【正文】 形式。 2 振動(dòng)篩式花生收獲裝置的設(shè)計(jì)原理 中國(guó)對(duì)花生收獲機(jī)械裝置的研究正處在發(fā)展時(shí)期，花生收獲機(jī)械大面積的推廣還需要一段時(shí)間，農(nóng)村分散經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)體制和農(nóng)民的消費(fèi)水平，東部與西部地區(qū)的差別，對(duì)產(chǎn)品、技術(shù)需求的遞進(jìn)趨勢(shì)以及廣大農(nóng)村中 小型拖拉機(jī)擁有量大的特點(diǎn)，決定了在今后一段時(shí)期內(nèi)，中國(guó)仍然要以中小型花生收獲機(jī)械與裝置為主要的研究和推廣對(duì)象 [7]。 因此，加強(qiáng)理論研究，加快理論與實(shí)踐的結(jié)合速度，研制出適合中國(guó)當(dāng)前國(guó)情、性能穩(wěn)定、高效優(yōu)質(zhì)的新型花生收獲裝置，以滿足國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段廣大花生種植用戶及市場(chǎng)的迫切需求，應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)階段中國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化研究的主要方向。所以，針對(duì)中國(guó)現(xiàn)階段農(nóng)村生產(chǎn)的實(shí)際狀況，所設(shè)計(jì)的花生收獲裝置應(yīng)以配用中小型動(dòng)力為主 [8]。 小型四輪拖拉機(jī) 生產(chǎn)率 :～ / h 損失率 :＜ 3% 莢果破碎率 : ＜ 1% （ 3）結(jié)構(gòu)緊湊，降低成本 為便于花生收獲裝置的推廣和使用，考慮到中國(guó)現(xiàn)階段廣大花生種植戶的消費(fèi)水平，在保證收獲裝置作業(yè)質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，真正使廣大農(nóng)民買得起、用得上。這種裝置是 20 世紀(jì) 70年代中國(guó)從美國(guó)引進(jìn)和消化吸收后推廣應(yīng)用的，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、動(dòng)力消耗大、可靠性差，而且收獲損失偏高、花生蔓鋪放雜亂，不便于人工揀拾。 由于花生的種植模式是兩行壟作，所以收獲裝置的挖掘部件應(yīng)為兩個(gè)挖掘鏟，在收獲裝置作業(yè)過程中擬使挖掘鏟以一定的頻率擺動(dòng)前進(jìn)，即擺動(dòng)式挖掘。 為減少機(jī)構(gòu)尺寸，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，收獲裝置的分離部件擬附著在挖掘部件上，在作業(yè)時(shí)，通過挖掘部件的擺動(dòng)使分離機(jī)構(gòu)將花生與泥土分離。 總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 經(jīng)初步研究，暫設(shè)定總體裝配如圖 1所示，由拖拉機(jī)為動(dòng)力輸出，帶動(dòng)大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大皮帶輪帶動(dòng)小皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小皮帶輪軸上裝有偏心輪，偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，使振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)高頻率的振動(dòng)。 挖掘鏟的作用是 鏟斷花生主根、掘起秧土，并將掘起的土壤和花生秧果傳輸?shù)角逋裂b置上。本機(jī)挖掘鏟采用整體單鏟式平鏟，并在其后端設(shè)有碎土柵，以增加其破碎土功能，也是花生秧果從挖掘鏟升運(yùn)到振動(dòng)篩的銜接部件?；ㄉ斋@機(jī)的清土裝置目前主要有抖動(dòng)升運(yùn)鏈?zhǔn)胶驼駝?dòng)篩式兩種，振動(dòng)篩式結(jié)構(gòu)緊湊、 清土效果好 、傷果率低等特點(diǎn)，但較抖動(dòng)升運(yùn)鏈?zhǔn)秸w震動(dòng)較大。為防止作業(yè)時(shí)秧草纏繞設(shè)備和機(jī)器內(nèi)側(cè)挑鄰行花生秧蔓。設(shè)備兩側(cè)配有充氣式橡膠行走輪，行走輪直徑為 405mm，寬度為200mm。掘起的土壤和花生秧果進(jìn)入往復(fù)運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)篩，將花生和沙土不斷地向后振動(dòng)輸送，大部分沙土被振落至篩下，實(shí)現(xiàn)清土目的，花生秧果和少部分未去除的沙土隨后從振動(dòng)篩的側(cè)尾端被拋送到已收區(qū)，實(shí)現(xiàn)成條鋪放，待田間晾曬后再進(jìn)行揀拾作業(yè)。 本設(shè)計(jì)的振動(dòng)篩花生收獲機(jī)主要由挖掘鏟、振動(dòng)篩、行走輪、動(dòng)力傳動(dòng)裝置及機(jī)架等組成，并與功率為 12kw 左右的拖拉機(jī)配套使用，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)一次 完成多行花生收獲。 