马铃薯收获机的设计毕业设计论文(编辑修改稿)

马铃薯收获机的设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

，在一定程度上制约了马铃薯收获机械的发展。 (2)生产规模与种植形式 目前，农村小规模生产方式制约了大中型马铃薯收获机的发展，收获机市场出现了先小型，后小中型并举的现象。 马铃薯种植形式不统一也直接影响收获机作业性能。 (3)机具性能问题 目前我国各地研制的收获机普遍存在可靠性差，作业质量不稳定，适应性不强，功能不全等问题。 马铃薯收获机械的发展建议 (1)机具类型多样化、系列化、标准化。 我国马铃薯收获机械的设计开发要适合国情，不 但要适应我国广大农村现有的配套动力条件，还要适应各地不同的农艺要求。 (2)提高机具可靠性。 马铃薯收获机械在恶劣的条件下工作，零部件易腐蚀、磨损或断裂，因此在设计时应从结构特性、制造工艺和材料处理等几方面综合分析，改善零件的可靠性，进而提高整机的可靠性。 (3)多功能联合收获。 目前许多机型只有挖掘功能，没有分离清选和输送功能，生产率相对较低，实际收获时的成本较高。 因此，要通过消化吸收国外先进技术，进一 7 步优化挖掘、分离、清选和输送功能，提高生产率。 同时要提高机具的适应能力，完善根茬、残膜的收集功能，使其真正实 现多功能联合作业。 (4)加强基础性能的研究。 研究土壤性质，可准确确定机具的受力特性，理地选择结构参数；研究马铃薯性状，可减少其破损量，提高分选效率。 深入研究土壤和马铃薯特性有助于优化机器结构，提高其使用性能。 3 整体结构的确定 总体结构 本任务设计的马铃薯挖掘机与 80100马力的 拖拉机配套作业，挂接方式为后悬挂，作业时需对行。 该机主要由悬挂机架、转动输送筛、挖掘铲及铲架、切土圆盘刀、传动机构、摆动筛等机构组成。 铲架通过螺栓安装在悬挂机架的侧板上，在铲架上安装有挖掘铲。 在机架上焊有 2点悬挂的地方，与拖拉 机的悬挂机构相连。 在机架中部安装有传动机构，它由传动箱、一对锥齿轮和传动轴组成。 传动机构通过传动轴与拖拉机的动力输出轴连接，拖拉机的动力传动到转动输送筛和摆动分离筛上，使转动输送筛转动，将挖掘出的马铃薯输送到摆动筛上达到分离效果。 转动输送筛的主动轴的转动作用由链条带动，从而使转动筛达到转动的效果。 传动机构末端上有一偏心轮，偏心轮使与其相连的连杆一端作回转运动，在连杆另一端带动摆动筛使其摆动，使马铃薯和土壤达到分离的效果 [5]。 工作原理 拖拉机通过悬挂机 构牵引马铃薯收获机前进，拖拉机的动力输出轴与收获机的机传动机构通过传动轴相连接，在拖拉机启动后，结合动力输出轴使其转动，并通过传动机构传送动力，使转动输送筛转动、摆动筛转动摆动；在拖拉机前进过程中，挖掘铲挖出土垡，土垡沿挖掘铲传到转动输送筛上进行初次分离，然后由传动筛输送到摆动分离筛上再次分离，在摆动筛的摆动作用下薯块和泥土分离，并将薯块成条状铺放在挖掘机的后面，以便捡拾 [6]。 主要性能参数 马铃薯 收获机 主要性能参数见表 1所示： 表 1 马铃薯 收获机 主要性 能参数 Table 1 Main performance parameters of the Potato Harvester 项目 数值 项目 数值 工作宽度 1800mm 纯小时生产率 ～ •h 作业行数 2 行 集薯类型 铺条 作业深度 200mm 理论明薯率 ＞ 95% 主轴转速 540r/min 理论挖净率 ＞ 98% 8 项目 数值 项目 数值 配套动力 (拖拉机 ) 80100 马力 理论破损率 ≤ 5% 作业速度 ～ 1m/s 行距 700～ 900mm 4 挖掘部件的设计 挖掘部分的作用是把薯块和土壤一起挖起，并把薯块和土壤输送到分离筛上。 对挖掘部件的要求如下： (1)在尽量少挖取土壤的情况下挖净薯块； (2)挖掘深度稳定不损伤薯块，并可根据需要进行调整； (3)挖掘铲应有较强的碎土能力，对粘重土壤保证土垡能顺利通过，以便为分离薯块中的土壤提供有利条件； (4)要求挖掘部件的牵引阻力小，刃口的耐磨性好。 为满足上述要求， 采用了组合式挖掘部件。 这种挖掘部件由三角平面多铲、铲架和切土圆盘刀组成。 挖掘铲与铲架通过螺钉连接，铲架固定在机架上。 切土圆盘刀安装高度可调节。 