畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-生姜收獲機(jī)械設(shè)計(jì)

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1、 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)） 題 目： 生姜收獲機(jī)械設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 日目目 錄錄 摘 要.IABSTRACT.II1 緒論.11.1 研究背景.11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.11.3 選題的目的和意義.31.4 研究方案.32 生姜的種植農(nóng)藝及收獲機(jī)方案的選定.52.1 種植農(nóng)藝.52.2 機(jī)具方案的選定.63 懸掛架、限深輪、挖掘鏟的選定與設(shè)計(jì).93.1 懸掛架的選定與設(shè)計(jì).103.2 限深輪的選定與設(shè)計(jì).123.3 挖掘鏟的選定與設(shè)計(jì).124 傳動(dòng)部件的方案選定及設(shè)計(jì).164.1 一級(jí)傳動(dòng)方案的選定 .164.2 V 帶

2、輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 .164.3 錐齒輪的設(shè)計(jì)算. .184.4 二級(jí)傳動(dòng)方案的選定.204.5 鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.204.6 導(dǎo)向鋪禾桿的設(shè)計(jì).224.7 圓盤割刀的選定與設(shè)計(jì).225 結(jié)論及建議.245.1 結(jié)論.245.2 建議.24參考文獻(xiàn).25致 謝.26 生姜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)通過對(duì)目前各類型生姜收獲機(jī)械資料的查閱和研究，對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)方案進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單具有清壟和挖掘功能的牽引式生姜收獲機(jī)，這種機(jī)械可以與不同馬力的動(dòng)力機(jī)械配套使用，這樣就不會(huì)造成動(dòng)力機(jī)械閑置。在設(shè)計(jì)過程中，利用 ProE 軟件的三維建模，對(duì)各個(gè)部件的觀察并最終確定最佳方案。在此次生姜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)中主

3、要完成以下的工作：完成懸掛架和鏟架以及挖掘鏟的設(shè)計(jì)計(jì)算；完成割臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)（皮帶輪、鏈輪、錐齒輪）的設(shè)計(jì)和計(jì)算；完成割刀的設(shè)計(jì)計(jì)算；完成整體的配置方案及裝配。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:生姜;收獲機(jī);挖掘 The Design of the Ginger Harvester Abstract This design through the review and study the various types of ginger harvester data,innovation and improvement of the technical scheme of the existing,traction

4、type ginger harvesting machine with simple structure and Ridge Clearing and mining function design,this machine can be used with power machinery supporting different horsepower,So as not to cause power machinery idle.In the design process,using three-dimensional modeling software ProE,observation of

5、 the various components and determine the optimal scheme. Mainly completed the following work in the design of the ginger harvester:complete the suspension frame and a shovel digging shovel frame and the design calculation;To complete the cutting table transmission system (pulley, sprocket, gear) de

6、sign and calculation;complete the design of the calculation of cutting knife;complete the configuration scheme of overall and assembly.Key words: Ginger; Harvester; Mining青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）01 緒論1.1 研究背景生姜原產(chǎn)于東南亞(印度和馬來西亞一帶)熱帶雨林區(qū)的森林邊沿地帶。目前， 我國是世界上種植生姜面積最大的國家，其次分別是印度尼西亞、印度及澳大利亞等國。歐美發(fā)達(dá)國家及日本、韓國的生姜種植面積

7、在逐年減少，但對(duì)生姜的需求卻越來越旺盛，這些國家年需求量在 400 萬噸以上，且每年以 20% 以上的速度增長。由于生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等原因，目前，全球生姜年生產(chǎn)量在 2500 萬-2800 萬噸,市場需求缺口很大。生姜作為我國重要的蔬菜品種，具有良好的藥用和食用價(jià)值，其在我國的栽培歷史悠久，種植范圍很廣，目前已形成許多著名產(chǎn)區(qū)，除東北、西北等寒冷地區(qū)不種植外，在我國的中部、東南部至西南部的各地區(qū)均有生姜產(chǎn)區(qū)。且以南方諸省居多。自98 年以來， 國際的生姜市場日趨活躍，呈現(xiàn)出供不應(yīng)求、價(jià)格堅(jiān)挺之勢。 其中對(duì)中國的生姜需求逐漸增大。目前，因日韓美等國家對(duì)中國生姜需求旺盛，使得農(nóng)民的種姜積極性

8、增加，2011 年全國各地的生姜種植面積都有不同程度的增加。經(jīng)初步估算，2011 年全國的生姜種植面積要比 2010 年多 40左右。以山東部分地區(qū)為例，其生姜種植面積比 2010 年增加了 50左右，全國各個(gè)生姜主產(chǎn)區(qū)的生姜種植面積都有不同程度增加，其產(chǎn)量增加了不少。在 隨 著 生 姜 種 植 面 積的不斷增加，以往傳統(tǒng)而落后的人工收獲方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的生姜收獲的要求，因此生姜收獲作業(yè)的高效性研究已經(jīng)迫在眉睫。生姜種植農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的高低會(huì)直接影響到生姜種植也在我國的發(fā)展，因此我們要抓緊對(duì)生姜收獲機(jī)械的研制。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀隨著改革開放政策的實(shí)行，國內(nèi)特種農(nóng)

9、業(yè)也在飛速的發(fā)展，以往的生姜只會(huì)被人當(dāng)成是一種調(diào)味蔬菜，現(xiàn)在生姜的經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)逐漸被人所認(rèn)可。在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高產(chǎn)量生姜品種研制的成功，使得現(xiàn)在生姜畝產(chǎn)量不斷提高，所以在全國的各個(gè)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1地區(qū)生姜種植的面積在逐年增大，并且以生姜種植的周期短、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)漸漸的成為了這些農(nóng)民家庭的最主要經(jīng)濟(jì)收入方式和新的致富之路。由于國內(nèi)生姜機(jī)械行業(yè)起步晚，導(dǎo)致了生姜種植及收獲機(jī)械化程度很低，這嚴(yán)重拖慢了生姜種植產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展速度。國內(nèi)生姜收獲機(jī)械主要分為兩大類、三種型式。其中的一類是挖掘類，另一類是提拉秧類。挖掘類機(jī)械在生姜收獲時(shí)，如果種植生姜的土壤過干，這樣挖

