全喂入花生摘果机的设计

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1、摘要学 号：毕业设计（论文）设计题目：喂入式花生摘果机的设计及运动仿真分析学生姓名：专 业：班 级：学 院：指导教师：2022年5月XX日I摘 要花生是世界上最主要的油料作物之一。但目前国内采用分段采收技术进行花生果清选，一般都会出现损失率和杂杂率等问题。根据目前我国花生生产的实际情况，对其摘果方法进行了调研和研究，针对目前我国花生产量的需求，研制了一套完整的饲料机。本文重点介绍了全喂入式摘果机构的组成及工作机理，总结了其主要的性能特点，重点介绍了喂入、摘果、分选等设备。对整机进行了三维建模，并对关键零部件进行了设计校核，探讨新的工作方式及新的结构设计。关键词：花生摘果；全喂入；1绪论目录摘

2、要I1 绪论31.1选题的背景及意义41.2国内外研究现状41.3本课题主要研究内容和方法61.3.1 研究内容61.3.2 研究方法72 花生摘果机的主要方式及摘果滚筒类型82.1轴流式钉齿滚筒82.2篦梳式圆柱型轴流滚筒82.3差动式摘果滚筒93 摘果装置设计103.1基本要求103.2总体结构103.2.1 工作原理124 摘果装置传动系统设计114.1电机的选用与参数的确定114.2各轴的计算134.2.1 各轴的转速计算134.2.2 各轴输入功率计算134.2.3 各轴输入扭矩计算134.3带传动的设计144.3.1 风机与滚筒V带传动的设计计算174.3.2 滚筒与筛子V带传动的

3、设计计算195 主要部件设计235.1喂入斗设计235.2摘果滚筒设计计算235.2.1 滚筒的直径245.2.2 滚筒的长度255.2.3 滚筒的线速度V255.3滚筒轴的设计265.3.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度265.3.2 求轴上的载荷275.3.3 按弯扭合成应力校核轴的强度295.3.4 轴承的校核295.4轴承座、端盖的结构设计305.5滚筒钉齿的设计305.5.1 滚筒钉齿的形状的选择305.5.2 滚筒钉齿的排列状况315.6凹板筛的设计分析325.7风机的设计错误！未定义书签。5.7.1 风机的选择345.8机架的设计346 致谢367 参考文献37全套设

4、计加QQ 11970985或1972163961 1绪论1.1 选题的背景及意义花生作为一种主要的石油和经济作物，在世界上占有举足轻重的地位，作为全球主要的经济和石油资源，花生在全球的石油产量和贸易量中占据着举足轻重的位置。我国的花生生产具有较长的历史和分布范围，是全球重要的经济型和油料作物，也是出口贸易的重要商品。目前全球有100多个花生产地，其主要分布在亚洲，非洲，美洲，中国，印度，美国。缅甸、尼日利亚、印度尼西亚、阿根廷。越南苏丹苏丹。中国现有的花生种植基地已经达到了5125000亩。，在全球范围内占据了20%左右，平均亩产1.439x10 t，占据了全球花生生产总量的42%，中国在国际

5、上的竞争中占有很大的比重。近年来，由于农业结构的变化，花生生产规模和生产规模都在逐步扩大，因此，发展花生的机械化生产已成为当务之急。但目前我国的花生机械化程度较低，尤其是目前的人工收获为主，机械式分段收获为主，整体机械化程度还不到18.02%。由于人工收获的劳动强度占到了花生生产的三分之二，造成了生产成本高、收获损失大、经济效益降低，尤其是最近几年农村劳动力短缺，收获季节劳动力短缺，劳动力成本大幅上涨。国家花生技术系统的主要负责人禹山林研究员表示，目前国内的花生产量在3300公斤/公顷左右，虽然还比美国少12-15%，但已经是全球平均产量的2倍左右，仅靠人工、人工、人工等手段，很难在短时间内增

6、加产量和产量。美国和其它几个国家从1960年起就开始了两个阶段的机械化收获。中国在21世纪初期就开展了花生联合收割器的研发工作，目前已经开发出了几种不同的完全喂食和半喂食的组合收获器，但是由于在联合收割过程中，由于新鲜和潮湿的花生泥土难以区分、秧蔓缠绕，摘果与清选较为困难。中国北方特别是东北地区，由于秋冬季天气凉爽、乾旱，所以，农户将收获的花生放在田间晾晒一段，在中国北部，尤其是东北，秋季气候较冷，气候条件较差，收获质量较差，难以大面积推广。所以，农户先把收获的花生放在田里晾干，再运输集中采摘，经过一系列的加工，认为花生的收成较适宜2期的收成。总之，发展花生生产的机械化生产是发展我国花生生产的

7、必然选择，而对其采收机制进行深入的探讨和开发，对于我国两级采收方式的推广和应用有着十分关键的意义。为进一步推广花生生产的机械化生产奠定了一定的理论依据。花生是世界上最大的一种油作物。随着我国的科技进步，花生品种的良种化、机械化和区域化已逐渐形成。影响我国花生生产规模及产出率的因素。1.2 国内外研究现状从80年代开始，小型花生挖掘机、摘果机在我国已投入使用。但是由于国内条件的限制，在国内的推广速度较慢。21世纪以来，在农业发展加速、花生发展前景看好、花生机械化急需解决的大环境下，开展了花生收割机的研发工作。到了2014，南京农业大学和南京农业机械研究所等单位已相继开发出各种半喂入和全喂入式花生

