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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
2、析和动力源选择。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：MechanicalManufactureandAutomationStudentID：Student：Instructor：Abstract:ThemodernizationprocessofagricultureinChinaisrelativelyslow.Atpresen
3、t,mostvegetablesareharvestedmanually,whichundoubtedlyconsumesalotofoperatingtimeandaffectsthequalityofharvestedvegetables,leadingtoalossofeconomicbenefitsforfarmers.Therefore,developingacabbageharvesterisofgreatsignificance.Thisarticledesignsahandheldcabbageharvesterthatcanharvestgreenhousevegetable
4、sandsmallpiecesofvegetables.Theharvestingtargetsareleafyvegetablesandleafyvegetables.Themainresearchcontentofthisdesignisasfollows:Theoverallstructureofthecabbageharvesterconsistsofacuttingmechanism(reciprocatingcutterandreel),aconveyingmechanism(beltdrive),acuttingheightadjustmentmechanism(hydrauli
5、ccontrolsystem),apowersource(tractortraction),aframe,awalkingmechanism(frontwheelsteeringmechanism),andacollectionbox.Secondly,thedesignofthetransmissionsystemschemeadoptschaintransmissionandspiralwheellinkagetransmissionmechanisms.Thenthereisthetechnicalandeconomicperformanceanalysis,poweranalysis,
6、andpowersourceselectionoftheharvester.Accordingtothedesignrequirements,designareciprocatingcutter,drum,conveyingmechanism,cuttingheightadjustmentmechanism,andcalculaterelevantparameters.Then,thespecificdesignandcalculationofthetransmissionsystemparameters,includingthedesignandcalculationofeachchaint
7、ransmission,aswellasthedesignandverificationofthemainshaft.Nextisthe3Dmodelingandmotionsimulationoftheharvester.Finally,drawassemblydrawingsandtwo-dimensionaldrawingsoftheparts.Keywords:Vegetableharvester,structuraldesign,3Dmodeling,motionsimulation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
