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小型半喂入联合收割机中间输送部分设计【10张CAD图纸和说明书】

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双万向联轴器.dwg

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横向螺旋输送器.dwg

直齿锥齿轮.dwg

纵向螺旋推运器.dwg

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关键词：: 10张CAD图纸和说明书小型半喂入收割机小型半喂入联合收割机中间输送部分设计半喂入小型联合收割机设计【CAD图纸设计说明部分联合收割机输送张CAD图纸

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摘要

半喂入式联合收割机上采用的中间输送装置是全机重要工作部件之一，它工作的好坏直接影响收割机的工作质量，它的机能是迅速而及时地将割台输来的已割作物以倒吊的形式输送给脱粒装置。输送过程中力求均匀、整体、夹持部位适当；根差小，以利于脱粒。因此它具有：输送夹持链、脱粒夹持链和压紧钢丝夹持装置三个部分组成。

关键词:输送装置；输送夹持链；脱粒夹持链；压紧钢丝夹持装置

Abstract

Half feeding type used on combine harvester in the middle of the conveyer is one of the important working parts of the machine, it work good or bad directly affect the work quality of harvester, its function is rapidly and in a timely manner to the cut of the lose to crops in the form of upside-down for threshing device. In the process of conveying to uniform, overall, clamping part appropriate; Small root for threshing. So it is: conveying clamping chain, threshing gripping chains and compression steel wire clamping device of three parts

Keywords: Conveying device; Conveying clamping chain; Threshing clamping chain; Clamp wire clamping device

1 概述 - 3 -

1.1 半喂入式联合收割机中间输送部分的概述 - 3 -

1.2 中间输送部分的作用 - 3 -

1.3 中间输送部分的要求 - 3 -

2 中间输送部分设计 - 4 -

2.1.1输送夹持链的结构 - 4 -

2.1.2 导轨槽 - 4 -

2.1.3 输送链 - 5 -

2.2 脱粒夹持链 - 5 -

2.2.1 脱粒方式 - 5 -

2.3 压紧钢丝夹持装置 - 6 -

2.3.1 压紧钢丝夹持装置的优点 - 6 -

2.3.2 压紧钢丝夹持装置的缺点 - 6 -

2.4 夹持链条的动力传输 - 6 -

3 夹持链链条 - 7 -

3.1 链条及其组成零件 - 7 -

3.2 方案设计 - 7 -

3.3 技术要求 - 9 -

4 螺旋推运器 - 10 -

4.1 工作原理和物料的轴向移动速度 - 11 -

4.2 螺旋推运器的主要参数 - 13 -

4.3 功率计算 - 13 -

4.5 螺旋叶片的设计 - 15 -

4.6 螺旋轴的设计 - 17 -

5 齿轮传动的设计及计算 - 18 -

5.1 齿轮精度的选择 - 19 -

5.2 齿轮材料的选择 - 19 -

5.3 齿轮齿数的选择 - 19 -

5.4 直齿锥齿轮的设计 - 19 -

5.5 带动输送链转动的直齿锥齿轮的设计 - 22 -

6 链轮的设计及计算 - 23 -

6.1 选择链轮齿数 - 23 -

6.2 计算链条的传递功率 - 23 -

6.3 确定链条型号和节距 - 23 -

6.4 计算链节数和中心距 - 24 -

6.5 计算链速v，确定润滑方式 - 24 -

6.6 计算链传动作用在轴上的轴压力 - 24 -

6.7 链轮的结构和尺寸 - 24 -

6.8 链传动的张紧与防护 - 25 -

7 轴的设计及计算 - 25 -

7.1 选择轴的材料及热处理 - 25 -

7.2 初估直径 - 25 -

7.3 结构设计 - 25 -

7.4 轴上零件的周向固定 - 26 -

7.5 轴上倒角与圆角 - 26 -

7.6 轴的校核 - 26 -

7.6.1 判断危险截面 - 27 -

7.6.2 轴的弯扭合成强度校核 - 28 -

8 联轴器的选择 - 28 -

8.1 选择联轴器的类型 - 28 -

8.2 确定联轴器的计算转矩T - 28 -

8.3 确定联轴器的型号 - 28 -

8.4 外形结构 - 29 -

9 键的选用与校核 - 29 -

9.1键的选型 - 29 -

9.2 键的校核 - 30 -

10 轴承的选择 - 30 -

10.1 轴承的选型 - 30 -

10.2 轴承的轴向紧固方式 - 30 -

10.3 轴承的安装形式 - 31 -

10.4 轴上零件的周向固定 - 31 -

参考文献 - 32 -

致谢 - 33 -

1 概述

1.1 半喂入式联合收割机中间输送部分的概述

1.2 中间输送部分的作用

夹持输送链将割台的茎秆输送到滚筒上方，它能保持茎秆的完整性。因此，对谷物输送装置的要求较高，不仅要保证夹持可靠、茎秆不乱，而且还要在输送过程中改变茎秆的方位和使穗部喂入滚筒的深度合适。

1.3 中间输送部分的要求

由其工作的特殊性，要求其结构简单、配置紧凑，对有导轨的输送夹持链，应该尽量减少导轨的弯曲，以减少摩擦阻力所引起的功率消耗；同时也能是导轨制造工艺简化。输送夹持机构必须工作可靠，并能配合半喂入脱粒要求。

2 中间输送部分设计

2.1 输送夹持链

输送夹持链的作用是将割台输送来的稻禾夹住，向后传送到脱粒夹持链入口，输送是逐渐变成倒吊形式进行，所以输送夹持链呈圆弧形伸向割台有前方，夹住作物禾秆下部，随着圆弧提升，禾秆也逐渐由水平状态变成倒吊方式输送。

