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小麦 打捆 设计 农业机械 全套 26 cad 图纸 毕业论文

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J 科 毕 业 论 文 小麦桔杆打捆机设计 学院名称： 机械工程学院 专业班级： 机械 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 副教授 2013 年 06 月 小麦桔杆打捆机设计 摘要： 通过 对目前市场上广泛应用的曲柄摇杆式打捆机的工作过程和运动特性分析，发现将原有的曲柄摇杆机构转变为椭圆齿轮驱动的转臂式打捆机构，可以获得更高的工作效率和运动平稳性。本文设计了一种椭圆齿轮行星系打捆机构，设计的思路是将输入动力传递给齿轮箱内的椭圆齿轮，使行星椭圆齿轮带动搂草爪达到预期的运动轨迹。通过建立其运动学分析模型，在给定安装尺寸下获得了满意的结构参数和工作参数，并利用 件对其零件进行三维建模、装配与分析，取得了满意的结果。最后，完成了该打捆机构的二维总装配图以及非标件的二维零件图。 关键词： 打捆机，打捆机构，椭圆齿轮，机构设计 of of is at on we of of of a is to to in of I in 5.0 D I D of D 目 录 摘要 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第一章 绪 论 . 6 研究的目的和意义 . 6 捆机 的功能要求与发展概况 . 6 捆机 的功能要求 . 6 发展概况 . 8 第二章 打捆机构 的工作原 理 . 8 . 8 . 9 第三章 打捆机构 结构设计 . 9 传动路线 . 9 打捆机构动力传入系统的设计 . 9 入系统的总体结构 . 10 入系统主要零件的结构设计 . 10 捆机 椭圆齿轮系统主要零件的结构设计 . 12 圆齿轮 系统的总体结 构 . 13 圆齿轮系统主要零件的结构设计 . 13 捆机工作部分 系统主要零件的结构设计 . 15 作部分 系统的总体结构 . 15 作部 分 系统主要零件的结构设计 . 15 捆机 定位 系统主要零件的结构设计 . 16 位 系统的总体结构 . 9 位 系统主要零件的结构设计 . 17 第 四 章 打捆机构的三维建模 . 17 用软件的介绍 . 9 型零件的三维建模 . 9 总 结 . 20 致 谢 . 21 参考文献 . 22 第一章 绪 论 研究的目的和意义 我国是一个农业大国， 小麦 桔杆资源丰富，但目前大量的桔秆被焚烧或皮弃，不但造成严重的 环境污染，破坏了农村的生态环境，而且还浪费了宝贵的可再生资源，因此，分析桔杆的利用价值，探讨桔杆利用的途径和对策，对搞好桔秆综合利用具有十分重要的现实意义。但由于我国收获机械起步较晚，加之研究经费不足、生产手段较为落后，产品性能及可靠性偏低，另外，与之配套的设备严重不足， 除搂集设备国内有少量生产外，其他相关设备基本属于空白。因此， 小麦 秸秆的综合利用瓶颈是收获机械化问题， 发展适合我国国情的秸秆收获机械是我国的当务之急。 针对我国农业配套动力（拖拉机）较小、田块较小、农民购买力较低的情况，完全照搬发达国家的发展思路是不可行的。 根据我国实际情况，发展适合国情的秸秆收获机械是秸秆综合利用的必由之路。 为了解决小型化所带来的一些问题， 还需要研发相关成套设备加以解决。本次设计是在我国这种国情下，研究打捆机打捆机构的改进，探索来获得相关的经验和知识。 捆机的 功能要求与发展概况 捆机的功能要求 打捆机作为在秸秆收集机械中占重要地位的收获机械。因此，我们必须要保证机械的正常运行。因此，在工作过程中，搂草爪的轨迹和姿态必须有如图 1求。 图中线框左侧为集草室右侧为压缩室中间 2 曲线分别是前爪和后爪的运动轨迹。图 1 搂草机构前后爪运动轨迹 捆机的发展概况 在发达国家， 小麦 秸秆收获机械已经有将 近 100 年的发展历史，目前国际上最大的三家设备制造商分别是德国 拉斯）公司、美国 斯 司、美国 翰迪尔）公司。 他们生产的装备种类齐全，配套性能高，可实现秸秆收获的全程机械化。 我国 小麦 秸秆收获机械化程度和机械装备发展程度均处于初期发展阶段， 加大研发力度和推广力度，才能解决秸秆综合利用的收获瓶颈问题，更好地做好秸秆综合利用工作。 发展小型化适合农业需求的成套设备是我国该类装备发展的趋势。 