牽引式玉米青貯收割機(jī)的總體設(shè)計含4張CAD圖

牽引式玉米青貯收割機(jī)的總體設(shè)計含4張CAD圖,牽引,玉米,青貯,收割機(jī),總體,整體,設(shè)計,cad 牽引式玉米青貯收割機(jī)的總體設(shè)計摘 要玉米秸稈具有很高的利用價值。近年來，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，動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，玉米秸稈作為動物飼料有著悠久的歷史，但是玉米秸稈在進(jìn)行收獲時大多采用人工收獲，費時費力；機(jī)器收獲則多是將秸稈粉碎還田。目前市場上出現(xiàn)了一種玉米收獲機(jī)，能夠?qū)⒔斩挿鬯榈耐瑫r送入集草車，并將碎秸稈填入密閉的青貯窖里發(fā)酵成耐存的青貯飼料。本課題設(shè)計的牽引式玉米青貯收割機(jī)采用雙鋸齒圓盤切割器，割刀圓周速度較大。機(jī)具工作時，通過牽引架牽引進(jìn)入收獲機(jī)工作范圍，并調(diào)整所需割茬高度。安裝在機(jī)架上的柴油機(jī)將動傳遞給主軸上的刀盤和鏈輪組，鏈傳動經(jīng)過傘齒箱齒輪組、二級齒輪傳動，帶動前主、被動輥齒輪，同時驅(qū)動雙鋸齒圓盤切割器高速旋轉(zhuǎn)，割下的秸稈飼料被前主、被動輥強制夾送到后喂入輥中間，然后送到鍘切室的動、定刀片間，將秸稈飼料切碎。切碎后的秸稈飼料借助于刀輪高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的慣性和葉片的作用將飼料拋送。拋送后的飼料經(jīng)導(dǎo)流簡、出料口，最后被拋送到撿拾車匕。本文主要是應(yīng)用機(jī)械設(shè)計方法和機(jī)械原理對玉米青貯收割機(jī)的全部零件進(jìn)行尺寸研究設(shè)計，對主要的傳動零部件進(jìn)行受力分析和強度校核計算，用CAXA電子圖板及CAXA實體設(shè)計軟件進(jìn)行設(shè)計和繪圖，初步完成了整機(jī)的設(shè)計并整理出圖紙。關(guān)鍵詞：牽引式；玉米青貯；圓盤切割器I Abstract Corn stover has the very high use value. In recent years, with the rapid development of animal husbandry and animal feed shortage problem increasingly serious, especially in winter. In our countrys rural areas, the corn straw as animal feed has a long history, but the maize straw in mostly adopts manual harvest, harvest time consuming; The machine is the straw crushing returning more harvest. On the market at present there is a corn harvester, able to straw crushed into hay car at the same time, this method is easy to collect, but ship the storage operation takes work.This topic design of towed silage corn harvester adopts double toothed disc cutter, cutter circumferential velocity is larger. Machine is working, through traction frame drawing into the harvester working range, and adjust the stubble height required. Installed on the frame of the diesel engine will be passed to the main shaft on the cutter disc and chain, chain drive through umbrella gear box gears, the secondary gear drive, drive, before the Lord, the passive roller gear drive double toothed disc cutter high-speed rotating at the same time, cut off the straw feed was before the Lord, the passive roller forced sandwiched to after feeding roller, and