2.1型后懸掛往復(fù)式割草機的基本結(jié)構(gòu)

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1、 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9GC—2.1型后懸掛往復(fù)式割草機 - 17 - / 22 摘 要 大力發(fā)展畜牧機械化是我國現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展的必要條件,只有實現(xiàn)機械化,才能真正提高畜牧業(yè)的水平,畜牧業(yè)的產(chǎn)出增加,牧民的收入提高,生活水平才得以改善。在畜牧業(yè)中牧草的種植,收割,存儲等技術(shù)都需要改進,農(nóng)牧民急需適用性能可靠的,價格適中的機械設(shè)備,代替手工操作,提高效益,增加收入。 在牧草切割機技術(shù)方面,割草機的種類少,構(gòu)造復(fù)雜,維修使用不方便,價格高,基于此本文進行了后懸掛往復(fù)式牧草收割機的設(shè)計及分析。 本文首先討論了割草機切割

2、理論的研究和進展,闡述了國外割草機的發(fā)展歷程,列舉了近幾年國的研究情況以及新型割草機的性能特點,并且提出我國割草機技術(shù)的不足和發(fā)展趨勢。 其次經(jīng)過討論篩選確定了收割機的基本結(jié)構(gòu),后懸掛往復(fù)式割草機,由國產(chǎn)小型拖拉機后側(cè)懸掛帶動行進并輸出動力,采用偏置式曲柄連桿機構(gòu),帶動切割。通過研究割草機的切割作業(yè)過程,對割刀進行受力與運動分析,經(jīng)過計算確定出收割機的技術(shù)參數(shù),為收割機設(shè)計提供理論依據(jù)。 接著進行了主要零件的設(shè)計,計算和校核,畫出圖紙,確定了主要零件的尺寸,材料,并且對收割機的使用作出了效益分析。 關(guān)鍵詞：往復(fù)式割草機、畜牧機械化、曲柄連桿機構(gòu)

3、 Abstract Devote major efforts to developing mechanization of the livestock farming is essential condition about the modern agriculture of our country.Only when the livestock farming accomplish mechanization,the receipts of agriculture can be raised, and the living standard of the people c

4、an be improved.The technologies about hay planting、hay reaping and hay storing need improve in the livestock farming. The farmers need mechanisms of the reliable quality and the suitable price. So this can replace to be done by hand,and can raise benefit. The type of mowers is lack,and the struc

5、ture of mowers is complex,the servicing and the employ of mowers are not convenient for the people. So we want to design the hay of the rear suspension reciprocating mower and analysis the qualities of dynamic. The research and progress of hay reaping theory has firstly been discussed in this pa

6、per, then introduce the developing about foreign country,and cited the research situation in the years,and said the characteristic of quality in the new mower,and raised the developing tendencies about our mower. Secondly the basic structure of the mower has been defined after we discussed and s

7、creened,rear suspension reciprocating mower.The tractor can output power to mower. By using the offset crank connecting rod mechanism and the swing link mechanism. Then this paper has studied the reaping practice,and analysis of force and movement of the blade and defined the numerical value. Th

8、en main parts are designed、calculated and intended effect. In addition,this paper has carried on the beneficial analysis of the hay mower on the basis of designed mower,too. 目 錄 1緒論- 1 - 1.1問題的提出- 1 - 1.2國外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢- 2 - 1.2.1 割草機的類型- 2 - 1.2.2 往復(fù)式割草機的研究概況- 2 - 1.2.3國外收割機的發(fā)展概

9、況- 3 - 1.2.4近年來我國自行研制的成果- 4 - 1.3研究的目的和意義- 6 - 1.4研究的容- 6 - 2后懸掛往復(fù)式割草機的設(shè)計- 7 - 2.1設(shè)計方案的確定- 7 - 2.2總體參數(shù)的確定- 7 - 2.3傳動機構(gòu)的選擇和受力分析- 8 - 2.3.1曲柄轉(zhuǎn)速- 10 - 2.3.2曲柄半徑r的確定- 10 - 2.3.3傳動機構(gòu)設(shè)計- 10 - 2.4切割器類型的選擇- 10 - 2.5割刀進程H的確定- 11 - 2.5.1擋草板與前進方向的夾角Φ- 11 - 2.5.2切割器工作性能分析- 12 - 2.5.3切割圖- 14 - 3.

