1、振動篩式花生收獲機的設計目 錄摘要11 前言21.1 研究的目的和意義21.1.1 中國花生生產現狀41.1.2 中國花生的種植方式51.1.3 花生生產機械化現狀61.2 研究目標與內容72 振動篩式花生收獲裝置的設計原理82.1 設計依據82.2 設計方案的選擇與分析92.3 總體設計簡介102.4 作業原理113 花生收獲機功率計算114 結構設計134.1 挖掘鏟主要參數計算134.1.1入土角計算134.1.2鏟面長度L計算144.1.3鏟刃斜角計算154.1.4鏟面寬度B計算164.1.5鏟面離地面高度距離h計算164.2帶輪及帶的主要參數確定164.3平行連桿機構主要參數及行走輪

2、的設定184.4軸的校核195 總體裝配216 總結217 結束語22參考文獻22致謝23振動篩式花生收獲機的設計摘 要：花生是重要的油料作物，花生含油量高于油菜和大豆，我國花生產量占油料總產40%左右。花生不僅是優質油料作物，而且是主要的蛋白資源，加工品類多，產業鏈條長，現已成為我國重要的出口創匯產品和農業結構調整重點發展和扶持的種植品種。我國不僅是世界花生的生產大國和消費大國，也是貿易大國。花生種植， 在世界范圍均屬勞動密集型產業。中國勞動力豐富， 花生種植和出口具有明顯優勢。期以來，由于花生種植、收獲和加工大都靠人工完成，但勞動強度大、效率低。而在整個花生生產過程中，收獲環節用工占全過程

3、的1/3以上，占整個花生生產成本的50%以上。推動中國花生生產機械化發展，對降低作業成本，提高作業效率、促進農民增收，具有現實意義。本設計的振動篩花生收獲機主要由挖掘鏟、振動篩、行走輪、動力傳動裝置及機架等組成，并與功率為12kw 左右的拖拉機配套使用，可以同時實現一次完成多行花生收獲。收獲過程中，挖出來的花生秧被傳送到振動篩上，振動篩的振動可實現去除挖掘出的花生所帶有的泥土，最后通過輸送板實現花生秧一側倒伏的工作原理。能大力提高花生收獲的工作效率，降低收獲成本，并實現機械化的生產。關鍵詞：花生; 振動篩;收獲機;農業機械The Design of Peanut Harvester Vibra

4、ting SieveAbstract: Peanut is an important oil crops, the peanut oil content is higher than rape and soybean, peanut production in China accounts for about 40% of total oil production. Peanut oil is not only a high-quality, and is the main protein resources, processing category, long industrial chai

5、n, has become China's important export products and focus on the development of agricultural restructuring and support the cultivation of varieties. China is not only big country of production and consumption country in the world in peanut, and trade. Peanut planting, in the world are labor inte

6、nsive industry. China has rich labor resources, peanut cultivation and export has obvious advantages. Period of time, because the peanut planting, harvesting and processing is mostly done by manual, but high labor intensity, low efficiency. In the whole process of peanut production, harvesting emplo

7、yment accounted for more than the whole process of 1/3, the peanut production costs accounted for more than 50%. Promote the peanut production mechanization in China, to reduce operating costs, improve work efficiency, promote the farmers income, has practical significance.Peanut harvesting machine

8、mainly by the mining shovel, vibration sieve, a walking wheel, a power transmission device and the frame form a vibration sieve and the design, and the power of the tractor of about 12KW can be achieved at the same time, a plurality of rows of peanut harvester. The process of harvesting, dug out the

9、 peanut seedling was sent to the shaker, vibration sieve can be removed with implementation of the peanut soil, the working principle of the transportation board to achieve the side of peanut seedling lodging. Peanut harvest can improve efficiency greatly, reduce cost and realize the harvest, mechan

10、ized production.Key words：peanuts ;vibrating screen; harvesting machines;agricultural machinery1 前言1.1研究的目的和意義花生不僅是優質油料作物，而且是主要的蛋白資源，加工品類多，產業鏈條長，現已成為中國重要的出口創匯產品和農業結構調整重點發展和扶持的種植品種。在消費結構和出口結構不斷調整和優化的雙重拉動下，花生生產得到長足發展，并逐漸向主產區相對集中，優勢產業帶基本形成。但是中國花生生產機械化發展卻嚴重滯后，特別是用工量占生產全過程1/3以上、作業成本占生產總成本50%以上的收獲作業，目前主要依

