畢業(yè)設(shè)計論文題目名稱： 玉 米 收 割 機 院系名稱： 機 電 學(xué) 院 班 級： 機 自 072 班 學(xué) 號： 200700314221 學(xué)生姓名： 黃 保 乾 指導(dǎo)教師： 張 雪 松 2011 年 05 月中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書II摘 要本實用新型提供一種立式玉米收獲機的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，包括摘穗棍，拉莖棍，喂入口，定刀和滾刀，其中摘穗棍和拉莖棍兩兩成對并設(shè)有一定間隙，其軸線在鉛垂面內(nèi)相互平行安置在殼體上，且每對拉莖棍位于一對摘穗棍后方，其特征在于：喂入口設(shè)置在每對拉莖棍的后方，其中心線位于每對拉莖棍的對稱線上，定刀固定在喂入口末端的一側(cè)，與其配合的滾刀安裝在殼體上，其滾刀軸與拉莖棍是棍軸平行。本實用新型的摘穗棍，拉莖棍，滾刀的軸線相互平行安裝，有成對的摘穗棍，拉莖棍實現(xiàn)摘穗和擠壓輸送玉米莖稈到喂入口，由定刀和滾刀配合按長度切碎玉米莖稈。關(guān)鍵詞：穗莖兼收，收集裝置，摘穗裝置，切碎裝置中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書IIIAbstractThe utility model provides a vertical corn harvest machine pick spike stalks chopped laminating device，Including pick spike stick, pull stem rod, hello entrance, the fixed knife and hob，Among them pick spike stick and pull stem rod paired with certain opposite clearance，The vertical axis in lead in-plane parallel placed in the shell， And each to pull stem rod is located in a pair of picking spike stick rear，Its features are: hello entrance to pull stem set on each stick rear，Located in the center of each pull stem rod symmetric online，The fixed knife fixed in the end of the fed entrance to the opposite side，Instead of hob with installed in the shell, its hob axes and pull stem rod is stick axis parallel。The utility model has the ear pull rod, the pick of the stem rod, hob axis parallel installations， Your right ear stick, pull stem vintage pick spike and extrusion stick realize conveying corn stalks to feed entry by the fixed knife and hob, according to the length of corn stalks with chop。Key words: Spike stalks destinations，Collection devices，Pick spike device，Chopped device中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書IV目 錄第一章 引言 11.1 課題研究的目的和意義 11.2 國內(nèi)外研究開發(fā)的現(xiàn)狀及趨勢 .21.2.1 國內(nèi)玉米收獲機的研制狀況 21.2.2 國外玉米收獲機的研制狀況及趨勢 31.3 課題研究的主要內(nèi)容 .51.4 課題的創(chuàng)新設(shè)計 .5第二章 總體方案的設(shè)計 62.1 設(shè)計的基本原理 .62.2 總體結(jié)構(gòu)與工作原理 6第三章 關(guān)鍵部件設(shè)計 93.1 往復(fù)式切割器 93.2 夾持輸送裝置 103.3 玉米摘穗裝置方案設(shè)計 103.4 果穗橫輸送器 14第四章 