毕业设计（论文）-小型荞麦收割机设计（动力、传动、行走及功能转换机构）【全套图纸三维】.doc

重庆理工大学毕业论文 小型荞麦收割机设计 目 录全套图纸，加153893706摘 要IAbstractII1 绪论11.1 荞麦的介绍11.2 收割机的发展21.3 小型收割机的应用与发展趋势21.4 国内外收获机械技术的现状52 方案的提出与对比82.1 方案一82.2 方案292.3 方案三102.4 方案中涉及到的一些传动设计112.5 收割机行走方式的选择123 荞麦收割机的设计计算过程143.1 I轴的相关计算143.2 II轴与III轴的相关计算153.3 III轴与IV轴之间的相关计算163.4 柴油机与III轴之间的设计174 整体模型的三维建模194.1 轴类零件的建模194.2 齿轮及带轮的建模214.3 其他零件的建模244.4 总装配图285 总 结316 致谢信33参考文献34附录：文献综述35摘 要荞麦为一年生草本植物，生育期短，抗逆性强，极耐寒瘠，当年可多次播种多次收获，并且营养价值很高，所以荞麦的价值越来越被看中。但是相对应的荞麦收割机发展却相对迟滞。本文的出发点正鉴于此，以现有的荞麦收割机为基本，以轻便、简单以及成本低为主要目的，对现有的荞麦收割机进行改进，使改进后的机型能够让农机与农艺得到最大限度的结合。本文对荞麦收割机的动力、传动、行走及功能转换机构进行了整体的理论研究。分析国内外的各种型号收割机的使用与现状，提出自己的设计方案，并对其中的关键部位进行了设计计算，主要包括锥齿轮、传动机构和动力输入的传动轴的设计，保证了机构运行的可靠性。 关键词: 荞麦收割机 设计 传动机构 动力AbstractBuckwheat is an annual herb. It has the short growth period, strong resistance and extremely cold barren. And it can repeat to be seeded and harvested. It has a very high nutritional value, so the value of the buckwheat is increasingly fancied. But the corresponding development of buckwheat harvesters has been relatively sluggish. This is the starting point of view of this article.Based on buckwheat harvesters nowadays, lightweight, simple and low cost are the main popurses to improve the buckwheat harvesters.The improved models make the agricultural and agronomi obtain the combination of the maximum.The article theoretically researches buckwheat harvester power, transmission, walking and functional conversion mechanism overall and analyzes use of various models of domestic harvesters and the present situation.The article proposes my own dersign,The article also desings and calculates key parts,mainly including the design of bevel gears, transmission and power input shaft,which ensures that the agency reliability.Key words:buckwheat harvester; design; transmission; power II1 绪论1.1 荞麦的介绍荞麦是蓼科荞麦属的植物，普通荞麦和同属的苦荞麦、金荞麦都可以作为粮食。荞麦生长期短，可以在贫瘠的酸性土壤中生长，不需要过多的养分和氮素，下种晚，在比较凉爽的气候下开花。可以作为绿肥、饲料或防止水土流失的覆盖植物。荞麦原产于亚洲，种子呈不规整三棱锥形。种皮坚韧，深褐或灰色。花白色，由蜂等昆虫传粉。虽然其种子用作谷物，但荞麦并非谷类禾草。荞麦在肥沃土壤上较其他粮食作物产量低，但特别适应于干旱丘陵和凉爽的气候。荞麦成熟快，故可作晚季作物种植，并能作为窒息作物使杂草死亡而为其他作物的栽培改善条件。亦可用作绿肥犁入田中以改良土壤，又可作蜜源作物。