【NJ133】牵引式玉米青贮收割机的总体设计【含CAD图和论文】【机械专业类毕业设计论文】【通过答辩】
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- 内容简介：
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黑龙江八一农垦大学 本科生 毕业论文（设计）任务书 论文题目 牵引式玉米青贮收割机的总体设计 学院名称 工程学院 姓名 丁兆鹏 专业班级 机械设计制造及 其自动化 2 班 指导教师 李玉清 课题类型 设计 毕业论文（设计）基本要求 工作量要求 张； 张； 毕业论文（设计）的主要阶段计划（分前期、中期、后期） 集查阅资料， 准备毕业设计； 制总体装配图及相关零件图； 理毕业设计说明书。 任务下发日期 完成日期 系主任签字： 主管教学院长审批（签字） ： 学士学位毕业 设计 牵引式玉米青贮收割机 的总体 设计 学 生 姓 名： 丁兆鹏 学 号： 20104024250 指 导 教 师： 李玉清 所 在 学 院： 工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 中 国 大庆 2014 年 6 月 黑龙江八一农垦大学 毕业论文（设计）成绩评定表 学 院 工程学院 系（部） 机械系 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 丁兆鹏 学号 20104024250 班 级 2 班 指导教师 李玉清 职称 副教授 起止日期 文（设计）题目 牵引式玉米青贮收割机的总体设计 项目 评价依据 参考 分值 得分 优秀 良好 中等 及格 不及格 指 导 教 师 评 价 40分 对学生知识掌握水平的评价 8 综合分析、独立工作能力的评价 7 论文撰写水平及规范化程度 5 应用文献能力 5 外文应用能力 5 工作态度及工作情况 10 成绩： 指导教师签字 年 月 日 评 阅 人 评 价 20分 毕业设计工作量的评价 5 计算、分析、实验情况的评价 5 是否有自己的见解的评价 5 论文撰写水平及规范化程度 5 成绩： 评阅人签字 年 月 日 答辩小组评价 40分 方案合理性的评价 10 论文（设计）规范性的评价 5 语言表达能力的评价 7 答辩正确性的评价 10 创新性的评价 8 成绩： 答辩小组负责人签名 年 月 日 最终成绩 总分： 评定等级： 优 良 中 差 不及格 系主任签字 年 月 日 主管教学院长签字 年 月 日 备注： 本成绩单一式二份，一份装订在毕业论文（设计）中，一份入学院备案 。 I 摘 要 玉米秸秆具有很高的利用价值。近年来，随着畜牧业的快速发展，动物饲料短缺的问题日益严重，在冬季尤为严重。在我国农村，玉米秸秆作为动物饲料有着悠久的历史，但是玉米秸秆在进行收获时大多采用人工收获，费时费力；机器收获则多是将秸秆粉碎还田。目前市场上出现了一种玉米收获机，能够将秸秆粉碎的同时送入集草车， 并将碎秸秆填入密闭的青贮窖里发酵成耐存的青贮饲料 。 本课题设计的牵引式玉米青贮收割机 采用双锯齿圆盘切割器，割刀圆周速度较大。机具工作时，通过牵引架牵引进入收获机工作范围，并调整所需割茬高度。安装在机架上的 柴油机将动传递给主轴上的刀盘和链轮组，链传动经过伞齿箱齿轮组、二级齿轮传动，带动前主、被动辊齿轮，同时驱动双锯齿圆盘切割器高速旋转，割下的秸秆饲料被前主、被动辊强制夹送到后喂入辊中间，然后送到铡切室的动、定刀片间，将秸秆饲料切碎。切碎后的秸秆饲料借助于刀轮高速旋转所产生的惯性和叶片的作用将饲料抛送。抛送后的饲料经导流简、出料口，最后被抛送到捡拾车匕。 本文主要是应用机械设计方法和机械原理 对玉米青贮收割机 的全部零件进行尺寸研究设计，对主要的传动零部件进行受力分析和强度校核计算，用 软件进行设计和绘图，初步完成了整机的设计并整理出图纸。 关键词 ： 牵引式；玉米青贮；圆盘切割器 In of in In s as a in is On at is a to at is to of is is on of be to on at to ha of by of of by is to up i. of of of to on of 目 录 摘 要 . I . 