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畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
題目名稱：
院系名稱： 機(jī) 電 學(xué) 院
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
2011年05月
中原工學(xué)院2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）---說(shuō)明書(shū)
摘 要
本實(shí)用新型提供一種立式玉米收獲機(jī)的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，包括摘穗棍，拉莖棍，喂入口，定刀和滾刀，其中摘穗棍和拉莖棍兩兩成對(duì)并設(shè)有一定間隙，其軸線在鉛垂面內(nèi)相互平行安置在殼體上，且每對(duì)拉莖棍位于一對(duì)摘穗棍后方，其特征在于：喂入口設(shè)置在每對(duì)拉莖棍的后方，其中心線位于每對(duì)拉莖棍的對(duì)稱線上，定刀固定在喂入口末端的一側(cè)，與其配合的滾刀安裝在殼體上，其滾刀軸與拉莖棍是棍軸平行。本實(shí)用新型的摘穗棍，拉莖棍，滾刀的軸線相互平行安裝，有成對(duì)的摘穗棍，拉莖棍實(shí)現(xiàn)摘穗和擠壓輸送玉米莖稈到喂入口，由定刀和滾刀配合按長(zhǎng)度切碎玉米莖稈。
關(guān)鍵詞：穗莖兼收，收集裝置，摘穗裝置，切碎裝置
II
中原工學(xué)院2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）---說(shuō)明書(shū)
Abstract
The utility model provides a vertical corn harvest machine pick spike stalks chopped laminating device，Including pick spike stick, pull stem rod, hello entrance, the fixed knife and hob，Among them pick spike stick and pull stem rod paired with certain opposite clearance，The vertical axis in lead in-plane parallel placed in the shell，And each to pull stem rod is located in a pair of picking spike stick rear，Its features are: hello entrance to pull stem set on each stick rear，Located in the center of each pull stem rod symmetric online，The fixed knife fixed in the end of the fed entrance to the opposite side，Instead of hob with installed in the shell, its hob axes and pull stem rod is stick axis parallel。The utility model has the ear pull rod, the pick of the stem rod, hob axis parallel installations，Your right ear stick, pull stem vintage pick spike and extrusion stick realize conveying corn stalks to feed entry by the fixed knife and hob, according to the length of corn stalks with chop。
Key words: Spike stalks destinations，Collection devices，Pick spike device，Chopped device
目 錄
第一章 引言 1
1.1課題研究的目的和意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀及趨勢(shì) 2
1.2.1 國(guó)內(nèi)玉米收獲機(jī)的研制狀況 2
1.2.2 國(guó)外玉米收獲機(jī)的研制狀況及趨勢(shì) 3
1.3 課題研究的主要內(nèi)容 5
1.4 課題的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 5
第二章 總體方案的設(shè)計(jì) 6
2.1 設(shè)計(jì)的基本原理 6
2.2總體結(jié)構(gòu)與工作原理 6
第三章 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 9
3.1往復(fù)式切割器 9
3.2夾持輸送裝置 10
3.3玉米摘穗裝置方案設(shè)計(jì) 10
3.4果穗橫輸送器 14
第四章 主要部件的強(qiáng)度校核 15
4.1 軸的設(shè)計(jì)與校核 15
4.2 軸承的設(shè)計(jì)校核 19
4.3 鍵的強(qiáng)度校核 20
結(jié)論 22
參考文獻(xiàn) 23
致謝 24
IV
第一章 引 言
1.1課題研究的目的和意義
