基于阿基米德曲线的螺旋拨齿式捡石机设计与试验

作     者：张佳 杜亚坤 马小雯 马少腾 肖萍 张佳喜 ZHANG Jia;DU Yakun;MA Xiaowen;MA Shaoteng;XIAO Ping;ZHANG Jiaxi

作者机构：新疆工程学院机电工程学院乌鲁木齐830023 新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2025年第56卷第1期

页      面：290-300页

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2022D01A245) 新疆维吾尔自治区重大专项(2022A02007-2-2) 

主　　题：捡石机 挖掘齿 阿基米德曲线 运动学分析 

摘      要：针对现有捡石机存在捡净率低、工作阻力大等问题,设计了一种基于阿基米德曲线的螺旋拨齿式捡石机。通过对挖掘齿在挑石及抛石作业过程进行运动学分析,确定了主要零部件的结构参数与工作参数。为了验证捡石机工作的可靠性与作业效果,以挖掘齿刀刃起始滑切角、机具前进速度、刀轴转速为试验因素,石块捡净率、作业扭矩为评价指标,选择Box-Behnken试验设计方法进行三因素三水平正交试验,通过Design-Expert软件对试验结果进行方差分析和响应面分析,明晰了试验因素及交互作用对捡石机作业性能的影响规律,对构建的线性回归模型进行多目标求解优化,结果表明:当挖掘齿刀刃起始滑切角为14.73°、机具前进速度为0.34 m/s、刀轴转速为171.89 r/min时捡石效果最佳。以优化后的参数进行田间验证试验,结果表明,平均石块捡净率为90.04%,满足农田捡石作业要求。