鏟花生機(jī)設(shè)計(jì)(旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)設(shè)計(jì))【花生挖掘及收獲】【說明書+CAD】
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XXXXXXXX畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目: 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào): XXXXXXXX 姓 名: XXXXXXXX 指導(dǎo)教師: XXXXXXXX 完成日期: 2012年05月29日 目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論11.1設(shè)計(jì)的目的和意義11.2花生收獲機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.3花生收獲機(jī)的主要研究?jī)?nèi)容3第二章 旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)方案論證及原理組成52.1擬定方案52.2 總體方案的研究和確定8第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算93.1動(dòng)力傳動(dòng)的選擇93.2帶傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算103.3鏈傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算16第四章 花生收獲機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)204.1整體收獲機(jī)的工作過程分析204.2 整體機(jī)架的設(shè)計(jì)20第五章 其它零部件的設(shè)計(jì)235.1 挖掘鏟的設(shè)計(jì)235.2振動(dòng)分離裝置的設(shè)計(jì)245.3 收獲裝置的設(shè)計(jì)25第六章 總結(jié)與建議27參考文獻(xiàn)28致 謝30旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)的總體設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)針對(duì)國(guó)內(nèi)外花生收獲機(jī)的現(xiàn)狀及其性能特點(diǎn),設(shè)計(jì)研究了一種新型花生收獲機(jī),采用旋轉(zhuǎn)式挖掘方法、連桿式輸送、偏心式振動(dòng)分離,研究了收獲機(jī)最佳方案。從提高收獲效率和達(dá)到農(nóng)藝要求出發(fā),進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和主要參數(shù)的計(jì)算,分析了收獲機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)過程,并對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算,設(shè)計(jì)了偏心式振動(dòng)分離裝置和挖掘鏟,分析了收獲機(jī)工作時(shí)各部件之間的配合。該機(jī)具整機(jī)布置合理,收獲效率高,適合收獲各種土壤條件下生長(zhǎng)的花生。關(guān)鍵詞: 旋轉(zhuǎn);收獲效率;挖掘;振動(dòng)分離 The Overall Design of Rotary Peanut HarvesterAbstractThe design through the present situation and characteristics of the peanut harvester at home and abroad, a new peanut harvester, which uses a rotary mining, links-style transport and eccentric vibration isolation, was designed. This harvester is the best option.The efficiency of gains and the agronomic requirements is improved in this paper, To design the overall structure and calculate the main parameters, we analysis the harvester on the powertrain process, design and calculate transmission system detailedly, At the same time, the eccentric vibration isolation devices and mining spade are designed for improving the characteristic of the harvester. The cooperation of the components is aslo analysised to enhance the quality of the harvesting. This mechinery is overall reasonable layout, high-efficiency gains, and suitable for harvesting the peanut which grows in a variety of soil conditions.Key words: Rotary ;Efficiency harvest ;Mining ;Vibration IsolationI第一章 緒論1.1設(shè)計(jì)的目的和意義目前,我國(guó)大型多功能花生收獲機(jī)械較多,但適合農(nóng)戶小面積種植使用的小型簡(jiǎn)易花生收獲機(jī)械卻較少。隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移,“三秋”大忙季節(jié)花生收獲勞動(dòng)力明顯不足,農(nóng)民對(duì)集挖掘、抖土和鋪放功能于一體的簡(jiǎn)易花生收獲機(jī)械需求迫切。