【文章內(nèi)容簡介】 六缸、立式、水冷、四沖程直噴增壓柴油機(jī) 標(biāo)定功率 (kW) 額定轉(zhuǎn)速 (r/min) 2400 動力輸出軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 520/1000 動力輸出軸最大功率 (kW) 玉米收割機(jī)原理與思路的構(gòu)想 玉米收割機(jī)割臺 玉米收割機(jī) 是一種結(jié)合摘取果穗，輸送果穗，收集果穗為一體的自動化機(jī)械裝置，在它設(shè)計(jì)之前應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?gòu)思設(shè)想與實(shí)地調(diào)查。我認(rèn)為玉米收割機(jī)的核心部件主要在其收割臺部分。根據(jù)在報(bào)紙雜志，相關(guān)書刊以及網(wǎng)絡(luò)上查閱的相關(guān)資料，最終構(gòu)思出以下兩個設(shè)計(jì)思路。 ○ 1 倒伏式。 這種思路的原理是在拖拉機(jī)前加裝一個寬度與適合 的 W 型的導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌的間距等于玉米的行距，并且從導(dǎo)軌前端到導(dǎo)軌的后端導(dǎo)軌之間的間隙逐漸變窄，最后的寬度只能容納玉米桿通過而不能容納玉米通過，導(dǎo)軌與地面呈 30 度角安裝。這樣在拖拉機(jī)前進(jìn)過程中，兩行導(dǎo)軌對準(zhǔn)兩行玉米桿，兩行玉米桿會進(jìn)入兩個導(dǎo)軌中，拖拉機(jī)向前運(yùn)動，玉米桿會向前倒伏，并且玉米穗會被導(dǎo)軌末端卡住，直到玉米穗被拔下，玉米穗向后滾入收納箱并進(jìn)入輸送裝置輸送值后面的收集箱中。 這個思路的優(yōu)點(diǎn)是原理簡單，易于理解和設(shè)計(jì)，但是它的缺點(diǎn)在于： 1) 有可能在把玉米穗拔下之前就把玉米桿連根拔起； 2) 不能將玉米桿切碎 ； 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 3) 收割效率低下。 ○ 2 輥?zhàn)邮? 這種設(shè)計(jì)的思路主要是設(shè)置四個并排等距離安裝的輥?zhàn)?，輥?zhàn)?1，輥?zhàn)?2，輥?zhàn)?3, 輥?zhàn)? 4 ，每個輥?zhàn)忧岸顺蕡A錐形上每個輥?zhàn)佣紟в新菪降耐怀雎菁y，輥?zhàn)?1 與輥?zhàn)?2 的螺紋方向相反平行且相向向內(nèi)轉(zhuǎn)動，輥?zhàn)?3 與輥?zhàn)? 的螺紋方向相反平行且相向向內(nèi)轉(zhuǎn)動，輥?zhàn)?1 與輥?zhàn)?3 轉(zhuǎn)動方向相同，輥?zhàn)?2與輥?zhàn)?4 轉(zhuǎn)動方向相同，輥?zhàn)?1輥?zhàn)?2 與輥?zhàn)?3輥?zhàn)?4 分別為兩個輥?zhàn)咏M，這樣的設(shè)計(jì)可以收割兩行玉米，當(dāng)拖拉機(jī)向前運(yùn)動時(shí)，兩行玉米桿因輥?zhàn)忧暗脠A錐形狀和撥禾器的作用分別進(jìn)入兩組輥?zhàn)咏M的 縫隙中，玉米桿被輥?zhàn)咏M夾住向下運(yùn)動并且因?yàn)槁菁y的作用向相對拖拉機(jī)運(yùn)動方向相反的方向運(yùn)動，這樣玉米桿在運(yùn)動過程中，玉米穗就會被輥?zhàn)咏M的作用力拔下，在每組輥?zhàn)酉掳惭b高速旋轉(zhuǎn)的圓形刀片，在玉米桿運(yùn)動過程中就會被切碎并且還田。 這個思路的優(yōu)點(diǎn)在于輥?zhàn)咏M的設(shè)計(jì)思路相對第一個思路合理且可以將玉米桿切碎還田 但缺點(diǎn)是： 1) 玉米穗不易被拔下； 2) 玉米穗不易將其運(yùn)輸至后方的儲存箱內(nèi)。 兩種設(shè)計(jì)思路的優(yōu)缺點(diǎn)都很明顯突出，在研究資料并考慮設(shè)計(jì)思路后，我決定將兩種方案合二為一，取長補(bǔ)短，所以有了下面的思路 保留方案 2 中輥 子組與切割刀的思路，這樣保證玉米桿可以切碎還田也可以保證玉米穗可以被拔下，在輥?zhàn)咏M上加裝一個擋板，在輥?zhàn)咏M縫隙上方留有一個小于輥?zhàn)咏M縫隙的導(dǎo)軌，在擋板上裝向后轉(zhuǎn)動的鏈條，使得玉米桿被輥?zhàn)咏M夾住向下運(yùn)動并且因?yàn)槁菁y的作用向相對拖拉機(jī)運(yùn)動方向相反的方向運(yùn)動時(shí)，玉米穗會因擋板的縫隙小于玉米穗的直徑而被拔下并被向后方旋轉(zhuǎn)鏈條傳送至后方的傳送帶上從而被輸送至收納箱中。 通過兩種方案的融合后，我得出了我的最終方案，這個方案及保證玉米穗被順利的摘下并運(yùn)送到傳送帶上從而得到收集，也保證玉米桿被切碎還田。 