苜蓿收获机的设计说明书毕业设计论文.doc

前 言
畜牧业的发展水平反映了一个国家的经济发展水平和技术的进步程度，在一些畜牧业发达国家，畜牧业产值在农业总产值中占有很高的比例，在畜牧业产值中，60%以上是由牧草转化来的，所以牧草生产是畜牧业中最基础的产业，还是一个经济效益很高的产业。但是，我国牧草收获机械化水平低，设备陈旧不能满足收获需求，有时还需要人工收割，使牧草产量和品质下降，缺乏牧草收获机械，以阻碍了牧草产业的发展。
本课题的确定是在收集、分析以往使用经验以及国外同类产品最新技术资料的基础上确定的。研制了一种可以一次完成切割、压扁、作业工序的切割机，它的特点是采用了偏心式拨禾轮，将牧草拨入立式割台，并及时推向压扁辊。
本文主要是应用机械设计方法和机械原理对割草机的全部零件进行尺寸研究设计，对主要的传动零部件进行受力分析和强度校核计算，用Auto CAD和Solid Works设计软件进行设计和绘图，初步完成了整机的设计并整理出图纸。

关键词：苜蓿；割草机；往复式切割器；偏心拨禾轮

目 录
1 引言 1
1.1 本课题研究的背景、目的 1
1.2 牧草机械的研究现状 2
1.3 课题研究内容和方法 2
2 收获机整体方案的确定 3
2.1 收获对象的特点及其对割草压扁机机械性能的要求 3
2.2 方案的确定 3
3 立式割台的设计 4
4 割草压扁机拨禾装置的设计研究 4
4.1 拨禾轮的类型 4
4.2 拨禾轮的工作原理和参数确定 4
5 割草压扁机切割系统的分析研究 6
5.1 切割器的选择 6
5.2 切割压扁机压扁系统的设计研究 8
6 割草压扁机传动系统的分析研究 8
6.1 传动系统方案设计及主轴转速确定 8
6.2 传动比及参数的确定 9
6.3 功率需求和传动效率的确定 10
6.4 传动设计计算 11
7 轴的设计计算 13
总 结 18
致 谢 19
参考文献 20

