【正文】 ，起到機(jī)架的固定和升降作用。 開(kāi)溝螺旋軸工作部分的設(shè)計(jì)，使收獲裝置更有效采收山藥。 為了更直觀的解釋此方案設(shè)計(jì)，可以結(jié)合正視圖看到鍥型裝置在山藥收獲過(guò)程中起到的作用。設(shè)計(jì)構(gòu)想簡(jiǎn)圖如下圖 24。這樣一來(lái)，就減少了山藥塊莖的破壞。在裝置作業(yè)之后，人工收山藥的過(guò)程中，能夠更直接。設(shè)計(jì)方案可以投入生產(chǎn)，并且可以推廣。下圖 23 為鏈?zhǔn)绞斋@機(jī)的的實(shí)物圖： 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 23 鏈?zhǔn)缴剿幨斋@機(jī) 設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化分析及確定 通過(guò)對(duì)山藥收獲機(jī)的現(xiàn)狀研究，對(duì)市場(chǎng)上已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功的山藥收獲機(jī)的分析，總結(jié)山藥收獲機(jī)需要滿足的條件，分析現(xiàn)有山藥收獲機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定山藥收獲機(jī)的最佳優(yōu)化方案。但是鏈?zhǔn)缴剿幨斋@機(jī)也沒(méi)有以上兩種開(kāi)溝機(jī)的有點(diǎn)。并且在此裝置開(kāi)溝采收后的土地上，會(huì)留下兩道很深的溝壑，這將影響下一季山藥的種植，導(dǎo)致種植山藥時(shí)需要填平溝壑。 圖 21 單壟山藥收獲機(jī)實(shí)物圖 雙側(cè)山藥開(kāi)溝機(jī) 已經(jīng)投入使用山藥收獲機(jī)中，現(xiàn)在比較流行是一種是在山藥兩側(cè)開(kāi)溝，確定山藥種植行的寬度，設(shè)計(jì)出兩個(gè)開(kāi)溝鉆的距離，從而從山藥種植行的兩側(cè)進(jìn)行挖溝。 單側(cè)山藥開(kāi)溝機(jī) 現(xiàn)在的很多設(shè)計(jì)和市面上已經(jīng)投入使用的山藥收獲機(jī)，一般都是在山藥種植壟的一側(cè)進(jìn)行挖溝，然后通過(guò)人力下溝進(jìn)行二次挖掘，這樣確實(shí)省了一部分人力，但是進(jìn)行二次挖掘時(shí)，還是很費(fèi)力 ，而且容易損傷和折斷山藥的莖塊。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 現(xiàn)在開(kāi)發(fā)成功的山藥收獲機(jī)大致可以分為三種： 。 其次，在網(wǎng)絡(luò)上檢索山藥收獲機(jī)，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多廠家有在直銷，仔細(xì)研究后，也對(duì)山藥收獲機(jī)在設(shè)計(jì)之后，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的可能性有了一定的認(rèn)識(shí)。 設(shè)計(jì)方案選擇與對(duì)比 在最終確定山藥收獲裝置的設(shè)計(jì)方案前，做了很多的準(zhǔn)備工作。 傳動(dòng)部分：傳輸動(dòng)力，并起到減速作用。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 設(shè)計(jì)方案分析 設(shè)計(jì)方案的說(shuō)明 設(shè)備簡(jiǎn)介 通過(guò)現(xiàn)階段山藥收獲機(jī)的專利以及考察實(shí)際情況，可以得出，山藥收獲機(jī)的工作原理和組成部分。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 本方案設(shè)計(jì)山藥收獲機(jī)用于山藥的收獲作業(yè)。本設(shè)計(jì)利用三維設(shè)計(jì)軟件，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 帶鋸上部連接旋轉(zhuǎn)輪，中間穿過(guò)狹長(zhǎng)形的開(kāi)口，下面套有軸承，中間的松土板在后 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面隨著將土松動(dòng)，松土板固定在套管上的伸縮桿上，液壓氣泵來(lái)提供動(dòng)力，后面的螺旋提升機(jī)構(gòu)在切割后的土方下面向上轉(zhuǎn)動(dòng)，即可把山藥向上頂出。 