I 齐齐哈尔大学第十一届大学生课外学术科技作品竞赛 作品说明书

题 目 基于ProE造型下的马铃薯收获机的设计 学 院 机电工程学院 指导教师 王雪峰 李明珠

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目录 第1章 绪 论 ............................................................ 1 1.1 国外马铃薯收获机的发展简述 ....................................... 1 1.2 国内马铃薯收获机的发展现状 ....................................... 2 1.3 本课题的研究内容及方法 ............................................ 3 1.3.1 研究内容 ..................................................... 3 1.3.2 研究方法 ..................................................... 3 第2章 马铃薯收获机整体结构的设计 ........................................ 4 2.1 马铃薯收获机的整体结构 ........................................... 4 2.2 挖掘机的工作原理 ................................................. 5 第3章 确定传动比和选择减速器 ............................................ 5 3.1 确定传动比 ....................................................... 5 3.2 选择减速器 ....................................................... 6 第4章 传动系统的设计 .................................................... 7 4.1 传动带的设计 ..................................................... 7 4.1.1 设计带轮的三维图 ........................................... 12 4.2 链轮的设计 ...................................................... 13 4.2.1 链轮的设计目的 ............................................. 13 4.2.2 链轮的设计 ................................................. 14 4.2.3 计算链轮尺寸 ............................................... 16 4.2.4 设计抖动轮的三维结构 ....................... 错误！未定义书签。 第5章 链轮轴的设计与校核 ............................................... 18 5.1 链轮主动轴的设计 ................................................ 18 5.2 链轮主动轴的校核 ................................................ 18 第6章 设计清选机构 ..................................................... 20 6.1 选择清选机构以及工作过程 ........................................ 20 6.2 确定分离输送带的线速度 .......................................... 21 第7章 设计切土挖掘机构 ................................................. 22 7.1 设计切土挖掘机构的要求 .......................................... 22 III

7.2 设计挖掘铲 ...................................................... 23 7.3 固定挖掘铲的螺栓的校核 .......................................... 24 7.4 切土刀模具设计 .................................................. 26 第8章 机架部分的设计 ................................................... 27 8.1 设计地轮 ........................................................ 27 8.2 设计机架 ........................................................ 27 8.3 机构仿真的概述 .................................................. 28 8.4 机构的部分运动仿真 .............................................. 30 8.5 数控加工机架板 .................................. 错误！未定义书签。 第9章 结论 ............................................................. 32

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第1章 绪 论 1.1 国外马铃薯收获机的发展简述 国际土豆收获机的机械化起步早、成长快、技术水平高。在20世纪初，欧洲和美国的国家动物牵引挖掘机代替手锄挖土豆，随后由拖拉机牵引或悬挂。在20的重链和投掷型马铃薯收获机端。20世纪40年代初期，美国、前苏联便起先研制、推广应用土豆收获机器，50年代末便完成了机械化。70～80年代，德、英、法、意大利、瑞士、波兰、匈牙利、日本和韩国亦相继实现了马铃薯作物生产机械化。70年代主要是研制大功率自走式根块作物联合收获机，且以收获垄作种植为主。 美国在1948年之前用收获机来收土豆，而后人为地捡拾，直到1967年，开始使用联结收获机。在第二十世纪80年代初，联合收割机和区域分割的收获土豆种植面积占85%，其中联合收割机已超过50%。20世纪90年代，美国已基本完成了土豆收成机械化。近年来，马铃薯联合仍然是欧洲的大型火电机组。这些模型可用于大面积的土地，不适用于小地块。有些国家和地区出产少许袖珍挖掘机械，像意大利的SP100机型为小型垄作收获机器。在亚洲国家，更少的马铃薯收获机械的生产。日本在1955年之前利用畜力开采犁，1955年～196年出产吊挂式和升运链式收获机，70年代着手引进美国、英国等发达国家的联合收获机，并研制适合日本国情的联结收获机。 从马铃薯收获机械发展农业机械化，发展比较缓慢，但在过去的50年中向更高层次发展。在国外，马铃薯收获机，生产和使用挖掘机的比例呈下降趋势，与联合收割机获得了飞速的发展，形成一个联合收割机，或两个完全实现收获机械化采与一个固定的分离装置分离收获捡拾装载机的支撑体系，基本实现了马铃薯收获机械。而且，国外马铃薯收获机械大多采用升运链条式联合作业，技术上已达到相当高的水平。 发展中国家基本上选用发掘犁和发掘机进行收成工作，发达国家的土豆作物收成已基本完成了机械化联结作业。如德国，美国组合机床自动控制马铃薯分离和减少马铃薯作物的损害自己的窍门。 2

1.2 国内马铃薯收获机的发展现状 近年来，国内市场上也涌现了少许此类机器，但大多数机型在适应性和质地可靠性方面依然不同程度地存在着一些不足，重要体现在两个方面，一是毁伤作物，因为如马铃薯等作物，皮质新鲜脆弱的收获，和破坏将严重影响其价格；二是适应性差，由于各农艺性状不同，不同株行距，机器不能满足要求[2]。 因为入口农机具价钱较高，农夫难以承担，土豆收获机器还是要走国产化路线，并且还要依据中国国情，不应盲目照搬。使用现有的模型，如手扶拖拉机、四轮拖拉机，通过对国外收获机原理的消化和吸收，开发了适合中国国情收割机[23]。 最近几年来,我国部分地区开始发展马铃薯和其他块茎作物收获机的研制,主要的方面还是进行微型化的挖掘机处理,少许机构如在河北研究所研制的4VM-1A型、4VM-2A型的土豆挖掘机[8],西安市农业机械有限公司出产的4U-1型土豆收获机[7]。关于新产品的研制则重点适用于干旱和半干旱地区的土豆栽种，在华夏北部和小农场农夫利用收获土豆的机器,生产效率高，尤其是对收获丘陵上的马铃薯更能显示该机器的优越性[16]。更有效的内蒙古呼和浩特新生产技术和设备4uldx-1500马铃薯收获机，该机具有两种类型的驱动链轮，可以实现高转速和低两种转移，适合在不同种植的土壤上工作。而且该机型适用于湿润、干燥和半干燥的土壤上实现土薯分离和耕作功能。 华夏农业机械化科学研究院在吸取国际先进技术的基础上,优化计划了两种新型的土豆收获机：第一，背负式4UL-1型马铃薯收获机；第二,由拖拉机悬挂的4UW-120马铃薯挖掘机。支持36.8～51.5 kW拖拉机的马铃薯挖掘机和机制，一个独特的弧形马铃薯分离辊机构，从而克服了古代的机器抖动链式部分的高故障率、不平衡传输等致命弊端,劳动能够更为可靠[24]。甘肃农业机械化技术推广站经过调整以及大量的研究,同时在结合全省的实际情况,开发出适合甘肃省马铃薯种植的农业机械[14]。在1998年,在实验中出产的土豆栽种机和土豆挖掘机各1套,屡次进行了试验，并依据计划需求来改进机器。2001年7月,经过甘肃省科学技术委员会的评估,两种模型都达到了国内先进水平,为甘