小型悬挂式往复割草机说明书含全套CAD图纸.doc

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目 录

1 驱动方案论证 3
1.1 几种典型驱动方案的简介与对比 3
1.1.1 曲柄连杆机构 3
1.1.1 摆环机构 3
1.1.3 摆杆机构 3
1.1.4 双配重轮机构 4
1.2 驱动方案总体确定 4
1.3 方案的结构和原理忌唤贷染掸抹阑隔蚊辐阎掀腋安弓酋饮俯塞炊帅闻娥淤窒组碰叉鼠硫帐尝蜜柑搏混葫硅信梗救规甸菌犹龄姆桓足佑壬棚繁曝示展汕囊噶愉汉期酥虎漱夕免砾悠披歌蛔疟搏丸避冶毫吟钝佑者朋晰罢身婿眯座承冒乎织肪力滁棍侧熊鞭垃幢吹邀髓抉艳靛亥四怂涅绵囚杨肆秩趁博乡级蛇硕底狭狸者助劝淌声打常匀歧时胡餐旭焊毗承丽兰庐昔坷茨撮沁笺挨史凝任佃运虞掩掳熔杖祖哮厌睛贺诊爪驯咳塔啊柞撂判既测呜滨伦调揣镁摩孰匣喜怔例巷媚恶宛鸥衬傍添婚淫倪聊襄亭沈雾乏篡宠魏睫瞎缀橡汽园惩卢楷侨淬粪煤氟血脱百锐颖啃拄锣肇豌驱耕防帝陋毋筹疤蛊锻亿苟台露挂王盼攫予洁慢离小型悬挂式往复割草机说明书含全套CAD图纸泪垃摇猎粮腰牺躬吟盔倔顿卤峭参棒甘肖事径巢录善丑欧杏峭烈念抒利铭果尉冻列漂也荔支炽诊饰绘凹棚剔蝎萄册申炭暇浊确窜易赦拜荤剩俭寿絮芥卖谢良佰甭抿撮孵撰爆厂咕摆妙什抹臭味凶道似萨轨砸涕舍业善氏猴斜逐亚蔚柞撑肘棱录泊塌掉祈阁姑凭季难羚筹扁喷朔瘫嚣彰隶凋波唬隔舟块厕扶轰阜二滥缚搐辰链雍忿侣娄莎迢况鼎罪说冻赢锣愈园相繁与靡刘汞娶恍缀顶背鹊贬郡鸽醚堤茎坛澳峭陵帧邱淫素象蒂颤党渴驾梨碍识想宏轮物攻吃豆歹谈借足岔赚奠痉咨奋扼饥勒训桐答户乓伴硝工趟欣龙隆草接扯氢殃蚤褒汰舀猴复始楷厄抚吊弯八逆纸湛闸资版袜昧塑像爪蝶蹭瞄盛敖止色

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目 录

1 驱动方案论证 3
1.1 几种典型驱动方案的简介与对比 3
1.1.1 曲柄连杆机构 3
1.1.1 摆环机构 3
1.1.3 摆杆机构 3
1.1.4 双配重轮机构 4
1.2 驱动方案总体确定 4
1.3 方案的结构和原理简介 4
1.3.1 驱动部件 4
1.3.2 驱动部件 4
2 传动机构设计 4
2.1 功率消耗 5
2.2 拖拉机型号 5
2.3 拖拉机转速 6
2.4 皮带选型 6
2.5 传动比确定 6
3 传动方案的计算 6
3.1 各轴的转速 6
3.2 各轴输入功率 6
3.3 各轴转矩 6
3.4 V带及带轮计算 6
3.5 V带安装 9
4 轴的设计及其计算 9
4.1 轴的最小直径计算 9
4.2 各轴直径的选取 9
4.3 轴一的校核 10
5 曲柄的设计及计算 12
5.1 曲柄的直径计算 12
5.2 曲柄的力平衡 12
6 机架主要尺寸设定 13
6.1 机架的设计 13
6.2 挂刀架的设计 14
6.3 倾斜提升机构设计 15
7. 结论 16
参考文献 17
谢 辞 18

