1、農業大學胡椒收割機設計圖紙 摘要辣椒是中國重要的經濟作物。朝天椒在我國的種植面積日益增加，產量增長迅速。但采收方式主要靠人工采摘，工作量大，效率低。針對辣椒收獲過程中人工操作費時低效的問題，應用Solid works軟件對辣椒收獲機的機架、收獲、分離和清選裝置進行設計和建模。基于零部件的三維模型，采用自底向上和自頂向下的建模設計方法，建立了朝天椒收割機的虛擬裝配模型。以Solid Works三維建模軟件為平臺，對三維裝配模型進行干涉檢查，從而快速有效地進行改進，大大縮短了設計時間。通過solid works運動實例實現了收割機在Solid Works環境下三維設計過程的運動仿真，向設計者展示了

2、直觀的運動，為朝天椒收割機后續部件的結構優化奠定了三維建模的基礎。為類似機械產品的數字化設計提供了有效的參考。關鍵詞:晨椒收割機；清洗零件；方案設計；動力學模擬目錄導言第一章:辣椒收獲機的發展趨勢2第二章:朝天椒收獲機的結構設計和工作原理2.1整機結構設計三2.2傳動裝置2.3收割裝置2.3.1收割平臺的結構設計2.3.2彈性齒的結構設計2.3.3彈性齒輥的結構設計2.3.4螺旋滾筒的結構設計2.4清潔裝置2.4.1一次清潔裝置2.4.1.1星輪的結構設計2.4.1.2星輪組的結構設計2.4.1.3清洗設備的機架設計.2.4.1.4一流清洗裝置的工作原理2.4.2二次清洗裝置2.5辣椒去梗裝置

3、第3章:零件的三維虛擬建模和有限元分析3.1三維虛擬建模流程3.2彈性齒的靜態分析第4章:早晨辣椒收割機的特點結論參考文獻引用單詞朝天椒是向上生長(向上或斜向上)的一組辣椒果實。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/31125.htm t _blank 辣椒一般來說，是根據果實生長的狀態來分類的。辣椒的特點是果小、辣度高、易干，主要用于加工。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/3624875.htm t _blank 辣椒王干辣椒品種的利用，以及

4、 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/857662.htm t _blank 羊角椒線辣椒構成了中國三大系列的干辣椒品種。我國干辣椒的種植面積，朝天椒已躍居第一。目前，我國辣椒總種植面積約140萬hm2，辣椒面積約占70%，約100萬hm2，其中朝天椒約占25%，約25萬hm2。炒椒的特點是果小，辣度高，易干。主要作為干辣椒品種，與牛角椒、線椒一起構成我國三大系列辣椒品種。辣椒在中國大部分地區有著悠久的種植歷史。栽培面積大，其次是、等省市1。辣椒巨大的種植面積帶來了豐厚的收入和充足的原料。然而，辣椒采摘問題嚴重制約著辣椒

5、種植的發展。現在朝天椒的收獲基本靠人工采摘，耗費大量勞動力。由于朝天椒的采摘季節恰逢棉花等作物成熟，人工采收的成本逐年增加，占朝天椒田間生產投入的30%以上。我國胡椒機械化收獲的發展嚴重滯后，僅限于我國早期落后的機械工業基礎。農作物收割基本處于人工或半機械化收割時期。傳統辣椒收獲機械主要針對線辣椒設計，結構簡單，收獲效率低，破碎率高。而且朝天椒的特性與線辣椒有很大的不同，所以傳統的辣椒收獲機不適合收獲朝天椒。因此，通過分析朝天椒的特性，設計了一種適合朝天椒收獲的收割機。第一章辣椒收獲機的發展趨勢近年來，我國農業機械化快速發展，支撐農業發展的能力顯著增強，加快了農業增長方式轉變和農業現代化進程，

6、促進了農業勞動生產率和農業綜合生產能力的提高。但是，由于受我國農村經濟發展水平、農業勞動力轉移程度、農業經營規模和農機工業水平等諸多因素的影響，農業機械化發展出現了一些問題。因此，有必要深入分析農業機械化發展中存在的問題，找出解決問題的對策，以促進我國農業機械化的健康發展2。發達國家的經驗證明，農業機械化是農業生產方式從傳統農業向現代農業轉變的主導力量。在美國、日本等發達國家，農業從業人員占社會從業人員的比例不到5%。每1，000名農業勞動者擁有的拖拉機數量在550至1，840輛之間；農業勞動率高，農業勞動平均附加值在2-4萬美元之間。因此，不同的農業生產要素反映了不同的農業生產力。農業機械是