荞麦的营养成分主要是丰富的蛋白质，B族维生素，芦丁类强化血管物质，矿物营养素，丰富的植物纤维素等。研究显示：经常食用荞麦不易引起肥胖症，因为荞麦含有营养价值高、平衡性良好的植物蛋白质，这种蛋白质在体内不易转化成脂肪，所以不易导致肥胖。另外荞麦中所含的食物纤维是人们常吃主食品面和米的八倍之多，具有良好的预防便秘作用，经常食用对预防大肠癌和肥胖症有益。荞麦有防治高血压、冠心病、防治糖尿病、的作用。进一步的研究发现，荞麦之所以能降血糖，与荞麦中所含的铬元素有关，铬可促进胰岛素在人体内发挥作用。荞麦的抗癌作用也为世界医学界所关注。科学家认为，荞麦中含有大量的镁，镁不但能抑制癌症的发展，还可帮助血管舒张，维持心肌正常功能，加强肠道蠕动，增加胆汁，促进机体排除废物。荞麦中的大量纤维能刺激肠蠕动增加，加速粪便排泄，可以降低肠道内致癌物质的浓度，从而减少结肠癌和直肠癌的发病率。荞麦含有蛋白质、多种维生素、纤维素、镁、钾、钙、铁、锌、铜、硒等。因其含有丰富的蛋白质、维生素，故有降血脂、保护视力、软化血管、降低血糖的功效。同时，荞麦可杀菌消炎，有“消炎粮食”的美称。正因为荞麦的营养价值高、生长周期短以及种植容易，所以荞麦越来越被世人熟知。伴随着荞麦的热潮，荞麦类农用机械也多了起来。1.2 收割机的发展收割机是由塞勒斯麦考密克发明的。 收割机它是一体化收割农作物的机械。一次性完成收割、脱粒，并将谷粒集中到储藏仓，然后在通过传送带将粮食输送到运输车上。也可用人工收割，将稻、麦等作物的禾秆铺放在田间，然后再用谷物收获机械进行捡拾脱粒。收获稻、麦等谷类作物子粒和秸秆的作物收获机械，包括收割机、割晒机、割捆机、谷物联合收割机和谷物脱粒机等。谷物收获机械是在各种收割、脱粒工具的基础上发展起来的。收割机的历史沿革：1799年英国最早出现马拉的圆盘割刀收割机；1822年 割刀上方增加了拨禾装置。1826年出现采用往复式切割器和拨禾轮的现代收割机雏型，用多匹马牵引并通过地轮的转动驱动切割器。18311835年，类似的畜力小麦收割机在美国成为商品；1851年出现能将割倒的禾秆集放成堆的摇臂收割机；1920年以后由于拖拉机的普遍使用，同拖拉机配套的收割机开始取代畜力收割机。中国于1952年开始生产畜力摇臂收割机和其他类型的畜力收割机；1962年开始发展机力卧式割台收割机和机侧放铺禾秆的立式割台收割机。为适应北方小麦、玉米间套作地区收获小麦的需要，于1977年研制成机后放铺禾秆的立式割台收割机。收割机的种类有：侧挂式自动收割机、背负式自动收割机、手扶式收割机、卧式割台收割机、立式割台收割机。1.3 小型收割机的应用与发展趋势小型收割机突破了农村无法进入大型收割机收割的作业瓶颈，推进了收获作业的机械化，缩短了劳动周期，并让人们从繁重的体力劳动解放出来。广泛用于，收割小麦、水稻、青稞、麻类、豆类等农作物。换上相应的刀具，装上上下托板和安全的防护罩，还可以收割灌木、牧草、芦苇及茶园枝头修剪和花圃。小型收割机配带汽油动力强劲有力，方便实用，效率高，便于携带及野外田地作业。该汽油机具有噪音低。肃静性和舒适性等特点。让各地人们长时间工作都不会感觉疲劳。小型收割机有以下用途：收割水稻，收割小麦，收割大豆，收割玉米，并使其条铺放！用于林地清理、幼林抚育、次生林改造和森林抚育采伐等割除灌木、杂草，修枝，伐小径木。在割灌机上配备一些可更换的附加装置或设备,还可用于收割稻麦等农作物,以及抽水、打穴钻孔、喷施农药等作业。小型收割机又分为侧挂式和背负式两种：侧挂式小型收割机采用硬轴传动， 主要由发动机、 传动系统、离合器、工作部件、操纵装置和侧挂皮带等组成。在传动轴的一端配置0.75 2千瓦的单缸二冲程风冷汽油机和离心式摩擦离合器；另一端安装由减速器和切割刀具组成的工作部件。工作部件的类型很多，常用的为圆锯片、刀片或尼龙丝。作业时，将传动轴的铝合金套管上的钩环挂在操作者肩下的背带上，握住手把，横向摆动硬轴,即可完成切割杂草、灌木等作业。机具重约612千克,转速约45005000转/分。背负式自动收割机。用软轴传动，一般构造与侧挂式割灌机相似，不同的是其发动机背在操作者背上，切割部件由软轴传动，发动机功率一般为0.751.2千瓦。 发动机与背架之间以两点联接并装有特制橡胶件以隔振。软轴为套装在软管内的钢丝挠性轴，用以传递扭矩。软管为敷有橡胶保护套的金属编织网包住的钢带缠卷的螺纹管，以防尘土侵入轴内并保持轴表面的润滑油。割幅一般在1.52米之间。手扶式小型收割机 由行走轮支承机具重量，由人推动机器前进，由发动机驱动工作部件进行切割灌作业。其构造和工作原理同便携式割灌机相似。悬挂式小型收割机 悬挂在拖拉机后面，由动力输出轴驱动工作部件旋转，适用于大面积割灌作业。主要由机架、锯片、传动装置、悬挂装置和推板等组成。割灌作业时，拖拉机后退行驶，工作速度为5公里/小时,可锯直径为10厘米的灌木。为什么现在小型联合收割机的应用越来越广泛呢？下面举个例子：河北省石家庄市井陉县是山区县，年种小麦1.07万hm2，多在山区，地块小且不规则。多年来该县联合收割机也不过100台，但2000年小型联收机热销井陉山区。