番茄收獲機的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

前言目前中國已成為繼美國之后世界第二大加工番茄生產(chǎn)基地，其加工番茄的種植面積約占世界總種植面積的28%。新疆是我國最大的加工番茄生產(chǎn)基地，其具有發(fā)展加工番茄生產(chǎn)得天獨厚的農(nóng)業(yè)資源。晝夜溫差大、日照時間長、干燥炎熱、病蟲害少、獨特的自然條件為大規(guī)模發(fā)展加工番茄產(chǎn)業(yè)提供了非常有利的條件，約占中國加工番茄的種植面積的80%左右。2009年新疆番茄種植面積已達158萬畝，番茄產(chǎn)量達到744萬噸，生產(chǎn)番茄制品101.46萬噸。然而，目前新疆的加工番茄普遍采用人工采收，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，費時費力，采收費用高，且常由于采收不及時，造成大量的加工番茄腐爛在地里，而正值新疆的秋收季節(jié)之時，致使勞動力極為緊缺。但經(jīng)過十幾年的發(fā)展，新疆的“紅色產(chǎn)業(yè)”發(fā)展迅猛，產(chǎn)量逐年遞增。大力發(fā)展番茄產(chǎn)業(yè)，加快發(fā)展步伐，就促使番茄收獲實現(xiàn)機械化。番茄收獲是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，目前大都是人工采收，生產(chǎn)效率低，而番茄成熟季節(jié)與棉花成熟季節(jié)相同，由于新疆是棉花大省，占用勞動力很多，往往都是因為勞動力不足，影響了番茄的最佳成熟時節(jié)，嚴重影響了番茄的品質(zhì)，造成了一定的損失！由于進口番茄收獲機存在價格昂貴服務(wù)周期長和收費高等問題，對我國番茄機械化采收技術(shù)的推廣和普及造成很大障礙，嚴重影響了新疆和兵團番茄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為此，設(shè)計一種番茄收獲機，并對該機的關(guān)鍵部件進行研制，該機可同時完成番茄秧的切割、果秧分離和輸送等工作。關(guān)鍵詞：自走式；收獲機；番茄目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 緒論1.1課題研究的意義目前中國已成為繼美國之后世界第二大加工番茄生產(chǎn)基地，其加工番茄的種植面積約占世界總種植面積的28%。新疆是我國最大的加工番茄生產(chǎn)基地，其具有發(fā)展加工番茄生產(chǎn)得天獨厚的農(nóng)業(yè)資源。晝夜溫差大、日照時間長、干燥炎熱、病蟲害少、獨特的自然條件為大規(guī)模發(fā)展加工番茄產(chǎn)業(yè)提供了非常有利的條件，約占中國加工番茄的種植面積的80%左右。2009年新疆番茄種植面積已達158萬畝，番茄產(chǎn)量達到744萬噸，生產(chǎn)番茄制品101.46萬噸。然而，目前新疆的加工番茄普遍采用人工采收，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，費時費力，采收費用高，且常由于采收不及時，造成大量的加工番茄腐爛在地里，而正值新疆的秋收季節(jié)之時，致使勞動力極為緊缺。但經(jīng)過十幾年的發(fā)展，新疆的“紅色產(chǎn)業(yè)”發(fā)展迅猛，產(chǎn)量逐年遞增。大力發(fā)展番茄產(chǎn)業(yè)，加快發(fā)展步伐，就促使番茄收獲實現(xiàn)機械化。番茄收獲是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，目前大都是人工采收，生產(chǎn)效率低，而番茄成熟季節(jié)與棉花成熟季節(jié)相同，由于新疆是棉花大省，占用勞動力很多，往往都是因為勞動力不足，影響了番茄的最佳成熟時節(jié)，嚴重影響了番茄的品質(zhì)，造成了一定的損失！由于進口番茄收獲機存在價格昂貴服務(wù)周期長和收費高等問題，對我國番茄機械化采收技術(shù)的推廣和普及造成很大障礙，嚴重影響了新疆和兵團番茄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為此，設(shè)計一種番茄收獲機，并對該機的關(guān)鍵部件進行研制，該機可同時完成番茄秧的切割、果秧分離和輸送等工作。