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多功能 芦苇 收割机 结构设计 19 CAD

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多功能芦苇收割机结构设计摘要 鉴于芦苇独特的生物特性，多年来它一直是内蒙古西部及山西西北部和陕西、甘肃等防风固沙、防止水土流失的重要选用植物。全国芦苇种植面积已达到666.66万hm2 ，仅山西大同市芦苇种植面积达到2万hm2 。芦苇含有丰富的纤维。由此可见，芦苇还是优良的经济饲料。然而由于种植芦苇的地区都是生态状况较差的地区，这类地区实行了严格的禁牧舍饲圈养后，使芦苇的经济价值很难体现。为了使芦苇的饲用价值得到体现，可以对符合标准的芦苇进行平茬作业，再进行后续加工，生产出的产品可以添加到饲料中去。但是芦苇难收割这个问题在农用机械制造领域已经成为共识，现有的平茬机械收割效果差，芦苇被收割后直接凌乱的散落在地里。这些机械的适应性差，很多地方还是需要人工砍收割。由于芦苇茎秆木质化较高，而且茎秆上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率极低而且效果非常差。 为了解决这一难题，使芦苇经济价值得到更好的体现，满足广大芦苇种植地区的要求，本文设计了一种芦苇的多功能收割机械。这款多功能收割机采用65马力柴油机，首先采用链式拨禾装置把芦苇拨入收割台，采用了往复式收割器对芦苇进行收割，然后通过加持链条送入输送，随后送入立式滚筒打捆系统对芦苇进行打捆，打捆的芦苇最终掉入滚筒下的集料箱实现茎秆的收集，实现了芦苇的联合收割。 芦苇多功能收割机的收割和拨禾装置是非常重要的，而且还要处理好前进速度和拨禾速度的关系，芦苇是比较硬的一种作物，所以在收割和拨禾过程中是其中的难点，不能像小麦那样的大的拨禾轮，而是采用了链式传动，链条上按放着长齿条，在工作时，不断运动把芦苇往割刀方向拨。关键词 芦苇 多功能收割机 往复式收割器 滚筒打捆AbstractKorshinsk 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.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 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.目 录1 引言11.1 课题的提出和意义11.2 国内外研究现状11.3 本文的研究内容及方法22 技术任务书23 设计计算说明书33.1 传动方案的确定33.2 传动皮带轮的设计计算43.2.1 减速箱主动轴传出的皮带轮组43.2.2 滚筒到减速轴的皮带轮组63.2.3 减速轴到压扁输送辊的皮带轮组63.2.4 减速器从动轴到拨禾链齿轮箱的带轮组73.3 立式收割台设计73.3.1 梳理器的选择83.3.2 往复式梳理器的设计93.3.3 往复式梳理器的构造93.3.4 往复式梳理器的类型113.3.5 往复式梳理器的结构标准化133.3.6 割刀进距133.3.7 影响往复式梳理器工作性能的因素133.4 芦苇多功能收割机割刀传动机构的组成143.4.1 曲柄摇杆ABC的运动方程143.4.2 曲柄摇杆ABC的旋转惯性力问题153.4.3 割刀的动力学问题163.4.4 三角摆块的动力学方程173.4.5 总 结173.5 拨禾器的设计173.5.1 链传动的设计计算183.6 立辊式输送装置的设计193.7 打捆装置的设计193.8 收集料斗的设计204 使用说明书205 标注化审核报告（BS）215.1 产品图样的审查215.2 产品技术文件的审查215.3 标注件的使用情况215.4 审查结论226 结论22参考文献23致 谢24多功能芦苇收割机设计1 引言1.1 课题的提出和意义鉴于芦苇独特的生物特性，多年来它一直是山西西北部和陕西、甘肃等防风固沙、防止水土流失的重要选用植物。