【導(dǎo)讀】下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的。獲得及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人。和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。研制機具的技術(shù)水平也與國外相差甚大，勞動強。度還是較大，嚴重制約了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。尤其是馬鈴薯的分離更是一項繁瑣的工作。為了減輕農(nóng)民的勞動強度，節(jié)約時間，通。了一種新型馬鈴薯聯(lián)合收獲機械的起獲與分離設(shè)計方案。改進后的馬鈴薯聯(lián)合收獲機分離裝置采用了弧形撥齒式分離裝置。上和中粘性土壤中使用的限制，提高了土薯分離效率。新型的馬鈴薯收獲機的挖掘部。件采用鴨掌鏟，其挖凈寬達%上。

　　

【正文】 效果。 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 23 頁 升運鏈式薯土分離機構(gòu)在砂性土壤中工作良好，但是在相對有點粘性的土壤中工作狀況是很理想。同時馬鈴薯聯(lián)合收獲機械由于其縱向尺寸的限制，使升運鏈的設(shè)計長度也受制，這樣升運鏈長度就直接影響了薯土分離效果。再說，如果使用抖動作用過強的抖動會影響到薯土混合物的輸送，同時薯塊也容易受到損傷。 篩式分離裝置主要應(yīng)用在小型馬鈴薯收獲機械上，其主要形式為擺動篩式和滾筒篩分離機構(gòu)。擺動篩式分離機構(gòu)主要通過擺動篩的擺動、拋擲作用實現(xiàn)分離目的，它的分能力比抖動鏈式強，它不僅能夠篩分土壤，而且還能把篩面上的混合物向上輸送。但是于自身的結(jié)構(gòu)，它的缺點是：篩子做往復(fù)擺動時產(chǎn)生的慣性力得不到平衡，對機架產(chǎn)生擊力，因此要求機架的強度相對比較高；在分離的過程中容易堵塞篩孔；為了追求更好分離效果，需要加大擺動篩的擺動幅度，可是擺動過程中的振動和拋擲容易造成薯塊的傷，所以擺動幅度和頻率不能過大，因而限制了作業(yè)效率。 滾筒篩 式分離機構(gòu)一般作為后續(xù)分離輸送部件應(yīng)用在單行馬鈴薯收獲機械上，它在離的過程中通過篩內(nèi)表面上裝有的葉片，在分離的同時提升薯塊。它具有堅固耐用、使可靠性好、能量消耗小、沒有不平衡慣性力的優(yōu)點；但分離性能差，金屬用量大，在重土壤或土壤含水量較大時容易粘土、堵塞。抖動鏈式和擺動篩式分離機構(gòu)相比，滾筒篩分離能力較差，對于帶內(nèi)螺旋的滾筒篩可以過提高滾筒的轉(zhuǎn)速來提高分離能力，但由于速越高，薯塊離開分離篩時的速度也越大，拋起的高度也更高 ,就會造成落地時薯塊損率提高。 弧形撥齒式分離裝置是針對抖動桿條升鏈式和篩式薯土混合物分 離機構(gòu)在小型馬鈴聯(lián)合收獲機械中和粘性土壤中工作的缺陷，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究生趙碩最新設(shè)計出來的它也可以單獨應(yīng)用在馬鈴薯挖掘機中。這種分離裝置主要由弧齒、連接桿、和轉(zhuǎn)動軸組其單個機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖如圖 42 所示。隨著挖掘鏟的前進，撥齒處于不斷的撥動狀態(tài)，它撥動加快了土壤的破碎，并使土壤通過撥齒的縫隙掉落到地面，同時薯塊被撥動到后面撥齒上，最后通過撥齒拋出，掉落地面或被后續(xù)裝置進行輸送。采用弧形撥齒式分離裝在撥齒的破碎、撥動、拋擲作用下，能夠使土塊更好的破碎，薯土分離的效率和效果也到提高。與此同時，在撥齒撥動、拋擲的過 程中還會使薯塊與土壤產(chǎn)生摩擦，使附著在面的土壤得到清理。 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 24 頁 圖 42弧形撥齒分離機構(gòu)簡圖 1. 弧形撥齒 綜上所述，進行綜合對比分析可以得出，弧形撥齒式分離裝置結(jié)構(gòu)簡單，分離效果克服了抖動鏈式和篩式分離裝置在小型馬鈴薯聯(lián)合收獲機械和中粘性土壤中使用的限制。