主要部件的強度校核 154.1 軸的設(shè)計與校核 .154.2 軸承的設(shè)計校核 .194.3 鍵的強度校核 .20結(jié)論 22參考文獻 23致謝 24中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書1第一章 引 言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農(nóng)業(yè)、農(nóng)民、農(nóng)村乃至整個國民經(jīng)濟發(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)量僅次于美國，居世界第二位，玉米年產(chǎn)量達 12029 萬噸，約占世界玉米總產(chǎn)量的 18%。玉米生產(chǎn)對工農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。目前，我國的小麥收獲已基本實現(xiàn)了機械化，而玉米機收水平只有 5%，成為玉米生產(chǎn)過程的瓶頸和難點。玉米生產(chǎn)機械化水平低嚴重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化的整體水平，阻礙了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程。造成玉米生產(chǎn)機械化水平低的主要原因，一是農(nóng)機與農(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，不便于機械作業(yè)；二是現(xiàn)有玉米生產(chǎn)機型少，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、有的需要青儲等等；三是玉米生產(chǎn)機械特別是收獲機械造價高，利用率低，農(nóng)民一次性投資大，投資回收期長。此外，農(nóng)民焚燒秸稈問題一個重要的原因是沒有合適的穗莖兼收型玉米收獲機，將玉米秸稈回收利用，用于畜牧飼料，減少對秸稈的焚燒造成的空氣污染。玉米收獲機械化可以帶動玉米的產(chǎn)業(yè)化種植，減輕農(nóng)民勞動強度。而秸稈可以直接粉碎還田增加土壤的有機質(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和大氣污染，嚴重影響道路交通和民航的正常運營。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（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)實意義。中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書2社會經(jīng)濟效益:把農(nóng)民和畜牧養(yǎng)殖戶從繁重的體力勞動中解放出來，一臺機械收獲效率每天可代替 60 個手工勞動者的作業(yè)效率，大大縮短了秋收秋種時間和養(yǎng)殖戶頭痛的飼料收集問題，還可帶動畜牧業(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)民的勞動強度，提高了廣大農(nóng)民的生存質(zhì)量，使農(nóng)民有更多的時間從事其它產(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、機場等公用設(shè)施的安全，利于保護環(huán)境。1.2 國內(nèi)外研究開發(fā)的現(xiàn)狀及趨勢1.2.1 國內(nèi)玉米收獲機的研制狀況我國玉米收獲機械研制起步晚，水平低，玉米機械化收經(jīng)歷了從引進國外樣機試用、仿制、改進到消化吸收、自行設(shè)計兩個階段，并取得了很好的成果。到目前為止，我國從事玉米收獲機研制生產(chǎn)的單位有 60 多家，已開發(fā)研制出的機型有 60 多個產(chǎn)品。從整體情況看，目前生產(chǎn)玉米聯(lián)合收獲機除懸掛式(背負式) 外，大都處于樣機研制或試驗階段。各種機型仍需不斷改進和完善，到大規(guī)模投入生產(chǎn)應(yīng)用尚需一段時間。我國生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機按收獲工藝可分為兩種:摘穗—剝皮—果穗收集 —莖稈粉碎還田(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型有牽引式、懸掛式(背負式)、自走式和玉米割臺等四種機型。