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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查記錄表
2016年4月18日
學(xué)生姓名
李文斌
班級(jí)
機(jī)械設(shè)計(jì)16-2
課題名稱(chēng)
自走式清掃落地果收獲機(jī)械設(shè)計(jì)
課題完成進(jìn)度（學(xué)生自述）
三維圖和二維圖都完成了主要部件的結(jié)構(gòu)繪制，傳動(dòng)部分完成了個(gè)別零件的繪制，收獲機(jī)的底座部分和只要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)還在構(gòu)思。說(shuō)明書(shū)完成了對(duì)設(shè)計(jì)的概述及要就目的和意義部分；帶輪、齒輪、鏈輪等的齒數(shù)、傳動(dòng)比、材料類(lèi)型在草稿紙上初步演算，還未確定。
存在的問(wèn)題及整改措施（學(xué)生自述）
問(wèn)題：
1、 底座形狀未確定；
2、 工作部分軸的尺寸和材料；柴油機(jī)型號(hào)未確定。
措施：
1、 我把所有工作部件都繪制完成，通過(guò)solidworks軟件進(jìn)行裝配，再通過(guò)參考各種農(nóng)用機(jī)車(chē)的底座及結(jié)合本次設(shè)計(jì)適用的環(huán)境，確定本次課題中底座的設(shè)計(jì)。
2、 從設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)，額定工況下的負(fù)載出發(fā)，一步步逆向推算，確定材料的范圍后再結(jié)合實(shí)際市場(chǎng)的價(jià)格，確定了軸的材料和尺寸?？紤]到時(shí)一機(jī)多用，輸出功率要不低于304拖拉機(jī)的功率，所以柴油機(jī)以此為底線(xiàn)。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)（課題進(jìn)展情況、優(yōu)缺點(diǎn)、整改措施等）
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
學(xué)院意見(jiàn)
負(fù)責(zé)人簽名
年 月 日
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)
學(xué)院
機(jī)械電氣化工程學(xué)院
班級(jí)
機(jī)械設(shè)計(jì)16-2
學(xué)生姓名
李文斌
學(xué)號(hào)
8011212213
課題名稱(chēng)
自走式清掃落地果收獲機(jī)械設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
2016年3月——2016年6月共14周）
指導(dǎo)教師
王旭峰
職稱(chēng)
教授
課題內(nèi)容
1.本項(xiàng)目的研究目的，意義，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀；
2.本課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)的可行性分析；
3.本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及其解決思路；
4.對(duì)零部件的選擇和計(jì)算；
5.繪制三維，二維圖
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
1、 熟悉題目，開(kāi)始查閱資料；1-2 周
2、 消化資料，設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告；3-4 周
3、 方案研究，確定具體方案，做出開(kāi)題報(bào)告 5 周
4、 進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，計(jì)算； 6-7 周
5、 進(jìn)行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)草圖； 8-9 周
6、 完成圖紙，進(jìn)行設(shè)計(jì)論文；10-11周
7、 完成論文設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備有關(guān)畢業(yè)答辯；12-13周
8、 交畢業(yè)設(shè)計(jì)的各種資料，并進(jìn)行答辯；14周
主要參考文獻(xiàn)
[1]梁鴻.中國(guó)紅棗及紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問(wèn)題和對(duì)策的研究[D]西安:陜西師范大學(xué),2006.
[2]付威,楊紅英,等.4ZZ-4型自走式紅棗收獲機(jī)[J] 湖南農(nóng)機(jī),2012,39（5）.
[3]姚勇軍.林果業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)整合研究[J] 大學(xué)學(xué)報(bào),2007,35(2):10-14.
[4]湯智輝,賈首星,沈從舉等.VIBROLIV干果采收機(jī)的引進(jìn)與試驗(yàn)[J] 農(nóng)機(jī)化.2009,(4):38-40
[5]沈瑞珍,俞國(guó)勝.樟子松球果采集機(jī)具的研究[J] 北京林業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1990,12(增1)：40-48
[6]龐勝群,王禎麗,張潤(rùn),等.加工番茄產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J] 中國(guó)蔬菜.2005,(2):39-41
[7]梁勤安,余慶輝,馮斌,等.加工番茄機(jī)械化收獲發(fā)展對(duì)策的研究[J] 農(nóng)業(yè)科學(xué).2007,44(2):225-230.
[8]湯智輝,沈從舉,孟祥金，等.4YS-24型紅棗收獲機(jī)的研制[J] 農(nóng)機(jī)化.2010,1:5-8
[9]張曉文.林木種子（球果）振動(dòng)采集技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J] 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1996,18(1):84-88.
任務(wù)下達(dá)人（簽字）
年 月 日
任務(wù)接受人意見(jiàn)
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書(shū)須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書(shū)一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（自走式清掃落地果收獲機(jī)械設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告
1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義
落地果是指成熟后自然脫落的果實(shí)。如蘋(píng)果、梨、桃等水果；紅棗、核桃等干果都屬于落地果范疇。
水果中含有大量人體需要的鈣、磷、鉀、鎂等各種類(lèi)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，也是人體攝入微量元素（鐵、銅、碘、鋅、氟）的主要途徑之一。水果中也含有少量的水溶性和脂溶性維生素，食物纖維素。干果中含有豐富的蛋白質(zhì)、油脂、礦物質(zhì)、維生素等，對(duì)人體生長(zhǎng)發(fā)育、增強(qiáng)體質(zhì)、預(yù)防疾病有極好的功效。果實(shí)中含有的熱量遠(yuǎn)高于主食，且各類(lèi)型營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都有，不管是減肥還是養(yǎng)生，都是很好的選擇。
隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的理解和對(duì)水果、干果的深入認(rèn)識(shí)，生活中對(duì)水果、干果的需求量也隨之上升，而科技的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展也為大面積批量種植果樹(shù)埋下了基石，不同類(lèi)型不同功能的機(jī)械也是層出不窮，掘土機(jī)、開(kāi)溝機(jī)、施肥機(jī)、打藥機(jī)等等。
然而，在果實(shí)收獲時(shí)，當(dāng)前還處于大量人工采摘收獲的方式，耗時(shí)耗力，效率還很低，尤其是水果類(lèi)，果實(shí)如果收獲不及時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)腐爛變質(zhì)問(wèn)題，給果農(nóng)造成大量不必要的損失。可是當(dāng)前輔助型設(shè)備只能輔助人工采摘，不能根本上解決問(wèn)題；而果實(shí)收獲機(jī)械還處于試驗(yàn)階段，綜合性能還不完善。市場(chǎng)面臨需求遠(yuǎn)大于供給的現(xiàn)狀，果實(shí)收獲類(lèi)機(jī)械的研制迫在眉睫。
