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圓盤割草機(jī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)-展示頁

2024-12-05 16:09本頁面
  

【正文】 lent capability、 high Productivity and so on. Keywords: Double— disk cutter: grazing。由于種種自然和人為因素,我國大部分的草地已經(jīng)瀕臨或已經(jīng)退 化。近些年,隨著政策的落實(shí)和措施的改進(jìn),草產(chǎn)業(yè)已呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢(shì),種植面積不斷擴(kuò)大,收獲效果甚豐。而牧草收割類機(jī)械發(fā)展相對(duì)國外先進(jìn)水平來說略顯低下,一些高端作業(yè)機(jī)械方面仍然是一片空白。 割草機(jī)的組成 傳統(tǒng) 的割草機(jī)主要由機(jī)架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、防護(hù)欄、切割裝置等部分組成。動(dòng)力機(jī)構(gòu)分為液壓、氣壓和電磁幾種。 往復(fù)式割草機(jī) 往復(fù)式割草機(jī)發(fā)展歷史悠久,對(duì)天然牧草和種植牧草的適應(yīng)性強(qiáng),具有便于調(diào)整使用、牧草損失少、割茬干凈整齊等特點(diǎn),因此存在廣泛的使用價(jià)值。 旋轉(zhuǎn)式割草機(jī) 近年來由于牧草種植面積的進(jìn)一步增加,肥料的使用量加大,牧草長勢(shì)旺盛,具有高大易倒伏的特點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)將刀片安裝在刀盤上,屬于無支撐切割看,并隨刀盤一起旋轉(zhuǎn)進(jìn)行割草,前進(jìn)速度高,有較高的生產(chǎn)率,不產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象,更換刀片簡易,保養(yǎng)方便。在牧草剛度小時(shí)易使割茬高度增加,因此適于高硬桿牧草收獲。型圓盤式割草機(jī)主要用于對(duì)各類牧草的收割,如紫花苜蓿、黑麥草、燕麥草等牧草的收割,圓盤式割草機(jī)具有較高的工作效率,比往復(fù)式割草機(jī)更適合于切割較高大的作物。拆下切割器部分裝上相應(yīng)農(nóng)機(jī)具可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。與 小四輪拖拉機(jī)配套使用,主要適用于牧草的切割與鋪條作業(yè),是牧場和牧草專業(yè)戶的理想機(jī)型。見圖 13 圖 13 9YG—— 130 型雙圓盤割草機(jī) ( 4) MDM1300 圓盤式割草機(jī) 該機(jī)是由上海世達(dá)爾現(xiàn)代農(nóng)機(jī)有限公司引進(jìn)日本先進(jìn)技術(shù)研發(fā)的新產(chǎn)品,以通過上海市經(jīng)委的新產(chǎn)品成果鑒定,鑒定結(jié)論為產(chǎn)品的功能和性能指標(biāo)以達(dá)到國際同類產(chǎn)品的水平,屬于國內(nèi)領(lǐng)先,目前已獲上海市農(nóng)機(jī)推廣許可證。正常作業(yè)速變?yōu)? 612km/ h,作業(yè)效率為 612km/h。刀桿采用齒輪驅(qū)動(dòng)方式及油潤滑,可靠性高,耐久性強(qiáng)。 割刀經(jīng)久耐用。 保護(hù)裝置可靠。 配套動(dòng)力廣泛。并備用 6鍵槽和 8 鍵槽的聯(lián)軸器和拖拉機(jī)連接,供用戶選用。 圖 14MDM1300 圓盤式割草機(jī) 20 多年來隨 著我國改革開放和西部大開發(fā)的實(shí)施,使我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展到了一個(gè)新的水平,國家政策和經(jīng)濟(jì)形勢(shì)為牧草生產(chǎn)機(jī)械帶來了新的發(fā)展機(jī)遇,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為牧草生產(chǎn)機(jī)械化提供了廣闊的空間。牧草收割機(jī)械呈現(xiàn)著多元化發(fā)展的態(tài)勢(shì)。通用性好、適應(yīng)性強(qiáng)、工作可靠,有些高科技機(jī)械產(chǎn)品甚至能夠?qū)崿F(xiàn)從收割到存放的一體化作業(yè)。一下高 新技術(shù)產(chǎn)品被同時(shí)引入到國內(nèi)。目前,國外的的先進(jìn)牧草收割機(jī)械技術(shù)相對(duì)比較完善,機(jī)具品種多,產(chǎn)品種類齊全,系列完善,幾乎能滿足各種收獲需要,主要結(jié)構(gòu)技術(shù)性能至今沒有發(fā)生大的變化,只能在操作舒適和電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向有所改變。而且農(nóng)民方面也缺乏相關(guān)認(rèn)識(shí)。通過本次設(shè)計(jì)利用四年所學(xué)成果獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)圓盤式割草機(jī),提高自己在機(jī)械方面的獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力,培養(yǎng)遇到問題,解決問題的能力,達(dá)到學(xué)以致用的目的。