一种花生摘果机设计说明书.pdf

本科毕业设计（论文）通过答辩 .目 录摘要.1关键词.11前言.11.1 研究的目的和意义.11.2 国内外研究现状.31.3 本设计主要研究内容和研究方法.41.3.1 研究内容.41.3.2 研究方法.42总体方案确定.42.1方案的选择和确定.42.2摘果装置的总体结构.53传动方案的确定.63.1 电动机的选择和传动参数的设计.73.2 V带传动的设计.73.3 带轮的结构设计.94滚筒装置的设计.104.1 滚筒轴装置的设计.114.1.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度.114.1.2初步选择滚筒轴系.124.1.3轴的强度校核.124.1.4轴承的校核.154.1.5键的校核.164.2摘果装置设计.174.2.1动刀条的设计.17本科毕业设计（论文）通过答辩4.2.2动刀参数确定.185.1直齿圆柱齿轮的设计.185.1.1直齿轮材料的选择.185.1.2由简化计算选定主要参数.196半喂入装置设计.216.1半喂入系统的结构设计.216.2具体结构的设计.217箱体.228机架.239总结.2310展望.24参考文献.25致谢.26!本科毕业设计（论文）通过答辩一种花生摘果机设计摘要：半喂入式花生摘果装置是在传统的全喂入式摘果装置的基础上为降低花生的 破碎率，降低能耗等问题上而定型的，与传统的摘果装置相比，最大的不同是采用的半喂入 方式，这种方式功耗少，可靠性高，摘净率好，破损少。适合于南方气候潮湿的花生摘果生 产，小型方便，较合适家庭作业，为花生联合收割机的开发研究奠定了基础。关键词：半喂入式；摘果装置；花生；能耗；1本科毕业设计（论文）通过答辩Design Of One Groundnut PickerAbstract：Hal f feeding type peanut pic k er is rigid in the traditio nal al l feeding type pic k er devic e based o n the reduc e the rate o f peanut bro k en and po wer c o nsumptio n.Co mpared to the traditio nal pic k er devic e,the biggest differenc e is the use o f the hal f feeding type,and this type have l o w po wer c o nsumptio n.rel iabl e wo rk ing pro c ess,high pic k er o ff,and l itter bro k en peanut.This devic e is suit fo r the pro duc tio n o f peanut peak ing in the humid so uthern c l imate,the design rel ativel y smal l,mo re suitabl e fbe ho mewo rk,whic h is the fo undatio n o f study and design effec tive peanut harvester.Key words：type o f hal f feeding;pic k er devic e;peanut;po wer c o nsumptio n2本科毕业设计（论文）通过答辩1刖51.1 研究的目的和意义花生是世界上广泛栽培的主要油料作物。随着农业科技的发展，花生向良种 化、机械化和区域化种植方向发展。近几年，随着花生种植面积、产量的不断增 加和农村劳动力的转移，花生生产机械化的发展就显得尤为重要，0目前,要大力 发展花生生产全过程的机械化，必须结合中国的国情和适应农村现有的经济实 力。大部分花生产区需要分别解决花生种植过程中主要作业环节的机械化问题,近期内应当是花生的机械化播种、收获和摘果这三个主要环节。其中，花生摘果 是一项要求严格、耗时较大的作业。是花生生产的一个重要环节。机械化收获是 确保花生丰产丰收的重要保障，摘果系统是花生联合收割机的“心脏”，其工作 情况直接影响到联合收割机的性能。但是中国花生生产机械化发展却严重滞后，特别是用工量占生产全过程1/3以上、作业成本占生产总成本50%以上的收获作 业，目前主要依靠人工完成，劳动强度大、作业成本高、效率低、损失大、成本 高已成为生产发展与产业成长的主要瓶颈，国内对花生机械化摘果技术装备的需 求日趋迫切。