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1、摘 要玉米是我国三大粮食作物之一，各地方都有种植，无论是对于提高粮食综合玉米生产能力、确保粮食安全，还是对于满足日益增长的饲料需求，都具有举足轻重的地位。为了促进农业的现代化，必须实行粮食生产的机械化，尤其应加快实现收获环节的机械化。但我国目前玉米收获程度还不到百分之十。已成为玉米机械化生产的瓶颈。为此，各级政府和越来越多的农机制造企业正在加大投入，积极开展玉米收获机械技术的研究和新型装备的设计与开发。 割台是玉米收获机的核心部分，本次对割台的主要部件进行了系统的理论分析和设计，为玉米收获机的制造提供了依据。割台部分包括分禾器、拉茎棍、夹持输送链。摘棍是玉米收获机摘穗装置的关键部件，因此，研究
2、玉米茎秆在摘棍间的运动状态与摘穗各结构、运动参数之间的关系十分重要。 关键词：玉米收获； 收集装置； 摘穗装置； 分禾器AbstractCorn is one of the three major grain crops in our country, and has planted throughout here and there. planting corn has an important position in increasing the comprehensive productivity of grain, ensuring food safety as well as mee
3、ting the demand of feedstuff. in order to promote agricultural modernization, we must implement the mechanization of grain production, especially should accelerate the realization of mechanized harvesting, however, our corn harvest mechanization level is very slow , it is less than 10 percent , it b
4、ecome the weak link of the grain planting and production. Header is at the heart of corn harvester parts of the system analysis and design, provides a basis for corn harvester manufacturing. Header includes guide/pulling the stem rod, clamp conveyor chain. Pick roller corn harvester pick key parts o
5、f the ear device. therefore the property resrarch of the corn picker is poor and instability. Keywords corn pick, collection devices, pick device, Virtual Design摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题的提出和意义11.2 国内外研究现状21.2.1 国内玉米收获机的研制状况21.2.2 国外玉米收获机的研制趋势31.3 课题研究的主要内容51.3.1 主要内容51.3.2 拟解决的关键问题5第2章 总体方案的设计62.1