全国芦苇种植面积已达到666.66万hm2 ，仅山西大同市芦苇种植面积达到2万hm2 2。芦苇含有丰富的蛋白质，糖类。由此可见，芦苇还是优良的经济饲料。未实施禁牧前，种植芦苇的经济效益主要以牲畜的自然采食来体现，采食率一般在20%30%之间。然而由于种植芦苇的地区都是生态状况较差的地区，这类地区实行了严格的禁牧舍饲圈养后，使芦苇的经济价值很难体现。其中最关键的问题就是芦苇的机械化平茬收割技术没有得到根本解决。一方面，因为大部分地区圈养牲畜的主要饲草青贮或压缩后的玉米秸秆，牲畜采食种类单一，营养成分不全，导致肉奶品质部高，抗病能力下降，不少牲畜都处于亚健康状态；另一方面，含有多种营养成分的芦苇得不到利用。另外，根据芦苇生长特性，最好34年平茬一次，否则它的生长速度就会减慢甚至消失3。为解决这些问题，给生态建设和舍饲圈养创造可持续发展的空间，当务之急是研制一种可实现对芦苇进行多功能收割的机械。1.2 国内外研究现状现在国内外暂时还没有出现对芦苇多功能收割机成型机械的报道，现有的对芦苇进行收割的装置只有普通的割草机，还有适用于芦苇的平茬机。普通的圆盘锯齿式和甩刀式机具梳理后，切口表面形成不光滑的所谓“毛口”，不利于次年发芽生长3。这些机械只能把芦苇梳理，并没有处理和收集装置，梳理完以后直接散落到地里，还需要人工进行收集。这些机械的适应性差，很多地方还是需要人工砍收割。由于芦苇茎秆木质化较高，而且茎秆上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率极低而且效果非常差。1.3 本文的研究内容及方法根据国内外芦苇多功能收割机研究的发展现状，以及国内对芦苇多功能收割机的需求，本文对芦苇多功能收割机的整体设计进行了研究，首先设计有效的拨禾装置把芦苇拨入收割台，采用了往复式梳理器对芦苇进行梳理，随后送入立式传送输送辊系统进行传送及输送，然后送入立式滚筒梳理系统对芦苇进行打捆。本文着重对梳理以后的工作部分进行了研究。综上所述，我国芦苇收割机的研制势在必行，尤其是既能对芦苇进行收割，又能对芦苇进行切断和收集的多功能收割机械的研制更有发展潜力和应用前景。在分析了国内外有关研究现状之后，发现本文针对芦苇所设计的立辊式传送梳理系统还没有相关研究，所以有必要进行研究分析。设计中确定了立式滚刀打捆装置，与立辊式传送方式相配套，结构紧凑、打捆质量好，大大减轻了整个割台部分的前伸量和重量5，为芦苇收割后的茎秆打捆问题提供了解决方案。3 设计计算说明书3.1 传动方案的确定传动方案的设计是本次设计的难点和重点，只有传动方案设计合理，才能保证整体机构的运作，各个环节才能有效配合，高效率、高质量的实现芦苇的多功能收割。本次设计的芦苇多功能收割机传动部分的难点在于各部分所需转速不相同，传送输送辊对的转向相反，要实现相对运动，拨禾链组也要实现相对运动。本文所设计的传动方案简图如图2所示：此芦苇多功能收割选取65马力柴油发动机，输出转速2400r/min,经过一级减速器减速，传入各个机构。两个传送输送辊安装在同一平面内，形成一个传送输送辊对，为了方便表示，把后面的传送输送辊-2画到了侧面。柴油机输入的转速传入一级减速器后，首先不经过减速，转速通过减速器主动轴直接传出，再通过一组皮带轮和锥齿传入滚筒打捆器；从滚筒打捆器传出的转速通过一组二级皮带轮减速，传入传送输送辊-1；主动轴传出的转速通过一组直齿轮改变方向，经由一个锥齿轮组和一个二级皮带轮减速传入传送输送辊-2，这样就实现了传送输送辊对的相对运动。同理，由减速器从动轴传出的转速经过一系列的齿轮和皮带轮传动，可以实现拨禾链的相对运动，往复式梳理器则再通过一组曲柄摇杆机构，实现往复运动。