蘆葦收割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),蘆葦,收割機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書中文摘要 蘆葦收割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘要 鑒于蘆葦獨(dú)特的生物特性，多年來它一直是內(nèi)蒙古西部及山西西北部和陜西、甘肅等防風(fēng)固沙、防止水土流失的重要選用植物。全國(guó)蘆葦種植面積已達(dá)到666.66萬hm2 ，僅山西大同市蘆葦種植面積達(dá)到2萬hm2 。蘆葦含有豐富的蛋白質(zhì)，開花期鮮蘆葦干物質(zhì)含粗蛋白14%，粗脂肪3.5%，粗纖維39.3%，無氮浸出物31.3%，粗灰分5.4%。由此可見，蘆葦還是優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)飼料。然而由于種植蘆葦?shù)牡貐^(qū)都是生態(tài)狀況較差的地區(qū)，這類地區(qū)實(shí)行了嚴(yán)格的禁牧舍飼圈養(yǎng)后，使蘆葦?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值很難體現(xiàn)。為了使蘆葦?shù)娘曈脙r(jià)值得到體現(xiàn)，可以對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)的蘆葦進(jìn)行平茬作業(yè)，再進(jìn)行后續(xù)加工，生產(chǎn)出的產(chǎn)品可以添加到飼料中去。但是蘆葦難收割這個(gè)問題在農(nóng)用機(jī)械制造領(lǐng)域已經(jīng)成為共識(shí)，現(xiàn)有的平茬機(jī)械切割效果差，蘆葦被切割后直接凌亂的散落在地里。這些機(jī)械的適應(yīng)性差，很多地方還是需要人工砍切收割。由于蘆葦莖稈木質(zhì)化較高，而且莖稈上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率極低而且效果非常差。 為了解決這一難題，使蘆葦經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到更好的體現(xiàn)，滿足廣大蘆葦種植地區(qū)的要求，本文設(shè)計(jì)了一種蘆葦?shù)穆?lián)合收割機(jī)械。這款聯(lián)合收割機(jī)采用65馬力柴油機(jī)，首先采用鏈?zhǔn)綋芎萄b置把蘆葦撥入收割臺(tái)，采用了往復(fù)式切割器對(duì)蘆葦進(jìn)行切割，然后通過加持鏈條送入立式壓扁輸送輥系統(tǒng)進(jìn)行壓扁及輸送，隨后送入立式滾筒切碎系統(tǒng)對(duì)蘆葦進(jìn)行切碎，切碎的蘆葦最終掉入滾筒下的集料箱實(shí)現(xiàn)莖稈的收集，實(shí)現(xiàn)了蘆葦?shù)穆?lián)合收割。其中壓扁輸送輥和滾筒切碎裝置采用立式安裝，使整體機(jī)構(gòu)變的緊湊，節(jié)省了空間，與前面的往復(fù)式切割系統(tǒng)能夠很好的配合。此蘆葦收割機(jī)的設(shè)計(jì)為蘆葦?shù)穆?lián)合收割提出了新的方式，為后續(xù)的設(shè)計(jì)和研究提供了一個(gè)較好的方向。 蘆葦收割機(jī)的切割和撥禾裝置是非常重要的，而且還要處理好前進(jìn)速度和撥禾速度的關(guān)系，蘆葦是比較硬的一種作物，所以在切割和撥禾過程中是其中的難點(diǎn)，不能像小麥那樣的大的撥禾輪，而是采用了鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)，鏈條上按放著長(zhǎng)齒條，在工作時(shí)，不斷運(yùn)動(dòng)把蘆葦往割刀方向撥。 其主要特點(diǎn)：1.聯(lián)合化程度高。 2.對(duì)收割后的蘆葦進(jìn)行了粗加工，方便后續(xù)的加工處理。 關(guān)鍵詞 蘆葦 聯(lián)合收割機(jī) 往復(fù)式切割器 壓扁輥 滾筒切碎刀 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書英文摘要 Combine harvester of Korshinsk Peashrub Abstract Korshinsk Peashrub is one of the species of Leguminosae Caragana Fabr which is a king of perennial shrub, drought-resistant, cold-resistant, widely and dusty-resistant, strong vitality and Inverse-resistance. In view of the particular biological nature of Korshinsk Peashrub, it straightly grown in the west inner Mongolia, the northwest of Shanxi, Shaanxi and Gansu and it played an significant role of defending the breeze sand and keep water and soil, the total planting areas in the whole country is up to 66,666,600,000 hm2, , the planting area of Datong is already up to 200 thousand hm2,. Korshinsk Peashrub is rich in protain, in the time of anthesis, the fresh Korshinsk Peashrub contains 14% simple protein, 3.5% simple fat, 33.9% coarse fibre,31.3%nitrogen free eotrant,5.4% ash. Thus from this point, Korshinsk Peashrub is also a fine economic feed. Owning to the grown latitude of the Korshinsk Peashrub is at the area with bad ecosystem. After being carried out the Captive feeding ban, it is difficult to achieve the economic value. By way of incarnate the feeding value of Korshinsk Peashrub，we ping stubbles to the measured up and with the followed-up processing ,append into the feeding stuff finally, that Korshinsk Peashrub is difficult to reap has become a consensus in the manufacture of agriculture machinery zone. The existing mechanical cutting effect of ping stubble is poor and the cutting shrub falls under the earth directly. Those machines have bad adaptability and need to reap by manpower because of the Korshinsk Peashrub had high level of lignifications and much hard stem thorns, it is difficult to reap and collect by manpower .As a result the inefficient of harvesting and very poor effect. In order to solve this problem that make a better economic value of Korshinsk Peashrub, content the requirement of Korshinsk Peashrub planting areas, this paper project a machine of Korshinsk Peashrub Combined Harvester use 65-horsepower diesel engine and first use the