大白菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)

大白菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師：摘要：中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程相對(duì)緩慢，目前，大多數(shù)蔬菜都是手工收割的，這無(wú)疑耗費(fèi)大量操作時(shí)間，同時(shí)影響收割白菜的質(zhì)量，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益損失。因此，研制一臺(tái)白菜收獲機(jī)具有十分重要的意義。本文設(shè)計(jì)了一種白菜收獲機(jī)，收割對(duì)象是葉菜和莖葉蔬菜。本設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容如下：白菜收獲機(jī)的整體結(jié)構(gòu)由切割機(jī)構(gòu)（往復(fù)式切割器和卷軸）、輸送機(jī)構(gòu)（皮帶傳動(dòng)）、切割高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（液壓控制系統(tǒng)）、動(dòng)力源（拖拉機(jī)牽引）、機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)（前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)）和收集箱組成。其次是傳動(dòng)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，采用鏈條傳動(dòng)和螺旋輪連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。然后是收割機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能分析、動(dòng)力分析和動(dòng)力源選擇。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)往復(fù)式切割器、卷筒、輸送機(jī)構(gòu)、切割高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并計(jì)算相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的具體設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括各鏈條傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算以及主軸的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：蔬菜收獲機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；三維建模；運(yùn)動(dòng)模擬

Structure

design

of

Chinese

cabbage

harvesterMajor：MechanicalManufactureandAutomationStudentID：Student：Instructor：Abstract:ThemodernizationprocessofagricultureinChinaisrelativelyslow.Atpresent,mostvegetablesareharvestedmanually,whichundoubtedlyconsumesalotofoperatingtimeandaffectsthequalityofharvestedvegetables,leadingtoalossofeconomicbenefitsforfarmers.Therefore,developingacabbageharvesterisofgreatsignificance.Thisarticledesignsahandheldcabbageharvesterthatcanharvestgreenhousevegetablesandsmallpiecesofvegetables.Theharvestingtargetsareleafyvegetablesandleafyvegetables.Themainresearchcontentofthisdesignisasfollows:Theoverallstructureofthecabbageharvesterconsistsofacuttingmechanism(reciprocatingcutterandreel),aconveyingmechanism(beltdrive),acuttingheightadjustmentmechanism(hydrauliccontrolsystem),apowersource(tractortraction),aframe,awalkingmechanism(frontwheelsteeringmechanism),andacollectionbox.Secondly,thedesignofthetransmissionsystemschemeadoptschaintransmissionandspiralwheellinkagetransmissionmechanisms.Thenthereisthetechnicalandeconomicperformanceanalysis,poweranalysis,andpowersourceselectionoftheharvester.Accordingtothedesignrequirements,designareciprocatingcutter,drum,conveyingmechanism,cuttingheightadjustmentmechanism,andcalculaterelevantparameters.Then,thespecificdesignandcalculationofthetransmissionsystemparameters,includingthedesignandcalculationofeachchaintransmission,aswellasthedesignandverificationofthemainshaft.Nextisthe3Dmodelingandmotionsimulationoftheharvester.Finally,drawassemblydrawingsandtwo-dimensionaldrawingsoftheparts.Keywords:Vegetableharvester,structuraldesign,3Dmodeling,motionsimulation

目錄1緒論 51.1研究背景 51.2課題研究的目的和意義 5國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題 5 6 6 6 7白菜收獲機(jī)方案設(shè)計(jì) 82.1白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)要求 8白菜收獲機(jī)的整體方案設(shè)計(jì) 82.2.1收獲機(jī)工作原理 82.2.2白菜收獲機(jī)各主要機(jī)構(gòu)方案 82.3 白菜收獲機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 92.3.1動(dòng)力傳遞實(shí)施方案 92.3.2往復(fù)式切割器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 102.3.3傳動(dòng)系統(tǒng)整體方案 112.3.4白菜收獲機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 112.4本章小結(jié) 113白菜收獲機(jī)主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 123.1動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì) 123.1.1切割機(jī)構(gòu)功率分析 123.1.2輸送機(jī)構(gòu)功率分析 133.1.3行走機(jī)構(gòu)功率分析 133.1.4拖拉機(jī)選型 143.2切割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 143.2.1割刀選型 143.1.2往復(fù)式切割器工作原理 143.2.3參數(shù)計(jì)算 153.2.4撥禾輪設(shè)計(jì) 153.3輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 17 18 183.3.4輸送機(jī)滾筒的設(shè)計(jì) 183.4切割高度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì) 193.5本章小結(jié) 194白菜收獲機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校核 214.1收獲機(jī)整體傳動(dòng)方案 214.2傳動(dòng)比的確定 214.3鏈與鏈輪的設(shè)計(jì) 22結(jié)論 27致謝 30

1緒論1.1研究背景1.2課題研究的目的和意義國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題白菜收獲機(jī)方案設(shè)計(jì)2.1白菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)要求白菜收獲機(jī)的整體方案設(shè)計(jì)。2.2.1收獲機(jī)工作原理這種白菜收割機(jī)的工作原理是，前進(jìn)方向的右側(cè)由拖拉機(jī)牽引作為前進(jìn)動(dòng)力源，拖拉機(jī)的輸出軸與白菜收割機(jī)的主軸相連。通過(guò)一系列鏈條傳動(dòng)和錐齒輪傳動(dòng)，操作白菜收獲技術(shù)的切割裝置、白菜傳動(dòng)裝置和卷軸傳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)白菜的收割和收集。機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以有效解決接收大量冬白菜的問(wèn)題，具體結(jié)構(gòu)如圖2.1所示圖2.12.2.2白菜收獲機(jī)各主要機(jī)構(gòu)方案（1）切割機(jī)構(gòu)方案（2）輸送機(jī)構(gòu)方案（3）行駛機(jī)構(gòu)方案（4）動(dòng)力裝置方案（5）切割高度調(diào)節(jié)裝置由于收獲不同蔬菜的高度要求不同，設(shè)置了切割高度調(diào)節(jié)裝置，該裝置由齒輪泵、液壓拉桿（兩側(cè)各一個(gè)）、可調(diào)節(jié)的平行四邊形框架和調(diào)節(jié)切割高度的液壓控制系統(tǒng)組成。