基于小麥?zhǔn)斋@機割臺的玉米割臺設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

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1、 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 基于小麥?zhǔn)斋@機割臺的玉米割臺設(shè)計 學(xué) 院 機電工程學(xué)院 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含

2、我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　  指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明 本人完全了解XX大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的

3、前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　  摘 要 農(nóng)作物收獲是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，實現(xiàn)收獲機械化對保證農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)豐收，改善勞動條件，提高生產(chǎn)效率等有著及其重要的作用。近年來，谷物收獲機械已獲得重大突破，但是為了減少資源浪費，節(jié)省人力，財力，所以要對現(xiàn)有收獲機械進行部件改造，使其能實現(xiàn)一機多用。 于是本文將通過對東方紅小麥聯(lián)合收割機割臺部件的改進設(shè)計使其能收獲玉米，實現(xiàn)一機多用。由于小麥和玉米的生長情況不同，即玉米的高度、桿的粗細(xì)與小麥的均不相同，所以要對小麥?zhǔn)斋@機割臺部件進行改進以保證其能

4、收獲玉米。主要是對小麥?zhǔn)斋@機割臺的撥禾輪、切割器和割臺擋板等進行改進，以適應(yīng)在普通的小麥聯(lián)合收割機收獲小麥后，通過更換小麥割臺的部件來完成對玉米的收獲。這樣可以節(jié)省資源，降低了農(nóng)民的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，也實現(xiàn)了收獲機械的功能擴展。 關(guān)鍵詞:收割機；撥禾輪；切割器；改進設(shè)計 Wheat Harvester Corn Header Design Abstract Crop harvest is an important link of agricultural production, realizingmechanization in

5、support of the agricultural productive harvest harvest, improve working conditions, and improve production efficiency, and so has and its important role. In recent years, the grain harvest machinery has a significant breakthrough, but in order to reduce the waste of resources, save manpower, money,

6、so to existing harvest machine parts transform, make its can realize multi-usage. So this paper will dongfanghong wheat combined harvesters to cut sets its parts of improving design can harvest of corn, realize multi-usage. Because of the growth of wheat and maize, the situation is different, i.e.

7、corn, rod degree of highly all not identical with wheat, so to wheat harvest machine cut machine parts to ensure its can improve harvest of corn. Is mainly to the wheat harvest machine Taiwan dial cut bluegrass wheel, cutter, and cutting machine and the baffle was improved, in order to adapt to the

8、wheat combined harvesters in common wheat harvest, after the cut through replacement of wheat component to complete to Taiwan corn harvest. This saves resources, but also reduce the economic burden of farmers, realizing the function expansion to reap the machinery. Key words: Harvester; Reel pa

9、ddle; Sickle; Improvement design

10、 目 錄 1 引言…………………………………………………………………………………1 2 谷物收割機割臺的分類和構(gòu)成……………………………………………………1 3 撥禾器的設(shè)計………………………………………………………………………2 3.1 撥禾輪的功能……………………………………………………………………2 3.2 撥禾輪彈齒運動軌跡……………………………………………………………2 3.3 撥禾輪直徑的選取………………………………………………………………3 3.3.1 撥板的運動分析………………………………………………………………3 3.3.2 撥禾輪

11、的正常工作條件………………………………………………………4 3.4 撥禾輪主要性能參數(shù)的確定……………………………………………………5 3.4.1 撥禾輪的直徑…………………………………………………………………5 3.4.2 撥禾輪的轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………5 3.4.3 割幅……………………………………………………………………………6 3.4.4 撥禾輪的功率消耗……………………………………………………………6 3.5 撥禾輪的工作過程分析…………………………………………………………7 3.5.1 撥禾輪的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求………………………………………

12、………………7 3.5.2 撥板的入禾角和撥禾輪安裝高度分析………………………………………7 3.6 撥禾輪主軸的設(shè)計及校核………………………………………………………8 3.6.1 主軸的設(shè)計……………………………………………………………………9 3.6.2 主軸的校核……………………………………………………………………9 4 切割器設(shè)計……………………………………………………………………….10 4.1 往復(fù)式切割器分析與設(shè)計…………………………………………………….10 4.1.1 往復(fù)式切割器的結(jié)構(gòu)……………………………………………………….10 4.1.2 往復(fù)式切割器

13、切割原理…………………………………………………….11 4.1.3 割刀速度分析……………………………………………………………….12 4.1.4 切割器功率消耗…………………………………………………………….12 5 割臺擋板………………………………………………………………………….13 6 傳動系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………………….13 6.1 傳動類型的選擇……………………………………………………………….13 6.1.1 鏈傳動的設(shè)計……………………………………………………………….13 6.1.2 帶傳動設(shè)計…………………………………………………

