【正文】 ……………….. .27 Conclusions…………………………………………………………………… … 28 Acknowledgements………………………………………………… ………… . .29 References… …………………………………………………………………… ..30 V VI 1 第 1 章 緒論 課題的提出和意義 我國玉米種植面積和總產(chǎn)量僅次于美國居世界第二位。為此，各級政府和越來越多的農(nóng)機制造企業(yè)正在加大投入，積極開展玉米收獲機械技術(shù)的研究和新型裝備的設(shè)計與開發(fā)。 I 摘 要 玉米 是我國三大糧食作物之一，各地方都有種植，無論是對于提高糧食綜合 玉米 生產(chǎn)能力、確保糧食安全，還是對于滿足日益增長的飼料需求，都具有舉足輕重的地位。已成為玉米機械化生產(chǎn)的瓶頸。摘棍是玉米收獲機摘穗裝置的關(guān)鍵部件，因此，研究玉米莖稈在摘棍間的運動狀態(tài)與摘穗各結(jié)構(gòu)、運動參數(shù)之間的關(guān)系十分重要。玉米年產(chǎn)量達 11409 萬噸，按莖桿和產(chǎn)糧比為 計算將產(chǎn)生 萬噸的玉米莖桿。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化水平的提高和農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)、機械技術(shù)的發(fā)展，在玉米生產(chǎn)中廣泛采用機械化生產(chǎn)方式明顯地受到玉米農(nóng)藝栽培技術(shù)的相互制約，還沒有一套系統(tǒng)的玉米機械化生產(chǎn)技術(shù)體 系指導(dǎo)和應(yīng)用到玉米生產(chǎn)中。玉米收獲是玉米種植中最繁重的體力勞動，約占整個玉米種植投入勞動量的55%，在玉米生產(chǎn)全過程中機械化占據(jù)舉足輕重的地位。山東、河南、河北、遼寧、吉林等主要玉米產(chǎn)區(qū)都把玉米機收列為重點發(fā)展方向。在玉米產(chǎn)量不斷提高的同時，也產(chǎn)生了大量的莖桿。 在實現(xiàn)小康向更加富裕邁進的新時期 ?隨著人民生活水平的提高食物營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的改善，農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu)將進一步優(yōu)化調(diào)整，畜牧業(yè)比重將進一步增大，農(nóng)牧業(yè)良性循環(huán)的發(fā)展將增大對飼料作物的需求。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)玉米收獲機的研制狀況 我國玉米收獲機械研制起步晚，水平低，玉米機械化收經(jīng)歷了從引進國外樣機試用、仿制、改進到消化吸收、自行設(shè)計兩個階段，并取得了很好的成果。我國生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機按收獲工藝可分為兩種 ： 摘穗 —剝皮 —果穗收集 —莖稈粉碎還田 (或收集 )； 摘穗 —果穗收集—莖稈粉碎還田 (或收集 )。我國玉米收獲機械化仍然存在著許多問題。但各廠家的產(chǎn)量都不大，其主要原因就是如上所提到的機具的適應(yīng)性題、農(nóng)民的購買力和玉米收獲機的關(guān)鍵部件的可靠性等問題。 國內(nèi)近期玉米收獲機械仍以價格較低的懸掛式機型為主，適應(yīng)多種行距的玉米收獲機具將會隨著技術(shù)的不斷完善迅速占領(lǐng)市場。如美國的 Johndeere 公司、 Case 公司、德國的 Mengle 公司、道依茨公司生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機，絕大部分是在小麥聯(lián)合收獲機上換裝玉米割臺，并通過調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進行玉米的收獲。