為此,設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便且價(jià)格低廉的花生收獲機(jī)是必需的,該機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理,論述了主要部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和參數(shù)確定應(yīng)滿足農(nóng)民的需求。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,該機(jī)比人工收獲效率提高近10倍,滿足了農(nóng)戶的需要,比較理想的小型花生收獲機(jī)械。大部分花生產(chǎn)區(qū)需要分別解決花生種植過程中主要作業(yè)環(huán)節(jié)的機(jī)械化問題,近期內(nèi)應(yīng)當(dāng)是花生的機(jī)械化播種、收獲和摘果這個(gè)主要環(huán)節(jié)?;ㄉ斋@季節(jié)性強(qiáng),人工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度高,效率低,收獲損失大,占用農(nóng)時(shí)多。但長(zhǎng)期以來花生被看作是經(jīng)濟(jì)作物,花生收獲的機(jī)械化只不過是區(qū)域性的問題,因此花生收獲的機(jī)械化沒有得到足夠的重視。發(fā)展花生的機(jī)械化聯(lián)合收獲還要依賴于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,了解與掌握花生收獲機(jī)械裝置的應(yīng)用現(xiàn)狀及其性能特點(diǎn),對(duì)研究和促進(jìn)我國(guó)花生收獲機(jī)械的發(fā)展有著重要作用。因此加快研制花生收獲機(jī)械,提高機(jī)械收獲質(zhì)量和效率,對(duì)于減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度、增加農(nóng)民收入有著非常大的幫助。了解國(guó)內(nèi)外花生生產(chǎn)機(jī)械化的現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)態(tài),對(duì)研究和促進(jìn)我國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展有重要作用。在我國(guó)花生摘果機(jī)起步比較晚。它作為一種場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械或花生聯(lián)合收獲機(jī)上的工作部件之一,已經(jīng)有30多年的研究積累和推廣應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。多數(shù)花生摘果機(jī)具或摘果部件是我國(guó)自主開發(fā)出來的,少數(shù)以國(guó)外花生聯(lián)合收獲機(jī)的摘果環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)經(jīng)消化吸收后形成產(chǎn)品,但與其他生產(chǎn)機(jī)械相比,起步較晚。近幾年,隨著花生種植面積、產(chǎn)量的不斷增加,花生生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展就顯得尤為重要。針對(duì)我國(guó)的現(xiàn)有情,為創(chuàng)造更多的價(jià)值,盡快普及花生收獲的機(jī)械化,開發(fā)一種花生聯(lián)合收獲機(jī)勢(shì)在必行,這樣既能降低勞動(dòng)強(qiáng)度,解放勞動(dòng)力,使農(nóng)民單位時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造的價(jià)值增多,也能減少收獲時(shí)間,避免因連雨天氣導(dǎo)致的花生果霉?fàn)€,土地資源的浪費(fèi)造成損失。在花生收獲過程中土地的濕度影響挖掘阻力大小、分離不清、挖掘效果差、機(jī)器成本高等問題沒有得到很好的解決。因此,在導(dǎo)師的幫助下,利用自己的所學(xué),對(duì)目前花生收獲機(jī)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,希望能為解決以上問題并對(duì)自己的開發(fā)和創(chuàng)新可以得到足夠的重視。1.2花生收獲機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目前,我國(guó)大型多功能花生收獲機(jī)械較多,但適合農(nóng)戶小面積種植使用的小型簡(jiǎn)易花生收獲機(jī)械卻較少。隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移,“三秋”大忙季節(jié)花生收獲勞動(dòng)力明顯不足,農(nóng)民對(duì)集挖掘、抖土和鋪放功能于一體的簡(jiǎn)易花生收獲機(jī)械需求迫切4。為此,設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便且價(jià)格低廉的花生收獲機(jī)是必需的,該機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理,論述了主要部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和參數(shù)確定應(yīng)滿足農(nóng)民的需求。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,該機(jī)比人工收獲效率提高近10倍,滿足了農(nóng)戶的需要,比較理想的小型花生收獲機(jī)械。大部分花生產(chǎn)區(qū)需要分別解決花生種植過程中主要作業(yè)環(huán)節(jié)的機(jī)械化問題,近期內(nèi)應(yīng)當(dāng)是花生的機(jī)械化播種、收獲和摘果這個(gè)主要環(huán)節(jié)?;ㄉ斋@季節(jié)性強(qiáng),人工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度高,效率低,收獲損失大,占用農(nóng)時(shí)多。但長(zhǎng)期以來花生被看作是經(jīng)濟(jì)作物,花生收獲的機(jī)械化只不過是區(qū)域性的問題,因此花生收獲的機(jī)械化沒有得到足夠的重視。發(fā)展花生的機(jī)械化聯(lián)合收獲還要依賴于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,了解與掌握花生收獲機(jī)械裝置的應(yīng)用現(xiàn)狀及其性能特點(diǎn),對(duì)研究和促進(jìn)我國(guó)花生收獲機(jī)械的發(fā)展有著重要作用2。