6、 结构功能要求62.2 机构方案设计62.3 摘穗装置设计与分析7第3章 关键部件设计103.1 分禾器分析与设计103.2 摘穗装置的计算113.2.1 拨禾链线速度与拉茎棍线速度分析113.2.2 链轮和链条选择143.3 绞龙部分分析与设计15第4章 主要零部件强度校核214.1 轴的校核214.3 键的强度校核26结 论28致 谢29参考文献30 ContentAbstract Chapter1 Introduction .11.1 Topics raised and significance.11.2 Domestic and foreign research and develop
7、ment status and trends .21.2.1 The development of the domestic corn harvester.21.2.2 The development trend of foreign corn harvester.31.3 Research content .51.3.1 The main contents.51.3.2 Intends to solve the key issues5Chapter 2 Chapter of the overall program design.62.1 The structure and function
8、requires.62.2 Institutional design.62.3 Snapping the device design and analysis7Chapter 3 Chapter of the key components of design103.1 Sub-Wo-device analysis and design .103.2 Abstract ear device computing.113.2.1 Reel chain line speed and pull the stem stick line velocity analysis .113.2.2 Sprocket
9、s and chains to choose143.3 Auger part of the analysis and design.15Chapter4 The main components of strength check.214.1 Axis design and checking.214.2 Bearing design checking.264.3 Key strength check.27Conclusions28Acknowledgements . .29References.30 31第1章 绪论1.1 课题的提出和意义我国玉米种植面积和总产量仅次于美国居世界第二位。在我国玉
10、米是仅次于小麦的主要粮食作物。全国玉米种植面积0.24 亿公顷(约3.6 亿亩)，约占全国总面积的21.1%。玉米年产量达11409 万吨，按茎杆和产粮比为1.8 计算将产生20536.2 万吨的玉米茎杆。玉米在我国分布很广，南自海南岛，北至黑龙江省的黑河以北，东起沿海省份，西到新疆及青藏高原，都有种植。由于气候差异和历史传统种植模式的影响，在我国玉米栽培模式千差万别，如有春玉米一年一作、春玉米一年两作和两年三作、夏玉米一年两作以及小麦、玉米套种、一家一户小规模种植等多种模式玉米植株的产量、高度等生长特点也差异较大。这些模式都是基于传统的手工作业基础上发展和沿袭下来，较少地考虑到机械化作业方式
11、的协调统一。随着农业生产机械化水平的提高和农业科学技术、机械技术的发展，在玉米生产中广泛采用机械化生产方式明显地受到玉米农艺栽培技术的相互制约，还没有一套系统的玉米机械化生产技术体系指导和应用到玉米生产中。因此机械化技术的应用和玉米栽培制度的改革成为缺少规范性的玉米机械化收获技术体系这个矛盾中的两个主要方面。由此农民在生产中存在着机具有了怎么应用的问题（即适应玉米种植模式），以及如何种植玉米来适应机械化收获的问题，而不造成减产、减少收入等方面的问题。为了适应农业现代化发展的要求，玉米收获机械化水平需要进一步提高。玉米收获是玉米种植中最繁重的体力劳动，约占整个玉米种植投入劳动量的55%，在玉米生