then sent to Zha cutting chamber between the moving and fixed blades, chop the straw feed. After chopped straw feed with the help of the knife wheel produced by high speed rotating inertia and the effect of blade will feed toss. After toss of the feed by diverting Jane, discharging mouth, the last is to pick up the car Bi. This article mainly used machinery design method and principle of all parts of silage corn harvester size research design, the main transmission parts of stress analysis and strength check calculation, using CAXA electronic board and CAXA entity design software to carry on the design and drawing, initially completed the design of the machine and sort out the drawings.Key words: traction type; Corn silage.;The disc cutter目 錄摘 要IAbstractI1 引言- 1 -1.1 本課題研究的背景、目的- 1 -1.2 國內(nèi)外玉米收獲機(jī)的研制狀況- 2 -1.3 現(xiàn)有玉米秸稈青貯機(jī)械收獲的方法- 4 -1.4 課題研究的主要內(nèi)容和方法- 6 -2 牽引式玉米青貯收割機(jī)整體方案的確定- 7 -2.1 設(shè)計的基本原理- 7 -2.2 方案的確定- 7 -3 牽引式玉米青貯收割機(jī)傳動系統(tǒng)的分析研究- 9 -3.1 傳動系統(tǒng)方案設(shè)計及傳動設(shè)計計算- 9 -3.2 傳動比及參數(shù)的確定- 10 -3.3 傳動設(shè)計計算- 11 -4 鋸齒式雙圓盤切割器的研究- 17 -4.1切割原理及切割條件- 17 -4.2主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及運動參數(shù)- 19 -5 盤刀式切碎裝置- 21 -5.1主要組成部分- 21 -5.2 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)- 21 -結(jié) 論- 24 -參考文獻(xiàn)- 25 -致 謝- 26 - 1 引言1.1 本課題研究的背景、目的1,1,1 研究背景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(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)量僅次于美國，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。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、有的需要青儲等等；三是玉米生產(chǎn)機(jī)械特別是收獲機(jī)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(jī)，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。1.1.2 研究目的玉米收獲機(jī)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(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和大氣污染，嚴(yán)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，研制一種新型穗莖玉米聯(lián)合收獲機(jī)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。社會經(jīng)濟(jì)效益:把農(nóng)民和畜牧養(yǎng)殖戶從繁重的體力勞動中解放出來，一臺機(jī)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(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(jī)場等公用設(shè)施的安全，利于保護(hù)環(huán)境。