因此加快研制花生收獲機(jī)械,提高機(jī)械收獲質(zhì)量和效率,對(duì)于減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度、增加農(nóng)民收入有著非常大的幫助。下圖主要是國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)的花生收獲機(jī)機(jī)型。 (a) (b) (c) (d)圖1-1 國(guó)內(nèi)花生收獲機(jī)了解國(guó)內(nèi)外花生生產(chǎn)機(jī)械化的現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)態(tài),對(duì)研究和促進(jìn)我國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展有重要作用。在我國(guó)花生摘果機(jī)起步比較晚。它作為一種場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械或花生聯(lián)合收獲機(jī)上的工作部件之一,已經(jīng)有30多年的研究積累和推廣應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。多數(shù)花生摘果機(jī)具或摘果部件是我國(guó)自主開發(fā)出來的,少數(shù)以國(guó)外花生聯(lián)合收獲機(jī)的摘果環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)經(jīng)消化吸收后形成產(chǎn)品,但與其他生產(chǎn)機(jī)械相比,起步較晚。近幾年,隨著花生種植面積、產(chǎn)量的不斷增加,花生生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展就顯得尤為重要。針對(duì)我國(guó)的現(xiàn)有情,為創(chuàng)造更多的價(jià)值,盡快普及花生收獲的機(jī)械化,開發(fā)一種花生聯(lián)合收獲機(jī)勢(shì)在必行,這樣既能降低勞動(dòng)強(qiáng)度,解放勞動(dòng)力,使農(nóng)民單位時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造的價(jià)值增多,也能減少收獲時(shí)間,避免因連雨天氣導(dǎo)致的花生果霉?fàn)€,土地資源的浪費(fèi)造成損失8。在花生收獲過程中土地的濕度影響挖掘阻力大小、分離不清、挖掘效果差、機(jī)器成本高等問題沒有得到很好的解決。因此,在導(dǎo)師的幫助下,利用自己的所學(xué),對(duì)目前花生收獲機(jī)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,希望能為解決以上問題并對(duì)自己的開發(fā)和創(chuàng)新可以得到足夠的重視。下圖為國(guó)外一些大型花生收獲機(jī)。 (a) (b) 圖1-2國(guó)外花生收獲機(jī)1.3花生收獲機(jī)的主要研究?jī)?nèi)容1.3 1研究?jī)?nèi)容主要是對(duì)旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)總體設(shè)計(jì)的研究,重點(diǎn)進(jìn)行花生挖掘及收獲的過程進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和主要參數(shù)的計(jì)算,針對(duì)旋轉(zhuǎn)形式機(jī)械和分離機(jī)械的現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析,進(jìn)一步改善設(shè)計(jì)的新型花生收獲機(jī)的的挖掘及土壤分離部件,達(dá)到收獲效率高,經(jīng)濟(jì)效益實(shí)惠,適合各種土壤條件下生長(zhǎng)的花生。對(duì)旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)總體進(jìn)行優(yōu)設(shè)計(jì),使收獲機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)和輸送裝置得到更好的改善,達(dá)到操作簡(jiǎn)單,安全系數(shù)提高。1.3.2技術(shù)路線1查詢有關(guān)花生收獲機(jī)械的相關(guān)資料,確定旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)設(shè)計(jì)的主要目的。2確定旋轉(zhuǎn)式收獲機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案以及收獲機(jī)的創(chuàng)新思想。對(duì)旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)的旋轉(zhuǎn)挖掘鏟的重點(diǎn)研究。3對(duì)旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)的挖掘鏟的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析,確定最佳研究方案。4.首先觀察花生生長(zhǎng)環(huán)境和分析挖掘鏟在田間工作路線分布規(guī)律進(jìn)行研究。5.研究挖掘鏟的工作原理及結(jié)構(gòu)形式,選用最適宜的傳動(dòng)裝置和分離裝置。6.研究旋轉(zhuǎn)式挖掘鏟運(yùn)動(dòng)速度和拖拉機(jī)前進(jìn)速度的主要參數(shù)(傳動(dòng)比等)與花生收獲質(zhì)量的精確,確定達(dá)到最佳收獲狀況.7.進(jìn)行結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)改進(jìn)。第二章 旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)方案論證及原理組成2.1擬定方案根據(jù)花生的生長(zhǎng)狀況和挖掘要求可知,花生收獲的過程:挖掘花生、分離泥土、鋪放晾曬等工序。在該過程中拖拉機(jī)推著刀軸向前運(yùn)動(dòng)會(huì)造成到刀軸受力過大、鋪放花生不方便、傳遞動(dòng)力消耗過大,所以采用后懸掛式。2.1.1設(shè)計(jì)方案一圖2-1旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)1.