馬鈴薯-紅薯收獲機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真含proe三維及12張CAD圖
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1. 楊老師：軸的尺寸20上下偏差是如何選擇的？
答：根據(jù)裝配的配合要求，間隙配合、過盈配合、過渡配合、基軸制還是基孔制、加工精度等方面選擇標(biāo)準(zhǔn)的公差配合。
2. 秦老師：軸上鍵的選用依據(jù)？
答：鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個方面，鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇;鍵的尺寸則按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來取定。鍵的主要尺寸為其截面尺寸和長度。鍵的長度一般可按輪轂長定而定，一般鍵長略短于或等于輪轂的長度。
3. 馬老師：如何防止鏈傳動工作時掉鏈子？
答：發(fā)現(xiàn)鏈子出現(xiàn)生銹，損壞時及時更換，及時清理鏈中的泥土雜質(zhì)。
紅薯收獲機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真
DESIGN AND SIMULATION OF SWEET POTATO HARVESTER
摘要
本說明書設(shè)計(jì)了4tu-2型紅薯收獲機(jī)的收集和分離系統(tǒng)，并對機(jī)器開挖的主要部件和器官進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
紅薯收獲機(jī)的總體設(shè)計(jì)：傳動裝置，分離裝置和挖掘裝置。傳動裝置由通用聯(lián)軸器和鏈條傳動機(jī)構(gòu)組成，分離裝置的分離是通過將分離桿從連桿系統(tǒng)分離而將脂肪從支架桿和底板料倉中分離出來;挖掘由獨(dú)立的刀片，固定板和角度調(diào)整機(jī)構(gòu)組成。
該機(jī)器的結(jié)構(gòu)主要由拖拉機(jī)減速器，擺動輪，電動機(jī)，平臺，挖掘機(jī)，傳動鏈和地輪組成。拖拉機(jī)通過減速器和連接輪中的負(fù)載輪驅(qū)動能量傳輸，這導(dǎo)致鏈條，促進(jìn)分離單元的移動，將挖出的紅薯運(yùn)送到收集和分離的箱子通過搖擺輪的作用，將紅薯和碎石分開。
關(guān)鍵詞： 紅薯收獲機(jī)；拖拉機(jī)；
Abstract
This article designed the collection and separation system of the 4tu-2 sweet potato harvester, and systematically designed the main components and organs of the machine excavation.
Overall design of sweet potato harvester: The general structure is divided into transmission, separation and excavation devices. The transmission consists of a universal coupling and a chain transmission. Separation of the separation is achieved by separating the separation rod from the linkage system to separate the fat from the support rod and the bottom plate silo; excavate the independent blade, the fixing plate and Angle adjustment mechanism.
The structure of this machine is mainly composed of tractor reducer, swing wheel, motor, platform, excavator, drive chain and ground wheel. The tractor drives the energy transmission through the reducer and the load wheel in the connecting wheel, which causes the chain, facilitates the movement of the separation unit, transports the excavated sweet potato to the collecting and separating box and separates the sweet potato and the gravel by the action of the swing wheel.
Key words sweet potato harvester The tractor Sweet potato Mechanical desig
IV
目 錄
摘要 I
Abstract II
目 錄 III
1 緒論 1
1.1紅薯的種植及收獲狀況 1
1.2國內(nèi)外紅薯收獲機(jī)概況及發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.1國外紅薯收獲機(jī)概況及發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2.2國內(nèi)紅薯收獲機(jī)概況及發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.3課題研究意義 5