1.往复式梳理器 2.传送输送辊-1 3.滚筒打捆器 4.传送输送辊-2 5.拨禾链图2 芦苇多功能收割机传动简图3.2 传动皮带轮的设计计算3.2.1 减速箱主动轴传出的皮带轮组小带轮转速2400r/min，大带轮转速2100r/min,。（1）V带型号的选择：V带星号应根据计算功率和小带轮转速来选取，。计算功率是根据传递的功率，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。（1）式中：计算功率，； 传递的额定功率，； 工作情况系数。其中：=，=1.3，则计算出=。（2）确定带轮的基准直径、：初选主动带轮的基准直径。根据V带型号，选取为B型140mm，则根据传动比算出=160mm。（3）确定中心距和带的基准长度：根据传动结构需要初定中心距。（2）则最小=210mm。确定后，由带传动几何关系，按下式计算所需带的基准带长：（3）得出=891.48。根据选取和最相近的V带的基准长度，则=900mm。再根据来计算实际中心距。由于V带传动的中心距是可以调整的，故可采用下式做近似计算：（4）计算得最小中心距=214mm（4）验算主动轮上的包角：（5）计算得=，符合要求。（5）确定带的根数（6）式中：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； 单根V带所能传递的功率，； 单根V带时的功率增量，。计算得=4.75根。3.2.2 滚筒到减速轴的皮带轮组小带轮转速2100r/min，传动比3.76，则大带轮转速为558.5r/min。（1）=2，根据公式（1）可得 =2.6。（2）确定带轮的基准直径、：初选主动带轮的基准直径。根据V带型号，选取为A型100mm，则根据传动比算出=376mm，根据标准带轮直径，选择=375mm。（3）确定中心距和带的基准长度：根据传动结构需要初定中心距。根据式（2）计算可得=332.5mm。确定后，由带传动几何关系，按下式计算所需带的基准带长：根据式（3）得=1467.6mm，根据选取和最相近的V带的基准长度，则=1600mm。再根据来计算实际中心距。由于V带传动的中心距是可以调整的，根据式（4）得最小中心距=399mm。（4）验算主动轮上的包角：根据式（5）得：，符合要求。（5）确定带的根数：根据式（6）计算得：=根。3.2.3 减速轴到传送输送辊的皮带轮组小带轮转速558.5r/min，传动比2.5，则大带轮转速为233r/min。（1）=2，根据公式（1）可得 =2.6。（2）确定带轮的基准直径、：初选主动带轮的基准直径。根据V带型号，选取为A型112mm，则根据传动比算出=280mm。 （3）确定中心距和带的基准长度：根据传动结构需要初定中心距。据式（2）计算可得=275mm。确定后，由带传动几何关系，按下式计算所需带的基准带长：根据式（3）得=1191mm，根据选取和最相近的V带的基准长度，则=1250mm。再根据来计算实际中心距。由于V带传动的中心距是可以调整的，根据式（4）得最小中心距=305mm。（4）验算主动轮上的包角：根据式（5）得：，符合要求。（5）确定带的根数：根据式（6）计算得：=根。3.2.4 减速器从动轴到拨禾链齿轮箱的带轮组小带轮转速533r/min，则大带轮转速为192r/min，则传动比为2.5。（1）=1.6，根据公式（1）可得 =2.08。（2）确定带轮的基准直径、：初选主动带轮的基准直径。根据V带型号，选取为A型100mm，则根据传动比算出=278mm，根据标准带轮直径，选择=280mm。（3）确定中心距和带的基准长度：根据传动结构需要初定中心距。根据式（2）计算可得=266mm。确定后，由带传动几何关系，按下式计算所需带的基准带长：根据式（3）得=1159mm，根据选取和最相近的V带的基准长度，则=1250mm。