10、掘鏟的工作阻力會(huì)很大，這樣挖掘的效果就會(huì)很差，這樣人工后期的作業(yè)時(shí)會(huì)造成姜塊的損壞和姜塊不能收獲的困難，如果土壤濕度過大收獲機(jī)械在行走時(shí)會(huì)變的很困難，挖掘鏟的阻力變大挖掘效果變差；提拉秧類機(jī)械受土壤的干濕度的影響不是很大但主要會(huì)受到生姜的種植密集度的影響較明顯，姜苗種植的過密、過疏或者是疏密不均等問題，都會(huì)影響收獲效果1。盡管現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有了不少形式的生姜收獲機(jī)械，但是國內(nèi)技術(shù)并不成熟，現(xiàn)有的機(jī)械并不能對(duì)生姜收獲作業(yè)達(dá)到全機(jī)械化，大部分收獲工作還是需要人工去完成。這樣農(nóng)民的收獲勞動(dòng)強(qiáng)度并沒有減少，而且還會(huì)導(dǎo)致收獲時(shí)間長和收獲效率低等問題, 而且人工作業(yè)的隨意性使生姜莖塊的損失率、破碎率較高,

11、不利于生姜的貯存。因此, 急需改善和創(chuàng)新新生姜收獲機(jī)械以解決目前國內(nèi)生姜收獲存在的不足。1.2.2 國外研究現(xiàn)狀 生姜受生長環(huán)境以及種植農(nóng)藝的影響導(dǎo)致它多分布于亞熱帶地區(qū)的國家，如中國、印度、東南亞的一些國家。國外從 20 世紀(jì) 40 年代開始根莖類作物收獲機(jī)械的研究, 如美國、德國、日本、法國、意大利等發(fā)達(dá)國家均研制出了不同的收獲機(jī)械?，F(xiàn)已實(shí)現(xiàn)對(duì)長根作物( 蘿卜、甜菜等) 和短根作物( 生姜、花生、大蒜、洋蔥等) 的機(jī)械化收獲，國外的根莖類作物收獲機(jī)械正向大型化、機(jī)電一體化、智能化, 更可靠、更安全的方向發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國家不斷將高、精、尖技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械上來, 農(nóng)業(yè)機(jī)械正向智能化方向發(fā)展2

12、。 針對(duì)國產(chǎn)機(jī)型存在的不足之處，和對(duì)發(fā)達(dá)國家先進(jìn)技術(shù)的借鑒，本次設(shè)計(jì)的生姜收獲機(jī)通過添加清壟功能和運(yùn)用輪叉式挖掘鏟來解決上述問題，在保證機(jī)具達(dá)到所需工作標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，要保證該機(jī)型的價(jià)格較為低廉，操作簡便，通用性好等特點(diǎn)。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21.3 選題的目的和意義 目的：在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高產(chǎn)量生姜品種研制的成功，使得現(xiàn)在生姜畝產(chǎn)量不斷提高，所以在全國的各個(gè)地區(qū)生姜種植的面積在逐年增大，并且以生姜種植的周期短、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)漸漸的成為了這些農(nóng)民家庭的最主要經(jīng)濟(jì)收入和一條新的致富路。但目前，國內(nèi)生姜收獲不能達(dá)到機(jī)械化的程度，這就很大程度上阻礙了生姜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展3。為了

13、適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過借鑒現(xiàn)有生姜收獲機(jī)械，對(duì)機(jī)具簡化改進(jìn)降低機(jī)具成本，并且提高生產(chǎn)效率高,節(jié)省勞動(dòng)力,降低收獲成本,增加產(chǎn)量。意義：目前國內(nèi)生姜種植面積比較分散, 種植農(nóng)藝參差不齊, 這既影響了生姜產(chǎn)量的提高, 也不利于生姜收獲的機(jī)械統(tǒng)一化。生姜收獲時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，工作過程繁瑣，作物果實(shí)塊莖破碎量大等農(nóng)藝問題亟待解決4。 改進(jìn)后的生姜收獲機(jī)械簡化了機(jī)具并且簡化了工作過程， 能減生姜姜塊的破碎率，由于機(jī)械的結(jié)構(gòu)簡單，所以生產(chǎn)造價(jià)低廉，并且機(jī)具的生產(chǎn)效率高，通用性良好可以與家用拖拉機(jī)配套使用。1.4 研究方案研究內(nèi)容：本課題針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過對(duì)傳統(tǒng)收獲機(jī)械的革新，提供一

14、種能夠減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，并且能適應(yīng)不同地域工作環(huán)境，收獲效果好的生姜收獲機(jī)械。 研究目標(biāo)：本次設(shè)計(jì)的生姜收獲機(jī)主要由松挖裝置、切割裝置、和傳動(dòng)裝置等部分組成。挖掘鏟的挖掘深度可以通過限深輪來調(diào)節(jié)而割刀的切割高度通過割刀高度調(diào)節(jié)桿裝置來實(shí)現(xiàn)，從而使機(jī)具可以適應(yīng)不同的種植農(nóng)藝方式。研究方法： 充分了解現(xiàn)有的生姜收獲方式的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，克服不足。設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單而且可以與拖拉機(jī)配套使用，能適應(yīng)不同的工作環(huán)境的生姜收獲機(jī)械，從而減輕農(nóng)民購買時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和生姜收獲時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且提高生姜收獲作業(yè)的效率。設(shè)計(jì)過程中要用到農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)、機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)等課青島

15、農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3程方面的知識(shí)。技術(shù)路線： 調(diào)查研究資料寫出開題報(bào)告確定總體方案機(jī)架、輪子和輪叉鏟等的裝置設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)備計(jì)算選型切割裝置整體方案設(shè)計(jì)繪制生姜收獲機(jī)總裝圖及零件圖撰寫設(shè)計(jì)說明書 擬解決的問題：主要解決生姜收獲作業(yè)時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，工作過程繁瑣，作物果實(shí)塊莖破碎量大，以及生姜收獲機(jī)具的造價(jià)太高機(jī)具的閑置的等問題。特色與創(chuàng)新點(diǎn)：本次設(shè)計(jì)的生姜收獲機(jī)，相對(duì)以往的傳統(tǒng)收獲機(jī)械來說結(jié)構(gòu)更簡單，生產(chǎn)造價(jià)更低廉，可以與家用手扶拖拉機(jī)配套使用。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4 漏姜：漏姜是在生姜收獲作業(yè)過程中的被遺漏在土壤之中并沒有被收獲的姜塊，造成漏姜的

