買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目錄 中文摘要 英文摘要 1 緒論 . 1 內收獲機械發展概況 . 5 門階段 . 5 展階段 . 1 用引進技術 發展階段 . 1 外收獲機械發展概況 . 2 次設計過程 . 2 2 收割臺機構 . 3 臺機構的選擇 . 3 . 3 . 錯誤 !未定義書簽。 3 往復式切割器 . 4 復式切割器的構造及類型 . 4 型往復式切割器的構造 . 4 刀片 . 4 刀片 . 4 刃器 . 4 刃器 . 4 擦片 . 4 割器運動學 . 4 刀驅動機構 . 5 刀的位移、速度和加速度 . 6 擇割刀平均速度，計算曲柄轉速 . 6 柄轉速與機器前進速度的關系 . 6 界切割速度比 . 6 切割機構動力學 . 7 刀在工作時的受力分析 . 7 割器的慣性力平衡 . 8 割器消耗功率 . 9 刀的安裝及調整 . 9 4 撥禾輪 . 10 禾輪的選擇 . 10 心撥禾輪的運動軌跡 . 10 禾輪的速度比 . 11 禾輪 的設計參數 . 12 禾輪安裝高度及其調節范圍 . 12 禾輪直徑 . 13 禾量 .未定義書簽。 禾輪的轉速 . 15 禾輪功率 . 15 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 禾輪的調整 . 16 5 割臺升降裝置的設計 . 16 臺升降機構型式的選用 . 16 壓式割臺升降機構的結構 . 16 臺懸掛機構運動學 . 16 泵的選擇 . 17 缸的設計和計算 . 17 缸種類的選擇 . 17 缸的計算 . 17 臺升降液壓傳動系統的設計 . 20 6 橫向輸送機構 . 21 送鏈的選擇 . 21 立附板滾子鏈的參數 . 21 輪的參數 . 22 參考文獻 . 錯誤 !未定義書簽。 致謝 . 錯誤 !未定義書簽。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 摘要 半喂入聯合收割機是采用偏心撥禾輪的，其能夠扶起倒伏度較大作物，夾持作物使其半喂入脫粒，處理量明顯減少而且穩定，不會由于倒伏程度的不同和作物濕度而有很大變化。其作業性能優良，且能使作物整齊鋪放或者切碎還田。從20世紀 90年代中期以來，由于結構尺寸放大，多 種監控、自動控制裝置的使用，多數機型作業速度可達 s,工作幅度 別的達到 置動力 器接地壓力在 20上，防陷性能高，生產效率 h 或以上。其主要問題是機型過大后靈活性變差且售價過高。因此本設計旨在克服上述缺點，設計一款適合南方丘陵地區，價格合理的小型半喂入聯合收割機。該設計的主要內容在于：切割器、偏心撥禾輪、割臺的升降控制機構等重要部件的設計研究。 關鍵詞 ： 半喂入；聯合收割機；割臺；切割器；偏心撥禾 輪；割臺升降控制機構。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 s a up of of or 1990s , as a to of a of of up s, 1.0 kw 0 h or is is to of a of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 1 緒論 作物收獲是整個農業生產過程中奪取豐收最后一個重要環節，對谷物產量和質量都有很大影響，其特點是季節性強、時間緊、任務重，易遭受雨、雪、風、霜的侵襲造成損失。因此，實現谷物收獲作業機械化對于提高勞動生產率、減輕勞動強度、降低收獲損失、以確保豐產豐收具有極其重要意義。 國內收獲機械的發展概況 入門階段 這一階段完成的主要是引進和仿制工作。 1949 年開始從前蘇聯進 C 6 牽引式，此后又相繼從其他國家進一些機型。牽引式機器有：聯邦德國克拉斯、 蘭茨、英國阿爾濱等。經過多年試驗選型和農場實際使用，曾先后選定幾種機型進行仿制，但最后投產只有 1956 年投產的 引式聯合收割機。盡管產品數量不多、制造質量也不高，而且在此期間國內少數單位自行設計研制一些小型聯合收割機均未成功，但此時我國已初步掌握了聯合收割機生產和制造技術。 發展階段 這一階段是我國聯合收割機迅速發展時期。全國不僅涌現出一批新專業聯合收割機廠，而且還發展了相應配套件廠，這些工廠通過擴建、技術改造，生產能力有很大提高。到 70 年代末，一個比較完整聯合收割機制造業初具規模 ，聯合收割機年產量已達到 6000 臺的水平。