10、9GC—2.1型后懸掛往復(fù)式割草機主要技術(shù)參數(shù)- 15 - 畢業(yè)設(shè)計心得體會- 16 - 參考文獻- 17 - 1緒論 1.1問題的提出 我們國家改革開放以來,國民生活水平顯著提高,生活質(zhì)量得到改善,這都歸功于經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展。經(jīng)濟建設(shè)的不斷加快促使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)調(diào)整,草原畜牧業(yè)隨之突顯為主體,在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中所占的比重越來越大。我國牧草資源豐富,是巨大的天然寶藏,據(jù)統(tǒng)計,我國共有各類天然草二十多種,有33億畝草地,10億畝草山坡地。占國土面積的41.7%,僅次于澳大利亞,居世界第二位,同時也是秸稈資源最為豐富的國家之一,可生產(chǎn)大量的飼草,飼草作為發(fā)展畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ),成為畜牧

11、業(yè)發(fā)展規(guī)模和速度的決定因素。 但是,近幾年來,隨著畜牧業(yè)迅速發(fā)展,草原畜牧業(yè)中過度放牧和草原過載現(xiàn)象十分嚴重,形成了草場退化,沙化和堿化,導(dǎo)致草場生態(tài)環(huán)境惡化,使飼草需求與飼草供給的矛盾更加突出,嚴重制約了畜牧業(yè)的健康發(fā)展。另一方面我國草業(yè)發(fā)展帶有比較突出的地域性特點,牧草種植基地大多位于黃河流域及華北,西北,而牧草銷售市場多位于華東,華南的奶牛,肉牛飼養(yǎng)密集區(qū)。由于草場分布不均,部分地區(qū)因季節(jié)性牧草過剩得不到合適的處置而被廢棄,浪費了資源,也污染了環(huán)境。目前,我國每年貯草量僅能滿足抗災(zāi)保畜需要的15%~25%,由于飼草不足造成的牲畜死亡率為5%~6%,有的甚至高達10%。因此,大力發(fā)展牧草

12、生產(chǎn)機械化技術(shù),對恢復(fù)草場植被,改善草原生態(tài)環(huán)境,迅速恢復(fù)和提高草原生產(chǎn)力,發(fā)展畜牧業(yè)至關(guān)重要。國家"十五"計劃綱要強調(diào)畜牧業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整應(yīng)該發(fā)展食草畜牧業(yè),一些地方已把退耕還草和牲畜養(yǎng)殖業(yè)作為一種產(chǎn)業(yè)。在"十五"初期全國將建成40多個草場牧業(yè)示項目,160個牧區(qū)開發(fā)示項目,建立高質(zhì)量的草地圍欄867萬公頃,草地保留面積0.2億公頃,并逐年加大資金投入,草多了,農(nóng)牧業(yè)的工作繁重了。急需加過我國畜牧機械的產(chǎn)業(yè)化進程。不僅如此,中國加入WTO后,周邊的許多國家,像韓國,日本都是飼料資源短缺的國家,國際市場對牧草,秸稈等飼料的需求會大幅增加。加入WTO,我國資源成本相對較高的種植業(yè)面積可能會適當減少,

13、種植業(yè)效益比較下降將促使土地資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向畜牧業(yè),草業(yè)等方面調(diào)整,牧草生產(chǎn)和加工產(chǎn)業(yè)將面臨新的機遇,因此,加快我國的牧草,秸稈的產(chǎn)業(yè)化進程,能為我國增加出口創(chuàng)匯,成為國民經(jīng)濟大產(chǎn)業(yè),這是發(fā)達國家如美國,加拿大及歐洲的一些國家已得到證實。 大力發(fā)展牧業(yè)機械化才能適應(yīng)新形勢的要求。牧業(yè)生產(chǎn)機械化的重點主要包括牧草種植,收獲和加工環(huán)節(jié)的機械化技術(shù)。飼草收獲機械化技術(shù)是利用機器將飼草切割,收集,制成各種形式的干草的作業(yè)過程。飼草在飼草收獲中牧草收割機所起的作用是顯著的,如一臺往復(fù)式收割機能提高功效70倍,年可節(jié)省勞動力2270工日,降低牧草營養(yǎng)損失60%~80%,割草機的應(yīng)用給農(nóng)民帶來高的經(jīng)濟

