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溫室韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) 一 課題研究的意義 我國吃韭菜有著悠久的歷史 好多菜肴都有韭菜 可見我國人民對韭菜的 熱愛之深 隨著科技的進(jìn)步 各種糧食蔬菜都大面積種植 源自于有著機(jī)械收 割裝置 限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因素就是在于機(jī)械化問題 我國勞動人 民在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中對收割工具有許多發(fā)明創(chuàng)造 據(jù)古書記載在三千五百年 前已經(jīng)發(fā)明了鐮刀 在十三世紀(jì)中葉創(chuàng)造了推鐮等高效工具 但這些成就在長 期的封建和半封建 半殖民地的社會中得不到應(yīng)有的發(fā)展和重視 當(dāng)韭菜種植面積大時(shí)靠人們用鐮刀收割 效率太低 在收割時(shí)菜農(nóng)一直蹲 著非常累 而且如果大面積種植 收割的勞動力比較少 而且工價(jià)很高 又加 大了韭菜的做種植成本 相應(yīng)的單位面積的效益也隨之降低了 隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和設(shè)施栽培的迅速發(fā)展 韭菜的種植面積逐年增加 在面積上已經(jīng)由過去的占蔬菜面積的 2 3 發(fā)展到現(xiàn)在的 5 6 一畝地一年畝 產(chǎn)韭菜 3000 斤 一斤一塊錢 除去成本和人力一畝地可以獲取 1500 塊錢 收 割韭菜一斤一毛錢 要損失 300 元錢 況且農(nóng)村這樣的工人也很難找 大面積 種植時(shí) 人工收割成本會很高 如果有一臺機(jī)器來代替這樣的工作 不但可以 減少菜農(nóng)成本 還可以推廣大面積種植 可見現(xiàn)在研制一臺韭菜收割機(jī)器十分 重要 二 現(xiàn)狀及分析 2 1 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及存在的問題 2 1 1 國外溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 隨著科技的發(fā)展 農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展 國外對于韭菜收割機(jī)的研制也有著 比較先進(jìn)的成果 在 20 世紀(jì)九十年代已經(jīng)取得了一定的成果 經(jīng)過數(shù)十年的發(fā) 展 現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)日趨成熟 國外的韭菜收割機(jī)主要是韓國為主 現(xiàn)階段已經(jīng) 能夠大大的減少勞動力 為菜農(nóng)提供很好地效益 2 1 2 國內(nèi)溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國現(xiàn)階段主要是引進(jìn)國外的韭菜收割機(jī) 并且在其基礎(chǔ)上進(jìn)行自主研發(fā) 進(jìn)行改進(jìn) 目前我國已經(jīng)能夠研制出自己的韭菜收割機(jī)并且可以投入使用 在 節(jié)省人力的同時(shí)也存在著技術(shù)的問題 只是能夠?qū)虏诉M(jìn)行割倒 清洗 打捆 但是由于技術(shù) 經(jīng)濟(jì)的問題 并未能夠在全國范圍內(nèi)進(jìn)行廣泛的推廣和使用 我國正在處于溫室韭菜收割機(jī)械化的發(fā)展初期 溫室韭菜收割機(jī)在全國范 圍內(nèi)的使用率不高 發(fā)展溫室韭菜收割機(jī)即節(jié)省了勞動力 又提高了生產(chǎn)率和 經(jīng)濟(jì)效益 有著極為廣闊的市場和應(yīng)用前景 溫室韭菜收割機(jī)是我國目前市場 的需求而自主研制開發(fā)的普及產(chǎn)品 是用于韭菜收割的專業(yè)設(shè)備 該機(jī)可實(shí)現(xiàn) 韭菜的收割 打捆于一體 具有結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 節(jié)省人力等特點(diǎn) 溫室 韭菜收割機(jī)在以后的發(fā)展將是一片光明 近幾年來 我國有些企業(yè)在自主研發(fā)以及引進(jìn)外國的先進(jìn)的設(shè)備來滿足農(nóng) 戶的要求 各種的韭菜收割機(jī)已經(jīng)相繼投入使用 為農(nóng)戶帶去了方便 2 1 3 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)存在的問題 我國溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展比較緩慢 在生產(chǎn)應(yīng)用上存在以下幾個(gè)較為突出的 問題 因而難以推廣應(yīng)用 1 韭菜的行距 根據(jù)韭菜收割機(jī)的不同 對韭菜的行距要求也有不同 菜 農(nóng)不根據(jù)收割機(jī)在確定適合的行距對收割帶來了不便 2 傷根損葉 由于韭菜多年生長 一年收割 3 5 次的特殊性 因此要求不 能傷根損葉 所以溫室韭菜收割機(jī)在操作的情況下對后續(xù)的生長有一定 的影響 3 收割不齊 在收割的情況下 由于割刀的問題 導(dǎo)致進(jìn)入收獲筐中落入 散亂 對后續(xù)的打捆造成不便 4 通用性差 一般的韭菜收割機(jī)只能用于韭菜的收割不能通過改變零部件 來實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用 鑒于以上問題 沒有能夠在生活中進(jìn)行廣泛的使用 隨著技術(shù)的提高這些 問題會在以后慢慢解決 并且能夠占據(jù)一定的市場 2 2 研究的內(nèi)容和方法 根據(jù)我國溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題以及未來韭菜收割機(jī)的 要求 設(shè)計(jì)溫室韭菜收割機(jī) 溫室韭菜收割機(jī)主要有收割裝置 傳送裝置 動 力裝置以及打捆裝置來實(shí)現(xiàn)韭菜的收割打捆 先確定韭菜的行距 而后在原有的韭菜收割機(jī)的基礎(chǔ)上 根據(jù)其原理 結(jié) 構(gòu)來設(shè)計(jì)新型的溫室韭菜收割機(jī) 來滿足菜農(nóng)的要求 2 3 預(yù)期目標(biāo) 1 整機(jī)操作方便 結(jié)構(gòu)簡單 通用性好 使用壽命長 2 在溫室中便于操作 效率高 能夠很好地對韭菜就行收割并且打捆 人工勞動量少 同時(shí)動力消耗上要盡量少 3 制造價(jià)格便宜 容易普及 能滿足家庭使用的要求 三 重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 在現(xiàn)有的韭菜收割機(jī)的基礎(chǔ)上 進(jìn)行改進(jìn)利用刀具進(jìn)行收割傳送裝置及打 捆裝置實(shí)現(xiàn)韭菜的收割打捆以及傳送 從而實(shí)現(xiàn)溫室韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) 1 選擇合適動力傳遞方式 設(shè)計(jì)工作裝置和傳動裝置 2 運(yùn)用Auto CAD軟件 繪制二維零件圖和裝配圖 3 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模 四 工作條件及解決方法 塔里木大學(xué)位于南疆中心位置 校內(nèi)有農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 小工廠等實(shí) 驗(yàn)基地 為項(xiàng)目開展提供了場地和基本條件 校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境 機(jī)械 電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和機(jī)械加工制造設(shè)備 并且?guī)熧Y力量雄厚 完全可以滿足溫室韭菜收割的條件 