背負式聯(lián)合收割機整體設(shè)計和撥禾輪設(shè)計【優(yōu)秀通過答辯】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 背負式聯(lián)合收割機整體設(shè)計和撥禾輪設(shè)計 摘要 該水稻聯(lián)合收割機可一次性完成收割、脫粒、分離和裝袋作業(yè)。該機體積小、重量輕，操作靈活，通過性與適應(yīng)性好，較好地解決了大、中型收割機在丘陵、山區(qū)和水田難以收割的難題，在南方雙季稻區(qū)、泥腳深度不大于２０厘米的稻田中均能正常收割水稻。該機采用全喂入、軸流式滾筒脫粒機構(gòu)收割，確保脫粒干凈、破碎率低，分離性能好。 關(guān)鍵詞 ： 收割 脫粒 分離 ABSTRACT This rice harvest machine can reap, thresh ,screen,separate and feed one time .It is small,light,and it can be operated flexibly.Also it can be used widly.It can solve the problem that it is difficult to work in mountain area in paddy for the large harvest machine or middle large harvest machine.The machine can work very well in paddy that its depth is not more than twenty inches in south area where the rice can be planted two times in one year.It can be feed wholly.The machine works with axle-flow-roller thresh machine,and it can thresh and separate wholly.Its crack rate is low. Key word ： reap thresh separate 目錄 一 緒論 3 1.1 我國聯(lián)合收割機的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 3 我國聯(lián)合收割機的現(xiàn)狀 3 1.2我國聯(lián)合收割機的發(fā)展前景： 4 1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容 5 二、水稻聯(lián)合收割機總體設(shè)計 6 2.1 聯(lián)合收割機的類型定位 6 2.2 聯(lián)合收割機的整機結(jié)構(gòu)及選擇 6 2.3 水稻聯(lián)合收割機的工作流程 7 2.4 割臺部分.............................................................................8 2.5中間輸送裝.......................................................................10 2.6脫離裝置...........................................................................10 2.7分離集谷清糧裝置...........................................................10 2.8機器重心配置...................................................................10 三、 參數(shù)設(shè)計與選擇....................................................................11 3.1拖拉機選擇........................................................................11 3.2割幅....................................................................................12 3.3谷物喂入量........................................................................13 3.4生產(chǎn)率................................................................................13 3.5功率....................................................................................14 四、傳動設(shè)計與計算......................................................................16 4.1各部分傳動...................................................................17 4.2收割各部分機構(gòu)轉(zhuǎn)速計算............................................18 