半喂入式花生摘果機的設(shè)計

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畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 題 目： 姓 名： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 年6 月18日 II 畢業(yè)設(shè)計誠信聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨立完成，真實可靠，不包含他人成果及已獲得青島農(nóng)業(yè)大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計）版權(quán)使用授權(quán)書 本畢業(yè)論文（設(shè)計）作者同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文（設(shè)計）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計）被查閱和借閱。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計）。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計）或與該論文（設(shè)計）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，單位署名為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)。 論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 年 月 日 指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 目 錄 摘 要 I Abstract II 1.1 設(shè)計的目的和意義 1 1.2 花生摘果機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 半喂入花生摘果機的主要研究內(nèi)容 2 2 半喂入花生摘果機方案論證 4 2.1擬定方案 4 2.2 總體方案的研究和確定 7 2.3 半喂入花生摘果機的基本構(gòu)架 8 3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 9 3.1 動力傳動的選擇 9 3.2 傳動部分的設(shè)計計算 11 4 半喂入花生摘果機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 4.1 半喂入式花生摘果機的工作過程分析 17 4.2 整體機架的設(shè)計 18 5 其它零部件的設(shè)計 20 5.1 軸承座的設(shè)計 20 5.2摘果滾筒的設(shè)計 20 5.3 夾持皮帶的設(shè)計 21 6 總結(jié)與建議 22 參考文獻 23 致 謝 24 半喂入式花生摘果機的設(shè)計 摘 要 半喂入式花生摘果機是一種僅僅把花生秧的下部輸入進摘果裝置中并且實現(xiàn)高效率摘果的花生收獲機械。在我們?nèi)粘Ｕ鳂I(yè),中與人工摘果相比，半喂入式花生摘果機具有以下特點:工作效率高,較短時間內(nèi)完成的工作量大;需要的勞動力較少;與一般的摘果機相比也有較明顯的優(yōu)勢,例如:摘果率高,工作效率較高,可以減少花生秧的破碎,便于堆積進行其他加工。因此，實現(xiàn)對半喂入式花生摘果機的研發(fā)和推廣具有深遠的意義。 本課題在研究分析國內(nèi)外現(xiàn)有花生摘果機和聯(lián)合收獲機機型的基礎(chǔ)上，研制一種半喂入式花生摘果機，重點進行該摘果機總體及傳動部件設(shè)計，以合理的工作方式及最佳的結(jié)構(gòu)布置，使該機結(jié)構(gòu)合理、使用方便、節(jié)省功耗、性能良好，滿足不同地理條件的要求。 關(guān)鍵詞：半喂入式;花生摘果機;滾筒摘果裝置;夾持帶輸送機構(gòu)。 