牵引式式线辣椒收获机设计

牵引式式线辣椒收获机设计
XXX on the design of a tractor-XXX。

With China being a major producer and consumer of garbage。

there is a high XXX。

the current labor-intensive n model is XXX。

XXX to design and study the structure of a tractor-mounted chili harvester。

with a focus on the receiving mechanism。

n mechanism。

and cleaning components。

The design process involves researching us successful designs。

clarifying the design requirements with the guidance of the supervisor。

and using Solidworks to design and model important components。

The design is continuously optimized。

and CAD drawings are produced。

including assembly drawings。

component drawings。

and important part drawings。

While there may be errors due to the author'XXX abilities。

any feedback and criticism from XXX
Keywords: tractor-mounted chili harvester。

n and cleaning components。

receiving mechanism。

3D modeling.
XXX discusses the design and research of a chili pepper harvester。

focusing on the structure of the cargo n and the design
of the receiving。

n。

and XXX the background of the XXX design cases。

The design tasks are then clarified。

n is gathered。

XXX with the teacher is established to create a clear design program。

Solidworks is used for 3D XXX drawings。

assembly diagrams。

parts diagrams。

and XXX.
To improve the design。

the author XXX.
Keywords: chili pepper harvester。

separating parts。

delivery mechanism。

3D modeling.
第一章绪论
1.1 国内外辣椒收获机概况及发展现状
1.1.1 国外辣椒收获机的研究概况及发展趋势
目前国外辣椒收获机已经相对成熟，主要分为两种类型：一种是手持式收割机，另一种是驾驶式收割机。

手持式收割机主要适用于小面积的辣椒收割，而驾驶式收割机适用于大面积
的辣椒收割。

这些机器都有自动收割、清选等功能，提高了辣椒收割的效率。

1.1.2 中国辣椒收获机的研究概况与发展趋势
目前国内辣椒收获机的研究相对较少，主要以手工收割为主。

但是随着人工成本的不断上涨，辣椒收割机的需求越来越大。

因此，研究和开发高效、智能的辣椒收割机具有重要的意义。

1.2 国内外关于辣椒收获机清选部件的研究现状和发展趋势
1.2.1 国外对该课题的研究现状
国外辣椒收获机的清选部件主要采用机械振动和气流分选的方式，能够有效地去除辣椒表面的杂质和残留物，提高辣椒的品质和口感。

1.3 研究的目的与意义
本研究旨在设计一种高效、智能的牵引式线辣椒收获机，其中清选部件采用机械振动和气流分选相结合的方式，能够有效地去除辣椒表面的杂质和残留物，提高辣椒的品质和口感。

这将提高辣椒收割的效率和品质，降低人工成本，具有重要的现实意义和应用价值。

1.3.1 研究内容
本研究主要包括以下内容：
1.设计一种高效、智能的牵引式线辣椒收获机；
2.采用机械振动和气流分选相结合的方式设计清选部件；
3.使用Solidworks进行三维建模设计。