國內(nèi)可實現(xiàn)果穗收獲、莖稈切碎一體化的技術(shù)已申報專利有很多，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割臺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，通過動定刀配合、動動刀配合等方式實現(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的研制開發(fā)，從而造成眾多機型在收獲工藝和機構(gòu)參數(shù)上大同小異、重復(fù)制造。其次是中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書3產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性差，機器故障頻繁，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)合收獲機研究和制造的單位有 30 多家，約 20 個產(chǎn)品，分為自走式、懸掛式、牽引式和谷物聯(lián)合收獲機配玉米割臺等四種形式，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具的適應(yīng)性題、農(nóng)民的購買力和玉米收獲機的關(guān)鍵部件的可靠性等問題。因此必須加快對玉米聯(lián)合收獲機械化關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研究，以加速玉米收獲機械化的進程。在自動化程度方面，由于國產(chǎn)玉米收獲機以實用為主，主要考慮降低制造成本，對自動化要求不高，因此明顯落后于國外產(chǎn)品。目前，在已研制的機型中還有可靠性差、效率低、對作物的不同行距適應(yīng)能力不強等問題，個別機型的損失率和破碎率還有待進一步降低。國內(nèi)近期玉米收獲機械仍以價格較低的懸掛式機型為主，適應(yīng)多種行距的玉米收獲機具將會隨著技術(shù)的不斷完善迅速占領(lǐng)市場。穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機，可以實現(xiàn)莖稈資源的回收利用，將是玉米聯(lián)合收獲機近期研究、開發(fā)的重點，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)，這種機型有較好的發(fā)展前景，預(yù)計未來幾年將會出現(xiàn)比較實用的暢銷機型。1.2.2 國外玉米收獲機的研制狀況及趨勢.目前國外玉米收獲機的研究與生產(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)已基本實現(xiàn)了全部機械化作業(yè)。國外多采用一年一作的種植方式，玉米收獲時含水率低，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，絕大部分是在小麥聯(lián)合收獲機上換裝玉米割臺，并通過調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進行玉米的收獲。主要表現(xiàn)在以下幾個特點：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)動機的功率最大到 243 千瓦，正在研發(fā)的有 276 千瓦；割臺最大割幅已超過 9米。配谷物聯(lián)合收割機的玉米割臺由收割 4~6 行發(fā)展到收割 8 行。發(fā)動機功率中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書4為 19 千瓦。最高作業(yè)速度超過 3.6 千米／小時。 2．向擴大機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（大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割臺）外，同一臺機器還可配不同割幅的割臺以適應(yīng)不同作物和不同單產(chǎn)的需要；改進機體結(jié)構(gòu)（如收割臺的仿型機構(gòu)、清糧室的自動調(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，是現(xiàn)代玉米聯(lián)合收割機最主要的發(fā)展趨勢。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)合收割機機架、割臺體加大壁厚或加強骨架，用大直徑薄壁鋼管作軸，紋桿進行表面硬化處理；各種聯(lián)合收割機在易堵塞的部件上設(shè)置各種快速切離的安全裝置，傳動膠帶采用新的結(jié)構(gòu)和材料；切割裝置都進行 8 小時以上磨合試驗和升溫運轉(zhuǎn)試驗；重要工作部件裝機前的磨合試驗或試運轉(zhuǎn)，嚴格保證體系。