生姜收获机械设计.doc
4GJ1生姜收获机
2009年2月农业装备与车辆工程AGRICULTURAL EQUIPMENT &VEHICLE ENGINEERING2009年第2期（总第211期）No．22009（Totally 211）4GJ1生姜收获机的研制李维华1，钟波1，张伟海2，李小凤3（1．山东省农业机械科学研究所，山东济南250100；2．山东省东营市垦利县信息产业局，山东垦利257500，3．山东省东营市垦利县经济贸易局，山东垦利257500）摘要：针对生姜的种植模式及收获工艺的实际情况，研制了自走式生姜收获机。
机器夹持姜苗，将生姜从地里收获出来，生产效率高，损失率低。
本文阐述了生姜收获机的设计原理及设计思想，介绍了其技术参数及结构特点。
关键词：生姜收获机；自走式；四轮驱动中图分类号：S225．7＋9文献标识码：A文章编号：1673-3142（2009）02-0039-02Development of 4GJ1Ginger HarvesterLI Wei－hua 1，ZHONG Bo 1，ZHANG Wei－hai 2，LI Xiao－feng 3（1．Shandong Agricultural Machinery Research Institute ，Jinan 250100，China ；2．Kenli County of Shandong Bureau of InformationIndustry ，Kenli 257500，China ；3．Kenli County of Shandong Bureau of Economic and Trade ，Kenli 257500，China ）Abstract:A self－propelled ginger harvester was developed for ginger cultivation model and post－harvest technology of the actual situation．The machine harvests gingers from the soil by clamping the leaves of the ginger．The production is featured with high efficiency and low loss rate．In this paper ，ginger harvester design principles and design ideas were expatiated ，technical parameters of its structure and characteristics were introduced．Key Words:ginger harvesting machine ；self－propelled ；4－wheel driven1生姜收获机的设计原理及组成工作原理是用皮带夹紧姜苗，后面的皮带轮比前面的皮带轮高，机具前行将生姜从地里提拉出来，生产效率高，损失率低。
生姜收获机械化作业的研究与探讨
一
定 倾 角 的 “ ” 弯 刀 ， 姜 垄 方 向 从 生 姜 生 长 位 置 底 部 纵 Ｌ型 顺
向切 过姜 垄 ， 过对 姜 垄 整 体 疏 松 后 ， 而 由人 工 提 拉 姜秸 ， 通 继
模 式 ， 其 行 走 部 分 采 用 了 履 带 式 。配 备 动 力 ７３Ｋ 以 上 ， 但 ． Ｗ ５
轮距 ７０ ｍ， 小 离地间隙 ４０ ２ｒ 最 ａ ７ ｍｍ ， 业 幅 宽 ６ ０ ７ ０ ｍ ， 作 ０ — ５ｉ ｎ
作 业 效 率 １０ ￣ ３ ０ Ｚｈ （． ２亩／ 时） ００１０ｍ／ １ — ５ 小 。该 机 ２０ ０ ９年 １ ０
科普长廊
２０ 童 ０． 茗 吨 １６
生 姜 收获 机 械 化 作 业 的研 究 与 探讨
王 绍 江 张 仁 君 宗 金 成 魏 积 利
生姜既是一种调味蔬菜 ，也是一种重要的经济作物 ， 随 着 科 技 成 果 的 推 广 普 及 ， 姜 单 位 面 积 产 量 不 断 提 高 ， 而 生 因 在 我 国 的许 多 地 区 迅 速 发 展 起 来 ， 以 其 见 效 快 、 济 效 益 并 经 好 等 优 势 成 为 农 民 的 主 要经 济收 入 来源 及 重要 的 致 富途 径 。 目前 ， 姜 种植 机 械 化 程 度 较 低 ， 重 制 约 了 生 姜 产 业 生 严 的 发 展 。 管 生 姜 种 植 前 期 的 起 垄 作 业 已逐 渐 由 小 型 园 田机 尽 械 取 代 人 工作 业 ， 姜 芽 的下 种 、 期 的破 垄 、 熟后 的收 获 但 中 成 等 ， 然 以 人 工 作 业 为 主 。为 了 研 究探 索 生 姜 生 产 机 械 化 发 仍 展的途径 ， ２０ 自 ０ ６年 开 始 ． 者 陆 续 对 以 山 东 省 为核 心 的 周 笔 边 省 市进 行 了 广泛 的 调 研 ，广 泛 听 取 了 姜 农 对 生 姜 种 植 、 收