11、靠人工完成，勞動強度大、作業成本高、效率低、損失大、成本高已成為生產發展與產業成長的主要瓶頸，國內對花生機械化收獲技術裝備的需求日趨迫切1。我國是花生生產大國,目前,中國花生面積占世界總面積的20%左右,總產量約占世界的40%。加入WTO后,其它作物的經濟效益有所下降,而花生的比較效益優勢卻更加明顯。發展花生種植及加工產業,提高花生產品的科技含量和附加值,是調整農業產業結構和增加農民收入的有效手段2。發達國家對花生收獲技術與裝備的研究開發，起步早、投入大、發展快，早已實現了專用化、標準化和系列化。中國對花生機械化收獲的研制雖較早，但發展十分緩慢，近年來，隨著花生收獲機械市場需求的不斷趨旺，花生

12、收獲機械的研究開發進入了一個新的發展時期。可實現挖掘、清土、鋪放功能的花生收獲機，具有無需自帶動力、結構簡單、價格低廉、使用成本低等特點，較適合現階段中國農村經濟條件，具有較好的市場需求。但是長期以來，由于對花生機械化收獲技術缺乏深入系統的研究，壅土阻塞、秧蔓纏繞、適應性差、損失率高等機械化收獲中存在的技術難題始終未能得到很好解決。花生的種植歷史悠久，地域廣闊，是國際公認的半干旱作物，是世界上廣泛栽培的主要油料和經濟作物，同時也是主要的創匯農產品之一。花生以它獨有的優勢，在世界油料生產和國際貿易中僅次于大豆而居第二位，在亞洲、非洲、澳洲及南北美洲的絕大多數國家和地區均有花生的種植和生產，其中，

13、中國是世界上主要的花生生產國和花生消費國，同時也是最大的花生出口國。 據聯合國糧農組織統計數字表明，世界花生種植面積由20世紀60年代的166000000平方公里，增至21世紀的320000000平方公里 ，并呈上升趨勢。隨著花生栽培技術的不斷提高，花生10 總產也在不斷提高，世界花生年總產量20世紀60年代為105千萬噸,2008年則增加至725千萬噸，創花生生產量紀錄3。 據相關部門調查數據分析，2013年花生收獲機行業研究報告的核心內容包括以下三方面：1、花生收獲機行業宏觀環境信息：基于PEST分析模型全面深入研究花生收獲機行業所處的國際國內經濟環境，分析花生收獲機產業政策以及相關配套政

14、策動向的分析，幫助企業/投資者把握花生收獲機行業發展環境現狀及發展趨勢，通過企業營銷努力來適應社會環境及變化，達到企業營銷目標；2、花生收獲機行業競爭環境分析：依靠強大的數據庫資源，透過數據，分析花生收獲機市場供求現狀，提供花生收獲機行業發展規模、發展速度、產業集中度、產品結構、所有制結構、區域結構、產品價格、效益狀況、技術特點、進出口等重要花生收獲機行業信息，并科學預測未來3-5年花生收獲機市場供求發展趨勢。花生收獲機行業主要上下游產業的供給與需求情況，主要原材料的價格變化及影響因素，花生收獲機行業的競爭格局、競爭趨勢，與國外企業在技術研發方面的差距，跨國公司在中國市場的投資布局等；3、花生

15、收獲機行業微觀市場環境分析：花生收獲機行業當前的市場容量、市場規模、發展速度和競爭狀況，主要企業規模、財務狀況、技術研發、營銷狀況、投資與并購情況、產品種類及市場占有情況等；4、客戶需求分析：花生收獲機行業消費者及下游產業對產品的購買需求規模、議價能力和需求特征等，花生收獲機行業產品進出口市場現狀與前景，花生收獲機行業產品銷售狀況、需求狀況、價格變化、技術研發狀況、產品主要的銷售渠道變化影響等，企業的重點分布區域，客戶聚集區域，產業集群，產業地區投資遷移變化；5、花生收獲機行業發展關鍵因素和發展預測：分析影響行業發展的主要敏感因素及影響力，預測花生收獲機行業未來五年的發展趨勢，花生收獲機行業的

16、進入機會及投資風險，為企業制定行業市場戰略、預估行業風險提供參考。花生收獲機行業研究報告依托特有的專家智力資源的優勢，以客戶需求為導向，以花生收獲機行業為主線，全面整合花生收獲機行業、市場、企業等多層面信息源，依據權威數據和科學的分析體系，在研究領域上突出全方位特色，著重從行業發展的方向、格局和政策環境，幫助客戶評估行業投資價值，準確把握行業發展趨勢，尋找最佳投資機會與營銷機會，具有相當的預見性和權威性。可以為戰略投資者選擇恰當的投資時機和公司領導層做戰略規劃提供準確的市場情報信息及科學的決策依據。1.1.1 中國花生生產現狀自20世紀90年代以來，隨著農業結構調整的不斷深入，中國花生生產和整

