振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計-土豆收獲機含SW三維仿真及4張CAD圖,振動,馬鈴薯,收獲,設(shè)計,土豆,SW,三維,仿真,CAD XX XXXX（設(shè)計）中期檢查記錄表 20XXX年 4 月 18 日 學(xué)生姓名 班級 課題名稱 振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計 課題完成進度（學(xué)生自述） 第1周--第2周：查找相關(guān)資料，了解國內(nèi)馬鈴薯收獲機現(xiàn)狀； 第3周--第5周：根據(jù)參考文獻中收獲機的工作原理及特點，構(gòu)思設(shè)計方案，并決定采用何種方案。 第6周--第8周：根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，計算選擇主要零件； 第9周--第10周：撰寫設(shè)計說明書，對部分問題修改、調(diào)整； 第11周-第14周：整理資料準(zhǔn)備答辯 存在的問題及整改措施（學(xué)生自述） 存在問題： 由于時間較短及自身精力投入不足，做設(shè)計時不夠仔細、認(rèn)真。致使三維圖、二維圖、說明書等過于粗糙、不夠精確。 改進措施： 之后，在有時間的時候多關(guān)注畢業(yè)設(shè)計，進一步優(yōu)化和改進。在工作時仔細、認(rèn)真。 指導(dǎo)教師意見（課題進展情況、優(yōu)缺點、整改措施等） 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 學(xué)院意見 負責(zé)人簽名 年 月 日 XXXXX （設(shè)計）任務(wù)書 學(xué)院 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 課題名稱 振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計 起止時間 20XX年10月15日—— 20XX年5月27日（共 12周） 指導(dǎo)教師 職稱 課題內(nèi)容 馬鈴薯的營養(yǎng)價值非常高，市場潛力巨大。在國外，大約占40%的馬鈴薯加工成食品后進入消費市場。中國農(nóng)科院副院長屈東玉博士在日前召開的中國馬鈴薯學(xué)術(shù)年會上指出：“馬鈴薯是一種產(chǎn)量高、適應(yīng)性強、經(jīng)濟價值大的作物，應(yīng)把馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)列入國家糧食商品糧基地，享受與水稻、小麥等商品糧基地同樣的財稅待遇，這將是保證我國糧食安全的有效手段馬鈴薯收獲機是當(dāng)代馬鈴薯收獲不可或缺的設(shè)備。 擬定工作進度（以周為單位） 第1－9周：根據(jù)學(xué)校有關(guān)畢業(yè)論文的文件與要求，確定論文題目，的搜集和整理工作，查找相關(guān)資料、熟悉課題內(nèi)容。 第10－20周：寫作開題報告，制定論文大綱。 第20－30周：完成畢業(yè)論文的初稿，設(shè)計振動式馬鈴薯收獲機裝置的三維實體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第30－40周：在老師的指導(dǎo)下，修改畢業(yè)論文至定稿，對振動式馬鈴薯收獲機試驗裝置進行傳動設(shè)計和機構(gòu)設(shè)計。 第41周：編寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。 第42周：答辯 要參考文獻 [1]王公仆，蔣金琳，田艷清，等.馬鈴薯機械收獲技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國農(nóng)機化學(xué)報，2014.01:11-15. [2]夏振遠，陳學(xué)永.振動挖掘機的研究綜述[J].機電技術(shù)，2014.03:133-137. [3]谷茂，薛世明.中國馬鈴薯栽培史考略[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1997.01:77-81. [4]王博煒.4VM-550A型馬鈴薯挖掘收獲機[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，1998.06:37. [5]孫蕓.我國馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及展望[J].農(nóng)業(yè)機械，2000.07:26-28. [6]孫恒.機械原理[M].西安高等教育出版社，2006.04:7-9. 任務(wù)下達人（簽字） 年 月 日 任務(wù)接受人意見 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達人為指導(dǎo)教師。 