14、……………….14 7 傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………….16 8 改制后的使用要求……………………………………………………………….17 9 總結(jié)……………………………………………………………………………….17 參考文獻…………………………………………………………………………….18 致謝………………………………………………………………………………….19 1 引言 小麥?zhǔn)俏覈闹饕Z食作物之一，全國播種面積約3000萬襯略次于水稻，全國小麥?zhǔn)斋@的機械化水平已超過80%。我國小麥?zhǔn)斋@機

15、械的發(fā)展始于20世紀(jì)50年代初，近60年來。經(jīng)過引進、仿制、自行研制、開發(fā)，有了長足的發(fā)展，己形成了種類繁多、大中小型并舉、基本能滿足我國小麥?zhǔn)斋@獲需求的具有中國特色的收獲機械體系，某些方面已接近或達到國際先進水平。 玉米是我國三大糧食作物之一，在我國己有460多年的種植歷史，種植面積約0.24億約占全國糧食面積的21.1%，玉米種植面積總產(chǎn)量僅次于美國，居世界第二位。長期以來，我國的玉米收獲靠手工完成，玉米枯稈用作燃料或粗飼料。近年來，隨著農(nóng)民生活水平的提高，煤、天然氣等清潔潔能源逐漸成為農(nóng)村的主要燃料，農(nóng)業(yè)機械化水平的提高也使耕牛飼養(yǎng)量銳減，玉米秸稈作為粗飼料的使用量也急劇下降，這就使大

16、部分玉米秸稈失去了原有的利用價值，而玉米桔稈還田是處理玉米秸稈的最好途徑。 玉米生產(chǎn)包括種植、植保、田間管理和機械收獲等幾個環(huán)節(jié)，玉米人工收獲和秸稈處理是玉米種植中最縈重的體力勞動。約占整個玉米種植投入勞動量的55%。目前，玉米機械種植技術(shù)已經(jīng)逐步成熟，而玉米機械化收獲技術(shù)還處于逐步完善階段，要全面實現(xiàn)玉米生產(chǎn)機械化，玉米收獲機械化是關(guān)鍵，在玉米生產(chǎn)全過程中機械化占據(jù)舉足輕重的地位。利用機械收獲，不僅把農(nóng)民從繁重的體力勞動中解放山來，還為農(nóng)民節(jié)省了費用，更能節(jié)省時間，用于外出打工增加收入，因此，大力發(fā)展玉米收獲機械化，可以提高勞動生產(chǎn)率和玉米單產(chǎn)，改善玉米品質(zhì)，節(jié)約生產(chǎn)成本，同時也是增加玉米

17、主產(chǎn)區(qū)農(nóng)民收入的一條重要途徑。發(fā)展玉米收獲機械化，對于穩(wěn)定和提高我國糧食生產(chǎn)能力，提高農(nóng)民收入，具有重要的意義。玉米機械化收獲問題，已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的瓶頸，引起了各級政府和有關(guān)專家的高度重視。 2 谷物收割機割臺分類和構(gòu)成 谷物聯(lián)合收割機割臺分為立式割臺和臥式割臺：立式割臺收割機工作時，將割斷后的作物直立地進行輸送并使之轉(zhuǎn)向鋪放。它具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，與拖拉機配套機器前伸量小，地頭轉(zhuǎn)彎靈活，操作方便等優(yōu)點，但它存在著一定缺點，在地頭造成散穗損失，割幅不能增寬，只能割1.2米，效率低，收割倒伏作物性能差等問題。臥式割臺采用偏心撥禾輪，撥板將作物撥向切割器切割，隨后將已切割的作物撥

18、到割臺上，扶禾器主要將倒伏的作物扶起，交給撥禾星輪或其它撥禾裝置扶持著作物進行切割。其縱向尺寸較大，但工作可靠性較好。 本次設(shè)計主要針對東方紅4LZ-2.5自走式谷物聯(lián)合收割機的收割臺進行部件改進設(shè)計，以適應(yīng)收獲玉米。其割臺為臥式割臺，主要由撥禾輪，切割器，過橋連耙，傾斜輸送器等組成。 3 撥禾器的設(shè)計 3.1 撥禾器的選擇 在聯(lián)合收獲機上裝有撥禾、扶禾裝置，稱為撥禾器，它所完成功能是：把待割的作物莖稈向切割器的方向引導(dǎo)，對倒伏作物，要在引導(dǎo)的過程中將其扶正；在切割時扶持莖稈，以順利切割；把割斷的莖稈推向割臺輸送裝置，以免莖稈堆積在割臺上。因此，撥禾、扶禾裝置能提高收割臺的工作質(zhì)量、減

