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1、Qq:1269408632目 录摘要1前言21 牧草收获机械化的发展现状21.1牧草收获机械化的意义21.2 牧草饲料工艺流程21.3 搂草机的技术要求21.4 中国牧草收获机械的主要种类及特点22滚筒式搂草机的机构设计42.1 总体设计42.2 搂草弹齿的设计52.3 滚筒盘的设计62.4 传动轴的设计72.5 机架的设计72.6 悬挂方式的选用82.7 传动轴的设计82.8 万向传动装置的设计103 各零件强度校核103.1 轴受力及应力分析113.2 按弯扭合成应力校核轴的强度113.3 轴承的使用寿命校核114 键的校核125总结13谢 辞14参考文献:15附录：材料及其要求16小型滚
2、筒式搂草机的设计何金哲摘要：本文介绍和分析了目前为止绝大多数种类的搂草机相关构造和应用的研究。这些研究从搂草机的构造入手，分别从牵引式、悬挂式等搂草机的工作方式，采用图片以及机械化原理进行构造讲解及分析方法，分类识别各种搂草机的相关构造和应用，设计了一种小型滚筒式搂草机的各个零部件，分别对设计的轴、齿轮、轴承进行校核。关键字：牧草；搂草机；滚筒式The design of the small Type Cylinder Rake HE Jin-zheAbstract: This paper introduces and analyses the far most species of rake
3、 structure and application research. These studies from the rake structure proceed with, respectively, from the traction type, suspension type rake ways of working, using pictures and mechanical principle of explanation and analysis method of structure, the architectures of important components of t
4、his model are designed.Keywords: straw; rake;Cylinder前言中国是个有着13亿人口的农业大国,经过近30年的改革开放,综合国力明显增强,农业产业结构逐步得到优化,畜牧业正逐步成为农业产业化中的主体产业,其在农业经济中的比重越来越大。人们膳食生活中所需的肉、蛋、奶以及美化人们生活的皮革、服装、毛纺织品等许多日用消费品均来源于畜牧业。中国草原辽阔, 草资源丰富, 但草原畜牧业仍然没有摆脱靠天养畜的落后状况。由于牧草收获机械化水平低, 不能及时有效地收获并贮存足够的牧草供应牧畜越冬。据统计,中国每年机械化收获的牧草不足可收贮牧草的 1/10, 还有大
5、量的牧草不能收回, 致使草原畜牧业抵御自然灾害的能力十分脆弱。随着中国西部大开发战略的实施和生态环境保护政策的落实, 促进了生态保护和恢复草原,促进了草原改良、退耕还草、沙漠整治等工作, 再加上人们对各种畜产品需要量急剧增加, 这必将推动和加快牧草机械的发展, 促进草业机械化水平的提高,从而使牧草产业成为集生态、经济和社会效益于一体的新型综合性产业。1 牧草收获机械化的发展现状1.1牧草收获机械化的意义牧草具有营养丰富，色泽嫩绿，气味芳香，口试性好的特点。特别是经调制或加工处理后的牧草（入制成草粉，压成草块或草粒、化学处理等）可以加工成各种配合饲料，用于替代精饲料。所以，利用牧草发展畜牧业，对
