小型牧草收割機的設(shè)計（更新）

小型牧草收割機的設(shè)計（更新）,小型,牧草,收割機,設(shè)計,更新 目 錄摘要Abstract第1章 緒 論11.1 研究的目的和意義11.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀21.2.1國外牧草收割機的生產(chǎn)研究概況21.2.2國內(nèi)牧草收割機的生產(chǎn)研究概況3第2章 整體方案的確定62.1 收割機類型的選擇62.2 方案確定72.3 本章小結(jié)8第3章 切割系統(tǒng)的設(shè)計93.1切割器主要參數(shù)分析93.1.1 往復式切割器影響切割質(zhì)量的因素分析93.1.2 技術(shù)參數(shù)的分析和評價1032 凸輪軸的設(shè)計103.2.1 凸輪軸的設(shè)計103.2.2 確定凸輪軸各段的直徑和長度1133 切割裝置的設(shè)計11 3.3.1 動刀的結(jié)構(gòu)113.3.2 刀片間隙的調(diào)整123.3.3 偏心輪的設(shè)計133.3.4 切割裝置附件的設(shè)計1334 本章小結(jié)14第4章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計1541 傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和傳動比確定154.1.1 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計154.1.2 傳動比確定1542 收割機功率需求分析和傳動效率164.2.1 收割機的功率分析164.2.2 收割機的傳動效率1743 本章小結(jié)33第5章 輸送系統(tǒng)的設(shè)計3451 輸送帶速度計算3452 輸送系統(tǒng)參數(shù)確定355.2.1 輸送系統(tǒng)中帶傳動的設(shè)計355.2.2 撥齒高度和間距375.2.3 輸送帶高度375.2.4 割臺前伸量3753 鏈傳動的設(shè)計3754 輸送主軸的設(shè)計和校核395.4.1 輸送主軸的設(shè)計395.4.2 確定輸送主軸各段的直徑和長度405.4.3 軸的受力分析405.4.4 輸送主軸的強度校核4155 本章小結(jié)41結(jié)論42參考文獻43致謝45摘 要隨著農(nóng)村現(xiàn)代化進程的加快，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正朝著多元化的方向發(fā)展。20多年來畜牧業(yè)發(fā)展較快，與之相應(yīng)的牧草種植面積也不斷擴大。目前牧草種植均為中小型牧場，田塊大小不一，高低不平，大型牧草收割機械難以在這些地區(qū)作業(yè)。而中小型牧場資金有限，而且牧草在一個生長期內(nèi)多次收割，急需適合中小型牧場的收獲機械。根據(jù)收獲對象對收割機的各種約束條件和設(shè)計原則，本論文確定了小型牧草收割機的最佳總體方案和適宜的切割系統(tǒng)主軸轉(zhuǎn)速、切割速比、輸送速比等設(shè)計參數(shù)。該機主要由切割系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)三部分組成，自帶動力（2.9kW水冷柴油機）采用立式割臺、橫向輸送。小型牧草收割機機結(jié)構(gòu)緊湊，小巧靈活，轉(zhuǎn)移方便且操作簡捷，整機通過性能好，適應(yīng)性強。 