第二章 椭圆齿轮行星系搂草机构的工作原理 构设计与工作原理 如图 2 在一个回转的壳体里 (相当于轮系机构的行星架 )安装 5个全等的椭圆齿轮 , 5个椭圆齿轮的回转中心均在椭圆齿轮的焦点上，且相位相同，。工作时，齿轮箱作为一个原动件绕中心轮 1的回转中心的转动，而中心轮 1作为另一个原动体，最终通过齿轮箱和爪座的不等速转动的合成，从而使爪获得所需的轨迹。 图 2椭圆齿轮行星系搂草机构三维装配图 计参数 椭圆齿轮模数 m=4；齿数 z=35，两轮之间的中心距 =2*长半轴 a： =心率 e=c/a： 心距 c： 轮盒初始安装角 75 度，前爪初始安装角 148 度，前爪长度（行星轮轴心到前爪尖的距离） 440爪初始安装角 205度，后爪长度 368 第三章 椭圆齿轮行星系搂草机构的结构设计 动路线 1。链轮 锥齿轮 中心轴 输出卡爪 2。链轮 锥齿轮 中心轴 惰轮 输出轴 爪座 打捆机构动力传入系统的设计 入系统的总体结构 传入 系统包括链轮，输入轴，锥齿轮，输入卡爪，输出卡爪， 2 个轴承座。输入轴通过两端的螺纹用螺母垫圈左右固定，通过 2轴承座上下前后定位；链轮通过焊接固连在输入轴上；锥齿轮通过平键与轴连接；输入卡爪通过焊接与中心轴固连，再通过卡爪与输出卡爪相连；输出卡爪通过螺母与齿轮箱固连；轴承座都通过螺栓与机箱固连。 入系统主要零件的结构设计 设计 假设链轮大小约 d=200，齿数 z=40，中心孔 d=40 查表可得，基本参数 z=40，p=过公式可得如图 3轮的其他主要尺寸 :d=p/ 180 /z ） =202;d+ d+(1)取10;df=(.8/z) 0.5(,取 ；Lx=他详细设计见二维 件图。 图 3轮的主要参数 2. 输入轴的设计 图 3输入轴最终装配状态 如图 3右两侧 都为 螺纹，左侧与锥齿轮用 6平键正常连接，中间与滑动轴承正常连接。轴的各个表面的粗糙度，形位公差见二维 件图。轴与各零件的配合见装配图。 大端面模数 ，齿数 z=60，中心孔 d=20，齿厚 图 3齿轮主要参数 近锥齿轮端轴承座：输入轴配合轴承为： 276001内径 d=50，外径 d=80，配合代号 H7/心轴配合轴承为： 276动轴承 6218内径 d=90， 外径 d=180，配合代号 H7/ 靠近链轮端轴承座：轴承为 276动轴承 6208 内径 d=40，外径 d=80，配合合代号 H7/轴承定位表面粗糙度均为 端面相对其轴有相信的垂直度数值查表可得，详细数值与其它尺寸，数值，要求等见二维 通过与中心轴焊接在一起，将传入的运动传递到输出卡爪上再传到机箱。两侧定位分别是一侧用于焊接在中心轴上，一侧与轴承定位。卡爪形状如图 3 图 3入卡爪 上下左右对称设置 4 个宽为 20，相对轴心对称度为 槽，与输出卡爪卡死。中间为 d=50 的孔与中心椭圆齿轮轴 H7/合，外侧与 276218配合。其余尺寸，形状，公差等见二维 设置对应输入卡爪的 4 个宽为 20 的槽的凸出与输入卡爪卡死，将输入卡爪的运动传递给输出卡爪，再通过 4 个在一大小为 120 的正方形 4 个角上的 运动传递给齿轮箱 状，公差等见二维 圆齿轮系统主要零件的结构设计 圆齿轮系统的总体结构 齿轮 系统包括 5 个椭圆齿轮，及相应的配合轴，轴承，齿轮箱等。具体结构如图 3图 3圆齿轮箱内椭圆齿轮安装状态 设置 5 个完全相同的椭圆齿轮，分别用轴（平键轴，花键轴，光轴），轴承，套筒等连接在椭圆齿轮箱上。椭圆齿轮箱用 12个 圆齿轮系统主要零件的结构设计 1） 椭圆齿轮由老师给的 入 们分别被做成中心椭圆齿轮，椭圆惰轮，椭圆行星轮三种不同的结构。 心椭圆 惰轮 通过平键与中心椭圆齿轮轴相连，由椭圆齿轮的大小预设轴的直径 50，查表可得平键尺寸为 14平键，轮毂深为 圆惰轮 主要是为了改变齿轮旋转方向。它的轴孔设计成光轴，与轴采用 H7/合， 圆行星轮 通过矩形花键与椭圆行星轮连接，传递动力到行星轮轴。花键设小径为 50表可得花键规格用 8置对心的对称度 圆安装初始位置 5 个齿轮回转中心的连线与水平线 75，现将齿轮与齿轮箱连接只有保证齿轮箱的初始 安装位置即可。 1） 图 3中心椭圆齿轮轴 如图 3侧设置 螺纹，通过 螺母与椭圆齿轮箱相连，右侧用平键 14中心椭圆齿轮连接，查表可得轴槽深 侧有 6平键连接锥齿轮，及 有台阶面与输入卡爪焊接传递运动到齿轮箱。 2)设置成光轴左右对称布置，中间设置 d=50 与椭圆惰轮相连，两侧设置 d=40用于定位。 3)出轴）图 3椭圆行星轮轴（输出轴） 如图 3侧设置轴承台阶，中间用 8花键与椭圆行星轮连接右侧设置图示形状与爪座卡爪相连，传递运动给爪座卡爪，通过爪座卡爪传给爪座。 