)語(yǔ) .............................................................19 參考文獻(xiàn) .................................................................20 致謝 .....................................................................21 1 摘要 花生不僅是優(yōu)質(zhì)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(zhǎng)，現(xiàn)已成為中國(guó) 重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整重點(diǎn)發(fā)展和扶持的種植品種。在消費(fèi)結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整 和優(yōu)化的雙重拉動(dòng)下，花生生產(chǎn)得到長(zhǎng)足發(fā)展，并逐漸向主產(chǎn)區(qū)相對(duì)集中，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)帶基本形成。 但是中國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展卻嚴(yán)重滯后，特別是用工量占生產(chǎn)全過(guò)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(dòng)強(qiáng)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(zhǎng)的主要瓶頸，國(guó)內(nèi)對(duì)花生機(jī)械化收獲技術(shù)裝備的需求日趨迫切。 設(shè)計(jì)了振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)特點(diǎn)以及關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)與工作參數(shù)設(shè) 計(jì)等。該設(shè)備主要由挖掘鏟、振動(dòng)篩、行走輪、動(dòng)力傳動(dòng)裝置及機(jī)架等組成，與 1113.2kw 拖拉 機(jī)配套使用，一次完成兩行花生收獲，挖出來(lái)的花生秧被傳送到振動(dòng)篩上，經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩的振動(dòng)去除 挖掘出的花生所帶有的泥土，最后通過(guò)輸送板實(shí)現(xiàn)花生秧一側(cè)倒伏的工作原理。該機(jī)具有作業(yè)順暢、 運(yùn)行可靠、清土率高、損失率低等特點(diǎn)，純生產(chǎn)率達(dá) 0.1 hm2/h。 關(guān)鍵詞：振動(dòng)篩，收獲機(jī)，機(jī)械化，花生 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 2 Abstract Peanut oil is not only a high-quality, and is the main protein resources, processing category, and industry chain length, has become Chinas important export products and focus on the development of agricultural restructuring and support the cultivation of varieties. In the consumption structure and export structure adjustment and optimization of dual-drive, the rapid development of peanut production, and gradually the relative concentration of the main producing areas, with the basic formation of competitive industries. However, peanut production mechanization in China are seriously lagging behind, especially in the whole process of production and employment accounts for 1 / 3 of the above, operating costs account for the production of more than 50% of the total cost of harvesting operations, mainly rely on manual completion of the current, labor-intensive, operating costs are high, low efficiency, loss, and the high cost of development and production has become a major bottleneck in the growth of industry, mechanization of domestic peanut harvest technology and equipment needs of the increasingly urgent. Introduced a shaker-style peanut harvester of the overall structure, working principle and technical characteristics of the key components of the structure and design operating parameters. The device mainly by the mining shovel, vibration screen, vibration-drive components, running wheel, power transmission and chassis components, etc., and 11 13.2kw supporting the use of tractors, two lines of a complete peanut harvesting, dug out the peanut seedling was sent to the shaker, after the vibration shaker to remove excavated soil associated with the peanut, and finally through the transportation board to achieve the side of peanut seedling lodging works. It has a smooth operation, reliable operation, high rate of land clearance, and low loss ratio, net productivity of 0.1 hm2 / h. Keywords: vibrating screen, harvesting machines, mechanization, peanuts. 