玉米收获机的设计说明书

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1、与上海一50拖拉机配套玉米收获机的设计（输送装置）摘要玉米作为三大主要的粮食作物之一和饲料来源，在我国分布广泛、种植面积 大。因此为了使人们从繁重的收获劳动中解脱出来， 实现玉米的机械化收获，提 高现有拖拉机的利用率，结合市场需求我们进行了此次设计。考虑到市场上现有机型特点，大致可分为自走式、牵引式、背负式玉米联合 收获机等三种类型。结合实际生产需要和各机型作业、结构特点，我们选择与上 海一50拖拉机配套的背负式玉米联合收获机作为研究和设计对象。背负式玉米联 合收获机由分禾器、拨禾链、摘穗辗、果穗第一开运器（螺旋开运器）、果穗第二升运器（刮板输送器）、集穗箱和秸秆粉碎还田机等组成。该收获机能一

2、次完 成摘穗、剥皮、果穗输送、集穗箱、茎秆粉碎还田等项作业。其优点为价格适中， 作业时无需人工开道，拖拉机利用率高，产品可靠率在 95%以上，作业效果能够 满足用户需求，因此深受广大农民用户的欢迎。本次设计重点在于整机配置，结构参数的计算、选择以及输送装置的参数选 择和计算。输送装置采用刮板式输送器，将果穗逐渐送到集穗箱。大大降低劳动 强度，省时省力。关键词：玉米联合收获机，上海一50拖拉机，背负式，输送装置THE DESIGN OF CORN COMBINED HARSTERPOWERED BY SHANGHAI-50 TRACTORABSTRACTCorn as one of the th

3、ree main grain crops and feed sources, widely distributed in China, a large acreage. Therefore, in order to enable people to gain from the heavy labor freed to realize the mechanization of corn harvest, increase the utilization of existing tractors, combined with market demand, we had the design.Tak

4、ing into account the market characteristics of existing models can be broadly divided into self-propelled, tractor, backpack, etc. corn harvester three types. Needs and the actual production model work, structural features, we choose to carry the tractor Shanghai -50 Corn Combine Harvester as a rese

5、arch and design objects. Knapsack Corn Combine Harvester by the divider device, dial Wo chain, snapping rolls, the first elevator ear device (screw elevator device), the second elevator ear device (scraper conveyor), the cluster boxes and straw Breaking field machine, etc. The function of a complete

6、d harvest snapping, peeling, ear transmission, the cluster box, stem crushing other items of work to field. The advantage of affordable, work without having to manually clear the way, tractor utilization, and product reliability rate of more than 95%, operating results to meet customer needs, so pop

7、ular among the peasants users.This design focuses on machine configuration, the calculation of structural parameters, selection and delivery mechanism and calculation of parameters. Conveyor installations scraper conveyor, the ear gradually sent to the cluster trunk. Greatly reduce the labor intensi

8、ty, time and effort.KEY WORDS: back-carrying type, double line , corn harvester, machine of returning straw to field, Shanghai-50 tractors目录第一章 绪论第二章 4YW2型收获机整体方案设计第三章 主要工作部件参数选择第四章 输送装置的设计计算第五章 主要工作部件的功率消耗计算第六章 典型零件的受力分析与校核第七章 主要零件的结构工艺分析第八章 技术效益评价第九章 总结参考文献致谢第一章绪论一、我国玉米联合收获机市场现状在我国玉米种植历史悠久、种植面积广泛，

9、并且玉米是我国三大主要粮食作 物之一，主要产区分布在东北、华北和西北等地区。因此，玉米生产在我国国民 经济发展中起着重要作用。然而，如此大的种植面积，给玉米的中、管、收带来 很大的难题。近年来在国家强农惠农政策支持下， 在实施玉米收获机购置补贴政 策的强力拉动下，玉米联合收获机的研究和发展解决了这一难题，进而如何实现 玉米的机械化收获也成为人们日益关注的问题。目前我国玉米联合收获机市场存 在如下特点：总量剧增，需求呈现多样化。从 2008年开始，玉米收获机械纳入全国农机 购置补贴范围，各主产省都把加快玉米收获机械化作为推动本省农业机械化发展 的重点工作，并实行地方资金累加补贴。各主产省玉米收获

10、机保有量猛增， 其中 山东省增加7000台，吉林增加800台，河南增加2000台。全国约销售小麦玉米 兼收机6000台，4行自走专用机2000台，各类背负机7000台，总计15000台 左右。根据细分市场的差异化特点，不同地区对玉米收获机出现了差异化的需求趋 势。2008年一个突出特点是冬麦区小麦玉米两用兼收机需求非常火爆，究其原 因主要是因为兼收机的一机两用的功能特点相比其它机型更具经济性，性价比 高，更受参加跨区作业搞经营的用户的青睐。 从绝对量分析，兼收机已经和背负 机基本持平，前几年背负机“一家独大”的局面已经得到改变。除此以外，由于 2008年玉米机第一年在全国范围里进行补贴，刚开始

11、补贴的地区和省份还处于 选型阶段。这些地方市场需求呈现多样化，在一个地区，存在同时补贴背负机、 兼收机、籽粒直收机、自走专用机的现象。有的也出现了用户选购的机型不适应 当地作业的情况，这是市场培育期一个特有的现象。相信随着市场的逐渐成熟， 农机和农艺的相互适应，这种情况会得到改观。更多企业进入，竞争异常激烈。目前国内玉米收获机行业还处于自由竞争时 期，行业集中度很低，行业内还没有出现一家市场占有率超过 15%的企业。行业 准入门槛低，市场前景广阔，不断有新进入者加入。据不完全统计，2008年至少有10家以上的企业“试水”玉米收获机市场，其中有影响的是江苏沃得、弗 雷森、约翰迪尔、福格森、海虹工

