小麦联合收割机的设计（含CAD图纸和说明书）
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小麦联合收割机的设计（含CAD图纸和说明书）,小麦,联合收割机,设计,CAD,图纸,说明书
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目 录摘 要IAbstractII1绪论11.1选题目的与意义11.2国内外发展概况11.3研究方案的确定22小麦联合收割机的总体设计32.1整机结构32.2小麦联合收割机的总体布置32.3确定整体参数42.4确定小麦联合收割机的功率消耗及发动机选择62.5传动装置的设计73各工作部件的设计93.1切割器93.2拨禾轮93.3拨指、螺旋推运器113.4中间输送装置123.5脱粒滚筒123.6分离装置133.7清选装置153.8联合收割机底盘174 传动部件及轴的设计204.1 风扇轴带传动设计204.2 轴的设计235总结27参考文献28致谢29摘 要本文设计了一种小麦联合收获机，可以连续地对小麦进行切割、脱粒和清选。根据小麦植株的生长特点，本机选用中间进料轮滚筒脱粒装置。谷物首先被输送到钉齿鼓中。滚筒相对于谷物的冲击速度和凹板之间的摩擦将使大部分谷物降解，然后再进入波纹滚筒，再次影响作物的速度，以确保作物脱粒干净，降低小麦收获损失率，并解决问题。解决了丘陵山区收成困难的问题。本设计采用自行式全喂入鼓式脱粒装置收割小麦，具有破损率低、损失率低、清洗性能好等优点。关键词：小麦；切割装置；脱粒装置；清选装置 AbstractThe 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 II1绪论1.1选题目的与意义小麦在我国分布广泛，营养丰富。作为一种健康食品，它正在引起全球消费热潮。由于我国小麦生产不能满足公众需求，小麦收成损失率高，国内小麦市场仍然依赖进口，不仅消耗了大量的外汇储备，而且威胁着我国粮食供应的安全。收获是作物栽培的关键环节，在很大程度上制约着作物的质量和产量。目前，我国小麦收割仍采用人工收割、太阳收获机加脱粒机和改良小麦联合收割机三种主要方式进行收割。农村小种植一般采用人工收割，作业周期长，劳动力消耗大，劳动环境差，成本高。“切干机加脱粒机”收割存在工作时间长、工艺复杂、损失率高、劳动消耗大等缺点。采用改良小麦联合收割机可降低劳动强度，但籽粒破碎损失率较高。小麦收获季节性特征明显，收获时间紧张，人工收获所需劳动强度高，工作环境差，成本和时间成本高，使小麦收获机的出现成为必然。目前，我国生产的联合收割机多为小麦、水稻和玉米收割机，对小麦收割机适应性差，专用于小麦的联合收割机较少。收获小麦主要是在原有谷物联合收割机的基础上进行改良。小麦的植株和籽粒状态与籽粒有很大的不同。使用相同类型的机器进行收割会影响收割。质量和产量。针对东北地区小麦大面积收获的问题，设计了一种适合东北地区小麦大中型收获机械，可以减少损失、节能降耗、减少劳动力、提高生产率和生产质量，创造良好的经济效益。1.2国内外发展概况在联合收获时代到来之前，脱粒机、小刀和太阳烘干机极大地促进了19世纪农业的发展。联合收割机的出现使收割和脱粒联系在一起，实现了一次性收割和脱粒，大大降低了人们收割作物的强度。目前，国内小麦联合收割机大多采用小麦收割机改造而成。由于小麦植株性状与小麦植株性状的差异，改良后的收割机小麦收获损失率较高，严重制约了作物的品质和产量。近年来，国外企业对小麦联合收割机割台的设计进行了许多改进，主要针对小麦植株的特点，设计了一种更适合小麦收割的柔性低割台。其他领域也有许多技术改进，如安装大功率发动机、安装电子信息系统等。概述了国外联合收割机的发展趋势，正逐步朝着高自动化收割机的方向发展。许多电子信息科学已经应用于联合收割机。在联合收割机集成了越来越多的新技术的同时，我们也应该清楚地知道联合收割机是否在降低损失率、损坏率和提高谷物清洁度的最终分析中下降。因此，根据小麦植株的特点，研究适合小麦的收获机械具有重要意义。本文总结了现有的谷物收获机械，设计了适合小麦生产的专用收获机械。1.3研究方案的确定1.3.1研究内容为了找出小麦收获过程中存在的主要困难，探索该过程计划的可行性，收集和分析了大量相关的小麦收获数据。