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本科學生畢業(yè)論文
聯(lián)合花生收獲機
系部名稱：
專業(yè)班級：
學生姓名：
指導教師：
職 稱：
XX學院
二○二○年六月
XX學院本科生畢業(yè)設計
摘 要
根據(jù)我國花生種植的特點和設計經(jīng)驗，研制了適合我國花生主產(chǎn)區(qū)收獲作業(yè)的半喂入式花生聯(lián)合收獲機。該設備主要包括底盤、傳動系統(tǒng)和操作部件，橫向整體布置。底盤配有液壓無級傳動系統(tǒng)，借用用聯(lián)合收割機的底盤，采用分體傳動系統(tǒng)。操作部件包括抓斗、挖掘裝置、夾緊傳動裝置、清土裝置、摘果裝置、清洗系統(tǒng)、收果系統(tǒng)等，根據(jù)挖拉結(jié)合的原理，利用柔性夾緊方法。針對花生聯(lián)合收割機上下擺和水平擺排土性能差的問題，設計了彈性齒式排土裝置。摘果裝置采用擺動行程的工作原理，提高鮮花生和濕花生的摘果率；清洗裝置采用空氣篩組合式。
關鍵詞：聯(lián)合收貨機；花生；彈齒式去土裝置；振動篩
I
XX學院本科生畢業(yè)設計
ABSTRACT
According to the characteristics of peanut planting in China and the design experience, a half feeding peanut combine harvester suitable for the harvest operation in the main peanut producing areas in China was developed. The equipment mainly includes the chassis, transmission system and operation components, which are arranged laterally as a whole. The chassis of the 450 type half feed rice wheat combine adopts the split transmission and is equipped with the hydraulic stepless speed change system. The operation components include the grazer, the digging device, the clamping transmission device, the soil cleaning device, the fruit picking device, the cleaning system and the fruit collecting system. Based on the principle of digging and pulling combination, the machine greatly reduces the mechanical fruit dropping rate of peanut by using the flexible clamping method. Aiming at the problem of poor soil removing performance of the up and down swing and the horizontal swing swing swing of the peanut combine harvester, the elastic tooth type soil removing device is designed. The fruit picking device adopts the working principle of swing stroke to improve the picking rate of fresh and wet peanuts; the cleaning device adopts the air screen combination type.
Key words: Combined receiver; Peanut; Tine type soil removal device; Vibration sieve
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒 論 1
1.1 引言 1
1.2 研究目的及意義 1
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.4 本文研究的內(nèi)容 2
第2章 總體方案設計 3
2.1作業(yè)工藝 3
2.2總體方案確定 3
2.3結(jié)構(gòu)設計 4
2.3.1底盤 4
2.3.2傳動系統(tǒng) 5
