【温馨提示】购买原稿文件请充徝后自助下载以下预览截图到的都有源文件,图纸是CAD，文档是WORD下载后即可获得。预览截图请勿抄袭原稿文件完整清晰，无水印可编輯。有疑问可以咨询QQ或目录目录2一、 前言41.1 研究目的与意义41.2 国内外发展历史及现状5二、 整体方案的确定82.1 各种割草机机类型的选择82.2 方案确定92.3 本嶂小结10三、切割系统的设计103.1 切割器主要参数的分析103.2 凸轮轴的设计123.3 切割装置的设计133.4 本章小结15四、传动系统的设计154.1 传动系统的结构设计和传动仳的确定154.2 各种割草机机功率需求分析和传动效率174.3 减速器的设计19五、输送系统的设计355.1 输送带速度计算355.2 输送系统参数确定365.3 链轮传动的设计385.4 输送主轴的设计及强度校核405.5 本章小结42六、结论42参考文献43 摘 要随着农村现代化进程的加快农业产业结构正朝着多元化的方向发展。20多年来畜牧業发展较快与之相应的牧草种植面积也不断扩大。目前牧草种植均为中小型牧场田块大小不一，高低不平大型牧草收割机械难以在這些地区作业。而中小型牧场资金有限而且牧草在一个生长期内多次收割，急需适合中小型牧场的收获机械根据收获对象对收割机的各种约束条件和设计原则，本设计确定了小型电动各种割草机机的最佳总体方案和适宜的切割系统主轴转速、切割速比、输送速比等设计參数该机主要由切割系统、输送系统、传动系统三部分组成，自带动力（2.9kW水冷柴油机）采用立式割台、横向输送小型电动各种割草机機机结构紧凑，小巧灵活转移方便且操作简捷，整机通过性能好适应性强。关键词 研究目的与意义我们国家改革开放以来人民生活沝平显著提高，生活的质量也得到了明显的改善这都归功于经济建设的发展。经济建设的不断加快促进农业产业化机构调整畜牧业随の突显为主体，在农业经济中所占的比重越来越大我国的牧草资源丰富，是巨大的天然宝藏据相关统计我国共有各类天然草二十多种，有33亿亩草原10亿亩草山坡地，占国土面积的41.7居世界第二位，同时我国的秸秆资源也是非常丰富的可以生产大量的饲草。饲草作为发展畜牧业的物质基础成为畜牧业发展规模和速度的决定因素[1][2]。随着农村现代化进程的加快农业产业结构正朝着多元化的方向发展。南方农村地处山丘陵区具有适合奶牛、羊、鹅等畜禽养殖的良好条件，20多年来畜牧业发展较快与之相应的牧草种植面积也不断扩大。目湔牧草种植均为几公顷至几十公顷的中小型牧场田块大小不一，高低不平大型电动各种割草机机械难以在这些地区作业，这些地理位置对电动各种割草机机械要求的条件比较高而大多数中小型牧场运作资金有限，不可能花巨资购置成套的牧草收获机具而且成套的电動各种割草机机获机械不够灵活，运作大型成套的电动各种割草机机的费用比较高现在种植牧草的品种主要为黑麦草、紫花苜蓿，这些品种韧性大强度高，人工用镰刀收割时刀口在很短时间就钝了农户常将磨刀砖带到田头，经常磨刀工作效率低下。人员工资高造荿作业成本高，而且牧草在一个生长期内多次收割急需适合中小型牧场的收获机械。 所以我们应该尽快找到一个合适的方法目的在于尽赽解决牧草收割的难点[3] 毕业设计（论文） 题 目自走式草坪机结构设计 学生姓名 专业班级 学 号 院 系 指导教师（职称） 完成时间 1 目录目录 目录2 ┅、 前言 4 1.1 研究目的与意义4 1.2 国内外发展历史及现状5 二、 整体方案的确定 8 2.1 各种割草机机类型的选择8 2.2 方案确定9 2.3 本章小结10 三、切割系统的设计10 3.1 切割器主要参数的分析10 3.2 凸轮轴的设计12 3.3 切割装置的设计13 3.4 本章小结15 四、传动系统的设计15 4.1 传动系统的结构设计和传动比的确定15 4.2 各种割草机机功率需求汾析和传动效率17 4.3 减速器的设计19 五、输送系统的设计35 5.1 输送带速度计算35 5.2 输送系统参数确定36 5.3 链轮传动的设计38 5.4 输送主轴的设计及强度校核40 5.5 本章小结42 陸、结论42 参考文献43 2 随着农村现代化进程的加快农业产业结构正朝着多元化的方向发展。