五 工作方案及進(jìn)度 第 1 2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn) 撰寫開題報(bào)告 第 3 4 周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的谷物和蔬菜收獲機(jī)械 確定溫室韭菜收割機(jī) 的總體設(shè)計(jì)方案 繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖 第 5 6 周 根據(jù)工作要求 計(jì)算并查閱相關(guān)手冊 選擇和設(shè)計(jì)各零部件 第 7 9 周 運(yùn)用 AutoCAD 軟件 繪制二維零件圖和裝配圖 第 10 11 周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動 仿真 第 12 周 從工藝性能 經(jīng)濟(jì)性能 實(shí)用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價(jià) 校核 修正 第 13 周 完成設(shè)計(jì)說明書 第 14 周 整理材料 準(zhǔn)備答辯 參考文獻(xiàn) 1 馬建國 程佳衛(wèi) 姚運(yùn)萍 鐮刀型韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) 機(jī)械制造 2015 2 孫朋朋 設(shè)施韭菜全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)探索與推廣 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2014 3 靳言嶺 一種韭菜收割機(jī) 山東省德州市樂陵市李民農(nóng)資有限公司 2014 12 17 4 王俊超 韭菜收種實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化 農(nóng)業(yè)知識 2014 5 奚方 雙刀韭菜收割機(jī) 2013 05 15 6 郭志東 郭春瑤 剪刀式韭菜收割機(jī) 2013 11 13 7 龔明明 張雪琴 一種新型半自動打捆機(jī)的設(shè)計(jì) 2012 06 19 韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué) 生：劉豪指導(dǎo)老師：范修文目錄l研究目的和意義l韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀l國內(nèi)外韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀l國內(nèi)外溫室收割機(jī)存在的問題l本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問題及解決思路l完成本課題需要的工作條件及解決的辦法l工作方案及進(jìn)度計(jì)劃l參考文獻(xiàn)1研究目的和意義 我國韭菜的歷史非常的悠久，隨著科技的進(jìn)步，各種糧食蔬菜都大面積種植，源自于有著機(jī)械收割裝置，限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因素就是在于機(jī)械化問題。當(dāng)韭菜種植面積大時(shí)靠人們用人工進(jìn)行收割，效率太低。而且如果大面積種植時(shí)，收割的勞動力比較少，而且工價(jià)很高，又加大了韭菜的種植成本，相應(yīng)的單位面積的效益也隨之降低了。隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，韭菜的種植面積在逐年增加，如果有一臺機(jī)器來代替這樣的工作，不但可以減少菜農(nóng)成本，還可以推廣大面積種植?？梢娋虏耸崭顧C(jī)的重要。二、國內(nèi)外韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1、國外現(xiàn)狀 隨著科技的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，國外對于韭菜收割機(jī)的研制也有著比較先進(jìn)的成果。在20世紀(jì)九十年代已經(jīng)取得了一定的成果，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。國外的韭菜收割機(jī)主要是韓國為主，現(xiàn)階段已經(jīng)能夠大大的減少勞動力，為菜農(nóng)提供很好地效益。2、國內(nèi)現(xiàn)狀 我國現(xiàn)階段主要是引進(jìn)國外的韭菜收割機(jī)，并且在其基礎(chǔ)上進(jìn)行自主研發(fā)進(jìn)行改進(jìn)，目前我國已經(jīng)能夠研制出自己的韭菜收割機(jī)并且可以投入使用。我國正在處于溫室韭菜收割機(jī)械化的發(fā)展初期，溫室韭菜收割機(jī)在全國范圍內(nèi)的使用率不高，發(fā)展溫室韭菜收割機(jī)即節(jié)省了勞動力，又提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，有著極為廣闊的市場和應(yīng)用前景。溫室韭菜收割機(jī)是我國目前市場的需求而自主研制開發(fā)的普及產(chǎn)品，是用于韭菜收割的專業(yè)設(shè)備，該機(jī)可實(shí)現(xiàn)韭菜的收割、打捆于一體，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、節(jié)省人力等特點(diǎn)。溫室韭菜收割機(jī)在以后的發(fā)展將是一片光明。近幾年來，我國有些企業(yè)在自主研發(fā)以及引進(jìn)外國的先進(jìn)的設(shè)備來滿足農(nóng)戶的要求。各種的韭菜收割機(jī)已經(jīng)相繼投入使用，為農(nóng)戶帶去了方便。三、國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)存在的問題 我國溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展比較緩慢，在生產(chǎn)應(yīng)用上存在以下幾個(gè)較為突出的問題，因而難以推廣應(yīng)用。（?。┚虏说男芯唷８鶕?jù)韭菜收割機(jī)的不同，對韭菜的行距要求也有不同。菜農(nóng)不根據(jù)收割機(jī)在確定適合的行距對收割帶來了不便。（2）傷根損葉。由于韭菜多年生長、一年收割3-5次的特殊性，因此要求不能傷根損葉，所以溫室韭菜收割機(jī)在操作的情況下對后續(xù)的生長有一定的影響。（3）收割不齊。在收割的情況下，由于割刀的問題，導(dǎo)致進(jìn)入收獲筐中落入散亂，對后續(xù)的打捆造成不便。（4）通用性差。一般的韭菜收割機(jī)只能用于韭菜的收割不能通過改變零部件來實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。鑒于以上問題，沒有能夠在生活中進(jìn)行廣泛的使用，隨著技術(shù)的提高這些問題會在以后慢慢解決，并且能夠占據(jù)一定的市場。四、課題研究的內(nèi)容和方法 根據(jù)我國溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題以及未來韭菜收割機(jī)的要求，設(shè)計(jì)溫室韭菜收割機(jī)。溫室韭菜收割機(jī)主要有收割裝置、傳送裝置、動力裝置以及打捆裝置來實(shí)現(xiàn)韭菜的收割打捆。先確定韭菜的行距，而后在原有的韭菜收割機(jī)的基礎(chǔ)上，根據(jù)其原理、結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)新型的溫室韭菜收割機(jī)，來滿足菜農(nóng)的要求?，F(xiàn)有的韭菜收割機(jī)五、預(yù)期目標(biāo)（1）整機(jī)操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，使用壽命長。（2）在溫室中便于操作，效率高，能夠很好地對韭菜就行收割并且打捆，人工勞動量少，同時(shí)動力消耗上要盡量少。（3）制造價(jià)格便宜，容易普及，能滿足家庭使用的要求。