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小麦割晒机的设计【带SolidWorks三维】【4张CAD图纸+毕业论文+开题报告+答辩稿】

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小麦 割晒机 设计 solidworks三维 cad图纸 毕业论文 开题报告 小麦割晒机的设计 答辩
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小麦割晒机设计

26页 11000字数+论文说明书+答辩稿+4张CAD图纸【详情如下】

任务书.doc

分禾器.DWG

割刀.DWG

小论文.doc

小麦割晒机三维图.rar

小麦割晒机总装配图.DWG

小麦割晒机的设计答辩稿.ppt

小麦割晒机设计开题报告.doc

小麦割晒机设计开题报告.ppt

小麦割晒机设计论文.doc

带轮.DWG

  前 言

小麦是一种在全世界各地被广泛种植的食用作物,它的发源地是中东地区。因为小麦是世界上生产总量仅次于玉米且高于稻米排名第二的粮食作物,所以小麦收割的问题是全世界面临的一个较为重大的课题。进入21世纪,随着科技的不多发展,大型的收割机已在世界各国的平原和大片的土地上广泛使用。但是,我国大部分种植的小麦除了在平原或大块的土地上,还有在高原或山地上,以及一些小麦种植面积较小的地区,它们都无法应用大型的收割机,为解决这些问题,我们对现有的收割机进行了研究,设计出小型拖拉机驱动的收割机。该收割机可以应用在山地、小块土地和不规整地块种植地区。

本文在对该设计的小型收割机的基础上、借鉴许多联合收割机,本着结构简单、对工作环境要求低等为目标的同时还要遵循可靠性的原则,设计出尽可能提高生产效率、适合于多种环境下工作、而且具有环保和节约资源的驱动式收割机。

收割机设计方案设计农业机械收割机,通过对比研发,综合考虑传动效率,结构外观、收割方式与加工成本,确定最合理的方案。然后对割麦机的整体结构与关键组成机构做了具体设计与理论研究,设计内容主要包括:机架、割台、分禾器、拨禾轮、曲柄连杆机构等部分。并且对收割机的重要部件如轴承、齿轮等进行了设计计算和理论校核,使所选机构为最优,以保证机构的可靠性,装配后的收割机最优。

关键词:小麦;割晒机;设计

目 录

1绪论 1

    1.1课题研究的意义 1

    1.2国内外小麦割晒机发展状况 1

    1.3小麦割晒机存在的问题 4

1.4研究的内容和方法 4

1.5预期目标 5

1.6重点研究的关键问题及解决思路 5

1.7工作条件及解决方法 5

2小麦割晒机总体设计 5

2.1收割的典型方法及收割方案的选择 5

2.2小麦割晒机机的结构 6

3收割机的基本参数的确定及相关设计 7

3.1作业速度 7

3.2割幅 7

3.3喂入量 8

3.4割刀速度和机器前进速度的关系 8

3.5小麦收割机下刀的直径,拔麦尺寸和收缩比 9

3.6轴距、轮距、接地压力和最小离地间隙收割机的轴距 10

3.7割刀切割数据计算 10

4切割系统的设计 12

    4.1收割机的上、下刀设计 12

    4.2切割器的确定 13

5其他结构的确定 14

    5.1轴、轴承、键的设计计算及校核 14

    5.2小麦割晒机输送系统的设计 19

    5.3总体结构尺寸 19

    5.4外形结构尺寸确定和中心估算 20

总 结 21

致 谢 22

参考文献 23

1绪论

1.1课题研究的意义

小麦是世界的主要粮食作物之一,是我国大多数地区的主要主食,我国2014年小麦播种面积为3.69亿亩,全国小麦产量高达1.26亿吨左右,比2013年增长3%左右。到目前为止,全国小麦收获的机械化水平已远超70%,尤其是南方平原地区,其机械化已达到了世界先进化水平。但由于我国建国较晚和科技较为落后等因素,导致我国小麦收割机的研发相比较与国外有着明显的差距。近半个世纪以来,我国不断地通过研究国外收割机的的先进收割机和开发自主机器才逐步发展起来,并且某些方面已接近或达到世界先进水平。一般,对种植在平原或大块的土地上的小麦,使用大型的收割机。但,对种植于山地上的和较为分散的小块土地上的小麦不适合用大型的收割机,所以在区域进行劳作的农民只能运用最原始的方法进行作业——使用镰刀进行人力收割。该方法劳动量非常大,工作效率非常低。

小麦收割是农业生产的重要环节,必须及时进行,以保证丰产丰收。如小麦一般要求在5-8天的黄熟期或完熟初期内收获完毕。收获过早,籽粒不满,影响产量;过迟,易造成脱离损失。小麦收获时期又正值雨季。若不及时收割,会造成植株倒伏、穗上发芽和种子霉烂等损失。俗语说“麦熟一晌,龙口夺粮”、“八成熟,十成收”、“十成收,两成丢”,说明小麦及时收获的重要性。因此,实现具有生产效率高、谷物损失少、高效优质特点机械收割,对确保粮食丰产丰收起着重大作用。其中,小麦割晒机成本低、割收后小麦的浪费率低、特别适合我国现在的土地状况。为使了更好的了解我国的农业生产现状和尽出自己的贡献,自己将会对传统小麦割晒机制作、设计及优化等。

1.2国内外小麦割晒机发展状况

1.2.1国外小麦割晒机发展现状

国外农业发展主要以大型农业生产模式为主,而具有高生产率和良好稳定性的联合收割机则具有广阔的市场。为了适应能够赶上这一变化潮流,近些年,国外联合收割机研发生产在不断地改进与进步,如增大分离系统结构尺寸、装用大功率发电机、采用电子和信息技术系统等。联合收割机的发展方向体现出的特点为:宽割幅、大喂入量;通用型、组合型收割;人机舒适性、操作简易性并且更加的智能化和数控化。

国外收割机比较有代表性的国家和地区为欧美和日本等地。其中全喂入脱粒收割机大多应用在欧美等地区,由于该机型具有体积大和高生产率等特点,因此可以在小麦生产量较大的地区应用;而日本则以中小型机为主,其特点是半喂入,体积较小,其工作效率比欧美等地区的收割机的工作效率要低。大型收割机,喂入量一般为5-6公斤/秒,高者达10-20公斤/秒,装有功率为130-160马力的发动机,甚至还配有功率达250左右马力的发动机,从而提高了效率,降低投资和使用成本,节省了能源。据约翰?迪尔公司的有关资料分析,喂入量为1.5-2公斤/秒的机器与喂入量为6-7公斤/秒的机器相比,单位生产率所配的发动机的功率和机器购置费用要高一倍。

七十年代末期,北美几家公司研制了几种轴流型联合收割机。这种机器收割效率高,适于收割干燥地区的小麦、大豆,玉米,籽粒破碎率低。但对收获潮湿小麦适应性差,能源消耗较多,未能推广。

 欧洲几家公司现在研制出一些新型联合收割机,这些新机型采用了传统型脱粒装置,用离心分离装置替代逐稿器,提高了联合收割机的效率,如克拉斯(Class)公司研制了一种带有多轮式分离装置的联合收割机D0116cs,据称喂入量可达10公斤/秒以上。斯佩里一新荷兰(Sperry-New Holland)公司研制成一种采用传统脱粒装置,加分离轮和轴流式分离装置的联合收割机TF42型和TF44型。

 图1-1国外最新小麦联合收割机

1.2.2国内小麦割晒机发展现状

在二十世纪五十年代我国开始研制铺放式收割机,经过不断地研究外国收割机的基础上才逐渐发展起来并形成规模[2]。1960年,我国开始应用国外的畜力摇臂收割机,这种收割机产自荷兰、捷克等一些西方国家,然后我们在对国外的这些收割机进行研究与分析,逐渐设计了许多适应我国收割特点的蓄力收割机,其中太谷号和霍邱号是其中的佼佼者。但由于其设计的结构有缺陷,可靠性系数低,后期保养不健全和受畜力条件的限制等多方面的原因,未能够实现普遍的应用。而在此时,中国农业机械化科学研究院和吉林省东风机械装备有限公司自行研究与开发了许多前悬挂式和后牵引式的收割机,它们是由大中型拖拉机为动力,其割幅大约是在2.0 -4.9m之间,GS-4.6型、4SX-3.8型等是其主要代表。但是它们存在着较大的限制,它们的铺放方式还存在着一定的问题,那就是只能应用于联合收割机分段收获阶段当中的拣拾阶段,而不能应用于分堆打捆。为了达到分堆打捆的作业目的,二十世纪五十年代后期全国各地开始致力于研发新机型致力于解决上诉问题,其中具有代表性是卧式割台双帆布转向条放式和上海一108型立式割台式收割机。但由于多方面的原因(结构的不合理、后期的维护等)一直得不到普遍的应用。一直到1970年,我国小麦收割机的研制与开发才日益走向成熟。我国再对日本立式割台收割机进行了分析与研究,摒弃其缺点,然后增加了一个构件一一星轮扶禾器,并且被切割割下来的作物铺放垂直于与机器前进方向,这样做的目的是为了更好地人工打捆。北京一18-5型以及130(140)型、160型等铺方式联合收割机是其中较具有代表性地。二十世纪八十年代以后,由中国农业机械化科学研究院联合全国许多省份的农机研究部门以及十多个厂家对该类收割机重新进行了改进设计并对其结构加以完善,进而再原机的基础上设计出一款新型的收割机,并且确定了其定型的依据是靠其配套的动力装置(手扶和小四轮拖拉机)而决定的。至此在全国掀起了大规模的推广小型铺放式收割机的热潮,其中在二十世纪八十年代末和九十年代初这一期间得到了较快的进步。