8、主要研究内容和方法61.4.1 主舞开究内容61- 4.2研究方法61.5本章小结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93. 3.2往复式切割器传动机构方案104. 3.3传动系统整体方案115. 3.4白菜收获机技术经济性分析116. 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拖拉机选型
9、143.2 切割机构设计143.2.1割刀选型143.1.2往复式切割器工作原理143.2.3参数计算153. 2.4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174. 3.2输送带线速度185. 3.3传送带的材料和尺寸186. 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。因此农业生产力尤为重要，农业
10、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虬总体来看，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，根据农业农村部监测的28种蔬菜
11、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。我国蔬菜生产水平与国外仍有显著差
12、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咒据统计，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，以优化传动系统，简化结构，
13、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公司开发的小型白菜
14、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，在野外作业中很容易遇到问题。
15、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1.5 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Sm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
16、参数，并完成所需部件的选择和验证。(3)使三SOLIDWORKS软件对收割机械进行三维建模、虚拟样机装配，绘制相应的零件和装配图，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SOLIDwORKS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。1.6 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及方法。2白菜收获机方案设计2.1 白菜
17、收获机设计要求收获的蔬菜类型主要是对白菜的收割，蔬菜的种植行距一般为20030Omnb蔬菜根部直径约3035mm,拔取力约330350N02.2 白菜收获机的整体方案设计本设计以大白菜为研究对象，研究了具有共同根和茎的叶菜，并以大白菜作为研究对象，设计了一种大白菜收获机”,白菜收割机的主要部件包括机架、动力装置、行走机构（拖拉机牵引驱动）、传动机构（链条驱动和螺旋轮连杆机构）、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）、收集箱等。2.2.1收获机工作原理这种白菜收割机的工作原理是，前进方向的右侧由拖拉机牵引作为前进动力源，拖拉机的输出轴与白菜收割机的
