青貯飼料收獲機(jī)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,青貯飼料,收獲,收成,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說明書,仿單 塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級(jí) 農(nóng)機(jī)13-1班 學(xué)生姓名 代山林 學(xué)號(hào) 8031209136 課題名稱 青貯飼料收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 起止時(shí)間 年 月 日—— 年 月 日（共 14 周） 指導(dǎo)教師 李宜峰 職稱 講師 課題內(nèi)容 國外的青貯飼料收獲機(jī)已經(jīng)發(fā)展成熟，國內(nèi)也有很多此類機(jī)械，但從總體上看，國內(nèi)青貯飼料收獲機(jī)存在適應(yīng)性普遍較差、損失率過大、機(jī)械效率不高、結(jié)構(gòu)不緊湊等缺點(diǎn)。因此，根據(jù)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)對(duì)青貯飼料收獲機(jī)的發(fā)展要求，需要設(shè)計(jì)一種普適性高、損失率小、操作簡(jiǎn)便靈活、經(jīng)濟(jì)效益高的多功能青貯飼料收獲機(jī)。具體要求如下： 1.選擇合適的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式以達(dá)到減少耗能的目的，設(shè)計(jì)關(guān)鍵收獲裝置和后續(xù)處理裝置。 2.利用CAD繪制二維裝配圖和零件圖。 3.利用Solidworks繪制三維圖。 擬定工作進(jìn)度（以周為單位） 第1～2周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。 第3～4周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的青貯飼料收獲機(jī)總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 第5～6周 根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊(cè)，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。 第7～9周 運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。 第10～11周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。 第12周 從工藝性能、經(jīng)濟(jì)性能、實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)、校核、修正。 第13周 完成設(shè)計(jì)說明書。 第14周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。 主要參考文獻(xiàn) [1]朱孔欣.我國青貯飼料收獲機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械,2012,(11):82-84. 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[8]無.自走式青貯飼料收獲機(jī)[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,2009,(12):13-13. 任務(wù)下達(dá)人（簽字） 年 月 日 任務(wù)接受人意見 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。 2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。 3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。 前 言 玉米秸稈具有很高的利用價(jià)值。近年來，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，動(dòng)物飼料短缺的問題日益嚴(yán)重，在冬季尤為嚴(yán)重。在我國農(nóng)村，玉米秸稈作為動(dòng)物飼料有著悠久的歷史，但是玉米秸稈在進(jìn)行收獲時(shí)大多采用人工收獲，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；機(jī)器收獲則多是將秸稈粉碎還田。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種玉米收獲機(jī)，能夠?qū)⒔斩挿鬯榈耐瑫r(shí)送入集草車，這種方法固然便于收集，但運(yùn)貯作業(yè)費(fèi)工費(fèi)時(shí)。 本實(shí)用新型提供一種玉米收獲機(jī)的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，包括摘穗棍，工作時(shí)，穗莖兼收割臺(tái)將果穗摘下并將莖稈收集、切碎，然后，果穗經(jīng)果穗升運(yùn)器進(jìn)入果穗箱，碎玉米莖稈在碎莖稈拋送器的作用下被拋送至集草箱。 關(guān)鍵詞：穗莖兼收；摘穗裝置；切碎裝置 畢業(yè)設(shè)計(jì) 青貯飼料收獲機(jī) 設(shè)計(jì)說明書 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所屬學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 日 期 機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 200 年 月 第 期 青貯玉米收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 代山林 （塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300） 摘 要：玉米秸稈具有很高的利用價(jià)值。近年來，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，動(dòng)物飼料短缺的問題日益嚴(yán)重，在冬季尤為嚴(yán)重。在我國農(nóng)村，玉米秸稈作為動(dòng)物飼料有著悠久的歷史，但是玉米秸稈在進(jìn)行收獲時(shí)大多采用人工收獲，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；機(jī)器收獲則多是將秸稈粉碎還田。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種玉米收獲機(jī)，能夠?qū)⒔斩挿鬯榈耐瑫r(shí)送入集草車，這種方法固然便于收集，但運(yùn)貯作業(yè)費(fèi)工費(fèi)時(shí)。