塔里木大学毕业设计
1 引言
1.1 本课题研究的背景、目的
1.1.1 研究背景
随着我国经济的发展,畜牧业早已从副业变为主业,作为畜牧业基础的草业在生产中的地位随之提升,成为种植业产业结构调整的重要组成部分；经济的发展，也带来了农业生态环境的恶化,植被覆盖的重要性引起重视,牧草的的生态功能也逐渐被人们接受和利用。国内外生产实践证明，饲草生产要实现高效益可持续发展，必须满足两个条件：一是经营规模足够大；二是生产加工要实现机械化。因此大力发展我国饲草生产机械装备，实现饲草生产机械化，在我国的畜牧业发展中具有特殊的地位和重要的现实意义。但是，牧草收获机械化水平低，设备陈旧不能满足收获需求，有时还需要人工收割，使牧草产量和品质下降，缺乏牧草收获机械，已阻碍了草产业的发展。
目前，我国关于牧草收获机械的研究正处在利用引进和自主研发阶段，我国自主生产的割草机一般不带压扁辊，仿形能力也比较差，像红三叶、苜蓿等豆科饲草的收获，大多数都是采用国外的机器。国外的切割压扁机价格高，对配套条件要求高，不符合我国现阶段的国情。
因此，考虑到我国的人工草场多为中小型的，准备设计一种能够用中型拖拉机驱动使用的切割收获机。
1.1.2 研究目的
苜蓿是豆科牧草，含有较多的胶体物质和较少的碳水化合物而不易青贮，刈割的苜蓿必须及时干燥，否则就会发霉变质甚至腐烂，致使动物无法食用。青干草是草产品流通的主要形式，同时也是发展绿色畜牧业的重要的蛋白质资源。目前，已开发的牧草产品有草粉、草颗粒、草块、草饼、草捆、叶块、叶粒和浓缩叶蛋白等。牧草产品在国际、国内均具有非常广阔的市场，亚洲已成为世界上最大的苜蓿产品进口市场，年总需求量240—255万吨，其中，紫花苜蓿是生产量和销售量最大的牧草产品。
优质青干草获得的条件之一牧草调制。饲草收割后，不经过调制处理，田间自然干燥，在阳光的直射下和体内酶的共同作用下，所含的胡萝卜素、维生素、叶绿素等大部分被分解掉，总物质损失在20%～30％，维生素损失在50%以上，还有如果不经调制处理，加长了在田间的干燥时间，影响后续作业，加大了牧草被雨淋的概率，雨淋后饲草营养损失更大。
经过压扁的牧草的干燥时间明显缩短。为使苜蓿草能适时刈割，提高苜蓿在田间晾晒时的干燥速度，又要保证苜蓿茎和叶的干燥速度达到基本同步，必须研制割草压扁机
1.1.3 研究的意义
畜牧业发展程度是一个国家技术发展水平的重要标志之一。畜牧业发达国家采用先进技术机械装备进行种植、生产，因而能保证种植和收获质量，保护草原生态环境，提高了种植和生产的效率，大幅度地增加居民收入。据不完全统计，我国天然牧草品种超过二十种，草原面积多达33亿亩，草山坡地超过10亿亩，约占国土总面积的41.7%，我国的草原和坡地上的牧草难以收割，大部分只能用放牧的形式进行利用，利用效率很低。随着人工种植牧草规模不断增加，畜牧业的快速增长，畜牧业的产业结构正不断调整。高速发展的畜牧业具有保持生态环境、促进经济增长以及绿化美化环境等特点，因而牧草种植业正在逐步成为农业及农村经济新的增长点和突破点，其己具备发展成为一个新兴产业的潜质。
1.2 牧草机械的研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外对牧草压扁技术的研究已有80多年的历史，牧草切割压扁技术在北美以及欧洲地区已经有非常成熟的经验，割草压扁机的种类也非常多。目前，国外的牧草收获机械都采用压扁技术来缩短牧草的干燥时间，从而获得优质青干草。国外20世纪30年代，就已经开始发展牧草的压扁技术，压扁机开始出现并且逐渐应用于生产实践，这种压扁机工作原理是将割草机割下的牧草捡拾起来，同时给压扁铺放。对于牧草，一般切割后立即压扁效果最好，失水的牧草不易被压扁且易缠绕，另外压扁机是单向作业的，压扁机收获牧草增了收获机型。