2.3.3作業(yè)組件 5
第3章 作業(yè)組件結(jié)構(gòu)設計 6
3.1 扶禾裝置 6
3.2 挖掘裝置 7
3.3夾持輸送裝置 8
3.4清土裝置 10
3.5摘果裝置 11
3.6清選裝置 12
3.7集果裝置 13
第4章 鏈傳動設計計算 14
4.1滾子鏈的設計 14
4.2鏈輪設計計算 19
4.2.1鏈輪的設計計算 19
4.2.2 鏈輪的設計計算 21
4.2.3 滾子鏈的材料的選擇與處理 22
第5章 軸的設計和校核 23
5.1軸的設計 23
5.2鍵的校核 29
結(jié) 論 31
參考文獻 32
致謝 34
32
XX學院本科生畢業(yè)設計
第1章 緒 論
1.1 引言
花生是世界上廣泛種植的主要油料作物，也是我國出口的主要農(nóng)產(chǎn)品之一。我國花生種植面積約433萬Hm 2，是世界第二大花生種植國?；ㄉ羌竟?jié)性農(nóng)作物，收獲期集中，對勞動者的體力要求較高。人工收割不僅效率低，占用大量農(nóng)時，而且損失大。
1.2 研究目的及意義
在我國大部分地區(qū)，花生收獲仍以人工收獲為主。花生收獲機械正處于發(fā)展階段。在一些地區(qū)，使用花生挖溝機，而在一些地區(qū)，使用花生收獲（挖掘）機。與發(fā)達國家比較，我國的聯(lián)合收割技術(shù)還處于技術(shù)發(fā)展初期，距離技術(shù)成熟階段還有較長時間。雖然我過花生主產(chǎn)區(qū)急需聯(lián)合收割的技術(shù)設備，但由于我國對這方面的研究起步較晚，還存在許多的問題。為了加快我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設的發(fā)展步伐，我們不得不打破技術(shù)儲備不足的發(fā)展瓶頸，因此，花生收獲機械化成為了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的主要研究內(nèi)容。
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國外對花生收獲機的研究起步較早，技術(shù)也比較先進。由于國外花生種植方式以一年制為主，種植面積大，采用二次收獲的方法。9997、9960sp四排自走式花生收獲機和2100六排牽引式花生收獲機是美國弗吉尼亞州阿瑪達斯公司生產(chǎn)的代表機型，美國KMC公司生產(chǎn)的KMC3376、kmc3374遷引式聯(lián)合收割機。
我國花生聯(lián)合收割機的研究比較晚，技術(shù)有待提高。目前，市場上還沒有能夠滿足生產(chǎn)要求的花生聯(lián)合收割機。目前國內(nèi)最先進、最實用的花生聯(lián)合收割機是由臺灣一家公司生產(chǎn)的tbh-3252型白色行走花生聯(lián)合收割機，可同時完成花生的挖土、振土、摘果、分離、清洗等多項工序，該機采用履帶式行走裝置，開裂率小于2.4%，除莢率高達18%。由于其高昂的價格，普通農(nóng)民無法接受，不適合在大陸推廣應用。在充分消化的基礎上，4lh2半喂入式自走式花生聯(lián)合收獲機是由農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機化研究所研制的，這款機型已在主要生產(chǎn)領域得到示范應用，它吸收了臺灣、韓國、日本花生聯(lián)合收獲機的先進技術(shù)。
1.4 本文研究的內(nèi)容
根據(jù)要求，對于本設計要做以下幾個方面的研究：
（1）收獲機的工作過程和具體結(jié)構(gòu)；
（2）完成收獲機機方案設計；
（3）設計傳動系統(tǒng)；
（4）設計作業(yè)組件；
（5）鏈傳動計算；
XX學院本科生畢業(yè)設計
第2章 總體方案設計
2.1作業(yè)工藝
雖然我國花生種植相對集中，甚至種植也比較普遍，但仍主要分散在各個家庭，且多為復種制，收獲時間較短?；ㄉ譃閷捫姓昊?qū)捫姓?。種植有兩種：壟作和平作。行距范圍300-400mm，株距約180mm，壟寬約600mm，結(jié)果深度范圍50-120mm?；ㄉ?lián)合收割機的作業(yè)方式是半喂入自走式的作業(yè)方式，作業(yè)工序是松土、拔禾、清土、摘果、清選、收果等工序。
2.2總體方案確定
花生聯(lián)合收割機整體采用側(cè)向布置方式，挖掘系統(tǒng)布置在一側(cè)。柴油機為履帶式底盤提供動力。收獲時，可一次完成對向作業(yè)，如扶糧、挖土、夾送、除土、采摘水果、清洗、收果等。本機總體設計如圖1所示，主要由底盤 、傳動系統(tǒng)、扶禾裝置、挖掘裝置、夾持輸送裝置、拍土裝置、摘果裝置、清選裝置、集果裝置等作業(yè)部件組成 。