皮帶輪 2.鏈條 3.挖掘鏟 4.掛鉤 5.張緊輪 6.齒輪 7振運(yùn)器8.升運(yùn)器 9.機(jī)架 10.中間輪 11.撥禾輪如21圖所示1)動(dòng)力傳動(dòng)過程:有拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力通過皮帶傳動(dòng)到中間輪再到機(jī)架上由鏈傳動(dòng)傳遞到工作的刀軸上。主要工作部件旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)、中間輪、分離裝置、輸送裝置、振動(dòng)分離裝置、鋪放裝置等。2)工作原理:由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸為原動(dòng)力,采取懸掛式田間作業(yè)。當(dāng)拖拉機(jī)向前行駛時(shí)挖掘鏟反轉(zhuǎn)挖掘?qū)⒒ㄉ屯寥酪黄鹜谄?,通過刀具反轉(zhuǎn)的甩力和撥禾輪的作用將花生和土壤拋向輸送裝置,輸送裝置是帶有掛鉤的桿一排排組成的,桿上的掛鉤將花生蔓掛住向后輸送,經(jīng)過振動(dòng)分離器將花生蔓和土壤徹底分離,最后整齊的鋪放在地面上晾曬。3)方案分析:有動(dòng)力輸出軸通過萬向節(jié)傳動(dòng)到機(jī)架上的中央傳動(dòng)系統(tǒng)再傳到刀軸,傳動(dòng)穩(wěn)定,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在傳動(dòng)中增加了不必要的消耗。傳遞過程中有很多變相的力傳動(dòng),思路不清晰。2.1.2設(shè)計(jì)方案二圖2-2旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)1.皮帶輪 2.鏈條 3.挖掘鏟 4.掛鉤 5.張緊輪 6.大鏈輪 7振運(yùn)器8.輸送桿 9.機(jī)架 10.中間輪 11.鏈輪如圖2-2所示1)工作原理:以拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸為原動(dòng)力,通過皮帶傳動(dòng)到鏈輪最后傳遞給旋轉(zhuǎn)刀軸,由旋轉(zhuǎn)式挖掘鏟將花生蔓挖出后由刀的拋力和鏈條上的掛鉤將花生固定在輸送鏈上,在經(jīng)過振動(dòng)分離器將土壤和花生分離,最后將花生平鋪到地面晾曬。經(jīng)過了挖掘、輸送、分離、鋪放四道工序。在挖掘過程中挖出的花生蔓到輸送桿上的距離通過刀的長(zhǎng)度決定,偏心式振動(dòng)分離器在大鏈條的中間轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)偏心的距離決定振動(dòng)的幅度。輸送鏈的掛鉤還有平鋪花生的作用。2)方案分析:(1)傳送鏈的安裝復(fù)雜,旋轉(zhuǎn)刀軸功率大,達(dá)不到高效率的收獲效果。(2)刀挖掘時(shí)容易出現(xiàn)去輸送鏈摩擦,容易損壞刀,成本提高,不適合實(shí)際生產(chǎn)。(3)挖掘出花生蔓后,會(huì)被刀具重新帶回到土壤里,收獲效果不好。綜上所述,該方案還有改進(jìn)的地方。所以方案不可取。2.1.3設(shè)計(jì)方案三圖2-3旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)1.動(dòng)力輸出軸 2.鏈條 3.挖掘鏟 4.掛鉤 5.張緊輪 6.大鏈輪 7振運(yùn)器8.輸送桿 9.機(jī)架 10.萬向節(jié) 11.鏈輪 12.中央傳動(dòng)系統(tǒng)如圖2-3所示1)工作原理:拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力后由萬向節(jié)傳遞到機(jī)架上的齒輪,通過齒輪傳遞到動(dòng)力軸最后通過鏈條傳遞給旋轉(zhuǎn)刀軸,由旋轉(zhuǎn)式挖掘鏟將花生蔓挖出后由刀的拋力和鏈條上的掛鉤將花生固定在輸送鏈上,在經(jīng)過振動(dòng)分離器將土壤和花生分離,最后將花生平鋪到地面晾曬。經(jīng)過了傳遞動(dòng)力、挖掘、輸送、分離、鋪放四道工序。2)方案分析:(1)整體裝配簡(jiǎn)單,運(yùn)動(dòng)路線清晰,動(dòng)力顫動(dòng)平穩(wěn);(2)在收獲過程中漏挖和破果率比其他收獲方式小;(3)設(shè)計(jì)成本也低,收獲效率得到很大提高;(4)分離效果好,鋪放整齊,有良好的通過性。2.2 總體方案的研究和確定通過對(duì)上述提出的擬定方案結(jié)合本次設(shè)計(jì)的主要目的,總結(jié)出第三種方案適合。它主要選擇了旋耕式挖掘方式,離心式震動(dòng)分離,連桿式輸送等。在動(dòng)力傳動(dòng)過程中選擇兩級(jí)鏈傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng),傳動(dòng)過程中動(dòng)力消耗損失小、傳動(dòng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。連桿式輸送可以使挖出的花生蔓和土壤分離徹底,將土壤直接散落到地面上。通過偏心式振動(dòng)分離,大大提高了收獲效率,減短了工作時(shí)間,同時(shí)還能在搶農(nóng)時(shí),減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,促進(jìn)了花生收獲機(jī)械化的發(fā)展,進(jìn)一步提升花生收獲機(jī)的挖掘、分離等工作環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量,其中花生收獲機(jī)在作業(yè)中一邊前進(jìn)一邊擺動(dòng),實(shí)現(xiàn)了花生挖掘、除土、分離的一次性作業(yè),解決了花生在收獲方面的缺陷。改善花生機(jī)械的性能, 提高工作效率, 減少動(dòng)力消耗、提高收獲效率是設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的最終目的。第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1動(dòng)力傳動(dòng)的選擇動(dòng)力傳動(dòng)是由動(dòng)力軸通過皮帶傳動(dòng)傳遞給中間輪再通過皮帶輪傳遞到鏈輪上最后由鏈條傳動(dòng)傳遞給刀軸。這種傳遞功率消耗小,傳動(dòng)穩(wěn)定。