【溫馨提示】====【1】設計包含CAD圖紙 和 DOC文檔，均可以在線預覽，所見即所得，，dwg后綴的文件為CAD圖，超高清，可編輯，無任何水印，，充值下載得到【資源目錄】里展示的所有文件======【2】若題目上備注三維，則表示文件里包含三維源文件，由于三維組成零件數量較多，為保證預覽的簡潔性，店家將三維文件夾進行了打包。三維預覽圖，均為店主電腦打開軟件進行截圖的，保證能夠打開，下載后解壓即可。======【3】特價促銷，，拼團購買，，均有不同程度的打折優(yōu)惠，，詳情可咨詢QQ：1304139763 或者 414951605======【4】 題目最后的備注【LB1系列】為店主整理分類的代號，與課題內容無關，請忽視
16 屆畢業(yè)設計
振動式馬鈴薯收獲機的設計
學生姓名 付東輝
學 號 8031212213
所屬學院 機械電氣化工程學院
專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化
班 級 16-2
指導老師 吳明清
日 期 2016.05
塔里木大學機械電氣化工程學院制
前 言
馬鈴薯的營養(yǎng)價值非常高，市場潛力巨大。在國外，大約占40%的馬鈴薯加工成食品后進入消費市場。在國內，一向被國人視為不能登大雅之堂的馬鈴薯產品也突然間在市場上風靡起來。在北京、上海、廣州及西安等全國大中城市，以馬鈴薯條、馬鈴薯泥為基本原料的麥當勞、肯德基食品已占據我國快餐市場的半壁江山，而從各種渠道進口的其它油炸薯片或膨化食品等也滾滾而來。中國農科院副院長屈東玉博士在日前召開的中國馬鈴薯學術年會上指出：“馬鈴薯是一種產量高、適應性強、經濟價值大的作物，應把馬鈴薯主產區(qū)列入國家糧食商品糧基地，享受與水稻、小麥等商品糧基地同樣的財稅待遇，這將是保證我國糧食安全的有效手段馬鈴薯收獲機是當代馬鈴薯收獲不可或缺的設備。在進行田間馬鈴薯收獲時，必須將土層里的馬鈴薯翻出再進行揀拾。
市場上的馬鈴薯收獲裝置挖掘效率低，費時費力。因為傳統(tǒng)的馬鈴薯收獲設備不能高效的進行挖掘收獲，需要大量人力進行收獲，而且工作后的土地成塊狀，馬鈴薯的揀拾還需要破碎土壤進行收獲。因此根據這一情況，研制出了一種小型家用振動式馬鈴薯收獲機。該振動式馬鈴薯收獲機因其體積小、重量輕、結構簡單，所以制造成本低，而且馬鈴薯挖掘效率高，只需要小型拖拉機進行牽引帶動，就可以很好地進行馬鈴薯挖掘收獲。
本文設計的振動式馬鈴薯收獲機是一種常用機械設備，能夠高效的進行馬鈴薯的挖掘工作。本次設計能夠大大的提高收獲效率；可以減少人力物力，同時也節(jié)省時間。本課題設計的主要內容是振動式馬鈴薯收獲機的設計。主要通過對原始數據的分析、方案的論證比較與選擇，完成了收獲機的總體設計，振動原理的設計，分離裝置的設計以及傳動方案的選擇等內容。在此基礎上對馬鈴薯收獲機機體的結構尺寸、傳動比等進行了詳細的計算和說明。
關鍵詞：振動式；挖掘；馬鈴薯
目 錄
1.緒論 1
1.1課題研究的意義 1
1.2國內外葵花籽去殼機發(fā)展狀況 1
1.3國內外馬鈴薯收獲機存在的問題 3
1.4研究的內容和方法 3
1.5預期目標 4
1.6重點研究的關鍵問題及解決思路 4
1.7工作條件及解決方法 4
2.振動式馬鈴薯收獲機總體設計 4
2.1收獲機的典型方法和方案選擇 4
2.2振動式馬鈴薯收獲機的振動工作原理 5
