4LZ-246;0型水稻聯(lián)合收獲機(jī)割臺裝置的設(shè)計(jì)

1、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)畢 業(yè) 論 文 (設(shè)計(jì)) 題 目:4lz-2.0型水稻聯(lián)合收獲機(jī)割臺裝置的設(shè)計(jì)姓 名: 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級： 2005.03 學(xué) 號： 03050117 指導(dǎo)教師： 王延耀 2009年6月18日目 錄摘 要abstrac 1 緒 論11.1 研究的目的和意義11.2 水稻收獲機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀12 方案比較與論證42.1 谷物收獲的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求42.2 割臺設(shè)計(jì)方案42.3 方案比較與選擇53 撥禾器的設(shè)計(jì)63.1 撥禾器的選擇63.2 撥禾輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.3 撥禾輪的工作原理73.3 撥禾輪主要性能參數(shù)的確定93.4 撥禾輪的工作過程分析

2、113.5 撥禾輪彈齒的設(shè)計(jì)134 割臺螺旋推運(yùn)器的設(shè)計(jì)154.1 割臺螺旋的設(shè)計(jì)154.2 伸縮扒指的設(shè)計(jì)165 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)195.1 傳動類型的選擇195.2 鏈傳動的設(shè)計(jì)195.3 傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).215.4 割臺懸臂軸的設(shè)計(jì)21總 結(jié)25參考文獻(xiàn)26致 謝274lz-2.0型水稻聯(lián)合收獲機(jī)收割臺的設(shè)計(jì)摘 要聯(lián)合收獲機(jī)是將收割機(jī)和脫粒機(jī)用中間輸送裝置連接成為一體的機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。其中割臺是其重要的組成部分，收割臺的功用是切割作物，并將作物運(yùn)向脫粒裝置，它由撥禾輪、切割器、分禾器和輸送器等組成。本文設(shè)計(jì)了一種全喂入式水稻聯(lián)合收獲機(jī)收割臺，撥禾輪將作物撥向切割器，切

3、割器將作物割下后，由撥禾輪撥倒在割臺上。割臺螺旋推運(yùn)器將割下的作物推集到割臺中部，并由螺旋推運(yùn)器上的伸縮扒指將作物轉(zhuǎn)向送入傾斜輸送器，然后由傾斜輸送器的輸送鏈耙把作物喂入滾筒進(jìn)行脫粒。本聯(lián)合收割機(jī)的割臺具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用方便的特點(diǎn)，縮小了聯(lián)合收獲機(jī)的體積并減輕機(jī)重，對多種作物均有較好的適應(yīng)性。關(guān)鍵詞：聯(lián)合收獲機(jī)；水稻；全喂入式；割臺design of 4lz-2.0 combine harvester headerabstractunites the harvester is connects into the harvester and the thresher with the

4、middle feedway a bodys organization, now already obtained the widespread application. and the header is its important constituent, headers function cuts the crops, and transports the crops to the threshing mechanism, it by the reel paddle, the cutter bar, the nearside divider and the conveyor and so

5、 on is composed. this article designed one kind to feed into the type paddy rice union harvester header, the reel paddle dials the crops to the cutter bar, after the cutter bar cut the crops, by the reel paddle dials pours on the header. the header screw pushes the crops which will transport will cu

6、t to push the collection to the header middle, and will push by the screw transports on expansion to dig up refers to changes the crops sends in the inclined conveyor, will then feed into by the inclined conveyors transportation chain rake the crops the drum to carry on the seed extraction. this com

7、bines header has the structure to be simple, the cost is inexpensive, easy to operates characteristic, reduced united harvesters volume and reduces the engine weight, had the good compatibility to many kinds of crops. key word: unites the harvester; paddy rice; all feeds into the type; header青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)

8、電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒 論1.1 研究的目的和意義水稻是我國主要種植的糧食作物之一，2006年全國耕地面積12204.69萬hm2，水稻種植面積約2929.46萬hm2，占世界水稻種植面積的20%，居世界界第二；總產(chǎn)量約2億t，占世界稻谷總產(chǎn)量的35%，位居世界第一。全國農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力為7.26億kw，每公頃耕地?fù)碛修r(nóng)機(jī)動力為5.77kw，機(jī)械化耕地、水稻種植和收獲作業(yè)水平分別為55.39%、9%和38.8%，水稻生產(chǎn)耕種收獲綜合機(jī)械化水平達(dá)36.5%。由于我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，而水稻的種植收獲受氣候條件、地理環(huán)境、耕作制度、經(jīng)濟(jì)條件等諸多因素的影響，各地栽種水稻的方式、方法大

9、不相同，從而導(dǎo)致水稻生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展緩慢，生產(chǎn)力落后。并且種植方式除少數(shù)農(nóng)場外，大多數(shù)是農(nóng)戶經(jīng)營，田塊比較小，而且在收獲時(shí)田間比較濕軟，因此我國水稻收獲的機(jī)械化水平比較低。水稻收獲方式主要有：人工收獲、割曬分段收獲和聯(lián)合收獲3種，在人工收獲中，由人工完成整個(gè)收獲過程，時(shí)間長、效率低、費(fèi)工費(fèi)力且損失浪費(fèi)嚴(yán)重。據(jù)測算，人工割、捆、垛、運(yùn)及脫粒等總損失率10%25%，而割曬分段收獲由割曬機(jī)進(jìn)行收割，然后由人工進(jìn)行捆束、脫粒、清揚(yáng)和曬場。這種收獲方式較人工收獲提高了收割效率，且有利于水稻后熟和改善米質(zhì)，同時(shí)可借助通風(fēng)和日曬降低水稻含水量，便于脫粒，減少烘干和曬場的作業(yè)量，但是整個(gè)收獲過程還需很多勞力配合

