毕业论文-4LBZ-100型水稻收割机传动系统设计.doc
4LBZ-100型水稻收割机传动系统设计【三维UG】【9张CAD图纸】
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宁波大红鹰学院毕业设计（论文）任务书所在学院机电学院专业机械设计制造及其自动化班级10机自（*）学生姓名*学号10*指导教师陈光群题 目4LBZ-100型水稻收割机传动系统设计一、毕业设计（论文）工作内容与基本要求：1、主要任务与目标（1）英文翻译：认真查阅10篇以上专业文献，其中外文资料不少于2篇，并翻译一篇中文字符2000字以上的外文文献。（2）毕业调研：完成文献综述、开题报告。（3）完成4LBZ-100型水稻联合收割机设计总装示意图CAD设计，4LBZ-100型水稻收割机传动系统设计总装图设计；完成主要零件（减速器、主轴）等零件的设计，编写设计说明书1万字以上。（4）完成毕业设计的其它工作（完成指导记录、资料上传网络设计平台、答辩PPT准备、资料装订整理）。2、主要内容与基本要求（1）主要内容：1）了解联合收割机的总体结构；2）完成减速器、传动装置的设计；（2）要求：1）以4LBZ-100型水稻收割机样本进行设计，不照搬照抄；2）要求机构设计方案合理、结构紧凑，体积小；3）完成3张A0图纸（折合），并要求CAD绘制；总装图一张，齿轮、箱体、轴等主要零件图；4）撰写设计说明书内容包括：课题的目的、意义、国内外动态；研究的主要内容；总体方案的拟定和主要参数的设计计算；传动方案的确定，设计主要零件，进行强度计算，条理清楚，计算有据；格式按宁波大红鹰学院机电学院机自专业全日制普通本科生毕业论文（设计）规范化要求。文字在1万字以上， 5） 箱体设计，用PRO/E软件对减速箱部件建模，自动生成三维图和二维图。6）其他要求：学生在进行设计过程中，应充分发挥自己独立思考和创作设计，培养和锻炼工程实际中的发现问题和解决问题的能力，反对盲从和抄袭行为。设计期间应完成以下工作：查阅相关文献资料，其中外文资料不少于两篇，外文翻译不低于2000字，英文翻译必须注明出处，并提供原版PDF文件；3、设计参数设计参数：（1）生产效率:1亩/时，设计寿命5年；（2）柴油机提供动力4、主要参考文献相关课程教材；1濮良贵，纪名刚主编.机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社，2006.52成大先主编.机械设计手册（第五版）M.北京：化学工业出版社，2008.33郭宏亮主编.机械原理M.北京：北京大学出版社，2011.124林怡青，谢宋良，王文涛编.机械设计基础课程设计指导书M.北京：清华大学出版社，2010.15顾晓勤，刘申全主编.工程力学M. 北京：机械工业出版社，2006.16顾晓勤，刘申全主编.工程力学M. 北京：机械工业出版社，2006.17马朝兴主编.联合收割机结构与使用维修M. 北京：化学工业出版社，2012.8其他1 李显旺. 我国水稻联合收获机械的发展现状及前景J. 中国农机化, 2006,(01)2 付亚平,王旭. 浅谈我国水稻收获机械现状及推广前景J. 现代化农业, 2005,(01)3 陈立东. 我国水稻联合收割机的现状及发展对策J. 河北农业科技, 2002,(11) .4 陶功举. 谷物收获机械的现状及开发趋势J. 湖北农机化, 1998,(02)5尹文庆，何扬情.脱粒装置的结果技术剖析J.农机化研究.1999,11(4)：42-44.6师清祥，刘师多，姬江涛等.控速喂入柔性脱粒机理研究J.农业工程学报，1996,12（2）：173-176.7 侯建华. 小型谷物清选机的研制D. 山东农业大学, 2005 .8 陈德峻,魏灿苗,徐建恒,陈霓. 履带自走式全喂入联合收割机结构设计的改进J. 农业机械学报, 2002,(01) .二、毕业论文进度计划序号各阶段工作内容起讫日期备注1熟悉课题，了解粉碎机的相关情况调研拿到毕业设计任务书起到9.15日2查阅国内外相关研究资料9.16 10.31外文资料不少于两篇，翻译不低于2000字，提供原版PDF3撰写文献综述11.1 11.74撰写开题报告11.8 11.215确定4LBZ-100型水稻收割机传动系统设计类型和结构11.22 11.29必要时去相关企业调查学习6根据使用要求选择合适材料11.30 12.77计算几何结构尺寸12.8 12.158绘制4LBZ-100型水稻收割机传动系统设计总图、零件图12.15 1.2112月30日中期检查9修改1.22 