1.4研究內(nèi)容 6
1.5 研究方法 6
2 紅薯收獲機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 8
2.1整體布局的設(shè)計(jì) 8
機(jī)器的傳動圖： 8
2.2工作原理 8
2.3主要參數(shù) 9
2.4傳動比及減速箱的設(shè)計(jì) 9
3 機(jī)械傳動設(shè)計(jì) 10
3.1計(jì)算功率 10
3.2鏈傳動比 10
3.3鏈傳動的設(shè)計(jì) 10
3.3.1設(shè)計(jì)的要求 10
3.3.2過程計(jì)算 10
3.4軸的設(shè)計(jì) 12
3.4.1鏈輪的轉(zhuǎn)矩 12
3.4.2軸的材料 12
3.4.3軸最小直徑的計(jì)算 12
3.5軸的校核 13
3.6 鍵的校核 14
3.7 軸承的校核 14
四 主要部件的設(shè)計(jì) 16
4.1 挖掘部件的設(shè)計(jì) 16
4.2 挖掘鏟的設(shè)計(jì) 16
4.3挖掘裝置的設(shè)計(jì) 16
4.3.1挖掘鏟的構(gòu)成 16
4.3.2挖掘鏟的設(shè)計(jì) 17
4.4 機(jī)器分離部件的設(shè)計(jì) 18
4.5 機(jī)架與車輪的設(shè)計(jì) 18
4.5.1 機(jī)架的設(shè)計(jì) 18
4.5.2 車輪的設(shè)計(jì) 19
第五章 三維圖的建模與仿真 20
5.1機(jī)械傳動的設(shè)計(jì) 20
5.2鏈傳動的設(shè)計(jì) 22
5.3車輪的設(shè)計(jì) 24
5.4機(jī)身的設(shè)計(jì) 25
5.5總體設(shè)計(jì) 26
結(jié)論 27
致謝 28
參考文獻(xiàn) 29
1 緒論
1.1紅薯的種植及收獲狀況
紅薯成長周期一般是1年。地域不同地區(qū)。原本是把南美和南非作為原產(chǎn)，現(xiàn)在是100多個國家種植。16世紀(jì)末，地瓜被從南中國海引進(jìn)到中國的福建省和廣東省，之后又向長江、黃河流域、臺灣擴(kuò)大了。紅薯的主要部分:根是食品，飼料，工業(yè)原料，以及廣泛的功能。
世界的紅薯栽培地區(qū)的主要產(chǎn)地，在地球的南緯60度以北，由于氣候原因，他始終排行第一在亞洲，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，1994年全世界種植紅薯的總面積達(dá)到了1020萬公頃，秋收的時候收獲了1538.72kg。在2002年又做了統(tǒng)計(jì)，當(dāng)時紅薯的種植面積增加了10％，總生產(chǎn)量也同比增加,平均新鮮的土豆収量為13.9噸/公頃。2009的數(shù)據(jù)顯示,世界上的紅薯種植面積是8.53萬公頃 、,總生產(chǎn)量為108 萬噸。美國的紅薯的種植面積大約是3.6萬hm2[2]。
在中國，氣候適宜種植紅薯，所以從中國地圖的上角到地圖的下端，從青藏高原到珠江三角區(qū)，從西藏高原到繁華的上海，都種植了香甜可口的紅薯。而主要種植地區(qū)在地圖的中部，這邊氣候溫暖土地肥沃，適合于紅薯的成長。每年我國的紅薯種植總面積和總產(chǎn)量均居世界首位，平均鮮薯單產(chǎn)19.0噸/公頃[4]。
最適合收獲紅薯的季節(jié)，是莖和葉子微微黃的時期。從那以后，白薯的成長緩慢，白薯的大小一般都符合市場的條件。如果之后收獲的話，根的損失會傳達(dá)到塊莖上，會影響到紅薯的品質(zhì)。在良好的成長環(huán)境中，紅薯的大小可以從90天開始在100天內(nèi)滿足市場的要求。
在紅薯生產(chǎn)中，雖然種植方便但收獲起來耗時又耗力，嚴(yán)重的破壞了勞動資源，導(dǎo)致分配不均勻，所以盡量減少收獲帶來的麻煩。這時，機(jī)械自動化體現(xiàn)了它的作用，跟上時代的步伐，采用機(jī)械收割。與收獲過程機(jī)械化的程度相比，收獲過程可分為人工收獲、半機(jī)器收獲和機(jī)械收獲。半機(jī)械加工是指，在機(jī)械中進(jìn)行挖掘、輸送、分離、配置用機(jī)械進(jìn)行的方法，并由每個人來完成和傳感器等剩下的過程。機(jī)械化的收獲是指，呼呼、挖掘、運(yùn)輸、分離、回收、運(yùn)輸?shù)葯C(jī)器的收獲過程全部完成。
然而，盡管采用這種方法，可在收獲技術(shù)中具有較高的生產(chǎn)率、高土豆量、低的損傷、低的人工消費(fèi)量、和適應(yīng)不同土壤的一般條件。目前，中國的地瓜收獲還只是半機(jī)械化的時代，連一些地區(qū)都是收獲的時期。收獲時的非效率性，花時間花費(fèi)成本的問題，高的失敗率[7-10]。
1.2 國內(nèi)外紅薯收獲機(jī)概況及發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1國外紅薯收獲機(jī)概況及發(fā)展現(xiàn)狀
隨著時代的變化，因?yàn)橥鈬c中國人土風(fēng)情差距很大，培養(yǎng)方式不同，造成了經(jīng)濟(jì)的差距，尤其在美國，機(jī)械行業(yè)相當(dāng)發(fā)達(dá)，領(lǐng)先我國一大步。 圖1-1古時的挖掘犁
在羅馬時代，那是機(jī)械行業(yè)還沒起步，人類用的農(nóng)具都是由鐵匠打造而成，簡陋通俗，但是方便耐用適合于個體使用。圖1.1是古時的挖掘犁，它簡單方便，在當(dāng)時特別受歡迎。在用莖稈切割莖葉的同時，用犁頭切割甘薯，切割莖的根部，將其放置在靠近的一側(cè)并放置。 然而，由于這種鉆探的適應(yīng)性不強(qiáng)，蔓延的紅薯可以沒有任何規(guī)則地拾取，挖掘后的塊可能會再次嵌入地紅薯很小。研究表明，由于紅薯的泄漏或損失達(dá)到平均20％，所以它沒有達(dá)到要求。 此外，挖掘這種犁具有不同的根莖切割效果。
