溫室韭菜收割機的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】
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塔里木大學畢業(yè)設(shè)計答辯塔里木大學畢業(yè)設(shè)計答辯溫室韭菜收割機機的設(shè)計學生姓名：學生姓名：劉豪劉豪指導老師：指導老師：范修文范修文答辯時間：答辯時間：2012016 6.0.05 5v1 1、課題研究的目的和意義、課題研究的目的和意義v2 2、國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀、國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀v3 3、課題研究的主要內(nèi)容、課題研究的主要內(nèi)容v4 4、主要部件的設(shè)計、主要部件的設(shè)計v5 5、創(chuàng)新設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計v1 1 課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義 我國吃韭菜有著悠久的歷史，好多菜肴都有韭菜?？梢娢覈嗣駥虏说臒釔壑睢ｋS著科技的進步，各種糧食蔬菜都大面積種植，源自于有著機械收割裝置，限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因素就是在于機械化問題。v 當韭菜種植面積大時靠人們用鐮刀收割，效率太低，在收割時菜農(nóng)一直蹲著非常累，而且如果大面積種植，收割的勞動力比較少，而且工價很高，又加大了韭菜的做種植成本，相應的單位面積的效益也隨之降低了。大面積種植時，人工收割成本會很高，如果有一臺機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?？梢姮F(xiàn)在研制一臺韭菜收割機器十分重要。v2 2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著科技的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，國外對于韭菜收割機的研制也有著比較先進的成果。在二十世紀九十年代已經(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。國外的韭菜收割機主要是韓國為主，現(xiàn)階段已經(jīng)能夠大大的減少勞動力，為菜農(nóng)提供很好地效益。國外的韭菜收割機類型較多，收割的通用性比較強，相對來說比較成熟。我國現(xiàn)階段也有自己的韭菜收割機，但是現(xiàn)階段我國還是以引進國外的韭菜收割機為主，并在其基礎(chǔ)上進行改進和研發(fā)，我國已經(jīng)能夠研發(fā)出自己的韭菜收割機并且投入使用。但是在節(jié)省人力物力的同時也存在著技術(shù)的問題，仍需要進一步的改進。3 3 研究課題的主要內(nèi)容研究課題的主要內(nèi)容3.1 3.1 溫室韭菜收割機的工作原理溫室韭菜收割機的工作原理 通過韭菜的喂入裝置的喂入之后，撥禾輪進行扶正，進而傳送帶從動滾進行夾緊扶禾。最后割刀進行隔斷，通過傳送代進行傳送到接收部件，進而實現(xiàn)韭菜的收割。v3.2 3.2 溫室韭菜收割機的整體結(jié)構(gòu)溫室韭菜收割機的整體結(jié)構(gòu) v1.分禾器 2.撥禾輪 3.傳送滾 4.傳送帶 5.支撐前輪 v6割刀 7.曲柄搖桿機構(gòu) 8電機 9.驅(qū)動輪 10.柴油機 11.接收筐v3.3 3.3 韭菜的收割機構(gòu)圖韭菜的收割機構(gòu)圖4 4 主要部件的設(shè)計主要部件的設(shè)計4.14.1撥禾輪的設(shè)計撥禾輪的設(shè)計 撥禾輪的設(shè)計是韭菜收割的開始，撥禾輪的使用可以收割直立和一般倒伏的作物。通過撥禾輪的安裝能夠很好的實現(xiàn)韭菜收割時的進給。撥禾輪直徑的設(shè)計能夠確保韭菜能夠進給充分，經(jīng)過設(shè)計計算出了拔河的直接應該為40cm。同時撥禾輪的轉(zhuǎn)速也是很必要的一個設(shè)計過程，轉(zhuǎn)速影響著收割的效果，經(jīng)過計算的出轉(zhuǎn)速是22rmin。4.2 4.2 曲柄搖桿機構(gòu)及割刀的設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)及割刀的設(shè)計 曲柄搖桿機構(gòu)作為韭菜收割時的核心機構(gòu)，AB為曲柄搖桿結(jié)構(gòu)中的搖桿，AB桿在割刀電機的帶動下繞著A點進行轉(zhuǎn)動從而帶動連桿BC進行擺動。D點為一定點，CDE為一彎曲的連桿，在連桿BC的作用下CDE進行擺動，再用連桿EF連接刀具，從而可以實現(xiàn)動刀具的往返運動，進兒實現(xiàn)韭菜的切割。4.3 4.3 傳送裝置的設(shè)計傳送裝置的設(shè)計 結(jié)合溫室韭菜收割機特點我們采用組合式的傳送類型來給與傳送。即雙傳送帶的方式由于韭菜收割機特殊性，我們必須使兩個主動傳送滾用齒輪連接的方式實現(xiàn)轉(zhuǎn)向不同。同時前從動傳送滾也起到一個加緊符合的作用，通過傳送滾的加緊作用更能夠有效的是韭菜收割機進行收割。5 5 創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計 （1）在現(xiàn)有的韭菜收割機上面沒有撥禾輪的撥禾作用，本次設(shè)計加入了撥禾輪，可以是韭菜更好的喂入從而實現(xiàn)收割效率的大大提高。（2）割刀的設(shè)計，本次設(shè)計采用曲柄搖桿機構(gòu)來帶動往復式割刀的設(shè)計，曲柄搖桿機構(gòu)相對而言比較簡單，能夠更加容易的實現(xiàn)割刀的往復運動，更加方便了韭菜的收割。謝謝大家！謝謝大家！誠請各位老師指正！誠請各位老師指正！塔里木大學
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務書
學院
機械電氣化工程學院
班級
農(nóng)機16-4
學生姓名
劉豪
學號
8031212423
課題名稱
溫室韭菜收割機的設(shè)計
起止時間
2015年10月15日——2016年05月28日（共 14 周）
指導教師
范修文
職稱
講師
課題內(nèi)容
根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的谷物和蔬菜收獲機械，設(shè)計溫室韭菜收割機，要求結(jié)構(gòu)簡單，安全性高，采收效果好，操作方便，適應性強。具體要求如下：
1.選擇合適動力傳遞方式，設(shè)計工作裝置和傳動裝置。
2.繪制二維裝配圖和零件圖。
3.要求利用Solidworks繪制三維圖。
擬定工作進度（以周為單位）
第1～2周 查閱相關(guān)文獻，撰寫開題報告。
第3～4周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的谷物和蔬菜收獲機械，確定溫室韭菜收割機的總體設(shè)計方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。
第5～6周 根據(jù)工作要求，計算并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計各零部件。
第7～9周 運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
第10～11周 運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真。
第12周 從工藝性能，經(jīng)濟性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進行綜合評價、校核、修正。
第13周 完成設(shè)計說明書。
第14周 整理材料，準備答辯。
主要參考文獻:
[1]馬建國,程佳衛(wèi),姚運萍.鐮刀型韭菜收割機的設(shè)計[J].機械制造,2015(8):56-58.