chain collection conveyer device to push the Korshinsk Peashrub into the harvest; use the reciprocating cutter to cue the Korshinsk Peashrub; then through the chain conveyer into the vertical flatting and conveyer machine; send into the reciprocating tumbling-box cutting part to cut up the Korshinsk Peashrub; the cut Korshinsk Peashrub falls into the container box under the tumbling-box, eventually achieve the collection of the stem and combined-harvest. The flattened-sending roll and the cylinder cutter are installed in three-dimensional way which not only can make the whole contract well-knit but also can save the space; furthermore, it can be fully coordinated with the reciprocating cutting system. The designing of this Korshinsk Peashrub Combined Harvester not only promote a new way of combined-harvesting but also start a direction on the follow up study and research on the designing. Features: 1. The high degree of combination. 2. This machine has done the rough cut of the reaped Korshinsk Peashrub which is convenient for the follow up processing. Keywords Korshinsk Peashrub Combin Harvester reciprocating cutter flattened roll cylinder cutter 目 錄 1 引言 1 1.1 課題的提出和意義 1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及方法 2 2 技術(shù)任務(wù)書 2 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 3 3.1 傳動(dòng)方案的確定 3 3.2 傳動(dòng)皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 3.2.1 減速箱主動(dòng)軸傳出的皮帶輪組 4 3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組 6 3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組 6 3.2.4 減速器從動(dòng)軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組 7 3.3 立式收割臺(tái)設(shè)計(jì) 7 3.3.1 切割器的選擇 8 3.3.2 往復(fù)式切割器的設(shè)計(jì) 9 3.3.3 往復(fù)式切割器的構(gòu)造 9 3.3.4 往復(fù)式切割器的類型 11 3.3.5 往復(fù)式切割器的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化 13 3.3.6 割刀進(jìn)距 13 3.3.7 影響往復(fù)式切割器工作性能的因素 13 3.4 蘆葦收割機(jī)割刀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成 14 3.4.1 曲柄搖桿ABC的運(yùn)動(dòng)方程 14 3.4.2 曲柄搖桿ABC的旋轉(zhuǎn)慣性力問題 15 3.4.3 割刀的動(dòng)力學(xué)問題 16 3.4.4 三角擺塊的動(dòng)力學(xué)方程 17 3.4.5 總 結(jié) 17 3.5 撥禾器的設(shè)計(jì) 17 3.5.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 3.6 立輥式蘆葦壓扁輸送裝置的設(shè)計(jì) 19 3.7 莖稈切碎裝置的設(shè)計(jì) 19 3.8 收集料斗的設(shè)計(jì) 20 4 使用說明書 20 5 標(biāo)注化審核報(bào)告（BS） 21 5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 21 5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 21 5.3 標(biāo)注件的使用情況 21 5.4 審查結(jié)論 22 6 結(jié)論 22 參考文獻(xiàn) 23 致 謝 24 蘆葦收割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 引言 1.1 課題的提出和意義 蘆葦是豆科錦雞兒屬的一個(gè)種,多年生長(zhǎng)灌木植物，蘆葦抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐風(fēng)沙、具有極強(qiáng)的生命力和抗逆性。由于對(duì)沙地干旱自然環(huán)境條件的適應(yīng)結(jié)果，葉退化為刺。株高1～3m，冠幅1m以上。軸根系，根長(zhǎng)4～5m。自然生長(zhǎng)狀態(tài)下，壽命10年左右，如果平茬，壽命20年以上。蘆葦莖稈灰白色，直徑多10～20mm，木質(zhì)堅(jiān)硬緊實(shí)[1]。 鑒于蘆葦獨(dú)特的生物特性，多年來它一直是內(nèi)蒙古西部及山西西北部和陜西、甘肅等防風(fēng)固沙、防止水土流失的重要選用植物。全國(guó)蘆葦種植面積已達(dá)到666.66萬hm2 ，僅山西大同市蘆葦種植面積達(dá)到2萬hm2 [2]。蘆葦含有豐富的蛋白質(zhì)，開花期鮮蘆葦干物質(zhì)含粗蛋白14%，粗脂肪3.5%，粗纖維39.3%，無氮浸出物31.3%，粗灰分5.4%。由此可見，蘆葦還是優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)飼料。未實(shí)施禁牧前，種植蘆葦?shù)慕?jīng)濟(jì)效益主要以牲畜的自然采食來體現(xiàn)，采食率一般在20%～30%之間。然而由于種植蘆葦?shù)牡貐^(qū)都是生態(tài)狀況較差的地區(qū)，這類地區(qū)實(shí)行了嚴(yán)格的禁牧舍飼圈養(yǎng)后，使蘆葦?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值很難體現(xiàn)。其中最關(guān)鍵的問題就是蘆葦?shù)臋C(jī)械化平茬收獲技術(shù)沒有得到根本解決。一方面，因?yàn)榇蟛糠值貐^(qū)圈養(yǎng)牲畜的主要飼草青貯或壓縮后的玉米秸稈，牲畜采食種類單一，營(yíng)養(yǎng)成分不全，導(dǎo)致肉奶品質(zhì)部高，抗病能力下降，不少牲畜都處于亞健康狀態(tài)；另一方面，含有多種營(yíng)養(yǎng)成分的蘆葦?shù)貌坏嚼?。另外，根?jù)蘆葦生長(zhǎng)特性，最好3～4年平茬一次，否則它的生長(zhǎng)速度就會(huì)減慢甚至消失[3]。為解決這些問題，給生態(tài)建設(shè)和舍飼圈養(yǎng)創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的空間，當(dāng)務(wù)之急是研制一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)蘆葦進(jìn)行聯(lián)合收割的機(jī)械。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外暫時(shí)還沒有出現(xiàn)對(duì)蘆葦收割機(jī)成型機(jī)械的報(bào)道，現(xiàn)有的對(duì)蘆葦進(jìn)行收割的裝置只有普通的割草機(jī)，還有適用于蘆葦?shù)钠讲鐧C(jī)。