玉米是我國(guó)三大糧食作物之一，是僅次于小麥的主要糧食作物，是優(yōu)質(zhì)飼料和重要的工業(yè)原料，同時(shí)秸稈還是畜牧業(yè)的重要飼料。搞好玉米的生產(chǎn)加工和秸稈的綜合利用對(duì)農(nóng)業(yè)、農(nóng)民、農(nóng)村乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要意義。我國(guó)21各省、市、自治區(qū)都有玉米種植。種植面積、總產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)，居世界第二位，玉米年產(chǎn)量達(dá)12029萬(wàn)噸，約占世界玉米總產(chǎn)量的18%。玉米生產(chǎn)對(duì)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。目前，我國(guó)的小麥?zhǔn)斋@已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，而玉米機(jī)收水平只有5%，成為玉米生產(chǎn)過(guò)程的瓶頸和難點(diǎn)。玉米生產(chǎn)機(jī)械化水平低嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化的整體水平，阻礙了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。
造成玉米生產(chǎn)機(jī)械化水平低的主要原因，一是農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝不配套。采用一年兩作地區(qū)多采用套作種植，行距不相等，不便于機(jī)械作業(yè)；二是現(xiàn)有玉米生產(chǎn)機(jī)型少，供農(nóng)民選擇的余地小，功能單一不能很好滿足不同用戶的需求。有的用戶需要滅茬、有的需要秸稈兼收、有的需要青儲(chǔ)等等；三是玉米生產(chǎn)機(jī)械特別是收獲機(jī)械造價(jià)高，利用率低，農(nóng)民一次性投資大，投資回收期長(zhǎng)。此外，農(nóng)民焚燒秸稈問(wèn)題一個(gè)重要的原因是沒(méi)有合適的穗莖兼收型玉米收獲機(jī)，將玉米秸稈回收利用，用于畜牧飼料，減少對(duì)秸稈的焚燒造成的空氣污染。
玉米收獲機(jī)械化可以帶動(dòng)玉米的產(chǎn)業(yè)化種植，減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度。而秸稈可以直接粉碎還田增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，或者秸稈回收用于飼料，為大力發(fā)展畜牧業(yè)提供豐富的飼料保障，有效地改善農(nóng)牧業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使得畜牧業(yè)比重進(jìn)一步提高，農(nóng)牧業(yè)發(fā)展處于良性循環(huán)，從而增加了農(nóng)民收入。避免秸稈焚燒帶來(lái)的資源浪費(fèi)和大氣污染，嚴(yán)重影響道路交通和民航的正常運(yùn)營(yíng)。因此，結(jié)合我國(guó)國(guó)情和各種使用條件，研制一種新型穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲機(jī)（即一次完成玉米果穗、莖稈的收獲）既適應(yīng)農(nóng)民傳統(tǒng)收獲玉米的習(xí)慣，又增加了莖稈青貯收獲，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益:把農(nóng)民和畜牧養(yǎng)殖戶從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，一臺(tái)機(jī)械收獲效率每天可代替60個(gè)手工勞動(dòng)者的作業(yè)效率，大大縮短了秋收秋種時(shí)間和養(yǎng)殖戶頭痛的飼料收集問(wèn)題，還可帶動(dòng)畜牧業(yè)的發(fā)展和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
從根本上增加了農(nóng)民、機(jī)手和養(yǎng)殖專業(yè)戶的收入，解放了生產(chǎn)力，大大減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了廣大農(nóng)民的生存質(zhì)量，使農(nóng)民有更多的時(shí)間從事其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
環(huán)保效益，解決秸稈焚燒造成污染，確保高速公路、機(jī)場(chǎng)等公用設(shè)施的安全，利于保護(hù)環(huán)境。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀及趨勢(shì)
1.2.1 國(guó)內(nèi)玉米收獲機(jī)的研制狀況
我國(guó)玉米收獲機(jī)械研制起步晚，水平低，玉米機(jī)械化收經(jīng)歷了從引進(jìn)國(guó)外樣機(jī)試用、仿制、改進(jìn)到消化吸收、自行設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，并取得了很好的成果。到目前為止，我國(guó)從事玉米收獲機(jī)研制生產(chǎn)的單位有60多家，已開(kāi)發(fā)研制出的機(jī)型有60多個(gè)產(chǎn)品。從整體情況看，目前生產(chǎn)玉米聯(lián)合收獲機(jī)除懸掛式(背負(fù)式)外，大都處于樣機(jī)研制或試驗(yàn)階段。各種機(jī)型仍需不斷改進(jìn)和完善，到大規(guī)模投入生產(chǎn)應(yīng)用尚需一段時(shí)間。我國(guó)生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)按收獲工藝可分為兩種:摘穗—?jiǎng)兤ぁ胧占o稈粉碎還田(或收集);摘穗—果穗收集—莖稈粉碎還田(或收集)。玉米收獲工藝研制的機(jī)型有牽引式、懸掛式(背負(fù)式)、自走式和玉米割臺(tái)等四種機(jī)型。