本實(shí)用新型提供一種玉米收獲機(jī)的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，包括摘穗棍，工作時(shí)，穗莖兼收割臺(tái)將果穗摘下并將莖稈收集、切碎，然后，果穗經(jīng)果穗升運(yùn)器進(jìn)入果穗箱，碎玉米莖稈在碎莖稈拋送器的作用下被拋送至集草箱。 關(guān)鍵詞：穗莖兼收；摘穗裝置；切碎裝置 中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： - 4 - 0 引言 玉米是我國三大糧食作物之一，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)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要意義。我國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，居世界第二位，玉米年產(chǎn)量達(dá)12029萬噸，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)民焚燒秸稈問題一個(gè)重要的原因是沒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)合我國國情和各種使用條件，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，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 設(shè)計(jì)原理及機(jī)構(gòu) 1.1 設(shè)計(jì)原理 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)民焚燒秸稈問題一個(gè)重要的原因是沒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，為大機(jī)配套使用。首次采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，提高了各部分的通用性能，減少了機(jī)具的進(jìn)地次數(shù)，降低了作業(yè)成本，對(duì)冬小麥搶時(shí)搶種增收效果十分明顯。 1.2 總體設(shè)計(jì) 分體式小麥免耕播種機(jī)結(jié)構(gòu)示意，如圖1所示 圖1 青貯飼料收獲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 工作時(shí)，由切斷刀將莖稈從植株根部割斷，摘穗輥夾持摘穗，在摘穗輥夾持摘穗并向下導(dǎo)送莖稈的過程中，切碎刀切碎莖稈并將其甩入并經(jīng)由橫向攪龍進(jìn)入拋送器切斷，拋送器將碎莖稈輸送到集草箱。 2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 2.1摘穗輥 摘穗輥分為前后兩部分，前部為導(dǎo)流錐，后部是摘穗段和強(qiáng)拉段，在軸上裝有軸承，軸承安裝在軸承座上，軸承座安裝在機(jī)架上，并且可通過調(diào)節(jié)軸承座與機(jī)架的間距來改變兩個(gè)摘穗輥之間的間隙。后段為強(qiáng)拉段，主要作用是將秸稈的末梢和摘穗中拉斷的秸稈強(qiáng)行拉出以防堵塞。強(qiáng)拉段上是與軸線平行的凸棱，為了加強(qiáng)拉引和喂入效果，強(qiáng)拉段采用五棱式。其作用是對(duì)莖稈進(jìn)行徑向引流和拉斷。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2 為減小果穗損傷和損失，摘穗輥直徑應(yīng)較小，摘穗輥直徑一般為40mm~l00mm，因此采用50mm。同樣為了減少果穗的損傷和籽粒的損失，應(yīng)減少果穗在摘穗輥上停留的時(shí)間，因此兩個(gè)摘穗輥有一個(gè)高度差，外側(cè)摘穗輥要高于內(nèi)側(cè)摘穗輥，這個(gè)高度差一般為35mm。外側(cè)摘穗輥軸線高于內(nèi)側(cè)摘穗輥，一般摘穗輥?zhàn)畹忘c(diǎn)應(yīng)在一個(gè)水平面上，但實(shí)際作業(yè)中倒流錐的功能與長(zhǎng)度的關(guān)聯(lián)程度不大，因此兩摘穗輥總長(zhǎng)均取1100mm。摘穗輥線速度v是保證摘穗輥正常工作的重要因素。當(dāng)v小于2.5m／s時(shí)，由于摘穗輥與秸稈之問產(chǎn)生打滑，容易造成堵塞。當(dāng)線速度過高時(shí)，將是果穗和摘穗輥?zhàn)矒袅υ龃?，果穗落粒加劇。臥式摘穗輥水平配置傾角為35～40時(shí)，其頂圓線速度為3.3m／s～3.8m／s，考慮到果穗損失采用3.5m／s。摘穗輥的轉(zhuǎn)速一般為600～820r／mi n，當(dāng)摘穗輥頂圓線速度為3.5m／s時(shí)，摘穗輥的轉(zhuǎn)速為 可見轉(zhuǎn)速在許可范圍內(nèi)。摘穗輥之間的間隙也是影響摘穗性能的因素，兩摘穗輥之間的問隙較秸稈直徑小，約為秸稈直徑的30％~50％。玉米秸稈平均直徑為25mm，間隙約為7.5mm~12.5mm，調(diào)節(jié)摘穗輥前端的軸承可以調(diào)節(jié)間隙。 圖2 摘穗輥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 2.2傳動(dòng)軸 動(dòng)刀軸由聯(lián)軸器傳入動(dòng)力,功率P=2.5kw,轉(zhuǎn)速為n=1000r/min,軸上安裝有軸承、動(dòng)刀盤、外殼和割斷刀。 ①估算軸徑取C=112(假設(shè)材料為45鋼) ②各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸前端安裝割斷刀,刀架左向定位用軸肩,軸肩高度取2.5mm,刀架內(nèi)徑為25mm,則左側(cè)軸徑為30mm。選用軸承的內(nèi)徑為30mm,定位為軸肩,軸肩高度取2.5mm,則兩軸承定位處軸徑為35mm。內(nèi)外側(cè)動(dòng)刀盤定位為軸肩,軸肩高度為2.5mm,則定位處軸徑為40mm。中間動(dòng)刀盤定位為緊定螺釘,螺釘型號(hào)為M8。動(dòng)刀軸與變速箱通過套筒聯(lián)軸器連接,連接段為方形,長(zhǎng)度為50mm。 ③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖3所示 圖3 傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 2.3螺旋輸送器 本設(shè)計(jì)的輸送機(jī)構(gòu)采用螺旋桿機(jī)構(gòu)，螺旋桿輸送的優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。 取輸送器的轉(zhuǎn)速，輸送器需用功率 （4-16） 式中：—輸送器長(zhǎng)度，m —秸稈阻力系數(shù)， —傾斜安裝高度， — 輸送效率，0.3 則： 初選螺旋直徑=150mm 螺旋線高度=210mm 螺距=380mm 根據(jù)設(shè)計(jì)需求螺旋桿的桿直徑為=50mm L= 軸的最大剪應(yīng)力為 max<, 所以軸滿足強(qiáng)度要求。 