毕业设计说明书题 目：小型芦苇收割机设计 学 院： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 摘 要针对河道、水塘等水域具有航道窄、面积小，一般的大型芦苇收割机难以实现芦苇收割的现状，本文设计了一种结构紧凑，机构传动平稳，效率高，适合在中小尺度水域作业的小型芦苇收割机。论文概述了芦苇收割机的发展背景、研究现状及分类；完成了芦苇收割机水下部分的机构设计，主要包括清除机构和定位机构；阐述了前置往复式切割器和旋转式升降台的总体设计方案、工作原理、参数计算以及试验校核；同时，为了防止二次污染，本文还另外设计了芦苇回收装置，通过传送带将芦苇运回船体；按照任务要求完成了装置总装图与各主要零部件图的绘制；最后，通过Solidworks软件的动画仿真验证了机构设计的合理性。结果表明：所设计的小型芦苇收割机具有结构合理、紧凑，适应性强，切割效率高等优点。这种新型的芦苇收割机可在水下实现切割，捡拾、传送一体化连续作业方式，能够达到清除泛滥的芦苇，净化水质的目的。总的来说，是一种较为理想的芦苇收获机具。关键词：小型芦苇收割机；水下机构设计；动画仿真AbstractWaters such as rivers,ponds are generally with narrow waterway and small area,so general large aquatic weed harvesters can hardly harvest hydrophytes.To eliminate the current phenomenon, smaller aquatic weed harvester is designed in this paper.It has compact structure, smooth transmission and high efficiency ，at the same time ，it is suitable for working in the small and medium waters.This article summarizes the development background,research status and classification of the aquatic weed harvester.；the mechanism design of underwater part of the aquatic weed harvesters, including clear organization and positioning mechanism,is completed；the paper describes the overall design, working principle, parameter calculation and experimental check of front reciprocating cutter and rotating lift；meanwhile, in order to prevent secondary pollution, the paper also designs of the recovery agencies, the aquatic weeds will be shipped back to the hull through the conveyor belt；whats more,the study also finishes the work of the main device assembly parts drawing.Finally, this papers simulation result proves the rationality of the design with the animation of the software Solidworks.The results show that: the smaller aquatic weed harvester has many advantages of reasonable and compact structrue, high adaptability and high efficiency to harvesting.The new aquatic weed harvesters can realize continuous integration mode such as harvesting,collecting and transmiting under water.It can achieve the goal to clear the flood hydrophytes and to purify water quality. In all,it is an ideal machine of harvesting aquatic weeds.Key words：small aquatic weed harvester；underwater mechanism