本課題就是以果實(shí)的收獲問(wèn)題為目的，提出并設(shè)計(jì)此類(lèi)型機(jī)械的。旨在于設(shè)計(jì)出更好更完善的果實(shí)收獲機(jī)械，大量節(jié)省人力物力，提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)水平，從而提高人們的生活水平。
2、 本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
目前市面上普遍存在輔助收獲型機(jī)械，例如風(fēng)箱類(lèi)，摟葩類(lèi)將落地果集中在行間的輔助型設(shè)備，其功能主要是將落地果匯集成一個(gè)小堆，附帶的去除一些葉子，而其中的土塊和樹(shù)枝等雜質(zhì)卻得不到解決。去雜質(zhì)的機(jī)械大多都是手推形式，容量太大的話(huà)人工就不能使其行走，這類(lèi)機(jī)械在大規(guī)模的種植地中基本上沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。
干果類(lèi)收獲機(jī)也很單一，如TZZ-1Y自走式紅棗收獲機(jī)、4YS-24型紅棗收獲機(jī)，雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了紅棗采摘的田間作業(yè)，但是此機(jī)械存在一個(gè)采摘盲區(qū)——散落在樹(shù)干處的紅棗不易拾取到，而且收獲類(lèi)型單一，只能收獲紅棗。
本次課題提出和設(shè)計(jì)的是一種自走式多功能多類(lèi)型果實(shí)收獲的機(jī)械。
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
技術(shù)可行性分析：
1.較低的機(jī)身設(shè)計(jì)可以在果樹(shù)間行走。如TZZ-1Y自走式紅棗收獲機(jī)為龍門(mén)式，這就要求果樹(shù)不能太高，太高的話(huà)機(jī)械整體就要再變大，如蘋(píng)果樹(shù)、梨樹(shù)等樹(shù)都遠(yuǎn)高于棗樹(shù)，所以龍門(mén)式局限性就很大，而低機(jī)身行間行走，就能解決不同類(lèi)型果樹(shù)間的行進(jìn)問(wèn)題。
2.發(fā)動(dòng)機(jī)部分可拆卸，可安裝不同功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。在收獲棗、核桃等干果時(shí)，同體積下相對(duì)質(zhì)量較輕，可用小功率發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力；在收獲蘋(píng)果、梨等水果時(shí)，同體積下相對(duì)質(zhì)量較重，就可以用大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)提供給動(dòng)力。
3.可改變?yōu)V葉器的間軸間距對(duì)不同大小的果實(shí)進(jìn)行除雜。
4.結(jié)構(gòu)合理，零部件件安裝精度高，該機(jī)器故障率低，易操作維護(hù)，隨機(jī)附帶備用易損件。
經(jīng)濟(jì)可行性分析：
1.本機(jī)主要傳動(dòng)部件，均選用優(yōu)質(zhì)鋼材并經(jīng)熱處理和精密加工完成，使用壽命長(zhǎng)噪音小。
2.可在不同土質(zhì)下工作，可滿(mǎn)足不同類(lèi)型果實(shí)的收獲。
3.外罩使用優(yōu)質(zhì)不銹鋼。外形亮麗、防腐防銹性能好。
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路
完成本課題需要查閱有機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、理論力學(xué)等方面的文獻(xiàn)資料，了解產(chǎn)品性能、用途，以及各個(gè)部件、裝置的用途，這就要求我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、機(jī)械制圖等課程熟練掌握。通過(guò)上網(wǎng)查閱相關(guān)資料了解各部件的作用，根據(jù)簡(jiǎn)圖想象實(shí)物，在草稿紙上畫(huà)出草圖。
完成本課題除需要大量的文獻(xiàn)資料外，還需要學(xué)校提供計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備，需要用制圖軟件CAD完成對(duì)自走式落地果收獲機(jī)械的總體設(shè)計(jì)，及各部分零件的設(shè)計(jì)并用solidworks軟件進(jìn)行繪制。在課題的選定、分析及研究方面都需要請(qǐng)教指導(dǎo)老師王旭峰老師。
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
工作條件：
1. 必須了解熟悉落地果收獲機(jī)械的組成結(jié)構(gòu)及工作原理；
2. 對(duì)自己以前所學(xué)的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程必須熟悉掌握；
3. 掌握CAD軟件對(duì)零部件及機(jī)械總體進(jìn)行繪制；
解決方法：
1. 經(jīng)老師勾畫(huà)落地果收獲機(jī)械的結(jié)構(gòu)及工作原理輪廓；
2. 到學(xué)校圖書(shū)館借閱相關(guān)類(lèi)書(shū)籍以及網(wǎng)上查閱相關(guān)資料；
3. 對(duì)學(xué)過(guò)的的CAD及solidworks軟件再次進(jìn)行學(xué)習(xí)已達(dá)到熟悉掌握。
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
設(shè)計(jì)并改進(jìn)落地果收獲機(jī)械，主要內(nèi)容：
1. 完成落地果收獲機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
2. 完成落地果收獲機(jī)械的二維圖形繪制；
3. 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；
工作進(jìn)度：
1、 熟悉題目，開(kāi)始查閱資料；1-2 周
2、 消化資料，設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告；3-4 周
3、 方案研究，確定具體方案，做出開(kāi)題報(bào)告 5 周
4、 進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，計(jì)算； 6-7 周
5、 進(jìn)行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)草圖； 8-9 周
6、 完成圖紙，進(jìn)行設(shè)計(jì)論文；10-11周
7、 完成論文設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備有關(guān)畢業(yè)答辯；12-13周
8、 交畢業(yè)設(shè)計(jì)的各種資料，并進(jìn)行答辯；14周
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）
[1]梁鴻.中國(guó)紅棗及紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問(wèn)題和對(duì)策的研究[D]西安:陜西師范大學(xué),2006.
[2]付威,楊紅英,等.4ZZ-4型自走式紅棗收獲機(jī)[J] 湖南農(nóng)機(jī),2012,39（5）.
[3]姚勇軍.林果業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)整合研究[J] 大學(xué)學(xué)報(bào),2007,35(2):10-14.
[4]湯智輝,賈首星,沈從舉等.VIBROLIV干果采收機(jī)的引進(jìn)與試驗(yàn)[J] 農(nóng)機(jī)化.2009,(4):38-40
[5]沈瑞珍,俞國(guó)勝.樟子松球果采集機(jī)具的研究[J] 北京林業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1990,12(增1)：40-48
[6]龐勝群,王禎麗,張潤(rùn),等.加工番茄產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J] 中國(guó)蔬菜.2005,(2):39-41
[7]梁勤安,余慶輝,馮斌,等.加工番茄機(jī)械化收獲發(fā)展對(duì)策的研究[J] 農(nóng)業(yè)科學(xué).2007,44(2):225-230.
[8]湯智輝,沈從舉,孟祥金，等.4YS-24型紅棗收獲機(jī)的研制[J] 農(nóng)機(jī)化.2010,1:5-8
[9]張曉文.林木種子（球果）振動(dòng)采集技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J] 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1996,18(1):84-88.