普通的圓盤鋸齒式和甩刀式機(jī)具切割后，切口表面形成不光滑的所謂“毛口”，不利于次年發(fā)芽生長(zhǎng)[3]。這些機(jī)械只能把蘆葦切割，并沒有處理和收集裝置，切割完以后直接散落到地里，還需要人工進(jìn)行收集。這些機(jī)械的適應(yīng)性差，很多地方還是需要人工砍切收割。由于蘆葦莖稈木質(zhì)化較高，而且莖稈上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率極低而且效果非常差。 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及方法 根據(jù)國(guó)內(nèi)外蘆葦收割機(jī)研究的發(fā)展現(xiàn)狀，以及國(guó)內(nèi)對(duì)蘆葦收割機(jī)的需求，本文對(duì)蘆葦收割機(jī)的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，首先設(shè)計(jì)有效的撥禾裝置把蘆葦撥入收割臺(tái)，采用了往復(fù)式切割器對(duì)蘆葦進(jìn)行切割，隨后送入立式壓扁輸送輥系統(tǒng)進(jìn)行壓扁及輸送，然后送入立式滾筒切割系統(tǒng)對(duì)蘆葦進(jìn)行切碎，最后切碎的蘆葦?shù)羧爰舷鋵?shí)現(xiàn)莖稈的收集。本文著重對(duì)切割以后的工作部分進(jìn)行了研究。整機(jī)工作流程圖見圖1。立式割臺(tái)的立式壓扁輸送輥配置立式滾刀屬獨(dú)特設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)是立式壓扁輥兼作滾刀的喂入輥，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，問題是秸稈喂入方向與滾刀軸線的垂直性如何，需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；優(yōu)點(diǎn)是秸稈在切碎后輸送相對(duì)容易[4] 。 撥禾鏈 往復(fù)式切割器 立式切割滾筒 收集料斗 夾持輸送鏈 立式壓扁輸送輥 圖1 工作流程圖 綜上所述，我國(guó)蘆葦收割機(jī)的研制勢(shì)在必行，尤其是既能對(duì)蘆葦進(jìn)行收獲，又能對(duì)蘆葦進(jìn)行切斷和收集的聯(lián)合收割機(jī)械的研制更有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。在分析了國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究現(xiàn)狀之后，發(fā)現(xiàn)本文針對(duì)蘆葦所設(shè)計(jì)的立輥式壓扁切割系統(tǒng)還沒有相關(guān)研究，所以有必要進(jìn)行研究分析。設(shè)計(jì)中確定了立式滾刀切碎裝置，與立輥式壓扁方式相配套，結(jié)構(gòu)緊湊、切碎質(zhì)量好，大大減輕了整個(gè)割臺(tái)部分的前伸量和重量[5]，為蘆葦收割后的莖稈切碎問題提供了解決方案。 2 技術(shù)任務(wù)書 蘆葦是一種很難回收的一種作物，現(xiàn)在的狀況是能及時(shí)平茬， 以往平茬完以后，工作人員在回收的時(shí)候經(jīng)常弄傷自己。本設(shè)計(jì)主要目的是既平茬又收獲，在切割完成以后經(jīng)過簡(jiǎn)單的碾壓，導(dǎo)進(jìn)切碎裝置中，進(jìn)行切碎，最后掉入收料箱。 因?yàn)楝F(xiàn)如今對(duì)蘆葦?shù)牧私膺€很少，本設(shè)計(jì)中有部分參數(shù)和計(jì)算公式需要套用玉米聯(lián)合收獲中的一些。本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是切割與前進(jìn)的關(guān)系，蘆葦是豆科錦雞兒屬的一個(gè)種，很難被切割，若前進(jìn)過快，容易把蘆葦弄斷，前進(jìn)過慢，消耗太大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值我得出了前進(jìn)速度必須小于切割速度。 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 3.1 傳動(dòng)方案的確定 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，只有傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)合理，才能保證整體機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，各個(gè)環(huán)節(jié)才能有效配合，高效率、高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)蘆葦?shù)穆?lián)合收割。 本次設(shè)計(jì)的蘆葦收割機(jī)傳動(dòng)部分的難點(diǎn)在于各部分所需轉(zhuǎn)速不相同，壓扁輸送輥對(duì)的轉(zhuǎn)向相反，要實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，撥禾鏈組也要實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 本文所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如圖2所示： 此蘆葦聯(lián)合收割選取65馬力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出轉(zhuǎn)速2400r/min,經(jīng)過一級(jí)減速器減速，傳入各個(gè)機(jī)構(gòu)。兩個(gè)壓扁輸送輥安裝在同一平面內(nèi)，形成一個(gè)壓扁輸送輥對(duì)，為了方便表示，把后面的壓扁輸送輥-2畫到了側(cè)面。柴油機(jī)輸入的轉(zhuǎn)速傳入一級(jí)減速器后，首先不經(jīng)過減速，轉(zhuǎn)速通過減速器主動(dòng)軸直接傳出，再通過一組皮帶輪和錐齒傳入滾筒切碎器；從滾筒切碎器傳出的轉(zhuǎn)速通過一組二級(jí)皮帶輪減速，傳入壓扁輸送輥-1；主動(dòng)軸傳出的轉(zhuǎn)速通過一組直齒輪改變方向，經(jīng)由一個(gè)錐齒輪組和一個(gè)二級(jí)皮帶輪減速傳入壓扁輸送輥-2，這樣就實(shí)現(xiàn)了壓扁輸送輥對(duì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。同理，由減速器從動(dòng)軸傳出的轉(zhuǎn)速經(jīng)過一系列的齒輪和皮帶輪傳動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)撥禾鏈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)式切割器則再通過一組曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 1.往復(fù)式切割器 2.壓扁輸送輥-1 3.滾筒切碎器 4.壓扁輸送輥-2 5.撥禾鏈 圖2 蘆葦收割機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 3.2 傳動(dòng)皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 減速箱主動(dòng)軸傳出的皮帶輪組 小帶輪轉(zhuǎn)速2400r/min，大帶輪轉(zhuǎn)速2100r/min,。 （1）V帶型號(hào)的選擇：V帶星號(hào)應(yīng)根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速來選取，。計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的功率，并考慮載荷的性質(zhì)以及每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短等因素來確定的。 （1） 式中：——計(jì)算功率，； ——傳遞的額定功率，； ——工作情況系數(shù)。 其中：=，=1.3，則計(jì)算出=。 （2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)V帶型號(hào)，選取為B型140mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=160mm。 （3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。 （2） 則最小=210mm。 確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： （3） 得出=891.48。根據(jù)選取和最相近的V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，則=900mm。再根據(jù)來計(jì)算實(shí)際中心距。由于V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，故可采用下式做近似計(jì)算： （4） 計(jì)算得最小中心距=214mm （4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角： （5） 計(jì)算得=，符合要求。 （5）確定帶的根數(shù) （6） 式中：——包角系數(shù)，考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)； ——長(zhǎng)度系數(shù)，考慮帶的長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)； ——單根V帶所能傳遞的功率，； ——單根V帶時(shí)的功率增量，。 計(jì)算得=4.75根。 3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組 小帶輪轉(zhuǎn)速2100r/min，傳動(dòng)比3.76，則大帶輪轉(zhuǎn)速為558.5r/min。 （1）=2，根據(jù)公式（1）可得 =2.6。 （2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)V帶型號(hào)，選取為A型100mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=376mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑，選擇=375mm。 （3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。 根據(jù)式（2）計(jì)算可得=332.5mm。 確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： 根據(jù)式（3）得=1467.6mm，根據(jù)選取和最相近的V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，則=1600mm。再根據(jù)來計(jì)算實(shí)際中心距。由于V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=399mm。 （4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。 （5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計(jì)算得：=根。 3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組 小帶輪轉(zhuǎn)速558.5r/min，傳動(dòng)比2.5，則大帶輪轉(zhuǎn)速為233r/min。 （1）=2，根據(jù)公式（1）可得 =2.6。 （2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)V帶型號(hào)，選取為A型112mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=280mm。 （3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。 據(jù)式（2）計(jì)算可得=275mm。 確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： 根據(jù)式（3）得=1191mm，根據(jù)選取和最相近的V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，則=1250mm。再根據(jù)來計(jì)算實(shí)際中心距。由于V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=305mm。 （4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。 （5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計(jì)算得：=根。 3.2.4 減速器從動(dòng)軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組 小帶輪轉(zhuǎn)速533r/min，則大帶輪轉(zhuǎn)速為192r/min，則傳動(dòng)比為2.5。 （1）=1.6，根據(jù)公式（1）可得 =2.08。 （2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)V帶型號(hào)，選取為A型100mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=278mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑，選擇=280mm。 （3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。 根據(jù)式（2）計(jì)算可得=266mm。 確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： 根據(jù)式（3）得=1159mm，根據(jù)選取和最相近的V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，則=1250mm。再根據(jù)來計(jì)算實(shí)際中心距。由于V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=312mm。 （4）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。 （5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計(jì)算得：=根。 3.3 立式收割臺(tái)設(shè)計(jì) 割臺(tái)是蘆葦收割機(jī)的重要組成部分，是機(jī)器的核心部件之一。本割臺(tái)采用立式，具有以下功能：將蘆葦植株切斷、夾持輸送，并將植株向切碎機(jī)構(gòu)強(qiáng)制喂送；給輸送裝置輸入動(dòng)力，給輸送裝置、切碎裝置和拋送裝置提供安裝平臺(tái)。 立式割臺(tái)主要部件包括切割器、分禾撥禾器、夾持輸送裝置和滾筒切碎裝置。 3.3.1 切割器的選擇 切割器是收獲機(jī)械的重要部件之一，它的功用是將田間的作物切斷。目前， 已廣泛使用和報(bào)道的切割器有:往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式、甩刀式、帶式等?；厩闆r是: 1往復(fù)式切割器。往復(fù)式切割器由動(dòng)刀片和定刀片組成，動(dòng)刀片多數(shù)在刀刃上面刻有齒紋，少數(shù)在下面刻有齒紋，防止禾株在從剪切口滑出，并有自磨刃作用。在機(jī)器前進(jìn)的同時(shí)，動(dòng)刀片與定刀片組成割幅，定刀片與護(hù)刃器成為切割時(shí)的兩個(gè)固定支撐點(diǎn)，動(dòng)刀片以一定的速度在兩支撐點(diǎn)之間做往復(fù)切割。往復(fù)式切割是目前國(guó)內(nèi)外稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)上應(yīng)用最廣的一種切割器，現(xiàn)基本標(biāo)準(zhǔn)化。其切割速度一般為1.5 -2 m/s，作業(yè)速度低，一般不超過9k m / h（2.5m/s）。它由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的割刀和固定不動(dòng)的支承部分組成。割刀由刀桿、動(dòng)刀片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，用以傳遞割刀的動(dòng)力。工作時(shí)，割刀作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其護(hù)刃器前尖將谷物分成小束引向割刀，割刀在運(yùn)動(dòng)中將禾桿推向定刀進(jìn)行切割。