圓盤式割草機(jī)的設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)

圓盤式割草機(jī)的設(shè)計(jì)圓盤式割草機(jī)的設(shè)計(jì)#獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)圓盤式割草機(jī)，提高自己在機(jī)械方面的獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)遇到問題，解決問題的能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的。2雙圓盤割草機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1本設(shè)計(jì)需要解決的技術(shù)問題（1）選擇與設(shè)計(jì)機(jī)具結(jié)構(gòu)類型（2）確定機(jī)具的傳動(dòng)方案（3）選擇并確定刀片切割速度（4）選擇并設(shè)計(jì)拖拉機(jī)與機(jī)具的掛接機(jī)構(gòu)（5）確定動(dòng)力參數(shù)和分配合適的傳動(dòng)比.收2獲對象對機(jī)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，因此相應(yīng)切割刀片的切割速度要適當(dāng)大一些，回轉(zhuǎn)式割草機(jī)的切割速度為70-10（2）由于作業(yè)環(huán)境相對惡略，遇到障礙物時(shí)，切割器能夠迅速提升，所以應(yīng)具有靈活的起落機(jī)構(gòu)（3）為了減少牧草的收獲損失，增加經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)對機(jī)器進(jìn)行嚴(yán)格的限制，減少機(jī)械隊(duì)牧草的翻動(dòng)和滾壓，所以割下來的牧草應(yīng)厚度適宜，且保證切割下來后能夠均勻的鋪放在地面上（4）刃口應(yīng)具有很好的耐磨特性，刀具要具有保護(hù)裝置（5）結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，指標(biāo)先進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)2.總3體設(shè)計(jì)原則（1）牧草收割作業(yè)季節(jié)性強(qiáng)，作業(yè)時(shí)間有限，故應(yīng)采用工作機(jī)與動(dòng)力機(jī)分離式。動(dòng)力由小四輪拖拉機(jī)皮帶輸出。本機(jī)采用前懸掛式連接方式，由小四輪拖拉機(jī)液壓油缸作為提升動(dòng)力。切割器用旋轉(zhuǎn)式上傳動(dòng)圓盤切割器;（2）本機(jī)選用旋轉(zhuǎn)式（回轉(zhuǎn)式）切割器，對牧草的適應(yīng)性強(qiáng)，特別適應(yīng)于稠密、倒伏和纏的牧草，工作平穩(wěn)，能以 的作業(yè)速度工作，生產(chǎn)率高;（3）旋轉(zhuǎn)式切割器轉(zhuǎn)速較高，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到運(yùn)動(dòng)件和切割器的安全防護(hù)問題;（4）左、右兩個(gè)切割器采用通過機(jī)架剛性連接，作業(yè)時(shí)兩個(gè)刀盤上的刀片轉(zhuǎn)向相反，以保證牧草集壟和鋪放整齊;（5）降低整機(jī)生產(chǎn)成本，以提高經(jīng)濟(jì)性。2.要4求達(dá)到的技術(shù)參數(shù)（）作業(yè)幅寬：（）作業(yè)速度：（）割茬高度：（）刀片切割速度：（5）生產(chǎn)率：6-畝8/小時(shí)（）使用可靠性：三（）機(jī)具使用質(zhì)量：W2.總5體參數(shù)的確定配套動(dòng)力 以上功率的小四輪拖拉機(jī)。2.作業(yè)幅寬:旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)的作業(yè)幅寬決定于配套拖拉機(jī)的功率。根據(jù)拖拉輪距，牧草種類等結(jié)合因素，初步選擇作業(yè)幅寬為 。3．28小0四輪拖拉機(jī)參數(shù)（約翰迪爾中國）后輪輪距液壓后壁提升力三標(biāo)定功率：飛輪上的皮帶輪外徑4上.傳動(dòng)式圓盤切割器（1刀）盤數(shù):2個(gè)刀片片刀盤直徑刀盤轉(zhuǎn)速作業(yè)速度樣機(jī)質(zhì)量控制在 以內(nèi)。2.總6體方案的確定方案1該旋轉(zhuǎn)圓盤式割草機(jī)由自由盤、驅(qū)動(dòng)盤、割刀、傳動(dòng)裝置、懸掛裝置、彈性緩沖器等部組成，其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)見圖2-1工作原理該機(jī)采用1馬5力以上拖拉機(jī)后懸掛方式。上下兩根調(diào)整彈簧，一根大彈簧上端連在懸掛架上，下端連接在切割器上端合適位置；另一根較小的彈簧上端也連在懸掛架上。下端連在主梁的合適位置。