17、體效益增長很快。花生種植面積由2000年的462萬平方公里，發展至2008年的692萬平方公里；總產由2000年的201萬噸，發展至2008年的340萬噸；單產由2000年的3.2噸 /hm2，發展至2002年的4.1噸/hm2；外貿出口花生原料(以籽仁計)由2000年的80萬噸，發展至2008年的170萬噸；出口范圍由2000年的82個國家和地區，擴展至2008年的108個國家和地區:創匯額由2000年的4.5億美元，增長至2008年的10億美元。作為我國主要的經濟作物和油料作物，花生種植面積僅次于印度，居世界第二位。總產量居世界第一。花生種植在我國分布很廣泛，分布不均。雖然中國花生產區發展

18、不平衡，但是花生種植、生產的發展是顯而易見的。其主要原因有兩點:一是在國內種植花生的效益較種植其它作物要高二是在際市場上具有價格競爭優勢。加入WTO后，國外機械化程度高、生產規模大的農作物，如小麥、玉米、大豆等都將涌入國內而沖擊國內市場，但作為勞動密集型生產的花生仍具有強勁的國際競爭力。例如2002年國內市場花生仁每kg價格為3.64.7元，而同期國際市場經合組織報價每噸價格為6.36.8元，這表明中國花生生產仍有較大的發展潛力。在國內農作物中，花生的種植規模已上升到第七位（按1998-2002年FAO發布統計數據平均），排在稻谷（3016.6萬公頃）、小麥（2669.0萬公頃）、玉米（246

19、2.9萬公頃）、大豆（893.4萬公頃）、油菜（703.6萬公頃）、甘薯（584.7萬公頃）之后，但全國花生種植業年總產值（總產量?生產者價格）躍居國內大宗農作物第五位左右。與大宗糧油作物比較，花生的價格高，初級產品價格（農民出售價）居上述七大糧油作物首位且穩中有升，單位面積收益率高，對農民增收作用較大，因此隨著全國范圍內種植業結構調整的深入，大宗谷類糧食作物（稻、麥、玉）生產規模呈持續遞減趨勢，花生的生產規模持續增長。從市場需求看，我國花生遠未飽和，需求總量日益增大，而且花生是我國具有較強國際競爭力的大宗農產品（指食用花生），國外花生在短期內不會對國內市場造成實質性沖擊，這就決定了我國花生生

20、產規模將進一步擴大。預計在2015前后達到并穩定在600萬公頃、年總產達到2000萬噸的水平4。1.1.2 中國花生的種植方式中國花生的種植方式有裸地栽培和地膜覆蓋栽培兩種。裸地栽培是傳統的常規種植方式，地膜覆蓋栽培是進行高產栽培的新技術，技術性較強。這兩種栽培方式根據整地方法又分為以下三種；（1）平作平作是北萬和南方早薄地花生產區的一種種植方式。在無灌溉條件、土壤肥力低的旱地或山坡地，土壤保水性差，水分容易流失，花生不易封行采用平作和密植，有利于抗早保墑，爭取全苗，在土地多勞力少的情況下可以減少整地工作量。（2）壟種壟種是北方中肥田和肥水地的一種種植方式。在地勢平坦、土層深厚、排灌條件齊全的

21、大田，壟種有利于花生合理密植，有利于田間通風透光，獲得高產。花生壟種需要在播前整地時起壟，在壟上開溝或開穴播種，壟種根據具體操作方式分為單行壟種和雙行壟種兩種。（3）高畦種植中國南方地區春季雨量充足，為了能排能灌，防止花生田積水，農民往往起畦種植花生，一般采用直行條播，每畦種植48行。中國北方地區春、秋季節花生播種期間，普遍干旱少雨、溫度低，且無霜期短，南方春季則低溫多雨。為了實現花生的豐產和豐收，各生產部門普遍改變種植方式，采用花生覆膜的種植方式，最終實現了抗早、保墑、提溫、防雨、排澇，減少苗期管理的效果，為花生的早熟增產提供了保障。地膜覆蓋是近年來興起的一項種植技術，它是傳統農業技術與現代

22、農業技術相結合的一項重大的技術改革，是大幅度提高花生單產的一項有效措施。這項技術的應用，解決了北方地區低溫、干早和無霜期短，南方春季低溫多雨等不利自然氣候條件，開創了中國花生生產的新局面。目前，花生地膜覆蓋栽培技術己在華北、東北大面積推廣應用，并取得了明顯增產效果，經濟效益顯著，深受群眾歡迎。但花生覆膜播種的種植方式在使花生增產的同時，也引發了影響農業生態環境的 “白色污染” 目前所用的塑料薄膜，。大多是聚乙烯或聚氯乙烯為原料的高分子化合物，在自然中塑料薄膜極難被土壤微生物分解、消化，可存在400年之久，農田使用的塑料薄膜老化后，破碎遺留在田間，使得地下的殘膜數量逐年增多，遺留在田間的殘余地膜

