收割機(jī)

收割機(jī),收割機(jī) 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 0 引言 目前我國(guó)收割機(jī)按其行走方式有自走式和背負(fù)式，按底盤結(jié)構(gòu)分有履帶式和輪式，按其喂入方式分有全喂入式、半喂入式和梳脫式，近幾年國(guó)外聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展較快，型號(hào)趨于齊全，設(shè)備不斷完善，除了國(guó)內(nèi)的型號(hào)外還包括以下幾種形式：從割幅看，有2m左右的割幅，也有7～8m的割幅，從用途看，有單一型，也有多用途型。為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要，國(guó)外聯(lián)合收割機(jī)無(wú)論從機(jī)型、機(jī)種和結(jié)構(gòu)性能上都有很大的變化，主要有以下幾個(gè)方面： 1． 向高效大型發(fā)展 近年來(lái)，國(guó)外許多公司都生產(chǎn)了不少高效率的大型谷物聯(lián)合收割機(jī)，這一趨勢(shì)越來(lái)越明顯。 2． 由牽引式向自走式發(fā)展 由于自走式具有機(jī)動(dòng)靈活、無(wú)需開道、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在各國(guó)普遍生產(chǎn)和使用的都是自走式聯(lián)合收割機(jī)。 3． 向系列化、通用化發(fā)展 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)系列化、通用化可大大縮短設(shè)計(jì)周期，降低成本，方便使用。目前世界上絕大多數(shù)廠家均成系列地生產(chǎn)各種大小規(guī)格的聯(lián)合收割機(jī)。 4． 努力提高機(jī)器的可靠性和使用壽命 聯(lián)合收割機(jī)使用時(shí)間短，季節(jié)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。設(shè)法提高機(jī)器的使用可靠性和延長(zhǎng)使用壽命，是各國(guó)近年研究改進(jìn)的一個(gè)主要方向。為此各國(guó)生產(chǎn)機(jī)器時(shí)，廣泛采用薄鋼板冷彎加工成彎曲型鋼來(lái)代替扁鋼，采用薄壁鋼管代替角鋼，采用焊接結(jié)構(gòu)代替螺釘或鉚釘聯(lián)結(jié)。既保證了必要的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且又節(jié)省了材料，減少了材料規(guī)格及緊固零件的品種，這就大大有利于組織生產(chǎn)。在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，注意提高強(qiáng)度，增加剛性。不論是機(jī)架、割臺(tái)殼體還是輸送過(guò)橋都加厚了墻板，加強(qiáng)了骨架；割臺(tái)絞龍葉片加厚；撥禾輪多采用薄板沖壓幅板，大直徑薄壁圓管軸；割刀驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用油浴密封式擺環(huán)箱，使割刀工作平穩(wěn)壽命長(zhǎng)。 5． 廣泛采用先進(jìn)技術(shù)，提高機(jī)器工作性能 為了提高機(jī)器的作業(yè)質(zhì)量并使其高效、安全、可靠地工作，現(xiàn)代聯(lián)合收割機(jī)上廣泛采用各種電子儀表監(jiān)視裝置以及電器、液壓控制和液壓驅(qū)動(dòng)等先進(jìn)技術(shù)。 6． 不斷改善駕駛員的工作條件 改善駕駛員工作條件，提高工作環(huán)境的舒適性是增加作業(yè)時(shí)間、提高工效和收割機(jī)質(zhì)量的重要保證。 此外，世界上許多廠家近年來(lái)還生產(chǎn)了許多坡地型聯(lián)合收割機(jī)。 HL6000C型聯(lián)合收割機(jī)是一種自走履帶式半喂入型聯(lián)合收割機(jī)，此類聯(lián)合收割機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要有：1.谷粒損失?。?.割茬低且能收割倒伏作物；3.脫粒清選功能小，易清選；4.水田通過(guò)性好。因其具有以上這些優(yōu)點(diǎn)，此類聯(lián)合收割機(jī)得到了較大的發(fā)展和推廣，但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，雖經(jīng)過(guò)了比較長(zhǎng)的一段時(shí)間的發(fā)展，在使用過(guò)程中仍然還存在著一些問(wèn)題。為了提高收割機(jī)的質(zhì)量，解決一些問(wèn)題，本文通過(guò)對(duì)其總體結(jié)構(gòu)的介紹和割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析，找出其存在的問(wèn)題，并通過(guò)分析計(jì)算解決一些實(shí)際問(wèn)題。 割臺(tái)作為聯(lián)收割機(jī)的首要部分，由分草板，分草桿、扶禾裝置、拔禾裝置、割刀、脫粒深淺裝置，導(dǎo)流桿、壓桿、傳動(dòng)鏈組成。