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開題報告
題 目
花生聯(lián)合收割機齒輪箱設計
學生姓名、學號
專業(yè)
指導教師姓名
職稱
一、課題背景及意義
花生是世界上廣泛栽培的主要油料作物，同時也是主要的創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一。在世界油料生產(chǎn)和國際貿(mào)易中僅次于大豆居于第二位。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計數(shù)字表明，世界花生種植面積由20世紀60年代的0.16h㎡增至20世紀70年代的0.19億h㎡，并有上升趨勢。世界花生年總產(chǎn)量20世紀60年代為150億㎏，20世紀70年代后期達180億㎏，20世紀80年代中期增至190億㎏，至1988年世界花生年總產(chǎn)量達到224.6億㎏，創(chuàng)生產(chǎn)紀錄。我國作為花生的主要產(chǎn)地，2002年花生播種面積500萬h㎡，總產(chǎn)147.5億㎏，單產(chǎn)393.4㎏。近幾年，隨著花生種植面積、產(chǎn)量在不斷增加，花生生產(chǎn)機械化的發(fā)展就顯得尤為重要。目前，國際經(jīng)濟趨于全球化，花生生產(chǎn)過程中的機械化己成為提高生產(chǎn)效益，增加農(nóng)民收入的重要組成部分?；ㄉa(chǎn)無論對我國還是對世界的農(nóng)業(yè)均起著舉足輕重的作用。
我國花生生產(chǎn)是一種勞動密集型產(chǎn)業(yè)。長期以來，花生種植、收獲和加工等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)基本都是靠人工完成，勞動強度大，效率低下，制約著花生生產(chǎn)，影響著農(nóng)民朋友的花生種植積極性，對花生收獲機的研制提出了更高的要求。目前，我國花生播種機械化技術已基本成熟。多種系列化的多功能花生播種覆膜機已在花生產(chǎn)區(qū)得到了大面積的推廣應用，實現(xiàn)了我國花生播種種植的機械化、產(chǎn)業(yè)化?；ㄉ斋@方式大部分地區(qū)仍以人工收獲為主，部分地區(qū)用花生挖掘犁，少部分地區(qū)采用花生收獲機，花生機械化的聯(lián)合收獲幾乎為零。廣大農(nóng)民朋友迫切要求實現(xiàn)花生收獲的機械化，以提高生產(chǎn)效益，增加收入，降低勞動強度。同時，花生的收獲期，正值“三秋”大忙之際，勞力緊張。實現(xiàn)花生收獲的機械化，可以提高勞動效率，縮短花生的收獲日期，減少花生收獲損失，提高花生品質(zhì)。為此，實現(xiàn)花生收獲的機械化作業(yè)己成為當前社會的迫切需求。
國外花生收獲機械的研究起步較早， 技術也比較先進，多采用兩段收獲法。較有代表性的是美國 Courtesy of Lilli ston Mfg. 公司生產(chǎn)的 LP-2 型花生收獲機，荷蘭 Michigan 公司生產(chǎn)的 PH-2 型花生收獲機及美國 Kelley Manufacturing 公司生產(chǎn)的 2，4，6，8 行系列花生挖掘機，這些機型都采用了用挖掘鏟與分離鏈相結合的工作原理。我國對花生收獲機的研制是從上世紀60年代開始的，在70年代末80年代初從美國引進的花生挖掘機的基礎上得以發(fā)展起來。從研制花生收獲機以來，我國已有多種類型的樣機和產(chǎn)品問世，如東風-69型、4HW-800型、4H-150型花生收獲機等，實現(xiàn)了我國花生生產(chǎn)從傳統(tǒng)的人力勞動到機械化的部分轉變，在我國花生生產(chǎn)機械化的發(fā)展過程中起到了一定的積極作用。
