【溫馨提示】====【1】設計包含CAD圖紙 和 DOC文檔，均可以在線預覽，所見即所得，，dwg后綴的文件為CAD圖，超高清，可編輯，無任何水印，，充值下載得到【資源目錄】里展示的所有文件======【2】若題目上備注三維，則表示文件里包含三維源文件，由于三維組成零件數(shù)量較多，為保證預覽的簡潔性，店家將三維文件夾進行了打包。三維預覽圖，均為店主電腦打開軟件進行截圖的，保證能夠打開，下載后解壓即可。======【3】特價促銷，，拼團購買，，均有不同程度的打折優(yōu)惠，，詳情可咨詢QQ：1304139763 或者 414951605======【4】 題目最后的備注【LB1系列】為店主整理分類的代號，與課題內容無關，請忽視
甩刀式馬鈴薯殺秧機的設計
蘇磊1 吳明清1
(1. 塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300）
摘要：本文通過對殺秧機的設計同時介紹了殺秧機的發(fā)展歷史、種類、工作原理及其主要參數(shù)。并詳細的分析了殺秧機的構成、以及殺秧機的日常維護和基本安全操作規(guī)程，并分析了殺秧機的日常檢修及其常見故障分析。通過自身的實踐，更加的認識到對殺秧機專業(yè)理論知識的學習，提高操作技能，了解殺秧機的內部構造，大概了解殺秧機的客觀運用，敘述了利用傳統(tǒng)的方法、結合先進的知識、科學的邏輯思維方法來客觀的闡述分析殺秧機出現(xiàn)的一般事故以及設計的心得體會。并對殺秧機的未來發(fā)展前景有著很好的憧憬。
關鍵詞：馬鈴薯；殺秧機；三維設計
中圖分類號:TD451 文獻標識碼：A
0引言
馬鈴薯是糧、菜、飼、加工兼用型農(nóng)作物，其適應性廣、豐產(chǎn)性好、營養(yǎng)豐富、經(jīng)濟效益高，已成為世界上繼水稻、小麥和玉米之后的第四大糧食作物 。根據(jù)世界聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，全世界馬鈴薯種植面積達到 1833 萬公頃，3.2958 億噸，我國馬鈴薯種植面積為 475.26 公頃，馬鈴薯產(chǎn)量為 6905.97 萬噸，占世界馬鈴薯種植面積的 27.2%，亞洲種植面積的 56.3%，是全世界馬鈴薯種植面積最大的國家之一。近幾年來，國內馬鈴薯種植面積也在穩(wěn)步增長。隨著國內馬鈴薯種植面積逐年增加，農(nóng)村勞動力短缺，農(nóng)民對馬鈴薯種植、收獲機械的需求越來越大。目前，國內外研制的大部分馬鈴薯收獲機，在收獲前不殺秧,在作業(yè)過程中，馬鈴薯莖秧纏繞機器桿件，行進阻力增大、容易壅堵，導致機具動力消耗增大，影響馬鈴薯的挖掘。因此，馬鈴薯在收獲之前，須對地表的莖秧進行處理，然后再機械收獲馬鈴薯。馬鈴薯莖秧可通過化學或人工的方法將其除去，化學殺秧會污染環(huán)境和土壤；馬鈴薯莖秧人工清除工作量大、效率低，影響馬鈴薯機械收獲。馬鈴薯收獲前機械殺秧可使馬鈴薯塊莖的表皮充分木栓化，與莖秧分離更加容易，表皮老化可顯著減少收獲、運輸和貯藏中的損傷；還可提高馬鈴薯收獲效率，保證馬鈴薯機械收獲順利進行。近幾年來我國馬鈴薯機械化作業(yè)雖然有了較快的發(fā)展，但是，我國在中小型馬鈴薯種植和收獲機方面的機具較多，而馬鈴薯殺秧機的機型較少。國外生產(chǎn)的馬鈴薯殺秧機各類產(chǎn)品，體積結構龐大，工作幅寬大，零配件供應渠道不暢通，在我國地區(qū)適應性差，難以適應我省馬鈴薯種植大多分布在小地塊、山地和水平梯田上的現(xiàn)狀。因此，為了減輕打秧勞動強度，解決馬鈴薯挖掘過程中莖秧纏繞機器出現(xiàn)堵塞的問題，提高馬鈴薯收獲機后續(xù)挖掘的工作效率，使馬鈴薯機械收獲順利進行，研制一種能有效打秧并適合我省實際情況的馬鈴薯殺秧機具有重要意義。
1總體設計思路
甩刀式馬鈴薯殺秧機的主要功能是用旋轉的甩刀把莖秧從馬鈴薯地表的根部砍斷切碎，高速拋入罩殼，沿罩殼內壁滑到尾部，在出口處拋撒到田間。因此對它的設計要求是：（1）將全部莖秧打碎，避免漏打現(xiàn)象。（2）殺秧的高度基本均勻，并能根據(jù)種植模式進行調節(jié)，適應不同地表狀況。（3）甩刀能將倒伏的、壟溝的莖秧切割，并能將打碎的莖稈均勻拋撒到田間。（4）殺秧時，不帶薯，不傷薯。（5）在工作過程中能量消耗最少，防止莖稈、雜草纏繞甩刀和刀軸。
