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5张CAD高清图纸及说明书 NJ系列 自走式清扫落地果收获机 机械设计【5张CAD高清图纸及说明书】【NJ系列】 清扫 落地 收获 机械设计 CAD 图纸 说明书 NJ 系列

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内容简介：

塔里木大学毕业论文（设计）中期检查记录表2016年4月18日学生姓名李文斌班级机械设计16-2课题名称自走式清扫落地果收获机械设计课题完成进度（学生自述） 三维图和二维图都完成了主要部件的结构绘制，传动部分完成了个别零件的绘制，收获机的底座部分和只要传动结构还在构思。说明书完成了对设计的概述及要就目的和意义部分；带轮、齿轮、链轮等的齿数、传动比、材料类型在草稿纸上初步演算，还未确定。存在的问题及整改措施（学生自述）问题：1、 底座形状未确定；2、 工作部分轴的尺寸和材料；柴油机型号未确定。措施：1、 我把所有工作部件都绘制完成，通过solidworks软件进行装配，再通过参考各种农用机车的底座及结合本次设计适用的环境，确定本次课题中底座的设计。2、 从设计的整体结构，额定工况下的负载出发，一步步逆向推算，确定材料的范围后再结合实际市场的价格，确定了轴的材料和尺寸。考虑到时一机多用，输出功率要不低于304拖拉机的功率，所以柴油机以此为底线。指导教师意见（课题进展情况、优缺点、整改措施等）指导教师签名 年 月 日学院意见负责人签名 年 月 日塔里木大学毕业论文（设计）任务书学院机械电气化工程学院班级机械设计16-2学生姓名李文斌学号8011212213课题名称自走式清扫落地果收获机械设计起止时间2016年3月2016年6月共14周）指导教师王旭峰职称教授课题内容1.本项目的研究目的，意义，国内外现状；2.本课题所涉及的任务要求及实现预期的目标的可行性分析；3.本课题需要重点研究的关键问题及其解决思路；4.对零部件的选择和计算；5.绘制三维，二维图拟定工作进度（以周为单位）1、 熟悉题目，开始查阅资料；1-2 周2、 消化资料，设计方案，准备开题报告；3-4 周3、 方案研究，确定具体方案，做出开题报告 5 周4、 进行结构分析，计算； 6-7 周5、 进行设计结构草图； 8-9 周6、 完成图纸，进行设计论文；10-11周7、 完成论文设计，准备有关毕业答辩；12-13周8、 交毕业设计的各种资料，并进行答辩；14周主要参考文献1梁鸿.中国红枣及红枣产业的发展现状、存在问题和对策的研究D西安:陕西师范大学,2006.2付威,杨红英,等.4ZZ-4型自走式红枣收获机J 湖南农机,2012,39（5）.3姚勇军.新疆林果业的发展优势整合研究J 新疆大学学报,2007,35(2):10-14.4汤智辉,贾首星,沈从举等.VIBROLIV干果采收机的引进与试验J 新疆农机化.2009,(4):38-405沈瑞珍,俞国胜.樟子松球果采集机具的研究J 北京林业学院学报,1990,12(增1)：40-486庞胜群,王祯丽,张润,等.新疆加工番茄产业现状及发展前景J 中国蔬菜.2005,(2):39-417梁勤安,余庆辉,冯斌,等.新疆加工番茄机械化收获发展对策的研究J 新疆农业科学.2007,44(2):225-230.8汤智辉,沈从举,孟祥金，等.4YS-24型红枣收获机的研制J 新疆农机化.2010,1:5-89张晓文.林木种子（球果）振动采集技术现状及展望J 北京林业大学学报.1996,18(1):84-88.任务下达人（签字） 年 月 日任务接受人意见任务接受人签名 年 月 日注：1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。塔里木大学毕业论文（自走式清扫落地果收获机械设计）开题报告1、本课题来源及研究的目的和意义落地果是指成熟后自然脱落的果实。如苹果、梨、桃等水果；红枣、核桃等干果都属于落地果范畴。水果中含有大量人体需要的钙、磷、钾、镁等各种类无机盐类，也是人体摄入微量元素（铁、铜、碘、锌、氟）的主要途径之一。水果中也含有少量的水溶性和脂溶性维生素，食物纤维素。干果中含有丰富的蛋白质、油脂、矿物质、维生素等，对人体生长发育、增强体质、预防疾病有极好的功效。果实中含有的热量远高于主食，且各类型营养物质都有，不管是减肥还是养生，都是很好的选择。随着人们对生活质量的理解和对水果、干果的深入认识，生活中对水果、干果的需求量也随之上升，而科技的进步，农业机械的发展也为大面积批量种植果树埋下了基石，不同类型不同功能的机械也是层出不穷，掘土机、开沟机、施肥机、打药机等等。然而，在果实收获时，当前还处于大量人工采摘收获的方式，耗时耗力，效率还很低，尤其是水果类，果实如果收获不及时，就会出现腐烂变质问题，给果农造成大量不必要的损失。