振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】
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購買設(shè)計文檔后加 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計 學(xué)生姓名 付東輝 學(xué) 號 8031212213 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 16 指導(dǎo)老師 吳明清 日 期 塔里木大學(xué)機械電氣 化工程學(xué)院制 16 屆畢業(yè)設(shè)計 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(nèi),一向被國人視為不能登大雅之堂的馬鈴薯產(chǎn)品也突然間在市場上風(fēng)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(dāng)勞、肯德基食品已占據(jù)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(nóng)科院副院長屈東玉博士在日前召開的中國馬鈴薯學(xué)術(shù)年會上指出:“馬鈴薯是一種產(chǎn)量高、適應(yīng)性強、經(jīng)濟價值大的作物,應(yīng)把馬鈴薯主產(chǎn)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(dāng)代馬鈴薯收獲不可或缺的設(shè)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(shè)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(jù)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(jié)構(gòu)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(shè)計的振動式馬鈴薯收獲機是一種常用機械設(shè)備,能夠高效的進行馬鈴薯的挖掘工作。本次設(shè)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(shè)計的主要內(nèi)容是振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計。主要通過對原始數(shù)據(jù)的分析、方案的論證比較與選擇,完成了收獲機的總體設(shè)計,振動原理的設(shè)計,分離裝置的設(shè)計以及傳動方案的選擇等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上對馬鈴薯收獲機機體的結(jié)構(gòu)尺寸、傳動比等進行了詳細(xì)的計算和說明。 關(guān)鍵詞 : 振動式;挖掘;馬鈴薯 目 錄 ....................................................................................................................................... 1 ............................................................................................................................. 1 ..................................................................................................... 1 存在的問題 ................................................................................................. 3 ......................................................................................................................... 3 ......................................................................................................................................... 4 ................................................................................................. 4 ..................................................................................................................... 4 ........................................................................................................ 4 ..................................................................................................... 4 ......................................................................................... 6 ..................................................................................................................... 6 .......................................................................................... 6 ..................................................................................................................................... 6 ......................................................................................................................... 8 .......................................................................................... 8 動分離篩機構(gòu)運動學(xué)分析 ......................................................................................... 