在旋轉(zhuǎn)型軸承座的下端，連接設(shè)計(jì)有鏈條固定支架，鏈條固定支架的前端設(shè)計(jì)有主動(dòng)輪，鏈條固定支架的后端設(shè)計(jì)有從動(dòng)輪，繞過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪，設(shè)計(jì)有開(kāi)溝鏈條，開(kāi)溝鏈條的外表面上設(shè)置有開(kāi)溝刀片。 山藥收獲機(jī)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1： 圖 11 山藥收獲機(jī)理論圖 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二種山藥收獲機(jī)發(fā)明者 倪凡喜 。 第一種山藥收獲機(jī)的發(fā)明者是李壘和李善文。 本課題研究了我國(guó)山藥收獲機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀，山藥收獲機(jī)的未來(lái)研究方向。而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。一定要小 心精細(xì)鏟土，避免山藥根莖的損傷和折斷。 特別是近幾年，山藥的種植面積和種植規(guī)模不斷上升。原產(chǎn)地位于河南焦作，現(xiàn)在分布于中國(guó)西北，華北，和長(zhǎng)江流域的湖南江西等地。整個(gè)過(guò)程包括各零件圖三維設(shè)計(jì)、裝配體三維圖、動(dòng)態(tài)仿真。 本文設(shè)計(jì)了一種山藥收獲裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，能夠完成山藥的機(jī)械化收獲作業(yè)。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 長(zhǎng)期以來(lái)，山藥都是靠傳統(tǒng)的人力收獲， 山藥的根莖較長(zhǎng)， 深入地下， 難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會(huì)很高。不僅極大地提高山藥收獲效率，而且對(duì)深土農(nóng)作物的規(guī)?；N植起到了推廣作用。 關(guān)鍵詞：三維設(shè)計(jì)、傳動(dòng)方式、動(dòng)態(tài)仿真。由于其營(yíng)養(yǎng)比較豐富，一直以來(lái)都被視為比較理想的補(bǔ)虛佳品，不僅可作為主糧，又可作為蔬菜食用。因此，山藥生產(chǎn)和收獲的機(jī)械化越來(lái)越得到行業(yè)的重視。采收山藥時(shí)，一定要按著山藥種植的順序，一株一株地挨著挖，這樣才能有效減少破損率，又能避免漏收。為此，山藥收獲的機(jī)械化問(wèn)題就亟待解決。為山藥收獲方式以及推廣山藥收獲機(jī)械化，促進(jìn)山藥生產(chǎn)效率提供了理論依據(jù)。這個(gè) 發(fā)明設(shè)計(jì)了一種多功能山藥收獲機(jī)。這個(gè)創(chuàng)新專利目的在于，克服現(xiàn)階段生產(chǎn)技術(shù)的不足之處，提供一種山藥收獲機(jī)的理論設(shè)計(jì)，在不損傷山藥塊莖的前提下，可以很大地提高生產(chǎn)效率，降低采收山藥時(shí)的成本。連接到鏈條固定架上，設(shè)置有漲緊固定架，漲緊固定架的下端設(shè)置有漲緊輪，漲緊輪與開(kāi)溝鏈條的內(nèi)表面相接觸。由于是采用的拖拉機(jī)為動(dòng)力，切割的土方要大于山藥溝，從山藥的下面向上拱，不僅保證了山藥的完整度，不損壞山藥的塊莖，而且保持了山藥溝的原來(lái)樣子，工作的效率極大提高，每天可挖掘山藥三到五畝 。具體內(nèi)容： ，滿足其功能要求，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能合理。提高山藥收獲效率，降低勞動(dòng)力，節(jié)約山藥收獲成本。 山藥收獲機(jī)的組成部分大致可由支撐部分、動(dòng)力部分、工作部分和傳動(dòng)部分。 工作部分：這部分入土，用螺旋開(kāi)土，達(dá)到收獲山藥的目的。 首先，查閱了中國(guó)專利網(wǎng)上的一些專利申請(qǐng)，仔細(xì)閱讀并理解了山藥收獲機(jī)現(xiàn)階段的理論設(shè)計(jì)情況。明確了，在現(xiàn)階段哪些設(shè)計(jì)是不能開(kāi)發(fā)的， 哪些設(shè)計(jì)更容易開(kāi)發(fā)。 溝機(jī)。如下圖 21 所示。實(shí)物圖如下圖 22。變相提升了山藥種植的難度。依靠鏈上面的刀片進(jìn)行開(kāi)土，很難達(dá)到很深的程度。 