7、農業生產要素中影響農業勞動生產率的關鍵因素，將在提高農業生產能力中發揮重要作用。與發達國家相比，我國農業機械化總體水平仍處于農業機械化中級階段的初級階段。農業生產以傳統生產方式為主，現代農業機械、設備和技術等生產資料投入低，導致土地產出率和農業勞動生產率低，農民收入水平低。隨著我國工業化水平的提高和農村經濟的發展，農村農業勞動力的數量、質量和結構都在發生變化。農村勞動力向非農產業轉移，農業勞動力數量減少，季節性勞動力不足。這種結構變化迫切需要發展農業機械化。因此，積極推進農業機械化是提高勞動生產率和農民收入的必然選擇3。國外胡椒收割機的研發已經進入穩定發展期，市場上已經有很多成熟的產品。然而，

8、我國對辣椒收獲機的研究還處于空白期，市場上沒有成型的產品。國外大量的辣椒收獲試驗表明，辣椒的品種對收獲效果影響很大。因此，我國在研發辣椒收獲機時，應根據地域條件和辣椒品種，研發適合當地的收獲機械。在保證辣椒收獲機效率的同時，還要考慮收獲的質量。在我國研究的初級階段，辣椒收割機基本依靠引進國外技術。在借鑒國外辣椒收割機技術時，應結合農藝要求開發具有自主知識產權的辣椒收割機。在產品量產的前提下，降低辣椒收割機的成本4。第二章:辣椒收獲機的結構設計和工作原理。2.1整機結構設計整機結構如圖1所示。車體的外形尺寸為高2680毫米，長5000毫米，寬2200毫米。辣椒收獲機的結構由行走裝置、收獲裝置、輸

9、送裝置、清選裝置、去梗裝置和收集裝置組成。收割機的動力由柴油機提供。總的來說，該機是集采摘、輸送、清選、除梗為一體的高效農業收獲機械。收割裝置2、行進裝置3、手柄移除裝置4、清潔裝置5、收集裝置圖1朝天椒整機示意圖2.2傳動裝置1.二號駕駛室。車輪3。四號引擎。框架5。后軸圖2驅動裝置示意圖行車由駕駛室、車輪、發動機、車架、后輪軸等組成。，結構設計可靠。裝置的零件主要是標準件，如齒輪、發動機、滑輪、軸等。未經特殊處理。采用后輪驅動，因此不會出現前輪扭矩分配不均導致的偏擺問題，車輛重量更加均勻地分布在前后輪之間，提高了駕駛的操控性。2.3收割裝置收獲裝置是辣椒收獲機的重要組成部分，其工作效率直接

10、決定了辣椒的采收率和損傷率。該收獲裝置主要由彈性齒、彈性齒輥、螺旋輥、機架、側板等結構組成。它的結構模型如圖3所示。彈性滾筒收割平臺不需要行收割，可以大大提高收割效率，適用于規模化種植基地的辣椒收割5。2.3.1收割平臺的結構設計摘果臺的操作過程是利用彈性齒輥將帶有部分莖稈和辣椒葉的水果梳理一遍，然后通過螺旋輥送到傳送帶上。辣椒的株高約為600 800毫米，工作時，收割臺離地300毫米。收割臺的升降由液壓系統控制，升降平穩準確。收獲時，彈性齒輥通過活動齒進行旋轉運動，彈性齒將果實、部分莖稈和辣椒葉從植株上剔除。經過“梳理”，在慣性的作用下，收獲的物料落在螺旋滾筒上，通過螺旋滾筒被送到傳送帶上。

11、1.彈性齒2。螺旋滾筒3。外殼4。滑輪圖3收獲裝置示意圖2.3.2彈性齒的結構設計彈性齒被設計成模擬人類手指的收割動作。彈性齒固定在滾筒上。工作時，發動機通過皮帶傳動轉動滾筒。當滾筒旋轉時，活動齒以旋轉運動的方式移動，彈性齒將辣椒從植物中梳理出來。齒隙為30毫米。齒由直徑為6mm的球墨鑄鐵制成，頂部以160的傾角彎曲。如圖4所示。彈簧頂部的傾斜角度是為了防止采摘時辣椒掉落，更容易將采摘的辣椒扔到螺旋滾筒上。彎曲角度的前半部分有橡膠套保護，可以有效減少對辣椒的傷害，防止彈性齒被腐蝕。圖4彈性齒結構圖2.3.3彈性齒輥的結構設計彈性齒鼓主要由彈性齒、腹板和錠子組成，其結構如圖5所示。滾輪直徑為24