3 第一章 緒論 1.1 研究的目的和意義 花生不僅是優(yōu)質(zhì)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(zhǎng)， 現(xiàn)已成為中國(guó)重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整重點(diǎn)發(fā)展和扶持的種植品種。在消 費(fèi)結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整和優(yōu)化的雙重拉動(dòng)下，花生生產(chǎn)得到長(zhǎng)足發(fā)展，并逐漸向 主產(chǎn)區(qū)相對(duì)集中，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)帶基本形成。但是中國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展卻嚴(yán)重滯后， 特別是用工量占生產(chǎn)全過(guò)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(dòng)強(qiáng)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(zhǎng)的主要瓶頸，國(guó)內(nèi)對(duì)花生機(jī)械化收獲技術(shù)裝備的需求日趨迫切。 發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)花生收獲技術(shù)與裝備的研究開發(fā)，起步早、投入大、發(fā)展快，早已實(shí) 現(xiàn)了專用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。中國(guó)對(duì)花生機(jī)械化收獲的研制雖較早，但發(fā)展十分緩 慢，近年來(lái)，隨著花生收獲機(jī)械市場(chǎng)需求的不斷趨旺，花生收獲機(jī)械的研究開發(fā)進(jìn)入 了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。可實(shí)現(xiàn)挖掘、清土、鋪放功能的花生收獲機(jī)，具有無(wú)需自帶動(dòng) 力、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用成本低等特點(diǎn)，較適合現(xiàn)階段中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件，具 有較好的市場(chǎng)需求。但是長(zhǎng)期以來(lái)，由于對(duì)花生機(jī)械化收獲技術(shù)缺乏深入系統(tǒng)的研究， 壅土阻塞、秧蔓纏繞、適應(yīng)性差、損失率高等機(jī)械化收獲中存在的技術(shù)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(guó)際公認(rèn)的半干旱作物，是世界上廣泛栽培 的主要油料和經(jīng)濟(jì)作物，同時(shí)也是主要的創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一。花生以它獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，在 世界油料生產(chǎn)和國(guó)際貿(mào)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(guó)家和地區(qū)均有花生的種植和生產(chǎn)，其中，中國(guó)是世界上主要的花生生產(chǎn) 國(guó)和花生消費(fèi)國(guó)，同時(shí)也是最大的花生出口國(guó)。 據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，世界花生種植面積由20世紀(jì)60年代的 1.66108hm2增至 20世紀(jì)70 年代的1.8710 8hm2，并呈上升趨勢(shì)。隨著花生栽培技術(shù)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(jì)60年代為1.0510 10kg,1988 年則增加至2.2510 10kg，創(chuàng)花生生產(chǎn)量紀(jì)錄。 1.1.1 中國(guó)花生生產(chǎn)現(xiàn)狀 自20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深入，中國(guó)花生生產(chǎn)和整體效益 增長(zhǎng)很快。 花生種植面積由1996年的3.6210 6hm2，發(fā)展至2002年的4.9210 6hm2；總產(chǎn)由 1996年的1.0110 10kg，發(fā)展至2002年的1.4810 10kg；單產(chǎn)由1996年的2.810 3kg/hm2， 發(fā)展至2002年的3.0110 3kg/hm2；外貿(mào)出口花生原料(以籽仁計(jì))由1996年的310 8kg，發(fā) 展至2002年的7.710 8kg；出口范圍由1996年的72個(gè)國(guó)家和地區(qū)，擴(kuò)展至2002年的108個(gè) 國(guó)家和地區(qū):創(chuàng)匯額由1996年的2.2210 8美元，增長(zhǎng)至 2002年的4.4910 8美元。 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 4 花生一直是中國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)作物和油料作物，種植面積位于印度之后居世界第二 位;總產(chǎn)居世界第一，并且還有如圖1-1的發(fā)展趨勢(shì)。 圖1.1 中國(guó)花生生產(chǎn)趨勢(shì)圖 花生適應(yīng)性廣，全國(guó)除青海以外，其它省(市)均有種植，但產(chǎn)區(qū)優(yōu)勢(shì)非常明顯。以 2002年為例，全國(guó)花生種植面積4.9210 6hm2，總產(chǎn) 1.481010kg，其中北方產(chǎn)區(qū)種植面 積3.2710 6hm2，生產(chǎn)量1.110 10kg ，分別占全國(guó)的 66.5%， 74.1%。種植面積超過(guò) 1105hm2的省( 市) 為13個(gè)，即山東 9.53105hm2，河南9.4510 5hm2，河北 4.8105hm2，廣東3.1510 5hm2，安徽2.8510 5hm2，四川2.6410 5hm2，遼寧 2.44105hm2，廣西2.3410 5hm2，江蘇2.3410 5hm2，湖北2.0610 5hm2，江西 1.77105hm2，湖南1.4810 5hm2，福建1.0610 5hm2。