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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查記錄表
2016年4月18日
學(xué)生姓名
李文斌
班級
機械設(shè)計16-2
課題名稱
自走式清掃落地果收獲機械設(shè)計
課題完成進(jìn)度（學(xué)生自述）
三維圖和二維圖都完成了主要部件的結(jié)構(gòu)繪制，傳動部分完成了個別零件的繪制，收獲機的底座部分和只要傳動結(jié)構(gòu)還在構(gòu)思。說明書完成了對設(shè)計的概述及要就目的和意義部分；帶輪、齒輪、鏈輪等的齒數(shù)、傳動比、材料類型在草稿紙上初步演算，還未確定。
存在的問題及整改措施（學(xué)生自述）
問題：
1、 底座形狀未確定；
2、 工作部分軸的尺寸和材料；柴油機型號未確定。
措施：
1、 我把所有工作部件都繪制完成，通過solidworks軟件進(jìn)行裝配，再通過參考各種農(nóng)用機車的底座及結(jié)合本次設(shè)計適用的環(huán)境，確定本次課題中底座的設(shè)計。
2、 從設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)，額定工況下的負(fù)載出發(fā)，一步步逆向推算，確定材料的范圍后再結(jié)合實際市場的價格，確定了軸的材料和尺寸?？紤]到時一機多用，輸出功率要不低于304拖拉機的功率，所以柴油機以此為底線。
指導(dǎo)教師意見（課題進(jìn)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(fù)責(zé)人簽名
年 月 日
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
學(xué)院
機械電氣化工程學(xué)院
班級
機械設(shè)計16-2
學(xué)生姓名
李文斌
學(xué)號
8011212213
課題名稱
自走式清掃落地果收獲機械設(shè)計
起止時間
2016年3月——2016年6月共14周）
指導(dǎo)教師
王旭峰
職稱
教授
課題內(nèi)容
1.本項目的研究目的，意義，國內(nèi)外現(xiàn)狀；
2.本課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)的可行性分析；
3.本課題需要重點研究的關(guān)鍵問題及其解決思路；
4.對零部件的選擇和計算；
5.繪制三維，二維圖
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
1、 熟悉題目，開始查閱資料；1-2 周
2、 消化資料，設(shè)計方案，準(zhǔn)備開題報告；3-4 周
3、 方案研究，確定具體方案，做出開題報告 5 周
4、 進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，計算； 6-7 周
5、 進(jìn)行設(shè)計結(jié)構(gòu)草圖； 8-9 周
6、 完成圖紙，進(jìn)行設(shè)計論文；10-11周
7、 完成論文設(shè)計，準(zhǔn)備有關(guān)畢業(yè)答辯；12-13周
8、 交畢業(yè)設(shè)計的各種資料，并進(jìn)行答辯；14周
主要參考文獻(xiàn)
[1]梁鴻.中國紅棗及紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題和對策的研究[D]西安:陜西師范大學(xué),2006.
[2]付威,楊紅英,等.4ZZ-4型自走式紅棗收獲機[J] 湖南農(nóng)機,2012,39（5）.
[3]姚勇軍.林果業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢整合研究[J] 大學(xué)學(xué)報,2007,35(2):10-14.
[4]湯智輝,賈首星,沈從舉等.VIBROLIV干果采收機的引進(jìn)與試驗[J] 農(nóng)機化.2009,(4):38-40
[5]沈瑞珍,俞國勝.樟子松球果采集機具的研究[J] 北京林業(yè)學(xué)院學(xué)報,1990,12(增1)：40-48
[6]龐勝群,王禎麗,張潤,等.加工番茄產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J] 中國蔬菜.2005,(2):39-41
[7]梁勤安,余慶輝,馮斌,等.加工番茄機械化收獲發(fā)展對策的研究[J] 農(nóng)業(yè)科學(xué).2007,44(2):225-230.
[8]湯智輝,沈從舉,孟祥金，等.4YS-24型紅棗收獲機的研制[J] 農(nóng)機化.2010,1:5-8
[9]張曉文.林木種子（球果）振動采集技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J] 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報.1996,18(1):84-88.
任務(wù)下達(dá)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(dá)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(dá)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。
塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（自走式清掃落地果收獲機械設(shè)計）開題報告
1、本課題來源及研究的目的和意義
落地果是指成熟后自然脫落的果實。如蘋果、梨、桃等水果；紅棗、核桃等干果都屬于落地果范疇。
水果中含有大量人體需要的鈣、磷、鉀、鎂等各種類無機鹽類，也是人體攝入微量元素（鐵、銅、碘、鋅、氟）的主要途徑之一。水果中也含有少量的水溶性和脂溶性維生素，食物纖維素。干果中含有豐富的蛋白質(zhì)、油脂、礦物質(zhì)、維生素等，對人體生長發(fā)育、增強體質(zhì)、預(yù)防疾病有極好的功效。果實中含有的熱量遠(yuǎn)高于主食，且各類型營養(yǎng)物質(zhì)都有，不管是減肥還是養(yǎng)生，都是很好的選擇。
隨著人們對生活質(zhì)量的理解和對水果、干果的深入認(rèn)識，生活中對水果、干果的需求量也隨之上升，而科技的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展也為大面積批量種植果樹埋下了基石，不同類型不同功能的機械也是層出不窮，掘土機、開溝機、施肥機、打藥機等等。
然而，在果實收獲時，當(dāng)前還處于大量人工采摘收獲的方式，耗時耗力，效率還很低，尤其是水果類，果實如果收獲不及時，就會出現(xiàn)腐爛變質(zhì)問題，給果農(nóng)造成大量不必要的損失?？墒钱?dāng)前輔助型設(shè)備只能輔助人工采摘，不能根本上解決問題；而果實收獲機械還處于試驗階段，綜合性能還不完善。市場面臨需求遠(yuǎn)大于供給的現(xiàn)狀，果實收獲類機械的研制迫在眉睫。
