圆盘式割草机的设计本科毕业设计

圆盘式割草机的设计圆盘式割草机的设计#独立设计一个圆盘式割草机，提高自己在机械方面的独立设计的能力，培养遇到问题，解决问题的能力，达到学以致用的目的。2双圆盘割草机总体设计2.1本设计需要解决的技术问题（1）选择与设计机具结构类型（2）确定机具的传动方案（3）选择并确定刀片切割速度（4）选择并设计拖拉机与机具的挂接机构（5）确定动力参数和分配合适的传动比.收2获对象对机械性能的要求（1）牧草的稠密程度和含水量要相比于谷物要高，因此相应切割刀片的切割速度要适当大一些，回转式割草机的切割速度为70-10（2）由于作业环境相对恶略，遇到障碍物时，切割器能够迅速提升，所以应具有灵活的起落机构（3）为了减少牧草的收获损失，增加经济效益，应对机器进行严格的限制，减少机械队牧草的翻动和滚压，所以割下来的牧草应厚度适宜，且保证切割下来后能够均匀的铺放在地面上（4）刃口应具有很好的耐磨特性，刀具要具有保护装置（5）结构简单，使用维护方便，指标先进技术经济2.总3体设计原则（1）牧草收割作业季节性强，作业时间有限，故应采用工作机与动力机分离式。动力由小四轮拖拉机皮带输出。本机采用前悬挂式连接方式，由小四轮拖拉机液压油缸作为提升动力。切割器用旋转式上传动圆盘切割器;（2）本机选用旋转式（回转式）切割器，对牧草的适应性强，特别适应于稠密、倒伏和缠的牧草，工作平稳，能以 的作业速度工作，生产率高;（3）旋转式切割器转速较高，设计中应考虑到运动件和切割器的安全防护问题;（4）左、右两个切割器采用通过机架刚性连接，作业时两个刀盘上的刀片转向相反，以保证牧草集垄和铺放整齐;（5）降低整机生产成本，以提高经济性。2.要4求达到的技术参数（）作业幅宽：（）作业速度：（）割茬高度：（）刀片切割速度：（5）生产率：6-亩8/小时（）使用可靠性：三（）机具使用质量：W2.总5体参数的确定配套动力 以上功率的小四轮拖拉机。2.作业幅宽:旋转式割草机的作业幅宽决定于配套拖拉机的功率。根据拖拉轮距，牧草种类等结合因素，初步选择作业幅宽为 。3．28小0四轮拖拉机参数（约翰迪尔中国）后轮轮距液压后壁提升力三标定功率：飞轮上的皮带轮外径4上.传动式圆盘切割器（1刀）盘数:2个刀片片刀盘直径刀盘转速作业速度样机质量控制在 以内。2.总6体方案的确定方案1该旋转圆盘式割草机由自由盘、驱动盘、割刀、传动装置、悬挂装置、弹性缓冲器等部组成，其传动结构见图2-1工作原理该机采用1马5力以上拖拉机后悬挂方式。上下两根调整弹簧，一根大弹簧上端连在悬挂架上，下端连接在切割器上端合适位置；另一根较小的弹簧上端也连在悬挂架上。下端连在主梁的合适位置。工作时，自由盘与地面凸起处接触，弹性缓冲装置起到仿形作用，使左右侧对地压力均衡，对保证割茬高度一致是很有好处的。该机动力由拖拉机侧输出轴输出．经传动装置带动驱动盘对牧草进行收割。该割草机的特点该旋转圆盘式割草机，经生产考核，生产效率高，动力消耗低，能够适应各种复杂地况的草场。生产率可达到 .割草高度控制 0条铺整齐不杂乱。因此，该机型在转速，刀盘直径等参数的选择、匹配上是科学合理的，不仅各项性能指标均超过以往各种机型，而且移动灵活，操作维修方便。图 转盘式割草机示意图自由盘2．割刀 ．3驱动盘 ．4传动装置5．悬挂装置 6．弹性缓冲器方案根据作业约束条件和设计原则，机具采用前悬挂式作业方式，主要有平行四连杆升降机构、机架、圆盘式切割装置、传动机构、甩草筒、防护栏等几部分组成。设计方案和结构如图2-2图2-双2圆盘割草机示意图拖拉机飞轮皮带轮2四连杆升降机构3机架4甩草桶5切割器滑底6上刀盘7刀片8防护栏9齿轮机构工作原理：机具通过平行四连杆机构和辅助挂接件悬挂于拖拉机前方，动力由拖拉机飞轮皮带轮传入，机具的升降由拖拉机液压提升，同时接合动力切割器开始旋转，刀片销链在刀盘上，通过高速旋转割下牧草。