23、，污染土壤，降低了土壤的透氣性及肥力，阻礙了植物吸收水分及根系生長，直接影響了農作物的收成和品質5。 1.1.3 花生生產機械化現狀隨著花生種植面積的不斷擴大和農村勞動力的轉移，花生生產機械化的問題就顯得尤為重要。西方發達國家在花生生產機械化方面的研究較早，與其它農業機械相比，幾乎是同步發展的，機械制造與應用技術己比較先進、完善。美國、加拿大等發達國家已實現了花生生產全過程的機械化作業，在收獲環節早已發展到聯合收獲水平，并且正依照本國的種植特點，向著大型化、機電一體化、智能化、高可靠、高安全的方向發展.一些發達國家還不斷將高、精、尖技術應用到農業機械上來，農業機械正向智能化方向發展。在中國，花

24、生播種機械化技術已基本成熟，根據中國農業人口多、土地分散，而中小動力拖拉機保有量多的特點，該類機械以小四輪拖拉機為牽引動力，較好地解決了花生人工或畜力播種勞動量大和生產率低下的問題。近幾年，系列化的多功能花生覆膜播種機已在花生產區得到了大面積的推廣應用。相比之下，中國花生收獲的機械化水平低下則極大地影響了花生產業的發展。目前，花生的收獲基本是靠人工、畜力或半機械化(如手扶拖拉機牽引挖掘鏟)完成，而從國外引進、消化吸收的機型則由于不符合中國國情或動力消耗大、作業效果較差等原因，沒有形成較大的生產和使用規模，這就使中國的花生收獲機械與裝置多年來一直徘徊不前，與世界發達國家存在很大的差距。總之，中國

25、現階段花生收獲方法的落后帶來了各方面的問題，大體上表現為以下三個方面：第一，人工收獲勞動強度大，效率低下。長期以來，花生的收獲都是靠人工完成的，特別是近幾年來隨著農村剩余勞動力的轉移，這一矛盾更加突出。據初步估算，整個花生生產過程中，花生的收獲所用工時為整個過程的三分之一以上。這一階段的作業成本為整個花生生產成本的二分之一以上(作業成本包括從花生耕地播種開始到收獲摘果為止，所需的種子，肥料、地膜、機具及人工費用等，人工費按同時期普通勞動者的工時費來計算)。第二，生產成本高。目前的花生收獲無論是人工還是畜力以及簡易的機械，整個收獲過程都不是一次性完成的，都要經過兩道以上的工序，首先是將花生從土里

26、挖掘，然后人工除土，這種生產方式的主要問題是造成英果的較多損失，并且這種損失大部分情況下，英果埋到地里，需要進行二次復收，不僅勞動強度大，而且生產成本高。第三，耽誤農時。花生的收獲季節，正值“三秋”大忙之際，勞力緊張，如果能縮短花生的收獲日期，會對小麥播種打下一個良好基礎。據研究者到農村的實地考察，在山東省萊陽市，一般的沙壤地收花生(只完成花生的挖掘和去土兩道工序)，一個勞力每天工作8h，可收花生0.0046平方公里 ；借助畜力或者是簡單的機力(用手扶拖拉機先耕出花生) 每天可收花生面積也僅為0.130.2平方公里。所以，設計研制新型的符合中國國情的花生收獲裝置是提高中國花生生產機械化水平的關

27、鍵。 1.2 研究目標與內容本文的研究目標為：以配用中小動力的花生收獲裝置為研究對象，針對中國農村分散經營的生產體制和中小型拖拉機擁有量大的特點，適應國內的花生種植方式，重點設計花生收獲裝置的挖掘及分離原理，探索新的工作方式和新的結構設計，在充分了解花生植株各組成部分收獲時的生長狀態及田間特性的基礎上，簡介新型傳動機構的工作機理和結構優化設計，設計工作部件的運動特點、所受阻力及對花生與植株的施力方式等。以簡化結構，降低功耗，減少成本，提高作業質量為目標，重點研究花生收獲裝置及其傳動部件的運動機理及最佳工作參數6。研究的具體內容為：（1）設計花生挖掘與分離的新的工作原理及結構形式。基本設想是用平

28、行連桿機構實現花生的振動式挖掘與分離，采取將兩項功能通過一個工作部件來完成的全新結構，以最大程度地減少動力功耗和收獲裝置的總體結構尺寸；（2）針對不同花生品種、不同地區及土壤條件，優化傳動與工作部件的結構，使其結構參數和運動參數達到最優。2 振動篩式花生收獲裝置的設計原理中國對花生收獲機械裝置的研究正處在發展時期，花生收獲機械大面積的推廣還需要一段時間，農村分散經營的生產體制和農民的消費水平，東部與西部地區的差別，對產品、技術需求的遞進趨勢以及廣大農村中小型拖拉機擁有量大的特點，決定了在今后一段時期內，中國仍然要以中小型花生收獲機械與裝置為主要的研究和推廣對象7。但是，國內對花生收獲裝置的理論

