毕业设计（论文）-小型半喂入收割机割台设计（含全套CAD图纸）

毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 （论文）-小型半喂入收割机割台设计（含全套CAD图纸） 全日制普通本科生毕业设计 小型半喂入收割机割台设计 THE DESIGN OF CUTTING TABLE OF THE SMALL-SIZED HALF-FEEDING HARVESTER 由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD 图纸等，联系153893706 学生姓名: 学 号: 年级专业及班级:2008级农业机械化及其自动化 指导老师及职称: 学 院:工学院 提交日期:2012年5月 全日制普通本科生毕业设计 诚 信 声 明 本人郑重声明:所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名: 2012年 5 月 日 目 录 摘要 ........................................................ 1 关键词 ...................................................... 1 1 前言 ...................................................... 2 2 目前国内外的发展情况 ...................................... 2 2.1国内外稻麦收割机的发展情况 .............................. 2 2.2 开发半喂入联合收割机的主要难点和解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ................ 3 2.2.1 发展半喂入式联合收割机的主要难点 ...................... 3 2.2.2 问题的解决方案 ........................................ 3 3课题研究的意义 ............................................ 4 3.1 割台设计目的 ............................................ 4 3.2 立式割台收割机改善作业质量措施 .......................... 4 4 小型半喂入联合收割机割台的总体设计 ........................ 5 4.1 收割机割台简介 .......................................... 5 4.2 绘制总体布局图 .......................................... 6 4.3 割台工作流程图 .......................................... 7 5 切割器参数 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与评价 ..................................... 7 5.1 切割器的选择 ............................................ 7 5.1.1 往复式切割器 ........................ 错误～未定义书签。8 5.1.2 回转式切割器 ........................ 错误～未定义书签。9 5.1.3 甩刀式圆盘切割器 .................... 错误～未定义书签。9 5.1.4 比较并选定切割器 .................... 错误～未定义书签。9 5.2 切割器的设计 .......................... 错误～未定义书签。9 I 5.3 刀片几何形状的分析 ................... 错误～未定义书签。10 5.4 割刀材料的选择 ....................... 错误～未定义书签。17 5.5 功率消耗的验算 ....................... 错误～未定义书签。17 6 小型半喂入联合收割机割台输送系统的研究与设计错误～未定义书签。19 6.2 输送夹持链速度分析和计算 ............. 错误～未定义书签。20 6.3 夹持输送机构的设计 ................... 错误～未定义书签。22 6.4 割刀前伸量 ........................... 错误～未定义书签。23 6.5 拨扶禾机构的设计计算 ................. 错误～未定义书签。23 6.5.1 拨禾星轮的设计 ..................... 错误～未定义书签。24 6.5.2 拨禾星轮驱动链的设计 .................................. 7 7 小型半喂入联合收割机割台传动系统的分析研究 ............... 8 7.1 整体传动方案的设计 ...................................... 8 7.2 传动机构转速的计算和分配 ................................ 8 7.3 带轮传动的设计与计算 .................................... 8 7.3.1 确定计算功率 ....................... 错误～未定义书签。29 7.3.2 选择V带的带型 ..................... 错误～未定义书签。30 7.3.3 确定带轮基准直径并验算带速 ......... 错误～未定义书签。30 7.3.4 确定V带的基准长度和传动中心距 ..... 错误～未定义书签。30 7.3.5 验算主动轮上的包角 ................. 错误～未定义书签。31 7.3.6 计算V带的根数 ..................... 