基于小麦收获机割台的玉米割台设计毕业设计(24页).doc
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1、-基于小麦收获机割台的玉米割台设计毕业设计-第 18 页本科生毕业论文(设计)基于小麦收获机割台的玉米割台设计学 院 机电工程学院 专业班级 学生姓名 指导教师 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说
2、明本人完全了解XX大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 摘 要农作物收获是农业生产中的重要环节,实现收获机械化对保证农业丰产丰收,改善劳动条件,提高生产效率等有着及其重要的作用。近年来,谷物收获机械已获得重大突破,但是为了减少资源浪费,节省人力,财力,所以要对现有收获机械进行部件改造,使其能实现一机多用。于是本文将通过对东方红
3、小麦联合收割机割台部件的改进设计使其能收获玉米,实现一机多用。由于小麦和玉米的生长情况不同,即玉米的高度、杆的粗细与小麦的均不相同,所以要对小麦收获机割台部件进行改进以保证其能收获玉米。主要是对小麦收获机割台的拨禾轮、切割器和割台挡板等进行改进,以适应在普通的小麦联合收割机收获小麦后,通过更换小麦割台的部件来完成对玉米的收获。这样可以节省资源,降低了农民的经济负担,也实现了收获机械的功能扩展。关键词:收割机;拨禾轮;切割器;改进设计Wheat Harvester Corn Header DesignAbstractCrop harvest is an important link of agr
4、icultural production, realizingmechanization in support of the agricultural productive harvest harvest, improve working conditions, and improve production efficiency, and so has and its important role. In recent years, the grain harvest machinery has a significant breakthrough, but in order to reduc
5、e the waste of resources, save manpower, money, so to existing harvest machine parts transform, make its can realize multi-usage.So this paper will dongfanghong wheat combined harvesters to cut sets its parts of improving design can harvest of corn, realize multi-usage. Because of the growth of whea
6、t and maize, the situation is different, i.e. corn, rod degree of highly all not identical with wheat, so to wheat harvest machine cut machine parts to ensure its can improve harvest of corn. Is mainly to the wheat harvest machine Taiwan dial cut bluegrass wheel, cutter, and cutting machine and the
7、baffle was improved, in order to adapt to the wheat combined harvesters in common wheat harvest, after the cut through replacement of wheat component to complete to Taiwan corn harvest. This saves resources, but also reduce the economic burden of farmers, realizing the function expansion to reap the
