機械設計制造及其自動化專業本科畢業設計（論文）開題報告書PAGE1-本科畢業設計(論文)開題報告學院：專業:姓名：學號：課題名稱：指導教師：

開題報告填寫要求1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業審查后生效；2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）；4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T7408—94《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。

一、論文選題的目的和意義我國是一個農業大國，小麥桔桿資源豐富，但目前大量的桔稈被焚燒或皮棄，不但造成嚴重的環境污染，破環了農村的生態環境，而且還浪費了寶貴的可再生資源，因此，分析桔桿的利用價值，探討桔桿利用的途徑和對策，對搞好桔桿綜合利用具有十分重要的現實意義。但由于我國收獲機械起步較晚，加之研究經費不足、生產手段較為落后，產品性能及可靠性偏低，另外，與之配套的設備嚴重不足，除樓集設備國內有少量生產外，其他相關設備基本屬于空白。因此，小麥桿的綜合利用瓶頸是收獲機械化問題，發展適合我國國情的秸桿收獲機械是我國的當務之急。針對我國農業配套動力（拖拉機）較小、由塊較小、農民購頭力較低的情況，完全照搬發達國家的發展思路是不可行的。根據我國實際情況，發展適合國情的秸桿收獲機械是秸桿綜合利用的必由之路。為了解決小型化所帶來的一些問題，還需要研發相關成套設備加以解決。同時，中國是以農業為主的大國,糧食進出口水平位居世界前列，農作物秸稈資源十分豐富,其主要包括水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈等。通過《全國農作物秸稈資源調查與評價報告》6提供的數據可知,我國農作物秸稈的理論資源值為8.2億噸，其中有超過6.8億噸可以回收利用,實際上未被回收利用的秸稈資源超過2.1億噸。從秸稈種類上看,全部農作物秸稈理論資源中有水稻稈2.05億噸左右,占全部秸稈理論值的25%;有1.50億噸小麥稈,占全部秸稈理論值的18.3%;有超過2.6億噸玉米秸稈,占全部秸稈理論值的32.3%;其他秸稈占全部秸稈理論值的24.4%。從地區分布來看,華北、長江中下游及東北等地域秸稈資源最多,分別超2.3億噸、1.9億噸及1.4億噸,占全部秸稈資源的28.45%、23.58%和17.20%;西南和蒙新等地域的秸稈資源也分別超8900萬噸和5800萬噸,占全部秸稈資源的10.97%和7.16%;華南和黃土高原等地域的秸稈資源不足5500萬噸和4500萬噸,分別占全部秸稈資源的6.70%和5.37%;青藏地區秸稈資源相對最少,僅有468萬噸,占全部秸稈資源的0.57%。在工業快速發展之前,農作物秸稈主要用于農村柴火、編造草帽、動物飼料、漚肥還田等。近年來隨著工業的發展以及糧食產量的增加,人們的生活方式有了較大改變,農作物秸稈產量逐年上升,除很小一部分用于制造沼氣、動物食料、生物質燃料和秸稈還田以外,每年都會產生大量剩余,利用率低,這樣不僅造成了資源的浪費,若處理方式不合理還會對大氣和水源等造成較為嚴重的污染,嚴重危害人們的生活和健康。為了充分利用農作物秸稈資源同時減少環境污染，對農作物秸稈進行商品化處理是十分有必要的，在商品化過程中收集運輸秸稈是關鍵問題，由于農作物秸稈自然狀態下密度小、較松散，如果直接收集，會占據較大空間，出現高成本、低效率等問題，收集起來較為困難山。