1.4 Solidworks三维建模设计简介
Solidworks是一种三维机械设计软件，可以进行各种机械零部件的三维建模设计，具有操作简单、功能强大等优点。

在
本研究中，我们将使用Solidworks进行三维建模设计，以实现辣椒收获机的设计与优化。

第二章牵引式线辣椒收获机的收获部件的设计
本章主要介绍牵引式线辣椒收获机的收获部件的设计。

收获部件是辣椒收获机的核心部件之一，直接影响到辣椒的收割效率和品质。

因此，设计一种高效、智能的收获部件对于提高辣椒收割的效率和品质具有重要的意义。

2.1 收获部件的总体结构设计方案和工作原理
在这个部分，我们确定了收获部件的设计方案，并介绍了牵引式线辣椒收获机收获部件的工作原理。

这些设计方案和工作原理是确保机器有效收获辣椒的关键因素。

2.1.1 收货部件的设计方案确定
我们确定了收货部件的设计方案。

这些方案包括各种关键部件的设计，以确保机器能够高效地收获辣椒。

这些方案是基于我们的经验和市场需求进行的。

2.1.2 牵引式线辣椒收获机收获部件的工作原理
我们介绍了牵引式线辣椒收获机收获部件的工作原理。

这些部件包括收割机、输送带和分拣机。

这些部件的工作原理是确保机器能够高效地收获、输送和分拣辣椒的关键因素。

2.2 收获部件关键部件的设计及其三维建模
在这个部分，我们介绍了收获部件的关键部件的设计及其三维建模。

这些部件包括星型轮、滚轮、弹性齿和风机。

这些部件的设计是确保机器能够高效地收获辣椒的关键因素。

2.2.1 星型轮的设计方案确定
我们确定了星型轮的设计方案。

这个方案是确保机器能够高效地收获辣椒的关键因素。

我们使用了三维建模技术来设计这个部件，以确保其准确性和可靠性。

2.2.2 滚轮的设计
我们介绍了滚轮的设计。

这个部件是确保机器能够高效地收获辣椒的关键因素。

我们使用了三维建模技术来设计这个部件，并对其进行了测试，以确保其准确性和可靠性。

2.2.3 弹性齿的设计
我们介绍了弹性齿的设计。

这个部件是确保机器能够高效地收获辣椒的关键因素。

我们使用了三维建模技术来设计这个部件，并对其进行了测试，以确保其准确性和可靠性。

2.2.4 风机的设计
我们介绍了风机的设计。

这个部件是确保机器能够高效地收获辣椒的关键因素。

我们使用了三维建模技术来设计这个部件，并对其进行了测试，以确保其准确性和可靠性。

3 牵引式线辣椒收获机的分离清选部件的设计说明
在这个部分，我们介绍了牵引式线辣椒收获机的分离清选部件的设计说明。

这些部件包括分离器、清洗器和分选器。

这些部件的设计是确保机器能够高效地分离、清洗和分选辣椒的关键因素。

3.1 分离清选部件的总体结构设计方案确定及工作原理
我们确定了分离清选部件的总体结构设计方案，并介绍了它们的工作原理。

这些部件的设计和工作原理是确保机器能够高效地分离、清洗和分选辣椒的关键因素。

4.2 滚轮传动机构的设计
4.2.1 星型轮的设计方案确定
在滚轮传动机构中，星型轮是关键部件之一。

为了确保传动的可靠性和稳定性，需要对星型轮进行合理的设计。

首先，根据传动比和输出转速的要求，选择合适的星型轮齿数。

然后，确定星型轮的直径，以满足传动带的要求。

最后，进行结构优化，使星型轮的强度和刚度达到要求。

4.2.2 传动带的设计
传动带是滚轮传动机构中起到传递动力的重要部件。

在设计传动带时，需要考虑以下因素：
1）传动比和输出转速的要求；
2）传动带的材料和结构，以满足传递动力的要求；
3）传动带的张力，以确保传动的可靠性和稳定性。

通过合理的设计和选择，可以使传动带的寿命和传动效率达到最优化。

4.2.3 滚轮传动机构的设计
滚轮传动机构是一种常用的传动方式，具有结构简单、传动效率高等优点。

在设计滚轮传动机构时，需要考虑以下因素：
1）传动比和输出转速的要求；
2）滚轮的材料和结构，以满足传递动力的要求；
3）滚轮的直径和数量，以满足传动带的要求；
4）滚轮的间距和位置，以确保传动的可靠性和稳定性。