19、少損失、改善機器對倒伏作物的適應(yīng)性。本次設(shè)計撥禾器采用撥禾輪裝置。 3.2 撥禾輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖3-1 撥禾輪偏心機構(gòu)示意圖 為了增強撥禾輪的扶禾能力，適當(dāng)調(diào)整彈齒傾角，對倒伏作物有較強的適應(yīng)能力，且可以廣泛適用于大中型聯(lián)合收獲機，本設(shè)計選用偏心撥禾輪。 它由帶彈齒的管軸、主輻條（左、右兩組）、輻盤、副輻條、偏心盤、偏心吊桿、支承滾輪和調(diào)節(jié)桿等組成。如圖3-1 ： A-A為管軸，其一端A-a彎成曲柄的形式，M為撥禾輪傳動軸的輪轂，與回轉(zhuǎn)軸剛性連接，其回轉(zhuǎn)中心為O，管軸A-A穿在輪轂M的輻條外端的銷孔中，M1為空心圓環(huán)，其回轉(zhuǎn)中心為O1，空心圓環(huán)是偏置的，偏心距是OO1，管軸A

20、-A的曲柄端a穿在偏心圓環(huán)的輻條O1a外端的銷孔中，且OO1=Aa，OA= O1a；這樣O1OAa就組成平行四桿機構(gòu)。工作時O1O是固定不動的，因此，當(dāng)撥禾輪軸帶動輻條OA轉(zhuǎn)動時，Aa永遠平行于OO1，其方向不變。 由于管軸A-A與曲柄Aa是同一剛體，而彈齒AK與管軸A-A又固連在一起，所以AK與Aa一起做平面平行運動，彈齒AK的方向也一直保持不變。 為了收獲倒伏方向不同的作物，彈齒的傾角應(yīng)能調(diào)節(jié)。當(dāng)收獲向前和向一側(cè)倒伏的作物時，彈齒應(yīng)調(diào)成向后傾斜15—30，并將撥禾輪降低和前移；當(dāng)收獲向后倒伏的作物時，彈齒應(yīng)調(diào)成向前傾斜15—30，并將撥禾輪降低和后移；當(dāng)收獲直立作物時，

21、彈齒可與地面垂直。彈齒一般長60－200mm。 3.3 撥禾輪的工作原理 3.3.1 撥板的運動分析 撥禾輪工作時撥板的運動是一種復(fù)合運動，由撥板繞軸的回轉(zhuǎn)運動和機器的前進運動復(fù)合而成，其運動軌跡可以由作圖法求得（圖3－2a）。撥禾板上A0點的運動軌跡，先將A0點回轉(zhuǎn)的圓周作m等分，然后用下式求出在撥板每轉(zhuǎn)一等分時間間隔內(nèi)機器前進的距離 (3-1) 式中： Vm——機器前進速度（m/s） n——撥禾輪轉(zhuǎn)速（r/min） 由點1沿機器前進方向量取長度為S的線段，線段的端點1′即為撥禾板上的點AO在轉(zhuǎn)過一等分圓周時的絕對位置；同理，由點2、3……、m沿前進

22、方向依次量取長度分別為2S、3S……、mS的線段, 2′、3′……m′即分別為點A0轉(zhuǎn)過2、3、……m等分圓周時的絕對位置。連接點1′、2′……m′就得到了撥禾輪上撥板上A0點的運動軌跡。 設(shè)撥禾輪軸O0在地面上的投影點O為坐標(biāo)原點（圖3-2b），X軸沿地面指向前進方向，Y軸垂直向上，撥禾板外緣上一點由水平位置A0開始逆時針方向旋轉(zhuǎn)，則其軌跡方程為： (3-2) (3-3) 式中： R——撥禾輪半徑 ω——撥禾輪角速度 H——撥禾輪軸離割刀的垂直安裝高度 圖3-2 撥禾輪的運動軌跡 a).作圖法 b).解析法 h——割刀

23、離地高度 圖3-3 不同λ值時，撥禾板運動軌跡的形狀 1.λ＞1 2.λ=1 3.λ＜1 3.3.2 撥禾板的正常工作條件 撥禾板運動軌跡的形狀，決定于撥禾輪的圓周速度Vy與機器前進速度Vm的比值λ，λ稱為撥禾速度比。軌跡形狀隨λ值不同的變化規(guī)律如圖3-3所示。λ值從0變化到∞時，撥禾板的軌跡形狀由直線（λ＝0）變化到短幅擺線（λ＜1）、普通擺線（λ=1）、長幅擺線（λ＞1）直至圓（λ=∞）。要使撥禾輪完成對莖稈的引導(dǎo)、扶持和推送作用，就必須使撥禾板具有向后的水平分 速度。軌跡曲線上各點切線的方向，就是撥禾板在各種位置時的絕對速度方向。從圖3-3分析可知，當(dāng)λ≤1時，在軌跡曲線

24、上的任何一點，均不具有向后的水平分速度。只有當(dāng)λ＞1時，即軌跡形狀為長幅擺線（常稱余擺線）時，運動軌跡形成扣環(huán)，在扣環(huán)下部，即扣環(huán)最長橫弦EE′（圖3-3）的下方，撥禾板具有向后的水平分速度。 由此可知，撥禾輪正常工作的必要條件是：撥禾速度比λ＞1。 3.4 撥禾輪主要性能參數(shù)的確定 3.4.1 撥禾輪的直徑 撥禾輪直徑的確定與它所要完成的功能有關(guān)，其確定應(yīng)遵循以下兩個原則： 1．撥板進入禾叢時其水平分速度為零； 2．撥禾輪撥板扶持切割時應(yīng)作用在禾稈割取部分的1/3處（即重心稍上方）。 如圖3-4所示，根據(jù)以上兩個條件，可以確定 圖3-4 撥禾板直徑的確定 （

