往复式割刀曲柄连杆机构的运动特性仿真设计

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1、塔里木大学毕业设计往复式割刀曲柄连杆机构的运动特性仿真设计说明书-18-塔里木大学毕业设计目录1绪论11.1切割器的要求11.2影响切割质量的因素12切割器的参数选取和计算22.1切割器的种类22.2动刀片的结构参数22.3曲柄转速的确定32.4收割机的进距计算42.5切割器功率计算42.6驱动曲柄所需的转矩43切割图的绘制与分析53.1切割图的绘制步骤53.2切割图分析54曲柄柄连杆机构的建模与仿真54.1技术路线64.2曲柄连杆的机构简图64.3曲柄连杆机构各零件的建模与装配74.4干涉检验84.5基于ADAMS的

2、往复式割刀曲柄连杆机构的仿真95机构优化95.1动刀组位置分析105.2机构的修改115.3修改后的机构零件建模125.4曲柄连杆机构重新装配126曲柄连杆机构运动学分析147结论15小结16致谢17参考文献18-18-塔里木大学毕业设计1绪论大力发展农业机械化是我国现代农业发展的必要条件，只有实现农业机械化，才能真正提高农民收入，人民的生活水平才能得以改善。切割器是各种收割机械的重要工作部件。目前，各种收割机械普遍采用的切割器有往复式和回转式两种。往复式割刀副较宽，并且工作效率高，可获得较好的采摘质量，割茬平齐，且不

3、会产生割碎作物的现象。其缺点是工作惯性力大，割台震动和噪音都很大，广泛应用于谷物收获。回转式切割器用于收获牧草、青饲料、粗秆作物等，少数谷物也使用这种切割器。回转式切割器的切割速度高，惯性力容易平衡，震动较小，割刀的结构比较简单。但受回转直径的限制，不能用于宽幅切割，割刀的寿命较短，维修费很高。当前，收获机上使用的切割器以往复式最多，而且制造技术趋于完善，只是在局部有所改进，但其惯性力不平衡仍是主要问题。国内收割机起步较晚，早期以模仿及从苏联，美国及加拿大等国家进口为主。很多连接或支撑部件没有经过详细的计算，二十根据发

4、达国家已造好的收割机的尺寸设计制造的，使得收割机体积庞大，质量偏大。大型收割机是非常复杂的机械装备，大型收割机的使用对土地的平整和规模有更高的要求，华北平原，三江平原等重要的小麦，水稻产区很早就使用联合收割机进行生产。相对大型收割机，小型收割机的设计更随意，现在国内很多院校都开始尝试针对设计制造小型收割机。这些院校设计适合本地土地环境和生产力的小型收割机，这种收割机价格低，维修简单，使用方便，适合各种地形，保养要求低，适合小农户规模的生产。往复式割刀驱动机构，其作用是将源动力的旋转转换为割刀所需的直线往复式运动。目前，

5、国内的收割机采用的往复式机构种类众多。大致上可以归纳为曲柄连杆机构和摆环机构两类。传统的往复式手工费器大都采用单边驱动，惯性力很难平衡，日本久保田麦稻联合收割机将刀杆分成两段，采用两个曲柄连杆机构双边驱动，两段刃杆的运动方向总是相反，可部分抵消惯性力。由于南方水田深泥脚，水稻收获是切割器易被泥土卡住，因此久保田收割机将刀杆加宽，在其底部挖了排泥孔，割刀在运动时可将进入切割器间隙的泥土及时排出。此外，这种机型还加装了割刀自动润滑系统，可将润滑油自动滴到刀杆上，随动刀的运动而进入摩擦间隙，以免手工加油发生危险。1.1切割器

6、的要求切割器是收获机械的重要部件之一，它的功用是将田间的作物切断，切割器应该满足一下要求：1）切割质量好：割茬整齐，不漏割，不重割，不堵刀，切割损失小；2）切割省力，功率消耗少，振动小；3）通用性好，结构简单，调整方便。切割器按照其运动方式可分为往复式和回转式两种，经过多年的研究，其技术已较为成熟，基本可以满足上述需要，但也存在许多问题。1.2影响切割质量的因素切割质量与切割器的特性、茎秆的物理性能、切割器与茎秆的相对位置以及切割的速度和方向都有密切的关系。1）切割器的机构刀片的断面一般呈楔形，楔角的顶部就是刃口，刃口

7、越薄切割阻力就越小，但如果刃口过于单薄，强度不够，很快磨损或折断，影响其使用寿命。往复式切割器使用梯形刀片，其形状参数对夹持茎秆并轻快切割具有决定性作用。2）作物茎秆有纤维素构成，从结构上讲是非均匀体，不同方向上机械性能并不相同，有关专家对横切、斜切和削切做了对比，证明割刀偏斜或削切较横切切割阻力和功耗都降低很多。茎秆的刚度对切割也有重要影响，刚度小的茎秆受很小外力就会弯斜，割刀必须具有一定的切割速度，或给予茎秆一定的支撑，才能保证顺利切割。3）切割速度一般来讲，随切割速度的增加，切割阻力会有所降低，但二者并非线性关系

8、，而且切割速度增加时空转功率也会上升，割台震动加剧，所以稻麦往复式切割器割刀平均速度一般不超过2m/s。往复式切割器的特点往复式切割器的割刀作直线运动，割刀的平均切割速度较低，切割性能好，结构简单，工作可靠，广泛应用在谷物收割机上。它的缺点是工作时惯性力大，割台振动和噪声都很大，一次切割存在重割和漏割区域，故割茬不够整齐。传统的往