16、最主要原因是生姜收獲機(jī)械在挖掘作業(yè)時(shí)挖掘鏟入土角度和入土深度并沒有達(dá)到收獲挖掘入土深度和挖掘?qū)挾? 生姜種植農(nóng)藝和收獲機(jī)具方案的選定2.1 種植農(nóng)藝(1)生姜的種植特征生姜在全國各地由于種植環(huán)境的不同種植方式也有區(qū)別。在通常情況下，姜塊可以長出的根最多不會(huì)超出 10 根一般都是 7-9 根。生姜的根系由于吸水和吸肥的能力不是很好的原因它的根系并不會(huì)入土很深，當(dāng)生姜的根入土超過 30cm 的時(shí)候并不能對(duì)水肥吸收。 圖 2-1 生姜農(nóng)藝特征(2)收獲要求1） 為了保證生姜能夠全部被挖出或者松土，各個(gè)挖掘鏟的入土深度和挖掘?qū)挾榷家_(dá)到要求（挖掘深度為 30cm，挖掘?qū)挾葹?40cm） ，如果入土深度

17、和寬度不能達(dá)到要求，就會(huì)對(duì)姜塊造成損壞和漏挖。2）生姜漏姜率及損傷率 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5要求，這樣就會(huì)使得后續(xù)人工作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度增大而且還會(huì)增加生姜收獲的損傷率。漏姜量的比例一般少于產(chǎn)量的 2%。 損傷：損傷是指在收獲過程中那些破損的姜塊，一般是機(jī)具在收獲過程中沒有達(dá)到收獲要求是造成生姜損傷的主要原因，后續(xù)人工收獲時(shí)對(duì)姜塊早造成的人為損壞也是造成損傷的一部分原因。生姜損傷率一般也要小于產(chǎn)量的 2%。2.2 機(jī)具方案的選定2.2.1 方案參考 此次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案的選定是通過對(duì)目前現(xiàn)有幾種生姜收獲機(jī)械的調(diào)研，參照自己的設(shè)計(jì)方案的要求，對(duì)比各個(gè)的優(yōu)缺點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)機(jī)具的設(shè)計(jì)。

18、圖 1 4JZL-2 生姜收獲機(jī)1、發(fā)動(dòng)機(jī) 2、變速箱 3、皮帶輪 4、液壓操縱機(jī)構(gòu) 5、油缸 6、橫拉桿7、松土鏟 8、限深輪 9、支架 10、支撐履帶 11、支重輪 12、護(hù)板13、驅(qū)動(dòng)輪 14、機(jī)架總成 以下是三種不同形式生姜收獲機(jī)具的結(jié)構(gòu)簡圖和性能分析：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6該機(jī)整體設(shè)計(jì)思路新穎、性能穩(wěn)定、操作方便、損失率小及作業(yè)成本低 （1）工作原理：通過松土裝置使生姜的底部和四周的土壤松動(dòng)，再用人工方法使生姜拔出地面，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，使用操作容易，生產(chǎn)效率提高 （2）性能分析：通過在類似于手扶拖拉機(jī)行走系統(tǒng)的基礎(chǔ)上來加掛生姜的挖掘系統(tǒng)制成的。自身采用了履帶式

19、行走機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于既增大了牽引力，又增大了離地間隙。此設(shè)計(jì)比較適合高壟作物田間作業(yè)?？梢酝瓿蓪?duì)澆水 34 天后的生姜進(jìn)行挖掘收獲5。 工作原理：手扶拖拉機(jī)前進(jìn)時(shí),可先由立式割臺(tái)將姜苗切除, 并傳送到一側(cè)清壟, 隨后由環(huán)形深松犁將地下生姜根莖松挖, 生姜塊被整體移出土而不被翻動(dòng),保證了生姜塊的完整性。 性能分析： ， 主要是可以完成清壟作業(yè)，符合這次設(shè)計(jì)的要求，故此次設(shè)計(jì)以此機(jī)型為原型。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7方案的選定及機(jī)構(gòu)工作原理 圖 3 日產(chǎn)生姜收獲機(jī) 1. 驅(qū)動(dòng)輪 2. 機(jī)架 3. 發(fā)動(dòng)機(jī) 4. 撥禾輪 5. 分禾器 性能分析 ： 該機(jī)為自驅(qū)動(dòng)型收獲機(jī)，集收獲、割

20、秧于一體，其機(jī)架前端連接有撥禾輪，分禾器位于撥禾輪下方，由機(jī)架上的發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)各部件運(yùn)動(dòng)。2.2.1 工作原理 ： 該機(jī)具是由日本人藤木、弘羲于 1 9 9 1 年 申請(qǐng)的專利，生姜收獲機(jī)沿著生姜種植行前進(jìn), 分禾器首先將生姜莖稈導(dǎo)人撥禾輪, 然后由撥禾輪將生姜莖稈喂人夾持帶, 再由撥禾輪后端的莖稈切割裝置將秧切去并輸送到機(jī)器側(cè)面, 隨著夾持帶的運(yùn)動(dòng)和機(jī)器的前進(jìn), 夾持帶將生姜莖塊從地下拔出,從而完成生姜收獲。 通過對(duì)國內(nèi)外資料的查閱以及結(jié)合本次設(shè)計(jì)的中心思想確定本次設(shè)計(jì)的生姜收獲機(jī)械為牽引式的，結(jié)構(gòu)簡圖和工作原理如下:青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8 圖四 生姜收獲機(jī)結(jié)

21、構(gòu)簡圖 1.輪叉鏟 2.限深輪 3.懸掛架 4.選用的手扶拖拉機(jī) 5.割刀 6.導(dǎo)向鋪禾桿 整個(gè)裝置分為兩個(gè)部分，前邊的為切割裝置、后方的是挖掘松土裝置。動(dòng)力是由手扶拖拉機(jī)提供，動(dòng)力機(jī)械的行走帶動(dòng)挖掘裝置前行，輪叉鏟與地面呈一定的角度插入土壤中，輪叉鏟的轉(zhuǎn)動(dòng)可以對(duì)生姜起到挖掘和松土的作用。輪叉鏟的工作深度是由位于它前方的限深輪來控制（限深輪的高度可以調(diào)節(jié)） ，輪叉鏟的收起放下可以通過機(jī)架上方的伸縮調(diào)節(jié)裝置來手動(dòng)調(diào)節(jié)。前端發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速通過三級(jí)減速將動(dòng)力傳給割刀使其轉(zhuǎn)動(dòng)完成對(duì)姜桿的切割作業(yè)，被割斷的姜桿經(jīng)機(jī)構(gòu)最前端的導(dǎo)向鋪禾桿引導(dǎo)倒向姜壟的兩側(cè)。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文