五、撥禾輪設(shè)計.............................................................................21 參考文獻 24 致謝................................................................................................26 一 緒論 作物收獲是整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中奪取豐收的最后一個重要環(huán)節(jié)，對谷物的產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大的影響，其特點是季節(jié)性強、時間緊、任務(wù)重，易遭受雨、雪、風、霜的侵襲而造成損失。因此，實現(xiàn)谷物收獲作業(yè)機械化對于提高勞動生產(chǎn)率、減輕勞動強度、降低收獲損失、以確保豐產(chǎn)豐收具有極其重要的意義。 我國是農(nóng)業(yè)大國，水稻是我國最重要的糧食作物之一，水稻種植面積約4.5億畝。全國水稻種植面積約占糧食作物面積的30％，產(chǎn)量接近糧食總產(chǎn)量的一半，2009年我國糧食總產(chǎn)量達到10616億斤，再創(chuàng)歷史新高，連續(xù)6年增產(chǎn)。我國南方有很大一部分地區(qū)為丘陵地帶，這些地方收割機的使用仍不多，大部分仍使用人力，一個人一天收割水稻大約一畝地，生產(chǎn)效率低，而且早稻收獲時節(jié)恰好趕上夏天最熱的時候，收割機具有收割效率高的特點，每天能收割水稻幾十畝甚至上百畝，如能使用聯(lián)合收割機收割水稻，可以大大減輕勞動力，提高生產(chǎn)率。因此，能制造出適用于丘陵地區(qū)的中小型收割機具有很好的市場前景。 在我國南方地區(qū)，從農(nóng)村勞動力結(jié)構(gòu)來看，年青力壯的勞力很多外出務(wù)工，給聯(lián)合收割機的應(yīng)用提供了機會，同時機收價格的降低使很多農(nóng)民容易接受收割機的作業(yè)，最簡單的情況就是在中國水稻產(chǎn)區(qū)很多農(nóng)民都樂意接受利用機器來進行收割服務(wù)。因此，稻麥收割機的應(yīng)用將越來越普遍。 近年，國務(wù)院作出了加大糧食直補、農(nóng)資綜合直補、購買農(nóng)機具補貼、良種補貼力度，大幅度提高糧食最低收購價的決定。在農(nóng)機補貼政策的強力推動下，2009年來我國聯(lián)合收割機市場發(fā)展勢頭強勁。國家統(tǒng)計局統(tǒng)計顯示，截至8月末，國內(nèi)累計生產(chǎn)各種型號收獲機械42萬余臺，同比增長48.34%，創(chuàng)我國收獲機械年度產(chǎn)銷歷史之最。 1.1 我國聯(lián)合收割機的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 我國聯(lián)合收割機的現(xiàn)狀 我國水稻收割機的發(fā)展很不平衡，除了江、浙、滬等發(fā)達地區(qū)機收率比較高以外，其它水稻主產(chǎn)區(qū)機收率較低，受當?shù)亟?jīng)濟條件的限制，受地埋環(huán)境的影響，收割機的推廣與應(yīng)用仍有一定阻力。然而在我國的皖、湘地區(qū)，生產(chǎn)廠家和當?shù)剞r(nóng)機部門也為此做了較大的努力，并收到了明顯的效果。無論怎樣都需要農(nóng)機推廣部門及有關(guān)廠家作出艱苦的努力。 1.2我國聯(lián)合收割機的發(fā)展前景： 目前水稻產(chǎn)區(qū)機收率仍然較低，隨著農(nóng)村經(jīng)濟的不斷發(fā)展和收割機的普及推廣，預計在今后五、六年內(nèi)履帶水稻收割機具有廣闊的市場前景。 我國聯(lián)合收割機市場結(jié)構(gòu)也在悄然發(fā)生變化，聯(lián)合收割機在收獲機械總量中的比重逐年加大。2009年前8個月，聯(lián)合收割機占收獲機械總量的比重為19.78%。國家統(tǒng)計局統(tǒng)計顯示，2009年1-8月份，我國主要制造企業(yè)累計生產(chǎn)各種型號的聯(lián)合收割機8.31萬臺，同比增長32.44%。??? ? 農(nóng)業(yè)莊園化、產(chǎn)業(yè)化、農(nóng)村推廣土地大面積承包，沒有收割機械不行。 市場亦即農(nóng)民配置小型聯(lián)合收割機的出發(fā)點是為了省工、省時、減輕勞動、提高效益 減少浪費， 以商業(yè)性服務(wù)盈利為目的而趵置的， 其最終也是使被服務(wù)者達到上述的目的市場對小型聯(lián)合收割機的期望值如下： 價格低，售價或使用價低到符合農(nóng)民目前的承受能力，對賠買者或使用者都是如此；故障少，使用中保證可靠性； 操作使用符合現(xiàn)在農(nóng)村的技術(shù)素質(zhì)能力；在谷物種類上，在適用地域上有較大的變通； 不能粗笨，外觀有一定的型式美； 維修和配件應(yīng)比較方便。 收割機的發(fā)展方向?qū)⑹窍蚋呖萍蓟较虬l(fā)展，制造出適用性強的收割機很有發(fā)展市場，對不同地區(qū)開發(fā)出不同的收割機是很有發(fā)展前途的。由此，相應(yīng)的制造出高性能的聯(lián)合收割機是國外收獲機的發(fā)展概況?，F(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展 這個階段是谷物聯(lián)合收割機發(fā)展過程中一個艱難而又復雜的時期，經(jīng)歷了一個極大的起落過程。