除發(fā)展多種專用割臺（大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割臺）外，同一臺機器還可配不同割幅的割臺以適應(yīng)不同作物和不同單產(chǎn)的需要；改進機體結(jié)構(gòu)（如收割臺的仿型機 構(gòu)、清糧室的自動調(diào)平裝置等），使其更好地適應(yīng)不同作物和傾斜地面， 行走裝置配置多種寬度的輪胎、履帶，以提高工作的適應(yīng)能力。 5．廣泛應(yīng)用機電一體化和自動化技術(shù)，向舒適性、使用安全性、操作方便性方向發(fā)展為改善駕駛員工作條件，普遍裝有現(xiàn)代化的密閉駕駛室以隔熱、隔噪音；轉(zhuǎn)動部件轉(zhuǎn)速、收割機切割高度、谷物損失量、糧箱填充量、排草堵塞等配有信息顯示；自控裝置包括自動對行、割茬高度自動調(diào)節(jié)，自動控制車速，自動停車等；安全生產(chǎn)的警報輸出和互鎖補償系統(tǒng)有故障警報、信號報警或語音報警、啟動耳鎖、單柄操作互鎖、運輸與收獲互鎖等功能。 擬解決的關(guān)鍵問題 在本課題中 主要解決的 關(guān)鍵問題有以下幾個 方面： 1． 各個機構(gòu)的空間布局， 其主要影響割臺的重量和生產(chǎn)成本，良好的布局可以使機構(gòu)簡化，傳動 應(yīng) 平穩(wěn)，大大的提高了收割效率等。 6 第 2 章 總體 方案的設(shè)計 結(jié)構(gòu)功能要求 玉米割臺結(jié)構(gòu)體分為分禾器、玉米輸送鏈、拉莖輥、絞龍等部分組成。 3． 摘穗： 玉米植株由夾持輸送機構(gòu)夾持的同時，在摘輥反向旋轉(zhuǎn)作用下將玉米穗摘下。 常用的玉米機割臺機構(gòu)大體可以分為四種： 方案一：立式割臺、臥式滾刀方案，設(shè)計思 路是，往復(fù)刀切斷植株 → 夾持鏈夾持輸送 → 立式摘輥摘穗 → 喂入輥組輸送 → 臥式滾刀切碎并拋送莖稈。 方案二：輥刀切斷植株 → 臥式摘輥摘穗 → 螺旋輸送器匯集秸稈 → 喂入組輥喂入 → 臥式滾刀將莖稈切碎拋送的設(shè)計方案，本方案是借鑒烏克蘭生產(chǎn)的KCKY7AC 玉米收獲機技術(shù)。 1 臥式摘穗輥式：主要由一對相對回轉(zhuǎn)的摘輥組成，摘輥配置前低后高， 8 縱向傾斜，軸線與水平線成 35度～ 40度夾角，兩輥的軸線基本平行，兩輥具有約 35mm的高度差。 2 臥式摘穗板式：由一對縱向斜置式拉莖輥和兩個摘穗板組成。此種摘穗裝置已經(jīng)實現(xiàn)了穗莖兼收，但是莖稈夾持輸送結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且果穗上帶有的的苞葉較多，容易拉斷莖稈，功率消耗較大。每個摘輥分上、下兩段，上段為主要部分，起摘穗作用，為了增加摘輥對莖稈的抓取能力和對果穗的擠落能力，該段的斷面為花瓣形；下段為輔助部 9 分，起拉莖作用，該段的斷面或與上段相同或采用 4～ 6個棱形。 10 第 3 章 關(guān)鍵部件設(shè)計 分禾器分析與設(shè)計 分禾器雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是對整機性能影響較大。另一方面，分禾器可以將 2b范圍內(nèi)的玉米植株跟 2b范圍外的分開，并將范圍內(nèi)的玉米植株全部攏到夾持輸送裝置，從而莖稈被割斷和輸送。在外力的作用下，玉米植株發(fā)生彎曲變形，在即將折斷的瞬間，植株與地面法線的夾角稱為玉米植株折斷臨界角，其大小影響分禾器的寬度和與地面的垂直距離。玉米植株折斷臨界角與分禾器張開寬度 l及高度 h之間的關(guān)系 a/tg h l? （ 31） h—分禾器尖端距地面的垂直距離； l—分禾器張開寬度； a—玉米植株折斷臨界角。由理論分析知分禾器前傾角存在一臨界角 (45度～50度 )，當前傾角小于臨界角時，相對于分禾器莖桿均勻速向后滑，前傾角大于臨界角時，莖桿均滑向分禾器尖端。