可是当前辅助型设备只能辅助人工采摘，不能根本上解决问题；而果实收获机械还处于试验阶段，综合性能还不完善。市场面临需求远大于供给的现状，果实收获类机械的研制迫在眉睫。本课题就是以果实的收获问题为目的，提出并设计此类型机械的。旨在于设计出更好更完善的果实收获机械，大量节省人力物力，提高产业生产水平，从而提高人们的生活水平。2、 本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析目前市面上普遍存在辅助收获型机械，例如风箱类，搂葩类将落地果集中在行间的辅助型设备，其功能主要是将落地果汇集成一个小堆，附带的去除一些叶子，而其中的土块和树枝等杂质却得不到解决。去杂质的机械大多都是手推形式，容量太大的话人工就不能使其行走，这类机械在大规模的种植地中基本上没有实用价值。干果类收获机也很单一，如TZZ-1Y自走式红枣收获机、4YS-24型红枣收获机，虽然已经实现了红枣采摘的田间作业，但是此机械存在一个采摘盲区散落在树干处的红枣不易拾取到，而且收获类型单一，只能收获红枣。本次课题提出和设计的是一种自走式多功能多类型果实收获的机械。3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析技术可行性分析：1.较低的机身设计可以在果树间行走。如TZZ-1Y自走式红枣收获机为龙门式，这就要求果树不能太高，太高的话机械整体就要再变大，如苹果树、梨树等树都远高于枣树，所以龙门式局限性就很大，而低机身行间行走，就能解决不同类型果树间的行进问题。2.发动机部分可拆卸，可安装不同功率的发动机。在收获枣、核桃等干果时，同体积下相对质量较轻，可用小功率发动机提供动力；在收获苹果、梨等水果时，同体积下相对质量较重，就可以用大功率的发动机提供给动力。3.可改变滤叶器的间轴间距对不同大小的果实进行除杂。4.结构合理，零部件件安装精度高，该机器故障率低，易操作维护，随机附带备用易损件。经济可行性分析：1.本机主要传动部件，均选用优质钢材并经热处理和精密加工完成，使用寿命长噪音小。2.可在不同土质下工作，可满足不同类型果实的收获。3.外罩使用优质不锈钢。外形亮丽、防腐防锈性能好。4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路完成本课题需要查阅有机械设计基础、机械制造基础、理论力学等方面的文献资料，了解产品性能、用途，以及各个部件、装置的用途，这就要求我们对机械设计、机械原理、机械制图等课程熟练掌握。通过上网查阅相关资料了解各部件的作用，根据简图想象实物，在草稿纸上画出草图。完成本课题除需要大量的文献资料外，还需要学校提供计算机等硬件设备，需要用制图软件CAD完成对自走式落地果收获机械的总体设计，及各部分零件的设计并用solidworks软件进行绘制。在课题的选定、分析及研究方面都需要请教指导老师王旭峰老师。5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法工作条件：1. 必须了解熟悉落地果收获机械的组成结构及工作原理；2. 对自己以前所学的机械类专业课程必须熟悉掌握；3. 掌握CAD软件对零部件及机械总体进行绘制；解决方法：1. 经老师勾画落地果收获机械的结构及工作原理轮廓；2. 到学校图书馆借阅相关类书籍以及网上查阅相关资料；3. 对学过的的CAD及solidworks软件再次进行学习已达到熟悉掌握。6、完成本课题的工作方案及进度计划设计并改进落地果收获机械，主要内容：1. 完成落地果收获机械的整体结构设计；2. 完成落地果收获机械的二维图形绘制；3. 撰写设计说明书；工作进度：1、 熟悉题目，开始查阅资料；1-2 周2、 消化资料，设计方案，准备开题报告；3-4 周3、 方案研究，确定具体方案，做出开题报告 5 周4、 进行结构分析，计算； 6-7 周5、 进行设计结构草图； 8-9 周6、 完成图纸，进行设计论文；10-11周7、 完成论文设计，准备有关毕业答辩；12-13周8、 交毕业设计的各种资料，并进行答辩；14周7、主要参考文献（不少于7篇）1梁鸿.中国红枣及红枣产业的发展现状、存在问题和对策的研究D西安:陕西师范大学,2006.2付威,杨红英,等.4ZZ-4型自走式红枣收获机J 湖南农机,2012,39（5）.3姚勇军.新疆林果业的发展优势整合研究J 新疆大学学报,2007,35(2):10-14.4汤智辉,贾首星,沈从举等.VIBROLIV干果采收机的引进与试验J 新疆农机化.2009,(4):38-405沈瑞珍,俞国胜.樟子松球果采集机具的研究J 北京林业学院学报,1990,12(增1)：40-486庞胜群,王祯丽,张润,等.新疆加工番茄产业现状及发展前景J 中国蔬菜.2005,(2):39-417梁勤安,余庆辉,冯斌,等.