山藥挖掘收獲機的設(shè)計【SW三維圖】

山藥挖掘收獲機的設(shè)計【SW三維圖】,SW三維圖,山藥,挖掘,收獲,設(shè)計,SW,三維 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查記錄表2016年 4月 18 日學(xué)生姓名楊佳佳班級農(nóng)機16-4課題名稱山藥挖掘收獲機的設(shè)計課題完成進度（學(xué)生自述） 1. 通過大量查閱有關(guān)文獻和資料，已確定整個設(shè)計的設(shè)計思路，已畫好大部分零件圖。 2.大部分裝配體已完成，大體模型已經(jīng)畫好。 3.寫好設(shè)計說明書，初步寫好5000字論文。存在的問題及整改措施（學(xué)生自述）1.零件不足，還要繼續(xù)畫有些小零件，有些零件圖尺寸與裝配圖不符，零件圖需要改進。2.還要上網(wǎng)及去圖書館查閱資料完善論文內(nèi)容。抓緊時間寫說明書及繪制二維圖。 3.將所寫論文中重復(fù)的部分進行刪改。指導(dǎo)教師意見（課題進展情況、優(yōu)缺點、整改措施等）指導(dǎo)教師簽名 年 月 日學(xué)院意見負責(zé)人簽名 年 月 日塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書學(xué)院機械電氣化工程學(xué)院班級農(nóng)機16-4學(xué)生姓名楊佳佳學(xué)號8031212430課題名稱山藥挖掘收獲機設(shè)計起止時間2015年10月11日-2016年5月28日（共14周）指導(dǎo)教師李傳峰職稱副教授課題內(nèi)容 長期以來，山藥都是靠傳統(tǒng)的人力收獲，山藥的根莖較長，深入地下，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。我國大部分地區(qū)山藥的收獲都是依靠人工來完成的。不但勞動強度大，作業(yè)效率低，而且在挖取時容易鏟斷、鏟傷山藥，影響其品質(zhì)和商業(yè)價值。因而研制開發(fā)山藥收獲機械，已成為山藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。本課題的研究內(nèi)容：1）查找相關(guān)文獻，了解山藥挖掘收獲機的工作原理。2）查找專利及相關(guān)文獻，熟悉了山藥挖掘收獲機的結(jié)構(gòu)。3）利用力學(xué)原理，對螺旋提土機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。4）依據(jù)查找到的專利及文獻，設(shè)計山藥挖掘收獲機平面圖。擬定工作進度（以周為單位）第 一 周：查找相關(guān)資料，熟悉課題內(nèi)容。第 二 周：撰寫開題報告，并制定總體方案。第三到十周：設(shè)計山藥挖掘收獲機平面圖。第 十一 周：對山藥挖掘收獲機進行傳動設(shè)計和機構(gòu)設(shè)計。第 十二 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。第十三周：編寫答辯提綱，準備答辯。第十四周：答辯 主要參考文獻2濮良貴.紀名剛.機械設(shè)計(第八版)M. 北京：高等教育出版社.20063梁學(xué)強.張景崎.翟雯雯.丁潤鎖.尚立.運杰.農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備M.天津：20124孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理M.北京：高等教育出版社.2006.5 5劉鴻文.材料力學(xué)I（第五版）M.北京：高等教育出版社.2011.1 6洪忠德.簡明機械設(shè)計手冊.上海：同濟大學(xué)出版社.2002.5 7孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理M.北京:高等教育出版社.2006.5 8于萬勝.河北工業(yè)大學(xué)M.河北.20149許波.韓有泉.王亞旭.關(guān)玉明.農(nóng)機化研究M.河北.201510 江洪，酈祥林，李仲興.SolidWorks 2006基礎(chǔ)教程M. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.1 11 繆明;山藥機械化種植技術(shù)的研究與開發(fā)J;江蘇農(nóng)機化;2002（2）12 李壘，李善文. 多功能山藥收獲機P.中國專利：201310650116.5，2013.12.06 任務(wù)下達人（簽字） 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)下達人為指導(dǎo)教師。2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學(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。200 年 月 第 期山藥挖掘收獲機的設(shè)計楊佳佳（塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）摘 要：長期以來，山藥都是靠傳統(tǒng)的人力收獲，山藥的根莖較長，深入地下，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。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)計的準確性和可靠性。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。本文設(shè)計了一種山藥收獲裝置，結(jié)構(gòu)簡單合理，能夠完成山藥的機械化收獲作業(yè)。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)?；N植起到了推廣作用。本次的設(shè)計對傳統(tǒng)山藥收獲機進行了改進，著重設(shè)計了山藥收獲機的整體結(jié)構(gòu)、傳動方式、工作方式，論述了裝置在收獲過程中的的工作原理。在完成設(shè)計構(gòu)想之后，基于SolidWorks進行了三維模型建立。整個過程包括各零件圖三維設(shè)計、裝配體三維圖。關(guān)鍵詞：三維設(shè)計；傳動方式；動態(tài)仿真中圖分類號： 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：- 3 -0 引言山藥對當(dāng)?shù)貧夂蛞蟛粐溃矞嘏瘽駶?，忌積水，怕干旱。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。原產(chǎn)地位于河南焦作，現(xiàn)在分布于中國西北，華北，和長江流域的湖南江西等地。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。有很高的藥用價值和食用價值 。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。特別是近幾年，山藥的種植面積和種植規(guī)模不斷上升。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1。長期以來，山藥的收獲都是靠傳統(tǒng)的人力收獲方式，山藥的根莖較長，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。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60-70cm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。