小麥聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)（含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)）,小麥,聯(lián)合收割機(jī),設(shè)計(jì),CAD,圖紙,說(shuō)明書(shū) 目 錄 摘 要 I Abstract II 1緒論 1 1.1選題目的與意義 1 1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 1 1.3研究方案的確定 2 2小麥聯(lián)合收割機(jī)的總體設(shè)計(jì) 3 2.1整機(jī)結(jié)構(gòu) 3 2.2小麥聯(lián)合收割機(jī)的總體布置 3 2.3確定整體參數(shù) 4 2.4確定小麥聯(lián)合收割機(jī)的功率消耗及發(fā)動(dòng)機(jī)選擇 6 2.5傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 7 3各工作部件的設(shè)計(jì) 9 3.1切割器 9 3.2撥禾輪 9 3.3撥指、螺旋推運(yùn)器 11 3.4中間輸送裝置 12 3.5脫粒滾筒 12 3.6分離裝置 13 3.7清選裝置 15 3.8聯(lián)合收割機(jī)底盤(pán) 17 4 傳動(dòng)部件及軸的設(shè)計(jì) 20 4.1 風(fēng)扇軸帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 20 4.2 軸的設(shè)計(jì) 23 5總結(jié) 27 參考文獻(xiàn) 28 致謝 29 摘 要 本文設(shè)計(jì)了一種小麥聯(lián)合收獲機(jī)，可以連續(xù)地對(duì)小麥進(jìn)行切割、脫粒和清選。根據(jù)小麥植株的生長(zhǎng)特點(diǎn)，本機(jī)選用中間進(jìn)料輪滾筒脫粒裝置。谷物首先被輸送到釘齒鼓中。滾筒相對(duì)于谷物的沖擊速度和凹板之間的摩擦將使大部分谷物降解，然后再進(jìn)入波紋滾筒，再次影響作物的速度，以確保作物脫粒干凈，降低小麥?zhǔn)斋@損失率，并解決問(wèn)題。解決了丘陵山區(qū)收成困難的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)采用自行式全喂入鼓式脫粒裝置收割小麥，具有破損率低、損失率低、清洗性能好等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：小麥；切割裝置；脫粒裝置；清選裝置 Abstract The design requirements is designed to fit in the soybean harvest harvester machinery, which can continuously complete soybean cutting, threshing and cleaning work.The machine according to the growth characteristics of soybean plants with low cut flexible cutting device, and the use of double drum device with intermediate wheel, a first cylinder for spiked drum, strike and rub the Beanstalk, second cylinder for rasp bar cylinder, two hit the Beanstalk, ensure full threshing, to the Selection, better solves the soybean harvest loss rates are high, as well as the reaper in the hills, mountain difficult to harvest problem. The machine by self-propelled, feeding, double drum reaping and threshing device, with the clean threshing, low broken rate, the loss rate is low, advantage of the good performance of the separation. Key words：overall design；cutting device；threshing device；cleaning device II 1緒論 1.1選題目的與意義 小麥在我國(guó)分布廣泛，營(yíng)養(yǎng)豐富。作為一種健康食品，它正在引起全球消費(fèi)熱潮。由于我國(guó)小麥生產(chǎn)不能滿(mǎn)足公眾需求，小麥?zhǔn)粘蓳p失率高，國(guó)內(nèi)小麥?zhǔn)袌?chǎng)仍然依賴(lài)進(jìn)口，不僅消耗了大量的外匯儲(chǔ)備，而且威脅著我國(guó)糧食供應(yīng)的安全。 收獲是作物栽培的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在很大程度上制約著作物的質(zhì)量和產(chǎn)量。目前，我國(guó)小麥?zhǔn)崭钊圆捎萌斯な崭睢⑻?yáng)收獲機(jī)加脫粒機(jī)和改良小麥聯(lián)合收割機(jī)三種主要方式進(jìn)行收割。農(nóng)村小種植一般采用人工收割，作業(yè)周期長(zhǎng)，勞動(dòng)力消耗大，勞動(dòng)環(huán)境差，成本高。“切干機(jī)加脫粒機(jī)”收割存在工作時(shí)間長(zhǎng)、工藝復(fù)雜、損失率高、勞動(dòng)消耗大等缺點(diǎn)。采用改良小麥聯(lián)合收割機(jī)可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，但籽粒破碎損失率較高。小麥?zhǔn)斋@季節(jié)性特征明顯，收獲時(shí)間緊張，人工收獲所需勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作環(huán)境差，成本和時(shí)間成本高，使小麥?zhǔn)斋@機(jī)的出現(xiàn)成為必然。 目前，我國(guó)生產(chǎn)的聯(lián)合收割機(jī)多為小麥、水稻和玉米收割機(jī)，對(duì)小麥?zhǔn)崭顧C(jī)適應(yīng)性差，專(zhuān)用于小麥的聯(lián)合收割機(jī)較少。收獲小麥主要是在原有谷物聯(lián)合收割機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良。小麥的植株和籽粒狀態(tài)與籽粒有很大的不同。使用相同類(lèi)型的機(jī)器進(jìn)行收割會(huì)影響收割。質(zhì)量和產(chǎn)量。 針對(duì)東北地區(qū)小麥大面積收獲的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種適合東北地區(qū)小麥大中型收獲機(jī)械，可以減少損失、節(jié)能降耗、減少勞動(dòng)力、提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 在聯(lián)合收獲時(shí)代到來(lái)之前，脫粒機(jī)、小刀和太陽(yáng)烘干機(jī)極大地促進(jìn)了19世紀(jì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。聯(lián)合收割機(jī)的出現(xiàn)使收割和脫粒聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)了一次性收割和脫粒，大大降低了人們收割作物的強(qiáng)度。 目前，國(guó)內(nèi)小麥聯(lián)合收割機(jī)大多采用小麥?zhǔn)崭顧C(jī)改造而成。由于小麥植株性狀與小麥植株性狀的差異，改良后的收割機(jī)小麥?zhǔn)斋@損失率較高，嚴(yán)重制約了作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。