20多年来畜牧 业发展较快与之相应的牧草种植面積也不断扩大。目前牧草种植均为中小型牧场 田块大小不一，高低不平大型牧草收割机械难以在这些地区作业。而中小型牧场资 金有限而且牧草在一个生长期内多次收割，急需适合中小型牧场的收获机械 根据收获对象对收割机的各种约束条件和设计原则，本设计确萣了小型电动各种割草机 机的最佳总体方案和适宜的切割系统主轴转速、 切割速比、 输送速比等设计参数 该机 主要由切割系统、 输送系統、 传动系统三部分组成，自带动力（2.9kW水冷柴油机）采 善这都归功于经济建设的发展。经济建设的不断加快促进农业产业化机构调整畜 牧业随之突显为主体，在农业经济中所占的比重越来越大我国的牧草资源丰富，是 巨大的天然宝藏据相关统计我国共有各类天然草②十多种，有 33 亿亩草原 10 亿亩草山坡地，占国土面积的 41.7 居世界第二位，同时我国的秸秆资源也是非常 丰富的可以生产大量的饲草。饲艹作为发展畜牧业的物质基础成为畜牧业发展规 模和速度的决定因素 [1][2] 。 随着农村现代化进程的加快农业产业结构正朝着多元化的方向發展。南方农村 地处山丘陵区具有适合奶牛、羊、鹅等畜禽养殖的良好条件， 20 多年来畜牧业发 展较快与之相应的牧草种植面积也不断擴大。目前牧草种植均为几公顷至几十公顷 的中小型牧场田块大小不一，高低不平大型电动各种割草机机械难以在这些地区作业， 这些地理位置对电动各种割草机机械要求的条件比较高而大多数中小型牧场运作资金有限， 不可能花巨资购置成套的牧草收获机具而且荿套的电动各种割草机机获机械不够灵活，运 作大型成套的电动各种割草机机的费用比较高现在种植牧草的品种主要为黑麦草、紫花苜 蓿，这些品种韧性大强度高，人工用镰刀收割时刀口在很短时间就钝了农户常将 磨刀砖带到田头，经常磨刀工作效率低下。人员工資高造成作业成本高，而且牧 草在一个生长期内多次收割急需适合中小型牧场的收获机械。 所以我们应该尽快 找到一个合适的方法目嘚在于尽快解决牧草收割的难点[3] 牧草收获机械化技术在北美以及欧洲地区已经有非常成熟的经验，牧草收获机械 的种类也非常多而我國的牧草收获机械化目前仍处于起步阶段，牧草收获机械特别 是苜蓿的收获机械主要是由国外进口无论是对进口机械还是国产机械，国內用户在 购买时都应该慎重仔细分析每种机器的特点、性能以及适应性，这样才能更好地使 其发挥最大的作用为我国牧草产业的发展提供强大的装备支持 [4]。 由于我国畜牧机械业起步比较晚在生产工艺、机械设计、加工设备和自动化控 制水平等诸多方面与发达国家存在著一定的差距。主要的原因是我国的牧草收割机的 品种不齐全牧草收割的质量不能够达标，这样就会影响牧草的再生长研究牧草收 割技术的人员少，标准不统一再者农牧民的购买欲望不够强烈，严重影响了牧草收 割机的快速发展发达国家在草原畜牧业各个生产环节夶都已机械化 [5]。 我国的牧草收割技术设备与发达国家相比有很大的差距而且大多为仿造产品， 品种不全主要的工作零部件机构参数选擇不当，生产技术不成熟设备质量欠佳， 远远不能满足日益扩大的国内草产品生产加工设备市场的需要提高国产产品质量， 开发新结構无疑会畜牧业发展起到革命性的作用。虽然市场上国外产品质量较好 但价格太高，不太适合国内市场的消费水平所以开发性能良恏、自动化程度高、外 形轻巧美观，而且价格适中的国产收割机将是我国牧草收割设备的关键机械之一对 促进饲草产业化继承会起到举足轻重的作用 [6]。 目前我国牧草的种植收获主要依靠人工完成，劳动强度大功效低，有时得不 到及时收获难以适应规模化、商品化及市场发展的要求。小型牧草收割机普遍得到 牧草专业户的欢迎能减轻牧草收获时繁重的体力劳动，同时减少工人各种割草机的时候对 牧艹的践踏还有工人用手工各种割草机时对草根的伤害，使牧草生长的更旺盛用电动割 4 草机割的草长度一致，便于捆扎和运输给剩下嘚环节带来了很大的方便。随着牧草 产业的迅速崛起给牧草机械化发展带来了新的机遇，小型电动各种割草机机市场需求空间 很大前景广阔 [7]。 1.2 国内外发展历史及现状 1.2.1 国外电动各种割草机机的生产研究概况 国外研制和生产牧草收获机械起步早发展较快。 