前言籽瓜是新疆生产建设兵团重要的经济作物，在建设兵团的农业产业结构调整中占有重要地位。

随着农业产业结构调整，籽瓜的种植规模越来越大，人力投入，生产成本的消耗等问题日益突出，因此，籽瓜产业的全程机械化亟需解决。

目前，在籽瓜的收获环节：采取人工采摘、人工辅助集条机集条集堆、机械取籽配合作业，使得劳动强度大，劳动成本高。

同时籽瓜成熟后因其特性不宜在田间放置过久，如逢秋雨霜冻，极易腐烂，另外籽瓜成熟时正是棉花、玉米、甜菜等大宗作物收获农忙之际，劳动力奇缺，给籽瓜人工收获带来很大困难因此，有必要对籽瓜收获取籽环节机具及配套设备进行研究以解决籽瓜机械化收获问题。

分析了目前在兵团广泛使用的几种籽瓜收获机械的基本结构及功能；并依据不同的工作机理，介绍了籽瓜捡拾装置、输送装置、取籽装置的基本类型和技术特点。

针对我国西部籽瓜加工劳动强度大、机械化程度低的现状，设计了籽瓜籽汁分离机。

该分离机的设计思路为：将籽瓜初步粉碎、用辊轮将籽瓜完全压碎、使瓜瓤和瓜皮分离、排出瓜皮、用离心法将汁和瓜籽分离、最后收集瓜籽。

本机的主要装置有破碎齿压碎辊轮、大滚筒棍刀、小滚筒、小滚筒辊刀和瓜籽的收集装置。

本机结构简单紧凑，装载携带方便，能够大幅提高籽瓜的加工效率，适合于广大籽瓜种植农户推广使用。

关键词：籽瓜：破碎：压碎：脱籽目录1绪论 (2)1.1研究的意义 (1)1.2研究目的 (1)1.3可行性分析 (1)1.4国内外打瓜破皮取籽机现状及分析 (1)1.5本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路 (2)2基本结构、原理及主要技术参数 (2)2.1打瓜破皮取籽机结构 (2)2.2打瓜破皮取籽机工作原理 (4)2.3主要技术参数 (4)3主要部件的设计 (5)3.1进料口作用 (5)3.2打瓜弹性的计算 (5)3.3破碎装置 (5)3.4籽瓜压碎装置 (7)3.5瓜皮分离装置 (8)4 籽皮分离装置中心轴的校核 (8)4.1轴直径的选择 (9)4.2轴校核 (9)4.3轴的扭转应力的校核 (10)4.4传动轴健侧挤压应力的校核 (10)5结论 (10)小结 (11)致谢 (12)参考文献 (13)1绪论1.1研究的意义打瓜是新疆生产建设兵团(以下简称兵团)的重要经济作物，在兵团的农业产业结构调整中占有重要的地位。

随着农业产业结构的调整，打瓜的种植规模越来越大，人力投入，生产成本的消耗等问题日益突出，因此，打瓜生产过程的全程机械化问题急需解决,由于种植过程一般与其它粮食作物没有多大区别，重点是收获不同，所以收获机械对现实生活的需要是极为迫切的。

本设计通过国内外的打瓜机器的性能、构造以及操作的简易程度，最终设计成一架操作简单、价格合理、适合大多数地区使用便于维修的打瓜子收获机械。

包括安装在机架上的破碎辊、筛选器和子皮分离筛，破碎辊的表面上设置有切碎板，子皮分离筛为带有网孔的半圆柱筒，筛选器由转轴和其上设置的安装有刮板的支架组成，破碎辊和筛选器的轴端均设置有皮带轮。

其可以由多种农用机械带动工作，省时省力，易于推广。

1.2研究目的打瓜是新疆主要经济作物之一。

发展打瓜生产，对调整优化农业产业结构、加快脱贫致富及地区经济发展具有非常重要的作用。

打瓜为地上作物，其收获方式以人工捡拾、机械集调为主。

打瓜收获机可以大大提高收获效率，降低劳动强度，减少损失，为打瓜生产奠定良好的基础。

但是收获方式的落后极大的制约了打瓜的生产发展。

为促进打瓜生产地发展，解决机械化问题势在必行。

打瓜收获机械化的关键矛盾是破碎率是否达到生产要求。

1.3可行性分析本课题研究设计出一种小型高效打瓜破皮取籽机械，其原理也可用于大型打瓜加工机械的制造。

课题内容主要是打瓜破皮取籽机的设计与仿真，首先对打瓜破皮取籽机总体进行设计，主要对现有打瓜破皮取籽机进行改进，进而用实体软件进行实体绘制，并对实体图进行仿真，达到干涉检测，变形模拟等目的。

