玉米联合收割机左传动箱设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 毕 业 设 计 专 业： 机械设计制造及其自动化 二一三年六月买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 玉米联合收割机左传动箱设计 F 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 摘 要 玉米作为我国的第二大农作物，与之相对应的我国玉米收获机械发展十分迟滞。论文 的出发点正鉴于此 ， 以现有的玉米收获机产品为出发点，选取玉米收获机主要部件 左传动箱，进行改进设计 ， 使改进后的机型能够让农机 更适应中国的 玉 米种植农艺 。 文章在现有玉米联合收割机摘穗机构的基础上，对左传动箱进行了分析。分析了摘穗机构左传动箱在实际农业生产中的使用情况及工作中存在的问题，并对左传动箱进行改进设计。参照现有玉米收获机产品的摘穗机构，确定传动箱的工作条件、安装要求、传动要求，依据相关的参数对玉米摘穗机构左传动箱进行设计计算和校核。 包括：通过强度分析确定锥齿轮的具体参数；按照最小轴颈及安装要求确定各轴的尺寸并进行强度校核；依据经验公式以及经验值确定箱体尺寸和箱体附件的尺寸。从理论上验证了左传动箱各结构满足强度要求 。 关键词 ：摘穗机构 ；传动箱；设计 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 s s s is is to to of s is of at of of of I s By of of by of of is by of of on of s at 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 I 目 录 1 引 言 . 1 题研究背景 . 1 题的研究 目的 . 1 题来源及主要研究内容 . 1 题来源 . 1 要研究内容 . 1 2 传动方案分析及需要的输入功率 . 2 动方案分析 . 2 要的输入功率 . 2 输出功率已知 . 2 要的输入功率 . 2 3 各条传动线路传动比的计算 . 3 动链 1 及传动链 2 传动比 . 3 动链 3 及传动链 4 传动比 . 3 4 传动装置的运动和动力参数的计算 . 4 轴的转速及输入功率 . 4 轴转矩 . 4 5 传动零件的设计计算 . 5 递动力到链轮轴的直齿圆锥齿轮的设计计算 . 5 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 5 齿面接触疲劳强度设计 . 6 算几何尺寸 . 8 核齿根弯曲疲劳强度 . 9 递动力到输出轴的直齿圆锥齿轮的设计计算 . 11 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 11 齿面接触疲劳强度设计 . 12 算几何尺寸 . 14 核齿根弯曲疲劳强度 . 15 入、输出链轮的尺寸结构计算 . 17 锥齿轮的几何结构尺寸计算 . 17 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 轴的设计计算 . 19 入轴（ 0轴 )的设计 . 19 输入轴上的 各功率、转速和转 矩 . 19 作用在齿轮及 链轮上的力 . 19 步确定轴的最小直径 . 21 的结构设计 . 21 轴上的载荷 . 23 弯扭合成应力校核轴的强度 . 25 出链轮轴（ 、 轴 )的设计（以 轴为例） . 26 输出链轮轴上的各功率、转速和转矩 . 26 作用在齿轮及链轮上的力 . 26 步确定轴的最小直径 . 28 的结构设计 . 29 轴上的载荷 . 30 弯扭合成应力校核轴的强度 . 31 出轴（ V 、 轴 )的设计（以 V 轴为例） . 33 输出轴上的各功率、转速和转矩 . 33 作用在齿轮及链轮上的力 . 33 步确定轴的最小直径 . 34 的结构设计 . 35 轴上的载荷 . 36 弯扭合成应力校核轴的强度 . 38 7 轴承、联接件、润滑及密封件的选择和验算 . 40 承的校核 . 40 入轴滚动轴承计算 . 40 出链轮轴滚动轴承计算 . 42 出轴滚动轴承计算 . 