再根据来计算实际中心距。由于V带传动的中心距是可以调整的，根据式（4）得最小中心距=312mm。（4）验算主动轮上的包角：根据式（5）得：，符合要求。（5）确定带的根数：根据式（6）计算得：=根。3.3 立式收割台设计割台是芦苇多功能收割机的重要组成部分，是机器的核心部件之一。本割台采用立式，具有以下功能：将芦苇植株切断、夹持输送，并将植株向打捆机构强制喂送；给输送装置输入动力，给输送装置、打捆装置和抛送装置提供安装平台。立式割台主要部件包括梳理器、分禾拨禾器、夹持输送装置和滚筒打捆装置。3.3.1 梳理器的选择 梳理器是收割机械的重要部件之一，它的功用是将田间的作物切断。目前，已广泛使用和报道的梳理器有:往复式、回转式、甩刀式、带式等。基本情况是:1往复式梳理器。往复式梳理器由动刀片和定刀片组成，动刀片多数在刀刃上面刻有齿纹，少数在下面刻有齿纹，防止禾株在从剪切口滑出，并有自磨刃作用。在机器前进的同时，动刀片与定刀片组成割幅，定刀片与护刃器成为梳理时的两个固定支撑点，动刀片以一定的速度在两支撑点之间做往复梳理。往复式梳理是目前国内外稻麦收割机上应用最广的一种梳理器，现基本标准化。其梳理速度一般为1.5 -2 m/s，作业速度低，一般不超过9k m / h（2.5m/s）。它由往复运动的割刀和固定不动的支承部分组成。割刀由刀杆、动刀片和刀杆头等铆合而成。刀杆头与传动机构相连接，用以传递割刀的动力。工作时，割刀作直线往复运动，其护刃器前尖将谷物分成小束引向割刀，割刀在运动中将禾杆推向定刀进行梳理。这种梳理器平均梳理速度较低，梳理性能好，结构简单，工作可靠， 广泛用于谷物收割机上。它的缺点是往复愤性力大，割台振动和噪声大，存在重割和漏割，割茬不整齐。为解决往复式梳理器往复惯性力较大的问题，日本久保田稻麦收割机将刀杆分成两段，采用两个曲柄连杆机构双边驱动，两段刀杆的运动方向相反，可抵消部分惯性力。为防止泥土卡刀，久保田收割机将刀杆加宽，在其底部挖了排土孔，割刀在运动时可将进入梳理间隙的泥土及时排出。 此外，这种机型还加装了割刀自动润滑系统，可将润滑油自动滴到刀杆上，随动刀的运动而进入摩擦间隙，以免手工加油发生危险。2 回转式梳理器。 回转式梳理器主要用于收割牧草、 青饲料等粗茎秆作物，少数谷物收割机上也使用这种梳理器。回转式梳理器梳理速度高，一般为 25-50 m / s，可适应10-25km/h的高速作业，惯性力易平衡，震动较小，结构简单，但回转半径小，不宜宽幅梳理，割刀的寿命较短，维修费用高。3 甩刀式梳理器。甩刀式梳理器多用于玉米青贮饲料收割机上， 目前国内外收割机上多采用甩刀式梳理器。它由 水平横轴、刀盘体、刀片和护罩等组成。刀片铰接在水平横轴的刀盘上，在垂直平面 (与前进方向平行)内回转。4 回转带式梳理器。这种梳理器将薄钢带加工成角钢状，一边为带体，连接两端构成传动带，一边为刀体，刀体间有一定距离，刀体端开有刀齿，刀齿为梯形。工炸时，在驱动带轮的带动下，带体在水平面内绕两带轮作回转运动刀齿梳理作物。5齿形链式梳理器。动刀右上部为梳理段， 呈梯形，根部为传动齿，同齿形链节板，将其与标准齿形链节板铰接成一封闭的刀链，刀链在主动链轮的驱动下，在上下水平导轨的引导下，在水平面内作高速回转运动，其紧边与护刃器构成梳理幅，对作物茎秆梳理。本设计选择：往复式梳理器。3.3.2 往复式梳理器的设计往复式梳理器是多功能收割机使用最广泛的梳理部件，其梳理图是评价梳理器工作性 能的重要工具，本章就往复式梳理器的构造、类型及其结构的标准化以及传统绘制梳理 图的方法 描点法作以简单介绍，并分析影响往复式梳理器工作性能的主要因素。另 外，推导梳理器的纵向位移与横向位移间的关系式，并指出利用传统高等数学知识解决 面积的计算问题时，会因解不出原函数而无法实现。