關(guān)鍵詞： 牧草；收割機；機械設(shè)計；強度計算；雙動 ABSTRACTWith the quickening course of modernization in the country, the agriculture industrial structure is facing to the multiplex direction. The stock breeding have developed quickly for 20 years, correspondingly the area of the pasture grass have increasingly expanded. At present the pasture grass is the middle or small scale, and the field block size is different, and uneven. Therefore the large-scale pasture grass harvesting machine is difficult to work in these local areas. However the fund of the middle and small scale pasture is limited, the pasture grass have been harvested many times in one vegetal period. So the harvest machines which suit the middle and small scale pasture is needed urgently.According to resembling design principle and various restraint conditions for reaper, the optimal overall scheme of reaper working on hillside and some suitable design parameters such as rotational speed of main shaft in cutting system, cutting speed index, conveying speed index have been determined. The reaper is mainly composed of cutting, conveying and Transmission system. This machine with self-driven power (the water-cooling diesel engine of 2.9kw) was adopted to vertical header, horizontal conveying . Keywords: Herbage; Reaper; Machine Design; Strength Evaluation; Double-Propelled第1章 緒 論1.1 研究目的與意義隨著農(nóng)村現(xiàn)代化進程的加快，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正朝著多元化的方向發(fā)展。南方農(nóng)村地處山丘陵區(qū)，具有適合奶牛、羊、鵝等畜禽養(yǎng)殖的良好條件，20多年來畜牧業(yè)發(fā)展較快，與之相應(yīng)的牧草種植面積也不斷擴大。目前牧草種植均為幾公頃至幾十公頃的中小型牧場，田塊大小不一，高低不平，大型牧草收割機械難以在這些地區(qū)作業(yè)，這些地理位置對牧草收割機械要求的條件比較高。而大多數(shù)中小型牧場運作資金有限，不可能花巨資購置成套的牧草收獲機具，而且成套的牧草收割機獲機械不夠靈活，運作大型成套的牧草收割機械的費用比較高。現(xiàn)在種植牧草的品種主要為黑麥草、紫花苜蓿，這些品種韌性大，強度高，人工用鐮刀收割時刀口在很短時間就鈍了，農(nóng)戶常將磨刀磚帶到田頭，經(jīng)常磨刀，工作效率低下。人員工資高，造成作業(yè)成本高，而且牧草在一個生長期內(nèi)多次收割，急需適合中小型牧場的收獲機械。 所以我們應(yīng)該盡快找到一個合適的方法目的在于盡快解決牧草收割的難點3 。目前，我國牧草的種植收獲主要依靠人工完成，勞動強度大，功效低，有時得不到及時收獲，難以適應(yīng)規(guī)模化、商品化及市場發(fā)展的要求。