自走式清掃落地果收獲機(jī) 答辯人 李文斌 指導(dǎo)教師 王旭峰 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)16 2班 目錄 1 工作原理 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 本次設(shè)計(jì)的意義 4 謝謝觀(guān)看 PPT模板下載 左圖是我設(shè)計(jì)的自走式清掃落地果收獲機(jī)械 右圖是我為我的設(shè)計(jì)制定的動(dòng)力及傳動(dòng)方案 對(duì)于機(jī)械來(lái)說(shuō) 動(dòng)力才是核心 只有把你設(shè)計(jì)出的設(shè)備動(dòng)起來(lái) 才能實(shí)現(xiàn)你需要的功能 首先 我從右圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行了模擬載荷預(yù)算 發(fā)現(xiàn)此機(jī)械在作業(yè)時(shí)整體質(zhì)量較大 所以我選定304輪式拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)LD3T30柴油機(jī) 一部分通過(guò)帶輪帶動(dòng)減速器 減速器輸出軸帶動(dòng)設(shè)計(jì)里重要D30軸 D30軸右端由鏈傳動(dòng)帶動(dòng)傳送帶滾筒 左端通過(guò)錐齒輪換向器帶動(dòng)垂直傳送裝置 再通過(guò)換向器帶動(dòng)濾葉器 此為是設(shè)計(jì)里的工作部分 另一部分由減速器通過(guò)離合器帶動(dòng)輪軸 實(shí)現(xiàn)設(shè)備行進(jìn) 傳送帶把落地果從地上初次抬升 進(jìn)入垂直傳送裝置 然后再次被抬升到濾葉器部分 濾葉器為鼠籠式設(shè)計(jì) 間軸間距比落地果小 能卡住果實(shí) 而鼠籠中的葉子 樹(shù)枝 土塊等雜質(zhì)就能從軸間落下 而干凈的果實(shí)通過(guò)絞輪被推向?yàn)V葉器左端 落到下方設(shè)置好的收集箱中 在落地果收獲工作中 多數(shù)果農(nóng)仍沿用傳統(tǒng)的人工拾取或?qū)⒐麑?shí)掃成堆拋灑的方式來(lái)獲得無(wú)雜質(zhì)的果實(shí) 該方法果實(shí)的收獲效率太低 且大大增加了果農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度 目前 TZZ 1Y自走式紅棗收獲機(jī) 左圖 4YS 24型紅棗收獲機(jī) 右圖 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了紅棗采摘的田間作業(yè) 但是此機(jī)械存在一個(gè)采摘盲區(qū) 散落在樹(shù)干處的紅棗不易拾取到 相比于TZZ 1Y紅棗收獲機(jī) 本次設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于它能更干凈的收獲落地果 紅棗的收獲只是其功能中的一部分 我國(guó)對(duì)于落地果的收獲機(jī)械研發(fā)處于剛剛起步階段 機(jī)械化水平很低 多數(shù)果園仍采用人工作業(yè) 勞動(dòng)強(qiáng)度大 效率低 落地果收獲機(jī)械在我國(guó)的現(xiàn)狀是 普遍存在輔助收獲型機(jī)械 例如風(fēng)箱類(lèi) 摟葩類(lèi)將落地果集中在行間的輔助型設(shè)備 其功能主要是將落地果匯集成一個(gè)小堆 附帶的去除一些葉子 而其中的土塊和樹(shù)枝等雜質(zhì)卻得不到解決 去雜質(zhì)的機(jī)械大多都是手推形式 容量太大的話(huà)人工就不能使其行走 這類(lèi)機(jī)械在大規(guī)模的種植地中基本上沒(méi)有實(shí)用價(jià)值 人工采收水果的速度緩慢 大面積發(fā)展水果種植時(shí) 必須要依靠機(jī)械化來(lái)提高采摘效率 據(jù)有關(guān)資料介紹 有些鮮食水果的采收用工量較大 約占水果生產(chǎn)總用工量的50 以上 導(dǎo)致特色果品的生產(chǎn)成本過(guò)大 不能滿(mǎn)足向果品加工企業(yè)提供數(shù)量充足 質(zhì)量?jī)?yōu)越 價(jià)格相對(duì)低廉的原料 這樣極不利于企業(yè)直接參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 可移式紅棗收獲機(jī)械的研究 就是針對(duì)紅棗的采摘時(shí)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械 紅棗的機(jī)械化收獲對(duì)提高收獲效率 降低收獲作業(yè)成本 做到適時(shí)收獲 減少收獲過(guò)程中造成的機(jī)械損 保證紅棗質(zhì)量 促進(jìn)棗業(yè)生產(chǎn)的規(guī)范化 標(biāo)準(zhǔn)化具有重要現(xiàn)實(shí)意義 謝謝觀(guān)看
16屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
自走式清掃落地果收獲機(jī)械設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 李文斌
學(xué) 號(hào) 8011212213
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 16-2
指導(dǎo)老師 王旭峰
日 期 2016.05
機(jī)械電氣化工程學(xué)院制
前 言
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械的普遍使用，大量減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高了農(nóng)副產(chǎn)品的產(chǎn)量。本文介紹了一種落地果實(shí)收集的裝置，主要針對(duì)于紅棗和堅(jiān)果類(lèi)果實(shí)的收獲作業(yè)。
以下是本課題主要內(nèi)容，從課題的提出，大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前對(duì)于落地果收獲機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r，比較了國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)。然后提出了本文的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行相關(guān)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核，繪制了二維工程圖，最后在SolidWorks中建立了其三維模型，為落地果收獲機(jī)械的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了一種思路及方法。
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；落地果收獲機(jī)；三維；SolidWorks
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
工程概況 1
1緒論 2
1.1概述 2
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 3
1.4設(shè)計(jì)意義 3
2方案分析 5
2.1設(shè)計(jì)任務(wù) 5
2.2方案確定 5
2.3帶輪的參數(shù) 8
本章小結(jié) 8
3落地果收獲機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.1 SolidWorks軟件介紹 9
3.2 總體方案設(shè)計(jì) 10
3.3工作平臺(tái)的設(shè)計(jì) 10
3.4 柴油機(jī)與減速器設(shè)計(jì) 10
3.5鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 11
3.6軸承選擇 14
3.7聯(lián)軸器的選擇 15
3.8鍵的選擇 16
3.9主要工作部分零部件設(shè)計(jì) 16
3.10本章小節(jié) 19
總 結(jié) 20
致 謝 21
參考文獻(xiàn) 22
工程概況
本文首先介紹了自走式清掃落地果收獲機(jī)械在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的地位以及現(xiàn)階段該機(jī)械的研究現(xiàn)狀和發(fā)展空間。之后，分析了該類(lèi)型機(jī)械于行間作業(yè)和于龍門(mén)式作業(yè)的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)優(yōu)缺點(diǎn)制定出了該機(jī)械的作業(yè)類(lèi)型為行間作業(yè)。然后分析了該機(jī)械的載荷從而制定了動(dòng)力及傳動(dòng)方式，設(shè)計(jì)了與傳動(dòng)相關(guān)的零件：軸；齒輪；鏈輪等。接著根據(jù)實(shí)際田間作業(yè)方式和落地果的收獲步驟，設(shè)計(jì)了一系列工作部件。最后，由于設(shè)計(jì)題目不局限于單一的落地果，根據(jù)不同落地果的大小尺寸情況，我設(shè)計(jì)出了獨(dú)有的鼠籠式濾葉器，可以對(duì)不同落地果進(jìn)行果實(shí)與樹(shù)葉、樹(shù)枝、土塊等雜質(zhì)的分離。
