1、全 日 制 普 通 本 科 生 毕 业 设 计桑叶采收机总体方案的拟定和传动系统的设计DESIGN OF TRANSMISSION SYSTEM AND THE OVERALL PLAN OF MULBERRY LEAF HARVESTING MACHINE湖南农业大学全日制普通本科生设计诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果
2、由本人承担。毕业设计作者签名：年 月 日目 录摘要 1关键词 11 前言 12 课题设计的意义 22.1 桑叶采收机发展现状 22.2 采茶机发展现状22.3 桑叶采收机的市场及其前景33 总体方案的提出 33.1 主要结构 33.2 工作原理44 主要零部件的设计计算 44.1 整机结构 44.2 设计要求 54.2.1 技术指标 54.3 汽油机的选择 54.3.1 已知给定刀具参数如下 54.3.2 汽油机的选择计算 54.4 带传动的设计与计算 54.4.1 带轮材料的选择及热处理 54.4.2 带轮设计 54.5 钢丝软轴的设计计算 74.5.1 初级参数假定 74.5.2 钢丝软轴
3、的设计 84.6 轴的设计计算 94.6.1 轴的计算 94.6.2 拟定轴上零件的装配方案94.6.3 轴的校核104.6.4 键的校核 114.7 风机的设计124.7.1 各种类型风机的工作原理124.7.2 风机的分类 124.7.3 离心式通风机的选择134.7.4 主要参数的设计计算134.8 刀具结构的设计及材料的选择144.8.1 刀具与采摘头的结构与安装144.8.2 刀具材料的选择154.9 其他部分的设计154.9.1 机架的设计154.9.2 行走轮设计155 总结165.1 产品的优点及解决问题的效果16参考文献17致谢18桑叶采收机总体方案的拟定和传动系统的设计摘
4、要: 为了提高采摘桑叶的效率,本毕业设计为设计一款桑叶采收机,对该机进行结构设计,对其性能参数进行设计计算,对各传动元件进行设计计算（绘制机具总装图,及其部分元件图。）,最终设计出一台便于操作维修、成本低、安全可靠的桑叶采收机。关键词：桑叶采收；采摘；负压；皮带轮；钢丝软轴Design of Transmission System and the Overall Plan ofMulberry Leaf Harvesting MachineAbstract: In order to improve the efficiency of picking mulberry leaves, this
5、graduation design is to design a mulberry leaf harvesting machine, design the structure of the machine, design and calculate its performance parameters and each driving element (drawing machine assembly drawings, and its component diagram.) Finally, design a mulberry leaf harvesting machine that is
6、cheapy, easy to repair, safe and reliable.Key words: Mulberry leaf harvesting; harvesting; negative pressure; pulley; the wire flexible shaft1 前言种桑养蚕在我国有着悠久的历史 ,栽桑的目的是采叶养蚕，而桑叶又是桑树的营养器官，在采叶的同时，要注意养树，以达到下期或来年得到更多桑叶的目的。采叶的基本方法有摘叶法、采芽法和剪条法三种 15：摘叶法在小蚕或夏、秋蚕期应用；采芽法在春蚕大蚕期应用；剪条法是连条带叶剪取条桑，直接饲蚕。秋末冬初，通过剪梢（剪去枝条