白菜收獲機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.3.1動(dòng)力傳遞實(shí)施方案動(dòng)力傳遞實(shí)施方案[16]主要有以下三種：方案一：采用帶傳動(dòng)，其特點(diǎn)如下：方案二：采用鏈傳動(dòng)，其特點(diǎn)如下：方案三：采用齒輪傳動(dòng)，其特點(diǎn)如下：2.3.2往復(fù)式切割器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案目前，切割傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有主要有以下三種類型：旋轉(zhuǎn)往復(fù)機(jī)構(gòu)：其工作原理是通過(guò)一個(gè)類似于轉(zhuǎn)輪上螺紋的裝置。導(dǎo)桿安裝在連桿上，通過(guò)轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)刀具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝要求低，成本低。然而，由于導(dǎo)桿在轉(zhuǎn)輪上的直接往復(fù)運(yùn)動(dòng)，會(huì)對(duì)滑塊和導(dǎo)軌造成嚴(yán)重磨損。因此，有必要制作一個(gè)盒子，以防止灰塵進(jìn)入，并確保有足夠的潤(rùn)滑油。這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常適用于切割寬度較小的收割機(jī)。擺環(huán)機(jī)構(gòu)：其工作原理是主軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)擺軸和擺環(huán)在其上的運(yùn)動(dòng)，將主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)刀片進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)從而完成蔬菜的切割。其特點(diǎn)是各部件連接相對(duì)緊密，整體尺寸較小，機(jī)構(gòu)連桿所需長(zhǎng)度較短。行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：其工作原理是通過(guò)曲柄的旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)行星齒輪的運(yùn)行，使固定在行星齒輪節(jié)圓上的銷軸進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)刀片的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)并完成蔬菜的切割。其特點(diǎn)是每個(gè)部件的磨損相對(duì)較小，不需要頻繁更換部件，振動(dòng)相對(duì)較輕[17]。這種設(shè)計(jì)主要考慮到收割機(jī)需要簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)和較低的成本，以及惡劣的工作環(huán)境。因此，選擇旋轉(zhuǎn)往復(fù)機(jī)構(gòu)作為往復(fù)刀具的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。同時(shí)，為了使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，具體結(jié)構(gòu)如圖2.2所示2.3.3傳動(dòng)系統(tǒng)整體方案2.3.4白菜收獲機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析如果將每臺(tái)白菜收割機(jī)的價(jià)格定為1萬(wàn)元，每天操作時(shí)間為8小時(shí)，那么一天收割白菜的面積為15畝，一畝的收割收入為20元。每年的收割時(shí)間按60天計(jì)算，那么經(jīng)營(yíng)者的年收入和利潤(rùn)可以達(dá)到1萬(wàn)元左右?？鄢ぷ鞒杀竞?，成本可以在1-2年內(nèi)收回。如果經(jīng)營(yíng)者在購(gòu)買蔬菜收割機(jī)時(shí)也得到當(dāng)?shù)卣难a(bǔ)貼，并適當(dāng)延長(zhǎng)他們的日常工作時(shí)間，他們可以在一年內(nèi)收回收入，這增加了農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者購(gòu)買收割機(jī)的積極性2.4本章小結(jié)本章提供了蔬菜收獲機(jī)的總體方案和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括它由切割機(jī)構(gòu)（往復(fù)式切割器、往復(fù)式切割器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、卷筒）、輸送機(jī)構(gòu)（輸送帶）、收集箱、切割高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（液壓控制系統(tǒng)）、行走機(jī)構(gòu)等組成。傳動(dòng)系統(tǒng)采用鏈條傳動(dòng)和螺旋輪連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。并對(duì)蔬菜收獲機(jī)進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。最后，對(duì)每個(gè)機(jī)構(gòu)的所需功率進(jìn)行了計(jì)算，對(duì)拖拉機(jī)牽引力和減速器進(jìn)行了選擇

