基于Solidworks的前置式双圆盘割草机切割部件的设计

　　切割部件是前置式双圆盘割草机的主要工作部件。为此，运用Solidworks 对9YG- 130 型双圆盘割草机的切割部件进行三维建模、虚拟装配和刀片的应力应变位移分析。结果表明，利用Solidworks 进行产品结构设计直观性强，可以清楚地表达设计者概念中的产品，能够实时动态地改变零件特征的形状和尺寸，方便地生成相关联的二维零件和装配工程图，缩短了新产品的研发周期，提高了设计效率，为后续的有限元分析和产品优化提供了依据。

　　引言

　　近年来，随着农村产业结构的调整升级，农村经济迈向多元化，一些地区的畜牧产业发展迅速，牛羊等家畜的数量急剧增加，饲草产业已作为调整重点正在加大实施力度。为了改善生态环境，为养殖业提供优质的牧草，国家把调整产业结构、大力发展退耕还林还草和种草养畜提高到重要的战略发展地位。

　　然而，当前我国机械化收获牧草应用较少，仅靠人工收获，工作效率低，作业成本高，一年收获好几茬，劳动强度较大，而且牧草的营养损失也比较大，因此研制小型拖拉机驱动的牧草收获机迫在眉睫。针对种植牧草产草量高、密度大和茎秆较粗的特点，采用了旋转式割草机，其工作平稳，对牧草适应性强，特别适合稠密、倒伏和缠连的牧草。旋转式割草机属无支承切割，刀片安装在旋转刀盘上，在离心力作用下随刀盘一起旋转进行切割牧草，前进速度高，生产率较大，不易产生堵塞现象，更换刀片简易，保养方便，显示出巨大的优势。本文运用Solidworks 软件对9YG-130 型双圆盘割草机切割部件进行三维建模、虚拟装配，并对刀片进行应力应变位移分析，可以显著地缩短设计周期，提高产品的设计质量和系统级性能，从而提高设计效率和准确性，为实现产品的有限元分析和产品优化提供了依据。

1、总体方案设计

　　9YG-130 型前置式双圆盘割草机主要应用于牧草的切割与铺条作业，具有结构设计合理、操作方便、工作可靠和性能稳定等优点，是牧场、牧草专业户理想的使用和推广机型。

　　9YG-130 双圆盘割草机是由拖拉机连接机架、第Ⅰ级传动和张紧轮系、变速箱和手动离合器、割草机架、切割部件、四连杆机构以及升降油缸等部件组成，如图1 所示。

1. 割草机架2. 切割部件3. 变速箱和手动离合器4. 拖拉机连接机架5. 第Ⅰ级传动装置6. 四连杆机构7. 升降油缸

图1 9YG-130 型双圆盘割草机

2、工作原理

　　切割装置是前置式双圆盘割草机上最重要的工作部件，其工作性能直接影响到整机的使用性能。9YG-130 型双圆盘割草机的切割部件主要由主立轴、支撑套筒、拨草滚筒、切割圆盘和护盘等零部件组成。割草机由拖拉机连接机架和平行四连杆机构悬挂于拖拉机前方，动力通过拖拉机飞轮经皮带轮传入，再由传动机构从上往下传动。工作时，由拖拉机发动机输出轴上的带轮通过V 带驱动第Ⅰ级传动装置，当转速达到一定值时，自动离合器结合，将动力传到变速装置，驱动锥齿轮转动； 当由锥齿轮换向带动主立轴旋转时，拨草滚筒和切割圆盘也随之转动；切割圆盘带动3 个刀片向机架中心方向高速旋转；由于离心力的作用，铰接于圆盘刀架上的刀片被甩出，转动着的刀片将牧草割断；两个刀盘反向旋转，牧草割下后倒向机具中间，两个拔草滚筒上的拨草凸起用于向后抛送推集牧草，将割下的草拨向中心铺成条状；通过液压缸手柄调节割茬高度，来控制割草机的升降；手动离合器在不割草时可切断动力；护盘在地面的拖动下也有转动，可以保证割茬高度的一致性。

4、结论

　　1) Solidworks 软件能够实时动态地改变零件特征的形状和尺寸，方便地生成相关联的二维零件和装配工程图，极大地提高设计效率。

　　2) 利用Solidworks 的辅助分析和运动仿真功能，及时在理论参数化设计阶段发现存在的问题，获得全面的分析结果，从而确定双圆盘割草机切割部件的最佳设计方案，保证在预期的寿命内不会失效，有效提高产品的设计质量，缩短产品的研发周期。

　　3) 虚拟设计技术在开发新型农业机械产品的设计中有广阔的前景，可进行适当范围内的推广应用。该刀片强度有足够的富裕，故可适当增加割幅宽度，提高割草机的工作效率。