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横向螺旋输送器.png

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直齿锥齿轮.gif

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纵向螺旋推运器.gif

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内容简介：: 半喂入水稻联合收割机中间输送部分设计,姓名：学号：班级：专业：导师：二0 年月,设计内容,1、输送夹持链设计 2、脱粒夹持链设计 3、压紧钢丝夹持装置设计 4、螺旋推运器设计 5、直齿锥齿轮设计 6、链轮设计 7、传动路线,设计意义,半喂入式联合收割机上采用的中间输送装置是全机重要工作部件之一，它工作的好坏直接影响收割机的工作质量，它的机能是迅速而及时地将割台输来的已割作物以倒吊的形式输送给脱粒装置。输送过程中力求均匀、整体、夹持部位适当；根差小，以利于脱粒。因此它具有：输送夹持链、脱粒夹持链和压紧钢丝夹持装置三个部分组成。,1 输送夹持链设计,组成: 由导轨、泥龙滚子、链片、泥龙套、销轴、泥龙端粒组成。,1.1输送夹持链材料,输送夹持链是双排齿滚子链，每节链都有链销，上下链片，滚子，链套和端粒构成,为适应输送链的侧向弯曲，下链片销孔向内开成椭圆孔，效果较好。输送链运转时，各链节的运动方向完全由导轨槽决定。导轨槽的弯曲形状较复杂，链节中的滚子，链套和端粒等易损件都采用尼龙1010材料，既减轻了重量，又减少噪声和功率消耗。,2 脱粒夹持链设计,组成：由传动轮、夹持链、压紧机构组成。,3 压紧钢丝夹持机构设计,该装置由压紧钢丝和导轨等组成，在导轨一侧有固定架，其上固连着压紧钢丝，另一侧靠钢丝的弹力压在链套上，且连续不断地分布在整个导轨上。禾秆就在这些压紧钢丝支持下，由夹持输送链的链齿拨送。,3.1 压紧钢丝夹持装置优缺点,1. 压紧钢丝夹持装置的优点结构简单，调节压紧力只需操作固定架上的螺栓即可；夹持装置不易损坏，无需经常拆装；基于夹持链输送，夹持效果较理想。 2. 压紧钢丝夹持装置的缺点由于此夹持台包含封闭的弧形导轨每个链套都和导轨接触运动，增加了链套的磨损，降低了链条的寿命会出现紧接固定架的一段压力较大，而在链输送方向远离的一端上，压力逐渐减少，出现压力不均，对脱粒不利；每隔一段距离要安装一个固定架，并且要安装相应多个吊环，显的繁琐，出现绕稻草的几率就会变大，影响夹持和输送；夹持量不能太大，不适合与夹持作物沿斜度太大的轨道输送，所以它只适合卧式小型半喂入联合收割机，而不适合像久保田pro208等小型立式半喂入联合收割机的夹持输送装置。,4 螺旋推运器设计,螺旋推运器的主要参数,主要参数有螺旋角、内径d、外径D和转速n等。一般取=20 d应满足d=(0.020.03) L(L为推运器的长度）设计中L=1200mm,所以d=25mm; D=110mm; n=550r/min;,5 直齿锥齿轮设计,设计参数：分度圆直径d=d=mz=57.75mm,锥距R=40.83mm，齿顶高h=2.75mm,齿根高h=3.3mm,齿顶圆直径d=d=61.64mm,齿根圆直径d=d=53.86mm,齿顶角=3.85，齿根角=4.62，齿顶锥角=48.85，齿根锥角=40.38，分度圆齿厚c=4.32mm,齿宽b=13.6mm,平均分度圆直径d=d=48.125mm.,6 链轮设计,链轮和链条的参数,7 传动路线,致谢,非常感谢严霖元老师的指导和评改，也非常感谢那些帮助和支持我的同学。烦请各位评委老师对此次设计进行评审，不足之处请给予批评指正。,本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计）题目：小型小型半喂入半喂入联合收割机联合收割机中间输送部分设计中间输送部分设计学院：学院：姓名：姓名：学号：学号：专业：专业：年级：年级：指导教师：指导教师：职称：职称：教授教授二二 0 0 年年月月小型半喂入联合收割机中间输送部分设计摘要半喂入式联合收割机上采用的中间输送装置是全机重要工作部件之一，它工作的好坏直接影响收割机的工作质量，它的机能是迅速而及时地将割台输来的已割作物以倒吊的形式输送给脱粒装置。输送过程中力求均匀、整体、夹持部位适当；根差小，以利于脱粒。因此它具有：输送夹持链、脱粒夹持链和压紧钢丝夹持装置三个部分组成。关键词:输送装置；输送夹持链；脱粒夹持链；压紧钢丝夹持装置小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 Abstract Half feeding type used on combine harvester in the middle of the conveyer is one of the important working parts of the machine, it work good or bad directly affect the work quality of harvester, its function is rapidly and in a timely manner to the cut of the lose to crops in the form of upside-down for threshing device. In the process of conveying to uniform, overall, clamping part appropriate; Small root for threshing. So it is: conveying clamping chain, threshing gripping chains and compression steel wire clamping device of three parts Keywords: Conveying device; Conveying clamping chain; Threshing clamping chain; Clamp wire clamping device 1 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计目录 1 概述- 3 - 1.1 半喂入式联合收割机中间输送部分的概述.