《S-120型稻麥割曬機設(shè)計10000字（論文）》

S-120型稻麥割曬機設(shè)計摘要水稻和稻麥糧食類作物是我國主要的經(jīng)濟作物之一，在我國廣大的農(nóng)業(yè)土地上面廣泛種植南方人喜歡種植水稻，而北方人喜歡種植稻麥糧食類作物。據(jù)統(tǒng)計，稻麥糧食類作物和水稻是全球農(nóng)作物種植率排名前三的兩種植物。因此在這樣大量的大規(guī)模的種植下，每年的收獲季節(jié)，對于水稻和稻麥糧食類作物的收割，成了一個關(guān)乎農(nóng)民經(jīng)濟收益的問題。稻麥糧食類作物和水稻的秸稈部分以上具有類似的農(nóng)作物結(jié)構(gòu)，即果實主要聚集在頭穗部，中間的秸稈連接部分可以充當較好的切割部分，而水稻田的泥土?xí)Ω顣駲C的行走裝置提出較高要求，這一困難通過履帶式行進系統(tǒng)即可解決，因此目前水稻稻麥糧食類作物的割曬機可以進行聯(lián)動一體化設(shè)計，本課題4S-120稻麥型割曬機即是目前較為常見的稻麥割曬機。本課題通過查閱相關(guān)設(shè)計資料，掌握國內(nèi)外小型割曬機的發(fā)展狀況，通過研究割曬機的工作原理，了解不同規(guī)格的割曬機之間機械結(jié)構(gòu)的區(qū)別，從而明確本課題的研究方向。通過結(jié)合機械設(shè)計和機械原理的理論知識，從4S-120型稻麥割曬機動力分析開始，計算整機傳動效率，計算各級傳動功率，分析重要零部件力的大小，通過選型計算得到尺寸值，最終通過二維CAD輔助設(shè)計軟件，將設(shè)計方案直觀呈現(xiàn)出來，完成整個設(shè)計內(nèi)容。本課題研究內(nèi)容與方向緊貼農(nóng)業(yè)農(nóng)作物收割問題，具有一定的實際意義。關(guān)鍵詞：稻麥作物；割曬機；結(jié)構(gòu)設(shè)計；三維建模目錄TOC\o"1-2"\h\u2104一、緒論 1179841.1課題研究的意義 115511.2國內(nèi)外稻麥糧食類作物割曬機發(fā)展狀況 2265991.4研究的內(nèi)容和方法 613661.5預(yù)期目標 727301二、稻麥糧食類作物割曬機總體設(shè)計 884632.1收割方案確定以及結(jié)構(gòu)布置設(shè)計 8115832.2稻麥糧食類作物割曬機的機械結(jié)構(gòu)分析 84885三、稻麥糧食類作物割曬機參數(shù)設(shè)計 10144203.1稻麥糧食類作物割曬機行進速度 1088343.2稻麥糧食類作物割曬機割幅 1031656四、稻麥糧食類作物割曬機切割系統(tǒng)的設(shè)計 16309334.1稻麥糧食類作物割曬機的上、下刀設(shè)計 16144334.2割曬機切割器參數(shù)設(shè)計 168633五、稻麥糧食類作物割曬機其他結(jié)構(gòu)的確定 18179665.1傳動軸、軸承的設(shè)計計算 18281655.2稻麥糧食類作物割曬機輸送系統(tǒng)的設(shè)計 2221197總結(jié) 238658參考文獻 23一、緒論1.1課題研究的意義從電視考古節(jié)目中可以看到，在一些中國古代貴族的墓葬群中，出土了很多精美的容器陪葬品，而研究人員發(fā)現(xiàn)這些容器中有很多水稻、稻麥糧食類作物也被當做陪葬品保存了下來，這證明在中國古代的，水稻、稻麥糧食類作物類的農(nóng)作物就已經(jīng)作為人們生活中主要的口糧了。數(shù)千年來，中國勞動人民憑借著自己的智慧和辛勞在中國廣袤的大地上開墾農(nóng)田，種植農(nóng)作物，基本形成了在土壤肥沃水量較少的北方種植稻麥糧食類作物作物，在水田較多的南方種植水稻的布局。據(jù)統(tǒng)計，中國目前的糧食種植面積達到了6億畝的面積，僅稻麥糧食類作物每年就要收獲重量1.93億噸左右，每當?shù)搅怂竞偷钧溂Z食類作物等農(nóng)作物收獲季節(jié)，在短時間內(nèi)對大面積的農(nóng)田進行收割成為了與農(nóng)民受益息息相關(guān)的問題，這就涉及到了中國農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的發(fā)展水平。