曲柄连杆式桑叶采摘机的关键部件结构设计与优化

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1、硕士学位论文曲柄连杆式桑叶采摘机的关键部件结构设计与优化庄锦芳指导老师胡迎春教授专业名称机械工程学科门类工学论文提交日期2015年6月8日分类号密级公开UDC学校代码10594硕士学位论文题目曲柄连杆式桑叶采摘机的关键部件结构设计与优化英文题目StructureDesignandOptimizationofkeycomponentsofCrabj-linkmulberrypickingmachines姓名庄锦芳专业名称机械工程学科门类工学指导老师胡迎春论文提交日期2015年6月8日论文答辩日期2015年5月23日答辩委员会主席谌炎辉教授论文评阅人牟向伟副教授王汝

2、贵副教授石光林教授广西科技大学硕士学位论文摘要摘要随着我国东桑西移战略的实施，桑农养蚕越来越多，桑叶需求量越来越大，但桑叶采摘自动化程度仍然比较低，国内的桑叶采摘作业基本上还是以手工为主。鉴于此，本文针对我国桑叶采摘机技术落后，主要停留在人工采摘桑叶这一现状，进行了桑园种植情况调研和了解桑农桑叶采摘方式，并在分析国内外桑叶采摘机技术基础上，针对桑叶采摘机采摘过程中桑枝的输送、间歇拨动定位、采摘等环节存在技术问题，对桑叶采摘机间歇拨动定位装置及采摘装置的关键机构进行详细分析，以获得圆柱分度凸轮具体运动参数，最终设计一种连杆式自动桑叶采摘机来代替人工采摘，以降低桑农

3、劳动强度。本文主要从以下几个方面展开研究：（1）到桑园调查研究，了解桑园管理模式、桑树生长情况以及桑农采摘桑叶方式。并根据国内外桑叶采摘机采摘机理、桑叶采摘机的发展趋势以及工作环境分析研究，确定桑叶采摘刀具所行走行程为1200mm，桑树主杆离地面高度为200mm。根据调查可知桑园桑树种植一般垄距为80cm，株距为40cm。用弹簧测力计和小刀片对桑叶叶柄进行简单的切割力学试验，确定桑叶叶柄末鞘和桑树主杆连接处力的大小，试验结果显示叶柄的切割力主要集中在2N-6N范围之间。（2）设计连杆式桑叶采摘机总装结构，对其传动系统以及主要工作部件—行走装置、底座装置、间歇拨动

4、定位装置、桑叶采摘装置以及其他辅助机构进行设计。以增加桑叶采摘装置上曲柄滑块机构的最小传动角为目标，勾型导轨最低点与曲柄转动中心的距离为1400mm，为构成偏心曲柄滑块机构，曲柄长度的取值范围是[450,600],连杆的取值范围是[800,1400],以滑块最大行程不超过勾型导轨最低点和偏心曲柄滑块机构曲柄、连杆需要满足的长度条件为约束；建立优化数学模型；利用Pro/E上的优化模块进行分析，从而获得最佳设计参数：曲柄长度为547mm，连杆长度为1275mm，最终求得最小传动角为39.4°，与最小传动角的理论计算基本吻合，使采摘机构获得最佳的传动性能。根据优化结果

5、对桑叶采摘装置和间歇拨动定位装置的运动时间进行协调匹配研究，确定桑叶采摘机的一个采摘周期为5.7s，其中桑枝拨动时间为1.3s和定位时间为4.4s。（3）对间歇拨动定位装置的关键部件圆柱分度凸轮进行分析研究，结合桑叶采摘装置运动规律和圆柱分度凸轮的结构特点，将圆柱分度凸轮划分为分度期和停歇00期，根据计算确定分度期转角为82，停歇期转角为278。通过分析计算，确定圆柱分度凸轮和分度盘的结构参数，完成间歇拨动定位装置的结构设计。使间歇拨动定位装置与桑叶采摘装置的运动时间协调匹配，保障了物流畅通，使桑叶采摘能够顺利进行。关键词：桑叶采摘机；连杆式；间歇拨动；协调匹配

6、；圆柱分度凸轮I广西科技大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththeimplementationofthestrategyofCrux,themulberrysericulturefarmerswillbemoreandmore,andthusthedemandformulberrygrowing.However,pickingmulberrydegreeofautomationisstillrelativelylowanddomesticmulberrypickingbasicallymainlymanualwork.Inviewofthis

7、,mulberrypickingmachinetechnologybehindofChina,whichwemainstayinthemanualpickingmulberrysituation.Inordertoreducefarmerslaborintensity,arocker-typemulberryleavespickingmachinewasdesigned,whichautomaticmachinestoreplacemanualpickingmulberry.Therefore,theconductedresearchofmulberryfiel

8、dandundersta