14、效益,減輕了農(nóng)牧民的勞動強度,保證收割質(zhì)量,確保草的再生。 1.2國外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.2.1 割草機的類型 割草機根據(jù)動力可劃分為蓄力割草機和動力割草機。蓄力割草機是我國現(xiàn)在使用較廣的割草機。有制造的GC1.4型蓄力割草機,割幅1370mm,當前進速度為5.5km/h,割草0.5hm平方/h。每機一人操作,由2匹馬或2頭牛牽引,平均割茬高度為5.3cm。該機適應(yīng)性強,不論高草,矮草,草層稀或密,或地面起伏,都能順利收割。一般每天可割草4~5hm平方。 動力割草又可分為牽引式,懸掛式和自走式三種。根據(jù)收割器又可分為以下多種割草機,如往復(fù)式,旋轉(zhuǎn)式,護刃器割草機,雙動力

15、刀割草機,上動刀割草機,下動刀割草機,護舌護刃器,無護舌護刃器,高割型割草機,中割型割草機,低割型割草機,水平旋轉(zhuǎn)割草機,垂直旋轉(zhuǎn)割草機,轉(zhuǎn)鐮式割草機,圓盤式割草機,臥式滾筒割草機,甩刀式割草機,上傳動圓盤割草機,下傳動圓盤割草機。 常用的懸掛式割草機類型有往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。往復(fù)式割草機具有動力消耗較小、割茬低而整齊、重割率低、飼草損失較少。其主要構(gòu)造分傳動機構(gòu),剪草刀桿及分草器等部分,另有調(diào)節(jié)桿可調(diào)節(jié)高低及規(guī)避障礙物。有些機具可加裝集草耙,將草料收集成行。旋轉(zhuǎn)式割草機是利用高速旋轉(zhuǎn)的割刀對植株進行無支撐切割的機具。具有結(jié)構(gòu)簡單,維護保養(yǎng)時間少,不需要磨刀,換刀簡捷,但重割率高、割茬不整

16、齊,單位割幅功率消耗較大。 1.2.2 往復(fù)式割草機的研究概況 往復(fù)式割草機在19世紀50年代后期用于生產(chǎn),初是用畜力牽引,由地輪驅(qū)動割刀。20世紀初開始發(fā)展拖拉機牽引的割草機,20年代以后改由動力輸出軸驅(qū)動割刀,30年代開始發(fā)展拖拉機懸掛往復(fù)式割草機,60年代中期又發(fā)展了旋轉(zhuǎn)式割草機。中國在20世紀20年代開始使用畜力往復(fù)式割草機,50年代初期和后期先后開始生產(chǎn)畜力和拖拉機牽引往復(fù)式割草機。 往復(fù)式割草機依靠切割器上動刀和定刀的相對剪切運動切割牧草。其特點是割茬整齊,單位割幅所需功率較??；但對牧草不同生長狀態(tài)的適應(yīng)性差,易堵塞。適用于平均切割速度一般低于3米/秒,作業(yè)前進速

17、度一般為6～8公里/小時。 拖拉機懸掛式割草機結(jié)構(gòu)簡單、輕便、機動靈活。有前懸掛式、側(cè)懸掛式和后懸掛式 3種,以后懸掛式割草機應(yīng)用最廣。往復(fù)式割草機由切割器、割刀傳動裝置、切割器提升裝置、安全裝置和擋草裝置等主要部件組成。切割器的工作原理和構(gòu)造與谷物收獲機械的切割器基本相同。所用刀片有光刃和刻齒刃兩種。一般采用光刃動刀片。割刀傳動裝置也和谷物收割機類似,多采用偏置式曲柄連桿機構(gòu)和擺環(huán)機構(gòu)。由于牧草生長密度大、含水率高,動刀的平均速度高于谷物收割機,一般為1.6～2.0米/秒。切割器提升裝置一般由液壓系統(tǒng)操縱,提升迅速、方便,能保證切割器對復(fù)雜地面的適應(yīng)性。安全裝置主要是保裝置和切割

18、器的安全。對作業(yè)速度較高的割草機,一般采用脫鉤式安全裝置。當切割器阻力過大時,安全裝置即自動脫鉤,切割器向后擺動,同時切斷切割器的動力。有的割草機的割刀傳動裝置采用木制連桿或膠帶傳動方式,在超負荷時連桿折斷或膠帶打滑,以保護其他傳動零部件和切割器不遭損壞。擋草裝置通常是裝設(shè)在切割器兩端或外端的擋草板,其作用是將割下的牧草向切割器中部推移一段距離,留出供下一行程拖拉機輪子通過的通道,避免或減少對已割牧草的碾壓。 1.2.3國外收割機的發(fā)展概況 5年英國工程師托馬斯.普拉克特獲得了第一臺割草機的發(fā)明專利,那是一臺裝有環(huán)形刀身的笨重機器,而且運轉(zhuǎn)不很理想。在1830年由埃溫.馬丁制造的割草機類似