12、程机械、常林等。江苏沃德推出基于2号小麦收获机底盘技术的3行玉米收获机，弗雷森推出4LZ-4玉米收获机，约翰迪尔6488 玉米联合收割机，福格森4行玉米收获机等产品较为成熟。 粗略统计，目前玉米 收获机厂家已超过60家，平均销售量为200台。事实上许多企业年销售量为个 位数的不在少数，未进入补贴目录的，日子更不好过。市场竞争激烈程度已近乎 当年遍地开花的小四轮拖拉机。产品趋于成熟，新技术得到推广。近几年，背负机由于发展时间长，技术已经成熟，产品可靠率在95%以上，作业效果基本上能满足用户的需求。在发展较 早的玉米机收地区得到广泛推广。 两用机虽然存在先天的缺陷，但近两年经过适 应性改进，收获效

13、果得到很大的提高。关键是一机两用的优势，使得销量同比快 速增长。自走专用机目前尚处于技术成熟化的过程中，售后服务出现不少困难， 推广重点地区仍然在东北大区。二、现有玉米联合收获机的类型(1)小型悬挂式玉米收获机 用于配套小型拖拉机，可实现单行作业。一 次性完成摘穗、茎秆还田工作，具有价格低廉、机动性好的优点，较适合一家一 户的经济模式。但是，随着农业机械化的发展，小型悬挂式玉米收获机越来越显 示出其效率低、功率小、质量差、作业单一等诸多问题，并将逐渐被代替。(2)牵引式玉米联合收获机 用于配套大中型拖拉机，一次可实现 23行 收获作业，可实现摘穗、剥皮、果穗开运、茎秆粉碎还田等多项作业。这种玉

14、米 收获机存在的主要问题是：作业时需要先人工开道，以供拖拉机行走，效率低， 难以打开市场。(3)自走式玉米联合收获机 这是一种专用的玉米收获设备。一次可完成 34行收获作业，完成摘穗、剥皮、果穗开运、茎秆粉碎还田等项作业。而且效 率高、收获质量好，但价格昂贵(每台在十几万元左右，甚至几十万元)、功率大、功耗高(60100KW)并且设备利用率低，除在大兴农场使用外，一般农户难 以接受。(4)背负式玉米联合收获机 用于配套中型以上拖拉机，一般可实现两行 作业，并一次完成摘穗、剥皮、果穗开运、集箱、茎秆粉碎还田等项作业。其次 设备整机价格适中，采用正配置使收获机轴线与拖拉机轴线重合，无侧配置，作业时

15、无需人工开道，提高了拖拉机的利用率(在非收获季节，可将收获机械调配 上其他农用机具进行田间作业，而且还可作为运输工具)，因而深受广大农民的 欢迎，是近年来发展较快的一种玉米联合收获机。三、玉米联合收获机的发展前景及研究意义从我国特殊国情的实际情况来考虑， 我国人口众多，玉米作为主要的粮食作 物之一和饲料来源，决定了我国玉米种植广泛且分布不均匀，东北、华北、西南地区约占全国玉米种植面积的 90%,而且直到2008年我国玉米机收率才仅为10%,全国各地玉米机械化收获程度不均，因此我国玉米机械化存在广阔的前景。目前，我国玉米收获机虽然已有不少机型已进入实际使用领域， 但总的来说， 问题还不少，如技术

16、成熟度还低，其表现为产品可靠性差；市场还没有启动起来； 制约其发展的诸多因素还难以解决。实现玉米农业机械化收获，是为响应国家创建资源节约型、环境友好型社会 做出的重大贡献。玉米收获机秸秆粉碎还田技术的使用，不仅能够减少秸秆焚烧 和环境污染，而且增肥土壤肥力；玉米跨区作业，既提高了机具的利用率，也增 加了农机手的收入；另外，玉米收获机械化水平提高，农村外出务工人员就可不 必为粮食收获而发愁，既节省了路费，又缓解交通压力，为国家经济的发展提供 充裕的人力资源。随着人民生活水平的不断提高，降低农民劳动强度、提高生产率和农业的经 济效益，增加农民收入，已是农业机械化发展的必然趋势。但我国农业、畜牧业

17、生产手段还很落后，与国际上的现代化生产模式有很大差距， 全面实现农业机械 化是一项长期的任务。可以肯定，高性能的自走式玉米收获机是我国玉米实现收 获机械化的主力机型。但我们预计，就当前我国的现实情况看，与拖拉机配套使 用的背负式收获机的性价比要高于自走式。 不对行背负式收获机由于较高的适应 性和班次生产率将成为亮点。近几年内适合我国国情的结构简单、成本低、适应 性广的背负式不对行玉米收获机会有较大发展。第二章4YW2型收获机整体方案设计 2.1 4YW型玉米收获机的结构和工作原理本次设计的4YW2型玉米联合收获机配套动力为上海 50拖拉机，有关参数如下表2-1所小:型号SH50发动机型号495

18、A,495A-33前进速度（千米/小时）6 Speeds:2.15-26.86倒退速度（千米/小时）2 Speeds:2.84-11.35动力输出轴转速（转/分钟）766总长（毫米）3250总宽（常用轮距）（毫米）1690至排气管顶高（毫米）2325至排气管顶高（毫米）2300至方向盘高（毫米）1565前轮距（毫米）1313(Normal),1413,1513后轮距（毫米）1350(Normal),1392,1502地隙（毫米）400轴距（毫米）1900结构质量（千克）1860耕深调节力、位及高度调节该收获机由分禾器、拨禾链、摘穗辗、果穗第一开运器（螺旋开运器）、果穗第二开运器（刮板开运器）、