經(jīng)過(guò)本次論文的相關(guān)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)龍門(mén)式的落地果收獲機(jī)械有很大的局限性，每種落地果的果樹(shù)高度情況不同，1m的果樹(shù)設(shè)計(jì)1m的龍門(mén)，那3m的果樹(shù)能設(shè)計(jì)3m的龍門(mén)嗎？顯然是不能的。所以我認(rèn)為行間作業(yè)方式才是落地果收獲機(jī)械的正確發(fā)展方向。而本次設(shè)計(jì)我認(rèn)為僅僅是個(gè)模板，在零件的選擇上，傳動(dòng)的形式上都能繼續(xù)優(yōu)化，使該機(jī)械能滿(mǎn)足更多落地果的收獲作業(yè)，且能耗更低，作業(yè)效率更高。
1緒論
1.1概述
果實(shí)收獲是農(nóng)業(yè)里非常重要的環(huán)節(jié)，棉花，番茄，紅棗，核桃等等作物，從田間收獲起來(lái)都是耗時(shí)耗力。收獲類(lèi)機(jī)械的研制在農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展中占到了舉足輕重的地位。
諸如棉花、番茄等作物的采摘機(jī)械，由于這些都是一季作物，在設(shè)計(jì)此類(lèi)機(jī)械的時(shí)候，不需太過(guò)注重采摘機(jī)械會(huì)傷害到作物。雖然番茄成熟后果實(shí)不易與母體分離，但是由于其為單季作物，且行距較小，可以將作物母體與果實(shí)一并采摘然后再進(jìn)行分離。這些機(jī)械在設(shè)計(jì)時(shí)所受限制條件不多，因此早也實(shí)現(xiàn)了此類(lèi)農(nóng)機(jī)的發(fā)明和換代革新。
而類(lèi)似于紅棗、核桃這類(lèi)作物，成熟后大多雖然是掛在果樹(shù)上，但是很容易脫落，而且傳統(tǒng)的收集方式也是現(xiàn)將果實(shí)敲落在地上，然后再收集。此類(lèi)的機(jī)械在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到果樹(shù)高度的因素，所以該類(lèi)機(jī)械在農(nóng)機(jī)中一直都是一個(gè)難點(diǎn)。
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1自走式落地果收獲機(jī)械研究現(xiàn)狀
在落地果收獲工作中，多數(shù)果農(nóng)仍沿用傳統(tǒng)的人工拾取或?qū)⒐麑?shí)掃成堆拋灑的方式來(lái)獲得無(wú)雜質(zhì)的果實(shí)，該方法果實(shí)的收獲效率太低，且大大增加了果農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度。
目前，TZZ-1Y自走式紅棗收獲機(jī)、4YS-24型紅棗收獲機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了紅棗采摘的田間作業(yè)。但是此機(jī)械存在一個(gè)采摘盲區(qū)——散落在樹(shù)干處的紅棗不易拾取到。相比于TZZ-1Y紅棗收獲機(jī)，本次設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于它能更干凈的收獲落地果，紅棗的收獲只是其功能中的一部分。
我國(guó)對(duì)于落地果的收獲機(jī)械研發(fā)處于剛剛起步階段，機(jī)械化水平很低，多數(shù)果園仍采用人工作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低。
落地果收獲機(jī)械在我國(guó)的現(xiàn)狀是，普遍存在輔助收獲型機(jī)械，例如風(fēng)箱類(lèi)，摟葩類(lèi)將落地果集中在行間的輔助型設(shè)備，其功能主要是將落地果匯集成一個(gè)小堆，附帶的去除一些葉子，而其中的土塊和樹(shù)枝等雜質(zhì)卻得不到解決。去雜質(zhì)的機(jī)械大多都是手推形式，容量太大的話(huà)人工就不能使其行走，這類(lèi)機(jī)械在大規(guī)模的種植地中基本上沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。
1.2.2發(fā)展趨勢(shì)
目前從國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)落地果收獲機(jī)械的研究及其應(yīng)用分析，大致有3個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：
（1）專(zhuān)業(yè)化
由于國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和落地果收獲工作效率高的特點(diǎn)，應(yīng)用落地果收獲機(jī)械的領(lǐng)域也越來(lái)越多。設(shè)計(jì)適應(yīng)紅棗、核桃類(lèi)堅(jiān)果等品種果實(shí)的收獲，自走式落地果收獲機(jī)將成為農(nóng)業(yè)機(jī)械重要的研究方向之一。針對(duì)不同果實(shí)的特點(diǎn)，完善落地果收獲機(jī)，以實(shí)現(xiàn)其從一機(jī)單用向一機(jī)多用方向的蛻變。
（2）節(jié)能化
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大量工程機(jī)械所消耗的能源和排放無(wú)日無(wú)夜在不斷增加。為了保護(hù)人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，努力達(dá)到人、設(shè)備、環(huán)境和諧統(tǒng)一，開(kāi)發(fā)環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)品已成為工程機(jī)械重要發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)落地果收獲機(jī)的設(shè)計(jì)研究，可從以下幾方面體現(xiàn)節(jié)能理念：一是選用低油耗、低排放、低噪音、低公害的發(fā)動(dòng)機(jī)，提高收獲的干凈程度，降低整車(chē)振動(dòng)和噪聲；二是在設(shè)計(jì)中盡量采用可再生材料和低環(huán)境負(fù)荷的材料，使廢棄零部件處理的污染最小化和綜合成本的最優(yōu)化；三是應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)改善工作條件，使落地果收獲機(jī)不僅操作簡(jiǎn)便，而且工作環(huán)境舒適、安全，整機(jī)的控制和操縱更加趨向于人性化。
（3）機(jī)電一體化
機(jī)電一體化指將機(jī)械、電子、信息處理和控制以及軟件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，以計(jì)算機(jī)為主要特征的自動(dòng)化技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外工程機(jī)械最顯著發(fā)展趨勢(shì)是機(jī)械的機(jī)電一體化。針對(duì)落地果收獲機(jī)而言，在某些惡略的工作環(huán)境作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不適宜人工操作，可以采用無(wú)線(xiàn)電遠(yuǎn)程遙控開(kāi)溝機(jī)作業(yè)，例如可在收獲機(jī)械上安裝模似傳感器（模式壓力、溫度和轉(zhuǎn)向角等）和數(shù)字傳感器，信號(hào)通過(guò)分析處理，由控制器控制收獲機(jī)完成調(diào)速、換擋、轉(zhuǎn)向等動(dòng)作，在坡度作業(yè)收獲機(jī)可裝備帶傾斜儀的防傾翻裝置。為提高收獲機(jī)工作效率，及時(shí)對(duì)重要部件進(jìn)行維修檢查，可在這些部位配置傳感器，通過(guò)監(jiān)控分析傳感器信號(hào)，進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，排除潛在故障，保證機(jī)器的正常運(yùn)行，監(jiān)控的主要部件是：發(fā)動(dòng)機(jī)油壓、皮帶損耗程度、馬達(dá)轉(zhuǎn)速及流量、制動(dòng)油、氣壓等。此外，運(yùn)用機(jī)電一體技術(shù)，可以使人工操縱作業(yè)簡(jiǎn)單化，能夠完成純機(jī)械操縱系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)的精細(xì)操縱作業(yè)：還可根據(jù)負(fù)荷條件和田間實(shí)際地質(zhì)條件變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)收獲機(jī)傳送帶的變化，來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的落地果收集。
1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容
根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況，結(jié)合落地果果樹(shù)的栽種、培育需求，設(shè)計(jì)了一種田間作業(yè)的自走式落地果收獲機(jī)械，該機(jī)械一次可收集兩行果樹(shù)間的所有落地果，其株行距為：2×3m，高度為1.5m。將柴油機(jī)與作業(yè)裝置固定在平臺(tái)上，以此平臺(tái)為支撐部件，并采用一定的傳動(dòng)裝置和過(guò)濾雜質(zhì)裝置，進(jìn)一步提高工作效率。此外，工作部件和機(jī)架都是采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)型材，保證機(jī)器良好的通用性。