六、完成本課題需要解決的辦法 在現(xiàn)有的韭菜收割機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改進(jìn)利用刀具進(jìn)行收割傳送裝置及打捆裝置實(shí)現(xiàn)韭菜的收割打捆以及傳送，從而實(shí)現(xiàn)溫室韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)。主要解決的是刀具的調(diào)節(jié)問題、切割后的傳送裝置、如何在收割后實(shí)現(xiàn)即時(shí)打捆的問題，以及最后的接收的問題。（1）選擇合適動力傳遞方式，設(shè)計(jì)工作裝置和傳動裝置。（2）運(yùn)用Auto CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。（3）運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模。七、工作方案及進(jìn)度計(jì)劃工作方案：第12周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。第34周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的谷物和蔬菜收獲機(jī)械，確定溫室韭菜收割機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。第56周 根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。第79周 運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。第1011周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動仿真。第12周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價(jià)、校核、修正。第13周 完成設(shè)計(jì)說明書。第14周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。八、參考文獻(xiàn)1馬建國，程佳衛(wèi)，姚運(yùn)萍；鐮刀型韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)；機(jī)械制造；2015；2孫朋朋；設(shè)施韭菜全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)探索與推廣；安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)；2014；3靳言嶺；一種韭菜收割機(jī)；山東省德州市樂陵市李民農(nóng)資有限公司；2014.12.17；4王俊超；韭菜收種實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化；農(nóng)業(yè)知識；2014；5奚方；雙刀韭菜收割機(jī)；2013.05.15；6郭志東，郭春瑤；剪刀式韭菜收割機(jī)；2013.11.13；7龔明明，張雪琴；一種新型半自動打捆機(jī)的設(shè)計(jì)；2012.06.19；塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 任務(wù)書 學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級 農(nóng)機(jī) 16 4 學(xué)生姓名 劉豪 學(xué)號 8031212423 課題名稱 溫室韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) 起止時(shí)間 2015年 10月 15日 2016 年 05月 28日 共 14 周 指導(dǎo)教師 范修文 職稱 講師 課題內(nèi)容 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的谷物和蔬菜收獲機(jī)械 設(shè)計(jì)溫室韭菜收割機(jī) 要求結(jié)構(gòu)簡單 安全性高 采收效果好 操作方便 適應(yīng)性強(qiáng) 具體要求如下 1 選擇合適動力傳遞方式 設(shè)計(jì)工作裝置和傳動裝置 2 繪制二維裝配圖和零件圖 3 要求利用 Solidworks繪制三維圖 擬定工作進(jìn)度 以周為單位 第 1 2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn) 撰寫開題報(bào)告 第 3 4 周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的谷物和蔬菜收獲機(jī)械 確定溫室韭菜收割機(jī)的總體設(shè) 計(jì)方案 繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖 第 5 6 周 根據(jù)工作要求 計(jì)算并查閱相關(guān)手冊 選擇和設(shè)計(jì)各零部件 第 7 9 周 運(yùn)用 AutoCAD軟件 繪制二維零件圖和裝配圖 第 10 11 周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動仿真 第 12周 從工藝性能 經(jīng)濟(jì)性能 實(shí)用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價(jià) 校核 修 正 第 13周 完成設(shè)計(jì)說明書 第 14周 整理材料 準(zhǔn)備答辯 主要參考文獻(xiàn) 1 馬建國 程佳衛(wèi) 姚運(yùn)萍 鐮刀型韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) J 機(jī)械制造 2015 8 56 58 2 孫朋朋 設(shè)施韭菜全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)探索與推廣 J 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2014 78 108 3 吳聚紅 李向前 淺析我國韭菜的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 J 農(nóng)業(yè)科技通訊 2006 9 10 11 4 王俊超 韭菜收種實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化 J 農(nóng)業(yè)知識 2014 32 37 5 奚方 雙刀韭菜收割機(jī) J 農(nóng)業(yè)知識 2013 13 106 109 6 郭志東 郭春瑤 剪刀式韭菜收割機(jī) J 2013 12 78 7 龔明明 張雪琴 一種新型半自動打捆機(jī)的設(shè)計(jì) P 201236960252 5 2012 06 19 8 時(shí)勝德 小型半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)研究 J 廣西大學(xué) 2005 35 78 79 9 胡志清 微型水稻設(shè)計(jì)與關(guān)鍵部件的研究 J 中南林業(yè)科技大學(xué) 2013 68 102 任務(wù)下達(dá)人 簽字 同意按此計(jì)劃進(jìn)行設(shè)計(jì) 年 月 日 任務(wù)接受人意見 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注 1 此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫 任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師 2 此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人 3 此任務(wù)書一式三份 一份留學(xué)院存檔 一份學(xué)生本人留存 一份指導(dǎo)教 師留存 溫室韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉 豪 學(xué) 號 8031212423 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 班 級 16 4 指導(dǎo)老師 范修文 日 期 2016 05 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 前 言 我國吃韭菜有著悠久的歷史 好多菜肴都有韭菜 可見我國人民對韭菜的熱愛之深 隨著科技 的進(jìn)步 各種糧食蔬菜都大面積種植 源自于有著機(jī)械收割裝置 限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因 素就是在于機(jī)械化問題 我國勞動人民在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中對收割工具有許多發(fā)明創(chuàng)造 據(jù)古書記 載在三千五百年前已經(jīng)發(fā)明了鐮刀 在十三世紀(jì)中葉創(chuàng)造了推鐮等高效工具 但這些成就在長期的 封建和半封建 半殖民地的社會中得不到應(yīng)有的發(fā)展和重視 當(dāng)韭菜種植面積大時(shí)靠人們用鐮刀收割 效率太低 在收割時(shí)菜農(nóng)一直蹲著非常累 而且如果 大面積種植 收割的勞動力比較少 而且工價(jià)很高 又加大了韭菜的做種植成本 相應(yīng)的單位面積 的效益也隨之降低了 韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)過程從對韭菜收割的機(jī)械化轉(zhuǎn)換 總結(jié)普通農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)動模式和功能實(shí)現(xiàn) 到具體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)思和分析計(jì)算 產(chǎn)品模型的建立 工程分析和設(shè)計(jì)制造 一步一步完整走過 讓整個(gè)設(shè)計(jì)路程圓滿而成果豐碩 其中 數(shù)字化的設(shè)計(jì)方法和基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)讓設(shè)計(jì)過 程高速而有效 對這個(gè)設(shè)計(jì)過程起到了關(guān)鍵性的作用 韭菜收割機(jī)是在對常用的農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行了初步探索下進(jìn)行的 對農(nóng)機(jī)的普遍機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入研 究 并從中提取出農(nóng)業(yè)機(jī)械通用的結(jié)構(gòu)和使用的設(shè)計(jì) 將其精華注入到這款韭菜收割機(jī)中 力求使 這款韭菜收割機(jī)能更加實(shí)用 更加合理 以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)實(shí)踐上的經(jīng)驗(yàn)不足 在設(shè)計(jì)過程中 我們對部 分機(jī)構(gòu)進(jìn)行了功能實(shí)現(xiàn)性的設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)分析和理論設(shè)計(jì)計(jì)算 從割刀的設(shè)計(jì) 皮帶鏈條的設(shè)計(jì) 選用 多方面設(shè)計(jì)研究讓收割機(jī)模型更加合理 關(guān)鍵詞 收割機(jī) 溫室韭菜 往復(fù)式割刀 設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 1 緒論 1 1 1 課題研究的意義 1 1 2 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 3 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)存在的問題 2 1 4 研究的內(nèi)容和方法 2 1 5 預(yù)期目標(biāo) 2 1 6 重點(diǎn)研究問題的關(guān)鍵及解決思路 3 1 7 工作條件及解決方法 3 2 溫室韭菜收割機(jī)的總體設(shè)計(jì) 3 2 1 收割的典型方法及收割方案的選擇 3 2 2 溫室韭菜收割機(jī)的結(jié)構(gòu) 3 3 撥禾機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5 3 1 撥禾輪的位置調(diào)整 5 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 撥禾輪的轉(zhuǎn)速 5 3 3 撥禾輪的直徑 6 4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6 4 1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的簡單設(shè)計(jì) 6 4 2 割刀在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)下的運(yùn)動分析 7 5 往復(fù)式切割器的切割性能參數(shù)的分析 8 5 1 切割速度分析 8 5 2 切割平均速度 9 5 3 切割功率的計(jì)算 9 6 傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇 10 7 軸的校核 11 總結(jié) 13 致謝 14 參考文獻(xiàn) 15 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1 1 課題研究的意義 我國吃韭菜有著悠久的歷史 好多菜肴都有韭菜 可見我國人民對韭菜的熱愛之深 隨著科技 的進(jìn)步 各種糧食蔬菜都大面積種植 源自于有著機(jī)械收割裝置 限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因 素就是在于機(jī)械化問題 我國勞動人民在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中對收割工具有許多發(fā)明創(chuàng)造 據(jù)古書記 載在三千五百年前已經(jīng)發(fā)明了鐮刀 在十三世紀(jì)中葉創(chuàng)造了推鐮等高效工具 但這些成就在長期的 封建和半封建 半殖民地的社會中得不到應(yīng)有的發(fā)展和重視 當(dāng)韭菜種植面積大時(shí)靠人們用鐮刀收割 效率太低 在收割時(shí)菜農(nóng)一直蹲著非常累 而且如果 大面積種植 收割的勞動力比較少 而且工價(jià)很高 又加大了韭菜的做種植成本 相應(yīng)的單位面積 的效益也隨之降低了 隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和設(shè)施栽培的迅速發(fā)展 韭菜的種植面積逐年增加 在面積上已經(jīng)由過去 的占蔬菜面積的 2 3 發(fā)展到現(xiàn)在的 5 6 一畝地一年畝產(chǎn)韭菜 3000 斤 一斤一塊錢 除去成本 和人力一畝地可以獲取 1500 塊錢 收割韭菜一斤一毛錢 要損失 300 元錢 況且農(nóng)村這樣的工人 也很難找 大面積種植時(shí) 人工收割成本會很高 如果有一臺機(jī)器來代替這樣的工作 不但可以減 少菜農(nóng)成本 還可以推廣大面積種植 可見現(xiàn)在研制一臺韭菜收割機(jī)器十分重要 1 2 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 2 1 國外溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著科技的發(fā)展 農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展 國外對于韭菜收割機(jī)的研制也有著比較先進(jìn)的成果 在 二十世紀(jì)九十年代已經(jīng)取得了一定的成果 