10、，工效仍較低，谷粒的總損失較大。若使用水稻聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行收獲，則可以一次性完成收割、脫粒、清選及裝袋等過程，不僅大大提高了收獲效率，降低了收獲成本而且損失率僅為1%5%。因此，研制一種新型輕便的水稻收獲機(jī)收割裝置，把更多的農(nóng)民從艱苦的勞動條件下解放出來，大幅度提高勞動生產(chǎn)率，對農(nóng)民來說是最實(shí)惠的。1.2 水稻收獲機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀在國外許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，其谷物收獲都是用聯(lián)合收獲機(jī)完成的。在我國，盡管近年來收獲機(jī)械發(fā)展很快，但由于經(jīng)濟(jì)、人口等諸多因素的影響，聯(lián)合收獲機(jī)擁有量還比較低。隨著農(nóng)村城市化的進(jìn)程，越來越多的耕地被占用，糧食的總產(chǎn)量在逐年減少。一些農(nóng)學(xué)專家為了解決我國糧食問題正在研究超級雜交稻

11、，每公頃產(chǎn)量在10000kg以上的雜交水稻已經(jīng)問世，并逐步在大面積推廣。超級雜交稻最高每公頃產(chǎn)量可望達(dá)到15000kg。截至2004年底，超級稻新品種在四川、福建、湖南、安徽、遼寧、浙江等水稻主產(chǎn)區(qū)已累計(jì)推廣1000萬hm2。從今年起，我國將在廣東、福建、湖南、湖北、江西、江蘇、浙江、安徽、四川、重慶、吉林、遼寧等12個(gè)省市率先啟動實(shí)施超級稻示范推廣項(xiàng)目，力爭今年超級稻推廣面積達(dá)到400萬hm2。超級雜交稻與現(xiàn)有水稻的特性差別很大，單產(chǎn)高、長勢密、莖稈粗、稈青葉茂、含水率高。收獲這種水稻，對現(xiàn)有全喂入和半喂入機(jī)型在技術(shù)是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，現(xiàn)有推廣使用的聯(lián)合收割機(jī)都不適應(yīng)超級稻的收獲，脫粒裝置處理

12、容量與高產(chǎn)大流量不匹配，稈青葉茂的作物在大流量的條件下分離更加困難。如何解決這種高產(chǎn)超級稻的收獲問題已引起收獲機(jī)械專家們的注意，也已成為科技領(lǐng)導(dǎo)部門重視和關(guān)注的問題。有些收獲機(jī)械專家認(rèn)為，割前脫粒(梳脫式)機(jī)型由于作業(yè)時(shí)莖稈不進(jìn)入機(jī)器中，可以減少機(jī)具對物料的處理量、降低損失、減少功耗、提高工作效率，是解決超級稻收獲的理想機(jī)具之一。在我國某些地區(qū)近年因?yàn)榈静葑鳛楣ぃ簶I(yè)原料的用途迅速增加，用戶要求整草的呼聲很高。寧夏中衛(wèi)地區(qū)對水稻莖稈保留有強(qiáng)烈的要求，主要用于大棚及苗木覆蓋；有的地區(qū)用莖稈作為食用菌的培養(yǎng)基。對全喂入機(jī)型草秸不能回收，割茬高反映強(qiáng)烈，有些地區(qū)全喂入機(jī)型已不受歡迎。河北省正在進(jìn)行一項(xiàng)

13、研究，小麥?zhǔn)斋@時(shí)在田間保留秸稈不切割，夏季種植玉米時(shí)采用免耕種植方式，以利于保墑，玉米產(chǎn)量也增加。黑龍江省正在進(jìn)行一項(xiàng)試驗(yàn)和研究，水稻收獲后保留莖稈不割，下茬種植時(shí)僅在要插秧的行上采用免耕或少耕法，莖稈腐爛氨化后既增加了土壤肥力，又減少了病蟲害。農(nóng)民要求秸稈完整性的需求將促進(jìn)梳脫式機(jī)型和半喂人機(jī)型的發(fā)展。當(dāng)前主流機(jī)型的發(fā)展是在保證良好性能的前提下，向高效、大功率、大喂人量方向發(fā)展，以提高生產(chǎn)率；對收獲損失率低、高清潔度的主要工作部件的研究更為深入，研制單滾筒或雙滾筒縱置的軸流式脫粒分離結(jié)構(gòu)；新材料和先進(jìn)制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用使產(chǎn)品性能更好、可靠性更高；以人為本，廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化和自動化技術(shù)，向舒