1.4設(shè)計(jì)意義
棗樹(shù)在我國(guó)的分布很廣，一般來(lái)講，小氣侯冬季最低氣溫不低于-32℃就可栽培植棗。棗樹(shù)在我國(guó)大面積經(jīng)濟(jì)栽培主要在山東、河北、河南、山西、陜西五省的黃河流域，近年來(lái)安徽、甘肅、湖南、湖北發(fā)展很快。紅棗為溫帶作物，適應(yīng)性強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)豐富、富含鐵元素和維生素。紅棗素有“鐵桿莊稼”之稱(chēng)，具有耐旱、耐澇的特性，是發(fā)展節(jié)水型林果業(yè)的首選良種。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特色農(nóng)業(yè)的建立，紅棗種植成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一條新的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，紅棗產(chǎn)業(yè)已呈現(xiàn)出區(qū)域化布局、規(guī)模化發(fā)展、多種栽培模式盡顯其效的新格局。各地根據(jù)自己的情況確立了不同的棗樹(shù)種植面積，為農(nóng)民增加了經(jīng)濟(jì)收入。隨著紅棗的種植面積的增加，紅棗的機(jī)械化作業(yè)在紅棗栽培中的重要性逐漸凸顯。依據(jù)最近幾年林果業(yè)發(fā)展的態(tài)式分析，果樹(shù)種植每年以10%的速度遞增。由于林果業(yè)的快速發(fā)展，各地已形成了較大的種植規(guī)模，每到收獲季節(jié)需要投入大量的勞力來(lái)完成水果采收?？梢灶A(yù)見(jiàn)到，再過(guò)3～5 年，新種植的果樹(shù)進(jìn)入盛果期后，果實(shí)采收作業(yè)將會(huì)出現(xiàn)因勞動(dòng)力短缺、采收不及時(shí)，而直接影響果品質(zhì)量和造成大量損失的問(wèn)題。這是因?yàn)椋烧且豁?xiàng)勞動(dòng)投入量很大的作業(yè)，有些水果因成熟期不一致，需要多次采摘才能完成收獲，而有些作為鮮食或作為加工用途的果品，因市場(chǎng)對(duì)于果實(shí)外觀(guān)要求較高，不能有碰傷、刮傷、壓裂等機(jī)械損傷，采收這些水果時(shí)必須小心翼翼，另外，水果收獲是在離地面有3～5m高的空中作業(yè)，以上原因決定了水果采摘是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)力的作業(yè)。人工采收水果的速度緩慢，大面積發(fā)展水果種植時(shí)，必須要依靠機(jī)械化來(lái)提高采摘效率。據(jù)有關(guān)資料介紹，有些鮮食水果的采收用工量較大，約占水果生產(chǎn)總用工量的50%以上，導(dǎo)致特色果品的生產(chǎn)成本過(guò)大，不能滿(mǎn)足向果品加工企業(yè)提供數(shù)量充足、質(zhì)量?jī)?yōu)越、價(jià)格相對(duì)低廉的原料，這樣極不利于企業(yè)直接參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)?？梢剖郊t棗收獲機(jī)械的研究，就是針對(duì)紅棗的采摘時(shí)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械，紅棗的機(jī)械化收獲對(duì)提高收獲效率，降低收獲作業(yè)成本，做到適時(shí)收獲，減少收獲過(guò)程中造成的機(jī)械損，保證紅棗質(zhì)量，促進(jìn)棗業(yè)生產(chǎn)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化具有重要現(xiàn)實(shí)意義。 2方案分析
2.1設(shè)計(jì)任務(wù)
總體設(shè)計(jì)的任務(wù)為擬訂設(shè)計(jì)方案，選擇動(dòng)力機(jī)，確定傳動(dòng)比并合理分配傳動(dòng)比，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為各級(jí)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)、裝配圖設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。
該收貨機(jī)具有如下特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
（2）效率高，果實(shí)與雜質(zhì)分離程度高。
（3）與柴油機(jī)配套使用，能適應(yīng)不同地形作業(yè)，不用時(shí)可去掉不影響柴油機(jī)其它使用。
總體設(shè)計(jì)的任務(wù)為擬訂設(shè)計(jì)方案，選擇動(dòng)力，確定傳動(dòng)比并合理分配傳動(dòng)比，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為各級(jí)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)、裝配圖設(shè)計(jì)和三維建模做準(zhǔn)備。
2.2方案確定
由于本次設(shè)計(jì)的要求是設(shè)計(jì)一種小型液態(tài)自走式清掃落地果收獲機(jī)械，工作環(huán)境在紅棗園。株行距為：2×3，高度為1.2~1.5mm，一次要以對(duì)兩行植株同時(shí)噴淋施肥。還要充分考慮自走式清掃落地果收獲機(jī)械應(yīng)該利于移動(dòng)，重量不宜過(guò)大，我們用提高傳動(dòng)裝置的效率的方式，并且傳動(dòng)平穩(wěn)，從而來(lái)減少能耗，降低運(yùn)行費(fèi)用。所以應(yīng)選用傳動(dòng)效率較高的鏈輪傳動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)，以達(dá)到要求。在滿(mǎn)足功能的前提下應(yīng)盡量簡(jiǎn)化以降低費(fèi)用。
圖2-1 傳動(dòng)原理圖
在設(shè)計(jì)二級(jí)和二級(jí)以上的減速器時(shí)，合理地分配各級(jí)傳動(dòng)比是很重要的，因?yàn)樗鼘⒂绊憸p速箱的輪廓尺寸和重量以及潤(rùn)滑的條件。具體的傳動(dòng)方案如下：柴油機(jī)輸出動(dòng)力一部分通過(guò)聯(lián)軸器→二級(jí)圓柱齒輪減速器→果實(shí)輸送及去雜質(zhì)，另一部分通過(guò)聯(lián)軸器→二級(jí)圓柱齒輪減速器→聯(lián)軸器→離合器→鏈傳動(dòng)→車(chē)輪，供整個(gè)裝置的行走。
2.2.1柴油機(jī)選擇
根據(jù)本次設(shè)計(jì)的具體要求，要求輸入的功率在11 kW ~15 kW的范圍內(nèi)，所以初步選定柴油機(jī)為L(zhǎng)D3T30發(fā)動(dòng)機(jī)，額定功率22.1kW，其轉(zhuǎn)速在2350r/min，其配套實(shí)際輸出功率P1＝22.1×60%＝13.26kW。
2.2.2擬訂傳動(dòng)方案
2.2.2.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案
本次設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)之一就是如何正確合理的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，由于本次設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一種田間落地果收獲機(jī)械，所以保證此類(lèi)機(jī)械具有少能耗高效率的特點(diǎn)則顯得有為重要，所以選擇四輪二驅(qū)動(dòng)車(chē)體作為工作平臺(tái)，不需要改變動(dòng)力傳遞方向，用一般齒輪傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)就能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
2.2.2.2傳動(dòng)裝置布置
許多傳遞裝置往往需要選用不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以多級(jí)傳動(dòng)方式組成，而傳動(dòng)先后順序的變化將對(duì)整機(jī)的性能和結(jié)構(gòu)尺寸產(chǎn)生重要影響，必須合理安排，本次設(shè)計(jì)采用4級(jí)傳動(dòng)，首先通過(guò)帶傳動(dòng)將柴油機(jī)上的動(dòng)力傳到減速器上，然后通過(guò)減速器輸出到聯(lián)軸器，最后通過(guò)鏈傳動(dòng)和齒輪嚙合分別讓車(chē)輪和D30軸運(yùn)動(dòng)。（D30軸為落地果收獲機(jī)械工作平臺(tái)的主要傳動(dòng)軸）
2.2.2.3傳動(dòng)比分配
在設(shè)計(jì)二級(jí)和二級(jí)以上的減速器時(shí)，合理地分配各級(jí)傳動(dòng)比是很重要的，因?yàn)樗鼘⒂绊憸p速箱的輪廓尺寸和重量以及潤(rùn)滑的條件，傳動(dòng)比分配的基本原則如下：
（1） 各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比，均有其合理應(yīng)用的范圍，通常不應(yīng)超過(guò)。
（2） 各級(jí)傳動(dòng)的承載能力近于相等。
（3） 各級(jí)傳動(dòng)中的大齒輪浸入油中的深度大致相近，從而使?jié)櫥顬榉奖恪?
