苗杰

摘 要：介绍了一种振动式山药采挖机，通过Solidworks对机具的关键部位——挖掘铲刀进行了有限元分析和优化设计，保证了设计的强度要求，同时降低了部件重量，进一步降低收获阻力和机具成本。

关键词：有限元;CAE;山药采挖机;铲刀;优化设计

中图分类号：S225.79文献标识码：A开放科学（资源服务）标识码

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.02.005Open Science Identity（OSID）

山药具有重要的药用价值和食用价值，我国山药的种植历史悠久，种植面积大，江苏、河北、河南、山西、广西是我国山药主要产区（见表1）。发展山药种植产业对于增加农民收入，振兴县域经济具有重要的战略意义。

由于山药收获的挖掘深度达1 m左右，一般收获动土量达1800～2100 m3·hm-2，劳动强度大。因此山药收获尚无理想的作业机具，一般采用人工收获，费工费力劳动强度大，易铲断块茎，制约了山药产业的发展[1]。

本文介绍了一种山药采挖机，机具为悬挂式，通过挖掘铲刀对土壤进行割裂和碎土，振动齿实现对土壤的振动深松作用，满足人工起拔山药收获的要求。为了保证设计效果，采用Solidworks中Simulation模块对机具的关键部件——挖掘铲刀进行了有限元CAE分析，并进一步进行了优化设计。

1 山药采挖机总体结构

山药采挖机根据立刀类型分为直立刀和斜立刀两种，基本的结构和传动方式均相同，如图1所示。拖拉机通过悬挂结构连接机具，后输出轴与机具减速箱通过长轴连接，工作时减速箱输出轴将旋转运动通过振动轴总成转化为连杆的往复摆动，进一步实现振动齿总成的往复振动，立刀和横刀实现土壤的破土和割裂，将土壤和作物整体疏松，后续人工进行起拔收获。……