溫室韭菜收割機(jī)設(shè)計(jì)【三維SW】【含7張CAD圖紙+說明書打包終稿】

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讓整個(gè)設(shè)計(jì)路程圓滿而成果豐碩 其中 數(shù)字化的設(shè)計(jì)方法和基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)讓設(shè)計(jì)過 程高速而有效 對這個(gè)設(shè)計(jì)過程起到了關(guān)鍵性的作用 韭菜收割機(jī)是在對常用的農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行了初步探索下進(jìn)行的 對農(nóng)機(jī)的普遍機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入研 究 并從中提取出農(nóng)業(yè)機(jī)械通用的結(jié)構(gòu)和使用的設(shè)計(jì) 將其精華注入到這款韭菜收割機(jī)中 力求使 這款韭菜收割機(jī)能更加實(shí)用 更加合理 以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)實(shí)踐上的經(jīng)驗(yàn)不足 在設(shè)計(jì)過程中 我們對部 分機(jī)構(gòu)進(jìn)行了功能實(shí)現(xiàn)性的設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)分析和理論設(shè)計(jì)計(jì)算 從割刀的設(shè)計(jì) 皮帶鏈條的設(shè)計(jì) 選用 多方面設(shè)計(jì)研究讓收割機(jī)模型更加合理 關(guān)鍵詞 收割機(jī) 溫室韭菜 往復(fù)式割刀 設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 1 緒論 1 1 1 課題研究的意義 1 1 2 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 3 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)存在的問題 2 1 4 研究的內(nèi)容和方法 2 1 5 預(yù)期目標(biāo) 2 1 6 重點(diǎn)研究問題的關(guān)鍵及解決思路 3 1 7 工作條件及解決方法 3 2 溫室韭菜收割機(jī)的總體設(shè)計(jì) 3 2 1 收割的典型方法及收割方案的選擇 3 2 2 溫室韭菜收割機(jī)的結(jié)構(gòu) 3 3 撥禾機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5 3 1 撥禾輪的位置調(diào)整 5 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 撥禾輪的轉(zhuǎn)速 5 3 3 撥禾輪的直徑 6 4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6 4 1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的簡單設(shè)計(jì) 6 4 2 割刀在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)下的運(yùn)動(dòng)分析 7 5 往復(fù)式切割器的切割性能參數(shù)的分析 8 5 1 切割速度分析 8 5 2 切割平均速度 9 5 3 切割功率的計(jì)算 9 6 傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇 10 7 軸的校核 11 總結(jié) 13 致謝 14 參考文獻(xiàn) 15 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1 1 課題研究的意義 我國吃韭菜有著悠久的歷史 好多菜肴都有韭菜 可見我國人民對韭菜的熱愛之深 隨著科技 的進(jìn)步 各種糧食蔬菜都大面積種植 源自于有著機(jī)械收割裝置 限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因 素就是在于機(jī)械化問題 我國勞動(dòng)人民在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中對收割工具有許多發(fā)明創(chuàng)造 據(jù)古書記 載在三千五百年前已經(jīng)發(fā)明了鐮刀 在十三世紀(jì)中葉創(chuàng)造了推鐮等高效工具 但這些成就在長期的 封建和半封建 半殖民地的社會(huì)中得不到應(yīng)有的發(fā)展和重視 當(dāng)韭菜種植面積大時(shí)靠人們用鐮刀收割 效率太低 在收割時(shí)菜農(nóng)一直蹲著非常累 而且如果 大面積種植 收割的勞動(dòng)力比較少 而且工價(jià)很高 又加大了韭菜的做種植成本 相應(yīng)的單位面積 的效益也隨之降低了 隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和設(shè)施栽培的迅速發(fā)展 