引言 . - 1 - 课题研究的背景、目的 . - 1 - 内外玉米收获机的研制状况 . - 2 - 有玉米秸秆青贮机械收获的方法 . - 4 - 题研究的主要内容和方法 . - 6 - 2 牵引式玉米青贮收割机整体方案的确定 . - 7 - 计的基本原理 . - 7 - 案的确定 . - 7 - 3 牵引式玉米青贮收割机传动系统的分析研究 . - 9 - 动系统方案设计及传动设计计算 . - 9 - 动比及参数的确定 . - 10 - 动设计计算 . - 11 - 4 锯齿式双圆盘切割器的研究 . - 17 - 割原理及切割条件 . - 17 - 要结构参数及运动参数 . - 19 - 5 盘刀式切碎装置 . - 21 - 要组成部分 . - 21 - 要结构参数 . - 21 - 结 论 . - 23 - 参考文献 . - 24 - 致 谢 . - 25 - 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 1 - 1 引言 课题研究的背景、目的 1,1,1 研究背景 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。 究目的 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，研制一种新型穗茎玉米联合收获机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，一台机械收获效黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 2 - 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。 内 外 玉米收获机的研制状况 内 研究现状 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黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 3 - 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。 外 研究现状 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 国的 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 5 6千克 /秒发展到 10 12千克 /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 4 6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 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黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 4 - 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。 有玉米秸秆青贮机械收获的方法 现有玉米秸秆青贮机械收获的方法有 5 种： （ 1） 整秆侧后输送铺放。拨禾轮把秸秆拨向割台扶持切割秸秆后，秸秆由输送链输送到机组一侧或侧后方铺放。玉米果穗需要人工提前摘穗或者铺放后摘穗，秸秆收集后利用铡草机粉碎，然后进行青贮或饲喂。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 5 - 图 1玉米收获机 图 1走式穗茎兼收玉米收获机 of （ 2） 运输车伴行饲草收集。玉米果穗由联合收获机或人工收获，秸秆分别由联合收获机的粉碎装置和秸秆切碎回收机（青贮机）粉碎后抛送到伴行的运输车上。代表机型有山东海山集团的 4走式茎穗兼收玉米收获机图 1家庄中州机械制造有限公司的 4秸秆切碎回收机等。 