【正文】 ed known at a certain moment assessed by the number of the stress cycles。這幾個(gè)月以來，三位老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以悉心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想上給我以無微不至的關(guān)懷，在此向三位老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。每次遇到難題，我最先做的就是向他們尋求幫助，然后一起商量解決的辦法。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心主動(dòng)，所有這些都讓我的四年充滿了感動(dòng)。大學(xué)四年的美好時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母、我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。劉保義。參考文獻(xiàn)[1]濮良貴，(第八版)[M]. 北京：[2]孫桓，陳作模，[M].北京：[3]（第五版）[M].北京：[4]：[5]孫桓，陳作模，[M].北京:[6]江洪，酈祥林， 2006基礎(chǔ)教程[M]. 北京：[7][J]。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)山藥收獲機(jī)有了進(jìn)一步的了解，也進(jìn)一步了解了三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks，可以熟練地進(jìn)行軟件的操作。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的收獲很大，總結(jié)如下：，介紹了山藥收獲機(jī)的工作原理和采收特點(diǎn)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，從指導(dǎo)教師分配的《畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書》開始著手，嚴(yán)格按照①《華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)規(guī)范》件；②《華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(文)實(shí)施細(xì)則》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。總 結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是作為我在大學(xué)學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的一種綜合應(yīng)用，是一種綜合的再學(xué)習(xí)、再提高的過程，這一過程對(duì)我的學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立工作能力也是一個(gè)培養(yǎng)。點(diǎn)擊運(yùn)動(dòng)算例，給主動(dòng)體添加一個(gè)運(yùn)動(dòng)，隨著主動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)體隨之運(yùn)動(dòng)，觀察整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)情況。軸、鍵、齒輪的裝配過程一樣，不在一一贅述。齒輪、鍵、和軸的裝配就完成了。選擇鍵的上面和齒輪鍵槽的底面點(diǎn)擊配合，標(biāo)準(zhǔn)配合選擇平行后確定。鍵與軸上鍵槽的配合就完成了。然后選擇鍵的側(cè)面和鍵槽的側(cè)面，點(diǎn)擊配合，標(biāo)準(zhǔn)的配合選擇重合后確定。選擇箱體，把箱體拉到裝配界面，再選擇插入零件瀏覽，選擇軸、齒輪和GB／T10961979普通平鍵A，拖到裝配界面。打開SolidWorks，新建一個(gè)裝配體。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。一般配合約束過程為通過邊線、基準(zhǔn)軸、圓柱面等完成同軸心的定位；在由相鄰的點(diǎn)、線、面完成旋轉(zhuǎn)、重合定位；需要機(jī)械配合的零件給予相應(yīng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)配合。裝配約束是確定基準(zhǔn)件和其他零件的定位及相互約束關(guān)系，主要由裝配特征、約束關(guān)系和裝配設(shè)計(jì)管理樹組成。這樣裝配的好處，有利于齒輪位置的確定，之后就是各軸的安裝和齒輪位置的確定，最后將齒輪進(jìn)行機(jī)械配合。