《牵引式式线辣椒收获机设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《牵引式式线辣椒收获机设计.pdf（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、牵引式辣椒收货机设计 学生姓名 学 号 所属学院 专 业 班 级 指导老师 日 期 学院制 摘 要 我国一直以来都是垃圾的重要生产大国和消费大国，每年有大量的垃圾消费需求，和广大的垃圾种植面积，使用人力对辣椒进行采摘是一种需要巨大劳动力的生产模式，不仅浪费大量劳动力并且效率低下。在目前农业生产愈加的机械化的背景下，如何完成辣椒的机械收获成为目前一个重要的课题。本次设计就将针对该课题进行设计。本次的毕设首先针对辣椒收获机整体研究的大环境背景下，并且参考了以往成功的设计案例，对牵引式辣椒收货机的结构进行了设计和研究，从整体结构而言，重点对辣椒收获机的收货机构、分离机构、清选部件进行了重点设计和研究
2、。设计步骤首先在明确设计任务要求及其背景的情况下，查找资料并与老师深入沟通明确了设计纲领，并通过三维设计 Solidworks 对其中的重要部件做了设计并完成建模，并不断优化设计，最后绘制CAD 图纸文件，完成了总装图和部件图以及重要的零件图。由于本人设计能力有限，难免有错误，请各位老师批评指正。关键词：线辣椒收获机；分离清选部件；收货机构；三维建模；Abstract China has always been an important production of garbage power and consumption power,there are a lot of garbage co
3、nsumer demand every year,and the vast majority of garbage planting area,use manpower of pepper picking is a huge labor production patterns,not only a waste of a lot of labor and low efficiency.In the current agricultural production more mechanical background,how to complete the mechanical harvesting
4、 pepper becomes an important topic.The design will focus on the topics of design.The complete set first to research the chili pepper harvester environment background,and with reference to the successful design case,the structure of the cargo traction typeof pepper for the design and research,from th
5、e overall structure,the chili pepper harvester receiving mechanism,separation mechanism,cleaning parts of the focus on design andresearch.Design steps first of all in the clear design tasks and its background,find information and in-depth communication with teacher clear design program,and through t
6、he 3D design of Solidworks on one of the important components for the design and modeling,and constantly optimize the design,finally draw CAD drawing file,complete the assembly diagram and parts diagram and important part drawing.Because of my limited ability to design,hard to avoid mistakes,please