這種切割器平均切割速度較低，切割性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠， 廣泛用于谷物收割機(jī)上。它的缺點(diǎn)是往復(fù)憤性力大，割臺(tái)振動(dòng)和噪聲大，存在重割和漏割，割茬不整齊。 為解決往復(fù)式切割器往復(fù)慣性力較大的問題，日本久保田稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)將刀桿分成兩段，采用兩個(gè)曲柄連桿機(jī)構(gòu)雙邊驅(qū)動(dòng)，兩段刀桿的運(yùn)動(dòng)方向相反，可抵消部分慣性力。為防止泥土卡刀，久保田收割機(jī)將刀桿加寬，在其底部挖了排土孔，割刀在運(yùn)動(dòng)時(shí)可將進(jìn)入切割間隙的泥土及時(shí)排出。 此外，這種機(jī)型還加裝了割刀自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，可將潤(rùn)滑油自動(dòng)滴到刀桿上，隨動(dòng)刀的運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入摩擦間隙，以免手工加油發(fā)生危險(xiǎn)。 2 回轉(zhuǎn)式切割器。 回轉(zhuǎn)式切割器主要用于收獲牧草、 青飼料等粗莖稈作物，少數(shù)谷物收獲機(jī)上也使用這種切割器?；剞D(zhuǎn)式切割器切割速度高，一般為 25-50 m / s，可適應(yīng)10-25km/h的高速作業(yè)，慣性力易平衡，震動(dòng)較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但回轉(zhuǎn)半徑小，不宜寬幅切割，割刀的壽命較短，維修費(fèi)用高。 3 甩刀式切割器。甩刀式切割器多用于玉米青貯飼料收割機(jī)上， 目前國(guó)內(nèi)外收割機(jī)上多采用甩刀式切割器。它由 水平橫軸、刀盤體、刀片和護(hù)罩等組成。刀片鉸接在水平橫軸的刀盤上，在垂直平面 (與前進(jìn)方向平行)內(nèi)回轉(zhuǎn)。 4 回轉(zhuǎn)帶式切割器。這種切割器將薄鋼帶加工成角鋼狀，一邊為帶體，連接兩端構(gòu)成傳動(dòng)帶，一邊為刀體，刀體間有一定距離，刀體端開有刀齒，刀齒為梯形。工炸時(shí)，在驅(qū)動(dòng)帶輪的帶動(dòng)下，帶體在水平面內(nèi)繞兩帶輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)刀齒切割作物。 5齒形鏈?zhǔn)角懈钇?。?dòng)刀右上部為切割段， 呈梯形，根部為傳動(dòng)齒，同齒形鏈節(jié)板，將其與標(biāo)準(zhǔn)齒形鏈節(jié)板鉸接成一封閉的刀鏈，刀鏈在主動(dòng)鏈輪的驅(qū)動(dòng)下，在上下水平導(dǎo)軌的引導(dǎo)下，在水平面內(nèi)作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其緊邊與護(hù)刃器構(gòu)成切割幅，對(duì)作物莖稈切割。 本設(shè)計(jì)選擇：往復(fù)式切割器。 3.3.2 往復(fù)式切割器的設(shè)計(jì) 往復(fù)式切割器是聯(lián)合收割機(jī)使用最廣泛的切割部件，其切割圖是評(píng)價(jià)切割器工作性 能的重要工具，本章就往復(fù)式切割器的構(gòu)造、類型及其結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化以及傳統(tǒng)繪制切割 圖的方法— 描點(diǎn)法作以簡(jiǎn)單介紹，并分析影響往復(fù)式切割器工作性能的主要因素。另 外，推導(dǎo)切割器的縱向位移與橫向位移間的關(guān)系式，并指出利用傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)知識(shí)解決 面積的計(jì)算問題時(shí)，會(huì)因解不出原函數(shù)而無法實(shí)現(xiàn)。 3.3.3 往復(fù)式切割器的構(gòu)造 往復(fù)式切割器由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的割刀和固定不動(dòng)的支承部分組成[6]（圖2）割刀由刀桿、動(dòng)少J片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，用以傳遞割刀的動(dòng)力。固定部分包括護(hù)刃器梁、護(hù)刃器、鉚合在護(hù)刃器上的定刀片、壓刃器和摩擦片等。工作時(shí)割刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其護(hù)刃器前尖將谷物分成小束并引向割刀，割刀在運(yùn)動(dòng)中將禾稈推向定刀片進(jìn)行剪切。 圖3 往復(fù)式切割器 圖 4 動(dòng)刀片 （1）動(dòng)刀片:它是主要切割件，為對(duì)稱六邊形（圖4）,兩側(cè)為刀刃。刀刃的形狀有光刃和齒紋刃兩種。光刃切割較省力，割茬較整齊，但使用壽命較短，工作中需經(jīng)常磨刀。齒紋刃刀片則不需磨刀，雖切割阻力較大，但使用較方便。在谷物收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上多采用齒紋刃。而牧草收割機(jī)由于牧草密、濕，切割阻力較大，多采用光刃刀片。刀刃的刃角i對(duì)切割阻力和使用壽命影響較大，當(dāng)刃角i由增至?xí)r，切割阻力增加15%。刃角太小時(shí)，刀刃磨損快，而且容易崩裂，工作不可靠。一般取刃角為。齒紋刃刀片的刃角i=。光刃刀片為使其磨刀后刃部高度不變，刀片前端頂寬b，一般b=14-16mm，齒紋刃刀片其b值較小些。刀片一般用工具鋼 (T8.T9)制成，刃部經(jīng)熱處理，熱處理寬度為10-15mm,淬火帶硬度為HRC50-60，非淬火區(qū)不得超過HRC35。刀片厚度為2-3mm。每厘米刀刃長(zhǎng)度上有6-7個(gè)齒，刀刃厚度不超過0.15mm。 (2)定刀片:定刀片為支承件，一般為光刃，但當(dāng)動(dòng)刀片采用光刃時(shí)，為防止莖稈向前滑出也可采用齒刃。國(guó)外部分機(jī)器護(hù)刃器上沒有定刀片，由鍛鋼護(hù)刃器支持面起支承切割的作用。 (3)護(hù)刃器:護(hù)刃器的作用是保持定刀片的正確位置、保護(hù)割刀、對(duì)禾稈進(jìn)行分束和利用護(hù)刃器上舌與定刀片構(gòu)成兩點(diǎn)支承的切割條件等。其前端呈流線形并少許向上或向下彎曲，后部有刀桿滑動(dòng)的導(dǎo)槽。護(hù)刃器一般為可鍛鑄鐵或鍛鋼、鑄鋼等制成，可鑄成單齒一體，或雙齒一體或三齒一體。單齒一體損壞后易于更換，但安裝和調(diào)節(jié)較麻煩，現(xiàn)多采雙齒護(hù)刃器。 (4)壓刃器:為了防止割刀在運(yùn)動(dòng)中向上抬起和保持動(dòng)刀片與定刀片正確的剪切間隙(前端不超過0-0.5mm，后端不大于1一1.5mm)，在護(hù)刃器梁上每隔30-50厘米裝有壓刃器(在割草機(jī)上每間隔20-30厘米)。它為一沖壓鋼板或韌鐵件，能彎曲變形以調(diào)節(jié)它與割刀的間隙。 (5)摩擦片:部分切割器在壓刃器下方裝有摩擦片，用以支承割刀的后部使之具有垂直和水平方向的兩個(gè)支承面，以代替護(hù)刃器導(dǎo)槽對(duì)刀桿的支承作用。當(dāng)摩擦片磨損時(shí)，可增加熱片使摩擦片抬高或?qū)⑵湎蚯耙苿?dòng)。裝有摩擦片的切割器，其割刀間隙調(diào)節(jié)較方便。 （6）護(hù)刃器間距：護(hù)刃器起著保護(hù)刀片和引力莖稈的作用，往復(fù)式切割器切割莖稈分兩個(gè)過程，首先是被動(dòng)力刀片推至護(hù)刃器間隔中間產(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，而莖稈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。 （7）動(dòng)刀片間隔 動(dòng)刀片間隔取決于刀片尺寸和切割速度。英雌優(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。 （8）切割速度 往復(fù)式七個(gè)七的工作質(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。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的，因?yàn)闀?huì)使整個(gè)機(jī)組產(chǎn)生較大的振動(dòng)，不但增加了機(jī)組功率的消耗，而且會(huì)加速零件的磨損與破壞。