半喂入小型联合收割机之割台部分设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目录 中文摘要 英文摘要 1 绪论 . 1 内收获机械发展概况 . 5 门阶段 . 5 展阶段 . 1 用引进技术 发展阶段 . 1 外收获机械发展概况 . 2 次设计过程 . 2 2 收割台机构 . 3 台机构的选择 . 3 . 3 . 错误 !未定义书签。 3 往复式切割器 . 4 复式切割器的构造及类型 . 4 型往复式切割器的构造 . 4 刀片 . 4 刀片 . 4 刃器 . 4 刃器 . 4 擦片 . 4 割器运动学 . 4 刀驱动机构 . 5 刀的位移、速度和加速度 . 6 择割刀平均速度，计算曲柄转速 . 6 柄转速与机器前进速度的关系 . 6 界切割速度比 . 6 切割机构动力学 . 7 刀在工作时的受力分析 . 7 割器的惯性力平衡 . 8 割器消耗功率 . 9 刀的安装及调整 . 9 4 拨禾轮 . 10 禾轮的选择 . 10 心拨禾轮的运动轨迹 . 10 禾轮的速度比 . 11 禾轮 的设计参数 . 12 禾轮安装高度及其调节范围 . 12 禾轮直径 . 13 禾量 .未定义书签。 禾轮的转速 . 15 禾轮功率 . 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 禾轮的调整 . 16 5 割台升降装置的设计 . 16 台升降机构型式的选用 . 16 压式割台升降机构的结构 . 16 台悬挂机构运动学 . 16 泵的选择 . 17 缸的设计和计算 . 17 缸种类的选择 . 17 缸的计算 . 17 台升降液压传动系统的设计 . 20 6 横向输送机构 . 21 送链的选择 . 21 立附板滚子链的参数 . 21 轮的参数 . 22 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 摘要 半喂入联合收割机是采用偏心拨禾轮的，其能够扶起倒伏度较大作物，夹持作物使其半喂入脱粒，处理量明显减少而且稳定，不会由于倒伏程度的不同和作物湿度而有很大变化。其作业性能优良，且能使作物整齐铺放或者切碎还田。从20世纪 90年代中期以来，由于结构尺寸放大，多 种监控、自动控制装置的使用，多数机型作业速度可达 s,工作幅度 别的达到 置动力 器接地压力在 20上，防陷性能高，生产效率 h 或以上。其主要问题是机型过大后灵活性变差且售价过高。因此本设计旨在克服上述缺点，设计一款适合南方丘陵地区，价格合理的小型半喂入联合收割机。该设计的主要内容在于：切割器、偏心拨禾轮、割台的升降控制机构等重要部件的设计研究。 关键词 ： 半喂入；联合收割机；割台；切割器；偏心拨禾 轮；割台升降控制机构。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 绪论 作物收获是整个农业生产过程中夺取丰收最后一个重要环节，对谷物产量和质量都有很大影响，其特点是季节性强、时间紧、任务重，易遭受雨、雪、风、霜的侵袭造成损失。因此，实现谷物收获作业机械化对于提高劳动生产率、减轻劳动强度、降低收获损失、以确保丰产丰收具有极其重要意义。 国内收获机械的发展概况 入门阶段 这一阶段完成的主要是引进和仿制工作。 1949 年开始从前苏联进 C 6 牵引式，此后又相继从其他国家进一些机型。牵引式机器有：联邦德国克拉斯、 兰茨、英国阿尔滨等。经过多年试验选型和农场实际使用，曾先后选定几种机型进行仿制，但最后投产只有 1956 年投产的 引式联合收割机。尽管产品数量不多、制造质量也不高，而且在此期间国内少数单位自行设计研制一些小型联合收割机均未成功，但此时我国已初步掌握了联合收割机生产和制造技术。 发展阶段 这一阶段是我国联合收割机迅速发展时期。全国不仅涌现出一批新专业联合收割机厂，而且还发展了相应配套件厂，这些工厂通过扩建、技术改造，生产能力有很大提高。到 70 年代末，一个比较完整联合收割机制造业初具规模 ，联合收割机年产量已达到 6000 台的水平。尽管有的机型是国外四五十年代技术水平老机型，机器性能相对比较落后，但这一阶段我国联合收割机事业却是飞速发展。而且，这段时间的工作使我国设计研究联合收割机水平有了长足进步和提高，逐步具备独立设计开发新产品的能力。 