- 3 - 1.2 中间输送部分的作用.- 3 - 1.3 中间输送部分的要求.- 3 - 2 中间输送部分设计- 4 - 2.1.1 输送夹持链的结构.- 4 - 2.1.2 导轨槽- 4 - 2.1.3 输送链- 5 - 2.2 脱粒夹持链.- 5 - 2.2.1 脱粒方式- 5 - 2.3 压紧钢丝夹持装置- 6 - 2.3.1 压紧钢丝夹持装置的优点- 6 - 2.3.2 压紧钢丝夹持装置的缺点- 6 - 2.4 夹持链条的动力传输.- 6 - 3 夹持链链条- 7 - 3.1 链条及其组成零件.- 7 - 3.2 方案设计.- 7 - 3.3 技术要求.- 9 - 4 螺旋推运器- 10 - 4.1 工作原理和物料的轴向移动速度.- 11 - 4.2 螺旋推运器的主要参数.- 13 - 4.3 功率计算.- 13 - 4.5 螺旋叶片的设计.- 15 - 4.6 螺旋轴的设计.- 17 - 5 齿轮传动的设计及计算- 18 - 5.1 齿轮精度的选择.- 19 - 5.2 齿轮材料的选择.- 19 - 5.3 齿轮齿数的选择.- 19 - 5.4 直齿锥齿轮的设计.- 19 - 5.5 带动输送链转动的直齿锥齿轮的设计.- 22 - 6 链轮的设计及计算- 23 - 6.1 选择链轮齿数.- 23 - 6.2 计算链条的传递功率 ca P- 23 - 6.3 确定链条型号和节距.- 23 - 6.4 计算链节数和中心距.- 24 - 6.5 计算链速 v，确定润滑方式.- 24 - 6.6 计算链传动作用在轴上的轴压力 P F.- 24 - 6.7 链轮的结构和尺寸.- 24 - 6.8 链传动的张紧与防护- 25 - 7 轴的设计及计算- 25 - 7.1 选择轴的材料及热处理.- 25 - 2 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 7.2 初估直径.- 25 - 7.3 结构设计.- 25 - 7.4 轴上零件的周向固定.- 26 - 7.5 轴上倒角与圆角.- 26 - 7.6 轴的校核.- 26 - 7.6.1 判断危险截面- 27 - 7.6.2 轴的弯扭合成强度校核- 28 - 8 联轴器的选择- 28 - 8.1 选择联轴器的类型.- 28 - 8.2 确定联轴器的计算转矩 Tca.- 28 - 8.3 确定联轴器的型号.- 28 - 8.4 外形结构.- 29 - 9 键的选用与校核- 29 - 9.1 键的选型- 29 - 9.2 键的校核.- 30 - 10 轴承的选择- 30 - 10.1 轴承的选型.- 30 - 10.2 轴承的轴向紧固方式.- 30 - 10.3 轴承的安装形式.- 31 - 10.4 轴上零件的周向固定.- 31 - 参考文献- 32 - 致谢- 33 - 3 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 1 概述概述 1.1 半喂入式半喂入式联合收割机联合收割机中间输送部分的概述中间输送部分的概述半喂入式联合收割机上采用的中间输送装置是全机重要工作部件之一，它工作的好坏直接影响收割机的工作质量，它的机能是迅速而及时地将割台输来的已割作物以倒吊的形式输送给脱粒装置。输送过程中力求均匀、整体、夹持部位适当；根差小，以利于脱粒。因此它具有：输送夹持链、脱粒夹持链和压紧钢丝夹持装置三个部分组成。 1.2 中间输送部分的作用中间输送部分的作用夹持输送链将割台的茎秆输送到滚筒上方，它能保持茎秆的完整性。因此，对谷物输送装置的要求较高，不仅要保证夹持可靠、茎秆不乱，而且还要在输送过程中改变茎秆的方位和使穗部喂入滚筒的深度合适。 1.3 中间输送部分的要求中间输送部分的要求由其工作的特殊性，要求其结构简单、配置紧凑，对有导轨的输送夹持链，应该尽量减少导轨的弯曲，以减少摩擦阻力所引起的功率消耗；同时也能是导轨制造工艺简化。输送夹持机构必须工作可靠，并能配合半喂入脱粒要求。 4 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 2 中间输送部分设计中间输送部分设计 2.1 输送夹持链输送夹持链输送夹持链的作用是将割台输送来的稻禾夹住，向后传送到脱粒夹持链入口，输送是逐渐变成倒吊形式进行，所以输送夹持链呈圆弧形伸向割台有前方，夹住作物禾秆下部，随着圆弧提升，禾秆也逐渐由水平状态变成倒吊方式输送。 2.1.1 输送夹持链的结构输送夹持链的结构输送夹持链由导轨槽，输送链两部分部分组成。其结构如图1所示：图 1 输送夹持链 1.夹持链 2.钢丝固定架 3.压紧钢丝 4.导轨 5.吊环 6.座 2.1.2 导轨槽导轨槽导轨槽是使输送链在一定的输送线路内回转，因此导轨槽为一封闭导轨，除导轨槽两头需要安装链轮而作相当于链轮圆弧的回转弯曲外，为了使导轨槽紧凑，工作行程和空行程导轨尽量靠近，并且每隔 200mm，焊有连接板使之构成整体。为了使被夹运的稻禾沿回收槽内通过，导轨槽由割台圆弧向上弯曲后便 5 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计靠向发动机作水平弯曲，在导轨工作行程一侧由 4 根吊环固定的夹紧钢丝固定架，其弯曲形状与导轨槽相同。压紧钢丝一端由螺钉安装在固定架上，另一端靠钢丝的弹性压在输送链的链套上，压紧钢丝变成各种形状。连续不断地分布在整个导轨，以适宜的压力压靠输送链链套上，稻禾就在这些压紧钢丝夹持下，由输送链链齿拨送。 