新疆加工番茄机械化收获发展对策的研究J 新疆农业科学.2007,44(2):225-230.8汤智辉,沈从举,孟祥金，等.4YS-24型红枣收获机的研制J 新疆农机化.2010,1:5-89张晓文.林木种子（球果）振动采集技术现状及展望J 北京林业大学学报.1996,18(1):84-88.自走式清扫落地果收获机 答辩人 李文斌 指导教师 王旭峰 塔里木大学毕业设计 机械设计16 2班 目录 1 工作原理 2 国内外研究现状 3 本次设计的意义 4 谢谢观看 PPT模板下载 左图是我设计的自走式清扫落地果收获机械 右图是我为我的设计制定的动力及传动方案 对于机械来说 动力才是核心 只有把你设计出的设备动起来 才能实现你需要的功能 首先 我从右图设计结构对我的设计进行了模拟载荷预算 发现此机械在作业时整体质量较大 所以我选定304轮式拖拉机的发动机LD3T30柴油机 一部分通过带轮带动减速器 减速器输出轴带动设计里重要D30轴 D30轴右端由链传动带动传送带滚筒 左端通过锥齿轮换向器带动垂直传送装置 再通过换向器带动滤叶器 此为是设计里的工作部分 另一部分由减速器通过离合器带动轮轴 实现设备行进 传送带把落地果从地上初次抬升 进入垂直传送装置 然后再次被抬升到滤叶器部分 滤叶器为鼠笼式设计 间轴间距比落地果小 能卡住果实 而鼠笼中的叶子 树枝 土块等杂质就能从轴间落下 而干净的果实通过绞轮被推向滤叶器左端 落到下方设置好的收集箱中 在落地果收获工作中 多数果农仍沿用传统的人工拾取或将果实扫成堆抛洒的方式来获得无杂质的果实 该方法果实的收获效率太低 且大大增加了果农的劳动强度 目前 TZZ 1Y自走式红枣收获机 左图 4YS 24型红枣收获机 右图 已经实现了红枣采摘的田间作业 但是此机械存在一个采摘盲区 散落在树干处的红枣不易拾取到 相比于TZZ 1Y红枣收获机 本次设计的优势在于它能更干净的收获落地果 红枣的收获只是其功能中的一部分 我国对于落地果的收获机械研发处于刚刚起步阶段 机械化水平很低 多数果园仍采用人工作业 劳动强度大 效率低 落地果收获机械在我国的现状是 普遍存在辅助收获型机械 例如风箱类 搂葩类将落地果集中在行间的辅助型设备 其功能主要是将落地果汇集成一个小堆 附带的去除一些叶子 而其中的土块和树枝等杂质却得不到解决 去杂质的机械大多都是手推形式 容量太大的话人工就不能使其行走 这类机械在大规模的种植地中基本上没有实用价值 人工采收水果的速度缓慢 大面积发展水果种植时 必须要依靠机械化来提高采摘效率 据有关资料介绍 有些鲜食水果的采收用工量较大 约占水果生产总用工量的50 以上 导致特色果品的生产成本过大 不能满足向果品加工企业提供数量充足 质量优越 价格相对低廉的原料 这样极不利于企业直接参与市场竞争 可移式红枣收获机械的研究 就是针对红枣的采摘时的要求进行设计的采摘机械 红枣的机械化收获对提高收获效率 降低收获作业成本 做到适时收获 减少收获过程中造成的机械损 保证红枣质量 促进枣业生产的规范化 标准化具有重要现实意义 谢谢观看 16届毕业设计自走式清扫落地果收获机械设计 学生姓名 李文斌 学 号 8011212213 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 16-2 指导老师 王旭峰 日 期 2016.05 机械电气化工程学院制前 言随着科学技术的高速发展，农业机械的普遍使用，大量减轻了农民的劳动强度，同时也提高了生产效率，进而提高了农副产品的产量。本文介绍了一种落地果实收集的装置，主要针对于红枣和坚果类果实的收获作业。以下是本课题主要内容，从课题的提出，大量查阅相关文献资料，了解当前对于落地果收获机械的发展状况，比较了国内的发展趋势。然后提出了本文的设计方案，进行相关零件的设计计算及校核，绘制了二维工程图，最后在SolidWorks中建立了其三维模型，为落地果收获机械的设计优化提供了一种思路及方法。关键词：农业机械；落地果收获机；三维；SolidWorks塔里木大学毕业设计目 录工程概况11绪论2 1.1概述2 1.2国内外研究现状2 1.3设计内容3 1.4设计意义32方案分析5 2.1设计任务5 2.2方案确定5 2.3带轮的参数8 本章小结83落地果收获机结构设计9 3.1 SolidWorks软件介绍9 3.2 总体方案设计10 3.3工作平台的设计10 3.4 柴油机与减速器设计10 3.5链传动设计11 3.6轴承选择14 3.7联轴器的选择15 3.8键的选择16 3.9主要工作部分零部件设计16 3.10本章小节19总 结20致 谢21参考文献22工程概况本文首先介绍了自走式清扫落地果收获机械在农业机械中的地位以及现阶段该机械的研究现状和发展空间。之后，分析了该类型机械于行间作业和于龙门式作业的优缺点。根据优缺点制定出了该机械的作业类型为行间作业。然后分析了该机械的载荷从而制定了动力及传动方式，设计了与传动相关的零件：轴；齿轮；链轮等。