韭菜的種植面積逐年增加 在面積上已經(jīng)由過去 的占蔬菜面積的 2 3 發(fā)展到現(xiàn)在的 5 6 一畝地一年畝產(chǎn)韭菜 3000 斤 一斤一塊錢 除去成本 和人力一畝地可以獲取 1500 塊錢 收割韭菜一斤一毛錢 要損失 300 元錢 況且農(nóng)村這樣的工人 也很難找 大面積種植時(shí) 人工收割成本會(huì)很高 如果有一臺機(jī)器來代替這樣的工作 不但可以減 少菜農(nóng)成本 還可以推廣大面積種植 可見現(xiàn)在研制一臺韭菜收割機(jī)器十分重要 1 2 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 2 1 國外溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著科技的發(fā)展 農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展 國外對于韭菜收割機(jī)的研制也有著比較先進(jìn)的成果 在 二十世紀(jì)九十年代已經(jīng)取得了一定的成果 經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展 現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)日趨成熟 國外的韭 菜收割機(jī)主要是韓國為主 現(xiàn)階段已經(jīng)能夠大大的減少勞動(dòng)力 為菜農(nóng)提供很好地效益 國外的韭菜收割機(jī)類型較多 收割的通用性比較強(qiáng) 相對來說比較成熟 國外的韭菜收割機(jī)可 以很好地實(shí)現(xiàn)韭菜的收割 并且有些收割機(jī)還可以很好地實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的效果 韭菜收割機(jī)的效率 較高并且在實(shí)現(xiàn)很好地收割的前提下并且能夠?qū)崿F(xiàn)不傷根莖 能夠很好地實(shí)現(xiàn)韭菜的再生長 可以 很好的保證菜農(nóng)的利益 1 2 2 國內(nèi)韭菜收割機(jī)的現(xiàn)狀 我國現(xiàn)階段也有自己的韭菜收割機(jī) 但是現(xiàn)階段我國還是以引進(jìn)國外的韭菜收割機(jī)為主 并在 其基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和研發(fā) 我國已經(jīng)能夠研發(fā)出自己的韭菜收割機(jī)并且投入使用 但是在節(jié)省人力 物力的同時(shí)也存在著技術(shù)的問題 只是能夠?qū)虏诉M(jìn)行割倒 清洗 打捆 由于技術(shù) 經(jīng)濟(jì)的問題 并未能夠完全在全國范圍內(nèi)進(jìn)行廣泛的推廣和使用 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 我國現(xiàn)在正在處于韭菜收割機(jī)的發(fā)展初期 現(xiàn)在有許多的菜農(nóng)還是一直在使用人工收割和小型 的割刀進(jìn)行收割 并沒有多少在使用自走式的韭菜收割機(jī) 溫室韭菜收割機(jī)在全國范圍內(nèi)的使用率 并不高 發(fā)展溫室韭菜收割機(jī)即節(jié)省了勞動(dòng)力 有提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益 有著極為廣闊的市場 和應(yīng)用前景 溫室韭菜收割機(jī)是我國目前市場的需求而自主研制開發(fā)的普及產(chǎn)品 是用于韭菜收割 的專業(yè)設(shè)備 該機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)韭菜的收割和接收為一體 具有結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 節(jié)省人力等特 點(diǎn) 溫室韭菜收割機(jī)在我國今后的發(fā)展將是一片光明 近幾年來 我國有些企業(yè)在自主研發(fā)以及引進(jìn)外國的先進(jìn)設(shè)備來滿足農(nóng)戶的需求以及廣大市場 的需求 各種韭菜收割機(jī)已經(jīng)相繼投入使用 為農(nóng)戶帶去了方便 1 3 國內(nèi)外溫室韭菜收割機(jī)存在的問題 我國研究韭菜收割機(jī)的起步比較晚發(fā)展比較緩慢 和發(fā)達(dá)國家相比來說只能望其項(xiàng)背 但是韭 菜收割機(jī)在實(shí)際的生產(chǎn)和使用的過程中仍然存在著一些如下較為突出額問題 因此 難以大范圍的 推廣和使用 1 韭菜的行距 根據(jù)韭菜收割機(jī)的行距不同 對韭菜的行距也有一定的要求 菜農(nóng)不根據(jù) 收割機(jī)來確定其行距則對韭菜的收割帶來了很大的不便 2 傷根損葉 韭菜與其他作物有所不同 由于韭菜多年生長 一年收割 3 5 次的特殊性 因此要求不能夠傷根損葉 所以溫室韭菜收割機(jī)在操作的情況下對后續(xù)的生長有一定的影響 因此 對韭菜的收割有很高的要求 3 收割不齊 在收割的時(shí)候由于割刀以及傳送的問題 導(dǎo)致進(jìn)入收獲筐的時(shí)候落入散亂 對后續(xù)的打捆造成了不便 4 通用性差 一般的韭菜收割機(jī)只能用于韭菜的收割 而不能通過改變零部件來實(shí)現(xiàn)一機(jī) 多用 5 機(jī)具性能不穩(wěn)定 適應(yīng)性不高 當(dāng)韭菜的行距以及收割高度不一定的時(shí)候 對于韭菜的 收割同樣會(huì)帶來有些想不到的問題 6 作業(yè)成本偏高效率差 現(xiàn)在韭菜收割機(jī)處于發(fā)展初期 較好的韭菜收割機(jī)的費(fèi)用不菲 對于菜農(nóng)來說 實(shí)用性和成本高低成為了菜農(nóng)首先考慮的問題 因?yàn)橥ㄓ眯圆缓?