3白菜收獲機(jī)主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì)3.1.1切割機(jī)構(gòu)功率分析切割機(jī)構(gòu)所消耗的功率包含蔬菜收割功率P1(kW)、空轉(zhuǎn)損失的功率P2(kW)和撥禾輪轉(zhuǎn)動(dòng)功率P3(kW)三個(gè)部分[18]：=++（3.1）P1=vxBw01000（其中各字母代表的含義：Vx——白菜收獲機(jī)行進(jìn)速度，根據(jù)實(shí)際情況取值（m/s）B——白菜收獲機(jī)割刀的割幅，根據(jù)實(shí)際情況取值（m）Wo——割刀切割單位面積蔬菜所消耗的功（J/m2）P1=VxBW01000割刀空轉(zhuǎn)時(shí)切割機(jī)構(gòu)所消耗的功率取P2=0.5????。撥禾輪轉(zhuǎn)動(dòng)功率P3：P3=TvN其中各字母代表的含義：T——撥禾輪受到蔬菜所作用的力矩（N?m）；v——撥禾輪的線速度（m/s，根據(jù)資料可取值為1m/s；N——?jiǎng)恿Τ?shù)，根據(jù)資料可取值為75；撥禾輪受到蔬菜所作用的力矩公式為：T=PBR（3.5）其中各字母代表的含義：P撥禾輪單位長(zhǎng)度上所受到的力矩（N），根據(jù)資料取值為30N/m；撥禾輪的整體寬度（mm，根據(jù)資料取值為900mm；R——撥禾輪邊塊的外接圓半徑（mm，根據(jù)資料取值為150mm；將以上所取的數(shù)值帶入公式可得：T=30?0.15?0.9=4.05N?m（3.6）最后得到撥禾輪所消耗的功率：P3=TvN=4.05*1所以整個(gè)切割機(jī)構(gòu)所消耗的功率P0：P0=P1+P2+P3=0.19+0.5+0.040=0.730kW（3.8）3.1.2輸送機(jī)構(gòu)功率分析=mg(lf+h)×10?3（3.9）其中各字母代表的含義：m——每秒輸送帶所傳送的蔬菜的質(zhì)量(kg)，取值m=1.5kg；g——重力加速度(m/s2)，這里取g=9.8m/s2；l——皮帶在水平方向上的投影距離(m)，取l=1.5m；h——皮帶在垂直方向上的高度(m)，取h=0.55m；f——摩擦常數(shù)，取值為f=2.25。將所得數(shù)值帶入以上的公式得到:??4=mg(lf+h)×10?3=1.5×9.8×(1.5×2.25+0.55)×10?3=0.0577kW（3.10）3.1.3行走機(jī)構(gòu)功率分析行走機(jī)構(gòu)消耗的功率P5=m1gf其中各字母代表的含義：??1——蔬菜收獲機(jī)滿載時(shí)的質(zhì)量，取值為300kg;g——重力加速度，取值為9.8m/s2；f1——摩擦常數(shù)，取值為0.13；v1——白菜收獲機(jī)前進(jìn)速度，取值為0.8m/s；η1——?jiǎng)恿鲃?dòng)效率，取值為0.98。帶入以上公式得到行走機(jī)構(gòu)消耗的功率：P5=300×9.8×0.13×3.1.4拖拉機(jī)選型：表2-1驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)牽引參數(shù)額定功率（kW）額定轉(zhuǎn)速（rmp）效率0.610000.723.2切割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.1割刀選型[24]。3.1.2往復(fù)式切割器工作原理往復(fù)式切割器（如圖3.1所示）的工作原理是通過(guò)螺旋輪連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)刀片的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成蔬菜的切割。在收割機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，主拖拉機(jī)拉動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)鏈條傳動(dòng)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為連桿前后方向的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。然后，該機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)并將其轉(zhuǎn)換為連桿左右方向的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)刀片的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，完成蔬菜的切割圖3.1往復(fù)式切割器示意圖3.2.3參數(shù)計(jì)算白菜收獲機(jī)前進(jìn)速度之間的關(guān)系??1和移動(dòng)刀具的切割速度??2會(huì)影響切割效果造成重大影響，此處定義為??1和??2具有一定比例關(guān)系:β1=??2/??1（3.13）通過(guò)查閱文獻(xiàn)[25]選擇最佳的比值β1=1.2，己知白菜收獲機(jī)的前進(jìn)速度??1=0.8m/s，所以割刀的切割速度??3為:??3=β1×1.2×0.80.96m/s （3.14）通過(guò)以下公式計(jì)算螺旋輪的轉(zhuǎn)速n1:n1=30v2其中各字母代表的含義：n1——螺旋輪的轉(zhuǎn)速；??2——?jiǎng)拥兜那懈钏俣龋??