8、联合收获机械，并在一定程度上实现了对我国花生技术的迅速发展。青岛农大尚书旗博士领导的科研小组率先开展了花生联合采收机械的研发工作，并开发了4HQL-2型、4HJL-2型全喂入型和4HBL-4型半喂型花生收获机等，对两种不同类型的联合采收方式进行了较为系统的探讨。杨然兵老师从花生的机械性能和花生的结节机械性能出发，对花生实撞击性能、单滚筒、螺旋桨式全喂果机构、参数及性能进行了研究，王晓燕老师研制了一种新型的花生摘果设备，并进行了性能试验；王东伟博士介绍了一种圆锥型圆盘式单圆锥型花生摘心装置的试验研究，并对其摘果部件直径、长度、转速等因素的变化规律进行了分析。自本世纪后期起，我国对花生工业给予了极

9、大的关注，并先后制定了一系列重大措施，特别是在2008年把花生列入现代农业技术系统以后，辽宁、山东等花生大省也陆续把花生列入国家级现代农业技术系统，现已在10个花生主要省建设成120个现代化花生高产技术示范基地，花生机械化、特别是收获机械技术也得到了高度重视，各种类型花生收获机械相继问世，得到了不同程度的推广和应用。美国是全球主要的花生产量和出口量。美国花生的产量在南方7个州，如乔治亚，德克萨斯，阿拉巴马，北卡罗来纳，俄克拉荷马，每年大约有一百五十万公顷的土地，占据全球总的5%，而花生的总产量则达到15%，是全球花生单产最高和机械技术最先进的国家。美国花生种植（如图 1.1)，也是现阶段最为先

10、进的两段式花生收获机械。图 1.1花生挖掘机和捡拾摘果联合收获1.3 本课题主要研究内容和方法1.3.1 研究内容本文针对目前国内、国际上摘果机械的特点及工作原理，进行了系统的设计。同时，本文还对现有技术和问题进行了研究，提出了相应的改良措施，提高了采收的效率，为今后的生产和采收工作提供了实用的机械设备。设计部分包括：齿轮系统设计、摘果滚筒设计、带轮设计、轴承选择校核、机架设计等。1.3.2 研究方法（1）收集和查阅有关本次设计的相关资料，参考网上有的花生摘果机获得了工作原理。（2）初步对产品设计结构布局草图；（3）在UG软件上完成本次设计的3D装配图和2D的工程图以及若干零件图。113摘果装

11、置设计2 2花生摘果机的主要方式及摘果滚筒类型2.1 轴流式钉齿滚筒轴流滚筒是将农作物按照滚筒的轴线方向进行脱谷的零件，而轴流式的钉齿滚筒是轴流滚筒中的一种，谷物由一头进入滚简，由螺旋状的锯齿驱动。在脱粒间隙的影响下，通过冲击、挤压、揉搓等方式进行脱粒，种子经分离间隙和疏散空间分离，并通过分离间隙和疏散空间分离到清选段，由导叶带动茎称从滚筒的另外一头排放。轴向针齿滚筒是利用圆锥滚筒的离心力和钉子的冲击和梳理的效果，把花籽从枝条上摘下来，适合于湿法采摘，但其不足之处在于，采收效率较差。尽管相同的转速，但是滚筒的前部和后部的直线流速有很大的差别，所以对花生有很大的损害和阻塞。由于圆锥圆筒型的尾端较

12、厚，使整个机器的尺寸较大。这是一种由几根直径不一的柱子组成的圆盘，圆盘上有几颗圆盘，圆盘上有几颗圆盘，圆盘呈三角形，呈三角形。在操作过程中，花籽被转动鼓上的钉齿夹住，并在圆筒中进行切线的运动，并沿轴向、颈部方向移动。它的合成路线是一条锥形的螺旋线，由于螺丝钉牵引着花生幼苗在旋转过程中的旋转，所用的螺钉都是与螺钉连接在一起的，所以加工和制作起来都很繁琐。不耐磨损，若遇到阳塞会造成螺杆的弯折，并且经常会因为不牢固造成脱牙。1. 螺旋叶片2.钉齿3.辅盘图 2.1轴向流动的钉齿转轮2.2 篦梳式圆柱型轴流滚筒篦梳式圆柱型轴流滚筒，尤其适合于湿法采摘花生，其采收效率高、品质好、使用年限较久。在通过滚筒

13、子时，通过滚筒子上的动齿，沿轴向运动。滚筒子上的动齿与滚筒子上的定齿联合工作。把花生米从花梗上剪去，把剪掉的花生米从网眼里掉出来。该滚筒的滚筒设计合理，粒径较少，且进料速率高，粉碎效率高。具有较高的使用年限等优势。但是，使用全喂入型的抽穗原则进行的摘果器械，往往会造成摘果不干净、不清晰、能耗大。农业生产方式存在着收割亏损高的弊端。图 2.2篦梳式圆柱型轴流滚筒2.3 差动式摘果滚筒摘果滚筒利用驱动装置，可完成对花生进行差动摘心，而达到了摘果鼓形和花的目的。生运反方向转动，花生果在这一动作中，落到鼓下，用一根固定的松紧的松果杆把花生摘下来。该方法摘果鼓粉破碎率小，摘果效果好，但操作条件较差，吸尘

14、效果较差。在花生采收过程中，由于花生的藤条断裂，很容易发生堵塞等问题，这就给花生的储运和利用带来了很大的难度。图 2.3 差动式摘果滚筒3 3摘果装置设计3.1 基本要求全喂入式摘果装置的工作原理，主要是利用梳拉的原理实现摘果，简单的说，就是将花生的种子送入摘果机中，然后用弓形的螺旋桨带动花生的根部旋转。随着它的转动，它的转动速度也越来越快。当弓齿转动时，可以有效地梳理花生植株，从而达到梳刷、摘果的目的。针对花生全喂入型摘果器的工作机理和机构特性，针对该项目的要求，进行了一套完整的设计方案。摘果器应符合下列条件:(1)结构力求简单，便于操作，安全可靠。(2)生产效率高，消耗功率小。3.2 总体