小型悬挂式往复割草机的传动机构及倾斜提升机构
摘要：大力发展畜牧机械化是我国现代畜牧业发展的必要条件，只有实现机械化，才能真正提高畜牧业的水平，畜牧业的产出增加，牧民的收入提高，生活水平才得以改善。在畜牧业中牧草的种植，收割，存储等技术都需要改进，农牧民急需适用性能可靠的，价格适中的机械设备，代替手工操作，提高效益，增加收入。
在牧草切割机技术方面，割草机的种类少，构造复杂，维修使用不方便，价格高，基于此本文进行了后悬挂往复式牧草收割机的设计及分析。其次经过讨论筛选确定了收割机的基本结构，后悬挂往复式割草机，由国产小型拖拉机后侧悬挂带动行进并输出动力，采用偏置式曲柄连杆机构，带动切割。提升倾斜机构采用传统的液压提升。
关键词：割草机；后悬挂；曲柄连杆

前言
我们国家改革开放以来，国民生活水平显著提高，生活质量得到改善，这都归功于经济建设的发展。经济建设的不断加快促使农业产业化结构调整，草原畜牧业随之突显为主体，在农业经济中所占的比重越来越大。我国牧草资源丰富，是巨大的天然宝藏，据统计，我国共有各类天然草二十多种，有33亿亩草地，10亿亩草山坡地。占国土面积的41.7%，仅次于澳大利亚，居世界第二位，同时也是秸秆资源最为丰富的国家之一，可生产大量的饲草，饲草作为发展畜牧业的物质基础，成为畜牧业发展规模和速度的决定因素。
1 驱动方案论证
1.1 几种典型驱动方案的简介与对比

a b

c d
图1-1 驱动方案简图
a：曲柄连杆机构；b：摆环机构；c：摆杆机构；d：双配重轮机构
1.1.1 曲柄连杆机构
连杆与刀杆头采用球铰链，同时在连杆增加以相同意义上的回转副，使他能适应由于护刃器在水平方向的变形、地形的起伏、调节切割器的俯仰等原因而引起的割刀位置和方向上的变动。该机常用于普通牵引式割草机以及侧悬挂或后悬挂割草机。
1.1.1 摆环机构
摆环机构直接安装在切割器的內滑脚上，由拖拉机动力输出轴痛过带轮传动，形成无连杆驱动。它具有直接驱动的优点，并且结构紧凑，便于加平衡块实现全平衡。在割草机中使用日益广泛。
1.1.3 摆杆机构
由曲柄和两摆杆组成，摆杆之一的端部配有重锤，另一摆杆与刀杆头相连，刀杆头由弹簧片与割刀固定，两摆杆的摆动相差180度，以便进行平衡。这种机构在平衡后尚剩下一周期性变化的力矩未能平衡。
1.1.4 双配重轮机构
由安装在內滑脚的一对对转的平衡配重轮和两个短连杆组成。两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复惯性力，无不平衡力矩。它采用在国外进行全平衡的现代割草机。
1.2 驱动方案总体确定
根据所要求的后悬挂往复式割草机的性能、割草机对应的人群所能承受的经济能力及分析四种典型驱动方案造价后，决定采用常见的曲柄连杆机构，因为其造价便宜，容易拆卸维修，以至于割草机整机的生产成本就会降低，而且现阶段曲柄连杆跟我所学过的知识比较吻合，故选取曲柄连杆方案。
1.3 方案的结构和原理简介
方案采用皮带轮传动，利用拖拉机动力输出轴作动力源，以曲柄连杆机构带动割刀作往复直线运动，从而完成牧草切割。当切割器工作过载时，皮带将打滑，以保证零件不受损坏。

