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塔里木大學
畢業(yè)論文（設計）開題報告
課題名稱 苜蓿收獲機的設計
學生姓名 肖 豆
學 號 8031212219
所屬學院 機械電氣化工程學院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 農(nóng)機 16-2
指導教師 李 傳 峰
起止時間 2015.10.15—2016.5.28
機械電氣化工程學院教務辦制
填 表 說 明
一、學生撰寫《開題報告》應包含的內(nèi)容：
1、本課題來源及研究的目的和意義；
2、本課題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；
4、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
5、完成本課題的工作方案及進度計劃；
6、主要參考文獻（不少于7篇）。
二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設計）課題任務的學生在接到“畢業(yè)論文（設計）任務書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。
三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個畢業(yè)論文（設計）課題須提交開題報告一式三份，一份學生本人留存，一份指導教師存閱，一份學生所在學院存檔，備檢備查。
一、本題來源及研究的目的和意義
1.1 課題的來源：自選題
1.2 研究的目的
苜蓿是苜蓿屬(Medicago）植物的通稱，是一種多年生開花植物，是牲畜飼料，其中最著名的是作為牧草的紫花苜蓿(Medicago sativa），其是我國栽培歷史最久遠的牧草，號稱為“牧草之王”。苜蓿所含營養(yǎng)物質(zhì)種類較豐富，除蛋白質(zhì)含量極高外，還存在多種維生素，如維生素A、維生素B、維生素B2、維生素B6、維生素D、維生素E、維生素K和復合維生素B等。苜蓿種植產(chǎn)量高，且草質(zhì)優(yōu)良。
近年來隨著畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，苜蓿的種植面積正在逐步擴大，其產(chǎn)業(yè)化規(guī)模發(fā)展很快。苜蓿作為優(yōu)良的植物蛋白飼料，其應用的深度和范圍逐年擴大，其在促進畜牧業(yè)健康發(fā)展和維護國家糧食安全兩個方面表現(xiàn)得尤為突出。因而，實現(xiàn)苜蓿的收獲機械化是提高生產(chǎn)效率，減少人工成本必由之路。
優(yōu)質(zhì)青干草獲得的條件之一牧草調(diào)制。牧草收割后，不經(jīng)過調(diào)制處理，田間自然干燥，在陽光的直射下和體內(nèi)酶的共同作用下，所含的胡蘿卜素、維生素、葉綠素等大部分被分解掉，總物質(zhì)損失在20%～30％，維生素損失在50%以上，還有如果不經(jīng)調(diào)制處理，加長了在田間的干燥時間，影響后續(xù)作業(yè)，加大了牧草被雨淋的概率，雨淋后飼草營養(yǎng)損失更大，經(jīng)過壓扁的牧草的干燥時間明顯縮短。為使苜蓿草能適時刈割，提高苜蓿在田間晾曬時的干燥速度，又要保證苜蓿莖和葉的干燥速度達到基本同步，必須研制割草壓扁機。
1.3 研究的意義
畜牧業(yè)發(fā)展程度是一個國家技術(shù)發(fā)展水平的重要標志之一。畜牧業(yè)發(fā)達國家采用
先進技術(shù)機械裝備進行種植、生產(chǎn)，因而能保證種植和收獲質(zhì)量，保護草原生態(tài)環(huán)境，提高了種植和生產(chǎn)的效率，大幅度地增加居民收入。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國天然牧草品種超過二十種，草原面積多達33億畝，草山坡地超過10億畝，約占國土總面積的41.7%，略少于天然牧場面積排名世界第一位的澳大利亞，但我國的草原和坡地上的牧草難以收割，大部分只能用放牧的形式進行利用，利用效率很低。隨著人工種植牧草規(guī)模不斷增加，畜牧業(yè)的快速增長，畜牧業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正不斷調(diào)整。高速發(fā)展的畜牧業(yè)具有保持生態(tài)環(huán)境、促進經(jīng)濟增長以及綠化美化環(huán)境等特點，因而牧草種植業(yè)正在逐步成為農(nóng)業(yè)及農(nóng)村經(jīng)濟新的增長點和突破點，其己具備發(fā)展成為一個新興產(chǎn)業(yè)的潛質(zhì)。