1980年前后，改革開放政策對聯(lián)合收割機的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。經(jīng)過幾年的努力，引進的機型陸續(xù)投產(chǎn)，我國的聯(lián)合收割機行業(yè)的科學技術(shù)在許多方面從原來比較落后的狀態(tài)，一下子跨到80年代初的國際先進水平，有了一個劃時代的飛躍。但是，由于80年代初農(nóng)村經(jīng)濟比較落后等一些其它因素的影響，聯(lián)合收割機市場明顯萎縮。自1982年起，全國產(chǎn)量由6000臺一下子降到1000余臺。到80年代中后期，隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，市場逐漸恢復。到進入90年代，不僅產(chǎn)量恢復到了歷史最高水平，而且新試制的產(chǎn)品，特別是中小型拖拉機懸掛的品種型號繁多，出現(xiàn)了制造、開發(fā)、選購收獲機的新局面。 到90年代中后期，我國的收獲機發(fā)展更加迅速，不僅各種類型機械齊全，性能也不斷完善，而且產(chǎn)量也大幅度提高。僅1997年全國年生產(chǎn)聯(lián)合收割機35105臺，比1982年提高了幾倍。而且，市場也比較看好，年終售出31955臺，呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展勢頭，開始了我國收獲機發(fā)展的又一個嶄新的階段. 1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容 本次設(shè)計在調(diào)查南方丘陵地區(qū)的稻田情況和水稻生長周期之后，在市場上認真比較了幾種稻麥兩用收割機的優(yōu)缺點之后，做出的優(yōu)化方案。適用于收割水稻，操作方便，維修方便，適用于平原，丘陵，梯田，三角地等大小塊及爛泥田。 在綜合考察實際情況后，選用全喂機型聯(lián)合收割機，有效割幅1.5米，總損失量小于等于1.5%，破碎率小于等于2%，含雜率小于等于2%。采用全喂式機型的過程是：莖桿稻頭全部進入脫粒機，經(jīng)過脫粒機粉碎，谷粒脫下，莖稈與谷粒經(jīng)凹版篩分離。莖桿排除出機器，谷粒從凹板篩孔落下到底殼，并由集谷攪龍推運到一側(cè)，再由揚谷器揚升出收割機并裝袋。 采用全喂式機器的優(yōu)點是： （1）半喂入收割機從結(jié)構(gòu)原理比全喂入收割機較復雜，一旦出現(xiàn)故障難于排除修理，零部件貴，拆裝修理較困難等問題存在。而全喂入收割機結(jié)構(gòu)簡單，很多零件看得見摸得著，發(fā)生故障易于修理排除，適合農(nóng)民機手應(yīng)用，修理費少等優(yōu)點，農(nóng)民愿意采用全喂入收割機作業(yè)。 （2）經(jīng)濟效益分析，如一臺洋馬Ce_2M型半喂入與一臺浙江三聯(lián)4LZ_1.8型全喂入收割機對比驗收，同一片稻田，統(tǒng)一時間，每臺機收割2畝面積，洋馬機18分42秒收割完，浙江三聯(lián)19分31秒也收割完畢，三聯(lián)機比洋馬機相差40秒時間，可能關(guān)系到操作手技術(shù)熟練程度的問題存在。三聯(lián)收割機的總損失率小于3.5%，而洋馬收割機的總損失率經(jīng)常大于3.5%，因為該機具利用鏈條傳動送禾稻裝置，在機械傳動鏈條的作用力之下，就出現(xiàn)損失率較大。所以，農(nóng)民對半喂入收割機有不同的看法。全喂入收割機，在收割速度與撥禾輪的配合，將禾稻撥入攪龍槽，保證稻谷棵粒歸全，損失少。 （3）南方有部分農(nóng)民還有耕牛，所以，半喂入收割機在收割作業(yè)時，稻桿全身不經(jīng)過脫粒機滾壓過，稻桿硬和老葉有泥灰，耕牛不喜歡吃，農(nóng)民晚造不愿意請半喂入收割機作業(yè)，而全喂入收割機早、晚造均適用。 二、水稻聯(lián)合收割機總體設(shè)計 此設(shè)計是根據(jù)南方丘陵水田面積小而設(shè)計的小型水稻聯(lián)合收割機，該水稻聯(lián)合收割機可一次性完成收割、脫粒、分離和裝袋作業(yè)。該機體積小、重量輕，操作靈活，通過性與適應(yīng)性好，較好地解決了大、中型收割機在丘陵、山區(qū)和水田難以收割的難題，在南方雙季稻區(qū)、泥腳深度不大于20厘米的稻田中均能正常收割水稻。 2.1 聯(lián)合收割機的類型定位 整機形式為：懸掛式、全喂入 割臺形式為：帶攪龍輸送器式臥式割臺 脫粒裝置形式為：軸流式 2.2 聯(lián)合收割機的整機結(jié)構(gòu)及選擇 所設(shè)計的水稻聯(lián)合收割機為輪式背負式水稻聯(lián)合收割機，整機分為行走部分和收割部分兩部分。 圖2-1 整機結(jié)構(gòu) 行走部分采用四輪式拖拉機，后輪驅(qū)動，前輪轉(zhuǎn)向。收割部分懸掛在拖拉機上（圖2-1），收割臺懸掛在車架懸架的正前方，脫粒裝置懸掛在拖拉機后方，中間輸送槽布置在收割機的左側(cè),前后兩端分別連接割臺和脫粒裝置。為使割臺左右平衡，將割臺傳動裝置置于右側(cè)。對于收割機后部，脫粒裝置靠左布置，揚谷器布置在脫粒裝置右側(cè)，同時糧袋放置于脫粒裝置右側(cè)使聯(lián)合收割機后部平衡。整機前進動力由拖拉機提供，收割部分動力由拖拉機后置動力輸出軸提供。 