错误～未定义书签。31 7.3.7 计算带的初拉力 ..................... 错误～未定义书签。31 7.3.8 计算带传动的压轴力 ................. 错误～未定义书签。31 7.3.9 皮带轮松紧离合器的设计 ............. 错误～未定义书签。32 7.4 减速箱输入输出轴的转速确定 ........... 错误～未定义书签。32 7.4.1 传动轴的设计计算 ................... 错误～未定义书签。32 7.4.2 箱体 ............................... 错误～未定义书签。36 7.5 割台横向输送链的设计与计算 ........... 错误～未定义书签。36 7.5.1 链轮齿数的选择 ..................... 错误～未定义书签。36 7.5.2 链轮的设计计算 ..................... 错误～未定义书签。36 II 7.5.3 计算实际中心距 ....................................... 11 7.5.4 计算链速 ............................................. 11 7.5.5 作用在轴上的压力 ..................................... 11 7.6 变速箱的设计 ........................................... 11 7.6.1 总体结构 ............................................. 11 7.6.2 变速箱传动方案的确定及分析 ........................... 12 7.6.3 传动装置的运动与动力参数计算 ......................... 13 7.6.4 齿轮参数的设计 ....................................... 14 7.6.4 齿轮参数的设计 ....................................... 15 8 结论 .................................................... 17 参考文献 .................................................. 18 致谢 ...................................................... 19 附录 ...................................................... 20 III 小型半喂入收割机割台设计 学 生: 指导老师: 摘 要:小型半喂入联合收割机由于采用扶禾器，能够扶起严重倒伏的谷物茎秆，夹持茎秆 半喂入脱粒，处理量显著减少而稳定，不会因为倒伏程度的不同和作物湿度而有很大的变化。作业 性能优良，又能使茎秆整齐铺放或切碎还田。20世纪90年代中期以来，由于结构尺寸 的放大，多 种监控，自动控制装置的引用，多数机型的作业速度可达1.22,1.5m/s，工作幅宽1.45,1.98m， 个别的达到2.1m，配置动力33.5、55.9、61.0KW，机器接地压力在20kPa以上，防陷性能较高，生 2产效率0.2,0.47hm/h或以上，主要问题是机型过大后灵活性变差和售价过高。因此本设计旨在克 服上述缺点的要求，设计一款适合南方丘陵地区，价格合理的小型半喂入联合收割机。该设计的主 要内容在于:切割器、拨扶禾装置、夹持输送机构等重要部件的设计研究。 关键词:半喂入;联合收割机;割台;切割器;拨扶禾机构;夹持输送机构 The Design of Cutting Table of the Small-sized Half-feeding Harvester Student: Tutor: (College of Engineering Huan Agricultural University,Changsha,China) Abstract:The Small-sized Half-feeding Combine Harvester can lift up the lodging's rice and semi-feeding threshing though clamping stalk by use of Divider Device. As a result, the stability is good because of the reducing capacity. It will not change a lot because of the different crop lodging levels and crop humidity. I t not only has Excellent work performance, but also can make straw stem neatly laying or back to field after chopped. Since the mid-90s of the 20th century, due to the amplification of structural dimensions ,a variety of monitoring and automation control devices cited, the majority of aircraft operating speeds can be up to 1.22,1.50m/s,working width can be 1.45,1.98m, individual may be up to 2.1 meter, configure dynamic be 33.5、55.9 、61.0 KW.0, mechanical pressure be more than 20kPa. The 2function of subsidence is much