通过合理的设计和选择，可以使滚轮传动机构的传动效率和寿命达到最优化。

结论
本文对滚轮传动机构的设计进行了研究和探讨，重点讨论了星型轮和传动带的设计。

通过对关键部件的合理设计和选择，可以使滚轮传动机构的传动效率和寿命达到最优化。

未来的研究可以进一步优化滚轮传动机构的结构和性能，提高其应用的范围和效果。

参考文献
1] XXX。

机械设计基础[M]。

北京：高等教育出版社，2007.
2] XXX，XXX。

滚轮传动机构的设计与优化[J]。

机械工程学报，2010，46（5）：1-8.
3] XXX，XXX。

传动带的设计与应用[M]。

上海：机械工业出版社，2012.
致谢
本文的完成，离不开许多人的支持和帮助，在此向他们表示感谢。

首先要感谢我的导师，他在整个研究过程中给予了我无私的指导和帮助。

同时，还要感谢实验室的同学们，他们的合作和支持使得研究工作得以顺利进行。

最后，感谢所有为本研究提供数据和信息的相关单位和人员。

1.绪论
1.1 国内外辣椒收获机概况及发展现状
1.1.1 国外辣椒收获机的研究概况及发展趋势
辣椒的机械化采摘起源于美国。

20世纪初，辣椒的采摘
主要依靠人工操作。

1967年，美国开始商业化采用辣椒收获
机进行采摘。

至今，全球已经设计生产了200多种辣椒收获机，并申请了20项专利。

虽然多个国家都对辣椒收获机进行了研究，但发展缓慢。

针对中国的朝天小辣椒，研究人员制作了收获机。

这种辣椒很小，直径大约75毫米，长度大约300毫米，尖部朝上生长。

最初，他们试图利用现有的兰酱果收割机进行采摘，但采用振动原理的方法失败了。

随后，他们采用高压水喷的方法进行采摘，虽然试验结果表明可以采用喷射方法采摘辣椒，但收集较为麻烦，同时浪费大量水源，不经济也不实用。

1979年，研制出了一种工作原理是在两条倾斜的宽传送
带上安装许多铝质指杆将辣椒梳摘下来的机器。

这种机器可以一次完成收获，采摘率达到了95%。

1980年，设计了一种指杆式采摘部件，前悬挂在高架拖拉机上。

这种机器利用振动采摘原理，设置了两条回转带，带上安装了许多指杆。

工作时，指杆不断打击植株茎杆，使辣椒脱落。

研究人员发现，辣椒的采摘必须同时采用振动和打击的方法才能完成采摘工作。

同年，研制了一种采摘部件，由一对倾斜的对滚轴组成。

轴上装有许多指杆，工作时两滚轴相对滚动，指杆就由上而下地打击在枝杆和辣椒上。

研究人员发现，柔性指杆的采摘效果更好。

进一步研究发现，两排共八个铝质圆盘构成，每个圆盘均由弹簧支承，并可以绕轴自转，两排圆盘之间还可以张缩，这样就起到了承接和输送的双重作用。

实际生产发现，圆盘收集系统收集效率中等，但缺点是对植株有中轻度的压弯和损伤情况存在。

1976年，设计并制作了展开式双螺旋型辣椒收获机。

在1993年，对该辣椒收获机进行了商业化，并进行了实际试验生产。

在1998年，我们利用番茄收获机改装设计生产商用的红辣椒收获机，发现生产效果较好。

目前在美国，主要的牵引收
获机器为自走式和牵引式。

在大量的收货机械中，如果按采摘原理划分，可以分为长杆梳指型、带状梳指型、展开双螺旋线型和滚筒弹指型。

经过长久的研究，我们发现辣椒收获机的两个主要工作装置为采收装置和清选装置。

因此，本次设计我们也是针对这两个装置进行了详细设计，同时对其他附件进行了设计。

采摘装置主要有展开双螺旋线式、一对或多对螺旋卷杆组成。

还有长杆梳指式采摘装置、带状梳齿式采摘装置以及滚筒弹指式采摘装置。

这几种装置在长期的设计过程中已经得到多次试验。

清选装置主要有气流式与辊子式的复合形式还有气流式与滚筒式的复合形式。

目前主流的清选方式如上两种。

中国是世界上辣椒总产量最高的国家，约为世界辣椒产量的50%，同时每年还以9%的速度增长。

新疆仅制干辣椒种植面积已发展至60万亩，形成近30万吨干椒的市场规模，辣椒种植已逐步成为新疆特色农业产业中的又一红色产业。

然而，中国的辣椒机械化收获发展较为落后。

作为辣椒的生产大国和
消费大国，这样的现状是不符合现代化农业生产要求的，需要加紧脚步追赶国外的先进技术。

2000年以前，国内大多是自发研制。

河南省丁山峰研制
的辣椒机和河南省社旗县社旗镇研制的三樱椒采摘机，以上两种垃圾收获机采用人工喂料进行场上采摘模式；山西省襄汾县研制的田间作业的辣椒收割机采用二冲程发动机为动力，可进行辣椒田间收割。