國(guó)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)果穗收獲、莖稈切碎一體化的技術(shù)已申報(bào)專利有很多，代表性的有：立式摘穗莖桿切碎裝置；在普通臥式摘穗輥式收獲機(jī)割臺(tái)下方安裝與摘穗輥平行的刀軸，在刀軸上安裝不同形式的切刀，通過(guò)動(dòng)定刀配合、動(dòng)動(dòng)刀配合等方式實(shí)現(xiàn)玉米收獲、秸稈粉碎一體化技術(shù)兩種技術(shù)類型。但總體說(shuō)來(lái)國(guó)內(nèi)的果穗收獲、莖稈切碎一體化的技術(shù)尚未成熟。我國(guó)玉米收獲機(jī)械化仍然存在著許多問(wèn)題。首先表現(xiàn)在基礎(chǔ)部件研究不足，很多單位只是注重整機(jī)的研制開(kāi)發(fā)，從而造成眾多機(jī)型在收獲工藝和機(jī)構(gòu)參數(shù)上大同小異、重復(fù)制造。其次是產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性差，機(jī)器故障頻繁，從而造成玉米籽粒破碎率、果穗損失率高等問(wèn)題。
我國(guó)目前從事玉米聯(lián)合收獲機(jī)研究和制造的單位有30多家，約20個(gè)產(chǎn)品，分為自走式、懸掛式、牽引式和谷物聯(lián)合收獲機(jī)配玉米割臺(tái)等四種形式，又分單行和多行。但各廠家的產(chǎn)量都不大，其主要原因就是如上所提到的機(jī)具的適應(yīng)性題、農(nóng)民的購(gòu)買力和玉米收獲機(jī)的關(guān)鍵部件的可靠性等問(wèn)題。因此必須加快對(duì)玉米聯(lián)合收獲機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研究，以加速玉米收獲機(jī)械化的進(jìn)程。在自動(dòng)化程度方面，由于國(guó)產(chǎn)玉米收獲機(jī)以實(shí)用為主，主要考慮降低制造成本，對(duì)自動(dòng)化要求不高，因此明顯落后于國(guó)外產(chǎn)品。目前，在已研制的機(jī)型中還有可靠性差、效率低、對(duì)作物的不同行距適應(yīng)能力不強(qiáng)等問(wèn)題，個(gè)別機(jī)型的損失率和破碎率還有待進(jìn)一步降低。
國(guó)內(nèi)近期玉米收獲機(jī)械仍以價(jià)格較低的懸掛式機(jī)型為主，適應(yīng)多種行距的玉米收獲機(jī)具將會(huì)隨著技術(shù)的不斷完善迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)莖稈資源的回收利用，將是玉米聯(lián)合收獲機(jī)近期研究、開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，以適應(yīng)畜牧業(yè)發(fā)展的要求，在畜牧業(yè)發(fā)展就快的地區(qū)，這種機(jī)型有較好的發(fā)展前景，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將會(huì)出現(xiàn)比較實(shí)用的暢銷機(jī)型。
1.2.2 國(guó)外玉米收獲機(jī)的研制狀況及趨勢(shì)
.目前國(guó)外玉米收獲機(jī)的研究與生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，目前在美國(guó)、德國(guó)、烏克蘭、俄羅斯等西方國(guó)家的玉米收獲(包括籽粒和秸稈青貯)已基本實(shí)現(xiàn)了全部機(jī)械化作業(yè)。國(guó)外多采用一年一作的種植方式，玉米收獲時(shí)含水率低，主要采用玉米摘穗直接脫粒的收獲工藝。如美國(guó)的Johndeere公司、Case公司、德國(guó)的Mengle公司、道依茨公司生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)，絕大部分是在小麥聯(lián)合收獲機(jī)上換裝玉米割臺(tái)，并通過(guò)調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進(jìn)行玉米的收獲。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1．在保證良好性能的前提下，向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速發(fā)展。喂入量已由一般的5~6千克／秒發(fā)展到10~12千克／秒所配發(fā)動(dòng)機(jī)的功率最大到243千瓦，正在研發(fā)的有276千瓦；割臺(tái)最大割幅已超過(guò)9米。配谷物聯(lián)合收割機(jī)的玉米割臺(tái)由收割4~6行發(fā)展到收割8行。發(fā)動(dòng)機(jī)功率為19千瓦。最高作業(yè)速度超過(guò)3.6千米／小時(shí)?！ ?
