LIU95ZIZUN芝麻收割机的设计

新疆理工学院毕业论文（设计）新疆理工学院Collegeofscience＆technologyXinjiangUniversity学生毕业论文(设计)题目：芝麻收割机的设计指导教师:李风娟学生姓名：专业：机械设计制造及其自动化班级：机械16-1完成日期：2020年5月日声明郑重声明，此论文（设计）是本人在相关老师指导下完成，没有抄袭、剽窃他人成果，否则，由此造成的一切后果由本人负责。本人签名：新疆理工学院学生毕业论文（设计）任务书学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化班级机械16-1论文（设计）题目芝麻收割机机的设计论文（设计）来源要求完成的内容发题日期：年月日完成日期：年月日指导教师签名摘要芝麻在中国各地都有种植，其成熟时间存在差异，收割周期长，传统的人工收割方式耗时耗力。因此各个地区的个体农户种植较少其生长条件要求高，极端的天气变化对其影响很大，导致不同情况下生长大小不一，收割的难度不同，为此设计适合个体农户使用的小型芝麻收割机。设计该机械结构简单、操作维修方便、体积小、重量轻、作业性能强、功能稳定，适合用于小地块、山地、丘陵地的收割作业。本文对芝麻收割机进行了整体的机构理论研究。分析国内外的各种型号的芝麻收割机的使用与现状，找到适应个体用户的相应机型，并对其中的关键部位进行了设计计算，保证了机构运行的可靠性。关键词：芝麻收割机；CAD；SolidorksABSTRACTSesameisplantalloverChina.Therearedifferencesinmaturitytime,longharvestcycleandlabor-consumingtraditionalmanualharvest.Therefore,theindividualfarmersineachregiongrowlessandtheirgrowthconditionsarehigh.Extremeweatherchangeshaveagreatimpactonthem,resultingindifferentgrowthsizesandharvestingdifficultiesunderdifferentconditions.Therefore,asmallsesameharvestersuitableforindividualfarmersisdesigned.Themachineissimpleinstructure,convenientinoperationandmaintenance,smallinvolume,lightinweight,stronginperformanceandstableinfunction.Itissuitableforharvestinginsmallplots,mountainsandhills.Inthispaper,thewholemechanismtheoryofsesameharvesterisstudied.Thispaperanalyzestheuseandcurrentsituationofvariousmodelsofsesameharvesterathomeandabroad,findsthecorrespondingmodelssuitableforindividualuser,anddesignsandcalculatesthekeypartstoensurethereliabilityofmechanismoperation.Keywords:Sesameharvester;CAD;SolidWorks