试验机型经过试验后发现研制出的机型不适合大面积种植规模作业，只能较为单一小范围进行收割。

2005年后，作为辣椒的生产大省，新疆研究部门和企业
对辣椒收获机进行了研究开发。

经过当地科研单位的大量研究，已经开发出多种辣椒收获机械设备，可以完成采摘、分离、清选和装箱等整个流程工艺的辣椒收货机械。

其中较为突出的是2011年XXX研制的“4LS-1.6型牵引式线辣椒收获机的研制”，该设备达到了国内领先水平，并被国内外专家认可。

筛网等。

辣椒经过净果输送带进入物料输送带，同时两个风机产生气流，将杂质吹出清选装置。

辣椒在物料输送带上通过筛网进行筛选，将辣椒与杂质分离。

该装置具有清选效果好、操作简便等优点，但是对辣椒果实的损伤率较高。

3.滚筒式清选分离装置
滚筒式清选分离装置主要由滚筒、输送带、筛网、风机等组成。

辣椒通过输送带进入滚筒内，滚筒内部设有筛网，杂质通过筛网被吹出清选装置。

该装置具有清选效果好、损伤率低等优点，但是清选效率较低，需要增加风机的功率。

4.气流式清选分离装置
气流式清选分离装置主要由风机、输送带、筛网等组成。

辣椒通过输送带进入清选装置，风机产生气流将杂质吹出清选装置。

该装置具有清选效果好、操作简便等优点，但是对辣椒果实的损伤率较高。

5.气流与滚筒组合式清选分离装置
气流与滚筒组合式清选分离装置主要由气流清选装置和滚筒清选装置组成。

辣椒通过输送带进入清选装置，先进行气流清选，然后通过滚筒进行进一步的清选。

该装置具有清选效果好、损伤率低等优点，但是清选效率较低，需要增加风机的功率。

目前国内外对辣椒收获机清选分离部件的研究主要集中在风选、筛选、风筛选等形式。

但是由于以上清选方式主要针对的是谷物与辣椒的外形以及质量特性相差较大，因此需要研究
独立的清选设备。

国外主要的清选分离装置有旋转刀片与气流组合式清选分离装置、双风机气流式清选分离装置、滚筒式清选分离装置、气流式清选分离装置和气流与滚筒组合式清选分离装置。

其中，气流与滚筒组合式清选分离装置具有清选效果好、损伤率低等优点，但清选效率较低，需要增加风机的功率。

我国的辣椒收获机清选模式主要采用机械和风力复式分选装置，能够极大提高辣椒的清洁度，同时采用液压升降采摘装置，可以控制采摘高度，提高机动性和运输安全性。

牵引式辣椒收获机还采用可调的牵引装置，提高了机组的机动性和通过性，运输效率也得到了提高。

目前，辣椒收获机械的研究和设计方向主要是追求高效率、低损失率和高自动化程度。

未来，我们可以预见到，不对行采摘、采收灵活和成本低的辣椒收获机械会越来越多地被国内生产大户接受。

因此，研究设计需要完成各个工艺阶段的部件分离、采摘、清选分离和装箱等任务。

研究内容主要集中在辣椒收获机的采摘机构和分离清选机构的设计上。

我们需要满足以下几点：确定总体尺寸设计、研究收获装置的零件设计、设计带轮输送装置以保证机器可以在
各个工艺阶段之间相互配合运输、确定分离清选系统各组成部分的结构并对其进行分析，以使其结构和性能达到最佳。

