新型玉米收獲機設計【6張CAD圖紙及說明書全套】【YC系列】
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摘 要
玉米作為三大主要的糧食作物之一和飼料來源，在我國分布廣泛、種植面積大。因此為了使人們從繁重的收獲勞動中解脫出來，實現(xiàn)玉米的機械化收獲，提高現(xiàn)有拖拉機的利用率，結合市場需求我們進行了此次設計。
本次設計主要針對玉米收獲機進行設計。首先，通過對玉米收獲機結構及原理進行分析，在此分析基礎上提出了總體結構方案；接著，對主要技術參數(shù)進行了計算選擇；然后，對各主要零部件進行了設計與校核；最后，通過AutoCAD制圖軟件繪制了玉米收獲機裝配圖及主要零部件圖。
通過本次設計，鞏固了大學所學專業(yè)知識，如：機械原理、機械設計、材料力學、公差與互換性理論、機械制圖等；掌握了普通機械產(chǎn)品的設計方法并能夠熟練使用AutoCAD制圖軟件，對今后的工作于生活具有極大意義。
關鍵詞：玉米，收獲機，絞龍，傳動
Abstract
High lift device called weight lifting device, a top heavy machinery, lifting machine is a with relatively small force can the weight lifting, descending or shift of simple tools, can also be used to correct the deformation of the equipment installation and the deviation of the component such as. Electric lifting device is a lifting device for lifting heavy objects by screw drive. The motor is composed of a motor, a belt drive, a turbine vortex rod drive, a screw, a nut, a lifting rod, etc..
This design first, based on the structure and the principle of electric lifting device of high analysis, this analysis based on put forward the overall structure scheme of and then, the design and verification of main technical parameters of the main parts is discussed; then, through the three-dimensional design software Pro / E design the electric lifting device and motion simulation is carried out. Finally, draw the electric lifting device assembly and major parts of the map.
Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software, for the future work in life is of great significance.
Keywords: Lifting equipment; Turbine; Spiral; Design; Simulation
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1研究背景及意義 1
1.2玉米收獲機類型 1
1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
第2章 整體方案設計 4
2.1設計要求 4
2.2方案選定 4
2.2.1功能要求 4
2.2.2方案選定 5
第3章主要參數(shù)計算 8
3.1整機參數(shù) 8
3.2工作部件參數(shù) 8
3.2.1摘穗裝置 9
3.2.2果穗輸送裝置 10
3.2.3攪龍參數(shù)的確定 11
3.3主要部件的功耗計算 11
第4章 主要零部件的設計 14
4.1攪龍的設計 14
4.2輸送槽的設計 14
4.3鏈傳動的設計 15
