叶菜类蔬菜收获机的设计
蔬菜生产是我国农业生产的重要组成部分， 在2010年，我国蔬菜产量和产值已经超越粮食，蔬菜成为了我国第一大类农产品。然而蔬菜生产过程中，蔬菜的采摘过程占了整个蔬菜生产作业过程的一半，想要保证蔬菜的质量就必须及时的采摘下成熟的蔬菜，这也就要求了很高的劳动力投入。为了节省劳动力，减少生产成本的拖入，研发蔬菜收获机并发展蔬菜收获机械化刻不容缓。我国常见的蔬菜一般有球茎类、果实类、叶菜类类，蔬菜种类不同所要采摘的部位也不同。本设计中想要研究叶菜类蔬菜收获机械，设计出适应我国碎块化、小规模种植模式的蔬菜收获机械。本设计所研发叶菜类蔬菜收获机大体上有6个部分，分别是动力机构（拖拉机牵引）、切割机构（拨禾轮和切割器）、传动机构（链传动和曲柄连杆）、输送机构（橡胶传送带）、采集装置采集柜）、机架。采摘装置安装在机器最前端，切割器将叶菜类蔬菜切断后通过输送带运送到收集箱中。此蔬菜收获机有节省人力、适应性强、采摘率高、造价低廉等等优点。本设计的主要研究内容为分析实际生产作业情况，对6个主要机构（切割、拨禾、输送带、传动机构、机架）进行机械机构设计，再使用solidworks软件进行实体建模；着重分析设计，将谷物收割机械中的拨禾轮调整应用到叶菜类蔬菜收获机中，用pro/e画出拨禾轮的运动轨迹曲线，确定最合适的拨禾轮杆数。关键词 叶菜类蔬菜收获机，结构设计，实体建模
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 蔬菜收获机械发展现状1
1.3 设计内容1
1.4 本章小结2
2 设计方案简要说明 2
2.1 蔬菜收获机初步方案 2
2.2 切割机械 3
2.3 拨禾机构 3
2.4 输送机构 4
2.5 行进机构 4
2.6 传动机构 4
2.7 本章小结 5
3 切割装置的设计 5
3.1 往复式切割器 5
3.2 切割器的传动设计 9
3.3 往复式切割器的需求功率 13
3.4 本章小结 13
4 拨禾装置的设计13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.1 初定拨禾轮的参数 13
4.2 拨禾轮的运动分析 15
4.3 拨禾轮的参数 16
4.4 拨禾轮三维建模 20
4.5 拨禾轮的功率计算 20
4.6 本章小结 21
5 输送装置的设计 21
5.1 输送带的倾斜角 21
5.2 输送带的设计 22
5.3 滚筒的参数设计 23
5.4 滚筒主动轴 24
5.5 本章小结 25
6 传动系统的设计 25
6.1 确定整机传动方案 25
6.2 确定各级传动比 26
6.3 链传动结构和参数设计 27
6.4 本章小结 32
7 机架及收集箱的设计与整机的装配 32
7.1 设计机架 32
7.2 收集箱的设计 32
7.3 行走轮的设计 32
7.4 轴承的选取 32
7.5 联轴器的选取 33
7.6 本章小结 33
8 结论与展望 33
致谢 34
参考文献35
1 绪论
1.1 研究背景
我国蔬菜生产产业发展很快，生产规模和产量都大大增加。然而我国农业种植模式快速进步，植保、灌溉、移栽技术飞速进步。但是能适应我国农业情况的农业机械却发展非常缓慢，这样的时代背景下，迫切的需要发展适应我国种植模式的蔬菜收获机械。因为蔬菜软脆容易损伤，我国的蔬菜收获绝大多数还是人工收割。然而我国经济快速发展，劳动力成本日益上涨，导致蔬菜收获成本非常高昂，变相的减少了农户的收入也导致了蔬菜价格上涨很快。因此为了解决收获生产高昂的劳动力成本，为了减轻人工生产强度，为了提高收获效率，加快蔬菜收获机械的发展迫在眉睫。
因为我国现有的蔬菜类别多，各种蔬菜差异也很大，种植模式也比较碎块化，现有国外的收获机械不能适应我国粗放的农艺，所以本文通过研究现有的蔬菜收获机械，设计出一种适应我国种植模式的叶菜类蔬菜收获机。
1.2 蔬菜收获机械发展现状
