機械專業(yè)外文文獻翻譯-外文翻譯--4H-2型花生收獲機的設(shè)計原理和運動特征分析 中文版

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外文資料名稱： of 外文資料出處： of 1 2005,(1): 87 附 件： 資料翻譯譯文 指導教師評語： 簽名： 年 月 日 1 4H - 2 型花生收獲機的設(shè)計原理和運動特征分析 尚書旗 , 王建剛 , 王方艷 , 劉曙光 , 姜元志 徐磊譯 摘要： 4H - 2型花生收獲機結(jié)構(gòu) ,動作原理和主要部分設(shè)計的描述和分析 ,和主要工作部分運動學模型的創(chuàng)建。根據(jù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的原理，利用 時為今后這種機器更進一步研究提供理論基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞： 花生收獲機；設(shè)計原理；運動特征 1 引言 花生是世界上主要的油料植物之一，采油量和國際貿(mào)易中僅次于大豆 [1, 2 ]。很久以來，花生的栽種、收獲和加工主要地是由人工完全。它是一種低效率的勞動，嚴重地影響花生生產(chǎn)。特別是最近幾年 ,當剩余的農(nóng)村勞動力到市區(qū) ,花生生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)間的矛盾更加強 ,花生生產(chǎn)的機械化變的特別重要。在發(fā)達 國家花生收獲機的研究和發(fā)展已經(jīng)進行很長時間， 的花生聯(lián)合收獲機和在密執(zhí)安國際土壤博物館的 ]?；ㄉ斋@機在中國的發(fā)展比那些發(fā)達國家是慢的 ,大概是在 60年代開始的。既七十年代以來 ,許多典型的花生收獲機仿制品被引入中國，例如東風 69 型 , 44 ]。這些產(chǎn)品帶來收獲花生的便利 ,但是當前全部的收割機結(jié)構(gòu)采用二梯級的鏟和分離鏈結(jié)合在一起的原理結(jié)構(gòu)。 這些機器 不得不配在中 些機器結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)成本高，動力消耗較大，可靠性也差，而且收貨損失率也很高，散步的花生藤很亂，人工收集非常麻煩。它不適于現(xiàn)行花生收獲的要求導致花生的收獲幾乎完全的由人工完成。花生收獲的機械化水平嚴重地影響花生生產(chǎn)的發(fā)展。 隨著環(huán)境惡化，春秋季的播種期間干旱和較少降雨量的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。 花生生產(chǎn)受天氣的影響較大?，F(xiàn)在采用塑料薄膜覆蓋種植的方法（圖 1中展示了基本構(gòu)造）。這個新技術(shù)將保持土壤的濕度 ,增加地面溫度、減少在秧苗時期的管理，于是增加花生的產(chǎn)量。有許多功能的花生播種機已經(jīng)應(yīng)用在 大規(guī)模的區(qū)域 ,但是那薄膜的質(zhì)量有待提高，因為影響種植工作 [5 2 圖 1：花生播種和塑料薄膜覆蓋輪廓 為了解決上述的問題 ,發(fā)明了一有新動作原理和結(jié)構(gòu)的新型的花生收獲機，而且已經(jīng)出現(xiàn)在市場上?，F(xiàn)在該收割機已經(jīng)獲得專利（專利號： 發(fā)明專利（專利號： 該機器已經(jīng)基本研究出來。 2 花生收獲機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 器結(jié)構(gòu)的整體分析 4H - 2 型花生收獲機結(jié)合高級植樹法和農(nóng)業(yè)需求，可以一次行程收貨 2 排。配在 8. 8 ~ 13. 0 小四輪拖拉機上。 4H - 2 型花生收獲機由導向輪、傳動軸、偏心輪、連桿、長搖臂、豎軸、收獲部分、長連桿、搖臂、裝配裝置和機架等等組成。