生姜收获机械设计青岛农业大学文(设计)题目:生姜收获机械设计姓AbstractII1.1研究背景1.2国内外研究现状1.3选题的目的和意义1.4研究方案2.1种植农艺2.2机具方案的选定3.1悬挂架的选定与设计..103.2限深轮的选定与设计123.3挖掘铲的选定与设计..12传动部件的方案选定及设计164.1一级传动方案的选定164.2带轮的设计计算164.3锥齿轮的设计算.184.4二级传动方案的选定..204.5链轮的设计计算.204.6导向铺禾杆的设计224.7圆盘割刀的选定与设计.22结论及建议245.1结论245.2建议24参考文献2526生姜收获机的设计本设计通过对目前各类型生姜收获机械资料的查阅和研究,对现有的技术方案进行创新和改进,设计了一台结构简单具有清垄和挖掘功能的牵引式生姜收获机,这种机械可以与不同马力的动力机械配套使用,这样就不会造成动力机械闲置。在设计过程中,利用ProE软件的三维建模,对各个部件的观察并最终确定最佳方案。在此次生姜收获机的设计中主要完成以下的工作:完成悬挂架和铲架以及挖掘铲的设计计算;完成割台传动系统(皮带轮、链轮、锥齿轮)的设计和计算;完成割刀的设计计算;完成整体的配置方案及装配。
关键词:生姜;收获机;挖掘TheDesignGingerHarvesterAbstractdesignthroughvarioustypesgingerharvesterdata,innovationtechnicalschemeexisting,tractiontypegingerharvestingmachinesimplestructureRidgeClearingminingfunctiondesign,thismachinecanpowermachinerysupportingdifferenthorsepower,Socausepowermachineryidle.Indesignprocess,usingthree-dimensionalmodelingsoftwareProE,observationvariouscomponentsoptimalscheme.Mainlycompletedfollowingworkgingerharvester:completesuspensionframeshoveldiggingshovelframedesigncalculation;Tocompletecuttingtabletransmissionsystempulley,sprocket,geardesigncuttingknife;completeconfigurationschemeassembly.Keywords:Ginger;Harvester;Mining绪论1.1研究背景生姜原产于东南亚印度和马来西亚一带热带雨林区的森林边沿地带。
目前,我国是世界上种植生姜面积最大的国家,其次分别是印度尼西亚、印度及澳大利亚等国。欧美发达国家及日本、韩国的生姜种植面积在逐年减少,但对生姜的需求却越来越旺盛,这些国家年需求量在400万吨以上,且每年以20%以上的速度增长。由于生产技术及产业结构调整等原因,目前,全球生姜年生产量在2500万-2800万吨,市场需求缺口很大。生姜作为我国重要的蔬菜品种,具有良好的药用和食用价值,其在我国的栽培历史悠久,种植范围很广,目前已形成许多著名产区,除东北、西北等寒冷地区不种植外,在我国的中部、东南部至西南部的各地区均有生姜产区。且以南方诸省居多。自98年以来,国际的生姜市场日趋活跃,呈现出供不应求、价格坚挺之势。其中对中国的生姜需求逐渐增大。目前,因日韩美等国家对中国生姜需求旺盛,使得农民的种姜积极性增加,2011年全国各地的生姜种植面积都有不同程度的增加。经初步估算,2011年全国的生姜种植面积要比201040%左右。以山东部分地区为例,其生姜种植面积比2010年增加了50%左右,全国各个生姜主产区的生姜种植面积都有不同程度增加,其产量增加了不少。积的不断增加,以往传统而落后的人工收获方式已经不能满足当前的生姜收获的要求,因此生姜收获作业的高效性研究已经迫在眉睫。
生姜种植农业机械化水平的高低会直接影响到生姜种植也在我国的发展,因此我们要抓紧对生姜收获机械的研制。1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状随着改革开放政策的实行,国内特种农业也在飞速的发展,以往的生姜只会被人当成是一种调味蔬菜,现在生姜的经济性已经逐渐被人所认可。在随着科学技术的发展,高产量生姜品种研制的成功,使得现在生姜亩产量不断提高,所以在全国的各个地区生姜种植的面积在逐年增大,并且以生姜种植的周期短、经济效益高等优点渐渐的成为了这些农民家庭的最主要经济收入方式和新的致富之路。由于国内生姜机械行业起步晚,导致了生姜种植及收获机械化程度很低,这严重拖慢了生姜种植产业在国内的发展速度。国内生姜收获机械主要分为两大类、三种型式。其中的一类是挖掘类,另一类是提拉秧类。挖掘类机械在生姜收获时,如果种植生姜的土壤过干,这样挖掘铲的工作阻力会很大,这样挖掘的效果就会很差,这样人工后期的作业时会造成姜块的损坏和姜块不能收获的困难,如果土壤湿度过大收获机械在行走时会变的很困难,挖掘铲的阻力变大挖掘效果变差;提拉秧类机械受土壤的干湿度的影响不是很大但主要会受到生姜的种植密集度的影响较明显,姜苗种植的过密、过疏或者是疏密不均等问题,都会影响收获效果[1]。