15、结构全喂入式花生摘果器包括：机架、摘果机构、动力、筛选装置等，其结构示意简图如图 3.1所示。设计方案本设计方案提供一种 干湿通用型花生摘果机的摘果，分选结构，应用到全喂入式花生摘果机中能满足不同花生品种，不同条件下的摘果作业。图 3.1总体结构1-外壳 2-进料口 3-轴承座 4-筛子 5-出茎口 6-扇叶7-机架 8-电机 9-皮带 10-风机摘果装置有击打式、篦式、梳梳式组合、击打式滚简等多种工作原理，并具有构造简便、造价低等优点。但是花生种子还易破裂，不易进行脱粒；梳篦机是一种结构复杂、成本高、适应性差的新产品。试验表明，该复合梳篦机工作流程较长，能有效降低工作流程，提高清洗效率。这是

16、一个更好的、更适合于滚动简化的构造。风选区的风扇可分为横向和纵向两种。横向通风口设置时，风口机身长度大，中间位置低，导致空气分配不均衡。风选区较小，容易分开，采用纵向排列的风扇，且结构紧凑。气流的流速和气流的流速都比较一致，从而使气流的流速更加稳定。筛分筛分为单层、二层和多层三种。单一的结构筛，无法将花生、稻杆分开：使用双筛，花生，稻杆，杂物分开，但将分开的粉尘杂物堆积在机器下方。多层结构筛能高效地将花生、稻杆、杂物等进行高效的分离。并可将机壳内的粉尘、杂物收集、排放，达到良好的分离目的。经过比较，得到了以下几种基本原理。图 3.2总体三维结构图( (1)花生采收段包括进给斗、滚筒、凹板和卸料

17、孔。进给漏位置于设备左边，滚筒简体为轴流型钉齿滚筒，网状筛网型凹版构造，在凹槽上方左边设置排种孔；采用螺旋状螺旋状转动方式，使花生苗从进料到出料，增大了作业速度，并提高了脱粒效率。( 2 ) 风选机由两大部分组成：收集板和吹风机。位于槽口下面，用于将从凹槽口掉落的材料集中起来，并将所搜集的混合物流输送至旋转站进行分级。出口位于集料板下方，方向向后，由风扇所产生的空气在集料板与筛板间形成一个旋转式旋转式，将从料板上输送的材料进行分离。(3)过滤部在风选区的底部接收从风中掉落的花生，将多余的东西过滤掉，获得干净的花生。带齿轮轴的转子和筛卷分离(4) 其传动轴（滚简轴、风箱轴、分选筛线等）在同一水平

18、面上并联，由 V型皮带和 V型滑轮实现各个部件的换挡、换挡，具有结构简便、造价低廉的特点。3.2.1 工作原理将花生放入喂料口，在滚简的作用下，从进料到进料，在料斗和网状槽间产生一道空气流。整理花生的种子。将花生果与茎分开并脱落，而滚筒子上的动齿会与格式槽中的固定齿的运动产生相对运动，使花生米在切割后不容易结块。不容易把花生抓牢。提高了对凸轮的脱模作用。花生米的细长叶子从花瓣的排气管里喷出，花生果、矮秆、灰尘、杂物等不断从网孔里脱落，经过集料托盘的集料气流进入风场内进行筛选。用吹风机把粉尘和垃圾从设备中清除。通过调节风扇的两个叶片，可以调节气流的大小和压力，实现对分离的控制。将一些比较沉重的稻

19、秆和杂物放入筛网中。该筛分三级，上层为细细的稻穗，通过筛网的上下摇晃和风扇的风力，将其从筛尾中部中部分开。并集中而有序地排放；粉尘和杂物从中部的栅栏缝隙被分开，经过底层排放。全喂入式花生摘果器的特点是：(1)采用螺旋形结构，使弧形齿轮和螺旋形杆在转动方向上能有效地防止花生豆碰撞的发生，防止由于碰撞而造成的伤害。(2)凹版网格网包括柱条，所有与豆荚接触的圆筒均采用圆弧设计。4摘果装置传动系统设计4 4摘果装置传动系统设计驱动元件的结构马达1驱动风机和摘果滚筒旋转，鼓由带驱动的凸轮驱动，由凸轮驱动。筛分机械的摇摆作用，对花生进行了筛选。该方案结构简单，结构简单，节省空间。经济性能优良，符合要求。根

20、据摘果机械的特殊驱动需求，选用 V型皮带和带轮驱动，在摘果作业时， V型皮带是一柔性部件。具有弹性，可缓冲、碰撞、吸收振动，从而降低了花生采摘器的振动。具有低噪声等优势。尽管 V型皮带和带轮在传动时有一定的摩擦力，造成两个齿轮的相对滑动，造成传动比不准确，但不会影响到摘果机的驱动。V形带及滑轮具有结构简便、生产费用低廉、维护维护容易、易于装配等优点。，因此，选择 V型皮带与摘果机的输送机皮带传动皮带间采用 V型皮带的传动方式，具有良好的经济性。在此设计中， V型皮带的驱动方式有三个，分别是：输入系统与马达、摘果滚筒、马达、鼓、鼓。我们将决定电动机与输入系统的皮带驱动。如图 4.1所示。图 4.

