機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì)【全套圖紙】

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 1 - 檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì)檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 目目 錄錄 1 緒論1 1.1 課題的提出和意義1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.1 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及方法.2 2 技術(shù)任務(wù)書(shū)(JR).3 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(SS).3 3.1 傳動(dòng)方案的確定3 3.2 傳動(dòng)皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算5 3.2.1 減速箱主動(dòng)軸傳出的皮帶輪組.5 3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組.6 3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組.7 3.2.4 減速器從動(dòng)軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組.7 3.3 切割器的選擇8 3.4 撥禾裝置的設(shè)計(jì)9 3.5 夾持輸送裝置的設(shè)計(jì)9 3.6 立輥式檸條壓扁輸送裝置的設(shè)計(jì)10 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 2 - 3.6.1 壓扁輸送輥的整體設(shè)計(jì).10 3.6.2 壓扁輸送輥的長(zhǎng)度設(shè)計(jì).10 3.6.3 壓扁輸送輥材料的選擇.13 3.7 立式莖稈切碎裝置的設(shè)計(jì).13 3.7.1 滾筒式切碎刀的設(shè)計(jì).14 3.7.2 平板動(dòng)刀刃口線的形成.14 3.7.3 刀片安裝前傾角的確定 .15 3.7.4 扭轉(zhuǎn)角的確定.17 3.7.5 平板刀尺寸設(shè)計(jì).17 3.7.6 莖稈切碎長(zhǎng)度的計(jì)算.18 3.8 收集料斗的設(shè)計(jì).18 4 使用說(shuō)明書(shū)(SM) .19 5 標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告（BS）.19 5.1 產(chǎn)品圖樣的審查.19 5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查.20 5.3 標(biāo)準(zhǔn)件的使用情況.20 5.4 審查結(jié)論.20 結(jié)論21 參考文獻(xiàn)22 致謝23 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 3 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中文摘要畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中文摘要 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 4 - 檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) 摘要：檸條是豆科錦雞兒屬的一個(gè)種,多年生長(zhǎng)灌木植物，檸條抗旱、抗寒、耐瘠 薄、耐風(fēng)沙、具有極強(qiáng)的生命力和抗逆性。鑒于檸條獨(dú)特的生物特性，多年來(lái)它一 直是內(nèi)蒙古西部及山西西北部和陜西、甘肅等防風(fēng)固沙、防止水土流失的重要選用 植物。全國(guó)檸條種植面積已達(dá)到 666.66 萬(wàn) hm2 ，僅山西大同市檸條種植面積達(dá)到 2 萬(wàn) hm2 。檸條含有豐富的蛋白質(zhì)，開(kāi)花期鮮檸條干物質(zhì)含粗蛋白 14%，粗脂肪 3.5%，粗纖維 39.3%，無(wú)氮浸出物 31.3%，粗灰分 5.4%。由此可見(jiàn)，檸條還是優(yōu)良 的經(jīng)濟(jì)飼料。然而由于種植檸條的地區(qū)都是生態(tài)狀況較差的地區(qū)，這類(lèi)地區(qū)實(shí)行了 嚴(yán)格的禁牧舍飼圈養(yǎng)后，使檸條的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很難體現(xiàn)。為了使檸條的飼用價(jià)值得到 體現(xiàn)，可以對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)的檸條進(jìn)行平茬作業(yè)，再進(jìn)行后續(xù)加工，生產(chǎn)出的產(chǎn)品可以 添加到飼料中去。但是檸條難收割這個(gè)問(wèn)題在農(nóng)用機(jī)械制造領(lǐng)域已經(jīng)成為共識(shí)，現(xiàn) 有的平茬機(jī)械切割效果差，檸條被切割后直接凌亂的散落在地里。這些機(jī)械的適應(yīng) 性差，很多地方還是需要人工砍切收割。由于檸條莖稈木質(zhì)化較高，而且莖稈上多 硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率極低而且效果非常差。 為了解決這一難題，使檸條經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到更好的體現(xiàn)，滿足廣大檸條種植地區(qū) 的要求，本文設(shè)計(jì)了一種檸條的聯(lián)合收割機(jī)械。這款聯(lián)合收割機(jī)采用 65 馬力柴油 機(jī)，首先采用鏈?zhǔn)綋芎萄b置把檸條撥入收割臺(tái)，采用了往復(fù)式切割器對(duì)檸條進(jìn)行切 割，然后通過(guò)加持鏈條送入立式壓扁輸送輥系統(tǒng)進(jìn)行壓扁及輸送，隨后送入立式滾 筒切碎系統(tǒng)對(duì)檸條進(jìn)行切碎，切碎的檸條最終掉入滾筒下的集料箱實(shí)現(xiàn)莖稈的收集， 實(shí)現(xiàn)了檸條的聯(lián)合收割。 整個(gè)機(jī)構(gòu)中，壓扁輸送輥和滾筒切碎裝置本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，兩部分均采用立式 安裝，使整體機(jī)構(gòu)變的緊湊，節(jié)省了空間，與前面的往復(fù)式切割系統(tǒng)能夠很好的配 合。此檸條聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)為檸條的聯(lián)合收割提出了新的方式，為后續(xù)的設(shè)計(jì)和 研究提供了一個(gè)較好的方向。 其主要特點(diǎn)：1.聯(lián)合化程度高。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 5 - 2.對(duì)收割后的檸條進(jìn)行了粗加工，方便后續(xù)的加工處理。 關(guān)鍵詞：檸條 聯(lián)合收割機(jī) 壓扁輥 滾筒切碎刀 Combine harvester of Korshinsk Peashrub Abstract Korshinsk Peashrub is one of the species of Leguminosae Caragana Fabr which is a king of perennial shrub, drought-resistant, cold-resistant, widely and dusty-resistant, strong vitality and Inverse-resistance. In view of the particular biological nature of Korshinsk Peashrub, it straightly grown in the west inner Mongolia, the northwest of Shanxi, Shaanxi and Gansu and it played an significant role of defending the breeze sand and keep water and soil, the total planting areas in the whole country is up to 66,666,600,000 hm2, , the planting area of Datong is already up to 200 thousand hm2,. Korshinsk Peashrub is rich in protain, in the time of anthesis, the fresh Korshinsk Peashrub contains 14% simple protein, 3.5% simple fat, 33.9% coarse fibre,31.3%nitrogen free eotrant,5.4% ash. Thus from this point, Korshinsk Peashrub is also a fine economic feed. Owning to the grown latitude of the Korshinsk Peashrub is at the area with bad ecosystem. After being carried out the Captive feeding ban, it is difficult to achieve the economic value. 