畢業(yè)設(shè)計說明書20

1、東北大學(xué)本科生畢業(yè)論文 PAGE 46 摘 要 玉米地膜覆蓋殘膜回收有兩種形式：苗期收膜和秋后收膜。在北方壟區(qū)，玉米苗期收膜優(yōu)于秋后收膜。因此，玉米苗期收膜機的研究具有首要的現(xiàn)實意義。 本文對玉米苗期地膜回收機進行了設(shè)計。該地膜回收機由松土器、摟齒式拾模機構(gòu)和收集裝置三組部件組成，采用側(cè)摟式手摸工藝。起始工作件為松土器，采用旋轉(zhuǎn)鋤式，由圓盤、彎軸和6個彎型齒組成。由其進行土壤疏松。拾模機構(gòu)是整個收膜機的核心部件，包括鏈條摟齒部件、控制滑道及護板，它的功能是將地膜從田間拾起。收集裝置由推膜機構(gòu)和壓模機構(gòu)組成，推膜機構(gòu)有助于樓齒的卸膜和集膜。壓模機構(gòu)將收集到集膜箱內(nèi)的殘膜壓實，待集膜箱裝滿之后卸掉

2、，完成整個收膜過程。 本地膜回收機由農(nóng)用拖拉機牽引，各機構(gòu)調(diào)節(jié)工作，能夠較好的實現(xiàn)玉米苗期的地膜回收。關(guān)鍵詞：地膜回收機；拾膜；控制滑道 ABSTRACT Artificial packaging and mechanical packaging are two ways of packaging for books.Artificial packaging is not only inefficient but also labor-intensive.Instead,mechanical packaging can save the labor,improve the economic e

3、fficiency of enterprises,so a book baler was designed in this paper. The books baler was constituted with mechanisms for sending and pushing books,sending and cutting paper ,folding paper,pasting,labeling and drying.The mechanism for sending books horizontally and pushing books vertically uses the i

4、ntermittent motion of wheel and drives slider-crank mechanism to push and send the book horizontally and vertically.The mechanism for sending and cutting paper can send and cut the books cyclically according to the cycle of book-packaging.The mechanism for folding paper should package the books on a

5、ssembly line according the designed fold line and fold angle.Taking the advantage of the rake-pionion mechanism,the mechanisms for pasting,labeling,and drying the can realize its specific action.This book baler can improve labor productivity,reduce labor intensity,and is a very good solution to the

6、problem of book-packaging in printing house.Key Words:book packing;packaging machinery;structural design 目 錄第一章 緒論 1 1.1 課題的研究背景 1 1.2 殘膜特性及收膜工藝 1 1.2.1 一般殘膜特性及收膜工藝1 1.2.2 玉米膜期收膜的技術(shù)要求及特點2 1.3 國內(nèi)外殘膜回收技術(shù)研究現(xiàn)狀3 1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.3.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.4 課題研究的目的及意義5 1.5 課題的研究內(nèi)容5第二章 總體方案設(shè)計 5 2.1 需求分析6 2.2 工藝分析6 2.3

7、 收膜機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計7 2.3.1 總體結(jié)構(gòu)概述8 2.3.2 收膜機各組成的功能和基本方案8 2.4 本章總結(jié)8第三章 松土器的設(shè)計 9 3.1 松土器的功能分析9 3.2 松土器的運動分析9 3.3 松土器的設(shè)計方案9 3.3.1 松土器的參數(shù)設(shè)計9 3.3.2 松土器的電機選取10 3.3.3松土器的材料選取11 3.4 本章小結(jié) 11第四章 拾膜機構(gòu)的設(shè)計 12 4.1 拾模機構(gòu)設(shè)計的技術(shù)要求 12 4.2 拾模機構(gòu)的組成部件及工作過程 12 4.3 摟齒預(yù)選軌跡的運動情況分析 12 4.4 拾膜機構(gòu)的設(shè)計方案13 4.4.1 摟齒鏈條的參數(shù)設(shè)計 13 4.4.2 摟齒的形參設(shè)計 14

8、 4.4.3 摟齒與鏈條的裝配方案 15 4.5 壟上視膜段摟齒和滑道軌跡的確定15 4.5.1 滑道BD段的設(shè)計15 4.5.2 滑道AB段和BC段的設(shè)計16 4.4.3 摟齒和滑道軌跡17 4.6 滑道形狀設(shè)計及摟齒支臂與軸承的裝配17 4.6.1 滑道形狀的設(shè)計17 4.6.2 摟齒支臂與軸承的裝配18 4.6.3 滑道形參的確定19 4.7 本章小結(jié)20第五章 動力傳動系統(tǒng)的設(shè)計21 5.1 動力傳動系統(tǒng)的功能及示意圖21 5.2 變速箱的設(shè)計21 5.2.1 變速箱的主要類型及其特性21 5.2.2 傳動比的確定22 5.2.3 變速箱類型的確定23 5.2.4 圓錐齒輪的設(shè)計23

9、5.2.5 變速箱箱體和上端蓋的設(shè)計23 5.3 變速箱與驅(qū)動軸之間傳動部件的研究23 5.3.1 傳動類型的確定 23 5.3.2 鏈傳動的零件和材料24 5.3.3 主要參數(shù)的確定25 5.4 驅(qū)動錐齒輪的設(shè)計27 5.5 本章小結(jié) 27第六章 收集裝置的設(shè)計28 6.1 收集裝置的組成及功能分析28 6.2 拔膜機構(gòu)的設(shè)計方案28 6.2.1 撥膜機構(gòu)的運動分析28 6.2.2 拔膜機構(gòu)的方案選取28 6.2.3 凸輪的參數(shù)設(shè)計28. 6.2.4 拔膜周期的確定30 6.2.5 拔膜機構(gòu)傳動的實現(xiàn)30 6.3 壓模機構(gòu)的設(shè)計方案30 6.31 壓模機構(gòu)的方案選取 30 6.3.2 壓膜機

10、構(gòu)的參數(shù)設(shè)計31 6.4 本章小結(jié) 31第七章 關(guān)鍵零部件的設(shè)計與校核32 7.1 拾膜機構(gòu)傳動錐齒輪的設(shè)計與校核327.2 驅(qū)動輪的設(shè)計和校核357.3 本章小結(jié)37結(jié)論38參考文獻39致謝 40第一章 緒論1.1 課題的研究背景 地膜覆蓋種植是一項大幅度提高作物單產(chǎn)的切實可行的新型技術(shù)，在國內(nèi)外均得到了廣泛的應(yīng)用。歐、美、日、等發(fā)達國家從50年代就開始逐步將種植技術(shù)應(yīng)用于蔬菜及經(jīng)濟類作物。 塑料地膜覆蓋栽培技術(shù)已經(jīng)在我國大面積推廣應(yīng)用。目前，在我國的新疆、山東、山西、山東、內(nèi)蒙古、黑龍江、山西、甘肅等寒冷、干旱及半干旱地區(qū)，地膜覆蓋技術(shù)已逐漸推廣應(yīng)用于40多種農(nóng)作物。目前地膜覆蓋種植面積已