3.31对格式、文字以及错误处进行修改10毕业答辩准备4.14.30资料装订完善、上交11答辩58优秀毕业设计4月19日答辩三、专业（教研室）审批意见：审批人（签字）：宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）外文翻译 所在学院： 机电学院 班 级： 10机自6班 姓 名： 周旦 学 号： 1021080655 指导教师： 陈光群 合作导师： 2013 年 11 月 15 日译文：题目ZF9HP48自动变速箱传动系统，设计和机械零件卢茨盖特纳和麦克艾本霍赫的采埃孚股份公司摘要：用这种8HP变速箱，ZF公司在市场上建立了一个模型范围，在节约燃料,功率-重量比和功能的方面提供相当大的进展。前横置变速箱来源于8HP变速箱的齿轮组概念，导致更高的设计成本，它与前横置变速箱有着非常受限制的安装空间相矛盾。用9HP变速箱的传动概念，8HP变速箱的优点被成功地转移到前横置传动设计，并在同一时间，所有关于安装空间的限制都被解决。由于其齿轮的高效率和阻力矩的降低，9HP48变速器较今天前横向安装的标准6速自动变速器相比，节省了16的燃料。该出版物给出9HP48变速箱的机械设计的详细描述。通过一个新的齿轮组的概念，4个行星齿轮组和6个转移元件，要求高效率和大的总传输，重要的是实现节省燃料和舒适，可以被体现在低速轮步骤。这是第一次，两个正面锁定爪形离合器换档元件同时被施加在轴向平行的叶片细胞泵，以减小阻扭矩。为了实现传动的设计和安装空间的典型的前横置车辆之间的相容性，一个完全新的传动体系结构被使用。除了新的体系结构，安装目标的实现变得容易通过爪形离合器，两个行星齿轮组嵌套在彼此的顶部，和多盘离合器，以及一个新的扭矩转换器的设计。此外，9HP48传动器的设计根据一个模块化的原则。其结果是，它的基本传动可以补充顾客意愿和要求。因此，不同的起始元素和全轮驱动系统的应用，也可以实现以最佳的成本在前横置客车的受限制安装空间条件中。引文：卢茨盖特纳和麦克艾本霍赫.，“ZF9HP48自动变速箱传动系统，设计与机械零件，”SAE诠释。J. Passeng。汽车-机械系统。6（2）：2013，DOI：10.4271/2013-01-1276。1简介以75%的市场份额(见图1),横向安装的前置发动机的车辆在世界上表现为最常见的驱动概念。用8HP变速箱，ZF在市场上建立了一个模型范围，在节约燃料,功率-重量比,和功能方面提供相当大的进展。然而，8HP变速箱的齿轮组概念注定要被纵向安装的标准传动设计。作为一个横向变速箱的一种推导导致更高的设计成本和不利的设计，与前横置变速箱有着非常受限制的安装空间相矛盾。图1 世界各地的传动量压力施加在传动装置的成本和规格甚至更高，由于实际是横向安装的前置发动机的车辆，尤其普遍在紧凑和中型轿车的成本不稳定市场。在此背景下9HP48前横置变速箱的发展开始寻找一个合适的安装特定空间的齿轮组概念。2传动系统新的齿轮组的概念的先决条件是：必须有可能来实现它在市场上建立的6速变速器的安装空间。当它涉及到大小，横向变速箱的传动长度是非常重要的。然而，在高速齿轮传播，大量齿轮，小齿轮速比，和高效率的低阻力扭矩方面的高要求也必须被满足。在搜索齿轮组概念过程中所获得的经验已经证明：在齿轮传播和齿轮数方面的更高要求只能用额外的转变元素或齿轮组实现。在搜索的一个齿轮组概念过程中的新方法是必要的，为了解决附加组件，安装空间，减少的阻力矩和降低成本的矛盾。其结果是标准相对于在离合器及齿轮组的径向中的可施工性，以嵌套的方式成为必不可少的。只有齿轮组的概念，促进离合器及齿轮组的布置在彼此顶部拥有足够的潜力，以便有助于解决方法。然而，这会产生可能在固定齿轮传动比的齿轮组和相互连接的各个组件方面的限制。针对此背景下在安装空间和阻力矩降低方面需求，选择利用爪式离合器作为移位元素也获得了新的意义，然而，爪式离合器的可能性功能齿轮组概念的选择具有显着的影响。除了这些另外突出的横向传动的标准，基本上应用于传动系统的边界条件，比如平等于组件转矩负载，速度因素等还待观察。在这些边界条件下的传动合成开始在选定的搜索领域（参见图2）。下面齿轮组概念9HP48被选中，从数百个可能的系统（见图3）通过一个系统的选择过程，还占了一个全面的评价和权重标准目录的搜索领域，其中导致约1500万个变种。图2 搜索领域与评估图3 传动示意图9HP48选定的齿轮组系统，其特征在于下述的显着的性能。四个多盘换档元素和两个爪式离合器换档元素用于换档元件。多盘换档元素中，有两个作为制动和两个作为离合器而设计的。