6、于我国走节粮型畜牧业的道路具有很重要的意义。牧草收获是一项季节性强，劳动强度大的作业项目。由于我国的草原多数分布在北方高寒带，牧草适时收获期短，所以要做到保质保量牧草收获是一项季节性强，劳动强度大的作业项目。由于我国的草原多数分布在北方高寒带，牧草适时收获期短，所以要做到保质保量对牧草进行适时收获，改善劳动环境，降低劳动强度，提高劳动生产效率，提高牧草的产量和质量，降低生产成本，实现牧草机械化收获具有极其重要的现实意义。牧草实现机械化收获与人工收获相比，可以提高劳动生产率2550倍，降低作业成本20%60%，减少牧草中的营养损失60%80%牧草机械化收获。1.2 牧草饲料工艺流程割草机割草搂草
7、机搂草压捆机压方捆（或圆捆机压圆捆）押运或装运贮存而在牧草饲料工艺流程中的第二个环节也就是搂草机的搂草作用占有整个牧草饲料工艺流程中很重要的部分，在新疆所处的高纬度地区虽然长日照，节气适宜，对牧草的优质品质有很大促进的作用，但牧草适时收获期短，要做到保质保量牧草收获是一项季节性强，劳动强度大的作业项目，因此在割草机割草后的搂草摊晒十分重要，要尽快使牧草充分干燥，并便于避免牧草中的营养成分丢失和干草的压捆收集。1.3 搂草机的技术要求（1）搂集要干净，牧草损失少。（2）搂集起来的草条应清洁，并且草条中的陈腐草和泥土等杂物要少。（3）搂集起来的草条应连续、均匀、蓬松，一边均匀干燥（4）搂草机对牧草
8、的作用强度要尽可能的小。1.4 中国牧草收获机械的主要种类及特点搂草机是将散铺于地面上的牧草搂集成草条的牧草收获机械。搂草的目的是使牧草充分干燥，并便于干草的收集。按照草条的方向与机具前进方向的关系，搂草机可分为横向和侧向两大类。（1）横向搂草机有牵引式、悬挂式等类型，其工作部件是一排横向并列的圆孤形或螺旋形弹齿。作业时，搂草机弹齿尖端触地，将割草机割下的草铺搂成横向草条(即草条同机器的行进方向垂直)。因草条较紧密，不利于干燥，且夹杂多，不整齐，不利于后续作业。作业速度也较低，一般为45公里/小时。这种机型搂集的搂集草条的大小可由人工控制，通常用于产量不高的天然草场。（2）侧向搂草机集成的草条
9、与机器前进方向平行。草条外形整齐、松散、均匀，牧草移动距离小，夹杂少，适于高产天然草原和人工草场。根据工作部件的不同形式，可分为滚筒式搂草机、指轮式搂草机、旋转式搂草机。滚筒式搂草机如图1所示，主要工作部件是一个绕水平轴旋转的搂草滚筒。滚筒端面与机具前进方向成一夹角，即前进角；滚筒回转端面和齿杆间夹角则为滚筒角。又可分为直角滚筒式和斜角滚筒式两种。前者的滚筒角为90,前进角为45；后者的滚筒角小于90,前进角大于90；搂集的草条质量较高,搂草损失较小。滚筒由36根装有成排搂草弹齿的平行齿杆组成，齿杆两端铰连在两个互相平行的滚筒回转端面上,构成一个平行四杆机构,因而在滚筒旋转过程中，弹齿的指向始
10、终保持相互平行。作业时，弹齿随机具前进，同时绕水平轴回转，地面上的牧草经过弹齿的作用，在滚筒一侧形成和前进方向一致的连续草条,疏松整齐,有利于牧草的干燥和后续作业。搂集草条的大小，与草场的单位面积产草量有直接关系，适用于产量较高的草场。在低产草场上，为了搂集较大的草条，可采用双列配置的滚筒式搂草机。有的滚筒式搂草机还可改变滚筒的旋转方向，进行翻草作业。按挂接方式可分为牵引式和悬挂式两种。后者由拖拉机动力输出轴驱动滚筒旋转,前者由行走轮驱动,滚筒的旋转速度和机具前进速度的比例保持一定，同时在滚筒前面有较大的空隙，有利于搂草。图1 滚筒式搂草机结构图指轮式搂草机如图2所示，由活套在机架轴上的若干个