Design of Semi-feeding peanut picking machine Abstract The semi-feeding peanut picking machine is a mere peanut seedlings the lower part of the input into the picking devices and high efficiency of picking the peanut harvest machinery. In our daily pick the job, compared with the artificial fruit picking, semi-feeding peanut picking machine has the following features: high efficiency, a relatively short period of time to complete a heavy workload; less labor required; and general picking machine there are obvious advantages, such as: picking high, high work efficiency, can reduce the crushing of the peanut vine, to facilitate the accumulation of other processing. Therefore, to achieve the development and promotion of the half feeding type peanut picking machine has far-reaching significance. This subject in the study analysis on the basis of the existing peanut picking machine at home and abroad and combine harvester models, the development of a semi-feeding peanut picking machine, focusing on the overall picking machine and transmission components in a reasonable way of working and the best layout of the structure, so that the planter reasonable structure, easy to use, saving power consumption, good performance, to meet the requirements of different geographical conditions. Keywords: semi-feeding ,peanut picking machine, roller picking device, clamping with transportation agencies agencies. II 1 緒 論 1.1 設(shè)計的目的和意義 花生是我國重要的經(jīng)濟作物、油料作物和出口創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一，出口量占世界第一位 我國花生種植面積占世界花生種植總面積的20％以上。僅次于印度，產(chǎn)量居世界首位，但是我國的花生加工機械相對落后,并且我國的花生收獲機械化與稻麥聯(lián)合收獲機械等傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械相比，存在著起步晚、投入少、發(fā)展慢、水平低等問題，嚴重制約了花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于花生收獲期正值農(nóng)村“三秋”生產(chǎn)的大忙季節(jié)，勞動力不足，加之花生收獲的投工量大，勞動強度高，如果不能及時收獲曬干，特別在南方多雨地區(qū)，花生很容易霉爛變質(zhì),造成嚴重損失。不能在適宜的時間提早將花生收獲入庫是造成這一損失的直接原因。我國南方有些地區(qū)甚至已經(jīng)出現(xiàn)了豐產(chǎn)不豐收、種而不收的嚴峻現(xiàn)實，因此加快發(fā)展花生收獲機械十分急迫,花生摘果機的推廣與改進是目前解決以上問題的有效途徑,花生摘果機是花生收獲中摘果這一環(huán)節(jié)的農(nóng)用工具，把花生的收獲分階段進行有利于降低損失率。目前我國花生摘果機械有著新的發(fā)展機遇，在我國加入WTO，西部大開發(fā)，農(nóng)村經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)機構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整穩(wěn)步推進的形勢下，花生生產(chǎn)機械化技術(shù)的應(yīng)用和花生收獲機械的市場前景看好，花生摘果機具也將得到進一步發(fā)展。另外，花生生產(chǎn)全過程機械化是我國“十五”期間農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)展重點之一，國內(nèi)花生摘果機需求量大。