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青饲料打捆机的设计【优秀含proe三维3D建模及8张CAD图纸机械设计制造及其自动化课程毕业设计+带任务书+开题报告+中期检查表+答辩ppt+29页加正文11400字】

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关键词：: 青饲料打捆机械设计饲料打捆机机械设计制造打捆机自动化课程毕业设计

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青饲料打捆机的设计【优秀含proe三维3D建模及8张CAD图纸机械设计制造及其自动化课程毕业设计+带任务书+开题报告+中期检查表+答辩ppt+29页加正文11400字】

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青饲料打捆机的设计

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青饲料打捆机的设计

前言

我国饲草、秸秆等农业生物质资源非常丰富，但是在其商品化生产过程中，首先遇到的问题是这些物料松散，容积密度小，收集、运输困难。这些物料无论在贮存还是运输时，都占用很大的空间，面临严重的运输成本压力[1]。将饲草压实打捆后再运输，能够有效地降低运输成本，节省饲草贮存空间。另一方面由于,人工收割，工作效率低,作业成本高，劳动强度非常大，因此新兴的青饲料种植业急需经济适用的小型青饲料打捆机，所以，研制、开发和推广适合我国农牧区应用的各类青饲料捡拾压捆机以及提高机具的性能对现代草业工程和青饲料收获机械化不断发展具有重要意义，也是青饲料收获工艺和机具系统研究的重要课题[2]。

青饲料生产机械化是建设我国现代化畜牧业的必要过程。随着我国畜牧业的发展，现有的畜牧养殖规模不断扩大，养殖户对青贮饲料的需求越来越大，我国现有的青贮收获、存储技术难以满足现阶段养殖业的市场需求[3]。针对上述问题，本文设计开发了一种牵引式青贮饲料高密度打捆机。该打捆机配合现有作业设备可以完成青贮饲料打捆的作业过程，该青贮打捆装置，主要由饲草喂入机构、捆绳机构、成捆室、液压机构和传动机构、机架行走部件、压力感应报警机构和密调节机构等组成。

本文首先分析了青饲料生产机械化在我国畜牧业发展中的重要作用，综合分析了收获期青贮饲料种植的几何尺寸，青贮饲料的品种、产量、含水率，等因素，并且结合当前养殖业发展的新特点,进而确定了生产工艺流程以及总体配置方案。从社会需求可以看出青饲料机械的研制在机型上以中小型为主，在研究内容上，重点解决劳动强度大,用工多的牧业生产作业。并介绍了打捆机的设计过程。对打捆机的整机参数、工作性能、工作效率、整机工作稳定、性能可靠，安全性、等因素进行了理论验证并且各项指标均达到了设计任务书的要求等，以YY5080型圆草捆打捆机为研究对象。通过运用PORE三维建模软件和CAD制图软件，设计了青贮打捆装置，通过对圆捆机成捆室的理论分析，得到影响草捆密度的各种因素之间的关系，为成捆室钢辊的布置和选择提供了理论依据，并在在理论分析的基础上，完成了样机的三维和二维绘图。

由于在压捆机的工作部件中，输送喂入机构和成捆室上钢辊的配合运动关系是关键因素，在不影响饲草喂入，并且喂入机构和成捆室上钢辊不发生干涉的情况下，最大限度地提高喂入叉的高度。使圆捆机的喂入叉进入喂入口的时间延长，高度增大，这样饲草能够被充分地喂入到成捆室，从而提高其圆草捆的草捆密度和质量。通过对圆捆机喂入机构和成捆室的分析研究，也为以后的压捆机研究与改进提供了数据支持和理论依据。