目录TOC\o"1-3"\h\u30781.绪论 .绪论1.1选题的目的及意义芝麻在中国各地都有种植，其成熟时间存在差异，收割周期长，传统的人工收割方式耗时耗力。因为，每个地区的个体农民种植较少，且其生长条件很高。极端的天气变化对其影响很大，导致在不同情况下不同的生长大小和不同的收获难度。为了解决这个问题，该设计适合个体农民。小型芝麻收割机。。机械结构的设计是简单、容易维护、小规模、轻度、高操作性能和功能稳定，适合小土地、山区和山区的采集作业。我国机械运用程度大大提高，各种适合收割高杆粗茎的机械很多，目前适合收割芝麻的机械大多为联合式，这种机械体型大、引擎大消耗高，对机械性能要求高，维修难度大，且适合种植面积大且成熟时间相同农作物，分期收割加大消耗。类似的小型机械有山地牧草收割机、水稻收割机等但这类机械对收割如芝麻高杆粗茎作物效果不显著[2]。基于这种情况下设计一种合适的小型收割机希望达到预期目标，通过市场调研设计一种动力需求小，可调节、易于维修、轻便简洁操作简单适用一般农户的芝麻收割机。该机械用于家用，面积不大、地势复杂的条件下[3]。1.2国内研究现状我国2018年王源发明一种半自动化芝麻收割机，包括移动小车、蓄电池、收集箱、输送装置、拨杆装置组和切割装置[4]。在电力系统的带动下工作，曲柄连杆机构收割，连杆式拨禾器由链条带动，同时其后端的皮带传送在张力的作用下夹紧作物完成传送工作如图1所示图1半自动收割机示意图2017漯河市科学院发明了一种芝麻小区块简易收割机包括收割机主体。所述收割机主体顶端的两侧均设有L形的推手，推手的顶端设有横栏，横栏与收割机主体通过推手固定连接，且推手的一侧设有制动器，制动器的顶端安装有制动杆，推手的底端安装有小型机架，小型机架的顶端安装有柴油机，且柴油机与收割机主体通过小型机架固定连接，柴油机的一侧设有传动轮和传动皮带，传动轮的底端设有传动组件，该种芝麻小区块简易收割机适用于芝麻的小区块收割，结构紧凑，控制精确[5]。如图2所示图2简易收割机示意图河南张大为于2015年6月在水稻收割机的基础上进行了改进，并在田间试验后发明了芝麻收割机。1.传递装置2.收割装置3.分离装置4.集果箱图3收割机工作示意图如图3所示，该机器由收割装置、传送装置、分离装置、集果箱的几个部分构成。芝麻收割装置通过坡道皮带输送机将芝麻秸秆转移到切割装置[6]。经过多次切割后，采用了一种轮流分离装置，将芝麻坚果从残渣中分离出来，芝麻坚果被放入收集箱，芝麻草料被切碎后返回农田[7]。1.3国外研究现状基于国外种植面积大的因素大多农用机械都是大型的[8]。因此国外芝麻收割机的的研究已经处于完整阶段，其机械结构由收割装置机构类型为轮盘式刀具、传送装置、分离装置、集果箱等装置构成分离装置与集果箱通间隔较远过传送带相连[9]。集果箱设计在机械顶部在液压装置下可实现自卸工作方便快捷。其机械是一个大型的完全自动化装置，其结构类似于稻田收割机的结构[10]。1.4个人见解及分析从上述抱怨可以看出，国内外对芝麻收割机的研究趋向于规模化，智能化，结构复杂，能耗高，维护难度大，仅适合种植面积大的大农户。因此，小型机构具有大型机械所不具有的优势，并且其市场更大。芝麻收割机的结构设计2.1整体结构设计机器前进的时候运转刀具，在动力牵引下运转4齿轮箱。这样移动皮带使链条旋转，一边移动链条上的牙齿，一边移动7根稻子导轮，将切好的芝麻输送到传送链条的牙齿之间。整体机构如图4所示: 1.分禾器2.切割器3.拨齿4.齿轮箱5.皮带轮6.皮带7.传送装置8扶禾导轮图4收割机结构示意图2.1.1分禾器的设计作物分割器的设计是随着机器的前进将芝麻进行分割，这有利于收割。结构如图所示：1.机架链接杆2.轴3.分禾片图5分禾器结构示意图2.1.2扶禾导轮的设计扶禾导轮安装在分禾器上的轴上，在下输送链拨齿带动下将谷物扶起并拨向收割台。谷物被切割器切割后，已割谷物茎秆由上、下输送链拨齿与扶禾导轮夹持下往一侧平铺倒下；结构如图所示：图6扶禾导轮结构示意图2.1.3传送链的设计2.1.4动力传动系统的设计及参数的确定根据设计机械结构类型选用的动力为农用手扶因此其传动为皮带轮传动，动力传递部分主要包括以下结构：皮带轮1，两个圆锥齿轮2，皮带3，皮带轮4，皮带5，皮带轮6。两个圆锥齿轮2和皮带轮1、4分别相连并固定在齿轮箱体上，皮带3和发动机相连以便传递，从而带动与固定在收割台轴上的皮带轮6达到切割的目的。