一种大姜收割机的设计
Internal Combustion Engine &Parts图1大姜收割机的动力装置0引言大姜因具有较高的药用、食用价值而被广泛利用，目前已有几百种药物配方包含大姜提取物，在食用中也是一种不可缺少的调料。
大姜挖掘高完整性的要求，及农业机械化的落后，使得大部分地区的大姜收获工作仍然采用人工劳作的方式。
首先用铁锨或铁叉将大姜从地下挖出，然后人工除去大姜茎块上的泥土，并用刀具切掉大姜茎杆。
这种方式费时费力且劳动生产率极低。
针对目前生姜采收割机的短缺问题，提供一种可减轻劳动强度，提高传统采收机械工作效率的大姜收获机显得尤为重要。
虽然近年来，国产的大姜收获装置已经取得了很大的成绩，但与国外同类产品相比之下仍存在一定的技术差距。
伴随着科技的进步，涌现出很多新的机械设计方法，这为设备的研发制造奠定了坚实的基础，对研发出更为先进的大姜收获机有着重要的意义。
1大姜收割机的总体设计方案1.1动力装置本设计中的动力装置是农业生产常用的手扶拖拉机，其动力来源于它的内燃机，根据不同的地形和软硬不同的土地选择马力不同的拖拉机，履带式行进可以适应不同的地形。
大姜收割机的动力装置三维模型如图1所示。
———————————————————————作者简介:赵通，男，河北石家庄人，山东英才学院机械设计制造及其自动化专业2017级本科生，擅长各类机械产品类设计和UG 绘图。
一种大姜收割机的设计赵通;杨立年;黄子康;詹思源;王萌萌（山东英才学院机械与电气工程学院，济南250101）摘要:该设计在对目前现有大姜收获机资料进行阅读和研究基础上,对现有技术方案进行了完善,主要包括对工作部分进行简化和各部件材料的重新选用,从而达到降低收割机的制造成本,减轻农民经济负担。
分别对轴、齿轮、悬挂架、轴承等零件的设计进行验证,分析其运动的过程,完成割刀的设计,最终确定整体装配。
大姜收割机的每个零部件的机械构造和尺寸分别得到确认和完善。
关键词:机械设计;大姜;收割机3汽车内饰设计人性化因素的发展趋势随着社会的进步，汽车的内部功能也在不断的增加，在汽车内饰设计的时候，可以导入人性化元素的内容也在不断的增加，这种汽车发展趋势也给汽车内饰设计提出了更高的要求。
生姜收获机研制成功
关键零部件加工与装配
切割器设计
根据生姜的形状和大小，设计 合适的切割器，确保切割效率
和质量。
传动系统设计
设计合理的传动系统，确保生 姜加工过程中的稳定性和可靠 性。
控制系统设计
采用先进的控制系统，实现生 姜加工过程的自动化和智能化 。
零部件加工与装配
对关键零部件进行精确加工和 装配，确保产品质量和稳定性
预期成果
实现生姜收获机的样机制作和试 验验证，提高生姜收获效率30% 以上，降低劳动力成本30%以上 。
02
设计与研发过程
总体结构设计
结构组成
生姜收获机由挖掘、输送、分离、收集等部分组成。挖掘部分采用液压驱动，输送部分采用链条输送，分离部分 采用振动筛，收集部分采用料斗。
结构特点
整体结构紧凑，布局合理，便于操作和维护。挖掘部分采用大功率液压马达驱动，提高了挖掘效率；输送部分采 用链条输送，输送平稳，不易堵塞；分离部分采用振动筛，实现了生姜与土壤的分离；收集部分采用料斗，方便 收集和运输。
生产与制造过程
生产工艺流程设计
01备
选择优质生姜作为原料，并进 行清洗、干燥等预处理。
切割与分选
根据生姜大小、形状等因素进 行切割和分选，确保产品质量
。
加工与装配
对生姜进行清洗、去皮、切片 等加工，并进行装配和调试。
包装与运输
对加工好的生姜进行包装，并 采用合适的运输方式进行运输
未来发展趋势预测
技术升级
多元化发展
随着科技的不断进步，生姜收获机将进一 步实现智能化、自动化，提高生产效率。
针对不同地区、不同品种的生姜，研制出 更加适用的收获机械，满足市场需求。
绿色环保
政策支持
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青岛农业大学毕业论文（设计）题目：生姜收获机械设计姓名：学院：机电工程学院专业：农业机械化及其自动化班级：日目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3选题的目的和意义 (3)1.4研究方案 (3)2 生姜的种植农艺及收获机方案的选定 (5)2.1种植农艺 (5)2.2机具方案的选定 (6)3悬挂架、限深轮、挖掘铲的选定与设计 (9)3.1悬挂架的选定与设计 (10)3.2限深轮的选定与设计 (16)3.3挖掘铲的选定与设计.............................................................................................. . (12)4传动部件的方案选定及设计 (16)4.1一级传动方案的选定 (16)4.2V带轮的设计计算 (16)4.3锥齿轮的设计算 (18)4.4二级传动方案的选定 (20)4.5链轮的设计计算 (20)4.6导向铺禾杆的设计 (22)4.7圆盘割刀的选定与设计 (22)5结论及建议 (24)5.1结论 (24)5.2建议 (24)参考文献 (25)致谢 (26)生姜收获机的设计摘要本设计通过对目前各类型生姜收获机械资料的查阅和研究，对现有的技术方案进行创新和改进，设计了一台结构简单具有清垄和挖掘功能的牵引式生姜收获机，这种机械可以与不同马力的动力机械配套使用，这样就不会造成动力机械闲置。