12、产全过程中机械化占据举足轻重的地位。利用机械收获，不仅把农民从繁重的体力劳动中解放出来，还为农民节省了费用，更能节省时间，用于外出打工，增加收入。因此，机械收获是减轻农民“三秋”劳动强度、为农民增效、增收的有效途径之一。农业部2004 年最新统计我国小麦机收率达82%比去年提高了10 个百分点，而玉米的收获机械化水平不到2%玉米机械化收获问题，已经成为我国农业现代化发展的瓶颈，引起了各级政府和有关专家的高度重视，玉米收获机械化被农业部定为“十五”期间我国重点推广的十大农业机械化新技术之一，加大了科研和推广的支持力度。山东、河南、河北、辽宁、吉林等主要玉米产区都把玉米机收列为重点发展方向。初步预
13、测，若要实现玉米收获机械化，全国共需玉米收获机30 万台，工业产值可达240 多亿元。随着人民生活水平的不断提高城乡人民的饮食结构也在不断变化，人均的食用口粮逐年下降，饲料粮的需求逐年增多，而饲料粮中首选的作物是玉米。玉米不仅是优质的饲料，而且是制药、化工、食品等行业不可缺少的原料。在玉米产量不断提高的同时，也产生了大量的茎杆。由于一直以来没有合理的茎杆处理技术和机具，华北地区的玉米茎杆焚烧现象十分严重，每到秋收种麦季节，浓烟四起，60%66%以上的茎杆被焚烧掉，只有14.720.1%的玉米茎杆经机械粉碎还田，用于青贮的也只有20%22%。这样一来，大量的茎杆被付之一炬，不仅是巨大的浪费，而且
14、也造成了严重的空气污染，还导致了诸如飞机不能起降、高速公路事故频发等社会公害事件的发生。怎样有效地处理这些茎杆已经成为政府关注的问题。在实现小康向更加富裕迈进的新时期随着人民生活水平的提高食物营养结构的改善，农牧业结构将进一步优化调整，畜牧业比重将进一步增大，农牧业良性循环的发展将增大对饲料作物的需求。但由于我国草原资源有限，过渡的滥垦及放牧造成的草原退化、沙尘暴剧增等，使得生态环境急剧恶化，牲畜饲草需求的矛盾更加突出。因此大力开发茎杆资源，发展以茎杆为主要饲料的农区畜牧业，是我国畜牧业发展的重要途径。畜牧业的发展将加大玉米生产的发展，玉米生产的发展又将增大对玉米生产机械化
15、的需求，针对我国玉米收获的现状，研制适宜中国国情的穗茎兼收型玉米联合收获机具具有重要的现实意义。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内玉米收获机的研制状况我国玉米收获机械研制起步晚，水平低，玉米机械化收经历了从引进国外样机试用、仿制、改进到消化吸收、自行设计两个阶段，并取得了很好的成果。到目前为止，我国从事玉米收获机研制生产的单位有60多家，已开发研制出的机型有60多个产品。从整体情况看，目前生产玉米联合收获机除悬挂式(背负式)外，大都处于样机研制或试验阶段。各种机型仍需不断改进和完善，到大规模投入生产应用尚需一段时间。我国生产的玉米联合收获机按收获工艺可分为两种：摘穗剥皮果穗收集茎秆粉碎还田
16、(或收集)；摘穗果穗收集茎秆粉碎还田(或收集)。玉米收获工艺研制的机型有牵引式、悬挂式(背负式)、自走式和玉米割台等四种机型。国内可实现果穗收获、茎秆切碎一体化的技术已申报专利有很多，代表性的有：立式摘穗茎杆切碎装置；在普通卧式摘穗辊式收获机割台下方安装与摘穗辊平行的刀轴，在刀轴上安装不同形式的切刀，通过动定刀配合、动动刀配合等方式实现玉米收获、秸秆粉碎一体化技术两种技术类型。但总体说来国内的果穗收获、茎秆切碎一体化的技术尚未成熟。我国玉米收获机械化仍然存在着许多问题。首先表现在基础部件研究不足，很多单位只是注重整机的研制开发，从而造成众多机型在收获工艺和机构参数上大同小异、重复制造。其次是产