关键词：圆捆机；喂入机构；成捆室；青饲料；牵引式

1引言 1

1.1问题的提出 1

1.2研究目的和意义 1

1.3可行性分析 1

1.4国内外研究现状 2

1.5本课题需要重点研究的内容、关键的问题及解决的思路 3

2青饲料打捆机的结构及工作原理 5

2.1打捆机的结构 5

2.2打捆机的工作过程 5

2.3打捆机的传动部分 6

3动力源的选择 7

3.1拖拉机的选择 7

3.2各级传动比的确定 7

3.3运动参数及动力参数计算 7

4带传动的设计与计算 9

4.1设计功率 9

4.2选择带型 9

4.3确定大、小带轮的基准直径 9

4.4计算带速 9

4.5 V带的基准长度和中心距 9

4.6验算小带轮包角 10

4.7 V带根数 10

4.8作用在带轮轴上的压力 10

4.9带轮的结构设计 10

5齿轮传动的设计 11

5.1选择材料 11

5.2齿数选择 11

5.3受力分析 12

6链轮的设计 13

6.1链轮齿数 13

6.2链条节数 13

6.3计算功率 13

6.4链条节距 14

6.5实际中心距 14

6.6计算链速 14

6.7作用在轴上的压力 14

7轴的设计 15

7.1材料的选择 15

7.2轴的最小直径的确定 15

7.3轴的结构设计 16

7.4按弯扭合成强度条件校核 16

7.5精确校核轴的疲劳强度 19

8键与轴承的选择与校核 21

8.1键的选择 21

8.2键强度校核 21

8.3滚动轴承选用 21

8.4计算所需的径向基本额定动载荷 21

8.5验算轴承的寿命 22

总结 23

致谢 24

参考文献 25

工程概况

本文首先介绍了青饲料打捆机在我国畜牧业发展中的重要作用，对打捆机的发展趋势，研究的目的和意义，国内外研究现状，工作原理等进行了介绍，对打捆机的动力源选择，传动部分及主要零部件进行了设计计算，并以YY5080型圆捆机为研究对象，通过对其喂入机构和成捆室做研究分析，得出喂入机构的运动规律和草捆的成型机理，并对打捆机的工作过程，整机参数、工作性能、工作效率、整机工作稳定、性能可靠，安全性、等因素进行了理论验证并且各项指标均达到了预期目标，然后根据收获期青贮饲料种植的几何尺寸，青贮饲料的品种、产量、含水率，等因素，从而确定了青饲料打捆机的总体设计与配置方案。通过对市场的调查分析可以看出青饲料机械的研制在机型上以中小型为主，其目的是重点解决劳动强度大，用工多，饲料运输成本高等问题。根据对青饲料打捆机成捆室的理论分析，得到了影响草捆密度的各种因素之间的关系，为成捆室钢辊的布置和钢辊的形状选择提供了理论依据，并在理论分析的基础上对打捆机的工作部件进行合理设计与布置，打捆机的喂入机构和成捆室上钢辊的配合运动关系是关键因素，在不影响饲草喂入，并且在喂入机构和成捆室上钢辊不发生干涉的情况下，最大限度地提高喂入叉的高度。使圆捆机的喂入叉进入喂入口的时间延长，高度增大，这样饲草能够被充分地喂入到成捆室，从而提高其圆草捆的草捆密度和质量。由于以往打捆机草捆密度难以控制，我针对这一问题在打捆机上增加了压力报警器可以使草捆密度基本保持一致。