經(jīng)過理論計(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2m/s。 （9）切割器功率消耗 切割器切割莖稈所需功率由三部分組成，即切割莖稈所消耗率，割刀摩擦消耗功率，慣性消耗功率。經(jīng)過計(jì)算，切割器消耗功率為 （7） 其中：——玉米切割阻力；——摩擦阻力；——往復(fù)慣性力；——切割速度，取2m/s;——切割速度。 結(jié)果=3Kw 3.3.4 往復(fù)式切割器的類型 往復(fù)式切割器割刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單.，適應(yīng)性較廣。目前在谷物收割機(jī)、牧草收割機(jī)、谷物聯(lián)合收獲機(jī)和玉米收獲機(jī)上采用較多[6]。 a b c 圖5 各種尺寸類型切割器a. 普通I型 b.普通II型 c.低割型 往復(fù)式切割器按結(jié)構(gòu)尺寸與行程關(guān)系分有以下三種: (1) 普通I型 (見圖5-a) 其尺寸關(guān)系為 （8） 式中:S-割刀行程;t-動(dòng)刀片間距;-護(hù)刃齒間距 普通I型切割器的特點(diǎn)是：割刀的切割速度較高，切割性能較強(qiáng)，對(duì)粗、細(xì)莖稈的適應(yīng)性能較大，但切割時(shí)莖稈傾斜度較大、割茬較高。這種切割器在國(guó)際上應(yīng)用較為廣泛，多用于麥類作物和牧草收獲機(jī)械上。 在水稻收割機(jī)上有采用較標(biāo)準(zhǔn)尺寸小的切割器，其尺寸關(guān)系為 50，60或70mm （9） 其特點(diǎn)是:動(dòng)刀片較窄長(zhǎng)(切割角較小)，護(hù)刃器為鋼板制成，無護(hù)舌，對(duì)立式割臺(tái)的橫向輸送較為有利。其切割能力較強(qiáng)，割茬較低。 在粗莖稈作物收割機(jī)上，有采用較標(biāo)準(zhǔn)尺寸為大的切割器，其尺寸關(guān)系為 90或100mm （10） 其護(hù)刃齒的間距較大，專用于收割粗莖稈作物。青飼玉米收割機(jī)、高粱收割機(jī)和對(duì)行收割的玉米收獲機(jī)采用。 (2) 普通II型 (見圖5-b) 其尺寸關(guān)系為 （11） 該切割器的動(dòng)刀片間距t及護(hù)刃器間距與普通I型相同，但其割刀行程為普通I型的2倍。其割刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率較低，因而往復(fù)慣性力較小。此點(diǎn)對(duì)抗振性較差的小型機(jī)器具有特殊意義，適于在小型收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上采用。 (3)低割型 (見圖5-c) 其尺寸關(guān)系為 、 （12） 切割器的割刀行程S和動(dòng)刀片間距t均較大，但護(hù)刃齒的間距較小。切割時(shí)，莖科傾斜量和搖動(dòng)較小，因而割茬較低，對(duì)收割大豆和牧草較為有利，但對(duì)粗莖稈作物的適應(yīng)性較差。 低割型切割器由于切割時(shí)割刀速度較低，在莖稈青濕和雜草較多時(shí)切割質(zhì)量較差，割茬不整齊并有堵刀現(xiàn)象。目前在稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)上采用較少。 3.3.5 往復(fù)式切割器的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化 為了便于組織專業(yè)化生產(chǎn)和零配件供應(yīng)，國(guó)家機(jī)械工業(yè)部1975年公布了切割器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB1209一1213-75)。切割器分為三種型式: (1)Ⅰ型切割器:其，動(dòng)刀片為光刃，刀片水平傾角為，護(hù)刃器為單齒，設(shè)有摩擦片。用于割草機(jī)。 (2)Ⅱ型切割器:其，動(dòng)刀片為紋齒刃，護(hù)刃器為雙齒，設(shè)有摩擦片。用于谷物收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)。 (3)Ⅲ型切割器:其，動(dòng)刀片為齒紋刃，護(hù)刃器為雙齒，無摩擦片。用在谷物收割機(jī)和谷物聯(lián)合收獲機(jī)上。 3.3.6 割刀進(jìn)距 割刀進(jìn)距對(duì)切割圖有重要的影響，割刀進(jìn)距指割刀走過一個(gè)行程(S)時(shí)，機(jī)器前進(jìn)的距離。割刀進(jìn)距用下式計(jì)算： （13） 或 （14） 式中——機(jī)器前進(jìn)速度;n——割刀曲柄轉(zhuǎn)速;——割刀曲柄角速度。 3.3.7 影響往復(fù)式切割器工作性能的因素 影響往復(fù)式切割器工作性能的主要因素是割刀進(jìn)距及動(dòng)刀片刃部高度。 割刀進(jìn)距會(huì)影響切割圖中重割區(qū)及漏割區(qū)的面積，當(dāng)進(jìn)距增大時(shí)，切割圖變長(zhǎng)，漏割區(qū)增加，而重割區(qū)減少;反之，則相反。此外，動(dòng)刀片的刃部高度也影響到切割圖的形狀。刃部高度增大時(shí)，漏割區(qū)減小，而重割區(qū)增加;反之，則相反。由于現(xiàn)在使用于聯(lián)合收割機(jī)上的切割器都己標(biāo)準(zhǔn)化，所以本文主要討論割刀進(jìn)距 (即機(jī)器前進(jìn)速度和割刀曲柄轉(zhuǎn)速)對(duì)往復(fù)式切割器的工作性能影響。 3.4 蘆葦收割機(jī)割刀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成 蘆葦收割機(jī)割刀傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖6所示，該機(jī)構(gòu)屬于曲柄搖桿一搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，ABC是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，DEF為搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。當(dāng)曲柄均勻回轉(zhuǎn)時(shí)，割刀動(dòng)刀片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成切割任務(wù)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中已獲應(yīng)用[7～11]擺塊軸承座連接為球頭鉸鏈或球面軸承。 曲柄應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，正常工作轉(zhuǎn)速是500。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在搖桿擺動(dòng)的兩極限位置的連線應(yīng)通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心，這樣的傳動(dòng)布置能使割刀在往返行程的平均速度相等，對(duì)割刀傳動(dòng)有利。搖桿擺動(dòng)角度的大小，對(duì)割刀的加速度顯然有較大的影響，當(dāng)其他的參數(shù)一定時(shí)，搖桿擺角越大，割刀加速度越大，會(huì)引起割臺(tái)較大的振動(dòng)，應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)[12]。 圖6 割刀傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 3.4.1 曲柄搖桿ABC的運(yùn)動(dòng)方程 曲柄搖桿ABC的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖形如圖7所示。建立空間三維直角坐標(biāo)系XAYZ，ACC 在軸上，z軸為蘆葦割臺(tái)主傳動(dòng)軸的軸線的方向。 圖7 曲柄搖桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖 設(shè)曲柄以勻角速度從第二象限開始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為： ；；； （15） ；；； （16） ；； （17） C點(diǎn)在X軸方向上的運(yùn)動(dòng)方程為： ； （18） 因?yàn)閞遠(yuǎn)小于l，因此可以認(rèn)為角接近于，則 ；；； （19） 3.4.2 曲柄搖桿ABC的旋轉(zhuǎn)慣性力問題 應(yīng)用節(jié)點(diǎn)等效質(zhì)量代換法，推桿BC的質(zhì)量代換到B點(diǎn)，另外質(zhì)量代換到C點(diǎn)．