19、集穗箱和秸秆粉碎还田机等组成，如图 2-1所示。图2-1整机装配图1.摘穗台2 .前悬挂架3.输送槽4.中间传动总成5.果穗箱支架 6、.液压卸粮油箱 7.果穗箱8.秸秆粉碎机其工作过程：分禾器从根部将禾秆扶正并引向带有拨齿的拨禾链，拨禾链将秸秆扶持并引向摘穗辗。摘穗辗为纵向倾斜配置，每行有一对，相对向里侧回转， 其前端为带螺纹的锥体，起导禾作用；中部为带螺纹的圆柱体，起摘穗作用；后 段为深槽状圆柱体，主要将上部剩余秸秆或拉断的秸秆拉下或咬断，以防阻塞。 两辗在回转中将禾秆引向摘辗间隙之中， 并不断向下方拉送。由于果穗直径较大 不能通过间隙而被摘落。摘掉的果穗，由摘辗上方滑向中央第一开运器 （

20、螺旋推 运器）中。果穗经第一开运器被运到偏配置在拖拉机右侧的果穗第二开运器（刮板式开运器），然后输送到果穗箱。经过摘辗碾压后的秸秆，其上部多已被撕碎 或折断，基部约有1m长左右仍站立在田间。在机器的后方设有横置卧式甩刀式 粉碎刀，粉碎残留秸秆，最后剩余根荏高度小于 80mm,并将粉碎秸秆抛撒于地 面。有的机器上带有玉米脱粒器和粮箱等附件。 在玉米成熟度高而一致、籽粒含 水量较小（14-20%）的情况下，可将剥皮机构及第二升运器等拆下并换装脱粒 器及粮箱，直接收获玉米籽粒。摘穗装置是玉米联合收获机的主要工作部件之一，常用的摘穗装置有立辗 式、卧辗式和摘穗板式。立式摘穗辗主要用于牵引式机组，玉米秸

21、秆割下后，由夹持链夹持输送到摘辗，在摘辗后部配置有秸秆粉碎装置将秸秆粉碎。 由于空间 位置不允许，所以悬挂式机组不适宜采用立式摘辗。 摘穗板摘穗装置由摘穗板和 拉茎辗配合完成摘穗工作，果穗摘下后向摘穗台后部集中由横向输送装置带走， 主要用于多行机。本机为悬挂式双行机型，摘穗台必须配置在拖拉机前方，采用 两对外高内低的倾斜卧式摘辗，既能顺利摘穗又可保障摘下的果穗迅速滑至两对 摘辗中部的果穗输送装置。玉米收获时，造成损失的主要原因是漏摘、掉穗以及 摘穗部件对果穗的破坏而引起的掉粒等。 因此，摘穗装置中，应设置分禾器和拨 禾链，分禾器可扶起轻微倒伏的玉米秸秆并引导其顺利进入摘辗，以防漏摘。内分禾器在

22、每对摘辗的两侧形成果穗通道， 与拨禾链配合，以防掉穗。摘穗辗应有 合适的结构参数，尽可能减少摘穗过程中对果穗根部的挤压损伤而造成落粒损失 和子粒破碎。果穗输送装置的结构原理比较简单，常见的有螺旋推运器、链耙式和带耙式 等几种型式。本机是偏配置机型，采用螺旋推运器和刮板式开运器组合输送。果穗箱一般配置在机组后方，容积应尽可能大。本机果穗箱容积1.5立方米， 采用液压卸粮装置，压力来自动力输出轴。粮箱设置自动开门机构，卸粮操作方 便快捷。秸秆粉碎机具有秸秆粉碎还田功能。 秸秆还田有以下几点好处：提供作物 及微生物所需营养。据测定，一亩地所产秸秆一半还田后，相当于给每亩田增加 有机质400公斤，碳酸

23、氢钱23公斤，过磷酸钙19公斤，氯化钾10公斤，还能 补充作物所需微量元素；增强土壤保肥、保水性能；促进土壤团粒结构形成， 改善物理性质；促进植物和微生物的生理活性；具有保埔和抑制杂草生长作 用；秸秆分解时产生的有机酸可以中和土壤碱性， 具有改良土壤的功效；能 降解土壤中残留的农药及重金属；能提高农产品质量。2.2主要工作部件设计及计算机组作业性能一次性完成玉米的摘穗、输送、集箱、秸秆粉碎还田配套动力上海-50拖拉机收获行数2行适应行距正配置400800mm摘穗局度400 籽粒总损失率2%果穗损失率3%籽粒破碎率 90% （粉碎秸秆长w 100毫米）留茬高度080mm（可调）使用可靠性90%机

24、组生产率3-5亩/小时（机组采用n档速度作业）卸粮方式液压卸粮 2.2.1 机参数1 .适应行距：400800mm由于玉米播种的机械化程度低，人工点播行距不均，宽行800mm，窄400mm, 这就要求收获机对行距的适应性要好。 在配置两对摘辗中心距时，考虑中间情况 定位600mm,然后在分禾器、摘辗前端的秸秆引导装置上采取一定的措施 ，提高 机组的行距适应能力。2 .摘穗高度： 400mm玉米结穗高度一般为4001200mm,本机组最低摘穗高度定为400mm,工 作时可无级上调至800mm,以满足不同需要。3 .机组生产率Q=2X 5.44Bv（亩/小时）式中：”机组工作时间利J用系数，一般为