图 1断型玉米青贮收获机 图 1茎兼收型玉米联合收获机 3） 穗茎兼收玉米联合收获。背负式或自走式玉米收获机收获玉米时，将秸秆切碎回收到集草箱，集满后再卸到运输车 上。代表机型有山东向农公司生产的穗茎兼收玉米联合收获等。 图 1自走式玉米青（黄）贮饲草料收获机 4） 青（黄）贮饲草料收获。采用仿形浮动双圆盘立式割台，将玉米整株（果穗和秸秆）粉碎后抛送到运输车上。这种方法作业效率高，但收集的饲草料不易保存，整机价格昂贵。代表机型如现代农装北方（北 京）农业机械有限公司生产的 自走式玉米青贮饲料收割机。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 6 - 图 1秸秆切碎回收机 5） 秸秆青贮打捆联合收获。玉米秸秆由青贮机收获粉碎，然后抛送至后方的集草箱，集草箱下方有打捆装置，将饲草打成圆捆后用塑网或麻绳捆扎。代表机型有日本 司生产的 断型玉米青贮收获机。 题研究的主要内容 和方法 究 内容 （ 1） 确定牵引式玉米青贮收割机的整体功能 （ 2） 牵引式玉米青贮收割机的结构设计 （ 3） 牵引式玉米青贮收割机的主要参数的设计 究方法 （ 1） 利用检索方法迸行中外文献资料收集。 （ 2） 国内外部分 青贮玉米收获机的 调查研究。 （ 3） 利用机械设计理论进行计算。 （ 4） 利用计算机软件 (进行设计，绘制图纸。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 7 - 2 牵引式玉米青贮收割机 整体方案的确定 计的基本原理 贮收割 的特点 新鲜的饲草水分高、适口性好、易消化，但不易彼逆，容易腐烂变质。 青贮后，可比青绿饲料的鲜嫩、青绿，营养物质不但不会减少，而且有一种芳香酸味，刺激家畜的食欲，采食量增加，对 肉羊 的生长发育有良好的促进作用。我国北方饲料生产的季节性非常明显，旺季时吃不完，饲草、饲料易霉 ，腐烂， 缺少青绿饲料，青贮可以做到常年均衡供应，有利于增高肉羊的生产才能。 本原理 玉米收割机 按照切割部件的结构分类，可分为往复式切割 收割机 和圆盘式切割压扁机；按照行走动力驱动方式分类，可分 为自走式、牵引式、悬挂式； 但大部分现有青贮收割机都采用穗茎兼收的模式，先用摘穗辊对玉米植株进行摘穗，然后秸秆经喂入装置喂入到秸秆切碎装置进行切碎。本课题所设计的玉米青贮收割机采用全株切碎，省力又可以增加青贮饲料的营养。 根据上述 已有玉米收割机的 分析以往使用经验以及国外同类产品最新技术资料的基础上，借鉴了其它 青贮收割机 的设计原理方案，确定了该 青贮收割机 的设计方案和总体结构，包括 牵引机构、 动力机构、 喂入 传送系统、 切碎抛送 机构等 。 案的确定 本设计 将双圆盘切割嚣、强制顺序喂入机构和刀盘式切碎器有机 地设计组合，并利用刀 盘体 高速旋转产生的惯性气流和叶片的作用力对青贮饲料进行抛送。通过理论研究研制出结构简单、性能可靠、调整方便，并可以进行铡切干秸秆固定式作业的中型青、黄贮饲料收获机。 本课题设计的牵引式玉米青贮收割机 采用双锯齿圆盘切割器，割刀圆周速度较大。机具工作时，通过牵引架牵引进入收获机工作范围，并调整所需割茬高度。安装在机架上的柴油机将动传递给主轴上的刀盘和链轮组，链传动经过伞齿箱齿轮组、二级齿轮传动，带动前主、被动辊齿轮，同时驱动双锯齿圆盘切割器高速旋转，割下的秸秆饲料被前黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 8 - 主、被动辊强制夹送到后喂入 辊中间，然后送到铡切室的动、定刀片间，将秸秆饲料切碎。切碎后的秸秆饲料借助于刀轮高速旋转所产生的惯性和叶片的作用将饲料抛送。抛送后的饲料经导流简、出料口，最后被抛送到捡拾车。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 9 - 3 牵引式玉米青贮收割机传动系统 的 分析研究 动系统方案设计及 传动设计计算 动系统的方案的设计 由于 玉米青贮收割机 要完成 切割，喂入，打碎 等对 玉米 收获复式作业，传动系统的设计比较复杂，要求结构紧凑，功率消耗低，工作运行平稳。