隨著農業現代化水平地不斷提高，農作物秸稈撿拾-壓縮-打捆成型是目前最有效、最高效的秸稈收集方式，據相關文獻研究及試驗總結發現，農作物秸稈壓縮打捆成型后的密度比打捆前增加10倍，運輸成本降低至打捆前的70%左右，儲存空間較打捆前節省90%2-11，大大提高了農作物秸稈商品化的效率。因此研發并不斷改進符合我國國情的農作物秸稈打捆機,使其能高效收集秸稈、促進農作物秸稈資源的商業化發展具有十分重要的意義。打捆機國內外研究現狀1.打捆機簡介打捆機是一種收儲機械，作用是將散亂的農作物秸稈撿拾-壓縮-打捆成型，降低運輸成本，便于后續秸稈的商業化利用。根據作業方式的不同，打捆機可分為固定式和移動式兩大類，如圖1.1所示，顧名思義，固定式打捆是指打捆機固定于某處，人為將秸稈喂入其中進行打捆作業，而移動式打捆是指打捆機在其他動力機械作用下主動撿拾秸稈并打捆成型。圖1.1打捆機按作業方式分類按照驅動方式的不同,移動式打捆機又分為牽引式和自走式兩大類,如圖1.2所示,牽引式打捆機是通過拖拉機后掛接牽引裝置從而帶動打捆機作業,而自走式打捆機無需借助其他機械,自身可以為打捆機作業提供動力。圖1.2打捆機按驅動方式分類打捆機應用范圍較廣，可以對不同種類的秸稈進行撿拾壓縮打捆作業，根據打捆后的草捆形態的不同，可以將打捆機分為方捆打捆機和圓捆打捆機，如圖1.3所示。圖1.3打捆機按草捆形態分類圓草捆打捆機操縱便捷、體積較小，更容易話應不同的地形，而方草捆打捆機話合在平原及大農場作業，打捆效率更高，機器成本同樣也高。近年來農作物秸稈剩余量越來越多，這就需要高打捆效率的打捆設備，因此對方草捆打捆機的研究及應用相對更多。2.國外研究現狀對于秸稈打捆機地鉆研、制造和發展,國外起步較早,從最初由馬牽引作業到后來的小方捆打捆機人工捆草，再到如今圓捆機及中大型方捆機，至今已有150多年歷史。19世紀50年代初，美國人埃默里研究出了最早的草打捆機，該打捆機通過馬牽引工作，且作業過程中離不開人為輔助。1872年，美國人戴德里克在前輩埃默里的發明基礎上創造出世界上首臺可以連續作業的機械固定式打捆機，不僅廣泛應用于美國本地，在英國等地也取得了很大成功0.1930年前后，史上首臺小方捆打捆機問世，由美國紐荷蘭公司發明制造并在未來幾年里迅速發展，隨著產品不斷更新和改進，其撿拾打捆作業效率有了質的提高，很快便推向了全世界。1958年，羅托-巴勒研究出可以打圓柱型草捆的打捆機，可以將秸稈打成長910mm、直徑360-560mm、重18~45kg的圓柱形草捆，同年該產品在美國的艾利斯-查默斯公司作為商品量化生產，且在很多地區沿用至今，在此之前打捆機僅能夠打出小方形草捆。到20世紀70年代，逐漸形成了方草捆打捆機和圓草捆打捆機鼎力發展、并行進步的格局。20世紀70年代中期，美國Hesston公司最先開始研發大方捆打捆機，在小方捆基礎上主要改進了撿拾喂入系統和打結裝置，由小方捆的側牽引改進為正牽引，增加預壓室機構，使得秸稈額外增加一次壓縮次數，成型的方草捆會更加均勻致密，由于大方草捆體積增大，一根繩難以滿足打結要求，打結裝置改進為雙打結器。相比于小方捆打捆機和圓草捆打捆機，大方捆打捆機作業更加高效，打出的草捆密度高、質量好，得到了德國、美國等國家中多個主流農機生產廠家的認可，在市場上逐漸流行起來。