44 联接的选择及校核计 算 . 46 入轴上键的计算 . 46 出链轮轴上键的计算 . 47 出轴上键的计算 . 47 滑与密封 . 48 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 齿轮的润滑 . 48 承的润滑与密封 . 48 滑油牌号及油量计算 . 48 动箱的密封 . 48 8 减速器箱体及其附件 . 49 体结构形式及材料 . 49 体主要结构尺寸表 . 49 要附件作用及形式 . 49 结 论 . 51 参考文献 . 52 附录 1 参考资料 . 53 附录 2 英文文献 . 54 附录 3 中文翻译 . 62 致 谢 . 68 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 1 1 引 言 题研究背景 该课题中的 玉米联合收获机为背负式玉米联合收割机。背负式玉米收获机结构紧凑，行走和转弯都比较灵活。同时也提高了拖拉机的利用率降低了收获机的成本，有利于在我国推广。该型玉米收获机的摘穗装置采用纵 卧式摘穗辊装置，其结构简单、田间作业时的可靠性较高，变相的提高了收获的效率。 玉米收获机在收获时适应性的重要部分便是玉米的种植行距问题。我国玉米种植方式、习惯的地域差异比较明显，很难实现收获机地域间的流动作业，这便成为玉米收获机推广的一个阻碍。行距相对于收获机来说过宽或过窄，都将对玉米收获机械摘穗机构的合理配置产生严重影响，进而会影响到机具之后的摘穗效果。摘穗辊的间距即传动箱输出轴之间的距离，会对摘穗效果造成影响。因此需要把摘穗辊的间隙维持在一个合适的范围内或某一合适的值才能使摘穗效果达到最佳。 所以，传动 箱的结构及其零部件的相对位置，将会影响摘穗机构的摘穗效果。而且，摘穗辊上的动载较大对传动箱传动零件的强度有较高要求。 题的研究 目的 中国的玉米收获一直处于一个落后的阶段，在 我国 急需解决玉米机械收获的问题，用机械化收获代替传统的手工收获势在必行。本课题通过 对现有的问题进行分析，取摘穗机构的左传动箱进行设计。 希望能够为玉米收获机的研发 贡献绵薄之力 。 题来源及主要研究内容 题来源 本课题来源于 天津拖拉机制造有限公司生产的铁牛 4负式玉米联合收获机。选取其 摘穗机构的主要部件 左传动箱为设计主要内容。 要研究内容 对现有产品的调研，获得收割机在工作中的相关参数及常见问题。 对 摘穗机构左传动箱 进行设计 计算 和校核。 传动箱 总体的结构设计和零部件的参数校核， 绘制左传动箱装配图及箱体的零件图。 分析 本设计中的传动箱是否达到设计目标 ， 并就生产实践中可能会产生的一些问题 并提出一些想法。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 2 2 传动方案分析及需要的输入功率 动方案分析 此传动箱需要有四条传动链，并且输入轴与输出轴要垂直。要满足以上传动要求可以选取蜗轮蜗杆传动或者锥齿轮传动。如果选 用蜗轮蜗杆传动，传动比较平稳、噪音小，但传动箱的尺寸比较大、成本比较高；如果选用锥齿轮传动，传动箱的尺寸比较小，并且锥齿轮的成本较蜗轮蜗杆要低。在农业机械中，传动精度、工作环境要求不高；产品的成本不能太高，且要求结构简单、工作稳定、结构紧凑。 综上所述，沿用现有产品的传动方案，即：四条链均采用直齿圆锥齿轮传动。 要的输入功率 输出功率已知 P 链左 =P 链右 =力 = 轴左 =P 轴右 = 1 马力 = 中， P 链左 、 P 链右 左右链轮轴的输出功率； P 轴左 、 P 轴右 要的输入功率 考虑传动装置的功率损耗，需要的输入功率为 d ( (2其中， i 为各传递路线中输入轴到各输出轴的总效率，即： 92 (2其中， 1 对）； 2 8 级精度 )。 综合以上各数据，如表 2 表 2入、输出功率 P 链左 =P 链右 = 轴左 =P 轴右 = 入 =文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 3 3 各条传动线路传动比的计算 动链 1 及传动链 2 传动比 传动链 1：主轴 左链轮轴； 传动链 2：主轴 右链轮轴。 由于两输出链轮轴 的输出转速一样，故有： 4 6 0/5 1 3/21 wm 3 动链 3 及传动链 4 传动比 传动链 3：主轴 左输出轴； 传动链 4：主轴 右输出轴。 