2.3整機主要的技術參數 6
3.整機關鍵部件結構設計及運動學分析 6
3.1牽引架設計 6
3.3挖掘鏟的結構設計 8
4.整機關鍵部件結構設計及運動學分析 8
4.1挖掘鏟、振動分離篩機構運動學分析 8
5.動力裝置的設計與選用 12
5.1傳動系統(tǒng)的確定 12
5.2軸的校核 12
總 結 14
致 謝 15
參考文獻 16
塔里木大學畢業(yè)設計
1緒論
1.1課題研究的意義
馬鈴薯的營養(yǎng)價值非常高，市場潛力巨大。在國外，大約占40%的馬鈴薯加工成食品后進入消費市場。在國內，一向被國人視為不能登大雅之堂的馬鈴薯產品也突然間在市場上風靡起來。在北京、上海、廣州及西安等全國大中城市，以馬鈴薯條、馬鈴薯泥為基本原料的麥當勞、肯德基食品已占據我國快餐市場的半壁江山，而從各種渠道進口的其它油炸薯片或膨化食品等也滾滾而來[
]。中國農科院副院長屈東玉博士在日前召開的中國馬鈴薯學術年會上指出：“馬鈴薯是一種產量高、適應性強、經濟價值大的作物，應把馬鈴薯主產區(qū)列入國家糧食商品糧基地，享受與水稻、小麥等商品糧基地同樣的財稅待遇，這將是保證我國糧食安全的有效手段馬鈴薯收獲機是當代馬鈴薯收獲不可或缺的設備。在進行田間馬鈴薯收獲時，必須將土層里的馬鈴薯翻出再進行揀拾[
]。
市場上的馬鈴薯收獲裝置挖掘效率低，費時費力。因為傳統(tǒng)的馬鈴薯收獲設備不能高效的進行挖掘收獲，需要大量人力進行收獲，而且工作后的土地成塊狀，馬鈴薯的揀拾還需要破碎土壤進行收獲。因此根據這一情況，研制出了一種小型家用振動式馬鈴薯收獲機。該振動式馬鈴薯收獲機因其體積小、重量輕、結構簡單，所以制造成本低，而且馬鈴薯挖掘效率高，只需要小型拖拉機進行牽引帶動，就可以很好地進行馬鈴薯挖掘收獲[
]。
本文設計的振動式馬鈴薯收獲機是一種常用機械設備，能夠高效的進行馬鈴薯的挖掘工作。本次設計能夠大大的提高收獲效率；可以減少人力物力，同時也節(jié)省時間。本課題設計的主要內容是振動式馬鈴薯收獲機的設計。主要通過對數據的分析、方案的論證比較與選擇，完成了收獲機的總體設計，振動原理的設計，分離裝置的設計以及傳動方案的選擇等內容[
]。在此基礎上對馬鈴薯收獲機機體的結構尺寸、傳動比等進行了詳細的計算和說明。
1.2國內外葵花籽去殼機發(fā)展狀況
1.2.1國外馬鈴薯收獲機發(fā)展現狀
國外很早就研制馬鈴薯收獲裝置了，從農業(yè)機械化發(fā)展過程來看，馬鈴薯收獲機發(fā)展較遲緩，只是近50年才發(fā)展到較高水平。國外馬鈴薯機械化收獲起步早、發(fā)展快、技術水平高。在20世紀40年代初前蘇聯、美國就開始研制推廣應用馬鈴薯收獲機了，50年代末期全面實現了生產機械化。70～80年代，德、英、法、意大利、瑞士、波蘭、匈牙利、日本和韓國亦相繼實現了馬鈴薯生產機械化。國外馬鈴薯收獲機械的技術水平相當高，不但生產率高而且高新技術已融于機具之中。如采用振動、液壓技術進行挖掘；采用傳感技術控制土壤喂人量、馬鈴薯傳運量以及分級裝載；采用氣壓、氣流、光電技術進行碎土和分離及利用微機進行監(jiān)控操作等[