[2]孫朋朋.設(shè)施韭菜全程機械化生產(chǎn)技術(shù)探索與推廣[J].安徽農(nóng)學通報,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.
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[8]時勝德.小型半喂入水稻聯(lián)合收割機研究[J].廣西大學,2005(35):78-79.
[9]胡志清.微型水稻設(shè)計與關(guān)鍵部件的研究[J].中南林業(yè)科技大學,2013(68):102.
任務下達人（簽字）
同意按此計劃進行設(shè)計
年 月 日
任務接受人意見
任務接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務書由指導教師填寫，任務下達人為指導教師。
2、此任務書須在學生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學生本人。
3、此任務書一式三份，一份留學院存檔，一份學生本人留存，一份指導教師留存。
溫室韭菜收割機的設(shè)計
劉豪1 范修文1
(1. 塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300）
摘要：本文通過對溫室韭菜收割機的設(shè)計同時介紹了韭菜收割機的意義、發(fā)展、工作原理及其主要參數(shù)。并詳細的分析了收割機的構(gòu)成、以及收割機的收割方式，并分析了韭菜收割機的收割原理和收割過程。韭菜收割機的設(shè)計過程從對韭菜收割的機械化轉(zhuǎn)換，總結(jié)普通農(nóng)業(yè)機械的運動模式和功能實現(xiàn)，到具體機構(gòu)的設(shè)計構(gòu)思和分析計算，產(chǎn)品模型的建立，工程分析和設(shè)計制造，一步一步完整走過，讓整個設(shè)計路程圓滿而成果豐碩。其中，數(shù)字化的設(shè)計方法和基于特征的參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)讓設(shè)計過程高速而有效，對這個設(shè)計過程起到了關(guān)鍵性的作用。所以溫室韭菜收割機有很好的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞：溫室韭菜；收割機；設(shè)計
中圖分類號:TD451 文獻標識碼：A
0引言
我國吃韭菜有著悠久的歷史，好多菜肴都有韭菜?？梢娢覈嗣駥虏说臒釔壑?。隨著科技的進步，各種糧食蔬菜都大面積種植，源自于有著機械收割裝置，限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因素就是在于機械化問題。我國勞動人民在長期的生產(chǎn)實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、半殖民地的社會中得不到應有的發(fā)展和重視。
當韭菜種植面積大時靠人們用鐮刀收割，效率太低，在收割時菜農(nóng)一直蹲著非常累，而且如果大面積種植，收割的勞動力比較少，而且工價很高，又加大了韭菜的做種植成本，相應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，人工收割成本會很高，如果有一臺機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?？梢姮F(xiàn)在研制一臺韭菜收割機器十分重要。
1總體設(shè)計思路
溫室韭菜收割機的設(shè)計是通過往復式的割刀來實現(xiàn)溫室韭菜的收割。首先是通過分禾器實現(xiàn)韭菜的分禾和喂入，進而撥禾輪使其扶正，然后再通過傳送滾筒實現(xiàn)韭菜的夾緊最后喂入割刀系統(tǒng)，緊接著實現(xiàn)傳送完成整個韭菜收割的過程。
1.1設(shè)計原理
韭菜收割機在驅(qū)動輪的作用下實現(xiàn)韭菜收割機的向前前行，韭菜收割機的前一部分主要是為了實現(xiàn)韭菜的喂入及收割。韭菜通過分禾器實現(xiàn)韭菜的分禾并通過撥禾輪實現(xiàn)韭菜的喂入，喂入之后進入到傳送機構(gòu)。剛剛進入傳送機構(gòu)的韭菜在兩個立起來的傳送滾筒實現(xiàn)韭菜的夾緊更方便的實現(xiàn)韭菜的割斷，進而通過傳送帶的夾持作用實現(xiàn)韭菜的傳送。由于傳送帶的夾持和傳送作用使韭菜進入后部的接收筐中。從而大致完成整個設(shè)計原理。
1.2設(shè)計總體結(jié)構(gòu)
溫室韭菜收割機的結(jié)構(gòu)主要有分禾器、撥禾輪、割刀、曲柄搖桿機構(gòu)、傳送滾、傳送帶、電機、機架等結(jié)構(gòu)組成，如圖1所示。在確定好行距之后，在發(fā)動機的驅(qū)動下經(jīng)過減速器來實現(xiàn)韭菜收割機的驅(qū)動。在進地之后，在分禾器的作用下實現(xiàn)單行的韭菜的喂入，進而經(jīng)過撥禾輪來進行韭菜的扶正，通過與機架垂直的兩個傳送滾進行韭菜的扶正并且夾緊。往復式割刀在曲柄搖桿機構(gòu)的作用下實現(xiàn)動割刀的往復運動進而實現(xiàn)實現(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。傳送帶的傳動是傳送電機來帶動的，通過齒輪來連接兩個傳送滾的反向轉(zhuǎn)動。傳送帶的主動傳送滾帶動從動傳送滾的運動再通過皮帶和齒輪的連接來實現(xiàn)撥禾輪的轉(zhuǎn)動。在整個韭菜收割的過程中主要機構(gòu)是傳送裝置和割刀裝置，在這兩個裝置的配合使用下使得整個過程變得簡單。此次韭菜收割機的設(shè)計可以實現(xiàn)一機多用的作用，根據(jù)不同作物的要求，要求收割時的割茬也會不一樣。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現(xiàn)不同的割茬要求，較好的解決了收割機都不同作物的適應性，生產(chǎn)效率高。
圖1溫室韭菜收割機結(jié)構(gòu)圖
1分禾器 2撥禾輪 3支撐前輪 4雙傳送帶 5傳送帶電機6主傳送滾筒 7接收筐 8曲柄搖桿機構(gòu) 9驅(qū)動輪
2關(guān)鍵部件的設(shè)計
2.1撥禾輪的設(shè)計
撥禾輪的設(shè)計是韭菜收割的開始，撥禾輪的使用可以收割直立和一般倒伏的作物。撥禾輪的運動軌跡的形狀，決定于撥禾輪的圓周速度Vy與機器前進的速度Vm的比值；為撥禾速度比。只有當≥1時，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，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，還應該滿足工作過程中不同階段的要求。切割時，撥禾輪應該扶持作物莖桿，以配合進行切割，避免切割器將莖桿向前推到。
要使撥禾輪能夠正常夠其安裝高度就必須滿足：
（1-1）