其工作原理及作用為：工作時(shí)首先分草桿將田間作物分成收割及待收割區(qū)，分草板將收割區(qū)內(nèi)作物分成四行（或三行），扶禾裝置將倒伏的或直立的作物扶直，經(jīng)割刀切斷后，由扶禾裝置將其傳送到脫粒深淺裝置（又叫升降臺(tái)或向心臺(tái)）并經(jīng)導(dǎo)流桿的真確導(dǎo)向，使作物以合理的姿勢(shì)準(zhǔn)確地送至脫粒系統(tǒng)。整個(gè)過(guò)程是一個(gè)切割及輸送的過(guò)程。在此過(guò)程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)一些問(wèn)題，影響聯(lián)合收割機(jī)的正常運(yùn)作，有時(shí)甚至?xí)沟谜麄€(gè)機(jī)器癱瘓，如割刀的斷裂、驅(qū)動(dòng)軸的斷裂等等。因此在整個(gè)聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)及使用過(guò)程中，割臺(tái)部分的設(shè)計(jì)及改進(jìn)是尤為重要的。 本文首先對(duì)聯(lián)合收割機(jī)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹和分析，其次主要針對(duì)其割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部分存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，再次通過(guò)分析計(jì)算提出解決方案，并對(duì)其主要零件進(jìn)行工藝分析。 1. 聯(lián)合收割機(jī)總體結(jié)構(gòu) 1.1 聯(lián)合收割機(jī)的總體設(shè)計(jì)原則 谷物聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)包括零部件設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)兩方面。一臺(tái)機(jī)器設(shè)計(jì)的好壞固然與每個(gè)零部件的設(shè)計(jì)有關(guān)，但對(duì)整機(jī)性能起決定作用的卻是總體設(shè)計(jì)，如果在設(shè)計(jì)中對(duì)整體缺乏全盤考慮，即使各部件的設(shè)計(jì)是良好的，但組合在一起卻不一定獲得好的效果，因此，在進(jìn)行谷物聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，考慮總體原則是十分必要的。 進(jìn)行總體配置就是要合理地布置各部件的位置，從而進(jìn)一步確定機(jī)器的總體尺寸，估算機(jī)器的質(zhì)量和重心位置，確定傳遞路線，設(shè)計(jì)并布置操縱機(jī)構(gòu)及駕駛臺(tái)，安排附件等。 總體配置對(duì)聯(lián)合收割機(jī)的整體性能起決定作用，不同類型的谷物聯(lián)合收割機(jī)，其總體配置有不同的特點(diǎn)，但可將其共同的要求歸納為以下原則。 （1）.工藝過(guò)程連續(xù)順暢。在配置工作部件的相互位置和尺寸時(shí)，應(yīng)該特別注意工作部件生產(chǎn)率的平衡，保證谷物流的均勻連續(xù)，避免出現(xiàn)超負(fù)荷的部分。 （2）.正確配置機(jī)器的重心。在配置工作部件時(shí)，應(yīng)考慮整機(jī)的重心位置，使各輪軸上的負(fù)荷分配合理。 （3）.創(chuàng)造良好的駕駛工作條件。駕駛員應(yīng)處于最利于工作的位置，割臺(tái)前面的主要工作區(qū)域均應(yīng)在視野之中，同時(shí)還應(yīng)能方便地觀察左右兩側(cè)。 （4）.便于使用、調(diào)整和維修。應(yīng)妥善考慮各操縱手柄和腳踏板的位置，使駕駛員不至于因頻繁操作而感到疲勞。還應(yīng)注意各部件的相互位置，以使調(diào)整和維修更加方便。 （5）注意機(jī)器外形的美觀。在現(xiàn)代谷物聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)中，外形是否美觀是非常重要的。通常采用的方法是在機(jī)器的兩側(cè)和上部設(shè)計(jì)幾塊外罩，同時(shí)還要考慮其構(gòu)形，使之構(gòu)成輪廓分明的圖案。 1.2 HL6000C型聯(lián)合收割機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 HL6000C型收割機(jī)是由割臺(tái)、脫粒清選系統(tǒng)，切草、集草裝置、谷倉(cāng)部分，行走系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、操作部分、電氣部分組成。 1.2.1割臺(tái) 1.組成：分草板，分草桿、扶禾裝置、拔禾裝置、割刀、脫粒深淺裝置，導(dǎo)流桿、壓桿、傳動(dòng)鏈組成。 2.工作原理及其作用：工作時(shí)首先分草桿將田間作物分成收割及待收割區(qū)，分草板將收割區(qū)內(nèi)作物分成四行（或三行），扶禾裝置將倒伏的或直立的作物扶直，經(jīng)割刀切斷后，由扶禾裝置將其傳送到脫粒深淺裝置（又叫升降臺(tái)或向心臺(tái)）并經(jīng)導(dǎo)流桿的真確導(dǎo)向，使作物以合理的姿勢(shì)準(zhǔn)確地送至脫粒系統(tǒng)。整個(gè)過(guò)程是一個(gè)切割及輸送的過(guò)程。 1.2.2脫粒清選系統(tǒng) 1.組成：脫粒清選系統(tǒng)由傳動(dòng)部分、脫粒部分、輸送部分、清選部分組成。 