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三维线框图.jpg

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内容简介：: 塔里木大学毕业论文（设计）中期检查记录表 2016 年 4 月 18 日学生姓名陈鹏班级机械设计 16题名称青饲料打捆机的设计与仿真课题完成进度（学生自述）行结构分析。维图的绘制，并确定修改方案。文初稿正在撰写中。存在的问题及整改措施（学生自述）在遗漏的地方，有些设计选择可能没有达到最优。些细节问题考虑的不是很到位。针对以上存在的问题，我通过上网查阅相关资料和去图书馆借阅一些相关书籍，并在指导老师的帮助下顺利解决以上问题。指导教师意见（课题进展情况、优缺点、整改措施等）指导教师签名 2016 年 4 月 19 日学院意见负责人签名 2016 年 4 月 20 日塔里木大学毕业论文（设计）任务书学院机械电气化工程学院班级机械设计 16生姓名陈鹏学号 8011212203 课题名称青饲料打捆机的设计与仿真起止时间 2015 年 10 月 15 日 2016 年 6 月 2 日（共 29 周）指导教师王旭峰职称教授课题内容义，国内外现状。二维图。拟定工作进度（以周为单位）第 1 熟悉题目，开始查阅资料。第 3 对消化资料，设计方案准备开题报告。第 5 周方案研究，确定具体方案，做出开题报告，据工作要求，计算并查阅相关手册，选择和设计各零部件。第 6 进行结构分析。第 8 进行设计结构草图与仿真。第 10 完成图纸进行设计论文。第 12 完成论文设计，准备有关毕业答辩。第 14 周交毕业设计的各种资料，并进行答辩。主要参考文献 1 陈常林，张彬，沐森林青贮机的设计及试验研究 J 2009， 1（ 1）； 1852 丛宏斌，王克恒，李汝莘，等 J， 2007,38(12) 3 蒲永峰型圆捆打捆机捡拾粉碎装置参数设计与仿真分析 D 2015,21 4 王春光 J2008,（ 12）： 435 刘志杰 D6 徐光晓 J7 杨秀霞 J2008,25务下达人（签字） 2015 年 10 月 11 日任务接受人意见同意任务接受人签名陈鹏 2015 年 10 月 14 日塔里木大学毕业论文（设计）开题报告课题名称青饲料打捆机的设计与仿真学生姓名陈鹏学号 8011212203 所属学院机械电气化工程学院专业机械设计制造及其自动化班级 16 指导教师王旭峰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。塔里木大学毕业论文（青饲料打捆机的设计与仿真）开题报告 1、本课题来源及研究的目的和意义由于我国的青饲料打捆技术与发达国家相比有很大差距，而且多为仿造产品，主要工作部件结构参数选择不当，生产规模较少，设备质量欠佳，远不能满足日益扩大的国内草产品生产加工设备市场的需要。虽然市场上国外产品质量较好，但价格太高，不适合国内的消费水平，所以研制一种性能良好、自动化程度高而且价格适中的小型轻便的青饲料打捆机械，可以把农民从艰苦的劳动条件中解放出来，大幅度提高劳动生产率 ,对农民来说是最实惠的，故开发国产打捆机，对促进青饲料产业化进程会起到举足轻重的作用。据资料分析，青饲料采用机械化方式收获跟人工及畜力收获相比，可提高生产率倍，降低作业成本，减少青饲料营养损失，并能较充分地利用饲草资源。饲草压捆后平均密度可以增大 10 倍左右，相应的储存空间只需压捆前的 1/10，而压捆后的运输成本可比不压捆运输的成本降低 70%左右，可见饲草压捆的经济效益是十分显著的。随着我国综合国力逐步增强和经济建设的步伐不断加快，农业产业结构正逐步得到优化调整，畜牧业将成为农业产业化建设中一项重要内， ,其在农业经济中的比重越来越大。由此可见 ,如何加快青饲料生产机械化进， ,大幅度提高畜牧业生产率，对促进我国畜牧业发展和加快农业现代化发展有着深远的战略意义。 2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析国外青饲料打捆机械已有 100 多年的发展历史，经历了从使用畜力到拖拉机动力配套、从单项作业机具到联合作业机具等发展过程。 20 世纪 60 年代是欧美各国牧草机械发展的高峰时期，这一期间完成了由畜力机械、割、搂草机具、各种联合作业机具及成型机具相继研制成功并迅速推广。机具的保有量迅速上升的美国，青饲料捡拾压捆机保有量达 70 万台。 20 世纪 70 年代以来，部分服役机具趋于饱和，产量和保有量保持稳定或略有下降，各公司致力于开发新产品，改进原有产品的性能 ,以保持竞争能力。美国、德国、法国、日本等发达国家在该领域处于领先地位。目前，欧美各国几乎所有的农机公司都生产青饲料打捆机械 ,产品品种齐全，系列完整，作业效率高、打捆后便于运输和储存，能满足各种生产条件下全面机械化的需求。现在国外打捆机械正向着高密度、系列化、标准化、大型化、智能化方向发展，可以满足以农作物秸秆为原料的相关产业规模化工业利用的需求。主要结构、技术性能指标至今没有大的变化，只是在操作舒适和电子计算机应用方面有所改进。我国畜牧机械工业是农业工业中起步晚、发展慢的行业之一。我国在引进国外打捆机械的基础上，先后仿制并研发了自己的打捆机械。