7、the teacher criticism.Keywords:chili pepper harvester;separating parts;delivery mechanism;3D modeling;目 录 第一章 绪论.6 1.1 国内外辣椒收获机概况及发展现状.6 1.1.1 国外辣椒收获机的研究概况及发展趋势.6 1.1.2 中国辣椒收获机的研究概况与发展趋势.6 1.2 国内外关于辣椒收获机清选部件的研究现状和发展趋势.7 1.2.1 国外对该课题的研究现状.7 1.3 研究的目的与意义.8 1.3.1 研究内容.9 1.4 Solidworks 三维建模设计简介.8 第二章 牵引
8、式线辣椒收获机的收获部件的设计.11 2.1 收获部件的总体结构设计方案确定及工作原理.9 2.1.1 收货部件的的设计方案确定.9 2.1.2 牵引式线辣椒收获机收获部件的工作原理.15 2.2、收获部件关键部件的设计及其三维建模.16 2.2.1 星型轮的设计方案确定.10 2.2.2 滚轮的设计.18 2.2.3 弹性齿的设计.20 2.2.4 风机的设计.21 第三章 牵引式线辣椒收获机的分离清选部件的设计说明.11 3.1 分离清选部件的总体结构设计方案确定及工作原理.15 3.1.1 分离清选部件的的设计方案确定.15 3.1.2 牵引式线辣椒收获机分离清选部件的工作原理.15 3
9、.2、分离清选部件关键部件的设计及其三维建模.16 3.1 星型轮的设计方案确定.16 3.2.2 机架的设计.18 3.2.3 箱体的设计.20 3.2.4 风机的设计.21 第四章 牵引式线辣椒收获机的传动机构的设计说明.11 4.1、分离清选组件传动机构的设计.16 4.2.1 星型轮的设计方案确定.16 4.2.2 传动带的设计.18 4.2.3 输送带的设计.20 4.2、滚轮传动机构的设计.16 4.2.1 星型轮的设计方案确定.16 4.2.2 传动带的设计.18 4.2.3 星型轮的设计方案确定.16 结论.29 参考文献.30 致谢.错误！未定义书签。1.绪论 1.1 国内外
10、辣椒收获机概况及发展现状 1.1.1 国外辣椒收获机的研究概况及发展趋势 辣椒机械化起源于美国。20 世纪初辣椒农作物依靠人工采收。1967 年,美国铃状辣椒实行商业机械化采收方式。辣椒收获机在全世界范围内已设计生产出了 200 多个辣椒收获机,专利申请达到 20 项。多个国家都对辣椒收获机进行了研究但是发展缓慢。针对中国的朝天小辣椒相似的一种辣椒很小，直径大约 75 毫米，长度大约 300 毫米，尖部朝上生长，进行研究制作收获机，起初利用现成的兰酱果收割机，利用振动原理将辣椒采摘，试验结果失败。而后采用高压水喷的办法将辣椒喷摘下来，试验结果虽然可以采用喷射方法采摘辣椒，收集较为麻烦，同时浪费
11、大量水源不经济不实用。1979 年研制出工作原理是在两条倾斜的宽传送带上安装许多铝质指杆将辣椒梳摘下来，可以一次完成收获。采摘率达到 95%。1980 年设计了一种指杆式采摘部件前悬挂在高架拖拉机上。利用振动采摘原理，设置两条回转带，带上安装许多指杆，工作时指杆不断打击植株茎杆，使辣椒脱落。发现辣椒的采摘必须同时采用振动和打击的方法才能完成采摘工作。1980 年，研制了采摘部件由一对倾斜的对滚轴组成，轴上装有许多指杆，工作时两滚轴相对滚动，指杆就由上而下地打击在枝杆和辣椒上。最后发现柔性指杆的采摘效果好，进一步研究发现两排共八个铝质圆盘构成，每个圆盘均由弹簧支承，并可以绕轴自转，两排圆盘之间还
12、可以张缩，这样就起到了承接和输送的双重作用。实际生产发现，圆盘收集系统收集效率中等但是缺点是对植株有中轻度的压弯和损伤情况存在。1976 年设计并制作了展开式双螺旋型辣椒收获机。在 1993 年对该辣椒收获机商业化,进行了实际试验生产。1998 年利用番茄收获机改装设计生产商用的红辣椒收获机,发现生产效果较好。目前在美国主要的牵引收获机器为自走式和牵引式。在大量的收货机械中如果按采摘原理划分，可以分为为长杆梳指型、带状梳指型、展开双螺旋线型和滚筒弹指型。长久的研究发现辣椒收获机的两个主要工作装置为采收装置和清选装置。本次设计我们也是针对这两个装置进行了详细设计同时对其他附件进行了设计。采摘装置