在國外，有很多聞名世界的農機企業，比如德國的CLASS公司、Krone公司，美國的JohnDeere公司、CASENewHolland公司、AGCO公司、Vermeer公司，法國的KUHN公司，日本的Kubota公司，愛爾蘭的McHale公司等，它們生產的方草捆打捆機走在世界的前沿，技術新穎、可靠性強、作業質量高、適應性好27-30。如圖1.4所示的JohnDeere公司生產的L341大型方捆機，液壓密度控制隨秸稈含水率的變化，監測與液壓系統調整氣缸對草捆成型室的壓力，保證草捆密度不變。配備自己公司研發制造的型號為MegaWideT的2.5米超寬撿拾器，裝配高強彈齒，壽命長、高效可靠。預壓室板上安裝傳感器，記錄打捆后每個草捆的質量。在高喂入、高密度等較為復雜的作業條件下，雙打結器打出的結仍然可靠。圖1.5所示為CLAAS(科樂收)QUADRANT系列方捆機，對應不同種類的秸稈及喂入量，可通過CLAAS特有活塞壓力調節系統來實時調節打捆壓力。QUADRANT5300將打捆室加長，使得草捆密度變高：結構方面加強，使機器壽命更長，適應性更好：配備裝配有五行彈齒的新型撿拾器，減小撿拾盲區，作業效率變得更高，在大喂入量下不易發生喂入堵塞。根據以上介紹總結得出，國外部分發達國家對于打擁機的研究開始較早，經過多年改進和不斷更新，融人越來越多與時俱進的新科技，機械化水平不斷提高，自前技術已趨近成熟，未來仍會不斷尚高效率、智能化、高性能、高質量、低成本方同發展。但國外核心技術不外露，機器售價高，小農戶難以負擔，與我國小農戶居多的國情不吻合，這就需要國內自主研發技術先進且符合本國國情的打捆機。3.國內研究現狀根據以上介紹總結得出，國外部分發達國家對于打擁機的研究開始較早，經過多年改進和不斷更新，融人越來越多與時俱進的新科技，機械化水平不斷提高，自前技術已趨近成熟，未來仍會不斷尚高效率、智能化、高性能、高質量、低成本方同發展。但國外核心技術不外露，機器售價高，小農戶難以負擔，與我國小農戶居多的國情不吻合，這就需要國內自主研發技術先進且符合本國國情的打捆機。相比于國外發達國家，我國對于方草捆打捆機的研究起步較晚。20世紀六七十年代，我國開始逐漸購人國外秸打捆機，對其進行測繪并針對其先進的技術進行研究。20世紀80年代初期，我國研制出國內第一臺小方捆打捆機并且批量制造投入市場。進入21世紀后，隨著畜牧業的發展以及農作物秸稈產量的增加，國家和人民對農作物精桿回收利用的問題越來越重視，相應各種方草捆打捆機、圓草捆打捆機在國內被相繼研制成功自前國內主要的打捆機生產廠商有山東雷沃重工、內蒙古華德牧草機械、江蘇沃得農機、上海世達爾現代農機和中國一拖集團等，如圖1.6所示，雷沃生產的9YFS-2.2桿粉碎一打捆一體機輸送攪龍上加設精桿防纏繞裝置，打結器處增加除塵結構，可以適應更為刻的作業環境，這樣既使得打結器工作效率提高至原來的120%以上，文很大程度上延長了其壽命。其整個縱梁結構加工時采取一次性沖壓成型，全部機架結構焊接于一體，具備超高的強度，使得機器在作業過程中有高穩定性。其主傳動為鏈傳動，應用雙排鏈輪和雙鏈條結構，在收集玉采等相對堅硬的秸桿時更加可靠。世達爾生產的9YFQ-2.3Z正牽引方草捆打捆機如圖1.7所示，該打捆機不僅配備了三重保險螺程栓，而且采用單同摩擦離合器，既可以有效地避免關鍵部件過載，文可防止機器超負荷作業。該機器驅動方式為止牽引式，為了減小作業時的轉彎半徑，其聯軸器采用大角度廠角傳動。圖1.6雷沃9YFS-2.2秸稈粉碎方捆壓捆機圖1.7世達爾9YFO-2.3Z正率引方草捆打捆機總的來說，我國對于方草捆打捆機的研究還處手初級階段，產品規模以中小型為主，打結器等關鍵部件對國外技術存在依賴性，且撿拾器存在撿拾過程中長桿堵塞同題，面對各類精產量地益增長，現有技術產品遠遠達不到需求。