盡管有的機型是國外四五十年代技術水平老機型，機器性能相對比較落后，但這一階段我國聯合收割機事業卻是飛速發展。而且，這段時間的工作使我國設計研究聯合收割機水平有了長足進步和提高，逐步具備獨立設計開發新產品的能力。 利用引進技術發展階段 這個階段是谷物聯合收割機發展過程中一個艱難而又復雜時期，經歷了一個極大起落過程。 1980 年前后，改革開放政策對聯合收割機發展產生了巨大影響。經過幾年努力，引進機型陸續投產，我國聯合收割機行業科學技術在許多方面從原來比較落后 狀態，一下子跨到 80年代初國際先進水平，有了一個劃時代飛躍。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 但是，由于 80 年代初農村經濟比較落后等一些其它因素影響，聯合收割機市場明顯萎縮。自 1982年，全國產量由 6000臺一下降到 1000余臺。 80年代中后期，隨著農村經濟發展，市場逐漸恢復。進入 90 年代，不僅產量恢復到了歷史最高水平，而且新試制產品，特別是中小型拖拉機懸掛品種型號繁多，出現制造、開發、選購收獲機新局面。 90年代中后期，我國收獲機發展更加迅速，不僅各種類型機械齊全，性能也不斷完善，而且產量大幅度提高。 1997 年全國年生產聯合收割機 35105 臺，比1982 年提高幾倍。而且，市場比較看好，年終售出 31955 臺，呈現良好的發展勢頭，開始我國收獲機發展一個嶄新的階段。 國外收獲機的發展概況 國外收獲機發比較有代表性國家和地區歐美及日本等地。歐美多為全喂入脫粒，機型大，生產率高，適合較大規模生產條件；日本則以中小型水稻收獲機為主，多采用半喂入，機型小，生產率較低。 目前，世界收獲機械的發展，不僅在傳統的收獲機上增設了許多電液自動化控制系統，如凱斯公司的 2300 系列大型聯合收獲機上設置了 收裝置，為將來精確農業發展奠定基礎。而且，突破了 傳統收獲工藝，發展割前脫粒。如東北農業大學研制氣吸式割前脫粒聯合收獲機，英國謝爾本公司生產梳脫臺等?？傊?，世界上的收獲機械正向著自動化、適用化、多樣化方向發展。 本次設計過程 收割是谷物栽培最后環節，對于谷物產量和質量具有很重要影響。收獲的季節性很強，農時緊迫，人工收割勞動強度大，為此設計收割機，谷物聯合收割機是集收割、脫粒、分離、清洗為一體的作業，相對于分別收獲來說，其機械化水平較高，能顯著提高勞動生產率，降低勞動強度，能及時清理天地，以利于下茬作物的搶耕搶種，在次設計中，我遇到了許許多多的困難 ，從對農業機械的一片空白到對收割機的整體把握，和對其國內的收割機機構的了解，都傾注了老師和自己的汗水，特別在繪圖期間，得到了老師的悉心指導，對本人設計和以后走上工作單位都打好了良好的基礎，通過幾個月的設計，通過學習、提問、認真查閱相關手冊，終于使本次設計任務圓滿完成。在此向嚴老師和同組同學表示由衷的感謝。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 本次設計的主要是收割臺機構，由于時間倉促，個人所學知識有限，因此該設計還存在這樣那樣的缺點及不足，還請各位老師及同行給予批評指正，在此一并表示感謝。 2. 收割臺機構 割臺機構的選擇 割臺 是聯合收割機的主要工作部件之一，其功用是完成割禾工作，并隨機把割倒的谷物集中連續不斷地輸送給輸送槽。根據收割機的不同特點，割臺有集中不同的型式，如下： 割臺類型 特點 缺點 帶攪龍輸送器的臥式割臺 適應性好；稻、麥和豆類都適用， 割幅大、小都可以用；工作可靠 結構復雜，重量大 輸送帶式臥式割臺 作物割倒整齊；較好的適應性；割幅大、小都可以用 縱向尺寸較大， 降低了靈活性 立式割臺 縱向尺寸大為縮短，重量輕， 結構緊湊，較好的適應性 要求較高的機走速度； 容易造成作物損失； 割臺落粒難以回收； 不適于倒 伏作物 旋轉式割臺 工作震動小；有一定的適應性；用于 低速和割幅不大的小型半喂入收割機 結構復雜、前移量重量大、 割臺損失較多且難以收回 根據上述闡述，本次設計的割臺機型為輸送帶式臥式割臺。 輸送帶式臥式割臺的結構 此種割臺主要由往復式切割器、橫向輸送裝置、曲柄連桿驅動機構、偏心撥禾輪、割臺升降控制機構等組成。 輸送帶式臥式割臺的工作流程 變速箱帶經過皮帶輪帶動蝸輪蝸桿，渦輪軸通過皮帶輪帶動撥禾輪轉動，渦桿通過曲柄搖桿帶動搖桿轉動，具有一定的角速度，再通過與搖桿固定一起的軸買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 和曲柄連桿 帶動切割器做往復運動，渦輪軸通過一個連桿帶動橫向輸送器，使其進行工作。 