中間皮帶輪的選用是拖拉機(jī)懸掛架的升降會(huì)對(duì)挖掘鏟造成很大的誤差,通過中間輪傳遞當(dāng)機(jī)架上升時(shí)中間輪和機(jī)架的距離縮小,皮帶松弛使皮帶在不工作恢復(fù)原樣,當(dāng)機(jī)架下降時(shí)中間輪和機(jī)架的距離增到,皮帶預(yù)緊達(dá)到工作狀態(tài);可以使皮帶增加使用壽命,減少不必要的損失。其中拖拉機(jī)的型號(hào)選擇是根據(jù)總功率的大小決定的,對(duì)其工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。通常對(duì)于長(zhǎng)期聯(lián)系運(yùn)轉(zhuǎn),載荷不變或者很少變化,要求所選用拖拉機(jī)的功率等于或略大于工作時(shí)所需的總功率。根據(jù)傳動(dòng)的穩(wěn)定可靠和對(duì)收獲機(jī)需要的功率我們先采用泰山12拖拉機(jī)。1.泰山12型號(hào)拖拉機(jī)輸出功率分配功率的估算公式為式中:Nt-拖拉機(jī)動(dòng)力功率(Kw)Pt-拖拉機(jī)基本擋位的掛鉤牽引力(KN) V-拖拉機(jī)基本擋位的實(shí)際工作速度()所以Kw 由總體設(shè)計(jì)可知,拖拉機(jī)傳給收獲機(jī)的動(dòng)力首先傳給減速箱、一級(jí)鏈輪輪、二級(jí)鏈輪、鏈輪、最后到旋轉(zhuǎn)式挖掘鏟機(jī)構(gòu)。因?yàn)榛ㄉ斋@是主要工作部位,則旋轉(zhuǎn)式挖掘鏟所耗功率很大,占65%。輸送送輪消耗功率占30%,振動(dòng)分離輪所耗功率占5%。即:傳給輸送輪的功率為 10303KW 傳給振動(dòng)分離輪的功率為考慮到輸送輪連接處的功率損耗,取傳遞效率。即有3962.88的功率傳給鏈條??紤]到鏈條的傳遞效率 則有即功率分配情況為:2.實(shí)際消耗功率由旋轉(zhuǎn)挖掘刀挖掘的功率+輸送桿輸送花生和土壤的功率+撥禾輪的功率+振動(dòng)分離輪的功率+傳動(dòng)過程中的消耗。 N=Nd+Ns+Nn =8.2 kW 選用的泰山12拖拉機(jī)輸出額定功率Pca大于實(shí)際消耗功率P,即PcaP可以選用。3.2鏈傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1傳動(dòng)系統(tǒng)中一級(jí)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知泰山12拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速為1140r/mim,傳動(dòng)比1:1.9,通過減速箱,輸出轉(zhuǎn)速n=600r/min,動(dòng)力輸出軸輸出的功率P=8.8 KW已知主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速為n1=600r/min ,由設(shè)計(jì)要求取n2=456 r/min,傳動(dòng)比i=1.31、鏈輪齒數(shù) z1=17 鏈輪齒數(shù) 1、確定計(jì)算功率pca查機(jī)械設(shè)計(jì)課本,表8-6得工作情況系數(shù)KA=1.2pca= KAP=1.28.8=9.68KW2、選取選鏈號(hào)為16A雙排鏈3、確定鏈輪基準(zhǔn)直徑查機(jī)械設(shè)計(jì),由表8-3和8-7取主動(dòng)輪直徑dd1=80mm根據(jù)式(8-15),n1=1140 n2=456 i=從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd2。dd2=idd1=2.580=200mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì),式(8-13)驗(yàn)算帶的速度V=4.77508m/s35m/s帶的速度合適。4、確定中心距和鏈條的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和鏈節(jié)數(shù)根據(jù)0.7(dd1+ dd2)a02(dd1+ dd2),初步確定中心距a0=450mm。a0取定后,根據(jù)傳動(dòng)的幾何關(guān)系,按照下式計(jì)算所需帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 查機(jī)械設(shè)計(jì),根據(jù)表8-2選取鏈條基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1250mm。按式(8-21)計(jì)算實(shí)際中心距a取a=436mm 鏈節(jié)數(shù) =80 5. 傳動(dòng)功率 選取雙排鏈,由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表9-11查得多排鏈系數(shù)故得所需傳遞的功率為6, 確定鏈條長(zhǎng)度及中心距 械設(shè)計(jì)課本表9-1查得鏈 中心距減少量 =0.890.8 實(shí)際中心距 演算鏈速 表1 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 單位()鏈號(hào)節(jié) 距 p滾子直徑d1內(nèi)節(jié)內(nèi)寬b1銷軸直徑d2內(nèi)鏈板厚度排距16A25.415.8815.757.9212.0729.298、計(jì)算鏈條根數(shù)z根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì),由式(8-22)知n1=1160r/min、dd1=80mm、i=2.5,查表8-5c和8-5d得P0=2.27KW P=0.46KW查表8-8得,=0.99,查表8-2得=0.94,則兩根9、計(jì)算預(yù)緊力F0查機(jī)械設(shè)計(jì),由(8-23)知查機(jī)械設(shè)計(jì),根據(jù)表8-4得q=0.07kg/m,故10、計(jì)算作用在軸上的壓軸力FP查機(jī)械設(shè)計(jì),由式8-24得N9、鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸1)基本參數(shù)連輪齒數(shù):,配用鏈條的節(jié)距 配用鏈條的滾子外 2) 分度圓直徑 3) 對(duì) : mm對(duì) : 齒頂圓直徑 對(duì) 對(duì) 齒根圓直徑 : : 分度圓弦齒高 對(duì) : 對(duì) : 6)鏈輪材料及熱處理材料 、熱處理:滲碳、淬火、回火7)連接鍵的選擇d=60 選取b=12 h=8 L=328)軸承選擇主要承受徑向力,選用滲溝球軸承 簡(jiǎn)單受力計(jì)算P8KN所以F3.82D=60所以選用軸承型號(hào)為108型其D=78 B=93.3鏈傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算旋轉(zhuǎn)式挖掘鏟在工作時(shí)受到拖拉機(jī)前進(jìn)的阻力和挖掘花生的阻力,為了使挖掘刀在工作中能穩(wěn)定工作,選取的鏈條略大于實(shí)際計(jì)算的鏈條,能夠承受實(shí)際工作所受的阻力。 