开题报告-玉米收割机设计

PAGEPAGE1背负式双行玉米收获机的结构设计背负式双行玉米收获机研究的目的意义及国内外研究概况1.1研究背景与意义我国是玉米的种植面积和总产量是仅次于美国的世界上第二号玉米生产大国，占世界总产量的20%；同时，我国也是玉米消费大国，消费量的90%靠国内生产。如图1.1为近年中国玉米产量统计图，玉米是我国三大粮食种植作物之一，其用途非常广泛，玉米营养丰富，既可作为人们的食粮，又可作为畜牧业主要的饲料原料，玉米秸秆也可作为家禽、家畜的天然饲料；另外，玉米还可作为重要的工业原料；玉米作为工业原料，深加工产品可达2000多种。随着人们经济收入的增加和物质生活水平的提高，人类的饮食结构发生了巨大改变，不再仅以粗粮作为主要口粮，对蛋、奶、禽、肉的需求也在大幅度增加，成为了玉米増产的重要动力。因此玉米生产在我国的农业以及国民经济的发展中起着举足轻重的位置。图1.1近年中国玉米产量统计图玉米生产的整个作业过程中，玉米收获时需要的工作量非常大，劳动强度也比较大，因此实现玉米机械化收获很有必要。目前我国农业机械化的发展非常快，使得我国现在玉米收获正由传统人工收获向现代化玉米机械化收获方式转变。但在玉米的整个生产过程中，我国的收获机械化水平依然处于低端水平，发展速度依然不能满足生产需求，这是我国农业机械化发展的瓶颈。因此如何进一步加快玉米收获机械化的发展是目前最亟待解决的问题。1.2国内外研究现状大多数发达国家的玉米收获早己实现了机械化，1959年美国玉米收获己经全部实现了机械化。我国玉米收获机械化的发展是先从引进、试用、仿制、改进从国外买回来的样机开始的，慢慢转变成自己进行基础理论研究和设计的一个过程。如表1-1为我国玉米收获机发展现状。表1-1国内玉米收获机发展现状国内同类产品产品优点产品缺点凯斯新型88系列轴流滚筒收获机1.操作性能稳定；2.净粮效率高；3.收获机和割台连接快速方便。1.体积过大；2.价格昂贵。YD－2型背负式玉米收获机1.减少了果穗尖端进入拉茎轴引起脱粒损失；2.体积相对较小，更适合我国现行的家庭承包责任制的国情。1.工作效率低，粮食损失较大。2.作业性能无法得到保障。我国农业机械发展可概括为三个不同的发展阶段：20世纪50-60年代的农田动力机械发展阶段，60-80年代的大田机械发展阶段，90年代的小麦、水稻联合收获机械发展阶段。并预测，我国农业机械即将到来的发展高潮应该是玉米收获机械的发展。目前我国玉米收获机械化已经迎来一个发展的高潮，但是远远没有达到与你收获机械化发展的顶峰，与欧美等发达国家相比，我们还有很长的路要走。如表1-2所示为国外玉米收获机发展现状。表1-2所示为国外玉米收获机发展现状国外同类型产品产品优点产品缺点约翰迪尔Y215玉米果穗收割机该机设计新颖，在剥皮、茎秆粉碎处理等方面进行大胆创新，可以一次完成玉米作物的摘穗、输送、剥皮、装箱、秸秆粉碎还田的全过程作业。体积过大价格昂贵。约翰迪尔R230联合收割机破碎率低，收获效率高，持续作业时间长。清选干净，不跑粮。适应不同含水率和成熟度的作物脱粒要求，操作快捷简便体积过大，运输困难，价格昂贵在机械化程度较高的欧洲和美洲的一些国家，玉米机械化收获已有几十年的历史。根据地域、气候条件和种植制度的不同，各地区的玉米收获机械正在朝着不同的方向发展。19世纪初期，美国就发明了由人或牲畜提供动力的脱粒机和割捆机，1920年生产出29．4kW的玉米联合收获机，到1939年成功制作出第1台自走式玉米联合收获机械。20世纪70年代后进入高速发展阶段，玉米收获机朝着大型化、通用化和高效率的方向发展，电子技术、导航技术、遥感技术和地理信息系统等先进的智能技术也纷纷运用到玉米收获机上。结合其比较成熟、统一的种植工艺，使得玉米收获机快速发展。欧洲国家则在割捆机和脱粒机的基础上设计出了众多类型的玉米收获机，如东德E512型联合收获机、克拉斯D76和法国布劳特801等。日本则借鉴西方先进的玉米收获机械经验，结合日本多山地的地貌，设计制作出了一系列结构小巧、性能优良的收获机械。由于该国以种植水稻为主，所以收获机械多数为水稻收获机械。二、背负式双行玉米收获机的主要内容完成背负式双行玉米收获机的结构设计，该收获机采用小四轮拖拉机位动力源，以摘穗拖倒的形式收获玉米，具体要求如下：1、 完成背负式双行玉米收获机的结构设计；2、 收获行数：双行；3、 拢杆形式：链式；4、 摘穗形式：摘穗辊；5、 工作效率：2亩/小时；6、 拖拉机动力≥18马力。