一定要小心精細鏟土，避免山藥根莖的損傷和折斷。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。由于山藥一般在下層土壤延伸，最深可延伸到地下70100cm處，靠人力收獲相當(dāng)費力。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。而且勞動強度大，生產(chǎn)效率低。為此，山藥收獲的機械化問題就亟待解決。山藥收獲技術(shù)如果能夠?qū)崿F(xiàn)機械化，將有力地推動山藥生產(chǎn)的規(guī)模化，顯著降低山藥生產(chǎn)成本，節(jié)省勞動力和農(nóng)活作業(yè)量，使山藥種植戶增加更多的收入，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。本課題研究了我國山藥收獲機械化的發(fā)展現(xiàn)狀，山藥收獲機的未來研究方向。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)。1 設(shè)計方案及結(jié)構(gòu)1.1設(shè)計方案的優(yōu)化分析及確定 通過對山藥收獲機的現(xiàn)狀研究，對市場上已經(jīng)開發(fā)成功的山藥收獲機的分析，總結(jié)山藥收獲機需要滿足的條件，分析現(xiàn)有山藥收獲機的優(yōu)缺點，最終確定山藥收獲機的最佳優(yōu)化方案。首先總結(jié)設(shè)計山藥收獲機要完成的任務(wù)：1）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。2）此裝置在收獲山藥的時候不能損壞山藥的塊莖。3）山藥收獲機的設(shè)計要盡量簡易，方案要符合實際情況。設(shè)計方案可以投入生產(chǎn)，并且可以推廣。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：1）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。2）在后續(xù)人力采收的工程中，比較容易損壞山藥的塊莖。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。在裝置作業(yè)之后，人工收山藥的過程中，能夠更直接。這樣就能提高山藥的完整性，盡量少的破壞山藥的塊莖。1.2 整體結(jié)構(gòu)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。支撐部分：主要就是山藥收獲機的機架和山藥收獲機與拖拉機連接部分，用于支撐整個山藥收獲機能夠順利切協(xié)調(diào)的完成收獲工作。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。傳動部分：傳輸動力，并起到減速作用。工作部分：這部分入土，用螺旋鉆桿開溝，達到收獲山藥的目的。裝置選擇在山藥的兩側(cè)同時開溝，并且在開溝后利用一個簡易的裝置，來松動山藥種植行的土塊。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。這樣一來，就減少了山藥塊莖的破壞。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。利用送土器，在開溝后之后，將提升到地面的泥土放置到溝的兩側(cè)，機器走過的地方就開出了一道深溝。這樣，人就可以下去把山藥撿拾出來。設(shè)計構(gòu)想簡圖如下圖1：圖1 山藥收獲機整體結(jié)構(gòu)1.2 總體設(shè)計山藥挖掘收獲機整體結(jié)構(gòu)示意，如圖2所示。 圖2 山藥收獲機結(jié)構(gòu)1花鍵軸，2差速箱，3絲杠，4傳動軸，5滑套，6齒輪，7齒輪，8軸承座，9齒輪，10螺栓，11架子，12機架，13送土器，14螺旋鉆桿，15帶輪，16軸承座，17螺帽2.1.2 山藥收獲機的工作原理以拖拉機為動力源，在拖拉機的尾部安裝一個螺旋鉆桿機構(gòu)進行鉆土，前面的兩個螺旋鉆桿開溝，起到收獲機的開溝作用。在開溝之后利用安裝在機架后面的送土器將土放置到溝的兩側(cè)，起到提升山藥種植行土塊的作用，機器走過的地方就開出了一道深溝。2 關(guān)鍵部件設(shè)計2.1 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。即傳動齒輪和傳動軸的合理選擇。2.2 送土器的設(shè)計送土器的設(shè)計，可以更好的將螺旋鉆桿松動的土塊提升到溝的兩側(cè)，大大提升了山藥收獲裝置的優(yōu)越性。送土器要橫跨山藥種植行，與機架連接，起到固定的作用。送土器通過皮帶輪與拖拉機的皮帶輪相連，這樣拖拉機就能帶動送土器工作了。如下圖3-2所示： 圖3 送土器2.3 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200300r/h左右。3 山藥收獲機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 本次設(shè)計的主要內(nèi)容有：1、山藥收獲裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。2、開溝螺旋鉆桿工作部分的設(shè)計，使收獲裝置更有效采收山藥。3、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。3.1 箱體機架的設(shè)計根據(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，設(shè)計出特殊而且簡單的機架，機架不僅要起到對螺旋鉆桿和送土器的支撐作用，而且還對螺旋鉆桿起到提升和下降作用。如下圖4： 3.2 傳動方案的確定傳動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齒輪的分度圓直徑。裝置選擇配備24匹，17.7千瓦的拖拉機，裝置作業(yè)時，拖拉機轉(zhuǎn)速達到2000r/min。拖拉機與收獲裝置采用錐齒輪傳動，拖拉機傳動軸通過兩個錐齒輪將動力傳送到山藥收獲裝置的傳動軸上，傳動軸通過齒輪將動力傳送到螺旋鉆桿上，兩個螺旋鉆桿同速轉(zhuǎn)動。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400500m/h6 。4 結(jié)論1. 此次此次設(shè)計的任務(wù)是山藥挖掘收獲機的設(shè)計。長期以來，山藥都是靠傳統(tǒng)的人力收獲，山藥的根莖較長，深入地下，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。通過這次設(shè)計發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段山藥收獲機有兩個無法實現(xiàn)的難題：1、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。2、在后續(xù)人力采收的工程中，比較容易損壞山藥的塊莖。根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計出簡單而且特殊的機架，在機架上安裝螺旋鉆桿進行開溝。畢業(yè)設(shè)計是作為我在大學(xué)學(xué)習(xí)階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一種綜合應(yīng)用，是一種綜合的再學(xué)習(xí)、再提高的過程，這一過程對我的學(xué)習(xí)能力和獨立工作能力也是一個培養(yǎng)。