小型牧草收割機普遍得到牧草專業(yè)戶的歡迎，能減輕牧草收獲時繁重的體力勞動，同時減少工人割草的時候都牧草的踐踏，還有工人用手工割草時對草根的傷害，使牧草生長的更旺盛，用牧草收割機割的草長度一致，便于捆扎和運輸，給剩下的環(huán)節(jié)帶來了很大的方便。隨著牧草產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，給牧草機械化發(fā)展帶來了新的機遇，小型牧草收割機市場需求空間很大，前景廣闊7。1.2 國內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀1.2.1 國外牧草收割機的生產(chǎn)研究概況國外研制和生產(chǎn)牧草收獲機械起步早，發(fā)展較快。尤其是美、德、法、意、日等發(fā)達國家在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。近年來，歐美等天然草場面積較大的發(fā)達國家的收割設(shè)備更成熟，結(jié)構(gòu)參數(shù)更合理，更可靠，生產(chǎn)率也很高。國際著名的農(nóng)機生產(chǎn)商如美國紐荷蘭、約翰迪爾、凱斯公司，英國福格森公司，韓國成元公司，德國威格公司和前進公司的收割機都已系列產(chǎn)生，這些設(shè)備無論在機械結(jié)構(gòu)、動力配套、液壓系統(tǒng)還是控制系統(tǒng)設(shè)計方面都處理得很成功，一些新的設(shè)計理論、最新科研成果的應(yīng)用在這些機械上都有體現(xiàn)。在一些發(fā)達國家，如美國牧草收割機已全部實行機械化，有牽引發(fā)展成自走式，已發(fā)明出機器人式割草機，牧草業(yè)已成為國民經(jīng)濟一大產(chǎn)業(yè)8。但由于國外的收獲機械以大型為主，其機具轉(zhuǎn)彎半徑大，需要地頭長，組織水平要求高，價格昂貴，因此考慮種植方式，作業(yè)地塊條件及農(nóng)牧民經(jīng)濟發(fā)展水平等多種因素，國外牧草收獲機械在我省推廣應(yīng)用存在很大的局限性。1.2.2 國內(nèi)牧草收割機的生產(chǎn)研究概況目前甘肅酒泉地區(qū)農(nóng)機推廣站研制成功新式的二圓盤旋轉(zhuǎn)牧草收割機，正式通過技術(shù)鑒定，準予批量生產(chǎn)，可收割各類高密度的人工種植和天然牧草。在2002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)。 現(xiàn)在我們研究的方向是趨向方便和省時省力13?？傮w來講我國牧草收獲機械化水平還是很低，產(chǎn)品質(zhì)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(shè)備數(shù)量與美國相比差距懸殊。第2章 整體方案的確定2.1 收割機類型的選擇割草機按其切割裝置來分可分為刀片往復運動和回轉(zhuǎn)運動兩類。根據(jù)相關(guān)的資料介紹其兩類割草機在收割時所需的動力不一樣，往復運動的割草機所需的動力較小，所以往復運動的割草機就成為了主流。如圖2.1所示是兩種割草機在收割時，所需動力的對比8。圖2.1 旋轉(zhuǎn)式和往復式割草機所需動力的比較所以本設(shè)計選用的割草機是往復式割草機。2.2 方案確定通過以上的分析和比較，選用雙動往復式收割機。牧草收割機主要有動力源、切割系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。收割機的動力由柴油機提供。選擇單缸兩沖程的柴油機，它的額定功率為2.9kW,轉(zhuǎn)速為2600r/min,外形尺寸為166196208。切割系統(tǒng)，選用雙刀片往復式。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。將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橥鶑瓦\動采用雙曲柄機構(gòu)。