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毕业设计(论文)-开题报告 毕业设计开题报告题目名称：院系名称：班 级：学 号：学生姓名：指导教师：2011年3月1 课题来源及研究的目的和意义 本课题的来源是一项专利，由山东理工大学提出申请。申请时间：2003年8月17日，公开日：2004年9月29日，申请号：03271472.6，专利代理机构：淄博科信专利商标代理有限公司，代理人：吴红。2 本课题所涉及的内容国内(外)研究现状综述我国作为粮食生产大国，玉米又是主要粮食作物。玉米收获的机械化在很大程度上影响着产量。此设计的玉米收获秸干还田型玉米联合收获机，具有明显的技术优势。本文研究的传动系统作为整机的核心技术，对整机的性能、配置和布局都起着决定性作用。本传动系统在结构上除简单美观节约以外，在性能上也是满足高要求，真正实现小空间大功能低成本，适合我国国情，值得在国内推广我国玉米收获机械研制起步晚，水平低，玉米机械化收经历了从引进国外样机试用、仿制、改进到消化吸收、自行设计两个阶段，并取得了很好的成果。到目前为止，我国从事玉米收获机研制生产的单位有60多家，已开发研制出的机型有60多个产品。从整体情况看，目前生产玉米联合收获机除悬挂式(背负式)外，大都处于样机研制或试验阶段。各种机型仍需不断改进和完善，到大规模投入生产应用尚需一段时间。我国生产的玉米联合收获机按收获工艺可分为两种:摘穗剥皮果穗收集茎秆粉碎还田(或收集);摘穗果穗收集茎秆粉碎还田(或收集)。玉米收获工艺研制的机型有牵引式、悬挂式(背负式)、自走式和玉米割台等四种机型。国内可实现果穗收获、茎秆切碎一体化的技术已申报专利有很多，代表性的有：立式摘穗茎杆切碎装置；在普通卧式摘穗辊式收获机割台下方安装与摘穗辊平行的刀轴，在刀轴上安装不同形式的切刀，通过动定刀配合、动动刀配合等方式实现玉米收获、秸秆粉碎一体化技术两种技术类型。但总体说来国内的果穗收获、茎秆切碎一体化的技术尚未成熟。我国玉米收获机械化仍然存在着许多问题。首先表现在基础部件研究不足，很多单位只是注重整机的研制开发，从而造成众多机型在收获工艺和机构参数上大同小异、重复制造。其次是产品的稳定性、可靠性差，机器故障频繁，从而造成玉米籽粒破碎率、果穗损失率高等问题。我国目前从事玉米联合收获机研究和制造的单位有30多家，约20个产品，分为自走式、悬挂式、牵引式和谷物联合收获机配玉米割台等四种形式，又分单行和多行。但各厂家的产量都不大，其主要原因就是如上所提到的机具的适应性题、农民的购买力和玉米收获机的关键部件的可靠性等问题。因此必须加快对玉米联合收获机械化关键技术与装备的研究，以加速玉米收获机械化的进程。在自动化程度方面，由于国产玉米收获机以实用为主，主要考虑降低制造成本，对自动化要求不高，因此明显落后于国外产品。目前，在已研制的机型中还有可靠性差、效率低、对作物的不同行距适应能力不强等问题，个别机型的损失率和破碎率还有待进一步降低。国内近期玉米收获机械仍以价格较低的悬挂式机型为主，适应多种行距的玉米收获机具将会随着技术的不断完善迅速占领市场。穗茎兼收型玉米联合收获机，可以实现茎秆资源的回收利用，将是玉米联合收获机近期研究、开发的重点，以适应畜牧业发展的要求，在畜牧业发展就快的地区，这种机型有较好的发展前景，预计未来几年将会出现比较实用的畅销机型。目前国外玉米收获机的研究与生产技术已经成熟，目前在美国、德国、乌克兰、俄罗斯等西方国家的玉米收获(包括籽粒和秸秆青贮)已基本实现了全部机械化作业。国外多采用一年一作的种植方式，玉米收获时含水率低，主要采用玉米摘穗直接脱粒的收获工艺。如美国的Johndeere公司、Case公司、德国的Mengle公司、道依茨公司生产的玉米联合收获机，绝大部分是在小麦联合收获机上换装玉米割台，并通过调节脱粒滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米的收获。主要表现在以下几个特点：1在保证良好性能的前提下，向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速发展。喂入量已由一般的56千克秒发展到1012千克秒所配发动机的功率最大到243千瓦，正在研发的有276千瓦；割台最大割幅已超过9米。配谷物联合收割机的玉米割台由收割46行发展到收割8行。