13、主要有展开双螺旋线式,一对或多对螺旋卷杆组成。还有长杆梳指式采摘装置、带状梳齿式采摘装置以及滚筒弹指式采摘装置。几种装置在长期的设计过程中已经得到多次试验。清选装置主要有气流式与辊子式的复合形式还有气流式与滚筒式的复合形式。目前主流的清选方式如上两种。1.1.2 中国辣椒收获机的研究概况与发展趋势 目前我国辣椒总产量已居世界之首，约为世界辣椒产量的 50%，同时每年还以 9%的速度增长。新疆仅制干辣椒种植面积已发展至 60 万亩，形成近 30 万吨干椒的市场规模，辣椒种植已逐步成为新疆特色农业产业中的又一红色产业。中国的辣椒机械化收获发展较为落后。作为辣椒的生产大国和消费大国，这样的现状是不符
14、合现代化农业生产要求的，需要加紧脚步追赶国外的先进技术。2000 年以前国内大多是自发研制。河南省丁山峰研制的辣椒机和河南省社旗县社旗镇研制的三樱椒采摘机,以上两种垃圾收获机采用人工喂料进行场上采摘模式;山西省襄汾县研制的田间作业的辣椒收割机采用二冲程发动机为动力,可进行辣椒田间收割。试验机型经过试验后发现研制出的机型不适合大面积种植规模作业，只能较为单一小范围进行收割。2005 后作为辣椒的生产大省新疆，研究部门和企业对辣椒收获机进行研究开发。经过了当地科研单位的大量研究已经开发出多种辣椒收获机械设备，可以完成采摘、分离、清选和装箱等整个流程工艺的辣椒收货机械。其中较为突出的有 2011 年
15、新疆生产建设兵团科技局研制的“4LS-1.6 型牵引式线辣椒收获机的研制”该设备达到了国内领先水平，并被国内外专家认可。该项机械设备成果获得国家专利 3 项。清选模式主要采用机械和风力复式分选装置，极大的提高辣椒的清洁度；采用的液压升降采摘装置，可以控制采摘高度，同时可以转弯和田间运输，可操作性强；尾后还配备有大容量的自卸料箱，与以往的设备相比较机械化程度高，卸货时间短，运输效率高；牵引式辣椒收获机还采用可调的牵引装置，还提高了机组的机动性、通过性和运输安全性。1.2 国内外关于辣椒收获机清选分离部件的研究现状和发展趋势 清选分离的主要目的是将收获的辣椒中含有的茎秆、椒叶等杂质从辣椒中分离出去
16、，是在辣椒完成收割以及运输后的重要工艺。分离清选装置是辣椒收获机重要部件之一。评定优劣的生产指标有含杂率、损失率及破碎率等。中国经过常年研究清选分离装置主要有风选、筛选、风筛选、其中风筛窝眼选和比重选等形式。但是由于以上清选方式主要针对的是谷物与辣椒的外形以及质量特性相差较大故需要研究独立的清选设备。目前主要借鉴国外的成熟清选分离研究成果。1.2.1 国外对该课题的研究现状 主要的清选分离装置有：旋转刀片与气流组合式清选分离装置、2.双风机气流式清选分离装置、3.滚筒式清选分离装置、4.气流式清选分离装置、5.气流与滚筒组合式清选分离装置 1.旋转刀片与气流组合式清选分离装置 旋转刀片与气流组
17、合式清选分离装置由料箱、逐禾轮、物料输送带、异形轮、刀片、回收输送带、出杂调节板、风机、栅格输送带和杂质输送带等组成。异形轮及刀片是主要部件，主要工作原理是刀片夹在两个异形轮中间通过轴传动旋转。异形轮固定在铁板处。通过调节其排出口的大小调节出杂率。辣椒及茎叶进入料箱，落入输送带上，输送到逐禾轮处，长茎秆被逐禾轮搅动让物料顺利地落入下面的斜板上。斜板上间隙布置的异形轮组中的旋转刀片可以将茎秆切断，这样辣椒与茎秆分离成功，斜板的振动后辣椒茎秆落入异形轮的切槽中而后长茎秆切断成短茎秆。辣椒果实、短茎秆、辣椒叶在斜板的振动与物料的自身重力下落入输送带，风机将落下过程汇总的椒叶清选出去，短茎秆则由栅格输
18、送带上的间隙排除，辣椒被输送带传动带后储物箱。确定主要是切断茎秆的刀片较为复杂，需要定期进行跟换。2.双风机气流式清选分离装置 双风机气流式清选分离装置主要结构有：净果输送带、物料输送带、杂质输出管、两个风机 物料由输送带输入落入到输送带的过程中，风机将产生的杂质叶片等用气流吹出，而后被上面风机吸入，最后从输出管排出。完好的辣椒由输送带运入到储物箱体，准备运输 风选式分离装置有点是装置简单成本较低。缺点是茎秆不能被分离。只能适用于含茎秆少量工况的辣椒机，同时只有水分量较大的辣椒可以保留，水分小的辣椒会被当做废料吹出清选过度损失。3.滚筒式清选分离装置 滚筒式清选分离装置结构主要有旋转杆、固定杆
19、，螺旋刷搅龙，轴、外齿圈和内齿圈。螺旋刷及滚筒外围的杆是主要部件。材料选用灵活柔软的塑料，滚筒外部的杆选用的是空心不锈钢管。旋转杆装在齿轮上，齿轮两侧为外齿圈及内齿圈。分离装置在轮的驱动下，带动滚筒及旋转杆转动。轴的转向与滚筒的转向相反。筒式分离装置缺点是较长的茎秆不在清选范围内，故只能适用于后期精致清选工况。4.气流式清选分离装置 气流式清选分离装置主要结构是气体管道、物料输送管道、输送带、气体管道、集装箱和气锁。主要工作原理是管道输送的辣椒及杂质混合物落入输送带。辣椒及杂质经气锁运到输送带，当辣椒及杂质混合物运入落入集装箱的过程中，椒叶的轻杂质可以被气流吹出。风选式分离装置的缺点是只能分离
