玉米收获机摘穗机构设计

玉米收获机摘穗机构设计CORNHARVESTMACHINEPICKINGMECHANISMDESIGN学生姓名：诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计作者签名：年月日目录摘要……………………………………………………………………………1关键词……………………………………………………………………………11前言……………………………………………………………………………21.1课题的目的………………………………………………………………………21.2国内外动态………………………………………………………………………21.2.1国外的发动态…………………………………………………………………21.2.2国内的发展动态………………………………………………………………21.3玉米收获机摘穗形式分类………………………………………………………31.3.1立式摘穗辊型玉米收获机……………………………………………………31.3.2卧式摘穗辊型玉米收获机……………………………………………………31.3.3摘穗板型玉米收获机…………………………………………………………42研究的主要内容……………………………………………………………………42.1摘穗机构设计……………………………………………………………………42.2.1摘穗形式的确定………………………………………………………………42.1.2总体方案的拟定………………………………………………………………43主要工作部件的设计………………………………………………………………53.1拉茎辊的结构设计………………………………………………………………53.1.1拉茎辊的直径设计……………………………………………………………73.1.2拉茎辊的转速、间隙、长度的确定…………………………………………83.1.3螺旋筋的设计…………………………………………………………………83.2摘穗板的结构设计………………………………………………………………83.3拉茎辊、摘穗板具体设计方案…………………………………………………84传动方案的确定及设计计算………………………………………………………94.1摘穗传动箱的设计………………………………………………………………94.2轴的校核…………………………………………………………………………124.2.1按扭矩初步确定轴径…………………………………………………………124.2.2轴的结构设计…………………………………………………………………124.2.3轴的强度校核…………………………………………………………………154.3滚动轴承的设计计算……………………………………………………………164.3.1轴承载荷校核…………………………………………………………………164.3.2轴承寿命校核…………………………………………………………………174.4平键的选择与计算………………………………………………………………174.5刮板式输送装置的设计…………………………………………………………184.6机架的结构设计…………………………………………………………185总结…………………………………………………………………………………20参考文献………………………………………………………………………………20致谢…………………………………………………………………………………211玉米收获机摘穗机构设计学生：彭驰指导老师：翁伟（湖南农业大学工学院，长沙410128）摘要：玉米作为我国第二大农作物，与之相对应的我国玉米收割机发展比较迟滞。本文的出发点正鉴于此，着重分析玉米收获机的摘穗机构，玉米收获机摘穗机是整个玉米收获机械的核心部件，它最大程度地决定了玉米成熟期机械收获作业质量。本文对玉米收割机摘穗机构进行了整体的机构理论研究。分析国内外的各种型号玉米收割机的不同摘穗方式，选择一种合理使用的摘穗方式，并对其中的关键部位进行了设计计算，主要包括拉茎辊、摘穗板和传动机构的设计，保证了机构运行的可靠性。关键词：拉茎辊；摘穗板；传动机构；收获机CornharvestmachinepickingmechanismdesignStudent：PengChiTutor：WenWei（collegeofengineeringinstitute，HunanAgriculturalUniversity，Changsha410128，China）Abstract：Cornasthesecondlargestcropinourcountry,comparedwiththecorrespondingdevelopmentofChina'scornharvesterofhysteresis.Thestartingpointofthisarticleisinviewofthis,focusingontheanalysisofcornharvesterpickguangzhouagency,cornharvesterpickeristhecorepartsofthecornharvestmachine,itwilldeterminethemaximummechanicalharvestingoperationqualitycornripeningstage.Inthispaper,earofcornharvesterpickingmechanismhascarriedontheoverallorganizationtheoryresearch.Analysisofvariousmodelsathomeandabroaddifferentpickingearsofcornharvester,chooseareasonableusewayofpickingears,andthekeypartsforthedesignandcalculation,mainlyincludingstemroller,picktheearplateandthetransmissionmechanismdesign,ensurethereliabilityoftheoperation.Keywords:Pullstemroll；Picktheearplate；Transmissionmechanism；harvester21前言玉米收获机是在玉米成熟或接近成熟时，根据农艺要求，用机械来完成对玉米秸秆收割的作业农机具。