壁厚设置为 20，齿轮箱对称布置，由中心椭圆齿轮轴，椭圆惰轮轴，椭圆行星轮轴设置时，内部预留轴承定位台阶，为保证壁厚均匀设置外部台阶，由连接在齿轮箱的各零件设置螺纹孔或光孔，具体设计见二维 作部分系 统主要零件的结构设计 作部分系统的总体结构 工作部分包括爪座卡爪，爪座，前爪，后爪等，如图，通过输出轴见动力传给爪座卡爪，再通过卡爪卡死，传给爪座带动前后爪运动。 作部分系统的主要零件的结构设计 图 3爪座卡爪 如图 3设置宽度为 20 的 4 个对称布置的槽，与爪座卡死传递运动。中间又d=50 的孔及特殊形状的孔与输出轴配合传进运动。左侧端面及圆周用于与椭圆齿轮箱定位挡板固定及定位 。 如图 3左侧有卡爪与爪座卡爪卡死。设置凸出用于与爪的螺栓连接。中 间螺栓的高度由老师给出的 62，螺栓用 图 3通过老师给出的 设计参数通过 给以宽度，高度即可。后爪可以同样的方法求出尺寸，考虑到安装时的干涉问题可以改变后爪现状。将后爪通过螺栓固定在前爪上。具体前后爪数值可以参考二维 位系统主要零件的 结构设 计 位系统的总体结构 定位系统包括爪座定位挡板（与爪座靠近的挡板 )，椭圆齿轮箱定位板（与机箱靠近的挡板），定位销，固定销，端盖等。 通过在机箱上开两个有角度要求的定位销孔，与椭圆齿轮箱定位板上两销孔定位，以此来保证椭圆齿轮箱定位板的初始安装角度。由于定位板上 2孔都是与爪座卡爪相连的，而爪座卡爪与输出轴位置固定的，输出轴位置与椭圆齿轮箱确定的，因此确定了定位板的位置就可以保证椭圆齿轮箱的位置。从而达到确定齿轮箱的初始安装角度位置。 通过爪座定位挡板与爪座 焊接在一起，来保证前后爪相对椭圆齿轮箱的位 置。焊接时，保证爪座定位板中心线与爪座中心线的角度关系。由图 3见爪座定位挡板与椭圆齿轮箱定位板位置角度是一样的，这样就可以保证了爪的初始安装角度位置。 通过固定销与椭圆齿轮箱定位板配合来确定位置，端盖用 4个 间设有螺纹孔用以顶死固定销来固定机构 。 图 3定位系统三维装配 位系统的主要零件的结构设计 椭圆齿轮箱定位板：上下左右对称设计， 2 端分别设有 2孔与爪座卡爪配合，对称各有 1个 d=20的定位销孔。 爪座定位挡板：对称设置两孔与爪座配合，再和爪座焊接在一起。 设有一台阶用于椭圆齿轮箱定位板的定位，另一侧端面通过螺母顶死。 如下图 3 4 个 螺栓与机箱连接，中间设有 螺纹孔用于安装螺纹以压紧固定机构。 图 3盖 第四章 椭圆齿轮行星系搂草机构 的三维建模 用软件的介绍 本次毕业设计本人采用的三维建模软件为 作软件是美国参数技术公司（ 下的 体化 的三维软件。件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在三维造型软件领域中占有着重要地位， 为当今世界机械 域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的 别是在国内产品设计领域占据重要位置。 第一个提出了 参数化设计 的概念，并且采用了单一 数据库 来解决特征的相关性问题。另外，它采用 模块化 方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。 的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。 采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行 选择使用。 主要有下面三个主要特征。 相对于产品而言，我们可以把它看成 几何模型 ，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。 2 基于 特征建模 是基于特征的实体 模型 化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、 倒角 及 圆角 ，您可以随意勾 画 草图 ，轻易改变 模型 。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 3 单一 数据库 （全相关） 建立在统一基层上的 数据库 上，不像一些传统的谓单一 数据库 ，就是工程中的资料全部来 自一个库，使得每一个独立用户在为一件 产品造型 而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个 设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变， 数控 ）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个 三维模型 上。