25、3-4） 式中： R——撥禾輪半徑 L——作物自然高度 H——割茬高度 ——入禾角 此時 （3-5） 則有撥禾輪的直徑為： （3-6） 式中： D——撥禾輪直徑 λ——撥禾速度比 通過調(diào)查得我國的玉米生長自然高度范圍為1.8—3m,玉米稈莖的直徑范圍為25-50mm。查農(nóng)業(yè)機械學(xué)得撥禾速度比范圍為1.2—2。根據(jù)實際收獲作業(yè)狀況，分別取λ=1.5 ，L=2000mm ，h=500mm，即有： 根據(jù)經(jīng)驗取D=

26、1500mm 3.4.2 撥禾輪的轉(zhuǎn)速 由前面分析可知，撥禾輪正常工作的必要條件為λ＞1。加大撥禾速比λ，撥禾輪的作用范圍和作用程度都會增加。但當(dāng)機器速度Vm一定時，增加λ值，就要提高撥禾輪的圓周速度Vy，這將因撥禾板對作物穗部的沖擊加大而使落粒損失劇烈增加。因此，撥禾輪的撥禾速比λ的提高受到最大圓周速度的限制。實踐證明，撥板的圓周速度Vy一般不宜超過3m/s。 本設(shè)計中的收獲機每小時收獲作物8畝，機器的前進速度取=0.9，由前面可知λ=1.5根據(jù)已確定的λ值和機器前進速度的要求，可以確定撥禾輪的轉(zhuǎn)速n。

27、 （3-7） 又 （3-8） 式中 n——撥禾輪的轉(zhuǎn)速（r/min） D——撥禾輪的直徑（mm） ——機器前進速度（m/s） λ——撥禾速度比 3.4.3 割幅 割幅B按下式?jīng)Q定： （3-9） 通過查資料得玉米理論谷草比β=0.5，華中地區(qū)玉米平均畝產(chǎn)范圍300—500kg，于是取A=400kg，通過前面計算可知機器作業(yè)前進速度為=0.9。 綜

28、上的： 式中： q——設(shè)計喂入量（kg/s），根據(jù)生產(chǎn)需要，作物特性和機型及其大小而提出的，為給定值為2.5kg/s。 β——割下作物的谷草比（谷粒重／割下物總重） A——作物的平均產(chǎn)量（千克／畝） ——聯(lián)合收獲機的平均作業(yè)速度（m/s） 3.4.4 撥禾輪的功率消耗 撥禾輪在引導(dǎo)，推送莖稈過程中需克服莖稈彈性變形阻力，穗部重量，作物莖稈纏繞阻力及空轉(zhuǎn)阻力等，其功率消耗可按下式作近似計算： 式中： P——撥禾輪單位寬度上

29、的切向阻力，取P＝394.5N／m； B——撥禾輪寬度（m） Vb——撥禾輪圓周速度（m/s） 3.5 撥禾輪的工作過程分析 3.5.1 撥禾輪的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求 每塊撥板從開始接觸未割作物，直到將已割作物向后推送并與之脫離接觸，這是它完整的工作過程。要使撥禾輪具有良好的工作質(zhì)量，除了必須滿足λ＞1的條件外，還應(yīng)該滿足工作過程中不同階段的要求：撥板在入禾時，其水平分速度應(yīng)該為零，這樣對穗部的沖擊最小，可以減少落粒損失；切割時，撥板應(yīng)扶持作物莖稈，以配合進行切割，避免切割器將莖稈向前推倒；莖稈切斷后，撥板應(yīng)繼續(xù)穩(wěn)定地向后推送，以清掃割刀，并防止作物向前翻倒或被向上挑

30、起，造成損失。 3.5.2 撥板的入禾角和撥禾輪安裝高度分析 （1）撥板的入禾角 圖3-5為撥禾輪的工作過程簡圖。圖中，假設(shè)撥禾輪軸安裝在切割器的正上方，作物直立，作物高度為L。 撥禾輪作業(yè)時為了減少撥板對谷物的碰擊，撥板進入禾叢時，其水平分速度應(yīng)為零，即 (3-10) 則有： (3-11) 取λ=1.5 則撥板的入禾角ωt1為 圖3-5 撥禾輪的工

31、作過程簡圖 （2）撥禾輪高度分析 由圖3-6可以建立下列關(guān)系式： L＋Rsinωt1＝h＋H (3-12) 而sinωt1=1/λ 代入整理可得撥禾輪的安裝高度H為： H=L＋R/λ－h(huán) (3-13) 式中： H——撥禾輪的安裝高度 h——割茬高度 R——撥禾輪的半徑 λ——撥禾速比 L——所收獲作物的自然高度 分別取h=500mm，R=750mm，λ=1