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(qū)動力傳遞給輸送系統(tǒng)。減速器中采用錐齒輪傳動。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(cè)。行走系統(tǒng)，目前行走系統(tǒng)采用人工推行，暫時不考慮機動行走，這樣也是為了從經(jīng)濟方面考慮。行走輪的直徑為250mm。小型牧草收割機要能適應(yīng)目前主要種植的黑麥草、紫花苜蓿和三葉草等品種。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(guān)參數(shù)都要有兼容收割能力。牧草機的動力機型要小巧，工作可靠；操作上要簡單便利，整機輕便，價格低廉。根據(jù)以上原則，并結(jié)合牧草收割的農(nóng)藝要求，本論文所設(shè)計的小型牧草收割機的主要技術(shù)參數(shù)：配套動力：柴油機2.9kW；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。2.3 本章小結(jié)這一章主要是確定小型牧草收割機總體的設(shè)計方案。確定割草機的類型為雙動往復式收割機。其中的切割系統(tǒng)中采用雙動刀片；傳動系統(tǒng)中減速器采用錐齒輪傳動；輸送系統(tǒng)采用帶傳動。這一章主要是設(shè)計小型牧草收割機的大體的方案，為以后的設(shè)計做準備。第3章 切割系統(tǒng)的設(shè)計3.1 切割器主要參數(shù)的分析 3.1.1 往復式切割器影響切割質(zhì)量的因素分析切割速度與進給速度之間的關(guān)系，用切割速比來描述。在動刀高度一定時，重割區(qū)和空白區(qū)的大小與機器前進速度和曲柄轉(zhuǎn)速有密切的關(guān)系，其關(guān)系用切割進程表示。數(shù)學式為 （3.1）式中 機器前進速度（m/s）；割刀運動一個行程時間。因為往復切割器割刀運動一個行程，曲柄轉(zhuǎn)動180，其時間為 = （3.2）將（3.2）代入（3.1）得 = （3.3）式中 曲柄轉(zhuǎn)速（r/min）。因牧草稠密多汁，切割阻力大，往復式割草機切割速度應(yīng)大于 2.15m/s3。但切割速度太大，慣性力增加，引起機器震動，因此選擇適宜切割速度是關(guān)鍵，曲柄主軸轉(zhuǎn)速 738 r/min。曲柄旋轉(zhuǎn)一周，割刀完成兩個行程，則割刀平均速度為 =（m/s ） （3.4）= = 1.87 m/s式中 曲柄半徑（mm）；曲柄轉(zhuǎn)速（r/min）。因為切割速比= 將（3.1）、（3.3）代入整理得 = （3.5）現(xiàn)有割草機 =（1.11.5） 代入（3.5）式得 = （3.6）動刀刃高度（mm），標準型切割器動刀刃高度 為 54，代入（3.6）得= = 0.941.28為保證切割質(zhì)量，實際切割速比應(yīng)大于理論切割速比，理論進給速度 取機器穩(wěn)定行駛所允許的最高速度。3.1.2 技術(shù)參數(shù)的分析和評價當曲柄主軸轉(zhuǎn)速為 738 r/min，切割器平均速度 =1.87m/s，收割機平均作業(yè)速度=0.99m/s，切割器選標準 I 型，為保證切割質(zhì)量，應(yīng)選擇恰當?shù)那懈钏俦?。切割速比一般大?.023，本機在平均工況下 =1.871.02，故本機的設(shè)計是合理的。3.2 凸輪軸的設(shè)計3.2.1 凸輪軸的設(shè)計凸輪軸的動力是經(jīng)曲柄主軸通過聯(lián)軸器傳動動力，故該軸的輸入功率是2.45kW，軸的材料選用40Cr調(diào)質(zhì)，=11297，=3555MPa，軸的轉(zhuǎn)速n=738r/min，則計算軸的最小軸徑： （3.7）取，MPa 則：mm由于軸上開鍵槽,考慮鍵槽對軸的強度削弱,應(yīng)增大軸徑,一般有一個鍵槽時,軸徑增大3%左右,有兩個鍵槽時應(yīng)增大7%左右,然后圓整為標準直徑,因此將圓整成16mm。