]。 原蘇聯是生產收獲機最早的國家。1960年，馬鈴薯聯合收獲機保有量是3萬臺，1976年，保有量是6萬臺，1979年，馬鈴薯收獲機械工業(yè)化程度達到77%(其中國營農場為84%，集體農莊為73%)；到20世紀90年代除，馬鈴薯收獲機共有16種機型，其中10種是聯合收獲機，其中勞動生產率比其他2行收獲機提高1-2倍。 美國在1948年以前用收獲機來收獲馬鈴薯，然后人工撿拾。直到1967年，開始使用聯合收獲機，勞動生產率達到100kg/(h·人)。20世紀80年代初期，聯合收獲機和分段收獲的面積占馬鈴薯種植面積的85%，其中聯合收獲已經達到50%以上、20世紀到90年代，美國已經基本實現了馬鈴薯收獲機械化[
]。
德國20世紀在40年代主要生產和使用拋擲式收獲機；50年代主要生產和使用升運鏈式收獲機和撿拾裝載機，進行分段收獲；到1970年保有量達到6205臺；70年代開始生產聯合收獲機，機型有20多種，均是原聯合收獲機的變型，其保有量達到6萬臺；90年代開始生產收獲-撿拾裝載機和具有自動分選裝置的聯合收獲機。日本在1955年以前使用畜力挖掘機，1955年到1965年生產懸掛式的拋擲式和升運鏈式收獲機。70年代開始引進英國、美國等發(fā)達國家的聯合收獲機，并研制適合日本國情的聯合收獲機[
]。目前，國外馬鈴薯收獲機械大多采用升運鏈條式聯合作業(yè)，技術上已達到相當高的水平。由于國外馬鈴薯采用機械化壟作種植形式，適應這種特點而設計的收獲機械在中國難以適應平作收獲[
]。以內蒙百事食品(中國)有限公司種薯基地進口機為例，其全部實現機械化作業(yè)，種植方式采用壟作，行距為900mm，收獲機械為牽引式雙行聯合作業(yè)，多級鏈輸送，配套動力在59.7kW以上，一次完成挖掘，土、石、薯、秧分離，并可實現薯塊大小自動分撿、自行裝車等功能該機為全液壓操縱，各機構可實現自動折疊運輸，傷薯率極低。機體與薯塊可能接觸部位均用橡膠件保護。又如，芬蘭康克公司生產的雙行馬鈴薯收獲機為牽引式，配套動力為33.6kW以上，在拖拉機右側實現挖掘，土、薯、莖葉分離，薯塊直接裝袋裝箱。同時，該機可作為撿拾機使用，后部工作臺為液壓升降式，薯塊或石頭可直接運至田地頭。日本生產的主要為單行履帶自走式聯合作業(yè)機，行走與輸送鏈HST無級變速，發(fā)動機為水冷4沖程3缸柴油機[
]。
1.2.2國內馬鈴薯收獲機發(fā)展現狀
新中國成立初期, 我國收獲馬鈴薯采用人工刨或舊犁挖掘的落后方式。直到20世紀60年代中期,馬鈴薯收獲機具的研制工作才逐步發(fā)展起來。研究人員在研究原西德、原蘇聯、日本、瑞士等國外機具的基礎上，研制成功了升運鏈式馬鈴薯收獲機，但是由于受當時歷史條件的限制，沒能實現大面積推廣和使用。20世紀70年代中期，由于手扶拖拉機的大量推廣應用, 國內又掀起了為手扶拖拉機配套的馬鈴薯收獲機的研制高潮, 成功研制了鼠籠式馬鈴薯收獲機, 但受當時的配套動力限制, 未能生產和推廣。1979年，12國農機展覽會后，國家將全部馬鈴薯收獲機樣機都投放在黑龍江省農業(yè)機械工程科學研究院，從而為馬鈴薯收獲機的研究工作創(chuàng)造了良好的條件[
]。
到20世紀90年代中期, 由于國產小四輪拖拉機的大量推廣和應用, 研制馬鈴薯收獲機已被列入重要日程。而此后, 其市場需求旺盛, 先后有小型升運鏈式馬鈴薯收獲機和振動式馬鈴薯收獲機投放市場,并占據了很大的市場份額[
]。
1.3國內外馬鈴薯收獲機存在的問題
我國研究馬鈴薯收獲機起步較晚發(fā)展緩慢，和發(fā)達國家相比只能望其項背，目前市場上流行的一些機具中，存在如下問題，因此，難以大范圍推廣應用。