5．廣泛應(yīng)用機電一體化和自動化技術(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)動部件轉(zhuǎn)速、收割機切割高度、谷物損失量、糧箱填充量、排草堵塞等配有信息顯示；自控裝置包括自動對行、割茬高度自動調(diào)節(jié)，自動控制車速，自動停車等；安全生產(chǎn)的警報輸出和互鎖補償系統(tǒng)有故障警報、信號報警或語音報警、啟動耳鎖、單柄操作互鎖、運輸與收獲互鎖等功能。6．向智能化收獲機發(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“ 精準農(nóng)業(yè) “技術(shù)在智能化玉米收割機上的應(yīng)用是當今收獲機械化最新、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)合收獲機械的現(xiàn)狀跟國外一些先進技術(shù)相比還有相當大的差距，我國的科研人員在機器的制造質(zhì)量和可靠性、發(fā)展模式及如何使農(nóng)藝和農(nóng)機相結(jié)合等科研課題上，應(yīng)該有很大的發(fā)展空間。中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書51.3 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具有重要的意義。本實用新型提供一種立式玉米收獲機的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，包括摘穗棍，拉莖棍，喂入口，定刀和滾刀，其中摘穗棍和拉莖棍兩兩成對并設(shè)有一定間隙，其軸線在鉛垂面內(nèi)相互平行安置在殼體上，且每對拉莖棍位于一對摘穗棍后方，其特征在于：喂入口設(shè)置在每對拉莖棍的后方，其中心線位于每對拉莖棍的對稱線上，定刀固定在喂入口末端的一側(cè)，與其配合的滾刀安裝在殼體上，其滾刀軸與拉莖棍是棍軸平行。本實用新型的摘穗棍，拉莖棍，滾刀的軸線相互平行安裝，有成對的摘穗棍，拉莖棍實現(xiàn)摘穗和擠壓輸送玉米莖稈到喂入口，由定刀和滾刀配合按長度切碎玉米莖稈。1.4 課題的創(chuàng)新設(shè)計本實用新型的目的是提供一種能克服上述缺陷，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，切割功率小的立式玉米收割機的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置。其技術(shù)方案為：包括摘穗棍，拉莖棍，喂入口，定刀和滾刀，其中摘穗棍和拉莖棍兩兩成對并設(shè)有一定間隙，其軸線在鉛垂面內(nèi)相互平行安置在殼體上，且每對拉莖棍位于一對摘穗棍后方，其特征在于：喂入口設(shè)置在每對拉莖棍的后方，其中心線位于每對拉莖棍的對稱線上，定刀固定在喂入口末端的一側(cè)，與其配合的滾刀安裝在殼體上，其滾刀軸與拉莖棍是棍軸平行。所述的立式玉米收割機的摘穗莖稈切碎復(fù)合裝置，滾刀包括圓柱形動力滾筒，滾刀軸，刀座和多把動刀，其中動刀滾筒安裝在滾刀軸上，滾刀軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，動刀經(jīng)刀座固定在動刀滾筒上并與動刀滾筒母線成一定夾角，以保證滑切和減小沖擊，滾刀軸，拉莖棍軸位于殼體外的端部均設(shè)有傳動裝置，兩者傳動連接，通過改變速比即可改變莖稈切碎的長度。中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書9第二章 總體方案的設(shè)計2.1 設(shè)計的基本原理玉米植株切割：采用往復(fù)切割器，能完成不同行距和割幅的切割，不會出現(xiàn)漏割，工作質(zhì)量和可靠性好，標準化生產(chǎn)易配套。玉米秸桿對行收攏：由于玉米種植行距差異較大，有機播、人工播和半機械化播種等多種情況，行距株距，甚至不成行等均不同，給玉米生產(chǎn)機械化作業(yè)帶來困難，為保證能將玉米秸桿切割同時夾持輸送，而不致將玉米植株碰倒漏收，設(shè)計了不對行收獲分禾器。玉米秸桿輸送：玉米莖桿較粗而且?guī)霠顟B(tài)時重量較重，夾持機構(gòu)采用鏈條輸送，并帶浮動漲緊，以適應(yīng)不同直徑粗細的秸桿，不漏夾滑掉和不夾斷，且動力消耗少。摘穗：玉米植株由夾持輸送機構(gòu)輸入摘穗輥摘穗，在立式摘輥雙螺旋線作用下將玉米穗摘下。