種植面積增長(zhǎng)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(guò)110 9kg的只有山東、河南、河北和安徽 等4省份，分別占全國(guó)總產(chǎn)量的24%, 22%, 10%和8%。 雖然中國(guó)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(diǎn):一是在國(guó)內(nèi)種植花生的效益較種植其它作物要高 ;二是在際市場(chǎng)上具有價(jià) 格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。加入WTO后，國(guó)外機(jī)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(guó)內(nèi)而沖擊國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，但作為勞動(dòng)密集型生產(chǎn)的花生仍具有強(qiáng)勁的國(guó) 際競(jìng)爭(zhēng)力。例如2002年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)花生仁每kg價(jià)格為3.64.7元，而同期國(guó)際市場(chǎng)經(jīng)合組 織報(bào)價(jià)每噸價(jià)格為6.36.8元，這表明中國(guó)花生生產(chǎn)仍有較大的發(fā)展?jié)摿Α?1.1.2 中國(guó)花生的種植方式 中國(guó)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(jìn)行高產(chǎn)栽培的新技術(shù)，技術(shù)性較強(qiáng)。這兩種栽培方式根據(jù) 整地方法又分為以下三種； （1）平作 0 1 2 3 4 5 6 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 播 種 面 積 總 產(chǎn) 量 5 平作是北萬(wàn)和南方早薄地花生產(chǎn)區(qū)的一種種植方式。在無(wú)灌溉條件、土壤肥力低 的旱地或山坡地，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(zhēng)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(shì)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(fēng)透光，獲得高產(chǎn)。花生壟種 需要在播前整地時(shí)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(guó)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48行。 中國(guó)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(wú)霜期短， 南方春季則低溫多雨。為了實(shí)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(shí)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(lái)興起的一項(xiàng)種植技術(shù)，它是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié) 合的一項(xiàng)重大的技術(shù)改革，是大幅度提高花生單產(chǎn)的一項(xiàng)有效措施。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用， 解決了北方地區(qū)低溫、干早和無(wú)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(guó)花生生產(chǎn)的新局面。 目前，花生地膜覆蓋栽培技術(shù)己在華北、東北大面積推廣應(yīng)用，并取得了明顯增 產(chǎn)效果，經(jīng)濟(jì)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(shí)，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(zhǎng)， 直接影響了農(nóng)作物的收成和品質(zhì)。 1.1.3 花生生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀 隨著花生種植面積的不斷擴(kuò)大和農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，花生生產(chǎn)機(jī)械化的問(wèn)題就顯 得尤為重要。西方發(fā)達(dá)國(guó)家在花生生產(chǎn)機(jī)械化方面的研究較早，與其它農(nóng)業(yè)機(jī)械相比， 幾乎是同步發(fā)展的，機(jī)械制造與應(yīng)用技術(shù)己比較先進(jìn)、完善。美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó) 家已實(shí)現(xiàn)了花生生產(chǎn)全過(guò)程的機(jī)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(guó)的種植特點(diǎn)，向著大型化、機(jī)電一體化、智能化、高可靠、高安全的方 向發(fā)展.一些發(fā)達(dá)國(guó)家還不斷將高、精、尖技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械上來(lái)，農(nóng)業(yè)機(jī)械正向智 能化方向發(fā)展。 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 6 在中國(guó)，花生播種機(jī)械化技術(shù)已基本成熟，根據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)人口多、土地分散，而 中小動(dòng)力拖拉機(jī)保有量多的特點(diǎn)，該類機(jī)械以小四輪拖拉機(jī)為牽引動(dòng)力，較好地解決 了花生人工或畜力播種勞動(dòng)量大和生產(chǎn)率低下的問(wèn)題。近幾年，系列化的多功能花生 覆膜播種機(jī)已在花生產(chǎn)區(qū)得到了大面積的推廣應(yīng)用。 