在国外收割机器和技术的基础上我国研发了谷物联合收割机,它的逐步发展是通过消化、吸收、仿制国外的收割机。到目前为止,己经形成了以大、中、小型并重,自走式、牵引式以及拖拉机悬挂式共存,自主研发式机占主导的局面,而且己有不少产品出口国外,走向世界。

  总 结

此次设计的任务是完成小麦割晒机机的设计。这是我们在大学期间所进行的一次非常全面的设计,为自己在大学四年所学习知识的全面总结和巩固,使我们初步了解和掌握做设计的基本步骤、基本方法,通过本环节把我们在大学期间所学课程中所获得的理论知识在设计实践中加以综合运用,把大学四年来所学的知识贯穿起来,使理论知识和生产实践密切的结合起来,为我将来的实际工作打下了坚实的基础。

这是一个非常全面而系统的设计题目,非常锻炼人。从方案的论证到最终的设计,涉及的领域包括:机械制图,机械原理,工程材料,机械设计等等。通过设计实践,提高我计算、制图能力;使我们能熟练地应用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范,熟悉有关的国家标准。机械方面知识得到系统的巩固和提升。在进行毕业设计的同时,我还学到了许多新的知识,如Solidworks,CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等软件的应用。

我深刻的认识到,要想成为一名合格的工程设计人员只是掌握本专业的知识是远远不够的,应该具有更加渊博的知识,如应该对计算机应用,农产品的特性,农业经济的发展现状等各个方面能力进行加强。

在设计过程中也曾遇到很多的问题,但通过查阅相关的书籍、手册以及老师的精心指导,都得到了解决,设计过程基本顺利完成。 致 谢

毕业在即,四年的大学生活已接近尾声,经过三个多月的努力,在范修文老师的悉心指导下,设计任务基本完成了。在撰写论文期间,我要衷心的感谢我的指导老师范修文,从设计的选题、实施到撰写、修改和定稿,范老师均倾注了大量的心血。导师的悉心指导、热忱鼓励不仅使我树立了深远的学术目标、掌握了基本的研究方法,还使我明白了许多待人接物与为人处事的道理。还有,导师渊博的专业知识,严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲人不倦的高尚师德,严以律己、宽以待人的崇高风范,朴实无华、平易近人的人格魅力将使我终生受益。同时我还要感谢大学期间各位任课老师在学习上给予我的指导和帮助,感谢他们四年来的辛勤栽培,他们的关怀和熏陶让我在这四年里收获颇丰。

最后,也感谢和我一起学习的同窗朋友,他们给了我无数的关心和鼓励,也让我的大学生活充满了温暖和欢乐,感谢他们的陪伴与帮助,愿我们以后的人生都可以充实、多彩与快乐!

参考文献

[1]魏宏安.我国小麦收获机械的发展与研究现状[J].甘肃农业大学学报,2001,36(10):2-6.

[2]景晓村主编.当代中国的农业机械工业[J].北京:中国社会科学出版社,1988.

[3]农牧渔业部农业机械化管理司,北京农业工程大学[J].中国农业机械化重要文献资料.北京农业大学出版社,1988,12:27+30.

[4]胡伟.我国联合收割机技术与市场发展分析[J].农村机械化,1998,(2):38-39.

[5]杨家军主编.机械创新设计技术[J].北京:科学出版社,2008.

[6]韩正最,栗震霄,魏宏安等.齿形链式切割器的研究实验[J].农业工程学报,1998 14(2):86-89.

[7]日本农机学会.农业机械手册[D].北京:机械工业出版社,1991.

[8](俄)卡那沃依斯基编,吴春江译[J].收获机械.北京:中国农业机械出版社,1983. 

[9]沈鸿.机械工程手册(七)[M].北京:机械工业出版社,1982.

[10](日)江崎春雄,姜领雄译.割捆机和联合收割机[M].北京:机械工业出版社,1980.

[11]魏道德.工程力学[J].北京:机械工业出版社,2002,10:53-54+68.

[12]张民安.圆柱齿轮精度[J].北京:中国标准出版社,1995,03:210-211.

[13]淮良贵等主编.机械设计[M].第八版.北京:高等教育出版社,2009.