不能實(shí)現(xiàn)一機(jī)多 用 導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備利用率低 所以收割韭菜的成本也會(huì)隨之增加 從而國內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)韭菜收割機(jī)全面推廣和使用還有一定的距離 隨著技術(shù)的提高這些問題將會(huì) 在以后慢慢解決 并且能夠占據(jù)一定的市場 1 4 研究的內(nèi)容和方法 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 根據(jù)我國溫室韭菜收割機(jī)的發(fā)展和存在的問題以及未來韭菜收割機(jī)的要求設(shè)計(jì)韭菜收割機(jī) 溫 室韭菜收割機(jī)主要有動(dòng)力輸入裝置 切割裝置 傳送裝置 微乳裝置 接收裝置組成 其中 動(dòng)力 行走裝置是通過小型柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng) 并且切割裝置通過小型電機(jī)來實(shí)現(xiàn)并且通過曲柄連桿裝置來 實(shí)現(xiàn)切割 通過傳送裝置來實(shí)現(xiàn)接收 從而達(dá)到收割韭菜的目的 先確定我國已有的韭菜收割機(jī)的類型 根據(jù)已有的韭菜收割機(jī)的原理及結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)新型的韭菜 收割機(jī) 使其產(chǎn)品能夠更加適應(yīng)小型企業(yè)的以及菜農(nóng)的要求 主要保證機(jī)械功能的穩(wěn)定性 保證切 割性好 韭菜的完整性好 避免損根傷葉問題的出現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn) 1 5 預(yù)期目標(biāo) 1 整機(jī)操作方便 結(jié)構(gòu)簡單 通用性好 使用壽命長 2 在溫室中便于操作 效率高 能夠很好地對韭菜進(jìn)行收割 人工勞動(dòng)量少 同時(shí)動(dòng)力消 耗上要盡量少 3 制造價(jià)格便宜 容易普及 能夠滿足普通家庭農(nóng)戶的需求 1 6 重點(diǎn)研究問題的關(guān)鍵及解決思路 在現(xiàn)有的韭菜收割機(jī)的基礎(chǔ)上 進(jìn)行利用刀具進(jìn)行收割傳送裝置 實(shí)現(xiàn)韭菜的收割 從而實(shí)現(xiàn) 韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) 1 選擇合適動(dòng)力傳遞方式 設(shè)計(jì)工作裝置和傳動(dòng)裝置 2 運(yùn)用 AutoCAD 軟件 繪制二維零件圖和裝配圖 3 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)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(xué)位于南疆中心位置 校內(nèi)有農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 小工廠等實(shí)驗(yàn)基地 為項(xiàng)目開展 提供了場地和基本條件 校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境 機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和機(jī) 械加工制造設(shè)備 并且?guī)熧Y力量雄厚 完全可以滿足溫室韭菜收割的條件 2 溫室韭菜收割機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2 1 收割的典型方法及收割方案的選擇 2 1 1 收割的幾種典型方法 目前開發(fā)出來的絕大部分設(shè)備都是采用機(jī)械式來進(jìn)行收割 常見的機(jī)械式收割方式如下 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 1 往復(fù)式韭菜收割 其割刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng) 結(jié)構(gòu)簡單 適應(yīng)性較廣 目前在谷物收割機(jī) 牧 草收割機(jī) 谷物聯(lián)合收獲機(jī)和玉米收獲機(jī)上采用較多 它能適應(yīng)一般或較高作業(yè)速度的要求 工作 質(zhì)量較好 但其往復(fù)慣性力較大 震動(dòng)較大 切割時(shí) 莖稈有傾斜和晃動(dòng) 因而對莖稈堅(jiān)硬 易于 落粒的作物易產(chǎn)生落粒損失 