1.1設計原理
甩刀式馬鈴薯殺秧機與輪式拖拉機配套，拖拉機動力輸出軸經(jīng)傳動軸 將動力輸入中間齒輪箱，由傳動軸傳送到主動皮帶輪，主動皮帶輪通過皮帶將動力傳送到刀軸皮帶輪，刀軸皮帶輪帶動刀軸高速旋轉，刀軸上鉸接的甩刀 繞刀軸高速旋轉，同時隨機組前進。前進中，旋轉的甩刀把莖秧從根部砍斷切碎，被高速拋入罩殼，沿罩殼內壁滑到尾部，在出口處拋撒到田間。
1.2設計總體結構
甩刀式馬鈴薯殺秧機的總體結構示意圖，如圖1所示。
甩刀式馬鈴薯殺秧機主要由傳動機構、殺秧裝置、輔助裝置三大部分組成，其整機總裝圖如圖1所示。傳動機構主要由傳動軸、齒輪箱和皮帶裝置組成，其作用是將拖拉機的動力傳給工作部件進行打秧作業(yè)。殺秧裝置由罩殼、刀軸和鉸接在刀軸上的甩刀組成，用于粉碎、拋撒馬鈴薯莖秧。輔助裝置包括懸掛架和限深輪等，通過調整限深輪的高度，可調節(jié)甩刀的離地間隙即留茬高度。
傳動系統(tǒng)采用雙軸式結構，中間軸上安裝有皮帶盤，后軸上裝有甩刀。根據(jù)田間實際工作情況，動力傳遞分兩級：一級傳動為齒輪箱輸入軸與輸出軸的傳動；二級傳動為齒輪箱輸出軸與甩刀刀軸的傳動。拖拉機動力傳動路線為：1齒輪箱輸入軸→2齒輪箱→3齒輪箱輸出軸→4皮帶輪→皮帶→5甩刀軸。高速旋轉的甩刀強力沖擊馬鈴薯莖稈，在負壓的作用下將莖稈吸入機殼內，經(jīng)過甩刀的多次剪切、搓擦和撕裂將莖稈粉碎，并在氣流和離心力的作用下，將其均勻的拋撒在田間地面上。
圖1甩刀式馬鈴薯殺秧機總體結構示意圖
1. 齒輪箱輸入軸 2.齒輪箱 3.齒輪箱輸出軸 4.皮帶輪 5.刀軸 6.甩刀 7.機殼
2關鍵部件的設計
2.1齒輪箱的設計
傳動系統(tǒng)中齒輪箱在工作中承受的載荷較大，為提高其結構強度，箱體采用高強度鑄鐵材料，齒輪箱主要由主軸、箱體、主軸圓錐齒輪、滾動軸承、從動軸、從動軸圓錐齒輪幾部分組成。齒輪箱中變速機構為一對錐齒輪 ，主動錐齒輪有50個齒，從動錐齒輪有28齒，故傳動比
i1=z2z1=2850=0.56
該馬鈴薯殺秧機的齒輪箱結構緊湊，能夠有效利用拖拉機動力資源，降低生產(chǎn)成本。齒輪箱輸入軸通過萬向聯(lián)軸器與拖拉機后部的動力輸出軸相連，然后通過齒輪箱內部的一對錐齒輪變速換向后由動力輸出軸輸出動力，再通過皮帶傳動裝置驅動甩刀工作。
2.2刀具部分的設計
甩刀是殺秧機的關鍵部件，且容易磨損。其形狀和尺寸不僅對刀軸的設計和甩刀排列有較大影響，而且直接影響殺秧的效果。
甩刀按形狀分類主要有直刀、L型及其改進型刀、T型刀、錘爪、Y型刀等，其中 L型及其改進型刀切割莖秧是斜切，刀片與莖秧成一定斜角，可減少切割阻力，降低功耗；Y型甩刀，雙面開刃，剪切力強，莖秧粉碎率高，具有較強的耐磨和抗沖擊韌性。
2.3 甩刀軸的設計
殺秧機刀軸一般為空心軸，需滿足以下四個條件
（1）強度條件
（2）臨界轉速條件
（3）扭轉失穩(wěn)條件
（4）制造工藝條件
按以上四個條件，根據(jù)已知參數(shù)為刀軸管長L=700mm；傳遞扭矩Mn=1128Nm；危險截面彎矩M=1354Nm；刀軸的最高轉速 1580r/min，取臨界轉速安全系數(shù)2 ,由此設計該刀軸的截面尺寸。取刀軸最大外徑 d=80mm。
2.4行走輪的設計
殺秧機的行走輪由輪轂和輪胎組成。輪轂根據(jù)前面的設計要求材料選取45號鋼。輪胎在此要與輪轂配合，輪胎的大小尺寸應與殺秧機的整體形狀和尺寸緊緊相連。輪胎的外徑是210mm，而其具體形狀是參照《現(xiàn)代機械設備設計手冊》中驅動輪的形狀尺寸，外圈材料為橡膠。
材料選擇依據(jù)：45號鋼為優(yōu)質碳素結構用鋼,硬度不高易切削加工,模具中常用來做模板、導柱等，但須熱處理。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，儀器設備的功率越來越大，轉速越來越快，振動和噪聲的危害也越來越突出。輪式拖拉機通過車輪與路面接觸，支承整機的重量；通過車輪與地面的附著力作用傳遞驅動力矩、制動力矩和轉向力矩并轉換成相應的驅動力、制動力和側向力；通過輪胎緩和地面不平引起的沖擊和振動。