21、1传动系统简图4.1 电机的选用与参数的确定给定摘果机器工作工况：滚筒工作功率 P=1.2 kW，直径 D=350 mm，在常温下工作，工作场所有大量的灰尘。电源是380 V的三相 AC。风扇的功率是1万2千瓦。筛子功率为1千瓦。(1)电机的种类及构造的选择。若没有特别要求，则通常采用 Y型三相交流电机。采用全封闭式自扇式冷笼式，电压为380 V。（2）首先选择电动机需要的容量P=( 4.1)为电动机的总功率，为工作时候的功率，为传动装置工作时的总效率 =( 4.2) 为滑动轴承的总效率， 带传动工作的效率，查表取0.96求解得：=0.867求得滚筒的总功率P =1.384kw( 4.3)同理

22、可得风机的功率为：P=1.262kw筛子的功率为：P=1.238kw=P+P+P( 4.4)=3.884kw查电机的参数选择：P=4kw.（3）选择电动机在此基础上，从1500 r/min和3000r/ min两种常用的频率选一千五百转每分钟的电机。综合了电动机和变速箱的尺寸、重量以及带传动的齿轮比，选择了机械设计课程设计手册所选用的 Y型三相异步电机Y112M-4，其额定功率 P=4 kw，负载速度 n=1440 rmin。4.2 各轴的计算根据常用传动机构的主要特征及适用范围，由机械设计取V1带传动的传动比为0.96；那么V2带传动的传动比为2.8 ；V3带传动的传动比为1.6。4.2.1

23、 各轴的转速计算电机输出轴转：( 4.5)风机的主轴的转速：( 4.6)滚筒工作时轴转速为：( 4.7)4.2.2 各轴输入功率计算电机轴工作时输入功率：( 4.8)风机轴工作时输入功率：( 4.9)滚筒轴工作时输入功率：( 4.10)4.2.3 各轴输入扭矩计算电机轴工作时输入扭矩：( 4.11)风机轴工作时输入扭矩：( 4.12)滚筒轴工作时输入扭矩：( 4.13)4.3 带传动的设计针对该设备的特殊驱动需求，选用 V型皮带和带轮驱动电机与主轴间的驱动形式，这是由于在摘果机运行时， V型皮带是一种柔性部件。具有弹性，能缓冲撞击，减震，从而保证花生采摘机的工作稳定。具有低噪声等优势。尽管 V

24、型皮带和带轮在传动时有一定的摩擦力，造成了二者的相对滑动，造成了传动比的不准确，但是由于不要求准确的传动比，所以不会影响到花生摘果机的驱动。V型皮带和皮带的结构简单、制造成本低、维修保养方便、安装方便，因此，采用 V型皮带和皮带式皮带的结构简单、制造成本低、便于维修保养，便于安装。在选择 V形皮带和皮带时，应先综合考虑皮带的型号、长度和根数，然后确定其材质、结构、尺寸（轮宽、直径、槽数、槽数等）、传动中心距离（安装尺寸）和皮带与轮轴的压力。V形带传动电机及风机的结构设计及性能研究采用常规 V型皮带驱动，Y112M-5型 Y型三相异步电机，其输出功率 P=4 kw，转速 n=1440 rmin，

25、中间间距112 mm。（1）计算功率因设备在工作条件下工作不能少于11个钟头，计算其工作能力为：( 4.14)其中:电机工作情况系数电动机的功率=1.2摘果电动机的功率为:=1.24=4.8(KW)( 4.15)（2）选择合适的V带的型号从电机上的滑轮速度和计算出的动力，参考说明书，可以确定 V皮带的类型是 A型带。（3）确定带轮的基准直径根据机械设计，选取75mm，取小带轮直径=98mm。（4）计算V带的速度V( 4.16)v=9.36ms（5）计算带轮从动轮的直径( 4.17)=117.6mm为带传动的滑动率，取=1.8%取=230mm（6）确定带传动的中心距和带长取0.7x（+）a2 x

26、（+）( 4.18)171.5mma490mm( 4.19)取=450mm求:=122.5( 4.20)求: = =2.5( 4.21)滚筒轮是V带长:=+2+( 4.22)=122.5+2450+得: 1318.01mm( 4.23)按机械设计，取=1400mm。通过以下公式，可以得到真实的中心距离：( 4.24)求得: 滚筒V带 491mm（7）验算主动轮上的包角( 4.25)（8）确定V带的根数( 4.26)查表取滚筒V带相关值：=0.98 =0.98滚筒V带根数Z=1.63 取整得：Z=2根（9）计算带的最小初拉力查机械设计A型带的单位长度质量q=0.1 kgm求单根V带适当的初拉力

27、( 4.27)= 500（）+0.10=191.8N其中： q传动皮带的单位长度质量，kgm因为带速V=9.36ms,远远小于32ms，所以材料选定为灰铸铁小带轮采用整体式结构，大带轮采用腹板式结构。综上整理带传动参数如表 4.1：表 4.1电机与风机带传动参数小带轮直径大带轮直径传动比i带基准长度Ld根Z中心距a98mm230mm2.31400mm2491mm4.3.1 风机与滚筒V带传动的设计计算选用普通V带传动，由风机带动滚筒，风机功率P=1.262kw，转速n=1500min。（1）确定计算功率由于机器工作环境恶劣，工作时间不超过11个小时，估计算功率( 4.28)其中: 工作情况系数

28、所需传递的额定功率查机械设计书中的表87可知：=1.2 风机功率为：=1.21.262=1.514(KW)（2）选择V带的型号选择V带的型号为A型。（3）确定风机直径选取75mm，取小带轮直径=98mm。（4）计算V带的速度V( 4.29)v=10.85ms（5）计算从动轮的直径( 4.30)74mm为滑动率，取=2%由机械设计，取=392mm（6）确定传动中心距和带长取：0.7x（+）a2 x（+）( 4.31)风机V带轮 即372.4mma1064mm( 4.32)取：=700mm求：=266( 4.33)求： =( 4.34) =126风机V带长=+2+( 4.35)=3.14266+2

29、+得 2257.68mm取=2400mm。得到中心距为( 4.36)风机V带 771mm（7）再验算主动轮上的包角大小( 4.37)求得风机V带包角满足V带传动的包角要求（8）确定V带的根数( 4.38)查表取风机 V区的相关参数：=0.95 =1.06=1.32kw =0.10kw 风机V带根数Z=1.16取整Z=2根（9）计算带的最小初拉力因为带速V=10.99ms,远远小于30ms，所以材料选定为灰铸铁，硬度为HT150。小带轮采用整体式结构，大带轮采用轮辐式结构，且D500mm，轮辐数目取为4。综上整理带传动参数如表 4.2：表 4.2风机与滚筒带传动参数小带轮直径大带轮直径传动比i带