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)定推送的條件當莖桿被割斷夠，要求撥禾輪繼續(xù)起推送作用，如果此時撥禾輪的作用點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過高，清掃切割的作用將減弱，如果撥禾輪的作用點在重心之下，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以上，則應該保證：
（1-2）
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，但是機器的前進速度Vm一定時，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)實驗證明，韭菜收割的速度一般在1.5m／s。另一方面，當機器前進速度Vm較高時，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該減小。當機器前進速度較低時，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，但是過大則會出現(xiàn)回彈現(xiàn)象。
（1-3）
（1-4）
經(jīng)過專家實驗韭菜收割機的一般取1.3—2.3。這里取1。即：
R為撥禾輪的半徑，為撥禾輪的角速度。
n初取為22r／min，前進速度Vm應該根據(jù)機器的生產(chǎn)率、割副、調(diào)配動力等因素而定，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速度。
撥禾輪的直徑與穩(wěn)定推送有很大的關(guān)系，撥禾輪的直徑應該滿足：
(1-5)
其中取1.8，L取0.3，h取0.01；
即撥禾輪的直徑取0.4m。
2.2曲柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計
具有一個曲柄和一個搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。通常，曲柄為主動件且等速轉(zhuǎn)動，而搖桿為從動件作變速往返擺動，連桿作平面復合運動。曲柄搖桿機構(gòu)中也有用搖桿作為主動構(gòu)件，搖桿的往復擺動轉(zhuǎn)換成曲柄的轉(zhuǎn)動。
在韭菜收割機的割刀傳動的問題下，結(jié)合實際情況，所以曲柄搖桿機構(gòu)是一種很好的是割刀進行往復運動的很好地方式，其結(jié)構(gòu)簡圖見圖2。
圖2 曲柄搖桿機構(gòu)簡圖
曲柄搖桿機構(gòu)作為韭菜收割時的核心機構(gòu)，AB為曲柄搖桿結(jié)構(gòu)中的搖桿，AB桿在割刀電機的帶動下繞著A點進行轉(zhuǎn)動從而帶動連桿BC進行擺動。D點為一定點，CDE為一彎曲的連桿，在連桿BC的作用下CDE進行擺動，再用連桿EF連接刀具，從而可以實現(xiàn)動刀具的往返運動，今兒實現(xiàn)韭菜的切割。
2.3 切割機構(gòu)的設(shè)計
切割器是主要的工作部件，本次韭菜收割機的設(shè)計我們采用的是往復式切割器。其割刀作往復運動，結(jié)構(gòu)簡單，適應性較廣。目前在谷物收割機、牧草收割機、谷物聯(lián)合收獲機和玉米收獲機上采用較多。它能適應一般或較高作業(yè)速度的要求，工作質(zhì)量較好，但其往復慣性力較大，震動較大。切割時，莖稈有傾斜和晃動，因而對莖稈堅硬、易于落粒的作物易產(chǎn)生落粒損失。粗莖稈作物，由于切割時間長和莖稈多次切割現(xiàn)象，則會出現(xiàn)割茬不夠整齊。對于韭菜收割來說，比較適宜。利用往復式割刀來進行收割，其結(jié)構(gòu)簡單，容易設(shè)計。
試驗證明：在割刀鋒利、割刀間隙正常（動、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以上時能順利的切割莖桿，若低于此限制速度，則會出現(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，并進行分析，切割器的切割速度簡圖如圖3。
圖3 切割速度簡圖
切割器切割速度的特點是：割刀在一個行程中與兩個定刀片相遇，因而有兩個切割速度范圍，分別為Va1-Vb1及Va2-Va2。從兩個范圍的速度看，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，應當使用銷處左右兩止點位置，定刀片和動刀片的中心線重合。
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。
（2-1）
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
切割器的功率包括：切割功率Ns和空轉(zhuǎn)功率Nh兩部分。即：
（2-2）
（2-3）
式中：—機器前進的速度；
—機器割副；
L0—切割每平方米面積的莖桿所需功率。
割韭菜L0在10和20馬力間。Nh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)功率為0.8～1.5馬力。Vm=0.56米／秒，B=0.2米，L0取15馬力Nh=1.2馬力。
代入可得：N=1.37馬力。
3.6 傳送機構(gòu)
韭菜收割的傳送機構(gòu)我選用帶式傳送，帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(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到接收點的傳送，然而普通的傳送并不能完全滿足韭菜收割機的要求。傳送帶分為以下幾個類型：
（1）按放置方向水平、傾斜和組合三種；
（2）按轉(zhuǎn)向分為順時針、逆時針兩種；
（3）按運動狀態(tài)分為勻速和變速兩種。
結(jié)合溫室韭菜收割機特點我們采用組合式的傳送類型來給與傳送。就韭菜收割機而言傳送部分是相對來說比較重要的一個組成部分。本次設(shè)計的主動傳送滾在韭菜收割機的后方，來實現(xiàn)動力的輸入。由于韭菜收割機特殊性，所以必須實現(xiàn)雙傳送來實現(xiàn)韭菜收割機的傳送，動力輸出的同時要實現(xiàn)主動傳送滾的反轉(zhuǎn)，鑒于這一特殊性我們使用齒輪連接兩個傳送滾筒的方式來實現(xiàn)滾筒的反轉(zhuǎn)即可。
3總結(jié)
割刀是溫室韭菜收割機的關(guān)鍵部件，主要是用來實現(xiàn)韭菜的收割。割刀的速度和割刀電機的功率同樣對切割效果有著重要的影響。在設(shè)計割刀的時候同樣要注意割刀材料的選取各個方面。同樣的傳送帶的設(shè)計也是本次設(shè)計的重中之重，選擇傳送帶的樣式以及傳送方法是關(guān)鍵。在經(jīng)過設(shè)計的之后解決各種問題之后，溫室韭菜收割機也是一大進步。
參考文獻
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[10]吳彥強,侯加林,趙潤華,劉中正.傳送帶式蔬菜移栽機的設(shè)計與研究[J].農(nóng)業(yè)機械化研究,2015（4）:16-18.
[11]徐俊偉.傳送帶教學的設(shè)計與思考[J].物理通報,2015（56）:4-7.
[12]羅鵬飛.對傳送帶問題多種可能行的探討[J].物理通報,2015（7）：9-12.
