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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
課題名稱 苜蓿收獲機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 肖 豆
學(xué) 號(hào) 8031212219
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 農(nóng)機(jī) 16-2
指導(dǎo)教師 李 傳 峰
起止時(shí)間 2015.10.15—2016.5.28
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)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(diǎn)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(jìn)度計(jì)劃；
6、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)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(yuǎn)的牧草，號(hào)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(fù)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(kuò)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(yīng)用的深度和范圍逐年擴(kuò)大，其在促進(jìn)畜牧業(yè)健康發(fā)展和維護(hù)國家糧食安全兩個(gè)方面表現(xiàn)得尤為突出。因而，實(shí)現(xiàn)苜蓿的收獲機(jī)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?fù)p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(shí)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(shí)間明顯縮短。為使苜蓿草能適時(shí)刈割，提高苜蓿在田間晾曬時(shí)的干燥速度，又要保證苜蓿莖和葉的干燥速度達(dá)到基本同步，必須研制割草壓扁機(jī)。
1.3 研究的意義
畜牧業(yè)發(fā)展程度是一個(gè)國家技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家采用
先進(jìn)技術(shù)機(jī)械裝備進(jìn)行種植、生產(chǎn)，因而能保證種植和收獲質(zhì)量，保護(hù)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(jì)，我國天然牧草品種超過二十種，草原面積多達(dá)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(jìn)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(jìn)經(jīng)濟(jì)增長以及綠化美化環(huán)境等特點(diǎn)，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(jì)新的增長點(diǎn)和突破點(diǎn)，其己具備發(fā)展成為一個(gè)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(tái)割草機(jī)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(jī)器相當(dāng)笨重，噪音大且運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，其是由人提供動(dòng)力，通過齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)旋刀割草的裝置。1830年，第一臺(tái)滾筒式草坪割草機(jī)被英國機(jī)械師埃溫·馬丁手中被制造出現(xiàn)。19世紀(jì)50年代出現(xiàn)采用由蓄力作為動(dòng)力的往復(fù)式割草機(jī)。
1902年，內(nèi)燃機(jī)被應(yīng)用于滾筒式割草機(jī)上，從此告別了人提供動(dòng)力時(shí)代。紀(jì)初采用科技進(jìn)步帶來的產(chǎn)物拖拉機(jī)作為牽引動(dòng)力的割草機(jī)。20世紀(jì)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(yīng)用于割草機(jī)，稱為旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)，其較突出的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，容易保養(yǎng)、進(jìn)行維護(hù)，無需磨刀及換刀等。
進(jìn)入21世紀(jì)后，歐美畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家的牧草收獲機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)性能、配套動(dòng)力、控制系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面處理相當(dāng)合理;同時(shí)將一些最新的科研成果和理論應(yīng)用于收獲機(jī)械裝備上，如PLC(可編程控制器)、1PC(工控機(jī))和單片機(jī)等技術(shù)。國際主要牧草收獲機(jī)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(jī)械裝備產(chǎn)品有紐荷蘭H8000系列自走式割草壓扁機(jī)、凱斯WD 1203型自走式割曬機(jī)、約翰迪爾A400型自走式割曬機(jī)等。
國外的牧草收獲機(jī)械裝備大多是滾筒式割草機(jī)、圓盤式割草機(jī)及水平旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)，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(hù)保養(yǎng)，工作狀態(tài)穩(wěn)定，無故障運(yùn)行時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)。如美國凱斯紐荷蘭H8000系列自走式割草壓扁機(jī)，采用8個(gè)旋轉(zhuǎn)圓盤高速地切割牧草，對(duì)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(duì)配置的膠輥，以較恒定的壓力對(duì)牧草進(jìn)行壓扁處理，隨后通過機(jī)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(jìn)而采用其他機(jī)械裝備對(duì)牧草打捆或存儲(chǔ)。