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3 圖3 輸送螺旋器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3 總結(jié) （1）該機(jī)以玉米為對(duì)象而設(shè)計(jì)的，所以其應(yīng)用范圍有局限性，需改進(jìn)。 （2）本設(shè)計(jì)采用拖拉機(jī)為源動(dòng)力，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，理論上達(dá)到了達(dá)到了摘穗并對(duì)穗桿進(jìn)行分節(jié)收獲，由于沒有實(shí)際檢驗(yàn)，實(shí)際的可行性程度還不能確定，有待改進(jìn)。 4 參考文獻(xiàn) [1]陳長(zhǎng)林,張彬,沐森林.CX4Q-1A型青貯機(jī)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究,2009,01:185-188. 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本設(shè)計(jì)通過對(duì)玉米、高粱等高稈作物和青貯大麥、燕麥、首稽等矮稈作物。針對(duì)現(xiàn)有矮稈割臺(tái)存在撥禾輪返草和底部秸稈殘留的現(xiàn)象研究。解決各運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于技術(shù)指標(biāo)的影響。最終確定自走式青飼收獲機(jī)來完成所需的要求。提高了青貯飼料收獲效率以及經(jīng)濟(jì)效率。 2、本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 國外從20世紀(jì)40年代初開始使用青貯飼料收獲機(jī)。到20世紀(jì)70年代中期,先后推出甩刀型和通用型兩代產(chǎn)品。通用型青貯飼料收獲機(jī),一般有高稈割臺(tái)、矮稈割臺(tái)和草條撿拾器3種附件，機(jī)具結(jié)構(gòu)合理、性能日臻完善。 國外青貯飼料收獲機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)日臻成熟，自走式、牽引式和懸掛式并行發(fā)展。目前，大馬力、高生產(chǎn)率的自走式青貯飼料收獲機(jī)發(fā)展速度很快，它可以滿足收貯青飼料的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求和集約化經(jīng)營(yíng)的需要。主要有通用型和甩刀型2種類型。通用型青貯飼料收獲機(jī)，因其適應(yīng)性廣、飼料切碎質(zhì)量好、切段均勻，受到市場(chǎng)普遍歡迎。目前，國外生產(chǎn)的自走式青貯飼料收獲機(jī)，它除了可以收獲青飼玉米、高粱等高稈作物外，還可以收獲大麥、燕麥和首楷等矮稈作物，而且可以進(jìn)行不對(duì)行收割。 自走式青貯飼料收獲機(jī)自身配有發(fā)動(dòng)機(jī)和行走系統(tǒng),使得機(jī)身與動(dòng)力及行走裝置融為一體,從而具備了可操控性好、生產(chǎn)效率高、機(jī)動(dòng)性能好、適應(yīng)性廣等特點(diǎn),適合大型奶牛場(chǎng)及大面積種植青貯作物的農(nóng)牧場(chǎng)使用。根據(jù)飼料作物品種、收獲方式及收獲后的用途不同,一臺(tái)自走式青貯飼料收獲機(jī)的主機(jī)一般配三種割臺(tái),即高稈割臺(tái)、矮稈割臺(tái)(又稱牧草割臺(tái))和撿拾器。國外自走式青貯飼料收獲機(jī)以配備高稈割臺(tái)和撿拾器為主。 我國青貯飼料收獲機(jī)械研究生產(chǎn)起步較晚,現(xiàn)階段我國青貯飼料收獲機(jī)生產(chǎn)企業(yè)整體實(shí)力不太強(qiáng),自研能力相對(duì)較弱,生產(chǎn)相對(duì)分散,加上國內(nèi)機(jī)械制造水平相對(duì)落后,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。國內(nèi)青貯飼料收獲機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)同國際先進(jìn)水平還有相當(dāng)大的差距。目前，國內(nèi)青貯飼料收獲機(jī)類型主要代表有： 一、自走式青貯飼料收獲機(jī)。主要代表有： (1)中機(jī)美諾科技股份有限公司生產(chǎn)的9265和9265A型自走式青貯飼料收獲機(jī)。該機(jī)可一次完成收割、切碎并將切碎飼料拋入拖車等作業(yè),屬于通用型青貯飼料收獲機(jī)。收獲不同作物時(shí), 可更換相應(yīng)割臺(tái),主機(jī)部分通用。 (2) 機(jī)械研究院研究的牧神9QSZ一3000型自走式青(黃)貯飼料收獲機(jī)。該機(jī)主要用于青貯玉米、高粱等桿狀類飼料作物秸稈的不對(duì)行收獲,亦可一次性連續(xù)完成收割、切碎、調(diào)質(zhì)、拋送裝車等多項(xiàng)作業(yè)。 二、懸掛式青貯飼料收獲機(jī)。代表產(chǎn)品主要有黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院的4QX系列玉米青貯收獲機(jī)。該機(jī)屬于不分行高稈作物青貯飼料收獲機(jī)，適用于青貯玉米、高粱和蘇丹草等高稈作物的青貯收獲。該機(jī)可一次完成兩行青貯玉米的割倒、喂入、切碎、拋送和裝車等多項(xiàng)作業(yè)。 從總體情況看，目前國內(nèi)青貯飼料收獲機(jī)械化仍存在3大問題。 一、機(jī)具問題，主要表現(xiàn)在適應(yīng)性普遍較差和損失率過大。 二、農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)結(jié)合的問題，主要表現(xiàn)在農(nóng)機(jī)要為農(nóng)業(yè)服務(wù)，要為農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)、增收、優(yōu)質(zhì)、低耗和安全服務(wù)，但目前農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)結(jié)合性較差。 三、使用問題，主要體現(xiàn)在由于機(jī)手操作不當(dāng)，造成作業(yè)效果差，使用效率低。 3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 成功設(shè)計(jì)出青貯飼料收獲機(jī)應(yīng)有以下幾個(gè)任務(wù)要求： 青飼料收獲是一項(xiàng)對(duì)作業(yè)及時(shí)性要求極高的作業(yè)項(xiàng)目,因?yàn)榍噘A飼料對(duì)養(yǎng)分含量切碎度、發(fā)酵性能要求高,收獲過早或過遲都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大影響,收獲過早,則干物質(zhì)及養(yǎng)分含量低,水分含量過高;收獲過遲,則過度纖維化,水分含量過低,不利于充分發(fā)酵。