进入20世纪60年代，能够同时完成切割、压扁、集拢铺条的切割压扁机开始生产应用，经过研究和发展，切割压扁机技术日渐成熟，大多数牧草收获机械都使用切割压扁机，其中代表性的是美国和加拿大生产的往复式的切割压扁机、欧洲各国生产的旋转式的切割压扁机。
进入20世纪90年代以来，畜牧业发达的国家，开始把高新技术运用到牧草收获机械中，大大的提高了切割压扁机的高效、复合作业，机器的生产率、通用性、适应性显著提高，随着电子和液压等先进技术大量采用，对操作的舒适性、割茬高度的一致性等等方面大大改进。国外先进的切割压扁机的种类非常多，如约翰•迪尔公司、纽荷兰公司、克拉斯公司生产的切割压扁机。
1.2.2 国内研究现状
我国草业机械化事业起步较晚、发展缓慢，牧草机械化生产水平低。20世纪40～50年代，只是生产一些仿制的机械化和半机械化牧草收获机具。
20世纪60～80年代，国家开始重视畜牧业生产，畜牧业生产机械化方向开始注意引进、消化、吸收国外先进的技术，牧草生产机械化从单向作业到注重成套作业发展。
20世纪80～90年代自主发展阶段，国家一系列政策的实施，农牧民的生产积极性空前高涨，开始大量购买牧草收获机械，极大促进了牧草机械的生产研究，这一时期国内生产的割草机一般都不带压扁机并且仿形效果也不好，进口的切割压扁机占据着大部分市场。
21世纪以来，国家加大了对畜牧业的支持力度，一些国内的畜牧机械生产商，开始投入资金和科研，开始生产切割压扁机，达到了国外90年代的水平。代表机型有新疆机械研究院生产的牵引式和自走式割草压扁机，上海世达尔现代农机公司生产的割草压扁机等。
1.3 课题研究内容和方法
1.3.1 研究内容
（1）研究不同类型的拨禾轮对牧草收获的影响因素，研究确定拨禾轮系统的参数和结构尺寸。
（2）研究不同类型切割器对牧草切割质量的影响因素，研究确定切割器的类型和切割器参数。
（3）研究不同类型压扁辊对牧草压扁效果的影响规律，研究确定压扁类型和结构尺寸。
（4）根据结构和工作要求设计确定传动方案、传动比和总的功耗。
1.3.2 研究方法
利用检索方法迸行中外文献资料收集。
国内外部分牧草收获机械调查研究。
利用机械设计理论进行计算。
利用计算机软件(Auto CAD和Solid Works)进行设计，绘制图纸。
2 收获机整体方案的确定
2.1 收获对象的特点及其对割草压扁机机械性能的要求
2.1.1 收获对象的特点
收获对象为紫花苜蓿，紫花苜蓿是世界上栽培最早、面积最广，最重要的饲草原料之一，它属于豆科牧草，不仅产草量高，草质优良，而且富含蛋白质、多种维生素和矿物质，其干物质中粗蛋白含量为15%～25%，相当于豆饼的一半，比玉米高1～1.5倍，有“牧草之王”的美称。紫花苜蓿是多年生豆科牧草，每年可多次收割且适口性好，收获量大，具有很好的饲用价值，可做精饲料作用品。苜蓿这类含有较多的胶体性物质和较少的碳水化合物，不适合青贮，收割后如果不采取任何措施而自然干燥，容易受到微生物的作用而腐败变质，使动物的适口性变差，因此，苜蓿收获需采用割草压扁机来进行收获。
2.1.2 收获对象对割草压扁机机械性能的要求
为满足紫花苜蓿的收获要求，所设计的割草压扁机应满足以下技术要求：
适时收获。由于紫花苜蓿的最佳收割时间为孕蕾期，这个时间只有10～15天，收获过早会降低牧草的产量，收获过迟，苜蓿中的蛋白质和胡萝卜素大量流失而降低苜蓿的营养成分，降低适口性，降低产品质量，同时还会影响苜蓿的次年生长。
提高牧草收获量，割茬高度适当。在不影响下一阶段或者第二年生长的情况下，应尽量降低割茬的高度，因此，切割器应紧贴地面，并能够很好的适应地形的起伏变化。