圖 2展示了這個機構(gòu)。 圖 2：花生收獲機簡圖 4H - 2型花生收獲機工作部分的驅(qū)動力由拖拉機的飛輪提供。當拖拉機前進時 , 3 動力輸出由動力輸出軸驅(qū)動的驅(qū)動偏心輪 11 經(jīng)聯(lián)接器 2 和傳動軸３輸出。然后偏心輪 11 驅(qū)動長搖臂５經(jīng)連桿 12 傳送。豎軸４和收獲部分 13 是做一起的 , 搖桿８跟長連桿６和長搖臂５組成一平行四邊形機構(gòu) , 所以收獲部分 10 3來回擺動直立的軸４和９有一樣頻率和角度但是方向相反。工作過程是 :鏟 10和挖掘外面的花生和反向花生 ,當縱向的格子連續(xù)地做扇形搖擺，于是打斷混合的土壤和花生。通過這個運動粘土通過格子沉落 ,輕些花生往上移 ,因此花生和土壤分離?；ㄉB續(xù)地向后面移動 ,終于均勻的敷設(shè)在地面上、便于人工收集。 要技術(shù)參數(shù) 表格 1展示 4花生收獲機主要技術(shù)參數(shù)。 表 1 主要技術(shù)參數(shù) ──────────────────────────── 動力要求 型四輪拖拉機 生產(chǎn)力 獲損失率 ≤ 2% 花生土壤含有率 < 5% 花生破壞率 < 1% 機構(gòu)花生掘取率 < 3. 5% 尺寸 (L × W × H 1280× 780 凈重 / 158 ──────────────────────────── 3 主工作部件的設(shè)計 輸部分的設(shè)計 為了克服傳統(tǒng)的花生收獲機之前提到的缺點， 4H - 2 型花生收獲機發(fā)明一新結(jié)構(gòu)和運動原理。鏟和分離部分已經(jīng)結(jié)合在一起所以降低耗費功率 ,以及機器的尺寸和收獲損失。傳輸和控制設(shè)備設(shè)計成高效傳動和隨手的調(diào)整。為了配這 8. 8 4H - 2 型花生收獲機的動力輸入軸坐落于左側(cè)面。倒平行四邊形機構(gòu)是這機器的顯著特征。兩個鏟搖擺是同一個角度但是反方向的 。二鏟架受到橫向力作用相互抵消的。機器的穩(wěn)定性是得到保證的，制造的成本是大大的減少，有益于這個收割機的大規(guī)模生產(chǎn)和普及。 4 架的設(shè)計 收割機在田地處理稠密的花生莖時、花生地的水渠很容易擋住鏟子，導致工作阻力增加 ,花生分離不靈 ,甚至收割機不能持續(xù)工作。為了解決這個問題 ,鏟架（在圖 3中顯示）使用了半開臂 " "結(jié)構(gòu)，底部也用了鏟。 圖 3： 鏟架簡圖 角皮帶傳輸?shù)脑O(shè)計 按照不同的田地狀態(tài)，收獲部分的搖擺頻率將應(yīng)調(diào)整和變化。為此采用一級三角皮帶傳動通過替換三角皮帶輪來改變搖擺頻率。四連桿機構(gòu)和 皮帶輪尺寸最佳化后，搖擺的頻率和范圍是更合理的。 柵形狀的設(shè)計 如果格柵截面的是圓 ,格柵跟鏟接點很容易彈性失效而斷裂。為了增加他的抗彎強度，特意選擇平矩形截面的格柵，后面提供了他的理論設(shè)計和實驗分析（圖 4展示了它的結(jié)構(gòu)）。 圖 4： 柵格形狀簡圖 體部件的理論分析 圖 5展示 4H - 2型花生收獲機的傳輸部分。 5 圖 5：傳輸機構(gòu)簡圖 在圖中， 3 是傳動軸、 11 是偏心輪， 搖臂 5 和 8， 別是連桿 6和 12， A、 和 9（參考圖 2）。 圖 6：運 動簡圖 [9, 10 ] 當 4動軸 3 驅(qū)動偏心輪 11轉(zhuǎn)動。 E 點的運動軌跡是一段弧，但在 坐標平面內(nèi)它的長度比 桿短點。因此 E 點在 坐標平面內(nèi)軌跡可看作直線運動。圖六 展示偏心輪 O′ 2 O′ F = R , L ,E。所以在用直角坐標系建立該運動方程。設(shè) O 為坐標原點， 方向為正 X 軸。根據(jù)已知條件，在 t=0 時， F 點在 F ′的位置， 點位置。 