a.傳動(dòng)部分：將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳到脫粒筒、二次脫粒筒、主喂入鏈、一次絞龍及揚(yáng)谷絞龍、二次絞龍及還原絞龍、振動(dòng)篩主風(fēng)扇及吸引風(fēng)扇等。 b.脫粒部分：實(shí)現(xiàn)作物桿莖與籽粒分離，包括主脫粒筒，副脫粒筒。 c.輸送部分：在脫粒過(guò)程中對(duì)作物進(jìn)行夾持及輸送，并將脫粒完的籽粒送至谷倉(cāng)，包括主輸送鏈、一次絞龍及揚(yáng)谷絞龍，二次絞龍及還原絞龍。 d.清選部分：使籽粒與雜余桿莖分離的部件總稱。包括振動(dòng)篩、篩網(wǎng)、主風(fēng)扇、吸引風(fēng)扇。 2.原理及其作用：作物被主輸送鏈由主脫粒筒自前方向后方傳遞，經(jīng)主筒梳刷后幾乎所有的籽粒和桿莖分離，完成脫粒的桿莖被主輸送鏈傳遞至排草鏈及排草皮帶，最終輸送至切草、集草裝置。由主脫粒筒脫下的籽粒及細(xì)小的雜余透過(guò)篩網(wǎng)落入振動(dòng)篩，經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩的振動(dòng)及主風(fēng)扇和吸引風(fēng)扇的清選，干凈籽粒落入一次絞龍后經(jīng)過(guò)揚(yáng)谷絞龍輸入谷倉(cāng)。主筒脫粒時(shí)脫下的斷穗及較大雜余桿莖在主筒內(nèi)經(jīng)擠壓摩擦后，干凈籽粒落入振動(dòng)篩，經(jīng)清選后進(jìn)入糧倉(cāng)。經(jīng)擠壓梳刷后仍然存在的較大雜余桿莖被傳送至二次脫粒筒，經(jīng)過(guò)二次脫粒后，籽粒與細(xì)小雜余落入振動(dòng)篩、二次絞龍還原絞龍，其余桿莖被風(fēng)機(jī)吹出機(jī)外。還原絞龍將籽粒與細(xì)小雜余重新輸入振動(dòng)篩前部進(jìn)行再次清選,雜余被吹出機(jī)外，而籽粒則被一次絞龍揚(yáng)谷絞龍送入谷倉(cāng)，整個(gè)過(guò)程是作物的脫粒和清選過(guò)程。 1.2.3切草、集草裝置 1.組成：由排草鏈、二組盤形刀、蓋板、擴(kuò)散絞龍、桿收集架、傳感器、排草皮帶等組成。 2.原理與作用：通過(guò)液壓手柄使蓋板關(guān)閉或打開來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)草桿的處理，具體是：打開蓋板則草桿被切碎還田；關(guān)閉蓋板且打開集草架則草桿成堆落入田里；關(guān)閉蓋板且將集草架收起則草桿連續(xù)均勻鋪在田里。 1.2.4谷倉(cāng) 組成：由谷倉(cāng)、傳感器、糧袋支架、踏板及安全扶手等組成。 1.2.5作物流程圖(如圖1-1) 圖1-1 作物流程圖 1.2.6 機(jī)器動(dòng)力傳動(dòng)圖（如圖1-2） 圖1-2 機(jī)器動(dòng)力傳動(dòng)圖 1.3. HL6000C型聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析 HL6000C型聯(lián)合收割機(jī)的割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在整個(gè)收割機(jī)中占著非常重要的地位，其原理圖如圖1-1。 液壓部分（包括HST） 向心 齒輪軸 割刀 轉(zhuǎn)動(dòng)軸 驅(qū)動(dòng)軸 發(fā)動(dòng)機(jī) 圖1-1 HL6000C型聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理簡(jiǎn)介如下： 通過(guò)皮帶輪將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到液壓系統(tǒng)（包括HST部分），然后通過(guò)液壓系統(tǒng)將動(dòng)力分別傳至割臺(tái)部、行走部分、脫粒部分、清選部分及切草部分。在割臺(tái)部又通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸將動(dòng)力分別輸送到割刀及向心。因此在割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)軸占據(jù)著非常重要的地位，同時(shí)在此系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)軸也是設(shè)計(jì)及校核的重點(diǎn)。 在實(shí)際的使用過(guò)程中，實(shí)踐證明驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)常發(fā)生斷裂，因此對(duì)此驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行分析計(jì)算是非常重要的，通過(guò)此來(lái)發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或加工工藝的不足，提出解決方法是非常必要的。 