17、品的稳定性、可靠性差，机器故障频繁，从而造成玉米籽粒破碎率、果穗损失率、高等问题。我国目前从事玉米联合收获机研究和制造的单位有30多家，约20个产品，分为自走式、悬挂式、牵引式和谷物联合收获机配玉米割台等四种形式，又分单行和多行。但各厂家的产量都不大，其主要原因就是如上所提到的机具的适应性题、农民的购买力和玉米收获机的关键部件的可靠性等问题。因此必须加快对玉米联合收获机械化关键技术与装备的研究，以加速玉米收获机械化的进程。在自动化程度方面，由于国产玉米收获机以实用为主，主要考虑降低制造成本，对自动化要求不高，因此明显落后于国外产品。目前，在已研制的机型中还有可靠性差、效率低、对作物的不同行距适
18、应能力不强等问题，个别机型的损失率和破碎率还有待进一步降低。国内近期玉米收获机械仍以价格较低的悬挂式机型为主，适应多种行距的玉米收获机具将会随着技术的不断完善迅速占领市场。穗茎兼收型玉米联合收获机，可以实现茎秆资源的回收利用，将是玉米联合收获机近期研究、开发的重点，以适应畜牧业发展的要求，在畜牧业发展就快的地区，这种机型有较好的发展前景，预计未来几年将会出现比较实用的畅销机型。1.2.2 国外玉米收获机的研制趋势目前国外玉米收获机的研究与生产技术已经成熟，目前在美国、德国、乌克兰、俄罗斯等西方国家的玉米收获(包括籽粒和秸秆青贮)已基本实现了全部机械化作业。国外多采用一年一作的种植方式，玉米收获
19、时含水率低，主要采用玉米摘穗直接脱粒的收获工艺。如美国的Johndeere公司、Case公司、德国的Mengle公司、道依茨公司生产的玉米联合收获机，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收获。主要表现在以下几个特点：1在保证良好性能的前提下，向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速发展。喂入量已由一般的56千克秒发展到1012千克秒所配发动机的功率最大到243千瓦，正在研发的有276千瓦；割台最大割幅已超过9米，配谷物联合收割机的玉米割台由收割46行发展到收割8行，发动机功率为19千瓦，最高作业速度超过3.6千米小时。2向扩大机器的通用性和
20、提高适应性发展。除发展多种专用割台（大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割台）外，同一台机器还可配不同割幅的割台以适应不同作物和不同单产的需要；改进机体结构（如收割台的仿型机构、清粮室的自动调平装置等），使其更好地适应不同作物和倾斜地面，行走装置配置多种宽度的轮胎、履带，以提高工作的适应能力。3对保持收获中低损失率、高清洁度的主要工作部件的研究更为深入新型脱粒分离装置的研究，以提高生产率，减少谷粒损失为目标，是现代玉米联合收割机最主要的发展趋势。在传统的纹杆切流滚筒及键式逐镐器的脱粒分离装置之后，双滚筒横置的轴流式结构广为应用，继而又研制了单滚筒或双滚筒纵置的轴流式脱粒分离结构，大大提高了脱粒率。
21、4新材料和先进制造技术的广泛应用使产品性能更好，可靠性更高将玉米联合收割机机架、割台体加大壁厚或加强骨架、用大直径薄壁钢管作轴，纹杆进行表面硬化处理、各种联合收割机在易堵塞的部件上设置各种快速切离的安全装置、传动胶带采用新的结构和材料、切割装置都进行8小时以上磨合试验和升温运转试验、重要工作部件装机前的磨合试验或试运转，严格保证体系。5广泛应用机电一体化和自动化技术，向舒适性、使用安全性、操作方便性方向发展为改善驾驶员工作条件，普遍装有现代化的密闭驾驶室以隔热、隔噪音；转动部件转速、收割机切割高度、谷物损失量、粮箱填充量、排草堵塞等配有信息显示；自控装置包括自动对行、割茬高度自动调节，自动控制