稻麥糧食類作物不僅在我國大面積種植，在歐洲、美洲等全球主要地區(qū)都有種植，在發(fā)達國家，農(nóng)業(yè)機械設(shè)備現(xiàn)代化程度非常高，經(jīng)過多年的發(fā)展，發(fā)達國家稻麥糧食類作物割曬機在數(shù)量和質(zhì)量上都達到了全球領(lǐng)先水平。近年來中國的科技實力也隨著經(jīng)濟水平的不斷攀升而提高，中國農(nóng)田機械化收割也越來越普遍，在這段時期，中國開發(fā)出了很多具備自主知識產(chǎn)權(quán)的農(nóng)業(yè)設(shè)備，包括稻麥糧食類作物收割機，中國的產(chǎn)品經(jīng)濟成本低，功能模塊多，具備后發(fā)優(yōu)勢，在一定程度上取得了國際市場的肯定，但是由于制造工藝體系的問題，中國機械設(shè)備的質(zhì)量精度和可靠性以及耐久度問題一直是中國產(chǎn)品走向國際領(lǐng)先的障礙。稻麥糧食類作物的收割時間具有窗口性，當過了最合適的窗口期，糧食的收獲就會遇到損失，而且有時候需要趕在天氣變化之前，對于割曬機的需求非常大；而且由于農(nóng)用稻麥糧食類作物割曬機要在田地里面連續(xù)作業(yè)，秸稈、砂石、葉片等雜物飛揚，割曬機工作環(huán)境非常復(fù)雜，因此對于割曬機的設(shè)計精度和穩(wěn)定性就有一定的要求。本課題以稻麥糧食類作物割曬機為研究對象，通過研究設(shè)計割曬機的機械結(jié)構(gòu)和工作原理，設(shè)計計算零部件選型和尺寸，完成對稻麥糧食類作物割曬機的設(shè)計，具有一定的實際意義。1.2國內(nèi)外稻麥糧食類作物割曬機發(fā)展狀況1.2.1國外稻麥糧食類作物割曬機發(fā)展現(xiàn)狀研究國外先進農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，主要以歐美等發(fā)達國家的設(shè)備型號為目標，在十九世紀到二十世紀之間，世界上大大部分專利及發(fā)明都出自歐美國家，這些先進科學(xué)技術(shù)的積累，讓歐美國家率先進入了工業(yè)時代，大大提高了勞動生產(chǎn)力，從而在世界競爭中占據(jù)了有力條件。稻麥糧食類作物割曬機是一種人類規(guī)?；N植農(nóng)作物以后大大提升收割效率的設(shè)備，其不僅要有動力足夠的拖曳裝置在田地里面行進，高效的收割、匯集、輸送功能部分需要成熟的設(shè)計和先進制造工藝，經(jīng)過多年的發(fā)展，國外割曬機已經(jīng)形成功能模塊集成平臺的模式，加上先進的電子數(shù)控系統(tǒng)輔助操作人員，大大激發(fā)了機械設(shè)備的使用潛能，讓整體流程體系進一步提高效率。以德國為例，德國聯(lián)合收割機可以實現(xiàn)收割，分離，打包秸稈等全工序一條龍作業(yè)，聯(lián)合收割機經(jīng)過麥田只會留下一捆捆的秸稈堆，而稻麥農(nóng)作物果實則被收集到儲存箱中等待轉(zhuǎn)移到倉庫。日本等國家的稻麥糧食類作物割曬機設(shè)計參數(shù)大多以10-20公斤處理速度對農(nóng)作物進行收割處理，推動整個機械設(shè)備工作的動力來源是一臺強功率發(fā)動機，輸出功率率為130-160不等。日本制造業(yè)最突出的特點就是質(zhì)量一致性和精益化生產(chǎn)，體現(xiàn)在稻麥糧食類作物割曬機上就是不必要的結(jié)構(gòu)和零部件統(tǒng)統(tǒng)被舍棄，讓割曬機整體負載最小，充分利用燃料能源，同時降低功耗，這非常符合日本名族資源缺少的研發(fā)風(fēng)格。德國企業(yè)的設(shè)計風(fēng)格則是厚實可靠，德國人自古以來的嚴謹作風(fēng)讓他們制造的稻麥糧食類作物割曬機具備持久的耐久度，并且可以在惡劣環(huán)境中保持核心工作參數(shù)，具有非常高的可靠性。