這次的畢業(yè)設(shè)計工作總體來說，時間較長，畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容也較充實，每個同學(xué)都有各自重點深入的部分。通過本次畢業(yè)設(shè)計我對山藥收獲機有了進一步的了解，也對三維設(shè)計軟件SolidWorks，可以熟練地進行軟件的操作。更重要的是學(xué)會了利用所學(xué)知識進行機械設(shè)計的方法和過程。在設(shè)計過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關(guān)的書籍、手冊以及老師的精心指導(dǎo)，都得到了解決，設(shè)計過程基本順利完成。 圖4 收獲裝置機架參考文獻：1 繆明.山藥機械化種植技術(shù)的研究與開發(fā)J;江蘇農(nóng)機化.2002（2）：40-42.2 李壘,李善文.多功能山藥收獲機P.中國專利：201310650116.5，2013.12.063倪凡喜.山藥收獲機P.中國專利：201220165331.7，2012.04.184 王茂成.山藥收獲種植兩用機P.中國專利：201110034816.2，2011.01.255李善文.山藥收獲機P.中國專利：200510038969.9，2005.04.186 劉百合,劉保義.超低速拖拉機與開溝機 J. 農(nóng)業(yè)機械, 2010.12:59-60.開題報告答辯指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師：李：李傳傳峰峰 山藥收獲挖掘機山藥收獲挖掘機n 班班級：農(nóng)機機 16-4n 學(xué)學(xué)生：生：楊佳佳佳佳n 學(xué)號學(xué)號：8031212430 研究的目的及其意義研究的目的及其意義 長期以來，山藥都是靠傳統(tǒng)的人力收獲，山藥的根莖較長，深入地下，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。我國大部分地區(qū)山藥的收獲都是依靠人工來完成的。不但勞動強度大，作業(yè)效率低，而且在挖取時容易鏟斷、鏟傷山藥，影響其品質(zhì)和商業(yè)價值。因而研制開發(fā)山藥收獲機械，已成為山藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。本課題設(shè)計采用螺旋提土機構(gòu)、送土板、分土器的等裝置對山藥進行挖掘收獲。設(shè)備能在理論上為山藥的挖掘收獲提供一定的技術(shù)支撐。為了克服山藥收貨過程中易折斷和損傷的難題，我國廣大設(shè)計者和科學(xué)家們進行了刻苦的鉆研，以下是現(xiàn)階段我國對山藥收獲機械化得研究現(xiàn)狀。資料知識查自中國知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索網(wǎng)站。第一種是多功能山藥收獲機，履帶底盤，設(shè)置在履帶底盤上的操作臺、豎直機構(gòu)、電機、向上提升機構(gòu)、安裝在機架上并且能夠沿固定的機架上下移動的齒輪箱的總成，安裝在齒輪箱結(jié)構(gòu)下面的用于開溝的螺旋鉆軸和提土板，所述電機結(jié)構(gòu)與齒輪箱結(jié)構(gòu)由傳動軸實現(xiàn)傳動連接；提升機構(gòu)與齒輪箱結(jié)構(gòu)連接，實現(xiàn)對齒輪箱結(jié)構(gòu)的升降操作；山藥收獲裝置還包括位于箱結(jié)構(gòu)一側(cè)，能夠?qū)㈤_溝軸開出的土，向外送給送土器，以及設(shè)于履帶下部前面的能夠?qū)崿F(xiàn)把土填回功能的回填土裝置。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。山藥收獲機械國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀山藥收獲機械國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀第二種是鏈式山藥收獲機，這個專利創(chuàng)新目的在于，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。此專利所述的山藥收獲機，包括振動破土機構(gòu)、破土機構(gòu)的固定架、旋轉(zhuǎn)型軸承座、液壓油缸、可以左右移動的軸承固定支架、懸掛型四軸固定支架、手輪、擋土板、開溝刀片、開溝鏈條、鏈條固定支架和從動輪。在旋轉(zhuǎn)型軸承座的下端，連接設(shè)計有鏈條固定支架，鏈條固定支架的前端設(shè)計有主動輪，鏈條固定支架的后端設(shè)計有從動輪，繞過主動輪與從動輪，設(shè)計有開溝鏈條，開溝鏈條的外表面上設(shè)置有開溝刀片。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。山藥收獲機械國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀山藥收獲機械國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)果園作業(yè)機械的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)果園作業(yè)機械的發(fā)展現(xiàn)狀我國果山藥收獲機械化的研究與應(yīng)用起步較晚，山藥機械化程度低，缺乏大型高效的山藥收獲機械。我國大部分地區(qū)山藥的收獲都是依靠人工來完成的。不但勞動強度大，作業(yè)效率低，而且在挖取時容易鏟斷、鏟傷山藥，影響其品質(zhì)和商業(yè)價值。我國山藥收獲機械化發(fā)展中存在的主要問題我國山藥收獲機械化發(fā)展中存在的主要問題1.山藥收獲械化基礎(chǔ)差2.山藥專用動力機械缺乏3.農(nóng)藝與農(nóng)機未能有效結(jié)合4.科研投入不足，科研力度不夠5.機具更新?lián)Q代滯后 設(shè)計產(chǎn)品的介紹設(shè)計產(chǎn)品的介紹本產(chǎn)品主要適用于山藥的大量收獲。產(chǎn)品的設(shè)計是以拖拉機為動力源，利用螺旋提土裝置、送土板、分土器等裝置進行山藥的挖掘收獲。本產(chǎn)品能夠同時實現(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。初步圖形初步圖形 本課題需要研究的難點問題本課題需要研究的難點問題 通過對現(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：1、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。2、在后續(xù)人力采收的工程中，比較容易損壞山藥的塊莖。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。在裝置作業(yè)之后，人工收山藥的過程中，能夠更直接。這樣就能提高山藥的完整性，盡量少的破壞山藥的塊莖。 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告課題名稱 山藥挖掘收獲機的設(shè)計學(xué)生姓名 楊佳佳 學(xué) 號 8031212430 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化班 級 農(nóng)機16-4 指導(dǎo)教師 李傳峰 起止時間2015.11.10-2016.5.28 機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制填 表 說 明一、學(xué)生撰寫開題報告應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進度計劃；7、主要參考文獻（不少于7篇）。