内容简介:
毕业论文(设计)任务书 学院 机械电气化工程学院 班级 学生姓名 学号 课题名称 小麦割晒机的设计 起止时间 2015 年 11 月 01 日 2016 年 05 月 29 日(共 14 周) 指导教师 职称 讲师 课题内容 是一种特殊型式和用途的收割机。割倒小麦禾秆,将其摊铺在留茬上,成为穗尾搭接的禾条,以便于晾晒的谷物收获机械。晾晒后的禾条由带捡拾器的谷物联合收割机捡拾收获 ,进而最终实现整个收获过程的装置 。 拟定工作进度(以周为单位) 第 1 2 周 查阅相关文献,撰写开题报告。 第 3 4 周 根据国内外现有的谷物收获机械,确定小麦割晒机 的总体设计方案,绘制总体结构简图。 第 5 6 周 根据工作要求,计算并查阅相关手册,选择和设计各零部件。 第 7 9 周 运用 件,绘制二维零件图和装配图。 第 10 11 周 运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。 第 12 周 从工艺性能,经济性能,实用性能等方面对产品进行综合评价、校核、修正。 第 13 周 完成设计说明书。 第 14 周 整理材料,准备答辩。 主要参考文献 : 1 於海明 李石 吴威 叶长文 康睿 陈彩蓉 . 麦 粒质量近红外光谱预测模型的波长选择方法 J. 农业机械学报 . 2015(11) 2 施印炎 ,陈满 ,汪小旵 ,孙国祥 ,狄娇 ,於海明 . 小 麦精准追肥机执行机构的设计与试验 J. 华南农业大学学报 . 2015(06) 3 黄玉萍 ,陈桂云 ,夏建春 ,於海明 . 检测技术现状与发展趋势分析 J. 农业机械学报 . 2015(01) 4 陆静霞 ,於海明 ,陈士进 ,凌威龙 ,丁为民 . 基于植物电信号的环境因子预测模型 J. 农业机械学报 . 2013(11) 5 陈坤杰 ,吴贵茹 ,於海明 ,刘德营 . 基于分形维和图像特征的牛肉大理石花纹等级判定模型 J. 农业机械学报 . 2012(05) 6 陈青春 ,刘勇辉 ,於海明 ,何瑞银 . 一种新型大蒜栽植机蒜种输送机构的设计 J. 江苏农业科学 . 2012(04) 7 於海明 . 弥雾机的工作原理及使用中的注意事项 J. 江苏农机化 . 2012(06) 8 陆静霞 ,丁为民 ,於海明 ,凌威龙 . 基于模糊最优小波包的植物胁迫因子识别 J. 农业机械学报 . 2012(12) 9 何岳平 ,陈青春 ,何瑞银 ,於海明 . 大蒜栽植机栽植系统优化设计与运动分析 J. 农业机械学报 . 2011(02) 10 於海明 . 联合收获机收获方法与作业质量标准评析 J. 江苏农机化 . 2011(06) 11 赵桂龙 ,於海明 . 半喂入联合收割机的结构、使用与维修 (连载 )J. 江苏农机化 . 2000(04) 12 王国勇 . 联合收割机几种常见故障的原因及其排除方法 J. 现代农业科技 . 2006(09) 13 唐黎标 . 如何延长联合收割机的使用寿命 J. 农业机械 . 2010(07) 任务下达人(签字) 同意按此计划进行设计 年 月 日 任务接受人意见 任务接受人签名 年 月 日 注: 1、此任务书由指导教师填写,任务下达人为指导教师。 2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。 3、此任务书一式三份,一份留学 院存档,一份学生本人留存,一份指导教师留存。 200 年 月 第 期 - 94 - 分体式小麦免耕播种机的设计 摘 要:小麦是一种在全世界各地被广泛种植的食用作物,它的发源地是中东地区。因为小麦是世界上生产总量仅次于玉米且高于稻米排名第二的粮食作物,所以小麦收割的问题是全世界面临的一个较为重大的课题。进入 21 世纪,随着科技的不多发展,大型的收割机已在世界各国的平原和大片的土地上广泛使用。但是,我国大部分种植的小麦除了在平原或大块的土地上,还有在高原或山地上,以及一些小麦种植面积较小的地区,它们都无法应用大型的收割机,为解决这些问题,我们对现有的收割机进行了研究,设计出小型拖拉机驱 动的收割机。该收割机可以应用在山地、小块土地和不规整地块种植地区。本文在对该设计的小型收割机的基础上、借鉴许多联合收割机,本着结构简单、对工作环境要求低等为目标的同时还要遵循可靠性的原则,设计出尽可能提高生产效率、适合于多种环境下工作、而且具有环保和节约资源的驱动式收割机。 关键词: 小麦;割晒机;设计 中图分类号: 文献标识码: A 文章编号: 0 引言 小麦是世界的主要粮食作物之一,是我国大多数地区的主要主食,我国 2014 亩,全国小麦产量高达 吨左右,比2013 年增长 3%左右。到目前为止,全国小麦收获的机械化水平已远超 70%,尤其是南方平原地区,其机械化已达到了世界先进化水平。但由于我国建国较晚和科技较为落后等因素,导致我国小麦收割机的研发相比较与国外有着明显的差距。近半个世纪以来,我国不断地通过研究国外收割机的的先进收割机和开发自主机器才逐步发展起来,并且某些方面已接近或达到世界先进水平。一般,对种植在平原或大块的土地上的小麦,使用大型的收割机。但,对种植于山地上的和较为分散的小块土地上的小麦不适合用大型的收割机, 所以在区域进行劳作的农民只能运用最原始的方法进行作业 使用镰刀进行人力收割。该方法劳动量非常大,工作效率非常低。 小麦收割是农业生产的重要环节,必须及时进行,以保证丰产丰收。如小麦一般要求在 5的黄熟期或完熟初期内收获完毕。收获过早,籽粒不满,影响产量;过迟,易造成脱离损失。小麦收获时期又正值雨季。若不及时收割,会造成植株倒伏、穗上发芽和种子霉烂等损失。俗语说“麦熟一晌,龙口夺粮”、“八成熟,十成收”、“十成收,两 收割,对确保粮食丰产丰收起着重大作用。其中,小麦割晒机成本低、割收后小麦的浪费率低、特 别适合我国现在的土地状况。为使了更好的了解我国的农业生产现状和尽出自己的贡献,自己将会对传统小麦割晒机制作、设计及优化等。 1 设计原理及机构 设计原理 小麦割晒机是通过拖拉机右侧皮带轮动力输出传动到离合分离主轴,离合随时控制割晒机的运动和停止,再把主轴动力传动割晒机齿轮箱中。齿轮箱变速后把动力一部分输送到曲柄摇杆机构上,为割刀切割小麦茎秆提供动力;另一部分动力带动皮带转动,将割刀切割后的小麦输送至该机构的一侧。从而实现割晒机各个工作部位完成小麦割倒、输送、铺放工作。小麦割晒机是通过拖拉机为机构 提供动力。减少了对劳动力的需求、提高了工作效率。非常适合我国现阶段的土地使用状况“每家每户土地少且不集中”。并且,小麦割晒机适用于多种工作环境条件,山地、高原等。小麦割晒机极大的方便人们收获小麦。 图 1 割刀作业切割小麦截面图 of of 优点是小麦割晒机非常适合我国现有的现有土地使用状况,每家每户拥有的耕地面积小且不集中。200 年 月 第 期 - 95 - 小麦割晒机用于成熟不一致、田间杂草较多或由 于机具、劳力安排等原因需要提前在蜡熟期割倒铺放的小麦收获作业,延长了小麦的收获期,提高了谷物联合收获机的利用率。麦穗经通风晾晒后具有后熟增重作用,因而能使小麦增产,具有:结构简单、价格低廉和操作方便等优点。特别适合农民对机具 一要小 ,二要巧 ,三要花钱少 的要求。并且,对工作环境要求低,适用于多种场合。 总体设计 小麦割晒机的机结构示意,如图 2 所示。 齿轮箱 图 2 小麦割晒机结构示意图 of 5上的拖拉机配套使用。作业时,小麦割晒机把动力通过转动轴传递到切割器上切割小麦,小麦通过麦秆的挤压紧贴于传送带上。带轮带动传送带转动,被切割的小麦就通过输送带 的作用铺放与小麦割晒机的一侧。本机整体采用 3 部分结构,主要有切割系统、输送系统和传动系统。切割系统主要是使小麦茎秆被切割;输送系统主要是将切割系统切割后的小麦茎秆运至机器的一侧;传动主要是为切割系统、输送系统提供动力。 其主要技术参数如下 : 外形尺寸 /844 1841 640 收割幅宽 /1500 作业速度 /轴转速 /r 240 配套动力 /拖拉机 切割器形式:往复式切割器 2 关键部件设计 割刀 切断茎秆 要求个到必须克服其横切面内的切割阻力,但是由于水稻、小麦等作物的茎秆刚度小,在受到极小的外力作用下就会发生弯斜,从而导致切割较困难。因此,为了能够顺利切割茎秆,就必须采取一定的措施和方法。比如说增加割刀的速度、 给予被切割的茎秆适当的支撑或是提高切割效率等。 无支撑切割 :它是动刀片直接切割茎秆。无支撑的茎秆在较低速度被切割时,会很容易被推倒或折断,从而失去了切割效果。其原因是茎秆无支撑,只能依靠其自身的弯曲 P、是很难与动刀的切割力200 年 月 第 期 - 96 - 相平衡的。这就导致动刀必须以一定的切割速度才能使原来静止的茎秆在瞬间获得来自其 传递的速度,随即茎秆产生较大的加速度及与其反方向的惯性力,茎秆就可以被切割。所以,在使用无支撑切割时就必需要有较大的切割速度才能实现切割,而且还能提高切割效率。