32、.5 ，L=2000mm ，得到撥禾輪的安裝高度為： H=L＋R/λ－h(huán)=2000+750/1.5－500=2000mm 3.6 撥禾輪主軸的設(shè)計及校核 3.6.1 主軸的設(shè)計 （1）初步確定軸的最小直徑 由上面可知撥禾輪的轉(zhuǎn)速n為17r/min,功率P為1.27KW。選取軸的材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機械設(shè)計》表15-3，取=112mm，于是得 考慮軸還要承受撥禾輪的重力，暫取d=50mm。 （2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 從左端開始確定尺寸，距左軸端60mm處根據(jù)周向要固定輸入帶輪選擇了長為80mm的鍵，在距離第一個鍵的

33、距離161mm選擇了長為30mm的鍵，以周向固定偏心腹板，同時在偏心腹板左側(cè)安裝個2mm的擋圈以固定其軸向不偏移，為了防止偏心腹板和主腹板之間不發(fā)生干涉，兩者之間的距離定為140mm。兩主腹板根據(jù)工作距離定為2100mm。在軸右端74mm處用來安裝軸套固定主腹板以及安裝軸承以連接其支撐。軸的總長為2534mm。 參照《機械設(shè)計》表15-2，取軸端倒角245，各處軸肩的圓角半徑取R=2mm。 軸的具體結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。圖3-6 主動軸 3.6.2主軸的校核 （1）軸上載荷 撥禾輪總重取140Kg，其它的重量基本可以忽略，主軸主要承受撥禾輪的重量，而且主軸不受

34、扭矩，可以視其為心軸（只承受彎矩而不受扭矩），受力圖見下面3-7： 圖3-7受力圖 （2）進行彎曲校核 45#調(diào)質(zhì)鋼的屈服強度，抗彎截面系數(shù)，最大受彎M=735，經(jīng)校核合格，故軸符合設(shè)計要求。 4切割器設(shè)計 4.1往復(fù)式切割器分析與設(shè)計 收獲機械的切斷裝置由往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式切割器兩種?；剞D(zhuǎn)式切割器切割能力強，割后的植株容易集束，慣性力易于平衡。但受圓盤刀直徑的限制，工作幅較窄，適于對行收獲的機具，并且機器前進速度不快，影響生產(chǎn)率的提高，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，目前使用較少。往復(fù)式切割器利用動刀片相對于護刃器上的定刀片作往復(fù)的剪切

35、運動，將植株割斷。這種切割器工作質(zhì)量好，結(jié)構(gòu)簡單，是有支撐切割，不需要高的切削速度，能完成不同行距和割幅的切割，實現(xiàn)了完全不對稱收獲，不會出現(xiàn)漏割，工作質(zhì)量好，使用可靠，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)易配套。因此本課題采用往復(fù)式切割器。 4.1.1往復(fù)式切割器的結(jié)構(gòu) 由于玉米莖桿粗而表皮硬，用于切割玉米莖桿的往復(fù)式切割器與切割稻麥用的往復(fù)式切割器相比，其切割行程s、動刀片間距t和定刀片間距t。三者都較大。往復(fù)式切割器有幾種類型，本課題采用的類型是用標(biāo)準(zhǔn)型切割器的零件間隔安裝組成。 圖4-1 往復(fù)式切割器由動刀、護刃器、護刃器梁、壓刃器、摩擦器、刀桿和定刀片等組成。如圖4-1： 護刃器尖端有護舌，護刃器上

36、鉚接定刀片。切割時，護刃器和定刀片對莖稈起支撐作用，動刀由曲柄連桿機構(gòu)馭動，做往復(fù)運動，使動刀片和定刀片構(gòu)成穩(wěn)定的剪切副。動刀由許多齒刃刀片鉚在刀桿上，刀頭板與驅(qū)動連桿球鉸聯(lián)接，刀桿背和動刀片背貼抵在摩擦片上，用來保持穩(wěn)定的 往復(fù)運動和防止過度磨損，如果摩擦片磨損后，可以將其前移或者是更換。 4.1.2往復(fù)式切割器切割原理 動定兩刀片剪切莖稈的首要條件應(yīng)能夾住或咬住莖稈，不至于滑脫，以進行穩(wěn)定的剪切。對動刀片和定刀片，必須滿足下列條件： (4-1) 式中: ，—動、定兩刀片的刃口斜

