玉米收获机的设计说明书.doc

与上海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、摘穗辊、果穗第一升运器（螺旋升运器）、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50拖拉机，背负式，输送装置THE DESIGN OF CORN COMBINED HARSTER POWERED BY SHANGHAI-50 TRACTORABSTRACTCorn as one of the three 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.Taking 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 research 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 completed 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 popular 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 intensity, 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，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、果穗升运、茎秆粉碎还田等多项作业。这种玉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、果穗升运、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、果穗升运、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 4YW2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所示：表2-1上海50拖拉机的有关参数型号SH50发动机型号495A,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、摘穗辊、果穗第一升运器（螺旋升运器）、果穗第二升运器（刮板升运器）、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辊。摘穗辊为纵向倾斜配置，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。两辊在回转中将禾秆引向摘辊间隙之中，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，由摘辊上方滑向中央第一升运器（螺旋推运器）中。果穗经第一升运器被运到偏配置在拖拉机右侧的果穗第二升运器（刮板式升运器），然后输送到果穗箱。经过摘辊碾压后的秸秆，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，最后剩余根茬高度小于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（1420）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辊式、卧辊式和摘穗板式。立式摘穗辊主要用于牵引式机组，玉米秸秆割下后，由夹持链夹持输送到摘辊，在摘辊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辊。摘穗板摘穗装置由摘穗板和拉茎辊配合完成摘穗工作，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辊，既能顺利摘穗又可保障摘下的果穗迅速滑至两对摘辊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辊，以防漏摘。内分禾器在每对摘辊的两侧形成果穗通道，与拨禾链配合，以防掉穗。摘穗辊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升运器组合输送。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，碳酸氢铵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；具有保墒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摘穗高度400毫米籽粒总损失率2%果穗损失率3%籽粒破碎率1%秸秆粉碎合格率90%（粉碎秸秆长100毫米）留茬高度080mm（可调）使用可靠性90%机组生产率3-5亩/小时（机组采用档速度作业）卸粮方式液压卸粮2.2.1 整机参数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。在配置两对摘辊中心距时，考虑中间情况定位600mm，然后在分禾器、摘辊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=25.4Bv (亩/小时)式中：机组工作时间利用系数，一般为0.70.9。 B行距 （m） v机组作业速度 （米/秒） 若=0.8, B=0.6m, v=0.6m/s, (挡)则 Q=25.40.80.60.6=3.11 (亩/小时) 若上海-50以挡作业，v=1米/秒，则Q=25.40.80.61=5.184(亩/小时)表2-2上海-50拖拉机各档速度速度倒倒v/km.h-12.153.546.718.5814.1326.862.8411.35n/r.min-1101630396412113513. 留茬高度 80mm留茬高度是指秸秆粉碎还田机粉碎秸秆时所留根茬高度。秸秆粉碎还田机工作时，为了达到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茬高度。支撑地轮的工作位置可调，从而实现留茬高度从080mm内可调。2.2.2 主要工作部件参数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) 摘穗辊现有机器上所用的摘穗器多为辊式。按摘辊的配置方式，可分为纵卧式摘辊、立式摘辊、横卧式摘辊和纵向摘辊；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辊，它由一对纵向斜置（与水平线成30）的摘辊组成。两轴的轴线平行并具有高度差，由于其前端高度相同，因而两辊长度相等，靠近机器外侧的摘辊较长，与靠近机器内侧的摘辊长均为1000mm。摘辊的结构前、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辊间隙的作用；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，两对应摘辊的螺纹方向相反，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。摘穗辊的直径一般为72100mm，转速为600820r/min。两摘辊之间的间隙（以一辊的顶圆到另一辊根圆的距离计算）较秸秆直径为小，约为秸秆直径的3050，移动摘辊前轴承可以调节间隙。调节范围为412mm（从摘辊中部测量）。如图2-2所示。图2-2 纵卧式摘辊1.强拉段 2.摘穗段 3.倒锥 4.可调轴承 5.秸秆（2） 摘穗辊的直径（D）和工作间隙（h）h=（0.10.4）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=（0.10.4）30=312mm本机取工作间隙h=9mm。据有关资料的实验证明，摘辊直径在65100毫米时工作质量较好，故本机取摘辊直径为66毫米。本机选取较小的摘辊直径和较大的工作间隙，即保证了摘辊对秸秆的抓取能力，又减轻了摘辊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，每对摘辊的外辊前端采用了浮动支撑，使摘辊入口的工作间隙从914毫米可调。（3） 摘辊转速（n）据设计资料，摘辊线速度V是保证摘辊正常工作的重要因素，当V小于2.5米/秒时，由于秸秆与摘辊之间产生打滑，容易造成摘辊堵塞。当V过高时，落粒损失增加，对卧式摘辊，其顶圆线速度取3.33.8米/秒为宜。本机摘辊直径D=66毫米，螺旋筋高度9毫米，即顶圆直径=84毫米，若取V=3.6米/秒，则摘辊转速n=601000V/3.14=600003.6/3.1484=817r/min。（4） 拨禾链本机采用双层拨禾链，平行配置在摘辊上方，内外摘辊上方各一根，相向转动。拨禾链的拨齿能将秸秆拨入摘辊并通过摘辊区，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=38mm，节圆直径d=t=38=123mmV=n3.14d/（601000）=1.107m/s。