但是，因为发展较晚，基础相对薄弱，投入研究经费少，制造工艺比较落后，导致产品性能及可靠性较低。而且，由于国内厂家基本走着一条仿制的道路 , 缺乏创新 , 其中打结器这个核心部件完全靠进口，打结器售价高，从而导致生产成本降下不来 , 产品可靠性上不去 , 销售利润低，必然导致企业竟争能力下降。也有少数厂家联合相关高校研究院，在国家科技经费的支持下，开发了具有自主知识产权的打捆机，但产品优势不明显。国内青饲料打捆机方面的研究报道不多，只有压捆机生产或改进方面的报道，但企业生产的产品质量低、可靠性差。我国 50 年代末开始生产畜力固定式捆草机， 60 年代初，在引进、试验国外小型方草捆拣拾压捆机基础上，开展了小方草捆无绳压捆机的研究。 70 年代中期引进、仿造了国外的方捆机并批量生产， 70 年代末开始仿制圆捆机。近几年，随着市场对高密度草捆和农作物秸秆捆需求量的增加，国内的一些科研院所和高校开始研制高密度的牧草和秸秆压捆机，主要型式可分为机械式和液压式。 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产效率高，使用寿命长，工作稳定性好。 2 本机以市场为导向，集美观与实用于一体，推动生产学术研究的发展之路。构科学合理，便于安装拆卸及维护。作可靠，人工操作方便且安全等。 5 投资小，见效快，综合效益好。 6 存贮占用空间小，运输方便。 . 机器所用的材料和零配件为常用标准件，加工手段为常规手段，从而降低其成本，易于保证产品质量，节约材料，提高互换性，便于应用推广。 4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路完成本课题需要查阅的书有，机械设计基础、机械制造基础、理论力学等方面的文献资料，了解产品性能、用途，以及各个部件、装置的用途，这就要求我们对机械设计、机械原理、机械制图等课程熟练掌握。通过上网查阅相关资料了解各部件的作用，根据简图想象实物，在草稿纸上画出草图。最终用制图软件饲料打捆机的总体设计，及各部分零件的设计并用课题的选定、分析及研究方面都经过指导老师的指导。究内容青饲料打捆机主要由锥齿轮减速器、带传动、链传动、钢辊、捡草机构、机架、液压油缸、打结器和其他附属设备等组成。机架主要由前后箱体板和箱体板固定轴、牵引架牵引板，张紧轮机构，行走轮构成，用于固定压草棍、轴、捡草机构、减速箱体、张紧轮、液压油缸、压力报警器等部件，机架的设计要求便于工作台和减速箱的维护保养等其他相关的操作。本文结合当前养殖业发展的新特点，青饲料打捆机械的研制在机型上以中小型为主，在研究内容上，重点解决劳动强度大，用工多的牧业生产环节的作业，考虑部分牧场的规模等，目前研制一种小型轻便的青饲料收获机械 ,可以把农民从艰苦的劳动条件下解放出来，大幅度提高劳动生产率，对农民来说是最实惠的。决思路本课题的解决思路主要有以下两种方法。（ 1）文献分析法通过查阅国内外有关青饲料生产机械化技术应用的文献及有关数据，通过分类整理分析，提出本论文的基本研究框架、研究方向。（ 2）分析法通过分析我国青饲料生产机械化的发展状况，找到在青饲料生产机械化发展中的优势、劣势、机遇和挑战，从国家政策、行业发展和企业自身等方面归纳产生问题的节点。 5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法工作条件： 1. 必须了解熟悉青饲料打捆机的机械组成结构及工作原理。 2. 对自己以前所学的机械类专业课程必须熟悉掌握。 3. 掌握件对零部件及机械总体进行绘制。 4. 掌握件对青饲料打捆机进行仿真。解决方法： 1. 在网上查阅相关资料从而了解青饲料打捆机的结构及工作原理。 2. 到学校图书馆借阅相关类书籍以及网上查阅相关资料。 3. 对学过的的件再次进行学习已达到熟悉掌握。 6、完成本课题的工作方案及进度计划设计并改进青饲料打捆机，主要内容： 1. 完成青饲料打捆机的整体结构设计。 2. 完成青饲料打捆机的二维图形绘制并进行仿真。 3. 撰写设计说明书。工作进度： 1. 熟悉题目，开始查阅资料； 1 2. 消化资料，设计方案，准备开题报告； 3 3. 方案研究，确定具体方案，做出开题报告据工作要求 ,计算并查阅相关手册 ,选择和设计各零部件 5 周 4. 进行结构分析，计算； 6 5. 进行设计结构草图与仿真； 8 6. 完成图纸，进行设计论文； 10 7. 完成论文设计，准备有关毕业答辩； 12 8. 交毕业设计的各种资料，并进行答辩； 14 周 7、主要参考文献（不少于 7 篇） 1 陈常林 ,张彬 ,沐森林青贮机的设计及试验研究 J 2009， 1（ 1）； 1852 丛宏斌，王克恒，李汝莘，等 J2007,38(12). 3 蒲永峰型圆捆打捆机捡拾粉碎装置参数设计与仿真分析 D2015,214 吴德格吉乐胡型圆捆机喂入机构及成捆室分析研究 D院， 2014;265 闫景凤，李源源，宋炜 J2013,（ 9）： 216 王春光 J2008,（ 12）： 437 刘志杰 D8 徐光晓 J9 杨秀霞 J2008,2510 王琛 ,黄东明 ,周益君 ,等小型秸秆捡拾圆捆机的设计 J04);7 11 濮良贵，机械设计第九版高等教育出版社， 2013. 12 吴宗泽，机械设计课程设计手册高等教育出版社 ,2013. 