机械结构如下图所示：1.皮带轮2.圆锥齿轮3.皮带4.皮带轮5.皮带6.皮带轮图7动力传递结构示意图由于是皮带传动，，发动机的转速在之间，取，2.2收割台传递结构设计传动部分的结构设计主要包括以下部分：主轴1，两个齿轮2，两个链条3，传动轮4和皮带5。两个齿轮2和传动轮4连接到主轴1并固定。两个链条3分别与齿轮啮合。皮带5连接到传动轮4上。另一皮带连接到发动机上，以便将动力传递到收割机上进行传递。在芝麻链上，切割刀可以高速旋转以达到切割目的。切芝麻棒。机械结构如图51.轴2.齿轮3.链条4.皮带轮5.皮带图5传送结构示意2.2.1传送结构参数的确定通过实地调查和数据参数分析，传送链的速度大于滚轮的旋转速度一般范围内可以达到最高的收割效率,因此取。收割台链轮转速大致与棍子转速相同取。因此轴1的转速为。切割刀的转速为，取，轴1与齿轮的传动比为1:5。发动机的动力轴输出转速为，确定发动机与主轴用皮带轮完成动力传递，传动比为4:1，因此主轴转速为，则主轴锥齿轮与轴1和轴4的传动比为3:1。2.3前进速度设计的机器由手动操作驱动，其前进速度取决于人体功能。因此，确定机器的正常运转速度。2.3.1确定收获割台的相关参数(1)设计该机械由农户的手扶车带动其功率，考虑到高效的收割效率及人工操作的便捷问题，动刀片定为19个定刀片20个。两个刀片之间的中心距离为。所以割幅为，取。(2)为确保收割后不会堆积芝麻，应保留足够的空间，因此刀片的前向是。(3)除宽设置4个芝麻的数量，并支持4个芝麻的导论2.4功率校正和功率参数农民的手扶车驱动其动力范围在之间，满足以下要求：（1）公式中：分别是切割器、传送链和机械行走需要的功率；为所选动力的额定功率；为考虑柴油机功率储备的系数在之间，取为1.15。(1)切割器需要的功率为切割时的功率与空转功率之和即为：（2）

其中：（3）式中:为收割机前进速度;为割幅;为切割单位面积内芝麻杆所需的功。带入公式（3）得：该值通常与机械安装技术有关取值。所以：传送链的功率，传输链的功率可以根据由传输链接收的力，链的运转速度来求出消耗功率。（4）公式中：大概为；2.5传送链拨动齿参数的确定在皮带轮的带动下将收割后的芝麻通过传送链拨动齿的高度重一端传送到另一端，齿的高度决定了传送作物数量和收割速度的保障，传输的数量大于或等于相同时间内收割的数量公式中：为传送链的速度；为传送链拨动齿的高度：为传送链拨动齿之间压缩后芝麻杆的密度，大约为120株；为机械工作速度，：为割幅，；为芝麻生长在田间的密度，大约为株株取12；把参数带入上述公式中可以得出的数值；取即可。传动系统的设计与力学分析地轮驱动式地轮的设计结合本设计方案以及芝麻收割机动力的来源，综合考虑芝麻收割机的小型轻便、实用性以及芝麻生长的土壤环境，本次设计的芝麻收割机行走方式使用轮式行走装置，也就是说采用地轮式切割。车轮是芝麻收割机的重要组成部件，不但有支撑整个收割机的作用，还是芝麻收割机收割动力的主要来源，它与芝麻收割机的传动轮啮合，通过轮子的转动带动平面拨齿转动，将动力传送给传动齿轮，再由传动齿轮传递给上刀盘传动齿，达到芝麻切割的目的，因此，可以说车轮是芝麻动力的来源，它在芝麻收割机中有绝不容忽视的作用。行走轮的材料选用45钢，经过各种板型的钢材焊接而成的，其结构如图3.1所示。本次设计的芝麻收割机最大的特点就是采用旱田叶轮驱动，其主要目的就是增加土壤的附着力，其三维实体如下图3.2所示。内盘是用来装轴承的孔径为15mm，外圈是由两跟圆钢经过压弯焊接而成的，6根圆钢的两端分别焊接在内盘和外圈上，其直接为310mm，圆钢的外面等分焊接8块板，每块板上焊接3块爪板，与直径方向成大约25度角，该论的特点就是在田间工作附着力好，维修方便，结构简单，缺点就是不能在陆地上行驶不便，为了能够满足弄户的需要，可以配带2个橡胶轮胎。因为该轮胎的安装十分方便。图3.1收割机的行走轮图3.2行走轮三维实体造型芝麻收割机除了要克服行走阻力外，还需要克服各工作部件的阻力。