與現(xiàn)階段大多數(shù)農(nóng)戶擁有的小四輪拖拉機(jī)相適應(yīng)，具有適配動(dòng)力廣，投資少，收效快等特點(diǎn)。 3 花生收獲機(jī)的功率計(jì)算 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。 圖 2 挖掘鏟的結(jié)構(gòu)參數(shù) Structural parameters of mining shovels ． 1 入土角 α 計(jì)算 挖掘鏟入土角較小時(shí)，其入土性能差，鏟面上土壤后移速度較快，漏土較少；當(dāng)入土角較大時(shí)，入士性能好，但阻力增大，土壤后移速度減慢，易雍土 [16]。沿著挖掘鏟移動(dòng)的掘起物所需的力 ? R173。鏟面與上壤的摩擦力 ? G173。挖掘鏟的入上角 ? μ173。 簡(jiǎn)化（ 7）式得： P? Gtan(α+μ) 上式表明牽引阻力 P 與挖掘鏟的入土角 α為正切函數(shù)關(guān)系，在不同土質(zhì)中作業(yè)時(shí)，入土角的改變對(duì)阻力 P 的影響規(guī)律如圖 3173。當(dāng) φ 較小時(shí)，曲線變化 平緩，隨振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì)著 φ 增大，曲線變陡，說明入土角的改變對(duì)牽引阻力的影響，在重質(zhì)土壤中比在輕質(zhì)土壤中敏感，當(dāng)入土角 α較小時(shí)，牽引阻力 P 隨 α增長(zhǎng)較慢，當(dāng) α≥250 以后，牽引阻力急劇上升，因此，挖掘鏟的入土角應(yīng)取 α≤250 為宜。 入土長(zhǎng)度由圖 3173。挖掘深度。3 中曲線所示，入土部分長(zhǎng)度 L1隨入土角 α 的增大而減小，當(dāng) α 取較小值時(shí) L1會(huì)較長(zhǎng)，入土性能差且結(jié)構(gòu)不緊湊，一般取 α150 ，這里取 α= 25 0 。 過渡部分長(zhǎng)度 L2： 過渡部分 L2為土壤和花生向分離裝置輸送的必經(jīng)區(qū)段，土壤在這里將發(fā)生膨松、變形，并消耗動(dòng)能，過渡部分長(zhǎng)度 L2應(yīng)盡量短，以便土壤在鏟面上的后移速度未達(dá)零值之前，就被 送至分離裝置。設(shè)質(zhì)量為 m 的掘起物，在 L2區(qū)段的始點(diǎn) A 的速度為 VA，移到 B 點(diǎn)時(shí)的速度為 VB，掘起物由 A 點(diǎn)向上移動(dòng)到 B 點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能消耗等于克服重力、摩擦力所作的功，由能量守恒守律得到： 12mVA 12mVB = AG + AF （ 9） 式中， AG — 重力所作的功 , AG=mgL2 sinα AF — 摩擦力所作的功 , AF= mgL2μcosα 將 AG、 AF帶入（ 9）式得： L2 = 22AVV2g(sin cos )B? ? ??? （ 10） 式（ 10）表明，當(dāng)速度 VA 增大時(shí)， L2增加很快，有利于土壤上升和后移。當(dāng)入土角 α 取較大值時(shí)， L2應(yīng)減小。所以實(shí)際設(shè)計(jì)挖掘鏟時(shí)，為減少摩擦力，避免壅土，將挖掘鏟入土部分的一段和過渡部分設(shè)計(jì)為柵條式，以便于土壤順利后移，并使部分土壤分離 [17]。 鏟刃斜角 γ 計(jì)算 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。一般單行花生收獲機(jī)挖掘鏟的寬度不小于 400mm～ 600mm 可按下式計(jì)算： B1 = b + 3 ? b +2 c （ 12） 式 （ 12） 中 b— 花生分布平均寬度 (mm) ? b — 花生分布寬度標(biāo)準(zhǔn)差 (mm) c— 機(jī)器行駛偏差，可取 c=50～ 80mm。 在保證鏟刃的自動(dòng)清理和良好的入土性能及碎土能力的前提下，從理論上推導(dǎo)出挖掘鏟的入土角、鏟面長(zhǎng)度、鏟刃斜角、鏟面寬度的計(jì)算方法，為設(shè)計(jì)挖掘鏟提供了理論依據(jù)。 h=sinα?L=233mm ha = h－ H=233mm－ 120mm=113mm 所以確定鏟面離地表最高距離 h=233mm。小帶輪如圖 6 所示。ε)算出大帶輪直徑，并圓整成標(biāo)準(zhǔn)值， ε 取為 。 （ 5）確定中心距 a 及帶長(zhǎng) Ld 初定中心距 a0 ， 如果未規(guī)定中心距 ，則應(yīng)按下式 給出的范圍初選中心距 ： (d1+ d2) ? a0 ? 2(d1+ d2) ＜ a0 ＜ （ 17） 圖 6 小帶輪 The small pulley 圖 7 大帶輪 The big pulley 取 a0=500mm （ 6）確定帶長(zhǎng) Ld1 根據(jù) a0，先初算帶長(zhǎng) Ld1 ? 2a 0 + 2? (d1+ d2)+ ? ?2120d d4a? = (18) （ 7）確定中心距 a a? a0 + d d1 2LL? =542mm (19) 平行連桿機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)及行走輪的設(shè)定 振動(dòng)篩組由平行連桿機(jī)構(gòu)練接，振動(dòng)篩傾斜角（相對(duì)水平位置）為 ，使得在運(yùn)動(dòng)過程中振動(dòng)篩上的所收獲的花生有向下的加速度，保證收獲的花生可以順利脫土并滑落到滑板實(shí)現(xiàn)一側(cè)倒伏。