14、適性、使用安全性、操作方便性方向發(fā)展；向智能化收獲機(jī)發(fā)展，使操縱、調(diào)節(jié)更加靈活、快捷、方便。我國地形復(fù)雜，水稻種植的農(nóng)藝、作物品種、土壤情況、水文條件相差較大，單一的水稻收獲機(jī)械不可能適用所有的水稻收獲，加上自然條件和經(jīng)濟(jì)因素的影響，多品種、多機(jī)型將成為近一段時(shí)期內(nèi)水稻收獲機(jī)械的發(fā)展特點(diǎn)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，水稻收獲機(jī)械已經(jīng)有了長足的發(fā)展，除了具有傳統(tǒng)的基本功能外，自動化控制秸稈堆放處理、自動打包等技術(shù)也在水稻聯(lián)合收割機(jī)上得到了應(yīng)用，這也必將成為我國水稻聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展的主要方向。在我國重點(diǎn)發(fā)展水稻聯(lián)合收割機(jī)：全喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)須用切流脫粒滾筒加軸流分離滾筒，小型機(jī)以橫置、大型機(jī)以縱置為宜，目前

15、以深受廣大農(nóng)場及農(nóng)村用戶認(rèn)可。半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)宜積極發(fā)展國產(chǎn)機(jī)型，不宜盲目模仿追求現(xiàn)代化，要善于簡化以降低成本。割前摘脫式水稻聯(lián)合收割機(jī)的誕生，必將在將來的市場競爭中占有一席之地。我國水稻收獲機(jī)械的發(fā)展任重道遠(yuǎn)。2 方案比較與論證2.1 谷物收獲的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求谷物收獲的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求是谷物聯(lián)合收獲機(jī)使用和設(shè)計(jì)的依據(jù)。由于我國谷物種植面積很廣，種類也很繁多，而且各地區(qū)自然條件有差異，栽培制度亦各不相同，所以對于谷物收獲的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求也不一樣，概括起來主要有以下幾點(diǎn)：(1) 適時(shí)收獲，盡量減少收獲損失適時(shí)收獲對于減少收獲損失具有很大意義。為了防止自然落粒和收割時(shí)的振落損失，谷物一到黃熟中期便需

16、及時(shí)收獲，到黃熟末期收完，一般為515天。因此，為滿足適時(shí)收獲減少損失的要求，收獲機(jī)械要有較高的生產(chǎn)率和工作可靠性。(2) 保證收獲質(zhì)量在收獲過程中除了減少谷粒損失外，還要盡量減少破碎及減輕機(jī)械損傷，以免降低發(fā)芽率及影響貯存，所收獲的谷粒應(yīng)具有較高的清潔率。割茬高度應(yīng)盡量低些，一般要求為510cm，只有兩段收獲法才保持茬高1525cm。(3) 禾條鋪放整齊、秸稈集堆或粉碎割下的谷物為了便于集束打捆，必須橫向放鋪，按莖基部排列整齊，穗頭朝向一邊；兩段收獲用割曬機(jī)割曬，其谷穗和莖基部須互相搭接成為連續(xù)的禾條，鋪放在禾茬上，以便于通風(fēng)晾曬及后熟，并防止積水及霉變；揀拾和直收時(shí)，秸稈應(yīng)進(jìn)行粉碎直接還田

17、。(4) 要有較大的適應(yīng)性我國各地的自然條件和栽培制度有很大差異，有平原、山地、梯田；有旱田、水田；有平作、壟作、間套作，此外，還有倒伏收獲、雨季收獲等。因此，收獲機(jī)械應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，工作部件、行走裝置等適應(yīng)性強(qiáng)。2.2 割臺設(shè)計(jì)方案水稻聯(lián)合收獲機(jī)的割臺裝置的設(shè)計(jì)需要滿足谷物收獲的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，并且應(yīng)該在保證其動力性要求的情況下，盡量減小其尺寸和重量，同時(shí)盡可能讓裝配好的水稻聯(lián)合收獲機(jī)的重心在其底盤面上的投影離運(yùn)動中心近一些，以確保割收獲機(jī)具有較好的動力學(xué)性能。為滿足以上要求，可以選擇兩種設(shè)計(jì)方案：(1)割臺臺面的位置基本呈直立狀態(tài)（常略有傾斜）即為立式割臺。(2)割臺臺面的位置基本呈

18、于臥狀（常略向前傾）即為臥式割臺。2.3 方案比較與選擇分別對兩種方案類型（立式割臺和臥式割臺）的功能及特性做分析比較，選擇較為合適的方案設(shè)計(jì)。方案一：立式割臺 當(dāng)立式割臺收割機(jī)工作時(shí)，將割斷后的作物直立地進(jìn)行輸送并使之轉(zhuǎn)向鋪放。它具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，與拖拉機(jī)配套機(jī)器前伸量小，地頭轉(zhuǎn)彎靈活，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但它存在著一定缺點(diǎn)，在地頭造成散穗損失，割幅不能增寬，只能割1.2米，效率低，收割倒伏作物性能差等問題。方案二：臥式割臺 采用偏心撥禾輪，撥板將作物撥向切割器切割，隨后將已切割的作物撥到割臺上，立式割臺機(jī)型的扶禾器主要將倒伏的作物扶起，交給撥禾星輪或其它撥禾裝置扶持著作物進(jìn)行切割。其縱向尺

