緒論1.1研究的意義胡蘿卜是新疆生產建設兵團(以下簡稱兵團)的重要經濟作物，在兵團的農業產業結構調整中占有重要的地位。隨著農業產業結構的調整，胡蘿卜的種植規模越來越大，人力投入，生產成本的消耗等問題日益突出，因此，胡蘿卜收獲過程的全程機械化問題急需解決,由于種植過程一般與其它糧食作物沒有多大區別，重點是收獲不同，所以收獲機械對現實生活的需要是極為迫切的。本設計通過國內外的機器的性能、構造以及操作的簡易程度，最終設計成一架操作簡單、價格合理、適合大多數地區使用便于維修的收獲機械。。其可以由多種農用機械帶動工作，省時省力，易于推廣。1.2研究目的胡蘿卜是新疆主要經濟作物之一。發展胡蘿卜生產，對調整優化農業產業結構、加快脫貧致富及地區經濟發展具有非常重要的作用。胡蘿卜為地上作物，其收獲方式以人工撿拾、機械集調為主。胡蘿卜收獲機可以大大提高收獲效率，降低勞動強度，減少損失，為胡蘿卜生產奠定良好的基礎。但是收獲方式的落后極大的制約了胡蘿卜的生產發展。為促進生產地發展，解決機械化問題勢在必行。胡蘿卜收獲機械化的關鍵矛盾是破碎率是否達到生產要求。1.3國內外胡蘿卜破皮除根機現狀及分析胡蘿卜收獲機在國外也尚未見相關的報道。隨著胡蘿卜種植面積的擴大，在國內有較大的發展潛力。但是目前國內的胡蘿卜收獲機械在結構和應用上尚有很多的問題，需要進一步的設計改進和推廣。目前，在國內胡蘿卜的生產過程中，耕地、整地、播種、中耕、植保和除根等機械化已逐漸解決，但這些工作量僅占全部作業量的60％，其余部分主要為人工作業，特別是胡蘿卜的收獲階段，采摘、集條和輸送全部過程為人工作業，勞動強度大，勞動成本高，是胡蘿卜生產過程中的瓶頸問題。加之胡蘿卜成熟后不宜在田問放置過久，如逢秋雨霜凍，經常腐爛；同時，胡蘿卜成熟時正是棉花、玉米和甜菜等大宗作物收獲農忙之際，勞動力奇缺，給胡蘿卜人工收獲帶來很大困難。因此，加快胡蘿卜收獲機和相關配套機械的研制對解決胡蘿卜機械收獲中的瓶頸問題，促進胡蘿卜機械化收獲的實現，降低胡蘿卜的收獲成本和時間，減少農民投入，促進農民增收，帶動兵團胡蘿卜產業的發展具有重要意義，胡蘿卜收獲機械的研究現狀:胡蘿卜收獲機械的收獲方式胡蘿卜的收獲方式主要有兩種：一種是采摘、除根聯合作業的一體化聯合收獲；另一種是分段收獲。一體化聯合收獲具有機械化程度高、收獲效率高、省時省力、節約成本的特點，但是對土地的要求比較高，特別是地面情況惡劣的胡蘿卜種植地撿拾效果不是很理想，所以這種收獲方式還需要進一步的研究、改進和優化。目前常見的胡蘿卜收獲機械也因胡蘿卜收獲方式的不同而有差異。采摘、除根聯合作業的一體化聯合收獲方式用塔城地區農技推廣站研制的胡蘿卜集條機被阿勒泰地區農技推廣站引進、試驗和推廣，效果良好。

在這些胡蘿卜收獲機械中，絕大部分屬于實用新型專利，但沒有實現實際的應用。除新疆農業科學院研制的胡蘿卜撿拾除根聯合作業機和塔城地區農技推廣站研制的胡蘿卜集條機做了田問試驗并推廣之外，其余皆未見相關報道。胡蘿卜收獲機的除根裝置是胡蘿卜全程機械化收獲的關鍵設備。新疆是全國最大的胡蘿卜產地，胡蘿卜的開發利用研究顯得尤為重要，生產胡蘿卜系列產品不僅提高了農產品的附加值，增加了農民收入，同時也避免了農田的污染。胡蘿卜系列產品為新興食品，在為企業帶來顯著的經濟效益的同時，也為社會提供了更為豐富、健康的食品資源，同時也促進了新疆胡蘿卜深加工產業和胡蘿卜種植業的發展，增加加工企業和農民收益，新建的生產企業又可解決大量的工人就業問題，一系列的發展必定促進胡蘿卜種植面積進一步擴大，隨之而來的收獲問題也更加嚴峻，全程機械化收獲迫在眉睫[11]。