由于牧草稠密多汁需要低割，因此，切割器的切割速度要比收割谷物时要快。往复式割草机割刀运动的平均速度为1.6～2.0m/s，紫花苜蓿的最低切割速度要大于1.6m/s。
压扁辊的压力要适中。对苜蓿来说，最佳情况是90％的茎杆被轻微压扁，而叶片不破损。压辊压力过大，除增大功率消耗和加快零件的磨损外还会导致叶子干燥过快，当茎杆晾干时叶子会从杆上脱落，从而造成苜蓿营养损失。
在天然牧场工作时，割草压扁机的工作条件比较恶劣，刃口应具有自磨性能（采用齿纹刃），刀具应具有保护装置。
割下来的牧草能均匀铺放在地面上，且厚度应适当，易于干燥。
结构简单，使用维修方便，技术经济指标先进。
2.2 方案的确定
割草压扁机按照切割部件的结构分类，可分为往复式切割压扁机和圆盘式切割压扁机；按照行走动力驱动方式分类，可分为自走式、牵引式、悬挂式；按照压扁方式进行分类，有橡胶辊、钢辊和捶片式之分。根据上述牧草对切割压扁机性能的要求，收集、分析以往使用经验以及国外同类产品最新技术资料的基础上，借鉴了其它切割压扁机的设计原理方案，确定了该割草压扁机的设计方案和总体结构，包括动力机构、动力传送系统、控制机构以及刀头装置等。
其工作原理为：割草压扁机结合动力时，通过减速器和传动机构，驱动拨禾轮、切割器以及压扁辊转动。随着拖拉机的前进，分禾器先将收割与不割的牧草分开，然后拨禾轮将要割的牧草拨入割台，同时将切割器割下的牧草拨禾轮推入压辊，被压扁的牧草形成一定形状的草条铺放于四轮车的车轮中间，完成收获的全过程。
3 立式割台的设计
割台是苜蓿压扁收获机的重要组成部分，是机器的核心部件之一。本割台采用立式，具有以下功能：苜蓿切断、输送，压扁，给输送装置输入动力，给输送装置、压扁装置提供安装平台。
立式割台主要部件包括切割器、分禾拨禾器、压扁辊。
4 割草压扁机拨禾装置的设计研究
4.1 拨禾轮的类型
拨禾轮按结构的不同可分为普通式和偏心式。
普通式拨禾轮结构简单，重量相对较轻，制造成本较低，大多数应用于割晒机及中小型联合收割机上，但其对倒伏作物的适应能力较差，对收获作物的打击严重。它由拨板、辐条、拉筋、轴和轴承、支臂及支杆等组成。工作时，拨禾轮相对机器作回转运动，拨板则起到拨禾、扶禾切割和拨送禾秆的作用。
偏心拨禾轮它由带弹齿的管轴、主辐条（左、右两组）、辐盘、副辐条、偏心盘、偏心吊杆、支承滚轮和调节杆等组成。
有关试验证明：采用偏心拨禾轮收获作物较普通拨禾轮可提高生产率20～30％，减少损失40～50％。该割草压扁机采用偏心式拨禾轮。
4.2 拨禾轮的工作原理和参数确定
4.2.1 拨禾板的运动分析
拨禾板是拨禾轮的主要工作部件，拨禾轮工作时，拨板随机器前进直线运动，同时又绕拨禾轴作回转运动，因此拨禾轮拨板相对地面生长的作物是这两种运动的合成。为了使拨板进入禾丛后对谷物有向后拨送作用，运动绝对速度应向后，即拨禾轮拨齿的圆周线速度大于机器的前进速度，其运动轨迹为余摆线。拨禾轮回转的圆周速度与机器前进速度之比为拨禾速比，用λ表示。其线环宽度因A值大小而改变：λ值越大，拨板引导和扶持作物的功能越强，割台切割作物量越大，其线环越宽，但λ值太大，则拨齿和拨板拨禾时打击作物力量过；反之，λ值越小则线环越小，拨禾能力越弱，增加了收割台的损失。若λ=1时，则线环宽度为零，这时拨禾板不能起拨禾作用。拨禾板轨迹可用方程表示，设以拨禾轮轴心0I对地面的投影点为坐标原点0，以地面线沿前进方向为x轴，以过原点向上垂线为Y轴建立直角坐标系。并令拨板由水平位置开始逆时针方向旋转，则压板端点的坐标方程为：
(4-1)
(4-2)
式中—拨禾轮半径，305mm；
—机器前进速度，2.15～4.16m/s；
—拨禾轮角速度，14.95rad/s；
—拨板由水平转过的时间；
—拨禾轮安装高度，564mm；
—割茬高度，80mm。
故，将各个数值代入公式得：

