摘 要
红薯杀秧机是一种用于红薯种植过程中高效去除秧苗的农业机械设备。随着农业现代化的推进，传统的人工去除秧苗方式逐渐无法满足大规模种植的需求，红薯杀秧机的出现有效提高了生产效率，减少了人力成本。该设备主要通过特殊的机械结构和操作原理，将红薯秧苗从土壤中有效切除，同时避免对红薯本体造成伤害。其结构设计以适应不同土壤和作物生长环境为目标，结合红薯的生长特点，采用了合理的切割、推土、输送等多项技术，确保作业过程中红薯秧苗被彻底杀灭，且红薯不会受到损伤。
红薯杀秧机的主要结构包括动力系统、切割系统、传输系统、调整系统等部分。动力系统由电动机驱动，提供机器的工作动力。切割系统是红薯杀秧机的核心部分，通过刀片高速旋转，迅速将秧苗从根部切除，确保彻底去除。同时，设计师考虑到土壤的松软度和红薯生长的深度，切割系统采用可调节的刀片或滚筒，使得设备可以根据不同的作物和土壤条件进行调节，达到最佳的切割效果。传输系统则通过带式输送机或滚筒将秧苗从作业面转移到机体外，确保秧苗的收集和处理。红薯杀秧机不仅大大提升了作业效率，还确保了作物的安全性和土壤环境的保护，具有广泛的应用前景。
关键词 杀秧机；三维建模；强度校核
目 录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论 5
1.1研究目的和意义 5
1.2 国内外发展现状 6
1.2.1 国内研究状况 6
1.2.2国外研究现状 7
1.2本课题研究内容及技术路线 8
1.2.1本课题研究内容 8
1.2.2技术路线 9
2 甩刀式马铃薯杀秧机的总体设计 10
2.1设计要求 10
2.2甩刀式马铃薯杀秧机整体结构与工作原理 10
2.2.1甩刀式马铃薯杀秧机整体结构 10
2.2.2甩刀式马铃薯杀秧机工作原理 11
2.4本章小结 12
3传动系统设计 13
3.1传动方案确定 13
3.2 皮带设计选型 13
3.3齿轮箱总体结构 19
3.3.1 锥齿轮传动的设计 20
3.4 传动轴的设计 21
3.5 键的设计 24
3.6 轴承的选择和校核 25
3.6.1 轴承的型号 25
3.6.2 轴承的校核 25
4刀具及辅助装置的设计 27
4.1 刀具部分设计 27
4.1.1 甩刀的形状与材料 27
4.1.2 甩刀的数量与排列 28
4.2 轴的设计 29
4.2.1 齿轮箱内轴的设计 29
4.2.2 甩刀轴的设计 30
4.3杀秧机行走轮及机架的设计 32
4.3.1行走轮的设计 32
4.3.2外壳与支架设计 32
结论 34
参考文献 35
谢 辞 37
1.1研究目的和意义
甘薯是全球最主要的粮食作物之一，在全球范围内均有种植。尤其在中国，甘薯是我国最大的粮食作物，是我国最大的粮食作物，也是我国最大的粮食作物。但在传统甘薯栽培技术中，除苗（除苗）这一环节主要依赖于手工操作，劳动强度大、效率低、生产成本高[3]。如何提高劳动生产率，减轻农民劳动强度，是实现农业现代化的当务之急。研制一种高效、稳定和适应性强的甘薯育秧机械，是实现甘薯高产高效、低成本栽培的关键。
针对传统手工灭苗的弊端，研制开发了甘薯灭秧机。本发明提出一种甘薯灭秧机，它能通过机械化的方式来完成对甘薯的摘秧，极大地降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。现代甘薯杀秧器通常采用旋耕、切削等方法，通过调整刀具及转动机构，精确地切断甘薯蔓条，以防止伤害甘薯主体。同时，该灭秧器能根据不同的土壤状况及甘薯的生长特性，调整其深浅及宽度，以满足不同地块的需求。该机械装置不但节约劳动力，而且大大加快了工作速度，缩短了制造时间，提高了总体的生产效率。随着科学技术的发展，智能化的地瓜灭秧机的问世，将对农作物的播种工艺进行进一步的优化，并将高精度传感和自动化控制技术有机地结合起来，达到精准高效的作业，推动农业机械化和智能化的可持续发展。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国内研究状况