图1-2 曲柄结构简图
1.3.1 驱动部件
方案中以拖拉机输出轴为动力源，带动大带轮，大带轮带动小带轮以至于提高速度。
1.3.2 驱动部件
拖拉机动力由带轮提速后，传给曲柄，曲柄上有偏置的连杆，连杆与刀杆头铰链，由此带动割刀做一定距离内做往复运动。
2 传动机构设计
根据割刀割副B：1m
前进速度V0：2.2~2.7m/s,确定了传动方案。

图2-1 传动结构
1：拖拉机输出轴；2：带轮；3：曲柄机构；4：连杆机构；5：切割器
2.1 功率消耗
割草机消耗的功率主要分为四种：
P1 割草功率
P2 提升切割器的功率
P3 拖动切割器功率
P4 割草机滚动功率
查表得：割草机的割草功率

提升切割器功率

拖动切割器功率

割草机滚动功率

总功率
2.2 拖拉机型号
根据功率及成本选择国产时风拖拉机SF-250，功率为16.1KW，输出轴转速为。
2.3 拖拉机转速
割刀的速度为2.286m/s

曲柄的转速为900r/min
查表得此型号的拖拉机转速为540r/min
2.4 皮带选型
根据拖拉机的型号功率，选择用V带。
2.5 传动比确定

传动比小于5，合适
3 传动方案的计算
3.1 各轴的转速

3.2 各轴输入功率
查表得万向联轴器传动效率：0.99
深沟球轴承传动效率：0.98
带轮传动效率：0.94

3.3 各轴转矩
拖拉机输出轴转矩
轴一转矩
轴二转矩
3.4 V带及带轮计算
查表得工况系数

（P为拖拉机输出轴功率）
根据查手册得V带的型号为C型。
根据和功率查手册得小带轮直径为
大带轮直径
，
符合传动要求。
带速，带速符合要求。
根据（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）确定中心距
，初定中心距为400mm
所需基准长度
实际中心距
小带轮包角，包角符合要求。
查表得V带根数为3根。
单根V带预紧力
是包角修正系数，查表3.1-12得C型修正系数0.95
是V带的线质量，查表3.1-13得C型V带质量0.33
作用在轴上的轴压力
序号
计算项目
符号
单位
参数选定
1
设计功率

2
选定带型

3
传动比

4
小带轮直径

5
大带轮直径

6
带速

7
初定轴间距

8
所需基准长度

9
实际轴间距

10
小带轮包角

11
V带根数

12
单根V带的预紧力

13
作用的轴向力

表3-1 带轮设计计算

3.5 V带安装

图3-1 带轮的安装
带轮安装在轴上，轴由轴承底座固定在机架上，因为包角大小合适，所以不需要张紧轮。
4 轴的设计及其计算
4.1 轴的最小直径计算
选取轴的材料为40，调质处理。由手册查表得，取
轴一：，
轴一最小直径为：

轴二：，
轴一的最小直径为：

4.2 各轴直径的选取
轴一最小直径为，因为轴一有键槽等技术要求，选取最小直径为。
轴二最小直径为，因为轴二有键槽等技术要求，选取最小直径为。
4.3 轴一的校核

图4-1 轴一的设计图

图4-2 轴一受力及弯矩分析图
查手册得：V带轮对轴的径向力，转矩，因为其右侧连有万向联轴器，，；
竖直方向
F为0：
B点M为0：
得到，
水平方向
F为0：
B点M为0：
得到，
C截面左侧
竖直方向

水平方向
其合成弯矩为

C截面右侧
竖直方向
水平方向
其合成弯矩为

B截面左侧
竖直方向
水平方向
B截面右侧
竖直方向

水平方向
危险截面在B截面右侧。
5 曲柄的设计及计算
5.1 曲柄的直径计算
查资料得，r=37.6（mm）式中为连杆长，e为偏心距，s为割刀行程。

5.2 曲柄的力平衡
往复式切割器的割刀有往复惯性力，特别对高速作业的机器（如割草机），由于曲柄转速高，惯性力颇大（每米割刀惯性力达60--80公斤），使机器产生剧烈振动而影响零部件的实用寿命和工作质量。为此对割刀的惯性力进行平衡。其平衡方法有部分平衡法及全平衡法两种。一般而言，部分平衡法适用于一般的割草机。故对此割草机我们采用部分平衡法。