11、指轮平行排列组，结构简单,没有传动装置。作业时，指轮接触地面，靠地面的摩擦力而转动,将牧草搂向一侧,形成连续整齐的草条。指轮平面和机具前进方向间的夹角一般为 135。作业速度可达15公里/小时以上，适宜于搂集产量较高的牧草。改变指轮平面与机具前进方向的夹角，可进行翻草作业。 图2 指轮式搂草机旋转式搂草机如图3所示，按旋转部件的类型有搂耙式和弹齿式两种。旋转搂耙式搂草机的每个旋转部件上装有68个搂耙。作业时，由拖拉机牵引前进，搂耙由动力输出轴驱动，由安装在中间的固定凸轮控制,在绕中心轴旋转的同时自身也转动,从而完成搂草、放草等动作。旋转弹齿式搂草机是在一个旋转部件的周围装上若干弹齿，弹齿靠旋转
12、离心力张开，进行搂草作业。若改变弹齿的安装角度，即可进行摊草作业。旋转式搂草机搂集的草条松散透风，牧草损失小，污染轻，作业速度可达1218公里/小时，便于同捡拾机具配套。图2 旋转式搂草机2滚筒式搂草机的机构设计2.1 总体设计如图4所示，滚筒式搂草机由机架，滚筒、弹齿和牵引架构成，工作时由地轮带动滚筒输入轴转动，从而使滚筒盘转动，滚筒由5根装有成排搂草弹齿的平行齿杆组成，搂草弹齿两端铰连在两个互相平行的滚筒回转端面上，构成一个平行四杆机构，因而在滚筒旋转过程中，弹齿的指向始终保持相互平行。弹齿齿尖始终保持竖直向下，将草收集到一侧，为了节省材料，将机架设计成三角形。机架采用铸造（HT200）制
13、成。1. 滚筒端面 2. 机架 3. 弹齿 4. 提升装置 5. 牵引装置图4 滚筒式搂草机总体结构图2.1.1 滚筒式搂草机结构所谓滚筒式即主要工作部件是一个绕水平轴旋转的搂草滚筒。滚筒端面与机具前进方向成一夹角，即前进角；滚筒回转端面和齿杆间夹角则为滚筒角。又可分为直角滚筒式和斜角滚筒式两种。本次设计为斜角滚筒式，滚筒角要小于90，前进角要大于90。2.1.2 滚筒式搂草机的工作原理作业时，搂草弹齿随机具前进，同时绕水平轴回转，地面上的牧草经过弹齿的作用，在滚筒一侧形成和前进方向一致的连续草条,疏松整齐，有利于牧草的干燥和后续作业。搂集草条的大小，与草场的单位面积产草量有直接关系，适用于产
14、量较高的草场。在低产草场上，为了搂集较大的草条，可采用双列配置的滚筒式搂草机。2.2 搂草弹齿的设计图5搂草弹齿结构图弹齿的结构如图5所示，弹齿总长418mm，齿尖略向前弯20，更有利于搂草集条，弹齿材料为55SiMnVB，55SiMnVB弹簧钢合金元素含量低，淬透性比高，韧性塑性也较高，脱碳倾向小，回火稳定性良好，热加工性能好、成本低。制作重型、中、小型汽车的板簧和其他中型断面的板簧和螺旋弹簧，故在此选用此材料。弹齿安装如图6所示，弹齿轴上安装有8组弹齿，每组弹齿的间距为300mm，每组弹齿包含3个弹齿，间距为60mm，弹齿轴总长为2635mm。图6 弹齿轴弹齿安装简图2.3 滚筒盘的设计图
15、7 圆盘结构简图驱动圆盘设计如图7所示，滚筒内由两个圆盘平行安装，两个圆盘中间安装由5排弹齿，圆盘向前做匀速转动，弹齿做余摆线运动，齿尖始终竖直向下，完成搂草动作。2.4 传动轴的设计图8 圆盘传动轴的结构图传动轴的结构简图如图8所示，轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。本次设计轴的材料选用45号钢，调制处理，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能。2.5 机架的设计 如图10所示，机架采用120mm槽钢所制，厚度为5mm，机架是承载搂草机动力传送轴、变速器、带轮、滚筒等总成和部件，并使其保持正确的相对位置以实现相对功能的承载支撑部件。在本设计中，因其为农业机械，其车架不但受静载荷，还会因土地的不平及辣椒仓装载量的不同而要承受变化较大的动载荷，故要求车架要有足够的强度、刚度且要求结构简单，自身重量小。由汽车底盘构造P264 第一节车架构造知车架分为边梁式车架、中梁式车架和综合式车架三种。在本设计中，因机架要承受较大变化范围的静载荷和动载荷，滚筒位于机架底部，且搂草机重