1.2 國內(nèi)外玉米收獲機(jī)的研制狀況1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國玉米收獲機(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(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(jī)型有牽引式、懸掛式(背負(fù)式)、自走式和玉米割臺等四種機(jī)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(jī)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(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。在自動化程度方面，由于國產(chǎn)玉米收獲機(jī)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(jī)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(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(jī)，可以實現(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，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)計未來幾年將會出現(xiàn)比較實用的暢銷機(jī)型。1.2.2 國外研究現(xiàn)狀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，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56千克/秒發(fā)展到1012千克/秒所配發(fā)動機(jī)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(jī)的玉米割臺由收割46行發(fā)展到收割8行。發(fā)動機(jī)功率為19千瓦。最高作業(yè)速度超過3.6千米/小時。(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（大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割臺）外，同一臺機(jī)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(jìn)機(jī)體結(jié)構(gòu)（如收割臺的仿型機(jī)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(biāo)，是現(xiàn)代玉米聯(lián)合收割機(jī)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(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、割臺體加大壁厚或加強骨架，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，傳動膠帶采用新的結(jié)構(gòu)和材料；切割裝置都進(jìn)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(jī)前的磨合試驗或試運轉(zhuǎn)，嚴(yán)格保證體系。(5)廣泛應(yīng)用機(jī)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(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(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。1.3 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)Fig1-1 4g-2.2Ctyp of corn harvester fig1-2 4YZQ-4Self-propelled corn harvester for reaping （2）運輸車伴行飼草收集。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) Fig1-3 MR-810 Thin type broken corn silage harvest machine fig1-4 Corn united harvest machine（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，將秸稈切碎回收到集草箱，集滿后再卸到運輸車上。