18、主轴相连。通过一系列链条传动和锥齿轮传动，操作白菜收获技术的切割装置、白菜传动装置和卷轴传动装置，实现白菜的收割和收集。机械结构简单，可以有效解决接收大量冬白菜的问题，具体结构如图2.1所示图2.1白菜收获机总图2.2.2白菜收获机各主要机构方案（1）切割机构方案目前，白菜收割机上使用的刀具主要有两种，一种是往复式刀具，另一种是圆盘旋转刀具。往复式刀具的动刀片在水平面上作直线往复运动，以满足切割要求。其特点是结构相对简单，适用范围广，可以满足各种工作需要。往复式刀具具有良好的切削效果，但由于其刀片的往复直线运动速度快、惯性大，会产生振动，对切削造成一些不利影响。对于茎粗的作物，往复式切割器可以
19、多次切割茎，导致茎部出现不规则的切口。这种类型的切割器主要用于收割叶菜和叶菜等作物。对于旋转刀具，主要有两种类型：单盘刀具和双盘刀具呵。基于其结构和工作特性，旋转刀具具有更快的切削速度，并且能够承受更大范围的切削力。因此，它被广泛用于甘蔗和棉花等茎粗作物的收割作业。然而，由于其结构特征和相应的作物生长特征，旋转切割器对作物的行数要求很高，并且受其自身结构的限制,导致切割范围较小，收割效率较低。同时，组成旋转切割器的传动系统中有许多部件，结构复杂，安装要求高，这导致白菜收割机的成本增加。因此，为了使蔬菜的切割更稳定、成本更低，本设计采用了往复式切割装置。该机构不仅包括一个往复式切割器，还包括一个
20、卷轴。卷轴的主要功能是将即将切割的蔬菜茎向双切割器移动，并在用切割刀切割时支撑蔬菜茎。同时，它可以将切好的蔬菜移到传送带上。虽然少量蔬菜可能会被拉出机器并造成损失，但卷轴可以极大地保证收获蔬菜的质量和运输效率，而且白菜的种植密度很高。卷轴还可以防止蔬菜堆积在切割刀上,确保蔬菜收割机的正常运行。(2)输送机构方案基于白菜易损坏的特性，使用具有一定倾角和凹槽的皮带将切好的白菜运送到收集箱O(3)行驶机构方案为了提高收割效率，降低人工成本，更好地保证收割质量，本设计采用拖拉机牵引驱动走轮的方式，实现收割机的行走。(4)动力装置方案有两种主要类型的动力源，一种是将化学能转化为机械能的内燃机，另一种是把
21、电能转化为机器能的发动机。考虑到户外农田作业，电力无法满足长期作业的需求，因此选择柴油拖拉机作为动力输出。(5)切割高度调节装置由于收获不同蔬菜的高度要求不同，设置了切割高度调节装置，该装置由齿轮泵、液压拉杆(两侧各一个)、可调节的平行四边形框架和调节切割高度的液压控制系统组成。2.3白菜收获机传动系统方案设计2.3.1动力传递实施方案动力传递实施方案”6）主要有以下三种：方案一：采用带传动，其特点如下：变速器比较稳定，基本上没有噪音。同时，它还具有过载保护功能，其传输距离相对较大。它的结构相对简单，维护方便，成本低。然而，它不能保证相应的传动比，使用寿命短，传动效率低，还可能出现打滑。方案二
22、：采用链传动，其特点如下：链条传动动能保持相对精确的传动比，传动距离可以更大。它需要较小的张力和压缩力，并且对轴承的磨损较小；同时，它可以在高温、油污、泥土等恶劣的工作环境中工作。方案三：采用齿轮传动，其特点如下：任何时刻的传动比都相对稳定，部件在运行过程中运行平稳，传递功率范围广，承载能力高。同时，它的传动效率也很高，结构紧凑。然而，它的制造和安装精度高，成本相对较高，不适合大中心距的变速器。基于上述各种类型变速器的特点，在本设计中，对于恶劣的工作环境，如两轴中心距大、潮湿条件下、易粘土的零件以及需要相对稳定的动力传动，采用链条传动作为动力传动的实施方案，主要负责从主轴到卷筒、往复式切割器和
23、传动轴的动力传递。2.3.2往复式切割器传动机构方案目前，切割传动机构有主要有以下三种类型：旋转往复机构：其工作原理是通过一个类似于转轮上螺纹的装置。导杆安装在连杆上，通过转轮的旋转实现导杆的往复运动，从而实现刀具的往复运动。这种传动机构结构简单，安装要求低，成本低。然而，由于导杆在转轮上的直接往复运动，会对滑块和导轨造成严重磨损。因此，有必要制作一个盒子，以防止灰尘进入，并确保有足够的润滑油。这种传动机构通常适用于切割宽度较小的收割机。摆环机构：其工作原理是主轴的旋转带动摆轴和摆环在其上的运动，将主轴的旋转运动转化为往复直线运动，驱动刀片进行往复直线运动从而完成蔬菜的切割。其特点是各部件连接