两个爪式离合器换档元素只能执行一个换档，可以方便地安装在中心的传动，下面分别齿轮组1的中心轴承。所有简单的换档，可以进行通过改变两个换档元件（参见图4）。在齿轮组上选择合适的比率设置启用，齿轮组1和齿轮组2被布置在彼此的顶部。其结果是，只有三个齿轮组的水平包括在安装的传动长度。尽管这个限制比率的选择，所选择的系统是有可能表现出9.823大的总传播，它为降低在有利的齿轮速比差和良好的效率是非常重要的（参见图5）。图4 换档模式9HP48图5 比率步幅9HP48多亏了这个选择的比率也可能在传动所需的空间和重量优化的整体结构中确保均衡的速度和转矩分裂。没有高速和转矩的因素存在是由于特定运动的设计和齿轮组的耦合。出于这个原因，没有不必要的大尺寸的部件（轴，齿轮组和离合器）是必需的和一个谐波传动设计是合理的。速度和转矩的因素在图6.1和图6.2列举说明了。图6.1 速度水平因子图6.2 速度水平因子系统的基本特征总结于以下列表：9个齿轮总传动比9.823小齿轮速比差和高效率的谐波步幅范围4个齿轮组6个换档元素2个多盘制动器2个多盘离合器2个爪式离合器3概念设计为了找到一个横向安装空间，是理想的传动结构，基本组成部分的设计在寻找最佳系统的时候已经做了系统地分析。齿轮组和换档的元件，以及通过轴把它们连接起来的可能性，在这里是决定性的。因此，在这个阶段已经进行了一些设计研究，为了确定对于紧凑的设计有最有利的安排，同时保持最佳的组件功能。为了实现成本目标，有必要在一个单一的轴线上安排中央传动。当它实现齿轮设置，因此决定找到一个只有三个齿轮组陆续被安排的设计。这是唯一的方式在单一的轴上安排中央传动，同时在相同的时间不超过的最大可能的传动。由于在齿轮组1和2上固定齿数比的合适选择，有可能在彼此的顶部安排这两种齿轮组，从而实现了在轴向长度上的三个齿轮组水平的目的。由于比较小的直径的爪式离合器换档元件为正在安装其他组件之间提供了可能，而无需额外的设计长度。这意味着，爪式离合器可以安排在下面的齿轮组1。爪式离合器F使用下面的中央输出齿轮的安装空间。多盘传动元件的设计在很大程度上取决于链接的齿轮组的可能性。在这里重要的是另外利用的排列选项，当设计直径和多盘数量以这样一个在彼此顶部嵌套设计的方式是可能的。这种设计的一个额外的并发症，这些几何边界条件必须选择在这样一种方式，耐用性和换档舒适性的必要要求，是目前的最高程度的要求。在这些条件下设计离合器B是可能的，以及制动器C和D以嵌套的方式。这使得设计9HP48传动变得可能，同时符合可用的安装空间，如在图7中看到的。横向的设计元件是：可选的扭振减振器套件为起始元件变矩器中央传动在同一轴上嵌套的基本组成部分轴向平行的叶片细胞泵通过中央正齿轮输出中间比率上的车位锁在模块化套件设计综合差动两部分组成的外壳理念图7 9HP484技术数据技术数据表1中给出。表1 9hp48技术数据5设计5.1 变矩器由于它的鲁棒性，关于舒适的高性能和正特性的变矩器被选择作为一个标准的起动装置。在这个新的开发和性能优化液力变矩器的一个工具箱为不同的阻尼系统实现去耦转矩的不规则（见图8）。依靠与传动系统相联合的发动机类型，它有可能理想的去耦系统。执行整个动力传动系统的解耦模拟，也进行了此阻尼系统的一个预选和优化。随着高性能变矩器和离合器最优化的油耗，建立一个舒适的汽车是可能的。当开发变矩器的一个特别挑战是获得一个精密的设计，从而具有很短的总长度的传动，同时实现了高的性能。水力特性曲线超过85的效率水平也满足这要求。这个非常渺茫变矩器的整体性能无疑能被当做一个水准。图8 变矩器横截面模型套件5.2 泵一个非常紧凑的，双冲程叶片细胞泵第一次采用的是ZF公司的前横向传动（见图9）。该泵被配置到与输入轴轴向平行。驱动器的发动通过一个倒齿链的滚筒。链叶轮直接位于轴承座顶盖，经由液力变矩器叶轮轮毂驱动。在同一时间，与此同时,叶轮作为传动侧面安装为变矩器。图9 双冲程叶片泵泵位于靠近中间板中的吸滤器和液压控制单元。这导致短路径，良好的流动管道和横截面。一个吸流充电（图10），通过主压力阀提高灌装和促进高气蚀速度。这样的设计也导致一个高度集成的预装配单元。泵的设计是通过计算机仿真来调整变速器特殊的需要，并通过计算流体动力学手段来优化。轴向平行的叶片细胞泵的优点在于它可以在效率，阻力矩和功能性方面被优化，在广泛领域中不受几何限制，因此提供了相当大的贡献来提高燃油经济性。图10 石油供应/泵/油过滤器吸入充电/（开关设备）5.3 齿轮组一个系统包括四个行星齿轮组形成变速箱的机械核心。一个特别的挑战在比率的选择中是有要求的，至少两个齿轮组被布置成彼此。