軸的結(jié)構(gòu)示意圖見圖3.1。 圖3.1 凸輪軸的結(jié)構(gòu)示意圖3.2.2 確定凸輪軸的各段直徑和長度由圖可知軸段上最小直徑在凹槽處，故段的直徑即mm， mm。軸段是和曲柄主軸聯(lián)接的聯(lián)軸器，根據(jù)聯(lián)軸器中許用的直徑，取mm， mm。軸段是定位軸肩，取mm， mm。軸段是安裝偏心輪，根據(jù)偏心輪的直徑和厚度可得mm， mm。軸段上是圓螺母，故mm， mm。3.3 切割裝置的設(shè)計3.3.1 動刀的結(jié)構(gòu)動刀的工作與結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。圖3.2 動刀的結(jié)構(gòu)3.3.2 刀片間隙的調(diào)整主要是動刀之間的間隙調(diào)整，雙刀都開有導向槽，用螺栓與壓板和機架聯(lián)系起來，間隙靠螺母6來調(diào)整，一般不超過0.5mm間隙。見圖3.3。1、 下動刀 2、上動刀 3、壓板 4 機架 5、墊片 6、螺母 7、螺栓 8、墊片圖3.3刀片的間隙調(diào)整3.3.3 偏心輪的設(shè)計偏心輪是該機器的最主要的一個部件，要想實現(xiàn)從旋轉(zhuǎn)運動到雙刀的往復直線運動，必需有一個中間傳動機構(gòu)，該機構(gòu)就是雙曲柄機構(gòu)，采用偏心輪式的結(jié)構(gòu)。偏心輪的工作和結(jié)構(gòu)如圖3.4所示。圖3.4 偏心輪3.3.4 切割裝置附件的設(shè)計1、壓板 （見圖3.5）圖3.5 壓板2、機架 （見圖 3.6）圖3.6 機架3.4 本章小結(jié)本章主要是分析切割器的參數(shù)，通過原理分析，根據(jù)牧草收割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(shè)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(zhì)量。切割裝置的設(shè)計包括刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計、刀片間隙的調(diào)整、偏心輪的設(shè)計和相關(guān)附件的設(shè)計。第4章 傳動系統(tǒng)的設(shè)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)。4.1 傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和傳動比的確定4.1.1 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)牧草收割機切割系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點，該機的傳動系統(tǒng)見圖4.1。1、柴油機 2、聯(lián)軸器 3、動力輸入皮帶輪 4、輸入軸大皮帶輪 5、小錐齒輪 6、 大錐齒輪 7、輸送主動鏈輪 8、輸送從動鏈輪 9、偏心輪 10、輸送帶輪 、減速箱輸入軸 、曲柄主軸 、凸輪軸 、 輸送主軸圖4.1 傳動系統(tǒng)簡圖4.1.2 傳動比確定1、曲軸主軸的轉(zhuǎn)速 = m/s （4.1）往復式切割器割刀平均速度常為 1.62.0 m/s，由公式（4.1）得= = 631.58789.5 r/min取曲柄主軸轉(zhuǎn)速=738 r/min。2、確定傳動比在標定工作狀況，柴油機額定轉(zhuǎn)速=2600r/min,功率=2.9kW,動力經(jīng)皮帶輪輸出分兩路。一路經(jīng)二級減速后，直接傳遞給曲柄主軸（n=738r/min）。因此切割系統(tǒng)傳動比為： = =3.52 （4.2）式中 一級皮帶輪減速比； 二級圓錐齒輪減速比。各種傳動的傳動比4： 平帶傳動比 5 ；錐齒輪傳動比 5； 鏈輪傳動比 6 ；根據(jù)相似設(shè)計法和結(jié)構(gòu)空間位置，取 =1.5 即：= 式中 小皮帶輪的直徑（mm）； 大皮帶輪的直徑（mm）。