7、梢部） ，能减少桑树冻害，提高发芽率和春叶产量。目前全国桑蚕养殖达到盛况,而且还在不断地扩大化中,作为今后农户新的一种经济农作物,势必会形成全国的支柱产业之一。如果能针对性地研发出来适用于这种桑叶采摘方式的工具,就能把农户从痛苦的劳作中解救出来,让他们省时又省力地完成庞大的工作量。本课题即针对桑叶采收主要靠人工进行时的问题及现有采收设备不足的现状，研究出一种专用于桑叶采收的机械设备，并对整机各结构部件进行协调，对采收机所用刀片的材料、结构进行分析，研制配套的负压系统，相应的钢丝软轴，机架，并进行计算和装配图的绘制。最终设计出一台便于操作维修、成本低、效率高的桑叶采收机。2 课题设计的意义2.1
8、 桑叶采收机发展现状采桑机是从近年来发展起来的，然而采茶机的研制早有渊源。1956 年开始,日本就开始试作电气动力源的携带型采桑机,1961 年开始公开演示。同年,日本制定了农业现代化发展的农业基本法,使得全国的拖拉机的普及台数超过了 100 万台,有效地推进了农业的机械化。与采茶机类似，携带型采桑机的采桑方式有 3 种,即往复动刃型(现在的可搬型采桑机多采用这种方式)圆盘状的水平回转刃型以及圆桶刃型,携带型的机械,机身重 6-12 公斤,采摘幅度 25-45 厘米.采摘劳动强度相对较大,工作效率也相对较低,但现在日本的桑树园还有不少是沿用该机械的,1 小时可采 40-60 公斤鲜叶 14。2
9、.2 采茶机发展现状采桑机虽然在国外早已开始应用，但在我国的研究却比较落后。中国早已研制出自己的采茶机，中国对采茶机的研究是五十年代末期开始的，近年来进展较快。机器采茶已在部分地区和国营茶场较大面积上试用，全国不少专业研究机构也对机采问题作了较为广泛的研究，并已取得一定成果。中国研制并已提供生产上试用、试验的机型有十余种。采茶机的工作原理均属切割式。基本型式有往复切割式、螺旋滚刀式、水平旋转钩刀式三种。动力来源分机动、电动、手动三种。采茶机的工效与茶芽生长情况、操作者技术熟练程度及采茶机采摘幅宽度关系较大。机采的生产效率一般要比手采高 6-15 倍。如江苏芙蓉茶场机动螺旋滚动式采茶机（采摘幅宽
10、 270 毫米，每台两人轮换工作） ，台时产量为 80-100 斤鲜叶，较手采提高 15 倍。湖北省 74-I 型手摇软轴传动采茶机（采摘幅 270 毫米，两人操作） ，台时产量为 73 斤鲜叶，较采提高 6-8 倍。上海农机所和我所试制的 JW 机动往复切割有茶机（幅宽 300 毫米，两人操作） ，台时间量为 80-90 斤鲜叶，比手采提高 10 倍左右。采茶机的采摘质量，以往复切割式为好，完整芽叶可达 60-70%，加上破碎但能制茶的部分鲜叶，可制率达 85-90%。水平旋转钩刀式采茶机的完整芽叶为 40-55%，可制率在 75%以上。螺旋滚切式采茶机的完整芽叶只有 30-40%，可制率在
11、 50%以上 11。2.3 桑叶采收机的市场及其前景近年来 ,我国桑蚕业发展很快 ,随着种桑面积的扩大 ,广大桑农也遇到了一些难题 ,比如桑叶目前只能靠手工采摘 ,效率很低。随着东桑西移工程的实施,目前全国的桑蚕养殖达到了空前的旺盛阶段,除去几个因天气与地形影响而种不了桑养不了蚕的地区,其它地方基本上或多或少的都已形成了大规模的桑蚕养殖,从而也使得桑蚕养殖成为当地的支柱产业.几十年来,农户的手工劳作形成了采摘桑叶的唯一习惯,时间长,劳动强度大,除去手部会受伤外,还会因天气炎热而造成中暑死亡的事例。这种劳动方式几十年来给农户带来苦不堪言的痛楚,但因为没有一种有效的工具可以帮助他们从繁重的劳动中解