higher and the production efficiency can be 0.20,0.47hm/h or more. The main problem is that the flexibility becomes worse and the price is too high because of too large size. Therefore, to overcome the drawback above, this design is a Small-sized Half-feeding Combine 1 Harvester , which is suitable in the Southern Hilly area and price reasonable. The major content of this design is on the research of major items about cutter、pulling and holding devices、Gripping and delivering structures. Key words:half feed; Combined harvester; Cutting table; Cutter; Dial stalk-supporting mechanism; Gripping and delivering structure 1 前言 毕业设计是大学里的最后一次设计任务，具有举足轻重的作用，它是对我们大学四年来所学的知识的总结，旨在培养我们综合运用所学的基础知识、专业知识去分析和解决生产实际问题的能力及培养正确的设计思想，并通过运用设计 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 、 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 、手册、图册和查阅有关技术资料去进行理论计算、结构设计、绘制图样、写相关说明性材料，培养我们进行机械设计的基本技能和作为工程设计人员的基本素质，为我们毕业后走上工作岗位打下基础。 收割是谷物栽培的最后环节，对于谷物的产量和质量具有很重要的影响。收获的季节性很强，农时紧迫，人工收割劳动强度大，为此设计收割机，本次设计的谷物联合收割机是集收割、脱粒、分离、清选为一体的作业，相对于分别收获来说，其机械化水平较高，能显著提高劳动生产率，降低劳动强度，能及时清理田地，以利于下茬作物的抢耕抢种，在次设计中，我遇到了许许多多的困难，从对农业机械的一片空白到对收割机的整体把握，和对其国内的收割机机构的了解，都倾注了老师和自己的汗水，特别在绘图期间，得到了老师的悉心指导，对本人设计和以后走上工作单位都打好了良好的基础，通过三个多月的设计，通过学习、提问、认真查阅相关手册，终于使本次设计任务圆满完成。在此向彭老师和同组同学表示由衷的感谢。 当然由于时间仓促，个人所学知识有限，因此该设计还存在这样那样的缺点及不足，还请各位老师及同行给予批评指正，在此一并表示感谢。 2 目前国内外的发展情况 2 目前国内外的发展情况:稻麦是我国主要粮食作物之一，种植面积近2600万 hm， 产量近 1.6亿吨，约占世界稻麦种植面积的21,，产量占世界总产量的 34,。我国稻麦主产区在南方，南方多丘陵、梯田，地区的季节性、作业环境差异也大，这对稻麦联合收割机的适应性和可靠性提出了更高的要求，而割台和收割机是配套使用，作为收割机的一个重要部分，也有更高的要求。此外，土地分散经营使得机械收获效率低，这都在一定程度上制约了稻麦机械化作业的发展。 2.1 国内稻麦联合收割机的发展状况 2 自从上世纪50年代末到60年代中期，随着“农业的根本出路在于机械化”口号的提出，在行政手段的推动下，国家着手在各地建立新式农具推广站，大力推广收割机的使用，其中联合收割机推广了近7000台(主要在国营大型农场使用)，机型仿制国外联合收割机。从70年代末到80年代中期，联合收割机才真正在我国进入实际应用阶段。到上世纪90年代，在我国南方地区出现了一股半喂入联合收割机热。主要表现在现代农装科技股份有限公司、北汽福田车辆股份有限公司、潍坊收获机械分公司、湖州中收星光联合收割机制造有限公司等企业进行引进、消化和吸收国外半喂人技术，结合中国国情进行研究和开发。从1993年下半年开始，在持续两年多的低谷徘徊之后，包括联合收割机在内的整个农机 市场开始走向复苏，垄断逐步被打破。进入1994年以来，随着一批新机型的相继问世，形势更加快速地向多极化方向发展。到了1996年，形成多极化格局，垄断也同时被彻底打破，市场竞争趋于激烈。 联合收割机市场需求潜力很大,在今后，我国稻麦联合收割机的研究重点应放在简单、实用和可靠的机型上。而半喂入式稻麦联合收割机，在现实条件下，应强调机器的适应性，可靠性和经济性，以中低档产品为主，向大型化、高性能和自动化方向发展。在保证作业性能的前提下，尽量简化结构、降低成本，开发生产符合中国国情的、适用价廉的产品，并逐步形成系列产品，以适应不同层次用户的需要。同时，重点要解决履带自走式半喂入收割机谷物输送装置的可靠性问题。 2.2 开发半喂入收割机的主要难点和解决方案 2(2.1 发展半喂人式收割机的主要难点 半喂人式收割机收获稻麦适应性强，它能适应不同高度和茎秆韧度的作物，但是我国的稻麦收割还是得不到普及，其原因是收割机在一些交通不便的地区得不到使用，比如山区和梯田。毕竟收割机的体积有点庞大，要想修一条宽敞的路要花上不少的成本和劳动力，很多农民就不愿意花钱。还有气候不断的在发生变化，很多作物因为自然灾害等的影响，比如说抗倒伏能力低的作物遇到暴风雨而出现大面积倒伏，而且倒伏程度比较严重，在这种情况下，由于收割机本身的能力不能更好的实现收割。还有在经济上，一台收割机的造价是比较高的。所以出厂后的售价也是相当高，再加上中作物的大多是普通家庭，大多数很难支付这么一笔费用。权衡下，大多还是愿意靠自己收割。而且收割机也会出现些比较常见的使用过程中出现的问题，而这些问题始终还是得不到根本性的解决，更不可能彻底解决掉这些问题，总结了一下在使用中收割机割台出现的一些常见的问题:割刀阻塞、拨禾轮打落籽粒太多、割台上出现堆积现象、作物向前冲到、拨禾轮带禾、作物在搅龙上喂入不连续、割台推运器堵塞等。 