2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學(xué)生本人。 3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。 200 年 月 第 期 振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計 摘 要：本文設(shè)計的振動式馬鈴薯收獲機是一種常用機械設(shè)備，能夠高效的進行馬鈴薯的挖掘工作。本次設(shè)計能夠大大的提高收獲效率；可以減少人力物力，同時也節(jié)省時間。本課題設(shè)計的主要內(nèi)容是振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計。主要通過對原始數(shù)據(jù)的分析、方案的論證比較與選擇，完成了收獲機的總體設(shè)計，振動原理的設(shè)計，分離裝置的設(shè)計以及傳動方案的選擇等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上對馬鈴薯收獲機機體的結(jié)構(gòu)尺寸、傳動比等進行了詳細的計算和說明。 關(guān)鍵詞：振動式；馬鈴薯；設(shè)計；收獲機 中圖分類號： 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： - 97 - 引言 馬鈴薯的營養(yǎng)價值非常高，市場潛力巨大。在國外，大約占40%的馬鈴薯加工成食品后進入消費市場。在國內(nèi)，一向被國人視為不能登大雅之堂的馬鈴薯產(chǎn)品也突然間在市場上風(fēng)靡起來。在北京、上海、廣州及西安等全國大中城市，以馬鈴薯條、馬鈴薯泥為基本原料的麥當(dāng)勞、肯德基食品已占據(jù)我國快餐市場的半壁江山，而從各種渠道進口的其它油炸薯片或膨化食品等也滾滾而來[ ]。中國農(nóng)科院副院長屈東玉博士在日前召開的中國馬鈴薯學(xué)術(shù)年會上指出：“馬鈴薯是一種產(chǎn)量高、適應(yīng)性強、經(jīng)濟價值大的作物，應(yīng)把馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)列入國家糧食商品糧基地，享受與水稻、小麥等商品糧基地同樣的財稅待遇，這將是保證我國糧食安全的有效手段馬鈴薯收獲機是當(dāng)代馬鈴薯收獲不可或缺的設(shè)備。在進行田間馬鈴薯收獲時，必須將土層里的馬鈴薯翻出再進行揀拾[ ]。 市場上的馬鈴薯收獲裝置挖掘效率低，費時費力。因為傳統(tǒng)的馬鈴薯收獲設(shè)備不能高效的進行挖掘收獲，需要大量人力進行收獲，而且工作后的土地成塊狀，馬鈴薯的揀拾還需要破碎土壤進行收獲。因此根據(jù)這一情況，研制出了一種小型家用振動式馬鈴薯收獲機。該振動式馬鈴薯收獲機因其體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，所以制造成本低，而且馬鈴薯挖掘效率高，只需要小型拖拉機進行牽引帶動，就可以很好地進行馬鈴薯挖掘收獲[ ]。 本文設(shè)計的振動式馬鈴薯收獲機是一種常用機械設(shè)備，能夠高效的進行馬鈴薯的挖掘工作。本次設(shè)計能夠大大的提高收獲效率；可以減少人力物力，同時也節(jié)省時間。本課題設(shè)計的主要內(nèi)容是振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計。主要通過對數(shù)據(jù)的分析、方案的論證比較與選擇，完成了收獲機的總體設(shè)計，振動原理的設(shè)計，分離裝置的設(shè)計以及傳動方案的選擇等內(nèi)容[ ]。在此基礎(chǔ)上對馬鈴薯收獲機機體的結(jié)構(gòu)尺寸、傳動比等進行了詳細的計算和說明。 1 設(shè)計原理及機構(gòu) 1.1 設(shè)計原理 根據(jù)我國馬鈴薯收獲機的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題以及未來馬鈴薯收獲機的發(fā)展要求，我選擇的是振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計。家用振動式馬鈴薯收獲機主要由動力輸入裝置、傳動裝置、挖掘裝置、振動裝置組成。其中，動力裝置是通過人操作小型拖拉機進行牽引收獲機提供動力，只需把馬鈴薯收獲機通過三點懸掛連接在拖拉機上進行田間作業(yè)。 先確定我國已有馬鈴薯收獲機的類型，根據(jù)已有馬鈴薯收獲機的原理及結(jié)構(gòu)來進行設(shè)計振動式馬鈴薯收獲機，使收獲效率能滿足家庭及小型企業(yè)生產(chǎn)的要求，也就是馬鈴薯收獲機要能工作穩(wěn)定，操作簡便，成本低，保證挖掘率高，馬鈴薯完整率高，果實和土壤分離效果好等優(yōu)點。 挖掘機通過家用小型拖拉機的三點懸掛方式進行馬鈴薯挖掘作業(yè)，挖掘鏟和分離篩的振動動力由拖拉機動力輸出軸提供動力輸出，通過萬向傳動軸3經(jīng)偏心輪8一端輸入，偏心輪與另一端通過鉸接臂與振動架的約束將動力傳遞給振動架7，振動架7的上下運動通過連接板帶動挖掘鏟9和振動分離篩5產(chǎn)生在機架內(nèi)的上下往復(fù)運動，最終實現(xiàn)挖掘鏟與分離篩同時的振動，完成馬鈴薯挖掘和分離，鋪放于地面工作，從而完成馬鈴薯的分段收獲作業(yè)。 