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 6 - By way of incarnate the feeding value of Korshinsk Peashrub，we ping stubbles to the measured up and with the followed-up processing ,append into the feeding stuff finally, that Korshinsk Peashrub is difficult to reap has become a consensus in the manufacture of agriculture machinery zone. The existing mechanical cutting effect of ping stubble is poor and the cutting shrub falls under the earth directly. Those machines have bad adaptability and need to reap by manpower because of the Korshinsk Peashrub had high level of lignifications and much hard stem thorns, it is difficult to reap and collect by manpower .As a result the inefficient of harvesting and very poor effect. In order to solve this problem that make a better economic value of Korshinsk Peashrub, content the requirement of Korshinsk Peashrub planting areas, this paper project a machine of Korshinsk Peashrub Combined Harvester use 65-horsepower diesel engine and first use the chain collection conveyer device to push the Korshinsk Peashrub into the harvest; use the reciprocating cutter to cue the Korshinsk Peashrub; then through the chain conveyer into the vertical flatting and conveyer machine; send into the reciprocating tumbling-box cutting part to cut up the Korshinsk Peashrub; the cut Korshinsk Peashrub falls into the container box under the tumbling- box, eventually achieve the collection of the stem and combined-harvest. The flattened-sending roll and the cylinder cutter are installed in three- dimensional way which not only can make the whole contract well-knit but 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 7 - also can save the space; furthermore, it can be fully coordinated with the reciprocating cutting system. The designing of this Korshinsk Peashrub Combined Harvester not only promote a new way of combined-harvesting but also start a direction on the follow up study and research on the designing. Features: 1. The high degree of combination. 2. This machine has done the rough cut of the reaped Korshinsk Peashrub which is convenient for the follow up processing. Keywords: Korshinsk Peashrub Combin flattened roll cylinder cutter 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 8 - 1 緒論緒論 1.1 課題的提出和意義 檸條是豆科錦雞兒屬的一個(gè)種,多年生長(zhǎng)灌木植物，檸條抗旱、抗寒、耐瘠 薄、耐風(fēng)沙、具有極強(qiáng)的生命力和抗逆性。由于對(duì)沙地干旱自然環(huán)境條件的適 應(yīng)結(jié)果，葉退化為刺。株高 13m，冠幅 1m 以上。軸根系，根長(zhǎng) 45m。自然 生長(zhǎng)狀態(tài)下，壽命 10 年左右，如果平茬，壽命 20 年以上。檸條莖稈灰白色， 直徑多 1020mm，木質(zhì)堅(jiān)硬緊實(shí)1。 鑒于檸條獨(dú)特的生物特性，多年來(lái)它一直是內(nèi)蒙古西部及山西西北部和陜 西、甘肅等防風(fēng)固沙、防止水土流失的重要選用植物。全國(guó)檸條種植面積已達(dá) 到 666.66 萬(wàn) hm2 ，僅山西大同市檸條種植面積達(dá)到 2 萬(wàn) hm2 2。檸條含有豐 富的蛋白質(zhì)，開(kāi)花期鮮檸條干物質(zhì)含粗蛋白 14%，粗脂肪 3.5%，粗纖維 39.3%，無(wú)氮浸出物 31.3%，粗灰分 5.4%。由此可見(jiàn)，檸條還是優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)飼料。 未實(shí)施禁牧前，種植檸條的經(jīng)濟(jì)效益主要以牲畜的自然采食來(lái)體現(xiàn)，采食率一 般在 20%30%之間。然而由于種植檸條的地區(qū)都是生態(tài)狀況較差的地區(qū)，這類(lèi) 地區(qū)實(shí)行了嚴(yán)格的禁牧舍飼圈養(yǎng)后，使檸條的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很難體現(xiàn)。其中最關(guān)鍵 的問(wèn)題就是檸條的機(jī)械化平茬收獲技術(shù)沒(méi)有得到根本解決。一方面，因?yàn)榇蟛?分地區(qū)圈養(yǎng)牲畜的主要飼草青貯或壓縮后的玉米秸稈，牲畜采食種類(lèi)單一，營(yíng) 養(yǎng)成分不全，導(dǎo)致肉奶品質(zhì)部高，抗病能力下降，不少牲畜都處于亞健康狀態(tài)； 另一方面，含有多種營(yíng)養(yǎng)成分的檸條得不到利用。另外，根據(jù)檸條生長(zhǎng)特性， 最好 34 年平茬一次，否則它的生長(zhǎng)速度就會(huì)減慢甚至消失3。為解決這些問(wèn) 題，給生態(tài)建設(shè)和舍飼圈養(yǎng)創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的空間，當(dāng)務(wù)之急是研制一種可實(shí) 現(xiàn)對(duì)檸條進(jìn)行聯(lián)合收割的機(jī)械。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外暫時(shí)還沒(méi)有出現(xiàn)對(duì)檸條聯(lián)合收割機(jī)成型機(jī)械的報(bào)道，現(xiàn)有的對(duì) 檸條進(jìn)行收割的裝置只有普通的割草機(jī)，還有適用于檸條的平茬機(jī)。