【正文】 業(yè)戶的歡迎，能減輕牧草收獲時(shí)繁重的體力勞動(dòng)，同時(shí)減少工人割草的時(shí)候 對(duì)牧草的踐踏，還有工人用手工割草時(shí)對(duì)草根的傷害，使牧草生長(zhǎng)的更旺盛，用 電動(dòng)割草 機(jī)割的草長(zhǎng)度一致，便于捆扎和運(yùn)輸，給剩下的環(huán)節(jié)帶來(lái)了很大的方便。 1805 年英國(guó)工程師托馬斯 早期應(yīng)用普遍的是往復(fù)式割草機(jī)，為了提高機(jī)具的生產(chǎn)率，盡量加大割幅以及提高機(jī)具的前進(jìn)速度。迪爾公司牧草機(jī)械有 13 個(gè)品種 49 個(gè)機(jī)型；紐荷蘭公司現(xiàn)生產(chǎn) 12 個(gè)品種 25 個(gè)機(jī)型 [3]。世界著名牧草機(jī)械制造商約翰 國(guó)際著名的農(nóng)機(jī)生產(chǎn)商如美國(guó)紐荷蘭、約翰迪爾、凱斯公司，英國(guó)福格森公司，韓國(guó)成元公司，德國(guó)威格公司和前進(jìn)公司的收割機(jī)都已系列產(chǎn)生，這些設(shè)備無(wú)論在機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力配套、液壓系統(tǒng)還是 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面都處理得很成功，一些新的設(shè)計(jì)理論、最新科研成果的應(yīng)用在這些機(jī)械上都有體現(xiàn)。與許多的發(fā)達(dá)國(guó)家相比 有很大的差距。我國(guó)在 85 年又研制出了六盤全齒式旋轉(zhuǎn)割草機(jī)。 目前，我國(guó)生產(chǎn)的牧草收獲機(jī)械的主要企業(yè)有 3 家（海拉爾牧業(yè)機(jī)械總廠、寶昌牧業(yè)機(jī)械廠和新疆畜牧機(jī)械廠）。 在 2020 年上海向明公司也自行研制出了圓盤后掛式割草機(jī)，它是利用拖拉機(jī)輸出的動(dòng)力和行走裝置進(jìn)行收割牧草作業(yè)。按照割草幅寬可為窄幅和寬幅式割草機(jī)。加大割幅將增加金屬消耗量，因此以提高前進(jìn)速度更為有利。 （ 2） 回轉(zhuǎn)式割草機(jī)研究發(fā)展概況 近年來(lái)，西歐由于種植牧草面積大量增加，并使用大量含氮肥料使牧草高大，茂密而趨于倒伏。（普通往復(fù)式割草機(jī)為 1～ 2 馬力 /米，雙動(dòng)刀割草機(jī)為 4～ 8 馬力 /米）工作幅重割區(qū)大，割茬不齊，碎草多，且對(duì)地面的平坦程度要求較高。如圖 1 所示是兩種割草 機(jī)在收割時(shí)，所需動(dòng)力的對(duì)比 [8]。雙動(dòng)刀割草機(jī)是兩組刀片相反反向切割。 電動(dòng)割草 機(jī)主要有動(dòng)力源、切割系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。因?yàn)閱蔚镀\(yùn)動(dòng)時(shí)，它的速度不能達(dá)到切割牧草所需要的速度，雙刀片割草機(jī)的速度是單刀片割草機(jī)的兩倍。 輸送系統(tǒng)采用皮帶傳輸，傳輸帶上裝有撥齒，將牧草輸送到收割機(jī)的右側(cè)。這些品種在形狀、性能上差異較大，切割強(qiáng)度明顯不同，故對(duì)牧草切割裝置要求較高，對(duì)刀刃型式、切割運(yùn)動(dòng)速度及相關(guān)參數(shù)都要 有兼容收割能力。確定割草機(jī)的類型為雙動(dòng)往復(fù)式收割機(jī)。目前割草機(jī)上普遍采用往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式切割器。在動(dòng)刀高度 h 一定時(shí)，重割區(qū)和空白區(qū)的大小與機(jī)器前進(jìn)速度 mV 和曲柄轉(zhuǎn)速有密切的關(guān)系，其關(guān)系用切割進(jìn)程 H 表示。 因牧草稠密多汁，切割阻力大，往復(fù)式割草機(jī)切割速度應(yīng)大于 [3]。