首先總結(jié)設(shè)計(jì)山藥收獲機(jī)要完成的任務(wù)： 通過(guò)山藥收獲機(jī)能實(shí)現(xiàn)山藥收獲的簡(jiǎn)易化，提高山藥收獲的效率。 其次通過(guò)對(duì)上述現(xiàn)有山藥收獲機(jī)的研究與考察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階 段山藥收獲機(jī)有兩個(gè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的難題： 裝置在開(kāi)溝后仍然需要大量的人力勞動(dòng)來(lái)完成后續(xù)的采收。這樣就能提高山藥的完整性，盡量少的破壞山藥的塊莖。這個(gè)簡(jiǎn)易的裝置不能給收獲機(jī)帶來(lái)太大的阻力，在此裝置之前的開(kāi)溝裝置，能夠很好地提供前進(jìn)的空間。 這是設(shè)計(jì)裝置的側(cè)視圖，從側(cè)視圖可以看出來(lái)，前面的開(kāi)溝鉆，起到收獲機(jī)的開(kāi)溝作用。結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖正視圖如下圖 25： 圖 24 三維設(shè)計(jì)工程圖側(cè)視圖 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 25 三維設(shè)計(jì)工程圖正視圖 正視圖中兩個(gè)開(kāi)溝鉆分別開(kāi)挖山藥種植行的兩側(cè)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)兩側(cè)同時(shí)開(kāi)溝，下面的鍥型裝置橫跨山藥所在土塊，在此裝置前進(jìn)的餓過(guò)程中，鍥型結(jié)構(gòu)就能提升土塊 ，裝置走過(guò)之后土塊又落下，起到震動(dòng)土塊的作用。 齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，符合拖拉機(jī)功率傳輸，使開(kāi)溝軸得到適合的輸出功率。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鍥型震動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 鍥型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，大大提升了山藥收獲裝置的優(yōu)越性。 設(shè)計(jì)鍥型結(jié)構(gòu)的尺寸：鍥型的前后長(zhǎng)度為 300mm，考慮到鍥型不能度數(shù)太大，高度設(shè)置成 50mm，通過(guò)考察與類比，這樣設(shè)計(jì)的鍥型合理且可行。前工作軸之間采用齒輪同速轉(zhuǎn)動(dòng)。 軸的初步設(shè)計(jì) 根據(jù)山藥收獲過(guò)程中，開(kāi)溝軸的實(shí)際工作情況，工作過(guò)程中，軸的轉(zhuǎn)速為 200~300r/h左右。 3． 裝置傳動(dòng) 各軸功率計(jì)算 首先計(jì)算傳動(dòng)裝置的的總效率： 8 6 7 23423321 ????????? ????? 其中， ?? 為 v 帶傳動(dòng) 的 效率 ?? 為一對(duì)滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 ?? 為圓柱齒輪 之間 傳動(dòng)效率 ?? 為剛性聯(lián)軸器效率 再來(lái)計(jì)算各軸的效率： PⅠ = 1 17 .7 0. 96 16 .9 9dp ? ? ? ?kw PⅡ =PⅠ 23 16 .9 9 0. 99 0. 97 16 .3 2 kw?? ? ? ? ? PⅢ =PⅡ 23 1 6 .3 2 0 .9 9 0 .9 7 1 5 .6 7?? ? ? ? ?kw 工作 各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩列表如下： 軸號(hào) 功率 P（ kW） 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 轉(zhuǎn)矩 T(N 4．確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 1122 [ ] [ ]FF???? 1 1 1 5 40 200d m Z m m? ? ? ? 22 5 80 40 0d m Z m m? ? ? ? 中心距 12( d d ) / 2 ( 20 0 40 0) 30 0 ma ? ? ? ? ? 5．齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 齒形系數(shù) :FaY o s60c o s o s 24c o s33223311????????ZZZZvv ? 