但是,却增加了功率的消耗、增加了整机的振动和徒添一些不必要的空割。 (1 1 / ) /q B V m W C 式中 m/s ; ,取 450 亩; B 称谷草比。 由此可以得出,当其他条件不变时, B 与 反比关系。对于收割一定的喂入量,根据情况具体分析,对比采用小割幅配以较快的前进速度,还是采用较大割幅配以较低的速度。从小麦收割机的受自身结构的限制出发来看 :割幅越大收割机的尺寸和重量也就越大 ;进而导致增加行走消耗的功率,进而引发劳动强度的增加,也就是人要提供更大的力。 / ( / 3 0 ) ( / 3 0 ) /j d m m S H S H 式中 进距。 上所诉实际工作当中的上刀盘若凡过小,则割断刃口容易发生杂乱的现象,将会影响切割质量,进而诱发茎杆折断和拉断等问题 ;反之,重割现象将不可避免,进而引发剧烈的震动。 动力机功率(马力) 整机重量(公斤) 割幅(米) 3 4 200 左右 0 12 500 左右 0 30 1500 1800 0 50 2000 以上 目 参数 偏距 柄半径 39 连杆长度 1 割刀工作数据 of 3 旋耕刀结构示意图 of 传动系统 偏置的曲柄连杆机构示意图如图 2示。割刀的运动特性对切割器性能有直接影响,往复式切割器工作时动刀片在曲柄连杆机构的驱动下做横向的往复直线运动,且运动是间歇的。通过对该机构的运动分析找出割刀位移与速度之间的关系,为确定合理的割刀速度提供理论依据 往复式切割器割刀的速度是实时变化的,在实际运用中多采用割刀的速度,割刀平均速度表示的是割刀完成一个行程的平均速度,而实际的切割速度都大于割刀平均速度,割刀平均速度是往复式切割器中用 来确定曲柄转。 200 年 月 第 期 - 97 - 22 2 2222c o s ( )s i n ( )1 c o s ( )s i n ( )c o s ( )xx r r r 式中 : 一曲柄轴旋转角速度, s ; r 曲柄半径, t 曲柄由左极点起转过的时间 S。 速度是往复式切割器中用来确定曲柄转速只有当切割速度与作业速度相适应时才能保证不漏割。 3 0 1 5p S nS t 只有当切割速度与作业速度相适应时才能保证不漏割,否则将产生漏割。 往复式切割器割刀的运动是由水平横向运动和机组前进运动合成的,割刀横向运动平均速度与机组前进运动速度的比例关系,决定了割刀的运动轨迹。 图 4 小麦割晒机结构示意图 of 对曲柄连杆进行运动分析时,由于连杆长度远大于曲柄半径 r,动刀片的运动可以近似看做简谐运动,以曲柄中心为原点, X 轴右方向为正,可得到动刀片位移 x、速度 v 和加速度。 其它部件 本机 输送系统是油菜割晒机的重要装置,其输送通畅性能直接决定作业 效率和收获损失。本设计的输送系统由立辊总成、伸缩拨指滚筒总成和输送带总成构成,采用输送比较可靠、损失较低的立式输送形式。工作时被切断的小麦茎秆跳上割台之后在拨指的作用力下被推向输送带,割台两端的小麦茎秆则再经由做相向运动立辊的辊齿作用 缘宽度 1 力下被横向推至伸缩拨指滚筒中间位置,再被推向输送带,到达输送带上的油菜茎秆由输送带输送至割晒机右侧,再经铺放置田间。整个输送系统在三个部分的匹配协同作用下完成小麦茎秆流的输送。 3 结论 1) 本产的的设计主要针对小块儿土地而设计。产品的设计是悬挂式机械,通 过拖拉机的发动机来源使动力通过传动轴传送给切割器和拨禾轮装置。该产品体积较小,安装和拆卸方便。 构,可以实现一机多用,单圆盘开沟器实行错排排列提高了机具的通过性,防堵效果显著;本免耕播种机动土量在 25% 30%左右,土壤扰动性较小。 2) 小麦割晒机能实现生产效率高、谷物损失少、高效优质特点机械收割,对确保粮食丰产丰收起着重大作用。其中,小麦割晒机成本低、割收后小麦的浪费率低、特别适合我国现在的土地状况。 参考文献: 1魏宏安 J2001,36(10):22景晓村主编 J中国社会科学出版社, 1988.3农牧渔业部农业机械化管理司,北京农业工程大学 J 北京农业大学出版社,1988,12:27+30. 4胡伟 J1998,(2):385杨家军主编 J科学出版社, 2008. 6韩正最,栗震霄,魏宏安等 J1998 14(2):867日本农机学会 D机械工业出版社, 1991. 8(俄 )卡那沃依斯基编,吴春江译 J北京 :中国农业机械出版社, 1983. 9沈鸿 七 )M机械工业出版社, 1982. 10(日 )江崎春雄,姜领雄译 机械工业出版社, 1980. 11魏道德 J机械工业出版社,2002,10:538. 12张民安 J中国标准出版社, 1995,03:21013淮良贵等主编 M北京 :高等教育出版社, 2009. 200 年 月 第 期 - 98 - of i 43300, is a it i s of is of to so of is of 1st ce of in of is on of of in to or of on of to in to we a be in of on of on of to of in as of fo of as as a of esign学 院:机械电气化工程学院 专 业:农业机械化及其自动化 姓 名: 指导教师: 小麦割晒机的设计 大学机械电气化工程学院 要零部 的设计 目录 小麦收割是农业生产的重要环节,必须及时进行,以保证丰产丰收。小麦一般要求在 5获过早,籽粒不满,影响产量;过迟,易造成脱离损失。小麦收获时期又正值雨季。若不及时收割,会造成植株倒伏、穗上发芽和种子霉烂等损失。 小麦割晒机成本小、对作业环境要求底,特别适合我国现在的土地状况。 ( 1)国外现状的分析 世界上种植小麦的国家除中国外还主要有,美国、加拿大、澳大利亚、阿根廷等国家。这些国家耕地面积大、人口少、而从事农业生产劳动人口更少。因此,国外的农业主要以大型农场为主,并且机械化程度高且先进。因此,现在小麦割晒机在国外很少使用。 ( 2)国内现状的分析 我国的土地使用状况是,土地面积小且不集中。对小块土地及部分山地、高原等地区,非常适用于小麦割晒机。 2 计设计 ( 1)本产的的设计主要针对小块儿土地而设计。 ( 2)产品的设计是悬挂式机械,通过拖拉机的发动 机来源使动力通过传动轴传送给切割器和拨禾轮装置。 ( 3)该产品体积较小,安装和拆卸方便。 ( 1) 三维总装图 : ( 2)主要零部件 切割装置的设计 传动装置的设计 ( 1) 考虑到田间道路、配套动力选用和田间种植规模,设计割台的幅宽为 ( 2) 考虑到小麦植株成熟后麦穗下垂、重心高、易倒伏。割晒作业时,谷 杆割断后受谷穗重力作用,倒向很难控制。因此,要加高扶禾器的高度,以便使割倒的麦秆被整齐的排除。 ( 3) 考虑到小麦收获时成熟度不一致、田间杂草较大,大多数地区小麦收获时茎秆含水量很高,割晒机作业时,可能发生堵塞和缠绕拨禾轮传送带的现象。 因此,在割晒机的出口段,设计加装了防缠绕装置,将 小麦茎秆和传送带强行分离开,避免发生缠绕。 毕业论文(设计)开题报告 课题名称 小麦割晒机的设计 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 指导教师 起止时间 机械电气化工程学院教务办制 填 表 说 明 一、学生撰写开题报告应包含的内容: 1、本课题来源及研究的目的和意义; 2、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析; 3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可 行性分析; 4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路; 5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法; 6、完成本课题的工作方案及进度计划; 7、主要参考文献(不少于 7 篇)。 二、本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕业论文(设计)任务书”的两周内独立撰写完成,并交指导教师审阅。 三、开题报告要求手写体,字数在 3000 字以上,由学生在本报告册内填写,页面不够可自行添加 张。 四、每个毕业论文(设计)课题须提交开题报告一式三份,一份学生本人留存,一份指导教师存阅,一份学生所在学院存 档,备检备查。 一 本题来源及研究的目的和意义 课题的来源:自选题 研究的目的及意义 小麦收割是农业生产的重要环节,必须及时进行,以保证丰产丰收。如小麦一般要求在 5的黄熟期或完熟初期内收获完毕。收获过早,籽粒不满,影响产量;过迟,易造成脱离损失。小麦收获时期又正值雨季。若不及时收割,会造成植株倒伏、穗上发芽和种子霉烂等损失。俗语说“麦熟一晌,龙口夺粮”、“八成熟,十成收”、“十成收,两成丢”,说明小麦及时收获的重要性。 