所设计的小麦收割机应满足农业技术要求，能一次完成收割、脱粒和清洁作业。它可以节省劳动力、时间和劳力，满足小麦收割的要求，降低收割损伤率，提高工作效率。1.3.2研究方法检索和查阅大量相关资料，对各种小麦收割机进行比较分析，确定了小麦收割机的结构由切割装置、脱粒装置和清洗装置组成。各装置相互配合，完成小麦收割作业。采用机械优化设计方法，合理确定各工作部件的角度、尺寸和结构形式。在理论分析中，将基础研究与合理的力学应用相结合，使理论与实践相结合，理论与实践相结合。1.3.3技术路线调查研究确定总体方案工作机理分析主要工作部件的设计切割及脱粒装置的设计计算和校核撰写论文绘制图纸修改图纸及论文申请答辩。2小麦联合收割机的总体设计小麦联合收割机需要对小麦进行连续切割、脱粒和清洁。根据小麦植株的生长特点，本机选用中间进料轮滚筒脱粒装置。谷物首先被输送到钉齿鼓中。滚筒相对于谷物的冲击速度和凹板之间的摩擦将使大部分谷物降解，然后再进入波纹滚筒，再次影响作物的速度，以确保作物脱粒干净，避免小麦收获的高损失率。在丘陵山区收割困难。本设计采用自行式全喂入鼓式脱粒装置收割小麦，具有破损率低、损失率低、清洗性能好等优点。2.1整机结构联合收割机由行走和收割组成。行走部分为四轮驱动。驱动形式为前轮驱动。人字形橡胶轮用于驱动发动机和变速箱之间的动力。变速箱模仿东方红-75拖拉机的变速箱。使用后轮转向。方向盘通过转向摇臂和转向节来控制旋转。向。闸瓦制动器用于制动。收获部分由切割器、螺旋推料器、倾斜输送机、滚筒、凹面筛、手稿、清洁筛、农业风机、集粮螺旋推料器和粮箱组成。小麦收割机在配置各工作部件的相对位置和尺寸时，可以连续稳定地工作。在分析小麦生理特性和收割机工作环境的基础上，确定了拨禾轮的尺寸、距地面的距离和转速，以及与螺旋推土机的位置关系。联合收割机割台的宽度应大于其行走宽度，以避免压粮的情况。粮箱安装在收割机右后部，秸秆从收割机后部送出。本设计采用滚筒脱粒装置。凹板和脱粒滚筒一起使用。作物运到滚筒后，滚筒相对于作物的冲击速度和滚筒与凹板的摩擦将除去大部分谷物。然后草料由手稿轮送出。颗粒、部分茎杆和碎片会落在滚筒下方的分离和清洗装置上。在分离清洗装置的振动下，会有一些秸秆和杂物被抛出。谷物从筛孔落下，进入集粮器，送至粮箱。清洗后，可以保证谷物的清洁度。滚筒、凹面筛、划线器、划线器、划线轮和谷物收集器位于收割机的后部。外侧用薄铁板覆盖，角钢焊接的支架用螺栓固定在薄铁板上。这不仅保证了它的强度和刚度，而且降低了收割机的总重量，使维护和拆卸变得简单。2.2小麦联合收割机的总体布置该小麦收获机的布置：采用前轮驱动，尾轮转向，具体布置如下。 （1）收割机位于机器前面。尽可能对称布置在收割机的中心轴上，以保证机器的整体稳定性，使作物连续稳定地运至脱粒装置，防止收割机对中时车轮滚动谷物。收割机应靠近驱动轮，以减少机器的总长度。 （2）脱粒滚筒占收获机重量和空间的很大一部分。为了提高整台收割机的稳定性，应尽量使用主动轮，降低滚筒的位置。滚筒采用带中间进料轮的滚筒，两滚筒之间设有进料轮，以提高进料稳定性，防止除草。当输送槽传动轴的垂直长度h小于滚筒轴时，凹板的角度较大，可以提高作物的脱粒分离效果。缺点是给料阻力增大，输送带输出层长度缩短，开口位于输送轴下方。为了防止石块被带入，在凹板入口前放置一个石槽，使石块落下，将作物铺开，使滚筒能被均匀地抓住。在凹板的出口处，应适当布置过渡栅，使滚筒的排出物不飞溅，并充分利用读稿器前端的第一键面分离。2.3确定整体参数 2.3.1喂入量喂入量取：2.3.2割幅可以根据公式来计算： 公式(2-1)其中为割下谷物中谷粒占总重的百分数；为作物单位面积产量，kg/亩；为收割机的作业速度，m/s；取为B=1m。2.3.3前进速度 公式(2-2)式中为机器的前进速度，m/s；M 为作物的单位面积产量，kg/亩；为割下谷物中谷粒占总重的百分数，取值为1；C为常数，当单产以斤/亩计算时，C=1333；将以上数据带入上式中求得。该收获机械一小时可以收获的面积可以计算得到：，一亩地约为666.7m2，减掉联合收获机卸粮及掉头的时间，该机械符合目标任务要求。 由公式可以看出，切削范围与前进速度成反比，应根据情况采用慢速大切削范围和快速小切削范围。随着切割范围的增加，收割机的总重量和体积也会增加；随着收割机前进速度的增加，其动力消耗也会增加，发动机功率和总重量也会增加。