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) Fig1-5 CDNZ-2600Self-propelled corn and green (yellow) combination storage grass harvester（4）青（黃）貯飼草料收獲。采用仿形浮動雙圓盤立式割臺，將玉米整株（果穗和秸稈）粉碎后拋送到運輸車上。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)Fig1-6 4JQHSJ-170 Type straw chopped recycling machine（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)。1.4 課題研究的主要內(nèi)容和方法1.4.1 研究內(nèi)容（1）確定牽引式玉米青貯收割機(jī)的整體功能（2）牽引式玉米青貯收割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計（3）牽引式玉米青貯收割機(jī)的主要參數(shù)的設(shè)計1.4.2 研究方法（1）利用檢索方法迸行中外文獻(xiàn)資料收集。（2）國內(nèi)外部分青貯玉米收獲機(jī)的調(diào)查研究。（3）利用機(jī)械設(shè)計理論進(jìn)行計算。（4）利用計算機(jī)軟件(AutoCAD和CAXA實體設(shè)計)進(jìn)行設(shè)計，繪制圖紙。2 牽引式玉米青貯收割機(jī)整體方案的確定2.1 設(shè)計的基本原理2.1.1 青貯收割的特點新鮮的飼草水分高、適口性好、易消化，但不易彼逆，容易腐爛變質(zhì)。青貯后，可比青綠飼料的鮮嫩、青綠，營養(yǎng)物質(zhì)不但不會減少，而且有一種芳香酸味，刺激家畜的食欲，采食量增加，對肉羊的生長發(fā)育有良好的促進(jìn)作用。我國北方飼料生產(chǎn)的季節(jié)性非常明顯，旺季時吃不完，飼草、飼料易霉，腐爛，缺少青綠飼料，青貯可以做到常年均衡供應(yīng)，有利于增高肉羊的生產(chǎn)才能。2.1.2 基本原理玉米收割機(jī)按照切割部件的結(jié)構(gòu)分類，可分為往復(fù)式切割收割機(jī)和圓盤式切割壓扁機(jī)；按照行走動力驅(qū)動方式分類，可分為自走式、牽引式、懸掛式；但大部分現(xiàn)有青貯收割機(jī)都采用穗莖兼收的模式，先用摘穗輥對玉米植株進(jìn)行摘穗，然后秸稈經(jīng)喂入裝置喂入到秸稈切碎裝置進(jìn)行切碎。本課題所設(shè)計的玉米青貯收割機(jī)采用全株切碎，省力又可以增加青貯飼料的營養(yǎng)。根據(jù)上述已有玉米收割機(jī)的分析以往使用經(jīng)驗以及國外同類產(chǎn)品最新技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，借鑒了其它青貯收割機(jī)的設(shè)計原理方案，確定了該青貯收割機(jī)的設(shè)計方案和總體結(jié)構(gòu)，包括牽引機(jī)構(gòu)、動力機(jī)構(gòu)、喂入傳送系統(tǒng)、切碎拋送機(jī)構(gòu)等。2.2 方案的確定 本設(shè)計將雙圓盤切割囂、強制順序喂入機(jī)構(gòu)和刀盤式切碎器有機(jī)地設(shè)計組合，并利用刀盤體高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性氣流和葉片的作用力對青貯飼料進(jìn)行拋送。通過理論研究研制出結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、調(diào)整方便，并可以進(jìn)行鍘切干秸稈固定式作業(yè)的中型青、黃貯飼料收獲機(jī)。本課題設(shè)計的牽引式玉米青貯收割機(jī)采用雙鋸齒圓盤切割器，割刀圓周速度較大。機(jī)具工作時，通過牽引架牽引進(jìn)入收獲機(jī)工作范圍，并調(diào)整所需割茬高度。安裝在機(jī)架上的柴油機(jī)將動傳遞給主軸上的刀盤和鏈輪組，鏈傳動經(jīng)過傘齒箱齒輪組、二級齒輪傳動，帶動前主、被動輥齒輪，同時驅(qū)動雙鋸齒圓盤切割器高速旋轉(zhuǎn)，割下的秸稈飼料被前主、被動輥強制夾送到后喂入輥中間，然后送到鍘切室的動、定刀片間，將秸稈飼料切碎。切碎后的秸稈飼料借助于刀輪高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的慣性和葉片的作用將飼料拋送。拋送后的飼料經(jīng)導(dǎo)流簡、出料口，最后被拋送到撿拾車。- 25 -3 牽引式玉米青貯收割機(jī)傳動系統(tǒng)的分析研究3.1 傳動系統(tǒng)方案設(shè)計及傳動設(shè)計計算3.1.1 傳動系統(tǒng)的方案的設(shè)計由于玉米青貯收割機(jī)要完成切割，喂入，打碎等對玉米收獲復(fù)式作業(yè)，傳動系統(tǒng)的設(shè)計比較復(fù)雜，要求結(jié)構(gòu)緊湊，功率消耗低，工作運行平穩(wěn)。