三、背负式双行玉米收获机的关键问题及解决的思路背负式双行玉米收获机主要设计思路是利用两对圆柱形切割装置将玉米收获，切割装置的动力是通过小四轮拖拉机提供。小四轮拖拉机通过皮带将动力传递到主轴上，主轴上的安装链轮，并通过链条带动转换器上的链轮，转换器的另一端连接刀具。转换器主要作用是改变动力方向，并将动力传送到刀具上，以用来完成玉米的切割。玉米收获机的关键问题：（1）玉米切割部分的稳定性，如何防止玉米卡在刀具上；（2）关键零部件的校核；（3）切割装置的稳定安全；相对应的解决思路:（1）对刀具结构重新设计（2）对零部件进行力学计算；（3）割台部分安装防护罩。转换器横卧式摘辊装置由横式卧辊、喂入轮和喂入辊等共同组成。工作时，被割倒的玉米植株经输送链到达喂入辊和喂入轮之间，进而被喂入到摘穗辊间隙。回转的摘穗辊将玉米茎杆从梢部拉入间隙并向后抛，同时果穗被挤落。如图3-1为刀具的方案设计图。转换器柴油机主动轴皮带刀具柴油机主动轴皮带刀具图3.1方案设计图四、预期的成果4.1学校统一的任务：图纸量A0号图纸3张。 毕业设计说明书统一提交电子文档，字数不少于15000字。外文翻译3000字以上。4.2本题目的工作任务：使用UG软件完成整机结构的设计，并进行装配。对关键部件进行有限元仿真分析。作出全部的工程图，总图纸量不少于三张A0号图纸。4.3预期提交的成果：图纸、说明书、光碟五、进度安排序号设计（论文）各阶段名称日期备注1熟悉课题的背景，进行国内外现状调查3．04～3．17完成开题报告2收集资料，初步方案及结构形式确定3．18～3．25方案确定3外文翻译3．26～4．02完成外文翻译4提出设计方案，设计方案论证4．03～4．10完善设计方案5绘制总装配图及设计计算医4．11～4．18总装配图6绘制零件图及设计计算4．19～5．03零件图7绘制控制原理图5．04～5．11控制原理图8控制软件设计并调试，整理设计说明书5．12～5．19软件调试9撰写毕业设计论文5．20～5．27撰写论文10准备答辩、提交论文5．28～6．02打印论文11打印论文并完成答辩6．03～6．09终期答辩六、参考文献[1]田昆鹏,李显旺,张彬,黄继承,沈成.4YD-3型背负式玉米收割机设计研究[J].中国农机化学报,2019,40(01):13-17.[2]周继鲲.我国玉米收获机械化现状及发展对策[D].安徽农业大学,2014.[3]李久文.4YD-2型背负式玉米收获机的结构设计[J].农机使用与维修,2013(05):10-11.[4]耿爱军,杨建宁,张兆磊,张姬,李汝莘.国内外玉米收获机械发展现状及展望[J].农机化研究,2016,38(04):251-257.[5].巨明牌“和谐号”4YZ-3A型玉米收获机[J].农机市场,2011(04):58.徐灏.机械设计手册.北京：机械工业出版社，1991.9[6]王昆.机械设计、机械设计基础课程设计.北京：高等教育出版社，1995.12[7]丁源.UGNX8.0中文版从入门到精通.北京:清华大学出版社,2013.01[8]庞兴华.机械设计.电子工业出版社，2010.11[9]侯洪生.机械工程图学.北京：科学出版社，2008[10]北京大学.工程力学.北京：高等教育出版社，2008.1[11]刘鸿文.材料力学.北京：高等教育出版社，2011.1[12]兰中涛.秸秆回收式玉米收获机割台的设计与研究[D].沈阳农业大学,2017.[13]刘枫,范志华,胡浩,董润坚,付家庆.立式摘穗割台在自走玉米收获机上的应用[J].农机使用与维修,2018(06):1-3.[14]姚艳春.复杂激励下玉米收获机框架结构振动特性与模态参数辨识方法研究[D].中国农业大学,2018.[15]何珂,姜萌,刘洋成,王骞,耿端阳,张明源.多棱立辊式玉米收获机割台FMECA分析[J].农机化研究,2018,40(12):38-42.[16]薛飞,孟祥盟,卢景忠.小型玉米收获机的使用现状与问题分析[J].南方农业,2017,11(33):92-93.[17]刘玉龙.不对行玉米收获机割台总体方案设计[J].农机科技推广,2017(10):41-43.[18]耿端阳,李