由于地理位置的不同，存在着速度的不稳定性、各作物生长状况的不同、不断不化的湿度以及田间杂草等诸多因素的影响，使芝麻收割机的工作负荷是不稳定的，所需的功率经常在变化。为此，考虑芝麻收割机动力的时候，不仅要根据功率的平均值，还要考虑到符合最严重时所需要功率的最大值，这样就可大致估算出人应该提供多大的力才能保证芝麻收割机无论在任何条件下都能正常运转。由于芝麻收割机的负荷在不断的变化，这就导致功率消耗也随之改变，从而降低了工作质量。因为不断变化的负荷，使的芝麻收割机上下刀盘的转速也相应随之改变，而工作部件转速的改变，将直接影响芝麻收割机的切割质量、分离损失和子粒破碎率，因此要特别注意转速变化量其是由收割负荷变化而引发的，要控制其在一定的范围内。调速特性和工作点的选择是设计芝麻收割机必须要考虑的问题；在设计传动系统（齿轮）中，应该考虑其转动惯量，必须让其具有较大的数值才能克服瞬时增大的阻力。图3.3芝麻收割机行走轮受力分析图行走轮：如图3.3，由于人对车轮施加推力的作用，导致垂直行走轮施上分力，Qy,同时对轮子施加水平力Qx，进而行走轮向前转动，而且还压入土中一定深度Zo，并在地面留下车辙，如上图所示，此时，行走轮存在两个作用力：N（土壤对轮子的法向反作用力的合力）和T（切向摩擦力的合力）。此外还有Mm与轮子轴套中的摩擦力矩）。由于Mm很小对机构没有影响可以不予考虑。N通过轮心且垂直于轮缘，设它作用点是A，rd是A点的与轮心的水平距离。R是T与N的合力。通过查阅资料发现，人的输出功率范围在0~1000w，人的平均输出功率为80w，通常成年人的步行速率大约在5km/h，平均的行进速率大约为6km/h。进而我们可以得出人施加在收割机上的力Q的大小大约200N。若在某一瞬时的平衡状态，则:整车质量约为10kg，故P=50N解得:进而再运用ANSYS对车轮进行应力分析，在车轮上的轮毂上施加固定约束。它受到人的推力200N，车的重力50N，地面对车子的力为237.4N。首先对行走轮进行划分网格，得到6916个单元和20420个节点，如图3.4所示。图3.4车轮受载荷力屈服应力图由下面的图3.5应力图可得出，最大受力出现在车轮辐板于轮毂过渡处，可见最大屈服力为77.99MPa，远远小于车轮所能承受的最大屈服应力620MPa，所以选用材质为合金钢完全符合，并列出合金钢属性表3.1：图3.5行走轮应力图表3.1车轮合金钢属性那么我们就可以得到车轮的总变形图如图3.6所示，其最大变形量为0.39mm，出现在出现在车轮辐板于轮毂过渡处。图3.6车轮总变形图由车轮的应变云图3.7可以看出，车轮受力发生的最大应变为0.8323mm，而其他变化较小，故设计合理。图3.7车轮应变云图地轮驱动式传动链的设计图3.8地轮驱动式本设计涉及非标准齿轮传动过程：主传动拨齿与右边行走轮平面拨齿啮合，行走轮转动时，与主传动拨齿啮合的行走轮平面拨齿带动主传动拨齿转动，主传动拨齿带动小齿轮转动，继而大齿轮同步转动，大齿轮拨动上刀盘的平面转动齿转动，上刀盘转动。如图3.9所示。图3.9传动机构总图已知条件：两行走轮间距L=238mm，行走轮半径r=140mm，根据实验测得，人在作业推动收割机时最快推动速度v=5.1m/s，并且保证刀盘切割速度大于行走轮速度，这样才能实现对芝麻的有效切割。由于工况条件，所有传动部分采用开式传动，且传动件均为非标准件，所以只能对其进行有效估算、实验验证法来确定主要零部件尺寸，并通过实际收割来确定最终方案。为保证收割机有效传动，其所有传动部件模数m=8，设行走轮齿数为Z1,传动齿齿数为Z2，双连传动齿轮组齿数为Z3，上刀盘齿数为Z4，行走轮与传动齿传动比为i1，传动齿与双连传动齿轮组传动比为i2，双连传动齿轮组与上刀盘传动比为i3行走轮齿数取Z1=30；两行走轮间距L=238mm，根据设计要求行走轮齿带动传动齿转动，传动齿带动双连传动齿轮组转动，所以最终可以确定传动齿与双连传动齿轮组的中心距为72mm，由于模数相同，确定传动齿齿数Z2=9,Z3a=9，，为保证双连传动齿与下刀盘接触，并且完成对下到盘的加速目的，设定双连传动齿分度圆直径为200mm，从而得到Z3b=25，根据收割机割幅360mm，设计其上刀盘平面转动齿直径为340mm，从而得出Z4=43，；结论：总传动比，刀盘切割速度大于行走轮速度，符合设计要求。