蘆葦收割機結構設計
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實習單位：中國一拖集團有限公司（原中國第一拖拉機股份有限公司）
實習單位基本情況簡介
? ? 中國第一拖拉機股份有限公司是中國內(nèi)地在香港上市的唯一農(nóng)機制造與銷售企業(yè)，座落于中國歷史文化名城、九朝古都洛陽，是一家以機械制造為主的綜合性公司。其前身第一拖拉機制造廠，創(chuàng)建于 1955年，是我國“一五”期間興建的156個國家重點項目之一，是中國農(nóng)機行業(yè)唯一的特大型企業(yè)。公司擁有強大的鑄鍛、加工、裝配和測試的全套生產(chǎn)能力，流水生產(chǎn)線近百條，公司主導產(chǎn)品為“東方紅”系列履帶拖拉機、輪式拖拉機和收獲機械、工程機械共計100余個品種。公司目前具有年產(chǎn)履 帶拖拉機2.8萬臺、小型輪式拖拉機20萬臺、大中型輪式拖拉機1.5萬臺、收獲機械1萬臺和工程機械1萬臺的生產(chǎn)能力。
建廠五十多年來，公司從單一產(chǎn)品向多元化產(chǎn)品發(fā)展，成為集生產(chǎn)、科研、銷售于一體的綜合性企業(yè)，目前公司已累計為社會提供各種拖拉機160多萬臺，“東方紅”產(chǎn)品暢銷全國，遠銷世界五十多個國家和地區(qū)，為中國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化做出了重要貢獻。公司始終把顧客需求放在首位，不斷強化質(zhì)量管理，完善質(zhì)量管理體系，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高，“東方紅”品牌深受廣大用戶信賴。東方紅履帶拖拉機、東方紅小四輪拖拉機近年來連續(xù)獲河南省重點保護產(chǎn)品、機械行業(yè)名牌產(chǎn)品和全國用戶滿意產(chǎn)品，2002年東方紅170/180、300/400型輪式拖拉機獲河南省名牌產(chǎn)品，LF80/90、1004/1204型輪式拖拉機獲全國行業(yè)質(zhì)量、服務誠信示范企業(yè)等殊榮。 憑借160萬臺拖拉機的生產(chǎn)經(jīng)驗以及由此奠定出獨具特色的工藝水平和技術實力，中國一拖集團有限公司成為卓越的農(nóng)業(yè)機械制造專家，在這一領域享有極高的聲譽。?
實習歷程
（1）安全教育
2006年9月11日我們順利到達洛陽一拖，一切安排妥當之后就上街逛逛，就那樣打量著這個環(huán)境優(yōu)美的城市，對于我們一切都是新鮮的，不同于焦作，她比焦作更有文化韻味，然后就準備吃飯，我們就找那些在焦作沒有的東西吃，過后就回住處等著下午的安全教育。下午的安全教育開始了，老師給我們看安全生產(chǎn)記錄還有事故案例，一些注意事項加血淋淋的案例，盡管我很害怕，不敢聽不敢看，但我不能，我必須聽還要看，還要做筆記，這些血淋淋的案件給人們敲響了警鐘。老師給我們提了好多要求，我們都必須做到，畢竟事故發(fā)生了誰也負擔不起。不允許穿涼鞋進廠；進廠必須穿長褲；禁止在廠里吸煙，被發(fā)現(xiàn)者罰款；進廠后衣服不準敞開，外套不準亂掛在身上，不得背背包進廠；人在廠里不要成堆，不要站在主干道上；注重自身和學校形象；不準亂按按扭、開關；注意安全?。。。?
（2）參觀第一裝配廠
2006年9月12日上午我們在汪老師、景老師兩位的帶領下走進了一拖第一裝配廠。在一位師傅介紹了一裝的有關情況以及參觀注意事項之后，我們進入了一裝生產(chǎn)車間，這個車間真的很大，比我想的要大的多，那么多機器在高速運轉著，里面噪音很大，我覺的他們的工作環(huán)境挺不好的，這也讓我對他們有所了解，工人真的挺難的。工人們都在專心而又動作嫻熟的操作著那些機器，我一邊參觀一邊注意著周圍的情況，以免發(fā)生意外事故。那些東西我們能看懂的真的不多，但我們還是都很認真的看，畢竟這對我們以后的工作可能都有用處，還不時的向那些不怎么忙的師傅請教一些問題，盡量多學一點東西。我們主要參觀了他們的拖拉機裝配線，一步步有序的進行著，讓我們對拖拉機的裝配有了一點直觀的了解，雖然不太懂，但畢竟有所了解了，一臺臺大型拖拉機就從這條裝配線上出來了。同時我們也要對一裝的概況有所了解，這才能深化我們的實習效果。第一裝配廠企業(yè)簡介：中國第一拖拉機股份有限公司第一裝配廠位于河南省洛陽市，是中國農(nóng)機行業(yè)最大的農(nóng)業(yè)履帶拖拉機制造基地。工廠始建于1956年，占地面積5.58萬平方米，建筑面積3.66萬平方米，是中國第一個五年計劃期間156項重點工程之一第一拖拉機制造廠的骨干專業(yè)廠。自1958年7月20日裝配出中國第一臺54馬力履帶拖拉機至今，形成年生產(chǎn)能力2.5萬臺履帶拖拉機的生產(chǎn)能力。經(jīng)過40多年的發(fā)展，東方紅牌拖拉機和工程機械遍布中國各省、自治區(qū)并遠銷至歐洲、北美、南美、非洲、東亞、中東等50多個國家和地區(qū)，深受用戶歡迎。第一裝配廠實施全面質(zhì)量管理，于1997年12月31日通過了GB/T19002-1994__ISO9002：1994標準認證。獲得中國質(zhì)量管理協(xié)會質(zhì)量保證中心頒發(fā)的質(zhì)量體系注冊證書（編號：97B142）、質(zhì)量體系證書（編號：0379B401），產(chǎn)品覆蓋范圍：東方紅系列履帶拖拉機產(chǎn)品的生產(chǎn)、交付和服務。第一裝配廠注重科技投入和產(chǎn)品研發(fā)，使企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力、技術創(chuàng)新能力不斷增強。近十年來已實現(xiàn)15項重大技術改造項目，涉及冷、熱、涂、裝、焊等工藝環(huán)節(jié)并新建一條總裝配線，進一步提高了工藝裝備水平和生產(chǎn)能力，增強了企業(yè)產(chǎn)品的競爭實力。本廠擁有各類現(xiàn)代化設備近千臺，包括加工中心柔性加工線、氣體保護焊、進口重型立式拉床、多軸自動立式車床、微機控制的多功能可控氣氛多用爐、光亮淬火、數(shù)控感應加熱處理及全套齒輪件、軸齒件等熱處理設備，并有殼體類、撥叉類、軸類零件的專用生產(chǎn)線、靜電涂裝線。新建成的總裝配線科技含量較高、功能齊全，采用了工業(yè)自動電腦監(jiān)控、在線檢測、計算機監(jiān)測磨合試驗臺、大屏幕物流管理等多項新技術，可實現(xiàn)多品種混流裝配及大馬力拖拉機的裝配。第一裝配廠除作為第一拖拉機股份有限公司履帶拖拉機、推土機變型產(chǎn)品的主機生產(chǎn)專業(yè)廠外，還具備各種拖拉機變型新產(chǎn)品的改進、開發(fā)、銷售能力；擁有中高級技術人員百余名，能夠適應國際國內(nèi)市場的發(fā)展變化及用戶不同的需求。工藝設計、產(chǎn)品開發(fā)和企業(yè)管理已廣泛應用了CAD、CAPP及計算機網(wǎng)絡信息系統(tǒng)(ERP)；近年來已先后自行開發(fā)研制履拖系列、液壓挖掘機系列、運輸及農(nóng)用型輪拖系列及特殊用途履帶機械產(chǎn)品等數(shù)十種變型產(chǎn)品，深受廣大用戶歡迎?！皥F結、奉獻、創(chuàng)一流”是一裝精神,在21世紀知識經(jīng)濟時代到來之際，本廠愿意與國內(nèi)外各企業(yè)、科研機構在平等、互惠、互利的原則下廣泛地進行技術、產(chǎn)品、貿(mào)易合作，振興農(nóng)業(yè)裝備，共謀未來的發(fā)展，讓“東方紅”品牌唱響中國、走遍全球。
（3）參觀一拖精密鑄造廠
2006年9月12日下午，我們?nèi)⒂^了一拖精密鑄造廠，同樣工作條件也不怎么好。通過師傅的講解和自己的觀察，發(fā)現(xiàn)該廠主要采用熔模鑄造法生產(chǎn)，熔模鑄造的工藝流程如下：制作母模——制作壓型——制作蠟?！谱餍蜌ぁ撓灐簾驮煨汀獫沧ⅰ摎?。熔模鑄造尺寸精確，鑄件表面光潔，無分型面，不必在加工或少加工。熔模鑄造工序較多，生產(chǎn)周期較長，受型殼強度限制，鑄件重量一般不超過25kg,適用于多種金屬及合金的中小型、薄壁、復雜鑄件的生產(chǎn)。
一拖精密鑄造廠簡介：廠是第一拖拉機股份有限公司的專業(yè)廠，具有四十年的熔模鑄造生產(chǎn)歷史，是全國最大的精密鑄造廠之一。精密鑄造工程機械方面的備件有各種挖掘機、裝載機的斗齒、齒根、礦用鉆頭、鐵路枕底清篩機扒掌、扒鏈、扒齒等，耐磨性、質(zhì)量可與進口原裝備件相媲美。年生產(chǎn)能力為3000噸。我廠技術力量雄厚，工藝裝備精良。擁有全國第一條機械化制殼流水線、中頻感應爐，有造型、煤氣焙燒、澆注、落砂聯(lián)動鑄工輸送器，以及從美國微軟公司國進口的DV-6型直讀光譜儀等先進質(zhì)量檢測設備等。我廠通過了ISO9002質(zhì)量體系認證，產(chǎn)品曾獲全國鑄造行業(yè)“金鼎獎”銀獎和金獎。產(chǎn)品出口美、德、日等國家，其中有全球著名的企業(yè)通用公司采購我們生產(chǎn)的鑄件應用于火車頭剎車系統(tǒng)。