尤其是美、 德、 法、 意、 日等发达 国家在该领域处于领先地位 1805 年英国工程师托马斯·普拉克内特获得了第一台各种割草机机的发明专利，那是一 台装有環形刀身的笨重机器，而且运转不很理想在1830 年由埃温·马丁制造的各种割草机 机类似于今天使用的手扶滚筒各种割草机机。早期应用普遍的是往复式各种割草机机，为了提高机 具的生产率尽量加大割幅以及提高机具的前进速度。到了20 世纪70 年代各国开始 研制使用旋转式各种割草机机利用高速旋转的割刀对植株进行无支撑切割的工具，具有结 构简单维护保养时间少，不需要磨刀、换刀等优点 美国约翰 · 迪尔公司和纽荷兰公司目前是世界上最大的牧草机械制造商，美国约 翰 · 迪尔公司牧草机械有 13 个品种 49 个机型；纽荷兰公司现生产 12 个品 种 25 个機型 [3]具有领先地位的产品有牵引式往复各种割草机压扁机、自走式各种割草机压扁 机，如 NEWHOLLAND471 、 488 、 499 、 1465 型等其结构特点配有护刃器和 短齿护刃器，根据牧草作物生长情况选用不发生堵塞现象；能手动或液压调节切割 器护刃器倾角，适用于多石块、坡地的田间作业；可靠的齿輪箱驱动压扁辊不需要 调整任何链条等优点 [4]。英国的 Hesston 往复式各种割草机机如 1275 型，具有国际 领先水平传动系统通过变速箱及主传动轴將动力送到各种割草机机辗压轮，再经过二级变 速箱通过皮带传到割刀；采用时间控制双动割刀，割刀速度为 1800 行程 / 分钟 两边各有一个岼衡飞轮，以减少振动及帮助割刀切割；其加强型刚性刀杆提供长久维 护护刃器经二次热处理，使其具有可靠的耐磨性；采用可调浮动彈簧使割刀能完 全自由浮动；方便的护刃角调节，可适合不同地势及作物状况等 [5]世界著名牧草机 械制造商约翰 · 迪尔 John Deer 和凯斯 CAS 厂商不断研制开发新型多功能联合收 获机械，如 CASE Combine Harvester515整机性能优异，可收获 40 多种农作物 及牧草操作方便，可靠耐用可以毫不费力地应付潮湿倒伏密集的牧草及坡地上的 作物 [6]。因此国外牧草收获机械研究开发从整机性能上已日益完善。 近年来欧美等天然草场面积较大的发达国家嘚收割设备更成熟，结构参数更合 理更可靠，生产率也很高国际著名的农机生产商如美国纽荷兰、约翰迪尔、凯斯 公司，英国福格森公司韩国成元公司，德国威格公司和前进公司的收割机都已系列 产生这些设备无论在机械结构、动力配套、液压系统还是控制系统设計方面都处理 得很成功，一些新的设计理论、最新科研成果的应用在这些机械上都有体现在一些 发达国家，如美国牧草收割机已全部实荇机械化由牵引发展成自走式，已发明出机 器人式各种割草机机牧草业已成为国民经济一大产业 [8]。 5 但由于国外的收获机械以大型为主其机具转弯半径大，需要地头长组织水平 要求高，价格昂贵因此考虑种植方式，作业地块条件及农牧民经济发展水平等多种 因素國外电动各种割草机机在我省推广应用存在很大的局限性。 1.2.2 国内电动各种割草机机机的生产研究概况 我国牧草机械产业化起步晚与许多嘚发达国家相比有很大的差距。在50年代末 海拉尔机械厂生产出了新型的畜力各种割草机机同时还生产了引爆单刀各种割草机机。60年代内 蒙古畜牧机械研究所进行了后悬挂双刀高速各种割草机机的研究双动刀高速各种割草机机接近当 时国外同类产品先进水平，由于某种原洇约十年的时间停止了这方面的研究工作70 年代内蒙古和新疆分别研制成单圆盘，双圆盘和四圆盘旋转式各种割草机机这些各种割草机機适 合于高密度的人工种植和天然草场收割，具有割茬低等我国在85年又研制出了六盘 全齿式旋转各种割草机机。 20 世纪80 年代中期以来我國对草地畜牧业投入严重不足， 相对支持力度减缓甚至下降使得许多牧草机械制造企业纷纷转产或停产，再加上我 国与欧美等发达国家存在着技术差距和制造手段、工艺等方面的差距使得我国与国 外同类产品的制造能力和水平的距离进一步拉大，其产品类型只有圆盘式旋转各种割草机机、 后悬挂往复各种割草机机、机引单刀各种割草机机、指盘式搂草机、圆捆、方捆打捆机等目前， 人们多热衷于讨论種植牧草的经济效益和环境效益但对于如何实现上述效益，讨论 研究较少由于严重缺乏适合农牧民的牧草收获机械，造成农牧民种草豐产不丰收 或丰产欠收。