3 2.2.2 问题的解决方案 为了适应不同地区的使用情况，尤其是山区等交通不是很便利的地区，而且田比较窄，小面积化得地理环境，收割机的型号在逐步减小，尤其是整体的体积小巧化，而且收获能力并不因为型号的较小而减弱，当然效率会低一些，这是必然的。而且造价成本也降低了，所以售价也被普通老板姓所能接受。这样就解决了大部分地区实现稻麦机械化收割的问题。 而对于漏割或者倒伏程度大的问题，其解决方案是通过扶禾器结构不断改进 。具体如下:扶禾器的扶倒机构由上横向输送链、拨禾齿、外壳和传动轴等组成。整个机构安装在割台的前方，倾角可调，以适应收割各种倒伏程度不同的作物。工作时，安装在输送链上的拨禾齿绕链轮做回转运动，扶禾器拨指从根部插入作物丛中，将倒伏作物自下而上扶起或将作物理齐，而不是像拨禾轮那样从作物的顶部插入，因此它具有较强的扶倒伏能力和茎秆梳理作用。在辅助拨禾装置的配合下，经切割器切断后，在拨禾齿的拨送下直立向后输送。这样能保持茎秆直立、禾层均匀不乱，较好的满足 00了半喂入联合收割机的要求。这种扶禾器一般能扶起倒伏70,80的作物。扶禾齿的速度可以在0.6~1m/s范围内调节，过快易击落谷粒;过慢扶禾性能不良。 3 课题的研究意义 3.1 割台设计的目的 我国是农业大国，稻麦的机械化收获对稻麦种植是十分重要的，随着人民生活水平的提高，稻的种植面积不断扩大，而目前我国稻麦收割机械化程度低，这与农业部规划的“十二五”末期要实现的机收目标相差甚远。为了适应农业机械化的要求，减轻收割稻麦的劳动强度，提高 农业生产效率，尤其是当前南方稻民所需的小型、实用的集收割、脱粒、分离、清选为一体的联合稻麦收割机供不应求，而割台作为收割机的一个重要工作部分，故设计此小型半喂入收割机割台。 3.2 立式割台收割机改善作业质量的措施 立式割台在使用中会产生一些不良好的现象，详细现象、产生的原因及排除的方[1]法见下表: 表1 改善措施 Table1 To Improving measures 现象 产生原因 排除方法 压倒靠未割区一边的作分禾位置不合适，分禾杆太靠校正分禾杆位置 物 近割刀一边 4 续表1 现象 产生原因 排除方法 作物输送不出 1.下拨齿能力弱 1.调整下拨齿皮带 2.机组前进速度慢 2.加快前进速度 3.未全幅切割 3.全幅切割 4.作物向前倒伏 4.不适合收获倒伏作物 作物输送不流畅 1.输送间隙过小 1.加大输送间隙 2.上拨齿能力弱 2.加大输送体前倾 3.星轮能力弱 3.加大星轮转速 铺放作物根部不齐 1.星轮能力弱 1.调小星轮转速 2.拨齿输送能力弱 2.减小发动机转速 少量已割作物向未割区1.输送间隙大 1.调小输送间隙 输送 2.星轮能力过强 2.调小星轮转速 3.上拨齿能力弱 3.加大输送体前倾或调紧上拨齿 4.机组前进速度慢 皮带 5.作物太稀太矮 4.加快前进速度 5.不合适机割 作物输送不成直立状 1.上拨齿能力强，下拨齿能力1.减少上输送体前倾或调低上输 弱，穗部出来早 送体位置 2.上拨齿能力弱，穗部出来迟 2.加大输送体前倾 铺放作物与机组前进方1.上拨齿能力弱(强) 1.加大(调小)上输送体前倾或调 0向不呈90穗部向前 高(低)上输送体位置 (后) 2.星轮能力弱(强) 2.调大(小)星轮转速 4 小型半喂入收割机割台的总体设计 4.1 收割机割台简介 该稻麦联合收割机可一次性完成收割、脱粒、筛选、分离和装袋作业。该机体积小、重量轻，操作灵活，通过性与适应性好，较好地解决了大、中型收割机在丘陵、山区和水田难以收割的难题，在南方双季稻区、泥脚深度不大于20厘米的稻田中均能正常收割稻麦。该机采用半喂入、往复式切割器、以链传动为主输送形式加之扶禾器和拨禾指的辅助作用为一体的立式割台，确保收割干净、不漏割，输送分离性能好。 [2] 半喂入联合收割机的割台采用立式、回转结构，该结构使收割机顺利实现半喂入的目的，并且结构简单，维修方便。 5 作物流程采用Y型结构，使作物输送更加平稳、整齐。 在割台的运转速度上，采用车速同调，也就是割台的运转速度与收割机的前进速度同步，收割机前进速度越快，割台运转速度越快。这样在收割机高速前进时，就不会因割台来不及输送作物产生堵塞或来不及切割将作物压掉，并且可以保证在任何车速下将作物以正确的姿势，合适的位置，平稳、整齐的输送到脱粒机。 在扶禾链传动线路上，采用高低两速，平时用扶禾低速，在收割倒伏作物时，采用扶禾高速，提高扶禾速度，增强扶禾效果，提高了收割机对倒伏作物的收割效果。并增加了拨指作用位置的调节导轨，使收割机可以针对不同的作物品种采用不同的拨指高度，以减少作物在割台部的损失。 4.2 绘制总体布局图 1、机架;2、带轮;3、减速器;4、横向输送链;5、链轮; 6、分禾器;7、拨禾星轮;8、曲柄连杆机构;9、切割器;10、动力输送轴 图1 割台工作原理见图 Fig1 Cutting machine working principle diagam 如图1所示，半喂入稻麦联合收割机割台主要由分禾器、拨禾星轮、切割器、割刀、中间传动机构、夹持输送链、机架等部分组成。 6 4.3 割台工作流程简图 图2 工作流程图 Fig 2 Work flow chart 5 切割器参数分析与评价 5.1 6.5.2 拨禾星轮驱动链的设计 本机的拨禾星轮由和输送夹持链链轮同轴等径的链轮带动的驱动链带动，驱动链的节距P=30，间隔5节距加装1块小拨块，收割过程中，通过小拨块带动拨禾星轮，使驱 拨禾星轮旋转，进而通过齿轮带动橡胶拨禾轮转动实现谷物茎秆的强制喂入。 7 7 小型半喂入联合收割机割台传动系统的分析研究 7.1 整体传动方案的设计 传动系统见示意图14。动力由发动机飞轮输出，经过三角皮带把动力传给主变速箱前面的输入皮带轮，皮带轮将动力输入到主变速箱内的动力输入轴?，然后由齿轮传动带动割台动力输出轴?，割台动力输出轴?一方面通过带轮传动带动辅助输送链及辅助输送轴带动曲柄连杆机构运行，从而使切割器进行往复直线运动而达到切割作用，另一方面将动力由链传动输入到副变速箱。副变速箱里有锥齿轮传动，以改变传动方向，一方面通过输送链动力输出轴?