3.2.2鏈輪的計(jì)算已知1、鏈輪齒數(shù) 鏈輪齒數(shù) 2、設(shè)計(jì)功率 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-2-3查的kw=10.64kw3、確定鏈條的鏈節(jié)數(shù)初定中心距,則鏈節(jié)數(shù)為:=60取節(jié)4、傳遞的功率,;選取雙排鏈,由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表9-11查得多排鏈系數(shù)故得所需傳遞的功率為根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速及功率,由機(jī)械設(shè)計(jì)課本圖9-13選鏈號(hào)為16A雙排鏈。同時(shí)也證實(shí)原估計(jì)鏈工作在額定功率曲線定點(diǎn)左側(cè)是正確的。再由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表9-1查得鏈節(jié)距。5.確定鏈條長(zhǎng)度及中心距=1.524 中心距減少量=0.821.64實(shí)際中心距=4096、演算鏈速 v=1.286 與假設(shè)速度相符7、作用在軸上的壓軸力 有效圓周力 Fe=856N 按水平布置取壓軸力系數(shù)KFp=1.15 Fp=FeKFp=8561.15=984.4N表1 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 單位()鏈號(hào)節(jié) 距 p滾子直徑d1內(nèi)節(jié)內(nèi)寬b1銷軸直徑d2內(nèi)鏈板厚度排距16A25.415.8815.757.9212.0729.293.2.3鏈輪輪廓計(jì)算鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸1)基本參數(shù)連輪齒數(shù):,配用鏈條的節(jié)距 配用鏈條的滾子外 2)分度圓直徑 對(duì) 對(duì) 3)齒頂圓直徑 對(duì) 對(duì) 4)齒根圓直徑 對(duì)對(duì)5)分度圓弦齒高 對(duì) 對(duì):6)鏈輪材料及熱處理材料 、熱處理:滲碳、淬火、回火7)連接鍵的選擇d=60 選取b=12 h=8 L=328)軸承選擇主要承受徑向力,選用滲溝球軸承 簡(jiǎn)單受力計(jì)算P8KN所以F3.82D=60所以選用軸承型號(hào)為108型其D=78 B=93.3鏈傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算旋轉(zhuǎn)式挖掘鏟在工作時(shí)受到拖拉機(jī)前進(jìn)的阻力和挖掘花生的阻力,為了使挖掘刀在工作中能穩(wěn)定工作,選取的鏈條略大于實(shí)際計(jì)算的鏈條,能夠承受實(shí)際工作所受的阻力。圖3-2鏈輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.3傳動(dòng)系統(tǒng)中第三級(jí)皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、確定計(jì)算功率pca查機(jī)械設(shè)計(jì),表8-6得工作情況系數(shù)KA=1挖掘部分是最主要的工作部件,占傳動(dòng)過來的功率的2/3,輸送部分的功率占1/3,所以pca/3= KAP=110.64/3=3.55KW2、選取普通V帶帶型查機(jī)械設(shè)計(jì),根據(jù)pca、n由圖8-9確定選擇SPA型。3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑查機(jī)械設(shè)計(jì),由表8-3和8-7取主動(dòng)輪直徑dd1=180mm根據(jù)式(8-15),n1=160 i=從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd2 =200mm i=根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì),式(8-13)驗(yàn)算帶的速度V=1.5072m/s35m/s帶的速度合適。4、確定中心距和V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)工作要求初步確定中心距a0=1000mm。a0取定后,根據(jù)傳動(dòng)的幾何關(guān)系,按照下式計(jì)算所需帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 查機(jī)械設(shè)計(jì),根據(jù)表8-2選取V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=2500mm。按式(8-21)計(jì)算實(shí)際中心距a5、驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì),由式(8-6)得主動(dòng)輪上包角合適。6、計(jì)算V帶根數(shù)z根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式(8-22)知n1=160r/min、dd1=180mm、i=1.5,查表8-5c和8-5d得P0=3.01KW P=0.11KW查表8-8得,=0.98,查表8-2得=0.96,則7、計(jì)算預(yù)緊力F0查機(jī)械設(shè)計(jì),由(8-23)知查機(jī)械設(shè)計(jì),根據(jù)表8-4得q=0.07kg/m,故8、計(jì)算作用在軸上的壓軸力FP查機(jī)械設(shè)計(jì),由(8-24)得N9、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)主動(dòng)皮帶輪:已知固定軸d=60mm,帶輪dd1=180mm 由表8-10中查出hamin=2.75,da= dd1+2ha=180+22.75=185.5mm第一槽對(duì)稱面至端面的距離f=,取f=10;e=,取e=15;帶輪寬B=(z-1)e+2f=30mm(2)被動(dòng)皮帶輪:固定軸d=60mm,帶輪dd2=200mm選用SPA型皮帶由表8-10中查出hamin=2.75,da= dd1+2ha=200+22.75=205.5mm第一槽對(duì)稱面至端面的距離f=,取f=10;e=,取e=15;帶輪寬B=(z-1)e+2f=30mm第四章 花生收獲機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1整體收獲機(jī)的工作過程分析4.1.1 作業(yè)速度收獲機(jī)的作業(yè)速度主要取決于工作部件(如挖掘鏟振動(dòng)器等)和拖拉機(jī)行走裝置的適應(yīng)性能是否達(dá)到收獲要求的要求,一般作業(yè)速度為。