圖1-2改進(jìn)的擺動式莖葉切割機(jī)
由于這種機(jī)器達(dá)不到想要的成果，所以人們繼續(xù)研究開發(fā)，試圖尋找到更好的收獲機(jī)，于是在原本來的原理上創(chuàng)造了一個嶄新的收獲機(jī)，它采用了多個挖掘鏟，增大了收獲面積，而且他操作簡單。它截斷寬度根據(jù)對塊塊的根切斷特別使用的行間隔來進(jìn)行調(diào)整，所以顯得有些笨重，從而不能隨心所欲，降低了生產(chǎn)效率，使其處于階段的收獲，達(dá)不到預(yù)定的收獲值。
圖1-3使用帶有可裝卸平臺的馬鈴薯收獲機(jī)
此時，由于國外馬鈴薯的大面積種植，國外馬鈴薯挖掘機(jī)的研制相對先進(jìn)。馬鈴薯和紅薯的生長特點(diǎn)有一定的相似[11]，因此，一些農(nóng)民試圖用薯?xiàng)l挖起地瓜(圖1.3)。在初期開發(fā)的土豆收獲量一般用于單排收獲，在收獲紅薯時，只適用于單排采摘。在那個挖掘機(jī)之后，有把土壤和根搬運(yùn)到鏈條上的抬高鎖鏈。在運(yùn)輸過程中，土壤被分離，根被送到了機(jī)器后面，用手撿起來。地瓜收獲的時間和持續(xù)的探測結(jié)果，在海外收獲的紅薯進(jìn)入了半機(jī)械化階段。另一個新2階段的巴切地瓜收獲器登場了(圖1.4)。這個模型是為了提高紅薯的根和為地瓜的分階段包裝的2個輸送水平。機(jī)器配有篩選站，但挑選工作由人來進(jìn)行。這種機(jī)器沒有莖葉的切除功能。在領(lǐng)取商品之前，人必須要人為地去除莖和葉子。同時，為了手動選擇，這種型號的功率消耗相對較大。
20世紀(jì)末，國外的紅薯收獲進(jìn)入了機(jī)械化時代，出現(xiàn)了新型的具有莖葉切除功能的紅薯聯(lián)合收獲機(jī)[12-13]。該收獲機(jī)可以依次完成挖掘、輸送、分離、清選、升運(yùn)等幾乎所
圖1-4兩級桿條鏈?zhǔn)郊t薯收獲機(jī)
有工作，與大馬力拖拉機(jī)配套使用，用液壓控制系統(tǒng)來控制運(yùn)作[14]。
在發(fā)達(dá)國家的栽培形式中，融合的海馬已經(jīng)有了好的價值。提高收獲效率，降低成本，減少損壞率，提高農(nóng)民的利益。但是，這種收獲器在身體結(jié)構(gòu)和價格方面不適合中國。
1.2.2國內(nèi)紅薯收獲機(jī)概況及發(fā)展現(xiàn)狀
相比國外的紅薯收獲技術(shù)而言，我國紅薯的收獲機(jī)械化發(fā)展嚴(yán)重滯后，基本還是處于半機(jī)械化作業(yè)時期，甚至是用鎬頭刨的人工收獲時期。廣大薯農(nóng)迫切需要解決紅薯收
圖1-5 hw-700紅薯收獲機(jī)
獲的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了機(jī)械化的問題。為了解決這一問題，各種各樣的地心機(jī)收獲器參考了外國技術(shù)及相關(guān)機(jī)器被設(shè)計(jì)了。
目前，國內(nèi)的紅薯收獲器有:趙陽泰山(音譯)農(nóng)業(yè)機(jī)械工廠開發(fā)的4 ~ 700個簡單的紅薯收獲機(jī)，機(jī)器是框架結(jié)構(gòu)，架起了牽引機(jī)器。這是為了在鉆井中使用“平面板”，以形成土壤，分離運(yùn)輸而在下半場。其支持能力為8.8-17.6千瓦的、動作寬度為70cm、每小時0.20~0.33hm2的工作效率。(1)簡單的構(gòu)造、簡單的加工和制造、輕量、低耗電和成本節(jié)約、(2)高的紅薯收獲率、低土豆量、發(fā)現(xiàn)困難和適當(dāng)性的性別也不高。在收獲的時候，紅薯的配置不是有規(guī)律的，而是撿起來不是很容易。還有在阜陽市的農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所開發(fā)的4ul系列紅薯收獲機(jī)。又和拖拉機(jī)結(jié)合在一起。4hd-1花生的紅薯收獲量，4kjw-1600類型，被改善的1520種土豆收獲器和被分割的東西等也在最近被列表中。2011年，由北京農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所的王巖松設(shè)計(jì)的4ug -1紅薯收獲機(jī)出版了。這對于國家對于社會都是一種福利，促進(jìn)了中國機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，有利中國發(fā)展的政策。幾個一連串的試驗(yàn)研究之后，這些問題終于被克服了。
1.3課題研究意義
勞動成本上升、農(nóng)村人口轉(zhuǎn)移到城市、中國城市化進(jìn)程的加速、勞動力減少、成本上漲等，甘地栽培的地區(qū)需要緊急機(jī)械化。甘藷的主要產(chǎn)地是甘肅,人工挖掘或畜牧、耕種,收獲等,挖掘,檢查前的生產(chǎn)方法仍然是98 %以上,而且使用時間和勞力費(fèi)時間的工作。甘肅省的定興,甘肅省是祖國,那個機(jī)械化水平僅為1%,收獲的幾乎都是依靠手動操作,這種收獲行為耗時耗力，沒有什么意義，如果遇到惡劣天氣，收獲時間還得延長，造成了不必要的損失，從而影響當(dāng)?shù)厝嗣竦男那椤Ｒ虼?，在白薯的栽培地區(qū)，急需對種植地區(qū)的氣候、土壤、環(huán)境和農(nóng)作物的特性進(jìn)行適應(yīng)的改變。