11、達到300萬公頃，其中玉米、棉花種植面積都在100萬公頃以上。 地膜覆蓋種植技術(shù)使有限積溫增加，生育期相對延長，可以廣泛采用中晚熟品種，使產(chǎn)量大幅度提高。然而，農(nóng)用塑料地膜主要有用于溫室大棚的聚氯乙烯（PVC）和用于地膜的聚乙烯（PE)等，都是聚乙烯類化合物，自然條件下極難降解，在土壤中可存在200到400年?？傮w來看，由于我國的地膜覆蓋種植面積廣，鋪膜年限長，殘膜回收處理又不及時，農(nóng)村殘膜數(shù)量急劇增多，不少地方出現(xiàn)了“白色污染”。遺留在土壤中的殘膜沉積為害，給生態(tài)環(huán)境、土壤結(jié)構(gòu)、作物生長發(fā)育造成嚴重的影響。 田間殘膜不及時回收，其數(shù)量會隨使用年限的增長而增長。為保護土地資源、凈化環(huán)境、防止耕

12、地生產(chǎn)力下降，研制殘膜回收機具已成為當前急需解決的重要課題。1.2 殘膜特性及收膜工藝1.2.1 一般殘膜特性及收膜工藝 地膜受播種、田間中期管理、收獲等作業(yè)及自然風(fēng)化等因素的影響破損較嚴重且具有如下特性：（1)殘膜雖然破損嚴重，但基本上還是連續(xù)的，特別是壟側(cè)壓入土壤下的地膜較完全：（2）由試驗可知，秋后殘膜經(jīng)松土后拉起需要大約十八牛頓的力，而不松土則需三十牛頓左右的力才能拉起。對于普通地膜需三十二牛頓的力才可以拉斷。因此，殘膜回收時，為了防止拉斷，在壟側(cè)松土是關(guān)鍵的作業(yè)環(huán)節(jié)；（3）秋后的殘膜依然具有一定的延伸率，普通的地膜的延伸率為百分之三十左右。拾起的柔韌性殘膜在摩擦及靜電吸附作用下，極易

13、纏繞在工作部件和轉(zhuǎn)動部件上。工作時，一旦發(fā)生纏繞，會越纏越多，最終導(dǎo)致機器無法正常連續(xù)工作。因此，在機械收膜中，卸膜環(huán)節(jié)對于保證機械的連續(xù)正常工作至關(guān)重要；（4）秋后田間殘膜上存在大量的枯葉、莖稈與根茬等雜物，收膜時如何避開根茬和雜物與殘膜分離直接關(guān)系到后續(xù)殘膜的再生利用和收膜機集膜箱有效容積的利用。針對殘膜的上述特性，結(jié)合機械化收膜的特點及目前農(nóng)業(yè)覆和殘膜的實際情況及工作部件的實驗結(jié)果，機械收膜的工藝過程應(yīng)包含松土、起膜、挑膜、膜雜分離、脫膜和集膜等密切聯(lián)系的工藝環(huán)節(jié)。 根據(jù)研究設(shè)計和田間試驗，本文認為殘膜回收設(shè)計應(yīng)考慮一下問題： （1）膜與莖稈、葉片、雜草混雜及裹土問題。如果能將地膜與雜草

14、分開，則純凈的地膜可以回收再利用，從而提高經(jīng)濟效益；且減輕機器的負荷，提高集膜箱的有效容積。如無法分離，拋棄，則造成二次污染。設(shè)計時應(yīng)考慮膜與雜草的分離。 （2）無論是卷膜輪卷膜還是挑膜齒挑起送入集膜箱，由于運動部件作用，膜的粘附及靜電的作用，都會引起纏繞。從而影響了機器的連續(xù)作業(yè)，嚴重時甚至?xí)p壞機具。設(shè)計時應(yīng)盡量使其部件表面光滑同時應(yīng)在易發(fā)生纏繞處放置刮刀和卸膜機構(gòu)，以便及時掛斷纏繞的膜并將收起的殘膜送入集膜箱，這些措施都可以有效地防止殘膜的纏繞和反帶。 （3）農(nóng)膜質(zhì)量及規(guī)格對收膜的影響。我國目前的地膜非常薄，抗拉強度不高，不利于回收，為防止破損，覆膜是勢必要壓更多的土，這樣就給后期的殘膜

15、回收帶來了困難。國外農(nóng)膜的厚度一般為0.01毫米，有利于覆膜及收膜，地膜厚度由0.008毫米增加到0.01毫米，抗拉強度增加百分之二十五。因此，應(yīng)盡量規(guī)范農(nóng)膜質(zhì)量與厚度，避免過多使用超薄膜，給殘膜回收帶來困難。 （4）應(yīng)設(shè)計殘膜回收整地復(fù)合作業(yè)機，即機具在收膜的同時進行實時整地，這樣可以降低作業(yè)成本，減少機具的進地次數(shù)，大大的提高殘膜回收的經(jīng)濟效益，便于殘膜回收的普及和推廣。 （5）耕地方式的規(guī)范。應(yīng)盡快統(tǒng)一制定規(guī)范，使種、管、收的壟距一致，便于拖拉機及作業(yè)機具進行作業(yè)，提高機具的作業(yè)適應(yīng)性。 （6)收膜技術(shù)的要求。根據(jù)田間作業(yè)實驗和目前國內(nèi)現(xiàn)有極具的情況，殘膜回收率應(yīng)在百分之八十五以上為宜。

16、1.2.2 玉米苗期收膜的技術(shù)要求及特點 玉米地膜覆蓋栽培技術(shù)日益得到大面積推廣的今天，同其它作物一樣，也存在著殘膜回收的問題。玉米地膜殘膜覆蓋回收，目前有兩種形式：一是苗期收膜，二是秋后收膜。在北方壟區(qū)，根據(jù)多年試驗研究證明，玉米苗期收膜優(yōu)于秋后收膜。因此，玉米苗期收膜機的研究具有現(xiàn)實的意義。 玉米苗期收膜一般在月中旬左右，植株生長至一葉期，株高一厘米，已經(jīng)定株苗期收膜必須滿足如下技術(shù)：（1）傷苗率小。苗期收膜最主要的性能指標是傷苗率，傷苗可分兩種情況;一是指苗的損傷已不能生長或?qū)⒁绊懏a(chǎn)量；二是指對苗雖有些損傷，但基本上不影響秋后產(chǎn)量。本研究的傷苗率是指第一種情況，應(yīng)小于百分之三。（2）不

17、損傷根系。收膜期玉米根系已經(jīng)發(fā)達，機械收膜時不應(yīng)損傷根系。（3）不應(yīng)向苗芯灌土，在地膜的側(cè)邊及頂部苗眼處都壓有土壤，收膜時，要避免把土帶入苗芯。玉米苗期收膜時的主要特點是苗比較高，容易傷苗 收膜期氣溫高，地膜已經(jīng)出現(xiàn)裂紋，抗拉強度低。但此時地膜人為損壞輕，土壤較疏松，雜草少，有利于收膜。1.3 國內(nèi)外殘膜回收技術(shù)研究現(xiàn)狀1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀 殘膜回收處理問題是世界各國面臨的一個十分棘手的問題。日本對廢舊農(nóng)膜的回收處理情況要好一些；因為那里覆蓋地膜的土壤主要是火山灰土，土質(zhì)疏松，便于揭膜，而且地膜強度較大，覆蓋期相對較短，清除時可保持大片狀，有地膜縫合所鋪地膜，不用土壓膜，也有利于收膜。 日

