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设计阐明书
学生姓名 xxxxxx
学 号
所属学院 机械电气化工程学院
专 业 机械设计制造及其自动化
班 级 12-1
指导教师 xxxxxx
日 期 .05
xxxxxx大学教务处制
目 录
1绪论 .............................................................................................................................- 1 -
.......................................................................................................- 1 -
............................................................................................- 1 - 2切割器的参数选用和计算 .........................................................................................- 2 -
切割器的种类 ......................................................................................................- 2 -
................................................................................................- 2 -
...................................................................................................- 3 -
收割机的进距计算 ...............................................................................................- 4 -
...................................................................................................- 4 -
驱动曲柄所需的转矩 ...........................................................................................- 4 - 3切割图的绘制与分析 .................................................................................................- 5 -
................................................................................................- 5 -
..........................................................................................................- 5 - 4曲柄柄连杆机构的建模与仿真 .................................................................................- 6 -
技术路线 .............................................................................................................- 6 -
............................................................................................- 6 -
曲柄连杆机构各零件的建模与装配 ......................................................................- 7 -
..............................................................................................................- 8 -
..................................................- 9 -
5机构优化 ...........................................................................................错误～未定义书签。
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....................................................................................... - 12 -
....................................................................................... - 12 - 6曲柄连杆机构运动学分析 ....................................................................................... - 14 - 7结论 ........................................................................................................................... - 15 -
小结 .............................................................................................................................. - 16 -