design；animated simulation目 录引言11 绪论11.1 课题研究背景11.2 芦苇收割机的发展过程21.3 芦苇收割机分类及特点21.3.1 根据切割器工作方式划分21.3.2 根据切割器在船体的安装位置分31.3.3 根据作业方式分31.3.4 根据作业对象划分31.4 水下机构的典型特点31.5 课题研究的目的及意义42 机构的方案选择及总体结构设计52.1 水下机构的方案选择52.2 机构总体设计53 机构的设计63.1 切割器概述63.2 往复式切割器的构造及类型73.2.1 往复式切割器的构造73.2.2 往复式切割器的类型103.3 往复式切割器的驱动机构及原理103.3.1 驱动机构的选择103.3.2 驱动机构的工作原理113.3.3 驱动机构的设计113.4 往复式切割器的调整134 定位机构的设计134.1 定位机构的组成134.2 定位机构的工作原理144.3 链传动的设计144.3.1 链传动简介144.3.2 链传动的选择及设计校核154.4 轴的结构设计174.4.1 轴的应用与分类174.4.2 轴的材料及结构184.4.3 轴3的设计与校核204.4.4 轴3上轴承的选择及校核235 芦苇回收机构的设计255.1 芦苇回收装置的构造255.2 回收装置的工作原理265.3 带传动的机构设计265.3.1 带传动简介265.3.2 带传动的参数选择275.3.3 带传动的设计计算285.3.4 带轮的结构设计305.4轴的结构设计315.5 轴上轴承的设计与校核346 结论36谢 辞37参考文献38 引言芦苇在养殖、生态和景观三方面有重要的价值体现，正是因为芦苇有如此多的作用，吸引了人们去种植。由于种植量大，同时缺乏相应的管理措施，导致人工种植的芦苇一度发展到疯狂的状态。为了保持水域的生态平衡，维持水质的清澈，需要在景观水域中大量种植芦苇，但是在每年59月的高温时段，芦苇生长非常迅速，必须及时进行收割清理，否则会对水质造成二次污染。目前，芦苇治理方法主要有化学清除法和物理收割法两种。化学清除法会引起水质污染与恶化，破坏水域的生态环境，并对其他生物的生存造成很大影响。所以，人们大都采用更为环保的人工收割和机械收割的物理方法来治理芦苇。但由于人工收割效率低下，往往打捞的速度跟不上芦苇生长的速度，因而机械收割就成为理想的芦苇治理方式。目前，市场上的芦苇收割机产品有WH1800型河道清草机、SGY一25型芦苇收割机、GC2230型河道割草保洁船、GC200O型小型河道割草作业机械、9GSCC 14型水生植物收割机船队和LW5000多功能芦苇收割船等，但这些产品外型大，长度都大于8 m，需要多人及辅助机械协同作业，适用于大型水域芦苇的收割。而景观水域的设计通常都采用自然造型，有各种不同的曲线，且水面较为狭小，不利于大型机械作业。现在，这些水域中的芦苇的收割都由人工完成，劳动强度大，效率低。而且往往在芦苇疯长时，人工收割跟不上生长速度，一部分芦苇因未及时收割而腐烂水中，造成水质恶化。在大型的芦苇收割船t一般有23人进行操作。但随着芦苇收割机的小型化，它的收割和集草都要在同一条船上进行，由于窄间有限，最多只能由一人操控，若都是手动操作的话，会不太方便，所以应该提高芦苇收割机的自动化程度，特别是遥控式的芦苇收割机不仅能进一步减小船体的尺寸，增大储草空间，而且安全。所以智能化的小型芦苇收割机的需求量会越来越大，小型轻便、美观环保的芦苇收割机将是一个重要的发展方向。本文主要对小型芦苇收割机的水下部分进行结构设计。1 绪论1.1 课题研究背景目前，国内外对芦苇收割机的研究没有系统的、科学的分类。市场上所有芦苇收割机几乎都是大型机械，满足大型湖泊芦苇的收割与修理，但不适合小型河道和湖泊等小水面水域中芦苇的收割。小型化和智能化是芦苇收割机的重要发展方向。1.2 芦苇收割机的发展过程国外关于芦苇收割机的研制比较早，荷兰等国早在50年代就开始使用专门的水利机械进行河道的清淤除草作业。荷兰的IHC CO Konljn机械厂1958年研制出H系列两栖式挖泥船共6种机型，随后又相继开发出M 系列、s系列和FB系列等多种清淤机械：荷兰的HERDER公司也开始研制各种机型的河道除草机。起初他们一般是把切割器安装在液压挖掘机或农用拖拉机上，把沟渠、河道内的蒲草、杂草切割后捞起放于岸边，其整机需停在岸边或沿岸边行驶进行作业，这就是陆用割草机。由于陆用割草机的使用范围有较大限制河道、沟渠旁常揎有树木，无法停机，远离岸边的芦苇又无法切割到，因此研制一种能在河道中航行的水中割草机应运而生。60年代英国的Rolbe公司开发出Oibeaux系列水中割草机，英国的John wider(工程)公司也开发出自己的系列产品3O多年来，这些产品至今还在世界各地广泛使用。国内也有一些相关企业及研究机构进入该领域，并且取得了一定的研究成果，如宁波农业机械研究所、桂林象山农机厂、绍兴县农林管理总部联合研究的WH1800型河道清草机，北京市水利局联合数家单位共同开发的的SGY-2.5型芦苇收割机，上海电器集团现代化装备有限公司新液压长研究开发的GC2230型号河道割草保洁船以及GC2000型小型河道割草作业机械。经历半个世纪的发展历程，芦苇收割