因此，自走式飼料收獲機(jī)需集收割、切碎、拋送裝車于一體,作業(yè)質(zhì)量好,作業(yè)效率高,損失小,轉(zhuǎn)移方便。 可行性分析：通用型青貯飼料收獲機(jī)可用來收獲各種青飼草料。有牽引式、懸掛式、半懸掛式和自走式四種結(jié)構(gòu)型式,目前四種都有應(yīng)用。其中前三種機(jī)型需要拖拉機(jī)提供動(dòng)力,自走式機(jī)型有獨(dú)立行走底盤,具有生產(chǎn)效率高、機(jī)動(dòng)性能好、主機(jī)可帶多種割臺(tái),適應(yīng)性廣,適合大中型奶牛場(chǎng)及農(nóng)牧場(chǎng)。通用自走式機(jī)型一般由矮稈割臺(tái)、高稈不對(duì)行割臺(tái)、高稈對(duì)行割臺(tái)、撿拾器(又稱拾禾臺(tái))四個(gè)附件和一個(gè)主機(jī)組成。主機(jī)可以和任一附件組合。當(dāng)直接收獲禾本科和豆科牧草等矮稈作物時(shí),采用矮稈割臺(tái)；直接收獲青貯玉米、高粱等高稈青貯作物時(shí),采用不對(duì)行割臺(tái)和對(duì)行割臺(tái)；收獲在田間晾曬成條的牧草時(shí),采用撿拾裝置。 4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 4.1 研究?jī)?nèi)容 本課題重點(diǎn)研究自走式青貯飼料收獲機(jī)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大麥、燕麥及禾本科、豆科牧草等青貯作物收獲。 4.2解決思路 解決的思路如下： 首先查找有關(guān)青飼料收獲機(jī)的資料，了解國內(nèi)外有關(guān)青飼料收獲機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r。從而，明確要解決的問題；掌握我國青飼料收獲機(jī)的發(fā)展情況。通過文獻(xiàn)調(diào)研、理論分析來確定設(shè)計(jì)方案。根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的青貯飼料收獲機(jī)總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊(cè)，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。利用CAD繪制二維裝配圖和零件圖，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。從工藝性能、經(jīng)濟(jì)性能、實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)、校核、修正。 5、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃 完成本課題的方案：在原有自走式青貯飼料收獲基礎(chǔ)上，對(duì)關(guān)鍵收獲部位進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用正交分析，改進(jìn)撥禾輪，達(dá)到作業(yè)效率高 ，動(dòng)力消耗小、機(jī)械效率高、工作可靠、適于不同種植密度。 第1～2周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。 第3～4周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的青貯飼料收獲機(jī)總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 第5～6周 根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊(cè)，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。 第7～9周 運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。 第10～11周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。 第12周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)、校核、修正。 第13周 完成設(shè)計(jì)說明書。 第14周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。 6、主要參考文獻(xiàn) [1]陳長(zhǎng)林,張彬,沐森林. 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輸送蛟龍結(jié)論（1）該青貯飼料收獲機(jī)相對(duì)其他大型收獲機(jī)具有操作靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，適用于大型收獲機(jī)無法進(jìn)入的地形。（2）本設(shè)計(jì)采用拖拉機(jī)為源動(dòng)力，理論上達(dá)到了達(dá)到了摘穗并對(duì)穗桿進(jìn)行分節(jié)收獲，由于本設(shè)計(jì)沒有進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)，對(duì)其實(shí)際的可行性程度還不能確定。（3）由于該設(shè)計(jì)是針對(duì)玉米所設(shè)計(jì)的，所以該機(jī)器的應(yīng)用范圍有一定的限制，有待完善。請(qǐng)各位老師批評(píng)指正！請(qǐng)各位老師批評(píng)指正！ 13 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 青貯飼料收獲機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 代山林 學(xué) 號(hào) 8031209136 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 13-1 指導(dǎo)教師 李傳峰 日 期 2013.05 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 前 言 玉米秸稈具有很高的利用價(jià)值。近年來，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，動(dòng)物飼料短缺的問題日益嚴(yán)重，在冬季尤為嚴(yán)重。