2. 聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要零部件的計(jì)算分析 2.1驅(qū)動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 原始數(shù)據(jù)(如圖2-1)： N=16.2馬力 N1=4.86馬力 N2=11.34馬力 L1=107mm L2=18mm L3=225mm L4=15.5mm d=148.5mm 直齒輪分度圓直徑d1=40mm 錐齒輪分度圓直徑d2=45mm 轉(zhuǎn)速n=1489r/min 皮帶輪包角1560 皮帶根數(shù)z=2 圖2-1 驅(qū)動(dòng)軸受力簡(jiǎn)圖 直齒輪的受力計(jì)算： 轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 錐齒輪的受力計(jì)算： 轉(zhuǎn)矩 圓周力 其中 徑向力 皮帶輪對(duì)軸作用力的計(jì)算： 皮帶輪初拉力 其中v=（π×148.5×1489）/（60×1000）=11.57m/s K0=0.95 q=0.1kg/m 皮帶輪對(duì)軸的壓力 各點(diǎn)受力分析（圖2-2）： 圖2-2 受力簡(jiǎn)圖 A點(diǎn)：FA= Fr1=0.417KN B點(diǎn)：FB=[FCL2-FA（L2+L3+L4）-FEL1]/（L2+L3）=-1.085KN C點(diǎn)：FC= Fr2=0.864KN D點(diǎn)：FD=FC+FE-FA-FB=3.174KN E點(diǎn)：FE=FQ=1.642KN 各點(diǎn)彎矩的計(jì)算： A點(diǎn)：MA=0 B點(diǎn)：MB=FAL4=0.417×0.0155=0.0065KN·m C點(diǎn)：MC= FD L2- FE（L1+ L2）=-0.148 KN·m D點(diǎn)：MD= -FE L1= -0.1757 KN·m E點(diǎn)：ME=0 各點(diǎn)扭矩的計(jì)算： 該軸所受扭矩處處相等為: T=m=7024N/n=7024×16.2/1489=76.42N·m=0.07642KN·m 因其為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以為負(fù)值。 彎扭圖示如下（圖2-3） 圖2-3 彎矩、扭矩圖 由以上應(yīng)力圖可知其主要危險(xiǎn)點(diǎn)在D處，其次在D到E這一區(qū)域內(nèi)，這一段區(qū)域軸所受應(yīng)力最大。 根據(jù)第四強(qiáng)度理論得： 所以此驅(qū)動(dòng)軸符合強(qiáng)度要求。也就是說(shuō)在機(jī)器在空載和正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此驅(qū)動(dòng)軸滿足強(qiáng)度要求。 但在實(shí)際使用過(guò)程中，由于受外部條件的影響，包括環(huán)境因素、帶載工作時(shí)發(fā)生意外故障（如收割時(shí)堵草等）、氣候因素的影響等等，因瞬時(shí)應(yīng)力過(guò)大而發(fā)生斷裂。為了解決這些問(wèn)題，提出以下方案： 1. 改進(jìn)驅(qū)動(dòng)軸加工工藝，同時(shí)注意及時(shí)檢查齒輪油，并加強(qiáng)密封； 2. 將D到E間的平鍵改為花鍵，以提高軸的的強(qiáng)度。 2.2. 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝的編制 驅(qū)動(dòng)軸簡(jiǎn)圖如圖2-4所示 圖2-4 驅(qū)動(dòng)軸簡(jiǎn)圖 工藝過(guò)程的編制如表2-1 序號(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 主要設(shè)備 1 毛坯 2 調(diào)質(zhì)處理 3 車端面，打中心孔 普通車床 4 粗車外圓至φ21mm 普通車床、跟刀架 5 粗車外圓面至φ18mm，保證長(zhǎng)度155.3 普通車床 6 精車外圓至圖紙尺寸，保證長(zhǎng)度155.3 普通車床 7 車卡簧槽至圖紙尺寸 普通車床 8 車倒角 普通車床 9 調(diào)面，車端面，保證長(zhǎng)度395mm 普通車床 10 車外圓至φ17h7，保證長(zhǎng)度31.2mm 普通車床 11 車錐面至圖紙尺寸，保證其長(zhǎng)度尺寸 普通車床 12 銑兩鍵槽至圖紙要求 V型塊定位 銑床、V型塊 13 銑平面至圖紙要求 以鍵槽定位，并使用分度裝置 銑床、分度盤 14 精磨軸外圓至圖紙要求 磨床 表2-1 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝 2.3驅(qū)動(dòng)軸鍵槽加工的夾具設(shè)計(jì) 2.3.1.工件裝夾簡(jiǎn)述 工件的裝夾首先應(yīng)使工件相對(duì)于刀具（或機(jī)床）有正確的位置，然后將工件壓緊在這一正確的位置上，使工件在加工過(guò)程中不因受力的影響而發(fā)生位置的變化，即工件的夾緊。工件從定位到夾緊的整個(gè)過(guò)程稱為裝夾。 工件的夾緊方法有：a.直接找正裝夾；b.劃線找正裝夾；c夾具裝夾。 機(jī)床夾具按使用范圍可分為五種基本類型：a.通用夾具；b專用夾具；c.通用可調(diào)夾具和成組夾具；d.組合夾具；e.隨行夾具。 機(jī)床夾具的組成一般有以下幾部分：a.定位裝置；b.夾緊裝置；c.導(dǎo)向、對(duì)刀元件；d.連接元件；e.其它裝置和元件；f.夾具體。 機(jī)床夾具的功用主要有：a.保證加工質(zhì)量；b.提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本；c.擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍；d.