毕业设计（论文）-大白菜收获机结构设计.docx

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1、大白菜收获机结构设计专业：机械设计制造及其自动化学号：学生：指导教师：摘要：中国农业现代化进程相对缓慢，目前，大多数蔬菜都是手工收割的，这无疑耗费大量操作时间，同时影响收割白菜的质量，导致经济效益损失。因此，研制一台白菜收获机具有十分重要的意义。本文设计了一种白菜收获机，收割对象是叶菜和茎叶蔬菜。本设计的主要研究内容如下：白菜收获机的整体结构由切割机构（往复式切割器和卷轴）、输送机构（皮带传动）、切割高度调节机构（液压控制系统）、动力源（拖拉机牵引）、机架、行走机构（前轮转向机构）和收集箱组成。其次是传动系统方案的设计，采用链条传动和螺旋轮连杆传动机构。然后是收割机的技术经济性能分析、动力分析

2、和动力源选择。根据设计要求，设计往复式切割器、卷筒、输送机构、切割高度调节机构，并计算相关参数，进行传动系统参数的具体设计和计算，包括各链条传动的设计和计算以及主轴的设计和验证。关键词：蔬菜收获机；结构设计；三维建模；运动模拟StructuredesignofChinesecabbageharvesterMajor：Mechanica1ManufactureandAutomationStudentID：Student：Instructor：Abstract:Themodernizationprocessofagricu1tureinChinaisre1ative1ys1ow.Atpresent

3、,mostvegetab1esareharvestedmanua11y,whichundoubted1yconsumesa1otofoperatingtimeandaffectsthequa1ityofharvestedvegetab1es,1eadingtoa1ossofeconomicbenefitsforfarmers.Therefore,deve1opingacabbageharvesterisofgreatsignificance.Thisartic1edesignsahandhe1dcabbageharvesterthatcanharvestgreenhousevegetab1es

4、andsma11piecesofvegetab1es.Theharvestingtargetsare1eafyvegetab1esand1eafyvegetab1es.Themainresearchcontentofthisdesignisasfo11ows:Theovera11structureofthecabbageharvesterconsistsofacuttingmechanism(reciprocatingcutterandree1),aconveyingmechanism(be1tdrive),acuttingheightadjustmentmechanism(hydrau1ic

5、contro1system),apowersource(tractortraction),aframe,awa1kingmechanism(frontwhee1steeringmechanism),andaco11ectionbox.Second1y,thedesignofthetransmissionsystemschemeadoptschaintransmissionandspira1whee11inkagetransmissionmechanisms.Thenthereisthetechnica1andeconomicperformanceana1ysis,powerana1ysis,a

6、ndpowersourcese1ectionoftheharvester.Accordingtothedesignrequirements,designareciprocatingcutter,drum,conveyingmechanism,cuttingheightadjustmentmechanism,andca1cu1atere1evantparameters.Then,thespecificdesignandca1cu1ationofthetransmissionsystemparameters,inc1udingthedesignandca1cu1ationofeachchaintr

7、ansmission,aswe11asthedesignandverificationofthemainshaft.Nextisthe3Dmode1ingandmotionsimu1ationoftheharvester.Fina11y,drawassemb1ydrawingsandtwo-dimensiona1drawingsoftheparts.Keywords:Vegetab1eharvester,structura1design,3Dmode1ing,motionsimu1ation目录1绪论51.1 研究背景51.2 课题研究的目的和意义51.3 国内外研究现状及存在问题51.4 主

8、要研究内容和方法61.4.1 主要研究内容61.4.2 研究方法61.5 本章小2吉72白菜收获机方案设计82.1 白菜收获机设计要求82.2 白菜收获机的整体方案设计82.2.1收获机工作原理82.2.2白菜收获机各主要机构方案82. 3白菜收获机传动系统方案设计92.3 .1动力传递实施方案92.3.1 3.2往复式切割器传动机构方案102.3.3 传动系统整体方案112.3.4 白菜收获机技术经济性分析112.4 本章小结113白菜收获机主要机构设计123.1 动力装置的设计121. 1.1切割机构功率分析123. 1.2输送机构功率分析134. 1.3行走机构功率分析135. 1.4拖

9、拉机选型143.2 切割机构设计141.1.1 1割刀选型141.1.2 往复式切割器工作原理141.1.3 参数计算151.1.4 拨禾轮设计153.3 输送机构的设计173.3.1 输送带倾角的设计173.3.2 输送带线速度183.3.3 传送带的材料和尺寸183.3.4 输送机滚筒的设计183.4 切割高度调节装置设计193.5 本章小结194白菜收获机传动系统设计与校核214.1 收获机整体传动方案214.2 传动比的确定214.3 链与链轮的设计22结论27致谢301.1 研究背景对于世界各国来说，农业的重要性不言而喻，因为它关系到人们的温饱问题，并直接影响他们的生存。因此农业生产

10、力尤为重要，农业机械化水平的高低直接决定了农业生产力的大小。欧美等许多发达国家的农业机械化水平已达到较高水平。相比之下，中国的农业机械化水平仍然相对较低，大多数农民仍然使用相对简单的手动农具。当前，我国正处于经济快速发展时期，农业发展需求也在增加，这将推动农业现代化的快速发展。众所周知，中国是一个主要的蔬菜生产国。根据农业部农业调度数据，2019年全国蔬菜种植面积约3.13亿亩，比2018年增加约0.77亿亩，增长2.3%；蔬菜产量约7.21亿吨，比2018年增加约1800万吨，增幅2.5%。总体来看，2009年至2019年，中国蔬菜价格呈波动上升趋势；截至2019年12月20日，根据农业农村