24、相对紧密，整体尺寸较小，机构连杆所需长度较短。行星齿轮传动机构：其工作原理是通过曲柄的旋转来驱动行星齿轮的运行，使固定在行星齿轮节圆上的销轴进行往复直线运动，从而驱动刀片的往复直线运动并完成蔬菜的切割。其特点是每个部件的磨损相对较小，不需要频繁更换部件，振动相对较轻这种设计主要考虑到收割机需要简单的机构和较低的成本，以及恶劣的工作环境。因此，选择旋转往复机构作为往复刀具的传动机构。同时，为了使机构的结构更简单，具体结构如图2.2所示：图2.22.3.3传动系统整体方案本设计采用链条传动作为动力传动机构，旋转往复机构作为往复刀具的传动机构。其优点是结构简单、成本低、传动比准确、传动效率高。适用于
25、本设计要求的传输距离长、部件容易粘附在土壤上、环境湿度高、工作条件稳定。2.3.4白菜收获机技术经济性分析如果将每台白菜收割机的价格定为1万元，每天操作时间为8小时，那么一天收割白菜的面积为15亩，一亩的收割收入为20元。每年的收割时间按60天计算，那么经营者的年收入和利润可以达到1万元左右。扣除工作成本后，成本可以在1-2年内收回。如果经营者在购买蔬菜收割机时也得到当地政府的补贴，并适当延长他们的日常工作时间，他们可以在一年内收回收入，这增加了农业经营者购买收割机的积极性。2. 4本章小结本章提供了蔬菜收获机的总体方案和传动系统设计，主要包括它由切割机构（往复式切割器、往复式切割器传动机构、
26、卷筒）、输送机构（输送带）、收集箱、切割高度调节机构（液压控制系统）、行走机构等组成。传动系统采用链条传动和螺旋轮连杆传动机构。并对蔬菜收获机进行了技术经济分析。最后，对每个机构的所需功率进行了计算，对拖拉机牵引力和减速器进行了选择。3白菜收获机主要机构设计2.1 动力装置的设计3. 1.1切割机构功率分析切割机构所消耗的功率包含蔬菜收割功率Pi（kW）、空转损失的功率P2（kW）和拨禾轮转动功率P3（kW）三个部分网：PO=Pl+Pz+P3(3.1)其中各字母代表的含义：Vx一白菜收获机行进速度，根据实际情况取值（ms）B白菜收获机割刀的割幅，根据实际情况取值（m）W0割刀切割单位面积蔬菜所
27、消耗的功（Jm2）本文设计的白菜收割机由拖拉机向前驱动，操作员将车拉到收割机后面，通过转向控制机构控制前进方向。根据参考文献闻，正常人的平均步行速度为1.08mso但考虑到操作人员需要全程跟随操作，且工作时间较长，收割机行走速度取0.50.8ms0在以下计算过程中，该速度范围内的最高步行速度取0.8m/s；收割机的切割宽度取0.8m；通过查阅相关信息可以得出结论，切菜时消耗的功为Wo=20030（）Jm2网，在此范围内的最大值取300Jm2o将上述数据纳入公式可以得：(3.3)=o.iMW110001000割刀空转时切割机构所消耗的功率取P2=0.5kw.拨禾轮转动功率P3：(3.4)其中各字
28、母代表的含义：T拨禾轮受到蔬菜所作用的力矩（Nm）；V拨禾轮的线速度（m/s）根据资料可取值为1m/s；N动力常数，根据资料可取值为75；拨禾轮受到蔬菜所作用的力矩公式为：(3.5)T=PBR其中各字母代表的含义：P一拨禾轮单位长度上所受到的力矩（N）,根据资料取值为30N/m；B拨禾轮的整体宽度(mm)根据资料取值为900mm；R拨禾轮边块的外接圆半径(mm)根据资料取值为150mm；将以上所取的数值带入公式可得：T=30*0.15*0.9=4.05N-m(3.6)最后得到拨禾轮所消耗的功率：3=*甯=。.。54胪=0.04碗(3.7)所以整个切割机构所消耗的功率Po:PO=Pl+P2+P3
29、=0.19+0.5+0.040=0.730kW(3.8)312输送机构功率分析本设计的输送机构为皮带传动，所消耗的功率即为皮带传动所消耗的功率R为：P4=mg(lf+h)xl0-3(3.9)其中各字母代表的含义：m每秒输送带所传送的蔬菜的质量(kg),取值m=1.5kg；g重力加速度(ms2),这里取g=9.8ms2;1皮带在水平方向上的投影距离(m),取1=1.5m；h皮带在垂直方向上的高度(m),取h=0.55m；f摩擦常数，取值为f=2.25o将所得数值带入以上的公式得到：P4=mg(lf+h)xl0-3=1.5x9.8x(1.5x2.25+0.55)x103=0.0577kW(3.10