20、椒叶等轻杂质工况不能太过复杂。5.气流与滚筒组合式清选分离装置 气流与滚筒组合式清选分离装置主要结构组成有分离滚筒、滚筒外的圆杆、滚筒内的搅板、排杂斜板、进料槽、气体导管和出料槽。通过圆杆的间隙将小杂质排出。主要工作原理是：辣椒及茎秆椒叶等杂质从进料槽进入滚筒，通过气流吹动、滚筒转动、搅板的搅动分离 但是滚筒式分离装置的缺点主要是可以将小杂质及椒叶分离，只能使用与后期的精细清选装置。1.3 研究的目的与意义 目前辣椒收获机的研究状况是国外辣椒收获机械的研制经过过年的研究已进入了稳步发展的时期,成果丰富并且经过了大量的实践生产试验积累了大量的经验。我国辣椒收获机的研究目前停滞不全暂时没有较为成熟
21、的产品。经过大量的实践经验以及国外资料研究发现，辣椒的品种决定了收货的工作状况,所以在研究开发辣椒收获机时,应从地域条件及辣椒品种来针对性的进行研究。辣椒收获机需要做好保质保量的效果完成设计任务。在研究开始阶段,我们 辣椒收获机主要是引进国外技术,这里需要说明在研究国外的辣椒收获机械的同时需要根据我们当地的实际情况进行改进和开发,这样可以不断完善和优化设计适应当地的自然状况和工况满足要求。目前主要的研究和设计方向是收获效率高、损失率低、自动化程度高，同时可以预见以后不对行采摘、采收灵活和成本低的辣椒收获机械也会越来越多的被国内生产大户接受。研究设计主要需要完成请选分离部件，实现采摘、清选分离、
22、装箱于一体等各个工艺阶段。1.3.1 研究内容 研究内容主要对辣椒收获机的采摘机构、分离清选等进行设计，同时完成各个部件的传动装置、总体的外观设计、物料存储箱体等。其中采摘机构和分离清选机构是本次设计的主要内容。（1）在满足，研究并确定辣椒收获机械的总体尺寸设计（2）研究并确定收获装置的零件设计，功能改进与创新点（3）带轮输送装置的设计，保证辣椒收获机可以在采摘装置与清选装置、储料箱体之间相互配合运输。（4）研究并确定分离清选系统各组成部分的结构，并对其进行分析，使其结构、性能达到最佳。（3）辣椒收获机尾后储存箱设计的与尺寸指定。（4）所有零部件通过 Solidworks 三维造型软件三维实体
23、建模（5）CAD 详细总装图，部件图，零件图的绘制。1.3.2 研究方法（1）通过视频短片，查阅大量的文献资料，借鉴国内外辣椒收获机械的成功案例并在他们的基础上进行优化设计，确定辣椒收获机主体尺寸以及各个零部件的尺寸制定。（2）对分离清选装置进行研究设计。（3）对输送传动机构进行设计与研究。1.4 Solidworks 三维建模设计简介 Solidworks 介绍 Solidworks软件功能强大，组件繁多。Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得 SolidWorks 成为领先的、主流的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不
24、同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。对于熟悉微软的 Windows 系统的用户，基本上就可以用 SolidWorks 来搞设计了。SolidWorks 独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks 资源管理器是同 Windows 资源管理器一样的 CAD 文件管理器，用它可以方便地管理 CAD 文件。使用 SolidWorks，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。本次设计用到的 Solidworks 主要功能是：零
25、件、装配、工程图 SolidWorks 提供了无与伦比的、基于特征的实体建模功能。通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。通过对特征和草图的动态修改，用拖拽的方式实现实时的设计修改。三维草图功能为扫描、放样生成三维草图路径，或为管道、电缆、线和管线生成路径。在 SolidWorks 中，当生成新零件时，你可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，SolidWorks 的性能得到极大的提高。SolidWorks 可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和