2．向擴(kuò)大機(jī)器的通用性和提高適應(yīng)性發(fā)展。除發(fā)展多種專用割臺(tái)（大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割臺(tái)）外，同一臺(tái)機(jī)器還可配不同割幅的割臺(tái)以適應(yīng)不同作物和不同單產(chǎn)的需要；改進(jìn)機(jī)體結(jié)構(gòu)（如收割臺(tái)的仿型機(jī)構(gòu)、清糧室的自動(dòng)調(diào)平裝置等），使其更好地適應(yīng)不同作物和傾斜地面；行走裝置配置多種寬度的輪胎、履帶，以提高工作的適應(yīng)能力。
3．對(duì)保持收獲中低損失率、高清潔度的主要工作部件的研究更為深入新型脫粒分離裝置的研究，以提高生產(chǎn)率，減少谷粒損失為目標(biāo)，是現(xiàn)代玉米聯(lián)合收割機(jī)最主要的發(fā)展趨勢(shì)。在傳統(tǒng)的紋桿切流滾筒及鍵式逐鎬器的脫粒分離裝置之后，雙滾筒橫置的軸流式結(jié)構(gòu)廣為應(yīng)用，繼而又研制了單滾筒或雙滾筒縱置的軸流式脫粒分離結(jié)構(gòu)，大大提高了脫粒率。
4．新材料和先進(jìn)制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用使產(chǎn)品性能更好，可靠性更高將玉米聯(lián)合收割機(jī)機(jī)架、割臺(tái)體加大壁厚或加強(qiáng)骨架，用大直徑薄壁鋼管作軸，紋桿進(jìn)行表面硬化處理；各種聯(lián)合收割機(jī)在易堵塞的部件上設(shè)置各種快速切離的安全裝置，傳動(dòng)膠帶采用新的結(jié)構(gòu)和材料；切割裝置都進(jìn)行8小時(shí)以上磨合試驗(yàn)和升溫運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)；重要工作部件裝機(jī)前的磨合試驗(yàn)或試運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)格保證體系。
5．廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù)，向舒適性、使用安全性、操作方便性方向發(fā)展為改善駕駛員工作條件，普遍裝有現(xiàn)代化的密閉駕駛室以隔熱、隔噪音；轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)速、收割機(jī)切割高度、谷物損失量、糧箱填充量、排草堵塞等配有信息顯示；自控裝置包括自動(dòng)對(duì)行、割茬高度自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制車速，自動(dòng)停車等；安全生產(chǎn)的警報(bào)輸出和互鎖補(bǔ)償系統(tǒng)有故障警報(bào)、信號(hào)報(bào)警或語(yǔ)音報(bào)警、啟動(dòng)耳鎖、單柄操作互鎖、運(yùn)輸與收獲互鎖等功能。
6．向智能化收獲機(jī)發(fā)展集全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)和遙感系統(tǒng)于一身的"精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)"技術(shù)在智能化玉米收割機(jī)上的應(yīng)用是當(dāng)今收獲機(jī)械化最新、最重要的技術(shù)發(fā)展。通過(guò)以上的比較不難發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)械的現(xiàn)狀跟國(guó)外一些先進(jìn)技術(shù)相比還有相當(dāng)大的差距，我國(guó)的科研人員在機(jī)器的制造質(zhì)量和可靠性、發(fā)展模式及如何使農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)相結(jié)合等科研課題上，應(yīng)該有很大的發(fā)展空間。
1.3 課題研究的主要內(nèi)容
在我國(guó)小麥玉米一年兩熟地區(qū)，隨著工業(yè)燃料的發(fā)展，昔日作為農(nóng)村主要燃料的秸稈成了田間焚燒污染空氣的廢物，而迅速發(fā)展的畜牧業(yè)又需要大量的飼料。因此研制新型穗莖兼收型玉米收獲機(jī)具有重要的意義。
本實(shí)用新型提供一種立式玉米收獲機(jī)的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，包括摘穗棍，拉莖棍，喂入口，定刀和滾刀，其中摘穗棍和拉莖棍兩兩成對(duì)并設(shè)有一定間隙，其軸線在鉛垂面內(nèi)相互平行安置在殼體上，且每對(duì)拉莖棍位于一對(duì)摘穗棍后方，其特征在于：喂入口設(shè)置在每對(duì)拉莖棍的后方，其中心線位于每對(duì)拉莖棍的對(duì)稱線上，定刀固定在喂入口末端的一側(cè)，與其配合的滾刀安裝在殼體上，其滾刀軸與拉莖棍是棍軸平行。本實(shí)用新型的摘穗棍，拉莖棍，滾刀的軸線相互平行安裝，有成對(duì)的摘穗棍，拉莖棍實(shí)現(xiàn)摘穗和擠壓輸送玉米莖稈到喂入口，由定刀和滾刀配合按長(zhǎng)度切碎玉米莖稈。
1.4 課題的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
本實(shí)用新型的目的是提供一種能克服上述缺陷，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，切割功率小的立式玉米收割機(jī)的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置。其技術(shù)方案為：