1.2.1 国外的发展情况
农业机械化程度比较高的国家基本都是发达国家，如澳大利亚、英国、美国、德国、俄罗斯等，这些发达国家的种植模式科学、体系成熟。所以蔬菜生产产业发展很迅速，从土壤耕作到幼苗的培育再到施肥灌溉最后机械化采摘。完善的产业体系和合理的种植模式催生了大型蔬菜收获机械。
1.2.2 国内的发展情况
我国种植模式复杂，多数为小规模种植，农艺粗放并且幅员辽阔，各个地方的土壤情况和地形情况也不尽相同。导致了所引进的国外大型蔬菜收获机械难以应用到我国的实际生产中。因此急需设计制造出能适应我国粗放农艺的适应性强的蔬菜收获机械，最终研究出适应大棚作业的叶菜类蔬菜收获机械。
1.3 设计内容
1.3.1 研究的简要内容
前期准备课题时，本人学习研究了市场上现有的成熟的蔬菜收获机械，运用大学所学的机械原理、机械设计等课程的知识，设计出关键机构，并利用Solidworks建立出叶菜类蔬菜收获机的三维模型。
1.3.2 本设计解决的难点问题
（1）叶菜类蔬菜绝大多数长势比较低，切割装置要安装的比较低，还要保证收获机正常的行进。
（2）叶菜类蔬菜根茎短切割之后会沾上很多泥土，用通常的鼓风机构，将切割下的蔬菜吹进输送带的同时也会将泥土带入。因此本文选取了谷物类收获机械中经常用到的拨禾轮来代替鼓风装置。
（3）我国多数蔬菜都是种植在大棚中，因此本文设计小型的叶菜类蔬菜收获机，侧挂在小型拖拉机上。
1.4 本章小结
本章介绍了我国蔬菜收获的生产情况、分析了国外蔬菜收获机械为何不能适应我国的生产实际以及本课题的研究目的和研究意义。
2 设计方案简要说明
2.1 蔬菜收获机初步方案
叶菜类蔬菜收获机由有动力机构（拖拉机）、切割机构（往复式切割器并加装拨禾轮）、传动机构（曲柄摇杆机构以及链传动）、输送机构（皮带轮）、机架载体、采集装置。切割器把蔬菜切断后，拨禾轮把切断的蔬菜推上输送带，输送带最后把蔬菜运送到采集柜里。
图2.1整体结构简图
2.2 切割机构
我国的农业收获机械中，常用的收获机械的切割装置一般是回旋式切割器和往复式切割器。往复式切割器的工作原理：动刀片往复运动，而定刀片不动以此来产生剪切力，来对待收割的蔬菜进行切割。往复式切割器的切割质量比较好，而且结构简单，定刀片支撑起动刀片，所以动刀片不需要太高的速度。往复式切割器在农用机械中应用非常广泛，也已经有了国家标准行业标准，成本会比较低。往复式切割器最重要的优点是可以收割种植不整齐的农作物，不会漏掉待收割农作物。回旋式的切割器，是圆盘刀高速旋转然后割断待割蔬菜，它的切割能力很强，但是切割好的农作物会被刀具甩出去。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 蔬菜收获机械发展现状1
1.3 设计内容1
1.4 本章小结2
2 设计方案简要说明 2
2.1 蔬菜收获机初步方案 2
2.2 切割机械 3
2.3 拨禾机构 3
2.4 输送机构 4
2.5 行进机构 4
2.6 传动机构 4
2.7 本章小结 5
3 切割装置的设计 5
3.1 往复式切割器 5
3.2 切割器的传动设计 9
3.3 往复式切割器的需求功率 13
3.4 本章小结 13
4 拨禾装置的设计13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.1 初定拨禾轮的参数 13
4.2 拨禾轮的运动分析 15
4.3 拨禾轮的参数 16
4.4 拨禾轮三维建模 20
4.5 拨禾轮的功率计算 20
4.6 本章小结 21
5 输送装置的设计 21
5.1 输送带的倾斜角 21
5.2 输送带的设计 22
5.3 滚筒的参数设计 23
5.4 滚筒主动轴 24
5.5 本章小结 25
6 传动系统的设计 25
6.1 确定整机传动方案 25
6.2 确定各级传动比 26
6.3 链传动结构和参数设计 27
6.4 本章小结 32