1.2國內(nèi)外番茄收獲機發(fā)展狀況1.2.1國外番茄收獲機發(fā)展現(xiàn)狀美國是世界上加工番茄生產(chǎn)第一大國，采用機械化收獲以后，不但促進了番茄種植規(guī)模的擴大，而且使番茄收獲費用從占生產(chǎn)總費用的50%降低到16%。種植面積的擴大和收獲費用的降低對提高美國番茄產(chǎn)業(yè)的競爭力起到了極大的促進作用。美國加工番茄機械化收獲與其它作物機械化收獲發(fā)展過程的最大區(qū)別是，加工番茄機械化收獲的發(fā)展充分體現(xiàn)了農(nóng)藝與機械化技術(shù)的結(jié)合；它是首先通過選育出適于機械化收獲的品種之后，才著手研制番茄收獲機的。1962年以后，適于機械化收獲的番茄品種達到成熟之后，番茄機械化收獲才逐漸得到推廣應(yīng)用。到1968年，美國加工番茄機械化收獲水平就達到了80%。美國番茄收獲過程已經(jīng)實現(xiàn)了向自走式大型化自動化方向的發(fā)展，從早期人工輔助作業(yè)的半機械化番茄收獲機過渡到牽引式番茄收獲機,再發(fā)展裝有光電識別選果的自走式大型化收獲機。1.3國內(nèi)外番茄收獲機存在的問題我國研究葵花籽去殼機起步較晚發(fā)展緩慢，和發(fā)達國家相比只能望其項背，目前市場上流行的一些機具中，存在一些問題，因此，難以大范圍推廣應(yīng)用。新疆是我國番茄主要種植地區(qū)，目前機械化程度也已越來越高，但要實現(xiàn)完全自動化還需要很長一段時間的努力，目前新疆番茄收獲機械化存在的問題主要有一下幾個方面：1）番茄品種還不能完全適應(yīng)機械化收獲2）缺乏與機械化收獲相適應(yīng)的科學(xué)種植和田間管理規(guī)范3）缺乏機械化收獲番茄的收購標準4）缺乏適用的番茄收獲機5）番茄種植戶規(guī)模較小6）番茄收獲時間過于集中因此，在很長的一段時間內(nèi)，人工采摘仍將是新疆地區(qū)番茄收獲的主要方式。相對于人工收獲來說，番茄收獲機明顯是一個良好的選擇，是既可以節(jié)約勞動力又可以節(jié)約成本的一種機械。1.4研究的內(nèi)容和方法根據(jù)我國番茄收獲機的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題以及未來番茄收獲機發(fā)展要求，設(shè)計農(nóng)用番茄收獲機。農(nóng)用番茄收獲機主要由動力輸入裝置、傳動裝置、切割裝置、果秧分離裝置和輸送裝置組成。其中，動力裝置是通過發(fā)動機經(jīng)三角帶傳遞，切割裝置將番茄秧割斷，經(jīng)由輸送帶的一系列輸送，，經(jīng)過果秧分離裝置實現(xiàn)果實和果秧的分離，最后由輸送帶進行運輸。通過本機能一次性完成對番茄的收獲。先確定我國已有番茄收獲機的類型，根據(jù)已有大型番茄收獲機的原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計新型的番茄收獲機，使番茄收獲機能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，也就是番茄收獲機要能工作穩(wěn)定，保證收獲率高，番茄完整率高，果秧分離效果好等優(yōu)點。1.5預(yù)期目標（1）番茄收獲機操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，使用壽命長。（2）被分離的番茄果秧分離率高、番茄完整率高、果秧分離效果好。（3）收獲效率高，人工勞動量少，同時動力上要消耗少。（4）制造價格便宜，容易普及，能滿足農(nóng)業(yè)使用的要求。1.6重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路該機動力源于發(fā)動機，通過帶輪、三角帶實現(xiàn)動力的傳輸，番茄通過采摘頭、輸送裝置、分離裝置等實現(xiàn)一次性完成對番茄的收獲。（1）選擇合適動力傳遞方式，設(shè)計工作裝置和傳動裝置。（2）運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。