（4）參觀一拖第三裝配廠
2006年9月13日上午我們參觀了三裝，該廠有個小型試車場，我們?nèi)サ臅r候他們正在試車，原來三裝生產(chǎn)的是小型拖拉機，我們在家很常見的那種，我們進車間參觀是發(fā)現(xiàn)三裝與一裝大同小異，它沒一裝大，生產(chǎn)小型的，其他工序沒多大差別?？戳藳]多久就出來了，師傅們說太危險，看一點就行啦。三裝有關情況：由中國一拖集團第一拖拉機股份有限公司與芬蘭維創(chuàng)公司合作生產(chǎn)的第一臺BM120輪式拖拉機日前在一拖股份公司第三裝配廠裝配完畢，并一次性試車成功。這是中國一拖加強與外商合作結出的又一豐碩成果。
2001年底，中國一拖第一拖拉機股份有限公司與芬蘭維創(chuàng)公司在多次密切接觸后，本著精誠合作，互惠互利的原則，正式簽訂了大馬力輪式拖拉機的合作協(xié)議。之后，一拖股份公司第三裝配廠立即開展各項準備工作，積極對職工進行技術培訓和崗位練兵，使該廠充分具備了裝車能力。今年3月份，維創(chuàng)公司大馬力輪式拖拉機配件陸續(xù)到達該廠后，他們迅速抽調(diào)生產(chǎn)技術骨干組成裝配小組，在維創(chuàng)公司巴西分廠技術總監(jiān)烏維拉的指導下，盡快熟悉裝配工藝，并合理分工。經(jīng)過3天時間的團結奮戰(zhàn)，圓滿完成了合作生產(chǎn)的首臺大輪拖的裝配任務。經(jīng)啟動試車，完全達到了維創(chuàng)公司的工藝技術要求。其合作生產(chǎn)的大輪拖不僅在工作效率和可靠性等方面有了保證，而且在性能價格比上也具有了明顯的優(yōu)勢，從而為一拖產(chǎn)品在激烈的市場競爭中贏得主動權奠定了堅實的基礎。
（5）參觀一拖齒輪廠
2006年9月13日下午我們參觀了一拖齒輪廠。廠里的餓師傅給我們講可一下該廠的有關情況，然后我們就進了車間，到這兒同樣要很注意安全，各式各樣的車床、機床高速旋轉著，很是危險，要十分小心，到了這兒就是真的來到了一個齒輪的王國，各種各樣的齒輪應有盡有，我數(shù)了幾遍到底也沒數(shù)出他們到底生產(chǎn)多少種齒輪。
（6）參觀一拖模具廠
2006年9月14日上午我們參觀了一拖模具廠。一拖模具廠規(guī)模不是很大，其中數(shù)控車間已經(jīng)搬離該廠，搬到山上了，就算在也是不允許參觀的，是因為這是技術要求比較高，操作人員必須精神高度集中，不能被打擾，
一拖模具廠企業(yè)簡介：是以鍛造模具、沖壓模具、鑄造模具為主導產(chǎn)品的專業(yè)模具廠，固定資產(chǎn)4000 多萬元。2003年通過ISO9001：2000國際質(zhì)量認證，具備質(zhì)量標準體系認證，具備各種模具工藝開發(fā)、設計、制造及調(diào)試的能力。公司擁有專業(yè)工程技術人員50余名，高性能UNIX、NT圖形工作站30余臺。CAD/CAM采用PRO/ENGINEER、UG/NX、CIMATRON、HIGHMILL等高性能三維軟件，模具設計制造采用全三維CAD/CAE/CAM/PDM集成技術和逆向工程，對于異型復雜鑄件和沖壓件可以進行鑄造工藝性和沖壓工藝性CAE分析，優(yōu)化工藝方案?，F(xiàn)為河南省信息化制造重點示范企業(yè)。
（7）參觀一拖熱處理廠
2006年9月14日下午我們參觀了熱處理廠。據(jù)領隊師傅介紹，該廠的設備在全國是數(shù)一數(shù)二的，剛開始對這個沒多大概念，進去之后才發(fā)現(xiàn)原來人家不是吹的，各種大型設備都在高效率的工作著，而且還都是數(shù)控的，可見設備之先進，當然我們不能動，只能看，其實看不懂多少，只是參觀一下，有所了解就行了。企業(yè)介紹，今年以來，熱處理廠找準市場定位，苦練內(nèi)功，在“做精做?！钡耐瑫r，不斷用技術、質(zhì)量、規(guī)模等手段創(chuàng)立企業(yè)品牌優(yōu)勢，用真情、誠信、優(yōu)質(zhì)服務贏得商機，獲得合作伙伴的信賴和支持。
作為一個以零件承攬加工為主的專業(yè)廠，如何創(chuàng)立并提升熱處理品牌優(yōu)勢，在激烈的市場競爭中占得一席之地?該廠在分析廠內(nèi)外市場形勢和自身發(fā)展狀況的基礎上，制定了“技術領先、誠信服務”的市場經(jīng)營理念，并將這一理念貫穿落實到生產(chǎn)、技術、經(jīng)營、質(zhì)量管理等各個方面，努力為用戶提供“心里美、外觀靚”的熱處理產(chǎn)品。鍛造廠、精鑄廠是熱處理廠的內(nèi)部市場主要客戶，為構建良好的合作關系、實現(xiàn)互利雙贏，生產(chǎn)經(jīng)營部在主管廠領導李靖弟的帶領下主動出擊，密切與合作生產(chǎn)廠聯(lián)系，24小時全程跟蹤服務。技術、質(zhì)量部門及相關車間虛心征求用戶的意見和建議，及時解決用戶反映的問題，他們在比進度、比價格、比服務的同時，用先進的工藝技術和操作手段來滿足用戶的不同需求，開拓經(jīng)營品種也由原來的二三個擴展到現(xiàn)在的60余種，1-11月份完成產(chǎn)值較去年同期增長362％。軸研科技股份有限公司是熱處理廠對外新開拓的廠家，該公司生產(chǎn)的殼體、前大蓋等產(chǎn)品，熱處理外觀、精度等技術條件要求都很高，熱處理加工費相當可觀。為保證產(chǎn)品質(zhì)量、拓展高附加值產(chǎn)品的市場份額，該廠指派專業(yè)技術人員調(diào)整工藝，用先進的意大利爐進行生產(chǎn)，以最佳的質(zhì)量保證客戶滿意，使合作伙伴關系得到進一步鞏固，為2006年熱處理廠產(chǎn)品結構調(diào)整創(chuàng)造了條件。一年來，熱處理廠用技術創(chuàng)立了自己的品牌，靠誠信得到了廣大客戶的支持，吸引了眾多廠家與自己結為戰(zhàn)略合作伙伴。許昌金潤達齒輪有限公司不遠千里將零件運到熱處理廠加工。一拖公司內(nèi)外的其他廠家也紛紛主動尋求與熱處理廠進行生產(chǎn)合作，從而為熱處理廠開拓經(jīng)營提供了有力支撐。
（8）自由活動時間。
2006年9月15日這一天是我們自由活動時間，我們可以自己選擇干嗎，可以再在一拖周圍轉轉，進行深入的了解，也可以去其他的地方參觀一下，我選擇了和同學一起去白馬寺、洛浦公園和國花園。
第一站：白馬寺之旅。白馬寺是中國第一古剎，我們跟著一個導游參觀，聽她的講解，感受這一古剎的韻味，領落古剎風光，一尊尊白馬塑像惟妙惟肖，我們還和它和拍了好多照片呢。給我印象深刻的是那一個大大的石頭石榴，據(jù)導游講，該石能治百病，只要用手摸摸它，然后在摸摸自己不舒服的地方就能好了，不過關鍵是要心誠，心誠則靈嘛。參觀白馬寺讓我們感受到中國的古文化是如此的有韻味。
第二站：領落自然風光，洛浦公園、國花園一游。較之于文化景觀我還是比較喜歡自然風光，這兒真的很美，洛河還挺寬廣，從洛河邊進入國花圓，由于時間限制我們直奔那個據(jù)說很漂亮的湖，見了之后果然不出所料，真的很漂亮，水石交融，雖然是人工的，但你不得不佩服人家的水平，我最喜歡的是湖邊的草坪，我從來都沒見過那么好的草坪，真的很軟，躺下就不想起來。哎！可惜又該走啦！
一拖實習就這樣結束了，見識的很多，收益非淺！
實習感受
沒去之前我總以為根據(jù)自己從書上、從課堂上所學到的知識應該對企業(yè)的生產(chǎn)情況有了比較深刻的了解，但去了之后才知道自己的想法有多么幼稚，才體會到書上所說的“紙上得來終覺淺，絕知此事需躬行”的真正含義，也明白了老師要我們一定要下工廠實習的良苦用心。真的，有許多東西看似已經(jīng)懂了，但真正到了實際卻又是另一種情況。有時自己認為自己已掌握的東西可能僅是一些膚淺的表面或總體的一個方面，甚至有時是錯誤的認識，而如果沒有實地考察實踐，你是無法發(fā)現(xiàn)這些問題的。這次實習給我們每個人一個很好的機會學習那些書本上不能學到的知識，增長了我們的見識，對生產(chǎn)操作有了一定的直觀認識，對工人也有了一中全新的認識。感謝領導、老師給我們這次充實自己、增長見識的機會
目 錄
1 引言 1
1.1 課題的提出和意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.3 本文的研究內(nèi)容及方法 2
2 技術任務書 2
3 設計計算說明書 3