随着农业产业结构的调整，农业科学研究的不断深入，花生品种必 然朝着高产方向发展，这也给继续工作者提出了更高的要求，高产就意味着在同发达国家对花生摘果技术与装备的研究开发，起步早、投入大、发展快，早 已实现了专用化、标准化和系列化。中国对花生机械化摘果的研制虽较早，但发 展十分缓慢，近年来，随着花生摘果机械市场需求的不断趋旺，花生摘果机械的 研究开发进入了一个新的发展时期。具有操作方便、结构简单、价格低廉、使用 成本低等特点，较适合现阶段中国农村经济条件，具有较好的市场需求。但是长 期以来，由于对花生机械化摘果技术缺乏深入系统的研究，摘净率低、秧蔓缠绕、适应性差、损失率高等机械化摘果中存在的技术难题始终未能得到很好解决。花生的种植历史悠久，地域广阔，是国际公认的半干旱作物，是世界上广泛 栽培的主要油料和经济作物，同时也是主要的创汇农产品之一。花生以它独有的 优势，在世界油料生产和国际贸易中仅次于大豆而居第二位，在亚洲、非洲、澳 洲及南北美洲的绝大多数国家和地区均有花生的种植和生产，其中，中国是世界 上主要的花生生产国和花生消费国，同时也是最大的花生出口国。中国南方空气 湿度大，气候变化无常，花生水分含量高，从以往研究成果看，喂入量和花生水 分含量对摘果性能有很大的影响。一般来说，喂入量增加，摘果系统负荷增大；含水量增加改变理论花生蔓的物理特性，同时也改变了摘果负荷，这两种情况都 本科毕业设计（论文）通过答辩容易增加机械系统负荷，降低可靠性。传统的摘果主要是全喂入式，摘果的主要 部件是摘果滚筒，目前国内外主要使用的摘果方式还有半喂入式，半喂入式花生 摘果对干湿蔓均可使用，主要应用在南方地区，其摘果效率与损失率受花生收获 环节植株的整齐程度及摘果机喂入影响较大，现有机型在摘果效率、损失率上还 不稳定，没有得到很好的推广。因此，为了改善摘果效果，研究摘果过程的低能 耗，摘果率高的摘果装置，是提高花生产业化水平的关键。1.2 国内外研究现状随着花生种植面积的不断扩大和农村劳动力的转移，花生生产机械化的问题 就显得尤为重要。西方发达国家在花生生产机械化方面的研究较早，与其它农业 机械相比，几乎是同步发展的，机械制造与应用技术已比较先进、完善。美国、加拿大等发达国家已实现了花生生产全过程的机械化作业，在收获环节早已发展 到联合收获水平，并且正依照本国的种植特点，向着大型化、机电一体化、智能 化、高可靠、高安全的方向发展.一些发达国家还不断将高、精、尖技术应用到 农业机械上来，农业机械正向智能化方向发展国。在中国，花生播种机械化技术已基本成熟，根据中国农业人口多、土地分散,而中小动力拖拉机保有量多的特点，该类机械以小四轮拖拉机为牵引动力，较好 地解决了花生人工或畜力播种劳动量大和生产率低下的问题。近儿年，系列化的 多功能花生覆膜播种机已在花生产区得到了大面积的推广应用。相比之下，中国 花生摘果的机械化水平低下则极大地影响了花生产业的发展。传统的花生摘果方法是用手工摘果，效率低、用工多，严重影响经济效益。而从国外引进、消化吸收的机型则由于不符合中国国情或动力消耗大、作业效果 较差等原因，没有形成较大的生产和使用规模，这就使中国的花生摘果机械与装 置多年来一直徘徊不前，与世界发达国家存在很大的差距。近几年随着种植花生 面积的加大及花生产量的提高，花生摘果机的应用逐渐增多，成为代替手工操作 的便利机械。目前，我国主要推广应用的单功能花生摘果机可分为全喂入式和半喂入式两 类。全喂入式摘果机，主要用于从晒干后的花生蔓上摘果。工作时将晒干后的花 生蔓喂入摘果室，在高速转动的滚筒作用下，将花生果摘下来。该机型除了基本 上满足摘果的要求外，普遍存在消耗的功率大、摘果不净、分离不清、破碎率高 的缺点。该机型的摘果部件有切流式钉齿滚筒、轴流式钉齿滚筒、菌梳式轴流滚 筒以及差动式螺旋滚筒等几种。半喂入摘果机工作过程是：当摘果机的夹持输送 链将花生蔓夹住，沿滚筒轴向移动，摘果滚筒将花生果摘下。该机型对于干、湿 4本科毕业设计（论文）通过答辩花生蔓都可使用，具有动力消耗少，摘果后的花生蔓整齐，摘湿果质量好、破碎 率低等特点。但该机型工作性能不稳定，存在结构复杂、成本高等缺点，仅用在 花生联合收割机上同。该机型的工作部件是相向滚动的两个橡胶滚筒，工作时 两滚筒相向滚动将花生果摘下。为了进一步减少农时，降低劳动强度和提高作也 效率，还有一些学者进行了花生联合收获机的研究和开发设计，主要包括山东双 力的4HD-1型花生联合收获机，丁保江等人研制的4BH-2型小型背负式花生联合 收获机，尚书旗等同人研究的4H-2型获胜联合收获机等。