1．挖.掘鏟 2．扶禾.器 3．限深.輪 4. 拍土.裝置 5．夾持.輸送.裝置 6．駕.駛艙 7. 集果.箱 8．莢果.升運器 9．輔助.喂入機構(gòu) l0．摘果.滾筒 11．逐.稿器 l2．振.動篩 13．橫向.輸送.攪龍 14．風.機 15．底.盤
圖1-1 聯(lián)合花生收獲機示意圖
它的工作過程如下：首先柴油機將動力輸送給主動鏈輪，再通過傳動系統(tǒng)將動力傳遞給到夾緊鏈，集輸裝置、打土裝置、挖土機。收割機前進時，抓斗將工作寬度范圍內(nèi)的花生植株從兩側(cè)分開并抬起。同時，挖土鏟將有藤蔓的花生從土壤中挖出，移動的夾鏈將花生秧苗夾緊后運回。夾鏈采用單浮動調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)范圍大，可有效防止花生藤堵塞。收獲時傳送鏈夾持的花生秧數(shù)量不是恒定的，有時多些，有時少些，為使增加的花生秧順利通過，夾鏈浮動側(cè)的彈性支撐桿被壓縮，增大了夾鏈間隙。夾送前段底部設有清土裝置，清除植物根部的沙粒。當花生秧經(jīng)過摘果裝置時，摘果裝置將花生從花生秧上摘下，摘落的花生在重力的作用下落在振動篩上。在振動篩和下風機的雙重作用下，將莖、葉、砂等雜物分離出機外。所選花生果實通過水平輸送帶送至垂直提升機，再送至收果箱裝袋?；ㄉ匍_裂后繼續(xù)被夾持倒運，夾持鏈將花生藤拋回抽風機完成收獲作業(yè)。
2.3結(jié)構(gòu)設計
該設備主要由底盤、傳動系統(tǒng)和作業(yè)組件三大部分組成。
2.3.1底盤
底盤主要由發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、行走系統(tǒng)和主控制臺組成。本機采用450型半喂米小麥組合底盤，490柴油機，最大功率30.9千瓦，額定輸出轉(zhuǎn)速2700轉(zhuǎn)/分鐘。傳動系統(tǒng)由變速箱和液壓無級變速器組成。變速箱有三個齒輪。第一檔是低速操作檔，第二檔是標準操作檔，第三檔是道路行駛檔。每個檔位都可以通過一個連續(xù)可變的變速器或倒車檔進行調(diào)整。主控制臺包括主傳動離合器和制動器、主傳動桿、副變速桿、操作機離合器、左右轉(zhuǎn)向控制桿、節(jié)流桿等。起動開關和警告喇叭。
2.3.2傳動系統(tǒng)
該機采用并聯(lián)傳動系統(tǒng)。其中，清土裝置、摘果裝置、清篩振動篩、夾持輸送鏈為單向傳動系統(tǒng)。柴油機直接輸出動力，其轉(zhuǎn)速隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增減而增減，與機器的行走速度無關。提升系統(tǒng)和橫向輸送裝置為單向傳動系統(tǒng)，動力由電機輸出。
2.3.3作業(yè)組件
該機主要工作部分主要包括：扶禾裝置、挖掘裝置、夾持輸送裝置、清土裝置、摘果裝置、清選裝置、集果裝置等組成。
XX學院本科生畢業(yè)設計
第3章 作業(yè)組件結(jié)構(gòu)設計
3.1 扶禾裝置
我國花生主產(chǎn)區(qū)花生的種植方式多為覆膜壟作播種，壟作斷面如圖3-1所示。
圖3-1 花生種植方式示意圖
花生秧苗倒伏直接影響著花生的抓取和收獲質(zhì)量，造成收獲不潔、落果、堵塞等問題，收獲效果不理想。農(nóng)民使用花生聯(lián)合收割機的積極性將受到影響，不利于我國花生收獲的全面機械化。牧草的作用是在花生被拔出之前對其進行處理，將每一行或每一邊界的植物適當?shù)胤珠_，并支撐匍匐的藤蔓。夾糧裝置安裝在牽引夾緊裝置的前面，用于引導。作業(yè)時，應將擋糧裝置前端插入土壤中20 mm，以撿拾匍匐植物。
如圖3-2所示，留聲機裝置的工作原理是：由鏈輪7傳遞動力驅(qū)動留聲機水平軸10的旋轉(zhuǎn)，機架9兩側(cè)的留聲機軸6由兩個錐齒輪組8驅(qū)動，使機架9兩側(cè)的左右留聲機軸6同時向外旋轉(zhuǎn)，將倒下的花生苗提起，使喂食和夾持更加順暢。
1- 扶禾籠 ；2- 第一定位架 ；3- 扶禾籠固定軸 ；4- 第二定位架
5- 套筒 ；6- 扶禾器軸 ；7- 鏈輪 ；8- 錐齒輪組 ；9- 機架 ；10- 扶禾橫軸
圖3-2 扶禾裝置結(jié)構(gòu)簡圖
3.2 挖掘裝置
花生聯(lián)合收獲機對挖掘裝置的要求是：它能迅速松解花生根系土壤，輔助夾持輸送鏈條將花生秧夾起帶走，是花生收獲機最關鍵的設備之一。該裝置采用斜刃平鏟。平鏟表面平整，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能保證鏟刃自動清理，現(xiàn)場性能好，破土能力強。其結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。
1．挖掘鏟 2.連接塊 3．挖掘鏟柄 4．挖掘鏟柄套 5．鎖緊螺栓
圖3-3挖掘裝置結(jié)構(gòu)簡圖