4.4軸及軸上零件的設計與校核 16
4.4.1軸的設計與校核 16
4.4.2軸承及鍵的校核 17
4.5出料斗設計 18
4.6機架設計 18
參考文獻 20
致 謝 21
22
第1章 緒論
1.1研究背景及意義
從我國特殊國情的實際情況來考慮，我國人口眾多，玉米作為主要的糧食作物之一和飼料來源，決定了我國玉米種植廣泛且分布不均勻，東北、華北、西南地區(qū)約占全國玉米種植面積的90％，而且直到2008年我國玉米機收率才僅為10％，全國各地玉米機械化收獲程度不均，因此我國玉米機械化存在廣闊的前景。
目前，我國玉米收獲機雖然已有不少機型已進入實際使用領域，但總的來說，問題還不少，如技術成熟度還低，其表現(xiàn)為產(chǎn)品可靠性差；市場還沒有啟動起來；制約其發(fā)展的諸多因素還難以解決。
實現(xiàn)玉米農(nóng)業(yè)機械化收獲，是為響應國家創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會做出的重大貢獻。玉米收獲機秸稈粉碎還田技術的使用，不僅能夠減少秸稈焚燒和環(huán)境污染，而且增肥土壤肥力；玉米跨區(qū)作業(yè)，既提高了機具的利用率，也增加了農(nóng)機手的收入；另外，玉米收獲機械化水平提高，農(nóng)村外出務工人員就可不必為糧食收獲而發(fā)愁，既節(jié)省了路費，又緩解交通壓力，為國家經(jīng)濟的發(fā)展提供充裕的人力資源。
隨著人民生活水平的不斷提高，降低農(nóng)民勞動強度、提高生產(chǎn)率和農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟效益，增加農(nóng)民收入，已是農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的必然趨勢。
1.2玉米收獲機類型
（1）小型懸掛式玉米收獲機
用于配套小型拖拉機，可實現(xiàn)單行作業(yè)。一次性完成摘穗、莖稈還田工作，具有價格低廉、機動性好的優(yōu)點，較適合一家一戶的經(jīng)濟模式。
（2）牽引式玉米聯(lián)合收獲機
用于配套大中型拖拉機，一次可實現(xiàn)2~3行收獲作業(yè)，可實現(xiàn)摘穗、剝皮、果穗升運、莖稈粉碎還田等多項作業(yè)。
（3）自走式玉米聯(lián)合收獲機
這是一種專用的玉米收獲設備。一次可完成3~4行收獲作業(yè)，完成摘穗、剝皮、果穗升運、莖稈粉碎還田等項作業(yè)。而且效率高、收獲質(zhì)量好。
（4）背負式玉米聯(lián)合收獲機
用于配套中型以上拖拉機，一般可實現(xiàn)兩行作業(yè)，并一次完成摘穗、剝皮、果穗升運、集箱、莖稈粉碎還田等項作業(yè)。其次設備整機價格適中，采用正配置使收獲機軸線與拖拉機軸線重合，無側配置，作業(yè)時無需人工開道，提高了拖拉機的利用率。
1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前我國玉米聯(lián)合收獲機市場存在如下特點：
（1）總量劇增，需求呈現(xiàn)多樣化
從2008年開始，玉米收獲機械納入全國農(nóng)機購置補貼范圍，各主產(chǎn)省都把加快玉米收獲機械化作為推動本省農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的重點工作，并實行地方資金累加補貼。各主產(chǎn)省玉米收獲機保有量猛增，其中山東省增加7000臺，吉林增加800臺，河南增加2000臺。全國約銷售小麥玉米兼收機6000臺，4行自走專用機2000臺，各類背負機7000臺，總計15000臺左右。
（2）更多企業(yè)進入，競爭異常激烈
目前國內(nèi)玉米收獲機行業(yè)還處于自由競爭時期，行業(yè)集中度很低，行業(yè)內(nèi)還沒有出現(xiàn)一家市場占有率超過15%的企業(yè)。行業(yè)準入門檻低，市場前景廣闊，不斷有新進入者加入。據(jù)不完全統(tǒng)計，2008年至少有10家以上的企業(yè)“試水”玉米收獲機市場，其中有影響的是江蘇沃得、弗雷森、約翰迪爾、福格森、海虹工程機械、常林等。江蘇沃德推出基于2號小麥收獲機底盤技術的3行玉米收獲機，弗雷森推出4LZ-4玉米收獲機，約翰迪爾6488玉米聯(lián)合收割機，福格森4行玉米收獲機等產(chǎn)品較為成熟。
（3）產(chǎn)品趨于成熟，新技術得到推廣
