半喂入式花生摘果機(jī)的設(shè)計(jì)

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畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)） 題 目： 姓 名： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 年6 月18日 II 畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠，不包含他人成果及已獲得青島農(nóng)業(yè)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年 月 日 指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 目 錄 摘 要 I Abstract II 1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義 1 1.2 花生摘果機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 半喂入花生摘果機(jī)的主要研究?jī)?nèi)容 2 2 半喂入花生摘果機(jī)方案論證 4 2.1擬定方案 4 2.2 總體方案的研究和確定 7 2.3 半喂入花生摘果機(jī)的基本構(gòu)架 8 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 9 3.1 動(dòng)力傳動(dòng)的選擇 9 3.2 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 4 半喂入花生摘果機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4.1 半喂入式花生摘果機(jī)的工作過(guò)程分析 17 4.2 整體機(jī)架的設(shè)計(jì) 18 5 其它零部件的設(shè)計(jì) 20 5.1 軸承座的設(shè)計(jì) 20 5.2摘果滾筒的設(shè)計(jì) 20 5.3 夾持皮帶的設(shè)計(jì) 21 6 總結(jié)與建議 22 參考文獻(xiàn) 23 致 謝 24 半喂入式花生摘果機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 半喂入式花生摘果機(jī)是一種僅僅把花生秧的下部輸入進(jìn)摘果裝置中并且實(shí)現(xiàn)高效率摘果的花生收獲機(jī)械。在我們?nèi)粘Ｕ鳂I(yè),中與人工摘果相比，半喂入式花生摘果機(jī)具有以下特點(diǎn):工作效率高,較短時(shí)間內(nèi)完成的工作量大;需要的勞動(dòng)力較少;與一般的摘果機(jī)相比也有較明顯的優(yōu)勢(shì),例如:摘果率高,工作效率較高,可以減少花生秧的破碎,便于堆積進(jìn)行其他加工。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)半喂入式花生摘果機(jī)的研發(fā)和推廣具有深遠(yuǎn)的意義。 本課題在研究分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有花生摘果機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)機(jī)型的基礎(chǔ)上，研制一種半喂入式花生摘果機(jī)，重點(diǎn)進(jìn)行該摘果機(jī)總體及傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)，以合理的工作方式及最佳的結(jié)構(gòu)布置，使該機(jī)結(jié)構(gòu)合理、使用方便、節(jié)省功耗、性能良好，滿足不同地理?xiàng)l件的要求。 關(guān)鍵詞：半喂入式;花生摘果機(jī);滾筒摘果裝置;夾持帶輸送機(jī)構(gòu)。 Design of Semi-feeding peanut picking machine Abstract The semi-feeding peanut picking machine is a mere peanut seedlings the lower part of the input into the picking devices and high efficiency of picking the peanut harvest machinery. In our daily pick the job, compared with the artificial fruit picking, semi-feeding peanut picking machine has the following features: high efficiency, a relatively short period of time to complete a heavy workload; less labor required; and general picking machine there are obvious advantages, such as: picking high, high work efficiency, can reduce the crushing of the peanut vine, to facilitate the accumulation of other processing. Therefore, to achieve the development and promotion of the half feeding type peanut picking machine has far-reaching significance. This subject in the study analysis on the basis of the existing peanut picking machine at home and abroad and combine harvester models, the development of a semi-feeding peanut picking machine, focusing