——?jiǎng)拥兜那懈钚谐?，??=50mm。帶入公式得：n1=480r/min通過(guò)動(dòng)刀進(jìn)距h=h=60×0.96/（2×480）=0.06m=60mm（3.16）3.2.4撥禾輪設(shè)計(jì)。圖3.2撥禾輪結(jié)構(gòu)參數(shù)原理圖。撥禾輪軸與割刀的相距的高度H1的計(jì)算公式為:H1=(l?hd)/2 （3.17）其中各字母代表的含義：H1——撥禾輪轉(zhuǎn)軸距割刀平面的高度；l——白菜的成熟高度；h——割刀與土地相距的高度；d——撥禾輪薄板的外接圓直徑。：H1=d/2+(lh)2/3 （3.18）代入數(shù)值可得H1≈輪軸與土地相距的高度為360mm。。撥禾輪軸相對(duì)地面的最大線速度為:vmax1=Vm2+r2其中各字母代表的含義：vmax1——撥禾輪軸相對(duì)地面的最大線速度；v1——白菜收獲機(jī)的行走速度；ω1——撥禾輪的角速度；r——撥禾輪的半徑。v11.5m/s，設(shè)定撥禾輪的端面線速度v21s[]λ1=v2/v1=.5=2，滿足λ1>1。由v2=πdn1/60和λ=v2/v1聯(lián)合可得撥禾輪的轉(zhuǎn)速n1：n1=60v1λ其中各字母代表的含義：n1——撥禾輪的轉(zhuǎn)速；v2——撥禾桿的端面線速；λ1——收獲機(jī)前進(jìn)速度和撥禾輪軸線速度的比值；帶入數(shù)值后可得：其中撥禾輪的中心與往復(fù)式切割器在水平方向上的距離b應(yīng)滿足以下條件：0<b≤rλ12-1λ可得：0＜b≤130mm通過(guò)所設(shè)計(jì)的收獲機(jī)的結(jié)構(gòu)要求取b=50mm最后得到撥禾輪的主要定位數(shù)據(jù)為：h=320mm、b=50mm。3.3輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。3.3.4輸送機(jī)滾筒的設(shè)計(jì)滾筒是輸送機(jī)構(gòu)中最重要的部件，是影響輸送機(jī)構(gòu)工作效率的決定性因素。滾筒的直徑與從動(dòng)滾筒中心到地面的高度直接相關(guān)??0、由于對(duì)蔬菜的收割要求不同，有些要求一起收割根系，有些則不要求收割根系。因此，收割機(jī)應(yīng)該能夠滿足這兩種收割要求。在設(shè)計(jì)滾筒直徑時(shí)，可以以收獲蔬菜根系的工作要求為標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗饶軡M足收獲根系的要求，也能滿足不收獲根系的需求。由于收割蔬菜根系時(shí)需要將往復(fù)式切割器插入地面，為了更好地匹配輸送帶和切割機(jī)構(gòu)，從動(dòng)滾筒應(yīng)盡可能靠近往復(fù)式切割器。因此，滾筒的直徑不宜過(guò)大，收割機(jī)的整體重量也會(huì)相應(yīng)減輕。將從動(dòng)滾筒的外徑設(shè)置為60mm，長(zhǎng)度設(shè)置為800mm，并且主動(dòng)滾筒的外徑、長(zhǎng)度和其他參數(shù)相同。為了防止蔬菜在往復(fù)式切割器上堆積，傳送帶應(yīng)滿足每單位時(shí)間可運(yùn)輸?shù)氖卟藬?shù)量大于往復(fù)式切割器可切割的蔬菜數(shù)量的要求。根據(jù)相關(guān)信息，可得出輸送速度的計(jì)算公式如下（3.22）其中：J=q1/q2（3.23）其中各字母代表的含義：1收獲機(jī)前進(jìn)速度；1收獲機(jī)割刀的割輻（m）根據(jù)前面設(shè)計(jì)數(shù)得1=0.7m；1蔬菜的種植密度（株/??2）；2輸送帶線速度（m/s）2輸送帶的寬度（m）由前面分析得2=0.75m；h——在皮帶上堆積的厚度（m0.05m；2蔬菜在輸送帶上的密度（株/??2）；J——蔬菜聚集系數(shù)，根據(jù)資料取值為J=20.整理上面的兩個(gè)公式可得到輸送帶線速度的值為：v2=v1B1B輸送帶主動(dòng)滾筒和從動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速的值為：n2=60v2πDz3.4切割高度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)。3.5本章小結(jié)本章設(shè)計(jì)了往復(fù)式切割器（往復(fù)式切割器的選擇、螺旋輪速度、動(dòng)刀片進(jìn)給距離）、卷軸（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算、安裝尺寸計(jì)算）、輸送機(jī)構(gòu)（輸送帶速度、滾筒直徑和速度的計(jì)算）和切割高度調(diào)節(jié)裝置（液壓控制系統(tǒng)的工作原理）。1.油箱2.齒輪泵3.壓力表4.換向閥5.調(diào)速閥6.分流集流閥7.液壓鎖8.液壓缸9.單向閥10.安全閥11.換向閥圖3.3切割高度調(diào)節(jié)裝置液壓控制系統(tǒng)原理