19、寸較大，但工作可靠性較好。綜合兩種設(shè)計(jì)方案各自的特點(diǎn)，結(jié)合我國當(dāng)前實(shí)際水稻收獲狀況和工作生產(chǎn)條件，所以設(shè)計(jì)一種水稻聯(lián)合收獲機(jī)的臥式收割臺有更深刻的意義。3 撥禾器的設(shè)計(jì)3.1 撥禾器的選擇在收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上裝有撥禾、扶禾裝置，稱為撥禾器，它所完成的功能是：把待割的作物莖稈向切割器的方向引導(dǎo)，對倒伏作物，要在引導(dǎo)的過程中將其扶正；在切割時(shí)扶持莖稈，以順利切割；把割斷的莖稈推向割臺輸送裝置，以免莖稈堆積在割臺上。因此，撥禾、扶禾裝置能提高收割臺的工作質(zhì)量、減少損失、改善機(jī)器對倒伏作物的適應(yīng)性。比較兩者，前者結(jié)構(gòu)簡單，適用于收獲直立和一般倒伏的作物，普遍應(yīng)用于臥式割臺收割機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上；后者用

20、于立式割臺聯(lián)合收割機(jī)上，它能夠比較好地將嚴(yán)重倒伏的作物扶起，并能較好地適應(yīng)立式割臺的工作。因此撥禾器應(yīng)該選用撥禾輪裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.2 撥禾輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了增強(qiáng)撥禾輪的扶禾能力強(qiáng)，適當(dāng)調(diào)整彈齒傾角，對倒伏作物有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，且可以廣泛應(yīng)用于大中型聯(lián)合收獲機(jī)上，選擇設(shè)計(jì)一種偏心撥禾輪。它由帶彈齒的管軸、主輻條（左、右兩組）、輻盤、副輻條、偏心盤、偏心吊桿、支承滾輪和調(diào)節(jié)桿等組成。圖3-1中m是固定撥禾輪軸上的輻盤，m1是調(diào)節(jié)用的偏心圓環(huán)，圖3-1 撥禾輪偏心機(jī)構(gòu)示意圖aa為管軸，其上固定彈齒ak，m的輻條與aa鉸接，在管軸aa的一端伸出曲柄aa，m1的輻條與aa鉸接，m和m1的兩組輻條長度相等

21、（aoao1），偏心距oo1（一般為5080mm）和曲柄長度aa相等，因此，整個(gè)偏心撥禾輪由5組平行四連桿機(jī)構(gòu)oo1aa組成。偏心圓環(huán)m1可繞軸心o轉(zhuǎn)動。當(dāng)調(diào)整偏心圓環(huán)m1的位置，即可改變oo1與軸線oa的相對位置，曲柄aa（包括和它成一體的管軸及彈齒ak）也隨著改變其在空間的角度。調(diào)整好所需角度后，將oo1的相對位置固定下來，于是在撥禾輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，不論轉(zhuǎn)到哪個(gè)位置，aa始終平行于oo1，彈齒ak也始終保持調(diào)整好的傾角。傾角調(diào)節(jié)范圍為由豎直向下到向后或向前傾斜30。當(dāng)順著和橫著的倒伏作物的方向收割時(shí)，將彈齒調(diào)到向后傾斜1530，并將撥禾輪降低和前移。收割高而密、向后倒伏的作物時(shí)，將彈齒調(diào)到前傾1

22、5。收割直立作物時(shí)，彈齒調(diào)到與地面垂直。3.3 撥禾輪的工作原理3.3.1 撥板的運(yùn)動分析撥禾輪工作時(shí)撥板的運(yùn)動是一種復(fù)合運(yùn)動，由撥板繞軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和機(jī)器的前進(jìn)運(yùn)動復(fù)合而成，其運(yùn)動軌跡可以由作圖法求出（圖32a）。撥禾板上ao點(diǎn)的運(yùn)動軌跡，先將ao點(diǎn)回轉(zhuǎn)的圓周作m等分，然后用下式求出在撥板每轉(zhuǎn)一等分時(shí)間間隔內(nèi)機(jī)器前進(jìn)的距離：式中 vm機(jī)器前進(jìn)速度（m/s） n撥禾輪轉(zhuǎn)速（r/min）由點(diǎn)1沿機(jī)器前進(jìn)方向量取長度為s的線段，線段的端點(diǎn)1即為撥禾板上的點(diǎn)ao在轉(zhuǎn)過一等分圓周時(shí)的絕對位置；同理，由點(diǎn)2、3、m沿前進(jìn)方向依次量取長度分別為2s、3s、ms的線段, 2、3m即分別為點(diǎn)a0轉(zhuǎn)過2、3、m等

23、分圓周時(shí)的絕對位置。連接點(diǎn)1、2m就得到了撥禾輪上撥板上a0點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。設(shè)撥禾輪軸o0在地面上的投影點(diǎn)o為坐標(biāo)原點(diǎn)（圖3-2b），x軸沿地面指向前進(jìn)方向，y軸垂直向上，撥禾板外緣上一點(diǎn)由水平位置a0開始逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則其軌跡方程為： 式中r撥禾輪半徑撥禾輪角速度h撥禾輪軸離割刀的垂直安裝高度圖3-2 撥禾輪的運(yùn)動軌跡a).作圖法 b).解析法h割刀離地高度3.3.2 撥禾輪正常工作的條件圖3-3 不同值時(shí)，撥禾板運(yùn)動軌跡的形狀1.1 2.=1 3.1撥禾板運(yùn)動軌跡的形狀，決定于撥禾輪的圓周速度vy與機(jī)器前進(jìn)速度vm的比值稱為撥禾速度比。軌跡形狀隨值不同的變化規(guī)律如圖3-3所示。值從0變化到