两个刀盘反向旋转，牧草割下后倒向机具中间，通过甩草筒甩集成垄，完成切割作业。方案的比较与选择：经过比较和对比，方案2具有灵活，维修方便，且使牧草排放整齐等等特点。故选择方案3旋转式切割器的设计3.割1刀运动分析圆盘式割草机切割器的割刀运动是刀盘的水平旋转与机器前进运动所合成的。刀片某一点对地面的轨迹为余摆线（如图所示），刀片刃线对地面所扫过的面积为余摆线，其带宽与刃部长度相近似。图3-刀1片运动轨迹刀片任意一点的位移可用方程式表示。设刀盘中心为坐标原点水平向右为轴，垂直向上机器前进方向为轴。令刀盘逆时针转动，角速度为3,则相临刀片各内、外端点的位移方程如下第刀片内端的位移方程= rs(st+位=Vm +r(st+似——刀片内端半径二一一刀片内外点对盘的连线夹角3—-刀盘回转角速度—-刀盘转过时间'—-机器前进速度外端的位移方程XbR3St丁二二.i-Rsin』也 刀片外端半径第2刀片的内、外端点的位移方程。Xc=ycos(dot+0一ot)Yc=Vmt-Frsin(st-ot)Xd=rcos(dot—e)Yd=vmt=rsinwt式中::一相邻刀片夹角3.割2刀转速的确定割刀转速是根据切割速度要求而确定的。试验得出，无支承切割的旋转式切割器在切割牧草时，其刀片线速度应为 0因刀片内端圆周速度最低，故应以该点为基准确定割刀应有的速度。综前所述，割刀任一点速度均为刀片圆周速度与机器前进速度的合成，故点速度为Va= +2Vmrmcosfcct+(3)+由上式可见，当3t+R=tt+2kn(k=0,1,2n)时'最小。即V^min=r(ji)—Vm%=%ns=(1+Vj/r=；=1S55v■nr式中——刀盘转速刀片应用的切割速度机器前进速度刀片内端半径3.刀3片数的确定圆盘式切割器的切割图是由多条余摆带所形成的，其带宽近似为刀片长度，刀片数是根据割刀进距圆盘转一周时机器前进距离与在一个进距中各刀片余摆带的纵向宽度之和与相等而定。由于，则——机器前进速度，——余摆线纵宽刀片工作刃线长度一割刀转速，由于考虑到制造的方便和运转的平衡问题，刀片数量确定为3片。切割刀片用 一 优质碳素结构钢》规定的 钢制造，刀刃部分热处理，硬度 一C如图图3-刀2片刀片伸出高度割草机漏割、重割现象与刀盘大小、刀片数、前进速度、刀片伸出高度有关。一般情况下，刀盘直径越大，前进速度越快，刀片伸出高度也愈大。刀片伸出的最小高度，应等于机具在刀片转过相邻两个刀片夹角的时间内通过的距离，即计算公式为二二二-匚1二三式中r=0.52m v=2.22m/svg=72nrv(2X3.14X0.52X2.22)h= = ； =0用3smmvg (3X70)由此可知：刀片伸出最小高度为 ，故设计伸出高度为 。3.切5割器主体部分设计本机切割器为旋转式切割器。切割器安装在主轴的下方，主要由刀盘、导草罩、刀片、滑低和和滑底座等组成。刀盘为截顶圆锥筒，刀片销链在刀盘锥面上，与地面成15。倾角，刀盘和导草罩随刀盘轴一起旋转时，刀片甩出割草。如刀片被打碎或飞出刀盘时，可在直径1米之内插入土中以避免事故。导草罩用来分草和向后输送牧草，滑底和滑底座用于支持切割器在地面上滑行，并可以上下移动以调节割茬高度。

图3.切3割器主体部分主要工作部件的方案选择及相关参数的确定传1动系统总体方案的确定图4-双1圆盘割草机传动示意图动力由拖拉机皮带轮输出，经皮带轮传至2轴。2、4轴由万向节连接，皮带轮将动力传到锥齿轮，由锥齿轮传至主轴3，由主轴带动上刀盘旋转，上刀盘带动刀片转动，完成切割任务。动2力参数设计4.2传.动1比分配由于柴油机转速为 ，根据传动方案，本机具为二级传动。第一级的传动为皮带传动:第二级传动为锥齿轮传动。己知拖拉机皮带轮基准直径为 根据设计要求，初步选取皮带轮基准直径为D2=110mmD1=140mm D2=110mm则皮带轮的转速为：n2（=D1/）XDn21=1833r/min两个锥齿轮大小相同，传动比为 则转轴速度为 r上刀盘与转轴无相对运动，可知上刀盘的转速与转轴相同且为r则刀片转速也为 r4.2.功2率消耗旋转式割草机功率消耗受切割速度、机器前进速度以及作物条件等因素的影响而变化。切割速度过低会产生撕裂作用而增加切割阻力切割速度过高，则加大了空气阻力和抛撒牧草的阻力从而增加切割阻力。不同切割速度和前进速度下，切割所需的功率不同。当切割速度为时，功率与速度的关系如图。