25、0.70.9。B 行距（m）v机组作业速度（米/秒）若 7 =0.8, B=0.6m, v=0.6m/s, （ I 挡）WJ Q=2X5.4X 0.8X0.6X0.6=3.11 （h/小时）若上海-50以n挡作业，v=i米/秒，则 Q=2X5.4X0.8X0.6X 1=5.184（W/小时）表2-2上海-50拖拉机各档速度速度InmWVVI倒I倒nv/km. h-12.153.546.718.5814.1326.862.8411.35n/r .min-1101630396412113513.留荏高度0 80mm留荏高度是指秸秆粉碎还田机粉碎秸秆时所留根荏高度。 秸秆粉碎还田机工 作时，为了达到

26、较好的秸秆粉碎效果，转速调高，刀片不宜入土作业。用支撑地 轮来限制留荏高度。支撑地轮的工作位置可调，从而实现留荏高度从080mm内可调。 2.2.2 要工作部件参数1 .摘穗装置摘穗装置的功用是使果穗和秸秆分离，它应具有抓取秸秆、辗压拉引秸秆, 摘取分离果穗及排出秸秆的能力。（1）摘穗辗现有机器上所用的摘穗器多为辗式。按摘辗的配置方式，可分为纵卧式摘辗、立式摘辗、横卧式摘辗和纵向摘辗；就秸秆喂入方向可分为径向喂入、 轴向喂入 以及根部喂入和梢部喂入等几种。本机即采用纵卧式摘辗，它由一对纵向斜置（与水平线成30。）的摘辗组成。两轴的轴线平行并具有高度差，由于其前端高度相同，因而两辗长度相等， 靠

27、近机器外侧的摘辗较长，与靠近机器内侧的摘辗长均为1000mm。摘辗的结构前、中、后三段有所不同：前段为150mm带螺纹的锥体，主要起引导秸秆和有 利于秸秆进入摘辗间隙的作用；中段为带有螺纹凸棱的圆柱体， 起摘穗作用（长 度为800mm）,其表面的凸棱高9mm,螺距为280mm,两对应摘辗的螺纹方向 相反，并相互交错配置。在有的机器上为了加强摘穗能力，在螺纹上相隔90。设有摘穗钩（或称摘穗爪），以便将穗柄揪断。摘穗辗的直径一般为72100mm, 转速为600 820r/min。两摘辗之间的间隙（以一辗的顶圆到另一辗根圆的距离 计算）较秸秆直径为小，约为秸秆直径的 30-50%,移动摘辗前轴承可以

28、调节 间隙。调节范围为412mm （从摘辗中部测量）。如图2-2所示。图2-2纵卧式摘辗1.强拉段2.摘穗段3.倒锥4.可调轴承5.秸秆（2）摘穗辗的直径（D）和工作间隙（h）h= （0.1 0.4） d式中：d玉米秸秆的直径一般秸秆直径在2535mm之间，若取d=30mm,则h= （0.1 0.4） X 30=312mm本机取工作间隙h=9mm。据有关资料的实验证明，摘辗直径在65100毫米时工作质量较好，故本机 取摘辗直径为66毫米本机选取较小的摘辗直径和较大的工作间隙，即保证了摘辗对秸秆的抓取能 力，又减轻了摘辗对果穗的损伤而减少掉粒损失。另外，为了适应不同品种的作物，每对摘辗的外辗前端

29、采用了浮动支撑，使摘辗入口的工作间隙从914毫米可调。(3) 摘辗转速(n)据设计资料，摘辗线速度V是保证摘辗正常工作的重要因素，当 V小于2.5 米/秒时，由于秸秆与摘辗之间产生打滑，容易造成摘辗堵塞。当 V过高时，落 粒损失增加，对卧式摘辗，具顶圆线速度取 3.33.8米/秒为宜。本机摘辗直径D=66毫米，螺旋筋高度9毫米，即顶圆直径 以=84毫米，若取V=3.6米/秒，则摘辗”速 n=60X 1000V/3.14 D1=60000X 3.6/3.14 乂 84=817r/min。(4)拨禾链本机采用双层拨禾链，平行配置在摘辗上方，内外摘辗上方各一根，相向转 动。拨禾链的拨齿能将秸秆拨入摘

30、辗并通过摘辗区，可防止摘下的果穗向前滑落 而造成掉穗损失。由试验可知，拨禾链的线速度取1.2米/秒为宜。由传动图可知拨禾链轮的转速 n=172 m/s,由于z=10, t=38mm169180节圆直径 d=t x CSC1=38x CSC，=123mm 110V=nx3.14 Xd/ (60X1000) =1.107m/so 故满足拨禾需求。2 .果穗输送装置果穗输送装置偏配置在拖拉机右侧，搅龙直接插入两对摘辗中部，从摘辗上滑下的果穗经搅龙输送到刮板开运器再至果穗箱。经试验，链耙线速度取 1.5 米/秒为宜。由于 n=259r/min , z=11, t=31.75189180d=t x CS

31、C一=31.75 x CSC=112.7mm z11V=nX 3.14Xd/( 60X 1000)=1.527 m/s 。故满足最宜输送需求。3 .搅龙参数的确定搅龙直径和螺距根据输送的物料来量定，设机组的作业速度是1m/s,每亩玉米株数为30004000株，则每秒输送果穗数68穗，经试验发现，果穗运动 时总是沿着搅龙的一侧且呈斜立状态， 并非杂乱无章，占取空间并不大。同时还 应该保证果穗容易落入搅龙叶片空隙中， 确定搅龙直径为312mm螺距为280mm搅龙转速：n=60v/h （转/分）（忽略果穗与叶片的打滑）式中：v果穗轴向运动速度，取0.6米/秒h一螺距（米）则搅龙实际转速：n =60X

