【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 技術(shù)參數(shù)的分析和評(píng)價(jià) 當(dāng)曲柄主軸轉(zhuǎn)速為 738 r/min，切割 器平均速度 pV =， 收割機(jī)平均作業(yè)速度 mV =， 切割器選標(biāo)準(zhǔn) I 型，為保證切割質(zhì)量，應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)那懈钏俦取Ｇ懈?速比一般大于 [3]， 本機(jī)在平均工況下 /PmVV?? =， 故本機(jī)的設(shè)計(jì)是合理的。 凸輪軸的設(shè)計(jì) 切割時(shí)為實(shí)現(xiàn)從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到雙刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，必需有一個(gè)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)就是雙曲柄機(jī)構(gòu)，采用偏心輪式結(jié)構(gòu) ，由兩偏心輪和凸輪軸組成。由于本文設(shè)計(jì)的是雙刀割草機(jī)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的受力情況正好相反，相互抵消，所以凸輪軸平衡能力較好，就不需要校核計(jì)算了。 凸輪軸的設(shè)計(jì) 凸 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整說明書和 設(shè)計(jì) 圖紙等 .請(qǐng)聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過答辯 切割裝置的設(shè)計(jì) 動(dòng)刀的結(jié)構(gòu) 切割裝置主要是由一對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)刀和固定不動(dòng)的支撐部分組成，動(dòng)刀和刀桿做成一體，刀桿和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，用以將動(dòng)力傳遞給動(dòng)刀。固定支撐部分 包括刀架，間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等，工作時(shí)雙刀同時(shí)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)雙刀間的牧草進(jìn)行收割。 動(dòng)刀是切割器的主要工作零件，采用光刃結(jié)構(gòu)，光刃切割省力，割荏整齊，但易磨鈍，工作中需經(jīng)常磨刀，主要用于牧草收割。動(dòng)刀片是一種易損件，為了保證具有較好的耐磨性和一定的沖擊韌性，刀片一般用合金鋼制成，刃部需淬火。 動(dòng)刀的結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 。 圖 3動(dòng)刀的結(jié)構(gòu) Fig3 The knife structure 下動(dòng)刀 上動(dòng)刀 壓板 4 機(jī)架 墊片 螺母 螺栓 墊片 圖 4刀片的間隙調(diào)整 Fig4 The blade gap adjustment 偏心輪的設(shè)計(jì) 偏心輪是該機(jī)器的最主要的一個(gè)部件，要想實(shí)現(xiàn)從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到雙刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，必需有一個(gè)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)就是雙曲柄機(jī)構(gòu)，采用偏心輪式的結(jié)構(gòu)。 偏心輪的結(jié)構(gòu)如圖 5 所示 ： 圖 5偏心輪 Fig5 Eccentric gear 切割裝置附件的設(shè)計(jì) 壓板 （見圖 6） 圖 6 壓板 Fig6 Clamp 機(jī)架 （見圖 7） 圖 7 機(jī)架 Fig7 Frame 本章小結(jié) 本章主要是分析切割器的參數(shù)，通 過原理分析，根據(jù) 電動(dòng)割草 機(jī)的工作情況計(jì)算出機(jī)器前進(jìn)的速度和割刀切割的速度，同時(shí)進(jìn)行切割裝置的設(shè)計(jì)，切割裝置是牧草收 割機(jī)的主要組成部分，其性能影響整個(gè)牧草的收割質(zhì)量。切割裝置的設(shè)計(jì)包括刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、刀片間隙的調(diào)整、偏心輪的設(shè)計(jì)和相關(guān)附件的設(shè)計(jì)。 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)將柴油機(jī)的動(dòng)力分別傳送給切割器和輸送系統(tǒng)。 傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)比的確定 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)電動(dòng)割草 機(jī)切割系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ， 該 機(jī)的 傳動(dòng)系統(tǒng)見圖 8。 柴油機(jī) 聯(lián)軸器 動(dòng) 力輸入皮帶輪 輸入軸大皮帶輪 小錐齒輪 大錐齒輪 輸送主動(dòng)鏈輪 輸送從動(dòng)鏈輪 偏心輪 輸送帶輪 Ⅰ 、減速箱輸入軸 Ⅱ 、曲柄主軸 Ⅲ 、凸輪軸 Ⅶ 、 輸送主軸 圖 8 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 Fig8 Drive system schematic 由圖 8 可知，動(dòng)力由柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪輸出后經(jīng)皮帶輪 4 和一對(duì)錐齒輪 6 兩級(jí)減速，并改變傳動(dòng)方向后傳遞給曲柄主軸。曲柄主軸經(jīng)聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給凸輪軸帶動(dòng)刀桿及動(dòng)刀做往復(fù)切割運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，切割器曲柄主軸經(jīng)一對(duì)小鏈 輪 8 將驅(qū)動(dòng)力傳遞給輸送系統(tǒng)。 