首先 ，確定挖掘鏟的工作參數(shù)。挖掘鏟的關鍵元素包括作業(yè)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有斜角鏟刃γ、長度鏟面L以及寬度鏟面b等；作業(yè)參數(shù)主要有工作速度v0、入土角α0、挖掘?qū)挾群蜕疃鹊?。初始入土角?、鏟刃斜角γ直接影 響挖掘鏟性能。科研人員經(jīng)過大量田間試驗分析，確定α0為20o，鏟刃斜角γ為48o，可有效減少阻力和壅土。
為了實現(xiàn)花生的穩(wěn)定運輸，挖掘點的位置應先于夾緊點的位置，以便在花生被送入夾緊輸送機構(gòu)之前升高，以便于夾緊裝置夾緊花生，提高夾緊的穩(wěn)定性。大量現(xiàn)場性能試驗表明，在25-35mm范圍內(nèi)，超前效應明顯。
3.3夾持輸送裝置
夾送裝置的作用是將花生植株松土后夾拉起來，直接通過清土裝置和脫莢裝置輸送。夾緊裝置為鏈式。這兩條鏈條被拉緊夾緊并壓緊。它們相互嵌夾?；ㄉ仓瓯焕卫蔚貖A住，以避免由于打土和剝莢的作用而把藤蔓拉倒。鏈條的前端有一個V形的開口。牽引點在收割機的左前部。拔出后夾持平行運輸，夾角約20°。為了調(diào)整設備的牽引高度，設計了液壓升降機構(gòu)和限深機構(gòu)。
圖3-4 夾持輸送裝置結(jié)構(gòu)簡圖
如圖3-4所示，夾緊輸送裝置有兩個相對的輸送鏈5，一個固定的導軌6作為其中一個輸送鏈的導向限位，一個移動的導軌作為另一個輸送鏈的導向限位，由若干個導軌單元3組成，通過前板21分別與相鄰兩個導軌單元的兩個相鄰端部（鉸鏈）連接，主框架7分別套在每個支撐桿上，多個壓縮彈簧（螺旋彈簧）1分別受主框架7和支撐桿主體（可以是板21），其分別可拆卸地固定在從每個支撐桿的主框架延伸的端部的多個單向止動體和多個銷軸4上。輸送鏈5（包括鏈節(jié)51和三角導板52）的結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)?；顒訉к壍拿總€導軌單元3的兩端設有一排凹槽32，每個導軌單元3的兩端設有與凹槽32相對應的軸安裝孔31。每個支撐杄2前端的板21分別設置在兩個相鄰導軌單元相鄰兩端的槽32中兩個相鄰導軌單元相鄰兩端的槽可以正好容納板21，每個支撐桿前端的板21具有一對長的對應一對軸安裝孔31位置的通孔22。兩個相鄰導軌單元的兩個相鄰端通過銷軸4通過軸安裝孔31和兩端的長通孔22與相應支撐桿前端的板21鉸接，每個銷軸4由每個定位體定位。每個定位體是一個導軌單元，利用銷軸完成兩個相鄰導軌單元相鄰兩端的鉸鏈連接和相應支撐桿的前板。每個導軌單元上的軸安裝孔31是沉頭螺紋孔，每個銷軸4是螺栓。上述單向擋塊體均為彈性開口銷24。主框架7由若干支撐桿（定位）支撐，可為矩形鋼管。每個裝有壓縮彈簧的支撐桿水平穿過主機架7，每個支撐桿2通過彈性開口銷24插入設置在從主機架延伸的端部的定位孔23中，而支撐桿2是單向限制的。這樣，即使在操作過程中有機械振動，支撐桿2也能保持在主機架7上而不脫落。
3.4清土裝置
土壤清理裝置是花生聯(lián)合收割機的重要組成部分。它的性能直接影響到后續(xù)采摘設備的工作效果。如果不及時清除土壤，很容易堵塞摘果和清理過程，使聯(lián)合收割機無法正常工作。目前，花生聯(lián)合收割機主要采用水平擺和上下擺兩種方式。結(jié)果表明，上述兩種裝置去除后，花生豆莢根部仍有大量土壤，特別是內(nèi)部的土壤和石塊無法清除，嚴重影響了花生的收獲質(zhì)量。為了規(guī)避上述兩種清土裝置的缺點，特設計了彈性齒排土裝置，如圖3-5所示。
1．主驅(qū).動軸 2．偏心.輪 3．驅(qū)動.連桿 4．平行四.桿機構(gòu) 5． 驅(qū)動.桿 6．左.彈齒 7．連.桿 8．機.架 9．從動.桿 10．右彈.齒
圖3-5彈齒式去土裝置結(jié)構(gòu)簡圖
該裝置的工作過程是：主傳動軸通過鏈輪獲得動力，驅(qū)動偏心輪轉(zhuǎn)動，再通過驅(qū)動桿與平行四桿脫焊裝置連接，將主傳動軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為打土棒驅(qū)動的左右打土運動。在挖掘收獲作業(yè)中，挖掘鏟挖掘出的花生苗在夾鏈輸送過程中穿過左右梳刷彈性齒的中間。通過左右彈性齒的交錯擺動，在花生幼苗夾持輸送過程中，將土壤攜帶到根系和果實上，完成排土作業(yè)。兩個彈性齒平行排列，形成一個清理通道。
為使花生和土壤脫離，勢必打破花生根與土壤的連接，達到輸送土壤的效果。彈性齒式排土器工作時，果土復合材料將經(jīng)歷擠壓、剪切和沖擊的組合過程。在上述外力和重力的作用下，土與根系之間不僅存在著強烈的傳遞，而且相對位移還會發(fā)生撓度、滑移或裂縫。 如果施加的外荷載過小，可能會降低土壤的清除效果；如果施加的外荷載過大，或者加載方式不合適，可能會增加機械落果的可能性。
3.5摘果裝置
為了要能有效地從花生莖蔓下部摘取花生果,需要設計一種特定的花生收獲機用摘果裝置,以便能充分地從花生莖蔓下部摘取花生。