普通的圓 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 9 - 盤(pán)鋸齒式和甩刀式機(jī)具切割后，切口表面形成不光滑的所謂“毛口” ，不利于次 年發(fā)芽生長(zhǎng)3。這些機(jī)械只能把檸條切割，并沒(méi)有處理和收集裝置，切割完以 后直接散落到地里，還需要人工進(jìn)行收集。這些機(jī)械的適應(yīng)性差，很多地方還 是需要人工砍切收割。由于檸條莖稈木質(zhì)化較高，而且莖稈上多硬刺，人工砍 割和收集都非常不容易，收割效率極低而且效果非常差。 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及方法 根據(jù)國(guó)內(nèi)外檸條聯(lián)合收割機(jī)研究的發(fā)展現(xiàn)狀，以及國(guó)內(nèi)對(duì)檸條聯(lián)合收割機(jī) 的需求，本文對(duì)檸條聯(lián)合收割機(jī)的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，首先設(shè)計(jì)有效的撥禾 裝置把檸條撥入收割臺(tái)，采用了往復(fù)式切割器對(duì)檸條進(jìn)行切割，隨后送入立式 壓扁輸送輥系統(tǒng)進(jìn)行壓扁及輸送，然后送入立式滾筒切割系統(tǒng)對(duì)檸條進(jìn)行切碎， 最后切碎的檸條掉入集料箱實(shí)現(xiàn)莖稈的收集。本文著重對(duì)切割以后的工作部分 進(jìn)行了研究。整機(jī)工作流程圖見(jiàn)圖 1-1。立式割臺(tái)的立式壓扁輸送輥配置立式 滾刀屬獨(dú)特設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)是立式壓扁輥兼作滾刀的喂入輥，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，問(wèn) 題是秸稈喂入方向與滾刀軸線的垂直性如何，需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；優(yōu)點(diǎn)是秸稈 在切碎后輸送相對(duì)容易4 。 撥禾鏈往復(fù)式切割器 立式切割滾筒收集料斗 夾持輸送鏈立式壓扁輸送輥 圖 1-1 整機(jī)工作流程圖 綜上所述，我國(guó)檸條收割機(jī)的研制勢(shì)在必行，尤其是既能對(duì)檸條進(jìn)行收獲， 又能對(duì)檸條進(jìn)行切斷和收集的聯(lián)合收割機(jī)械的研制更有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。 在分析了國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究現(xiàn)狀之后，發(fā)現(xiàn)本文針對(duì)檸條所設(shè)計(jì)的立輥式壓扁切 割系統(tǒng)還沒(méi)有相關(guān)研究，所以有必要進(jìn)行研究分析。設(shè)計(jì)中確定了立式滾刀切 碎裝置，與立輥式壓扁方式相配套，結(jié)構(gòu)緊湊、切碎質(zhì)量好，大大減輕了整個(gè) 割臺(tái)部分的前伸量和重量5，為檸條收割后的莖稈切碎問(wèn)題提供了解決方案。 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 10 - 2 技術(shù)任務(wù)書(shū)技術(shù)任務(wù)書(shū)(JR) 檸條是一種很難收割的防風(fēng)固沙的植物，經(jīng)常需要人工砍切收割，即使是 使用機(jī)械平茬，莖稈也是散落在地里，工作人員在回收的時(shí)候經(jīng)常弄傷自己。 本設(shè)計(jì)主要目的是既能完成收割也要完成收集，在切割完成以后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的碾 壓，輸送進(jìn)切碎裝置中，進(jìn)行切碎粗加工，最后掉入集料箱中。 由于現(xiàn)在對(duì)檸條的力學(xué)研究還很少，所以本設(shè)計(jì)中有部分參數(shù)和計(jì)算公式 需要套用相似機(jī)械的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或公式。本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是壓扁輸送輥的長(zhǎng)度 設(shè)計(jì)、碾壓輸送速度、及壓扁輸送輥和滾筒式切碎裝置的安裝角度。若碾壓輸 送速度過(guò)快，則后面的切碎質(zhì)量無(wú)法保證，速度過(guò)慢則會(huì)產(chǎn)生莖稈的堆積，兩 種情況均對(duì)機(jī)器作業(yè)不利，最終確定輸送線速度為，滾筒切割轉(zhuǎn)速為sm/5 . 3 ，壓扁輸送輥與滾筒式切碎裝置的安裝角度定為與豎直面成。min/2100r 30 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(SS) 3.1 傳動(dòng)方案的確定 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，只有傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)合理，才 能保證整體機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，各個(gè)環(huán)節(jié)才能有效配合，高效率、高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)檸條 的聯(lián)合收割。 本次設(shè)計(jì)的檸條聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)部分的難點(diǎn)在于各部分所需轉(zhuǎn)速不相同， 壓扁輸送輥對(duì)的轉(zhuǎn)向相反，要實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，撥禾鏈組也要實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 本文所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如圖 2-1 所示： 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 11 - 1.往復(fù)式切割器 2.壓扁輸送輥-1 3.滾筒切碎器 4.壓扁輸送輥-2 5.撥禾鏈 圖 2-1 檸條聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 此檸條聯(lián)合收割選取 65 馬力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出轉(zhuǎn)速 2400r/min,經(jīng)過(guò)一級(jí) 減速器減速，傳入各個(gè)機(jī)構(gòu)。兩個(gè)壓扁輸送輥安裝在同一平面內(nèi)，形成一個(gè)壓 扁輸送輥對(duì)，為了方便表示，把后面的壓扁輸送輥-2 畫(huà)到了側(cè)面。 轉(zhuǎn)速的傳遞是：柴油機(jī)輸入的轉(zhuǎn)速傳入一級(jí)減速器后，首先不經(jīng)過(guò)減速， 轉(zhuǎn)速通過(guò)減速器主動(dòng)軸直接傳出，再通過(guò)一組皮帶輪和錐齒傳入滾筒切碎器； 從滾筒切碎器傳出的轉(zhuǎn)速通過(guò)一組二級(jí)皮帶輪減速，傳入壓扁輸送輥-1；主動(dòng) 軸傳出的轉(zhuǎn)速通過(guò)一組直齒輪改變方向，經(jīng)由一個(gè)錐齒輪組和一個(gè)二級(jí)皮帶輪 減速傳入壓扁輸送輥-2，這樣就實(shí)現(xiàn)了壓扁輸送輥對(duì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。同理，由減 速器從動(dòng)軸傳出的轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)一系列的齒輪和皮帶輪傳動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)撥禾鏈的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)式切割器則再通過(guò)一組曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 12 - 3.2 傳動(dòng)皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 減速箱主動(dòng)軸傳出的皮帶輪組 小帶輪轉(zhuǎn)速 2400r/min，大帶輪轉(zhuǎn)速 2100r/min,。14 . 1 2100 2400 i （1）V 帶型號(hào)的選擇：V 帶星號(hào)應(yīng)根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速來(lái)選取， ca P 1 n 。