考虑到工作环境，如果工作范围小，很难使用大的切削范围来来回转动。如果工作范围大，使用小的切割范围会增加收割机来回运行的次数，增加功率损失和时间损失。2.3.4脱粒滚筒长度、分离器尺寸及收缩比 一些实验表明，本文作者的谷物损失率限制了收割机的喂入量。随着投稿量的增加，原稿阅读机上的茎干积累量增加，损失率也随之增加。如果喂入量达到一定限度，籽粒损失率将迅速增加。省略了干层中的颗粒厚度，用以下公式计算出干层h的厚度： 公式(2-3)式中 茎杆厚度，m； 收获机的喂入量，kg/s； 谷物中的籽粒含量，=/（1+）（为谷草比）； 逐稿器的宽度；它与滚筒的长度有关。使用波纹钢滚筒时，划线器的宽度可以等于或略大于滚筒的长度。使用钉齿鼓时，不应大于钉齿鼓长度的1.4倍。 茎秆容重，小麦茎秆的容重约为； 茎杆层朝逐稿器方向运动的平均速度，； 逐稿器的宽度利用系数。C=B/Lg，C=1.52.5时，取=0.9；C=2.53.5时，取=0.8。 综上：取收缩比C=2.2，则滚筒长度为1.1m，逐稿器宽度为1.15m，=0.9；将数据代入上式中，可以求得 h=0.132m 。2.3.5轴距、轮距及最小离地间隙联合收割机的结构参数主要包括行走装置的轴距、轴距和最小离地间隙。轴距和轴距直接关系到收获机的通过性、机动性和稳定性。应根据使用区域的环境和地理条件，由总体配置决定。（1）轴距 轮式联合收割机缩短了轴距，减小了转弯半径，增加了机动性，降低了收割机的纵向稳定性。收割机应同时满足稳定性和灵活性。根据总体配置，收割机应为1500mm。（2）轮距 联合收获机轮距应与割幅相适应：B0B-2-b式中 避免轮胎碾压未割作物的宽度，行走装置车轮外缘要比割台外缘小100200。 b轮宽 与脱粒装置宽度相适应：B0=Bt+1+2+b式中 1 右驱动轮内侧和脱粒装置右侧的间隔，一般为120160mm； 2 左驱动轮内侧和脱粒装置左侧的间隔； Bt 脱粒滚筒的长度，已知脱粒滚筒长度取为1100mm。根据上述要求，取轮距为1600mm。（3）最小离地间隙最小离地间隙关系到整机通过性，轮式谷物联合收获机最小离地间隙一般控制值：旱田300400mm。故取值为300mm。2.3.6其它 用手指拨号选择传送带切割机。叶片保护装置和推进器之间的距离应适当。如果这个值太大，收割较低的植物时，收割的谷物会有累积的过程，这将影响运输的均匀性。如果这个值太小，较高的谷物很容易掉落，推料器阻碍皮带轮接近割刀，影响切割效果。根据小麦的生理特性，推料机外径与切刀长度与推料机生产线的比值为1:2。螺旋推进器的外径与倾斜输送机之间的距离应适当。此值太大，无法运输谷物。太小会因收割机移动时的振动而产生摩擦。该值为80 mm。倾斜输送机槽的倾角约为40度。2.4确定小麦联合收割机的功率消耗及发动机选择 小麦收割机需要克服前进阻力和各种机理。由于收割机的工作环境不断变化，联合收割机的功率也在不断变化。因此，在选择发动机时，发动机应具有足够的备用功率，以保证其正常工作。在实际应用中，收获机的平均功率Np和备用功率Nb应通过对比试验测量的数据或使用经验公式进行估算。由经验公式可知，自走式全喂入类型收获机每1kg/s的喂入量应具备的平均功率p值为10-15KW；功率储备系数Kb一般取值为0.336。2.4.1平均功率 联合收割机平均功率的经验公式因其类型不同而不同。每千克/秒饲料的平均功率称为每单位饲料的平均功率。用P kW(kgs-1) 表示。联合收获机的平均功率Np可表示为 公式(2-4) 式中 q收割机的喂入量（Kg/s）2.4.2储备功率 公式(2-5) 式中 Kb功率储备系数2.4.3总功率 公式(2-6)综上：该联合收获机平均功率为8kw，储备功率为1.8kw，总功率为9.8kw。2.5传动装置的设计联合收割机传动轴大多平行布置，动力消耗和转速差异较大，传动系统比较繁琐。传动系统设置在收获机两侧，通过皮带或链条连接。设计是从发动机动力的一端输出，一路由手稿驱动，一路由手稿轮轴作为中间轴，另一路由中间轴驱动，驱动行走装置。具体传动方案见装配图。（1） 自走式联合收割机应配备不相关的行走离合器和工作离合器，使收割机在非工作状态下不驱动工作部件。当收割机立即停止运转时，工作部件可以继续运转，以防损坏滚筒或其他部件。