相比之下，中國(guó)花生收獲的機(jī)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(jī)械化(如手扶拖拉機(jī)牽引挖掘鏟)完成，而從 國(guó)外引進(jìn)、消化吸收的機(jī)型則由于不符合中國(guó)國(guó)情或動(dòng)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(guó)的花生收獲機(jī)械與裝置多年來(lái)一直 徘徊不前，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大的差距。 總之，中國(guó)現(xiàn)階段花生收獲方法的落后帶來(lái)了各方面的問(wèn)題，大體上表現(xiàn)為以下 三個(gè)方面： 第一，人工收獲勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下。長(zhǎng)期以來(lái)，花生的收獲都是靠人工完成 的，特別是近幾年來(lái)隨著農(nóng)村剩余勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，這一矛盾更加突出。據(jù)初步估算， 整個(gè)花生生產(chǎn)過(guò)程中，花生的收獲所用工時(shí)為整個(gè)過(guò)程的三分之一以上。這一階段的 作業(yè)成本為整個(gè)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(jī)具及人工費(fèi)用等，人工費(fèi)按同時(shí)期普通勞 動(dòng)者的工時(shí)費(fèi)來(lái)計(jì)算)。 第二，生產(chǎn)成本高。目前的花生收獲無(wú)論是人工還是畜力以及簡(jiǎn)易的機(jī)械，整個(gè) 收獲過(guò)程都不是一次性完成的，都要經(jīng)過(guò)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(wèn)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(jìn)行二次復(fù)收，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且生產(chǎn)成本高。 第三，耽誤農(nóng)時(shí)?；ㄉ氖斋@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(huì)對(duì)小麥播種打下一個(gè)良好基礎(chǔ)。據(jù)研究者到農(nóng)村的實(shí)地考察， 在山東省萊陽(yáng)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(gè)勞力 每天工作8h，可收花生0.0046hm 2；借助畜力或者是簡(jiǎn)單的機(jī)力 (用手扶拖拉機(jī)先耕出花 生)每天可收花生面積也僅為0.130.2 hm 2。 所以，設(shè)計(jì)研制新型的符合中國(guó)國(guó)情的花生收獲裝置是提高中國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化 水平的關(guān)鍵。 1.2 研究目標(biāo)與內(nèi)容 本文的研究目標(biāo)為： 以配用中小動(dòng)力的花生收獲裝置為研究對(duì)象，針對(duì)中國(guó)農(nóng)村分散經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)體制 和中小型拖拉機(jī)擁有量大的特點(diǎn)，適應(yīng)國(guó)內(nèi)的花生種植方式，重點(diǎn)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在充分了解花生植株各組成 部分收獲時(shí)的生長(zhǎng)狀態(tài)及田間特性的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)介新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理和結(jié)構(gòu)優(yōu) 化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工作部件的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、所受阻力及對(duì)花生與植株的施力方式等。以簡(jiǎn)化 7 結(jié)構(gòu)，降低功耗，減少成本，提高作業(yè)質(zhì)量為目標(biāo)，重點(diǎn)研究花生收獲裝置及其傳動(dòng) 部件的運(yùn)動(dòng)機(jī)理及最佳工作參數(shù)。 研究的具體內(nèi)容為： （1）設(shè)計(jì)花生挖掘與分離的新的工作原理及結(jié)構(gòu)形式?；驹O(shè)想是用平行連桿機(jī) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)花生的振動(dòng)式挖掘與分離，采取將兩項(xiàng)功能通過(guò)一個(gè)工作部件來(lái)完成的全新結(jié) 構(gòu)，以最大程度地減少動(dòng)力功耗和收獲裝置的總體結(jié)構(gòu)尺寸； （2）針對(duì)不同花生品種、不同地區(qū)及土壤條件，優(yōu)化傳動(dòng)與工作部件的結(jié)構(gòu)，使 其結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)達(dá)到最優(yōu)。 第二章 振動(dòng)篩式花生收獲裝置的設(shè)計(jì)原理 中國(guó)對(duì)花生收獲機(jī)械裝置的研究正處在發(fā)展時(shí)期，花生收獲機(jī)械大面積的推廣還 需要一段時(shí)間，農(nóng)村分散經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)體制和農(nóng)民的消費(fèi)水平，東部與西部地區(qū)的差別， 對(duì)產(chǎn)品、技術(shù)需求的遞進(jìn)趨勢(shì)以及廣大農(nóng)村中小型拖拉機(jī)擁有量大的特點(diǎn)，決定了在 今后一段時(shí)期內(nèi)，中國(guó)仍然要以中小型花生收獲機(jī)械與裝置為主要的研究和推廣對(duì)象。 但是，國(guó)內(nèi)對(duì)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(yàn)階段，對(duì)花生收獲裝置的工作原理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、具體的工作情況及規(guī)律性的深入 研究尚沒有報(bào)道;而現(xiàn)有的花生收獲技術(shù)的理論著作過(guò)于老化，新理論和學(xué)術(shù)研究性文 章比其它農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)理論相對(duì)偏少，且深度不夠，學(xué)術(shù)價(jià)值較低，致使收獲機(jī)械與 裝置有效供給不足，小型機(jī)具多，優(yōu)質(zhì)機(jī)械過(guò)少，大中型農(nóng)機(jī)具跟不上發(fā)展需要，收 獲裝置不能滿足花生生產(chǎn)實(shí)際的需求，影響了新裝置的開發(fā)改進(jìn)，最終影響了花生種 植業(yè)戶購(gòu)買機(jī)具的積極性。 