由式（4.2）得 = 即 = 式中 二級減速主動小錐齒數(shù)； 二級減速從動大錐齒數(shù)。輸送系統(tǒng)傳動是通過曲柄主軸中央的小鏈輪，經(jīng)同比傳動給輸送主軸，獲得動力帶動輸送帶橫向輸送。4.2 收割機功率需求分析和傳動效率4.2.1 收割機的功率分析收割機功率包括立式割臺往復切割器切割功率和輸送功率。 即： （4.3）其中 = （kW） （4.4）式中 機器前進速度（m/s）； 機器割幅（m）； 切割每平方米面積的莖稈所需的功率（Nm/m2）。經(jīng)測定，割草= 200300，所以 =1.94根據(jù)經(jīng)驗輸送系統(tǒng)功率需求為 （4.5）式中 輸送系統(tǒng)單位割幅所需功率（kW/m）， 一般取0.220.25 kW，則=0.221 = 0.22 kW（4.5）式中未考慮傳動效率和空轉(zhuǎn)所需的功率，故立式割臺往復收割機最低所需總功率為： kW4.2.2 收割機的傳動效率切割器的往復運動工作是由柴油機的皮帶輪輸出動力，經(jīng)皮帶輪、圓錐齒輪二級減速見圖4.2。皮帶輪傳動效率取 ，圓錐齒輪傳動效率 11 ，則切割系統(tǒng)總的傳動效率 圖4.2 切割系統(tǒng)傳動圖（1）各軸的轉(zhuǎn)速軸 r/min軸 r/min（2）各軸的功率 軸 kW 軸 kW（3）各軸的扭矩電機軸 Nm 軸 Nm 軸 Nm4.3 本章小結(jié)本章主要是設(shè)計整個裝置的傳動系統(tǒng)，確定傳動系統(tǒng)比的分配，計算出切割系統(tǒng)和行走系統(tǒng)的功率需求和傳動效率。根據(jù)傳動比進行錐齒輪的設(shè)計，確定錐齒輪的有關(guān)參數(shù)，并進行校核計算。箱體設(shè)計中主要進行箱體結(jié)構(gòu)的分析和確定箱體的結(jié)構(gòu)尺寸；附件設(shè)計中包括軸承蓋的設(shè)計和套杯的設(shè)計。軸承蓋的設(shè)計主要確定其類型、結(jié)構(gòu)和尺寸；套杯的設(shè)計主要是結(jié)構(gòu)分析和尺寸的確定。第5章 輸送系統(tǒng)的設(shè)計收割機的輸送系統(tǒng)直接影響著收獲質(zhì)量。立式割臺往復式切割器其輸送系統(tǒng)不僅應(yīng)即時將切割的牧草輸送到一側(cè)，還應(yīng)鋪放均勻整齊，形成一定的形狀和厚度，以利于干燥。因此，本研究試驗的目的是選擇合理的輸送速度和輸送機構(gòu)。5.1 輸送帶速度計算合理的輸送速度應(yīng)使輸送帶單位時間內(nèi)輸送的牧草量等于收割機同時間內(nèi)收割的牧草量，如圖5.1所示。即 （5.1）式中 機器前進速度；機器作業(yè)幅寬(=1m)；輸送帶速度；牧草層厚度（拔齒高度）；牧草生長密度（株/M2）；牧草在輸送帶上的集密度（株/M2）。 圖5.1 輸送帶取=/，為牧草積集系數(shù)所以輸送帶速度計算公式 = （5.2）因牧草稠密取20，作業(yè)速度為=1.461.99 m/s，則=1.461.99 m/s發(fā)動機動力經(jīng)小鏈輪傳給輸送系統(tǒng)主軸，其轉(zhuǎn)速=738r/min輸送帶輪D=90mm，因此輸送帶線速度為=3.48 m/s5.2 輸送系統(tǒng)參數(shù)確定其主要參數(shù)有輸送帶尺寸、撥齒高度、間距，輸送帶高度和割臺前伸量等。5.2.1 輸送系統(tǒng)中帶傳動的設(shè)計1、選用膠帆布平帶傳動。2、帶輪的直徑mm參平帶輪的直徑表選mm3、帶速=30m/s4、兩個帶輪直徑相同，同比傳動，即mm5、軸間距 根據(jù)結(jié)構(gòu)確定=1020mm6、所需帶長mm （未考慮接頭長度）7、帶輪包角8、曲撓次數(shù)其中 帶輪數(shù) 。 9、帶厚 按膠帆布平帶規(guī)格選標準值，則mm。10、帶的截面積 （5.3）式中 工況系數(shù)，查工況系數(shù)表得；膠帶單位截面積所能傳遞的基本額定功率，查膠帆布帶單位截面積傳遞的基本額定功率kW；包角修正系數(shù)，查表22.1-32得；傳動布置系數(shù)，查表22.1-33得。 