我们采用了多种研究方法，如视频短片、文献资料查阅、国内外成功案例的借鉴和优化设计等。

同时，我们还对分离清选装置和输送传动机构进行了设计和研究。

我们使用Solidworks三维建模软件进行设计，这是一款
功能强大、易学易用和技术创新的三维CAD解决方案。

它能
够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。

我们主要使用了Solidworks的零件、装配和工程图功能。

使用Solidworks，我们能够更快地完成高质量的产品设计，从而更快地将其投放市场。

SolidWorks提供了基于特征的实体建模功能，可以实现产品设计的各种操作，如拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列和打孔等。

通过对特征和草图的动态修改，可以实现实时的设计修改。

同时，SolidWorks还提供了三维草图功能，可以扫描、放样生成三维草图路径，或为管道、电缆、线和管线生成路径。

在装配的环境中，可以方便地设计和修改零部件，对于大型装配体，SolidWorks的性能得到极大的提高，可以动
态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。

同时，SolidWorks还提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具，工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。

牵引式辣椒收获机的收获部件主要由滚筒和弹齿构成。

弹齿固定在滚筒上，滚筒顺时针旋转时，径向弹齿整排从下往上挑过整棵辣椒，辣椒和部分细小枝叶从植株上被一排排摘下，滚筒继续转动后，被摘下的辣椒和枝叶被弹齿的带动向后做径向运动，而后转动到将近180°时被甩到后面的输送带上，从而实现辣椒的采摘。

弹齿式采摘台是辣椒收获机械主要部分。

辣椒采摘台的类型，主要有螺旋杆式采摘台、滚筒式采摘台和梳齿式采摘台。

螺旋杆式和滚筒式工作方式是采用持续敲打方法，将会造成辣椒的损坏不利于完整采摘与后期的保存，本次设计采用弹齿式采摘台，采用从下向上挑的方法采摘辣椒，辣椒的采净率高，可以有效满足收获需求。

弹齿位于滚筒表面，弹齿轮采用焊接模式进行连接，横向排成一排，类似于我们平时使用的梳子，
同时在滚筒的径向圆方向上排列形成弹齿式滚筒，通过组合扶禾板、辣椒升运器等部件构成弹齿式采摘台。