on the overall picking machine and transmission components in a reasonable way of working and the best layout of the structure, so that the planter reasonable structure, easy to use, saving power consumption, good performance, to meet the requirements of different geographical conditions. Keywords: semi-feeding ,peanut picking machine, roller picking device, clamping with transportation agencies agencies. II 1 緒 論 1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義 花生是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物、油料作物和出口創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一，出口量占世界第一位 我國(guó)花生種植面積占世界花生種植總面積的20％以上。僅次于印度，產(chǎn)量居世界首位，但是我國(guó)的花生加工機(jī)械相對(duì)落后,并且我國(guó)的花生收獲機(jī)械化與稻麥聯(lián)合收獲機(jī)械等傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械相比，存在著起步晚、投入少、發(fā)展慢、水平低等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于花生收獲期正值農(nóng)村“三秋”生產(chǎn)的大忙季節(jié)，勞動(dòng)力不足，加之花生收獲的投工量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，如果不能及時(shí)收獲曬干，特別在南方多雨地區(qū)，花生很容易霉?fàn)€變質(zhì),造成嚴(yán)重?fù)p失。不能在適宜的時(shí)間提早將花生收獲入庫(kù)是造成這一損失的直接原因。我國(guó)南方有些地區(qū)甚至已經(jīng)出現(xiàn)了豐產(chǎn)不豐收、種而不收的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，因此加快發(fā)展花生收獲機(jī)械十分急迫,花生摘果機(jī)的推廣與改進(jìn)是目前解決以上問(wèn)題的有效途徑,花生摘果機(jī)是花生收獲中摘果這一環(huán)節(jié)的農(nóng)用工具，把花生的收獲分階段進(jìn)行有利于降低損失率。目前我國(guó)花生摘果機(jī)械有著新的發(fā)展機(jī)遇，在我國(guó)加入WTO，西部大開(kāi)發(fā)，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整穩(wěn)步推進(jìn)的形勢(shì)下，花生生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用和花生收獲機(jī)械的市場(chǎng)前景看好，花生摘果機(jī)具也將得到進(jìn)一步發(fā)展。另外，花生生產(chǎn)全過(guò)程機(jī)械化是我國(guó)“十五”期間農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)展重點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)花生摘果機(jī)需求量大?；ㄉ麢C(jī)在今后的一段時(shí)間內(nèi)將得到較快發(fā)展。由于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力相對(duì)落后，有效需求不足，再加上我國(guó)農(nóng)村分散經(jīng)營(yíng)的消費(fèi)水平，決定了在今后的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)仍然以中小型的花生摘果機(jī)為主要的研究和推廣對(duì)象。 花生摘果機(jī)是近幾年才剛剛發(fā)展起來(lái)的一種花生分段收獲設(shè)備，尚處在發(fā)展初期。還有不少技術(shù)問(wèn)題需要研究和攻克。半喂入式花生摘果機(jī)是花生收獲機(jī)的一種，它較高的摘果率深受花生種植者的喜愛(ài)，它能夠完好的把花生和枝葉分離，并且不把枝葉粉碎，降低花生果的破碎率。因此半喂入式花生摘果機(jī)的研制與推廣對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，極大的提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，使花生的收獲高效的完成；第二，提高了生產(chǎn)力，降低了人力消耗。第三，加快了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化的推進(jìn)速度。 1.2 花生摘果機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 從世界范圍內(nèi)看，隨著生物技術(shù)、花生生產(chǎn)技術(shù)的提高，花生的種植面積和產(chǎn)量正不斷增加。國(guó)外的花生收獲機(jī)械正依照本國(guó)的種植特點(diǎn)，向著大型化、機(jī)電一體化、智能化、更可靠、更安全的方向發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國(guó)家不斷將高精尖技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械上來(lái)，農(nóng)業(yè)機(jī)械正向智能化發(fā)展。這些國(guó)家花生收獲機(jī)械與其他農(nóng)業(yè)機(jī)械相比，幾乎是同步發(fā)展的。