这种独特的 数据结构 与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结 合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 型零件的三维建模 在 中，零件实体建模的基本操作大致分为以下三类 : (l)标准几何形体如长方体、圆柱体等，通过长方形、圆的拉伸得到 . (2)简单几何形体在二维线框的基础上通过拉伸、旋转、扫描和放样等操作形成三维几何形体。 (3)复杂几何形体由简单几何体通过长凸台、切除、抽壳、镜像、阵列等操作得到三维几何形体。 下面我们列举出了几个本次毕业设计中的典型零件的三维建模。 在利用 进行椭圆齿轮的设计过程中 一般采用 表达式生成方法，首先要确定驱动参数和计算参数。所谓驱动参数，就是要进行齿轮计算时的一些基本参数，包括齿数、模数、压力角、齿顶高系数等。所谓计算参数，则是指利用驱动参数计算获得的一些参数，包括基圆直径、齿顶圆直径、分度圆直径等。 但由于 老师给出 了 二维椭圆齿轮图（图 4，因此我们可以将它直接 导入到 过拉伸就可以直接获得椭圆齿轮模型（图 4再通过不同的拉伸，去除材料等就可以获得所需的中心椭圆齿轮（图 4椭圆惰轮（图 4椭圆行星轮（ 输出轮）（图 4 图 4维椭圆齿轮 图 4维椭圆齿轮 图 4心椭圆齿轮 图 4圆惰轮 图 4圆行星轮（输出轮） 轴的建模分为两种，简单轴比如惰轮光轴我们可以通过旋转获得，复杂轴如中心椭圆齿轮轴我们可以将其一段段的拉伸出来，轴上的键槽孔可以通过查表先确定草绘平面再由表中轴上槽 深去除材料拉伸获得，轴上的螺纹可以通过插入螺纹获得。 以椭圆齿轮箱为例，为保证壁厚均匀可以先计算出所需尺寸，再通过拉伸曲面的到箱体外箱壁（由于本次设计中基本对称的可以先拉伸出一半的外箱壁在通过镜像得到整个外箱壁）（图 4然后通过插入 4再根据所需要求加工通孔，盲孔，螺纹孔，然后设计倒角，圆角等细节最终得到箱体三维模型（图 4 图 4箱壁曲面（去除前后面） 图 4厚后的大致箱体模型 图 4终的箱体三维模型 总 结 通过三月中旬开始到六月初为期两个月的毕业设计，我从最开始对打捆机的一无所知渐渐有了相对比较深刻的认识，了解了其结构，作用，发展等等。在设计期间，学会了各种尺寸要多查表多思考，并且设计尺寸零件时要考虑到后续的加工和安装。通过 三维建模，巩固和加深了对 种三维软件的运用。通过三维转二维图后的修改和标注，让我更加熟悉了 种二维软件的操作运用。 总的来说，这次毕业设计教会 了我在设计产品时，要先了解产品的现状，设计意义，优缺点，明确设计方向，设计目的，这样才能更好的来设计。设计时，要考虑到各方面的因素，比如零件材料，零件的加工难易，零件的安装，现有的技术，经济性等。通过这次毕业设计，我在 件使用技能上有了一个很大的提升，设计零件时参数设计有了初步想法，为以后的工作生活可以起到很大帮助。 致 谢 本次毕业设计 能够顺利完成，首先要感谢尹建军导师的精心指导。设计之初，导师就给我们提供了很多相关资料， 让我能更快的熟悉我所要设计的产品的现状意义 ， 设计中间，老师带我们 参观了现有的打捆机，通过实物教我设计的方向要求，并且对我们设计中间的疑问积极热心的解答。 所以说没有导师的精心指导，本 次毕业设计 是不能保质保量及时完成的，在此向尹建军导师致以诚挚的敬意和感谢。 还有感谢本次毕业设计中对我帮助的同学，每次有疑问时都能耐心的帮我解答或教我思路。 我还有感谢大学四年来教过我的帮过的老师们。谢谢你们的无私奉献。在这里我要说：老师是这世上最伟大的职业，为了学生你们可以倾囊相授，不想社会上的留一手，特别是对于我这种直性子的人，真的很感谢你们，你们辛苦了。 最后，感谢江苏大学，是你给了我难忘 的四年大学生涯，在这里我学到了很多生活技能，处事方法，人生道理等。 参考文献 1 机械设计实用手册编委会，机械设计实用手册上 M北京：机械工业出版社， 2 机械设计实用手册编委会，机械设计实用手册下 M北京：机械工业出版社， 3 马履中 M，北京：机械工业出版社， 4 马履中 M，北京：机械工业出版社， 5 王贵成，公差与检测技术 M北京：高等教育出版社 6 叶玉 驹，机械制图手册 M北京：机械工业出版社 . 7 陈铁鸣，新编机械设计课程设计图册 M北