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土豆采摘装置结构设计.doc
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土豆采摘装置结构设计.doc
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土豆采摘装置结构设计
摘 要
机械工业发展较快,各种设备研制出来被用于生产与生活当中,为生产与生活提供
方便。我国是农业大国,农业产品的种植面积比较大,其中土豆的种植面积多达 1.5 亿
亩,是目前全球种植面积最大的,面积是全国的耕地 8%。并且国内的土豆产量也是全
世界第一的,年产量达到 9000 万吨,土豆的用途比较广泛,产值较大,为众多农产品
当中的一种。如此巨大产量的土豆收获采摘的话,工作量非常大,特别是每年在收获季
节来说,时间比较紧凑,传统方式多为人工采摘收获,这种方式是从古至今延续下来的
一种方式,存在效率较低的问题,因此适用于一些农村种植小户。对于大型种植基地以
及土豆生产企业来说,每年的产量较大,单纯依靠人工采摘的话,没法满足大批量收货
要求,并且现在的人工成本逐年提升,对于生产单位来说,无疑是面临巨大的经济压力,
因此急切需要通过使用农用机器替代传统人工作业,将生产种植企业的人工密集型转变
成本机器自动化生产,大幅度提升企业的产能和效率,降低人工成本。
本次设计的土豆采摘装置,主要是对土豆进行采摘收获的设备。通过市场考察以及
分析,并且查询相关书籍知识, 对本次的土豆采摘装置进行方案确定。通过分析土豆
尺寸,确定铲斗间隙,同时对传动机构方案进行确定,链传动做出相应的计算,以及传
动轴的设计校核,键与轴承的设计等。并且通过 CAD 软件对本次土豆采摘装置进行图
纸绘制。
关键词:土豆采摘装置、方案确定、链传动、设计校核
Structure dseign of potato picking device
北京理工大学珠海学院 2020 届本科生毕业设计
I
Abstract
With the rapid development of mechanical industry, various kinds of equipment have
been developed and used in production and life to provide convenience for people's life.
China is a large agricultural country, and the planting area of agricultural products is
relatively large. The planting area of potatoes is up to 150 million , which is the largest in the
world at present. The area is 8% of the cultivated land in China. And the domestic potato
output is also the first in the world, with an annual output of 90 million tons. Potatoes are
widely used and have a large output value, which is one of many agricultural products. Such a
huge output of potato harvesting, the workload is very large, especially in the harvest season
every year, the time is relatively compact, the traditional way is mostly manual harvesting,
this way is a way that has continued from ancient times to the present, there are low efficiency
problems, so it is suitable for some small farmers in rural areas, for large planting bases and
potato production enterprises Say. The annual output is relatively large, if only relying on
manual picking, it can not meet the requirements of large-scale receiving, and the current
labor cost is increasing year by year, for the production unit, it is undoubtedly facing huge
economic pressure, so it is urgent to use agricultural machinery instead of traditional manual
operation, to change the labor-intensive production of the production and planting enterprises
into automatic production of cost machines Increase the production capacity and efficiency of
the enterprise by a large margin and reduce the labor cost.
This design of the potato picker device, mainly for potato harvesting equipment.
Through the market investigation and analysis, and query the knowledge of related books, the
potato picker program is determined. Through the analysis of potato size, determine the
bucket clearance, at the same time, determine the transmission mechanism scheme, make the
corresponding calculation of chain drive, as well as the design and verification of
transmission shaft, the design of key and bearing, etc. And draw the drawing of the potato
picker by CAD software.