24、時(shí)，撥禾板的軌跡形狀由直線（0）變化到短幅擺線（1）、普通擺線（=1）、長幅擺線（1）直至圓（=）。要使撥禾輪完成對莖稈的引導(dǎo)、扶持和推送作用，就必須使撥禾板具有向后的水平分速度。軌跡曲線上各點(diǎn)切線的方向，就是撥禾板在各種位置時(shí)的絕對速度方向。從圖3-3分析可知，當(dāng)1時(shí)，在軌跡曲線上的任何一點(diǎn)，均不具有向后的水平分速度。只有當(dāng)1時(shí)，即軌跡形狀為長幅擺線（常稱余擺線）時(shí)，運(yùn)動軌跡形成扣環(huán)，在扣環(huán)下部，即扣環(huán)最長橫弦ee（圖3-3）的下方，撥禾板具有向后的水平分速度。由此可知，撥禾輪正常工作的必要條件是：撥禾速度比1。3.3 撥禾輪主要性能參數(shù)的確定3.3.1 撥禾輪的直徑撥禾輪直徑的確定與它所要

25、完成的功能有關(guān)，其確定應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則：1撥板進(jìn)入禾叢時(shí)其水平分速度為零；2撥禾輪撥板扶持切割時(shí)應(yīng)作用在禾稈割取部分的1/3處（即重心稍上方）。如圖3-4所示，根據(jù)以上兩個(gè)條件，可以確定3-4 撥禾板直徑的確定 （3-1）式中：r撥禾輪半徑 l作物自然高度 h割茬高度 入禾角 此時(shí) （3-2）則有撥禾輪的半徑為： （3-3）式中：d撥禾輪直徑 撥禾速度比 由實(shí)際收獲作業(yè)狀況，分別取=1.5 ，l=1000mm ，h=100mm，即有： （3-4）3.3.2 撥禾輪的轉(zhuǎn)速在選擇撥禾輪的轉(zhuǎn)速時(shí)，首先應(yīng)確定撥禾速度比。由前面分析可知，撥禾輪正常工作的必要條件為1。加大撥禾速比，撥禾輪的作用范圍和作

26、用程度都會增加。但當(dāng)機(jī)器速度vm一定時(shí)，增加值，就要提高撥禾輪的圓周速度vy，這將因撥禾板對作物穗部的沖擊加大而使落粒損失劇烈增加。實(shí)踐證明，撥板的圓周速度vy一般不宜超過3m/s，對于水稻vy一般不宜超過3m/s。因此，撥禾輪的撥禾速比的提高受到最大圓周速度的限制。值的選取，需根據(jù)撥禾輪撥板數(shù)、作業(yè)速度和收獲時(shí)作物的成熟程度等條件來確定。經(jīng)試驗(yàn)測得適應(yīng)不同的作業(yè)速度的值見表3-1。表3-1 各種作業(yè)速度的值作業(yè)速度（m/s）撥禾輪圓周速度（m/s） 值0340971301681901.05-1.201.52-1.671.67-1.821.96-2.012.201.57-1.881.53-1.

27、721.28-1.401.17-1.201.16選取=1.5 機(jī)器前進(jìn)速度vm=1.0m/s根據(jù)已確定的值和機(jī)器前進(jìn)速度的要求，可以確定撥禾輪的轉(zhuǎn)速n。計(jì)算： （3-5）又 （3-6） （3-7）式中： n撥禾輪的轉(zhuǎn)速（r/min） d撥禾輪的直徑（m） vm機(jī)器作業(yè)速度（m/s） 撥禾速度比3.3.3 割幅割幅b按下式?jīng)Q定： （3-8）查資料，分別取 q=2.0 =0.8 a=1333 =1.0式中：q設(shè)計(jì)喂入量（kg/s），根據(jù)生產(chǎn)需要，作物特性和機(jī)型及其大小而提出的，為給定值為2.0kg/s。割下作物的谷草比（谷粒重割下物總重）a作物的平均產(chǎn)量（千克畝）vm聯(lián)合收獲機(jī)的平均作業(yè)速度（m/

28、s）3.3.4 撥禾輪的功率消耗撥禾輪在引導(dǎo)，推送莖稈過程中需克服莖稈彈性變形阻力，穗部重量，作物莖稈纏繞阻力及空轉(zhuǎn)阻力等，其功率消耗可按下式作近似計(jì)算： (3-9)式中 p撥禾輪單位寬度上的切向阻力，取p40nm； b撥禾輪寬度（m） vb撥禾輪圓周速度（m/s）3.4 撥禾輪的工作過程分析圖3-5 撥禾板的絕對速度3.4.1 撥禾輪的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求每塊撥板從開始接觸未割作物，直到將已割作物向后推送并與之脫離接觸，這是它完整的工作過程。要使撥禾輪具有良好的工作質(zhì)量，除了必須滿足1的條件外，還應(yīng)該滿足工作過程中不同階段的要求：撥板在入禾時(shí)，其水平分速度應(yīng)該為零，這樣對穗部的沖擊最小，可以減少落粒