3.3主传动拨齿的设计与分析图3.8中的摩擦从动轮就是主传动拨齿，严格意义上来说它不是齿轮，只是一个带齿的轮子，是连接车轮齿和传动齿轮组件的重要元件，它与轮子和传动齿轮组件同时啮合。承了轮子转动传递的动力，再通过本身传动齿轮组件的啮合将该力传传动齿轮组件，使传动齿轮组件转动，可以说有“承上启下”的作用；再加上该齿轮可以左右摆动和左右轮子分别实现啮合，从而改变了麦子的倒向，因此，该齿轮也是收割机中不可忽视的重要零件。下图为该齿轮的示意图3.10。图3.10主传动拨齿在进行人力给予车子200N的力做运行试验，人推动芝麻收割机的速度为1m/s，车轮半径140mm。其中功率转速车轮与主传动拨齿的传动比为0.3，则有由轮子传动到主传动拨齿上的T为64.67N/m。进而我们对其进行应力分析，从图4.12我们可知其最大屈服应力为145Mpa，远远小于其最大屈服应力620Mpa。3.4传动齿轮组的设计与分析该齿轮与主传动拨齿和平面转动齿啮合，都是传动系统中不可或缺的传动元件。该齿轮的示意图如为图3.11：它是由一个与主传动拨齿大小相当的齿轮、一小段圆柱筒、和一个较大的齿轮，有圆柱筒两端各连接两齿轮而成；在传动过程中，小齿轮与主传动拨齿啮合，其大小与主传动拨齿相同，大齿轮与平面转动齿啮合，进行传动。大齿轮与动刀片是用齿盘啮合的方式，如果用标准齿轮，则由于齿轮小就要在齿轮箱内工作，而我设计的则是开式的，作为一个农业机械，工作环境很恶略，灰尘等杂质容易进去机箱，所以用这样的结构。图3.11传动齿轮组件4、执行系统的设计与研究4.1收割机的上、下刀盘设计4.1.1切割器与茎秆关系切割器的切割质量包括两个方面——切割茎秆的效率与阻力。切割器的结构形状、尺寸、运动参数以及茎秆的物理机械性质影响切割器的切割质量。1.茎秆刚度对切割的影响切断茎秆要求个到必须克服其横切面内的切割阻力，但是由于水稻、芝麻等作物的茎秆刚度小，在受到极小的外力作用下就会发生弯斜，从而导致切割较困难。因此，为了能够顺利切割茎秆，就必须采取一定的措施和方法。比如说增加割刀的速度、给予被切割的茎秆适当的支撑或是提高切割效率等。图4.1单支撑切割 图4.2双支撑切割 图4.3无支撑切割支撑茎秆的切割器分为有支撑和无支撑两类。有支撑切割：单支撑和双支撑（图5.1和图5.2）。实验结果表明：在切割时取两点支撑切割可使茎秆不弯曲从而达到切割较省力的效果。无支撑切割：它是动刀片直接切割茎秆，其过程如图5.3所示。无支撑的茎秆在较低速度被切割时，会很容易被推倒或折断，从而失去了切割效果。其原因是茎秆无支撑，只能依靠其自身的弯曲Pw是很难与动刀的切割力相平衡的，此时，P》Pw。这就导致动刀必须以一定的切割速度才能使原来静止的茎秆在瞬间获得来自其传递的速度，随即茎秆产生较大的加速度以及与其反方向的惯性力Pg，当P=Pg+Pw，茎秆就可以被切割。所以，在使用无支撑切割时就必需要有较大的切割速度才能实现切割，而且还能提高切割效率。但是，却增加了功率的消耗、增加了整机的振动和徒添一些不必要的空割。2.切割速度与切割阻力的关系由试验结果得出切割阻力与切割速度是反比关系，其关系如图4.4所示。图4.4切割速度与切割阻力的关系由试验观察表明：有支撑的切割器其割刀速度在0.3m/s与0.6m/s之间芝麻的秆茎有被挤压撕破的现象，由图4.4可知阻力逐渐减少；当速度超过0.6m/s时，则上述现象会消失，同时阻力也在缓慢减少，因此我们在设计时一般割刀的速度应该大于0.6m/s。因此我们可以得出速度越大其惯性力也就越大，因而导致茎秆的抗弯能力也就越大，这样会完成顺利的切割。3.茎秆的纤维方向性与切割的关系切割刀进入茎秆的方式：正切和滑切。如图4.5和图4.7所示。