30、基准长度Ld根数Z中心距a140mm392mm2.8 2400mm2771mm4.3.2 滚筒与筛子V带传动的设计计算选用普通V带传动，由滚筒带动筛子摆动，滚筒功率P=1.38kw，转速n=536min。（1）确定计算功率由于机器工作环境恶劣，工作时间不超过11个小时，估计算功率其中:工作情况系数所需传递的额定功率 查机械设计书中的表87可知：=1.2 滚筒功率：=1.21.384=1.66(KW)( 4.39)（2）选择V带的型号 根据计算得知的功率和滚筒上的带轮转速,查机械设计一书，可以选择V带的型号为A型。（3）确定带轮的基准直径初选滚筒的带轮基准直径：根据机械设计一书，选取75mm，取

31、小带轮直径=100mm。（4）计算V带的速度V( 4.40)v=2.8ms（5）计算从动轮的直径 ( 4.41)= 43.52mm为滑动率，取=2%由机械设计，取=74mm（6）确定传动中心距和带长取：0.7x（+）a2 x（+）( 4.42)滚筒V带轮 即182mma520mm取 =500mm求：( 4.43)=130求： =( 4.44) =30滚筒V带长：=+2+( 4.45)=3.14130+2500+得： 1410mm取=1600mm。实际中心距求得：( 4.46)滚筒V带 595mm（7）验算主动轮上的包角( 4.47)求得滚筒V带包角 满足V带传动的包角要求（8）确定V带的根数V

32、带的根数由下列公式确定：( 4.48)查表取滚筒V带相关值：=0.99 =1.00=1.44kw =0.20kw 滚筒V带根数Z=1 所以取Z=1根表 4.3滚筒与筛子带传动参数小带轮直径大带轮直径传动比i带基准长度根数Z中心距a100mm160mm1.61600mm1595mm因为带速V=2.8ms,远远小于30ms，所以材料选定为灰铸铁，小带轮采用整体式结构，大带轮采用腹板式结构。 如图 4.2所示。图 4.2带轮设计375主要部件设计5 5主要部件设计5.1 喂入斗设计从花生的种植和生长情况的调査资料可以看出，在中国，花生花生的直径直径在10mm左右。通过对全喂入式摘果装置的采收效果进行

33、调节，以达到对喂料斗尺寸的要求。喂料口宽度813mm，高344 mm，长1023 mm。 图 5.1喂入斗5.2 摘果滚筒设计计算在摘果过程中，滚筒的设计参数是否合理，方案是否合理，将对花生品质产生重要影响确定滚筒类型 当前，国外常用的摘心装置大多是用滚轮装置进行，并将国外常用的一些摘果零件进行对比，将其归类。根据滚筒的构造，可以分成封闭型和开放式两种类型。开放式鼓：开放鼓是指鼓的齿根圈不是一个闭合的圆柱体，而是在齿根的周围均匀分布着几根螺杆如图 5.所示。本文将采用开式滚筒进行设计。图 5.2开式钉齿轴流滚筒该滚筒子具有结构简便、品质优良、易于生产、易于维修等优点。同时，滚筒子可以更好地抓住

34、花生，且花生在脱粒室内膨胀更好，对落花生的粗细变化更具适应性。这样，滚筒的阻塞就会减少，而且即使堵塞也会更好的解决。其不利之处在于，对茎杆的打击力度大，因此断裂的枝条更多，而齿条对气流的搅动也更大，因此耗电量更大。封闭滚筒：与敞口鼓不同，封闭鼓的齿根圈用薄片封闭，使得整鼓以等间隔排列的方式紧固在封闭的圆筒上。因为进入脱粒室内的花蕾只受到了钉齿的影响，不会受到牙杆的撞击，故断裂和断裂的数量较少。这样就可以很好的保留茎干的完整性，而且这样的滚筒比开式的气流搅拌要小，因此耗电也更少。本文设计的滚筒如图 5.所示。图 5.3开式滚筒5.2.1 滚筒的直径滚筒子的大小是滚筒子的主要结构参数，它与滚筒子的

35、工作性能有很大的关系。通常来说，它的食量很大，而且它的消化率很高。也就是给料量大，而且有很好的解离和解吸性能。对于全喂入式采收器，大直径圆筒体的进料进料距离也更长，这样可以让由夹持链条送入的幼穗更容易通过打谷室，而到达出谷室的穗头区则更容易发生弯折。对花粉的分离是有益的，而且可以减少花梗的断裂，而且在籽粒间的轴向运动也较小。但是，凡事都是有关联的，要从各个角度来看待问题，不能一边倒地看待，当事情太大时。机械的外观大、重、差。直径太短，则会造成缠绕和堵塞，无法满足生产需要，因此，没有选择。一般情况下，为防止发生缠绕，其最小的齿根圆径是由确保牙根高的圆周比棒子的长度来决定的。即要求:( 5.1)在

36、确定了牙根处的圆周半径之后，可以得到对应的螺纹高度 h，再由下面公式求出滚筒子的工作直径，也就是顶圆的直径 D。 D D0+ 2h ( 5.2)钉齿不能过短，以免会降低果实的收获率，但也不可过高，容易发生折断。应该取决于饲料的大小。这里所选用的滚筒子是276毫米。5.2.2 滚筒的长度轴流动圆筒体的长短对其结构的影响也很大，其长短代表了果实的成熟，对其在脱粒室内的停留也是有益的。小的滚筒子一般是276毫米长。而在整个采收过程中，大多数的花生在进入脱粒仓的一刹那就会被采摘，并且很容易与枝条分开，因此，它的长度要比同类的完全喂食方式的要短。大型机滚筒长一般为10001100 mm，小型滚筒长为50