近年來(lái)，國(guó)外企業(yè)對(duì)小麥聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了許多改進(jìn)，主要針對(duì)小麥植株的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種更適合小麥?zhǔn)崭畹娜嵝缘透钆_(tái)。其他領(lǐng)域也有許多技術(shù)改進(jìn)，如安裝大功率發(fā)動(dòng)機(jī)、安裝電子信息系統(tǒng)等。 概述了國(guó)外聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，正逐步朝著高自動(dòng)化收割機(jī)的方向發(fā)展。許多電子信息科學(xué)已經(jīng)應(yīng)用于聯(lián)合收割機(jī)。在聯(lián)合收割機(jī)集成了越來(lái)越多的新技術(shù)的同時(shí)，我們也應(yīng)該清楚地知道聯(lián)合收割機(jī)是否在降低損失率、損壞率和提高谷物清潔度的最終分析中下降。因此，根據(jù)小麥植株的特點(diǎn)，研究適合小麥的收獲機(jī)械具有重要意義。本文總結(jié)了現(xiàn)有的谷物收獲機(jī)械，設(shè)計(jì)了適合小麥生產(chǎn)的專(zhuān)用收獲機(jī)械。 1.3研究方案的確定 1.3.1研究?jī)?nèi)容 為了找出小麥?zhǔn)斋@過(guò)程中存在的主要困難，探索該過(guò)程計(jì)劃的可行性，收集和分析了大量相關(guān)的小麥?zhǔn)斋@數(shù)據(jù)。所設(shè)計(jì)的小麥?zhǔn)崭顧C(jī)應(yīng)滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，能一次完成收割、脫粒和清潔作業(yè)。它可以節(jié)省勞動(dòng)力、時(shí)間和勞力，滿(mǎn)足小麥?zhǔn)崭畹囊螅档褪崭顡p傷率，提高工作效率。 1.3.2研究方法 檢索和查閱大量相關(guān)資料，對(duì)各種小麥?zhǔn)崭顧C(jī)進(jìn)行比較分析，確定了小麥?zhǔn)崭顧C(jī)的結(jié)構(gòu)由切割裝置、脫粒裝置和清洗裝置組成。各裝置相互配合，完成小麥?zhǔn)崭钭鳂I(yè)。采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，合理確定各工作部件的角度、尺寸和結(jié)構(gòu)形式。在理論分析中，將基礎(chǔ)研究與合理的力學(xué)應(yīng)用相結(jié)合，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合。 1.3.3技術(shù)路線 調(diào)查研究→確定總體方案→工作機(jī)理分析→主要工作部件的設(shè)計(jì)→切割及脫粒裝置的設(shè)計(jì)→計(jì)算和校核→撰寫(xiě)論文→繪制圖紙→修改圖紙及論文→申請(qǐng)答辯。 2小麥聯(lián)合收割機(jī)的總體設(shè)計(jì) 小麥聯(lián)合收割機(jī)需要對(duì)小麥進(jìn)行連續(xù)切割、脫粒和清潔。根據(jù)小麥植株的生長(zhǎng)特點(diǎn)，本機(jī)選用中間進(jìn)料輪滾筒脫粒裝置。谷物首先被輸送到釘齒鼓中。滾筒相對(duì)于谷物的沖擊速度和凹板之間的摩擦將使大部分谷物降解，然后再進(jìn)入波紋滾筒，再次影響作物的速度，以確保作物脫粒干凈，避免小麥?zhǔn)斋@的高損失率。在丘陵山區(qū)收割困難。本設(shè)計(jì)采用自行式全喂入鼓式脫粒裝置收割小麥，具有破損率低、損失率低、清洗性能好等優(yōu)點(diǎn)。 2.1整機(jī)結(jié)構(gòu) 聯(lián)合收割機(jī)由行走和收割組成。行走部分為四輪驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)形式為前輪驅(qū)動(dòng)。人字形橡膠輪用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的動(dòng)力。變速箱模仿東方紅-75拖拉機(jī)的變速箱。使用后輪轉(zhuǎn)向。方向盤(pán)通過(guò)轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向節(jié)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)。向。閘瓦制動(dòng)器用于制動(dòng)。收獲部分由切割器、螺旋推料器、傾斜輸送機(jī)、滾筒、凹面篩、手稿、清潔篩、農(nóng)業(yè)風(fēng)機(jī)、集糧螺旋推料器和糧箱組成。小麥?zhǔn)崭顧C(jī)在配置各工作部件的相對(duì)位置和尺寸時(shí)，可以連續(xù)穩(wěn)定地工作。在分析小麥生理特性和收割機(jī)工作環(huán)境的基礎(chǔ)上，確定了撥禾輪的尺寸、距地面的距離和轉(zhuǎn)速，以及與螺旋推土機(jī)的位置關(guān)系。聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)的寬度應(yīng)大于其行走寬度，以避免壓糧的情況。糧箱安裝在收割機(jī)右后部，秸稈從收割機(jī)后部送出。 本設(shè)計(jì)采用滾筒脫粒裝置。凹板和脫粒滾筒一起使用。作物運(yùn)到滾筒后，滾筒相對(duì)于作物的沖擊速度和滾筒與凹板的摩擦將除去大部分谷物。然后草料由手稿輪送出。顆粒、部分莖桿和碎片會(huì)落在滾筒下方的分離和清洗裝置上。在分離清洗裝置的振動(dòng)下，會(huì)有一些秸稈和雜物被拋出。谷物從篩孔落下，進(jìn)入集糧器，送至糧箱。清洗后，可以保證谷物的清潔度。滾筒、凹面篩、劃線器、劃線器、劃線輪和谷物收集器位于收割機(jī)的后部。外側(cè)用薄鐵板覆蓋，角鋼焊接的支架用螺栓固定在薄鐵板上。這不僅保證了它的強(qiáng)度和剛度，而且降低了收割機(jī)的總重量，使維護(hù)和拆卸變得簡(jiǎn)單。 2.2小麥聯(lián)合收割機(jī)的總體布置 該小麥?zhǔn)斋@機(jī)的布置：采用前輪驅(qū)動(dòng)，尾輪轉(zhuǎn)向，具體布置如下。 （1）收割機(jī)位于機(jī)器前面。盡可能對(duì)稱(chēng)布置在收割機(jī)的中心軸上，以保證機(jī)器的整體穩(wěn)定性，使作物連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)至脫粒裝置，防止收割機(jī)對(duì)中時(shí)車(chē)輪滾動(dòng)谷物。收割機(jī)應(yīng)靠近驅(qū)動(dòng)輪，以減少機(jī)器的總長(zhǎng)度。 （2）脫粒滾筒占收獲機(jī)重量和空間的很大一部分。為了提高整臺(tái)收割機(jī)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量使用主動(dòng)輪，降低滾筒的位置。滾筒采用帶中間進(jìn)料輪的滾筒，兩滾筒之間設(shè)有進(jìn)料輪，以提高進(jìn)料穩(wěn)定性，防止除草。當(dāng)輸送槽傳動(dòng)軸的垂直長(zhǎng)度h小于滾筒軸時(shí)，凹板的角度較大，可以提高作物的脫粒分離效果。缺點(diǎn)是給料阻力增大，輸送帶輸出層長(zhǎng)度縮短，開(kāi)口位于輸送軸下方。為了防止石塊被帶入，在凹板入口前放置一個(gè)石槽，使石塊落下，將作物鋪開(kāi)，使?jié)L筒能被均勻地抓住。在凹板的出口處，應(yīng)適當(dāng)布置過(guò)渡柵，使?jié)L筒的排出物不飛濺，并充分利用讀稿器前端的第一鍵面分離。 2.3確定整體參數(shù) 2.3.1喂入量 喂入量?。? 2.3.2割幅 可以根據(jù)公式來(lái)計(jì)算： 公式(2-1) 其中為割下谷物中谷粒占總重的百分?jǐn)?shù)；為作物單位面積產(chǎn)量，kg/畝；為收割機(jī)的作業(yè)速度，m/s；取為B=1m。 2.3.3前進(jìn)速度 公式(2-2) 式中為機(jī)器的前進(jìn)速度，m/s；M 為作物的單位面積產(chǎn)量，kg/畝；為割下谷物中谷粒占總重的百分?jǐn)?shù)，取值為1；C為常數(shù)，當(dāng)單產(chǎn)以斤/畝計(jì)算時(shí)，C=1333；將以上數(shù)據(jù)帶入上式中求得。 該收獲機(jī)械一小時(shí)可以收獲的面積可以計(jì)算得到：，一畝地約為666.7m2，減掉聯(lián)合收獲機(jī)卸糧及掉頭的時(shí)間，該機(jī)械符合目標(biāo)任務(wù)要求。 