发动机功率为19千瓦。最高作业速度超过3.6千米小时。2向扩大机器的通用性和提高适应性发展。除发展多种专用割台（大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割台）外，同一台机器还可配不同割幅的割台以适应不同作物和不同单产的需要；改进机体结构（如收割台的仿型机构、清粮室的自动调平装置等），使其更好地适应不同作物和倾斜地面；行走装置配置多种宽度的轮胎、履带，以提高工作的适应能力。3对保持收获中低损失率、高清洁度的主要工作部件的研究更为深入新型脱粒分离装置的研究，以提高生产率，减少谷粒损失为目标，是现代玉米联合收割机最主要的发展趋势。在传统的纹杆切流滚筒及键式逐镐器的脱粒分离装置之后，双滚筒横置的轴流式结构广为应用，继而又研制了单滚筒或双滚筒纵置的轴流式脱粒分离结构，大大提高了脱粒率。4新材料和先进制造技术的广泛应用使产品性能更好，可靠性更高将玉米联合收割机机架、割台体加大壁厚或加强骨架，用大直径薄壁钢管作轴，纹杆进行表面硬化处理；各种联合收割机在易堵塞的部件上设置各种快速切离的安全装置，传动胶带采用新的结构和材料；切割装置都进行8小时以上磨合试验和升温运转试验；重要工作部件装机前的磨合试验或试运转，严格保证体系。5广泛应用机电一体化和自动化技术，向舒适性、使用安全性、操作方便性方向发展为改善驾驶员工作条件，普遍装有现代化的密闭驾驶室以隔热、隔噪音；转动部件转速、收割机切割高度、谷物损失量、粮箱填充量、排草堵塞等配有信息显示；自控装置包括自动对行、割茬高度自动调节，自动控制车速，自动停车等；安全生产的警报输出和互锁补偿系统有故障警报、信号报警或语音报警、启动耳锁、单柄操作互锁、运输与收获互锁等功能。6向智能化收获机发展集全球卫星定位系统，地理信息系统和遥感系统于一身的精准农业技术在智能化玉米收割机上的应用是当今收获机械化最新、最重要的技术发展。通过以上的比较不难发现，我国的玉米联合收获机械的现状跟国外一些先进技术相比还有相当大的差距，我国的科研人员在机器的制造质量和可靠性、发展模式及如何使农艺和农机相结合等科研课题上，应该有很大的发展空间。3 本课题有待解决的关键问题经过将近一个月的毕业调研和查阅资料，我对本课题的主要意图还是有了一定的了解，大致了解了要完成的设计任务，综合起来，我认为需解决的主要问题有： 国家知识产权局于2000年11月1日公开的“玉米收割机”实用新型专利（专利号为：00203043.8），其技术方案为：从收割传送带一端集中收割来的玉米秸秆进入打折传送带将秸秆打折后，再送入后面的摘穗对辊及秸秆粉碎机构，由于秸秆在收割传送带的一端集中，再进行打折，结构复杂，而且由于秸秆量大，如果进料不通畅，来不及处理时容易堵塞，从而造成玉米破损率较高。4.对课题要求及预期目标的可行性分析(包括解决关键问题技术和所需条件两方面) 本实用新型的目的在于提高一种在前述专利的基础上加以改进，结构简单，不易堵塞的玉米收割机。 本实用玉米收割机在収割台前上方设有拨轮，收割传送带设有左，右相向运行的两条传送带，在収割台的中部与每条收割传送带相对应设有各自的摘穗对辊，摘穗对辊与收割传送带呈T字形布置，摘穗对辊下方沿对辊轴向设有秸秆传送带，集穗传送带位于秸秆传送带的下方，摘穗对辊与集穗传送带间设有滑板。 本实用新型一种改进，收割传送带内侧的传动轴上设有回转叶轮。 本实用新型另一种改进，秸秆传送带上方设有表面带有齿条的辊压筒。 本实用新型玉米收割机收割秸秆时，収割台前方的拨轮波动玉米秸秆，秸秆沿相邻分垄板之间形成的通道进入收割传送带，由两条收割传送带分别向収割台中部移动，向后进入各自的摘穗对辊，将玉米秸秆和玉米果穗分离，玉米穗沿滑板向两侧滑落到，集穗传送带上，空秸秆由摘穗对辊挤压向下运动，进入摘穗对辊下方的秸秆传送带，进入下面的秸秆粉碎机构粉碎还田，采用这样的结构，整个作业面的秸秆就分成了左，右两部分分别经行收割，摘穗，再进行集穗，集中粉碎，结构简单，进料通畅，能及时处理，避免了堵塞，也降低了玉米破损率。另外，收割传送带内侧的传动轴上设有回转叶轮，有利于秸秆进入摘穗对辊；秸秆传送带上方设有表面带有齿条的辊压筒，利于齿条对秸秆的枝叶进行梳理排列，提高粉碎效果。主要参考文献：1 联合编写组.机械设计手册（上中下）S.北京：机械工业出版社,1988.12.2 联合编写组.机械设计手册(1-6卷) S.