本課題就是以果實的收獲問題為目的，提出并設(shè)計此類型機械的。旨在于設(shè)計出更好更完善的果實收獲機械，大量節(jié)省人力物力，提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)水平，從而提高人們的生活水平。
2、 本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
目前市面上普遍存在輔助收獲型機械，例如風(fēng)箱類，摟葩類將落地果集中在行間的輔助型設(shè)備，其功能主要是將落地果匯集成一個小堆，附帶的去除一些葉子，而其中的土塊和樹枝等雜質(zhì)卻得不到解決。去雜質(zhì)的機械大多都是手推形式，容量太大的話人工就不能使其行走，這類機械在大規(guī)模的種植地中基本上沒有實用價值。
干果類收獲機也很單一，如TZZ-1Y自走式紅棗收獲機、4YS-24型紅棗收獲機，雖然已經(jīng)實現(xiàn)了紅棗采摘的田間作業(yè)，但是此機械存在一個采摘盲區(qū)——散落在樹干處的紅棗不易拾取到，而且收獲類型單一，只能收獲紅棗。
本次課題提出和設(shè)計的是一種自走式多功能多類型果實收獲的機械。
3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
技術(shù)可行性分析：
1.較低的機身設(shè)計可以在果樹間行走。如TZZ-1Y自走式紅棗收獲機為龍門式，這就要求果樹不能太高，太高的話機械整體就要再變大，如蘋果樹、梨樹等樹都遠(yuǎn)高于棗樹，所以龍門式局限性就很大，而低機身行間行走，就能解決不同類型果樹間的行進(jìn)問題。
2.發(fā)動機部分可拆卸，可安裝不同功率的發(fā)動機。在收獲棗、核桃等干果時，同體積下相對質(zhì)量較輕，可用小功率發(fā)動機提供動力；在收獲蘋果、梨等水果時，同體積下相對質(zhì)量較重，就可以用大功率的發(fā)動機提供給動力。
3.可改變?yōu)V葉器的間軸間距對不同大小的果實進(jìn)行除雜。
4.結(jié)構(gòu)合理，零部件件安裝精度高，該機器故障率低，易操作維護(hù)，隨機附帶備用易損件。
經(jīng)濟(jì)可行性分析：
1.本機主要傳動部件，均選用優(yōu)質(zhì)鋼材并經(jīng)熱處理和精密加工完成，使用壽命長噪音小。
2.可在不同土質(zhì)下工作，可滿足不同類型果實的收獲。
3.外罩使用優(yōu)質(zhì)不銹鋼。外形亮麗、防腐防銹性能好。
4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路
完成本課題需要查閱有機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制造基礎(chǔ)、理論力學(xué)等方面的文獻(xiàn)資料，了解產(chǎn)品性能、用途，以及各個部件、裝置的用途，這就要求我們對機械設(shè)計、機械原理、機械制圖等課程熟練掌握。通過上網(wǎng)查閱相關(guān)資料了解各部件的作用，根據(jù)簡圖想象實物，在草稿紙上畫出草圖。
完成本課題除需要大量的文獻(xiàn)資料外，還需要學(xué)校提供計算機等硬件設(shè)備，需要用制圖軟件CAD完成對自走式落地果收獲機械的總體設(shè)計，及各部分零件的設(shè)計并用solidworks軟件進(jìn)行繪制。在課題的選定、分析及研究方面都需要請教指導(dǎo)老師王旭峰老師。
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
工作條件：
1. 必須了解熟悉落地果收獲機械的組成結(jié)構(gòu)及工作原理；
2. 對自己以前所學(xué)的機械類專業(yè)課程必須熟悉掌握；
3. 掌握CAD軟件對零部件及機械總體進(jìn)行繪制；
解決方法：
1. 經(jīng)老師勾畫落地果收獲機械的結(jié)構(gòu)及工作原理輪廓；
2. 到學(xué)校圖書館借閱相關(guān)類書籍以及網(wǎng)上查閱相關(guān)資料；
3. 對學(xué)過的的CAD及solidworks軟件再次進(jìn)行學(xué)習(xí)已達(dá)到熟悉掌握。
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃
設(shè)計并改進(jìn)落地果收獲機械，主要內(nèi)容：
1. 完成落地果收獲機械的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計；
2. 完成落地果收獲機械的二維圖形繪制；
3. 撰寫設(shè)計說明書；
工作進(jìn)度：
1、 熟悉題目，開始查閱資料；1-2 周
2、 消化資料，設(shè)計方案，準(zhǔn)備開題報告；3-4 周
3、 方案研究，確定具體方案，做出開題報告 5 周
4、 進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，計算； 6-7 周
5、 進(jìn)行設(shè)計結(jié)構(gòu)草圖； 8-9 周
6、 完成圖紙，進(jìn)行設(shè)計論文；10-11周
7、 完成論文設(shè)計，準(zhǔn)備有關(guān)畢業(yè)答辯；12-13周
8、 交畢業(yè)設(shè)計的各種資料，并進(jìn)行答辯；14周
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）
[1]梁鴻.中國紅棗及紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題和對策的研究[D]西安:陜西師范大學(xué),2006.
[2]付威,楊紅英,等.4ZZ-4型自走式紅棗收獲機[J] 湖南農(nóng)機,2012,39（5）.
[3]姚勇軍.林果業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢整合研究[J] 大學(xué)學(xué)報,2007,35(2):10-14.
[4]湯智輝,賈首星,沈從舉等.VIBROLIV干果采收機的引進(jìn)與試驗[J] 農(nóng)機化.2009,(4):38-40
[5]沈瑞珍,俞國勝.樟子松球果采集機具的研究[J] 北京林業(yè)學(xué)院學(xué)報,1990,12(增1)：40-48
[6]龐勝群,王禎麗,張潤,等.加工番茄產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J] 中國蔬菜.2005,(2):39-41
[7]梁勤安,余慶輝,馮斌,等.加工番茄機械化收獲發(fā)展對策的研究[J] 農(nóng)業(yè)科學(xué).2007,44(2):225-230.
[8]湯智輝,沈從舉,孟祥金，等.4YS-24型紅棗收獲機的研制[J] 農(nóng)機化.2010,1:5-8
[9]張曉文.林木種子（球果）振動采集技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J] 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報.1996,18(1):84-88.