所以，最后設(shè)計的馬鈴薯聯(lián)合收獲機的分離裝置是比這種新型分離裝置分離效果更好的旋齒分離機構(gòu)，如圖 43 所示。 圖 43 旋齒分離示意圖 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 25 頁 分離裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 旋齒設(shè)計參數(shù)主要為旋齒的半徑、旋齒展開的總長度，旋齒半徑為 83mm,旋齒展 開總長度為 383mm。其設(shè)計意圖如圖 34 所示。 圖 44 旋齒結(jié)構(gòu)示意圖 旋齒分離裝置主要有旋齒、旋齒軸、耳座組成。耳座的作用是連接旋齒與旋齒軸，是二者能夠很好的結(jié)合在一起。耳座有兩種類型，它們的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 45 和 46 所示： 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 26 頁 圖 45 耳座 1 圖 46 耳座 2 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 27 頁 旋齒分離裝置共有 3 組。旋齒軸焊合 3 組， 旋齒裝配 3 組。他們的二維視圖我已經(jīng)用 CAD 軟件繪制出來了。如下圖所示： 首先是旋齒軸焊合 3 組： 圖 47 第一組旋齒軸焊合 圖 48 第二組旋齒軸焊合 圖 49 第三組旋齒軸焊合 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 28 頁 然后是旋齒總體裝配三組：二維視圖如下圖所示： 圖 410 第一組旋齒裝配 圖 411 第二組旋齒裝配 圖 412 第三組旋齒裝配 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 29 頁 第 5 章 旋齒分離器運動分析 問題的提出 馬鈴薯在我國北方種植面積較大，收獲占用勞力較多，而且與大田收獲爭勞力，人工收獲損失大 .我國尚無理想的馬鈴薯收獲機械，目前應(yīng)用的大都是三十年代的機型 .其挖掘部件采用三角鏟，分離部分采用抖動鏈式，整機笨重，工作效果不佳 .為進一步解決這一問題，經(jīng)過兩年的馬鈴薯收獲機試驗研究，研制成丁 4UT 一 2 型馬鈴薯收獲機。 新型的 4UT 一 2 型馬鈴薯收獲機的挖掘部件采用鴨掌鏟，其挖凈寬達 %上 .以分離機構(gòu)采 用旋齒分離器，旋齒分離機構(gòu)與抖動鏈式比較有突出的優(yōu)點，為了給結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)，本章對分離器各參數(shù)之間的關(guān)系進行理論探討。 整機結(jié)構(gòu)及工作過程 該機由拖拉機牽引，通過拖拉機功力輪出軸、伸縮萬向節(jié)和減速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位，中間旋齒通過齒輪再傳動其它各旋齒，再由前后旋齒軸分別帶動喂入輪和升運鏈。分離器的四組旋齒交錯排列，各組旋齒相位差為 ?90 ，齒距為 18mm。 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 30 頁 圖 51 4UT2 結(jié)構(gòu)示意圖 4UT2 型馬鈴薯收獲機結(jié)構(gòu)如圖 51 所 示： 仿形輪 鴨掌鏟 撥土輪 變速箱 喂入輪 旋齒分離器 升運鏈 行走輪 署箱 機器的起落由拖拉機的液壓懸掛裝置控制，開始時液壓懸掛架處于浮動位置，通過調(diào)節(jié)仿形輪的高低位置控制挖掘鏟的入土深度 . 工作時，薯塊與土壤沿挖掘鏟上升并向后移動，借助于撥土輪、喂入輪的作用，送入旋齒分離機構(gòu)，在旋齒的作用下，被破碎的土壤從旋齒間漏下，薯塊及部分硬土塊順次經(jīng)各旋齒送至升運鏈，由升運鏈送進薯箱，然后靠其重量自動放堆 .。 旋齒分離器的運動分析 旋齒式分離器工作時 .