2.3 水稻聯(lián)合收割機的工作流程 水稻聯(lián)合收割機的作業(yè)流程如圖所示，當聯(lián)合收割機進行作業(yè)時，撥禾輪首先把作物撥向割刀，割刀把作物割倒后，撥禾輪隨即把作物推倒到割臺上，割臺輸送攪龍把割倒下來的作物向左側(cè)集送到伸縮撥指機構(gòu)，撥指機構(gòu)把攪龍送來的作物以很高的速度向后拋送給輸送槽，輸送槽把撥指機構(gòu)送來的作物抓取后從槽底源源不斷地輸送給脫離機構(gòu)，作物進入軸流型脫谷機構(gòu)后，由于它受到滾筒釘齒高速打擊以及作物在作螺旋運動的過程中不斷與凹板篩撞擊的結(jié)果，使谷粒脫了下來，并通過凹板篩孔落到集谷攪龍上。落到集谷攪龍上的谷粒被推運到揚谷器（在另一側(cè)未畫出來），再由揚谷器拋送到糧袋，隨即包裝。另外被脫谷機脫凈谷粒的禾桿由于被凹板篩阻留無法通過篩孔，最后從出草口被滾筒釘齒拋送出去，這就完成了聯(lián)合收獲的全過程。 2.4 割臺部分 割臺的主要結(jié)構(gòu)形式有立式、臥式兩種。設(shè)計選用臥式割臺。 臥式割臺由撥禾輪、輸送器、分禾器、切割器和傳動機構(gòu)組成。它的割臺基本上水平，略向前傾斜。臥式割臺對倒伏和稀，密作物的適應(yīng)性較好，割幅較寬，但縱向尺寸較大，機組的機動靈活性較立式割臺差。 割臺 （1） 切割器 收獲機械的切割器有往復式，圓盤式兩種。稻麥收獲機械多采用往復式。 往復式切割器由動刀片和定刀片組成，動刀片多數(shù)刀刃面上刻有齒紋，防止禾滑出，并有自磨刃作用。在機器前進的同時，動刀片與定刀片組成切割幅。 割刀傳動裝置將動力傳給割刀，同時將圓周運動改變成往復式直線運動，實現(xiàn)切割過程。為了使切割刀做往復運動，根據(jù)選擇采用曲柄滑框的機構(gòu)。 （2）撥禾輪 撥禾輪是臥式割臺的主要裝置，功用是把待割的作物撥向切割器；將倒伏的待割的作物扶直，在切割時扶持莖桿，把割斷的作物撥向割臺，避免作物堆積在割刀上。對撥禾輪要求工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、擊落穗粒少、收割倒伏好。 撥禾輪有壓板式和偏心式，普通壓板式只適用于收直立或輕度倒伏（倒伏角不超過300）的作物，而偏心式撥禾輪不但能收直立作物，也能收伏倒度較大（伏倒角在600以內(nèi)）的作物，他的適用性較廣，因此設(shè)計選用偏心式撥禾輪。 （3） 割臺攪龍 割臺攪龍的功用是把割倒的谷物沿軸線迅速向一端輸送，然后換向90度成縱向送給輸送槽，為此割臺攪龍應(yīng)由螺旋攪龍和伸縮撥指兩部分組成。前一部分完成軸向輸送工作，后一部分完成換向90度拋送工作。 為了使輸送工作在螺旋攪龍，伸縮撥指機構(gòu)和輸送槽等三者銜接的地方接好，因此螺旋葉片因延伸進輸送槽口30--50毫米左右，否則會影響谷物連續(xù)輸送。為了使割臺攪龍順利輸送谷物，除了應(yīng)選擇合理設(shè)計參數(shù)外，攪龍與割臺框架也有合理的配合關(guān)系，例如攪龍葉片與割臺底板間、與割臺后擋板間都應(yīng)有適當?shù)拈g隙。同時在收割時，情況不斷變化，在大多數(shù)情況下，割臺攪龍通常做成半浮動式，即靠近輸送槽一端做成浮動式，另一端采用軸承固定。這樣當禾突然增厚時，攪龍端即浮動，禾層薄時即復原。 （4） 撥禾輪、割臺、攪龍的相互布置 撥禾輪和割刀的位置需要根據(jù)具體情況（作物的倒伏、高度、濕度等）考慮，一般情況下，撥禾論布置在割刀的正上方，其距離割刀高度為694mm~894mm。 攪龍葉片的外援與割臺的底板和后擋板之間的間隙 若著兩個間隙過大，作物在輸送過程中會從后擋板返到過橋口的上方，經(jīng)伸縮撥指的挑動，拋到前方造成損失。如返草過多，還會造成傾斜輸送器入口的堵塞，攪龍和底板的間隙的大小隨作物層厚度而定，本設(shè)計中取15mm，推運器與后擋板之間的間隙為5mm。 攪龍葉片外緣至傾斜輸送鏈鏈耙的距離 考慮喂入均勻，及時抓取，本設(shè)計中取其距離為80mm。 撥禾輪彈齒尖與切割器的最小間隙 在設(shè)計中撥禾輪彈尖與切割器的最小間隙可調(diào)，調(diào)整范圍為50~200mm。 2.5中間輸送器 中間輸送器通常稱為輸送槽，它的功用是連接割臺和脫粒裝置，將割臺上的作為均勻、連續(xù)地輸送到脫粒機中。 輸送槽有鏈耙式、帶耙式、和轉(zhuǎn)輪式三種，鏈耙式和轉(zhuǎn)輪式一般用于中間輸送器較短的聯(lián)合收割機中，帶耙式一般用于中間輸送器較長的聯(lián)合收割機中。懸掛式全喂入聯(lián)合收割機由于中間輸送器較長，因此選用帶耙式輸送槽。 2.6脫粒裝置 脫離原理 脫粒裝置工作過程比較復雜有靠沖擊、揉搓、輸刷的脫粒。 脫離裝置類型 有全喂入式和半喂入式；按滾筒形式分：有開式和閉式、單滾筒和雙滾筒、直流式和軸流式；按脫粒齒形分：有紋桿式、釘齒式、弓齒式。根據(jù)合理性選全喂入閉式軸流式 2.7分離集谷清糧裝置 主要有集谷攪龍螺旋輸送器、柵格式凹板塞、揚谷器等主要把糧食與稻桿分離運輸裝袋。 2.8機器中心的配置 在配置各工作部件的同時，還需要考慮機器的重心位置，使各輪軸的負荷分配合理，機器重心的橫向位置靠近行走的縱向?qū)ΨQ面，是兩邊驅(qū)動輪負荷均勻，保證行走穩(wěn)定性。在保證收割機通過性能要求下，重心的高度要盡可能降低。本設(shè)計中采用了輪式收割機的方式，重心縱向位置應(yīng)使2/3的重量落在驅(qū)動橋上，1/3重量落在轉(zhuǎn)向輪上而且整機重量不能超過輪胎的承受能力；操向輪的載荷有點大，為了減輕操縱力，在操向系統(tǒng)中設(shè)置操向加力裝置。前后輪承受的重量均小于其額定承受能力。機器左端安裝的傾斜輸送鏈，但由于傾斜輸送鏈質(zhì)量不大，約為整車的5%左右，而且在收割機的右端布置有接糧平臺，基本上平衡了左端輸送鏈的質(zhì)量。聯(lián)合收割機的中心高度是影響整車穩(wěn)定性的最重要因素，本設(shè)計中，由于輪距的寬度不大，離地間隙230mm，量使機構(gòu)緊湊，總高控制在1.4m之內(nèi)，基本上保證了整車的穩(wěn)定性。