因此，加強(qiáng)理論研究，加快理論與實(shí)踐的結(jié)合速度，研制出適合中國(guó)當(dāng)前國(guó)情、 性能穩(wěn)定、高效優(yōu)質(zhì)的新型花生收獲裝置，以滿足國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段廣大花生種植用戶及市 場(chǎng)的迫切需求，應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)階段中國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化研究的主要方向。 2.1 設(shè)計(jì)依據(jù) （1）符合中國(guó)國(guó)情 中國(guó)農(nóng)村人口多、土地少，且分散經(jīng)營(yíng)，大型農(nóng)機(jī)具.保有量少，而中小型拖拉機(jī) 擁有量大。所以，針對(duì)中國(guó)現(xiàn)階段農(nóng)村生產(chǎn)的實(shí)際狀況，所設(shè)計(jì)的花生收獲裝置應(yīng)以 配用中小型動(dòng)力為主。 （2）作業(yè)可靠、減少收獲損失 根據(jù)山東省質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布的山東省地方標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)質(zhì)量花生機(jī)械收 獲和農(nóng)藝要求，所設(shè)計(jì)的花生收獲裝置應(yīng)達(dá)到的性能指標(biāo)為: 配套動(dòng)力:11-13.2kw小型四輪拖拉機(jī) 生產(chǎn)率:0.10.13hm 2/h 損失率: 3% 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 8 莢果破碎率: 1% （3）結(jié)構(gòu)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(guó)現(xiàn)階段廣大花生種植戶的消費(fèi)水 平，在保證收獲裝置作業(yè)質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，真正使廣大農(nóng) 民買得起、用得上。 2.2 設(shè)計(jì)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(dòng)鏈相組合的方式。這種裝置是20世紀(jì) 70年代中國(guó)從美國(guó)引進(jìn)和消化吸收后推廣應(yīng)用的，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、動(dòng)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(shè)計(jì)的收獲裝置擬采用將挖掘和分離兩項(xiàng)功能溶為一體的全新結(jié)構(gòu)，以減 少功耗、機(jī)體尺寸以及收獲損失;并對(duì)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)和操縱裝置進(jìn)行合理配置，確保動(dòng) 力傳遞高效可靠，操縱調(diào)整簡(jiǎn)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(yīng)為兩個(gè)挖掘鏟，在 收獲裝置作業(yè)過(guò)程中擬使挖掘鏟以一定的頻率擺動(dòng)前進(jìn)，即擺動(dòng)式挖掘。這樣，可以 最大限度地減少土壤對(duì)工作機(jī)組的阻力，降低機(jī)組功耗。 為減少機(jī)構(gòu)尺寸，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，收獲裝置的分離部件擬附著在挖掘部件上，在作業(yè) 時(shí)，通過(guò)挖掘部件的擺動(dòng)使分離機(jī)構(gòu)將花生與泥土分離。 所以，設(shè)計(jì)方案的選擇主要是傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇和挖掘分離裝置的確定。 2.3 總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 該機(jī)主要由挖掘鏟、振動(dòng)篩、行走輪、傳動(dòng)裝置及機(jī)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?土裝置上。對(duì)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(jī)挖掘鏟采用整體單鏟式平鏟，并在其后端設(shè)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(yùn)到振動(dòng)篩的銜接部件。挖掘鏟選用 優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，固定連接在機(jī)架的前下部。花生收獲機(jī)的清土裝置目前主要有抖動(dòng) 升運(yùn)鏈?zhǔn)胶驼駝?dòng)篩式兩種，振動(dòng)篩式結(jié)構(gòu)緊湊、清土效果好、傷果率低等特點(diǎn)，但較 抖動(dòng)升運(yùn)鏈?zhǔn)秸w震動(dòng)較大。綜合考慮本設(shè)計(jì)采用振動(dòng)篩式清土裝置，振動(dòng)篩柵條為 縱向排布，柵條中心距可以根據(jù)當(dāng)?shù)鼗ㄉ贩N（主要是花生果大?。﹣?lái)確定，為便于 將花生秧果成條鋪放到遠(yuǎn)離未收取區(qū)的已收區(qū)，振動(dòng)篩設(shè)計(jì)為下傾式，振動(dòng)篩通過(guò)機(jī) 架兩側(cè)的連桿與機(jī)架鉸接，由前上部的偏心驅(qū)振裝置驅(qū)動(dòng)作往復(fù)振動(dòng)，驅(qū)振裝置上配 有偏心平衡塊裝置。為防止作業(yè)時(shí)秧草纏繞設(shè)備和機(jī)器內(nèi)側(cè)挑鄰行花生秧蔓。傳動(dòng)系 統(tǒng)采用帶組合傳動(dòng)，分別將拖拉機(jī)的輸出動(dòng)力傳輸?shù)絺?cè)向切割器與篩動(dòng)裝置。設(shè)備兩 側(cè)配有充氣式橡膠行走輪，行走輪直徑為405mm，寬度為100mm。 2.4 作業(yè)原理 此類振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)帶動(dòng)收獲機(jī)具前行，挖掘鏟以一定角度 9 鏟入土中（挖掘深度通常在100150mm），將花生主根切斷，并將掘起的土壤和花生 秧果輸送到振動(dòng)篩上。