為此，根據(jù)玉米青貯收割機(jī)的切割傳動部分和秸稈打碎傳動部分的要求完成的工作及結(jié)構(gòu)特點，選定如圖的傳動系統(tǒng)。 圖3-1 傳動工作原理圖Fig3-1 Transmission principle diagram在青玉米秸稈收獲中，一系列的要完成：切割，喂入，打碎，拋送，所以要求設(shè)計緊湊消耗少，以及達(dá)到平衡等。 動力由柴油機(jī)輸出，有皮帶輪將動力傳送給與帶輪4相連接的軸帶動切碎裝置對秸稈進(jìn)行粉碎，再由鏈輪3將動力傳送給鏈輪2帶動齒輪傳動組1，齒輪傳動組將傳送給下方的圓盤式切割器將玉米秸稈從底部切斷。3.1.2 切割器與切碎裝置的轉(zhuǎn)速確定鋸齒式雙圓盤切割器的轉(zhuǎn)速與喂入能力有密切關(guān)系, 經(jīng)查閱資料可知在機(jī)器作業(yè)速度7m/s的速度下， 圓盤切割器轉(zhuǎn)速在180260 r / min 之間切割與喂入能力較強。經(jīng)查閱相關(guān)資料切碎裝置上的刀盤速度達(dá)到1275r/min時，刀盤上的定刀能將玉米秸稈進(jìn)行砍切，錘擊破碎，同時拋送葉片在高速旋轉(zhuǎn)作用下產(chǎn)生強大的氣流將碎莖桿拋出。3.2 傳動比及參數(shù)的確定收割機(jī)在工作狀態(tài)下，要完成切割、喂入，打碎和拋送這一系列的工作，為了滿足玉米收割機(jī)的工作要求，則要求合理的傳動比。24馬力拖拉機(jī)柴油機(jī)輸出皮帶輪的轉(zhuǎn)速=2200r/min，功率是17.6kw，帶動青貯玉米收割機(jī)的皮帶輪傳動，傳動比為： （3-1）其中-切碎裝置上皮帶輪的轉(zhuǎn)速-柴油機(jī)輸出皮帶輪的轉(zhuǎn)速動力通過轉(zhuǎn)速箱后，傳遞給切割器的主動軸，到達(dá)減速箱轉(zhuǎn)速所以傳動比i為： 式中，根據(jù)相似設(shè)計法和結(jié)構(gòu)特點，取： （3-2） （3-3）式中：小鏈輪的齒數(shù)大鏈輪輪的齒數(shù)小錐齒輪的齒數(shù)大錐齒輪的齒數(shù)取，.可得大錐齒輪軸上的轉(zhuǎn)速，經(jīng)齒輪箱中的直齒輪與主動輥齒輪相嚙合將動力傳送給雙圓盤切割器主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到要求。由于軸的選材為Q235號鋼，所以查機(jī)械設(shè)計手冊可知Q235的許用扭切應(yīng)力為，。經(jīng)校核設(shè)計的軸符合要求，可發(fā)以正常工作。3.3 傳動設(shè)計計算3.3.1 帶傳動的設(shè)計與計算小帶輪轉(zhuǎn)速2200r/min，大帶輪轉(zhuǎn)速1275r/min,。（1）V帶型號的選擇：V帶型號應(yīng)根據(jù)計算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速來選取，。計算功率是根據(jù)傳遞的功率，并考慮載荷的性質(zhì)以及每天運轉(zhuǎn)時間的長短等因素來確定的。 （3-4）式中：計算功率，； 傳遞的額定功率，； 工作情況系數(shù)。其中： =，則計算出=。（2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)V帶型號，選取1為C型236mm，則根據(jù)傳動比算出=400mm。（3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度：根據(jù)傳動結(jié)構(gòu)需要初定中心距。則最小=445.2mm。確定后，由帶傳動幾何關(guān)系，按下式計算所需帶的基準(zhǔn)帶長：得出=2668.45。根據(jù)選取和最相近的V帶的基準(zhǔn)長度，則=2800mm。再根據(jù)來計算實際中心距。由于V帶傳動的中心距是可以調(diào)整的，故可采用下式做近似計算：計算得最小中心距=913mm。（4）驗算主動輪上的包角：計算得=，符合要求。（5）確定帶的根數(shù) (3-5) 式中：包角系數(shù)，考慮包角不同時的影響系數(shù)； 長度系數(shù)，考慮帶的長度不同時的影響系數(shù)； 單根V帶所能傳遞的功率，； 單根V帶時的功率增量，。計算得=2根。3.3.2 鏈傳動的設(shè)計與計算 圖3-2 鏈傳動工作原理Fig3-2 The working principle of the chain 滾子鏈的設(shè)計與計算取小鏈輪齒數(shù)則大鏈輪齒數(shù)計算當(dāng)量的單排鏈的計算功率根據(jù)計算功率和主動鏈輪轉(zhuǎn)速確定鏈條節(jié)距P為19.05初選中心距鏈條節(jié)數(shù) 取 （取偶）鏈傳動最大中心距 取鏈條速度 有效圓周力 作用在軸上的力F 3.3.3 主要失效形式 (1）鏈條疲勞破壞 在閉式鏈傳動中：鏈條零件受循環(huán)應(yīng)力作用，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)鏈板發(fā)生疲勞斷裂，滾子、套筒發(fā)生沖擊疲勞破裂。