但是，由于其结构复 杂、工作可靠性等原因推广应用受到了限制。为此，为了改善摘果效果，降低能 耗，提高摘果摘净率，对半喂入花生摘果机的设计，为花生联合收获机的推进革 新奠定了基础。本研究结合国内外儿种典型的摘果机具的结构特点与工作原理，并通过分析 其现状与存在的问题，结合实验探讨改进方法，以期改善花生摘果效果，为花生 的摘果提供切实可行的机具。1.3 本设计主要研究内容和研究方法1.3.1研究内容1）传动系统的设计：大小带轮的设计计算、V带的选取、轴承的选择电机选 型等内容2）摘果滚筒的设计包括：滚筒的设计、动刀条的设计等内容3）夹持输送结构的设计：夹持带的设计、带轮的设计、轴的选取校核等4）机架的设计1.3.2研究方法1）收集资料，进行归纳分析2）按给定的指标参数在指导老师的帮助下完成设计任务2总体方案确定2.1 方案的选择和确定摘果装置是花生收获机械的重要工作部件。花生联合收获机工作性能的优劣 在很大程度上取决于摘果装置的工作性能。半喂入式花生摘果装置能很好的利用 喂入环节的改善来降低能耗，能够满足在不同含水量花生蔓的条件下平稳作业。其作业原理是：花生蔓通过夹持输送带传送到摘果滚筒，在双滚筒不断的旋转作 用下摘果，有动刀条上V齿将花生蔓和花生分离开来。其特点如下：1）该装置不仅可以用于花生果荚的摘取作业，而且可以解决新鲜花生收获、5本科毕业设计（论文）通过答辩晾晒后花生的摘果问题，为设计联合花生收获机奠定了基础。2）该装置结构简单，适应性好，可以节约收获时间，降低因为晾晒造成耽误 农时的问题。如果配在联合收获机上，效果更为显著。3）由于该装置采用半喂入式原理，所以其功率消耗少，工作可靠，不会出现 茎秆缠绕或堵塞问题，同时含杂率也较全喂入式明显少，减轻了后续花生清选的 负荷。4）但该机型工作性能不稳定，存在结构复杂、成本高等缺点。2.2摘果装置的总体结构摘果装置的主要部分为：入料和夹持输送装置、摘果滚筒装置、出口部分、机架组成。整体组成图由图1所示：图1 摘果机装配简图Fig.l the figure o f the Assembl y1）入料和夹持输送装置入料口和上机架部分相连接，是用2 mm厚的铁板制成，入料部位与夹持输 送部位在同一方向，花生蔓经入料口进入，下滑到夹持输送部分，经夹持输送部 分的大开口进入夹持输送链上夹紧，经夹持输送带的传送向后移动，向后移动的 过程中摘果滚筒进行摘果。2）摘果装置摘果部分主要是由摘果滚筒和输送带组成。花生蔓在夹持输送带的夹持下向 6本科毕业设计（论文）通过答辩后方运动，花生蔓的根部在此过程中在摘果双滚筒中间完成摘果，摘下的花生下 落到下滑板上，由仓口排出出料斗之外，摘果后的花生根茎在输送带的传送下由 夹持输送带的尾部排出滑板之外。3）出口部分出口部分主要是下滑式铁皮制造，也是由2 mm厚的铁皮构造，花生滑落上 面由于铁板的倾斜花生滑出机体之外。4）机架机架是花生摘果机的主要支撑，它承担着摘果机的主要重量和动力、负载和 力矩因此它的设计是只强不弱的部分。机架的各部分各自稳定，而且相对固定，以便做到机械在运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险，因此为了机架 的坚固，此试验台的设计采用4mm厚的角钢制成。5）花生摘果装置的总体设计为了更优化花生摘果装置的机型和结构设计，此花生摘果装置的动力装置放 在机架的下面，与机架固定，这样不仅可以节省空间，还可以起到稳定作用。花 生摘果装置从入料到摘果到花生蔓的排除机体外是花生摘果装置一体完成的，通 过输送带的上部可以看到整个摘果过程，便于我们收集花生摘果的相关数据。3传动方案的确定方案如下:根据花生摘果机的具体传动要求，可选电机与主轴之间用v带和带轮的传 动方式传动，应为摘果机在摘果工作过程中，传动件V带是一个挠性件，它赋 有弹性，能缓冲和冲击，吸收震动，因而使花生摘果机减少震动，噪音小等优点。虽然在传动过程中V带与带轮之间存在一些摩擦，导致两者的相对滑动，使传 动比不精确但不会影响摘果机的传动，因为花生摘果机不需要精确的传动，只要 7本科毕业设计(论文)通过答辩传动比比较精确就可以满足需求，而且V带的弹性滑动对摘果机的一些重要部 件是一种过载保护，不会造成机体部件的严重损坏，还有V带及带轮的结构简 单、制造成本低、容易维修和保养、便于安装，所以，在电机和摘果机的传送带 之间选用V带轮的传动配合是很合理的。本设计中有两处可以用到V带的传动,夹持输入系统和电机之间，摘果滚筒和电机之间，我们来确定夹持输入系统和电 机之间的带传动。