三、研究內容的方案設計及可行性分析3.1研究目標及方案設計通過對自前市場上廠泛應用的曲柄搖桿式打捆機的工作過程和運動特性分析，發現將原有的曲柄搖桿機構轉變為楠圓齒輪驅動的轉臂式打捆機構，可以獲得更高的工作效率和運動平穩性。本文設計了一種橢圓齒輪行星系打捆機構，設計的思路是將輸入動力傳遞給齒輪箱內的橢圓齒輪，使行星橢圓齒輪帶動樓草爪達到預期的運動軌跡。通過建立其運動學分析模型，在給定安裝尺寸下獲得了滿意的結構參數和工作參數，并利用SW軟件對其零件進行三維建模、裝配與分析，取得了滿意的結果。最后，完成了該打擱機構的二維總裝配圖以及非標件的二維零件圖。3.2可行性分析《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》明確提出，綠色是永續發展的必要條件和人民對美好生活追求的重要體現。必須堅持節約資源和保護環境的基本國策，堅持可持續發展，堅定走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，加快建設資源節約型、環境發好型社會，形成人與自然和諧發展現代化建設新格局，推進美麗中國建設，為全球生態安全作出新貢獻。《工業綠色發展規劃（2016~2020年）》中提出：按照減量化、再利用、資源化原則，加快建立循環型工業體系，促進企業、園區、行業、區域間鏈接共生和協同利用，大幅度提高資源利用效率。全面推行循環生產方式。推進鋼鐵、有色、石化、化工、建材等行業拓展產品制造、能源轉換、廢棄物處理-消納及再資源化等行業功能，強化行業間橫向耦合、生態鏈接、原料互供、資源共享。因地制宜推進水泥窯協同處置固體廢物，鼓勵造紙行業利用林業廢物及農作物秸稈等.《國務院辦公廳關于促進建材工業穩增長調結構增效益的指導意見》中指出：推廠新型墻材。發展本質安全、節能環保、輕質高強的墻體和屋面材料、外墻保溫材料，以及結構與保溫裝飾一體化外墻板。推進疊合樓板、內外墻板、樓梯陽臺、廚衛裝飾等構配件工廠化生產。引導利用可再生資源制備新型墻體材料，支持利用農作物秸桿、竹纖維、木屑等開發生物質建材，發展生物質纖維增強的術塑、鎂質建材等產品。加快推廠廣應用水性涂料、膠黏劑及高分子防水材料、密封材料、熱反射膜、管材等產品。國務院關于印發《中國制造2025》的通知中提出：推進資源高效循環利用。支持企業強化技術創新和管理，增強綠色精益制造能力，大幅降低能耗、物耗和水耗水平。持續提高綠色低碳能源使用比率，開展工業園區和企業分布式綠色智能微電網建設，控制和削減化石能源消費量。全面推行循環生產方式，促進企業、園區、行業間鏈接共生、原料互供、資源共享。推進資源再生利用產業規范化、規模化發展，強化技術裝備支撐，提高大宗工業固體廢奔物、廢舊金屬、廢棄電器電子產品等綜合利用水平。大力發展再制造產業，實施高端再制造、智能再制造、在役再制造，推進產品認定，促進再制造產業持續健康發展。由上可見，本次設計符合國家的相關政策，并且可在極大程度上帶動我國資源綜合利用產業發展進程。因此，本次設計的建設具備政策可行性。四、研究方法及技術路線4.1研究方法（1）文獻搜集法：主要是對有關于打捆機的結構設計及機構設計的各方面的文獻和資料進行搜集，為設計做了必要的準備。（2）經驗法：找到一些關于秸稈打捆機的結構及創新機構設計的具體案例，并分析其打捆機的的零件組成、零件設計、組件設計、具體裝配結構設計，依照過去已有的經驗設計。