本機的駕駛工作條件：此水稻收割機的駕駛坐椅安裝在中間位置，在后輪軸斜上部，有利于整車的重心平衡和擴大駕駛員視野以及提高駕駛的舒適度?？傮w布置還需要考慮使用，調(diào)節(jié)和維修的方便性。 三、參數(shù)設(shè)計與選擇 3.1拖拉機的選擇 由于背負式聯(lián)合收割機各部分都是懸掛在拖拉機上，以拖拉機為機架，因此聯(lián)合收割機各部分尺寸都受到拖拉機的影響。例如聯(lián)合收割機的割幅必須大于拖拉機輪距260mm以上、輸送槽長度取決于拖拉機總長、作業(yè)速度需從拖拉機檔位中選等。同時，背負式聯(lián)合收割機動力來源于拖拉機，所以，確定聯(lián)合收割機主要參數(shù)之前選擇一輛合適的拖拉機很重要。 根據(jù)初步估算，選擇雷沃歐豹TH354（其外形如圖所示）作為聯(lián)合收割機的配套拖拉機。雷沃歐豹TH354型輪式拖拉機是一種水旱通用的中型輪式拖拉機，集機體小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、裝置完善、操作輕便、轉(zhuǎn)向靈活、重量輕、耗油省。適合我國廣大農(nóng)村，特別是南方地區(qū)。配帶相應(yīng)的農(nóng)機具后，可進行水田和旱地的耕地、播種、收割、脫粒等作業(yè)，還可以作為抽水、發(fā)電、農(nóng)副產(chǎn)品加工等固定動力。為適應(yīng)各種農(nóng)田作業(yè)，該拖拉機可進行輪距調(diào)整。其部分參數(shù)如表 如圖雷沃歐豹TH354 3.2.割幅B 割幅是指聯(lián)合收割機兩分禾器尖端之間的距離。小型聯(lián)合收割機的割幅一般為1.5m～2.0m，其大小受輪距B0影響，關(guān)系為： BB0+2△ 式中 B——割幅m B0——輪距，取前輪1160mm、后輪1300mm作為作業(yè)時輪距 即B01.3m △——防止輪胎壓倒作物的保護寬度100mm—200mm 取△=0.1m 代入數(shù)值 BB0+2△=1.3+20.1=1.5m 取B=1.5m 作業(yè)速度Vm 作業(yè)速度是指聯(lián)合收割機作業(yè)時的前進速度。小型全喂入懸掛式聯(lián)合收割機作業(yè)速度一般為1.3～4km/h，根據(jù)拖拉機現(xiàn)有檔位選擇其低檔作為作業(yè)速度。即作業(yè)速度為： 取 Vm=0.56m/s(2.02km/h) 3.3谷物收割機的喂入量q(kg/s)： 喂入量由割幅、作業(yè)速度等決定，其關(guān)系為： ※ 式中 q——喂入量 kg/s B——割幅 1.5m M——作物單位面積產(chǎn)量 M=8107千克/公頃 β——割下作物中谷粒與莖稈的比例，即谷草比，β=0.43 C——常數(shù) C=10 由上公式算得： = 3.4生產(chǎn)率As 生產(chǎn)率是指單位時間聯(lián)合收割機所收割水稻的面積。 生產(chǎn)率由割幅、作業(yè)速度等決定，公式為： (畝/時） 式中 As ——生產(chǎn)率 5.4——單位換算系數(shù) η ——作業(yè)時間利用系數(shù) η=0.5 B ——割幅1.5m Vm ——作業(yè)速度0.56m/s 代入數(shù)值算得： （畝/時） 3.5功率計算 1. 行走部分功率Nx 輪式行走裝置需用功率由以下經(jīng)驗公式算得： 式中 f ——驅(qū)動輪的滾動阻力系數(shù)，在濕地上f=0.3左右 G ——聯(lián)合收割機的重量 估算為2150kg(拖拉機1450kg+收割部分700kg) Vm——聯(lián)合收割機的作業(yè)速度0.56m/s Η——行走裝置的傳動效率系數(shù)，η=0.85～0.90取η=0.85 代入數(shù)值算得： Ps 2. 收割部分功率Ns （1）切割器需用功率 切割器功率包括切割功率Nq和空轉(zhuǎn)率Nh。 空轉(zhuǎn)功率包括兩部分摩擦消耗功率Nm和慣性消耗功率Ng。 即： KW Vm--------前進速度(m/s) B---------機器割幅（m） Lo--------切割每平方米莖稈所需功（kg.m） 割小麥：Lo=10-20kg.m; 割牧草：Lo=10-20kg.m。 Nh與切割器的安裝和技術(shù)狀態(tài)有關(guān)。 一般每米割幅需要空轉(zhuǎn)功率為0.6-1.1千瓦。 3. 撥禾輪需用功率Nb P -------撥禾輪壓板單位副寬的阻力，一般P=4kg/m； B -------撥禾輪的寬度。 -------------撥禾輪的圓周速度 在割小麥時小于3米/秒 在割水稻時小于1.5米/秒 4、割臺攪龍需用功率Ng 割臺攪龍需用功率由以下經(jīng)驗公式計算： Ng=Q（Lh+H）η 式中 Q——為螺旋推運器生產(chǎn)率，割臺螺旋推運器的生產(chǎn)率和喂入量是相等的，即Q=0.7kg/s Lh——螺旋推運器的長度,等于割幅，即Lh=1.5 H ——螺旋推運器的升運垂直高度，本設(shè)計中采用的螺旋推運器都是水平安裝，即升運垂直高度H為0 Η——螺旋推運器的傾斜安裝修正系數(shù)，傾斜角為0，故η=1 將數(shù)據(jù)代入公式得，割臺螺旋推運器的功率 Ng=0.7（1.5+0）1=1.05Ps 5、中間輸送槽的需用功率Nz 取中間輸送槽需用功率為2.00Ps 6、脫粒裝置的需用功率Nt 脫粒裝置的需用功率根據(jù)以往經(jīng)驗大概范圍為9.0～10.5，考慮到本設(shè)計為偏小型聯(lián)合收割機，因此計算時取Nt=9.50Ps 7、集谷攪龍的需用功率Nj 集谷攪龍的需用功率大概為0.2～0.3，計算時取Nj=0.25 8、揚谷器的需用功率Ny 揚谷器的需用功率大概為0.2～0.3 ，計算時取Ny=0.25 以上所計算的各部分需用功率均為各部分所需的平均功率且不包括中間傳動的需用功率。