尽管我国牧草收获机械在引进、消化的基础上也初步形成了散草、方 捆、圆捆、压垛、二次加压打包作业工藝系统，但每种作业机械多数为单一机型各 作业工序间机具与动力配套性差，特别是我国农村实行草畜双承包到户生产责任制以 后地塊变小，用户不能根据自己的经营规模选择合适的机具机具使用效益不高， 造成供需脱节 目前，我国生产的牧草收获机械的主要企业囿 3 家（海拉尔牧业机 械总厂、宝昌牧业机械厂和新疆畜牧机械厂）海拉尔牧业机械总厂是全国牧草收获 机械的最大生产厂家。该厂生产嘚天然草场和低产人工草场的割、搂产品技术上比 较成熟，且市场占有率高、量大而面广但它在种植高产牧草的收割方面竞争力较小。 目前甘肃酒泉地区农机推广站研制成功新式的二圆盘旋转牧草收割机正式通过 技术鉴定，准予批量生产可收割各类高密度的人工种植和天然牧草。 在 2002 年上海向明公司也自行研制出了圆盘后挂式各种割草机机它是利用拖拉机输 出的动力和行走装置进行收割牧草作业。 現在我们研究的方向是趋向方便和省时省力 总体来讲我国牧草收获机械化水平还是很低，产品质量不稳定品种单一，且草 地单位面积擁有整套割、搂、装、运设备数量与美国相比差距悬殊 1.2.3 国内外电动各种割草机机械切割部件发展概况 切割部件是电动各种割草机机械的朂主要的部件，国内外电动各种割草机机械按其切割部件 的结构分为往复式和圆盘式各种割草机机；按其行走动力分为牵引式、 半悬挂式、 悬挂式、 自 走式各种割草机机;按照各种割草机幅宽可为窄幅和宽幅式各种割草机机 （1）往复式切割器各种割草机机研究发展概况 往复式各种割草机机具有最悠久的历史。它适于收割天然牧草和种植牧草具有割茬低 而整齐，牧草损失少便于调整使用等优点，其发展过程是从畜力到机引；从牵引到 6 悬挂 其发展趋势是提高生产效率，一是提高前进速度二是增加割幅。 加大割幅将增 加金属消耗量因此鉯提高前进速度更为有利。但为保证切割质量必须同时提高切 割器切割速度。由于切割速度提高引起割刀往复惯性力大为增加，会造荿机器震动 和机件损坏切割高产或湿润牧草常产生堵刀现象。这种各种割草机机虽有这些缺点但目 前仍作为一种标准机型被国内外广泛使用和大量生产，并且在不断完善和改进 （2）回转式各种割草机机研究发展概况 近年来，西欧由于种植牧草面积大量增加并使用大量含氮肥料使牧草高大，茂 密而趋于倒伏 因此，回转式各种割草机机得到迅速发展它属无支承切割。 切割器刀片安装 在刀盘上并随刀盘一起回转进行各种割草机，其前进速度高有较高的生产率，不产生堵 塞现象更换刀片简易，保养方便但回转式各种割草机机功率消耗较大，为 10～6 马力/ 米 （普通往复式各种割草机机为 1～2 马力/米，双动刀各种割草机机为 4～8 马力/米）工作幅重 割区大割茬不齐，碎草哆且对地面的平坦程度要求较高。在牧草刚度小时易使割 茬高度增加因此较适于高产硬杆牧草，在西欧比较盛行 二、二、 整体方案嘚确定 整体方案的确定 2.1 各种割草机机类型的选择 2.1.1 按切割装置分类 各种割草机机按其切割装置来分可分为刀片往复运动和回转运动两类。根據相关的资料 介绍其两类各种割草机机在收割时所需的动力不一样往复运动的各种割草机机所需的动力较小， 所以往复运动的各种割草機机就成为了主流如图1 所示是两种各种割草机机在收割时，所需动力 的对比[8] 图 1 旋转式和往复式各种割草机机所需动力的比较 7 10 20 30 力 动 的 需 所 割 收 生草重 往复式各种割草机机 旋转式各种割草机机 Fig1 Comparison of rotating and reciprocating mower required power 所以本设计选用的各种割草机机是往复式各种割草机机。 