摘 要：畜牧業(yè)是新疆的重要產(chǎn)業(yè)，占據(jù)GDP的比重比較大，而肉羊養(yǎng)殖又是新疆畜牧業(yè)的重要支柱，通過(guò)多次考察調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了許多養(yǎng)羊企業(yè)的環(huán)境糟糕，原因是羊糞的清理不干凈，速度緩慢。針對(duì)這一情況，設(shè)計(jì)了一種半自動(dòng)行走式羊糞清理機(jī)，這機(jī)械在人控制方向的其前提下，可以快速且干凈地清理羊糞，還可以把羊糞收集起來(lái)作它用，企業(yè)效益迅速提高了很多，市場(chǎng)前景廣闊。

關(guān)鍵詞：羊糞；清理機(jī)械輸送帶；旋轉(zhuǎn)刷；動(dòng)力系統(tǒng)

1 概述

在市場(chǎng)不太景氣的今天，企業(yè)要想立于不敗之地，只有提高效益，改革創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)升級(jí)，而這些的實(shí)現(xiàn)有賴于企業(yè)管理者的總體謀劃，有全局意識(shí)，從各個(gè)環(huán)節(jié)上下功夫。畜牧業(yè)作為新疆的重要產(chǎn)業(yè)，各企業(yè)也要有這種意識(shí)，養(yǎng)羊這個(gè)傳統(tǒng)又充滿希望的產(chǎn)業(yè)，更應(yīng)著眼未來(lái)，縱觀世界，銳意進(jìn)取，創(chuàng)新發(fā)展，造福于新疆，造福于人民。

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的方式。通過(guò)對(duì)新疆總體養(yǎng)羊企業(yè)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了羊糞的清理是許多企業(yè)的頭疼問(wèn)題，羊糞多，清掃慢，清掃后不知道怎樣處理，更頭疼的是，市場(chǎng)上幾乎沒(méi)有相關(guān)的清掃機(jī)械。許多企業(yè)通過(guò)人工的方式清掃，少部分通過(guò)人力作為動(dòng)力的機(jī)械進(jìn)行清掃，這一情況嚴(yán)重地制約了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

對(duì)于這一問(wèn)題，文章設(shè)計(jì)了半自動(dòng)行走式羊糞清理機(jī)，這一機(jī)械清理速度快，效益高，節(jié)省了大量的人力、物力，能把羊糞收集起來(lái)，企業(yè)利潤(rùn)提高了許多。清理機(jī)體積具有體積小、適用場(chǎng)地范圍廣、運(yùn)用靈活、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

2 整機(jī)三維實(shí)體建模及組成

通過(guò)三維軟件solidwork設(shè)計(jì)出了三維模型，直觀地展示了羊糞清理機(jī)械的構(gòu)造、尺寸大小、及工作原理，使人一目了然。整個(gè)機(jī)械由動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、車體及收集箱組成。

動(dòng)力系統(tǒng)由汽油機(jī)、渦輪蝸桿減速器、齒輪、皮帶等構(gòu)成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)刷、傳輸帶構(gòu)成。車體由車體兩側(cè)鋼板、底板、前后輪、推拉桿和前側(cè)兩邊的支撐板等構(gòu)成。收集箱由兩側(cè)箱子，后側(cè)箱子構(gòu)成。如圖1至圖3所示。

3 動(dòng)力系統(tǒng)及主要技術(shù)指標(biāo)

動(dòng)力系統(tǒng)由7.5kW的汽油機(jī)，速度比為10：1的汽油機(jī)蝸輪蝸桿減速機(jī)，速度比為1：2的一對(duì)齒輪，皮帶與帶輪組成。其中汽油機(jī)以汽油為燃料提供動(dòng)力，蝸輪蝸桿把橫向動(dòng)力轉(zhuǎn)為縱向動(dòng)力，并實(shí)現(xiàn)減速；齒輪把逆時(shí)針的轉(zhuǎn)向變?yōu)轫槙r(shí)針的轉(zhuǎn)向，并實(shí)現(xiàn)加速，皮帶和帶輪用于動(dòng)力的傳遞。

整個(gè)動(dòng)力的傳遞過(guò)程是汽油機(jī)提供最高7.5kW的逆時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)力，通過(guò)平帶把動(dòng)力傳遞到渦輪蝸桿減速機(jī)輸入軸，然后動(dòng)力在輸出軸上分為兩部分，一部分通過(guò)皮帶經(jīng)一次中轉(zhuǎn)傳遞到傳輸帶，帶動(dòng)傳輸帶運(yùn)動(dòng)；另一部分通過(guò)一對(duì)齒輪換向，動(dòng)力一部分傳遞到后輪，驅(qū)動(dòng)后輪往前走，另一部分通過(guò)皮帶經(jīng)一次中轉(zhuǎn)傳遞給旋轉(zhuǎn)刷，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)刷旋轉(zhuǎn)。汽油機(jī)和減速機(jī)圖如圖4、圖5所示。