由于田間土壤、地形的變化，行走速度的差異、作物生長情況和濕度的變化以及雜草等因素的影響，使聯(lián)合收割機的工作負荷是不穩(wěn)定的，所需的功率經(jīng)常在變化。為此，選擇發(fā)動機的時候，不僅要根據(jù)功率的平均值，還要考慮到負荷最嚴重時所需要功率的最大值，讓發(fā)動機有足夠的儲備功率，以保證聯(lián)合收割機在各種條件下都能正常工作。儲備功率約為平均功率的1/3,同時考慮到中間傳動機構(gòu)需用功率，總功率應(yīng)再乘以系數(shù)。 因此Ns=（Nq+Nb+Ng+Nz+Nt+Nj+Ny）[1+（1/3）+0.1] 代入數(shù)值算得: Ns=(1.24+0.0853+1.05+2.00+9.50+0.25+0.25)1.43=20.6Ps 綜合以上，聯(lián)合收割機總功率為： N=Nx+Ns=5.67+20.6 =26.27Ps=19.3kw<25.7kw 通過計算可知所選拖拉機功率滿足聯(lián)合收割機所需功率。 四 傳動機構(gòu)分析及計算 在考慮聯(lián)合收割機的傳動路線設(shè)計的時候，我們必需注意到聯(lián)合收割機的一下幾個特點：一是它的工作季節(jié)性非常強，時間非常緊，因此收割機的輔助系統(tǒng)——傳動系統(tǒng)必需工作可靠，盡量少出現(xiàn)故障，以免耽誤了寶貴的工作時間。二是與其他機械相比，它是移動式作業(yè)機械，因此傳動系統(tǒng)重量應(yīng)該盡量輕。三是與其他農(nóng)機具相比它的傳動部件特別多，所以考慮到以上幾點，它的傳動路線設(shè)計應(yīng)考慮如下原則： （1） 整個傳動路線盡量簡單，有條理，全機傳動分兩條路線：一條是割臺傳動路線，一條是脫粒清糧傳動路線，兩條路線互不相干。 （2） 割臺傳動和脫粒機的傳動都設(shè)有中間傳動軸，保證傳動可靠，故障少，傳動系統(tǒng)拆裝、保養(yǎng)方便。 （3） 各傳動部分不存在互相交叉或重疊的情況。 （4） 盡量采用三角皮帶傳動，少采用鏈傳動，只有在距離太小不適合三角皮帶 傳動時，才采用鏈傳動。因皮帶傳動重量輕、價格便宜、傳動效率高、使用保養(yǎng)方便、噪音少，且超載時能自動打滑，起安全離合作用。 （5） 收割機上所有皮帶傳動都應(yīng)有張緊輪裝置，因皮帶易于拉長。 （6） 因收割機上需要帶動的工作部件特別多，所以應(yīng)盡可能設(shè)置一中間傳動軸，以便分別帶動其他機構(gòu)運動。 1、各部分傳動 在變速箱中有兩條動力傳輸路線，一條是傳到拖拉機后橋驅(qū)動拖拉機前進，即為聯(lián)合收割機行走部分提供動力；另一條是拖拉機輸出軸傳至收割部分，為收割部分各機構(gòu)提供動力。 整個收割部分有六個運動部件，分別為割刀、撥禾輪、割臺攪龍、輸送槽、脫粒裝置、揚谷器（由于集谷攪龍與揚谷器同軸，且軸的轉(zhuǎn)速由揚谷器決定，因此把集谷攪龍和揚谷器作為一個運動部件）。其中撥禾輪、割臺攪龍、輸送槽、脫粒裝置、揚谷器的運動形式為旋轉(zhuǎn)運動，根據(jù)聯(lián)合收割機傳動路線設(shè)計原則，本設(shè)計把撥禾輪、割臺攪龍、輸送槽、脫粒裝置、揚谷器之間的傳動都用皮帶輪、鏈輪等方式傳動。 在拖拉機動力經(jīng)帶輪傳出來后有兩個部件需要分配動力，分別是脫離滾筒和揚谷器，因此設(shè)一中間軸，拖拉機動力先傳到中間軸，在由中間軸分兩條線分別傳至脫離滾筒和揚谷器，以下稱此中間軸為主傳動軸。根據(jù)設(shè)計思路，在割臺設(shè)一長軸，使傳動路線從左側(cè)往右側(cè)傳，以下稱此傳動軸為割臺主傳動軸。同時由于撥禾輪轉(zhuǎn)速較小，因此在割臺上設(shè)置一中間軸，用作減速軸，以下稱為撥禾輪中間軸。 考慮到上述傳動路線設(shè)計原則，收割部分傳動路線如下： （1） 動力由拖拉機動力輸出軸輸出，然后經(jīng)錐齒輪變向，再傳至動力輸出軸的鏈輪。 （2） 在由兩個鏈輪分別傳動到前方割臺和后方脫粒，在前面和后面分別用皮帶傳動。 （3） 平帶輪的轉(zhuǎn)速有高檔1470r/min和低檔816r/min兩種。由于帶輪傳動需由高轉(zhuǎn)速傳至低轉(zhuǎn)速且揚谷器的轉(zhuǎn)速為1016r/min（由下面計算出來）大于低檔轉(zhuǎn)速，所以帶輪轉(zhuǎn)速選用高檔。動力由主傳動軸平帶輪經(jīng)膠帆布帶傳至各個運轉(zhuǎn)機構(gòu)。 （4） 主傳動軸左端設(shè)兩三角帶輪，靠左的帶輪將動力傳至集谷攪龍軸，靠右?guī)л唫髦撩撾x滾筒軸。 （5） 傳至脫離滾筒軸的動力再由三角膠帶傳至輸送槽主動輪軸。 （6） 割臺主傳動軸的動力是從左側(cè)鏈輪傳進的，在割臺主傳動軸右側(cè)設(shè)帶輪，將動力傳至割臺攪龍。同時割臺主動軸經(jīng)錐齒輪換向，將動力傳至曲柄滑槽機構(gòu)帶動割刀作往復運動。 （7） 撥禾輪動力由割臺攪龍經(jīng)三角膠帶傳至撥禾輪中間軸，再由撥禾輪中間軸經(jīng)三角膠帶傳至撥禾輪軸。 