圖3-6 摘果裝置結(jié)構(gòu)簡圖
如圖3-6所示，如果旋轉(zhuǎn)輸入軸鏈輪13使輸入軸14上的主動左錐齒輪10和主動右錐齒輪12分別驅(qū)動左從動錐齒輪9和右從動錐齒輪11，左驅(qū)動軸和右驅(qū)動軸17分別驅(qū)動左驅(qū)動軸下錐齒輪和右驅(qū)動軸下錐齒輪21，分別驅(qū)動左后錐齒輪和右后錐齒輪23，然后，左驅(qū)動軸、軸和右軸27分別使左水果采摘輥1和右水果采摘輥2相應旋轉(zhuǎn)，并通過交替排列的左側(cè)水果采摘桿和右水果采摘桿43的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)采花和水果采摘。本實用新型結(jié)構(gòu)對稱，受力均勻，摘果效果好。
滾筒的總長度為900毫米。轉(zhuǎn)鼓由鋼管頂部的連接鋼板組成。左右兩側(cè)的十角形鋼板相對。在組裝過程中，需要將其放置并錯開30°以增加去莢效應，避免損壞果實。當花生植株被夾持并通過摘穗輥運輸時，摘穗輥上的鋼板將花生豆莢敲打刷洗，然后將其從植株中取出，完成摘穗作業(yè)。
3.6清選裝置
經(jīng)過摘果裝置處理后，摘下的成分包括花生、殘莖、殘葉、未成熟花生、土礫等都需要清理。本機清洗系統(tǒng)如圖3-7所示。主要由風機和振動篩組成。振動篩機架上設有篩體和導板組。篩體水平向下傾斜。導板組設置在篩體下端上方，水平向上傾斜。導板組與篩體之間形成固定間隙，使篩面上的花生莢通過。導板組由14塊等間距導板組成，導板外端面為鋸齒形。主動擺桿和從動擺桿分別與振動篩框架端的兩側(cè)連接，主動擺桿傳動軸上的偏心輪軸。主動擺桿的另一端連接在機架中的支撐桿上，推進擺桿的另一端通過軸承連接到機架上。風機設置在振動篩下，吹氣口對準導板組與篩體結(jié)合部的前部。在工作過程中，皮帶輪繞傳動軸旋轉(zhuǎn)。在偏轉(zhuǎn)室的作用下，活動桿引導濾波器，儀表組產(chǎn)生一定程度的振動。脫殼混合物由刮板輸送機輸送至篩體。土塊作為篩下物料從機器中排出。斷莖殘葉在振動和風力作用下漂浮到吊艙內(nèi)，并送至連接處的導向板組。殘莖斷葉由于導板的振動而逐漸向上拋出，直至被拋出機外。分離出的豆莢通過接合間隙進入漏斗，通過橫向輸送帶進入水果收集系統(tǒng)。具體設計參數(shù)為：風機轉(zhuǎn)速1545r/min、風機與振動篩體夾角40°、振動篩頻率490次/min、振動篩振幅26mm、篩體下傾角10°、導板上傾角18°、篩體尺寸640mm×590mm（長×寬），導板長度420 mm。
1.振動.篩框 2.從動.擺桿 3.篩.體 4.吹風.口 5.下料.斗 6.導禾.板組 7.主動.擺桿 8.偏心.軸套 9．轉(zhuǎn).動軸 10.支.撐桿 11.橫向.輸送帶 12.風機
圖3-7 清選裝置結(jié)構(gòu)簡圖
3.7集果裝置
集果裝置由橫向輸送提升器、絞龍輸送器、集果箱組成。橫向輸送提升器由鏈輪、鏈條、刮板、柵條等組成，將震動篩送入的花生果進一步進行清選提升，并送入攪籠輸送器，完成輸送提升。絞龍輸送器由攪籠軸、葉片等組成，隨著攪籠軸的旋轉(zhuǎn)，花生果從入口被螺旋葉片帶到出口，將花生果送入集果箱。集果箱便于花生裝袋，將攪籠輸送器輸送的花生果進行收集，完成花生集果過程。
XX學院本科生畢業(yè)設計
第4章 鏈傳動設計計算
4.1滾子鏈的設計
1、選擇鏈輪齒數(shù)
鏈傳動速比：
（4-1）
由表4-選小鏈輪齒數(shù)=25 。
表4-1 齒數(shù)推薦值
傳動比i
1～2
3～4
5～6
＞6
齒數(shù)z1
31～ 27
25 ～23
21 ～17
17
大鏈輪齒數(shù) z2=iz1=3.23×25=81，合適。
2、確定計算功率
已知鏈傳動工作平穩(wěn)，柴油機機拖動，由表4-2選=1.3，計算功率為 =1.2×7.5=9 （4-2）
表4-2 工況系數(shù)
載荷種類
輸入動力種類
內(nèi)燃機-液力傳動
電動機或汽輪機
內(nèi)燃機-機械傳動
平穩(wěn)載荷
1.0
1.0
1.2
中等沖擊載荷
1.2
1.3
1.4
較大沖擊載荷
1.4
1.5
1.7
3．初定中心距，取定鏈節(jié)數(shù)初定中心距，推薦=(30~50)，取=46。
(4-3)
(4-4)
(4-5)
選取偶數(shù)鏈節(jié)=136節(jié)
4．確定鏈節(jié)距
首先確定系數(shù)，，。
由表4-3查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)=1.34。
表4-3 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.446
0.500
0.554
0.609
0.664
0.719
0.775
0.831
0.887
19
21
23
25
27
29
31
33
35
1.00
1.11
1.23