Key words: Potato picker、 scheme determination、chain drive、design check
目 录
摘 要 ........................................................................................................................................II
北京理工大学珠海学院 2020 届本科生毕业设计
II
Abstract .....................................................................................................................................III
第一章 绪论...............................................................................................................................1
1.1 课题的背景和意义.......................................................................................................1
1.2 采摘装置的发展现状及趋势.......................................................................................2
1.3 毕业设计的目的...........................................................................................................3
1.4 本次设计任务与要求...................................................................................................3
第二章 土豆采摘装置基本方案和原理分析...........................................................................3
2.1 基本方案的提出...........................................................................................................3
2.2 整体方案介绍...............................................................................................................4
2.3 工作原理分析...............................................................................................................4
2.4 土豆采摘装置主要参数...............................................................................................5
第三章 采摘装置传动设计.......................................................................................................5
3.1 传动与减速器设计计算...............................................................................................5
3.2 采摘装置功率计算.......................................................................................................6
3.3 链传动的设计...............................................................................................................7
3.3.1 链传动设计要求................................................................................................7
3.3.2 链传动的计算....................................................................................................7
3.4 链轮主动轴的设计.....................................................................................................10
3.5 链轮主动轴的校核.....................................................................................................11
3.6 轴的设计.....................................................................................................................12
3.6.1 链轮的转矩......................................................................................................13
3.6.2 轴的材料选取..................................................................................................13
3.6.3 轴的最小直径计算..........................................................................................13
3.6.4 轴的结构设计..................................................................................................13
3.7 轴的校核.....................................................................................................................14
3.8 键的校核.....................................................................................................................15
3.9 轴承的校核.................................................................................................................16
第四章主要部件的设计...........................................................................................................17
4.1 挖掘部件设计要求.....................................................................................................17
4.2 挖掘铲设计依据.........................................................................................................17
4.2.1 挖掘铲的组成..................................................................................................18
4.2.2 挖掘铲的结构设计..........................................................................................18
4.3 机器分离部件的设计.................................................................................................21
4.4 机架与车轮的设计.....................................................................................................22
4.4.1 机架的结构设计..............................................................................................23
4.4.2 车轮的结构设计..............................................................................................24
4.5 土豆采摘装置总装图........................................................................................25
结论...........................................................................................................................................26
参考文献...................................................................................................................................27
致谢...........................................................................................................................................28
北京理工大学珠海学院 2020 届本科生毕业设计
III
1
第一章 绪论
1.1 课题的背景和意义
土豆作为一种草本植物,是大家熟悉的一种粮食作物,也可以看做是蔬菜,可以
被用来做成各种菜肴,并且还可以被用来切片烧烤等,土豆里面的维生素含量之高,超
过了其他农作物,其中蛋白质含量,含糖量较高,也被用于生产淀粉等。目前我国是全
球土豆种植面积最大的国家,产量也位居全球第一。根据 2015 年北京召开得到世界土
豆大会公布的信息可知,我们国家种植的土豆面积为 5570 千公顷,并且土豆的产量达
到了 9500 万吨,其中的种植面积跟产量都大于全球四分之一,都位列全球土豆生产第
一名。土豆的产量这么高,出了部分出口到国外以外,国内的需求量也比较大,并且是
我国的第四大粮食作物,国内对于土豆的吃法较多,用于炒菜土豆丝是每个家庭耳熟能
详的,并且烧烤土豆片,油炸土豆片薯条等,这些都是我们熟悉的吃法。
我国是农业生产大国,长期以来,土豆就伴随着人类的进步和发展。每年国内大
量的土豆收获作为不同事物的原材料,其中薯条的原材料就是土豆,需要用到的土豆非
常的多。我国的土豆产能虽然大,但是还远达不到需求量。因此国内目前的土豆种植面
积也在逐步扩大,土豆的年产值也非常大。土豆的种植多分布在西南,西北以及东北等
地,自重国内最大的土豆种植基地为黑龙江。目前国家规划以后的土豆种植面积也将逐
步扩大到 1.5 亿亩,产量有望突破 2 亿吨。对于这些土豆的种植过程中,每年到了采摘
的季节,工作量非常的大,特别是种植基地来说,由于种植面积广泛,产量都是以吨计
算,所以一些地区还是保持着人工采摘的方式,这种作业模式在东北一些地区还较为常
见,不仅仅效率比较低,同时由于采摘的季节较短,有大部分的土豆因为采摘不及时造
成部分土豆烂在地里,因此造成极大的浪费和损失,对于企业来说,这些都是很大的经
济损失。并且这些年来企业招工比较困难,大量的人员采摘作业,需要支付的成本较大,
因此很多种植基地都面临巨大的压力,没办法满足现在的快效率的采摘要求。随着目前
农用机械设备的发展,很多不同的机械设备可以制造出来满足生产需求,特别是对于这
类农产品的机械近些年发展特别迅速,技术也比较成熟,所以对于企业来说通过使用机
械设备来替代传统的人工采摘作业,这种是个较好的选择,不仅仅可以提升企业的采摘
工作效率,也能避免因为采摘速度太慢造成粮食的浪费,并且降低企业的人工成本,改
善企业的人工密集型的现状,更好提升生产效率,增加企业的竞争力。因此农用机械的
使用是未来的一个主要的趋势,市场前景非常好。
1.2 采摘装置的发展现状及趋势
采摘装置作为农用生产设备,主要的功能就是对这类固态的农作物进行采摘分离,
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