摘要
玉米是我国重要的粮食作物，我国玉米种植规模大、种植范围广、产量高，在国内玉米种植规模与产量仅次于小麦，在国外也是名列前茅。玉米作为重要的粮食作物，不仅具有较高的营养价值，同时也可作为重要的原料，在工业、养殖业等方面有较大的应用，但国内玉米生产面临着机械化水平低问题，特别在玉米收获环节，由于不同地区在地形地貌、玉米种植农艺等方面存在较大差异，使得国内很多地方玉米机械化收获受阻。近年来，国内玉米收获机械化水平得到了较快提升，出现了不少研发生产玉米收获机的商家，生产机型较多，但多针对于平原地区作业，而对山地丘陵地区的玉米收获适应性较差。为解决山地丘陵地区玉米收获困难、效率低下难题，推动玉米收获机械化，需要设计一种对山地丘陵地区适应性强的玉米收获机具。本文设计了一种山坡地小型履带式玉米收获机，该玉米收获机可适应环境复杂、条件恶劣的山地丘陵地区作业环境，工作性能可靠，可实现玉米摘穗、玉米秸秆粉碎还田、玉米剥皮及玉米集穗一体化作业，提升作业效率，减少劳动强度，节约作业成本。 具体研究内容如下: 1.山坡地小型履带式玉米收获机总体方案设计。考虑到山地丘陵地区的作业环境，要求玉米收获机结构适宜、坡地工作性能可靠，根据玉米收获机设计要求，设计山坡地小型履带式玉米收获机整体结构包括:履带底盘，割台、秸秆粉碎装置、剥皮装置、粮仓，发动机、操作台等，确定收获机工作原理，使收获机在实现玉米摘穗、剥皮、集穗作业的过程中，同时实现玉米秸秆粉碎还田。 2.山坡地小型履带式玉米收获机关键装置设计与功率计算。根据玉米收获机的总体设计方案，对玉米收获机的履带底盘、割台、秸秆粉碎装置、剥皮装置、收粮仓这些关键装置进行结构化设计，并简述其工作原理;对玉米收获机功率消耗进行分析计算，进行发动机选型。 3.山坡地小型履带式玉米收获机性能分析。首先，从最小离地间隙、爬坡能力和转向能力方面对收获机的通过性进行研究;然后，分析了收获机的越野性能，剖析了收获机克服沟壑和台阶的能力;最后，进行收获机的坡地稳定性分析研究，验证收获机抵抗翻倾和滑移的能力。通过理论分析计算保证收获机的坡地工作性能。 4.山坡地小型履带式玉米收获机机架和摘穗板有限元分析。简要介绍了有限元分析的目的与方法，之后利用ANSYS软件分别进行了机架和摘穗板有限元分析，从等效弹性应变、等效应力、总变形三个方面分析验证了机架和摘穗板满足使用要求。 5.山坡地小型履带式玉米收获机的样机试制与试验分析。与江苏云马农机制造有限公司合作完成样机制造，进行田间收获作业试验，检验其是否能有效完成玉米摘穗、剥皮、集穗及玉米秸秆粉碎还田一次性作业，并从摘穗损失率、苞叶剥净率、割茬高度及秸秆粉碎长度方面进行分析，验证玉米收获机的收获效果。 本课题设计的山坡地小型履带式玉米收获机可以有效解决山坡地中玉米收获存在的问题，提高山坡地玉米收获作业质量与效率，减轻农民工作强度，适应山坡地农业机械化需要，节能降耗、节本增效。
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