花生收獲、摘果的聯(lián)合收獲機(jī)的制造與應(yīng)用技術(shù)已相當(dāng)完善。 我國(guó)的花生摘果機(jī)械正處于發(fā)展時(shí)期，我國(guó)是最近幾年才開(kāi)始應(yīng)用推廣的一種花生生產(chǎn)機(jī)械，主要以國(guó)外聯(lián)合收獲機(jī)的摘果環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，與其他生產(chǎn)機(jī)械相比，起步較晚。目前，我國(guó)主要推廣應(yīng)用單一功能的花生摘果機(jī)，其喂入方式的不同分為全喂入式和半喂入式兩種形式，這兩種形式的摘果機(jī)只能完成花生摘果環(huán)節(jié)的作業(yè)任務(wù)，基本適應(yīng)了我國(guó)現(xiàn)在的花生生產(chǎn)機(jī)械化水平。 西方發(fā)達(dá)國(guó)家在花生收獲機(jī)械的研究起步較早，較有代表性的摘果機(jī)是美國(guó)利斯頓—1580型花生摘果機(jī)，花生機(jī)械的聯(lián)合作業(yè)研究技術(shù)比較先進(jìn)，技術(shù)方面比較成熟。具有代表性的聯(lián)合收獲裝置，如美國(guó)約翰迪爾公司1954年和1964年分別研制生產(chǎn)的25型和111型自走式花生聯(lián)合收獲裝置，2002年美國(guó)KELLEY MANUFACRING公司在KMC3376和KMC3374的基礎(chǔ)上研制出2002新型花生聯(lián)合收獲機(jī)，是現(xiàn)有的花生兩段收獲方式下的最先進(jìn)收獲機(jī)械。雖然國(guó)外對(duì)于花生摘果已有較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,并且有較高的聯(lián)合收獲技術(shù),但是在半喂入式的花生摘果機(jī)機(jī)型的研制卻相對(duì)較少,所以半喂入式花生摘果機(jī)的研制還有較長(zhǎng)的路要走。 總之，國(guó)內(nèi)外半喂入式花生摘果機(jī)其種類很多，各有特色并且也得到了不同程度的推廣應(yīng)用。但是就中國(guó)現(xiàn)在的狀況來(lái)看，現(xiàn)有的花生收割裝置還不成熟，引進(jìn)或經(jīng)消化吸收以后模仿制造出來(lái)的花生摘果機(jī)具有一定的缺陷，不適應(yīng)中國(guó)花生的種植方式或收獲的實(shí)際情況。因此，以中國(guó)花生生產(chǎn)的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，研制出適合中國(guó)國(guó)情的新型花生摘果裝置，以滿足國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段廣大花生種植用戶的迫切需求，推動(dòng)農(nóng)民增收，農(nóng)業(yè)增效，就成為中國(guó)花生收獲機(jī)械的一個(gè)亟待解決的課題。 因此，研究一種新型的適合不同各地生產(chǎn)條件的半喂入式花生摘果機(jī)是迫在眉睫！ 1.3 半喂入花生摘果機(jī)的主要研究?jī)?nèi)容 1.3 1 研究?jī)?nèi)容 以花生為研究對(duì)象，在分析研究國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有花生摘果機(jī)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)制出一種半喂入花生摘果機(jī)。重點(diǎn)進(jìn)行該摘果機(jī)總體及傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)，以合理的工作方式及最佳的結(jié)構(gòu)布置，使該機(jī)結(jié)構(gòu)合理、使用方便、節(jié)省功耗、性能良好，滿足高摘果率、低破損率的要求。首先對(duì)總體進(jìn)行設(shè)計(jì)，隨后著重設(shè)計(jì)傳動(dòng)部分?？傮w方案設(shè)計(jì)主要包括各機(jī)構(gòu)的合理布置，這里主要的設(shè)計(jì)部件是機(jī)架，機(jī)架的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足各部件的功能要求，使機(jī)結(jié)構(gòu)合理、使用方便、節(jié)省功耗性能良好，保證摘果作業(yè)順利進(jìn)行。傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)要滿足各部件的運(yùn)動(dòng)要求，使各部件按給定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。研究?jī)?nèi)容包括：夾持輸送裝置，摘果裝置，傳動(dòng)裝置等，以及各個(gè)裝置選擇的技術(shù)要求。并且降低成產(chǎn)成本，加大半喂入花生摘果機(jī)的推廣。 1.3.2課題研究的目標(biāo) 改進(jìn)現(xiàn)有花生摘果機(jī)的摘果方式，選擇合適的輸送方式、最優(yōu)的滾筒轉(zhuǎn)速，并且實(shí)現(xiàn)各個(gè)裝置的合理搭配，降低摘果損失率。 1.3.3 研究方法 通過(guò)對(duì)機(jī)械各部件的數(shù)據(jù)計(jì)算，用三維軟件進(jìn)行繪制，參考機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理等課本知識(shí)對(duì)半喂入式花生摘果機(jī)的設(shè)計(jì) 1.3.4技術(shù)路線 開(kāi)始查閱相關(guān)資料并根據(jù)要求初步規(guī)劃設(shè)計(jì)方案 觀察相關(guān)機(jī)器，了解工作原理和狀況 畫(huà)出裝置的草圖，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修正完善 用計(jì)算機(jī)進(jìn)行繪圖（裝配圖、零件圖） 完善繪圖，并整理資料，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明 2 半喂入花生摘果機(jī)方案論證 2.1擬定方案 半喂入式花生摘果機(jī)按照摘果釘齒的不同分為剛性齒、鑄造齒和型鋼齒，按照輸送裝置的不同分為夾持鏈?zhǔn)捷斔秃蛫A持皮帶式輸送，輸送裝置是花生摘果機(jī)的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)的合理性對(duì)花生摘果的質(zhì)量、摘果效率有著明顯的影響，因此，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選取合理的夾持輸送裝置尤為重要。 