学生签名陈鹏 2015 年 11 月 12 日指导教师审阅意见指导教师签名 2015 年 11 月 17 日青饲料打捆机的设计姓名：陈鹏专业：机械设计制造及其自动化学院：机械电气化工程学院指导老师：王旭峰讲解内容国内在打捆机方面的研究报道不多，我国 50年代末开始生产畜力固定式捆草机， 60年代初，在引进、试验国外小方草捆拣拾压捆机基础上，开展了小方草捆无绳压捆机的研究。70年代中期引进、仿造了国外的方捆机并批量生产， 70年代末开始仿制圆捆机。近几年，随着市场对高密度草捆和农作物秸秆捆需求量的增加，国内的一些科研院所和高校开始研制高密度的牧草和秸秆压捆机。国外牧草机械已有 100多年的发展历史 ,经历了从使用畜力到拖拉机动力配套、从单项作业机具到联合作业机具等发展过程。美国、德国、法国、意大利、日本等发达国家在该领域处于领先地位。我国饲草、秸秆等农业生物质资源非常丰富，但是在其商品化生产过程中，首先遇到的问题是这些物料松散，容积密度小，收集、运输困难。这些物料无论在贮存还是运输时，都占用很大的空间，面临严重的运输成本压力。另一方面由于 ,人工收割， ,工作效率低 ,作业成本高 ,劳动强度非常大 ,因此新兴的青饲料种植业急需经济适用的小型青饲料打捆机，所以，研制、开发和推广适合我国农牧区应用的各类青饲料捡拾压捆机以及提高机具的性能对现代草业工程和青饲料收获机械化不断发展具有重要意义。打捆机的结构传动示意图打捆机工作原理简介拖拉机动力通过动力输入轴和变速箱将动力传递到各工作部件，在田间作业过程中，随着机具的运转和前进，高速旋转的捡拾装置将地面上青饲料，用惯性将青饲料抛入成捆室，在成捆室旋转钢辊的作用下，青饲料逐渐形成圆捆，如图随着进入成捆室的青饲料越来越多，钢棍不停旋转慢慢卷成圆捆图继续捡拾，青饲料将在圆捆外圆周上缠绕，形成了外紧内松的圆捆如图圆捆外形达到设定值时，压力报警器报警，驾驶员使机组停止前进和捡拾作业，驾驶员启动捆绳机构完成捆绳作业。完成捆绳作业后，开启后仓门将圆捆卸出并滚落至地面如图合上后门后，继续前进，进行下一个圆捆的捡拾打捆作业。饲草业具有巨大的生态效益、社会效益和经济效益，越来越引起政府和农民的重视，但饲草产业化进程中所需的机械装置特别是压捆机远远不能满足生产的需要。我国打捆机，工作性能较差，远远不能满足饲草业的飞速发展的需要，而进口机械不仅价格昂贵，而且有些不适宜我国的国情。本文在现有机具的基础上，根据我国的实际需要进行了压捆机国产化的改进设计，设计过程中，综合考虑了现有饲草压缩理论，以现代技术为依据，使设计的压捆机比以前具有更优越的性能，以满足国内的需要。感谢老师指导 16 届毕业设计青饲料打捆机的设计说明书学生姓名陈鹏学号 8011212203 所属学院机械电气化工程学院专业机械设计制造及其自动化班级 16 指导教师王旭峰日期塔里木大学机械电气化工程学院制前言我国饲草、秸秆等农业生物质资源非常丰富，但是在其商品化生产过程中，首先遇到的问题是这些物料松散，容积密度小，收集、运输困难。这些物料无论在贮存还是运输时，都占用很大的空间，面临严重的运输成本压力 1。将饲草压实打捆后再运输，能够有效地降低运输成本，节省饲草贮存空间。另一方面由于 ,人工收割，工作效率低 ,作业成本高，劳动强度非常大，因此新兴的青饲料种植业急需经济适用的小型青饲料打捆机，所以，研制、开发和推广适合我国农牧区应用的各类青饲料捡拾压捆机以及提高机具的性能对现代草业工程和青饲料收获机械化不断发展具有重要意义，也是青饲料收获工艺和机具系统研究的重要课题 2。青饲料生产机械化是建设我国现代化畜牧业的必要过程。随着我国畜牧业的发展，现有的畜牧养殖规模不断扩大，养殖户对青贮饲料的需求越来越大，我国现有的青贮收获、存储技术难以满足现阶段养殖业的市场需求 3。针对上述问题，本文设计开发了一种牵引式青贮饲料高密度打捆机。该打捆机配合现有作业设备可以完成青贮饲料打捆的作业过程，该青贮打捆装置，主要由饲草喂入机构、捆绳机构、成捆室、液压机构和传动机构、机架行走部件、压力感应报警机构和密调节机构等组成。本文首先分析了青饲料生产机械化在我国畜牧业发展中的重要作用，综合分析了收获期青贮饲料种植的几何尺寸，青贮饲料的品种、产量、含水率，等因素，并且结合当前养殖业发展的新特点 ,进而确定了生产工艺流程以及总体配置方案。从社会需求可以看出青饲料机械的研制在机型上以中小型为主，在研究内容上，重点解决劳动强度大 ,用工多的牧业生产作业。并介绍了打捆机的设计过程。对打捆机的整机参数、工作性能、工作效率、整机工作稳定、性能可靠，安全性、等因素进行了理论验证并且各项指标均达到了设计任务书的要求等，以圆草捆打捆机为研究对象。通过运用维建模软件和图软件，设计了青贮打捆装置，通过对圆捆机成捆室的理论分析，得到影响草捆密度的各种因素之间的关系，为成捆室钢辊的布置和选择提供了理论依据，并在在理论分析的基础上，完成了样机的三维和二维绘图。由于在压捆机的工作部件中，输送喂入机构和成捆室上钢辊的配合运动关系是关键因素，在不影响饲草喂入，并且喂入机构和成捆室上钢辊不发生干涉的情况下，最大限度地提高喂入叉的高度。使圆捆机的喂入叉进入喂入口的时间延长，高度增大，这样饲草能够被充分地喂入到成捆室，从而提高其圆草捆的草捆密度和质量。通过对圆捆机喂入机构和成捆室的分析研究，也为以后的压捆机研究与改进提供了数据支持和理论依据。