适当的设计通过系统的分析发现的齿轮组1和2。齿的数目（表2）和齿轮的几何形状的后续设计，是然后实施在考虑之中的声响，耐用性和可生产性要求。表2 齿数嵌套齿轮组1/2的一个重要的先决条件是这两个齿轮组不同时在主体的行程齿轮中啮合。这是唯一的方式来避免在声响和热行为方面的缺点。这个先决条件满足仅仅在反向齿轮和第九齿轮同时啮合的齿轮组。齿轮组1和2必要联系的结果，这是很自然的整合两个齿轮组形成一个行星架，从而达到一个非常高的功能整合（见图11）。使用广泛的有限元方法模拟，它是可能以铝压铸件的设计方式来设计行星架。除了在重量和质量惯性上大量减少，铝压铸件的设计也促进在加工范围上的全面降低，从而实现了成本更低的设计。成本能被更过的减少，通过整合更多的功能。其结果是，载波属于第三齿轮组和一个油收集盘的功能被合并例如在铝行星架。齿轮组1的环形齿轮演示了更进一步的功能整合步骤。齿轮组1的环形齿轮也是齿轮组2的太阳齿轮，由于内部和外部配有运行齿轮。图11 行星架的1/2图12 行星架4对于负载的原因，对于四齿轮组的行星架这是不可能选择铝作为材料。然而，这个行星架也必须履行其基本功能之上的进一步任务。例如，这些任务包括扭矩传递到中央的圆柱齿轮和行星齿轮组的轴心。为了结合所有这些要求，尽可能选择低成本的烧结金属作为材料的复合设计。与此有可能满足在强度和使用寿命方面的要求，一方面，集成高精度的扩充功能；另一方面无需额外的加工努力。此外，烧结金属提供的优点是，它可以被部分地硬化。该技术被用在高负荷的部件，如扭矩驱动程序。5.4 多盘离合器行星齿轮系统的均匀转矩和速度负载形成基础，是因为几乎没有的摩擦表面和小的摩擦半径的低阻力矩离合器设计。为了实现规定的安装空间，有必要找到一个设计，能够使多盘离合器相互嵌套，尽可能在技术上是有利的。许多设计的变种被建立是通过能设计的系统分析和元件的连通性。移动元件B和C根据图13的设计，通过过系统的评估被选中。特别的小心是必须的，当设计油的供应由于紧凑的设计与各自集成多功能到一个组件（例如多盘载体B / C）。必须确保有足够的油量可供使用，以便冷却的多盘，在同一时间，确保各自的横截面可供使用，以便能够排油，为了保持低的阻力损失。因此，部件的设计是伴随着全面的计算流体动力学，以使尽可能理想的基本设计。在同一时间，模拟形成一个良好的基础，以便与测试结果相比能够执行一个有针对性的优化。以油供应作为基础，是由一个策略能够控制阀中在液压传动控制单元积极影响的油量供给而形成。这确保了对于离合器的冷却有尽可能多的油供给需求。另一方面，油的数量能减少到最低限度，以减少阻力损失。图13 离合器/制动器5.5 爪形离合器换档元件与多盘换档元件相比，爪形离合器换档元件具有比较小的结构和较低阻力转矩的优点。然而，在一定的条件下传动系统中的爪式离合器换挡元件只能更换多盘换档元件。最重要的要求是，变速齿轮可以进行自由的负载。这个要求是存在于9HP48传动系统中的两个位置。爪式离合器换档元件F取代了一个多盘制动器，并且它将变速箱体与齿轮组4的太阳齿轮相连结。爪式离合器换档元件A取代了一个多盘离合器，并且它将齿轮组1的环形齿轮与输入轴相连结（见图14）。多个设计参数互相影响，当设计爪形离合器齿轮时。齿的数量与齿之间的间隙是决定性的，关于在接合过程中的速度差的程度。一个高度啮合速度对于功能是有利，但在舒适性和负载方面也有一些缺点。图14 3D爪形离合器为了确保爪式离合器完全啮合一个齿轮的变化，去确定换档元件的位置是必要的。液压最终位置识别系统是实现此目的。在活塞两侧之间的连结是通过在活塞中的一个小孔特别创建的。在末端位置，该孔通过压缩室的前表面被密封。如果活塞不完全邻接，一个压力释放发生在穿过孔的卸载的活塞侧面。通过这种压力，爪式离合器的位置可以被认为借助于开关装置中的压力传感器。为了提高在公差方面的鲁棒性，这个孔被纳入爪形离合器A的轴向滑动活塞（见图15）。作为一个简单的箱体安装设置的结果，这项措施在爪式离合器F上是不必要的。图15 爪形离合器A5.6 柱形直齿轮这个核心组件是柱形直齿轮，它将一根轴上的中央传动与差速器相连接。力分布贯穿一个中央柱形直齿轮，是通过一个中间的差比。中央柱形直齿轮层叠在一个坚固的GGG60板，通过低摩擦四点接触球轴承。这个输入是从行星齿轮架完成的，属于齿轮组4到柱形直齿轮，通过一个花键。对于中间齿轮比的安装，一个在行内的两个圆锥滚子轴承的结构被选中。对于高负载的齿轮安装的一个重要前提是一个高的悬置刚度。同时温度取决于轴承内部间隙不应该会显着地改变。只有在这些条件下，它可能有一个低的齿轮噪声和高功率密度布局，同时超过一个广泛的工作范围。