利用引进技术发展阶段 这个阶段是谷物联合收割机发展过程中一个艰难而又复杂时期，经历了一个极大起落过程。 1980 年前后，改革开放政策对联合收割机发展产生了巨大影响。经过几年努力，引进机型陆续投产，我国联合收割机行业科学技术在许多方面从原来比较落后 状态，一下子跨到 80年代初国际先进水平，有了一个划时代飞跃。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 但是，由于 80 年代初农村经济比较落后等一些其它因素影响，联合收割机市场明显萎缩。自 1982年，全国产量由 6000台一下降到 1000余台。 80年代中后期，随着农村经济发展，市场逐渐恢复。进入 90 年代，不仅产量恢复到了历史最高水平，而且新试制产品，特别是中小型拖拉机悬挂品种型号繁多，出现制造、开发、选购收获机新局面。 90年代中后期，我国收获机发展更加迅速，不仅各种类型机械齐全，性能也不断完善，而且产量大幅度提高。 1997 年全国年生产联合收割机 35105 台，比1982 年提高几倍。而且，市场比较看好，年终售出 31955 台，呈现良好的发展势头，开始我国收获机发展一个崭新的阶段。 国外收获机的发展概况 国外收获机发比较有代表性国家和地区欧美及日本等地。欧美多为全喂入脱粒，机型大，生产率高，适合较大规模生产条件；日本则以中小型水稻收获机为主，多采用半喂入，机型小，生产率较低。 目前，世界收获机械的发展，不仅在传统的收获机上增设了许多电液自动化控制系统，如凯斯公司的 2300 系列大型联合收获机上设置了 收装置，为将来精确农业发展奠定基础。而且，突破了 传统收获工艺，发展割前脱粒。如东北农业大学研制气吸式割前脱粒联合收获机，英国谢尔本公司生产梳脱台等。总之，世界上的收获机械正向着自动化、适用化、多样化方向发展。 本次设计过程 收割是谷物栽培最后环节，对于谷物产量和质量具有很重要影响。收获的季节性很强，农时紧迫，人工收割劳动强度大，为此设计收割机，谷物联合收割机是集收割、脱粒、分离、清洗为一体的作业，相对于分别收获来说，其机械化水平较高，能显著提高劳动生产率，降低劳动强度，能及时清理天地，以利于下茬作物的抢耕抢种，在次设计中，我遇到了许许多多的困难 ，从对农业机械的一片空白到对收割机的整体把握，和对其国内的收割机机构的了解，都倾注了老师和自己的汗水，特别在绘图期间，得到了老师的悉心指导，对本人设计和以后走上工作单位都打好了良好的基础，通过几个月的设计，通过学习、提问、认真查阅相关手册，终于使本次设计任务圆满完成。在此向严老师和同组同学表示由衷的感谢。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 本次设计的主要是收割台机构，由于时间仓促，个人所学知识有限，因此该设计还存在这样那样的缺点及不足，还请各位老师及同行给予批评指正，在此一并表示感谢。 2. 收割台机构 割台机构的选择 割台 是联合收割机的主要工作部件之一，其功用是完成割禾工作，并随机把割倒的谷物集中连续不断地输送给输送槽。根据收割机的不同特点，割台有集中不同的型式，如下： 割台类型 特点 缺点 带搅龙输送器的卧式割台 适应性好；稻、麦和豆类都适用， 割幅大、小都可以用；工作可靠 结构复杂，重量大 输送带式卧式割台 作物割倒整齐；较好的适应性；割幅大、小都可以用 纵向尺寸较大， 降低了灵活性 立式割台 纵向尺寸大为缩短，重量轻， 结构紧凑，较好的适应性 要求较高的机走速度； 容易造成作物损失； 割台落粒难以回收； 不适于倒 伏作物 旋转式割台 工作震动小；有一定的适应性；用于 低速和割幅不大的小型半喂入收割机 结构复杂、前移量重量大、 割台损失较多且难以收回 根据上述阐述，本次设计的割台机型为输送带式卧式割台。 输送带式卧式割台的结构 此种割台主要由往复式切割器、横向输送装置、曲柄连杆驱动机构、偏心拨禾轮、割台升降控制机构等组成。 输送带式卧式割台的工作流程 变速箱带经过皮带轮带动蜗轮蜗杆，涡轮轴通过皮带轮带动拨禾轮转动，涡杆通过曲柄摇杆带动摇杆转动，具有一定的角速度，再通过与摇杆固定一起的轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 和曲柄连杆 带动切割器做往复运动，涡轮轴通过一个连杆带动横向输送器，使其进行工作。 