其原因：山区的地形特征只有小型机才适用。山区农民开矿烧灰、搞运输等业务使劳力有所转移，收入有所增加，因此有购买力。机收小麦价格低，用机户觉得合算，有机户认为能致富，因此小型联合收割机有诱惑力。2000年在收割机作业收费降低的情况下，台均收入也可达8000元以上。县农机管理部门举办机手培训班，组织机收服务，购机户对用好联收机有信心。联合收获比分段收割收的快，抢农时，二茬玉米能早种，一年两熟能增效增产，免受山区气候冷凉延误种小麦的影响。河北省山区面积占土地面积的62%，小型农机市场活力大，且随着山区开发和农民逐渐富裕，小型联合收割机的市场会越来越大。以河北省为例，联合收割机的发展大体可分为以下几种情况：试探式的由低价小型向中大型逐步发展。起步最早最快的辛集市，1990年前后，就是从东北农场低价购旧机开始的。当时一台北京-2.5型收割机售价6万元，而东北国营农场一台旧东风-5型收割机只需1万元左右。平原地区农村经济正在进一步发展，但农民尚不够富裕，使用联合收割机的时间不长，小型联合收割机发展快，活力大。106国道以东的安徽省宿州市、河南省唐河县、山东省临沂市和河北省沧州市，因小型联合收割机的质量好、价格低而受欢迎。有的小型机已逐步被中型自走式联合收割机所代替。河北省任丘市是平原区，年均种小麦3万多hm2，2000年就新增联合收割机199台，其中自走式机型占82%，中型背负式机型占14%，割幅小于1.5m的占4%。当地机手和用户说，自走式联合收割机收割得快，所以畅销。产品质量是引导销售的关键。中型自走式联合收割机的畅销与种植形式的改革有关。前几年小麦和玉米套种的多，小型联合收割机适用，而现在多为夏玉米铁茬播种，对割幅大小放宽了限制和要求。某些地区已没有了小麦了玉米间作套种，同时农民经济条件又较好，所以中型自走式销的多。但随着“麦客”挣钱少的现象日趋严重，易地跨区作业的收割会逐步变为就地各自为战式的收割。而小型联合收割机发展减缓或停止的地方，还会得到复生，原因有：作业成本高了。机子过剩，收费低。由往年用户截机、拦机、持币等机变为地头上停着多台机子，争着抢着要作业，故收割费也越来越低。旱情严重，长势不好，粮价偏低。以上3个方面的情况今后也不可避免，这就会淡化“购机抢收赚钱”的观念，但小麦不可能不用机收而倒退到分段式的传统收割方法，因此，又会出现用投资少、见效快、既方便、又快捷的小型联合收割机的情况。小型收割机的发展趋势是用新型材料以进一步减轻重量；采用低振动发动机和先进的减振隔振装置并合理配置机件，以减少振动对人体的危害；提高机械的加工和装配精度、改进吸排气系统，以减低噪声；增设各种安全保护装置，以提高作业安全性；在悬挂式割灌机上增设灌木切碎装置，简化割下灌木的清理工序。1.4 国内外收获机械技术的现状我国的水稻联合收割机经过了三个发展历程。即艰难的发展历程、快速发展阶段、技术提高阶段。在我国重点发展水稻联合收割机：全喂入式水稻联合收割机须用切流脱粒滚筒加轴流分离滚筒，小型机以横置、大型机以纵置为宜，目前以深受广大农场及农村用户认可。半喂入式水稻联合收割机宜积极发展国产机型，不宜盲目模仿追求现代化，要善于简化以降低成本。割前摘脱式水稻联合收割机的诞生，必将在将来的市场竞争中占有一席之地。我国水稻收获机械的发展任重道远。基于全喂入收获机械技术发展，国际趋势是：产品向大型化、大功率、大割幅、大喂入量、多功能联合作业发展近年来，以发达国家为代表的国际农业经营规模不断扩大，这一需求拉动收获机械进一步向高效、大型化、大功率、大割幅、大喂入量和高速方向发展。全喂入联合收割机最具代表性，喂入量已由一般的56kg/s发展到1012kg/s；所配发动机的功率最大到243kW，正在研发的有276kW；割台最大割幅已超过9m。配谷物联合收割机的玉米割台由收割46行发展到收割8行。谷物联合收割机实现多功能，通过更换作业部件可以收获小麦、水稻、玉米、大豆、油菜、油葵等多种作物。深入研究新型脱粒分离技术，以提高生产率，减少谷粒损失为目标，是现代谷物联合收割机最主要的发展趋势在欧、美等发达国家，通过上世纪七八十年代的研究，全喂入收获机械从传统的逐稿器技术进入了轴流式时代，解决了传统收获机械作业效率和脱粒能力升级的关键问题。在传统的纹杆切流滚筒及键式逐稿器的脱粒分离装置之后，双滚筒横置的轴流式结构广为应用，继而又研制了单滚筒或双滚筒纵置的轴流式脱粒分离结构。轴流型谷物联合收割机的割台和传统型谷物联合收割机完全相同，但在脱粒机构的构造上有很大差异。轴流型的轴流滚筒式脱粒分离装置，可以完成脱粒和全部分离工作，从而简化了脱粒机体的结构。目前轴流式脱粒清选技术成为大型联合脱粒清选方式发展较快的重要技术。技术向控制智能化、操作自动化发展随着现代科学技术的迅猛发展，收获机械也向高度自动化、智能化方向发展。国外先进的大型谷物联合收割机的电子技术的应用已完成了从监控功能向智能控制的过渡，并广泛采用CPU处理技术、总线控制技术、激光测量技术、GPS系统定位技术、卫星遥感技术等，实现农业装备的智能化控制。