关键词：圆捆机；喂入机构；成捆室；青饲料；牵引式目录 1 引言 . 1 题的提出 . 1 究目的和意义 . 1 行性分析 . 1 内外研究现状 . 2 课题需要重点研究的内容、关键的问题及解决的思路 . 3 2 青饲料打捆机的结构及工作原理 . 5 捆机的结构 . 5 捆机的工作过程 . 5 捆机的传动部分 . 6 3 动力源的选择 . 7 拉机的选择 . 7 级传动比的确定 . 7 动参数及动力参数计算 . 7 4 带传动的设计与计算 . 9 计功率 . 9 择带型 . 9 定大、小带轮的基准直径 . 9 算带速 . 9 带的基准长度和中心距 . 9 算小带轮包角 . 10 带根数 . 10 用在带轮轴上的压力 . 10 轮的结构设计 . 10 5 齿轮传动的设计 . 11 择材料 . 11 数选择 . 11 力分析 . 12 6 链轮的设计 . 13 轮齿数 . 13 条节数 . 13 算功率 . 13 条节距 . 14 际中心距 . 14 算链速 . 14 用在轴上的压力 . 14 7 轴的设计 . 15 料的选择 . 15 的最小直径的确定 . 15 的结构设计 . 16 弯扭合成强度条件校核 . 16 确校核轴的疲劳强度 . 19 8 键与轴承的选择与校核 . 21 的选择 . 21 强度校核 . 21 动轴承选用 . 21 算所需的径向基本额定动载荷 . 21 算轴承的寿命 . 22 总结 . 23 致谢 . 24 参考文献 . 25 工程概况本文首先介绍了青饲料打捆机在我国畜牧业发展中的重要作用，对打捆机的发展趋势，研究的目的和意义，国内外研究现状，工作原理等进行了介绍，对打捆机的动力源选择，传动部分及主要零部件进行了设计计算，并以圆捆机为研究对象，通过对其喂入机构和成捆室做研究分析，得出喂入机构的运动规律和草捆的成型机理，并对打捆机的工作过程，整机参数、工作性能、工作效率、整机工作稳定、性能可靠，安全性、等因素进行了理论验证并且各项指标均达到了预期目标，然后根据收获期青贮饲料种植的几何尺寸，青贮饲料的品种、产量、含水率，等因素，从而确定了青饲料打捆机的总体设计与配置方案。通过对市场的调查分析可以看出青饲料机械的研制在机型上以中小型为主，其目的是重点解决劳动强度大，用工多，饲料运输成本高等问题。根据对青饲料打捆机成捆室的理论分析，得到了影响草捆密度的各种因素之间的关系，为成捆室钢辊的布置和钢辊的形状选择提供了理论依据，并在理论分析的基础上对打捆机的工作部件进行合理设计与布置，打捆机的喂入机构和成捆室上钢辊的配合运动关系是关键因素，在不影响饲草喂入，并且在喂入机构和成捆室上钢辊不发生干涉的情况下，最大限度地提高喂入叉的高度。使圆捆机的喂入叉进入喂入口的时间延长，高度增大，这样饲草能够被充分地喂入到成捆室，从而提高其圆草捆的草捆密度和质量。由于以往打捆机草捆密度难以控制，我针对这一问题在打捆机上增加了压力报警器可以使草捆密度基本保持一致。塔里木大学毕业设计 1 1 引言题的提出我国地域广袤，而且作为农业大国，有着先天独厚的发展畜牧业的条件。我国草原辽阔，类型繁多资源丰富，是巨大的天然宝藏。据统计，我国共有各类天然牧草面积约平方米，占国土面积的仅次于澳大利亚，居世界第二位，同时也是秸秆资源最丰富的国家之一，每年生产多吨的秸秆 4。然而我国草场分的分布很不均匀，导致我国部分地区一方面牧草匮乏，另一方面则因季节性牧草过剩而得不到合理利用被废弃，不仅浪费牧草资源，造成经济损失，同时也污染了草地和环境。此外，牧草在流通领域中遇到的一个主要问题，就是由于青饲料的堆积密度小，使其运输成本增加，利润空间下降。有些地方甚至因为利润微薄而宁可烧掉，也不愿意费时费力的运输，造成资源浪费，而且也污染了生态环境，这是我们必须面临的显著问题，急需一个合理的办法解决这个现状，近年来由于各牧场的牲畜存栏量不断增加，而相应的管理制度又相对滞后，还有自然条件的恶化，即使在饲草资源比较丰富的的地区，季节性的饲草缺乏现象也很严重。 2000 年初，我国内蒙古，新疆共有 12 个地州 60 个县出现“白灾”使 30 万头牲畜死亡，主要原因是由于饲料缺乏的饥饿所致，很显然解决这个问题的有效措施就是为这些牧草缺乏或季节缺草的地区准备充足的越冬饲草，另一方面我国牧草业的发展带有比较突出的地域性特点，饲草种植地大多位于黄河流域、华北、西北而牧草销售市场多位于华东、华南的奶牛、肉牛饲养密集区 5。由于草场分布不均，部分地区因季节性饲草过剩得不到合适的处置而被废弃，浪费了资源也污染了草原。究目的和意义由于我国的饲草压捆技术设备与发达国家相比有很大差距，而且多为仿造产品，主要工作部件结构参数选择不当，生产规模较少，设备质量欠佳，远不能满足日益扩大的国内草产品生产加工设备市场的需要。虽然市场上国外产品质量较好，但价格太高，不适合国内的消费水平，导致部分地区对一些秸秆采用就地焚烧的方式，不但破坏了土壤中的有机质和微生物，使土壤板结地力下降，同时又浪费掉大量的秸秆资源，所以研制一种性能良好、自动化程度高而且价格适中的，小型轻便的青饲料打捆机械 7。可以把农民从艰苦的劳动条件下解放出来，大幅度提高劳动生产率，对农民来说是最实惠的，故开发国产打捆机，对促进青饲料产业化进程会起到举足轻重的作用。据资料分析，青饲料采用机械化方式收获跟人工及畜力收获相比，可提高生产率倍，降低作业成本，减少饲草营养损失一，并能较充分地利用饲草资源。