在檢索收割機時，可以注意到歐洲目前主力使用的聯(lián)合收割機，收割幅度達到了5-6米，一次行進可以掃過最大的農(nóng)作物面積，能以如此塊的速度推進，其內(nèi)部核心處理功能必須得十分強大，農(nóng)作物在進入到脫粒室以后必須在數(shù)秒之內(nèi)完成脫粒，目前歐洲研發(fā)的聯(lián)合收割機脫粒核心采用的多輪式分離裝置讓聯(lián)合收割機的處理參數(shù)達到了10kg/s的速度，傲視群雄，要實現(xiàn)這樣的參數(shù)，不僅需要眾多核心專利實現(xiàn)功能參數(shù)的可行性，還要求成熟的工業(yè)體系確保每一刻螺絲釘都能按要求制造出來，最終達到嚴絲合縫的狀態(tài)，因為小的誤差經(jīng)過累積，會造成收割機磨損、噪音等不良結(jié)果。目前有歐洲的多加研發(fā)公司共同研制推出了軸流式聯(lián)合收割機，農(nóng)作物歸攏效率更高，以型號D0116cs為例，通過采用離心分離法進行脫粒工作，將效率提升了15-18%。圖1-1國外最新稻麥糧食類作物聯(lián)合收割機1.2.2國內(nèi)稻麥糧食類作物割曬機發(fā)展現(xiàn)狀我國的稻麥糧食類作物割曬機發(fā)展經(jīng)過了長時間的發(fā)張才取得了今天的成績，在上世紀50年代末期，中國通過采購國外的成品收割機，進行了一定的技術(shù)逆向開發(fā)，通過學(xué)習(xí)和模仿，中國的自主研發(fā)割曬機進程也有一定的進展。1965年，當時中國的土地上采用的是一種行進動力來自畜力拖曳的手搖式收割機，這種收割機是來自捷克、荷蘭等歐洲國家，在當時的中國這種設(shè)備也僅僅是剛好滿足我國的收割需要。不就之后中國就發(fā)現(xiàn)了這種機械設(shè)備的缺點，不僅可靠性系數(shù)較低，零部件保養(yǎng)維護也不夠靈活，因此國內(nèi)開始了優(yōu)化改良設(shè)計。通過將拖拉機替代畜力拖曳，稻麥糧食類作物割曬機初步具備了現(xiàn)代收割機的雛形，其中根據(jù)聯(lián)合收割機與拖拉機連接方式的不同可以分為懸掛式和后牽引式，這種稻麥糧食類作物割曬機功率大，動力強勁，是中國當時的主力收割設(shè)備，當時的著名型號是GS-4.6型、4SX-3.8型拖拉式割曬機，老一輩的機械裝備被中國人開發(fā)出了最大的潛能，支撐起來整個中國農(nóng)業(yè)騰飛的基礎(chǔ)。由于功能模塊無法整合，中國的收割機都是單一功能平臺，定位為割曬機就無法完成秸稈打捆功能，這決定了當時的割曬機往往只能在農(nóng)作物特定階段進行作業(yè)，大大降低了作業(yè)效率，無法充分發(fā)揮出稻麥糧食類作物割曬機全部工作能力。技術(shù)瓶頸的突破在中國改革開放的二十世紀七十年代迎來了機會，隨著中國市場的開放，大量的資本和技術(shù)開始涌入，國產(chǎn)稻麥糧食類作物割曬機迎來了技術(shù)升級，多家中國企業(yè)完成了產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，提升了工藝和技術(shù)水平，短時間涌現(xiàn)出了多款劃時代的代表產(chǎn)品，例如北京一18-5型，160型等收割機，在這些收割機誕生之前中國行業(yè)協(xié)會就制定了方便農(nóng)業(yè)機械設(shè)備管理的編號辦法，對每年層出不窮的機械設(shè)備進行統(tǒng)一編號命名，統(tǒng)一的標準化在一定程度上推動了收割機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展降低制造成本。在改革開放初期，中國機械設(shè)備研制的方式方法還是引入吸收創(chuàng)新的老模式，通過對日本稻麥類作物割曬機的研究，中國在當時國產(chǎn)收割機出口位置增加了一個輔助部件命名為星輪扶禾器，該裝置的作用是將收割機前端工作部分切割下的農(nóng)作物，連同秸稈和果穗一起定向放倒在田地行進路線上，這樣方便后續(xù)工序農(nóng)作人員將秸稈進行捆綁打包作業(yè)。