由于两输出轴的输出转速一样，故有： 5 1 0/5 1 3/43 wm （ 3 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 4 4 传动装置的运动和动力参数的计算 轴的转速及输入功率 表 4入轴、输出轴的转速 名称 0 数值 13r 50r 90r 表 4轴的输入功率 名称 数 值 轴转矩 466 106 4 8 34 9 4 466 101 0 04 0 4 366V 103 0 07 5 7 4 将计算结果汇总列表如表 4 表 4轴运动及受力参数 参数 轴名 输入轴 轴 轴 轴 轴 转 速 n(r/513 350 350 1000 1000 功率 p(矩 T（ 传动比 4 6 1 wm 3 wm 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 5 5 传动零件的设计计算 递动力到链轮轴的直齿圆锥齿轮的设计计算 已知： 表 5轴的输入功率 名称 输入轴转速 0n 输出链轮轴转速 2n 输出轴扭矩 3T 数值 13r 50r 传动比 466.1i ，由柴油机通过链轮带动，工作寿命 10 年，每年收割两季，每季 20 天，每天 10 小时，连续单 向运转、交变载荷、负载状况恶劣，每季使用后进行必要维护。 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 直齿圆锥齿轮传动，齿形制 12369形角 20 ，齿顶高系数 1*顶隙系数 c ，螺旋角 0m ，用等顶隙收缩齿 6。玉米收割机为农业机械，齿轮选用 811 级精度。而传动箱的精度相对较高，故选用 8 级精度 7。 用机械中的锥齿轮传动应选用结构钢 6。常用结构钢中 45 钢用于制造齿轮、齿条、链轮等； 40于承受交变载荷、中等转速、中等负荷、强烈磨损而无很大冲击的重要零件 8。为满足加工工艺要求，要进行调质处理。故选取小圆锥齿轮材料为 40质后表面淬火），硬度为 270圆锥齿轮材料为45 刚（调质），硬度为 230。 直齿圆锥齿轮的 最小齿数为 146。 试选取小圆锥齿轮齿数 171 Z，大圆锥齿轮齿数 Z，取 25。 计算齿数比： 4 7 121 （ 5 验算传动比误差： %| 1 11 i 7。 5）按齿面的硬度查得 40质后表面淬火 270接触疲劳强度极限501； 45 刚（调质 230接触疲劳极限0027。 6）计算应力循环次数 小圆锥齿轮： 811 102 3 1 020210(15136060 5 大圆锥齿轮： 78112 1 5 7） 查得接触疲劳寿命系数 7 8）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%,计算接触疲劳强度时，安全系数 S=17,则有： M 1 （ 5 M P 2l i （ 5 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 7 1） 试算小齿轮的分度圆直径，将 H 中的较小值带入式 5： 2） 计算平均分度圆处的圆周速度 平均分度圆直径： m i （ 5 平均分度圆处的圆周速度： 9 6 7 0 0 0 5130 3 8 0 0 060 11 （ 5 3）计算载荷系数 查表得使用系数 K； 根据 v=s， 8 级精度，查表（按表中低一级的精度线）可得： 动载系数 1.1 直圆锥齿轮，齿间载荷分配系数，取： 1 K； （按两个齿轮一个两端支承一个悬臂）查得， 25.1； （ 5 故载荷系数为： 6 0 9 （ 5 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 8 4） 按实际 的载荷系数校正所得的分度圆直径为 9 3m i i （ 5 5） 计算模数 m 1 m i n （ 5 按标准取 m=4。 算几何尺寸 。大齿轮：）；（小齿轮：)(1 00425684172211 （ 5 。大齿轮：；小齿轮：3047551a r c t a n 1 . 