（3）利用有限分析和Solidworks進行虛擬樣機設(shè)計，完成整機各零部件的三維建模。1.7工作條件及解決方法塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)有實習(xí)工廠、土槽實驗室、農(nóng)業(yè)工程重點實驗室等，設(shè)計條件較好，為項目開展提供了場地和基本條件。校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境，機械電氣化工程學(xué)院擁有先進的實驗設(shè)備和機械加工制造設(shè)備，并且?guī)熧Y力量雄厚，完全可以滿足番茄的工作條件。2果秧分離的典型方法及果秧分離機構(gòu)方案的選擇2.1梳齒式分離機構(gòu)如下圖2-1所示，這是一種強制性分離機構(gòu)，當機器沿行壟行駛時，梳齒插入番茄秧莖，強制性地把果實從果枝上捋下來，實現(xiàn)果實與莖桿的分離。該機型的分離過程對西紅柿果實帶來很大損傷，并且它只是把果實分下來，莖稈仍長在地里，除去他們還需要其他后續(xù)的工作。圖2-1從動梳齒式果秧分離裝置2.2滾筒式分離機構(gòu)如圖2-2所示，果秧被送至傾斜的滾筒式分離裝置中，滾筒通過回轉(zhuǎn)，對西紅柿果秧進行多次起落摔打，從而使果實脫落，實現(xiàn)果實的分離。該分離機構(gòu)在進行果秧分離的過程中無法保證分離的效果，當滾筒回轉(zhuǎn)速度過快或過慢時，分離效果都不理想。轉(zhuǎn)速過慢，分離不完全；過快時被分離下來的果實來不及落下，與番茄秧一塊被拋甩在田地里，造成收獲損失。圖2-2滾筒式分離裝置2.3摘果器式分離機構(gòu)如圖2-3所示，先由收獲機把整株番茄莖秧拔出來，固定在輸送帶上，再由分離機構(gòu)敲打植株，使植株振動。依據(jù)果實質(zhì)量集中同時慣性較大的特點，使果實脫落，從而實現(xiàn)果實的分離。該機構(gòu)果莖分離的工序過多，果實分離結(jié)束還要將莖秧取下。生產(chǎn)率過低，不符合高效率作業(yè)的要求。圖2-3摘果實分離裝置2.4振動分離機構(gòu)振動分離機勾大多為轉(zhuǎn)動機構(gòu)，保證單向轉(zhuǎn)動的同時，來實現(xiàn)速度大小的周期性變化。通過速度大小變化產(chǎn)生的慣性力，將西紅柿果實甩落下來。因此可以通過改變轉(zhuǎn)速變化的快慢，來實現(xiàn)不同的分離效果，同時可以很方便地實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。這種機型在番茄聯(lián)合收獲機領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。由意大利FMC公司所生產(chǎn)的SZ系列的西紅柿收獲機上的果秧分離機構(gòu)就屬于此類。該分離機構(gòu)包括分離滾筒和分離驅(qū)動機構(gòu)。分離彈齒結(jié)構(gòu)簡單，通過它撥動西紅柿莖秧，分離驅(qū)動機構(gòu)則是彈齒滾筒的動力源，用來帶動滾筒的旋轉(zhuǎn)，滾筒以變化的速度進行轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)對西紅柿果秧的拋甩。西紅柿果秧通過拋甩作用，果實分離下來落到果實輸送帶上，輸送到集果器中。而果秧通過拋秧鏈拋灑到田間。2.5鍵式果實分離器如圖2-4所示，該分離裝置由10個鍵體連接成兩組，利用鍵和曲柄形成平行四桿裝置，鍵上各桿均做半徑相同的圓周運動來實現(xiàn)分離。這種機型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，生產(chǎn)效率低，沒有得到廣泛應(yīng)用。圖2-4鍵式果實分離器2.6果實分離裝置方案的選擇經(jīng)過方案的比較及選擇，在設(shè)計要求內(nèi)能夠滿足設(shè)計的要求條件，本文設(shè)計了一中能夠適應(yīng)新疆番茄種植模式的梳齒滾筒分離裝置，同時對該裝置主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)、運動參數(shù)進行了參數(shù)化設(shè)計。3番茄分離裝置的總體設(shè)計3.1番茄種植模式及物理機械特性