二、本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。一 本題來源及研究的目的和意義1.1 課題的來源：自選題1.2 研究的目的長期以來，山藥都是靠傳統(tǒng)的人力收獲，山藥的根莖較長，深入地下，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。我國大部分地區(qū)山藥的收獲都是依靠人工來完成的。不但勞動強度大，作業(yè)效率低，而且在挖取時容易鏟斷、鏟傷山藥，影響其品質(zhì)和商業(yè)價值。因而研制開發(fā)山藥收獲機械，已成為山藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。 1.3 研究的意義 本課題設(shè)計采用螺旋提土機構(gòu)、送土板、分土器的等裝置對山藥進行挖掘收獲。設(shè)備能在理論上為山藥的挖掘收獲提供一定的技術(shù)支撐。二 課題所涉及的問題在國內(nèi)外現(xiàn)狀及分析2.1 國內(nèi)現(xiàn)狀 為了克服山藥收獲過程中易折斷和損傷的難題，我國廣大設(shè)計者和科學(xué)家們進行了刻苦的鉆研，以下是現(xiàn)階段我國對山藥收獲機械化得研究現(xiàn)狀。資料知識查自中國知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索網(wǎng)站。 第一種是多功能山藥收獲機，履帶底盤，設(shè)置在履帶底盤上的操作臺、豎直機構(gòu)、電機、向上提升機構(gòu)、安裝在機架上并且能夠沿固定的機架上下移動的齒輪箱的總成，安裝在齒輪箱結(jié)構(gòu)下面的用于開溝的螺旋鉆軸和提土板，所述電機結(jié)構(gòu)與齒輪箱結(jié)構(gòu)由傳動軸實現(xiàn)傳動連接；提升機構(gòu)與齒輪箱結(jié)構(gòu)連接，實現(xiàn)對齒輪箱結(jié)構(gòu)的升降操作；山藥收獲裝置還包括設(shè)于箱結(jié)構(gòu)一側(cè)，能夠?qū)㈤_溝軸開出的土，向外送給送土器，以及設(shè)于履帶下部前面的能夠?qū)崿F(xiàn)把土填回功能的送土器。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。第二種是鏈式山藥收獲機，這個專利創(chuàng)新目的在于，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。此專利所述的山藥收獲機，包括振動破土機構(gòu)、破土機構(gòu)的固定架、旋轉(zhuǎn)型軸承座、液壓油缸、可以左右移動的軸承固定支架、懸掛型四軸固定支架、手輪、擋土板、開溝刀片、開溝鏈條、鏈條固定支架和從動輪。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。在旋轉(zhuǎn)型軸承座的下端，連接設(shè)計有鏈條固定支架，鏈條固定支架的前端設(shè)計有主動輪，鏈條固定支架的后端設(shè)計有從動輪，繞過主動輪與從動輪，設(shè)計有開溝鏈條，開溝鏈條的外表面上設(shè)置有開溝刀片。連接到鏈條固定架上，設(shè)置有張緊固定架，張緊固定架的下端設(shè)置有張緊輪，張緊輪與開溝鏈條的內(nèi)表面相接觸。2.2 技術(shù)創(chuàng)新 我國山藥收獲機的設(shè)計還處于初級階段，還需要生產(chǎn)推廣。三、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析3.1 課題任務(wù)要求本裝置主要用于山藥的的挖掘收獲，通過選擇合適的方法設(shè)計挖掘收獲裝置，使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對山藥的收獲。四、本課題需要重點研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路4.1 本課題需要研究的重點問題設(shè)計產(chǎn)品時要考慮收獲機的挖掘深度要足夠；還要考慮利用收獲機進行收獲時，避免損傷和弄斷山藥，盡量少的破壞山藥的塊莖。4.2 本課題需要研究的難點問題解決的思路 通過對現(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：1、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。2、在后續(xù)人力采收的工程中，比較容易損壞山藥的塊莖。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。在裝置作業(yè)之后，人工收山藥的過程中，能夠更直接。這樣就能提高山藥的完整性，盡量少的破壞山藥的塊莖。五 完成本課題需要的工作條件及解決的辦法 完成本課題所必須做的工作有利用學(xué)校圖書館及互聯(lián)網(wǎng)查閱大量資料，了解山藥的基本性質(zhì)、種植、山藥收獲機的原理等。關(guān)鍵問題可請求老師指導(dǎo)或通過同學(xué)討論，選擇適合山藥收獲機類型，對擬定的收獲機進行設(shè)計，計算，利用Auto CAD等繪圖軟件繪制出山藥收獲機的零件圖，裝配圖，反復(fù)對設(shè)計內(nèi)容進行檢驗、校核。六 工作方案及進度計劃工作方案：設(shè)計總體含括螺旋提土機構(gòu)設(shè)計送土板設(shè)計分土器設(shè)計機體及外圍設(shè)備設(shè)計機體有機組合。進度計劃：第1周第2周 通過查找文獻資料，了解山藥收獲機的國內(nèi)外現(xiàn)狀。第2周第5周 設(shè)計山藥挖掘收獲機的總體方案。第6周第9周 對山藥收獲機的結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。第10周第12周 撰寫設(shè)計說明書，對部分問題修改、調(diào)整。第13周第14周 整理資料準備答辯。七 參考文獻1劉衛(wèi)華.邱建興.劉敏.沈啟揚.江蘇農(nóng)機化M.江蘇：中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫,2015:18-20.2濮良貴.紀名剛.機械設(shè)計(第八版)M. 北京：高等教育出版社.20063梁學(xué)強.張景崎.翟雯雯.丁潤鎖.尚立.運杰.農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備M.天津：20124孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理M.北京：高等教育出版社.2006.5 5劉鴻文.材料力學(xué)I（第五版）M.北京：高等教育出版社.2011.1 6洪忠德.簡明機械設(shè)計手冊.上海：同濟大學(xué)出版社.2002.5 7孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理M.北京:高等教育出版社.2006.5 8于萬勝.河北工業(yè)大學(xué)M.河北.20149許波.韓有泉.王亞旭.關(guān)玉明.農(nóng)機化研究M.河北.201510 江洪，酈祥林，李仲興.SolidWorks 2006基礎(chǔ)教程M. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.1 11 繆明;山藥機械化種植技術(shù)的研究與開發(fā)J;江蘇農(nóng)機化;2002（2）12 李壘，李善文. 多功能山藥收獲機P.