接着根据实际田间作业方式和落地果的收获步骤，设计了一系列工作部件。最后，由于设计题目不局限于单一的落地果，根据不同落地果的大小尺寸情况，我设计出了独有的鼠笼式滤叶器，可以对不同落地果进行果实与树叶、树枝、土块等杂质的分离。经过本次论文的相关设计，我发现龙门式的落地果收获机械有很大的局限性，每种落地果的果树高度情况不同，1m的果树设计1m的龙门，那3m的果树能设计3m的龙门吗？显然是不能的。所以我认为行间作业方式才是落地果收获机械的正确发展方向。而本次设计我认为仅仅是个模板，在零件的选择上，传动的形式上都能继续优化，使该机械能满足更多落地果的收获作业，且能耗更低，作业效率更高。1绪论 1.1概述 果实收获是农业里非常重要的环节，棉花，番茄，红枣，核桃等等作物，从田间收获起来都是耗时耗力。收获类机械的研制在农业机械的发展中占到了举足轻重的地位。 诸如棉花、番茄等作物的采摘机械，由于这些都是一季作物，在设计此类机械的时候，不需太过注重采摘机械会伤害到作物。虽然番茄成熟后果实不易与母体分离，但是由于其为单季作物，且行距较小，可以将作物母体与果实一并采摘然后再进行分离。这些机械在设计时所受限制条件不多，因此早也实现了此类农机的发明和换代革新。而类似于红枣、核桃这类作物，成熟后大多虽然是挂在果树上，但是很容易脱落，而且传统的收集方式也是现将果实敲落在地上，然后再收集。此类的机械在设计时要考虑到果树高度的因素，所以该类机械在农机中一直都是一个难点。 1.2国内外研究现状 1.2.1自走式落地果收获机械研究现状在落地果收获工作中，多数果农仍沿用传统的人工拾取或将果实扫成堆抛洒的方式来获得无杂质的果实，该方法果实的收获效率太低，且大大增加了果农的劳动强度。 目前，TZZ-1Y自走式红枣收获机、4YS-24型红枣收获机已经实现了红枣采摘的田间作业。但是此机械存在一个采摘盲区散落在树干处的红枣不易拾取到。相比于TZZ-1Y红枣收获机，本次设计的优势在于它能更干净的收获落地果，红枣的收获只是其功能中的一部分。我国对于落地果的收获机械研发处于刚刚起步阶段，机械化水平很低，多数果园仍采用人工作业，劳动强度大、效率低。落地果收获机械在我国的现状是，普遍存在辅助收获型机械，例如风箱类，搂葩类将落地果集中在行间的辅助型设备，其功能主要是将落地果汇集成一个小堆，附带的去除一些叶子，而其中的土块和树枝等杂质却得不到解决。去杂质的机械大多都是手推形式，容量太大的话人工就不能使其行走，这类机械在大规模的种植地中基本上没有实用价值。1.2.2发展趋势目前从国内外学者对落地果收获机械的研究及其应用分析，大致有3个发展趋势：（1）专业化由于国家经济的发展和落地果收获工作效率高的特点，应用落地果收获机械的领域也越来越多。设计适应红枣、核桃类坚果等品种果实的收获，自走式落地果收获机将成为农业机械重要的研究方向之一。针对不同果实的特点，完善落地果收获机，以实现其从一机单用向一机多用方向的蜕变。（2）节能化随着国家经济的飞速发展，大量工程机械所消耗的能源和排放无日无夜在不断增加。为了保护人类赖以生存的环境，实现全球可持续发展的目标，努力达到人、设备、环境和谐统一，开发环保节能型产品已成为工程机械重要发展趋势。针对落地果收获机的设计研究，可从以下几方面体现节能理念：一是选用低油耗、低排放、低噪音、低公害的发动机，提高收获的干净程度，降低整车振动和噪声；二是在设计中尽量采用可再生材料和低环境负荷的材料，使废弃零部件处理的污染最小化和综合成本的最优化；三是应用人机工程学改善工作条件，使落地果收获机不仅操作简便，而且工作环境舒适、安全，整机的控制和操纵更加趋向于人性化。（3）机电一体化机电一体化指将机械、电子、信息处理和控制以及软件有机地结合起来，以计算机为主要特征的自动化技术。目前国内外工程机械最显著发展趋势是机械的机电一体化。针对落地果收获机而言，在某些恶略的工作环境作业现场不适宜人工操作，可以采用无线电远程遥控开沟机作业，例如可在收获机械上安装模似传感器（模式压力、温度和转向角等）和数字传感器，信号通过分析处理，由控制器控制收获机完成调速、换挡、转向等动作，在坡度作业收获机可装备带倾斜仪的防倾翻装置。为提高收获机工作效率，及时对重要部件进行维修检查，可在这些部位配置传感器，通过监控分析传感器信号，进行故障预测，排除潜在故障，保证机器的正常运行，监控的主要部件是：发动机油压、皮带损耗程度、马达转速及流量、制动油、气压等。此外，运用机电一体技术，可以使人工操纵作业简单化，能够完成纯机械操纵系统难以实现的精细操纵作业：还可根据负荷条件和田间实际地质条件变化，自动调节收获机传送带的变化，来实现高效的落地果收集。1.3设计内容根据我国实际情况，结合落地果果树的栽种、培育需求，设计了一种田间作业的自走式落地果收获机械，该机械一次可收集两行果树间的所有落地果，其株行距为：23m，高度为1.5m。将柴油机与作业装置固定在平台上，以此平台为支撑部件，并采用一定的传动装置和过滤杂质装置，进一步提高工作效率。