[13]馬悅,張鐵,楊懿,呂小榮,任文濤.一種水稻收割機的研究[J].農(nóng)業(yè)機械化研究,2011（2）:108.
溫室韭菜收割機的設(shè)計
一、 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。隨著科技的進步，各種糧食蔬菜都大面積種植，源自于有著機械收割裝置，限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因素就是在于機械化問題。我國勞動人民在長期的生產(chǎn)實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、半殖民地的社會中得不到應有的發(fā)展和重視。
當韭菜種植面積大時靠人們用鐮刀收割，效率太低，在收割時菜農(nóng)一直蹲著非常累，而且如果大面積種植，收割的勞動力比較少，而且工價很高，又加大了韭菜的做種植成本，相應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，人工收割成本會很高，如果有一臺機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?？梢姮F(xiàn)在研制一臺韭菜收割機器十分重要。
二、 現(xiàn)狀及分析
2.1國內(nèi)外溫室韭菜收割機的發(fā)展狀況及存在的問題
2.1.1國外溫室韭菜收割機的發(fā)展狀況
隨著科技的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，國外對于韭菜收割機的研制也有著比較先進的成果。在20世紀九十年代已經(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。國外的韭菜收割機主要是韓國為主，現(xiàn)階段已經(jīng)能夠大大的減少勞動力，為菜農(nóng)提供很好地效益。
2.1.2國內(nèi)溫室韭菜收割機的發(fā)展現(xiàn)狀
我國現(xiàn)階段主要是引進國外的韭菜收割機，并且在其基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)進行改進，目前我國已經(jīng)能夠研制出自己的韭菜收割機并且可以投入使用。在節(jié)省人力的同時也存在著技術(shù)的問題，只是能夠?qū)虏诉M行割倒、清洗、打捆。但是由于技術(shù)、經(jīng)濟的問題，并未能夠在全國范圍內(nèi)進行廣泛的推廣和使用。
我國正在處于溫室韭菜收割機械化的發(fā)展初期，溫室韭菜收割機在全國范圍內(nèi)的使用率不高，發(fā)展溫室韭菜收割機即節(jié)省了勞動力，又提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，有著極為廣闊的市場和應用前景。溫室韭菜收割機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，該機可實現(xiàn)韭菜的收割、打捆于一體，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、節(jié)省人力等特點。溫室韭菜收割機在以后的發(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)以及引進外國的先進的設(shè)備來滿足農(nóng)戶的要求。各種的韭菜收割機已經(jīng)相繼投入使用，為農(nóng)戶帶去了方便。
2.1.3國內(nèi)外溫室韭菜收割機存在的問題
我國溫室韭菜收割機的發(fā)展比較緩慢，在生產(chǎn)應用上存在以下幾個較為突出的問題，因而難以推廣應用。
（1） 韭菜的行距。根據(jù)韭菜收割機的不同，對韭菜的行距要求也有不同。菜農(nóng)不根據(jù)收割機在確定適合的行距對收割帶來了不便。
（2） 傷根損葉。由于韭菜多年生長、一年收割3-5次的特殊性，因此要求不能傷根損葉，所以溫室韭菜收割機在操作的情況下對后續(xù)的生長有一定的影響。
（3） 收割不齊。在收割的情況下，由于割刀的問題，導致進入收獲筐中落入散亂，對后續(xù)的打捆造成不便。
（4） 通用性差。一般的韭菜收割機只能用于韭菜的收割不能通過改變零部件來實現(xiàn)一機多用。
鑒于以上問題，沒有能夠在生活中進行廣泛的使用，隨著技術(shù)的提高這些問題會在以后慢慢解決，并且能夠占據(jù)一定的市場。
2.2研究的內(nèi)容和方法
根據(jù)我國溫室韭菜收割機的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題以及未來韭菜收割機的要求，設(shè)計溫室韭菜收割機。溫室韭菜收割機主要有收割裝置、傳送裝置、動力裝置以及打捆裝置來實現(xiàn)韭菜的收割打捆。
先確定韭菜的行距，而后在原有的韭菜收割機的基礎(chǔ)上，根據(jù)其原理、結(jié)構(gòu)來設(shè)計新型的溫室韭菜收割機，來滿足菜農(nóng)的要求。
2.3預期目標
（1）整機操作方便，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，能夠很好地對韭菜就行收割并且打捆，人工勞動量少，同時動力消耗上要盡量少。
（3）制造價格便宜，容易普及，能滿足家庭使用的要求。
三、重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路
在現(xiàn)有的韭菜收割機的基礎(chǔ)上，進行改進利用刀具進行收割傳送裝置及打捆裝置實現(xiàn)韭菜的收割打捆以及傳送，從而實現(xiàn)溫室韭菜收割機的設(shè)計。
（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Auto CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
（3） 運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模。
四、工作條件及解決方法
塔里木大學位于南疆中心位置，校內(nèi)有農(nóng)業(yè)工程重點實驗室、小工廠等實驗基地，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，完全可以滿足溫室韭菜收割的條件。
五、工作方案及進度
第1～2周 查閱相關(guān)文獻，撰寫開題報告。
第3～4周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的谷物和蔬菜收獲機械，確定溫室韭菜收割機的總體設(shè)計方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。
第5～6周 根據(jù)工作要求，計算并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計各零部件。
第7～9周 運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
第10～11周 運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真。
第12周 從工藝性能，經(jīng)濟性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進行綜合評價、校核、修正。
第13周 完成設(shè)計說明書。
第14周 整理材料，準備答辯。
參考文獻
[1]馬建國，程佳衛(wèi)，姚運萍；鐮刀型韭菜收割機的設(shè)計；機械制造；2015；
[2]孫朋朋；設(shè)施韭菜全程機械化生產(chǎn)技術(shù)探索與推廣；安徽農(nóng)學通報；2014；
[3]靳言嶺；一種韭菜收割機；山東省德州市樂陵市李民農(nóng)資有限公司；2014.12.17；
[4]王俊超；韭菜收種實現(xiàn)全程機械化；農(nóng)業(yè)知識；2014；
[5]奚方；雙刀韭菜收割機；2013.05.15；
[6]郭志東，郭春瑤；剪刀式韭菜收割機；2013.11.13；
[7]龔明明，張雪琴；一種新型半自動打捆機的設(shè)計；2012.06.19；