37、0700 mm。而完全喂入的花生米，由于圆筒太大，无法有效的发挥圆筒的作用，造成了没有力量。过短对进料斗的设计不利，也会影响进料。所以，应根据实际情况、经验和采果器的外形尺寸，合理地选取圆筒长度为767 mm。5.2.3 滚筒的线速度V滚筒的线速度是影响滚筒子剥离特性的关键。没有正确的线性速度，一个不合理的滚筒将无法获得很好的采收效果。对于完全进给的轴向滚筒，由于它的采收过程较长，通常，减少切削方法以减少破碎速率。V=2025米是常用的。在全部给料时，为了保持整体棒的完整性，可以减慢速度，因为棒无法进入到打谷室。一般认为 V=13-16 m。由于使用条件的差异，干、湿两种方法的含水率也各有差异

38、，因此，在进行设计时。滚轮是可以变转速的，至少有两种，一种是摘干的，一种是湿润的选好滚筒线速度后，即可按下式计算出应有的滚筒转速n：n = ( 5.3)估计滚筒的旋转速度：以20 m/s的速度计算，则：rmin( 5.4)5.3 滚筒轴的设计驱动轴是花生摘果器主要的结构元件，其主要作用是在摘果时承受主要扭矩、扭矩和弯矩，在摘果时经常受到撞击，所以传动轴的选择是非常重要的一环。其功能是将运动与功率传输到轴心。根据其轴的外形可分为曲轴、直轴、软轴、挠轴等，根据其构造、构成、工作压力及工作环境等不同的特点，选用直轴驱动。根根据轴类的扭力，对其最大的直径进行了初步的估算。：( 5.5)从机械设计一册中

39、可以找到轴上的材质，选择45号钢进行了调质；取=112，于是求得:d=50.25 mm ( 5.6)取d=50mm很显然，最少的输出轴径就是安装在皮带轮上的一个内洞，在轴的两头都有一个键，因此可以在不损失输出轴的情况下开启一个凹口。该工艺使主轴的直径增加10%，使其变得更大，使其工作性能得到改善。换言之：d= d (1+10%) 50mm( 5.7)最大最大轴径为在安装皮带轮上的直径，选用 d=16毫米，以确保所选的轴径与皮带轮相配合。5.3.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度从传动轴的第一节装配带轮的直径检查表格可知，带轮的厚度 A=90mm，因此，第一节轴的轴径 d=30 mm，

40、其长度为100 mm。该轴径方向的位置由一个常见的平键来完成。所选的是一个常规的平键，尺寸为10x10x80。第二步是固定支架，这一部位的尺寸为 d=40 mm，长度为96 mm。第三步是装上滚筒，检验滚筒部分的直径 d=50 mm，由于有旋转部分，因此两侧各留长度为1000 mm，第四步滚筒两端安装轴承，因此轴段长度为40mm和30mm 轴系结构如图 5.4所示。图 5.4轴5.3.2 求轴上的载荷（1）初选择辊轴系统。预选择辊筒装置。从该摘果机的构造及有关的大小可以看出，所述主轴上配有滑轮和滚筒，并选用了相应的轴承，并从 d=40 mm，其结构为20、42、12，因此，右侧的第2部分与左侧

41、第2部分的直径相同，也就是 d=40毫米。该安装滚筒的直径为 d=276 mm，轴承左、右端部采用支撑支撑。计算所承受的输出轴力根据公式：T=9550( 5.8)T=22.7 N.m（3）求滚筒的圆周力= ( 5.9)求得=76N( 5.10)=80%( 5.11)=60.8N（4）求轴所受支反力F轴上水平面内所受支反力F =( 5.12)F =8.8NF=F( 5.13)F=8.8N求轴在垂直面内所受支反力 R=( 5.14)R=11N( 5.15)R= R=11N( 5.16)（5）求弯矩M在水平面内，轴上弯矩为:M=5.47 N.m( 5.17)M= M( 5.18)M=5.47N.m(

42、 5.19)在垂直面内，轴上弯矩为:M=6.84 N.m( 5.20)M=( 5.21)M=6.84N.m( 5.22)则合成的弯矩为：=8.76N.m( 5.23)=8.76 N.m( 5.24)图 5.5弯矩图（6）求轴上转矩TT=9550=33.3 N.m( 5.25)5.3.3 按弯扭合成应力校核轴的强度在进行检验时，一般仅对轴心的最大等效弯矩进行校核。根据上述的经验公式和上述的数值，可以得到相应的结果。( 5.26)根据轴向受弯矩的真实周期特征，选择对应的值，可以从机械设计中找到。( 5.27) 根据机械设计中的资料，在压力为6兆帕的情况下，在许用压力下，压力为55 MPa9.69

43、MPa。根据校核结果得出轴安全。5.3.4 轴承的校核 因为两个滚轮的轴承都是同一种类型的，因此在此选择一个支座进行检查，对深沟的球形支座设计。查阅机械设计一册了解到的基本轴力=( 5.28)由机械设计课程设计查的深沟球轴承基本额定动载荷C=9.38KN,查表的=1，=1.1，对球轴承，=3，将以上相关数据代入上式，得9380=( 5.29)P=693.2N 故在规定条件下，轴承可承受的最大径向载荷为693.2N，远大于轴承的径向载 荷11.6N和168.4N。故所选轴承合格。5.4 轴承座、端盖的结构设计由于机械在运行时不会产生很大的撞击负荷，而且轴承的外径也比较大，所以为了节省费用，选择了