3 往复式切割器 往复式切割器的构造及类型 根据国家推荐新设计的收割机均采用型切割器。 型往复式切割器的构造 动刀片 根据 刀片为齿刃口；取前桥宽度为 17口刃角 i=23；对禾杆的摩擦角为 41，切割角为 30 定刀片 根据 刀片为光刃口；取刀口刃口 i=60；对禾杆的摩擦角为 16，切割角为 3。 动刀片节距 t=定刀片节距 刀 行程 S 护刃器 相对于型，型护刃器上没有专门开削出的刀杆导向槽，它的导向槽是在整个切割器安装时由摩擦片的前端面与护刃器固定定刀片的凸台后端面之间所形成的，所以对于型切割器的护刃器来说加工工艺比较简单，省工，且它的刀杆导向槽是组成式的，经过一段时间工作导向槽磨损了之后，可以调整摩擦片，使其恢复原有的导向槽的合理宽度。 压刃器 使动、定刀片之间保持有一合适的刀片间隙；本次设计的割幅上有三个压刃器。 摩擦片 摩擦片的数量与压刃器的数量相同，有三个摩擦片。 切割机构运动学 割刀驱动机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 1 曲柄连杆机构运动分析图 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 故简化为 X=r(1=r(13)割刀的速度 Vx=dx/dt=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 4)割刀的加速度 ax=dt= 选择割刀平均速度，计算曲柄转速 1）根据实验数据表明切断禾杆最低速度为 s，对于本次设计的小型收割机的平均速度 m/s。 2）曲柄的转速 n=60V 平 /2S=15V 平 /r= 曲柄转速与机器前进速度的关系 割刀的绝对速度分为随机器等速前进的直线运动以及刀片的往复运动。 1） 直线运动： y=在南方丘陵地带，小型收割机取 s。 2） 往复运动： x=r(1进程 H：刀片走完一个行程 片随机 器前进的距离。 H=60n= Vm/w=30Vm/n= 临界切割速度比 达到整齐割茬的最小切割速度比。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 2 临界切割速度比 得出切割速度比 p=V 平 / 随着 切割机构动力学 割刀在工作时的受力分析 1）切割阻力 P=0公斤 q：每米割刀长度的切割阻力，取 q=50公斤 /米。 B：理论割幅宽度，取 2）割刀割刀往复运动质量不平衡引起的惯性力 Q Q=l mH l 米割刀长的质量，取 2/米； l：割刀的全长， l= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 刀的加速度 3） 割刀与各接触部分的摩擦力 F=g：重力加速度 f：割刀对铁的摩擦系数 所以割刀承受最大的反作用力 R=P+Q+F 根据经验得：如果切割器安装良好，每米割刀长度，惯性力和摩擦阻力之和约为 10公斤，消耗的马力约为 切割器的惯性力平衡 1）回转运动不平衡质量引起的惯性力 （ g：曲柄销的质量 杆的质量， 设有 1/2的质量参加到曲柄销上作回转运动，另有 1/2的质量参加到割刀上作往复运动。 2）往复运动不平衡质量引起的惯性力 () r H:割刀的质量 () r 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 3）平衡 在曲柄盘上装一个平衡配重，但由于惯性力始终是变化的，所以一般小型收割机上只要部分平衡 1/21/3即可。 B+1/2 （ () r P=Wp/g rp w2 衡重的半径，取 1/2的 r，即为 19 衡重的质量 割器消耗的功率 N=h 切割功率 m B (102= 割每平方米茎秆所需功（ m），据经验取 10 m。 空转功率 据经验 为 所以切割器消耗的功率 N=割刀的安装及调整 需要满足以下条件： 1)当割刀运动到左、右两止点位置时，动、定刀片的中心线必须重合。 2)装配时，定刀片应紧贴护刃器，局部 间隙不得超过 3)护刃器往护刃器梁上安装时，所有定刀片的工作面应在同一平面内，其偏差不得大于 量时在相邻三个定刀片上轮流进行，使定刀片工作面在同一直线上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 4)割刀安装时，要求动、定刀片平行，其间有 分刀片允许后端间隙达到 这种刀片的数量不得超过总数的三分之一。 