12、0毫米，工作長度2100毫米。1.彈性齒2。主軸3。腹板圖5彈性齒輥結構示意圖2.3.4螺旋滾筒的結構設計目前市面上出現的辣椒收割機，辣椒收割后，果實直接進入傳送帶運輸，辣椒掉落嚴重。因此，我們在彈性齒鼓之后增加了一個螺旋鼓，其結構如圖6所示。螺旋滾筒上有螺旋葉片，用于將彈性齒滾筒收集的水果聚集在一起，并通過插齒機將其移入傳送帶。螺旋滾筒結構的增加可以有效避免辣椒在收獲過程中的損失。圖6螺旋滾筒結構圖2.4清潔裝置2.4.1主要清潔裝置辣椒機械收獲的難點主要在于采摘后辣椒與莖稈混合物的清選過程，清選裝置必須保證清選效率高、辣椒損傷程度低。本設計采用星輪組結構進行一級清洗。第一級清洗裝置由安裝在

13、軸上的星形輪組成星形輪組，然后星形輪組安裝在機架上。星星的排列間距太大，清洗就快，雜質就多；間距太小，分離清洗慢，雜質少。需要通過實驗找到最合理的間距6。2.4.1.1星輪的結構設計星形輪的輪齒設計成弧度結構，加快了辣椒與莖桿的分離，減少了齒輪對辣椒的損傷。每個星輪上有10個齒，星輪的厚度為10mm。星形輪結構如圖7所示。圖7星輪的三維視圖2.4.1.2星輪組的結構設計圖8星輪組示意圖圖9星輪螺旋排列圖星形輪的排列對清潔效率有很大影響。采用星形輪螺旋排列，星形輪稀疏，可以完全分離辣椒果實和蓮藕莖。而且螺旋排列有利于物料的排出，所以一般采用螺旋排列。經過模擬試驗，星輪間距D1為90毫米，軸距D2

14、為135毫米。星形輪的螺旋排列如圖9所示。2.4.1.3清洗裝置的框架設計分離裝置負責將采摘頭收集的辣椒與雜質混合物快速分離。工作過程中傳動振動大，負載大。因此，我們應該設計一個穩定可靠的機架來保證清洗分離裝置的穩定性。在保證結構穩定性和可靠性的前提下，車架的體重。整體參數:長850mm，寬650mm，高780mm。用鋼材焊接而成，下腿可以用螺栓固定。結構如圖10所示:圖10機架設計結構2.4.1.4一次清洗裝置的工作原理星形輪組在框架內呈螺旋狀排列。工作時，送入清選裝置的辣椒順利下落到下一個裝置，而較長的梗則沿軸輸送出去，從而達到清選分離的目的。星形輪組結構工作原理:辣椒體積小，可從星形輪的

15、縫隙中落下，而梗則沿軸與輪之間的傳動排出7。圖11星輪組操作示意圖2.4.2二次清洗裝置經過星輪清理結構處理后，收獲的果實中殘留的雜質主要是辣椒葉和較小的莖。解決這一問題最常見、最有效的方法是利用風機增加空氣分離裝置8。工作時，辣椒從星輪分離清洗機構落下，在這個位置用風扇攪拌辣椒。對混合物進行第二次清洗。離心式風機是農業機械中最常用的，它的壓力很高，在復雜的工作管路系統中能產生氣流。根據風壓，離心風機可分為低壓風機、中壓風機和高壓風機9。根據實驗，我們選擇了低壓風機。離心風機的結構主要包括葉輪和殼體兩部分。離心風機開始工作時，動力帶動葉片高速旋轉，進入葉輪的空氣也隨著葉輪旋轉。由于離心力，部分

16、空氣被甩出風扇。此時風扇內產生一定程度的真空，于是周圍的空氣不斷進入風扇，使得風扇外的氣壓相同。1.風扇主軸2。軸承座3。風扇葉片4。風扇外殼。圖12風扇組件的三維視圖風機外殼是風機的重要部件之一。二次設計風扇外殼是一個簡單的圓柱體。套管的作用是將氣體導向套管出口，同時將一部分風氣體的動能轉化為靜壓。風機外殼的性能也決定了氣體動能和噪聲。圖13風機外殼的三維視圖2.5辣椒去梗裝置收獲后，辣椒需要干燥以獲得干辣椒產品。在烘干前的處理中，辣椒梗的去除占用了大量的人力。但是市面上很多種類的辣椒收割機都沒有去掉手柄的功能。鑒于此，我們在用氣流清洗裝置清洗后，增加了滾筒式除椒裝置。手柄拆卸裝置的整體裝配