（4）分配傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)注意使各傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱(chēng)，避免發(fā)生相互干涉。如設(shè)計(jì)二級(jí)齒輪減速傳動(dòng)時(shí)，若傳動(dòng)比分配不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致中間軸大齒輪與低速軸發(fā)生干涉。
（5）對(duì)于多級(jí)減速傳動(dòng)，可按照“前小后大”（即由高速級(jí)向低速級(jí)逐漸增大）的原則分配傳動(dòng)比，且相鄰兩級(jí)差值不要過(guò)大。這種分配方法可使各級(jí)中間軸獲得較高轉(zhuǎn)速和較小的轉(zhuǎn)矩，因此軸及軸上零件的尺寸和質(zhì)量下降，結(jié)構(gòu)較為緊湊。增速傳動(dòng)也可按這一原則分配。
（6）在多級(jí)齒輪減速傳動(dòng)中，傳動(dòng)比的分配將直接影響傳動(dòng)的多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。例如：傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量很大程度上取決于低速級(jí)大齒輪的尺寸，低速級(jí)傳動(dòng)比小些，有利于減小外廓尺寸和質(zhì)量。
閉式傳動(dòng)中，齒輪多采用濺油潤(rùn)滑，為避免各級(jí)大齒輪直徑相差懸殊時(shí)，因大直徑齒輪浸油深度過(guò)大導(dǎo)致攪油損失增加過(guò)多，常希望各級(jí)大齒輪直徑相近。故適當(dāng)加大高速級(jí)傳動(dòng)比，有利于減少各級(jí)大齒輪的直徑差。
令1、2、3、4軸的輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩分別為P1、P2、P3、P4，T1、T2、T3、T4。輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩分別為P5、P6、P7、P8；T5、T6、T7、T8。轉(zhuǎn)速為n1、n2、n3、n4。各軸之間的傳動(dòng)比為i12、i23、i34。凸緣聯(lián)軸器效率為η2=0.98，滑動(dòng)軸承效率為η3=0.98，齒輪傳動(dòng)效率為η4=0.97，鏈傳動(dòng)效率為η5=0.93。
各軸輸入功率為：
（2.1）
各軸輸出功率為：
（2.2）
各軸轉(zhuǎn)速為：
（2.3）
各軸之間的傳動(dòng)比為：
（2.4）
各軸輸入轉(zhuǎn)矩為：
（2.5）
各軸輸出轉(zhuǎn)矩為：
（2.6）
動(dòng)力參數(shù)如下表所示：
表2-1 動(dòng)力參數(shù)
軸
功率kW
轉(zhuǎn)矩N·m
轉(zhuǎn)速
傳動(dòng)比i
效率η
輸入
輸出
輸入
輸出
r/min
Ⅰ
13.26
12.86
156
152.9
2350
Ⅱ
12.86
11.98
152.9
148.6
1807.7
1.3
0.93
Ⅲ
11.98
11.28
284.9
268.1
1004.3
1.8
0.94
Ⅳ
11.28
10.7
249.4
239.5
456.5
2.2
0.90
2.3帶輪的參數(shù)
由于V帶輪不是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，因此在滿(mǎn)足要求的情況下只對(duì)V帶進(jìn)行尺寸等參數(shù)的設(shè)計(jì)，不對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，其參數(shù)如下表所示：
表2-2 V帶輪的基本參數(shù)
槽型
直徑d0
孔徑基準(zhǔn)dd
L
d1
da
槽數(shù)
A
60
30
70
70
104
3
2.4本章小結(jié)
本章主要確定了落地果收獲機(jī)械的傳動(dòng)方案，傳遞路線(xiàn)為：柴油機(jī)→帶→減速器→聯(lián)軸器鏈傳動(dòng)→車(chē)輪，并進(jìn)行了傳遞參數(shù)的計(jì)算，為下一章的設(shè)計(jì)做鋪墊。
3落地果收獲機(jī)三維建模及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 SolidWorks 軟件介紹
SolidWorks是高品質(zhì)的、易學(xué)易用的三維CAD系統(tǒng)。功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。
如果你熟悉微軟的Windows系統(tǒng)，那你基本上就可以用SolidWorks來(lái)搞設(shè)計(jì)了。SolidWorks獨(dú)有的拖拽功能使你能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，你能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。
在目前市場(chǎng)上所見(jiàn)到的三維CAD解決方案中，設(shè)計(jì)過(guò)程最簡(jiǎn)便、最方便的莫過(guò)于SolidWorks了。就象美國(guó)著名咨詢(xún)公司Daratech所評(píng)論的那樣：“在基于Windows平臺(tái)的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。”軟件操作界面如圖3-1所示。
圖3-1 solidworks界面
在無(wú)與倫比的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點(diǎn)/擊、剪切/粘帖），使用SolidWorks，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。
只有SolidWorks才提供了一整套完整的動(dòng)態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動(dòng)控制?！叭珓?dòng)感的”的用戶(hù)界面減少設(shè)計(jì)步驟，減少了多余的對(duì)話(huà)框，從而避免了了界面的零亂。
嶄新的屬性管理員用來(lái)高效地管理整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟的。屬性管理員包含所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀(guān)。
用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個(gè)同Windows資源器類(lèi)似的CAD文件管理器，因此本設(shè)計(jì)采用該軟件進(jìn)行三維建模與出圖。
3.2總體方案設(shè)計(jì)
紅棗、核桃等果樹(shù)具體生長(zhǎng)環(huán)境為：行距不小于2500mm，溝型距為250。樹(shù)高不小于1500mm?？紤]到行距較寬，果實(shí)多散落于行間，所以需要在行間收集比較合理，所以本設(shè)計(jì)決定在田間行間自走的方式收獲作業(yè)。
圖3-2 自走式清掃落地果機(jī)械總裝圖
3.3工作平臺(tái)設(shè)計(jì)
由于樹(shù)的高度和樹(shù)枝的限制，落地果收獲機(jī)械不能太高，在換行時(shí)，雖然地頭有充足的空間，但是不能一次性從一個(gè)行間換到下一個(gè)比鄰行間的話(huà)，就會(huì)白白損耗柴油和機(jī)械，所以工作平臺(tái)的長(zhǎng)度也要合理。
工作平臺(tái)預(yù)選用2000mm×1500mm×10mm的鋼板為主體，與槽鋼、角鋼相互固定所得出的工作臺(tái)。再通過(guò)其他零部件的裝配布局及尺寸，在工作臺(tái)上加工出所需尺寸所在位置的孔或局部切除。
圖3-3 工作平臺(tái)
3.4柴油機(jī)與減速器設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)中大多都是鋼結(jié)構(gòu)，在收集過(guò)程中有可能會(huì)儲(chǔ)存大量的果實(shí)，所以整體質(zhì)量比較大。
考慮到這一點(diǎn)，決定采用LD3T30柴油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)（304拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)），功率為22.1kW，動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速n軸=2350r/min。