22、车速，自动停车等；安全生产的警报输出和互锁补偿系统有故障警报、信号报警或语音报警、启动耳锁、单柄操作互锁、运输与收获互锁等功能。6向智能化收获机发展集全球卫星定位系统，地理信息系统和遥感系统于一身的精准农业技术在智能化玉米收割机上的应用是当今收获机械化最新、最重要的技术发展。通过以上的比较不难发现，我国的玉米联合收获机械的现状跟国外一些先进技术相比还有相当大的差距，我国的科研人员在机器的制造质量和可靠性、发展模式及如何使农艺和农机相结合等科研课题上，应该有很大的发展空间。1.3 课题研究的主要内容1.3.1 主要内容 在课题中主要研究的是Y215玉米收割机割台的整体结构研究，Y215玉米收割机
23、主要应用于南方及高原地区，其作业强度较北方地区更为强而工作环境更为恶劣，这就对收割机的要求更高，而割台作为整个收割机最为关键机构之一，应具有较强的强度和可靠性，因此本课题主要设计内容为:结构简单，安全性高的与玉米收割机割台。1.3.2 拟解决的关键问题在本课题中主要解决的关键问题有以下几个方面： 1各个机构的空间布局，其主要影响割台的重量和生产成本，良好的布局可以使机构简化，传动应平稳，大大的提高了收割效率等。针对该问题我查阅了有关的资料并向老师和技术人员请教，最终确定摘穗板式收割机割台，其空间布局合理，使割台的体积最小化并有较高的安全可靠性。2传动方案的选择问题，对于传动方案可以说是本课题最
24、为关键部分之一，传动方案的好与坏直接影响到整台玉米收割机的工作效率，对于玉米收割机收割时应保持割台的各个机构的转速相对稳定，以及固定的传动比，因此选用了链传动的方式，其具有良好的传动平稳性，保证了割台各机构的速度稳定性。 3架体的强度问题，割台的主架体的耐用性是直接影响割台使用寿命的最关键问题，因工作环境和工作强度的影响，割台的架体就要求相对的高，而割台的架体和侧板等零件大部分是通过焊接连接的，所以选择了Q275碳素结构钢材作为主架体和侧板等零件。第2章 总体方案的设计2.1 结构功能要求玉米割台结构体分为分禾器、玉米输送链、拉茎辊、绞龙等部分组成。这些部分相互配合完成对玉米秸秆进行收拢、夹持
25、输送、摘穗、导入过桥等步骤。1玉米秸杆对行收拢：由于玉米种植行距差异较大，有机播、人工播和半机械化播种等多种情况，行距株距，甚至不成行等均不同，给玉米生产机械化作业带来困难，为保证能将玉米秸杆切割同时夹持输送，而不致将玉米植株碰倒漏收，设计了收获分禾器。2玉米秸杆输送：玉米茎杆较粗而且带穗状态时重量较重，夹持机构采用链条输送，并带浮动涨紧，以适应不同直径粗细的秸杆，不漏夹滑掉和不夹断，且动力消耗少。3摘穗：玉米植株由夹持输送机构夹持的同时，在摘辊反向旋转作用下将玉米穗摘下。4绞龙：作物的收集动力由输送装置传递到绞龙，通过绞龙的转动传递到过桥。 2.2 机构方案设计其工作原理是玉米进入分禾器后由
26、夹持链夹持输送，同时在拉茎辊和摘穗板的作用下将果穗摘掉；果穗被摘掉后，经输送链条的传递，最后进入绞龙。玉米被摘穗后，其茎杆经拉茎辊的作用进入切碎器，将茎秆打碎还田。 常用的玉米机割台机构大体可以分为四种：方案一：立式割台、卧式滚刀方案，设计思路是，往复刀切断植株夹持链夹持输送立式摘辊摘穗喂入辊组输送卧式滚刀切碎并抛送茎秆。是成熟的立式摘辊技术和青贮收获机的滚刀秸秆切碎技术的组合，立式摘穗辊及夹持链成扩张形式，利于不同行距的配置。缺点是从拉茎辊到滚刀，由三行变一束喂入滚刀，需加多对喂入导向辊，结构复杂。工作可靠性难以保证。方案二：辊刀切断植株卧式摘辊摘穗螺旋输送器汇集秸秆喂入组辊喂入卧式滚刀将茎
27、秆切碎抛送的设计方案，本方案是借鉴乌克兰生产的KCKY-7AC玉米收获机技术。调查资料表明，技术成熟，玉米植株切断采用滚刀，转速高制造困难；各行秸秆需经螺旋输送汇集至切碎滚刀喂入辊，秸秆易错乱影响切碎长度合格率。方案三：往复刀切断植株夹持链夹持输送立式摘辊摘穗立式滚刀切碎茎秆并抛送抛送器将切碎茎秆抛送的设计方案，设计思路，立式割台的立式摘辊配置立式滚刀的机构属创新性设计，经查新和查询有关资料未见国内外报导，其特点立式摘穗辊拉茎棍兼作滚刀的喂入辊结构简单紧凑，问题是秸秆喂入与滚刀轴线的垂直性如何，需进行试验验证；优点是秸秆在切碎后输送相对容易。 方案四：卧式摘穗板摘穗拨禾链完成拨送植株穗 搅龙输