尽管现在国内已经有了不少形式的生姜收获机械,但是国内技术并不成熟,现有的机械并不能对生姜收获作业达到全机械化,大部分收获工作还是需要人工去完成。这样农民的收获劳动强度并没有减少,而且还会导致收获时间长和收获效率低等问题,而且人工作业的随意性使生姜茎块的损失率、破碎率较高,不利于生姜的贮存。因急需改善和创新新生姜收获机械以解决目前国内生姜收获存在的不足。1.2.2国外研究现状生姜受生长环境以及种植农艺的影响导致它多分布于亚热带地区的国家,如中国、印度、东南亚的一些国家。国外从20世纪40年代开始根茎类作物收获机械的研究,如美国、德国、日本、法国、意大利等发达国家均研制出了不同的收获机械。现已实现对长根作物萝卜、甜菜等和短根作物生姜、花生、大蒜、洋葱等的机械化收获,国外的根茎类作物收获机械正向大型化、机电一体化、智能化,更可靠、更安全的方向发展。一些发达国家不断将高、精、尖技术应用到农业机械上来,农业机械正向智能化方向发展针对国产机型存在的不足之处,和对发达国家先进技术的借鉴,本次设计的生姜收获机通过添加清垄功能和运用轮叉式挖掘铲来解决上述问题,在保证机具达到所需工作标准,同时,要保证该机型的价格较为低廉,操作简便,通用性好等特点。
1.3选题的目的和意义 目的:在随着科学技术的发展,高产量生 姜品种研制的成功,使得现在生姜亩产量不断提高,所以在全国的各 个地区生姜种植的面积在逐年增大,并且以生姜种植的周期短、经济 效益高等优点渐渐的成为了这些农民家庭的最主要经济收入和一条 新的致富路。但目前,国内生姜收获不能达到机械化的程度,这就很大 程度上阻碍了生姜产业的发展[3]。为了适应农业发展,此次毕业设计, 通过借鉴现有生姜收获机械,对机具简化改进降低机具成本,并且提 高生产效率高,节省劳动力,降低收获成本,增加产量。 意义:目前国内生姜种植面积比较分散, 种植农艺参差不齐, 这既影响了生姜产量的提高, 也不利于生姜收获的机械统一化。生姜 收获时劳动强度大,效率低,工作过程繁琐,作物果实块茎破碎量大等 农艺问题亟待解决[4]。 改进后的生姜收获机械简化了机具并且简化 了工作过程, 能减生姜姜块的破碎率,由于机械的结构简单,所以生 产造价低廉,并且机具的生产效率高,通用性良好可以与家用拖拉机 配套使用。 1.4 研究方案 研究内容: 本课题针对目前现有技术的不足,通过对传统收获机械的革 新,提供一种能够减轻人的劳动强度,提高工作效率,并且能适应不同 地域工作环境,收获效果好的生姜收获机械。
研究目标: 本次设计的生姜收获机主要由松挖装置、切割装置、和传动 装置等部分组成。挖掘铲的挖掘深度可以通过限深轮来调节而割刀的 切割高度通过割刀高度调节杆装置来实现,从而使机具可以适应不同 的种植农艺方式。 研究方法: 充分了解现有的生姜收获方式的优缺点,总结经验, 克服不足。设计一种结构简单而且可以与拖拉机配套使用,能适应不 同的工作环境的生姜收获机械,从而减轻农民购买时的经济负担和生 姜收获时的劳动强度,并且提高生姜收获作业的效率。设计过程中要 用到农业机械学、机械制造、机械设计、材料力学、动力传动装置设 计等课程方面的知识。 技术路线: 调查研究资料写出开题报告确定总体方案机 架、轮子和轮叉铲等的装置设计传动设备计算选型切割装置整体 方案设计绘制生姜收获机总装图及零件图撰写设计说明书 解决的问题:主要解决生姜收获作业时劳动强度大,效率低,工作过程繁琐, 作物果实块茎破碎量大,以及生姜收获机具的造价太高机具的闲置的 等问题。 特色与创新点: 本次设计的生姜收获机,相对以往的传统收获机械来说结构 更简单,生产造价更低廉,可以与家用手扶拖拉机配套使用。 生姜种植农艺和收获机具方案的选定2.1 种植农艺 生姜的种植特征生姜在全国各地由于种植环境的不同种植方式也有区别。
在 通常情况下,姜块可以长出的根最多不会超出10 根一般都是7-9 生姜的根系由于吸水和吸肥的能力不是很好的原因它的根系并不会入土很深,当生姜的根入土超过30cm 的时候并不能对水肥吸收。 图2-1 生姜农艺特征 为了保证生姜能够全部被挖出或者松土,各个挖掘铲的入土深度和挖掘宽度都要达到要求(挖掘深度为 30cm,挖掘宽度为 40cm), 如果入土深度和宽度不能达到要求,就会对姜块造成损坏和漏挖。 2)生姜漏姜率及损伤率 要求,这样就会使得后续人工作业的劳动强度增大而且还会增加 生姜收获的损伤率。漏姜量的比例一般少于产量的 2%。 损伤:损伤 是指在收获过程中那些破损的姜块,一般是机具在收获过程中没有达 到收获要求是造成生姜损伤的主要原因,后续人工收获时对姜块早造 成的人为损坏也是造成损伤的一部分原因。生姜损伤率一般也要小于 产量的2%。 2.2 机具方案的选定 2.2.1 方案参考此次设计的设计方案的选定是通过对目前现有