2基本結構、原理及主要技術參數2.1胡蘿卜卸料斗裝置總體結構本文主要針對胡蘿卜收獲機的卸料斗裝置進行了整體設計，如下圖所示。其主要由組成卸料斗箱體1皮帶2軸承3轉軸4刀片5帶輪6。圖1卸料斗三維圖圖2卸料斗二維圖其工作原理是：通過傳送帶將雜草輸送到卸料斗裝置中，通過電機通過皮帶帶動帶輪旋轉，進而刀片旋轉將雜草割碎，進而隨著胡蘿卜收獲機的前進，落入到田間。2.1雜草破碎裝置結構胡蘿卜雜草是通過旋轉的刀片進行切割粉碎的，進而落入到田間，由于其本身是無污染的，所以收獲機本身是環保無公害的。刀片結構圖如下所示，與轉軸配合使用。該破碎由很多焊接刀片組成，割碎雜草效率高。圖3刀片三維圖切割的計算：轉速：受力分析具體如下：由公式：已知：，代入公式得：2.2卸料斗結構保證胡蘿卜比較穩定的量進入破碎裝置其料口具有一定的儲存量保持正常工作簡圖4。圖4卸料斗三維圖2.3軸承的選用以及校核圖5軸承三維圖根據條件，軸承預計壽命Lh5×365×8=14600小時1.輸入軸的軸承設計計算（1）初步計算當量動載荷P因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=628.20N（2）求軸承應有的徑向基本額定載荷值（3）選擇軸承型號查課本表11-5，選擇6208軸承Cr=29.5KN由課本式11-3有∴預期壽命足夠∴此軸承合格2.4主要技術參數表2-1主要技術參數參數項目數據外形尺寸（長×寬×高）（mm）1500×2000×1800主動輪鏈輪速（r/min）270胡蘿卜破碎率（%）1.0作業速度（Km/h）2-3動力額定轉速（r/min）540表2-2配套動力要求參數項目數據最小要求功率，千瓦馬力22（18）最大允許功率，千瓦馬力48（65）動力輸出軸轉速（r/min）540液壓輸出有掛接裝置1類三點懸掛4轉軸的計算校核刀片中心軸如圖4-1所示。圖4-1轉軸4.1軸直徑的選擇在工作過程中，主動分離中心軸承受的力有自重和破碎胡蘿卜在分離過程中對軸反作用力。現在計算主動分離中心的最小直徑。經過查閱相關文獻可得知計算軸的最小直徑的公式。軸的最下直徑為：（4-1）式中：——主動滾筒最小直徑（）——軸的許用扭切應力（）——傳遞的功率（）——軸的轉速（）——軸的材料和承載情況確定的常數由產生的功率經過一系列的損耗，最終傳到了主動分離中心軸上。在這傳遞的過程中經過了一個一個鏈輪。經過計算和查閱相關文獻可得：將數據代入公式（4-1）得：所以中心軸最小處的直徑為50。此軸所選取的材料為45號鋼，抗拉強度屈服強度。因此此軸滿足受力要求，能夠正常的工作。中心軸在工作時，除受到車輛的重力外，還受到轉向時的扭轉應力，軸上的鍵所起到了固定齒輪的作用，鍵側面受力還是比較大的，故對以上所述的進行校核。4.2軸校核根據所傳動最大轉矩，額定轉速以及傳動軸長度，兩端自由支撐，材料均勻的等截面傳動軸的臨界轉速，為：(4-2)式中：D—傳動軸的直徑最細端（取軸端面直徑）mm；L—傳動軸的支撐長度（取整個軸的長度）mm；將D=50mm，L=1700代入（4-2）可以得出：=1038（r/min）。實際上傳動軸的實際轉速最大為342（r/min），由于傳動軸動平衡的誤差的影響，實際臨界轉速要低于計算的值，所以要引進安全系數。帶入數值：，所以合格。