由于柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速偏高，決定柴油機(jī)與減速器之間采用帶傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1.3。
二級(jí)減速器的傳動(dòng)比為，因此經(jīng)過(guò)減速器后的轉(zhuǎn)速為456.5r/min，傳動(dòng)比不大，采用嚙合的錐齒輪即可滿(mǎn)足要求，對(duì)其不再進(jìn)行強(qiáng)度校核。
圖3-4 柴油機(jī)減速器傳動(dòng)
3.5鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.5.1鏈輪設(shè)計(jì)
鏈輪由輪齒、輪緣、輪輻和輪轂組成。鏈輪設(shè)計(jì)主要是確定其結(jié)構(gòu)和尺寸。選擇材料和熱處理方法。
（1）選擇鏈齒輪數(shù)、和確定傳動(dòng)比
一般鏈輪齒數(shù)在17～114之間。傳動(dòng)比按下式計(jì)算
== (3-1)
式中： －主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速456.5r/min，
－從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速268.53r/min，
=1.7
可得為21，為37。并且材料為45號(hào)鋼。
(2) 計(jì)算當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率
根據(jù)鏈轉(zhuǎn)動(dòng)的工作情況，計(jì)算功率
= (3-2)
式中：－工況系數(shù)；
－主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)；
－單排系數(shù)為1；
－－傳遞的功率，kW。
則計(jì)算出= 2.82kW。
（3）確定鏈條型號(hào)和節(jié)距
鏈條型號(hào)根據(jù)當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率和主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速可取A10型號(hào)，然后可知為15.875。
（4）鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸的計(jì)算
= (3-3)
= (3-4)
(3-5)
(3-6)
(3-7)
式中：p－鏈條節(jié)距，
Z－鏈輪齒數(shù)，
D－分度圓直徑，
－齒頂圓直徑，
－齒根圓直徑，
－齒高，
－最大軸凸緣直徑，算出結(jié)果如表3-1所示。
（5）計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式
= (3-8)
由式中得為6m/s，可選擇油池潤(rùn)滑或油盤(pán)飛濺潤(rùn)滑。
（6）鏈輪的主要參數(shù)餓幾何尺寸如下
表3-1 鏈輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
名稱(chēng)
數(shù)值
單位
傳動(dòng)功率P1
4.5
kW
主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n1
268.53
r/min
從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n2
206.56
r/min
傳動(dòng)比i
1.3
設(shè)計(jì)功率Pd
5
kW
小鏈輪齒頂圓直徑da
110
mm
小鏈輪分度圓直徑
106
mm
鏈條節(jié)距p
15.875
小鏈輪齒根圓直徑df
100
mm
大鏈輪齒頂圓直徑Da
234
mm
大鏈輪分度圓直徑
228
mm
大鏈輪齒根圓直徑Df
224
mm
小鏈輪齒高h(yuǎn)a
3
mm
大鏈輪齒高Ha
4.8
mm
鏈速v
6
m/s
單鏈傳遞的功率
2.82
kW
傳動(dòng)比i≠1的功率
0.46
kW
小齒數(shù)z1
21
大齒數(shù)z2
37
實(shí)際軸間距a
434
mm
單鏈的預(yù)緊力
900
N
確定的最大軸凸緣直徑Dg
212
mm
確定的最大軸凸緣直徑dg
90
mm
齒寬bf
8
mm
3.5.2 鏈輪軸的設(shè)計(jì)
（1）軸的總體設(shè)計(jì)信息如表3-2。
表3-2 軸總體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
名稱(chēng)
數(shù)值
單位
軸的轉(zhuǎn)向方式
單向恒定
軸的工作情況
無(wú)腐蝕條件
軸的轉(zhuǎn)速
456.5
r/m
功率
4
kW
轉(zhuǎn)矩
66434.78
N·mm
材料牌號(hào)
45調(diào)質(zhì) 硬度（HB）：230
抗拉強(qiáng)度
650
屈服點(diǎn)
360
彎曲疲勞極限
270
扭轉(zhuǎn)疲勞極限
155
許用靜應(yīng)力
260
許用疲勞應(yīng)力
180
(2)確定軸的最小直徑如表3-3。
表3-3確定軸最小直徑
名稱(chēng)
數(shù)值
單位
A值剪應(yīng)力范圍
115
許用剪應(yīng)力范圍
30～40
MPa
最小直徑的理論計(jì)算值
29.6
mm
滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的最小軸徑
30
mm
(3)彎曲應(yīng)力校核如表3-4。
表3-4 彎曲應(yīng)力校核
名稱(chēng)
數(shù)值
單位
危險(xiǎn)截面的x坐標(biāo)
180
mm
直徑
25
mm
危險(xiǎn)截面的彎矩M
120
N·mm
扭矩T
120
N·mm
截面的計(jì)算工作應(yīng)力
-9.22
許用疲勞應(yīng)力
180
(4)安全系數(shù)校核如表3-5。
表3-5 安全系數(shù)校核數(shù)據(jù)
名稱(chēng)
數(shù)據(jù)
單位
危險(xiǎn)截面的x坐標(biāo)
170
mm
直徑
25
mm
危險(xiǎn)截面的彎矩M
120
N·mm
扭矩T
146
N·mm
有效應(yīng)力集中系數(shù)
2.05
扭轉(zhuǎn)作用
1.55
截面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S
1129.89
許用安全系數(shù)[S]
2.0
結(jié)論：170mm處疲勞強(qiáng)度校核通過(guò)。
（5）臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算如表3-6。
表3-6 臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算數(shù)據(jù)
名稱(chēng)
數(shù)值
單位
當(dāng)量直徑dv
mm
軸截面的慣性距I
654605.89
mm
支承距離與L的比值
0.47
軸所受的重量
400
支座形式系數(shù)1
9.0
軸的一階臨界轉(zhuǎn)速ncr1
24934.97
r/min
3.6軸承選擇
3.6.1參數(shù)選擇
軸承選用圓錐滾子軸承，它屬于向心推力軸承，能同時(shí)承受較大的徑向載荷和軸向載荷，外圈可分離，游隙可調(diào)，裝拆方便，適用于剛性較大的軸，一般成對(duì)使用，對(duì)稱(chēng)安裝。
表3-7 軸承基本參數(shù)
代號(hào)
d
D
T
B
C
1206
30
62
15.8
16
14
1210
50
90
22.8
20
18
3.6.2軸承的壽命計(jì)算
滾動(dòng)軸承的基本額定壽命L(106r)與基本額定動(dòng)載荷C(N)、當(dāng)量動(dòng)載荷P(N)間的關(guān)系為：
（3.9）
對(duì)于圓錐滾子軸承，ε＝10/3。
軸上重量的估算：圓盤(pán)材料為灰鑄鐵HT200，質(zhì)量密度為ρ=6.8~7.3g/cm3，取ρ=7 g / cm3。帶輪材料為灰鑄鐵HT200，質(zhì)量密度同上。
（3.10）
所以估算下軸承承受的總重量為23Kg。軸承受力：
查表得：X=0.44，Y=0.9
當(dāng)量動(dòng)載荷為P= 0.44×225 =99N
用小時(shí)數(shù)表示軸承壽命為：
（3.11）
n表示軸承工作轉(zhuǎn)速，查表得n=5000r/min.