26、间隙检测。SolidWorks 提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。2.牵引式线辣椒收获机的收获部件的设计 2.1 收获部件的总体结构设计方案确定及工作原理 2.1.1 收货部件的的设计方案确定 牵引式式辣椒收获机采摘台主要由滚筒和弹齿构成，弹齿固定在滚筒上，滚筒顺时针旋转时，径向弹齿整排从下往上挑过整棵辣椒，辣椒和部分细小枝叶从植株上被一排排摘下，滚筒继续转动后，被摘下的辣椒和枝叶被弹齿的带动向后做径向运动，而后转动到将近 180时被甩到后面的输送带上，从而实现辣椒的采摘。2.1.2 牵引式线辣椒收获机收获部
27、件的工作原理 收获部分的的基本结构及工作原理 辣椒收获机械主要部分是采摘台，收获部分的主要工作部件是在采摘台。辣椒采摘台的类型，主要有螺旋杆式采摘台、滚筒式采摘台和梳齿式采摘台。螺旋杆式和滚筒式工作方式是采用持续敲打方法，将会造成辣椒的损坏不利于完整采摘与后期的保存，本次设计采用弹齿式采摘台，采用从下向上挑的方法采摘辣椒，辣椒的采净率高，可以有效满足收获需求。弹齿位于滚筒表面，弹齿轮采用焊接模式进行连接，横向排成一排，类似于我们平时使用的梳子，同时在滚筒的径向圆方向上排列形成弹齿式滚筒，通过组合扶禾板、辣椒升运器等部件构成弹齿式采摘台。图 2-1 滚筒收获组件 2.2、收获部件关键部件的设计及
28、其三维建模 2.2.1 滚筒的设计方案确定 滚筒是整个采摘台的承载体需要通过主轴与两端的机架进行连接，通过安装的轴承进行旋转，在满足强度要求的情况下尽量保证轻质与较好的制作工艺要求。滚筒中间有通孔供主轴穿过，周边为了减轻重量进行镂空设计，在滚筒的径向与轴向外圆处均匀的焊接有弹齿组件，在快读旋转时候可以将辣椒茎秆以及上面的辣椒进行收获，完成首道收获工艺。新疆的辣椒产量居全国首位，辣椒的种植模式不统一，多为宽窄行模式，主要有一膜两行和一膜四行等种植模式，行间距多种多样，因此，辣椒收获机只能进行不对行设计以提高适用范围。为提高收效率，弹齿横向的间距设定为 100 mm。弹齿在滚筒上的排列方式。本次滚
29、筒尺寸范围为：直径 800，长度 2600 图 2-2 滚筒三维外形 2.2.2 弹齿的设计 弹齿采用不锈钢弹簧钢丝 OCrl8Ni9 扭曲而成，直径为 6 mm，设计完成的弹齿的特点是具有采摘、抛送、防止采摘物脱落，不但可以应用于辣椒，同时也可以采用同样的原理应用于其他相似的作物的采收；在采摘辣椒时，弹齿能够抓住辣椒防止其向前滑落造成落地损失，弹齿基体为奥氏体，与其它不锈钢相比，具有高的耐蚀性，低温及高温下均有较高的塑性和韧性，及较好的冷作成型性，这是选择该材料的重要原因。(1)上挑采摘辣椒过程。上挑采摘辣椒的过程就是弹齿顺时针方向运动，完成把辣椒和部分枝叶的流程，摘下的物料加速向后运动。本
30、工艺过程影响摘净率和辣椒的破损率，当弹齿旋转速度慢，割台的喂人量增加，极有可能造成割台的堵塞；当弹齿旋转速度快，将会损坏辣椒。(2)携带旋转过程。携带旋转过程就是弹齿携带辣椒顺时针从前到后转动。该过程可以将辣椒的运动方向从向前运动转变为向后下运动，准备辣椒的抛送过程。摘下辣椒在弹齿的带动下做圆周运动，因为弹齿表面光滑，辣椒向弹齿末端运动，弹齿末端具有一定的角度，同时因为弹齿旋转速度快，摘下的辣椒通过携带过程这样的一个类似离心力的原理不会造成辣椒脱离弹齿。(3)抛送辣椒过程。抛送辣椒的过程即弹齿从前向后运动的过程。本过程将会使摘下的辣椒及时脱离弹齿，离心运动提供的离心力作用，同时由于本身自身重力
31、，滚筒的直径提供了较大的离心半径，离心力将会增加，此时辣椒的线速度较大可以顺利脱离弹齿的束缚。当弹齿运动速度过慢，初速度过低，辣椒不能脱离弹齿，运动到滚筒最低端时脱落会有不必要的损失，如果仍缠绕在弹齿上，会造成堵塞扰乱下一次的采摘影响效率。图 2-3 弹性齿三维 2.2.3 滚筒主轴的设计 滚筒主轴结构主要分三段，中间段采用键槽方式与滚筒进行链接，两头轴段主要与轴承安装段进行连接，需要较好的光洁度与加工精度（详细见附图），图 2-4 滚轮主轴二维图 图 2-5 滚轮主轴三维图 2.2.4 轴承座的设计 滚动轴承盖和滚动轴承座是与轴承相配，构成一个结合体，然后装于滚动筒上，与道夫配合工件，成为梳