近幾年，背負機由于發(fā)展時間長，技術已經(jīng)成熟，產(chǎn)品可靠率在95%以上，作業(yè)效果基本上能滿足用戶的需求。在發(fā)展較早的玉米機收地區(qū)得到廣泛推廣。兩用機雖然存在先天的缺陷，但近兩年經(jīng)過適應性改進，收獲效果得到很大的提高。關鍵是一機兩用的優(yōu)勢，使得銷量同比快速增長。自走專用機目前尚處于技術成熟化的過程中，售后服務出現(xiàn)不少困難，推廣重點地區(qū)仍然在東北大區(qū)。
目前收割機主流機型的發(fā)展是在保證作業(yè)性能良好的情況下，以高效率、大功率、大喂入量的趨勢發(fā)展，以達到提高生產(chǎn)率。同時要求收獲損失率低、谷粒高清潔度因此以這個方向為主要工作部件的研究更為深入，研制出了單滾筒或雙滾筒縱置的軸流式脫粒分離裝置。新材料和先進制造技術被廣泛應用在收割機生產(chǎn)中，使產(chǎn)品性能更加優(yōu)良、穩(wěn)定性更高。人機工程學、機電一體化和自動化技術被廣泛應用到農(nóng)機研發(fā)制造中，因此收割機也在向舒適性好、使用安全性高、操作方便性等方向發(fā)展，向智能化收獲發(fā)展，使操縱、調(diào)節(jié)更加靈活、快捷、方便。目前由約翰迪爾佳生產(chǎn)的一系列聯(lián)合收割機技術有很大改進，更新了傳統(tǒng)的的 。如它的割臺高度自動調(diào)節(jié)控制、喂入量與損失量的自動檢測、作業(yè)速度自動控制、分離系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測的自動控制、產(chǎn)量及含水率和作業(yè)面積計量自動化、自動導航等。
我國當前重點發(fā)展的機型為全喂入式軸流分離滾筒加切流脫粒滾筒的收割機，小型機脫粒裝置多為橫置、大型機多為縱置，目前這些機器已得到廣大農(nóng)村和農(nóng)場用戶認可。半喂入式收割機宜積極發(fā)展出國產(chǎn)經(jīng)典機型，不應盲目追求現(xiàn)代化，而是要盡可能簡化機器以達到降低成本的目的。割前摘脫式玉米聯(lián)合收割機的誕生，必將在將來的市場競爭中占有一席之地。我國玉米收獲機械的發(fā)展任重道遠。
第2章 整體方案設計
2.1設計要求
本次設計的參考4YW2型玉米聯(lián)合收獲機有關參數(shù)如下表2-1所示：
表2-1 參數(shù)
型號
SH50
發(fā)動機型號
495A,495A-33
前進速度（千米/小時）
6 Speeds:2.15-26.86
倒退速度（千米/小時）
2 Speeds:2.84-11.35
動力輸出軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分鐘）
766
總長（毫米）
3250
總寬（常用輪距）（毫米）
1690
至排氣管頂高（毫米）
2325
至排氣管頂高（毫米）
2300
至方向盤高（毫米）
1565
前輪距（毫米）
1313(Normal),1413,1513
后輪距（毫米）
1350(Normal),1392,1502
地隙（毫米）
400
軸距（毫米）
1900
結構質(zhì)量（千克）
1860
耕深調(diào)節(jié)
力、位及高度調(diào)節(jié)
2.2方案選定
2.2.1功能要求
玉米收獲機割臺結構體分為分禾器、玉米輸送鏈、拉莖輥、絞龍等部分組成。這些部分相互配合完成對玉米秸稈進行收攏、夾持輸送、摘穗、導入過橋等步驟。
（1）玉米秸桿對行收攏
由于玉米種植行距差異較大，有機播、人工播和半機械化播種等多種情況，行距株距，甚至不成行等均不同，給玉米生產(chǎn)機械化作業(yè)帶來困難，為保證能將玉米秸桿切割同時夾持輸送，而不致將玉米植株碰倒漏收，設計了收獲分禾器。
（2）玉米秸桿輸送
玉米莖桿較粗而且?guī)霠顟B(tài)時重量較重，夾持機構采用鏈條輸送，并帶浮動漲緊，以適應不同直徑粗細的秸桿，不漏夾滑掉和不夾斷，且動力消耗少。
（3）摘穗
玉米植株由夾持輸送機構夾持的同時，在摘輥反向旋轉(zhuǎn)作用下將玉米穗摘下。
（4）絞龍
作物的收集動力由輸送裝置傳遞到絞龍，通過絞龍的轉(zhuǎn)動傳遞到過橋。
2.2.2方案選定
（1）割臺部分
割臺(如圖2-3)的主要結構形式有立式、臥式兩種。設計選用臥式割臺。
臥式割臺由撥禾輪、輸送器、分禾器、切割器和傳動機構組成。它的割臺基本上水平，略向前傾斜。臥式割臺對倒伏和稀，密作物的適應性較好，割幅較寬，但縱向尺寸較大，機組的機動靈活性較立式割臺差。
（2）夾持鏈輸送裝置
輸送裝置包含兩種輸送部分，其中一種為夾持輸送鏈，其功用是連接割臺和脫粒裝置，將割臺上的作物均勻、連續(xù)地輸送到脫粒機中。