（3.12）
農(nóng)業(yè)機(jī)械軸承的預(yù)期壽命為：L'h=3000—8000h。
所以所選軸承可以長(zhǎng)期使用。
3.6.3軸承的潤(rùn)滑
滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑可以是潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油或固體潤(rùn)滑劑。一般情況下，滾動(dòng)軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，但在軸承附近已經(jīng)具有潤(rùn)滑油源時(shí)（如變速箱內(nèi)本來(lái)就有潤(rùn)滑齒輪的油），也可采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。
本設(shè)計(jì)中選擇脂潤(rùn)滑，因潤(rùn)滑脂不易流失，便于密封和維護(hù)，且一次充填潤(rùn)滑脂可以運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間。
3.7聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件。它主要用來(lái)聯(lián)接軸與軸，以傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩；有時(shí)也可用作安全裝置。
聯(lián)軸器用來(lái)把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離；只有在機(jī)器停車(chē)并將聯(lián)軸器傳動(dòng)系統(tǒng)的斷續(xù)，以便運(yùn)行變速及換向等。
聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證的對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對(duì)位移的性能。
整個(gè)設(shè)計(jì)中有兩處需要用到聯(lián)軸器，即減速器兩端軸與拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸和3軸之間，選用尼龍滑塊聯(lián)軸器。
凸緣聯(lián)軸器適用于：兩軸要求同軸度不太高，工作平穩(wěn)，無(wú)沖擊載荷。它的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，使用方便。
減速器兩端軸的軸徑是d1=28mm，d2=32mm，所以選用聯(lián)軸器型號(hào)為YL6聯(lián)軸器，所用聯(lián)軸器的材料為HT200。
3.8鍵的選擇
3.8.1鍵的尺寸及類(lèi)型的確定
一般8級(jí)精度以上齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵。一般圓頭普通平鍵應(yīng)用最廣。
根據(jù)d=35mm，從《機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P-53表3-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=10mm，高度h=8mm。由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L=63mm。
3.8.2校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》P-54表4-2查得許用擠壓應(yīng)力[σp]=100~120MPa，取其平均值，[σp]=110MPa。
鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=53mm。
鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=4mm。
由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P-158式（10--26）可得
（3.13）
故可見(jiàn)鍵合適安全。
3.9主要工作部分零部件設(shè)計(jì)
3.9.1傳送帶設(shè)計(jì)
由于此設(shè)計(jì)為類(lèi)似于車(chē)體，工作臺(tái)與地面存在不小的間距，如果用立式箱體把落地果垂直輸送到濾葉器部分，則存在箱體太高，質(zhì)量偏大，底部無(wú)法固定的問(wèn)題，作業(yè)中出現(xiàn)故障的概率大。所以采用傳送帶的形式來(lái)完成落地果傳送到工作臺(tái)。
圖3-5 傳送帶
傳送帶主動(dòng)軸直徑d=50mm，轉(zhuǎn)速為206.56r/min，
傳送帶的傳送速度為
速度較為合理，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。
3.9.2垂直傳送裝置
傳送帶將落地果傳送到工作臺(tái)，但與濾葉器之間還存在一定距離，由于要考慮底座部分尺寸太大會(huì)使整體結(jié)構(gòu)不緊湊，切會(huì)影響工作效率，所以在此選擇采用立式垂直傳送裝置。
圖3-6 垂直傳送裝置
3.9.3 濾葉器的設(shè)計(jì)
濾葉器是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分，經(jīng)由傳送帶、立式垂直傳送裝置獲得的落地果，其中夾雜著樹(shù)枝、樹(shù)葉、土塊等雜質(zhì)，而濾葉器就是針對(duì)此類(lèi)雜質(zhì)而設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)中，需考慮濾葉器的尺寸，不宜過(guò)大，分離雜質(zhì)的速度要快，效率要高。
基于此考慮，決定采用鼠籠式，間距要比樹(shù)枝大又要比果實(shí)小，這樣在分離過(guò)程中不會(huì)造成果實(shí)的浪費(fèi)。
由于果實(shí)表面的不規(guī)則性，如果是固定的鼠籠，果實(shí)很可能會(huì)卡在間隙上，從而影響果實(shí)的正常分離效率，所以本次設(shè)計(jì)中采用的鼠籠，會(huì)添加鏈輪，通過(guò)鏈條使鼠籠也轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。
圖3-7 濾葉器
3.9.4其他部件的設(shè)計(jì)
濾葉器右端沒(méi)有軸固定，如要保證與其內(nèi)部的絞輪能正常工作，在此借鑒混凝土攪拌機(jī)的支架部分，采用軌槽形式支架來(lái)支撐濾葉器右端（如圖3-8所示）。濾葉器左端的支架，是中心的絞輪與其結(jié)合實(shí)現(xiàn)的，絞輪需要旋轉(zhuǎn)以推動(dòng)內(nèi)部的果實(shí)前進(jìn)，保證雜質(zhì)的分離效率。為保證絞輪的正常旋轉(zhuǎn)，所以在左端支架處車(chē)出一個(gè)裝軸承的槽。由角鋼與該槽焊接成整體作為其左端支架（如圖3-9所示）。
圖3-8 濾葉器右端支架 圖3-9 濾葉器左端支架
絞輪用來(lái)推動(dòng)果實(shí)向上向前運(yùn)動(dòng)，已進(jìn)入下一個(gè)工作環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮一個(gè)周期的輸送量，在設(shè)計(jì)其螺旋線(xiàn)時(shí)，螺距太大而單位時(shí)間里果實(shí)的進(jìn)入量不夠，則等效于絞輪在單位時(shí)間里做了大量的無(wú)用功；而螺距太小而單位時(shí)間里果實(shí)的進(jìn)入量太大，則果實(shí)會(huì)堆積在傳送帶的空間里和立式傳送裝置內(nèi)，會(huì)造成果實(shí)被擠壓和破壞，造成損失。因此，在本次設(shè)計(jì)中綜合考慮后，決定將螺距設(shè)計(jì)為10cm，單位時(shí)間內(nèi)果實(shí)進(jìn)入量小于絞輪的單位體積但不會(huì)相差太大，既保證了果實(shí)的質(zhì)量，又保證了機(jī)器的正常傳送。
圖3-10 絞輪
本章小結(jié)
本章主要對(duì)主要零部件進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，并對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行了強(qiáng)度校核，從結(jié)果來(lái)看，本次設(shè)計(jì)的落地果收獲機(jī)完全能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。
總 結(jié)
經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，總算完成了自走式落地果收獲機(jī)的設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，方案確定和設(shè)計(jì)計(jì)算驗(yàn)證，本次設(shè)計(jì)具有如下優(yōu)點(diǎn)：適用于紅棗園中作業(yè)，免除人工作業(yè)，提高了勞動(dòng)效率；此收獲機(jī)還具有結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)靈活，通用性強(qiáng)；另外，當(dāng)機(jī)器不作業(yè)時(shí)，可以方便地將工作部件拆卸下來(lái)，這樣就減少了機(jī)器的存放空間；除此之外，此收獲機(jī)的零件均為常見(jiàn)的材料制造而成，工作部分零件采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)零件，這些使得成本大大降低，這樣就能更廣泛為廣大農(nóng)民所接受。
經(jīng)過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)了自己的不足，通過(guò)不斷的查閱資料，鞏固了大學(xué)所學(xué)的理論知識(shí)，使自己的能力得到提高，也進(jìn)一步完善了自己。
致 謝
本次設(shè)計(jì)是在王老師的悉心指導(dǎo)完成的。
最初確定題目的時(shí)候，感覺(jué)題目很難，一點(diǎn)靈感都沒(méi)有，老師幫我確定了收獲落地果的方式，模擬了本次設(shè)計(jì)的工作原理和過(guò)程，并給我介紹了許多與設(shè)計(jì)相關(guān)的書(shū)籍，以及如何快速地從書(shū)籍資料中獲得所需要的知識(shí)。當(dāng)我在查找資料遇到困難時(shí)，老師又幫我下載到了一些我不能下載的付費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資料，還教會(huì)我如何用互聯(lián)網(wǎng)中無(wú)限的網(wǎng)絡(luò)資源，這些都為我以后順利完成設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在每一步的設(shè)計(jì)中，老師都給與了我他的看法，該如何去改進(jìn)零件中的不足，可以說(shuō)從傳送帶到濾葉器的各種零件、傳動(dòng)方式等的確定，都是在老師耐心的指導(dǎo)下完成的。
每當(dāng)我在設(shè)計(jì)中遇到困難向老師咨詢(xún)時(shí)，老師就叫我當(dāng)實(shí)驗(yàn)室做模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，讓我更直觀(guān)的了解收獲機(jī)在田間作業(yè)的過(guò)程，如果還是不懂，老師也會(huì)不厭其煩的給我講解，就算很晚了，就算老師還是別的事情要忙，他也會(huì)給我講完。有時(shí)候老師出差，我遇上困難打電話(huà)給老師時(shí)，雖然不能親自給我指導(dǎo)，但老師也會(huì)想辦法找研究生學(xué)長(zhǎng)幫我看圖，并給我建議，在此也向他們表示誠(chéng)摯的謝意。
最后，再次向在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我最大關(guān)心幫助和支持的老師表示衷心的感謝！
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