3.1 电动机的选择和传动参数的设计根据所给条件，考虑到家用机械的成本问题，滚筒的电动机选择的电机型号 Y90S-4,查表得此种电动的中心高H=90mmo轴的转速勺=1400r/min。n2=nx/i=850r/min(1)轴额输入功率/22=X=1.1 X 0.952=0.99k w(2)轴的转矩5=9550/?2/2=2 4.8N,m(3)3.2 V带传动的设计1)确定计算功率由于机器工作环境恶劣，工作时间不超过11个小时，估计算功率PKJP(4)其中：K 工作情况系数 AP电动机的功率查机械设计书中的表87可知：K=1.1A摘果电机匕=L1X1.1=L2 1(KW)2)选择V带的型号根据计算得知的功率心和电动机上的带轮转速，查机械设计回一书8 11,可以选择V带的型号为A型。2)确定带轮的基准直径(1)初选电动机的带轮基准直径：根据机械设计一书，可选 择V带的型号参考表86,选取2 mm 2 75mm,取大摘果系统标准直径2=100mm,喂入系统Z)=75mm(2)计算V带的速度V:8本科毕业设计(论文)通过答辩*乂_ 3.14x100 x14。_7 32加/$60 x 1000 60 x 1000(3)计算从动轮的直径。2n d、n2 4(1一)n 4(1 一)d2=-=1400 x 100 x(1-0.02)/850=161.4mmn2由表选择，取。2=160mm(虽然略有增大，但误差小于5%,故允许)(4)确定传动中心距和带长取 0.7x(A+3)WaW2 x CD+D2)滚筒V带轮 即182 mmWaW52 0mm取 ao=3OOmm滚筒 V 带长 L；(2+2)+(02-2)(8)2-4ao得 L；12 10.45mm按机械设计网一书中查表64,由出算的带长4查表选取与之相近的标准V带的基准长度(可查的4=12 50mm。同上求得喂入V带长 L；q941mm查的 Ld=1000mm实际中心距可按下列公式经验公式求得：a=aQ+Ld 2(9)求得：滚筒V带a 395mm(5)验算主动轮上的包角%=1800-3-A%60(10)a求得滚筒V带包角a,=179.9 12 0n满足V带传动的包角要求(6)确定V带的根数V带的根数由下列公式确定：z=q=-电-(11)Pr g+M)K.K/其中：一单根普通V带的许用功率值 Po(k w)9本科毕业设计(论文)通过答辩K.一考虑包角不同大的影响系数，简称包角系数轨一计入传动比的影响时，单根普通V带所能传递的功率增量(一长度系数，查表可知查表取滚筒V带相关值：K“=0.94&=1.03片由带=1400r/min Dx=100mm i=l400/850=1.65查的片=1 A4=0.32所以 滚筒V带根数Z=0.95 所以取Z=1根(7)计算带的最小初拉力查表的A型带的单位长度质量q=0.1 k g/m单根V带适当的初拉力询由下列公式求得500%匕 2.5、%桁二一7x(-D+qy yz ka(12)其中：q传动带单位长度的质量，k g/m根据查表所得数据求得滚筒V带最小初拉力为耳=140N(8)计算压轴力/为了设计安装带轮轴和轴承，必须确定V带作用在轴上的压力它等于V带两边的初拉力之和，忽略V带两边的拉力差，则工值可以近似由下式算出:R Q即：Fp=2 x Zx Fq cos =2 x Zx sin(13)求得滚筒V带压轴力：乙=2 68.4N因为带轮的转速V=7.32 m/s,远远小于2 5m/s,所以材料选定为灰铸铁，硬度为 HT150.因为带轮的转速V=5.5m/s,远远小于2 5m/s,所以材料选定为灰铸铁，硬度为 HT150.3.3带轮的结构设计由下图3为摘果V带轮的结构设计。10本科毕业设计（论文）通过答辩图3大、小带轮结构图Fig3 Assumptio n diagram o f the l arger and smal l pul l ey带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径，选择带轮的结构形式，根据带 的型号来确定槽的尺寸，设计如下：从动带轮的结构选择，因为根据主动带轮的基准直径和传动比来确定，即 D2=160mm,小于300mm，所以从动带轮采用轮辐式。从动带轮的参数选择：通过查机械设计一书，可查的带轮的结构参数 间表，其他一些相关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得。