掘起的土壤和花生秧果進(jìn)入往復(fù)運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)篩，將花生和沙土 不斷地向后振動(dòng)輸送，大部分沙土被振落至篩下，實(shí)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(dòng)篩的側(cè)尾端被拋送到已收區(qū)，實(shí)現(xiàn)成條鋪放，待田間晾曬后 再進(jìn)行揀拾作業(yè)。行走輪安裝在機(jī)架上，通過(guò)選用不同的定位孔可調(diào)節(jié)行走輪的安裝 高度，調(diào)節(jié)挖掘鏟的挖掘深度和入土角。 本機(jī)的主要特點(diǎn)：采用側(cè)尾振動(dòng)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(dòng)篩采用等慣量反配置自平衡設(shè)計(jì)，不僅可同時(shí)實(shí)現(xiàn)清土 和輸送一體化功能，而且具有震動(dòng)小、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、駕乘舒適等特點(diǎn)；通過(guò)調(diào)節(jié)行 走輪安裝高度，來(lái)調(diào)整挖掘深度和挖掘鏟入土角，操作簡(jiǎn)單方便；1113.2 kw 拖拉機(jī) 即可帶動(dòng)，與現(xiàn)階段大多數(shù)農(nóng)戶擁有的小四輪拖拉機(jī)相適應(yīng)，具有適配動(dòng)力廣，投資 少，收效快等特點(diǎn)。 第三章 主要參數(shù)確定與關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 3.1 主要參數(shù)確定 參照相關(guān)花生收獲機(jī)的技術(shù)參數(shù)和雙行振動(dòng)式馬鈴薯挖掘機(jī)功率選定原則，本設(shè) 備適配動(dòng)力功率為1113.2 kw的拖拉機(jī)，每次收兩行，預(yù)期生產(chǎn)率為：0.070.1 hm2/h，根據(jù)花生主產(chǎn)區(qū)種植的寬窄行距實(shí)際情況，選定作業(yè)幅寬為550mm，因此確定 挖掘鏟的寬度為430mm，同時(shí)采用入土角與振動(dòng)篩升運(yùn)角一致設(shè)計(jì)原則，選定挖掘鏟 入土角為25 。挖掘深度設(shè)計(jì)為 100150mm可調(diào)，通過(guò)調(diào)節(jié)行走輪在機(jī)架上的上下安 裝位置實(shí)現(xiàn)。振動(dòng)篩組振動(dòng)由偏心輪帶動(dòng)，偏心距為1cm。 3.1.1 花生收獲機(jī)的功率計(jì)算 花生收獲機(jī)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 振dN 動(dòng)篩所需的功率 和機(jī)械傳動(dòng)消耗的功率 。sNnN ds （1） 2123mPfGKaBV （2） 式中 P平均牽引阻力，P=4808.7N ； G花生收獲機(jī)質(zhì)量，G=2234N ； f綜合摩擦系數(shù)，f=0.25 0.5； K土垡抵抗變形的性能系數(shù) K=0.2l； 動(dòng)態(tài)阻力系數(shù)，取 kg/s2cm4；3 機(jī)組前進(jìn)速度， ；mV1.8mVs a挖掘深度， a=l2cm； 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 10 B挖掘幅寬，B=60cm； 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(duì)土壤的1P 滾動(dòng)阻力及摩擦阻力， ；156PfGN 土垡變形的阻力， ；2 214KaB 動(dòng)力變化阻力，即土壤動(dòng)量變化時(shí)所產(chǎn)生的阻力， ；3 372.3mPaBVN 6.0mdVkw （3） 式中 牽引阻力利用系數(shù)，取 =0.8-0.9。 sin102sfNVaB （4） 式中 分離鏈上土壤的百分含量； 土壤的容重。 (1)nsN （5） 式中 機(jī)械傳動(dòng)效率。 則花生收獲機(jī)所需的總功率為： =8.1kw (2)sin1010fmdsnVaBPN （6） 故采用8.8kw以上的四輪拖拉機(jī)作為配套動(dòng)力。所以 1113.2kw 的拖拉機(jī)作為動(dòng)力 配套裝置可以使用。通過(guò)傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)機(jī)理與參數(shù)分析，得到了該部件主要參數(shù)間 的關(guān)系表達(dá)式與傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為進(jìn)一步的分析研究提供了理論依據(jù)。 3.1.2 挖掘鏟主要參數(shù)的確定 如圖3-1 所示:三角形平面鏟的主要參數(shù)有入土角、鏟面長(zhǎng)度L、鏟刃斜角、鏟面 寬度B 和鏟后端高度h等。 11 圖3-1 挖掘鏟的結(jié)構(gòu)參數(shù) （1）入土角 挖掘鏟入土角較小時(shí)，其入土性能差，鏟面上土壤后移速度較快，漏土較少；當(dāng) 入土角較大時(shí)，入士性能好，但阻力增大，土壤后移速度減慢，易雍土。機(jī)器前進(jìn)作 業(yè)時(shí)，位于鏟面上的土壤受力情況如圖3-2所示。 圖3-2 鏟面受力分析 利用達(dá)朗伯原理，為使土壤能夠后移應(yīng)滿足： （7） Pcos-TGin0R= 式中：P-沿著挖掘鏟移動(dòng)的掘起物所需的力; R-鏟對(duì)上壤的反作用力; T-鏟面與上壤的摩擦力 ; G-掘起物的重力; -挖掘鏟的入上角; -上壤對(duì)鏟的摩擦系數(shù)=tg, 為掘起物與鏟面之間的摩擦角。 簡(jiǎn)化（7）式得： P Gtan(+) （8） 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 12 圖3-3 入土角 與阻力P和入土長(zhǎng)度L 1的關(guān)系 式（8）表明牽引阻力P 與挖掘鏟的入土角 為正切函數(shù)關(guān)系，在不同土質(zhì)中作業(yè)時(shí)， 入土角的改變對(duì)阻力P 的影響規(guī)律如圖 3-3中曲線所示。當(dāng) 較小時(shí)，曲線變化平緩，隨 著 增大，曲線變陡，說(shuō)明入土角的改變對(duì)牽引阻力的影響，在重質(zhì)土壤中比在輕質(zhì)土 壤中敏感，當(dāng)入土角較小時(shí)，牽引阻力P隨 增長(zhǎng)較慢，當(dāng) 以后，牽引阻力急25 劇上升，因此，挖掘鏟的入土角應(yīng)取 為宜。25 （2）鏟面長(zhǎng)度 L 鏟的長(zhǎng)度 L分為L(zhǎng) 1和L 2， L1是挖掘鏟的入土長(zhǎng)度， L2是鏟在地面以上過(guò)渡部分的長(zhǎng) 度。 入土長(zhǎng)度由圖3-2可得： 1H=sin （9） 式中H-挖掘深度。 花生結(jié)果通常在地表以下100mm深處，取挖掘深度H=120mm，L 1隨的變化如圖3- 3中曲線所示，入土部分長(zhǎng)度L 1隨入土角的增大而減小，當(dāng)取較小值時(shí)L 1會(huì)較長(zhǎng)，入 土性能差且結(jié)構(gòu)不緊湊，一般取 ，這里取= 。