由 于旋齒的回轉(zhuǎn)運動使薯塊產(chǎn)生離心力而被拋離旋齒，土壤受到旋齒的打擊和剪切作用破碎后落至地面，從而達到薯塊與土壤分離的目的 . 薯塊在旋齒分離器匕的受力情況如圖 52(a)所示。分離器與水平面的傾斜角為，和 :分別為旋齒 l 和旋齒 2 的軸心，旋齒的最大半徑為 r，旋齒上任點一點的運勸軌跡是圓。 假設(shè)薯塊在旋齒最人半徑處被拋起，薯塊所受到的作用力有 :重力 mg、法向反力 Fn、離心力和摩揀力。 若以旋齒最大半徑平行于旋齒軸心聯(lián)線為轉(zhuǎn)角的起始位置，則反力 F 可表示為： rmwwtmgF n 2)s in ( ??? ? 當(dāng) Fn0 時薯塊被拋 離旋齒，即 : 0)s in ( 2 ??? rmwwtmg ? 薯塊拋離旋齒的條件為 : )sin (2 ??? wtgrw 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 31 頁 圖 52 旋齒上薯塊的運動 為了使薯塊能沿旋齒向后運動，當(dāng)薯塊被旋齒 1 拋起后，應(yīng)使其速度方向向后落至咬齒 2 上，即薯塊拋離旋齒 1 時的速度方向與水平面的夾角 ? 應(yīng)小于 ?90 ，見圖 52（ b）。 由于 ?? ??? ? wt90 ，薯塊向后運動的極限條件為 ? = ?90 ，即 ??wt 由于 )s in (2 ??? wtgrw 所以 )c o sc o ss i n( s i n2 ?? wtwtgrw ?? )c o s21( 22 ???grw 為深證薯塊向后運動，旋齒的運動參數(shù) rw2 必須大于 )cos21( 2 ??g ，或者是分離器和水平面的傾斜角 grwg 2a rc c os 2???。 為了分析薯塊在旋齒分離器上的運動情況，作如下假設(shè) : 薯塊在旋齒最大半徑處完全拋離旋齒， 薯塊與旋齒之間無相對滑動， 薯塊落到旋齒上即獲得與旋齒相同的速度 . 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 32 頁 圖 53 薯塊拋扔情況 如圖 53 所示，取坐標 xoy，以旋齒最大半徑平行于旋齒軸心聯(lián)線為起始位置 . 則旋齒任意一點的運動方程式為： ??? ?? ??? )s i n( )c os ( ??wtry tVwtrx m （ 1） 式中 w一旋齒角速度 r一旋齒最大半徑 mV 一機器前進速度 ?一旋齒分離器傾角 其速度方程式為 : ?????????????)s i n ()s i n (??wtrwdtdyVtVwtrwdtdxVymx （ 2） 為了減少薯塊運動過程中的碰撞而產(chǎn)生碰傷 和破碎，要求薯塊在旋齒上做平拋運動，這樣也可以使土壤在旋齒上的分離時間增長，提高土壤的分離能力 .為了達到上述要求，應(yīng)使薯塊在旋齒轉(zhuǎn)到最高點 1 處被拋出，即 ??? 901 ?wt (見圖 4).此時薯塊的速度為 : 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 33 頁 ??? ?? ???? )c os ( )s i n(1111 ??wtrwV VwtrwVymx （ 3） 因 ??? 901 ?wt 所以 ??? ? ??? 011ymx V VrwV （ 4） 圖 54 薯塊拋扔運動分析 當(dāng)旋齒 1 的最大半徑與 X 軸成 ?90 時，旋齒 2 的最大半徑與 X 軸夾角為 ?0 .此時在 1 點的薯塊做平拋運動，其水平速度為 ( mVrw? )。薯塊由 1 點拋出后落在旋齒 2 的最大半徑 2點上，薯塊的降落高度為 1y ，降落的時間為 t ，在此時 問內(nèi)旋齒 2 由水平位置轉(zhuǎn)過的角度為 2wt .相鄰兩旋齒軸心的水平距離可由下式表示 : 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 34 頁 222121c os)(wtrXtVrwXXXXm????? 又 ?cosLX? 所以 ?c o sc o s)( 22 LwtrtVrw m ??? （ 5） 試驗表明薯塊落在 2 點時，旋齒 2 的轉(zhuǎn)角為 ?? 40~20 較為合適。取2wt = ?30 ，則 mmVrwrLtL