北京：机械工业出版社,2004.8.3 樊瑞.液压技术M.北京：机械工业出版社,1997.9.4 联合编写组.机械零件设计手册S.北京：机械工业出版社, 1987.9.5 成大先.机械设计手册（单行本）:常用设计资料S.北京:化学工业出版社，2004.1.6 成大先.机械设计手册（单行本）:机械传动S.北京:化学工业出版社，2004.1.7 路甬祥.液压气动技术手册S.北京：机械工业出版社，2004.58 James WMurdock. P.E. Fluid Mechanics and its applicationsM.Printed in the U.S.A 19899 Richard R .Kibbe .Marchine Tool PracticesM. Printed in the U.S.A， 199210 汪启明等.基于单片机控制的液压泵站设计研究J.制造业自动化2003.06.11 张利平.液压控制系统及设计S.北京：化学工业出版社，2006.6. 4 完成本课题的工作计划及进度安排工作计划：1、外文翻译，并且按学院规定的统一规范化要求用译文纸撰写或打印；2、毕业设计调研，并且按学院规定的统一规范化要求撰写调研报告、开题报告；3、玉米收割台主机部分设计；4、绘制部分零件图；5、按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书。进度安排：第12周 毕业实习、课题调研；第3 5周 方案论证，确定方案，完成实习报告、开题报告、外文翻译；第69周 主机部分设计（第九周中期检查）；第1012周 主要零件设计，按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书；第1314周 毕业设计审查 准备答辩；答辩资格评审；第15周 毕业答辩 （星期一公开答辩）； 第16周 修改毕业设计。5 指导教师审阅意见指导教师(签字)： 年 月 日6 指导小组意见 指导小组组长(签字)： 年 月 日说明：1 本报告前4项内容由承担毕业论文(设计)课题任务的学生独立撰写；2 本报告必须在第八学期开学四周内交给指导教师审阅并提出修改意见；3 学生须在小组内进行报告，并进行讨论；4 本报告作为指导教师、毕业论文(设计)指导小组审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题和是否按时完成进度的检查依据，并接受学校的抽查。- 6 - 毕业设计（论文）任务书姓 名 题 目玉米收割机设计设计任务1、外文翻译，并且按学院规定的统一规范化要求用译文纸撰写或打印；2、毕业设计调研，并且按学院规定的统一规范化要求撰写调研报告、开题报告；3、玉米收割台主机部分设计；4、绘制部分零件图；5、按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书。时间进度第12周 毕业实习、课题调研；第3 5周 方案论证，确定方案，完成实习报告、开题报告、外文翻译；第69周 主机部分设计（第九周中期检查）；第1012周 主要零件设计，按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书；第1314周 毕业设计审查 准备答辩；答辩资格评审；第15周 毕业答辩 （星期一公开答辩）； 第16周 修改毕业设计。原 要始 参资 考料 文和 献主1 联合编写组.机械设计手册（上中下）S.北京：机械工业出版社,1988.12.2 联合编写组.机械设计手册(1-6卷) S.北京：机械工业出版社,2004.8.3 樊瑞.液压技术M.北京：机械工业出版社,1997.9.4 联合编写组.机械零件设计手册S.北京：机械工业出版社, 1987.9.5 成大先.机械设计手册（单行本）:常用设计资料S.北京:化学工业出版社，2004.1.6 成大先.机械设计手册（单行本）:机械传动S.北京:化学工业出版社，2004.1.7 路甬祥.液压气动技术手册S.北京：机械工业出版社，2004.58 James WMurdock. P.E. Fluid Mechanics and its applicationsM.Printed in the U.S.A 19899 Richard R .Kibbe .Marchine Tool PracticesM. Printed in the U.S.A， 199210 汪启明等.