時代的進(jìn)步，機(jī)械化收獲已經(jīng)成為必然的事實(shí)，誰都無法阻擋這個潮流，所以我們與時俱進(jìn)。要想把紅薯這個行業(yè)遍布地球，首先，先得實(shí)現(xiàn)良好的收獲機(jī)器，由于紅薯種植和收獲的機(jī)械化，紅薯的種植和收獲機(jī)械化對于高性能收獲機(jī)械是必不可少的，因此收集適合中國農(nóng)業(yè)種植需求的新設(shè)備是最為重要的，其中紅薯聯(lián)合收獲機(jī)是最為突出的， 它是我國頂尖的技術(shù)研究人員廢寢忘食總和當(dāng)?shù)貙?shí)際情況研究出來的。為了甘肅，為了人民，為了更好的明天，甘肅地區(qū)紅薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁出新的步伐。但是，甘肅紅薯的種植以及它的收獲率達(dá)不到研究成果所預(yù)定的產(chǎn)量，人民生活水平質(zhì)量提不上去，小康生活不達(dá)標(biāo)。為了解決這些問題，為了更大,更強(qiáng),依靠科學(xué)技術(shù)、育種、植入、加工等生產(chǎn)的紅薯高度適用的科學(xué)技術(shù)和實(shí)用技術(shù),擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)連鎖,技術(shù)成果的實(shí)際生產(chǎn)效率的轉(zhuǎn)換,增加農(nóng)民的收入,促進(jìn)農(nóng)業(yè)開發(fā)的耐力。
現(xiàn)在，由于紅薯的收成使用了耕田機(jī)，需要花費(fèi)時間。泄露紅薯和壞紅薯的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，限制農(nóng)民的熱情。紅薯的收獲問題是它的發(fā)掘，濃縮，交貨(需要二次循環(huán)再利用)。要想擴(kuò)大紅薯生產(chǎn)的規(guī)模，就要走上機(jī)械化開發(fā)的道路。中國為紅薯收獲機(jī)數(shù)十以上的研究和生產(chǎn)單元,我們有各種各樣的類型的紅薯收獲機(jī)的開發(fā),生產(chǎn),但是受傷的紅薯的比率,勞動強(qiáng)度,這些重要的性能指標(biāo)直接影響,因此搬運(yùn)系統(tǒng)等部件的機(jī)理研究在實(shí)用上也很重要。主要設(shè)計(jì)的重點(diǎn)有兩個，第一個是減少紅薯的損壞和遺漏，第二個是如何是勞動力更好的發(fā)揮其作用。所以，收集數(shù)據(jù)在原本的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，研究。進(jìn)一步的完善構(gòu)思，達(dá)到想要的效果。
近年來，在各種各樣的產(chǎn)業(yè)中，每個物品都在發(fā)揮它的作用，而紅薯也得到了人們的青睞，人們更想得到越來越多的紅薯。因此就必須提高紅薯的產(chǎn)量，然而這是一個問題，所以針對這個問題，我們繼續(xù)研究設(shè)計(jì)，使其變得越來越好，從這一增加中可以看出，在開發(fā)甘薯的收獲上還有很大的空間。
紅薯的收成是一件需要時間，勞動密集型的工作。它的生育期間僅為80 ~ 90天,因此,種植地帶主要是集中在中國北部,天氣寒冷,霜的期限太短,過早收獲時期和生育期間不足成行，會使紅薯的品質(zhì)受到影響。如果是有霜的天氣，會造成巨大損失?，F(xiàn)在，紅薯的收獲主要依賴于人類和動物的力量，效率差，收成的變長，產(chǎn)量減少，顯著限制地瓜的穩(wěn)定發(fā)育和恩惠。因此，為了穩(wěn)定、擴(kuò)大白薯的栽培、增加單位面積產(chǎn)量、提高生產(chǎn)效率，需要機(jī)械化生產(chǎn)。
1.4研究內(nèi)容
用于發(fā)掘、分離、搬運(yùn)、組裝的共同作業(yè)機(jī)械——國內(nèi)外的紅薯收獲器的大問題，把土壤分離再分離開來的新分離裝置被使用。那個被安裝在機(jī)器的尾部上，塊莖覆蓋了土壤表面。在這篇文章中，主要研究了4Tu-2地?zé)崾占瘷C(jī)的回收和分離系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了機(jī)械的掘進(jìn)牙齒和旋轉(zhuǎn)牙齒的主要組件和機(jī)理。在國外，紅薯聯(lián)合收獲機(jī)的研究取得了很大的進(jìn)步，然而還是有些瑕疵，美中不足主要是在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。因此,為了解決上述問題,低消費(fèi)電力、鞏固的適應(yīng),高效率,高耐用性,這應(yīng)引起的損傷率和損失率等農(nóng)業(yè)的要求,為了滿足繁殖莖的挖掘及分離工作能力有必要打破。其次，減少勞動力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化收獲：
1. 研究并計(jì)算該機(jī)器挖掘和分離系統(tǒng)部分的主要數(shù)值，從而達(dá)到最初的設(shè)想。
2. 確定第一個條件，在進(jìn)行計(jì)算分析，以保證科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，確保得出的數(shù)值是正確可靠的。
3. 研究計(jì)算該機(jī)器的傳動系統(tǒng)，采用電力還是其他能源，確保達(dá)到綠色環(huán)保，不損壞大自然。
4. 研究計(jì)算該機(jī)器的輸送系統(tǒng)，因?yàn)槭韷K外表嬌嫩，容易破損，從而間接影響紅薯的產(chǎn)量。
1.5 研究方法
1.收集并參考所有數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，設(shè)計(jì)合理的種植培養(yǎng)計(jì)劃的方案。