經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展 現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)日趨成熟 國外的韭 菜收割機(jī)主要是韓國為主 現(xiàn)階段已經(jīng)能夠大大的減少勞動力 為菜農(nóng)提供很好地效益 國外的韭菜收割機(jī)類型較多 收割的通用性比較強(qiáng) 相對來說比較成熟 國外的韭菜收割機(jī)可 以很好地實(shí)現(xiàn)韭菜的收割 并且有些收割機(jī)還可以很好地實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的效果 韭菜收割機(jī)的效率 較高并且在實(shí)現(xiàn)很好地收割的前提下并且能夠?qū)崿F(xiàn)不傷根莖 能夠很好地實(shí)現(xiàn)韭菜的再生長 可以 很好的保證菜農(nóng)的利益 1 2 2 國內(nèi)韭菜收割機(jī)的現(xiàn)狀 我國現(xiàn)階段也有自己的韭菜收割機(jī) 但是現(xiàn)階段我國還是以引進(jìn)國外的韭菜收割機(jī)為主 并在 其基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和研發(fā) 我國已經(jīng)能夠研發(fā)出自己的韭菜收割機(jī)并且投入使用 但是在節(jié)省人力 物力的同時(shí)也存在著技術(shù)的問題 只是能夠?qū)虏诉M(jìn)行割倒 清洗 打捆 由于技術(shù) 經(jīng)濟(jì)的問題 并未能夠完全在全國范圍內(nèi)進(jìn)行廣泛的推廣和使用 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 我國現(xiàn)在正在處于韭菜收割機(jī)的發(fā)展初期 現(xiàn)在有許多的菜農(nóng)還是一直在使用人工收割和小型 的割刀進(jìn)行收割 并沒有多少在使用自走式的韭菜收割機(jī) 溫室韭菜收割機(jī)在全國范圍內(nèi)的使用率 并不高 發(fā)展溫室韭菜收割機(jī)即節(jié)省了勞動力 有提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益 有著極為廣闊的市場 和應(yīng)用前景 溫室韭菜收割機(jī)是我國目前市場的需求而自主研制開發(fā)的普及產(chǎn)品 是用于韭菜收割 的專業(yè)設(shè)備 該機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)韭菜的收割和接收為一體 具有結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 節(jié)省人力等特 點(diǎn) 溫室韭菜收割機(jī)在我國今后的發(fā)展將是一片光明 近幾年來 我國有些企業(yè)在自主研發(fā)以及引進(jìn)外國的先進(jìn)設(shè)備來滿足農(nóng)戶的需求以及廣大市場 的需求 各種韭菜收割機(jī)已經(jīng)相繼投入使用 為農(nóng)戶帶去了方便 1 3 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)存在的問題 我國研究韭菜收割機(jī)的起步比較晚發(fā)展比較緩慢 和發(fā)達(dá)國家相比來說只能望其項(xiàng)背 但是韭 菜收割機(jī)在實(shí)際的生產(chǎn)和使用的過程中仍然存在著一些如下較為突出額問題 因此 難以大范圍的 推廣和使用 1 韭菜的行距 根據(jù)韭菜收割機(jī)的行距不同 對韭菜的行距也有一定的要求 菜農(nóng)不根據(jù) 收割機(jī)來確定其行距則對韭菜的收割帶來了很大的不便 2 傷根損葉 韭菜與其他作物有所不同 由于韭菜多年生長 一年收割 3 5 次的特殊性 因此要求不能夠傷根損葉 所以溫室韭菜收割機(jī)在操作的情況下對后續(xù)的生長有一定的影響 因此 對韭菜的收割有很高的要求 3 收割不齊 在收割的時(shí)候由于割刀以及傳送的問題 導(dǎo)致進(jìn)入收獲筐的時(shí)候落入散亂 對后續(xù)的打捆造成了不便 4 通用性差 一般的韭菜收割機(jī)只能用于韭菜的收割 而不能通過改變零部件來實(shí)現(xiàn)一機(jī) 多用 5 機(jī)具性能不穩(wěn)定 適應(yīng)性不高 當(dāng)韭菜的行距以及收割高度不一定的時(shí)候 對于韭菜的 收割同樣會帶來有些想不到的問題 6 作業(yè)成本偏高效率差 現(xiàn)在韭菜收割機(jī)處于發(fā)展初期 較好的韭菜收割機(jī)的費(fèi)用不菲 對于菜農(nóng)來說 實(shí)用性和成本高低成為了菜農(nóng)首先考慮的問題 因?yàn)橥ㄓ眯圆缓?不能實(shí)現(xiàn)一機(jī)多 用 導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備利用率低 所以收割韭菜的成本也會隨之增加 從而國內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)韭菜收割機(jī)全面推廣和使用還有一定的距離 隨著技術(shù)的提高這些問題將會 在以后慢慢解決 并且能夠占據(jù)一定的市場 1 4 研究的內(nèi)容和方法 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 根據(jù)我國溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展和存在的問題以及未來韭菜收割機(jī)的要求設(shè)計(jì)韭菜收割機(jī) 溫 室韭菜收割機(jī)主要有動力輸入裝置 切割裝置 傳送裝置 微乳裝置 接收裝置組成 其中 動力 行走裝置是通過小型柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動 并且切割裝置通過小型電機(jī)來實(shí)現(xiàn)并且通過曲柄連桿裝置來 實(shí)現(xiàn)切割 通過傳送裝置來實(shí)現(xiàn)接收 從而達(dá)到收割韭菜的目的 先確定我國已有的韭菜收割機(jī)的類型 根據(jù)已有的韭菜收割機(jī)的原理及結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)新型的韭菜 收割機(jī) 使其產(chǎn)品能夠更加適應(yīng)小型企業(yè)的以及菜農(nóng)的要求 主要保證機(jī)械功能的穩(wěn)定性 保證切 割性好 韭菜的完整性好 避免損根傷葉問題的出現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn) 1 5 預(yù)期目標(biāo) 1 整機(jī)操作方便 結(jié)構(gòu)簡單 通用性好 使用壽命長 2 在溫室中便于操作 效率高 能夠很好地對韭菜進(jìn)行收割 人工勞動量少 同時(shí)動力消 耗上要盡量少 3 制造價(jià)格便宜 容易普及 能夠滿足普通家庭農(nóng)戶的需求 1 6 重點(diǎn)研究問題的關(guān)鍵及解決思路 在現(xiàn)有的韭菜收割機(jī)的基礎(chǔ)上 進(jìn)行利用刀具進(jìn)行收割傳送裝置 實(shí)現(xiàn)韭菜的收割 從而實(shí)現(xiàn) 韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) 1 選擇合適動力傳遞方式 設(shè)計(jì)工作裝置和傳動裝置 2 運(yùn)用 AutoCAD 軟件 繪制二維零件圖和裝配圖 3 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模 1 7 工作條件及解決方法 塔里木大學(xué)位于南疆中心位置 校內(nèi)有農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 小工廠等實(shí)驗(yàn)基地 為項(xiàng)目開展 提供了場地和基本條件 校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境 機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和機(jī) 械加工制造設(shè)備 