1980年代，中國政府組織，由農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院牽頭，聯(lián)合各省市科研骨干技術(shù)人員，成立專門小組對中國主型號收割機進行科研攻關(guān)和標準化設(shè)計，這次行動優(yōu)化了原來機型的結(jié)構(gòu)，提升了功率利用效率，并且開發(fā)出了與新型收割機匹配的四輪拖拉機拖曳系統(tǒng)，讓這一新型號中國國產(chǎn)稻麥類農(nóng)作物割曬機有了出頭之日，此后十年的時間里面，這樣一款收割機收割了大部分的農(nóng)作物，為中國人的糧倉做出了重要貢獻。經(jīng)過1980年國家大力推行的谷物聯(lián)合收割機研發(fā)潮之后，中國土地上根據(jù)農(nóng)田種植面積的大小，主要有大中小三種規(guī)格的稻麥類農(nóng)作物割曬機，在平原等廣袤土地上，大型稻麥類農(nóng)作物割曬機效率高，作業(yè)幅面大，一次性可以收割的面積最大；而在江南一些丘陵地帶，水稻梯田等復(fù)雜不規(guī)則農(nóng)業(yè)耕地不適合大型稻麥類農(nóng)作物割曬機施展拳腳，于是小型靈活的稻麥類農(nóng)作物割曬機派上了用場，小型的割曬機可以靈活掉頭，在很窄的田垛上進行行進也不會壓垮土垛，因此被廣大南方農(nóng)民使用；中型稻麥類農(nóng)作物割曬機則是介于以上兩款規(guī)格稻麥類農(nóng)作物割曬機的使用范圍之間，合理選擇。稻麥類農(nóng)作物割曬機大批量生產(chǎn)使用，我國采用的是拖拉機后部牽引的動力模式，這種型號的谷物聯(lián)合收割機代號為GT-4.9，最初的技術(shù)來源是蘇聯(lián)支援我國的技術(shù)，原型樣機被稱為C-6型稻麥類農(nóng)作物割曬機，中國通過學(xué)習(xí)改型機械的工作原理和制造工藝，設(shè)計出了量產(chǎn)的GT-4.9。即便是量產(chǎn)的收割機GT-4.9，在中國剛開始引進吸收國外收割機技術(shù)的年代，中國還無法配套提供可以滿足規(guī)格的拖拉機，因此國產(chǎn)割曬機批量生產(chǎn)以后，使用的還是進口的東方紅系列拖拉機。此時的國產(chǎn)割曬機割副參數(shù)達到了4.9m，現(xiàn)代的聯(lián)合收割機功能也已經(jīng)初步具備，只是在性能上還是屬于粗放型設(shè)計，無法與現(xiàn)在科技相比。國產(chǎn)的稻麥類農(nóng)作物割曬機已經(jīng)初步滿足了中國谷物收割需要，但是當時的中國仍然較貧窮，普通的農(nóng)民合作社用不起大型的稻麥類農(nóng)作物割曬機，在最開始只在國營農(nóng)場采用了機械化的收割作業(yè)。好在我國政府迅速體察民情，做出了政策調(diào)整，用多項政策讓更廣大的農(nóng)田開始了機械化收割，減輕了農(nóng)民烈日天面朝黃土耕作的情況。目前中國根據(jù)南北土地收割條件的不同，研制出了全體系全規(guī)格的稻麥類農(nóng)作物割曬機，國際上任何一個國家都沒有這樣齊全的種類。這幾年我們國家不僅在經(jīng)濟發(fā)面有所發(fā)展，科學(xué)層面也得到了重要的提升，吸引了許多外資企業(yè)來中國投資建立工廠，中國與外資的合資企業(yè)將技術(shù)帶到了中國，國產(chǎn)的額機械設(shè)備更加具有了國際市場競爭能力，網(wǎng)絡(luò)又十分發(fā)達，中國信息化、數(shù)字化發(fā)展速度也非?？欤粩嗟膶⑾冗M科技應(yīng)用到中國的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備當中。下圖為中國市場上常見的現(xiàn)代化收割機：如圖1-2所示。圖1-2常見的收割機我國東西南北四大區(qū)域的發(fā)展不平衡是不爭的事實，但是發(fā)展水平的整體提高也是不容忽視的重要成功，在現(xiàn)代化耕種的中國發(fā)達地區(qū)采用了先進的控制系統(tǒng)和機械設(shè)備，但是在中國內(nèi)陸經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)，仍然在使用著較為落后的技術(shù)，特別是在非農(nóng)業(yè)耕種地區(qū)，收割效率十分低下，通產(chǎn)農(nóng)民還是用小型的谷物收割機，這在一定程度上來說，是符合社會客觀發(fā)展規(guī)律的，但是仍然需要通過研發(fā)設(shè)計出成本低、性價比高的多用途收割機，讓全中國的農(nóng)民都可以體驗到自動化農(nóng)業(yè)設(shè)備帶來的便利。