二、課題在國內(nèi)外現(xiàn)狀
2.1 國外現(xiàn)狀
世界第一臺割草機是由英國工程師托馬斯·普拉克內(nèi)特在1805年發(fā)明的，但此機器相當笨重，噪音大且運轉(zhuǎn)不靈活，其是由人提供動力，通過齒輪傳動帶動旋刀割草的裝置。1830年，第一臺滾筒式草坪割草機被英國機械師埃溫·馬丁手中被制造出現(xiàn)。19世紀50年代出現(xiàn)采用由蓄力作為動力的往復式割草機。
1902年，內(nèi)燃機被應用于滾筒式割草機上，從此告別了人提供動力時代。紀初采用科技進步帶來的產(chǎn)物拖拉機作為牽引動力的割草機。20世紀70年代，二十世歐美等國研制出基于高速旋轉(zhuǎn)切割的割刀，并應用于割草機，稱為旋轉(zhuǎn)式割草機，其較突出的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，容易保養(yǎng)、進行維護，無需磨刀及換刀等。
進入21世紀后，歐美畜牧業(yè)發(fā)達國家的牧草收獲機械更成熟，生產(chǎn)效率和可靠性更高。它們的裝備產(chǎn)品在機械結(jié)構(gòu)性能、配套動力、控制系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)設計等方面處理相當合理;同時將一些最新的科研成果和理論應用于收獲機械裝備上，如PLC(可編程控制器)、1PC(工控機)和單片機等技術(shù)。國際主要牧草收獲機械裝備供貨商有美國Case New Holland(凱斯紐荷蘭)、John Deere(約翰迪爾)，英國福格森及德國威格等公司。主要牧草收獲機械裝備產(chǎn)品有紐荷蘭H8000系列自走式割草壓扁機、凱斯WD 1203型自走式割曬機、約翰迪爾A400型自走式割曬機等。
國外的牧草收獲機械裝備大多是滾筒式割草機、圓盤式割草機及水平旋轉(zhuǎn)式割草機，此類裝備能一次完成收割、壓扁、鋪條三道工序，其具有結(jié)構(gòu)易于維護保養(yǎng)，工作狀態(tài)穩(wěn)定，無故障運行時間長等優(yōu)點。如美國凱斯紐荷蘭H8000系列自走式割草壓扁機，采用8個旋轉(zhuǎn)圓盤高速地切割牧草，對紫花苜蓿、普通牧草及濃密的灌木草叢都可以提供高效的切割收獲效率，利用成對配置的膠輥，以較恒定的壓力對牧草進行壓扁處理，隨后通過機械裝置使一處路過的牧草在地上鋪成均勻的草條，使牧草在自然條件下能夠快速地干燥，進而采用其他機械裝備對牧草打捆或存儲。
2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀
我國的牧草收獲機械發(fā)展較晚，在20世紀50年代制成了效率低下的馬拉割草機和多故障的三刀割草機。在上世紀60年代初，國內(nèi)進行了蓄力雙連桿割草機和雙動刀后懸掛割草機研究工作，并試制成功。在1976年，9GZX-1.7型割草機由農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)機化所試制成功，其采用四圓盤做旋轉(zhuǎn)切割作物的機具。在1980年，9XG-1.65型割草機由呼和浩特農(nóng)機廠試制出的雙圓盤式機具。以上兩種機械裝備主要被用于高密度的天然草場或者人工種植草場的牧草收獲。在1982年，9GY-3.0型割草機由大同農(nóng)牧機械廠和呼和浩特牧機所成功制成，其采用擺環(huán)機構(gòu)驅(qū)動的，有壓扁裝置的牽引式機具。在1985年，9GZX-2.4型割草機被農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)機化研究所成功研制，其切割器是由六個全齒式圓盤構(gòu)成。