計(jì)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短P 等因素來(lái)確定的。 （1）PKP aca 式中：計(jì)算功率，； cs PkW 傳遞的額定功率，；PkW 工作情況系數(shù)。 A K 其中：=，=1.3，則計(jì)算出=。PkW 5 . 12 A K cs PkW25.16 （2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù) 1d d 2d d 1d d V 帶型號(hào)，選取為 B 型 140mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=160mm。 1d d 2d d （3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。a d L 0 a （2）)(2)(7 . 0 21021dddd ddadd 則最小=210mm。 0 a 確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： 0 a d L （3） 0 2 12 210 4 )( )( 2 2 a dd ddaL dd ddd 得出=891.48。根據(jù)選取和最相近的 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，則 d L d L d L d L =900mm。再根據(jù)來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距。由于 V 帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的， d L d L 故可采用下式做近似計(jì)算： 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 13 - （4） 2 0 dd LL aa 計(jì)算得最小中心距=214mma (4)驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角： 1 （5） 120 3 . 57180 21 1 a dd dd 計(jì)算得=，符合要求。 1 120 6 . 174 （5）確定帶的根數(shù)z （6） L ca KKPP P z )( 00 式中：包角系數(shù)，考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)； K 長(zhǎng)度系數(shù)，考慮帶的長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)； L K 單根 V 帶所能傳遞的功率，； 0 PkW 單根 V 帶時(shí)的功率增量，。 0 P1ikW 計(jì)算得=4.75 根。z 3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組 小帶輪轉(zhuǎn)速 2100r/min，傳動(dòng)比3.76，則大帶輪轉(zhuǎn)速為 558.5r/min。i （1）=2，根據(jù)公式（1）可得 =2.6。PkW cs PkW （2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù) 1d d 2d d 1d d V 帶型號(hào)，選取為 A 型 100mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=376mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶輪 1d d 2d d 直徑，選擇=375mm。 2d d （3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。a d L 0 a 根據(jù)式（2）計(jì)算可得=332.5mm。 0 a 確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： 0 a d L 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 14 - 根據(jù)式（3）得=1467.6mm，根據(jù)選取和最相近的 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 d L d L d L ，則=1600mm。再根據(jù)來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距。由于 V 帶傳動(dòng)的中心距是可 d L d L d L 以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=399mm。a (4)驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要 1 1 120 5 . 140 求。 （5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計(jì)算得：=根。zz22 . 1 3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組 小帶輪轉(zhuǎn)速 558.5r/min，傳動(dòng)比2.5，則大帶輪轉(zhuǎn)速為 233r/min。i （1）=2，根據(jù)公式（1）可得 =2.6。PkW cs PkW （2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù) 1d d 2d d 1d d V 帶型號(hào)，選取為 A 型 112mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=280mm。 1d d 2d d （3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。a d L 0 a 根據(jù)式（2）計(jì)算可得=275mm。 0 a 確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： 0 a d L 根據(jù)式（3）得=1191mm，根據(jù)選取和最相近的 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 d L d L d L ，則=1250mm。再根據(jù)來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距。由于 V 帶傳動(dòng)的中心距是可 d L d L d L 以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=305mm。a (4)驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要 1 1 120 4 . 148 求。 （5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計(jì)算得：=根。zz39 . 2 3.2.4 減速器從動(dòng)軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組 小帶輪轉(zhuǎn)速 533r/min，則大帶輪轉(zhuǎn)速為 192r/min，則傳動(dòng)比為2.5。i （1）=1.6，根據(jù)公式（1）可得 =2.08。PkW cs PkW （2）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、：初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù) 1d d 2d d 1d d 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 15 - V 帶型號(hào)，選取為 A 型 100mm，則根據(jù)傳動(dòng)比算出=278mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)帶輪 1d d 2d d 直徑，選擇=280mm。 2d d （3）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要初定中心距。a d L 0 a 根據(jù)式（2）計(jì)算可得=266mm。 0 a 確定后，由帶傳動(dòng)幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： 0 a d L 根據(jù)式（3）得=1159mm，根據(jù)選取和最相近的 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 d L d L d L ，則=1250mm。再根據(jù)來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距。由于 V 帶傳動(dòng)的中心距是可 d L d L d L 以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=312mm。