胡建龙须草收割机设计_毕业设计(编辑修改稿)

胡建龙须草收割机设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

11 H =30mVn （ 4） 式中 n —— 曲柄转速（ r/min）。 往复式割草机切割速度应大于。 但切割速度太大，惯性力增加，引起机器震动，因此选择适宜切割速度是关键，曲柄主轴转速 720r/min。 曲柄旋转一周，割刀完成两个行程，则割刀平均速度 pV 为 pV =15rn （ m/s ） （ 5） pV = 100015 38720 = m/s 式中 r —— 曲柄半径（ mm） ； n —— 曲柄转速（ r/min）。 因为切割速比 λ= pmVV 将（ 2）、（ 4）代入整理得 λ= 2rH （ 6） 现有割草机 H =（ ～ ） h 代入（ 6）式得 λ= 2( )r h～ （ 7） h —— 动刀刃高度（ mm），标准 Ⅰ 型切割器动刀刃高度 h 为 54，代入（ 7）得 λ= 2 38( ) 54 ～= ～ 为保证切割质量，实际切割速比应大于理论切割速比，理论进给速度 mV 取机器稳定行驶所允许的最高速度。 技术参数的分析和评价 当曲柄主轴转速为 720 r/min，切割器平均速度 pV =， 收割机平均作业速度 mV =， 切割器选标准 I 型，为保证切割质量，应选择恰当的切割速比。 切割速比一般大于 ， 本机在平均工况下 /PmVV =， 故本机的设计是合理。 割刀的传动机构 切割装置主要是由一对往复运动的动刀和固定不动的支撑部分组成，动刀和刀杆做成一体，刀杆和传动机构相连，用以将动力传递给动刀。 固定支撑部分包括刀架，间隙调节机构等，工作时 动 刀作往复直线运动，对刀间的 作物 进行收割。 动刀是切割器的主要工作零件，采用光刃结构 ，光刃切割省力，割荏整齐，但易磨钝，工作中需经常磨刀，主要用于 龙须草 收割。 动刀片是一种易损件，为了保证具 12 有较好的耐磨性和一定的冲击韧性，刀片一般用合金钢制成，刃部需淬火。 具体装配尺寸见 CAD 图。 切割装置 的工作与结构 示意 图所示 ： 1. The crank shaft 3. Linkage 4. Cutting mechanism 图 5 往复式切割器 Fig5 Reciprocating cutter 7 传动系统的结构设计和传动比的确定 传动系统将 汽 油机的动力分别传送给切割器和输送系统。 传动系统结构设计 根据龙须草 收割机切割系统和输送系统的工作原理及结构特点 ， 该 机的 传动系统见图。 13 汽 油机 联轴器 小齿轮 链轮 大齿轮 输出主轴 链轮组 扶草轮 链轮 Ⅰ、 汽油机输出轴Ⅱ 、 减速器输入轴 Ⅲ 、 减速器输出轴 Ⅳ、曲柄主轴 Ⅴ、扶草轮轴 Ⅵ、拨草轮轴 Ⅶ 、输送带主动轴 gasoline engine the coupling small gear sprocket big gear output shaft chain taking grass round sprocket Ⅰ 、 gasoline engine output shaft Ⅱ、 reducer input shaft Ⅲ、 gear reducer output shaft Ⅳ 、 crank spindle Ⅴ 、taking grass axles Ⅵ 、 dial shaft Ⅶ 、 conveyor belt drive shaft 图 6 传动系统简图 Fig6 Transmission system diagram 由图可知，动力由 汽 油机发动机 经 一对 圆柱 齿轮 5 和一对链轮 两级减速向后传递给曲柄主轴。 曲柄主轴经 多个链轮组 将动力传递给 扶草轮和输送带，另外通过端部的曲柄 带动刀杆及动刀做往复切割运动。 传动比确定 （ 1)曲轴主轴的转速 pV = 2260 15r n rn  m/s （ 8） 往复式切割器割刀平均速度常为 ～ m/s， 由 公 式 （ 8）得 14 n =  315 1 5 1 .6 23 8 1 0pVr   ～ = ～ r/min 取曲柄主轴转速 nⅡ =720 r/min。 （ 2） 确定传动比 在标定工作状况， 汽 油机额定转速 mn =3600r/min,功率 mP =,动力 经过 二级减速后，直接传递给曲柄主轴（ nⅡ =720r/min）。 因此切割系统传动比 i 为： i = 1i 2i = mnnⅡ= 7203600 =5 （ 9） 式中 1i —— 一级 圆柱齿轮 减速比 ； 2i —— 二级 链轮 轮减速比。 表 1 各种传动的传动比 Table 1 The various transmission of transmission rati 传动类型 传动比 传动类型 传动比 平带传动 V 带传动 圆柱齿轮传动： 1） 开式 2） 单级减速器 3） 单级外啮合和内啮合行星减速器 ≤ 5 ≤ 7 ≤ 8 ≤ 4~6 3~9 锥齿轮传动 1） 开式 2） 单级减速器 蜗杆传动 1） 开式 2） 单级减速器 链传动 摩擦轮传动 ≤ 5 ≤ 3 15~60 8~40 ≤ 6 ≤ 5 （ 3）分配各级传动的 传动比 根据各种传动的传动比选择合适的传动比，选择 1i =5 则 2i =1 即 1i =12zz =21nn =5 （ 10） 式中 1z —— 单级圆柱齿轮 减速主动小锥齿数 ； 2z —— 单级圆柱齿轮 减速从动大锥齿数。 