（2） 脱粒滚筒等调速部件和恒速工作部件不能出现在同一回路中，防止收割机异常运转。（3） 在操作过程中，容易堵塞的工作部件，如螺旋推料器，应布置在回路的末端，以防止整个回路因某处堵塞而被堵塞和损坏。（4）在容易出现障碍物的轴上安装安全离合器是必要的，如螺旋传动轴，以防止零件因故障而损坏。（5）在滚筒等经常调速的运行部件上，必须采用无级变速传动。3各工作部件的设计3.1切割器 切割器应满足：切割整齐、不遗漏谷物、不堵塞刀。图3-1 割刀曲柄连杆机构该收获机采用型往复式切割器，利用曲柄连杆机构(图3-1)传动割刀，收获机作业时，割刀既做前进运动，又做往复运动，可用表示割刀速度与收获机前进速度的联系6。 公式(3-1)式中：割刀的平均速度，m/s； 机器的前进速度，m/s； 割刀行程，mm； 割刀进距，mm。 若切割速度比过小，可能导致割桩不齐，割茬不稳；若太大，会发生重割。由经验可知：当=0.81.2时，能够得到较为满意的收获质量。已知机器的前进速度，故割刀的速度范围为：0.9841.476m/s。根据收获机前进速度和曲柄转速大小，可算出其切割行程： 公式(3-2) 式中 t割刀每走完一个行程S后所用的时间（s） 机器的前进速度（m/s）3.2拨禾轮该设计采用偏心拨禾轮，拨禾轮相对于作物运动是其圆周运动及机器前进运动所合成的余摆线轨迹，为使拨禾轮具有拨禾作用，其圆周速度与机器的前进速度的比应满足，增大或值可增强拨禾轮作用，但过大会造成脱粒损失增大，一般圆周速度在，。3.2.1拨禾轮安装高度确定 拨禾轮垂直入禾，对豆荚打击最小，降低脱粒损失；为使拨禾轮垂直入禾，拨禾轮轴距离切割器平面的安装高度H为： 公式(3-3)式中 h切割器距离地面的高度； L作物的高度； R拨禾轮半径； 拨禾轮圆周速度与机器的前进速度的比值。因此，若拨禾轮速度比、拨禾轮半径R及割刀离地高度h不变，拨禾轮的安装高度值处在一个变化范围内，需要根据收获作物高度进行适当调整。3.2.2拨禾轮作用点的确定在设计H时要求拨禾轮要垂直入禾，同时应使拨禾轮作用点在被切断部分重心以上附近，一般切断部分的重心在顶部向下的 1/3（L-h）处，因此：H R+2/3（ L-h）。图3-2 偏心拨禾轮结构3.2.3拨禾轮的转速偏心牵引轮采用偏心机构将轮齿平行缠绕，有助于插入倒伏的作物灌木并将其提起，减少了冲击豆荚和拔牙时捡草的现象。其构造及原理如图所示：OO1AB组成了平行四杆机构，作业中搂齿的方向恒定6。取搂齿长为200mm。 根据机器的前进速度可以计算出拨禾轮的转速： 公式(3-4)式中 机器前进速度（m/s）； R拨禾轮半径（m）； 拨禾轮圆周速度与机器的前进速度的比值。值过大，拨禾轮引导、扶持的作物量越大，打击量也会大，损失加大；值过小，拨禾能力过弱，割台损失也大。一般收割小麦，故拨禾轮转速在2639(r/min)。3.2.4拨禾轮直径该直径的选取，和“垂直入禾”、“稳定推运”有关。 公式(3-5)故拨禾轮直径D取900mm。3.3拨指、螺旋推运器螺旋推料器可以水平或倾斜运输。割台螺旋推料器用于输送秸秆，集粮螺旋推料器用于输送洁净谷物。图3-3输送物料的运动速度3.3.1工作原理及物料的轴向移动速度右图是螺旋推运器运动示意图，该形成线每转一周的移动距离S 称为螺距，叶片各点螺距一致，螺旋升角不一样，最小地方在外径处的螺旋角，设其以角速度 w 围绕 Z 轴旋转，如果某一半径 r 的O点处有一物料点，那么该点既与螺旋面产生相互滑移，又沿 Z 轴方向运动，该点运动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基本参数表3-1推运器参数选择（mm）名称外径螺距割台螺旋推运器490450集粮螺旋推运器1201103.3.3拨指机构拨指的长度L和偏心距e可以根据下式来确定，即: ； 公式(3-6)式中 e偏心距（mm） 拨指伸出滚筒的最大伸出长度（mm） 相对方向的最小伸出长度（mm） R推运器滚筒的半径（mm）常用的e值为68mm，L值为230mm左右。拨指的轴向间距一般为240mm左右，最外端的拨指距离中间输送装置侧壁50100mm，以防止堵塞。在装配时应当保证拨指转至后上方时，能向筒内收缩，并保留在筒外有一定的余量（一般取值1520）；当转至前下方时，应伸出筒外，伸出长度为：140150mm。 