2.對機(jī)器的傳動部分充分的合理設(shè)計(jì)計(jì)算，以保證達(dá)到設(shè)計(jì)的要求
3.對機(jī)器的機(jī)身合理的設(shè)計(jì)計(jì)算，以確保達(dá)到簡單合理，方便使用。
4.根據(jù)數(shù)據(jù)利用ug，畫出機(jī)器的動態(tài)圖，以確保能夠清晰的表達(dá)效果。
5.技術(shù)路線：
文獻(xiàn)檢索 科學(xué)調(diào)研 綜合分析計(jì)算 提出設(shè)計(jì)方案 確定主要參數(shù) 繪制圖樣 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 方案改進(jìn) 完善設(shè)計(jì)
29
2 紅薯收獲機(jī)總體方案的設(shè)計(jì)
本說明書設(shè)計(jì)的4TU-2機(jī)器是由拖拉機(jī)牽引，從而進(jìn)行工作。機(jī)架上的發(fā)動機(jī)產(chǎn)生動力，是齒輪嚙合轉(zhuǎn)動，齒輪產(chǎn)生的動力傳到機(jī)身一側(cè)的鏈輪，鏈輪帶動鏈條，撥動
拉機(jī)產(chǎn)生動力通過減速器和帶輪將所需要的動力傳送到鏈輪上，鏈輪帶動鏈條從而帶動分離裝置運(yùn)動，將從挖掘鏟部挖出的紅薯向機(jī)器后方運(yùn)送，同時由于有抖動輪的作用，使得紅薯在輸送的過程中實(shí)現(xiàn)紅薯與土的分離，而達(dá)到了分離的目的。最后紅薯落入收集箱中。
2.1整體布局的設(shè)計(jì)
本說明書設(shè)計(jì)的紅薯挖掘機(jī)，它是由一架功率為75-105馬力的拖拉機(jī)帶動工作的，需要工作時就用鏈子連接，不用時直接分開，簡單方便。它的主要結(jié)構(gòu)：挖掘鏟，機(jī)身，支架，撥動盤，傳送鏈，鏈輪，減速箱等。其中減速箱安裝在機(jī)器的頂端，由吊板和支架固定，兩側(cè)機(jī)身用支撐桿平衡再用四個螺栓緊固，從減速箱中安裝傳動軸，傳遞動力，軸上套用齒輪，采用鏈傳動，大齒輪上在安裝撥動盤，輸送鏈套在撥動盤上。由減速箱傳出動力，中間經(jīng)過鏈傳動，再傳到撥動盤上，最終到達(dá)輸送鏈上。此時，挖掘鏟挖出的紅薯運(yùn)送到輸動鏈上，經(jīng)過輸送鏈的來回轉(zhuǎn)動，把挖出來的紅薯、泥土、雜石來回抖動，去除雜質(zhì)，留下紅薯，從而達(dá)到設(shè)計(jì)的效果。
機(jī)器的傳動圖：
圖2-1 傳動圖
1、萬向聯(lián)軸2、鏈輪 3、減速器
4、動力輸出軸 5、輸送鏈驅(qū)動軸 6、抖動輪軸
2.2工作原理
收獲機(jī)由拖拉機(jī)帶動進(jìn)行工作，拖拉機(jī)輸出的動力由傳動軸傳遞到收獲機(jī)，動力在經(jīng)過鏈輪，帶動鏈條，傳到撥動盤上，撥動盤帶動傳送鏈進(jìn)行工作。收獲機(jī)向前行駛時，挖掘鏟深入泥土，將埋在泥土里的紅薯挖出來，輸送到輸送鏈，通過輸送鏈上的抖動輪，將挖出來的紅薯，泥土和石頭分開，最后只剩下紅薯在輸送鏈上，經(jīng)過輸送鏈的下一個來回轉(zhuǎn)動，把紅薯單獨(dú)的放在一起。
2.3主要參數(shù)
收獲機(jī)的主要參數(shù)見表1所示：
表1 收獲機(jī)的主要參數(shù)
機(jī)器的寬度
2m
機(jī)器的高度
2.5m
挖掘的深度
0.2m
機(jī)器的功率
75-105hp
2.4傳動比及減速箱的設(shè)計(jì)
機(jī)器的功率：75-105hp=55.125-77.18kw
機(jī)器輸送軸的轉(zhuǎn)速540r/min
總傳動比
減速器的傳動比 鏈輪的傳動比
根據(jù)收獲機(jī)的要求，選取YND系列的一級減速箱。
3 機(jī)械傳動設(shè)計(jì)
3.1計(jì)算功率
1.機(jī)器輸入功率
選取馬力為75hp（功率為55.125KW）的柴油機(jī)。
2.機(jī)器的輸出功率
減速箱耗損的功率：
鏈輪耗損的功率：
軸承耗損的功率：
所有軸的總功率：
機(jī)器的傳動效率：
機(jī)器的輸出功率：
3.2鏈傳動比
傳動比是機(jī)構(gòu)中兩個轉(zhuǎn)動構(gòu)件角速度的比值，考慮到各級傳動的承受能力，減少消耗，節(jié)約成本。所以鏈傳動的傳動比取2.5.
3.3鏈傳動的設(shè)計(jì)
3.3.1 設(shè)計(jì)的要求
鏈傳動首先要確定鏈條的型號、鏈輪鏈條的尺寸和材料
鏈條的材料可以滿足強(qiáng)度和耐酸性。 具有轉(zhuǎn)速低，重量輕，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，鏈條可用中碳鋼生產(chǎn)。 中速，中負(fù)荷時，內(nèi)部采用碳鋼烤漆工藝，硬度> 40?45 hrc;高速，重復(fù)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，低碳鋼，低碳 金屬鋼表面有深度碳燃燒或中間碳鋼，中間碳表面硬化。
由于這種多用途紅薯收集器以中等速度安裝，因此它使用碳鋼烘烤工藝，其硬度> 40 hrc?45 hrc。
3.3.2 過程計(jì)算
1.鏈輪的齒數(shù)、
，。
2.計(jì)算鏈傳動的功率
根據(jù)隨鏈條移動的工作情況，自鏈齒的數(shù)量和鏈條布置的數(shù)量，將驅(qū)動鏈條的動力修改為該數(shù)量的單排計(jì)算功率。
式中 (3-1)
3.計(jì)算鏈節(jié)距
在鏈?zhǔn)街?，鏈?jié)距p由單排鏈條的計(jì)算功率 根據(jù)鏈條的數(shù)量和鏈條的旋轉(zhuǎn)速度確定。
鏈型：08A 決定鏈條是12.7。
4.鏈節(jié)距p和鏈輪中心距的計(jì)算
，
（3-2）
將取成偶數(shù)
(3-3)
5.