粗莖稈作物 由于切割時(shí)間長和莖稈多次切割現(xiàn)象 則會(huì)出現(xiàn)割茬不 夠整齊 對于韭菜收割來說 比較適宜 2 圓盤式韭菜切割 圓盤式切割器在水平面內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 因而運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn) 震動(dòng)較小 該切割器的割刀圓周速度較大 其切割能力較強(qiáng) 切割時(shí)靠莖稈本身的剛度和慣性支撐 目前在牧 草收割機(jī)和甘蔗收割機(jī)上采用較多 在小型水稻收割機(jī)和小型韭菜收割機(jī)上也有采用 2 1 2 收割方案的選擇 為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提出兩個(gè)方案可供選用 方案一 利用往復(fù)式割刀來進(jìn)行收割 其結(jié)構(gòu)簡單 容易設(shè)計(jì) 便于制造 性價(jià)比也比較高 只需要通過一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn) 方案二 采用圓盤式割刀進(jìn)行其結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜 設(shè)計(jì)比較困難 適合莖稈比較粗壯的作物 加工工藝要求比較高 經(jīng)過方案的比較和選擇 在設(shè)計(jì)要求內(nèi)方案一能夠滿足設(shè)計(jì)的要求條件 方案一比方案二性價(jià) 比高 且容易實(shí)現(xiàn) 所以選擇方案一的割刀收割方案 2 2 溫室韭菜收割機(jī)的結(jié)構(gòu) 溫室韭菜收割機(jī)的結(jié)構(gòu)主要有分禾器 撥禾輪 割刀 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 傳送滾 傳送帶 電機(jī) 機(jī)架等結(jié)構(gòu)組成 如圖 2 1 所示 在確定好行距之后 在發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)過減速器來實(shí)現(xiàn)韭菜收 割機(jī)的驅(qū)動(dòng) 在進(jìn)地之后 在分禾器的作用下實(shí)現(xiàn)單行的韭菜的喂入 進(jìn)而經(jīng)過撥禾輪來進(jìn)行韭菜 的扶正 通過與機(jī)架垂直的兩個(gè)傳送滾進(jìn)行韭菜的扶正并且夾緊 往復(fù)式割刀在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的作 用下實(shí)現(xiàn)動(dòng)割刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)韭菜的切割 在韭菜隔斷之后直接通過傳送帶傳送至后面 的接收器內(nèi) 從而完成了韭菜的收割 傳送帶的傳動(dòng)是傳送電機(jī)來帶動(dòng)的 通過齒輪來連接兩個(gè)傳 送滾的反向轉(zhuǎn)動(dòng) 傳送帶的主動(dòng)傳送滾帶動(dòng)從動(dòng)傳送滾的運(yùn)動(dòng)再通過皮帶和齒輪的連接來實(shí)現(xiàn)撥禾 輪的轉(zhuǎn)動(dòng) 在整個(gè)韭菜收割的過程中主要機(jī)構(gòu)是傳送裝置和割刀裝置 在這兩個(gè)裝置的配合使用下 使得整個(gè)過程變得簡單 此次韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的作用 根據(jù)不同作物的要求 要求收割時(shí)的割茬也會(huì)不一樣 韭菜的收割割茬一般在 1cm 左右 而其他作物的割茬顯然不同 所以可以通過調(diào)整前輪的高度來調(diào)節(jié)不同作物割茬的要求 對于不同的作物來實(shí)現(xiàn)不同的割茬要求 較好的解決了收割機(jī)都不同作物的適應(yīng)性 生產(chǎn)效率高 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 1 分禾器 2 撥禾輪 3 支撐前輪 4 傳送帶 5 傳送帶電機(jī) 6 傳送滾筒 7 接收筐 8 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 9 驅(qū)動(dòng)輪 圖 2 1 溫室韭菜收割機(jī)結(jié)構(gòu)圖 3 撥禾機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 撥禾輪的設(shè)計(jì)是韭菜收割的開始 撥禾輪的使用可以收割直立和一般倒伏的作物 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 3 1 撥禾輪 撥禾輪的運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀 決定于撥禾輪的圓周速度 Vy 與機(jī)器前進(jìn)的速度 Vm 的比值 為 撥禾速度比 只有當(dāng) 1 時(shí) 才有可能將作物莖干引向割刀配合切割 并在割斷后繼續(xù)的向后推 送莖桿 一面在割刀上發(fā)生堆積和堵塞 1 時(shí) 撥禾輪的工作情況才是正常的 