切割 速比一般大于 [3]， 本機(jī)在平均工況下 /PmVV?? =， 故本機(jī)的設(shè)計(jì)是合理的。如需要完整說明書和 設(shè)計(jì) 圖紙等 .請(qǐng)聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過答辯 切割裝置的設(shè)計(jì) 動(dòng)刀的結(jié)構(gòu) 切割裝置主要是由一對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)刀和固定不動(dòng)的支撐部分組成，動(dòng)刀和刀桿做成一體，刀桿和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，用以將動(dòng)力傳遞給動(dòng)刀。 動(dòng)刀的結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 。 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)將柴油機(jī)的動(dòng)力分別傳送給切割器和輸送系統(tǒng)。 傳動(dòng)比確定 曲軸主軸的轉(zhuǎn)速 pV = 260rn? = 30rn? m/s （ 8） 往復(fù)式切割器割刀平均速度常為 ～ m/s， 由 公式 （ 8）得 n = 330 3 0 (1 .6 ~ 2 )3 8 1 0PVr ??? ? = ～ r/min 取曲柄主軸轉(zhuǎn)速 nⅡ =738 r/min。2i = mnnⅡ=2600738 = （ 9） 式中 1i —— 一級(jí)皮帶輪減速比 ； 2i —— 二級(jí)圓錐齒輪減速比 。 割草機(jī)功率需求分析和傳動(dòng)效率 割草機(jī)的功率分析 割草 機(jī)功率包括立式割臺(tái)往復(fù)切割器切割功率 1P 和輸送功率 2P 。 皮帶輪傳動(dòng)效率取 1 ?? ，圓錐齒輪傳動(dòng)效率 2 ? ? [11]，則切割系統(tǒng)總的傳動(dòng)效率 12 ? ? ?? ? ? ? ?總 圖 9 切割系統(tǒng)傳動(dòng)圖 Fig9 Cutting system transmission diagram （ 1）各軸的轉(zhuǎn)速 Ⅰ 軸 12600 17331 .5mnn i? ? ?Ⅰ r/min Ⅱ 軸 21733 7382 .3 5nn i? ? ?ⅠⅡ r/min （ 2）各軸的功率 Ⅰ 軸 01 ?? ? ? ? ?Ⅰ kW Ⅱ 軸 2 2. 78 0. 97 2. 70PP ?? ? ? ? ?Ⅱ Ⅰ kW （ 3）各軸的扭矩 電機(jī)軸 00 2 . 99 5 5 0 9 5 5 0 1 0 . 6 52600mPT n? ? ? ?Nm） 傳動(dòng)比 i 效率 ? 減速器的設(shè)計(jì) 錐齒輪的設(shè) 計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)切割系統(tǒng)總傳動(dòng)比 :1， 可進(jìn)行二級(jí)減速 ， 一級(jí)通過動(dòng)力皮帶輪輸出減速，第二級(jí)因要滿足回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)最終轉(zhuǎn)化為割刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故設(shè)計(jì)二級(jí)減速為一對(duì)圓錐齒輪。 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，采用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式 。 （ 4）由抗彎疲勞強(qiáng)度壽命系 數(shù)圖查得抗彎疲勞壽命系數(shù)??。 由動(dòng)載系數(shù)圖查得 vK =； aK —— 嚙合齒對(duì)間載荷分配系數(shù)，取 1； FK? —— 齒輪傳動(dòng)載荷分布不均勻系數(shù)，由齒向載荷分布不均系數(shù)圖查得 ? ? 。 （ 11）設(shè) 計(jì)計(jì)算 ? ?53 2224 2 . 6 4 0 . 1 5 1 0 0 . 0 0 7 1 1 . 8 4 41 8 0 . 3 1 0 . 5 0 . 3 2 . 3 5 1m ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?mm 就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m =2mm。 由于與皮帶輪相聯(lián)的軸徑較長(zhǎng)，且是懸臂式，與減速箱體相配，見圖 10。 軸段 ② 上安裝滾動(dòng)軸承，因軸上零件安裝的是錐齒輪，軸定位時(shí)采用一對(duì)角接觸球軸承，選用 7004AC 型角接觸球軸承。 軸段 ⑤ 上安裝彈 性擋圈以固定它右側(cè)的軸承，則取 5 16d? mm， 5 4L? mm。 因?yàn)檩S的輸入功率為 ，轉(zhuǎn)速 =1733r/min ， 1z =18 輸入轉(zhuǎn)矩 59 5 .5 1 0 1 5 3 1 9 .6 8PT n? ? ? ?N 表 2 減速器輸入軸支承點(diǎn)反作用力 Table 2 The input shaft of the speed reducer bearing reaction force 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 R （ N） 1 ? 2 ? 1 ? 2 ? 彎矩 M （ Nm） ? ?22 2 6 .9 6eqM M a T? ? ? （ 式中 ? ） （ 4） 輸入軸的強(qiáng)度校核 由上面的彎曲應(yīng)力圖知 B 處截面為最大應(yīng)力處， ? ?eqeq MW???? （ 20） 查軸的常用材料及其主要機(jī)械性能表可知 45 鋼調(diào)質(zhì)時(shí) ， 637b? ? MPa ， 根據(jù) b? 值查軸的許用彎曲應(yīng)力表查得軸的許用彎曲應(yīng)力 ? ? 55?? MPa 式中 W —— 軸計(jì)算截面的抗彎截面模量 mm3； 33/ 3 2 0 .1W d d??? （ 21） 33326 .9 6 10 . 1 0. 1 20e q e qeq MMWd? ?? ? ? ??＜ ??? 故安全。 b 皮帶輪軸段上的鍵 ① 選擇鍵的類型 選 A 型普通平鍵 ； ② 確定鍵的尺寸 根據(jù)軸徑 d =16mm,輪轂長(zhǎng) 30L?? mm,查平鍵聯(lián)接的剖面和鍵槽尺寸表 [4]查得鍵寬 b =6mm,h =5mm, L =22mm； ③ 強(qiáng)度驗(yàn)算 確定許用應(yīng)力由鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力和壓強(qiáng)表 [6]查 p?????=70～ 80 MPa； 鍵的工作長(zhǎng)度 2 2 5 1 7l L b? ? ? ? ?mm 擠壓面高度 / 2 5 / 2 ?? ? ?mm 擠壓應(yīng)力 52 2 0 . 1 5 1 04 4 . 1 2( ) 1 6 2 . 5 1 7p Td h l? ??? ? ?? ??MPa＜ ? ?P? 故安全。 987654321 圖 12 曲柄主軸的結(jié)構(gòu)示意圖 Fig12 Schematic diagram of crank spindle structure (2)確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)軸上零件的定位 ,為了便于拆裝 ,軸上最小直徑選在 ⑧ 段 , ⑧ 段上安裝的是彈性當(dāng)圈 ,即 8 18d? mm， 8 4L? mm。 軸段 ⑥ 上安裝軸承蓋 ,故可選與軸 ④ 段直徑相等 ,則 6 25d ? mm， 6 68L? mm。 軸段 ⑨ 上安裝聯(lián)軸器，便于安裝與定位，取 9d = 20mm， 9L =52mm。 1000 /F P v? （ 24） 式中 P —— 為傳遞功率（ kW） ； v —— 為鏈速（ m/s） 。 由軸上受力分析可計(jì)算軸上的支反力，最大應(yīng)力處 1HM 、 1VM 、 M 、 eqM 值于下表 。