3.1 傳動方案的確定 3
3.2 傳動皮帶輪的設計計算 4
3.2.1 減速箱主動軸傳出的皮帶輪組 4
3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組 6
3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組 6
3.2.4 減速器從動軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組 7
3.3 立式收割臺設計 7
3.3.1 切割器的選擇 8
3.3.2 往復式切割器的設計 9
3.3.3 往復式切割器的構造 9
3.3.4 往復式切割器的類型 11
3.3.5 往復式切割器的結構標準化 13
3.3.6 割刀進距 13
3.3.7 影響往復式切割器工作性能的因素 13
3.4 蘆葦聯(lián)合收割機割刀傳動機構的組成 14
3.4.1 曲柄搖桿ABC的運動方程 14
3.4.2 曲柄搖桿ABC的旋轉慣性力問題 15
3.4.3 割刀的動力學問題 16
3.4.4 三角擺塊的動力學方程 17
3.4.5 總 結 17
3.5 撥禾器的設計 17
3.5.1 鏈傳動的設計計算 18
3.6 立輥式蘆葦壓扁輸送裝置的設計 19
3.7 莖稈切碎裝置的設計 19
3.8 收集料斗的設計 20
4 使用說明書 20
5 標注化審核報告（BS） 21
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 21
5.2 產(chǎn)品技術文件的審查 21
5.3 標注件的使用情況 21
5.4 審查結論 22
6 結論 22
參考文獻 23
致 謝 24
畢業(yè)設計說明書中文摘要
蘆葦收割機結構設計
摘要 鑒于蘆葦獨特的生物特性，多年來它一直是內(nèi)蒙古西部及山西西北部和陜西、甘肅等防風固沙、防止水土流失的重要選用植物。全國蘆葦種植面積已達到666.66萬hm2 ，僅山西大同市蘆葦種植面積達到2萬hm2 。蘆葦含有豐富的蛋白質(zhì)，開花期鮮蘆葦干物質(zhì)含粗蛋白14%，粗脂肪3.5%，粗纖維39.3%，無氮浸出物31.3%，粗灰分5.4%。由此可見，蘆葦還是優(yōu)良的經(jīng)濟飼料。然而由于種植蘆葦?shù)牡貐^(qū)都是生態(tài)狀況較差的地區(qū)，這類地區(qū)實行了嚴格的禁牧舍飼圈養(yǎng)后，使蘆葦?shù)慕?jīng)濟價值很難體現(xiàn)。為了使蘆葦?shù)娘曈脙r值得到體現(xiàn)，可以對符合標準的蘆葦進行平茬作業(yè)，再進行后續(xù)加工，生產(chǎn)出的產(chǎn)品可以添加到飼料中去。但是蘆葦難收割這個問題在農(nóng)用機械制造領域已經(jīng)成為共識，現(xiàn)有的平茬機械切割效果差，蘆葦被切割后直接凌亂的散落在地里。這些機械的適應性差，很多地方還是需要人工砍切收割。由于蘆葦莖稈木質(zhì)化較高，而且莖稈上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率極低而且效果非常差。
為了解決這一難題，使蘆葦經(jīng)濟價值得到更好的體現(xiàn)，滿足廣大蘆葦種植地區(qū)的要求，本文設計了一種蘆葦?shù)穆?lián)合收割機械。這款聯(lián)合收割機采用65馬力柴油機，首先采用鏈式撥禾裝置把蘆葦撥入收割臺，采用了往復式切割器對蘆葦進行切割，然后通過加持鏈條送入立式壓扁輸送輥系統(tǒng)進行壓扁及輸送，隨后送入立式滾筒切碎系統(tǒng)對蘆葦進行切碎，切碎的蘆葦最終掉入滾筒下的集料箱實現(xiàn)莖稈的收集，實現(xiàn)了蘆葦?shù)穆?lián)合收割。其中壓扁輸送輥和滾筒切碎裝置采用立式安裝，使整體機構變的緊湊，節(jié)省了空間，與前面的往復式切割系統(tǒng)能夠很好的配合。此蘆葦收割機的設計為蘆葦?shù)穆?lián)合收割提出了新的方式，為后續(xù)的設計和研究提供了一個較好的方向。
蘆葦收割機的切割和撥禾裝置是非常重要的，而且還要處理好前進速度和撥禾速度的關系，蘆葦是比較硬的一種作物，所以在切割和撥禾過程中是其中的難點，不能像小麥那樣的大的撥禾輪，而是采用了鏈式傳動，鏈條上按放著長齒條，在工作時，不斷運動把蘆葦往割刀方向撥。
其主要特點：1.聯(lián)合化程度高。
2.對收割后的蘆葦進行了粗加工，方便后續(xù)的加工處理。
關鍵詞 蘆葦 聯(lián)合收割機 往復式切割器 壓扁輥 滾筒切碎刀
畢業(yè)設計說明書英文摘要
Combine harvester of Korshinsk Peashrub
Abstract
Korshinsk Peashrub is one of the species of Leguminosae Caragana Fabr which is a king of perennial shrub, drought-resistant, cold-resistant, widely and dusty-resistant, strong vitality and Inverse-resistance. In view of the particular biological nature of Korshinsk Peashrub, it straightly grown in the west inner Mongolia, the northwest of Shanxi, Shaanxi and Gansu and it played an significant role of defending the breeze sand and keep water and soil, the total planting areas in the whole country is up to 66,666,600,000 hm2, , the planting area of Datong is already up to 200 thousand hm2,. Korshinsk Peashrub is rich in protain, in the time of anthesis, the fresh Korshinsk Peashrub contains 14% simple protein, 3.5% simple fat, 33.9% coarse fibre,31.3%nitrogen free eotrant,5.4% ash. Thus from this point, Korshinsk Peashrub is also a fine economic feed. Owning to the grown latitude of the Korshinsk Peashrub is at the area with bad ecosystem. After being carried out the Captive feeding ban, it is difficult to achieve the economic value.
By way of incarnate the feeding value of Korshinsk Peashrub，we ping stubbles to the measured up and with the followed-up processing ,append into the feeding stuff finally, that Korshinsk Peashrub is difficult to reap has become a consensus in the manufacture of agriculture machinery zone. The existing mechanical cutting effect of ping stubble is poor and the cutting shrub falls under the earth directly. Those machines have bad adaptability and need to reap by manpower because of the Korshinsk Peashrub had high level of lignifications and much hard stem thorns, it is difficult to reap and collect by manpower .As a result the inefficient of harvesting and very poor effect.