目前，我国在甘薯育秧机械研制方面已有较大的发展。比如，一些科研单位在Design-Expert软件的基础上，对甘薯灭秧器进行了优化设计，有效降低了土壤黏着问题，提高了打碎长度合格率和留茬高度的准确性，同时降低了带薯率。中国农业科学院麻类研究所和湖南农业大学联合研制的1JH-100型红薯杀秧机，可实现红薯秧茎的高效粉碎还田，该方法能较好地解决常规薯苗机械灭秧率高和断条合格率低的问题[6]。随着农业机械化的发展，甘薯育秧机械的机械化程度也越来越高。新型红薯杀秧机不仅提高了作业效率，还降低了劳动强度，为红薯种植户带来了实实在在的便利。在南方丘陵山地等复杂地形条件下，红薯收获机械化水平长期落后[7]。但近年来，通过攻克红薯收获机械减阻高效挖掘、振动式松土等关键技术，成功研制出了适用于这些地区的红薯杀秧机和收获机，有效提升了红薯生产的机械化水平[8]。随着红薯种植面积的扩大和产量的增加，市场对红薯杀秧机的需求也在持续增长。同时，政府对于农业机械化的支持力度也在不断加大，为红薯杀秧机的研发和推广提供了有力保障[9]。
随着红薯种植面积的逐年扩大，尤其是西南、华南地区红薯种植的增幅，红薯杀秧机的市场需求愈发强劲。传统的人工拔秧方式不仅劳动强度大、效率低，而且容易受到天气和季节的制约，导致了作业周期长，影响了红薯的种植和收获周期。随着红薯杀秧机械化作业技术的不断完善，新的红薯杀秧机逐渐取代了传统的人工方式，大大提高了工作效率，降低了劳动强度，也保障了红薯的产量和质量。这些新型机具在设计上注重节能减排，合理优化了动力系统，使得作业过程更加高效稳定，不仅能在不同类型的土地条件下适应作业，而且能显著降低操作中的土壤损失和对作物的伤害，为提高整体农业生产水平奠定了坚实基础。
甘薯杀苗机械的研究与开发仍面临着持续的创新与优化，特别是对复杂地表环境的适应性与表现。我国南方丘陵山区复杂多变的地形和潮湿的气候条件，对作业机具的稳定性、耐久性和作业效率都有很高的要求。因此，工程师们通过对其结构设计及关键技术的持续改进，将振动起沙技术、减阻高效挖掘技术推广到实际应用中，以解决复杂地貌环境下装备通行能力低、工作效率低的难题，提高其在复杂地形环境下的作业效率。随着科技的发展，地瓜灭苗机不但可以有效地解决土壤的粘土、结薯等问题，而且可以极大地提升作业的精度，降低对土地的损害，从而进一步推动甘薯种植的现代化和智能化发展，有望在今后的数年中，实现我国甘薯的机械化生产。
1.2.2国外研究现状
国外对甘薯育秧机械的研究虽较少，但已有一些结果[10]。目前，已有几个国家开发出了滚轮型的切叶机、捡拾拨带式的薯秆除苗机械等甘薯灭苗机械。这些设备在击碎茎叶和收集处理方面表现出较好的效果[11]。同时，国外对于旋转切割技术的研究较为深入，在刀片的形状、材质、旋转速度等方面进行了大量的试验和优化[12]。例如，采用特殊形状的刀片，如锯齿状或弧形刀片，能够更好地适应红薯秧的物理特性，减少对红薯秧的拉扯和缠绕，提高切割效率的同时降低能耗[13]。美国约翰迪尔公司研发的红薯杀秧机在动力系统和切割装置上有显著优势。其动力系统采用了高性能的柴油发动机，动力强劲，能够适应大规模红薯种植地的杀秧作业需求。在切割装置方面，刀片的设计和材质精心选用使其具有良好的耐磨性和锋利度，能够快速、高效地切断红薯秧[14]。日本久保田公司针对日本国内小规模红薯种植的特点，研发出了适合小型农田作业的杀秧机。这种杀秧机体积小巧，操作灵活，能够在狭窄的农田间自由穿梭。在切割技术上，采用了特殊的旋转切割方式，刀片的旋转速度和角度可