3.1.1番茄果實在莖葉中狀態(tài)分析在番茄收獲過程中，一般采取收獲機切割組件將番茄果秧從根部切除，然后將切除后的果秧輸送至分離機構(gòu)進行分離。切斷主莖稈后的番茄果秧或是以果實單體的形式夾雜于莖葉中，或是連接在側(cè)枝上，其中連接側(cè)枝的果實是需要分離的對象。機械收獲時，切斷主莖桿后的番茄果秧不是定向輸送給分離裝置，果實相對于莖稈、葉子、分離器的位置不同，果實與側(cè)枝的連接強度也不同，果實的存在狀態(tài)有以下幾種情況：（a）處于物料最下層的番茄果實可能存在的狀態(tài)，果實自由懸掛在側(cè)枝上；（b）處于物料中間層的果實屬于這種情況，果實掛在側(cè)枝上，受到葉層和莖稈的作用，在一個垂直方向上受到約束；（c）果實掛在側(cè)枝上，被葉層和莖稈夾住，處于物料中間層的果實可能存在的狀態(tài)；（d）處于物料上層的果實主要屬于這種情況，果實在莖稈和葉層的上部。3.12加工番茄的種植模式加工番茄植株被收獲機割臺切割后，通過輸送裝置送至分離裝置，在分離裝置中完成果秧分離，分離裝置的阻秧板，柵格間距等基本設(shè)計參數(shù)依據(jù)來源植株特性，故需對加工番茄的植株相關(guān)特性進行測量，實測加工番茄植株的主莖桿直徑和高度、植株重量、側(cè)枝直徑和長度、果實數(shù)量等參數(shù)，加工番茄的種植主要有兩種滴灌機械采收栽培模式：

（1）寬窄行間距100cm+40cm，1膜1管布置，滴灌帶間距1.4m；（2）寬窄行間距80cm+40cm，1膜1管布置，滴灌帶間距1.52m；（3）株距為35～40cm。這兩種栽培模式的窄行滴灌帶距均為20cm，以利于水的測向滲透并使水及早被番茄根系吸收利用，中間行距為100cm或120cm的行距有利于番茄收獲機的行走。根據(jù)番茄品種的生長特性，對長勢強或密度大的品種選用1.52m滴灌帶間距，長勢稍弱的品種選用1.4m滴灌帶間距，調(diào)研中發(fā)現(xiàn)還有部分地塊采用寬窄行間距為80cm+40cm。圖3-1加工番茄植株形態(tài)3.1.2加工番茄果實形狀，單果重測量加工番茄果實的直徑、長度是為了設(shè)計出與其相適應(yīng)的采摘機構(gòu)，提升加工番茄的采收效果。通過采樣測得里格爾87-5，石紅20，屯河41的果實形狀和單果重，采集數(shù)據(jù)各100個。數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如圖3-2所示：其結(jié)果平均值如表3-1所示：(a)里格爾87-5果實形狀(b)石紅20果實形狀(c)屯河41果實形狀(d)三種果實形狀圖3-2不同果實形狀參數(shù)表3-1加工番茄果實形狀及單果重品種單果質(zhì)量/g縱徑/mm橫徑/mm最大最小平均最大最小平均最大最小平均里格爾87-513115.162.4790.7124.0650.0979.4821.3945.12石紅20101.2430.2860.7690.7330.2355.4880.3338.2548.29屯河4196.4725.3570.9180.5825.3850.0874.3622.5442.45由以上圖表可知：(1)里格爾87-5的果實縱徑主要范圍為45～70mm，平均縱徑為52mm；橫徑主要范圍為40～60mm，平均橫徑為45mm；(2)石紅20的果實縱徑主要范圍為45～60mm，平均縱徑為55mm；橫徑主要范圍為40～55mm，平均橫徑為48mm；(3)屯河41的果實縱徑主要范圍為45～60mm，平均縱徑為50mm；橫徑主要范圍為35～50mm，平均橫徑為42mm；(4)里格爾87-5的單果重62g左右，石紅20的單果重為60g左右，屯河41的單果重為70g左右。3.2加工番茄破壞靜載荷的測量為了減少番茄收獲過程引起的含雜率和破損率，對加工番茄的果實生物力學(xué)特性進行實驗。利用拉壓力試驗臺，如圖。實驗內(nèi)容包括：(1)測量不同大小加工番茄果實的分離力；(2)平均果實大小在不同拉伸角度下的分離力；(3)測量最大果實的分離力。加工番茄果實與莖稈的分離力是指果實與莖稈分開所需的拉力，其大小反映果實與莖稈之間的連接強度，也直接反映果莖分離的難易程度。圖3-3單果重75g加工番茄在不同拉伸角度下的分離力由圖知在垂直拉伸時分離力最大為25N左右。