韭菜收割機的設(shè)計學 生：劉豪指導老師：范修文目錄l研究目的和意義l韭菜收割機的發(fā)展現(xiàn)狀l國內(nèi)外韭菜收割機的發(fā)展現(xiàn)狀l國內(nèi)外溫室收割機存在的問題l本課題需要重點研究的關(guān)鍵的問題及解決思路l完成本課題需要的工作條件及解決的辦法l工作方案及進度計劃l參考文獻1研究目的和意義 我國韭菜的歷史非常的悠久，隨著科技的進步，各種糧食蔬菜都大面積種植，源自于有著機械收割裝置，限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因素就是在于機械化問題。當韭菜種植面積大時靠人們用人工進行收割，效率太低。而且如果大面積種植時，收割的勞動力比較少，而且工價很高，又加大了韭菜的種植成本，相應的單位面積的效益也隨之降低了。隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，韭菜的種植面積在逐年增加，如果有一臺機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?？梢娋虏耸崭顧C的重要。二、國內(nèi)外韭菜收割機的發(fā)展現(xiàn)狀 1、國外現(xiàn)狀 隨著科技的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，國外對于韭菜收割機的研制也有著比較先進的成果。在20世紀九十年代已經(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。國外的韭菜收割機主要是韓國為主，現(xiàn)階段已經(jīng)能夠大大的減少勞動力，為菜農(nóng)提供很好地效益。2、國內(nèi)現(xiàn)狀 我國現(xiàn)階段主要是引進國外的韭菜收割機，并且在其基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)進行改進，目前我國已經(jīng)能夠研制出自己的韭菜收割機并且可以投入使用。我國正在處于溫室韭菜收割機械化的發(fā)展初期，溫室韭菜收割機在全國范圍內(nèi)的使用率不高，發(fā)展溫室韭菜收割機即節(jié)省了勞動力，又提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，有著極為廣闊的市場和應用前景。溫室韭菜收割機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，該機可實現(xiàn)韭菜的收割、打捆于一體，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、節(jié)省人力等特點。溫室韭菜收割機在以后的發(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)以及引進外國的先進的設(shè)備來滿足農(nóng)戶的要求。各種的韭菜收割機已經(jīng)相繼投入使用，為農(nóng)戶帶去了方便。三、國內(nèi)外溫室韭菜收割機存在的問題 我國溫室韭菜收割機的發(fā)展比較緩慢，在生產(chǎn)應用上存在以下幾個較為突出的問題，因而難以推廣應用。（?。┚虏说男芯?。根據(jù)韭菜收割機的不同，對韭菜的行距要求也有不同。菜農(nóng)不根據(jù)收割機在確定適合的行距對收割帶來了不便。（2）傷根損葉。由于韭菜多年生長、一年收割3-5次的特殊性，因此要求不能傷根損葉，所以溫室韭菜收割機在操作的情況下對后續(xù)的生長有一定的影響。（3）收割不齊。在收割的情況下，由于割刀的問題，導致進入收獲筐中落入散亂，對后續(xù)的打捆造成不便。（4）通用性差。一般的韭菜收割機只能用于韭菜的收割不能通過改變零部件來實現(xiàn)一機多用。鑒于以上問題，沒有能夠在生活中進行廣泛的使用，隨著技術(shù)的提高這些問題會在以后慢慢解決，并且能夠占據(jù)一定的市場。四、課題研究的內(nèi)容和方法 根據(jù)我國溫室韭菜收割機的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題以及未來韭菜收割機的要求，設(shè)計溫室韭菜收割機。溫室韭菜收割機主要有收割裝置、傳送裝置、動力裝置以及打捆裝置來實現(xiàn)韭菜的收割打捆。先確定韭菜的行距，而后在原有的韭菜收割機的基礎(chǔ)上，根據(jù)其原理、結(jié)構(gòu)來設(shè)計新型的溫室韭菜收割機，來滿足菜農(nóng)的要求?，F(xiàn)有的韭菜收割機五、預期目標（1）整機操作方便，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，能夠很好地對韭菜就行收割并且打捆，人工勞動量少，同時動力消耗上要盡量少。（3）制造價格便宜，容易普及，能滿足家庭使用的要求。六、完成本課題需要解決的辦法 在現(xiàn)有的韭菜收割機的基礎(chǔ)上，進行改進利用刀具進行收割傳送裝置及打捆裝置實現(xiàn)韭菜的收割打捆以及傳送，從而實現(xiàn)溫室韭菜收割機的設(shè)計。主要解決的是刀具的調(diào)節(jié)問題、切割后的傳送裝置、如何在收割后實現(xiàn)即時打捆的問題，以及最后的接收的問題。（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Auto CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。（3）運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模。七、工作方案及進度計劃工作方案：第12周 查閱相關(guān)文獻，撰寫開題報告。第34周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的谷物和蔬菜收獲機械，確定溫室韭菜收割機的總體設(shè)計方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。第56周 根據(jù)工作要求，計算并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計各零部件。第79周 運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。第1011周 運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真。第12周 從工藝性能，經(jīng)濟性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進行綜合評價、校核、修正。第13周 完成設(shè)計說明書。第14周 整理材料，準備答辯。八、參考文獻1馬建國，程佳衛(wèi)，姚運萍；鐮刀型韭菜收割機的設(shè)計；機械制造；2015；2孫朋朋；設(shè)施韭菜全程機械化生產(chǎn)技術(shù)探索與推廣；安徽農(nóng)學通報；2014；3靳言嶺；一種韭菜收割機；山東省德州市樂陵市李民農(nóng)資有限公司；2014.12.17；4王俊超；韭菜收種實現(xiàn)全程機械化；農(nóng)業(yè)知識；2014；5奚方；雙刀韭菜收割機；2013.05.15；6郭志東，郭春瑤；剪刀式韭菜收割機；2013.11.13；7龔明明，張雪琴；一種新型半自動打捆機的設(shè)計；2012.06.19；塔里木大學畢業(yè)設(shè)計
16 屆畢業(yè)設(shè)計
溫室韭菜收割機的設(shè)計
學生姓名 劉 豪
學 號 8031212423
所屬學院 機械電氣化工程學院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 16-4
指導老師 范修文
日 期 2016.05
塔里木大學機械電氣化工程學院制
塔里木大學畢業(yè)設(shè)計
前 言
我國吃韭菜有著悠久的歷史，好多菜肴都有韭菜?？梢娢覈嗣駥虏说臒釔壑?。隨著科技的進步，各種糧食蔬菜都大面積種植，源自于有著機械收割裝置，限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因素就是在于機械化問題。我國勞動人民在長期的生產(chǎn)實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、半殖民地的社會中得不到應有的發(fā)展和重視。
當韭菜種植面積大時靠人們用鐮刀收割，效率太低，在收割時菜農(nóng)一直蹲著非常累，而且如果大面積種植，收割的勞動力比較少，而且工價很高，又加大了韭菜的做種植成本，相應的單位面積的效益也隨之降低了。