撥禾輪的工作 過程中 需要撥禾輪具有良好的工作質(zhì)量 除了滿足 1 外 還應(yīng)該滿足工作過程中不同階段的 要求 切割時(shí) 撥禾輪應(yīng)該扶持作物莖桿 以配合進(jìn)行切割 避免切割器將莖桿向前推到 3 1 撥禾輪的位置調(diào)整 要使撥禾輪能夠正常夠其安裝高度就必須滿足 3 HRhL 1 式 中 R 撥禾輪的半徑 h 割刀離地的高度 L 為作物高 H 撥禾輪軸安裝高度 清掃割刀和穩(wěn)定推送的條件當(dāng)莖桿被割斷夠 要求撥禾輪繼續(xù)起推送作用 如果此時(shí)撥禾輪的 作用點(diǎn)位于已割作物中心的上方 就能將莖桿穩(wěn)定的向后推送 直到與撥禾輪圓周相切的位置 如 果撥禾輪的作用點(diǎn)過高 清掃切割的作用將減弱 如果撥禾輪的作用點(diǎn)在重心之下 則隔斷的作物 很可能回繞在撥禾輪向前翻或者被挑起 造成損失 已割斷作物的中心位置一般在頂部向下的 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 1 3 處 設(shè)已割部分長 L 則 l 1 3L 因此 要求撥禾齒在割斷作物的中心點(diǎn)以上 則應(yīng)該保證 3 32HR 2 3 2 撥禾輪的轉(zhuǎn)速 為了選擇撥禾輪的轉(zhuǎn)速 首先確定撥禾速度比 前已分析 撥禾輪正常工作的必要條件是 1 加大撥禾輪的速度比 撥禾輪的作用范圍和作用程度增加 但是 也不能過大 它受到兩 方面的限制 但是機(jī)器的前進(jìn)速度 Vm 一定時(shí) 增大 值 就要提高撥禾輪的圓周速度 Vy 這將對 作物的沖擊增加 而使作物不能夠很好地切割 經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明 韭菜收割的速度一般在 1 5m s 另 一方面 當(dāng)機(jī)器前進(jìn)速度 Vm 較高時(shí) 為了使 Vy 不超過受脫離損失限制的允許值 撥禾輪的速度比 就應(yīng)該減小 當(dāng)機(jī)器前進(jìn)速度較低時(shí) 很有可能在 Vy 不超過 3m s 煩人情況下 大大增加撥禾輪 速度比 但是過大則會(huì)出現(xiàn)回彈現(xiàn)象 3 ymV 3 3 30n 4 經(jīng)過專家實(shí)驗(yàn)韭菜收割機(jī)的 一般取 1 3 2 3 這里取 1 所以 min24 08130rRVnm R 為撥禾輪的半徑 為撥禾輪的角速度 n 初取為 22r min 前進(jìn)速度 Vm 應(yīng)該根據(jù)機(jī)器的生產(chǎn)率 割副 調(diào)配動(dòng)力等因素而定 在使 用中 由于地塊條件畝產(chǎn)量和作物的狀態(tài)等情況的改變而需要改換不同的前進(jìn)速度 3 3 撥禾輪的直徑 撥禾輪的直徑與穩(wěn)定推送有很大的關(guān)系 撥禾輪的直徑應(yīng)該滿足 3 1 32 hLD 5 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 其中 取 1 8 L 取 0 3 h 取 0 01 mD4 0 18 32 即撥禾輪的直徑取 0 4m 4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 通常 曲柄為主動(dòng)件且等速轉(zhuǎn)動(dòng) 而搖桿為從動(dòng)件作變速往返擺動(dòng) 連桿作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中也有用搖桿作為主動(dòng)構(gòu)件 搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng) 4 1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的簡單設(shè)計(jì) 在韭菜收割機(jī)的割刀傳動(dòng)的問題下 結(jié)合實(shí)際情況 所以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是一種很好的是割刀進(jìn) 行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的很好地方式 其結(jié)構(gòu)簡圖見圖 4 1 圖 4 1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)作為韭菜收割時(shí)的核心機(jī)構(gòu) AB 為曲柄搖桿結(jié)構(gòu)中的搖桿 AB 桿在割刀電機(jī)的 帶動(dòng)下繞著 A 點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)連桿 BC 進(jìn)行擺動(dòng) D 點(diǎn)為一定點(diǎn) CDE 為一彎曲的連桿 在連桿 BC 的作用下 CDE 進(jìn)行擺動(dòng) 再用連桿 EF 連接刀具 從而可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)刀具的往返運(yùn)動(dòng) 今兒實(shí)現(xiàn)韭 菜的切割 4 2 割刀在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)下的運(yùn)動(dòng)分析 