(1)挖掘效率低。有些田間作業(yè)時，馬鈴薯挖掘不完全，有許多果實還在土層里，機器入土較淺。所以挖掘效率低是推廣使用馬鈴薯收獲機機具的最大障礙。
(2)損失率高。因為設計時參數選擇不合理，造成挖掘不完全現象比較嚴重，果實在許多大的土塊里，不能直接呈現在人們眼前，需要二次收獲。
(3)果仁完整性差。有些廠家設計的收獲機具，為了改善漏剝或田間挖掘不完全現象，一味追求挖掘率的提高，造成很多果實破碎，從而降低了產品的商品價值。
(4)機具性能不穩(wěn)定，適應性不高。當土壤的含水率、硬度，果實形狀、大小、品種等因素發(fā)生變化時，專門為某類馬鈴薯研究開發(fā)的專用機型馬鈴薯收獲機性能也會變的不理想。
從而國內能夠完成挖掘、振動分離的馬鈴薯收獲機設備由于實用性，技術性等原因，還未在全國范圍內實現大規(guī)模使用[
]。
國外馬鈴薯收獲機的發(fā)展歷史已經有上百年了，其特點主要是能夠根據用戶的不同需求，在收獲機上配備多種工作裝置。國外馬鈴薯收獲機的使用比較廣范，且以簡單、高效的振動式收獲機為主的馬鈴薯收獲機搶占著全球很大市場[
]。
1.4研究的內容和方法
根據我國馬鈴薯收獲機的發(fā)展現狀和存在問題以及未來馬鈴薯收獲機的發(fā)展要求，我選擇的是振動式馬鈴薯收獲機的設計。家用振動式馬鈴薯收獲機主要由動力輸入裝置、傳動裝置、挖掘裝置、振動裝置組成。其中，動力裝置是通過人操作小型拖拉機進行牽引收獲機提供動力，只需把馬鈴薯收獲機通過三點懸掛連接在拖拉機上進行田間作業(yè)。
先確定我國已有馬鈴薯收獲機的類型，根據已有馬鈴薯收獲機的原理及結構來進行設計振動式馬鈴薯收獲機，使收獲效率能滿足家庭及小型企業(yè)生產的要求，也就是馬鈴薯收獲機要能工作穩(wěn)定，操作簡便，成本低，保證挖掘率高，馬鈴薯完整率高，果實和土壤分離效果好等優(yōu)點。
1.5預期目標
（1）收獲機操作方便，結構簡單，通用性好，成本低，使用壽命長。
（2）馬鈴薯完整率高、馬鈴薯和土壤分離效果好。
（3）可以在各種田間作業(yè)，安裝靈活，挖掘效率高，人工勞動量少，同時動力上要消耗少。
（4）制造價格便宜，容易普及，能滿足家庭使用的要求。
1.6重點研究的關鍵問題及解決思路
該機動力源于拖拉機提供牽引動力和動力輸出的回轉力實現動力的傳輸，再經偏心輪把回轉力變化成上下振動，該振動為挖掘的碎土和果實進行振動分離。
（1）選擇合適動力傳遞方式，設計工作裝置和傳動裝置。
（2）運用Auto CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
（3）利用Solidworks進行虛擬樣機設計，完成整機各零部件的三維建模。
1.7工作條件及解決方法
塔里木大學位于南疆中心位置，校內有實習工廠、微機室、土槽實驗室、農業(yè)工程重點實驗室等，設計條件良好，為項目開展提供了場地和基本條件。校內擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境，機械電氣化工程學院擁有先進的實驗設備和機械加工制造設備，并且?guī)熧Y力量雄厚，可以滿足對振動式馬鈴薯收獲機設計的工作條件。
2振動式馬鈴薯收獲機總體設計
2.1收獲機的典型方法和方案選擇
振動式馬鈴薯挖掘機主要由機架、正牽引 架、偏牽引架、振動篩 、振動挖掘鏟、萬向傳動軸、地輪、振動篩傾角調整機構等組成，挖掘機整體結構如圖 2-1 所示