2.1.1 設(shè)計(jì)方案一：夾持鏈?zhǔn)捷斔? 圖2-1 半喂入花生摘果機(jī)的夾持鏈輸送裝置 1.帶輪 2.搖桿 3.拉簧 4.漲緊輪 5.雙鏈輪 如圖2-1所示： 圖2-2 夾持鏈的傳動(dòng)系統(tǒng) 1.同向從動(dòng)鏈輪 2.同向從動(dòng)軸 3.夾持帶 4.夾持雙帶輪 5.反向從動(dòng)輪 6.反向從動(dòng)鏈輪 7.主動(dòng)鏈輪 8.萬(wàn)向節(jié) 9.主傳動(dòng)軸 10.大帶輪 1）工作原理： 調(diào)速電機(jī)輸出的動(dòng)力在減速機(jī)的處理下通過(guò)萬(wàn)向節(jié)8傳到主動(dòng)鏈輪7，這樣主動(dòng)鏈輪7在主動(dòng)軸9的帶動(dòng)下做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，反向從動(dòng)鏈輪6在滾子鏈的帶動(dòng)下做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，與此同時(shí)，同向從動(dòng)鏈輪1做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了兩鏈的相向轉(zhuǎn)動(dòng)。兩鏈保持一定的夾持距離，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的夾持， 2）方案分析： （1）鏈傳動(dòng)能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳遞效率較高；鏈條不需要張的很緊所以作用于軸上的徑向壓力較??；結(jié)構(gòu)緊湊，并且鏈傳動(dòng)能在潮濕的環(huán)境中工作。采用鏈傳動(dòng)使摘果機(jī)整體結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)路線清晰，動(dòng)力傳遞可靠性高。 （2）機(jī)架采用方鋼焊接而成，總體重量輕，節(jié)省功耗，設(shè)計(jì)成本低，便于操作。 （3）鏈傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳動(dòng)可靠，使整體空間結(jié)構(gòu)緊湊。 （4）夾持鏈的造價(jià)高且重量大，很難用于大規(guī)模生產(chǎn)。 2.1.2設(shè)計(jì)方案二：夾持皮帶輸送 圖2-3半喂入式花生摘果機(jī)（夾持帶輸送） 1.大帶輪 2.壓緊輪 3.皮帶 圖2-4 夾持皮帶的傳動(dòng)系統(tǒng) 1.調(diào)速電機(jī) 2.從動(dòng)齒輪 3.大帶輪 4.主動(dòng)齒輪 5.萬(wàn)向節(jié) 如圖2-3、2-4所示 1）工作原理： 調(diào)速電機(jī)1通過(guò)萬(wàn)向節(jié)傳到主動(dòng)齒輪4，主動(dòng)齒輪4帶動(dòng)大帶輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)傳給從動(dòng)齒輪2，由于主、從東齒輪的傳動(dòng)比為1，所以使大帶輪做同速相向轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)夾持輸送的功能。 2）方案分析： （1）帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸鎮(zhèn)，維護(hù)容易，不需潤(rùn)滑價(jià)格低廉，可以在長(zhǎng)距離間傳遞動(dòng)力，但但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)。 （2）傳動(dòng)效率低，功率損失大，在農(nóng)田工作，沙土使帶摩擦加劇，使用壽命縮短。 （3）夾持帶在夾持花生秧時(shí)由于受力面積大所以不易壓折枝葉。 （4）夾持帶輸送造價(jià)便宜，偏于大規(guī)模生產(chǎn)和機(jī)械的推廣。 （5）夾持皮帶具有一定彈性，會(huì)緩沖對(duì)放入的物料不均勻造成的壓力。 圖2-5 圓柱型摘果滾筒 1.釘齒 2.圓柱滾筒 3.滾動(dòng)軸 2.1.3 設(shè)計(jì)方案三:圓柱滾筒摘果裝置 1） 工作原理： 兩滾筒在動(dòng)力的帶動(dòng)下做相向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)2滾筒上的1釘齒轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)花生秧的底部經(jīng)過(guò)滾筒的夾縫時(shí)，釘齒擊打花生果，將其擊打下來(lái)，完成摘果。 2） 方案分析 （1） 圓柱滾筒加工制造簡(jiǎn)單，且穩(wěn)定性高，降低生產(chǎn)成本； （2） 生產(chǎn)效率高，對(duì)花生果的破碎率有所降低； （3） 圓柱滾筒體積小，便于安裝，并且減小了機(jī)體的體積，利于機(jī)器的存放和生產(chǎn)成本的降低； （4） 滾筒的質(zhì)量小，減小了機(jī)器的自身重量，便于移動(dòng)和搬運(yùn)。 2．1.4 設(shè)計(jì)方案四：圓錐滾筒摘果裝置 圖2-6 圓錐型摘果滾筒 1．滾動(dòng)軸 2.圓錐滾筒 1）工作原理 兩滾筒為圓錐形的，在圓錐形滾筒的表面安有均勻分布的釘齒，滾筒在動(dòng)力的帶動(dòng)下做相向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)2滾筒上的釘齒轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)花生秧的底部經(jīng)過(guò)滾筒的夾縫時(shí)，釘齒擊打花生果，將其擊打下來(lái)，完成摘果。 