取上式对时间的导数，得到拨板水平分速度及竖直分速度随拨板水平转过的时间的方程式：

4.2.2 拨禾轮对牧草的作用
拨齿的入禾角和拨禾轮高度分析为了减少拨齿对牧草的碰击，以减少击落损失，要求拨禾轮拨齿开始接触作物时，其绝对速度垂直向下，也就是说拨齿进入禾丛时其水平分速度应为()，即：
(4-3)
移项得
满足此条件的拨禾轮安装高度可由下式导出
(4-4)
而为牧草的自然高度，则上式可写成
(4-5)
式中 —拨禾轮半径，305mm
—作物高度(500—600mm)
—割茬高度，80mm。
则拨禾轮的安装高度为564—664mm，可通过改变调节杆的在拨禾轮架上的位置来进行调整。
拨禾轮高度除满足上述条件(拨齿入禾丛时水平分速度为零)外，还应使拨板转竖直状态时拨齿作用在被割取禾杆的重心稍上方，以利于拨齿推禾和防止挑起禾杆。但在实际工作中，由于作物条件多变，往往上述两项要求难以同时都得到满足，则需要根据当时作物状况确定主、次要求进行调整。
4.2.3 拨禾轮直径的确定
拨禾轮直径，系根据拨板进入禾丛时其水平分速度为零及支持切割时拨板作用在禾杆重心稍上方的两个条件而确定。
(4-6)
式中：—拨禾轮半径
—作物高度（500～600mm）
—割茬高度（80mm）
因此 (4-7)
式中：—拨禾轮直径
—拨禾速比
(4-8)
将最大值600mm代入上式得拨禾轮的最大直径，因偏心拨禾轮的拨齿较长(一般为200mm)，起到了加大拨禾轮直径的作用。因此在直径选择上，一般较计算值为小，故取拨禾轮直径为610mm。
5 割草压扁机切割系统的分析研究
5.1 切割器的选择
切割器的性能应满足如下要求，即切割顺利、割茬整齐、无漏割、不堵刀、震动小、功率消耗小、结构简单和适应性广。根据切割器结构及工作原理的不同可分为：往复式、圆盘式、甩刀式等。
往复式切割器结构简单、工作可靠、适应能力强、作业幅宽大、纵向尺寸小。往复式割草压扁机所需拖拉机配套动力相对较小，幅宽可选择范围大，机械造价相对较低，投资较小，所以割草压扁机选用往复式切割器。
5.1.1往复式切割器的构造
往复式切割器由往复运动的割刀和固定不动的支承部分组成。割刀由刀杆、动刀片和刀杆头等铆合而成。刀杆头与传动机构相连接，用以传递割刀的动力。固定部分包括护刃器梁、护刃器、铆合在护刃器上的定刀片、压刃器和摩擦片等。工作时割刀作往复运动，其护刃器前尖将谷物分成小束并引向割刀，割刀在运动中将禾秆推向定刀片进行剪切。
5.1.2割刀传动系统

图5-1 割刀的传动结构原理图
5.1.3 往复式切割器参数分析
往复式切割器基本上已经标准化，切割器分为三种型式:
Ⅰ型切割器：其，动刀片为光刃，刀片水平倾角为，护刃器为单齿，设有摩擦片。用于割草机。
Ⅱ型切割器：其，动刀片为纹齿刃，护刃器为双齿，设有摩擦片。用于玉米联合收割机。
Ⅲ型切割器：其，动刀片为齿纹刃，护刃器为双齿，无摩擦片。用于玉米联合收割机。
所以苜蓿压扁收获机，选用往复式Ⅰ型切割器。
5.1.4切割器的参数分析与选取
切割速度Vc与进给速度Vm，它们之间的关系用临界切割速度比来描述，由运动关系可知道，要想运动的两道之间即不重割，也不漏割则要使前刀尖A和后刀尖B的运动轨迹重合此时的切割速度Vcp与进给速度Vap的比值临界切割速度比λp
(5-1)
而，，将其代入整理后得
(5-2)
式中：—刃间节数，即相邻两动刀刃间的链节个数取偶数；
—链节距，mm；
—动刀有效切割高度，mm；
—滑切角，大约30°。
这些参数均为切割器的基本参数，符合设计的要求。

图5-2 割刀示意图
5.2 切割压扁机压扁系统的设计研究
5.2.1 压扁机构的设计
苜蓿叶子小、茎杆粗，叶子与茎杆的水分蒸发不一致时，会出现叶子风干现象，使叶子从茎杆上脱落，造成草质量损失。为了解决这一问题，我们设计了压扁系统，把割下的苜蓿的茎杆及时压扁或压裂，使充满汁液的植物细胞暴露出，加速了水分的蒸发过程，从而加速了苜蓿的干燥，大大减少相应的作业费用、能量消耗以及缩短青贮饲料所需的时间。