32、棉机上的一个重要组成部分，滚动结合件是滚动中的一个关键零件。滚动结合件安装在滚动筒上与滚动筒一同旋转，滚动轴承盖是安装在轴承座上的滚动轴承座是重达约 1 吨，转速为260rpm410rpm 的滚动的支承件。由于滚动轴承件伴随滚动旋转工作，又是滚动筒的支承件，因此它对于滚动与滚动墙板的同轴度、轴向压力、机件的磨损、及滚动周围机件安装的准确性和滚动的回转平稳度都有不可忽视的影响。根据轴承工作条件（包括载荷方向及载荷类型、转速、润滑方式、同轴度要求、定位或非定位、安装和维修环境、环境温度等），选择轴承基本类型、公差等级和游隙；同时根据轴承的工作条件和受力情况和寿命要求。3.考虑本次设计轴承的额定载荷
33、和极限转速属于轻载荷。综合考虑轴承的各个因素：极限转速、要求的确良寿命和载荷能力，最后选择圆柱滚子轴承（尺寸如图所示）。图 2-6 滚轮轴承座三维图（去除轴承端盖）图 2-7 滚柱轴承三维图 3.牵引式辣椒收获机的分离清选部件的设计说明 3.1 分离清选部件的总体结构设计方案确定及工作原理 3.1.1 分离清选部件的的设计方案确定 顾名思义清选分离主要是把辣椒中的茎秆、椒叶等杂质分离出去，在整个辣椒收获机械中是重要的设备之一。该机械的好坏评判标准主要是含杂率、损失率及破碎率。清选方式总的来说有风选、筛选、风筛选、风筛窝眼选和比重选等。不同于谷物小麦的物理外形，辣椒的分离清选系统可以借鉴但需要有
34、自己的独特装置来进行适应。本次设计采用的是星形轮轴将混合物中的长茎分离出来，轮轴转动过程中，通过星形轮的梳理，长茎大杂在分离时整齐的会进入到在两相邻轮间定向传动，而后清理出外部，星形轮轮齿的外形采用圆弧状，同时材料使用软质的橡胶材料减少在分离清选过程中的辣椒损伤可能。3.1.2 线辣椒收获机分离清选部件的基本工作原理 分离清选部件主要组成部分有：星型轮、风机、轴辊、链轮。清选的方式主要是气流一星型轮式两级复选式清选。同时一级星型轮式分离负责清理辣椒中大杂(如茎秆)的分离工作；二级气流分离负责的主要是辣椒与小杂(如椒叶)分离。两级分离的应用可以大幅度减少含杂率。1.一级清选的工作原理 一级清选采
35、用星型轮式工作模式，分离的主要是线辣椒混合物的大杂。工作过程中：数排轴通过转动链一环带动一环传动，使得整根链子进行转动，单根轴上安装有数个星型轮，转动后的星型轮拨动线辣椒与茎秆、椒叶等混合物，混合物在旋转星型轮的作用下按星形轮的排列方向排列，按照旋转方向各个杂物前进，清选的过程中椒叶与线辣椒混合物（线辣椒、椒叶及其他杂质）从星型轮排列间隙漏下，其他大型的茎秆则沿着星型轮旋转方向被清选出去。2.二级清选的工作原理 二级清选采用气流进行分离可以完成辣椒与小杂（如椒叶）分离的任务。从一级清选星型轮排列间隙漏下的椒叶与线辣椒混合物（线辣椒、椒叶及其他杂质）漏斗通道内，滑道的出口缓慢收拢方向向下正对风机
36、的风向口，气流把椒叶等杂质吹出的同时，由于线辣椒果实较重将由于重力落下不会被清选。3.2、自走式线辣椒收获机的分离清选部件的设计 3.2.1 星型轮轴组件的设计方案确定 星型轮轴中的星型轮采用的是软质的橡胶材料在转动过程中可以保证辣椒不会被损坏，并有效分离辣椒中的混合物大型杂物。星型轮工作过程中通过轴带动全部一起旋转，并由于链传动轴之间同时旋转。旋转过程中茎秆、椒叶等混合物被旋转星型轮推进并从星型轮排列间隙漏下，茎秆被清选排出。图 3-1 星形轮 图 3-2 星形轮三维图 如图所示，星形轮外形是圆弧结构，在转动过程中，轮齿对辣椒在满足分离清选的情况小下尽量减少对辣椒的伤害，从整个星型轮轴上看，
37、星形轮并排排布，可以将混杂在辣椒中的长茎等大杂，沿着相邻两轮间顺利前行，达到分离的目的完成一级清选工作。图 3-3 星形轮轴组件三维图 图 3-4 星形轮轴组件分布图三维图 星型轮轴组件中的星型轮是设计重点几何形状、排列方式、旋转速度和安装的稀密程度都将会影响到辣椒的最终传动分离清选效果。在能满足清选的状况下尽量减轻质量可以选用 PVC 材料，这样节约制造成本并可以减轻整体重量。依据采摘后辣椒的统计数据可知，茎秆和辣椒的长度从而确定两排星型轮间间隔尺寸以及单排星型轮之间的距离大小 3.2.2 机架的设计 清选部件框架也可以叫机架，机架是承载整个清选分离装置的载体，属于大型的构件，尺寸与整个辣椒