7 机架及收集箱的设计与整机的装配 32
7.1 设计机架 32
7.2 收集箱的设计 32
7.3 行走轮的设计 32
7.4 轴承的选取 32
7.5 联轴器的选取 33
7.6 本章小结 33
8 结论与展望 33
致谢 34
参考文献35
1 绪论
1.1 研究背景
我国蔬菜生产产业发展很快，生产规模和产量都大大增加。然而我国农业种植模式快速进步，植保、灌溉、移栽技术飞速进步。但是能适应我国农业情况的农业机械却发展非常缓慢，这样的时代背景下，迫切的需要发展适应我国种植模式的蔬菜收获机械。因为蔬菜软脆容易损伤，我国的蔬菜收获绝大多数还是人工收割。然而我国经济快速发展，劳动力成本日益上涨，导致蔬菜收获成本非常高昂，变相的减少了农户的收入也导致了蔬菜价格上涨很快。因此为了解决收获生产高昂的劳动力成本，为了减轻人工生产强度，为了提高收获效率，加快蔬菜收获机械的发展迫在眉睫。
因为我国现有的蔬菜类别多，各种蔬菜差异也很大，种植模式也比较碎块化，现有国外的收获机械不能适应我国粗放的农艺，所以本文通过研究现有的蔬菜收获机械，设计出一种适应我国种植模式的叶菜类蔬菜收获机。
1.2 蔬菜收获机械发展现状
1.2.1 国外的发展情况
农业机械化程度比较高的国家基本都是发达国家，如澳大利亚、英国、美国、德国、俄罗斯等，这些发达国家的种植模式科学、体系成熟。所以蔬菜生产产业发展很迅速，从土壤耕作到幼苗的培育再到施肥灌溉最后机械化采摘。完善的产业体系和合理的种植模式催生了大型蔬菜收获机械。
1.2.2 国内的发展情况
我国种植模式复杂，多数为小规模种植，农艺粗放并且幅员辽阔，各个地方的土壤情况和地形情况也不尽相同。导致了所引进的国外大型蔬菜收获机械难以应用到我国的实际生产中。因此急需设计制造出能适应我国粗放农艺的适应性强的蔬菜收获机械，最终研究出适应大棚作业的叶菜类蔬菜收获机械。
1.3 设计内容
1.3.1 研究的简要内容
前期准备课题时，本人学习研究了市场上现有的成熟的蔬菜收获机械，运用大学所学的机械原理、机械设计等课程的知识，设计出关键机构，并利用Solidworks建立出叶菜类蔬菜收获机的三维模型。
1.3.2 本设计解决的难点问题
（1）叶菜类蔬菜绝大多数长势比较低，切割装置要安装的比较低，还要保证收获机正常的行进。
（2）叶菜类蔬菜根茎短切割之后会沾上很多泥土，用通常的鼓风机构，将切割下的蔬菜吹进输送带的同时也会将泥土带入。因此本文选取了谷物类收获机械中经常用到的拨禾轮来代替鼓风装置。
（3）我国多数蔬菜都是种植在大棚中，因此本文设计小型的叶菜类蔬菜收获机，侧挂在小型拖拉机上。
1.4 本章小结
本章介绍了我国蔬菜收获的生产情况、分析了国外蔬菜收获机械为何不能适应我国的生产实际以及本课题的研究目的和研究意义。
2 设计方案简要说明
2.1 蔬菜收获机初步方案
叶菜类蔬菜收获机由有动力机构（拖拉机）、切割机构（往复式切割器并加装拨禾轮）、传动机构（曲柄摇杆机构以及链传动）、输送机构（皮带轮）、机架载体、采集装置。切割器把蔬菜切断后，拨禾轮把切断的蔬菜推上输送带，输送带最后把蔬菜运送到采集柜里。
图2.1整体结构简图
2.2 切割机构
我国的农业收获机械中，常用的收获机械的切割装置一般是回旋式切割器和往复式切割器。往复式切割器的工作原理：动刀片往复运动，而定刀片不动以此来产生剪切力，来对待收割的蔬菜进行切割。往复式切割器的切割质量比较好，而且结构简单，定刀片支撑起动刀片，所以动刀片不需要太高的速度。往复式切割器在农用机械中应用非常广泛，也已经有了国家标准行业标准，成本会比较低。往复式切割器最重要的优点是可以收割种植不整齐的农作物，不会漏掉待收割农作物。回旋式的切割器，是圆盘刀高速旋转然后割断待割蔬菜，它的切割能力很强，但是切割好的农作物会被刀具甩出去。
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