In order to solve this problem that make a better economic value of Korshinsk Peashrub, content the requirement of Korshinsk Peashrub planting areas, this paper project a machine of Korshinsk Peashrub Combined Harvester use 65-horsepower diesel engine and first use the chain collection conveyer device to push the Korshinsk Peashrub into the harvest; use the reciprocating cutter to cue the Korshinsk Peashrub; then through the chain conveyer into the vertical flatting and conveyer machine; send into the reciprocating tumbling-box cutting part to cut up the Korshinsk Peashrub; the cut Korshinsk Peashrub falls into the container box under the tumbling-box, eventually achieve the collection of the stem and combined-harvest. The flattened-sending roll and the cylinder cutter are installed in three-dimensional way which not only can make the whole contract well-knit but also can save the space; furthermore, it can be fully coordinated with the reciprocating cutting system. The designing of this Korshinsk Peashrub Combined Harvester not only promote a new way of combined-harvesting but also start a direction on the follow up study and research on the designing.
Features: 1. The high degree of combination.
2. This machine has done the rough cut of the reaped Korshinsk Peashrub which is convenient for the follow up processing.
Keywords Korshinsk Peashrub Combin Harvester reciprocating cutter flattened roll cylinder cutter
目 錄
1 引言 1
1.1 課題的提出和意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.3 本文的研究內(nèi)容及方法 2
2 技術任務書 2
3 設計計算說明書 3
3.1 傳動方案的確定 3
3.2 傳動皮帶輪的設計計算 4
3.2.1 減速箱主動軸傳出的皮帶輪組 4
3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組 6
3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組 6
3.2.4 減速器從動軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組 7
3.3 立式收割臺設計 7
3.3.1 切割器的選擇 8
3.3.2 往復式切割器的設計 9
3.3.3 往復式切割器的構造 9
3.3.4 往復式切割器的類型 11
3.3.5 往復式切割器的結構標準化 13
3.3.6 割刀進距 13
3.3.7 影響往復式切割器工作性能的因素 13
3.4 蘆葦收割機割刀傳動機構的組成 14
3.4.1 曲柄搖桿ABC的運動方程 14
3.4.2 曲柄搖桿ABC的旋轉慣性力問題 15
3.4.3 割刀的動力學問題 16
3.4.4 三角擺塊的動力學方程 17
3.4.5 總 結 17
3.5 撥禾器的設計 17
3.5.1 鏈傳動的設計計算 18
3.6 立輥式蘆葦壓扁輸送裝置的設計 19
3.7 莖稈切碎裝置的設計 19
3.8 收集料斗的設計 20
4 使用說明書 20
5 標注化審核報告（BS） 21
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 21
5.2 產(chǎn)品技術文件的審查 21
5.3 標注件的使用情況 21
5.4 審查結論 22
6 結論 22
參考文獻 23
致 謝 24
蘆葦收割機結構設計
1 引言
1.1 課題的提出和意義
蘆葦是豆科錦雞兒屬的一個種,多年生長灌木植物，蘆葦抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐風沙、具有極強的生命力和抗逆性。由于對沙地干旱自然環(huán)境條件的適應結果，葉退化為刺。株高1～3m，冠幅1m以上。軸根系，根長4～5m。自然生長狀態(tài)下，壽命10年左右，如果平茬，壽命20年以上。蘆葦莖稈灰白色，直徑多10～20mm，木質(zhì)堅硬緊實[1]。
鑒于蘆葦獨特的生物特性，多年來它一直是內(nèi)蒙古西部及山西西北部和陜西、甘肅等防風固沙、防止水土流失的重要選用植物。全國蘆葦種植面積已達到666.66萬hm2 ，僅山西大同市蘆葦種植面積達到2萬hm2 [2]。蘆葦含有豐富的蛋白質(zhì)，開花期鮮蘆葦干物質(zhì)含粗蛋白14%，粗脂肪3.5%，粗纖維39.3%，無氮浸出物31.3%，粗灰分5.4%。由此可見，蘆葦還是優(yōu)良的經(jīng)濟飼料。未實施禁牧前，種植蘆葦?shù)慕?jīng)濟效益主要以牲畜的自然采食來體現(xiàn)，采食率一般在20%～30%之間。然而由于種植蘆葦?shù)牡貐^(qū)都是生態(tài)狀況較差的地區(qū)，這類地區(qū)實行了嚴格的禁牧舍飼圈養(yǎng)后，使蘆葦?shù)慕?jīng)濟價值很難體現(xiàn)。其中最關鍵的問題就是蘆葦?shù)臋C械化平茬收獲技術沒有得到根本解決。一方面，因為大部分地區(qū)圈養(yǎng)牲畜的主要飼草青貯或壓縮后的玉米秸稈，牲畜采食種類單一，營養(yǎng)成分不全，導致肉奶品質(zhì)部高，抗病能力下降，不少牲畜都處于亞健康狀態(tài)；另一方面，含有多種營養(yǎng)成分的蘆葦?shù)貌坏嚼?。另外，根?jù)蘆葦生長特性，最好3～4年平茬一次，否則它的生長速度就會減慢甚至消失[3]。為解決這些問題，給生態(tài)建設和舍飼圈養(yǎng)創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的空間，當務之急是研制一種可實現(xiàn)對蘆葦進行聯(lián)合收割的機械。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
現(xiàn)在國內(nèi)外暫時還沒有出現(xiàn)對蘆葦收割機成型機械的報道，現(xiàn)有的對蘆葦進行收割的裝置只有普通的割草機，還有適用于蘆葦?shù)钠讲鐧C。普通的圓盤鋸齒式和甩刀式機具切割后，切口表面形成不光滑的所謂“毛口”，不利于次年發(fā)芽生長[3]。這些機械只能把蘆葦切割，并沒有處理和收集裝置，切割完以后直接散落到地里，還需要人工進行收集。這些機械的適應性差，很多地方還是需要人工砍切收割。由于蘆葦莖稈木質(zhì)化較高，而且莖稈上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率極低而且效果非常差。
