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1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9GC—2.1型后懸掛往復(fù)式割草機(jī) - 17 - / 22 摘 要 大力發(fā)展畜牧機(jī)械化是我國(guó)現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展的必要條件,只有實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,才能真正提高畜牧業(yè)的水平,畜牧業(yè)的產(chǎn)出增加,牧民的收入提高,生活水平才得以改善。在畜牧業(yè)中牧草的種植,收割,存儲(chǔ)等技術(shù)都需要改進(jìn),農(nóng)牧民急需適用性能可靠的,價(jià)格適中的機(jī)械設(shè)備,代替手工操作,提高效益,增加收入。 在牧草切割機(jī)技術(shù)方面,割草機(jī)的種類少,構(gòu)造復(fù)雜,維修使用不方便,價(jià)格高,基于此本文進(jìn)行了后懸掛往復(fù)式牧草收割機(jī)的設(shè)計(jì)及分析。 本文首先討論了割草機(jī)切割

2、理論的研究和進(jìn)展,闡述了國(guó)外割草機(jī)的發(fā)展歷程,列舉了近幾年國(guó)的研究情況以及新型割草機(jī)的性能特點(diǎn),并且提出我國(guó)割草機(jī)技術(shù)的不足和發(fā)展趨勢(shì)。 其次經(jīng)過(guò)討論篩選確定了收割機(jī)的基本結(jié)構(gòu),后懸掛往復(fù)式割草機(jī),由國(guó)產(chǎn)小型拖拉機(jī)后側(cè)懸掛帶動(dòng)行進(jìn)并輸出動(dòng)力,采用偏置式曲柄連桿機(jī)構(gòu),帶動(dòng)切割。通過(guò)研究割草機(jī)的切割作業(yè)過(guò)程,對(duì)割刀進(jìn)行受力與運(yùn)動(dòng)分析,經(jīng)過(guò)計(jì)算確定出收割機(jī)的技術(shù)參數(shù),為收割機(jī)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 接著進(jìn)行了主要零件的設(shè)計(jì),計(jì)算和校核,畫出圖紙,確定了主要零件的尺寸,材料,并且對(duì)收割機(jī)的使用作出了效益分析。 關(guān)鍵詞：往復(fù)式割草機(jī)、畜牧機(jī)械化、曲柄連桿機(jī)構(gòu)

3、 Abstract Devote major efforts to developing mechanization of the livestock farming is essential condition about the modern agriculture of our country.Only when the livestock farming accomplish mechanization,the receipts of agriculture can be raised, and the living standard of the people c

4、an be improved.The technologies about hay planting、hay reaping and hay storing need improve in the livestock farming. The farmers need mechanisms of the reliable quality and the suitable price. So this can replace to be done by hand,and can raise benefit. The type of mowers is lack,and the struc

5、ture of mowers is complex,the servicing and the employ of mowers are not convenient for the people. So we want to design the hay of the rear suspension reciprocating mower and analysis the qualities of dynamic. The research and progress of hay reaping theory has firstly been discussed in this pa

6、per, then introduce the developing about foreign country,and cited the research situation in the years,and said the characteristic of quality in the new mower,and raised the developing tendencies about our mower. Secondly the basic structure of the mower has been defined after we discussed and s

7、creened,rear suspension reciprocating mower.The tractor can output power to mower. By using the offset crank connecting rod mechanism and the swing link mechanism. Then this paper has studied the reaping practice,and analysis of force and movement of the blade and defined the numerical value. Th

8、en main parts are designed、calculated and intended effect. In addition,this paper has carried on the beneficial analysis of the hay mower on the basis of designed mower,too. 目 錄 1緒論- 1 - 1.1問(wèn)題的提出- 1 - 1.2國(guó)外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)- 2 - 1.2.1 割草機(jī)的類型- 2 - 1.2.2 往復(fù)式割草機(jī)的研究概況- 2 - 1.2.3國(guó)外收割機(jī)的發(fā)展概

9、況- 3 - 1.2.4近年來(lái)我國(guó)自行研制的成果- 4 - 1.3研究的目的和意義- 6 - 1.4研究的容- 6 - 2后懸掛往復(fù)式割草機(jī)的設(shè)計(jì)- 7 - 2.1設(shè)計(jì)方案的確定- 7 - 2.2總體參數(shù)的確定- 7 - 2.3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇和受力分析- 8 - 2.3.1曲柄轉(zhuǎn)速- 10 - 2.3.2曲柄半徑r的確定- 10 - 2.3.3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)- 10 - 2.4切割器類型的選擇- 10 - 2.5割刀進(jìn)程H的確定- 11 - 2.5.1擋草板與前進(jìn)方向的夾角Φ- 11 - 2.5.2切割器工作性能分析- 12 - 2.5.3切割圖- 14 - 3.