3 往復式切割器 往復式切割器的構造及類型 根據國家推薦新設計的收割機均采用型切割器。 型往復式切割器的構造 動刀片 根據 刀片為齒刃口；取前橋寬度為 17口刃角 i=23；對禾桿的摩擦角為 41，切割角為 30 定刀片 根據 刀片為光刃口；取刀口刃口 i=60；對禾桿的摩擦角為 16，切割角為 3。 動刀片節距 t=定刀片節距 刀 行程 S 護刃器 相對于型，型護刃器上沒有專門開削出的刀桿導向槽，它的導向槽是在整個切割器安裝時由摩擦片的前端面與護刃器固定定刀片的凸臺后端面之間所形成的，所以對于型切割器的護刃器來說加工工藝比較簡單，省工，且它的刀桿導向槽是組成式的，經過一段時間工作導向槽磨損了之后，可以調整摩擦片，使其恢復原有的導向槽的合理寬度。 壓刃器 使動、定刀片之間保持有一合適的刀片間隙；本次設計的割幅上有三個壓刃器。 摩擦片 摩擦片的數量與壓刃器的數量相同，有三個摩擦片。 切割機構運動學 割刀驅動機構 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 圖 1 曲柄連桿機構運動分析圖 割刀的位移、速度和加速度 1）割刀的行程 S=l+r-(2r 所以 r=)割刀的位移 X=l+r-( l 故簡化為 X=r(1=r(13)割刀的速度 Vx=dx/dt=文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 4)割刀的加速度 ax=dt= 選擇割刀平均速度，計算曲柄轉速 1）根據實驗數據表明切斷禾桿最低速度為 s，對于本次設計的小型收割機的平均速度 m/s。 2）曲柄的轉速 n=60V 平 /2S=15V 平 /r= 曲柄轉速與機器前進速度的關系 割刀的絕對速度分為隨機器等速前進的直線運動以及刀片的往復運動。 1） 直線運動： y=在南方丘陵地帶，小型收割機取 s。 2） 往復運動： x=r(1進程 H：刀片走完一個行程 片隨機 器前進的距離。 H=60n= Vm/w=30Vm/n= 臨界切割速度比 達到整齊割茬的最小切割速度比。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 圖 2 臨界切割速度比 得出切割速度比 p=V 平 / 隨著 切割機構動力學 割刀在工作時的受力分析 1）切割阻力 P=0公斤 q：每米割刀長度的切割阻力，取 q=50公斤 /米。 B：理論割幅寬度，取 2）割刀割刀往復運動質量不平衡引起的慣性力 Q Q=l mH l 米割刀長的質量，取 2/米； l：割刀的全長， l= 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 刀的加速度 3） 割刀與各接觸部分的摩擦力 F=g：重力加速度 f：割刀對鐵的摩擦系數 所以割刀承受最大的反作用力 R=P+Q+F 根據經驗得：如果切割器安裝良好，每米割刀長度，慣性力和摩擦阻力之和約為 10公斤，消耗的馬力約為 切割器的慣性力平衡 1）回轉運動不平衡質量引起的慣性力 （ g：曲柄銷的質量 桿的質量， 設有 1/2的質量參加到曲柄銷上作回轉運動，另有 1/2的質量參加到割刀上作往復運動。 2）往復運動不平衡質量引起的慣性力 () r H:割刀的質量 () r 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 3）平衡 在曲柄盤上裝一個平衡配重，但由于慣性力始終是變化的，所以一般小型收割機上只要部分平衡 1/21/3即可。 B+1/2 （ () r P=Wp/g rp w2 衡重的半徑，取 1/2的 r，即為 19 衡重的質量 割器消耗的功率 N=h 切割功率 m B (102= 割每平方米莖稈所需功（ m），據經驗取 10 m。 空轉功率 據經驗 為 所以切割器消耗的功率 N=割刀的安裝及調整 需要滿足以下條件： 1)當割刀運動到左、右兩止點位置時，動、定刀片的中心線必須重合。 2)裝配時，定刀片應緊貼護刃器，局部 間隙不得超過 3)護刃器往護刃器梁上安裝時，所有定刀片的工作面應在同一平面內，其偏差不得大于 量時在相鄰三個定刀片上輪流進行，使定刀片工作面在同一直線上。