自走式清掃落地果收獲機 答辯人 李文斌 指導(dǎo)教師 王旭峰 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 機械設(shè)計16 2班 目錄 1 工作原理 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 本次設(shè)計的意義 4 謝謝觀看 PPT模板下載 左圖是我設(shè)計的自走式清掃落地果收獲機械 右圖是我為我的設(shè)計制定的動力及傳動方案 對于機械來說 動力才是核心 只有把你設(shè)計出的設(shè)備動起來 才能實現(xiàn)你需要的功能 首先 我從右圖設(shè)計結(jié)構(gòu)對我的設(shè)計進(jìn)行了模擬載荷預(yù)算 發(fā)現(xiàn)此機械在作業(yè)時整體質(zhì)量較大 所以我選定304輪式拖拉機的發(fā)動機LD3T30柴油機 一部分通過帶輪帶動減速器 減速器輸出軸帶動設(shè)計里重要D30軸 D30軸右端由鏈傳動帶動傳送帶滾筒 左端通過錐齒輪換向器帶動垂直傳送裝置 再通過換向器帶動濾葉器 此為是設(shè)計里的工作部分 另一部分由減速器通過離合器帶動輪軸 實現(xiàn)設(shè)備行進(jìn) 傳送帶把落地果從地上初次抬升 進(jìn)入垂直傳送裝置 然后再次被抬升到濾葉器部分 濾葉器為鼠籠式設(shè)計 間軸間距比落地果小 能卡住果實 而鼠籠中的葉子 樹枝 土塊等雜質(zhì)就能從軸間落下 而干凈的果實通過絞輪被推向濾葉器左端 落到下方設(shè)置好的收集箱中 在落地果收獲工作中 多數(shù)果農(nóng)仍沿用傳統(tǒng)的人工拾取或?qū)⒐麑崚叱啥褣仦⒌姆绞絹慝@得無雜質(zhì)的果實 該方法果實的收獲效率太低 且大大增加了果農(nóng)的勞動強度 目前 TZZ 1Y自走式紅棗收獲機 左圖 4YS 24型紅棗收獲機 右圖 已經(jīng)實現(xiàn)了紅棗采摘的田間作業(yè) 但是此機械存在一個采摘盲區(qū) 散落在樹干處的紅棗不易拾取到 相比于TZZ 1Y紅棗收獲機 本次設(shè)計的優(yōu)勢在于它能更干凈的收獲落地果 紅棗的收獲只是其功能中的一部分 我國對于落地果的收獲機械研發(fā)處于剛剛起步階段 機械化水平很低 多數(shù)果園仍采用人工作業(yè) 勞動強度大 效率低 落地果收獲機械在我國的現(xiàn)狀是 普遍存在輔助收獲型機械 例如風(fēng)箱類 摟葩類將落地果集中在行間的輔助型設(shè)備 其功能主要是將落地果匯集成一個小堆 附帶的去除一些葉子 而其中的土塊和樹枝等雜質(zhì)卻得不到解決 去雜質(zhì)的機械大多都是手推形式 容量太大的話人工就不能使其行走 這類機械在大規(guī)模的種植地中基本上沒有實用價值 人工采收水果的速度緩慢 大面積發(fā)展水果種植時 必須要依靠機械化來提高采摘效率 據(jù)有關(guān)資料介紹 有些鮮食水果的采收用工量較大 約占水果生產(chǎn)總用工量的50 以上 導(dǎo)致特色果品的生產(chǎn)成本過大 不能滿足向果品加工企業(yè)提供數(shù)量充足 質(zhì)量優(yōu)越 價格相對低廉的原料 這樣極不利于企業(yè)直接參與市場競爭 可移式紅棗收獲機械的研究 就是針對紅棗的采摘時的要求進(jìn)行設(shè)計的采摘機械 紅棗的機械化收獲對提高收獲效率 降低收獲作業(yè)成本 做到適時收獲 減少收獲過程中造成的機械損 保證紅棗質(zhì)量 促進(jìn)棗業(yè)生產(chǎn)的規(guī)范化 標(biāo)準(zhǔn)化具有重要現(xiàn)實意義 謝謝觀看
16屆畢業(yè)設(shè)計
自走式清掃落地果收獲機械設(shè)計
學(xué)生姓名 李文斌
學(xué) 號 8011212213
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級 16-2
指導(dǎo)老師 王旭峰
日 期 2016.05
機械電氣化工程學(xué)院制
前 言
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械的普遍使用，大量減輕了農(nóng)民的勞動強度，同時也提高了生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高了農(nóng)副產(chǎn)品的產(chǎn)量。本文介紹了一種落地果實收集的裝置，主要針對于紅棗和堅果類果實的收獲作業(yè)。
以下是本課題主要內(nèi)容，從課題的提出，大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前對于落地果收獲機械的發(fā)展?fàn)顩r，比較了國內(nèi)的發(fā)展趨勢。然后提出了本文的設(shè)計方案，進(jìn)行相關(guān)零件的設(shè)計計算及校核，繪制了二維工程圖，最后在SolidWorks中建立了其三維模型，為落地果收獲機械的設(shè)計優(yōu)化提供了一種思路及方法。
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；落地果收獲機；三維；SolidWorks
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計
目 錄
工程概況 1
1緒論 2
1.1概述 2
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.3設(shè)計內(nèi)容 3
1.4設(shè)計意義 3
2方案分析 5
2.1設(shè)計任務(wù) 5
2.2方案確定 5
2.3帶輪的參數(shù) 8
本章小結(jié) 8
3落地果收獲機結(jié)構(gòu)設(shè)計 9
3.1 SolidWorks軟件介紹 9
3.2 總體方案設(shè)計 10
3.3工作平臺的設(shè)計 10
3.4 柴油機與減速器設(shè)計 10
3.5鏈傳動設(shè)計 11
3.6軸承選擇 14
3.7聯(lián)軸器的選擇 15
3.8鍵的選擇 16
3.9主要工作部分零部件設(shè)計 16
3.10本章小節(jié) 19
總 結(jié) 20
致 謝 21
參考文獻(xiàn) 22
工程概況
本文首先介紹了自走式清掃落地果收獲機械在農(nóng)業(yè)機械中的地位以及現(xiàn)階段該機械的研究現(xiàn)狀和發(fā)展空間。之后，分析了該類型機械于行間作業(yè)和于龍門式作業(yè)的優(yōu)缺點。根據(jù)優(yōu)缺點制定出了該機械的作業(yè)類型為行間作業(yè)。然后分析了該機械的載荷從而制定了動力及傳動方式，設(shè)計了與傳動相關(guān)的零件：軸；齒輪；鏈輪等。接著根據(jù)實際田間作業(yè)方式和落地果的收獲步驟，設(shè)計了一系列工作部件。最后，由于設(shè)計題目不局限于單一的落地果，根據(jù)不同落地果的大小尺寸情況，我設(shè)計出了獨有的鼠籠式濾葉器，可以對不同落地果進(jìn)行果實與樹葉、樹枝、土塊等雜質(zhì)的分離。