2.1.3 输送链输送链输送链是双排齿滚子链，每节链都有链销，上下链片，滚子，链套和端粒构成,为适应输送链的侧向弯曲，下链片销孔向内开成椭圆孔，效果较好。输送链运转时，各链节的运动方向完全由导轨槽决定。导轨槽的弯曲形状较复杂，链节中的滚子，链套和端粒等易损件都采用尼龙 1010材料，既减轻了重量，又减少噪声和功率消耗。 2.2 脱粒夹持链脱粒夹持链脱粒夹持链是由输送链、导轨槽和压紧机构等部分组成。输送链和导轨槽的机构与输送夹持链完全相同，只是上下链片距离增大，链套较长。以适应夹持脱粒需要。导轨槽的后部为了排草需要而作水平方向弯曲，而脱粒夹持链则无侧向弯曲问题，故上下链片销孔一样。压紧机构则由两段组成。第一段是在稻禾侧向通过滚筒时，要求足够压紧力，而采用了弹簧压杆机构。压紧弹簧座固定在脱离滚筒罩壳上。压杆的输入端有两条导向钢丝套接在上下第一节压杆上。上下导向钢丝端头（圆圈）并成一类。固定在拖拉机机体上，这有利于拦接作物进入脱粒夹持链。各节压杆只延伸到滚筒轴向出口处为止，并且最后两节压杆为可拆卸，以便拆卸后使茎秆进入滚筒。第二段是紧接上段弹簧压杆机构之后与输送夹持链相同，任采用压紧钢丝型式的压紧机构。 2.2.1 脱粒方式脱粒方式现有夹持链将禾秆送入滚筒的脱粒方式有三种：上脱式：上脱式是一种由滚筒上部轴向通过进行脱粒；下脱式：下脱式是一种由滚筒下部轴向通过进行脱粒； 6 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计倒挂式：倒挂式是一种将禾秆穗头朝下，倒挂着由滚筒侧面通过进行脱粒。通过实验一般认为倒挂式脱粒利用穗头重量，自然朝下，容易整齐喂入，脱粒效果好，脱净率高，夹带损失小，是目前采用最多的一种脱粒方式。采用倒挂脱粒要求夹持链能将割台上送来的禾秆转一角度，成倒挂状态，卧式割台禾秆要求转90 。 2.3 压紧钢丝夹持装置压紧钢丝夹持装置该装置由压紧钢丝和导轨等组成（图 1），在导轨一侧有固定架，其上固连着压紧钢丝，另一侧靠钢丝的弹力压在链套上，且连续不断地分布在整个导轨上。禾秆就在这些压紧钢丝支持下，由夹持输送链的链齿拨送。 2.3.1 压紧钢丝夹持装置的优点压紧钢丝夹持装置的优点结构简单，调节压紧力只需操作固定架上的螺栓即可；夹持装置不易损坏，无需经常拆装；基于夹持链输送，夹持效果较理想。 2.3.2 压紧钢丝夹持装置的缺点压紧钢丝夹持装置的缺点由于此夹持台包含封闭的弧形导轨每个链套都和导轨接触运动，增加了链套的磨损，降低了链条的寿命会出现紧接固定架的一段压力较大，而在链输送方向远离的一端上，压力逐渐减少，出现压力不均，对脱粒不利；每隔一段距离要安装一个固定架，并且要安装相应多个吊环，显的繁琐，出现绕稻草的几率就会变大，影响夹持和输送；夹持量不能太大，不适合与夹持作物沿斜度太大的轨道输送，所以它只适合卧式小型半喂入联合收割机，而不适合像久保田 pro208 等小型立式半喂入联合收割机的夹持输送装置。 2.4 夹持链条的动力传输夹持链条的动力传输夹持链条的动力传输是利用万向节、传动轴结构方式，调整角度大，有 7 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计利于稻禾传输，极大的提高了系统的可靠性，比传统的链条传输更先进。 3 夹持链链条夹持链链条 3.1 链条及其组成零件链条及其组成零件链条及其组成零件的术语按 GB/T9785，具体名称见图 2. 图 2 夹持链及其组成零件 3.2 方案设计方案设计链条结构见图3，链条尺寸应符合图3和表 1的规定。图 3 链条结构表 1 链条尺寸 mm 8 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计根据图 3 和表 1 选取链号为 S3320 的链条，节距 P=30mm, 内链节内宽 b1=20mm，滚子直径 d1=10mm ，销轴直径 d2=7mm，内链板厚度 T1=1.6mm，外链板厚度 T2=1.6mm。链条的链板厚度组合应符合表2的规定表 2 链板厚度组合 mm 根据表2 选取内链板厚度T1=1.6mm，外链板厚度T2=1.6mm。链板的型式及尺寸应符合图4和表3 规定图4 链板型式表3 链板尺寸 mm 9 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计根据图 4 和表 3，选取链板型式为型式 A，链板各部分尺寸 H1=10mm，H2 =10mm,H3=6mm。内链板制作“翻边”部分的尺寸应符合图 5 和表 4 规定。“翻边”即是在链板孔的周边加工出圆筒状的凸台。图 5 链板的“翻边”加工表 4 “翻边”部分尺寸 mm 3.3 技术要求技术要求链长精度取 15个链节以上长度，没有涂油脂的链条，将链条的一端固定，在另一端施加 175N的载荷测试其长度，链长精度的偏差为其基准长度的0.4%。基准 10 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计长度有下式确定： pxx 0 式中：0 x 基准长度，mm p节距，mm x链节数。硬度链条各零件的硬度应符合表5规定，允许硬度值的换算。表 5 硬度零件的名称硬度 HBC(HRA）链板30（65.3) 销轴39(70.0) 滚子26(63.3) 外观链条的外观上不得有伤痕、锈迹、毛刺等缺陷。运行性能将链条围绕在图 6 所示的辊子上作 180 运动时，链节间的转动必须平滑自如。产品代号链条产品的代号由链号、链板型式代号、链板高度代号、内链板厚度、外链板厚度、链节数和标准号等组成。对于内链板是“翻边”加工的，则在链板型式代号的后面增加b来表示。 4 螺旋螺旋推运器推运器螺旋推运器是一种结构简单、工作可靠的输送器，能进行水平、倾斜和垂直输送。它既可以输送细小物料（如谷粒、杂余），也可以输送茎秆。