2i =34zz =43nn =1 （ 11） 式中 3z —— 主动链轮的齿数 4z —— 从动链轮的齿数 输送系统传动 和切割系统 是通过曲柄主轴 上的链轮传递 动力带动。 汽油机的动力经过单级圆柱齿轮一级减速就能达到需求的转速。 收割机功率需求分析和传动效率 收割机的功率分析 15 收割机功率包括立式割台往复切割器切割功率 1P 和输送功率 2P。 即： 12P P P （ 12） 其中 1P = 0102mVBL （ kW） （ 13） 式中 mV —— 机器前进速度（ m/s） ； B—— 机器割幅（ m） ； 0L —— 切割每平方米面积的茎秆所需的功率（ Nm/m2）。 经测定，割草 0L = 200～ 300， 所以 1P = 1 202020 = 根据经验输送系统功率需求为 2 bP PB （ 14） 式中 bP —— 输送系统单位割幅所需功率（ kW/m） ， 一般取 ～ kW，则 2P =1 = kW （ ）式中未考虑传动效率和空转所需的功率，故立式割台往复收割机最低所需总功率为： 12 1. 94 0. 22 2. 16P P P    kW 收割机的传动效率 切割器的往复运动工作是由 汽 油机经 联轴器、单级圆柱齿轮减速器、链轮传动，联轴器 传动效率取 1 =~，单级圆柱 齿轮 减速器 传动效率 2 =~ ， 滚子链的传动效率 3 = 则切割系统总的传动效率 总 = 1 . 2 . 3 = = （ 15） （ 1）各轴的转速 Ⅰ 轴 : 1n =3600 r/min Ⅱ 轴 : Ⅱn = 1n =3600r/min Ⅲ 轴 : Ⅲn =1Ⅱin = 53600 =720r/min （ 2）各轴的功率 Ⅰ 轴 : PⅠ = Ⅱ 轴 : PⅡ = ⅠP. 1 = kW 16 Ⅲ 轴 : ⅢP = PⅡ . 2 = （ 3）各轴的扭矩 ,扭矩公式 T=9550np （ 16） Ⅰ 轴 : TⅠ =95501Ⅰnp =9550 =m Ⅱ 轴 :TⅡ =95502Ⅱnp =9550 =m Ⅲ 轴 :T =95503Ⅲnp =9550 = Nm 表 2 运动和动力参数 Table 2 Motion and power parameters 参数 Ⅰ 轴 Ⅱ 轴 Ⅲ 轴 转速 n /（ r/min） 3600 3600 720 功率 P/（ kW） 扭矩 T/（ Nm） 传动比 i 1 5 效率  减速器的设计 齿轮的设 计 (1)齿轮材料，热处理及精度 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线圆柱齿轮。 小齿轮选用 40 rC ,调质，齿面硬度为 260HBS ， M p aM p a FEH l i n 2 4 0,7 0 0 11   大齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 225HBS， M p aM p a FEH li n 190,570 22   查表，取 ,  FH SS [ 1H ]= HHS 1lim=636MPa [ 2H ]= HHS 2lim=518MPa [ 1F ]= FFES1=185MPa [ 2F ]= FFES2=146MPa (2)齿轮精度 按 GB/T10095－ 1998，选择 8 级 17 (3)初步设计齿轮传动的主要尺寸 Ⅱ轴的传动比 i=5，转速 2n =3600r/min,传动功率 PⅡ = 齿轮按 8 精度制造。 取载荷系数 K 齿宽系数 a 小齿轮上转矩 TⅡ =8404Nmm 在加速器中，齿数比 u=i=5,中心距 a≥ (u+1)  3 12335uKTaH  = (5+1) 3 2 8 4 0 = （ 17） 取 1Z =25，则 2Z =i 1Z =5 25=125，则模数 m=212ZZ a = 12525  = （ 18） 取标准值 m=，确定中心距： a=2m （ 1Z + 2Z ） = （ 25+125） = （ 19） 齿宽 b= a a= = （ 20） 取 2b =38mm 1b =45mm 校核轮齿弯曲强度：查表得 1FY = , 2FY =。 1SY = , 2SY = 齿轮弯曲强度（按最小齿宽计算）  1212 1111 )( FaSFF MPzbm YYKT  ＜  （ 21）  2a11 2212 )( FSF SFFF MPYY YY  ＜ （ 22） 计算齿轮的圆周速度 : )/ 11 sndv （ππ   （ 23） 查表知选取 8 级精度齿轮是合适的。 18 表 3 齿轮的结构参数 Table 3 The structural parameters of the gear 单位（ mm） 小齿轮 大齿轮 齿数 z 25 125 分度圆直径 d 模数 m 齿顶高 ha 齿根高 hf 齿顶圆直径 da 齿根圆直径 df 齿宽 45 38 轴的设 计 以及校核 （ 1）选择轴的材料和热处理方式 选择轴的材料为 45 钢，正火处理，其机械性能查表得 MPab 600 ， MPab 55][ 1  （ 2）初算轴的最小直径 选 C=110,则主动轴轴的最小直径为 mmnPCd 6 0 33 221  （ 24） 轴的最小直径显然。