3.3.3 往复式梳理器的构造往复式梳理器由往复运动的割刀和固定不动的支承部分组成6（图2）割刀由刀杆、动少J片和刀杆头等铆合而成。刀杆头与传动机构相连接，用以传递割刀的动力。固定部分包括护刃器梁、护刃器、铆合在护刃器上的定刀片、压刃器和摩擦片等。工作时割刀作往复运动，其护刃器前尖将谷物分成小束并引向割刀，割刀在运动中将禾秆推向定刀片进行剪切。 图3 往复式梳理器 图 4 动刀片（1）动刀片:它是主要梳理件，为对称六边形（图4）,两侧为刀刃。刀刃的形状有光刃和齿纹刃两种。光刃梳理较省力，割茬较整齐，但使用寿命较短，工作中需经常磨刀。齿纹刃刀片则不需磨刀，虽梳理阻力较大，但使用较方便。在谷物收割机和联合收割机上多采用齿纹刃。而牧草收割机由于牧草密、湿，梳理阻力较大，多采用光刃刀片。刀刃的刃角i对梳理阻力和使用寿命影响较大，当刃角i由增至时，梳理阻力增加15%。刃角太小时，刀刃磨损快，而且容易崩裂，工作不可靠。一般取刃角为。齿纹刃刀片的刃角i=。光刃刀片为使其磨刀后刃部高度不变，刀片前端顶宽b，一般b=14-16mm，齿纹刃刀片其b值较小些。刀片一般用工具钢 (T8.T9)制成，刃部经热处理，热处理宽度为10-15mm,淬火带硬度为HRC50-60，非淬火区不得超过HRC35。刀片厚度为2-3mm。每厘米刀刃长度上有6-7个齿，刀刃厚度不超过0.15mm。(2)定刀片:定刀片为支承件，一般为光刃，但当动刀片采用光刃时，为防止茎秆向前滑出也可采用齿刃。国外部分机器护刃器上没有定刀片，由锻钢护刃器支持面起支承梳理的作用。(3)护刃器:护刃器的作用是保持定刀片的正确位置、保护割刀、对禾秆进行分束和利用护刃器上舌与定刀片构成两点支承的梳理条件等。其前端呈流线形并少许向上或向下弯曲，后部有刀杆滑动的导槽。护刃器一般为可锻铸铁或锻钢、铸钢等制成，可铸成单齿一体，或双齿一体或三齿一体。单齿一体损坏后易于更换，但安装和调节较麻烦，现多采双齿护刃器。 (4)压刃器:为了防止割刀在运动中向上抬起和保持动刀片与定刀片正确的剪切间隙(前端不超过0-0.5mm，后端不大于1一1.5mm)，在护刃器梁上每隔30-50厘米装有压刃器(在割草机上每间隔20-30厘米)。它为一冲压钢板或韧铁件，能弯曲变形以调节它与割刀的间隙。 (5)摩擦片:部分梳理器在压刃器下方装有摩擦片，用以支承割刀的后部使之具有垂直和水平方向的两个支承面，以代替护刃器导槽对刀杆的支承作用。当摩擦片磨损时，可增加热片使摩擦片抬高或将其向前移动。装有摩擦片的梳理器，其割刀间隙调节较方便。（6）护刃器间距：护刃器起着保护刀片和引力茎秆的作用，往复式梳理器梳理茎秆分两个过程，首先是被动力刀片推至护刃器间隔中间产生横向弯曲；其次是随机器前进产生纵向弯曲，这都会使梳理力增加，而茎秆梳理最大弯曲取决于护刃器间隔，间隔以大于68.3mm为宜，故取72mm。（7）动刀片间隔 动刀片间隔取决于刀片尺寸和梳理速度。英雌优化设计了刀片结构尺寸。达到了增加梳理速度以减少梳理阻力的目的。（8）梳理速度 往复式七个七的工作质量跟梳理速度与机组前进速度的速比有密切关系。往复梳理速度是指平均速度，平均速度越高，梳理性能越好。但过高的梳理速度是不可取的，因为会使整个机组产生较大的振动，不但增加了机组功率的消耗，而且会加速零件的磨损与破坏。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，因此确定梳理速度为2m/s。（9）梳理器功率消耗 梳理器梳理茎秆所需功率由三部分组成，即梳理茎秆所消耗率，割刀摩擦消耗功率，惯性消耗功率。经过计算，梳理器消耗功率为（7）其中：玉米梳理阻力；摩擦阻力；往复惯性力；梳理速度，取2m/s;梳理速度。 结果=3Kw3.3.4 往复式梳理器的类型往复式梳理器割刀作往复运动，结构较简单.，适应性较广。