30、)313行走机构功率分析行走机构消耗的功率P5与白菜收获机行进速度、白菜收获机整机重量和摩擦常数相关,由以下公式计算：P四皿X103(3.11)力其中各字母代表的含义：mi蔬菜收获机满载时的质量，取值为300kg;g重力加速度，取值为9.8m/s2；f摩擦常数，取值为0.13；Vi白菜收获机前进速度，取值为0.8m/s；动力传动效率，取值为0.98。带入以上公式得到行走机构消耗的功率：pS=300X98013源10-3=0312w（3.12）3.1.4拖拉机选型根据结构要求，结合白菜收割机的使用环境和条件，本设计中的主牵引车牵引和主动牵引车牵引既简单、方便，又具有牵引小的特点。根据上面计算的功
31、率，主拖拉机选择的牵引型号为Z2-32,其主要参数如表2T所示：表27驱动拖拉机荤引参数额定功率（kW）额定转速（rmp）50.6WOO0.723. 2切割机构设计4. 2.1割刀选型由于叶菜在收割过程中的高度约为2厘米，因此刀片的选择不包括滚筒式刀片。滚筒式刀片首先旋转将蔬菜收集在一起，然后切割，但这种工作原理会直接损害收获的蔬菜的质量。因此，考虑到蔬菜的生长特点、相应的收割要求及其收割质量，本设计使用三角形刀片作为切割工具来切割蔬菜。选择这种类型的刀片可以确保蔬菜的收割质量不受损害，并实现切根，更加方便高效。白菜收割机的刀片材料应该由优质钢材制成，因为在蔬菜切割过程中，它不可避免地会接触到
32、石头等坚硬物体，这会对刀片造成损坏。本设计中使用的叶片材料为弹簧钢，其特点是具有良好的耐热性、耐寒性和耐腐蚀性。它还具有良好的机械性能，如高屈服强度和良好的弹性极限。由于白菜茎的韧性好，往复式刀具种类繁多，本设计采用往复式刀具，切割工艺为50mm,动刀片之间的距离为76mm124。5. 1.2往复式切割器工作原理往复式切割器（如图3.1所示）的工作原理是通过螺旋轮连杆传动机构驱动刀片的直线往复运动，从而完成蔬菜的切割。在收割机运行过程中，主拖拉机拉动主轴旋转,通过链条传动，旋转运动通过曲柄连杆机构转化为连杆前后方向的直线往复运动。然后，该机构反转并将其转换为连杆左右方向的直线往复运动，从而驱动
33、刀片的往复直线运动，完成蔬菜的切割。图3.1往复式切割器示意图3. 2.3参数计算白菜收获机前进速度之间的关系仍和移动刀具的切割速度也会影响切割效果造成重大影响，此处定义为小和仇具有一定比例关系：=v2v1(3.13)通过查阅文献因选择最佳的比值=l.2,己知白菜收获机的前进速度VI=0.8ms,所以割刀的切割速度以为：V3=v=1.2X0.8=0.96ms(3.14)通过以下公式计算螺旋轮的转速m:%=詈(3.15)其中各字母代表的含义：m螺旋轮的转速；V2动刀的切割速度；I动刀的切割行程，取/=5Omm。带入公式得：m=480rmin通过动刀进距h=60v2(2n),26j,可得：h=60
34、0.96/(2480)=0.06m=60mm(3.16)4. 2.4拨禾轮设计拨禾轮结构设计的必要参数包括拨禾轮的半径、拨禾轮轴的转速、拨禾轮上桨杆的数量、拨禾轮轴与往复式切割器之间的距离Hl、拨禾轮中心与往复式切割器的水平距离b,如图3.2所示。y图3.2拨禾轮结构参数原理图首先,将卷筒的半径设置为r=150un,卷筒的极数设置为2二5口，为了确保收获的白菜的质量，将往复式切割器离地面的高度设置为h=40mm根据相关数据，成熟白菜的平均高度约为350毫米。最后，计算收获的白菜的高度约310亳米。拨禾轮轴与割刀的相距的高度Hl的计算公式为：H=(l-h+d)2(3.17)其中各字母代表的含义：
35、Hi拨禾轮转轴距割刀平面的高度；1白菜的成熟高度；h割刀与土地相距的高度；d拨禾轮薄板的外接圆直径。在收获过程中，由于白菜收割机要求卷轴可以移动到收获的白菜高度的重心上方，因此白菜的重心设置在白菜顶部的1/3(l-h)处。最后，卷轴与切割刀片之间的高度Hl的计算公式如下:H=d2+(l-h)23(3.18)代入数值可得Hi*357mm,这里取一个保险数值，所以H=320mm,即拨禾轮轴与土地相距的高度为360mm。从参考资料中可以看出，卷盘的运动轨迹与白菜收获机的前进速度Vl和卷盘的端面线速度V2直接相关，并且它们被设置为具有一定的比例关系=v2v,参考相关文献如，可以看出，为了确保卷轴能够正