2）案例分析 （1）圓錐形滾筒加工制造較難，穩(wěn)定性較高，但是加工制造成本較高； （2）生產(chǎn)效率低，但是對(duì)花生的破碎率較低； （3）圓錐滾筒的體積較大，不易于安裝，并且機(jī)體較大，重量較高，不利于機(jī)器的移動(dòng)和搬運(yùn)； 2.2 總體方案的研究和確定 通過(guò)對(duì)上述擬定方案的分析論證并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的主要目的，夾持輸送裝置選擇第二方案夾持皮帶輸送，摘果裝置選擇設(shè)計(jì)方案三圓柱滾筒的摘果方式，由于該設(shè)計(jì)的目標(biāo)是創(chuàng)制一種制造成本低，但是摘果效率較高的半喂入花生摘果機(jī)，通過(guò)設(shè)計(jì)方案一和設(shè)計(jì)方案二的比較可知道，用夾持皮帶傳送可以減少因傳送過(guò)程中受夾持裝置的損害，更能平穩(wěn)的輸送物料；夾持皮帶具有一定的彈性，在一定范圍內(nèi)可以增加物料的量，增大工作量。而夾持鏈輸送裝置生產(chǎn)成本較高，會(huì)增加該機(jī)器的生產(chǎn)制造成本，設(shè)計(jì)方案三和設(shè)計(jì)方案四的比較可得出圓柱滾筒的摘果裝置生產(chǎn)成本低，且穩(wěn)定性好，圓錐滾筒摘果裝置在破碎率上沒(méi)有明顯的優(yōu)越性。綜上所述，確立設(shè)計(jì)的方案是夾持皮帶輸送和圓柱滾筒的摘果裝置。 2.3 半喂入花生摘果機(jī)的基本構(gòu)架 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 動(dòng)力傳動(dòng)的選擇 電機(jī)的型號(hào)選擇是根據(jù)總功率的大小決定的，對(duì)其工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。通常對(duì)于長(zhǎng)期聯(lián)系運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷不變或者很少變化，要求所選用電機(jī)的功率等于或略大于工作時(shí)所需的總功率[12]。根據(jù)傳動(dòng)的穩(wěn)定可靠和對(duì)收獲機(jī)需要的功率我們先采用Y160M1-2型電動(dòng)機(jī)。 滾筒轉(zhuǎn)速、直徑以及輸送速度的確定 通過(guò)差資料可得一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 表1 實(shí)驗(yàn)因素與水平 A B C 水平 滾筒轉(zhuǎn)速（） 夾持輸送速度（m） 滾筒直徑（mm） 1 187 7.5 150 2 225 8.8 160 3 270 10 180 4 300 11.3 200 表1中給出了四個(gè)水平，然后在這四個(gè)水平下做試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果確定最優(yōu)組合，然后根據(jù)最優(yōu)組合確定滾筒的直徑、滾筒的轉(zhuǎn)速和夾持皮帶的輸送速度。 表2實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 各因素對(duì)摘果性能指標(biāo)的影響 通過(guò)上述的摘果性能的方差分析可得，影響綜合指標(biāo)的因素排序以此為BCA,最佳水平組合是B4C2A3,即摘果滾筒的轉(zhuǎn)速時(shí)270r/min,夾持輸送速度是11.3m/min，摘果滾筒直徑是160mm。 2.1摘果傳動(dòng)系統(tǒng)中電機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)實(shí)踐測(cè)量每個(gè)滾筒的受力大約是2400N， 電機(jī)功率的估算公式為： Ｐ＝Ｆ2πnr 公式（3-1） 式中： P-電機(jī)動(dòng)力功率（w） F-電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)傳遞給滾筒的力（N） n-滾筒在工作時(shí)的角速度（） 所以： P=4800N23.144.50.08m=10851.84w 公式（3-2） 由總體設(shè)計(jì)可知,電機(jī)將動(dòng)力傳給滾筒和夾持皮帶輪，由于在工作過(guò)程中皮帶與帶輪、鏈與鏈輪之間存在摩擦，會(huì)消耗一部分功率，因此選擇電機(jī)是要考慮到電機(jī)的輸出功率要大于或等于P，為了滿足需求我們選擇的電機(jī)型號(hào)是YR60L-4。 2.2實(shí)際消耗的功率 與總體設(shè)計(jì)可知，電機(jī)輸出功率主要包括部件之間傳動(dòng)消耗的功率Pf、滾筒摘果時(shí)消耗的功率P1、輸送裝置輸送花生時(shí)消耗的功率P2。 所以實(shí)際損耗的功率是部件傳動(dòng)損耗的功率Pf,即： Pf=11kw0.982=0.9604kw、 3.輸送傳動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)的確定 通過(guò)上邊的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們得出了最優(yōu)的夾持皮帶的傳動(dòng)速度v=11.3m/min,根據(jù)實(shí)際測(cè)量可得夾持皮帶的水平方向的的受力大小為65N，因此根據(jù)公式（3-1）可以得出每根皮帶裝懂所需要的功率是734.5w,一次選擇的電機(jī)應(yīng)大于兩倍的該功率，即電機(jī)的輸出功率要大于等于1469w。因此選擇電機(jī)的輸出功率為1.5kw。 