玉米收 割機(jī)得傳動部分 傳動部分的設(shè)計(jì)思路主要由以下幾個零件完成，一根主軸，四個傳動軸 軸 1, 軸 2, 軸 3, 軸 4 分別與輥?zhàn)?1, 輥?zhàn)?2, 輥?zhàn)?3, 輥?zhàn)?4 四個輥?zhàn)酉噙B，機(jī)械動力由發(fā)動機(jī)通過皮帶輪轉(zhuǎn)送到主軸上使主軸旋轉(zhuǎn)給 軸 1, 軸 2, 軸 3, 軸 4 輸出動力。在主軸上的相應(yīng)部位安裝兩個錐齒輪，在軸 1 和軸 4 軸端安裝兩個錐西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 齒輪，兩錐齒輪嚙合，使主軸動力傳動到軸 1 和軸 4 上使軸 1 和軸 4 能得到動力旋轉(zhuǎn)，并由軸 1 和軸 4 上的鏈輪分別傳動到軸 3 與軸 2 上這樣可以是軸 1，軸2, 軸 3, 軸 4 上的輥?zhàn)訚M足上面所說的相對轉(zhuǎn)動 方式與工作方式，在軸 1，軸 2，軸 3，軸 4 上分別安裝錐齒輪，使動力可以傳送到收割臺用以輸送玉米穗的鏈條上，在軸 1 與軸 4 的錐齒輪 1 下有錐齒輪嚙合使動力可以傳送到下方的切割刀上使得切割刀可以高速旋轉(zhuǎn)從而達(dá)到切碎玉米桿的目的。機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖 41。 圖 21 整體傳動方案預(yù)覽 1．主 軸 1 2 3 4 3 玉米收割機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程 傳動計(jì)算 經(jīng)實(shí)地考察與數(shù)據(jù)參數(shù)的分析，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速一般 大于 40r/min 并且小于 45 r/min 達(dá)到最好的收割效率 ,因此取 42 r/min。收割臺鏈輪轉(zhuǎn)速大致與棍子轉(zhuǎn)速相同取 42 r/min。 因此軸 1,2,3,4 的轉(zhuǎn)速為分別 42 r/min。切割刀的轉(zhuǎn)速為 200 r/min，取 210 r/min，所以各軸錐齒輪 1 與錐齒輪 2之間的傳動比為 1:1，軸 1 與軸 4的錐齒輪 1與錐齒輪 3的傳動比為 1:5。發(fā)動機(jī)的 動力軸輸出轉(zhuǎn)速為 520 r/min，確定發(fā)動機(jī)與主軸用皮帶輪完成動力傳遞，傳動比為 4:1，因此主軸轉(zhuǎn)速為 130 r/min，則主軸錐齒輪與軸 1 和軸 4的傳動比為 3:1。 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 根據(jù)拖拉機(jī)尺寸參數(shù)及玉米株參數(shù)，確定收割臺得寬度為 1300mm,輥?zhàn)又睆?200mm,輥?zhàn)又g的距離為 30mm，沿收割臺左側(cè)均勻分布，左側(cè)輥?zhàn)优c左側(cè)邊緣留有 30mm距離。如圖 42 圖 31 輥?zhàn)拥耐庑? 根據(jù)玉米植株數(shù)據(jù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)，摘穗臺鏈條間距離應(yīng)大于 30mm 小于 60mm，取 55mm。 由此可以確定各軸中心線的距離是 430mm。收割臺上的鏈輪直徑為155mm，這樣才可以符合原理尺寸要求。 由此可以得知，軸 4 上傳動帶輪的直徑應(yīng)小于 230mm。 錐齒輪數(shù)據(jù)計(jì)算 主軸錐齒輪與軸 4 端錐齒輪 312 ?? zzU 表 31 錐齒輪尺寸 名稱 主軸錐齒輪 軸 4 錐齒輪 大端分度圓直徑（ mm） 150 150 齒數(shù) 20 60 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 大端模數(shù) 分錐角 18176。 81176。 外錐距（ mm） 500 500 齒寬（ mm） 70 70 齒寬系數(shù) 齒頂高（ mm） 10 齒頂圓直徑（ mm） 160 152 錐齒輪 1，錐齒輪 2，錐齒輪 3 圖 32 錐齒輪 4 或軸 1 1 2 3 112 ??zzU 513??zzU 表 32 錐齒輪尺寸 名稱 錐齒輪 1 錐齒輪 2 錐齒輪 3 大端分度圓直徑 (mm) 150 150 80 齒數(shù) 50 50 10 大端模數(shù) 分錐角 45176。 45176。 45176。 