28、送 摘穗区内工作机构由三个工作层面联动完成三个作业动作，一方面拨禾链拨齿继续向后拨送玉米植株，与此同时导入锥将植株引入一对拉茎辊之间，植株在一对拉茎辊的作用下强制向下拉动植株，在向下拉动的同时玉米果穗被一对摘穗板挡住，玉米果穗与茎杆之间产生了分离应力，果穗从茎杆上摘下，并被向后运动的拨齿带入搅龙输送器，摘穗后的植株被拉茎辊拉回地面本课题选择方案四，摘穗部分工作图2-1摘穗机构工作原理图2.3 摘穗装置设计与分析玉米收获机的研究起始于20世纪初，玉米的摘穗装置先后经历了多种形式的演变，最后定型为卧式摘穗辊式、卧式摘穗板式和立式摘穗辊式三种形式。1 卧式摘穗辊式：主要由一对相对回转的摘辊组成，摘辊
29、配置前低后高，纵向倾斜，轴线与水平线成35度40度夹角，两辊的轴线基本平行，两辊具有约35mm的高度差。摘辊分前、中、后三段，前段为带螺纹的锥体，主要起引导茎秆和有利于茎秆进入摘辊间隙的作用；中段带有螺旋凸棱的圆柱体，起摘穗作用，两对摘穗辊的螺旋旋向相反，并相互交错配置，在螺纹上相隔90度设有摘穗钩：后段称为强拉段，表面具有较高大的凸棱和沟槽，将摘完穗或已拉断的茎秆快速输送，以防堵塞。结构原理如图所示2-2。卧式摘穗辊的特点是割台结构简单，实用可靠，堵塞情况比立辊式玉米收获机明显减少，但是摘下的果穗与摘辊接触的时间较长，摘辊对果穗反复冲击、挤压和揉搓，造成了果穗籽粒损伤和落粒，加大了整机籽粒的
30、损失率，从另一角度来说摘辊可以将许多果穗苞叶剥下，在一定程度上起到剥苞叶的作用，虽然如此，由于卧辊下面及后面的空间较少，较难配置茎秆切碎装置，目前使用卧辊配置茎秆切碎装置的机型很少。2 卧式摘穗板式：由一对纵向斜置式拉茎辊和两个摘穗板组成。拉茎辊分为前后两段，前段为带螺纹的锥体，主要起引导和辅助喂入作用；后段为拉茎段，表面设有提高抓取能力的凸棱或叶片，其水平倾角与卧式摘辊相近。摘穗板位于拉茎辊上方，工作宽度与拉茎辊工作长度相同，为减少对果穗的挤伤，边缘制成圆弧形。结构原理如图2-3 图2-2 卧式摘穗辊摘穗机构 图2-3 摘穗板式摘穗机构卧式摘穗板的特点是工作可靠，果穗咬伤率小，籽粒破碎率低。
31、此种摘穗装置已经实现了穗茎兼收，但是茎秆夹持输送结构复杂，且果穗上带有的的苞叶较多，容易拉断茎秆，功率消耗较大。3立式摘穗辊式。由一对倾斜(与垂直线成25。夹角)配置的摘辊和挡禾板组成。每个摘辊分上、下两段，上段为主要部分，起摘穗作用，为了增加摘辊对茎秆的抓取能力和对果穗的挤落能力，该段的断面为花瓣形；下段为辅助部分，起拉茎作用，该段的断面或与上段相同或采用46个棱形。立式摘穗辊的特点是其配置沿前进方向稍微向前倾斜，摘下的果穗迅速离开摘辊，果穗与摘辊接触的时间较短，减少了果穗籽粒的损伤和落粒，减少了整机的籽粒损失。另外茎秆通过摘辊后，茎秆已有较大的倾斜，并且茎秆与地面较高，易于布置茎秆切碎装置
32、和回收装置。较低的割茬易于灭茬，但是立式玉米收获机夹持输送可靠性差，链条易损，割刀开始切割茎秆和夹持链开始夹持茎秆的的最佳时差难以掌握，立式玉米收获机结构复杂，割台部分质量较大，对整机质量和重心位置有一定影响，根据综合考虑本课题决定选用卧式摘穗板式摘穗装置。第3章 关键部件设计3.1 分禾器分析与设计分禾器虽然结构简单，但是对整机性能影响较大。一方面，玉米收获机大都是对行作业。但往往由于气候条件、病虫害、风灾以及植株过高过密等原因，导致部分茎秆倒伏或折断。分禾器能够起到将倒伏的茎秆挑起，导入夹持输送装置，以减少落粒损失的作用。另一方面，分禾器可以将2b范围内的玉米植株跟2b范围外的分开，并将范
