设计终版-说明书

自走式小型水稻联合收割机，在我国尤其是丘陵地区的需求量是很大的，但我国的自走式小型水稻联合收割机的款型以及数量是很缺乏的，所以设计一款适合我国南方山区，丘陵地区作业的收割机是很迫切且必须的。在此背景下，设计了此款自走式小型水稻联合收割机，它既能在我国用。4LBZ-100型半喂入自走式水稻联合收割机是适用于山区和丘陵地区作业的统、输送搅龙系统、扬谷器总成组成，动力由20马力的发提供。本设计主要介绍了此机器的割台变速箱的设计过程以及设计方法。本机的割台变速箱采用四级的形式，将发的动力传送给割台以及割刀，并向割刀三级直齿轮的递与。此过程中每一级都要求轴与齿副的良好工作，系统能承受足够的应力，能拥有足够的。THEDESIGNOFTHESELF-PROPELLEDMINICOMBINEHARVESTER(CUTTINGGEARBXX)Theminiself-propelledricecombineharvesterisbadlydemandedinourcountry,especiallyinthehillyareas.Butthestyleandnumberoftheminiself-propelledricecombineharvesterisveryscarceinChina,thereforethedesignofasuitablericecombineharvesterforthemountainandhillyareasofSouthernChinaisveryurgentandnecessary.Inthisbackground,wehavedesignedthissectionofminiself-propelledricecombineharvester,whichcanworksmoothlyinthehillyregionsofsouthernChina,andcanbeadjusteddependingontheweatherandsoil,thusiseasierandmoreconvenienttouse.4LBZ-100-typeself-propelledsemi-feedriceharvesterjointformulaisaharvestingoperationsmachinewhichisappliedtotheharvestofthemountainousandhillyareas.Thewholedesignconsistsofthewalkingsystem,thecuttingtableassembly,thethreshingassembly,thecleaningsystem,thesitesystem,theharvestingsystem,theconveyoraugersystem,thewinnowingassembly,andthepowerisprovidedbya20-horsepowerengine.Thisdesignfocusesonthecuttinggearboxdesign,andintroducesthedesignprocessandthedesignmethodofthismachine.Thecuttingmachinetransmissionofthemachineisintheformoffourdecelerationgearbox,andtheenginepowerwillbetransferredtothecuttingtableandthecutter,andwillprovidethereasonablecuttingspeedforcutter,sothatthecuttercanplayinitsbestworkingcondition.Smoothtransmissionandgoodadaptabilityaretheadvantagesofthecuttinggearbox.Thepowertransmitedfromthechaininthegearboxtransmitsanddeceleratesthroughtheprimarylevelbevelgearreducerandthetertiarylevelstraightgears.Eachdeceleratestageofthisprocessrequiresagoodworkingbetweengearshaftandthegearpair.Thesystemcanwithstandenoughstressandhassufficientlife.KEYWORDS:ricecombineharvester;self-propelled;semi-feeding;cutting目第一 绪 研究的目的和意 国内外研究现 国外现有水稻联合收获机 第二 总体设 结构简 主要工作部 机器的传动过程设 第三 整机的工作过 机器行走速 扶禾器速 工作过 第四 机器的主要性能参 第五 割台变速箱的设 割台变速箱的设 传动比的分 传动装置的运动和动力参数计 各轴转速的计 各轴输入功 各轴扭 高速级齿轮的设 按齿面接触疲劳强度计 齿轮相关 按齿根弯曲强度计 几何尺寸计 轴的设计与校 轴的材料选 轴的最小直径确 轴上各个力的分 校核轴的强 结 参考文 致 第一 绪研究的目的和意我国是农业大国，水稻是我国最重要的粮食作物之一，水稻种植面积约4.5区大型联合收割机的使用比较。