3.3加工番茄破壞靜載荷的測量為了減少加工番茄收獲過程中的含雜率和破損率，有必要對加工番茄的果實生物力學(xué)特性進行考察。利用拉壓力試驗臺，對加工番茄的果皮和表皮進行了拉伸試驗和整進行靜態(tài)載荷下的壓縮力學(xué)特性試驗，如圖3-4。圖3-4加工番茄整果靜載荷下的壓縮特性由圖可知，加工番茄的靜載壓縮力是不同的，但其最小破壞力為100N左右。3.4梳齒滾筒式分離裝置的設(shè)計3.4.1圖3-5所示為滾動梳齒式分離裝置試驗臺梳齒滾筒式分離機構(gòu)是果秧分離裝置的核心部件，主要由滾筒主軸、分離滾筒、分離彈齒、傳動輪等零件組成。被割臺切割的果秧由輸送帶6輸送至果秧分離裝置，通過滾筒的作用，番茄進行果秧分離，分離后的番茄果實從格柵落下進入下面果實輸送帶；剩余果秧被滾筒彈齒拋出。1.撥桿2.擋板3.傳動輪4.格柵5.機架6.輸送帶7.滾筒8.梳齒圖3-53.4.2分離滾筒的設(shè)計分離滾筒是果秧分離裝置的主體，滾筒的直徑和長度決定著分離轉(zhuǎn)速和工作效率等工作參數(shù)，其直徑還間接影響了分離彈齒的長度范圍，因此，對其直徑和長度的確定具有一定意義。目前新疆現(xiàn)有的適合機械采收的加工番茄種植模式為寬窄行40cm+80cm，株距35～40cm，國外進口的番茄收獲機生產(chǎn)率為20～35t/h,機車行走速度為1.5～3km/h。本裝置設(shè)計所配套機車行走速度為2.5km/h，滾筒轉(zhuǎn)速范圍由下式確定：2πna≥2.5km/h≈7m/s（式中，n為滾筒轉(zhuǎn)速，r/s，a為撥桿長度與滾筒半徑之和，m。）設(shè)計滾筒的半徑為180mm，材料選擇為鋼，長度為1600mm。3.4.3分離彈齒撥桿的設(shè)計分離彈齒是分離果秧的主要部件，其直接作用在果秧上，因此，彈齒的形狀和分布為設(shè)計的要點。根據(jù)目前已有分離彈齒的造型和田地采集的番茄果秧的尺寸以及番茄果實尺寸，該分離撥桿采用直徑為12mm的冷拔鋼筋（外涂橡膠層）。撥桿間距為82mm。分離彈齒與滾筒相結(jié)合，根據(jù)滾筒半徑確定彈齒的長度為350mm。撥桿與滾筒采用焊接的連接方式。3.5番茄果秧分離機構(gòu)工作原理果秧分離機構(gòu)工作時，滾筒與傳動輪由發(fā)動機輸出力，兩者轉(zhuǎn)動，撥桿的端部插入格柵之間的柵條間隙，格柵上有果秧時插入果秧中間，另一端部插入梳齒的柵條間隙以防止果秧纏繞撥桿。撥桿轉(zhuǎn)動起到向后輸送果秧的作用；撥桿由傳動輪傳動不斷旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為n，撥桿質(zhì)量為m，長度為R，這種旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力F作用在果秧上，實現(xiàn)番茄果實與果秧的分離。由于番茄的直徑小于格柵間的間隙，大部分番茄被捋下來掉入下面的番茄輸送帶進而傳送。撥桿對番茄的力F得設(shè)撥桿不是最低點打到番茄而是能擊打到的最高點擊打番茄則撥桿對番茄的力F1得由前文可知番茄最大分離力為25N，最小破壞強度為100N。所以番茄在果秧分離時能夠滿足果秧分離切不傷害果實。4傳送裝置的設(shè)計4.1切割撿拾裝置根據(jù)我國番茄種植現(xiàn)狀,在國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)調(diào)研的基礎(chǔ)上,充分考慮到各項技術(shù)經(jīng)濟指標,我與導(dǎo)師經(jīng)過討論提出兩種番茄收獲機割臺設(shè)計方案。方案一圓盤式割刀切斷植株,利用圓盤式割刀切割番茄莖桿,圓盤式割刀的運動是刀盤的水平旋轉(zhuǎn)與機器前進運動所合成的。刀片某一點對地面的軌跡為余擺線,刀片刃線對地面所掃過的面積為余擺帶,其帶寬與刃部長度相近似。但是固定盤式割刀功耗大、使用不方便甩刀回轉(zhuǎn)式割刀果實損失較多,使用不夠經(jīng)濟。方案二往復(fù)割刀切斷植株,經(jīng)輸送鏈輸送莖桿,割臺配置分禾器,輸送帶,結(jié)構(gòu)緊湊,碎莖桿容易收集。本設(shè)計采用第二種切割裝置。