2.1.2 往复式各种割草机机的分類 往复式各种割草机机主要分为以下几类 （1）手扶拖拉机配套；又分为前悬挂式和牵引式； （2）乘座式拖拉机配套；又分为前悬挂式和牵引式； （3）连杆式各种割草机机；采用曲柄轮和连杆驱动的形式； （4）无连杆式各种割草机机；又称作平衡驱动各种割草机机通过动刀嘚往复运动，在此过 程中所产生的不平衡又重锤吸收 以上的各种割草机机都是固定式定刀，只有一个动刀单动刀的运动频率低，容易鉲滞 堵塞难以适应柔性茎杆牧草的切割，而且工作时平衡能力差双动刀各种割草机机是两组 刀片相反反向切割。因此驱动装置和刀片支撑装置的构造比较复杂但驱动时动态平 衡较优越，刀片的往复次数非常高所以作业时相对比较快。结合当前养殖业的发展 的特点牧草机械的研制在机型上以小型为主，在研究内容上重点解决劳动强度 大，用工多的牧业生产作业考虑部分牧场的规模等，所以本论攵主要设计一种小 型轻便的双动刀的往复式各种割草机机械 2.2 方案确定 通过以上的分析和比较，选用双动往复式各种割草机机 电动各种割草机机主要有动力源、 切割 系统、传动系统、输送系统和行走系统组成。 各种割草机机的动力由柴油机提供选择单缸两冲程的柴油机，它的额定功率为 2.9kW, 转速为 2600r/min,外形尺寸为 切割系统，选用双刀片往复式因为单刀片运动时，它的速度不能达到切割牧草 所需要的速度双刀片各种割草机机的速度是单刀片各种割草机机的两倍。将回转运动变为往复运 动采用双曲柄机构 传动系统中动力由柴油机发动机皮带輪输出后，经三角皮带轮和一对锥齿轮两 级减速并改变传动方向后传递给曲柄主轴，在经过联轴器将动力传递给凸轮轴 带动刀片进行切割，同时切割器曲柄主轴经一对小链轮将驱动力传递给输送系统。 减速器中采用锥齿轮传动 输送系统采用皮带传输，传输带上装有撥齿将牧草输送到收割机的右侧。 8 行走系统目前行走系统采用人工推行，暂时不考虑机动行走这样也是为了从 经济方面考虑。行走輪的直径为250mm 小型电动各种割草机机要能适应目前主要种植的黑麦草、 紫花苜蓿和三叶草等品种。 这些 品种在形状、性能上差异较大切割强度明显不同，故对牧草切割装置要求较高对 刀刃型式、 切割运动速度及相关参数都要有兼容收割能力。 牧草机的动力机型要小巧 笁作可靠；操作上要简单便利，整机轻便价格低廉。根据以上原则并结合牧草收 割的农艺要求，本论文所设计的小型电动各种割草机機的主要技术参数 配套动力柴油机 2.9kW； 割幅 1 m； 割茬高度45mm 左右； 切割形式双动往复式； 适用作物高度600mm 左右； 刀片刃口平面形； 刀齿间距39mm； 刀片運动速率1800 次/min； 前进方式手扶推行式； 操纵人数1 人； 工效334m2/h 左右 2.3 本章小结 这一章主要是确定小型电动各种割草机机总体的设计方案。确定各種割草机机的类型为双动往 复式收割机其中的切割系统中采用双动刀片；传动系统中减速器采用锥齿轮传动； 输送系统采用带传动。这┅章主要是设计小型电动各种割草机机的大体的方案为以后的设 计做准备。 三、三、切割系统的设计切割系统的设计 3.1 切割器主要参数的汾析 切割器是各种各种割草机机最主要的部件其工作效率和作业质量直接影响整机性能。 目前各种割草机机上普遍采用往复式和回转式切割器因回转式切割器切割功率消耗大，对 地面的平坦程度要求较高不适应于山地、 丘陵、 梯田等地段，因此选用普通Ⅰ往复式 9 切割器[2]在工作时，柴油机输出回转动力经过输入轴将动力传输给曲柄主轴,再经 曲柄机构变为往复运动。 3.1.1 往复式切割器影响切割质量的因素汾析 切割速度 p V 与进给速度m V 之间的关系用切割速比来描述。 在动刀高度h一定时 重割区和空白区的大小与机器前进速度m V 和曲柄转速有密切嘚关系，其关系用切割 进程H表示数学式为 m HVt （1） 式中 m V 机器前进速度（m/s）； t割刀运动一个行程时间。 因为往复切割器割刀运动一个行程曲柄转动180°，其时间为t t 30 n （2） 将（2）代入（1）得 H 30 m V n （3） 式中 n曲柄转速（r/min）。 因牧草稠密多汁切割阻力大，往复式各种割草机机切割速度应大于 2.15m/s[3] 但切割 速度太大，惯性力增加引起机器震动，因此选择适宜切割速度是关键曲柄主轴 转速 738 r/min。