33、围内的玉米植株全部拢到夹持输送装置，从而茎秆被割断和输送。 图3-1分禾器示意图分禾器前倾角、分开角及其尖端与地面的垂直高度，都直接影响到植株的空间位置。由于分禾器的作用，植株接触夹持输送链时植株的倾斜度不同，夹持植株的部位不同，夹持的植株不均匀，容易导致夹持输送链堵塞，影响机器的正常工作。还由于植株含水率、植株直径及重心位置等特性的不同，在分禾器的作用下有时致使植株在切断之前就折断，不能被导入夹持输送链，从而果穗被漏摘，增加了果穗损失率。在外力的作用下，玉米植株发生弯曲变形，在即将折断的瞬间，植株与地面法线的夹角称为玉米植株折断临界角，其大小影响分禾器的宽度和与地面的垂直距离。在玉米折断这个
34、临界状态下，为了保证将植株全部导入夹持输送链而不会被遗漏，对植株的折断临界角进行试验研究是非常有必要的。通过对植株高度、果穗高度、植株重心位置与茎秆含水量对临界角影响 Y=0.9825x+20.1849 （植株直径）Y=-0.053x+34.089 （自然高度）Y=-0.0639x+27.979 （接穗高度）Y=-0.0404x+25.415 （植株重心）Y=-0.1176x+31.864 （茎秆含水量）因此植株直径对临界角影响程度最大其次是茎秆含水率、结穗高度、植株自然高度，影响程度最小的是植株重心位置。由试验结果可知，植株的折断临界角一般分布在20度30度之间。玉米植株折断临界角与分禾器张
35、开宽度l及高度h之间的关系 （3-1）h分禾器尖端距地面的垂直距离；l分禾器张开宽度；a玉米植株折断临界角。植株折断临界角一般在20度30度之间。当结穗高度小于60cm时，从理论上推出分禾器张开宽度小于22cm就会避免由于植株被折断而漏摘。实际上，为了适应不对行收获，应加大分禾器的分开角度，同时加大拨禾链的运行角度，而且减小分禾器尖角，试验表明4083cm宽的行距照样可以进行生产作业，适应不同行距的需求。由理论分析知分禾器前倾角存在一临界角(45度50度)，当前倾角小于临界角时，相对于分禾器茎杆均匀速向后滑，前倾角大于临界角时，茎杆均滑向分禾器尖端。当前倾角小于临界角时，机器前进速度一定时，前
36、倾角小，茎杆后移的速度越大，通常在10度15度。3.2 摘穗装置的计算3.2.1 拨禾链线速度与拉茎棍线速度分析当收获机以速度向前行驶时，玉米植株相对于机器向相反方向以速度移动，此时植株是稳定的没有倾倒的作用力，也就是说拨禾齿在平行于机器行进方向的线速度等于机器行进速度时能够最好地保持作物的稳定性。对此要保持作业时植株受到的冲击力最小，就必需达到拨禾链在平行于机器行进方向的速度等于机器的行进速度。由此得出拨禾链的最佳线速度 （3-2）为机器行进方向与导入部分拨禾链运动方向的夹角，该夹角一般为20度到25度，也就是说如果机器在vj速度下作业，那么拨禾链的线速度应为。 一般情况下玉米收获时的常用作
37、业速度为快二档中油门，这时的作业行走速度在6.7千米每时左右，我们这时选择了1.1千米每时，最终得出拨禾链的拨禾线速度为； （3-3）式中：拔禾链的最佳线速度 收割机前进速度那么拉茎线速度与拉茎辊有效长度、拨禾链速度以及玉米植株通过拉茎辊的长度有关，它们之间的关系为； （3-4） 式中:Hvb玉米植株通过拉茎辊的长度（通过抽样测定一般玉米植株高度为2.02.5 m、割台作业是离地高度一般为0.3-0.5 m） L拉茎辊有效长度（根据综合性能测试一般取650-800 mm）。拉茎辊直径:根据抓取茎秆而不抓取果穗两条件来确定。根据拉茎辊对茎秆抓取的条件， 如图3-2 （3-5）所以， 即 式中，拉
38、茎辊对茎秆的抓取角， 拉茎辊与茎杆的摩擦系数。摘穗时拉茎辊不抓取果穗的条件： （3-6）式中，摘辊对茎秆的抓取角，摘辊对茎秆的抓取系数，图3-2 拉茎辊对茎秆抓取示意图 摘辊主要参数 （3-7） 要抓取茎秆 则带入上式得 摘辊不抓取果穗的条件为 所以拉茎辊直径满足条件 式中，dg-果穗直径，di-茎秆直径，h摘辊间隙，fg ，fi摘辊对果穗和茎秆的抓取系数（铸铁辊），则 fg ，fi 0.7通过理论计算和试验得出：D=8095 mm， 取D=95 mm。两拉茎辊之间的间隙 515 mm可调节，以适应玉米茎杆直径不同的碾压。功率消耗Nz=5.05 kw，功率消耗较小，满足整机对功率分配需要。3.