1.軸承 2.正牽引架 3.萬向傳動軸 4.機架 5.振動篩 6.地輪 7.振動架 8.偏心輪 9.挖掘鏟
圖2-1 振動式馬鈴薯收獲機主視側視的整體結構示意圖
2.2振動式馬鈴薯收獲機的振動工作原理
挖掘機通過家用小型拖拉機的三點懸掛方式進行馬鈴薯挖掘作業(yè)，挖掘鏟和分離篩的振動動力由拖拉機動力輸出軸提供動力輸出，通過萬向傳動軸3經偏心輪8一端輸入，偏心輪與另一端通過鉸接臂與振動架的約束將動力傳遞給振動架7，振動架7的上下運動通過連接板帶動挖掘鏟9和振動分離篩5產生在機架內的上下往復運動，最終實現挖掘鏟與分離篩同時的振動，完成馬鈴薯挖掘和分離，鋪放于地面工作，從而完成馬鈴薯的分段收獲作業(yè)。
2.3整機主要的技術參數
馬鈴薯挖掘機主要應用于西南山區(qū)，小地塊、坡度大、多石塊等條件地塊，其設計結構符合西南地區(qū)、小地塊區(qū)域、小區(qū)育種等馬鈴薯種植的農藝要求， 該機采用偏牽引結構，以適應小壟馬鈴薯挖掘作業(yè)，避免拖拉機作業(yè)時壓壟或挖掘機不能正對壟挖掘等問題的出現，提高馬鈴薯收獲的效率和收獲質量。該機主要技術參數如下表所示。
表2-3 整機主要的技術參數
項目
參數
整機外形
15508661050（mm）
動力
18-21（KW）
整機質量
110左右（kg）
作業(yè)行數
1
作業(yè)幅寬
460左右（mm）
挖掘深度
100-200（mm）
挖掘鏟與地面傾角
20°左右
適應行距
700-900（mm）
3整機關鍵部件結構設計及運動學分析
3.1牽引架設計
馬鈴薯挖掘機不能正對壟進行挖掘作業(yè)，可以選擇三點懸掛的牽引方式。這種牽引方式的設計使該機器有更好的通用性，可以滿足多地區(qū)小地塊的馬鈴薯挖掘作業(yè)。牽引架結構如圖所示。
A B
1.上懸掛 2.下懸掛 3.萬向傳動軸
圖3-1 牽引架
3.2振動分離篩設計
振動分離篩主要完成土薯分離工作，不同長度的桿條焊接在 U 型支架上，桿條間距 40 mm，振動分離篩通過彎板支架與搖臂相連接，在振動架的驅動下振動，篩面對挖掘的土薯混合物有拋起的作用，有較強的整機關鍵部件結構設計及運動學分析。如下圖所示
圖3-3 振動篩
3.3挖掘鏟的結構設計
挖掘鏟主要完成土薯挖掘工作，挖掘機振動架帶動挖掘鏟斜拉桿使挖掘鏟前后擺動，挖掘鏟尾部焊接桿條，桿條的主要作用是分離土薯、避免挖掘鏟與振動分離篩之間由于間隙過大使薯塊掉落。采用一體式挖掘鏟，切土效果更好，挖掘鏟平滑鋒利，可以避免薯塊從挖掘鏟的兩側漏出被機器擠壓和被土壤覆蓋。
4.整機關鍵部件結構設計及運動學分析
4.1挖掘鏟、振動分離篩機構運動學分析
圖4-1 挖掘鏟、振動分離篩機構運動分析
為構件 i 鉸鏈點連線在平面內與 x 軸的角度;為構件3質心到鉸鏈點C連線與兩鉸鏈點連線的角度（逆時針為正）；為構件4質心到鉸鏈點D連線與兩鉸鏈點連線的角度（逆時針為正； 為 O、D 兩點連線在平面內與 x 軸的角度（逆時針為正）；ω為OA 桿轉動的角速度，rad·s-1。
根據挖掘鏟、振動分離篩的三維模型，設置相應的材料屬性，確定各自質心坐標，進而確定質心位置，由于挖掘鏟與振動分離篩有質量對稱平面，且平行于此平面運動，可將挖掘鏟與振動分離篩機構轉化為對稱平面上的平面連桿機構。挖掘鏟、振動分離篩機構簡圖如圖4-1所示。以O為原點建立直角坐標系，作封閉矢量多邊型，建立矢量方程如下