其工作過程是通過夾持鏈與張緊裝置的壓力將稻桿固定在鏈條上從而使稻桿源源不斷輸送到脫粒裝置中，其工作穩(wěn)定能使稻桿整齊倒置喂入脫粒裝置中，使得農(nóng)民在收獲糧食的同時能獲得秸稈。其張緊裝置主要為經(jīng)過熱處理的鋼條，具有彈性還有經(jīng)過熱處理的鋼筋，具有彈性能將稻桿緊緊壓在鏈片上，從而確保了稻桿整齊均勻地喂入到脫粒裝置中。保證了稻桿的完整性。另一方面當?shù)緱U傳遞脫粒裝置中要換壓緊裝置，因為此時要進行脫粒，脫粒滾筒對稻桿有梳刷的作用，因此所需張緊力更大。因此設計過程中應該根據(jù)具體是情況分別設計出他們的張緊力的大小。并要根據(jù)稻桿的特性來設計鏈片的形狀從而使其能夾緊稻桿。
圖2-7 夾持鏈片的示意圖
圖2-8 橫向輸送裝置示意圖
（3）脫粒裝置
脫粒原理脫粒裝置工作過程比較復雜有靠沖擊、揉搓、梳刷等原理脫粒方式。
脫粒裝置類型有全喂入式和半喂入式；按滾筒形式分：有開式和閉式、單滾筒和雙滾筒、直流式和軸流式；按脫粒齒形分：有紋桿式、釘齒式、弓齒式。根據(jù)合理性選全喂入開式軸流式。軸流式滾筒的直徑是一個很重要的參數(shù)它決定了整個脫粒的直徑和高度，直徑過大時，機器外形大，重量大；直徑過小時，又易引起纏草和堵塞死滾筒，而且喂入量也小，不能適應高產(chǎn)的要求；通常，為了避免纏草，其最小齒根圓直徑應保證齒根圓的周長大于該地區(qū)割下最高桿的桿長。目前齒根圓直徑：小型機取=400—450毫米、中型機取=570—600毫米、大型機取=600—650毫米，本機為中小型機因此取=540毫米。而長度也是一個很重要的設計參數(shù)，長度大說明脫粒流程長，作物在脫粒室內(nèi)停留的時間長，這對脫凈有好處，對于全喂入式的脫粒機構來說，大致有這樣一種規(guī)律，中型機的滾筒長度通常只有1000—1100毫米長即可，小型機的滾筒長度有500—700毫米，長度本機取720毫米。由于本機為小型玉米聯(lián)合收割機，沒有逐稿器等分離機構。因此本機的脫離機構選擇軸流式脫粒滾筒，其在脫粒過程中，蓋板上由于螺旋導向板具有輔助分離的作用，所以能在盡量減少整機重量的情況下，得到足夠清潔的稻谷。
圖2-9 螺旋輸送器示意圖
（4）分離集谷輸送裝置
主要有集谷攪龍螺旋輸送器、柵格式凹板篩等主要部件組成，夾持鏈將帶有谷粒的稻桿輸送到脫粒滾筒處，而后脫離滾筒將將谷粒與禾桿分離，經(jīng)過分離后的谷粒經(jīng)過水平安裝的螺旋輸送器將谷粒輸送到一端，而后位于一端的谷粒再經(jīng)由那一端傾斜安的螺旋輸送器輸送到指定位置，從而完成裝袋工作裝。
（5）履帶行走裝置
玉米聯(lián)合收割機行走裝置主要有履帶式行走裝置和輪式行走裝置兩種。但由于收割機需要在水田里行走，壓力不宜過大。所以常用履帶式行走裝置，能有效增大接地面積，從而減小接地壓力，保證了其通過性能。履帶式行走裝置又分為金屬履帶和橡膠履帶兩種形式。此處采用金屬履帶。像此類行走裝置一般由履帶，驅(qū)動輪，承重輪，張緊輪構成。在中小型機具上常使用輕型組合式履帶，它由導軌和履帶板構成，這種履帶板履刺比較大，形成一字型或人字形花紋，其斷面一般為梯形；履刺較高，一般在30mm以內(nèi)。在支承面上，金屬履帶板之間一般有間隙（約5mm），以利于脫泥和減輕重量。因而適于在水田里行走。
圖2-10 履帶行走裝置
第3章主要參數(shù)計算
3.1整機參數(shù)
1. 適應行距：400～800mm
由于玉米播種的機械化程度低，人工點播行距不均，寬行800mm，窄400mm，這就要求收獲機對行距的適應性要好。在配置兩對摘輥中心距時，考慮中間情況定位600mm，然后在分禾器、摘輥前端的秸稈引導裝置上采取一定的措施,提高機組的行距適應能力。
2. 摘穗高度：≥400mm
玉米結穗高度一般為400～1200mm，本機組最低摘穗高度定為400mm，工作時可無級上調(diào)至800mm，以滿足不同需要。
3. 機組生產(chǎn)率
Q=2×5.4ηBv (畝/小時)
式中：η——機組工作時間利用系數(shù)，一般為0.7～0.9。
B——行距 （m）
v——機組作業(yè)速度 （米/秒）
若η=0.8, B=0.6m, v=0.6m/s, (Ⅰ擋)
則 Q=2×5.4×0.8×0.6×0.6=3.11 (畝/小時)
若上海-50以Ⅱ擋作業(yè)，v=1米/秒，
則Q=2×5.4×0.8×0.6×1=5.184(畝/小時)
表2-2拖拉機各檔速度
速度
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
倒Ⅰ
倒Ⅱ