m） 22 2 7 .9 3HVM M M? ? ? 計(jì)算彎矩 eqM （ N b 與鏈輪聯(lián)接處 的鍵 ① 選擇鍵的類型 選 A 型普通平鍵 ； ② 確定鍵的尺寸 根據(jù)軸徑 d =22mm,輪轂長(zhǎng) 36L?? mm,由平鍵聯(lián)接的剖面和鍵槽尺寸表 [4]查得鍵寬 b =6mm, h =6mm, L =32mm； ③ 強(qiáng)度驗(yàn)算 確定許用應(yīng)力由鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力和壓強(qiáng)表 [6]查得 p?????=70~80 MPa 鍵的工作長(zhǎng)度 2 2 6 1 6l L b? ? ? ? ?mm 擠壓面高度 / 2 6 / 2 3hh?? ? ?mm 擠壓應(yīng)力 52 2 0 . 3 4 1 0 6 4 . 3 9( ) 2 2 3 1 6p Td h l? ??? ? ?? ??MPa＜ ??? 故安全。mm ③ 確定型號(hào) 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取凸緣聯(lián)軸 YL5，它的公稱扭矩為 63 N c 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 通過其中的傳動(dòng)件，軸和軸系部件的結(jié)構(gòu)尺寸，按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)關(guān)系在減速器裝配草圖 的設(shè)計(jì)和繪制過程中確定。 （相關(guān)尺寸的確定參 [4] ） ② 采用凸緣式結(jié)構(gòu) 圖 16 軸承蓋結(jié)構(gòu) Fig16 Bearing cap structure ③ 尺寸計(jì)算 與此對(duì)應(yīng) 的軸承外徑為 42mm，則 2 42D? mm ? ?4 0 . 8 5 0 . 9 3 5 . 7 3 7 . 8DD??～ ～， 取 4 37D? mm 因采用套杯結(jié)構(gòu)， 6S? mm 根據(jù)軸承外徑選 4M6 ，則 3 6d? 故 0 2 32 70D D S d? ? ? ?mm ? ?1 0 32 .5 3 8 6D D d? ? ?～ mm ??， 取 8e? mm 10m? mm b 曲柄主軸的軸承蓋 ① 材料選用鑄鐵 HT150，結(jié)構(gòu)尺寸如圖 17 所示 ； ② 采用凸緣式結(jié)構(gòu) ； ③ 尺寸計(jì)算 與此對(duì)應(yīng)的軸承外徑為 52mm，則 3 52DD?? mm。 ? ?4 0 . 8 5 0 . 9 4 4 . 2 4 6 . 8DD??～ ～， 取 4 46D? mm。箱體設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行箱體結(jié)構(gòu)的分析和確定箱體的結(jié)構(gòu)尺 寸；附件設(shè)計(jì)中包括軸承蓋的設(shè)計(jì)和套杯的設(shè)計(jì)。因此，本研究試驗(yàn)的目的是選擇合理的輸送速度和輸送機(jī)構(gòu)。 所以輸送帶速度計(jì)算公式 ： TV = 12VmBq VmBhq hk? （ 29） 因牧草稠密 k 取 20，作業(yè)速度為 mV =～ m/s， 則 ： TV = ? ?. 49 120 ??～ =～ m/s 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)小鏈輪傳給輸送系統(tǒng)主軸，其轉(zhuǎn)速 n =738r/min 輸送帶輪 D=φ90mm， 因此輸送帶線速度 TV 為 TV = 7 3 8 3 .1 4 9 06 0 6 0 1 0 0 0nD? ??? ?= m/s 輸送系統(tǒng)參數(shù)確定 其主要參數(shù)有輸送帶尺寸、撥齒高度、間距，輸送帶高度和割臺(tái)前伸量等。 (10)帶的截面積 A 0100 AaKPA PK K?? （ 30） 式中 AK —— 工況系數(shù)，查工況系數(shù)表得 ? ；