3.4中间输送装置采用链耙输送机，选用两排套筒滚子链，在链耙输送机上固定一排L形齿板。链耙速度应与输送机的输送速度相对应。齿高30-40 mm，板厚3-4 mm，一般为3-5 mm/s，被动轮直径大于主动轮直径，有利于链耙抓取粮食，提高对粮食层厚度的敏感性。所选结构带有中间隔离板，可将输送槽分为两层，链耙抓取谷物从下层送入脱粒滚筒。因此，输送过程中产生的大量粉尘从下层分离出来，可以减少粉尘飞扬，改善司机的工作条件。输送槽尽量缩短，倾斜角度不超过50度，有助于链耙抓取和输送谷物。链耙齿顶部距离输送槽底板10至20 mm，由于链耙在中间的重力作用，使链耙齿顶部接触底板。表3-2 输送槽参数选取（mm）输送方式输送槽宽链耙速度（m/s）耙齿与底板间隙主动轮转速（r/min）链耙式9003.215204103.5脱粒滚筒为了提高收割机凹板泄漏率和清洁度，采用了滚筒装置。第一个滚筒低速卸下大部分谷物，未卸下的谷物进入第二个滚筒高速运转，以确保谷物清洁。试验表明，由于凹板总弧长大于1米，脱粒时间长，作用力由弱到强，使用滚筒可减少非脱粒净损失，破碎率低，脱粒装置每单位宽度的进料比单滚筒式高30%，且脱粒速度快，且脱粒速度快，脱粒效率高。前后凹板总面积较大，分离率可达95%以上。第一脱粒滚筒为针齿式。滚筒出口侧的间隙是单脱粒滚筒的两倍。查阅书籍后，汽包入口侧的间隙在13至15 mm之间，汽包出口侧的间隙在18至22 mm之间。第二脱粒滚筒为波纹杆滚筒。凹板入口间隙比单脱粒滚筒入口间隙小1/3左右，出口间隙大2-3 mm左右，入口间隙13-20 mm之间，出口间隙8-18 mm之间。中间进料轮直径350mm，波纹杆滚筒的后部和上部设有滚轮滚动。其转动方向与脱粒滚筒的转动方向一致，将脱粒滚筒上缠绕的秸秆去除，并通过卷轴装置将秸秆混合物输送到卷轴上。纸轮的直径在260毫米到400毫米之间，设计需要350毫米。表3-3 脱粒滚筒参数选取第一滚筒第二滚筒钉齿滚筒直径及长度（mm）500；1100纹杆滚筒型式开式转速（r/min）200300直径（mm）500钉齿尺寸（mm）8x38x65长度（mm）1100齿数及齿排数60；8螺线头数及齿型2；板齿齿距（mm）116转速（r/min）400650凹板型式板齿、珊格式凹板型式珊格式包角及钉齿排数96；2筛孔尺寸（mm）120x20包角145齿距（mm）583.6分离装置 分离装置能把从滚筒输送秸秆中夹杂的籽粒及豆荚等分开。本设计采用键式分离装置，其抖动性能好，分离损失率控制在谷粒总重的0.5%1%。3.6.1结构与类型选择选用双轴键式逐稿器。其键与两曲柄构成平行四杆机构，当曲轴旋转，键面上的各质点做相似的圆周运动。由于相邻键所处相位角不一致，秸秆脱出物可得到各键的不断抖动，使秸秆中夹杂的籽粒及豆荚透过秸秆漏下筛孔，绝大部分谷粒在前部1/31/2段处分离出来。秸秆则在抖动作用下抛出机外。 键式逐稿器各键宽度约200300mm，确保相邻键面与键底之间约有20mm的重合量，防止秸秆漏下。选用阶面键式逐稿器，其具有较好的抖动及分离性能。其阶面长度约为500800mm，落差高度约150mm。3.6.2结构尺寸及运动参数（1）键面的长度、总宽度和键数键面面积与键面秸秆脱出物厚度有直接关系，其厚度应合理，分布要均匀，以提高分离效果。键面总宽度由滚筒长度L确定，一般，已知滚筒长度为1100mm，取键面宽度为1200mm。由于键面面积由键式逐稿器上秸秆混合物总重而定，故逐稿器长度为： 公式(3-7)式中 逐稿器上的秸秆混合物进入量（4kg/s）； 键面总宽度（m）； 分离装置单位面积适宜承担的分离量，配合高分离率（约95%）的滚筒脱粒装置工作时，可达1.2 kg/（sm2）； 有效利用系数，对联合收获机中直流型取1。试验表明，逐稿器前面部分分离率较高，随键长加大，分离率基本不变。故键长与总宽之比维持在2.53.5范围内。键式逐稿器的键面呈现前低后高，各键面倾角不同，前两个阶面键面偏大，键面偏短，避免快速抛出秸秆混合物及增强分离性能。最后键面倾角较小，方便秸秆快速排出。（2）键面筛孔尺寸筛孔面积与键面面积比值大小影响分离性能，在确保不堵塞的条件下，以比值大，筛孔尺寸小为好，筛孔率约为30%70%。键面筛孔尺寸宽1520mm，长4060mm。