考慮到收獲機(jī)收獲時(shí)的作業(yè)速度,泰山12拖拉機(jī)選用。地輪的滑移率取,機(jī)速即實(shí)際4.1.2 工作幅寬工作幅寬主要取決于配套拖拉機(jī)的牽引能力和播種機(jī)的工作阻力。播種機(jī)的工作阻力包括開溝器工作阻力、地輪滾動(dòng)阻力、部件傳動(dòng)以及如鎮(zhèn)壓輪等其它部件的工作阻力。工作幅寬(B)計(jì)算公式:B=式中:T-正常的機(jī)組工作速度下,拖拉機(jī)的額定牽引力(N)。-拖拉機(jī)牽引力利用系數(shù),一般取。Pm-花生收獲機(jī)每米幅寬的工作阻力(N/M)。所以: 實(shí)際工作中,牽引功率T小于等于額定功率,所以實(shí)際工作幅寬小于1.65m。根據(jù)設(shè)計(jì)要求取工作幅寬: B=0.6m 4.2 整體機(jī)架的設(shè)計(jì) 整體機(jī)架主要有鋼件焊接而成,整體尺寸是通過拖拉機(jī)懸掛裝置和挖掘鏟工作寬度決定的。圖4-1機(jī)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖采用焊接的方式連接,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可以支撐收獲機(jī)作業(yè)時(shí)帶來的阻力。整體機(jī)架分為兩部分組成一部分是為了能夠更好的與拖拉機(jī)的懸掛架配合,采用了三角形固定,能夠承受收獲機(jī)的全部重量,另一部分是通過挖掘刀的工作寬度決定的,機(jī)架的寬度由工作寬度確的。中間通過兩個(gè)長(zhǎng)形鋼管焊接在一起,中間支撐架是為了保證拖拉機(jī)懸掛架可以更安全的提升機(jī)體設(shè)計(jì)的。外殼可以擋住挖出的花生在一定的區(qū)域鋪放,不影響挖掘工作為目的設(shè)計(jì)的。4.2 整體機(jī)架的尺寸設(shè)計(jì)4.2.1 機(jī)架的尺寸確定由于挖掘?qū)挾仍?80mm,所以機(jī)架的寬度應(yīng)超過工作寬度的寬度應(yīng)為700mm800mm,為了能使刀軸支撐架更好的連接,機(jī)架寬度取750mm。機(jī)架的總長(zhǎng)度是通過收獲后花生蔓輸送的路程和拖拉機(jī)動(dòng)力輸送過程中動(dòng)力軸的位置確定的,為了能夠達(dá)到更好的分離效果輸送鏈選擇長(zhǎng)度為660mm,拖拉機(jī)傳遞過程中鏈傳動(dòng)的中心距a=760mm,拖拉機(jī)懸掛架的長(zhǎng)度為250mm。機(jī)架總長(zhǎng)度應(yīng)在L=660+760-350=1170mm,因機(jī)架總長(zhǎng)度應(yīng)大于實(shí)際應(yīng)用長(zhǎng)度取L=1380mm。機(jī)架的高度應(yīng)根據(jù)拖拉機(jī)懸掛架的拉桿高度H1=780mm和動(dòng)力輸出軸離地面的高度H2=510mm確定的,機(jī)架離地面的高度為280mm,取機(jī)架最高處到最低處的距離為H=500mm。4.2.2 收獲機(jī)的機(jī)架使用和調(diào)整(1)功過拖拉機(jī)的的遙控桿控制懸掛架的升降,使機(jī)架達(dá)到工作狀態(tài)。(2)動(dòng)力輸出的遙控干控制動(dòng)力的輸出間接控制了集體的工作。(3)調(diào)整工作的寬度是由機(jī)架動(dòng)力軸上的套筒和刀軸的軸承座調(diào)整決定的。(4)其他的調(diào)整是通過機(jī)體上的調(diào)整螺母調(diào)整。 (5)機(jī)架上焊接的連接鋼板應(yīng)針對(duì)主要工作部件的中心位置確定。第五章 其它零部件的設(shè)計(jì)5.1 挖掘鏟的設(shè)計(jì)5.1.1挖掘鏟的運(yùn)動(dòng)軌跡的確定通過花生的種植和花生生長(zhǎng)情況決定的;花生的種植有平作和壟作兩種情況,行距一般為3550cm之間?;ㄉ植荚谝获v京為中心,半徑為1520cm范圍內(nèi),這樣可以確定刀挖掘的最小深度為1518cm,寬度2540cm。挖掘刀是通過拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)反轉(zhuǎn)挖掘的,采用“旋耕”式的作業(yè)方法,刀的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:圖5-1刀的運(yùn)動(dòng)軌跡分析運(yùn)動(dòng)中受到拖拉機(jī)前進(jìn)的阻力和挖掘花生的阻力,是本次設(shè)計(jì)的最主要的部件。5.1.2挖掘鏟的尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)花生一年一熟試驗(yàn)田測(cè)試,花生果莢主要生長(zhǎng)在12-15cm深的土層內(nèi),花生種植行距一般為4050cm,花生果最大橫截面處深度為7. 2 cm?;ㄉ霃揭话銥?020cm為保證花生壟帶上無殘,因而設(shè)計(jì)旋挖刀的入土深度H為12-15cm。所以確定旋轉(zhuǎn)刀具挖掘深度為15cm.挖掘幅度為B=0.5m,機(jī)組前景速度為Vm=12m/s,刀滾轉(zhuǎn)速n=160180r/min,收獲小面積內(nèi)的挖掘刀數(shù)Z=2,挖掘刀的寬度C為2540mm取C=30mm.選定耕深a=150mm,耕幅B=0.6m,機(jī)組前進(jìn)速度Vm=0.5m/s,刀滾轉(zhuǎn)速為n=160r/min,時(shí)間間隔ts=2 W 設(shè)計(jì)刀具半徑R=250mm。刀的切土節(jié)距=9.379。查表3-1得切土節(jié)距6-912-1518-21Kg15.8815.757.92取kg=13N/m,耕深修正系數(shù)k1=1,土壤含水率系數(shù)k2=0.95,挖掘修正系數(shù)k4=0.66k=1310.950.66=8.151總功率經(jīng)驗(yàn)公式N=0.1 kaB =0.18.151150.50.6=3.66795kw刀具單位體積挖掘功率E=1CBV=1.199KW5.1.3 挖掘鏟的形狀設(shè)計(jì)刀具在刀軸上的排列方式直接影響收獲質(zhì)量和效率。