v/km.h-1
2.15
3.54
6.71
8.58
14.13
26.86
2.84
11.35
n/r.min-1
10
16
30
39
64
121
13
51
4. 留茬高度 ≤80mm
留茬高度是指秸稈粉碎還田機粉碎秸稈時所留根茬高度。秸稈粉碎還田機工作時，為了達到較好的秸稈粉碎效果，轉(zhuǎn)速調(diào)高，刀片不宜入土作業(yè)。用支撐地輪來限制留茬高度。支撐地輪的工作位置可調(diào)，從而實現(xiàn)留茬高度從0～80mm內(nèi)可調(diào)。
3.2工作部件參數(shù)
3.2.1摘穗裝置
摘穗裝置的功用是使果穗和秸稈分離，它應具有抓取秸稈、輾壓拉引秸稈，摘取分離果穗及排出秸稈的能力。
（1）摘穗輥
現(xiàn)有機器上所用的摘穗器多為輥式。按摘輥的配置方式，可分為縱臥式摘輥、立式摘輥、橫臥式摘輥和縱向摘輥；就秸稈喂入方向可分為徑向喂入、軸向喂入以及根部喂入和梢部喂入等幾種。
本機即采用縱臥式摘輥，它由一對縱向斜置（與水平線成30°）的摘輥組成。兩軸的軸線平行并具有高度差，由于其前端高度相同，因而兩輥長度相等，靠近機器外側的摘輥較長，與靠近機器內(nèi)側的摘輥長均為1000mm。摘輥的結構前、中、后三段有所不同：前段為150mm帶螺紋的錐體，主要起引導秸稈和有利于秸稈進入摘輥間隙的作用；中段為帶有螺紋凸棱的圓柱體，起摘穗作用（長度為800mm），其表面的凸棱高9mm，螺距為280mm，兩對應摘輥的螺紋方向相反，并相互交錯配置。在有的機器上為了加強摘穗能力，在螺紋上相隔90°設有摘穗鉤（或稱摘穗爪），以便將穗柄揪斷。摘穗輥的直徑一般為72－100mm，轉(zhuǎn)速為600－820r/min。兩摘輥之間的間隙（以一輥的頂圓到另一輥根圓的距離計算）較秸稈直徑為小，約為秸稈直徑的30－50％，移動摘輥前軸承可以調(diào)節(jié)間隙。調(diào)節(jié)范圍為4～12mm（從摘輥中部測量）。如圖2-2所示。
圖2-2 縱臥式摘輥
1.強拉段 2.摘穗段 3.倒錐 4.可調(diào)軸承 5.秸稈
（2） 摘穗輥的直徑（D）和工作間隙（h）
h=（0.1～0.4）d
式中：d——玉米秸稈的直徑
一般秸稈直徑在25～35mm之間，若取d=30mm，則
h=（0.1～0.4）×30=3～12mm
本機取工作間隙h=9mm。
據(jù)有關資料的實驗證明，摘輥直徑在65～100毫米時工作質(zhì)量較好，故本機取摘輥直徑為66毫米。
本機選取較小的摘輥直徑和較大的工作間隙，即保證了摘輥對秸稈的抓取能力，又減輕了摘輥對果穗的損傷而減少掉粒損失。
另外，為了適應不同品種的作物，每對摘輥的外輥前端采用了浮動支撐，使摘輥入口的工作間隙從9～14毫米可調(diào)。
（3）摘輥轉(zhuǎn)速（n）
據(jù)設計資料，摘輥線速度V是保證摘輥正常工作的重要因素，當V小于2.5米/秒時，由于秸稈與摘輥之間產(chǎn)生打滑，容易造成摘輥堵塞。當V過高時，落粒損失增加，對臥式摘輥，其頂圓線速度取3.3～3.8米/秒為宜。
本機摘輥直徑D=66毫米，螺旋筋高度9毫米，即頂圓直徑D1=84毫米，若取V=3.6米/秒，則
摘輥轉(zhuǎn)速n=60×1000V/3.14D1=60000×3.6/3.14×84=817r/min。
（4）撥禾鏈
本機采用雙層撥禾鏈，平行配置在摘輥上方，內(nèi)外摘輥上方各一根，相向轉(zhuǎn)動。撥禾鏈的撥齒能將秸稈撥入摘輥并通過摘輥區(qū)，可防止摘下的果穗向前滑落而造成掉穗損失。由試驗可知，撥禾鏈的線速度取1.2米/秒為宜。
由傳動圖可知撥禾鏈輪的轉(zhuǎn)速n=172 m/s,由于z=10，t=38mm，
節(jié)圓直徑d=t×csc180Z=38×csc18010=123mm
V=n×3.14×d/（60×1000）=1.107m/s。故滿足撥禾需求。
3.2.2果穗輸送裝置
果穗輸送裝置偏配置在拖拉機右側，攪龍直接插入兩對摘輥中部，從摘輥上滑下的果穗經(jīng)攪龍輸送到刮板升運器再至果穗箱。經(jīng)試驗，鏈耙線速度取1.5米/秒為宜。
由于n=259r/min，z=11，t=31.75
d=t×csc180z=31.75×csc18011=112.7mm
V=n×3.14×d/(60×1000)=1.527 m/s。故滿足最宜輸送需求。
3.2.3攪龍參數(shù)的確定