1.34
1.69
1.89
2.08
2.29
2.50
由圖4-1查得（鏈長系數(shù)） =1.08
圖4-1 鏈長系數(shù)
選單排鏈，由表4-4查得=1。
表4-4 多排鏈系數(shù)
P排數(shù)
1
2
3
4
5
6
1
1.7
2.5
3.3
4.0
4.6
所需傳遞的額定功率為
(4-6)
由圖4-2選擇滾子鏈型號為10A，由表4-5查鏈節(jié)距=15.875。
圖4-2 A系列單排滾子鏈的額定功率曲線
表4-5 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù)
鏈號
節(jié)距p
排距pt
滾子最大直徑d1
內(nèi)鏈節(jié)最小內(nèi)寬b1
銷軸最大直徑d2
內(nèi)鏈板最大高度h2
/mm
05B
8.00
5.64
5.00
3.00
2.31
7.11
06B
9.525
10.24
6.35
5.72
3.28
8.26
08A
12.70
14.38
7.92
7.85
3.98
12.07
08B
12.70
13.92
8.51
7.75
4.45
11.81
10A
15.875
18.11
10.16
9.40
5.08
15.09
12A
19.05
22.78
11.91
12.57
5.94
18.08
16A
25.40
29.29
15.88
15.75
7.92
24.13
5.確定鏈長和中心距
鏈長 /1000=136×15.875/1000=2.159m (4-7)
中心距
(4-8)
符合要求。
中心距減小量
=(0.002～0.004）643.3=1.28~2.6 (4-9)
實際中心距
=643.3-（1.28~2.6）=642.02~640.7 (4-10)
取實際中心距=642。
6．求作用在軸上的力。
驗算鏈速
(4-11)
作用在軸上的壓軸力。
計算有效圓周力
=1000 =1000×7.5/6.615=1133.8 (4-12)
水平工作，查表4-6取壓軸力系數(shù) =1.30。
軸上的壓力
=× =1.30×1133.8=1473.9 (4-13)
表4-6軸的載荷因數(shù)
載荷因素
傳動布置
水平或傾斜角≤40°
垂直或傾斜角＞40°
穩(wěn)定載荷
沖擊載荷
穩(wěn)定載荷
沖擊載荷
KF
1.15
1.30
1.05
1.15
7選擇潤滑方式
根據(jù)鏈速v=6.615 m/s，鏈節(jié)距p=15.875，按圖4-3鏈傳動選擇油浴或飛濺潤滑方式。
圖4-3 推薦的潤滑方式
設計結(jié)果：滾子鏈選用10A,鏈輪齒數(shù)=25，=81，中心距=642，壓軸力=1473.9。
4.2鏈輪設計計算
4.2.1鏈輪的設計計算
1.材料選擇：采用35鋼經(jīng)正火處理，齒面硬度160~200HBS。
2.分度圓直徑
(4-14)
3.齒頂圓直徑
(4-15)
(查表 滾子最大直徑=10.16)
(4-16)
取=134(mm)。
4.齒根圓直徑
(4-17)
5.分度圓弦齒高
(4-18)
。
4-19)
取=4.5。
6.最大齒根距離
(4-20)
7.齒側(cè)凸緣直徑（查表為內(nèi)鏈板最大高度；=15.09
(4-21)
（）
8.齒側(cè)圓弧半徑
(4-22)
(4-23)
9滾子定位圓弧半徑
(4-24)
(4-25)
10.滾子定位角
(4-26）
(4-27)
11齒寬：（是內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬，查表9.40mm）
(4-28)
12.齒側(cè)倒角
(4-29)
13.齒側(cè)半徑
(4-30)
14.鏈輪齒總寬（為排數(shù)）
(4-31)
15.軸轂厚度：（假設軸孔為50，查表4-7 =6.4）
(4-32)
表4-7 常數(shù)K的取值
名稱
結(jié)構(gòu)尺寸（參考）
輪轂厚度h
常數(shù)
d
＜50
50 ～100
100～ 150
＞150
K
3.2
4.8
6.49.5
9.5
16.輪轂長度
(4-33)
(4-34)
取長度為50
17輪轂直徑
。 (4-35)
4.2.2 鏈輪的設計計算
同理可以計算鏈輪的尺寸直徑分度圓d=310.41(),齒頂圓直徑=327，齒根圓直徑=299.25，分度圓弦齒高=4.6，最大齒根距離=299.17，齒側(cè)凸緣直徑=292.65，滾子定位圓弧半徑=5.28； =5.13，滾子定位圓=138.89°，=118.89°,齒寬8.93，齒側(cè)倒角=2.06，齒側(cè)半徑=15.875，軸孔=100鏈輪齒總寬=8.93，軸轂厚度=30.26，輪轂長度=80。輪轂直徑=160.52。
4.2.3 滾子鏈的材料的選擇與處理