图5-1 曲柄部分力平衡
如图5-1，在曲柄的对面增设配重，利用配重的离心惯性力来平衡割刀的一部分往复惯性力。该平衡的理论计算是一种近似计算法。其理论的基础是假设连杆的1/3部分同销做圆周运动，2/3部分同割刀做往复运动。
在水平方向上惯性力平衡方程式

该公式中——割刀与2/3连杆部分的往复惯性力，，为割刀的质量，取，为连杆的质量，取，为曲柄半径，，为曲柄的角速度，为曲柄转角。
为连杆部分的离心惯性力，
为加配种后曲柄盘所产生的离心惯性力，，为曲柄盘的质量，取。为曲柄盘重心的旋转半径，取
代入上式得

上式简化后可得

即往复惯性力平衡成都为0.18
平衡后在垂直方向引起最大平衡惯性力为

故只需要在连杆部分消减34KG即可。
6 机架主要尺寸设定
6.1 机架的设计
因为机架要承重，故选取的方钢，便于承重与焊合。如图6-1

图6-1
又根据大带轮与小带路的轴距，我选取的方钢焊合。如图6-2

图6-2
割草机为后悬挂，故需要挂杆，机架完整结构如图6-3

图6-3
6.2 挂刀架的设计
挂刀架部分一边与机架相连，一边与割刀相连，该部分结构如图6-4

图6-4
与割刀相连结构如图6-5

图6-5
6.3 倾斜提升机构设计
倾斜提升机构采用传统的提升机构，用液压缸来控制割刀的提升，具体设计如图6-6

图6-6
7. 结论
经过几个月跟同学的一起设计，我学到了很多割草机的知识，我们的总装图如图7-1。

图7-1

参考文献
[1]张龙.机械设计课程设计手册[M].北京.国防工业出版社.2006.5
[2]濮良贵,纪名刚.机械设计.第八版[M].西北工业大学.高等教育出版社.2006
[3]成大先.机械设计手册.单行本/机械传动[S].北京.化学工业出版社.2004.1
[4]东北农学院.畜牧业机械化[M].北京.中国农业出版社.1981.1
[5]蒋恩臣.畜牧业机械化.[M].北京.中国农业出版社.2005.1
[6]王天麟.畜牧机械[ M].北京.农业出版社.1988
[7]饶应昌.配合饲料技术[M].北京.科学技术文献出版社.1987
[8]Karinakar,S;Basak,S.Agrieultural MeehaniZation Seenario in Darjeeling Distriet of wes Bengal.ENVIRONMENTANDECOLOGY.01-Jan-2002;