改善工人勞動(dòng)條件。 機(jī)床夾具發(fā)展方向可以歸納為：功能柔性化、傳動(dòng)高效化、自動(dòng)化、制造精密化、旋轉(zhuǎn)夾具的高速化、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、設(shè)計(jì)自動(dòng)化。 A. 工件在夾具中的定位 工件定位的基本原理 工件在夾具中的定位是指在夾具中，工件的定位基準(zhǔn)與定位元件相互接觸或配合，從而使同一批工件在夾具中都能獲得一致的正確位置。 六點(diǎn)定位原則：工件在夾具中的位置有六個(gè)自由度，需要用夾具上按一定要求布置的六個(gè)支撐點(diǎn)來(lái)限制，其中每個(gè)支撐點(diǎn)相應(yīng)地限制一個(gè)自由度，使工件在夾具中位置完全確定，又簡(jiǎn)稱“六點(diǎn)定則”。 根據(jù)六點(diǎn)定位原則可將定位分為完全定位、不完全定位、欠定位和過(guò)定位，在機(jī)械加工中欠定位是不允許出現(xiàn)的。 B. 工件在夾具中的夾緊 a.夾緊裝置的組成和基本要求 一般夾緊裝置由兩個(gè)基本部分組成：動(dòng)力源和夾緊機(jī)構(gòu)。 設(shè)計(jì)和選用夾緊裝置時(shí)必須滿足以下基本要求：1.夾緊過(guò)程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置；2.夾緊應(yīng)可靠和適當(dāng)；3.夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全；4.夾緊裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件相適應(yīng)；5.夾具結(jié)構(gòu)要便于制造、調(diào)整、使用和維修。 b.夾緊力的確定 確定夾緊力方向一般遵循以下原則：1.夾緊力的作用方向應(yīng)保證工件的定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位；2.夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力；3.夾緊力的方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向一致，以減小工件變形。 選擇夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)內(nèi)，以保證工件以獲得的定位不變；2.夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形；3.夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，以提高加工部位的夾緊剛性，防止或減小工件的振動(dòng)。 夾緊力大?。篎J=K×F，F(xiàn)J為實(shí)際所需夾緊力（N），F(xiàn)為根據(jù)靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N），K為安全系數(shù)。 2.3.2. 聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軸（如圖2-5）鍵槽加工夾具設(shè)計(jì) 鍵槽2 鍵槽1 圖2-5 由驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)特征可知鍵槽1和鍵槽2在同一平面內(nèi)，而且其所在的軸徑相同都為φ17，所以其槽寬和槽深都一致，可在一次裝夾下完成加工。 考慮到其為軸類零件，所以可采用雙短V型塊定位來(lái)限制其徑向的移動(dòng)和軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)，再在其端部加一頂尖來(lái)限制其軸向的竄動(dòng)。又由于其長(zhǎng)度較長(zhǎng)，為了避免軸的徑向變形，夾緊時(shí)采用雙支點(diǎn)式，即用兩塊壓板分別固定在兩V型塊上，其簡(jiǎn)圖如圖2-6。 壓板2 V型塊2 壓板1 V型塊1 圖2-6 驅(qū)動(dòng)軸的定位及夾緊詳情如下： A. 通過(guò)V型塊1和V型塊2來(lái)限制其前后上下的移動(dòng)以及如圖所視平面及垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 B. 通過(guò)V型塊2和頂尖A來(lái)限制其軸向的竄動(dòng)。 C. 利用壓板1和壓板2來(lái)壓緊。 V型塊1、V型塊2、壓板1、壓板2及底座的具體尺寸見附頁(yè)圖紙。 2.3.3夾具誤差的計(jì)算 A. 定位誤差（圖2-7） 定位誤差包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差，本夾具的定位誤差為： 所以ΔD= =0.0037 圖2-7 B. 對(duì)刀誤差 因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差。此夾具中=0。 C. 夾具的安裝誤差， 因?yàn)閵A具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差。本組合機(jī)床的夾具的安裝基面為平面，因而沒(méi)有安裝誤差，所以=0。 D. 工件夾緊 E. 