自走懸掛式往復(fù)割草機畢業(yè)設(shè)計說明書

1、目 錄1 驅(qū)動方案論證31.1 幾種典型驅(qū)動方案的簡介與對比31.1.1 曲柄連桿機構(gòu)31.1.1 擺環(huán)機構(gòu)31.1.3 擺桿機構(gòu)31.1.4 雙配重輪機構(gòu)41.2 驅(qū)動方案總體確定41.3 方案的結(jié)構(gòu)和原理簡介41.3.1 驅(qū)動部件41.3.2 驅(qū)動部件42 傳動機構(gòu)設(shè)計42.1 功率消耗52.2 拖拉機型號52.3 拖拉機轉(zhuǎn)速62.4 皮帶選型62.5 傳動比確定63 傳動方案的計算63.1 各軸的轉(zhuǎn)速63.2 各軸輸入功率63.3 各軸轉(zhuǎn)矩63.4 V帶及帶輪計算63.5 V帶安裝94 軸的設(shè)計及其計算94.1 軸的最小直徑計算94.2 各軸直徑的選取94.3 軸一的校核105 曲柄的設(shè)

2、計及計算125.1 曲柄的直徑計算125.2 曲柄的力平衡126 機架主要尺寸設(shè)定136.1 機架的設(shè)計136.2 掛刀架的設(shè)計146.3 傾斜提升機構(gòu)設(shè)計157. 結(jié)論16參考文獻17謝 辭18小型自走懸掛式往復(fù)割草機的設(shè)計扣扣1269408632摘要：大力發(fā)展畜牧機械化是我國現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展的必要條件，只有實現(xiàn)機械化，才能真正提高畜牧業(yè)的水平，畜牧業(yè)的產(chǎn)出增加，牧民的收入提高，生活水平才得以改善。在畜牧業(yè)中牧草的種植，收割，存儲等技術(shù)都需要改進，農(nóng)牧民急需適用性能可靠的，價格適中的機械設(shè)備，代替手工操作，提高效益，增加收入。在牧草切割機技術(shù)方面，割草機的種類少，構(gòu)造復(fù)雜，維修使用不方便，價格

3、高，基于此本文進行了后懸掛往復(fù)式牧草收割機的設(shè)計及分析。其次經(jīng)過討論篩選確定了收割機的基本結(jié)構(gòu)，后懸掛往復(fù)式割草機，由國產(chǎn)小型拖拉機后側(cè)懸掛帶動行進并輸出動力，采用偏置式曲柄連桿機構(gòu)，帶動切割。提升傾斜機構(gòu)采用傳統(tǒng)的液壓提升。關(guān)鍵詞：割草機；后懸掛；曲柄連桿前言我們國家改革開放以來，國民生活水平顯著提高，生活質(zhì)量得到改善，這都?xì)w功于經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展。經(jīng)濟建設(shè)的不斷加快促使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)調(diào)整，草原畜牧業(yè)隨之突顯為主體，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中所占的比重越來越大。我國牧草資源豐富，是巨大的天然寶藏，據(jù)統(tǒng)計，我國共有各類天然草二十多種，有33億畝草地，10億畝草山坡地。占國土面積的41.7%，僅次于澳大利亞，居世

4、界第二位，同時也是秸稈資源最為豐富的國家之一，可生產(chǎn)大量的飼草，飼草作為發(fā)展畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，成為畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)模和速度的決定因素。1 驅(qū)動方案論證1.1 幾種典型驅(qū)動方案的簡介與對比 a b c d圖1-1 驅(qū)動方案簡圖a：曲柄連桿機構(gòu)；b：擺環(huán)機構(gòu)；c：擺桿機構(gòu)；d：雙配重輪機構(gòu)1.1.1 曲柄連桿機構(gòu)連桿與刀桿頭采用球鉸鏈，同時在連桿增加以相同意義上的回轉(zhuǎn)副，使他能適應(yīng)由于護刃器在水平方向的變形、地形的起伏、調(diào)節(jié)切割器的俯仰等原因而引起的割刀位置和方向上的變動。該機常用于普通牽引式割草機以及側(cè)懸掛或后懸掛割草機。1.1.1 擺環(huán)機構(gòu)擺環(huán)機構(gòu)直接安裝在切割器的內(nèi)滑腳上，由拖拉機動力輸出軸痛過