8 .................................................................................................................... 12 ........................................................................................................................... 12 ....................................................................................................................................... 12 總 結(jié) ......................................................................................................................................................... 14 致 謝 ......................................................................................................................................................... 15 參考文獻 .................................................................................................................................................. 16 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 1緒論 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(nèi),一向被國人視為不能登大雅之堂的馬鈴薯產(chǎn)品也突然間在市場上風(fēng)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(dāng)勞、肯德基食品已占據(jù)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 [1]。中國農(nóng)科院副院長屈東玉博士在日前召開的中國馬鈴薯學(xué)術(shù)年會上指出:“馬鈴薯是一種產(chǎn)量高、適應(yīng)性強、經(jīng)濟價值大的作物,應(yīng)把馬鈴薯主產(chǎn)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(dāng)代馬鈴薯收獲不可或缺的設(shè)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 [2]。 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(shè)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(jù)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(jié)構(gòu)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 [3]。 本文設(shè)計的振動式馬鈴薯收獲機是一種常用機械設(shè)備,能夠高效的進行馬鈴薯的挖掘工作。本次設(shè)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(shè)計的主要內(nèi)容是振動式馬鈴薯收獲機的設(shè)計。主要通過對數(shù)據(jù)的分析、方案的論證比較與選擇,完成了收獲機的總體設(shè)計,振動原理的設(shè)計,分離裝置的設(shè)計以及傳動方案的選擇等內(nèi)容 [4]。在此基礎(chǔ)上對馬鈴薯收獲機機體的結(jié)構(gòu)尺寸、傳動比等進行了詳細(xì)的計算和說明。 國外很早就研制馬鈴薯收獲裝 置了,從農(nóng)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(shù)水平高。在 20 世紀(jì)40年代初前蘇聯(lián)、美國就開始研制推廣應(yīng)用馬鈴薯收獲機了, 50年代末期全面實現(xiàn)了生產(chǎn)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(xiàn)了馬鈴薯生產(chǎn)機械化。國外馬鈴薯收獲機械的技術(shù)水平相當(dāng)高,不但生產(chǎn)率高而且高新技術(shù)已融于機具之中。如采用振動、液壓技術(shù)進行挖掘;采用傳感技術(shù)控制土壤喂人量、馬鈴薯傳運量以及分級裝載;采用氣塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 壓、氣流、光電技 術(shù)進行碎土和分離及利用微機進行監(jiān)控操作等 [5]。 原蘇聯(lián)是生產(chǎn)收獲機最早的國家。 1960 年,馬鈴薯聯(lián)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(nóng)場為 84%,集體農(nóng)莊為 73%);到 20 世紀(jì) 90 年代除,馬鈴薯收獲機共有 16種機型,其中 10種是聯(lián)合收獲機,其中勞動生產(chǎn)率比其他 2行收獲機提高 1 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(lián)合收獲機,勞動生產(chǎn)率達到 100h·人 )。 20 世紀(jì) 80 年代初 期,聯(lián)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(lián)合收獲已經(jīng)達到 50%以上、 20 世紀(jì)到 90 年代,美國已經(jīng)基本實現(xiàn)了馬鈴薯收獲機械化 [6]。 德國 20世紀(jì)在 40年代主要生產(chǎn)和使用拋擲式收獲機; 50年代主要生產(chǎn)和使用升運鏈?zhǔn)绞斋@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(chǎn)聯(lián)合收獲機,機型有 20多種,均是原聯(lián)合收獲機的變型,其保有量達到 6萬臺; 90年代開始生產(chǎn)收獲 本在 1955年以前使用畜力挖掘機, 1955年到 1965年 生產(chǎn)懸掛式的拋擲式和升運鏈?zhǔn)绞斋@機。 70年代開始引進英國、美國等發(fā)達國家的聯(lián)合收獲機,并研制適合日本國情的聯(lián)合收獲機 [7]。目前,國外馬鈴薯收獲機械大多采用升運鏈條式聯(lián)合作業(yè),技術(shù)上已達到相當(dāng)高的水平。