毕业设计（论文）-胡萝卜收获机卸料斗设计

绪论1.1研究的意义胡萝卜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，胡萝卜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，胡萝卜收获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收获机械。。其可以由多种农用机械带动工作，省时省力，易于推广。1.2研究目的胡萝卜是新疆主要经济作物之一。发展胡萝卜生产，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。胡萝卜为地上作物，其收获方式以人工捡拾、机械集调为主。胡萝卜收获机可以大大提高收获效率，降低劳动强度，减少损失，为胡萝卜生产奠定良好的基础。但是收获方式的落后极大的制约了胡萝卜的生产发展。为促进生产地发展，解决机械化问题势在必行。胡萝卜收获机械化的关键矛盾是破碎率是否达到生产要求。1.3国内外胡萝卜破皮除根机现状及分析胡萝卜收获机在国外也尚未见相关的报道。随着胡萝卜种植面积的扩大，在国内有较大的发展潜力。但是目前国内的胡萝卜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，在国内胡萝卜的生产过程中，耕地、整地、播种、中耕、植保和除根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，特别是胡萝卜的收获阶段，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，是胡萝卜生产过程中的瓶颈问题。加之胡萝卜成熟后不宜在田问放置过久，如逢秋雨霜冻，经常腐烂；同时，胡萝卜成熟时正是棉花、玉米和甜菜等大宗作物收获农忙之际，劳动力奇缺，给胡萝卜人工收获带来很大困难。因此，加快胡萝卜收获机和相关配套机械的研制对解决胡萝卜机械收获中的瓶颈问题，促进胡萝卜机械化收获的实现，降低胡萝卜的收获成本和时间，减少农民投入，促进农民增收，带动兵团胡萝卜产业的发展具有重要意义，胡萝卜收获机械的研究现状:胡萝卜收获机械的收获方式胡萝卜的收获方式主要有两种：一种是采摘、除根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胡萝卜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。目前常见的胡萝卜收获机械也因胡萝卜收获方式的不同而有差异。采摘、除根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胡萝卜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。

在这些胡萝卜收获机械中，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胡萝卜捡拾除根联合作业机和塔城地区农技推广站研制的胡萝卜集条机做了田问试验并推广之外，其余皆未见相关报道。胡萝卜收获机的除根装置是胡萝卜全程机械化收获的关键设备。新疆是全国最大的胡萝卜产地，胡萝卜的开发利用研究显得尤为重要，生产胡萝卜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。胡萝卜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，同时也促进了新疆胡萝卜深加工产业和胡萝卜种植业的发展，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胡萝卜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]。2基本结构、原理及主要技术参数2.1胡萝卜卸料斗装置总体结构本文主要针对胡萝卜收获机的卸料斗装置进行了整体设计，如下图所示。其主要由组成卸料斗箱体1皮带2轴承3转轴4刀片5带轮6。图1卸料斗三维图图2卸料斗二维图其工作原理是：通过传送带将杂草输送到卸料斗装置中，通过电机通过皮带带动带轮旋转，进而刀片旋转将杂草割碎，进而随着胡萝卜收获机的前进，落入到田间。2.1杂草破碎装置结构胡萝卜杂草是通过旋转的刀片进行切割粉碎的，进而落入到田间，由于其本身是无污染的，所以收获机本身是环保无公害的。刀片结构图如下所示，与转轴配合使用。该破碎由很多焊接刀片组成，割碎杂草效率高。图3刀片三维图切割的计算：转速：受力分析具体如下：由公式：已知：，代入公式得：2.2卸料斗结构保证胡萝卜比较稳定的量进入破碎装置其料口具有一定的储存量保持正常工作简图4。图4卸料斗三维图2.3轴承的选用以及校核图5轴承三维图根据条件，轴承预计寿命Lh5×365×8=14600小时1.输入轴的轴承设计计算（1）初步计算当量动载荷P因该轴承在此工作条件下只受到Fr径向力作用，所以P=Fr=628.20N（2）求轴承应有的径向基本额定载荷值（3）选择轴承型号查课本表11-5，选择6208轴承Cr=29.5KN由课本式11-3有∴预期寿命足够∴此轴承合格2.4主要技术参数表2-1主要技术参数参数项目数据外形尺寸（长×宽×高）（mm）1500×2000×1800主动轮链轮速（r/min）270胡萝卜破碎率（%）1.0作业速度（Km/h）2-3动力额定转速（r/min）540表2-2配套动力要求参数项目数据最小要求功率，千瓦马力22（18）最大允许功率，千瓦马力48（65）动力输出轴转速（r/min）540液压输出有挂接装置1类三点悬挂4转轴的计算校核刀片中心轴如图4-1所示。