18、本的地膜覆蓋栽培技術(shù)研究早，普及快，應(yīng)用作物種類多，在培水平高，增產(chǎn)增收效果顯著。美、德、法等國在地膜覆蓋種植技術(shù)的研究及新型覆蓋材料開發(fā)方面也做了大量工作，如對覆蓋材料的開發(fā)，研究了改變地氣候和土壤條件的農(nóng)田覆蓋膜，并開發(fā)了加入殺菌劑的防病殺菌膜和由遇水分解的纖維素材料組成的多孔性薄膜片及光降解地膜等幾種較為先進的地膜。 歐美國家為防止殘膜造成的危害，一方面推廣使用高強度、耐老化地膜以便回收，另一方面，積極開發(fā)研制新型地膜，如可降解地膜，使殘膜經(jīng)一定時期自動分解成無害物質(zhì)混入土壤；但其價格偏高，目前還不能推廣于大田作物，僅對經(jīng)濟價值較高的蔬菜等作物應(yīng)用較好。 以色列是研究殘膜回收機起步較早的

19、國家之一，主要用收卷機來回收殘膜，效果較好；因為以色列所用地膜較厚，強度較高，而且對于田間作物，鋪膜主要用于幫助種子發(fā)芽出苗期的保溫，作物出苗后即開始收膜，地膜在田間停留時間較短，有足夠的強度保證收卷機不會破碎，用于整膜回收再利用。1.3.2 國內(nèi)發(fā)張現(xiàn)狀 我國殘膜污染問題相對較嚴重：一方面低成本地膜偏薄，強度差，另一方面由于我國多數(shù)地區(qū)是作物收獲后收膜，地膜在田間停留時間較長，易破碎，并且主要依靠人工收殘膜，勞動強度較大，成本高，碎膜不能有效回收。我國一些鋪膜地區(qū)根據(jù)當?shù)貤l件研制了不同形式的殘膜回收機。 根據(jù)不同田間作物生長狀況的不同，可將殘膜回收機分為 苗期殘膜回收機和收獲后殘膜回收機兩類

20、。 苗期殘膜回收機在 玉米、棉花等作物中耕作業(yè)時揭膜回收。此時由于地膜使用時間短，破損不嚴重，有利于收膜。殘膜收起后，同時進行中耕作業(yè)。代表機型有：新疆研制的MSM-3型苗期殘苗回收機和東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的MS-2型玉米苗期收膜機。兩種機具殘膜回收率均在百分之八十五以上，單機上產(chǎn)率在0.3公頃每小時，傷苗率在百分之一以下。這兩種機型均是利用輪上帶齒的卷膜輪將起膜鏟鏟起的殘膜挑起收集。其收膜工作部件不需動力驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單、使用調(diào)整方便、傷苗率低、收集率和生產(chǎn)率較高。 收獲后殘膜回收是在作物收獲后，耕、整地或播種前，將田間的殘膜收起，或整地的同時將殘膜收起。目前已見于文獻的有新疆、甘肅、陜西、山西、

21、內(nèi)蒙古及中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和東北農(nóng)業(yè)大學(xué)等有關(guān)單位研制的收獲后殘膜回收機。其收膜工藝都是膜邊松土、起膜鏟將地表殘膜推起、挑膜齒 挑起殘膜，最后，脫膜機構(gòu)將被挑起的殘膜卸下并送入集膜部件。其中挑膜、脫膜和集膜部件是影響收膜效果的核心機構(gòu)。 目前國內(nèi)收膜機收膜部件的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種： （1）伸縮桿齒式撿拾滾筒 該種手摸機構(gòu)工作可靠，殘膜收凈率高，但該機構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價偏高。如甘肅省農(nóng)機推廣站研制的1FMJ-850型殘膜回收機，殘膜收凈率百分之九十，生產(chǎn)效率在0.3公頃每小時，配套動力為13.2千瓦的小四輪拖拉機。由理論計算，滾筒的最低轉(zhuǎn)速不得小于72轉(zhuǎn)每分，并經(jīng)實驗驗證，以120轉(zhuǎn)每分為宜。 （

22、2）彈齒式拾模機構(gòu) 由地輪帶動收膜彈齒工作，結(jié)構(gòu)簡單，殘膜收凈率高。機構(gòu)中需要一個控制收膜彈齒工作位置的曲線軌跡滑道便于脫膜，因而給制造帶來一定的困難，同時，該種收膜部件也無法實現(xiàn)殘膜與雜草的分離。如東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的QS-2型秋后殘膜回收機，殘膜收凈率達百分之九十，生產(chǎn)率在0.3公頃每小時，配套動力為13.2千瓦小四輪拖拉機。據(jù)理論計算與試驗驗證，在考慮殘膜拉伸率及地輪下陷和滑移的情況下，挑膜彈齒與行走地輪間的最佳速比應(yīng)為1.64左右為宜。該速比剛好將挑起的殘膜拉緊，不易被推起的土壤壓住，且收起的殘膜較干凈。 （3）鏟式起茬收膜部件 其在起茬的同時將殘膜一起鏟起經(jīng)輸送帶送入鼠籠式旋轉(zhuǎn)滾筒進行

23、土茬分離，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，收凈率高，但其對土壤的性能有一定的要求，且收起的殘膜與作物的根茬混合在一起，會給殘膜的再生利用帶來困難。如內(nèi)蒙古商都牧機廠研制的IMC-70型地膜回收起茬機，殘膜與根茬收凈率達半分之九十，生產(chǎn)率在0.25公頃每小時，配套動力為11.03千瓦小四輪拖拉機，起茬起膜深度為8到10厘米，機組作業(yè)速度為3到4千米每小時。 （4）輪齒式收膜機 該種收膜機構(gòu)采用苗期收膜機的收膜部件，靠收膜輪與地面的摩擦力轉(zhuǎn)動收膜，結(jié)構(gòu)簡單，收起的殘膜比較干凈，便于殘膜的再生利用，特別適用于撿拾玉米、高粱等有硬茬地的秋后殘膜回收，對于破損不嚴重的殘膜凈收率比較高，具有很大的應(yīng)用前景，對于厚度在

24、0.008毫米以上的標準地膜，該機構(gòu)是一種比較理想的殘膜回收機構(gòu)。如東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的小型殘膜回收機，采用該收膜部件，在地膜破損不嚴重的情況下，殘膜收凈率在百分之九十左右，生產(chǎn)率在0.2到0.3公頃每小時，配套動力為11.03千瓦的小四輪拖拉機。 （5）齒鏈式收膜部件 其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，加工制造方便，即可用于苗期收膜，也可用于秋后收膜，該機構(gòu)的最大特點是由于其整個結(jié)構(gòu)可以縱向設(shè)置，可以前置，有利于整地覆式作業(yè)。 目前國內(nèi)收膜機構(gòu)的脫膜部件主要有刮板輪、推膜板、輸送帶和脫膜桿等。從現(xiàn)有機型的脫膜效果看，對于采用伸縮桿齒式撿拾滾筒收膜部件的拾膜機，應(yīng)用輸送帶脫膜比較理想；對于采用輪齒式收膜部件和齒

25、鏈式收膜部件的收膜機應(yīng)用刮板輪和脫膜桿脫膜或采用輸送帶脫膜比較理想；對于采用彈齒拾膜機構(gòu)的收膜機，應(yīng)用推膜板比較理想。集膜部件主要有集膜箱和卷膜輪。從集膜效果看，對于破損較輕，連續(xù)性好的殘膜應(yīng)用卷膜輪集膜的效果較好；反之，集膜箱較好。1.4 課題研究的目的及意義 本課題的研究目的在于研究一種能夠回收玉米苗期殘膜的機械裝置，以減少農(nóng)用廢膜帶來的白色污染，使玉米苗茁壯成長。 玉米地膜覆蓋栽培技術(shù)已成為高寒和干旱地區(qū)農(nóng)民脫貧致富的一項有效措施。但只有在玉米苗期適時揭去地膜，才能使玉米有較發(fā)達的根系和較大的葉面積，為后期管理產(chǎn)生不利影響，而且其根扎得淺，易倒伏，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，況且秋后玉米地里殘留的地膜