此外只有在这些边界条件下，尽可能低的轴承预张力的选择被启动，这反过来又有助于阻力矩的减少。因此，对于中间齿轮比，在图16中所示的布置，两个线圆锥滚子轴承被选择。通过铝和钢的不同热膨胀系数，产生，由周围的箱体和左侧安装元件，在上升的温度下，轴向间隙增加。在安装元件的左手侧，通过温度的上升，轴向的间隙减少。这是通过在箱体侧壁铝载体的右手装载的轴承内圈。通过本总体布置一个播放的平衡，是由在安装元件中的温度补偿形成。在布局中的主要元素是通过仿真计算来改编圆锥角，悬置刚度，以及一个周围的合适设计。图16 中央柱形直中齿轮四点接触球轴承和中间齿轮轴承/对准偏差计算5.7 车位锁车位锁被设计为常规的一个圆锥体与一个棘轮的验证系统（见图17）。卡爪占用通过一个弹簧承载的障碍锥体。锥体是引起一个钢精铸件部分被创造于功能区，是对于公差限制的目的。车位联锁齿轮本身集成到中间的齿轮比。图17 车位锁系统根据车位锁系统的设计，两个变换（参见图18.1和18.2）对车位锁的驱动是有效的。在机械的换档系统上，车位锁是通过拔出电缆被直接驱动的。在变速线变体上执行接合的过程是使用一根弹簧。在驱动操作过程中，该系统是由液压脱离，固定电，并通过一个电磁阀。这确保了车位锁中断或切换时，该车辆在N位置（洗车功能）的情况下仍保持打开状态。由传感器记录，车位锁的位置。如果发动机在紧急模式下处于关闭状态，那么车位锁会通过弹簧自动锁定。图18.1 车位锁驱动M-SHIFT图18.2 车位锁驱动E-换档5.8 差速器根据不同的应用和车辆制造商的策略，有各种各样差速器关于功能方面的要求。因此，在最前的哪些版本预期将需要的进行了研究，并基本设计（参见图19）中做了相应地考虑。一个打开的差速器，在锥齿轮的设计是用来作为基本模式。可能的选项1.一个外部差速器的改编，2.一个全轮分电盘的系统的额外输入，是通过在差速器的扩展情况下，3.一个全轮分电盘的系统的改编，是通过轴向平行的附加轴。机械锁定装置，或在必要时，有源系统可用于差速器的功能处。图19 差速器变换6设计套件/尺寸模块化的设计原则是9HP48变速箱的先决条件。只有利用这个原理，有可能找到一个变速箱的体系结构，在程序集方面任然相同，在中央传动通常要求高的投资水平。然而，由于选择范围，也允许一个高的自由度，所以各种选项被实现于一个模块化的设计套件的形式中。除了熟悉的适应领域，如发动机法兰，液力变矩器，传动装置，和输出，设计套件整体构件部分是：机械换档系统或线控换档液压的布置和电子控制元件最终传动中心距各种全轮驱动系统的改编在不同的设计中带和不带油冷却器传动连接器的定位图20 设计套件在设计的9HP48变速箱时，它重要的是不仅在传动长度上符合的规定，同时，在潜在应用额外的几何体方面配合特定的限制也是很重要的。这里提到的例子包括从发动机和车辆的结构所带来的限制，以及底盘部件（参见图20）。9HP48的设计，对它来说大多是符合这些要求。图21 安装模型9HP48 86公斤附件。油*7汇总9HP传动家族在与客户相关的领域取得了重大的改进。除了对改善燃油经济性有相当大的贡献，同时增加了力度，可能减速到一个更高的乘坐舒适度。作为起始元件变矩器的使用，确保了一个更高的启动舒适度和一个理想的减振，能通过一个扭振减振器的设计套件被实现。爪式离合器元件和齿轮组相互嵌套的使用是可能由于一个新的齿轮组系统的使用。这可确保在车辆中前横置驱动器关于安装空间的要求得到满足。这个变速箱被设计为一个模块化的设计套件。这对满足尽可能多的顾客的要求铺平了道路，同时保留了中央传动。还要执行进一步功能的前景，例如在联合9H48的系统上，去设计了一个完整的传动生成在原有位子的条件。命名的客户价值，高功率重量比，和有利的成本/效益比，ZF公司已经在前横向传动部门成功创造一个里程碑，它就是9HP48变速箱。参考文献1格雷纳JrgenDr，舍雷尔黑里贝特，加斯顿Girres，迪克AlbertDr的。传输前轮驱动应用套件来自ZF VDI，报告第2130号，S.489-514，VDI出版社2011年杜塞尔多夫。2瓦格纳，G； Naunheimer，H.；舍雷尔，H；迪克，A；NEUEAutomatgetriebegeneration der ZF新ZF自动变速器代在楞次，HP：第28届维也纳国际汽车研讨会，2007年4月26日至27日继续。报告VDI系列12第639号。Vol. 2 ，S.228-241 VDI出版社2007年杜塞尔多夫。3Naunheimer H；瓦格纳G；舍雷尔H；迪克A；ZF的全新的8速自动变速器，对提高客户的利益和资源保护做了贡献。