表3-4 分离装置参数选取形式键面总宽度（mm）键长（mm）总面积（m2）键数键面倾角曲轴半径（mm）曲轴转速（r/min）双轴120034003.53322；11502103.7清选装置本设计选用风扇筛子式清选装置。其利用风力及筛子抖动将谷粒中的杂质送出机外。要求谷粒清洁率高于98%，清选损失低于0.5%。3.7.1风扇气流清选原理清选风机气流的选择原则主要是根据颗粒与混合料的气动特性的差异。气流场中的任何物质都受到气流力的作用，气流力使混合物分离。试验表明，气流作用力R的大小为： 公式(3-8)式中 物体在空气中的阻力系数； 空气的密度（kg/m2）； 迎风面积（m2）； 气流与物体的相对速度（m/s）。在垂直气流中，当施加在物体上的力等于物体的重力时，物体悬浮在气流中并保持静止。此时，气流速度是物体的临界速度。当气流速度大于物体的临界速度时，物体被吹走，反之亦然，物体下落。物体的临界速度： 公式(3-9)式中 重力加速度（m/s2）； 物体的漂浮系数（m-1）；表3-5 小麦的空气动力特性表作物单位容积的质量（kg/m2）临界速度（m/s）漂浮系数（m-1）阻力系数小麦109217.2520.160.0240.0330.1150.152 当清洗装置工作时，清洗筛和振动板前后移动，颗粒混合物由振动板连续送入筛面。谷物混合物中的颖糠和草被风力送出机器。当谷物筛孔泄漏时，长碎秸秆在筛网表面后移动并排出，豆荚进入筛网末端的其他输送机。3.7.2抖动板在筛架顶部，与清筛架铰接，并与筛架一起移动。负责将从凹板和键型划线器上分离出来的颗粒混合物送至筛面进行清洗。3.7.3清选筛本设计由筛架、筛和吊杆组成。筛架由吊杆支撑，由曲柄和连杆驱动往复运动。筛架上设有上下两层重叠的筛子。上下层之间的距离为100-150mm。上部筛子负责分离细草和破碎的豆荚。下一个筛子是把谷物清理干净，然后把粉碎的稻草送出去。尾筛长度为上筛长度的1/71/5。由于上筛网的负荷较大，所以上筛网的面积大于下筛网的面积。将干净的谷物筛出并送至谷物容器，同时将剩余的谷物送至筛网末端的剩余推进器。清选筛面积通过运至清选装置中的混合物而定，混合物与收获机的喂入量有关。筛子的宽度B为逐稿器宽度0.90.95。筛子的长度L为： 公式(3-10)式中 收获机喂入量（kg/s）； 秸秆占谷物总重的比值； 脱粒装置和逐稿器的工作特性常数。常取0.60.9； 筛子宽度（m）； 清选筛单位面积可承受的混合物喂入量kg/（Sm2）。表3-6 清选装置参数选取（mm）抖动板清选筛曲柄半径（mm）曲柄转速（r/min）倾角支吊杆长（mm）长x宽筛孔型倾角支吊杆长253054.5支1801000x882鱼鳞10吊1803.7.4风扇本设计中的风扇采用的是低压双面离心型，叶片平直，且为矩形，叶片外径为570mm，叶片内径为210mm，叶片不切角，壳体出风口的高度 h=280mm，壳体宽度D壳=600mm，叶片数 Z=5，参照资料，清选小麦时推荐风扇转速为1000转/分。详情请见图纸。 表3-7 风扇参数选取（mm）600210570280826798387180262913.8联合收割机底盘 由于自走式收割机收割机的收割机、发动机和脱粒滚筒的质量约占整个收割机的80%，且分布在底盘的中部和前部，因此轮式联合收割机选择了前轮驱动和尾轮转向的布置方案。自走式全喂入联合收割机的底盘主要部件有行走无级变速器、驱动桥、方向桥、转向控制机构和行走装置。3.8.1行走无级变速器联合收割机行走式无级变速器采用三角带式无级变速器，无需停车即可连续变换，适应不同产量的各种作物的收割，保证脱粒装置在额定投料量下工作。配置是发动机的动力通过中间轴，然后进入行走CVT。3.8.2驱动轮桥驱动轮轴的作用是将发动机的动力传递给驱动轮。它刚性地固定在脱粒滚筒前部下方的驱动桥管梁上，由离合器、变速箱、中央传动、差速器、制动器和最终传动组成。（1）离合器离合器在发动机和变速箱之间。分离时能阻断电源，接合时能传输电源。要保证连接灵活，使收割机起动平稳；换档时，发动机与驱动轮轴之间的动力迅速分离，减少对齿轮的冲击损失；工作条件安全可靠，结构简单耐用，操作维护方便。重要的。本设计选用单作用弹簧压缩离合器，具有零件数量少、结构简单、制造方便、分离彻底、散热良好等优点。（2）变速箱与中央传动自走式联合收割机的横向变速箱与发动机的横向变速箱相同，因此可以在发动机的曲轴和变速箱的动力输出轴之间选择结构简单的三角带无级变速箱。