机械毕业设计1151柠条联合收割机切割及拨禾装置的设计说明书

柠条联合收割机切割及拨禾装置的设计1引言1.1课题的提出和意义柠条是豆科锦鸡儿属的一个种，多年生长灌木植物，柠条抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐 风沙、具有极强的生命力和抗逆性由于对沙地干旱自然环境条件的适应结果，叶退化 为刺株高1〜3m，冠幅1m以上轴根系，根长4〜5m自然生长状态下，寿命10年 左右，如果平茬，寿命20年以上柠条茎秆灰白色，直径多10〜20mm，木质坚硬紧实 ［1］鉴于柠条独特的生物特性，多年来它一直是内蒙古西部及山西西北部和陕西、甘肃 等防风固沙、防止水土流失的重要选用植物全国柠条种植面积已达到666.66万hm2， 仅山西大同市柠条种植面积达到2万hm2 ［2］柠条含有丰富的蛋白质，开花期鲜柠条干 物质含粗蛋白14%，粗脂肪3.5%，粗纤维39.3%，无氮浸出物31.3%，粗灰分5.4%由 此可见，柠条还是优良的经济饲料未实施禁牧前，种植柠条的经济效益主要以牲畜的 自然采食来体现，采食率一般在20%〜30%之间然而由于种植柠条的地区都是生态状况 较差的地区，这类地区实行了严格的禁牧舍饲圈养后，使柠条的经济价值很难体现其 中最关键的问题就是柠条的机械化平茬收获技术没有得到根本解决。

一方面，因为大部 分地区圈养牲畜的主要饲草青贮或压缩后的玉米秸秆，牲畜采食种类单一，营养成分不 全，导致肉奶品质部高，抗病能力下降，不少牲畜都处于亚健康状态；另一方面，含有 多种营养成分的柠条得不到利用另外，根据柠条生长特性，最好3〜4年平茬一次， 否则它的生长速度就会减慢甚至消失⑶为解决这些问题，给生态建设和舍饲圈养创造 可持续发展的空间，当务之急是研制一种可实现对柠条进行联合收割的机械1.2国内外研究现状现在国内外暂时还没有出现对柠条联合收割机成型机械的报道，现有的对柠条进行 收割的装置只有普通的割草机，还有适用于柠条的平茬机普通的圆盘锯齿式和甩刀式 机具切割后，切口表面形成不光滑的所谓“毛口 ”不利于次年发芽生长［3］这些机械只 能把柠条切割，并没有处理和收集装置，切割完以后直接散落到地里，还需要人工进行 收集这些机械的适应性差，很多地方还是需要人工砍切收割由于柠条茎秆木质化较 高，而且茎秆上多硬刺，人工砍割和收集都非常不容易，收割效率极低而且效果非常差1.3本文的研究内容及方法根据国内外柠条联合收割机研究的发展现状，以及国内对柠条联合收割机的需求， 本文对柠条联合收割机的整体设计进行了研究，首先设计有效的拨禾装置把柠条拨入收 割台，采用了往复式切割器对柠条进行切割，随后送入立式压扁输送辊系统进行压扁及 输送，然后送入立式滚筒切割系统对柠条进行切碎，最后切碎的柠条掉入集料箱实现茎 秆的收集。

本文着重对切割以后的工作部分进行了研究整机工作流程图见图1立式 割台的立式压扁输送辊配置立式滚刀属独特设计，其特点是立式压扁辊兼作滚刀的喂入 辊，结构简单紧凑，问题是秸秆喂入方向与滚刀轴线的垂直性如何，需要进行试验验证； 优点是秸秆在切碎后输送相对容易⑷拨禾链f 往复式切割器f夹持输送链f 立式压扁输送辊f立式切割滚筒一►收集料斗图1工作流程图综上所述，我国柠条收割机的研制势在必行，尤其是既能对柠条进行收获，又能对 柠条进行切断和收集的联合收割机械的研制更有发展潜力和应用前景在分析了国内外 有关研究现状之后，发现本文针对柠条所设计的立辊式压扁切割系统还没有相关研究， 所以有必要进行研究分析设计中确定了立式滚刀切碎装置，与立辊式压扁方式相配套， 结构紧凑、切碎质量好，大大减轻了整个割台部分的前伸量和重量⑸，为柠条收割后的 茎秆切碎问题提供了解决方案2技术任务书柠条是一种很难回收的一种作物，现在的状况是能及时平茬，以往平茬完以后， 工作人员在回收的时候经常弄伤自己本设计主要目的是既平茬又收获，在切割完成以 后经过简单的碾压，导进切碎装置中，进行切碎，最后掉入收料箱因为现如今对柠条的了解还很少，本设计中有部分参数和计算公式需要套用玉米联 合收获中的一些。