經(jīng)過本次論文的相關(guān)設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)龍門式的落地果收獲機械有很大的局限性，每種落地果的果樹高度情況不同，1m的果樹設(shè)計1m的龍門，那3m的果樹能設(shè)計3m的龍門嗎？顯然是不能的。所以我認(rèn)為行間作業(yè)方式才是落地果收獲機械的正確發(fā)展方向。而本次設(shè)計我認(rèn)為僅僅是個模板，在零件的選擇上，傳動的形式上都能繼續(xù)優(yōu)化，使該機械能滿足更多落地果的收獲作業(yè)，且能耗更低，作業(yè)效率更高。
1緒論
1.1概述
果實收獲是農(nóng)業(yè)里非常重要的環(huán)節(jié)，棉花，番茄，紅棗，核桃等等作物，從田間收獲起來都是耗時耗力。收獲類機械的研制在農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展中占到了舉足輕重的地位。
諸如棉花、番茄等作物的采摘機械，由于這些都是一季作物，在設(shè)計此類機械的時候，不需太過注重采摘機械會傷害到作物。雖然番茄成熟后果實不易與母體分離，但是由于其為單季作物，且行距較小，可以將作物母體與果實一并采摘然后再進(jìn)行分離。這些機械在設(shè)計時所受限制條件不多，因此早也實現(xiàn)了此類農(nóng)機的發(fā)明和換代革新。
而類似于紅棗、核桃這類作物，成熟后大多雖然是掛在果樹上，但是很容易脫落，而且傳統(tǒng)的收集方式也是現(xiàn)將果實敲落在地上，然后再收集。此類的機械在設(shè)計時要考慮到果樹高度的因素，所以該類機械在農(nóng)機中一直都是一個難點。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1自走式落地果收獲機械研究現(xiàn)狀
在落地果收獲工作中，多數(shù)果農(nóng)仍沿用傳統(tǒng)的人工拾取或?qū)⒐麑崚叱啥褣仦⒌姆绞絹慝@得無雜質(zhì)的果實，該方法果實的收獲效率太低，且大大增加了果農(nóng)的勞動強度。
目前，TZZ-1Y自走式紅棗收獲機、4YS-24型紅棗收獲機已經(jīng)實現(xiàn)了紅棗采摘的田間作業(yè)。但是此機械存在一個采摘盲區(qū)——散落在樹干處的紅棗不易拾取到。相比于TZZ-1Y紅棗收獲機，本次設(shè)計的優(yōu)勢在于它能更干凈的收獲落地果，紅棗的收獲只是其功能中的一部分。
我國對于落地果的收獲機械研發(fā)處于剛剛起步階段，機械化水平很低，多數(shù)果園仍采用人工作業(yè)，勞動強度大、效率低。
落地果收獲機械在我國的現(xiàn)狀是，普遍存在輔助收獲型機械，例如風(fēng)箱類，摟葩類將落地果集中在行間的輔助型設(shè)備，其功能主要是將落地果匯集成一個小堆，附帶的去除一些葉子，而其中的土塊和樹枝等雜質(zhì)卻得不到解決。去雜質(zhì)的機械大多都是手推形式，容量太大的話人工就不能使其行走，這類機械在大規(guī)模的種植地中基本上沒有實用價值。
1.2.2發(fā)展趨勢
目前從國內(nèi)外學(xué)者對落地果收獲機械的研究及其應(yīng)用分析，大致有3個發(fā)展趨勢：
（1）專業(yè)化
由于國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和落地果收獲工作效率高的特點，應(yīng)用落地果收獲機械的領(lǐng)域也越來越多。設(shè)計適應(yīng)紅棗、核桃類堅果等品種果實的收獲，自走式落地果收獲機將成為農(nóng)業(yè)機械重要的研究方向之一。針對不同果實的特點，完善落地果收獲機，以實現(xiàn)其從一機單用向一機多用方向的蛻變。
（2）節(jié)能化
隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大量工程機械所消耗的能源和排放無日無夜在不斷增加。為了保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境，實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，努力達(dá)到人、設(shè)備、環(huán)境和諧統(tǒng)一，開發(fā)環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)品已成為工程機械重要發(fā)展趨勢。針對落地果收獲機的設(shè)計研究，可從以下幾方面體現(xiàn)節(jié)能理念：一是選用低油耗、低排放、低噪音、低公害的發(fā)動機，提高收獲的干凈程度，降低整車振動和噪聲；二是在設(shè)計中盡量采用可再生材料和低環(huán)境負(fù)荷的材料，使廢棄零部件處理的污染最小化和綜合成本的最優(yōu)化；三是應(yīng)用人機工程學(xué)改善工作條件，使落地果收獲機不僅操作簡便，而且工作環(huán)境舒適、安全，整機的控制和操縱更加趨向于人性化。
（3）機電一體化
機電一體化指將機械、電子、信息處理和控制以及軟件有機地結(jié)合起來，以計算機為主要特征的自動化技術(shù)。目前國內(nèi)外工程機械最顯著發(fā)展趨勢是機械的機電一體化。針對落地果收獲機而言，在某些惡略的工作環(huán)境作業(yè)現(xiàn)場不適宜人工操作，可以采用無線電遠(yuǎn)程遙控開溝機作業(yè)，例如可在收獲機械上安裝模似傳感器（模式壓力、溫度和轉(zhuǎn)向角等）和數(shù)字傳感器，信號通過分析處理，由控制器控制收獲機完成調(diào)速、換擋、轉(zhuǎn)向等動作，在坡度作業(yè)收獲機可裝備帶傾斜儀的防傾翻裝置。為提高收獲機工作效率，及時對重要部件進(jìn)行維修檢查，可在這些部位配置傳感器，通過監(jiān)控分析傳感器信號，進(jìn)行故障預(yù)測，排除潛在故障，保證機器的正常運行，監(jiān)控的主要部件是：發(fā)動機油壓、皮帶損耗程度、馬達(dá)轉(zhuǎn)速及流量、制動油、氣壓等。此外，運用機電一體技術(shù)，可以使人工操縱作業(yè)簡單化，能夠完成純機械操縱系統(tǒng)難以實現(xiàn)的精細(xì)操縱作業(yè)：還可根據(jù)負(fù)荷條件和田間實際地質(zhì)條件變化，自動調(diào)節(jié)收獲機傳送帶的變化，來實現(xiàn)高效的落地果收集。
1.3設(shè)計內(nèi)容
根據(jù)我國實際情況，結(jié)合落地果果樹的栽種、培育需求，設(shè)計了一種田間作業(yè)的自走式落地果收獲機械，該機械一次可收集兩行果樹間的所有落地果，其株行距為：2×3m，高度為1.5m。將柴油機與作業(yè)裝置固定在平臺上，以此平臺為支撐部件，并采用一定的傳動裝置和過濾雜質(zhì)裝置，進(jìn)一步提高工作效率。此外，工作部件和機架都是采用國家標(biāo)準(zhǔn)型材，保證機器良好的通用性。