OA+AB=OC+CB (4-1)
OD+DE=OF+FE (4-2)
由矢量方程建立位移方程有：
式中：，為構件上某點 j(鉸鏈點或任意點 A、B、C…) 的坐標；Li為構件i (1、2、3…)的兩鉸鏈點間的距離；為構件i鉸鏈點6連線在平面內與 x 軸的角度（逆 時針方向為正）。
對于整機連桿機構本文只對挖掘鏟、振動分離篩機 構進行運動學分析，目的是分析 2 個構件工作時質心加速度的變化規(guī)律，進而分析2個構件慣性力的抵消情況。如圖3c所示，起始位置OAD 逆時針擺動，角位移為φ，角速度為ω，角加速度為α。(參數為與時間 t 有關的變量)
將方程組(3)中的第一式對時間求導，得：
（4-5）
式中：LOA 為構件上點A（鉸鏈點或任一點）與O的距離，mm；為i構件的角速度，rad/s。
將坐標系繞O點逆時針旋轉α3，由式（4-5）得：
將坐標系繞O點逆時針旋轉α2，由式（4-5）得：
將式(5)對時間求導，得：
(4-6) 式中：為i構件的角加速度，rad/s2。
將坐標系繞O點逆時針旋轉α2，由式（4-6）得:
將方程組(4-4)中的第一式對時間求導，得：
（4-7)
式中： 為 O、D 兩點連線在平面內與 x 軸的角度（逆 時針方向為正），(°)；LOD 構件上點 D（鉸鏈點或任一 點）與O的距離，mm。將坐標系繞O點逆時針旋轉α5，由式（4-7）得：
將坐標系繞O點逆時針旋轉α4，由式（4-7）得：
將式(4-7)對時間求導，得：
(4-8)
將坐標系繞O點逆時針旋轉，由式（4-8）得：
D點的位移方程：
（4-9）
挖掘鏟BC位移方程：
（4-10）
式中：為質心到鉸鏈點 C 連線與梁鉸鏈點連線的角度 (逆時針方向為正)，(°)；為構件 3 質心與鉸鏈點 C 的 距離，mm。振動分離篩 DE 質心位移方程為：
(4-11)
D點的加速度方程為：
(4-12)
式中： ， 為 D 點在 x，y 方向上的加速度，mm/s2。 挖掘鏟BC質心加速度方程為：
(4-13)
式中：xi， 為i構件質心在 x，y方向上的加速度，mm/s2。振動分離篩DE質心加速度為：
(4-14)
式中：L4D為構件 4質心與鉸鏈點 D 的距離，mm。以圖3c 所示OA 所在位置開始逆時針擺動時的振動位置為起點，分析挖掘鏟、振動分離篩質心加速度變化規(guī)律。根據桿件設計尺寸及極限狀態(tài)位置可知：
L3C=166 mm，L4D=461 mm，LOD=330 mm，在整個周期內 角度變化范圍為：171.5°<α3+α3C<175.5°，20.5°<α4+α4D< 23°，α3C=113.5°，α4D=14°（角度以逆時針方向為正），根據構件在兩個極限位置的各個參數值及運動學方程分析挖掘鏟 BC 和振動分離篩 DE 質心在 x，y 方向的加速度變化規(guī)律。
挖掘鏟BC質心加速度在整個運動行程的兩個極限-位置變化規(guī)律為：初始位置逐漸減?。▁ 正向），到達極限位置之前逐漸增加（x 負方向），回程運動逐漸減?。▁ 負方向），到達初始極限位置之前逐漸增大（x 正方向）。 振動分離篩 DE 質心加速度在整個運動行程的 2 個極限位置變化規(guī)律為：初始位置逐漸減?。▁ 負方向），到達極限位置之前逐漸增加（x 正方向），回程運動逐漸減?。▁ 正方向），到達初始極限位置之前逐漸增加（x 負方向）。