mm211、帶寬mm選取標準值，則=12mm。12、作用在軸上的力N式中 帶的預緊應(yīng)力，MPa。13、帶輪的結(jié)構(gòu)與尺寸（1）帶輪的材料 30m/s，選用HT200（2）孔徑，取=18mm取mm。（3）輪轂尺寸 取mm。（4）輪緣寬度查平帶輪的直徑、結(jié)構(gòu)形式和輻板厚度表得，取 mm（5）輻板厚度s，取mm（6）輪緣尺寸輪緣厚度 mm因為動刀切割速度= 1.87m/s，為能及時將牧草輸送出，據(jù)算得輸送帶最高線速度為= 3.48m/s。5.2.2 撥齒高度和間距撥齒高度根據(jù)輸送能力確定，因本設(shè)計切割速度1.87m/s，需較高的輸送能力，故撥齒高取為=50mm，齒形上窄下寬，呈梯形，水平安裝由厚12 薄板制成，故取撥齒間距 =142mm。5.2.3 輸送帶高度輸送帶高度（即拔齒中心線距割刀的距離）為50mm。5.2.4 割臺前伸量輸送帶齒頂與動刀頂端的水平距離為割臺前伸量，適宜的前伸量=100mm。5.3 鏈輪傳動的設(shè)計輸送系統(tǒng)的動力是經(jīng)曲柄主軸中的鏈輪傳遞給輸送主軸的鏈輪，并帶動皮帶輪轉(zhuǎn)動，故計算鏈輪傳動的參數(shù)值。1、選用滾子鏈傳動。2、小鏈輪齒數(shù) （），應(yīng)參照鏈速和傳動比選取 推薦 。3、兩鏈輪是同比傳動，即=1 則。4、張緊鏈輪的齒數(shù) 。5、設(shè)計功率 （5.4）式中 工況系數(shù)，查工況系數(shù)表得 ；小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查小鏈輪齒數(shù)系數(shù)得 ；多排鏈排數(shù)系數(shù)，查多排鏈排數(shù)系數(shù)得 =1。則 kW6、鏈條節(jié)距選用根據(jù)設(shè)計功率和小鏈輪轉(zhuǎn)速由小鏈輪齒數(shù)標準A系列滾子鏈的額定功率曲線圖選用合適的節(jié)距，選用08A系列的鏈子則mm。7、驗算鏈輪輪轂孔徑 鏈輪輪轂孔的最大許用直徑，查鏈輪輪轂孔的最大許用直徑 合理8、初定中心距 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，則mm。9、鏈長節(jié)數(shù) （5.5）式中 以節(jié)數(shù)表示的中心距初定值，； 系數(shù) ，。 則 圓整為整數(shù)并取偶數(shù)，則10、鏈條長度m11、理論中心距mm12、鏈速m/s13、滾子鏈鏈輪尺寸（1）鏈輪材料選用45（2）鏈輪齒數(shù)（3）配用鏈條的節(jié)距，滾子外徑mm （4）分度圓直徑 mm（5）齒頂圓直徑mmmm取mm（6）齒根圓直徑mm（7）分度圓弦齒高mmmm取mm。（8）齒側(cè)凸緣直徑 式中 內(nèi)鏈板高度，mm；取mm。5.4 輸送主軸的設(shè)計及強度校核5.4.1 輸送主軸的設(shè)計收割機的輸送主軸是通過曲柄軸中間小鏈輪傳遞給動力，由前面的計算，輸送系統(tǒng)的功率為0.25kW，軸的材料選40Cr調(diào)質(zhì)鋼，A0=11297 ，=3555 MPa，軸的轉(zhuǎn)速為n=738r/min，則計算軸的最小軸徑。 （5.6）取A0=100 ， =40 MPa ，則mm由于軸上開鍵槽,考慮鍵槽對軸的強度削弱,應(yīng)增大軸徑,一般有一個鍵槽時,軸徑增大3%左右,有兩個鍵槽時應(yīng)增大7%左右,然后圓整為標準直徑,因此將圓整成10mm。該軸的結(jié)構(gòu)示意圖見5.2。圖5.2輸送主軸的結(jié)構(gòu)示意圖5.4.2 確定各軸段的直徑和長度由示意圖可知軸上零件的定位及拆裝順序，即可由此得出軸段最小直徑在處，上安裝圓螺母以固定皮帶輪則段直徑=mm，=36mm。軸段上安裝皮帶輪，則段的直徑和長度等于皮帶輪輪轂的孔徑和長度，即 =18mm，=34mm。軸段上安裝軸承及外圈定位的軸承端蓋，軸承選用6204型的深溝球軸承，則該段的軸徑等與軸承的內(nèi)徑值，查機械設(shè)計實踐，得=20mm，=60mm。