并且?guī)熧Y力量雄厚 完全可以滿足溫室韭菜收割的條件 2 溫室韭菜收割機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2 1 收割的典型方法及收割方案的選擇 2 1 1 收割的幾種典型方法 目前開發(fā)出來的絕大部分設(shè)備都是采用機(jī)械式來進(jìn)行收割 常見的機(jī)械式收割方式如下 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 1 往復(fù)式韭菜收割 其割刀作往復(fù)運(yùn)動 結(jié)構(gòu)簡單 適應(yīng)性較廣 目前在谷物收割機(jī) 牧 草收割機(jī) 谷物聯(lián)合收獲機(jī)和玉米收獲機(jī)上采用較多 它能適應(yīng)一般或較高作業(yè)速度的要求 工作 質(zhì)量較好 但其往復(fù)慣性力較大 震動較大 切割時(shí) 莖稈有傾斜和晃動 因而對莖稈堅(jiān)硬 易于 落粒的作物易產(chǎn)生落粒損失 粗莖稈作物 由于切割時(shí)間長和莖稈多次切割現(xiàn)象 則會出現(xiàn)割茬不 夠整齊 對于韭菜收割來說 比較適宜 2 圓盤式韭菜切割 圓盤式切割器在水平面內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動 因而運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn) 震動較小 該切割器的割刀圓周速度較大 其切割能力較強(qiáng) 切割時(shí)靠莖稈本身的剛度和慣性支撐 目前在牧 草收割機(jī)和甘蔗收割機(jī)上采用較多 在小型水稻收割機(jī)和小型韭菜收割機(jī)上也有采用 2 1 2 收割方案的選擇 為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提出兩個(gè)方案可供選用 方案一 利用往復(fù)式割刀來進(jìn)行收割 其結(jié)構(gòu)簡單 容易設(shè)計(jì) 便于制造 性價(jià)比也比較高 只需要通過一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn) 方案二 采用圓盤式割刀進(jìn)行其結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜 設(shè)計(jì)比較困難 適合莖稈比較粗壯的作物 加工工藝要求比較高 經(jīng)過方案的比較和選擇 在設(shè)計(jì)要求內(nèi)方案一能夠滿足設(shè)計(jì)的要求條件 方案一比方案二性價(jià) 比高 且容易實(shí)現(xiàn) 所以選擇方案一的割刀收割方案 2 2 溫室韭菜收割機(jī)的結(jié)構(gòu) 溫室韭菜收割機(jī)的結(jié)構(gòu)主要有分禾器 撥禾輪 割刀 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 傳送滾 傳送帶 電機(jī) 機(jī)架等結(jié)構(gòu)組成 如圖 2 1 所示 在確定好行距之后 在發(fā)動機(jī)的驅(qū)動下經(jīng)過減速器來實(shí)現(xiàn)韭菜收 割機(jī)的驅(qū)動 在進(jìn)地之后 在分禾器的作用下實(shí)現(xiàn)單行的韭菜的喂入 進(jìn)而經(jīng)過撥禾輪來進(jìn)行韭菜 的扶正 通過與機(jī)架垂直的兩個(gè)傳送滾進(jìn)行韭菜的扶正并且夾緊 往復(fù)式割刀在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的作 用下實(shí)現(xiàn)動割刀的往復(fù)運(yùn)動進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)韭菜的切割 在韭菜隔斷之后直接通過傳送帶傳送至后面 的接收器內(nèi) 從而完成了韭菜的收割 傳送帶的傳動是傳送電機(jī)來帶動的 通過齒輪來連接兩個(gè)傳 送滾的反向轉(zhuǎn)動 傳送帶的主動傳送滾帶動從動傳送滾的運(yùn)動再通過皮帶和齒輪的連接來實(shí)現(xiàn)撥禾 輪的轉(zhuǎn)動 在整個(gè)韭菜收割的過程中主要機(jī)構(gòu)是傳送裝置和割刀裝置 在這兩個(gè)裝置的配合使用下 使得整個(gè)過程變得簡單 此次韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的作用 根據(jù)不同作物的要求 要求收割時(shí)的割茬也會不一樣 韭菜的收割割茬一般在 1cm 左右 而其他作物的割茬顯然不同 所以可以通過調(diào)整前輪的高度來調(diào)節(jié)不同作物割茬的要求 對于不同的作物來實(shí)現(xiàn)不同的割茬要求 較好的解決了收割機(jī)都不同作物的適應(yīng)性 生產(chǎn)效率高 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 1 分禾器 2 撥禾輪 3 支撐前輪 4 傳送帶 5 傳送帶電機(jī) 6 傳送滾筒 7 接收筐 8 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 9 驅(qū)動輪 圖 2 1 溫室韭菜收割機(jī)結(jié)構(gòu)圖 3 撥禾機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 撥禾輪的設(shè)計(jì)是韭菜收割的開始 撥禾輪的使用可以收割直立和一般倒伏的作物 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 3 1 撥禾輪 撥禾輪的運(yùn)動軌跡的形狀 決定于撥禾輪的圓周速度 Vy 與機(jī)器前進(jìn)的速度 Vm 的比值 為 撥禾速度比 只有當(dāng) 1 時(shí) 才有可能將作物莖干引向割刀配合切割 并在割斷后繼續(xù)的向后推 送莖桿 一面在割刀上發(fā)生堆積和堵塞 1 時(shí) 撥禾輪的工作情況才是正常的 撥禾輪的工作 過程中 需要撥禾輪具有良好的工作質(zhì)量 除了滿足 1 外 還應(yīng)該滿足工作過程中不同階段的 要求 切割時(shí) 撥禾輪應(yīng)該扶持作物莖桿 以配合進(jìn)行切割 避免切割器將莖桿向前推到 3 1 撥禾輪的位置調(diào)整 要使撥禾輪能夠正常夠其安裝高度就必須滿足 3 HRhL 1 式 中 R 撥禾輪的半徑 h 割刀離地的高度 L 為作物高 H 撥禾輪軸安裝高度 清掃割刀和穩(wěn)定推送的條件當(dāng)莖桿被割斷夠 要求撥禾輪繼續(xù)起推送作用 如果此時(shí)撥禾輪的 作用點(diǎn)位于已割作物中心的上方 就能將莖桿穩(wěn)定的向后推送 直到與撥禾輪圓周相切的位置 如 果撥禾輪的作用點(diǎn)過高 清掃切割的作用將減弱 如果撥禾輪的作用點(diǎn)在重心之下 則隔斷的作物 很可能回繞在撥禾輪向前翻或者被挑起 造成損失 已割斷作物的中心位置一般在頂部向下的 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 1 3 處 設(shè)已割部分長 L 則 l 1 3L 因此 要求撥禾齒在割斷作物的中心點(diǎn)以上 則應(yīng)該保證 3 32HR 2 3 2 撥禾輪的轉(zhuǎn)速 為了選擇撥禾輪的轉(zhuǎn)速 首先確定撥禾速度比 前已分析 撥禾輪正常工作的必要條件是 1 加大撥禾輪的速度比 撥禾輪的作用范圍和作用程度增加 但是 也不能過大 它受到兩 方面的限制 但是機(jī)器的前進(jìn)速度 Vm 一定時(shí) 增大 值 就要提高撥禾輪的圓周速度 Vy 這將對 作物的沖擊增加 而使作物不能夠很好地切割 經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明 韭菜收割的速度一般在 1 5m s 另 一方面 當(dāng)機(jī)器前進(jìn)速度 Vm 較高時(shí) 為了使 Vy 不超過受脫離損失限制的允許值 撥禾輪的速度比 就應(yīng)該減小 當(dāng)機(jī)器前進(jìn)速度較低時(shí) 很有可能在 Vy 不超過 3m s 煩人情況下 大大增加撥禾輪 速度比 但是過大則會出現(xiàn)回彈現(xiàn)象 3 ymV 3 3 30n 4 