2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀
我國的牧草收獲機(jī)械發(fā)展較晚，在20世紀(jì)50年代制成了效率低下的馬拉割草機(jī)和多故障的三刀割草機(jī)。在上世紀(jì)60年代初，國內(nèi)進(jìn)行了蓄力雙連桿割草機(jī)和雙動(dòng)刀后懸掛割草機(jī)研究工作，并試制成功。在1976年，9GZX-1.7型割草機(jī)由農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)機(jī)化所試制成功，其采用四圓盤做旋轉(zhuǎn)切割作物的機(jī)具。在1980年，9XG-1.65型割草機(jī)由呼和浩特農(nóng)機(jī)廠試制出的雙圓盤式機(jī)具。以上兩種機(jī)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(jī)由大同農(nóng)牧機(jī)械廠和呼和浩特牧機(jī)所成功制成，其采用擺環(huán)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的，有壓扁裝置的牽引式機(jī)具。在1985年，9GZX-2.4型割草機(jī)被農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)機(jī)化研究所成功研制，其切割器是由六個(gè)全齒式圓盤構(gòu)成。
進(jìn)入新世紀(jì)以來，F(xiàn)C250G型牧草收割機(jī)能夠?qū)⒓焊钕履敛萸o稈進(jìn)行打碎、折彎處理，能夠縮短牧草莖稈的干燥時(shí)間與葉片的差距，進(jìn)而達(dá)到降低葉片損失率的目的。上海世達(dá)爾制造生產(chǎn)的圓盤式割草機(jī)(MDM 1300型)，其配有螺旋手柄裝置的刀桿，易進(jìn)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(jī)是一種小型牽引式收獲機(jī)械裝備。9GZX-2.5型六圓盤式牧草收割機(jī)，割幅較大，生產(chǎn)效率高，功率大，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，可用于對(duì)棉花、玉米等多種較高莖桿作物的秸稈進(jìn)行收割。單圓盤式割草機(jī)(9GX-0.84型)，其圓盤所采用3個(gè)活動(dòng)刀片的外形設(shè)計(jì)，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(dāng)遇障礙物刀片會(huì)彈回，能夠降低刀片損壞的幾率。
我國牧草收割技術(shù)機(jī)械裝備與發(fā)達(dá)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(jìn)口，機(jī)械裝備種類較少，部分裝備產(chǎn)品功能較單一，難實(shí)現(xiàn)復(fù)合作業(yè)，技術(shù)相對(duì)落后，在新技術(shù)應(yīng)用推廣到機(jī)械裝備上較少，還遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)日益增加的牧草收獲機(jī)械生產(chǎn)加工裝備的市場需求。
目前我國牧草收獲機(jī)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(jī)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(diǎn);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(jī)的生產(chǎn)率效較高，機(jī)械結(jié)構(gòu)比自走式要簡單，價(jià)格低廉，拖拉機(jī)能用于其他機(jī)具，性價(jià)比較高;牽引作業(yè)致使裝備機(jī)動(dòng)性較差。自走式收獲機(jī)具有較好的機(jī)動(dòng)性能，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，雖收獲效果、性能好，但裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采購價(jià)格昂貴。
三、本課題需要重點(diǎn)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(diǎn)問題
研究不同類型的撥禾輪對(duì)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(duì)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(duì)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(jī)構(gòu)和地形對(duì)割臺(tái)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(shè)計(jì)確定傳動(dòng)方案、傳動(dòng)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(xiàn)資料收集。
國內(nèi)外部分牧草收獲機(jī)械調(diào)查研究。
利用機(jī)械設(shè)計(jì)理論進(jìn)行計(jì)算。
利用計(jì)算機(jī)軟件(Auto CAD)進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制圖紙。
五、工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
工作方案：
1、設(shè)計(jì)并繪制出苜蓿收獲機(jī)總體機(jī)架。
2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇方案及大小設(shè)計(jì)。
3、苜蓿收獲機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)。
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(dá)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(jìn)。
進(jìn)度計(jì)劃：
第1周—第2周 通過查找文獻(xiàn)資料，了解苜蓿收獲機(jī)機(jī)的國內(nèi)外現(xiàn)狀。
第2周—第5周 設(shè)計(jì)苜蓿收獲機(jī)的總體方案。
第6周—第9周 對(duì)苜蓿收獲機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第12周 撰寫設(shè)計(jì)說明書，對(duì)部分問題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 整理資料準(zhǔn)備答辯。
六、參考文獻(xiàn)
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學(xué)生簽名
年 月 日
指導(dǎo)教師審閱意見
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日