中國專利：201310650116.5，2013.12.06 學(xué)生簽名 年 月 日指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計答辯山藥挖掘收獲機的設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：楊佳佳楊佳佳指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：李傳峰李傳峰答辯時間：答辯時間：2012016 6.05.05 1 12 23 34 4課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義課題研究的主要內(nèi)容課題研究的主要內(nèi)容山藥收獲機總體設(shè)計山藥收獲機總體設(shè)計結(jié)論結(jié)論1.11.1、研究的目的及其意義 長期以來，山藥的收獲都是靠傳統(tǒng)的人力收獲方式，山藥的根莖較長，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高 本課題設(shè)計采用螺旋鉆桿、傳動軸、送土器等裝置對山藥進行挖掘收獲。設(shè)備能在理論上為山藥的挖掘收獲提供一定的技術(shù)支撐。2 設(shè)計方案的說明2.1、山藥挖掘收獲機整體結(jié)構(gòu)簡介支撐部分：主要就是山藥收獲機的機架和山藥收獲機與 拖拉機連接部分，用于支撐整個山藥收獲機能 夠順利切協(xié)調(diào)的完成收獲工作。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。傳動部分：傳輸動力，并起到減速作用。工作部分：這部分入土，用螺旋鉆桿開溝，達到收獲山藥的目的。2 2.2.2工作原理工作原理 以拖拉機為動力源，在拖拉機的尾部安裝一個螺旋鉆桿機構(gòu)進行鉆土，前面的兩個螺旋鉆桿開溝，起到收獲機的開溝作用。在開溝之后利用安裝在機架后面的送土器將土放置到溝的兩側(cè)，起到提升山藥種植行土塊的作用，機器走過的地方就開出了一道深溝。2.2.3 3山藥收獲機整體結(jié)構(gòu)山藥收獲機整體結(jié)構(gòu) 山藥收獲機結(jié)構(gòu)山藥收獲機結(jié)構(gòu)1花鍵軸，2差速箱，3絲杠，4傳動軸，5滑套，6齒輪，7齒輪，8軸承座，9齒輪，10螺栓，11架子，12機架，13送土器，14螺旋鉆桿，15帶輪，16軸承座，17螺帽3 3 關(guān)鍵部件的設(shè)計關(guān)鍵部件的設(shè)計3.13.1工作部分工作部分 主要由螺旋鉆桿和送土器組成。螺旋鉆桿前面的兩個螺旋鉆桿開溝，起到收獲機的開溝作用。在開溝之后利用安裝在機架后面的送土器將土放置到溝的兩側(cè)，3.23.2傳動部分傳動部分 拖拉機與收獲裝置采用錐齒輪傳動，拖拉機傳動軸通過兩個錐齒輪將動力傳送到山藥收獲裝置的傳動軸上，傳動軸通過齒輪將動力傳送到螺旋鉆桿上，兩個螺旋鉆桿同速轉(zhuǎn)動。傳動部分簡圖傳動部分簡圖4 4 結(jié)論結(jié)論 山藥的根莖較長，深入地下，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。通過這次設(shè)計發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段山藥收獲機有兩個無法實現(xiàn)的難題：1、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。2、在后續(xù)人力采收的工程中，比較容易損壞山藥的塊莖。根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計出簡單而且特殊的機架，在機架上安裝螺旋鉆桿進行開溝。謝謝大家！謝謝大家！誠請各位老師指正誠請各位老師指正！16 屆畢業(yè)設(shè)計山藥挖掘收獲機的設(shè)計學(xué)生姓名 楊佳佳 學(xué) 號 8031212430 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化班 級 16-4 指導(dǎo)老師 李傳峰 日 期 2016.05 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院制塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計前 言長期以來，山藥都是靠傳統(tǒng)的人力收獲，山藥的根莖較長，深入地下，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。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)計的準確性和可靠性。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。本文設(shè)計了一種山藥收獲裝置，結(jié)構(gòu)簡單合理，能夠完成山藥的機械化收獲作業(yè)。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)?；N植起到了推廣作用。本次的設(shè)計對傳統(tǒng)山藥收獲機進行了改進，著重設(shè)計了山藥收獲機的整體結(jié)構(gòu)、傳動方式、工作方式，論述了裝置在收獲過程中的的工作原理。在完成設(shè)計構(gòu)想之后，基于SolidWorks進行了三維模型建立。整個過程包括各零件圖三維設(shè)計、裝配體三維圖。關(guān)鍵詞：三維設(shè)計；傳動方式；動態(tài)仿真目 錄1引言1 1.1課題來源及研究課題的意義和目的1 1.2 山藥收獲機的現(xiàn)狀及方案說明12 設(shè)計方案分析3 2.1 設(shè)計方案的說明3 2.2 設(shè)計方案選擇與對比3 2.3 設(shè)計方案的優(yōu)化分析及確定53 傳動機構(gòu)的設(shè)計83.1 軸的初步設(shè)計83.2 v帶傳動的設(shè)計93.3 齒輪傳動的設(shè)計計算114 山藥收獲機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計154.1 箱體機架的設(shè)計154.2 送土器的設(shè)計154.3 傳動方案的確定16總 結(jié)17致 謝18參考文獻191引言1.1課題來源及研究課題的意義和目的山藥對當(dāng)?shù)貧夂蛞蟛粐?，但喜溫暖濕潤，忌積水，怕干旱。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。原產(chǎn)地位于河南焦作，現(xiàn)在分布于中國西北，華北，和長江流域的湖南江西等地。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。有很高的藥用價值和食用價值 。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。特別是近幾年，山藥的種植面積和種植規(guī)模不斷上升。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1。長期以來，山藥的收獲都是靠傳統(tǒng)的人力收獲方式，山藥的根莖較長，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。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60-70cm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。一定要小心精細鏟土，避免山藥根莖的損傷和折斷。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。由于山藥一般在下層土壤延伸，最深可延伸到地下70100cm處，靠人力收獲相當(dāng)費力。