由公式可以看出，切削范圍與前進(jìn)速度成反比，應(yīng)根據(jù)情況采用慢速大切削范圍和快速小切削范圍。隨著切割范圍的增加，收割機(jī)的總重量和體積也會(huì)增加；隨著收割機(jī)前進(jìn)速度的增加，其動(dòng)力消耗也會(huì)增加，發(fā)動(dòng)機(jī)功率和總重量也會(huì)增加。考慮到工作環(huán)境，如果工作范圍小，很難使用大的切削范圍來(lái)來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)。如果工作范圍大，使用小的切割范圍會(huì)增加收割機(jī)來(lái)回運(yùn)行的次數(shù)，增加功率損失和時(shí)間損失。 2.3.4脫粒滾筒長(zhǎng)度、分離器尺寸及收縮比 一些實(shí)驗(yàn)表明，本文作者的谷物損失率限制了收割機(jī)的喂入量。隨著投稿量的增加，原稿閱讀機(jī)上的莖干積累量增加，損失率也隨之增加。如果喂入量達(dá)到一定限度，籽粒損失率將迅速增加。省略了干層中的顆粒厚度，用以下公式計(jì)算出干層h的厚度： 公式(2-3) 式中 ——莖桿厚度，m； ——收獲機(jī)的喂入量，kg/s； ——谷物中的籽粒含量，δ=β/（1+β）（β為谷草比）； ——逐稿器的寬度；它與滾筒的長(zhǎng)度有關(guān)。使用波紋鋼滾筒時(shí)，劃線器的寬度可以等于或略大于滾筒的長(zhǎng)度。使用釘齒鼓時(shí)，不應(yīng)大于釘齒鼓長(zhǎng)度的1.4倍。 ——莖稈容重，小麥莖稈的容重約為； ——莖桿層朝逐稿器方向運(yùn)動(dòng)的平均速度，； ——逐稿器的寬度利用系數(shù)。C=B/Lg，C=1.5~2.5時(shí)，取η=0.9；C=2.5~3.5時(shí)，取η=0.8。 綜上：取收縮比C=2.2，則滾筒長(zhǎng)度為1.1m，逐稿器寬度為1.15m，η=0.9；將數(shù)據(jù)代入上式中，可以求得 h=0.132m 。 2.3.5軸距、輪距及最小離地間隙 聯(lián)合收割機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括行走裝置的軸距、軸距和最小離地間隙。軸距和軸距直接關(guān)系到收獲機(jī)的通過(guò)性、機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性。應(yīng)根據(jù)使用區(qū)域的環(huán)境和地理?xiàng)l件，由總體配置決定。 （1）軸距 輪式聯(lián)合收割機(jī)縮短了軸距，減小了轉(zhuǎn)彎半徑，增加了機(jī)動(dòng)性，降低了收割機(jī)的縱向穩(wěn)定性。收割機(jī)應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足穩(wěn)定性和靈活性。根據(jù)總體配置，收割機(jī)應(yīng)為1500mm。 （2）輪距 ?聯(lián)合收獲機(jī)輪距應(yīng)與割幅相適應(yīng)：B0≤B-2?-b 式中 ?——避免輪胎碾壓未割作物的寬度，行走裝置車(chē)輪外緣要比割臺(tái)外緣小100~200。 b——輪寬 ?與脫粒裝置寬度相適應(yīng)：B0=Bt+?1+?2+b 式中 ?1 ——右驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)側(cè)和脫粒裝置右側(cè)的間隔，一般為120~160mm； ?2 ——左驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)側(cè)和脫粒裝置左側(cè)的間隔； Bt ——脫粒滾筒的長(zhǎng)度，已知脫粒滾筒長(zhǎng)度取為1100mm。 根據(jù)上述要求，取輪距為1600mm。 （3）最小離地間隙 最小離地間隙關(guān)系到整機(jī)通過(guò)性，輪式谷物聯(lián)合收獲機(jī)最小離地間隙一般控制值：旱田300~400mm。故取值為300mm。 2.3.6其它 用手指撥號(hào)選擇傳送帶切割機(jī)。葉片保護(hù)裝置和推進(jìn)器之間的距離應(yīng)適當(dāng)。如果這個(gè)值太大，收割較低的植物時(shí)，收割的谷物會(huì)有累積的過(guò)程，這將影響運(yùn)輸?shù)木鶆蛐?。如果這個(gè)值太小，較高的谷物很容易掉落，推料器阻礙皮帶輪接近割刀，影響切割效果。根據(jù)小麥的生理特性，推料機(jī)外徑與切刀長(zhǎng)度與推料機(jī)生產(chǎn)線的比值為1:2。螺旋推進(jìn)器的外徑與傾斜輸送機(jī)之間的距離應(yīng)適當(dāng)。此值太大，無(wú)法運(yùn)輸谷物。太小會(huì)因收割機(jī)移動(dòng)時(shí)的振動(dòng)而產(chǎn)生摩擦。該值為80 mm。傾斜輸送機(jī)槽的傾角約為40度。 2.4確定小麥聯(lián)合收割機(jī)的功率消耗及發(fā)動(dòng)機(jī)選擇 小麥?zhǔn)崭顧C(jī)需要克服前進(jìn)阻力和各種機(jī)理。由于收割機(jī)的工作環(huán)境不斷變化，聯(lián)合收割機(jī)的功率也在不斷變化。因此，在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具有足夠的備用功率，以保證其正常工作。 在實(shí)際應(yīng)用中，收獲機(jī)的平均功率Np和備用功率Nb應(yīng)通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)或使用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算。由經(jīng)驗(yàn)公式可知，自走式全喂入類(lèi)型收獲機(jī)每1kg/s的喂入量應(yīng)具備的平均功率p值為10-15KW；功率儲(chǔ)備系數(shù)Kb一般取值為0.33[6]。 2.4.1平均功率 聯(lián)合收割機(jī)平均功率的經(jīng)驗(yàn)公式因其類(lèi)型不同而不同。每千克/秒飼料的平均功率稱(chēng)為每單位飼料的平均功率。用P [kW／(kg·s-1)] 表示。聯(lián)合收獲機(jī)的平均功率Np可表示為 公式(2-4) 式中 q——收割機(jī)的喂入量（Kg/s） 2.4.2儲(chǔ)備功率 公式(2-5) 式中 Kb——功率儲(chǔ)備系數(shù) 2.4.3總功率 公式(2-6) 綜上：該聯(lián)合收獲機(jī)平均功率為8kw，儲(chǔ)備功率為1.8kw，總功率為9.8kw。 2.5傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)軸大多平行布置，動(dòng)力消耗和轉(zhuǎn)速差異較大，傳動(dòng)系統(tǒng)比較繁瑣。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在收獲機(jī)兩側(cè)，通過(guò)皮帶或鏈條連接。設(shè)計(jì)是從發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的一端輸出，一路由手稿驅(qū)動(dòng)，一路由手稿輪軸作為中間軸，另一路由中間軸驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)行走裝置。具體傳動(dòng)方案見(jiàn)裝配圖。 （1） 自走式聯(lián)合收割機(jī)應(yīng)配備不相關(guān)的行走離合器和工作離合器，使收割機(jī)在非工作狀態(tài)下不驅(qū)動(dòng)工作部件。當(dāng)收割機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，工作部件可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，以防損壞滾筒或其他部件。 （2） 脫粒滾筒等調(diào)速部件和恒速工作部件不能出現(xiàn)在同一回路中，防止收割機(jī)異常運(yùn)轉(zhuǎn)。 （3） 在操作過(guò)程中，容易堵塞的工作部件，如螺旋推料器，應(yīng)布置在回路的末端，以防止整個(gè)回路因某處堵塞而被堵塞和損壞。 （4）在容易出現(xiàn)障礙物的軸上安裝安全離合器是必要的，如螺旋傳動(dòng)軸，以防止零件因故障而損壞。 （5）在滾筒等經(jīng)常調(diào)速的運(yùn)行部件上，必須采用無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 3各工作部件的設(shè)計(jì) 3.1切割器 切割器應(yīng)滿(mǎn)足：切割整齊、不遺漏谷物、不堵塞刀。 圖3-1 割刀曲柄連桿機(jī)構(gòu) 該收獲機(jī)采用Ⅱ型往復(fù)式切割器，利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)(圖3-1)傳動(dòng)割刀，收獲機(jī)作業(yè)時(shí)，割刀既做前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，又做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可用表示割刀速度與收獲機(jī)前進(jìn)速度的聯(lián)系[6]。 公式(3-1) 式中：——割刀的平均速度，m/s； ——機(jī)器的前進(jìn)速度，m/s； ——割刀行程，mm； ——割刀進(jìn)距，mm。 若切割速度比過(guò)小，可能導(dǎo)致割樁不齊，割茬不穩(wěn)；若太大，會(huì)發(fā)生重割。由經(jīng)驗(yàn)可知：當(dāng)=0.8~1.2時(shí)，能夠得到較為滿(mǎn)意的收獲質(zhì)量。已知機(jī)器的前進(jìn)速度，故割刀的速度范圍為：0.984~1.476m/s。 根據(jù)收獲機(jī)前進(jìn)速度和曲柄轉(zhuǎn)速大小，可算出其切割行程： 公式(3-2) 式中 t——割刀每走完一個(gè)行程S后所用的時(shí)間（s） ——機(jī)器的前進(jìn)速度（m/s） 3.2撥禾輪 該設(shè)計(jì)采用偏心撥禾輪，撥禾輪相對(duì)于作物運(yùn)動(dòng)是其圓周運(yùn)動(dòng)及機(jī)器前進(jìn)運(yùn)動(dòng)所合成的余擺線軌跡，為使撥禾輪具有撥禾作用，其圓周速度與機(jī)器的前進(jìn)速度的比應(yīng)滿(mǎn)足，增大或值可增強(qiáng)撥禾輪作用，但過(guò)大會(huì)造成脫粒損失增大，一般圓周速度在，。 3.2.1撥禾輪安裝高度確定 撥禾輪垂直入禾，對(duì)豆莢打擊最小，降低脫粒損失；為使撥禾輪垂直入禾，撥禾輪軸距離切割器平面的安裝高度H為： 公式(3-3) 式中 h——切割器距離地面的高度； L——作物的高度； R——撥禾輪半徑； λ——撥禾輪圓周速度與機(jī)器的前進(jìn)速度的比值。 因此，若撥禾輪速度比λ、撥禾輪半徑R及割刀離地高度h不變，撥禾輪的安裝高度值處在一個(gè)變化范圍內(nèi)，需要根據(jù)收獲作物高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 3.2.2撥禾輪作用點(diǎn)的確定 在設(shè)計(jì)H時(shí)要求撥禾輪要垂直入禾，同時(shí)應(yīng)使撥禾輪作用點(diǎn)在被切斷部分重心以上附近，一般切斷部分的重心在頂部向下的 1/3（L-h）處，因此：H≥ R+2/3（ L-h）。 圖3-2 偏心撥禾輪結(jié)構(gòu) 3.2.3撥禾輪的轉(zhuǎn)速 偏心牽引輪采用偏心機(jī)構(gòu)將輪齒平行纏繞，有助于插入倒伏的作物灌木并將其提起，減少了沖擊豆莢和拔牙時(shí)撿草的現(xiàn)象。其構(gòu)造及原理如圖所示：OO1AB組成了平行四桿機(jī)構(gòu)，作業(yè)中摟齒的方向恒定[6]。取摟齒長(zhǎng)為200mm。 根據(jù)機(jī)器的前進(jìn)速度可以計(jì)算出撥禾輪的轉(zhuǎn)速： 公式(3-4) 式中 ——機(jī)器前進(jìn)速度（m/s）； R——撥禾輪半徑（m）； λ——撥禾輪圓周速度與機(jī)器的前進(jìn)速度的比值。 值過(guò)大，撥禾輪引導(dǎo)、扶持的作物量越大，打擊量也會(huì)大，損失加大；值過(guò)小，撥禾能力過(guò)弱，割臺(tái)損失也大。一般收割小麥，故撥禾輪轉(zhuǎn)速在26~39(r/min)。 3.2.4撥禾輪直徑 該直徑的選取，和“垂直入禾”、“穩(wěn)定推運(yùn)”有關(guān)。 公式(3-5) 故撥禾輪直徑D取900mm。 3.3撥指、螺旋推運(yùn)器 螺旋推料器可以水平或傾斜運(yùn)輸。割臺(tái)螺旋推料器用于輸送秸稈，集糧螺旋推料器用于輸送潔凈谷物。 圖3-3輸送物料的運(yùn)動(dòng)速度 3.3.1工作原理及物料的軸向移動(dòng)速度 右圖是螺旋推運(yùn)器運(yùn)動(dòng)示意圖，該形成線每轉(zhuǎn)一周的移動(dòng)距離S 稱(chēng)為螺距，葉片各點(diǎn)螺距一致，螺旋升角不一樣，最小地方在外徑處的螺旋角，設(shè)其以角速度 w 圍繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)，如果某一半徑 r 的O點(diǎn)處有一物料點(diǎn)，那么該點(diǎn)既與螺旋面產(chǎn)生相互滑移，又沿 Z 軸方向運(yùn)動(dòng)，該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度能由速度三角形得到[6]。其螺旋角需要符合以下要求： 即 3.3.2基本參數(shù) 表3-1推運(yùn)器參數(shù)選擇（mm） 名稱(chēng) 外徑 螺距 割臺(tái)螺旋推運(yùn)器 490 450 集糧螺旋推運(yùn)器 120 110 3.3.3撥指機(jī)構(gòu) 撥指的長(zhǎng)度L和偏心距e可以根據(jù)下式來(lái)確定，即: ； 公式(3-6) 式中 e——偏心距（mm） ——撥指伸出滾筒的最大伸出長(zhǎng)度（mm） ——相對(duì)方向的最小伸出長(zhǎng)度（mm） R——推運(yùn)器滾筒的半徑（mm） 常用的e值為68mm，L值為230mm左右。撥指的軸向間距一般為240mm左右，最外端的撥指距離中間輸送裝置側(cè)壁50~100mm，以防止堵塞。 在裝配時(shí)應(yīng)當(dāng)保證撥指轉(zhuǎn)至后上方時(shí)，能向筒內(nèi)收縮，并保留在筒外有一定的余量（一般取值15~20）；當(dāng)轉(zhuǎn)至前下方時(shí)，應(yīng)伸出筒外，伸出長(zhǎng)度為：140~150mm。 3.4中間輸送裝置 采用鏈耙輸送機(jī)，選用兩排套筒滾子鏈，在鏈耙輸送機(jī)上固定一排L形齒板。鏈耙速度應(yīng)與輸送機(jī)的輸送速度相對(duì)應(yīng)。齒高30-40 mm，板厚3-4 mm，一般為3-5 mm/s，被動(dòng)輪直徑大于主動(dòng)輪直徑，有利于鏈耙抓取糧食，提高對(duì)糧食層厚度的敏感性。所選結(jié)構(gòu)帶有中間隔離板，可將輸送槽分為兩層，鏈耙抓取谷物從下層送入脫粒滾筒。因此，輸送過(guò)程中產(chǎn)生的大量粉塵從下層分離出來(lái)，可以減少粉塵飛揚(yáng)，改善司機(jī)的工作條件。 輸送槽盡量縮短，傾斜角度不超過(guò)50度，有助于鏈耙抓取和輸送谷物。鏈耙齒頂部距離輸送槽底板10至20 mm，由于鏈耙在中間的重力作用，使鏈耙齒頂部接觸底板。 表3-2 輸送槽參數(shù)選?。╩m） 輸送方式 輸送槽寬 鏈耙速度（m/s） 耙齒與底板間隙 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速（r/min） 鏈耙式 900 3.2 15~20 410 3.5脫粒滾筒 為了提高收割機(jī)凹板泄漏率和清潔度，采用了滾筒裝置。第一個(gè)滾筒低速卸下大部分谷物，未卸下的谷物進(jìn)入第二個(gè)滾筒高速運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保谷物清潔。試驗(yàn)表明，由于凹板總弧長(zhǎng)大于1米，脫粒時(shí)間長(zhǎng)，作用力由弱到強(qiáng)，使用滾筒可減少非脫粒凈損失，破碎率低，脫粒裝置每單位寬度的進(jìn)料比單滾筒式高30%，且脫粒速度快，且脫粒速度快，脫粒效率高。前后凹板總面積較大，分離率可達(dá)95%以上。 第一脫粒滾筒為針齒式。滾筒出口側(cè)的間隙是單脫粒滾筒的兩倍。查閱書(shū)籍后，汽包入口側(cè)的間隙在13至15 mm之間，汽包出口側(cè)的間隙在18至22 mm之間。第二脫粒滾筒為波紋桿滾筒。凹板入口間隙比單脫粒滾筒入口間隙小1/3左右，出口間隙大2-3 mm左右，入口間隙13-20 mm之間，出口間隙8-18 mm之間。