攪龍直徑和螺距根據(jù)輸送的物料來量定，設機組的作業(yè)速度是1m/s，每畝玉米株數(shù)為3000～4000株，則每秒輸送果穗數(shù)6～8穗，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，果穗運動時總是沿著攪龍的一側且呈斜立狀態(tài)，并非雜亂無章，占取空間并不大。同時還應該保證果穗容易落入攪龍葉片空隙中，確定攪龍直徑為312mm，螺距為280mm。
攪龍轉(zhuǎn)速： n=60v/h （轉(zhuǎn)/分）（忽略果穗與葉片的打滑）
式中：v—果穗軸向運動速度，取0.6米/秒
h—螺距（米）
則攪龍實際轉(zhuǎn)速： n＝60×0.6/0.28＝128r/min。
玉米收獲時，對行十分重要，即機器作業(yè)時，必須使兩對摘輥的中間位置基本對準玉米行進行作業(yè)。當機器對準玉米行前進時，玉米秸稈在分禾器的引導下，被導入兩對相向旋轉(zhuǎn)的摘輥中間，并被摘輥夾持住下拉和后移，由于玉米穗頭部分的直徑大于秸稈，被摘輥擠拉與秸稈分離，摘掉的玉米穗被撥禾鏈不斷向后上方撥動，不至于從傾斜的摘輥前端落地，而每對摘輥都是內(nèi)低外高，使果穗離開摘輥，掉入傾斜輸送裝置并被輸送到果穗箱。玉米秸稈由機器后部的秸稈粉碎還田機粉碎還田，旋轉(zhuǎn)方向由后向前和由下向上，可完全撿起所有的秸稈，秸稈在高速旋轉(zhuǎn)的錘刀和設置在殼體內(nèi)側的定刀配合下被粉碎。從而一次性完成果穗摘取，輸送裝箱，秸稈粉碎還田等作業(yè)。
果穗箱集滿后，操縱液壓手柄，果穗箱將自動向后傾斜（配置時將支撐果穗箱的懸架設在果穗箱重心之前），同時自開門機構將門打開，果穗卸下。
3.3主要部件的功耗計算
玉米聯(lián)合收獲機總體功率分配：
1.機器行走功率N1
根據(jù)上海-50機型特點，機組在田間行走時要消耗一定功率約為5~6馬力，取為6馬力
2.刀輥摘穗功耗N2
據(jù)設計資料，收獲每行玉米所消耗的摘穗功率為2～4馬力，取3馬力。則本機收獲兩行玉米的摘穗功耗：N2=6馬力。
3.撥禾消耗功率N3
收獲機每個撥禾鏈消耗功率為1.5馬力，則兩個撥禾鏈消耗功率：N3=3馬力。
4.果穗輸送功耗N4
(1)刮板輸送器生產(chǎn)率
刮板輸送器生產(chǎn)率：Q=3600Bhv
其中：B—刮板寬度（m） 取B=0.28m
h—刮板高度（m） 取h=0.07m
v—刮板（鏈耙）的速度（m/s） 已知v=1.527m/s
ρ—輸送物料的容重（噸/立方米） 取ρ=0.45
—充滿系數(shù) 輸送谷物和雜余可取0.6~0.8 取 =0.7
— 傾斜系數(shù) 輸送裝置與水平夾角為30° 取 =0.58
故刮板輸送器生產(chǎn)率：Q=3600Bhv=3600X0.28X0.07X1.527X0.45X0.7X0.58=19.685
(2)刮板輸送器的功率消耗
刮板輸送器長度選為4.2mm，高度選為300mm，寬度選為300mm卸料口長度需滿足果穗可以卸掉，選取為380mm。輸送器槽體、隔板、焊接板的材料均為Q235鋼,厚度為4mm,傾斜角度為,故輸送高度H=2.1m,輸送器水平投影長度L=3.64m,重力加速度g=9.8m/,刮板運動阻力系數(shù)W=1.3,得出輸送器的功率消耗為:
N==
據(jù)設計資料，收獲每行玉米所消耗的摘穗功率為1馬力，則本機收獲兩行玉米的果穗輸送功耗：N4=2馬力。
5.粉碎機功耗N5
粉碎機的功率通過農(nóng)機專業(yè)研究生做的試驗可知，粉碎兩行物料的秸稈，粉碎機消耗的功率計算公式為：
n—刀輥轉(zhuǎn)速，n=1512轉(zhuǎn)/分；
B-工作幅寬，B=150cm；
-單位幅寬阻扭矩平均值。一般取0.07～0.1千克力×米/厘米左右，取=0.09。
則馬力
則整機工作部件消耗的總功率N為；
N=N1+N2+N3+N4+N5=6+6+3+2+28.5=45.5馬力
故能滿足工作功率要求，且有一部分功率儲備。
第4章 主要零部件的設計
4.1攪龍的設計
螺旋輸送器（也稱升運攪龍）在農(nóng)業(yè)機械上應用得很廣，在谷物收獲機械上，用于輸送谷物、谷粒、雜余等。其優(yōu)點是結構簡單而且耐用，使用安全可靠并且轉(zhuǎn)速可以在很大范圍內(nèi)變化。但應用螺旋輸送器也帶來易使輸送物破碎、消耗的功率多等缺點。
本次設計中攪龍的作用是將摘錕收獲的玉米穗收集起來輸送到刮板式輸送槽。該攪龍采用螺旋葉片式，有焊在軸上的螺旋葉片及外殼組成，攪龍工作面有一根垂直于軸的直元線一面繞軸等速回轉(zhuǎn)，一面沿軸等速移動而形成的螺旋面。
機組作業(yè)速度是1米/秒，每畝玉米數(shù)為3000～4000株，則每秒輸送果穗數(shù)為6～8穗，由經(jīng)驗確定攪龍螺距選為h=280mm，葉片直徑為D=280mm，中間軸有130mm的鋼管切割而成。