外錐距 (mm) 125 125 63 齒寬 (mm) 37 37 37 齒寬系數(shù) 齒頂高 (mm) 10 10 9 齒頂圓直徑 (mm) 90 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 主軸及軸 1，軸 2，軸 3，軸 4 的設(shè)計(jì) 主軸的尺寸設(shè)計(jì) 如圖 32 所示 圖 33 主軸設(shè)計(jì)尺寸圖 軸承的尺寸選擇與額定載荷 表 33 軸承選擇 軸承 基本尺寸 /mm 基本額定載荷/KN 軸承代號 d D T B C Cr Cdr 30000 型 1 75 160 40 37 31 252 318 30315 2 100 190 68 68 52 498 770 33221 3 110 200 56 53 46 430 665 32222 4 100 190 68 68 52 498 770 33221 5 75 160 40 37 31 252 318 30315 主軸鍵槽左右對稱，鍵槽及軸槽和榖槽的尺寸如下 表 34 鍵的尺寸 鍵 軸徑/mm 鍵的公稱尺寸 /mm 鍵槽尺寸 /mm b h L 軸槽深 t 轂槽深 r 1/4 75 22 14 109/110 2/3 100 28 16 軸 1 的尺寸設(shè)計(jì) 如圖 33 所示 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 圖 34 軸 1 設(shè)計(jì)尺寸圖 軸承的尺寸選擇與額定載荷 表 35 軸承尺寸 軸承 基本尺寸 /mm 基本額定載荷/KN 軸承代號 d D T B C Cr Cdr 30000 型 1 40 75 26 26 110 33108 2 50 85 26 26 20 125 33110 3 75 160 40 37 31 252 318 30315 4 75 160 58 55 45 348 482 32315 鍵槽及軸槽和榖槽的尺寸如下 表 36 鍵 的 尺寸 鍵 軸徑/mm 鍵的公稱尺寸 /mm 鍵槽尺寸 /mm b h L 軸槽深 t 轂槽深 r 1 40 12 8 50 2 50 16 10 50 3 90 25 14 74 4 75 22 14 235 軸 2 的尺寸設(shè)計(jì) 如圖 34 圖 35 軸 2 設(shè)計(jì)尺寸圖 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 軸承的尺 寸選擇與額定載荷 表 37 軸承尺寸 軸承 基本尺寸 /mm 基本額定載荷/KN 軸承代號 d D T B C Cr Cdr 30000 型 1 40 75 26 26 110 33108 2 75 160 40 37 31 252 318 30315 3 75 160 40 37 31 252 318 30315 4 75 160 58 55 45 348 482 32315 鍵槽及軸槽和榖槽的尺寸如下 表 38 鍵的尺寸 鍵 軸徑/mm 鍵的公稱尺寸 /mm 鍵槽尺寸 /mm b h L 軸槽深 t 轂槽深 r 1 75 22 14 50 2 90 25 14 74 3 75 22 14 235 軸 3 的尺寸設(shè)計(jì) 如圖 35 圖 36 軸 3設(shè)計(jì)尺寸圖 軸承的尺寸選擇與額定載荷 表 39 軸承尺寸 軸承 基本尺寸 /mm 基本額定載荷/KN 軸承代號 d D T B C Cr Cdr 30000 型 1 40 75 26 26 110 33108 2 50 85 26 26 20 125 33110 3 75 160 40 37 31 252 318 30315 4 75 160 58 55 45 348 482 32315 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 鍵槽及軸槽和榖槽的尺寸如下 表 310 鍵的尺寸 鍵 軸徑/mm 鍵的公稱尺寸 /mm 鍵槽尺寸 /mm b h L 軸槽深 t 轂槽深 r 1 50 16 10 50 2 90 25 14 74 3 75 22 14 235 軸 4 的尺寸設(shè)計(jì) 如圖 36 圖 37 軸 4尺 寸設(shè)計(jì)圖 軸承的尺寸選擇與額定載荷 表 311 軸承尺寸 軸承 基本尺寸 /mm 基本額定載荷/KN 軸承代號 d D T B C Cr Cdr 30000 型 1 40 75 26 26 110 33108 2 75 160 40 37 31 252 318 30315 3 75 160 55 55 42 330 500 33218 4 75 160 58 55 45 348 482 32315 鍵槽及軸槽和榖槽的尺寸如下 表 310 鍵的尺寸 鍵 軸徑/mm 鍵的公稱 尺寸 /mm 鍵槽尺寸 /mm b h L 軸槽深 t 轂槽深 r 1 40 12 8 52 2 75 22 14 52 3 100 28 16 140 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 4 90 25 14 74 4 75 22 14 235 1 號皮帶輪 的尺寸設(shè)計(jì) 如圖 37 圖 38 1號 皮帶輪 選擇普通 v帶 C型帶傳動，帶的數(shù)據(jù)參數(shù) 表 311 v帶數(shù)據(jù)參數(shù) /mm 型號 節(jié)寬 頂寬 高度 楔角 (176。 ) 最大 /最小露出高度 普 通 V帶 C型 19 22 14