花生摘果機在今后的一段時間內(nèi)將得到較快發(fā)展。由于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力相對落后，有效需求不足，再加上我國農(nóng)村分散經(jīng)營的消費水平，決定了在今后的一段時間內(nèi)，我國仍然以中小型的花生摘果機為主要的研究和推廣對象。 花生摘果機是近幾年才剛剛發(fā)展起來的一種花生分段收獲設(shè)備，尚處在發(fā)展初期。還有不少技術(shù)問題需要研究和攻克。半喂入式花生摘果機是花生收獲機的一種，它較高的摘果率深受花生種植者的喜愛，它能夠完好的把花生和枝葉分離，并且不把枝葉粉碎，降低花生果的破碎率。因此半喂入式花生摘果機的研制與推廣對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。主要表現(xiàn)在以下幾點：第一，極大的提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，使花生的收獲高效的完成；第二，提高了生產(chǎn)力，降低了人力消耗。第三，加快了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化的推進速度。 1.2 花生摘果機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 從世界范圍內(nèi)看，隨著生物技術(shù)、花生生產(chǎn)技術(shù)的提高，花生的種植面積和產(chǎn)量正不斷增加。國外的花生收獲機械正依照本國的種植特點，向著大型化、機電一體化、智能化、更可靠、更安全的方向發(fā)展。一些發(fā)達國家不斷將高精尖技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械上來，農(nóng)業(yè)機械正向智能化發(fā)展。這些國家花生收獲機械與其他農(nóng)業(yè)機械相比，幾乎是同步發(fā)展的?；ㄉ斋@、摘果的聯(lián)合收獲機的制造與應(yīng)用技術(shù)已相當完善。 我國的花生摘果機械正處于發(fā)展時期，我國是最近幾年才開始應(yīng)用推廣的一種花生生產(chǎn)機械，主要以國外聯(lián)合收獲機的摘果環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，與其他生產(chǎn)機械相比，起步較晚。目前，我國主要推廣應(yīng)用單一功能的花生摘果機，其喂入方式的不同分為全喂入式和半喂入式兩種形式，這兩種形式的摘果機只能完成花生摘果環(huán)節(jié)的作業(yè)任務(wù)，基本適應(yīng)了我國現(xiàn)在的花生生產(chǎn)機械化水平。 西方發(fā)達國家在花生收獲機械的研究起步較早，較有代表性的摘果機是美國利斯頓—1580型花生摘果機，花生機械的聯(lián)合作業(yè)研究技術(shù)比較先進，技術(shù)方面比較成熟。具有代表性的聯(lián)合收獲裝置，如美國約翰迪爾公司1954年和1964年分別研制生產(chǎn)的25型和111型自走式花生聯(lián)合收獲裝置，2002年美國KELLEY MANUFACRING公司在KMC3376和KMC3374的基礎(chǔ)上研制出2002新型花生聯(lián)合收獲機，是現(xiàn)有的花生兩段收獲方式下的最先進收獲機械。雖然國外對于花生摘果已有較長時間的發(fā)展,并且有較高的聯(lián)合收獲技術(shù),但是在半喂入式的花生摘果機機型的研制卻相對較少,所以半喂入式花生摘果機的研制還有較長的路要走。 總之，國內(nèi)外半喂入式花生摘果機其種類很多，各有特色并且也得到了不同程度的推廣應(yīng)用。但是就中國現(xiàn)在的狀況來看，現(xiàn)有的花生收割裝置還不成熟，引進或經(jīng)消化吸收以后模仿制造出來的花生摘果機具有一定的缺陷，不適應(yīng)中國花生的種植方式或收獲的實際情況。因此，以中國花生生產(chǎn)的實際情況為基礎(chǔ)，研制出適合中國國情的新型花生摘果裝置，以滿足國內(nèi)現(xiàn)階段廣大花生種植用戶的迫切需求，推動農(nóng)民增收，農(nóng)業(yè)增效，就成為中國花生收獲機械的一個亟待解決的課題。 因此，研究一種新型的適合不同各地生產(chǎn)條件的半喂入式花生摘果機是迫在眉睫！ 1.3 半喂入花生摘果機的主要研究內(nèi)容 1.3 1 研究內(nèi)容 以花生為研究對象，在分析研究國內(nèi)外現(xiàn)有花生摘果機的基礎(chǔ)上，創(chuàng)制出一種半喂入花生摘果機。重點進行該摘果機總體及傳動部件設(shè)計，以合理的工作方式及最佳的結(jié)構(gòu)布置，使該機結(jié)構(gòu)合理、使用方便、節(jié)省功耗、性能良好，滿足高摘果率、低破損率的要求。