滾子在工作時，是和鏈輪嚙合的，所以需要一定的強度和硬度。在此，我選擇35Cr作為滾子的材料。因為強度以及韌性較高的中碳含量的調(diào)制鋼，強度極限比35號鋼高20%。工藝性能與30Cr相似。35Cr廣泛用于制造齒輪、軸、滾子、螺栓以及其他重要零件上。
卡簧的作用是卡緊連接銷，所以需要一定的彈性。我選用65MN, 65Mn，錳提高淬透性，經(jīng)熱處理后的綜合力學性能優(yōu)于碳鋼，但有過熱敏感性和回火脆性。用作小尺寸各種扁、圓彈簧、彈簧發(fā)條、座墊彈簧、剎車彈簧。
承受變載荷沖擊載荷的鏈條軸、套筒軸和滾子軸，要求其表面耐磨性、桿的彈性和疲勞強度，因此，這些零件通常都要進行表面滲碳處理。特別是標準鏈條的銷軸、套筒和滾子由于采用的材料都是低碳鋼和低合金鋼，滲碳后既耐磨又耐疲勞，完全可以保證標準鏈條使用性能的需要。在此我對銷軸進行滲碳0.3mm處理。
第5章 軸的設計和校核
5.1軸的設計
本產(chǎn)品傳動軸較多，僅選用一根軸進行設計和校核。在該設計中，選擇打漿水平軸進行設計和校核計算。軸是機器的主要部件之一。所有用于旋轉(zhuǎn)運動的傳動部件必須安裝在軸上，以傳遞運動和動力。因此，軸的主要作用是支撐轉(zhuǎn)動部件和傳動機構(gòu)的運動和動力。
因為這臺機器的扭矩很小，它只依靠軸來承受機架上的附件。屬于只承受彎曲距離而不傳遞車削距離的軸，即主軸。
為了減少軸上的載荷，應合理布置載荷的位置。軸相當于一個固定的鉸鏈支架和一個可移動的鉸鏈支架。如圖5-1所示：
圖5—1支撐簡圖
這兩個支點應盡可能靠近車輪或鉸鏈支點。這樣，軸的軸承彎曲距離更小，軸的直徑就會減小，整機的重量也會減輕。
軸上的零件是固定的。由于機床運動速度小、凸點小、軸向沖擊小，軸向固定相對簡單。只有軸肩、軸承和軸承座是固定的。
為滿足軸上各部件的安裝，初步確定各軸段尺寸為（左起）：第一節(jié)軸承對應軸徑為25mm，長度為40mm，第二節(jié)軸徑為25mm，長度為485mm，第三節(jié)軸承對應軸徑為25毫米，長度40毫米。如圖5-2所示：
圖5-2 拍土橫軸
分析軸上的力，軸只受徑向力，而不是軸向力，因此選擇深溝球軸承主要承受徑向力，但也能承受較小的軸向力。根據(jù)軸徑可初步選用6205型深溝球軸承。
軸強度的校核
1．計算軸所受的力、彎矩以及轉(zhuǎn)矩。
1）轉(zhuǎn)矩主要用于驅(qū)動輪的牽引和排種（肥）軸的驅(qū)動。
（1）驅(qū)動輪所需轉(zhuǎn)矩的計算
（2）拍土橫軸所需轉(zhuǎn)矩的計算
查參考資料【7】, 得：排種橫軸所需轉(zhuǎn)矩約2200Nmm。
Tp=2200Nmm
2）拍土橫軸所受的力的計算。
鏈輪處所受的力為
3）拍土橫軸所受的力的計算。
鏈條1的張緊邊與水平的夾角約為
所以
鏈條2的張緊邊與水平的夾角約為
所以
如圖受力，可求出軸承水平受力，
軸承垂直受力，
4）后軸所受的力的計算。
鏈條3與水平夾角約為0，所以
可求出軸承水平受力，
軸承鉛錘受力，
2.根據(jù)初定的軸的結(jié)構(gòu)圖，確定軸的受力簡圖，彎矩圖，合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖和當量彎矩圖。
1） 分析軸的受力可將軸簡化為簡圖如圖5—3
圖5—3 軸的簡化簡圖
2） 受力分析并作受力簡圖
（1）軸在水平面的受力
圖5-4 軸在水平面的受力簡圖
其中：
鏈輪的水平力
FH1=1167N
Ft2=867N
鏈輪的牽引力
T1=44N
T2=44N
所以計算可得：
軸承的支承力 FH
FNH1=326N
FNH2=1623N
（2）作水平面的彎矩圖
彎矩圖Nmm
圖5-5 軸在水平面的彎矩圖
其中：
公式
結(jié)果
Ⅰ截面
M11=29621Nmm
Ⅱ截面
M21=167709Nmm
Ⅲ截面
M31=49605Nmm
Ⅳ截面
M41=-21411Nmm
（3）軸在垂直面的受力簡圖
圖5-61 軸在垂直面的受力簡圖
其中：
鏈輪的鉛錘力
FV1=1167N
FV2=387N
地輪給軸的力
Q1=221N
Q2=221N
所以計算可得：
公 式
結(jié) 果
軸承的支承力
FNV1=585N
FNV2=1392N
（4）做軸在垂直面的彎矩圖
彎矩Nmm
圖5-7 軸在垂直面的彎矩圖
其中：
公式
結(jié)果
Ⅰ截面
M12=-52967Nmm
Ⅱ截面
M22=-198331Nmm
Ⅲ截面
M32=-82595Nmm
Ⅳ截面
M42=9986 Nmm
（5）合成彎矩圖為：
彎矩Nmm
圖5-8 軸的合成彎矩圖
其中：
公 式
結(jié) 果
截面Ⅰ所受彎矩
61558Nmm
截面Ⅱ所受彎矩
259794Nmm
截面Ⅲ所受彎矩
96383.7Nmm
截面Ⅳ所受彎矩
23611.7Nmm
（6）做軸的轉(zhuǎn)矩圖
轉(zhuǎn)矩Nmm
圖5-9 軸所受的轉(zhuǎn)矩圖
其中：
公 式
結(jié) 果
鏈輪1處轉(zhuǎn)矩
TL1=68691Nmm
鏈輪2處轉(zhuǎn)矩
TL2=36851Nmm
地輪1處轉(zhuǎn)矩