29、損失；切割時(shí)，撥板應(yīng)扶持作物莖稈，以配合進(jìn)行切割，避免切割器將莖稈向前推倒；莖稈切斷后，撥板應(yīng)繼續(xù)穩(wěn)定地向后推送，以清掃割刀，并防止作物向前翻倒或被向上挑起，造成損失。3.4.2 撥板的入禾角和撥禾輪安裝高度分析（1）撥板的入禾角圖3-6為撥禾輪的工作過程簡圖。圖中，假設(shè)撥禾輪軸安裝在切割器的正上方，作物直立，作物高度為l。圖3-6 撥禾輪的工作過程簡圖撥禾輪作業(yè)時(shí)為了減少撥板對谷物的碰擊，撥板進(jìn)入禾叢時(shí)，其水平分速度應(yīng)為零，即 (3-10)則有： (3-11)取=1.5 則撥板的入禾角t1為 (3-12)（2）撥禾輪高度分析由圖3-6可以建立下列關(guān)系式： lrsint1hh (3-13)而s

30、int1=1/代入整理可得撥禾輪的安裝高度h為： h=lr/h (3-14)式中 h撥禾輪的安裝高度 h割刀離地高度 r撥禾輪的半徑 撥禾速比 l所收獲作物的自然高度分別取h=100mm，r=450mm，=1.5 ，l=1000mm ，得到撥禾輪的安裝高度為： h=lr/h=1000+450/1.5-100=1200mm (3-15)3.5 撥禾輪彈齒的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一種收割機(jī)撥禾輪彈齒，包括通過后端與撥禾輪連接的彈齒齒體，彈齒齒體為采用彈簧鋼絲制成的呈弧狀的彈齒齒體，彈齒齒體通過后端設(shè)有的安裝孔與收割機(jī)撥禾輪螺栓連接。設(shè)計(jì)撥禾輪彈齒兩齒間的寬度為=118mm，長度為=215mm，如圖3-7所示，分

31、別安裝在偏心撥禾輪的5組平行四連桿機(jī)構(gòu)上，每兩個(gè)彈齒之間的中心間隔為=230mm， 圖3-7撥禾輪彈齒結(jié)構(gòu)示意圖所以每個(gè)連桿上應(yīng)有彈齒： (3-16)計(jì)算整個(gè)撥禾輪所需要彈齒的總數(shù)量為：n=5n=45本實(shí)用具有較好的撓性，提高了對倒伏作物的收割能力，并且減輕了打擊籽粒的力度，減少了籽粒損失，拓寬了收割機(jī)的適應(yīng)性，從而大大提高用戶的經(jīng)濟(jì)效益。至此，已經(jīng)完成撥禾輪主要部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算，其他零部件的設(shè)計(jì)和選擇可以根據(jù)實(shí)際工作情況和經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)選材和確定尺寸。4 割臺螺旋推運(yùn)器的設(shè)計(jì)圖4-1 割臺螺旋推運(yùn)器1.主動鏈輪 2.左調(diào)節(jié)桿 3.螺旋筒 4.螺旋葉片 5.附加葉片 6.伸縮扒指 7.檢視蓋 8.

32、右調(diào)節(jié)桿 9.扒指調(diào)節(jié)手柄割臺螺旋推運(yùn)器由螺旋和伸縮扒指兩部分組成。螺旋將割下的谷物推向伸縮扒指，扒指將谷物流轉(zhuǎn)過900縱向送入傾斜輸送器，由輸送鏈耙將谷物喂入滾筒。4.1 割臺螺旋的設(shè)計(jì)割臺螺旋的主要參數(shù)的確定。割臺螺旋的主要參數(shù)有內(nèi)徑、外徑、螺距和轉(zhuǎn)速等。（1）割臺螺旋的內(nèi)徑的大小應(yīng)使其周長略大于割下谷物莖稈長度，以免被莖稈纏繞。水稻收獲時(shí)割下莖稈的長度約為900mm，所以割臺螺旋的內(nèi)徑大小d應(yīng)滿足，即為。設(shè)計(jì)選取內(nèi)徑d=300mm（2）確定割臺螺旋的外徑時(shí)，注意到螺旋葉片的高度不宜過小，應(yīng)該能夠容納割下的谷物（設(shè)計(jì)采用的葉片高度為100mm），因而螺旋外徑為d=500mm。（3）螺距的大

33、小決定于螺旋葉片對作物的輸送能力。利用螺旋來輸送谷物，必須克服谷物對葉片的摩擦，才能使輸送物前進(jìn)。為此，螺旋推運(yùn)器的螺距s值應(yīng)為： 500mm (4-1)式中 d螺旋內(nèi)徑 內(nèi)徑的螺旋升角為20為了保證螺旋對谷物的輸送和提高輸送的均勻性，選擇螺距值s=460mm（4）螺旋轉(zhuǎn)速 由于谷物只是占有螺旋葉片空間的一小部分，因此只能按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。一般在150200轉(zhuǎn)分范圍內(nèi)，即可滿足輸送要求。表41列出幾種聯(lián)收機(jī)割臺螺旋推運(yùn)器的技術(shù)數(shù)據(jù)。表4-1 割臺螺旋推運(yùn)器參數(shù)機(jī) 型內(nèi)徑（毫米）外徑（毫米）螺距（毫米）轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)分）東風(fēng)zkb5豐收3.04lz2.54lq-2.5hq-3豐收1e512（東德）jd7

34、700（美）mf510（加拿大）jl1065jl1075300300300300300300300408330300500500500500500495500610550500460460460460460右380，左180560545480150160170150，190180164176150，121151175230由收獲機(jī)的實(shí)際傳輸動力和收割功率，確定螺旋的轉(zhuǎn)速為n=178r/min由于輸送的谷物不是充滿螺旋葉片空間，因此，從螺旋葉片到伸縮扒指的輸送過程是非均勻連續(xù)的，而是一小批一小批地輸送給伸縮扒指。如果伸縮扒指位于左右螺旋的中部，為了提高其喂入的均勻性，左旋葉片和右旋葉片與伸縮扒指