莖桿強制喂送：為達到順利摘穗和莖桿切碎不堵塞，在摘穗后設(shè)計安裝拉莖輥，以保證莖桿順利通過并起到碾壓莖桿節(jié)作用，以利莖桿切碎效果。2.2 總體結(jié)構(gòu)與工作原理自走式穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機主要由往復(fù)式割刀、立式摘穗裝置、立式莖桿切碎裝置組成的割臺和滅茬裝置、果穗輸送裝置、莖稈拋送裝置、果穗箱、莖稈箱、底盤、發(fā)動機及操縱控制系統(tǒng)組成。其工作原理是采用往復(fù)切割器切割玉米，割斷后的玉米，由夾持鏈夾持輸送到摘穗輥，摘穗輥將果穗摘掉；果穗被摘掉后，經(jīng)橫向輸送和縱向輸送，最后進入果穗箱。玉米被摘穗后，其莖桿經(jīng)摘穗輥、拉莖輥進入立式輥刀切碎器，莖桿被切碎后，經(jīng)拋送器拋出，可實現(xiàn)青貯（拋送到青貯箱）或還田（拋送到中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書10田間） 。完成了上述工序后，復(fù)合旋刀式根茬破碎裝置，完成對根茬的破碎工作，并對地面進行平整。方案一：立式割臺、臥式滾刀方案（圖 1） ，設(shè)計思路是，往復(fù)刀切斷植株→夾持鏈夾持輸送→立式摘輥摘穗→喂入輥組輸送→臥式滾刀切碎并拋送莖稈。是成熟的立式摘輥技術(shù)和青貯收獲機的滾刀秸稈切碎技術(shù)的組合，立式摘穗輥及夾持鏈成擴張形式，利于不同行距的配置。缺點是從拉莖輥到滾刀，由三行變一束喂入滾刀，需加多對喂入導(dǎo)向輥，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工作可靠性難以保證。方案二：輥刀切斷植株→臥式摘輥摘穗→螺旋輸送器匯集秸稈→喂入組輥喂入→臥式滾刀將莖稈切碎拋送的設(shè)計方案（圖 2） ，本方案是借鑒烏克蘭生產(chǎn)的 KCKY--7AC 玉米收獲機技術(shù)。調(diào)查資料表明，技術(shù)成熟，玉米植株切斷采用滾刀，轉(zhuǎn)速高制造困難；各行秸稈需經(jīng)螺旋輸送匯集至切碎滾刀喂入輥，秸稈易錯亂影響切碎長度合格率。方案三：往復(fù)刀切斷植株→夾持鏈夾持輸送→立式摘輥摘穗→立式滾刀切碎莖稈并拋送→拋送器將切碎莖稈拋送的設(shè)計方案，如圖3，設(shè)計思路，立式割臺的立式摘輥配置立式滾刀的機構(gòu)屬創(chuàng)新性設(shè)計，經(jīng)查新和查詢有關(guān)資料未見國內(nèi)外報導(dǎo)，其特點立式摘穗輥拉莖棍兼作滾刀的喂入輥結(jié)構(gòu)簡單緊湊，問題是秸圖 2135200圖 1中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書11稈喂入與滾刀軸線的垂直性如何，需進性試驗驗證；優(yōu)點是秸稈在切碎后輸送相對容易。初步方案的確定：方案進行分析對比，確定方案三為實施方案。圖 3中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書12第三章 關(guān)鍵部件設(shè)計立式割臺主要部件包括往復(fù)式切割器、分禾撥禾器、夾持輸送裝置和玉米摘穗裝置。3.1 往復(fù)式切割器往復(fù)式切割能否得到良好的工作質(zhì)量和切割性能，其主要參數(shù)設(shè)計至關(guān)重要，各主要參數(shù)如下：護刃器間距：護刃器起著保護刀片和引導(dǎo)莖桿的作用，往復(fù)式切割器切割莖桿分兩個過程，首先是被動力刀片推至護刃器間隔中產(chǎn)生橫向彎曲；其次是隨機器前進產(chǎn)生縱向彎曲，這都會使切割力增加，而莖桿切割最大彎曲取決于護刃器間隔，間隔以大于 68.3mm 為宜，故取 72mm。動刀片間隔：動力片間隔取決于刀片尺寸和切割速度。因此優(yōu)化設(shè)計了刀片結(jié)構(gòu)尺寸。達到了增加切割速度以減少切割阻力的目的。切割速度：往復(fù)式切割器的工作質(zhì)量跟切割速度與機組前進速度的速比有密切關(guān)系。經(jīng)過理論計算和試驗，速比在 0.8 到 2.2 范圍內(nèi)時，工作質(zhì)量比較理想，因此確定切割速度為 1.92 米/秒。切割器功率消耗：切割器切割莖桿所需功率由三部分組成，即切割莖桿所消耗功率、割刀摩擦消耗功率和慣性消耗的功率，經(jīng)過計算，切割器消耗功率為 2.21kW。