32、0.6/0.28 =128r/min。玉米收获时，对行十分重要，即机器作业时，必须使两对摘辗的中间位置基 本对准玉米行进行作业。当机器对准玉米行前进时，玉米秸秆在分禾器的引导下， 被导入两对相向旋转的摘辗中间，并被摘辗夹持住下拉和后移，由于玉米穗头部 分的直径大于秸秆，被摘辗挤拉与秸秆分离，摘掉的玉米穗被拨禾链不断向后上 方拨动，不至于从倾斜的摘辗前端落地， 而每对摘辗都是内低外高，使果穗离开 摘辗，掉入倾斜输送装置并被输送到果穗箱。 玉米秸秆由机器后部的秸秆粉碎还 田机粉碎还田，旋转方向由后向前和由下向上，全完全捡起所有的秸秆，秸秆在 高速旋转的锤刀和设置在壳体内侧的定刀配合下被粉碎。从而一

33、次性完成果穗摘 取，输送装箱，秸秆粉碎还田等作业。果穗箱集满后，操纵液压手柄，果穗箱将自动向后倾斜（配置时将支撑果穗 箱的悬架设在果穗箱重心之前），同时自开门机构将门打开，果穗卸下。 2.3 要工作部件的构造，作用和调整1 .玉米割台图2-3玉米割台1.分禾器2.拨禾链3.拉秸秆4.摘穗辗5.清除刀6.果穗螺旋7链耙升运器玉米割台主要有分禾器、拨禾链、摘穗辗等组成。如图 2-3所示。(1)摘穗台摘穗台的主要作用是摘取玉米果穗并送到果穗箱，本机采用纵卧式摘辗摘穗方式。摘穗时，内外摘辗前部应低于玉米穗一定距离，其高度差要求不是太严格。 高度差较小时，玉米摘掉位置靠近摘辗前端；高度差较大时，摘掉位置

34、靠后。一 般应保证摘掉果穗的位置在摘穗辗中问。 对于不同结穗高度的玉米，应对摘穗台 高低进行合适的调整。摘穗台升降的调整通过改变两根前拉杆的长度来实现：前 拉杆有中间套管和两端接头组成，两端节头为左右螺纹，只要拧转中间套管即可 伸长或缩短。一般情况下，将前拉杆处于中间位置即可，即两接头销孔中心距为 500毫米左右，只有当结穗高度在400-500毫米时需降落摘穗台，当结穗高度在 1.2米以上时需升起摘穗台。降低摘穗台时，拉杆的极限长度为600毫米，升起摘穗台时，以摘穗台不碰拖拉机为宜。(2)分禾器摘穗台上有两个外分禾器和一个中间分禾器。 外分禾器与中间分禾器前段尖 部形成两个喇叭口(如图2-4所

35、示)，用以将玉米秸秆引导至摘穗辗中间。 分禾器 中部形成果穗运输的通道，后部只有外分禾器，利用其高度来限制果穗向内侧滑 落至螺旋开运器。另外，分禾器尖部可对轻微倒伏的作物起扶持作用。对于秸秆严重倒伏的作物，不适合机收。因为玉米秸秆严重倒伏时，虽然分禾器亦能把秸 秆扶起，但秸秆不能顺畅地进入到摘穗辗中间， 或者秸秆被推而向前倾倒，不能 顺利摘取果穗而造成漏摘掉穗损失。我国现有各类机型还不能很好地收获严重倒 伏的作物，有待进一步研究解决。1 .分禾器2.拨禾链3.切割器4.喂入链5.摘穗辗(3)摘穗辗传统的玉米摘穗部件有立式摘辗，卧式摘棍和摘穗板。立式摘辗常用在需要 收集秸秆的机型中，摘穗板常用在

36、多行机中。本机采用卧式摘穗辗。卧式摘辗成 对使用，内摘辗和外摘辗两者的结构基本相同， 但摘棍的螺旋筋方向相反。内外 摘辗配置成内低外高，内低外高的配置使玉米穗顺利地滑落至螺旋输送器。摘辗 的结构：由摘辗尖和摘辗体组成。摘辗尖部分形成喇叭口，使玉米秸秆顺利进入 摘辗间隙；摘辗体的大部分设置有螺旋筋，便于抓取秸秆，夹持秸秆并向后输送， 此段为摘穗段，摘辗体的后部设置一段直纹筋。若秸秆被输送到摘穗辗后部时， 被快速向下拉出，以免造成摘辗堵塞。摘辗体的后部通过一个接出的短轴头用轴 承支撑在机架的安装板上，轴头和摘辗体用两个弹性销连接。摘辗体与摘辗尖用 一段轴连接，并用弹性销锁住，二者的接缝处安装一滚针

37、轴承， 并通过支座支撑 在机架上，外摘辗有摘辗齿轮箱输出轴端链传动驱动， 内外摘辗后部有一对齿数 相同的齿轮啮合，使二者转速相同，转向相反，相向旋转运动，实现对秸秆的拉 送并摘掉玉米穗。为了使摘辗的夹持力能适应不同粗细的作物秸秆，机器的内辗采用固定支 撑，而外辗前端采用浮动支撑。当秸秆被摘辗夹紧后，外辗前端受力向后运动， 此时弹簧收缩，弹力增大，给秸秆一更大的夹持力，保证秸秆的正常下拉和后送， 当遇到粗大的秸秆时，不致于拉断秸秆，造成摘辗表面堵塞。对于不同粗细的作 物秸秆，夹持力应作合适调节，方法如下：改变夹持力是通过调节弹簧预紧力来实现的。将调节螺杆旋出时预紧力增 大，摘辗夹持力也增大，螺杆