第六届国际CTI研讨会创新汽车变速器，2007年柏林。4马斯曼，H.； Ebenhoch，M；格雷纳，J.；舍雷尔，H.；“新ZF的9速自动变速器对于未来四轮驱动应用的最佳选择，“2012年SAE中国传动研讨会。联系信息ZF Friedrichshafen AG的通讯采埃孚集团88038腓特烈港德国电话：+49754177-0传真：+49754177-908000 毕业设计（论文）开题报告课题名称：4LBZ-100型水稻收割机传动系统设计所在学院： 机电学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 10机自6班 姓 名： 周旦 学 号： 1021080655 指导教师： 陈光群 日期： 2013 年 11 月 15 日一、课题来源本课题是由指导老师根据企业相关课题所提供的多项论文课题，以及自己的兴趣爱好,而最终所选定的。二、设计的目的与意义水稻生产机械化是实现农业机械化的重要环节，积极开展水稻收割机研发对提高水稻机收率早日实现水稻生产全程机械化具有重要意义。由于传动系统是收割机的核心部件，它的好坏将直接影响机器的整体性能。如今农民在购买联合收割机时大都关心变速箱的型号及厂家，甚至有的用户提出只买配置了某某厂家(品牌)变速箱的收割机。可见，一个好的传动系统已经成为了农民购买收割机的首选条件之一。收割机主要是由割台，传动系统，行走系统，脱粒机构，清选机构，发动机等组成，本毕业设计主要是对传动系统的设计。在设计中，要求学生的综合知识与实践能力较强，需要对分纸机的各个结构和工作过程了解清楚。同时在设计中学生要应用到大学所学的机械设计、制图、材料力学、机械设计制造基础、互换性与测量技术等课程。通过本毕业设计，应使自己学习和掌握以下几点：1、熟悉分纸机的工作原理和工作过程；2、了解机械设计的过程和方法；3、掌握利用Pro/E、UG、CAD等工具进行分纸机的设计；4、初步掌了解握零件的制造工艺与整机设计方法思路。三、收割机发展现状与传动系统存在问题目前，我国水稻联合收割机主要有全喂入自走式和半喂入自走式两种机型。全喂入式机型起步较早，技术较为成熟，尽管存在无法解决水稻倒伏时无法作业和秸秆利用等问题，但仍是国内市场上的主流机型；半喂入式水稻联合收割机是日本最先研制出来的，在我国的生产研发虽然起步于20世纪70年代，但由于其机型结构复杂，技术含量高，制造难度大，成本较高，企业很难在短期内收回投资，所以至今仍没有形成大批量生产的能力。由于缺乏核心技术，一些主要零部件( 如发动机和核心工作部件等) 仍需要从日韩等企业进口，导致国内生产的半喂入式联合收割机的价格一直居高不下，一台半喂入式机型的售价在14万16万元左右，一般经济条件的用户根本无力购买，而且与同等价位的日韩进口机型相比，性能和价位都不具有竞争优势。相对而言，国产大型全喂入式机型每台3万5万元的售价更容易被用户接受。所以，尽管某些专家曾预测全喂入式机型将被半喂入式机型所取代，但无论从企业还是消费者方面都更加倾向于发展成熟的全喂入式机型，而这也正反映了国内水稻收割机技术的发展现状，即全喂入式水稻收割机产品基本定型，但仍难以解决水稻倒伏和秸秆回收利用问题，目前的发展方向为大功率高效率以及提高可靠性和适应性; 而半喂入式水稻收割机尚缺乏核心技术支持，缺乏自主品牌，成本居高不下，尽管很适合我国西南地区水稻主产区收获作业，但发展受限，技术难题亟待解决。传动路线设计不合理，在原设计中，各工作部件的动力都是通过轴流滚筒传递的。轴流滚筒不但承担着脱粒的负荷，还要负责为清选装置等其他工作装置传递动力，工作负荷较重。 当喂入量过大或作物喂入不均匀时，轴流滚筒本身因负荷变化而引起的转速不稳定，会直接影响到其他工作装置的正常工作；反过来，轴流滚筒的转速又受到其他工作装置负荷变化的影响，从而进一步影响脱粒滚筒所带动的其他工作装置的速度。这种相互之间的影响使脱粒滚筒和工作装置的堵塞时有发生，各工作部件无法正常工作，从而影响整机的工作质量和工作效率。许多收割机传动系统缺乏了创新性，都用老套的思维来设计。按照我国收割机的现状应该大胆创新，拥有自己的特色。四、收割机传动系统的设计要求与思路设计要求：首先分析收割机传动系统的构造，并完成齿轮、箱体、轴等主要零件的总装图CAD设计，完成收割机减速器、传动装置设计，用PRO/E软件对减速箱建模，自动生成三维图和二维图，最后完成1万字以上的说明书编写。设计思路：分析收割机传动系统的构造，初步确定设计方案；通过对整个系统的分析，合理布局各个部件；齿轮、箱体、轴等零件的设计；减速器、传动装置的设计选择；传动系统的设计选择：一部分是输出传动，一部分是工作传动以及收割机传动部分；电动机的选择。