中間進(jìn)料輪直徑350mm，波紋桿滾筒的后部和上部設(shè)有滾輪滾動(dòng)。其轉(zhuǎn)動(dòng)方向與脫粒滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，將脫粒滾筒上纏繞的秸稈去除，并通過(guò)卷軸裝置將秸稈混合物輸送到卷軸上。紙輪的直徑在260毫米到400毫米之間，設(shè)計(jì)需要350毫米。 表3-3 脫粒滾筒參數(shù)選取 第一滾筒 第二滾筒 釘 齒 滾 筒 直徑及長(zhǎng)度（mm） 500；1100 紋 桿 滾 筒 型式 開(kāi)式 轉(zhuǎn)速（r/min） 200~300 直徑（mm） 500 釘齒尺寸（mm） 8x38x65 長(zhǎng)度（mm） 1100 齒數(shù)及齒排數(shù) 60；8 螺線頭數(shù)及齒型 2；板齒 齒距（mm） 116 轉(zhuǎn)速（r/min） 400~650 凹 板 型式 板齒、珊格式 凹 板 型式 珊格式 包角及釘齒排數(shù) 96；2 篩孔尺寸（mm） 120x20 包角 145 齒距（mm） 58 3.6分離裝置 分離裝置能把從滾筒輸送秸稈中夾雜的籽粒及豆莢等分開(kāi)。本設(shè)計(jì)采用鍵式分離裝置，其抖動(dòng)性能好，分離損失率控制在谷?？傊氐?.5%~1%。 3.6.1結(jié)構(gòu)與類(lèi)型選擇 選用雙軸鍵式逐稿器。其鍵與兩曲柄構(gòu)成平行四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)，鍵面上的各質(zhì)點(diǎn)做相似的圓周運(yùn)動(dòng)。由于相鄰鍵所處相位角不一致，秸稈脫出物可得到各鍵的不斷抖動(dòng)，使秸稈中夾雜的籽粒及豆莢透過(guò)秸稈漏下篩孔，絕大部分谷粒在前部1/3~1/2段處分離出來(lái)。秸稈則在抖動(dòng)作用下拋出機(jī)外。 鍵式逐稿器各鍵寬度約200~300mm，確保相鄰鍵面與鍵底之間約有20mm的重合量，防止秸稈漏下。選用階面鍵式逐稿器，其具有較好的抖動(dòng)及分離性能。其階面長(zhǎng)度約為500~800mm，落差高度約150mm。 3.6.2結(jié)構(gòu)尺寸及運(yùn)動(dòng)參數(shù) （1）鍵面的長(zhǎng)度、總寬度和鍵數(shù) 鍵面面積與鍵面秸稈脫出物厚度有直接關(guān)系，其厚度應(yīng)合理，分布要均勻，以提高分離效果。鍵面總寬度由滾筒長(zhǎng)度L確定，一般，已知滾筒長(zhǎng)度為1100mm，取鍵面寬度為1200mm。由于鍵面面積由鍵式逐稿器上秸稈混合物總重而定，故逐稿器長(zhǎng)度為： 公式(3-7) 式中 ——逐稿器上的秸稈混合物進(jìn)入量（4kg/s）； ——鍵面總寬度（m）； ——分離裝置單位面積適宜承擔(dān)的分離量，配合高分離率（約95%）的滾筒脫粒裝置工作時(shí)，可達(dá)1.2 kg/（s·m2）； ——有效利用系數(shù)，對(duì)聯(lián)合收獲機(jī)中直流型取1。 試驗(yàn)表明，逐稿器前面部分分離率較高，隨鍵長(zhǎng)加大，分離率基本不變。故鍵長(zhǎng)與總寬之比維持在2.5~3.5范圍內(nèi)。 鍵式逐稿器的鍵面呈現(xiàn)前低后高，各鍵面傾角不同，前兩個(gè)階面鍵面偏大，鍵面偏短，避免快速拋出秸稈混合物及增強(qiáng)分離性能。最后鍵面傾角較小，方便秸稈快速排出。 （2）鍵面篩孔尺寸 篩孔面積與鍵面面積比值大小影響分離性能，在確保不堵塞的條件下，以比值大，篩孔尺寸小為好，篩孔率約為30%~70%。鍵面篩孔尺寸寬15~20mm，長(zhǎng)40~60mm。 表3-4 分離裝置參數(shù)選取 形式 鍵面總寬度（mm） 鍵長(zhǎng)（mm） 總面積（m2） 鍵數(shù) 鍵面傾角 曲軸半徑（mm） 曲軸轉(zhuǎn)速（r/min） 雙軸 1200 3400 3.53 3 22；11 50 210 3.7清選裝置 本設(shè)計(jì)選用風(fēng)扇篩子式清選裝置。其利用風(fēng)力及篩子抖動(dòng)將谷粒中的雜質(zhì)送出機(jī)外。要求谷粒清潔率高于98%，清選損失低于0.5%。 3.7.1風(fēng)扇氣流清選原理 清選風(fēng)機(jī)氣流的選擇原則主要是根據(jù)顆粒與混合料的氣動(dòng)特性的差異。氣流場(chǎng)中的任何物質(zhì)都受到氣流力的作用，氣流力使混合物分離。試驗(yàn)表明，氣流作用力R的大小為： 公式(3-8) 式中 ——物體在空氣中的阻力系數(shù)； ——空氣的密度（kg/m2）； ——迎風(fēng)面積（m2）； ——?dú)饬髋c物體的相對(duì)速度（m/s）。 在垂直氣流中，當(dāng)施加在物體上的力等于物體的重力時(shí)，物體懸浮在氣流中并保持靜止。此時(shí)，氣流速度是物體的臨界速度。當(dāng)氣流速度大于物體的臨界速度時(shí)，物體被吹走，反之亦然，物體下落。物體的臨界速度： 公式(3-9) 式中 ——重力加速度（m/s2）； ——物體的漂浮系數(shù)（m-1）； 表3-5 小麥的空氣動(dòng)力特性表 作物 單位容積的質(zhì)量（kg/m2） 臨界速度（m/s） 漂浮系數(shù)（m-1） 阻力系數(shù) 小麥 1092 17.25~20.16 0.024~0.033 0.115~0.152 當(dāng)清洗裝置工作時(shí)，清洗篩和振動(dòng)板前后移動(dòng)，顆?；旌衔镉烧駝?dòng)板連續(xù)送入篩面。谷物混合物中的穎糠和草被風(fēng)力送出機(jī)器。當(dāng)谷物篩孔泄漏時(shí)，長(zhǎng)碎秸稈在篩網(wǎng)表面后移動(dòng)并排出，豆莢進(jìn)入篩網(wǎng)末端的其他輸送機(jī)。 3.7.2抖動(dòng)板 在篩架頂部，與清篩架鉸接，并與篩架一起移動(dòng)。負(fù)責(zé)將從凹板和鍵型劃線器上分離出來(lái)的顆?；旌衔锼椭梁Y面進(jìn)行清洗。 3.7.3清選篩 本設(shè)計(jì)由篩架、篩和吊桿組成。篩架由吊桿支撐，由曲柄和連桿驅(qū)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。篩架上設(shè)有上下兩層重疊的篩子。上下層之間的距離為100-150mm。上部篩子負(fù)責(zé)分離細(xì)草和破碎的豆莢。下一個(gè)篩子是把谷物清理干凈，然后把粉碎的稻草送出去。尾篩長(zhǎng)度為上篩長(zhǎng)度的1/7~1/5。由于上篩網(wǎng)的負(fù)荷較大，所以上篩網(wǎng)的面積大于下篩網(wǎng)的面積。將干凈的谷物篩出并送至谷物容器，同時(shí)將剩余的谷物送至篩網(wǎng)末端的剩余推進(jìn)器。 清選篩面積通過(guò)運(yùn)至清選裝置中的混合物而定，混合物與收獲機(jī)的喂入量有關(guān)。篩子的寬度B為逐稿器寬度0.9~0.95。篩子的長(zhǎng)度L為： 公式(3-10) 式中 ——收獲機(jī)喂入量（kg/s）； ——秸稈占谷物總重的比值； ——脫粒裝置和逐稿器的工作特性常數(shù)。常取0.6~0.9； ——篩子寬度（m）； ——清選篩單位面積可承受的混合物喂入量kg/（S·m2）。 表3-6 清選裝置參數(shù)選取（mm） 抖動(dòng)板 清選篩 曲柄半徑 （mm） 曲柄轉(zhuǎn)速（r/min） 傾角 支吊桿長(zhǎng)（mm） 長(zhǎng)x寬 篩孔型 傾角 支吊桿長(zhǎng) 25 305 4.5 支180 1000x882 魚(yú)鱗 10 吊180 3.7.4風(fēng)扇 本設(shè)計(jì)中的風(fēng)扇采用的是低壓雙面離心型，葉片平直，且為矩形，葉片外徑為570mm，葉片內(nèi)徑為210mm，葉片不切角，殼體出風(fēng)口的高度 h=280mm，殼體寬度D殼=600mm，葉片數(shù) Z=5，參照資料，清選小麥時(shí)推薦風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分。詳情請(qǐng)見(jiàn)圖紙。 表3-7 風(fēng)扇參數(shù)選取（mm） 600 210 570 280 826 798 387 180 262 91 3.8聯(lián)合收割機(jī)底盤(pán) 由于自走式收割機(jī)收割機(jī)的收割機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和脫粒滾筒的質(zhì)量約占整個(gè)收割機(jī)的80%，且分布在底盤(pán)的中部和前部，因此輪式聯(lián)合收割機(jī)選擇了前輪驅(qū)動(dòng)和尾輪轉(zhuǎn)向的布置方案。