根据基准直径的大小选用不同的带轮类型，小径带轮采用实心式，大径带轮 采用轮辐式，主要结构尺寸如下：表1 大小带轮的基本尺寸Tabl e 1 the size o f the basic size pul l ey单位：mm尺寸类型小带轮大带轮D100160基准宽度与1111基准线上槽深4mm2.752.75基准线下槽深与min8.78.7第一槽对称面至端面距离f哨哨轮缘厚51212带轮宽B2020外径4105.5165.511本科毕业设计(论文)通过答辩极限偏差11轮毂长503543224轮辐厚可8420%16D、1364滚筒装置的设计4.1滚筒轴装置的设计传动轴是花生摘果机的主要设计部件之一，它在花生摘果机正常工作过程 中，承担主要转矩、扭矩、弯矩和支撑传动轴上的回转零件，花生摘果工作过程 中是很频繁的冲击，因此传动轴的设计是很关键的一个步骤。它的主要功用是：一是支持轴上所安装的回转零件，使其有确定的工作位置;二是传递轴上的运动 和动力。按照轴线形状的不同，可以分为曲轴、直轴、软轴和挠性轴等，根据 花生摘果机的结构特点和组成形状及工作强度和环境的要求，花生摘果机的主轴 选用直轴形式传递，而且选用直轴中的阶梯轴。在此设计中有滚筒的主动轴，和 传动系统的轴，先来对滚筒的轴进行设计：根据轴的扭转强度来初步计算确定其最小直径，可利用经验公式：d Ao (14)V n其中：4一轴常用的几种材料的KL的值P一主轴上的功率 k wn一主轴上的转速 r/min轴上的材料由机械设计一书中可以查到，应选取调质处理的45号钢,6b=640MP,书中表152取4=118,于是求得：d=12.98mm取 d=15mm12本科毕业设计(论文)通过答辩输出轴上的最小直径显然是安装带轮的内孔，必在轴上开有键槽，因此，为 了开键槽又不消耗输出轴的强度，可以使轴的直径增加5%以上，这样增加输出 轴的尺寸，可以提高轴的工作强度。即d=d(l+5%)16mm主输出轴的最小直径是安装带轮处的直径，为了使所选的轴直径与带轮相配 合，故使输出轴端的轴径选为16mm。4.1.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度滚筒传动轴的第一级安装带轮，由带轮直径查表得知带轮的厚度B=2 0mm,其轮毂长度为35mm，则取第一级轴的轴径d=16mm,其长度为2 0mm。该轴的径 向定位由普通的平键来完成。选用键的型号为普通平键，其尺寸为5x5x15。键 的型号可以通过查机械设计一书获得。第二级安装轴承座和轴承和套筒，查表的该段直径为d=2 0mm,长度为50mm,轴套宽度是32 mm，直径为30mm。第三级安装滚筒，查表的该段直径d=2 4mm,由于有旋转件，箱体两侧留 10mm,小于套筒的长度，箱体厚度为2 mm,该轴的长度为700mm。由于该轴需 要旋转，所以要有键来固定滚筒，键的尺寸为8x7x100。4.1.2初步选择滚筒轴系由摘果机的结构和相关尺寸可知所设计的轴上装有带轮和滚筒，需要选择轴 承，又由d=2 0mm,初步选取支撑的轴承 深沟球轴承，在机械设计手册国查 的轴承的型号为6004,它的结构尺寸d*D*B为20、40、12,故取右边第二段与 左边第一段的直径相等，即d=2 0mm.。安装滚筒带的直径为d=2 6mm,轴承与轴肩用轴端挡圈固定，左右端采用的 轴承用轴承座固定，已知滚筒长度为700mm滚筒轴的基本结构如下图4：1 X_ 图4轴的结构示意图Fig 4 the ax is o f the struc ture4 1.3轴的强度校核1)作轴的简图如图6所示2)求输出轴上的所收受作用力的大小同根据公式：T=9550 x 求得(15)13本科毕业设计(论文)通过答辩其中：p输入功率k wn传动轴的转速r/min即 T=9550 x=11.7Nm8503)滚筒的圆周力根据公式：F=求得(16)a其中d输出轴的轴心到动刀中间的距离即：F=2x11，7=180N0.13根据公式：F=F,x 80%求得(17)其中：80%一径向力占圆周力的百分数即：=144N根据公式：Fa=Ft x tgP 求得(18)由于摘果机的主轴轴向不受力，取工=0,圆周力F,径向力工轴向力 的方向如图所示7(a)3)轴上水平面内所收支反力如图(b)根据公式：F2=工(19)其中：一是输出轴上左端轴承座的中心到滚筒第一个支撑点的距离41.5mm。一滚筒第一个支撑点到第二个支撑点的距离600mm即:F1 NH2180 x 60041.5+600=168.4N根据公式：F,=FFnhz 求得(20)即：Fm=180-168.4=11.6N1)轴在垂直面内所收支反力如图由于滚筒重力是均匀分布，滚筒太长，我们将滚筒重看成是一个集中力。作用点在滚筒中心。