1.4国内外打瓜破皮取籽机现状及分析1.4.1国内打瓜破皮取籽机现状及分析打瓜收获机在国外也尚未见相关的报道。

随着打瓜种植面积的扩大，在国内有较大的发展潜力。

但是目前国内的打瓜收获机械在结构和应用上尚有很多的问题，需要进一步的设计改进和推广。

目前，在国内打瓜的生产过程中，耕地、整地、播种、中耕、植保和取籽等机械化已逐渐解决，但这些工作量仅占全部作业量的60％，其余部分主要为人工作业，特别是打瓜的收获阶段，采摘、集条和输送全部过程为人工作业，劳动强度大，劳动成本高，是打瓜生产过程中的瓶颈问题。

加之打瓜成熟后不宜在田问放置过久，如逢秋雨霜冻，经常腐烂；同时，打瓜成熟时正是棉花、玉米和甜菜等大宗作物收获农忙之际，劳动力奇缺，给打瓜人工收获带来很大困难。

因此，加快打瓜收获机和相关配套机械的研制对解决打瓜机械收获中的瓶颈问题，促进打瓜机械化收获的实现，降低打瓜的收获成本和时间，减少农民投入，促进农民增收，带动兵团打瓜产业的发展具有重要意义，打瓜收获机械的研究现状:打瓜收获机械的收获方式打瓜的收获方式主要有两种：一种是采摘、取籽联合作业的一体化联合收获；另一种是分段收获。

一体化联合收获具有机械化程度高、收获效率高、省时省力、节约成本的特点，但是对土地的要求比较高，特别是地面情况恶劣的打瓜种植地捡拾效果不是很理想，所以这种收获方式还需要进一步的研究、改进和优化[4]。

目前常见的打瓜收获机械也因打瓜收获方式的不同而有差异。

采摘、取籽联合作业的一体化联合收获方式用塔城地区农技推广站研制的打瓜集条机被阿勒泰地区农技推广站引进、试验和推广，效果良好。

在这些打瓜收获机械中，绝大部分属于实用新型专利，但没有实现实际的应用。

除新疆农业科学院研制的打瓜捡拾脱籽联合作业机和塔城地区农技推广站研制的打瓜集条机做了田问试验并推广之外，其余皆未见相关报道。

打瓜收获机的破碎装置是籽瓜全程机械化收获的关键设备。

新疆是全国最大的籽瓜产地，籽瓜瓤的开发利用研究显得尤为重要，生产籽瓜系列产品不仅提高了农产品的附加值，增加了农民收入，同时也避免了农田的污染。

籽瓜系列产品为新兴食品，在为企业带来显著的经济效益的同时，也为社会提供了更为丰富、健康的食品资源，同时也促进了新疆籽瓜深加工产业和籽瓜种植业的发展，增加加工企业和农民收益，新建的生产企业又可解决大量的工人就业问题，一系列的发展必定促进籽瓜种植面积进一步扩大，随之而来的收获问题也更加严峻，全程机械化收获迫在眉睫[11]。

破碎装置由破碎滚筒与设于其上的直的破碎齿组成，清选装置一端设有出料口;区别是振动筛式清选机的清选装置采用振动筛进行分离，因振动筛高速摆动，造成清选机振动大、噪音大、故障率高和寿命短的缺点，而半圆筛式清选机的清选装置由半圆筛和刮板组成，破碎装置与半圆筛上下平行设置，破碎装置破碎的瓜皮、瓜瓤和瓜籽落入分离装置，在刮板刮动下旋转进行分离。

缺点是刮板在刮动瓜皮经过半圆筛上的筛孔时，会将瓜皮叉入清选装置，而清选装置无法将碎瓜皮分离出来，影响了瓜籽的质量，再者半圆筛为等径，不利于瓜皮及时从半圆筛端口排出，工效较低，因没有进一步漂洗分离装置，瓜籽表面污物及未成熟瓜子无法分离，进一步影响瓜籽质量。

在国内外的打瓜收获机械中，打瓜取籽机在市场上有较为成熟的机型。

但是包括打瓜捡拾的打瓜联合收获机械的发展还不是很成熟，还有很大的发展空间。

1.4.2国外打瓜破皮取籽机现状及分析美国、英国、加拿大等经济发达国家，经历了20世纪40～50年代种植业基本机械化及60～70年代畜禽与水产养殖业基本机械化后，90年代的种植业和养殖业已进入高度机械化、现代化阶段。