攪龍軸向轉(zhuǎn)速為m/s，滿足輸送要求。
4.2輸送槽的設計
刮板式輸送器在谷物收獲機械上主要用于輸送谷物（果穗和谷粒）和雜余。輸送器由固定在鏈條上的刮板、鏈輪、外殼和喂入部分等組成。
輸送槽采用刮板式輸送器，它主要用于輸送玉米穗，將物料沿傾斜30度的方向升運，刮板式輸送器有帶雙翼的套筒滾子鏈，上面安裝有橡膠刮板，外殼以及中間隔板等組成。輸送果穗時果穗從下端的進口由攪龍輸送器輸入，經(jīng)過回轉(zhuǎn)的上刮式刮板將物料刮送升運，在外殼上段經(jīng)排料口卸出。
表4-1 玉米的一些有關參數(shù)
每畝玉米種植數(shù)
平均行距
株距
玉米高度
3000～4000株
600～650mm
300～350mm
1800～2500mm
結穗高度
玉米穗長度
大端直徑
每株結穗個數(shù)
400～1200mm
不大于230mm
不大于65mm
1.5個
玉米直徑取100mm，長度取250mm，因雙行收割，選取刮板寬度B=280mm，高度h=70mm，刮板間距大于物料尺寸約為（3～6）h，同時參考鏈條尺寸，刮板間距選為10倍的鏈節(jié)距即10×31.75=317.5mm，定取為317mm。刮板材料選為橡膠。
玉米畝株數(shù)為4000株，每株結穗1.5個，則每畝產(chǎn)玉米穗數(shù)為4000X1.5=6000穗/畝，既10穗/平方米，玉米收獲機與上海-50配套，以2檔作業(yè)（1米/秒），割幅為1.2米，則每秒鐘收獲的玉米穗數(shù)為1m/s×10穗/m2X1.2m=12穗/秒。
有統(tǒng)計資料：玉米穗長度一般情況下不超過230mm，故輸送槽寬度設為300mm，高度設為300mm，玉米穗最大直徑不大于65mm，相鄰刮板間距定為317mm，則相鄰刮板輸送玉米穗數(shù)為3～4穗。
4.3鏈傳動的設計
（1）配用的鏈條：節(jié)距P=15.875
排距=18.11
滾子外經(jīng)=10.16mm
（2）分度圓直徑：mm
齒頂圓直徑：
=66.339+1.25X15.875-10.16
=76.08227576mm
齒根圓直徑：=d-=66.339-10.16=56.17956.18mm
分度圓玹齒高：=（0.625+）p-0.5
=(0.625+)X15.875-0.5X10.16
= 5.81885.82mm
齒側凸圓直徑：
取=46mm
（3）鏈輪內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬：=9.4mm
齒寬：0.95=0.95X9.4=8.93mm
倒角寬：（0.1～0.15）p=0.15X15.875
=2.381252.38mm
倒角半徑：p
齒側凸緣圓角半徑：0.04p=0.04X15.875=0.635mm0.64mm
4.4軸及軸上零件的設計與校核
4.4.1軸的設計與校核
（1）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度
軸承的選擇：因軸承安裝在薄壁鋼板中，同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用開封軸承廠生產(chǎn)的SAPF200軸承，其尺寸為dXDXB=25mmX52mmX31mm。
左右端SAPF軸承一端采用軸肩進行軸向定位，另一端采用緊定螺釘進行定位。由手冊上查得SAPF200軸承的定位軸肩高度為1.5mm。軸承端蓋的設計應遵循裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求。
（2）取安裝鏈輪處的直徑是d=22mm，鏈輪用左端軸肩定位，鏈輪右端用軸端擋板進行軸向定位。
（3）軸上零件的周向定位
鏈輪與軸的周向定位均采用鍵連接。鏈輪與軸的聯(lián)結選用普通C型平鍵為bxhxL=8x8x25（GB/T 1096-79）。
（4）確定軸上圓角和倒角尺寸
查表，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑R1.5。
根據(jù)該軸的工作情況分析，此軸主要受扭矩，彎矩很小，所以該軸的強度校核按扭轉(zhuǎn)強度計算，對該軸各個截面主要傳遞轉(zhuǎn)矩分析，根據(jù)《機械設計》教材，其強度為：
d≥39550000p0.2n【τT】=A03Pn
其中：C—軸的材料和承載情況確定的常數(shù)，而45鋼的A0值取值范圍為：118～107
應用上式求出的d值，一般作為該軸的最細處直徑。
則P=2.352kw n=259轉(zhuǎn)/分 A0=110