五、收割机传动系统设计所用的方法1、设计前的准备，熟悉收割机传动系统的结构、设计参数、轴所用的材料以及制造工艺2、画出系统布局图3、用PROE和CAD对减速箱建模，包括三维和二维图4、绘制齿轮、箱体、轴等零件图5、撰写设计说明书六、任务完成的阶段内容及时间安排1 熟悉课题，了解粉碎机的相关情况调研 2012年9月1日9月15日2 查阅国内外相关研究资料 2012年9月16日10月31日3 撰写开题报告 2012年11月1日11月7日4 撰写文献综述 2012年11月8日11月21日5 确定收割机传动系统设计类型和结构 2012年11月22日11月29日6 根据使用要求选择合适材料 2012年11月30日12月7日7 计算几何结构尺寸 2012年12月8日12月15日8 绘制收割机传动系统总图、零件图 2012年12月15日1月21日9 修改 2012年1月22日3月31日10 毕业答辩 2012年3月31日以后七、参考文献1葛宏坤，浅析农业装备传动系统的发展现况及趋势，数控机床市场，2006(11)2柳琪，从CIAME2011看全半喂入收割机发展趋势，农机市场，2011(11)3王飙，刘峰，李云伍，我国水稻收割机的发展现状及发展方向，农机化研究，2013（10）4魏志松，蔡涛，孙晓妍，东方红4LZ-25 A型联合收割机传动系统的改进设计，一拖收获机械有限公司，2004指导教师审核意见：（手写）指导教师签名： 年 月 日宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）文献综述课题题目 ：4LBZ-100型水稻收割机传动系统设计 所在学院： 机电学院 班 级： 10机自6班 姓 名： 周旦 学 号： 1021080655 指导教师： 陈光群 合作导师： 日期： 2013 年 11 月 15 日8前言水稻、玉米、小麦为我国三大主要粮食作物三大粮食作物面积约占全国粮食总面积的7 5并且三大粮食作物的种植面积相差不大但三大作物的机收率小麦为80，已经基本实现现代化、水稻为335玉米为31 2)却相差很大。三大作物收割的机械化程度也反映了农业装备传动系统的发展水平。由于传动系统是收割机的核心部件，它的好坏直接影响机器的整体性能。传动系统的可靠性和传动性能的高低直接影响生产和工作的效率以及产品的质量。可见，一个好的传动系统已经成为农民购买收割机的首选条件之一。一4LBZ-100型收割机传动系统的组成4LBZ-100型半喂入式联合收割机是一款小型半喂入式收割机，具有小巧轻便，适应能力强的特点，特别适用于西南丘陵地区小块不规则农田的作业要求。它的传动系统一般由离合器、变速箱、驱动桥、主减速器、差速器等组成。二4LBZ-100型收割机传动系统工作原理4LBZ-100型收割机传动系统是该机的重要组成部分，传动系统将动力源的动力合理地传输到需要动力的部件。图1是一种联合收割机用的典型HST传动示意图。HST是泵、马达和阀的集成体，发动机带动泵轴2，马达轴3驱动收割轴4，并通过中间轴5、6传递到刹车轴7、离合器轴8和左车轴9、右车轴10，从而能进行车速调节、方向变化、收割高度调整、收割轴升降、水平控制等操作。收割轴4上的皮带轮拖动收割装置，收割的谷物通过传送带送入脱粒装置中。传送带的速度与收割机的行走速度保持一定的比例。图1HST传动示意图1.HST2.泵轴3.马达轴4.收割轴5、6.中间轴7.刹车轴8.离合器轴9.左车轴10.右车轴第1章 我国水稻收割机的发展现状1.1 市场现状自2004年国家施行农机购置补贴以来，直至2009年收割机市场一直呈现出持续火热之势，收割机产销量急剧上升，保有量也迅速增大，国内收割机生产企业增多，收割机技术趋于成熟，产量剧增，价格大幅下降以及国内市场水稻收割机的巨大刚性需求是这几年收割机市场一路走高的主要原因，而进入2010年，收割机市场开始步入理性增长阶段，国内市场温和增长，没有大起大落情况出现欧美与日韩等国的机器仍占据着大量市场份额，国内企业很难与之抗衡我国水稻收割机的发展很不平衡，吉林辽宁等东北产区以及江浙沪等发达地区机械化程度较高，水稻机收率可以达到60%80%，而其他水稻主产区( 如四川和重庆等地) 水稻机收率偏低，2009年仅能达到30%左右由于当地经济条件和地理环境的限制，水稻收割机的推广普及仍存在很大的困难而在安徽湖南等地，虽然在生产厂家和农机部门的共同努力下收到了一定的效果，但水稻机收率仍然不尽如人意 这些地方市场潜力较大，但对水稻收割机的技术要求更加严苛。