饲草压捆后平均密度可以增大 10 倍左右，相应的储存空间只需压捆前的 1/10 ，而压捆后的运输成本可比不压捆运输的成本降低 70% 左右 8。可见饲草压捆的经济效益是十分显著的。随着我国综合国力逐步增强和经济建设的步伐不断加快，农业产业结构正逐步得到优化调整，畜牧业将成为农业产业化建设中一项重要内容 ,其在农业经济中的比重越来越大。由此可见 ,如何加快牧草生产机械化进程，大幅度提高畜牧业生产率，对促进我国畜牧业发展和加快农业现代化发展有着深远的战略意义和重要的现实意义。行性分析（ 1)生产效率高，使用寿命长，工作稳定性好。塔里木大学毕业设计 2 （ 2）设计制作标准化和通用化程度高。机器所用的材料和零配件为常用标准件，加工手段为常规手段，从而降低其成本，易于保证产品质量，节约材料，提高互换性，便于应用推广。（ 3）以市场为导向，集美观与实用于一体，推动产学研的发展之路。（ 4）整体优化设计，结构科学合理，便于安装拆卸及维护。（ 5）结构简单，工作可靠，人工操作方便且安全等。（ 6）存贮时间长，运输方便。内外研究现状外打捆机的发展概况国外青饲料机械已有 100 多年的发展历史，经历了从使用畜力到拖拉机动力配套、从单项作业机具到联合作业机具等发展过程。 20 世纪 60 年代是欧美各国牧草机械发展的高峰时期，这一期间完成了由畜力机械、割、搂草机具、各种联合作业机具及成型机具相继研制成功并迅速推广。机具的保有量迅速上升的美国，青饲料捡拾压捆机保量达 70 万台。 20 世纪 70 年代以来 ,部分服役机具趋于饱和，产量和保有量保持稳定或略有下降，各公司致力于开发新产品 ,改进原有产品的性能 ,以保持竞争能力。美国、德国、法国、意大利、日本等发达国家在该领域处于领先地位。如德国司的割晒设备，德国克拉斯公司自走式压捆机，法国库恩公司的旋转割草机等 ,他们生产的打捆装备品种齐全，配套性能好，可实现秸秆收获的全程机械化作业 10。 20 世纪 90 年代 ,这些国家的割、搂、捆装、运等青饲料收获机械陆续地进入我国青饲料种基地，国外先进的青饲料收获机械技术比较完善，机具品种多，性能可靠，但价格昂贵故在国内没有达到大面积推广应用。目前，欧美各国几乎所有的农机公司都生产青饲料收获机械，产品品种齐全，系列完整，作业效率高、打捆后便于运输和储存，能满足各种生产条件下全面机械化的需求。现在，国外打捆机械正向着高密度、系列化、标准化、大型化、智能化方向发展，可以满足以农作物秸秆为原料的相关产业规模化工业利用的需求。主要结构、技术性能指标至今没有大的变化，只是在操作舒适和电子计算机应用方面有所改进 11。内的研究状况我国畜牧机械工业是农业工业中起步晚、发展慢的行业之一。我国在引进国外打捆机械的基础上，先后仿制并研发了自己的打捆机械。但是，因为发展较晚，基础相对薄弱，投入研究经费少，制造工艺比较落后，导致产品性能及可靠性较低。而且，由于国内厂家基本走着一条仿制的道路，缺乏创新，其中打结器这个核心部件完全靠进口，打结器售价高，从而导致生产成本降下不来，产品可靠性上不去，销售利润低，必然导致企业竟争能力下降 12。也有少数厂家联合相关高校研究院，在国家科技经费的支持下，开发了具有自主知识产权的打捆机，但产品优势不明显 13。其中的原因很多，比如相关研究基础薄弱，投入不足，设计开发手段落后等。总之，我国农作物秸秆打捆机械发展处于起步阶段，必须加大研制推广力度，才能解决秸秆综合利用中收、储、运难题。国内压捆机方面的研究报道不多，只有压捆机生产或改进方面的报道，但企业生产的产品质量低、可靠性差。我国 50 年代末开始生产畜力固定式捆草机， 60 年代初，在引进、试验国外小方草塔里木大学毕业设计 3 捆拣拾压捆机基础上，开展了小方草捆无绳压捆机的研究。 70 年代中期引进、仿造了国外的方捆机并批量生产， 70 年代末开始仿制圆捆机 14。近几年，随着市场对高密度草捆和农作物秸秆捆需求量的增加，国内的一些科研院所和高校开始研制高密度的牧草和秸秆压捆机，主要型式可分为机械式和液压式，国内打捆机还存在以下问题。（ 1）产品品种不全，成套性差，国内牧草收获机械中、小型机具为主，品种较少，结构单一，技术含量较低，机具老化严重使用效益不高，伊犁州畜牧生产机械化虽然初步形成了播种、收割、搂草、打捆、压垛等作业工艺系统，但每种作业机械国产机型很少，用户不能根据自己经营规模选择适宜的机具 15。国外畜牧机具机型相对较多，技术含量高，但价格昂贵，一般用户购买困难较大。（ 2）产品技术水平低，牧草机械产品技术水平高低是衡量该行业整体科学技术水平的重要标志之一，一段时间内，由于资金投入严重不足，技术创新的原动力、研发能力、技术模仿步伐放缓甚至停顿 16。我国已定型的青饲料机械大部分属国外上世纪 80 年代或以前的技术水平， 20 多年来基本上没有什么大的改进与创新。（ 3）售后服务质量差，许多新技术、新产品的推广应用没有畅通的输出渠道。销售出去的产品，售后服务跟不上，也没有及时的用户信息反馈，造成供给与需求相互脱节。打捆机可分为方捆机和圆捆机两种，打捆机将青饲料包装成规则的形状便于运输并长期保存。打捆机的压实系统，可以使打成的草捆从内到外一样密实，由于机械化程度较低，国内市场主要打成小捆。课题需要重点研究的内容、关键的问题及解决的思路究内容青饲料打捆机主要锥齿轮减速器、带传动、链传动、钢辊、捡草机构、机架、液压油缸、打结器和其他附属设备等组成。