22、）9懸掛架是挖掘裝置實(shí)現(xiàn)作業(yè)要求的重要部件，此次懸掛架的設(shè)計(jì)要滿足限深輪的懸掛，輪叉鏟的懸掛和收放以及與動(dòng)力機(jī)械的連接，而且還要做到整體結(jié)構(gòu)要簡單、受力變形小、抗振性能好，此外在滿足以上要求的情況下機(jī)架的質(zhì)量要盡量的輕，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理以便生產(chǎn)鑄造、焊接和便于機(jī)架的組裝維修等6。 3 懸掛架、限深輪、挖掘鏟的選定與設(shè)計(jì)3.1 懸掛機(jī)架的選定與設(shè)計(jì)在機(jī)架的形狀設(shè)計(jì)方面，懸掛機(jī)架上設(shè)置有兩組鉸連接，一組是固定鉸連接另一組是提升鉸連接，固定鉸連接是懸掛機(jī)架與動(dòng)力機(jī)械固定連接的以便實(shí)現(xiàn)挖掘鏟的工作，提升鉸連接是與伸縮桿連接實(shí)現(xiàn)懸掛機(jī)架的收起和放下，在懸掛機(jī)架的兩邊有限深輪及挖掘刀的固定裝置，可以實(shí)現(xiàn)挖掘

23、深度的調(diào)節(jié)及定位。在本次設(shè)計(jì)中，因懸掛機(jī)架受力并不大且需焊接部分較多，故不選用鑄造的方式，同時(shí)，考慮周期，重量成本等原因，懸掛機(jī)架多采用焊接方式連接,通過查閱相關(guān)資料選擇 Q235B 為此次機(jī)架材料。 圖 3-1 懸掛架青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10此次設(shè)計(jì)的限深輪是由鋼板卷制通過焊接方式制成，焊接而成通過調(diào)整位于調(diào)整桿上的螺母可改變限深輪的入土深度，限深輪的最大垂向可調(diào)距離為 150mm，為避免對(duì)壟局部施壓過大，并能保證限深輪的順利滾動(dòng)，限深輪自身的直徑不應(yīng)過小，本設(shè)計(jì)選取為 200mm。3.2 限深輪的選定與設(shè)計(jì)限深輪是控制輪叉鏟入土深度和保持機(jī)架和動(dòng)力機(jī)械在同一水平直線

24、上運(yùn)動(dòng)的重要部件。由于限深輪與直接地面接觸這樣可以減輕懸掛架鉸連接處的剪切力。在此次設(shè)計(jì)限深輪的過程中要注意一下兩個(gè)方面，一方面在限深輪和土壤之間不能有滑動(dòng)，相對(duì)滑動(dòng)會(huì)增大挖掘阻力而且會(huì)影響到輪叉鏟的挖掘效率；另外一方面限深輪的高度要合理如果與地面壓力太大會(huì)造成土壤的壓實(shí)從而影響輪叉鏟在生姜收獲作業(yè)時(shí)的挖掘松土性和碎土的效果。 圖 3-2 限深輪青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）113.3 挖掘鏟的選定與設(shè)計(jì)挖掘鏟的設(shè)計(jì)過程中不能只考慮理論狀況要理論聯(lián)系實(shí)際，比如說挖掘鏟作業(yè)過程中會(huì)有雜草石塊等雜物，雜草會(huì)與挖掘鏟發(fā)生纏連導(dǎo)致挖掘鏟不能達(dá)到挖掘要求，而石塊會(huì)與挖掘鏟發(fā)生剛性碰撞會(huì)導(dǎo)致

25、挖掘鏟破損從而影響挖掘作業(yè)。此次挖掘鏟的設(shè)計(jì)要完成挖掘姜塊時(shí)避免對(duì)姜塊造成機(jī)械的損傷，挖掘鏟在收獲作業(yè)的過程中克服各種阻力時(shí)所需要的工作動(dòng)力要少，可以在不同的環(huán)境下比如在不同土壤中圓滿的完成挖掘收獲作業(yè)任務(wù)。要達(dá)到以上的各個(gè)方面的要求這就使得挖掘鏟設(shè)計(jì)時(shí)的結(jié)構(gòu)形式和幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算顯得尤為重要。農(nóng)業(yè)作業(yè)中運(yùn)用到的挖掘鏟形式各種各樣，挖掘鏟在工作過程中與連接件可不可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)將挖掘鏟分為固定式、回轉(zhuǎn)式和復(fù)合式三種7。常見的固定式挖掘鏟的結(jié)構(gòu)形式如圖： 圖 3-3 常見固定式挖掘鏟三角形平面鏟的特點(diǎn)是由于挖掘鏟前端呈錐狀所以它入土能力強(qiáng)入土阻力小，為了防止雜草的纏連其鏟面角度要小于 120 ；

26、這種鏟也存在塊莖的測漏問題，由于鏟面o過平導(dǎo)致了它的碎土能力很差，而且由于鏟面過大其入土深度不宜過大，當(dāng)挖掘量變（1）三角平面鏟 （2）曲面鏟 （3）條形平鏟 （4）帶圓犁刀的曲面鏟 （5）組合式鏟（6）帶分離柵的曲面鏟青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12大是三角鏟容易擁堵，增加挖掘阻力。條形平鏟特點(diǎn)是不易產(chǎn)生遺漏塊莖現(xiàn)象，適宜于土壤粘度較小的土壤，但入土較難，容易發(fā)生產(chǎn)草現(xiàn)象，碎土能力較弱，擁堵現(xiàn)象較嚴(yán)重。多片鏟特點(diǎn)是它是對(duì)三角平面鏟的改進(jìn)設(shè)計(jì)，收獲效率較高，不易發(fā)生遺漏現(xiàn)象，入土比較容易，適用于挖掘深度不大的塊莖類作物的收獲，也存在著碎土能力不強(qiáng)的特點(diǎn)，出土量較大、易產(chǎn)生擁堵現(xiàn)

27、象。凹面鏟的特點(diǎn)是入土性能較好，可以使土壤發(fā)生變形斷裂，因此具有一定的碎土能力，但碎土性能較凸面鏟差一些?？紤]到生姜的種植農(nóng)藝的，要求生姜收獲機(jī)械的挖掘深度較深，寬度較大，工作時(shí)需要移動(dòng)大量的土壤，而以上的常見的挖掘鏟入土能力、碎土能力、挖掘深度都不能達(dá)到生姜收獲農(nóng)藝的要求，如果要達(dá)到以上農(nóng)藝的要求則挖掘鏟需要做的很大這樣就會(huì)很笨重浪費(fèi)材料，而且鏟面太大的話在挖土量大的時(shí)候都易發(fā)生擁堵就增加了牽引阻力8。為了減少對(duì)泥土的攪動(dòng)以及功率的損失，本次設(shè)計(jì)采用下圖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 圖 3-4 輪叉式收獲鏟示意圖 輪叉式挖掘鏟優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝少，而且能達(dá)到生姜收獲時(shí)的農(nóng)藝要求9。 輪叉式挖掘鏟主

