【正文】 ......................24 工作效率 ...............................................................................................................................24 6 結(jié)論與建議 ................................................................................................................................25 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................26 致 謝 ............................................................................................................................................27 I 丘陵山地薯類收獲機(jī)設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)針對(duì)國(guó)內(nèi)外 薯類 收獲機(jī)的現(xiàn)狀及其性能特點(diǎn)， 設(shè)計(jì)研究 出 了一種新型 薯類 收獲機(jī)，采用 彈性挖掘 鏟挖掘的 方法、 輸送鏈?zhǔn)绞硗练蛛x裝置 ，研究了收獲機(jī)最佳方案。 Linksstyle Transport。薯類收獲機(jī)在整個(gè)研制乃至最終投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，務(wù)必保證其特有的技術(shù)參數(shù)，如挖凈率 ≥ 97%、明放率 ≥ 96%（機(jī)械收獲后明放于地表的薯塊）、傷損率（收獲中被機(jī)械損傷深達(dá)表皮以后的薯塊） ≤ 3%、破損率（收獲中有肉眼可見表皮損傷的薯塊） ≤ 3%等的基本要求指標(biāo) [1]。 薯類 收獲機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 薯類收獲機(jī)的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 解放初期 ,我國(guó)收獲馬鈴薯采用人工刨或用犁挖掘的落后方式。黑龍江省農(nóng)機(jī)所參照瑞士機(jī)型設(shè)計(jì)出了 4UTL22 型塊莖作物收獲機(jī) ,可用于收獲馬鈴薯和甜菜等。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 薯類收獲機(jī)的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 在國(guó)外馬鈴薯收獲機(jī)械中，挖掘機(jī)的生產(chǎn)和使用所占的比例趨于下降，而聯(lián)合收獲機(jī)得到迅速發(fā)展，形成了用聯(lián)合收獲機(jī)直接收獲，或用挖掘 撿拾裝載機(jī)加固定分選裝置來進(jìn)行分段 收獲的兩種全面實(shí)現(xiàn)收獲機(jī)械化的配套系統(tǒng)，基本上實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯收獲機(jī)械化。 我國(guó)薯類收獲機(jī)的發(fā)展前景 由于，薯類在我國(guó)的種植面積廣泛、營(yíng)養(yǎng)豐富均衡、高產(chǎn)量高等 諸多特點(diǎn)，機(jī)械化收獲薯類必然向著多極化發(fā)展。 丘陵山地薯類 收獲機(jī)的主要研究?jī)?nèi) 容 研究?jī)?nèi)容 針對(duì)小型薯類收獲機(jī)的現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析，設(shè)計(jì)丘陵薯類收獲機(jī)的的挖掘及土壤分離部件，達(dá)到收獲效率高，經(jīng)濟(jì)效益實(shí)惠，適合丘陵作業(yè)。對(duì)丘陵山地青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 薯類 收獲機(jī)的挖掘部件、薯土分離裝置的重點(diǎn)研究。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)方案論證 根據(jù)馬鈴薯的生長(zhǎng)狀況和挖掘要求可知，馬鈴薯收獲的過程：挖掘馬鈴薯、分離泥土、鋪放晾曬等工序。 2）工作原理：由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸為原動(dòng)力，采取懸掛式田間作業(yè)。 設(shè)計(jì)方案二 圖 22 丘陵山地薯類收獲機(jī)原理簡(jiǎn)圖 如 圖 22所示 1）工作原理： 隨著機(jī)組前進(jìn)，挖掘鏟向前推進(jìn)，掘起壟中的薯類果實(shí)和土壤的混合物；拖拉機(jī)的總動(dòng)力通過機(jī)械傳動(dòng)最終到鏈輪，薯類果實(shí)和土壤混合物被推進(jìn)到輸送鏈上，在經(jīng)過輸送鏈的振動(dòng)分離后將土馬鈴薯馬鈴薯分離，最后將薯類果實(shí)散落到地面。 綜上所述，該方案還有改進(jìn)的地方。分開后的馬鈴薯在鋪放柵條的約束下整齊的擺放在地面上。 （ 3）設(shè)計(jì)了鋪放柵條，該裝置能提高明薯率、使馬鈴薯鋪放整齊，為機(jī)組在前進(jìn)的過程中清理了障礙，從而提高了作業(yè)效率。 被挖掘鏟挖出的馬鈴薯隨鏟面上升最終落到輸送鏈上，進(jìn)行下一步的分離輸送作業(yè)。 圖 24 馬鈴薯收獲機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 器 結(jié)構(gòu)組成 該課題設(shè)計(jì)的馬鈴薯挖掘機(jī)由機(jī)架、鎮(zhèn)壓輪、切土圓盤、挖掘鏟、輸送鏈從動(dòng)輪、輸送鏈、三星抖動(dòng)器、地輪、輸送鏈主動(dòng)輪、柵條、聯(lián)軸器、變速器、帶輪、皮帶等機(jī)構(gòu)組成。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該方案設(shè)計(jì)的馬鈴薯收獲機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分離效果明顯、作業(yè)效率高、配套動(dòng)力小，解決了配套動(dòng)力不足的難題，便于在廣大丘陵、山區(qū)推廣使用。