因此，适用于丘陵地区的中小型收割机具有很根据往年我国收获机械后四个月市场需求表现，借助正在实施的30亿元农机补贴，后四个月我国收获机械市场同比还将稳步小幅增长，全年产销总量有望突破50比人工割捆装运脱，省工省时，效率高，社会经济效益显著。在我国南方的丘陵地割机在丘陵、山区难以收割的难题。但是，我国在的喂入式收获机械技术水平上与国内外研究现自从上世纪50年代末到60年代中期，随着“农业的根本出路在于机械化”广了近7000，机型仿制国外联合收割机70年代末到80代中期，联90年代，在我国南方地区出现了一股半喂合收割机热。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复苏，逐步被打破。到了1996。联合收割机市场需求潜力很大,在今后，我国水稻联合收割机的研究重点应放在简时，重点要解决自走式半喂入稻联合收机谷物输送装置的可靠性问题。国外现有水稻联合收获机大量的技术改进：如增大分离系统结构尺寸，装用大功率发，采用电子和信息为代表的半喂入式联合收割机，整体造型更加美观。广泛采用自动控制及系统、轻型材料、零部件的快速装拆机构、电动式喂入深、台的强度和刚度，延长使用年限，从而降低使用成本。在行走机构上大都采用无级变机构，悬挂式撑轮和在部设置可转动重轮，利于跨沟过埂，清除淤泥。自走式小型水稻联合收割机的发展前二、开发通用型底盘的水稻联合收割机，通过改换工作部件实现一机多能；能控制实现收割机的自动防堵塞、工作部件、自动测水稻产量等。第二 结构简1.割刀总 2.分禾器总 3.割台器总 4.拨禾盘总 5.脱离系统总6.倾斜输送搅龙总 7.扬谷器总 8.清选系统总 9.地盘总2-1收割机总体如图2-1所示，整机的主要工作部分包括：行走装置，切割装置，夹持链，脱粒装置，清选装置，以及中间输送装置和装置的等。减少了功率消耗。采用式行走装置，符合水稻联合收获的田间行走条件的要求，清选装置采用风机—分离筒清选装置，具有结构简单、体积小、重量轻，工半喂入水稻联合收割机的可靠性。主要工作部采用全式行走装置。水稻联合收割机对全行走装置的要求是：它要有全行走装置主要由悬架、驱动轮、、支重轮、托轮和带有装置的2-2。2-2收割机行走装螺旋输送器由焊在轴上的螺旋叶片和外壳构成。螺旋叶片表面一般由垂直于轴的元线绕轴作等速回转并沿轴向等速移动而形成。工作时输送物料进入壳内，在旋转的叶片作用下向一侧推运。右旋叶片反时针旋转、左旋叶片顺时针旋转，可将输送物推向远端。物料能较顺利地进行输送，输送器内径螺旋角r和输送器叶片平均半径处螺旋gg 应满足以下条件r90og45o/式中：—物料摩擦角，小麦与钢板为25°—36°，大麦与钢板的为—26°，水稻与钢板为23°—32°2-3螺旋输送大倾角螺旋输送器或垂直螺旋输送器与水平螺旋输送器配合输送—升运籽粒在籽粒输送—升运装置中应用。水平—垂直螺旋输送器的配合关键是两者的交接口的设计要合理，如间隙不当或者不通畅就会堆集或者碾压籽粒。为保证将水平螺旋输送器送来的籽粒粒拨到垂直螺旋处。一般螺旋输送器与侧壁的间隙为5—8mm。它们转速相等，1000r/minNJ1064LBZ-100型半喂入收获机上的喂入装置体积小、造价低、附助工时少，可在小地块田地里作业，便于在广大农村推广使用。该喂入装置包括喂、喂入2-4645端切断，由拨禾输送链4将作物向左输送，并由喂入机构3通过喂2将物穗部压弯输送进脱粒机构1动轴线之间的夹角为20°-40°，这样的夹角有利于将切割后的作物穗部压弯喂1-52-5喂入机构放大弯成弓形的钢丝齿，简称弓齿滚筒脱粒装置。这种脱粒装置的原理是这样的：当穗头沿旋转的滚筒左右翻转时，靠弓齿对谷物进行冲击和梳刷作用进行脱粒。弓上的排列有密切关系。定刀 2护刃 3定刀切割器是切断作物茎秆的工作部件，它由动刀片、刀杆、定刀片、压刃器、垫片、上下摩擦片等部分组成。0.50.5—1.52间隙为0.3—0.5毫米，当机子使用较长时间后，摩擦片侧边磨损，割刀振动严重切割器右端为滑槽，因来回高速摩擦，应经常加注机油，以延长使用。气流清选筒式清选装置是利用风扇的吸气气流，使物料通过清选筒时产生速和扬谷器等组成。筒式气流清选装置构造和工作原理如下：图2-7风板，打开排杂口前要先关上隔风板，以免漏气而降低清选质量。这种清选装置能机器的传动过程设本机器配置的是20马力，即14.6KW的发，额定转速为2200r/min，实际工作中转速一般为2000r/min，故均按2000r/min计算。如图2-8所示，根据所选发型号以及机器的生产率以及各零部件的转速发转速为2000r/min，机器行走速度为0.53m/s，本设计底盘行走装置驱动轮直径298mm，由∵V行走变速箱输出轴转速=33.97由于变速箱I19.8116，则行走变速箱离合器轴的转速n′=n×i=33.97×19.8116=673r/min行 n2000r行