此外，工作部件和机架都是采用国家标准型材，保证机器良好的通用性。 1.4设计意义枣树在我国的分布很广，一般来讲，小气侯冬季最低气温不低于-32就可栽培植枣。枣树在我国大面积经济栽培主要在山东、河北、河南、山西、陕西五省的黄河流域，近年来安徽、甘肃、湖南、湖北发展很快。红枣为温带作物，适应性强、营养丰富、富含铁元素和维生素。红枣素有“铁杆庄稼”之称，具有耐旱、耐涝的特性，是发展节水型林果业的首选良种。由于经济的发展，特色农业的建立，红枣种植成为现代农业发展的一条新的产业项目，红枣产业已呈现出区域化布局、规模化发展、多种栽培模式尽显其效的新格局。各地根据自己的情况确立了不同的枣树种植面积，为农民增加了经济收入。随着红枣的种植面积的增加，红枣的机械化作业在红枣栽培中的重要性逐渐凸显。依据最近几年新疆林果业发展的态式分析，新疆果树种植每年以10%的速度递增。由于林果业的快速发展，各地已形成了较大的种植规模，每到收获季节需要投入大量的劳力来完成水果采收。可以预见到，再过35 年，新种植的果树进入盛果期后，果实采收作业将会出现因劳动力短缺、采收不及时，而直接影响果品质量和造成大量损失的问题。这是因为，水果采摘是一项劳动投入量很大的作业，有些水果因成熟期不一致，需要多次采摘才能完成收获，而有些作为鲜食或作为加工用途的果品，因市场对于果实外观要求较高，不能有碰伤、刮伤、压裂等机械损伤，采收这些水果时必须小心翼翼，另外，水果收获是在离地面有35m高的空中作业，以上原因决定了水果采摘是一项费时、费工、费力的作业。人工采收水果的速度缓慢，大面积发展水果种植时，必须要依靠机械化来提高采摘效率。据有关资料介绍，有些鲜食水果的采收用工量较大，约占水果生产总用工量的50%以上，导致特色果品的生产成本过大，不能满足向果品加工企业提供数量充足、质量优越、价格相对低廉的原料，这样极不利于企业直接参与市场竞争。可移式红枣收获机械的研究，就是针对红枣的采摘时的要求进行设计的采摘机械，红枣的机械化收获对提高收获效率，降低收获作业成本，做到适时收获，减少收获过程中造成的机械损，保证红枣质量，促进枣业生产的规范化、标准化具有重要现实意义。 2方案分析2.1设计任务 总体设计的任务为拟订设计方案，选择动力机，确定传动比并合理分配传动比，计算传动装置的运动和动力参数，为各级传动零件设计、装配图设计做准备。该收货机具有如下特点：（1）结构简单，操作方便。（2）效率高，果实与杂质分离程度高。（3）与柴油机配套使用，能适应不同地形作业，不用时可去掉不影响柴油机其它使用。总体设计的任务为拟订设计方案，选择动力，确定传动比并合理分配传动比，计算传动装置的运动和动力参数，为各级传动零件设计、装配图设计和三维建模做准备。2.2方案确定由于本次设计的要求是设计一种小型液态自走式清扫落地果收获机械，工作环境在红枣园。株行距为：23，高度为1.21.5mm，一次要以对两行植株同时喷淋施肥。还要充分考虑自走式清扫落地果收获机械应该利于移动，重量不宜过大，我们用提高传动装置的效率的方式，并且传动平稳，从而来减少能耗，降低运行费用。所以应选用传动效率较高的链轮传动进行传动，以达到要求。在满足功能的前提下应尽量简化以降低费用。图2-1 传动原理图在设计二级和二级以上的减速器时，合理地分配各级传动比是很重要的，因为它将影响减速箱的轮廓尺寸和重量以及润滑的条件。具体的传动方案如下：柴油机输出动力一部分通过联轴器二级圆柱齿轮减速器果实输送及去杂质，另一部分通过联轴器二级圆柱齿轮减速器联轴器离合器链传动车轮，供整个装置的行走。2.2.1柴油机选择根据本次设计的具体要求，要求输入的功率在11 kW 15 kW的范围内，所以初步选定柴油机为LD3T30发动机，额定功率22.1kW，其转速在2350r/min，其配套实际输出功率P122.160%13.26kW。2.2.2拟订传动方案2.2.2.1传动机构方案本次设计的一个重点之一就是如何正确合理的设计传动装置，由于本次设计是设计一种田间落地果收获机械，所以保证此类机械具有少能耗高效率的特点则显得有为重要，所以选择四轮二驱动车体作为工作平台，不需要改变动力传递方向，用一般齿轮传动与链传动就能满足设计要求。2.2.2.2传动装置布置许多传递装置往往需要选用不同的传动机构，以多级传动方式组成，而传动先后顺序的变化将对整机的性能和结构尺寸产生重要影响，必须合理安排，本次设计采用4级传动，首先通过带传动将柴油机上的动力传到减速器上，然后通过减速器输出到联轴器，最后通过链传动和齿轮啮合分别让车轮和D30轴运动。（D30轴为落地果收获机械工作平台的主要传动轴）2.2.2.3传动比分配在设计二级和二级以上的减速器时，合理地分配各级传动比是很重要的，因为它将影响减速箱的轮廓尺寸和重量以及润滑的条件，传动比分配的基本原则如下：（1） 各种传动的传动比，均有其合理应用的范围，通常不应超过。