图5-3 压辊结构
6 割草压扁机传动系统的分析研究
6.1 传动系统方案设计及主轴转速确定
6.1.1 传动系统的方案的设计
由于割草压扁机要完成拨禾、切割、压扁等对牧草收获复式作业，传动系统的设计比较复杂，要求结构紧凑，功率消耗低，工作运行平稳。为此，根据割草压扁机的拨禾轮传动部分、切割传动部分和压扁传动部分的要求完成的工作及结构特点，并参照机械设计手册选定传动系统。
在苜蓿压扁收获中，一系列的要完成：拨禾，切割，压扁，铺成条状。所以要求设计紧凑消耗少，以及达到平衡等。 动力由拖拉机输出。由拨禾轮将苜蓿拨倒，通过往复式割刀进行切割，牧草堆积到集草平面，上下压扁辊转动，挤压牧草。
6.1.2 切割器的转速确定
苜蓿植株较矮，茎干水分较多，所以收割时要求低割且需要的载荷较大，所以收割机要求割刀转速快，割茬低，一般切割速度要到7～20m/s，切割器转速n=580r/min。
6.2 传动比及参数的确定
6.2.1 切割系统的传动比的确定
20马力拖拉机柴油机输出皮带轮的转速=2200r/min，功率是15kw，带动割草压扁机上的皮带轮传动，传动比为：
(6-1)
其中：—割草压扁机上皮带轮的直径；
—柴油机输出皮带轮的直径；
动力通过转速箱后，传递给切割器的主动轴，到达减速箱转速
所以传动比i为：
(6-2)
式中，根据相似设计法和结构特点，取：
(6-3)
(6-4)
式中：—小斜齿轮的齿数；
—大斜齿轮的齿数；
—小锥齿轮的齿数；
—大锥齿轮的齿数；
取，，，.可得中间齿轴上的转速，切割器主轴转速达到要求。
由于轴的选材为Q235号钢，所以查机械设计手册可知Q235的许用扭切应力为，，。经校核设计的轴符合要求，可发以正常工作。
6.2.2 拨禾轮传动比的确定
苜蓿被拨入割台后，则需要及时的到达压扁辊，一般拨禾的转速不超过150r/min，链轮的传动比不能大于7。
(6-5)
式中：；
由此可以得出拨禾带的转速
6.3 功率需求和传动效率的确定
苜蓿压扁收获机的功率包括切割器的切割功率，拨禾功率，压扁系统的压扁功率。
6.3.1 切割系统的功率消耗
使刀片能最大限度的切割，取割副大约1.6m。所以链轮的圆周力为：
(6-6)
所以，切割需要的功率为：
(6-7)
动力由皮带过带轮传递给切割系统，取皮带的传动效率，斜齿圆柱齿轮的传动效率，锥齿圆柱齿轮的传动效率为，带轮的传动效率。可得总效率为：
(6-8)
所以切割系统的功率 (6-9)
6.3.2 压扁系统功耗及传动效率
压扁辊将切割的牧草及时均匀压扁。压辊的压力根据经验为0.39N/mm。所以功率：
(6-10)
式中：—压辊长度（1200mm）；
—压辊压力（0.39N/mm）；
—压辊接触点（8.12m/s）；
由于压扁系统是由减速箱输入轴上的链轮带动的，所以压扁系统传动效率为：
(6-11)
所以，压扁系统的功率为 (6-12)
6.3.3 拨禾系统功率及传动效率
拨禾系统所需要的功率较小，其计算公式是：
(6-13)
式中：—拨禾轮的单位宽度切向力，经验为40；
—拨禾轮的宽度，约为1.55；
—拨禾轮的圆周速度，4.56；
所以可以得出
拨禾系统是由减速箱输出轴上的带轮带动，总传递效率取皮带传动效率，直齿圆柱齿轮的传动效率，锥齿圆柱齿轮的传动效率，所以传递给拨禾轮的总效率：
(6-14)