首先對總體進行設(shè)計，隨后著重設(shè)計傳動部分。總體方案設(shè)計主要包括各機構(gòu)的合理布置，這里主要的設(shè)計部件是機架，機架的設(shè)計應(yīng)滿足各部件的功能要求，使機結(jié)構(gòu)合理、使用方便、節(jié)省功耗性能良好，保證摘果作業(yè)順利進行。傳動裝置的設(shè)計要滿足各部件的運動要求，使各部件按給定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。研究內(nèi)容包括：夾持輸送裝置，摘果裝置，傳動裝置等，以及各個裝置選擇的技術(shù)要求。并且降低成產(chǎn)成本，加大半喂入花生摘果機的推廣。 1.3.2課題研究的目標 改進現(xiàn)有花生摘果機的摘果方式，選擇合適的輸送方式、最優(yōu)的滾筒轉(zhuǎn)速，并且實現(xiàn)各個裝置的合理搭配，降低摘果損失率。 1.3.3 研究方法 通過對機械各部件的數(shù)據(jù)計算，用三維軟件進行繪制，參考機械設(shè)計，機械原理等課本知識對半喂入式花生摘果機的設(shè)計 1.3.4技術(shù)路線 開始查閱相關(guān)資料并根據(jù)要求初步規(guī)劃設(shè)計方案 觀察相關(guān)機器，了解工作原理和狀況 畫出裝置的草圖，對設(shè)計方案進行修正完善 用計算機進行繪圖（裝配圖、零件圖） 完善繪圖，并整理資料，編寫設(shè)計說明 2 半喂入花生摘果機方案論證 2.1擬定方案 半喂入式花生摘果機按照摘果釘齒的不同分為剛性齒、鑄造齒和型鋼齒，按照輸送裝置的不同分為夾持鏈式輸送和夾持皮帶式輸送，輸送裝置是花生摘果機的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)的合理性對花生摘果的質(zhì)量、摘果效率有著明顯的影響，因此，根據(jù)設(shè)計的要求選取合理的夾持輸送裝置尤為重要。 2.1.1 設(shè)計方案一：夾持鏈式輸送 圖2-1 半喂入花生摘果機的夾持鏈輸送裝置 1.帶輪 2.搖桿 3.拉簧 4.漲緊輪 5.雙鏈輪 如圖2-1所示： 圖2-2 夾持鏈的傳動系統(tǒng) 1.同向從動鏈輪 2.同向從動軸 3.夾持帶 4.夾持雙帶輪 5.反向從動輪 6.反向從動鏈輪 7.主動鏈輪 8.萬向節(jié) 9.主傳動軸 10.大帶輪 1）工作原理： 調(diào)速電機輸出的動力在減速機的處理下通過萬向節(jié)8傳到主動鏈輪7，這樣主動鏈輪7在主動軸9的帶動下做順時針轉(zhuǎn)動，反向從動鏈輪6在滾子鏈的帶動下做逆時針轉(zhuǎn)動，與此同時，同向從動鏈輪1做順時針轉(zhuǎn)動，這樣就實現(xiàn)了兩鏈的相向轉(zhuǎn)動。兩鏈保持一定的夾持距離，這樣就實現(xiàn)了對物料的夾持， 2）方案分析： （1）鏈傳動能保持準確的平均傳動比，傳遞效率較高；鏈條不需要張的很緊所以作用于軸上的徑向壓力較??；結(jié)構(gòu)緊湊，并且鏈傳動能在潮濕的環(huán)境中工作。采用鏈傳動使摘果機整體結(jié)構(gòu)最簡單，運動路線清晰，動力傳遞可靠性高。 （2）機架采用方鋼焊接而成，總體重量輕，節(jié)省功耗，設(shè)計成本低，便于操作。 （3）鏈傳動可實現(xiàn)較大的傳動比，傳動可靠，使整體空間結(jié)構(gòu)緊湊。 （4）夾持鏈的造價高且重量大，很難用于大規(guī)模生產(chǎn)。 2.1.2設(shè)計方案二：夾持皮帶輸送 圖2-3半喂入式花生摘果機（夾持帶輸送） 1.大帶輪 2.壓緊輪 3.皮帶 圖2-4 夾持皮帶的傳動系統(tǒng) 1.調(diào)速電機 2.從動齒輪 3.大帶輪 4.主動齒輪 5.萬向節(jié) 如圖2-3、2-4所示 1）工作原理： 調(diào)速電機1通過萬向節(jié)傳到主動齒輪4，主動齒輪4帶動大帶輪3轉(zhuǎn)動，同時傳給從動齒輪2，由于主、從東齒輪的傳動比為1，所以使大帶輪做同速相向轉(zhuǎn)動。從而實現(xiàn)夾持輸送的功能。 2）方案分析： （1）帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉和緩沖吸鎮(zhèn)，維護容易，不需潤滑價格低廉，可以在長距離間傳遞動力，但但傳動比不準確，會產(chǎn)生彈性滑動。 （2）傳動效率低，功率損失大，在農(nóng)田工作，沙土使帶摩擦加劇，使用壽命縮短。 （3）夾持帶在夾持花生秧時由于受力面積大所以不易壓折枝葉。 （4）夾持帶輸送造價便宜，偏于大規(guī)模生產(chǎn)和機械的推廣。 （5）夾持皮帶具有一定彈性，會緩沖對放入的物料不均勻造成的壓力。 圖2-5 圓柱型摘果滾筒 1.釘齒 2.圓柱滾筒 3.滾動軸 2.1.3 設(shè)計方案三:圓柱滾筒摘果裝置 1） 工作原理： 兩滾筒在動力的帶動下做相向轉(zhuǎn)動，同時帶動2滾筒上的1釘齒轉(zhuǎn)動，當花生秧的底部經(jīng)過滾筒的夾縫時，釘齒擊打花生果，將其擊打下來，完成摘果。 