在正常潤滑情況下疲勞破壞是決定鏈傳動能力的主要因素。(2）鏈條鉸鏈磨損 主要發(fā)生在銷軸和套筒上。磨損后鏈條總長伸長，因而鏈條垂度增大，導(dǎo)致嚙合情況惡化。如動載荷增大易發(fā)生跳齒傳動時振動噪聲增大。潤滑不良。開式傳動多發(fā)生磨損失效。(3) 膠合 潤滑不當(dāng)或轉(zhuǎn)速過高時銷軸和套筒構(gòu)成的摩擦表面易發(fā)生膠合。(4）鏈條過載拉斷 常發(fā)生于低速重載情況下。3.3.4 滾子鏈的靜強度計算在低速（）重載鏈傳動中，鏈條的靜強度占主要地位。如果仍用額定功率曲線選擇計算，結(jié)果常不經(jīng)濟(jì)，因為額定功率曲線上各點相應(yīng)的條件性安全系數(shù)S為820，遠(yuǎn)比靜強度安全系數(shù)大。當(dāng)進(jìn)行耐疲勞和耐磨損工作能力計算時，若要求的使命壽命過短，傳動功率過大，也需進(jìn)行行鏈條的靜強度驗算。鏈條靜強度計算公式為 (3-6)式中 : 為靜強度安全系數(shù)； 為工況系數(shù)； 為排數(shù)系數(shù)； 為有效圓周力；,并查表得，所以為許用安全系數(shù)，一般為48；如果按最大尖峰載荷來代替進(jìn)行計算，則可為36；若速度較低，從動系統(tǒng)慣性較小，不太重要的傳動或作用力的確定比較準(zhǔn)確時,可取小值；為單排鏈極限拉伸載荷。因為此傳動速度較低可取最小值，取所以滿足要求3.3.5 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸鏈輪齒數(shù) 配用鏈條的節(jié)距 配用鏈條的滾子外徑 小鏈輪分度圓直徑 小鏈輪齒頂圓直徑 取小鏈輪齒根圓直徑 大鏈輪分度圓直徑 大鏈輪齒頂圓直徑 取大鏈輪齒根圓直徑 鏈輪齒寬 查表得 , 為鏈條內(nèi)節(jié)內(nèi)寬所以 4 鋸齒式雙圓盤切割器的研究青飼料、玉米、甘蔗等高稈作物的收獲機(jī)具上應(yīng)用的回轉(zhuǎn)式切割器大都采用缺口或大波紋式雙圓盤切割器 。這兩種切割器工作時沖擊性大, 在收獲含水率低的莖稈時,割茬參差不齊且易出現(xiàn)撕皮現(xiàn)象, 生產(chǎn)率低, 不適宜我國北方玉米圖4-1雙圓盤式切割器及圓盤a. 雙圓盤式切割器b. 缺口式圓盤c. 大波紋式圓盤 Fig4-1 Double disc cutter and disc a. Double disc cutter b. Gap type disc c. Large corrugated type disc摘穗后的秸稈青貯作業(yè)。為此設(shè)計了適宜我國北方地區(qū)青飼料收獲機(jī)使用的鋸齒式雙圓盤切割器, 能實現(xiàn)秸稈含水率高的玉米帶穗青貯作業(yè), 也能實現(xiàn)摘穗后玉米秸稈含水率低、秸稈疲軟情況下的青黃貯作業(yè)。4.1切割原理及切割條件雙圓盤式切割器由相互壓緊的上下兩片圓盤刀組成, 圓盤邊緣是刃口, 兩圓盤刀在相對回轉(zhuǎn)過程中將莖稈鉗住并剪斷。4.1.1鉗住莖稈的條件雙圓盤切割器切割示圖如圖4-2, 為了方便分析, 作如下假設(shè): 圖4-2 莖桿受力分析Fig4-2 The stem stress analysis(1) 切割器的兩個圓盤均為理想圓盤, 莖稈切割處為一理想圓, 且在切割過程中莖稈不發(fā)生變形。(2) 莖稈位置與圓盤刀位置左右對稱。由圖中受力分析可得, N 為圓盤刀作用于莖稈的法向反力, T 為圓盤刀對莖稈的摩擦力。將N , T 沿X 和Y 方向分解, 可得到切割莖稈力 和圓盤刀鉗住莖稈的力 。顯然圓盤刀鉗住莖稈的條件為 即:, 亦即,由 或式中: f 為圓盤刀與莖稈間的摩擦系數(shù) , 為 為圓盤刀與莖稈間的摩擦角。只有當(dāng) 時才能保證兩圓盤刀在剪切的瞬間將莖稈鉗住切割。假設(shè)d 固定不變,可得出: (4-1)式中: L 兩圓盤中心距, D 圓盤刀直徑, d 莖稈切割處直徑( 一般取2535 mm)。 圓盤中心距L , 直徑D 與鉗住角B 的關(guān)系如下當(dāng)L 增大或D 減小時, B 減小, 這樣有利于兩圓盤刀鉗住莖稈進(jìn)行切割, 但是由于兩圓盤中心距L 及圓盤刀直徑D等結(jié)構(gòu)的限制, 一般B 在之間, 由于莖稈與刃口摩擦系數(shù), 可得。因此, 兩光滑圓盤刀難以鉗住莖稈切割, 必須通過改變?nèi)锌诘男螤顏硖岣咩Q住莖稈的能力。4.1.2鋸齒式雙圓盤切割器切割分析鋸齒式雙圓盤切割器切割莖稈時 圖4-3 , 莖稈中心O 移至O, 莖稈與刃口的接觸點由A 移至A , 顯然在不改變圓盤切割器其它尺寸情況下, B減小到B, 提高了圓盤刀鉗住莖稈的能力, 而且合理選擇齒數(shù), 刀口會有非常好的自磨銳性能。 