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 割刀的運(yùn)動(dòng)特性對切割器性能有著直接的影響 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的割刀運(yùn)動(dòng) 為了簡化分析 如 圖 4 2 設(shè)曲柄軸的偏心距為 0 連桿的長度為無窮大 則割刀運(yùn)動(dòng)可視為曲柄在割刀運(yùn)動(dòng)線上的 投影 為一簡諧運(yùn)動(dòng) 圖 4 2 割刀運(yùn)動(dòng)分析 若以曲柄軸心為坐標(biāo)原點(diǎn) O 水平向右為 X 軸 向上為 Y 軸 并令曲柄由第二象限的水平位置 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 則割刀的位移方程為 4 trX cos 1 速度方程式 4 trdtXVx cos 2 加速度方程式為 4 trdtVax cos2 3 式中 r 曲柄半徑 曲柄角速度 割刀位移 速度 加速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系如表 4 1 所示 表 4 1 位移 速度 加速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 t 00 900 1800 2700 3600T r 0 r 0 rxV 0 r 0 r 0 xa2r 0 2r 0 2r 為了便于分析 下面研究割刀速度與位移的關(guān)系及加速度與位移的關(guān)系 4 222x x rwcost 1rsinwtrv 4 兩邊平方簡化后得 4 12 rVx 5 可見速度 Vx與位移 x 的關(guān)系為一橢圓方程式 橢圓的長軸半徑為 短軸半徑為 r 由圖可知任 意位移點(diǎn)的割刀速度 割刀加速度 a 與割刀位移 X 的關(guān)系為 4 xttrx 222 coscos 6 即加速度與位移為一直線關(guān)系 5 往復(fù)式切割器的切割性能參數(shù)的分析 5 1 切割速度分析 試驗(yàn)證明 在割刀鋒利 割刀間隙正常 動(dòng) 定刀片間的間隙為 0 0 5mm 的條件下 切割 速度在 0 6 0 8m s 以上時(shí)能順利的切割莖桿 若低于此限制速度 則會(huì)出現(xiàn)割茬不齊并有堵刀 的現(xiàn)象出現(xiàn) 為了探討切割器在切割莖桿過程中的速度大小 需繪制切割器的切割速度圖 并進(jìn)行分析 切 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 割器的切割速度簡圖如圖 5 1 圖 5 1 切割器切割速度簡圖 切割器切割速度的特點(diǎn)是 割刀在一個(gè)行程中與兩個(gè)定刀片相遇 因而有兩個(gè)切割速度范圍 分別為 Va1 Vb1及 Va2 Va2 從兩個(gè)范圍的速度看 雖然沒有最大割刀速度 但仍屬于較高速度區(qū)段 因而切割性能良好 因此 安裝割刀時(shí) 應(yīng)當(dāng)使用銷處左右兩止點(diǎn)位置 定刀片和動(dòng)刀片的中心線 重合 5 2 切割平均速度 割刀的速度為一變量 為了便于表示割刀速度的大小 常以平均值即割刀平均速度 Vp表示 5 1530nrsVp 1 式中 n 割刀曲柄速度 r 割刀曲柄半徑 s 割刀行程 有 Vp又在 0 9 和 1m s 之間 選擇 Vp 1m s 代入可得 n 394r min 5 3 切割功率的計(jì)算 切割器的功率包括 切割功率 Ns和空轉(zhuǎn)功率 Nh兩部分 即 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 5 psN 2 5 75 0BLVms 3 式中 機(jī)器前進(jìn)的速度 m 機(jī)器割副 B 切割每平方米面積的莖桿所需功率 0L 割韭菜 在 10 和 20 馬力間 N h大小與切割器安裝技術(shù)狀態(tài)有關(guān) 一般每米割副所需空轉(zhuǎn)功0 率為 0 8 1 5 馬力 0 56 米 秒 B 0 2 米 L0 取 15 馬力 Nh 1 2 馬力 mV 代入可得 N 1 37 馬力 6 傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇 韭菜收割的傳送機(jī)構(gòu)我選用帶式傳送 帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種 其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝 載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)的物料流 所以輸送帶的傳送可以很好地是韭菜從收割點(diǎn)到接收點(diǎn)的傳送 然而普通的傳送并不能完全滿足韭菜收割機(jī)的要求 傳送帶分為以下幾個(gè)類型 1 按放置方向水平 傾斜和組合三種 2 按轉(zhuǎn)向分為順時(shí)針 逆時(shí)針兩種 3 按運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為勻速和變速兩種 結(jié)合溫室韭菜收割機(jī)特點(diǎn)我們采用組合式的傳送類型來給與傳送 