1.3 本文的研究內(nèi)容及方法
根據(jù)國內(nèi)外蘆葦收割機研究的發(fā)展現(xiàn)狀，以及國內(nèi)對蘆葦收割機的需求，本文對蘆葦收割機的整體設計進行了研究，首先設計有效的撥禾裝置把蘆葦撥入收割臺，采用了往復式切割器對蘆葦進行切割，隨后送入立式壓扁輸送輥系統(tǒng)進行壓扁及輸送，然后送入立式滾筒切割系統(tǒng)對蘆葦進行切碎，最后切碎的蘆葦?shù)羧爰舷鋵崿F(xiàn)莖稈的收集。本文著重對切割以后的工作部分進行了研究。整機工作流程圖見圖1。立式割臺的立式壓扁輸送輥配置立式滾刀屬獨特設計，其特點是立式壓扁輥兼作滾刀的喂入輥，結構簡單緊湊，問題是秸稈喂入方向與滾刀軸線的垂直性如何，需要進行試驗驗證；優(yōu)點是秸稈在切碎后輸送相對容易[4] 。
撥禾鏈
往復式切割器
立式切割滾筒
收集料斗
夾持輸送鏈
立式壓扁輸送輥
圖1 工作流程圖
綜上所述，我國蘆葦收割機的研制勢在必行，尤其是既能對蘆葦進行收獲，又能對蘆葦進行切斷和收集的聯(lián)合收割機械的研制更有發(fā)展?jié)摿蛻们熬?。在分析了國?nèi)外有關研究現(xiàn)狀之后，發(fā)現(xiàn)本文針對蘆葦所設計的立輥式壓扁切割系統(tǒng)還沒有相關研究，所以有必要進行研究分析。設計中確定了立式滾刀切碎裝置，與立輥式壓扁方式相配套，結構緊湊、切碎質(zhì)量好，大大減輕了整個割臺部分的前伸量和重量[5]，為蘆葦收割后的莖稈切碎問題提供了解決方案。
2 技術任務書
蘆葦是一種很難回收的一種作物，現(xiàn)在的狀況是能及時平茬， 以往平茬完以后，工作人員在回收的時候經(jīng)常弄傷自己。本設計主要目的是既平茬又收獲，在切割完成以后經(jīng)過簡單的碾壓，導進切碎裝置中，進行切碎，最后掉入收料箱。
因為現(xiàn)如今對蘆葦?shù)牧私膺€很少，本設計中有部分參數(shù)和計算公式需要套用玉米聯(lián)合收獲中的一些。本設計的關鍵問題是切割與前進的關系，蘆葦是豆科錦雞兒屬的一個種，很難被切割，若前進過快，容易把蘆葦弄斷，前進過慢，消耗太大。根據(jù)經(jīng)驗值我得出了前進速度必須小于切割速度。
3 設計計算說明書
3.1 傳動方案的確定
傳動方案的設計是本次設計的難點和重點，只有傳動方案設計合理，才能保證整體機構的運作，各個環(huán)節(jié)才能有效配合，高效率、高質(zhì)量的實現(xiàn)蘆葦?shù)穆?lián)合收割。
本次設計的蘆葦收割機傳動部分的難點在于各部分所需轉速不相同，壓扁輸送輥對的轉向相反，要實現(xiàn)相對運動，撥禾鏈組也要實現(xiàn)相對運動。
本文所設計的傳動方案簡圖如圖2所示：
此蘆葦聯(lián)合收割選取65馬力柴油發(fā)動機，輸出轉速2400r/min,經(jīng)過一級減速器減速，傳入各個機構。兩個壓扁輸送輥安裝在同一平面內(nèi)，形成一個壓扁輸送輥對，為了方便表示，把后面的壓扁輸送輥-2畫到了側面。柴油機輸入的轉速傳入一級減速器后，首先不經(jīng)過減速，轉速通過減速器主動軸直接傳出，再通過一組皮帶輪和錐齒傳入滾筒切碎器；從滾筒切碎器傳出的轉速通過一組二級皮帶輪減速，傳入壓扁輸送輥-1；主動軸傳出的轉速通過一組直齒輪改變方向，經(jīng)由一個錐齒輪組和一個二級皮帶輪減速傳入壓扁輸送輥-2，這樣就實現(xiàn)了壓扁輸送輥對的相對運動。同理，由減速器從動軸傳出的轉速經(jīng)過一系列的齒輪和皮帶輪傳動，可以實現(xiàn)撥禾鏈的相對運動，往復式切割器則再通過一組曲柄搖桿機構，實現(xiàn)往復運動。
1.往復式切割器 2.壓扁輸送輥-1 3.滾筒切碎器 4.壓扁輸送輥-2 5.撥禾鏈
圖2 蘆葦收割機傳動簡圖
3.2 傳動皮帶輪的設計計算
3.2.1 減速箱主動軸傳出的皮帶輪組
小帶輪轉速2400r/min，大帶輪轉速2100r/min,。
（1）V帶型號的選擇：V帶星號應根據(jù)計算功率和小帶輪轉速來選取，。計算功率是根據(jù)傳遞的功率，并考慮載荷的性質(zhì)以及每天運轉時間的長短等因素來確定的。
（1）
式中：——計算功率，；
——傳遞的額定功率，；
——工作情況系數(shù)。
其中：=，=1.3，則計算出=。
（2）確定帶輪的基準直徑、：初選主動帶輪的基準直徑。根據(jù)V帶型號，選取為B型140mm，則根據(jù)傳動比算出=160mm。
（3）確定中心距和帶的基準長度：根據(jù)傳動結構需要初定中心距。
（2）
則最小=210mm。
確定后，由帶傳動幾何關系，按下式計算所需帶的基準帶長：
（3）
得出=891.48。根據(jù)選取和最相近的V帶的基準長度，則=900mm。再根據(jù)來計算實際中心距。由于V帶傳動的中心距是可以調(diào)整的，故可采用下式做近似計算：
（4）
計算得最小中心距=214mm
（4）驗算主動輪上的包角：
（5）
計算得=，符合要求。
（5）確定帶的根數(shù)
（6）
式中：——包角系數(shù)，考慮包角不同時的影響系數(shù)；
——長度系數(shù)，考慮帶的長度不同時的影響系數(shù)；
——單根V帶所能傳遞的功率，；
——單根V帶時的功率增量，。
計算得=4.75根。
3.2.2 滾筒到減速軸的皮帶輪組
小帶輪轉速2100r/min，傳動比3.76，則大帶輪轉速為558.5r/min。
（1）=2，根據(jù)公式（1）可得 =2.6。
（2）確定帶輪的基準直徑、：初選主動帶輪的基準直徑。根據(jù)V帶型號，選取為A型100mm，則根據(jù)傳動比算出=376mm，根據(jù)標準帶輪直徑，選擇=375mm。
（3）確定中心距和帶的基準長度：根據(jù)傳動結構需要初定中心距。
根據(jù)式（2）計算可得=332.5mm。
確定后，由帶傳動幾何關系，按下式計算所需帶的基準帶長：
根據(jù)式（3）得=1467.6mm，根據(jù)選取和最相近的V帶的基準長度，則=1600mm。再根據(jù)來計算實際中心距。由于V帶傳動的中心距是可以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=399mm。
（4）驗算主動輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。
（5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計算得：=根。
3.2.3 減速軸到壓扁輸送輥的皮帶輪組
小帶輪轉速558.5r/min，傳動比2.5，則大帶輪轉速為233r/min。
（1）=2，根據(jù)公式（1）可得 =2.6。
（2）確定帶輪的基準直徑、：初選主動帶輪的基準直徑。根據(jù)V帶型號，選取為A型112mm，則根據(jù)傳動比算出=280mm。
（3）確定中心距和帶的基準長度：根據(jù)傳動結構需要初定中心距。
據(jù)式（2）計算可得=275mm。
確定后，由帶傳動幾何關系，按下式計算所需帶的基準帶長：
根據(jù)式（3）得=1191mm，根據(jù)選取和最相近的V帶的基準長度，則=1250mm。再根據(jù)來計算實際中心距。由于V帶傳動的中心距是可以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=305mm。
（4）驗算主動輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。
（5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計算得：=根。
3.2.4 減速器從動軸到撥禾鏈齒輪箱的帶輪組
小帶輪轉速533r/min，則大帶輪轉速為192r/min，則傳動比為2.5。
（1）=1.6，根據(jù)公式（1）可得 =2.08。
（2）確定帶輪的基準直徑、：初選主動帶輪的基準直徑。根據(jù)V帶型號，選取為A型100mm，則根據(jù)傳動比算出=278mm，根據(jù)標準帶輪直徑，選擇=280mm。
（3）確定中心距和帶的基準長度：根據(jù)傳動結構需要初定中心距。
根據(jù)式（2）計算可得=266mm。
確定后，由帶傳動幾何關系，按下式計算所需帶的基準帶長：