农业机械正向大型、高速、低耗、自动化和智能化发展。

美国是当今世界上农业生产现代化程度最高的国家之一,已基本实现了区域化、专业化、机械化、社会化、商品化和网络信息化。

一些农场主往往经营上千公顷连片土地,在农业生产的产前、产中、产后的每一个生产环节都使用机械操作,全面实现了机械化。

美国已成为世界上农业劳动生产率最高的国家之一。

而对于打瓜收获机械，由于种植区域的限制，国外研究资料较少，打瓜收获机的发展水平基本以国内为准[8]。

1.5本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路1.5.1出现的主要问题（1）从查阅的资料来看，所查到的现有的打瓜收获机的破碎装置并不是设计的十分完美，多少都存在缺陷。

（2）机械化程度低，生产效率较低。

（3）打瓜收获机传动效率低。

（4）不符合食品加工的卫生要求。

食品加工关键的要求是环保、卫生，食品加工过程的隔离封闭，而以上提到的打瓜收获机几乎没有考虑此问题。

1.5.2需要解决的难题设计提出一种全新的研究方案，主要解决以下问题：（1）喂入斗、破碎筒、振动筛体等零部件的参数，查找相关专利说明。

（2）振动筛体的合理设计。

（3）损失率、破伤率、清净率达到最小值。

（4）出籽口的离地高度的设计合理化。

（5）运输地隙的离地高度的设计。

1.6完成本课题需要的工作条件及解决的办法该机械动力源为拖拉机，通过牵引装置与拖拉机连接。

（1）查阅有关资料选择相关参数及材料,设计破壳取籽机构。

（2）设计完各零部件后，进行装配组合，试验设计的可靠性。

（3）运用AutoCAD软件，绘制二维零件图和装配图。

（4）运用Solidworks软件，绘制三维零件图和装配图。

（5）运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。

2基本结构、原理及主要技术参数经过反复的考虑、研究和讨论，确定打瓜破皮取籽机的总体机构，包括动力传送系统、破碎机构、压碎机构、分离机构、打瓜籽收集机构及控制机构等。

2.1打瓜破皮取籽机结构打瓜破皮取籽机的总体方案图如2-1所示。

图2-1打瓜破皮取籽机的总体方案图打瓜破皮取籽机是一种组合式设备。

它实质上是打瓜取籽机的破碎系统、分离系统、两大组成。

主要包括进料口装置；破碎装置；压碎装置；瓜皮分离装置；输送装置；瓜籽和瓜汁分离；机械传动系统及机架等组成。

破碎装置，主要是使整个打瓜进行初步破碎。

压碎装置，主要是把初步破碎的打瓜进行碾压使瓜瓤与瓜皮分离。

瓜皮分离装置，主要就是把瓜皮从机体当中分离出去。

输送装置，主要将其物料送入瓜籽和瓜汁分离装置。

瓜籽和瓜汁分离装置，主要就是把瓜籽和瓜汁分离开进行对瓜籽收集。

机械传动系统，主要由小四轮、链轮与链条等组成，故结构紧凑。

打瓜破皮取籽机机构如图2-2所示。

1进料口2籽瓜破碎装置3籽瓜压碎装置4瓜皮分离装置5水平螺旋输送器6瓜籽和瓜汁分离装置7废料排出口8.支架9瓜籽收集口图2-2打瓜破皮取籽机的结构组成2.2打瓜破皮取籽机工作原理通过小四轮通过万向节传输动力带动链轮进行工作，籽瓜从进料口进入到破碎装置进行初步的破碎，破碎的籽瓜进入压碎装置，压碎装置进行第二次破碎处理通过碾压轮对初步破碎的籽瓜进行瓜皮与瓜瓤的分离，分离的瓜皮与瓜瓤落入瓜皮分离装置通过排皮轴的作用将瓜皮排出体外，其瓜籽与瓜瓤将通过筛体的筛眼将其瓜籽与瓜瓤落入储存箱箱内有个螺旋轴起作用就是把瓜籽与瓜瓤输送到瓜籽和瓜汁分离装置，其装置外壳是个圆桶筛体其小筛孔将瓜汁和瓜瓤排出体外剩余的就是瓜籽和少量的杂质。