由于國外馬鈴薯采用機械化壟作種植形式,適應(yīng)這種特點而設(shè)計的收獲機械在中國難以適應(yīng)平作收獲 [8]。以內(nèi)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(xiàn)機械化作業(yè),種植方式采用壟作,行距為 900獲機械為牽引式雙行聯(lián)合作業(yè),多級鏈輸送,配套動力在 上,一次完成挖掘,土、石、薯、秧分離,并 可實現(xiàn)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(gòu)可實現(xiàn)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(chǎn)的雙行馬鈴薯收獲機為牽引式,配套動力為 上,在拖拉機右側(cè)實現(xiàn)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(chǎn)的主要為單行履帶自走式聯(lián)合作業(yè)機,行走與輸送鏈 動機為水冷 4沖程 3缸柴油機 [9]。 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(jì) 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(lián)、日本、瑞士等國外機具的基礎(chǔ)上,研制成功了升運鏈?zhǔn)今R鈴薯收獲機,但是由于受當(dāng)時歷史條件的限制,沒能實現(xiàn)大面積推廣和使用。 20世紀(jì) 70年代中期,由于手扶拖拉機的大量推廣應(yīng)用 , 國內(nèi)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(dāng)時的配套動力限制 , 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 未能生產(chǎn)和推廣。 1979年, 12國農(nóng)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(nóng)業(yè)機械工程科學(xué)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 [10]。 到 20世紀(jì) 90年代中期 , 由于國產(chǎn)小四輪拖拉機的大量推廣和應(yīng)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?zhǔn)今R鈴薯收獲機和振動式馬鈴薯收獲機投放市場 ,并占據(jù)了很大的市場份額 [11]。 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(yīng)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(shè)計 時參數(shù)選擇不合理,造成挖掘不完全現(xiàn)象比較嚴(yán)重,果實在許多大的土塊里,不能直接呈現(xiàn)在人們眼前,需要二次收獲。 (3)果仁完整性差。有些廠家設(shè)計的收獲 機具 ,為了改善漏剝或田間挖掘不完全現(xiàn)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(chǎn)品的商品價值。 (4)機具性能不穩(wěn)定,適應(yīng)性不高。當(dāng)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(nèi)能夠完成挖掘、振動分離的馬鈴薯收獲機設(shè)備由于實用性,技術(shù)性等原因,還未在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模使用 [12]。 國外馬鈴薯收獲機的發(fā)展歷史已經(jīng)有上百年了,其特點主要是能夠根據(jù)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 [13]。 根據(jù)我國馬鈴薯收獲機的發(fā)展現(xiàn)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(shè)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(jù)已有馬鈴薯收獲機的原理及結(jié)構(gòu)來進行設(shè)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(chǎn)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。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 ( 1)收獲機操作方便,結(jié)構(gòu)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。 該機動力源于拖拉機提供牽引動力和動力輸出的回轉(zhuǎn)力實現(xiàn)動力的傳輸,再經(jīng)偏心輪把回轉(zhuǎn)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(shè)計工作裝置和 傳動裝置 。 ( 2)運用 制二維零件圖和裝配圖。 ( 3)利用 設(shè)計,完成整機各零部件的三維建模。 塔里木大學(xué)位于南疆中心位置,校內(nèi)有實習(xí)工廠、微機室、土槽實驗室、 農(nóng)業(yè)工程重點實驗室等 ,設(shè)計條件良好,為項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,機械電氣化工程學(xué)院擁有先進的實驗設(shè)備和機械加工制造設(shè)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(shè)計的工作條件。 2振動式馬鈴薯收獲機總體設(shè)計 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(diào)整機 構(gòu)等組成,挖掘機整體結(jié)構(gòu)如圖 2示 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 圖 2動式馬鈴薯收獲機主視側(cè)視的整體結(jié)構(gòu)示意圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 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(jīng)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(chǎn)生在機架內(nèi)的上下往復(fù)運動,最終實現(xiàn)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)。 馬鈴薯挖掘機主要應(yīng)用于西南山區(qū),小地塊、坡度大、多石塊等條件地塊,其設(shè)計結(jié)構(gòu)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(nóng)藝要求, 該機采用偏牽引結(jié)構(gòu),以適應(yīng)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(xiàn),提高馬鈴薯收獲的效率和收獲質(zhì)量。