（2） 各级传动的承载能力近于相等。（3） 各级传动中的大齿轮浸入油中的深度大致相近，从而使润滑最为方便。（4）分配传动比时，应注意使各传动件尺寸协调、结构匀称，避免发生相互干涉。如设计二级齿轮减速传动时，若传动比分配不当，可能会导致中间轴大齿轮与低速轴发生干涉。（5）对于多级减速传动，可按照“前小后大”（即由高速级向低速级逐渐增大）的原则分配传动比，且相邻两级差值不要过大。这种分配方法可使各级中间轴获得较高转速和较小的转矩，因此轴及轴上零件的尺寸和质量下降，结构较为紧凑。增速传动也可按这一原则分配。（6）在多级齿轮减速传动中，传动比的分配将直接影响传动的多项技术经济指标。例如：传动的外廓尺寸和质量很大程度上取决于低速级大齿轮的尺寸，低速级传动比小些，有利于减小外廓尺寸和质量。闭式传动中，齿轮多采用溅油润滑，为避免各级大齿轮直径相差悬殊时，因大直径齿轮浸油深度过大导致搅油损失增加过多，常希望各级大齿轮直径相近。故适当加大高速级传动比，有利于减少各级大齿轮的直径差。令1、2、3、4轴的输入功率和输入转矩分别为P1、P2、P3、P4，T1、T2、T3、T4。输出功率和输出转矩分别为P5、P6、P7、P8；T5、T6、T7、T8。转速为n1、n2、n3、n4。各轴之间的传动比为i12、i23、i34。凸缘联轴器效率为2=0.98，滑动轴承效率为3=0.98，齿轮传动效率为4=0.97，链传动效率为5=0.93。各轴输入功率为：（2.1）各轴输出功率为： （2.2）各轴转速为： （2.3）各轴之间的传动比为： （2.4）各轴输入转矩为：（2.5）各轴输出转矩为： （2.6）动力参数如下表所示：表2-1 动力参数轴 功率kW转矩Nm转速传动比i效率输入输出输入输出r/min13.2612.86156152.9235012.8611.98152.9148.61807.71.30.9311.9811.28284.9268.11004.31.80.9411.2810.7249.4239.5456.52.20.90 2.3带轮的参数由于V带轮不是本设计的重点，因此在满足要求的情况下只对V带进行尺寸等参数的设计，不对其进行强度校核，其参数如下表所示：表2-2 V带轮的基本参数槽型直径d0孔径基准ddLd1da槽数A603070701043 2.4本章小结本章主要确定了落地果收获机械的传动方案，传递路线为：柴油机带减速器联轴器链传动车轮，并进行了传递参数的计算，为下一章的设计做铺垫。3落地果收获机三维建模及结构设计3.1 SolidWorks 软件介绍 SolidWorks是高品质的、易学易用的三维CAD系统。功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks的三大特点，使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。如果你熟悉微软的Windows系统，那你基本上就可以用SolidWorks来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使你能在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，你能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，设计过程最简便、最方便的莫过于SolidWorks了。就象美国著名咨询公司Daratech所评论的那样：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。”软件操作界面如图3-1所示。图3-1 solidworks界面在无与伦比的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘帖），使用SolidWorks，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。只有SolidWorks才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。“全动感的”的用户界面减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而避免了了界面的零乱。崭新的属性管理员用来高效地管理整个设计过程和步骤的。属性管理员包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。用SolidWorks资源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks资源管理器是唯一一个同Windows资源器类似的CAD文件管理器，因此本设计采用该软件进行三维建模与出图。