19、于今天使用的手扶滾筒割草機。早期應(yīng)用普遍的是往復(fù)式割草機,為了提高機具的生產(chǎn)率,盡量加大割幅及提高機具的前進速度。到了20世紀70年代各國開始研制使用旋轉(zhuǎn)式割草機,利用高速旋轉(zhuǎn)的割刀對植株進行無支撐切割的刀具,具有結(jié)構(gòu)簡單,維護保養(yǎng)時間少,不需要磨刀、換刀等優(yōu)點。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,可靠性、生產(chǎn)率提高很快。國際著名的農(nóng)機生產(chǎn)商如美國紐荷蘭〔New Holland〕、約翰迪爾〔John Deere〕、凱斯公司,英國弗格森公司,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生產(chǎn),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

20、面都處理的很成功,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),例如在控制系統(tǒng)方面,單片機、可編程控制器〔PLC〕、工業(yè)控制機控制〔IPC〕等的自動控制手段都得到應(yīng)用。在一些發(fā)達國家,如美國等,牧草收獲已經(jīng)全部實行機械化,由牽引式發(fā)展成自走式,已經(jīng)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)。 目前國外大多使用滾筒式、圓盤式或水平旋轉(zhuǎn)式割草機,這些割草機堅固耐用,工作速度快。這些機具一次通過就能完成收割、壓扁、成條三道工序。如美國紐荷蘭生產(chǎn)的八個圓盤旋轉(zhuǎn)式割草機,八個圓盤不僅能高效率的割草,還利用成對配置的膠輥,以恒定壓力立即將牧草壓扁,在地上鋪放成草條,使其在自然條件下

21、快速干燥,以便打捆或存儲。再比如美國紐荷蘭公司生產(chǎn)的616和617型圓盤割草機多為拖拉機牽引,并裝有起保護作用的脫鉤安全器,為使割刀接近地面進行作業(yè),所有的機器上裝有可調(diào)節(jié)的浮動系統(tǒng),從而使割刀與地形相近,降低割茬高度。 JF,北歐領(lǐng)先的牧草收獲機制造商。JF圓盤收割機,以其操作簡單、維修方便、獨特的防碰撞裝置、先進的掛鉤裝置和合理高效的壓扁裝置,減少機械對牧草留茬的壓力、使牧草更快,更健康再生,收割效率業(yè)界領(lǐng)先,以盡可能低得成本生產(chǎn)可能高的效益。 1.2.4近年來我國自行研制的成果 我國在五十年代生產(chǎn)了馬拉割草機和三刀割草機,1953年金縣農(nóng)具廠首先生產(chǎn)了1.4型蓄

22、力割草機,1958年金縣農(nóng)具廠生產(chǎn)了2.1型機引割草機,這兩部都是仿蘇40年代產(chǎn)品。 1958年海拉爾母液機械廠生產(chǎn)了9G-1.4型蓄力割草機,同時還生產(chǎn)9GJ-2.1型引爆單刀割草機。 農(nóng)機部鄂溫克畜牧機械試驗站1963年開始38種國外樣機進行了性能和適應(yīng)性試驗,同年農(nóng)機所設(shè)計出第一代旋轉(zhuǎn)式割草機——紫云英收割機。 1965年畜牧所機械研究所進行了后懸掛雙動力刀高速割草機和雙連桿蓄力割草機的研究,雙動刀高速割草機接近當時國外同類產(chǎn)品先進水平,以后約有10年停止了科研工作。 1976年以后、XX分別研制成單圓盤。雙圓盤和四圓盤旋轉(zhuǎn)式割草機,其中9GZZX-1.7型四圓盤和9

23、XG-1.65型雙圓盤旋轉(zhuǎn)割草機,適用于高密度的人工種植和天然草場收割,具有割茬低,鋪條整齊,仿形好和更換刀片方便等特點,在高密度草場獲得推廣。 1979年牧機廠研制9GS-4.0型自走式割草壓扁機,同年呼和浩特畜牧機械研究所和聯(lián)合收割廠研制成9GSQ-4.0型牽引式割草壓扁機。 1982年由呼和浩特牧機所和農(nóng)牧機械廠共同研制了由擺環(huán)驅(qū)動的9GY-3.0型牽引式切割壓扁機,達到國際70年代末水平。 1985年XX農(nóng)科院農(nóng)機化所研制成功9GZX-2.4型全齒式選裝割草機。 目前地區(qū)農(nóng)機推廣站研制成功的9GZX-0.9二圓盤旋轉(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

