毕业设计论文农田清石捡石机设计.docx

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1、机械工程学院毕业设计说明书题目:农田清石捡石机设计年级专业：姓名:指导教师：完成时间：本次设计的是一款荒地清石机，其主要目的是为解决荒地、农田土壤中石块不利于农作物的生长发育及人工捡石劳动强度大等问题。该清石机的主要结构包括机架、减速器、入土装置、拨石装置、分离运输装置、集石箱等，机架实现将清石机各执行机构连接在一起的功能；减速器实现传递清石机各执行机构所需动力的功能；入土装置实现挖掘和碎土的功能；拨石装置实现碎土和拨送石块的功能；分离运输装置实现土壤分离和石块运输的功能；集石箱实现将分离的石块进行储存并处理的功能。具体设计工作主要有：（1）通过调研了解清石机机械结构和机器工作坏境及农艺要求等

2、；（2）采用黑箱法对该机进行功能原理分析，确定本次设计的清石机应具备的功能；（3）通过计算确定各执行部件所需的动力，然后选择合适的拖拉机，并完成整机动力传动方案设计；（4）针对各执行部件三维建模设计，包括入土装置、拨石装置、分离运输装置、机架等；（5）在三维模型的基础上，绘制本次设计的整机结构工程图和各零部件工程图；（6）撰写计算说明书。关键词：清石机、入土铲、拨石轮、分离运输、抖动轮、集石箱。AbstractThisdesignisawaste1andstonec1eaningmachine,whichismain1ydesignedtoso1vetheprob1emsthattheston

3、esinwaste1andandfarm1andsoi1arenotconducivetothegrowthanddeve1opmentofcropsandthe1aborintensityofmanua1stonepicking.Themainstructureofthestonec1eaningmachineinc1udesaframe,areducer,anearthinsertiondevice,astonepu11ingdevice,aseparationandtransportationdevice,astoneco11ectingbox,etc.theframerea1izest

4、hefunctionofconnectingtheexecutivemechanismsofthestonec1eaningmachinetogether;Thereducerrea1izesthefunctionoftransmittingthepowerrequiredbyeachactuatorofthestonec1eaningmachine;Theearthinsertiondevicerea1izesthefunctionsofexcavationandsoi1crushing;Thestonepu11ingdevicerea1izesthefunctionsofcrushings

5、oi1andpu11ingstones;Theseparationandtransportationdevicerea1izesthefunctionsofsoi1separationandstonetransportation;Thestoneco11ectingboxrea1izesthefunctionofstoringandprocessingtheseparatedstones.Thespecificdesignworkmain1yinc1udes:(1)understandthemechanica1structure,workingenvironmentandagronomicre

6、quirementsofstonec1eaningmachinethrough1iteraturereviewandon1ineresearch;(2)Theb1ackboxmethodisusedtoana1yzethefunctionprincip1eofthemachineanddeterminethefunctionsthatthestonec1eaningmachineshou1dhaveinthisdesign;(3)Determinethepowerrequiredbyeachactuator,se1ectthetractorwithappropriatepower,anddet

7、erminethepowertransmissionschemeofthewho1emachine;(4)Threedimensiona1mode1inganddesignforeachexecutivepart,inc1udingearthpenetratingdevice,stonepu11ingdevice,separationandtransportationdevice,frame,etc;(5)Basedonthethree-dimensiona1mode1,thegenera1assemb1yofthewho1emachinestructureandthetwo-dimensio

8、na1engineeringdrawingsofvariouspartsaredrawn;(6)Writeca1cu1ationinstructions.KeyWords:Stoneremover,Earthshove1,Stonepu11ingwhee1,Separationtransportation,Shakingwhee1,Stoneco11ectingbox.1 .绪论11.1 研究背景及意义11.2 国内外研究现状11.3 课题任务52 ,功能原理方案设计62.1 黑箱法功能分析62.2 机具结构特点62.3 工作原理72.4 主要性能参数83 ,动力选择及传动方案设计83.1 动

9、力选择83.2 传动方案设计103.3 减速器设计113.3.1 传动比确定11332锥齿轮设计计算11333轴的设计及校核174 .主要执行机构设计214.1 入土装置的设计224.1.1 入土铲设计依据224.1.2 入土装置设计要求224.1.3 入土装置参数确定224.2 拨石装置的设计27421拨石装置设计要求274.2.1 拨石装置设计原理274.2.2 拨石装置参数确定29424拨石装置的链传动设计计算304.3 分离运输装置的设计344.3.1 分离运输装置设计原理344.3.2 分离运输装置设计要求35433分离运输装置参数确定35434同步带及带轮设计364.3.5 分离运

10、输装置链传动设计计算384.3.6 分离运输装置主动轴设计414.4 抖动装置的设计424.4.1 抖动轮设计原理及要求424.4.2 抖动轮参数确定43443抖动装置的链传动设计计算454.5 三点悬挂装置的设计474.6 集石装置的设计484.7 机架的设计485 ,总结与体会50参考文献51致谢531 .绪论1.1 研究背景及意义在我国现有的农田耕地中，其中的中低产田就占耕地总面积1/3，而造成其低产的主要原因是因为土壤中含有大量的、大小不一的石块，因为这些石块随机的裸露于地表或埋藏在耕层之中，不仅影响农田土壤的物理特性，还影响播种质量、出苗率和作物生长，以及给田间机械，如锌式犁、旋耕机

