【正文】 西北農(nóng)林科技大學(xué)。西北農(nóng)林科技大學(xué)。 本次 設(shè)計 是 對 我 的四年的大學(xué)生活做出 的 總結(jié) ,同時為將來工作進(jìn)行 了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己 提出問題、 分析問題、解決問題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個良好的基礎(chǔ)。 這種機(jī)構(gòu)的特點之一是相對桿始終保持平行 ， 且兩連桿的角位移 、 角速度和角加速度也始終相等 ，一段固定在拖拉機(jī)上，因此在運(yùn)動過程中始終保持豎直方向兩連桿處于平行位置，從而機(jī)具的豎直方向的移動，來實現(xiàn)切割器的起落。 軸的材料選為 45號鋼， A。 (1)連接齒輪箱，動力由此傳入。輸入軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 43輸入軸機(jī)構(gòu)圖 主軸是連接支承齒輪箱與切割器的重要零件，起支撐和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。 (1)選擇齒輪材料 錐齒輪 (左右各一對 )傳送功率為 1/=，故選用 45號鋼，齒面淬火硬度 HRC33 一 HRC40，齒坯調(diào)質(zhì) HRC25HRC29， SHlim=740Mpa 查圖得知：SFlim=210Mpa （ 2）初步選定主參數(shù) T=80N*M 代入接觸強(qiáng)度設(shè)計公式： =1140 =82mm 取 最大模數(shù) m= 選取 m=4 則 Dm=mZ=420=80mm b=== 取 b=17mm =（ ） *80=64mm 線速度 （ 1） 校核計算 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 齒輪速度按 V=，再選齒輪 /v= 查表得 =＞ =1 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 查表得： 經(jīng)計算得： 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 23 故安全。 Ⅰ軸（輸入到割草機(jī)）功率為 P1= n1=1440r/min T1=(9550P1)/n1=（ 9550*） /1440= Ⅱ軸（右軸）：從 V帶效率查表得知 = 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 21 P2=P1n1== n2=（ n1d1） /d2=（ 1440140） /110=1883r/min T2=9550P2/n2=*m Ⅲ軸（主軸）： 滾動軸承效率取 萬向聯(lián)軸器： =（一個） /=（ ） /1883=*m 各軸動力和運(yùn)動參數(shù)如下表 1 軸序號 功率 p（ kw） 轉(zhuǎn)速 n（ r/min） 傳動比 T（ n*m） Ⅰ 1440 Ⅱ 1883 75 1 Ⅲ 1883 表 1動力和運(yùn)動參數(shù) 帶傳動設(shè)計 由傳動方案可知， v帶為第一級傳動，主動輪 D1為小四輪拖拉機(jī)的飛輪，從動輪為割草機(jī)動力輸入皮帶輪 D2，其基準(zhǔn)直徑為 D2=110mm，又知 D1=140mm，n1=1440r/min，皮帶輪傳動功率為 P1= i12=D2/D1=110/140= 選取窄 V 帶 根據(jù)普通 v帶選型圖，確定選用 SPB 型窄 V帶 (1) 驗算帶速 因 V＜ 25m/s,故帶速合適。當(dāng)切割速度為 v=70m/s 時，功率與速度的關(guān) 系如圖。切割速度過高，則加大了空氣阻力和拋撒牧草的阻力從而增加切割阻力。 功率消耗 旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)功率消耗受切割速度、機(jī)器前進(jìn)速度以及作物條件等因素的影響而變化。 己知拖拉機(jī)皮帶輪基準(zhǔn)直徑為 D1=140mm 根據(jù)設(shè)計要求，初步選取皮帶輪基準(zhǔn)直徑為 D2=110mm D1=140mm D2=110mm n1=1440r/min 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 20 則皮帶輪的轉(zhuǎn)速為： n2=（ D1/ D2） Xn1=1833r/min 兩個錐齒輪大小相同，傳動比為 1, 則轉(zhuǎn)軸速度為 1833r/min。 傳動比分配 由于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為 144Or/min，根據(jù)傳動方案，本機(jī)具為二級傳動。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 18 圖 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 19 4 主要工作部件的方案選擇及相關(guān)參數(shù)的確定 圖 41 雙圓盤割草機(jī)傳動示意圖 動力由拖拉機(jī)皮帶輪輸出，經(jīng) 皮帶輪傳至 2軸。如刀片被打碎或飛出刀盤時，可在直徑 1 米之內(nèi)插入土中以避免事故。刀盤為截頂圓錐筒，刀片銷鏈在刀盤錐面上，與地面成 15。 本機(jī)切割器為旋轉(zhuǎn)式切割器。一般情況下，刀盤直徑越大，前進(jìn)速度越快，刀片伸出高度也愈大。切割刀片用 GB699 一 88((優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》規(guī)定的 65Mn 鋼制造，刀 刃部分熱處理，硬度HRC50— HRC55。