【正文】 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 在強大的設(shè)計功能和易學(xué)易用的操作（包括 Windows 風(fēng)格的拖 /放、點 /擊、剪切 /粘貼）協(xié)同下，使用 SolidWorks ，整個產(chǎn)品設(shè)計是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間的是全相關(guān)的。 在目前市場上所見到的三維 CAD 解決方案中， SolidWorks 是設(shè)計過程比較簡便而方便的軟件之一。 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。 對于熟悉微軟的 Windows 系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用 SolidWorks 來搞設(shè)計了。 SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。 Solidworks 軟件功能強大，組件繁多。該系統(tǒng)在 19951999 年獲得全球微機平臺 CAD系統(tǒng)評比第一名；從 1995 年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎，其中僅從 1999 年起，美國權(quán)威的 CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予 SolidWorks 最佳編輯獎，以表彰SolidWorks 的創(chuàng)新、活力和簡明。 SolidWorks 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合 CAD 技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢， SolidWorks 公司于兩年間成為 CAD/CAM 產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。 4．確定傳動主要尺寸 實際分度圓直徑 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．齒根彎曲疲勞強度驗算 齒形系數(shù) :FaY o s60c o s o s 24c o s33223311????????ZZZZvv ? 查機械設(shè)計手冊 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（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 : 查機械設(shè)計手冊 ， ,)(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 ：由機械設(shè)計手冊 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（論文） 驗算彎曲強度： M P aYYYYmbd KT SaFanF 1 0 0 211111??????? ????? ??? M P aYY YY SaFa SaFaFF 2212 ?????? ?? 1122 [ ] [ ]FF???? 經(jīng)以上計算，齒根彎曲強度符合要求。故所選齒輪符合要求，可以使用。 3． 裝置傳動 各軸功率計算 首先計算傳動裝置的的總效率： 8 6 7 23423321 ????????? ????? 其中， ?? 為 v 帶傳動 的 效率 ?? 為一對滾動軸承傳動效率 ?? 為圓柱齒輪 之間 傳動效率 ?? 為剛性聯(lián)軸器效率 再來計算各軸的效率： 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 功率 P（ kW） 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 轉(zhuǎn)矩 T(N后軸阻力變小，可設(shè)計成轉(zhuǎn)速加大一點。 軸的初步設(shè)計 根據(jù)山藥收獲過程中，開溝軸的實際工作情況，工作過程中，軸的轉(zhuǎn)速為 200~300r/h左右。 傳動機構(gòu)的設(shè)計 傳動機構(gòu)的設(shè)計主要就是：根據(jù)拖拉機的輸出功率和輸出軸所需輸出功率，經(jīng)過傳動機構(gòu)的傳輸達到一個整機和諧工作的設(shè)計過程。