图4.5正切正切：割刀的绝对运动方向与割刀的刃口垂直。它又分为横切、斜切和削切三种。如图4.6所示。图4.6正切的三种切割方式滑切：割刀的绝对运动方向与割刀的刃口不垂直也不平行。如图4.7所示。图4.7滑切图中：Vn——割刀运动的法向速度；Vt——割刀运动的切向速度； a——割刀运动的绝对速度方向与Vt方向的夹角。4.1.2收割机下刀盘的设计下刀盘我们采用的是定刀片。刀片的磨损与刃口的磨钝是由芝麻收割面积增加而引起的两种现象，其危害是能够影响到的使用寿命，进而增加了切割阻力和引发了割茬的参差不齐。为了避免钝刀的出现可以通过以下几种方法来提高其耐磨性：选用合适的材料和正确的热处理工艺。但即使采用了这些方法也不能避免发生磨损现象，因而我们对下刀盘进行了设计与研究，使其产生自磨锐。经过大量试验与研究，我们发现如果一些硬的夹杂物出现在被切割的材料中（前提条件是被切割物是软的或是弹性的），而这些硬的夹杂物是一般会是一些矿物微粒，其中包括：植物中的氧化硅晶体和植株表面的石英微粒，这些矿物微粒能够对刃口材料起磨料的作用。如果这些矿物微粒越多则刃口表面在单位时间里通过的微粒也就越多，进而其单位比压（单位面积的刃口在材料阻力作用下的压力）也就越高，从而引发了更大的磨损。或者我们可以通过改变刃的形状刃口来完成自磨，这是因为改变刃口形状就能改变刃口的的摩擦力，进而改变刃口不同部位的磨损速率。工作当中的芝麻收割机的下刀盘侧面要比顶面磨得快，其原因是被挤压的禾秆经常与其顶面产生摩擦；而且茎秆又经常卡在动、定刀片之间隙当中，进而将茎秆拉断。经过无数次的摩擦将会导致很容易出现刃口的圆角被磨钝的现象。经过研究大量的资料得出：在北方磨粒磨损非常严重的收割地区，芝麻收割机的下刀盘平均寿命仅仅达到每米割幅l1～l4hm2。经过大量的对比试验我们发现提高芝麻收割机的下刀盘的使用寿命可以采取以下办法：对刀盘表面进行化学热处理，采用对45号钢进行液体渗硼的加工工艺，渗层厚度一般在0.09～0.16mm之间，这样就可以得到硬化的定刀片从而提高其使用寿命。经过大量的在田间的试验其结果表明：芝麻收割机的下刀盘侧边硬度和其顶面硬度大不相同。因而我们可以应用茎秆对它的摩擦的不同来改变刀盘侧面的磨损速率小于起顶面的，进而拖延了刃口圆角的出现的时间，这样就可以完成自磨锐这一任务。综上所述，定刀我们设计成其上刻有斜齿，这样做的目的是定刀在机器开始运转的的时候就可以对一部分茎秆进行预切割，进而降低压力（上下刀盘之间）。如若不采取这样的设计就会导致在两刀盘之间的结合处集中切割，进而提高切割阻力和磨损，从而影响刀片的使用寿命降低。下刀盘如下图4.8所示。图4.8下刀盘4.1.3收割机上刀盘的设计上刀盘我们采用的是动刀片。我们再对以往的大型芝麻收割机切割器的动刀进行分析，得出动刀一般分为两种：光刃刀片和齿刃刀片。由于前者较小的切割阻力，因此一般应用在能承受较大的切割负荷的收割机上；而后者与前者相比较其缺点是具有较大的切割阻力，而且加工齿纹需要较高的费用，但与前者比较其优点在于收割稻、麦等农作物时刀片的使用寿命要长得多。由于齿刃刀片具有使用寿命长的特点，因此可以避免经常性的磨刀，故其一般应用在农作物收获繁忙的季节，这样就可以大大节省了农时。综上所述，在动刀片上应该应用齿刃刀片。其工作原理是：茎秆的外表皮被动刀片上的齿尖刺穿，进而分开茎秆的断面，随着不断深入刺入的齿尖，并且由于茎秆强度具有各向异性的特点，进而茎秆的纤维容易被撕而导致其受到了削弱。因刺入后的茎秆可以非常容易的从动刀片刃口向外滑脱，因而在与定刀片之间的配合下，故茎秆被折弯在刀片之间的间隙处，进而茎秆的纤维被齿根卡住，从而在其截面处被拉断。通过大量的对比上、下刻齿刀的消耗功率的试验得出这样一个结论：随着不断增长的工作时间，上、下刻齿刀片的消耗功率变化呈现出不同的变化，前者几乎没有什么变，即使有也是很小的降低；而后者则是有较为明显的增长。通过大量的试验我们发现：沟槽较深的等深齿纹对齿刃的自磨锐能起到促进作用。