4 7a r c t a r c ca r c c o （ 5 ）（ 6 0 0682 222221 （ 5 10204 6 ）（ （ 5 圆整取 52012 ，； 尺寸整理及其余几何尺寸计算见表 5 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 9 核齿根弯曲疲劳强度 ) ，即：1)4 221321 （ 5 公式内的各计算数值 1） 查表得大、小圆锥齿轮的弯曲疲劳强度极限为 002 、 001 。 表 5齿轮尺寸 名称 大端分度圆直径 传动比 分锥角 锥距 齿轮宽度 小齿轮 大齿轮 小齿轮 大齿轮 小齿轮 大齿轮 符号 1R 1B 2B 数值 68 100 41230 554730 0 25 名称 符号 计算公式 数值 基圆直径 )(o o )(o 0c o 顶高 )(441* 4 齿根高 ）（）（）（ 1* 顶圆直径 o o 5c o o 根圆直径 o o 5c o o 距 p ）（ 厚、齿槽宽 s、 e ）（ 圆齿距 )(o o s 隙 c )( 心距 a 42/)2517(42/)(21 84 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 10 2） 查表，取弯曲疲劳寿命系数 1 K 3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=，则有： M P 0 3 2 0 222111（ 5 4） 查取齿形系数。 当量齿数： 361856c o s/25c o s/244133c o s/17c o s/222111 zz 5 用内插值法查表得： 3 4 9 2 6 （ 5 5） 查取应力校正系数 用内插值法查表得： 6 8 0 4 3 （ 5 计算 代入公式 5算得： 1223232121321111买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 11 2223232121322212所以，抗弯疲劳强度足够。 递动力到输出轴的直齿圆锥齿轮的设计计算 已知： 表 5轴的输入功率 名称 输入轴转速 0n 输出轴转速 2n 输出轴扭矩 3T 数值 13r 90r 传动比 2i =柴油机通过链轮带动；工作寿命 10 年，每年收割两季，每季 20 天，每天 10 小时；连续单向运转、交变载荷、负载状况恶劣，每季使用后进行必要维护。 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 用直齿圆锥齿轮，齿形制 12369形角 20 ，齿顶高系数 1*顶隙系数 c ，螺旋角 0m，用等顶隙收缩齿 6。 轮选用 811 级精度。而传动箱的精度相对较高，故选用 8 级精度 7。 用机械中的锥齿轮传动应选用结构钢 6。常用结构钢中 45 钢用于制造齿轮、齿条、 链轮等； 40于承受交变载荷、中等转速、中等负荷、强烈磨损而无很大冲击的重要零件 8。为满足加工工艺要求，要进行调质处理；为满足金属制的软齿面齿轮配对齿面的硬度差应该在 3050更多。且小齿轮齿面应该较硬。故选取小圆锥齿轮材料为 40质后表面淬火），硬度为 270圆锥齿轮材料为 45 刚（调质），硬度为 230者材料硬度相差 40。 46。试选取小圆锥齿轮齿数1Z 16，大圆锥齿轮齿数 62 Z ，取 31。 21 （ 5 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 12 验算传动比误差： 5%31/|222 i 5 误差在允许范围内。 齿面接触疲劳强度设计 公式： 3 92.2 （ 5 1） 试选载荷系数 4.1齿轮传递的转矩 ）（ 2 3）取齿宽系数 4）查表得材料 （锻钢） 弹性影响系数 7 5）按齿面的硬度查得 40质后表面淬火 270接触疲劳强度极限501 ， 45 刚（调质 230接触疲劳极限 0027 6）计算应力循环次数 88212811102 2 轮大 020210(19 9 06060锥齿轮 小 圆h：锥： （ 5 7） 查表得接触疲劳寿命系数 7 8）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%,计算接触疲劳强度时，安全系数 S=17,则有 : 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 13 MP 941/ 6241/2 （ 5 1）试算小齿轮的分度圆直径，