本设计的关键问题是切割与前进的关系，柠条是豆科锦鸡儿属的一个 种，很难被切割，若前进过快，容易把柠条弄断，前进过慢，消耗太大根据经验值我 得出了前进速度必须小于切割速度3设计计算说明书3.1传动方案的确定传动方案的设计是本次设计的难点和重点，只有传动方案设计合理，才能保证整体 机构的运作，各个环节才能有效配合，高效率、高质量的实现柠条的联合收割本次设计的柠条联合收割机传动部分的难点在于各部分所需转速不相同，压扁输送 辊对的转向相反，要实现相对运动，拨禾链组也要实现相对运动本文所设计的传动方案简图如图2所示：此柠条联合收割选取65马力柴油发动机，输出转速2400r/min,经过一级减速器减 速，传入各个机构两个压扁输送辊安装在同一平面内，形成一个压扁输送辊对，为了 方便表示，把后面的压扁输送辊-2画到了侧面柴油机输入的转速传入一级减速器后， 首先不经过减速，转速通过减速器主动轴直接传出，再通过一组皮带轮和锥齿传入滚筒 切碎器；从滚筒切碎器传出的转速通过一组二级皮带轮减速，传入压扁输送辊-1；主动 轴传出的转速通过一组直齿轮改变方向，经由一个锥齿轮组和一个二级皮带轮减速传入 压扁输送辊-2，这样就实现了压扁输送辊对的相对运动。

同理，由减速器从动轴传出的 转速经过一系列的齿轮和皮带轮传动，可以实现拨禾链的相对运动，往复式切割器则再 通过一组曲柄摇杆机构，实现往复运动1.往复式切割器2.压扁输送辊-1 3.滚筒切碎器4.压扁输送辊-2 5.拨禾链图2柠条联合收割机传动简图3.2传动皮带轮的设计计算3.2.1减速箱主动轴传出的皮带轮组2400小带轮转速2400r/min，大带轮转速2100r/min, i = =1.142100（1）V带型号的选择：V带星号应根据计算功率Pca和小带轮转速〃 1来选取，计算 功率是根据传递的功率P，并考虑载荷的性质以及每天运转时间的长短等因素来确定 的Pca= V ⑴式中：Pcs ——计算功率，kW ；P ——传递的额定功率，*W ；ka——工作情况系数其中：尸=125驯，七二1.3，则计算出匕=16.25国2） 确定带轮的基准直径dd 1、dd2:初选主动带轮的基准直径dd 1根据V带型号， 选取dd 1为B型140mm，则根据传动比算出dd2 =160mm3） 确定中心距和带的基准长度Ld :根据传动结构需要初定中心距％0.7(d + d )

a0确定后，由带传动几何关系，按下式计算所需带的基准带长Ld':L，= 2a +-(d + d ) + "d2 — dd 1)2 (3)d 0 2 d 1 d 2 4a0得出L ' =891.48根据L '选取和L '最相近的V带的基准长度L，则L =900mm再根 d d d d d据Ld来计算实际中心距由于V带传动的中心距是可以调整的，故可采用下式做近似计 算:(4)计算得最小中心距a =214mm（4）验算主动轮上的包角以:1（5）一—d - d ___ 一―a 1 总 180 一d2 x 57.3> 120计算得以=174.6＞ 120符合要求 1（5）确定带的根数z(6)式中：K a ——包角系数，考虑包角不同时的影响系数;Kl ——长度系数，考虑带的长度不同时的影响系数;P——单根V带所能传递的功率，kw ；AP——单根V带i丰1时的功率增量，kW计算得z =4.7*5根3.2.2滚筒到减速轴的皮带轮组小带轮转速2100r/min，传动比i = 3.76，则大带轮转速为558.5r/min1） P =2 kW，根据公式（1）可得 P 二2.6 kW2） 确定带轮的基准直径匕1、d22:初选主动带轮的基准直径匕1。