青岛农业大学毕 业 论 文（设计） 题 目： 胡萝卜联合收获机根叶分离切割装置的设计 姓 名： * 学 院： 机电工程学院 专 业： 农业机械化及其自动化 班 级： * 学 号： * 指导教师： * 2011年6月18日毕业设计诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日目 录摘 要IAbstractII1 绪 论31.1 研究课题的目的与意义31.2 国外研究状况分析21.3 国内研究状况分析31.4 研究内容及设计要求42 总体方案的确定52.1拟定的方案52.2总体方案的分析与确定62.3 传动系统方案的确定72.4 胡萝卜收获机切割装置方案的确定83 传动系统的设计计算103.1功率及传动比的分配103.1.1 牵引速度103.1.2 种植要求113.2 减速器的选择123.3 带传动部分的设计计算133.4 带速的选择153.5 传动轴的设计164 切割装置的设计174.1 切割刀具的结构设计174.2 切割装置的工作过程分析195 支撑架的设计226 结 论23参考文献25致 谢26 II胡萝卜联合收获机根叶分离切割装置的设计摘 要结合国内胡萝卜的种植模式及农艺要求，借鉴国外已有机型的机构功能原理，对一种偏置式胡萝卜联合收获机根叶分离切割装置进行了设计。切割动力由拖拉机动力输出轴经减速器和传动装置获得，切割装置是由两组双曲柄多并行连杆机构组成，每一组机构均是由主动曲柄盘和从动曲柄盘的转动来带动六个结构尺寸相同的刀具连杆做往复合成运动。根据联合收获机本身结构特点，合理地设计和布置两组机构的几何参数和工作参数，使两组刀具在工作过程中既不相互干涉，又能相互配合完成连续剪切的功能，对夹持输送带上的胡萝卜实现根叶的切割分离。关键词：胡萝卜；联合收获机；传动装置；切割装置 Design of Driving and Cutting Device Belonged to Carrot CombineAbstract According to the plant mode and agricultural requirement of carrot, a sort of cutting device used to separate roots and leaves of carrot was designed based on the principle of carrot harvest from foreign countries. The cutting power is derived from the P.T.O of tractor to reducer. Cutting devices consist of two set of connecting rode, and each connecting rode includes six same cutters which take composite motion with the drive of crank plate. Based on the structural characteristics of the carrot harvester, geometric parameters and work parameters of the cutting device were reasonably designed, so as that the cutters can operate the continually cutting function under the condition of no interference with each other. Carrot roots can be separate from leaves successfully by the cutting device.Key words : carrot; combine harvester; driving device; cutting device青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）1 绪 论1.1 研究课题的目的与意义胡萝卜作为主要经济作物之一，在全球分布较广，我国是全世界胡萝卜收获面积最多的国家，总产量占世界胡萝卜总产量的1/3。相比其它作物，我国目前胡萝卜机械化作业水平非常低，收获方式还是主要以人工收获和半机械化分段收获为主，机械收获中主要利用挖掘犁将胡萝卜挖掘出来的单一功能的分段收获或利用马铃薯收获机或胡萝卜收获机进行兼收等。