553 玉米收割机收获装置的仿真设计(SW建模)

玉米收割机收割机构仿真设计

前言

玉米作为作为我国第二大农作物，与之相对应的我国玉米收割机发展十分迟滞。本文的出发点正鉴于此，以现有的玉米收割机为什么不能适应中国的玉米种植农艺为出发点，选取最具代表性的前悬挂式玉米收割机进行改进创新设计，使改进后的机型能够让农机与农艺得到最大限度的结合。

本文对玉米收割机进行了整体的机构理论研究。分析国内外的各种型号的玉米收割机的使用与现状，找到适应我国情况的相应机型，并对其中的关键部位进行了设计计算，主要包括锥齿轮、摘穗辊和动力输入的传动轴的设计，保证了机构运行的可靠性。

关键词：玉米收割机；锥齿轮；摘穗辊；传动轴

目录

1 现代玉米收割机的历史与发展现状以及玉米收割机的发展意义 (2)

1.1玉米收割机的现状及各国玉米收割机的发展历程 (2)

1.2 我国玉米收割机的发展历程 (3)

1.3 玉米收获机械化的发展趋势 (5)

1.4我国玉米收割机发展的意义 (6)

2 玉米收割机设计数据调研与前期构思 (6)

3 玉米收割机的设计计算过程 (7)

3.1传动计算 (7)

3.2 结构尺寸计算 (8)

3.3齿轮数据计算 (8)

4玉米收割机收获装置的绘图 (9)

4.1 solidworks的简介 (9)

4.2 玉米收割机收获装置的绘图过程 (10)

总结 (10)

致谢 (12)

参考文献 (13)

1 现代玉米收割机的历史与发展现状以及玉米收割机的发展意义

1.1玉米收割机的现状及各国玉米收割机的发展历程

玉米收割机是在玉米成熟或接近成熟时，根据农艺要求，用机械来完成对玉米果实收割及秸秆处理的作业农业机械工具。是针对新型能源开发和减轻农民朋友劳动强度而研究开发的一种新型自动化农业机械，一种价格低廉适合农村小四轮机械普及计划，配套就能收割玉米果实及处理秸秆的农业机械。它缩短了农民朋友的劳动周期，提高农业生产效率，让人们从繁重的体力劳动解放出来。

玉米收割机的工作原理部件主要有割杆装置、输送装置、液压升降器等部件组成。作业时，机器沿玉米垄方向前进，割刀将玉米秸秆割掉，玉米穗通过辊组挤压与玉米杆脱离掉落在传送带上被传送带向后传送并收集起来，完成收割。玉米收割机动力的分离是由驾驶员操作拖拉机的液压升降系统来完成，把主机往上提升到所停留的位置后，两根B型三角带就会停止转动，切断柴油机的动力输入，实现动力输出和割刀和输送带的分离，割刀和输送带就会停止转动。反之就会处于工作旋转状态。

玉米收割机的分类：

1）便携式收割机

又分为侧挂式和背负式两种：①侧挂式自动收割机采用硬轴传动方式，主要由发动机、传动系统、离合器、工作部件、操纵装置和侧挂皮带等部件组成。在传动轴的一端配置0.75～ 2千瓦的单缸二冲程风冷汽油机和离心式摩擦离合器；另一端安装由减速器和切割刀具等部件组成的工作部件。工作部件的类型很多，常用的为圆锯片、刀片或尼龙丝。作业时，将传动轴的铝合金套管上的钩环挂在操作者肩下的背带上，操作者握住手把，在向前前进过程中横向摆动硬轴,即可完成切割杂草、灌木等作业。机具重约6～12千克,转速约为4500～5000转/分。

②背负式自动收割机。用软轴传动，一般构造与侧挂式割灌机的机械构造原理相似，不同的是其发动机装置的部件背在操作者背上，切割部件由软轴传动，发动机功率一般为0.75～1.2千瓦。发动机与背架之间以两点联接并装有特制橡胶件用以隔振。软轴为套装在软管内的钢丝挠性轴，目的为用以传递扭矩。软管为敷有橡胶保护套的金属编织网包住的钢带缠卷的螺纹管，以防尘土侵入轴内造成机械损伤和零部件工作而带来的工作危险并保持轴表面的润滑油工作状态。割幅一般在1.5～2米之间。