5、帶輪傳動，形成無連桿驅(qū)動。它具有直接驅(qū)動的優(yōu)點，并且結(jié)構(gòu)緊湊，便于加平衡塊實現(xiàn)全平衡。在割草機中使用日益廣泛。1.1.3 擺桿機構(gòu)由曲柄和兩擺桿組成，擺桿之一的端部配有重錘，另一擺桿與刀桿頭相連，刀桿頭由彈簧片與割刀固定，兩擺桿的擺動相差180度，以便進行平衡。這種機構(gòu)在平衡后尚剩下一周期性變化的力矩未能平衡。1.1.4 雙配重輪機構(gòu)由安裝在內(nèi)滑腳的一對對轉(zhuǎn)的平衡配重輪和兩個短連桿組成。兩平衡重的垂直分力相互抵消，而水平分力可以近似的全平衡割刀往復(fù)慣性力，無不平衡力矩。它采用在國外進行全平衡的現(xiàn)代割草機。1.2 驅(qū)動方案總體確定根據(jù)所要求的后懸掛往復(fù)式割草機的性能、割草機對應(yīng)的人群所能承受的經(jīng)

6、濟能力及分析四種典型驅(qū)動方案造價后，決定采用常見的曲柄連桿機構(gòu)，因為其造價便宜，容易拆卸維修，以至于割草機整機的生產(chǎn)成本就會降低，而且現(xiàn)階段曲柄連桿跟我所學(xué)過的知識比較吻合，故選取曲柄連桿方案。1.3 方案的結(jié)構(gòu)和原理簡介方案采用皮帶輪傳動，利用拖拉機動力輸出軸作動力源，以曲柄連桿機構(gòu)帶動割刀作往復(fù)直線運動，從而完成牧草切割。當(dāng)切割器工作過載時，皮帶將打滑，以保證零件不受損壞。圖1-2 曲柄結(jié)構(gòu)簡圖1.3.1 驅(qū)動部件方案中以拖拉機輸出軸為動力源，帶動大帶輪，大帶輪帶動小帶輪以至于提高速度。1.3.2 驅(qū)動部件拖拉機動力由帶輪提速后，傳給曲柄，曲柄上有偏置的連桿，連桿與刀桿頭鉸鏈，由此帶動割刀

7、做一定距離內(nèi)做往復(fù)運動。 2 傳動機構(gòu)設(shè)計根據(jù)割刀割副B：1m前進速度V0：2.22.7m/s,確定了傳動方案。圖2-1 傳動結(jié)構(gòu)1：拖拉機輸出軸；2：帶輪；3：曲柄機構(gòu)；4：連桿機構(gòu)；5：切割器2.1 功率消耗割草機消耗的功率主要分為四種：P1 割草功率P2 提升切割器的功率P3 拖動切割器功率P4 割草機滾動功率查表得：割草機的割草功率提升切割器功率拖動切割器功率割草機滾動功率總功率2.2 拖拉機型號根據(jù)功率及成本選擇國產(chǎn)時風(fēng)拖拉機SF-250，功率為16.1KW，輸出軸轉(zhuǎn)速為。2.3 拖拉機轉(zhuǎn)速割刀的速度為2.286m/s曲柄的轉(zhuǎn)速為900r/min查表得此型號的拖拉機轉(zhuǎn)速為540r/m