26、難以回收，污染土壤和環(huán)境。因此實現(xiàn)玉米苗期收膜機械化是生產(chǎn)上的迫切需要。若玉米苗期收膜機研制成功，將順利解決玉米生產(chǎn)上的這一難題，同時能夠緩解殘膜所帶來的白色污染。 當前全球范圍內(nèi)正在積極推行的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對于解決我國人多地少、土地資源緊缺的問題尤為重要。人口不斷增多、人民生活水平逐步提高，對糧食的需求量也將增大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須保持持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展，才能滿足這一要求。殘膜回收是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。目前我國政府及一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門已經(jīng)開始投入人力物力和財力來解決殘膜回收問題。本課題的研究在一定程度上緩解當前日益嚴重的廢膜污染。1.5 課題的研究內(nèi)容 本文要設(shè)計的是玉米苗期地

27、膜回收機。玉米苗期收膜包括松土、拾膜和收集三個基本工藝環(huán)節(jié)。則收膜機工作部件應(yīng)由松土器、拾模機構(gòu)和收集裝置三部分組成。 （1）起始工作件為送貨突起。松土器為旋轉(zhuǎn)鋤式，由圓盤、彎軸和6個彎型齒組成。由松土器疏松土壤。 （2）核心部件為拾模機構(gòu)，該機構(gòu)包括鏈條摟齒部件、控制滑道及護板。 第二章 總體方案設(shè)計 2.1 需求分析 玉米地膜覆蓋栽培技術(shù)已成為高寒和干旱地區(qū)促進玉米高產(chǎn)的有效措施。但地膜覆蓋的玉米在苗期生長到6-8葉后，如不揭去地膜，對玉米后期中耕管理十分不利。秋后玉米地里殘留留的地膜不回收，不僅污染土壤，而且莖稈的飼用。因此，實現(xiàn)玉米苗期收膜機械化是生產(chǎn)上的迫切需求。 玉米膜傲氣殘膜回收

28、機的設(shè)計生產(chǎn)就是為了弄夠?qū)⒂衩滋飪?nèi)的殘膜及時快速的回收，以減輕殘膜對玉米植株繼續(xù)生長的影響。它能夠在最大程度上減輕田間的“白色污染”，同時對農(nóng)業(yè)全面機械化生產(chǎn)的實現(xiàn)也具有重要的 意義。 隨著地膜覆蓋種植年限的增加，廣大農(nóng)民朋友愈發(fā)認識到若不回收殘膜，農(nóng)田所受到的危害會更深，后果將不堪設(shè)想。所以殘膜回收機的市場價值具有很大的開發(fā)潛力。但由于玉米地膜覆蓋栽培主要分布于高寒和干旱地區(qū)，殘膜回收機的市場應(yīng)主要向北方大面積種植玉米的農(nóng)場。2.2 工藝分析 作為殘膜回收機，選擇和擬定工藝過程是其設(shè)計第一階段的任務(wù)，也是殘膜回收機設(shè)計的基礎(chǔ)。本收膜機通過多種收膜工藝試驗之后選定了順壟側(cè)摟式工藝，采用摟齒式拾

29、模機構(gòu)。摟齒由壟的一側(cè)入土將膜拾起，以捋膜為基本工藝，同時加裝松土和集膜部件，完成收膜工藝環(huán)節(jié)。根據(jù)玉米苗期收膜的特點，可將整個收膜過程分為以下四道工序，如圖2.1所示。拾膜機構(gòu)拾膜 集膜箱裝滿卸掉集膜裝置集膜松土器松土 拾膜機構(gòu)拾膜 集膜箱裝滿卸掉集膜裝置集膜松土器松土 圖2.1 收膜工序圖 在確定了收膜工序之后，主要考慮如何減少工作行程，提高工作效率，簡化機構(gòu)傳動裝置，使得收膜機的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。 收膜機的工作流程為： （1）松土器彎齒扎入土壤內(nèi)，在轉(zhuǎn)動過程中疏松壓膜土，同時將地膜往上推，以分離掉部分土壤; (2)拾膜鏈條在地膜驅(qū)動下轉(zhuǎn)動。運動的摟齒從壟的右側(cè)以銳入土，將地膜向右側(cè)斜上拾

30、起，并在集膜箱底板的配合作用下從植株上捋下地膜。 (3)當摟齒將地膜拉到一定高度時，摟齒失去滑道的控制，以垂直狀態(tài)向上運動，把地膜卸掉之后又返回工作狀態(tài)。 （4）從摟齒上脫掉的地膜在推膜機構(gòu)的作用下推入集膜箱內(nèi)，并在壓膜機構(gòu)的作用下被壓實，待集膜箱裝滿之后卸掉，完成整個收膜過程。2.3 收膜機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2.3.1 總體結(jié)構(gòu)概述 根據(jù)上節(jié)分析的收膜機的功能、工序以及收膜的工藝流程，可以確定收膜機的結(jié)構(gòu)。將除膜機分為4個子部分，各子部分分別完成各自的功能，并協(xié)調(diào)工作，共同實現(xiàn)收膜機的功能。牽引拖拉機驅(qū)動電機驅(qū)動 牽引拖拉機驅(qū)動電機驅(qū)動 壓模機構(gòu)撥膜機構(gòu)松土器 拾模機構(gòu) 壓模機構(gòu)撥膜機構(gòu)松土器 拾

31、模機構(gòu)控制滑道 控制滑道 圖2.2 收膜機結(jié)構(gòu)組成方塊圖 如圖2.2所示，松土器、摟齒拾膜機構(gòu)、撥膜機構(gòu)、壓模機構(gòu)都是工作機構(gòu)，工作機構(gòu)是直接地或是借助工具對加工對象實時作用，以改變加工對象的位置、狀態(tài)、尺寸和形狀的專門機構(gòu)。按工作機中工作機構(gòu)所完成的工作職能的性質(zhì)區(qū)分，工作機構(gòu)又可劃分為工藝操作機構(gòu)和補助操作機構(gòu)。圖2.2中所示的3個工作機構(gòu)都是要完成收膜而使用的專門機構(gòu)，其中工藝操作機構(gòu)包括松土器和拾膜機構(gòu)，而輔助裝置為收集裝置。 由于收膜機工作環(huán)境的特殊性，整個機構(gòu)自身無法運行，需要由農(nóng)用拖拉機來牽引運行。具體需要由拖拉機來帶動的拾模機構(gòu)和收集裝置，松土器則需要由一個單獨的電動機來帶動。