2） 方案分析 （1） 圓柱滾筒加工制造簡單，且穩(wěn)定性高，降低生產(chǎn)成本； （2） 生產(chǎn)效率高，對花生果的破碎率有所降低； （3） 圓柱滾筒體積小，便于安裝，并且減小了機體的體積，利于機器的存放和生產(chǎn)成本的降低； （4） 滾筒的質(zhì)量小，減小了機器的自身重量，便于移動和搬運。 2．1.4 設(shè)計方案四：圓錐滾筒摘果裝置 圖2-6 圓錐型摘果滾筒 1．滾動軸 2.圓錐滾筒 1）工作原理 兩滾筒為圓錐形的，在圓錐形滾筒的表面安有均勻分布的釘齒，滾筒在動力的帶動下做相向轉(zhuǎn)動，同時帶動2滾筒上的釘齒轉(zhuǎn)動，當花生秧的底部經(jīng)過滾筒的夾縫時，釘齒擊打花生果，將其擊打下來，完成摘果。 2）案例分析 （1）圓錐形滾筒加工制造較難，穩(wěn)定性較高，但是加工制造成本較高； （2）生產(chǎn)效率低，但是對花生的破碎率較低； （3）圓錐滾筒的體積較大，不易于安裝，并且機體較大，重量較高，不利于機器的移動和搬運； 2.2 總體方案的研究和確定 通過對上述擬定方案的分析論證并結(jié)合本次設(shè)計的主要目的，夾持輸送裝置選擇第二方案夾持皮帶輸送，摘果裝置選擇設(shè)計方案三圓柱滾筒的摘果方式，由于該設(shè)計的目標是創(chuàng)制一種制造成本低，但是摘果效率較高的半喂入花生摘果機，通過設(shè)計方案一和設(shè)計方案二的比較可知道，用夾持皮帶傳送可以減少因傳送過程中受夾持裝置的損害，更能平穩(wěn)的輸送物料；夾持皮帶具有一定的彈性，在一定范圍內(nèi)可以增加物料的量，增大工作量。而夾持鏈輸送裝置生產(chǎn)成本較高，會增加該機器的生產(chǎn)制造成本，設(shè)計方案三和設(shè)計方案四的比較可得出圓柱滾筒的摘果裝置生產(chǎn)成本低，且穩(wěn)定性好，圓錐滾筒摘果裝置在破碎率上沒有明顯的優(yōu)越性。綜上所述，確立設(shè)計的方案是夾持皮帶輸送和圓柱滾筒的摘果裝置。 2.3 半喂入花生摘果機的基本構(gòu)架 3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 3.1 動力傳動的選擇 電機的型號選擇是根據(jù)總功率的大小決定的，對其工作和經(jīng)濟性都有影響。通常對于長期聯(lián)系運轉(zhuǎn)，載荷不變或者很少變化，要求所選用電機的功率等于或略大于工作時所需的總功率[12]。根據(jù)傳動的穩(wěn)定可靠和對收獲機需要的功率我們先采用Y160M1-2型電動機。 滾筒轉(zhuǎn)速、直徑以及輸送速度的確定 通過差資料可得一些實驗數(shù)據(jù)如下： 表1 實驗因素與水平 A B C 水平 滾筒轉(zhuǎn)速（） 夾持輸送速度（m） 滾筒直徑（mm） 1 187 7.5 150 2 225 8.8 160 3 270 10 180 4 300 11.3 200 表1中給出了四個水平，然后在這四個水平下做試驗，通過實驗的結(jié)果確定最優(yōu)組合，然后根據(jù)最優(yōu)組合確定滾筒的直徑、滾筒的轉(zhuǎn)速和夾持皮帶的輸送速度。 表2實驗方案和實驗結(jié)果 各因素對摘果性能指標的影響 通過上述的摘果性能的方差分析可得，影響綜合指標的因素排序以此為BCA,最佳水平組合是B4C2A3,即摘果滾筒的轉(zhuǎn)速時270r/min,夾持輸送速度是11.3m/min，摘果滾筒直徑是160mm。 2.1摘果傳動系統(tǒng)中電機型號的確定 根據(jù)實踐測量每個滾筒的受力大約是2400N， 電機功率的估算公式為： Ｐ＝Ｆ2πnr 公式（3-1） 式中： P-電機動力功率（w） F-電機通過傳動傳遞給滾筒的力（N） n-滾筒在工作時的角速度（） 所以： P=4800N23.144.50.08m=10851.84w 公式（3-2） 由總體設(shè)計可知,電機將動力傳給滾筒和夾持皮帶輪，由于在工作過程中皮帶與帶輪、鏈與鏈輪之間存在摩擦，會消耗一部分功率，因此選擇電機是要考慮到電機的輸出功率要大于或等于P，為了滿足需求我們選擇的電機型號是YR60L-4。 2.2實際消耗的功率 與總體設(shè)計可知，電機輸出功率主要包括部件之間傳動消耗的功率Pf、滾筒摘果時消耗的功率P1、輸送裝置輸送花生時消耗的功率P2。 所以實際損耗的功率是部件傳動損耗的功率Pf,即： Pf=11kw0.982=0.9604kw、 3.輸送傳動系統(tǒng)中的電機的確定 通過上邊的實驗數(shù)據(jù)我們得出了最優(yōu)的夾持皮帶的傳動速度v=11.3m/min,根據(jù)實際測量可得夾持皮帶的水平方向的的受力大小為65N，因此根據(jù)公式（3-1）可以得出每根皮帶裝懂所需要的功率是734.5w,一次選擇的電機應(yīng)大于兩倍的該功率，即電機的輸出功率要大于等于1469w。