機(jī)架總長(zhǎng)度應(yīng)在 L=660+760350=1890mm，因機(jī)架總長(zhǎng)度應(yīng)大于實(shí)際應(yīng)用長(zhǎng)度取 L=20xxmm。 (3)調(diào)整工作的寬度是由機(jī)架動(dòng)力軸上的套筒和刀軸的軸承座調(diào)整決定的。 紅薯多為單壟單行種植，馬鈴薯多為單壟雙行 。 挖掘鏟的選型 挖掘部分的作用是把薯類果實(shí)和土壤一起挖起，然后經(jīng)過輸送鏈分離清選。三角平面多鏟直接與機(jī)架剛性連接。因此，該機(jī)采用三角平面多鏟，由三個(gè)三角平面鏟組成，材料為 65Mn。挖掘鏟的主要參數(shù)有：刃切口夾角 ? 、挖掘鏟與地面的夾角 ? 、鏟的長(zhǎng)度 L、鏟的寬度 B[7]。 從圖中可得到下列不 等式： 111 2s in2c o s ??? tgRR ? 即： 1902 ?? ?? ? 公式 （ 3— 2） 一般 2? 取 ?? 55~45 ，該挖掘鏟采用 ??100? 。 鏟的長(zhǎng)度可由挖掘深度 h與傾角α計(jì)算，即： ?sin/hL? 公式 （ 3— 9） 由農(nóng)藝要求可知，挖掘深度 h=15～ 25cm時(shí)才能將馬鈴薯完全挖出，并不損壞馬鈴薯。 單鏟片寬度 B 當(dāng)挖掘鏟的 ? 、 ? 、 L選定后，下一步是確定鏟寬。 當(dāng)被掘起的土垡、薯塊及莖桿等向上輸送時(shí)，在輸送鏈的作用下， 土垡被疏松，土壤通過桿間隙篩出，薯塊則被輸送到側(cè)向輸送器。三星抖動(dòng)器由線速度一定的分離輸送器帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。分離輸送器的桿條間隙如圖 35所示， 圖 35 桿間距示意圖 從圖中可以看出下面的關(guān)系： dLL ?? 1 公式（ 310） 式中： L — 桿間隙； L1 — 桿條間隙； d — 桿直徑。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 三星抖動(dòng)器參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)中，抖動(dòng)器采用三星抖動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)如圖 36，按照設(shè)計(jì)要求 [11]，分離輸送器的線速度為 m/s，即三星抖動(dòng)器的線速度為 m/s，半徑 r為 60mm，由 ?? r? ，??30?n 得 )/( n)/(255 srrn ?? 所以抖動(dòng)頻率： Hzf ? ，也就是說抖動(dòng)器每秒鐘抖動(dòng) 次。 這種傳遞功率消耗小，傳動(dòng)穩(wěn)定。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 12馬力 拖拉機(jī)（輸出功 率為 ） 。根據(jù)滾動(dòng)阻力系數(shù) f的數(shù)值，選擇在泥濘的條件下，滾動(dòng)阻力系數(shù)為 ～ ,取 f=[13]。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 即功率分配情況為： ? ?? ?? ?28% K w K w 10% K w54% K w?????彈 性 挖 掘 鏟 消 耗 功 率 ；總 功 率 為 三 星 振 動(dòng) 輪 消 耗 功 率 ；牽 引 功 率 。 選擇材料：選用齒輪材料為 40Cr，滲碳淬火處理，芯部硬度為 3345HRC，齒面硬度為小齒輪的是 65HRC，大齒輪的是 55HRC。 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由式（ 1012）得 ? ?1F? =SK FEFN 11?= ?MPa=398MPa ? ?2F? =SK FEFN 22? ? MPa =392MPa 計(jì)算載荷系數(shù) K。 8)計(jì)算大小齒輪的FSaFaYY? 并加以比較。 幾何尺寸計(jì)算 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 (1)輪大端分度圓直徑 mmmzd 8011 ?? mmmzd 14022 ?? (2)確定錐距 R= mmdd 222221 ?????????????? (3)確定齒輪寬度 選取為 mmBB 2021 ?? Ｖ 帶傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 由錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比得該級(jí)傳動(dòng)傳動(dòng)軸的的轉(zhuǎn)速為： n= 720= /minr ，動(dòng)力輸出軸輸出的功率 P= KW （ 1）、 確定計(jì)算功率 pca 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本，表 86 得工作情況系數(shù) KA= pca= KAP= = （ 2）、選取普通 V帶帶型 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，根據(jù) pca、 n由圖 811 確定選擇 B 型。 a0 取定后，根據(jù)傳動(dòng)的幾何關(guān)系，按照下式計(jì)算所需帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 2 22 d 10 2 d 1 0( d ) ( 2 5 0 1 2 5 )39。 （ 6） 、計(jì)算 V 帶根數(shù) z 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，由式（ 822）知Lca KKPP pZ?)( 00 ??? n1=1160r/min、 dd1=80mm、 i=,查表 85c 和 85d 得 P0= △ P= 查表 88 得， ?K =,查表 82 得 LK =，則 00 2( ) ( ) LpZ P P K K?? ? ? ?? ? ? ? ? 根 （ 7） 、計(jì)算預(yù)緊力 F0 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，根據(jù)表 84 得 q=，故 29 . 6 8 2 . 5F 0 5 0 0 1 0 . 1 . 7 7 4 1 34 . 7 7 3 0 . 9 9 N? ? ? ? ? ?? （ ） （ 4 ） （ 8） 、計(jì)算作用在軸上的壓軸力 FP 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，由式 824 得 10 1 7 3 . 8 52 z F s in 2 2 4 . 1 3 s in 1 3 0 8 . 3 722PF ?? ? ? ? ? ?N （