(3-4)
所以鏈輪速度為0.57m/s
6.壓軸力的計(jì)算
(3-5)
7.機(jī)器的傳動數(shù)據(jù)
表3-1機(jī)器的傳動數(shù)據(jù)
大鏈輪
小鏈輪
45
18
182.4
74.21
185
79
172.3
66.5
4
5
<161.5
<59.1
12.6
624.216
610
128
0.56
3.4 軸的設(shè)計(jì)
3.4.1鏈輪的轉(zhuǎn)矩
3.4.2軸的材料
軸的材料可以選45Cr。
3.4.3軸最小直徑的計(jì)算
· 3.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.軸的形狀設(shè)計(jì)
圖3-2軸的外形結(jié)構(gòu)
2.根據(jù)軸的位置確定軸的每個步驟的直徑和長度。
（1）根據(jù)內(nèi)徑，橫向放置的寬度，取右側(cè)軸的肩部，取。
（2）第一個深溝球是D6204的軸承，它的尺寸,所以，計(jì)算得出。
（3）第五個地方是軸肩，因此d56 = d89 = 25mm，通過合并計(jì)算。
（4）第三個位置是固定軸，并且根據(jù)該組合，計(jì)算L23 = L910 = 33mm。
（5）1處最小直徑d = 10mm，以一點(diǎn)為軸，與圈套器和螺母組合，螺母為GB /T6172.1。螺母的厚度m = 5毫米，需要兩個螺母，因此需要。
（6）由于四處具有恒定的軸肩，因此取由使用關(guān)系系統(tǒng)來計(jì)算。
因此，我們決定了軸的每個長度和直徑
3.5軸的校核
傳動軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。首先確認(rèn)傾角，支撐形式相同，需要用于支承相反的效果只有最大支持層已經(jīng)確認(rèn)，傾角齒輪被指定位置上設(shè)置的容許值更小的情況下,齒輪位置的傾角沒有必要確認(rèn)。對于想要確認(rèn)的對手，需要確認(rèn)具有最大力的傳動裝置，但通常可以檢測到傳動裝置，其差值<3％。因?yàn)檩S的直徑?jīng)]有太大的變化，所以計(jì)算精度不足以滿足，那么我們可以把它當(dāng)成一個直徑，在計(jì)算過程中使用平均直徑。通常，花鍵軸的傳動軸的計(jì)算必須得檢查剛性彎曲，在特殊情況下必須做出選擇。壓力檢查?？梢允褂闷骄睆交蛳嗟戎睆絹碛?jì)算彎曲剛度。計(jì)算每個負(fù)載出現(xiàn)的曲率和傾斜度，疊加它們并記錄方向符號。即使它們代數(shù)疊加在同一平面上，它們也不會在同一平面上重疊向量。
(3-6)
查表3-12許用撓度；
。
3.6 鍵的校核
鍵和軸的材料都是鋼，由表6-2查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值，。鍵的工作長度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由式6-1可得
[]——表示鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力
可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為：
3.7 軸承的校核
1.軸承的校核
I軸型用的是深溝球軸承6206，基本規(guī)格為19.5KN載荷，轉(zhuǎn)速n=800r/min，隨著齒輪比較小，齒輪小于或等于一定值，同軸轉(zhuǎn)速接近軸承轉(zhuǎn)速。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對I軸遠(yuǎn)側(cè)的軸承進(jìn)行檢查修改。
②軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
∴
根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為:
圖3-2軸承受力分布圖
(3-7)
∴
2.機(jī)器其他軸與上述一樣，都滿足設(shè)計(jì)要求。
四 主要部件的設(shè)計(jì)
4.1 挖掘部件的設(shè)計(jì)
挖掘部分主要就是把紅薯從泥土里面挖出來，在挖的過程中保證不讓紅薯破皮。因此應(yīng)滿足：
1.在挖的時候保證不漏掉一個紅薯；
2.確保鉆孔深度的穩(wěn)定性對紅薯沒有傷害，不損傷薯塊，并可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整；
3.鉆孔鉆機(jī)提供了增加土壤粉末阻力的條件，保持土壤平穩(wěn)的土壤并隔離紅薯;
4.鉆孔手段的拖曳力小，鋸片的耐性好。
5.便于檢修。
為了滿足這樣的要求，采用了復(fù)雜的挖掘手段。這個挖掘部分由三角形板塊和切割土的圓盤組成?；嚭突囘B接到螺栓上并將滑車固定在機(jī)器上?？梢哉{(diào)整切割的高度。
4.2 挖掘鏟的設(shè)計(jì)
挖掘機(jī)最重要的就是挖掘鏟，選擇一個好的挖掘鏟數(shù)據(jù)是保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。挖掘鏟的設(shè)計(jì)主要基于塊莖的分布寬度、塊莖的深度和塊狀的組成和土壤的密度，地質(zhì)的狀況：
1.確認(rèn)所有的芯片的挖掘，芯片的缺失。
2.把挖掘的東西順暢地搬運(yùn)到分離裝置。
3.盡快把土漏出來，減少對挖掘的抵抗，在機(jī)器面前避免污垢，減少了篩選成分的負(fù)荷，增加收割的紅薯的比例。
固定式加工機(jī)是挖掘機(jī)的主要工作部門之一，振動式挖掘機(jī)和移動式挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，因此不需要動力傳輸。