在设计过程中，利用ProE软件的三维建模，对各个部件的观察并最终确定最佳方案。
在此次生姜收获机的设计中主要完成以下的工作：完成悬挂架和铲架以及挖掘铲的设计计算；完成割台传动系统（皮带轮、链轮、锥齿轮）的设计和计算；完成割刀的设计计算；完成整体的配置方案及装配。
关键词:生姜;收获机;挖掘The Design of the Ginger HarvesterAbstractThis design through the review and study the various types of ginger harvester data,innovation and improvement of the technical scheme of the existing,traction type ginger harvesting machine with simple structure and Ridge Clearing and mining function design,this machine can be used with power machinery supporting different horsepower,So as not to cause power machinery idle.In the design process,using three-dimensional modeling software ProE,observation of the various components and determine the optimal scheme. Mainly completed the following work in the design of the ginger harvester:complete the suspension frame and a shovel digging shovel frame and the design calculation;To complete the cutting table transmission system (pulley, sprocket, gear) design and calculation;complete the design of the calculation of cutting knife;complete the configuration scheme of overall and assembly.Key words: Ginger; Harvester; Mining1绪论1.1研究背景生姜原产于东南亚(印度和马来西亚一带)热带雨林区的森林边沿地带。
目前，我国是世界上种植生姜面积最大的国家，其次分别是印度尼西亚、印度及澳大利亚等国。
欧美发达国家及日本、韩国的生姜种植面积在逐年减少，但对生姜的需求却越来越旺盛，这些国家年需求量在400万吨以上，且每年以20% 以上的速度增长。
由于生产技术及产业结构调整等原因，目前，全球生姜年生产量在2500万-2800万吨,市场需求缺口很大。
生姜作为我国重要的蔬菜品种，具有良好的药用和食用价值，其在我国的栽培历史悠久，种植范围很广，目前已形成许多著名产区，除东北、西北等寒冷地区不种植外，在我国的中部、东南部至西南部的各地区均有生姜产区。
且以南方诸省居多。
自98 年以来，国际的生姜市场日趋活跃，呈现出供不应求、价格坚挺之势。
其中对中国的生姜需求逐渐增大。
目前，因日韩美等国家对中国生姜需求旺盛，使得农民的种姜积极性增加，2011年全国各地的生姜种植面积都有不同程度的增加。
经初步估算，2011年全国的生姜种植面积要比2010年多40％左右。
以山东部分地区为例，其生姜种植面积比2010年增加了50％左右，全国各个生姜主产区的生姜种植面积都有不同程度增加，其产量增加了不少。
在随着生姜种植面积的不断增加，以往传统而落后的人工收获方式已经不能满足当前的生姜收获的要求，因此生姜收获作业的高效性研究已经迫在眉睫。
生姜种植农业机械化水平的高低会直接影响到生姜种植也在我国的发展，因此我们要抓紧对生姜收获机械的研制。
1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状随着改革开放政策的实行，国内特种农业也在飞速的发展，以往的生姜只会被人当成是一种调味蔬菜，现在生姜的经济性已经逐渐被人所认可。