11、部监测的28种蔬菜的全国平均批发价格，全年蔬菜平均批发价格为4.21元，较上期上涨9.35%；增长是显著的。分析表明，蔬菜价格上涨的主要原因是劳动力成本，劳动力成本占蔬菜生产成本的近60%。由于种植成本，特别是劳动力成本的持续增加，中国的蔬菜价格也呈现出整体上涨的趋势。随着蔬菜产业的快速发展，蔬菜的机械化生产引起了全国的关注。1.2 课题研究的目的和意义蔬菜在我们的日常饮食中是必不可少的，因为它们不仅为我们提供美味的食物，还为我们的身体提供大量的维生素，帮助我们消化。如今随着素食主义的增加，人们对蔬菜的需求正在迅速增长。总的来说，尽管中国是蔬菜生产大国，但它并不是一个强大的国家。我国蔬菜生产水

12、平与国外仍有显著差距，如蔬菜种植业机械化水平低、蔬菜标准化体系不完善等。随着农村中青年劳动力向城市迁移，农业劳动力持续减少，但对蔬菜的需求不断增加。为了解决供需问题，必须加快推进蔬菜生产机械化。在从蔬菜种植到市场销售的生产过程中，最耗时、最劳动密集的过程是蔬菜收割过程。由于蔬菜的生长特性不同，收获蔬菜的难度也各不相同。据统计，收割过程占整个生产过程的40%以上，为了确保收割蔬菜的质量，有必要在适当的时候收割。随着人口老龄化工业化问题突出，中青年劳动力减少，导致农业生产成本持续上升，这将对农产品销售产生负面影响。因此，本文将以白菜收获机的传动系统为主要方向，对白菜收获机进行整体结构设计，以优化传

13、动系统，简化结构，提高传动效率，降低制造成本。1.3 国内外研究现状及存在问题西方发达国家对蔬菜收割机的研究起步较早，因此到目前为止，他们掌握的技术相对成熟。蔬菜收割的发展过程，从使用原始农具到能够完成某一操作过程的机械，再到能够完成一整套收割过程的机器，都在不断提高蔬菜收割机的机械化水平，整个过程相当迅速O接下来是国外收割机的发展历程：前苏联于1931年首次开发出白菜收割机。日本的久保田和横马联合开发了一种小型自行式白菜收割机，但这种收割机的最大限制是只能单行收割。甘蓝类蔬菜收割机发展水平最高的主要是欧洲、美国和日本。到目前为止，白菜蔬菜收割机已经相当完善和成熟。另一个例子是美国萨顿农业设备

14、公司开发的小型白菜收割机。收割机由后方的人力驱动，收割具有类似生长特征的叶菜，如生菜。新西兰种子蜘蛛播种农业设备公司开发了一种蔬菜收割机，主要收割生菜。拉姆齐高地农业设备公司开发了一种自行式蔬菜收割机，主要收割菠菜。中国每年都有巨大的蔬菜需求，因此蔬菜的产量也非常大。尽管蔬菜产量巨大，但相应的生产水平相对落后，机械化水平较低。特别是，许多农民仍使用原始农具收割蔬菜，耗时耗力，收割效率低。与国外相比，国内蔬菜收割机的受欢迎程度远远不够，市场上的收割机种类也相对较低。原因是我国蔬菜收割机的研发起步较晚，投入的人力物力较少。许多收割机仍处于研发阶段，已经开发的收割机很少，一些技术不够完善，在野外作业

15、中很容易遇到问题。对大多数收割机的需求仍然依赖进口，这大大增加了蔬菜的生产成本。另一个重要的观点是,国内外蔬菜种植环境和收割要求不同，进口蔬菜收割机无法完全满足国内蔬菜收割的工作要求。1.4 主要研究内容和方法1.4.1 主要研究内容(1)白菜收获机的总体方案设计。设计符合项目要求的收割机总体方案，设计组成收割机的各种机构的方案，绘制收割机的总体结构图，并说明其工作原理。(2)白菜收获机传动系统和空间布局的设计。应比较多种方案，以选择具有更好整体性能的方案。在收割机总体设计的基础上，计算组成收割机的各种机构的相关参数，并对组成每个机构的部件进行必要的设计计算。确定传动系统的参数，设计和计算组成传动系统的部件的相关参数，并完成所需部件的选择和验证。(3)使用So1IDWORKS软件对收割机械进行三维建模、虚拟样机装配，绘$怖应的零件和装配图，并进行干涉分析，以确定虚拟装配的合理性。1.4.2 研究方法参考现有蔬菜收获机结构设计的相关文献，对白菜收获机的整体结构进行了简单设计，主要设计了传动系统结构，计算了各部件的必要参数，并完成了其选型和验证。应用So11DWoRKS对白菜收获机进行建模并完成虚拟装配，绘制了收获机的装配图和零件图。1.5 本章小结本章主要介绍了课题的研究背景、我国现阶段蔬菜的生产状况、国内外蔬菜收获机的研究现状、本课题的研究意义和课题的主要研究内容