因此，设计出专门用于胡萝卜的联合收获机械是我国农业机械研究人员面临的一项重要课题。胡萝卜联合收获机能够实现胡萝卜的挖掘、输送、去土、根叶分离、集收等多项功能。其中根叶分离的切割装置是收获机的重要功能部件，也是设计的难点和重点。本项目的研究目的就是结合我国实际情况，借鉴欧美发达国家及日本、韩国等地区的现有的胡萝卜联合收获机型，研究设计出专门用于胡萝卜联合收获机的根叶分离切割装置，实现胡萝卜联合收获过程中将根叶切割分离的功能，并与其它部件合理衔接1。根叶分离的切割装置是胡萝卜联合收获机整机设计的重要组成部分，这对于研制开发出实现适合我国国情的胡萝卜联合收获奠定了基础，对于提高工作效率、降低农民的劳动强度以及提高农民的经济效益具有重要意义。胡萝卜既是我国重要的蔬菜作物和粮食作物，也是重要的出口创汇产品和农业结构调整重点发展和扶持方向。但我国胡萝卜作物生产机械化发展严重滞后，长期依靠人工或半机械化作业，特别是收获作业，大部分地区仍以人工为主，机械化联合收获几乎还是空白。人工挖掘和捡拾劳动强度大、用工多、效率低、损失大，国内对胡萝卜机械化收获技术设备的需求日趋迫切。机械化根叶分离切割刀具部件是胡萝卜、马铃薯、大蒜等块茎类作物机械化收获的关键部件。现代机械化收获技术要求收获机具能一次完成挖掘、拍土、切割、清选、集果等项作业的联合作业，切割技术的好坏直接影响到后续作业的质量。随着社会生产对收获技术要求的提高，切割刀具部件研究越来越引起设计者的重视。因此，研究、开发出适合我国国情的，且技术先进、经济实用的胡萝卜联合收获机切割装置，可以提高劳动生产率，减轻劳动强度，增加农民收入，调整农业产业结构2。因此，本课题对于胡萝卜联合收获机整机的设计具有重要的意义。1.2 国外研究状况分析 欧美等国家对胡萝卜机械化收获起步早、发展快、技术水平高。在20 世纪40 年代初，前苏联、美国就开始研制推广应用胡萝卜收获机了，尤其在两段收获方式的研究技术方面比较成熟。50 年代末期全面实现了生产机械化。7080 年代，德、英、法、意大利、瑞士、波兰、匈牙利、日本和韩国亦相继实现了胡萝卜生产机械化。国外胡萝卜收获机械的技术水平相当高，不但生产率高，而且高新技术已融于机具之中：采用振动、液压技术进行挖掘；采用传感技术控制土壤喂人量、胡萝卜传运量以及分级装载；采用气压、气流、光电技术进行碎土和分离；利用微机进行监控操作，其收获形式为典型的联合收获胡萝卜收获机一次将胡萝卜挖掘、去土并通过切割刀具使根叶分离，并且通过抖动运输装置进行进一步的去土和集装。较有代表性的是美国迪沃夫公司生产的胡萝卜联合收获机、日本久保田公司生产的胡萝卜收获机（图1-3）及美国KMC公司生产的系列胡萝卜挖掘机，由于国内外的胡萝卜品种不同，其机械也是针对胡萝卜种植的特点设计的，其挖掘部件多为平面铲，输送部件则多为带式和链杆式，独特的托辊振动筛用于分离泥土和杂物。图1-3 日本久保田胡萝卜收获机总之，在国外几个主要生产胡萝卜的发达国家，都形成了用联合收获机直接收获，或用挖掘传输去土割秧清选来实现全面实现收获机械化的配套系统，基本上实现了胡萝卜联合收获机械化。由于欧美等国家作业面积大，因此其胡萝卜收获装备具有大型化、高效率、价格昂贵、适应大面积作业等特点，并且都已实现无人驾驶、GPS导航系统控制。1.3 国内研究状况分析我国胡萝卜栽培已有700多年的历史，我国种植区域主要分布在华北、华中、西南、西北和东北的部分省份，其中山东、河南、浙江和云南种植最多。我国胡萝卜等经济作物种植面积和产量在世界上都居于世界前列，在国际农产品贸易中占有举足轻重的地位3。然而胡萝卜等经济类作物收获机械发展相对滞后，主要是由于胡萝卜等经济类作物机械化水平低，尤其是收获环节机械化水平更低，造成生产成本居高不下，一些作物生产成本甚至高出国外五六倍导致国际市场对我国经济作物需求减少，出口量萎缩，也直接影响了农民种植的积极性4。我国胡萝卜种植区域分布广阔，地理环境复杂，不少地方已呈现规模化种植。但是广大农村仍以分散、小片生产方式为主，而且多数山区和丘陵的地方种植模式复杂，既有垄作又有平作，且栽植品种多样，行、株距差距较大制约了收获机械的发展。目前在我国，目前块茎类收获机械正处在发展时期，联合收获技术还处于研制阶段。现有的块茎类作物收获有人工收获、牲畜牵引犁、 “手拖”牵引犁等收获方法 5 ，多采用分段收获，而且机械化程度普遍不高，通常是将一部分块茎类作物从土里翻到地表，其余作业由人工完成。起步也滞后于花