3.2 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 鏈傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）鏈輪設(shè)計(jì) 已知主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速為n1=586 r/min，由設(shè)計(jì)要求可知從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速為266.4 r/min，傳動(dòng)比i=2.2 1、鏈輪齒數(shù) Z1=25 ， 鏈輪齒數(shù) Z2=55 2、設(shè)計(jì)功率 ， 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-3查的 3、確定鏈條的鏈節(jié)數(shù) 初定中心距，則鏈節(jié)數(shù)為： =67 公式（3-5） 取Lp=67節(jié) 4、傳遞的功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本圖9-13查得， 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本表9-11查得， 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表9-11查得鏈系數(shù) 故得所需傳遞的功率為 公式（3-6） 根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速及功率，由機(jī)械設(shè)計(jì)課本圖9-11選鏈號(hào)為08A單排鏈。再由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表9-1查得鏈節(jié)距P=12.7mm。 5.確定鏈條長(zhǎng)度及中心距 =0.851 公式（3-7） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本查表9-7得中心距計(jì)算系數(shù)， 最大中心距 =136.5mm， 可取中心距mm 6、計(jì)算算鏈速=2.65m/s 根據(jù)鏈速v，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本查圖9-14可選擇定期人工潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑。 7、作用在軸上的壓軸力 有效圓周力 Fe=4094.34N 按垂直布置取壓軸力系數(shù)KFp=1.05 Fp=FeKFp=4094.341.05=4299.06N 公式（3-8） 表3-2 08A 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 單位（） 鏈號(hào) 節(jié) 距p 滾子直徑d1 內(nèi)節(jié)內(nèi)寬b1 銷(xiāo)軸直徑d2 內(nèi)鏈板高度h2 排距 08A 12.7 7.92 7.85 3.98 12.07 14.38 2）鏈輪輪廓計(jì)算 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸 1、基本參數(shù) 連輪齒數(shù)： 25，55 配用鏈條的節(jié)距 2、分度圓直徑 對(duì) =101.3mm 對(duì) 3、齒頂圓直徑 ， 公式（3-9） 對(duì) =106.94mm 取 對(duì) =228.14mm 取 4、齒根圓直徑 對(duì)： 對(duì) 5、分度圓弦齒高 對(duì) , 對(duì)： , 6、鏈輪材料及熱處理 材料 Cr 熱處理:滲碳、淬火、回火 7、緊定螺釘?shù)倪x擇 螺釘GB75-85 M825 8、軸承選擇 滾動(dòng)軸承單列-30303-A 圖3-1 鏈輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3.2.2 軸的設(shè)計(jì) 1）求出軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n、和扭矩T 若取每級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率?=0.97，則： P1=110.97=10.67kw N1=14600.4 r/min=586r/min T1=9550000P1/N1=955000010.67586=173888.2Nmm 2.求作用在齒輪上的力 3.初步確定軸的的最小直徑 先按公式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料是40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3可得A0=97，于是得： dmin=A0=970.251=24.347 該軸的的最小直徑肯定是安裝大帶輪處的直徑d1-2，為了時(shí)所選的軸直徑與大帶輪的孔相適應(yīng)，故同時(shí)選擇大帶輪的孔徑。由于軸的最小直徑是24.4mm，所以去大帶輪的孔徑是25mm。 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1擬定軸上零件的裝配方案 4.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿足大帶輪的軸向定位要求，1-2段的左邊制出一軸肩，故第2-3段的直徑是26mm，右端用軸端擋圈定位，因此選擇1-2的長(zhǎng)度是34.5mm。 2）取安裝齒輪出的3-4段直徑為30mm，齒輪的右端靠套筒固定，并且此段應(yīng)略小于輪轂的長(zhǎng)度，故取3-4的長(zhǎng)度是34.5mm，齒輪的左端用軸肩定位，軸肩的高度h＞0.07d，故取h=3mm，所以軸環(huán)處的直徑為34mm，取其長(zhǎng)度為100mm。 3）初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，選擇圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)4-5的直徑是34mm,選擇 4）5-6段是兩軸承座的間距，所以取5-6段為40mm，同時(shí)5-6段要固定軸承的軸向運(yùn)動(dòng)，即其直徑取38。 5）根據(jù)圓錐滾子軸承可得6-7段的直徑是34mm，因?yàn)檩S承端蓋的總寬度是20mm，故取6-7段長(zhǎng)60mm。 