10、9GC—2.1型后懸掛往復(fù)式割草機(jī)主要技術(shù)參數(shù)- 15 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會(huì)- 16 - 參考文獻(xiàn)- 17 - 1緒論 1.1問(wèn)題的提出 我們國(guó)家改革開(kāi)放以來(lái),國(guó)民生活水平顯著提高,生活質(zhì)量得到改善,這都?xì)w功于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加快促使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)調(diào)整,草原畜牧業(yè)隨之突顯為主體,在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中所占的比重越來(lái)越大。我國(guó)牧草資源豐富,是巨大的天然寶藏,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)共有各類天然草二十多種,有33億畝草地,10億畝草山坡地。占國(guó)土面積的41.7%,僅次于澳大利亞,居世界第二位,同時(shí)也是秸稈資源最為豐富的國(guó)家之一,可生產(chǎn)大量的飼草,飼草作為發(fā)展畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ),成為畜牧

11、業(yè)發(fā)展規(guī)模和速度的決定因素。 但是,近幾年來(lái),隨著畜牧業(yè)迅速發(fā)展,草原畜牧業(yè)中過(guò)度放牧和草原過(guò)載現(xiàn)象十分嚴(yán)重,形成了草場(chǎng)退化,沙化和堿化,導(dǎo)致草場(chǎng)生態(tài)環(huán)境惡化,使飼草需求與飼草供給的矛盾更加突出,嚴(yán)重制約了畜牧業(yè)的健康發(fā)展。另一方面我國(guó)草業(yè)發(fā)展帶有比較突出的地域性特點(diǎn),牧草種植基地大多位于黃河流域及華北,西北,而牧草銷售市場(chǎng)多位于華東,華南的奶牛,肉牛飼養(yǎng)密集區(qū)。由于草場(chǎng)分布不均,部分地區(qū)因季節(jié)性牧草過(guò)剩得不到合適的處置而被廢棄,浪費(fèi)了資源,也污染了環(huán)境。目前,我國(guó)每年貯草量?jī)H能滿足抗災(zāi)保畜需要的15%~25%,由于飼草不足造成的牲畜死亡率為5%~6%,有的甚至高達(dá)10%。因此,大力發(fā)展牧草

12、生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù),對(duì)恢復(fù)草場(chǎng)植被,改善草原生態(tài)環(huán)境,迅速恢復(fù)和提高草原生產(chǎn)力,發(fā)展畜牧業(yè)至關(guān)重要。國(guó)家"十五"計(jì)劃綱要強(qiáng)調(diào)畜牧業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整應(yīng)該發(fā)展食草畜牧業(yè),一些地方已把退耕還草和牲畜養(yǎng)殖業(yè)作為一種產(chǎn)業(yè)。在"十五"初期全國(guó)將建成40多個(gè)草場(chǎng)牧業(yè)示項(xiàng)目,160個(gè)牧區(qū)開(kāi)發(fā)示項(xiàng)目,建立高質(zhì)量的草地圍欄867萬(wàn)公頃,草地保留面積0.2億公頃,并逐年加大資金投入,草多了,農(nóng)牧業(yè)的工作繁重了。急需加過(guò)我國(guó)畜牧機(jī)械的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。不僅如此,中國(guó)加入WTO后,周邊的許多國(guó)家,像韓國(guó),日本都是飼料資源短缺的國(guó)家,國(guó)際市場(chǎng)對(duì)牧草,秸稈等飼料的需求會(huì)大幅增加。加入WTO,我國(guó)資源成本相對(duì)較高的種植業(yè)面積可能會(huì)適當(dāng)減少,

13、種植業(yè)效益比較下降將促使土地資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向畜牧業(yè),草業(yè)等方面調(diào)整,牧草生產(chǎn)和加工產(chǎn)業(yè)將面臨新的機(jī)遇,因此,加快我國(guó)的牧草,秸稈的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,能為我國(guó)增加出口創(chuàng)匯,成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)大產(chǎn)業(yè),這是發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó),加拿大及歐洲的一些國(guó)家已得到證實(shí)。 大力發(fā)展牧業(yè)機(jī)械化才能適應(yīng)新形勢(shì)的要求。牧業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化的重點(diǎn)主要包括牧草種植,收獲和加工環(huán)節(jié)的機(jī)械化技術(shù)。飼草收獲機(jī)械化技術(shù)是利用機(jī)器將飼草切割,收集,制成各種形式的干草的作業(yè)過(guò)程。飼草在飼草收獲中牧草收割機(jī)所起的作用是顯著的,如一臺(tái)往復(fù)式收割機(jī)能提高功效70倍,年可節(jié)省勞動(dòng)力2270工日,降低牧草營(yíng)養(yǎng)損失60%~80%,割草機(jī)的應(yīng)用給農(nóng)民帶來(lái)高的經(jīng)濟(jì)

14、效益,減輕了農(nóng)牧民的勞動(dòng)強(qiáng)度,保證收割質(zhì)量,確保草的再生。 1.2國(guó)外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 割草機(jī)的類型 割草機(jī)根據(jù)動(dòng)力可劃分為蓄力割草機(jī)和動(dòng)力割草機(jī)。蓄力割草機(jī)是我國(guó)現(xiàn)在使用較廣的割草機(jī)。有制造的GC1.4型蓄力割草機(jī),割幅1370mm,當(dāng)前進(jìn)速度為5.5km/h,割草0.5hm平方/h。每機(jī)一人操作,由2匹馬或2頭牛牽引,平均割茬高度為5.3cm。該機(jī)適應(yīng)性強(qiáng),不論高草,矮草,草層稀或密,或地面起伏,都能順利收割。一般每天可割草4~5hm平方。 動(dòng)力割草又可分為牽引式,懸掛式和自走式三種。根據(jù)收割器又可分為以下多種割草機(jī),如往復(fù)式,旋轉(zhuǎn)式,護(hù)刃器割草機(jī),雙動(dòng)力