基于单片机控制的液压泵站设计研究J.制造业自动化2003.06.11 张利平.液压控制系统及设计S.北京：化学工业出版社，2006.6.院长（系主任）签名： 指导教师：张雪松毕业设计论文题目名称： 玉 米 收 割 机 院系名称： 机 电 学 院 班 级： 机 自 072 班 学 号： 200700314221 学生姓名： 黄 保 乾 指导教师： 张 雪 松 2011年05月中原工学院2011届毕业设计（论文）-说明书摘 要本实用新型提供一种立式玉米收获机的摘穗茎秆切碎复合装置，包括摘穗棍，拉茎棍，喂入口，定刀和滚刀，其中摘穗棍和拉茎棍两两成对并设有一定间隙，其轴线在铅垂面内相互平行安置在壳体上，且每对拉茎棍位于一对摘穗棍后方，其特征在于：喂入口设置在每对拉茎棍的后方，其中心线位于每对拉茎棍的对称线上，定刀固定在喂入口末端的一侧，与其配合的滚刀安装在壳体上，其滚刀轴与拉茎棍是棍轴平行。本实用新型的摘穗棍，拉茎棍，滚刀的轴线相互平行安装，有成对的摘穗棍，拉茎棍实现摘穗和挤压输送玉米茎秆到喂入口，由定刀和滚刀配合按长度切碎玉米茎秆。关键词：穗茎兼收，收集装置，摘穗装置，切碎装置II中原工学院2011届毕业设计（论文）-说明书AbstractThe 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目 录第一章 引言11.1课题研究的目的和意义11.2 国内外研究开发的现状及趋势21.2.1 国内玉米收获机的研制状况21.2.2 国外玉米收获机的研制状况及趋势31.3 课题研究的主要内容51.4 课题的创新设计5第二章 总体方案的设计62.1 设计的基本原理62.2总体结构与工作原理6第三章 关键部件设计93.1往复式切割器93.2夹持输送装置103.3玉米摘穗装置方案设计103.4果穗横输送器14第四章 主要部件的强度校核154.1 轴的设计与校核154.2 轴承的设计校核194.3 键的强度校核20结论22参考文献23致谢24IV第一章 引 言1.1课题研究的目的和意义玉米是我国三大粮食作物之一，是仅次于小麦的主要粮食作物，是优质饲料和重要的工业原料，同时秸秆还是畜牧业的重要饲料。搞好玉米的生产加工和秸秆的综合利用对农业、农民、农村乃至整个国民经济发展都具有重要意义。我国21各省、市、自治区都有玉米种植。种植面积、总产量仅次于美国，居世界第二位，玉米年产量达12029万吨，约占世界玉米总产量的18%。玉米生产对工农业的发展起着举足轻重的作用。目前，我国的小麦收获已基本实现了机械化，而玉米机收水平只有5%，成为玉米生产过程的瓶颈和难点。玉米生产机械化水平低严重影响了农业生产机械化的整体水平，阻碍了农业现代化的进程。造成玉米生产机械化水平低的主要原因，一是农机与农艺不配套。采用一年两作地区多采用套作种植，行距不相等，不便于机械作业；二是现有玉米生产机型少，供农民选择的余地小，功能单一不能很好满足不同用户的需求。有的用户需要灭茬、有的需要秸秆兼收、有的需要青储等等；三是玉米生产机械特别是收获机械造价高，利用率低，农民一次性投资大，投资回收期长。此外，农民焚烧秸秆问题一个重要的原因是没有合适的穗茎兼收型玉米收获机，将玉米秸秆回收利用，用于畜牧饲料，减少对秸秆的焚烧造成的空气污染。玉米收获机械化可以带动玉米的产业化种植，减轻农民劳动强度。而秸秆可以直接粉碎还田增加土壤的有机质含量，或者秸秆回收用于饲料，为大力发展畜牧业提供丰富的饲料保障，有效地改善农牧业的产业结构，使得畜牧业比重进一步提高，农牧业发展处于良性循环，从而增加了农民收入。避免秸秆焚烧带来的资源浪费和大气污染，严重影响道路交通和民航的正常运营。因此，结合我国国情和各种使用条件，研制一种新型穗茎兼收玉米联合收获机（即一次完成玉米果穗、茎秆的收获）既适应农民传统收获玉米的习惯，又增加了茎秆青贮收获，具有十分重要的现实意义。社会经济效益:把农民和畜牧养殖户从繁重的体力劳动中解放出来，一台机械收获效率每天可代替60个手工劳动者的作业效率，大大缩短了秋收秋种时间和养殖户头痛的饲料收集问题，还可带动畜牧业的发展和第三产业的发展。从根本上增加了农民、机手和养殖专业户的收入，解放了生产力，大大减轻了农民的劳动强度，提高了广大农民的生存质量，使农民有更多的时间从事其它产业的发展。