另外，在一些 11 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计饲料加工机械上还可以用来进行物料的混合和压缩等，因此适应性较广。但输送时易使物料破碎，消耗功率比其他输送装置稍高。螺旋推运器又叫“搅龙”，它由焊在轴上的螺旋叶片、螺旋轴及外壳组成。如下图 7 所示，从一端上方喂入的物料，随着螺旋叶片的旋转，被推运到另一端。根据螺旋叶片的旋向或轴的转向，物料可向不同方向输送图 7 4.1 工作原理和物料的轴向移动速度工作原理和物料的轴向移动速度螺旋推运器的工作面，是由一根垂直于轴的直元线一面绕轴等速回转。一面沿轴等速移动而形成的螺旋面。形成线每转一转移动的距离 S 叫螺距，叶片上各点的螺距是相同的，但因其半径不同，所以各点的螺旋升角是不一样的，外径处的螺旋角最小，内径处的螺旋角最大，其余介于两者之间。当推运器以角速度绕 Z 轴回转时，若在任一半径 r 的 O 点处有一物料质点如下图所示，则它一面与螺旋面之间发生相对滑动，一面沿Z轴方向移动。其运动速度可由速度三角形求得。 O点叶片的圆周速度0 V =r是牵连速度，用矢量 OA表示，方向为沿 O 点回转的切线方向；物料相对于螺旋面的滑动速度，平行于 O 点螺旋线的切线方向，用矢量AB表示；在不考虑摩擦力的情况下，则物料的绝对运动速度n V 应沿 O 点螺旋线的法线方向（即垂直于螺旋面而与 Z 轴的夹角为），用矢量OB表示，当考虑摩擦力时，其运动速度 f V 的方向应与法线偏一摩擦角0 ，若将 f V 分解，可得物料的轴向速度Z V 和切向速度t V 。轴向速度使物料沿着输送方向移动，切向速度则造成物料在输送过程中的搅拌和翻动。速度图如 8所示： 12 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计图8 根据速度图的分析，可以算出输送物料的轴向运动速度 Z V= f Vcos(+) 因为 cos n f V V n V= 0 Vsin 所以 Z V= 0 V cos sin cos(+) 而 0 V=r= 30 n tan2 S = tan60 Sn 所以 Z V= cos cos 60 Sn cos(+) = 60 Sn 2 cos （1f tan) 式中f，摩擦系数和摩擦角，f =tan，铁皮与水稻的摩擦角为16 35 。由上式可知，当 1f tan0 时，Z V0，物料将不能沿轴向运动，因此，螺旋推运器的螺旋角应满足以下条件： tan tan 1 即 90 如前所述，推运器内径处的螺旋角最大，故确定时应按此条件进行校核。由式可知，当推运器的半径和转速一定时，轴向速度 Z V是螺旋角的函数，要使推运器的输送能力增强，可对 Z V求导，并令 d d Z V =0，可求得物料的轴向速度最大时的螺旋角为： 13 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 maxz = 24 4.2 螺旋推运器的主要参数螺旋推运器的主要参数一般用于谷粒和杂余的螺旋推运器，轴径 d=(0.020.03) L(L 为推运器的长度）。推运器的长度 L=1200mm,轴颈d=25mm,转速n=550 r/min。推运器的外径 D 可根据要求的生产率决定。在本设计中的两处螺旋推运器中，所取参数如表 6 所示（mm）表 6 外径螺距搅龙轴轴颈叶片数脱粒螺旋推运器11070120016 集粮螺旋推运器11070120016 4.3 功率计算功率计算螺旋推运器的功率消耗分为两部分：水平推运和垂直升运。 N=Q(Lh+H） KW 式中 Q 螺旋推运器的生产率,脱粒螺旋推运器的生产率和喂入量是相等的，即取平均 1.31Kg/s，由于茎秆和谷粒的比值约为 1.2，所以集粮螺旋推运器取为 0.6Kg/s；Lh 螺旋推运器的水平投影，脱粒螺旋推运器的水平投影为 1.2 m,集粮螺旋推运器水平投影为 0.85m；H 推运器升运的垂直高度，脱粒螺旋推运器是水平安装，即升运的垂直高度 H为0，集粮螺旋推运器是倾斜安装，推运器与水平的夹角=45 ，所以集粮螺旋推运器升运的垂直高度 H=0.85m；推运器倾斜安装的校正系数，如下表7所示表 7 推运器轴与水平的夹角25 303540450 校正系数1.051.131.21.321.41.0 14 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计将数据代入公式得，脱粒螺旋推运器的功率 N=1.311.2=1.57KW 集粮螺旋推运器的功率 N=0.6(0.85+0.85)1.4=1.43KW 4.4 螺旋叶片种类螺旋叶片种类螺旋叶片是螺旋推运器的主要部件，用厚度=36mm 的钢带或钢板冲压或轧制而成，然后焊或螺钉固定在螺旋轴上，常用的种类有：满面式主要用来输送干燥后的粒状、粉状及有黏附性的物料，它推送力大，生产率高，是应用最广的一种。带式多用于输送较大粒状、块状和稍带黏性的物料，也可用于两种物料的混合。月牙式将一片片月牙状的叶片按照输送方向，以一定距离用螺钉固定在螺旋轴上形成螺旋，其角度按物料的推进速度和方向能很方便地加以调节，它具有强烈的搅拌作用，适用于输送潮湿发黏和易于挤压成块的物料。锯齿式它适用于输送黏性大和腐蚀性强的物料。图 9 4.5 螺旋叶片的设计螺旋叶片的设计螺旋叶片 15 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计常用的叶片有满面式、带式、月牙式、锯齿式四种形式。其形状如图10下：图10 满面式螺旋叶片是最常用的一种形式，是宜输送干燥的，小颗粒的或粉状物料，而所要输送的物料是谷物，属于小颗粒，其粘度、块度、湿度可以不计，所以本设计所选的螺旋叶片是焊在螺旋轴上的满面式螺旋叶片。螺旋推运器按螺旋叶片在螺旋轴上的盘绕方向不同可分为右旋和左旋两种（逆时针盘绕为左旋，顺时针盘绕为右旋），螺旋推运器输送物料方向由叶片旋向和轴的旋转方向决定。同一螺旋推运器上如有两种旋向的叶片，可同时实现两个不同方向物料的输送。