因此選擇電機的輸出功率為1.5kw。 3.2 傳動部分的設(shè)計計算 3.2.1 鏈傳動部分的設(shè)計計算 一、鏈傳動的設(shè)計計算 1）鏈輪設(shè)計 已知主動鏈輪轉(zhuǎn)速為n1=586 r/min，由設(shè)計要求可知從動鏈輪轉(zhuǎn)速為266.4 r/min，傳動比i=2.2 1、鏈輪齒數(shù) Z1=25 ， 鏈輪齒數(shù) Z2=55 2、設(shè)計功率 ， 由《機械設(shè)計手冊》表12-3查的 3、確定鏈條的鏈節(jié)數(shù) 初定中心距，則鏈節(jié)數(shù)為： =67 公式（3-5） 取Lp=67節(jié) 4、傳遞的功率 由《機械設(shè)計》課本圖9-13查得， 由《機械設(shè)計》課本表9-11查得， 由機械設(shè)計課本表9-11查得鏈系數(shù) 故得所需傳遞的功率為 公式（3-6） 根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速及功率，由機械設(shè)計課本圖9-11選鏈號為08A單排鏈。再由機械設(shè)計課本表9-1查得鏈節(jié)距P=12.7mm。 5.確定鏈條長度及中心距 =0.851 公式（3-7） 由《機械設(shè)計》課本查表9-7得中心距計算系數(shù)， 最大中心距 =136.5mm， 可取中心距mm 6、計算算鏈速=2.65m/s 根據(jù)鏈速v，由《機械設(shè)計》課本查圖9-14可選擇定期人工潤滑方式潤滑。 7、作用在軸上的壓軸力 有效圓周力 Fe=4094.34N 按垂直布置取壓軸力系數(shù)KFp=1.05 Fp=FeKFp=4094.341.05=4299.06N 公式（3-8） 表3-2 08A 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 單位（） 鏈號 節(jié) 距p 滾子直徑d1 內(nèi)節(jié)內(nèi)寬b1 銷軸直徑d2 內(nèi)鏈板高度h2 排距 08A 12.7 7.92 7.85 3.98 12.07 14.38 2）鏈輪輪廓計算 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸 1、基本參數(shù) 連輪齒數(shù)： 25，55 配用鏈條的節(jié)距 2、分度圓直徑 對 =101.3mm 對 3、齒頂圓直徑 ， 公式（3-9） 對 =106.94mm 取 對 =228.14mm 取 4、齒根圓直徑 對： 對 5、分度圓弦齒高 對 , 對： , 6、鏈輪材料及熱處理 材料 Cr 熱處理:滲碳、淬火、回火 7、緊定螺釘?shù)倪x擇 螺釘GB75-85 M825 8、軸承選擇 滾動軸承單列-30303-A 圖3-1 鏈輪的結(jié)構(gòu)簡圖 3.2.2 軸的設(shè)計 1）求出軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n、和扭矩T 若取每級齒輪傳動的效率?=0.97，則： P1=110.97=10.67kw N1=14600.4 r/min=586r/min T1=9550000P1/N1=955000010.67586=173888.2Nmm 2.求作用在齒輪上的力 3.初步確定軸的的最小直徑 先按公式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料是40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機械設(shè)計》表15-3可得A0=97，于是得： dmin=A0=970.251=24.347 該軸的的最小直徑肯定是安裝大帶輪處的直徑d1-2，為了時所選的軸直徑與大帶輪的孔相適應(yīng)，故同時選擇大帶輪的孔徑。由于軸的最小直徑是24.4mm，所以去大帶輪的孔徑是25mm。 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1擬定軸上零件的裝配方案 4.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足大帶輪的軸向定位要求，1-2段的左邊制出一軸肩，故第2-3段的直徑是26mm，右端用軸端擋圈定位，因此選擇1-2的長度是34.5mm。 2）取安裝齒輪出的3-4段直徑為30mm，齒輪的右端靠套筒固定，并且此段應(yīng)略小于輪轂的長度，故取3-4的長度是34.5mm，齒輪的左端用軸肩定位，軸肩的高度h＞0.07d，故取h=3mm，所以軸環(huán)處的直徑為34mm，取其長度為100mm。 