24、人工種植和天然牧草。 市農(nóng)業(yè)機械技術(shù)站研制成功的9GS-0.6型牧草收割機,完成收割、整理、放置等作業(yè)操作。 FC250G型錘片式牧草收割機可將割下的牧草莖稈打碎、折彎,從而可以縮短莖稈與葉片在干燥時間上的差距,達到減少落葉率的目的。 世達爾現(xiàn)代農(nóng)機生產(chǎn)的MDM1300型圓盤割草機主要用于對各類牧草的收割,如紫花苜蓿、黑麥草、燕麥草等牧草的收割,工作效率較高,更適合于切割較高大的作物。刀桿因裝有螺旋手柄,容易升降,采用雙彈簧懸掛,能適應(yīng)地面的凸凹情況,不損傷草地。本機裝有起保護作用的安全裝置,作業(yè)中,碰上障礙物或遇異常力時,割草盤往后移動,是本機免受損傷。 20XX向明公司自行研制出9

25、GX〔Y〕-1.6型圓盤割草機,懸掛于拖拉機后側(cè),利用拖拉機輸出的動力和行走裝置進行收割牧草作業(yè)。工作時,兩個設(shè)有切割刀片的圓盤以2500轉(zhuǎn)/分相對高速旋轉(zhuǎn),把牧草切割并攏在一起,便于捆草機配套作業(yè)。結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,維護保養(yǎng)工作量小,對拖拉機行走速度無要求。 的9GZX-2.56型圓盤旋轉(zhuǎn)牧草收割機,馬力大,割幅大,生產(chǎn)率高,結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,可適用于玉米、棉花等多類作物秸稈的收割。 9GX-0.84型單圓盤割草機適宜收割密度較高的天然和種植牧草,還特別適用于農(nóng)、林、牧區(qū)小面積草場、山區(qū)丘陵草場和城市園林草坪割草作業(yè)。在牧草濕度大、密集和倒伏較嚴重的情況下也可以正常作業(yè)。9GX-0.84

26、型單圓盤割草機的旋轉(zhuǎn)圓盤,采用特殊的外形設(shè)計使曹在被割倒后能輕易滑過割草機成松散整齊的草列,旋轉(zhuǎn)的圓盤上裝有三個活動刀片,刀片靠離心力甩出連續(xù)工作,當遇到障礙時刀片自動彈回,可避免刀片的損壞。刀片待用優(yōu)質(zhì)的65錳彈簧鋼,經(jīng)特殊處理無需磨刀,并可以兩面替換使用,更換刀片快速簡捷。 1.3研究的目的和意義 由于我國畜牧機械業(yè)起步較晚,在生產(chǎn)工藝、機械設(shè)計、加工設(shè)備和自動化控制水平等諸多方面與發(fā)達國家存在著一定的差距。主要的原因是牧草收割機的品種不齊全,牧草收割質(zhì)量不達標,影響著草的再生長,而且研究牧草收割技術(shù)的人員少,農(nóng)牧民的購買程度不夠強烈,制約了牧草

27、收割機的快速發(fā)展。發(fā)達國家在草原畜牧業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)大都已機械化。美國每60h㎡就有一套割、摟、捆、垛、運設(shè)備。我國平均5500 h㎡可利用草原才有一臺割草機,并嚴重缺少與之配套的機具,牧草收獲機械作業(yè)量尚不到5%。 還由于我國的牧草首個技術(shù)設(shè)備與發(fā)達國家相比有很大差距,而且多為仿造產(chǎn)品,品種不齊全,主要的工作零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當,生產(chǎn)技術(shù)不成熟,設(shè)備質(zhì)量欠佳,遠不能滿足日益擴大的國草產(chǎn)品生產(chǎn)加工設(shè)備市場需要。提高國產(chǎn)收割機的質(zhì)量,開發(fā)新結(jié)構(gòu),無疑會對畜牧業(yè)發(fā)展起到革命性作用。雖然市場上國外產(chǎn)品質(zhì)量較好,但價格太高,每臺牧草收割機售價在十萬至幾十萬元以上,不適合國消費水平,所以開發(fā)性能良好