6）7-8段與鏈輪配合，因此考慮給鏈輪的軸向定位，取7-8長(zhǎng)度為70mm。 7）軸上零件的周向定位，齒輪、鏈輪、帶輪都要用平鍵連接，鍵槽用銑刀加工；為了保證軸與各零件的配合有良好的對(duì)中性，因此齒輪的鍵槽加工為16mm10mm70mm。 8）確定軸上圓角和倒角的尺寸，參考機(jī)械設(shè)計(jì)表15-2，取軸端倒角為245。 5.求軸上的載荷 按彎扭合成應(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矩和扭矩的截面即危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。 軸受到的扭矩T=，其中P=P1=0.030.98=0.0294KW，n=6r/min 可得：T=46795 Nmm M: 因此，M=2127 前已選定軸的材料為40C r鋼調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得，因此，，故安全。 7）校核鍵連接強(qiáng)度 由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力[]=100-120Mpa，取[]=110Mpa。鍵的工作長(zhǎng)度=16mm，鍵與輪轂槽接觸高度k=0.5h=3mm。 ==88.63Mpa<[]=110Mpa 可見(jiàn)，鍵合適，標(biāo)記為：鍵622 GB/T 1096—2003 3.2.3 V帶的設(shè)計(jì)與校核 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1,根據(jù)課本機(jī)械設(shè)計(jì)表8-6和8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=100mm。 2）驗(yàn)算帶速。 因?yàn)?m/s<<30m/s，故帶速適合。 3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 根據(jù)dd2=idd1=2.5100mm=250mm 4) 確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 1.根據(jù)式 初定中心距為500mm。 2.由式 根據(jù)課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=1600mm。 3.按公式 4.計(jì)算單根V帶的額定功率Pr 由d=100mm和n=1460r/min, 根據(jù)課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4a得,根據(jù)n=1600r/min，i=2.5，A型帶，根據(jù)課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4b得。 根據(jù)課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5得，表8-2得，于是 5計(jì)算V帶的根數(shù) 取5根。 4 半喂入花生摘果機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 半喂入式花生摘果機(jī)的工作過(guò)程分析 4.1.1 作業(yè)速度 根據(jù)半喂入花生摘果機(jī)的摘果工作效率要求，一般作業(yè)效率為800~1000kg/h，實(shí)際工作中的工作速度就是夾持帶的傳送速度，即v=11.3m/s。 4.1.2 工作速率 工作速率主要取決于配套輸送裝置動(dòng)力的電機(jī)的功率和因摩擦產(chǎn)生的工作阻力。摘果機(jī)的工作阻力包括部件傳動(dòng)的工作阻力。 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可知每株花生的產(chǎn)量大約是80克，夾持帶的傳送速度是11.3m/min，并且每株花生在夾持帶上所占的長(zhǎng)度x是60mm。 工作速率公式： V= mv/x 公式（4-2） 式中： V---在正常工作速度條件下，機(jī)器工作一小時(shí)的工作量（kg/h）。 m---單株花生平均產(chǎn)量； x—每株花生秧在夾持帶上所占的長(zhǎng)度（m）； 所以： V=0.08kg11.3m/min600.06=904kg 實(shí)際工作中，由于人工送入夾持鏈的速度不一，造成單位時(shí)間內(nèi)的工作量大小不同，但是在正常工作條件下是可以滿足技術(shù)要求的。 4.1.3 摘果的工作過(guò)程 在人工操作的下，將整理好的花生秧頭向上果在下的方式一次擺放進(jìn)旋轉(zhuǎn)的夾持帶中，在夾持帶緩慢的輸送過(guò)程中，帶果實(shí)的根部會(huì)慢慢的斜進(jìn)入滾筒的滾齒中去，由于高速旋轉(zhuǎn)的滾齒擊打在花生果上，會(huì)把花生果擊打下來(lái)，這樣就完成了摘果的工作步驟，花生秧繼續(xù)在夾持帶的帶動(dòng)下前進(jìn)，已經(jīng)摘完的秧會(huì)被輸送到機(jī)體外。 4.2 整體機(jī)架的設(shè)計(jì) 1） 整體機(jī)架主要由角鋼（KQF40402.0）焊接而成，整體尺寸是通過(guò)人工在操作機(jī)械工作時(shí)與人體的身高相適應(yīng)來(lái)確定的。采用焊接的方式連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 圖4-1機(jī)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 由于人的平均身高在170mm，所以機(jī)架的高度設(shè)在150mm，方便人工操作。機(jī)架的總長(zhǎng)度是由滾筒的長(zhǎng)度確定的，滾筒越長(zhǎng)，摘果率就會(huì)提高。機(jī)架的主體長(zhǎng)度設(shè)為1900，有利于安放較長(zhǎng)的摘果滾筒，達(dá)到高摘果率的目的。機(jī)架的寬度梁滾筒相對(duì)距離確定的，選擇機(jī)架寬度為1000mm,既達(dá)到了合里安放滾筒，又可以在充分的利用有限的空間。 