则拨禾系统的功率为 (6-15)
6.3.4 切割压扁机所需的总功率
切割压扁机所需的总功率
(6-16)
6.4 传动设计计算
6.4.1 主动轴传出的皮带轮组
小带轮转速2400r/min，大带轮转速2100r/min,。
（1）V带型号的选择：V带型号应根据计算功率和小带轮转速来选取，。计算功率是根据传递的功率，并考虑载荷的性质以及每天运转时间的长短等因素来确定的。
(6-17)
式中：—计算功率，；
—传递的额定功率，；
—工作情况系数；
其中： =，，则计算出=。
（2）确定带轮的基准直径、：初选主动带轮的基准直径。根据V带型号，选取1为B型140mm，则根据传动比算出=160mm
（3）确定中心距和带的基准长度：根据传动结构需要初定中心距
(6-18)
则最小=210mm
确定后，由带传动几何关系，按下式计算所需带的基准带长：
(6-19)
得出=891.48。根据选取和最相近的V带的基准长度，则=900mm。再根据来计算实际中心距。由于V带传动的中心距是可以调整的，故可采用下式做近似计算：
(6-20)
计算得最小中心距=214mm
（4）验算主动轮上的包角：
(6-21)
计算得=，符合要求
（5）确定带的根数
(6-22)
式中：—包角系数，考虑包角不同时的影响系数；
—长度系数，考虑带的长度不同时的影响系数；
—单根V带所能传递的功率，；
—单根V带时的功率增量，；
计算得=2根。
6.4.2 减速轴到压扁输送辊的皮带轮组
小带轮转速558.5r/min，传动比2.5，则大带轮转速为233r/min。
（1）=2，根据公式（6-17）可得 。
（2）确定带轮的基准直径、：初选主动带轮的基准直径。根据V带型号，选取为A型112mm，则根据传动比算出=280mm。
（3）确定中心距和带的基准长度：根据传动结构需要初定中心距。
据式（6-18）计算可得=275mm。
确定后，由带传动几何关系，按下式计算所需带的基准带长：
根据式（6-19）得=1191mm，根据选取和最相近的V带的基准长度，则=1250mm。再根据来计算实际中心距。由于V带传动的中心距是可以调整的，根据式（6-20）得最小中心距=305mm。
（4）验算主动轮上的包角：根据式（6-21）得：，符合要求。
（5）确定带的根数：根据式（6-22）计算得：=根。
6.4.3 动轴到拨禾轮的带轮组
小带轮转速533r/min，则大带轮转速为192r/min，则传动比为2.5。
（1）=1.6，根据公式（6-17）可得 =2.08。
（2）确定带轮的基准直径、：初选主动带轮的基准直径。根据V带型号，选取为A型100mm，则根据传动比算出=278mm，根据标准带轮直径，选择=280mm。
（3）确定中心距和带的基准长度：根据传动结构需要初定中心距。
根据式（6-18）计算可得=266mm。
确定后，由带传动几何关系，按下式计算所需带的基准带长：
根据式（6-19）得=1159mm，根据选取和最相近的V带的基准长度，则=1250mm。再根据来计算实际中心距。由于V带传动的中心距是可以调整的，根据式（6-20）得最小中心距=312mm。
（4）验算主动轮上的包角：根据式（6-21）得：，符合要求。
（5）确定带的根数：根据式（6-22）计算得：=2根。
7 轴的设计计算