5)每隔 56个动刀片装一个压刃器，压刃器与动刀片间应留有 最后安装好的割刀用手推拉应能运动灵便。 4 拨禾轮 禾轮的选择 拨禾轮的型式 特点 普通压板式拨禾轮 只适用于收直立或轻度倒伏（倒伏角不超过30 度）的作物如收割倒伏度较大的禾时，造成谷粒损失较大 偏心式拨禾轮 不但能收直立作物，也能收倒伏度较大的（倒伏角在 60度以内）作物，适应性能较广，应用最普遍。 根据上述分析，本次设计的收割机的拨禾轮选用偏心式拨禾轮。 偏心拨禾轮的运动轨迹 运用解析法可以作出拨禾轮的运动轨迹如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 3 拨禾轮的运动轨迹 由图分析可得： 1）位移方程： X= (R：拨禾轮的半径 ; W：拨禾轮的角速度 ) Y=H+ H:拨 禾轮轴距割刀的距离； h:割刀离地面的距离） 2)速度方程： m R w y=-R w )加速度方程： 拨禾轮的速度比 =m 根据速度方程可以推出 =1/了能够起到扶禾作用， 1. 随着的增大，余摆线的宽度也将增大，但是不可过大，分析如下： 1)当 增大， 时对稻谷的冲击将增大，造成损失，故 经验所知： 割小麦时， (据经验得： H=。 4） 拨禾轮轴安装高度调节范围： H=据经验可得一般范围： H=200600 的确定 根据 H=L+R/ 垂插入） H=R+2/3(稳定铺放最小值） 得： D=2（ ( 分析： 导禾性好，高、矮杆适应性好，但 导致机体过大，需使轴心前移，否则拨禾轮与割刀工作失调。 禾量少，铺放不整齐。 据经验得知，小型半喂入稻谷收割机当割台为平面输送时 D=900买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 拨禾量 图 4 拨禾量分析 根据上图可知： X= 2= /2w 得： X=R 1+( 2/ ：拨禾轮转一圈与这一段时间内机器走的路程之比。 =， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 Z：拨禾轮压板数； S：这一段时间内机器走的路程 所以 : =Z（ 1+( 2） /2 1：压板刚进入谷物时与水平轴之间的转角。 对进行分析：减小，在自由状态下切割的稻杆增多，铺放性能不好；增大，速度比增大，如果过大，会产生回弹现象，导致过大的损失。根据经验数据得 = X= 拨禾轮的转速 因为 =m； w=2 n/60； 得： n=30 R=s。 拨禾轮功率 N=P B 75 P：拨禾轮板单位幅宽的阻力，一般 P=4kg/m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 B：拨禾轮的宽度 即可求得： N= 拨禾轮的调整 1）高度调节：一般 00600)水平调节：一般在 200300）压板的搂齿偏角调整：一般在 15 30 ,当谷物侧倒，偏角向后倾，当谷物前倾，偏角向前倾。 5 割台升降装置的设计 割台升降机构型式的选用 将手杆式割台升降机构、机械式割台升降机构以及 液压式割台升降机构等型式进行对比，液压式割台升降机构的优点是：反应灵敏，起落迅速，操作省力方便，通常大、中、小型收割机都用它。 液压式割台升降机构的结构 由两个基本部分组成：一是悬挂机构，割台通过悬挂机构与收割机机架连接，而悬挂机构则由一系列杠杆和铰链组成。它借助于杠杆和铰链来升降割台。二是液压机构，它产生液体压力，推动油缸柱塞，通过上述悬挂机构带动割台升降。 割台悬挂机构运动学 割台悬挂机构通常采用四杆机构。 利用运动学图解法可以作出割台悬挂机构机动 图，如下 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 图 5 割台悬挂机构 机动 图 油泵的选择 根据油泵的结构特点主要分三大类：齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 根据系统的压力和流量，同时考虑到具体情况从油泵的效率、经济性、使用可靠性和寿命等进行综合考虑，选用中低压定量叶片泵 压力为 10量为 r，转速为 1000r/且叶片泵的外形尺寸较小，运转平稳，噪音小，流量均匀，油的粘度和磨损对效率的下降影响相对较小。 