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 4)割刀安裝時，要求動、定刀片平行，其間有 分刀片允許后端間隙達到 這種刀片的數量不得超過總數的三分之一。 5)每隔 56個動刀片裝一個壓刃器，壓刃器與動刀片間應留有 最后安裝好的割刀用手推拉應能運動靈便。 4 撥禾輪 禾輪的選擇 撥禾輪的型式 特點 普通壓板式撥禾輪 只適用于收直立或輕度倒伏（倒伏角不超過30 度）的作物如收割倒伏度較大的禾時，造成谷粒損失較大 偏心式撥禾輪 不但能收直立作物，也能收倒伏度較大的（倒伏角在 60度以內）作物，適應性能較廣，應用最普遍。 根據上述分析，本次設計的收割機的撥禾輪選用偏心式撥禾輪。 偏心撥禾輪的運動軌跡 運用解析法可以作出撥禾輪的運動軌跡如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 圖 3 撥禾輪的運動軌跡 由圖分析可得： 1）位移方程： X= (R：撥禾輪的半徑 ; W：撥禾輪的角速度 ) Y=H+ H:撥 禾輪軸距割刀的距離； h:割刀離地面的距離） 2)速度方程： m R w y=-R w )加速度方程： 撥禾輪的速度比 =m 根據速度方程可以推出 =1/了能夠起到扶禾作用， 1. 隨著的增大，余擺線的寬度也將增大，但是不可過大，分析如下： 1)當 增大， 時對稻谷的沖擊將增大，造成損失，故 經驗所知： 割小麥時， (據經驗得： H=。 4） 撥禾輪軸安裝高度調節范圍： H=據經驗可得一般范圍： H=200600 的確定 根據 H=L+R/ 垂插入） H=R+2/3(穩定鋪放最小值） 得： D=2（ ( 分析： 導禾性好，高、矮桿適應性好，但 導致機體過大，需使軸心前移，否則撥禾輪與割刀工作失調。 禾量少，鋪放不整齊。 據經驗得知，小型半喂入稻谷收割機當割臺為平面輸送時 D=900買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 撥禾量 圖 4 撥禾量分析 根據上圖可知： X= 2= /2w 得： X=R 1+( 2/ ：撥禾輪轉一圈與這一段時間內機器走的路程之比。 =， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 Z：撥禾輪壓板數； S：這一段時間內機器走的路程 所以 : =Z（ 1+( 2） /2 1：壓板剛進入谷物時與水平軸之間的轉角。 對進行分析：減小，在自由狀態下切割的稻桿增多，鋪放性能不好；增大，速度比增大，如果過大，會產生回彈現象，導致過大的損失。根據經驗數據得 = X= 撥禾輪的轉速 因為 =m； w=2 n/60； 得： n=30 R=s。 撥禾輪功率 N=P B 75 P：撥禾輪板單位幅寬的阻力，一般 P=4kg/m 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 B：撥禾輪的寬度 即可求得： N= 撥禾輪的調整 1）高度調節：一般 00600)水平調節：一般在 200300）壓板的摟齒偏角調整：一般在 15 30 ,當谷物側倒，偏角向后傾，當谷物前傾，偏角向前傾。 5 割臺升降裝置的設計 割臺升降機構型式的選用 將手桿式割臺升降機構、機械式割臺升降機構以及 液壓式割臺升降機構等型式進行對比，液壓式割臺升降機構的優點是：反應靈敏，起落迅速，操作省力方便，通常大、中、小型收割機都用它。 液壓式割臺升降機構的結構 由兩個基本部分組成：一是懸掛機構，割臺通過懸掛機構與收割機機架連接，而懸掛機構則由一系列杠桿和鉸鏈組成。它借助于杠桿和鉸鏈來升降割臺。二是液壓機構，它產生液體壓力，推動油缸柱塞，通過上述懸掛機構帶動割臺升降。 割臺懸掛機構運動學 割臺懸掛機構通常采用四桿機構。 利用運動學圖解法可以作出割臺懸掛機構機動 圖，如下 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 圖 5 割臺懸掛機構 機動 圖 油泵的選擇 根據油泵的結構特點主要分三大類：齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 根據系統的壓力和流量，同時考慮到具體情況從油泵的效率、經濟性、使用可靠性和壽命等進行綜合考慮，選用中低壓定量葉片泵 壓力為 10量為 r，轉速為 1000r/且葉片泵的外形尺寸較小，運轉平穩，噪音小，流量均勻，油的粘度和磨損對效率的下降影響相對較小。 