（1）求轴的功率、转速和转矩
,，
（2）初步确定轴的最小直径
初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表15-3，取,则：
(7-1)
（3）轴的结构设计
取，
大斜齿圆柱齿轮,
初步选滚动轴承
选单列圆锥滚子轴承，由工作要求和，初步选取标准精度级单列圆锥滚子轴承30208，其尺寸为，

挡油板，宽度，所以
取，，，
（4）轴上零件周向定位
由，选用平键，由，选用平键，
（5）求作用在齿轮上的力
大斜齿轮分度圆直径， ，则：
(7-2)
(7-3)
(7-4)
（6）求轴上的载荷
轴的结构图做出轴的计算简图

（7）按弯矩合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面B）的强度。根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力为：
(7-5)
前已选定轴的材料为45钢，调制处理,由表15-1查，因此，故安全。
(8)精确校核轴的疲劳强度
判断危险截面
截面C、V、D只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以C、V、VI、D均无需校核。
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面II、III处过盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面B上的应力最大，截面II的应力集中的影响和截面III相近，但截面II不受扭矩作用，故不必做强度校核。截面B上虽然应力最大，但应力集中不大，故截面B也不必校核；截面IV显然更不必校核；键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面III左右两侧即可。
截面III左侧
抗弯截面系数； (7-6)
抗扭截面系数； (7-7)
截面III左侧的弯矩M为：； (7-8)
截面III上扭矩； (7-9)
截面上的弯曲应力； (7-10)
截面上的扭矩切应力； (7-11)
轴的材料为45钢，调质处理，由查表得，，；
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及查取，因，，经插值后可查得，；
又由轴的材料的敏性系数，；
故有效应力集中系数按式为：
(7-12)
(7-13)
由尺寸系数，由扭转尺寸系数；
轴按磨削加工，表面质量系数为；
轴未经表面强化处理，即；
综合系数为：
(7-14)
(7-15)
碳钢的特性系数：
取
取
于是，计算安全系数值，按式得：
(7-16)
(7-17)
(7-18)
故可知其安全。
截面III右侧
抗弯截面系数； (7-19)
抗扭截面系数； (7-20)
截面III左侧的弯矩M为：； (7-21)
截面III上扭矩； (7-22)
截面上的弯曲应力； (7-23)
截面上的扭矩切应力； (7-24)
过盈配合处的，用插值法求出，并取，于是得：
， (7-25)
轴按磨削加工，表面质量系数为；
综合系数为：
(7-26)
(7-27)
所以，计算安全系数值，得：
(7-28)
(7-29)
(7-30)
故该轴在截面III右侧的强度也是足够的。

总 结

饲草业具有巨大的生态效益、社会效益和经济效益，越来越引起国家和地方的重视，但饲草量不足，质量不高，主要原因是牧草收割机数量少，种类缺，价格比较高，收割费用迟迟降不下来，手工作业占很大比重，这制约了我国牧草业的发展。我国割草压扁机大多模仿外国产品开发研制的，工作性能不稳，和国产拖拉机不配套；或者从国外直接进口外国产品，有些功能开发不出来，浪费了能源，这些都不适宜我国国情，我们国家农牧民急缺小而灵活的适合家用的小型牧草收获机械，基于这一点，在现有机具的基础上，通过对中外文献资料的查阅和收集和对部分国内外牧草收获机械的调研，根据农牧民的实际需要，运用现代设计方法设计了与中型拖拉机配套使用后置割草压扁机，得出以下结论：
设计往复式割草压扁机该机与20马力拖拉机配套使用，幅宽1．66米，整机体积小，重量轻，结构紧凑，操作简单，可一次性完成拨禾、切割等复式作业。集合了割草机，压扁机的功能，简化了机器结构，大大减少相应的作业费用、能量消耗以及缩短青贮饲料所需的时间，对草地无任何负作用，提高收获效率，适用于中小型牧草场。
采用偏心拨禾轮，将牧草垂直拨入割台，并及时推向压扁辊，减少了牧草损失。

致 谢
大学四年学习时光已经接近尾声，在李传峰老师的细心指导下完成了我的毕业设计。李老师在设计的整体方案和设计重点等各个方面都给予了我大量的指导和帮助，在他的精心指导下，不断对我得到的结论进行总结，并提出新的问题，使得我的毕业设计课题能够深入地进行下去，也使我接触到了许多理论和实际上的新问题，使我做了许多有益的思考。在此表示诚挚的感谢和由衷的敬意。同时也要感谢学院每一位老师们给予了精心培养和指导，也给我提供了充足完备的条件和宝贵的学习交流机会，而且在生活方面还给予我极大的关怀，在此表示衷心的感谢！
感谢我的母校塔里木大学给了我在大学的本科四年深造机会，让我能继续学习和提高。四年珍贵的学习期间，让我的知识体系更加完善，思想观念更加成熟，整体素质得到了极大的锻炼。在此我谨向我的指导老师以及在毕业设计过程中给予我很大帮助的老师、同学们致以最诚挚的谢意。
最后，向所有支持、关心、帮助我的人表示感谢！

参考文献
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