如图11：图11 螺旋叶片的相关系数 16 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计螺旋直径D=100mm 螺距S=70mm 厚度=2mm 螺旋叶片的下料方法螺旋叶片通常采用简易执照方法，即用 1.54.0mm厚的薄钢板冲压或剪切成带缺口的圆环，将圆环拉制成一个螺距的叶片，然后将若干个单独的叶片经焊接于螺旋轴形成一个完整的螺旋叶片。满面式螺旋叶片展开图如图12 图12 如图，圆环的尺寸用下面的公式计算： )(2 )( lL dDL R )(2 )( lL dDl r 360 2 2 R LR 式中： R 圆环外圆直径（mm) r 圆环内圆直径（mm) 圆环的缺角（。) L 一个螺距叶片外螺旋线的长度 L= 22 )(SD (mm) l 一个螺距叶片内螺旋线的长度 l= 22 )(Sd (mm) 通过计算可以得到： 17 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 L= 22 )(SD = 22 70)100( =321.7mm l= 22 )(Sd = 22 70)24( =102.9mm 将以上算得的参数带入公式、和得： R = 55.9mm r = 17.9mm =0.083 某节螺旋推运器部分如图13所示：图 13 4.6 螺旋轴的设计螺旋轴的设计螺旋轴分为实心管螺旋轴与空心管螺旋轴，多采用空心管螺旋轴制造，采用便于焊接的低碳无缝钢管。螺旋轴轴径的大小与螺距有关，因为两者共同决定了螺旋叶片的内升角。根据物料的运动分析，可知要保证物料在料槽中的轴向移动，螺旋轴径处的轴向速度 V1要大于 0，即螺旋内升角 2 ap 2 ,又因为 tan=f，tan= d s ,所以螺距与轴径之间的关系比满足的条件之一是 S f d 螺距与轴径的关系还应满足的第二个条件是螺旋轴径处的轴向速度 V1要大于圆周速度V2，及V1V2,经计算推理要满足下列公式: s f f d 1 1 轴径计算公式为： d=（0.020.03）L L=1200mm 系数取0.02，得到螺旋轴直径为 d=0.02L=0.021200=24mm 螺旋轴选用空心管轴，采用便于焊接的低碳无缝钢管。管轴直径为110mm, 管壁厚度设为3mm，螺旋内壁直径为100mm。 18 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 5 齿轮传动的设计及计算齿轮传动的设计及计算齿轮传动的强度计算是根据齿轮可能出现的失效形式进行的。对一般齿轮传动，目前广泛采用的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度两种计算方法足以确定其承载能力。 1）、闭式齿轮传动软齿面（HB350）闭式齿轮传动：一般失效形式是点面点蚀，故通常先按接触疲劳强度设计几何尺寸，然后用弯曲疲劳强度验算其承载能力。硬齿面（HB350）闭式齿轮传动：一般失效形式是齿根折断，故通常先按齿根弯曲疲劳强度设计几何尺寸，然后用齿面接触疲劳强度验算其承载能力。 2）、开式齿轮传动对于开式齿轮传动一般以齿根折断和齿面磨损而失效。但目前尚无完善的磨损计算方法，故仅以齿根弯曲疲劳强度设计几何尺寸或验算其承载能力，并在设计计算时用适当加大模数（增大 10%或 15%）的办法来考虑磨损因素的影响。由于本次设计的齿轮传动属闭式传动且属于高速传动的硬齿面，因此需按齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。下面仅对两直齿齿轮的啮合进行计算与设计。 5.1 齿轮精度的选择齿轮精度的选择各类机器所用齿轮传动的精度等级范围列于下表中，按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如下表所示。各类机器所用齿轮传动的精度等级范围如表8齿轮传动的精度等级：表8齿轮传动的精度等级机器名称精度等级机器名称精度等级汽轮机3-6拖拉机6-8 金属切削机床3-8通用减速器6-8 轻型汽车5-8起重机7-10 载重汽车7-9农业机器8-11 19 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计此部分设计属于农业机械，速度、精度要求都不高，故选用 7 级精度（GB1009588）。 5.2 齿轮齿轮材料材料的选择的选择直齿锥齿轮 1 的材料为 45 钢，调质后表面淬火，硬度为 40-50HRC,直齿锥齿轮 2 的材料为 40Cr，调质后表面淬火，硬度为 48-55HRC;直齿锥齿轮 3 的材料为 45 钢，调质后表面淬火，硬度为 40-50HRC,直齿锥齿轮 4 的材料为 40Cr，调质后表面淬火，硬度为48-55HRC。 5.3 齿轮齿轮齿数齿数的选择的选择两对直齿锥齿轮的齿数Z1=Z2=21；Z3=Z4=21；齿数比u=1； 5.4 直齿锥齿轮的设计直齿锥齿轮的设计本设计所选用的直齿锥齿轮的轴交角S=90 。 1 按齿根弯曲疲劳强度计算直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度可近似地按平均分度圆处的当量圆柱齿轮进行计算。因而齿根弯曲疲劳强度设计计算公式为 m 1)5 . 01 ( 4 2 2 1 2 1 3 F SaFa RR YY uz KT I 确定公式内的各计算数值、查表可得直齿锥齿轮 1弯曲疲劳强度极限1FE =500MPa,直齿锥齿轮2弯曲疲劳强度极限2FE =600MPa；弯曲疲劳寿命系数1FN K =0.9,K2FN=0.85；Kv =1.3；KHa=KFa=1；KA=1;齿宽系数R =1/3；齿间载荷分配系数可按下式计算 K H=KF=1.5KbeH。