挖掘鏟 BC 質心加速度在整個運動行程的 2 個極限位置變化規(guī)律為：初始位置逐漸減?。▂ 正方向），到達極限位置之前逐漸增大（y 負方向），回程運動逐漸減?。▂ 負方向），到達極限位置之前逐漸增大（y 正方向）。振動分離篩 DE 質心加速度在整個運動行程的兩個極限位置變化規(guī)律為：初始位置逐漸減?。▂ 正方向），到達極限位置之前逐漸增加（y 負方向），回程運動逐漸減?。▂ 負方向），到達初始極限位置之前逐漸增加（y 正方向）， 直到回到初始極限位置。理論分析得出一個行程周期內，挖掘鏟、振動分離 篩 x 方向質心加速度在 2 個極限位置附近時方向相反，y 方 向質心加速度在 2 個極限位置附近時加速度方向相同。
5動力裝置的設計與選用
5.1傳動系統(tǒng)的確定
本機械所適用的作業(yè)田的壟長長度大于200m，壟距為800mm，壟高250mm，結薯深度為150～200 mm。馬鈴薯挖掘機可配套動力為約翰迪爾280型拖拉機，功率為20.6kW,動力輸出軸的轉速為540r/min。拖拉機提供牽引，如圖5-1.2所示萬向傳動軸機構，通過萬向傳動軸對機器進行動力傳輸，經過萬向傳動軸傳給振動式馬鈴薯收獲機振動所需的力。該機器前進的動力是由拖拉機三點懸掛所提供的牽引力，使其在田間作業(yè)[
]。
圖5-1.2 萬向傳動軸
5.2軸的校核
在機器工作過程中，軸的工作需要克服機架施加的摩擦和撞擊，要計算其可靠性。所以可以先計算出軸的最小直徑。經過查閱機械設計基礎第五版可得知計算軸的最小直徑的公式。軸的最小直徑為：
（7-1）
式中： ——滾軸最小直徑（mm）；
——軸的許用扭切應力（）；
P——傳遞到軸上的功率（）；
——軸的轉速（）；
C——軸的材料和承載情況確定的常數。
根據上面算出來的已知數據可知：
軸的轉速:
n=540r/min
軸的輸入功率:
P=20.6kw
軸的扭矩:
由于此軸是用來實現果秧分離工作的，因此是比較重要的軸，選取軸的材料為45鋼，調質處理,抗拉強度,屈服強度。
因此經過計算和查閱相關資料可得：
P=0.23 n=290r/min
將數據代入式7-1得：
因此此軸滿足受力要求，可以滿足工作需要。
總 結
此次設計經過了一年左右的時間，大致經過了以下階段
1.查閱研究國內外馬鈴薯的發(fā)展現狀的相關資料。
2.設計選擇振動式馬鈴薯收獲機的主要動力輸入裝置、傳動裝置、挖掘裝置、振動裝置組成。
3.根據要求制作機器三維模型，及分析主要零件受力情況。
4.對相關數據進行計算，選擇合適材料。最終設計出能滿足工作要求的機械。
最終設計完成的模型，我在市場上原有的產品進行了改進，在振動篩后面加了一個可以調節(jié)刀具和地面夾角的軸，使他的適用性更強。
致 謝
經過一個學期的辛勤與忙碌，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，由于經驗的匱乏，在設計過程中難免有許多問題會考慮不周，如果沒有吳明清老師的悉心指導與督促，以及設計小組的同學們的幫助與支持，也許畢業(yè)設計不會這么順利的完成。