裝配順序是根據(jù)該收獲裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和各個(gè)部件間的約束關(guān)系，大概能夠?qū)φ麄€(gè)裝置的裝配順序有個(gè)明確了解?？傮w裝配體下包含子裝配體和零件，子裝配體下又包含零件和次一級(jí)的子裝配體這樣依次下去。山藥收獲機(jī)主要有工作軸（前工作軸，后工作軸）、齒輪，帶輪，鍥型結(jié)構(gòu)，箱體、軸承、鍵等其他零件組成。虛擬裝配的流程大致可以分為裝配層次、裝配順序、裝配約束幾個(gè)部分。虛擬裝配的實(shí)現(xiàn)有助于對(duì)產(chǎn)品零部件進(jìn)行虛擬分析和虛擬設(shè)計(jì)，有助于解決零部件從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)出現(xiàn)的技術(shù)問題，以達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本及優(yōu)化產(chǎn)品性能等方面。采用虛擬裝配技術(shù)可在設(shè)計(jì)階段驗(yàn)證零件之間的配合和裝配合理性，保證設(shè)計(jì)的正確性。但是，人工操作歷來都是裝配環(huán)節(jié)上一個(gè)重要組成部分，依賴于人的經(jīng)驗(yàn)和判斷力進(jìn)行復(fù)雜的裝配，具有很強(qiáng)的智能性和復(fù)雜性，因而在設(shè)計(jì)技術(shù)、加工技術(shù)快速發(fā)展的今天，裝配工藝成為薄弱環(huán)節(jié)，成為先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的瓶頸；同時(shí)以往的裝配過程被局限在設(shè)計(jì)——制造——裝配——評(píng)價(jià)和實(shí)物驗(yàn)證的固定流程中，裝配關(guān)系滯后的檢驗(yàn)，帶來成本的巨大浪費(fèi)，同時(shí)也不符合快速發(fā)展市場(chǎng)的需要。一句話，虛擬裝配是在計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境中，利用裝配操作模型，將建立的零部件進(jìn)行一一組裝。還能在裝配體中虛擬的進(jìn)行仿真運(yùn)動(dòng)。在SolidWorks中可以完成虛擬裝配。深度選擇完全貫穿，確定。確定后，特征拉伸切除。智能尺寸約束槽口的位置，跨度b=14mm，長(zhǎng)度根據(jù)齒寬定為：L=4514=31mm。先畫一個(gè)中心線，中心線經(jīng)過軸的中心沿豎直方向。彈出建立基準(zhǔn)面的選項(xiàng)，然后選擇確定。點(diǎn)擊下一步，確定好帶輪孔d=50mm的大小之后點(diǎn)擊生成小帶輪，點(diǎn)擊下一步再生成大帶輪。P= 帶型選擇普通帶型；小帶輪轉(zhuǎn)速選擇2000r/h，帶型選擇A型帶。調(diào)用邁迪工具集，配置參數(shù)，生成軸承如圖48所示: 帶輪的模型建立帶輪的生成同樣需要調(diào)用邁迪工具集，選擇設(shè)計(jì)工具帶輪工。效果圖和平面圖圖47所示：圖47 齒輪三維圖和平面圖其余齒輪的三維模型建立過程一樣，只需配置不同的參數(shù)，在這里不再一一累述。用實(shí)體剪裁命令將沒用的實(shí)體草圖剪掉。用矩形命令在中心孔的上面畫一個(gè)矩形，智能尺寸約束實(shí)體的尺寸：矩形長(zhǎng)為14mm，其中一條變到中心線的距離為7mm，上面邊線到原點(diǎn)的距離為：r+ =25+=。根據(jù)齒輪孔的大小，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇GB／T10961979普通平鍵A型1445。這樣齒輪的中心位置就完成了孔的切除。然后特征拉伸切除，在彈出的拉伸切除選擇從草圖平面開始切除，方向一選擇成形到下一個(gè)面。選擇齒輪面進(jìn)行草圖繪制，點(diǎn)擊圓命令，在齒輪面中心繪制一個(gè)圓。同樣拖動(dòng)拉伸凸臺(tái)下面的橫線到最下面。使用倒角命令，左鍵選擇圓柱橫截面上的兩個(gè)圓，在彈出的倒角參數(shù)中選擇參數(shù)配置。鼠標(biāo)放在左側(cè)顯示欄最下面的橫線上，當(dāng)鼠標(biāo)變成一個(gè)手的形狀時(shí)，鼠標(biāo)左鍵向上拖動(dòng)一直拖動(dòng)到凸臺(tái)拉伸1下面松開鼠標(biāo)左鍵。如圖46所示：圖46 麥迪工具圓柱齒輪參數(shù)配置界面齒輪生成之后，要對(duì)齒輪進(jìn)行修改完成。修改各參數(shù)，達(dá)到所設(shè)計(jì)齒輪的參數(shù)后，點(diǎn)擊右上角的計(jì)算按鈕，麥迪工具會(huì)自動(dòng)配置各參數(shù)。 齒輪和軸承的模型建立齒輪三維模型的建立需要使用到麥迪工具。點(diǎn)擊確定，這是螺旋葉就繪制完成了。在特征里面選擇掃描功能，SolidWorks會(huì)彈出掃描參數(shù)和對(duì)象選擇項(xiàng)。繪制如圖44的草圖，繪制草圖時(shí)，需要用到實(shí)體剪裁功能，剪裁后就得到所需草圖。