33.97r/根据整机行走传动路线发输出的动力经过中间轴传递到变速箱，最终传ii1i2i其中，i1为发输出轴到中间轴的传动比，i2为中间轴都变速器输入轴的传动比，i变为变速器的总变速比。i

iii行58.8755i变 i变以上两级传动都采用带传动，打滑率均 3%计算，将拟中间轴转速定1500r/min，去除打滑，实际转速为1455r/min

i2000r/ 1500r/

i2.97182根据田间经验及数据，本设计将扬谷器的转速定为1075r/min，又扬谷器的动力由发经过中间轴传递，即扬i n发2000rmin扬i

3 1075r/ii扬1.8605 式中，i扬表示发到扬谷器的传动比，i3表示中间轴到扬谷器轴的传动1390r/min，打滑率定位3%，则输入转速应为1433.334r/min，则扬谷器到风机传动比为：in扬

1075r/

风 风n1870r/min，主滚筒转速n2419rmin，而扬谷器轴转n扬1075rminin扬10751 12i2

870 取小链轮齿数z1=13，大链轮齿数为

z1i2.081327《机械设计（第八版9—6KA1.0由图9—13KZ2.09，PcaKAKZP1.02.0913.006kw根据Pca27.183kw以及n1870r/min查图9—1116A—1。查表9—1，链条节距为p25.4mm。a0(10—30)p(10—30)25.4mm254—取a0420mm，相应的链长节数为0 2a0z1z2(z2z1)2p24201735(3517225.40

2

Lp609—8得到中心距计算系数f10.24643af1p[2Lp(z1z2)]0.2464325.4[260(1735)]mm确定链速V，vn1z1 8701325.44.79m/s60 60由v4.79ms16A—19—14计算主滚筒链轮处的压轴力F1000P100012.486 KFp1.10FpKFpFe1.102606从副滚筒到割台传动变速箱采用链传动。根据经验值以及田间试验得：副滚筒转速187r/in，水平搅龙转速n2870r/min，割台传动变速箱转速3937r/mn。nin1870n2 22in28702 从扬谷器轴至倾斜输送搅龙部分采用链传动，当扬谷器转速在要高，根据经验值以及田间试验得：扬谷器n扬1075r/min，扬谷器轴链z扬15z倾斜17倾 n扬z扬107515948r倾z倾 nin扬1075n 发轴输入功率动力中间轴P2=P1×η=14.7×0.95=13.965P3=P2×η=13.965×0.95=13.267扬谷器轴P4=P2×η=13.965×0.95=13.267Kw倾斜搅龙P5=P4×η=13.265×0.95=12.603Kw吸杂风机P6=P4×η=13.267×0.95=12.603Kw副滚筒P7=P4×η=13.267×0.95=12.603Kw主滚筒P8=P7×η=12.603×0.95=11.97Kw水平搅龙P8=P7×η=12.603×0.95=11.97KwP9=P8×η=11.97×0.95=11.37第三章整机的工作过程研制开发的自走式半喂入小型水稻联合收获机，能够对我国丘陵山区的水稻完成收割、脱粒、籽粒清选、秸秆均匀铺放等联合作业，生产率为1.2—1.5亩/小时。该装备已经完成了第一轮样机的设计、制造、试验等工作，目机器行走速半喂合收获机的作业行走速度是根据作物的生长状况、田间情况和机器损失，作业速度不宜选择过高。由联合收获机割幅B的计算公式：B10000qM其中:B—收获机割幅0