其中：fq—玉米切割阻力，計算后為 394.5N；fm—摩擦阻力，計算后為3.7N；fg—往復(fù)慣性力，取 37.2N；Vd—切割速度，取 1.92m/s；Vx—切割水平分速度,取 1.72 m/s。??VxfffNggdmdq??7502中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書13計算得： =2.21kWgN3.2 夾持輸送裝置夾持輸送裝置是本機的重要部分，它影響著本機的結(jié)構(gòu)、復(fù)雜程度和工作可靠性。玉米植株由導(dǎo)禾鏈強制撥入夾持鏈，在夾持同時，切割器把玉米植株切斷，被切斷的植株在夾持鏈作用下向后輸送直至喂入摘穗輥。導(dǎo)禾鏈速度:影響導(dǎo)禾鏈速度的因素有導(dǎo)禾鏈前傾角 β、張角 α 以及機組前進速度 V，為了不使機組前進時推倒莖桿，導(dǎo)禾鏈的水平縱向分速度 Vby 應(yīng)大于機組前進速度 ，即 Vcosby????現(xiàn)確定機組速度 V=0.886 米/秒時,Vby 0.886 米/秒，所以確定導(dǎo)禾鏈速度 =1.82 米/秒。b夾持鏈速度:應(yīng)與機組前進速度 V 和摘穗輥速度相結(jié)合；如夾持鏈線速度低于 V，可能產(chǎn)生將玉米植株拔出現(xiàn)象。為使機組正常摘穗，夾持鏈上植株間距應(yīng)大于未割植株間距，不致使相鄰莖桿干涉。即夾持鏈水平速度大于機組前進速度，即 cosβ＞V，過大會加劇鏈條磨損，一般速度之比nK= =2～3.14 為宜，所以確定 =2.66m/s。n n夾持輸送所需功率:消耗功率由鏈條夾持克服磨擦力，玉米莖桿垂直升高和水平輸送三部分消耗功率組成。其中：Pz—夾持力；f—摩擦系數(shù)；Q—生產(chǎn)率；H—莖桿垂直升高；q0—鏈條每米重量 ；lo—鏈全長；q—每米長鏈條上玉米重量； K —阻力系數(shù)；l —夾持鏈上莖桿長度。計算后 Nj=2.0kw。本設(shè)計功率消耗小，達到理想效果。3.3 玉米摘穗裝置方案設(shè)計玉立式摘輥，摘穗輥兩軸線所在平面與垂直面成前傾 ～ 夾角，0253????nnzj VqlKQVfPN???0251中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書14玉米植株由往復(fù)式割刀割斷后經(jīng)夾持鏈輸送至摘穗輥，通過立式摘穗輥摘穗。植株在弧形擋禾板的作用下與摘穗輥軸線成 ～ 角。由于摘穗輥057的提升作用，摘穗后的植株基本與摘輥成垂直角度并向后輸送進切碎滾筒切碎。立式摘穗裝置由一對摘穗輥和其后的一對拉莖輥組成。摘穗輥表面應(yīng)有足夠的抓取能力，但又不致增加掉粒損失。摘穗輥的表面下端是影響抓取能力的主要因素。摘輥分上下兩段，下段有螺旋凸棱高 8 mm，螺距為160 mm，一對立式摘穗輥的螺旋方向相反，并相互交錯配置，起摘穗及向上輸送莖桿作用，摘穗輥的螺旋凸棱相隔 90°設(shè)有摘穗鉤，便于摘斷穗柄；上段設(shè)有軸向凸棱，使莖桿向后輸送，并阻止莖桿向上輸送，以防積壓到頂部造成堵塞。拉莖輥斷面為六棱形。摘穗輥直徑:根據(jù)抓取莖稈而不抓取果穗兩條件來確定。根據(jù)摘輥對莖稈抓取的條件， 如圖 6,所以， 2f0Ncosα≥2NsinαxN2T?即 ≥tgα0f式中，α—摘輥對莖稈的抓取角， —摘輥與莖桿的摩擦系數(shù)。摘穗時摘輥不抓取果穗的條件：如圖 7 gft??式中，α—摘輥對果穗的抓取角，fg—摘輥對果穗的抓取系數(shù)，中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書15TxTTyNNyBA hdD/2N PPxT圖 1 圖 2α αgNx圖 3OCAd hDα摘輥主要參數(shù)，如圖 8: ?????????22tg1hdDt1cosDhd1hOAC圖 6 圖 7圖 8中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書1621fhdD???要抓取莖稈 則 帶入上式得 ?2tgf摘輥不抓取果穗的條件為 2maxin1gfhdD???所以摘輥直徑滿足條件 2211iigg fhdfhd??式中，dg--果穗直徑，di--莖稈直徑，h—摘輥間隙，fg ，fi—摘輥對果穗和莖稈的抓取系數(shù)（鑄鐵輥） ，則 fg ，fi ≈0.7～１［３］通過理論計算和試驗得出：D=80～95mm， 取 D=82mm。摘穗輥的工作長度:摘穗輥的最小工作長度 Lmin 應(yīng)能保證當最高結(jié)穗部位到達摘穗輥時，玉米莖在擋禾板的作用下，與摘穗輥軸線的夾角由β0 增加到 90°，據(jù)此 可由下式計算：minL??2tglslhHL000min ???≈ 200 mmi一般取上段長 300mm，下段為 150～200mm。摘穗輥轉(zhuǎn)速:一般為 3.3～4.7m/s，考慮到與切碎滾刀配合，取摘穗輥頂圓線速度 3.5m/s。