8、 machinery.Key words: Harvester; Reel paddle; Sickle; Improvement design目 录1 引言12 谷物收割机割台的分类和构成13 拨禾器的设计23.1 拨禾轮的功能23.2 拨禾轮弹齿运动轨迹23.3 拨禾轮直径的选取33.3.1 拨板的运动分析33.3.2 拨禾轮的正常工作条件43.4 拨禾轮主要性能参数的确定53.4.1 拨禾轮的直径53.4.2 拨禾轮的转速53.4.3 割幅63.4.4 拨禾轮的功率消耗63.5 拨禾轮的工作过程分析73.5.1 拨禾轮的农业技术要求73.5.2 拨板的入禾角和拨禾轮安装高度分析73.6
9、拨禾轮主轴的设计及校核83.6.1 主轴的设计93.6.2 主轴的校核94 切割器设计.104.1 往复式切割器分析与设计.104.1.1 往复式切割器的结构.104.1.2 往复式切割器切割原理.114.1.3 割刀速度分析.124.1.4 切割器功率消耗.125 割台挡板.136 传动系统的设计.136.1 传动类型的选择.136.1.1 链传动的设计.136.1.2 带传动设计.147 传动系统总体结构的设计.168 改制后的使用要求.179 总结.17参考文献.18致谢.191 引言小麦是我国的主要粮食作物之一,全国播种面积约3000万衬略次于水稻,全国小麦收获的机械化水平已超过80%
10、。我国小麦收获机械的发展始于20世纪50年代初,近60年来。经过引进、仿制、自行研制、开发,有了长足的发展,己形成了种类繁多、大中小型并举、基本能满足我国小麦收获获需求的具有中国特色的收获机械体系,某些方面已接近或达到国际先进水平。玉米是我国三大粮食作物之一,在我国己有460多年的种植历史,种植面积约0.24亿约占全国粮食面积的21.1%,玉米种植面积总产量仅次于美国,居世界第二位。长期以来,我国的玉米收获靠手工完成,玉米枯秆用作燃料或粗饲料。近年来,随着农民生活水平的提高,煤、天然气等清洁洁能源逐渐成为农村的主要燃料,农业机械化水平的提高也使耕牛饲养量锐减,玉米秸秆作为粗饲料的使用量也急剧下
11、降,这就使大部分玉米秸秆失去了原有的利用价值,而玉米桔秆还田是处理玉米秸秆的最好途径。玉米生产包括种植、植保、田间管理和机械收获等几个环节,玉米人工收获和秸秆处理是玉米种植中最萦重的体力劳动。约占整个玉米种植投入劳动量的55%。目前,玉米机械种植技术已经逐步成熟,而玉米机械化收获技术还处于逐步完善阶段,要全面实现玉米生产机械化,玉米收获机械化是关键,在玉米生产全过程中机械化占据举足轻重的地位。利用机械收获,不仅把农民从繁重的体力劳动中解放山来,还为农民节省了费用,更能节省时间,用于外出打工增加收入,因此,大力发展玉米收获机械化,可以提高劳动生产率和玉米单产,改善玉米品质,节约生产成本,同时也是
12、增加玉米主产区农民收入的一条重要途径。发展玉米收获机械化,对于稳定和提高我国粮食生产能力,提高农民收入,具有重要的意义。玉米机械化收获问题,已经成为我国农业现代化发展的瓶颈,引起了各级政府和有关专家的高度重视。2 谷物收割机割台分类和构成谷物联合收割机割台分为立式割台和卧式割台:立式割台收割机工作时,将割断后的作物直立地进行输送并使之转向铺放。它具有结构简单,重量轻,与拖拉机配套机器前伸量小,地头转弯灵活,操作方便等优点,但它存在着一定缺点,在地头造成散穗损失,割幅不能增宽,只能割1.2米,效率低,收割倒伏作物性能差等问题。卧式割台采用偏心拨禾轮,拨板将作物拨向切割器切割,随后将已切割的作物拨
13、到割台上,扶禾器主要将倒伏的作物扶起,交给拨禾星轮或其它拨禾装置扶持着作物进行切割。其纵向尺寸较大,但工作可靠性较好。本次设计主要针对东方红4LZ-2.5自走式谷物联合收割机的收割台进行部件改进设计,以适应收获玉米。其割台为卧式割台,主要由拨禾轮,切割器,过桥连耙,倾斜输送器等组成。3 拨禾器的设计3.1 拨禾器的选择在联合收获机上装有拨禾、扶禾装置,称为拨禾器,它所完成功能是:把待割的作物茎秆向切割器的方向引导,对倒伏作物,要在引导的过程中将其扶正;在切割时扶持茎秆,以顺利切割;把割断的茎秆推向割台输送装置,以免茎秆堆积在割台上。因此,拨禾、扶禾装置能提高收割台的工作质量、减少损失、改善机器
14、对倒伏作物的适应性。本次设计拨禾器采用拨禾轮装置。3.2 拨禾轮的结构设计图3-1 拨禾轮偏心机构示意图 为了增强拨禾轮的扶禾能力,适当调整弹齿倾角,对倒伏作物有较强的适应能力,且可以广泛适用于大中型联合收获机,本设计选用偏心拨禾轮。它由带弹齿的管轴、主辐条(左、右两组)、辐盘、副辐条、偏心盘、偏心吊杆、支承滚轮和调节杆等组成。如图3-1 :A-A为管轴,其一端A-a弯成曲柄的形式,M为拨禾轮传动轴的轮毂,与回转轴刚性连接,其回转中心为O,管轴A-A穿在轮毂M的辐条外端的销孔中,M1为空心圆环,其回转中心为O1,空心圆环是偏置的,偏心距是OO1,管轴A-A的曲柄端a穿在偏心圆环的辐条O1a外端