38、收获机的尺寸相互联系同时由于处于中间位置，他的整个重量分配以及平衡点需要考虑。图 3-5 机架三维图及其尺寸 如果机架过大他将会影响整体的尺寸、稳定性不好控制，如果机架尺寸太小，那么不但不能满足杂物与辣椒的混合物的清选任务同时也会对整个清选分离的效率造成巨大影响，重量因素上考虑的话，机架过重的话那么整机也会过重，对牵引的要求就会增加。机架对底座的高度也要与辣椒收获机整体外观尺寸进行匹配设计 通过数据对比和收获机尺寸考虑，确定机架长 2260mm，宽 800mm，1200m 采用 60 x60 的方管进行焊接成型。图 3-6 机架截面 3.2.3 箱体的设计 箱体的结构特点主要是上方口连接上部的
39、清选装置，而下方小口与输送带进行连接，中段有锥形收缩口，底部小口的作用是保证从该口出来的杂物准确落入箱体之中通过箱体的出口排出，通过风机的大风力的吹力将较轻的杂物吹出，得到较为干净的辣椒果实然后由传输带输送到下一级清选设备的传送带位置。箱体的结构、壁厚、重量是重要的设计参考因素，这些要素与机架的连接也将会有较大的影响。图 3-7 箱体三维图 图 3-8 箱体质量以及几何特性 3.2.4 风机的设计 风机的设计主要设计参考要素有：风速、风机高度、距离、摆放的角度等要素 为了降低含杂率和损失率，提高整机机械性能的效果需要进行大量的试验，主要有不同的风量及风速，确定能将椒叶等杂质吹出的同时辣椒果实不
40、被吹出的风量及风速。并且针对不同品种和地质，辣椒果实和椒叶的重量也是不同的，因此将风口制作成可以调节的，这样可以同时控制风机风量的大小和风向，保证实施控制。图 3-9 风机三维图 4.牵引式线辣椒收获机的传动机构的设计说明 4.1、分离清选组件传动机构的设计 分离清选组件传动过程主要是通过右下角风机小型带轮带动右上角大带轮进行转动，右上角大带轮转动后同轴的小带轮带动中间的小带轮进行转动。通过皮带轮的传动，中间的小带轮带动左上角的大带轮进行转动。以上是基本的传动过程。图 4-1 分离清选组件传动示意图 4.1.1 风机带轮与星型轮组件传动带的设计（1）选择普通 V 带截型 带的型号可根据计算功率
41、 Pd 选取，计算功率 Pd=KAP。其中 KA：工作情况系数 P：名义传动功率7。本设计中由于是带式传动，工况平稳，由参考文献2，P156 表 8-7 因此选取 KA=1.1 Pd=KAxP=1.14.5=4.95KW 由参考文献3，P157 图 8-11 得：选用 A 型 V 带。（2）确定带轮基准直径，并验算带速 推荐的小带轮基准直径为 75100mm，为了减小带的弯曲应力应采用较大的带轮直径，查普通 V 带带轮基准直径系列，可取外圈 dd1=104mm,内圈直径 86mm dd2=i1dd1=2.2104=228.8mm 带速 V：V=dd1n1/601000 =104960/6010
42、00 =5.224m/s 在 525m/s 范围内，带速合适。（3）确定带长和中心距 初定中心距 a0=680mm 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)0.7(104+228)a02(104+228)所以有：274.3mma0779mm 由课本 P84 式（5-15）得：Lo=2ao+（/2）(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =1892.84mm 由参考文献3，表 8-2 选取相近的 V 带基准长度 Ld=1893mm 确定中心距 aa0+(Ld-Ld0)/2=682.85mm (4)小带轮包角的验算 1=180-(dd2-dd1)/a57.3 =180-(228-
43、104)/682.8457.3=169.59120（适用）图 4-2 分离清选组件大带轮 图 4-3 分离清选组件小带轮 4.1.2 星型轮组件其余传动的设计 1.中心轴小带轮与右上星型轮小带轮直径相同为 104，中心距离 a 为 1415.31 2.中轴小带轮与滚筒主轴大带轮传动中心距离 a 为 674，中轴小带轮同图 4-3 所示直径为 104，大带轮直径同图 4-2 直径为 228，由于结构相同并且中心距离相近故不再进行重复设计 4.2、滚轮传动与输送机构的设计 中部动力输出轮装置转动后通过左侧短带轮进行中转传动至滚筒带动整个滚筒进行转动并工作；中部中转轮传动后向左侧滚轮传动至前传动带主