由此得出撥禾鏈的最佳線速度 12 / cosbjVV ?? （ 32） ? 為機器行進方向與導(dǎo)入部分撥禾鏈運動方向的夾角，該夾角一般為 20度到 25度，也就是說 如果機器在 vj速度下作業(yè)，那么撥禾鏈的線速度應(yīng)為。 摘穗時拉莖輥不抓取果穗 的條件： gg ftg ?? （ 36） 式中， α—摘輥對莖稈 的抓取角， gf —摘輥對莖稈 的抓取系數(shù)， T xTT yN N yBAhdD / 2NPP xT圖 1 圖 2αα gN x 圖 32 拉莖輥對莖稈抓取 示意圖 摘輥主要參數(shù) 14 ?????????????????22tg111hdDtg11c o sDhd1DdhDOAOCc o s （ 37） 2111fhdD???? 要抓取莖稈 則 ?2tgf ? 帶入上式得 摘輥不抓取果穗 的條件為 2m axm in111ggfhdD???? 所以拉莖輥 直徑滿足條件 22 111111iiggfhdDfhd???????? 式中， dg果穗直徑， di莖稈直徑， h—摘輥間隙， fg ， fi—摘輥對果穗和莖稈的抓取系數(shù)（鑄鐵輥），則 fg ， fi ≈～１ 通過理論計算和試驗得 出： D=80～ 95 mm， 取 D=95 mm。內(nèi)鏈板寬： 22。 計算后 Nj= kw。 絞龍的工作原理：物料從進料口加入，當轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，物料受到螺旋葉片法向推力的作用。 螺旋的葉片一般那是做成標準形式 的，即螺旋面的母線是一垂直于螺旋軸線的直線。實際上一般都是做成單線的，很少用雙線和三線，后者只在卸車機中采用。 料層橫斷面面為： 24DFc???? m2 (320) 19 式中： D——螺旋直徑 m； ψ——充填系數(shù)，其值與物材的特性有關(guān)， c——傾斜修正系數(shù)，見表 ??232?。所以，這時垂直于輸送方向的附加物料流不嚴重，單位能量消耗也較小。各種微粒物料的充填系數(shù) ψ 值可參考表 1357。 ≤10176。 2． 螺距 h1=D h1=400 mm 所以螺距為 400 mm。 根據(jù)計算可知大鏈輪處的軸徑和小鏈輪處的軸徑均為 36 mm。2RF = N 垂直面反力 39。2RF =0 水平面（ x,y）受力圖 ， 見圖 42 圖 42 水平面受力圖 垂直面（ x,z）受力圖 ， 見圖 43 圖 43 垂直面 受力圖 畫軸彎矩圖 24 水平面彎矩圖 ， 見圖 44 圖 44 水平彎矩圖 垂直面彎矩圖 ， 垂直面彎矩為 0 合成彎矩圖 ， 見圖 45。安全 軸承的 校核 aF / rc0 軸承不受軸向載荷 0e X、 Y 查表 [1]6 1 20?? X＝ 1， Y＝ 0 沖擊載荷系數(shù) df 查表 [1]6 1 19?? 當量動載荷 P ()drP f XF YF??? （ 48） ?? 27 N? 預(yù)期使 用壽 命 39。rC=P 3 39。校核鍵的強度應(yīng)滿足下列條件： pσ ＝ dklT2 ? []p? （ 410） dblT2?? ?[]? （ 411） 其中， []p? ——鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力 aMP ； 表 333。 本次設(shè)計中參考了其他玉米收割機割臺，采用了摘穗板式摘穗機構(gòu)，用運輸鏈來達到傳送的目的，而拉莖輥的設(shè)計大大的減少了功率的消耗，而在轉(zhuǎn)動部分采用的是鏈傳動，保證了 傳動的功力及轉(zhuǎn)速，使運動更為的平穩(wěn)，動力從后端傳到前端齒輪箱在通過雙排鏈輪 在傳到絞龍使空間的布局更加的合理、穩(wěn)定。通過設(shè)計我對知識的理解更加深了一步。誠如所言，每個人在他成長和成才的道路上都離不開老師的諄諄教導(dǎo)和辛勤栽培。 回顧這短暫而寶貴的半年，我不僅得到了知識的增長和閱歷的豐富，而且鍛煉了自己獨立動手思考的能力