加工過(guò)程誤差 因?yàn)闄C(jī)床精度，刀具精度，刀具與機(jī)床的位置精度，工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3，計(jì)算可得： = /3=0.036/3=0.012 F. 保證加工精度的條件 ∑Δ=ΔD+ΔJ+ΔT+ΔA+ΔG≤δK 即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸誤差，為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因?yàn)槟p而過(guò)早的報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需保留出一定的精度儲(chǔ)備量J，因此上式改寫為： 將上述計(jì)算的加工精度值列于表2-2 誤差計(jì)算 加工要求 誤差類型 夾具誤差 ΔD 0.0037 ΔJ 0 ΔT 0 ΔA 0 ΔG 0.012 ∑Δ 0.0157 表2-2 夾具加工精度表 由上表可知，∑Δ≤δK所以該夾具能滿足各項(xiàng)精度要求，且具備一定的精度儲(chǔ)備。 2.4驅(qū)動(dòng)軸的改進(jìn) 為提高驅(qū)動(dòng)軸的強(qiáng)度，將D到E處的平鍵改用花鍵代替。 2.4.1花鍵聯(lián)接 花鍵聯(lián)接由具有多個(gè)沿周向均布的凸鍵齒的軸和有對(duì)應(yīng)凹槽的轂孔組成，齒的側(cè)面是工作面?；ㄦI按其齒形分為矩形花鍵和漸開線花鍵。 （1）.矩形花鍵 矩形花鍵的齒廓，可用磨削的方法獲得較高的精度，應(yīng)用廣泛。 矩形花鍵按齒數(shù)和齒高的不同，在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩個(gè)尺寸系列：輕系列和中系列。輕系列用于載荷較輕的靜聯(lián)接，中系列用于中等載荷。 矩形花鍵聯(lián)接的定心方式為小徑定心，故應(yīng)對(duì)軸和孔的小徑都進(jìn)行磨削加工。盡管加工復(fù)雜，但定心精度高。 （2）.漸開線花鍵 漸開線花鍵的齒廓為漸開線，標(biāo)準(zhǔn)壓力角有30°和45°兩種。與矩形花鍵相比，齒根較厚，應(yīng)力集中較小，強(qiáng)度高?；ㄦI軸可用加工齒輪的方法加工，工藝性好，但加工內(nèi)花鍵的漸開線花鍵拉刀制造成本高，故常用于載荷大、定心要求高，且尺寸較大的聯(lián)接。 漸開線花鍵聯(lián)接的定心方式為漸開線齒形定心。具有自動(dòng)定心作用，各齒承載均勻。 比較上述兩種花鍵，在收割機(jī)割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)軸宜采用漸開線花鍵。 2.4.2花鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算 、mm、 分度圓直徑 =mm=18.75mm 基圓直徑 bmm 齒距 mm=2.356mm 公差等級(jí)為5級(jí)、配合類別為H/h。 1．外花鍵的尺寸數(shù)據(jù)計(jì)算如下： （1）外花鍵大徑尺寸 基本尺寸 ee==（25+1）0.75mm=19.5mm 外花鍵大徑上偏差為 0 外花鍵大徑公差 查表25.3-21 得外花鍵大徑公差為-0.070mm，所以，外花鍵大徑上偏差為-0.070mm。則 ee =mm （2）外花鍵漸開線起始圓直徑最大值 Femax 其中 查表25.3 得 則 Femax =17.92mm （3）外花鍵小徑尺寸 基本尺寸 Diemm=17.625mm 外花鍵小徑上偏差 esv/tan查表25.3-19 得 esv/tan=0 外花鍵小徑公差，選取IT12外花鍵小徑公差為0.180mm，所以 Die =mm （4）齒厚尺寸 基本齒厚 S=0.5mm=1.178mm 作用齒厚最大值 SVmax=Smm=1.178mm 實(shí)際齒厚最小值 Smin=SVmax－（T+） 實(shí)際齒厚最大值 Smax=SVmax－ 作用齒厚最小值 SVmin=Smin+ 查表 25.3-16 得 T+=0.055mm =0.022mm 所以：Smin=（1.178-0.055）mm=1.123mm、Smax=(1.178-0.022)mm=1.156mm SVmin=(1.123+0.022)mm=1.145mm （5）齒根圓弧最小曲率半徑 Remin 查表25.3-13 得Remin=0.15mm （6）公差值的確定 查表25.3-16、25.3-17，可得 齒距累積公差 mm 齒形公差 mm 齒向公差 mm （7）外花鍵參數(shù)表（見表2-3） 齒數(shù) Z 25 模數(shù) 0.75 壓力角 公差等級(jí)和配合類別 5h 5h(GB/T3478.1-1995) 大徑 ee = 花鍵漸開線起始圓直徑最大值 Femax 小徑 Die 作用齒厚最大值 SVmax 1.178 實(shí)際齒厚最小值 Smin 1.123 作用齒厚最小值 SVmin 1.145 實(shí)際齒厚最大值 Smax 1.156 齒根圓弧最小曲率半徑 Remin R0.15 齒距累積公差 0.031 齒形公差 0.019 齒向公差 0.009 表2-3 2、內(nèi)花鍵的尺寸數(shù)據(jù)計(jì)算如下： （1）內(nèi)花鍵大徑尺寸 基本尺寸 Dei==（25+1.5）0.75mm=19.875mm 內(nèi)花鍵大徑下偏差為 0 內(nèi)花鍵大徑公差 選取IT12得外內(nèi)花鍵大徑公差為0.210mm，所以，內(nèi)花鍵大徑上偏差為0.210mm。