【正文】 塊條件及農牧民經(jīng)濟發(fā)展水平等多種因素，國外 電動割草機 在我省推廣應用存在很大的局限性。與許多的發(fā)達國家相比 有很大的差距。 60 年代內蒙古畜牧機械研究所進行了后懸掛雙刀高速割草機的研究，雙動刀高速割草機接近當時國外同類產(chǎn)品先進水平，由于某種原因約十年的時間停止了這方面的研究工作。我國在 85 年又研制出了六盤全齒式旋轉割草機。由于嚴重缺乏適合農牧民的牧草收獲機械，造成農牧民種草豐產(chǎn)不豐收，或豐產(chǎn)欠收。 目前，我國生產(chǎn)的牧草收獲機械的主要企業(yè)有 3 家（海拉爾牧業(yè)機械總廠、寶昌牧業(yè)機械廠和新疆畜牧機械廠）。該廠生產(chǎn)的天然草場和低產(chǎn)人工草場的割、摟產(chǎn)品，技術上比較成熟，且市場占有率高、量大而面廣，但它在種植高產(chǎn)牧草的收割方面競爭力較小。 在 2020 年上海向明公司也自行研制出了圓盤后掛式割草機，它是利用拖拉機輸出的動力和行走裝置進行收割牧草作業(yè)。 總體來講我國牧草收獲機械化水平還是很低，產(chǎn)品質量不穩(wěn)定，品種單一，且草地單位面積擁有整套割、摟、裝、運設備數(shù)量與美國相比差距懸殊。按照割草幅寬可為窄幅和寬幅式割草機。它適于收割天然牧草和種植牧草，具有割茬低而整齊，牧草損失少，便于調整使用等優(yōu)點，其發(fā)展過程是從畜力到機引；從牽引到懸掛。加大割幅將增加金屬消耗量，因此以提高前進速度更為有利。由于切割速度提高，引起割刀往 復慣性力大為增加，會造成機器震動和機件損壞，切割高產(chǎn)或濕潤牧草常產(chǎn)生堵刀現(xiàn)象。 （ 2） 回轉式割草機研究發(fā)展概況 近年來，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。切割器刀片安裝在刀盤上，并隨刀盤一起回轉進行割草，其前進速度高，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。（普通往復式割草機為 1～ 2 馬力 /米，雙動刀割草機為 4～ 8 馬力 /米）工作幅重割區(qū)大，割茬不齊，碎草多，且對地面的平坦程度要求較高。 2 整體方案的確定 割草機類型的選擇 按切割裝置分類 割草機按其切割裝置來分可分為刀片往復運動和回轉運動兩類。如圖 1 所示是兩種割草 機在收割時，所需動力的對比 [8]。 往復式割草機的分類 往復式割草機主要分為以下幾類： 10203010 20 30 40 50 60力動的需所割收生草重往復式割草機旋轉式割草機 （ 1）手扶拖拉機配套；又分為前懸掛式和牽引式 :； （ 2）乘座式拖拉機配套；又分為前懸掛式和牽引式 ； （ 3）連桿式割草機；采用曲柄輪和連桿驅動的形式 ； （ 4）無連桿式割草機；又稱作平衡驅動割草機，通過動刀的往復運動，在此過程中所產(chǎn)生的不平衡又重錘吸收。雙動刀割草機是兩組刀片相反反向切割。結合當前養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展的特點，牧草機械的研制在機型上以小型為主，在研究內容上，重點解決勞動強度大，用工多的牧業(yè)生產(chǎn)作業(yè)，考慮部分牧場的規(guī)模等，所以本論文主要設計一種小型輕便的雙動刀的往復式 割草 機械。 電動割草 機主要有動力源、切割系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。選擇單缸兩沖程的柴油機，它的額定功率為 ,轉速為 2600r/min,外形尺寸為 166196208。因為單刀片運動時，它的速度不能達到切割牧草所需要的速度，雙刀片割草機的速度是單刀片割草機的兩倍。 傳動系統(tǒng)中動力由柴油機發(fā)動機皮帶輪輸出后，經(jīng)三角皮帶輪和一對錐齒輪兩級減速，并改變傳動方向 后傳遞給曲柄主軸，在經(jīng)過聯(lián)軸器將動力傳遞給凸輪軸，帶動刀片進行切割，同時，切割器曲柄主軸經(jīng)一對小鏈輪將驅動力傳遞給輸送系統(tǒng)。 