式中KbeH是轴承系数，查的KbeH=1 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则 F 1= S K FEFN11 =321.4MPa 20 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 F 2= S K FEFN22 =364.3MPa 、计算载荷系数K K=KAKvKFaK F=1.95 、按当量齿数查取齿形系数和应力校正系数 Y1Fa=2.76；Y2Fa2.76 Y1Sa=1.56；Y2Sa=1.56 、计算直齿锥齿轮1、齿轮2 的 F SaFaY Y 并加以比较。 1 11 F SaFaY Y = 4 .321 56. 176. 2 =0.0134 2 22 F SaFa YY = 3 .364 56. 176. 2 =0.0118 直齿锥齿轮2的数值大、设计计算 m 0134. 0 1119) 3 1 5 . 01 ( 3 1 106.94695. 14 222 3 3 mm=6.14 mm 2 按齿面接触疲劳强度计算直齿锥齿轮接触疲劳强度，仍按平均分度圆处的当量圆柱齿轮进行计算，工作齿宽即为锥齿轮的齿宽b. 齿面接触疲劳强度设计计算公式为： d12.92 u KTZ RRH E 2 1 2 3 )5 . 01 ( I 确定公式内的各计算数值、试选载荷系数Kt=1.3 、选取齿宽系数R =1/3；材料的弹性影响系数 ZE=189.8MPa2 1 ;直齿锥齿轮 1 的接触疲劳强度极限1limH =600MPa；齿轮 2 的接触疲劳强度极限2limH =550MPa。接触疲劳寿命系数K1HN=0.90;K2HN=0.95 载荷系数 K=KAKvKHaK H=1.95 21 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计、计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由公式： H 1= S KHN 1lim1 =0.90600MPa=540MPa H 2= S KHN 2lim2 =0.95550MPa=522.5MPa 、计算齿轮1分度圆直径 d12.92 u KTZ RRH E 2 1 2 3 )5 . 01 ( =57.7 mm 、计算模数m m= 1 1 z d = 21 7 .57 =2.75 由于直齿锥齿轮大端的尺寸最大，测量方便。规定锥齿轮的参数和几何尺寸均以大端为准，大端的模数 m 的值为标准值，按下表选取，在 GB12369-90 中规定了大端的压力角a=20 ,齿顶高系数ha =1,顶隙系数 c =0.2。对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取有弯曲强度算得的模数标准值 m=2.75，按接触强度算得的分度圆直径 d1=57.7mm,算出直齿锥齿轮齿数 Z3=Z4= 75. 2 7 .57 21 、几何尺寸的计算根据表9公式可以算出：分度圆直径 d1=d2=mz=57.75mm,锥距 R=40.83mm，齿顶高 ha=2.75mm,齿根高 hf=3.3mm,齿顶圆直径 d1a=d2a=61.64mm,齿根圆直径 d 1f=d2f=53.86mm,齿顶角 1a =2a =3.85 ，齿根角1r =2r =4.62 ，齿顶锥角1a =2a =48.85 ，齿根锥角 1f = 2f 40.38 ，分度圆齿厚 c=4.32mm,齿宽 b=13.6mm,平均分度圆直径 d1m=d 2m=48.125mm. 表 9 22 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 5.5 带动输送链转动的直齿锥齿轮的设计带动输送链转动的直齿锥齿轮的设计此对直齿锥齿轮的设计同上，几何尺寸为：功率 P=1.2KW；转速 n=600 r/min；模数 M=4；齿数 Z3=Z4=20；分度圆直径 d3 =d4=mz=80mm,锥距 R=56.56mm，齿顶高 ha=4mm,齿根高 hf=4.8mm,齿顶圆直径 d 3a=d4a=85.66mm,齿根圆直径 d3f=d4f=73.2mm,齿顶角3a =4a =4 ，齿根角3r = 4r =4.85 ，齿顶锥角3a =4a =49 ，齿根锥角 3f = 4f 40.15 ，分度圆齿厚 c=6.28mm,齿宽b=15mm,平均分度圆直径d3m=d4m=75mm. 23 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 6 链轮的设计及计算链轮的设计及计算根据收割机的总体设计要求和工作条件，链传动功率为 P=0.4KW，传动比 i=1。 6.1 选择链轮齿数选择链轮齿数由于链条节数一般为偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数。由于为小功率传动，且要满足总体设计尺寸要求，本设计选用Z1=Z2=17。 6.2 计算链条的传递功率计算链条的传递功率 ca P P K KK P P ZA ca 式2-1 式中：A K -工况系数； Z K -主动轮轮齿系数； P K -多排链系数，单排取1 P -转递功率，KW。本设计的链传动是为纵向螺旋输送器传递动力的，传递功率不大，转速一般，为使机构紧凑和延长寿命，选用小节距，单排链。但工作环境恶劣，启动频繁，中等冲击。根据以上工作条件，查表得：A K 取1.5 Z K 取1.3 算得： Ca P 0.78KW 6.3 确定链条型号和节距确定链条型号和节距根据计算功率ca P =0.78KW 转速 n=600 转/分钟，查机械手册 A 系列单排链轮转速额定功率曲线可知，选用08A-1型链条较适合，其节距p=12.7mm。 