圖4-3鋸齒刃口與平刃口 角度比Fig4-3 Saw blade with flat blade Angle than 4.2主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及運動參數(shù)4.2.1圓盤刀直徑及刀盤重疊量為了保證鋸齒式圓盤正常切割, 兩圓盤要有一定的重疊量, 重疊量過小, 易出現(xiàn)“爬刀”(下刀轉(zhuǎn)到上刀盤上面) 和“咬刀”(上下刀盤交錯咬住) 現(xiàn)象。重疊量過大, 會使切割點前移。降低切割器鉗住莖稈的能力, 通過試驗, 圓盤刀直徑在220280 mm 之間, 兩刀盤根圓重疊20 mm 為宜。4.2.2圓盤刀的運動參數(shù)鋸齒式雙圓盤切割器的轉(zhuǎn)速與喂入能力有密切關(guān)系, 為了確定適宜的轉(zhuǎn)速,經(jīng)查閱資料結(jié)果表明, 圓盤轉(zhuǎn)速在180260 r / min 之間喂入能力較高。5 盤刀式切碎裝置5.1主要組成部分主要由刀盤、動刀、定刀、拋送葉片和殼體組成。圖5-1 盤刀式切碎裝置結(jié)構(gòu)示意圖1. 喂入輪2.定刀3.動刀4.拋送葉片5.殼體6.刀盤Fig5-1 Disc knife type cutter structure diagram5.2 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)青飼收獲機(jī)盤刀式切碎裝置的動刀片都采用直刃口，動刀片在刀盤上的結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖5-2所示。盤刀的滑切角和鉗住角都是變值，滑切角是指動刀刃上一點與回轉(zhuǎn)中心的連線和動刀刃口線的夾角，鉗住角是指動刀刃與定刀刃的夾角。為了保證具有一定的滑切作用和可靠工作，一般動刀的最小滑切角為，最小鉗住角為，刀片平面與切割平面（刀刃所形成的平面）的夾角為，動圖5-2 動刀在刀盤上的結(jié)構(gòu)參數(shù)1.動刀2.定刀3.切割平面4.刀盤Fig5-2 The structural parameters of the moving blade on the knife dish刀刃的偏心距e多為。在青飼收獲機(jī)上，當(dāng)喂入口高度一定時，為了使刀盤外殼有足夠大的離地間隙，一般取較大的h值，通常，刀片側(cè)鋸。動刀片數(shù)量一般為6把或8把，也可以減少刀片的數(shù)量來增加切碎長度，但必須在刀盤上均勻安裝，以保證動平衡。盤刀式切碎裝置由于剛性較差，動定刀間隙值應(yīng)比滾筒式切碎裝置稍大一些。在盤刀式切碎裝置的刀盤上，只要在動刀之間徑向安裝拋送葉片或利用安裝動刀的刀座部分作為拋送葉片，就具有很強的拋送能力，因此不需要專用拋送器。當(dāng)在刀盤上安裝拋送葉片時，其數(shù)量可少于動刀數(shù)，一般為48片，但必須均勻安裝，以保證達(dá)到動平衡。拋送葉片外圓直徑應(yīng)略大于動刀外圓直徑,一般為600850mm，外圓線速度為3240。葉片端部與底殼的間隙應(yīng)調(diào)整在0.53mm,側(cè)向間隙為612mm,殼體寬度大致在180200mm范圍內(nèi)。結(jié) 論玉米秸稈具有很高的利用價值。近年來，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，動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，玉米秸稈浪費嚴(yán)重，有直接還田，或者焚燒秸稈，污染空氣?，F(xiàn)在出現(xiàn)青貯技術(shù)，將青貯技術(shù)與玉米收割機(jī)有效結(jié)合可以將秸稈回收用于飼料，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)。我國青貯收割機(jī)大多模仿外國產(chǎn)品研制的，工作性能不穩(wěn)，和國產(chǎn)拖拉機(jī)不配套；直接購買國外機(jī)型價格昂貴，這些都不適宜我國國情，我們國家農(nóng)牧民急缺小而靈活的適合家用的小型玉米青貯收割機(jī)，基于這一點，在現(xiàn)有機(jī)具的基礎(chǔ)上，通過對中外文獻(xiàn)資料的查閱，根據(jù)農(nóng)牧民的實際需要，運用現(xiàn)代設(shè)計方法設(shè)計了與中小型拖拉機(jī)配套使用牽引式玉米青貯收割機(jī)，得出以下結(jié)論：（1） 該機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，切碎性能優(yōu)良，切割阻力矩均勻，拋送性能強，整機(jī)振動小等優(yōu)點。（2） 采用了三合一的設(shè)計模式，將雙圓盤切割器和強制順序喂入機(jī)構(gòu)與刀盤式切碎器有機(jī)組合。（3） 為了保證優(yōu)質(zhì)、高效的收獲作業(yè)，性能參數(shù)如圓盤割刀的轉(zhuǎn)速、刀盤轉(zhuǎn)速和機(jī)組前進(jìn)速度必須相互協(xié)調(diào)。