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目 錄摘要 21 緒論 41.1 課題研究的目的和意義 .41.2 國(guó)內(nèi)玉米收獲機(jī)的研制狀況 .51.3 國(guó)外玉米收獲機(jī)的研制狀況及趨勢(shì) 21.4 現(xiàn)有玉米秸稈青貯機(jī)械收獲的方法 .31.5 課題研究的主要內(nèi)容 92. 總體方案的設(shè)計(jì) .92.1 設(shè)計(jì)的基本原理 .92.2 樣機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 .93 關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) .103.1 設(shè)計(jì)指標(biāo) 103.2 減速控制器的選擇 103.3 滾筒刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 134 主要部件的選擇及強(qiáng)度校核 .144.1 軸的設(shè)計(jì)與校核 .144.2 鍵的強(qiáng)度校核 174.3 螺旋輸送器的計(jì)算 184.4 V 帶的選擇 20結(jié) 論 21參 考 文 獻(xiàn) 22致 謝 23青貯收獲機(jī)機(jī)身設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：摘要：玉米秸稈具有很高的利用價(jià)值。近年來(lái)，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，動(dòng)物飼料短缺的問(wèn)題日益嚴(yán)重，在冬季尤為嚴(yán)重。在我國(guó)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(chē)，這種方法固然便于收集，但運(yùn)貯作業(yè)費(fèi)工費(fèi)時(shí)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)青貯收獲機(jī)機(jī)身的設(shè)計(jì)。首先，青貯收獲機(jī)機(jī)身作了簡(jiǎn)單的概述；接著分析和青貯收獲機(jī)機(jī)身計(jì)算方法的選擇原則；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)；然后檢查收獲機(jī)的主要部件的選擇。目前，青貯收獲機(jī)機(jī)身向長(zhǎng)距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：青貯收獲機(jī)機(jī)身；傳動(dòng)裝置；切碎裝置Silage harvester body designTutor：Abstract：Corn stalks with a high value. In recent years, with the rapid development of animal husbandry, animal feed shortages growing problem, particularly acute in winter. In our countryside, corn stover as animal feed has a long history, but they use when carrying out harvesting corn stalks artificial harvest, time-consuming; machine harvesting is more of the straw chopper. Appear on the market, a corn harvester, at the same time be able to crush the straw into a grass car, this approach is certainly easy to collect, but labor intensive jobs in Transport and Storage.The graduation project is a silage harvester fuselage design. First, silage harvester fuselage briefly outlined; then analyzes and silage harvester fuselage choice principle calculation method; then, based on these design criteria and calculated on the basis of design; then check the selection of the main components of the harvesting machine. Currently, silage harvester body in the direction of the development of long-distance, high-speed, low friction.Key words: Silage harvester body; gear; Chopper11 緒論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(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。有的用戶(hù)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(hù)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(hù)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(zhuān)業(yè)戶(hù)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。2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)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(zhuān)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(lèi)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(mǎi)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?xún)r(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3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(xiāo)機(jī)型。1.3 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(zhuān)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4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(chē)速，自動(dòng)停車(chē)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。1.4 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(chē)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(chē)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。5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(mǎn)后再卸到運(yùn)輸車(chē)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(pán)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(chē)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)6（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(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。