28、要設(shè)計(jì)參數(shù)有：入土傾角（安裝角度）；鏟的直徑 L。 （1）入土傾角 根據(jù)生姜的種植農(nóng)藝可知 cm，H=40cm ；1L30青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13 所以 tg=/H=0.375 ；2L1 ；1tg020 則；00170-90 考慮到生姜種植過程中姜苗與中心線的偏離度和拖拉機(jī)操作員的操作熟練程度，取 65 （） 。0065 （2）鏟的直徑 L 由生姜的種植農(nóng)藝可知 Lcm；230 所以 cm；60cos/302L2 由于此輪叉鏟的主要目的是為了松土及提拉生姜的目的，并不是為了將生姜完全從土壤中翻出，所以鏟的末端并不需要完全達(dá)到生姜最大種植深度，而且如果直徑 L 過大會(huì)對(duì)輪

29、叉鏟的制造工藝、熱處理工藝，提出很高的要求，而且叉指在工作中很容易發(fā)生變形或者斷裂，所以 L 取 50（L=50cm） 。 圖 3-5 輪叉鏟 在挖掘鏟的入土過程中，不同材質(zhì)的金屬與土壤之間所產(chǎn)生的摩擦力也打不相同，因此，挖掘鏟材質(zhì)的選擇對(duì)其剛度、結(jié)構(gòu)及工作性能有重要影響。通常來講，挖掘鏟整體表面磨損導(dǎo)致其發(fā)生的幾何形狀的改變是用來衡量其剛度的重要因素之一，這就青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14對(duì)挖掘鏟材質(zhì)的剛度有較高要求。在進(jìn)行挖掘的過程中，挖掘鏟會(huì)與埋在地下的石塊以及其它較硬的物質(zhì)發(fā)生碰撞，這就可能導(dǎo)致鏟刃的開口損傷， 。挖掘鏟工作過程，入土的挖掘鏟的各種材料和金屬之間的土地

30、產(chǎn)生的摩擦力相同的，所以在選擇材料上挖掘鏟的韌性，結(jié)構(gòu)和性能有一個(gè)顯著的影響。一般情況下，導(dǎo)致其形成的磨損挖掘鏟幾何體的總面積的測量是在剛度的重要因素，挖掘鏟剛性有更高的要求的變化。在挖掘過程中，用鏟子挖在地面上用石頭等硬質(zhì)材料碰撞，從而導(dǎo)致?lián)p害挖掘鏟破損，而且輪叉鏟的工作方式就決定了鏟指所受的各個(gè)方向應(yīng)力都會(huì)很大，所以，挖掘鏟的材質(zhì)選擇既要具有很高的的柔韌性，而且剛度要求也要很高。 綜上所述，挖掘鏟應(yīng)具有可靠的剛度及柔韌性，很高的剛度要求，要便于加工制造，綜上所述要求，通過查閱資料選用 Q390 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行生產(chǎn)制造10。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15 由于此次設(shè)

31、計(jì)的生姜收獲機(jī)械是牽引式的，后方挖掘裝置的工作動(dòng)力是由拖拉機(jī)行走提供而前方割臺(tái)圓盤割刀的的工作動(dòng)力來則自于配套拖拉機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)，一般情況下的拖拉機(jī)的動(dòng)力傳遞都是是通過 V 帶輪實(shí)現(xiàn)的，所以此次割臺(tái)的動(dòng)力傳遞的一級(jí)傳動(dòng)部件選擇 V 帶輪。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過 V 帶輪的傳遞后要實(shí)現(xiàn)圓盤割刀的工作轉(zhuǎn)動(dòng)則需要?jiǎng)恿Φ膿Q向傳遞，一般來說動(dòng)力換向機(jī)構(gòu)有兩種，其中一種是錐齒輪傳遞，另外一種是渦輪蝸桿 P 所需要傳遞的額定功率，KW。計(jì)算功率 P是根據(jù)傳遞的功率 P 和帶的工作條件確定的；ca傳動(dòng)部件的方案選定與設(shè)計(jì) 44.1 一級(jí)傳動(dòng)部件的選定傳遞。渦輪蝸桿傳遞比較平穩(wěn)可以實(shí)現(xiàn)不傳動(dòng)比的傳遞，但是渦輪蝸桿的傳遞

32、機(jī)械效率很低而且對(duì)材料的耐磨性要求很高，而先對(duì)與渦輪蝸桿傳遞來說錐齒輪傳遞方式相對(duì)較廉價(jià)一點(diǎn)而且傳遞效率較高，所以此次設(shè)計(jì)選用錐齒輪來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力換向傳遞12。4.2 V 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）計(jì)算功率 Pca P=K P ； 公式（4-1）caA式中：P計(jì)算功率，KW；ca K 工作情況系數(shù)；A 通過查表可知 K =1.2，而本次設(shè)計(jì)的生姜收獲機(jī)為牽引式，而且切割臺(tái)結(jié)構(gòu)較A簡單，所以割臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算只是通過滿足一般通用拖拉機(jī)傳動(dòng)要求從而實(shí)現(xiàn)生姜收獲機(jī)的廣泛配套使用，通過查閱資料可知手扶拖拉機(jī)的額定功率一般為 P=5KW，則 P=6KW。ca（2）選擇 V 帶的帶型 V 帶的帶型選擇是可以根據(jù)所計(jì)算的

33、功率 P和小帶輪轉(zhuǎn)速 n 來確定的，因?yàn)楦頲a1刀的轉(zhuǎn)速是直接通過發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞過來的并沒有進(jìn)過變速箱減速，一般拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定的轉(zhuǎn)速是 2200r/min，所以通過查表選擇 A 型 V 帶輪。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16 i 傳動(dòng)比較大會(huì)減小帶輪的包角 ，當(dāng)帶輪的包角減小到一定的程度時(shí)，帶傳動(dòng)就會(huì)打滑，從而無法傳遞規(guī)定的功率。因此，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般為 i7,推薦值為 i=25。這里選擇 i=2.5。 帶輪材料常采用灰鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等。V20m/S 時(shí)，HT150，20-30m/S 時(shí) HT200，35m/S 直徑較大，功率較大時(shí)用 35 鋼和 40 鋼。高速小