15、的销孔中,且OO1=Aa,OA= O1a;这样O1OAa就组成平行四杆机构。工作时O1O是固定不动的,因此,当拨禾轮轴带动辐条OA转动时,Aa永远平行于OO1,其方向不变。 由于管轴A-A与曲柄Aa是同一刚体,而弹齿AK与管轴A-A又固连在一起,所以AK与Aa一起做平面平行运动,弹齿AK的方向也一直保持不变。 为了收获倒伏方向不同的作物,弹齿的倾角应能调节。当收获向前和向一侧倒伏的作物时,弹齿应调成向后倾斜1530,并将拨禾轮降低和前移;当收获向后倒伏的作物时,弹齿应调成向前倾斜1530,并将拨禾轮降低和后移;当收获直立作物时,弹齿可与地面垂直。弹齿一般长60200mm。3.3 拨禾轮的工作原
16、理3.3.1 拨板的运动分析 拨禾轮工作时拨板的运动是一种复合运动,由拨板绕轴的回转运动和机器的前进运动复合而成,其运动轨迹可以由作图法求得(图32a)。拨禾板上A0点的运动轨迹,先将A0点回转的圆周作m等分,然后用下式求出在拨板每转一等分时间间隔内机器前进的距离 (3-1)式中: Vm机器前进速度(m/s) n拨禾轮转速(r/min)由点1沿机器前进方向量取长度为S的线段,线段的端点1即为拨禾板上的点AO在转过一等分圆周时的绝对位置;同理,由点2、3、m沿前进方向依次量取长度分别为2S、3S、mS的线段, 2、3m即分别为点A0转过2、3、m等分圆周时的绝对位置。连接点1、2m就得到了拨禾轮
17、上拨板上A0点的运动轨迹。设拨禾轮轴O0在地面上的投影点O为坐标原点(图3-2b),X轴沿地面指向前进方向,Y轴垂直向上,拨禾板外缘上一点由水平位置A0开始逆时针方向旋转,则其轨迹方程为: (3-2) (3-3)式中: R拨禾轮半径 拨禾轮角速度 H拨禾轮轴离割刀的垂直安装高度图3-2 拨禾轮的运动轨迹a).作图法 b).解析法 h割刀离地高度图3-3 不同值时,拨禾板运动轨迹的形状1.1 2.=1 3.13.3.2 拨禾板的正常工作条件拨禾板运动轨迹的形状,决定于拨禾轮的圆周速度Vy与机器前进速度Vm的比值,称为拨禾速度比。轨迹形状随值不同的变化规律如图3-3所示。值从0变化到时,拨禾板的轨
18、迹形状由直线(0)变化到短幅摆线(1)、普通摆线(=1)、长幅摆线(1)直至圆(=)。要使拨禾轮完成对茎秆的引导、扶持和推送作用,就必须使拨禾板具有向后的水平分速度。轨迹曲线上各点切线的方向,就是拨禾板在各种位置时的绝对速度方向。从图3-3分析可知,当1时,在轨迹曲线上的任何一点,均不具有向后的水平分速度。只有当1时,即轨迹形状为长幅摆线(常称余摆线)时,运动轨迹形成扣环,在扣环下部,即扣环最长横弦EE(图3-3)的下方,拨禾板具有向后的水平分速度。由此可知,拨禾轮正常工作的必要条件是:拨禾速度比1。3.4 拨禾轮主要性能参数的确定3.4.1 拨禾轮的直径拨禾轮直径的确定与它所要完成的功能有关
19、,其确定应遵循以下两个原则:1拨板进入禾丛时其水平分速度为零;2拨禾轮拨板扶持切割时应作用在禾秆割取部分的1/3处(即重心稍上方)。如图3-4所示,根据以上两个条件,可以确定图3-4 拨禾板直径的确定 (3-4)式中: R拨禾轮半径 L作物自然高度 H割茬高度 入禾角 此时 (3-5)则有拨禾轮的直径为: (3-6)式中: D拨禾轮直径 拨禾速度比 通过调查得我国的玉米生长自然高度范围为1.83m,玉米秆茎的直径范围为25-50mm。查农业机械学得拨禾速度比范围为1.22。根据实际收获作业状况,分别取=1.5 ,L=2000mm ,h=500mm,即有:根据经验取D=1500mm3.4.2 拨
20、禾轮的转速由前面分析可知,拨禾轮正常工作的必要条件为1。加大拨禾速比,拨禾轮的作用范围和作用程度都会增加。但当机器速度Vm一定时,增加值,就要提高拨禾轮的圆周速度Vy,这将因拨禾板对作物穗部的冲击加大而使落粒损失剧烈增加。因此,拨禾轮的拨禾速比的提高受到最大圆周速度的限制。实践证明,拨板的圆周速度Vy一般不宜超过3m/s。本设计中的收获机每小时收获作物8亩,机器的前进速度取=0.9,由前面可知=1.5根据已确定的值和机器前进速度的要求,可以确定拨禾轮的转速n。 (3-7) 又 (3-8)式中 n拨禾轮的转速(r/min) D拨禾轮的直径(mm) 机器前进速度(m/s) 拨禾速度比3.4.3 割
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