該機主要技術(shù)參數(shù)如下表所示。 表 2機主要的技術(shù)參數(shù) 項目 參數(shù) 整機外形 1550? 866? 1050( 動力 18 整機質(zhì)量 110左右( 作業(yè)行數(shù) 1 作業(yè)幅寬 460左右( 挖掘深度 100 挖掘鏟與地面傾角 20°左右 適應(yīng)行距 700 3整機關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動 學(xué)分析 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(shè)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(jié)構(gòu)如圖所示。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 A B 圖 3引架 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 動分離篩通過彎板支架與搖臂相連接,在振動架的驅(qū)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(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)分析。如下圖所示 圖 3動篩 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 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(cè)漏出被機器擠壓和被土壤覆蓋。 動分離篩機構(gòu)運動學(xué)分析 圖 4掘鏟、振動分離篩機構(gòu)運動分析 1a 為構(gòu)件 i 鉸鏈點連線在平面內(nèi)與 x 軸的角度 ;質(zhì)心到鉸鏈點 時針為正); 構(gòu)件 4質(zhì)心到鉸鏈點 D 連線與兩鉸鏈點連線的角度(逆時針為正;O、 D 兩點連線在平面內(nèi)與 x 軸的角度(逆時針為正);ω為 轉(zhuǎn)動的角速度, 根據(jù)挖掘鏟、振動分離篩的三維模型,設(shè)置相應(yīng)的材料屬性,確定各自質(zhì)心坐標(biāo),進而確定質(zhì)心位塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 置,由于挖掘鏟與振動分離篩有質(zhì)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(gòu)轉(zhuǎn)化為對稱平面上的平面連桿機構(gòu)。挖掘鏟、振動分離篩機構(gòu)簡圖如圖 4示。以 O 為原點建立封閉矢量多邊型,建立矢量方程如下 B=B (4E=E (4由矢量方程建立位移方程有: ????????????????????????5544554433223322s o sc o ss o sc o 構(gòu)件上某點 j(鉸鏈點或任意點 A、 B、 C… ) 的坐標(biāo); 構(gòu)件 i (1、 2、 3… )的兩鉸鏈點間的距離; 1a 為構(gòu)件 連線在平面內(nèi)與 x 軸的角度(逆 時針方向為正)。 對于整機連桿機構(gòu)本文只對挖掘鏟、振動分離篩機 構(gòu)進行運動學(xué)分析,目的是分析 2 個構(gòu)件工 作時質(zhì)心加速度的變化規(guī)律,進而分析 2個構(gòu)件慣性力的抵消情況。如圖 3始位置 時針擺動,角位移為φ,角速度為ω,角加速度為α。 (參數(shù)為與時間 t 有關(guān)的變量 ) 將方程組 (3)中的第一式對時間求導(dǎo),得: 33322211 s in A ??( 4 式中: 構(gòu)件上點 A(鉸鏈點或任一點)與 1a 為 s。 將點逆時針旋轉(zhuǎn) α3, 由式 ( 4得 : ? ?? ?322 3112 s in s in A ? ???將點逆時針旋轉(zhuǎn)α 2,由式( 4: ? ?? ?3222113 s in s in A ? ???將式 (5)對時間求導(dǎo),得: ? ? ? ? ? ?32333322222212111 c o ss i nc o ss i nc o ss i n A ?????(4 式中: 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 將 標(biāo)系繞 ,由式( 4 : ? ? ? ? ? ?? ?233232332222121211 s i n c i n ??????? 將方程組 (4的第一式對時間求導(dǎo),得: 555444 s in ?( 4式中:O、 D 兩點連線在平面內(nèi)與 x 軸的角度(逆 時針方向為正), (° ); 件上點 D(鉸鏈點或任一 點)與 標(biāo)系繞 ,由式( 4: ? ?? ?54454 s in s in ???將點逆時針旋轉(zhuǎn) α4, 由式 ( 4得 : ? ?? ?54545 s in s in ???將式 (4時間求導(dǎo),得: ? ? ? ? ? ?5255554244442 c o ss i nc o ss i nc o ss i n ????(4將 標(biāo)系繞 式( 4: ? ? ? ? ? ?? ?544 542445252554 s i n c i n ??????? ????????s o s ( 4 挖掘鏟 ? ?? ?????????????s ( 4 式中:C 連線與梁鉸鏈點連線的角度 (逆時針方向為正 ), (° );3 質(zhì)心與鉸鏈點 C 的 距離, 動分離篩 心位移方程為: 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 ? ?? ?????????????s o s(4 ???????o sc o ss (4式中: , D 點在 x, y 方向上的加速度, mm/ 挖掘鏟 ? ? ? ?? ? ? ?????????????i nc o sc o ss i n (4式中: 為 x, mm/動分離篩 ? ? ? ?? ? ? ??????????????i nc o sc o ss i n (4式中 : 4質(zhì)心與鉸鏈點 D 的距離 , 圖 3c 所示 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(zhì)心加速度變化規(guī)律。根據(jù)桿件設(shè)計尺寸及極限狀態(tài)位置可知: 66 61 30 在整個周期內(nèi) 角度變化范圍為 : α3+α3C<α4+α4D< 23°, α3C= α4D=14°( 角度以逆時針方向為正 ), 根據(jù)構(gòu)件在兩個極限位置的各個參數(shù)值 及運動學(xué)方程分析挖掘鏟 振動分離篩 心在 x, y 方向的加速度變化規(guī)律。 