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。而且勞動強度大，生產(chǎn)效率低。為此，山藥收獲的機械化問題就亟待解決。山藥收獲技術(shù)如果能夠?qū)崿F(xiàn)機械化，將有力地推動山藥生產(chǎn)的規(guī)?；?，顯著降低山藥生產(chǎn)成本，節(jié)省勞動力和農(nóng)活作業(yè)量，使山藥種植戶增加更多的收入，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。本課題研究了我國山藥收獲機械化的發(fā)展現(xiàn)狀，山藥收獲機的未來研究方向。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)。1.2 山藥收獲機的現(xiàn)狀及方案說明1.2.1 我國山藥收獲機的現(xiàn)狀為了克服山藥收獲過程中易折斷的損傷的難題，我國廣大設(shè)計者和科學(xué)家們進行了刻苦的鉆研，以下是現(xiàn)階段我國對山藥收獲機械化的研究現(xiàn)狀。資料內(nèi)容查自中國知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索網(wǎng)站。 第一種山藥收獲機的發(fā)明者是李壘和李善文。這個發(fā)明設(shè)計了一種多功能山藥收獲機?？梢钥吹?，中履帶底盤，設(shè)置在履帶底盤上的操作臺、豎直機架、電機、向上提升機構(gòu)，安裝在機架上并且能夠沿固定的機架上下移動的齒輪箱的總成，安裝在齒輪箱結(jié)構(gòu)下面的用于開溝的螺旋鉆軸和提土板，所述電機結(jié)構(gòu)與齒輪箱結(jié)構(gòu)由傳動軸實現(xiàn)傳動連接 ；提升機構(gòu)與齒輪箱結(jié)構(gòu)連接，實現(xiàn)對齒輪箱結(jié)構(gòu)的升降操作；山藥收獲裝置還包括設(shè)于箱結(jié)構(gòu)一側(cè)，能夠?qū)㈤_溝軸開出的土，向外送給送土器，以及設(shè)于履帶下部前面的能夠?qū)崿F(xiàn)把土填回功能的送土器。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2。第二種山藥收獲機發(fā)明者倪凡喜。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。此專利所述的山藥收獲機，包括振動破土機構(gòu)、破土機構(gòu)的固定架、旋轉(zhuǎn)型軸承座、液壓油缸、可以左右移動的軸承固定支架、懸掛型四軸固定支架、手輪、擋土板、開溝刀片、開溝鏈條、鏈條固定支架和從動輪。 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。在旋轉(zhuǎn)型軸承座的下端，連接設(shè)計有鏈條固定支架，鏈條固定支架的前端設(shè)計有主動輪，鏈條固定支架的后端設(shè)計有從動輪，繞過主動輪與從動輪，設(shè)計有開溝鏈條，開溝鏈條的外表面上設(shè)置有開溝刀片。連接到鏈條固定架上，設(shè)置有張緊固定架，張緊固定架的下端設(shè)置有張緊輪，張緊輪與開溝鏈條的內(nèi)表面相接觸3。第三種山藥收獲機的發(fā)明者是盧雙貴。這種山藥收獲機，由切割鋸、松土板與螺旋提升機構(gòu)組成。帶鋸上部連接旋轉(zhuǎn)輪，中間穿過狹長形的開口，下面套有軸承，中間的松土板在后面隨著將土松動，松土板固定在套管上的伸縮桿上，液壓氣泵來提供動力，后面的螺旋提升機構(gòu)在切割后的土方下面向上轉(zhuǎn)動，即可把山藥向上頂出。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4。1.2.2 山藥收獲機的設(shè)計要求傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)計，存在著設(shè)計周期長，設(shè)計成本高，設(shè)計質(zhì)量差，圖紙識別困難等問題。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)計的準確性和可靠性。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5 。具體內(nèi)容：（1）對農(nóng)機進行總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，滿足其功能要求，力求結(jié)構(gòu)簡單，功能合理。（2）進行農(nóng)機零件設(shè)計，強度和結(jié)構(gòu)上符合要求（3）進行產(chǎn)品裝配。（4）產(chǎn)品的動態(tài)仿真。本方案設(shè)計山藥收獲機用于山藥的收獲作業(yè)。提高山藥收獲效率，降低勞動力，節(jié)約山藥收獲成本。創(chuàng)新設(shè)計或改進現(xiàn)階段市面上已有的山藥收獲機，使山藥收獲作業(yè)起來更簡單。給定的條件和要求翻土作業(yè)時的作業(yè)量為400500m/小時，采用螺旋排除浮土，螺旋鉆桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘左右。2 設(shè)計方案分析2.1 設(shè)計方案的說明2.1.1 山藥挖掘收獲機整體結(jié)構(gòu)簡介通過現(xiàn)階段山藥收獲機的專利以及考察實際情況，可以得出，山藥收獲機的工作原理和組成部分。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。支撐部分：主要就是山藥收獲機的機架和山藥收獲機與拖拉機連接部分，用于支撐整個山藥收獲機能夠順利切協(xié)調(diào)的完成收獲工作。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。傳動部分：傳輸動力，并起到減速作用。工作部分：這部分入土，用螺旋鉆桿開溝，達到收獲山藥的目的。2.1.2 山藥收獲機的工作原理以拖拉機為動力源，在拖拉機的尾部安裝一個螺旋鉆桿機構(gòu)進行鉆土，前面的兩個螺旋鉆桿開溝，起到收獲機的開溝作用。在開溝之后利用安裝在機架后面的送土器將土放置到溝的兩側(cè)，起到提升山藥種植行土塊的作用，機器走過的地方就開出了一道深溝。2.2 設(shè)計方案選擇與對比在最終確定山藥收獲裝置的設(shè)計方案前，做了很多的準備工作。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。也看到了很多比較好的方案或者設(shè)計，其實還都在理論階段，很多設(shè)計者們的精妙設(shè)計都還沒有通入生產(chǎn)。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。其次，在網(wǎng)絡(luò)上檢索山藥收獲機，會發(fā)現(xiàn)很多廠家有在直銷，仔細研究后，也對山藥收獲機在設(shè)計之后，開發(fā)生產(chǎn)的可能性有了一定的認識。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)?，F(xiàn)在開發(fā)成功的山藥收獲機大致可以分為三種：1）單側(cè)山藥開溝機。2）雙側(cè)山藥開溝機。3）鏈式山藥收獲機。下面聽過對三種收獲機的優(yōu)缺點分析確定設(shè)計方案。2.2.1 單側(cè)山藥開溝機現(xiàn)在的很多設(shè)計和市面上已經(jīng)投入使用的山藥收獲機，一般都是在山藥種植壟的一側(cè)進行挖溝，然后通過人力下溝進行二次挖掘，這樣確實省了一部分人力，但是進行二次挖掘時，還是很費力，而且容易損傷和折斷山藥的莖塊。如下圖2-1所示。圖2-1 單側(cè)山藥收獲機實物圖這種山藥收獲機工作原理簡單，作業(yè)效率高，而且易推廣，在一些土壤比較肥沃、疏松的地區(qū)比較適合。