图4-割2草机切割功率消耗正常作业时，本机基本参数为在切割速度 0 的条件下，割草所需功率为切割茂密牧草时所需功率为切割一般情况下牧草的两倍。I轴（输入到割草机）功率为II轴（右轴）：从带效率查表得知上44in轴（主轴）:滚动轴承效率取：=二；二对;万向联轴器：石 （一个）p3=p2T]2t]2T]2r]2r]3=14.8X0.99X0.99X0.99X0.99X0.98n?1883 /r“「丁=1皿前T3=95sopm/( . 5各轴动力和运动参数如下表轴序号功率（）转速（ ）传动比()III动力和运动参数带传动设计由传动方案可知，带为第一级传动，主动轮为小四轮拖拉机的飞轮，从动轮为割草机动力输入皮带轮，其基准直径为，又知 ， ，皮带轮传动功率为选取窄带根据普通带选型图，确定选用 型窄带(1)验算带速n3.14X140X1440V=tiDhX = =10.5m/s160*1000 60000因< 故带速合适。()带尺寸选取根据拖拉机和割草机的结构，初步选取中心距现 根据公式计算所需基准长度：二"二一7TD】；二( [((40—40)+11=2293mm由表差值选取带的基准长度为 ，公称长度计算实际中心距a=+(Ld—⑷] 一选取中心距为4.3四连杆挂接机构设计机具通过平行四连杆机构与小四轮拖拉机前端悬挂起来，同时，通过液压提升四连杆的运动，来实现切割器的起落，根据机具结构和拖拉机结构尺寸，其结构如下图所示

图4-机8具挂接机构示意图原理说明：图中所示的机构为平行四边形机构。这种机构的特点之一是相对杆始终保持平行，且两连杆的角位移、角速度和角加速度也始终相等，一段固定在拖拉机上，因此在运动过程中始终保持竖直方向两连杆处于平行位置，从而机具的竖直方向的移动，来实现切割器的起落。总结本文是围绕农用机械产品——圆盘式割草机的设计，通过对国内外割草机研究现状的分析，根据设计的要求，主要完成了传动方案的确定，总体方案的确定，切割器的设计、分析和计算，以及升降机构的设计，实现了圆盘式割草机的初步设计，并对圆盘式割草机械的发展现状以及发展前景做出了简明的概括和分析。本次设计是对我的四年的大学生活做出的总结,同时为将来工作进行了一次适应性训练，从中锻炼自己提出问题、分析问题、解决问题的能力，为今后自己的研究生生活打下一个良好的基础。参考文献【】盛国成 型前悬挂割草压扁机的研制【】山东农机:20，084:14-16【】东北农学院主编畜牧业机械化【】北京农业出版社:1980.1:110【】盛克柱纽荷兰几种牧草收获机械的特点【】新疆农机化04:40【】张文静牧草收获机械的现状、机遇及发展【】农村牧区机械化0【】金光农业网我国牧草机械发展落后原因分析【】 0【】中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册【工北京：机械工业出版社．1990【】杨明韶.我国牧草压编基础研究工作进展与探索【工农机化研究．2002(2)【】徐秀英小型牧草收获节些的设计【】南京农业大学【9】中国机械信息网.我国草业畜牧业机械市场前景广阔(3)【J】.20，072:7【】杨敏丽牧草生产机械化西部农业机械化发展新的增长点【】中国农机化.20，040:一810【11】甘谷兴农网.推进牧草生产机械化力促草业经济大发展【J】.20，0141:10【2【波兰】卡那沃依斯基收获机械【】中国农业出版社.1983:10【3东北农学院主编畜牧业机械化【】农业出版社一第一版8.122【