草圖平面的選擇通過截圖來更直觀的表現(xiàn)如下圖：圖43 掃面時(shí)草圖平面的選擇如圖43可以看出選擇草圖平面剛好在螺旋線的起始位置，之后點(diǎn)擊草圖繪制，選擇正視于進(jìn)入草圖的繪制。然后點(diǎn)擊確定按鈕，螺旋線就建立成功。定義方式選擇高度和螺距，參數(shù)選擇選擇恒定螺距，填寫高度為1000mm，螺距為50mm。：首先選擇橫截面，點(diǎn)擊草圖繪制，選擇視角為正視于。螺旋線的建立要利用SolidWorks的掃描功能，螺旋葉是圍繞軸旋轉(zhuǎn)的。軸的三維建模就完成了。繪制結(jié)果如下圖：圖42 軸的橫截面繪制結(jié)果橫截圓繪制完成之后，點(diǎn)擊特征選項(xiàng)，選擇【拉伸凸臺(tái)/基體】命令，系統(tǒng)會(huì)彈出拉伸凸臺(tái)命令選項(xiàng)欄。按ESC退出功能鍵，軸的橫截面就繪制完成。在選擇的基準(zhǔn)面上就可以繪制軸的橫截面即一個(gè)圓。 輸出螺旋軸的建模首先打開SolidWorks，進(jìn)入用戶界面如下：圖41SolidWorks的用戶界面打開文件選項(xiàng)，新建一個(gè)零件。美國(guó)著名咨詢公司Daratech所評(píng)論：“在基于Windows平臺(tái)的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。使用SolidWorks ，用戶能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。SolidWorks獨(dú)有的拖拽功能使用戶在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。 Solidworks有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。第4章 山藥收獲裝置的三維建模 零件建模通過以上對(duì)山藥收獲裝置的整體設(shè)計(jì)，我們得到山藥收獲裝置的總體結(jié)構(gòu)，下面利用三維建模軟件Solidworks對(duì)其進(jìn)行模型的建立與仿真。如果達(dá)不到要求，應(yīng)調(diào)整齒輪參數(shù)或改變齒輪材料，并再次進(jìn)行驗(yàn)算。m)Ⅰ400Ⅱ200Ⅲ400按許用應(yīng)力估算軸的最小直徑： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取C=112Ⅰ軸：dⅠ 此軸有兩個(gè)鍵槽鍵槽，需要加7%，取dⅠ=50mmⅡ軸: dⅡ 同樣有兩個(gè)鍵槽，加7%，取mmⅢ軸: dⅢ 同樣有兩個(gè)鍵槽，加7%，取dⅢ=60mm v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)工作情況系數(shù)KA：由查表確定 計(jì)算功率 選帶型號(hào)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)： 小帶輪直徑：由表得： 大帶輪直徑： 設(shè) 大帶輪轉(zhuǎn)速： 2．計(jì)算帶長(zhǎng)求： 求： 初取中心距：帶長(zhǎng)： 基準(zhǔn)長(zhǎng)度：查手冊(cè) 取Ld=2500mm 中心距： 小輪包角： 4．求帶根數(shù) 先求帶速： 帶根數(shù)：查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)；；； 取z=3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 小齒輪：40Cr 熱處理方式：調(diào)質(zhì)處理 HB1=260 大齒輪：45 熱處理方式：調(diào)質(zhì)處理 HB2=240 查機(jī)械手冊(cè)齒輪傳動(dòng)得：齒寬系數(shù)取接觸疲勞極限 初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力： 值：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=82（估算）初步計(jì)算的小齒 精度等級(jí)：查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)齒輪齒數(shù)Z： 取模數(shù)m： 使用系數(shù):動(dòng)載荷系數(shù)：查機(jī)械手冊(cè)齒間載荷分配系數(shù)：齒向載荷分布系數(shù)：由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)載荷系數(shù)K：彈性系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)重合度系數(shù)：查表因，故 接觸應(yīng)力最小安全系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 接觸壽命系數(shù): 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)許用接觸應(yīng)力：通過以上計(jì)算，結(jié)果表明，齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。