15、刀割草機(jī),上動(dòng)刀割草機(jī),下動(dòng)刀割草機(jī),護(hù)舌護(hù)刃器,無(wú)護(hù)舌護(hù)刃器,高割型割草機(jī),中割型割草機(jī),低割型割草機(jī),水平旋轉(zhuǎn)割草機(jī),垂直旋轉(zhuǎn)割草機(jī),轉(zhuǎn)鐮式割草機(jī),圓盤式割草機(jī),臥式滾筒割草機(jī),甩刀式割草機(jī),上傳動(dòng)圓盤割草機(jī),下傳動(dòng)圓盤割草機(jī)。 常用的懸掛式割草機(jī)類型有往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。往復(fù)式割草機(jī)具有動(dòng)力消耗較小、割茬低而整齊、重割率低、飼草損失較少。其主要構(gòu)造分傳動(dòng)機(jī)構(gòu),剪草刀桿及分草器等部分,另有調(diào)節(jié)桿可調(diào)節(jié)高低及規(guī)避障礙物。有些機(jī)具可加裝集草耙,將草料收集成行。旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的割刀對(duì)植株進(jìn)行無(wú)支撐切割的機(jī)具。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間少,不需要磨刀,換刀簡(jiǎn)捷,但重割率高、割茬不整

16、齊,單位割幅功率消耗較大。 1.2.2 往復(fù)式割草機(jī)的研究概況 往復(fù)式割草機(jī)在19世紀(jì)50年代后期用于生產(chǎn),初是用畜力牽引,由地輪驅(qū)動(dòng)割刀。20世紀(jì)初開(kāi)始發(fā)展拖拉機(jī)牽引的割草機(jī),20年代以后改由動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)割刀,30年代開(kāi)始發(fā)展拖拉機(jī)懸掛往復(fù)式割草機(jī),60年代中期又發(fā)展了旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)。中國(guó)在20世紀(jì)20年代開(kāi)始使用畜力往復(fù)式割草機(jī),50年代初期和后期先后開(kāi)始生產(chǎn)畜力和拖拉機(jī)牽引往復(fù)式割草機(jī)。 往復(fù)式割草機(jī)依靠切割器上動(dòng)刀和定刀的相對(duì)剪切運(yùn)動(dòng)切割牧草。其特點(diǎn)是割茬整齊,單位割幅所需功率較??；但對(duì)牧草不同生長(zhǎng)狀態(tài)的適應(yīng)性差,易堵塞。適用于平均切割速度一般低于3米/秒,作業(yè)前進(jìn)速

17、度一般為6～8公里/小時(shí)。 拖拉機(jī)懸掛式割草機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、機(jī)動(dòng)靈活。有前懸掛式、側(cè)懸掛式和后懸掛式 3種,以后懸掛式割草機(jī)應(yīng)用最廣。往復(fù)式割草機(jī)由切割器、割刀傳動(dòng)裝置、切割器提升裝置、安全裝置和擋草裝置等主要部件組成。切割器的工作原理和構(gòu)造與谷物收獲機(jī)械的切割器基本相同。所用刀片有光刃和刻齒刃兩種。一般采用光刃動(dòng)刀片。割刀傳動(dòng)裝置也和谷物收割機(jī)類似,多采用偏置式曲柄連桿機(jī)構(gòu)和擺環(huán)機(jī)構(gòu)。由于牧草生長(zhǎng)密度大、含水率高,動(dòng)刀的平均速度高于谷物收割機(jī),一般為1.6～2.0米/秒。切割器提升裝置一般由液壓系統(tǒng)操縱,提升迅速、方便,能保證切割器對(duì)復(fù)雜地面的適應(yīng)性。安全裝置主要是保裝置和切割

18、器的安全。對(duì)作業(yè)速度較高的割草機(jī),一般采用脫鉤式安全裝置。當(dāng)切割器阻力過(guò)大時(shí),安全裝置即自動(dòng)脫鉤,切割器向后擺動(dòng),同時(shí)切斷切割器的動(dòng)力。有的割草機(jī)的割刀傳動(dòng)裝置采用木制連桿或膠帶傳動(dòng)方式,在超負(fù)荷時(shí)連桿折斷或膠帶打滑,以保護(hù)其他傳動(dòng)零部件和切割器不遭損壞。擋草裝置通常是裝設(shè)在切割器兩端或外端的擋草板,其作用是將割下的牧草向切割器中部推移一段距離,留出供下一行程拖拉機(jī)輪子通過(guò)的通道,避免或減少對(duì)已割牧草的碾壓。 1.2.3國(guó)外收割機(jī)的發(fā)展概況 5年英國(guó)工程師托馬斯.普拉克特獲得了第一臺(tái)割草機(jī)的發(fā)明專利,那是一臺(tái)裝有環(huán)形刀身的笨重機(jī)器,而且運(yùn)轉(zhuǎn)不很理想。在1830年由埃溫.馬丁制造的割草機(jī)類似