44、轴，同时输出滚轮向右侧底部滚轮进行传动输出，右侧底部滚轮传动至顶部输出带轮轴带动传送带转动。图 4-4 滚轮与输送带传动俯视布置图 图 4-5 滚轮与输送带传动轴视图 4.2.1 传动相关数据 图 4-6 大带轮三维图 滚筒传动不需要较大的扭矩并且工况平稳，这里我们主要采用带轮直径相同外部直径设定为300mm，内部定位直径为 80，V 带参考数据如图所示。4.2.2 传动轴轴承座 图 4-7 轴承座三维图 采用内侧轴承座壁进行定位，由于工况平稳并且主要是径向受力，采用两枚滚柱轴承 GB283-94进行辅助减磨，轴承左端采用端盖定紧轴承外圈进行定位，端盖外部采用 6-M10 x30 进行固定。轴
45、承座底部采用 4-M6x12 进行固定。润滑采用油脂润滑模式。4.2.3 输送带传动组件 输送带主要构成零部件有：轴承座组件、V 形皮带、前主动带轮轴、前从动带轮轴、后底部带轮轴、后顶部带轮轴、输送带 输送带为了保证传动的平稳同时保证在斜面传输时辣椒等不会脱落，可以 图 4-8 传输皮带三维图 5.牵引式辣椒收货机总体设计 小型辣椒收获机械，这个机械运用统收方法进行收获，机械是牵引式收获机械。本设计主要是设计牵引式辣椒收获机械，该机由机架、地轮、采摘装置、输送装置、产品箱和传动系统等组成，可一次完成采摘、装箱等联合作业。外形如图所示。图 5-1 整体辣椒收获机外形三维图 本次设计创新点主要是
46、1.辣椒收获机滚筒采用弹齿设计采摘装置，减少了辣椒破损率。工作原理：当辣椒茎秧进入弹齿之间时，辣椒茎秧被圆周力向后进行抛洒，随后由于离心力的作用，当茎秆枝条向后时将抛洒果实到输送带处，在后方输送带上的辣椒叶被后面的清选风机吹出，最后辣椒被送至集料箱中，实现辣椒收获。2.清选装置采用星型轮进行联动滚动传动完成初步清理，滚动星型轮传动后将粗大的茎秆枝条切细顺着滚到被输送带外部清楚，而果实在中间星型轮的孔隙中下落并在下落过程中被风机吹动将各种细小的杂质清楚完成进行二次清选任务。6 结 论 本次设计分析了弹齿的运动规律，得出弹齿的运动方程，并绘出弹齿顶点运动轨迹，从理论上计算出了采摘弹齿的排列方式，为
47、采摘台的设计提供理论基础。由于采摘台质量小，需要输出的动力也小，工作性能稳定。同时通过本次课题的研究完成了清选部件设计，一级清选星型轮的设计和二级清选结构设计进行了初步的研究，本人的毕业设计过程主要借鉴三维软件 Solidworks 进行设计从抽象的二维图纸到具体的三维设计完成了可参数化设计的设计目标，参数化设计的优点在于可以修改设计的各个参数并且直观的发现该种参数的合理程度为后续理论的计算打下了良好的基础 本次设计在导师的辛勤指导下完成，有了老师的谆谆教导让我茅塞顿开有了良好的开端同时告诉了我很多设计经验让我少走了很多弯路，在这里真心向导师以及其他帮助过我的老师和同学表示衷心的感谢。参考文献
48、 1张淑丽.杨旭.辣椒现状及保护地栽培技术J.吉林蔬菜.2008（4）：7-8.2戴雄泽.刘志敏.初论我国辣椒产业的现状及发展趋势.辣椒杂志.2005（4）：1-6 3胡爽吉.陈永成.李玉林.刘晓丽.浅谈辣椒收获机械的研究现状J.新疆农机化.2010.3:10-12 4石勇.闫洪山.王予胜.杨怀君.辣椒机械化收获技术示范应用.农业机.2011 第二期 5胡爽吉.陈永成.袁银霞.韩玲丽.辣椒收获机的研究现状及前景.农机化研究.2011 第八期 6 毛亦卉.向拉蛟.对我国辣椒产业发展对策思考J.辣椒杂志.2007(3)：l-4.t 7孔德远.风筛式清选机的工作原理及使用技术J.种子世界，2006(
49、3)：66 8侯献伟.关于风力振动清选分离筛的优化设计J.农村机械化，2000(6)：44 9张继春.徐斌.林波.PmENGINEER Wildfire 结构分析M.北京：机械工业出版社，2003 10林清安.PmENGINEER 2001 零件装配与产品设计M.北京；清华大学出版社，2003 11张晓桂.新型分离清洗装置的试验研究J.农业机械学报.2002(3)：4749 12卢勇涛.李成松.陈永成等番茄收获机果实分离机构的工作原理及结构特点J新疆农机化，2008(4)：1113 13丁淑辉.Pro/Engineer WildFire5.0 基础设计与实践 14 张晓桂.新型分离清洗装置的试验研究J.农业机械学报.2002(3)：4749 15李增刚.ADAMS 入门详解与实例.国防工业出版社 16肖林铃.在平面筛上清选谷粒混合物的工艺的研究农业机械学报7 卷 2 期 17阿宾.催东.新疆青河县沙棘资源调查J.林业建设.2009.(2)：6152 18Steven B.Shooter and Keith W.Buffinton.Design and Development of the Pik Rite Chili Pepper