1.2 技术现状目前，我国水稻收割机主要有以下几种类型:1) 按喂入方式，可分为全喂入式联合收割机和半喂入式联合收割机 全喂入式联合收割机结构简单，成本低廉，适合地形较好的平原地区大面积作业; 半喂入式联合收割机生产效率高，收获损失小，适用范围更加广泛。2) 按配置结构，可分为自走式和背负式两种 背负式收割机主要与手扶拖拉机以及883478kW的四轮拖拉机配套使用，以拖拉机作为动力，降低了购机成本 而自走式收割机工作稳定，效率高，已经逐渐取代了背负式收割机，成为水稻收割机的主要发展趋势。3) 按行走方式，可分为轮式和履带式两种 轮式行走机构结构简单，成本较低，在长江以北土质较好的平原地带以及田地分散的丘陵山区地带使用较为普遍; 履带式行走机构附着力强，适宜在泥地和水田中作业。4) 按脱粒方式，可分为梳脱收获和喂入式收获两种 喂入式收获即先将植株割下后整体经过脱粒装置进行脱粒; 而梳脱收获又称为割前脱粒，即先进行脱粒操作，再将植株割下 梳脱收获可以大大减少进入脱离装置中的物料的草谷比例( 仅为018048) ， 从而减少功率消耗，提高工作效率。另外，梳脱收获具有湿脱性能好损失小和清洁度高等优点，尽管目前梳脱机型在可靠性和配套性方面都存在着某些不足，尚处于样机推广阶段，但它是未来水稻联合收割机的一个重要发展方向由于作业环境的不同，国外联合收割机发展方向也不尽相同，欧美的联合收割机大部分是全喂入自走式机型，并且机型较大，档次较高，能同时收获小麦水稻玉米和大豆等农作物，功率较大，一般为147kW以上，工作效率很高; 而日韩的联合收割机多为半喂入自走式机型，可以兼收稻麦，适合水田作业，其功率和价格等都与国产半喂入机型较为接近，但可靠性较国产机型更高，更加小巧专业，在国内市场上占有较大份额。目前，我国水稻联合收割机主要有全喂入自走式和半喂入自走式两种机型 全喂入式机型起步较早，技术较为成熟，尽管存在无法解决水稻倒伏时无法作业和秸秆利用等问题，但仍是国内市场上的主流机型，半喂入式水稻联合收割机是日本最先研制出来的，在我国的生产研发虽然起步于20世纪70年代，但由于其机型结构复杂，技术含量高，制造难度大，成本较高，企业很难在短期内收回投资，所以至今仍没有形成大批量生产的能力，由于缺乏核心技术，一些主要零部件( 如发动机和核心工作部件等) 仍需要从日韩等企业进口，导致国内生产的半喂入式联合收割机的价格一直居高不下，一台半喂入式机型的售价在14万16万元左右，一般经济条件的用户根本无力购买，而且与同等价位的日韩进口机型相比，性能和价位都不具有竞争优势 相对而言，国产大型全喂入式机型每台3万5万元的售价更容易被用户接受。所以，尽管某些专家曾预测全喂入式机型将被半喂入式机型所取代，但无论从企业还是消费者方面都更加倾向于发展成熟的全喂入式机型 而这也正反映了国内水稻收割机技术的发展现状，即全喂入式水稻收割机产品基本定型，但仍难以解决水稻倒伏和秸秆回收利用问题，目前的发展方向为大功率高效率以及提高可靠性和适应性; 而半喂入式水稻收割机尚缺乏核心技术支持，缺乏自主品牌，成本居高不下，尽管很适合我国西南地区水稻主产区收获作业，但发展受限，技术难题亟待解决。第2章 水稻收割机的发展趋势国内水稻收割机技术与国际先进水平仍存在着巨大的差距，存在诸多问题，而解决这些问题的根本途径就是加大研发力度，从技术层面上打破国外企业的垄断，尽快生产出适合我国水稻产区使用的机型。首先，对于半喂入式联合收割机，割前脱粒技术成为发展趋势，采用梳脱收获工艺，梳脱茎秆切割整齐铺放联合作业的工艺流程，可以很好地解决半喂入机型的技术难题，而全喂入式机型在进一步加大功率，提高适应性的同时对主工作部件结构的进一步改进( 如采用轴流滚筒等)，使收割机结构简化，工作更加可靠 其次，为了提高收割机的通过性，应着重对半链轨和橡胶履带式行走结构进行进一步优化，降低整机质量，从而减轻水稻收获时对土壤的压实作用，这对于促进免耕和少耕技术的发展具有重要意义。全喂入适应性广，半喂入发展受限。结合我国水稻机收发展严重不平衡的事实，针对西南地区分散的丘陵与山区等作业环境，开发出灵活机动小功率低功耗和可靠性高的小型水稻联合收割机，将成为我国水稻收割机发展的主要方向，借鉴日韩先进技术和发展经验可以看出，采用自走式半喂入式的小型水稻联合收割机非常适合这些地方水稻收获作业，而对其发动机机械结构和主要工作部件等核心技术的研发，将成为我国农业部门与相关企业的
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