為了提高挖掘刀的動(dòng)力性能、降低破碎率、防止漏挖,將刀座焊接在刀軸上成星型連接。每把刀有螺母緊固。滿足:(1)刀軸受力均勻,徑向受力 平衡;(2)相鄰兩刀片距離要合適,不能超過花生的生長(zhǎng)半徑。結(jié)構(gòu)示意圖如下圖5-2刀具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖5.2振動(dòng)分離裝置的設(shè)計(jì)振動(dòng)分離器主要采用偏心輪式振動(dòng),二個(gè)偏心輪在兩組傳動(dòng)大鏈條上轉(zhuǎn)動(dòng)利用偏心的距離大小調(diào)整振動(dòng)幅度,采取偏心輪C在輸送鏈A-B上可以通過鏈條的振動(dòng)帶動(dòng)輸送桿振動(dòng),將土壤和花生蔓分離。當(dāng)種植花生的土壤粘性較大、濕潤(rùn)的情況下調(diào)整偏心輪到最大值可以提高分離效果,當(dāng)種植花生的土壤是干燥的沙土地時(shí)調(diào)整偏心輪到適合的位置減少功率消耗。如圖所示: 圖5-3偏心式振動(dòng)分離器偏心距離的確定是通過土壤和花生蔓在輸送過程中的花生蔓在掛鉤和連桿上振動(dòng)成都決定的,距離大會(huì)造成花生蔓脫離輸送鏈和土壤一起振落到地面上,振動(dòng)幅度小會(huì)造成分離不徹底。因掛鉤的長(zhǎng)度40mm所以振動(dòng)偏心距離應(yīng)為40mm,振動(dòng)分離器在輸送鏈的中心位置的設(shè)計(jì)可以達(dá)到最佳的振動(dòng)效果。5.3 收獲裝置的設(shè)計(jì)輸送桿的設(shè)計(jì)是采用往復(fù)式輸送,上面帶有掛鉤裝置可以將花生蔓掛住將土壤撒落到地上,鏈輪帶動(dòng)鏈條上升輸送桿焊接在鏈條中間,這樣設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)曲線很明確,可以保障花生蔓在輸送過程中土壤、雜物和花生分離后能順利落回地面,花生蔓整齊不亂的鋪放在地面晾曬。掛鉤裝置的設(shè)計(jì)還可以將種植花生時(shí)鋪在土壤上的地膜一起鉤住帶出,達(dá)到地膜回收的功效。鏈輪通過新型的張緊裝置調(diào)節(jié),土塊的大小和重量通過調(diào)節(jié)可以更好的與花生蔓分離。輸送鏈選擇角傾斜,輸送鏈的鏈速不宜太大,否則不僅功耗增加,而且后拋?zhàn)饔眠^大,會(huì)增大花生的機(jī)械落果率和傷果率。一般取升運(yùn)鏈線速度在1.15-1.85m/s時(shí)取1.6m/s。結(jié)構(gòu)示意圖如下: 圖5-4 輸送裝置的結(jié)構(gòu)圖第六章 總結(jié)與建議本次設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)性能優(yōu)良、適應(yīng)性能好、尤其適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)村生活的經(jīng)濟(jì)條件,通過旋轉(zhuǎn)挖掘鏟反轉(zhuǎn)將花生從土壤里挖掘出來拋送到輸送桿上經(jīng)過分離土壤最后鋪放到地面上晾曬,大大提高了工作效率。本次設(shè)計(jì)得出總結(jié)和建議:1、 旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)的總體設(shè)計(jì)工作原理清晰,選擇了合適的傳動(dòng)方案和傳動(dòng)參數(shù),使結(jié)構(gòu)緊湊,工作穩(wěn)定;2、 采用了旋轉(zhuǎn)式挖掘鏟,改變傳統(tǒng)的按行挖掘作業(yè)習(xí)慣,實(shí)行了多行作業(yè),使花生的收獲效率大大提高。3、 偏心式振動(dòng)分離裝置的設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可以根據(jù)輸送鏈調(diào)節(jié)振動(dòng)幅度適用性廣。4、 土壤的濕度對(duì)旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)的影響較大,土壤干燥會(huì)造成挖掘困難,功率消耗過大;土壤潮濕會(huì)影響到機(jī)組前進(jìn)速度使刀具挖掘的幅度受到影響,會(huì)造成漏挖,損壞率增大;在干濕適宜的沙壤土里作業(yè)效果最好。5、 收獲機(jī)在工作過程中刀具會(huì)受到很大力矩,可以根據(jù)旋耕刀的刀型開發(fā)一種更適用挖掘鏟。6、 旋轉(zhuǎn)式花生收獲機(jī)是根據(jù)大體的花生生長(zhǎng)形狀確定的耕深和幅度,但在實(shí)際中花生的種植和生長(zhǎng)是很不規(guī)范的,這樣會(huì)導(dǎo)致挖掘過程中出現(xiàn)漏挖和損果的現(xiàn)象。建議改變刀的曲線形狀,擴(kuò)大挖掘面積降低挖掘時(shí)造成的損失。參考文獻(xiàn)1 尚書旗,王方艷,劉曙光等.花生收獲機(jī)械的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2004年1月第20卷第1期.2中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)院研究院編.農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第一版)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1988.106lP3李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué).中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,20034鄺樸生,蔣文科,劉剛,等.精確農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)J. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1999: 36375濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)M.高等教育出版社,2001.第七版6尚書旗,王延耀,周亞龍.花生收獲機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀與推廣田.農(nóng)業(yè)科技推廣,2004(8): 10-117于明忠.YN-2型聯(lián)合花生收獲機(jī).山東農(nóng)機(jī),2004(7) 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