1.4設(shè)計意義
棗樹在我國的分布很廣，一般來講，小氣侯冬季最低氣溫不低于-32℃就可栽培植棗。棗樹在我國大面積經(jīng)濟(jì)栽培主要在山東、河北、河南、山西、陜西五省的黃河流域，近年來安徽、甘肅、湖南、湖北發(fā)展很快。紅棗為溫帶作物，適應(yīng)性強、營養(yǎng)豐富、富含鐵元素和維生素。紅棗素有“鐵桿莊稼”之稱，具有耐旱、耐澇的特性，是發(fā)展節(jié)水型林果業(yè)的首選良種。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特色農(nóng)業(yè)的建立，紅棗種植成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一條新的產(chǎn)業(yè)項目，紅棗產(chǎn)業(yè)已呈現(xiàn)出區(qū)域化布局、規(guī)模化發(fā)展、多種栽培模式盡顯其效的新格局。各地根據(jù)自己的情況確立了不同的棗樹種植面積，為農(nóng)民增加了經(jīng)濟(jì)收入。隨著紅棗的種植面積的增加，紅棗的機械化作業(yè)在紅棗栽培中的重要性逐漸凸顯。依據(jù)最近幾年林果業(yè)發(fā)展的態(tài)式分析，果樹種植每年以10%的速度遞增。由于林果業(yè)的快速發(fā)展，各地已形成了較大的種植規(guī)模，每到收獲季節(jié)需要投入大量的勞力來完成水果采收。可以預(yù)見到，再過3～5 年，新種植的果樹進(jìn)入盛果期后，果實采收作業(yè)將會出現(xiàn)因勞動力短缺、采收不及時，而直接影響果品質(zhì)量和造成大量損失的問題。這是因為，水果采摘是一項勞動投入量很大的作業(yè)，有些水果因成熟期不一致，需要多次采摘才能完成收獲，而有些作為鮮食或作為加工用途的果品，因市場對于果實外觀要求較高，不能有碰傷、刮傷、壓裂等機械損傷，采收這些水果時必須小心翼翼，另外，水果收獲是在離地面有3～5m高的空中作業(yè)，以上原因決定了水果采摘是一項費時、費工、費力的作業(yè)。人工采收水果的速度緩慢，大面積發(fā)展水果種植時，必須要依靠機械化來提高采摘效率。據(jù)有關(guān)資料介紹，有些鮮食水果的采收用工量較大，約占水果生產(chǎn)總用工量的50%以上，導(dǎo)致特色果品的生產(chǎn)成本過大，不能滿足向果品加工企業(yè)提供數(shù)量充足、質(zhì)量優(yōu)越、價格相對低廉的原料，這樣極不利于企業(yè)直接參與市場競爭。可移式紅棗收獲機械的研究，就是針對紅棗的采摘時的要求進(jìn)行設(shè)計的采摘機械，紅棗的機械化收獲對提高收獲效率，降低收獲作業(yè)成本，做到適時收獲，減少收獲過程中造成的機械損，保證紅棗質(zhì)量，促進(jìn)棗業(yè)生產(chǎn)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化具有重要現(xiàn)實意義。 2方案分析
2.1設(shè)計任務(wù)
總體設(shè)計的任務(wù)為擬訂設(shè)計方案，選擇動力機，確定傳動比并合理分配傳動比，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)，為各級傳動零件設(shè)計、裝配圖設(shè)計做準(zhǔn)備。
該收貨機具有如下特點：
（1）結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
（2）效率高，果實與雜質(zhì)分離程度高。
（3）與柴油機配套使用，能適應(yīng)不同地形作業(yè)，不用時可去掉不影響柴油機其它使用。
總體設(shè)計的任務(wù)為擬訂設(shè)計方案，選擇動力，確定傳動比并合理分配傳動比，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)，為各級傳動零件設(shè)計、裝配圖設(shè)計和三維建模做準(zhǔn)備。
2.2方案確定
由于本次設(shè)計的要求是設(shè)計一種小型液態(tài)自走式清掃落地果收獲機械，工作環(huán)境在紅棗園。株行距為：2×3，高度為1.2~1.5mm，一次要以對兩行植株同時噴淋施肥。還要充分考慮自走式清掃落地果收獲機械應(yīng)該利于移動，重量不宜過大，我們用提高傳動裝置的效率的方式，并且傳動平穩(wěn)，從而來減少能耗，降低運行費用。所以應(yīng)選用傳動效率較高的鏈輪傳動進(jìn)行傳動，以達(dá)到要求。在滿足功能的前提下應(yīng)盡量簡化以降低費用。
圖2-1 傳動原理圖
在設(shè)計二級和二級以上的減速器時，合理地分配各級傳動比是很重要的，因為它將影響減速箱的輪廓尺寸和重量以及潤滑的條件。具體的傳動方案如下：柴油機輸出動力一部分通過聯(lián)軸器→二級圓柱齒輪減速器→果實輸送及去雜質(zhì)，另一部分通過聯(lián)軸器→二級圓柱齒輪減速器→聯(lián)軸器→離合器→鏈傳動→車輪，供整個裝置的行走。
2.2.1柴油機選擇
根據(jù)本次設(shè)計的具體要求，要求輸入的功率在11 kW ~15 kW的范圍內(nèi)，所以初步選定柴油機為LD3T30發(fā)動機，額定功率22.1kW，其轉(zhuǎn)速在2350r/min，其配套實際輸出功率P1＝22.1×60%＝13.26kW。
2.2.2擬訂傳動方案
2.2.2.1傳動機構(gòu)方案
本次設(shè)計的一個重點之一就是如何正確合理的設(shè)計傳動裝置，由于本次設(shè)計是設(shè)計一種田間落地果收獲機械，所以保證此類機械具有少能耗高效率的特點則顯得有為重要，所以選擇四輪二驅(qū)動車體作為工作平臺，不需要改變動力傳遞方向，用一般齒輪傳動與鏈傳動就能滿足設(shè)計要求。
2.2.2.2傳動裝置布置
許多傳遞裝置往往需要選用不同的傳動機構(gòu)，以多級傳動方式組成，而傳動先后順序的變化將對整機的性能和結(jié)構(gòu)尺寸產(chǎn)生重要影響，必須合理安排，本次設(shè)計采用4級傳動，首先通過帶傳動將柴油機上的動力傳到減速器上，然后通過減速器輸出到聯(lián)軸器，最后通過鏈傳動和齒輪嚙合分別讓車輪和D30軸運動。（D30軸為落地果收獲機械工作平臺的主要傳動軸）
2.2.2.3傳動比分配
在設(shè)計二級和二級以上的減速器時，合理地分配各級傳動比是很重要的，因為它將影響減速箱的輪廓尺寸和重量以及潤滑的條件，傳動比分配的基本原則如下：
（1） 各種傳動的傳動比，均有其合理應(yīng)用的范圍，通常不應(yīng)超過。
（2） 各級傳動的承載能力近于相等。
（3） 各級傳動中的大齒輪浸入油中的深度大致相近，從而使?jié)櫥顬榉奖恪?