广泛应用机电一体化和自动化技术，改善驾驶员工作条件，向舒适性、使用安全性、操作方便性方向发展，普遍装有现代化的密闭驾驶室以隔热、隔噪音；转动部件转速、收割机切割高度、谷物损失量、粮箱填充量、排草堵塞等配有信息显示；自控装置包括自动对行、割茬高度自动调节，自动控制车速，自动停车等；安全生产的警报输出和互锁补偿系统有故障警报、信号报警或语音报警、启动耳锁、单柄操作互锁、运输与收获互锁等功能。向智能化收获机发展：集全球卫星定位系统，地理信息系统和遥感系统于一身的“精准农业技术，在智能化联合收割机上的应用，是当今收获机械化最新、最重要的技术发展。技术向注重节约资源、保护环境方向发展近年来，随着全球工业化程度的发展，资源匮乏和环境污染问题日趋严重，节能减排已成为各国政府和大众非常关注和致力解决的问题，其解决的途径，一是加速能耗高、污染重的老产品的淘汰，二是大力推广具有节能减排、环保的新产品的推广和应用，农业装备产品向注重节约资源、保护环境方向发展已不可逆转。制造技术向“数字化”、“自动化”、“集成化”、“网络化”和“智能化”方向发展“数字化”制造技术是以设计、控制和管理为中心的数字化制造，贯穿、渗透制造全过程的技术；“自动化”将从一般的自动控制、自动调节、自动补偿等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的水平；“集成化”是将制造技术、信息技术和管理技术等集成的技术； “网络化”是装备制造业信息化、集成化的必然趋势，是装备制造业企业走向全球化、整体化，实现资源互补和共享的必备手段； “智能化”使制造过程具有处理大量信息、不完整信息和错误信息的能力，并具有强大的自诊断和修复能力，是数字化、自动化、集成化、网络化有机交融与高度发展的结果。产品制造向“绿色化”、“快速化”、“节约化”和“高效化”方向发展制造过程的“绿色化”要求产品从构思开始，到设计、制造、销售、使用、维修，直到回收、再制造，都要符合环境保护的要求； “快速化”是对市场快速响应，对生产模块快速重组，具有高度柔性和高度敏捷性的生产模式； “节约化”要求制造过程遵循节省、节约、节俭的原则； “高效化”主要指高生产效益，高效、低耗，无污染的生产方式。而国内全喂入收获机械产品与技术发展现状是：在国际收获机械技术进步潮流的影响和加快发展现代农业新要求的推动下，我国收获机械产业的发展领域、理念、目标、模式及重点等都呈现新的发展态势，逐步向农机强国迈进。收获机械技术的发展理念开始逐步由廉价，向性能优、质量高的方向转变；收获机械技术创新的模式由选、改、创、仿逐步向引进消化吸收和自主创新转变。产品技术开始由中小型、单一功能，向多品种、多功能、高技术化方向发展。制造技术也开始由单一机械技术向机电液一体化技术的综合运用方向发展。本文在现有的基础上，以轻便、便宜、简单为目的，提出自己的方案，并对其进行设计。2 方案的提出与对比2.1 方案一方案一主要是对收割方案及其荞麦收割以后的统一收放进行了设计，如图一图1 方案一其中1为分禾器，2为扶禾三角带拨齿，3为星轮，4为压簧，5为输送带，6为铺禾转向器，7、8均为输送带，9就是铺放好的荞麦。其工作原理是割台前面装有小分禾器1，其拨齿在与星轮相配合下能将轻度倒伏的作物自下而上地扶起，割断后的作物在星轮和输送器的配合作用下，先向右输送，再通过转向星轮和转向输送带向后输送，并在机后放铺。为了适应严重倒伏作物的收割，在立式水稻联合收获机上装有链齿式扶禾器，它能将倒伏严重的作物扶起并引向切割器。其扶倒能力强，工作较可靠；但在扶禾中链齿对谷物冲击作用较大，对易掉粒的籼稻造成的落粒损失较大。该方案考虑了整体的设计，但是由于带输送过多，在小型收割机上难以很好的实现，并且在动力传动方面也要有多个动力输送，十分之麻烦，所以这个总体方案被否决。2.2 方案2方案二主要是对总体传动的一个设计方案，如图二图2 方案二图二中，1为拨禾器，2为切割刀具，三为齿轮，4为轮胎轴，5为带传动，6为柴油机。在图中，由柴油机输出，利用带传动，传递至II轴，经齿轮传动传递到I轴，然后由I轴传递至1、2提供动力，另一方面由三轴通过锥齿轮传到IV轴提供行走动力。由于2切割刀具和和1拨禾器在同一轴上，但是它们所需的速度是不同的，该传动方案不能做到给两个部件提供不同的速度，所以该方案不能实现功能，故被否决。2.3 方案三方案三包括了拨禾轮与刀具之间的传动方案（如图三）以及总体的传动方案（如图四）图3 拨禾轮与割刀的传动图图4 传动方案由图三和图四，柴油机通过带传动将动力传到III轴，III轴通过齿轮传动一方面传到II轴，II轴通过带传动到I轴，I轴通过锥齿轮传动7，即图3的齿轮轴，然后带动齿轮箱里的齿轮，进而带动拨禾轮与刀具的运动。另一方面，III轴通过齿轮传动到IV轴，从而提供行进动力。在本方案中，基本上能够实现动力的转换，并且传动也比较简单，而且在II轴和IV轴上各有个滑移齿轮，能有效控制收割部分与行走装置的工作与停歇，并且在柴油机与III轴之间有个线性离合（图中没画出），有效控制动力的输入输出，也给滑移齿轮的转换提供了可行性。