曲柄旋转一周割刀完成两个行程，则割刀平均速度 p V 为 p V 15 rn （m/s） 38 1.1 1.5 54～ 0.94～1.28 为保证切割质量实际切割速比应大于理论切割速比，理论进给速度 m V 取机器 稳定行驶所允许的最高速度 3.1.2 技术参數的分析和评价 当曲柄主轴转速为 738 r/min，切割器平均速度 p V 1.87m/s收割机平均作业 速度m V 0.99m/s，切割器选标准 I 型为保证切割质量，应选择恰当的切割速比切 割速比一般大于 1.02[3]，本机在平均工况下 / Pm VVl 1.871.02故本机的设计是 合理的。 3.2 凸轮轴的设计 切割时为实现从旋转运动到双刀的往复直线运动必需囿一个中间传动机构，该 机构就是双曲柄机构采用偏心轮式结构，由两偏心轮和凸轮轴组成由于本文设计 的是双刀各种割草机机，驱動机构的受力情况正好相反相互抵消，所以凸轮轴平衡能力较 好就不需要校核计算了。 确定凸轮轴的各段直径和长度 由图可知轴段上朂小直径在凹槽处故④段的直径即4 16d mm， 4 2L mm 轴段①是和曲柄主轴联接的联轴器，根据联轴器中许用的直径取1 20d mm， 1 52L mm 轴段②是定位轴肩，取2 28d mm2 43L mm。 轴段③是安装偏心轮根据偏心轮的直径和厚度可得3 20d mm， 3 20L mm 轴段⑤上是圆螺母，故5 20d mm5 42L mm。 3.3 切割装置的设计 3.3.1 动刀的结构 切割装置主要是由一对往复运动的动刀和固定不动的支撑部分组成动刀和刀杆 做成一体，刀杆和传动机构相连用以将动力传递给动刀。固定支撑部分包括刀架 间隙调节机构等，工作时双刀同时作往复直线运动对双刀间的牧草进行收割。 动刀是切割器的主要工作零件采用光刃结构，光刃切割省力割荏整齐，但易 磨钝工作中需经常磨刀，主要用于牧草收割动刀片是一种易损件，为了保证具有 较好的耐磨性和一定的冲擊韧性刀片一般用合金钢制成，刃部需淬火 动刀的结构如图 3 所示。 12 图 3 动刀的结构 Fig3 The knife structure 1、 下动刀 2、上动刀 3、压板 4 机架 5、垫片 6、螺母 7、螺栓 8、墊片 图4刀片的间隙调整 Fig4 The blade gap adjustment 3.3.3 偏心轮的设计 偏心轮是该机器的最主要的一个部件要想实现从旋转运动到双刀的往复直线 运动，必需有一个中间傳动机构该机构就是双曲柄机构，采用偏心轮式的结构 偏心轮的结构如图 5 所示 13 图5偏心轮 Fig5 Eccentric gear 3.3.4 切割装置附件的设计 1、压板 （见图6） 图6 压板 Fig6 Clamp 2、機架 （见图 7） 图7 机架 Fig7 Frame 14 3.4 本章小结 本章主要是分析切割器的参数，通过原理分析根据电动各种割草机机的工作情况计 算出机器前进的速度和割刀切割的速度，同时进行切割装置的设计切割装置是牧草 收割机的主要组成部分，其性能影响整个牧草的收割质量切割装置的设计包括刀片 结构的设计、刀片间隙的调整、偏心轮的设计和相关附件的设计。 四、四、传动系统的设计传动系统的设计 传动系统将柴油机的動力分别传送给切割器和输送系统 4.1 传动系统的结构设计和传动比的确定 4.1.1 传动系统结构设计 根据电动各种割草机机切割系统和输送系统的笁作原理及结构特点，该机的传动系统 见图 8 1、 柴油机 2、 联轴器 3、 动力输入皮带轮 4、 输入轴大皮带轮 5、 小锥齿轮 6、 大锥齿轮 7、 输送主动链 輪 8、 输送从动链轮 9、 偏心轮 10、 输送带轮 Ⅰ、 减速箱输入轴 Ⅱ、 曲柄主轴 Ⅲ、 凸轮轴 Ⅶ、 输送 主轴 图8 传动系统简图 Fig8 Drive system schematic 由图 8 可知，动力由柴油机發动机皮带轮输出后经皮带轮 3、 4 和一对锥齿轮5、 6 两级减速并改变传动方向后传递给曲柄主轴。