經(jīng)過專家實(shí)驗(yàn)韭菜收割機(jī)的 一般取 1 3 2 3 這里取 1 所以 min24 08130rRVnm R 為撥禾輪的半徑 為撥禾輪的角速度 n 初取為 22r min 前進(jìn)速度 Vm 應(yīng)該根據(jù)機(jī)器的生產(chǎn)率 割副 調(diào)配動力等因素而定 在使 用中 由于地塊條件畝產(chǎn)量和作物的狀態(tài)等情況的改變而需要改換不同的前進(jìn)速度 3 3 撥禾輪的直徑 撥禾輪的直徑與穩(wěn)定推送有很大的關(guān)系 撥禾輪的直徑應(yīng)該滿足 3 1 32 hLD 5 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 其中 取 1 8 L 取 0 3 h 取 0 01 mD4 0 18 32 即撥禾輪的直徑取 0 4m 4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 通常 曲柄為主動件且等速轉(zhuǎn)動 而搖桿為從動件作變速往返擺動 連桿作平面復(fù)合運(yùn)動 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中也有用搖桿作為主動構(gòu)件 搖桿的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換成曲柄的轉(zhuǎn)動 4 1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的簡單設(shè)計(jì) 在韭菜收割機(jī)的割刀傳動的問題下 結(jié)合實(shí)際情況 所以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是一種很好的是割刀進(jìn) 行往復(fù)運(yùn)動的很好地方式 其結(jié)構(gòu)簡圖見圖 4 1 圖 4 1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)作為韭菜收割時(shí)的核心機(jī)構(gòu) AB 為曲柄搖桿結(jié)構(gòu)中的搖桿 AB 桿在割刀電機(jī)的 帶動下繞著 A 點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動從而帶動連桿 BC 進(jìn)行擺動 D 點(diǎn)為一定點(diǎn) CDE 為一彎曲的連桿 在連桿 BC 的作用下 CDE 進(jìn)行擺動 再用連桿 EF 連接刀具 從而可以實(shí)現(xiàn)動刀具的往返運(yùn)動 今兒實(shí)現(xiàn)韭 菜的切割 4 2 割刀在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)下的運(yùn)動分析 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 割刀的運(yùn)動特性對切割器性能有著直接的影響 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的割刀運(yùn)動 為了簡化分析 如 圖 4 2 設(shè)曲柄軸的偏心距為 0 連桿的長度為無窮大 則割刀運(yùn)動可視為曲柄在割刀運(yùn)動線上的 投影 為一簡諧運(yùn)動 圖 4 2 割刀運(yùn)動分析 若以曲柄軸心為坐標(biāo)原點(diǎn) O 水平向右為 X 軸 向上為 Y 軸 并令曲柄由第二象限的水平位置 順時(shí)針轉(zhuǎn)動 則割刀的位移方程為 4 trX cos 1 速度方程式 4 trdtXVx cos 2 加速度方程式為 4 trdtVax cos2 3 式中 r 曲柄半徑 曲柄角速度 割刀位移 速度 加速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系如表 4 1 所示 表 4 1 位移 速度 加速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 t 00 900 1800 2700 3600T r 0 r 0 rxV 0 r 0 r 0 xa2r 0 2r 0 2r 為了便于分析 下面研究割刀速度與位移的關(guān)系及加速度與位移的關(guān)系 4 222x x rwcost 1rsinwtrv 4 兩邊平方簡化后得 4 12 rVx 5 可見速度 Vx與位移 x 的關(guān)系為一橢圓方程式 橢圓的長軸半徑為 短軸半徑為 r 由圖可知任 意位移點(diǎn)的割刀速度 割刀加速度 a 與割刀位移 X 的關(guān)系為 4 xttrx 222 coscos 6 即加速度與位移為一直線關(guān)系 5 往復(fù)式切割器的切割性能參數(shù)的分析 5 1 切割速度分析 試驗(yàn)證明 在割刀鋒利 割刀間隙正常 動 定刀片間的間隙為 0 0 5mm 的條件下 切割 速度在 0 6 0 8m s 以上時(shí)能順利的切割莖桿 若低于此限制速度 則會出現(xiàn)割茬不齊并有堵刀 的現(xiàn)象出現(xiàn) 為了探討切割器在切割莖桿過程中的速度大小 需繪制切割器的切割速度圖 并進(jìn)行分析 切 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 割器的切割速度簡圖如圖 5 1 圖 5 1 切割器切割速度簡圖 切割器切割速度的特點(diǎn)是 割刀在一個(gè)行程中與兩個(gè)定刀片相遇 因而有兩個(gè)切割速度范圍 分別為 Va1 Vb1及 Va2 Va2 從兩個(gè)范圍的速度看 雖然沒有最大割刀速度 但仍屬于較高速度區(qū)段 因而切割性能良好 因此 安裝割刀時(shí) 應(yīng)當(dāng)使用銷處左右兩止點(diǎn)位置 定刀片和動刀片的中心線 重合 5 2 切割平均速度 割刀的速度為一變量 為了便于表示割刀速度的大小 常以平均值即割刀平均速度 Vp表示 5 1530nrsVp 1 式中 n 割刀曲柄速度 r 割刀曲柄半徑 s 割刀行程 有 Vp又在 0 9 和 1m s 之間 選擇 Vp 1m s 代入可得 n 394r min 5 3 切割功率的計(jì)算 切割器的功率包括 切割功率 Ns和空轉(zhuǎn)功率 Nh兩部分 即 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 5 psN 2 5 75 0BLVms 3 式中 機(jī)器前進(jìn)的速度 m 機(jī)器割副 B 切割每平方米面積的莖桿所需功率 0L 割韭菜 在 10 和 20 馬力間 N h大小與切割器安裝技術(shù)狀態(tài)有關(guān) 一般每米割副所需空轉(zhuǎn)功0 率為 0 8 1 5 馬力 0 56 米 秒 B 0 2 米 L0 取 15 馬力 Nh 1 2 馬力 mV 代入可得 N 1 37 馬力 6 傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇 韭菜收割的傳送機(jī)構(gòu)我選用帶式傳送 帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種 其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝 載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)的物料流 所以輸送帶的傳送可以很好地是韭菜從收割點(diǎn)到接收點(diǎn)的傳送 然而普通的傳送并不能完全滿足韭菜收割機(jī)的要求 傳送帶分為以下幾個(gè)類型 1 按放置方向水平 傾斜和組合三種 2 按轉(zhuǎn)向分為順時(shí)針 逆時(shí)針兩種 3 按運(yùn)動狀態(tài)分為勻速和變速兩種 結(jié)合溫室韭菜收割機(jī)特點(diǎn)我們采用組合式的傳送類型來給與傳送 就韭菜收割機(jī)而言傳送部分 是相對來說比較重要的一個(gè)組成部分 本次設(shè)計(jì)的主動傳送滾在韭菜收割機(jī)的后方 來實(shí)現(xiàn)動力的 輸入 由于韭菜收割機(jī)特殊性 所以必須實(shí)現(xiàn)雙傳送來實(shí)現(xiàn)韭菜收割機(jī)的傳送 動力輸出的同時(shí)要 實(shí)現(xiàn)主動傳送滾的反轉(zhuǎn) 