得d18.26mm
考慮到鍵槽對軸的削弱作用，將d值加大4%，
故1.04d=1.04X18.26=18.99mm
而該軸最細處為22mm，所以該軸得強度足夠滿足使用要求。
4.4.2軸承及鍵的校核
（1）軸承的校核
初步選擇滾動軸承型號7206C角接觸球軸承，其基本額定動載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。
徑向當量動載荷
動載荷為，查得，則有
滿足要求。
（2）鍵的校核
① 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
聯(lián)軸器處選用單圓頭平鍵，尺寸為
② 校核鍵聯(lián)接的強度
鍵、軸材料都是鋼，由機械設計查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為
鍵的工作長度
，合適
4.5出料斗設計
為了使裝卸粉條面團更加方便，減少死角，采用圓筒形進出料口。料斗均采用5mm冷軋鋼板焊接而成。
出料口由鋼板及扁鋼焊接而成，使用時將出料口焊在機殼上，其法蘭石與溜槽法蘭相連接，出料口的機殼應按出料口的內(nèi)孔尺寸開孔。
圖4-2 出料斗
4.6機架設計
機架采用四角支架，支架采用4號等邊角鋼焊接而成，攪拌器與機架也通過焊接連接。
拖拉機機架是用來安裝和固定拖拉機上的機構和部件的。故拖拉機對機架的要求為：拆卸方便，剛度要高，重量要輕。綜合上述條件因此本機架采用剛性焊接式機架。
結 論
畢業(yè)設計是對大學中所學知識的回顧，是對以往所學知識的綜合運用，鍛煉了我們的獨立思考能力、獨立解決工程實際問題的能力、畫圖能力，更是從課本中的理論知識到生產(chǎn)實際的轉(zhuǎn)變。
玉米收獲機主要創(chuàng)新特點在于攪拌葉片的安裝方法，殼體兩端焊接蓋板，目的是為了在葉片損壞或軸斷裂時方便拆裝，減少工作量，有利于節(jié)省成本，有一定的經(jīng)濟性。
在這之前，雖然經(jīng)過四年的學習學到了很多知識，但是還沒有機會來運用和掌握這些東西。通過這次實踐，我對機械設計過程都有了全面的了解，設計、計算和繪圖方面的能力都得到了全面的訓練和提高，也使我對機械產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，更堅定了我從事機械行業(yè)的信心。設計初期，我去圖書館的網(wǎng)站內(nèi)下載了許多相關的文獻資料，對玉米收獲機有所了解，然后開始準備我的開題報告、任務書和文獻綜述。在總體結構設計的過程中，我也遇到了很多困難，經(jīng)過多次的數(shù)據(jù)修改才把總體方案給確定下來，開始畫圖等工作。設計期間得到了我的指導老師的幫助，我覺得從與老師的溝通過程中，我能學到很多東西，老師可以從另外一個角度來啟發(fā)我，給了我很多幫助、鼓勵和指導。通過這段時間的設計，我已基本按照設計要求完成玉米收獲機的設計，但是由于本人知識水平有限，又沒有實際工作經(jīng)驗，本設計中定存在不足之處，敬請老師同學批評指正，提出寶貴意見，以便及時糾正。當然，我知道整個畢業(yè)設計還沒有結束，因為還需要答辯，還要有答辯老師的提問與意見，我的畢業(yè)設計才能最終畫上句號。因此，我還需要繼續(xù)努力，認真準備答辯，仔細檢查我的論文，更好的完善，為我的大學畫上一個圓滿的句號。
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致 謝
四年大學生活即將結束，畢業(yè)設計是本科教育的一個重要的關鍵性的環(huán)節(jié)，能順利地完成這次畢業(yè)設計離不開各位老師和同學的幫助。
首先應該感謝我的指導老師，在我們畢業(yè)設計階段，他工作認真負責的態(tài)度讓我十分敬佩。此外，他對待學生和藹可親，不厭其煩的為學生解決設計中遇到的困難，指導我們?nèi)绾卫砬逅悸罚樌倪M行設計。在設計的整個過程中，給予我精心的指導與幫助，為我們的畢業(yè)設計付出了辛勤的勞動，傾注了大量時間和精力。沒有老師的幫助就沒有今天的設計成果，在此向他表示誠摯的敬意和衷心的感謝。
通過這次設計使我意識到遇到問題首先應該獨立思考問題并解決問題，同時在此過程中還讓我明白了一些做人的道理。在此表示真誠的感謝，同時也感謝在設計過程中幫助過我的老師和同學。
最后，感謝我的同窗好友，四年來我們朝夕相處，共同進步，感謝你們在大學四年里給予我的所有關心和幫助。
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