因此,实现具有生产效率高、谷物 损失少、高效优质特点机械收割,对确保粮食丰产丰收起着重大作用。其中,小麦割晒机成本低、割收后小麦的浪费率低、特别适合我国现在的土地状况。为使了更好的了解我国的农业生产现状和尽出自己的贡献,自己将会对传统小麦割晒机独立设计和制作。 二 课题所涉及的问题在国内外现状及分析 内外现状分析 小麦是小麦系植物的 统称 ,是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物,起源于中东新月沃土 (区,是世界上最早 栽培 的农 作物 之一,小麦的 颖果 是人类的主食之一,磨成面粉后可制作面包、馒头、 饼干 、面条等食物 ;发酵 后可制成啤酒、酒精、伏特加,或 生质燃料 。小麦富含淀粉、蛋白质、脂肪 、矿物质、钙、铁、 硫胺素 、核黄素、烟酸、维生素 A 及维生素 C 等 。 小麦割晒机 是一种特殊型式和用途的收割机。割倒小麦禾秆,将其摊铺在留茬上,成为穗尾搭接的禾条,以便于晾晒的谷物收获机械。晾晒后的禾条由带捡拾器的谷物联合收割机捡拾收获 。 割晒机有自走式、 拖拉机 牵引式和悬挂式 (见图 )3 种。其作业部分由带切割器的割台、拨禾轮和输送带组成。切割器的留茬高度高于普通 收割机 ,一般为 15 25 厘米,以利于麦穗的通风晾晒。割台的左侧或 中部设有宽 90110 厘米的排禾口。 排禾口在中部时采用由两侧向中间输送的双输送带。幅宽一般为 4 5 米 ,最大可达 10 12 米 ,每米幅宽每小时可收割小麦 5 6亩。 割晒机适用于成熟不一致、田间 杂草 较多或由于机具、劳力安排等原因需要提前在蜡熟期割倒铺放的小麦收获作业,以延长小麦的收获期,提高谷物联合收获机的利用率。麦穗经 通风晾晒后具有后熟增重作用,因而能使小麦增产 。 国内现状 割晒机是我国于 1947年起引进,先在东北等地的国营农场逐步推广使用, 1952年开始研制生产。割晒机适用于成熟不一致、田间杂草较多或由于机具、劳力安排等原因需要提前在蜡熟期割倒铺放的小麦收获作业,以延长小麦的收获期,提高谷物联合收获机的利用率。麦穗经通风晾晒后具有后熟增重作用,因而能使小麦增产。并且具有:结构简单、价格低廉和操作方便等优点。特别适合农民对机具 一要小 ,二要巧 ,三要花钱少 的要求。因而现在在我国部分地区,人被大量使用。 经过几十年的发展小麦割晒机,主要形成了三类,自走式、拖拉机牵引式和悬挂式。以应用户不同情况的需求。 外现状 世界上种植小麦的国家除中国外还主要有,美国、加拿大、澳大利亚等国家。这些国家耕地面积大、人口少、而从事农业生产劳动人口更少。因此,国外的农业主要以大型农场为主,并且机械化程度高且先进。 而小麦割晒机出现于 20世纪 20年代末,在当时的美国、加拿大等国广泛使用。由于小麦割晒机收割后,还得再需要几道工序才能最终脱粒,所以它的劳动强度较大、并且耗工耗时。随着社会的发展、科学技术的提高 ,而出现的机械化程度更高、更省工省时的小麦联合收割机的广泛推广和使用,使小麦割晒机在小麦收获过程中逐渐被淘汰。 因此,现在小麦割晒机在国外很少使用。 三、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 题任务要求 本装置主要用于在小块土地上进行小麦收获,通过选择合适的方法设计小麦割晒机的 机架,传动装置,切割装置,拨禾装置 等相关设计。 题设计预期目标的可行性分析 目标:免耕播种机应能 减少对土地的破坏 ,效地抵御春旱、控制风蚀、防治沙尘暴、提高产量和培肥地力,同时减少了灭茬 、间苗、中耕、除草等田间作业环节 , 从而降低了生产成本 , 提高了玉米产量。玉米免耕播种机是与小型动力机械配套的农业机械 , 其造价低低廉。从而 获得较好的经济效益和农业生态效益。 可行性分析:小麦割晒机机主要 用于在留有残茬的土地上进行小麦收获从而对土地破坏不大,能 有 效地抵御春旱、控制风蚀、防治沙尘暴、提高产量和培肥地力,同时减少了灭茬、间苗、中耕、除草等田间作业环节 , 从而降低了生产成本。重点是切割,只要对残茬进行破坏,设计好破茬,挖茬装置,不耽误覆土,种子发芽即可。国内相关技术比较成熟,可以实现设计要 求,综上所述,设计是可行的 。 四 本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路 课题需要研究的重点问题 需要满足 减少对麦秆的破坏及残茬对播种的影响等要求。小麦割晒机机主要组成:机架,传动装置,切割装置,拨禾装置等。 课题需要研究的难点问题解决的思路 难点问题:切割装置 它是小麦割晒机的核心部件,它是本次设计中的重点。具体的解决的思路如下:查找相关资料进行方案的确定,进行机构的构想和可行性分析,最后做出总体设计。 五 完成本课题需要的工作条件及解决的办法 ( 1)校图书馆、万方数据库和中国 知网阅相关资料,了解玉米免耕播种机的发展现状。 ( 2)从了解的信息中确定设计方案。 ( 3)查阅相关资料,了解玉米免耕播种机,以确定方案中所需的播种机构。 (4) 遇到关键性的问题向老师请教 ( 5)画出装配图。利用 件绘制二维装配图和零件图以及三维图。 ( 6)参考资料中的计算方法及公式等进行计算校核。 六 工作方案及进度计划 工作方案: 1、对整体结构进行分析确定 2、对切割装置的设计、研究(重点) 3、对拨禾装置、传动装置等设计 4、 选择相关零部件并进行计算和校验。 5、修改完善总装图和零件图装配。 进度计划: 第 1 2 周 查阅相关文献,撰写开题报告。 第 3 4 周 根据国内外现有的谷物收获机械,确定小麦割晒机 的总体设计方案,绘制总体结构简图。 第 5 6 周 根据工作要求,计算并查阅相关手册,选择和设计各零部件。 第 7 9 周 运用 件,绘制二维零件图和装配图。 第 10 11 周 运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。 第 12 周 从工艺性能,经济性能,实用性能等方面对产品进行综合评价、校核、修正。 第 13 周 完成设计说明书。 第 14周 整 理材料,准备答辩。 七 参考文献 主要参考文献 : 1 於海明 李石 吴威 叶长文 康睿 陈彩蓉 . 稻谷千粒质量近红外光谱预测模型的波长选择方法 J. 农业机械学报 . 2015(11) 2 施印炎 ,陈满 ,汪小旵 ,孙国祥 ,狄娇 ,於海明 . 稻麦精准追肥机执行机构的设计与试验J. 华南农业大学学报 . 2015(06) 3 黄玉萍 ,陈桂云 ,夏 建春 ,於海明 . 注水肉无损检测技术现状与发展趋势分析 J. 农业机械学报 . 2015(01) 4 陆静霞 ,於海明 ,陈士进 ,凌威龙 ,丁为民 . 基于植物电信号的环境因子预测模型 J. 农业机械学报 . 2013(11) 5 陈坤杰 ,吴贵茹 ,於海明 ,刘德营 . 基于分形维和图像特征的牛肉大理石花纹等级判定模型 J. 农业机械学报 . 2012(05) 6 陈青春 ,刘勇辉 ,於海明 ,何瑞银 . 一种新型大蒜栽植机蒜种输送机构的设计 J. 江苏农业科学 . 2012(04) 7 於海明 . 弥雾机的工作原理及使用中的注意事项 J. 江苏农机化 . 2012(06) 8 陆静霞 ,丁为民 ,於海明 ,凌威龙 . 基于模糊最优小波包的植物胁迫因子识别 J. 农业机械学报 . 2012(12) 9 何岳平 ,陈青春 ,何瑞银 ,於海明 . 大蒜栽植机栽植系统优化设计与运动分析 J. 农业机械学报 . 2011(02) 10 於海明 . 联合收获机收获方法与作业质量标准评析 J. 江苏农机化 . 2011(06) 11 赵桂龙 ,於海明 . 半喂入联合收割机的结构、使用与维修 (连载 )J. 江苏农机化 . 2000(04) 12 王国勇 . 联合收割机几种常见故障的原因及其排除方法 J. 现代农业科技 . 2006(09) 13 唐黎标 . 如何延长联合收割机的使用寿命 J. 农业机械 . 2010(07) 14 李平 ,廖庆喜 ,李磊 ,韩彩锐 ,黄鹏 ,李海同 . 进型油菜割晒机主要装置设计与试验 J. 农业机械学报 . 2014(01) 15 周建强 ,程旭惠 ,郦浩 ,施小巧 ,顾海峰 . 轮式电动油菜割晒机的研究与开发 J. 农机化研究 . 2012(08) 16 林连华 ,王建强 ,徐海港 ,张岳生 . 自走式油菜联合收获机的研究与开发J. 农业工程 . 2012(06) 17 李小城 ,刘梅英 ,牛智有 . 小麦秸秆剪 切力学性能的测试 J. 华中农业大学学报 . 2012(02) 18 陈兴和 ,王伟 . 油菜联合收获机的优化设计与应用技巧 J. 农业机械 . 2012(01) 19 吴 崇友 ,丁为民 ,石磊 ,王利强 ,金诚谦 . 油菜分段收获捡拾脱粒机捡拾损失响应面分析 J. 农业机械学报 . 2011(08) 20 张连奇 . 手扶油菜割晒机的研制 J. 湖北农机化 . 