（4）分配傳動比時，應(yīng)注意使各傳動件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱，避免發(fā)生相互干涉。如設(shè)計二級齒輪減速傳動時，若傳動比分配不當(dāng)，可能會導(dǎo)致中間軸大齒輪與低速軸發(fā)生干涉。
（5）對于多級減速傳動，可按照“前小后大”（即由高速級向低速級逐漸增大）的原則分配傳動比，且相鄰兩級差值不要過大。這種分配方法可使各級中間軸獲得較高轉(zhuǎn)速和較小的轉(zhuǎn)矩，因此軸及軸上零件的尺寸和質(zhì)量下降，結(jié)構(gòu)較為緊湊。增速傳動也可按這一原則分配。
（6）在多級齒輪減速傳動中，傳動比的分配將直接影響傳動的多項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。例如：傳動的外廓尺寸和質(zhì)量很大程度上取決于低速級大齒輪的尺寸，低速級傳動比小些，有利于減小外廓尺寸和質(zhì)量。
閉式傳動中，齒輪多采用濺油潤滑，為避免各級大齒輪直徑相差懸殊時，因大直徑齒輪浸油深度過大導(dǎo)致攪油損失增加過多，常希望各級大齒輪直徑相近。故適當(dāng)加大高速級傳動比，有利于減少各級大齒輪的直徑差。
令1、2、3、4軸的輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩分別為P1、P2、P3、P4，T1、T2、T3、T4。輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩分別為P5、P6、P7、P8；T5、T6、T7、T8。轉(zhuǎn)速為n1、n2、n3、n4。各軸之間的傳動比為i12、i23、i34。凸緣聯(lián)軸器效率為η2=0.98，滑動軸承效率為η3=0.98，齒輪傳動效率為η4=0.97，鏈傳動效率為η5=0.93。
各軸輸入功率為：
（2.1）
各軸輸出功率為：
（2.2）
各軸轉(zhuǎn)速為：
（2.3）
各軸之間的傳動比為：
（2.4）
各軸輸入轉(zhuǎn)矩為：
（2.5）
各軸輸出轉(zhuǎn)矩為：
（2.6）
動力參數(shù)如下表所示：
表2-1 動力參數(shù)
軸
功率kW
轉(zhuǎn)矩N·m
轉(zhuǎn)速
傳動比i
效率η
輸入
輸出
輸入
輸出
r/min
Ⅰ
13.26
12.86
156
152.9
2350
Ⅱ
12.86
11.98
152.9
148.6
1807.7
1.3
0.93
Ⅲ
11.98
11.28
284.9
268.1
1004.3
1.8
0.94
Ⅳ
11.28
10.7
249.4
239.5
456.5
2.2
0.90
2.3帶輪的參數(shù)
由于V帶輪不是本設(shè)計的重點，因此在滿足要求的情況下只對V帶進(jìn)行尺寸等參數(shù)的設(shè)計，不對其進(jìn)行強度校核，其參數(shù)如下表所示：
表2-2 V帶輪的基本參數(shù)
槽型
直徑d0
孔徑基準(zhǔn)dd
L
d1
da
槽數(shù)
A
60
30
70
70
104
3
2.4本章小結(jié)
本章主要確定了落地果收獲機械的傳動方案，傳遞路線為：柴油機→帶→減速器→聯(lián)軸器鏈傳動→車輪，并進(jìn)行了傳遞參數(shù)的計算，為下一章的設(shè)計做鋪墊。
3落地果收獲機三維建模及結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 SolidWorks 軟件介紹
SolidWorks是高品質(zhì)的、易學(xué)易用的三維CAD系統(tǒng)。功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。
如果你熟悉微軟的Windows系統(tǒng)，那你基本上就可以用SolidWorks來搞設(shè)計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使你能在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，你能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。
在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，設(shè)計過程最簡便、最方便的莫過于SolidWorks了。就象美國著名咨詢公司Daratech所評論的那樣：“在基于Windows平臺的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者?！避浖僮鹘缑嫒鐖D3-1所示。
圖3-1 solidworks界面
在無與倫比的設(shè)計功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點/擊、剪切/粘帖），使用SolidWorks，整個產(chǎn)品設(shè)計是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間的是全相關(guān)的。
只有SolidWorks才提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動控制。“全動感的”的用戶界面減少設(shè)計步驟，減少了多余的對話框，從而避免了了界面的零亂。
嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個設(shè)計過程和步驟的。屬性管理員包含所有的設(shè)計數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀。
用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個同Windows資源器類似的CAD文件管理器，因此本設(shè)計采用該軟件進(jìn)行三維建模與出圖。
3.2總體方案設(shè)計
紅棗、核桃等果樹具體生長環(huán)境為：行距不小于2500mm，溝型距為250。樹高不小于1500mm?？紤]到行距較寬，果實多散落于行間，所以需要在行間收集比較合理，所以本設(shè)計決定在田間行間自走的方式收獲作業(yè)。
圖3-2 自走式清掃落地果機械總裝圖
3.3工作平臺設(shè)計
由于樹的高度和樹枝的限制，落地果收獲機械不能太高，在換行時，雖然地頭有充足的空間，但是不能一次性從一個行間換到下一個比鄰行間的話，就會白白損耗柴油和機械，所以工作平臺的長度也要合理。
工作平臺預(yù)選用2000mm×1500mm×10mm的鋼板為主體，與槽鋼、角鋼相互固定所得出的工作臺。再通過其他零部件的裝配布局及尺寸，在工作臺上加工出所需尺寸所在位置的孔或局部切除。