4白菜收獲機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校核4.1收獲機(jī)整體傳動(dòng)方案。1.2.3.4.5.6.7.輸送8.9.10.12.13.圖4.1傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖4.2傳動(dòng)比的確定根據(jù)第3章中的設(shè)計(jì)分析，螺旋輪速度的值??1、卷筒軸轉(zhuǎn)速??2、輸送帶驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速??3，從而計(jì)算出每個(gè)鏈輪組的傳動(dòng)比。如圖所示，主牽引車的牽引輸出軸速度通過(guò)減速器傳遞到主軸，主軸通過(guò)鏈輪傳遞到卷筒、螺旋輪和傳送帶驅(qū)動(dòng)滾筒。第一個(gè)設(shè)計(jì)是主軸和卷軸之間的動(dòng)力傳輸方案。主軸速度可通過(guò)第3章中的計(jì)算獲得??0=500r/min，卷筒軸轉(zhuǎn)速??2=102轉(zhuǎn)/分鐘。由此，傳動(dòng)比的值??1從主軸到撿拾盤變速器可以計(jì)算為：i1=n0n：i2=n0n：i3=n0n3=。4.3鏈與鏈輪的設(shè)計(jì)4.3.1第一組鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）分析設(shè)定大、小鏈輪的齒數(shù)由4.2章節(jié)內(nèi)容可知第一組鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比的值為2.5，小鏈輪的轉(zhuǎn)速的值為500r/min，所以可得大鏈輪的轉(zhuǎn)速的值為200r/min。取小鏈輪齒數(shù):??1=25則大鏈輪的齒數(shù):??2=i??1=2.5×25=62.5，取整??2=62實(shí)際傳動(dòng)比：

?=z2z1=則大鏈輪實(shí)際轉(zhuǎn)速為：n2=n1i（2）計(jì)算該組鏈傳動(dòng)的修正功率由以下公式可計(jì)算得到單排鏈的修正功率:Pca=KaKz其中各字母代表的含義：??a——工況系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[33]，根據(jù)實(shí)際情況取值為1.0；????——主動(dòng)鏈輪的齒數(shù)系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，這里取1.28；????——多排鏈系數(shù)，由于是單排鏈，所以這里取值為1.0；P——該組鏈傳動(dòng)所需傳遞的功率；（3）確定鏈條型號(hào)和節(jié)距p基于校正功率??????=0.0512kW，驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速為500r/min，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇04C型號(hào)的鏈條，導(dǎo)致相應(yīng)的鏈條節(jié)距p=6.35mm。此外，由于傳動(dòng)軸之間的距離較大，04C鏈條的中心距離不足，六組鏈條傳動(dòng)裝置的鏈條型號(hào)改為08A，相應(yīng)的鏈條節(jié)距p=12.7mm。（4）計(jì)算鏈長(zhǎng)、鏈節(jié)數(shù)和中心距初定中心距：??0=（30~50）p，取??0=40p=40×12.7mm=508mm(5)計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式平均鏈速:v=z1n1p采用滴油潤(rùn)滑。（6）計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力????壓軸力????可近似取為????≈??????????=1.15×12.10=22.25N（4.8）其中各字母代表的含義：Fe=1000PV=1000×0.05122.646=19.35N??????——壓軸力系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)水平傳動(dòng)??e——有效圓周力，（7）小鏈輪的設(shè)計(jì)滾子直徑：??1=7.92mm，p=12.7mm小鏈輪分度圓直徑：d=psin180°Z小鏈輪齒頂圓直徑da=p[0.54+1小鏈輪齒根圓直徑：????=d???1=101.33?7.92=93.41mm（4.11）節(jié)距多變形以上的齒高：???=0.27p=0.27×12.7=3.429mm（4.12）最大齒根距（奇數(shù)齒）：LZ=dcos90°Z最大軸凸緣直徑：dg=p×cot180°Z齒側(cè)圓弧半徑????：??????????=0.008??1(180+??12)=51.005mm??????????=0.12??1(2+??1)=25.661mm滾子定位圓弧半徑????：??????????=0.505??1+0.069??3=4.069mm??????????=0.505??1=4mm齒寬????1：????1=0.95??1=0.95×7.85=7.458mm（??1為內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬，查表得??1=7.85????）輪轂軸直徑????：????取20mm，實(shí)心軸軸轂厚度h：h=K＋dp6+0.01d=6.4＋206+0.01×101.33=10.75mm（輪轂長(zhǎng)度l：????????