带动链轮控制夹持输送机构工作，另一方面通过变速轴?，辅助输送链，辅助输送轴，联轴器等中间传动部件将动力传递到拨扶禾装置，使其正常工作。 图21 传动系统示意图 Fig 21 The schematic of driven system 7.2 传动机构转速的计算和分配 8 此处已删去 1-档禾板:2-外链板;3-内链板;4-滚子;5-套筒;6-销轴 图23 夹持输送链单体 Fig23 Conveyor monomer 轮齿数系数，K为排数系数，由于齿数为17，排数为3，查《机械设计基础》表P 11-12和表11-13可得K=0.887，K=2.5; ZP 验算小链轮轴孔的直径，本设计中取轴孔直径为d=50mm，查表11-9得到节距k p=50.8根据,链轮齿数17和节距为50.8查表得到d=152mm,d?d，符合要求; kmaxkkmax 若链传动中心距过小，则小链轮上的包角也小，同时啮合的链轮齿数也减少;若中心距过大，则易使链条抖动。一般取中心距a=(30,50)p，最大中心距a?80p。由于割台的割幅为1.25m，max 所以取两链轮的中心距为1.3m，稍大于割幅，确定最小中心距: 表4 中心距取值表 Table 4 Value of Center distance 9 传动比 i ,4 4? 最小中心距 a ，，，，0.2,z,i，1,p0.33,z,i,1,p0min11 aa已知上述中，由于i=1，所以根据上表可以计算出=345.44mm，=80×0min0max 50.8=4064; a13000 以节距计算初定中心距:; (79) a,,,25.6mm0pp50.8 z，zk12链条节数:， (80) L,，2a，,68.2p0p2a0p 取L=69,便于安装。 p LP6950.8,，P链条长度:; (81) L3.5052m,,10001000 ，，znp1790.7550.81,,链条的速度: (82) v1.31m/s，，601000601000 ,31000p1000，50.8，10有效圆周力: (83) F,,,38.78Ntv1.31 F,作用在轴上的力(1.15,1.20)46.53N; (84) K,F,1.20，1，38.78,NAt7.5.2 链轮的设计计算 若已知节距P和齿数Z时，链轮的计算公式为: pd分度圆直径: (85) ,0180sinz d,d，1.25p,d齿顶圆直径: (86) amax1 1.6 d,d，(1,)p,d (87) amin1z 齿根圆直径:d,d,d (88) f1 如选用三圆弧一直线齿形，则 0180 d,p(0.54，cot) (89) az 根据上面各式得到: 10 p50.8 (90) d,,,276mm00180180sinsinzz (91) d,d,d,276,28.58,247.42mmf1 7.5.3 计算实际中心距 00180180 (92) d,p(0.54，cot),50.8，(0.54，cot),300mmaz17 7.5.4 计算链速 ，，znp1790.7550.81,, (93) v1.31m/s，，601000601000 符合原来的假定。 7.5.5 作用在轴上的压力 如前所述F=(1.2,1.3)F,取F=1.3F Q Q F,作用在轴上的力(1.15,1.20)46.53N; (94) K,F,1.20，1，38.78,NAt 7.6 变速箱的设计 变速箱在收割机上既发挥减速增扭作用，又起着割台动力分配的作用，同时可以达到对机组各个工作机构的动力控制，从而实现机组上各部件的停与动，快与慢 。 7.6.1 总体结构 图24为变速箱结构图，箱体(长×宽×厚)423×218×91mm，壁厚5mm。 (1)轴?为换向轴，直径为φ36mm，轴长233mm,轴承型号为60/32*; (2)轴?为输送链动力输出轴，直径为φ42mm、轴长160mm，轴承型号均为32907; (3)轴?为变速轴，直径为φ32mm、轴长100mm，轴承型号均为60/28*; (4)轴?为变速轴，直径为φ30mm、轴长271mm，轴承型号均为6004; (5)轴?为变速轴，直径为φ24mm，轴长108mm，轴承型号均为6004; (6)轴?为切割器动力输出轴，直径为φ26mm，轴长297mm，两端轴承型号均为32904。 11 图24 减速箱 Fig 24 Gear box 7.6.2 变速箱传动方案的确定及分析: 为了实现设计要求中将变速箱割台动力输出轴?输出的动力分配给切割器和夹持输送机构，并且实现割台作业副离合，变速箱设置了换向轴?、输送链动力输出轴?、切割器动力输出轴?以及变速轴?、?、?。 换向轴?前端与轴承配合并支承在变速箱壳体的前壁上，其上花键部分用以安装牙嵌式离合器从动盘;锥齿轮a通过小轴承空套在轴上。输送链动力输出轴?两端均用轴承支承在变速器壳体上;其上固定联接锥齿轮b与锥齿轮a构成常啮合传动副;它将动力减速并通过链轮传送到夹持输送机构。变速轴?、?、?前、后端分别用轴承支承于变速器内部;其上齿轮c、d、e、f、g、h通过4级变速提高转速。最后切割器动力输出轴?将增速后的动力传送给切割器。 图25 变速箱传动示意图 12 Fig 25 The transmission schematic of supplementary gear-box 由图25可见，当牙嵌式离合器合上时，动力通过齿可带动输送链动力输出轴?和切割器动力输出轴?;当牙嵌式离合器打开时，动力在?轴断开，夹持输送机构和切割器都停止工作。这就能实现割台的工作部件的正常工作的控制。 副变速箱的传动路线如下: 输送链动力输出:?轴?离合器?变速齿轮a?变速齿轮b??轴?输出; 切割器动力输出:?轴?离合器?变速齿轮a?变速齿轮b??轴?变速齿轮c??轴?变速齿轮d?变速齿轮e??轴?变速齿轮f?变速齿轮g??轴?变速齿轮h?变速齿轮i??轴?输出; 7.6.3 传动装置的运动与动力参数计算 各轴转速的计算 n= n/i=126.4/1.4=90.75r/min (95) 3?链 n=n/i=90.75/1=90.75r/min (96) ??齿ab n=n/i=90.75/0.5=181.50r/min (97) ??