由公式（9）得L 1 284mm。525 = 過(guò)度部分長(zhǎng)度L 2 ： 過(guò)渡部分L 2為土壤和花生向分離裝置輸送的必經(jīng)區(qū)段，土壤在這里將發(fā)生膨松、 變形，并消耗動(dòng)能，過(guò)渡部分長(zhǎng)度L 2應(yīng)盡量短，以便土壤在鏟面上的后移速度未達(dá)零 值之前，就被送至分離裝置。 L2的長(zhǎng)度可根據(jù)能量守恒定律確定。設(shè)質(zhì)量為m的掘起物，在L 2區(qū)段的始點(diǎn) A的 速度為V A，移到B點(diǎn)時(shí)的速度為 VB，掘起物由A點(diǎn)向上移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)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： 13 AB1mV-=+2GF （10） 式中， 重力所作的功，AGG2=gLsin 摩擦力所作的功， Fco 將A G、A F帶入（10）式得： 22(sincs)ABVLg （11） 式（11）表明，當(dāng)速度VA增大時(shí)，L 2增加很快，有利于土壤上升和后移。所以， 在確定時(shí)L 2應(yīng)考慮工作檔位。當(dāng)入土角取較大值時(shí)，L 2應(yīng)減小。另外L 2隨 增大而減 小。所以實(shí)際設(shè)計(jì)挖掘鏟時(shí)，為減少摩擦力，避免壅土，將挖掘鏟入土部分的一段和 過(guò)渡部分設(shè)計(jì)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 L2 266mm。 （3）鏟刃斜角 挖掘鏟工作時(shí)!切斷根蔓的能力主要取決于鏟刃斜角。 過(guò)大時(shí)，根蔓易纏結(jié)鏟刃， 嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生堵塞。過(guò)小時(shí)，根蔓不易被切斷而發(fā)生滑脫現(xiàn)象。 圖3-4 鏟刃劃切受力分析 如圖3-4 所示，設(shè) 為根蔓和土壤對(duì)挖掘鏟鏟刃的摩擦角，P為作業(yè)時(shí)土壤對(duì)鏟的反 作用力，則P 沿挖掘鏟鏟刃的分力 Q=Pcos使根蔓和土壤后移，阻止根蔓和土壤向后滑 移的摩擦力T=Rtan式中R=Psin為使根蔓能滑離鏟刃，產(chǎn)生滑切的條件是QT 即 PcosPsintan化簡(jiǎn)該式得： = - 90 （12） 為使挖掘鏟具有良好的切割性能，鏟刃斜角的選擇應(yīng)滿足式（12） 。越小滑切性 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 14 能越好，但在幅寬不變時(shí)鏟刃斜角減小會(huì)增加鏟刃長(zhǎng)度，使整機(jī)縱向尺寸變大，對(duì)機(jī) 組的提升和行走均不利。因此鏟刃斜角不宜過(guò)小，土壤對(duì)鋼的摩擦系數(shù) tan=0.40.8 ，所以< 一般 取為 左右。為了使未切割的莖葉和雜草順51.368.250 利地滑出鏟刀，鏟刃末端應(yīng)離機(jī)器側(cè)板及其他零件40mm以上的距離。因此，所設(shè)計(jì)的 鏟刀刃角度取 。 （4）鏟面寬度B0 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(duì)垅中心的偏移 和機(jī)器工作行駛時(shí)的偏差。一般單行花生收獲機(jī)挖掘鏟的寬度不小于400mm600mm 可按下式計(jì)算： 132bBc （13） 式（13）中b花生分布平均寬度(mm) 花生分布寬度標(biāo)準(zhǔn)差(mm) c機(jī)器行駛偏差，可取 c=5080mm。 根據(jù)以上條件取B 1=430mm。 在保證鏟刃的自動(dòng)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(dǎo)出 挖掘鏟的入土角、鏟面長(zhǎng)度、鏟刃斜角、鏟面寬度的計(jì)算方法，為設(shè)計(jì)挖掘鏟提供了 理論依據(jù)。 （5）鏟面離地表最高距離h 根據(jù)以上計(jì)算確定鏟面長(zhǎng)度為L(zhǎng)=L 1+L2=550mm，入土角= 。25 h=sinL=233mm h= hH=233mm 120mm=113mm 所以確定鏟面離地表最高距離h=233mm。 3.1.3 帶輪及帶的主要參數(shù)確定 （1）確定計(jì)算功率 ，已知 P=7.5kwcP =1.17.5=8.25kw KAc （14） （2）確定 V 帶型號(hào)為普通 V 帶 A 型，小帶輪節(jié)圓直徑 dp1=125mm （3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 d1 和 d2 根據(jù)所選 V 帶型號(hào)查表及帶輪直徑標(biāo)準(zhǔn)系列值，得到 d1=130.5mm；驗(yàn)算帶速 v， 應(yīng)保證 v 在 525m/s 之間，若不能滿足這一要求應(yīng)重選 d1； =5.2m/s 160dn （15） 所以符合要求取 d1=130.5mm。小帶輪如圖（3-6）所示。 15 圖 3-5 小帶輪 （4）根據(jù)公式 d2=i d1 (1-)算出大帶輪直徑，并圓整成標(biāo)準(zhǔn)值， 取為 0.02。 =3.51250.98=428.75mm （16） 大帶輪如圖（3-7）所示。 圖 3-6 大帶輪 （5）確定中心距 a 及帶長(zhǎng) Ld 初定中心距 a0，如果未規(guī)定中心距，則應(yīng)按下式給出的范圍初選中心距： 210217. （17） 378.625mm< a0< 1107.5mm 取 a0=500mm （6）確定帶長(zhǎng) Ld 根據(jù) a0，先初算帶長(zhǎng) =1915.95mm 0 212142ad 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 16 （18） （7）確定中心距 a =542mm 2 0dL （19） 3.1.4 平行連桿機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)及行走輪的設(shè)定 振動(dòng)篩組由平行連桿機(jī)構(gòu)練接，振動(dòng)篩傾斜角（相對(duì)水平位置）為 0.5o ，使得在 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中振動(dòng)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(shí)現(xiàn)一側(cè)倒伏。根據(jù) Solidworks 實(shí)體作圖得出連接振動(dòng)篩一側(cè)的兩根桿 的桿長(zhǎng)為 670mm，距離為 250mm。設(shè)定振動(dòng)篩的振幅為 12mm，則根據(jù)實(shí)體圖得出連 桿比例為 1：10，所以偏心輪的偏心距為 1.2mm。 