v10000q BMkg/hm2q一喂入量(kg/s)B=1.00m0=60.5%、M=10500kg/hm2；可得机器实际行走速度0.53m/s。行走速度直接关系到机器的喂入量和生产率，较合理的作用速度能使机器的整机性能、生产效率和作业条件相匹配。从式(3.2)看来，机器行走速度与喂入物特性与产量一定的情况下，固定的工作幅宽、喂入量与行走速度成正比。扶禾器速扶禾器的主要工作部件是链条上的拨指，链条在倾斜面内回转，右边为工作边，左边为非工作边。当拨指由后边经下链轮转向前方的交点时伸出去拨禾，拨指将禾打向绝对运动轨迹方向拨起。当拨指转至上端时，山于导轨的控制，拨指向链条中成若干并引向扶禾器，利用扶禾器上拨指从根部作物从中，由下至上将倒伏扶起，但还没来得及切割已被送进输送夹持链，易造成输送堵塞，因此扶未器速度工作过本样机行走系统采用轻型底盘，整机配套动力为20马力柴油机，可以在泥脚深度不超过150mm的田间作业，操作便捷，田间转移灵活。该机能够收获亩产量小于800公斤，自然高度为750—1300mm的水稻。整机工作部件由半喂入割台、双滚筒脱粒装置、倾斜搅龙输送装置、旋风分离清选装置等四大部分组成。其中，割台、脱粒装置和倾斜输送搅龙等部件用螺栓刚性联接，整体可以绕清选系统中的扬谷器轴做旋转抬升，以适应田间工况和作物高度。田间作业时，随着整机的前进，割台上的分禾器把作物分开，扶禾盘把作物导向切割装置，割刀将作物茎秆切断，在送禾轮、夹禾器和上、下送禾链条的共同作用物被夹持做同步运动，在运送过程中稻穗的含粒部分经第一级脱粒滚筒进行梳刷脱粒，然后稻草在送禾链条的作用下被送到出草口，在拨草轮的作用下，草被抛出并整齐排列。被第一级脱粒滚筒脱下的脱出物大部分通过凹板直接进行分离，少量断穗、稻草则被抛扔至第二级脱粒滚筒进行二次脱粒，脱出物通过凹板分离，被打碎的稻草则经第二级滚筒出草口排出。通过凹板的脱出物，经过两级输送搅龙的推运和提升进入到扬谷器中，通过扬谷器的抛扔，脱出物以一定速度进入旋风分离清选系统从而实现籽粒的清选，洁净的籽粒落入到接粮袋内实现收集。第四章机器的主要性能参数4LBZ—100型半喂入自走式联合收割机可在泥脚深度不超过200mm的田间作业。能收获亩产量小于1000公斤，自然高度700—1300mm，在收割不同 %%%hm2 %%%hm2/0.08—0.12(1.2—1.8亩/小时)kg/15—18.5(1.2—1.5升/亩) 1/4LBZ—2/3配套发/4567891.22—0.08—个1 （度/第五章割台变速箱的设计割台变速箱的设割台变速箱是将水平搅龙传递过来的动力转速，通过齿轮剪得啮合降低下来，，较好工作状态。传动比的分配 割刀所需的切割速度为1-2m/s，n=60v/0.1得出n为600-1200r/min取n=631r/min，得i总0.039，分为四 ，第一 为锥齿轮啮合i1=0.654传动装置的运动和动力参数计算各轴转速的计 n2noi1050.32 n3nIi482.10 n4n5

292.63rI2630.33rI2各轴输入功从发到变速器经过五级链传 P2

P3P2P4P3

P5P4各轴扭T1 d 67.61T1 d T 98.20n T 203.24n T = 318.09n T59550 140.296n高速级齿轮的设计选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及7材料选择：表10-1选择小齿轮40Cr调制处理，平均硬度为280HBS。大齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为240HBS，二者硬度差为40HBS。选小齿轮齿数z1=20,z2iz11.52030，取z230。按齿面接触疲劳强度HKT1R2Rd1RR一般取R10-6ZE已经算出T1Td67.61n查表KKAKVKK1.158查表得KHN11.01，hlim1550mPa，取HKHN1Hlim1S则2 2.0844 3(1 3)2d1

md147.7 大端分度圆直径d1mz12.5205047.7齿轮相关参数Z1=20，则d1mz1202.550d2mz2200.65429.89mm，取z289d2389247mmRd1u25011.5292节锥顶钜 1arctan1u2

da1d12mcos1da2d22mcos2bRR144.82齿 取b1b2按齿根弯曲强度R(10.5R)2Z121YFa已得出T167.61NMZ120u1.529KKAKVKFKF查表10-5得YFa1 YFa2 YSa1 YSa23）查图10-20c得F1 F2YFa4）

YFa YFa 1 2F F R(10.5R)2Z121YFa3m

42.0844

1 2(10.5)

综上几何尺寸计Zd1 Zmi1 2）d2=z21arctan1 2小齿轮da1d12mcos154.18大齿轮da2d22mcos2齿宽bRR0.3137.408取b1b2平均分度圆直 dmd(1dm1d1(10.5R)500.8542.5mmdm2d2(10.5R)750.8563.75mm

rv

rv1

dm12cos

2

8)

rv2Z

2cos

2

v1Zv2

dv2

cos cos

高速级齿轮传动的尺寸如下MZZZ1Z2dd1mz1202.550d2mz22.53075dad2mcosda1d12mcos154.18da2d22mcos2bRb1b2Rd1u22dmd(1dm1d1(10.5R)42.5mmdm2d2(10.5R)63.75mmrv v1 2cos v2 2cos当量齿数 v v1 cos dv v2 cos轴的设计与校核轴的材料选以采用40Cr调质处理，硬度为241-286HBS，其屈服疲劳强度极限σmin=540Mpa，弯曲疲劳极限取σ=355Mpa。轴的最小直径确

dmin

P3P3nn为该轴的转速，r/min;己知P=11.37kwn1606r查机械设计手册可得，A=100，dmin15.21mm，轴上各个力的5-1Ft因右侧链轮分度圆直径d=39mm，而 得Ft

2T267.611000 F左侧锥齿轮分度圆直径d=50mm，而

t2 2T298.21000