兩摘穗輥之間的間隙: 5～15mm 可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)玉米莖桿直徑不同的碾壓。功率消耗:Nz=5.05kw，功率消耗較小，滿足整機對功率分配需要。中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書173.4 果穗橫輸送器形式的選用，從結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、功率消耗低且玉米尚未完全剝皮的角度考慮，采用刮板式橫輸送器。因傾斜角度 ，故采用矮刮板0??(h=15mm)。主參數(shù)的選擇，按玉米果穗的外形尺寸及設(shè)計生產(chǎn)率 Qs=9570kg/h 的要求，并設(shè)計最后一組摘穗裝置與果穗升運器間的距離很小，所以?。汗伟鍖挾?B=0.284m，刮板實用高度 h=0.03m，刮板速度 V=1.1m/s。生產(chǎn)率： =15183kg/h（K=1） ，符合設(shè)計要求。hKVBQ????360功率消耗 )(270HLWQNss???。荷\高度 H=0，輸送器水平投影長度 L=1.05m，阻力系數(shù) W=1.2，生產(chǎn)率 Qs＝9570kg/h（9.75T/h） ，則：Ns2=0.05 馬力=0.036KW中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書15第四章 主要部件的強度校核4.1 軸的設(shè)計與校核軸是保證升運器正常工作的重要部件，軸連接了鏈輪輸送帶，是傳遞扭矩的零件，它的強度直接影響升運器的工作壽命，雖然此收集裝置中軸的受力較小，軸的轉(zhuǎn)速也較小，但為了保證升運器的工作安全可靠性，還是要對軸進行校核。以下對本課題所設(shè)計的四個軸中受力最大的軸——果穗升運器主動軸進行計算校核。 根據(jù)前面的計算可知大鏈輪處的軸徑為 26mm，小鏈輪處的軸徑為 36mm。大鏈輪處軸上的力 112.FKAQ?10vP為工作情況系數(shù)，取 =1.2 =253.4NAA1QF小鏈輪處軸上的力 =1.2 2QF2KA210vP?為工作情況系數(shù)，取 =1.2 AA=316.8N2QF畫出軸的受力圖 見圖計算支撐反力水平面反力 (223+223+54) - 446 -223 =0 =125.7N1QF'1R2QF'1R- - + =0 =189.1N1Q2'R'2 '2垂直面反力 - =0'R'中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書1654 -(223+223+54) =0 = =0'1RF'2RF'1RF'2水平面（x,y）受力圖 見圖垂直面（x,z）受力圖 見圖畫軸彎矩圖 水平面彎矩圖 見圖 M 圖xy垂直面彎矩圖 垂直面彎矩為 0合成彎矩圖 見圖 合成彎矩 M= 2xzyM?畫軸轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 T=9.55×10 T=19709N.mm61nP轉(zhuǎn)矩圖 見圖許用應(yīng)力 許用應(yīng)力值 用查表法得：[ ]=95Mpab0σ[ ]=55Mpa1?σ應(yīng)力校正系數(shù) α= α=0.5801bσσ畫當量彎矩圖當量轉(zhuǎn)矩 αT=0.58×19709 αT=11431N.mm當量彎矩 在左軸徑中間截面處M =?' 22)(T??= M =17830N.mm14368?'在被動鏈輪中間截面處M =?' 22)(T??中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書17= M =43683N.mm221436??'當量彎矩圖 見圖校核軸徑軸徑 = =14.8r 'rC中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書20結(jié)論：軸承滿足條件4.3 鍵的強度校核在本設(shè)計裝置中鍵連接都是鏈輪與軸的連接。下面對果穗升運器主動軸上鏈輪連接處的鍵進行強度校核。校核鍵的強度應(yīng)滿足下列條件：＝pσ dklT2???p?bl??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 ；pσ a——鍵聯(lián)接的剪應(yīng)力 ；——轉(zhuǎn)矩 N.mm；T——軸的直徑 mm；d——鍵的寬度 mm；b——鍵的高度 mm；h——鍵的工作長度 mm ， 對于 A 型鍵， ；l bLl??——鍵與輪轂的接觸高度 mm，對于平鍵， ；k 2hk?在大鏈輪處，鍵的尺寸為：d=26mm,b=8mm,h=7mm,L=45mm；則 ＝ ；pσ aMPdklT7.135.2690??????p?bl?a2.8?