動(dòng)力由小四輪拖拉機(jī)皮帶輸出。切割器用旋轉(zhuǎn)式上傳動(dòng)圓盤切割器 。 ( 3)旋轉(zhuǎn)式切割器轉(zhuǎn)速較高,設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到運(yùn)動(dòng)件和切割器的安全防護(hù)問題 。 ( 5)降低整機(jī)生產(chǎn)成本 ,以提高經(jīng)濟(jì)性。 :旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)的作業(yè)幅寬決定于配套拖拉機(jī)的功率。 3. 280 小四輪拖拉機(jī)參數(shù) (約翰迪爾中國 ) (1)后輪輪距 :1570mm (2)液壓后壁提升力 :≥ (3)標(biāo)定功率: (4)飛輪上的皮帶輪外徑 :150mm (1)刀盤數(shù) :2 個(gè) (2)刀片 :2X3 片 (3)刀盤直徑 :500mm (4)刀盤轉(zhuǎn)速 :1833r/min 作業(yè)速度 :812km/h .樣機(jī)質(zhì)量控制在 250kg 以內(nèi)。上下兩根調(diào)整彈簧,一根大彈簧上端連在懸掛架上,下端連接在切割器上端合適位置;另一根較小的彈簧上端也連在懸掛架上。工作時(shí),自由盤與地面凸起處接觸,彈性緩沖裝置起到仿形作用,使左右側(cè)對(duì)地壓力均衡,對(duì)保證割茬高度一致是很有好處的。 該割草機(jī)的特點(diǎn) 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 13 該旋轉(zhuǎn)圓盤式割草機(jī),經(jīng)生產(chǎn)考核,生產(chǎn)效率高,動(dòng)力消耗低,能夠適應(yīng)各種復(fù)雜地況的草場。割草高度控制 ,條鋪整齊不 雜亂。 圖 21轉(zhuǎn)盤式割草機(jī)示意圖 1.自由盤 2.割刀 3.驅(qū)動(dòng)盤 4.傳動(dòng)裝置 5.懸掛裝置 6.彈性緩 沖器 方案 2 根據(jù)作業(yè)約束條件和設(shè)計(jì)原則,機(jī)具采用前懸掛式作業(yè)方式,主要有平行四連桿升降機(jī)構(gòu)、機(jī)架、圓盤式切割裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、甩草筒、防護(hù)欄等幾部分組成。兩個(gè)刀盤反向旋轉(zhuǎn),牧草割下后倒向機(jī)具中間,通過甩草筒甩集成壟,完成切割作業(yè)。故選擇方案 2 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 15 3 旋轉(zhuǎn)式切割器的設(shè)計(jì) 圓盤式割草機(jī)切割器的割刀運(yùn)動(dòng)是刀盤的水 平旋轉(zhuǎn)與機(jī)器前進(jìn)運(yùn)動(dòng)所合成的。 圖 31刀片運(yùn)動(dòng)軌跡 刀片任意一點(diǎn)的位移可用方程式表示。令刀盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為,則相臨刀片各內(nèi)、外端點(diǎn)的位移方程如下 : 第 1 刀片內(nèi)端 a的位移方程 =r =t+r r—— 刀片內(nèi)端半徑 —— 刀片內(nèi)外點(diǎn)對(duì)盤的連線夾角 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 16 —— 刀盤回轉(zhuǎn)角速度 t—— 刀盤轉(zhuǎn)過時(shí)間 —— 機(jī)器前進(jìn)速度 外端 b的位移方程 =R = 第 2 刀片的內(nèi)、外端點(diǎn)的位移方程。試驗(yàn)得出,無支承切割的旋轉(zhuǎn)式切割器在切割牧草時(shí),其刀片線速度應(yīng)為 70100m/s。綜前所述,割刀任一點(diǎn)速度均為刀片圓周速度與機(jī)器前進(jìn)速度的合成,故 a 點(diǎn)速度為 由上式可見,當(dāng) 。 由于 H=mh, H=6Km/n 則 60Vm/hn 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 17 Vm—— 機(jī)器前進(jìn)速度, Vm=6Km/h h—— 余擺線縱寬 (刀片工作刃線長度 :) n一割刀轉(zhuǎn)速, n=1833r/min m=(60X6)/()= 由于考慮到制造的方便和運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡問題,刀片數(shù)量確定為 3片。如圖 圖 32刀片 h 割草機(jī)漏割、重割現(xiàn)象與刀盤大小、刀片數(shù)、前進(jìn)速度、刀片伸出高度 h有關(guān)。刀片伸出的最小高度,應(yīng)等于機(jī)具在刀片轉(zhuǎn)過相鄰兩個(gè)刀片夾角的時(shí)間內(nèi)通過的距離,即 h=vt 計(jì)算公式為 式中 r= v= 由此可知:刀片伸出最小高度為 35mm,故設(shè)計(jì)伸出高度為 40mm。切 割器安裝在主軸的下方,主要由刀盤、導(dǎo)草罩、刀片、滑低和和滑底座等組成。傾角,刀盤和導(dǎo)草罩隨刀盤軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí),刀片甩出割草。導(dǎo)草罩用來分草和向后輸送牧草,滑底和滑底座用于支持切割器在地面上滑行,并可以上下移動(dòng)以調(diào)節(jié)割茬高度。 4軸由萬向節(jié)連接,皮帶輪將動(dòng)力傳到錐齒輪,由錐齒輪傳至主軸 3,由主軸帶動(dòng)上刀盤旋轉(zhuǎn),上刀盤帶動(dòng)刀片轉(zhuǎn)動(dòng),完成切割任務(wù)。