1.2 總體設(shè)計 振動式馬鈴薯收獲機結(jié)構(gòu)示意，如圖1所示。 1.軸承 2.正牽引架 3.萬向傳動軸 4.機架 5.振動篩 6.地輪 7.振動架 8.偏心輪 9.挖掘鏟 圖1 振動式馬鈴薯收獲機主視側(cè)視的整體結(jié)構(gòu)示意圖 Fig.1 Vibration type potato harvester 馬鈴薯挖掘機主要應(yīng)用于西南山區(qū)，小地塊、坡度大、多石塊等條件地塊，其設(shè)計結(jié)構(gòu)符合西南地區(qū)、小地塊區(qū)域、小區(qū)育種等馬鈴薯種植的農(nóng)藝要求， 該機采用偏牽引結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)小壟馬鈴薯挖掘作業(yè)，避免拖拉機作業(yè)時壓壟或挖掘機不能正對壟挖掘等問題的出現(xiàn)，提高馬鈴薯收獲的效率和收獲質(zhì)量。該機主要技術(shù)參數(shù)如下列所示。 其主要技術(shù)參數(shù)如下: 外形尺寸/mm：15508661050 播種幅寬/mm：460 播種行距/mm：800（可調(diào)） 開溝深度/mm：100～200（理論） 開溝寬度/mm：60～70（理論） 轉(zhuǎn)速/r·min-1：540 配套動力/kW·h-1：20kW以上的拖拉機 2 關(guān)鍵部件設(shè)計 2.1 牽引架設(shè)計 馬鈴薯挖掘機不能正對壟進行挖掘作業(yè)，可以選擇三點懸掛的牽引方式。這種牽引方式的設(shè)計使該機器有更好的通用性，可以滿足多地區(qū)小地塊的馬鈴薯挖掘作業(yè)。牽引架結(jié)構(gòu)如圖所示 .1.上懸掛 2.下懸掛 3.萬向傳動軸 圖2-1 牽引架 Fig.2-1Traction frame 2.2 振動分離篩設(shè)計 振動分離篩主要完成土薯分離工作，不同長度的桿條焊接在 U 型支架上，桿條間距 40 mm，振動分離篩通過彎板支架與搖臂相連接，在振動架的驅(qū)動下振動，篩面對挖掘的土薯混合物有拋起的作用，有較強的整機關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)分析。 2.3 其它部件 挖掘鏟主要完成土薯挖掘工作，挖掘機振動架 帶動挖掘鏟斜拉桿使挖掘鏟前后擺動，挖掘鏟尾部焊接 桿條，桿條間距 37.5 mm，桿條的主要作用是分離土薯避免挖掘鏟與振動分離篩之間由于間隙過大使薯塊掉落。采用一體式挖掘鏟、三角鏟韌，切土效果更好，挖掘鏟兩側(cè)向上折起，可以避免薯塊從挖掘鏟的兩側(cè)漏出被機器擠壓和被土壤覆蓋。 3 田間試驗與結(jié)果 3.1 試驗基本條件 2014 年 9 月末在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)香坊農(nóng)場試驗基地（作業(yè)面積 2.5 hm2、黑黏土）、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地（作業(yè)面積 4 hm2、黑黏土）進行了田間收獲試驗。試驗地為旱地壟播，試驗區(qū)的壟長長度大于 200 m，壟距為800 mm，壟高 250 mm，品種為：東農(nóng) 303、東農(nóng) 304、克新 9、荷蘭 15、大西洋，壟播株距約為 200 mm，結(jié)薯深度為 150～200 mm。馬鈴薯挖掘機配套動力為約翰迪爾 280 型拖拉機，功率為 20.6 kW。 3.2 試驗結(jié)果 本收獲機試驗結(jié)果，如表1所示。 表 3 試驗方案及試驗結(jié)果 Table 3 Test plan and experimental data 試驗號 試驗因素 空列 明薯率 可靠性 傷薯率 Experimental factors Test Vacant Obvious Reliability Injury number A B C column rate/% /% rate/% 1 1(2) 1(0.6) 1(9) 1 90.76 95.52 0.7 2 1 2(0.8) 2(10) 2 92.21 93.21 1.2 3 1 3(1.1) 3(12) 3 94.37 85.52 1.6 4 2(5) 1 2 3 96.43 94.35 1.5 5 2 2 3 1 97.68 88.92 1.8 6 2 3 1 2 91.87 92.45 0.2 7 3(8) 1 3 2 95.31 89.70 1.9 8 3 2 1 3 87.46 94.53 0.4 9 3 3 2 1 90.36 91.12 1.0 選取 L9(34)正交表安排試驗，因素 A 水平根據(jù)振動篩 傾角極限范圍（0～10°）選定。