36、常工作，并实现将白菜向后移动的功能，需要满足以下条件：Al然而，如果值太大，则会导致卷轴的水平速度过高，从而对白菜施加更大的力。因此，有必要将值控制在适当的范围内。拨禾轮轴相对地面的最大线速度为:vmaxl=yjVr2v1+2v1R1=v1+r1（3.19）其中各字母代表的含义：Vmaxl拨禾轮轴相对地面的最大线速度；Vl白菜收获机的行走速度；拨禾轮的角速度；r拨禾轮的半径。通过上式可得，当白菜收获机的前进速度Vl一定时，拨禾轮对白菜的作用力与拨禾轮的角速度3直接相关联。拨禾轮轴的最大线速度要满足小于1.5ms,设定拨禾轮的端面线速度V2=lms281最后可得=v2v1=1/0.5=2,满足1
37、。V2=dn60和=v2v1联合可得拨禾轮的转速ni：喀（3.20）其中各字母代表的含义：m拨禾轮的转速；V2拨禾杆的端面线速；1收获机前进速度和拨禾轮轴线速度的比值；带入数值后可得：其中拨禾轮的中心与往复式切割器在水平方向上的距离b应满足以下条件：可得：OVbWI30mm通过所设计的收获机的结构要求取b=50mm最后得到拨禾轮的主要定位数据为：h=320mmb=50mm03.3输送机构的设计输送机构设计所需的参数包括输送带的材料和基本尺寸（输送带的宽度和厚度）、输送带的倾角（输送带与底部之间的角度）、输送皮带的线速度及主动和从动滚筒的直径。3.3.1输送带倾角的设计由于该收割机主要收割叶菜，
38、为了完成运输蔬菜的工作要求，白菜收割机的传送带与蔬菜之间必须有摩擦。在这种设计中，切好的蔬菜由传送带驱动移动，传送带对蔬菜产生的力基本上是静摩擦。因此，输送带的倾角是影响收获物体输送效率的因素之一物。输送带与收割机机架下平面之间的角度是输送带的倾角。通常情况下，对蔬菜运输的阻力越小，收获效率就越高。由于整个收割机机构的高度限制要求，的值不能太小,通常取=2040网，设计值为203.3.2输送带线速度白菜收获机设计过程中的一个重要参数是传送带的线速度。当皮带宽度固定时，输送的蔬菜越多，输送带的线速度就越低。然而，由于白菜的质量相对较小，输送带在满载时承受的压力不大，因此可以在一定程度上提高输送带
39、的线速度。考虑到在输送带运行过程中可能滑动或损坏白菜收获质量，输送带速度值为v=0.5ms-1.3.3.3传送带的材料和尺寸输送带是输送机构的关键部件，不仅需要输送蔬菜，还要承受蔬菜的重量。首先，由于传送带需要承受蔬菜施加的重力，因此传送带的强度必须满足一定的要求。这里，输送带的厚度取20毫米。然后，由于输送带在收割机上工作收割机运行时间长，工作环境相对潮湿，需要满足不易腐蚀、摩擦损伤小的要求。最后，由于输送带与蔬菜直接接触，蔬菜是可食用的作物，因此有必要选择无毒、无臭、无害的输送带。本设计选用PVC输送带，为了适应不同蔬菜的特点，在输送带上设计了凹槽结构，防止蔬菜因重量过重而从输送带上滑落，
40、影响蔬菜的收获。根据功率分析部分，收割机的切割宽度为700mm。为了尽可能收集切割的蔬菜，减少蔬菜在操作过程中的损失，传送带的宽度应大于收割机的切割宽。同时，根据结构要求，输送带的宽度应为750mm。3.3.4输送机滚筒的设计滚筒是输送机构中最重要的部件，是影响输送机构工作效率的决定性因素。滚筒的直径与从动滚筒中心到地面的高度直接相关Ho、由于对蔬菜的收割要求不同，有些要求一起收割根系，有些则不要求收割根系。因此，收割机应该能够满足这两种收割要求。在设计滚筒直径时，可以以收获蔬菜根系的工作要求为标准，因为它既能满足收获根系的要求，也能满足不收获根系的需求。由于收割蔬菜根系时需要将往复式切割器插
41、入地面，为了更好地匹配输送带和切割机构，从动滚筒应尽可能靠近往复式切割器。因此，滚筒的直径不宜过大，收割机的整体重量也会相应减轻。将从动滚筒的外径设置为60mm,长度设置为800mm,并且主动滚筒的外径、长度和其他参数相同。为了防止蔬菜在往复式切割器上堆积，传送带应满足每单位时间可运输的蔬菜数量大于往复式切割器可切割的蔬菜数量的要求。根据相关信息，可得出输送速度的计算公式如下冏：其中:(3.23)vBq=v2B2hq(3.22)J=qq2其中各字母代表的含义：Vi收获机前进速度；Bl收获机割刀的割辐（m）根据前面设计数得a=0.7m；q蔬菜的种植密度（株/m2）；Vi输送带线速度（ms）；Bz