畢業(yè)設計過程中，吳明清老師耐心的指導使我們受益匪淺，他扎實的理論知識與豐富的實踐經驗給我留下了深刻的印象，也正是老師認真負責的教學態(tài)度使我們從畢業(yè)設計中真正的學會了學以致用，將課本知識與實際設計中所遇到的問題相聯系，整合了自己在校所學的專業(yè)知識，同時提高了我們發(fā)現問題、解決問題的能力。從機械設計開始到最后的設計完成，吳老師對于專業(yè)知識嚴謹的學習精神以及對于設計過程嚴格的要求態(tài)度成為我們在今后學習以及工作中良好的榜樣，在此謹向為我們畢業(yè)設計小組辛苦了一學期的老師致以最真誠的謝意。
回望這一學期，似乎忙碌與緊張充滿了整個設計過程，但是因為有了小組成員們的關懷與幫助，使得設計的過程也充滿了歡樂。我們共同研究，相互討論，遇到問題一起解決，畢業(yè)設計不僅是對我們學習的檢驗，同時也是鍛煉我們與他人協(xié)同工作的好機會。
在最后我要感謝學校、學院對我們的培養(yǎng)，為我們的學習以及畢業(yè)設計創(chuàng)造良好環(huán)境、提供優(yōu)質的學習研究條件。伴隨著畢業(yè)設計的結束，我們也將離開校園，有過少耕耘就有多少收獲，相信我們走出校園后能將自己的價值體現出來，回報父母、回報學校，為社會做自己力所能及的貢獻。再一次感謝在畢業(yè)設計中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W們，感謝母校給我的一切學習機會，最后祝大家在今后的工作和生活中一切順利！
參考文獻
[1] 王公仆，蔣金琳，田艷清，等.馬鈴薯機械收獲技術現狀與發(fā)展趨勢[J].中國農機化學報.
2014.01:11-15.
[2] 夏振遠，陳學永.振動挖掘機的研究綜述[J].機電技術.2014.（03）:133-137.
[3] 谷茂，薛世明.中國馬鈴薯栽培史考略[J].西北農業(yè)大學學報.1997.01:77-81.
[4] 王博煒.4VM-550A型馬鈴薯挖掘收獲機[J].農業(yè)科技與信息，1998.06:37.
[5] 安思明，白淑霞，馮學贊.試論我國馬鈴薯產業(yè)化的發(fā)展道路[J].馬鈴薯雜志.2000.4:46-47.
[6] 孫蕓.我國馬鈴薯加工產業(yè)化現狀及展望[J].農業(yè)機械.2000.（07）:26-28.
[7] 孫恒.機械原理[M].西安高等教育出版社.2006.04:7-9.
[8] 張會芳，沈慧平，楊延力.并聯運動振動篩主機構四桿機構慣性力和驅動力距的優(yōu)化平衡[J].
常州工學院學報.2008.02:17-22.
[9] 文學洙，廉哲滿.影響振動式馬鈴薯挖掘機作業(yè)性能的主要參數[J].延邊大學學報..2007.03:
199-202.
[10] 張華，吳建民，孫偉，等.4UM-640型振動式馬鈴薯挖掘機的設計與試驗[J].干旱地區(qū)農業(yè)研
究.2014.02:264-268.
[11] 呂冰.振動式花生收獲機的設計與仿真[D]. 泰安：山東農業(yè)大學，2013,08：20.
[12] 尹兆剛，蔣金琳，王東偉，等.小型番薯收獲機設計與田間試驗[J]. 農機化研究,2012,10:114
116.
[13] 呂金慶，田忠恩，楊穎，等.4U2A型雙行馬鈴薯挖掘機的設計與試驗[J]. 農業(yè)工程學報,2015,06
：17-24.
[14] 楊莉.馬鈴薯挖掘機擺動分離篩的仿真與參數優(yōu)化[D]. 呼和浩特:內蒙古農業(yè)大學,2009.
[15] 李寶筏. 農業(yè)機械學[M]. 北京:中國農業(yè)出版社,2003:199-201.
16