机架主要由前后箱体板和箱体板固定轴、牵引架牵引板、张紧轮机构、行走轮构成，用于固定压草棍、轴、捡草机构、减速箱体、张紧轮、液压油缸、压力报警器等部件。机架的设计要求便于工作台和减速箱的维护保养等其他相关的操作，为使结构简单、成本低，机架采用结构钢件焊接铣切而成。本文结合当前养殖业发展的新特点，及青饲料机械的研制在机型上以中小型为主，在研究内容上，重点解决劳动强度大，用工多的牧业生产环节的作业，考虑部分牧场的规模等，目前研制一种小型轻便的青饲料收获机械，可以把农民从艰苦的劳动条件下解放出来，大幅度提高劳动生产率，对农民来说是最实惠的。在打捆机各个结构部件中，喂入机构和成捆室钢辊是两个主要部件，而且这两个部件的配合运动关系是影响机器性能的主要因素。本课题以圆捆机为研究对象，通过对其喂入机构和成捆室做研究分析，了解喂入机构的运动规律和草捆的成型机理，本课题具体研究内容如下：（ 1）通过查阅各种资料和观察实际机器，了解设备的工作原理和主要参数。（ 2）使用三维建模软件建立喂入机构和成捆室钢棍的实体模型。（ 3）通过对圆捆机喂入机构和成捆室进行理论分析，得出影响其工作效率的因素及相互之间塔里木大学毕业设计 4 的关系。决思路本课题的解决思路主要又以下三种方法。（ 1）文献分析法通过查阅国内外有关牧青饲料生产机械化技术应用的文献及有关数据，通过分类整理分析，提出本论文的基本研究框架、研究方向。（ 2）分析法通过分析我国青饲料生产机械化的发展状况，找到在青饲料生产机械化发展中的优势、劣势、机遇和挑战，从国家政策、行业发展和企业自身等方面归纳产生问题的节点。（ 3）马尔可夫模型预测法根据我国青饲料生产机械历年发展的实际资料，采用统计学方法，结合，马尔可夫理论，建立青饲料生产机械发展模型，并预测分析年我国牧草生产机械发展趋势 17。最后根据以上方法，尽量完善打包机现在存在的问题，争取做到更好，更方便。塔里木大学毕业设计 5 2 青饲料打捆机的结构及工作原理捆机的结构打捆机整体结构示意图如下图 2示图 2捆机的整体结构示意图青饲料打捆机主要由牵引部分、动力输出轴、变速部分、捆绳机构、带传动、链传动、捡草机构、成捆室机构、液压油缸、压力报警机构、箱体和其他附属设备等组成。捆机的工作过程工作原理如图所示，拖拉机动力通过动力输入轴和变速箱将动力传递到各工作部件，在田间作业过程中，随着机具的运转和前进，高速旋转的捡拾装置将地面上青饲料，用惯性将青饲料抛入成捆室，在成捆室旋转钢辊的作用下，青饲料逐渐形成圆捆，如图 a 所示。随着进入成捆室的青饲料越来越多，钢棍不停旋转慢慢卷成圆捆图 b 所示。继续捡拾，青饲料将在圆捆外圆周上缠绕，形成了外紧内松的圆捆如图 c 所示。圆捆外形达到设定值时，压力报警器报警，驾驶员使机组停止前进和捡拾作业，驾驶员启动捆绳机构完成捆绳作业。完成捆绳作业后，开启后仓门将圆捆卸出并滚落至地面如图 d 所示，合上后门后，继续前进，进行下一个圆捆的捡拾打捆作业。图 2-2 a b c d 为圆捆打捆机作业过程塔里木大学毕业设计 6 a b c d （ a）形成青饲料芯（ b）卷成圆捆（ c）圆捆成形（ d）卸捆图 2捆机的作业过程捆机的传动部分青饲料打捆机主要传动设计是拖拉机动力通过传动轴、锥齿轮箱、 V 皮带和链条传递到各个工作部件。图 2 捆机的传动部分示意图主要设计思路是 : 拖拉机机通过万向轴将动力传递给一对相互垂直齿合的锥齿轮，锥齿轮轴再将动力传递给轴上链接的带轮，带轮通过 V 型带将动力传递给链接在捡拾器上的带轮和链轮，然后捡拾器上的链轮通过链条将动力传递到成捆室上的各个旋转滚筒上，使各个滚筒旋转起来完成打捆操作。塔里木大学毕业设计 7 3 动力源的选择拉机的选择由于表 3品参数介绍，可以选择拖拉机动力为 20 50 马力。表 3远达机械行走式打捆机产品参数介绍型号配套动力驱动方式作业速度捡拾幅度捆包方式草捆直径 *长度（草捆重量外形（整机重量 50*80 20力传动轴 /秒 800 （间断捆包 600*800 20773*1425*1392 700 公斤 70*100 26力传动轴 /秒 1000（间断捆包 700-*1000 30300*1600*1450 870 公斤级传动比的确定拖拉机额定功率率为速为 540 540阅资料得出，打捆机单元辊转速为 180r/湖北青贮饲料圆捆打捆机配套动力参数得出完成打捆所需的额定功率为 6捆室尺寸为 600 800选择东方红 30 马力拖拉机拖带作业，由选定的拖拉机满载转速为20/初定的打捆单元辊筒转速 n=180r/得传动装置的总的传动： m得180720=4 （ 3 初定链传动为三级传动传动比齿轮传动为一级传动传动比传动为二级传动由计算得出 2i =动参数及动力参数计算算各轴转速设连接主动锥齿轮的轴为轴 1，连接从动带轮的轴为轴 2，连接从轮链轮的轴为轴 3，成捆室单元滚轴为轴 4；因为小锥齿与从动带轮在同一根轴上，故小锥齿的转速与从动带轮的转速均为 2n ；与小锥齿啮合的锥齿的转速为 1n ，从动链轮的转速为3n。单元辊轴上的链轮的转速为 4n /m 拖拉机满载转速轴（ 3 m 801 . 57 20112 轴轴（ 3 m 201

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