3）初步選擇滾動軸承，因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，選擇圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)4-5的直徑是34mm,選擇 4）5-6段是兩軸承座的間距，所以取5-6段為40mm，同時5-6段要固定軸承的軸向運動，即其直徑取38。 5）根據(jù)圓錐滾子軸承可得6-7段的直徑是34mm，因為軸承端蓋的總寬度是20mm，故取6-7段長60mm。 6）7-8段與鏈輪配合，因此考慮給鏈輪的軸向定位，取7-8長度為70mm。 7）軸上零件的周向定位，齒輪、鏈輪、帶輪都要用平鍵連接，鍵槽用銑刀加工；為了保證軸與各零件的配合有良好的對中性，因此齒輪的鍵槽加工為16mm10mm70mm。 8）確定軸上圓角和倒角的尺寸，參考機械設(shè)計表15-2，取軸端倒角為245。 5.求軸上的載荷 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面即危險截面的強度。 軸受到的扭矩T=，其中P=P1=0.030.98=0.0294KW，n=6r/min 可得：T=46795 Nmm M: 因此，M=2127 前已選定軸的材料為40C r鋼調(diào)質(zhì)處理，由《機械設(shè)計》表15-1查得，因此，，故安全。 7）校核鍵連接強度 由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力[]=100-120Mpa，取[]=110Mpa。鍵的工作長度=16mm，鍵與輪轂槽接觸高度k=0.5h=3mm。 ==88.63Mpa<[]=110Mpa 可見，鍵合適，標記為：鍵622 GB/T 1096—2003 3.2.3 V帶的設(shè)計與校核 1）初選小帶輪的基準直徑dd1,根據(jù)課本機械設(shè)計表8-6和8-8，取小帶輪的基準直徑dd1=100mm。 2）驗算帶速。 因為5m/s<<30m/s，故帶速適合。 3）計算大帶輪的基準直徑。 根據(jù)dd2=idd1=2.5100mm=250mm 4) 確定v帶的中心距a和基準長度Ld 1.根據(jù)式 初定中心距為500mm。 2.由式 根據(jù)課本《機械設(shè)計》表8-2選帶的基準長度L=1600mm。 3.按公式 4.計算單根V帶的額定功率Pr 由d=100mm和n=1460r/min, 根據(jù)課本《機械設(shè)計》表8-4a得,根據(jù)n=1600r/min，i=2.5，A型帶，根據(jù)課本《機械設(shè)計》表8-4b得。 根據(jù)課本《機械設(shè)計》表8-5得，表8-2得，于是 5計算V帶的根數(shù) 取5根。 4 半喂入花生摘果機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1 半喂入式花生摘果機的工作過程分析 4.1.1 作業(yè)速度 根據(jù)半喂入花生摘果機的摘果工作效率要求，一般作業(yè)效率為800~1000kg/h，實際工作中的工作速度就是夾持帶的傳送速度，即v=11.3m/s。 4.1.2 工作速率 工作速率主要取決于配套輸送裝置動力的電機的功率和因摩擦產(chǎn)生的工作阻力。摘果機的工作阻力包括部件傳動的工作阻力。 經(jīng)過試驗可知每株花生的產(chǎn)量大約是80克，夾持帶的傳送速度是11.3m/min，并且每株花生在夾持帶上所占的長度x是60mm。 工作速率公式： V= mv/x 公式（4-2） 式中： V---在正常工作速度條件下，機器工作一小時的工作量（kg/h）。 m---單株花生平均產(chǎn)量； x—每株花生秧在夾持帶上所占的長度（m）； 所以： V=0.08kg11.3m/min600.06=904kg 實際工作中，由于人工送入夾持鏈的速度不一，造成單位時間內(nèi)的工作量大小不同，但是在正常工作條件下是可以滿足技術(shù)要求的。 4.1.3 摘果的工作過程 在人工操作的下，將整理好的花生秧頭向上果在下的方式一次擺放進旋轉(zhuǎn)的夾持帶中，在夾持帶緩慢的輸送過程中，帶果實的根部會慢慢的斜進入滾筒的滾齒中去，由于高速旋轉(zhuǎn)的滾齒擊打在花生果上，會把花生果擊打下來，這樣就完成了摘果的工作步驟，花生秧繼續(xù)在夾持帶的帶動下前進，已經(jīng)摘完的秧會被輸送到機體外。 4.2 整體機架的設(shè)計 1） 整體機架主要由角鋼（KQF40402.0）焊接而成，整體尺寸是通過人工在操作機械工作時與人體的身高相適應(yīng)來確定的。采用焊接的方式連接，結(jié)構(gòu)簡單。 圖4-1機架結(jié)構(gòu)簡圖 由于人的平均身高在170mm，所以機架的高度設(shè)在150mm，方便人工操作。機架的總長度是由滾筒的長度確定的，滾筒越長，摘果率就會提高。機架的主體長度設(shè)為1900，有利于安放較長的摘果滾筒，達到高摘果率的目的。機架的寬度梁滾筒相對距離確定的，選擇機架寬度為1000mm,既達到了合里安放滾筒，又可以在充分的利用有限的空間。 