29、研究有待深入，研究工作還基本停留在試制與試驗階段，對花生收獲裝置的工作原理、結構優化、具體的工作情況及規律性的深入研究花生收獲技術的理論著作過于老化，新理論和學術研究性文章比其它農業機械技術理論相對偏少，且深度不夠，學術價值較低，致使收獲機械與裝置有效供給不足，小型機具多，優質機械過少，大中型農機具跟不上發展需要，收獲裝置不能滿足花生生產實際的需求，影響了新裝置的開發改進，最終影響了花生種植業戶購買機具的積極性。因此，加強理論研究，加快理論與實踐的結合速度，研制出適合中國當前國情、性能穩定、高效優質的新型花生收獲裝置，以滿足國內現階段廣大花生種植用戶及市場的迫切需求，應當是現階段中國花生生產機

30、械化研究的主要方向。 2.1 設計依據（1）符合中國國情中國農村人口多、土地少，且分散經營，大型農機具.保有量少，而中小型拖拉機擁有量大。所以，針對中國現階段農村生產的實際狀況，所設計的花生收獲裝置應以配用中小型動力為主8。（2）作業可靠、減少收獲損失根據湖南省質量監督局發布的湖南省地方標準農業機械作業質量花生機械收獲和農藝要求，所設計的花生收獲裝置應達到的性能指標為: 配套動力:11­13.2kw小型四輪拖拉機生產率:0.10.13hm2 / h 損失率: 3% 莢果破碎率: 1%（3）結構緊湊，降低成本為便于花生收獲裝置的推廣和使用，考慮到中國現階段廣大花生種植戶的消費水平，在保

31、證收獲裝置作業質量的前提下，進一步簡化結構、降低成本，真正使廣大農民買得起、用得上。 2.2 設計方案的選擇與分析傳統的花生收獲裝置大多采用挖掘鏟和抖動鏈相組合的方式。這種裝置是20世紀70年代中國從美國引進和消化吸收后推廣應用的，不僅結構復雜、制造成本高、動力消耗大、可靠性差，而且收獲損失偏高、花生蔓鋪放雜亂，不便于人工揀拾。本文所設計的收獲裝置擬采用將挖掘和分離兩項功能溶為一體的全新結構，以減少功耗、機體尺寸以及收獲損失并對動力傳遞系統和操縱裝置進行合理配置，確保動力傳遞高效可靠，操縱調整簡便9。由于花生的種植模式是兩行壟作，所以收獲裝置的挖掘部件應為兩個挖掘鏟，在收獲裝置作業過程中擬使挖

32、掘鏟以一定的頻率擺動前進，即擺動式挖掘。這樣，可以最大限度地減少土壤對工作機組的阻力，降低機組功耗。為減少機構尺寸，簡化結構，收獲裝置的分離部件擬附著在挖掘部件上，在作業時，通過挖掘部件的擺動使分離機構將花生與泥土分離。所以，設計方案的選擇主要是傳動系統的選擇和挖掘分離裝置的確定。 2.3 總體設計簡介經初步研究，暫設定總體裝配如圖1所示，由拖拉機為動力輸出，帶動大皮帶輪轉動，大皮帶輪帶動小皮帶輪轉動，小皮帶輪軸上裝有偏心輪，偏心輪的轉動帶動連桿運動，使振動篩實現高頻率的振動。該機主要由挖掘鏟、振動篩、行走輪、傳動裝置及機架等組成。挖掘鏟的作用是鏟斷花生主根、掘起秧土，并將掘起的土壤和花生秧果

33、傳輸到清土裝置上。對挖掘鏟的要求是前行阻力小、挖掘深度穩定、耐磨損、碎土性好、自潔性好、制作工藝方便等。本機挖掘鏟采用整體單鏟式平鏟，并在其后端設有碎土柵，以增加其破碎土功能，也是花生秧果從挖掘鏟升運到振動篩的銜接部件。挖掘鏟選用優質合金鋼制成，固定連接在機架的前下部。花生收獲機的清土裝置目前主要有抖動升運鏈式和振動篩式兩種，振動篩式結構緊湊、清土效果好、傷果率低等特點，但較抖動升運鏈式整體震動較大。綜合考慮本設計采用振動篩式清土裝置，振動篩柵條為縱向排布，柵條中心距可以根據當地花生品種（主要是花生果大小）來確定，為便于將花生秧果成條鋪放到遠離未收取區的已收區，振動篩設計為下傾式，振動篩通過機