在我國農(nóng)村，玉米秸稈作為動(dòng)物飼料有著悠久的歷史，但是玉米秸稈在進(jìn)行收獲時(shí)大多采用人工收獲，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；機(jī)器收獲則多是將秸稈粉碎還田。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種玉米收獲機(jī)，能夠?qū)⒔斩挿鬯榈耐瑫r(shí)送入集草車，這種方法固然便于收集，但運(yùn)貯作業(yè)費(fèi)工費(fèi)時(shí)。 本實(shí)用新型提供一種玉米收獲機(jī)的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，包括摘穗棍，工作時(shí)，穗莖兼收割臺(tái)將果穗摘下并將莖稈收集、切碎，然后，果穗經(jīng)果穗升運(yùn)器進(jìn)入果穗箱，碎玉米莖稈在碎莖稈拋送器的作用下被拋送至集草箱。 關(guān)鍵詞：穗莖兼收；摘穗裝置；切碎裝置 目錄 1緒論 1 1.1課題研究的目的和意義 1 1.2國內(nèi)玉米收獲機(jī)的研制狀況 1 1.3 國外玉米收獲機(jī)的研制狀況及趨勢(shì) 2 1.4現(xiàn)有玉米秸稈青貯機(jī)械收獲的方法 3 1.5 課題研究的主要內(nèi)容 5 2. 總體方案的設(shè)計(jì) 5 2.1設(shè)計(jì)的基本原理 5 2.2樣機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 5 3 關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 6 3.1設(shè)計(jì)指標(biāo) 6 3.2摘穗輥設(shè)計(jì) 6 3.3滾筒刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 4主要部件的選擇及強(qiáng)度校核 10 4.1 軸的設(shè)計(jì)與校核 10 4.2鍵的強(qiáng)度校核 13 4.3螺旋輸送器的計(jì)算 13 4.4 V帶的選擇 15 結(jié) 論 16 致 謝 17 參 考 文 獻(xiàn) 18 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1緒論 1.1課題研究的目的和意義 玉米是我國三大糧食作物之一，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)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要意義。我國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，居世界第二位，玉米年產(chǎn)量達(dá)12029萬噸，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)民焚燒秸稈問題一個(gè)重要的原因是沒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)合我國國情和各種使用條件，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，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國內(nèi)玉米收獲機(jī)的研制狀況 我國玉米收獲機(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，我國從事玉米收獲機(jī)研制生產(chǎn)的單位有60多家，已開發(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。但總體說來國內(nèi)的果穗收獲、莖稈切碎一體化的技術(shù)尚未成熟。我國玉米收獲機(jī)械化仍然存在著許多問題。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、果穗損失率高等問題。 我國目前從事玉米聯(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)民的購買力和玉米收獲機(jī)的關(guān)鍵部件的可靠性等問題。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)未來幾年將會(huì)出現(xiàn)比較實(shí)用的暢銷機(jī)型。 1.3 國外玉米收獲機(jī)的研制狀況及趨勢(shì) 目前國外玉米收獲機(jī)的研究與生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，目前在美國、德國、烏克蘭、俄羅斯等西方國家的玉米收獲(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。如美國的Johndeere公司、Case公司、德國的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。通過以上的比較不難發(fā)現(xiàn)，我國的玉米聯(lián)合收獲機(jī)械的現(xiàn)狀跟國外一些先進(jìn)技術(shù)相比還有相當(dāng)大的差距，我國的科研人員在機(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。 1.4現(xiàn)有玉米秸稈青貯機(jī)械收獲的方法 現(xiàn)有玉米秸稈青貯機(jī)械收獲的方法有 5 種： （1）整稈側(cè)后輸送鋪放。撥禾輪把秸稈撥向割臺(tái)扶持切割秸稈后，秸稈由輸送鏈輸送到機(jī)組一側(cè)或側(cè)后方鋪放。玉米果穗需要人工提前摘穗或者鋪放后摘穗，秸稈收集后利用鍘草機(jī)粉碎，然后進(jìn)行青貯或飼喂。 圖1-1 4G-2.2C 型玉米收獲機(jī) 圖1-2 4YZQ-4 自走式穗莖兼收玉米收獲機(jī) （2）運(yùn)輸車伴行飼草收集。玉米果穗由聯(lián)合收獲機(jī)或人工收獲，秸稈分別由聯(lián)合收獲機(jī)的粉碎裝置和秸稈切碎回收機(jī)（青貯機(jī)）粉碎后拋送到伴行的運(yùn)輸車上。代表機(jī)型有山東海山集團(tuán)的 4YZQ-4 自走式莖穗兼收玉米收獲機(jī)（圖1.2）、石家莊中州機(jī)械制造有限公司的 4JQHSJ-170 型秸稈切碎回收機(jī)等。 圖1-3 MR-810 細(xì)斷型玉米青貯收獲機(jī) 圖1-4 穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī) （3）穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲。背負(fù)式或自走式玉米收獲機(jī)收獲玉米時(shí)，將秸稈切碎回收到集草箱，集滿后再卸到運(yùn)輸車上。代表機(jī)型有山東向農(nóng)公司生產(chǎn)的穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲等。 圖1-5 XDNZ-2600 型自走式玉米青（黃）貯飼草料收獲機(jī) （4）青（黃）貯飼草料收獲。