目前在谷物收割机、牧草收割机、谷物联合收割机和玉米收割机上采用较多6。 a b c 图5 各种尺寸类型梳理器a. 普通I型 b.普通II型 c.低割型往复式梳理器按结构尺寸与行程关系分有以下三种:(1) 普通I型 (见图5-a)其尺寸关系为（8）式中:S-割刀行程;t-动刀片间距;-护刃齿间距普通I型梳理器的特点是：割刀的梳理速度较高，梳理性能较强，对粗、细茎秆的适应性能较大，但梳理时茎秆倾斜度较大、割茬较高。这种梳理器在国际上应用较为广泛，多用于麦类作物和牧草收割机械上。 在水稻收割机上有采用较标准尺寸小的梳理器，其尺寸关系为 50，60或70mm（9）其特点是:动刀片较窄长(梳理角较小)，护刃器为钢板制成，无护舌，对立式割台的横向输送较为有利。其梳理能力较强，割茬较低。在粗茎秆作物收割机上，有采用较标准尺寸为大的梳理器，其尺寸关系为 90或100mm（10）其护刃齿的间距较大，专用于收割粗茎秆作物。青饲玉米收割机、高粱收割机和对行收割的玉米收割机采用。 (2) 普通II型 (见图5-b)其尺寸关系为 （11）该梳理器的动刀片间距t及护刃器间距与普通I型相同，但其割刀行程为普通I型的2倍。其割刀往复运动的频率较低，因而往复惯性力较小。此点对抗振性较差的小型机器具有特殊意义，适于在小型收割机和联合收割机上采用。(3)低割型 (见图5-c) 其尺寸关系为 、（12）梳理器的割刀行程S和动刀片间距t均较大，但护刃齿的间距较小。梳理时，茎科倾斜量和摇动较小，因而割茬较低，对收割大豆和牧草较为有利，但对粗茎秆作物的适应性较差。 低割型梳理器由于梳理时割刀速度较低，在茎秆青湿和杂草较多时梳理质量较差，割茬不整齐并有堵刀现象。目前在稻麦收割机上采用较少。3.3.5 往复式梳理器的结构标准化为了便于组织专业化生产和零配件供应，国家机械工业部1975年公布了梳理器的国家标准 (GB1209一1213-75)。梳理器分为三种型式: (1)型梳理器:其，动刀片为光刃，刀片水平倾角为，护刃器为单齿，设有摩擦片。用于割草机。 (2)型梳理器:其，动刀片为纹齿刃，护刃器为双齿，设有摩擦片。用于谷物收割机和联合收割机。(3)型梳理器:其，动刀片为齿纹刃，护刃器为双齿，无摩擦片。用在谷物收割机和谷物联合收割机上。3.3.6 割刀进距 割刀进距对梳理图有重要的影响，割刀进距指割刀走过一个行程(S)时，机器前进的距离。割刀进距用下式计算：（13）或（14）式中机器前进速度;n割刀曲柄转速;割刀曲柄角速度。 3.3.7 影响往复式梳理器工作性能的因素 影响往复式梳理器工作性能的主要因素是割刀进距及动刀片刃部高度。割刀进距会影响梳理图中重割区及漏割区的面积，当进距增大时，梳理图变长，漏割区增加，而重割区减少;反之，则相反。此外，动刀片的刃部高度也影响到梳理图的形状。刃部高度增大时，漏割区减小，而重割区增加;反之，则相反。由于现在使用于多功能收割机上的梳理器都己标准化，所以本文主要讨论割刀进距 (即机器前进速度和割刀曲柄转速)对往复式梳理器的工作性能影响。3.4 芦苇多功能收割机割刀传动机构的组成芦苇多功能收割机割刀传动系统的结构如图6所示，该机构属于曲柄摇杆一摇杆滑块机构，ABC是曲柄摇杆机构，DEF为摇杆滑块机构。当曲柄均匀回转时，割刀动刀片作往复运动，完成梳理任务。在农业机械设计中已获应用711摆块轴承座连接为球头铰链或球面轴承。曲柄应顺时针转动，正常工作转速是500。该传动机构在摇杆摆动的两极限位置的连线应通过曲柄的回转中心，这样的传动布置能使割刀在往返行程的平均速度相等，对割刀传动有利。摇杆摆动角度的大小，对割刀的加速度显然有较大的影响，当其他的参数一定时，摇杆摆角越大，割刀加速度越大，会引起割台较大的振动，应控制在一定范围内12。图6 割刀传动系统结构3.4.1 曲柄摇杆ABC的运动方程曲柄摇杆ABC的结构简化图形如图7所示。