在随着科学技术的发展，姜种植的面积在逐年增大，并且以生姜种植的周期短、经济效益高等优点渐渐的成为了这些农民家庭的最主要经济收入方式和新的致富之路。
由于国内生姜机械行业起步晚，导致了生姜种植及收获机械化程度很低，这严重拖慢了生姜种植产业在国内的发展速度。
国内生姜收获机械主要分为两大类、三种型式。
其中的一类是挖掘类，另一类是提拉秧类。
挖掘类机械在生姜收获时，如果种植生姜的土壤过干，这样挖掘铲的工作阻力会很大，这样挖掘的效果就会很差，这样人工后期的作业时会造成姜块的损坏和姜块不能收获的困难，如果土壤湿度过大收获机械在行走时会变的很困难，挖掘铲的阻力变大挖掘效果变差；提拉秧类机械受土壤的干湿度的影响不是很大但主要会受到生姜的种植密集度的影响较明显，姜苗种植的过密、过疏或者是疏密不均等问题，都会影响收获效果[1]。
尽管现在国内已经有了不少形式的生姜收获机械，但是国内技术并不成熟，现有的机械并不能对生姜收获作业达到全机械化，大部分收获工作还是需要人工去完成。
这样农民的收获劳动强度并没有减少，而且还会导致收获时间长和收获效率低等问题, 而且人工作业的随意性使生姜茎块的损失率、破碎率较高, 不利于生姜的贮存。
因此, 急需改善和创新新生姜收获机械以解决目前国内生姜收获存在的不足。
1.2.2国外研究现状生姜受生长环境以及种植农艺的影响导致它多分布于亚热带地区的国家，如中国、印度、东南亚的一些国家。
国外从20 世纪40 年代开始根茎类作物收获机械的研究, 如美国、德国、日本、法国、意大利等发达国家均研制出了不同的收获机械。
现已实现对长根作物( 萝卜、甜菜等) 和短根作物( 生姜、花生、大蒜、洋葱等) 的机械化收获，国外的根茎类作物收获机械正向大型化、机电一体化、智能化, 更可靠、更安全的方向发展。
一些发达国家不断将高、精、尖技术应用到农业机械上来, 农业机械正向智能化方向发展[2]。
针对国产机型存在的不足之处，和对发达国家先进技术的借鉴，本次设计的生姜收获机通过添加清垄功能和运用轮叉式挖掘铲来解决上述问题，在保证机具达到所需工作标准，同时，要保证该机型的价格较为低廉，操作简便，通用性好等特点。
1.3选题的目的和意义目的：在随着科学技术的发展，高产量生姜品种研制的成功，使得现在生姜亩产量不断提高，所以在全国的各个地区生姜种植的面积在逐年增大，并且以生姜种植的周期短、经济效益高等优点渐渐的成为了这些农民家庭的最主要经济收入和一条新的致富路。
但目前，国内生姜收获不能达到机械化的程度，这就很大程度上阻碍了生姜产业的发展[3]。
为了适应农业发展，此次毕业设计，通过借鉴现有生姜收获机械，对机具简化改进降低机具成本，并且提高生产效率高,节省劳动力,降低收获成本,增加产量。
意义：目前国内生姜种植面积比较分散, 种植农艺参差不齐, 这既影响了生姜产量的提高, 也不利于生姜收获的机械统一化。
生姜收获时劳动强度大，效率低，工作过程繁琐，作物果实块茎破碎量大等农艺问题亟待解决[4]。
改进后的生姜收获机械简化了机具并且简化了工作过程，能减生姜姜块的破碎率，由于机械的结构简单，所以生产造价低廉，并且机具的生产效率高，通用性良好可以与家用拖拉机配套使用。
1.4研究方案研究内容：本课题针对目前现有技术的不足，通过对传统收获机械的革新，提供一种能够减轻人的劳动强度，提高工作效率，并且能适应不同地域工作环境，收获效果好的生姜收获机械。
研究目标：本次设计的生姜收获机主要由松挖装置、切割装置、和传动装置等部分组成。
挖掘铲的挖掘深度可以通过限深轮来调节而割刀的切割高度通过割刀高度调节杆装置来实现，从而使机具可以适应不同的种植农艺方式。
研究方法：充分了解现有的生姜收获方式的优缺点，总结经验，克服不足。
设计一种结构简单而且可以与拖拉机配套使用，能适应不同的工作环境的生姜收获机械，从而减轻农民购买时的经济负担和生姜收获时的劳动强度，并且提高生姜收获作业的效率。
设计过程中要用到农业机械学、机械制造、机械设计、材料力学、动力传动装置设计等课程方面的知识。
技术路线：调查研究资料→写出开题报告→确定总体方案→机架、轮子和轮叉铲等的装置设计→传动设备计算选型→切割装置整体方案设计→绘制生姜收获机总装图及零件图→撰写设计说明书拟解决的问题：主要解决生姜收获作业时劳动强度大，效率低，工作过程繁琐，作物果实块茎破碎量大，以及生姜收获机具的造价太高机具的闲置的等问题。
特色与创新点：本次设计的生姜收获机，相对以往的传统收获机械来说结构更简单，生产造价更低廉，可以与家用手扶拖拉机配套使用。
漏姜：漏姜是在生姜收获作业过程中的被遗漏在土壤之中并没有被收获的姜块，造成漏姜的最主要原因是生姜收获机械在挖掘作业时挖掘铲入土角度和入土深度并没有达到挖掘入土深度和挖掘宽度2 生姜种植农艺和收获机具方案的选定2.1种植农艺(1)生姜的种植特征生姜在全国各地由于种植环境的不同种植方式也有区别。