旋转式搂草机的设计毕业设计论文.docx
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1、毕业论文(设计)旋转式搂草机的设计姓 名 学 号 年 级 专 业机械设计制造及其自动化 系(院) 机械工程学院 指导教师 年3月23日21摘 要本次设计主要针对的是旋转式搂草机。在我牧草收割搂草设备工作效率很低,于是便想到了研究一种小型水平旋转式搂草机。首先我对国内外得搂草机发展进行了对比,然后提出了小型水平旋转式搂草机的构想,并对搂草机的初步设计进行了数据参数的确认;提出了具体的设计要求及方案,然后对搂草机主要结构及零件的设计进行了研究,最后对搂草机主要部件进行了校核,确保了搂草机工作的可靠性和经济实效性。文章的最后还对旋转式搂草机的未来的进行了展望,希望我们国家的牧草收割搂草机的发展有快速
2、的发展尽快赶超欧美西方国家。关键词:旋转式搂草机;传动比;减速器;搂尺ABSTRAT The design is aimed primarily at the rotary rakes. In our development tedder relatively backward, our forage harvesting mechanization started relatively late. Especially around to see parents who still use traditional harvesting forage, so with the study of
3、 small horizontal rotary rakes design. First of all I have at home and abroad Rakes development were compared, and then put forward the idea of small horizontal rotary tedder, rake and preliminary design was confirmed data parameters; proposes specific design requirements and propose the specific pr
4、ogram, and then studied for rakes main structure and parts of the design, and finally to rake the main components were checked to ensure the reliability of the work rakes and economic effectiveness. Finally, the article also rotary rakes were future prospects, we hope our country forage harvesting d
5、evelopment hug grass machine has developed rapidly catch up with the Western European countries as soon as possible.Key words: Rotary rake;Architectural structure;Design;Check目 录1 国内外搂草机的发展概况11.1 国外搂草机的发展现状11.2 国内搂草机的发展现状22 旋转式搂草机主要参数的确定32.1 搂齿线速度的确定32.2 机架与拖拉机连接部件的确定32.3 传动比的确定53 旋转式搂草机的总体设计63.1 搂草
6、机的技术要求63.2 搂草机方案的确定63.2.1 搂草机方案的选择63.2.2 搂草机工作原理的确定73.2.3 搂草机动力的选择73.2.4 搂草机动力总体结构的确定84 搂草机主要结构及零件的设计94.1 转盘94.2 搂齿94.3 地轮104.4 传动轴104.5 传动机构104.6 减速器锥齿轮选择114.7 减速器轴的设计154.7.1 小锥齿轮轴的结构设计154.7.2 大锥齿轮轴的结构设计165 搂草机主要部件校核175.1 机架型材强度的校核175.2 搂齿强度的校核175.3 机架悬挂机构的校核185.4 轴的强度校核185.4.1 轴受力及应力分析195.4.2 按弯扭合