2、收割各部分機構(gòu)轉(zhuǎn)速計算 （1）割刀曲柄轉(zhuǎn)速 式中 Vp--割刀的切割速度 Vp=βVm β速比取值為1.2～1.8取β=1.4 代入得 Vp=1m/s S--割刀的行程76.2mm 代入數(shù)值的 n=393.7r/min （2）、撥禾輪的轉(zhuǎn)速 式中 Vk——撥禾輪線速度Vk=λVm λ為撥禾輪速度比值為1.7～3.0取 λ=Vok/Vm 代入得λ=1.786 D ——撥禾輪直徑D=0.7m 代入數(shù)值得 n=27.3r/min （3）、割臺攪龍的轉(zhuǎn)速 割臺攪龍的轉(zhuǎn)速一般為150～200r/min 取 n=180r/min （4）、輸送槽的轉(zhuǎn)速 由輸送槽的設(shè)計中已算出 n=382r/min （5）、脫粒裝置的轉(zhuǎn)速 式中 V——對于全喂入軸流式脫離滾筒線速度一般為20～25m/s 取V=22m/s D——滾筒直徑(頂高直徑) 等于齒根圓直徑加上兩倍的釘齒高，對于大中型機取h=70～75mm,對于小型聯(lián)合收割機，齒根圓直徑D0 =300～330mm，取D0=330mm，釘齒高h=50～60mm，取h=60mm，D=D0+2h=450 代入數(shù)值得 n=933.7r/min （6）、揚谷器的轉(zhuǎn)速 揚谷器的轉(zhuǎn)速由以下公式算得： 式中 r——谷粒拋起點輪葉半徑，為了工作可靠計算時通常取葉片的內(nèi)徑，因為在這個位置拋扔最不利，取r =80mm。 μ2——葉輪圓周速度轉(zhuǎn)化為物料初速度V1時的損失系數(shù)，取μ2=0.55。 V2——輸送物的初速度V2=2～3m/s 取V2=2.5m/s H——物料升運垂直高度 取H=1.2m g——重量加速度9.8 μ1——升運是物料與管壁摩擦、物料間的碰撞、空氣阻力等能量損失系數(shù)，常取μ1=2.2 n=1093.7r/min 1、確定計算功率Pc（kw）， 式中： Pc —— 計算功率 Ka —— 工作情況系數(shù), 值為1.4 P —— 撥禾輪的功率 P=0.085331.330.735=0.0834KW 0.08533為撥禾輪工作需用功率，1.33為撥禾輪儲備1/3功率，0.735為馬力與KW之間的單位換算值 Pc= 1.40.08533=0.12 kW 2 ）、 選擇V帶的帶型 根據(jù)Pc=0.18KW，n=27.3r/min，由圖，確定選用A型。 3）、 確定帶輪的直徑 A型帶的最小基準直徑為75mm，帶輪的基準直徑系列如下 　　50，（53、56、60）63，71，75，80， 　　85，90，95，100，106，112，118，125， 　　132，140，150，160，170，180，200，212， 　　224，236，250，265，280，315，355，375， 　　400，425，450，475，500 　取基準直徑即小帶輪直徑為D1=80mm, 大帶輪的直徑為 ，根據(jù)基準直徑系列，取D2=212mm. 取撥禾輪的帶輪直徑為212mm，撥禾輪中間軸直徑為80mm。 傳動比i=n1/n2=27.3/72=0.38 （2） 、割臺攪龍軸與撥禾輪中間軸之間的傳動 如同撥禾輪中間軸與撥禾輪之間的傳動的計算，P=1.051.330.735=1.026KW,Pc=1.0251.41.435kw，n=180r/min確定D1=80mm，D3=80180/72=200mm,選D3=200mm。傳動比i=n2/n3=180/72=2.5 （3）、割臺主傳動軸與割臺攪龍軸之間的傳動 同上，Pc=1.44選A型帶，確定D6=80mm，D5=80*360/180=160mm。i=n1/n2=360/180=2. （4）、動力輸出軸與割臺主傳動軸之間的鏈傳動 同上，選擇的動力輸出軸轉(zhuǎn)速n=1000r/min，確定i=n5/n4=2.78,選擇小鏈輪齒數(shù)Z1=26～32，取Z1=26，Z2=i*Z1=2.78*26=72.28,取Z2=72。 （5）、輸送槽主動軸與脫粒滾筒軸的傳動 輸送槽主動軸功率P=1.47*1.33*1.4=2.74KW,選A型帶，由于輸送槽與脫粒滾筒i=n7/n6=933.7/382=2.44r/min，D7=80mm,D6=iD7=80*2.44=195.2mm取D6=200mm。 （6）、主傳動軸與脫離滾筒軸之間的傳動 根據(jù)功率P=6.983*1.33*1.4=13KW，選B型帶，最小直徑D8=125mm，D9=i*D8=(964.32/933.7)*125=129.1mm，選D9=132mm。 （7）、主傳動軸與揚谷器之間的傳動 功率P=0.343KW,選擇Z型帶確定D11=63mm，D2=i*D1=1.134*63=71.442mm,選擇D10=75mm。 （8）、動力輸出與主傳動軸之間的傳動 動力輸出帶輪是以鏈輪，根據(jù)動力輸出帶輪與主傳動軸的轉(zhuǎn)速求的傳動比i=1000/964.32=1.037，再算得主傳動軸鏈輪齒數(shù)小鏈輪為Z3=27，Z2=i*Z1=1.037*27=28 五 撥禾輪設(shè)計 在收割機上通常都安置有撥禾輪，它與收割臺密切配合工作的機構(gòu)，其功用有：（1）把待割的谷物向切割器推導。（2）切割時把谷物扶持住，以利切斷。（3）把割斷后的谷物整齊的堆倒到割臺上，讓割臺輸送器及時把谷物運走。 根據(jù)其構(gòu)造不同，常用的撥禾輪有兩種型式：一種是普通壓板式撥禾輪，它只適用于收直立或輕度倒伏的作物。另一種是偏心式撥禾輪，它不但能很好收直立作物，也能收倒伏較大的作物。此處選用偏心撥禾輪。 在田間工作時撥禾輪壓板的絕對運動是一種復合運動，其一機器作圓周運動，另一是隨著機器作等速直線前進運動。因此要求撥禾輪壓板相對于地面的絕對運動軌跡是一條擺線，如圖，以便于把谷物引向割刀切割。當取壓板的圓周運動速度Vk大于機器前進速度Vm時，則壓板的絕對運動軌跡即是一條擺線。 