粘土現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：
1.土壤硬化，泥土中摻雜大石塊和雜草;
2.由于連接尺寸不正確，挖掘機(jī)的工作過于傾斜。
3.搜索深度和前進(jìn)速度超過設(shè)計(jì)值。
但是，在良好的土壤條件下，準(zhǔn)確使用挖掘機(jī)可以避免蚯蚓。 出于這個原因，固定三角平面在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。
4.3挖掘裝置的設(shè)計(jì)
4.3.1挖掘鏟的構(gòu)成
挖掘挖掘機(jī)是由獨(dú)立的鏟子和刀片固定板和角度調(diào)整機(jī)構(gòu)構(gòu)成的。刀尖的角度是被設(shè)計(jì)成鈍角，這樣做可以降低入土的深度，由于采掘效果下降，耗電量減少。使用了“w”型的形狀，它使用了具有更加進(jìn)步的抵抗和良好的入土性能的“w”類型。
4.3.2挖掘鏟的設(shè)計(jì)
挖掘機(jī)的刀刃，是多個刀刃的變形，刀刃和刀刃之間存在間隙，有很多優(yōu)點(diǎn)。
(1)一方面，則是減少切斷刃和土的接觸面積，實(shí)現(xiàn)減少電阻的目的。
(2)另一方面，減少機(jī)器的前部的重量，防止刀前端的松弛。
如果多個鏟片在工作期間得到局部的磨損，可進(jìn)行交換，維護(hù)成本較低。一般來說，土壤中的單一塊莖的分布寬度為400mm，塊莖分布的深度一般是地面下120-200mm。
為了確保刀尖的自動沖洗功能，可以用力來決定刀尖的傾斜角度，刀尖的泥土的摩擦能戰(zhàn)勝摩擦力。即：
(4-1)
式中：
—
且
(4-2)
代入得：
，取，所以。
若鏟片數(shù)量為5個，單個鏟片寬度為100mm，長度為250mm，鏟刃傾斜角度，鏟面傾角為，鏟間間隙為25mm。
為了保證挖掘挖掘的土壤和秸稈不會從側(cè)面滑落，在挖掘的兩側(cè)設(shè)置隔離層，鋪設(shè)板在套管上形成矩形形狀。
其結(jié)構(gòu)如圖
圖4-1挖掘鏟
挖掘鏟主要參數(shù)見4-2：
表4-2挖掘鏟主要參數(shù)
三角平面鏟個數(shù)
挖掘鏟間隙
挖掘過程中受到的阻力主要是因?yàn)橥恋氐牡刭|(zhì)、挖掘鏟的形狀大小、入土的深度和鏟的刃斜角等，所以該挖掘鏟用11個三角平面鏟，每個鏟與鏟之間留27mm的縫隙。因?yàn)槿绻p隙留的太大有可能會把紅薯和泥土一起扔掉，太小的話就會比較難挖，造成不必要的損失。
4.4 機(jī)器分離部件的設(shè)計(jì)
鉆孔的分離手段對工作負(fù)擔(dān)很重，單位寬度達(dá)到100至150kg/s.m，分離的土壤達(dá)到70至80％。這部分是可靠的，我們試圖減少紅薯的損害，分開另一部分，并進(jìn)行下一步的分離和清選。
在收獲期間，挖掘鏟會把泥土石塊和紅薯一起收獲出來，挖出來的石頭可能會卡住機(jī)器，因此，為了避免發(fā)生事故，在挖掘鏟和輸送鏈的地方，安裝了一個把雜質(zhì)扔掉的機(jī)構(gòu)，主要是石頭，小草和垃圾，但是這樣設(shè)計(jì)比較困難，很難達(dá)到預(yù)計(jì)效果。但是我不怕困難，知難而上，使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動型和微型驅(qū)動型分離裝置旋轉(zhuǎn)并輸送具有大的有效分離區(qū)域的軸型鏈，由此以與塊型閉合旋轉(zhuǎn)型相同的方式進(jìn)行選擇。在傳送的中心，撥動輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動，這對控制土壤有效。在輸送鏈的尾端設(shè)計(jì)了擺動篩，經(jīng)過它的運(yùn)動，完美的將果實(shí)和雜質(zhì)剝離，達(dá)到了設(shè)計(jì)的效果?；剞D(zhuǎn)輸送篩分裝置分離性強(qiáng)，標(biāo)牌30°時仍具有良好的輸送能力，結(jié)構(gòu)簡單，用起來方便，但是有個很大的缺點(diǎn)，浪費(fèi)材料，花費(fèi)比較大。
輸送篩是由杠桿條和連接這些桿條的平膠帶、被動式抖動輪、側(cè)壁、架子等部分組成。 杠桿是直徑為10毫米的圓形鐵材料，并將固定間隔固定在雙排鋼上。在工作方面，在運(yùn)輸環(huán)境下，任意模糊輪，推土機(jī)和直接運(yùn)輸工作人員的工作表面打擊整合，運(yùn)行速度鉸鏈連鎖，其轉(zhuǎn)速和運(yùn)輸工作 速度與振動半徑相同，橢圓短，半徑短使用運(yùn)輸篩由于運(yùn)輸物品的挖掘周期性變化，工作方向運(yùn)動方向更短。
4.5 機(jī)架與車輪的設(shè)計(jì)
4.5.1 機(jī)架的設(shè)計(jì)
收割機(jī)的進(jìn)入性能旨在發(fā)現(xiàn)深度穩(wěn)定性的質(zhì)量，針對多功能重點(diǎn)工作性能如功能，運(yùn)輸性能，地表適應(yīng)性等。這種設(shè)計(jì)采用三個配方機(jī)構(gòu)，安裝在拖拉機(jī)后面，由此產(chǎn)生的發(fā)動機(jī)可以放置在太空引擎中，分成四個前部它被認(rèn)為是四個連續(xù)的機(jī)制.有了這些瞬間的頭腦，這兩款四沖程器械在工作時就會發(fā)揮各種力量和相對即時性的力量，通過瞬間轉(zhuǎn)動這兩種工具并旋轉(zhuǎn) 我會保持平衡.通過在懸架和機(jī)身部分使用矩形管，可以降低質(zhì)量，降低成本，并且可以滿足結(jié)構(gòu)的剛性和強(qiáng)度。
4.5.2 車輪的設(shè)計(jì)