为此，根据玉米青贮收割机 的切割传动部分和 秸秆打碎 传动部分的要求完成的工作及结构特点，选定如图 的传动系统。 图 3动工作原理图 青玉米秸秆 收获中，一系列的要完成： 切割 ， 喂入 ， 打碎 ， 抛送， 所以要求设计紧凑消耗少，以及达到平衡等。 动力由 柴油机输出，有皮带轮将动力传送给与带轮 4相连接的轴 带动切碎装置对秸秆进行粉碎，再由链轮 3 将动力传送给链轮 2带动齿轮传动组 1，齿轮传动组将传送给下方的圆盘式切割器将玉米秸秆从底部切断。 割器 与切碎装置 的转速确定 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 10 - 锯齿式双圆盘切割器的转速与喂入能力有密切关系 , 经查阅 资料可知在机器作业速度 7m/ 圆盘 切割器 转速在 180 260 r / 间 切割与喂入能力较 强。 经查阅相关资料切碎装置上的刀盘速度达到 1275r/盘上的定刀能将玉米秸秆进行砍切，锤击破碎，同时抛送叶片在高速旋转作用下产生强大的气流将碎茎杆抛出。 动比及参数的确定 收割机在工作状态下，要 完成 切割、 喂入，打碎 和 抛送 这一系列的工作，为了满足 玉米收割机 的工作要求，则要求合理的传动比。 24马力拖拉机柴油机输出皮带轮的转速 0n =2200r/率是 动 青贮玉米收割机 的皮带轮传动，传动比为： （ 3 其中 皮带轮的 转速 速 动力通过转速箱后，传递给 切割器的主动轴，到达减速箱转速 所以传动比 01 2 7 52121 据相似设计法和结构特点，取： 1211 3 3422 3 式中： 1Z 小 链 轮的齿数 2Z 大链轮 轮的齿数 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 11 - 3Z 小锥 齿 轮的齿数 4Z 大锥齿轮的齿数 取 151 Z ， 222 Z ， 203 Z， 644 Z 锥齿 轮轴 上的转速 ，经齿轮箱中的直齿轮与主动辊齿轮相啮合将动力传送给双圆盘 切割器主轴转速 达到要求。 由于轴的选材为 以查机械设计手册可知 12 20， T T。经校核设计的轴符合要求，可发以正常工作。 动设计计算 传动的设计与计算 小带轮 转速 2200r/带轮转速 1275r/i 。 （ 1） 号的选择： V 带型号应根据计算功率计算功率是根据传递的功率 P ，并考虑载荷的性质以及每天运转时间的长短等因素来确定的。 （ 3 式中：计算功率， P 传递的额定功率， 工作情况系数。 其中： P = K ，则计算出 （ 2） 确定带轮的基准直径1选主动带轮的基准直径1据 取1为 36根据传动比算 出200 （ 3） 确定中心距 a 和带的基准长度 根据传动结构需要初定中心距 0a 。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 12 - )(2)(1021 则最小 0a = 0a 确定后，由带传动几何关系，按下式计算所需带的基准带长 0212210 4)()(22 得出 据 取和 相近的 V 带的基准长度 则2800根据 计算实际中心距。由于 可采用下式做近似计算： 2 0 计算得最小中心距 a =913 （ 4） 验算主动轮上的包角 1 ： 11 a dd 计算得 1 = ，符合要求。 （ 5） 确定带的根数 z z)( 00 (3 式中： K 包角系数，考虑包角不同时的影响系数； 长度系数，考虑带的长度不同时的影响系数； 0P 单根 V 带所能传递的功率， 0P 单根 i 时的功率增量， 计算得 z =2根。 传动的设计与计算 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 13 - 图 3传动工作原理 he of 子链 的设计与计算 取小链轮齿数 151 Z 则大链轮齿数 计算当量的单排链的计算功率 根据计算功率 主动链轮转速 1n 确定链条节距 选中心距 5030(0 链条节数 21210021 2/)(22/)( 2)1522(192 9222/)2215( 取 40取偶） 链传动最大中心距 211 2 p 8 6 取 1920 a 链条速度 00060 1 有效圆周力 F t 作用在轴上的力 F 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 14 - 500 要失效形式 (1） 链条疲劳破坏 在闭式链传动中：链条零件受循环应力作用，经过一定的循环次数链板发生疲劳断裂，滚子、套筒发生冲击疲劳破裂。