圖3-3 工作平臺
3.4柴油機與減速器設(shè)計
結(jié)構(gòu)中大多都是鋼結(jié)構(gòu)，在收集過程中有可能會儲存大量的果實，所以整體質(zhì)量比較大。
考慮到這一點，決定采用LD3T30柴油機作為發(fā)動機（304拖拉機的發(fā)動機），功率為22.1kW，動力輸出軸的轉(zhuǎn)速n軸=2350r/min。
由于柴油機的轉(zhuǎn)速偏高，決定柴油機與減速器之間采用帶傳動，傳動比為1.3。
二級減速器的傳動比為，因此經(jīng)過減速器后的轉(zhuǎn)速為456.5r/min，傳動比不大，采用嚙合的錐齒輪即可滿足要求，對其不再進(jìn)行強度校核。
圖3-4 柴油機減速器傳動
3.5鏈傳動設(shè)計
3.5.1鏈輪設(shè)計
鏈輪由輪齒、輪緣、輪輻和輪轂組成。鏈輪設(shè)計主要是確定其結(jié)構(gòu)和尺寸。選擇材料和熱處理方法。
（1）選擇鏈齒輪數(shù)、和確定傳動比
一般鏈輪齒數(shù)在17～114之間。傳動比按下式計算
== (3-1)
式中： －主動軸轉(zhuǎn)速456.5r/min，
－從動軸轉(zhuǎn)速268.53r/min，
=1.7
可得為21，為37。并且材料為45號鋼。
(2) 計算當(dāng)量的單排鏈的計算功率
根據(jù)鏈轉(zhuǎn)動的工作情況，計算功率
= (3-2)
式中：－工況系數(shù)；
－主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)；
－單排系數(shù)為1；
－－傳遞的功率，kW。
則計算出= 2.82kW。
（3）確定鏈條型號和節(jié)距
鏈條型號根據(jù)當(dāng)量的單排鏈的計算功率和主動鏈輪轉(zhuǎn)速可取A10型號，然后可知為15.875。
（4）鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸的計算
= (3-3)
= (3-4)
(3-5)
(3-6)
(3-7)
式中：p－鏈條節(jié)距，
Z－鏈輪齒數(shù)，
D－分度圓直徑，
－齒頂圓直徑，
－齒根圓直徑，
－齒高，
－最大軸凸緣直徑，算出結(jié)果如表3-1所示。
（5）計算鏈速，確定潤滑方式
= (3-8)
由式中得為6m/s，可選擇油池潤滑或油盤飛濺潤滑。
（6）鏈輪的主要參數(shù)餓幾何尺寸如下
表3-1 鏈輪設(shè)計數(shù)據(jù)
名稱
數(shù)值
單位
傳動功率P1
4.5
kW
主動軸轉(zhuǎn)速n1
268.53
r/min
從動軸轉(zhuǎn)速n2
206.56
r/min
傳動比i
1.3
設(shè)計功率Pd
5
kW
小鏈輪齒頂圓直徑da
110
mm
小鏈輪分度圓直徑
106
mm
鏈條節(jié)距p
15.875
小鏈輪齒根圓直徑df
100
mm
大鏈輪齒頂圓直徑Da
234
mm
大鏈輪分度圓直徑
228
mm
大鏈輪齒根圓直徑Df
224
mm
小鏈輪齒高h(yuǎn)a
3
mm
大鏈輪齒高Ha
4.8
mm
鏈速v
6
m/s
單鏈傳遞的功率
2.82
kW
傳動比i≠1的功率
0.46
kW
小齒數(shù)z1
21
大齒數(shù)z2
37
實際軸間距a
434
mm
單鏈的預(yù)緊力
900
N
確定的最大軸凸緣直徑Dg
212
mm
確定的最大軸凸緣直徑dg
90
mm
齒寬bf
8
mm
3.5.2 鏈輪軸的設(shè)計
（1）軸的總體設(shè)計信息如表3-2。
表3-2 軸總體設(shè)計數(shù)據(jù)
名稱
數(shù)值
單位
軸的轉(zhuǎn)向方式
單向恒定
軸的工作情況
無腐蝕條件
軸的轉(zhuǎn)速
456.5
r/m
功率
4
kW
轉(zhuǎn)矩
66434.78
N·mm
材料牌號
45調(diào)質(zhì) 硬度（HB）：230
抗拉強度
650
屈服點
360
彎曲疲勞極限
270
扭轉(zhuǎn)疲勞極限
155
許用靜應(yīng)力
260
許用疲勞應(yīng)力
180
(2)確定軸的最小直徑如表3-3。
表3-3確定軸最小直徑
名稱
數(shù)值
單位
A值剪應(yīng)力范圍
115
許用剪應(yīng)力范圍
30～40
MPa
最小直徑的理論計算值
29.6
mm
滿足設(shè)計的最小軸徑
30
mm
(3)彎曲應(yīng)力校核如表3-4。
表3-4 彎曲應(yīng)力校核
名稱
數(shù)值
單位
危險截面的x坐標(biāo)
180
mm
直徑
25
mm
危險截面的彎矩M
120
N·mm
扭矩T
120
N·mm
截面的計算工作應(yīng)力
-9.22
許用疲勞應(yīng)力
180
(4)安全系數(shù)校核如表3-5。
表3-5 安全系數(shù)校核數(shù)據(jù)
名稱
數(shù)據(jù)
單位
危險截面的x坐標(biāo)
170
mm
直徑
25
mm
危險截面的彎矩M
120
N·mm
扭矩T
146
N·mm
有效應(yīng)力集中系數(shù)
2.05
扭轉(zhuǎn)作用
1.55
截面的疲勞強度安全系數(shù)S
1129.89
許用安全系數(shù)[S]
2.0
結(jié)論：170mm處疲勞強度校核通過。
（5）臨界轉(zhuǎn)速計算如表3-6。
表3-6 臨界轉(zhuǎn)速計算數(shù)據(jù)
名稱
數(shù)值
單位
當(dāng)量直徑dv
mm
軸截面的慣性距I
654605.89
mm
支承距離與L的比值
0.47
軸所受的重量
400
支座形式系數(shù)1
9.0
軸的一階臨界轉(zhuǎn)速ncr1
24934.97
r/min
3.6軸承選擇
3.6.1參數(shù)選擇
軸承選用圓錐滾子軸承，它屬于向心推力軸承，能同時承受較大的徑向載荷和軸向載荷，外圈可分離，游隙可調(diào)，裝拆方便，適用于剛性較大的軸，一般成對使用，對稱安裝。
表3-7 軸承基本參數(shù)
代號
d
D
T
B
C
1206
30
62
15.8
16
14
1210
50
90
22.8
20
18
3.6.2軸承的壽命計算
滾動軸承的基本額定壽命L(106r)與基本額定動載荷C(N)、當(dāng)量動載荷P(N)間的關(guān)系為：
（3.9）
對于圓錐滾子軸承，ε＝10/3。
軸上重量的估算：圓盤材料為灰鑄鐵HT200，質(zhì)量密度為ρ=6.8~7.3g/cm3，取ρ=7 g / cm3。帶輪材料為灰鑄鐵HT200，質(zhì)量密度同上。
（3.10）
所以估算下軸承承受的總重量為23Kg。軸承受力：
查表得：X=0.44，Y=0.9
當(dāng)量動載荷為P= 0.44×225 =99N
用小時數(shù)表示軸承壽命為：
（3.11）
n表示軸承工作轉(zhuǎn)速，查表得n=5000r/min.