a (4)驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。 1 1 120 9 . 146 （5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計(jì)算得：=根。zz56 . 4 3.3 切割器的選擇 切割器是收獲機(jī)械的重要部件之一，它的功用是將田間的作物切斷。目前， 已廣泛使用和報(bào)道的切割器有：往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式、甩刀式、帶式等。這方面的 研究國(guó)內(nèi)外均有報(bào)道?；厩闆r是： 1.往復(fù)式切割器：往復(fù)式切割器由動(dòng)刀片和定刀片組成，動(dòng)刀片多數(shù)在刀 刃上面刻有齒紋，少數(shù)在下面刻有齒紋，防止禾株在從剪切口滑出，并有自磨 刃作用。在機(jī)器前進(jìn)的同時(shí)，動(dòng)刀片與定刀片組成割幅，定刀片與護(hù)刃器成為 切割時(shí)的兩個(gè)固定支撐點(diǎn)，動(dòng)刀片以一定的速度在兩支撐點(diǎn)之間做往復(fù)切割。 往復(fù)式切割是目前國(guó)內(nèi)外稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)上應(yīng)用最廣的一種切割器，現(xiàn)基本標(biāo)準(zhǔn)化。 其切割速度一般為1.52m/s作業(yè)速度低，一般不超過(guò)9km/h。這種切割器平均 切割速度較低，切割性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，廣泛用于谷物收割機(jī)上。 它的缺點(diǎn)是往復(fù)憤性力大，割臺(tái)振動(dòng)和噪聲大，存在重割和漏割，割茬不整齊。 2.回轉(zhuǎn)式切割器： 回轉(zhuǎn)式切割器主要用于收獲牧草、 青飼料等粗莖稈作 物，少數(shù)谷物收獲機(jī)上也使用這種切割器。回轉(zhuǎn)式切割器切割速度高，一般是， 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 16 - 可適應(yīng)1025km/h的高速作業(yè)，慣性力易平衡，震動(dòng)較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但回轉(zhuǎn) 半徑小，不宜寬幅切割，割刀的壽命較短，維修費(fèi)用高。 3.甩刀式切割器：甩刀式切割器多用于玉米青貯飼料收割機(jī)上，目前國(guó)內(nèi) 外收割機(jī)上多采用甩刀式切割器。它由水平橫軸、刀盤(pán)體、刀片和護(hù)罩等組成。 刀片鉸接在水平橫軸的刀盤(pán)上，在垂直平面(與前進(jìn)方向平行)內(nèi)回轉(zhuǎn)。這種切 割器轉(zhuǎn)速高，圓周速度達(dá)5070m/s，但割幅較窄，一般為0.82m。在割幅較 大的機(jī)器上，多采用多組并聯(lián)結(jié)構(gòu)，目前國(guó)內(nèi)外最大的割幅為6m。 4.回轉(zhuǎn)帶式切割器：這種切割器將薄鋼帶加工成角鋼狀，一邊為帶體，連 接兩端構(gòu)成傳動(dòng)帶，一邊為刀體，刀體間有一定距離，刀體端開(kāi)有刀齒，刀齒 為梯形。工炸時(shí)，在驅(qū)動(dòng)帶輪的帶動(dòng)下，帶體在水平面內(nèi)繞兩帶輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 刀齒切割作物?？蓪?shí)現(xiàn)高速作業(yè)、高速切割及無(wú)支承切割，切割速度可高于 17m/s，作業(yè)速度可高于15km/h，無(wú)往復(fù)慣性力，割刀工作平穩(wěn)，割臺(tái)振動(dòng)小， 工作平穩(wěn)，割茬整齊，無(wú)撕裂、漏割和堵刀現(xiàn)象，適于收割小麥、水稻等細(xì)莖 稈作物和牧草。 5.齒形鏈?zhǔn)角懈钇鳎簞?dòng)刀右上部為切割段，呈梯形，根部為傳動(dòng)齒，同齒 形鏈節(jié)板，將其與標(biāo)準(zhǔn)齒形鏈節(jié)板鉸接成一封閉的刀鏈，刀鏈在主動(dòng)鏈輪的驅(qū) 動(dòng)下，在上下水平導(dǎo)軌的引導(dǎo)下，在水平面內(nèi)作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其緊邊與護(hù)刃 器構(gòu)成切割幅，對(duì)作物莖稈切割。 綜上所述，根據(jù)檸條的生物學(xué)特性，從切割效果、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、動(dòng)力配 置等多放面綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇了技術(shù)比較成熟的往復(fù)式割刀。 3.4 撥禾裝置的設(shè)計(jì) 衡量作物收獲質(zhì)量好壞的一個(gè)最主要指標(biāo)是損失率。由于收獲流程的前后 順序所致，割臺(tái)損失率首當(dāng)其沖。撥禾裝置位于收割機(jī)的最前端，收獲作物時(shí)， 它扶起并歸攏作物，撥向切割器；在切割器切割作物時(shí)，前方扶持莖稈以防止 向前傾倒；最后把切斷的作物及時(shí)推向壓扁輥。 撥禾輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，多用于大中型收割機(jī)上的聯(lián)合收獲機(jī)上。但是 由于檸條莖稈硬度高切有比較高的柔性，采用撥禾輪的效果不好，且撥禾輪一 般應(yīng)用于臥式收割臺(tái)的結(jié)構(gòu)中，不適用于本設(shè)計(jì)的立式收割臺(tái)。本設(shè)計(jì)最終采 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 17 - 用鏈?zhǔn)綋芎唐鳎捎行У陌褭帡l撥入切割裝置。 3.5 夾持輸送裝置的設(shè)計(jì) 夾持輸送裝置是本機(jī)的重要部分，它影響著本機(jī)的結(jié)構(gòu)、復(fù)雜程度和工作 可靠性。檸條植株由撥禾禾鏈強(qiáng)制撥入夾持鏈，在夾持同時(shí)，切割器把檸條植 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。 3.6 立輥式檸條壓扁輸送裝置的設(shè)計(jì) 壓扁輸送裝置是檸條前割臺(tái)的核心，直接影響到整機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)，如損失 率、切割達(dá)標(biāo)率等。該裝置能在壓扁檸條莖稈的同時(shí)將莖稈強(qiáng)制喂入滾刀切碎， 使壓扁輥與滾刀間莖稈輸送通暢，不堵塞。其次，莖稈及莖節(jié)被碾壓后對(duì)切碎 和提高飼料的品質(zhì)起很好的作用5。 立輥式壓扁輸送裝置的壓扁輥兩軸線所在平面與垂直面成前傾 2535 夾角，檸條植株由往復(fù)式割刀割斷后經(jīng)夾持鏈輸送至壓扁輥，通過(guò)立式壓扁輥 壓扁。植株在弧形擋禾板和加持的作用下與壓扁輥軸線成 5070角。由于 螺旋線的提升作用，壓扁后的植株基本與壓扁輥成垂直角度向后輸送進(jìn)切碎滾 筒切碎。 3.6.1 壓扁輸送輥的整體設(shè)計(jì) 立式壓扁輸送輥上設(shè)有螺旋線凸棱，見(jiàn)圖 3-1。檸條莖稈由切割器切斷后 被輸送鏈夾持輸送至壓扁輥，頂部首先進(jìn)入兩輥之間，隨著壓扁輸送輥對(duì)的相 向旋轉(zhuǎn)，莖稈以速度沿軸線上升，以速度向后輸送，當(dāng)輸送到一定高度時(shí)， 2 v 1 v 莖稈僅依靠壓扁輥對(duì)莖稈的推擠和慣性力作用向上移動(dòng)，同時(shí)以速度 1快速向 v 后輸送6。 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 18 - 圖 3-1 壓扁輸送輥結(jié)構(gòu)圖 3.6.2 壓扁輸送輥的長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 壓扁輸送輥的長(zhǎng)度既要滿足不同長(zhǎng)度莖稈的要求，又要滿足沿輥長(zhǎng)容納莖 稈的株數(shù)。 設(shè)為滿足最長(zhǎng)莖稈高度的壓扁輸送輥長(zhǎng)度。設(shè)莖稈以根部單株均勻喂入 L 壓扁輸送輥對(duì)中，初始喂入角，莖稈受壓扁輸送輥拉壓力的作用沿徑向后移， 0 受螺旋推動(dòng)力的作用沿軸線方向上移，設(shè)徑向速度，軸向速度 ，則 1 v 2 v ) 1 ( 60 1 Dn v （7） )1 ( 60 2 sn v （8） 式中：壓扁輸送輥螺旋凸棱的螺距；s 壓扁輸送輥直徑；D 壓扁輸送輥轉(zhuǎn)速；n 莖稈沿軸線移動(dòng)的打滑率； 莖稈沿徑向移動(dòng)的打滑率。 經(jīng)查閱資料=0.050.08；與壓扁輸送輥間隙、莖稈含水率、莖稈的直 徑等因素有關(guān)，變化范圍較大，經(jīng)驗(yàn)值一般為 0.40.6。