在正常润滑情况下疲劳破坏是决定链传动能力的主要因素。 (2） 链条铰链磨损 主要发生在销轴和套筒上。磨损后链条总长伸长，因而链条垂度增大，导致啮合情况恶化。如动载荷增大易发生跳齿传动时振动噪声增大。润滑不良。开式传动多发生磨损失效。 (3) 胶合 润滑不当或转速过高时销轴和套筒构成的摩擦表面易发生胶合 。 (4） 链条过载拉断 常发生于低速重载情况下。 子链的静强度计算 在低速（ ）重载链传动中，链条的静强度占主要地位。如果仍用额定功率曲线选择计算，结果常不经济，因为额定功率曲线上各点相应的条件性安全系数 S 为 820，远比静强度安全系数大。当进行耐疲劳和耐磨损工作能力计算时，若要求的使命寿命过短，传动功率过大，也需进行行链条的静强度验算。 链条静强度计算公式为 m (3式中 : S 为静强度安全系数； 工况系数； 排数系数； F 为有效圆周力； 2 1 2 1 ,并查表得 1 1 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 15 - 所以 1 S S 为许用安全系数，一般为 48；如果按最大尖峰载荷 代替 行计算，则可为 36；若速度较低，从动系统惯性较小，不太重要的传动或作用力的确定比较准确时 , S 可取小值； 单排链极 限拉伸载荷。 因为此传动速度较低 S 可取最小值，取 4 S 所以 满足要求 轮基本参数和主要尺寸 链轮齿数 22,15 21 配用链条的节距 配用链条的滚子外径 小链轮分度圆直径 小链 轮齿顶圆直径 a a a )11m 5 取 a 1201 小链轮齿根圆直径 f 大链轮分度圆直径 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 16 - 大链轮齿顶圆直径 a a a )22m 8 30 取 a 1642 大链轮齿根圆直径 f 链轮齿宽 查表得 , b 为链条内节内宽 所以 f a 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 17 - 4 锯齿式双圆盘切割器的研究 青饲料、玉米、甘蔗等高秆作物的收获机具上应用的回转式切割器大都采用缺口或大波纹式双圆盘切割器 。这两种切割器工作时冲击性大 , 在收获含水率低的茎秆时 ,割茬参差不齐且易出现撕皮现象 , 生产率低 , 不适宜我国北方玉米图 4圆盘式切割器及圆盘 a. 双圆盘式切割器 b. 缺口式圆盘 c. 大波纹式圆盘 a. b. c. 穗后的秸秆青贮作业。为此设计了适宜我国北方地区青饲料收获机使用的锯齿式双圆盘切割器 , 能实现秸秆含水率高的玉米带穗青贮作业 , 也能实现摘穗后玉米秸秆含水率低、秸秆疲软情况下的青黄贮作业。 割原理及切割条件 双圆盘式切割器由相互压紧的上下两片圆盘刀组成 , 圆盘边缘是刃口 , 两圆盘刀在相对回转过程中将茎秆钳住并剪 断。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 18 - 住茎秆的条件 双圆盘切割器切割示图如图 4为了方便分析 , 作如下假设 : 图 4茎杆受力分析 1) 切割器的两个圆盘均为理想圆盘 , 茎秆切割处为一理想圆 , 且在切割过程中茎秆不发生变形。 (2) 茎秆位置与圆盘刀位置左右对称。 由图中受力分析可得 , N 为圆盘刀作用于茎秆的法向反力 , T 为圆盘刀对茎秆的摩擦力。将 N , T 沿 X 和 Y 方向分 解 , 可得到切割茎秆力和圆盘刀钳住茎秆的力显然圆盘刀钳住茎秆的条件为T 即 : T , 亦即 ,由 或 式中 : f 为圆盘刀与茎秆间的摩擦系数 )f , 为 为圆盘刀与茎秆间的摩擦角。只有当 时才能 保证两圆盘刀在剪切的瞬间将茎秆钳住切割。