工作時(shí)，自由盤與地面凸起處接觸，彈性緩沖裝置起到仿形作用，使左右側(cè)對地壓力均衡，對保證割茬高度一致是很有好處的。該機(jī)動(dòng)力由拖拉機(jī)側(cè)輸出軸輸出．經(jīng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)盤對牧草進(jìn)行收割。該割草機(jī)的特點(diǎn)該旋轉(zhuǎn)圓盤式割草機(jī)，經(jīng)生產(chǎn)考核，生產(chǎn)效率高，動(dòng)力消耗低，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜地況的草場。生產(chǎn)率可達(dá)到 .割草高度控制 0條鋪整齊不雜亂。因此，該機(jī)型在轉(zhuǎn)速，刀盤直徑等參數(shù)的選擇、匹配上是科學(xué)合理的，不僅各項(xiàng)性能指標(biāo)均超過以往各種機(jī)型，而且移動(dòng)靈活，操作維修方便。圖 轉(zhuǎn)盤式割草機(jī)示意圖自由盤2．割刀 ．3驅(qū)動(dòng)盤 ．4傳動(dòng)裝置5．懸掛裝置 6．彈性緩沖器方案根據(jù)作業(yè)約束條件和設(shè)計(jì)原則，機(jī)具采用前懸掛式作業(yè)方式，主要有平行四連桿升降機(jī)構(gòu)、機(jī)架、圓盤式切割裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、甩草筒、防護(hù)欄等幾部分組成。設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)如圖2-2圖2-雙2圓盤割草機(jī)示意圖拖拉機(jī)飛輪皮帶輪2四連桿升降機(jī)構(gòu)3機(jī)架4甩草桶5切割器滑底6上刀盤7刀片8防護(hù)欄9齒輪機(jī)構(gòu)工作原理：機(jī)具通過平行四連桿機(jī)構(gòu)和輔助掛接件懸掛于拖拉機(jī)前方，動(dòng)力由拖拉機(jī)飛輪皮帶輪傳入，機(jī)具的升降由拖拉機(jī)液壓提升，同時(shí)接合動(dòng)力切割器開始旋轉(zhuǎn)，刀片銷鏈在刀盤上，通過高速旋轉(zhuǎn)割下牧草。兩個(gè)刀盤反向旋轉(zhuǎn)，牧草割下后倒向機(jī)具中間，通過甩草筒甩集成壟，完成切割作業(yè)。方案的比較與選擇：經(jīng)過比較和對比，方案2具有靈活，維修方便，且使牧草排放整齊等等特點(diǎn)。故選擇方案3旋轉(zhuǎn)式切割器的設(shè)計(jì)3.割1刀運(yùn)動(dòng)分析圓盤式割草機(jī)切割器的割刀運(yùn)動(dòng)是刀盤的水平旋轉(zhuǎn)與機(jī)器前進(jìn)運(yùn)動(dòng)所合成的。刀片某一點(diǎn)對地面的軌跡為余擺線（如圖所示），刀片刃線對地面所掃過的面積為余擺線，其帶寬與刃部長度相近似。圖3-刀1片運(yùn)動(dòng)軌跡刀片任意一點(diǎn)的位移可用方程式表示。設(shè)刀盤中心為坐標(biāo)原點(diǎn)水平向右為軸，垂直向上機(jī)器前進(jìn)方向?yàn)檩S。令刀盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為3,則相臨刀片各內(nèi)、外端點(diǎn)的位移方程如下第刀片內(nèi)端的位移方程= rs(st+位=Vm +r(st+似——刀片內(nèi)端半徑二一一刀片內(nèi)外點(diǎn)對盤的連線夾角3—-刀盤回轉(zhuǎn)角速度—-刀盤轉(zhuǎn)過時(shí)間'—-機(jī)器前進(jìn)速度外端的位移方程XbR3St丁二二.i-Rsin』也 刀片外端半徑第2刀片的內(nèi)、外端點(diǎn)的位移方程。Xc=ycos(dot+0一ot)Yc=Vmt-Frsin(st-ot)Xd=rcos(dot—e)Yd=vmt=rsinwt式中::一相鄰刀片夾角3.割2刀轉(zhuǎn)速的確定割刀轉(zhuǎn)速是根據(jù)切割速度要求而確定的。試驗(yàn)得出，無支承切割的旋轉(zhuǎn)式切割器在切割牧草時(shí)，其刀片線速度應(yīng)為 0因刀片內(nèi)端圓周速度最低，故應(yīng)以該點(diǎn)為基準(zhǔn)確定割刀應(yīng)有的速度。綜前所述，割刀任一點(diǎn)速度均為刀片圓周速度與機(jī)器前進(jìn)速度的合成，故點(diǎn)速度為Va= +2Vmrmcosfcct+(3)+由上式可見，當(dāng)3t+R=tt+2kn(k=0,1,2n)時(shí)'最小。即V^min=r(ji)—Vm%=%ns=(1+Vj/r=；=1S55v■nr式中——刀盤轉(zhuǎn)速刀片應(yīng)用的切割速度機(jī)器前進(jìn)速度刀片內(nèi)端半徑3.刀3片數(shù)的確定圓盤式切割器的切割圖是由多條余擺帶所形成的，其帶寬近似為刀片長度，刀片數(shù)是根據(jù)割刀進(jìn)距圓盤轉(zhuǎn)一周時(shí)機(jī)器前進(jìn)距離與在一個(gè)進(jìn)距中各刀片余擺帶的縱向?qū)挾戎团c相等而定。