34、功率用工程塑料。批量大時(shí)，可用壓鑄鋁合金或其它合金。根據(jù)公式；計(jì)算中心距及其變動(dòng)范圍一般初選帶傳動(dòng)的中心距為 確定中心距,并選擇 V 帶的基準(zhǔn)長度 Ld（3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 d2d d=id 公式（4-2d1d2） 式中：i傳動(dòng)比； d小帶輪基準(zhǔn)直徑。1d d一般為小帶輪的基準(zhǔn)直徑這里為所配套的拖拉機(jī)帶輪基準(zhǔn)直徑。通過確定的 V1d帶帶型以及查表選擇確定 d=250mm。2d（4） 0.7（d+d）2(d+d)， 公式（4-1d2d01d2d3） 這里取 400mm。0 L2+（d+d）+ 公式（4-0d021d2d02124d）（ddd4） L1398mm，通過查表加以適當(dāng)調(diào)整取 L

35、=1400mm。0dd （5） 傳遞的實(shí)際中心距近似為 公式（4-2L0d0dL5） 考慮到由于在帶輪的生產(chǎn)制造加工過程中會(huì)存在制造誤差，而且 V 帶在生產(chǎn)制造過程中也會(huì)存在制造誤差，以及 V 帶的彈性會(huì)因?yàn)閹г诠ぷ鬟^程中長期受力而導(dǎo)致變差從而 V 帶變的松弛從而產(chǎn)生的補(bǔ)充緊張的需要，中心距的變動(dòng)范圍 =-0.015L =393.1 公式（4-mind6） （6）帶輪的材料選擇 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17 由于小齒輪在動(dòng)力傳遞過程中轉(zhuǎn)速較大受力大故選用40（調(diào)質(zhì)處理）為制造材料，cr齒面硬度為280，因?yàn)榇笮↓X輪之間要存在齒面硬度差，所以此次大齒輪的制造材HBS料用45鋼

36、（調(diào)質(zhì)處理） ，而大小齒輪齒面硬度差一般為40時(shí)最合適合適，所以齒面HBS硬度為240。考慮到此次割臺(tái)的動(dòng)力輸出不是很高只負(fù)責(zé)切割作業(yè)，對(duì)部件轉(zhuǎn)速要HBS求不高所以選用8級(jí)精度13。 v= 公式（4-100060dn7）v3m/S，因?yàn)檗D(zhuǎn)速并不大所以選擇 HT150 作為帶輪的制造材料。4.3 錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算由于前面已經(jīng)確定了經(jīng)過 V 帶輪傳遞來的動(dòng)力選擇錐齒輪為實(shí)現(xiàn)動(dòng)力換向傳遞的部件，而且通過計(jì)算得到大帶輪傳遞過來的轉(zhuǎn)速 n =880/min，則定 n =440r/min,輸出12的傳動(dòng)比為 i=2。（1）錐齒輪的制造材料和材料的處理方式小齒輪的齒數(shù)取=18，根據(jù)齒輪傳動(dòng)比 i=2 可以得

37、到大齒輪齒數(shù)=2xZ =36，通過1Z2Z1查可得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，取彎曲疲勞壽命系數(shù)，0.88，取Mpa400F2lim2FNK彎曲疲勞安全系數(shù)=1.4，則彎曲疲勞許用應(yīng)力S 公式（4-MpaSFKFSFKFFNFN42.2514004 . 188. 0Mpa86.2424004 . 185. 02lim221lim118）（2）齒輪疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒向載荷分配系數(shù)，為軸承系數(shù)，通過查表計(jì)be1.5HFHKKKbe1.1HKbeHK 直齒錐齒輪載荷系數(shù),使用載荷系數(shù)=1，動(dòng)載荷系數(shù)=1.1,齒間AVKK K K KKKV載荷分布系數(shù)。1HFKK青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18

38、大齒輪的數(shù)值較大，代入計(jì)算為錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù)，最常用的值R1/3R依據(jù)當(dāng)量齒數(shù)查表可得齒形系數(shù)，和應(yīng)力校正系數(shù)，F(xiàn)YSY小齒輪2.80，=1.55；大齒輪2.22，=1.77FaYSaYaFYSaY算可得載荷系數(shù)1 1.1 1 1.5 11.815K 1）計(jì)算轉(zhuǎn)矩輸入功率P=5KW 公式（4-mmNnP.1007.885405109550109550T331319）2）計(jì)算分度圓錐角 公式（4-oooooZZ43.6357.26909057.263618arctantanarc1221110）3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 公式（4-80cos20cosZZ221111VZZV11）（4）計(jì)算模數(shù)計(jì)算大

39、小齒輪 公式（4-01562. 042.25177. 122. 2Y01787. 0242.82.55180. 2Y2Fa1FaFSaFSaYY12） 公式（4- 322214(1 0.5)u1FaSmFRRY YKTmz13）青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19對(duì)的直齒錐齒輪，,由齒輪材料，齒輪硬度查表可得20o2.5HZ，1920HMpa驗(yàn)算輪齒接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算分度圓直徑、外錐距R可得，3.54mm 計(jì)算大端模數(shù) 公式（4-4.241 0.5mRmm14）查表可得m=4.55） 公式（4-mmmZdmmmZ162365 . 481185 . 4d221115

40、） 公式（4-2214.51181.5173.0122mRZumm 16）（6） 計(jì)算齒寬，齒輪的圓周速度 ，mmRR05.273/01.73b齒寬中心處直徑，則圓周速度11(1)81 (1 0.5 1/3)67.5mRddmm 公式（4-1167.5 5401.907/60 100060 1000dm nvm s17）由表可知，選擇8級(jí)精度合適14。（7） 公式（4-MpaZm46.138185 . 405.2757. 172. 21007.88815. 12bYKT2F23121F1118）， ，故安全。MpaF57.30311F1F（8）青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20小

41、鏈輪齒數(shù) Z1少，可以減小外廓尺寸 ，但是如果小鏈輪的齒數(shù)過少，那么鏈輪在動(dòng)根據(jù)鏈傳動(dòng)的工作情況、主動(dòng)鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動(dòng)所傳動(dòng)的功率修正為當(dāng)量單排鏈的計(jì)算功率 K 工況系數(shù)；A K 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)；Z 公式（4-11235912(1 0.5)1RRKTHZEMpaHdu19）故安全。4.4 二級(jí)傳動(dòng)部件的選定4.5 鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算從錐齒輪傳遞出的轉(zhuǎn)速 n2=440r/min, 切割刀旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速 n3=300r/min, 輸入功率P=5KW,，傳動(dòng)比 i=1.5（1）鏈輪齒數(shù) Z1和 Z2力傳輸運(yùn)動(dòng)過程中不均勻性會(huì)大大的增加而且其承受的動(dòng)載荷也相應(yīng)的增大這就對(duì)它的制造工藝有很高的要求