根據(jù)傳動(dòng)設(shè)計(jì)定r/min。由此可以確定傳動(dòng)比的分配情況：總傳動(dòng)比及其分配總傳動(dòng)比2000/200=20根據(jù)山藥種植行的距離，可以進(jìn)行傳動(dòng)比的分配： 其中，, 為v帶傳動(dòng)傳動(dòng)比 ，為前工作軸傳動(dòng)比 ，為后工作軸傳動(dòng)比（把v帶連接軸定為 Ⅰ軸，前工作軸定為Ⅱ軸，后工作軸定為Ⅲ軸） nⅠ=nⅡ=由于山藥收獲機(jī)的設(shè)計(jì)前軸負(fù)責(zé)開溝，轉(zhuǎn)速較小。即傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)軸的合理選擇。通過考察，確定山藥收獲裝置的開溝深度為1000mm，開溝寬度為400mm，開溝速度為400~500m/h。拖拉機(jī)與收獲裝置采用帶輪傳動(dòng)，帶輪傳動(dòng)把功率輸送給第一根軸，之后通過齒輪傳動(dòng)減速傳送給工作軸。 傳動(dòng)方案的確定傳動(dòng)方案確定不僅要考慮輸入功率和輸出功率的轉(zhuǎn)換，還要考慮山藥收獲時(shí)的具體情況，比如山藥種植行之間的距離基本能確定工作周之間的距離，然結(jié)合減速器的校核，一起確定工作軸傳動(dòng)齒輪的分度圓直徑。鍥型的前端，有兩個(gè)孔，正對(duì)前面的工作軸，這樣的設(shè)計(jì)不僅然前面的工作軸有了一個(gè)可靠地支撐，同樣也能讓鍥型結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步的固定，使得整機(jī)有更好的穩(wěn)固性。鍥型機(jī)構(gòu)要橫跨山藥種植行，鍥型通過兩個(gè)豎直的支架與機(jī)箱連接，起到固定的作用。機(jī)架前面采用兩點(diǎn)懸掛與拖拉機(jī)連接，起到機(jī)架的固定和升降作用。 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱體機(jī)架的設(shè)計(jì)根據(jù)山藥收獲作業(yè)的要求，需要確定符合采收山藥裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出特殊而且簡(jiǎn)單的機(jī)架，機(jī)架不僅要起到拖拉機(jī)與裝置的連接作用、而且還作為傳動(dòng)齒輪的箱體、傳動(dòng)軸和開溝軸的固定支撐。開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。這樣山藥后續(xù)的采收就能更直接，更簡(jiǎn)單。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程中起到的作用。在開溝之后利用兩個(gè)連桿，與機(jī)架相連，下面連接一個(gè)小的鍥型裝置，鍥型裝置平行于地面，寬度橫跨山藥的種植行，在拖拉機(jī)行進(jìn)的過程中，鍥型在機(jī)架的帶動(dòng)下向前推進(jìn)，利用鍥型的斜角效果，起到略微提升山藥種植行土塊的作用。設(shè)計(jì)構(gòu)想簡(jiǎn)圖如下圖24。我們可以利用一個(gè)小的鍥型，在開溝后之后，利用鍥型的前低后高的特點(diǎn)，來對(duì)山藥種植行土塊進(jìn)行一個(gè)小幅度的提高，起到一個(gè)震動(dòng)的效果。這樣一來，就減少了山藥塊莖的破壞。裝置選擇在山藥的兩側(cè)同時(shí)開溝，并且在開溝后利用一個(gè)簡(jiǎn)易的裝置，來松動(dòng)山藥種植行的土塊。在裝置作業(yè)之后，人工收山藥的過程中，能夠更直接。在后續(xù)人力采收的工程中，比較容易損壞山藥的塊莖。設(shè)計(jì)方案可以投入生產(chǎn)，并且可以推廣。此裝置在收獲山藥的時(shí)候不能損壞山藥的塊莖。下圖23為鏈?zhǔn)绞斋@機(jī)的的實(shí)物圖：圖23 鏈?zhǔn)缴剿幨斋@機(jī) 設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化分析及確定通過對(duì)山藥收獲機(jī)的現(xiàn)狀研究，對(duì)市場(chǎng)上已經(jīng)開發(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。而山藥塊莖很深，這樣在后續(xù)的采收中還是需要大量的人力來完成，甚至還需要人力來進(jìn)行二次開溝。但是鏈?zhǔn)缴剿幨斋@機(jī)也沒有以上兩種開溝機(jī)的有點(diǎn)。圖22 雙側(cè)山藥收獲機(jī)實(shí)物圖 鏈?zhǔn)缴剿幨斋@機(jī)鏈?zhǔn)缴剿幨斋@機(jī)與以上兩種開溝機(jī)原理不同，收獲山藥之后不會(huì)再地上留下很深的溝，這樣下一季的種植就不會(huì)受到影響。并且在此裝置開溝采收后的土地上，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。這