下圖為部分地區(qū)仍在使用的小型收割機：如圖1-3所示。圖1-3部分丘陵地區(qū)使用的小型收割機1.3市場上稻麥糧食類作物割曬機存在的問題自主研發(fā)和生產(chǎn)的稻麥類農(nóng)作物割曬機與合資企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品相比較，確實有很多地方存在這差距，割曬機是一個多功能機械平臺，其制造水平反映了一個國家的生產(chǎn)里的能力和人民的經(jīng)濟高低，如果基礎(chǔ)工業(yè)無法提供同樣滿足要求的零部件產(chǎn)品，最終設(shè)計裝配起來的稻麥類農(nóng)作物割曬機在可靠性和耐久性上回體現(xiàn)出與國外產(chǎn)品之間的差距。通過調(diào)研市場上各類規(guī)格的稻麥類農(nóng)作物割曬機，充分比較高低端市場產(chǎn)品的不同，可以得到如下幾點：相比于國外稻麥類農(nóng)作物割曬機設(shè)備的機械平臺舉升、展開速度，國內(nèi)產(chǎn)品同規(guī)格參數(shù)要第一檔，說明不如他國產(chǎn)品快；農(nóng)作物處理的干凈程度是重要的考察項點，國產(chǎn)稻麥類農(nóng)作物割曬機在這個值上沒有優(yōu)勢；稻麥類農(nóng)作物割曬機的割斷點較高，留下的谷物秸稈根部太高，給后續(xù)工序的清理、種植都帶來麻煩。（4）自動化信息化程度不高，單臺聯(lián)合收割機的電子系統(tǒng)可以統(tǒng)一購買，但是在一個大農(nóng)場中的數(shù)十臺聯(lián)合收割機的數(shù)據(jù)處理往往需要開發(fā)專用的系統(tǒng)軟件，通過算法進行輸出控制，在這個方面中國需要加油。1.4研究的內(nèi)容和方法1.4.1研究的內(nèi)容（1）通過市場調(diào)研了解稻麥類農(nóng)作物割曬機的發(fā)展概況；（2）通過對比不同規(guī)格型號稻麥類農(nóng)作物割曬機掌握工作原理和基本結(jié)構(gòu)；（3）確定本課題研究方向，設(shè)計初步傳動方案和結(jié)構(gòu)布置；（4）通過計算選型得到動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的零部件具體參數(shù)；（5）通過CAD繪圖得到直觀的稻麥類農(nóng)作物割曬機結(jié)構(gòu)。1.4.2研究的方法（1）互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)查閱，企業(yè)網(wǎng)站相關(guān)產(chǎn)品信息;（2）圖書館書籍、知網(wǎng)文獻研究工作原理和結(jié)構(gòu)；（3）機械設(shè)計手冊選型具體零部件設(shè)計參數(shù)；（4）CAD二維輔助設(shè)計軟件繪制二維結(jié)構(gòu)圖；（5）設(shè)計說明書完整記錄設(shè)計過程；（6）整理設(shè)計資料完成畢業(yè)設(shè)計。1.5預(yù)期目標（1）掌握稻麥類農(nóng)作物割曬機各部件工作原理和互相制約關(guān)系，對各部件之間進行運動學(xué)分析；（2）對稻麥類農(nóng)作物割曬機收割功能部分與外部力之間的相互作用，分析其對機械內(nèi)部各系統(tǒng)的反作用；（3）對整機的結(jié)構(gòu)繪制出符合國家標準的圖紙。二、稻麥糧食類作物割曬機總體設(shè)計2.1收割方案確定以及結(jié)構(gòu)布置設(shè)計2.1.1谷物收割方法介紹通過調(diào)研市場信息，得到以下幾種主要的谷物作物采集方式：按農(nóng)耕順序分階段收割：這種方法有這悠久的歷史，在勞動力不發(fā)達的時代，農(nóng)民通過幾種力量分階段完成谷物的收割，首先進行切割捆綁，并將秸稈和谷物留在原地，切割工序往前推動，后續(xù)工序?qū)⒗壓玫慕斩掃\回脫粒裝置集中處理；目前常見的聯(lián)合收割：通過使用自動化機械設(shè)備，采用多功能模塊的整合，讓聯(lián)合收割機具有實時脫粒并傳輸谷物的能力，這樣在一次行進中就可以將谷物直接處理完成，大大提高收割效率；綜合谷物收割：這種方法是配合谷物的成熟實際，保證后熟谷物也有良好的質(zhì)量，通過分段處理，自動化機械設(shè)備不需要一次性完成所有的工作，可以前期完成谷物秸稈切割工作，全部完成以后在進行拾禾操作，前中期完成以后，后期脫粒工序集中開展，這樣可以避免在收獲期聯(lián)合收割機產(chǎn)能不夠，大片的農(nóng)田等待收割的情況。2.1.2收割方法的選擇以從小在農(nóng)村中看到的情況為例，1980年代的湖南湖北農(nóng)村，交通閉塞，沒有水泥公路，而且每家每戶梯田分明，大型設(shè)備難以施展，到了農(nóng)作物收獲季節(jié)，通常都是農(nóng)民集中手工進行分階段收割、脫粒。直到2000年左右開始農(nóng)作物的收割開始采用簡單的小型收割機，這種收割機也分為畜力式、自走式、牽引式三種主要方式，剛開始使用牛耕地收割是常見的，后來自走式收割機快速擴張，更加方便快捷，效率高，等到農(nóng)村合作社統(tǒng)一管理，村鎮(zhèn)里面修好公路，租賃的先進農(nóng)耕設(shè)備也可以開到交通閉塞的農(nóng)村上坳里面，這樣中國大部分農(nóng)村田地都采用了機械化收割。節(jié)省了大量的人力，讓城鎮(zhèn)打工勞動力增加，促進了社會的發(fā)展，帶動了全民經(jīng)濟水平。2.2稻麥糧食類作物割曬機的機械結(jié)構(gòu)分析本課題稻麥糧食類作物割曬機的動力來源是外置的電動機，電動機輸出軸接帶傳動主動輪，主動輪通過皮帶將動力傳輸?shù)绞崭顧C工作部分的主軸，為了安全起見，在主軸與從動輪之間設(shè)置有離合裝置，隨時控制動力的通斷，確保機械設(shè)備的安全。主軸動力通過主變動力箱將動力分成兩部分，第一部分用作切割動作，及輸出一軸帶動曲柄機構(gòu)驅(qū)動割刀；第二部分動力用以歸攏切斷的秸稈，將谷物秸稈想特定的方向運輸，通過這一套機構(gòu)可以完成稻麥類農(nóng)作物秸稈切斷、收集歸攏、鋪曬的工序，是自動化集成的體現(xiàn)。通過采用本方案，可以實現(xiàn)稻麥類農(nóng)作物割曬機一次作業(yè)到位，解放勞動力，大大提高效率，同時通過調(diào)整機械結(jié)構(gòu)參數(shù)完成對秸稈高度的調(diào)整，可以控制留在地上的谷物根部高度，徹底解決根部過高的問題。本課題稻麥類農(nóng)作物割曬機設(shè)計圖如下：圖2-1稻麥糧食類作物割曬機三、稻麥糧食類作物割曬機參數(shù)設(shè)計3.1稻麥糧食類作物割曬機行進速度這個直觀反映了稻麥糧食類作物割曬機的作業(yè)能力，如果不能及時對谷物進行脫粒，割曬機整體移動肯定不快，如果牽引系統(tǒng)動力不足，行進速度也會受到制約，通過查閱相關(guān)資料，稻麥糧食類作物割曬機的經(jīng)驗值見表3-1。本課題選擇稻麥糧食割曬機作業(yè)速度V=1.2m/s。表3-1割曬機作業(yè)速度經(jīng)驗值收割稻麥糧食類作物種類割曬機作業(yè)速度（米/秒）稻田割易掉粒秈稻0.75-1.0割梗稻1.0-1.3麥田稻麥糧食類作物鋪放1.2-1.5稻麥糧食類作物割曬1.2-1.83.2稻麥糧食類作物割曬機割幅根據(jù)中國農(nóng)業(yè)機械命名規(guī)則，本課題S4-120稻麥糧食類作物割曬機的割副為1.2m，選擇合適的割副有利于節(jié)省功率，發(fā)揮稻麥糧食類作物割曬機最大潛能，實現(xiàn)收益最大化，同樣根據(jù)先關(guān)經(jīng)驗值可以如下表：。表3-2割幅相關(guān)決定因素經(jīng)驗表動力機功率（馬力）整機重量（公斤）割幅（米）3-4200左右1.010-12500左右1.5-1.820-301500-18002.0-3.040-502000以上4.0-5.0割幅的大小還確保了收割機輪不會推動未切割的水稻和小麥，割幅B還必須滿足以下的關(guān)系：（3-1）式中:W-為兩驅(qū)動輪外側(cè)寬;Y-割臺超出驅(qū)動輪外側(cè)的余量。3.3稻麥割曬機喂入量根據(jù)公式：(3-2)式中:-機器前進速度，m/s;-作物單位面積產(chǎn)量，kg/畝，取450kg/畝;-喂入的谷粒和莖桿之間比，稱為谷草比，取B=1;=1.33將上面的數(shù)據(jù)帶入式(3-2)中，求得:q=0.3-0.5Kg/s由式(3-2)可以得出，當其他條件不變時，與成反比關(guān)系。以上結(jié)論符合稻麥割曬機的設(shè)計使用經(jīng)驗，增加割幅，割曬機將受到更大的阻力，因為需要更強大的動力進行推動，動力不變的情況下，速度會變慢。3.4割刀速度和機器前進速度的關(guān)系通過直觀經(jīng)驗知道，在脫粒速度一定的情況下，稻麥割曬機行進速度越快，就要求割刀切割速度越快，才能及時處理谷物，體現(xiàn)在下式中:（3-3）式中:-收割機行走的速度；-齒輪組的轉(zhuǎn)速；-齒輪組的角速度。切削速度比/L9也可用于表示切削速度與機器前進速度之間的關(guān)系。（3-4）式中：-平均速度；-前進速度；-行程；-進距。3.5稻麥糧食類作物收割機下刀盤托參數(shù)設(shè)計稻麥割曬機入口谷物單位時間進入的數(shù)量是一個對割曬機整體設(shè)計有影響的重要參數(shù)，當這個值偏大時，會導(dǎo)致割曬機無法處理過量的谷物，導(dǎo)致大量的谷物因為切割處理不到位而損失，同時過高的負載會帶來安全隱患。通常根據(jù)以下公式對莖桿層的厚度h的值進行確定：（3-5）式中：h-在自然狀態(tài)時莖桿厚度，m；Q-機器作物的喂入量，kg/s；-谷物中谷粒的含量；-逐稿器寬度；N-上下刀盤之間的寬度利用系數(shù)，取為0.7；R-莖桿在自然狀態(tài)時的容重，約為30kg/m；-莖桿層沿逐稿器運動的平均速度，一般情況下從0.4m/s。通過將具體參數(shù)代入公式，可以計算得到h的最佳取值區(qū)間h=0.01-0.15m。3.6其他參數(shù)設(shè)計本課題中稻麥類農(nóng)作物的秸稈高度不長，通過經(jīng)驗值，設(shè)計收割裝置中心高度為80mm。稻麥類農(nóng)作物的種植間隔大約為60-80mm,因此稻麥割曬機的行進裝置輪距宜為這個值的整數(shù)倍數(shù)，且輪寬不宜選擇過寬，要與農(nóng)田實際的作業(yè)區(qū)域?qū)挾绕ヅ洹?.7割刀切割數(shù)據(jù)計算3.7.1切割速度計算及其運動分析圖2-4是偏置曲柄連桿機構(gòu)的示意圖。直接能夠?qū)Φ毒咝阅苓M行深刻影響的是它的動力學(xué)特性。當往復(fù)式切割機進行切割工作時，曲柄和連桿機導(dǎo)致可動刀片間歇性地進行一來一回的直線運動。我們對這個機構(gòu)的運動進行研究的話，可以發(fā)現(xiàn)刀具位移與速度它們之間有很密切的關(guān)系，方便了人們確定適合的刀具速度，表3-3列出了切割測試臺中切割機的一些參數(shù)。表3-3切割器主要參數(shù)項目參數(shù)偏距mm102.1曲柄半徑mm39連桿長度mm181.2圖3—1切割系統(tǒng)切割的速度和進給速度有相關(guān)關(guān)系，切割速可以解釋。在保證動刀高度，前進與曲柄轉(zhuǎn)動的速度與重割區(qū)與空白區(qū)具有最緊密關(guān)系，它們之間用切割進程就可以表示。它的數(shù)學(xué)式是（3-6）式中——機器前進速度（m/s）；——割刀運動一個行程時間。因為切割器割刀有來有回運動一個路程，它的曲柄會發(fā)生其弧度為180°的轉(zhuǎn)動，所用的時間為=（3-7）將（3-7）代入（3-6）得=（3-8）式中——曲柄轉(zhuǎn)速（r/min）。因為牧草非常茂密并且非常多汁水，要切割的阻力也會比平時所用的大，往復(fù)式割草機切割，他的速度應(yīng)該是大于2.15m/s[3]。但是，切割速度太高具有慣性的力量會增加，機器嚴重震動的消極影響。那么選擇合適的切割速度就變得尤其重要，曲柄的主軸轉(zhuǎn)速738r/min。一周曲柄旋轉(zhuǎn)的時間，割刀完成兩個路程，那么割刀平均速度就是=（m/s）（3-9）==1.87m/s式中——曲柄半徑（mm）；——曲柄轉(zhuǎn)速（r/min）。因為切割速比λ=將（3.1）、（3.3）放入公式，進行整理可由此得出λ=（3-10）現(xiàn)有割草機=（1.1～1.5）代入（3.5）式得λ=（3-11）——動刀刃高度（mm），標準Ⅰ型切割器動刀刃高度為54，代入（3-1）得λ==0.94～1.28實際的切割速比應(yīng)該是大于理論切割速比的這樣才能保證切割質(zhì)量，它所允許的最高速就是在此條件下的理論進給速度這樣機器能夠穩(wěn)定行駛四、稻麥糧食類作物割曬機切割系統(tǒng)的設(shè)計4.1稻麥糧食類作物割曬機的上、下刀設(shè)計高效切斷莖稈是提高稻麥糧食類作物割曬機工作效率必要的設(shè)計因素之一，通過合理的設(shè)置割刀的切割方式，將有效提升切割速度和斷口質(zhì)量，下圖展示了三種不同的切割方法：圖4-1單支撐切割圖4-2雙支撐切割圖4-3無支撐切割上圖直觀的展現(xiàn)了不同割刀放置方式產(chǎn)生的切割效果，從經(jīng)濟性角度考慮但支撐切割是最符合設(shè)計要求的方式，既能穩(wěn)固秸稈不偏移，又可以節(jié)省一把割刀。4.2割曬機切割器參數(shù)設(shè)計經(jīng)過必要的幾何分析，我課題分析的切割器作物里的莖是讓兩個刀片(動、定)切割下來的。剪刀使用的好壞，必須使得剪切面盡可能靠近，保證刀片之間沒有法線香蕉，如下圖，正壓力N1、N2和摩擦F1是在接觸點A、B。如果N1與F1的合力是R1，兩個的合力是的R2話，對于兩者合力額的要求:R1和R2它們一點是在同一條直線上的。圖4-14切割器受力分析圖圖中的三角形OAB的我們可以得知:（4-4）從四邊形OACB中我們可以得出:（4-5）由此，我們可以得出：（4-6）我們可以得出當時，莖稈被加持住。收割機的前進速度和刀盤轉(zhuǎn)動的速度應(yīng)該是這個式子所表達的關(guān)系，因此，我們也就不難得出在切割時，切割器他所需要的尺寸。五、稻麥糧食類作物割曬機其他結(jié)構(gòu)的確定5.1傳動軸的設(shè)計計算通過參考市場上類似產(chǎn)品的設(shè)計參數(shù)，選擇符合本課題的動力傳輸參數(shù)，經(jīng)過如下計算可以得到同樣的傳動參數(shù)設(shè)計確定軸的最小直徑，取A0=112，于是得（5-1）=112=19.6mm軸的校核T=9.55（5-2）P=1.5Kwn=500/2r=250r/minT=9.551.5/250=51570N（5-3）δ1=26.5°=130mm=20圓周力：（5-4）徑向力：（5-5）軸向力：N（5-6）合力：（5-7）水平方向：（5-8）m垂直方向：（5-9）彎矩：m合成彎矩：（5-10）==30061.8Nmm當量彎矩：（5-11）=初步我們能夠得出，危險截面就是A截面集中了較大應(yīng)力，安全系數(shù)可以進行核對和修改通過前面計算得出A截面合成彎矩：抗彎截面系數(shù)：（5-12）彎曲應(yīng)力：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：（5-13）切應(yīng)力副和平均切應(yīng)力：（5-14）求綜合影響系數(shù)：（5-15）過盈配合時軸的有效應(yīng)力集中系數(shù)：配合為:材料為碳鋼毛胚直徑:表面狀態(tài)系數(shù)：求安全系數(shù)設(shè)按無限壽命(Kn=1)計算：（5-16）（5-17）復(fù)合安全系數(shù)由式：（5-18）所以，軸的強度安全。傳動軸收到支承力和齒輪反作用力，受力較為復(fù)雜，其受力分析圖如下圖所示：圖5-1軸受力圖5.2軸承的選用能夠知道的是:設(shè)計的齒輪它的軸向載荷是0,徑向載荷是1591.2N