青貯收獲機(jī)機(jī)身是一種連續(xù)輸送，連續(xù)收獲機(jī)是收獲或遷移的主要類(lèi)型，其收獲的特點(diǎn)是裝載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)材料流的形成，通過(guò)連續(xù)的物料流的整體運(yùn)動(dòng)來(lái)完成物流從裝載點(diǎn)到收獲機(jī)卸載點(diǎn)，連續(xù)收獲機(jī)是生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)重要組成部分是由有節(jié)奏的流水作業(yè)收獲線(xiàn)。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)青貯收獲機(jī)機(jī)身主要由莖稈切碎裝置、碎莖稈拋送器、喂料裝置等組成。其結(jié)構(gòu)圖（2-1）：7圖 2-1(2)工作原理工作時(shí)，往復(fù)切割器將莖桿收集、切碎。然后，由傳送升運(yùn)器進(jìn)入喂入箱，然后經(jīng)過(guò)滾筒刀切碎，最后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3cm3.2 減速控制器的選擇3.2.1 電動(dòng)控制器類(lèi)型的選擇因本次設(shè)計(jì)的裝置是無(wú)調(diào)速要求的機(jī)械，并且負(fù)載平穩(wěn)；對(duì)啟動(dòng)、制動(dòng)無(wú)特殊要求；長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)；小功率；控制器的使用地點(diǎn)可能有水滴落、飛濺，應(yīng)選用防滴、防濺、絕緣等級(jí)較高的電動(dòng)控制器；且應(yīng)選用能和減速器配成減速控制器的型號(hào)。故選用 SEW 三相交流異步電動(dòng)控制器。3.2.2 電動(dòng)控制器電壓和轉(zhuǎn)速的選擇（1）電動(dòng)控制器的電壓選擇由于該裝置要求電動(dòng)控制器需隨輸送裝置構(gòu)工作性質(zhì)周期性正反轉(zhuǎn)，根據(jù)手冊(cè)選擇交流異步電動(dòng)控制器，電壓為 380V，容量范圍為 0.37 kW—0.55kW（2）電動(dòng)控制器的轉(zhuǎn)速選擇在確定電動(dòng)控制器額定轉(zhuǎn)速時(shí)，必須考慮減速裝置的傳動(dòng)比，兩者相互配8合，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)全面比較才能確定。通常情況下，電動(dòng)控制器的轉(zhuǎn)速不低于 500r/min。對(duì)工作速度較低，經(jīng)常處于頻繁地正、反運(yùn)行狀態(tài)，為縮短正、反轉(zhuǎn)過(guò)渡時(shí)間，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)控制器轉(zhuǎn)速。3.2.3 電動(dòng)控制器型號(hào)規(guī)格的選擇送裝置構(gòu)的自重故所輸出的功率kW408.106258.910 v???gmP式中 —為單個(gè)輸送裝置構(gòu)的自重，kg；Gv —為單個(gè)輸送裝置構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的平均速率，m/s。電動(dòng)控制器功率 kW475.098.05.4η321????P輸式中 —單個(gè)齒輪軸輸出功率；1P—齒輪傳動(dòng)的效率；η—軸承的效率；2—減速器的效率。3根據(jù)上述計(jì)算得出的電動(dòng)控制器初選功率可初選選出電動(dòng)控制器的型號(hào) DT80K43.2.4 減速器的選擇此設(shè)計(jì)中減速器工作環(huán)境為高速軸轉(zhuǎn)速不大于 1500r/min，齒輪的圓周速度不大于 20m/s（見(jiàn)以下計(jì)算）；工作環(huán)境溫度范圍-40—+50 ?？蓛?yōu)先考慮C°標(biāo)準(zhǔn)減速器?？倐鲃?dòng)比 wmni?37.26014nm———控制器滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速，nw———— 收獲機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；9i=ig?iv 取 ig=1.37 iv=1.72ig————一對(duì)圓柱轉(zhuǎn)軸的傳動(dòng)比，iv————V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比；各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 1n= 1420r/min=2min/0367.4r?3nmin/5987.106r?各軸功率計(jì)算 I1.59.4cPkW??0.971.43rg kW????Ⅱ 2 215609.6cvc k?Ⅲ3.2.5 按強(qiáng)度選用減速器根據(jù)整個(gè)輸送裝置構(gòu)工作的傳動(dòng)比要求，即總的傳動(dòng)比 4.520136i??驅(qū)電總 n各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率列表如下：軸號(hào) 功率（ kW）轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩 (N.m)TI 1.49 1420 9.98II 1.43 1036 1.38III 1.36 355 36.33.2.6 計(jì)算功率 1cP根據(jù)式 kWnPKac 1''11????式中 —傳遞的功率，kW;1—工況系數(shù)，見(jiàn)表 18-40；a—要求的輸入轉(zhuǎn)速 r/min；1n?10—承載能力表中靠近 的轉(zhuǎn)速 r/min；1n1n?— 時(shí)的許用輸入功率 kW，由手冊(cè)中查出；pP—對(duì)應(yīng)于 時(shí)的許用輸入功率 kW,當(dāng) 時(shí)，取1p? 1n? 10.4n???.；1pP??工況系數(shù) 安中等沖擊載荷得到 ；aK1?aK按 及 相接近的公稱(chēng)轉(zhuǎn)速 ， 4.5i?總 min/1360nr? min/150rn,kWP01?當(dāng) 時(shí)，折算許用公稱(chēng)功率i/rkWknP49.01536.01''1 ???代入上式得： kWPPc 49.075'1???可選用減速控制器 R27-DT80K43.3 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 8 把動(dòng)刀，且有一定的滑切角。摘穗輥線(xiàn)速度為 3.5m/s，秸稈切碎長(zhǎng)度叢 3cm，刀的轉(zhuǎn)速為3.5/430msn?經(jīng)計(jì)算得 10/innr?根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)，在無(wú)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(xiàn)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(xiàn)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3.5(106)28dm???（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11圖 3-1 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(pán)上，以減小工作過(guò)程中動(dòng)刀的變形。動(dòng)刀安裝后應(yīng)保持平整所以?xún)烧呔捎寐葆斶B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。圖 3-2 動(dòng)刀結(jié)構(gòu)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)12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(pán)、外殼和割斷刀。①估算軸徑取 C=112(假設(shè)材料為 45 鋼)312.501.dm??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(pán)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(pán)定位為緊定螺釘,螺釘型號(hào)為 M8。