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机械制造及自动化专业毕业论文--小型荞麦收割机设计

一、绪论

在现代农业机械化进程中，荞麦作为一种重要的粮食作物，其种植面积和产量逐年攀升。荞麦因其营养价值高、适应性强等特点，在我国各地均有广泛种植。然而，随着农业生产规模的扩大和劳动力成本的上升，传统的手工收割方式已经无法满足现代农业生产的需求。为了提高荞麦收割效率，降低劳动强度，减少农业生产的成本，荞麦收割机的研发和应用成为当务之急。

近年来，我国农业机械制造业取得了长足的进步，各类农业机械不断涌现，为农业生产提供了有力的技术支持。特别是小型收割机，因其体积小、操作简便、成本低廉等优点，受到了广大农民的欢迎。据统计，我国小型收割机的市场规模逐年扩大，市场占有率逐年提高，已成为农业生产中不可或缺的重要设备。然而，目前市场上现有的荞麦收割机在性能、效率、可靠性等方面仍存在一定的不足，难以满足现代农业发展的需求。

以我国某地区为例，该地区荞麦种植面积约为10万亩，年产荞麦约5万吨。然而，由于缺乏高效、可靠的收割设备，该地区荞麦收割效率较低，每年约有20%的荞麦未能及时收割，导致产量损失严重。此外，传统手工收割方式劳动强度大，农民劳动条件恶劣，严重影响了农业生产效率和农民的生活质量。因此，针对我国荞麦收割机市场的现状，开展小型荞麦收割机的设计与研发具有重要意义。

在国内外荞麦收割机的研究现状中，国外发达国家在荞麦收割机的设计与制造方面起步较早，技术相对成熟，产品性能稳定，如美国、德国等国家的荞麦收割机在国内外市场上享有较高的声誉。而我国在荞麦收割机的研究与开发方面虽然取得了一定的成果，但与国外先进水平相比，仍存在较大差距。主要表现在以下几个方面：一是荞麦收割机的自动化程度不高，智能化水平较低；二是收割机的适应性和可靠性有待提高；三是荞麦收割机的结构设计、材料选择和制造工艺等方面还有待优化。因此，针对我国荞麦收割机的现状，进行小型荞麦收割机的设计与优化研究，对于提高荞麦收割效率和降低农业生产成本具有重要意义。

二、荞麦收割机现状及市场需求分析

(1)目前，我国荞麦收割机市场正处于快速发展阶段。据统计，近年来我国荞麦种植面积逐年增长，从2015年的约3000万亩增至2020年的约4000万亩，产量也相应增长。然而，与之形成对比的是，荞麦收割机的保有量相对较低，远远不能满足市场需求。以某省为例，该省荞麦收割机保有量仅为种植面积的5%，远低于发达国家20%的平均水平。

(2)在现有荞麦收割机产品中，小型收割机因其操作简便、适应性广、价格合理等特点，占据了较大的市场份额。然而，这些小型收割机普遍存在一些问题，如收割效率低、适应性差、可靠性不足等。以某品牌小型收割机为例，其收割效率仅为每小时3亩，而国外同类产品可达每小时5亩以上。此外，部分收割机在收割过程中容易损坏荞麦植株，影响荞麦品质。

(3)随着农业现代化进程的加快，农民对荞麦收割机的需求日益增加。一方面，提高收割效率可以降低劳动成本，提高农业生产效益；另一方面，适应性强、可靠性高的收割机可以降低农民的劳动强度，改善生产条件。因此，市场需求推动着荞麦收割机行业的技术创新和产品升级。据预测，未来几年我国荞麦收割机市场规模将保持稳定增长，年复合增长率约为8%。

三、小型荞麦收割机总体设计

(1)小型荞麦收割机总体设计以高效、稳定、可靠为原则，充分考虑了荞麦种植特点和农民操作习惯。在结构设计上，采用模块化设计，便于维修和保养。整机主要由割台、传动系统、行走系统、控制系统等部分组成。割台采用滚筒式切割，能够有效切割荞麦秸秆，减少对荞麦植株的损伤。

(2)在传动系统设计方面，采用液压驱动，确保动力传输平稳、高效。行走系统采用独立悬挂式设计，适应不同地形，提高作业效率。控制系统采用电子监控，实现自动导航、自动调高等功能，降低农民操作难度。此外，为适应不同荞麦品种和生长状况，设计可调节的切割深度，以满足不同需求。

(3)在材料选择上，整机采用高强度、耐腐蚀的钢材和合金材料，确保收割机在恶劣环境下仍能稳定运行。同时，为降低能耗，采用节能型液压泵和电机，提高收割机的能源利用率。在整体设计过程中，充分考虑了人机工程学原理，优化操作界面，使农民在使用过程中能够轻松掌握收割机各项功能。此外，设计过程中还注重了收割机的环保性能，减少排放，降低对环境的影响。

四、关键部件设计及计算

(1)荞麦收割机关键部件之一为割台设计，其工作原理是利用旋转滚筒对荞麦秸秆进行切割。在设计过程中，滚筒直径和转速是关键参数。通过计算，滚筒直径设定为600mm，转速为300转/分钟，以确保切割效果和效率。此外，考虑到荞麦植株的韧性，滚筒表面采用耐磨合金材料，以增加使用寿命。

(2)传动系统的设计对荞麦收割机的整体性能至关重要。在设计传动系统时，首先确