【正文】 ④畫扭矩圖 ⑤按軸的彎扭組合強(qiáng)度校核 因軸單向工作，考慮到該軸無規(guī)律加載且有沖擊，取 1?? 。 (a)結(jié)構(gòu)簡圖 (b)受力分析 (c)水平面受力 (d)水平面垮距圖 (e)轉(zhuǎn)距圖 圖 33傳動軸 1載荷分 析 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 頁 33 ⑤按軸的彎扭組合強(qiáng)度校核 因軸單向工作，考慮到該軸無規(guī)律加載且有沖擊，取 1?? 。 軸設(shè)計(jì) 按經(jīng)驗(yàn)公式初步估算軸徑： ? ?nCnd ?????? ?? 6； 選擇 45鋼，則有 mmnCd ???? ；每加一個鍵槽 d值應(yīng)曾大 5％，設(shè)計(jì)最小軸徑 25mm。（ 1）電動機(jī) Y2－ 132S－ 6與帶輪采用 C 型普通平鍵聯(lián)接 按一般鍵連接查手冊有 810???hb ， L=50； 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 頁 30 由擠壓強(qiáng)度條件： ????? ?? D hlTD klTp 42 ， 即 ? ? MP aMP aD hlTD k lTp 23000442 ????????? ????。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 頁 28 即： mmamm 0 ?? ； 帶長： ? ? ? ? ? ? ? ? mma ddddaL ddddd 901121129023202422 202122100 ?? ??????????? ??對 A 型帶選用基準(zhǔn)長度 mmLd 0011? ，然后計(jì)算實(shí)際中心距： ? ? ? ? mmddLA ddd 112904 001184 21 ??????? ?? ? ? ? ? mmddB dd 901128 2212 ????? mmBAAa 22 ??????? 這里取 mma 400? 。此時電機(jī)額定功率應(yīng)為 kW。但實(shí)際工作中收獲機(jī)的喂入量是不斷變化的，所以正常工作時摘穗輥的最大扭拒 M1約為平均扭矩的 2 到 倍，當(dāng)摘穗輥堵塞時扭拒 M2 約為平均扭矩的 倍。 ；摘穗輥螺旋凸棱高度不大于 12mm；摘穗輥兩軸水平間距調(diào)節(jié)范圍為 75mm～ 145mm；摘穗輥兩軸豎直間距調(diào)節(jié)范圍為 0～ 40mm。 本章小節(jié) 本章對現(xiàn)有摘穗器進(jìn)行了分類，并對各摘穗器工作性能做了簡要介紹。本研究所用摘穗輥為表面附有凸棱（配有摘穗鉤）的摘穗輥，因此計(jì)算摘穗輥直徑時取 1＝j(luò)? .0。 因此摘輥不抓取果穗的條件是：摘輥對果穗的起始抓起角 的正切值應(yīng)大于摘 輥對果穗的抓取系數(shù) 。 選擇挖掘鏟刃口夾角的值必須使雜草和莖稈都能滑離鏟刃。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 頁 19 挖掘鏟的設(shè)計(jì) 挖掘鏟的任務(wù)是以帶最少的泥土挖掘薯塊、撿拾塊莖，并盡可能使土壤松碎，把掘起物送到它后面的分離裝置上，并要求在克服各種阻力時消耗的能量最少。根據(jù) GB5262 農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)條件，馬鈴薯收獲機(jī)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：明薯率≥ 96%、傷薯率≤ 6%、挖凈率≥ 97%較為合適。馬鈴薯塊莖地下分布情況如圖 21。 1）馬鈴薯機(jī)械化收獲理論研究。 本論文主要對機(jī)架、行走部分進(jìn)行相應(yīng)的理論分析與計(jì)算，以確定尺寸，完成初步設(shè)計(jì)。 4)當(dāng)前，馬鈴薯收獲多采用犁翻人撿，費(fèi)工、費(fèi)時，漏薯和傷薯現(xiàn)象嚴(yán)重，制約了農(nóng)民種植的積極性。 2)馬鈴薯機(jī)械化收獲是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要。從長遠(yuǎn)看馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間很大，前景非 常廣闊。