7、成应力校核轴的强度205.4.3 连接键校核206 小结21参考文献:22谢 辞221 国内外搂草机的发展概况1.1 前言新疆在我国是很主要的牧区,哪里牧草品种繁多有丰富的牧草种类,牧场在这里四季都有。其中有非种植的就有草场7亿多亩,草场总面积占全国的五分之一,在全国仅次于内蒙古位居第二位。但是这里又是很依靠农业的地方而且农业总产值占畜牧业产值的三分之一以上,是大自然的天然的宝库,蕴含着发展草地,畜牧的巨大潜力。随着改革开放我国对西部的支持发展和畜牧业的飞速发展,人工种植非天然的草场面积也在逐年增加,新疆发展畜牧业和牧草收获机械化具有得天独厚的优势.牧草的种植跟收获是一个很重要的工作。收获牧草
8、是很有季节性、具有较强工作量的工作的项目,且新疆牧草适时收获期相对其他牧场比较短,在割草机割草后的搂草摊晒十分重要,要充分干燥收货后的牧草,并防止丢失牧草中的营养成分。因此,要对牧草的收获要适宜,改善劳动环境,试劳动强度降低,让劳动生产率有所升高,使牧草的产量和质量都能有所提高,降低生产成本,所以实现牧草收获机械化是很有意义的。用机械收获牧草相比较传统的人工收割,可以快3060倍左右,从而大大降低生产成本,增加农户的收入,还能保障牧草的新鲜,让牧草中的营养成分得以保留。所以,我对国内外搂草机的研究比较,设计了一种水平旋转搂草机,这种搂草机具有工作部件稳定、可靠,并且可以实现连续性搂草作业的优点
9、,从而提高牧农劳动生产率,减少工作量,达到高效搂草,降低成本进而增加收入的目的。1.2 国外搂草机的发展现状大约在一百多年前美国的牧农就开始了牧草收获的机械化,经历了以前靠人工收获到用拖拉机为动力,从单一作业到成套作业,从分段作业到联合作业的发展上世纪60年代是美国牧草机械发展的黄金时期,牧农纷纷用上了机械化的收割搂草机械。逐渐完成了由人工,如割、搂草等牧草收割工具向到拖拉机拖拉进行作业的更新换代。从上世纪70年代起,已经基本完成了牧草收获的机械化,牧草收获的机械也趋于饱和,于是各制造公司都致力于新产品开发,改进产品的,原有性能,从而以提高生产力。目前,欧美所有的农机公司几乎都有生产牧草收割机
10、的能力。而且产品种类很多,能满足几乎各种地面收获条件下使用,而且随着计算机的普及及引用。牧草收获搂草设备也用上了计算机控制。在计算机的精确控制下,牧草的收获变成了更加简单便捷也更加高效的事情 。不过中国由于机械化起步整体较晚,农业方面的机械化应用也比较晚,所以跟世界先进技术之间还有很大差距。亩产做得比较好的还是欧美的一些国家尤其以德国跟美国最为突出。如德国STOLL公司收割设备,德国克拉斯公司自走式压捆机,法国库恩公司的旋转搂草机等。改革开放以来随着中国对西方先进技术的引进,国外的一些先进收获设备逐渐走进我们的国门。但是国外的设备虽然先进相比较国内,但是高额的售价也是农户要考虑的。1.3 国内
11、搂草机的发展现状我国机械化起步较晚,而且畜牧机械工业在国内农机工业中有是相对起步较晚、发展较缓慢的行业,但牧草收获机是我国生产及使用最早的畜牧机械之一。从上世纪50年代我们开始研制生产牧草收获机,到70年代,已经可以大批量生产。跟学习其他的西方先进技术一样中国的收获机械大多是在外国已有机器类型的基础上进行仿造以及改进,虽然缺少了自主的创新生产力,但是还是很好的弥补了一些国内产品的一些空白。不过随着中国几代人的不断发展创新产品种类已经有所增加,基本可以满足需求。但是,国内的牧草收获机械化总体水平还不高,我国是一个地大物博的国家,相比其他欧美国家天然草地的拥有量要大得多,大体跟美国的拥有量相当,但