42、 從而加大了加工生產(chǎn)難度；而且鏈條在轉(zhuǎn)動(dòng)過程的嚙合進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角增大；鏈傳動(dòng)的圓周力增大 ,從整體上的加速鉸鏈和鏈輪的磨損。鏈輪的最少齒數(shù)，一般，由于并不是高速傳動(dòng)所以在這里min9z117z 選擇=17，則根據(jù)傳動(dòng)比,可得=25。1Z12iZZ2Z（2）計(jì)算功率caP 公式（3-PKKKPZAcaP14）式中： 為了避免機(jī)具在工作時(shí)出現(xiàn)彈性滑動(dòng)和整體打滑的現(xiàn)象，在第二級(jí)傳動(dòng)中選擇鏈輪作為傳動(dòng)部件。并且鏈傳動(dòng)還能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高的；鏈條并不需要像帶那樣張的很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較小；同時(shí)鏈條采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小

43、，結(jié)構(gòu)較為緊湊15。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21 通過查表選擇油池潤滑或油盤飛濺潤滑方式。為了避免使用過渡鏈節(jié)，將計(jì)算出的鏈節(jié)數(shù)圓整為偶數(shù)這里取=84。0pLpL選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距計(jì)算鏈速v，確定潤滑方式 K 多排鏈系數(shù)；P P 傳遞的功率，KW。 通過查表可知 K =1.1 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，由于中心距大，傳動(dòng)比小，A44. 1Kz選 擇大節(jié)距的單排鏈，則 P=8.227KW1KPca（3） 根據(jù)功率=8.227KW 以及主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速 n =440r/min,通過查表得鏈條型號(hào)為caP216A 和節(jié)距 p=25.4mm（4）初選中心距=（3050）p ，根據(jù)工作狀況的要

44、求以及鏈傳動(dòng)的中心距不可以調(diào)0整，初選中心距=800mm則鏈節(jié)數(shù)0 公式（3-5 .84)2(22L02122100ppZZZZp15）鏈傳動(dòng)的最大的中心距為： 公式（4-1122af pLpzz22） 通過查表可知中心距的計(jì)算系數(shù)0.2498，將各項(xiàng)系數(shù)的值代入可1f799.5mm，從而可知選擇的中心距是合適的。oa （5） =2.3m/s 公式（4-100060v11pnz23） （6）計(jì)算壓軸力FP計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22 公式（4-1.05 10001590FPPFpKFeNv24）4.6 導(dǎo)向鋪禾桿的設(shè)計(jì)導(dǎo)向鋪禾桿位于機(jī)架的最前方，它是能不能

45、完成生姜清壟工作的最重要部件。由于受生姜的種植農(nóng)藝要求的影響，本次設(shè)計(jì)的導(dǎo)向鋪禾桿設(shè)計(jì)在割刀的左右兩邊各一個(gè)，而且考慮的到機(jī)械的配套使用，導(dǎo)向鋪禾桿設(shè)計(jì)成長度可調(diào)節(jié)式16。導(dǎo)向鋪禾桿的前端通過焊接的方式固定，由于考慮后方如果也用到焊接的方式可能會(huì)影響鋪禾桿長度調(diào)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn)所以導(dǎo)向鋪禾桿的后方選用螺栓固定的方式。下圖為導(dǎo)向鋪禾桿結(jié)構(gòu)圖: 圖 4-1 導(dǎo)向鋪禾桿 4.7 圓盤割刀的選定與設(shè)計(jì)圓盤割刀的刀片形式一般情況下有光刃刀片和齒刃刀片兩種。光刃刀片的結(jié)構(gòu)相對(duì)其他的刀片形式較簡單，而且在割刀工作時(shí)它的阻力也比其他的刀片小，但是其工作效果較差對(duì)轉(zhuǎn)速要求較高。而相對(duì)來說齒刃刀片的工作效率高環(huán)境適應(yīng)

46、性更強(qiáng)，所以考慮到生姜種植的特殊性和本次設(shè)計(jì)機(jī)具的轉(zhuǎn)速不是很高等因素此次設(shè)計(jì)選用齒刃刀片17。割刀的在工作過程中，其底面與被擠壓的禾桿摩擦，所以比側(cè)面要磨損的快，又青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23因莖桿難免要刀刃反復(fù)摩擦，這樣刃口很容易出現(xiàn)圓角而被磨鈍。研究表明，在軟的（彈性的）被切割的材料中包含著硬的夾雜物，一些來自被吸留的礦物微粒，如大多數(shù)的植物組織里包含有氧化硅晶體，而在植物的表面，則有對(duì)于刃口材料起著磨料作用的石英微粒。利用刃口表面對(duì)于支撐原件及被切割材料之間的摩擦，可以控制它不同位置的磨損速率，并可以利用這個(gè)工作過程中的影響來改變?nèi)锌诘男螤?，以達(dá)到自磨銳的目的18。

47、由于刀的幅寬為 300mm，受力強(qiáng)度較大，故其制造材料采用 45 號(hào)鋼，表面采用滲硼的化學(xué)熱處理的方法，硼的滲層厚度為 0.080.15mm,這樣可以使得刀片刃口的側(cè)邊得到一定程度的硬化，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：刀片的側(cè)邊和頂面存在硬度差時(shí)，可以利用莖桿對(duì)他的摩擦，使其頂面的磨損速率大于側(cè)邊的磨損速率，從而推遲刃口圓角的出現(xiàn)以達(dá)到自磨銳的目的。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24針對(duì)本次對(duì)塊莖類作物收獲機(jī)的設(shè)計(jì)，有以下建議： 5 結(jié)論及建議5.1 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)通過對(duì)國外生姜收獲機(jī)械化現(xiàn)狀的調(diào)研，以及結(jié)合對(duì)我國國內(nèi)生姜收獲機(jī)械在工作過程中優(yōu)缺點(diǎn)的分析，此次論文要設(shè)計(jì)一種即能完成對(duì)生姜割秧清壟又