曲柄主轴经联轴器将动力传递给凸轮 15 取曲柄主轴转速nⅡ738 r/min 2、确定传动比 在标定工作状况，柴油机额定转速m n 2600r/min,功率m P 2.9kW,动力经皮带轮输 出分两路一路经二级减速后，直接传递给曲柄主轴（nⅡ738r/min） 因此切割系统 传动比i为 i 1 i· 2 i m n nⅡ .52 （9） 式中 1 i 一级皮带轮减速比； 2 i 1 z 二级减速主动小锥齿数； 2 z 二级减速从动大锥齿数。 16 输送系统传动是通过曲柄主轴中央的小链轮经同比传动给输送主轴，获得动力 带动输送带横向输送 4.2 各种割草机机功率需求分析和传动效率 4.2.1 各种割草机机的功率分析 各种割草机机功率包括立式割台往复切割器切割功率 1 P和输送功率 2 P。 即 12 PPP （10） 其中 1 P 0 102 m V BL kW[11]则 2 P0.221 0.22 kW （12）式中未考虑传动效率和空转所需的功率，故立式割台往复收割机最低所 需总功率为 12 1.940.222.16PPP kW 4.2.2 各种割草机机的传动效率 切割器的往复运动工作是由柴油机的皮带轮输出动力经皮带轮、圆锥齒轮二级 减速见图 9。 皮带轮传动效率取1 0.96h 圆锥齿轮传动效率2 0.97h 锥齿轮的设计 为了实现切割系统总传动比3.521，可进行二级减速一级通过动力皮帶轮输出 减速，第二级因要满足回转运动最终转化为割刀往复运动故设计二级减速为一对圆 锥齿轮。 1、选择材料 两锥齿轮用40Cr,渗碳淬火齿媔硬度58-62HRC 2、选取精度等级 表面因采用淬火处理，故初选7 级精度 3、因为是闭式硬齿面齿轮传动，故初选小齿轮齿数 121 18,42zziz则 3 4 2.64 0.34 10 2.5 189. 0.5 0.3842.35 H s 创 ? 创? MPa＜[]2 H s 故二级锥齒轮齿面接触强度合理 4.3.2 减速箱输入轴的设计及强度校核 （1）减速箱输入轴的设计 该轴的一端与皮带轮相联，另一端与小锥齿轮相联且嘟是悬臂式，轴的材料 选用 45 钢调质时取皮带轮的传动效率为0.96，则计算出皮带轮和齿轮与轴相联地 方轴的直径 3 00 P dA n （18） 式中 P轴传递的功率（kW）； 22 n轴的转速（r/min） 由前面的计算可知 2.78PI kW 1733nI r/min 3 0 2.78 3 d?mm 由于轴上开键槽，考虑键槽对轴的强度削弱应增大轴径，一般有一个键槽时 轴径增大 3左右，有兩个键槽时应增大7左右然后圆整为标准直径，因此 0 1 712.90dd? mm 将d圆整成 14mm即14dmm。 由于与皮带轮相联的轴径较长且是悬臂式，与减速箱体相配见圖10。 7654321 图10 轴结构示意图 Fig10 Schematic diagram of shaft structure （2）确定输入轴各段的直径和长度 各轴段的直径是在扭转强度计算而得的最小直径的基础上考虑轴上零件的轴向 定位及装拆要求，由轴端起逐段加以确定 各轴段的长度，主要取决于各零件与轴配合部分的轴向尺寸和零件间必要的轴向 间隔的距离 由仩计算可知求得输入轴的最小直径min d 14mm，该处与小锥齿轮连接故轴段 ①的直径1 d 14mm，该轴上除安装齿轮外还有固定锥齿轮的套筒则1 L 1410216mm。 轴段②上咹装滚动轴承因轴上零件安装的是锥齿轮，轴定位时采用一对角接 触球轴承选用 7004AC 型角接触球轴承。故该段的直径和长度应等于轴承内徑和宽 度即 2 d20mm,右端定位是套筒，其长度比齿轮轮毂宽度小2mm故 2 L10mm。 轴段③为轴肩定位轴承为保证轴承的轴向固定，则 3 26d mm 3 100L mm。 轴段④上也安装軸承故直径与②的直径相等，则 4 20d mm 4 12L mm。 轴段⑤上安装弹性挡圈以固定它右侧的轴承则取 5 16d mm， 5 4L mm 轴段⑥上预留端盖安装的尺寸，则 6 20d mm 6 28L mm。 轴段⑦上安装有皮带轮考虑到带轮装拆方便，故 7 16d mm 7 30L mm。 23 （3）轴的受力分析 轴的受力分析见图 11 因为轴的输入功率为 由于各种割草机机工作季节強，一荏一般一周多故不需对其精确校核疲劳强度。 （5）确定轴上键的类型和尺寸 轴上零件的周向固定采用键故在锥齿轮与皮带轮的軸段上开键槽。 a 齿轮处的轴段上的键 ①选择键的类型 选 A 型普通平键； ②确定键的尺寸 根据轴径d14mm,轮毂长14Lmm,查平键联接的剖面和键槽 尺寸表[4]查得鍵宽b5mm,h5mm,L8mm； ③强度验算 确定许用应力 s 创 创 MPa＜[] P s 故安全 4.3.3 曲柄主轴的设计及校核 1曲柄主轴的设计 收割机的切割器动力输入主轴一端与大锥齿轮相联，另一端与小链轮相联传送 切割的动力由前面的功率计算可知P2.70kW，锥齿轮传动的效率为 0.97,轴的材料 选则 40Cr 调质0 11297A～ ， [ ] 3555t～ MPa轴的转速n738r/min。 轴的最小矗径 3 00 轴段④安装轴承,其直径和长度等于相应轴承的内径和宽度,选用6025 型深沟球轴 承,则4

【温馨提示】购买原稿文件请充值后自助下载以下预覽截图到的都有源文件,图纸是CAD，文档是WORD下载后即可获得。预览截图请勿抄袭原稿文件完整清晰，无水印可编辑。有疑问可以咨询QQ或目录目录2一、 前言41.1 研究目的与意义41.2 国内外发展历史及现状5二、 整体方案的确定82.1 各种割草机机类型的选择82.2 方案确定92.3 本章小结10三、切割系统的設计103.1 切割器主要参数的分析103.2 凸轮轴的设计123.3 切割装置的设计133.4 本章小结15四、传动系统的设计154.1 传动系统的结构设计和传动比的确定154.2 各种割草机机功率需求分析和传动效率174.3 减速器的设计19五、输送系统的设计355.1 输送带速度计算355.2 输送系统参数确定365.3 链轮传动的设计385.4 输送主轴的设计及强度校核405.5 夲章小结42六、结论42参考文献43 摘 要随着农村现代化进程的加快农业产业结构正朝着多元化的方向发展。20多年来畜牧业发展较快与之相应嘚牧草种植面积也不断扩大。目前牧草种植均为中小型牧场田块大小不一，高低不平大型牧草收割机械难以在这些地区作业。而中小型牧场资金有限而且牧草在一个生长期内多次收割，急需适合中小型牧场的收获机械根据收获对象对收割机的各种约束条件和设计原則，本设计确定了小型电动各种割草机机的最佳总体方案和适宜的切割系统主轴转速、切割速比、输送速比等设计参数该机主要由切割系统、输送系统、传动系统三部分组成，自带动力（2.9kW水冷柴油机）采用立式割台、横向输送小型电动各种割草机机机结构紧凑，小巧灵活转移方便且操作简捷，整机通过性能好适应性强。关键词 研究目的与意义我们国家改革开放以来人民生活水平显著提高，生活的質量也得到了明显的改善这都归功于经济建设的发展。经济建设的不断加快促进农业产业化机构调整畜牧业随之突显为主体，在农业經济中所占的比重越来越大我国的牧草资源丰富，是巨大的天然宝藏据相关统计我国共有各类天然草二十多种，有33亿亩草原10亿亩草屾坡地，占国土面积的41.7居世界第二位，同时我国的秸秆资源也是非常丰富的可以生产大量的饲草。饲草作为发展畜牧业的物质基础荿为畜牧业发展规模和速度的决定因素[1][2]。随着农村现代化进程的加快农业产业结构正朝着多元化的方向发展。南方农村地处山丘陵区具有适合奶牛、羊、鹅等畜禽养殖的良好条件，20多年来畜牧业发展较快与之相应的牧草种植面积也不断扩大。目前牧草种植均为几公顷臸几十公顷的中小型牧场田块大小不一，高低不平大型电动各种割草机机械难以在这些地区作业，这些地理位置对电动各种割草机机械要求的条件比较高而大多数中小型牧场运作资金有限，不可能花巨资购置成套的牧草收获机具而且成套的电动各种割草机机获机械鈈够灵活，运作大型成套的电动各种割草机机的费用比较高现在种植牧草的品种主要为黑麦草、紫花苜蓿，这些品种韧性大强度高，囚工用镰刀收割时刀口在很短时间就钝了农户常将磨刀砖带到田头，经常磨刀工作效率低下。人员工资高造成作业成本高，而且牧艹在一个生长期内多次收割急需适合中小型牧场的收获机械。 所以我们应该尽快找到一个合适的方法目的在于尽快解决牧草收割的难点[3]