12、脱出来,所以他们不得不一直忍受着。为此 ,作者设计了桑叶采收机 ,以降低劳动强度 ,提高采桑效率 ,获得更高的经济效益。随着桑蚕养殖市场的不断扩大化,这种桑叶采收机必会受到广大农户的喜爱与接纳,也使得桑叶采收机的市场需求前景无限！3 总体方案的提出目前市场上的桑叶采收机，总体结构上可以借鉴的地方较少，因此我根据现有茶叶采收机及修剪机的结构，结合桑叶特征以及农机相关知识进行修改，提出了本设计的总体方案。该桑叶采收机的工作原理是肉眼识别，单叶操作，机械采摘，真空收集。工作时真空泵运转使采集箱处于负压状态，另机械采摘器形成吸力，用肉眼识别和选择桑叶嫩枝，用机械采摘器将嫩枝切断，嫩枝被吸入机械采摘器并
13、经软管进入采集箱。本桑叶采收机的优点是肉眼识别，选择性采收。机械采摘提高劳动效率节省人工；真空收集提高收集速度，避免手指、指甲等接触、划伤叶片，既保护劳动者，又减少了产品污染。31 主要结构以下结合图 1 对本实用新型的技术方案做进一步的说明。图 1 总体布置图Fig 1 General arrangement diagram1-扶手，2-支撑垫，3-钢丝软轴，4-可视泄料窗，5-皮带轮，6-汽油机（风机） ，7-滤叶丝网，8-采集箱，9-行走轮，10 软管，11-采摘刀，12-进叶口32 工作原理该桑叶采收机由小型汽油机作为气吸装置和采摘器的动力来源。小型汽油机的曲轴与风机采取直连的连接方式
14、，传动方式为把汽油机的转动部分与离合器、皮带轮相连，通过一级皮带轮减速带动钢丝软轴转动，继而带动采摘头的采摘刀转动，切断桑树细嫩枝叶。收集部分由风机、软管和采集箱组成。小型汽油发动机在怠速状态工作时，离心式离合器处于分离状态，不传递动力。当汽油发动机转速达到离合工作转速时，离合器开始结合对外输出动力，一方面通过一级皮带减速驱动钢丝软轴带动采摘刀工作。与此同时发动机在额定工况下工作时，风机也在额定工况下工作。气吸式风送结构把切下来的桑叶吸送到采集箱内，从而实现对桑叶的采收。4 主要零部件的设计计算 4.1 整机结构本次设计的桑叶采收机主要由机架、钢丝软轴、刀具、皮带轮、汽油机、风机以及其他零部件
15、和支撑件组成。双人操作，一人推车前进，另一人进行采收。汽油机带动皮带轮传递动力到轴承，带动采摘刀工作，同时风机制造负压将切断的桑叶吸进采集箱。4.2 设计要求4.2.1 技术指标(1) 采收高度：40%；4.3 汽油机的选择4.3.1 已知给定刀具参数如下(1) 切削力 F=150N(2) 切削最大半径 R=60mm(3) 刀片转速 n=1500r/min4.3.2 汽油机的选择计算T=FR=150N0.06=9N.mPw=Tn/9550=91500/9550=1.4kwP 软轴 =1.4/0.98=1.43kwP2=1.43/0.94=1.52kwPd=P 风机 +P2=4kw由以上计算，我
16、选择 IE67-8F 汽油机，水冷，最大功率 10kw，额定转速2500r/min.4.4 带传动的设计与计算带传动是一种摩擦传动，由具有弹性和柔性的带绕在带轮上所产生的摩擦力来传递运动和动力，带传动主要用在中、小功率传递中，传动平稳，噪声小。在需要精确传动比的地方，同步带因不需要润滑而得到广泛的应用；而更多的地方不需要精确的传动比，因此其他形式的带传动广泛应用在国民经济和人民生活的各个领域。一般来说，带传动的功率 P125mm其中，大带轮直径为 mndd 23140521实际传动比 I、从动轮的转速分别为 69.140312di min/7.52rin961从动轮的转速误差为 在正负百分之五