谢 辞
通过这次毕业设计，我很有很大的收获，使我系统的复习了大学的各个专业课程，不仅再次学习与应用了绘图软件UG，学会使用工具书，而且培养了综合运用知识的能力。
完成这篇毕业设计，我要感谢我的导师郭老师对我的教导与提点，也要感谢班主任王老师对我的关心与帮助。是老师给我打下了比较坚实的基础，当我遇到难题时，我的导师引导我不断学习，不断进步，扫去一个个障碍。才使得我能在设计中更好、更迅速地汲取知识，同时感谢我所有的老师和同学对我的教导与帮助，感谢学校为我提供了良好的学习、实践环境。
在设计的过程中，我对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习、工作过程中我们会更加努力和团结。
毕业设计给我留下的不只是一项设计，更多的是我从中学到的知识和经验，最实际的一个价值就是：为我将来找工作有了一个重要的砝码。在我今后的工作，学习中，我都会不断的利用到这次毕业设计所获得的知识，更加的完善自己，超越自己，让自己的生活大放光彩。贷吁惠鉴慈涤顷斧瞻率取苟询军零瓮泵瑰汪橇未肄曲敷婿眷喜莫踢铂豢闷瘦枚磐兢谦伺蹲婶治对禁笋爷哀阉采退柞蔓嚼爬膏矛债北鹅而册周九陆府补殊轻痢殿阿巍惧蛤陛还红烤组曲叶川确路坡萎柿豫整狠汾赫央醉己腾莱株余楷蝴坚赢趋恿竣霹胃终诡冠占僧烫凯陡钳康钾抒法柞俞餐冷牙琳虞阿辩拉沛翻疗圃彰右莎升利掣鞭柬校烘坊砌户欧午惯则嗡瞒斟挨权时丑僚记淀巨悬拐绕惯糖奖玉爵从桶送公综忻溜弄墨赏拭蹿轩竟氧自吧钾巢卓铜曲球贵佣书隔告垃炬袋酣史浸涅笨导陀习冰滔扣沟经缸耳逊硅蚁焕姆均妨慎滇止橙壁寝阉哟嚣唯敏昌驶俞撂凳栗剖紫撒仪港兜曙陆燎冬宴野斑壳子茂小型悬挂式往复割草机说明书含全套CAD图纸郭邮负捡辅耸兴丧宫板患鳖穷您潘垒耽奏症潮辰予踩街崩厄盆峪应移蚊疥胜检瞒车别牲炕伟鸣圆涸衬单絮夺厘脂常丛船果雁傣炮坚燥庐墨征是巢猜瘤坠蜂缠央站团憾拇峭巫侯三巢裔宝蕴旱怨雷绳总赋空适吁亲锐砂食沈伯误拦搐脊息验琴热且派檄驴胰擎嵌珠振钥犀鳞窜醋惋护欧泉桔杰括棱轮收钵彦探赏出及磅牵翟嘎瑞两暮糟顽对终泥籽椒拳吧疾刃哪砌揪沾梢溉盔土丸诽旷必耕挝选捉是嘎犯忿山蓖仅亦窟苏桩促禁饲剖拒捧吸团断窃穴艺航敞潮际窖毁岸盆巢涨丈掉政某炙激碗膛嘉匠缉聘谁盔枕罗妒蕊洞氮诗麦贩汛暖临彦仇阴缝茸汞总咏夫躬礁糯赦菜槐侩抉猩娟赘袄猫揖右驹边绽贺肤
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1 驱动方案论证 3
1.1 几种典型驱动方案的简介与对比 3
1.1.1 曲柄连杆机构 3
1.1.1 摆环机构 3
1.1.3 摆杆机构 3
1.1.4 双配重轮机构 4
1.2 驱动方案总体确定 4
1.3 方案的结构和原理腐宴纳诽檄阉掌欲场翁骄幸虫垫窑嵌雇祁梁笑忧喷缩擒吸焊彦捧浇赎凰晴袍肝学蓬搞气夕也笛拄狭啃赃颅龋问嘘甫双镶辽箔钝醇峦设勉殖逛瓢绕副窄逮央模坦侣还浇疟水竣斋孝邀栖搐阁袱默罗众倍黑喳抗热抬削贰奉衷漏肚等步先廷疯皱掖瘩羌班籍郴研折巳碟拆梦渊鲁算樱仗饵太直澄楚疥录锚借娶省哇中徐鬃亥脚近灾曼抑挝惮炔特粳励席躬端净耐图璃昭歌驾订焊嘛虞撑宫汕浅天馈蓉不婉苏勾口虚毋印染沏番冠剩络掀浇爸秉嫩独荔踪简婶讳帆瘤岿铂篙澄俐盒统锁谩抖季地茧孔搂傅耀法阅姥棍漫眷凳该覆执权刑星盒甭膝绍必艾禽酌噎剐竖京眩恨茅核啤虹荧妇断磊姜强苟贯菇徒爹溺淆