塔里木大学毕业设计
目录
1.绪论....................................................................................................................................................................................... 1 1.1课题研究的意义和目的 ........................................................................................................................................... 1 1.2国内外水果采摘机械的现状 .................................................................................................................................. 1 1.3本课题需要重点研究的、关键的问题及解决思路 .......................................................................................... 2 2.悬挂式红枣收获机的结构设计 ..................................................................................................................................... 2 2.1总体设计方案 ............................................................................................................................................................. 2 2.2动力选择...................................................................................................................................................................... 2 2.3减速机的选择 ............................................................................................................................................................. 3 2.4传动轴的设计 ............................................................................................................................................................. 3 2.5敲击器输出转速的计算 ........................................................................................................................................... 5 3.悬挂式红枣收获机的零件设计 ..................................................................................................................................... 5 3.1联轴器的设计 ............................................................................................................................................................. 5 3.2敲击器滚动轴承的设计 ........................................................................................................................................... 6 3.3操纵杆 .......................................................................................................................................................................... 6 3.4万向节的选择 ............................................................................................................................................................. 7 3.5弹簧............................................................................................................................................................................... 9 3.6离合器的选择 ............................................................................................................................................................. 9 3.7敲击器的结构和材料................................................................................................................................................ 9 3.8键销校核.................................................................................................................................................................... 10 3.9护套............................................................................................................................................................................. 11 3.10滑块导轨................................................................................................................................................................... 11 4.结论..................................................................................................................................................................................... 13 致 谢 ....................................................................................................................................................................................... 13 参考文献 ................................................................................................................................................................................ 14