采用仿形浮動(dòng)雙圓盤立式割臺(tái)，將玉米整株（果穗和秸稈）粉碎后拋送到運(yùn)輸車上。這種方法作業(yè)效率高，但收集的飼草料不易保存，整機(jī)價(jià)格昂貴。代表機(jī)型如現(xiàn)代農(nóng)裝北方（北京）農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 XDNZ-2600 型自走式玉米青貯飼料收割機(jī)。 圖1-6 4JQHSJ-170 型秸稈切碎回收機(jī) （5）秸稈青貯打捆聯(lián)合收獲。玉米秸稈由青貯機(jī)收獲粉碎，然后拋送至后方的集草箱，集草箱下方有打捆裝置，將飼草打成圓捆后用塑網(wǎng)或麻繩捆扎。代表機(jī)型有日本 STAR 公司生產(chǎn)的 MR-810 細(xì)斷型玉米青貯收獲機(jī)。 1.5 課題研究的主要內(nèi)容 在我國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)用新型提供一種玉米收獲機(jī)的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，包括摘穗棍，工作時(shí)，穗莖兼收割臺(tái)將果穗摘下并將莖稈收集、切碎，然后，果穗經(jīng)果穗升運(yùn)器進(jìn)入果穗箱，碎玉米莖稈在碎莖稈拋送器的作用下被拋送至集草箱。 2總體方案的設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)的基本原理 本設(shè)計(jì)以現(xiàn)有玉米收獲和飼草青貯機(jī)械化技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)各個(gè)工作單元進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)和優(yōu)化組合，在收獲玉米果穗的同時(shí)，可完成玉米莖桿的收集、切碎、拋送作業(yè)，實(shí)現(xiàn)功能集成和運(yùn)動(dòng)相位的準(zhǔn)確耦合。 2.2樣機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 (1)樣機(jī)結(jié)構(gòu) 青貯玉米收獲機(jī)主要由穗莖兼收割臺(tái)、碎莖稈拋送器、喂料裝置等組成。其結(jié)構(gòu)圖（1-1）： 圖1-1 (2)工作原理 工作時(shí)，穗莖兼收割臺(tái)將果穗摘下并將莖桿收集、切碎。然后，果穗經(jīng)果穗升運(yùn)器進(jìn)入果穗箱，碎玉米莖桿在碎莖稈拋送器的作用下被拋送至集草箱。集草箱內(nèi)的穗莖稈由喂料裝置喂人打捆裝置成捆室，并在打捆裝置壓縮輥的作用下，將其卷壓成園捆，最后，由繞繩機(jī)構(gòu)對(duì)曹捆繞繩。 3關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 3.1設(shè)計(jì)指標(biāo) 要求秸稈切碎長(zhǎng)度<3cm 3.2摘穗輥設(shè)計(jì) （1)輥型的設(shè)計(jì) 摘穗輥分為立式和臥式兩種，臥室摘穗輥分為前中后三段，前端為導(dǎo)流錐，是帶有螺旋凸棱的錐體，作用是將秸稈引導(dǎo)進(jìn)入兩摘穗輥間的間隙，中段為摘穗段，摘穗段主要有兩種結(jié)構(gòu)，一種是在輥體上帶有螺旋狀凸棱，一種是單螺旋摘穗輥。摘穗輥的后段為強(qiáng)拉段，作用是將玉米秸稈的梢部和在摘穗過程成被拉斷的秸稈強(qiáng)行拉出摘穗輥，以防堵塞。帶有螺旋狀凸棱摘穗輥的簡(jiǎn)圖見圖3-1。 圖3-1 多螺旋凸棱的摘穗輥 根據(jù)有關(guān)資料顯示圖3-1所示的多螺旋摘穗輥摘穗性能比單螺旋輥型好，因此本設(shè)計(jì)采用的是多螺旋臥式摘穗輥。 （2）摘穗輥性能參數(shù)的確定 摘穗輥式玉米割臺(tái)配置方式為縱向傾斜，前低后高，軸線與水平線夾35～40．兩輥的軸線基本平行。 為減小果穗損傷和損失，摘穗輥直徑應(yīng)較小，摘穗輥直徑一般為40mm~l00mm，因此采用50mm。同樣為了減少果穗的損傷和籽粒的損失，應(yīng)減少果穗在摘穗輥上停留的時(shí)間，因此兩個(gè)摘穗輥有一個(gè)高度差，外側(cè)摘穗輥要高于內(nèi)側(cè)摘穗輥，這個(gè)高度差一般為35mm。外側(cè)摘穗輥軸線高于內(nèi)側(cè)摘穗輥，一般摘穗輥?zhàn)畹忘c(diǎn)應(yīng)在一個(gè)水平面上，但實(shí)際作業(yè)中倒流錐的功能與長(zhǎng)度的關(guān)聯(lián)程度不大，因此兩摘穗輥總長(zhǎng)均取1100mm。摘穗輥線速度v是保證摘穗輥正常工作的重要因素。當(dāng)v小于2.5m／s時(shí)，由于摘穗輥與秸稈之問產(chǎn)生打滑，容易造成堵塞。當(dāng)線速度過高時(shí)，將是果穗和摘穗輥?zhàn)矒袅υ龃?，果穗落粒加劇。臥式摘穗輥水平配置傾角為35～40時(shí)，其頂圓線速度為3.3m／s~3.8m／s，考慮到果穗損失采用3.5m／s。摘穗輥的轉(zhuǎn)速一般為600~820r／mi n，當(dāng)摘穗輥頂圓線速度為3.5m／s時(shí)，摘穗輥的轉(zhuǎn)速為 （3-1） 可見轉(zhuǎn)速在許可范圍內(nèi)。摘穗輥之間的間隙也是影響摘穗性能的因素，兩摘穗輥之間的問隙較秸稈直徑小，約為秸稈直徑的30％~50％。玉米秸稈平均直徑為25mm，間隙約為7.5mm~12.5mm，調(diào)節(jié)摘穗輥前端的軸承可以調(diào)節(jié)間隙。 （3）摘穗輥各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘穗輥分為前后兩部分，前部為導(dǎo)流錐，后部是摘穗段和強(qiáng)拉段，在軸上裝有軸承，軸承安裝在軸承座上，軸承座安裝在機(jī)架上，并且可通過調(diào)節(jié)軸承座與機(jī)架的間距來改變兩個(gè)摘穗輥之間的間隙。后段為強(qiáng)拉段，主要作用是將秸稈的末梢和摘穗中拉斷的秸稈強(qiáng)行拉出以防堵塞。強(qiáng)拉段上是與軸線平行的凸棱，為了加強(qiáng)拉引和喂入效果，強(qiáng)拉段采用五棱式。 ①導(dǎo)流錐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 內(nèi)外側(cè)摘穗管導(dǎo)流錐的長(zhǎng)度均取100mm，表面凸棱寬度為10mm，高度為5mm，螺距取42mm。導(dǎo)流錐如圖3-2所示。 圖3-2導(dǎo)流錐簡(jiǎn)圖 ②摘穗輥中段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘穗輥的中段為主要摘穗?yún)^(qū)域，其表面有螺旋狀凸棱，且兩個(gè)棍子的螺旋方向相反，并且交錯(cuò)配置。中段長(zhǎng)度一般為500mm~1000mm，螺距一般為160~170mm。為了保證摘穗質(zhì)量中段長(zhǎng)度取900mm。 ③摘穗輥強(qiáng)拉段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 強(qiáng)拉段長(zhǎng)度一般為120~320mm，強(qiáng)拉段表面有與軸線平行的凸棱，主要有雙長(zhǎng)六棱，雙短八棱式和單長(zhǎng)六棱式。