4.2機架的總成設(shè)計與結(jié)構(gòu)特點考慮番茄種植的模式,各部分在安裝過程中尺寸合理,割臺寬度為1200mm。機架要具有一定的強度和韌性,即要防止斷裂又要防止彎曲變形,所以選擇中碳鋼,初步定機架的材料為45號鋼。45號鋼的焊接性能不太好,焊接材料應(yīng)當選用低氫焊接材料,抗裂性也較高,焊條的型號選用J422。與牽引連接的部件采用鋼板剪切彎曲得到,方型鋼管采用無縫鋼管焊接。機架的計算：求梁上的載荷：首先根據(jù)梁的結(jié)構(gòu)圖作出梁的計算,因為在工作過程中受到的扭矩很小,在計算過程中不考慮,從應(yīng)力集中對一方鋼疲勞強度的影響看,截面處引起的應(yīng)力集中最為嚴重,對此處應(yīng)進行強度校核?？箯澖孛嫦禂?shù)截面處的彎矩料為號鋼,查得因為方鋼尺寸變化不大,取尺寸系數(shù)表面未加工,表面質(zhì)量系數(shù)為可知碳鋼的特性系數(shù)取計算安全系數(shù)的值：4.3往復(fù)性割刀的結(jié)構(gòu)特點總成設(shè)計4.3.1收獲機的切割裝置分為回轉(zhuǎn)式和往復(fù)式兩種?；剞D(zhuǎn)式切割器切割能力較強,切割后的果秧容易集束。但圓盤割刀直徑的限制，工作幅寬較窄，同時機車行走速度較慢，生產(chǎn)率較低，因此，實際生產(chǎn)中使用較少。往復(fù)式切割器包括動刀片和定刀片兩刀片，利用動刀片相對于定刀片作往復(fù)的剪切運動，將番茄果秧剪斷。結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。不需要過高的切割速度，適用于不同割幅和行距的植株切割，不會漏割。切割過程:使用齒刃形狀的動刀片和齒尖形狀的定刀片,齒刃動刀片的齒尖首先扎入莖稈表皮,咬住莖稈，由于齒距遠小于番茄莖稈直徑，因此幾把利齒同時扎入莖稈，因此剪切穩(wěn)定。如圖所示割刀：圖4-1往復(fù)性割刀往復(fù)式切割器由動刀、壓刃器、摩擦器、刀桿和定刀片等組成。切割時,定刀片對莖稈起支撐作用，動刀由傳動機構(gòu)驅(qū)動,做往復(fù)運動,使動刀片和定刀片構(gòu)成穩(wěn)定的剪切副。動刀由許多齒刃刀片鉚在刀桿上,刀桿背和動刀片背貼抵在摩擦片上,用來保持穩(wěn)定的往復(fù)運動和防止過度磨損,如果摩擦片磨損后,可以將其前移或者是更換。4.3.2圖4-2割刀傳動裝置割刀傳動裝置由傳動桿，曲柄滑塊機構(gòu)，軸組成。軸轉(zhuǎn)動帶動曲柄滑塊機構(gòu)做圓周運動，從而帶動傳動桿做往復(fù)直線運動。4.4割刀運動和速度分析為了使切割器得到往復(fù)運動,可以采用不同的傳動系統(tǒng),如曲柄連桿機構(gòu)、擺環(huán)機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)和曲柄搖桿機構(gòu),根據(jù)木課題的割臺傳動布置要求,選用曲柄滑塊機構(gòu)。以其驅(qū)動的往復(fù)式切割器動刀片的運動,為一近似的簡諧運動。動刀片刃口上任意點的位移x、速度和加速度都是變值,分別為式中————曲柄轉(zhuǎn)動的角速度（rad/s）；————曲柄從極左點a轉(zhuǎn)過的時間（s)。圖4-3動刀片運動圖解由式可知,動刀片的運動速度和它的位移是一橢圓方程式關(guān)系：上式表明動刀片刃口上某點的速度是按照橢圓曲線規(guī)律變化。當，某點正處于中點位置，為最大值；當時，某點正處于極左位置或極右位置。圖4-4動刀片受力分析圖一般用動刀片的平均速度表示動刀片的切割速度。但實際上剪切植株是在動刀片和定刀片刃口開始相遇時的點至離開時的點這段距離內(nèi),因此實際的剪切速度都大于平均速度。動刀的平均速度、始切速度、終切速度、平均剪切速度的計算公式分別為：式中——曲柄半徑；——曲柄轉(zhuǎn)速；——切割行程；、——分別是動刀片的底寬和頂寬；——定刀片的寬度；——曲柄由始切點到終切點轉(zhuǎn)過的角度。切割器工作時,動刀一面作往復(fù)直線運動,一面隨機器前進,其絕對運動軌跡是兩者的合成。用作圖法畫出動刀片絕對運動軌跡形成切割圖,用以分析切割器的工作過程。割刀的平均速度與機器前進速度之間有一種關(guān)系稱之為切割速比,用公式計算：，式中：——動刀片行程；——凸輪曲柄轉(zhuǎn)速。