34、架兩側的連桿與機架鉸接，由前上部的偏心驅振裝置驅動作往復振動，驅振裝置上配有偏心平衡塊裝置。為防止作業時秧草纏繞設備和機器內側挑鄰行花生秧蔓。傳動系統采用帶組合傳動，分別將拖拉機的輸出動力傳輸到側向切割器與篩動裝置。設備兩側配有充氣式橡膠行走輪，行走輪直徑為405mm，寬度為200mm。 圖1 總體裝配模型示意圖Fig.1 Schematic diagram of the general assembly model2.4 作業原理此類振動篩式花生收獲機作業時，拖拉機帶動收獲機具前行，挖掘鏟以一定角度鏟入土中（挖掘深度通常在100150mm），將花生主根切斷，并將掘起的土壤和花生秧果輸送到振動

35、篩上。掘起的土壤和花生秧果進入往復運動的振動篩，將花生和沙土不斷地向后振動輸送，大部分沙土被振落至篩下，實現清土目的，花生秧果和少部分未去除的沙土隨后從振動篩的側尾端被拋送到已收區，實現成條鋪放，待田間晾曬后再進行揀拾作業。行走輪安裝在機架上，通過選用不同的定位孔可調節行走輪的安裝高度，調節挖掘鏟的挖掘深度和入土角。本設計的振動篩花生收獲機主要由挖掘鏟、振動篩、行走輪、動力傳動裝置及機架等組成，并與功率為12kw 左右的拖拉機配套使用，可以同時實現一次完成多行花生收獲。收獲過程中，挖出來的花生秧被傳送到振動篩上，振動篩的振動可實現去除挖掘出的花生所帶有的泥土，最后通過輸送板實現花生秧一側倒伏的

36、工作原理。與現階段大多數農戶擁有的小四輪拖拉機相適應，具有適配動力廣，投資少，收效快等特點。能大力提高花生收獲的工作效率，降低收獲成本，并實現機械化的生產。3 花生收獲機的功率計算 此處省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設計圖紙等.請聯系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業設計下載！該論文已經通過答辯4.1挖掘鏟主要參數計算如圖2所示:三角形平面鏟的主要參數有入土角、鏟面長度L、鏟刃斜角、鏟面寬度B和鏟后端高度h等。圖2 挖掘鏟的結構參數Fig.2 Structural parameters of mining shovels4.11入土角計算

37、挖掘鏟入土角較小時，其入土性能差，鏟面上土壤后移速度較快，漏土較少；當入土角較大時，入士性能好，但阻力增大，土壤后移速度減慢，易雍土16。機器前進作業時，位于鏟面上的土壤受力情況如圖3所示圖3 鏟面受力分析Fig.3 Force analysis of the shovel surface by利用達朗伯原理，為使土壤能夠后移應滿足： （7）式中： P­沿著挖掘鏟移動的掘起物所需的力 R­鏟對上壤的反作用力 T­鏟面與上壤的摩擦力 G­掘起物的重力 ­挖掘鏟的入上角 ­上壤對鏟的摩擦系數=tg,為掘起物與鏟面之間的摩擦角。簡化（7）式

38、得：PGtan(+)上式表明牽引阻力P與挖掘鏟的入土角為正切函數關系，在不同土質中作業時，入土角的改變對阻力P的影響規律如圖3­3中曲線所示。當較小時，曲線變化平緩，隨振動篩式花生收獲機的設計著增大，曲線變陡，說明入土角的改變對牽引阻力的影響，在重質土壤中比在輕質土壤中敏感，當入土角較小時，牽引阻力P隨增長較慢，當250 以后，牽引阻力急劇上升，因此，挖掘鏟的入土角應取250 為宜。4.1.2鏟面長度 L 計算鏟的長度 L分為L1和L2 ，L1 是挖掘鏟的入土長度，L2是鏟在地面以上過渡部分的長度。入土長度由圖3­2可得： L1=H/sin （8）式中H­挖掘深度

39、。花生結果通常在地表以下100mm深處，取挖掘深度H=120mm，L1隨的變化如圖3­3 中曲線所示，入土部分長度L1隨入土角的增大而減小，當取較小值時L1會較長，入土性能差且結構不緊湊，一般取>150 ，這里取= 25 0 。由公式（8）得L1 = 284mm。過渡部分長度L2：過渡部分L2為土壤和花生向分離裝置輸送的必經區段，土壤在這里將發生膨松、變形，并消耗動能，過渡部分長度L2應盡量短，以便土壤在鏟面上的后移速度未達零值之前，就被送至分離裝置。 L2的長度可根據能量守恒定律確定。設質量為m的掘起物，在L2區段的始點 A的速度為VA，移到B點時的速度為VB，掘起物由A點向