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辊中部，从摘辊上滑下的果穗经搅龙输送到刮板升运器再至果穗箱。经试验，链耙线速度取1.5米/秒为宜。由于n=259r/min，z=11，t=31.75d=t=31.75=112.7mmV=n3.14d/(601000)=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螺距（米）则搅龙实际转速： n600.6/0.28128r/min。玉米收获时，对行十分重要，即机器作业时，必须使两对摘辊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辊中间，并被摘辊夹持住下拉和后移，由于玉米穗头部分的直径大于秸秆，被摘辊挤拉与秸秆分离，摘掉的玉米穗被拨禾链不断向后上方拨动，不至于从倾斜的摘辊前端落地，而每对摘辊都是内低外高，使果穗离开摘辊，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，可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 主要工作部件的构造，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. 摘穗辊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、摘穗辊等组成。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，本机采用纵卧式摘辊摘穗方式。摘穗时，内外摘辊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辊前端；高度差较大时，摘掉位置靠后。一般应保证摘掉果穗的位置在摘穗辊中间。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所示)，用以将玉米秸秆引导至摘穗辊中间。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升运器。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辊中间，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。图2-4 拨禾、喂入部分1.分禾器 2.拨禾链 3.切割器 4.喂入链 5. 摘穗辊(3) 摘穗辊传统的玉米摘穗部件有立式摘辊，卧式摘棍和摘穗板。立式摘辊常用在需要收集秸秆的机型中，摘穗板常用在多行机中。本机采用卧式摘穗辊。卧式摘辊成对使用，内摘辊和外摘辊两者的结构基本相同，但摘棍的螺旋筋方向相反。内外摘辊配置成内低外高，内低外高的配置使玉米穗顺利地滑落至螺旋输送器。摘辊的结构：由摘辊尖和摘辊体组成。摘辊尖部分形成喇叭口，使玉米秸秆顺利进入摘辊间隙；摘辊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，摘辊体的后部设置一段直纹筋。若秸秆被输送到摘穗辊后部时，被快速向下拉出，以免造成摘辊堵塞。摘辊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，轴头和摘辊体用两个弹性销连接。摘辊体与摘辊尖用一段轴连接，并用弹性销锁住，二者的接缝处安装一滚针轴承，并通过支座支撑在机架上，外摘辊有摘辊齿轮箱输出轴端链传动驱动，内外摘辊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。为了使摘辊的夹持力能适应不同粗细的作物秸秆，机器的内辊采用固定支撑，而外辊前端采用浮动支撑。当秸秆被摘辊夹紧后，外辊前端受力向后运动，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，造成摘辊表面堵塞。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，摘辊夹持力也增大，螺杆旋入时反之。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。此尺寸是以外摘辊和内摘辊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。内外摘辊的两侧配置有切草刀，用以清除缠绕在摘辊上的杂草。切草刀刃口与摘辊的间隙可调，以二者不相碰为宜。(4) 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：引导秸秆进入摘辊间，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。由于此链为水平面上运动，故须张紧可靠。(5) 摘穗辊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。在摘辊齿轮箱的输入轴端设置有安全离合器，以防摘辊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) 中间升运搅龙在偏配置机型中，由于输送槽不能前伸至摘穗辊中部，故设置一升运搅龙将摘取的果穗向输送槽输送。升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辊轴。粉碎锤刀用销轴铰接于粉碎辊的刀座上，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、带传动带动粉碎辊高速转动，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、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，取刀辊转速为40米/秒左右为宜。由传动示意图知：粉碎刀辊的转速n=1693转/分。则此时的粉碎刀端线速度V：V=.r=n/60=3.140.4901693/60=43.4m/s （粉碎刀辊直径490mm）具体排列方式如图2-5所示：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 搅龙的设计螺旋输送器（也称升运搅龙）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锟收获的玉米穗收集起来输送到刮板式输送槽。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m/s，满足输送要求。3.2 刮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，它主要用于输送玉米穗，将物料沿倾斜30度的方向升运，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升运，在外壳上段经排料口卸出。玉米的一些有关参数每亩玉米种植数平均行距株距玉米高度30004000株600650mm300350mm18002500mm结穗高度玉米穗长度大端直径每株结穗个数4001200mm不大于230mm不大于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为（36）h，同时参考链条尺寸，刮板间距选为10倍的链节距即1031.75=317.5mm，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/s10穗/X1.2m=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 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. 刀辊摘穗功耗据设计资料，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：=6马力。3. 拨禾消耗功率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：=3马力。4. 果穗输送功耗(1)刮板输送器生产率刮板输送器生产率：Q=3600Bhv其中：B刮板宽度（m） 取B=0.28m h刮板高度（m） 取h=0.07m v刮板（链耙）的速度（m/s） 已知v=1.527m/s输送物料的容重（吨/立方米） 取=0.45 充满系数 输送谷物和杂余可取0.60.8 取 =0.7 倾斜系数 输送装置与水平夹角为30 取 =0.58 故刮板输送器生产率：Q=3600Bhv=3600X0.28X0.07X1.527X0.45X0.7X0.58=19.685(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,故输送高度H=2.1m,输送器水平投影长度L=3.64m,重力加速度g=9.8m/,刮板运动阻力系数W=1.3,得出输送器的功率消耗为:N=据设计资料，收获