單行懸掛式玉米收獲機(jī)換向箱的研究設(shè)計2

1、六、懸掛式單行玉米收獲機(jī)的設(shè)計1 總體方案的確定1.1整機(jī)結(jié)構(gòu)配置設(shè)計本玉米收獲機(jī)采用飛象牌單缸臥式拖拉機(jī)右側(cè)懸掛配置的方式，其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。1.果穗箱 2.機(jī)架 3.傳動系統(tǒng) 4.主換向箱 5. 摘穗裝置 6.拖拉機(jī) 7.升運(yùn)器圖1 懸掛式玉米收獲機(jī)簡圖1.2玉米收獲工藝流程和工作原理1.2.1工藝過程莖稈拉斷摘穗果穗升運(yùn)果穗收集果穗堆放1.2.2工作原理 玉米收獲機(jī)順壟作業(yè)時，左，右分禾器將倒伏的玉米莖稈扶起并導(dǎo)入左，右撥禾鏈中，左，右撥禾鏈以適當(dāng)?shù)木€速度將每一株莖稈垂直地導(dǎo)入一對拉莖輥之間。當(dāng)莖稈被拉莖輥抓取時，莖稈被急速拉向輥的下方，這時果穗也隨莖稈移動。當(dāng)遇到設(shè)在拉莖輥上方的摘

2、穗板時，在沖出力和拉莖力的綜合作用下，完成摘穗工作；同時，撥禾鏈將果穗撥到果穗輸送器中，果穗被輸送到果穗箱中，而莖稈繼續(xù)被拉莖輥拉向下方，果穗箱內(nèi)堆集一定數(shù)量果穗后，將果穗堆放在地上。拉莖輥工作原理如圖2所示。圖2 摘穗板式拉莖棍工作原理2 傳動系統(tǒng)設(shè)計 懸掛式玉米收獲機(jī)的傳動路線為；拖拉機(jī)飛輪輸出動力軸皮帶傳動傳動軸鏈輪傳動換向箱。3 主體結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)的設(shè)計3.1 摘穗板組合式摘穗裝置主要由一對臥式拉莖輥、摘穗板及帶撥齒的喂入鏈等組成。摘穗板位于拉莖輥上方，拉莖輥軸線與水平面成25°角，摘穗板上平面裝有一對帶撥齒的撥禾喂入鏈，其作用是為了保持玉米莖稈直立狀態(tài)喂入，并將摘落的果

3、穗輸送至果穗升運(yùn)器。玉米摘穗臺簡圖如圖3所示。3.1.1 撥禾喂入鏈結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 喂入鏈選用農(nóng)業(yè)機(jī)械用輸送滾子鏈，鏈號38V、節(jié)距p=38mm，撥尺長L=50mm，撥齒間距300mm。3.1.2撥禾喂入鏈運(yùn)動參數(shù)的確定 喂入鏈運(yùn)動分析如圖3所示。為了保持玉米莖稈直立狀態(tài)喂入，則 式中：機(jī)器前進(jìn)速度，=1.28m/s； 喂入鏈線速度，m/s； 喂入鏈水平方向分速度； 拉莖棍水平方向傾角，=25°。即 1.41m/s 取鏈輪直徑D=111mm，轉(zhuǎn)速為270r/min,確定喂入鏈線速度為1.57m/s。313 拉莖輥結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定（1）拉莖輥直徑及傾角的確定。拉莖輥由前后兩段組成，前段為

4、帶螺旋的錐體，主要引導(dǎo)和輔助喂入作用；后段為拉莖 ，形狀為錐形六葉輥。大端直徑=90mm，小端直徑為=81mm，拉莖輥水平傾角為25 。1.喂入鏈 2.摘穗板 3.拉莖棍 4.清草刀圖3 玉米摘穗臺（2）拉莖輥有效工作長度的確定。拉莖輥最小工作長度應(yīng)能保證摘穗部位最高的和最低的玉米穗，如圖4所示。值按下式計算 式中： - 拉莖輥水平傾角，25°；-最高結(jié)構(gòu)和最低結(jié)穗部位的高度差，一般=400600mm取1000，=1000°=423mm。一般拉莖輥工作長度范圍是4801100mm，多數(shù)為600900mm?？紤]到結(jié)構(gòu)和重量因素，取540mm，這時=1183mm。圖4 拉莖棍的

5、工作長度3.1.4拉莖輥圓周速度的確定 拉莖輥圓周速度與玉米收獲機(jī)作業(yè)速度、被拉引的莖稈長度有關(guān)，一般要求取4.55.1m/s。由經(jīng)驗公式得 式中：n拉莖輥轉(zhuǎn)速，r/min；h拉莖輥作用的莖稈長度，h=1.7m；拉莖輥平均直徑，=0.085m； 取拉莖棍轉(zhuǎn)速為n=830r/min，則拉莖輥平均圓周速度為/60=4.71m/s 此結(jié)果滿足設(shè)計要求。3.2果穗升運(yùn)器3.2.1果穗升運(yùn)器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 根據(jù)整機(jī)總體配置設(shè)計及玉米果穗物理特征尺寸，確定升運(yùn)器為鏈條刮板結(jié)構(gòu)形式，其寬度為300m，水平傾角為25°。3.2.2 果穗升運(yùn)器運(yùn)動參數(shù)的確定 果穗升運(yùn)器的刮板線速度必須適應(yīng)割臺輸送果穗