17、以内，为允许值。%4.10154(4) 验算带速 V(1)smndV/3.8106在 5-25m/s 范围内。(5) 确定带的基准长度 LD 和中心距按结构设计要求初定中心距(2)21217.0dda563初定 m0由文献10的式 8-22 得(3)021210 4)()(2addaL02121)(5ddm.190由文献10表 8-2，选取带的基准长度 LD=1600mm计算实际中心距(4)mLad 75.042).15960(5200 (6) 校验小带轮包角 a1由文献10式（8-25）查得小带轮包角(5)a3.57-18012）（ da= .436= 9 满足要求。(7) 确定 V 带根数
18、 Z由文献10式（8-26）(6)LaAcaKPZ010由表 8-2 查得 KL=0.92，由表 8-4a 查得单根普通 V 带的基本额定功率 P0=3.8，由表 8-4b 查得功率增量 P 0=0.68，由表 8-5 查得包角修正系数 Ka=0.98得普通 V 带的根数298.68.034Z取 Z=2 根(8) 求初拉力 F0 及带轮轴上的压力 Fq由文献10式（8-27）得单根 V 带所需最小初拉力为(7)20)5.2(qVZKPFVac182.0918.04. N927由式（8-28 ） ，带轮轴的压轴力为(8)sin10aZFq269i.472=493.5N(9) 设计结果由以上计算及
19、分析我决定选择 1 根 B-4000GB1171-89V 带，中心距 a=505mm，带轮直径 dd1=140mm，d d2=236mm，轴上压力 Fp=493.5N4.5 钢丝软轴的设计计算4.5.1 初级参数假定(1) 选取软轴钢丝材料根据要求，软轴材料选用碳素钢，其中 =700MPa(2) 确定钢丝软轴缠绕层数 m根据要求，选取该软轴钢丝缠绕层数 m=4(3) 假定最外层螺旋钢丝缠绕比根据要求，假定最外层螺旋钢丝缠绕比 742Dc(4) 假定软轴单位长度允许扭转角根据要求，假定软轴单位长度允许扭转角 m/3604.5.2 钢丝软轴的设计(1) 计算最外层钢丝直径及软轴外径如钢丝软轴中各层
20、钢丝满足等强度条件，则：(9)EDKnEKnDm22124=1119初定最外层螺旋钢丝缠绕头数 Z4=9，得：(10)44KZ360Ecd=2.13mm圆整取 d4=2mm，则：D24=14mm， D0=D2m+dm=16mm.软轴外径=16mm(2) 选取其余各层螺旋钢丝直径选取各层螺旋钢丝直径 d1，d 2，d m-1。一般取：d 1d 2d 3d m-1d m 为便于加工及方便设计，取：d2=d3=d4=2mm，d 1= =1mm4计算得：D23=10mm， D22=6mm，D 21=3mmC1=3，C 2=3，C 3=5确定各层螺旋钢丝头数由 (11)m21 CdkZdkZ注意到 Z
21、取整数，故取 Z1=8，Z 2=4，Z 3=7，Z 4=9校核强度,由(12)可得 1=646MPa， 2=646MPa， 3=598MPa， 4=523MPa，显然强度足够。(2) 校核刚度由 (13)miiDdZEM123670得 ，故刚度足够。5.综上，所设计软轴能满足要求。4.6 轴的设计计算轴的设计也和其它零件的设计相似，包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。因此，轴的结构设计是轴设计
22、中的重要内容。轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力取决于轴的强度。这时只需要对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变形。轴的结构主要取决于以下因素：轴在及其中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴联结的方法；载荷性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。而影响轴的因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异。4.6.1 轴的计算轴上的功率 P=1.53kw，轴转速 n1=1500r/min，根据公式算得：(14)初步确定轴的最小直径：先初步估算轴的最小直径。本设计选取轴的材料为 45钢，调质处理，适用于承受交变负荷、中等速