6.4 计算链节数和中心距计算链节数和中心距初选中心距0 a =43p=546.1mm 按下式计算链节数0P L 24 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 0 21210 0 22 2 a pzzzz p a Lp 式 2-2 算得： 0P L=103 为避免使用过渡链节，应圆整为偶数 Lp=104 则可得链条长度 1000 P pL L=1.32m 式 2-3 计算中心距)( 2 1 zL p a pe =552.5mm 式 2-4 实际中心距 aaa e e aa)04. 002. 0( 取e aa02. 0 式 2-5 算得 mma5 .541 6.5 计算链速计算链速 v，确定润滑方式，确定润滑方式平均链速 100060 1 npz v 式2-6 算得 v=2.16m/s 根据链速，查机械手册链条润滑范围选择图可知，本设计应该选用人工定期润滑。 6.6 计算链传动作用在轴上的轴压力计算链传动作用在轴上的轴压力 P F 轴压力可近似取为 eFpp FkF v p Fe1000 式2-7 式中： e F-有效圆周力，N; Fp K -压轴力系数，对于垂直传动取1.05 算得轴压力为6.17KN 6.7 链轮的结构和尺寸链轮的结构和尺寸根据链条型号 08A可知，节距p=12.7mm，链条滚子直径 mmd92. 7 1，内链节内宽1 b =7.85mm，内链板高度2 h =12.07mm。由上数据，查询机械手册相关公式，可计算出：链轮分度圆直径 d=69.12mm，齿顶圆直径a d =75mm，齿根圆直径 f d =61.2mm，齿高 a h 14.05mm，最大轴凸缘直径 g d =55mm，齿宽 1f b =7.3mm，齿侧倒角a b =1.65mm，齿侧半径x r =12.7mm，轮觳厚度h=10.49mm，轮觳长度l=16mm，轮觳直径h d =24mm。 25 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计由以上数据可知，本设计的链轮直径较小，需用整体式结构。链轮轮齿要具有足够的耐磨性和强度，又由于小齿轮轮齿的啮合次数比大链轮多，所受冲击较大，故小链轮应采用较好的材料制造。本设计选用 15 号钢，热处理方式为渗碳-淬火-回火。 6.8 链传动的张紧与防护链传动的张紧与防护本设计的链传动的链轮水平布置，为避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条震动的现象，在上侧外边布置张紧轮，采用滚轮张紧。直径取 0.6d=41.4mm 。为防止工作人员无意中碰到链传动装置中的运动部件而受伤，应该加防护罩将其封闭。防护罩还可以将链传动与灰尘隔离，以维持正常的润滑状态。 7 轴的设计及计算轴的设计及计算 7.1 选择轴的材料及热处理选择轴的材料及热处理由于轴传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求，故选择常用材料 45 钢，调质处理。 7.2 初估直径初估直径轴承选取：轴承主要受径向力作用，可选用轴承为深沟球轴承 6404，根据轴承确定各轴安装轴承的直径为：D1=D2=20mm。 7.3 结构设计结构设计各轴直径的确定：初估轴径后，即可按轴上零件的安装顺序，从右端开始确定直径。该轴轴段1 安装链轮，故该段直径为 20mm，2段装轴承6404，为了便于安装，取2段为 20mm。左右两端用套筒固定，3段与直齿锥齿轮用键连接，故该段直径为 25mm，左端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为 2.5mm，取 4 段为 30mm,5 段安装轴承6404，为了便于安装，取5 段为20mm。 26 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计各轴段长度的确定：轴段 1 的长度取 L1=20mm，2 为轴承 6404 宽度和两边套筒的距离取为 L2=34mm，3 段为直齿锥齿轮，长度 L3=19mm,4 段的长度按轴肩宽度公式计算L4=1.4h；取L4=90mm,5段的长度 L5=20mm。 7.4 轴上零件的周向固定轴上零件的周向固定与轴承内圈配合轴均选用 H7/p6，链轮、直齿锥齿轮与轴采用A型普通平键联接，为键GB/T19061997 键8*7*18和 6*6*18 7.5 轴上倒角与圆角轴上倒角与圆角为了保证 6404 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为1mm。其他轴肩圆角半径均为2mm。根据标准GB6403.41986，轴的左右端倒角均为1*45。 7.6 轴的校核轴的校核 27 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 7.6.1 判断危险截面判断危险截面显然，A剖面左侧合成弯矩最大，扭矩为T,该截面可能是危险截面。 28 小型半喂入联合收割机中间输送部分设计 7.6.2 轴的弯扭合成强度校核轴的弯扭合成强度校核 Fy剪力=350N Fx剪力=300N T=19.1Nm My=Fy剪力0.12=42Nm M= 22 yx MM =302.93Nm 22 MT/= 22 93.3021 .19/( 3 D /32) =s /1.5=236MPa 则可以得到 D 6 3 10236 53.30332 =23.57mm 此处轴的直径为25mm,满足要求。 8 联轴器的选择联轴器的选择 8.1 选择联轴器的类型选择联轴器的类型根据联轴器传递的转矩较小；转速较低；两轴相对位移较小，方向在同一直线上；工作环境；联轴器的制造、安装、维护、和成本。选择双万向联轴器II型。 8.2 确定联轴器的计算转矩确定联轴器的计算转矩 Tca Tca=KAT T公称转矩， T=57Nmm KA工作情况系数，取KA=2.4 Tca=KAT=136.8MPa 8.3 确定联轴器的型号确定联轴器的型号根据计算转矩Tca T 和转速nn

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