35、相交接的兩個(gè)端部，應(yīng)相互錯(cuò)開1800。有的還裝有附加葉片，延伸到伸縮扒指之中，也是為了改善割臺螺旋推運(yùn)器的喂入均勻性。4.2 伸縮扒指的設(shè)計(jì)4.2.1 伸縮扒指結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)伸縮扒指安裝在螺旋筒內(nèi)，由若干個(gè)扒指并排鉸接在一根固定的曲軸上（圖4-2）。曲軸與固定軸固結(jié)在一起。曲軸中心01與螺旋筒中心o有一偏心距。扒指的外端穿過球鉸連接于螺旋筒上。這樣，當(dāng)主動輪通過轉(zhuǎn)軸使螺旋筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，它就帶動扒指一起旋轉(zhuǎn)。但由于兩者不同心，扒指就相對于螺旋筒面作伸縮運(yùn)動。由圖可見，當(dāng)螺旋筒上一點(diǎn)b1繞其中心0轉(zhuǎn)動900到b2時(shí)，帶動扒指繞曲柄中心o1轉(zhuǎn)動，扒指向外伸出螺旋筒的長度增大。由b2轉(zhuǎn)到b3和b4時(shí)，扒指的伸

36、出長度減小。圖4-2 伸縮扒指機(jī)構(gòu)1.主動輪 2.轉(zhuǎn)軸 3.螺旋筒 4.球鉸 5.扒指 6.曲軸 7.固定軸 8.調(diào)節(jié)手柄工作時(shí)，要求扒指轉(zhuǎn)到前下方時(shí)，具有較大的伸出長度，以便向后扒送谷物。當(dāng)扒指轉(zhuǎn)到后方時(shí)，應(yīng)縮回螺旋筒內(nèi)，以免回草，造成損失。如果使曲軸中心o1繞螺旋筒中心o相對轉(zhuǎn)動一個(gè)角度，則可改變扒指最大伸出長度所在的位置，同時(shí)扒指外端與割臺底板的間隙也隨著改變。扒指外端與割臺底板的間隙應(yīng)保持在10mm左右。當(dāng)谷物喂入量加大而需將割臺螺旋向上調(diào)節(jié)時(shí)，扒指外端與底板的間隙也隨著增大，此時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)動曲軸的調(diào)節(jié)手柄，使扒指外端與割臺底板的間隙仍保持在10mm左右。在聯(lián)收機(jī)的割臺側(cè)壁上裝有調(diào)節(jié)手柄，用

37、以改變曲軸中心o1的位置。4.2.2 伸縮扒指主要參數(shù)的確定伸縮扒指的主要參數(shù)有扒指長度l和偏心距e當(dāng)扒指轉(zhuǎn)到后方或后上方時(shí)，應(yīng)縮回到螺旋筒內(nèi)，但為防止扒指端部磨損掉入筒內(nèi)，扒指在螺旋筒外應(yīng)留有10mm余量。當(dāng)扒指轉(zhuǎn)到前方或前下方時(shí)，應(yīng)從螺旋筒內(nèi)伸出。為達(dá)到一定的抓取能力，扒指應(yīng)伸出螺旋葉片外4050mm。在圖4-3中，d為螺旋外徑，d為螺旋內(nèi)徑，即螺旋筒直徑，l為扒指長度，e為偏心圖4-3 扒指長度及偏心距距。確定結(jié)構(gòu)尺寸：為了滿足扒指在筒外露出最短，后上方外露量為10mm，（以防扒指掉入筒內(nèi)），在伸出最長的位置，扒指應(yīng)伸出螺旋葉片外40mm。（以滿足抓取能力的要求）由圖上幾何關(guān)系即可得出確

38、定l和e的算式：偏心距： （4-2）長度： （4-3）由幾何關(guān)系： （4-4）由以上各式即得： （4-5）又 d=500mm,d=300mm扒指長度l=225mm,偏心距e=75mm5 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)傳動裝置是大多數(shù)機(jī)器或機(jī)組的主要組成部分，在整臺機(jī)器的質(zhì)量和成本中占有很大的比例。機(jī)器的工作性能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也在很大程度上取決于傳動裝置的優(yōu)劣。因此，不斷提高傳動裝置的設(shè)計(jì)和制造水平就具有極其重大的意義。5.1 傳動類型的選擇選擇傳動類型是所根據(jù)的主要指標(biāo)是：效率高，外廓尺寸小，質(zhì)量小，運(yùn)轉(zhuǎn)性能良好及符合生產(chǎn)條件等。根據(jù)水稻收獲機(jī)的實(shí)際工作條件和割臺各部件之間的組合裝配情況，要求傳動裝置必須工作可靠

39、，且割臺的動力輸出軸與其他工作軸距離較遠(yuǎn)，工作是環(huán)境惡劣，低速重載，可以在高溫和潮濕的環(huán)境中正常工作，綜合以上要求，比較各種傳動方式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場合，我們選擇采用鏈傳動方式。5.2 鏈傳動的設(shè)計(jì)現(xiàn)已知割臺動力輸入軸的功率p=1000w，轉(zhuǎn)速n=662r/min，即為主動鏈輪的轉(zhuǎn)速。傳動比i=1.5，載荷平穩(wěn)。（1）選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)為（2）確定計(jì)算功率由表9-7查得，由圖9-13查得，單排鏈，則計(jì)算功率為： =1.01.521000=1.52 kw （5-1）（3）選擇鏈條型號和節(jié)距根據(jù)kw 及 r/min 查表9-11，可選10a-1。 查表9-1，鏈條節(jié)距為p=15.