环保效益，解决秸秆焚烧造成污染，确保高速公路、机场等公用设施的安全，利于保护环境。1.2 国内外研究开发的现状及趋势1.2.1 国内玉米收获机的研制状况我国玉米收获机械研制起步晚，水平低，玉米机械化收经历了从引进国外样机试用、仿制、改进到消化吸收、自行设计两个阶段，并取得了很好的成果。到目前为止，我国从事玉米收获机研制生产的单位有60多家，已开发研制出的机型有60多个产品。从整体情况看，目前生产玉米联合收获机除悬挂式(背负式)外，大都处于样机研制或试验阶段。各种机型仍需不断改进和完善，到大规模投入生产应用尚需一段时间。我国生产的玉米联合收获机按收获工艺可分为两种:摘穗剥皮果穗收集茎秆粉碎还田(或收集);摘穗果穗收集茎秆粉碎还田(或收集)。玉米收获工艺研制的机型有牵引式、悬挂式(背负式)、自走式和玉米割台等四种机型。国内可实现果穗收获、茎秆切碎一体化的技术已申报专利有很多，代表性的有：立式摘穗茎杆切碎装置；在普通卧式摘穗辊式收获机割台下方安装与摘穗辊平行的刀轴，在刀轴上安装不同形式的切刀，通过动定刀配合、动动刀配合等方式实现玉米收获、秸秆粉碎一体化技术两种技术类型。但总体说来国内的果穗收获、茎秆切碎一体化的技术尚未成熟。我国玉米收获机械化仍然存在着许多问题。首先表现在基础部件研究不足，很多单位只是注重整机的研制开发，从而造成众多机型在收获工艺和机构参数上大同小异、重复制造。其次是产品的稳定性、可靠性差，机器故障频繁，从而造成玉米籽粒破碎率、果穗损失率高等问题。我国目前从事玉米联合收获机研究和制造的单位有30多家，约20个产品，分为自走式、悬挂式、牵引式和谷物联合收获机配玉米割台等四种形式，又分单行和多行。但各厂家的产量都不大，其主要原因就是如上所提到的机具的适应性题、农民的购买力和玉米收获机的关键部件的可靠性等问题。因此必须加快对玉米联合收获机械化关键技术与装备的研究，以加速玉米收获机械化的进程。在自动化程度方面，由于国产玉米收获机以实用为主，主要考虑降低制造成本，对自动化要求不高，因此明显落后于国外产品。目前，在已研制的机型中还有可靠性差、效率低、对作物的不同行距适应能力不强等问题，个别机型的损失率和破碎率还有待进一步降低。国内近期玉米收获机械仍以价格较低的悬挂式机型为主，适应多种行距的玉米收获机具将会随着技术的不断完善迅速占领市场。穗茎兼收型玉米联合收获机，可以实现茎秆资源的回收利用，将是玉米联合收获机近期研究、开发的重点，以适应畜牧业发展的要求，在畜牧业发展就快的地区，这种机型有较好的发展前景，预计未来几年将会出现比较实用的畅销机型。1.2.2 国外玉米收获机的研制状况及趋势.目前国外玉米收获机的研究与生产技术已经成熟，目前在美国、德国、乌克兰、俄罗斯等西方国家的玉米收获(包括籽粒和秸秆青贮)已基本实现了全部机械化作业。国外多采用一年一作的种植方式，玉米收获时含水率低，主要采用玉米摘穗直接脱粒的收获工艺。如美国的Johndeere公司、Case公司、德国的Mengle公司、道依茨公司生产的玉米联合收获机，绝大部分是在小麦联合收获机上换装玉米割台，并通过调节脱粒滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米的收获。主要表现在以下几个特点：1在保证良好性能的前提下，向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速发展。喂入量已由一般的56千克秒发展到1012千克秒所配发动机的功率最大到243千瓦，正在研发的有276千瓦；割台最大割幅已超过9米。配谷物联合收割机的玉米割台由收割46行发展到收割8行。发动机功率为19千瓦。最高作业速度超过3.6千米小时。2向扩大机器的通用性和提高适应性发展。除发展多种专用割台（大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割台）外，同一台机器还可配不同割幅的割台以适应不同作物和不同单产的需要；改进机体结构（如收割台的仿型机构、清粮室的自动调平装置等），使其更好地适应不同作物和倾斜地面；行走装置配置多种宽度的轮胎、履带，以提高工作的适应能力。3对保持收获中低损失率、高清洁度的主要工作部件的研究更为深入新型脱粒分离装置的研究，以提高生产率，减少谷粒损失为目标，是现代玉米联合收割机最主要的发展趋势。