在小鏈輪處，鍵的尺寸為：d=36mm,b=10mm,h=8mm,L=28mm；則 ＝ ；pσ aPdklT.154369702?????p?中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書21dblT2??aMP08.61397??????結(jié)論：鍵的強度足夠中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）---說明書22結(jié) 論作為一名機械的初學(xué)者，在畢業(yè)設(shè)計的過程中我深入的體會到機械設(shè)計的規(guī)范化與標準化，認識到學(xué)習(xí)的重要性，更加鞏固了我大學(xué)四年所學(xué)到的知識，總之，受益匪淺。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，手冊成了我最好的朋友。在我們機械專業(yè)，所有的設(shè)計都是建立在標準化與規(guī)范化的基礎(chǔ)上的創(chuàng)新。所有的零部件的設(shè)計我們都在滿足其機械性能的基礎(chǔ)上優(yōu)先選用標準件，在大量的翻閱手冊的過程中，我認識到手冊在機械的重要性，離開手冊，任何設(shè)計都是空洞，沒有依據(jù)的。在這幾個月的設(shè)計中，我對大學(xué)階段所學(xué)的專業(yè)知識又有了一次全面而深入的學(xué)習(xí)，在機械制造、機械設(shè)計、互換性技術(shù)與應(yīng)用等課本中本來生疏的的知識在這一段時間里又有了實踐性的認識。同時在設(shè)計的過程中，我們大學(xué)所學(xué)到的所有課程都被聯(lián)系到了一起，特別是后期設(shè)計說明書的書寫，那是對我大學(xué)所學(xué)知識的一次大演練。在整個設(shè)計過程中，我深深體會到了理論知識運用到實踐中的難度，我明白了要將所學(xué)的知識運用到實處還需要付出很多努力與汗水。經(jīng)過三個多月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計圓滿完成了。通過畢業(yè)設(shè)計，我對機械機構(gòu)的傳動以及 AutoCAD 軟件使用有了更加深入的了解和掌握。本次畢業(yè)設(shè)計設(shè)計的玉米收割機切割裝置采用往復(fù)切割器，能完成不同行距和割幅的切割，不會出現(xiàn)漏割，工作質(zhì)量和可靠性好，標準化生產(chǎn)易配套。至于莖稈切碎，為達到順利摘穗和莖桿切碎不堵塞，在摘穗后設(shè)計安裝拉莖輥，以保證莖桿順利通過并起到碾壓莖桿節(jié)作用，以利莖桿切碎效果。該方案需要不斷完善。在這次的設(shè)計過程中，用到了幾乎以前學(xué)過的所有專業(yè)課的知識，還有一部分知識是通過查閱相關(guān)的設(shè)計資料以及得到老師的幫助，才能夠順利掌握并應(yīng)用的。總之，在這次設(shè)計中，我學(xué)到的知識是我這一生寶貴的財富，我會在以后的學(xué)習(xí)工作中學(xué)以致用。中原工學(xué)院 2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） ---說明書23參考文獻[1] 聯(lián)合編寫組.機械設(shè)計手冊（上中下）[S].北京：機械工業(yè)出版社,1988.12.[2] 聯(lián)合編寫組.機械設(shè)計手冊(1-6 卷) [S].北京：機械工業(yè)出版社,2004.8.[3] 樊瑞.液壓技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社,1997.9.[4] 聯(lián)合編寫組.機械零件設(shè)計手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社, 1987.9.[5] 成大先.機械設(shè)計手冊（單行本）:常用設(shè)計資料[S].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.[6] 成大先.機械設(shè)計手冊（單行本）:機械傳動[S].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.[7] 路甬祥.液壓氣動技術(shù)手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2004.5[8] James W．Murdock. 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