則 mm （2）內(nèi)花鍵漸開線終止圓直徑最小值 DFimin=，其中CF=0.1m，則 DFimin=0.7519.65mm （3）內(nèi)花鍵小徑尺寸 基本尺寸 Dii=DFemax+2CF=(17.92+2mm=18.07mm 內(nèi)花鍵小徑極限偏差 查表25.3-21 得 Dii=mm （4）齒槽寬尺寸 基本齒槽寬 E=0.5mm=1.178mm 作用齒槽寬最小值 EVmin=0.5m=1.178mm 實(shí)際齒槽寬最大值 Emax= EVmin +（T+），由以上查得 T+mm， 則Emax=（1.178+0.055）=1.233mm 實(shí)際齒槽寬最小值 Emin= EVmin +，由以上查得 =0.022mm，則 Emin=（1.178+0.022）=1.200mm。 作用齒槽寬最大值 EVmax=Emax－=（1.233-0.022）=1.211mm （5）齒根圓弧最小曲率半徑 Rimin 查表25.3-13 得Rimin=0.15mm （6）公差值的確定 查表25.3-16、25.3-17，可得 齒距累積公差 mm 齒形公差 mm 齒向公差 mm （7）內(nèi)花鍵參數(shù)表（見表2-4） 齒數(shù) Z 25 模數(shù) 0.75 壓力角 公差等級(jí)和配合類別 5H 5H(GB/T3478.1-1995) 大徑 Dei mm 漸開線終止圓直徑最小值 DFimin 19.65 小徑 Dii mm 實(shí)際齒槽寬最大值 Emax 1.233 作用齒槽寬最小值 EVmin 1.178 實(shí)際齒槽寬最小值 Emin 1.200 作用齒槽寬最大值 EVmax 1.211 齒根圓弧最小曲率半徑 Rimin R0.15 齒距累積公差 Fp 0.031 齒形公差 0.019 齒向公差 0.009 表2-4 2.4.2改進(jìn)后的驅(qū)動(dòng)軸強(qiáng)度校核 直齒輪的受力計(jì)算： 轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 錐齒輪的受力計(jì)算： 轉(zhuǎn)矩 圓周力 其中 徑向力 皮帶輪對(duì)軸作用力的計(jì)算： 皮帶輪初拉力 其中v=（π×148.5×1489）/（60×1000）=11.57m/s K0=0.95 q=0.1kg/m 皮帶輪對(duì)軸的壓力 各點(diǎn)受力分析（圖2-2）： A點(diǎn)：FA= Fr1=0.417KN B點(diǎn)：FB=[FCL2-FA（L2+L3+L4）-FEL1]/（L2+L3）=-1.085KN C點(diǎn)：FC= Fr2=0.864KN D點(diǎn)：FD=FC+FE-FA-FB=3.174KN E點(diǎn)：FE=FQ=1.642KN 各點(diǎn)彎矩的計(jì)算： A點(diǎn)：MA=0 B點(diǎn)：MB=FAL4=0.417×0.0155=0.0065KN·m C點(diǎn)：MC= FD L2- FE（L1+ L2）=-0.148 KN·m D點(diǎn)：MD= -FE L1= -0.1757 KN·m E點(diǎn)：ME=0 各點(diǎn)扭矩的計(jì)算： 該軸所受扭矩處處相等為: T=m=7024N/n=7024×16.2/1489=76.42N·m=0.07642KN·m 因其為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以為負(fù)值。 彎扭圖示如下（圖2-8） 圖2-8 彎矩、扭矩圖 由以上應(yīng)力圖可知其主要危險(xiǎn)點(diǎn)在D處，其次在D到E這一區(qū)域內(nèi)，這一段區(qū)域軸所受應(yīng)力最大。 根據(jù)第四強(qiáng)度理論得： 比較改進(jìn)前后的校核結(jié)果可知，取用漸開線花鍵代替后軸的強(qiáng)度有了明顯的提高，根據(jù)第四強(qiáng)度理論計(jì)算出的軸所承受的最大應(yīng)力由原來(lái)的474.6MPa降低到現(xiàn)在的381.8Mpa。使驅(qū)動(dòng)軸所能承受的應(yīng)力有了較大的改善，提高了其強(qiáng)度。 2.5 部分零件的三維造型 為了更直觀地闡述HL6000C型收割機(jī)割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，于是將收割機(jī)的部分零件運(yùn)用Pro/E進(jìn)行了三維造型，這些零件包括驅(qū)動(dòng)軸（BYSJ-B9912024-001）、齒輪（BYSJ-B9912024-002）、齒輪箱蓋（BYSJ-B9912024-005）、齒輪箱蓋（BYSJ-B9912024-006）及減速軸（BYSJ-B9912024-007）等。所有這些零件的組裝三維圖如圖2-9所示： 圖2-9 三維組裝圖 2．6預(yù)期結(jié)果 在本次設(shè)計(jì)中，完成了HL6000C型聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析、驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算和改進(jìn)、驅(qū)動(dòng)軸的工藝分析及其鍵槽加工夾具的設(shè)計(jì)和割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部分零件的三維造型。 3．結(jié)論 本文主要對(duì)HL6000C型聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析計(jì)算，提出所存在的問(wèn)題，并對(duì)部分問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到提高收割機(jī)的總體質(zhì)量的目的。