最近幾年，我國馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)械的 ，研制也取得了一定 的進(jìn)展黑龍江省伊春市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 農(nóng)機(jī)科研 所成功研制了 4UL2型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)（樣機(jī)），該機(jī)可一次完成土薯挖掘、碎土分離、清秧除雜、升運(yùn)卸薯裝車作業(yè)，于 2021 年 9 月通過鑒定，但未進(jìn)行推廣。而此后，其市場需求旺盛，先后有小型升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯收獲機(jī)和振動式馬鈴薯收獲機(jī)投放市場，并占據(jù)了很大的市場份額。小型機(jī)具的配套動力在 15kW，生產(chǎn)率為 ～ hm2/h。 20 世紀(jì) 60 年代初期，我國有關(guān)農(nóng)機(jī)部門引進(jìn)了國外馬鈴薯收獲機(jī)，并進(jìn)行了生產(chǎn)性能試驗(yàn)，力圖吸收消化國外技術(shù)，開發(fā)同類產(chǎn)品，主要引進(jìn)機(jī)型有西德 VR波蘭 RCF英國 Johson、瑞士Samro Junior 和前蘇聯(lián) KTH2型馬鈴薯收獲機(jī)。在國外馬鈴薯收獲機(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。 20 世紀(jì) 90年代，美國已基本實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯收獲機(jī)械化。 國內(nèi)外馬鈴薯收獲機(jī)概況及發(fā)展現(xiàn)狀 國外馬鈴薯收獲機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 國外馬鈴薯機(jī)械化收獲起步早、發(fā)展快、技術(shù)水平高。不論采用哪一種收獲方法， — 般對收獲技術(shù)提出如下要求：高生產(chǎn)率，高質(zhì)量，薯挾損傷少，工作時消耗及所需的勞力少，與雜質(zhì) (土塊、石塊 )分離，適在不同土壤工作。馬鈴薯是甘肅省三大糧食作物之一，從上世紀(jì)９０年代中期開始，甘肅省將馬鈴薯產(chǎn)業(yè)作為全省農(nóng)業(yè)發(fā)展的區(qū)域優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)來抓，在政策、資金、技術(shù)等方面重點(diǎn)支持培育，加快了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前全省常年種植面積 50萬 hm2以上，年產(chǎn)鮮薯 800 多萬噸，種植面積在 萬 hm2以上的縣有 28 個，主產(chǎn)區(qū)定西市種植面積達(dá)到 20 萬 hm2，被農(nóng)業(yè)部 命名為“馬鈴薯之鄉(xiāng)”。近年來，世界馬鈴薯的種植面積一直保持在 2021 萬 hm2左右，種植馬鈴薯的國家和地區(qū)有 150 個 ,主要集中在歐洲和亞洲，中國、俄羅斯、烏克蘭、印度四大生產(chǎn)國占世界種植面積的一半 [2]。bine harvester。但是在我國大部分地區(qū)占生產(chǎn)總用工 70%以上的馬鈴薯收獲作業(yè)至今基本上還是停留在傳統(tǒng)階段（ 主要靠人畜力，小面積收獲常采用鐵锨或鋤頭人 工挖掘，較大面積收獲采用畜力挖掘犁 ）許多地區(qū)的機(jī)械化收獲水平較低嚴(yán)重影響了馬鈴薯的規(guī)模生產(chǎn)，使之遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場的需求。 近年來，馬鈴薯收獲機(jī)械的研制與推廣有了較大發(fā)展，但目前國內(nèi)機(jī)型以小型、配套動力小，結(jié)構(gòu)簡單、輕便為主 ，大多屬于條鋪式，即將薯塊翻出地面后人工撿拾，生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度仍較大，且總體機(jī)械化水平很低，嚴(yán)重制約著馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展 。