為避免莖稈堆積，壓 扁輸送輥的速度應(yīng)較高一些，一般情況下，壓扁輥主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)是機(jī)器前進(jìn)速 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 19 - 度的三倍以上7。本設(shè)計(jì)中機(jī)器前進(jìn)速度定為，所以8 . 0sm/ 。smn/4 . 238 . 0 莖稈沿自身方向輸送的速度 cossin 21 vvvj （9） 設(shè)計(jì)要求，即，否則不能正常工作，則0 j vcossin 21 vvvj0 （10） 1 2 v v arctg 莖稈從進(jìn)入位置到與壓扁輸送輥軸線垂直位置，角由初始喂入角變化 0 到，所以平均速度為 2 （11） dvvvj)cossin( 2 2 1 21 0 0 （12）)sin1 (cos 2 1 0201 0 vvvj 牽引莖稈從割茬根部至最高點(diǎn)的時(shí)間 ，莖稈從割茬根部至最高點(diǎn)的長(zhǎng)度 。tl 則牽拉莖稈長(zhǎng)度 所需的時(shí)間為l （13） )sin1 (cos ) 2 ( 0201 0 vv l v l t j （14） )sin1 (cos ) 2 ( 0201 02 2 vv lv tvL 設(shè)為滿足沿壓扁輸送輥長(zhǎng)度方向容納莖稈株數(shù)的工作長(zhǎng)度。機(jī)器行走世 L 間 內(nèi)，收獲玉米株數(shù)為t （15）tpvz m 式中：機(jī)器前進(jìn)速度，； m vsm/ 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 20 - 單位長(zhǎng)度（）內(nèi)檸條株數(shù)，。pm米株/ 沿壓扁輸送輥工作長(zhǎng)度，容納的莖稈數(shù)位 L （16） d L kz 式中：莖稈的平均直徑；d 壓扁輸送輥呢秸稈充滿系數(shù)。k 設(shè)計(jì)時(shí)要求容納的莖稈數(shù)大于收獲的莖稈株數(shù)，即 zz （17） d L kptvm （18） k ptdv L m （19） )sin1 (cos ) 2 ( 0201 vkv pdlv L m 實(shí)際設(shè)計(jì)長(zhǎng)度既要滿足又要滿足的要求，即。 L L , maxLLL 各參數(shù)取值范圍為，=， 8， 0 50 70smvm/8 . 0米株/30p ，。mmd303 . 0k6 . 0 設(shè)計(jì)原則是壓扁輸送輥的工作長(zhǎng)度在滿足大于和的要求下，盡可能取 L L 小值，以使結(jié)構(gòu)緊湊，一般取 400550。本設(shè)計(jì)最終選定輥長(zhǎng)為 500。mmmm 3.6.3 壓扁輸送輥材料的選擇 現(xiàn)在市面上的壓扁輥有三種類(lèi)型： 1.鋼-鋼壓扁輥：兩個(gè)壓扁輥均由鋼材料加工而成，優(yōu)點(diǎn)是碾壓力大，耐磨 損，適合碾壓較硬的植物枝條；缺點(diǎn)是造價(jià)高，重量大，需要機(jī)器的動(dòng)力大。 2.橡膠-橡膠壓扁輥：兩個(gè)壓扁輥均為橡膠材料，優(yōu)點(diǎn)是吸入性好，丟失率 率低，碾壓力小，適用于柔軟的牧草，在不破壞其形狀的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行壓扁處 理；缺點(diǎn)是磨損大，尤其是在對(duì)較硬植物枝條進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，壓扁輥的磨損 尤其嚴(yán)重，容易造成卡機(jī)。 3.鋼-橡膠壓扁輥：介于前兩者之間的一種壓扁輥。兼顧了吸入率和低損耗 的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于硬度較高的植物枝條依然存在磨損較大的缺點(diǎn)。 結(jié)論：檸條枝條有較高的木化程度和柔韌性，對(duì)壓扁裝置的損耗很大，鑒 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 21 - 于這種生物學(xué)特性，以及三種類(lèi)型的壓扁輥的物理特性，綜合考慮，本設(shè)計(jì)選 擇采用鋼-鋼結(jié)構(gòu)的壓輥，兼顧了本設(shè)計(jì)需要碾壓力大和損耗低要求。 綜上所述，本章主要對(duì)立式割臺(tái)的各個(gè)部件進(jìn)行了方案的選擇和設(shè)計(jì)，重 點(diǎn)對(duì)壓扁輸送輥進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)計(jì)算。壓扁輸送是本章的難點(diǎn)，壓扁輸 送裝置的可靠性決定了整體機(jī)械的穩(wěn)定性，文中將這一問(wèn)題作為重點(diǎn)和難點(diǎn)， 設(shè)計(jì)了立式壓扁輸送輥。這個(gè)設(shè)計(jì)不僅能歸整切割下來(lái)的檸條，使其變的有序， 并對(duì)其進(jìn)行壓扁處理，而且能與后面設(shè)計(jì)的立式滾刀組成單元結(jié)構(gòu)，使莖稈切 碎裝置變得簡(jiǎn)單。 3.7 立式莖稈切碎裝置的設(shè)計(jì) 立式莖稈切碎裝置是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，立式莖稈切碎裝置與立輥式壓扁輸 送裝置配套實(shí)現(xiàn)檸條的收割和粗加工，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，莖稈切碎效果好、功耗低， 能和割臺(tái)配置緊湊。 現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)是立式輥配套盤(pán)刀或臥式滾刀切碎裝置，它不但結(jié)構(gòu)龐大， 甩刀則為無(wú)支撐切割，動(dòng)力消耗也大。立式莖稈切碎裝置安裝在檸條壓扁輸送 輥的后方，并與機(jī)架相連，其驅(qū)動(dòng)部件與收獲動(dòng)力系統(tǒng)相連，且與壓扁輸送輥 有速比約束。 3.7.1 滾筒式切碎刀的設(shè)計(jì) 滾筒式切碎刀最初設(shè)計(jì)為螺旋刃刀片，螺旋刃刀片功率消耗小、切碎平穩(wěn)， 但制造工藝復(fù)雜，成本高。到 20 世紀(jì) 70 年代末，直刃斜裝滾刀在我國(guó)得到迅 速推廣9 。直刃斜裝滾刀制造簡(jiǎn)單，但功耗較大且系統(tǒng)振動(dòng)。后來(lái)出現(xiàn)的橢圓 刃口平板刀既功耗小，又制造方便、成本低，但須與拋送葉片連接，以達(dá)到機(jī) 械式氣流輸送的目的。本課題立式滾刀在設(shè)計(jì)時(shí)采用橢圓刃口的平板刀，既能 使在切割過(guò)程中實(shí)現(xiàn)滑切，又能使結(jié)構(gòu)緊湊，易于在壓扁輸送輥后布置。 3.7.2 平板動(dòng)刀刃口線的形成 平板刀刃口曲線是橢圓曲線的一部分，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3-1。圖中是一平面與圓 柱軸線傾斜相截時(shí)形成的曲線就是橢圓刃口的曲線。 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 22 - 圖 4-1 橢圓刃口的形成 圖中有效高度，半徑為。截平面與圓筒軸線之間夾角為，與圓筒上LR 端面截交于 A、B 兩點(diǎn)，下端面截交于 C、D 兩點(diǎn)。其截交點(diǎn) A、B 的連線與圓心 距離為，與半徑夾角為；截交點(diǎn) C、D 的連線與圓心距離為，與 u HAO mu d H 半徑夾角為；若圓筒按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。則平板刀前面與圓柱表面的CO md 截交線 AC 是平板刀的橢圓刃口曲線。 設(shè)計(jì)中選圓筒長(zhǎng)，直徑，。mmL560mmD220mmHu52mmHd80 則有截平面的傾斜角 （20） 86 . 2 arctan L HH ud 橢圓長(zhǎng)軸：；橢圓短軸：；焦距：mm D a 5 . 4405 sin 2 mmDb2202 ；離心率：。44002 22 bac19987 . 0 a c e 由此可知該橢圓極為扁平，圓筒上的全部橢圓刃口曲線有著較大的曲率半 徑?，F(xiàn)做如下討論。 橢圓方程為（21） 22 xa a b y 則曲率為（22） 3/22 1 y y Kx 得（23） 22 xaa bx y 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 23 - （24） 3/222 )( xa ab y 故（25） 3/22224 4 )(baxa ba Kx 由圖幾何關(guān)系可得 （26） sin X H X 則（27） 8 . 1045 85 . 2 sin 52 A X （28）66.1608 85 . 2 sin 80 C X 由以上各點(diǎn)數(shù)據(jù)，還可通過(guò)解出的一階、二階導(dǎo)數(shù)，求出曲率半徑和曲Y 率中心，對(duì)此曲線段定量分析。