就韭菜收割機(jī)而言傳送部分 是相對來說比較重要的一個(gè)組成部分 本次設(shè)計(jì)的主動(dòng)傳送滾在韭菜收割機(jī)的后方 來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的 輸入 由于韭菜收割機(jī)特殊性 所以必須實(shí)現(xiàn)雙傳送來實(shí)現(xiàn)韭菜收割機(jī)的傳送 動(dòng)力輸出的同時(shí)要 實(shí)現(xiàn)主動(dòng)傳送滾的反轉(zhuǎn) 鑒于這一特殊性我們使用齒輪連接兩個(gè)傳送滾筒的方式來實(shí)現(xiàn)滾筒的反轉(zhuǎn) 如圖 6 1 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 6 1 傳送滾筒的齒輪連接 與此同時(shí)從動(dòng)滾筒在割刀的前方 既能實(shí)現(xiàn)韭菜的傳送又能是韭菜進(jìn)行加緊便于收割 整個(gè)傳 送裝置如圖 6 2 圖 6 2 傳送帶機(jī)構(gòu)示意圖 7 軸的校核 軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼 鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件 有的則是直接用圓鋼 碳素鋼比合金鋼低廉 對應(yīng)力集中的敏感性較低 同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的方法提高其 耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度的 故選用碳素鋼制造軸尤為廣泛 所以選擇 45 號鋼 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 7 1 動(dòng)力輸入軸 1 計(jì)算作用在傳送軸上的作用力大小 此處取 P 340kW h n 20 轉(zhuǎn)矩 T 95 5 105 95 5 105 81170 N mm Pn 0 3420 圓作用直徑 d1 25mm 圓周力 Ft 2T d1 2 81170 25 6493 N 徑向力 Fr Ft 2 653 2447 N 軸向力 F Ft 3 734 1738 N 2 求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 FBV Fr 20 F d1 2 430 20 164 N FDV Fr FBV 2447 164 2283 N 截面 C 處彎矩為 MCV 左 FBV 430 70520 N mm MCV 右 FDV 20 45660 N mm 3 求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 FBH Ft 20 430 20 2447 20 430 114 N FDH Ft FBH 6493 114 6379 N 截面 C 處彎矩為 MCH FBH 430 114 430 49020 N mm 4 截面 C 處垂直和水平的合成彎矩 85449027522 mNchcvc 左左 3622chcvc右右 5 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí) 只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度 由公式 7 1 22 WTMv 1 式中 應(yīng)力折算系數(shù) Mv 軸上危險(xiǎn)截面處的當(dāng)量彎矩 N mm W 軸上危險(xiǎn)截面處的抗彎矩截面系數(shù) mm 3 1 軸在對稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力 MPa d 軸上危險(xiǎn)截面處直徑 mm 取 0 6 計(jì)算截面上的應(yīng)力 96 37261 0 80 85432MPav 前面已選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由表查得 1 60MPa 由于 v 1 故安全 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 總 結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)很好地對自己大學(xué)四年的總結(jié) 本次溫室韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)基本上對大學(xué) 四年所學(xué)到的只是做了一個(gè)全方位的鞏固的認(rèn)識 這次的設(shè)計(jì)使我把理論和實(shí)際做了一個(gè)很好的結(jié) 合 溫室韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)非常的全方位 從方案的論證到最終的設(shè)計(jì) 涉及的領(lǐng)域包括 機(jī)械制 圖 機(jī)械原理 工程材料 機(jī)械設(shè)計(jì)等等 通過設(shè)計(jì)實(shí)踐 提高我計(jì)算 制圖能力 使我們能熟練 地應(yīng)用有關(guān)參考資料 計(jì)算圖表 手冊 圖集 規(guī)范 熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)械方面知識得到系 統(tǒng)的鞏固和提升 在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí) 我還學(xué)到了許多新的知識 如Solidworks CAD2007的 使用和WORD POWERPOINT等軟件的應(yīng)用 最后畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)的結(jié)尾 同時(shí)也是我們一個(gè)新的開始 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 致 謝 在此要感謝我的指導(dǎo)老師范修文對我悉心的指導(dǎo) 感謝老師給我的幫助 在設(shè)計(jì)過程中 我通 過查閱大量有關(guān)資料 與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué) 并向老師請教等方式 使自己學(xué)到了不少知識 也 經(jīng)歷了不少艱辛 但收獲同樣巨大 在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西 也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 樹立了對自己工作能力的信心 相信會(huì)對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響 而且大大提高了 動(dòng)手的能力 使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅 雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不 太好 但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富 使我終身受益 大學(xué)四年就會(huì)在這最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)劃上一個(gè)圓滿的句號 我曾經(jīng)以為時(shí)間是一個(gè)不快不慢 的東西 但現(xiàn)在我感到時(shí)間過的是多么的飛快 四年了 感覺就在一眨眼之間結(jié)束了我的大學(xué)生涯 畢業(yè) 最重要的一個(gè)過程 最能把理論知識運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中的過程就數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)了 這也是我們從 一個(gè)學(xué)生走向社會(huì)的一個(gè)轉(zhuǎn)折 另一個(gè)生命歷程的開始 最后 感謝我的所有任課老師對我的悉心教導(dǎo) 感謝大學(xué)四年同窗的陪伴 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 參考文獻(xiàn) 1 馬建國 程佳衛(wèi) 姚運(yùn)萍 鐮刀型韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì) J 機(jī)械制造 2015 8 56 58 2 孫朋朋 設(shè)施韭菜全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)探索與推廣 J 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2014 78 108 3 吳聚紅 李向前 淺析我國韭菜的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 J 農(nóng)業(yè)科技通訊 2006 9 10 11 4 王俊超 韭菜收種實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化 J 農(nóng)業(yè)知識 2014 32 37 5 奚方 雙刀韭菜收割機(jī) J 農(nóng)業(yè)知識 2013 13 106 109 6 郭志東 郭春瑤 剪刀式韭菜收割機(jī) J 2013 12 78 7 龔明明 張雪琴 一種新型半自動(dòng)打捆機(jī)的設(shè)計(jì) P 201236960252 5 2012 06 19 8 時(shí)勝德 小型半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)研究 J 廣西大學(xué) 2005 35 78 79 9 胡志清 微型水稻設(shè)計(jì)與關(guān)鍵部件的研究 J 中南林業(yè)科技大學(xué) 2013 68 102 10 吳彥強(qiáng) 侯加林 趙潤華 劉中正 傳送帶式蔬菜移栽機(jī)的設(shè)計(jì)與研究 J 農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究 2015 4 16 18 11 徐俊偉 傳送帶教學(xué)的設(shè)計(jì)與思考 J 物理通報(bào) 2015 56 4 7 12 羅鵬飛 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