根據(jù)式（3）得=1159mm，根據(jù)選取和最相近的V帶的基準長度，則=1250mm。再根據(jù)來計算實際中心距。由于V帶傳動的中心距是可以調(diào)整的，根據(jù)式（4）得最小中心距=312mm。
（4）驗算主動輪上的包角：根據(jù)式（5）得：，符合要求。
（5）確定帶的根數(shù)：根據(jù)式（6）計算得：=根。
3.3 立式收割臺設計
割臺是蘆葦收割機的重要組成部分，是機器的核心部件之一。本割臺采用立式，具有以下功能：將蘆葦植株切斷、夾持輸送，并將植株向切碎機構強制喂送；給輸送裝置輸入動力，給輸送裝置、切碎裝置和拋送裝置提供安裝平臺。
立式割臺主要部件包括切割器、分禾撥禾器、夾持輸送裝置和滾筒切碎裝置。
3.3.1 切割器的選擇
切割器是收獲機械的重要部件之一，它的功用是將田間的作物切斷。目前，
已廣泛使用和報道的切割器有:往復式、回轉式、甩刀式、帶式等?；厩闆r是:
1往復式切割器。往復式切割器由動刀片和定刀片組成，動刀片多數(shù)在刀刃上面刻有齒紋，少數(shù)在下面刻有齒紋，防止禾株在從剪切口滑出，并有自磨刃作用。在機器前進的同時，動刀片與定刀片組成割幅，定刀片與護刃器成為切割時的兩個固定支撐點，動刀片以一定的速度在兩支撐點之間做往復切割。往復式切割是目前國內(nèi)外稻麥收割機上應用最廣的一種切割器，現(xiàn)基本標準化。其切割速度一般為1.5 -2 m/s，作業(yè)速度低，一般不超過9k m / h（2.5m/s）。它由往復運動的割刀和固定不動的支承部分組成。割刀由刀桿、動刀片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動機構相連接，用以傳遞割刀的動力。工作時，割刀作直線往復運動，其護刃器前尖將谷物分成小束引向割刀，割刀在運動中將禾桿推向定刀進行切割。這種切割器平均切割速度較低，切割性能好，結構簡單，工作可靠， 廣泛用于谷物收割機上。它的缺點是往復憤性力大，割臺振動和噪聲大，存在重割和漏割，割茬不整齊。
為解決往復式切割器往復慣性力較大的問題，日本久保田稻麥收割機將刀桿分成兩段，采用兩個曲柄連桿機構雙邊驅動，兩段刀桿的運動方向相反，可抵消部分慣性力。為防止泥土卡刀，久保田收割機將刀桿加寬，在其底部挖了排土孔，割刀在運動時可將進入切割間隙的泥土及時排出。 此外，這種機型還加裝了割刀自動潤滑系統(tǒng)，可將潤滑油自動滴到刀桿上，隨動刀的運動而進入摩擦間隙，以免手工加油發(fā)生危險。
2 回轉式切割器。 回轉式切割器主要用于收獲牧草、 青飼料等粗莖稈作物，少數(shù)谷物收獲機上也使用這種切割器?；剞D式切割器切割速度高，一般為 25-50 m / s，可適應10-25km/h的高速作業(yè)，慣性力易平衡，震動較小，結構簡單，但回轉半徑小，不宜寬幅切割，割刀的壽命較短，維修費用高。
3 甩刀式切割器。甩刀式切割器多用于玉米青貯飼料收割機上， 目前國內(nèi)外收割機上多采用甩刀式切割器。它由 水平橫軸、刀盤體、刀片和護罩等組成。刀片鉸接在水平橫軸的刀盤上，在垂直平面 (與前進方向平行)內(nèi)回轉。
4 回轉帶式切割器。這種切割器將薄鋼帶加工成角鋼狀，一邊為帶體，連接兩端構成傳動帶，一邊為刀體，刀體間有一定距離，刀體端開有刀齒，刀齒為梯形。工炸時，在驅動帶輪的帶動下，帶體在水平面內(nèi)繞兩帶輪作回轉運動刀齒切割作物。
5齒形鏈式切割器。動刀右上部為切割段， 呈梯形，根部為傳動齒，同齒形鏈節(jié)板，將其與標準齒形鏈節(jié)板鉸接成一封閉的刀鏈，刀鏈在主動鏈輪的驅動下，在上下水平導軌的引導下，在水平面內(nèi)作高速回轉運動，其緊邊與護刃器構成切割幅，對作物莖稈切割。
本設計選擇：往復式切割器。
3.3.2 往復式切割器的設計
往復式切割器是聯(lián)合收割機使用最廣泛的切割部件，其切割圖是評價切割器工作性 能的重要工具，本章就往復式切割器的構造、類型及其結構的標準化以及傳統(tǒng)繪制切割 圖的方法— 描點法作以簡單介紹，并分析影響往復式切割器工作性能的主要因素。另 外，推導切割器的縱向位移與橫向位移間的關系式，并指出利用傳統(tǒng)高等數(shù)學知識解決 面積的計算問題時，會因解不出原函數(shù)而無法實現(xiàn)。
3.3.3 往復式切割器的構造
往復式切割器由往復運動的割刀和固定不動的支承部分組成[6]（圖2）割刀由刀桿、動少J片和刀桿頭等鉚合而成。刀桿頭與傳動機構相連接，用以傳遞割刀的動力。固定部分包括護刃器梁、護刃器、鉚合在護刃器上的定刀片、壓刃器和摩擦片等。工作時割刀作往復運動，其護刃器前尖將谷物分成小束并引向割刀，割刀在運動中將禾稈推向定刀片進行剪切。
圖3 往復式切割器 圖 4 動刀片
（1）動刀片:它是主要切割件，為對稱六邊形（圖4）,兩側為刀刃。刀刃的形狀有光刃和齒紋刃兩種。光刃切割較省力，割茬較整齊，但使用壽命較短，工作中需經(jīng)常磨刀。齒紋刃刀片則不需磨刀，雖切割阻力較大，但使用較方便。在谷物收割機和聯(lián)合收獲機上多采用齒紋刃。而牧草收割機由于牧草密、濕，切割阻力較大，多采用光刃刀片。刀刃的刃角i對切割阻力和使用壽命影響較大，當刃角i由增至時，切割阻力增加15%。刃角太小時，刀刃磨損快，而且容易崩裂，工作不可靠。一般取刃角為。齒紋刃刀片的刃角i=。光刃刀片為使其磨刀后刃部高度不變，刀片前端頂寬b，一般b=14-16mm，齒紋刃刀片其b值較小些。刀片一般用工具鋼 (T8.T9)制成，刃部經(jīng)熱處理，熱處理寬度為10-15mm,淬火帶硬度為HRC50-60，非淬火區(qū)不得超過HRC35。刀片厚度為2-3mm。每厘米刀刃長度上有6-7個齒，刀刃厚度不超過0.15mm。
(2)定刀片:定刀片為支承件，一般為光刃，但當動刀片采用光刃時，為防止莖稈向前滑出也可采用齒刃。國外部分機器護刃器上沒有定刀片，由鍛鋼護刃器支持面起支承切割的作用。
(3)護刃器:護刃器的作用是保持定刀片的正確位置、保護割刀、對禾稈進行分束和利用護刃器上舌與定刀片構成兩點支承的切割條件等。其前端呈流線形并少許向上或向下彎曲，后部有刀桿滑動的導槽。護刃器一般為可鍛鑄鐵或鍛鋼、鑄鋼等制成，可鑄成單齒一體，或雙齒一體或三齒一體。單齒一體損壞后易于更換，但安裝和調(diào)節(jié)較麻煩，現(xiàn)多采雙齒護刃器。
(4)壓刃器:為了防止割刀在運動中向上抬起和保持動刀片與定刀片正確的剪切間隙(前端不超過0-0.5mm，后端不大于1一1.5mm)，在護刃器梁上每隔30-50厘米裝有壓刃器(在割草機上每間隔20-30厘米)。它為一沖壓鋼板或韌鐵件，能彎曲變形以調(diào)節(jié)它與割刀的間隙。
(5)摩擦片:部分切割器在壓刃器下方裝有摩擦片，用以支承割刀的后部使之具有垂直和水平方向的兩個支承面，以代替護刃器導槽對刀桿的支承作用。當摩擦片磨損時，可增加熱片使摩擦片抬高或將其向前移動。裝有摩擦片的切割器，其割刀間隙調(diào)節(jié)較方便。
（6）護刃器間距：護刃器起著保護刀片和引力莖稈的作用，往復式切割器切割莖稈分兩個過程，首先是被動力刀片推至護刃器間隔中間產(chǎn)生橫向彎曲；其次是隨機器前進產(chǎn)生縱向彎曲，這都會使切割力增加，而莖稈切割最大彎曲取決于護刃器間隔，間隔以大于68.3mm為宜，故取72mm。
（7）動刀片間隔 動刀片間隔取決于刀片尺寸和切割速度。英雌優(yōu)化設計了刀片結構尺寸。達到了增加切割速度以減少切割阻力的目的。
（8）切割速度 往復式七個七的工作質(zhì)量跟切割速度與機組前進速度的速比有密切關系。往復切割速度是指平均速度，平均速度越高，切割性能越好。但過高的切割速度是不可取的，因為會使整個機組產(chǎn)生較大的振動，不但增加了機組功率的消耗，而且會加速零件的磨損與破壞。經(jīng)過理論計算和試驗，速比在0.8到2.2范圍內(nèi)時，工作質(zhì)量比較理想，因此確定切割速度為2m/s。
（9）切割器功率消耗 切割器切割莖稈所需功率由三部分組成，即切割莖稈所消耗率，割刀摩擦消耗功率，慣性消耗功率。經(jīng)過計算，切割器消耗功率為
（7）
其中：——玉米切割阻力；——摩擦阻力；——往復慣性力；——切割速度，取2m/s;——切割速度。 結果=3Kw
3.3.4 往復式切割器的類型
往復式切割器割刀作往復運動，結構較簡單.，適應性較廣。目前在谷物收割機、牧草收割機、谷物聯(lián)合收獲機和玉米收獲機上采用較多[6]。
a b c
圖5 各種尺寸類型切割器a. 普通I型 b.普通II型 c.低割型