在传统的纹杆切流滚筒及键式逐镐器的脱粒分离装置之后，双滚筒横置的轴流式结构广为应用，继而又研制了单滚筒或双滚筒纵置的轴流式脱粒分离结构，大大提高了脱粒率。4新材料和先进制造技术的广泛应用使产品性能更好，可靠性更高将玉米联合收割机机架、割台体加大壁厚或加强骨架，用大直径薄壁钢管作轴，纹杆进行表面硬化处理；各种联合收割机在易堵塞的部件上设置各种快速切离的安全装置，传动胶带采用新的结构和材料；切割装置都进行8小时以上磨合试验和升温运转试验；重要工作部件装机前的磨合试验或试运转，严格保证体系。5广泛应用机电一体化和自动化技术，向舒适性、使用安全性、操作方便性方向发展为改善驾驶员工作条件，普遍装有现代化的密闭驾驶室以隔热、隔噪音；转动部件转速、收割机切割高度、谷物损失量、粮箱填充量、排草堵塞等配有信息显示；自控装置包括自动对行、割茬高度自动调节，自动控制车速，自动停车等；安全生产的警报输出和互锁补偿系统有故障警报、信号报警或语音报警、启动耳锁、单柄操作互锁、运输与收获互锁等功能。6向智能化收获机发展集全球卫星定位系统，地理信息系统和遥感系统于一身的精准农业技术在智能化玉米收割机上的应用是当今收获机械化最新、最重要的技术发展。通过以上的比较不难发现，我国的玉米联合收获机械的现状跟国外一些先进技术相比还有相当大的差距，我国的科研人员在机器的制造质量和可靠性、发展模式及如何使农艺和农机相结合等科研课题上，应该有很大的发展空间。1.3 课题研究的主要内容在我国小麦玉米一年两熟地区，随着工业燃料的发展，昔日作为农村主要燃料的秸秆成了田间焚烧污染空气的废物，而迅速发展的畜牧业又需要大量的饲料。因此研制新型穗茎兼收型玉米收获机具有重要的意义。本实用新型提供一种立式玉米收获机的摘穗茎秆切碎复合装置，包括摘穗棍，拉茎棍，喂入口，定刀和滚刀，其中摘穗棍和拉茎棍两两成对并设有一定间隙，其轴线在铅垂面内相互平行安置在壳体上，且每对拉茎棍位于一对摘穗棍后方，其特征在于：喂入口设置在每对拉茎棍的后方，其中心线位于每对拉茎棍的对称线上，定刀固定在喂入口末端的一侧，与其配合的滚刀安装在壳体上，其滚刀轴与拉茎棍是棍轴平行。本实用新型的摘穗棍，拉茎棍，滚刀的轴线相互平行安装，有成对的摘穗棍，拉茎棍实现摘穗和挤压输送玉米茎秆到喂入口，由定刀和滚刀配合按长度切碎玉米茎秆。1.4 课题的创新设计本实用新型的目的是提供一种能克服上述缺陷，结构紧凑，体积小，切割功率小的立式玉米收割机的摘穗茎秆切碎复合装置。其技术方案为：包括摘穗棍，拉茎棍，喂入口，定刀和滚刀，其中摘穗棍和拉茎棍两两成对并设有一定间隙，其轴线在铅垂面内相互平行安置在壳体上，且每对拉茎棍位于一对摘穗棍后方，其特征在于：喂入口设置在每对拉茎棍的后方，其中心线位于每对拉茎棍的对称线上，定刀固定在喂入口末端的一侧，与其配合的滚刀安装在壳体上，其滚刀轴与拉茎棍是棍轴平行。所述的立式玉米收割机的摘穗茎秆切碎复合装置，滚刀包括圆柱形动力滚筒，滚刀轴，刀座和多把动刀，其中动刀滚筒安装在滚刀轴上，滚刀轴经轴承安装在壳体上，动刀经刀座固定在动刀滚筒上并与动刀滚筒母线成一定夹角，以保证滑切和减小冲击，滚刀轴，拉茎棍轴位于壳体外的端部均设有传动装置，两者传动连接，通过改变速比即可改变茎秆切碎的长度。5中原工学院2011届毕业设计（论文）-说明书第二章 总体方案的设计2.1设计的基本原理玉米植株切割：采用往复切割器，能完成不同行距和割幅的切割，不会出现漏割，工作质量和可靠性好，标准化生产易配套。玉米秸杆对行收拢：由于玉米种植行距差异较大，有机播、人工播和半机械化播种等多种情况，行距株距，甚至不成行等均不同，给玉米生产机械化作业带来困难，为保证能将玉米秸杆切割同时夹持输送，而不致将玉米植株碰倒漏收，设计了不对行收获分禾器。玉米秸杆输送：玉米茎杆较粗而且带穗状态时重量较重，夹持机构采用链条输送，并带浮动涨紧，以适应不同直径粗细的秸杆，不漏夹滑掉和不夹断，且动力消耗少。摘穗：玉米植株由夹持输送机构输入摘穗辊摘穗，在立式摘辊双螺旋线作用下将玉米穗摘下。茎杆强制喂送：为达到顺利摘穗和茎杆切碎不堵塞，在摘穗后设计安装拉茎辊，以保证茎杆顺利通过并起到碾压茎杆节作用，以利茎杆切碎效果。2.2 总体结构与工作原理自走式穗茎兼收型玉米联合收获机主要由往复式割刀、立式摘穗装置、立式茎杆切碎装置组成的割台和灭茬装置、果穗输送装置、茎秆抛送装置、果穗箱、茎秆箱、底盘、发动机及操纵控制系统组成。