平衡配重鐵質(zhì)量為 ，安置在割臺(tái)主傳動(dòng)軸的右側(cè)，如圖7所示．其旋轉(zhuǎn)慣性力主要由以下幾個(gè)質(zhì)量元件產(chǎn)生：曲柄銷(質(zhì)量為)，曲柄不平衡部分(質(zhì)量為)，推桿在B點(diǎn)的等效質(zhì)量()，曲柄銷對(duì)面所加的平衡配重鐵(質(zhì)量為)；因此，旋轉(zhuǎn)慣性力的靜平衡方程式可以表示為： （20） 式中：,分別為平衡配重鐵和曲柄不平衡部分質(zhì)心距主傳動(dòng)軸心的半徑。 在確定平衡參數(shù)時(shí)，應(yīng)首先由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定的大小，即配重的安置位置，然后根據(jù)上述公式確定配重質(zhì)量的大小。 3.4.3 割刀的動(dòng)力學(xué)問題 割刀切割陰力主要包括下列3個(gè)力：禾桿的平均切割阻力；割刀的慣性力；由于割刀及其附件重量所產(chǎn)生的磨擦力；設(shè)割刀動(dòng)刀片及其附件每米質(zhì)量為，割刀動(dòng)刀片長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則割刀運(yùn)動(dòng)部件的總質(zhì)量為qL[13]。 蘆葦收割機(jī)的三角擺塊的3個(gè)頂點(diǎn)分別與割刀梁、軸承座、推桿相鉸接，三角擺塊繞軸承座擺動(dòng)，CDE3點(diǎn)可以近似看做平面運(yùn)動(dòng)，其受力圖如圖8所示。E點(diǎn)y方向的平動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以近似看做為割刀動(dòng)刀片與C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由前面的推導(dǎo)可知： ；； （21） （22） 時(shí)，表示曲柄銷在左止點(diǎn)位置，割刀切割速度為零，加速度為達(dá)最大值；隨著時(shí)間的增加，角逐漸增大，割刀相對(duì)位移也越來越大，割刀速度按其位移的二次方增加，而割刀加速度按其位移的直線規(guī)律減??；當(dāng)時(shí)，割刀相對(duì)速度達(dá)最大，而此時(shí)加速度為零。當(dāng)角繼續(xù)增大時(shí)，加速度繼續(xù)按其位移的直線規(guī)律增大，而速度按其位移逐漸減小為零[14]。 由達(dá)朗伯原理知： ； （23） 于是可得到割刀往復(fù)慣性力F隨著割刀相對(duì)位移的變化規(guī)律，如圖8所示．該力F是引起割臺(tái)振動(dòng)的主要原因之一．在三角擺塊軸承座上，割刀梁對(duì)面加一平衡配重(質(zhì)量為m )，來平衡這個(gè)力。 圖8 割刀位移變化規(guī)律 圖9 三角擺塊平面受力分析 3.4.4 三角擺塊的動(dòng)力學(xué)方程 三角擺塊在XAZ平面的受力分析如圖8所示。 三角擺塊繞擺動(dòng)中心以角加速度運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，由圖8可以看出，割刀平衡配重三角擺塊的平衡配重、推桿等效節(jié)點(diǎn)質(zhì)量、三角擺塊質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的離心力是平面匯交力系，可以部分相互削減，而上述質(zhì)量單元繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的切向慣性力矩與割刀的阻力矩、三角擺塊的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性力矩方向均相同，他們由驅(qū)動(dòng)力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心D的矩來平衡。由達(dá)朗伯原理，可以列出圖8的靜平衡方程。對(duì)圖8應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量矩定理可得： ； （24） 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)要求估算各配重的位置，上式結(jié)合靜平衡方程來確定各個(gè)配重質(zhì)量。也可以利用計(jì)算機(jī) 3.4.5 總 結(jié) 上述分析方法可以部分求解，也可以聯(lián)立方程求解，如果利用計(jì)算機(jī)輔助分析，動(dòng)態(tài)仿真效果會(huì)更好。為確保結(jié)論的實(shí)用性，應(yīng)利用測(cè)量技術(shù)對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)述、比較，從而得出最優(yōu)組合方案。 3.5 撥禾器的設(shè)計(jì) 衡量作物收獲質(zhì)量好壞的一個(gè)最主要指標(biāo)是損失率。由于收獲流程的前后順序所致，割臺(tái)損失率首當(dāng)其沖。撥禾裝置位于收割機(jī)的最前端，收獲作物時(shí)，它扶起并歸攏作物，撥向切割器；在切割器切割作物時(shí)，前方扶持莖稈以防止向前傾倒；最后把切斷的作物及時(shí)推向壓扁輥。 分禾是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，分禾器如果太長(zhǎng)、太寬，就會(huì)推倒蘆葦植株，同時(shí)，其結(jié)構(gòu)尺寸與整機(jī)匹配若不合理，將嚴(yán)重影響整機(jī)作業(yè)性能[15～16]。 撥禾輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，多用于大中型收割機(jī)上的聯(lián)合收獲機(jī)上。但是由于蘆葦莖稈硬度高切有比較高的柔性，采用撥禾輪的效果不好，且撥禾輪一般應(yīng)用于臥式收割臺(tái)的結(jié)構(gòu)中，不適用于本設(shè)計(jì)的立式收割臺(tái)。本設(shè)計(jì)最終采用鏈?zhǔn)綋芎唐?，可有效的把蘆葦撥入切割裝置。這種撥禾器的好處是，在切割過程中不會(huì)讓蘆葦亂動(dòng)，強(qiáng)行切割。 3.5.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇鏈輪齒數(shù)、 傳動(dòng)比 假設(shè)鏈速 （3）確定鏈節(jié)數(shù) （25） 取 （4）傳動(dòng)功率 查表得工作情況系數(shù)、小鏈輪齒數(shù)系數(shù)、由表查得多排鏈排數(shù)系數(shù) （26） （5）確定鏈節(jié)距 根據(jù)，選用鏈號(hào)為16A的單排滾子鏈。查表得鏈節(jié)距 （6）實(shí)際中心距 （27） 取 （7）驗(yàn)算鏈速 （28） 與原假設(shè)相符。 （8）計(jì)算有效圓周力 （29） （9）計(jì)算軸上載荷 （30） （10）確定潤(rùn)滑方式 根據(jù)鏈速、節(jié)距由表查得采用油浴或飛濺潤(rùn)滑。 3.6 立輥式蘆葦壓扁輸送裝置的設(shè)計(jì) 壓扁輸送裝置是蘆葦前割臺(tái)的核心，直接影響到整機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)，如損失率、切割達(dá)標(biāo)率等。該裝置能在壓扁蘆葦莖稈的同時(shí)將莖稈強(qiáng)制喂入滾刀切碎，使壓扁輥與滾刀間莖稈輸送通暢，不堵塞。其次，莖稈及莖節(jié)被碾壓后對(duì)切碎和提高飼料的品質(zhì)起很好的作用[5]。 立輥式壓扁輸送裝置的壓扁輥兩軸線所在平面與垂直面成前傾25°～35°夾角，蘆葦植株由往復(fù)式割刀割斷后經(jīng)夾持鏈輸送至壓扁輥，通過立式壓扁輥壓扁。植株在弧形擋禾板和加持的作用下與壓扁輥軸線成50°～70°角。由于螺旋線的提升作用，壓扁后的植株基本與壓扁輥成垂直角度向后輸送進(jìn)切碎滾筒切碎。 3.7 莖稈切碎裝置的設(shè)計(jì) 立式莖稈切碎裝置是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，立式莖稈切碎裝置與立輥式壓扁輸送裝置配套實(shí)現(xiàn)蘆葦?shù)氖崭詈痛旨?，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，莖稈切碎效果好、功耗低，能和割臺(tái)配置緊湊。 