建立空间三维直角坐标系XAYZ，ACC 在轴上，z轴为芦苇割台主传动轴的轴线的方向。图7 曲柄摇杆结构简化图设曲柄以匀角速度从第二象限开始顺时针转动，所以，B点的运动方程为：；（15）；（16）；（17）C点在X轴方向上的运动方程为：；（18）因为r远小于l，因此可以认为角接近于，则；（19）3.4.2 曲柄摇杆ABC的旋转惯性力问题应用节点等效质量代换法，推杆BC的质量代换到B点，另外质量代换到C点平衡配重铁质量为 ，安置在割台主传动轴的右侧，如图7所示其旋转惯性力主要由以下几个质量元件产生：曲柄销(质量为)，曲柄不平衡部分(质量为)，推杆在B点的等效质量()，曲柄销对面所加的平衡配重铁(质量为)；因此，旋转惯性力的静平衡方程式可以表示为：（20）式中：,分别为平衡配重铁和曲柄不平衡部分质心距主传动轴心的半径。在确定平衡参数时，应首先由实践经验确定的大小，即配重的安置位置，然后根据上述公式确定配重质量的大小。3.4.3 割刀的动力学问题割刀梳理阴力主要包括下列3个力：禾杆的平均梳理阻力；割刀的惯性力；由于割刀及其附件重量所产生的磨擦力；设割刀动刀片及其附件每米质量为，割刀动刀片长度为L，则割刀运动部件的总质量为qL13。芦苇多功能收割机的三角摆块的3个顶点分别与割刀梁、轴承座、推杆相铰接，三角摆块绕轴承座摆动，CDE3点可以近似看做平面运动，其受力图如图8所示。E点y方向的平动运动规律可以近似看做为割刀动刀片与C点的运动规律，由前面的推导可知：；（21）（22）时，表示曲柄销在左止点位置，割刀梳理速度为零，加速度为达最大值；随着时间的增加，角逐渐增大，割刀相对位移也越来越大，割刀速度按其位移的二次方增加，而割刀加速度按其位移的直线规律减小；当时，割刀相对速度达最大，而此时加速度为零。当角继续增大时，加速度继续按其位移的直线规律增大，而速度按其位移逐渐减小为零14。由达朗伯原理知：；（23）于是可得到割刀往复惯性力F随着割刀相对位移的变化规律，如图8所示该力F是引起割台振动的主要原因之一在三角摆块轴承座上，割刀梁对面加一平衡配重(质量为m )，来平衡这个力。图8 割刀位移变化规律 图9 三角摆块平面受力分析3.4.4 三角摆块的动力学方程三角摆块在XAZ平面的受力分析如图8所示。三角摆块绕摆动中心以角加速度运动，其转动惯量为J，由图8可以看出，割刀平衡配重三角摆块的平衡配重、推杆等效节点质量、三角摆块质量对转动中心的离心力是平面汇交力系，可以部分相互削减，而上述质量单元绕D点转动的切向惯性力矩与割刀的阻力矩、三角摆块的转动惯性力矩方向均相同，他们由驱动力对转动中心D的矩来平衡。由达朗伯原理，可以列出图8的静平衡方程。对图8应用质点系动量矩定理可得：；（24）首先根据结构要求估算各配重的位置，上式结合静平衡方程来确定各个配重质量。也可以利用计算机3.4.5 总 结上述分析方法可以部分求解，也可以联立方程求解，如果利用计算机辅助分析，动态仿真效果会更好。为确保结论的实用性，应利用测量技术对各种方案进行评述、比较，从而得出最优组合方案。3.5 拨禾器的设计衡量作物收割质量好坏的一个最主要指标是损失率。由于收割流程的前后顺序所致，割台损失率首当其冲。拨禾装置位于收割机的最前端，收割作物时，它扶起并归拢作物，拨向梳理器；在梳理器梳理作物时，前方扶持茎秆以防止向前倾倒；最后把切断的作物及时推向传送辊。分禾是重要的一个环节，分禾器如果太长、太宽，就会推倒芦苇植株，同时，其结构尺寸与整机匹配若不合理，将严重影响整机作业性能1516。拨禾轮的结构简单、可靠，多用于大中型收割机上的联合收割机上。但是由于芦苇茎秆硬度高切有比较高的柔性，采用拨禾轮的效果不好，且拨禾轮一般应用于卧式收割台的结构中，不适用于本设计的立式收割台。本设计最终采用链式拨禾器，可有效的把芦苇拨入梳理装置。这种拨禾器的好处是，在梳理过程中不会让芦苇乱动，强行梳理。