23、度、中等负荷、强烈磨损、无很大冲击的重要零件。取 A0=150，于是得(15)因此，选取轴径为 40mm。4.6.2 拟定轴上零件的装配方案(1) 选择滚动轴承：因轴承只受径向载荷和轴向载荷作用，故使用深沟球轴承，由文献10表 13-2，初选滚动轴承代号为 6310，选择内径 d=50，外径 D=80，宽度B=16。(2) 键的选择包括类型选择和尺寸选择两方面。其主要尺寸为其截面尺寸（一般以键宽 b键高 h 表示）与长度 L。键的截面尺寸 bh，按轴的直径 d 由标准中选择键的长度 L=(1.52)d，这里 d 为轴径。普通平键的主要尺寸，因为：d=40mm，即公称直径：d3844，公称尺寸b
24、h=128，公称尺寸 b=12。取轮毂长度 L=80。平键选用材料为 45 刚，个数为 2 个，长度取 40mm。为了保证与轴配合有良好的对中性，故选择皮带轮轮毂与轴的配合为 。76Hn(3) 确定轴上圆角和倒角尺寸，参考文献10表 15-2，取轴端倒角为 245，各轴肩处的圆角半径及结构尺寸见图 2 及图 3。(4) 由于快速皮带轮轴必须同时带动汽油机和风机，需要两个联轴器，而慢速皮带轮要带动钢丝软轴，需要一个联轴器，因此共需要三个联轴器。选用标准件 GYS6。其中，轴孔直径分别为 40mm 和 50mm。因为需要保持连接紧密，所以采用过盈配合 76Hk图 2 慢速皮带轮轴Fig 2 Slo
25、w pulley Shaft图 3 快速皮带轮轴Fig 3 Fast pulley Shaft4.6.3 轴的校核轴传递的扭矩由轴的计算得 T1=9741Nmm已知带轮轴压轴力 Fq为 493.5N只考虑垂直面所受弯矩，如图 bMV=56Fq=28869.75Nmm由于水平面弯矩为 0，危险截面处最大合成弯矩计算(16)VHM2做扭矩图，如图 cT1=9741Nmm进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据文献10式（15-5）及以上所算的数据，由于扭转切应力为脉动循环变应力，取 a=0.6，轴的计算应力(17)易知 ,故安全！MPa6079.51图 4 轴的校核Fig 4
26、 Axis calibration4.6.4 键的校核平键连接传递转矩时，其主要的实效形式是工作面被压溃。因此通常只按工作面的挤压应力进行强度校核。假定载荷在工作面上是均匀分布的，不同平键连接的强度条件为(18)式中；T-传递的扭矩 NmK-键与轮键槽的接触高度 mmL-键的工作长度 mmD-轴的直径对于安装皮带轮的轴上的键进行相关校核， ，其中MPap6.12MPap60可见 ，所以键的强度足够。p4.7 风机的设计风机是将原动机的机械能转换为被输送气体的压力能和动能的一种动力设备。对于采收桑叶来说，风机是一种不可缺少的动力设备。利用风机所产生的负压，为采收提供所需的风量。 风机根据其作用原
27、理的不同，一般可分为离心式、轴流式、混流式三类。在工业生产中应用较为广泛的是离心式和轴流式，在通风除尘系统中，主要是使用离心式风机。 4.7.1 各种类型风机的工作原理 (1) 离心式风机工作原理离心风机的工作原理是，叶轮告诉旋转时产生的离心力使流体获得能量,即流体通过叶轮后,压能和动能都得到提高,从而能够被输送到高处或远处。离心式风机的叶轮装在一个螺旋型的外壳内,当叶轮旋转时,流体轴向流入,然后转 90进入叶轮流道并径向流出。叶轮连续旋转,在叶轮入口处不断形成真空,从而使流体连续不断地被风机吸入排出。(2) 轴流式风机工作原理 轴流式风机的工作原理是，旋转叶片的挤压推进力使流体得能量，升高其