自走式全喂入聯(lián)合收割機(jī)的底盤(pán)主要部件有行走無(wú)級(jí)變速器、驅(qū)動(dòng)橋、方向橋、轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)和行走裝置。 3.8.1行走無(wú)級(jí)變速器 聯(lián)合收割機(jī)行走式無(wú)級(jí)變速器采用三角帶式無(wú)級(jí)變速器，無(wú)需停車(chē)即可連續(xù)變換，適應(yīng)不同產(chǎn)量的各種作物的收割，保證脫粒裝置在額定投料量下工作。配置是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)中間軸，然后進(jìn)入行走CVT。 3.8.2驅(qū)動(dòng)輪橋 驅(qū)動(dòng)輪軸的作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪。它剛性地固定在脫粒滾筒前部下方的驅(qū)動(dòng)橋管梁上，由離合器、變速箱、中央傳動(dòng)、差速器、制動(dòng)器和最終傳動(dòng)組成。 （1）離合器 離合器在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間。分離時(shí)能阻斷電源，接合時(shí)能傳輸電源。要保證連接靈活，使收割機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)；換檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪軸之間的動(dòng)力迅速分離，減少對(duì)齒輪的沖擊損失；工作條件安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耐用，操作維護(hù)方便。重要的。本設(shè)計(jì)選用單作用彈簧壓縮離合器，具有零件數(shù)量少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、分離徹底、散熱良好等優(yōu)點(diǎn)。 （2）變速箱與中央傳動(dòng) 自走式聯(lián)合收割機(jī)的橫向變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)的橫向變速箱相同，因此可以在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和變速箱的動(dòng)力輸出軸之間選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的三角帶無(wú)級(jí)變速箱。布置在主動(dòng)輪軸管梁的前部，朝向較寬，調(diào)整維護(hù)方便，有利于傳動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)。但它位于傾斜的輸送槽后面。為了達(dá)到變速箱的空間位置，增加了傾斜輸送槽的位置，同時(shí)增加了脫粒滾筒的高度，影響了整機(jī)的穩(wěn)定性。 本設(shè)計(jì)的變速箱模仿東方紅-75變速箱。變速箱由傳動(dòng)和控制部分組成。變速器和變速器有四個(gè)軸。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)離合器和通用變速器傳遞給變速箱。 變速箱是橫向的，因此傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)半軸彼此平行。中心傳動(dòng)采用圓柱齒輪。變速箱和中央變速箱的配置在同一個(gè)殼體中。傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。中央傳動(dòng)裝置中的一對(duì)齒輪是正齒輪。主動(dòng)小齒輪套在齒輪箱的第三軸上。從動(dòng)大齒輪用螺栓固定在差速器殼體上。大小齒輪常嚙合。中央傳動(dòng)的傳動(dòng)比大都為3.8~4.5，模數(shù)為3、4、4.5，小齒輪齒數(shù)為14~18，大齒輪齒數(shù)為60~70。 表3-7 最終傳動(dòng)參數(shù)選取 傳動(dòng)形式 布置形式 齒數(shù) 模數(shù) 傳動(dòng)比 單級(jí)圓柱直齒 外置 1279 5 658 （3）差速器 為了使左右驅(qū)動(dòng)輪具有不同的轉(zhuǎn)速，在收割機(jī)上選擇了閉式錐齒輪差速器。為了便于拆卸和組裝，整個(gè)差速器作為一個(gè)獨(dú)立的總成，行星齒輪和半軸齒輪安裝在一個(gè)專(zhuān)用的差速器齒輪箱中。直齒錐齒輪用于行星齒輪和半軸齒輪。 （4）制動(dòng)系 它由制動(dòng)和制動(dòng)控制機(jī)構(gòu)組成。制動(dòng)器是用來(lái)對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生阻力矩的裝置，使收割機(jī)減速，停止快速移動(dòng)。制動(dòng)控制機(jī)構(gòu)是使制動(dòng)器工作的機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用閘瓦制動(dòng)，由制動(dòng)鼓和閘瓦組成，摩擦片、彈簧和制動(dòng)缸組成制動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。 底板位于車(chē)軸的指定位置，制動(dòng)時(shí)在其上設(shè)置制動(dòng)蹄以承受旋轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)。制動(dòng)鼓安裝在輪轂上，隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)時(shí)，氣缸活塞推動(dòng)閘瓦，擠壓制動(dòng)鼓。制動(dòng)鼓摩擦緩慢，使輪胎不再轉(zhuǎn)動(dòng)。 蹄式制動(dòng)器比帶式制動(dòng)器便宜，結(jié)構(gòu)尺寸和控制力小，散熱性能好。由于制動(dòng)速度一般不高，所以蹄式制動(dòng)器的耐久性?xún)?yōu)于盤(pán)式制動(dòng)器。 （5）最終傳動(dòng) 最終傳動(dòng)類(lèi)型為外嚙合圓柱齒輪和單級(jí)行星齒輪。單級(jí)行星齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，受力均勻，但其結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜。本設(shè)計(jì)選用外嚙合圓柱齒輪，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造和裝配方便的特點(diǎn)。 3.8.3轉(zhuǎn)向輪橋和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 方向盤(pán)橋在脫粒裝置下方的縱向水平軸上鉸接，并繞軸擺動(dòng)，以適應(yīng)地形變化。它由轉(zhuǎn)向梁和轉(zhuǎn)向節(jié)組成。 轉(zhuǎn)向梁通常是由管狀梁構(gòu)成的剛性整體結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向梁的擺動(dòng)范圍不小于20度。轉(zhuǎn)向節(jié)由轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向軸焊接而成。轉(zhuǎn)向節(jié)的垂直軸采用無(wú)軸肩的光軸結(jié)構(gòu)。為了提高聯(lián)合收割機(jī)的直線穩(wěn)定性，減少輪胎磨損，使轉(zhuǎn)向輕便，轉(zhuǎn)向節(jié)垂直軸和方向盤(pán)應(yīng)在方向盤(pán)橋上一定角度安裝。 轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)由方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)組成。其作用是改變自走聯(lián)合收割機(jī)行走方向，保持直線行走。