前工作軸之間采用齒輪同速轉(zhuǎn)動。 裝置選擇配備 24 匹， 千瓦的拖拉機，裝置作業(yè)時，拖拉機轉(zhuǎn)速達到 20xxr/min。 設(shè)計鍥型結(jié)構(gòu)的尺寸：鍥型的前后長度為 300mm，考慮到鍥型不能度數(shù)太大，高度設(shè)置成 50mm，通過考察與類比，這樣設(shè)計的鍥型合理且可行。兩個豎直的支架正好與前面工作軸對齊，通過性很好。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 鍥型震動機構(gòu)的設(shè)計 鍥型機構(gòu)的設(shè)計，大大提升了山藥收獲裝置的優(yōu)越性。如下圖 31： 圖 31 收獲裝置機架 機架采用長方體的總體設(shè)計理念，首先能夠更好地保護箱體內(nèi)部傳動齒輪的正常工作。 齒輪機構(gòu)的傳動設(shè)計，符合拖拉機功率傳輸，使開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（論文） 第 3 章 山藥收獲機的總體設(shè)計 本次設(shè)計的主要內(nèi)容有： 山藥收獲裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)見圖正視圖如下圖 25： 圖 24 三維設(shè)計工程圖側(cè)視圖 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 25 三維設(shè)計工程圖正視圖 正視圖中兩個開溝鉆分別開挖山藥種植行的兩側(cè)，通過齒輪傳動裝置，帶動兩側(cè)同時開溝，下面的鍥型裝置橫跨山藥所在土塊，在此裝置前進的餓過程中，鍥型結(jié)構(gòu)就能提升土塊 ，裝置走過之后土塊又落下，起到震動土塊的作用。這樣使山藥種植行土塊上下震動一下，達到松動土塊的目的。 這是設(shè)計裝置的側(cè)視圖，從側(cè)視圖可以看出來，前面的開溝鉆，起到收獲機的開溝作用。達到松動山藥所在土塊的目的。這個簡易的裝置不能給收獲機帶來太大的阻力，在此裝置之前的開溝裝置，能夠很好地提供前進的空間。這樣山藥采收的后續(xù)過程就能很大程度上減少人力，而且如果山藥所在土塊松動之后，人們后續(xù)收 山藥的方式就不僅僅是從溝下一點一點挖掘，而是可以更直觀的，更簡易的收獲山藥。這樣就能提高山藥的完整性，盡量少的破壞山藥的塊莖。想要克服這些問題，必須盡量使山藥收獲機開溝后，山藥所在土塊要有所松動，使山藥與土壤的結(jié)合不在緊密。 其次通過對上述現(xiàn)有山藥收獲機的研究與考察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階 段山藥收獲機有兩個無法實現(xiàn)的難題： 裝置在開溝后仍然需要大量的人力勞動來完成后續(xù)的采收。 山藥收獲機的設(shè)計要盡量簡易，方案要符合實際情況。 首先總結(jié)設(shè)計山藥收獲機要完成的任務(wù)： 通過山藥收獲機能實現(xiàn)山藥收獲的簡易化，提高山藥收獲的效率。這樣一來，鏈?zhǔn)绞斋@機在采收中起到的作用就會很局限。依靠鏈上面的刀片進行開土，很難達到很深的程度。而且這種山藥收獲機所需功率小，相對以上兩種在收獲的時候更經(jīng)濟，更節(jié)約成本。變相提升了山藥種植的難度。但是這種收獲機也有明顯的缺點，它雖然降低而人工挖掘強度，但是山藥和土塊還是緊密結(jié)合在一塊，無法克服采收過程中的損傷山藥塊莖的問題。實物圖如下圖 22。但是缺點也比較明顯，收獲機開溝之后，山藥依然埋一側(cè)的土壤中，剩下的的工作必須依靠人力，從溝中向山藥一側(cè)進行挖掘，挖掘的過程不僅難以操作，而且容易損傷山藥，影響山藥的銷售品質(zhì)。如下圖 21 所示。下面聽過對三種收獲機的優(yōu)缺點分析確定設(shè)計方案。 溝機。對山藥收獲機的設(shè)計開發(fā)有了進一步的認(rèn)識。明確了，在現(xiàn)階段哪些設(shè)計是不能開發(fā)的， 哪些設(shè)計更容易開發(fā)。這也從一方面表現(xiàn)了現(xiàn)階段山藥收獲機的落后程度，同時山藥收獲的大難題亟待解決。 首先，查閱了中國專利網(wǎng)上的一些專利申請，仔細閱讀并理解了山藥收獲機現(xiàn)階段的理論設(shè)計情況。拖拉機提供向前的牽引力帶動收獲機向前行進。 工作部分：這部分入土，用螺旋開土，達到收獲山藥的目的。 