3.5.1 链传动的设计计算（1）选择链轮齿数、传动比 假设链速（3）确定链节数（25）取（4）传动功率查表得工作情况系数、小链轮齿数系数、由表查得多排链排数系数（26）（5）确定链节距根据，选用链号为16A的单排滚子链。查表得链节距（6）实际中心距（27）取（7）验算链速（28）与原假设相符。（8）计算有效圆周力（29）（9）计算轴上载荷（30）（10）确定润滑方式根据链速、节距由表查得采用油浴或飞溅润滑。3.6 立辊式芦苇传送输送装置的设计传送输送装置是芦苇前割台的核心，直接影响到整机的各项指标，如损失率、梳理达标率等。该装置能在传送芦苇茎秆的同时将茎秆强制喂入滚刀打捆，使传送辊与滚刀间茎秆输送通畅，不堵塞。其次，茎秆及茎节被碾压后对打捆和提高饲料的品质起很好的作用5。立辊式传送输送装置的传送辊两轴线所在平面与垂直面成前倾2535夹角，芦苇植株由往复式割刀割断后经夹持链输送至传送辊，通过立式传送辊传送。植株在弧形挡禾板和加持的作用下与传送辊轴线成5070角。由于螺旋线的提升作用，传送后的植株基本与传送辊成垂直角度向后输送进打捆滚筒打捆。3.7 茎秆打捆装置的设计立式茎秆打捆装置是本次设计的重点，立式茎秆打捆装置与立辊式传送输送装置配套实现芦苇的收割和粗加，结构简单，茎秆打捆效果好、功耗低，能和割台配置紧凑。现有的设备技术是立式辊配套盘刀或卧式滚刀打捆装置，它不但结构庞大，甩刀则为无支撑梳理，动力消耗也大。立式茎秆打捆装置安装在芦苇传送输送辊的后方，并与机架相连，其驱动部件与收割动力系统相连，且与传送输送辊有速比约束。滚筒式打捆刀最初设计为螺旋刃刀片，螺旋刃刀片功率消耗小、打捆平稳，但制造工艺复杂，成本高。到20世纪70年代末，直刃斜装滚刀在我国得到迅速推广17。3.8 收集料斗的设计集料箱安装在滚筒打捆刀下方，可活动拆卸，能从机器后部人工取出，方便物料的卸出。由于本设计滚筒打捆装置为倾斜竖直面安装，所以首先需要在滚筒外延安装适当的挡板，使物料下落方向改变，便于收集。设计集料箱时，可根据整机内部空间确定各项数据。集料箱材料为普通铁皮，形状设计上选择性大，在作业过程中，尽可能的提高集料箱的容积，可提高作业效率。4 使用说明书（1）使用前应检查减速器中冷却系统是否能正常工作。（2）注意每个齿轮箱中轴承的润滑，没润滑油时及时添加。（3）检查每个传动皮带轮的松紧，太松容易脱离，太紧容易断裂。（4）检查往复式割刀是否在轨道，如果不在，立马停止运行。（5）在使用中经常检查传动系统的工作状态，注意各紧固机件是否松动，如果松动立刻停止运行。（6）当工作一定时间后，应当检查拨禾链上是否有割下来的杂物，及时清理，否则影响梳理。（7）收料箱满后及时处理，以免影响正常工作。（8）在收割作业时，机器应尽量走直线，保持匀速作业，根据负荷的状况调节好油门，避免因负荷大小变化突然增、减速，更不能突然拐弯，以免影响作业质量。（9）多功能收割机在日常工作中，要定期进行润滑保养，检查各部件的技术状态。对工作负荷大、转速高、振动大的部件要重点检查保养。当某一部件出现损坏时应及时更换，切不可将就使用，这样做不仅可延长机器的使用寿命，还可减少事故发生，降低作业成本和提高工作效率。（10）多功能收割机在投入正常作业之前，应根据作物的状况，对机器割茬高度、作业速度等作业性能进行调整。（11）多功能收割机的使用具有季节性，一般存放时间较长，所以出车前应注意检查机器的各部件是否完好；离合器、制动踏板自由行程是否适当；螺栓、螺母是否松动等，以确保机器的技术状态良好。还要检查随车备件，如刀片、皮带等易损配件是否配备；常用工具及相关证件是否齐全等。5 标注化审核报告（BS）5.1 产品图样的审查芦苇多功能收割机的传动装置和刀具设计已经基本完成，现以具备全套图纸和一线基本数据，根据有关规定，对其进行标注化审查，结果如下：