軸段是軸承內(nèi)圈定位的軸肩，則根據(jù)軸承定位尺寸mm，mm。軸段上安裝彈性擋圈以定位鏈輪，故mm，=mm。軸段上安裝鏈輪，則該段的直徑和長度為鏈輪輪轂孔直徑和長度，=mm， =36 mm。軸段上也是安裝彈性擋圈以定位鏈輪，故=18mm，=4mm。軸段是軸承內(nèi)圈定位的軸肩，故=26mm，=28mm。軸段上安裝軸承，即=20mm，=12mm。5.4.3 輸送主軸的受力分析軸的受力圖見5.3。因為鏈輪輸入的動力為0.25kW，輸送主軸的轉(zhuǎn)速n=738r/min，由此可計算出輸送帶輪上的圓周力FN由于輸送帶輪為平帶，寬=12mm，帶厚=3mm，故帶的截面積=36。帶的預緊力一般為=1.8 MPa，且主從動輪的直徑相同，=180，則作用在軸上的壓力Q1 N輸送主軸小鏈輪上的圓周力和軸壓力與曲柄主軸的小鏈輪受力大小一致，即NN由軸上受力分析可計算軸上的支反力、，最大應(yīng)力N N N圖5.3輸送主軸的受力圖5.4.4 輸送主軸的強度校核由上面的彎矩圖分析可知最大應(yīng)力在右端軸承處， （5.7）查軸的常用材料及其主要機械性能表6可知40Cr調(diào)質(zhì)時MPa根據(jù)值查軸的許用彎曲應(yīng)力表得軸的許用彎曲應(yīng)力MPa式中 軸計算截面的抗彎截面模量mm3； （5.8）MPa 故安全。5.5 本章小結(jié)本章主要是進行輸送系統(tǒng)的設(shè)計，確定輸送帶的速度，輸送帶尺寸，拔齒高度和間距，輸送帶高度和割臺前伸量的值，設(shè)計輸送系統(tǒng)中的帶傳動和鏈傳動。并根據(jù)相關(guān)參數(shù)進行輸送主軸的設(shè)計。在設(shè)計軸時確定了各軸段的直徑和長度及校核計算。結(jié) 論本論文所研究的割草機是一種小型的牧草收割機。目前，我國牧草的種植收獲主要依靠人工完成，勞動強度大，功效低，難以適應(yīng)規(guī)模化及市場發(fā)展的要求。本論文所設(shè)計的小型牧草收割機能適當?shù)臏p輕牧草收獲時繁重的體力勞動，同時也符合牧草收割機的農(nóng)藝要求，其主要特點如下：（1）小型牧草收割機機結(jié)構(gòu)緊湊，小巧靈活，轉(zhuǎn)移方便且操作簡捷，整機通過性能好，適應(yīng)性強，可收割山川、丘陵、梯田，套種田等中小塊牧草，且對草地無任何負作用，克服以往機械連年使用使草地退化的缺點。（2）小型牧草收割機的切割裝置采用往復式雙動刀切割器，這對收獲黑麥草為主的柔性莖稈特性的牧草品種具有較好的適應(yīng)性。切割器的往復運動頻率已達到或超過國際上先進機型1650次/min的運動速度，已達2000次/min，在相同的時間里切割刀切割牧草的面積明顯比以前的割幅大。刀片與刀桿構(gòu)成一體，避免了刀片和刀桿在高速運動時，動作不一，出現(xiàn)晃動，并且刀片采用光刃，切割牧草的阻力小，割茬平整。（3）小型牧草收割機的減速器采用的是錐齒輪傳動，改變傳動方向。（4）小型牧草收割機整機性好，基本都是通用標準件，普通材料制成，易造耐用。維護、保養(yǎng)運輸方便、經(jīng)濟。小型牧草收割機技術(shù)參數(shù)和性能指標已達到了預定的要求。隨著牧草產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，給牧草機械化發(fā)展帶來了新的機遇，小型牧草收割機市場需求空間很大，前景廣闊。 參考文獻1曾德芳等.牧草在發(fā)展畜牧業(yè)中的地位EB/OL.中國牧業(yè)網(wǎng)，2003.2張家年.標準型切割器切割圖的計算分析J.農(nóng)業(yè)工業(yè)學報，2001（3）：85-88.3東北農(nóng)學院主編.畜牧業(yè)機械化M.北京農(nóng)業(yè)出版社，1989,11.4劉學明.進口牧草收割機及配套方案選M.北京：中國工業(yè)學報，2003. 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