separating device。 在過去的十幾年中，中國的馬鈴薯種植面積呈不斷 上升的趨勢。同時，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)初步形成甘肅中部、河西、隴南及全省脫毒種畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 頁 7 薯繁育供應(yīng)四大優(yōu)勢區(qū)域，優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)面積占全省種植面積的 70％以上 [3][4]。馬鈴薯收獲機(jī)具經(jīng)歷了挖掘犁、挖掘機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)展歷程。 20 世記初，歐美國家出現(xiàn)畜力牽引挖掘機(jī)來代替手鋤挖掘薯塊、隨后改由拖拉機(jī)牽引或懸掛。前蘇聯(lián)是生產(chǎn)馬鈴薯收獲機(jī)最早的國家，生產(chǎn)了許多半懸掛式機(jī)型，如 KKY– 2型、 KOK– 2 型、 KKP– 2 型等馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)，機(jī)器體積較龐大笨重，到 20 世紀(jì) 90年代初，馬鈴薯收獲機(jī)共有 16種機(jī)型，其中 10 種是聯(lián)合收獲機(jī)， 90年代中期，開始生產(chǎn)自走式聯(lián)合收獲機(jī)，其勞動生產(chǎn)率比其它 2行收獲機(jī)提高 1～ 2 倍 [8]。而且，國外馬鈴薯收獲機(jī)械大多采用升運(yùn)鏈條式聯(lián)合作業(yè)，技術(shù)上已達(dá)到相當(dāng)高的水平。之后，黑龍江省研制出了兩種集條收獲機(jī)，并進(jìn)行了試生產(chǎn)。 1979 年， 12國農(nóng)機(jī)展覽會后，國家將全部馬鈴薯收獲機(jī)樣機(jī)都投放在黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院，從而為馬鈴薯收獲機(jī)的研究工作創(chuàng)造了良好的條件 。 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究院在綜合國內(nèi)外馬鈴薯收獲機(jī)械的基礎(chǔ)上，研制成功了各種型號的馬鈴薯收獲機(jī)，如 1520 型馬 鈴薯收獲機(jī)、 4UL1型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)、 4UW120 型馬鈴薯挖掘機(jī) 1700 型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)等多種機(jī)型，為我國馬鈴薯收獲機(jī)的研制奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代農(nóng)裝北方（北京）農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 1650 型帶臂式聯(lián)合收獲機(jī)（圖 15），采用機(jī)、電、液一體化技術(shù)，配置浮動挖掘機(jī)構(gòu)，對地仿形，確保挖掘深度，一次完成切溝、挖畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 頁 12 掘、輸送分離、莖蔓清除，集中裝車作業(yè)，也可根據(jù)收獲要求側(cè)面輸出。據(jù)世界馬鈴薯中心研究表明：在世界范圍內(nèi)對馬鈴薯的需求到 2020 年將有望增長 20%，超過水稻、小麥、玉米的增長，屆時發(fā)展中國家對馬鈴薯的需求將是 2021 年的 2倍，幾乎占全球總產(chǎn)量的一半 [6]。要發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)，首先應(yīng)實(shí)現(xiàn)馬鈴薯種植及收獲機(jī)械化，馬鈴薯種植及收獲機(jī)械化離不開性能優(yōu)良的收獲機(jī)械，因此研發(fā)適合我國農(nóng)藝種植要求的新 機(jī)具，尤其是馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)械，顯得尤為重要 [6]。