38、旋入时反之。对一般作物，将螺杆调至图中尺寸 5862毫米的较小者，对粗大作物调至较大者。此尺寸是以外摘辗和内摘辗的 间隙为零时度量的，此间隙可通过调节螺母与调节螺杆的相对位置来改变，当螺母被旋入时，间隙增大，一般此间隙为 914毫米即可。内外摘辗的两侧配置有切草刀，用以清除缠绕在摘辗上的杂草。切草刀刃口 与摘辗的间隙可调，以二者不相碰为宜。拨禾链对每行摘穗装置来说，配置了内、外两根拨禾链，其作用是：引导秸秆进入摘辗问，并帮助向后输送秸秆，另外也对已摘掉的玉米穗向后输送， 使果穗不向 前滑落。拨禾链的主动轮装在拨禾链齿轮箱的输出轴上端， 被动轮和张紧轮(内 外链结构相同)均可调节来张紧链条。由于

39、此链为水平面上运动，故须张紧可靠。(5)摘穗辗齿轮安全离合器的调节为了提高摘穗工作部件的传动效率和可靠性，本机采用齿轮和链条传动。在 摘辗齿轮箱的输入轴端设置有安全离合器，以防摘辗堵塞或拨禾链脱落等故障而 引起机件损坏。安全离合器的型式为牙嵌式，改变离合器弹簧的预紧力可增减离 合器的结合力，弹簧压紧时结合力增大。一般情况下，将弹簧预压至机器可正常 工作，不出现打滑为宜，不可压缩过多。此弹簧压缩后的最小长度为68毫米，特别注意，此弹簧不可压缩超过此极限，否则离合器不能打滑 ，若出现故障，将损坏 机件。(6)中间开运搅龙在偏配置机型中，由于输送槽不能前伸至摘穗辗中部， 故设置一开运搅龙将 摘取的果

40、穗向输送槽输送。开运搅龙由中间长传动轴及齿轮箱的输出轴驱动。 搅 龙叶片与后端的拨禾板不得碰坏和变形，特别是前端叶片的端部，与搅龙壳体的 间隙不宜过大，以不磨擦为宜。若不合适，则应及时修正 ，以免叶片对果穗的损 伤造成掉粒损失。2 .输送槽本机采用刮板式输送槽，槽体下部有两处连接角钢，与前悬挂架和果穗箱支 架固定联接。主动轴设置在前端，由长传动轴驱动。被动轴的位置可前后调整以 张紧链条，松开螺母，调节另一侧螺母可使被动轴后移，张紧后需拧紧螺母。张 紧时注意两侧应同步，保证主动轴和被动轴平行，以防止运行中发生别劲、卡滞。3 .果穗箱果穗箱支承在果穗箱支架上，可绕两侧的支点转动。收获作业时，果穗箱

41、放 下时应锁紧液压装置。果穗箱集满后，操纵液压手柄，果穗箱将自动向后倾斜(配 置时将支撑果穗箱的悬架设在果穗箱重心之前)，此时限位钢丝绳索自动控制果 穗箱倾斜的极限位置，同时自开门机构将门打开，果穗卸下。4 .秸秆粉碎机(1)结构及工作原理粉碎机装置位于拖拉机的后部，果穗箱的下方，动力由拖拉机动力输出轴传 出后经变速箱改变动力传递方向，然后由五根C型V带传递到粉碎机的刀辗轴。粉碎锤刀用销轴较接于粉碎辗的刀座上，机壳内侧设置有三排定刀片，挡草板既可保证碎秸秆均匀抛撒又起安全作用。当拖拉机动力经万向节传动轴、齿轮箱、带传动带动粉碎辗高速转动，粉碎 锤刀捡拾起秸秆一起运动，由定刀片配合，秸秆受到打击

42、、撕裂、搓擦等作用被 粉碎，并在气流和离心力的作用下，均匀抛撒于田间。(2)动刀排列方案动刀排列方案是影响秸杆粉碎还田机工作质量的重要因素，合理安排动刀的 排列顺序可以增强粉碎质量，并能减轻机体震动，提高平衡性。刀的排列顺序一般有单螺线排列、 双螺线排列、星型排列和对称排列。一般 好的排列方式均要满足以下条件：刀轴受力均匀，径向受力平衡。相邻两个刀片径向夹角要大。现有的单、双螺线排列方式在粉碎过程中，秸杆侧向移动现象严重，容易造 成堵塞。本设计采用均力免震法排列动刀顺序，取刀辗转速为40米/秒左右为宜。由 传动示意图知：粉碎刀辗的转速 n=1693转/分。则此时的粉碎刀端线速度V:V=w .r

43、=Tt xDjX n/60=3.14X 0.490X 169360=43.4m/s(粉碎刀辗直径490mm)具体排列方式如图2-5所示：0Q中000中TfmT图2-5锤爪排列展开图其特点是：刀轴受力均匀，每次只有一组刀片打击秸杆。刀轴旋转时不震动，无须加配重。5 .传动示意图第二章搅龙与输送槽的设计 3.1 龙的设计螺旋输送器（也称开运搅龙）在农业机械上应用得很广，在谷物收获机械上， 用于输送谷物、谷粒、杂余等。其优点是结构简单而且耐用，使用安全可靠并且 转速可以在很大范围内变化。但应用螺旋输送器也带来易使输送物破碎、消耗的功率多等缺点。本次设计中搅龙的作用是将摘银收获的玉米穗收集起来输送到刮

44、板式输送槽。该搅龙采用螺旋叶片式，有焊在轴上的螺旋叶片及外壳组成，搅龙工作面有一根垂直于轴的直元线一面绕轴等速回转，一面沿轴等速移动而形成的螺旋面。机组作业速度是1米/秒，每亩玉米数为30004000株，则每秒输送果穗数 为68穗，由经验确定搅龙螺距选为 h=280mm,叶片直径为D=280mm,中间 轴有130mm的钢管切割而成。搅龙轴向转速为V5=132M0.68=0.616m/s,满足输送要求。6060 3.2 板式输送槽的设计刮板式输送器在谷物收获机械上主要用于输送谷物（果穗和谷粒）和杂余。输送器由固定在链条上的刮板、链轮、外壳和喂入部分等组成。输送槽采用刮板式输送器，它主要用于输送玉