假设 d 固定不变 ,可得出 : ar cc o ar cc o s(4式中 : L 两圆盘中心距 , D 圆盘刀直径 , 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 19 - d 茎秆切割处直径 ( 一般取 25 35 圆盘中心距 L , 直径 D 与钳住角 B 的关系 如下 当 L 增大或 D 减小时 , B 减小 , 这样有利于两圆盘刀钳住茎秆进行切割 , 但是由于两圆盘中心距 L 及圆盘刀直径 D 等结构的限制 , 一般 B 在 4035 之间 , f , 可得 3117 。因此 , 两光滑圆盘刀难以钳住茎秆切割 , 必须通过改变刃口的形状来提高钳住茎秆的能力。 齿式双圆盘切割器切割分析 锯齿式双圆盘切割器切割茎秆时 图 4 茎秆中心 O 移 至 茎秆与刃口的接触点由 A 移至 A , 显然在不改变圆盘切割器其它尺寸情况下 , , 提高了圆盘刀钳住茎秆的能力 , 而且合理选择齿数 , 刀口会有非常好的自磨锐性能。 图 4齿刃口与平刃口 角度比 要结构参数及运动参数 盘刀直径及刀盘重叠量 为了保证锯齿式圆盘正常切割 , 两圆盘要有一定的重叠量 , 重叠量过小 , 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 20 - 易出现“爬刀” (下刀转到上刀盘上面 ) 和“咬刀” (上下刀盘交错咬住 ) 现象。重叠量过大 , 会使切割点前移。降低切割器钳住茎秆的能力 , 通过试验 , 圆盘刀直径在 220 280 间 , 两刀盘根圆重叠 20 宜。 盘刀的运动参数 锯齿式双圆盘切割器的转速与喂入能力有密切关系 , 为了确定适宜的转速 ,经查阅资料 结果表明 , 圆盘转速在 180 260 r / 间喂入能力较高。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 21 - 5 盘刀式切碎装置 要组成部分 主要由刀盘、动刀、定刀 、抛送叶片和壳体组成。 图 5 盘刀式切碎装置结构示意图 要结构参数 青饲收获机盘刀式切碎装置的动刀片都采用直刃口，动刀片在刀盘上的结构参数如图 5 盘刀的滑切角和钳住角都是变值，滑切角是指动刀刃上一点与回转中心的连黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 22 - 线和动刀刃口线的夹角，钳住角是指动刀刃与定刀刃的夹角。为了保证具有一定的滑切作用和可靠工作，一般动刀的最小滑切角 为 1812 ，最小钳住角 84 ，刀片平面与切割平面（刀刃所形成的平面）的夹角 为 3020 ，动 图 5刀在刀盘上的结构参数 he of on 刃的偏心距 。在青饲收获机上，当喂入口高度一定时，为了使刀盘外壳有足够大的离地间隙，一般取较大的 常 ，刀片侧锯 。动刀片数量一般为 6 把或 8 把，也可以减少刀片的数量来增加切碎长度，但必须在刀盘上均匀安装，以保证动平衡。盘刀式切碎装置由于刚性较差，动定刀间隙值应比滚筒式切碎装置稍大一些。在盘刀式切碎装置的刀盘上，只要在动刀之间径向安装抛送叶片或利用安装动刀的刀座部分作为抛送叶片，就具有很强的抛送能力，因此不需要专用抛送器。当在刀盘上安装抛送叶片时，其数量可少于动刀数，一般为 4 8 片，但必须 均匀安装，以保证达到动平衡。抛送叶片外圆直径应略大于动刀外圆直径 ,一般为 600 850圆线速度为 32 40 叶片端部与底壳的间隙应调整在 3向间隙为 6 12体宽度大致在 180 200龙江八一农垦大学毕业论文（设计） - 23 - 结 论 玉米秸秆具有很高的利用价值。近年来，随着畜牧业的快速发展，动物饲料短缺的问题日益严重，在冬季尤为严重。在我国农村， 玉米秸秆浪费严重，有直接还田，或者焚烧秸秆，污染空气。现在出现青贮技术，将青贮 技术与玉米收割机有效结合可以将 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
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