28、、自動化程度高、外形輕巧美觀而且價格適中的國產(chǎn)收割機將是我國牧草收割設(shè)備的關(guān)鍵機械之一,對促進飼草產(chǎn)業(yè)化進程會起到舉足輕重的作用。 目前,與小型配套使用的割草機多數(shù)是往復(fù)式割草機,由于它的切割性能較好,功率消耗低,價格便宜,使用調(diào)整方便等特點,再生產(chǎn)上得到普遍應(yīng)用,受到了廣大牧民的青睞。 1.4研究的容 本文主要研究往復(fù)式割草機的結(jié)構(gòu)特點、應(yīng)用特性以及作業(yè)操作過程。割草機的應(yīng)用普遍被看好,因為飼草業(yè)的發(fā)展會帶動畜牧業(yè)的機械化,割草機的作用顯而易見?，F(xiàn)在往復(fù)式割草機多以懸掛式居多,多功能的聯(lián)合收割機也較多,這些類型結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價格昂貴,維修不便,都不太適合我國現(xiàn)代畜牧業(yè)家庭承包制。基于這

29、些,國家投資研制新型割草機,以便農(nóng)牧民的使用,機器代替手工操作,提高生產(chǎn)效率,增加收入。研究的容有： (1) 以現(xiàn)有的往復(fù)式割草機的切割作業(yè)過程為理論基礎(chǔ),確定出割草機的切割理論依據(jù)。 (2) 通過了解現(xiàn)有割草機的各種類型的結(jié)構(gòu)特點,確定本款割草機的設(shè)計結(jié)構(gòu)方案,計算設(shè)計參數(shù),繪制技術(shù)圖紙。 2后懸掛往復(fù)式割草機的設(shè)計 2.1設(shè)計方案的確定 初步確定三種方案即牽引式、前懸掛式和后懸掛式。 后懸掛式割草機的切割器懸掛在拖拉機的右后方,方便掛接,傳動及結(jié)構(gòu)緊湊,便于操縱,故采取第三種方案—后懸掛式割草機。 2.2總體參數(shù)的確定 1.割幅B 參照KUHN—FA372A

30、型割草機,并結(jié)合我們現(xiàn)有的生產(chǎn)能力,將割草機割幅B確定為2.8米。 2.功率P 整機功率提升切割器功率切割器功率移動切割器功率割草機滾動阻力功率；；切割器空轉(zhuǎn)功率0.8B—切割功率=—切割每平方米面積的莖稈所需功率；取=25kgm/s平方米 =4062.5〔W〕 移動切割器所需功率 =507.7〔W〕其中f為滑掌與地面之間摩擦系數(shù)一般為0.3—0.5,取f=0.4；,—地面對外滑掌的支撐反力,由資料得=24.5kg；=9kg；T為切割器伸進莖稈阻力一般為3~5kg取T=4.5kg 割草機滾動阻力功率 ；為割草機輪子滾動阻力系數(shù),由資料查的=0.14=580.05〔W〕 提升

31、切割器功率： 提升切割器所需的時間為〔當輪子轉(zhuǎn)190°即曲柄半徑轉(zhuǎn)190°時切割器就升起來了〕所以t=切割器提升拉桿端的作用力無89.253kg提升拉桿端升起的高度為0.165m所以=212.24〔W〕 所以=5362.5〔W〕=7.2馬力 3.割草機生產(chǎn)率的計算 機器前進速度8—10公里/小時,割幅B=2.8米 則〔8—10〕x1000米/小時x2.8米/666.7平方米=33.5—41.99畝/小時 即機器前進速度為8公里/小時或10公里/小時的理論生產(chǎn)率為33畝/小時和41畝/小時。 2.3傳動機構(gòu)的選擇和受力分析 采用三角皮帶輪傳動,利

32、用拖拉機動力輸出軸作動力源,以曲柄連桿機構(gòu)帶動割刀作往復(fù)直線運動,從而完成牧草切割。當切割器工作過載時,皮帶將打滑,以保證零件不受損壞。 1.活塞力 活塞力Fp是氣體力Fg往復(fù)慣性力Fj和往復(fù)摩擦力Fmp沿氣缸軸線方向作用于活塞上的合力?；钊Φ恼摲较蛞?guī)定與三個分力相同,所以,它等于三個分力的代數(shù)和。Fp=Fg+Fj+Fmp按等曲柄轉(zhuǎn)角間隔計算活塞力,就可以求得它隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化情況。 2.側(cè)向力和連桿力 活塞力在活塞銷中心B處可以分解為兩個分力,一個分力為Fh,其作用方向垂直于氣缸壁,稱為活塞側(cè)向力；另一個分力Fc,其作用方向沿著連桿中心線,稱為連桿力。則Fh=Fptgβ=Fp