40、上移動到B點時，其動能消耗等于克服重力、摩擦力所作的功，由能量守恒守律得到： mVA - mVB = AG + AF （9）式中， AG 重力所作的功, AG=mgL2 sinAF 摩擦力所作的功, AF= mgL2cos將AG、AF帶入（9）式得：L2 = （10）式（10）表明，當速度VA增大時，L2增加很快，有利于土壤上升和后移。所以，在確定時L2應考慮工作檔位。當入土角取較大值時，L2應減小。另外L2隨 增大而減小。所以實際設計挖掘鏟時，為減少摩擦力，避免壅土，將挖掘鏟入土部分的一段和過渡部分設計為柵條式，以便于土壤順利后移，并使部分土壤分離17。根據以上條件取L2 = 266mm。鏟

41、刃斜角計算 此處省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設計圖紙等.請聯系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業設計下載！該論文已經通過答辯鏟面寬度B 計算鏟的寬度主要取決于花生地下分布寬度、行距的不均勻性、植株對垅中心的偏移和機器工作行駛時的偏差。一般單行花生收獲機挖掘鏟的寬度不小于400mm600mm可按下式計算： B1 = b + 3 b +2 c （12）式（12）中b花生分布平均寬度(mm)b 花生分布寬度標準差(mm)c機器行駛偏差，可取 c=5080mm。根據以上條件取B1=430mm。在保證鏟刃的自動清理和良好的入土性能及碎土能力的前提下

42、，從理論上推導出挖掘鏟的入土角、鏟面長度、鏟刃斜角、鏟面寬度的計算方法，為設計挖掘鏟提供了理論依據。鏟面離地表最高距離h計算 根據以上計算確定鏟面長度為L=L1+L2=550mm，入土角= 250 。h=sinL=233mm ha = hH=233mm120mm=113mm 所以確定鏟面離地表最高距離h=233mm。 4.2 帶輪及帶的主要參數確定圖 5 帶傳動簡圖Fig.5 Belt transmission schematic diagram上圖5即為帶傳動示意圖，根據已知參數可確定帶輪相關參數（1）確定計算功率 P ，已知 P=7.5kw Pc = KA P =1.1×7.5=

43、8.25kw （13）（2）確定 V 帶型號為普通 V 帶 A 型，小帶輪節圓直徑 dp1=125mm （3）確定帶輪基準直徑 d1 和 d2 根據所選 V 帶型號查表及帶輪直徑標準系列值，得到 d1=130.5mm；驗算帶速 v，應保證 v 在 525m/s 之間，若不能滿足這一要求應重選 d1；v = （14）所以符合要求取 d1=130.5mm。小帶輪如圖6所示。（4）根據公式 d2=i d1 (1­)算出大帶輪直徑，并圓整成標準值， 取為 0.02。 d2 =3.5×125×0.98=428.75mm （15）大帶輪如圖7所示。（5）確定中心距 a 及帶長

44、 Ld 初定中心距a0 ， 如果未規定中心距 ，則應按下式給出的范圍初選中心距 ： 0.7(d1+ d2) a0 2(d1+ d2) 378.625mm a0 1107.5mm （17）圖 6 小帶輪Fig.6 The small pulley圖 7 大帶輪Fig.7 The big pulley取 a0=500mm （6）確定帶長 Ld1 根據 a0，先初算帶長Ld1 2a 0 + (d1+ d2)+ = 1915.95mm (18)（7）確定中心距 a a a0 + =542mm (19)4.3 平行連桿機構的主要參數及行走輪的設定 振動篩組由平行連桿機構練接，振動篩傾斜角（相對水平位置）

45、為 0.5 ，使得在運動過程中振動篩上的所收獲的花生有向下的加速度，保證收獲的花生可以順利脫土并滑落到滑板實現一側倒伏。根據 Pro/E 實體作圖得出連接振動篩一側的兩根桿的桿長670mm，距離為250mm。設定振動篩的振幅為12mm，則根據實體圖得出連桿比例為1：10，所以偏心輪的偏心距為1.2mm。行走輪高度為人工可調，輪直徑為405mm，寬為200mm。支架上設有空，可通過螺栓連接來調節高度。行走輪裝置如圖8所示。圖 8 行走輪Fig.8 The road wheel4.4 軸的校核軸在實際工作中，承受各種載荷。設計計算是確保軸可以承受載荷、可靠工作的重要保證。根據軸的失效形式，對軸的計

46、算內容通常為強度計算、剛度計算和臨界轉速計算。軸如圖 3­9 所示考慮軸的剛度、強度、及耐摩性要求，并且考慮材料成本等問題，選擇了 45 鋼，并進行調質處理， HBS 達到 217-255，使查機械設計手冊確定軸的直徑，軸的直徑為 30mm，軸上的鍵槽用于連接皮帶輪和凸輪，下面進行強度驗算。集中載荷作用于凸輪，在草稿上繪制受力簡圖，得出：圖9 軸Fig.9 The roller（1）凸輪上作用力大小轉矩T = 95.5 x 105 x P/n = 95.5 x105x 8.1/1450 = 53348 ( N . mm )偏心輪最小處直徑為 59.88mm 圓周力 Ft = 2 T/