取滚筒重为15k g,则重力G=150NF D FrL3+GL3根据公式：Rvl=-2-求得(21)4+3其中：D一动刀的顶端到主轴轴心的距离160mm14本科毕业设计（论文）通过答辩144x 600+X+150 x 600即 R.=-Z-=27511 41.5+600根据公式：R v2=Fr+G-R V1=144+150-2 75=19N6）做弯矩图在水平面内，轴上B、C、D三点的弯矩为：根据公式：Mbh=Mdh=。M ch=FhJz求得：Mc/=11.6x 0.0415=0.48N m作水平面内弯矩如图（b）所示在垂直面内，轴上BH、C、D三点的弯矩为：根据公式：MgK=Mpr=0M cvl=R vl 2求得：M CV1=2 7M5 X 0.041.5=11.4N m作垂直面内弯矩图如（c）所示合成的弯矩为：(22)(23)(24)ex=yiMcH=Vo.482+11.42=11.41 Nm（2 5）作轴的合成弯矩图如（d）所示。7）作弯矩图根据公式：T8=9550 x K=ii.7Nm（26）n其中：p输出轴功率k w作轴的弯矩图（e）所示8）作当量弯矩图C点：M x J死+7）2=13.4 N m（27）式中a取0.6,作轴的当量弯矩图（f）所示:：9）校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大当量弯矩的强度。由经验公式及上 面计算出的数值可得出。公式：=丝色=+画）口防。（28）ca W W l,15本科毕业设计（论文）通过答辩式中：W一轴的抗弯抛面模量，mm3同一轴的许用应力，MPa按轴实际所受弯曲应力的循环特性，选取相应的数值，从机械设计可 以查出。a_13,4x l 03W 0.1 x 2 43=9.69MPa(2 9)按机械设计书中查的，对于=600 MPa碳钢，承受对称循环变应力 时的许用应力55 MPa.9.69 MPa。喂入系统的轴跟上述过程校核一样，安全。9）校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大当量弯矩的强度。由经验公式及上 面计算出的数值可得出。公式：4,=丝=9.69 MPa。16本科毕业设计(论文)通过答辩喂入系统的轴跟上述过程校核一样，安全。4.1.4轴承的校核由于滚筒两轴承型号一样，所以承受力相差不多，所以在这里任选一轴承校 核，对深沟球轴承，查机械设计一书知径向基本额定载荷C；=60To h(32)由机械设计课程设计表(6-1)查的6004深沟球轴承基本额定动载荷C=9.38KN,查表的=1,fp=1.1,对球轴承，e=3,将以上相关数据代入上 式，的c c c c 1.1 X P 9380=-x13106P=693.2 N故在规定条件下，6004轴承可承受的最大径向载荷为693.2 N,远大于轴承的 径向载荷1L6N和168.4N。故所选轴承合格。17本科毕业设计(论文)通过答辩4.1.5键的校核由于载荷在键的工作面上大致分布均匀，我们这里可以用校核普通平键的方 法来校核。大带轮上平键的校核:2 Tx i()3 r-CTkid L，(33)即:_2 x l l.7x l Q3 Op-16x 5x 2 0=14.6MPaY ap=60 MPa符合大带轮上键的强度要求。滚筒轴上所用长键的校核：2 7x l 03 r Ier=-2.323KT弧u Ih)2=2.32 31.3 x 11.12 x 104 1+1 z189.81 540)2 mm=319.6模数/c d i,._ _,v=-!=14.2 3 m/560 x1000m,=九=319.6=5 J。掰掰1 Z 60齿高 h=2.25 mt=2.2 5 x 5.30=11.92 mm齿宽 b=(pd d u=1 x 319.6=319.6h 319.6“o=-=2 6.8h 11.92根据y=0.65m/s,7级精度，由图10-8查的动载系数=1.02(37)(38)(39)(40)(41)(42)w+1 z ZE1直齿轮，K僦=K Fa=1由表10-2得使用系数K/=1由表10-4用插值法查得7级精度、齿轮相对支承非对称布置时，KHp=1.42 3由2=2 6.8,=1.42 3查图10T3得K肥=1.2 7,故载荷系数hK=KAKvKHaKHp=1x 1.02 x l x 1.42 3=1.451(43)下图为直齿轮形状图。21本科毕业设计（论文）通过答辩图8直齿轮形状图Fig 8 The shape of Straight gear按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，3Kd、=d XtK,319.6x 3/1!