國內(nèi)外花生收獲機械的種類較多，也都得到了不同程度的應用。但是就我國目前的狀況來看，由于種植農(nóng)藝的不同，我國大部分地區(qū)實行分段式收獲或聯(lián)合收獲。對花生聯(lián)合收獲機的研究相對比較晚，技術還有待于完善，目前尚沒有成型的花生聯(lián)合收獲機能夠滿足生產(chǎn)要求?，F(xiàn)有的花生收獲機械普遍存在功能單一、技術性能不穩(wěn)定、產(chǎn)品可靠性差等問題，而引進的一些花生收獲機或?qū)σM的產(chǎn)品經(jīng)消化吸收后制造出來的花生收獲機都有一定的缺陷，不能很好的適應我國現(xiàn)階段花生收獲的實際情況。
進入21 世紀之后, 我國花生生產(chǎn)機械化開始了新的發(fā)展階段, 農(nóng)業(yè)結構調(diào)整發(fā)生了新的變化, 也對花生機械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠的影響, 不僅拉動了新的有效需求, 而且構筑了適合花生生產(chǎn)機械化發(fā)展的新舞臺, 為花生生產(chǎn)機械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的推動器提供了廣闊的市場發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進花生生產(chǎn)機械化的過程中, 相繼出臺了鼓勵和扶持農(nóng)民購買花生機械、開展作業(yè)服務的優(yōu)惠政策和措施, 調(diào)動了農(nóng)民購買花生機械的積極性, 形成了新的市場需求。并且我國各級政府正在加快農(nóng)業(yè)機械化的法規(guī)建設步伐, 培育和完善農(nóng)機市場, 保護農(nóng)機經(jīng)營者的權益, 采取積極的政策措施,加快農(nóng)機服務產(chǎn)業(yè)化, 促進農(nóng)業(yè)機械化的健康發(fā)展。因此, 隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的加快, 花生生產(chǎn)機械市場也必將呈現(xiàn)旺盛的需求態(tài)勢。
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，農(nóng)戶對機具的需求日益高，尤其需要基本形農(nóng)機具，其成本低。所以生產(chǎn)一類適用于家庭使用的機具，對加快花生生產(chǎn)機械化的推廣，縮小我國與發(fā)達國家的收獲機械化差距，對動花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。
二、超精簡型花生收獲機簡介：
2.1機具功能：
本機具進行作業(yè)時，可將全株花果的蔓、果、土三者同步起耕，并實現(xiàn)對蔓、果、土的一次性分離，并能確保滿足花生的機械收貨要求，一次性完成花生的收獲作業(yè)。
2.2具的工作過程：
花生的收獲過程主要包括;挖掘拔?。ㄓ袝r需割蔓）、分離、鋪條晾曬、撿拾摘果、清選等項作業(yè)。
收獲花生的方法有分別收獲法和聯(lián)合收獲法兩種。它們的工藝框圖如下圖1.1所示：
圖1.1花生收獲的工藝框圖
我國北方收獲花生時，氣候干燥，一般采用帶蔓收獲的分段收獲法。挖起的花生先分離泥土，再在田間鋪成條堆晾曬，然后運回摘果。南方氣候潮濕，要求采用隨收隨摘果的聯(lián)合收獲法，一次完成上述各項作業(yè)。
2.3特點如下：
本機具根據(jù)花生的生長特點，及收貨的農(nóng)藝要求，巧妙設計出關鍵工作部件使得機具具有結構緊湊，重量輕，分離徹底等特點，采用多面性粉碎齒，第一道粉碎就能破碎70%以上的泥土，摘果刀片用于藤果分離，并由輸送鏈將藤輸向后面并拋出。分離后的果子進一步清選后落入果箱，收貨后的果子可直接上場。
2.4要技術指標
（1） 配套動力
本機具所需的動力由東風-12馬力手扶拖拉機的柴油機提供。
（2） 效率
與人工收貨相比，功效提高2倍以上；收貨后的清潔度不少于98%，莢果破碎率小于2%，損失率小于2%。
（3）選定范圍
適用于沙土、壤土、丘陵，低洼處的中興土壤。
三、齒輪箱的設計
需要設計一個精密型花生收割機于12馬力手扶拖拉機向配套，有效利用拖拉機動機，設計相應的齒輪箱，成本控制在1萬元左右。簡化結構，降低功耗，減少成本，提高作業(yè)質(zhì)量為目標。