3.2总体方案设计 红枣、核桃等果树具体生长环境为：行距不小于2500mm，沟型距为250。树高不小于1500mm。考虑到行距较宽，果实多散落于行间，所以需要在行间收集比较合理，所以本设计决定在田间行间自走的方式收获作业。图3-2 自走式清扫落地果机械总装图 3.3工作平台设计 由于树的高度和树枝的限制，落地果收获机械不能太高，在换行时，虽然地头有充足的空间，但是不能一次性从一个行间换到下一个比邻行间的话，就会白白损耗柴油和机械，所以工作平台的长度也要合理。工作平台预选用2000mm1500mm10mm的钢板为主体，与槽钢、角钢相互固定所得出的工作台。再通过其他零部件的装配布局及尺寸，在工作台上加工出所需尺寸所在位置的孔或局部切除。图3-3 工作平台 3.4柴油机与减速器设计 结构中大多都是钢结构，在收集过程中有可能会储存大量的果实，所以整体质量比较大。 考虑到这一点，决定采用LD3T30柴油机作为发动机（304拖拉机的发动机），功率为22.1kW，动力输出轴的转速n轴=2350r/min。 由于柴油机的转速偏高，决定柴油机与减速器之间采用带传动，传动比为1.3。二级减速器的传动比为，因此经过减速器后的转速为456.5r/min，传动比不大，采用啮合的锥齿轮即可满足要求，对其不再进行强度校核。图3-4 柴油机减速器传动3.5链传动设计3.5.1链轮设计链轮由轮齿、轮缘、轮辐和轮毂组成。链轮设计主要是确定其结构和尺寸。选择材料和热处理方法。（1）选择链齿轮数、和确定传动比一般链轮齿数在17114之间。传动比按下式计算 =(3-1)式中： 主动轴转速456.5r/min，从动轴转速268.53r/min，=1.7可得为21，为37。并且材料为45号钢。(2) 计算当量的单排链的计算功率根据链转动的工作情况，计算功率 = (3-2)式中：工况系数；主动链轮齿数系数；单排系数为1；传递的功率，kW。则计算出= 2.82kW。（3）确定链条型号和节距链条型号根据当量的单排链的计算功率和主动链轮转速可取A10型号，然后可知为15.875。 （4）链轮的基本参数和主要尺寸的计算 = (3-3) = (3-4) (3-5)(3-6)(3-7)式中：p链条节距，Z链轮齿数，D分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径，齿高，最大轴凸缘直径，算出结果如表3-1所示。（5）计算链速，确定润滑方式 = (3-8)由式中得为6m/s，可选择油池润滑或油盘飞溅润滑。（6）链轮的主要参数饿几何尺寸如下表3-1 链轮设计数据名称数值单位传动功率P14.5kW主动轴转速n1268.53r/min从动轴转速n2206.56r/min传动比i1.3设计功率Pd5kW小链轮齿顶圆直径da110mm小链轮分度圆直径106mm链条节距p15.875小链轮齿根圆直径df100mm大链轮齿顶圆直径Da234mm大链轮分度圆直径228mm大链轮齿根圆直径Df224mm小链轮齿高ha3mm大链轮齿高Ha4.8mm链速v6m/s单链传递的功率2.82kW传动比i1的功率0.46kW小齿数z121大齿数z237实际轴间距a434mm单链的预紧力900N确定的最大轴凸缘直径Dg212mm确定的最大轴凸缘直径dg90mm齿宽bf8mm 3.5.2 链轮轴的设计 （1）轴的总体设计信息如表3-2。表3-2 轴总体设计数据名称数值单位轴的转向方式单向恒定轴的工作情况无腐蚀条件轴的转速456.5r/m功率4kW转矩66434.78Nmm材料牌号45调质 硬度（HB）：230抗拉强度650屈服点360弯曲疲劳极限270扭转疲劳极限155许用静应力260许用疲劳应力180(2)确定轴的最小直径如表3-3。表3-3确定轴最小直径名称数值单位A值剪应力范围115许用剪应力范围3040MPa最小直径的理论计算值29.6mm满足设计的最小轴径30mm(3)弯曲应力校核如表3-4。表3-4 弯曲应力校核名称数值单位危险截面的x坐标180mm直径25mm危险截面的弯矩M120Nmm扭矩T120Nmm截面的计算工作应力-9.22许用疲劳应力180 (4)安全系数校核如表3-5。表3-5 安全系数校核数据名称数据单位危险截面的x坐标170mm直径25mm危险截面的弯矩M120Nmm扭矩T146Nmm有效应力集中系数2.05扭转作用1.55截面的疲劳强度安全系数S1129.89许用安全系数S2.0结论：170mm处疲劳强度校核通过。 （5）临界转速计算如表3-6。表3-6 临界转速计算数据名称数值单位当量直径dvmm轴截面的惯性距I654605.89mm支承距离与L的比值0.47轴所受的重量400支座形式系数19.0轴的一阶临界转速ncr124934.97r/min 3.6轴承选择 3.6.1参数选择 轴承选用圆锥滚子轴承，它属于向心推力轴承，能同时承受较大的径向载荷和轴向载荷，外圈可分离，游隙可调，装拆方便，适用于刚性较大的轴，一般成对使用，对称安装。