2011(02) 21 孙业志 ,胡寿根 ,赵军 ,仲志刚 . 不同雷诺数下 90弯管内流动特性的数值研究 J. 上海理工大学学报 . 2010(06) 22 金诚谦 ,吴崇友 ,金梅 ,卢晏 ,袁文胜 ,唐宗义 . 4油菜割晒机设计与试验 J. 农业机械学报 . 2010(10) 23 王长青 ,张一农 ,许万里 . 运用最小二乘法确定后评估指标权重的方法 J. 吉林大学学报 (信息科学版 ). 2010(05) 24 潘跃 . 小麦留茬高度对联合收割机作业效能的影响 J. 农业科学研究 . 2010(03) 25 潘跃 . 留茬高度对全喂入联合收割机作业效能 的影响 J. 农业科技与装备 . 2010(12) 26 黄鹏 . 机收小麦留茬高度对作业成本的影响及建议 J. 现代农业科技 . 2014(07) 27 李成浩 ,潘跃 . 留茬高度对收割机作业效率和成本影响分析 J. 农业装备技术 . 2010(01) 28 刘虹亚 . 小麦机械化保护性耕作面面观 J. 河北农机 . 2008(03) 29 刘林 . 凤台县发展小麦机械化保护性耕作的探讨 J. 农业技术与装备 . 2011(04) 30 王凤兰 ,张春芳 . 包头市小麦机械化覆膜穴播试验示范经济效益评价 J. 内蒙古农业科技 . 2000( 31 马全福 . 冬小麦机械化保护性耕作好 J. 河北农机 . 2002(01) 32 王锁良 . 小麦机械化保护性耕作问题商榷 J. 河北农机 . 2003(05) 33 王贵荣 . 小麦机械化地膜覆益操作技术 J. 农机具之友 . 2004(04) 34 颜承果 ,王洪涛 . 小麦机械化保护性耕作新技术 J. 山东农机 . 2005(07) 35 郑杰 . 冬小麦机械化保护性耕作技术研究与应用 J. 河南农业 . 2006(01) 36 岑竹青 . 小麦机械化生产节本增效技术 J. 农机科技推广 . 2005(01) 37 熊宝山 ,梁和生 ,吴维中 ,叶长林 ,孙元敏 ,范春贵 . 小麦机械化高产栽培技术及经济效益分析 J. 江苏农业科学 . 1981(01) 学生签名 年 月 日 指导教师审阅意见 指导教师签名 年 月 日 题报告答辩 导教师 : 小麦割晒机 班 级 : 学 生: 学号 : 究的目的及其意义 小麦收割是农业生产的重要环节,必须及时进行,以保证丰产丰收。如小麦一般要求在 5获过早,籽粒不满,影响产量;过迟,易造成脱离损失。小麦收获时期又正值雨季。若不及时收割,会造成植株倒伏、穗上发芽和种子霉烂等损失。俗语说“麦熟一晌,龙口夺粮”、“八成熟,十成收”、“十成收,两成丢”,说明小麦及时收获的重要性。 因此,实现具有生产效率高、谷物损失少、高效优质特点机械收割,对确保粮食丰产丰收起着重大作用。其中,小麦割晒机成本低、割收后小麦的浪费率低、特别适合我国现在的土地状况。为使了更好的了解我国的农业生产现状和尽出自己的贡献,自己将会对传统小麦割晒机独立设计和制作。 世界上种植小麦的国家除中国外还主要有,美国、加拿大、澳大利亚等国家。这些国家耕地面积大、人口少、而从事农业生产劳动人口更少。因此,国外的农业主要以大型农场为主,并且机械化程度高且先进。 而小麦割晒机出现于 20世纪 20年代末,在当时的美国、加拿大等国广泛使用。由于小麦割晒机收割后,还得再需要几道工序才能最终脱粒,所以它的劳动强度较大、并且耗工耗时。随着社会的发展、科学技术的提高,而出现的机械化程度更高、更省工省时的小麦联合收割机的广泛推广和使用,使小麦割晒机在小麦收获过程中逐渐被淘汰。 因此,现在小麦割晒机在国外很少使用。 小麦割晒机国外的发展现状 国内小麦割晒机的发展现状 割晒机是我国于 1947年起引进,先在东北等地的国营农场逐步推广使用, 1952年开始研制生产。割晒机适用于成熟不一致、田间杂草较多或由于机具、劳力安排等原因需要提前在蜡熟期割倒铺放的小麦收获作业,以延长小麦的收获期,提高谷物联合收获机的利用率。麦穗经通风晾晒后具有后熟增重作用,因而能使小麦增产。并且具有:结构简单、价格低廉和操作方便等优点。特别适合农民对机具 一要小 ,二要巧 ,三要花钱少 的要求。因而现在在我国部分地区,人被大量使用。经过几十年的发展小麦割晒机,主要形成了三类,自走式、拖拉机牵引式和悬挂式。以应用户不同情况的需求。 设计产品的介绍 本产的的设计主要针对小块儿土地而设计。 产品的设计是悬挂式机械,通过拖拉机的发动机来源使动力通过传动轴传送给切割器和拨禾轮装置。 该产品体积较小,安装和拆卸方便。 待提高成型机器 待提高的成型机器。 小麦割晒机工作时的图片 小麦割晒机需要优化的地方 割台升降速度较慢。 拨禾轮弹尺夹带谷物。 散铺器位置过低,割茬过高。 本设计的主要侧重点 1:对切割器刀片切割麦秆的切入方式和所受的阻力进行分析。 2:对机器中的各个部件,进行受力分析。进而使动力在机构的传递过程中减少损失。 3:对机器整体轮廓的优化设计 . 设计内容及设计思路 尽可能多的搜集一些相关的资料,在充分了解的基础上,获得更多的思路去解决问题; 结合自己查阅的资料,对小麦割晒机机构的相关知识进行梳理,整合出最适合于小麦收割的机器; 借鉴前人设计相关机械过程中的经验,取长补短完成设计。同时积极与指导老师商讨,确定最佳方案。 毕业设计工作进度安排 第 1周 周:查找相关资料,了解国内小麦割晒机现状 第 3周 周:根据参考文献中割晒机的工作原理及特点,构思设计方案 并决定采用何种方案。 第 6周 周:根据工作要求,查阅相关手册,计算选择主要零件; 第 9周 0周:撰写设计说明书,对部分问题修改、调整; 第 11周 4周:整理资料准备答辩 小麦割晒机的设计 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 指导老师 日 期 塔里木大学机械电气化工程学院制 前 言 小麦是一种在全世界各地被广泛种植的食用作物,它的发源地是中东地区。因为小麦是世界上生 产总量仅次于玉米且高于稻米排名第二的粮食作物,所以小麦收割的问题是全世界面临的一个较为重大的课题。进入 21 世纪,随着科技的不多发展,大型的收割机已在世界各国的平原和大片的土地上广泛使用。但是,我国大部分种植的小麦除了在平原或大块的土地上,还有在高原或山地上,以及一些小麦种植面积较小的地区,它们都无法应用大型的收割机,为解决这些问题,我们对现有的收割机进行了研究,设计出小型拖拉机驱动的收割机。该收割机可以应用在山地、小块土地和不规整地块种植地区。 本文在对该设计的小型收割机的基础上、借鉴许多联合收割机,本着结 构简单、对工作环境要求低等为目标的同时还要遵循可靠性的原则,设计出尽可能提高生产效率、适合于多种环境下工作、而且具有环保和节约资源的驱动式收割机。 收割机设计方案设计农业机械收割机,通过对比研发,综合考虑传动效率,结构外观、收割方式与加工成本,确定最合理的方案。然后对割麦机的整体结构与关键组成机构做了具体设计与理论研究,设计内容主要包括:机架、割台、分禾器、拨禾轮、曲柄连杆机构等部分。并且对收割机的重要部件如轴承、齿轮等进行了设计计算和理论校核,使所选机构为最优,以保证机构的可靠性,装配后的收割机最优。 关键词 : 小麦;割晒机 ;设计 目 录 1 绪论 . 1 题研究的意义 . 1 内外小麦割晒机发展状况 . 1 麦割晒机 存在的问题 . 4 究的内容和方法 . 4 期目标 . 5 点研究的关键问题及解决思路 . 5 作条件及解决方法 . 5 2 小麦割晒机总体设计 . 5 . 5 . 6 3 收割机的基本参数的确定及相关设计 . 7 . 7 . 7 . 8 度和机器前进速度的关系 . 8 麦尺寸和收缩比 . 9 距、接地压力和最小离地间隙收割机的轴距 . 10 . 10 4 切割系统的设计 . 12 割机的上、下刀设计 . 12 割器的确定 . 13 5 其他结构的确定 . 14 、轴承、键的设计计算及校核 . 14 麦割晒机输送系统的设计 . 19 体结构尺寸 . 19 形结构尺寸确定和中心估算 . 20 总 结 . 21 致 谢 . 22 参考文献 . 23 塔里木大学毕业设计 1 1 绪论 题研究的意义 小麦是世界的主要粮食作物之一,是我国大多数地区的主要主食,我国 2014 年小麦播种面积为 亩,全国小麦产量高达 吨左右,比 2013 年增长 3%左右。到目前为止,全国小麦收获的机械化水平已远超 70%,尤其是南方平原地区,其机械化已达到了世界先进化水平。但由于我国建国较晚和科技较为落后等因素,导致我国小麦收割机的研发相比较与国外有着明显的差距。近半个世纪以来,我国不断地通过研究国外收割机的的先进收割机和开发自主机器才逐步发展起来,并且某些方面已接近或达到世界先进水平。一般,对种植在 平原或大块的土地上的小麦,使用大型的收割机。但,对种植于山地上的和较为分散的小块土地上的小麦不适合用大型的收割机,所以在区域进行劳作的农民只能运用最原始的方法进行作业 使用镰刀进行人力收割。