動力部分：用于連接拖拉機傳輸?shù)膭恿?，把動力提供給山藥收獲機的傳動部分。 山藥收獲機的組成部分大致可由支撐部分、動力部分、工作部分和傳動部分。 給定的條件和要求翻土作業(yè)時的作業(yè)量為 400~500m/小時，采用螺旋排除浮土，螺旋轉(zhuǎn)速為 300 轉(zhuǎn) /分鐘左右。提高山藥收獲效率，降低勞動力，節(jié)約山藥收獲成本。 。具體內(nèi)容： ，滿足其功能要求，力求結(jié)構(gòu)簡單，功能合理。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬制造和運動仿真在農(nóng)機設(shè)計中得以實現(xiàn)，從而大大縮短了設(shè)計周期，降低生產(chǎn)成本，提高了設(shè)計的準(zhǔn)確性和可靠性。由于是采用的拖拉機為動力，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樣子，工作的效率極大提高，每天可挖掘山藥三到五畝 。這種山藥收獲機，由切割鋸、松土板與螺旋提升機構(gòu)組成。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，漲緊輪與開溝鏈條的內(nèi)表面相接觸。 破土機構(gòu)固定架是這個專利的主體支撐架，整體呈現(xiàn)方形的框架結(jié)構(gòu)，破土機構(gòu)固定支架的后端，連接著設(shè)置的振動破土機構(gòu)，破土機構(gòu)固定支架的前端，連接著旋轉(zhuǎn)式軸承座，旋轉(zhuǎn)軸承座 的前面連接著液壓油缸，液壓油缸的前端連接到左右移動軸承座固定架，左右移動軸承座固定架設(shè)置在懸掛式四軸連接在固定架上，在懸掛型四軸固定支架的一邊，設(shè)計的有手輪，在懸掛型四軸固定支架的兩端后側(cè)，設(shè)計有擋泥板。這個創(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的理論設(shè)計，在不損傷山藥塊莖的前提下，可以很大地提高生產(chǎn)效率，降低采收山藥時的成本。 這種山藥收獲機的結(jié)構(gòu)比較靈活，而且功能多樣化，能夠同時實現(xiàn)收獲山藥和溝內(nèi)填土的兩項功能，除了采收山藥外，還可以開電纜溝、管道溝、實現(xiàn)一機多種用法，省時省工，具有相當(dāng)大的市場價值。這個 發(fā)明設(shè)計了一種多功能山藥收獲機。資料內(nèi)容查自中國知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索網(wǎng)站。為山藥收獲方式以及推廣山藥收獲機械化，促進山藥生產(chǎn)效率提供了理論依據(jù)。同時，也能促進農(nóng)機朝著更先進，更現(xiàn)代化的方向發(fā)展，使其更好地服務(wù)于現(xiàn)代化農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)和社會主義新農(nóng)村的建設(shè)， 實現(xiàn)偉大的中國夢。為此，山藥收獲的機械化問題就亟待解決。最重要的是人力收獲的過程中容易挖到山藥塊莖，影響山藥的品質(zhì)和市場。采收山藥時，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。我國大部分地區(qū)收獲山藥的方法是 ： 從山藥種植壟的一端開始，先挖出 6070cm左右的土坑來，人坐在坑的邊上，然后用特制的山藥鏟，沿著地面上山藥生長的 20cm 處的兩邊開始挖，將根兩邊泥土鏟出，一直挖到山藥溝下見到根莖的尖端為止，最后輕輕鏟斷剩下的細根，手握著根莖的中上部分，小心拔出山藥的根莖。因此，山藥生產(chǎn)和收獲的機械化越來越得到行業(yè)的重視。隨著現(xiàn)代社會人們更加注重養(yǎng)生和健康，而山藥的藥用價值和使用價值使得其成為很多人的選擇。由于其營養(yǎng)比較豐富，一直以來都被視為比較理想的補虛佳品，不僅可作為主糧，又可作為蔬菜食用。宜種植于肥沃疏松、土層深厚、排水良好的砂質(zhì)壤土上種植。 關(guān)鍵詞：三維設(shè)計、傳動方式、動態(tài)仿真。在完成設(shè)計構(gòu)想之后，基于 SolidWorks 進行了三維模型建立。不僅極大地提高山藥收獲效率，而且對深土農(nóng)作物的規(guī)模化種植起到了推廣作用。本設(shè)計利用三維設(shè)計軟件，對農(nóng)業(yè)機械進行產(chǎn)品設(shè)計。 華北水