包括摘穗棍，拉莖棍，喂入口，定刀和滾刀，其中摘穗棍和拉莖棍兩兩成對(duì)并設(shè)有一定間隙，其軸線在鉛垂面內(nèi)相互平行安置在殼體上，且每對(duì)拉莖棍位于一對(duì)摘穗棍后方，其特征在于：喂入口設(shè)置在每對(duì)拉莖棍的后方，其中心線位于每對(duì)拉莖棍的對(duì)稱線上，定刀固定在喂入口末端的一側(cè)，與其配合的滾刀安裝在殼體上，其滾刀軸與拉莖棍是棍軸平行。
所述的立式玉米收割機(jī)的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，滾刀包括圓柱形動(dòng)力滾筒，滾刀軸，刀座和多把動(dòng)刀，其中動(dòng)刀滾筒安裝在滾刀軸上，
滾刀軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，動(dòng)刀經(jīng)刀座固定在動(dòng)刀滾筒上并與動(dòng)刀滾筒母線成一定夾角，以保證滑切和減小沖擊，滾刀軸，拉莖棍軸位于殼體外的端部均設(shè)有傳動(dòng)裝置，兩者傳動(dòng)連接，通過(guò)改變速比即可改變莖稈切碎的長(zhǎng)度。
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第二章 總體方案的設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)的基本原理
玉米植株切割：采用往復(fù)切割器，能完成不同行距和割幅的切割，不會(huì)出現(xiàn)漏割，工作質(zhì)量和可靠性好，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)易配套。
玉米秸桿對(duì)行收攏：由于玉米種植行距差異較大，有機(jī)播、人工播和半機(jī)械化播種等多種情況，行距株距，甚至不成行等均不同，給玉米生產(chǎn)機(jī)械化作業(yè)帶來(lái)困難，為保證能將玉米秸桿切割同時(shí)夾持輸送，而不致將玉米植株碰倒漏收，設(shè)計(jì)了不對(duì)行收獲分禾器。
玉米秸桿輸送：玉米莖桿較粗而且?guī)霠顟B(tài)時(shí)重量較重，夾持機(jī)構(gòu)采用鏈條輸送，并帶浮動(dòng)漲緊，以適應(yīng)不同直徑粗細(xì)的秸桿，不漏夾滑掉和不夾斷，且動(dòng)力消耗少。
摘穗：玉米植株由夾持輸送機(jī)構(gòu)輸入摘穗輥摘穗，在立式摘輥雙螺旋線作用下將玉米穗摘下。
莖桿強(qiáng)制喂送：為達(dá)到順利摘穗和莖桿切碎不堵塞，在摘穗后設(shè)計(jì)安裝拉莖輥，以保證莖桿順利通過(guò)并起到碾壓莖桿節(jié)作用，以利莖桿切碎效果。
2.2 總體結(jié)構(gòu)與工作原理
自走式穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)主要由往復(fù)式割刀、立式摘穗裝置、立式莖桿切碎裝置組成的割臺(tái)和滅茬裝置、果穗輸送裝置、莖稈拋送裝置、果穗箱、莖稈箱、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)及操縱控制系統(tǒng)組成。
其工作原理是采用往復(fù)切割器切割玉米，割斷后的玉米，由夾持鏈夾持輸送到摘穗輥，摘穗輥將果穗摘掉；果穗被摘掉后，經(jīng)橫向輸送和縱向輸送，最后進(jìn)入果穗箱。玉米被摘穗后，其莖桿經(jīng)摘穗輥、拉莖輥進(jìn)入立式輥刀切碎器，莖桿被切碎后，經(jīng)拋送器拋出，可實(shí)現(xiàn)青貯（拋送到青貯箱）或還田（拋送到田間）。完成了上述工序后，復(fù)合旋刀式根茬破碎裝置，完成對(duì)根茬的破碎工作，并對(duì)地面進(jìn)行平整。
圖 1
方案一：立式割臺(tái)、臥式滾刀方案（圖1），設(shè)計(jì)思路是，往復(fù)刀切斷植株→夾持鏈夾持輸送→立式摘輥摘穗→喂入輥組輸送→臥式滾刀切碎并拋送莖稈。是成熟的立式摘輥技術(shù)和青貯收獲機(jī)的滾刀秸稈切碎技術(shù)的組合，立式摘穗輥及夾持鏈成擴(kuò)張形式，利于不同行距的配置。
缺點(diǎn)是從拉莖輥到滾刀，由三行變一束喂入滾刀，需加多對(duì)喂入導(dǎo)向輥，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工作可靠性難以保證。
圖2
方案二：輥刀切斷植株→臥式摘輥摘穗→螺旋輸送器匯集秸稈→喂入組輥喂入→臥式滾刀將莖稈切碎拋送的設(shè)計(jì)方案（圖2），本方案是借鑒烏克蘭生產(chǎn)的KCKY--7AC玉米收獲機(jī)技術(shù)。調(diào)查資料表明，技術(shù)成熟，玉米植株切斷采用滾刀，轉(zhuǎn)速高制造困難；各行秸稈需經(jīng)螺旋輸送匯集至切碎滾刀喂入輥，秸稈易錯(cuò)亂影響切碎長(zhǎng)度合格率。
方案三：往復(fù)刀切斷植株→夾持鏈夾持輸送→立式摘輥摘穗→立式滾刀切碎莖稈并拋送→拋送器將切碎莖稈拋送的設(shè)計(jì)方案，如圖3，設(shè)計(jì)思路，立式割臺(tái)的立式摘輥配置立式滾刀的機(jī)構(gòu)屬創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，經(jīng)查新和查詢有關(guān)資料未見(jiàn)國(guó)內(nèi)外報(bào)導(dǎo)，其特點(diǎn)立式摘穗輥拉莖棍兼作滾刀的喂入輥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，問(wèn)題是秸稈喂入與滾刀軸線的垂直性如何，需進(jìn)性試驗(yàn)驗(yàn)證；優(yōu)點(diǎn)是秸稈在切碎后輸送相對(duì)容易。