该方法劳动量非常大,工作效率非 常低。 小麦收割是农业生产的重要环节,必须及时进行,以保证丰产丰收。如小麦一般要求在5的黄熟期或完熟初期内收获完毕。收获过早,籽粒不满,影响产量;过迟,易造成脱离损失。小麦收获时期又正值雨季。若不及时收割,会造成植株倒伏、穗上发芽和种子霉烂等损失。俗语说“麦熟一晌,龙口夺粮”、“八成熟,十成收”、“十成收,两成丢”,说明小麦及时收获的重要性。因此,实现具有生产效率高、谷物损失少、高效优质特点机械收割,对确保粮食丰产丰收起着重大作用。其中,小麦割晒机成本低、割收后小麦的浪费率低、特别适合我国现在的土地状 况。为使了更好的了解我国的农业生产现状和尽出自己的贡献,自己将会对传统小麦割晒机制作、设计及优化等。 内外小麦割晒机发展状况 国外农业发展主要以大型农业生产模式为主,而具有高生产率和良好稳定性的联合收割机则具有广阔的市场。为了适应能够赶上这一变化潮流,近些年,国外联合收割机研发生产在不断地改进与进步,如增大分离系统结构尺寸、装用大功率发电机、采用电子和信息技术系统等。联合收割机的发展方向体现出的特点为 :宽割幅、大喂入量 ;通用型、组合型收割 ;人机舒适性、操作简易性并且 更加的智能化和数控化。 国外收割机比较有代表性的国家和地区为欧美和日本等地。其中全喂入脱粒收割机大多应用在欧美等地区,由于该机型具有体积大和高生产率等特点,因此可以在小麦生产量较大塔里木大学毕业设计 2 的地区应用 ;而日本则以中小型机为主,其特点是半喂入,体积较小,其工作效率比欧美等地区的收割机的工作效率要低。大型收割机,喂入量一般为 5斤 /秒,高者达 10斤/秒,装有功率为 130力的发动机,甚至还配有功率达 250 左右马力的发动机,从而提高了效率,降低投资和使用成本,节省了能源。据约翰迪尔公司的有关资料分析, 喂入量为 斤 /秒的机器与喂入量为 6斤 /秒的机器相比,单位生产率所配的发动机的功率和机器购置费用要高一倍。 七十年代末期,北美几家公司研制了几种轴流型联合收割机。这种机器收割效率高,适于收割干燥地区的小麦、大豆,玉米,籽粒破碎率低。但对收获潮湿小麦适应性差,能源消耗较多,未能推广。 欧洲几家公司现在研制出一些新型联合收割机,这些新机型采用了传统型脱粒装置,用离心分离装置替代逐稿器,提高了联合收割机的效率,如克拉斯 (司研制了一种带有多轮式分离装置的联合收割机 称喂 入量可达 10 公斤 /秒以上。斯佩里一新荷兰 (司研制成一种采用传统脱粒装置,加分离轮和轴流式分离装置的联合收割机 和 。 图 1外最新小麦联合收割机 小麦割晒机发展现状 在二十世纪五十年代我国开始研制铺放式收割机,经过不断地研究外国收割机的基础上才逐渐发展起来并形成规模 2。 1960 年,我国开始应用国外的畜力摇臂收割机,这种收割机产自荷兰、捷克等一些西方国家,然后我们在对国外的这些收割 机进行研究与分析,逐渐设计了许多适应我国收割特点的蓄力收割机,其中太谷号和霍邱号是其中的佼佼者。但由于其设计的结构有缺陷,可靠性系数低,后期保养不健全和受畜力条件的限制等多方面的原因,未能够实现普遍的应用。而在此时,中国农业机械化科学研究院和吉林省东风机械装备有限公司自行研究与开发了许多前悬挂式和后牵引式的收割机,它们是由大中型拖拉机为动力,其割幅大约是在 间, 、 等是其主要代表。但是它们存在着塔里木大学毕业设计 3 较大的限制,它们的铺放方式还存在着一定的问题,那就是只能应用于联合收 割机分段收获阶段当中的拣拾阶段,而不能应用于分堆打捆。为了达到分堆打捆的作业目的,二十世纪五十年代后期全国各地开始致力于研发新机型致力于解决上诉问题,其中具有代表性是卧式割台双帆布转向条放式和上海一 108 型立式割台式收割机。但由于多方面的原因 (结构的不合理、后期的维护等 )一直得不到普遍的应用。一直到 1970 年,我国小麦收割机的研制与开发才日益走向成熟。我国再对日本立式割台收割机进行了分析与研究,摒弃其缺点,然后增加了一个构件一一星轮扶禾器,并且被切割割下来的作物铺放垂直于与机器前进方向,这样做的目的是为了更 好地人工打捆。北京一 18以及 130(140)型、 160 型等铺方式联合收割机是其中较具有代表性地。二十世纪八十年代以后,由中国农业机械化科学研究院联合全国许多省份的农机研究部门以及十多个厂家对该类收割机重新进行了改进设计并对其结构加以完善,进而再原机的基础上设计出一款新型的收割机,并且确定了其定型的依据是靠其配套的动力装置 (手扶和小四轮拖拉机 )而决定的。至此在全国掀起了大规模的推广小型铺放式收割机的热潮,其中在二十世纪八十年代末和九十年代初这一期间得到了较快的进步。 在国外收割机器和技术的基础上我国研发 了谷物联合收割机,它的逐步发展是通过消化、吸收、仿制国外的收割机。到目前为止,己经形成了以大、中、小型并重,自走式、牵引式以及拖拉机悬挂式共存,自主研发式机占主导的局面,而且己有不少产品出口国外,走向世界。 我国最开始投入生产的联合收割机是牵引式,其第一代产品是由北京农机厂研发的,该产品命名为 是在原苏联 样机的基础上进行研制的,于 1956 年开始投入生产。该机是在以东方红 54/75 等大型拖拉机的牵引下进行收割的,其割幅是 且配有功率为 发动机,其喂入量大约是,其上配 有钉齿式脱粒滚筒、输送带平台式割台、回转带式分离装置、两级风扇筛子式清选装置、粮箱卸粮以及可以携带的草车。随后开封联合收割机厂便开始大规模的投入生产,并且对许多地方进行了重新设计和改进创新,改进后其各项指标均得到了大幅度的提高,其市场占有率也是很高的。该机不仅仅是在一些私营农场上应用,而且在国营大型农场得到了广泛的使用,并且对早期小麦的收割的机械化上起到了至关重要的作用,但由于其体积过于大,且不易拆卸和转移,因此一般不在农村使用。 纵观我国历史,中小型自走式联合收割机始创于二十世纪 70 年代,此后十年的时间里中小型自走式联合收割机得到了高速的发展,并且完成了质的飞跃。这些机型大多是传统结构,其结构特点是机型较小,成本低廉 ,适合一般较为平整的大块土地。 目前,由于地貌的不同而导致种植区域的不同,进而引发收割的方式也不尽相同,如山塔里木大学毕业设计 4 东、河南等华北平原区和东北三省等东北平原区拥有较大的种植面积并且这些地域处于交通方便地段,所以说己经完全采用机械化收割,主要利用机动式大型联合播种机、收割机完成农作物播种收获,根据动力供给方式的不同主要有牵引式、悬挂式、和自走式三种类型的收割机,如图 1 图 1见的收割机 然而在我国丘陵山区、偏远的农村以及小块土地上则还无法应用大型机械,农机化程度不高。我国正大力实施农业机械化的环境下,为实现丘陵山区农机化,许多小型机动型农机具发展态势迅速,且技术日趋成熟,故比较多见的小型农机具多为动力型,如图 1示。 图 1型收割机 存在的问题 我国不断地通过研究国外收割机的的先进收割机和开发自主机器才逐步发展起来,但由于我国建国较晚和科技较为落后等因素,导致我国小麦收割机的 研发相比较与国外有着明显的差距。 主要表现在以下几个方面:( 1)割台升降速度较慢。( 2)拨禾轮弹尺夹带谷物。( 3)散铺器位置过低,割茬过高等等。 ( 1) 熟悉小麦收割机各个机构的构成; ( 2) 完成小麦收割机动力驱动系统设计与研发; ( 3) 完成小麦收割机传动系统、执行机构的设计; ( 4) 完成小麦收割机整体机构的设计; ( 5) 建立整机的三维模型。 塔里木大学毕业设计 5 ( 1) 利用文献搜索方法进行中外文献资料的收集 ; ( 2) 调查研究国内外微型收割机的设计; ( 3) 利用机械设计理论对整机进行设计计算; ( 4) 利用 件进行三维建模; ( 5) 试制样机 ; ( 6) 到田间进行试验和各性能的检验; ( 7) 改进和完善样机,确定最终图纸。 ( 1) 对切割器刀片切割麦秆的切入方式和所受的阻力进行; ( 2) 对机器中的各个部件,进行受力分析。进而使动力在机构的传递过程中减少损失; ( 3) 对机器整体轮廓的优化设计。 ( 1) 尽可能多的搜集一些相关的资料,在充分了解的基础上,获得更多的思路去解决问题 ; ( 2) 结合自己查阅的资料 ,对小麦割晒机机构的相关知识进行梳理,整合出最适合于小 麦收割的机器; ( 3) 借鉴前人设计相关机械过程中的经验,取长补短完成设计。同时积极与指导老师商讨,确定最佳方案; ( 4) 选择合适动力传动方式,设计循环装置和传动装置; ( 5) 利用 件,绘制二维零件图和装配图; ( 6) 利用有限元分析和 行虚拟样机设计,完成整机各零件的三维建模。 塔里木大学位于南疆中心位置,校内有实习工厂、土槽实验室、农业工程重点实验室等,为项目开展提供了场地和条件。校内拥有 优良的硬件环境,机械工程学院拥有先进的实验设备和机械加工制造设备,并且师资力量雄厚,完全可以满足小麦割晒机机设计的工作条件。 