19、于今天使用的手扶滾筒割草機(jī)。早期應(yīng)用普遍的是往復(fù)式割草機(jī),為了提高機(jī)具的生產(chǎn)率,盡量加大割幅及提高機(jī)具的前進(jìn)速度。到了20世紀(jì)70年代各國(guó)開(kāi)始研制使用旋轉(zhuǎn)式割草機(jī),利用高速旋轉(zhuǎn)的割刀對(duì)植株進(jìn)行無(wú)支撐切割的刀具,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間少,不需要磨刀、換刀等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),歐美等天然草場(chǎng)面積較大的發(fā)達(dá)國(guó)家的收割設(shè)備更成熟,結(jié)構(gòu)參數(shù)更合理,可靠性、生產(chǎn)率提高很快。國(guó)際著名的農(nóng)機(jī)生產(chǎn)商如美國(guó)紐荷蘭〔New Holland〕、約翰迪爾〔John Deere〕、凱斯公司,英國(guó)弗格森公司,韓國(guó)成元公司,德國(guó)威格公司和前進(jìn)公司的收割機(jī)都已系列生產(chǎn),這些設(shè)備無(wú)論在機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力配套、液壓系統(tǒng)還是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方

20、面都處理的很成功,一些新的設(shè)計(jì)理論,、最新科研成果的應(yīng)用在這些機(jī)械上都有體現(xiàn),例如在控制系統(tǒng)方面,單片機(jī)、可編程控制器〔PLC〕、工業(yè)控制機(jī)控制〔IPC〕等的自動(dòng)控制手段都得到應(yīng)用。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,如美國(guó)等,牧草收獲已經(jīng)全部實(shí)行機(jī)械化,由牽引式發(fā)展成自走式,已經(jīng)發(fā)明出機(jī)器人式割草機(jī),牧草業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)一大產(chǎn)業(yè)。 目前國(guó)外大多使用滾筒式、圓盤式或水平旋轉(zhuǎn)式割草機(jī),這些割草機(jī)堅(jiān)固耐用,工作速度快。這些機(jī)具一次通過(guò)就能完成收割、壓扁、成條三道工序。如美國(guó)紐荷蘭生產(chǎn)的八個(gè)圓盤旋轉(zhuǎn)式割草機(jī),八個(gè)圓盤不僅能高效率的割草,還利用成對(duì)配置的膠輥,以恒定壓力立即將牧草壓扁,在地上鋪放成草條,使其在自然條件下

21、快速干燥,以便打捆或存儲(chǔ)。再比如美國(guó)紐荷蘭公司生產(chǎn)的616和617型圓盤割草機(jī)多為拖拉機(jī)牽引,并裝有起保護(hù)作用的脫鉤安全器,為使割刀接近地面進(jìn)行作業(yè),所有的機(jī)器上裝有可調(diào)節(jié)的浮動(dòng)系統(tǒng),從而使割刀與地形相近,降低割茬高度。 JF,北歐領(lǐng)先的牧草收獲機(jī)制造商。JF圓盤收割機(jī),以其操作簡(jiǎn)單、維修方便、獨(dú)特的防碰撞裝置、先進(jìn)的掛鉤裝置和合理高效的壓扁裝置,減少機(jī)械對(duì)牧草留茬的壓力、使牧草更快,更健康再生,收割效率業(yè)界領(lǐng)先,以盡可能低得成本生產(chǎn)可能高的效益。 1.2.4近年來(lái)我國(guó)自行研制的成果 我國(guó)在五十年代生產(chǎn)了馬拉割草機(jī)和三刀割草機(jī),1953年金縣農(nóng)具廠首先生產(chǎn)了1.4型蓄

22、力割草機(jī),1958年金縣農(nóng)具廠生產(chǎn)了2.1型機(jī)引割草機(jī),這兩部都是仿蘇40年代產(chǎn)品。 1958年海拉爾母液機(jī)械廠生產(chǎn)了9G-1.4型蓄力割草機(jī),同時(shí)還生產(chǎn)9GJ-2.1型引爆單刀割草機(jī)。 農(nóng)機(jī)部鄂溫克畜牧機(jī)械試驗(yàn)站1963年開(kāi)始38種國(guó)外樣機(jī)進(jìn)行了性能和適應(yīng)性試驗(yàn),同年農(nóng)機(jī)所設(shè)計(jì)出第一代旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)——紫云英收割機(jī)。 1965年畜牧所機(jī)械研究所進(jìn)行了后懸掛雙動(dòng)力刀高速割草機(jī)和雙連桿蓄力割草機(jī)的研究,雙動(dòng)刀高速割草機(jī)接近當(dāng)時(shí)國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平,以后約有10年停止了科研工作。 1976年以后、XX分別研制成單圓盤。雙圓盤和四圓盤旋轉(zhuǎn)式割草機(jī),其中9GZZX-1.7型四圓盤和9