第一級(jí)的傳動(dòng)為皮帶傳動(dòng) :第二級(jí)傳動(dòng)為錐齒輪傳動(dòng)。上刀盤與轉(zhuǎn)軸無相對(duì)運(yùn)動(dòng),可知上刀盤的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)軸相同且為 1833r/min,則刀片轉(zhuǎn)速也為1833r/min。切割速度過低會(huì)產(chǎn)生撕裂作用而增加切割阻力 。不同切割速度和前進(jìn)速度下,切割所需的功率不同。 圖 42割草機(jī)切割功率消耗 正常作業(yè)時(shí),本機(jī)基本參數(shù)為 : Vg=70m/s, Vj=8km/h 在切割速度 Vg=70m/s, Vj=8km/h 的條件下,割草所需功率為*= 切割茂密牧草時(shí)所需功率為切割一般情況下牧草的兩倍。 ( 3) V 帶尺寸選取 根據(jù)拖拉機(jī)和割草機(jī)的結(jié)構(gòu),初步選取中心距 =950mm 根據(jù)公式計(jì)算所需基準(zhǔn)長 度: /4a0 =(2950+)/2(140+110)+950 =2293mm 由表差值選取帶的基準(zhǔn)長度為 Ld=2280mm,公稱長度 Li=2240mm 計(jì)算實(shí)際中心距 a: a=/2=[950+(2293 一 2280)]/2= 選取中心距為 a=944mm 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 22 錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 錐齒輪傳動(dòng)為第二級(jí)傳動(dòng),其傳動(dòng)比為 1,故主、動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)尺寸相同。 軸的設(shè)計(jì) 輸入軸的兩端分別與皮帶輪和錐齒輪相連接,且都是懸臂式,軸的材料初步選定為 45 鋼調(diào)質(zhì)時(shí), A0=118 取皮帶輪的傳動(dòng)效率為 ,則計(jì)算出皮帶輪和錐齒輪與軸相連接的輸入軸的直徑,由公式 ≥ =1440r/min 得≥ 由于軸上開鍵槽,考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱,應(yīng)增大軸徑,一般有一個(gè)鍵槽時(shí),軸頸增大 5%左右,有兩個(gè)鍵槽時(shí)應(yīng)增大 10%左右,然后圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑,因此圓整成 由于與皮帶輪相連接的軸頸較長,且都是懸臂式,與齒輪箱相配,兩軸承選用 6007 型。其設(shè)計(jì)主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),之后再經(jīng)強(qiáng)度校核,直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 (2)設(shè)計(jì)軸的臺(tái)階,通過檔圈、鎖緊螺母、軸承等軸系零件的作用,將切割器連接在軸下方,然后固定在機(jī)座上,保證切割器上刀盤靈活轉(zhuǎn)動(dòng),滑底自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 =118, =3OMPa 主 軸的傳動(dòng)效率為: ≥ mm 由于軸上開鍵槽,考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱,應(yīng)增大軸徑,一般有一個(gè)鍵槽本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 24 時(shí),軸頸增大 5%左右,有兩個(gè)鍵槽時(shí)應(yīng)增大 10%左右,然后圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑,因此圓整成 主軸結(jié)構(gòu)圖如下圖所示 44主軸結(jié)構(gòu)圖 二、軸的受力分析與強(qiáng)度校核 1輸入軸(左邊)的受力分析和載荷 圖 45受力簡圖 錐齒輪的受力分析 /= 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 25 圖 46YOZ平面內(nèi)載荷分布及 YOZ平面的彎矩圖 帶入數(shù)據(jù)解得: 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 26 圖 47XOY平面內(nèi) 載荷分布及 XOY平面的彎矩圖 =0 帶入數(shù)據(jù)解得 按第四強(qiáng)度理論校核 帶入數(shù)據(jù)解得: 強(qiáng)度足夠 同理校核主軸和左軸的強(qiáng)度滿足要求 四連桿掛接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)具通過平行四連桿機(jī)構(gòu)與小四輪拖拉機(jī)前端懸掛起來,同時(shí),通過液壓提升四連桿的運(yùn)動(dòng),來實(shí)現(xiàn)切割器的起落,根據(jù)機(jī)具結(jié)構(gòu)和拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸,其結(jié)構(gòu)如下圖所示
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