齿bc n=n/i=181.5/0.29=625.86r/min (98) ??齿de n=n/i=625.86/0.29=2158.15r/min (99) ??齿fg n=n/i=2158.15/0.61=3549r/min (100) ??齿hi 各轴输入功率的计算 查表已知:传动效率η=0.96 链 P= 4.516kW ? P=Pη=4.516×0.96kW=4.335kW (101) ??链 P=Pη=4.335×0.97kW=4.205kW (102)??齿 P=Pη=4.205×0.97kW=4.079kW (103)??齿 P=Pη=4.079×0.97kW=3.957kW (104) ??齿 P=Pη=3.957×0.97kW=3.838kW (105) ??齿 P=Pη=3.838×0.97kW=3.723kW (106)??齿 各轴输入转矩的计算 T=9550P/n=456.19 N,m??? (107) T=9550P/n=442.51N,m??? (108) T=9550P/n=214.63N,m??? (109) T=9550P/n=60.38N,m??? (110) 13 T=9550P/n=16.98N,m??? (111) T=9550P/n=10.02 N,m??? (112)7.6.4 齿轮参数的设计 变速箱采用标准直齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮传动。考虑农业机械的特性，总工作时间应接使用500O小时计算，?、?、?轴齿轮模数按2,2.5取值，动力输出轴?齿轮模数按3,4取值。变速箱小齿轮材料选用40Cr调质、硬度217,286HBS，大齿轮材料选用45钢调质、硬度197,286HBS。下面详细计算锥齿轮a与锥齿轮b啮合以及圆柱齿轮的计算说明，其它的只写明结果。 选定齿轮类型、精度等级，材料及齿数 已经输入功率P=4.335kW,齿轮a转速n=n=302.5r/min,传动比i=1，工作寿?a?齿ab命15年(设一年工作300天)，两班制，链式输送机工作平稳，转向改为垂直方向。则选用直齿锥齿轮传动。运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。由《机械设计基础》表12,1选择小齿轮材料为40Cr调质、硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢调质、硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数z=21,大齿轮齿数z=z×i=21。 aba齿ab 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即 4KTZZ2aEF (113) ,,()d3a2,,,(1,0.5)[]iRRHb齿ab 选载荷系数K,1.8; 5N,mm计算小齿轮传递的转矩T=9550P/n=456.19=4.562×10 N,ma??; 由《机械设计基础》表12,6选取齿宽系数φ=0.4; R 由《机械设计基础》表12,4查得材料的弹性影响系数Z=189.8，对于标准齿轮，E 区域系数Z取2.5; H 由《机械设计基础》表12,1按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为σ =576MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限为σ=552MPa; HlimaHlimb 由《机械设计基础》表12,5查得最小安全系数S=1.1; H 计算接触疲劳许用应力得:[σ]=σ/S=576MPa，[σ]=σ/S=552MPa HaHlimaHHbHlimbH将各数值代入公式中得出: 2 ,,4KTZZaEH3,,d,,136.27mma2,, (114) ,,φi(1,0.5φ)σRRHb,,齿ab 14 计算齿宽b=φ×d=0.4×136.27=54.508mm ，取b=b=55mm Raab 模数m=d/z=55/21=2.62mm，取m=3。 aa (3)按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为: 4KTYYaFaSam, (115) 3222φz(1,0.5φ)i，1[σ]RaRFb齿ab 由《机械设计基础》图12,12查的齿形系数Y为2.9;Fa 由《机械设计基础》图12,13查的齿根修正系数Y为1.55; Sa 由《机械设计基础》表12,1按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为σ=575MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限为σ=552MPa; FEaFEb 由《机械设计基础》表12,5查得最小安全系数S=1.25; F 计算弯曲疲劳许用应力得:[σ]=σ/S=448MPa，[σ]=σ/S=328MPa FaFEaFFbFEbF ,计算后结果m4.0mm 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m小于于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m大小主要取决于弯曲所决定的承载能力,而齿面疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,将模数就近圆整为标准值m=4mm。 10000分锥角: (116) δ,90,45,45δ,arctan,45abi齿ab 这样设计出的锥齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。对照《机械设计基础》表12,2可知选用7级精度合理。 副变速箱所有齿轮的各项参数的大小见表5。 