4.3軸的扭轉應力的校核傳動軸除了應滿足臨界轉速的要求外，還應保證有足夠的扭轉強度，對于傳動軸的最大扭轉應力按（4-2）式計算[18]：（4-3）式中：T—傳動軸計算轉矩，D、d—軸的最大徑和最小徑mm將、、D=60mm、d=50mm代入（4-3）得：，一般軸的許用應力，由于故以上狀態能滿足工況使用要求[19]。4.4傳動軸健側擠壓應力的校核根據資料查詢對傳動軸健齒側擠壓應力進行校核利用公式（4-3）計算[18]：（4-4）式中：—計算轉矩—鍵轉矩分布不均勻系數，取1.3—鍵外徑mm—鍵內徑mm—鍵的有效工作長度mm—鍵數量，這里取1將、、、、、代入式（4-4）得：當鍵面硬度為35HRC時，許用擠壓應力為則，鍵擠壓強度。5結論此胡蘿卜收獲機的使用，改變了以前人工勞動強度大、效率低的缺點。同時也解決了以往胡蘿卜收獲的困難、生產效率低的缺點。此胡蘿卜破皮除根機的研制滿足了大部分的需要。由于該機除根率高，損失率低，可以作為以胡蘿卜籽為原材料進行深加工的工廠的后盾，同時也解放了勞動力，可實現自動化破皮除根的全過程。當然此機器也存在不足的地方，其中有一個就是胡蘿卜碎皮容易在進料口處跳出來，雖然可以調節進料口的大小，但是不能實現自動化。因此可以在進料斗設置成半封閉狀態，這樣可以提高該機器的生產率。致謝在本論文的完成過程中，我的導師老師給予了我悉心指導和熱情鼓勵，使我順利完成了課程設計工作。他嚴謹的治學態度、淵博的知識和執著的敬業精神給我留下了深刻印象。激勵我克服困難，廣泛涉獵新思想、新理論，不斷地探求新的科學發展。同時，也讓我懂得如何去踏踏實實地工作、勤勤懇懇地做人。在做課題的過程中遇到了很多困難，課程設計在吳老師的熱心幫助下才得以順利完成，在此，謹向吳老師表示衷心的感謝和誠摯的敬意。同時，感謝在做課題過程中為我提供便利和幫助的老師和同學們。感謝班級的所有同學們，感謝我們在一起度過的這段忙碌又愉快的時光。參考文獻[1]王學農.胡蘿卜揀拾除根聯合作業機[J].新疆農機化,2007,6:60．[2]王學農,牛長河,陳發,蔣永新,張佳喜,王慶惠,劉旋峰,郭兆峰.新型胡蘿卜撿拾除根聯合作業機研制[J].新疆農機化,2008,03:25-26.[3]佐劍波.聯合胡蘿卜收獲除根機[P].新疆:CN2691233,2005-04-13.[4]佐劍波.改進的聯合胡蘿卜收獲除根機[P].新疆:CN2802936,2006-08-09.[5]王世勤.聯合胡蘿卜除根機[P].新疆:CN2857445,2007-01-17.[6]劉雙玲,楊東明,高士其,周玲.胡蘿卜機械化收獲技術在阿勒泰地區的引進示范[J].新疆農機化,2008,06:38-39.[7]高銀鋒.牽引式胡蘿卜聯合收獲機[P].新疆:CN102550206A,2012-07-11.[8]趙永滿,王維新.國外農業機械化的現狀及發展態勢[J].農機化研究,2005,04:10-12.[9]楊悅乾,龔振平,紀文義,馬春梅,趙淑紅,趙艷忠.保護性耕作體系及配套機械系統的研究[J].農機化研究,2006,01:61-62.[10]李金玉,張延河,翟英臨,楊來盛,孫曉偉.胡蘿卜生產現狀與發展對策[J].西北園藝,1995,01:2-3.[11]趙多勇,李應彪,翟金蘭,姚洪波.胡蘿卜系列產品的開發現狀與存在問題[J].北方園藝,2008,04:100-102.[12]王亞鴿,王維新.兵團胡蘿卜機械化收獲技術現狀分析[J].新疆農機化,2011,03:33-35.[13]馬春生.6GC—300