23、XG-1.65型雙圓盤旋轉(zhuǎn)割草機(jī),適用于高密度的人工種植和天然草場(chǎng)收割,具有割茬低,鋪條整齊,仿形好和更換刀片方便等特點(diǎn),在高密度草場(chǎng)獲得推廣。 1979年牧機(jī)廠研制9GS-4.0型自走式割草壓扁機(jī),同年呼和浩特畜牧機(jī)械研究所和聯(lián)合收割廠研制成9GSQ-4.0型牽引式割草壓扁機(jī)。 1982年由呼和浩特牧機(jī)所和農(nóng)牧機(jī)械廠共同研制了由擺環(huán)驅(qū)動(dòng)的9GY-3.0型牽引式切割壓扁機(jī),達(dá)到國(guó)際70年代末水平。 1985年XX農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化所研制成功9GZX-2.4型全齒式選裝割草機(jī)。 目前地區(qū)農(nóng)機(jī)推廣站研制成功的9GZX-0.9二圓盤旋轉(zhuǎn)牧草收割機(jī),正式通過(guò)技術(shù)鑒定,準(zhǔn)予批量生產(chǎn),可收割各類高密度的

24、人工種植和天然牧草。 市農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)站研制成功的9GS-0.6型牧草收割機(jī),完成收割、整理、放置等作業(yè)操作。 FC250G型錘片式牧草收割機(jī)可將割下的牧草莖稈打碎、折彎,從而可以縮短莖稈與葉片在干燥時(shí)間上的差距,達(dá)到減少落葉率的目的。 世達(dá)爾現(xiàn)代農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的MDM1300型圓盤割草機(jī)主要用于對(duì)各類牧草的收割,如紫花苜蓿、黑麥草、燕麥草等牧草的收割,工作效率較高,更適合于切割較高大的作物。刀桿因裝有螺旋手柄,容易升降,采用雙彈簧懸掛,能適應(yīng)地面的凸凹情況,不損傷草地。本機(jī)裝有起保護(hù)作用的安全裝置,作業(yè)中,碰上障礙物或遇異常力時(shí),割草盤往后移動(dòng),是本機(jī)免受損傷。 20XX向明公司自行研制出9

25、GX〔Y〕-1.6型圓盤割草機(jī),懸掛于拖拉機(jī)后側(cè),利用拖拉機(jī)輸出的動(dòng)力和行走裝置進(jìn)行收割牧草作業(yè)。工作時(shí),兩個(gè)設(shè)有切割刀片的圓盤以2500轉(zhuǎn)/分相對(duì)高速旋轉(zhuǎn),把牧草切割并攏在一起,便于捆草機(jī)配套作業(yè)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便,維護(hù)保養(yǎng)工作量小,對(duì)拖拉機(jī)行走速度無(wú)要求。 的9GZX-2.56型圓盤旋轉(zhuǎn)牧草收割機(jī),馬力大,割幅大,生產(chǎn)率高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),可適用于玉米、棉花等多類作物秸稈的收割。 9GX-0.84型單圓盤割草機(jī)適宜收割密度較高的天然和種植牧草,還特別適用于農(nóng)、林、牧區(qū)小面積草場(chǎng)、山區(qū)丘陵草場(chǎng)和城市園林草坪割草作業(yè)。在牧草濕度大、密集和倒伏較嚴(yán)重的情況下也可以正常作業(yè)。9GX-0.84

26、型單圓盤割草機(jī)的旋轉(zhuǎn)圓盤,采用特殊的外形設(shè)計(jì)使曹在被割倒后能輕易滑過(guò)割草機(jī)成松散整齊的草列,旋轉(zhuǎn)的圓盤上裝有三個(gè)活動(dòng)刀片,刀片靠離心力甩出連續(xù)工作,當(dāng)遇到障礙時(shí)刀片自動(dòng)彈回,可避免刀片的損壞。刀片待用優(yōu)質(zhì)的65錳彈簧鋼,經(jīng)特殊處理無(wú)需磨刀,并可以兩面替換使用,更換刀片快速簡(jiǎn)捷。 1.3研究的目的和意義 由于我國(guó)畜牧機(jī)械業(yè)起步較晚,在生產(chǎn)工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)、加工設(shè)備和自動(dòng)化控制水平等諸多方面與發(fā)達(dá)國(guó)家存在著一定的差距。主要的原因是牧草收割機(jī)的品種不齊全,牧草收割質(zhì)量不達(dá)標(biāo),影響著草的再生長(zhǎng),而且研究牧草收割技術(shù)的人員少,農(nóng)牧民的購(gòu)買程度不夠強(qiáng)烈,制約了牧草

27、收割機(jī)的快速發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家在草原畜牧業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)大都已機(jī)械化。美國(guó)每60h㎡就有一套割、摟、捆、垛、運(yùn)設(shè)備。我國(guó)平均5500 h㎡可利用草原才有一臺(tái)割草機(jī),并嚴(yán)重缺少與之配套的機(jī)具,牧草收獲機(jī)械作業(yè)量尚不到5%。 還由于我國(guó)的牧草首個(gè)技術(shù)設(shè)備與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大差距,而且多為仿造產(chǎn)品,品種不齊全,主要的工作零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當(dāng),生產(chǎn)技術(shù)不成熟,設(shè)備質(zhì)量欠佳,遠(yuǎn)不能滿足日益擴(kuò)大的國(guó)草產(chǎn)品生產(chǎn)加工設(shè)備市場(chǎng)需要。提高國(guó)產(chǎn)收割機(jī)的質(zhì)量,開(kāi)發(fā)新結(jié)構(gòu),無(wú)疑會(huì)對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展起到革命性作用。雖然市場(chǎng)上國(guó)外產(chǎn)品質(zhì)量較好,但價(jià)格太高,每臺(tái)牧草收割機(jī)售價(jià)在十萬(wàn)至幾十萬(wàn)元以上,不適合國(guó)消費(fèi)水平,所以開(kāi)發(fā)性能良好