37、角(與刀片縱軸線的夾角); —兩刃口換住莖稈的臨界角; ，—動、定兩刀片對莖稈的摩擦角。 由于玉米植株切割時受土壤支撐，隨著切割高度的不同，田間實測的各也不同，割茬越低，越大。 本課題采用齒刃動刀片和齒刃定刀片，對于齒刃動刀片，齒尖首先進入莖稈表皮，將莖稈咬住，能夠立即進行穩(wěn)定剪切。由于齒距遠遠小于玉米植株直徑，等于有幾把利劍同時刺切莖稈，因此剪切干凈利索而且省力。齒刃滑切線也較長。 往復(fù)式切割能否得到良好的工作質(zhì)量和切割性能，其主要參數(shù)的設(shè)計至關(guān)重要，各主要參數(shù)如下: 1、護刃器間距。護刃器起著保護刀片和引導(dǎo)莖稈的

38、作用，往復(fù)式切割器切割莖稈分兩個過程，首先是被動刀片推至護刃器間隔中產(chǎn)生橫向彎曲，其次是隨機器前進產(chǎn)生縱向彎曲，這都會使切割力增加，而莖稈切割最大彎曲取決于護刃器間隔，間隔以大于68.3mm為宜，故取72mm。 2、動刀片間隔。動刀片間隔取決于刀片尺寸和切割速度。因此優(yōu)化設(shè)計了刀片結(jié)構(gòu)尺寸，達到了增加切割速度以減少切割阻力的目的。 3、通過試驗對比，動定刀間隙選為0.5mm，保證了較好的工作質(zhì)量。 往復(fù)式切割器除了上述參數(shù)外，其工作質(zhì)量和切割性能還與刀片的銳利程度有關(guān)。 4.1.3割刀速度分析 為了使切割器得到往復(fù)運動，可以采用不同的傳動系統(tǒng)，如曲柄連桿機構(gòu)、擺環(huán)機構(gòu)、曲柄滑

39、塊機構(gòu)和曲柄搖桿機構(gòu)，根據(jù)本課題的割臺傳動布置要求，選用擺環(huán)機構(gòu)。 往復(fù)式切割器的工作質(zhì)量跟切割速度與機組前進速度的速比有密切關(guān)系。往復(fù)切割速度是指平均速度，平均速度越高，切割性能越好。但過高的切割速度是不可取，因為會使整個機組產(chǎn)生較大的振動與破壞，不但增加了機組功率的消耗，而且會加速零件的磨損。經(jīng)過理論計算和試驗，速比在0.8~2.2范圍內(nèi)時，工作質(zhì)童比較理想，根據(jù)實踐經(jīng)驗本課題確定切害速度為1.92m/s。 4.1.4切割器功率消耗 切割器切割莖稈所需功率由三部分組成，即切割莖稈所消耗功率、割刀摩擦消耗功率和慣性消耗的功率，即 (4-2) 式中

40、: —玉米切割阻力，計算后為394.5N; —摩擦阻力，計算后為3.7N; 一往復(fù)慣性力，計算后為37.2N; —切割速度，取1.92m/s ; —切割水平分速度，取為1.72m/s。 計算得:。 5 割臺擋板 由于玉米比小麥果實大很多，為了防止玉米跳出割臺外，影響正常的收獲工作，必須在原來擋板基礎(chǔ)上要加大加寬加高擋板的尺寸，并且要加固擋板因為玉米桿很高大，擋板強度不夠不能正常使用，因此要給擋板焊接加強筋。這樣才能真正起到擋板的作用。根據(jù)經(jīng)驗擋板高度應(yīng)加高1.2m左右。 同時也要加長撥禾輪的支撐臂，這樣可以是撥禾輪有

41、很大的調(diào)節(jié)范圍，可以更好的收獲玉米。根據(jù)實踐經(jīng)驗撥禾輪支撐應(yīng)加長1.2m左右。 6 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 傳動裝置是大多數(shù)機器或機組的主要組成部分，在整臺機器的質(zhì)量和成本中占有很大的比例。機器的工作性能和運轉(zhuǎn)費用也在很大程度上取決于傳動裝置的優(yōu)劣。因此，不斷提高傳動裝置的設(shè)計和制造水平具有極其重大的意義。 6.1 傳動類型的選擇 選擇傳動類型是所根據(jù)的主要指標(biāo)是：效率高，外廓尺寸小，質(zhì)量小，運轉(zhuǎn)性能良好及符合生產(chǎn)條件等。根據(jù)玉米收割機的實際工作條件和割臺各部件之間的組合裝配情況，要求傳動裝置必須工作可靠，且割臺的動力輸出軸與其他工作軸距離較遠，工作環(huán)境惡劣，低速重載，還要求在高溫和潮

42、濕的環(huán)境中能正常工作，綜合以上要求，比較各種傳動方式的優(yōu)缺點和適用場合，我們選擇采用鏈傳動和帶傳動相結(jié)合的傳動方式。 6.1.1 鏈傳動的設(shè)計 現(xiàn)已知割臺動力輸入軸的功率，轉(zhuǎn)速，即為主動鏈輪的轉(zhuǎn)速。傳動比，載荷平穩(wěn)。 （1）選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)為 （2）確定計算功率 由表9-7查得，由圖9-13查得，單排鏈，則計算功率為： （3）選擇鏈條型號和節(jié)距 根據(jù) 及 查表9-11，可選10A-1。 查表9-1，鏈條節(jié)距為p=15.857mm (4)計算鏈節(jié)數(shù)和中心距