33、λsinα/<1-λ*λsinα*sinα>**1/2 Fc=Fp/cosβ=Fp/<1-λ*λsinα*sinα>**1/2 3.切向力和法向力 連桿力傳到曲柄銷中心A處由可以分解為兩個力,一個分力Ft與曲柄中心旋轉(zhuǎn)軌跡圓相切,是為切向力；另一個分力Fz沿著曲柄方向作用著,為法向力。其計算公式為： Ft=Fcsin<α+β>=Fpsin<α+β>/cosβ =Fp**1/2> Fz=Fccos<α+β>=Fpcos<α+β>/cosβ =Fp**1/2

34、> 根據(jù)上面兩式就可以求得切向力和法向力隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化情況。 Ft的正方向是反曲柄轉(zhuǎn)向的,Fz的正方向是離開曲柄中心的方向。 4.總切向力 壓縮機的總切向力等于同一曲軸位置上各缸切向力加上壓縮機的 切向摩擦力的總和,它是外界原動機所要克服的壓縮機的總阻力。對于 單缸壓縮機 ∑Ft=Ft+Fmr對于多缸壓縮機 ∑Ft=∑i+Fmr. 2.3.1曲柄轉(zhuǎn)速 n==；拖拉機動力輸出軸的轉(zhuǎn)速選用528〔r/min〕 2.3.2曲柄半徑r的確定 查資料得2r==75.25〔mm〕,r=37.6〔mm〕式中l(wèi)為連桿長,e為偏心距,s為割刀行程。 2.3.3傳動機

35、構(gòu)設(shè)計 三角皮帶設(shè)計：因為切割器工作消耗功率為4062.5〔W〕取工作情況系數(shù)=1.2則計算功率=x4062.5=4875〔W〕查表得可用皮帶為A型。 選擇確定帶輪直徑；選用大帶輪直接=200〔mm〕則小帶輪直徑：=取為0.02則=131〔mm〕查表可得小帶輪直徑為=125〔mm〕此時傳動比為125/200=0.625 0.625-=-0.043＜所以選用直徑對傳動比是合適的。 2.4切割器類型的選擇 通過對各種類型切割器性能的比較,并根據(jù)割草機的牧業(yè)技術(shù)要求,我們將此次的切割器設(shè)計定為標I型。 標I型切割器的割刀行程S、動刀片間距t及護刃器間距t1均為76.2mm。該類

36、型切割器動刀片為光刃,刀片水平傾角6°30′。其特點是：割刀速度較高,切割性能較強,對粗,細莖稈的適應(yīng)性較大,該型切割器通用性強,適用性廣。 2.5割刀進程H的確定 割刀一個行程時間機器前進的距離為H,所以H=,—機器前進速度。n—曲柄轉(zhuǎn)速 H=〔8—10〕公里/小時x30/900轉(zhuǎn)/分=0.—0.093米。 2.5.1擋草板與前進方向的夾角Φ 如圖所示,機組前進時,牧草對擋草板的作用力為P,將其分解為平行與擋草板和垂直于擋草板的兩個分力T與N。 要使已割下的牧草能順利地沿擋草板下滑必須滿足下式：T＞F〔摩擦力〕T=PcosΦ,F=PsinΦ·f 代入上式可得tg

37、Φ＜Φ＜arctg 由農(nóng)業(yè)機械手冊查得f=0.5—0.8所以：Φ＜51.3°—63.4°由于擋草板在垂直于前進方向的投影應(yīng)大于拖拉機右后輪寬度B和滑掌到右后輪外側(cè)距離L之和；即：B+L＜lsinΦ Φ值也受擋草板長度l的限制,所以Φ取40° 2.5.2切割器工作性能分析 切割速度：如圖6所示：X=-lsinψ由于tgψ=tgαcosφ因此：； 割刀的最大位移Xmax=lsinα=,故X=；所以 割刀的運動學(xué)特性為：X=-σcoswt；Vx=μsinwt；=w2δcoswt。其中系數(shù)σ=；u=；δ= 〔圖〕割刀切割開始及終了的位移 S—割刀行程 W—擺軸轉(zhuǎn)速 α—

38、擺角 如圖所示 X始=S-=19.7mm X終=S-=57.7mm 相應(yīng)的Φ始=61.3°Φ=120.15° 割刀最大運動速度發(fā)生在wt=90°時,即Vmax== 割刀運動平均速度Vx平= 割刀開始切割及終了切割速度分別為： V始=3.18m/s〔將α始=61.3°代入速度方程式求得〕 V終=3.13m/s〔將α終=120.15°代入速度方程式求得〕 2.5.3切割圖 切割圖 如圖所示：A點的運動軌跡方程為：X=rσcosΦ+,Y=；其Y方向的運動是均速運動,即機組的