布置在主动轮轴管梁的前部，朝向较宽，调整维护方便，有利于传动调速机构。但它位于倾斜的输送槽后面。为了达到变速箱的空间位置，增加了倾斜输送槽的位置，同时增加了脱粒滚筒的高度，影响了整机的稳定性。本设计的变速箱模仿东方红-75变速箱。变速箱由传动和控制部分组成。变速器和变速器有四个轴。发动机动力通过离合器和通用变速器传递给变速箱。变速箱是横向的，因此传动轴和驱动半轴彼此平行。中心传动采用圆柱齿轮。变速箱和中央变速箱的配置在同一个壳体中。传动系统结构简单，易于制造。中央传动装置中的一对齿轮是正齿轮。主动小齿轮套在齿轮箱的第三轴上。从动大齿轮用螺栓固定在差速器壳体上。大小齿轮常啮合。中央传动的传动比大都为3.84.5，模数为3、4、4.5，小齿轮齿数为1418，大齿轮齿数为6070。表3-7 最终传动参数选取传动形式布置形式齿数模数传动比单级圆柱直齿外置12795658（3）差速器为了使左右驱动轮具有不同的转速，在收割机上选择了闭式锥齿轮差速器。为了便于拆卸和组装，整个差速器作为一个独立的总成，行星齿轮和半轴齿轮安装在一个专用的差速器齿轮箱中。直齿锥齿轮用于行星齿轮和半轴齿轮。（4）制动系它由制动和制动控制机构组成。制动器是用来对移动的驱动轮产生阻力矩的装置，使收割机减速，停止快速移动。制动控制机构是使制动器工作的机构。本设计采用闸瓦制动，由制动鼓和闸瓦组成，摩擦片、弹簧和制动缸组成制动控制机构。底板位于车轴的指定位置，制动时在其上设置制动蹄以承受旋转扭转。制动鼓安装在轮毂上，随车轮转动。制动时，气缸活塞推动闸瓦，挤压制动鼓。制动鼓摩擦缓慢，使轮胎不再转动。蹄式制动器比带式制动器便宜，结构尺寸和控制力小，散热性能好。由于制动速度一般不高，所以蹄式制动器的耐久性优于盘式制动器。（5）最终传动最终传动类型为外啮合圆柱齿轮和单级行星齿轮。单级行星齿轮结构紧凑，受力均匀，但其结构和制造工艺复杂。本设计选用外啮合圆柱齿轮，具有结构简单、制造和装配方便的特点。3.8.3转向轮桥和转向操纵机构方向盘桥在脱粒装置下方的纵向水平轴上铰接，并绕轴摆动，以适应地形变化。它由转向梁和转向节组成。转向梁通常是由管状梁构成的刚性整体结构。转向梁的摆动范围不小于20度。转向节由转向轴和转向轴焊接而成。转向节的垂直轴采用无轴肩的光轴结构。为了提高联合收割机的直线稳定性，减少轮胎磨损，使转向轻便，转向节垂直轴和方向盘应在方向盘桥上一定角度安装。转向控制机构由方向盘、转向器和转向梯形机构组成。其作用是改变自走联合收割机行走方向，保持直线行走。转向系统是全液压的。本实用新型由直接连接在方向盘下方的全液压转向器和安装在方向盘后面的转向液压缸组成。油管连接在两者之间。由于联合收割机转速低，采用BZZ系列转向器，转向轻便，安装布置灵活。联合收割机上的全液压转向系统和其他液动系统并联组成一个系统。在并联系统中，需要一个分流阀来确保转向机有足够的油。3.8.4行走装置轮式行走装置的车轮采用气压为0.15-0.25MPa的橡胶充气轮胎。主动轮轴上装有大直径主动轮，车轮踏面采用人字形凸起，以提高车轮对土壤的粘附力。方向盘安装在方向盘桥上。方向盘具有窄胎身和条带纵向花纹，以提高转向性能。表3-8 驱动轮、导向轮规格驱动轮导向轮15-249-164 传动部件及轴的设计4.1 风扇轴带传动设计 收割机传动主要是皮带传动，以适应恶劣的工作环境。皮带传动是皮带在皮带轮上的摩擦或啮合，用来驱动两个轴之间的运动或动力。本实用新型结构简单，成本低，无需润滑。皮带轮的工作面应光滑，以减少皮带的磨损。滑轮材质为灰铸铁。皮带传动应放在钢丝网或保护罩内，以确保安全。设动力输出轴转速为1440r/min，额定功率为2kw，风扇正常作业时转速约为1000r/min，轴间距为400mm，每天工作8小时。4.1.1 确定计算功率 由机械设计9中表8-8，工作情况系数取。 所以输送带的功率4.1.2 选取V带型号已知和，据机械设计图8-11，带类型选用A型。4.1.3带轮基准直径带的传动比为： 公式(4-1)(1)小带轮直径由机械设计9表8-9，取。 (2)大带轮直径 公式(4-2)由机械设计9表8-9，取。4.1.4风扇的实际转速纠正传动比为： 公式(4-3)从动轮实际转速： 公式(4-4)转速误差： 公式(4-5)对带传动系统,转速误差大小在之内是可以的，所以。