挖掘铲的设计 挖掘铲是挖掘机的主要部件，而挖掘铲的参数的选择是马铃薯挖掘机的设计基础。 设计依据 主要依据是薯块的分布宽度、结薯深度和薯块成簇性等生长状况 , 以及土壤土质和根系的抓土程度。 按收获农艺相关指标 —— 挖净率、伤薯率、明薯率等 , 对挖掘铲的设计要求是 : (1)将所有薯块掘起 , 保证挖净且不铲薯； (2)能流畅地将掘起物送往分离装置； (3)尽早漏土 , 减小挖掘阻力 , 避免机前壅土 ,且减小筛分部件负荷 , 提高整机收获的明薯率。 固定式三角平面多铲是挖掘机的主要工作部件之一，结构比振动式挖掘铲和主动圆盘挖掘部件结构简单，制造方便，不需要动力传动。 其缺点是容易产生壅土现象。 壅土现象产生的原因： (1)土壤板结，有大土块、大石块和杂草缠绕； (2)悬挂连接尺寸不正确，挖掘铲工作倾角过大或过小； (3)挖掘深度和前进速度超过设计值。 但在土壤条件好的情况下，正确使用挖掘机是可以避免和减少壅土现象发生的。 9 因此，固定式三角平面多铲在国内外仍得到广泛应用 [7]。 平面铲主要参数的确定 三角平面多铲的铲面为平面，且常用在链杆式挖掘机上。 因此，该机采用三角平面多铲，由 11个三角平面铲 组成，材料为 65Mn。 固定方式是通过铲柄固定在铲架上，并在各铲之间留有滑草间隙。 (1)挖掘铲主要参数如：图 图 2 α 图 1 挖掘铲参数 1 Fig l Digging shovel parameter 1 2γ 图 2 挖掘铲参数 2 Fig 2 Digging shovel parameter 2 γ— 铲刃斜角 α— 铲的倾角 L— 铲的长度 B— 铲的宽度 H— 铲后端高度 (2)受力分析： 铲刃斜 角 γ为 了保证铲刃的自动清理，可由图 3的受力分析确定。 10 αα 图 3 受力分析 Pig 3 Stress analysis 2γ 图 4 铲尖受力分析 Pig 4 Stress analysis of the scraper tip 由公式 P0 sin(90176。 −γ ) ＞ F (1) 使土壤在铲刃上的滑切能力克服摩擦力，土壤与铲刃做相对运动。 公式中 P0— 作用在铲刃的阻力 (N) F — 土壤对铲刃的摩擦力 (N) F = Ntg  — 土壤对铲刃的摩擦角 由摩擦定律知 F = Ntg N = P0cos(90176。 γ) 将其代入 (1)式得 γ＜ 90176。 −  (2) 11 一般土壤对铲刃的摩擦角为  =176。 ～ 35176。 ，故取 γ =55176。 为易。 γ过大，茎杆和杂草不能被切断，而且会引起铲前堵塞；但是 γ减小时，要达到同样的挖掘宽度，则必须增加铲的长度，这会增加工作阻力，并且需加强铲的强度。 挖掘铲的倾角 α和铲的长度 L可由图 3的受力分析求得。 根据土壤在挖掘铲上的受力分析可建立如下平衡方程式： Pcosα−F−Gsin α=0 (3) N − Gcosα − Psinα = 0 (4) F = f tg (5) 式中： P — 沿着挖掘铲移动掘起物所需的力 (N) N — 铲对土壤的反作用力 (N) G — 铲面上土壤的重力 (N) F — 土壤对铲的摩擦力 (N) f — 土壤对铲的摩擦系数 将式 (3)、 (4) 、 (5)联立解得： p fGarct gfP g   (6) P = Gtg(α+ ) (7) 挖掘铲在工作过程中必然受到阻力的影响，工作阻力不仅只是由于铲起的土壤沿铲移动而产生的，同时，由于切割土壤的作用也会产生阻力，因此 这部分力为 P1=KA (8) 如果不考虑土壤沿着铲面移动速度的影响，则铲的总阻力为 R=P+ P1 =Gtg(α+ )+KA (9) 式中：  — 土壤对钢的摩擦角 f = tg K— 犁沟土壤比阻 (N/m2 ) A— 铲面上土壤的横断面积 (m2 ) 轻质土 K =16000～ 20200N/m2 中等轻质土 K =20200～ 24000N/m2 中等坚实土 K =24000～ 30000N/m2 12 (3)铲面的水平倾角 α 铲面的水平倾角 α的理论值可由图 5中对铲面移动的掘起物作用力的平衡方程确定。 TRVh2GPChα 图 5 铲面水平倾角及铲的末端离地高度示意图 Pig 5 The end of the horizontal Angle and the sho。