3總結
通過檢索國內外的大量文獻資料，了解了國內外馬鈴薯莖秧處理的研究進展及研究現(xiàn)狀，根據(jù)的馬鈴薯收獲過程中出現(xiàn)的馬鈴薯莖秧纏繞機器桿件，莖秧和土塊裹在一起造成壅堵的問題，在薯類聯(lián)合收獲裝置的性能特點等調查研究基礎上，設計了一種甩刀式馬鈴薯殺秧機。圍繞所研究內容開展了以下工作：
（1）本文對甩刀式馬鈴薯殺秧機從理論上主要對該機的結構方案、原理和參數(shù)及主要部件進行設計、分析，確定了動力連接方式及動力傳動路線、傳動比；通過建立殺秧機甩刀模型，并對此模型進行理論分析和計算，確定了主要設計參數(shù)，根據(jù)收獲的實際情況，研究并確定了馬鈴薯殺秧機主要參數(shù)及取值。
（2）對關鍵部件甩刀的形狀、數(shù)量、排列和運動進行理論分析，確定其結構及主要參數(shù)；并建立甩刀的三維模型，對其模型進行分析，檢驗了甩刀及軸結構設計的合理性。
（3）對設計的關鍵進部分進行建立模型分析可縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，在設計過程中可快速、靈活地修改方案，便于得到最適合實際情況的設計參數(shù)。能較準確計算出不同振幅和頻率條件下甩刀軸的受力，為減少甩刀式馬鈴薯殺秧機的振動提供了理論依據(jù)，為后續(xù)的設計提供了參考。
參考文獻
[1]孫東升，劉合光.我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望[J].農(nóng)業(yè)展望，2009，(3)：25-28.
[2]王福義.馬鈴薯收獲機械發(fā)展研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2010(12)：84-85.
[3]謝從華.馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].華中農(nóng)業(yè)大學學報（社會科學版），2012(1)：1-4.
[4]初旭宏，黃丙申.馬鈴薯收獲機械存在的主要問題及解決辦法[J].農(nóng)機使用與維修，2010，(1)：46-47.
[5]戴 飛，韓正晟，魏宏安等.中國馬鈴薯莖葉處理現(xiàn)狀及相關機械化技術發(fā)展[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2012，51（10）：1975-1981.
[6]賈晶霞，李 洋，楊德秋等.國內外馬鈴薯殺秧機發(fā)展概況[J].農(nóng)業(yè)機械，2011，（7）：78-80.
[7]賈晶霞.馬鈴薯收獲機關鍵部件設計與實驗研究[D] .北京：中國農(nóng)業(yè)大學，2006.
[8]劉 楊.馬鈴薯收獲機械發(fā)展綜述[J].機械產(chǎn)品與科技，2001，(4)：2-7.
[9]夏 陽，張 華.4UJH－85型秧莖切碎還田機試驗[ J].農(nóng)業(yè)機械，2009(98)：98- 99．
[10]吳建民，高煥文.免耕播種機鋸片式防堵切刀的設計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2001，32(1)：38-41.
[11]何玉靜，楊星釗，孫衛(wèi)平等.甘薯秧莖切碎還田機的設計與試驗[J].河南農(nóng)業(yè)大學學報，2009，43(6)：639-641．
[12]涂建平，徐雪紅，夏忠義等.棉稈粉碎還田機刀具優(yōu)化排列的研究[J].農(nóng)機化研究，2003(2)：102-104.
[13]張佳喜，王學農(nóng)，陳 發(fā)等.秸稈粉碎還田回收機刀輥工作參數(shù)的研究[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2007，38(6)：82-85.