（3.12）
農(nóng)業(yè)機械軸承的預(yù)期壽命為：L'h=3000—8000h。
所以所選軸承可以長期使用。
3.6.3軸承的潤滑
滾動軸承的潤滑劑可以是潤滑脂、潤滑油或固體潤滑劑。一般情況下，滾動軸承采用潤滑脂潤滑，但在軸承附近已經(jīng)具有潤滑油源時（如變速箱內(nèi)本來就有潤滑齒輪的油），也可采用潤滑油潤滑。
本設(shè)計中選擇脂潤滑，因潤滑脂不易流失，便于密封和維護(hù)，且一次充填潤滑脂可以運轉(zhuǎn)較長時間。
3.7聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器是機械傳動中常用的部件。它主要用來聯(lián)接軸與軸，以傳遞運動與轉(zhuǎn)矩；有時也可用作安全裝置。
聯(lián)軸器用來把兩軸聯(lián)接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離；只有在機器停車并將聯(lián)軸器傳動系統(tǒng)的斷續(xù)，以便運行變速及換向等。
聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計聯(lián)軸器時，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。
整個設(shè)計中有兩處需要用到聯(lián)軸器，即減速器兩端軸與拖拉機動力輸出軸和3軸之間，選用尼龍滑塊聯(lián)軸器。
凸緣聯(lián)軸器適用于：兩軸要求同軸度不太高，工作平穩(wěn)，無沖擊載荷。它的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，使用方便。
減速器兩端軸的軸徑是d1=28mm，d2=32mm，所以選用聯(lián)軸器型號為YL6聯(lián)軸器，所用聯(lián)軸器的材料為HT200。
3.8鍵的選擇
3.8.1鍵的尺寸及類型的確定
一般8級精度以上齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵。一般圓頭普通平鍵應(yīng)用最廣。
根據(jù)d=35mm，從《機械設(shè)計設(shè)計手冊》P-53表3-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=10mm，高度h=8mm。由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=63mm。
3.8.2校核鍵聯(lián)接的強度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P-54表4-2查得許用擠壓應(yīng)力[σp]=100~120MPa，取其平均值，[σp]=110MPa。
鍵的工作長度l=L-b=53mm。
鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=4mm。
由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》P-158式（10--26）可得
（3.13）
故可見鍵合適安全。
3.9主要工作部分零部件設(shè)計
3.9.1傳送帶設(shè)計
由于此設(shè)計為類似于車體，工作臺與地面存在不小的間距，如果用立式箱體把落地果垂直輸送到濾葉器部分，則存在箱體太高，質(zhì)量偏大，底部無法固定的問題，作業(yè)中出現(xiàn)故障的概率大。所以采用傳送帶的形式來完成落地果傳送到工作臺。
圖3-5 傳送帶
傳送帶主動軸直徑d=50mm，轉(zhuǎn)速為206.56r/min，
傳送帶的傳送速度為
速度較為合理，滿足設(shè)計需求。
3.9.2垂直傳送裝置
傳送帶將落地果傳送到工作臺，但與濾葉器之間還存在一定距離，由于要考慮底座部分尺寸太大會使整體結(jié)構(gòu)不緊湊，切會影響工作效率，所以在此選擇采用立式垂直傳送裝置。
圖3-6 垂直傳送裝置
3.9.3 濾葉器的設(shè)計
濾葉器是本次設(shè)計的重點部分，經(jīng)由傳送帶、立式垂直傳送裝置獲得的落地果，其中夾雜著樹枝、樹葉、土塊等雜質(zhì)，而濾葉器就是針對此類雜質(zhì)而設(shè)計的。在設(shè)計中，需考慮濾葉器的尺寸，不宜過大，分離雜質(zhì)的速度要快，效率要高。
基于此考慮，決定采用鼠籠式，間距要比樹枝大又要比果實小，這樣在分離過程中不會造成果實的浪費。
由于果實表面的不規(guī)則性，如果是固定的鼠籠，果實很可能會卡在間隙上，從而影響果實的正常分離效率，所以本次設(shè)計中采用的鼠籠，會添加鏈輪，通過鏈條使鼠籠也轉(zhuǎn)動起來。
圖3-7 濾葉器
3.9.4其他部件的設(shè)計
濾葉器右端沒有軸固定，如要保證與其內(nèi)部的絞輪能正常工作，在此借鑒混凝土攪拌機的支架部分，采用軌槽形式支架來支撐濾葉器右端（如圖3-8所示）。濾葉器左端的支架，是中心的絞輪與其結(jié)合實現(xiàn)的，絞輪需要旋轉(zhuǎn)以推動內(nèi)部的果實前進(jìn)，保證雜質(zhì)的分離效率。為保證絞輪的正常旋轉(zhuǎn)，所以在左端支架處車出一個裝軸承的槽。由角鋼與該槽焊接成整體作為其左端支架（如圖3-9所示）。
圖3-8 濾葉器右端支架 圖3-9 濾葉器左端支架
絞輪用來推動果實向上向前運動，已進(jìn)入下一個工作環(huán)節(jié)。在設(shè)計時要考慮一個周期的輸送量，在設(shè)計其螺旋線時，螺距太大而單位時間里果實的進(jìn)入量不夠，則等效于絞輪在單位時間里做了大量的無用功；而螺距太小而單位時間里果實的進(jìn)入量太大，則果實會堆積在傳送帶的空間里和立式傳送裝置內(nèi)，會造成果實被擠壓和破壞，造成損失。因此，在本次設(shè)計中綜合考慮后，決定將螺距設(shè)計為10cm，單位時間內(nèi)果實進(jìn)入量小于絞輪的單位體積但不會相差太大，既保證了果實的質(zhì)量，又保證了機器的正常傳送。
圖3-10 絞輪
本章小結(jié)
本章主要對主要零部件進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計，并對關(guān)鍵零件進(jìn)行了強度校核，從結(jié)果來看，本次設(shè)計的落地果收獲機完全能夠滿足設(shè)計需求。
總 結(jié)
經(jīng)過幾個月的努力，總算完成了自走式落地果收獲機的設(shè)計，經(jīng)過實地考察，方案確定和設(shè)計計算驗證，本次設(shè)計具有如下優(yōu)點：適用于紅棗園中作業(yè)，免除人工作業(yè)，提高了勞動效率；此收獲機還具有結(jié)構(gòu)緊湊，運動靈活，通用性強；另外，當(dāng)機器不作業(yè)時，可以方便地將工作部件拆卸下來，這樣就減少了機器的存放空間；除此之外，此收獲機的零件均為常見的材料制造而成，工作部分零件采用國家標(biāo)準(zhǔn)零件，這些使得成本大大降低，這樣就能更廣泛為廣大農(nóng)民所接受。
經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計，發(fā)現(xiàn)了自己的不足，通過不斷的查閱資料，鞏固了大學(xué)所學(xué)的理論知識，使自己的能力得到提高，也進(jìn)一步完善了自己。
致 謝
本次設(shè)計是在王老師的悉心指導(dǎo)完成的。
最初確定題目的時候，感覺題目很難，一點靈感都沒有，老師幫我確定了收獲落地果的方式，模擬了本次設(shè)計的工作原理和過程，并給我介紹了許多與設(shè)計相關(guān)的書籍，以及如何快速地從書籍資料中獲得所需要的知識。當(dāng)我在查找資料遇到困難時，老師又幫我下載到了一些我不能下載的付費網(wǎng)絡(luò)資料，還教會我如何用互聯(lián)網(wǎng)中無限的網(wǎng)絡(luò)資源，這些都為我以后順利完成設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)。
在每一步的設(shè)計中，老師都給與了我他的看法，該如何去改進(jìn)零件中的不足，可以說從傳送帶到濾葉器的各種零件、傳動方式等的確定，都是在老師耐心的指導(dǎo)下完成的。
每當(dāng)我在設(shè)計中遇到困難向老師咨詢時，老師就叫我當(dāng)實驗室做模擬實驗，通過模擬實驗，讓我更直觀的了解收獲機在田間作業(yè)的過程，如果還是不懂，老師也會不厭其煩的給我講解，就算很晚了，就算老師還是別的事情要忙，他也會給我講完。有時候老師出差，我遇上困難打電話給老師時，雖然不能親自給我指導(dǎo)，但老師也會想辦法找研究生學(xué)長幫我看圖，并給我建議，在此也向他們表示誠摯的謝意。
最后，再次向在畢業(yè)設(shè)計過程中給予我最大關(guān)心幫助和支持的老師表示衷心的感謝！
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