機(jī)器的車輪主要是保證收獲機(jī)在工作時平穩(wěn)的行走，更好的收獲果實(shí)。因?yàn)橐紤]收獲的地方的土質(zhì)，工作效率，節(jié)約成本，在保護(hù)機(jī)身的同時，快速有效地收獲果實(shí)，提高產(chǎn)量，我們采用鋼鐵為材料，將車輪設(shè)計(jì)為圓形，這樣主要是方便行走，在任何地質(zhì)上，不至于因?yàn)橥寥赖脑蚨绊懯斋@機(jī)收獲，車輪的直徑可以設(shè)計(jì)的大一些，運(yùn)用腹板式，方便調(diào)節(jié)車輪的高低。
第五章 三維圖的建模與仿真
本說明書是用PROE5.0版本畫的圖。以下是零件圖和裝配圖產(chǎn)生的效果：
5.1機(jī)械傳動的設(shè)計(jì)
圖5-1 支架
圖5-2 螺栓
圖5-3軸承座
圖5-4 連桿
圖5-5 支撐架
圖5-6 減速箱
5.2鏈傳動的設(shè)計(jì)
圖5-7 鏈條
圖5-8 撥動盤
圖5-9 鏈輪
5.3車輪的設(shè)計(jì)
圖5-10 三角板
圖5-11 圓形壓板
5.4機(jī)身的設(shè)計(jì)
圖5-12 側(cè)板
圖5-13 支撐桿
5.5總體設(shè)計(jì)
圖5-14 總裝配圖
結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)季的重要階段，全面檢查學(xué)校學(xué)習(xí)知識的過程。
這次的設(shè)計(jì)提出了與當(dāng)前中國紅薯收獲相關(guān)的設(shè)計(jì)主張。通過查閱資料，比較各種措施的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)出綜合設(shè)計(jì)方案。而且，在老師的指導(dǎo)下，我們與同學(xué)們互動并反復(fù)設(shè)計(jì)。在解決問題的同時，通過自主創(chuàng)新，努力解決好問題，節(jié)約資源，降低能耗。但是，在設(shè)計(jì)過程中存在很多問題，并且也暴露出許多問題。
首先，由于本機(jī)設(shè)計(jì)的機(jī)器無法實(shí)驗(yàn)，因此我們不會判斷設(shè)計(jì)的要求是否完成。機(jī)身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是機(jī)械材料的選擇和設(shè)備的設(shè)計(jì)有很大的不足。主體重，功耗增加。
接下來，由于挖掘鏟的角度被精心設(shè)計(jì)并且未被校準(zhǔn)，所以不可能通過執(zhí)行挖掘來完成有效的挖掘工作。此外，滑車的寬度和間隙的設(shè)計(jì)也不是很精細(xì)。沒有理由選擇解決方案。
此外，配重環(huán)的安裝位置和有限的結(jié)構(gòu)存在許多問題。
上述問題提出如下。
（1）在確保主體的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的條件下減小主體的厚度。
（2）用于計(jì)算和挖掘校核的入土角和挖掘角。
（3）深輪安裝在主體中心，同時深度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)增加，調(diào)節(jié)更深。
致謝
經(jīng)過長達(dá)兩三個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多的知識，把大學(xué)四年來學(xué)到的知識進(jìn)行了一次總結(jié)和運(yùn)用，為我們馬上步入工作崗位做足了鋪墊，也體驗(yàn)到了作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)工程師需要做到那些事，思考到哪些事。起初剛拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的時候，就是感覺有點(diǎn)蒙，不知道如何下手，但是在畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下我找到了一些頭緒，經(jīng)過自己從圖書館里找來的書籍和網(wǎng)上找來的資料，一步一步的往下進(jìn)行設(shè)計(jì)，從沒有到有，這里面考慮的東西和知識有很多很多，也為我把畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完感到不可思議，我也明白了實(shí)踐時積累經(jīng)驗(yàn)做快的方法。
通過這次對紅薯收獲機(jī)的設(shè)計(jì)，不僅僅是對我大學(xué)四年來的一次總結(jié)，也是一次畢業(yè)前的考試，通過這次設(shè)計(jì)的過程，把自己大學(xué)四年來的知識進(jìn)行一次復(fù)習(xí)、運(yùn)用和補(bǔ)缺，讓我明白機(jī)械設(shè)計(jì)需要注重的一些問題畢設(shè)相當(dāng)于是我大學(xué)四年來學(xué)習(xí)的一場考試。
在這個畢業(yè)設(shè)計(jì)題目上，我的指導(dǎo)老師在對我的收集資料、排序、設(shè)計(jì)過程中遇到的問題給予了很大幫助和指導(dǎo)。同時也有很多教師和老師。學(xué)生們的熱情幫助了我在課堂上學(xué)習(xí)的很多東西。我考慮了更多的事情，培養(yǎng)了更多的設(shè)計(jì)技術(shù)，養(yǎng)成了更多實(shí)踐的習(xí)慣。這次設(shè)計(jì)的結(jié)果，也是老師和同學(xué)的貢獻(xiàn)。我衷心感謝這個過程中幫助我的老師和同學(xué)!我會響應(yīng)老師的期待而繼續(xù)學(xué)習(xí)。我也會幫助同班同學(xué)。我希望老師能健康幸福，事業(yè)一帆風(fēng)順。以學(xué)習(xí)成績祝福我的同學(xué)，將來會有豐富的未來吧!
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