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)。2.2.2 雙側(cè)山藥開溝機已經(jīng)投入使用山藥收獲機中，現(xiàn)在比較流行是一種是在山藥兩側(cè)開溝，確定山藥種植行的寬度，設(shè)計出兩個開溝鉆的距離，從而從山藥種植行的兩側(cè)進行挖溝。實物圖如下圖2-2。圖2-2 雙側(cè)山藥收獲機實物圖這種山藥收獲機與單側(cè)開溝機相比，有很大的優(yōu)勢，降低了靠人力進行二次挖掘困難程度。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。并且在此裝置開溝采收后的土地上，會留下兩道很深的溝壑，這將影響下一季山藥的種植，導(dǎo)致種植山藥時需要填平溝壑。變相提升了山藥種植的難度。2.2.3 鏈式山藥收獲機鏈式山藥收獲機與以上兩種開溝機原理不同，收獲山藥之后不會再地上留下很深的溝，這樣下一季的種植就不會受到影響。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。但是鏈式山藥收獲機也沒有以上兩種開溝機的有點。依靠鏈上面的刀片進行開土，很難達到很深的程度。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行二次開溝。這樣一來，鏈式收獲機在采收中起到的作用就會很局限。下圖2-3為鏈式收獲機的的實物圖：圖2-3 鏈式山藥收獲機2.3 設(shè)計方案的優(yōu)化分析及確定通過對山藥收獲機的現(xiàn)狀研究，對市場上已經(jīng)開發(fā)成功的山藥收獲機的分析，總結(jié)山藥收獲機需要滿足的條件，分析現(xiàn)有山藥收獲機的優(yōu)缺點，最終確定山藥收獲機的最佳優(yōu)化方案。首先總結(jié)設(shè)計山藥收獲機要完成的任務(wù)：1）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。2）此裝置在收獲山藥的時候不能損壞山藥的塊莖。3）山藥收獲機的設(shè)計要盡量簡易，方案要符合實際情況。設(shè)計方案可以投入生產(chǎn)，并且可以推廣。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：1）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。2）在后續(xù)人力采收的工程中，比較容易損壞山藥的塊莖。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。在裝置作業(yè)之后，人工收山藥的過程中，能夠更直接。這樣就能提高山藥的完整性，盡量少的破壞山藥的塊莖。收獲機的整體結(jié)構(gòu)如下圖2-4所示：圖2-4 山藥挖掘收獲機整體結(jié)構(gòu)1.花鍵軸 2.差速箱 3.絲杠 4.傳動軸 5.滑套 6.齒輪 7.齒輪8.軸承座 9.齒輪 10.螺栓 11.架子 12.機架 13.送土器 14.螺旋鉆桿15.帶輪 16.軸承座 17.螺帽圖2-5山藥挖掘收獲機二維圖裝置選擇在山藥的兩側(cè)同時開溝，并且在開溝后利用一個簡易的裝置，來松動山藥種植行的土塊。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。這樣一來，就減少了山藥塊莖的破壞。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。利用送土器，在開溝后之后，將提升到地面的泥土放置到溝的兩側(cè)，機器走過的地方就開出了一道深溝。這樣，人就可以下去把山藥撿拾出來。設(shè)計構(gòu)想簡圖如下圖2-5：圖2-5 送土器三維設(shè)計圖這是設(shè)計裝置的側(cè)視圖，從側(cè)視圖可以看出來，前面的兩個螺旋鉆桿開溝，起到收獲機的開溝作用。在開溝之后利用安裝在機架后面的送土器將土放置到溝的兩側(cè)，起到提升山藥種植行土塊的作用。為了更直觀的解釋此方案設(shè)計，可以結(jié)合正視圖看到送土器在山藥收獲過程中起到的作用。結(jié)構(gòu)見圖正視圖如下圖2-6：圖2-6 送土器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，下面的送土器在開溝后之后，將提升到地面的泥土放置到溝的兩側(cè)，機器走過的地方就開出了一道深溝。3 山藥收獲機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 本次設(shè)計的主要內(nèi)容有：1)山藥收獲裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。2)開溝螺旋鉆桿工作部分的設(shè)計，使收獲裝置更有效采收山藥。3)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。3.1 箱體機架的設(shè)計根據(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，設(shè)計出特殊而且簡單的機架，機架不僅要起到對螺旋鉆桿和送土器的支撐作用，而且還對螺旋鉆桿起到提升和下降作用。如下圖3-1：圖3-1 收獲裝置機架3.2 送土器的設(shè)計送土器的設(shè)計，可以更好的將螺旋鉆桿松動的土塊提升到溝的兩側(cè)，大大提升了山藥收獲裝置的優(yōu)越性。送土器要橫跨山藥種植行，與機架連接，起到固定的作用。送土器通過皮帶輪與拖拉機的皮帶輪相連，這樣拖拉機就能帶動送土器工作了。如下圖3-2所示：圖3-2 送土器圖3-3 山藥挖掘收獲機部分裝配圖3.3 傳動方案的確定傳動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齒輪的分度圓直徑。裝置選擇配備24匹，17.7千瓦的拖拉機，裝置作業(yè)時，拖拉機轉(zhuǎn)速達到2000r/min。拖拉機與收獲裝置采用錐齒輪傳動，拖拉機傳動軸通過兩個錐齒輪將動力傳送到山藥收獲裝置的傳動軸上，傳動軸通過齒輪將動力傳送到螺旋鉆桿上，兩個螺旋鉆桿同速轉(zhuǎn)動。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400500m/h6 。4 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。即傳動齒輪和傳動軸的合理選擇。4.1 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200300r/h左右。