是针对新型能源开发和减轻农民朋友劳动强度而研究开发的一种新型农业机械，一种价格低廉适合农村小四轮普及，配套就能收割玉米秸秆的农业机械。它缩短了农民朋友的劳动周期，让人们从繁重的体力劳动解放出来[1]。玉米收获机主要由摘穗装置、果穗输送装置、剥苞叶装置、玉米秸秆和根茬处理装置组成。用玉米收获机，一次完成摘穗、剥皮、摘穗，同时进行秸秆处理等多项作业，然后将不带苞叶的果穗运到场地，经晾晒后进行脱粒。其工艺流程为：摘穗-剥皮-秸秆处理[2]。1.1课题的目的中国的玉米收获一直处于一个落后的阶段，甚至没有走出模仿与测绘的阶段，在玉米种植面积世界第二的中国，急需解决玉米机械收获的问题,用机械化收获代替传统的手工收获势在必行，也是现代农业发展的最终形式，这是加快中国农业机械化的一个重要环节和必须的过程。本课题通过理论设计希望能够为玉米收获机的研发提供一些建议，立足中国的玉米机械收获的现状，展开研究，尽可能的去除和降低影响玉米摘穗装置的所有不利因素和条件，尽快实现玉米收割的机械化，推动玉米收获机械行业的快速发展，缩短与欧美发达国家之间的差距，进而为实现中国的农业现代化迈向重要的一步。1.2国内外动态1.2.1国外的发展动态国外玉米收获机的研究与生产技术已经成熟，目前美国、德国、乌克兰、俄罗斯等西方国家，玉米的收获（包括籽粒和秸秆青贮）已基本实现了全部机械化作业。由于其种植方式多为一年一季种植，收获时玉米籽粒的含水率很低，大多数国家均采用玉米摘穗并直接脱粒的收获方式。如美国的JohnDeere公司、Case公司、德国的Mengle公司、道依茨公司等的玉米联合收获机，绝大部分是在小麦联合收获机上换装玉米割台，并通过调节脱粒滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米的联合收获[3]。1.2.2国内的发展动态近二十年来，我国相继引进了一些国外机型，如美国Case公司的联合收获机换装玉米割台，一次作业可完成玉米摘穗、脱粒的作业。由于我国北方玉米产区尤其是小麦、玉米一年两茬轮作种植区，玉米收获时籽粒含水率高达35%以上[4]，采用直接脱粒方式收获，籽粒破碎率十分严重，据1980年9月在河北省栾城县万亩方试验站测定，3美国Case公司的1440型联合收获机换装玉米割台后收获玉米时，籽粒破碎率平均为14%，最高达到30%，总损失率达到20%[5]。而且这种直接脱粒的收获方式也不利于玉米后熟，使产量降低，并且玉米的茎秆不能粉碎还田或回收利用[3]。因此这类机具不适应我国两茬轮作种植区高含水率玉米的收获作业。1.3玉米收获机摘穗形式分类1.3.1立式摘穗辊型玉米收获机立式摘穗辊型玉米收获机是指摘穗辊与地面的水平夹角大于60。配置的玉米收获机，作业过程：玉米植株从根部被切断后，由夹持部分夹持送往摘穗部分，最后进入相对旋转的摘辊中，在挤压和冲击的双重作用下将玉米果穗摘掉；果穗掉落进入升运器被送往果穗箱(或剥皮装置)，秸秆等则由后面的粉碎装置粉碎还田，或切碎回收，没有粉碎装置的便整株放铺在地面。这种机型的优点是：收获损失率小、秸秆处理方便。其中玉米收获机的收获损失包括落粒损失和落穗损失两种情况。落粒损失存在于整个的收获过程中，在摘穗环节比重占得最大，这是由摘穗时果穗与摘辊之间的碾压和碰撞所造成的。立式摘穗辊型玉米收获机的摘穗辊是前倾的，果穗被摘落后会直接落入到升运器中，没有经过碾压过程，因此落粒损失较少。玉米秸秆作为可再生资源，可以粉碎还田，也可以用作燃料、或饲料、还可作为建筑材料和轻工原料等。因此，对玉米收获后之后的秸秆，处理方式也会有不同的要求。立式摘穗辊相对来说后面的空间开阔，所以配置不同的秸秆处理部件相对简单。例如，如果安装粉碎还田的装置就可实现秸秆的粉碎还田，如果安装了切碎抛送装置就可实现茎秆的切段回收，如果安装铺放装置就可实现整株秸秆的回收利用。当然也存在缺点，那就是结构比较复杂并且工作的可靠性不好。1.3.2卧式摘穗辊型玉米收获机卧式摘穗辊型玉米收获机是指摘穗辊与地面的水平夹角成25。~35。。左右配置的玉米收获机。工作过程是：玉米植株通过导锥进入相对旋转的摘辊中，在与之挤压和冲击的共同作用下玉米果穗被摘掉；通过升运器把掉落的果穗送往果穗箱(或剥皮装置)，秸秆则被放置在地面或被后面的粉碎器粉碎还田[6]。优点：由于结构较为简单，所以作业时候的可靠性较高，并且这种机型是目前我国研制和生产的玉米收获机的主要机型。缺点：作业时摘穗损失较大并且秸秆处理方式相对单一。由于摘穗辊为卧式配置，所以摘落的果穗不能马上进入果穗升运器，果穗和摘穗辊的接触时间过长，摘辊会对果穗的反复冲击和挤压，从而造成断穗和籽粒损伤增加。另外，由于卧辊式玉米收获机摘穗部件下方的可用空问相对较小，所以对4秸秆的多用途处理很难实现[7]。1.3.3摘穗板型玉米收获机摘穗板是20世纪70年代以后新兴的～种新型摘穗机构，它与卧式摘穗辊型收获机在结构上类似，也是站秆式摘穗，茎秆粉碎还田，或平铺在田间待回收利用，是在卧式拉茎辊的正上方安装摘穗板而成。这种机型的优点：摘穗损失率较小，其实摘穗板型玉米收获机正是为了克服卧式摘穗辊型收获机存在的摘穗损失大这一缺点而改造设计而成的。作业时由摘穗板下面的拉茎辊牵引着茎秆向下，当果穗与摘穗板之间接触时产生冲击