=3.3h=3.3×10.75=35.475mm????????=2.6h=2.6×10.75=27.95mm輪轂直徑???：???=????+2h=20+2×10.75=41.5mm（8）小鏈輪軸的直徑已知小鏈輪的轉(zhuǎn)速為500r/min，所傳遞的功率為0.0512kw，則鏈輪軸的扭矩T為：T=9550000Pn=977.92N·mm按鏈輪軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度，則軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：τ=TW≈9550000PN其中各字母代表的含義：τ——軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；T——軸所受扭矩；W——扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)；[τ]——小鏈輪軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，可查手冊(cè)取得相應(yīng)的數(shù)值；n——小鏈輪軸的轉(zhuǎn)速；P——小鏈輪軸所傳遞的功率；d——小鏈輪軸的直徑。按照強(qiáng)度要求先設(shè)定軸的材料為45鋼，加工方法為調(diào)制處理。查閱手冊(cè)[34]可得系數(shù)??0=120，軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力[??]=30??????，由以上公式可計(jì)算出小鏈輪軸最小直徑????????的值是：dmin=A03（9）大鏈輪的設(shè)計(jì)滾子直徑：??1=7.92mm，p=12.7mm大鏈輪分度圓直徑：d=psin180°Z2=大鏈輪齒頂圓直徑：da=（4.20）大鏈輪齒根圓直徑：df=d-d1=242.82mm節(jié)距多變形以上的齒高：???=0.27p=0.27×12.7=3.429mm最大齒根距（偶數(shù)齒）：????=????=242.82mm最大軸凸緣直徑：dg=p×cot180°Z齒側(cè)圓弧半徑????：??????????=0.008??1(180+??12)=254.961mm??????????=0.12??1(2+??1)=60.826mm滾子定位圓弧半徑????：??????????=0.505??1+0.069??3=4.069mm??????????=0.505??1=4mm齒寬????1：????1=0.95??1=0.95×7.85=7.458mm（??1為內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬，查表得??1=7.85）輪轂軸直徑????：????取40mm，實(shí)心軸軸轂厚度h：h=K＋dp6輪轂長(zhǎng)度l：????????=3.3h=3.3×18.67=61.611mm????????=2.6h=2.6×18.67=48.542mm輪轂直徑???：???=????+2h=40+2×18.67=77.34mm4.4本章小結(jié)本章介紹了傳動(dòng)系統(tǒng)的組成和工作原理，并對(duì)每組鏈條傳動(dòng)的基本參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括鏈條型號(hào)、鏈輪中心距以及鏈輪的各種主要參數(shù)。然后，選擇了最危險(xiǎn)的傳動(dòng)軸，即主軸的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，以確保主軸的設(shè)計(jì)符合強(qiáng)度要求。最后，對(duì)往復(fù)式刀具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

結(jié)論本文設(shè)計(jì)了一種白菜收獲機(jī)，用于收獲葉菜和白菜等生長(zhǎng)特性相似的葉菜。主要設(shè)計(jì)成果如下：1.設(shè)計(jì)了葉菜莖葉型白菜收割機(jī)的總體方案：該收割機(jī)主要由機(jī)架、動(dòng)力裝置、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（拖拉機(jī)牽引傳動(dòng)）、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（鏈條傳動(dòng)和螺旋輪連桿機(jī)構(gòu)等）、切割機(jī)構(gòu)（往復(fù)式切割器和卷軸）、輸送機(jī)構(gòu)（皮帶傳動(dòng)）、，切割高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和收集箱。收割機(jī)由拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)，為收割機(jī)前進(jìn)提供動(dòng)力，人們?cè)谑崭顧C(jī)后面拉。切割機(jī)構(gòu)安裝在收割機(jī)的前端，卷軸旋轉(zhuǎn)將蔬菜移動(dòng)到切割刀片的位置。切割刀片在一條直線上來(lái)回移動(dòng)以切割蔬菜。卷軸將切好的蔬菜拉到傳送帶上，蔬菜通過(guò)傳送帶運(yùn)輸?shù)绞占?，完成蔬菜收割?.