鑒于這一特殊性我們使用齒輪連接兩個(gè)傳送滾筒的方式來實(shí)現(xiàn)滾筒的反轉(zhuǎn) 如圖 6 1 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 6 1 傳送滾筒的齒輪連接 與此同時(shí)從動滾筒在割刀的前方 既能實(shí)現(xiàn)韭菜的傳送又能是韭菜進(jìn)行加緊便于收割 整個(gè)傳 送裝置如圖 6 2 圖 6 2 傳送帶機(jī)構(gòu)示意圖 7 軸的校核 軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼 鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件 有的則是直接用圓鋼 碳素鋼比合金鋼低廉 對應(yīng)力集中的敏感性較低 同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的方法提高其 耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度的 故選用碳素鋼制造軸尤為廣泛 所以選擇 45 號鋼 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 7 1 動力輸入軸 1 計(jì)算作用在傳送軸上的作用力大小 此處取 P 340kW h n 20 轉(zhuǎn)矩 T 95 5 105 95 5 105 81170 N mm Pn 0 3420 圓作用直徑 d1 25mm 圓周力 Ft 2T d1 2 81170 25 6493 N 徑向力 Fr Ft 2 653 2447 N 軸向力 F Ft 3 734 1738 N 2 求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 FBV Fr 20 F d1 2 430 20 164 N FDV Fr FBV 2447 164 2283 N 截面 C 處彎矩為 MCV 左 FBV 430 70520 N mm MCV 右 FDV 20 45660 N mm 3 求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 FBH Ft 20 430 20 2447 20 430 114 N FDH Ft FBH 6493 114 6379 N 截面 C 處彎矩為 MCH FBH 430 114 430 49020 N mm 4 截面 C 處垂直和水平的合成彎矩 85449027522 mNchcvc 左左 3622chcvc右右 5 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí) 只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度 由公式 7 1 22 WTMv 1 式中 應(yīng)力折算系數(shù) Mv 軸上危險(xiǎn)截面處的當(dāng)量彎矩 N mm W 軸上危險(xiǎn)截面處的抗彎矩截面系數(shù) mm 3 1 軸在對稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力 MPa d 軸上危險(xiǎn)截面處直徑 mm 取 0 6 計(jì)算截面上的應(yīng)力 96 37261 0 80 85432MPav 前面已選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由表查得 1 60MPa 由于 v 1 故安全 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 總 結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)很好地對自己大學(xué)四年的總結(jié) 本次溫室韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)基本上對大學(xué) 四年所學(xué)到的只是做了一個(gè)全方位的鞏固的認(rèn)識 這次的設(shè)計(jì)使我把理論和實(shí)際做了一個(gè)很好的結(jié) 合 溫室韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)非常的全方位 從方案的論證到最終的設(shè)計(jì) 涉及的領(lǐng)域包括 機(jī)械制 圖 機(jī)械原理 工程材料 機(jī)械設(shè)計(jì)等等 通過設(shè)計(jì)實(shí)踐 提高我計(jì)算 制圖能力 使我們能熟練 地應(yīng)用有關(guān)參考資料 計(jì)算圖表 手冊 圖集 規(guī)范 熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)械方面知識得到系 統(tǒng)的鞏固和提升 在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí) 我還學(xué)到了許多新的知識 如Solidworks CAD2007的 使用和WORD POWERPOINT等軟件的應(yīng)用 最后畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)的結(jié)尾 同時(shí)也是我們一個(gè)新的開始 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 致 謝 在此要感謝我的指導(dǎo)老師范修文對我悉心的指導(dǎo) 感謝老師給我的幫助 在設(shè)計(jì)過程中 我通 過查閱大量有關(guān)資料 與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué) 并向老師請教等方式 使自己學(xué)到了不少知識 也 經(jīng)歷了不少艱辛 但收獲同樣巨大 在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西 也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 樹立了對自己工作能力的信心 相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響 而且大大提高了 動手的能力 使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅 雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不 太好 但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富 使我終身受益 大學(xué)四年就會在這最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)劃上一個(gè)圓滿的句號 我曾經(jīng)以為時(shí)間是一個(gè)不快不慢 的東西 但現(xiàn)在我感到時(shí)間過的是多么的飛快 四年了 感覺就在一眨眼之間結(jié)束了我的大學(xué)生涯 畢業(yè) 最重要的一個(gè)過程 最能把理論知識運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中的過程就數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)了 這也是我們從 一個(gè)學(xué)生走向社會的一個(gè)轉(zhuǎn)折 另一個(gè)生命歷程的開始 最后 感謝我的所有任課老師對我的悉心教導(dǎo) 感謝大學(xué)四年同窗的陪伴 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 參考文獻(xiàn) 1 馬建國 程佳衛(wèi) 姚運(yùn)萍 鐮刀型韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) J 機(jī)械制造 2015 8 56 58 2 孫朋朋 設(shè)施韭菜全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)探索與推廣 J 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