韭菜收割機的設(shè)計過程從對韭菜收割的機械化轉(zhuǎn)換，總結(jié)普通農(nóng)業(yè)機械的運動模式和功能實現(xiàn)，到具體機構(gòu)的設(shè)計構(gòu)思和分析計算，產(chǎn)品模型的建立，工程分析和設(shè)計制造，一步一步完整走過，讓整個設(shè)計路程圓滿而成果豐碩。其中，數(shù)字化的設(shè)計方法和基于特征的參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)讓設(shè)計過程高速而有效，對這個設(shè)計過程起到了關(guān)鍵性的作用。
韭菜收割機是在對常用的農(nóng)業(yè)機械進行了初步探索下進行的，對農(nóng)機的普遍機構(gòu)進行了深入研究，并從中提取出農(nóng)業(yè)機械通用的結(jié)構(gòu)和使用的設(shè)計，將其精華注入到這款韭菜收割機中，力求使這款韭菜收割機能更加實用，更加合理，以彌補設(shè)計實踐上的經(jīng)驗不足。在設(shè)計過程中，我們對部分機構(gòu)進行了功能實現(xiàn)性的設(shè)計，機械設(shè)計分析和理論設(shè)計計算，從割刀的設(shè)計、皮帶鏈條的設(shè)計選用，多方面設(shè)計研究讓收割機模型更加合理。
關(guān)鍵詞：收割機；溫室韭菜；往復式割刀；設(shè)計
塔里木大學畢業(yè)設(shè)計
塔里木大學畢業(yè)設(shè)計
目錄
1緒論 1
1.1課題研究的意義 1
1.2國內(nèi)外溫室韭菜收割機的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.3國內(nèi)外溫室韭菜收割機存在的問題 2
1.4研究的內(nèi)容和方法 2
1.5預期目標 2
1.6重點研究問題的關(guān)鍵及解決思路 3
1.7工作條件及解決方法 3
2溫室韭菜收割機的總體設(shè)計 3
2.1收割的典型方法及收割方案的選擇 3
2.2溫室韭菜收割機的結(jié)構(gòu) 3
3撥禾機構(gòu)的設(shè)計 5
3.1撥禾輪的位置調(diào)整 5
3.2撥禾輪的轉(zhuǎn)速 5
3.3 撥禾輪的直徑 6
4曲柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計與計算 6
4.1曲柄搖桿機構(gòu)的簡單設(shè)計 6
4.2割刀在曲柄搖桿機構(gòu)下的運動分析 7
5往復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切割功率的計算 9
6傳送機構(gòu)的設(shè)計與選擇 10
7軸的校核 11
總結(jié) 13
致謝 14
參考文獻 15
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。隨著科技的進步，各種糧食蔬菜都大面積種植，源自于有著機械收割裝置，限制韭菜種植面積發(fā)展的重要因素就是在于機械化問題。我國勞動人民在長期的生產(chǎn)實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、半殖民地的社會中得不到應有的發(fā)展和重視。
當韭菜種植面積大時靠人們用鐮刀收割，效率太低，在收割時菜農(nóng)一直蹲著非常累，而且如果大面積種植，收割的勞動力比較少，而且工價很高，又加大了韭菜的做種植成本，相應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，人工收割成本會很高，如果有一臺機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?？梢姮F(xiàn)在研制一臺韭菜收割機器十分重要。
1.2國內(nèi)外溫室韭菜收割機的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1國外溫室韭菜收割機的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著科技的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，國外對于韭菜收割機的研制也有著比較先進的成果。在二十世紀九十年代已經(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。國外的韭菜收割機主要是韓國為主，現(xiàn)階段已經(jīng)能夠大大的減少勞動力，為菜農(nóng)提供很好地效益。
國外的韭菜收割機類型較多，收割的通用性比較強，相對來說比較成熟。國外的韭菜收割機可以很好地實現(xiàn)韭菜的收割，并且有些收割機還可以很好地實現(xiàn)一機多用的效果。韭菜收割機的效率較高并且在實現(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)韭菜收割機的現(xiàn)狀
我國現(xiàn)階段也有自己的韭菜收割機，但是現(xiàn)階段我國還是以引進國外的韭菜收割機為主，并在其基礎(chǔ)上進行改進和研發(fā)，我國已經(jīng)能夠研發(fā)出自己的韭菜收割機并且投入使用。但是在節(jié)省人力物力的同時也存在著技術(shù)的問題，只是能夠?qū)虏诉M行割倒，清洗，打捆。由于技術(shù)、經(jīng)濟的問題，并未能夠完全在全國范圍內(nèi)進行廣泛的推廣和使用。
我國現(xiàn)在正在處于韭菜收割機的發(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行收割，并沒有多少在使用自走式的韭菜收割機。溫室韭菜收割機在全國范圍內(nèi)的使用率并不高，發(fā)展溫室韭菜收割機即節(jié)省了勞動力，有提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，有著極為廣闊的市場和應用前景。溫室韭菜收割機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，該機器可以實現(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。溫室韭菜收割機在我國今后的發(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)以及引進外國的先進設(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)外溫室韭菜收割機存在的問題
我國研究韭菜收割機的起步比較晚發(fā)展比較緩慢，和發(fā)達國家相比來說只能望其項背。但是韭菜收割機在實際的生產(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。在收割的時候由于割刀以及傳送的問題，導致進入收獲筐的時候落入散亂，對后續(xù)的打捆造成了不便。
（4）通用性差。一般的韭菜收割機只能用于韭菜的收割，而不能通過改變零部件來實現(xiàn)一機多用。
（5）機具性能不穩(wěn)定，適應性不高。當韭菜的行距以及收割高度不一定的時候，對于韭菜的收割同樣會帶來有些想不到的問題。
（6）作業(yè)成本偏高效率差?，F(xiàn)在韭菜收割機處于發(fā)展初期，較好的韭菜收割機的費用不菲。對于菜農(nóng)來說，實用性和成本高低成為了菜農(nóng)首先考慮的問題。因為通用性不好，不能實現(xiàn)一機多用，導致生產(chǎn)設(shè)備利用率低，所以收割韭菜的成本也會隨之增加。
從而國內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)韭菜收割機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
根據(jù)我國溫室韭菜收割機的發(fā)展和存在的問題以及未來韭菜收割機的要求設(shè)計韭菜收割機。溫室韭菜收割機主要有動力輸入裝置、切割裝置、傳送裝置、微乳裝置、接收裝置組成。其中，動力行走裝置是通過小型柴油機實現(xiàn)驅(qū)動。并且切割裝置通過小型電機來實現(xiàn)并且通過曲柄連桿裝置來實現(xiàn)切割。通過傳送裝置來實現(xiàn)接收，從而達到收割韭菜的目的。