齒輪箱是花生聯(lián)合收割機的傳動部件，它的作用是將手扶拖拉機柴油機的動力變向輸送到夾藤器和水平輸送的篩子，而夾藤器和篩子分別起到輸送果蔓，清選莢果的作用，所以齒輪箱對分離和清選工作有很大的影響。
影響齒輪箱結構的三個最主要因素是：
（1） 機械設備的空間布置；
（2） 所需輸入和輸出軸間的傳動比；
（3） 轉矩（功率和轉速的組合）。
接掛機構是將東風-12手扶拖拉機和花生聯(lián)合收割機相連接的部件，它起到了紐帶作用，從而實現(xiàn)了花生聯(lián)合收割機與手扶拖拉機的同步行走，保證了聯(lián)合收割機的收獲作業(yè)順利完成。拖拉機通過皮帶輪將動力傳遞給收獲機，對輸蔓裝置采用齒輪傳動，因而增加了一個齒輪箱，將原來的開式傳動變?yōu)殚]式傳動，提高了工作可靠性，整個動力傳動系統(tǒng)結構更加緊湊，動力給予保障。
鏟高調(diào)結機構是調(diào)節(jié)挖掘鏟高度的裝置，它的主要組成部件有：固定板、卡盤、閘把桿、卡銷、彈簧、卡銷、卡銷拉桿、捏手、把手等。鏟高調(diào)節(jié)機構的技術要求：捏手可移動距離大于20mm，閘把桿可調(diào)范圍為75°?？ㄤN拉桿的調(diào)節(jié)是通過捏手來完成的。首先，操作者把手和捏手來拉動卡銷拉桿，壓縮彈簧，從而拉動與卡銷拉桿相連的拉桿。拉桿被拉到卡盤卡槽外后，閘把桿便可以任意調(diào)節(jié)其傾角，以達到預期角度。達到預期角度后，松開捏手，彈簧復位，從而拉回卡銷拉桿，卡銷達到預期卡槽，對閘把桿的調(diào)節(jié)工作變完成了。
齒輪箱的設計包括工作軸轉速的確定、直齒輪的設計、錐齒輪的設計、主要工作軸的校核等等。
四、難點及要解決的主要問題：
考慮到所選動力應滿足本機具所需，再考慮到農(nóng)用機械對于加工成本的經(jīng)濟性要求，我最終選擇東風-12手扶拖拉機的柴油機作為本機具的動力源。對于齒輪箱的設計，我首先確定齒輪箱工作軸的轉速，然后進行齒輪的設計，包括直齒齒輪的設計、圓錐齒輪的設計。還要進行主要工作軸的校核，計算量比較大。
五、任務要求：
1、與12馬力拖拉機動力配套。
2、讀書報告。
3、花生聯(lián)合收割機的齒輪箱設計4張圖紙。
4、編寫設計說明書。
5、翻譯外文資料。
六、進度安排：
第 1 周（20**年 2月20日----20**年 2 月 26 日）：
下達設計任務書，明確任務，熟悉課題，收集資料，上交外文翻譯、參考文獻和開題報告。
第2周——第8周（20**年 2 月 27 日----20**年4 月 15 日）：
制定總體方案，繪制總裝圖草圖。
第 9 周——第14周（20**年4月16 日----20**年 5月 27日）：
修改并完成總裝圖及部裝圖，完成有關零件圖的設計。
第15 周——第 16 周（20**年 5 月28日----20**年 6 月5 日）：
編寫設計說明書
第 16 周（20**年 6月 6日----20**年6 月 8 日）：
準備答辯
七、參 考 文 獻
[1] 濮良貴.機械設計（第七版）[M]. 北京：高等教育出版社， 2001
[2] 吳相憲.實用機械設計手冊 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社，1994
[3] 李天無.簡明機械工程師手冊[M].云南：云南科技出版社，1988年。
[4] 候鎮(zhèn)冰.機械設計制圖手冊 [M]. 上海：同濟大學出版社,1991
[5] 北京農(nóng)業(yè)機械化學院.農(nóng)業(yè)機械學[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986年
[6] 王樹人.機械設計便覽（參編）[M].天津：天津科技出版社，1988
學生簽名： 20** 年 月 日
指導教師批閱意見
（指導教師應對課題研究的思路、方法、對策、措施和預期成效等做出評價，并提出具體的改進意見）
指導教師簽名： 年 月 日
注：理工類學生偏重于對課題相關知識的理解和實施方案的框架結構，文管類學生偏重于對文獻資料的理解與綜述。表格欄高不夠可自行增加。
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