利用SOLIDWORKS軟件對(duì)收割機(jī)的各部件進(jìn)行了三維建模和虛擬裝配，并利用motion模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性，為樣機(jī)的生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。本文僅提供了葉菜和葉菜收獲機(jī)的初步設(shè)計(jì)，還有許多方面需要改進(jìn)：1.收割機(jī)自動(dòng)化程度不高，功能有限。一些機(jī)構(gòu)可以增加調(diào)節(jié)裝置或控制裝置，如輸送機(jī)構(gòu)，可以增加傾角調(diào)節(jié)裝置，以滿足不同蔬菜輸送角度的要求。例如，收割機(jī)在工作時(shí)，需要操作員跟隨操作，可以增加自動(dòng)行走控制裝置，以提高收割機(jī)的智能化。2.本文設(shè)計(jì)的白菜收獲機(jī)的收獲對(duì)象是白菜。目前尚不清楚它是否適用于其他葉菜和生長(zhǎng)特性相似的葉菜。這需要進(jìn)一步考慮和改進(jìn)，以使收割機(jī)的收割對(duì)象范圍更廣。3.本文僅提供了白菜收割機(jī)的理論設(shè)計(jì)計(jì)算，尚未生產(chǎn)出白菜收割機(jī)的原型。實(shí)際操作結(jié)果尚不清楚。在未來(lái)的研究中，有必要生產(chǎn)一種用于測(cè)試的白菜收割機(jī)原型，識(shí)別并解決問(wèn)題，進(jìn)一步改進(jìn)收割機(jī)，確保其可行性，并提高其實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)[1]中國(guó)姜網(wǎng).2020特殊的一年，蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)如何?.2020.05.14.[2]張哲晰，穆月英.中國(guó)蔬菜出口國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力及其影響因素:國(guó)別(地區(qū))差異與貿(mào)易潛力分析[J].世界農(nóng)業(yè),2015,(10):132~140.[3]王俊，杜冬冬,胡金冰等.蔬菜機(jī)械化收獲技術(shù)及其發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2014,45(02):81~87.[4]呂群華，馬駿原.國(guó)內(nèi)外蔬菜收獲機(jī)的現(xiàn)狀與市場(chǎng)狀況[J].河北農(nóng)機(jī),2019,250(04):28-29.[5]季堅(jiān)柯，梅德韋杰夫，赫沃斯托夫.蔬菜收獲機(jī)械[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1981.[6]M.Kanemitsu,K.Yamamoto,Y.Shibano,YGoto,M.Suzuki.DevelopmentofaChineseCabbageHarvester.(Part1)[J].JSAM,1993,55(5):133-140.[7]SuttonAgriculturalEnterpriseInc.SuttonAg’Swalk-behindHarvestStarbabyleafharvesteraffordssmallandmediumsizegrowerstheadvantagesofmechanicalharvestingatafractionofthecostofself-drivenandtractor-drawn. [2013-05-10].[8]SeedSpiderseedingsystem.SeedSpiderharvester.[2012-11-23].[9]RamsayHighland.Romaine/GreenLeafLettuceHeadrazorMechanicalHarvester.[2012-11-22].[10]陳永生,胡檜,肖體瓊等.我國(guó)蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J].中國(guó)蔬菜,2014(10):1~5.[11]胡杰文.小型多功能綠葉類蔬菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D].廣州:仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,2014.[12]張絹.4YB-I型甘藍(lán)收獲機(jī)的總體設(shè)計(jì)[D].蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.6.[13]劉憲，李中華.我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)及裝備技術(shù)發(fā)展問(wèn)題探討[[J].農(nóng)機(jī)科技推廣，2011(2):10-12.[14]高龍.小型白菜收割機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].食品與機(jī)械，2016,(4):118-119.[15]南京農(nóng)業(yè)大學(xué).農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1996[16]蹼良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社，2006:143-165.[17]李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003