43、 初選中心距 取。相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為 取鏈長節(jié)數(shù)為節(jié)。 查表9-7得到中心距計算系數(shù)，則鏈傳動的最大中心距為 （5）計算鏈速，確定潤滑方式 由m/s和鏈號10A-1，查圖9-14可知應(yīng)采用滴油潤滑。 （6）計算壓軸力 有效圓周力為： 鏈輪水平布置時的壓軸力系數(shù) ，則壓軸力為 以上為割臺動力輸入軸與割刀擺環(huán)主軸之間的鏈傳動裝置的設(shè)計，同樣方法，可以設(shè)計出攪龍轉(zhuǎn)軸與中間軸及其撥禾輪轉(zhuǎn)軸間的傳動。 6.1.2帶傳動設(shè)計 帶傳動是利用張緊在帶輪上的帶，借助他們間的摩擦或嚙合，在兩軸間傳動運動或動力，帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，造

44、價低廉、不需要潤滑以及緩沖吸振等特點。帶輪的設(shè)計力求結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，質(zhì)量輕，分布均勻，并避免由于鑄造產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力。鑄造帶輪布允許由砂眼，裂紋，縮孔及氣泡。帶輪的工作表面應(yīng)光滑，以減少帶的磨損。當(dāng)帶輪圓周速度時要進行靜平衡，時則應(yīng)進行動平衡。 帶輪的材料常采用灰鑄鐵，鋼，鋁合金或者工程材料等。灰鑄鐵應(yīng)用最多，當(dāng)時，用HT200或者HT150，當(dāng)時，則宜采用球墨鑄鐵或者鑄鋼，也可用鋼板沖壓――焊接帶輪。小功率窗洞可用鑄鋁合金或者塑料。 本設(shè)計中的傳動搭補分為帶傳動，適合田間作業(yè)環(huán)境惡劣的需要，從變速箱的動力輸出軸出來，經(jīng)過一個鏈傳動將動力輸出在中間軸，中間軸兩端將動力分開，一端傳動給風(fēng)

45、扇和螺旋推運器以及逐稿器的抖動偏心輪，此部分占發(fā)動機的功率較少，約為10%.另一 端將動力傳給脫粒滾筒輸送鏈和割臺部分以及撥禾輪，此部分約占發(fā)動機功率的40%，由于時間倉促，這里僅設(shè)計說明一V帶設(shè)計。 設(shè)計的該V帶為中間軸傳給風(fēng)扇的V帶傳動，動力輸出軸的轉(zhuǎn)速為540r/min，風(fēng)扇正常工作時的轉(zhuǎn)速約為400r/min，額定功率為1.2kw軸間距由結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定，為400mm 每天工作8個小時。 (1) 設(shè)計功率 由第二版機械設(shè)計手冊中的帶傳動，查得共礦系數(shù)為 (2) 選定帶型 根據(jù) 和由手冊確定為Z型。 (3) 傳動比 (4) 小輪基準(zhǔn)直徑 參考手冊取 大輪基準(zhǔn)直

46、徑 由表查的取200mm (5) 風(fēng)扇的實際轉(zhuǎn)速 (6) 帶速 由于田間作業(yè)，整機的振動不可避免，所以需要進行v帶的張緊度調(diào)節(jié)，本設(shè)計中采用多次才用張緊輪條節(jié)一兩帶論的直徑想查不多又采用張緊輪，所以此設(shè)計中所有v帶輪的包角均大于120度，滿足帶輪傳動的條件，單根v帶的預(yù)緊由張緊輪調(diào)節(jié)。 7傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 經(jīng)過上面分析，傳動類型選擇鏈傳動和帶傳動，由發(fā)動機輸出的動力傳遞到割臺動力輸入軸，再由該軸提供給割刀擺環(huán)、攪龍和撥禾輪工作所需的動力。因此，需要合理安排各個工作部件的位置，以盡量提高傳動效率，并且減小整機的總體尺寸。 圖7-1 1.割臺動力輸入軸 2.割

47、刀擺環(huán) 3.喂入攪龍 4.割臺懸臂軸 5.撥禾輪 若將所有的傳動裝置都連接在輸入軸上，根據(jù)傳遞的功率和效率，明顯看出所需的直徑尺寸過大，導(dǎo)致割臺整體尺寸太大，并且穩(wěn)定性也沒有保證。因此，需要將割臺的總動力分配，進行間接的傳動。由于撥禾輪與喂入攪龍間的距離偏大，直接用一條鏈進行傳動有很大的不便，會導(dǎo)致傳遞效率下降，工作狀態(tài)不穩(wěn)定，因此，需要在兩者之間添加一個中間軸來傳遞給撥禾輪所需的動力。 為了避免在鏈條的松邊垂度過大是產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動現(xiàn)象，同時也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角，在該傳動裝置中設(shè)有張緊輪，來調(diào)節(jié)控制張緊程度。其傳動圖如7-1。 8改制后的使用要求 改制的玉米