O F ′ + O ′ F ′ = L + R. E 點 的 坐 標 是 ： x = O E = - ( ) = (R + L ) -（ φ ）22 + =R（ 1 +L（ 1- φ( 221 ） 因為 R/L=λ? φ =ω t，所以 x=R(1t)+L(1- )t1 2 ωλ? 6 根 據(jù) 曲 柄 搖 桿 機 構(gòu) ， λ 通 常 在 1/6~1/4 之 間 。 通 過 2 次方程t1 λ? =1- 2 ωλ - 4 ωλ -…… 第三個數(shù)字開始非常小，足以忽略不計 即： s i ns i n 2222 ωω λλ ???， x = R (1 - t +21λ t) v = t +21λ t) 倒平行四邊形 據(jù) E 的軌跡的運動特征。圖 7 顯示了該機構(gòu)。 A 和 B 代表豎軸 4 和 9， 別代表搖桿 5 和 8， 連桿 6。 A 是零點， 向是該極坐標的正向， 1、則 θ =1 - t +21λ t) ω = 1( t +21 λ t) 圖 7：倒平行四邊形機構(gòu)簡圖 獲部分的運動學方程 如圖 8所示，當 4H - 2型花生收獲機相對靜止時，搖擺格柵 任一點的運動是圍繞豎軸做橫向扇形往復運動。當工作時，搖擺格柵 任一點的運動是該裝置 7 和拖拉機移動的合成。引文直軸的搖擺速度是不通的，所以運動軌跡也不一樣，但還是有規(guī)律的。取搖擺格柵最遠點 H，它的靜態(tài)時等式是： 它的運動學方程是： 根據(jù)優(yōu)化原理，搖擺格柵最遠 H 點運用的軌跡運用 可視圖象 件描繪出來了（在圖 9 上顯示）。 圖 8：速度合成圖 8 圖 9： 5 收割機的功能特征 這搖擺挖掘原理和倒平行四邊形機構(gòu)已經(jīng)成功地創(chuàng)造和應(yīng)用于 4H - 2 型花生收獲機。它打破了收貨機構(gòu)上鏟和分離機構(gòu)鏈接在一起的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 (1)4H - 2型花生收獲機和通用的小型四輪拖拉機相配。它設(shè)計合理 ,工作性能可靠、功能穩(wěn)定 ,調(diào)節(jié)便利、適應(yīng)性較高 ,本機器在不同的田地上可以收貨大量花生。 (2)為了合并鏟和分離器制作了搖擺挖掘原理。成功地實現(xiàn)了一套、簡單化的工序來處理挖掘和分離花生。這兩個收獲 部分運用倒置平行四邊形機構(gòu)傳送動力 ,它們同前角度搖擺但是反向方向 ,鏟架雙方受到力作用兩抵 ,這樣它的操作穩(wěn)定性得到保證，阻力和動力消耗得到減少。 (3)在收獲過程中，不打斷塑料薄膜花生藤也容易收集。地表沒任何殘留物。 (4)通過這個搖擺挖掘原理時，該收獲機整體的阻力和動力消耗都降到最小。利用該搖擺機能 ,土壤跟重的東西通過格柵的孔往下掉，花生和一些輕的東西往上移，因此花生收貨損失率顯著的減少。 (5)該機器各種工作和性能指標優(yōu)越于同類花生收獲機 ,它擁有較高的生產(chǎn)力同時損失率也較低，經(jīng)濟效益顯著。 4H - 2 型花生收獲機是適于中國等小規(guī)模農(nóng)場 9 的花生生產(chǎn)的新典型的農(nóng)具。本收割機結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。它的各個性能指標優(yōu)越于花生收獲的標準技術(shù)指數(shù)，它可以給顧客帶來更好的經(jīng)濟效益。在后來的花生生產(chǎn)中的應(yīng)用和推廣、 4H - 2型花生收獲機得到社會廣泛的稱贊。本專利成就表明該 4H - 2型花生收獲機的設(shè)計原理到達到一新的高度水平。 參考文獻 [1 ] J ]. 1990, 6 (2) : 21- 25. [2 ] p of J ]. 1993, 2: 26- 29. [3 ] of of R ]. 2000. [4 ] ]. 2002[5 ] of 1999. [6 ] et M ]. 1981, 81- 90. [7 ] is to N ]. 2000, 4: 12- 14. [8 ] 1991, 61- 80. [9 ] M ]. 1982, 46- 52. [10 ] of [M ]. 1985, 112