-=324.6mm V 1.3(44)计算模数 加=4=%变=5.41的 就近圆整取标准值m=5.4(45)Z1 60分度圆直径 4=60 x 5.4=324加加(46)、口匚 4+d?324+324 z中心距 a=-=-=32 4mm(47)2 2齿轮宽度 b=(pddt=1 x 2 6.8=2 6.8mm(48)取 b、=2 6.8mm；齿顶高 ha=1 x 5.4=5Amm齿根身 k c=11.92 5.4=6.5mm2 2本科毕业设计(论文)通过答辩齿距2=3.14x 5.4=16.9mm6半喂入装置设计6.1 半喂入系统的结构设计半喂入系统是整个花生摘果机的主要部分，它的作用是是把花生蔓塞入入料 口，再在传动带的夹持下进入输送带。传送带是由两根v带传动组成，由于此v 带只起夹持输送作用，故在此不再校核，选用的是Z型带，长度为2 000mm。工 作时可通过摇杆调节喂入口的大小，控制喂入量的多少。在摇杆，拉簧的拉簧弹 力作用下夹持牢固花生蔓。在没喂入的情况下，带轮受一定的拉力有一定的反向 作用，在人工喂入的情况下，弹簧受力拉伸使喂入开口增大，花生蔓能够较好的 进入传送带，在外力手工的撤去后，弹簧必然有一个反向的拉力，致使小带轮向 中间移动，很好的夹紧了花生蔓，不会导致花生蔓在摘果过程中掉入滚筒。下图图9 半喂入装置结构图Fig 9 Assumptio n diagram o f hal f feeding devic e6.2 具体结构的设计带轮起着夹持和传送的作用，在喂入结构里非常重要。电动机在喂入系统 里直接接电动机，所以电动机的转速选取小点的，选取710r/min的电动机型号 Y132 S8,带轮的大小由下式确定v=nr/60(49)v一皮带速度，由上面可知为0.7m/sn电动机转速求得 r=62 mm皮带在传动系统中起夹持和输送的作用，所受的力不是非常的大，选取一 23本科毕业设计（论文）通过答辩般的A型带就可以了，A带的长度选取了 2 000nini,机架上面安装一个可调带轮，可以调节带轮的张紧程度。摇杆在喂入装置中传递弹簧的弹力，非常的重要，摇杆的长度100mm,它之 下的1/3处固定在支架上，其下的2/3随着摇杆可左右摆动，能够起到很好的夹 持花生蔓的作用。Fig 10 the size o f the ro c k er弹簧在夹持发力的部位，夹持力的大小直接影响半喂入的结果。查机械 设计选取的弹簧为拉伸弹簧，弹簧中径为12 mm，自由高度为40丽,有效圈数 10圈，弹簧安装在支架上的长度为50mm,有足够大的力量来夹持花生蔓。7箱体箱体的作用是提供一个封闭的摘果环境，并对相关部件起到支撑和定位的 作用。为了便于轴系部件的安装和拆卸，将箱体做成剖分式，箱体由四周的端板 组成，取轴的中心线所在的平面为剖分面。箱座和箱盖采用普通螺栓连接，用圆 柱销定位。箱体的材料选用HT2 00,铸造成型。8机架整个机架采用角钢焊接而成，起到其他几个部件的支撑、定位、连接作用，并将电机装配在机架里面。摘果机安装在机架上面，采用普通螺栓连接，具体结 构见装配图。9总结这次毕业设计是我对大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课的 一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年 24本科毕业设计（论文）通过答辩的大学生活中占有重要的地位。通过这次毕业设计对自己的四年的大学生活做出 总结，同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问 题的能力，为今后自己的工作和生活打下一个良好的基础。这次设计其实是综合 运用本专业知识，分析并解决设计中遇到的问题，进一步巩固、加深和拓宽所学 知识。通过这次设计实践，使我逐步树立了正确的设计思想，增强了创新意识，熟悉并掌握了机械设计中的一般规律和方法，培养了我的分析问题和解决问题能 力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，使我进行了较全面的机械设计基本技能训练。另外通过本次设计使我领悟出机械 设计的一般进程：设计准备、传动装置总体设计、传动零件设计计算、装配图设 计、零件工作图设计、编写设计说明书。如果随意打乱这个过程则在设计过程中 定会多走弯路。在设计过程中在独立完成的同时，还要及时跟指导老师沟通和请 教。每个阶段完成后要认真检查，有错误要认真修改，精益求精。毕业设计的各 个阶段是相互联系的。