其工作原理如下：在动刀片的顶面上会短暂地站立着被割断的茎秆，并且被切割的茎秆上存在着细微的硬磨粒。若茎秆在动刀顶面上的相对运动方向与设计的齿纹沟槽的方向相近，则经茎秆的磨粒多次反复的作用下会让齿槽断面被均匀的磨损以及能够让齿槽断面向刀片的顶面延伸；若齿纹方向不与刺入的茎秆垂直，也就是说刀齿不垂直于定刀，则导致沟槽的两侧磨损会出现不同的速率，进而引发齿刃的磨钝。所以我们对定刀与动刀进行了结构设计，前者设计成与机器前进的方向的夹角为36°；而后者的上刀齿设计成与其半径的方向的夹角为54°，这样就可以达到自磨锐的效果。上刀盘如下图4.9所示。图4.9上刀盘及其配合齿轮4.2收割机的运动分析本设计采用的是圆盘式切割器，在运动时它分为两种运动：刀盘自身的转动和刀盘随着机器做向前运动。因此刀盘的运动是复合运动。图4.10是切割器的运动简图。图4.10刀盘运动分析图如图5.10所示此时a的运动轨迹方程为:图中R为刀盘的旋转半径。因刀盘的运动为复合运动，速度在不断的变化这就导致刀片在麦行（图中x轴）的切割区域在不断的变化，进而引发芝麻的漏割和重割的现象。重割对切割质量没有影响，所以在设计时必须防止漏割。其方法如下：此式即为防止漏割时收割机前进速度与刀盘转速应满足的关系。由此也可以得出从齿轮传动到刀盘的传送比，也就是传动齿轮组大小齿轮的尺寸比。结论本设计方案涉及农业机械收割机，是非机动人力收割机，具体是麦秆类农作物人力收割机。通过对比研发，对收割机的整体结构与关键组成机构做了具体设计与理论研究，设计内容包括行走轮、支架、传动部件、刀盘、换向机构和倒麦秆部件，通过对各连接部件的种种校核、计算机辅助CAD绘图与SolidWorks实体造型，验证了设计方案的可行性。运用ANSYS对一些零件进行了力学分析。(1)熟悉国内外收割机的结构原理和主要零部件的功能和设计原则，从而达到对整个收割机的总体把握和局部设计，掌握收割机的各组成机构和各机构的作用。(2)设计出手把机架和机轮，并保证能实际加工出来，设计出刀盘的上、下刀盘，保证有满足设计要求的材料并保证加工方法的可行性，设计传动齿轮组件、换向机构、分麦秆和倒麦秆部件。(3)对轴的设计与强度校核，对齿轮的设计和和进行了相关计算，对传动系统的主要部件进行了应力分析。(4)用CAD绘图软件绘制出人力收割机所有零装配关系，最后绘制人力割麦机的总装配图。运用SolidWorks软件对整体进行了建模以及完成了样机的制造。

致谢本次的收割机原理的毕业设计历时十五个周，整个设计过程都是在我的指导老师林家让教授的精心指导下完成的。从调研采集数据、机械原理方案的设计和选择、系统的结构设计和计算到AutoCAD绘制装配图、零件图，最后完成毕业论文，其间每一过程都得到老师的细心指导。老师经常在百忙之中安排学生答疑，从最开始的原理方案的选择，到结构的设计，再到最后AutoCAD绘图过程，每个环节都对学生严格要求并对学生不理解的地方细心指导，兢兢业业地为我们排忧解难，多次指出我们设计中的错误，并讲耐心解错误的原因，使我们能及时改正错误。老师学识渊博，治学严谨，思维敏捷，使我受益匪浅，帮助我们开拓设计思路，精心点拨、热忱鼓励。对工作认真负责，不仅治学严谨而且为人师表，堪称良师益友，教给我们的不仅是知识还有待人处世的积极态度。在此，向老师表示最衷心的感谢和最诚挚的敬意。在整个设计过程中，大部分设计时间都是在学校内进行的，本次毕业设计的完成过程中，尤其是设计前期长时间在机械原理设计和机械构造设计过程中，还得到了几位从事机械行业的工作人员的热情帮助，在此向他们表示衷心的感谢。同学之间相互指点，在一起讨论问题，交换意见，使我受益非浅。在此感谢帮助过我的同学。在整个设计过程中，设计过程中所用到的工具书、参考资料等，都是由学校图书馆提供，因为对学校图书馆的很多相关图书的查阅，我从中得到了很多设计方面的专业知识和设计方面的数据，感谢学校给予我们良好的工作与学习环境感谢，也感谢学校图书馆所有工作人员的默默支持。感谢大学四年来对我学习、生活的关心和帮助的所有老师及共同走过四年同窗的同学。在这里请接受我诚挚的谢意！最后还要感谢所有的答辩老师，你们辛苦了，在百忙之中还有抽时间来指导我们的毕业设计，在此向你们表示衷心的感谢！

