单行悬挂式玉米收获机换向箱的研究设计2.doc

六、悬挂式单行玉米收获机的设计 1 总体方案的确定 1.1整机结构配置设计 本玉米收获机采用飞象牌单缸卧式拖拉机右侧悬挂配置的方式，其总体结构如图1所示。 1.果穗箱 2.机架 3.传动系统 4.主换向箱 5. 摘穗装置 6.拖拉机 7.升运器 图1 悬挂式玉米收获机简图 1.2玉米收获工艺流程和工作原理 1.2.1工艺过程 茎秆拉断→摘穗→果穗升运→果穗收集→果穗堆放 1.2.2工作原理 玉米收获机顺垄作业时，左，右分禾器将倒伏的玉米茎秆扶起并导入左，右拨禾链中，左，右拨禾链以适当的线速度将每一株茎秆垂直地导入一对拉茎辊之间。当茎秆被拉茎辊抓取时，茎秆被急速拉向辊的下方，这时果穗也随茎秆移动。当遇到设在拉茎辊上方的摘穗板时，在冲出力和拉茎力的综合作用下，完成摘穗工作；同时，拨禾链将果穗拨到果穗输送器中，果穗被输送到果穗箱中，而茎秆继续被拉茎辊拉向下方，果穗箱内堆集一定数量果穗后，将果穗堆放在地上。拉茎辊工作原理如图2所示。 图2 摘穗板式拉茎棍工作原理 2 传动系统设计 悬挂式玉米收获机的传动路线为；拖拉机飞轮输出动力轴→皮带传动→传动轴→链轮传动→换向箱。 3 主体结构参数和运动参数的设计 3.1 摘穗板组合式摘穗装置 主要由一对卧式拉茎辊、摘穗板及带拨齿的喂入链等组成。摘穗板位于拉茎辊上方，拉茎辊轴线与水平面成25°角，摘穗板上平面装有一对带拨齿的拨禾喂入链，其作用是为了保持玉米茎秆直立状态喂入，并将摘落的果穗输送至果穗升运器。玉米摘穗台简图如图3所示。 3.1.1 拨禾喂入链结构参数的确定 喂入链选用农业机械用输送滚子链，链号38V、节距p=38mm，拨尺长L=50mm，拨齿间距300mm。 3.1.2拨禾喂入链运动参数的确定 喂入链运动分析如图3所示。为了保持玉米茎秆直立状态喂入，则 式中：―机器前进速度，=1.28m/s； ― 喂入链线速度，m/s； ―喂入链水平方向分速度； ―拉茎棍水平方向倾角，=25°。 即 1.41m/s 取链轮直径D=111mm，转速为270r/min,确定喂入链线速度为1.57m/s。 3．1．3 拉茎辊结构参数的确定 （1）拉茎辊直径及倾角的确定。拉茎辊由前后两段组成，前段为带螺旋的锥体，主要引导和辅助喂入作用；后段为拉茎 ，形状为锥形六叶辊。大端直径=90mm，小端直径为=81mm，拉茎辊水平倾角为25 。 1.喂入链 2.摘穗板 3.拉茎棍 4.清草刀 图3 玉米摘穗台 （2）拉茎辊有效工作长度的确定。拉茎辊最小工作长度应能保证摘穗部位最高的和最低的玉米穗，如图4所示。值按下式计算 式中： - 拉茎辊水平倾角，25°； -最高结构和最低结穗部位的高度差，一般=400~600mm 取1000，=1000°=423mm。 一般拉茎辊工作长度范围是480~1100mm，多数为600~900mm。考虑到结构和重量因素，取540mm，这时=1183mm。 图4 拉茎棍的工作长度 3.1.4拉茎辊圆周速度的确定 拉茎辊圆周速度与玉米收获机作业速度、被拉引的茎秆长度有关，一般要求取4.5~5.1m/s。由经验公式得 式中：n―拉茎辊转速，r/min； h―拉茎辊作用的茎秆长度，h=1.7m； ―拉茎辊平均直径，=0.085m； 取拉茎棍转速为n=830r/min，则拉茎辊平均圆周速度为 /60=4.71m/s 此结果满足设计要求。 3.2果穗升运器 3.2.1果穗升运器结构参数的确定 根据整机总体配置设计及玉米果穗物理特征尺寸，确定升运器为链条刮板结构形式，其宽度为300m，水平倾角为25°。 3.2.2 果穗升运器运动参数的确定 果穗升运器的刮板线速度必须适应割台输送果穗的喂入链速度n。已知：输送链轮分度圆直径 D=103mm；输送链轮转速年n=240r/min。则 =1.3m/s 3.3果穗箱设计 3.3.1果穗箱容积计算 决定果穗容积的因素：一是拖拉机允许的悬挂质量：二是收获作业时整流机质量约为500kg， 悬挂式玉米收获机整机质350kg，作业时悬挂质量储备取20%，这是允许的作业最大悬挂质量为400kg。果穗收集果穗最大质量为 kg 实测果穗质量为0.39kg/穗，50kg果穗容积为0.14m3，果穗箱容积储备系数为1.3，这时果穗容积为V=0.18m3。 3.3.2果穗箱结构参数的确定 果穗箱设计为长方体形结构，外形尺寸（长×宽×高）800×500×450