44、灰口铸铁HT200。=290兆帕，硬度190,240 HB。支承支架用螺钉连接到支架上。具体的结构参数参见部件图表。采用灰铸铁HT200，压力290兆帕，硬度190。240 HB。用螺钉连接到支承支架上。采用端罩来控制支承在支承中的轴向移动，并在支承支座和支承支座间增加了一个密封垫，使支承支承中的支承轴向定位可以通过更换不同的垫片来调节。图 5.6抽承座，端盖5.5 滚筒钉齿的设计5.5.1 滚筒钉齿的形状的选择钉牙是滚筒最重要的原始材料，尤其是完全进给的花生割草器，通过钉牙将花生送入脱粒房，再通过钉牙进行脱粒。茎秆在打谷室里做了一个螺旋式的旋转，或者用一个大的旋转的转速，让它在一个螺旋式的导

45、向装置上移动，最终将杆子从机器里推出来。尽管螺钉的外形并不一定对摘出器的工作效果有很大的影响，但也有一定的效果。但是，在使用过程中，由于各种类型的原因，存在着许多问题。因此，要用各种方式来调整钉牙。比如，全喂食式的花生摘出器，工作时所有的花生都在脱粒室中，因此，钉子的载荷很大，对钉牙的冲击性能和高的强度都有很高的要求。全进式花生摘果时，常见的钉牙有：楔形钉牙、指状钉齿和指状钉齿（也就是圆筒形），前者具有很好的破壳性能，适合于切割流，后者则是指状钉齿的破壳性能差。适合于全进式轴向流型摘果，由于轴向流型分穗过程长，故应选用具有较低的脱粒性能的手指状齿，从而降低其破碎率。一般情况下，螺杆的后倾斜角度

46、为1015度。请在这里选取楔形的钉牙，如图 5.所示。图 5.7滚筒齿钉5.5.2 滚筒钉齿的排列状况转滚筒上的齿数分配对转鼓的脱壳性能有重要的作用。在布局中要充分发挥每个钉的作用，以保证在需要的数量最小的情况下，获得良好的脱谷效果。无论是切流还是轴向流动、半喂入和完全喂入的脱粒滚筒，其钉齿布置方式具有两大优点：一是可以最大限度地利用各个钉牙的功能，在整个采收器的进给口，由于钉牙呈螺旋状排列，使得各个钉牙的采收性能得以最大化。有利于均匀、持续地给药，有益在采摘花生的时候。由于螺丝钉的存在，对轴流摘心也是一种有益的运动。第二个优点是滚筒的整个长度都有更多的齿痕，而且同一齿杆上的两个齿距也是如此。

47、尺寸大，便于安装和维护。在圆筒上如何布置钉子，还有一个问题：(1)螺丝钉的排列 M滚筒上的齿条分布在多个齿条上，齿条的数目以两个为宜，如果采用单数的方式此时，滚筒很难保持平衡，对于完全给药的轴向式采浆器，当前较大。在中、微型计算机中均使用 M=6行。若小于6行，则两行钉牙之间的间隔过大，且每行所抓住的幼苗过粗，对采收不利。而在6列以上的情况下，测试结果显示其与六列相比并无显著差异，因此以降低飞机重量和降低成本。一般都是六行的。而完全给进的花生米摘心由于它的转鼓的周向速度要低于半进制的，所以要想在每小时里有相同数量的牙轮来梳理苗层，就必须加大轮子的数量，以保证每一轮的轮子有更多的轮子工作。因此，

48、一般情况下，全进型采果机构的数量要大于多的话， M=6-12行.根据滚筒的大小，滚筒的尺寸越大，滚筒的尺寸越大，滚筒的尺寸越小。(2)齿间距 a两个邻近的齿间的间距 a称为齿间距，一般认为齿间距 a为20至40 mm。如果距离太短，那么在单位时间里撞击花生的数量就会太多，而花生的采收能力会增强，而破碎的数量会明显增加。而且，它的能量也很大。选择好齿轨后，用下面公式求出了相同齿条上的两个相邻的齿距( 5.30)图 5.8三种不同形式的钉齿当前常用的是以毫米为单位的齿间距，以完全进料为最大，以完全进料为最小。总体来说，没有80 mm的齿轮是没有意义的，因为它不但会使齿轮数量变得更多，而且会使生产费

49、用变得更高。由于实际应用表明，超过80 mm的齿距仍有很好的工作特性。但也不可太大，以免由于牙齿太小而无法清洁。5.6 凹板筛的设计分析凹版筛网和滚筒一起构成采收机械，其作用是使花生穿过筛孔洞，使其与茎杆分开，并向下排出。对凹版筛网的需求是：具有良好的流经能力，便于摘取，结构简单，易于加工。轻巧，结实。在摘果机械中，常用的是格栅型凹版筛网，是当前最常用的一种类型，国内大多数的固定型和组合型的都是用它。本发明的优势在于：有利于花生的采摘，尤其是在全喂食式的摘果器中，具有良好的分离性能和较低的损耗。很结实。它的弊端是：通过筛眼的杂质多、运行时的阻力大、功耗高、质量大。但是它的优势很大。格栅筛网的网

50、眼由圆形钢板焊接而成，根据型号不同，选用不同型号的材质。另一种是冲压凹版，是用薄板冲压出大量的方孔而形成的，这类打孔筛网很少用于凹版筛网，一般都是和网眼一起组成凹版筛网。也就是前面的打孔，后面的部分是栅形的，或者前面的是光栅形的。 图 5.9网格状凹版筛后面的部分为筛孔。该筛网具有一定的分选性能、低阻尼、结构简单、生产方便等优点。质量好，结实。目前，该凹槽的结构如9所示.从原理上讲，增大风扇的叶片个数可以使风扇的理论压强增大，但叶片数量的增大会使风扇的阻力损耗增大，从而使风机的实际压强下降，从而导致能量消耗增大。该风扇采用四个叶片，在风扇的末端设有一个空气调节器，可根据进气盘的大小进行调节。适