先確定我國已有的韭菜收割機的類型，根據(jù)已有的韭菜收割機的原理及結(jié)構(gòu)，設(shè)計新型的韭菜收割機，使其產(chǎn)品能夠更加適應小型企業(yè)的以及菜農(nóng)的要求。主要保證機械功能的穩(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。
1.5預期目標
（1）整機操作方便，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行收割，人工勞動量少，同時動力消耗上要盡量少。
（3）制造價格便宜，容易普及，能夠滿足普通家庭農(nóng)戶的需求。
1.6重點研究問題的關(guān)鍵及解決思路
在現(xiàn)有的韭菜收割機的基礎(chǔ)上，進行利用刀具進行收割傳送裝置，實現(xiàn)韭菜的收割，從而實現(xiàn)韭菜收割機的設(shè)計。
（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AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
（3）運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模。
1.7工作條件及解決方法
塔里木大學位于南疆中心位置，校內(nèi)有農(nóng)業(yè)工程重點實驗室、小工廠等實驗基地，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，完全可以滿足溫室韭菜收割的條件。
2溫室韭菜收割機的總體設(shè)計
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)備都是采用機械式來進行收割，常見的機械式收割方式如下：
（1）往復式韭菜收割：其割刀作往復運動，結(jié)構(gòu)簡單，適應性較廣。目前在谷物收割機、牧草收割機、谷物聯(lián)合收獲機和玉米收獲機上采用較多。它能適應一般或較高作業(yè)速度的要求，工作質(zhì)量較好，但其往復慣性力較大，震動較大。切割時，莖稈有傾斜和晃動，因而對莖稈堅硬、易于落粒的作物易產(chǎn)生落粒損失。粗莖稈作物，由于切割時間長和莖稈多次切割現(xiàn)象，則會出現(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)運動，因而運轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，震動較小。該切割器的割刀圓周速度較大，其切割能力較強。切割時靠莖稈本身的剛度和慣性支撐。目前在牧草收割機和甘蔗收割機上采用較多，在小型水稻收割機和小型韭菜收割機上也有采用。
2.1.2收割方案的選擇
為了實現(xiàn)預定功能提出兩個方案可供選用：
方案一：利用往復式割刀來進行收割，其結(jié)構(gòu)簡單，容易設(shè)計，便于制造，性價比也比較高，只需要通過一個曲柄搖桿機構(gòu)來實現(xiàn)
方案二：采用圓盤式割刀進行其結(jié)構(gòu)相對比較復雜，設(shè)計比較困難，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)計要求內(nèi)方案一能夠滿足設(shè)計的要求條件，方案一比方案二性價比高，且容易實現(xiàn)。所以選擇方案一的割刀收割方案。
2.2溫室韭菜收割機的結(jié)構(gòu)
溫室韭菜收割機的結(jié)構(gòu)主要有分禾器、撥禾輪、割刀、曲柄搖桿機構(gòu)、傳送滾、傳送帶、電機、機架等結(jié)構(gòu)組成，如圖2-1所示。在確定好行距之后，在發(fā)動機的驅(qū)動下經(jīng)過減速器來實現(xiàn)韭菜收割機的驅(qū)動。在進地之后，在分禾器的作用下實現(xiàn)單行的韭菜的喂入，進而經(jīng)過撥禾輪來進行韭菜的扶正，通過與機架垂直的兩個傳送滾進行韭菜的扶正并且夾緊。往復式割刀在曲柄搖桿機構(gòu)的作用下實現(xiàn)動割刀的往復運動進而實現(xiàn)實現(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。傳送帶的傳動是傳送電機來帶動的，通過齒輪來連接兩個傳送滾的反向轉(zhuǎn)動。傳送帶的主動傳送滾帶動從動傳送滾的運動再通過皮帶和齒輪的連接來實現(xiàn)撥禾輪的轉(zhuǎn)動。在整個韭菜收割的過程中主要機構(gòu)是傳送裝置和割刀裝置，在這兩個裝置的配合使用下使得整個過程變得簡單。此次韭菜收割機的設(shè)計可以實現(xiàn)一機多用的作用，根據(jù)不同作物的要求，要求收割時的割茬也會不一樣。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現(xiàn)不同的割茬要求，較好的解決了收割機都不同作物的適應性，生產(chǎn)效率高。
1. 分禾器 2.撥禾輪 3.支撐前輪 4.傳送帶
5.傳送帶電機6.傳送滾筒 7.接收筐 8.曲柄搖桿機構(gòu) 9.驅(qū)動輪
圖2-1 溫室韭菜收割機結(jié)構(gòu)圖
3撥禾機構(gòu)的設(shè)計
撥禾輪的設(shè)計是韭菜收割的開始，撥禾輪的使用可以收割直立和一般倒伏的作物。
圖3-1 撥禾輪
撥禾輪的運動軌跡的形狀，決定于撥禾輪的圓周速度Vy與機器前進的速度Vm的比值；為撥禾速度比。只有當≥1時，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，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，還應該滿足工作過程中不同階段的要求。切割時，撥禾輪應該扶持作物莖桿，以配合進行切割，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：
（3-1）
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)定推送的條件當莖桿被割斷夠，要求撥禾輪繼續(xù)起推送作用，如果此時撥禾輪的作用點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過高，清掃切割的作用將減弱，如果撥禾輪的作用點在重心之下，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以上，則應該保證：
（3-2）
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，但是機器的前進速度Vm一定時，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)實驗證明，韭菜收割的速度一般在1.5m／s。另一方面，當機器前進速度Vm較高時，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該減小。當機器前進速度較低時，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，但是過大則會出現(xiàn)回彈現(xiàn)象。
（3-3）
（3-4）
經(jīng)過專家實驗韭菜收割機的一般取1.3～2.3。這里取1。
所以
R為撥禾輪的半徑，為撥禾輪的角速度。
n初取為22r／min，前進速度Vm應該根據(jù)機器的生產(chǎn)率、割副、調(diào)配動力等因素而定，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，撥禾輪的直徑應該滿足：
（3-5）
其中取1.8，L取0.3，h取0.01；
即撥禾輪的直徑取0.4m。
4曲柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計與計算
具有一個曲柄和一個搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。通常，曲柄為主動件且等速轉(zhuǎn)動，而搖桿為從動件作變速往返擺動，連桿作平面復合運動。曲柄搖桿機構(gòu)中也有用搖桿作為主動構(gòu)件，搖桿的往復擺動轉(zhuǎn)換成曲柄的轉(zhuǎn)動。
4.1曲柄搖桿機構(gòu)的簡單設(shè)計
在韭菜收割機的割刀傳動的問題下，結(jié)合實際情況，所以曲柄搖桿機構(gòu)是一種很好的是割刀進行往復運動的很好地方式，其結(jié)構(gòu)簡圖見圖4-1。