由此可以確定傳動比的分配情況7：總傳動比及其分配總傳動比 （4-1）根據(jù)山藥種植行的距離，可以進行傳動比的分配： 其中，為傳動軸傳動傳動比； 為工作軸傳動比；裝置中各軸轉(zhuǎn)速計算（把傳動軸定為 軸，工作軸定為軸）裝置傳動各軸功率計算8首先計算傳動裝置的的總效率：其中，為帶傳動的效率； 為圓柱齒輪之間傳動效率 再來計算各軸的功率： （4-2）工作各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩列表如下：表4-1 各軸功率軸號功率P（kW）轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩T(Nm)16.9916.48400200405.15786.92按許用應(yīng)力估算軸的最小直徑： （4-3）查機械設(shè)計手冊取C=112軸： 此軸有兩個鍵槽，需要加7%，取軸: 同樣有兩個鍵槽，加7%，取4.2 v帶傳動的設(shè)計1）確定V帶型號和帶輪直徑工作情況系數(shù)KA：由查表確定計算功率 （4-4） 選帶型號：查機械設(shè)計手冊9： 小帶輪直徑：由表得： 大帶輪直徑： 設(shè) （4-5） 大帶輪轉(zhuǎn)速： 2）計算帶長，求： （4-6） 求： （4-7）初取中心距：帶長： （4-8）基準長度：查手冊 取 3）求中心距和包角 中心距： （4-9）小輪包角： （4-10）4）求帶根數(shù) 先求帶速： （4-11）帶根數(shù)：查閱機械設(shè)計手冊10； （4-12）取z=34.3 齒輪傳動的設(shè)計計算1）首先選擇齒輪的材料11 小齒輪：40Cr 熱處理方式：調(diào)質(zhì)處理 大齒輪：45 熱處理方式：調(diào)質(zhì)處理 2）初步計算齒輪的參數(shù) 查機械手冊齒輪傳動得12：齒寬系數(shù)取接觸疲勞極限 初步計算的許用接觸應(yīng)力： （4-13）值：查機械設(shè)計手冊，取=82（估算）初步計算的小齒 （4-14）3）齒輪面接觸疲勞強度計算精度等級：查閱機械設(shè)計手冊齒輪齒數(shù)Z： 取則 （4-15）模數(shù)m： （4-16）使用系數(shù):動載荷系數(shù)：查機械手冊齒間載荷分配系數(shù)： （4-17）齒向載荷分布系數(shù)：由機械設(shè)計手冊 （4-18）載荷系數(shù)K： （4-19）彈性系數(shù) 由機械設(shè)計手冊節(jié)點區(qū)域系數(shù) 由機械設(shè)計手冊重合度系數(shù)：查表因，故 （4-20）接觸應(yīng)力最小安全系數(shù)：查機械設(shè)計手冊應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： （4-21） （4-22）接觸壽命系數(shù): 查機械設(shè)計手冊許用接觸應(yīng)力： （4-23） （4-24）通過以上計算，結(jié)果表明，齒輪的接觸疲勞強度符合要求。故所選齒輪符合要求，可以使用。如果達不到要求，應(yīng)調(diào)整齒輪參數(shù)或改變齒輪材料，并再次進行驗算。4）確定傳動主要尺寸實際分度圓直徑 （4-25） 中心距 （4-26） 5）齒根彎曲疲勞強度驗算 齒形系數(shù) （4-27） 查機械設(shè)計手冊得 應(yīng)力修正系數(shù) ，重合度系數(shù)： （4-28） 螺旋角系數(shù) （4-29） （4-30） 齒間載荷分配系數(shù):前面已求的齒向載荷分布系數(shù):查機械設(shè)計手冊13， （4-31）載荷系數(shù)K：彎曲疲勞極限：由彎曲疲勞極限圖得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)0.85，結(jié)果變?yōu)閺澢钚“踩禂?shù)：由機械設(shè)計手冊得14彎曲壽命系數(shù):由彎曲壽命系數(shù)圖得 尺寸系數(shù): 由尺寸系數(shù)表得：許用彎曲應(yīng)力: （4-32） 驗算彎曲強度： （4-33） 經(jīng)以上計算，齒根彎曲強度符合要求?？?結(jié) 此次設(shè)計的任務(wù)是山藥挖掘收獲機的設(shè)計。長期以來，山藥都是靠傳統(tǒng)的人力收獲，山藥的根莖較長，深入地下，難以采收，如果收獲技術(shù)不夠成熟，根莖破損率就會很高。通過這次設(shè)計發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段山藥收獲機有兩個無法實現(xiàn)的難題：1、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。2、在后續(xù)人力采收的工程中，比較容易損壞山藥的塊莖。根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計出簡單而且特殊的機架，在機架上安裝螺旋鉆桿進行開溝。畢業(yè)設(shè)計是作為我在大學(xué)學(xué)習(xí)階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一種綜合應(yīng)用，是一種綜合的再學(xué)習(xí)、再提高的過程，這一過程對我的學(xué)習(xí)能力和獨立工作能力也是一個培養(yǎng)。這次的畢業(yè)設(shè)計工作總體來說，時間較長，畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容也較充實，每個同學(xué)都有各自重點深入的部分。通過本次畢業(yè)設(shè)計我對山藥收獲機有了進一步的了解，也對三維設(shè)計軟件SolidWorks，可以熟練地進行軟件的操作。更重要的是學(xué)會了利用所學(xué)知識進行機械設(shè)計的方法和過程。在設(shè)計過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關(guān)的書籍、手冊以及老師的精心指導(dǎo)，都得到了解決，設(shè)計過程基本順利完成。致 謝畢業(yè)在即，四年的大學(xué)生活已接近尾聲，經(jīng)過三個多月的努力，在李傳峰老師的悉心指導(dǎo)下，設(shè)計任務(wù)基本完成了。在撰寫論文期間，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師李傳峰，從設(shè)計的選題、實施到撰寫、修改和定稿，李老師均傾注了大量的心血。導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)、熱忱鼓勵不僅使我樹立了深遠的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。還有，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力將使我終生受益。同時我還要感謝大學(xué)期間各位任課老師在學(xué)習(xí)上給予我的指導(dǎo)和幫助，感謝他們四年來的辛勤栽培，他們的關(guān)懷和熏陶讓我在這四年里收獲頗豐。最后，也感謝和我一起學(xué)習(xí)的同窗朋友，他們給了我無數(shù)的關(guān)心和鼓勵，也讓我的大學(xué)生活充滿了溫暖和歡樂，感謝他們的陪伴與幫助，愿我們以后的人生都可以充實、多彩與快樂參考文獻1繆明.山藥機械化種植技術(shù)的研究與開發(fā)J;江蘇農(nóng)機化.2002（2）：40-42.2李壘,李善文.多功能山藥收獲機P.中國專利：201310650116.5，2013.12.063倪凡喜.山藥收獲機P.中國專利：201220165331.7，2012.04.184王茂成.山藥收獲種植兩用機P.中國專利：201110034816.2，2011.01.255李善文.山藥收獲機P.中國專利：200510038969.9，2005.04.186孫桓,陳作模,葛文杰.機械原理M.北京：高等教育出版社.2006.5:51-53.7劉鴻文.材料力學(xué)I（第五版）M.北京：高等教育出版社.2011.1:56-588洪忠德.簡明機械設(shè)計手冊.上海：同濟大學(xué)出版社.2002.5:16-17.9洪忠德.簡明機械設(shè)計手冊.上海：同濟大學(xué)出版社.2002.5:12-13.10濮良貴,紀名剛.機械設(shè)計(第八版)M. 北京：高等教育出版社.200611孫波.機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2008.312 倪凡喜.山藥收獲機P.中國專利：201220165331.7，2012.04.18:14-16.13孫桓,陳作模,葛文杰.機械原理M.北京:高等教育出版社.2006.5:25-28.14劉百合,劉保義.超低速拖拉機與開溝機 J. 農(nóng)業(yè)機械, 2010.12:59-60.25