28、、自動(dòng)化程度高、外形輕巧美觀而且價(jià)格適中的國(guó)產(chǎn)收割機(jī)將是我國(guó)牧草收割設(shè)備的關(guān)鍵機(jī)械之一,對(duì)促進(jìn)飼草產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程會(huì)起到舉足輕重的作用。 目前,與小型配套使用的割草機(jī)多數(shù)是往復(fù)式割草機(jī),由于它的切割性能較好,功率消耗低,價(jià)格便宜,使用調(diào)整方便等特點(diǎn),再生產(chǎn)上得到普遍應(yīng)用,受到了廣大牧民的青睞。 1.4研究的容 本文主要研究往復(fù)式割草機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)用特性以及作業(yè)操作過(guò)程。割草機(jī)的應(yīng)用普遍被看好,因?yàn)轱暡輼I(yè)的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)畜牧業(yè)的機(jī)械化,割草機(jī)的作用顯而易見(jiàn)?，F(xiàn)在往復(fù)式割草機(jī)多以懸掛式居多,多功能的聯(lián)合收割機(jī)也較多,這些類型結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格昂貴,維修不便,都不太適合我國(guó)現(xiàn)代畜牧業(yè)家庭承包制?；谶@

29、些,國(guó)家投資研制新型割草機(jī),以便農(nóng)牧民的使用,機(jī)器代替手工操作,提高生產(chǎn)效率,增加收入。研究的容有： (1) 以現(xiàn)有的往復(fù)式割草機(jī)的切割作業(yè)過(guò)程為理論基礎(chǔ),確定出割草機(jī)的切割理論依據(jù)。 (2) 通過(guò)了解現(xiàn)有割草機(jī)的各種類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定本款割草機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案,計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù),繪制技術(shù)圖紙。 2后懸掛往復(fù)式割草機(jī)的設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)方案的確定 初步確定三種方案即牽引式、前懸掛式和后懸掛式。 后懸掛式割草機(jī)的切割器懸掛在拖拉機(jī)的右后方,方便掛接,傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)緊湊,便于操縱,故采取第三種方案—后懸掛式割草機(jī)。 2.2總體參數(shù)的確定 1.割幅B 參照KUHN—FA372A

30、型割草機(jī),并結(jié)合我們現(xiàn)有的生產(chǎn)能力,將割草機(jī)割幅B確定為2.8米。 2.功率P 整機(jī)功率提升切割器功率切割器功率移動(dòng)切割器功率割草機(jī)滾動(dòng)阻力功率；；切割器空轉(zhuǎn)功率0.8B—切割功率=—切割每平方米面積的莖稈所需功率；取=25kgm/s平方米 =4062.5〔W〕 移動(dòng)切割器所需功率 =507.7〔W〕其中f為滑掌與地面之間摩擦系數(shù)一般為0.3—0.5,取f=0.4；,—地面對(duì)外滑掌的支撐反力,由資料得=24.5kg；=9kg；T為切割器伸進(jìn)莖稈阻力一般為3~5kg取T=4.5kg 割草機(jī)滾動(dòng)阻力功率 ；為割草機(jī)輪子滾動(dòng)阻力系數(shù),由資料查的=0.14=580.05〔W〕 提升

31、切割器功率： 提升切割器所需的時(shí)間為〔當(dāng)輪子轉(zhuǎn)190°即曲柄半徑轉(zhuǎn)190°時(shí)切割器就升起來(lái)了〕所以t=切割器提升拉桿端的作用力無(wú)89.253kg提升拉桿端升起的高度為0.165m所以=212.24〔W〕 所以=5362.5〔W〕=7.2馬力 3.割草機(jī)生產(chǎn)率的計(jì)算 機(jī)器前進(jìn)速度8—10公里/小時(shí),割幅B=2.8米 則〔8—10〕x1000米/小時(shí)x2.8米/666.7平方米=33.5—41.99畝/小時(shí) 即機(jī)器前進(jìn)速度為8公里/小時(shí)或10公里/小時(shí)的理論生產(chǎn)率為33畝/小時(shí)和41畝/小時(shí)。 2.3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇和受力分析 采用三角皮帶輪傳動(dòng),利

32、用拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸作動(dòng)力源,以曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)割刀作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),從而完成牧草切割。當(dāng)切割器工作過(guò)載時(shí),皮帶將打滑,以保證零件不受損壞。 1.活塞力 活塞力Fp是氣體力Fg往復(fù)慣性力Fj和往復(fù)摩擦力Fmp沿氣缸軸線方向作用于活塞上的合力?；钊Φ恼?fù)方向規(guī)定與三個(gè)分力相同,所以,它等于三個(gè)分力的代數(shù)和。Fp=Fg+Fj+Fmp按等曲柄轉(zhuǎn)角間隔計(jì)算活塞力,就可以求得它隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化情況。 2.側(cè)向力和連桿力 活塞力在活塞銷中心B處可以分解為兩個(gè)分力,一個(gè)分力為Fh,其作用方向垂直于氣缸壁,稱為活塞側(cè)向力；另一個(gè)分力Fc,其作用方向沿著連桿中心線,稱為連桿力。則Fh=Fptgβ=Fp