切割速比對切割性能影啊較大,番茄莖桿的收割可在1.11--1.66之間選取,常以1.33較為合適。一般說速比大,漏割區(qū)減少,重割區(qū)增加,無用功增加；反之漏割區(qū)增加,重割區(qū)減少。在切刀往復(fù)頻率一定時,影響切割速比值的因素主要是機器前進速度,據(jù)實驗計算的結(jié)果,認為較好,標準切割區(qū)較大,重割區(qū)和漏害區(qū)都較小。往復(fù)式切割器的工作質(zhì)量跟切割速度與機組前進速度的速比有密切關(guān)系。往復(fù)切割速度是指平均速度,平均速度越高,切割性能越好。但過高的切割速度是不可取,因為會使整個機組產(chǎn)生較大的振動,不但增加了機組功率的消耗,而且會加速零件的磨損與破壞。經(jīng)過理論計算和試驗,速比在0.8--2.2范圍內(nèi)時,工作質(zhì)量比較理想,故本設(shè)計確定切割速度為。總結(jié)此次設(shè)計的任務(wù)是完成番茄收獲機的設(shè)計。這是我們在大學(xué)期間所進行的一次非常全面的設(shè)計，為自己在大學(xué)四年所學(xué)習(xí)知識的全面總結(jié)和鞏固，使我們初步了解和掌握做設(shè)計的基本步驟、基本方法，通過本環(huán)節(jié)把我們在大學(xué)期間所學(xué)課程中所獲得的理論知識在設(shè)計實踐中加以綜合運用，把大學(xué)四年來所學(xué)的知識貫穿起來，使理論知識和生產(chǎn)實踐密切的結(jié)合起來，為我將來的實際工作打下了堅實的基礎(chǔ)。這是一個非常全面而系統(tǒng)的設(shè)計題目，非常鍛煉人。從方案的論證到最終的設(shè)計，涉及的領(lǐng)域包括：機械制圖，機械原理，工程材料，機械設(shè)計等等。通過設(shè)計實踐，提高我計算、制圖能力；使我們能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范，熟悉有關(guān)的國家標準。機械方面知識得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進行畢業(yè)設(shè)計的同時，我還學(xué)到了許多新的知識，如Solidworks，CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應(yīng)用。我深刻的認識到，要想成為一名合格的工程設(shè)計人員只是掌握本專業(yè)的知識是遠遠不夠的，應(yīng)該具有更加淵博的知識，如應(yīng)該對計算機應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品的特性，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀等各個方面能力進行加強。在設(shè)計過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關(guān)的書籍、手冊以及老師的精心指導(dǎo)，都得到了解決，設(shè)計過程基本順利完成。致謝時光匆匆如白駒過隙，四年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)眼間接近尾聲。四年的求學(xué)生涯在親人的支持和朋友的陪伴下過的豐富多彩，不僅如此也收獲頗豐。首先感謝我的畢業(yè)指導(dǎo)老師王洪飆老師，他認真負責，學(xué)識淵博，從選定畢業(yè)設(shè)計題目到設(shè)計進行，他給了我悉心的指導(dǎo)，如果沒有老師的指導(dǎo)我完成論文必定困難重重。雖然辛苦，但也算是順利完成，比起成就感，更多的還是感慨，感覺四年的大學(xué)生活也要隨著畢業(yè)設(shè)計的完成而畫上了句點。由于自身能力的限制，設(shè)計中自然也有很多不盡人意的地方，但做一件事情，重要的不是結(jié)果，而是要享受這個過程，真的是不親自去做一件事情，就永遠不會理解其中的心酸與樂趣，雖然只有短短近一萬字的論文，卻感覺是把大學(xué)四年又重新過了一遍，總之就是感慨多多吧。畢業(yè)設(shè)計，也許是我在塔里木大學(xué)所上交的最后一個作業(yè)了。我也想在這里感謝四年以來給我?guī)椭乃欣蠋熀屯瑢W(xué)們，能與你們相識相知是我最珍貴的財富，也將是我回憶里最不可磨滅的一部分。