在這次設(shè)計(jì)中完成了對(duì)聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軸的改進(jìn)，為了更直觀地體現(xiàn)其結(jié)構(gòu)特征，并使用Pro/E對(duì)部分零件進(jìn)行了三維造型。 致謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我通過(guò)對(duì)HL6000C型聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算分析，使我加深了對(duì)整個(gè)聯(lián)合收割機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的了解，尤其是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的把握。同時(shí)在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，進(jìn)一步強(qiáng)化了我對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析能力，和理論聯(lián)系實(shí)際的能力，更使我強(qiáng)化了對(duì)繪圖軟件（AutoCAD、Pro/E）的掌握和使用。 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了許多老師和同學(xué)的幫助和指導(dǎo)，尤其是在葛友華、王正剛和劉道標(biāo)三位老師的悉心指導(dǎo)下，使我順利地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心的感謝。 由于本人水平有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中肯定還存在許多的不足之處，懇請(qǐng)諒解。 參考文獻(xiàn) 1 東洋收割機(jī)制造（江蘇）有限公司.聯(lián)合收割機(jī)使用說(shuō)明書.韓國(guó)：東洋物產(chǎn)企業(yè)株式會(huì)社，2002 2 東洋收割機(jī)制造（江蘇）有限公司.聯(lián)合收割機(jī)培訓(xùn)教材 3 王先達(dá).機(jī)械制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975 4 揚(yáng)黎明.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1996 5 孟少庚.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992 6 趙志修.機(jī)械制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986 7 陳秀寧，施高義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).浙江：浙江大學(xué)出版社，2001 8 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 9 劉鴻文.材料力學(xué).北京:高等教育出版社,2000 10 秦寶榮.機(jī)械制造工藝學(xué)與機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社 附件清單 1．裝配圖 BYSJ-B9912024-000 A0 1張 BYSJ-B9912024-JG-1 A2 1張 2. 驅(qū)動(dòng)原理圖 BYSJ-B9912024-100 A3 1張 3. 部裝圖 BYSJ-B9912024-005 A2 1張 BYSJ-B9912024-006 A2 1張 BYSJ-B9912024-007 A3 1張 BYSJ-B9912024-008 A3 1張 4.零件圖 BYSJ-B9912024-001 A3 1張 BYSJ-B9912024-002 A3 1張 BYSJ-B9912024-003 A3 1張 BYSJ-B9912024-004 A2 1張 BYSJ-B9912024-005-1 A2 1張 BYSJ-B9912024-005-2 A3 1張 BYSJ-B9912024-005-3 A3 1張 BYSJ-B9912024-005-5 A3 1張 BYSJ-B9912024-006-1 A3 1張 BYSJ-B9912024-006-2 A3 1張 BYSJ-B9912024-006-3 A2 1張 BYSJ-B9912024-006-4 A3 1張 BYSJ-B9912024-007-1 A3 1張 BYSJ-B9912024-007-3 A3 1張 BYSJ-B9912024-008-1 A4 1張 BYSJ-B9912024-008-2 A3 1張 BYSJ-B9912024-009 A3 1張 BYSJ-B9912024-010 A3 1張 BYSJ-B9912024-011 A3 1張 BYSJ-B9912024-012 A3 1張 BYSJ-B9912024-013 A3 1張 BYSJ-B9912024-JG-2 A3 1張 BYSJ-B9912024-JG-3 A3 1張 BYSJ-B9912024-JG-4 A2 1張 5.Pro/E三維造型圖集 一份 27