33、λsinα/<1-λ*λsinα*sinα>**1/2 Fc=Fp/cosβ=Fp/<1-λ*λsinα*sinα>**1/2 3.切向力和法向力 連桿力傳到曲柄銷中心A處由可以分解為兩個(gè)力,一個(gè)分力Ft與曲柄中心旋轉(zhuǎn)軌跡圓相切,是為切向力；另一個(gè)分力Fz沿著曲柄方向作用著,為法向力。其計(jì)算公式為： Ft=Fcsin<α+β>=Fpsin<α+β>/cosβ =Fp**1/2> Fz=Fccos<α+β>=Fpcos<α+β>/cosβ =Fp**1/2

34、> 根據(jù)上面兩式就可以求得切向力和法向力隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化情況。 Ft的正方向是反曲柄轉(zhuǎn)向的,Fz的正方向是離開(kāi)曲柄中心的方向。 4.總切向力 壓縮機(jī)的總切向力等于同一曲軸位置上各缸切向力加上壓縮機(jī)的 切向摩擦力的總和,它是外界原動(dòng)機(jī)所要克服的壓縮機(jī)的總阻力。對(duì)于 單缸壓縮機(jī) ∑Ft=Ft+Fmr對(duì)于多缸壓縮機(jī) ∑Ft=∑i+Fmr. 2.3.1曲柄轉(zhuǎn)速 n==；拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速選用528〔r/min〕 2.3.2曲柄半徑r的確定 查資料得2r==75.25〔mm〕,r=37.6〔mm〕式中l(wèi)為連桿長(zhǎng),e為偏心距,s為割刀行程。 2.3.3傳動(dòng)機(jī)

35、構(gòu)設(shè)計(jì) 三角皮帶設(shè)計(jì)：因?yàn)榍懈钇鞴ぷ飨墓β蕿?062.5〔W〕取工作情況系數(shù)=1.2則計(jì)算功率=x4062.5=4875〔W〕查表得可用皮帶為A型。 選擇確定帶輪直徑；選用大帶輪直接=200〔mm〕則小帶輪直徑：=取為0.02則=131〔mm〕查表可得小帶輪直徑為=125〔mm〕此時(shí)傳動(dòng)比為125/200=0.625 0.625-=-0.043＜所以選用直徑對(duì)傳動(dòng)比是合適的。 2.4切割器類型的選擇 通過(guò)對(duì)各種類型切割器性能的比較,并根據(jù)割草機(jī)的牧業(yè)技術(shù)要求,我們將此次的切割器設(shè)計(jì)定為標(biāo)I型。 標(biāo)I型切割器的割刀行程S、動(dòng)刀片間距t及護(hù)刃器間距t1均為76.2mm。該類

36、型切割器動(dòng)刀片為光刃,刀片水平傾角6°30′。其特點(diǎn)是：割刀速度較高,切割性能較強(qiáng),對(duì)粗,細(xì)莖稈的適應(yīng)性較大,該型切割器通用性強(qiáng),適用性廣。 2.5割刀進(jìn)程H的確定 割刀一個(gè)行程時(shí)間機(jī)器前進(jìn)的距離為H,所以H=,—機(jī)器前進(jìn)速度。n—曲柄轉(zhuǎn)速 H=〔8—10〕公里/小時(shí)x30/900轉(zhuǎn)/分=0.—0.093米。 2.5.1擋草板與前進(jìn)方向的夾角Φ 如圖所示,機(jī)組前進(jìn)時(shí),牧草對(duì)擋草板的作用力為P,將其分解為平行與擋草板和垂直于擋草板的兩個(gè)分力T與N。 要使已割下的牧草能順利地沿?fù)醪莅逑禄仨殱M足下式：T＞F〔摩擦力〕T=PcosΦ,F=PsinΦ·f 代入上式可得tg

37、Φ＜Φ＜arctg 由農(nóng)業(yè)機(jī)械手冊(cè)查得f=0.5—0.8所以：Φ＜51.3°—63.4°由于擋草板在垂直于前進(jìn)方向的投影應(yīng)大于拖拉機(jī)右后輪寬度B和滑掌到右后輪外側(cè)距離L之和；即：B+L＜lsinΦ Φ值也受擋草板長(zhǎng)度l的限制,所以Φ取40° 2.5.2切割器工作性能分析 切割速度：如圖6所示：X=-lsinψ由于tgψ=tgαcosφ因此：； 割刀的最大位移Xmax=lsinα=,故X=；所以 割刀的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性為：X=-σcoswt；Vx=μsinwt；=w2δcoswt。其中系數(shù)σ=；u=；δ= 〔圖〕割刀切割開(kāi)始及終了的位移 S—割刀行程 W—擺軸轉(zhuǎn)速 α—