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 得 ,21 ?? FaFa YY 應(yīng)力修正系數(shù) :SaY 1 ?SaY， 2 ?SaY 重合度系數(shù) ?Y ： o s)631251(c o s)]11([21????????????vVav ZZ ????? avY ?? 螺旋角系數(shù) 1,: ??? ??? ?? 取Y in ?????? ?? ?Y 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） m i ??? ?? YY ??????? ??? 齒間載荷分配系數(shù) ?FK :前面已求的 ?? ?? FH KK 齒向載荷分布系數(shù) ?FK : 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ， ,)(61/ ???? ?FKhb 載荷系數(shù) K： ?????? ?? FFvA KKKKK 彎曲疲勞極限 limF? ：由彎曲疲勞極限圖 得 M P aM P a FF 4 5 0,6 0 0 2l i m1l i m ?? ?? 考慮本題齒輪為雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，可將其彎曲疲勞極限乘以系數(shù) ，結(jié)果變?yōu)? M P aM P a FF 8 2,5 1 0 2l i m1l i m ?? ?? 彎曲最小安全系數(shù) minFS ：由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 得 彎曲壽命系數(shù) NY :由 彎曲壽命系數(shù)圖 得 , 21 ?? NN YY 尺寸系數(shù) XY : 由尺寸系數(shù)表 得： ?XY 許用彎曲應(yīng)力 ][F? : M P aS YYF XNFF ][ m i n 11m i n1 ????? ?? M P aS YYF XNFF ][ m i n 22m i n2 ???? ?? 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度： M P aYYYYmbd KT SaFanF 1 0 0 211111??????? ????? ??? M P aYY YY SaFa SaFaFF 2212 ?????? ?? 1122 [ ] [ ]FF???? 經(jīng)以上計(jì)算，齒根彎曲強(qiáng)度符合要求。該系統(tǒng)在 19951999 年獲得全球微機(jī)平臺(tái) CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從 1995 年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從 1999 年起，美國(guó)權(quán)威的 CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予 SolidWorks 最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks 的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。 SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。 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?！? 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作（包括 Windows 風(fēng)格的拖 /放、點(diǎn) /擊、剪切 /粘貼）協(xié)同下，使用 SolidWorks ，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。點(diǎn)擊圓命令，以草圖中心位置為圓心繪制一個(gè)圓。選擇從草圖基準(zhǔn)面開(kāi)始拉伸，方向選擇給定深度，尺寸選擇 1500mm，點(diǎn)擊選項(xiàng)欄上面的確定按鈕。掃描的使用需要確定掃面的路徑和掃面的輪廓草圖。選定方向后，填寫其實(shí)角度為 0 度，這樣有利于下一步草圖繪制草圖的選擇。放大螺旋線起點(diǎn)位置，點(diǎn)擊直線命令，繪制掃描草圖，用智能尺寸約束實(shí)體。路徑選擇繪制好的螺旋線，輪廓選擇繪制好的草圖。調(diào)用麥迪工具，選擇設(shè)計(jì)工具 齒輪工具，系統(tǒng)彈出