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的右側。行走輪的直徑為 250mm。這些品種在形狀、性能上差異較大，切割強度明顯不同，故對牧草切割裝置要求較高，對刀刃型式、切割運動速度及相關參數(shù)都要 有兼容收割能力。根據(jù)以上原則，并結合牧草收割的農藝要求，本論文所設計的小型 電動割草 機的主要技術參數(shù)： 配套動力：柴油機 ； 割幅： 1 m； 割茬高度： 45mm 左右 ； 切割形式：雙動往復式 ； 適用作物高度： 600mm 左右 ； 刀片刃口：平面形 ； 刀齒間距： 39mm； 刀片運動速率： 1800 次 /min； 前進方式：手扶推行式 ； 操縱人數(shù)： 1 人 ； 工效： 334m2/h 左右 。確定割草機的類型為雙動往復式收割機。這一章主要是設計小型 電動割草 機的大體的方案，為以后的設計做準備。目前割草機上普遍采用往復式和回轉式切割器。在工作時，柴油機輸出回轉動力，經(jīng) 過輸入軸將動力傳輸給曲柄主軸 ,再經(jīng)曲柄機構變?yōu)橥鶑瓦\動。在動刀高度 h 一定時，重割區(qū)和空白區(qū)的大小與機器前進速度 mV 和曲柄轉速有密切的關系，其關系用切割進程 H 表示。 因為往復切割器割刀運動一個行程，曲柄轉動 180176。 因牧草稠密多汁，切割阻力大，往復式割草機切割速度應大于 [3]。曲柄旋轉一周，割刀完成兩個行程，則割刀平均速度 pV 為 pV =15rn（ m/s） （ 4） pV = 738 3815 1000?? = m/s 式中 r —— 曲柄半徑（ mm） ； n —— 曲柄轉速（ r/min） ； 因為切割速比 λ= pmVV 將（ 1）、（ 3）代入整理得 λ= 2rH （ 5） 現(xiàn)有割草機 H =（ ～ ） h 代入（ 5）式得 λ= 2( )r h～ （ 6） h —— 動刀刃高度（ mm） ， 標準 Ⅰ 型切割器動刀刃高度 h 為 54，代入（ 6）得 λ= 2 38( ) 54? ?～= ～ 為保證切割質量，實際切割速比應大于理論切割速比，理論進給速度 mV 取機器穩(wěn)定行駛所允許的最高速度。切割 速比一般大于 [3]， 本機在平均工況下 /PmVV?? =， 故本機的設計是合理的。由于本文設計的是雙刀割草機，驅動機構的受力情況正好相反，相互抵消，所以凸輪軸平衡能力較好，就不需要校核計算了。如需要完整說明書和 設計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設計下載！該論文已經(jīng)通過答辯 切割裝置的設計 動刀的結構 切割裝置主要是由一對往復運動的動刀和固定不動的支撐部分組成，動刀和刀桿做成一體，刀桿和傳動機構相連，用以將動力傳遞給動刀。 動刀是切割器的主要工作零件，采用光刃結構，光刃切割省力，割荏整齊，但易磨鈍，工作中需經(jīng)常磨刀，主要用于牧草收割。 動刀的結構如圖 3 所示 。 偏心輪的結構如圖 5 所示 ： 圖 5偏心輪 Fig5 Eccentric gear 切割裝置附件的設計 壓板 （見圖 6） 圖 6 壓板 Fig6 Clamp 機架 （見圖 7） 圖 7 機架 Fig7 Frame 本章小結 本章主要是分析切割器的參數(shù)，通 過原理分析，根據(jù) 電動割草 機的工作情況計算出機器前進的速度和割刀切割的速度，同時進行切割裝置的設計，切割裝置是牧草收 割機的主要組成部分，其性能影響整個牧草的收割質量。 4 傳動系統(tǒng)的設計 傳動系統(tǒng)將柴油機的動力分別傳送給切割器和輸送系統(tǒng)。 柴油機 聯(lián)軸器 動 力輸入皮帶輪 輸入軸大皮帶輪 小錐齒輪 大錐齒輪 輸送主動鏈輪 輸送從動鏈輪 偏心輪 輸送帶輪 Ⅰ 、減速箱輸入軸 Ⅱ 、曲柄主軸 Ⅲ 、凸輪軸 Ⅶ 、 輸送主軸 圖 8 傳動系統(tǒng)簡圖 Fig8 Drive system schematic 由圖 8 可知，動力由柴油機發(fā)動機皮帶輪輸出后經(jīng)皮帶輪 4 和一對錐齒輪 6 兩級減速，并改變傳動方向后傳遞給曲柄主軸。 