42、输送带的宽度（m）由前面分析得B2=0.75m；h在皮带上堆积的厚度（m）根据资料取值为0.05m；Q2蔬菜在输送带上的密度（株/m2）；J蔬菜聚集系数，根据资料取值为J=20.整理上面的两个公式可得到输送带线速度的值为：V2=端=0.7 黑(X20 = 75mS(3.24)输送带主动滚筒和从动滚筒转速的值为:260V2 _ 600.75Dz 3.140.06=239rmin(3.25)3. 4切割高度调节装置设计由于本设计收割机的收割对象为叶菜和叶菜，它们具有不同的成熟高度，需要满足收割蔬菜根系的要求，因此需要在收割机上增加一个切割高度调节装置，以确保收割功能满足收割的工作要求。该装置由可拉
43、动的平行四边形框架、液压拉杆、齿轮泵等组成。其液压控制系统示意图如图3.3所示。该液压控制系统的工作原理如下：油通过齿轮泵2从油箱中出来，分为两条路径：一条路径通向安全阀10和方向阀11,另一条路径通往压力表3、方向阀4、速度控制阀5和分流器阀6。它经过液压锁7到达执行器液压缸8,最后通过方向阀4返回油箱。其中，压力表3允许压力检测，方向阀4实现液压缸8的方向控制，实现液压杆伸出和缩回控制；调速阀5可以调节液压拉杆的伸缩速度；分流阀6确保两个油路的流量相同，从而实现两侧液压拉杆的同步动作；液压锁可以锁定液压缸，以防止液压杆的异常移动。安全阀10可以调节压力，方向阀11可以实现系统卸载。4. 5
44、本章小结本章设计了往复式切割器（往复式切割器的选择、螺旋轮速度、动刀片进给距离）、卷轴（结构设计和参数计算、安装尺寸计算）、输送机构（输送带速度、滚筒直径和速度的计算）和切割高度调节装置（液压控制系统的工作原理）。1.油箱2.齿轮泵3.压力表4.换向阀5.调速阀6.分流集流阀7.液压锁8.液压缸9.单向阀10.安全阀11.换向阀图3.3切割高度调节装置液压控制系统原理4白菜收获机传动系统设计与校核5. 1收获机整体传动方案通过对之前方案的分析可以得出结论，在这种设计中，传动轴之间的中心距离相对较大,部件容易粘附在土壤和其他恶劣的工作环境中。同时，它要求电力传输稳定、结构简单、成本较低。因此，动
45、力传递采用链条传动，往复刀具的传动机构采用螺旋轮连杆机构。人们把车停在收割机后面，控制收割机的启动、停止和转向。牵引车牵引并带动行走轮旋转，带动收割机前进。切割机构和输送机构由主拖拉机的牵引力提供动力。减速机、各种传动轴、链轮、螺旋轮连杆机构等组成了收割机的整个传动系统。动力由车架上的主牵引车牵引输出，由减速器减速，通过链条传动分三路传递：一路通过两组链轮传递到曲柄连杆机构，驱动刀具往复运动；一路上，它通过一组链轮传递到传送带滚筒，驱动传送机构的操作；一路上，它通过三组链轮传递到卷轴上，驱动卷轴旋转。系统原理图如图4.1所示1.往复式切割器2.连杆3.螺旋轮4.第五组链传动5.第四组链传动6.
46、第六组链传动7.榆送轴&第一组链传动10.第二组链传动11.从动轴12.第三组链传动13.拨禾轮轴图4.1传动系统原理图4.2传动比的确定根据第3章中的设计分析，螺旋轮速度的值m、卷筒轴转速上、输送带驱动轴转速山,从而计算出每个链轮组的传动比。如图所示，主牵引车的牵引输出轴速度通过减速器传递到主轴，主轴通过链轮传递到卷筒、螺旋轮和传送带驱动滚筒。第一个设计是主轴和卷轴之间的动力传输方案。主轴速度可通过第3章中的计算获得加=500rmin,卷筒轴转速nkl02转/分钟。由此，传动比的值ri1从主轴到捡拾盘变速器可以计算为：i1=-=5(4.1)1n2102由于结构要求，从主轴到卷筒的动力传动分为三组，即图4-1中的第一组链条传动、第二组链条传动和第三组链条传动。这里，首先将第一组链条传动比的值设置为2.5,然后将第二组链条传动比值设置为2,然后第三组链条传动比值为1。接下来是主轴和螺旋轮所在的旋转轴之间的动力传输方案。从第3章的设计计算中可以看出，主轴的转速九F500rmin,螺旋轮转速n=480转/分钟。由此，主轴与螺旋轮变速器的传动比可以计算为-2：%=到、1(42)“n1480由于结构要求，从主轴到螺旋轮所在的转轴的链传动分为两组，分别对应图4T中的第四和第五链传动。由于该路线的总传动比为1,因此第四和第五链条传