32、傳動機構(gòu)用于將動力和運動從驅(qū)動原件傳遞給工作機構(gòu)。傳動機構(gòu)的功能是調(diào)節(jié)運動速度或變換運動方式。工作時，拖拉機的動力輸出軸經(jīng)過變速箱減速來驅(qū)動拾模機構(gòu)及收集裝置的運行。2.3.2 收膜機的各組成部分的功能和基本方案 1、松土器 松土器是將壟的右側(cè)地膜上鎖覆蓋的壓膜土清除的裝置。工作時，松土器的彎齒扎入土壤內(nèi)，在轉(zhuǎn)動過程中疏松壓膜圖，同時將地膜往上堆，分離掉部分土壤?；痉桨福簩⑺赏疗髟O(shè)計為旋轉(zhuǎn)鋤式，由圓盤、彎軸和6個彎型齒組成。 2、拾模機構(gòu) 拾模機構(gòu)是整個收膜機的核心部件，它的功能是將地膜從田間拾起，該功能也是設(shè)計收膜機的最終目的。玉米苗期的特殊環(huán)境對收膜機的工作質(zhì)量有一定的要求。由于處于苗期

33、的玉米植株正在生長的關(guān)鍵階段，而苗期收膜將不可避免地對玉米造成傷害，因而對傷苗有一定的要求。 基本方案：本收膜機選定了順壟側(cè)摟式工藝，采用摟齒式拾模機構(gòu)。樓齒由壟的一側(cè)入土將膜拾起，以捋膜為基本工藝，完成收膜。 3、收集裝置 收集裝置的功能是將拾膜機構(gòu)所拾起的殘膜收集起來，同時方便拾膜機構(gòu)繼續(xù)工作。 基本方案：在拾模機構(gòu)的側(cè)面偏上方放置一集膜箱來收集殘膜，由撥膜機構(gòu)將殘膜撥入集膜箱，同時設(shè)計一個壓膜機構(gòu)將收起的殘膜壓實。 2.4 本章小結(jié) 本章對玉米苗期收膜機進行了總體設(shè)計。首先對玉米苗期收膜機的功能、所面對的客戶以及市場前景進行了分析，然后確定了收膜機的工藝流程，并將收膜機的工藝過程分析分為

34、四個工序。最后確定收膜機的總體結(jié)構(gòu)為松土器、拾模機構(gòu)、撥膜機構(gòu)和壓膜機構(gòu)四個部分。第3章 松土器的設(shè)計3.1 松土器的功能分析 松土器是整個玉米苗期收膜機工作的起始部分。它的功能是將覆蓋在地膜上的壓膜圖清除，為下一步拾膜裝置的工作做好準備。本收膜機所設(shè)計的松土器為旋轉(zhuǎn)除式，由圓盤、彎軸和6個彎型齒組成。具體工作時，松土器由電機帶動圓盤轉(zhuǎn)動，彎型齒扎入土壤內(nèi)并在轉(zhuǎn)動過程中疏松壓膜土，并清除掉部分土壤。國內(nèi)目前設(shè)計的起膜機構(gòu)主要是鏟式起膜機構(gòu)，即起膜鏟。由于起膜鏟在疏松壓膜土?xí)r易將地膜損壞，使其變得支離破碎而不易收集。而本收膜機的松土器工作在地膜的上方而不是扎入地膜下面起膜，將能夠在很大程度上避免

35、將地膜形狀破壞，因而該機構(gòu)相對于起膜鏟來說，工作效果會更好。3.2 松土器的運動分析 松土器的自身運動非常簡單，主要由驅(qū)動裝置帶動做旋轉(zhuǎn)運動，而松土器放置的方位則是較為關(guān)鍵的問題。具體情形如圖3.1所示。 圖3.1松土器工作示意圖 在松土器具體工作時，它們需要將覆蓋在地膜上的土壤清除若松土器的回轉(zhuǎn)平面與前進方向平行，則被清除的壓膜土將被一味的向前堆積，工作負載回越來越大，效果會很差。而若回轉(zhuǎn)平面與前進方向垂直，則會造成松土器清土覆蓋面不足。若松土器偏右放置，則會造成左邊的覆膜土無法清除。當松土器偏左放置時，傾吐覆蓋面會增減加但此時松土器很有可能會傷到玉米苗，所以松土器的放置方位成為關(guān)鍵。3.3

36、松土器的設(shè)計方案3.3.1松土器的參數(shù)設(shè)計 為了在最大程度上解決上述矛盾，本除膜機將松土器的回轉(zhuǎn)平面設(shè)計為一傾斜角度。具體方案為其回轉(zhuǎn)平面的水平中心線1方向與前進方向夾角30度，而垂直于該方向的中心線2與地面夾角也為30度。在這種角度下工作時，松土器的彎型齒會將所清掃的壓膜土向地膜的外側(cè)帶動，而不會產(chǎn)生堆積的情況，松土器的工作載荷波動較小，工作穩(wěn)定。同時，在保證松土器不會碰到玉米苗的情況下，其清土覆蓋面會大大增加。 松土器的旋轉(zhuǎn)半徑設(shè)計為L=0.15m，并在末端設(shè)計一段利刃長度設(shè)計為S=0.03m。松土器工作時要靠這段利刃來完成對壓膜的清除。設(shè)計成利刃的優(yōu)點是可以大大減小松土器的工作阻力。 松

37、土器擺放角度以及彎形齒的形狀入圖3.2所示 （a） (b)圖3.2 松土器擺放示意圖 圖3.2的（a）圖為松土器的具體放置位置，右邊的為所覆蓋的地膜。而（b）圖為中心線2處彎型齒中心線1方向的視圖。在此視圖下，要求中心線2底部的利刃與地面平行，而彎型齒轉(zhuǎn)到其他的方位，利刃與地面接觸時都有一定的角度，而不是嚴格的平行。 在該收膜機的整體結(jié)構(gòu)中，松土器相對于拾膜機構(gòu)和收集裝置來說是一個獨立的機構(gòu)。根據(jù)實際工作需要，應(yīng)在玉米植株的右側(cè)設(shè)置一個松土器，以清除玉米植株右側(cè)的土壤。他位于整個收膜機的下方，他的獨立性主要體現(xiàn)在其工作要由一個單獨的電機來驅(qū)動，而不是靠拖拉機共同驅(qū)動。3.3.2 松土器的電機選

38、取 松土器的功率消耗主要體現(xiàn)在清土?xí)r，以致轉(zhuǎn)動撥土所受阻力一般在100N至300N之間，因此該松土器設(shè)計時可取阻力大小F=150N。由于該松土器設(shè)計設(shè)計的擺放角度不是常規(guī)方位，而且松土器的工作環(huán)境較為復(fù)雜，這就給松土器的公路車計算帶來了不便。為簡化上述計算，結(jié)合實際情況可提出以下合理假設(shè)：松土器均勻受力，且在任意時刻只有2個彎形齒接觸壓膜土壤；松土器的總體傾斜角度不大，只有30度，計算功率時可認為每時所受力矩 方向均為豎直向上；（3）由于彎型齒利刃較短，因而在計算時若用到半徑，可忽略利刃長度。由以上假設(shè)可計算得：松土器所受轉(zhuǎn)矩為：M2FL=21500.15Nm=45Mn。當取松土器轉(zhuǎn)速為n=1

39、20r/min=2r/時，松土器所消耗的功率約為：P=2Fv=P4FLn=43.141500.152W=565.2W=0.57KW。結(jié)合上述數(shù)據(jù)，可選取電機的型號為 Y802-4型的QSP系列齒輪加減速三相異步電機16，具體技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定功率P=0.75KW輸出轉(zhuǎn)速n=121.5r/min輸出轉(zhuǎn)矩M=54.23Nm3.3.3 松土器的材料選取 松土器的材料應(yīng)該具備下列條件；（1）彎型齒利刃具有足夠的硬度，以獲得較高的抗點蝕、抗磨力磨損的能力；（2）在變載荷以及沖擊載荷下具有足夠的彎曲強度；（3）具有良好的加工和熱處理工藝性；（4）價格較低。最常用的材料是鋼，鋼的品種很多，且可以通過各種處理