Td1=15931Nmm
地輪2處轉(zhuǎn)矩
Td2=52771Nmm
（7）合成當量彎矩圖
彎矩Nmm
圖5-10合成當量彎矩圖
其中：
公 式
結(jié) 果
Ⅰ處當量彎矩
62284.9Nmm
Ⅱ處當量彎矩
261715Nmm
Ⅲ處當量彎矩
98896Nmm
Ⅳ處當量彎矩
23622Nmm
查參考書【1】可知其中扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取
計算軸的直徑：
由于軸徑相似，明顯截面Ⅱ處當量彎矩很大，所以，只需校核截面Ⅱ處軸的直徑。
mm<22mm
所以軸的強度足夠。
5.2鍵的校核
鍵是通常用于執(zhí)行外周軸和結(jié)固定和扭矩傳遞的標準元件。有的還可以在玻璃上進行車軸固定或車軸移動部件。半圓形鍵盤連接、楔鍵連接和切鍵組合。
平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、中性點好等優(yōu)點，因而得到了廣泛的應用。中鍵連接不能承受軸向力，因此不能起到軸上零件軸向固定的作用。根據(jù)用途的不同，平鍵可分為四種：普通平鍵、薄平鍵、導向平鍵和滑動鍵。普通平鍵按結(jié)構(gòu)分為圓頭、平頭和單圓頭。
圓頭平鍵應放在軸上鍵槽銑刀銑出的鍵槽內(nèi)，鍵應固定在鍵槽內(nèi)。平頭鍵放在盤銑刀銑削的鍵槽內(nèi)，避免了圓頭平頭鍵的缺點。但是，對于大尺寸的鍵，建議用定位螺釘將其固定在軸上的鍵槽中，以防松動。單圓頭平鍵通常用于軸端與輪轂零件的連接。
為了實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟的觀點，本設計采用普通平鍵連接。
鏈輪鍵的設計與校核：
根據(jù)鏈輪的軸徑，查參考書【1】5-194初步確定鍵的公稱尺寸鍵寬鍵高為bh=87，公稱直徑d=25mm,鍵的寬度為，t=4.0，r=0.16～0.25，L初取40mm。
校核：
鍵的工作長度l=L-b=40-8=32mm，
擠壓面高度k==3.5mm
轉(zhuǎn)矩
擠壓應力為：
Mp﹤[]=120Mp
所以鍵的強度足夠。
XX學院本科生畢業(yè)設計
結(jié) 論
畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用知識、發(fā)現(xiàn)、分析、解決實際問題、培養(yǎng)實踐能力的重要組成部分。是對學生實際工作能力的具體培訓和考核過程。
此次畢業(yè)設計，從選題到定稿，從理論到實踐，在這一時期的畢業(yè)設計，可以說是痛苦多過甜。這個畢業(yè)設計不僅鞏固了以前的知識，而且學到了很多書本上沒有學到的知識。
對我來說，最大的收獲是方法和能力——分析問題和解決問題的方法和能力。在整個設計過程中，我發(fā)現(xiàn)大部分學生缺乏經(jīng)驗，缺乏感性認識。有些是理論知識，有些東西可能與現(xiàn)實不符。設計要求我們系統(tǒng)地接觸我們所學的相關知識，并揭露它的缺點，以便改進它。
這次畢業(yè)設計使我受益匪淺，為我今后的學習和工作打下了堅實的基礎。我衷心感謝各位老師的幫助和指導。
1）本機采用對輥差相組配式滾筒摘果機構(gòu)，具有脫莢率高、破損率低等優(yōu)點，適合國內(nèi)花生鮮株脫莢作業(yè)。
2）本機采用履帶式行走裝置，操縱簡單、靈活、性能佳，即使在雨后砂質(zhì)土壤的田區(qū)，仍可順利進行收獲作業(yè)。
3）采用左側(cè)前置式進行收獲作業(yè)，視野寬廣，適合于畦作和平作種植花生；播種行距在 300～400 mm 左右，株距不限，最低株高 180 mm 以上的花生植株皆可順利收獲。
4）彈齒式去土方法相對于上下擺拍式和橫向擺拍式去土方法依靠自重去土改為強制去土，提高了去土效果，確保了花生聯(lián)合收獲穩(wěn)定連續(xù)進行。
5）可一次完成挖拔、清土、脫莢、清選及裝袋等作業(yè)，整個作業(yè)過程僅需兩人操作。
6）具備強制梳株、松土處理系統(tǒng)。
XX學院本科生畢業(yè)設計
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致謝
在此我衷心的感謝我的導師XXX和專業(yè)老師XXX，是您們的細心指導和關懷，才能使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在我的學習和畢業(yè)論文的撰寫過程中每時每刻都有著老師們辛勤的汗水和心血，老師認真解答問題的態(tài)度、知識的淵博、無私的奉獻精神使我深深的感動。從敬愛的老師身上，不僅讓我鞏固了以前的專業(yè)知識，還從老師身上學到了做人的道理。在此我要再一次向我的導師和幫助我完成論文的老師和同學致以最衷心的感謝和深深的敬意。
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