油缸的設計和計算 油缸是液壓系統的執行元件，用來將液壓能轉變為機械能，操縱機器按所要求的推力和速度運動。 油 缸種類的選擇 在收割機割臺升降的油缸常用單作用柱塞式油缸：它只能在活塞的一段加油壓，產生單向的推力作用，柱塞靠自重和機械的作用實現反行程，收割機的割臺升起靠油壓推力，下降靠割臺的重力實現回程。 油缸的計算 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 1）油缸推力 P P=1+3+ 慣 作壓力，即割臺重力傳到油缸推桿的作用力； 塞密封處的摩擦阻力； 塞桿密封處的摩擦阻力； 臺懸掛桿件各鉸鏈的摩擦阻力； 缸內液壓油流出的阻力，約為 0； P 慣 ：起動、制動或換向時的慣性力。 得出： P=52）活塞行程 S 過上述割臺懸掛機構運動學的分析作圖固定出來的，由上圖得知， S=80 3）油缸的作用時間 T T=0 ） (秒 ) Q:流量，升 /分； D：油缸內徑，厘米； d：推桿直徑，厘米； 割臺的提升要在 3秒內完成， 即 T=3秒， 可求出油缸缸徑 D=）活塞桿 d、 l 的計算 選取 d=1/3*D=其進行強度校核： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 =4P/( = P:油缸推力，公斤； ：活塞桿材料的許用 應力，公斤 /厘米 5 鋼 =1600公斤 /厘米 2. 代入選取的 d= 根據活塞行程及油缸結構，取得 l=72其進行穩定性校核： l/d=5 所以不需要進行穩定性校核。即取 l=72 5）運動速度 V 運動速度主要取決于流量 ，計算公式如下， V=10Q/F(米 /分 ) Q:流量，升 /分； D：油缸內徑，厘米； d：推桿直徑，厘米。 得 V=434（米 /分） . 6） 油缸壁厚 由于壁厚 D，假定應力延壁厚是均布的， 可以用截面法沿縱截面截取油缸的一半，如圖 6所示 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 圖 6 缸壁的受力分析 缸壁的應力： =（ ） /( l） =2 )= =2 )(厘米 ) p：油缸內的工作壓力，公斤 /厘米 2，等于 D：油缸內徑，厘米； :缸體材料的拉伸許用應力公斤 /厘米 2，鑄鋼 =1000公斤 /厘米 2。 通過上述計算得 = 割臺升降液壓傳動系統的設計 割臺液壓升降系統的油缸動作應有提升、中立和下降等三種穩定的狀態。因此液壓傳動系統換向閥的換向位置數應與油缸的動作 相對應，換向閥的通路數由油缸、油泵及郵箱與閥連接的管路數而定。為了使油缸獲得上述三個動作，換向閥則可采用三位三通的結構形式。液壓系統圖如下， 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 圖 7 割臺升降液壓系統示意圖 圖中換向閥的位置是中立位置，油泵送來的油經換向閥直接返回油箱，因此割臺出于原來狀態，不升不降。當把換向閥向右推移一個位置，割臺保持在原有高度。當把換向閥向左拉過一個位置，此時通過換向閥把油缸與油箱油路連接 ，在割臺自重的反壓下把油缸內的油壓回油箱，于是割臺下降，降到合適位置，再把換向閥推回中立位置，割臺即不再下降而停留在該位置上。 為 了防止液壓系統超載時可能引起液壓元件的損壞，與油泵并聯一安全閥。 為了調節割臺從最低位置升到最高位置時所需要的時間，所以在油缸的通道上串聯安裝了一個可調式節流閥。使其升起時間大約為 3秒左右。 6 橫向輸送機構 橫向輸送機構是將割下的作物輸送到夾持鏈，離開割臺的機構。 送鏈的選擇 通過以往收割機使用經驗，一般有直立附板滾子鏈、直立異型附件滾子鏈、直立附板輸送鏈、齒形鏈板無套筒鏈，對于本次設計的割臺橫向輸送機構，采用的是直立附板滾子鏈。 立附板滾子鏈的參數 1） 節距 p=） 滾子外徑 ） 內鏈節內寬 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26 4） 銷軸直徑 ） 鏈板高度 ） 極限拉伸載荷 Q=鏈輪的參數 1）分度圓直徑 d=）齒頂圓直徑 ）齒根圓直徑 ）齒側凸緣直徑 21。 03）齒寬 ）齒側半徑 ）倒角寬度 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 27 參考文獻 1、錢可強 .機械制圖【 M】 . 高等教育出版社