2）機(jī)架分為上機(jī)架和下機(jī)架，如圖所示： 下機(jī)架 上機(jī)架 3）上下機(jī)架的功用 下機(jī)架使整個(gè)機(jī)械的支撐，同時(shí)也承載著摘果滾筒和部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，較高的穩(wěn)定性有利于提高摘果的質(zhì)量，下機(jī)架穩(wěn)定性與否決定了整個(gè)機(jī)械的工作穩(wěn)定狀態(tài)好壞，因此下機(jī)架起著穩(wěn)定與支撐機(jī)械的作用。上機(jī)架主要承載著夾持帶輸送裝置，同時(shí)也承載著部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，上機(jī)架的穩(wěn)定性決定了夾持帶輸送的穩(wěn)定性，決定了夾持帶的輸送角度，保持良好的輸送速度和角度，有利于提高摘果的效率，減少損失，因此，上機(jī)架主要是支撐輸送裝置，保證穩(wěn)定的輸送速度。 5 其它零部件的設(shè)計(jì) 5.1 軸承座的設(shè)計(jì) 圖5-1 軸承座簡(jiǎn)圖 軸承座是由兩個(gè)件焊接而成，上面的套筒中間放置軸承，一端由軸肩固定，另一端通過(guò)孔用卡環(huán)進(jìn)行軸向固定。 5.2摘果滾筒的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的一般思路： 摘果滾筒是由一個(gè)圓柱上面焊接一些圓柱形小錘，經(jīng)過(guò)翻閱資料可知滾筒直徑160mm，轉(zhuǎn)速為270r/s,時(shí)達(dá)到最優(yōu)值，這樣，既能降低材料的損耗，減小機(jī)體的質(zhì)量，又能達(dá)到預(yù)期效果。 滾筒的工作原理： 在帶有花生果的秧經(jīng)過(guò)雙滾筒的夾縫時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的滾筒齒擊打花生果，致使果脫落下來(lái)，這樣就完成了摘果的過(guò)程。 5.3 夾持皮帶的設(shè)計(jì) 夾持皮帶是輸送裝置的重要組成部分，皮帶的工作情況嚴(yán)重影響機(jī)器的工作效率，為了防止皮帶在工作過(guò)程中與帶輪脫落，所以在皮帶的內(nèi)側(cè)設(shè)有凸起，與帶輪凹槽配合，這樣保證了皮帶在工作過(guò)程中的穩(wěn)定性， 6 總結(jié)與建議 本設(shè)計(jì)在分析國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種半喂入式花生摘果機(jī)，重點(diǎn)進(jìn)行了該摘果機(jī)的夾持輸送機(jī)構(gòu)方案確定，以合理的工作方式及最佳的結(jié)構(gòu)布置，使該摘果機(jī)機(jī)的結(jié)構(gòu)合理、使用方便、節(jié)省功耗、性能良好，滿足了花生摘果收獲的要求 本次設(shè)計(jì)得出的總結(jié)和建議： 1）設(shè)計(jì)的半喂入式花生摘果機(jī)機(jī)能實(shí)現(xiàn)高摘果率、低破損率的性能要求 2）花生品種很多，并且同種品種在不同地域生長(zhǎng)的情況也各不相同，因此，為了做到適應(yīng)不同地域不同品種花生，需要做大量的試驗(yàn)。 3）設(shè)計(jì)的該花生摘果機(jī)需要2人或多人搭配完成操作，使用勞動(dòng)力太多，建議增加花生秧自動(dòng)粉碎裝置，把粉碎的枝葉直接可以用作飼料。 4）設(shè)計(jì)的該花生摘果機(jī)沒(méi)有清理雜物的裝置，可能在收獲的花生中落下土塊、石子等，在機(jī)架的底部安裝清理裝置,加載一個(gè)風(fēng)機(jī)，選取合理的風(fēng)速，使土塊和石子與花生果分離。 5)該半喂入式花生摘果機(jī)較之于其他花生摘果機(jī)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但滿足各種技術(shù)要求；選用的輸送裝置是夾持帶式的，造價(jià)第；需要的勞動(dòng)力較少。 6)缺少干濕兩種花生摘果的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該對(duì)干濕花生在相同條件下，看看該機(jī)械摘果的破碎率和摘果效率。 參考文獻(xiàn) [1]尚書(shū)旗，王方艷，劉曙光等. 花生收獲機(jī)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004.20(1). 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Peanut harvester improvement[N]. 1990. 致 謝 在大學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是我們步入社會(huì)參與實(shí)際機(jī)械的設(shè)計(jì)一次極好的演示，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，從課題的選題、資料的指導(dǎo)查閱，方案的設(shè)計(jì)論證及論文的書(shū)寫(xiě)，到圖紙的繪制，導(dǎo)師都對(duì)我進(jìn)行了精心的指導(dǎo)，感謝老師對(duì)我的幫助和支持。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中有很多同學(xué)對(duì)我的幫助非常大，遇到問(wèn)題我們互相討論，并給我耐心解釋不明白的地方，使我深化了對(duì)理論知識(shí)的理解，學(xué)習(xí)到了很多以前沒(méi)有學(xué)到的專業(yè)知識(shí)。感謝各位同學(xué)！ 設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)以前學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)得到了鞏固，對(duì)今后的工作也有很大的幫助，也是對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)的總結(jié)。感謝在四年里教導(dǎo)我的領(lǐng)導(dǎo)和老師，向他們表示最誠(chéng)摯的謝意。