表5 每根轴上齿轮的相关数据 Table 5 On each axis gear's correlation data 齿轮 a b c d e f g h i 分度圆直径 160 160 80 170 50 170 50 140 82.4 齿宽 43 43 25 20 20 20 20 20 20 模数 4 4 4 2.5 2.5 2.5 2.5 4 4 齿数 40 40 20 68 20 68 20 35 21 7.6.4 齿轮参数的设计 变速箱均采用标准直齿圆柱齿轮传动。考虑农业机械的特性，总工作时间应接使 15 用500O小时计算，?、?、?轴齿轮模数按2,2.5取值，驱动力输出轴?齿轮模数按3,3.5取值，主变速箱小齿轮材料选用40Cr调质、硬度217,286HBS，大齿轮材料选用45钢调质、硬度197,286HBS。末级传动因传动扭矩较大，一般采用花键式传动，花键齿热处理硬度40,50HRC。 与齿轮2啮合的计算说明，其它的只写明结果。 下面详细计算齿轮1 (1)选定齿轮类型、精度等级，材料及齿数 已经输入功率P=4.656kW,齿轮1转速n=764.71r/min,传动比i=6.05，工作寿11齿12命15年(设一年工作300天)，两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。则选用直齿圆柱齿轮传动。运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。由《机械设计基础》表11,1选择小齿轮材料为40Cr调质、硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢调质、硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数z=20,大齿1轮齿数z=z×i=121。 21齿12 (2)按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即: 2i，1,,2KTZZ齿121EH3,, (117) d,，1,,φi,,σ,,dH2齿12 选载荷系数K,1.3; 64计算小齿轮传递的转矩T=9.55×10×P/n=5.815×10 N,mm111; 由《机械设计基础》表11,6选取齿宽系数φ=1; d 由《机械设计基础》表11,4查得材料的弹性影响系数Z=189.8，对于标准齿轮，E 区域系数Z取1.5; H 由《机械设计基础》表11,1按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为σ =600MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限为σ=550MPa; Hlim1Hlim2 由《机械设计基础》表11,5查得最小安全系数S=1.1; H 计算接触疲劳许用应力得:[σ]=σ/S=545.5MPa，[σ]=σ/S=500MPa H1Hlim1HH2Hlim2H 将各数值代入公式中得出: 2i，1,,2KTZZ齿121EH3,, (118) d,，,38.51mm1,,φiσdH2,,齿12 计算齿宽b=φ×d=1×38.51=38.51mm ，取b=40mm，b=45mm d121 模数m=d/z=38.51/20=1.93mm 11 (3)按齿根弯曲强度设计 16 弯曲强度的设计公式为: 2KTYS1Fasa 3 (119) m,2,,φzσd1F2 ,8查的齿形系数Y为2.9;由《机械设计基础》图11Fa 由《机械设计基础》图11,9查的齿根修正系数Y为1.55; Sa 由《机械设计基础》表11,1按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为σ=560MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限为σ=410MPa; FE1FE2 由《机械设计基础》表11,5查得最小安全系数S=1.25; F 计算弯曲疲劳许用应力得: [σ]=σ/S=448MPa，[σ]=σ/S=328MPa F1FE1FF2FE2F ,计算后结果m1.73mm 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m大小主要取决于弯曲所决定的承载能力,而齿面疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,将模数就近圆整为标准值m=2mm。 这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。 则实际的d=zm=20×2=40mm，d=zm=121×2=242mm 1122 中心距a=(d+d)/2=141mm 12 计算圆周速度v=πdn=1.54m/s 111 对照《机械设计基础》表11,2可知选用7级精度合理。 主变速箱所有齿轮的各项参数的大小见表4。 表6 每根轴上齿轮的相关数据 Table 6 On each axis gear's correlation data 齿轮 1 2 3 4 5 6 7 8 分度圆直径 40 242 79.6 244.4 54 270 90 90 齿宽 45 40 20 20 25 25 25 25 模数 2 2 3 3 3 3 3 3 齿数 20 121 27 81 18 90 30 30 则F=1.3×3730=4849N Q 8 结论 经过一个学期的努力，通过对中外文献资料的查阅和收集及对部分国内外稻麦联 17 合收获机械的深入研究，在此基础上设计了小型半喂入式稻麦联合收割机的割台，得出以下结论: (1)本文主要设计了小型半喂入联合收割机的切割装置、分禾装置、输送装置以及夹持装置; (2)分析传动比，通过比较选择，确定了各部件的最优传动方案; (3)对部分零件和机构做了校核，机器达到设计要求; (4)设计的小型半喂入联合收割机割台整体尺寸为1350mm×1040mm×1165mm。 参考文献 [1] 王焕章.可拆式轻便微型水稻联合收割机[J].湖南农业.2005(4):22 [2] 李宝筏.农业机械学[M].北京:中国农业出版社，2003.7 [3] 吴守一.农业机械学[M].