所以选用方案三作为最终方案。本文介绍的是图四中的传动方案的设计。2.4 方案中涉及到的一些传动设计带传动带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成。带传动包括平带传动、V带传动、多楔带传动及双面V带、圆型带传动。另外在农机方面还有农机V带，指专用于农业作业、园艺等设备用传动带，其品种规格几乎包括所有的V带品种和少量的平带及异形带等，其中最主要的联合收割机主传动无极变速器用变速V带(无极变速带)。其特点是工作环境恶劣(日晒雨淋、泥沙粉尘和油污等)、低速高负荷、高冲击、极度拉伸曲挠和大打滑生热，因此形成独立的标准体系。图5 带传动虽然带传动传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、传动装置外部尺寸大、效率低。但是带传动结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点。所以，对于小型收割机，带传动是一种不错的传动选择。齿轮传动齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。齿轮传动根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型：直齿圆柱齿轮传动； 斜齿圆柱齿轮传动；人字齿轮传动；锥齿轮传动；交错轴斜齿轮传动。根据齿轮的工作条件，可分为：开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑。半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭。闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿轮传动按齿轮的外形可分为圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、非圆齿轮传动、齿条传动和蜗杆传动。齿轮传动优点：1、使用的圆周速度和功率范围广；2、效率较高；3、传动比稳定；4、寿命长；5、工作可靠性高；6、可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间传动。缺点：1、要求较高的制造和安装精度，成本较高；2、不适宜远距离两轴之间传动2.5 收割机行走方式的选择 收割机现在广泛运用的就2种行走装置，即履带式行走以及轮式行走。图6 履带式联合收割机履带行走装置是通过一条卷绕的环形履带支承在地面上，主要由履带、驱动轮、支重轮、导向轮、浮动轮和托轮等组成。履带与地面接触，驱动轮不与场面接触。驱动轮在变速箱驱动扭矩的作用下，通过驱动轮上的轮齿和履带铁齿之间的啮合，连续不断地把履带从后方卷起。接地那部分履带给地面一个向后的作用力，而地面相应地给履带一个向前的反作用力，这个反作用是推动机器向前行驶的驱动力。当驱动力足以克服行走阻力时，支重轮就在履带上表面向前滚动，从而使机向前行驶。履带式行走机构具有接地面积大、接地压力小、转弯灵便、转弯半径小、跨沟越埂能力强等特点，因此被广泛应用在联合收割机上。图7 轮式联合收割机我国使用收割机最多的还是轮式行走装置。目前，我国年产轮式联合收割机约4万台，其中大部分用于跨区作业行走系统存在的问题也日渐突出，主要有以下几点： 轮式机的行走系充仍然采用V带传动方式，传动带易损坏，动力传递不可靠。目前只有半喂入水稻收割机采用静液压驱动方式，但配套动力均在441 kW 以下。跨区作业转移田地行驶速度慢，影响购机户收益。行走系统自动化程度低，机械式操纵手柄多，驾驶员劳动强度大。行走无级变速系统过于简单，变速时不能保证胶带平行移动。驾驶室舒适性差，防噪声、防振和防尘效果不好，驾驶员容易疲劳。 整机制造质量及生产工艺还有待是高。联合收割机零部件配套市场不规范等。在机器行走系统方面，今后将朝着具有四轮驱动的大型化、系列化、智能化和高效率方向发展，发动机的功率储备将有所增加，谷物联合收割机的功能将更加完善。采用计算机、传感器及声光液控制系统将使联合收割机行走系统的自动化程度更高，驾驶操纵更符合人体工程学要求。采用GPS全球卫星定位系统收集田间各种作业信息数据，进行自动测产、在线水分检测、籽粒损失检测和故障诊断等，将使驾驶、操纵和调整联合收割机更方便快捷。结合本课题的设计，考虑到是小型的荞麦收割机以及其实用群体，而且荞麦生长的也不是水田，所以选取轮式的行走装置，减轻重量和减少成本。3 荞麦收割机的设计计算过程由收割部分得到输入轴（图四的7）的转速为360533r/min，所以取收割部分动力输入轴转速为390r/min，P1=2KW。