45、米穗，将物料沿倾斜 30度的 方向开运，刮板式输送器有带双翼的套筒滚子链， 上面安装有橡胶刮板，外壳以 及中间隔板等组成。输送果穗时果穗从下端的进口由搅龙输送器输入， 经过回转 的上刮式刮板将物料刮送开运，在外壳上段经排料口卸出。玉米的一些有关参数每山玉米种植数平均行距株距玉米高度30004000 株600650mm300350mm18002500mm结穗图度玉米穗长度大端直径每株结穗个数4001200mm不人丁 230mm不人丁 65mm1.5个摘自河南省新乡市政府统计站玉米直径取100mm，长度取250mm,因双行收割，选取刮板宽度B=280mm, 高度h=70mm,刮板间距大于物料尺寸约

46、为（36） h,同时参考链条尺寸，刮 板间距选为10倍的链节距即10X31.75=317.5 mm,定取为317mm。刮板材料 选为橡胶。玉米亩株数为4000株，每株结穗1.5个，则每亩产玉米穗数为4000X1.5=6000 穗/亩，既10穗/平方米，玉米收获机与上海-50配套，以2档作业（1米/秒）， 割幅为1.2米，则每秒钟收获的玉米穗数为 1m/sX10穗/巾取1.2m=12穗/秒。有统计资料：玉米穗长度一般情况下不超过230mm,故输送槽宽度设为300mm,高度设为300mm,玉米穗最大直径不大于 65mm,相邻刮板间距定为 317mm,则相邻刮板输送玉米穗数为 34穗。第四章 主要部

47、件的功耗计算玉米联合收获机总体功率分配：1 .机器行走功率N根据上海-50机型特点，机组在田间行走时要消耗一定功率约为56马力，取为6马力2 .刀辗摘穗功耗N*据设计资料，收获每行玉米所消耗的摘穗功率为24马力，取3马力。则本机收获两行玉米的摘穗功耗：N广6马力。L3 .拨禾消耗功率Nj收获机每个拨禾链消耗功率为1.5马力，则两个拨禾链消耗功率：N厂3马力。4 .果穗输送功耗N4（1）刮板输送器生产率刮板输送器生产率：Q=3600Bhv： 1- g kg g g其中：B一刮板宽度（m）取B=0.28mh一刮板高度（m）取h=0.07mv一刮板（链耙）的速度（m/s） 已知v=1.527m/sP

48、 输送物料的容重（吨/立方米） 取p =0.45中g一充满系数 输送谷物和杂余可取0.60.8 取 中g=0.7kg一倾斜系数 输送装置与水平夹角为30 取kg =0.58故刮板输送器生产率：Q=3600Bhv；- g kg =3600X0.28X0.07X1.527X0.45X0.7X0.58=19.685h g g（2）刮板输送器的功率消耗刮板输送器长度选为4.2mm,高度选为300mm,宽度选为300mm卸料口长度需满足果穗可以卸掉，选取为 380mm。输送器槽体、隔板、焊接板的材料均为Q235钢,厚度为4mm,倾斜角度为30,故输送高度H=2.1m,输送器水平投影长度L=3.64m重力

49、加速度g=9.8m/s2,刮板运动阻力系数 W=1.3,得出输送器的功率消耗为：一 Qg19685 9.8N= （LW H ） = （3.64 1.3 2.1）=366W36003600据设计资料，收获每行玉米所消耗的摘穗功率为1马力，则本机收获两行玉米的果穗输送功耗：N，=2马力。3.粉碎机功耗粉碎机的功率通过农机专业研究生做的试验可知，粉碎两行物料的秸秆， 粉碎机消耗的功率计算公式为：N5nBM z716.2n一刀辗转速，n=1512转/分；B-工作幅宽，B=150cm；Mz -单位幅宽阻扭矩平均值。Mz一股取0.070.1千克力X米/厘米左右,取 Mz =0.09。则N5 =nBM z1

50、512 150 0.09716.2716.2= 28.5马力则整机工作部件消耗的总功率N为；N=&+ + + ； + =6+6+3+2+28.5=45.4力故能满足工作功率要求，且有一部分功率储备。第五章链传动的设计与校核 5.1 龙链轮的设计1 .链轮的基本参数(链轮齿数 Z=13)(1)配用的链条：节距P=15.875排距 Pt =18.11滚子外经d1=10.16mm(2)分度圆直径：d =一 J =型75-=15875 = 66.34 mm .180. 1800.2393sin sin 一z13齿顶圆直径：da =d T.25p-d1=66.339+1.25X15.875-10.16=

51、76.082275 76mm齿根圆直径：d f =d-d1 =66.339-10.16=56.179 56.18mm分度圆垓齿高：ha= (0.625+2) p-0.5d1 z二(0.625+”)X15.875-0.5X10.1613=5.8188 5.82mm齿侧凸圆直径：,180 ”一 C巾dg pcot1.04h2 -0.76z180=15.875 cot 1.04X 15.09- 0.76 13= 64.4016-15.6936-0.76= 47.9 4 8取 dg =46mm(3)链轮内链节内宽：b1=9.4mm齿宽：bf -0.95b1=0.95X9.4=8.93mm倒角宽：ba