參考文獻(xiàn)1 陳長林,張彬,沐森林.CX4Q-1A型青貯機(jī)的設(shè)計及試驗研究J.農(nóng)機(jī)化研究,2009,01:185-188.2 張科星,王昕偉,賈晶霞.國內(nèi)外青貯飼料收獲機(jī)械發(fā)展概況與趨勢J.農(nóng)業(yè)機(jī)械,2009,10:33-34.3 郭榮釵.我國青貯收獲機(jī)械使用現(xiàn)狀介紹J. 農(nóng)業(yè)機(jī)械,2009,01:53.4 王進(jìn)華,王澤群,劉漢武,等. 9265型自走式矮稈青貯飼料收獲機(jī)研究J.農(nóng)機(jī)化研究,2012,02:109-112+126.5 孫國生.多功能自走式玉米青(黃)貯聯(lián)合收獲機(jī)研制與推廣應(yīng)用J.農(nóng)業(yè)工程,2012,05:14-16.6 趙滿全,韓寶生,王春光,等.青貯飼料收獲機(jī)設(shè)計與試驗J. 農(nóng)機(jī)化研究,2006,11:106-109.7 王澤群,滕紹民,趙明.我國青貯飼料收獲機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀J.中國奶牛,2007,02:43-44.8 萬霖,車剛,汪春,趙清華.4QZR-30型青貯飼料收獲機(jī)設(shè)計與試驗J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2008,03:187-190.9 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院. 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手冊M. 機(jī)械工業(yè)出版社,1988.211225.10 張偉社. 機(jī)械原理M. 西北工業(yè)大學(xué)出版社,2005.110178.11 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計M.高等教育出版社.2012.12 張偉，胡軍，車剛. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)M.中國農(nóng)業(yè)出版社，2011.302312.13 范國昌，馬大敏，籍俊杰，等.河北農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報J.1998,0614 趙滿全,韓寶生,佘大慶,等. 青貯飼料收獲機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計與應(yīng)用研究A. 中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會（CSAE）.中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集C.中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會（CSAE）:2011:4.致 謝大學(xué)四年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在指導(dǎo)老師李玉清的細(xì)心指導(dǎo)下完成了我的畢業(yè)設(shè)計。李老師在設(shè)計的整體方案和設(shè)計重點等各個方面都給予了我大量的指導(dǎo)和幫助，在他的精心指導(dǎo)下，不斷對我得到的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，并提出新的問題，使得我的畢業(yè)設(shè)計課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論和實際上的新問題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠摯的感謝和由衷的敬意。同時也要感謝學(xué)科組每一位老師們給予了精心培養(yǎng)和指導(dǎo)，也給我提供了充足完備的條件和寶貴的學(xué)習(xí)交流機(jī)會，而且在生活方面還給予我極大的關(guān)懷，在此表示衷心的感謝！感謝我的母校黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高。四年珍貴的學(xué)習(xí)期間，讓我的知識體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉。在此我謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師以及在畢業(yè)設(shè)計過程中給予我很大幫助的老師、同學(xué)們致以最誠摯的謝意。最后，向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示感謝!