因摘穗輥?zhàn)鳂I(yè)中同時(shí)也是切碎滾筒的喂入輥，因此為加強(qiáng)喂入效果，強(qiáng)拉段長(zhǎng)度取150mm。 ④調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 兩摘穗輥之間的間隙應(yīng)可調(diào)，以適應(yīng)不同的玉米種植情況，并且摘穗輥前端需要支撐，同時(shí)摘穗輥工作中是高速旋轉(zhuǎn)的，在連接導(dǎo)流錐和摘穗輥后段的軸上安裝雙列軸承來支撐摘穗輥，因摘穗輥軸向力主要由變速箱內(nèi)圓錐輥?zhàn)虞S承承受，此處軸承主要受徑向力，因此此處采用雙列深溝球軸承安裝在軸承座上嗎，軸承座有凸臺(tái)，凸臺(tái)上有圓柱銷安裝孔，以便于軸承座安裝在機(jī)架上，通過調(diào)節(jié)機(jī)架上的螺母，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)摘穗輥間隙的調(diào)整。 3.3滾筒刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1)滾筒刀性能參數(shù)的確定 滾筒刀裝有3把動(dòng)刀，且有一定的滑切角。摘穗輥線速度為3.5m/s，秸稈切碎長(zhǎng)度叢3cm，刀的轉(zhuǎn)速為 （3-2） 經(jīng)計(jì)算得 根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)，在無支撐狀態(tài)下完全切斷單根、兩根、三根玉米秸稈的切斷速度分別為10.3m/s、13.6m/s、15.8m/s，由于田間切割玉米秸稈有單根、兩根甚至三根，取刀的線速度為15.8m/s，采用滑切方法可以降低約4.34m/s，則滾筒刀頂圓線速度為11.5m/s。滾筒刀動(dòng)刀刃運(yùn)動(dòng)軌跡為圓柱形，則頂圓直徑為 （3-3） （2）滾筒刀各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于滾筒刀是進(jìn)行切碎的，所以是主要的裝置。其結(jié)構(gòu)設(shè)置如下 圖3-3 滾筒刀的簡(jiǎn)圖 3.4動(dòng)刀的設(shè)計(jì) 動(dòng)刀采用直刃平板刀，為了使動(dòng)刀的穩(wěn)定性更加可靠，動(dòng)刀安裝在動(dòng)刀托板上，動(dòng)刀托板安裝在動(dòng)刀盤上，以減小工作過程中動(dòng)刀的變形。動(dòng)刀安裝后應(yīng)保持平整所以兩者均采用螺釘連接，動(dòng)刀長(zhǎng)度經(jīng)計(jì)算得為420mm，厚度為10mm，切碎秸稈要求動(dòng)刀刃的運(yùn)動(dòng)軌跡必須為圓柱狀，因此動(dòng)刀安裝后應(yīng)進(jìn)行圓整。其簡(jiǎn)圖如圖3-4。 圖3-4動(dòng)刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3.5割斷刀的設(shè)計(jì) 割斷刀安裝在動(dòng)刀軸的最前端，作用是將玉米秸稈割斷，以利于后面秸稈的切碎。割斷刀分為刀片和刀架兩部分，在刀架上共裝有3把刀片，刀刃為扇葉狀，其圖如3-5。 圖3-5 割斷刀簡(jiǎn)圖 4主要部件的選擇及強(qiáng)度校核 4.1 軸的設(shè)計(jì)與校核 （1）動(dòng)刀軸的設(shè)計(jì) 動(dòng)刀軸由聯(lián)軸器傳入動(dòng)力,功率P=2.5kw,轉(zhuǎn)速為n=1000r/min,軸上安裝有軸承、動(dòng)刀盤、外殼和割斷刀。 ①估算軸徑取C=112(假設(shè)材料為45鋼) （3-4） ②各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸前端安裝割斷刀,刀架左向定位用軸肩,軸肩高度取2.5mm,刀架內(nèi)徑為25mm,則左側(cè)軸徑為30mm。選用軸承的內(nèi)徑為30mm,定位為軸肩,軸肩高度取2.5mm,則兩軸承定位處軸徑為35mm。內(nèi)外側(cè)動(dòng)刀盤定位為軸肩,軸肩高度為2.5mm,則定位處軸徑為40mm。中間動(dòng)刀盤定位為緊定螺釘,螺釘型號(hào)為M8。動(dòng)刀軸與變速箱通過套筒聯(lián)軸器連接,連接段為方形,長(zhǎng)度為50mm。 ③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示 （2）動(dòng)刀軸的校核 軸的疲勞強(qiáng)度校核是在軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定之后進(jìn)行的，目的是校驗(yàn)軸對(duì)疲勞損壞的抵抗能力，方法是校核危險(xiǎn)截面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S。軸的疲勞強(qiáng)度校核是根據(jù)作用在軸上的最大載荷來計(jì)算的。危險(xiǎn)截面的位置應(yīng)是受力較大、截面較小及應(yīng)力集中較嚴(yán)重即實(shí)際應(yīng)力較大的若干截面。其安全系數(shù)公式如下： （4-1） 軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其。 左端接割斷刀出所受的力 （4-2） （4-3） 為工作情況系數(shù)，取=1.2 =2751.59N 右端連接套筒聯(lián)軸器所受的力 =1.2 （4-4） （4-5） 為工作情況系數(shù)，取=1.2 =859.87N 計(jì)算支撐反力 水平面反力 (794-19)- 173-633=0 （4-6） =916.03N -- +=0 （4-7） =975.69N 垂直面反力 --=0 （4-8） -=0 （4-9） ===713.56N 各個(gè)軸段的彎矩 軸前端==743.93N.m 如圖所示 軸后端==125.4 N.m 軸受轉(zhuǎn)矩 =9.55×10 =23875N.mm 許用應(yīng)力值 用查表法得：[]=95Mpa []=55Mpa 應(yīng)力校正系數(shù) = =0.58 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 =0.58×23875 =13847.5 N.mm 當(dāng)量彎矩 = （4-10） = =13867.47N.mm = （4-11） = =11247.64N.mm 校核軸徑 軸徑 = （4-12） =16.23<35mm = （4-13） =17.14<35mm 結(jié)論：此軸是傳動(dòng)軸中受力最大的軸，其安全性能影響整個(gè)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，所以必須對(duì)其進(jìn)行校核，經(jīng)檢驗(yàn)其合格。 