39、前進速度為常數(shù)。 作圖方法： 1.將機組在割刀一個行程中的前進的距離Hσ等分為,……,各等分點對應(yīng)Φ角分別為 0°,30°,…180°。 2. 分別求出Φ為上述值時,X的對應(yīng)值 3. 分別將,；,……等各對值合成,并聯(lián)接所有合成點,即得A點的運動軌跡。 4. 利用推平行線的方法將該曲線移至割刀頂端點之間,因此ABCD便為割刀在一個行程中切割過的面積—切割圖。 5. 由圖可見,在相鄰兩定刀片之間的作物,由于所處位置不同,有三種不同的切割情況： 1. 一次切割面〔Ⅰ面〕：在此面的作物被動刀片推至定刀片的刃線上,并在定刀片支持下切割。而這時的莖稈在切割之前就產(chǎn)生了橫向切割,但傾斜量不

40、大,割茬較低。 2. 重割面〔Ⅱ〕：割刀刃線在此面通過兩次,有可能將割過的殘茬重割一次,因而功率消耗增加。 3. 初次漏割面〔Ⅲ面〕：割刀刃線沒有在該面通過,該面的莖稈被刀桿推向下一次的一次切割面中進行切割,因而莖稈的縱向傾斜較大,割茬較高。而且由于切割比較集中,切割阻力較大,如割刀面太長,有的莖稈將被推倒造成漏割。 當提高機器前進速度時,即增大進程H時,重割面減小,漏割面增大,割茬增高的面積就多,當減小進程H時,重割面增大初次漏割面減小,但會影響牧草產(chǎn)量,因而較好的切割面,應(yīng)該是重割面與初次漏割面都比較小。 實驗指出,當割刀的平均速度V平=和機器前進速度的比值在0.8—1.2之間時,

41、可以得到滿意的切割質(zhì)量。本機的情況是:=2.286m/s,=2.222—2.777m/s,=1.03—0.83 3.9GC—2.1型后懸掛往復(fù)式割草機主要技術(shù)參數(shù) 動力來源：拖拉機動力輸出軸 切割器驅(qū)動方式：曲柄連桿 切割器提升方式：拖拉機液壓裝置 機組前進速度：8—10公里/小時 理論生產(chǎn)率：33—41畝/小時 切割器類型：標I型 設(shè)計割幅：2.8米 切割圍：滑掌對地平面向上45°,向下30° 畢業(yè)設(shè)計心得體會 隨著畢業(yè)日子的臨近,畢業(yè)設(shè)計也終于接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成

42、了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計之前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié),但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對自己前面所學(xué)知識的一種檢驗,而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來的知識還很欠缺。自己需要學(xué)習(xí)的東西還有很多。通過這次畢業(yè)設(shè)計,使我明白了學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程,在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí),努力提高自己的知識和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們同學(xué)之間的關(guān)系更進一步,同學(xué)之間互相幫助,有什么不懂的大家在一起商量,聽聽不同的看法對我們更好的理解知識有很大的幫助,所以在這里非常感謝幫助過我的同學(xué)和我的搭檔。

43、 在此要感謝我的指導(dǎo)老師林對我的悉心指導(dǎo),感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中,我通過查閱大量的有關(guān)資料,與同學(xué)交流經(jīng)驗,向老師請教,使自己學(xué)到了不少知識,也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲是巨大的。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨立工作的能力,樹立了對自己的信心,相信會對今后的工作、生活有非常重要的影響。而且大大的提高了自己的動手能力,使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的不太好,但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西才是這次畢業(yè)設(shè)計中的最大收獲和財富,使我終身受益。 參考文獻 1. 《畜牧業(yè)機械化》中國農(nóng)業(yè)2005.12 2. 《飼草生產(chǎn)機械與設(shè)備》中國農(nóng)業(yè)2009.5 3. 《機械零件設(shè)計手冊》1982.1 4. 《農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊》機械工業(yè)1973.9 5. 《機械零件設(shè)計手冊》冶金工業(yè)1980 6. 《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》美國農(nóng)業(yè)工程師學(xué)會 7. 《中國農(nóng)業(yè)機械技術(shù)發(fā)展規(guī)律史》機械工業(yè)1993.11 8. 《我國畜牧機械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》畜牧業(yè)機械化2001.1 9. 機械設(shè)計手冊〔1—5〕機械工業(yè)1998