往復式切割器按結構尺寸與行程關系分有以下三種:
(1) 普通I型 (見圖5-a)
其尺寸關系為
（8）
式中:S-割刀行程;t-動刀片間距;-護刃齒間距
普通I型切割器的特點是：割刀的切割速度較高，切割性能較強，對粗、細莖稈的適應性能較大，但切割時莖稈傾斜度較大、割茬較高。這種切割器在國際上應用較為廣泛，多用于麥類作物和牧草收獲機械上。
在水稻收割機上有采用較標準尺寸小的切割器，其尺寸關系為
50，60或70mm （9）
其特點是:動刀片較窄長(切割角較小)，護刃器為鋼板制成，無護舌，對立式割臺的橫向輸送較為有利。其切割能力較強，割茬較低。
在粗莖稈作物收割機上，有采用較標準尺寸為大的切割器，其尺寸關系為
90或100mm （10）
其護刃齒的間距較大，專用于收割粗莖稈作物。青飼玉米收割機、高粱收割機和對行收割的玉米收獲機采用。
(2) 普通II型 (見圖5-b)
其尺寸關系為
（11）
該切割器的動刀片間距t及護刃器間距與普通I型相同，但其割刀行程為普通I型的2倍。其割刀往復運動的頻率較低，因而往復慣性力較小。此點對抗振性較差的小型機器具有特殊意義，適于在小型收割機和聯(lián)合收獲機上采用。
(3)低割型 (見圖5-c)
其尺寸關系為
、 （12）
切割器的割刀行程S和動刀片間距t均較大，但護刃齒的間距較小。切割時，莖科傾斜量和搖動較小，因而割茬較低，對收割大豆和牧草較為有利，但對粗莖稈作物的適應性較差。
低割型切割器由于切割時割刀速度較低，在莖稈青濕和雜草較多時切割質(zhì)量較差，割茬不整齊并有堵刀現(xiàn)象。目前在稻麥收割機上采用較少。
3.3.5 往復式切割器的結構標準化
為了便于組織專業(yè)化生產(chǎn)和零配件供應，國家機械工業(yè)部1975年公布了切割器的國家標準 (GB1209一1213-75)。切割器分為三種型式:
(1)Ⅰ型切割器:其，動刀片為光刃，刀片水平傾角為，護刃器為單齒，設有摩擦片。用于割草機。
(2)Ⅱ型切割器:其，動刀片為紋齒刃，護刃器為雙齒，設有摩擦片。用于谷物收割機和聯(lián)合收獲機。
(3)Ⅲ型切割器:其，動刀片為齒紋刃，護刃器為雙齒，無摩擦片。用在谷物收割機和谷物聯(lián)合收獲機上。
3.3.6 割刀進距
割刀進距對切割圖有重要的影響，割刀進距指割刀走過一個行程(S)時，機器前進的距離。割刀進距用下式計算：
（13）
或 （14）
式中——機器前進速度;n——割刀曲柄轉速;——割刀曲柄角速度。
3.3.7 影響往復式切割器工作性能的因素
影響往復式切割器工作性能的主要因素是割刀進距及動刀片刃部高度。
割刀進距會影響切割圖中重割區(qū)及漏割區(qū)的面積，當進距增大時，切割圖變長，漏割區(qū)增加，而重割區(qū)減少;反之，則相反。此外，動刀片的刃部高度也影響到切割圖的形狀。刃部高度增大時，漏割區(qū)減小，而重割區(qū)增加;反之，則相反。由于現(xiàn)在使用于聯(lián)合收割機上的切割器都己標準化，所以本文主要討論割刀進距 (即機器前進速度和割刀曲柄轉速)對往復式切割器的工作性能影響。
3.4 蘆葦收割機割刀傳動機構的組成
蘆葦收割機割刀傳動系統(tǒng)的結構如圖6所示，該機構屬于曲柄搖桿一搖桿滑塊機構，ABC是曲柄搖桿機構，DEF為搖桿滑塊機構。當曲柄均勻回轉時，割刀動刀片作往復運動，完成切割任務。在農(nóng)業(yè)機械設計中已獲應用[7～11]擺塊軸承座連接為球頭鉸鏈或球面軸承。
曲柄應順時針轉動，正常工作轉速是500。該傳動機構在搖桿擺動的兩極限位置的連線應通過曲柄的回轉中心，這樣的傳動布置能使割刀在往返行程的平均速度相等，對割刀傳動有利。搖桿擺動角度的大小，對割刀的加速度顯然有較大的影響，當其他的參數(shù)一定時，搖桿擺角越大，割刀加速度越大，會引起割臺較大的振動，應控制在一定范圍內(nèi)[12]。
圖6 割刀傳動系統(tǒng)結構
3.4.1 曲柄搖桿ABC的運動方程
曲柄搖桿ABC的結構簡化圖形如圖7所示。建立空間三維直角坐標系XAYZ，ACC 在軸上，z軸為蘆葦割臺主傳動軸的軸線的方向。
圖7 曲柄搖桿結構簡化圖
設曲柄以勻角速度從第二象限開始順時針轉動，所以，B點的運動方程為：
；；； （15）
；；； （16）
；； （17）
C點在X軸方向上的運動方程為：
； （18）
因為r遠小于l，因此可以認為角接近于，則
；；； （19）
3.4.2 曲柄搖桿ABC的旋轉慣性力問題
應用節(jié)點等效質(zhì)量代換法，推桿BC的質(zhì)量代換到B點，另外質(zhì)量代換到C點．平衡配重鐵質(zhì)量為 ，安置在割臺主傳動軸的右側，如圖7所示．其旋轉慣性力主要由以下幾個質(zhì)量元件產(chǎn)生：曲柄銷(質(zhì)量為)，曲柄不平衡部分(質(zhì)量為)，推桿在B點的等效質(zhì)量()，曲柄銷對面所加的平衡配重鐵(質(zhì)量為)；因此，旋轉慣性力的靜平衡方程式可以表示為：
（20）
式中：,分別為平衡配重鐵和曲柄不平衡部分質(zhì)心距主傳動軸心的半徑。
在確定平衡參數(shù)時，應首先由實踐經(jīng)驗確定的大小，即配重的安置位置，然后根據(jù)上述公式確定配重質(zhì)量的大小。
3.4.3 割刀的動力學問題
割刀切割陰力主要包括下列3個力：禾桿的平均切割阻力；割刀的慣性力；由于割刀及其附件重量所產(chǎn)生的磨擦力；設割刀動刀片及其附件每米質(zhì)量為，割刀動刀片長度為L，則割刀運動部件的總質(zhì)量為qL[13]。
蘆葦收割機的三角擺塊的3個頂點分別與割刀梁、軸承座、推桿相鉸接，三角擺塊繞軸承座擺動，CDE3點可以近似看做平面運動，其受力圖如圖8所示。E點y方向的平動運動規(guī)律可以近似看做為割刀動刀片與C點的運動規(guī)律，由前面的推導可知：
；； （21）
（22）
時，表示曲柄銷在左止點位置，割刀切割速度為零，加速度為達最大值；隨著時間的增加，角逐漸增大，割刀相對位移也越來越大，割刀速度按其位移的二次方增加，而割刀加速度按其位移的直線規(guī)律減??；當時，割刀相對速度達最大，而此時加速度為零。當角繼續(xù)增大時，加速度繼續(xù)按其位移的直線規(guī)律增大，而速度按其位移逐漸減小為零[14]。
由達朗伯原理知： ； （23）
于是可得到割刀往復慣性力F隨著割刀相對位移的變化規(guī)律，如圖8所示．該力F是引起割臺振動的主要原因之一．在三角擺塊軸承座上，割刀梁對面加一平衡配重(質(zhì)量為m )，來平衡這個力。
圖8 割刀位移變化規(guī)律 圖9 三角擺塊平面受力分析
3.4.4 三角擺塊的動力學方程
三角擺塊在XAZ平面的受力分析如圖8所示。
三角擺塊繞擺動中心以角加速度運動，其轉動慣量為J，由圖8可以看出，割刀平衡配重三角擺塊的平衡配重、推桿等效節(jié)點質(zhì)量、三角擺塊質(zhì)量對轉動中心的離心力是平面匯交力系，可以部分相互削減，而上述質(zhì)量單元繞D點轉動的切向慣性力矩與割刀的阻力矩、三角擺塊的轉動慣性力矩方向均相同，他們由驅動力對轉動中心D的矩來平衡。由達朗伯原理，可以列出圖8的靜平衡方程。對圖8應用質(zhì)點系動量矩定理可得：
； （24）
首先根據(jù)結構要求估算各配重的位置，上式結合靜平衡方程來確定各個配重質(zhì)量。也可以利用計算機
3.4.5 總 結
上述分析方法可以部分求解，也可以聯(lián)立方程求解，如果利用計算機輔助分析，動態(tài)仿真效果會更好。為確保結論的實用性，應利用測量技術對各種方案進行評述、比較，從而得出最優(yōu)組合方案。
3.5 撥禾器的設計
衡量作物收獲質(zhì)量好壞的一個最主要指標是損失率。由于收獲流程的前后順序所致，割臺損失率首當其沖。撥禾裝置位于收割機的最前端，收獲作物時，它扶起并歸攏作物，撥向切割器；在切割器切割作物時，前方扶持莖稈以防止向前傾倒；最后把切斷的作物及時推向壓扁輥。
分禾是重要的一個環(huán)節(jié)，分禾器如果太長、太寬，就會推倒蘆葦植株，同時，其結構尺寸與整機匹配若不合理，將嚴重影響整機作業(yè)性能[15～16]。
撥禾輪的結構簡單、可靠，多用于大中型收割機上的聯(lián)合收獲機上。但是由于蘆葦莖稈硬度高切有比較高的柔性，采用撥禾輪的效果不好，且撥禾輪一般應用于臥式收割臺的結構中，不適用于本設計的立式收割臺。本設計最終采用鏈式撥禾器，可有效的把蘆葦撥入切割裝置。這種撥禾器的好處是，在切割過程中不會讓蘆葦亂動，強行切割。