6、的喂入鏈速度n。已知：輸送鏈輪分度圓直徑 D=103mm；輸送鏈輪轉(zhuǎn)速年n=240r/min。則 =1.3m/s3.3果穗箱設(shè)計3.3.1果穗箱容積計算決定果穗容積的因素：一是拖拉機(jī)允許的懸掛質(zhì)量：二是收獲作業(yè)時整流機(jī)質(zhì)量約為500kg， 懸掛式玉米收獲機(jī)整機(jī)質(zhì)350kg，作業(yè)時懸掛質(zhì)量儲備取20%，這是允許的作業(yè)最大懸掛質(zhì)量為400kg。果穗收集果穗最大質(zhì)量為 kg實測果穗質(zhì)量為0.39kg/穗，50kg果穗容積為0.14m³，果穗箱容積儲備系數(shù)為1.3，這時果穗容積為V=0.18m³。3.3.2果穗箱結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 果穗箱設(shè)計為長方體形結(jié)構(gòu)，外形尺寸（長×寬&

7、#215;高）800×500×450 。安裝在整機(jī)的后側(cè)，與右側(cè)割臺達(dá)到質(zhì)量平衡果穗底部安裝重量平衡鄱板，配重鐵約30kg，卸果穗翻角45°。4. 拖拉機(jī)的選擇及其傳動功率的分配根據(jù)機(jī)具和實地考察的綜合考慮，選取總功率為18.38KW的飛象牌拖拉機(jī)，該拖拉機(jī)的柴油機(jī)型號為JD28王，通過查閱資料，得到各動力裝置所需要的功率分配如下：傳動系統(tǒng)1.2KW，摘穗輥4.2KW，升運(yùn)器2 KW，牽引行走5.6KW，撥禾鏈4KW，合計17KW。功率利用率為92.5%，儲備功率為7.5%。選用JD28王單缸柴油機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是動力特性及通用性好，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，價格低廉，經(jīng)

8、濟(jì)性好。額定轉(zhuǎn)速為2400r/min。5 總傳動方案設(shè)計1. 皮帶輪 2.拖拉機(jī)柴油機(jī) 3.鏈輪 4.換向箱 5.軸 6.軸 7.軸圖 5 總傳動圖首先，根據(jù)摘穗棍軸的轉(zhuǎn)速830r/min，撥禾鏈軸的轉(zhuǎn)速270r/min，由于換向箱的動力輸入軸，摘穗棍軸，撥禾鏈軸三軸互相垂直，故換向箱選擇錐齒輪，查手冊得錐齒輪的傳動比一般小于3，綜合考慮取軸的轉(zhuǎn)速為430r/min，使得與、與傳動比分別為1.93、1.59，都符合要求。柴油機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為2400r/min，取皮帶輪的傳動比為3，鏈輪的傳動比為1.86。最終得到軸的轉(zhuǎn)速為430r/min。6 換向箱的設(shè)計6.1 運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計算6.1.1

9、 各軸轉(zhuǎn)速 430r/min； 830r/min； 270r/min；6.1.2 各軸功率 10.35 Kw=10.35 Kw=10.15 Kw；由上述確定的功率分配，摘穗輥4.2KW，撥禾鏈4KW，可得， 2.1 Kw； 2 Kw；6.1.3 各軸轉(zhuǎn)矩95509550=225.4；95509550=46.6；95509550=44.4；6.2 摘穗棍齒輪傳動的設(shè)計計算6.2.1選擇齒輪材料及精度等級 （1）考慮減速器傳遞功率不大，主軸轉(zhuǎn)速不大，傳動尺寸無嚴(yán)格限制，選常用材料并進(jìn)行熱處理，選取8級精度；（2）小齒輪：40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280HBS。大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度2

10、40HBS；（3）選擇大齒輪齒數(shù),小齒輪齒數(shù)/1.93=23.32，可取23（傳動比誤差=（23.32-23）/23.320.75%可用）。 6.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 由由上式確定有關(guān)參數(shù)如下：（1） 查表取載荷系數(shù)K=1.3；（2） 轉(zhuǎn)矩4.66；（3）查的彈性系數(shù)189.8；（4）按齒面硬度查取接觸疲勞極限：大齒輪HlimZ1=580Mpa 小齒輪HlimZ2=720Mpa；（5）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N；查得接觸疲勞壽命系數(shù)：大齒輪,小齒輪（6）計算解除疲勞許用應(yīng)力 取接觸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)， （7）選取齒寬系數(shù)。6.2.3 計算設(shè)計參數(shù)試算大齒輪分度圓直徑，代入中較小的值mm； 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm； 大齒