挖掘鏟 位置變化規(guī)律為:初始位置逐漸減?。?x 正向),到達極限位置之前逐漸增加( x 負(fù)方向),回程運動逐漸減?。?x 負(fù)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 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?。?x 負(fù)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?。?x 正方向),到達初始極限位置之前逐漸增 加( x 負(fù)方向)。挖掘鏟 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?。?y 正方向),到達極限位置之前逐漸增大( y 負(fù)方向),回程運動逐漸減?。?y 負(fù)方向),到達極限位置之前逐漸增大( y 正方向)。振動分離篩 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?。?y 正方向),到達極限位置之前逐漸 增加( y 負(fù)方向),回程運動逐漸減小( y 負(fù)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(nèi),挖掘鏟、振動分 離 篩 x 方向質(zhì)心加速度在 2 個極限位置附近時方向相反, y 方 向質(zhì)心加速度在 2 個塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 極限位置附近時加速度方向相同。 5動力裝置的設(shè)計與選用 本機械所適用的作業(yè)田的壟長長度大于 200m,壟距為 800高 250薯深度為 150~200 鈴薯挖掘機可配套動力為約翰迪爾 280型拖拉機,功率為 力輸出軸的轉(zhuǎn)速為540r/拉機提供牽引,如圖 ,通過萬向傳動軸對機器進行動力傳輸,經(jīng)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) [14]。 圖 向傳動軸 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(jīng)過查閱機械設(shè)計基礎(chǔ)第五版可得知計算軸的最小直徑的公式。軸的最小直徑為: ? ? 6 333 9 . 5 50 . 2 10 m ??( 7 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 式中: d—— 滾軸最小直徑( ? —— 軸的許用扭切應(yīng)力( ; P—— 傳遞到軸上的 功率( ; n —— 軸的轉(zhuǎn)速( r ); C—— 軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。 根據(jù)上面算出來的已知數(shù)據(jù)可知: 軸的轉(zhuǎn)速 : n=540r/的輸入功率 : P=的扭矩 : ????? 此是比較重要的軸,選取軸的材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理 ,抗拉強度 ,屈服強度 。 因此經(jīng)過計算和查閱相關(guān)資料可得: 110?C P=n=290r/數(shù)據(jù)代入式 7 d 33 ''1 ??? 因此此軸滿足受力要求,可以滿足工作需要。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 總 結(jié) 此次設(shè)計經(jīng)過了一年左右的時間,大致經(jīng)過了以下階段 究國內(nèi)外馬鈴薯的發(fā)展現(xiàn)狀的相關(guān)資料。 動裝置、挖掘裝置、振動裝置組成。 分析主要零件受力情況。 擇合適材料。最終設(shè)計出能滿足工作要求的機械。 最終設(shè)計完成的模型,我在市場上原有的產(chǎn)品進行了改進,在振動篩后面加了一個可以調(diào)節(jié)刀具和地面夾角的軸,使他的適用性更強。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 致 謝 經(jīng)過一 個學(xué)期的辛勤與忙碌,本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲,由于經(jīng)驗的匱乏,在設(shè)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(dǎo)與督促,以及設(shè)計小組的同學(xué)們的幫助與支持,也許畢業(yè)設(shè)計不會這么順利的完成。 畢業(yè)設(shè)計過程中,吳明清老師耐心的指導(dǎo)使我們受益匪淺,他扎實的理論知識與豐富的實踐經(jīng)驗給我留下了深刻的印象,也正是老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的教學(xué)態(tài)度使我們從畢業(yè)設(shè)計中真正的學(xué)會了學(xué)以致用,將課本知識與實際設(shè)計中所遇到的問題相聯(lián)系,整合了自己在校所學(xué)的專業(yè)知識,同時提高了我們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。從機械設(shè)計開始到最 后的設(shè)計完成,吳老師對于專業(yè)知識嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)精神以及對于設(shè)計過程嚴(yán)格的要求態(tài)度成為我們在今后學(xué)習(xí)以及工作中良好的榜樣,在此謹(jǐn)向為我們畢業(yè)設(shè)計小組辛苦了一學(xué)期的老師致以最真誠的謝意。 回望這一學(xué)期,似乎忙碌與緊張充滿了整個設(shè)計過程,但是因為有了小組成員們的關(guān)懷與幫助,使得設(shè)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(shè)計不僅是對我們學(xué)習(xí)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(xué)校、學(xué)院對我們的培養(yǎng),為我們的學(xué)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)造良好環(huán)境、提供優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)研究條件。伴隨 著畢業(yè)設(shè)計的結(jié)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(xiàn)出來,回報父母、回報學(xué)校,為社會做自己力所能及的貢獻。再一次感謝在畢業(yè)設(shè)計中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們,感謝母校給我的一切學(xué)習(xí)機會,最后祝大家在今后的工作和生活中一切順利! 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 參考文獻 [1] 王公仆,蔣金琳,田艷清,等 J] 1[2] 夏振遠(yuǎn),陳學(xué)永 J]2014.( 03) :133[3] 谷茂,薛世明 J]7[4] 王博煒 J]7. 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