47、d1=2x53348/59.88=1782(N)徑向力 Fr = Ft × cos 300 = 1782 x 0.866 = 1543 ( N )軸向力 Fa = 0 ( N )（2）求軸承上軸承的支反力及主要截面彎距FBV = Fr x 90 /(90+50) = 1543 x 90/140 = 992 ( N ) 截面處彎距為MVC左 = FBV x 50 = 992 x 50 = 49600 ( N . mm ) MVC右 = FDV x 90 = ( Fr - FBV ) x 90 = (1543 - 992 ) x 90 = 49590 ( N . mm ) （3）求水平面

48、上軸承的支反力及主要截面的彎距FBH =FT x 90/(90+50) = 1782 x 90/140 = 1145 ( N ) FDH = Ft FBH = 1782 - 1145 = 637 ( N ) 截面處的彎距為MCH = FBH x 50 = 1145 x 50 = 57250 ( N . mm ) （4）截面處垂直面和水平面的合成彎距MC左= = = 75748（N mm）MC右= = =75741（N mm）（5）按彎距合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎距和扭矩的截面的強度，取a =0.6，計算應力：v= =1.12(MPa)查表得-1 = 60MPa ，

49、由于v-1 ，故安全。軸承座的選用及壽命計算：軸承座的選擇：選擇深溝球軸承，型號為 6207，因為主要承受徑向載荷，當量摩擦系數最小。而且價格最低。軸承座的壽命計算：由設計手冊可查得 6207 軸承的基本額定動載荷 Cr = 30500 N ，基本額定靜載荷 C0r = 20000 N 。具體計算如下：（1）計算兩軸承的內部軸向載荷 Fs1 = 0.5FR1 = 0.5 x 1543 = 771.5 NFs2 = 0.5 FR2 = 0.5 x 1140 = 570 N（2）計算兩軸承的軸向載荷左端軸承 Fs1 = 771.5 NFs2 + Fa = 771.5 + 360 = 1131.5

50、N兩者中取最大值 FA1 = 1131.5 N 右端軸承Fs2 = 570 NFs1 - Fa = 771.5 360 = 311.5兩者中取最大值FA2 = 570 N （3）計算兩軸承當量動載荷載荷平穩，查得載荷系數fp = 1.1FA1 / C0r = 1131.5 / 20000 = 0.056得 e = 0.26FA1 / FE1 = 1131.5 / 1543 = 0.73 e 得 X1 = 0.56 ，Y1 = 1.71P1 = fp ( X1 FR1 + Y1 FA1 ) = 1.1 x ( 0.56 x 1543 + 1.71 x 1140 ) = 3094 N同理可知： P

51、2 = 2207 N（4）計算軸承壽命工作溫度低于 120 度，查的溫度系數 ft = 1 左端軸承 L10h = (ftC/P)e x 16670 / n = (1 x 30500/3904)3 x 16670/1450 = 5482 (h)右端軸承 L10h = (ftC/P)e x 16670 / n = (1 x 30500/3904)3 x 16670/2207 = 30343(h)經過上面的計算，可以得出左端軸承比右端的容易失效，應該在 5482 小時也就是工作 7.6 個月后換，右端的只要 3 年換一次就可以。5 總體裝配有上述計算最終得出，總體裝配由拖拉機為動力輸出，輸出轉數為

52、n=414r/min，以1：1的傳動比帶動大皮帶輪轉動，大皮帶輪于小皮帶輪以1：3.5的傳動比帶動小皮帶輪轉動，小皮帶輪軸上裝有偏心輪，偏心輪的轉動帶動連桿運動，使振動篩實現高頻率的振動。拉簧最大拉力為650N，其作用是用來減小篩體自重對振動平衡性的影響。振動篩的振動頻率和振幅大小對設備的清土效果、輸送順暢性以及機具震動性、可靠性等影響很大。振動篩對物料的拋擲力與篩動頻率的二次方和振幅的一次方乘積成正比，綜合考慮，并比照多種同類機型，本設計采用大振幅高頻率型振動篩結構形式，振動篩的振幅選定為20mm。6 總結 在本設計中，執行工作的花生收獲機機架與拖拉機的連接是本文省略的一個重要部分。在實際操作的過程中，由于提供動力的源可由不同型號的拖拉機執行，故機架與拖拉機的練級可在挖掘鏟的上方機架處進行進一步改造和創新。由于本人知識水平有限，且該部分非本次設計重點設計部件，予以省略。另外由于考慮到生產成本和市場營銷定位，可以在機架上安裝柴油機輸入功率，可將收獲機改成手扶式收獲機，便于操作，且大大降低生產和農民的購入成本，得以廣泛普及。推動黨中央國