8、in2.4 皮帶選型根據(jù)拖拉機的型號功率，選擇用V帶。2.5 傳動比確定傳動比小于5，合適3 傳動方案的計算3.1 各軸的轉(zhuǎn)速3.2 各軸輸入功率查表得萬向聯(lián)軸器傳動效率：0.99深溝球軸承傳動效率：0.98帶輪傳動效率：0.943.3 各軸轉(zhuǎn)矩拖拉機輸出軸轉(zhuǎn)矩軸一轉(zhuǎn)矩軸二轉(zhuǎn)矩3.4 V帶及帶輪計算查表得工況系數(shù)（P為拖拉機輸出軸功率）根據(jù)查手冊得V帶的型號為C型。根據(jù)和功率查手冊得小帶輪直徑為大帶輪直徑，符合傳動要求。帶速，帶速符合要求。根據(jù)（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）確定中心距，初定中心距為400mm所需基準(zhǔn)長度實際中心距小帶輪包角，包角符合要求。查表得V帶根數(shù)為3根。單根V

9、帶預(yù)緊力是包角修正系數(shù)，查表3.1-12得C型修正系數(shù)0.95是V帶的線質(zhì)量，查表3.1-13得C型V帶質(zhì)量0.33作用在軸上的軸壓力序號計算項目符號單位參數(shù)選定1設(shè)計功率2選定帶型3傳動比4小帶輪直徑5大帶輪直徑6帶速7初定軸間距8所需基準(zhǔn)長度9實際軸間距10小帶輪包角11V帶根數(shù)12單根V帶的預(yù)緊力13作用的軸向力表3-1 帶輪設(shè)計計算3.5 V帶安裝圖3-1 帶輪的安裝帶輪安裝在軸上，軸由軸承底座固定在機架上，因為包角大小合適，所以不需要張緊輪。4 軸的設(shè)計及其計算4.1 軸的最小直徑計算選取軸的材料為40，調(diào)質(zhì)處理。由手冊查表得，取軸一：，軸一最小直徑為：軸二：，軸一的最小直徑為：4.

10、2 各軸直徑的選取軸一最小直徑為，因為軸一有鍵槽等技術(shù)要求，選取最小直徑為。軸二最小直徑為，因為軸二有鍵槽等技術(shù)要求，選取最小直徑為。4.3 軸一的校核圖4-1 軸一的設(shè)計圖圖4-2 軸一受力及彎矩分析圖查手冊得：V帶輪對軸的徑向力，轉(zhuǎn)矩，因為其右側(cè)連有萬向聯(lián)軸器，；豎直方向F為0：B點M為0：得到，水平方向F為0：B點M為0：得到，C截面左側(cè)豎直方向水平方向其合成彎矩為C截面右側(cè)豎直方向水平方向其合成彎矩為B截面左側(cè)豎直方向水平方向B截面右側(cè)豎直方向水平方向危險截面在B截面右側(cè)。5 曲柄的設(shè)計及計算5.1 曲柄的直徑計算查資料得，r=37.6（mm）式中為連桿長，e為偏心距，s為割刀行程。5

11、.2 曲柄的力平衡往復(fù)式切割器的割刀有往復(fù)慣性力，特別對高速作業(yè)的機器（如割草機），由于曲柄轉(zhuǎn)速高，慣性力頗大（每米割刀慣性力達(dá)60-80公斤），使機器產(chǎn)生劇烈振動而影響零部件的實用壽命和工作質(zhì)量。為此對割刀的慣性力進行平衡。其平衡方法有部分平衡法及全平衡法兩種。一般而言，部分平衡法適用于一般的割草機。故對此割草機我們采用部分平衡法。圖5-1 曲柄部分力平衡如圖5-1，在曲柄的對面增設(shè)配重，利用配重的離心慣性力來平衡割刀的一部分往復(fù)慣性力。該平衡的理論計算是一種近似計算法。其理論的基礎(chǔ)是假設(shè)連桿的1/3部分同銷做圓周運動，2/3部分同割刀做往復(fù)運動。在水平方向上慣性力平衡方程式該公式中割刀與2