11、等带来损坏严重，工作难度大等影响。在中国东北部分地区，较多的荒地含有大量的石头，在没有机械的帮助下,农民们只能依靠人工捡拾的方法把石头和土壤分离开来，而土壤深处的石头无法由人工捡拾，不仅劳动强度大且效益低下。从而导致我国耕地荒废及农作物产量及质量低下。70年代末期，辽宁省抚顺市农机研究所设计出了专用的松土捡石机，但该机在具体的实际应用中堆土现象严重，且经常被石头卡死，达不到工作要求。针对上述情况，本次设计的荒地清石机应具有入土、分离、运石、集石的功能，且为了减轻农民劳作强度，优化农作物生长坏境，推动农业机械化的发展，设计一种工作效率高、工作稳定的荒地清石机是有必要的。1.2 国内外研究现状1.

12、2.1 国内研究现状在中国的大多数山区，由于土壤条件和机具不兼容，农田中的石头大多由人工拾取。这种方法效率低下，经常导致土壤中的石块捡拾不干净，影响作物生长发育和对农业机械化作业造成影响。中国农田土壤捡石机的研究也是从20世纪6070年代开始的,但国内对于农田清石机仅有零星的研究工作，且其工作用途较单一，因此没有获得长期的成功应用。20世纪70年代，辽宁省抚顺市农机研究所研究出一款包含松土、捡石和积石清理功能的适用于其地区土壤状况的专用松土捡石机（图1.1）,其主要机构分别为：1）松土装置：松土装置主要用于将入土铲深入到土壤深处，将土壤和石块铲起来，同时也为碎土打下地基，由拖拉机前端的液压系统

13、来控制松土深度。2）捡石装置：捡石作业是利用转动犁转动产生的离心力，使石块沿犁体外缘的切线方向抛出。犁体转动的动力来自于拖拉机的输出轴，而犁体的提升作用则通过后方的液压机构进行调整和控制。将抛出的石块通过犁体盖板送入清洁筛内进行清洁。3）清除积石的过程：通过链式振动筛和储石箱实现碎石和积石清理功能。链式振动链能够疏松土壤，筛出小石块。剩下的石块被运到石头储藏箱。储石箱内装满石块后，依靠控制装置可随时随地将石块运至空地卸料。然而，该机在使用过程中土壤堆积现象严重，不能满足耕作深度的设计要求，经常被石块卡住。图1.1辽宁抚顺市研制的松土捡石机新疆生产建设兵团于2001年上半年，成功研发了滚动筛式田

14、间拾石机（图1.2）。本机的构造由机架、托轮、入土深度调整装置等构成。它的特点是：在车架上装有动力驱动装置，在车架前端设有土壤收集器，而在车架的后面，采用了低进高出的轴向式筛网。以上所述的动力传动装置是由转轴与所述的转筒相联接，所述转筒的内壁上装有一个土壤的导向装置，所述的转筒在所述转筒的出口下面装有一个石块收集箱。本机型由“铁牛55”型拖拉机牵引，机器总长11米，重1.2吨，入土深度为8-10厘米。该机的成功研制为中国对农田捡石机的研究上增添的新的机型，但由于该机工作时切割阻力大，捡石时对土壤翻动大，因此未得到后续应用。图1.2新疆生产建设兵团研制的滚筒筛式捡石机目前.，随着土壤捡石问题的影

15、响越来越严重，我国对于农田清石机的需求越来越明显，我国不断加大农业基本建设投入，大力研讨中国荒地农田的土壤捡石机器，将中低产田变为高产田，提高农作物产量，同时农田清石机械技术也得到了快速的跨越式发展。1.2.2 国外研究现状最初的捡石机是由明尼苏达州的一位农民设计的。经过几年的改进和现场试验，它只能捡起小石块。在此之后，美国、加拿大和俄罗斯等国的一些公司逐步开始研发捡石机。自第一台捡石机诞生以来，美国和加拿大的科研机构和公司相继开发了一些新型号，如美国的pikritc”土壤捡石机（图1.3）aRotoveyerw土壤捡石机。Pikrite捡石机是一款改良版的二代土壤捡石机，它能在同一时间将大的石头捡起，并能有效地将泥土分开，这样就能把被捡起来的泥土及时送到田里，因为山地土地不多，所以地表土要尽量还土利用；另外，在捡拾时，Pikrite捡石机可以在石块发生掉落的情况下，不需要反转机器就能将其捡起来。Pikritew在拾取石头之后，可以把石头从土地上带走，仅在农田里留下表面的耕作土地。图1.3aPikrite土壤捡石机加拿大的“X1-6048”（图1.4）、“X1-78”和“RS320”土壤捡石机,可以迅速收集表层和土层石块，并尽量减少挖掘耕地的泥土。捡石机的拾石器是一种抛石轮，它的构造和联合收割机上的拨禾轮相似，但它能保证锯齿与地面的夹角在某种程度上是固定的