設(shè)定振動(dòng)篩的振幅為 12mm，則根據(jù)實(shí)體圖得出連桿比例為 1： 10，所以偏心輪的偏心距為 。支架上設(shè)有空，可通過螺栓連接來調(diào)節(jié)高度。 圖 8 行走輪 The road wheel 軸的校核 軸在實(shí)際工作中，承受各種載荷。根據(jù)軸的失效形式，對(duì)軸的計(jì)算內(nèi)容通常為強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算和臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算。9 所示 考慮軸的剛度、強(qiáng)度、及耐摩性要求，并且考慮材料成本等問題，選擇了 45 鋼，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理， HBS 達(dá)到 217255，使查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定軸的直徑，軸的直徑為 30mm，軸上的鍵槽用于連接皮帶輪和凸輪，下面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。 軸承座的選用及壽命計(jì)算： 軸承座的選擇： 選擇深溝球軸承，型號(hào)為 6207，因?yàn)橹饕惺軓较蜉d荷，當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。 軸承座的壽命計(jì)算： 由設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得 6207 軸承的基 本額定動(dòng)載荷 Cr = 30500 N ，基本額定靜載荷 C0r = 20210 N 。 5 總體裝配 有上述計(jì)算最終得出，總體裝配由拖拉機(jī)為動(dòng)力輸出，輸出轉(zhuǎn)數(shù)為 n=414r/min， 以 1：1的傳動(dòng)比帶動(dòng)大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大皮帶輪于小皮帶輪以 1： 的傳動(dòng)比帶動(dòng)小皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小皮帶輪軸上裝有偏心輪，偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，使振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)高頻率的振動(dòng)。 振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率和振幅大小對(duì)設(shè)備的清土 效果、輸送順暢性以及機(jī)具震動(dòng)性、可靠性等影響很大。 6 總結(jié) 在本設(shè)計(jì)中，執(zhí)行工作的花生收獲機(jī)機(jī)架與拖拉機(jī)的連接是本文省略的一個(gè)重要部分。由于本人知識(shí)水平有限，且該部分非本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)部件，予以省略。推動(dòng)黨中央國(guó)務(wù)院建設(shè)“新農(nóng)村”的號(hào)召。對(duì)資料的應(yīng)用也不夠確切，對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的具體形狀、運(yùn)作方式、性能指標(biāo)也不能有一個(gè)準(zhǔn)確的定位。 7 結(jié)束語 本文通過對(duì)花生的 產(chǎn)量，及對(duì)國(guó)內(nèi)花生收獲機(jī)的情況分析，通過運(yùn)算得出各組件的參數(shù)，設(shè)計(jì)出了包括可調(diào)節(jié)行走輪、振動(dòng)篩、可調(diào)節(jié)高度的挖掘鏟、傳動(dòng)輸出組件等。 設(shè)計(jì)成功的振動(dòng)篩式花生收獲機(jī)適用于花生分段收獲作業(yè)模式，可完成花生挖掘、清土、鋪放功能，本機(jī)用于花生收獲，節(jié)省工時(shí)，減緩農(nóng)村勞力不足，降低收獲作業(yè)成本。 [5] 尚書旗 .劉曙光 .王方艷等，花生生產(chǎn)機(jī)械的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展分析 [J],農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2021： 1924. [6] 魏崢 .三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)173。在設(shè)計(jì)過程中，我翻閱了很多與我課題相關(guān)的資料，同時(shí)將以前所學(xué)的有直接聯(lián)系的相關(guān)專業(yè)科目認(rèn)真的溫習(xí)了一遍，豐富了許多理論方面的知識(shí)。 本次設(shè)計(jì)的過程中得到了許多同學(xué)和老師的幫忙，在此向你們表示感謝。謝謝你一直對(duì)我的指導(dǎo)和耐心講解。同時(shí)，也感謝各位答辯組的老師的悉心指導(dǎo)和批