40、方式獲得適合的工作要求的綜合性能，應(yīng)用最廣的主要是鍛煉和鑄鋼。除了鋼以外，應(yīng)用較廣的還有鑄鐵17。 對松土器而言，上述幾種材料均能滿足其硬度要求，最關(guān)鍵的是要不斷的接受土壤阻力所帶來的沖擊載荷，因而要求彎型齒具有足夠的疲勞強度，防止彎型齒拐彎處因載荷不斷沖擊而產(chǎn)生應(yīng)力性斷裂。基于上述原因，可淘汰鑄鐵，盡管價格較低，蛋其彎曲疲勞強度過低而不能選用。與鑄鐵相比，鍛鋼的抗疲勞強度更高，而價格相差無幾，因而可選用鍛鋼作為松土器的材料。3.4 本章小結(jié) 本章主要對收膜機的重要工作機構(gòu)松土器進行了設(shè)計。首先對松土器在收膜機中所要執(zhí)行的功能進行了分析，結(jié)合松土器的工作環(huán)境，解決采用旋轉(zhuǎn)鋤式。由于松土器要在玉

41、米苗田里工作，所以其具體擺放位置成為關(guān)鍵點，既要保證松土效果，同時還不能傷到玉米苗。因此本章又對松土器進行了運動分析。結(jié)合松土器運動分析提出松土器的設(shè)計方案。再根據(jù)所設(shè)計的參數(shù)選取合適的電機，及根據(jù)工作要求選取合適的材料。經(jīng)分析，松土器的材料選擇了鍛鋼，其性能可以足夠工作要求。第4章 拾膜機構(gòu)的設(shè)計4.1 拾膜機構(gòu)設(shè)計的技術(shù)要求 玉米苗期收割機應(yīng)在盡量減少傷苗率的條件下提高收凈率，因此它必須滿足以下功能和技術(shù)要求： (1)拾膜可靠，工作阻力小，避免傷根； (2)摟齒在向上托膜時與玉米植株接觸位置的高度和摟齒傾角要適當，以減少傷苗率和提高收凈率，因而要選擇適當?shù)氖澳A角； (3)摟齒運動置苗的上

42、方之后，其位置和運動狀態(tài)應(yīng)有利于托膜；（4）摟齒卸膜厚應(yīng)順利地返回控制滑道。4.2 拾膜機構(gòu)的組成部件及工作過程 本機膜機采用的是順壟順摟式的工藝，采用摟齒式拾膜機構(gòu)。該機構(gòu)包括鏈條摟齒部件、控制滑道。每兩個摟齒通過小軸與鏈條外鏈板連接，成為一組摟齒部件。該機構(gòu)的鏈條選用滾子鏈。鏈條的回轉(zhuǎn)運動由一對錐齒輪來帶動。而錐齒輪的主動輪則由牽引拖拉機經(jīng)減速后由鏈條來帶動旋轉(zhuǎn)，故可將錐齒輪劃分為動力轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的一部分。即該機構(gòu)包括的主要部件有：摟齒、鏈條、鏈輪、控制滑道。 拾膜鏈條回轉(zhuǎn)方向與該機構(gòu)的工作過程為：摟齒從壟的右側(cè)入土，由拖拉機的動力輸出軸經(jīng)變速箱減速后帶動拾膜鏈條進行拾膜。該機構(gòu)中摟齒以鏈條的

43、回轉(zhuǎn)方向運動為基礎(chǔ)，再通過控制滑道的入土傾角、拾膜進程、以及托膜的時機。拾膜鏈條回壟向垂直，兩鏈輪中心連線與地面成大約70度夾角，該角稱為拾膜傾角，其大小與摟齒對玉米植株的作用位置和拾膜可靠性有關(guān)。采用該機構(gòu)，收膜機的收膜效果較好，且整個裝置的結(jié)構(gòu)較為緊湊。4.3摟齒預(yù)選軌跡的運動情況分析 為保證整個拾膜機構(gòu)的收膜效果，則需要保證摟齒的整個運動過程的軌跡要盡量精確，因而整條控制滑道的設(shè)計成為解決問題的關(guān)健。為了便于分析拾膜機構(gòu)的詳細工作過程和設(shè)計好機構(gòu)的各項運動參數(shù)及形位參數(shù)，本文先粗略畫出在摟齒的整個運動過程中齒尖的軌跡，如圖4.1所示。 圖4.1摟齒預(yù)選軌跡 依據(jù)拾膜機構(gòu)設(shè)計的技術(shù)要求及其

44、整個運動過程的情況，可將摟齒回轉(zhuǎn)一周齒尖的運動軌跡選為4段：（1）壟上拾膜段（A-B段） 在該段摟齒從地膜覆土位置的外邊緣以銳角入土，齒間的運動軌跡近似圓弧，當摟齒出土?xí)r，齒尖距苗留有5毫米左右的距離，該段應(yīng)防止傷根，同時保證可靠的挑膜，以提高收凈率。（2）斜向托膜段（B-C段） 當摟齒出土后，便沿著拾膜傾角方向直線運動，把已挑起的地膜從玉米植株上下來，同時向上運送，并把土壤分離掉，傷苗率主要發(fā)生在該段。（3）收縮卸膜段（C-D段） 在摟齒已運動至右側(cè)集膜箱的入口處，摟齒失去滑道的控制，迅速回落成垂直狀態(tài)，再繼續(xù)向上運動，地膜從摟齒上脫落。（4）返程段（D-A段） 要求順利返程，并進入控制滑道

45、。4.4 拾膜機構(gòu)的設(shè)計方案4.4.1 摟齒鏈條的參數(shù)設(shè)計 該鏈條的主要功能是與控制滑道一起來引導(dǎo)摟齒的運動軌跡，完成整個拾膜過程。取該鏈轉(zhuǎn)動的兩鏈輪半徑相同。具體設(shè)計如下：（1）選擇鏈輪齒數(shù)結(jié)合玉米田間工作的時機情況及實驗情況可取摟齒的作業(yè)速度為v=0.6m/s拾膜傾角=70，由設(shè)計手冊查得可取鏈輪齒數(shù)z1=z2=21,合適。（2）定鏈節(jié)數(shù)初選中心距=,則取J節(jié)。(3)定鏈節(jié)距由設(shè)計手冊18可選，而經(jīng)計算得： 選單排鏈，所以取，則結(jié)合A系列滾子鏈的額定功率曲線，可選取滾子鏈16A，節(jié)距=25.4mm(4) 確定實際中心距計算中心距=1003.3mm中心距調(diào)整量實際中心距(5) 鏈輪尺寸的確定

46、由機械設(shè)計手冊可知：分度圓直徑 齒根圓直徑 綜上知摟齒鏈條的設(shè)計結(jié)果：滾子鏈型號16A，單排鏈，100節(jié)，鏈輪齒數(shù)z1=z2=21，中心距a=952.5mm。鏈輪分度圓直徑170.4mm，齒頂圓直徑182.2mm，齒根圓直徑154.5mm。4.4.2 摟齒的形參設(shè)計 摟齒在該機構(gòu)中的作用分兩部分：一是插入土壤中將殘膜拾起，二是將殘膜拾起后繼續(xù)向上運輸至殘膜與其分離。而摟齒的整個結(jié)構(gòu)也分為兩部分：一部分是執(zhí)行拾膜功能的齒，另一部分是起輔助作用的，控制整個摟齒運動軌跡的支臂。 結(jié)合收膜機構(gòu)的結(jié)構(gòu)以用受力情況，將摟齒的各項尺寸設(shè)計如圖4.2所示。 圖4.2摟齒結(jié)構(gòu)圖 本文將摟齒長度設(shè)計為L=150m