從這些數(shù)據(jù)和圖形可以看出刀刃雖在橢)(、 圓曲線段的曲率半徑從到，由小變大，對(duì)應(yīng)的曲線之平O O86.562 AC XX 均曲率半徑，可見(jiàn)刀刃線趨向平直。13485R 3.7.3 刀片安裝前傾角的確定 平板刀刀刃 AB 的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓柱面。刃口曲線是圓柱被平面所切的橢圓曲 線的一段，其結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖 4-2 所示。從圖中可得到所切橢圓曲線方程為： （29）1 )sin/( 2 2 2 2 R Z R X oo 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 24 - 圖 4-2 平板刀在滾筒體上的結(jié)構(gòu)參數(shù) 平板刀結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系可用下式表示： （30）sinRZtg 式中：刀刃上 A 點(diǎn)的坐標(biāo)值；Z 扭轉(zhuǎn)角，平板刀刀面所在平面與滾筒中心線的夾角； 切碎滾筒刀刃軌跡半徑；R 平板刀刀刃上 A 點(diǎn)的安裝前傾角。 從理論分析中可知：當(dāng)?shù)度袨榛⌒稳锌跁r(shí)，這樣的刀刃線回轉(zhuǎn)起來(lái)是一個(gè) 圓柱面。因此，平板刀式滾筒切碎器的動(dòng)刀是平板刀，定刀是平直刃刀的情況 下，定刀安裝位置正常而不傾斜，這樣可獲得一定的滑切角，切割回轉(zhuǎn)角也較 大，故切碎器的性能較好。 實(shí)驗(yàn)表明，角越大，其切碎性能越好，但拋送性能越差。因此在設(shè)計(jì)中， 角選取應(yīng)在保證可靠拋送切碎物的前提下，盡量大一些。本設(shè)計(jì)中采用 。10 57 60 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 25 - 3.7.4 扭轉(zhuǎn)角的確定 扭轉(zhuǎn)角即刀片刃線相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)角，與滾筒長(zhǎng)度或直徑有關(guān)。由 于受平板刀切碎滾筒的結(jié)構(gòu)限制，一般取扭轉(zhuǎn)角=。11本設(shè)計(jì)取值為 4 7 。 7 3.7.5 平板刀尺寸設(shè)計(jì) 平板刀結(jié)構(gòu)尺寸如圖 4-3 所示。 圖 4-3 平板刀結(jié)構(gòu)尺寸 平板刀刃角一般都較小，常取，考慮到刀刃的強(qiáng)度，我們?nèi)?21 25 。 25 為保證切割的平穩(wěn)性，連續(xù)性，使每把刀的切割阻力矩小，我們采用多把 動(dòng)刀。單邊刀數(shù)把，雙邊攻擊 把，呈八字形排列。如圖。每把刀片長(zhǎng)取48 ，材料選擇 50CrA,刃口淬火硬度為 5560HRC。mm300100 3.7.6 莖稈切碎長(zhǎng)度的計(jì)算 為了滿足儲(chǔ)存和加工的要求，應(yīng)規(guī)定莖稈切碎的長(zhǎng)度。技術(shù)要求小于 。mm30 莖稈理論切碎長(zhǎng)度 ：l 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 26 - （31） 4 10 6 )1 ( zn v l zi d l或 式中： 滾刀與壓扁輸送輥的傳動(dòng)比；i 壓扁輸送輥直徑；d 動(dòng)刀片數(shù)量；z 莖稈對(duì)壓扁輸送輥的打滑率； 滾刀轉(zhuǎn)速；n 莖稈喂入速度。v 由上式可知，改變壓扁輸送輥與滾刀的傳動(dòng)比 或刀片數(shù)量，可以改變莖iz 稈的切碎長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)資料35，設(shè)計(jì)中應(yīng)用參數(shù)，壓扁輸送輥喂入 速度，滾刀轉(zhuǎn)速，動(dòng)刀片數(shù)量 ，理論切碎長(zhǎng)度。sm/5 . 3min/2100r8mm25 這部分章節(jié)主要介紹了立式莖稈切碎裝置的研制過(guò)程，設(shè)計(jì)中采用了先進(jìn)的 滾刀式圓筒切碎器。該切碎裝置由固定安裝的定刀片組和與其配套切割的滾刀 組成，采用立式安裝，與立式壓扁輸送輥相配置。滾刀采用橢圓刃口的平板刀， 本章詳細(xì)分析了橢圓刃口的形成和刀刃的幾何角度，指出橢圓刃口平板刀既有 功耗小、制造方便、成本低的特點(diǎn)，又有其自身難以克服的缺點(diǎn)。這種方案的 提出為檸條莖稈提供了新的切碎方法。 3.8 收集料斗的設(shè)計(jì) 集料箱安裝在滾筒切碎刀下方，可活動(dòng)拆卸，能從機(jī)器后部人工取出，方 便物料的卸出。 由于本設(shè)計(jì)滾筒切碎裝置為傾斜豎直面安裝，所以首先需要在滾筒外 30 延安裝適當(dāng)?shù)膿醢?，使物料下落方向改變，便于收集。設(shè)計(jì)集料箱時(shí)，可根據(jù) 整機(jī)內(nèi)部空間確定各項(xiàng)數(shù)據(jù)。集料箱材料為普通鐵皮，形狀設(shè)計(jì)上選擇性大， 在作業(yè)過(guò)程中，盡可能的提高集料箱的容積，可提高作業(yè)效率。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 27 - 4 使用說(shuō)明書(shū)使用說(shuō)明書(shū)(SM) （1）使用前應(yīng)檢查減速器中冷卻系統(tǒng)是否能正常工作。 （2）注意每個(gè)齒輪箱中軸承的潤(rùn)滑，沒(méi)潤(rùn)滑油時(shí)及時(shí)添加。 （3）檢查每個(gè)傳動(dòng)皮帶輪的松緊，太松容易脫離，太緊容易斷裂。 （4）檢查往復(fù)式割刀是否在軌道，如果不在，立馬停止運(yùn)行。 （5）在使用中經(jīng)常檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，注意各緊固機(jī)件是否松動(dòng)， 如果松動(dòng)立刻停止運(yùn)行。 （6）當(dāng)工作一定時(shí)間后，應(yīng)當(dāng)檢查撥禾鏈上是否有割下來(lái)的雜物，及時(shí)清 理，否則影響切割。 （7）收料箱滿后及時(shí)處理，以免影響正常工作。 （8）在收割作業(yè)時(shí)，機(jī)器應(yīng)盡量走直線，保持勻速作業(yè)，根據(jù)負(fù)荷的狀況 調(diào)節(jié)好油門(mén)，避免因負(fù)荷大小變化突然增、減速，更不能突然拐彎，以免影響 作業(yè)質(zhì)量。 （9）聯(lián)合收割機(jī)在日常工作中，要定期進(jìn)行潤(rùn)滑保養(yǎng)，檢查各部件的技術(shù) 狀態(tài)。對(duì)工作負(fù)荷大、轉(zhuǎn)速高、振動(dòng)大的部件要重點(diǎn)檢查保養(yǎng)。當(dāng)某一部件出 現(xiàn)損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，切不可將就使用，這樣做不僅可延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命， 還可減少事故發(fā)生，降低作業(yè)成本和提高工作效率。 （10）聯(lián)合收割機(jī)在投入正常作業(yè)之前，應(yīng)根據(jù)作物的狀況，對(duì)機(jī)器割茬 高度、作業(yè)速度等作業(yè)性能進(jìn)行調(diào)整。 （11）聯(lián)合收割機(jī)的使用具有季節(jié)性，一般存放時(shí)間較長(zhǎng)，所以出車(chē)前應(yīng) 注意檢查機(jī)器的各部件是否完好；離合器、制動(dòng)踏板自由行程是否適當(dāng)；螺栓、 螺母是否松動(dòng)等，以確保機(jī)器的技術(shù)狀態(tài)良好。還要檢查隨車(chē)備件，如刀片、 皮帶等易損配件是否配備；常用工具及相關(guān)證件是否齊全等。 5 標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告（標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告（BS） 5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 檸條聯(lián)合收割機(jī)的傳動(dòng)裝置和刀具設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 28 - 和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注化審查，結(jié)果如下： （1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚。符合 GB4440- 84、GB-83機(jī)械制圖的規(guī)定。 （2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合 GB/T1800、3-1998 的規(guī)定。 （3） 產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合 JB/T5054.5-2000中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。 （4） 圖紙的標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合 GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989 的規(guī)定。 （5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標(biāo)注符合 GB131-83表面特征代號(hào)及注法的規(guī) 定。 （6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合 GB324-80焊縫代號(hào)的規(guī)定。 5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 （1） 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語(yǔ)符合 ZB/TJ01 和 0351-90產(chǎn)品圖樣及 設(shè)計(jì)文件術(shù)語(yǔ)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 （2） 量和單位符合 GB3100GB3102-93 的規(guī)定。 （3）技術(shù)文件所用的編碼符合 JB/T8823-1998機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助 管理信息分類(lèi)編碼導(dǎo)則的規(guī)定。 （4）技術(shù)文件的完整性符合 JB/T5054.5-2000產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整 性的規(guī)定及農(nóng)機(jī)部門(mén)的有關(guān)具體要求。 5.3 標(biāo)準(zhǔn)件的使用情況 本設(shè)計(jì)所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號(hào)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。 5.4 審查結(jié)論 經(jīng)過(guò)對(duì)剪草機(jī)裝置和傳動(dòng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化審查，認(rèn)為該設(shè)計(jì)基本貫徹了國(guó)家 最新頒發(fā)的各種標(biāo)準(zhǔn)，圖紙和設(shè)計(jì)文件完整齊全，符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 29 - 結(jié)論結(jié)論 設(shè)計(jì)這款檸條聯(lián)合收割機(jī)，可以對(duì)檸條進(jìn)行收割，并且完成檸條莖稈的粗 加工和收集，可以滿足廣大檸條種植地區(qū)對(duì)檸條收割的要求，便于后續(xù)的加工 處理。但是設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用類(lèi)似機(jī)械的數(shù)值，對(duì)于檸條這種特殊的固沙 植物來(lái)說(shuō)，必然有不適合之處，比如輸送壓扁輥與滾筒切碎裝置間的距離、植 株的喂入角度、滾筒切碎筒轉(zhuǎn)速與喂入速度的關(guān)系等，這些數(shù)據(jù)的確定都需要 大量的針對(duì)檸條的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，從而使得本設(shè)計(jì)成為進(jìn)行后 續(xù)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)和方向。相信此款檸條聯(lián)合收割機(jī)經(jīng)過(guò)完善后，會(huì)成為檸條 聯(lián)合收割的優(yōu)秀機(jī)械。 張曉舟：檸條聯(lián)合收割機(jī)壓扁及切碎裝置的設(shè)計(jì) - 30 - 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1劉晶,魏紹成,李世鋼.檸條飼料生產(chǎn)的開(kāi)發(fā)J.草業(yè)科學(xué),2003,20(6):32 2孫毅斌.檸條生物特性分析與產(chǎn)業(yè)化途徑研究M. 3楊志宏.檸條機(jī)械化平茬收獲的特點(diǎn)和難點(diǎn)J.農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化,2005,第一期,總第 62 期:27 4胡麗娟,張道林.自走式穂莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)總體設(shè)計(jì)C.2002,6 5趙洪光.立輥式玉米摘穗莖稈切碎裝置的研制C.2005,6 6高光明,韓吉水,趙吉輝等.4YQ-2A 型玉米收獲青貯機(jī)的研制J.農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械, 1999,4:23-25 7卡那沃依斯基波蘭CZ.收獲機(jī)械M.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1983,10. 8劉國(guó)謙,張俊寶,劉東慶.檸條的開(kāi)發(fā)利用及草粉加工飼喂技術(shù)J.草業(yè)科學(xué),2003,7:29 9袁守善等. 組合式玉米收獲機(jī)的研究C.第五屆全國(guó)谷物聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)發(fā)展及市場(chǎng)動(dòng) 態(tài)研討會(huì)論文,1998. 10王宏立,王文春,楊天維,張吉軍,董曉威.青飼機(jī)平板刀式滾筒切碎器的設(shè)計(jì)研究J.黑 龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào),2004,16(5):(16-18) 11趙清華,車(chē)剛,萬(wàn)霖,李玉清,楊凱.新型青貯飼料收獲機(jī)滾筒切碎器的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究J. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào),2006,18(6):(44-45) 12張?zhí)m星,何月娥主編.谷物收割機(jī)械理論與計(jì)算M.吉林人民出版社,1980. 13王萬(wàn)鈞.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1988. 14張祖立.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2004. 15吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:高等教育出版社,2006. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 31 - 致謝致謝 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，結(jié)合工作中的實(shí)際生產(chǎn)情況，所獲得的收獲是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 平常的。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完教學(xué)大綱要求的基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)課這后進(jìn)行的。 這是我們對(duì)所學(xué)課程的一次總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，這 在我們大學(xué)生活中占有重要地位。 就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)學(xué)習(xí)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己現(xiàn)在從事的工作進(jìn)行 一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題的能力，為今后的工作打下良好的理 論基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。 最后衷心感謝大學(xué)四年來(lái)所有教過(guò)我的各位老師，對(duì)我?guī)啄陙?lái)的辛勤教育 和熱情幫助，讓我在充實(shí)自