其工作原理是采用往复切割器切割玉米，割断后的玉米，由夹持链夹持输送到摘穗辊，摘穗辊将果穗摘掉；果穗被摘掉后，经横向输送和纵向输送，最后进入果穗箱。玉米被摘穗后，其茎杆经摘穗辊、拉茎辊进入立式辊刀切碎器，茎杆被切碎后，经抛送器抛出，可实现青贮（抛送到青贮箱）或还田（抛送到田间）。完成了上述工序后，复合旋刀式根茬破碎装置，完成对根茬的破碎工作，并对地面进行平整。图 1方案一：立式割台、卧式滚刀方案（图1），设计思路是，往复刀切断植株夹持链夹持输送立式摘辊摘穗喂入辊组输送卧式滚刀切碎并抛送茎秆。是成熟的立式摘辊技术和青贮收获机的滚刀秸秆切碎技术的组合，立式摘穗辊及夹持链成扩张形式，利于不同行距的配置。缺点是从拉茎辊到滚刀，由三行变一束喂入滚刀，需加多对喂入导向辊，结构复杂。工作可靠性难以保证。图2方案二：辊刀切断植株卧式摘辊摘穗螺旋输送器汇集秸秆喂入组辊喂入卧式滚刀将茎秆切碎抛送的设计方案（图2），本方案是借鉴乌克兰生产的KCKY-7AC玉米收获机技术。调查资料表明，技术成熟，玉米植株切断采用滚刀，转速高制造困难；各行秸秆需经螺旋输送汇集至切碎滚刀喂入辊，秸秆易错乱影响切碎长度合格率。方案三：往复刀切断植株夹持链夹持输送立式摘辊摘穗立式滚刀切碎茎秆并抛送抛送器将切碎茎秆抛送的设计方案，如图3，设计思路，立式割台的立式摘辊配置立式滚刀的机构属创新性设计，经查新和查询有关资料未见国内外报导，其特点立式摘穗辊拉茎棍兼作滚刀的喂入辊结构简单紧凑，问题是秸秆喂入与滚刀轴线的垂直性如何，需进性试验验证；优点是秸秆在切碎后输送相对容易。初步方案的确定：方案进行分析对比，确定方案三为实施方案。图 3第三章 关键部件设计立式割台主要部件包括往复式切割器、分禾拨禾器、夹持输送装置和玉米摘穗装置。3.1往复式切割器往复式切割能否得到良好的工作质量和切割性能，其主要参数设计至关重要，各主要参数如下：护刃器间距：护刃器起着保护刀片和引导茎杆的作用，往复式切割器切割茎杆分两个过程，首先是被动力刀片推至护刃器间隔中产生横向弯曲；其次是随机器前进产生纵向弯曲，这都会使切割力增加，而茎杆切割最大弯曲取决于护刃器间隔，间隔以大于68.3mm为宜，故取72mm。动刀片间隔：动力片间隔取决于刀片尺寸和切割速度。因此优化设计了刀片结构尺寸。达到了增加切割速度以减少切割阻力的目的。切割速度：往复式切割器的工作质量跟切割速度与机组前进速度的速比有密切关系。经过理论计算和试验，速比在0.8到2.2范围内时，工作质量比较理想，因此确定切割速度为1.92米/秒。切割器功率消耗：切割器切割茎杆所需功率由三部分组成，即切割茎杆所消耗功率、割刀摩擦消耗功率和惯性消耗的功率，经过计算，切割器消耗功率为2.21kW。其中：fq玉米切割阻力，计算后为394.5N；fm摩擦阻力，计算后为3.7N；fg往复惯性力，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。 计算得：=2.21kW3.2夹持输送装置夹持输送装置是本机的重要部分，它影响着本机的结构、复杂程度和工作可靠性。玉米植株由导禾链强制拨入夹持链，在夹持同时，切割器把玉米植株切断，被切断的植株在夹持链作用下向后输送直至喂入摘穗辊。导禾链速度:影响导禾链速度的因素有导禾链前倾角、张角以及机组前进速度V，为了不使机组前进时推倒茎杆，导禾链的水平纵向分速度Vby应大于机组前进速度，即现确定机组速度V=0.886米/秒时,Vby 0.886米/秒，所以确定导禾链速度=1.82米/秒。夹持链速度:应与机组前进速度V和摘穗辊速度相结合；如夹持链线速度低于V，可能产生将玉米植株拔出现象。为使机组正常摘穗，夹持链上植株间距应大于未割植株间距，不致使相邻茎杆干涉。即夹持链水平速度大于机组前进速度，即 cosV，过大会加剧链条磨损，一般速度之比K=23.14为宜，所以确定=2.66m/s。夹持输送所需功率:消耗功率由链条夹持克服磨擦力，玉米茎杆垂直升高和水平输送三部分消耗功率组成。其中：Pz夹持力；f摩擦系数；Q生产率；H茎杆垂直升高；q0链条每米重量 ；lo链全长；q每米长链条上玉米重量； K 阻力系数；l 夹持链上茎杆长度。计算后Nj=2.0kw。本设计功率消耗小，达到理想效果。3.3玉米摘穗装置方案设计玉立式摘辊，摘穗辊两轴线所在平面与垂直面成前倾夹角，玉米植株由往复式割刀割断后经夹持链输送至摘穗辊，通过立式摘穗辊摘穗。植株在弧形挡禾板的作用下与摘穗辊轴线成角。