设计时，零、部件的结构尺寸不是完全由计算确定的，还 要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求。由于影响零、部件尺 寸的因素很多，随着设计的进展，考虑的问题要更全面和合理，故后阶段设计要 对前阶段设计中的不合理结构尺寸进行必要的修改。所以，设计要边计算、边绘 图，反复修改，设计计算和绘图交替进行。在设计中要贯彻标准化、系列化与通 用化可以保证互换性、减低成本、缩短设计周期，这是机械设计应遵循的原则之 一，也是设计质量的一项评价指标。在设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标 准与规格，尽量采用标准件，并应注意一些尺寸需要为标准尺寸。同时设计中应 减少材料的品种和标准件的规格。毕业设计是每一位大学生的必修课,它要求学生独立的思考问题，并将在大 学期间所学的知识进行归类和深化；能够多方面的提高学生的能力，为进入社会 做足准备。通过本次设计,使我运用各种机械绘图软件的技能得到了很大的提高,也正是运用了这些绘图软件，才使得我的整个设计过程大大简化了，设计的速度 也得到了很大的提高。通过这次毕业设计，相信不只是我，其他同学也会有同样 的体会，虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩，但同时也存 在一定的不足和缺陷，我想这都是这次设计的价值所在，以后的日子以后自己应 该更加努力认真，以冷静沉着的心态去办好每一件事情!感谢各位老师的教导和 关心，我坚信有您们的支持，我们定能做出一番成绩，也将能应付走入社会将遇 到的各种问题。经过几个月的努力，我相信此次毕业设计一定能为四年的大学生 25本科毕业设计(论文)通过答辩涯划上一个圆满的句号。毕业设计也暴露出自己许多的不足之处。比如缺乏综合运用专业知识的能 力，对材料的不了解等等。这次实践是对自己四年所学知识的一次大检阅，使我 明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后 更应该在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有贡献的人，为中国机械行业 添上自己的微薄之力。10展望我国加入WTO以来，国内外关于花生摘果机械的开发与推广应用日益增多，针对现有花生摘果机械存在的有点与不足，在未来的发展过程中，对花生摘果机 械在生产应用中的经验进行总结，不断完善其功能，使其呈现良好的发展势头 13 O(1)提高机械摘果率、降低破损率对花生摘果机械的关键技术与工作部件进行重点攻关，改革传统结构，研 究新的脱壳原理，优化结构设计；同时在整体装配上进一步改进和完善，提高摘 果率，降低破损率。(2)向自动控制和自动化方向发展大多数机具人工喂料和定位，影响了作业速度和作业质量。因此应通过机 电一体化手段，开发设计自动喂料、自动定位脱壳装置，保证均匀喂料与有效定 位，实现机组自动化操作，进一步提高作业精确性和作业速度，提高产品质量与 生产率，满足部分大、中型加工企业的需要，以开拓国内外市场。新技术原理、新结构材料、新工艺将不断应用于花生机械的研制开发中，随着液压技术、电子技术、控制技术以及化工、冶金工业的发展，许多复杂的机 械结构、动力传递、笨重的材料和落后的工艺将逐步被取代，减轻质量、减小阻 力，简化操作，减小辅助工作时间，延长使用寿命，降低劳动使用费用等将作为 主要涉及目标应用脱壳机械的设计制造间。随着国内外高新技术的进一步发展,如何将这些高新技术更好的应用到实际生产中，也是目前花生脱壳机械需要尽快 解决的问题。参考文献1尚书旗、刘曙光、王方艳等.花生生产机械的研究现状与进展分析J.农业机械学报,2005,(03)：143-147.26本科毕业设计(论文)通过答辩2 赵荣东，发展花生收获机械化迫在眉捷J,农业机械，2 004.3赴美花生机械考察组;关于赴美考察花生机械的报告J;花生学报；1980年02期4王智才.我国农机市场需求及发展前景J.农机质量与监督2 002.(5)：6-95余泳昌，刘文艺，冯春丽，谢华阳，丁攀；花生收获机械发展与应用现状切；山东农 机;2005年06期6濮良贵纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社.2 005.7陈书法,李耀明，孙星钊；花生联合收获机挖掘装置的设计研究J;中国农机化;2005年01期8吴宗泽罗胜国.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社.2 006.9程献