圖4-1曲柄搖桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖
曲柄搖桿機構(gòu)作為韭菜收割時的核心機構(gòu)，AB為曲柄搖桿結(jié)構(gòu)中的搖桿，AB桿在割刀電機的帶動下繞著A點進行轉(zhuǎn)動從而帶動連桿BC進行擺動。D點為一定點，CDE為一彎曲的連桿，在連桿BC的作用下CDE進行擺動，再用連桿EF連接刀具，從而可以實現(xiàn)動刀具的往返運動，今兒實現(xiàn)韭菜的切割。
4.2割刀在曲柄搖桿機構(gòu)下的運動分析
割刀的運動特性對切割器性能有著直接的影響，曲柄連桿機構(gòu)的割刀運動：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，則割刀運動可視為曲柄在割刀運動線上的投影，為一簡諧運動。
圖4-2割刀運動分析
若以曲柄軸心為坐標原點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針轉(zhuǎn)動，則割刀的位移方程為：
（4-1）
速度方程式：
（4-2）
加速度方程式為：
（4-3）
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
00
900
1800
2700
3600
-r
0
+r
0
-r
0
0
0
0
0
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
（4-4）
兩邊平方簡化后得：
（4-5）
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的割刀速度。
割刀加速度a與割刀位移X的關(guān)系為：
（4-6）
即加速度與位移為一直線關(guān)系。
5往復式切割器的切割性能參數(shù)的分析
5.1切割速度分析
試驗證明：在割刀鋒利、割刀間隙正常（動、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以上時能順利的切割莖桿，若低于此限制速度，則會出現(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，并進行分析，切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是：割刀在一個行程中與兩個定刀片相遇，因而有兩個切割速度范圍，分別為Va1-Vb1及Va2-Va2。從兩個范圍的速度看，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，應當使用銷處左右兩止點位置，定刀片和動刀片的中心線重合。
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。
（5-1）
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：
（5-2）
（5-3）
式中： —機器前進的速度；
—機器割副；
—切割每平方米面積的莖桿所需功率。
割韭菜在10和20馬力間。Nh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。
代入可得：N=1.37馬力。
6傳送機構(gòu)的設(shè)計與選擇
韭菜收割的傳送機構(gòu)我選用帶式傳送，帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(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到接收點的傳送，然而普通的傳送并不能完全滿足韭菜收割機的要求。傳送帶分為以下幾個類型：
（1）按放置方向水平、傾斜和組合三種；
（2）按轉(zhuǎn)向分為順時針、逆時針兩種；
（3）按運動狀態(tài)分為勻速和變速兩種。
結(jié)合溫室韭菜收割機特點我們采用組合式的傳送類型來給與傳送。就韭菜收割機而言傳送部分是相對來說比較重要的一個組成部分。本次設(shè)計的主動傳送滾在韭菜收割機的后方，來實現(xiàn)動力的輸入。由于韭菜收割機特殊性，所以必須實現(xiàn)雙傳送來實現(xiàn)韭菜收割機的傳送，動力輸出的同時要實現(xiàn)主動傳送滾的反轉(zhuǎn)，鑒于這一特殊性我們使用齒輪連接兩個傳送滾筒的方式來實現(xiàn)滾筒的反轉(zhuǎn)如圖6-1。
圖6-1傳送滾筒的齒輪連接
與此同時從動滾筒在割刀的前方，既能實現(xiàn)韭菜的傳送又能是韭菜進行加緊便于收割，整個傳送裝置如圖6-2。
圖6-2傳送帶機構(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，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強度的，故選用碳素鋼制造軸尤為廣泛，所以選擇45號鋼。
圖7-1 動力輸入軸
（1）計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)
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：
Fа=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+Fа×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
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
（5）按彎扭合成應力校核軸的強度
進行校核時，只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，由公式：
（7-1）
式中：а—應力折算系數(shù)；
Mv—軸上危險截面處的當量彎矩，N.mm；
W —軸上危險截面處的抗彎矩截面系數(shù)，mm3；
[σ-1] —軸在對稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應力,MPa；
d ——軸上危險截面處直徑，mm。
取а=0.6，計算截面上的應力：
前面已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得[σ-1]=60MPa，由于σv＜[σ-1]，故安全。
總 結(jié)
這次畢業(yè)設(shè)計是一個很好地對自己大學四年的總結(jié)，本次溫室韭菜收割機的設(shè)計基本上對大學四年所學到的只是做了一個全方位的鞏固的認識。這次的設(shè)計使我把理論和實際做了一個很好的結(jié)合。
溫室韭菜收割機的設(shè)計非常的全方位。從方案的論證到最終的設(shè)計，涉及的領(lǐng)域包括：機械制圖，機械原理，工程材料，機械設(shè)計等等。通過設(shè)計實踐，提高我計算、制圖能力；使我們能熟練地應用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范，熟悉有關(guān)的國家標準。機械方面知識得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進行畢業(yè)設(shè)計的同時，我還學到了許多新的知識，如Solidworks，CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應用。
最后畢業(yè)設(shè)計是大學的結(jié)尾，同時也是我們一個新的開始。
致 謝
在此要感謝我的指導老師范修文對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。
大學四年就會在這最后的畢業(yè)設(shè)計總結(jié)劃上一個圓滿的句號。我曾經(jīng)以為時間是一個不快不慢的東西，但現(xiàn)在我感到時間過的是多么的飛快，四年了，感覺就在一眨眼之間結(jié)束了我的大學生涯。畢業(yè)，最重要的一個過程，最能把理論知識運用到實踐當中的過程就數(shù)畢業(yè)設(shè)計了。這也是我們從一個學生走向社會的一個轉(zhuǎn)折，另一個生命歷程的開始。
最后，感謝我的所有任課老師對我的悉心教導，感謝大學四年同窗的陪伴。
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