表3-7 轴承基本参数代号dDTBC1206306215.816141210509022.82018 3.6.2轴承的寿命计算滚动轴承的基本额定寿命L(106r)与基本额定动载荷C(N)、当量动载荷P(N)间的关系为： （3.9）对于圆锥滚子轴承，10/3。轴上重量的估算：圆盘材料为灰铸铁HT200，质量密度为=6.87.3g/cm3，取=7 g / cm3。带轮材料为灰铸铁HT200，质量密度同上。 （3.10）所以估算下轴承承受的总重量为23Kg。轴承受力：查表得：X=0.44，Y=0.9 当量动载荷为P= 0.44225 =99N用小时数表示轴承寿命为： （3.11）n表示轴承工作转速，查表得n=5000r/min. （3.12）农业机械轴承的预期寿命为：Lh=30008000h。所以所选轴承可以长期使用。3.6.3轴承的润滑滚动轴承的润滑剂可以是润滑脂、润滑油或固体润滑剂。一般情况下，滚动轴承采用润滑脂润滑，但在轴承附近已经具有润滑油源时（如变速箱内本来就有润滑齿轮的油），也可采用润滑油润滑。本设计中选择脂润滑，因润滑脂不易流失，便于密封和维护，且一次充填润滑脂可以运转较长时间。3.7联轴器的选择联轴器是机械传动中常用的部件。它主要用来联接轴与轴，以传递运动与转矩；有时也可用作安全装置。联轴器用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联轴器传动系统的断续，以便运行变速及换向等。联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。整个设计中有两处需要用到联轴器，即减速器两端轴与拖拉机动力输出轴和3轴之间，选用尼龙滑块联轴器。凸缘联轴器适用于：两轴要求同轴度不太高，工作平稳，无冲击载荷。它的特点是：结构简单，制造容易，使用方便。减速器两端轴的轴径是d1=28mm，d2=32mm，所以选用联轴器型号为YL6联轴器，所用联轴器的材料为HT200。3.8键的选择3.8.1键的尺寸及类型的确定 一般8级精度以上齿轮有定心精度要求，应选用平键。一般圆头普通平键应用最广。根据d=35mm，从机械设计设计手册P-53表3-1中查得键的截面尺寸为：宽度b=10mm，高度h=8mm。由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=63mm。3.8.2校核键联接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由机械设计课程设计手册P-54表4-2查得许用挤压应力p=100120MPa，取其平均值，p=110MPa。键的工作长度l=L-b=53mm。键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=4mm。由机械设计基础P-158式（10-26）可得 （3.13）故可见键合适安全。3.9主要工作部分零部件设计3.9.1传送带设计 由于此设计为类似于车体，工作台与地面存在不小的间距，如果用立式箱体把落地果垂直输送到滤叶器部分，则存在箱体太高，质量偏大，底部无法固定的问题，作业中出现故障的概率大。所以采用传送带的形式来完成落地果传送到工作台。图3-5 传送带传送带主动轴直径d=50mm，转速为206.56r/min，传送带的传送速度为速度较为合理，满足设计需求。3.9.2垂直传送装置传送带将落地果传送到工作台，但与滤叶器之间还存在一定距离，由于要考虑底座部分尺寸太大会使整体结构不紧凑，切会影响工作效率，所以在此选择采用立式垂直传送装置。图3-6 垂直传送装置 3.9.3 滤叶器的设计 滤叶器是本次设计的重点部分，经由传送带、立式垂直传送装置获得的落地果，其中夹杂着树枝、树叶、土块等杂质，而滤叶器就是针对此类杂质而设计的。在设计中，需考虑滤叶器的尺寸，不宜过大，分离杂质的速度要快，效率要高。基于此考虑，决定采用鼠笼式，间距要比树枝大又要比果实小，这样在分离过程中不会造成果实的浪费。由于果实表面的不规则性，如果是固定的鼠笼，果实很可能会卡在间隙上，从而影响果实的正常分离效率，所以本次设计中采用的鼠笼，会添加链轮，通过链条使鼠笼也转动起来。图3-7 滤叶器 3.9.4其他部件的设计 滤叶器右端没有轴固定，如要保证与其内部的绞轮能正常工作，在此借鉴混凝土搅拌机的支架部分，采用轨槽形式支架来支撑滤叶器右端（如图3-8所示）。滤叶器左端的支架，是中心的绞轮与其结合实现的，绞轮需要旋转以推动内部的果实前进，保证杂质的分离效率。为保证绞轮的正常旋转，所以在左端支架处车出一个装轴承的槽。由角钢与该槽焊接成整体作为其左端支架（如图3-9所示）。 图3-8 滤叶器右端支架 图3-9 滤叶器左端支架 绞轮用来推动果实向上向前运动，已进入下一个工作环节。在设计时要考虑一个周期的输送量，在设计其螺旋线时，螺距太大而