47、m，由于齒端要入土拾膜，所以將齒端設(shè)計的得刃，利刃為半徑為200mm的一段圓弧。摟齒的高為14mm，齒厚為6mm，由材料力學(xué)可知這樣的尺寸具有較好的抵抗彎矩的性能。而摟齒的支臂長度設(shè)計為S=50mm，由上文可知支臂的主要功能是控制摟齒的運動軌跡，而執(zhí)行上述功能則要依靠支臂末端的一段軸，在軸上加固一個軸承。在鏈條帶動摟齒運動時，該軸承嵌入控制滑道內(nèi)運動，以此來調(diào)節(jié)摟齒尖的運動軌跡。摟齒與支臂的夾角為70度。4.4.3 摟齒與鏈條的裝配方案 由于摟齒的運動需要由鏈條來帶動，因而它們之間需要合理地裝配起來。結(jié)合滾子鏈的結(jié)構(gòu)可知需將摟套入鏈的軸內(nèi)，由設(shè)計手冊查得16A型滾子鏈的銷軸直徑為7.92mm，

48、所以可將摟齒的也徑設(shè)計為8mm，以允許摟齒在銷軸上自由轉(zhuǎn)動。在沒有摟齒配合的鏈節(jié)上，銷軸均為標準長度，而在有摟齒配合的10鏈節(jié)上要安裝特殊加工的長度略長一些的銷軸，以滿足裝配條件。裝配時摟齒大套入銷軸內(nèi)，為了使摟齒的轉(zhuǎn)動不被其它鏈節(jié)的銷軸頂端所阻礙，需要在摟齒與外鏈板之間裝配一墊圈，這樣便很好地解決了上述問題。而在外端裝飾銷攻一段螺紋至齒處。要求螺母擰入至終點處時與摟齒有一定的間隙，以確保摟齒能夠自由轉(zhuǎn)動，具體裝配如圖4.3所示 圖4.3摟齒與鏈條的裝配圖4.5壟上拾膜段摟齒和滑道軌跡的確定 由上述的拾膜機構(gòu)的工作過程知滑道控制摟齒的運動軌跡，而設(shè)計控制滑道的關(guān)鍵是確定摟齒在壟上拾膜段的滑道軌

49、跡。該段軌跡不僅影響摟齒的入土性能和傷根程度，而且直接關(guān)系到機器的收凈率和機構(gòu)的運動阻力。 圖4.4隴上拾膜段滑道軌跡 經(jīng)過設(shè)計計算可以得到如圖4.4所示的壟上拾膜段的滑道軌跡，具體設(shè)計過程如下。4.5.1 滑道BD段的設(shè)計 整條滑道軌跡的基本為BD段。該段的軌跡也是整個滑道軌跡的最為關(guān)鍵的一段。根據(jù)多次設(shè)計實驗，本文選定在該段摟齒開始入土拾膜，要求摟齒的起始入土傾角保持在60度左右，且要求入土位置離苗的距離為240至280mm，出土位置離苗的距離約為60至100mm，摟齒出土?xí)r與水平面夾角約為14至20度。根據(jù)上述的多個技術(shù)要求，經(jīng)多次設(shè)計，本文最終選取了如圖所示的一段滑道軌跡。該段軌跡為一

50、段圓弧，圓弧起始點B點位于兩鏈輪的中心線上，對于圓弧終點的選擇，為了使摟齒順利進入下一段滑道，應(yīng)要求該段滑道末端與下一段滑道相切。所以由此可確定上述圓弧的具體參數(shù)。經(jīng)過設(shè)計計算，最終可知該段圓弧圓心位于兩鏈輪中心線上，且距兩輪中心距離為27mm偏上。圓弧的圓心角大小為90度，半徑和鏈輪分度圓半徑相同，大小為85.2mm。4.5.2 滑道AB段和BC的設(shè)計 在滑道軌跡BD段之前，需要再添加一段滑道。由于當鏈條摟齒運行到左側(cè)時不執(zhí)行拾膜的功能，摟齒要做空運行。已知摟齒的轉(zhuǎn)動自由，不受約束，所以由重力的作用可知摟齒要成自然下垂狀態(tài)，會產(chǎn)生一定的角度偏差，經(jīng)過粗略計算得知摟齒的角度偏差約在30度左右。

51、在上述假設(shè)成立的條件下，可以對AB段的軌跡進行設(shè)計。對AB段的技術(shù)要求是：要求摟齒順利進入控制滑道，而對摟齒的運動軌跡沒有的定特定的要求，只要能順利進入滑道的BD段即可。 上述分析是建立在摟齒沒有擺動的理想情況下來分析的，但在收膜機具體工作時，由于農(nóng)田工作環(huán)境較為惡劣，收膜機的晃動在所難免，所以也會導(dǎo)致?lián)X的左右擺動而不能順利進入控制滑道。為了解決上訴問題，可以考慮將控制之內(nèi)，而不至于偏出。 依據(jù)上要求，本文設(shè)計了如圖中所示的AB和BC兩端滑道軌跡。摟齒支臂可以在兩端軌跡之間的空間內(nèi)進入滑道。本文選定摟齒在運動至鏈條與鏈輪開始 合處進入控制滑道。具體設(shè)計方案為：由于支臂在初始點A點的位置已經(jīng)確

52、定，而該段軌跡沒有嚴格要求，只要能順利進入BD段即可。所以對于AB段的軌跡，本文選取為BD段圓弧的延長弧，圓心角為70度。而對BC段的軌跡來說，該段的功能是為了確保摟齒能順利進入滑道，防止摟齒的運動被阻礙。BC段軌跡同樣可設(shè)計一段圓弧即可。經(jīng)設(shè)計計算，最終選取下述圓弧，該段圓弧圓心同樣位于兩鏈輪中心線上，圓弧半徑為30mm，圓心角為70度。在該段圓弧上方再加一段切線，長度為20mm。以上為BC段的軌跡參數(shù)。4.5.3 摟齒和滑道軌跡 根據(jù)壟上拾膜段的基本性能要求，按設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)（如鏈輪半徑=85.2mm,摟齒長L=200mm，拾膜傾角=70度）和所設(shè)計軌跡建立摟齒和滑道軌跡的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)多次選

53、擇其軌跡，得出當摟齒支臂長s=50mm，支臂與摟齒夾角為70度時，所得到的軌跡如圖4.5所示。 圖4.5摟齒和滑道軌跡 此時摟齒入土傾角約63度，入土位置離苗的距離約為280mm，出土位置離苗的距離約為80mm,摟齒出土?xí)r與水平面夾角約為15度。實驗表明，按上述參數(shù)所設(shè)計的部件能較好地滿足拾膜的主要性能要求。4.6 滑道形狀設(shè)計及摟齒支臂與軸承的裝配 本文在上一節(jié)設(shè)計了摟齒的滑道軌跡，了解了摟齒拾膜的工作過程，但并不清楚摟齒如何在滑道內(nèi)運動。所以本節(jié)要設(shè)計出滑道的具體形狀，并提出摟齒支臂與滑道的裝配方案，以弄清摟齒是如何在控制滑道內(nèi)運動的。4.6.1 滑倒形狀的設(shè)計 由前文可知共有10組摟齒拾

54、膜，每組有兩個摟齒分布于鏈節(jié)的左右。結(jié)合摟齒工作的實際情況，該收膜機選取了滾動軸承滑道。該種滑道的工作原理是利用滾動軸承的滾動來實現(xiàn)摟齒在滑道內(nèi)運動，而不是普通的滑動導(dǎo)軌。因為普通的滑動導(dǎo)軌一般只能用于直線運動或弧度較為緩和的曲線運動。而由上文可知該拾膜機構(gòu)的滑道軌跡有較大的彎曲，因而普通的滑動導(dǎo)軌并不適用。由于每組有兩個摟齒共同運動，因而一般情況下要考慮設(shè)計兩條控制滑道。但考慮到兩摟齒對稱分布與鏈節(jié)的左右，所以本文設(shè)計了如圖4.6所示的一種滑道。 圖4.6滑道及其截面圖 如圖4.6所示，左側(cè)為滑道的輪廓線，中心線為滑道中心的軌跡，兩側(cè)為整條滑道的輪廓范圍。而右側(cè)為控制滑道的截面圖，如截面圖所

55、示，一側(cè)摟齒支臂所裝配的軸承嵌入滑道內(nèi)的運動。 與普通滑動導(dǎo)軌相比，選用滾動軸承滑道具有下述幾種優(yōu)點19： （1）滾動軸承是一種標準的通用的元件，使用經(jīng)濟，便于維護保養(yǎng)和更換。 （2）由于與滑道面直接接觸的是外徑較大的軸承外圈，所以對滑道面的接觸壓強小。這種滑道的承載能力較高，進而達到較高的滑道剛度。 （3）由于對滑道面的接觸壓強小，所以可降低對滑道面的硬度要求。 （4）由于軸承的外圈是一個很好的彈性體，能夠起到吸振和緩沖的作用，所以這種滑道的抗震性較其他導(dǎo)軌要高。4.6.2 摟齒支臂與軸承的裝配 前文已經(jīng)設(shè)計了摟齒的形狀參數(shù)，只有支臂末端的彎軸沒有給出明確的設(shè)計參數(shù)。本文設(shè)計出了一系列相關(guān)的

56、形狀參數(shù)如圖4.7所示。 圖4.7摟齒尺寸及與軸承的裝配圖 結(jié)合摟齒的尺寸及工作載荷的大小可知選取軸承型號的原則是軸承尺寸要盡量小。由于在這種工作情況下，軸承幾乎不承受向力，所以選取深溝球軸承即可。根據(jù)分析可選擇軸承代號為6000型的深溝球軸承20，其基本尺寸為：內(nèi)徑d=10mm,外徑D=26mm,軸承寬度為B=8MM。如圖所示支臂末端設(shè)計為一階梯軸，其目的是為了固定軸承。細軸段長度設(shè)計為7mm，比軸承寬度稍窄，以確保軸承右側(cè)的固定。軸承右側(cè)采用開槽沉頭螺釘加墊片進行固定，由于軸承幾乎不受軸向力，采用該種固定方式即可確保期固定效果。4.6.3滑道形參的確定 在樓齒的工作過程中，樓齒支臂與控制滑

57、道的相對位置如圖4.8所示。 圖4.8摟齒支臂與滑道的相對位置 由樓齒與鏈條的裝配方案可知兩樓齒內(nèi)壁的間距為35毫米，而如圖所示特制銷軸加裝螺母后的長度為70毫米，兩邊各預(yù)留約2毫米的距離一減輕軸端與滑道內(nèi)壁的碰撞及摩擦支臂上的滾動軸承圈與支臂的階梯軸固定，而外圈則沿著滑道內(nèi)壁滾動。 由軸承與軸端擋圈厚度之和為12毫米，可選定滑道寬為16毫米，同上，兩邊各預(yù)留約4毫米的距離，以防止支臂內(nèi)側(cè)與滑道的碰撞及摩擦?？紤]到滑道上下兩部分要承受工作載荷，所以壁厚要盡量厚些，不能過薄，可選為壁厚10毫米。 對于滑道的內(nèi)廊高度而言，已知所選取的深溝球軸承的外徑為26毫米，為了防止軸承被滑道內(nèi)壁夾緊而發(fā)生相對

58、滑動，所以同樣要考慮預(yù)留一定的間隙。由樓齒的工作情況可知預(yù)留間隙不宜過大，所以預(yù)留2毫米的間隙即可?？傻没纼?nèi)廊的高度因為28毫米。經(jīng)以上分析最終得出滑道的各部分形狀參數(shù)為：滑道寬 a=16mm;壁厚 b=d=10mm;內(nèi)廊高度 c=28mm。4.7本章小結(jié) 本章主要進行的是拾膜機構(gòu)的設(shè)計。通過對拾膜機構(gòu)技術(shù)要求額運動情況的分析，提出了拾膜機構(gòu)的設(shè)計方案。本拾膜機構(gòu)采用的是樓齒式拾膜機構(gòu)。采用該機構(gòu)，收膜機的收膜效果較好，且整個裝置的結(jié)構(gòu)較為緊湊。通過計算，本文設(shè)計出了樓齒的運動軌跡，從而保證了樓齒入土拾膜的效果。 第五章 動力傳動系統(tǒng)的設(shè)計5.1動力傳動系統(tǒng)的功能及示意圖動力傳動系統(tǒng)的主要功

59、能是為拾膜機構(gòu)和收集裝置提供動力,使各機構(gòu)能夠正常執(zhí)行其功能.整個系統(tǒng)由萬向聯(lián)軸帶、變速箱、鏈輪以及驅(qū)動錐齒輪等組成。首先由拖拉機動力輸出軸的動力經(jīng)過變速箱的減速傳動來驅(qū)動鏈輪的轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一對鏈輪的傳動將動力傳遞到輸送鏈驅(qū)動軸上，再由驅(qū)動軸上安裝的一對錐齒輪來驅(qū)動拾膜機構(gòu)的運行。具體形式如圖5.1所示。 1-萬向聯(lián)軸器 2-變速器 3-主動齒輪 4-被動齒輪 5-輸出軸 6主動齒輪7-被動鏈條 8-驅(qū)動輪 9-驅(qū)動錐齒輪 10-傳動錐齒輪 11-上鏈輪 圖 5.1 動力傳動系統(tǒng)示意圖5.2 變速箱的設(shè)計5.2.1 變速箱的主要類型及其特性 變速箱是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪運動、蝸桿傳動或齒

60、輪蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速的傳動裝置變速箱由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單，因此在現(xiàn)代機器尤其是農(nóng)業(yè)機械中應(yīng)用廣泛。變速箱主要有以下類型：圓錐齒輪變速箱 它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。二級和二級以上圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動組成，所以有時稱為圓錐一圓柱齒輪變速箱。因為圓錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些常將圓錐齒輪作為高速級。（2）蝸桿變速箱 它主要用于傳動比比較大（10）的場合。通常所說的蝸桿傳動結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對傳動比較大的蝸桿變速箱才是正確的。當傳動比并不是很大時，此優(yōu)點并不顯著。蝸桿變速箱主要