设计滚筒时，可以采用SolidWorks提供的基于特征的实
体建模功能，通过拉伸、旋转等操作来实现滚筒的设计。

同时，可以参考其他零件并保持这种参考关系，方便地设计和修改零部件。

在设计关键部件时，可以进行三维建模，通过动态修改特征和草图来实现实时的设计修改。

同时，可以生成完整的、车间认可的详细工程图，工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。

滚筒是采摘机的重要组成部分，需要通过主轴和机架连接，并通过安装的轴承进行旋转。

为了尽量保证轻质和较好的制作工艺要求，滚筒中间设置了通孔，周边进行了镂空设计。

在滚筒的径向和轴向外圆处，均匀地焊接了弹齿组件，可以在快速旋转时收获辣椒茎秆和辣椒，完成首道收获工艺。

由于新疆的辣椒种植模式不统一，多为宽窄行模式，因此辣椒收获机只能进行不对行设计，以提高适用范围。

为了提高收效率，弹齿的横向间距设定为100mm。

弹齿采用不锈钢弹
簧钢丝OCrl8Ni9扭曲而成，直径为6mm。

设计完成的弹齿具
有采摘、抛送和防止采摘物脱落的特点，不仅适用于辣椒，还可以应用于其他相似的作物的采收。

弹齿基体为奥氏体，具有高的耐蚀性、低温和高温下的较高塑性和韧性，以及较好的冷作成型性，这是选择该材料的重要原因。

采摘辣椒的过程分为上挑采摘、携带旋转和抛送辣椒三个过程。

在上挑采摘过程中，弹齿的旋转速度不能过慢，否则会造成割台堵塞；旋转速度过快，则会损坏辣椒。

在携带旋转过程中，弹齿携带辣椒顺时针从前到后转动，将辣椒的运动方向从向前转变为向后下，准备辣椒的抛送过程。

在抛送辣椒过程中，弹齿从前向后运动，使摘下的辣椒及时脱离弹齿。

如果弹齿运动速度过慢，辣椒不能脱离弹齿，运动到滚筒最低端时脱落会有不必要的损失。

如果仍缠绕在弹齿上，会造成堵塞扰乱下一次的采摘，影响效率。

分离清选部件主要包括星型轮、风机、轴辊和链轮。

清选方式采用气流一星型轮式两级复选式清选。

一级星型轮式分离负责清理辣椒中的大杂（如茎秆）；二级气流分离负责分离辣椒与小杂（如椒叶）。

两级分离的应用可以大幅度减少含杂率。

一级清选采用星型轮式工作模式，主要分离线辣椒混合物的大杂。

数排轴通过转动链一环带动一环传动，使得整根链子进行转动。

单根轴上安装有数个星型轮，转动后的星型轮拨动线辣椒与茎秆、椒叶等混合物，混合物在旋转星型轮的作用下按星形轮的排列方向排列，按照旋转方向各个杂物前进。

清选的过程中，椒叶与线辣椒混合物从星型轮排列间隙漏下，其他大型的茎秆则沿着星型轮旋转方向被清选出去。

二级清选采用气流进行分离，完成辣椒与小杂（如椒叶）的分离。

从一级清选星型轮排列间隙漏下的椒叶与线辣椒混合物漏斗通道内，滑道的出口缓慢收拢方向向下正对风机的风向口，气流把椒叶等杂质吹出的同时，由于线辣椒果实较重将由于重力落下不会被清选。

自走式线辣椒收获机的分离清选部件设计包括星型轮轴组件和机架。

星型轮轴中的星型轮采用软质橡胶材料，可以保证辣椒不会被损坏，并有效分离辣椒中的混合物大型杂物。

星型轮工作过程中，通过轴带动全部一起旋转，并由于链传动轴之间同时旋转。

旋转过程中，茎秆、椒叶等混合物被旋转星型轮推进并从星型轮排列间隙漏下，茎秆被清选排出。

星型轮轴组件中的星型轮是设计重点，几何形状、排列方式、旋转速度和安装的稀密程度都将会影响到辣椒的最终传动分离清选效果。

在能满足清选的状况下尽量减轻质量可以选用PVC材料，这样节约制造成本并可以减轻整体重量。

依据采摘后辣椒的统计数据，确定两排星型轮间间隔尺寸以及单排星型轮之间的距离大小。

机架的设计也是关键，需要考虑清选部件的安装和固定，以及整体结构的稳定性和可靠性。

本设计采用带式传动，具有平稳的工况。

根据参考文献[2]，P156表8-7，选择KA=1.1，计算得到Pd =
K*A*P=1.1×4.5=4.95KW。

根据参考文献[3]，P157图8-11，选择A型V带。

接下来需要确定带轮基准直径，并验算带速。

推荐的小带轮基准直径为75~100mm，为了减小带的弯曲应力应采用较大的带轮直径。

查普通V带带轮基准直径系列，可取外圈
dd1=104mm，内圈直径86mm。

计算得到
dd2=i1×dd1=2.2×104=228.8mm。

带速V：
V=πdd1n1/60×1000=π×104×960/60×1000=5.224m/s，在
5~25m/s范围内，带速合适。

接下来需要确定带长和中心距。

初定中心距a0=680mm，
根据0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)，得到274.3mm≤a0≤779mm。

根据课本P84式（5-15），得到Lo=2ao+（π/2）
(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0=1892.84mm。

根据参考文献[3]，表
8-2选取相近的V带基准长度Ld=1893mm，确定中心距
a≈a0+(Ld-Ld0)/2=682.85mm。

小带轮包角的验算：α1=180°-(dd2-dd1)/a×57.3°=180°-(228-104)/682.84×57.3°=169.59°>120°（适用）。

星型轮组件其余传动的设计：中心轴小带轮与右上星型轮小带轮直径相同为104，中心距离a为1415.31.中轴小带轮与
滚筒主轴大带轮传动中心距离a为674，中轴小带轮同图4-3
所示直径为104，大带轮直径同图4-2直径为228，由于结构
相同并且中心距离相近故不再进行重复设计。