图4-1转轴4.1轴直径的选择在工作过程中，主动分离中心轴承受的力有自重和破碎胡萝卜在分离过程中对轴反作用力。现在计算主动分离中心的最小直径。经过查阅相关文献可得知计算轴的最小直径的公式。轴的最下直径为：（4-1）式中：——主动滚筒最小直径（）——轴的许用扭切应力（）——传递的功率（）——轴的转速（）——轴的材料和承载情况确定的常数由产生的功率经过一系列的损耗，最终传到了主动分离中心轴上。在这传递的过程中经过了一个一个链轮。经过计算和查阅相关文献可得：将数据代入公式（4-1）得：所以中心轴最小处的直径为50。此轴所选取的材料为45号钢，抗拉强度屈服强度。因此此轴满足受力要求，能够正常的工作。中心轴在工作时，除受到车辆的重力外，还受到转向时的扭转应力，轴上的键所起到了固定齿轮的作用，键侧面受力还是比较大的，故对以上所述的进行校核。4.2轴校核根据所传动最大转矩，额定转速以及传动轴长度，两端自由支撑，材料均匀的等截面传动轴的临界转速，为：(4-2)式中：D—传动轴的直径最细端（取轴端面直径）mm；L—传动轴的支撑长度（取整个轴的长度）mm；将D=50mm，L=1700代入（4-2）可以得出：=1038（r/min）。实际上传动轴的实际转速最大为342（r/min），由于传动轴动平衡的误差的影响，实际临界转速要低于计算的值，所以要引进安全系数。带入数值：，所以合格。4.3轴的扭转应力的校核传动轴除了应满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度，对于传动轴的最大扭转应力按（4-2）式计算[18]：（4-3）式中：T—传动轴计算转矩，D、d—轴的最大径和最小径mm将、、D=60mm、d=50mm代入（4-3）得：，一般轴的许用应力，由于故以上状态能满足工况使用要求[19]。4.4传动轴健侧挤压应力的校核根据资料查询对传动轴健齿侧挤压应力进行校核利用公式（4-3）计算[18]：（4-4）式中：—计算转矩—键转矩分布不均匀系数，取1.3—键外径mm—键内径mm—键的有效工作长度mm—键数量，这里取1将、、、、、代入式（4-4）得：当键面硬度为35HRC时，许用挤压应力为则，键挤压强度。5结论此胡萝卜收获机的使用，改变了以前人工劳动强度大、效率低的缺点。同时也解决了以往胡萝卜收获的困难、生产效率低的缺点。此胡萝卜破皮除根机的研制满足了大部分的需要。由于该机除根率高，损失率低，可以作为以胡萝卜籽为原材料进行深加工的工厂的后盾，同时也解放了劳动力，可实现自动化破皮除根的全过程。当然此机器也存在不足的地方，其中有一个就是胡萝卜碎皮容易在进料口处跳出来，虽然可以调节进料口的大小，但是不能实现自动化。因此可以在进料斗设置成半封闭状态，这样可以提高该机器的生产率。致谢在本论文的完成过程中，我的导师老师给予了我悉心指导和热情鼓励，使我顺利完成了课程设计工作。他严谨的治学态度、渊博的知识和执着的敬业精神给我留下了深刻印象。激励我克服困难，广泛涉猎新思想、新理论，不断地探求新的科学发展。同时，也让我懂得如何去踏踏实实地工作、勤勤恳恳地做人。在做课题的过程中遇到了很多困难，课程设计在吴老师的热心帮助下才得以顺利完成，在此，谨向吴老师表示衷心的感谢和诚挚的敬意。同时，感谢在做课题过程中为我提供便利和帮助的老师和同学们。感谢班级的所有同学们，感谢我们在一起度过的这段忙碌又愉快的时光。参考文献[1]王学农.胡萝卜拣拾除根联合作业机[J].新疆农机化,2007,6:60．[2]王学农,牛长河,陈发,蒋永新,张佳喜,王庆惠,刘旋峰,郭兆峰.新型胡萝卜捡拾除根联合作业机研制[J].新疆农机化,2008,03:25-26.[3]佐剑波.联合胡萝卜收获除根机[P].新疆:CN2691233,2005-04-13.[4]佐剑波.改进的联合胡萝卜收获除根机[P].新疆:CN2802936,2006-08-09.[5]王世勤.联合胡萝卜除根机[P].新疆:CN2857445,2007-01-17.[6]刘双玲,杨东明,高士其,周玲.胡萝卜机械化收获技术在阿勒泰地区的引进示范[J].新疆农机化,2008,06:38-39.[7]高银锋.牵引式胡萝卜联合收获机[P].新疆:CN102550206A,2012-07-11.[8]赵永满,王维新.国外农业机械化的现状及发展态势[J].农机化研究,2005,04:10-12.[9]杨悦乾,龚振平,纪文义,马春梅,赵淑红,赵艳忠.保护性耕作体系及配套机械系统的研究[J].农机化研究,2006,01:61-62.[10]李金玉,张延河,翟英临,杨来盛,孙晓伟.胡萝卜生产现状与发展对策[J].西北园艺,1995,01:2-3.[11]赵多勇,李应彪,翟金兰,姚洪波.胡萝卜系列产品的开发现状与存在问题[J].北方园艺,2008,04:100-102.[12]王亚鸽,王维新.兵团胡萝卜机械化收获技术现状分析[J].新疆农机化,2011,03:33-35.[13]马春生.6GC—300