38、擺角 如圖所示 X始=S-=19.7mm X終=S-=57.7mm 相應(yīng)的Φ始=61.3°Φ=120.15° 割刀最大運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生在wt=90°時(shí),即Vmax== 割刀運(yùn)動(dòng)平均速度Vx平= 割刀開(kāi)始切割及終了切割速度分別為： V始=3.18m/s〔將α始=61.3°代入速度方程式求得〕 V終=3.13m/s〔將α終=120.15°代入速度方程式求得〕 2.5.3切割圖 切割圖 如圖所示：A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方程為：X=rσcosΦ+,Y=；其Y方向的運(yùn)動(dòng)是均速運(yùn)動(dòng),即機(jī)組的

39、前進(jìn)速度為常數(shù)。 作圖方法： 1.將機(jī)組在割刀一個(gè)行程中的前進(jìn)的距離Hσ等分為,……,各等分點(diǎn)對(duì)應(yīng)Φ角分別為 0°,30°,…180°。 2. 分別求出Φ為上述值時(shí),X的對(duì)應(yīng)值 3. 分別將,；,……等各對(duì)值合成,并聯(lián)接所有合成點(diǎn),即得A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 4. 利用推平行線的方法將該曲線移至割刀頂端點(diǎn)之間,因此ABCD便為割刀在一個(gè)行程中切割過(guò)的面積—切割圖。 5. 由圖可見(jiàn),在相鄰兩定刀片之間的作物,由于所處位置不同,有三種不同的切割情況： 1. 一次切割面〔Ⅰ面〕：在此面的作物被動(dòng)刀片推至定刀片的刃線上,并在定刀片支持下切割。而這時(shí)的莖稈在切割之前就產(chǎn)生了橫向切割,但傾斜量不

40、大,割茬較低。 2. 重割面〔Ⅱ〕：割刀刃線在此面通過(guò)兩次,有可能將割過(guò)的殘茬重割一次,因而功率消耗增加。 3. 初次漏割面〔Ⅲ面〕：割刀刃線沒(méi)有在該面通過(guò),該面的莖稈被刀桿推向下一次的一次切割面中進(jìn)行切割,因而莖稈的縱向傾斜較大,割茬較高。而且由于切割比較集中,切割阻力較大,如割刀面太長(zhǎng),有的莖稈將被推倒造成漏割。 當(dāng)提高機(jī)器前進(jìn)速度時(shí),即增大進(jìn)程H時(shí),重割面減小,漏割面增大,割茬增高的面積就多,當(dāng)減小進(jìn)程H時(shí),重割面增大初次漏割面減小,但會(huì)影響牧草產(chǎn)量,因而較好的切割面,應(yīng)該是重割面與初次漏割面都比較小。 實(shí)驗(yàn)指出,當(dāng)割刀的平均速度V平=和機(jī)器前進(jìn)速度的比值在0.8—1.2之間時(shí),

41、可以得到滿意的切割質(zhì)量。本機(jī)的情況是:=2.286m/s,=2.222—2.777m/s,=1.03—0.83 3.9GC—2.1型后懸掛往復(fù)式割草機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 動(dòng)力來(lái)源：拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸 切割器驅(qū)動(dòng)方式：曲柄連桿 切割器提升方式：拖拉機(jī)液壓裝置 機(jī)組前進(jìn)速度：8—10公里/小時(shí) 理論生產(chǎn)率：33—41畝/小時(shí) 切割器類型：標(biāo)I型 設(shè)計(jì)割幅：2.8米 切割圍：滑掌對(duì)地平面向上45°,向下30° 畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會(huì) 隨著畢業(yè)日子的臨近,畢業(yè)設(shè)計(jì)也終于接近了尾聲。經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成

42、了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié),但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)自己前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn),而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)的知識(shí)還很欠缺。自己需要學(xué)習(xí)的東西還有很多。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我明白了學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程,在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí),努力提高自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們同學(xué)之間的關(guān)系更進(jìn)一步,同學(xué)之間互相幫助,有什么不懂的大家在一起商量,聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)有很大的幫助,所以在這里非常感謝幫助過(guò)我的同學(xué)和我的搭檔。

43、 在此要感謝我的指導(dǎo)老師林對(duì)我的悉心指導(dǎo),感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我通過(guò)查閱大量的有關(guān)資料,與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn),向老師請(qǐng)教,使自己學(xué)到了不少知識(shí),也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲是巨大的。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力,樹(shù)立了對(duì)自己的信心,相信會(huì)對(duì)今后的工作、生活有非常重要的影響。而且大大的提高了自己的動(dòng)手能力,使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的不太好,但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西才是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的最大收獲和財(cái)富,使我終身受益。 參考文獻(xiàn) 1. 《畜牧業(yè)機(jī)械化》中國(guó)農(nóng)業(yè)2005.12 2. 《飼草生產(chǎn)機(jī)械與設(shè)備》中國(guó)農(nóng)業(yè)2009.5 3. 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》1982.1 4. 《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)1973.9 5. 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》冶金工業(yè)1980 6. 《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》美國(guó)農(nóng)業(yè)工程師學(xué)會(huì) 7. 《中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)發(fā)展規(guī)律史》機(jī)械工業(yè)1993.11 8. 《我國(guó)畜牧機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)》畜牧業(yè)機(jī)械化2001.1 9. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)〔1—5〕機(jī)械工業(yè)1998