因素 B 水平根據(jù)機器實 際作業(yè)速度選定，4U1Z 型振動式馬鈴薯挖掘機設(shè)計要求 作業(yè)速度在 2～4 km/h 之間，B1 選定為 0.6 m/s，B3 選定 為 1.1 m/s，此時挖掘機作業(yè)速度約為 4 km/h，該因素范 圍的選定恰好滿足設(shè)計要求的作業(yè)速度。因素 C 水平根 據(jù)拖拉機動力輸出軸轉(zhuǎn)速選定，拖拉機動力輸出軸轉(zhuǎn)速有540。 4 結(jié)論 1) 整機能夠滿足多種壟作地形工作，不受地表平整度所影響，入土深度大概在20mm左右。 2) 本振動式馬鈴薯收獲機首次提出了鉸臂連接機構(gòu)，可以實現(xiàn)各個指標(biāo)參數(shù)的調(diào)節(jié)，本收獲機機動土量在25%～30%左右，土壤擾動性較小。 3) 挖掘后的果實裸露在地表，完整度高，整個工作過程簡單，抗干擾能力強。由于是單行收獲，所以效率稍微低一些。 參考文獻： [1] 王公仆.保護性耕作技術(shù)與機具[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004:119-141. [2] 高煥文,李問盈,李洪文.中國特色保護性耕作技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2003,19(3):14. [3] 賈延明,尚長青,張振國.振動式馬鈴薯收獲機設(shè)計研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2002,18(1):78 -82. [4] 李洪文,陳君達,鄧 健,等.旱地馬鈴薯收獲機械化保護性耕作技術(shù)及機具研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2000,5(4):68-72 [5] 孫福輝,封 俊,宋衛(wèi)堂,等.中國馬鈴薯栽培史考略[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,1998,8(29):31-34. [6] 徐迪娟,李問盈,王慶杰.4UM-640型振動式馬鈴薯 挖掘機的設(shè)計與試驗[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究[J] 中 國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006, 11(3):75-78 [7] 姚宗路,王曉燕,李洪文,等.影響振動式馬鈴薯挖掘機作業(yè)性能的主要參數(shù)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2005,23(5):46-51. [8] 張波屏,現(xiàn)代收獲機械工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,1997:190-203. Design of the Divided No-till Wheat Planter Li Haijian, Li Hongwen, Li Wenying, Yao Zonglu （College of Mechanical and Electrical Engineering，Tarim University，Alar 843300，China） Abstract: A new design of the divided no-till wheat planter has been accomplished by China agricultural University aimed to solve the extremely important problem of the double cropping area in North China, where the planter can easily be walled up by standing maize stubble when sowing the winter wheat. The combine anti-blocking mechanism composed of strip- rotary tillage and the planting unit of single-disc opener. The machine can finish the operation of stubble chopping, furrow opening, seeds and fertilizer placement in one pass. The main structures include fertilizer application system, connecting rod system and planting system. Field test shows that the machine works well when plant in standing maize stubble field and the soil disturbance is about 25% to 30%. The working quality