查机械设计得，齿轮传动效率1=0.99，V带传动效率为2=0.97，所以输入轴到电机之间的总效率为：总=0.97*0.99*0.97*0.99=0.92柴油机功率为： P=P1/总=2.2KWI轴功率： P1=2.02KWII轴功率： P2=2.08KWIII轴功率： P3=2.10KW确定各部分传动比：I轴与收割部分输入轴的传动比为k1=1：1,I轴与II的传动比为k2=1:1，II轴与III轴的传动比为k3=2:1，III轴与IV轴的传动比为k4=1：5。确定各轴转速I轴： n1=k1*390=390r/minII轴： n2=k2*390=390r/minIII轴： n3=k3*390=2*390=780r/minIV轴： n4=k4*790=790/5=156r/min3.1 I轴的相关计算I轴锥齿轮 取收割部分锥齿轮齿数为25，模数为2，所以I轴锥齿轮齿数为25，模数为2。I轴带轮 （1）工作情况系数：（2）计算功率：=2x1.2=2.4kw（3）选带型号：Z型（4）小带轮直径：查表的=50mm（5）计算大带轮的基准直径 =150=50mm（6）确定带的根数Z Z=2.4/2=1.2，故选2根I轴设计 选择轴的材料：选取45钢,调质处理30初步计算轴的最小直径用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式： ，选用40Cr调质钢，查机械设计书P370表15-3，得 d14.2312917初选d=15mmI轴的各段长度如图8图8 I轴的设计I轴轴承选取角接触球轴承S7203，内径为17mm。外径为40mm，宽度为12mm。3.2 II轴与III轴的相关计算II轴带轮 由于II轴与I轴的传动比为1：1，所以II轴带轮与I轴一样。II轴与III轴的齿轮设计 选择齿轮材料为40Cr，调质，选7级精度选取III轴小齿轮齿数为27，模数为2，故II轴齿轮的齿数为2*27=54。II轴的设计 选择轴的材料：选取45钢,调质处理30初步计算轴的最小直径用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式： ，选用40Cr调质钢，查机械设计书P370表15-3，得 d18.34初选d=20mmII轴的各段长度如图9图9 II轴的设计II轴轴承选取角接触球轴承S7203，内径为17mm。外径为40mm，宽度为12mm。3.3 III轴与IV轴之间的相关计算III轴与IV轴的传动比为5：1。选取选择齿轮材料为40Cr，调质，选7级精度选取III轴的小齿轮齿数为30，模数为4。IV轴的齿轮齿数为30*5=150，模数为4.III轴的设计 选择轴的材料：选取45钢,调质处理30初步计算轴的最小直径用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式： ，选用40Cr调质钢，查机械设计书P370表15-3，得 d14.68初选d=15mmIII轴的各段长度如图10图10 III轴的设计III轴轴承选取角接触球轴承S7203，内径为17mm。外径为40mm，宽度为12mm。IV轴的设计 选择轴的材料：选取45钢,调质处理30IV即轮胎轴，设计轮胎直径为800mm，轮胎轴径为144mm，所以选取轴承为角接触球轴承S7230，内径为150mm。外径为270mm，宽度为45mm。所以齿轮轴径选在155mm。3.4 柴油机与III轴之间的设计选取柴油机与III轴之间的传动比为2:1，所以柴油机的转速为2*790=1580r/min。带传动设计 （1）工作情况系数： （2）计算功率：kw （3）选带型号：Z型 （4）小带轮直径：查表的=50mm （5）验证带速=4.14m/s25m/s,故带合适。 （6）计算大带轮的基准直径 =250=100mm （7）确定中心距 1）初定中心距 105a300 取=300 2）计算相应带长 922.3mm 取整选=1000mm 3）计算中心距a及其变动范围 传动的实际中心距近似为： a338.85 中心距的变动范围：=a-0.015=323.82 =a+0.03=368.85（8） 确定带的根数Z Z=1.2，故选2根4 整体模型的三维建模4.1 轴类零件的建模下面几个图是对几根主要轴的三维建模，包括I轴，II轴,III轴,IV轴。图11 I轴的建模I轴主要是用来连接从II轴传过来的动力，及传递动力给收割部分，以实现刀具和拨禾轮的运动。图12 II轴的建模II轴的作用是把从III轴的动力传递给I轴。II轴上是个滑移齿轮，键与键槽同长，并且是过盈配合，而齿轮能在键上来回滑动，键与齿轮是间隙配合，从而键能在轴上滑动，利用轴肩与轴套来定位。用来实现收割机构的工作于停止。图13 III轴的建模III轴的作用至关重要，是连接柴油机的主动轴，既把动力传给II轴，同时给IV轴提供行走的动力。图14 IV轴的建模IV轴即轮胎轴，带动轮胎转动被实现行走。IV轴上也是个滑移齿轮，键与键槽同长，并且是过盈配合，而齿轮能在键上来回滑动，键与齿轮是间隙配合，从而键能在轴上滑动，利用轴肩与轴套来定位。用来控制收割机的行走于停止。4.2 齿轮及带轮的建模下面几图是对齿轮和带轮的一些建模。