4 羊糞清理機(jī)械工作過(guò)程

機(jī)械從汽油機(jī)獲得動(dòng)力后，一部分供給后輪，驅(qū)動(dòng)后輪前進(jìn)，當(dāng)機(jī)械往前走時(shí)，另一部分動(dòng)力帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)刷和傳輸帶旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)刷將羊糞掃入傳輸帶中，傳輸帶把羊糞送到車體上部的隔板上，堆在隔板上的羊糞在汽油機(jī)的振動(dòng)下，向兩邊和后邊甩出，進(jìn)入到三個(gè)收集箱中，以便用作它用。當(dāng)車體要轉(zhuǎn)彎或換向時(shí)，由于前輪是萬(wàn)向輪，人掌控推桿即可換向。當(dāng)有一個(gè)收集箱裝滿時(shí)，關(guān)停汽油機(jī)以讓機(jī)械停下，把收集箱中的羊糞倒掉，再把收集箱裝上繼續(xù)工作。傳送帶和旋轉(zhuǎn)刷圖如圖6、圖7所示。

5 羊糞清理機(jī)零部件設(shè)計(jì)

5.1 齒輪設(shè)計(jì)

根據(jù)旋轉(zhuǎn)刷與傳送帶的速度對(duì)比確定齒輪速比，也即齒數(shù)比，經(jīng)計(jì)算，旋轉(zhuǎn)刷與傳送帶的速度比為2：1，確定模數(shù)為2，齒型角20度，計(jì)算出了大齒輪齒數(shù)為40，寬20，小齒輪齒數(shù)為20，寬25，d1=80，d2=40，滾齒加工，兩個(gè)都需輪齒面調(diào)質(zhì)處理，以增加表面硬度和耐磨性，材料為45#鋼，中間需加工直徑20mm的孔和寬5mm的鍵槽。其二維圖如圖8、圖9所示。

5.2 后輪軸

后輪是個(gè)動(dòng)力輪，驅(qū)動(dòng)機(jī)械往前走，因此，后輪各個(gè)部件是非常重要的，軸又是重中之重，需要完美的設(shè)計(jì)。后輪軸材料為45#鋼，最大直徑為30mm，兩邊裝輪子的直徑為20mm，裝帶輪處的直徑為25mm，開(kāi)鍵槽，最兩邊各開(kāi)一個(gè)直徑為5mm的銷孔，軸的表面需調(diào)質(zhì)處理，以增加硬度與耐磨性。如圖10所示。

5.3 頂蓋

頂蓋即機(jī)械的最上面那個(gè)蓋，位于隔板上方，起作用是擋住羊糞不讓往外灑，使羊糞在隔板和頂蓋之間的空間里，并往收集箱里流。頂蓋由灰鐵制造，減少成本，增加硬度和耐磨性，厚度為3mm，兩側(cè)開(kāi)一個(gè)直徑8mm的空，以便用螺栓固定于車架上。如圖11所示。

5.4 傳送帶蓋

傳送帶蓋是放在傳送帶和旋轉(zhuǎn)刷上方的蓋，其作用是使掃進(jìn)去的羊糞完全進(jìn)入傳送帶，輸送帶上的羊糞完全進(jìn)入到隔板上，不讓羊糞外濺，形狀是先一段水平，再一段傾斜的折彎板狀，傾斜板與水平的夾角為48度，厚度為3mm，材料為灰鑄鐵，降低成本，增加硬度與耐磨性，兩邊各開(kāi)兩個(gè)直徑6mm孔以固定用。如圖12所示。

5.5 帶輪

由于整個(gè)機(jī)械不在帶傳動(dòng)上設(shè)置傳動(dòng)比，因此，所有帶輪都是一個(gè)樣的，這樣便于帶輪的設(shè)計(jì)與制造，減少成本，帶輪由灰鑄鐵制造，硬度和耐磨性大，適合B型帶，中間開(kāi)一個(gè)直徑20mm的軸孔和寬為6mm的鍵槽。如圖13所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

文章結(jié)合實(shí)際，著眼市場(chǎng)，設(shè)計(jì)出了半自動(dòng)式羊糞清理機(jī)械，此機(jī)械能快速地清理羊糞，且清理的非常干凈，尺寸大小設(shè)計(jì)合理，可靈活作業(yè)，適合各種羊場(chǎng)養(yǎng)糞的清理，此外，此機(jī)械能把羊糞收集起來(lái)用作他用，為企業(yè)取得良好效益；制造簡(jiǎn)單，成本不高，銷量大；操作簡(jiǎn)單，省力。

羊糞清理機(jī)采用汽油機(jī)為動(dòng)力，動(dòng)力大，機(jī)械可靈活作業(yè)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由渦輪蝸桿減速機(jī)、齒輪、皮帶和帶輪組成，合理分配與布置，傳動(dòng)靈活，效率大，功率損失小，實(shí)現(xiàn)了很好的動(dòng)力傳動(dòng)。

此機(jī)械在動(dòng)力、功能等方面設(shè)計(jì)合理、可靠，不足之處在于需要人來(lái)掌控方向，不能自動(dòng)識(shí)別與換向，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，今后要在現(xiàn)在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械的完全自動(dòng)化。

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作者簡(jiǎn)介：雷福祥（1983，12-），男，漢族，籍貫：山西，研究生學(xué)歷，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：CAD/CAM及先進(jìn)制造技術(shù)。