傳動比確定 曲軸主軸的轉速 pV = 260rn? = 30rn? m/s （ 8） 往復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 取曲柄主軸轉速 nⅡ =738 r/min。一路經(jīng)二級減速后，直接傳遞給曲柄主軸（ nⅡ =738r/min）。2i = mnnⅡ=2600738 = （ 9） 式中 1i —— 一級皮帶輪減速比 ； 2i —— 二級圓錐齒輪減速比 。 由式 （ 9）得 2i =1 ?? 即 2i = 21znzn?? 式中 1z —— 二級減速主動小錐齒數(shù) ； 2z —— 二級減速從動大錐齒數(shù) 。 割草機功率需求分析和傳動效率 割草機的功率分析 割草 機功率包括立式割臺往復切割器切割功率 1P 和輸送功率 2P 。m/m2） 。 皮帶輪傳動效率取 1 ?? ，圓錐齒輪傳動效率 2 ? ? [11]，則切割系統(tǒng)總的傳動效率 12 ? ? ?? ? ? ? ?總 圖 9 切割系統(tǒng)傳動圖 Fig9 Cutting system transmission diagram （ 1）各軸的轉速 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 電機軸 00 2 . 99 5 5 0 9 5 5 0 1 0 . 6 52600mPT n? ? ? ?Nm Ⅱ 軸 2 . 7 09 5 5 0 9 5 5 0 3 4 . 9 4738PT n? ? ? ?ⅡⅡ ⅡNm） 傳動比 i 效率 ? 減速器的設計 錐齒輪的設 計 為了實現(xiàn)切割系統(tǒng)總傳動比 :1， 可進行二級減速 ， 一級通過動力皮帶輪輸出減速，第二級因要滿足回轉運動最終轉化為割刀往復運動，故設計二級減速為一對圓錐齒輪。 選取精度等級 表面因采用淬火處理，故初選 7 級精度 。 閉式硬齒面齒輪傳動，采用齒根彎曲疲勞強度設計公式，齒面接觸疲勞強度校核公式 。m （ 2 ）取齒寬系數(shù) ?? ，齒寬中點的平 均分度圓直徑 md 和模數(shù) m ? ? ? ?0 . 5 / 1 0 . 5mRd d R b R d?? ? ? ?， 故 ? ?1 ??? 。 （ 4）由抗彎疲勞強度壽命系 數(shù)圖查得抗彎疲勞壽命系數(shù)??。 則 71 6 0 1 7 3 3 1 3 0 0 3 .1 2 1 0N ? ? ? ? ? ? 72 6 0 7 3 8 1 3 0 0 1 .3 3 1 0N ? ? ? ? ? ? （ 6）計算抗彎疲勞許用應力，錐齒輪彎曲疲勞強度安全系數(shù) ? 。 由動載系數(shù)圖查得 vK =； aK —— 嚙合齒對間載荷分配系數(shù)，取 1； FK? —— 齒輪傳動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 ? ? 。 （ 9）查取應力校正系數(shù) ， 由齒形系數(shù)及應力修正系數(shù)查得 1 ? ， 2 ? 。 （ 11）設 計計算 ? ?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 就近圓整為標準值 m =2mm。 （ 9）分度圓齒厚 / 2 ???mm 齒輪強度校核 按齒面接觸疲勞強度校核 ? ? ? ?1 2 3141 0 .5H H E HRRKTZZ du??????? （ 16） 式中 HZ —— 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，對于標準直齒輪 HZ =； EZ —— 彈性系數(shù)，由彈性系數(shù)表查得 21 8 9 .8 /EZ N m m? ； ? ?H? —— 接觸疲勞許用應力（ MPa） ； ? ? limHNH HZS?? ? （ 17） 式中 limH?—— 齒輪材料的接觸疲勞極限（1lim lim 2 1400HH????MPa） ； NZ —— 接觸疲勞強度壽命系數(shù)，由接觸疲勞強度壽命系數(shù)圖查得??；