即 n=/min 式中 n—— 刀盤轉(zhuǎn)速 Vd—— 刀片應(yīng)用的切割速度 Vm—— 機(jī)器前進(jìn)速度 r—— 刀片內(nèi)端半徑 圓盤式切割器的切割 圖是由多條余擺帶所形成的，其帶寬近似為刀片長度h，刀片數(shù)是根據(jù)割刀進(jìn)距 H(圓盤轉(zhuǎn)一周時機(jī)器前進(jìn)距離 )與在一個進(jìn)距中各刀片余擺帶的縱向?qū)挾戎团c h相等而定。因刀片內(nèi)端圓周速度最低，故應(yīng)以該點為基準(zhǔn)確定割刀應(yīng)有的速度。 式中 割刀轉(zhuǎn)速是根據(jù)切割速度要求而確定的。設(shè)刀盤中心為坐標(biāo)原點 O，水平向右為 X 軸，垂直向上 (機(jī)器前進(jìn)方向 )為 Y軸。刀片某一點對地面的軌跡為余擺線 (如圖所示 )，刀片刃線對地面所掃過的面積為余擺線，其帶寬與刃部長度相近似。 方案的比較與選擇： 經(jīng)過比較和對比，方案 2具有靈活，維修方便，且使牧草排放整齊等等特點。設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)如圖 22 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 14 圖 22雙圓盤割草機(jī)示意圖 1拖拉機(jī)飛輪皮帶輪 2四連桿升降機(jī)構(gòu) 3機(jī)架 4甩草桶 5切割器滑底 6上刀盤 7刀片 8防護(hù)欄 9齒輪機(jī)構(gòu) 工作原理： 機(jī)具通過平行四連桿機(jī)構(gòu)和輔助掛接件懸掛于拖拉機(jī)前方，動力由拖拉機(jī)飛輪皮帶輪傳入，機(jī)具的升降由拖拉機(jī)液壓提升，同時接合動力切割器開始旋轉(zhuǎn)，刀片銷鏈在刀盤上，通過高速旋轉(zhuǎn)割下牧草。因此，該機(jī)型在轉(zhuǎn)速，刀盤直徑等參數(shù)的選擇、匹配上是科學(xué)合理的，不僅各項性能指標(biāo)均超過以往各種機(jī)型，而且移動靈活，操作維修方便。生產(chǎn)率可達(dá)到 。該機(jī)動力由拖拉機(jī)側(cè)輸出軸輸出．經(jīng)傳動裝置帶動驅(qū)動盤對牧草進(jìn)行收割。下端連在 主梁的合適位置。 方案 1 該旋轉(zhuǎn)圓盤式割草機(jī)由自由盤、驅(qū)動盤、割刀、傳動裝置、懸掛裝置、彈性緩沖器等部組成，其傳動結(jié)構(gòu)見圖 21 工作原理 該機(jī)采用 15 馬力以上拖拉機(jī)后 懸掛方式。根據(jù)拖拉輪距，牧草種類等結(jié)合因素，初步選擇作業(yè)幅寬為 1400mm。 （ 1）作業(yè)幅寬： 1400mm （ 2）作業(yè)速度： 812km/h 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 12 （ 3）割茬高度： 2050mm （ 4）刀片切割速度： 70100m/s （ 5）生產(chǎn)率： 68 畝 /小時 （ 6）使用可靠性：≥ 96% （ 7）機(jī)具使用質(zhì)量：≤ 250kg :20kw 以上功率的小四輪拖拉機(jī)。 （ 4）左、右兩個切割器采用通過機(jī)架剛性連接，作業(yè)時兩個刀盤上的刀片轉(zhuǎn)向相反，以保證牧草集壟和鋪放整齊 。 （ 2）本機(jī)選用旋轉(zhuǎn)式 (回轉(zhuǎn)式 )切割器，對牧草的適應(yīng)性強(qiáng)，特別適應(yīng)于稠密、倒伏和纏的牧草，工作平穩(wěn)，能以 812km/h 的作業(yè)速度工作，生產(chǎn)率高 。本機(jī)采用前懸掛式連接方式，由小四輪拖拉機(jī)液壓油缸作為提升動力。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 11 2 雙圓盤割草機(jī)總體設(shè)計 本設(shè)計需要解決的技術(shù)問題 （ 1）選擇與設(shè)計機(jī)具結(jié)構(gòu)類型 （ 2）確定機(jī)具的傳動方案 （ 3）選擇并確定刀片切割速度 （ 4）選擇并設(shè)計拖拉機(jī)與機(jī)具的掛接機(jī)構(gòu) （ 5）確定動力參數(shù)和分配合適的傳動比 （ 1）牧草的稠密程度 和含水量要相比于谷物要高，因此相應(yīng)切割刀片的切割速度要適當(dāng)大一些，回轉(zhuǎn)式割草機(jī)的切割速度為 70100m/s （ 2）由于作業(yè)環(huán)境相對惡略，遇到障礙物時，切割器能夠迅速提升，所以應(yīng)具有靈活的起落機(jī)構(gòu) （ 3）為了減少牧草的收獲損失，增加經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)對機(jī)器進(jìn)行嚴(yán)格的限制，減少機(jī)械隊牧草的翻動和滾壓，所以割下來的牧草應(yīng)厚度適宜，且保證切割下來后能夠均勻的鋪放在地面上 （ 4）刃口應(yīng)具有很好的耐磨特性，刀具要具有保護(hù)裝置 （ 5）結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，指標(biāo)先進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì) （ 1）牧草收割作業(yè)季節(jié)性強(qiáng)，作 業(yè)時間有限，故應(yīng)采用工作機(jī)與動力機(jī)分離式。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 10 、要求和意義 本次設(shè)計目的是完成圓盤割草機(jī)主要工作機(jī)構(gòu)的初步設(shè)計，要求 完成總體方案的選擇，確定機(jī)具的傳動方案，機(jī)具與拖拉機(jī)掛接機(jī)構(gòu)的設(shè)計，對切割器進(jìn)行初步的設(shè)計。 （ 3）匱乏化 雖然農(nóng)牧業(yè)近些年來發(fā)展很快，但是一下政策的實施和資金的落實還有待進(jìn)一步提高。同時各大公司也致力于開發(fā)新產(chǎn)品，改進(jìn)原有產(chǎn)品的機(jī)械性能，以滿足草產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的需要。 （ 2）多元化 20 世界 90 年代我國牧草機(jī)械市場出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)，與國際間的溝通逐步增加。 （ 1）高效化 實施牧草機(jī)械化，大大提高牧草收割的生產(chǎn)效率和收獲、打捆、貯存作業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)。牧草生產(chǎn)機(jī)械化已成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個新的增長點。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 9 作業(yè)幅為 1250mm，標(biāo)配 2個圓盤數(shù)，標(biāo)配刀片數(shù)為 6片（每個圓盤 3 片），圓盤轉(zhuǎn)速為 2200r/min。可與 的三點后懸掛拖拉機(jī)配套作業(yè)。用潤滑脂潤滑的安全裝置，遇到障礙物時就能動作，保持機(jī)器不受損害。刀片采用特殊形狀的螺紋刀刃，經(jīng)過特殊的熱處理，割取性能優(yōu) 良，使用壽命長。刀盤為日本原裝正 品，性能優(yōu)良，經(jīng)久耐用 。 傳 動系統(tǒng)可靠。見圖 14 該機(jī)具有以下特點： 工作效率高。配套動力為 11～ ,割幅為 ，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為 2020r/min，割茬高度為，作 業(yè)速度為 5～ 10km/h。標(biāo)配為單圓盤，結(jié)構(gòu)質(zhì)量為 135kg，配套動力為 ，割幅為 見圖12 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 7 圖 12 9GP—— 45 型坡地割草機(jī) 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 8 9YG 一 130 型雙圓盤割草機(jī) 該機(jī)由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械廠生產(chǎn)。其配套動力為3580 馬力拖拉機(jī)，割幅為 ，配有 4個圓盤數(shù)，每個圓盤有 2刀片，作業(yè)速度為 4— 10km／ h；見圖 11 圖 11MDM1700 圓盤式割草機(jī) （ 2） 9GP—— 45型坡地割草機(jī) 9GP_45 型坡地自走式割草機(jī)是由高密市益豐機(jī)械有限公司研發(fā)生產(chǎn)，該機(jī)輕巧、靈活方便、重心低 ,能在 30度坡地上任一方向 正常作業(yè)，適合所有山區(qū)、丘陵、樹離下和狹小地帶作業(yè)。 下面為幾種常見的割草機(jī) （ 1） MDM1700 圓盤式割草機(jī)系列 上海世達(dá)爾農(nóng)機(jī)有限公司生產(chǎn)的 MDM1700。但旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 6 功率消耗較大工作幅重割區(qū)大，割茬不齊，碎草多，且對地面的平整程度要求較高。因此旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)得到迅速發(fā)展。但同時也存在著作業(yè)成本高、切割速度提高加快機(jī)器振動和機(jī)械 損壞、容易堵刀等缺點。 割草機(jī)的分類 割草機(jī)在國內(nèi)外發(fā)展多樣化，按其切割裝置的不同大致分為圓盤式和往復(fù)式；按其行走方式不同分為牽引式、半懸掛式、自走式割草機(jī)；按割幅可分為窄幅和寬幅割草機(jī)。其中傳動機(jī)構(gòu)有液壓式和齒輪式。因此，為了適應(yīng)草產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，急需一種成本低效率高的機(jī)械收割機(jī)，高科技割草機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。但是牧草收割中仍然存在著許多問題，如牧草收割以人工為主，工作效率低下，勞動強(qiáng)度大，作業(yè)成本高等諸多問題。國家把調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展退耕還林還草、改善生態(tài)環(huán)境作為國家的重要方略。 harvester 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 3 目錄 圓盤式割草機(jī)的設(shè)計 .................................................. 1 摘 要 ............................................................... 1 1 割草機(jī)相關(guān)背景 .................................................... 5 研究背景 ............................................................................................................... 5 我國割草機(jī)的研究現(xiàn)狀 ..................