2 小麦割晒机总体设计 塔里木大学毕业设计 6 目前, 常见的小麦收割方法如下: ( 1) 分段收获法:收割机将小麦切割后在田间铺放或捆束;在田间或运至脱粒场地用脱粒机脱粒。这种方法技术上比较成熟,机型较多、生产率底,在捆、垛、运、脱等工序中会有损失,劳动强度较大。 ( 2) 联合收货法:一次性完成收割、脱粒、分离茎秆、清选谷粒、装袋或随车卸粮各项工作 。这种方法机械化程度高,生产效率高,省工、省时,清选效果好,损失小,但机器的年利用率低。 ( 3) 分段、联合收获法:收割机、拾禾器与联合收割机配合使用,实现前期收割、中期拾禾、晚期直接收获。机器利用率高,购机投资回收快;生产率高;机械化水平高;缓解收获期紧张,强农时;利用谷物的后熟作用,提高小麦的质量和品质。该方法,经常被使用。 我国自改革开放以来,实行包产到户的家庭联产承保责任,将大块的土地分配给个人所有,便形成了每家每户土地少且不集中。对于只是小块的土地,用大型的收 获机不方便、成本高。而使用最原始的方法,用人工用镰刀进行收割。但该方法劳动强度太大,生产效率很低。故,最好采用小型的用拖拉机驱动的割晒机进行收获。 小麦割晒机是 通过拖拉机右侧皮带轮动力输出传动到离合分离主轴,离合随时控制割晒机的运动和停止 , 再把主轴动力传动 割晒机 齿轮箱中 。 齿轮箱变速后把动力 一部分 输送到 曲柄摇杆机构上,为割刀切割小麦茎秆提供动力;另一部分动力带动皮带转动,将割刀切割后的小麦输送至该机构的一侧。从而实现 割晒机各个工作部位完成 小麦 割倒、输送、铺放工作。小麦割晒机是通过拖拉 机为机构提供动力。减少了对劳动力的需求、提高了工作效率。非常适合我国现阶段的土地使用状况“ 每家每户土地少且不集中 ”。并且,小麦割晒机适用于多种工作环境条件,山地、高原等。小麦割晒机极大的方便人们收获小麦。 塔里木大学毕业设计 7 图 2麦割晒机 3 收割机的基本参数的确定 及相关设计 确定小麦收割机各工作部件的基本依据有作业速度、喂入量、生产率、割幅等参数,他们之间相互影响、相互关联。 根据耕作制度、稻麦种类、田块大小、田面平整、潮湿程度和操作者劳动强度而定,其经验值见表 3 表 3晒机作业速度经验值 收割小麦种类 割晒机作业速度(米 /秒) 稻田 割易掉粒籼稻 梗稻 田 小麦铺放 麦割晒 割幅根据耕作制度、生产规模、田地大小、收获习惯、脱粒方式和可能供应的动力机而定。而有时动力机及整机重量几乎是决定性的因素,表 经验数据,可供设计参考。 塔里木大学毕业设计 8 表 3据动力机功率决定割幅 动力机功率(马力) 整机重量(公斤) 割幅(米) 3- 4 200 左右 0 500 左右 0 1500 40 2000 以上 幅大小还有保证收割机轮子不压未割的小麦和铺放的小麦杆,割幅 B 还应满足如下关系 : B W y ( 3 式中 : 综合考虑,先设定割幅 B =0. 5m 根据公式: (1 1 / ) / V W C (3 式中 : m/s ; W ,取 450 ; B 简称谷草比,取 B =1; C =以上数据带入式 (3可以求得 :q=g/s 由式 (3以得出,当其他条件不变时, B 与于收割一定的喂入量,根据情况具体分析,对比采用小割幅配以较快的前进速度,还是采用较大割幅配以较低的速度。从小麦收割机的受自身结构的限制出发来看 :割幅越大收割机的尺寸和重量也就越大 ;进而导致增加行走消耗的功率,进而引发劳动强度的增加,也就是人要提供更大的动力。 小麦收割机工作时,收割机向前运动,行走轮拨动齿轮传递动力,通过传动机构将动力传至收割机刀盘,上刀盘做快速旋转运动,下刀盘不动。上刀盘快速转动做圆周运动。上刀塔里木大学毕业设计 9 盘的速度 (圆周速度 )和机器前进的速度的关系可以用进距来表示 : / 3 0 / J L V n ( 3 式中 : n 也可以用切割速度比 /示割刀速度与机器前进速度之间的关系。 / ( / 3 0 ) ( / 3 0 ) /j d m m S H S H ( 3 式中: 综上所诉实际工作当中的上刀盘若凡过小,则割断刃口容易发生杂乱的现象,将会影响切割质量,进而诱发茎杆折断和拉断等问题 ;反之,重割现象将不可避免,进而引发剧烈的震动。据大量实验总结出经验数据 :当前进速度 m/s 并且凡为 割断刃口杂乱或切割质量不稳定的现象将不会发生。但是凡是随着收割机的速度变化而变化的 m/我设计的人力收割机车速控制在 s 。 麦盘尺寸和收缩比 对全喂入小麦收割机的工作部件的研究指出,上下刀盘的分离损失率是限制小麦收割机喂入量的关键。上下刀盘的分离损失率与茎杆层的厚度有密切关系,当其他条件不变时,随着喂入量的增加,茎杆层变厚,损失率加大, 当喂入量超过额定值时,损失率急剧增加。小麦在茎杆层中占的体积很小,可以忽略不计,则上下刀盘上茎杆层的厚度 h 可按下式求得。 (1 ) / q B V ( 3 式中 : m; kg/s ; 质量百分比计, =B/(1+B)( B 为谷草比 ); 塔里木大学毕业设计 10 B 设计中由于采用了割幅为 麦收割机下刀盘托的跨距为 为 经验值得,小麦的容重约为 30kg/m; 般情况下从 s 。 数据代入上式中,可以求得 h=间。下拨麦盘的直径为 310拨麦盘的直径为 340拨麦盘的直径为 360 距、接地压力和最小离地间隙联合收割机的轴距 轮式小麦收割机的轴距是由小麦生长的地域而决定的,而且它要综合考虑小麦收割机的机动性和稳定性,通过对比同类机型以及总体的布局来确定其尺寸。其中轴距的大小与转弯半径成正比关系,轴距小可以提高整机动性,但会降低使纵向稳定性。由于设计的人力收割机的整体尺寸不大,中心高度不太高,而且为了满足收割机运转灵活,同时还得考虑整机的稳定性,故本设计取 80 小麦收割机轮距的大小确定也要受小麦生长的地域条件的限制,同时也要考虑到整机的机动性和稳定性,通过对比同类机型以及总体的布局来确定其尺寸,总车的宽度应该大于轮距,因此取轮距为 238 子半径为 140 小麦收割机的整体的通过性能与收割机距离地的最小间隙有关,一般最小离地间隙应该介于 60间。 偏置的曲柄连杆机构示意图如图 2示。割刀的运动特性对切割器性能有直接影响,往复式切割器工作时动刀片在曲柄连杆机构的驱动下做横向的往复 直线运动,且运动是间歇的。通过对该机构的运动分析找出割刀位移与速度之间的关系,为确定合理的割刀速度提供理论依据,表 3切割试验台切割器部分参数。 表 3割器主要参数 项目 参数 偏距 柄半径 39 连杆长度 里木大学毕业设计 11 图 3 1 切割系统 建立动刀片的运动方程,动刀片的行程 S 为 : 2 2 2 2( ) ( )s A C A B l r e l r e ( 3 简化后可得 : 2224124 ( 3 式中 :L 一连杆长度, mm;r 一曲柄长度, mm;e 一偏距, 在对曲柄连杆进行运动分析时,由于连杆长度远大于曲柄半径 r,动刀片的运动可以近似看做简谐运动,以曲柄中心为原点, X 轴右方向为正,可得到动刀片位移 x、速度 v 和加速度 a: 22 2 2222c o s ( )s i n ( )1 c o s ( )s i n ( )c o s ( )xx r tV r r r t ( 3切割速度与进给速度设计 在小麦收获过程中,其生产率取决于收割机的作业速度,而作业速度又与切割速度息息相关,只有当切割速度与作业速度相适应时才能保证不漏割,否则 将产生漏割。往复式切割塔里木大学毕业设计 12 器割刀的运动是由水平横向运动和机组前进运动合成的,割刀横向运动平均速度m 的比例关系,决定了割刀的运动轨迹。 往复式切割器割刀的速度是实时变化的,在实际运用中多采用割刀的平均速度割刀平均速度表示的是割刀完成一个行程的平均速度,而实际的切割速度都大于割刀平均速度,割刀平均速度是往复式切割器中用来确定曲柄转速的重要参数之一,由此可得割刀平均速度 3 0 1 5p S n S n rV t ( 3 式中 : =2r 内所用时间, s; r/m。 往复式切割器机组前进速度为 30m H t(3割刀横向运动平均速度 , 的大小对切割质量影响较大,确定给出相应只值的大小 : 3030 (34 切割系统的设计 割机的上、下刀设计 切断茎秆要求个到必须克服其横切面内的切割阻力,但是由于水稻、小麦等作物的茎秆刚度小,在受到极小的外力作用下就会发生弯斜,从而导致切割较困难。因此,为了能够顺利切割茎秆,就必须采取一定的措施和方法。比如说增加割刀的速度、给予被切割的茎秆适当的支撑或是提高切割效率等。 塔里木大学毕业设计 13 图 4支撑切割 图 4支撑切割 图 4 支撑切割 支撑茎秆的切割器分为有支撑和无支撑两类。 有支撑切割 :单支撑和
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本文标题:小麦割晒机的设计【带SolidWorks三维】【4张CAD图纸+毕业论文+开题报告+答辩稿】
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