4.2技術路線整機研制技術路線如圖1.6所示：五、預期進展第一階段（2022年12月12日-2023年1月31日）材料的搜集整理、查閱相關資料、方案確定本階段需要完成與課題相關的調研工作，并對相關的文章進行搜集、整理，選出與設計有關的資料備用，并且找出自己設計的產品與國內外的不同之處，說明其優點所在，擬定設計草圖，選出最佳方案。第二階段（2023年2月1日-2022年4月15日）方案設計，總體結構設計，設計計算、裝配圖繪制，完成中期檢查要求的任務。第三階段(2023年5月1日-2023年6月11)完成裝配圖及零部件圖繪制、撰寫設計說明書、畢業設計答辯本階段主要完成與方案相符合的文章的撰寫，包括目錄、摘要、前言、設計步驟、內容、參考文獻、附件（任務書、開題報告、中期檢查表）等，完成畢業設計答辯及總結。預期結論（1）通過查閱文獻并進行分析，確定本機的整體結構基本參數（2）本文對精桿還用的傳動系統進行了設計、校核，校核過程采用廠先進的理論進行校核，設計參數靠性比較高。

七、參考文獻[1]寧德感，雜紹文，淺設卓術灰的主要用小農業開發與裝備201311（28）：95[2]汪敬恒，馬新榮，劉落，朱函靜，新型肥料一多元素長效碳銨顆粒肥生產工藝及效益分析[J]河南科學2011,07(15)[3]張彥民，于振文，主冠，生物質顆粒成型機理與環境性能研究[2]農機化研究，2013(10)：210-212[4]龐利沙，田宜水，侯書林，趙立欣，孟海波，生物質顆粒成型設備發展現狀與展望[J.農機化研究，2012（09)237-241[5]楊文鈺，主蘭英.作物秸稈還田的現狀與展望：四川農業大學學報，1999,17(2）:211~~216[6]中國農機學會農機化學會科技交流中心.農作物秸稈利用與設備[M].北京：中國農業出版社，1996[7]孫文峰.秸稈根翟還田聯合作業機的研究與設計.農機化研究,2001,11(4):59-60.[8]毛罕平，陳翠英.秸稈粉碎掩埋復式作業的實驗研究.農業機械學報，1996,9(3):42-46.[9]吳子岳，高煥文，根茬處理技術的現狀與發展J]中國農業大學學報，2000，5（4）：46-49[10]苗長印，趙革，袁慶福.根茬還由技術及適用機械的實驗研究.農機化研究，1995，11（4)：55-38[11]陳小兵，陳巧敏.我國機械化秸稈還田技術現狀及發展趨勢[J].農業機械，2000,10(4)：14-15.[12]劉麗香，吳承禎，洪偉等，農作物秸稈綜合利用的進展[M].亞熱帶農業研究，2006.2（1)：75~80[13]中國農機學會農機化學會科技交流中心.農作物秸桿利用與設備M.北京：中國農業出版社，1996[14]董佑福，侯方安，農作物秸桿綜合利用技術專輯J]，山東省農業機械技術推廣站，2003,9[15]相俊紅農作物秸桿綜合利用機械化技術推廣研究D中國農業大學碩士畢華業論文，2005[16]肖麗，樊建程，主建群.F一150型卡米精桿粉碎火在旋耕聯合作業機簡介田.現代化農業，1996.4（201）：29~~30[17]jJia,H.L.,Ma,C.L.,Tong,J.,2o07.Studyonuniversalbladerotorforrototillingandstubble-breakingmachine.SoilTill.Res.94,201-208.[18]Gao,H.W.,Li,W.Y.,2004.ConservationTillageTechnolog