52、= (0.1 0.15) p=0.15X15.875=2.38125 2.38mm倒角半径：X _p齿侧凸缘圆角半径：ra : 0.04p=0.04X15.875=0.635mm 0.64mm 5.2 动轴链传动的设计计算1 .轴的结构设计(1)根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度轴承的选择：因轴承安装在薄壁钢板中，同时受有径向力和轴向力的作用， 故选用开封轴承厂生产的 SAPF200tt承，其尺寸为dXDXB=25mmX52mmX31mm左右端SAPFtt承一端采用轴肩进行轴向定位，另一端采用紧定螺钉进行定 位。由手册上查得SAPF200M承的定位轴肩高度为1.5mm。轴承端盖的设计应 遵

53、循装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求。(2)取安装链轮处的直径是d=22mm,链轮用轴肩定位，链轮右端用轴端 挡圈进行轴向定位。(4)轴上零件的周向定位链轮与轴的周向定位均采用普通平键连接。 链轮与轴的联结选用普通 C型平 键为bXhXl =8x7x22 ( GB/T 1096-79。套管与轴采用焊接方式。(5)确定轴上圆角和倒角尺寸查表，取轴端倒角为1 45各轴肩处的圆角半径 R1.S2 .输送槽前轴与后轴之间的输送链选取链轮齿数：4二11输送槽前轴转速：R =259r/min输送槽后轴转速：n1 =259r/min传动比:n1 259r / minn2 259r / min链轮齿数:Z2 =

54、 iz1 = 1 11=11链节数:Z2 -Z2 Z12pa。c 100 p z1 - z2=212 = 21131.752其中：a0中心距3175mmP节距31.75取链节数为偶数，故选Lp=212个3 .链轮的基本参数(链轮齿数 Z=11)(1)配用的链条：节距P=31.75排距 Pt =35.76滚子外经di=19.05mm 内链板高度：h2=30.18mm31.75=112.7 mm0.282p 31.75(2)分度圆直径：d =5=180, 18011sin sin齿顶圆直径：da=d 1.25 p -d1=112.7+1.25X31.75-19.05 =133.34mm齿根圆直径：

55、d f =d-d1 =112.7-19.05=93.65mm分度圆垓齿高：ha= (0.625+08) p-0.5d1 z二(0.625+竺)X31.75-0.5X19.05 11=12.63齿侧凸圆直径:180dg 三 pcot 1.04h2 - 0.76z180= 31.75 cot180 -1.04 30.18-0.76 11= 108.13-31.39-0.76=75.98mm取 dg =76mm(3)链轮内链节内宽：bi=18.90mm齿宽：bf =0.95h=0.95X18.90=17.99mm倒角宽：ba = (0.1 0.15) p=0.13X31.754.13mm倒角半径：X

56、 _p齿侧凸缘圆角半径：a 0.04p=0.04X31.75=1.27mm 5.3 动轴链传动轴及键的校核1 .键的校核普通平键连接的强度条件是：6 p =2Tx100/kld 6 p导向平键和滑键连接的强度条件是：P =2Tx100/kldP上述2式中，T传递的转矩，单位：N.mk键与轮毂键才的接触高度，k=0.5h,此处h为键的高度(mm) l键的工作长度，单位：mmd轴的直径按照上面的公式来校核普通平键 8X7X286 p =2Tx100/kld=2x9550Px100/kldn=2x9550x2.352x1000/ (0.5x7x20x30x50。=42.7此 drgnt5】=/0其中

57、：C一轴的材料和承载情况确定的常数，而 45钢的&)值取值范围为：118 107应用上式求出的d值，一般作为该轴的最细处直径。则 P=2.352kwn=259转/分 Aj=110得 d -18.26mm考虑到键槽对轴的削弱作用，将 d值加大4%,故 d1 -1.04d=1.04X18.26=18.99mm而该轴最细处为22mm,所以该轴得强度足够满足使用要求第六章主要零件的结构工艺分析 6.1 输送梢主动轴的工艺分析输送槽主动轴是输送槽的重要部件，它的设计好坏直接影响整个输送槽的工 作性能，所以它的设计至关重要。在设计中主要考虑了以下几点：1 .轴应便于加工，轴上零件也应便于加工；2 .轴和轴

58、上零件应有准确的工作位置；3 .各零件要牢固而可靠地相对固定；4 .改善受力状况，减少应力集中；为了满足上述要求我把轴设计成阶梯轴， 且在轴肩处运用圆形倒角以减少应 力集中。由于此轴在轴承盖、轴承、链轮处都有配合，因此在轴上这些连接部分 的加工精度要求较高，但是农机具精度要求相对不高，一般选用7级精度，键槽 也是7级精度，避免精度不够引起整个部装的不平衡，影响加工效果。 6.2 6.2制订主动轴零件的工艺过程工序号工序 名称工序内容设备I车1、一端面，钻中心孔2、切断，长3993、车另一端面 ，钻中心孔卧式 车床n车1 .粗车一端外圆分别至 ？28 X 36, ?30 X 38,?32 X 8

59、12 .半精车该端外圆至 *2500.021父36 ,425.5制25X38 ,*30.4008 X 813 .倒角1X45 ,倒圆角 R1.54,粗车另一端外圆分别至？2 X 48, ?32 X81, ?35 X 1385 .半精车该圆外端分别至425.52黑X48,TU. V 1 w -7*30*008X81, *33X1386 .倒角1X45 ,倒圆角 R1.5卧 式车 床m铳1、 铳槽R7.2,保证尺寸252、粗-精铳键槽分别至8 _0.036 * 8J0.090 X 25 _0.052 ,0X 0X 0R0_0.0368 _Q .09025_0.052立 式铳 床IV执 八、淬火、回火HRC4045V钳修研中心孔钻 床外圆磨床l1、粗磨一端外圆至 21.05 0.015VI磨2、精磨该端外