軸的受力圖 4.2鍵的強(qiáng)度校核 校核鍵的強(qiáng)度應(yīng)滿足下列條件： ＝ （4-14） （4-15） 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，； 鍵的尺寸為：， ，，； 則＝； ； 結(jié)論：鍵的強(qiáng)度足夠 4.3螺旋輸送器的計(jì)算 本設(shè)計(jì)的輸送機(jī)構(gòu)采用螺旋桿機(jī)構(gòu)，螺旋桿輸送的優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。 取輸送器的轉(zhuǎn)速，輸送器需用功率 （4-16） 式中：—輸送器長(zhǎng)度，m —秸稈阻力系數(shù)， —傾斜安裝高度， — 輸送效率，0.3 則： 初選螺旋直徑=150mm 螺旋線高度=210mm 螺距=380mm 根據(jù)設(shè)計(jì)需求螺旋桿的桿直徑為=50mm = （4-17） （4-18） （4-19） （4-20） （4-21） （4-22） 由螺旋桿的截面尺寸計(jì)算抗扭截面系數(shù)， （4-23） （4-24） 軸使用時(shí)的最大扭矩：（） （4-25） 軸的最大剪應(yīng)力為： （4-26） max<, 所以軸滿足強(qiáng)度要求。 4.4 V帶的選擇 該帶是用來傳遞拖拉機(jī)動(dòng)力所輸出的功率。因此，其必須能夠有足夠的強(qiáng)度來承受傳授中的動(dòng)力。由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸傳到皮帶上的功率 （4-27） 式中： ——傳遞到皮帶上的功率() ——拖拉機(jī)的功率（） ——帶輪的傳遞效率 ——軸承的傳遞效率 經(jīng)過查閱相關(guān)文獻(xiàn)和已知可得數(shù)據(jù)： 過計(jì)算得到從拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸傳遞出的功率到傳遞皮帶上功率為。由此可以選取合適的皮帶來完成動(dòng)力的傳遞。 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和步驟可知可以通過皮帶傳遞的功率和皮帶輪的轉(zhuǎn)速來確定皮帶。皮帶傳遞的功率為，皮帶輪轉(zhuǎn)速為800r/min，根據(jù)V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和步驟可以選出皮帶的型號(hào)，最終型號(hào)確定為普通V帶的A型帶。其參數(shù)如表4-1所示。 表4-1普通V帶A型帶參數(shù) 帶型 節(jié)寬 頂寬 高度 單位帶長(zhǎng)質(zhì)量 普通V帶A型帶 11.0 13.0 8.0 0.1 總 結(jié) 畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該看到的問題： （1）該機(jī)以玉米為對(duì)象而設(shè)計(jì)的，所以其應(yīng)用范圍有局限性，需改進(jìn)。 （2）本設(shè)計(jì)采用拖拉機(jī)為源動(dòng)力，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，理論上達(dá)到了達(dá)到了摘穗并對(duì)穗桿進(jìn)行分節(jié)收獲，由于沒有實(shí)際檢驗(yàn)，實(shí)際的可行性程度還不能確定，有待改進(jìn)。 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種構(gòu)件的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求。在設(shè)計(jì)過程中確實(shí)遇見一些問題，通過老師的講解，自己翻閱了大量資料，都得到了解決。 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是在所有指導(dǎo)過我的老師的教育下，同學(xué)的幫助下完成的。在這里，我要給他們表示我最真誠的謝意，是他們不僅讓我完成了設(shè)計(jì)，還讓我學(xué)到了許多書本上都學(xué)不到的東西，同時(shí)也給我提供了充足完備的學(xué)習(xí)條件和寶貴的交流機(jī)會(huì)，真是受益匪淺。在這里，我最想把我的感謝獻(xiàn)給我尊敬的李傳峰老師，從課題的選定到設(shè)計(jì)的順利完成，都是由您熱情指導(dǎo)和點(diǎn)撥的，是您的潛移默化讓我對(duì)設(shè)計(jì)有了全新的認(rèn)識(shí)?？梢哉f沒有您的幫助，我的設(shè)計(jì)是沒有辦法很好完成的。您的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)對(duì)我產(chǎn)生了很大的影響，這對(duì)我是一種很好的熏陶，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和生活都有很大的幫助。 在這里我要感謝所有教授過我課程的老師們，沒有你們的悉心教導(dǎo)，沒有你們傳授給我的知識(shí)，還有你們的躬親示范，我也不會(huì)在大學(xué)中順利的成長(zhǎng)。 再次，我還要感謝我的同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我得到了他們無私的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導(dǎo)和建議。在此向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示由衷的感謝!我們一起走過了大學(xué)這個(gè)人生最美好的季節(jié)，并建立了深厚的友誼，也許以后我們不會(huì)再見面，但我會(huì)永遠(yuǎn)記得你們，祝你們永遠(yuǎn)健康、幸福! 大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我還想對(duì)我的母校表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高。塔里木大學(xué)四季如歌的校園，美麗如詩的風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴的學(xué)習(xí)期間，讓我的知識(shí)體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉?！白詮?qiáng)不息，求真務(wù)實(shí)”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。 最后，祝愿各位老師身體健康，工作順利！ 參 考 文 獻(xiàn) [1]陳長(zhǎng)林,張彬,沐森林.CX4Q-1A型青貯機(jī)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究,2009,01:185-188. 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