4.1.5 带速度检验 公式(4-6)在限定范围内，所以合理。4.1.6 带长L和传动中心距a(1)初定中心距 公式(4-7) 取值为400mm。(2)初选带长L0 公式(4-8)(3)确定V带基准长度由机械设计9表8-2，取。 (4)实际中心距a 公式(4-9)验算主动轮包角 公式(4-10)所以主动轮包角取值合理。4.1.7 确定V带的根数(1)每根V带基本额定功率由小带轮直径和转速及机械设计表8-4取得。(2)额定功率增量由小带轮直径、传动比、带型及机械设计表8-5得。(3)确定带的条数：已知包角大小及机械设计9表8-6，查得包角系数为，由带的基准长度及机械设计9表8-2，查得带长的修正系数为。 公式(4-11) 取根。4.1.8 计算带的初拉力计算单根V带预紧力: 公式(4-12) 由机械设计9表8-3，每米长度质量。4.1.9 带传动作用在轴上的压力计算轴所受带的压力： 公式(4-13)4.1.10 带轮选材因，所以选材为型号。4.1.11 主动带轮的设计根据带轮基准直径确定其结构。主动带轮基准直径，动力输出轴直径为，按照公式所以其结构形式为实心式。表4-1 主动带轮结构参数 (mm) 槽型基准宽基准线上槽基准线下槽槽间第一槽对称面至端面的距离轮槽 主动带轮厚度查表得： ；图4-1主动带轮结构图4.1.12 从动带轮的设计从动带轮的设计主要由主动基准直径及它们之间得传动比而定，所以，从动轮结构用幅板式。具体设计参照主动带轮。由于工作环境恶劣，整机振动不可避免，需要对V带进行张力调整。在这种设计中，张紧轮调整被多次使用。因此，本设计所有V带轮的缠绕角均大于120度，满足了带轮的驱动条件。单V带预紧由张紧轮调节。4.2 轴的设计4.2.1 轴材料的选择在材料选择上，碳钢对应力集中的敏感性较低，可以通过热处理或化学热处理来提高，其耐磨性和疲劳强度比合金钢便宜。在本设计中，我们考虑了实用性和廉价性。本设计采用45钢，需调质处理。 4.2.2 确定轴的最小直径 由经验得知，联合收获机各部分功率分配为：行走部分约42%、割台部分约12%、脱粒部分约28%、分离及清选部分14%、液压油泵部分4%。由机械设计9表15-3，取=。本设计输出功率为10kw，脱粒部分所占功率约2.2kw，其中纹杆滚筒所用功率较大，此处取2.5kw。滚筒速度取为500r/min。 公式(4-14)轴与齿轮、带轮等需由键连接，轴上需要打键槽，故轴直径应增加。即： 取。4.2.3 轴结构的设计在本设计中，根据轴截面的不同用途，轴的直径在两侧较小，中间较大。轴的轴向定位通常需要轴肩定位。根据轴的设计原理，轴段与轴段之间过多的部分需要进行圆角过渡。为了使车轴加工简单，需要在车轴上设计一条直线上的键槽，槽的每侧尺寸应相同，因为这样便于安装和拆卸。设计结构如图：图4-2 脱粒滚筒轴轴分为四个部分。在第一部分中，安装三角形皮带轮CVT以定位肩部位置。轴承安装在第二段，表面粗糙度要求1.6，靠肩定位。轴的中间部分用于安装脱粒滚筒部分。它的长度较长，大约1米。滚筒每端用一个键固定。两个键靠近轴承座，因此长度中间的弯曲力矩不大。经过三次强度理论检验，轴满足要求。第四级装有轴承和三角皮带轮。4.2.4 轴直径和长度轴段：在该段上与之设计配合的轮为带轮，因为轴的最小设计直径为，所以此段直径大小先确定为。根据带轮轮毂宽： 公式(4-15) 取80mm。因此段要比轮毂长，故轴长取。轴段：因为在轴段处的带轮的左端的轴向定位采用轴肩定位的方式，所以要先确定左端轴肩的高度大小： 公式(4-16)取。 该处主要与轴承配套使用，因为该装置中的滑轮只受周向力和径向力的影响，所以可以选择滚珠轴承。此处轴承直径应符合设计要求，便于轴承装卸。经分析计算，该装置需要使用I型轴承。根据机械设计手册可知，此轴承的内径大小为、外径、宽度，内圈定位轴肩直径：取，外圈定位轴肩内径为，该段长度定为。轴段：该处为轴的中间段，用于安装脱粒滚筒段，其长度较长，约1.1m。轴段：该处设计同轴段。轴段此段安装三角皮带轮无级变速器，为使无级变速器能够和此段轴承相配合，所以此段轴承的长应该取。4.2.5 对轴疲劳强度的校核 由于在滚筒轴段处所受到的弯矩较大，并且轴
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