初步方案的確定：方案進(jìn)行分析對(duì)比，確定方案三為實(shí)施方案。
圖 3
第三章 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
立式割臺(tái)主要部件包括往復(fù)式切割器、分禾撥禾器、夾持輸送裝置和玉米摘穗裝置。
3.1往復(fù)式切割器
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)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，各主要參數(shù)如下：
護(hù)刃器間距：護(hù)刃器起著保護(hù)刀片和引導(dǎo)莖桿的作用，往復(fù)式切割器切割莖桿分兩個(gè)過(guò)程，首先是被動(dòng)力刀片推至護(hù)刃器間隔中產(chǎn)生橫向彎曲；其次是隨機(jī)器前進(jìn)產(chǎn)生縱向彎曲，這都會(huì)使切割力增加，而莖桿切割最大彎曲取決于護(hù)刃器間隔，間隔以大于68.3mm為宜，故取72mm。
動(dòng)刀片間隔：動(dòng)力片間隔取決于刀片尺寸和切割速度。因此優(yōu)化設(shè)計(jì)了刀片結(jié)構(gòu)尺寸。達(dá)到了增加切割速度以減少切割阻力的目的。
切割速度：往復(fù)式切割器的工作質(zhì)量跟切割速度與機(jī)組前進(jìn)速度的速比有密切關(guān)系。經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和試驗(yàn)，速比在0.8到2.2范圍內(nèi)時(shí)，工作質(zhì)量比較理想，因此確定切割速度為1.92米/秒。
切割器功率消耗：切割器切割莖桿所需功率由三部分組成，即切割莖桿所消耗功率、割刀摩擦消耗功率和慣性消耗的功率，經(jīng)過(guò)計(jì)算，切割器消耗功率為2.21kW。
其中：fq—玉米切割阻力，計(jì)算后為394.5N；fm—摩擦阻力，計(jì)算后為3.7N；fg—往復(fù)慣性力，取37.2N；Vd—切割速度，取1.92m/s；Vx—切割水平分速度,取1.72 m/s。
計(jì)算得：=2.21kW
3.2夾持輸送裝置
夾持輸送裝置是本機(jī)的重要部分，它影響著本機(jī)的結(jié)構(gòu)、復(fù)雜程度和工作可靠性。玉米植株由導(dǎo)禾鏈強(qiáng)制撥入夾持鏈，在夾持同時(shí)，切割器把玉米植株切斷，被切斷的植株在夾持鏈作用下向后輸送直至喂入摘穗輥。
導(dǎo)禾鏈速度:影響導(dǎo)禾鏈速度的因素有導(dǎo)禾鏈前傾角β、張角α以及機(jī)組前進(jìn)速度V，為了不使機(jī)組前進(jìn)時(shí)推倒莖桿，導(dǎo)禾鏈的水平縱向分速度Vby應(yīng)大于機(jī)組前進(jìn)速度，即
現(xiàn)確定機(jī)組速度V=0.886米/秒時(shí),Vby >0.886米/秒，所以確定導(dǎo)禾鏈速度=1.82米/秒。
夾持鏈速度:應(yīng)與機(jī)組前進(jìn)速度V和摘穗輥速度相結(jié)合；如夾持鏈線速度低于V，可能產(chǎn)生將玉米植株拔出現(xiàn)象。為使機(jī)組正常摘穗，夾持鏈上植株間距應(yīng)大于未割植株間距，不致使相鄰莖桿干涉。即夾持鏈水平速度大于機(jī)組前進(jìn)速度，即 cosβ＞V，過(guò)大會(huì)加劇鏈條磨損，一般速度之比K==2～3.14為宜，所以確定=2.66m/s。
夾持輸送所需功率:消耗功率由鏈條夾持克服磨擦力，玉米莖桿垂直升高和水平輸送三部分消耗功率組成。
其中：Pz—夾持力；f—摩擦系數(shù)；Q—生產(chǎn)率；H—莖桿垂直升高；q0—鏈條每米重量 ；lo—鏈全長(zhǎng)；q—每米長(zhǎng)鏈條上玉米重量； K —阻力系數(shù)；l —夾持鏈上莖桿長(zhǎng)度。
計(jì)算后Nj=2.0kw。本設(shè)計(jì)功率消耗小，達(dá)到理想效果。
3.3玉米摘穗裝置方案設(shè)計(jì)
玉立式摘輥，摘穗輥兩軸線所在平面與垂直面成前傾～夾角，玉米植株由往復(fù)式割刀割斷后經(jīng)夾持鏈輸送至摘穗輥，通過(guò)立式摘穗輥摘穗。植株在弧形擋禾板的作用下與摘穗輥軸線成～角。由于摘穗輥的提升作用，摘穗后的植株基本與摘輥成垂直角度并向后輸送進(jìn)切碎滾筒切碎。
立式摘穗裝置由一對(duì)摘穗輥和其后的一對(duì)拉莖輥組成。摘穗輥表面應(yīng)有足夠的抓取能力，但又不致增加掉粒損失。摘穗輥的表面下端是影響抓取能力的主要因素。摘輥分上下兩段，下段有螺旋凸棱高8 mm，螺距為160 mm，一對(duì)立式摘穗輥的螺旋方向相反，并相互交錯(cuò)配置，起摘穗及向上輸送莖桿作用，摘穗輥的螺旋凸棱相隔90°設(shè)有摘穗鉤，便于摘斷穗柄；上段設(shè)有軸向凸棱，使莖桿向后輸送，并阻止莖桿向上輸送，以防積壓到頂部造成堵塞。拉莖輥斷面為六棱形。
摘穗輥直徑:根據(jù)抓取莖稈而不抓取果穗兩條件來(lái)確定。
根據(jù)摘輥對(duì)莖稈抓取的條件， 如圖6,
所以， 2f0Ncosα≥2Nsinα
即 ≥tgα
式中，α—摘輥對(duì)莖稈的抓取角， —摘輥與莖桿的摩擦系數(shù)。
摘穗時(shí)摘輥不抓取果穗的條件：如圖7
式中，α—摘輥對(duì)果穗的抓取角，fg—摘輥對(duì)果穗的抓取系數(shù)，
圖 6
圖 7
圖 8
摘輥主要參數(shù)，如圖8:
要抓取莖稈 則帶入上式得
摘輥不抓取果穗的條件為
所以摘輥直徑滿足條件
式中，dg--果穗直徑，di--莖稈直徑，h—摘輥間隙，fg ，fi—摘輥對(duì)果穗和莖稈的抓取系數(shù)（鑄鐵輥），則 fg ，fi ≈0.7～１［３］