17、圖如圖14所示。該裝置由去把輥軸、去把刀片、支架、去把輥等結構組成。去梗裝置的工作原理:經過前兩級清洗后，帶梗的辣椒從右側進入去梗滾筒，并隨滾筒旋轉。在螺旋刀片和慣性力的作用下，辣椒梗進入墻洞，被墻外的去梗刀片切斷。拆下把手后，晨椒從左側落在傳送帶上，通過傳送帶進入料倉。1.去柄輥2的主軸。刀柄刀片-拆卸3。支架4。去柄輥圖14是手柄移除裝置的三維視圖第三章:零件的三維虛擬建模和有限元分析。3.1三維虛擬建模過程零件的裝配是通過定義零件模型之間的裝配約束來確定各個零件在空間中的具體位置關系來實現的。裝配前要理清思路，分析整機的層次結構，零件的約束，自由度，相對運動關系。朝天椒收割機的三維總體設

18、計采用自頂向下的方法建立裝配模型。設計時，框架設置為固定，根據與框架或零件的關系添加其他零件。設計時要充分利用設計樹的功能，對設計零件進行分類，修改時便于找到所需零件的位置。合理調用工具箱零件庫，利用工具箱零件自動匹配功能，加快設計進度，提高設計效率。圖15是所設計的胡椒收割機的三維模型。圖15辣椒收割機的三維模型在辣椒收割機的三維造型設計中，為了保證所設計零件的合理形狀和尺寸，需要充分利用solid works的檢查功能。通過使用切割功能，可以及早發現零件結構中涉及的不合理部分，方便設計人員進行修改。裝配時，對可裝配體進行靜態干涉檢查和動態碰撞檢查，保證任意兩個零件在空間上互不干涉。通過動態

19、模擬運動部件的運動效果(旋轉)，很容易發現問題并隨時間修改。3.2彈性齒的靜態分析仿真是solid works軟件的一部分，可以實現應力分析、頻率分析、優化設計等功能10 12。在仿真中，建立了一個新的實例。彈性齒的材料定義為球墨鑄鐵，設置約束，施加載荷，劃分網格，進行分析。最后得到彈性齒各部分的應力、位移和應變。如圖16 18所示。圖16彈性齒的應力云圖圖17彈性齒位移云圖圖18彈性齒的應變云圖第四章朝天椒收割機的特點辣椒生長期短，產量高，市場前景好，種植面積迅速擴大。其中朝天椒因其優良的特性成為其中的佼佼者。辣椒個頭小，辣度高，手感硬，人工采收效率低。本次晨椒收割機的設計是針對收割難、清理

20、復雜、去梗難的問題。在查閱了大量資料后，決定采用彈性齒和滾筒相結合的方式進行第一次收割。這種設計是針對莖干硬但側向受力脆的特點，用彈性齒將辣椒從植株上梳理下來，完成第一次收獲。分離清選裝置采用星形輪組結構，兼顧了朝天椒的體積小，莖干直立堅硬的特點。利用星形輪組和軸的配合，辣椒可以從星形輪之間的縫隙中漏出，通過輪組的運動將梗分離，從而完成初步清理。風機清選是傳統收割機的必備設備。由于收割裝置將辣椒葉和莖與辣椒一起收割，初步清洗后的辣椒混合物中有大量的辣椒葉，因此增加了氣流分選裝置以去除雜質。滾筒去柄裝置是針對辣椒的硬柄。在干燥后期，辣椒的處理將占用大量的勞動力和時間，這一過程使辣椒加工的成本居高不下。因此，我們設計的滾筒去梗裝置的工作原理是:當辣椒在傾斜滾筒中滾動時，辣椒梗進入滾筒的壁孔中，并置于去梗刀中進行切割，從而完成辣椒梗的切割處理。當然，這款機器的設計也有不足之處。成熟的辣椒容易受損，我部收割機對辣椒進行過多次處理，可能會加大對辣椒的傷害。所以我們一次次調整結構，把對辣椒的傷害降