行走輪高度為人工可調(diào)，輪直徑為 405mm，寬為 200mm。支架上設(shè)有空，可通過(guò) 螺栓連接來(lái)調(diào)節(jié)高度。行走輪裝置如圖 3-7 所示。 圖 3-8 行走輪 3.1.5 軸的校核 軸在實(shí)際工作中，承受各種載荷。設(shè)計(jì)計(jì)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(duì)軸的計(jì)算內(nèi)容通常為強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算和臨界轉(zhuǎn) 速計(jì)算。軸如圖 3-9 所示 17 圖 3-9 軸 考慮軸的剛度、強(qiáng)度、及耐摩性要求，并且考慮材料成本等問(wèn)題，選擇了 45 鋼， 并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使 HBS 達(dá)到 217-255，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定軸的直徑，軸的直徑為 30mm，軸上的鍵槽用于連接皮帶輪和凸輪，下面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。 集中載荷作用于凸輪，在草稿上繪制受力簡(jiǎn)圖，得出： （1）凸輪上作用力大小 轉(zhuǎn)矩 558.19.109.0348PT Nmn 偏心輪最小處直徑為 59.88mm 圓周力 1253481729.tFd 徑向力 )(5436.0cosNtr 軸向力 0aFN （2）求軸承上軸承的支反力及主要截面彎距 91543092rBV N 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 18 截面處彎距為 5092460BVCMFNm左 153920459DrBV Nm右 （3）求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎距 90178245tBH 5637DtBFN 截面處的彎距為 01420CHMm （4）截面處垂直面和水平面的合成彎距 2222965748CHV N左 左 401C m右 右 （5）按彎距合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎距和扭矩的截面的強(qiáng)度，取 =0.6，計(jì) 算應(yīng)力： 2 222375480.65481.19vMTMPaW 查表得 ，由于 ，故安全。160Pa1v 軸承座的選用及壽命計(jì)算： 軸承座的選擇： 選擇深溝球軸承，型號(hào)為 6207，因?yàn)橹饕惺軓较蜉d荷，當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。而 且價(jià)格最低。 軸承座的壽命計(jì)算： 由設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得 6207 軸承的基本額定動(dòng)載荷 ，基本額定靜載荷305rCN 。具體計(jì)算如下：02rCN （1）計(jì)算兩軸承的內(nèi)部軸向載荷 110.5.4371.5sRFN 220 （2）計(jì)算兩軸承的軸向載荷 左端軸承 1 127. 3.55361.5s AaNFNF兩 者 中 取 最 大 值 右端軸承 210 70..sa兩 者 中 取 最 大 值 19 （3）計(jì)算兩軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 載荷平穩(wěn)，查得載荷系數(shù) 1.pf 10 1113.506.22.70.56,.74ArRFeCXY 1 4310394pRAPfXYFN 同理可知： 20N （4）計(jì)算軸承壽命 工作溫度低于 120 度，查的溫度系數(shù) 1tf 左端軸承 31067670548249thfCL hnP 右端軸承 310102thf 經(jīng)過(guò)上面的計(jì)算，可以得出左端軸承比右端的容易失效，應(yīng)該在 5482 小時(shí)也就是 工作 7.6 個(gè)月后換，右端的只要 3 年換一次就可以。 3.2 總體裝配 總體裝配如圖3-10所示，由拖拉機(jī)為動(dòng)力輸出，輸出轉(zhuǎn)數(shù)為n=414r/min，以1：1的 傳動(dòng)比帶動(dòng)大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大皮帶輪于小皮帶輪以1：3.5的傳動(dòng)比帶動(dòng)小皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)， 小皮帶輪軸上裝有偏心輪，偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，使振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)高頻率的振動(dòng)。 拉簧最大拉力為650N，其作用是用來(lái)減小篩體自重對(duì)振動(dòng)平衡性的影響。 振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率和振幅大小對(duì)設(shè)備的清土效果、輸送順暢性以及機(jī)具震動(dòng)性、 可靠性等影響很大。振動(dòng)篩對(duì)物料的拋擲力與篩動(dòng)頻率的二次方和振幅的一次方乘積 成正比，綜合考慮，并比照多種同類機(jī)型，本設(shè)計(jì)采用大振幅高頻率型振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)形 式，振動(dòng)篩的振幅選定為12mm。 振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 20 圖3-10 總體裝配模型示意圖 第四章 結(jié)語(yǔ) 本文通過(guò)對(duì)花生的產(chǎn)量，及對(duì)國(guó)內(nèi)花生收獲機(jī)的情況分析，通過(guò)運(yùn)算得出各組件 的參數(shù)，設(shè)計(jì)出了包括可調(diào)節(jié)行走輪、振動(dòng)篩、可調(diào)節(jié)高度的挖掘鏟、傳動(dòng)輸出組件 等。并利用Solideworks制作出實(shí)體圖，根據(jù)實(shí)體圖得出一些無(wú)法計(jì)算的數(shù)據(jù)，并利用 此軟件中的強(qiáng)度試驗(yàn)證明機(jī)器的一切部件達(dá)到使用要求。 設(shè)計(jì)成功的振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)適用于花生分段收獲作業(yè)模式，可完成花生挖掘、 清土、鋪放功能，本機(jī)用于花生收獲，節(jié)省工時(shí)，減緩農(nóng)村勞力不足，降低收獲作業(yè) 成本。 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