satisfies the requirement of agronomy and the design of structure is completely in reason, which provides technology support for direct planting in standing maize stubble field in double cropping area in North China. Key words: agricultural engineering; no-till planter; design; divide; strip-rotary tillage; conservation tillage; double cropping XXXX設(shè)計答辯設(shè)計答辯振動式馬鈴薯收獲機學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：XXXXXX指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：XXXXXX答辯時間：答辯時間：XXXXXX1 12 23 34 4課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義課題研究的主要內(nèi)容課題研究的主要內(nèi)容關(guān)鍵部件的設(shè)計關(guān)鍵部件的設(shè)計創(chuàng)新與改進創(chuàng)新與改進v1 1 課題研究的課題研究的目的目的v 馬鈴薯的營養(yǎng)價值非常高，市場潛力巨大。在國外，大約占40%的馬鈴薯加工成食品后進入消費市場。市場上的馬鈴薯收獲裝置挖掘效率低，費時費力。因為傳統(tǒng)的馬鈴薯收獲設(shè)備不能高效的進行挖掘收獲，需要大量人力進行收獲，而且工作后的土地成塊狀沒有完全破碎，馬鈴薯的揀拾還需要二次破碎土壤進行收獲。因此根據(jù)這一情況，研制一種小型家用振動式馬鈴薯收獲機，不僅可以提高工作效率，而且還可以節(jié)約勞動力。v2 2 課題研究的主要內(nèi)容課題研究的主要內(nèi)容 1.查閱研究國內(nèi)外馬鈴薯的發(fā)展現(xiàn)狀的相關(guān)資料。2.設(shè)計選擇振動式馬鈴薯收獲機的主要動力輸入裝置、傳動裝置、挖掘裝置、振動裝置組成。3.根據(jù)要求制作機器三維模型，及分析主要零件受力情況。4.對相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算，選擇合適材料。最終設(shè)計出能滿足工作要求的機械。2 2.1.1工作原理工作原理 振動式馬鈴薯收獲機通過家用小型拖拉機的三點懸掛方式進行馬鈴薯挖掘作業(yè)，挖掘鏟和分離篩的振動動力由拖拉機動力輸出軸提供，通過萬向傳動軸經(jīng)偏心輪一端輸入，偏心輪與另一端通過鉸接臂與振動架的約束將動力傳遞給振動架，振動架的上下運動通過連接板帶動挖掘鏟和振動分離篩產(chǎn)生在機架內(nèi)的上下往復(fù)運動，最終實現(xiàn)挖掘鏟與分離篩同時的振動，完成馬鈴薯挖掘和分離。機器鋪放于地面工作，從而完成馬鈴薯的分段收獲作業(yè)。2.2.2 2振動式馬鈴薯收獲機的整體機構(gòu)振動式馬鈴薯收獲機的整體機構(gòu) 1.軸承 2.正牽引架3.萬向傳動軸 4.機架 5.振動篩 6.地輪 7.振動架 8.偏心輪機構(gòu) 9.挖掘鏟2.2.3 3振動式馬鈴薯收獲機的主要零件2 2.4 4 動力傳輸?shù)牧鞒虅恿鬏數(shù)牧鞒?拖拉機牽引萬向傳動軸三點懸掛換向器偏心輪傳動鉸臂振動架振動板振動篩挖掘鏟v3 3 關(guān)鍵部件的設(shè)計關(guān)鍵部件的設(shè)計3.13.1牽引架設(shè)計牽引架設(shè)計 馬鈴薯挖掘機不能正對壟進行挖掘作業(yè)，可以選擇三點懸掛的牽引方式。這種牽引 方式的設(shè)計使該機器有更好的通用性可以 滿足多地區(qū)小地塊的馬鈴薯挖掘作業(yè)。1.上懸掛 2.下懸掛 3.萬向傳動軸3.23.2振動分離篩設(shè)計振動分離篩設(shè)計 振動分離篩主要完成土薯分離工作，不同長度的桿條焊接在 U 型支架上，桿條間距 40 mm，振動分離篩通過彎板支架與搖臂相連接，在振動架的驅(qū)動下振動，篩面對挖掘的土薯混合物有拋起的作用，有較強的整機關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)分析。如圖所示。4 創(chuàng)新設(shè)計v為了滿足實際工作需要，挖掘鏟和地面要有一定的傾角，根據(jù)不同的地形，土質(zhì)情況，傾角要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，如圖所示，零件1是一個可拆裝的表面光滑的金屬桿，兩端有固定支架，它可以隨意的插入振動篩任意兩桿條之間，從而調(diào)整振動篩和挖掘鏟與地面的傾角，同時還可以撞擊比較大的土塊，使沒有與土完全分離的果實裸露出地表，使機器適用性更強。v設(shè)計圖紙1謝謝大家！謝謝大家！誠請各位老師指正！誠請各位老師指正！