图15 I轴锥齿轮的建模图16 II轴的齿轮建模图17 III轴上连接II轴的齿轮建模图18 III轴上连接IV轴的齿轮建模图19 IV轴上的齿轮建模图20 带轮的建模4.3 其他零件的建模包括机架、端盖、轴承盖、轴套以及轮胎等的建模。图21 机架的建模图22 端盖的建模图23 有轴穿过的端盖的建模图24 套筒的建模图25 机架上盖的简易建模图20里，前部的是柴油机的简易模型，后面是人坐的地方。图26 轮胎的简易模型图27 滑移齿轮的简易拨杆模型4.4 总装配图图28 总体模型图29 传动部分的放大装配图图30 简易的拨杆控制的装配图图31 与收割部分一起装配的模型图32 与收割机构的传动装配的放大图5 总 结 2013年2月，我开始了我的毕业设计工作，到现在设计基本完成，但是还是略显粗糙。毕业设计是一个长期的过程，需要不断的进行精心的修改，不断地去研究各方面的资料数据，为我所用，认真总结。历经了这么久的努力，终于完成了毕业设计论文。在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的经历和收获。今年1月，在与导师的初次交流讨论中我的毕业设计题目定了下来，是：小型荞麦收割机设计（动力、传动、行走及功能转换机构）。当开题报告定下来之后，我便立刻在网上及学校的图书馆着手工具图书资料的收集工作中，当发现关于这方面的资料和文章很难找到时，有些不知所措，不知如何下手。我将这一困难告诉了指导老师，在老师的细心指导下，终于使我了解了应该利用学校的丰富的资源找到自己需要的荞麦收割机方面的资源，找了大概15篇左右的关于农业机械的杂志报纸和图书还有若干的机械设计方面的工具丛书，经过认真的浏览，总结笔记，为自己的设计思路打好基础。浏览这些资料主要是为了了解荞麦收割机的工作原理并且自己总结出属于自己的一套设计方案，避免有重复，争取从一个全新的角度去进行荞麦收割机的设计。 在搜集资料后，我在电脑中都进行分类的整理，然后针对自己不同部分的设计内容进行归纳和总结，在和另外一个搭档(做收割部分的)激烈讨论，然后逐渐摸清收割机整套系统的工作原理，并运用所学的内容进行自己的方案构思。然后及时拿给老师进行沟通，听取老师的意见后再进行相关的修改。老师的意见总是很宝贵的，可以很好的指出我的方案设计的不足以及需要什么样的设计来完善。在这期间，我们和老师一起想了很多种方案，却因为或多或少的问题被一一否定。最后选取了本文所介绍的方案来进行设计计算。方案的构造原理设计已基本完毕了，我开始着手机械构造的尺寸及数据计算。根据各个零件的尺寸数据参数，我开始使用solidworks来建立各个零件的建模，solidworks软件是一款非常简单而且方便的绘图工具，它对我的建模工作帮助非常大。建模工作完成后，我进入了论文撰写的阶段，因为前期收集资料和设计计算的准备工作时的资料都保存在电脑里，所以论文的撰写也没遇到什么困难。毕业设计和毕业论文是我们每个大学生必须经历的一段过程，也是我们毕业前的一段宝贵的回忆。当我们看到自己的努力有收获的时候，总是会有那么一点点自豪和激动。任何事情都是这样子，需要我们脚踏实地的去做，一步一个脚印的完成，认真严谨，有了好的态度才能做好一件事情，一开始都觉得毕业设计是一个很困难的任务，大家都难免会有一点畏惧之情，但是经过长时间的努力和积累，经过不断地查找资料后总结，我们都很好的按老师的要求完成了毕业论文的写作，这种收获的喜悦相信每个人都能够体会到。在这次毕业设计过程中，我还获得了非常多的专业知识，这些知识都是今后的工作中的一笔宝贵的财富。这次设计是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，相信对我未来的学习和工作有很大的帮助。在这次毕业设计中同学之间互相帮助，共同商量相关专业问题,这种交流对于即将面临毕业的我们来说是一次很有意义的经历,大学四年都一起走过了,在最后我们可以聚在一起讨论学习,研究专业问题,进而更好的了解我们每个人的兴趣之所在,明确我们的人生理想,进而在今后的生活和工作中更好的发挥自己的优势,学好自己的专业,成为一个对于社会有用的人。6 致谢信本次的荞麦收割机原理的毕业设计历时十五个周，整个设计过程都是在我的指导老师杨岩教授的精心指导下完成的。从收集资料、机械原理方案的设计和选择、系统的结构设计和计算到solidworks建模，最后完成毕业论文，其间每一过程都得到杨岩老师的细心指导。杨老师经常在百忙之中安排学生答疑，从最开始的原理方案的选择，到结构的设计，再到最后建模过程，每个环节都对学生严格要求并对学生不理解的地方细心指导，兢兢业业地为我们排忧解难，多次指出我们设计中的错误，并讲耐心解错误的原因，使我们能及时改正错误。杨老师学识渊博，思维敏捷，使我受益匪浅，帮助我们开拓设计思路，精心点拨、热忱鼓励。对工作认真负责，不仅学识渊博而且为人师表，堪称良师益友，教给我们的不仅是知识还有待人处世的积极态度。在此，向杨岩老师表示最衷心的感谢和最诚挚的敬意。