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是全液壓的。本實(shí)用新型由直接連接在方向盤(pán)下方的全液壓轉(zhuǎn)向器和安裝在方向盤(pán)后面的轉(zhuǎn)向液壓缸組成。油管連接在兩者之間。由于聯(lián)合收割機(jī)轉(zhuǎn)速低，采用BZZ系列轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向輕便，安裝布置靈活。聯(lián)合收割機(jī)上的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和其他液動(dòng)系統(tǒng)并聯(lián)組成一個(gè)系統(tǒng)。在并聯(lián)系統(tǒng)中，需要一個(gè)分流閥來(lái)確保轉(zhuǎn)向機(jī)有足夠的油。 3.8.4行走裝置 輪式行走裝置的車(chē)輪采用氣壓為0.15-0.25MPa的橡膠充氣輪胎。主動(dòng)輪軸上裝有大直徑主動(dòng)輪，車(chē)輪踏面采用人字形凸起，以提高車(chē)輪對(duì)土壤的粘附力。方向盤(pán)安裝在方向盤(pán)橋上。方向盤(pán)具有窄胎身和條帶縱向花紋，以提高轉(zhuǎn)向性能。 表3-8 驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪規(guī)格 驅(qū)動(dòng)輪 導(dǎo)向輪 15-24 9-16 4 傳動(dòng)部件及軸的設(shè)計(jì) 4.1 風(fēng)扇軸帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 收割機(jī)傳動(dòng)主要是皮帶傳動(dòng)，以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。皮帶傳動(dòng)是皮帶在皮帶輪上的摩擦或嚙合，用來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)軸之間的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)需潤(rùn)滑。皮帶輪的工作面應(yīng)光滑，以減少皮帶的磨損?；啿馁|(zhì)為灰鑄鐵。皮帶傳動(dòng)應(yīng)放在鋼絲網(wǎng)或保護(hù)罩內(nèi)，以確保安全。設(shè)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速為1440r/min，額定功率為2kw，風(fēng)扇正常作業(yè)時(shí)轉(zhuǎn)速約為1000r/min，軸間距為400mm，每天工作8小時(shí)。 4.1.1 確定計(jì)算功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[9]中表8-8，工作情況系數(shù)取。 所以輸送帶的功率 4.1.2 選取V帶型號(hào) 已知和，據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11，帶類(lèi)型選用A型。 4.1.3帶輪基準(zhǔn)直徑 帶的傳動(dòng)比為： 公式(4-1) (1)小帶輪直徑 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[9]表8-9，取。 (2)大帶輪直徑 公式(4-2) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[9]表8-9，取。 4.1.4風(fēng)扇的實(shí)際轉(zhuǎn)速 糾正傳動(dòng)比為： 公式(4-3) 從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速： 公式(4-4) 轉(zhuǎn)速誤差： 公式(4-5) 對(duì)帶傳動(dòng)系統(tǒng),轉(zhuǎn)速誤差大小在之內(nèi)是可以的，所以。 4.1.5 帶速度檢驗(yàn) 公式(4-6) 在限定范圍內(nèi)，所以合理。 4.1.6 帶長(zhǎng)L和傳動(dòng)中心距a (1)初定中心距 公式(4-7) 取值為400mm。 (2)初選帶長(zhǎng)L0 公式(4-8) (3)確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[9]表8-2，取。 (4)實(shí)際中心距a 公式(4-9) 驗(yàn)算主動(dòng)輪包角 公式(4-10) 所以主動(dòng)輪包角取值合理。 4.1.7 確定V帶的根數(shù) (1)每根V帶基本額定功率 由小帶輪直徑和轉(zhuǎn)速及《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4取得。 (2)額定功率增量 由小帶輪直徑、傳動(dòng)比、帶型及《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5得。 (3)確定帶的條數(shù)： 已知包角大小及《機(jī)械設(shè)計(jì)》[9]表8-6，查得包角系數(shù)為，由帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度及《機(jī)械設(shè)計(jì)》[9]表8-2，查得帶長(zhǎng)的修正系數(shù)為。 公式(4-11) 取根。 4.1.8 計(jì)算帶的初拉力 計(jì)算單根V帶預(yù)緊力: 公式(4-12) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[9]表8-3，每米長(zhǎng)度質(zhì)量。 4.1.9 帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力 計(jì)算軸所受帶的壓力： 公式(4-13) 4.1.10 帶輪選材 因，所以選材為型號(hào)。 4.1.11 主動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)帶輪基準(zhǔn)直徑確定其結(jié)構(gòu)。 主動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑，動(dòng)力輸出軸直徑為，按照公式所以其結(jié)構(gòu)形式為實(shí)心式。 表4-1 主動(dòng)帶輪結(jié)構(gòu)參數(shù) (mm) 槽型 基準(zhǔn)寬 基準(zhǔn)線上槽 基準(zhǔn)線下槽 槽間 第一槽對(duì)稱(chēng)面至端面的距離 輪槽 主動(dòng)帶輪厚度查表得： ； 圖4-1主動(dòng)帶輪結(jié)構(gòu)圖 4.1.12 從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì) 從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì)主要由主動(dòng)基準(zhǔn)直徑及它們之間得傳動(dòng)比而定，所以，從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)用幅板式。具體設(shè)計(jì)參照主動(dòng)帶輪。 由于工作環(huán)境惡劣，整機(jī)振動(dòng)不可避免，需要對(duì)V帶進(jìn)行張力調(diào)整。在這種設(shè)計(jì)中，張緊輪調(diào)整被多次使用。因此，本設(shè)計(jì)所有V帶輪的纏繞角均大于120度，滿(mǎn)足了帶輪的驅(qū)動(dòng)條件。單V帶預(yù)緊由張緊輪調(diào)節(jié)。 4.2 軸的設(shè)計(jì) 4.2.1 軸材料的選擇 在材料選擇上，碳鋼對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，可以通過(guò)熱處理或化學(xué)熱處理來(lái)提高，其耐磨性和疲勞強(qiáng)度比合金鋼便宜。在本設(shè)計(jì)中，我們考慮了實(shí)用性和廉價(jià)性。本設(shè)計(jì)采用45鋼，需調(diào)質(zhì)處理。 4.2.2 確定軸的最小直徑 由經(jīng)驗(yàn)得知，聯(lián)合收獲機(jī)各部分功率分配為：行走部分約42%、割臺(tái)部分約12%、脫粒部分約28%、分離及清選部分14%、液壓油泵部分4%。