由于，則——機(jī)器前進(jìn)速度，——余擺線縱寬刀片工作刃線長度一割刀轉(zhuǎn)速，由于考慮到制造的方便和運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡問題，刀片數(shù)量確定為3片。切割刀片用 一 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》規(guī)定的 鋼制造，刀刃部分熱處理，硬度 一C如圖圖3-刀2片刀片伸出高度割草機(jī)漏割、重割現(xiàn)象與刀盤大小、刀片數(shù)、前進(jìn)速度、刀片伸出高度有關(guān)。一般情況下，刀盤直徑越大，前進(jìn)速度越快，刀片伸出高度也愈大。刀片伸出的最小高度，應(yīng)等于機(jī)具在刀片轉(zhuǎn)過相鄰兩個(gè)刀片夾角的時(shí)間內(nèi)通過的距離，即計(jì)算公式為二二二-匚1二三式中r=0.52m v=2.22m/svg=72nrv(2X3.14X0.52X2.22)h= = ； =0用3smmvg (3X70)由此可知：刀片伸出最小高度為 ，故設(shè)計(jì)伸出高度為 。3.切5割器主體部分設(shè)計(jì)本機(jī)切割器為旋轉(zhuǎn)式切割器。切割器安裝在主軸的下方，主要由刀盤、導(dǎo)草罩、刀片、滑低和和滑底座等組成。刀盤為截頂圓錐筒，刀片銷鏈在刀盤錐面上，與地面成15。傾角，刀盤和導(dǎo)草罩隨刀盤軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀片甩出割草。如刀片被打碎或飛出刀盤時(shí)，可在直徑1米之內(nèi)插入土中以避免事故。導(dǎo)草罩用來分草和向后輸送牧草，滑底和滑底座用于支持切割器在地面上滑行，并可以上下移動(dòng)以調(diào)節(jié)割茬高度。

圖3.切3割器主體部分主要工作部件的方案選擇及相關(guān)參數(shù)的確定傳1動(dòng)系統(tǒng)總體方案的確定圖4-雙1圓盤割草機(jī)傳動(dòng)示意圖動(dòng)力由拖拉機(jī)皮帶輪輸出，經(jīng)皮帶輪傳至2軸。2、4軸由萬向節(jié)連接，皮帶輪將動(dòng)力傳到錐齒輪，由錐齒輪傳至主軸3，由主軸帶動(dòng)上刀盤旋轉(zhuǎn)，上刀盤帶動(dòng)刀片轉(zhuǎn)動(dòng)，完成切割任務(wù)。動(dòng)2力參數(shù)設(shè)計(jì)4.2傳.動(dòng)1比分配由于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為 ，根據(jù)傳動(dòng)方案，本機(jī)具為二級(jí)傳動(dòng)。第一級(jí)的傳動(dòng)為皮帶傳動(dòng):第二級(jí)傳動(dòng)為錐齒輪傳動(dòng)。己知拖拉機(jī)皮帶輪基準(zhǔn)直徑為 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，初步選取皮帶輪基準(zhǔn)直徑為D2=110mmD1=140mm D2=110mm則皮帶輪的轉(zhuǎn)速為：n2（=D1/）XDn21=1833r/min兩個(gè)錐齒輪大小相同，傳動(dòng)比為 則轉(zhuǎn)軸速度為 r上刀盤與轉(zhuǎn)軸無相對運(yùn)動(dòng)，可知上刀盤的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)軸相同且為r則刀片轉(zhuǎn)速也為 r4.2.功2率消耗旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)功率消耗受切割速度、機(jī)器前進(jìn)速度以及作物條件等因素的影響而變化。切割速度過低會(huì)產(chǎn)生撕裂作用而增加切割阻力切割速度過高，則加大了空氣阻力和拋撒牧草的阻力從而增加切割阻力。不同切割速度和前進(jìn)速度下，切割所需的功率不同。當(dāng)切割速度為時(shí)，功率與速度的關(guān)系如圖。

圖4-割2草機(jī)切割功率消耗正常作業(yè)時(shí)，本機(jī)基本參數(shù)為在切割速度 0 的條件下，割草所需功率為切割茂密牧草時(shí)所需功率為切割一般情況下牧草的兩倍。I軸（輸入到割草機(jī)）功率為II軸（右軸）：從帶效率查表得知上44in軸（主軸）:滾動(dòng)軸承效率取：=二；二對;萬向聯(lián)軸器：石 （一個(gè)）p3=p2T]2t]2T]2r]2r]3=14.8X0.99X0.99X0.99X0.99X0.98n?1883 /r“「丁=1皿前T3=95sopm/( . 5各軸動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)如下表軸序號(hào)功率（）轉(zhuǎn)速（ ）傳動(dòng)比()III動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)由傳動(dòng)方案可知，帶為第一級(jí)傳動(dòng)，主動(dòng)輪為小四輪拖拉機(jī)的飛輪，從動(dòng)輪為割草機(jī)動(dòng)力輸入皮帶輪，其基準(zhǔn)直徑為，又知 ， ，皮帶輪傳動(dòng)功率為選取窄帶根據(jù)普通帶選型圖，確定選用 型窄帶(1)驗(yàn)算帶速n3.14X140X1440V=tiDhX = =10.5m/s160*1000 60000因< 故帶速合適。