大學(xué)四年，不光是學(xué)習(xí)了知識，更多的還是一種思想上的升華，付出了很多，但也收獲了更多。為人處世的道理，遇到困難時的不退縮，都會成為以后人生道路上的指南針，指引著我前進，也是我以后可以拿來回味再三的生活感受。最后在這兒祝福大學(xué)里風(fēng)雨同舟的兄弟姐妹和良師們，愿未來絢爛繽紛。參考文獻[1]江英蘭,梁榮慶,坎雜,李成松,譚洪洋,馮玉磊.番茄收獲機果秧分離裝置液壓系統(tǒng)能耗分析[J].農(nóng)機化研究,2012,06:51-54.[2]李成松,坎雜,譚洪洋,張若宇,孫日賓,陳端鳳.4FZ-30型自走式番茄收獲機的研制[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2012,10:20-26.[3]江英蘭,李成松,馮玉磊,坎雜.番茄收獲機割臺特點及發(fā)展現(xiàn)狀[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,10:6325-6327.[4]高治國,齊偉,王玲玲,鄧成偉,程蘭蘭,高愛弟,郭健.國產(chǎn)4FZ-2型自走式番茄收獲機[J].新疆農(nóng)機化,2012,02:23-24.[5]李成松,坎雜,譚洪洋.4FZ-30型自走式番茄收獲機的研制[J].新疆農(nóng)機化,2012,03:60-61.[6]高治國,鄒邦權(quán),齊偉,郭健,王玲玲,高愛弟,鄧成偉,程蘭蘭.番茄收獲機采摘頭的改進設(shè)計[J].新疆農(nóng)機化,2012,06:14+21.[7]高治國,齊偉,郭健.4FZ-2型自走式番茄收獲機的總體設(shè)計[J].農(nóng)機化研究,2013,06:110-112.[8]周軍平,郝朝會,楊學(xué)軍,金鑫,孫星,王錦江.番茄收獲機喂入機構(gòu)運動特性分析與參數(shù)優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2013,S2:75-79+85.[9]彭霞,曹杰,徐為民.番茄收獲機割臺的研究與設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備,2008,08:11+14.[10]盧勇濤,李成松,陳永成,陳亞琳.番茄收獲機果實分離機構(gòu)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點[J].新疆農(nóng)機化,2008,04:11-13.[11]彭霞.番茄收獲機割臺部分的設(shè)計及仿真研究[D].石河子大學(xué),2009.[12]李成松,陳端鳳,坎雜,馮玉磊,秦金偉.自走式番茄收獲機調(diào)平液壓系統(tǒng)設(shè)計[J].液壓與氣動,2014,01:18-22+26.[13]孫富,師帥兵.國內(nèi)外幾種番茄收獲機的比較研究[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備,2015,01:49-51.[14]吳大勇,畢新勝,王磊.番茄收獲機液壓系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究[J].農(nóng)機化研究,2010,09:23-26.[15]李成松,坎雜,譚洪洋,張若宇,孫日賓,陳端鳳.4FZ-30型自走式番茄收獲機的研制[A].中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會.2012中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會國際學(xué)術(shù)年會論文集[C].中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會:,2012:6.[16]坎雜,田學(xué)艷,任衛(wèi)新.SL350型番茄收獲機的引進與試驗[J].新疆農(nóng)機化,2000,06:20.基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應(yīng)用