撥禾輪運動軌跡 1，撥禾輪參數(shù)設(shè)計 （1）撥禾輪半徑確定 由關(guān)系式可得允許的最大值： λ---------------撥禾輪工作速比，前面計算的 λ=1.786 h---------------割刀離地面高度，可取h=100mm L---------------要收獲的作物自然高度，取L=1m 約得: R=682mm 從減輕重量，適應(yīng)水田角度考慮直徑往往取小些，直徑約在0.6m～0.7m間 故取 D=0.65m （2）壓板數(shù) 為了減少落粒損失通常撥禾輪板數(shù)取3～8，此處Z=4 （3）撥禾輪安裝高度的確定 如圖所示，為撥禾輪軸心安裝在割刀正上方時的工作情況，壓板自A點開始與谷物接觸，隨著壓板向谷物中下沉，沿紅色的曲線將谷物引向割刀，當板運動到最低端扶持住，讓割刀切割，讓后壓板將割下來的谷物沿一段弧線鋪放到割臺上，每塊壓板都遵循此規(guī)律工作。 有公式可得撥禾輪安裝高度 h---------割刀離地面高度 R---------撥禾輪半徑，取R=320mm λ---------------撥禾輪工作速比，前面計算的 λ=1.786 L---------------要收獲的作物自然高度，取L=900mm 得： 在撥禾輪工作時有上升又要下降，因此有個高度調(diào)節(jié)范圍ΔH=500～600mm。 撥禾輪水平調(diào)節(jié)可以增大壓板的作用范圍，并有利于收割倒伏的谷物，后能增強對谷物的鋪放作用。一般撥禾輪前后調(diào)節(jié)范圍為200～300mm. （4） 偏心撥禾輪的偏心機構(gòu) 為了適應(yīng)收獲倒伏作物常取e=50～80mm，偏角總調(diào)節(jié)量為30度～60度，偏心環(huán)半徑常取100mm。 (5)撥禾量和撥禾輪的作用程度 撥禾輪進入谷物到支持切割這段時間內(nèi)作用谷物的范圍ΔX即為撥禾量 ΔX正好等于余擺線擺扣的一半 可知：ΔX=X1-X2 公式： 得： Φ1------壓板剛進入谷物時撥禾輪相對于水平轉(zhuǎn)角 可知，撥板的作用范圍△X的大小決定于撥禾輪的半徑R和撥禾速度比λ。其關(guān)系是與半徑R和撥禾速比λ均成正比關(guān)系。 撥禾輪的作用程度: 撥禾輪回轉(zhuǎn)一周，各撥板的作用范圍之和與撥禾輪撥程S（撥禾輪轉(zhuǎn)一圈時，收割機的前進距離）之比，稱為撥禾輪的作用程度，即： 式中 Z——撥板數(shù) △X——每塊撥板的作用范圍 而： 將上式代入作用程度表達式得： Z=4, λ=1.82,可得η=0.33 經(jīng)驗表明：撥禾輪的作用程度并非越大越好，由于禾稈的相互牽連，撥禾輪作用程度達到0.3即可滿意地工作。過大時，落粒損失增加；過小時，工作可靠性變差。 參考文獻 ［1］北京農(nóng)業(yè)機械化學院.農(nóng)業(yè)機械學（下冊）.[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社.1986 ［2］鎮(zhèn)江農(nóng)機學院.農(nóng)業(yè)機械學（下冊）.[M].北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社.1981 ［3］鎮(zhèn)江農(nóng)機學院.農(nóng)機手冊3收獲機械（下冊）.[M].上海：上海人民出版社.1974 ［4］楊明忠.機械設(shè)計.[M].武漢：武漢理工大學出版社.2001 ［5］籍國寶 呂秋瑾 彭群.聯(lián)合收割機結(jié)構(gòu)與使用維修.[M].北京：金盾出版社.1999 ［6］華南農(nóng)學院農(nóng)業(yè)機械教研組.水稻聯(lián)合收割機原理與設(shè)計.[M].北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社.1981 ［7］陳于萍 周兆元.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)（第2版）.[M].北京:機械工業(yè)出版社. 2008 ［8］于永泗 齊民.機械工程材料（第七版）.[M].大連:大連理工大學出版社.2007 ［9］吳宗澤.機械設(shè)計實用手冊.[M].北京:華中科技大學出版社. 1993 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計，是在嚴霖元教授和吳彥紅教授的指導下與同組同學張俊偉、劉海章和蔣龍星合作共同完成的。通過本次設(shè)計，不僅檢驗了我大學四年來知識積累的程度，而且加強了我對相關(guān)知識的深入理解和掌握，更是對我設(shè)計思想的一次全面升華。 在設(shè)計過程中，我本著認真刻苦的態(tài)度去學習設(shè)計的步驟、方法、以及經(jīng)驗；但是由于該設(shè)計許多方面的細節(jié)問題涉及面太廣，而本人知識面和能力都極其有限，同時由于時間倉促，因而不能科學詳盡地做出正確的判斷和選擇。所以設(shè)計中難免出現(xiàn)很多錯誤。雖然有這些不足和遺憾，但是總的來說，該設(shè)計還是比較成功的。基本上完成了這臺水稻聯(lián)合收割機的總體設(shè)計和一些零部件設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)預期的所有功能，成功的完成了老師布置的任務(wù)。不夠完善的地方還請各位老師和同學批評指正。 在這一個學期的設(shè)計過程中，我們得到了有豐富工作經(jīng)驗的指導老師嚴老師和吳老師的大力支持和幫助，在設(shè)計過程中他們不知疲倦、不厭其煩的給我們分析和講解，而且也給我們灌輸了一些先進的設(shè)計方法和設(shè)計理念，使我們大受裨益。在此，我忠心地向嚴老師和吳老師示感謝。同時，在設(shè)計過程中，我也得到很多同學的支持和幫助，在此，一并表示忠心的感謝。 29