進入新世紀以來，F(xiàn)C250G型牧草收割機能夠?qū)⒓焊钕履敛萸o稈進行打碎、折彎處理，能夠縮短牧草莖稈的干燥時間與葉片的差距，進而達到降低葉片損失率的目的。上海世達爾制造生產(chǎn)的圓盤式割草機(MDM 1300型)，其配有螺旋手柄裝置的刀桿，易進行升降操作;其具有的雙彈簧懸掛裝置，降低了草地條件要求，如凹凸程度較大的草地。 JDL-725型割草壓扁機是一種小型牽引式收獲機械裝備。9GZX-2.5型六圓盤式牧草收割機，割幅較大，生產(chǎn)效率高，功率大，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，可用于對棉花、玉米等多種較高莖桿作物的秸稈進行收割。單圓盤式割草機(9GX-0.84型)，其圓盤所采用3個活動刀片的外形設計，依靠刀片離心力工作，被割斷的牧草形成的草列松散而整齊;當遇障礙物刀片會彈回，能夠降低刀片損壞的幾率。
我國牧草收割技術(shù)機械裝備與發(fā)達國家產(chǎn)品相比差距仍很大，且多為仿造產(chǎn)品，產(chǎn)品性能較差，很多管件和部件需要進口，機械裝備種類較少，部分裝備產(chǎn)品功能較單一，難實現(xiàn)復合作業(yè)，技術(shù)相對落后，在新技術(shù)應用推廣到機械裝備上較少，還遠不能滿足國內(nèi)日益增加的牧草收獲機械生產(chǎn)加工裝備的市場需求。
目前我國牧草收獲機械裝備配置方式主要有四種:后懸掛式、前置式、牽引式和自走式。后懸掛式收獲機具備有結(jié)構(gòu)配置簡單、易于新手上手操作、適用于小地塊條件作業(yè)、小割幅作業(yè)等優(yōu)點;但劣勢也明顯，如重量太輕、作業(yè)效果受結(jié)構(gòu)影響大等。牽引式收獲機的生產(chǎn)率效較高，機械結(jié)構(gòu)比自走式要簡單，價格低廉，拖拉機能用于其他機具，性價比較高;牽引作業(yè)致使裝備機動性較差。自走式收獲機具有較好的機動性能，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，雖收獲效果、性能好，但裝備結(jié)構(gòu)復雜，采購價格昂貴。
三、本課題需要重點研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路
3.1 本課題需要研究的重點問題
研究不同類型的撥禾輪對牧草收獲的影響因素，研究確定撥禾輪系統(tǒng)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。
研究不同類型切割器對牧草切割質(zhì)量的影響因素，研究確定切割器的類型和切割器參數(shù)。
研究不同類型壓扁輥對牧草壓扁效果的影響規(guī)律，研究確定壓扁類型和結(jié)構(gòu)尺寸。
研究不同類型仿形機構(gòu)和地形對割臺仿形效果的影響規(guī)律，研究確定仿形裝置類型和結(jié)構(gòu)尺寸。
根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作要求設計確定傳動方案、傳動比和總的功耗。
四、完成本課題需要的工作條件及解決的辦法
利用檢索方法迸行中外文獻資料收集。
國內(nèi)外部分牧草收獲機械調(diào)查研究。
利用機械設計理論進行計算。
利用計算機軟件(Auto CAD)進行設計，繪制圖紙。
五、工作方案及進度計劃
工作方案：
1、設計并繪制出苜蓿收獲機總體機架。
2、傳動機構(gòu)的選擇方案及大小設計。
3、苜蓿收獲機主要零部件的設計。
4、繪制所有零部件并查閱相關(guān)說明，各零部件尺寸要嚙合達到合適效果。
5、組裝裝配圖并生成三維立體模型，觀察效果并加以改進。
進度計劃：
第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解苜蓿收獲機機的國內(nèi)外現(xiàn)狀。
第2周—第5周 設計苜蓿收獲機的總體方案。
第6周—第9周 對苜蓿收獲機的結(jié)構(gòu)進行具體設計。
第10周—第12周 撰寫設計說明書，對部分問題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 整理資料準備答辯。
六、參考文獻
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學生簽名
年 月 日
指導教師審閱意見
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