参考文献李灿.谷子联合收获机低损割台设计与试验研究[D].河南科技大学,2019.王源.一种半自动化芝麻收割机:CN201711239322.1[P].2018.漯河市农业科学院.一种芝麻小区块简易收割机:CN201720014602.1[P].2017.张大伟.芝麻用大型收割机:CN201520415345.3[P].2015.刘玉.小型牧草秸秆收割机的使用及维护[J].当代农机,2019,(8):56.伍以炳.单锯芝麻收割机:CN201410253096.2[P].2015.湖南金源种业有限公司.一种水稻收割打捆机:CN201620400554.5[P].2016.李韧.HE30小型水稻收割机的机构分析[D].辽宁:东北大学,2007.DOI:10.7666/d.Y1220602.李宝成,杨宝珍,徐峰,等.4GLZ-160型手扶自走式水稻收割机的设计[J].农业机械,2005,(5):114-115.周洋,赵春花,戴立勋,罗亚兰.4GH―1.2型手扶山地多功能收割机的设计与试验[J].中国农机化学报,2015,36(01):14-17.新疆理工学院学生毕业论文(设计)评议书论文(设计)题目:学生姓名:专业班级:学号：指导教师姓名:职称:评价内容具体要求得分方案论证（15分）能独立查阅文献和课题调研，能提出较科学、合理、可行的实施方案。论文(设计)内容（30分）坚持实事求是科学态度，没有造假和抄袭行为。观点、结论正确、论证充分、设计合理。内容与专业要求相吻合，理论与实际联系紧密。工作量和难度（20分）遵守毕业论文（设计）管理制度，按期完成任务书规定的内容，工作量饱满，有一定难度。论文(设计)质量（20分）结构合理、条理清楚、文理通顺、用语符合专业要求；文体格式规范、图表清楚。图样绘制与技术要求符合国家标准，图面质量符合要求。创新性与应用价值（15分）具有一定的创新性和应用价值。总分（100分）指导教师评语:指导教师（签名）：年月日新疆理工学院学生毕业论文(设计)评议书论文(设计)题目:学生姓名:专业班级:学号：指导教师姓名:职称:评价内容具体要求得分规范程度（25分）结构合理、条理清楚、文理通顺、用语符合专业要求，文体格式规范，图表清楚。图样绘制与技术要求符合国家标准，图面质量符合要求，资料齐全。论文(设计)内容与质量（60分）观点、结论正确，论证充分，设计合理。内容与专业要求相吻合，理论与实际联系紧密；查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力，有自己的见解。创新性与应用价值（15分）具有一定的创新性和应用价值。总分（100分）评阅教师评语:评阅教师（签名）：年月日新疆理工学院学生毕业论文(设计)评议书论文(设计)题目:学生姓名:专业班级:学号：指导教师姓名:职称:评价内容具体要求得分论文（设计）水平（30分）论文（设计）内容正确，撰写规范、有一定的创新性和应用价值。论文（设计）报告（25分）论文（设计）介绍思路清晰，表达简明扼要，重点突出，能全面准确介绍论文（设计）内容，报告时间符合要求。论文（设计）答辩（45分）回答问题正确，有理论依据，基本概念清楚，逻辑性较强。总分（100分）答辩小组评语:答辩小组组长：年月日论文(设计)综合成绩指导教师成绩（30%）评阅教师成绩（20%）小组答辩成绩（50%）综合成绩（百分制）五级分制成绩辅助资料：新疆理工学院Collegeofscience＆technologyXinjiangUniversity学生毕业论文(设计)题目：指导教师:学生姓名：专业：班级：完成日期：年月日新疆理工学院学生毕业论文（设计）指导记录指导教师姓名学生姓名学生班级学生学号指导时间：年月日（星期）第次指导合计课时指导记录：指导教师签字：指导时间：年月日（星期）第次指导合计课时指导记录：指导教师签字：指导时间：年月日（星期）第次指导