通過(guò)理論計(jì)算和試驗(yàn)得出：D=80～95mm， 取D=82mm。
摘穗輥的工作長(zhǎng)度:摘穗輥的最小工作長(zhǎng)度Lmin應(yīng)能保證當(dāng)最高結(jié)穗部位到達(dá)摘穗輥時(shí)，玉米莖在擋禾板的作用下，與摘穗輥軸線的夾角由β0增加到90°，據(jù)此可由下式計(jì)算：
≈ 200 mm
一般取上段長(zhǎng)300mm，下段為150～200mm。
摘穗輥轉(zhuǎn)速:一般為3.3～4.7m/s，考慮到與切碎滾刀配合，取摘穗輥?lái)攬A線速度3.5m/s。
兩摘穗輥之間的間隙: 5～15mm可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)玉米莖桿直徑不同的碾壓。
功率消耗:Nz=5.05kw，功率消耗較小，滿足整機(jī)對(duì)功率分配需要。
3.4果穗橫輸送器
形式的選用，從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、功率消耗低且玉米尚未完全剝皮的角度考慮，采用刮板式橫輸送器。因傾斜角度，故采用矮刮板(h=15mm)。
主參數(shù)的選擇，按玉米果穗的外形尺寸及設(shè)計(jì)生產(chǎn)率Qs=9570kg/h的要求，并設(shè)計(jì)最后一組摘穗裝置與果穗升運(yùn)器間的距離很小，所以?。汗伟鍖挾?B=0.284m，刮板實(shí)用高度 h=0.03m，刮板速度V=1.1m/s。
生產(chǎn)率：=15183kg/h（K=1），符合設(shè)計(jì)要求。
功率消耗
?。荷\(yùn)高度H=0，輸送器水平投影長(zhǎng)度L=1.05m，阻力系數(shù)W=1.2，生產(chǎn)率Qs＝9570kg/h（9.75T/h），
則：Ns2=0.05馬力=0.036KW
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中原工學(xué)院2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）---說(shuō)明書(shū)
第四章 主要部件的強(qiáng)度校核
4.1 軸的設(shè)計(jì)與校核
軸是保證升運(yùn)器正常工作的重要部件，軸連接了鏈輪輸送帶，是傳遞扭矩的零件，它的強(qiáng)度直接影響升運(yùn)器的工作壽命，雖然此收集裝置中軸的受力較小，軸的轉(zhuǎn)速也較小，但為了保證升運(yùn)器的工作安全可靠性，還是要對(duì)軸進(jìn)行校核。以下對(duì)本課題所設(shè)計(jì)的四個(gè)軸中受力最大的軸——果穗升運(yùn)器主動(dòng)軸進(jìn)行計(jì)算校核。
根據(jù)前面的計(jì)算可知大鏈輪處的軸徑為26mm，小鏈輪處的軸徑為36mm。
大鏈輪處軸上的力
為工作情況系數(shù)，取=1.2 =253.4N
小鏈輪處軸上的力 =1.2
為工作情況系數(shù)，取=1.2 =316.8N
畫(huà)出軸的受力圖 見(jiàn)圖
計(jì)算支撐反力
水平面反力 (223+223+54)- 446-223=0 =125.7N
-- +=0 =189.1N
垂直面反力 -=0
54-(223+223+54)=0 ==0
水平面（x,y）受力圖 見(jiàn)圖
垂直面（x,z）受力圖 見(jiàn)圖
畫(huà)軸彎矩圖
水平面彎矩圖 見(jiàn)圖 M圖
垂直面彎矩圖 垂直面彎矩為0
合成彎矩圖 見(jiàn)圖 合成彎矩M=
畫(huà)軸轉(zhuǎn)矩圖
軸受轉(zhuǎn)矩 T=9.55×10 T=19709N.mm
轉(zhuǎn)矩圖 見(jiàn)圖
許用應(yīng)力
許用應(yīng)力值 用查表法得：[]=95Mpa
[]=55Mpa
應(yīng)力校正系數(shù) α= α=0.58
畫(huà)當(dāng)量彎矩圖
當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 αT=0.58×19709 αT=11431N.mm
當(dāng)量彎矩 在左軸徑中間截面處
M=
= M=17830N.mm
在被動(dòng)鏈輪中間截面處
M=
= M=43683N.mm
當(dāng)量彎矩圖 見(jiàn)圖
校核軸徑
軸徑 = =14.8<30mm
= =20<36mm
結(jié)論：軸安全。
軸的各個(gè)圖：
4.2 軸承的設(shè)計(jì)校核
計(jì)算步驟與結(jié)果
計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果
/ 軸承不受軸向載荷 0
結(jié)論：軸承滿足條件
4.3 鍵的強(qiáng)度校核
在本設(shè)計(jì)裝置中鍵連接都是鏈輪與軸的連接。下面對(duì)果穗升運(yùn)器主動(dòng)軸上鏈輪連接處的鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核。校核鍵的強(qiáng)度應(yīng)滿足下列條件：
＝
其中，——鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力 ；
——鍵聯(lián)接的許用剪應(yīng)力 ；
——鍵聯(lián)接的擠壓應(yīng)力 ；
——鍵聯(lián)接的剪應(yīng)力 ；
——轉(zhuǎn)矩 N.mm；
——軸的直徑 mm；
——鍵的寬度 mm；
——鍵的高度 mm；
——鍵的工作長(zhǎng)度 mm ， 對(duì)于A型鍵，；
——鍵與輪轂的接觸高度 mm，對(duì)于平鍵，；
在大鏈輪處，鍵的尺寸為：d=26mm,b=8mm,h=7mm,L=45mm；