油缸的设计和计算 油缸是液压系统的执行元件，用来将液压能转变为机械能，操纵机器按所要求的推力和速度运动。 油 缸种类的选择 在收割机割台升降的油缸常用单作用柱塞式油缸：它只能在活塞的一段加油压，产生单向的推力作用，柱塞靠自重和机械的作用实现反行程，收割机的割台升起靠油压推力，下降靠割台的重力实现回程。 油缸的计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 1）油缸推力 P P=1+3+ 惯 作压力，即割台重力传到油缸推杆的作用力； 塞密封处的摩擦阻力； 塞杆密封处的摩擦阻力； 台悬挂杆件各铰链的摩擦阻力； 缸内液压油流出的阻力，约为 0； P 惯 ：起动、制动或换向时的惯性力。 得出： P=52）活塞行程 S 过上述割台悬挂机构运动学的分析作图固定出来的，由上图得知， S=80 3）油缸的作用时间 T T=0 ） (秒 ) Q:流量，升 /分； D：油缸内径，厘米； d：推杆直径，厘米； 割台的提升要在 3秒内完成， 即 T=3秒， 可求出油缸缸径 D=）活塞杆 d、 l 的计算 选取 d=1/3*D=其进行强度校核： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 =4P/( = P:油缸推力，公斤； ：活塞杆材料的许用 应力，公斤 /厘米 5 钢 =1600公斤 /厘米 2. 代入选取的 d= 根据活塞行程及油缸结构，取得 l=72其进行稳定性校核： l/d=5 所以不需要进行稳定性校核。即取 l=72 5）运动速度 V 运动速度主要取决于流量 ，计算公式如下， V=10Q/F(米 /分 ) Q:流量，升 /分； D：油缸内径，厘米； d：推杆直径，厘米。 得 V=434（米 /分） . 6） 油缸壁厚 由于壁厚 D，假定应力延壁厚是均布的， 可以用截面法沿纵截面截取油缸的一半，如图 6所示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 图 6 缸壁的受力分析 缸壁的应力： =（ ） /( l） =2 )= =2 )(厘米 ) p：油缸内的工作压力，公斤 /厘米 2，等于 D：油缸内径，厘米； :缸体材料的拉伸许用应力公斤 /厘米 2，铸钢 =1000公斤 /厘米 2。 通过上述计算得 = 割台升降液压传动系统的设计 割台液压升降系统的油缸动作应有提升、中立和下降等三种稳定的状态。因此液压传动系统换向阀的换向位置数应与油缸的动作 相对应，换向阀的通路数由油缸、油泵及邮箱与阀连接的管路数而定。为了使油缸获得上述三个动作，换向阀则可采用三位三通的结构形式。液压系统图如下， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 图 7 割台升降液压系统示意图 图中换向阀的位置是中立位置，油泵送来的油经换向阀直接返回油箱，因此割台出于原来状态，不升不降。当把换向阀向右推移一个位置，割台保持在原有高度。当把换向阀向左拉过一个位置，此时通过换向阀把油缸与油箱油路连接 ，在割台自重的反压下把油缸内的油压回油箱，于是割台下降，降到合适位置，再把换向阀推回中立位置，割台即不再下降而停留在该位置上。 为 了防止液压系统超载时可能引起液压元件的损坏，与油泵并联一安全阀。 为了调节割台从最低位置升到最高位置时所需要的时间，所以在油缸的通道上串联安装了一个可调式节流阀。使其升起时间大约为 3秒左右。 6 横向输送机构 横向输送机构是将割下的作物输送到夹持链，离开割台的机构。 送链的选择 通过以往收割机使用经验，一般有直立附板滚子链、直立异型附件滚子链、直立附板输送链、齿形链板无套筒链，对于本次设计的割台横向输送机构，采用的是直立附板滚子链。 立附板滚子链的参数 1） 节距 p=） 滚子外径 ） 内链节内宽 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 4） 销轴直径 ） 链板高度 ） 极限拉伸载荷 Q=链轮的参数 1）分度圆直径 d=）齿顶圆直径 ）齿根圆直径 ）齿侧凸缘直径 21。 03）齿宽 ）齿侧半径 ）倒角宽度 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 参考文献 1、钱可强 .机械制图【 M】 . 高等教育出版社