()帶尺寸選取根據(jù)拖拉機(jī)和割草機(jī)的結(jié)構(gòu)，初步選取中心距現(xiàn) 根據(jù)公式計(jì)算所需基準(zhǔn)長度：二"二一7TD】；二( [((40—40)+11=2293mm由表差值選取帶的基準(zhǔn)長度為 ，公稱長度計(jì)算實(shí)際中心距a=+(Ld—⑷] 一選取中心距為4.3四連桿掛接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)具通過平行四連桿機(jī)構(gòu)與小四輪拖拉機(jī)前端懸掛起來，同時(shí)，通過液壓提升四連桿的運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)切割器的起落，根據(jù)機(jī)具結(jié)構(gòu)和拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸，其結(jié)構(gòu)如下圖所示

圖4-機(jī)8具掛接機(jī)構(gòu)示意圖原理說明：圖中所示的機(jī)構(gòu)為平行四邊形機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)之一是相對桿始終保持平行，且兩連桿的角位移、角速度和角加速度也始終相等，一段固定在拖拉機(jī)上，因此在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持豎直方向兩連桿處于平行位置，從而機(jī)具的豎直方向的移動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)切割器的起落?？偨Y(jié)本文是圍繞農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品——圓盤式割草機(jī)的設(shè)計(jì)，通過對國內(nèi)外割草機(jī)研究現(xiàn)狀的分析，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，主要完成了傳動(dòng)方案的確定，總體方案的確定，切割器的設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算，以及升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了圓盤式割草機(jī)的初步設(shè)計(jì)，并對圓盤式割草機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景做出了簡明的概括和分析。本次設(shè)計(jì)是對我的四年的大學(xué)生活做出的總結(jié),同時(shí)為將來工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己提出問題、分析問題、解決問題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)【】盛國成 型前懸掛割草壓扁機(jī)的研制【】山東農(nóng)機(jī):20，084:14-16【】東北農(nóng)學(xué)院主編畜牧業(yè)機(jī)械化【】北京農(nóng)業(yè)出版社:1980.1:110【】盛克柱紐荷蘭幾種牧草收獲機(jī)械的特點(diǎn)【】新疆農(nóng)機(jī)化04:40【】張文靜牧草收獲機(jī)械的現(xiàn)狀、機(jī)遇及發(fā)展【】農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化0【】金光農(nóng)業(yè)網(wǎng)我國牧草機(jī)械發(fā)展落后原因分析【】 0【】中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊【工北京：機(jī)械工業(yè)出版社．1990【】楊明韶.我國牧草壓編基礎(chǔ)研究工作進(jìn)展與探索【工農(nóng)機(jī)化研究．2002(2)【】徐秀英小型牧草收獲節(jié)些的設(shè)計(jì)【】南京農(nóng)業(yè)大學(xué)【9】中國機(jī)械信息網(wǎng).我國草業(yè)畜牧業(yè)機(jī)械市場前景廣闊(3)【J】.20，072:7【】楊敏麗牧草生產(chǎn)機(jī)械化西部農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展新的增長點(diǎn)【】中國農(nóng)機(jī)化.20，040:一810【11】甘谷興農(nóng)網(wǎng).推進(jìn)牧草生產(chǎn)機(jī)械化力促草業(yè)經(jīng)濟(jì)大發(fā)展【J】.20，0141:10【2【波蘭】卡那沃依斯基收獲機(jī)械【】中國農(nóng)業(yè)出版社.1983:10【3東北農(nóng)學(xué)院主編畜牧業(yè)機(jī)械化【】農(nóng)業(yè)出版社一第一版8.122【