28、压能和动能。轴流式风机的叶轮安装在圆锥形机壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流入。在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流式风机适用于大流量，低压力，电厂中常用作送引风机。 (3) 混流式风机工作原理 混流式风机工作原理是，流体进入叶轮后，流动的方向处于轴流式与离心式之间，近似沿锥面流动。混流式风机的性能亦介于离心式与轴流式之间，起流量大于离心式但小于轴流式；全压大于轴流式而小于离心式。 考虑到桑叶采收机功率不大，我选择离心式风机。4.7.2 风机的分类 按压力的大小风机可分为通风机，鼓风机和压气机。随着生产和科学技术的发展，日益需要输送空气、氧气、氮气、氢气、乙烯、丙稀等各种气体的机械。通风机是应
29、用最广泛的一种气体输送机械。通风机按照工作时候产生的压力大小可分为（在大气压为 101.3KPa，气温为20的标准状态下）： 低压离心式通风机：通风机全压 p1KPa； 中压离心式通风机：通风机全压 p=1KPa3 KPa； 高压离心式通风机：通风机全压 p=3KPa5 KPa； 低压轴流通风机：通风机全压 p500Pa； 高压轴流通风机：通风机全压 p500Pa。通风机广泛地运用于各个工业部门，在家庭中广泛使用的电风扇和吹风机都属于通风机，其中离心式通风机因为性能范围广，效率高，体积小，重量轻，能与高速原动机直联，所以运用最为广泛。4.7.3 离心式通风机的选择离心式通风机的主要结构部件为叶
30、轮、机壳、进气口、出气口 机壳内的叶轮安装于原动机拖动的轴承上。叶轮由叶片和连接叶片的前盘及后盘组成。叶轮后盘装在转轮上，机壳一般是钢板制成螺线状箱体，支撑与支架上。 离心式通风机的选择主要是指风机本体的选择，同时还包括与其相配的传动部件电动机等的选择，选择风机是保证通风除尘系统能否正常工作的关键。风机选择不当，造成设备投资及能耗的浪费，因此，在选择风机时，一定要全面考虑，做到正确选择，以达到预期目的。4.7.4 主要参数的设计计算(1) 输送量的确定：根据要求知其输送量为 300kg/时。(2) 混合比的选取：混合比是指在单位时间内输送的物料质量与同一时间内通过该管道的空气质量之比，用 m
31、表示。吸送式负压输送系统装置混合比的选取主要取决于管系条件（输送管长度、管内壁粗糙状况、弯管数量及管道布置方式等） 、物料物理特性及气源机械的性能（真空度、风量等）因数。M 值越大，有利于提高装置的输送能力。对悬浮输送方式来说，在规定生产条件下，如选定的 m 值大，则所需风量小，因而可用管径较小的管道，且单位能耗也低。但若 m 值过大，则管路压力损失增大，要求采用真空度较高的气源机械，且输送管道容易发生堵塞。反之，如选取的 m 值小，则所需风量大，不仅管径和分离、除尘等设备的尺寸都要增大，且由于功率主要消耗在输送大量空气而使装置单位能耗增高。然而选用小的 m 值，却可以采用真空度较小的风机。由
32、此看来，影响 m 值的因数很多，其值的范围也较大，很难用公式简单计算求得。在设计计算时尽可能参考各种实例、凭借已有经验或试验数据来确定，一般低真空吸送式负压输送系统装置，选取混合比 m=2。(3) 计算空气流量的确定：根据选择的输送混合比 m=2，所需风量 Q 应为：(19)式中：Q风量（m3/h）a空气比重，取 a=1.2kg/mGs输送量 kg/h混合比，其值由经验得。在此选择 =4所以按设计要求的风量为：)/(3.208.15hmGQas(5) 被输送物料的运动速度确定：确定合理的输送速度必须保证装置能长期正常输送物料。因此，应该考虑以下诸多因素可能的影响：风机工作性能的变化；管系漏气；