12、是牧草收获机的拥有量不足美国的十分之一,牧草的收获量也少很多,从而白白损失了很多资源,造成了资源的浪费。 2 旋转式搂草机主要参数的确定2.1 搂齿线速度的确定我们设计的搂齿工作时是不接触地面的,距离地面大约35到65 mm,通过牧草之间的相互牵连来进行搂草作业。通过查取以往的资料我们得知,当其线速度低于6.5 m/s时,牧草的相互缠绕的能力就会有所下降;但当其线速度过高时,对牧草的冲击力又会相对较大,从而造成不必要的经济损失,所以我们设计的搂齿齿端的线速度一般为14到20m/s。齿端线速度:式中:D成行时搂齿臂回转半径n转盘转数 根据搂草机实际设计技术要求,取搂齿臂回转半径D平均值为1.3m
13、,转盘转速n为4 r/s时,由上式可以计算出其齿端线速度V值为16.3 m/s,满足14到20m/s的条件。2.2 机架与拖拉机连接部件的确定为了让机架悬挂点与拖拉机后置三点悬挂装置实现正确的悬挂,首先要考虑拖拉机动力输出轴和三点悬挂机构的尺寸位置关系(见图1),这样才能够得出机架悬挂装置的尺寸。图1 动力输出轴位置根据国家标准查得,拖拉机动力输出轴的型式如下表所示(见表1):表1 动力输出轴型式特性动力输出轴型式公称直径/mm齿数与花键型式动力输出轴标准转速1233535456 齿矩形花键21 齿渐开线花键20 齿渐开线花键54010001000与之对应的动力输出轴位置关系如下表(见表2):
14、 表2 动力输出轴位置 动力输出轴型式123450550650675775875根据传动的需要,我们选择了第1种动力输出轴型式,也就是说动力输出轴转速标准为,范围为,取另外,根据小型农用轮式拖拉机(牵引功率不大于15kw)三点悬挂装置的国家标准GB 159387规定,后置三点悬挂装置主要尺寸和相关参数范围所示上悬挂点主要尺寸:联结销直径A范围为18.9219.00 mm,联结销销孔直径B 19.3019.51 mm,支架内侧表面之间的宽度 为44.5 mm。下悬挂点主要尺寸:联结销直径G 为21.7922.00 mm,联结销销孔的直径H范围为 22.4322.73 mm,下悬挂点跨距N为465
15、1.5 mm下悬挂点到拖拉机中心平面的横向距离P 为250 mm。图-2 整体设计图2.3 传动比的确定在本设计中,除搂草装置所需动力需由拖拉机后部的动力输出轴提供外,没有其它动力输出要求。但由于搂齿运动轴与拖拉机输出轴呈现一定的角度关系,故需要使用到减速器以实现变速、变向的要求。根据上述牧草收获对搂齿的齿端线速度的要求,以转盘转速为依据,为了使结构简单,采用一级锥齿轮减速器。由公式得:减速器输入轴至输出轴间传动比: 。3 旋转式搂草机的总体设计3.1 搂草机的技术要求搂草机是将散铺于地面上的牧草搂集成条的牧草收获机械。牧草收获后能尽快打捆的第一步工作,是用摊晒机对牧草进行摊晒。摊晒能让收割机
16、收获的牧草均匀松散的摊放在地上,这样可以让牧草中的水分快速充分的蒸发,牧草干燥好后就可以对牧草进行大打捆储存。待到牧草中的水份蒸发得差不多了,再用搂草机将作物拢成条铺,搂成条状,以备打捆。搂草机在工作时,可以将弹齿将作物移动集拢或摊晒,防止牧草中混有杂物或石子等,以改善牧草质量。根据旋转式搂草机行业标准JBT 109052008规定,搂草机应符合如下标准要求:(1) 搂集要干净,牧草损失少,漏搂率小于;(2) 搂集幅宽为3.24.0 m;(3) 搂草生产率满足;(4) 搂草机配套动力范围为17.525 kw;3.2 搂草机方案的确定3.2.1 搂草机方案的选择因为工作部件的有不同形式,所以可以
17、分为把侧向搂草机可分为滚筒式搂草机、旋转式搂草机指跟轮式搂草机。(图3)是滚筒式搂草机主要工作部件,是一个可以绕水平轴旋转的搂草滚筒。可以根据挂接方式,分为牵引式和悬挂式两种。悬挂式由拖拉机动力输出轴驱动滚筒旋转,牵引式由行走轮驱动,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,这样有利于搂草。图3 滚筒式搂草机指盘式搂草机,其结构简单,操作也很方便,挂接在轮式拖拉机的悬挂装置上很合适,带搂齿的指盘为工作部件,机器可以让指盘按顺序把牧草传至后一个指盘,形成松散通风的草条。想调节草条的宽度可以通过改变指盘的角度。搂齿应该为长弹簧钢齿,梳草作用良好好,仿形性能很强,搂齿在
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