馬鈴薯收獲的難題是馬鈴薯的掘出、集中、分撿 (需回收 2 遍 )，為了擴(kuò)大馬鈴薯生產(chǎn)的規(guī)模，需走機(jī)械化發(fā)展的道路。 我國馬鈴薯收獲機(jī)械技術(shù)的研究開發(fā)已有幾十年的歷史，但水平相對較低，制約我國馬鈴薯收獲機(jī)械發(fā)展的因素主要有以下幾方面 [22]: （ 1）塊莖收獲所要求的機(jī)具技術(shù)難度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滿足生產(chǎn)需求困難大。 2）減少 機(jī)具阻力。 收獲要求 （ 1）挖掘深度 應(yīng)該滿足農(nóng)藝要求 ,即機(jī)具的挖掘深度應(yīng)該大于馬鈴薯的種植深度 ,如果機(jī)具的挖掘深度小于種植深度 ,必定造成馬鈴薯的漏挖與損傷。 馬鈴薯 收獲機(jī)的整機(jī)機(jī)構(gòu)及工作原理 該機(jī)有拖拉機(jī)牽引，通過拖拉機(jī)動力輸出軸、伸縮萬 向節(jié)和減速器箱輸出軸的兩端分別將動力傳給撥土輪和分離器的中間旋齒，中間旋齒在通過鏈輪再傳動到其它各旋齒，再由前后旋齒軸分別帶動喂入輪和升運(yùn)鏈。要在 不同的土壤條件和濕度下 圓滿地完成這一任務(wù)或與它有關(guān)的各項(xiàng)任務(wù)是非常困難的 [30～ 35]。使莖稈滑離刃口的力如 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 頁 20 圖 24（ c）所示，它必須滿足下列不等式： 式中 R1—— 作用于鏟刃的阻力（ N）； μ 1—— 莖稈對鋼的摩擦系數(shù)； 11 μ =tgφ≈ ?。 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 頁 22 圓柱型摘穗輥直徑的確定 由（ 2－ 2）式和（ 2－ 4）式，得出圓柱型摘穗輥?zhàn)ト∏o稈而不抓取果穗的條件是： 即： （ 2－ 5） 摘輥對果穗與莖稈的抓取系數(shù) 及 因摘輥的材料、表面形狀、莖稈材料、果穗苞葉等材料不同而不同， 但一般情況下可以認(rèn)為： 。 由摘穗輥直徑所滿足的條件還可以看出：當(dāng)摘穗輥?zhàn)ト∠禂?shù)一定的條件下，摘穗輥直徑隨摘穗輥間隙的增加而減小。運(yùn)用圓柱型輥軋理論推導(dǎo)了輥式摘穗器工作原理及摘穗輥直徑。 實(shí)驗(yàn)臺要求能裝配扭拒傳感器、速度傳感器，隨時輸出摘穗輥扭拒和轉(zhuǎn)速，且工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于調(diào)整和維修。 所以當(dāng)設(shè)計(jì)摘穗輥轉(zhuǎn)速在500r/min~1200r/min 時，摘穗輥正常工作扭拒范圍應(yīng)為： ???M Nm ???M Nm 畢業(yè)論文 （ 設(shè)計(jì) ） 用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 頁 26 11M —— 摘穗輥正常工作時最小扭拒，單位 Nm； 12M —— 摘穗輥正常工作時最大扭拒，單位 Nm； 由于實(shí)驗(yàn)臺是為考察玉米摘穗啃傷情況的室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備，不存在摘輥堵塞問題，所以設(shè)計(jì)摘穗輥扭拒為摘穗輥正常工作扭拒的 倍即可。因?qū)嶒?yàn)室現(xiàn)有兩臺 6級三相異步電動機(jī)Y2－ 112M－ 6（功率為 ）和 Y2－ 132S－ 6（功率為 ），考慮充分利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、 節(jié)約成本，實(shí)驗(yàn)臺采用現(xiàn)有 Y2－ 112M－ 6和 Y2－ 132S－ 6兩臺電機(jī)。 ⑥小帶輪包角 1? ： ???????????????? 121 a dd dd? 。 由剪切強(qiáng)度條件： ???? ?? Dbl2 ， 即 ? ? MP aMP aD bl 2300022 ????????? ???。 選擇軸的材料為 45 鋼，根據(jù)初步確定的軸上各部分尺寸和結(jié)構(gòu)繪制空間受力簡圖，將簡化到軸上的力分解成水平力和垂直力，求出軸承處的支持反力；繪出彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖，