小型牧草收割机毕业设计说明书.docx
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小型牧草收割机毕业设计说明书
摘要………………………………………………………………………………1
前言……………………………………………………………………………2
1前悬挂式旋转式牧草收割机总体设计……………………………………2
1.1本设计需要解决的技术问题………………………………………………2
1.2收获对象对机械性能的要求………………………………………………2
1.3总体设计原则…………………………………………………………………3
1.4要求达到的技术参数……………………………………………………3
1.5总体参数的确定……………………………………………………………3
1.6总体方案的确定……………………………………………………………4
2计算部分
2.1传动比分配6
2.2v带传动设计6
2.3锥齿轮传动设计7
2.4四连杆挂接机构设计8
3总结…………………………………………………………………………………9
谢词
参考文献
小型悬挂旋转式割草机中传动部件和机架设计
扣扣
摘要：
针对牧草收获产业，本文介绍了牧草收获机在国内的发展现状，对国内各种牧草收获机机型进行了分析，并在此基础上，设计出了前悬挂旋转式牧草收割机。
该机器对牧草种类和样式有广泛的适应性，这为大规模开发利用旋转式牧草收割机产品提供了良好的发展机遇。
关键词：
牧草；旋转式；收获机械
Thetransmissiontheframe’sdesigninsmallsuspensionrotarytypefieldmower
Abstract:
Accordingtotheforageharvestingindustry,thispaperintroducesthedevelopmentstatusofforageharvesterinChina.Designofthefrontsuspensionrotarymoweronthisbasis.Thismachinewidelyonpasturetypesandstyleshaveadaptability.Thisprovidesagoodopportunityforthedevelopmentoflarge-scaleexploitationandutilizationofrotarymowerproduct.
Keywords:
pasture;rotarytype;harvestingmachinery
前言
牧草收割是草产业生产中的一个重要环节，提高牧草收割机械化水平和生产率，对于确保草产业丰收极为重要。
切割器是各种牧草收割机械的重要工作部件，目前，各种牧草收割机械普遍采用的切割器有往复式和回转式两种。
回转式切割机属无支承切割，不产生堵塞现象，更换刀片简易。
本次设计的双圆盘式割草机，选用回转式切割器，对牧草的适应性强，特别适应于稠密、倒伏和缠连的牧草，工作平稳，生产率高。
设计的双圆盘割草机有以下几个特点:
一、该机具由小四轮拖拉机前悬挂作业，主要有挂接、升降、传动、切割等机构组成，设计简单，结构紧凑;
二、本机具的升降由拖拉机液压手柄操纵，通过升臂、钢丝绳、滑轮等机构提升拉杆，完成机具的水平升降;
三、动力由拖拉机飞轮传递，机具皮带轮布置在两个齿轮箱中间，两个皮带轮处在同一个平面内，结构更紧凑;
四、机具前端设置了防护栏和防护罩，刀盘制作成碟形，使刀片旋转时与地面成一定角度，且脱落或飞出时不致伤人，安全可靠。
本次设计主要完成了圆盘式割草机的总体方案的选型，切割器的总体设计，传动系统的设计，主要零部件的设计与校核。
1前悬挂式旋转式牧草收割机总体设计
1.1本设计需要解决的技术问题
（1）选择与设计机具结构类型
（2）确定机具的传动方案
（3）选择并确定刀片切割速度
（4）选择并设计拖拉机与机具的挂接机构
（5）确定动力参数和分配合适的传动比
1.2收获对象对机械性能的要求
（1）牧草的稠密程度和含水量要相比于谷物要高，因此相应切割刀片的切割速度要适当大一些，回转式割草机的切割速度为70-100m/s
（2）由于作业环境相对恶略，遇到障碍物时，切割器能够迅速提升，所以应具有灵活的起落机构
（3）为了减少牧草的收获损失，增加经济效益，应对机器进行严格的限制，减少机械队牧草的翻动和滚压，所以割下来的牧草应厚度适宜，且保证切割下来后能够均匀的铺放在地面上
（4）刃口应具有很好的耐磨特性，刀具要具有保护装置
（5）结构简单，使用维护方便，指标先进技术经济
1.3总体设计原则
（1）牧草收割作业季节性强，作业时间有限，故应采用工作机与动力机分离式。
动力由小四轮拖拉机皮带输出。
本机采用前悬挂式连接方式，由小四轮拖拉机液压油缸作为提升动力。
切割器用旋转式上传动圆盘切割器;
（2）本机选用旋转式切割器，对牧草的适应性强，特别适应于稠密、倒伏和缠的牧草，工作平稳，能以8-12km/h的作业速度工作，生产率高;
（3）旋转式切割器转速较高，设计中应考虑到运动件和切割器的安全防护问题;
（4）左、右两个切割器采用通过机架刚性连接，作业时两个刀盘上的刀片转向相反，以保证牧草集垄和铺放整齐;
（5）降低整机生产成本，以提高经济性。
1.4要求达到的技术参数
（1）作业幅宽：
1400mm
（2）作业速度：
8-12km/h
（3）割茬高度：
20-50mm
（4）刀片切割速度：
70-100m/s
（5）生产率：
6-8亩/小时
（6）使用可靠性：
≥96%
（7）机具使用质量：
≤250kg
1.5总体参数的确定
1.配套动力:
20kw以上功率的小四轮拖拉机。
2.作业幅宽:
旋转式割草机的作业幅宽决定于配套拖拉机的功率。
根据拖拉轮距，牧草种类等结合因素，初步选择作业幅宽为1400mm。
3．280小四轮拖拉机参数（约翰迪尔中国）
（1）后轮轮距:
1570mm
（2）液压后壁提升力:
≥5.29KN
（3）标定功率：
20.6KW
（4）飞轮上的皮带轮外径:
150mm
4.上传动式圆盘切割器
（1）刀盘数:
2个
（2）刀片:
2X3片
（3）刀盘直径:
500mm
（4）刀盘转速:
1833r/min
5.1作业速度:
8-12km/h
.样机质量控制在250kg以内。
1.6总体方案的确定
方案1
该旋转圆盘式割草机由自由盘、驱动盘、割刀、传动装置、悬挂装置、弹性缓冲器等部组成，其传动结构见图2-1
工作原理
该机采用15马力以上拖拉机后悬挂方式。
上下两根调整弹簧，一根大弹簧上端连在悬挂架上，下端连接在切割器上端合适位置；另一根较小的弹簧上端也连在悬挂架上。
下端连在主梁的合适位置。
工作时，自由盘与地面凸起处接触，弹性缓冲装置起到仿形作用，使左右侧对地压力均衡，对保证割茬高度一致是很有好处的。
该机动力由拖拉机侧输出轴输出．经传动装置带动驱动盘对牧草进行收割。
该割草机的特点
该旋转圆盘式割草机，生产效率高，动力消耗低，能够适应各种复杂地况的草场。
生产率可达到0.33-0.4hm2/h。
割草高度控制0.03-0.04m，条铺整齐不杂乱。
因此，该机型在转速，刀盘直径等参数的选择、匹配上是科学合理的，不仅各项性能指标均超过以往各种机型，而且移动灵活，操作维修方便。
图2-1转盘式割草机示意图
1．自由盘2．割刀3．驱动盘4．传动装置
5．悬挂装置6．弹性缓冲器
方案2
根据作业约束条件和设计原则，机具采用前悬挂式作业方式，主要有平行四连杆升降机构、机架、圆盘式切割装置、传动机构、甩草筒、防护栏等几部分组成。
设计方案和结构如图2-2
图2-2双圆盘割草机示意图
1拖拉机飞轮皮带轮2四连杆升降机构3机架4甩草桶
5切割器滑底6上刀盘7刀片8防护栏9齿轮机构
工作原理：
机具通过平行四连杆机构和辅助挂接件悬挂于拖拉机前方，动力由拖拉机飞轮皮带轮传入，机具的升降由拖拉机液压提升，同时接合动力切割器开始旋转，刀片销链在刀盘上，通过高速旋转割下牧草。
两个刀盘反向旋转，牧草割下后倒向机具中间，通过甩草筒甩集成垄，完成切割作业。
方案的比较与选择：
经过比较和对比，方案2具有灵活，维修方便，且使牧草排放整齐等等特点。
故选择方案2
2计算部分
2.1传动比分配
选择柴油机型号:
12V135BZLD。
由于柴油机转速为144Or/min，根据传动方案，本机具为二级传动。
第一级的传动为皮带传动:
第二级传动为锥齿轮传动。
己知拖拉机皮带轮基准直径为D1=140mm根据设计要求，初步选取皮带轮基准直径为D2=110mm
D1=140mmD2=110mmn1=1440r/min
则皮带轮的转速为：
n2=（D1/D2）Xn1=1833r/min
两个锥齿轮大小相同，传动比为1,则转轴速度为1833r/min。
上刀盘与转轴无相对运动，可知上刀盘的转速与转轴相同且为1833r/min，则刀片转速也为1833r/min。
2.2V带传动设计
由传动方案可知，v带为第一级传动，主动轮D1为小四轮拖拉机的飞轮，从动轮为割草机动力输入皮带轮D2，其基准直径为D2=110mm，又知D1=140mm，n1=1440r/min，皮带轮传动功率为P1=i12=D2/D1=110/140=0.79
选取窄V带
根据普通v带选型图，确定选用SPB型窄V带
（1）验算带速
因V＜25m/s,故带速合适。
（3）V带尺寸选取
根据拖拉机和割草机的结构，初步选取中心距
=950mm根据公式计算所需基准长度：
/4a0
=（2
950+3.14）/2（140+110）+
950
=2293mm
由表差值选取带的基准长度为Ld=2280mm，公称长度Li=2240mm
计算实际中心距a：
a=
/2=[950+（2293一2280）]/2=943.5mm
选取中心距为a=944mm
2.3锥齿轮传动设计
锥齿轮传动为第二级传动，其传动比为1，故主、动齿轮结构尺寸相同。
（1）选择齿轮材料
锥齿轮（左右各一对）传送功率为1/2
14.8=7.4，故选用45号钢，齿面淬火硬度HRC33一HRC40，齿坯调质HRC25-HRC29，SHlim=740Mpa查图得知：
SFlim=210Mpa
（2）初步选定主参数
T=80N*M
代入接触强度设计公式：
=1140
=82mm
取
最大模数m=
选取m=4则Dm=mZ=4
20=80mm
b=0.3R=0.3
56.57=16.97取b=17mm
=（1-0.5
0.4）*80=64mm
线速度
（1）校核计算
按齿面接触疲劳强度校核
齿轮速度按V=6.31m/s，再选齿轮
/v=550.7MPa
查表得
550.7=1.34＞
=1
按齿根弯曲疲劳强度校核
查表得：
经计算得：
故安全。
2.4四连杆挂接机构设计
机具通过平行四连杆机构与小四轮拖拉机前端悬挂起来，同时，通过液压提升四连杆的运动，来实现切割器的起落，根据机具结构和拖拉机结构尺寸，其结构如下图所示
图4-8机具挂接机构示意图
原理说明：
图中所示的机构为平行四边形机构。
这种机构的特点之一是相对杆始终保持平行，且两连杆的角位移、角速度和角加速度也始终相等，一段固定在拖拉机上，因此在运动过程中始终保持竖直方向两连杆处于平行位置，从而机具的竖直方向的移动，来实现切割器的起落。
2总结
本文是围绕农用机械产品——小型悬挂旋转式割草机，通过对国内外割草机研究现状的分析，根据设计的要求，主要完成了传动方案的确定，总体方案的确定，切割器的设计、分析和计算，以及升降机构的设计，实现了圆盘式割草机的初步设计，并对圆盘式割草机械的发展现状以及发展前景做出了简明的概括和分析。
本次设计是对我的四年的大学生活做出的总结,同时为将来工作进行了一次适应性训练，从中锻炼自己提出问题、分析问题、解决问题的能力，为今后自己的研究生生活打下一个良好的基础。
谢辞
经过几个月的查资料、整理材料、写作论文，今天终于可以顺利的完成设计的最后的谢辞了，想了很久，要写下这一段谢词，表示可以进行毕业答辩了，时光匆匆飞逝，四年多的努力与付出，随着设计的完成，终于让我在大学的生活得以划下完美的句点。
本文是在郭俊先老师的精心指导和关怀下完成的，老师渊博的知识，严谨的治学态度、精益求精的工作作风、高度的责任心对我产生了深深的震撼。
在老师的教导下，我不仅顺利的完成了我的毕业论文，而且将激励我在今后的人生旅途上不断进取。
最后，谨向所有关心、理解、支持和帮助过我的人们表示我最诚挚的谢意！
参考文献
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