現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)是立式輥配套盤刀或臥式滾刀切碎裝置，它不但結(jié)構(gòu)龐大，甩刀則為無支撐切割，動(dòng)力消耗也大。立式莖稈切碎裝置安裝在蘆葦壓扁輸送輥的后方，并與機(jī)架相連，其驅(qū)動(dòng)部件與收獲動(dòng)力系統(tǒng)相連，且與壓扁輸送輥有速比約束。滾筒式切碎刀最初設(shè)計(jì)為螺旋刃刀片，螺旋刃刀片功率消耗小、切碎平穩(wěn)，但制造工藝復(fù)雜，成本高。到20世紀(jì)70年代末，直刃斜裝滾刀在我國(guó)得到迅速推廣[17]。 3.8 收集料斗的設(shè)計(jì) 集料箱安裝在滾筒切碎刀下方，可活動(dòng)拆卸，能從機(jī)器后部人工取出，方便物料的卸出。 由于本設(shè)計(jì)滾筒切碎裝置為傾斜豎直面安裝，所以首先需要在滾筒外延安裝適當(dāng)?shù)膿醢?，使物料下落方向改變，便于收集。設(shè)計(jì)集料箱時(shí)，可根據(jù)整機(jī)內(nèi)部空間確定各項(xiàng)數(shù)據(jù)。集料箱材料為普通鐵皮，形狀設(shè)計(jì)上選擇性大，在作業(yè)過程中，盡可能的提高集料箱的容積，可提高作業(yè)效率。 4 使用說明書 （1）使用前應(yīng)檢查減速器中冷卻系統(tǒng)是否能正常工作。 （2）注意每個(gè)齒輪箱中軸承的潤(rùn)滑，沒潤(rùn)滑油時(shí)及時(shí)添加。 （3）檢查每個(gè)傳動(dòng)皮帶輪的松緊，太松容易脫離，太緊容易斷裂。 （4）檢查往復(fù)式割刀是否在軌道，如果不在，立馬停止運(yùn)行。 （5）在使用中經(jīng)常檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，注意各緊固機(jī)件是否松動(dòng)，如果松動(dòng)立刻停止運(yùn)行。 （6）當(dāng)工作一定時(shí)間后，應(yīng)當(dāng)檢查撥禾鏈上是否有割下來的雜物，及時(shí)清理，否則影響切割。 （7）收料箱滿后及時(shí)處理，以免影響正常工作。 （8）在收割作業(yè)時(shí)，機(jī)器應(yīng)盡量走直線，保持勻速作業(yè)，根據(jù)負(fù)荷的狀況調(diào)節(jié)好油門，避免因負(fù)荷大小變化突然增、減速，更不能突然拐彎，以免影響作業(yè)質(zhì)量。 （9）聯(lián)合收割機(jī)在日常工作中，要定期進(jìn)行潤(rùn)滑保養(yǎng)，檢查各部件的技術(shù)狀態(tài)。對(duì)工作負(fù)荷大、轉(zhuǎn)速高、振動(dòng)大的部件要重點(diǎn)檢查保養(yǎng)。當(dāng)某一部件出現(xiàn)損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，切不可將就使用，這樣做不僅可延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，還可減少事故發(fā)生，降低作業(yè)成本和提高工作效率。 （10）聯(lián)合收割機(jī)在投入正常作業(yè)之前，應(yīng)根據(jù)作物的狀況，對(duì)機(jī)器割茬高度、作業(yè)速度等作業(yè)性能進(jìn)行調(diào)整。 （11）聯(lián)合收割機(jī)的使用具有季節(jié)性，一般存放時(shí)間較長(zhǎng)，所以出車前應(yīng)注意檢查機(jī)器的各部件是否完好；離合器、制動(dòng)踏板自由行程是否適當(dāng)；螺栓、螺母是否松動(dòng)等，以確保機(jī)器的技術(shù)狀態(tài)良好。還要檢查隨車備件，如刀片、皮帶等易損配件是否配備；常用工具及相關(guān)證件是否齊全等。 5 標(biāo)注化審核報(bào)告（BS） 5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 蘆葦收割機(jī)的傳動(dòng)裝置和刀具設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注化審查，結(jié)果如下： （1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚。符合GB4440-84、GB-83《機(jī)械制圖》的規(guī)定。 （2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T1800、3-1998的規(guī)定。 （3） 產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合JB/T5054.5-2000《中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。 （4） 圖紙的標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989的規(guī)定。 （5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標(biāo)注符合GB131-83《表面特征代號(hào)及注法》的規(guī)定。 （6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合GB324-80《焊縫代號(hào)》的規(guī)定。 5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 （1） 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語(yǔ)符合ZB/TJ01和0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件術(shù)語(yǔ)》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 （2） 量和單位符合GB3100—GB3102-93的規(guī)定。 （3）技術(shù)文件所用的編碼符合JB/T8823-1998《機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則》的規(guī)定。 （4）技術(shù)文件的完整性符合JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整性》的規(guī)定及農(nóng)機(jī)部門的有關(guān)具體要求。 5.3 標(biāo)注件的使用情況 本設(shè)計(jì)所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號(hào)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。 5.4 審查結(jié)論 經(jīng)過對(duì)剪草機(jī)裝置和傳動(dòng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化審查，認(rèn)為該設(shè)計(jì)基本貫徹了國(guó)家最新頒發(fā)的各種標(biāo)準(zhǔn)，圖紙和設(shè)計(jì)文件完整齊全，符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。 6 結(jié)論 設(shè)計(jì)這款蘆葦收割機(jī)，可以對(duì)蘆葦進(jìn)行收割，并且完成蘆葦莖稈的粗加工和收集，可以滿足廣大蘆葦種植地區(qū)對(duì)蘆葦收割的要求，便于后續(xù)的加工處理。但是設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用類似機(jī)械的數(shù)值，對(duì)于蘆葦這種特殊的固沙植物來說，必然有不適合之處，比如輸送壓扁輥與滾筒切碎裝置間的距離、植株的喂入角度、滾筒切碎筒轉(zhuǎn)速與喂入速度的關(guān)系等，這些數(shù)據(jù)的確定都需要大量的針對(duì)蘆葦?shù)脑囼?yàn)數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，從而使得本設(shè)計(jì)成為進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)和方向。相信此款蘆葦收割機(jī)經(jīng)過完善后，會(huì)成為蘆葦聯(lián)合收割的優(yōu)秀機(jī)械。 參考文獻(xiàn) [1]劉晶,魏紹成,李世鋼.蘆葦飼料生產(chǎn)的開發(fā)[J].草業(yè)科學(xué),2003,20(6):32 [2]孫毅斌.蘆葦生物特性分析與產(chǎn)業(yè)化途徑研究[M]. 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