2）機架分為上機架和下機架，如圖所示： 下機架 上機架 3）上下機架的功用 下機架使整個機械的支撐，同時也承載著摘果滾筒和部分傳動機構(gòu)，較高的穩(wěn)定性有利于提高摘果的質(zhì)量，下機架穩(wěn)定性與否決定了整個機械的工作穩(wěn)定狀態(tài)好壞，因此下機架起著穩(wěn)定與支撐機械的作用。上機架主要承載著夾持帶輸送裝置，同時也承載著部分傳動機構(gòu)，上機架的穩(wěn)定性決定了夾持帶輸送的穩(wěn)定性，決定了夾持帶的輸送角度，保持良好的輸送速度和角度，有利于提高摘果的效率，減少損失，因此，上機架主要是支撐輸送裝置，保證穩(wěn)定的輸送速度。 5 其它零部件的設(shè)計 5.1 軸承座的設(shè)計 圖5-1 軸承座簡圖 軸承座是由兩個件焊接而成，上面的套筒中間放置軸承，一端由軸肩固定，另一端通過孔用卡環(huán)進行軸向固定。 5.2摘果滾筒的設(shè)計 設(shè)計的一般思路： 摘果滾筒是由一個圓柱上面焊接一些圓柱形小錘，經(jīng)過翻閱資料可知滾筒直徑160mm，轉(zhuǎn)速為270r/s,時達到最優(yōu)值，這樣，既能降低材料的損耗，減小機體的質(zhì)量，又能達到預(yù)期效果。 滾筒的工作原理： 在帶有花生果的秧經(jīng)過雙滾筒的夾縫時，高速旋轉(zhuǎn)的滾筒齒擊打花生果，致使果脫落下來，這樣就完成了摘果的過程。 5.3 夾持皮帶的設(shè)計 夾持皮帶是輸送裝置的重要組成部分，皮帶的工作情況嚴重影響機器的工作效率，為了防止皮帶在工作過程中與帶輪脫落，所以在皮帶的內(nèi)側(cè)設(shè)有凸起，與帶輪凹槽配合，這樣保證了皮帶在工作過程中的穩(wěn)定性， 6 總結(jié)與建議 本設(shè)計在分析國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種半喂入式花生摘果機，重點進行了該摘果機的夾持輸送機構(gòu)方案確定，以合理的工作方式及最佳的結(jié)構(gòu)布置，使該摘果機機的結(jié)構(gòu)合理、使用方便、節(jié)省功耗、性能良好，滿足了花生摘果收獲的要求 本次設(shè)計得出的總結(jié)和建議： 1）設(shè)計的半喂入式花生摘果機機能實現(xiàn)高摘果率、低破損率的性能要求 2）花生品種很多，并且同種品種在不同地域生長的情況也各不相同，因此，為了做到適應(yīng)不同地域不同品種花生，需要做大量的試驗。 3）設(shè)計的該花生摘果機需要2人或多人搭配完成操作，使用勞動力太多，建議增加花生秧自動粉碎裝置，把粉碎的枝葉直接可以用作飼料。 4）設(shè)計的該花生摘果機沒有清理雜物的裝置，可能在收獲的花生中落下土塊、石子等，在機架的底部安裝清理裝置,加載一個風(fēng)機，選取合理的風(fēng)速，使土塊和石子與花生果分離。 5)該半喂入式花生摘果機較之于其他花生摘果機具有明顯的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單但滿足各種技術(shù)要求；選用的輸送裝置是夾持帶式的，造價第；需要的勞動力較少。 6)缺少干濕兩種花生摘果的對比實驗，應(yīng)該對干濕花生在相同條件下，看看該機械摘果的破碎率和摘果效率。 參考文獻 [1]尚書旗，王方艷，劉曙光等. 花生收獲機的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2004.20(1). 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Peanut harvester improvement[N]. 1990. 致 謝 在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，畢業(yè)設(shè)計是一個重要的環(huán)節(jié)，是我們步入社會參與實際機械的設(shè)計一次極好的演示，在設(shè)計過程中，從課題的選題、資料的指導(dǎo)查閱，方案的設(shè)計論證及論文的書寫，到圖紙的繪制，導(dǎo)師都對我進行了精心的指導(dǎo)，感謝老師對我的幫助和支持。 在畢業(yè)設(shè)計中有很多同學(xué)對我的幫助非常大，遇到問題我們互相討論，并給我耐心解釋不明白的地方，使我深化了對理論知識的理解，學(xué)習(xí)到了很多以前沒有學(xué)到的專業(yè)知識。感謝各位同學(xué)！ 設(shè)計過程中對以前學(xué)習(xí)的專業(yè)知識得到了鞏固，對今后的工作也有很大的幫助，也是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)的總結(jié)。感謝在四年里教導(dǎo)我的領(lǐng)導(dǎo)和老師，向他們表示最誠摯的謝意。