在整个设计过程中，大部分设计时间都是在学校内进行的，本次毕业设计的完成过程中，尤其是在和搭档蒋博鹏同学之间相互探讨，相互指点，一起讨论方案的设计，一次又一次得提出方案，又否决方案，彼此交换意见，使我受益非浅。在此感谢他对我的帮助。在整个设计过程中，设计过程中所用到的工具书、参考资料等，都是由学校图书馆提供，因为对学校图书馆的很多相关图书的查阅，我从中得到了很多设计方面的专业知识和设计方面的数据，感谢学校给予我们良好的工作与学习环境感谢，也感谢学校图书馆所有工作人员的默默支持。感谢大学四年来对我学习、生活的关心和帮助的所有老师及共同走过四年同窗的同学。在这里请接受我诚挚的谢意！最后还要感谢所有的答辩老师，你们辛苦了，在百忙之中还有抽时间来指导我们的毕业设计，在此向你们表示衷心的感谢！ 参考文献1 J. 现代化农业, 2004(3).2 J. 农业开发与装备, 2012(3).3 于兴芝, 苏静. J. 机械研究与应用, 2008(4).4 曹洪亮. J. 农业机械, 2007(7A).5 赵岭,吕钊钦. J. 农业装备技术, 2004(5).6 周汉林, 黄雄辉. J. 现代农业装备, 2006(5).7 张广义, 王义行. N. 农业机械学报, 1994(3).8 王严兴, 荣长发. J. 农业与技术, 2004(1).9 杨红, 孙伟. J. 农业开发与装备, 2001(1).10 姜威, 刘天舒. J. 农业机械, 2006(11B).11 孙勇, 王庆和. J. 现代化农业, 2008(1).12 J. 机械行走系统方案设计现代农业科技, 2012(5).13 吴贻珍. 中国传动带技术现状与未来发展J. 中国橡胶, 2006, 22(24):16-22.14 蒲良贵, 纪名刚. 机械设计M. 8. 高等教育出版社.15 杨裕根, 诸世敏. 现代工程图学M. 3. 北京:北京邮电大学出版社, 2008.16 孙恒, 陈作模, 葛文杰. 机械原理M. 7. 北京:高等教育出版社, 2006.17 廖念钊, 莫雨松等. 互换性与技术测量M. 5. 北京:中国计量出版社, 2011.附录：文献综述小型荞麦收割机设计文献综述-（动力、传动、行走及功能转换机构）背景介绍收割机是由塞勒斯麦考密克发明的。 收割机它是一体化收割农作物的机械。一次性完成收割、脱粒，并将谷粒集中到储藏仓，然后在通过传送带将粮食输送到运输车上。也可用人工收割，将稻、麦等作物的禾秆铺放在田间，然后再用谷物收获机械进行捡拾脱粒。收获稻、麦等谷类作物子粒和秸秆的作物收获机械，包括收割机、割晒机、割捆机、谷物联合收割机和谷物脱粒机等。谷物收获机械是在各种收割、脱粒工具的基础上发展起来的。图一 联合收割机随着农业机械化程度的提高，在大中型农机的助力下。农村成方连片的大块农田都能种得很好，可对于零星地块、路边绿化带及无法用大中型农机作业的套种农田农民劳工费时，而农村又很缺乏青壮年劳动力，导致大家都惧怕耕种和收获这一类地块。近年来小型收割机偏少，特种小型及人力收割机更少。大中型联合收割机适于连片成方的地块作业。而对于不少麦田套种或植树的地块，如果使用大型收割机收割，会伤害间作套种作物或因树行间距过窄无法作业。因而，小块田、间作套种的小麦、荞麦及其他作物收割时，农民仍然采用原始的镰刀收割。为此，要着力发展研究适用于小块田等的小型收个机。正文收割机的动力选择收割机的动力一般以柴油机为主。但是要注意以下事项。收割机在工作时，必须以额定负荷大油门持续工作，工作环境好恶劣，田间状况复杂，发动机负荷波动较大，因此，收割机配套发动机的设计较为严格。收割机工作装置所需的功率占总功率的65%70%，而行走系统所需的功率占总功率的3O%35。由于负荷波动，不仅使收割机的功率消耗不断变化，而且对工作质量的稳定也有一定的影响。因为当负荷波动时，发动机和工作部件的转速也随之波动，自接影响机器的切割质量等指标，严重时甚至造成发动机熄火或飞车。因此，在选择发动机时应仔细分析其调速特性，而且在选择发动机时，不仅要依据所需要功率的平均值，还要考虑负荷工作时所需功率的最大值，也就是说发动机需要有足够的功率储备。收割机的传动系统带传动带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成。带传动包括平带传动、V带传动、多楔带传动及双面V带、圆型带传动。另外在农机方面还有农机V带，指专用于农业作业、园艺等设备用传动带，其品种规格几乎包括所有的V带品种和少量的平带及异形带等，其中最主要的联合收割机主传动无极变速器用变速V带(无极变速带)。其特点是工作环境恶劣(日晒雨淋、泥沙粉尘和油污等)、低速高负荷、高冲击、极度拉伸曲挠和大打滑生热，因此形成独立的标准体系。图二 带传动中国机械工程学会带传动专业技术委员会副主任委员吴贻珍，在对中国传动带技术未来发展的研究中指出：未来带传动将向多品种、系列化方向发展。尼龙片基平带、多楔带和同步带等高传动效率、节能型带在传动带中的比例将继续上升。各种传动带