2）手扶式收割机

由普通行走轮来支承机具总体重量，由操作者推动机器前进，由发动机输出动力驱动工作部件

进行切割玉米杆作业。其机械构造和工作原理同便携式割灌机的机械构造和工作原理相类似。

3）悬挂式收割机

悬挂在拖拉机机体后方，由动力输出轴驱动工作部件旋转，适用于农村大面积农田割灌作业。主要由机架、锯片、传动装置、悬挂装置和推板等工作部件组成。在操作者进行割灌作业时，拖拉机动工作方式是后退行驶，工作行驶速度为5公里／小时,可锯茎秆直径为10厘米左右的灌木。

玉米机械收割是玉米生产全过程机械化中的关键一环。机械收获是指通过全自动或半自动机械手段，完成摘除果穗、输送果穗、果穗装箱和茎杆还田等工序，这些工序一次性完成称为联合收获。世界历史上第一台玉米联合收获机是由澳大利亚昆士兰文巴的艾伦（George Hand）于公元一九二一年设计出来的，后来又经过多次完善和改进，随后一些经济发达国家便在之前的研制基础上逐步开始规模化的生产和使用，直至上个世纪五、六十年代已完全完成玉米收获机械化，玉米生产全过程机械化技术体系已经成熟的应用了许多年。与原来的纯手工收获方式相比，玉米生产全过程机械化技术的最显著的特点是“大功率、多功能、高效率、高舒适性”，机械化收获主要采用玉米摘除果穗、果穗脱粒、秸秆还田的收获工艺等，这种收获方式并不太适合我国一年两作地区和其他地区的玉米种植特点，特别是在玉米果穗高含水率收获时的损失率较高。穗茎兼收机型仅有乌克兰赫尔松公司生产的玉米收获机，但其结构庞大、价格昂贵，不适合我国大部分地区的农村情况。青贮收获机是完成玉米果穗、茎杆一起切碎收获的机械化机具，不符合我国农村大部分地区的玉米收获方式。玉米播种环节，随着播种机械器具的研制开发与推广应用，机械技术和工艺质量渐趋成熟，已完全具备了满足机械化种植的基本条件。我国自动化玉米收获机械研制与世界发达国家比较起步较晚，目前从事玉米收获机械研究和规模化生产的单位仅有50余家，机型达60多个品种，分为自走式、悬挂式、牵引式和谷物联合收获机配玉米割台等四种形式，又分单行和多行，摘穗机构主要有板式、卧辊式和立辊式，各厂家的生产结构参数相近，但各厂家之间的配套性、标准化不够，新产品研制开发和生产投资力度小、可靠性差、质量也难以保证。由于播种等环节与收获环节上的脱节，玉米机械化生产技术还不是很规范，适宜各个地区不同种植特点的技术规范还没有完全建立和应用起来。因此，必须加快对玉米生产各环节关键部分机械化技术与装备的配套应用研究与试验示范，以加速我国玉米生产机械化的进程。目前美国、德国、乌克兰、俄罗斯等西方农业机械技术发达国家，玉米的收获包括籽粒和茎杆青贮已基本上实现了机械自动化，由于其种植方式多为一年一季，收获时玉米籽粒的含水率很低，大多数国家均采用玉米摘穗并直接将果穗脱粒的收获方式。美国的John Deere公司、Case公司、德国的Mengle公司等研发及生产的玉米联合收获机，绝大部分是在小麦收获机的基础部件上换装玉米割台，并通过调节脱粒滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米的联合收获。

1.2 我国玉米收割机的发展历程

我国农村大部分地区的玉米种植特点与欧美等农业机械化技术发达国家相比，我国的玉米种植有以下几个特点：

1）玉米种植地块小；

2）玉米种植行距不统一；

3）玉米收获期籽粒含水率较高。