48、收割機使用條件：玉米進入完熟期后（如玉米包葉干枯、籽粒變硬等），作業(yè)地的玉米植株需處于直立狀態(tài)，玉米秸稈的含水率≤28%，玉米籽粒含水率25%～30%，植株的倒伏率應(yīng)＜5%，果穗下垂率＞15%，土壤含水率l5%～20%，田間無石頭、無溝、無暗渠。收獲時天氣晴朗，收獲后及時晾曬。 在玉米聯(lián)合收割完成后，清潔保養(yǎng)玉米聯(lián)合收割機，更換割臺部件即可恢復(fù)小麥聯(lián)合收割機功能 。 9總結(jié) 聯(lián)合收獲機是將收割機和脫粒機用中間輸送裝置連接成為一體的機構(gòu)。它能在田間一次完成切割、脫粒、分離和清選等項作業(yè)，以直接獲得清潔的谷粒，因而生產(chǎn)率很高。在國外許多工業(yè)發(fā)達的國家，其谷物收獲都是用聯(lián)合收獲機完成的。其中割

49、臺是其重要的組成部分，收割臺的功用是切割作物，并將作物運向脫粒裝置，它由撥禾輪、切割器、分禾器和喂入攪龍等組成。 本文設(shè)計的是一種在小麥割臺基礎(chǔ)上改進的玉米割臺，撥禾輪將作物撥向切割器，切割器將作物割下后，由撥禾輪撥倒在割臺上。割臺螺旋推運器將割下的作物推集到割臺中部，并由螺旋推運器上的伸縮扒指將作物轉(zhuǎn)向送入傾斜輸送器，然后由傾斜輸送器的輸送鏈耙把作物喂入滾筒進行脫粒。 本聯(lián)合收割機的割臺具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用方便的特點，縮小了聯(lián)合收獲機的體積并減輕機重，對多種作物均有較好的適應(yīng)性。把更多的農(nóng)民從艱苦的勞動條件下解放出來，大幅度提高勞動生產(chǎn)率，給農(nóng)民帶來了實惠。

50、 參考文獻 [1] 董克儉主編.谷物聯(lián)合收割機使用與維護技術(shù).北京：金盾出版社，2007.8 [2] 余泳昌主編.聯(lián)合收割機的使用與維修.河南：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1998.3 [3] 吳官聚，楊志義主編.新編耕種收獲機械使用維修.北京：機械工業(yè)出版社，2001.10 [4] 周開勤主編.機械零件設(shè)計手冊.北京：高等教育出版社.1998 [5] 李寶筏主編.農(nóng)業(yè)機械學(xué).北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2000.9 [6]楊在興，陳傳強主編.小麥聯(lián)合收獲機使用與維護.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.6 [7] 劉鴻文主編.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，2004.1 [8] 龔桂義主編

51、.機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京：高等教育出版社，1990.4 [9] 孔凌嘉主編.簡明機械設(shè)計手冊.北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.1 [10] 劉耀，張永建主編.東方紅4LZ-2.5自走式谷物聯(lián)合收割機使用說明書.河南:一拖（洛陽）收獲機械有限公司,2003.8 [11] A.H.Kapnehko.C.-X.mamnhbi.1965. [12] Claude Culpin. Farm Machinery. 致謝 轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在這四年里有快樂，有辛酸，也有無奈，但總歸是體驗了大學(xué)生活并且也學(xué)到了不少東西，沒有虛度光陰。在此

52、我想對我的母校，我的父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表達我由衷的謝意。 畢業(yè)前的最后一次考驗就是畢業(yè)設(shè)計，面對畢業(yè)設(shè)計一開始我們可能沒什么頭緒，很無助，但是靜下心來好好研究后，才發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計沒想象中的那樣難，無非是麻煩。畢業(yè)論文設(shè)計過程中我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，其中論文指導(dǎo)老師對我的關(guān)心和幫助尤為重要。是老師百忙之中給我們精心的指導(dǎo)，讓我們能夠一步步的完成畢業(yè)設(shè)計，每次遇到難題，無助的時候，總是向老師尋求幫助，而老師也會及時的指導(dǎo)我們。難能可貴的是老師還給我們提供實物參觀學(xué)習(xí)的地方。 同時，本篇畢業(yè)論文的寫作也得到了中收公司相關(guān)人員的熱情幫助。感謝在整個畢業(yè)設(shè)計期間和我密切合作的同學(xué)，

53、和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭円约氨M職盡責(zé)幫助我們的老師，沒有你們我就不能順利畢業(yè)，在此，我再一次真誠地向您們表示感謝！ 另外即將畢業(yè)的我祝母校越來越好，桃李滿天下！ 19