則 ＝；
在小鏈輪處，鍵的尺寸為：d=36mm,b=10mm,h=8mm,L=28mm；
則 ＝；
結(jié)論：鍵的強(qiáng)度足夠
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中原工學(xué)院2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）---說(shuō)明書(shū)
結(jié) 論
作為一名機(jī)械的初學(xué)者，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中我深入的體會(huì)到機(jī)械設(shè)計(jì)的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化，認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)的重要性，更加鞏固了我大學(xué)四年所學(xué)到的知識(shí)，總之，受益匪淺。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，手冊(cè)成了我最好的朋友。在我們機(jī)械專業(yè)，所有的設(shè)計(jì)都是建立在標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的基礎(chǔ)上的創(chuàng)新。所有的零部件的設(shè)計(jì)我們都在滿足其機(jī)械性能的基礎(chǔ)上優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件，在大量的翻閱手冊(cè)的過(guò)程中，我認(rèn)識(shí)到手冊(cè)在機(jī)械的重要性，離開(kāi)手冊(cè)，任何設(shè)計(jì)都是空洞，沒(méi)有依據(jù)的。
在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)中，我對(duì)大學(xué)階段所學(xué)的專業(yè)知識(shí)又有了一次全面而深入的學(xué)習(xí)，在機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性技術(shù)與應(yīng)用等課本中本來(lái)生疏的的知識(shí)在這一段時(shí)間里又有了實(shí)踐性的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們大學(xué)所學(xué)到的所有課程都被聯(lián)系到了一起，特別是后期設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的書(shū)寫(xiě)，那是對(duì)我大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一次大演練。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我深深體會(huì)到了理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中的難度，我明白了要將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)處還需要付出很多努力與汗水。
經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿完成了。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)以及AutoCAD軟件使用有了更加深入的了解和掌握。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的玉米收割機(jī)切割裝置采用往復(fù)切割器，能完成不同行距和割幅的切割，不會(huì)出現(xiàn)漏割，工作質(zhì)量和可靠性好，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)易配套。至于莖稈切碎，為達(dá)到順利摘穗和莖桿切碎不堵塞，在摘穗后設(shè)計(jì)安裝拉莖輥，以保證莖桿順利通過(guò)并起到碾壓莖桿節(jié)作用，以利莖桿切碎效果。該方案需要不斷完善。
在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，用到了幾乎以前學(xué)過(guò)的所有專業(yè)課的知識(shí)，還有一部分知識(shí)是通過(guò)查閱相關(guān)的設(shè)計(jì)資料以及得到老師的幫助，才能夠順利掌握并應(yīng)用的。
總之，在這次設(shè)計(jì)中，我學(xué)到的知識(shí)是我這一生寶貴的財(cái)富，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)工作中學(xué)以致用。
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致 謝
值此論文完成之際，謹(jǐn)向在學(xué)習(xí)期間給予我關(guān)心和幫助的老師和同學(xué)表示最誠(chéng)摯、最衷心的感謝！
衷心感謝敬愛(ài)的張雪松教授對(duì)本人的精心指導(dǎo)。老師所給予的科學(xué)指導(dǎo)和耐心教誨以及在生活上的關(guān)愛(ài)，學(xué)生永遠(yuǎn)銘記。老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的科學(xué)洞察力、勤奮的求知精神使我受益匪淺，他的言傳身教將使我終生受益。