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[9]表15-3，取=。本設(shè)計(jì)輸出功率為10kw，脫粒部分所占功率約2.2kw，其中紋桿滾筒所用功率較大，此處取2.5kw。滾筒速度取為500r/min。 公式(4-14) 軸與齒輪、帶輪等需由鍵連接，軸上需要打鍵槽，故軸直徑應(yīng)增加。即： 取。 4.2.3 軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)軸截面的不同用途，軸的直徑在兩側(cè)較小，中間較大。軸的軸向定位通常需要軸肩定位。根據(jù)軸的設(shè)計(jì)原理，軸段與軸段之間過(guò)多的部分需要進(jìn)行圓角過(guò)渡。為了使車(chē)軸加工簡(jiǎn)單，需要在車(chē)軸上設(shè)計(jì)一條直線上的鍵槽，槽的每側(cè)尺寸應(yīng)相同，因?yàn)檫@樣便于安裝和拆卸。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖： 圖4-2 脫粒滾筒軸 軸分為四個(gè)部分。在第一部分中，安裝三角形皮帶輪CVT以定位肩部位置。軸承安裝在第二段，表面粗糙度要求1.6，靠肩定位。軸的中間部分用于安裝脫粒滾筒部分。它的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，大約1米。滾筒每端用一個(gè)鍵固定。兩個(gè)鍵靠近軸承座，因此長(zhǎng)度中間的彎曲力矩不大。經(jīng)過(guò)三次強(qiáng)度理論檢驗(yàn)，軸滿(mǎn)足要求。第四級(jí)裝有軸承和三角皮帶輪。 4.2.4 軸直徑和長(zhǎng)度 軸段：在該段上與之設(shè)計(jì)配合的輪為帶輪，因?yàn)檩S的最小設(shè)計(jì)直徑為，所以此段直徑大小先確定為。 根據(jù)帶輪輪轂寬： 公式(4-15) 取80mm。 因此段要比輪轂長(zhǎng)，故軸長(zhǎng)取。 軸段：因?yàn)樵谳S段處的帶輪的左端的軸向定位采用軸肩定位的方式，所以要先確定左端軸肩的高度大?。? 公式(4-16) 取。 該處主要與軸承配套使用，因?yàn)樵撗b置中的滑輪只受周向力和徑向力的影響，所以可以選擇滾珠軸承。此處軸承直徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，便于軸承裝卸。經(jīng)分析計(jì)算，該裝置需要使用I型軸承。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，此軸承的內(nèi)徑大小為、外徑、寬度，內(nèi)圈定位軸肩直徑：取，外圈定位軸肩內(nèi)徑為，該段長(zhǎng)度定為。 軸段：該處為軸的中間段，用于安裝脫粒滾筒段，其長(zhǎng)度較長(zhǎng)，約1.1m。 軸段：該處設(shè)計(jì)同軸段。 軸段此段安裝三角皮帶輪無(wú)級(jí)變速器，，為使無(wú)級(jí)變速器能夠和此段軸承相配合，所以此段軸承的長(zhǎng)應(yīng)該取。 4.2.5 對(duì)軸疲勞強(qiáng)度的校核 由于在滾筒軸段處所受到的彎矩較大，并且軸的軸頸較小，所以此處為危險(xiǎn)剖面。 圖4-3 軸的載荷分析圖 其抗彎截面系數(shù)為： 公式(4-17) 抗扭截面系數(shù)為： 公式(4-18) 扭剪應(yīng)力為： 公式(4-19) 軸的檢查需要考慮軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)情況，單方向旋轉(zhuǎn)的軸的計(jì)算需要根據(jù)脈動(dòng)周期進(jìn)行處理。因此折合系數(shù)的值取為，那么當(dāng)量應(yīng)力大小為： 公式(4-20) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[9]表15-1可知鋼，對(duì)于軸查表可知。因?yàn)?，所以此設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求。 5總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了。這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在大學(xué)四年來(lái)所做的最全面的設(shè)計(jì)。它使用了大量相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。雖然不是很理想，但整個(gè)過(guò)程讓我收獲了很多。我不僅鍛煉了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，而且提高了獨(dú)立面對(duì)問(wèn)題的能力。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查閱了很多資料，首先，表達(dá)了設(shè)計(jì)的目的和意義，使我對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)思想有了清晰的了解，然后把各種裝置和部件的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。從小麥植株的生長(zhǎng)特點(diǎn)出發(fā)，選用中間輪滾筒脫粒裝置，從整機(jī)配置到各裝置和部件的參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算，從裝置和部件的類(lèi)型和參數(shù)確定到降低損失率。二維工程圖紙的繪制和說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。 面對(duì)如此大規(guī)模的機(jī)械設(shè)計(jì)課題，我很難應(yīng)對(duì)新出現(xiàn)的問(wèn)題，這使得設(shè)計(jì)仍然存在許多缺陷。在實(shí)際操作過(guò)程中，上述數(shù)值可能存在一定偏差，還有許多方面有待進(jìn)一步探討。例如，如何設(shè)計(jì)車(chē)輪來(lái)減少小麥植株的沖擊，減少豆莢的損傷。損失率、麥秸處理等。 參考文獻(xiàn) [1] 李寶筏. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2011 [2] 陳海霞. 小麥聯(lián)合收獲機(jī)械的研究[J]. 農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化，2009(2):14-18 [3]陳慶文，韓增德，崔俊偉，王國(guó)新. 自走式谷物聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2015(1):109-114 [4] 瑞雪. 國(guó)外谷物聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 當(dāng)代農(nóng)機(jī)，2010(7):22-22 [5] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部. 小麥成熟收獲要求[DB/OL]. 食品商務(wù)網(wǎng)，2014-09-22 [6] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院. 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（下冊(cè)）[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2007 [7] 李京忠. 拖拉機(jī)標(biāo)準(zhǔn)匯編（上）[M]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008 [8] 趙太允. 4DN系列小麥撓性低割裝置的研制[J]. 農(nóng)機(jī)化研究，1987，12(4) [9] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)[M]. 北京：高等教育出版社，2012 [10] 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室. 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