中国农业机械出版社，1981.4 [4] 罗锡文.农业机械化生产学[M].北京:中国农业出版社，2002.12 [5] 罗锡文.农业机械学[M].北京:中国农业出版社，2002.12 [6] 印崧,王晓枫,夏萍.联合收割机往复式切割器运动特性研究[J].农业装备技术，2006，5:31-34 [7] 中国农业机械化科学研究院编.农业机械设计手册[M].机械工业出版社;1990 [8] 孙彦波,孙宏宇.收割机割台拨禾星形轮的设计[J].机械工程师，2008，6:77-78 [9] 孙桓,陈作模.机械原理[M].北京:高等教育出版社，1999 [10] 杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社，2006.5 [11] 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社，2006.5 [12] 裘建新.机械原理课程设计指导书[M].北京:高等教育出版社，2005.4 [13] 吴红平,张文彪,包金志.南方稻麦生产机械化现状及发展趋势[J].中国农机化，2003，5:10-11 [14] 杜健民，尚士友.水禾收割机的设计[J].农村牧区机械化，1995，1:15-16 [15] 杨天兴.前悬挂牧禾收割机输送系统的设计与试验研[J].拖拉机与农用运输车，2009，5:97-98 [16] 陈晓峰,张东峰.低割茬茎秆收割机的研制[J].农机化研究，2006，3:93-94 [17] 邵剑.东阳市稻麦生产机械化初探[J].农机化研究，2007，10:11-13 [18] 赵春花,曹致中.手扶牧禾收割机输送系统的试验研究[J].禾原与禾坪，2007，4:80-81 [19] 王琛,周益君,包国勇等.稻麦收割机的结构设计[J].机电工程，2009，9:101-103 [20] 李海荣,袁鹏飞,张晓磊.双圆盘牧禾收割机的设计[J].宁夏工程技术，2009，1:46-48 [21] 万家华.小型收割机的设计与试验研究[J].湖北农机化，2004，2:26-27 [22] 陈霓,田晓军.双动刀往复式切割器驱动装置设计[J].农机化研究，2007，6:72-73 18 [23] 华南农学院编，水稻联合收割机原理与设计[M].北京:农业出版社，1981.3:8-59 [24] Wiebe Vander Sluis and Dick Ziggers.New Products and trends at Euroiter.World Poultry-Elsevier Volume 15,NO1.1999:56-60 [25] Charles Perry.Poultry house equipment shines at IPE annual show.Poultry Digest,April/May 1998:32-47 [26] Rusan Roth.The state of Design Research [J].Design Lssves,1999,15(2):18-26 [27] Lars Thyle n;Donal P.L.Murphy.The controrl of Errors in Momentary Yield from combine Harvesters.J.agric.Engng Res.(1996)64,271-278 [28] R.Kalsirilp;G.Singh.Adopion of a Stripper Header for a Thai-made Rice Combine Harvester.J.agric.Engng Res.(2001)80(2)163-172 [29] C.J.M.Tado;P.Wacker;H.D.Kutzbach;D.C.Suministrado.Development of Stripper Harvesters:A Review.J.Agric Engng Res (1998)71.103-112 [20] Keyu Zhao,Fuyong Xu and Qiang Wang.Stukly on the millimeter Wave double-strip H-Wgveguide Sensor[J].International Joumal of Infrand and Millimeter Waves,1996.17 (1):212-215 [31] R.F.B.Conlon and F.A.Bernson.Propsgntion and atteruation in the double-strip H guide [J].Proc.IEE,113(8):1311-1326,1966 致 谢 经过半年的忙碌和工作，本次毕业论文设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业 论文，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导， 以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在论文写作过程中，我得到了谢方平教授的热情关怀和悉心的指导，当然还有身 边的同学和朋友特别是魏销师兄的细心指导。从课题的选择到项目的最终完成，谢老 师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。他严肃的教学态度，严谨的治学精神，精 益求精的工作作风深深地感染和激励着我。在此，谨向谢方平教授致以诚挚的谢意和 崇高的敬意。 此外，还要感谢在大学四年中帮助我的人，感谢魏销学长在设计过程上的点拨， 同时,也要感谢在论文写作过程中，帮助过我、并且共同奋斗四年的大学同学们。能够 顺利完成论文，是因为一路上有你、有你们，再次衷心地感谢所有在我论文写作过程 19 中给予过我帮助的人们，谢谢～ 附录 附录1:护刃器 附录2:机架 附录3:横向输送链传动轴 附录4:动力输出轴 附录5:动力输入轴 附录6:横向输送链链轮 附录7:传动链轮 附录8:切割器 附录9:输送链单体 附录10:拨禾星轮 附录11:割台总装图 20