3.5.1 鏈傳動的設計計算
（1）選擇鏈輪齒數(shù)、
傳動比
假設鏈速
（3）確定鏈節(jié)數(shù)
（25）
取
（4）傳動功率
查表得工作情況系數(shù)、小鏈輪齒數(shù)系數(shù)、由表查得多排鏈排數(shù)系數(shù)
（26）
（5）確定鏈節(jié)距
根據(jù)，選用鏈號為16A的單排滾子鏈。查表得鏈節(jié)距
（6）實際中心距
（27）
取
（7）驗算鏈速
（28）
與原假設相符。
（8）計算有效圓周力
（29）
（9）計算軸上載荷
（30）
（10）確定潤滑方式
根據(jù)鏈速、節(jié)距由表查得采用油浴或飛濺潤滑。
3.6 立輥式蘆葦壓扁輸送裝置的設計
壓扁輸送裝置是蘆葦前割臺的核心，直接影響到整機的各項指標，如損失率、切割達標率等。該裝置能在壓扁蘆葦莖稈的同時將莖稈強制喂入滾刀切碎，使壓扁輥與滾刀間莖稈輸送通暢，不堵塞。其次，莖稈及莖節(jié)被碾壓后對切碎和提高飼料的品質(zhì)起很好的作用[5]。
立輥式壓扁輸送裝置的壓扁輥兩軸線所在平面與垂直面成前傾25°～35°夾角，蘆葦植株由往復式割刀割斷后經(jīng)夾持鏈輸送至壓扁輥，通過立式壓扁輥壓扁。植株在弧形擋禾板和加持的作用下與壓扁輥軸線成50°～70°角。由于螺旋線的提升作用，壓扁后的植株基本與壓扁輥成垂直角度向后輸送進切碎滾筒切碎。
3.7 莖稈切碎裝置的設計
立式莖稈切碎裝置是本次設計的重點，立式莖稈切碎裝置與立輥式壓扁輸送裝置配套實現(xiàn)蘆葦?shù)氖崭詈痛旨?，結構簡單，莖稈切碎效果好、功耗低，能和割臺配置緊湊。
現(xiàn)有的設備技術是立式輥配套盤刀或臥式滾刀切碎裝置，它不但結構龐大，甩刀則為無支撐切割，動力消耗也大。立式莖稈切碎裝置安裝在蘆葦壓扁輸送輥的后方，并與機架相連，其驅動部件與收獲動力系統(tǒng)相連，且與壓扁輸送輥有速比約束。滾筒式切碎刀最初設計為螺旋刃刀片，螺旋刃刀片功率消耗小、切碎平穩(wěn)，但制造工藝復雜，成本高。到20世紀70年代末，直刃斜裝滾刀在我國得到迅速推廣[17]。
3.8 收集料斗的設計
集料箱安裝在滾筒切碎刀下方，可活動拆卸，能從機器后部人工取出，方便物料的卸出。
由于本設計滾筒切碎裝置為傾斜豎直面安裝，所以首先需要在滾筒外延安裝適當?shù)膿醢?，使物料下落方向改變，便于收集。設計集料箱時，可根據(jù)整機內(nèi)部空間確定各項數(shù)據(jù)。集料箱材料為普通鐵皮，形狀設計上選擇性大，在作業(yè)過程中，盡可能的提高集料箱的容積，可提高作業(yè)效率。
4 使用說明書
（1）使用前應檢查減速器中冷卻系統(tǒng)是否能正常工作。
（2）注意每個齒輪箱中軸承的潤滑，沒潤滑油時及時添加。
（3）檢查每個傳動皮帶輪的松緊，太松容易脫離，太緊容易斷裂。
（4）檢查往復式割刀是否在軌道，如果不在，立馬停止運行。
（5）在使用中經(jīng)常檢查傳動系統(tǒng)的工作狀態(tài)，注意各緊固機件是否松動，如果松動立刻停止運行。
（6）當工作一定時間后，應當檢查撥禾鏈上是否有割下來的雜物，及時清理，否則影響切割。
（7）收料箱滿后及時處理，以免影響正常工作。
（8）在收割作業(yè)時，機器應盡量走直線，保持勻速作業(yè)，根據(jù)負荷的狀況調(diào)節(jié)好油門，避免因負荷大小變化突然增、減速，更不能突然拐彎，以免影響作業(yè)質(zhì)量。
（9）聯(lián)合收割機在日常工作中，要定期進行潤滑保養(yǎng)，檢查各部件的技術狀態(tài)。對工作負荷大、轉速高、振動大的部件要重點檢查保養(yǎng)。當某一部件出現(xiàn)損壞時應及時更換，切不可將就使用，這樣做不僅可延長機器的使用壽命，還可減少事故發(fā)生，降低作業(yè)成本和提高工作效率。
（10）聯(lián)合收割機在投入正常作業(yè)之前，應根據(jù)作物的狀況，對機器割茬高度、作業(yè)速度等作業(yè)性能進行調(diào)整。
（11）聯(lián)合收割機的使用具有季節(jié)性，一般存放時間較長，所以出車前應注意檢查機器的各部件是否完好；離合器、制動踏板自由行程是否適當；螺栓、螺母是否松動等，以確保機器的技術狀態(tài)良好。還要檢查隨車備件，如刀片、皮帶等易損配件是否配備；常用工具及相關證件是否齊全等。
5 標注化審核報告（BS）
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查
蘆葦收割機的傳動裝置和刀具設計已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關規(guī)定，對其進行標注化審查，結果如下：
（1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達準確清楚、圖樣清楚。符合GB4440-84、GB-83《機械制圖》的規(guī)定。
（2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標準符合GB/T1800、3-1998的規(guī)定。
（3） 產(chǎn)品圖樣的編號符合JB/T5054.5-2000《中華人民共和國機械行業(yè)標準》產(chǎn)品圖樣及設計的完整性。
（4） 圖紙的標題欄與明細欄符合GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989的規(guī)定。
（5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標注符合GB131-83《表面特征代號及注法》的規(guī)定。
（6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號符合GB324-80《焊縫代號》的規(guī)定。
5.2 產(chǎn)品技術文件的審查
（1） 產(chǎn)品的技術文件名稱、術語符合ZB/TJ01和0351-90《產(chǎn)品圖樣及設計文件術語》及有關標準的規(guī)定。
（2） 量和單位符合GB3100—GB3102-93的規(guī)定。
（3）技術文件所用的編碼符合JB/T8823-1998《機械工業(yè)企業(yè)計算機輔助管理信息分類編碼導則》的規(guī)定。
（4）技術文件的完整性符合JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術文件完整性》的規(guī)定及農(nóng)機部門的有關具體要求。
5.3 標注件的使用情況
本設計所用的緊固件均采用標準的螺栓，材料及材料代號也符合國家標準和部頒標準的相關規(guī)定。
5.4 審查結論
經(jīng)過對剪草機裝置和傳動設計的標準化審查，認為該設計基本貫徹了國家最新頒發(fā)的各種標準，圖紙和設計文件完整齊全，符合標準化得要求。
6 結論
設計這款蘆葦收割機，可以對蘆葦進行收割，并且完成蘆葦莖稈的粗加工和收集，可以滿足廣大蘆葦種植地區(qū)對蘆葦收割的要求，便于后續(xù)的加工處理。但是設計中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)采用類似機械的數(shù)值，對于蘆葦這種特殊的固沙植物來說，必然有不適合之處，比如輸送壓扁輥與滾筒切碎裝置間的距離、植株的喂入角度、滾筒切碎筒轉速與喂入速度的關系等，這些數(shù)據(jù)的確定都需要大量的針對蘆葦?shù)脑囼灁?shù)據(jù)，才能進行調(diào)整優(yōu)化，從而使得本設計成為進行后續(xù)試驗研究的基礎和方向。相信此款蘆葦收割機經(jīng)過完善后，會成為蘆葦聯(lián)合收割的優(yōu)秀機械。
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致 謝
首先，我要感謝我的指導老師老師，在設計和論文的撰寫過程中，他給了我很多幫助，并提出寶貴意見，在此我向他以崇高的敬意和衷心的感謝。另外，我還要感謝和我一起做畢業(yè)設計的同學張曉舟，沒有他我完成不了畢業(yè)設計的整個過程。最后感謝那些幫助過我的老師和同學，還有家人的支持。
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