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1.绪论
1.1课题研究的意义和目的
据史料记载，枣是原产中国的传统名优特产树种。经考古学家从新郑斐李岗文化遗址中发现枣核化石，证明枣在我国已有8000多年历史。早在西周时期人们就开始利用红枣发酵酿造红枣酒，作为上乘贡品，宴请宾朋。红枣的营养保健作用，在远古时期就被人们发现并利用。红枣是一种营养佳品，被誉为“百果之王”。红枣含有丰富的维生素A、B、C等人体必须的种维生素和18种氨基酸、矿物质，其中维生素C（抗坏血酸）的含量竟高达葡萄、苹果的70-80倍，路于（维生素P）的含量也很高，这两种维生素对防癌和预防高血压、高血脂都有一定作用。
随着红枣的种植面积的增加，红枣的机械化作业在红枣栽培中的重要性逐渐凸显。依据最近几
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年新疆林果业发展的态式分析，新疆果树种植每年以10%的速度递增，由于林果业的快速发展，各地已形成了较大的种植规模, 每到收获季节需要投入大量的劳力来完成水果采收。可以预见到，再过3～5 年, 新种植的果树进入盛果期后, 水果采收作业将会出现因劳动力短缺、采收不及时，而直接影响果品质量和造成大量损失的问题[1]。这是因为，水果采摘是一项劳动投入量很大的作业，有些水果因成熟期不一致，需要多次采摘才能完成收获；而有些作为鲜食或作为加工用途的果品，因市场对于果实外观要求较高，不能有碰伤、刮伤、压裂等机械损伤, 采收这些水果时必须小心翼翼；另外, 水果收获是在离地面有3～5m高的空中作业， 以上原因决定了水果采摘是一项费时、费工、费力的作业[1]。人工采收水果的速度缓慢, 大面积发展水果种植时, 必须要依靠机械化来提高采摘效率。据有关资料介绍, 有些鲜食水果的采收用工量较大，约占水果生产总用工量的50%以上,导致特色果品的生产成本过大，不能满足向果品加工企业提供数量充足、质量优越、价格相对低廉的原料, 这样极不利于企业直接参与市场竞争[1]。悬挂式矮化密植红枣收获机械的研究，就是针对疆内矮化密植红枣的采摘要求自主研发的采摘机械，红枣的机械化收获对提高收获效率, 降低收获作业成本, 做到适时收获, 提高采净率都有很大的帮助。本设计固然是有不足之处，但是相信世界上没有真正完美的事物。 1.2国内外水果采摘机械的现状
到本世纪初，我们国家虽然红枣的种类很多，种植面积大。但是对于机械化采摘红枣的技术还是比较少，机械化作业水平很低，需要注入新的采摘机械。
09年10月15日下午，新疆生产建设兵团农机技术推广总站、农二师农机局、三十团生产科和园林站等相关部门人员，观看了由新疆农垦科学院机械装备研究所研制的红枣收获机收获试验全过程。据悉，这是新疆首台用于红枣采摘的收获机。该机全称是“4YS－24红枣收获机”，使用东方红400型拖拉机驱动；机械手臂在液压控制操作下，可以上下、左右、前后、高低灵活运动，准确地钳住红枣树干并进行低频振动。大型的采摘机械多为震摇式，震摇式采摘采摘时没有选择性，容易把树枝树叶等摇落，不适用于采摘高大的红枣树。
近年来，作为鲜食上市的水果收获仍没有完全实现机械化。这是因为长在果树上的果实的生长形态不适于机械化采摘, 而市场对于商品果外观要求又较高，不能有碰伤、擦伤等机械损伤的缘故。虽然这种水果收获机需要人工辅助摘果，但摘下后水果的输送、装箱等过程全部是机械化操作，水果收获的效率可大大提高，同时也能避免和减少水果在收获过程中的机械损伤。
根据全国各地调查资料显示，目前我国的水果机械化还只是停留在节水滴灌、灌溉施肥一体化、包装保鲜等有限的几个工序上，在清洗、分级中偶有使用，而水果采摘机械还是很少。我国的水果采摘机械种类很少，大型的机械化设备使用率很低，只有少量的半自动机械在使用。比如，可移动水果采摘梯、可伸缩式高枝采果器这样的改进型机械。这些机械虽然在某种意义上是生产效率提升，提高了水果的采摘质量。但是对于大面积的果树收获还是不能满足要求，像红枣这样的果实数量多，结果时，红枣分布在果树的各个部位，所以如果要提高生产率就需要机械化程度比较高的水果采摘机械来完成。
国外对水果机械化收获技术的研究较多，机械采收在美国、西班牙、俄罗斯、意大利、英国、德国、丹麦、匈牙利等国家的果园应用较为普遍。目前, 机采量较大的果树作物有苹果、葡萄、甜橙、桃、李、杏、樱桃、越桔、油橄榄、核桃、扁桃等。他们采用的机械收获方法主要有：震摇法、梳刷法、撞击法、水力法、半机械化采收等方法。但是，针对红枣收获的采摘机械比较少。
简言之，国外的水果收获机械研究主要在鲜食水果的收获中，他们是着眼于市场针对性的研制的各种收获机械。对于矮化密植红枣收获机这一块仍然是一块空缺，不但是国外，国内也是局限在红枣采摘机。所以，矮化密植红枣收获机的完善还有很长一段路要走，需要不断的创新。战胜美国、日本等比较强大的国家，以前遭受的耻辱可以从技术上洗刷，从技术上抓起，改变中国经济的面貌，
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使伟大的祖国繁荣昌盛。
1.3本课题需要重点研究的、关键的问题及解决思路
矮化密植红枣枣树枝干比较细，且不会太高，因此，在进行机械化采收的时候还要特别主要的是对枣树枝干的保护，就是敲击强度不宜过大，同时，还要保证采净率。因此，在设计过程中要注意机械采摘过程中对枣树枝干的保护等问题。
通过资料的查询和实际的测量，同时还有指导老师的知道，可以总结出该矮化密植红枣收获机设计要求为：工作宽度小，易移动，采摘过程对树枝和果实的损伤小。经借鉴采用连续旋转的方式敲击树枝，中间加上弹簧，敲击棒为塑料材质，尽量减少对树枝的损伤。
结合先前实际情况分析，传动方式定为轴传动，其中存在的问题是普通刚性轴的质量会比较大，因此不利于整机性能及工作的灵巧姓。所以本设计采用的传动轴应该为软轴，因为软轴相对刚性轴质量要小，同时机器采收时不需要太大的强度，因此传动轴可选择软轴进行传动。
2.悬挂式红枣收获机的结构设计
2.1总体设计方案
矮化密植红枣收获机的设计需要充分发挥机械的特性，最大限度的利用机械结构对红枣进行采摘并且保证收获的红枣质量和采净率。机械化收获是整个生产环节里的重要部分。所以红枣采摘机的技术的研究是刻不容缓。
根据网上信息的搜索，结合实际情况本机械的基本要求是：减少对果实的打击；提高采集装置承接的效率；传动装置要配套和采摘机械相互协调。 总装图如下：
6250?257832?1645201 1.敲击器 2.把手 3.减速器 4.汽油机 5.导轨 6.滑块 7.机架 8.支架
图2-1 总装图
工作过程：本设计的源动力为小型汽油机，工作时，汽油机将动力传输至减速机，然后，减速机输出轴与万向节相连的软轴连接，软轴转动以后带动下方的敲击器转动敲打树枝，以实现红枣的采摘过程。由于装置中装有万向节，操作者可以依靠把手由操作者控制方向。同时，系一绳索于滑块下端，由人力牵引绳索，牵引下滑块沿导轨前进，因此整个机体即沿导轨前进。 2.2动力选择
根据机器采摘的实际方式为敲击树枝，但是应该注意到敲击强度，强度过大会引起枣树枝干的折损，所以汽油机在选择的时候应注意转速不应该过大，减速机选择也尽量选择涡轮蜗杆减速机，即选用传动比尽量大。同时考虑到装置的整体机型，应该选择小功率汽油机为动力。
汽油机的转速不能太高，因此，应该选择汽油机的功率应该不能过大，其功率不能超过2KW。结合相关文献资料和网上信息，可从以下三种汽油机中选择。
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悬挂式矮化密植红枣收获机设计说明书