33、输送物料品种及某类物料图物理特性的可能变化；气流输送系统要求具有一定的输送能力储备；气象条件的变化。综合以上各项影响因素，按照已有实践经验数据，我这次选用的输送气流速度为20m/s。(5) 输料管的内径：输料管起始段内径可按下式确定：(20)mvQDa6023.801.018. 考虑到桑叶大小，为防止堵塞，选择内径为 60mm。根据上述分析和计算结果，我选择 11-62 离心式风机，其稳定转速为n=2500r/min 风量为 Q=500m3/h，进口风压 H=-250Pa。4.8 刀具结构的设计及材料的选择4.8.1 刀具与采摘头的结构与安装刀具的结构采用用圆盘形的刀盘，两边有装有两个对称的刀
34、片，为防止切割桑树枝时桑树枝外滑，故把刀刃设计成呈圆弧型。刀具使用螺纹和软轴相连，并通过管接头安装在采摘头上，管接头采取螺钉固定。与此同时，真空软管也通过管接头连接在采摘头上，采摘头由 Q235 钢制造。采摘刀的位置要放置到正好能将切下来的枝叶送往真空管中的部位，不偏不倚。具体形式如图 5。图 5 采摘头Figure 5 Picture head4.8.2 刀具材料的选择因刀片在高速的环境下工作，且在剪切过程中，刀片会受到很大的挤压力，摩擦也会很厉害，需要的硬度也比较高。根据这些因素我决定选择 W18Cr4V。W18Cr4V 是应用比较广泛的的高速钢，其性能主要有：热处理硬度可达 63-66H
35、RC，抗弯强度可达 3500MPa 左右，可磨性好。其优点：通用性强，工艺成熟。热处理：经淬火硬度达到 66HRC，刀尖处喷涂碳化钛或氮化钛。4.9 其它部分的设计4.9.1 机架的设计机架是固定和承载汽油机和工作机构的，机架采用焊接成型，考虑到加工和维修的方便性和使用的经济性，故材料采用塑性好，焊接性能好的 HT200 焊接而成。汽油机、风机、工作机构与机架均采用螺栓联接。4.9.2 行走轮设计桑叶采收机的行走轮由轮毂和轮胎组成，轮毂根据前面的设计要求选择 45 钢。轮胎在此要与轮毂配合，轮胎的大小尺寸应与桑叶采收机的整体形状和尺寸紧紧相连。轮胎的外径是 =160mm，由于负载不大，且速度较
36、低，为使结构简化，其具体形状采用轮轴合一的形式，外圈材料为橡胶。行走轮的具体尺寸如图 6。图 6 行走轮Figure 6 The walking wheel5 总结5.1 产品的优点及解决问题的效果该设计的桑叶采收机，投入使用后可大大提高茶树修剪的效率，和以往人工进行修剪工作相比较，不但可以节约大量劳动力、降低成本，而且修剪效果比人工修剪要好很多。经过和现有采收机的比较，发现本设计的采收机有如下优点：(1)与一般采收机相比，该机节能较多；(2)该采收机更适用于桑树种植的特殊模式；(3)该产品结构坚固、简单，维修方便；(4)该机可通过软轴对不同高度的桑树进行采收。由于该机节能多、体积小、结构简单
37、、维护及操作方便和售价低廉，因此更加适合于种桑养蚕的劳动人民选用。参考文献1 肖丽萍,魏文军,宋建农,靳桂萍,可控变杆长空间机构在农机部件工作轨迹上的设计与应用 J.农业工程学报, 2007(07)3 李健,庞新维,桑叶采摘机主运动系统公差的设计J. 农机化研究. 2007(03)3 李健,靳龙,伍丽峰,开口空心齿轮轴的优化设计J. 机械设计与制造. 2006(01)4 李健,靳龙,桑叶采摘机手动操作机构的优化设计J. 农业机械学报. 2005(11)5 尹健,谢庆生,罗延科,陈伦军,考虑弹流润滑的齿轮传动多目标优化设计的遗传算法实现J. 机械工程学报. 2003(06) 6 姚文斌,何天淳,
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