12、/3連桿部分的往復(fù)慣性力，為割刀的質(zhì)量，取，為連桿的質(zhì)量，取，為曲柄半徑，為曲柄的角速度，為曲柄轉(zhuǎn)角。為連桿部分的離心慣性力，為加配種后曲柄盤所產(chǎn)生的離心慣性力，為曲柄盤的質(zhì)量，取。為曲柄盤重心的旋轉(zhuǎn)半徑，取代入上式得上式簡化后可得即往復(fù)慣性力平衡成都為0.18平衡后在垂直方向引起最大平衡慣性力為故只需要在連桿部分消減34KG即可。6 機架主要尺寸設(shè)定6.1 機架的設(shè)計因為機架要承重，故選取的方鋼，便于承重與焊合。如圖6-1圖6-1又根據(jù)大帶輪與小帶路的軸距，我選取的方鋼焊合。如圖6-2 圖6-2割草機為后懸掛，故需要掛桿，機架完整結(jié)構(gòu)如圖6-3 圖6-36.2 掛刀架的設(shè)計掛刀架部分一邊與機

13、架相連，一邊與割刀相連，該部分結(jié)構(gòu)如圖6-4圖6-4與割刀相連結(jié)構(gòu)如圖6-5 圖6-5 6.3 傾斜提升機構(gòu)設(shè)計傾斜提升機構(gòu)采用傳統(tǒng)的提升機構(gòu)，用液壓缸來控制割刀的提升，具體設(shè)計如圖6-6圖6-67. 結(jié)論經(jīng)過幾個月跟同學(xué)的一起設(shè)計，我學(xué)到了很多割草機的知識，我們的總裝圖如圖7-1。圖7-1參考文獻1張龍.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊M.北京.國防工業(yè)出版社.2006.52濮良貴,紀(jì)名剛.機械設(shè)計.第八版M.西北工業(yè)大學(xué).高等教育出版社.20063成大先.機械設(shè)計手冊.單行本/機械傳動S.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2004.14東北農(nóng)學(xué)院.畜牧業(yè)機械化M.北京.中國農(nóng)業(yè)出版社.1981.15蔣恩臣.畜牧業(yè)

14、機械化.M.北京.中國農(nóng)業(yè)出版社.2005.16王天麟.畜牧機械M.北京.農(nóng)業(yè)出版社.19887饒應(yīng)昌.配合飼料技術(shù)M.北京.科學(xué)技術(shù)文獻出版社.19878Karinakar,S;Basak,S.Agrieultural MeehaniZation Seenario in Darjeeling Distriet of wes Bengal.ENVIRONMENTANDECOLOGY.01-Jan-2002;謝 辭通過這次畢業(yè)設(shè)計，我很有很大的收獲，使我系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了大學(xué)的各個專業(yè)課程，不僅再次學(xué)習(xí)與應(yīng)用了繪圖軟件UG，學(xué)會使用工具書，而且培養(yǎng)了綜合運用知識的能力。完成這篇畢業(yè)設(shè)計，我要感謝我的導(dǎo)師郭老師對我的教導(dǎo)與提點，也要感謝班主任王老師對我的關(guān)心與幫助。是老師給我打下了比較堅實的基礎(chǔ)，當(dāng)我遇到難題時，我的導(dǎo)師引導(dǎo)我不斷學(xué)習(xí)，不斷進步，掃去一個個障礙。才使得我能在設(shè)計中更好、更迅速地汲取知識，同時感謝我所有的老師和同學(xué)對我的教導(dǎo)與幫助，感謝學(xué)校為我提供了良好的學(xué)習(xí)、實踐環(huán)境。在設(shè)計的過程中，我對機械的有關(guān)各個零部件有機的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識。培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機械設(shè)計課程及其他課程的理論知識和應(yīng)用生