39、2.2 链轮和链条选择实际传动比i=1 根据n1=530 r/min查表取p=37.75 mm，设计功率Pd （3-8）根据工作环境及结构，载荷为中等冲击，查表工作情况系数KA=1.4根据Z1=8，查表，取KZ=1.34取P0=0.53 kw链宽 查表，选取C6型长节距滚子链条:节距：37.75；滚子直径：16;内链板宽：22;销轴直径9；分度圆直径D分 （3-9）齿顶圆直径D顶 （3-10）齿根圆直径D根 （3-11）选用链轮齿廓半径R=20;齿厚S=12；齿根半径r=8；齿宽b=18见表夹持输送所需功率:消耗功率由链条夹持克服磨擦力，玉米茎杆垂直升高和水平输送三部分消耗功率组成。（3-12
40、）其中：Pz夹持力；f摩擦系数；Q生产率；H茎杆垂直升高；q0链条每米重量 ；lo链全长；q每米长链条上玉米重量； K 阻力系数；l 夹持链上茎杆长度。计算后Nj=2.0 kw。本设计功率消耗小，达到理想效果3.3 绞龙部分分析与设计绞龙又称螺旋输送机，广泛应用在各个部门，螺旋输送机对输送物料的要求，粉状、粒状和小块状物料，如：水泥、煤粉、粮食等，他有以下特点1. 承载能力大、安全可靠。2. 适应性强、安装维修方便、寿命长。3. 整机体积小、转速高、确保快速均匀输送。绞龙的工作原理：物料从进料口加入，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用。该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着
41、物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。计算输送量： （3-13）式中: Q输送量 t/h 物料填充系数, 0倾斜系数, K螺距与直径比例系数,由选定规格的螺旋输送机计算求值 r物料容重 t/m3 n转速 r/min D螺旋直径m螺旋轴的叶片大部分都由厚48mm的薄钢板冲压而成，然后焊接到轴上，并在相互间加以焊接，其厚度的选取，可参考表31。对输送磨损性大和粘性大的物料，螺旋面用扁钢轧成或用铸铁铸成。螺旋的叶片一般那是做成标准形式的，即螺旋面的母线是一垂直于螺旋轴线的直线。从图3-4可看出，当螺距
42、h一定时，由于螺旋外径D远大于其内径d，因而在同一螺旋面上各点的螺旋角显然是不同的。因为 （3-14） Dd 所以 表31 螺旋面厚度输送物料(mm)谷物24煤、建筑材料、矿石等D=200300mm45D=500600mm78图3-4 全叶式螺旋绞龙全叶式叶片下料钢板圆周的大小，可用如下方法确定。 （m） （3-15） （m） （3-16）由于螺旋线L和l在平面上是圆心角相同的两条同心圆弧，若此两圆弧的直径为DL和dl,则 (3-17)由于DL=2b+dl,代人式(3-17)则有：根据DL和dl的大小，可以对钢板圆周进行下料，然后再根据圆心角切开，冲压单个的叶片，的大小为： (3-18)输送机的螺旋可以是右旋(普通的形式)或左旋的，单线、双线或三线的。实际上一般都是做成单线的，很少用双线和三线，后者只在卸车机中采用。根据披运物料的种类，螺旋选用下列结构的一种：当输送流动性好的干燥小颗粒物料或粉状物料时，宜于采用全叶式叶片的螺旋(图35a)，当输送块状的或粘滞性的物料时，宜用带式螺旋(图35b)，当输送有压缩性的物料时，则用叶片式的(图35c)或齿形(图35d)螺旋。a全叶式；b带式；c叶片式；d齿形图3-5螺旋叶片形状螺旋轴可以是实心的或管形的，管形轴在强度相同情况下的重量要小得多，并且相互间的连接更为方便。根据连续输送机生产率的公式； t/h (3-19)式中： F