51、用于各种工况下的空气流量需求。 图 5.10风机5.6.1 风机的选择Q=KLQ( 5.31)P=KHP( 5.32)式中：Q为选用风机的风量，m3/h;P为选用风机的风压，pa;KL为风量附加系数，取KL=1.2;KH为风压附加系数，取KH=1.1。W=Qp360010001+2( 5.33)式中:W为风机的功率，kw;1为风机的内效率，取80%;2为风机的外效率，取85%。通过上求得Q=1840m3/h，P=1452pa，W=0.92kw。图 5.11两种风机类型经过选择，选用上海元民机电公司的离心风扇，由上海力超电机有限公司制造。5.7 机架的设计它的主要功能是支撑，能够承载负载，鼓，鼓

52、，鼓。马达、进料口均位于机座上方，机座以型材及角钢为主，其特征在于易于装配及制作。型材支架是目前使用最多的一种。适合负荷均匀，中度撞击的情况，结构如图 5.所示。图 5.12机架机架主要尺寸如表所示表 5.1机架主要尺寸长1200mm宽1000mm高1400mm致谢6 致谢本毕业论文是对本学院所有基础课、技术基础课和大多数专业课程的全面、全面的总结，同时也是一门与实践相结合的课程。最后，在此完成了四年的校园生涯，并为以后的工作提供了一种适应的培训，以此来培养自己的分析问题和解决问题的技巧，为以后的工作和工作奠定坚实的基础。这次的设计，实际上是将自己所掌握的专业技能结合起来，对所遇到的问题进行剖

53、析和解答，从而进一步巩固、加深和扩展所掌握的知识。经过此次设计活动，我逐渐形成了正确的设计理念，提高了自己的创造力，对机械设计的基本原理和基本的认识和把握。提高了我对问题的解析和问题的处理。通过设计计算、绘图、使用技术规范、设计手册等相关设计材料，对机械设计的基础知识进行了较为完整的培训。此外，在这一设计中，我了解到了机械设计的总体过程：设计准备、传动装置总体设计、传动部件设计计算、装配图设计、零件工作图设计、设计说明书编写。若是贸然打断了这一进程，那么在设计的时候就会出现很多问题。在进行设计的时候，要自己动手做，并与导师进行交流和咨询。在每一步结束后都要仔细地核对，发现有差错要仔细改正，不断

54、改进。不同的毕业设计环节是互相关联的。在进行结构化、结构化的同时，还要考虑结构的结构、技术、经济性以及标准化和系列化的需要。由于影响零、零件尺寸的诸多影响，在后期的设计中应对前期的不合理尺寸作适当的调整。因此，在进行计算、绘图、反复修正、计算与绘图之间的转换。将标准化、系列化和通用性贯彻到设计中，能保证产品的互换性，降低成本，缩短设计周期，是设计过程中必须遵守的基本准则，也是衡量设计品质的重要标准。在进行设计时，要了解和运用各类相关的技术规范和规范，尽可能地选用标准品，并且要留意某些标准的尺寸。在设计过程中，要尽量降低原料种类，降低标准零件的尺寸。毕业设计是每个大学生必须学习的一门课程，它需要

55、学生能够自主地进行思维，并且能够把自己所学到的东西分类、加深；可以全方位提升学员的综合素质，为将来步入职场作好充分的准备。在此基础上，我对各类机械制图的应用能力有了较大的提升，同时利用了它们，大大地减少了我对工程的整体规划。同时，在设计的过程中，也大大加快了设计的进度。经过此次的毕业设计，我想除了我之外，所有的学生都能感受到这种感觉。有了一些成果，但也有一些缺陷力。参考文献7 参考文献1花生摘果机的工作原理J. 河北农机. 2014(04)2全喂入花生摘果机工作原理及主要部件设计J. 程晋. 农业科技与装备. 2013(03)34HFS-150型花生分段收获机工作原理与主要部件研制简介J. 马

56、勇. 农业机械. 2008(07)4花生摘果机选择与使用综合分析J. 朱建民,曹春雨. 农机使用与维修. 2013(07)5花生摘果技术及其设备的现状与分析J. 吕小莲,王海鸥,张会娟,胡志超. 湖北农业科学. 2012(18)6花生摘果机简介J. 农业开发与装备. 2012(04)7全喂入花生摘果机关键装置设计分析与试验J. 王敏,杨然兵,尚书旗,王凤婕,王政增. 农机化研究. 2021(03)8花生全程机械化发展现状及对策研究J. 付廷科,刘雪,贺开香. 山东农机化. 2021(02)9陈于萍、周兆元互换性与测量技术基础（第二版） M 北京：机械工业出版社2009.10唐山花生节水覆膜旋播

57、机的推广应用J. 付超. 农机科技推广. 2021(04).11全喂入花生摘果机工作原理及主要部件设计J. 赵博. 河北农机. 2018(05)124HZ-2型自走式花生联合收获机的设计研究J. 付华良. 农业装备与车辆工程. 2015(04)13花生联合收获全喂入摘果特性试验研究D. 周德欢.中国农业科学院 201714花生脱壳机脱壳部件改进设计与试验研究D. 兰孝峰.吉林农业大学 201715花生全喂入收获捡拾台试验研究及机构优化D. 姚礼军.安徽农业大学 201716对滚筒半喂入小区育种花生摘果装置试验研究D. 苏展.沈阳农业大学 2016 17强恒存,沈惠平,张有斌,孟庆梅,邓嘉鸣,刘金石.一种双手爪摆动机械手传动机构及优化设计J. 常州大学学报(自然科学版).2017(04)18欧洋,高祯,李连强.苹果装箱机械手结构设计分析J. 工业控制计算机.2017(06)19于楚泓.多指灵巧机械手机构的开发现状与趋势研究J. 科技展望.2017(04)20张蕾,韦攀东,李鹏飞,王晓华,刘秀平.采用神经网络算法的多指机械手织物抓取规划J. 纺织学报.2017(01)