48、能對(duì)姜塊進(jìn)行松土挖掘的牽引式的生姜收獲機(jī)，并對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算。在設(shè)計(jì)過程中要能實(shí)現(xiàn)收獲機(jī)具與動(dòng)力機(jī)械的配套使用，而且還要保證其造價(jià)低廉，便于維修和保養(yǎng)。本次所設(shè)計(jì)機(jī)型是牽引式機(jī)具，構(gòu)造簡單，此機(jī)具作業(yè)時(shí)所消耗的功率小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作效率高，作業(yè)時(shí)姜塊的受損率低，能夠大大的降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且此機(jī)具是與動(dòng)力機(jī)械配套使用，不用時(shí)可以拆卸存放這樣就不會(huì)造成動(dòng)力機(jī)械在生姜種植以及其他季節(jié)的閑置浪費(fèi)。該設(shè)計(jì)做出了以下結(jié)論： (1)犁出裝置中并沒有采用以往的三角鏟而是選擇輪叉式收獲鏟，輪叉式收獲鏟與地面呈很大的角度，叉鏟很容易叉入土中，叉指可以將姜塊托起和松土的作用。 (2)割刀的工作動(dòng)力由發(fā)

49、動(dòng)機(jī)提供，通過兩級(jí)傳動(dòng)帶動(dòng)割刀旋轉(zhuǎn)，割臺(tái)在割斷姜秧的同時(shí)進(jìn)行清壟，保證割斷的姜秧不會(huì)影響動(dòng)力機(jī)械的行走以及輪叉鏟的入土。5.2 建議雖然順利的完成了設(shè)計(jì)，但是由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)視野上的不足，此設(shè)計(jì)存在著很多的不足。如：輪叉鏟工作時(shí)與地面的傾角大小，并不是通過實(shí)驗(yàn)得出的最佳入土傾角；在圓盤割刀旋轉(zhuǎn)速度的確定上，也不是根據(jù)實(shí)驗(yàn)求得對(duì)姜秧切割的最佳轉(zhuǎn)速等。 (1)在通過實(shí)驗(yàn)求得最佳轉(zhuǎn)速后，可以考慮降低傳動(dòng)比從而減小鏈輪的中心距來減小割臺(tái)尺寸這樣就可考慮加掛割臺(tái)和犁出裝置，使其能夠同時(shí)進(jìn)行多行收獲。 (2)為了達(dá)到更好的清壟目的可以考慮在導(dǎo)向鋪桿和割刀的中間加一個(gè)撥禾輪。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科

50、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26參考文獻(xiàn)1王紹江,魏積利,張仁君, 等. 生姜收獲機(jī)械的研究進(jìn)展. 農(nóng)機(jī)科技推廣,2010,(07):532王紹江,張仁君,宗金成. 生姜收獲機(jī)械化作業(yè)的研究與探討. 山東農(nóng)化,2010,(06):31-443初旭宏,王俊發(fā),馬瀏軒. 根莖類中藥材收獲機(jī)械的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),2008,(10):32-334吳峰,胡志超,張會(huì)娟, 等. 生姜種植與機(jī)械化收獲概況. 農(nóng)業(yè)機(jī)械,2008,(19):33-345 魏積利、王紹江、王樹森.四驅(qū)自走式生姜收獲機(jī)，2010（01）：12-146中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)

51、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1988：102-1107劉寶、張東興、李晶.MZPH820 型單行馬鈴薯收獲機(jī)的設(shè)計(jì)，農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化，1995（02）：34-368李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2003：180-1929羅洪明. 輪叉式生姜收獲機(jī)具. 2007（09）：05.10于永泗,齊名.機(jī)械工程材料.大連：大連理工大學(xué)出版社，2010：109-12011王尚紅. 根莖收獲機(jī)械的現(xiàn)狀與前景. 山東農(nóng)機(jī),2001,(02):1612 滕麟群.生姜收獲機(jī) 20122055988.7，2012（10）13 王之熙,許杏根.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械.北京：工業(yè)出版社，1997：120-1

52、3214 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2006（05）：12215周偉平.機(jī)械制造技術(shù). 武漢:華中科技大學(xué)出版社，2002：89-9216 孫佑攀,廖宇蘭,陳丹萍.4UMS1 型木薯收獲機(jī)的設(shè)計(jì)農(nóng)機(jī)化研究，2012（02）:89-9217 宋言明.單行牽引式馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)的研究與設(shè)計(jì)，2008（06）：22-2418 馬文烈,王強(qiáng),劉仁鑫,等.圓盤刀人力割禾器的設(shè)計(jì)中國農(nóng)機(jī)化，2004（05）:48-49青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27致 謝畢業(yè)論文的尾聲也代表著我們的大學(xué)生活將要結(jié)束了，時(shí)間過的是如此的快，恍惚間我就要離開這片自己已經(jīng)深深愛上的土地?；?/p>

53、首大學(xué)四年有過開心、歡笑；有過孤獨(dú)、失望；有過努力、拼搏；更有過失敗和打擊，這一切的一切都構(gòu)成了我大學(xué)四年最沒好的回憶。不管將來我將來的人生如何，每當(dāng)我回憶起我能在這樣一個(gè)欣欣向榮、生機(jī)蓬勃的大學(xué)校園里學(xué)習(xí)過都會(huì)感到無比的驕傲和自豪。畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程是枯燥的但也是充滿挑戰(zhàn)的。首先感謝我的指導(dǎo)教師林悅香老師，從課題的選擇、開題報(bào)告的撰寫、論文的書寫到圖紙的繪制，她都費(fèi)勁心血給出了很多建設(shè)性和專業(yè)性的指導(dǎo)意見，沒有林老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒有我論文的順利完成。其次我要感謝同學(xué)們對(duì)我的幫助，在此次機(jī)具設(shè)計(jì)及計(jì)算的過程中他們給了我很多的幫助。由于此次設(shè)計(jì)的機(jī)械是特種農(nóng)業(yè)機(jī)械，所涉及到的內(nèi)容廣、計(jì)算量要求大，在做設(shè)計(jì)時(shí)，同學(xué)們給了我巨大的支持，使我的論文不斷完善！另外論文完成過程中，同學(xué)們都互相鼓勵(lì)，探討論文，相互幫助，再一次讓我領(lǐng)悟到了團(tuán)隊(duì)的力量的偉大。 對(duì)我來說，經(jīng)過幾個(gè)月的不懈努力，終于完成了似乎不可能的任務(wù)。當(dāng)然，這幾個(gè)月中，我也付出了辛勤的勞動(dòng)和汗水。感覺到收獲頗多，但也發(fā)現(xiàn)了自己的不足和欠缺之處。我希望通過不斷地學(xué)習(xí)，努力能夠使自己變的更加優(yōu)秀，做一個(gè)對(duì)國家對(duì)社會(huì)有用的人。鑒于自己的知識(shí)水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在缺點(diǎn)和不足，敬請(qǐng)廣大老師和同學(xué)們以及讀者批評(píng)指正，提出寶貴意見，以便從中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加以完善。