40、857mm(4)計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距=（3050）p=（3050）15.857mm=（475.71792.85）mm 取=600mm。相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為 （5-2）取鏈長節(jié)數(shù)為節(jié)。查表9-7得到中心距計(jì)算系數(shù)，則鏈傳動的最大中心距為 mm （5-3）（5）計(jì)算鏈速，確定潤滑方式 m/s （5-4）由m/s和鏈號10a-1，查圖9-14可知應(yīng)采用滴油潤滑。（6）計(jì)算壓軸力 有效圓周力為： （5-5）鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù) ，則壓軸力為 = （5-6）以上為割臺動力輸入軸與割刀擺環(huán)主軸之間的鏈傳動裝置的設(shè)計(jì)，同樣方法，可以設(shè)計(jì)出攪龍轉(zhuǎn)軸與中間軸及其撥禾輪轉(zhuǎn)軸間的傳動。5.3傳動系統(tǒng)總體結(jié)

41、構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)過上面分析，傳動類型選擇的鏈傳動，由發(fā)動機(jī)輸出的動力傳遞到割臺動力輸入軸，再由該軸提供給割刀擺環(huán)、攪龍和撥禾輪工作所需的動力。因此，需要合理安排各個(gè)工作部件的位置，以盡量提高傳動效率，并且減小整機(jī)的總體尺寸。若將所有的傳動裝置都連接在輸入軸上，根據(jù)傳遞的功率和效率，明顯看出所需的直徑尺寸過大，導(dǎo)致割臺整體尺寸太大，并且穩(wěn)定性也沒有保證。因此，需要將割臺的總動力分配，進(jìn)行間接的傳動。由于撥禾輪與喂入攪龍間的距離偏大，直接用一條鏈進(jìn)行傳動有很大的不便，會導(dǎo)致傳遞效率下降，工作狀態(tài)不穩(wěn)定，因此，需要在兩者之間添加一個(gè)中間軸來傳遞給撥禾輪所需的動力。為了避免在鏈條的松邊垂度過大是產(chǎn)生嚙合不良

42、和鏈條的振動現(xiàn)象，同時(shí)也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角，在該傳動裝置中設(shè)有張緊輪，來調(diào)節(jié)控制張緊程度。 圖5-1 1.割臺動力輸入軸 2.割刀擺環(huán) 3.喂入攪龍 4.割臺懸臂軸 5.撥禾輪5.4 割臺懸臂軸的設(shè)計(jì)軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳動零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動及動力的傳動。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力。5.4.1 懸臂軸的傳動由割臺裝置的傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，可以知道割臺懸臂軸的運(yùn)動和動力傳遞示意圖5-2 圖5-2 懸臂軸的傳遞示意圖1.小鏈輪 2.大鏈輪圖中鏈輪1是小鏈輪，為動力輸出鏈輪，鏈輪2是大鏈輪，為動力輸入鏈輪。其動力及運(yùn)動的傳遞情況是

43、割臺將動力先傳遞給大鏈輪2，帶動懸臂軸和鏈輪1的運(yùn)轉(zhuǎn)，鏈輪1通過鏈條的傳動，將動力最終傳遞給撥禾輪進(jìn)行正常的工作。5.4.2 軸的設(shè)計(jì)（1）求出懸臂軸的功率p、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩t取鏈傳動的傳遞效率=0.92，則： （5-7）轉(zhuǎn)速n=66r/min，于是轉(zhuǎn)矩 t= （5-8）（2）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)表15-3，取=110，于是得 （5-9）因?yàn)檩S上開有兩個(gè)鍵槽，其直徑應(yīng)增大10%15%，然后將軸整圓為標(biāo)準(zhǔn)直徑。即取軸的直徑暫取為28mm。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該保證軸滿足的條件如下：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件要便于裝拆和調(diào)整

44、；軸應(yīng)該具有良好的制造工藝性。（4）擬定軸上零件的裝配方案為了提高軸的承載能力，減小軸的尺寸和機(jī)器的質(zhì)量，降低制造成本，采取以下的傳動裝配方案，如圖5-3所示。圖5-3 軸的結(jié)構(gòu)與裝配為了保證鏈輪和軸配合有良好的對中性，故選擇鏈輪輪轂與軸的配合為h7/h6。（5）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖（5-4）。圖5-4 懸臂軸的計(jì)算簡圖從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出，截面c是危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面c處的、及的值列于下表5-1。表5-1 危險(xiǎn)截面計(jì)算式載荷水平面h垂直面v支反力f彎矩m總彎矩扭矩t（6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面c）的強(qiáng)度。根據(jù)校核公式和上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 （5-10）前面已經(jīng)選定軸的材料是45鋼，調(diào)制處理，查表得=60mpa。因此，故安全?？?結(jié)聯(lián)合收獲機(jī)是將收割機(jī)和脫粒機(jī)用中間輸送裝置連接成為一體的機(jī)構(gòu)。它能在田間一次完成切割、脫粒、分離和