動(dòng)刀軸與變速箱通過(guò)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(lái)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：][)(3)(2201SZTMSP???????軸的材料為 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其 。a][1?左端接割斷刀出所受的力 2.FKAQ?（4-2） 1310vPF?為工作情況系數(shù)，取 =1.2 =2751.59NAKAKQ右端連接套筒聯(lián)軸器所受的力 =1.2 22FKA210vPF?為工作情況系數(shù)，取 =1.2 =859.87NAKAKQ計(jì)算支撐反力水平面反力 (794-19) - 173 -633 =0 1QF'1R2QF=916.03N'R- - + =0 1Q2'1'2R=975.69N'RF垂直面反力 - - =0 '1'2r- =0 'R'= = =713.56N'1F'2各個(gè)軸段的彎矩 軸前端 = =743.93N.m M2xzy?軸后端 = =125.4 N.m 軸受轉(zhuǎn)矩 =9.55×10 =23875N.mmT61nPT許用應(yīng)力值 用查表法得：[ ]=95Mpa0b?[ ]=55Mpa1?應(yīng)力校正系數(shù) = =0.58?10[]b?? ?當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 =0.58×23875 =13847.5 N.mm?TT當(dāng)量彎矩 = 'M?22)(?14軸 受 力 圖 = =13867.47N.mm22743.9187.5?'M?= 'M?)(T?= =11247.64N.mm2215'?校核軸徑軸徑 = ?d31][.0b????=16.2335mm? = ?d'310.[]bM???=17.1435mm?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 1QF'1R'R '2RF'2R2QF水 平 面 彎 矩 圖垂 直 面 彎 矩 圖合 成 彎 矩 圖轉(zhuǎn) 矩 圖當(dāng) 量 彎 矩 圖154.2 鍵的強(qiáng)度校核校核鍵的強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：＝ p?dklT2?p????b????其中， ——鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力 ；p????? aMP——鍵聯(lián)接的許用剪應(yīng)力 ；???——鍵聯(lián)接的擠壓應(yīng)力 ；p a——鍵聯(lián)接的剪應(yīng)力 ；?P——轉(zhuǎn)矩 N.mm；T——軸的直徑 mm；d——鍵的寬度 mm；b——鍵的高度 mm；h——鍵的工作長(zhǎng)度 mm ， 對(duì)于 A 型鍵， ；l bLl??16——鍵與輪轂的接觸高度 mm，對(duì)于平鍵， ；k 2hk?鍵的尺寸為： ， ， ， ；26dm?8b10hm?45L則 ＝ ；p?aMPklT7.135.90??p?????；dbl2??a2.86????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59/minr?30()1()sssPQgLWHK????式中： —輸送器長(zhǎng)度，ms—秸稈阻力系數(shù)，0—傾斜安裝高度，s— 輸送效率，0.3?則： 0()120.5()sssPQLWHKW????初選螺旋直徑 =150mm D螺旋線(xiàn)高度 =210mmH螺距 =380mmS根據(jù)設(shè)計(jì)需求螺旋桿的桿直徑為 =50mmd17=L22()(150)38605.1DSm???????29.ld2b?391.504.668.lr mL???R4.9?0 022.1833.126????????由螺旋桿的截面尺寸計(jì)算抗扭截面系數(shù)， 30.215dD????3443tW(1)(.)61866m???????軸使用時(shí)的最大扭矩： （ ）5T9590.Pn??N?軸的最大剪應(yīng)力為：max.13 =.2[]684at MPW????max , 所以軸滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。?[]4.4 V 帶的選擇該帶是用來(lái)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(lái)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?32dZCP??式中： ——傳遞到皮帶上的功率( )KW——拖拉機(jī)的功率（ ）dp——帶輪的傳遞效率c——軸承的傳遞效率z?經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)和已知可得數(shù)據(jù)：18.3dpKW?0.97c??.8z23816.PK?過(guò)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18。由此可以選取合適的皮帶來(lái)完成動(dòng)力的傳遞。16.28KW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(guò)皮帶傳遞的功率和皮帶輪的轉(zhuǎn)速來(lái)確定皮帶。皮帶傳遞的功率為 ，皮帶輪轉(zhuǎn)速為16.28KW800r/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/pbm頂寬/高度/hm單位帶長(zhǎng)質(zhì)量 kg/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(guò)程中應(yīng)該看到的問(wèn)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)到了青貯收獲，由于沒(méi)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(guò)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(guò)程中確實(shí)遇見(jiàn)一些問(wèn)題，通過(guò)老師的講解，自己翻閱了大量資料，都得到了解決。19參 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.[2]張科星,王昕偉,賈晶霞.國(guó)內(nèi)外青貯飼料收獲機(jī)械發(fā)展概況與趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械,2009,10:33-34.[3]郭榮釵.我國(guó)青貯收獲機(jī)械使用現(xiàn)狀介紹[J]. 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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(guò)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(chéng)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(shū)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)。可以說(shuō)沒(méi)有您的幫助，我的設(shè)計(jì)是沒(méi)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(guò)我課程的老師們，沒(méi)有你們的悉心教導(dǎo)，沒(méi)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(guò)程中我得到了他們無(wú)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(guò)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(jiàn)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21意。感謝我的母校大學(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。四季如歌的校園，美麗如詩(shī)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。的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來(lái)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！