致 谢 ............................................................................................................................ - 17 -
参考文献 ...................................................................................................................... - 18 -
塔里木大学毕业设计 1绪论
大力发展农业机械化是我国当代农业发展的必要条件，只有实现农业机械化，才干真正提高农民收入，人民的生活水平才干得以改善。切割器是多个收割机械的重要工作部件。现在，多个收割机械普遍采用的切割器有往复式和回转式两种。往复式割刀副较宽，并且工作效率高，可获得较好的采摘质量，割茬平齐，且不会产生割碎作物的现象。其缺点是工作惯性力大，割台震动和噪音都很大，广泛应用于谷物收获。回转式切割器用于收获牧草、青饲料、粗秆作物等，少数谷物也使用这种切割器。回转式切割器的切割速度高，惯性力容易平衡，震动较小，割刀的构造比较简朴。但受回转直径的限制，不能用于宽幅切割，割刀的寿命较短，维修费很高。
现在，收获机上使用的切割器以往复式最多，并且制造技术趋于完善，只是在局部有所改善，但其惯性力不平衡仍是重要问题。
国内收割机起步较晚，早期以模仿及从苏联，美国及加拿大等国家进口为主。诸多连接或支撑部件没有通过具体的计算，二十根据发达国家已造好的收割机的尺寸设计制造的，使得收割机体积庞大，质量偏大。大型收割机是非常复杂的机械装备，大型收割机的使用对土地的平整和规模有更高的规定，华北平原，三江平原等重要的小麦，水稻产区很早就使用联合收割机进行生产。相对大型收割机，小型收割机的设计更随意，现在国内诸多院校都开始尝试针对设计制造小型收割机。这些院校设计适合本地土地环境和生产力的小型收割机，这种收割机价格低，维修简朴，使用方便，适合多个地形，保养规定低，适合小农户规模的生产。
往复式割刀驱动机构，其作用是将源动力的旋转转换为割刀所需的直线往复式运动。现在，国内的收割机采用的往复式机构种类众多。大致上能够归纳为曲柄连杆机构和摆环机构两类。
传统的往复式手工费器大都采用单边驱动，惯性力很难平衡，日本久保田麦稻联合收割机将刀杆分成两段，采用两个曲柄连杆机构双边驱动，两段刃杆的运动方向总是相反，可部分抵消惯性力。由于南方水田深泥脚，水稻收获是切割器易被泥土卡住，因此久保田收割机将刀杆加宽，在其底部挖了排泥孔，割刀在运动时可将进入切割器间隙的泥土及时排出。另外，这种机型还加装了割刀自动润滑系统，可将润滑油自动滴到刀杆上，随动刀的运动而进入摩擦间隙，以免手工加油发生危险。
切割器是收获机械的重要部件之一，它的功用是将田间的作物切断，切割器应当满足一下规定:
1)切割质量好:割茬整洁，不漏割，不重割，不堵刀，切割损失小;
2)切割省力，功率消耗少，振动小;
3)通用性好，构造简朴，调节方便。
切割器按照其运动方式可分为往复式和回转式两种，通过数年的研究，其技术已较为成熟，基本能够满足上述需要，但也存在许多问题。
切割质量与切割器的特性、茎秆的物理性能、切割器与茎秆的相对位置以及切割的速度和方向都有亲密的关系。
1)切割器的机构
刀片的断面普通呈楔形，楔角的顶部就是刃口，刃口越薄切割阻力就越小，但如果刃口过于单薄，强度不够，很快磨损或折断，影响其使用寿命。往复式切割器使用梯形刀片，其形状参数对夹持茎秆并轻快切割含有决定性作用。
2)作物茎秆有纤维素构成，从构造上讲是非均匀体，不同方向上机械性能并不相似，有关专
45:家对横切、斜切和削切做了对比，证明割刀偏斜或削切较横切切割阻力和功耗都减少诸多。茎秆的刚度对切割也有重要影响，刚度小的茎秆受很小外力就会弯斜，割刀必须含有一定的切割速度，或予以茎秆一定的支撑，才干确保顺利切割。
3)切割速度
普通来讲，随切割速度的增加，切割阻力会有所减少，但两者并非线性关系，并且切割速度增加时空转功率也会上升，割台震动加剧，因此稻麦往复式切割器割刀平均速度普通不超出2m/s。
往复式切割器的特点
往复式切割器的割刀作直线运动，割刀的平均切割速度较低，切割性能好，构造简朴，工作可靠，广泛应用在谷物收割机上。它的缺点是工作时惯性力大，割台振动和噪声都很大，一次切割存在重割和漏割区域，故割茬不够整洁。
传统的往复式切割器大都采用单边驱动，惯性力很难平衡，日本久保田麦稻联合收割机将刀杆分成两段，采用两个曲柄连杆机构双边驱动，两段刀杆的运动方向总是相反，可部分抵消惯性力。
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塔里木大学毕业设计 2切割器的参数选用和计算
切割器的种类
根据割刀行程，动刀片间距和定刀片间距三者的不同组合关系，分成下列三种类型的切割器。 单刀距行程型割刀器
其尺寸关系 如图2-1 a) s,t,t,
这种形式也叫原则型切割器。其特点是:割刀的切割速度较高，切割性能较好，对粗细茎秆的适应性较好。但切割茎秆时倾斜度大，割茬变化较大。
低割型切割器
其尺寸关系为:如图2-1 b) s,t,2t,
切割器割刀行程和动刀片间距相等，是护刃齿间距的两倍。
切割谷物时，茎秆横向倾斜量小，割茬较低，对收割大豆和收割牧草较为有利，但对粗秆作物的适应性较差。
低割型切割器由于切割时割刀速度运用段较低，在茎秆青涩和杂草较多时，切割质量较差，割茬不齐并有堵刀现象。
双刀距行程型切割器
s,2t,2t其尺寸关系如图2-1 c) 0
双刀距行程特点为:割刀往复式运动的频率低，曲柄转速较慢，因而工作时惯性力力较小。对抗振性较差的小型收割机含有特殊意义，合用于小型收割机。
总而言之，通过三种割刀器的对比看出，就收获牧草量来说，以低割型较好。
a) b)
c)
图2-1 割刀示意图
动刀是切割器的重要工作零件，对刀片的规定为材料硬度高，耐磨，含有一定的弹性。因此动刀采用光刃构造，光刃切割省力，割茬整洁，但易磨钝，工作中需要经常磨刀。动刀片是一种易损零件，为了确保含有较好的耐磨性和一定的冲击韧性，刀片普通有T9碳素工具钢制成，刃部需淬
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塔里木大学毕业设计 火和回火。
动刀片的构造参数有:切割角α(即刃线的倾角)、刃部高度h、刀片的宽度c和d。切割角ɑ是动刀片的重要参数，它的大小对切割性能有着重要的影响。既影响切割阻力的大小，又决定能否钳住茎秆确保可靠地切割。实验表明，切割角增大，切割阻力减小:当ɑ由增至时，切割15:45:阻力减小二分之一。阻力减小的因素在于切割角增加时刀片相对于牧草茎秆的滑切速度增大。 V1
(,,,) V,Vsin,1
式中，为刀片的运动速度，如图所示。 V