由于摘穗辊的提升作用，摘穗后的植株基本与摘辊成垂直角度并向后输送进切碎滚筒切碎。立式摘穗装置由一对摘穗辊和其后的一对拉茎辊组成。摘穗辊表面应有足够的抓取能力，但又不致增加掉粒损失。摘穗辊的表面下端是影响抓取能力的主要因素。摘辊分上下两段，下段有螺旋凸棱高8 mm，螺距为160 mm，一对立式摘穗辊的螺旋方向相反，并相互交错配置，起摘穗及向上输送茎杆作用，摘穗辊的螺旋凸棱相隔90设有摘穗钩，便于摘断穗柄；上段设有轴向凸棱，使茎杆向后输送，并阻止茎杆向上输送，以防积压到顶部造成堵塞。拉茎辊断面为六棱形。摘穗辊直径:根据抓取茎秆而不抓取果穗两条件来确定。根据摘辊对茎秆抓取的条件， 如图6, 所以， 2f0Ncos2Nsin 即 tg式中，摘辊对茎秆的抓取角， 摘辊与茎杆的摩擦系数。摘穗时摘辊不抓取果穗的条件：如图7式中，摘辊对果穗的抓取角，fg摘辊对果穗的抓取系数，图 6图 7图 8 摘辊主要参数，如图8:要抓取茎秆 则带入上式得 摘辊不抓取果穗的条件为 所以摘辊直径满足条件 式中，dg-果穗直径，di-茎秆直径，h摘辊间隙，fg ，fi摘辊对果穗和茎秆的抓取系数（铸铁辊），则 fg ，fi 0.7通过理论计算和试验得出：D=8095mm， 取D=82mm。摘穗辊的工作长度:摘穗辊的最小工作长度Lmin应能保证当最高结穗部位到达摘穗辊时，玉米茎在挡禾板的作用下，与摘穗辊轴线的夹角由0增加到90，据此可由下式计算： 200 mm一般取上段长300mm，下段为150200mm。摘穗辊转速:一般为3.34.7m/s，考虑到与切碎滚刀配合，取摘穗辊顶圆线速度3.5m/s。两摘穗辊之间的间隙: 515mm可调节，以适应玉米茎杆直径不同的碾压。功率消耗:Nz=5.05kw，功率消耗较小，满足整机对功率分配需要。3.4果穗横输送器形式的选用，从结构简单、安全可靠、功率消耗低且玉米尚未完全剥皮的角度考虑，采用刮板式横输送器。因倾斜角度，故采用矮刮板(h=15mm)。主参数的选择，按玉米果穗的外形尺寸及设计生产率Qs=9570kg/h的要求，并设计最后一组摘穗装置与果穗升运器间的距离很小，所以取：刮板宽度 B=0.284m，刮板实用高度 h=0.03m，刮板速度V=1.1m/s。生产率：=15183kg/h（K=1），符合设计要求。功率消耗取：升运高度H=0，输送器水平投影长度L=1.05m，阻力系数W=1.2，生产率Qs9570kg/h（9.75T/h），则：Ns2=0.05马力=0.036KW17中原工学院2011届毕业设计（论文）-说明书第四章 主要部件的强度校核4.1 轴的设计与校核 轴是保证升运器正常工作的重要部件，轴连接了链轮输送带，是传递扭矩的零件，它的强度直接影响升运器的工作寿命，虽然此收集装置中轴的受力较小，轴的转速也较小，但为了保证升运器的工作安全可靠性，还是要对轴进行校核。以下对本课题所设计的四个轴中受力最大的轴果穗升运器主动轴进行计算校核。 根据前面的计算可知大链轮处的轴径为26mm，小链轮处的轴径为36mm。大链轮处轴上的力 为工作情况系数，取=1.2 =253.4N小链轮处轴上的力 =1.2 为工作情况系数，取=1.2 =316.8N画出轴的受力图 见图计算支撑反力水平面反力 (223+223+54)- 446-223=0 =125.7N - +=0 =189.1N垂直面反力 -=0 54-(223+223+54)=0 =0水平面（x,y）受力图 见图垂直面（x,z）受力图 见图画轴弯矩图 水平面弯矩图 见图 M图垂直面弯矩图 垂直面弯矩为0合成弯矩图 见图 合成弯矩M=画轴转矩图轴受转矩 T=9.5510 T=19709N.mm转矩图 见图许用应力 许用应力值 用查表法得：=95Mpa =55Mpa应力校正系数 = =0.58画当量弯矩图当量转矩 T=0.5819709 T=11431N.mm当量弯矩 在左轴径中间截面处 M= M=17830N.mm在被动链轮中间截面处M= M=43683N.mm当量弯矩图 见图校核轴径轴径 = =14.830mm = =2036mm结论：轴安全。轴的各个图： 4.2 轴承的设计校核计算步骤与结果 计算项目 计算内容 计算结果 / 轴承不受轴向载荷 0结论：轴承满足条件4.3 键的强度校核 在本设计装置中键连接
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