傳動(dòng)比確定 曲軸主軸的轉(zhuǎn)速 pV = 260rn? = 30rn? m/s （ 8） 往復(fù)式切割器割刀平均速度常為 ～ m/s， 由 公式 （ 8）得 n = 330 3 0 (1 .6 ~ 2 )3 8 1 0PVr ??? ? = ～ r/min 取曲柄主軸轉(zhuǎn)速 nⅡ =738 r/min。 確定傳動(dòng)比 在標(biāo)定工作狀況，柴油機(jī)額定轉(zhuǎn)速 mn =2600r/min,功率 mP =,動(dòng)力經(jīng)皮帶輪輸出分兩路。一路經(jīng)二級(jí)減速后，直接傳遞給曲柄主軸（ nⅡ =738r/min）。因此切割系統(tǒng)傳動(dòng)比 i 為： i= 1i 2i = mnnⅡ=2600738 = （ 9） 式中 1i —— 一級(jí)皮帶輪減速比 ； 2i —— 二級(jí)圓錐齒輪減速比 。 各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比 [4]： 平帶傳動(dòng)比 i ≤ 5 ；錐齒輪傳動(dòng)比 i ≤ 5； 鏈輪傳動(dòng)比 i ≤ 6 ； 根據(jù)相似設(shè)計(jì)法和結(jié)構(gòu)空間位置，取 1i = 即： 1i = 21DD 式中 1D —— 小皮帶輪的直徑（ mm） ； 2D —— 大皮帶輪的直徑（ mm） 。 由式 （ 9）得 2i =1 ?? 即 2i = 21znzn?? 式中 1z —— 二級(jí)減速主動(dòng)小錐齒數(shù) ； 2z —— 二級(jí)減速?gòu)膭?dòng)大錐齒數(shù) 。 輸送系統(tǒng)傳動(dòng)是通過曲柄主軸中央的小鏈輪，經(jīng)同比傳動(dòng)給輸送主軸，獲得動(dòng)力帶動(dòng)輸送帶橫向輸送。 割草機(jī)功率需求分析和傳動(dòng)效率 割草機(jī)的功率分析 割草 機(jī)功率包括立式割臺(tái)往復(fù)切割器切割功率 1P 和輸送功率 2P 。 即： 12P P P?? （ 10） 其中 1P = 0102mVBL （ kW） [5] （ 11） 式中 mV —— 機(jī)器前進(jìn)速度（ m/s） ； B —— 機(jī)器割幅（ m） ； 0L —— 切割每平方米面積的莖稈所需的功率（ Nm/m2） 。 經(jīng)測(cè)定，割草 0L = 200～ 300， [5]所以 1P = 1 202020?? = 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)輸送系 統(tǒng)功率需求為 2 bP PB? （ 12） 式中 bP —— 輸送系統(tǒng)單位割幅所需功率（ kW/m） ， 一般取 ～ kW[11]，則 2P =1 = kW （ 12）式中未考慮傳動(dòng)效率和空轉(zhuǎn)所需的功率，故立式割臺(tái)往復(fù)收割機(jī) 最低所需總功率為： 12 1. 94 0. 22 2. 16P P P? ? ? ? ?kW 割草機(jī)的傳動(dòng)效率 切割器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作是由柴油機(jī)的皮帶輪輸出動(dòng)力，經(jīng)皮帶輪、圓錐齒輪二級(jí)減速 見圖 9。 皮帶輪傳動(dòng)效率取 1 ?? ，圓錐齒輪傳動(dòng)效率 2 ? ? [11]，則切割系統(tǒng)總的傳動(dòng)效率 12 ? ? ?? ? ? ? ?總 圖 9 切割系統(tǒng)傳動(dòng)圖 Fig9 Cutting system transmission diagram （ 1）各軸的轉(zhuǎn)速 Ⅰ 軸 12600 17331 .5mnn i? ? ?Ⅰ r/min Ⅱ 軸 21733 7382 .3 5nn i? ? ?ⅠⅡ r/min （ 2）各軸的功率 Ⅰ 軸 01 ?? ? ? ? ?Ⅰ kW Ⅱ 軸 2 2. 78 0. 97 2. 70PP ?? ? ? ? ?Ⅱ Ⅰ kW （ 3）各軸的扭矩 電機(jī)軸 00 2 . 99 5 5 0 9 5 5 0 1 0 . 6 52600mPT n? ? ? ?Nm Ⅰ 軸 2 . 7 89 5 5 0 9 5 5 0 1 5 . 3 21733PT n? ? ? ?ⅠⅠ ⅠNm Ⅱ 軸 2 . 7 09 5 5 0 9 5 5 0 3 4 . 9 4738PT n? ? ? ?ⅡⅡ ⅡNm 表 1 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) Table1 Kinematic and dynamic parameters 軸名 參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 轉(zhuǎn)速 n /（ r/min） 2600 1733 738 功率 P /（ kW） 扭矩 T /（ Nm） 傳動(dòng)比 i 效率 ? 減速器的設(shè)計(jì) 錐齒輪的設(shè) 計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)切割系統(tǒng)總傳動(dòng)比 :1， 可進(jìn)行二級(jí)減速 ， 一級(jí)通過動(dòng)力皮帶輪輸出減速，第二級(jí)因要滿足回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)最終轉(zhuǎn)化為割刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故設(shè)計(jì)二級(jí)減速為一對(duì)圓錐齒輪。 選擇材料 兩錐齒輪用 40Cr,滲碳淬火齒面硬度 5862HRC。 選取精度等級(jí) 表面因采用淬火處理，故初選 7 級(jí)精度 。 因?yàn)槭情]式硬齒面齒輪傳動(dòng) ， 故初選小齒輪齒數(shù) 1 2 11 8 , 4 2z z iz? ? ?則 。 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，采用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式 。 齒根彎曲疲勞設(shè)計(jì)，公式為： ? ? ? ?13 2221 41 0 . 5 1 F a S aFRR YYKTm zu ??? ??? ???? ?? （ 13） （ 1）齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 5 5 51112 . 7 89 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 0 . 1 5 1 01733PT n? ? ? ? ? ? ? ?Nm （ 2 ）取齒寬系數(shù) ?? ，齒寬中點(diǎn)的平 均分度圓直徑 md 和模數(shù) m ? ? ? ?0 . 5 / 1 0 . 5mRd d R b R d?? ? ? ?， 故 ? ?1 ??? 。 [11] （ 3 ）由齒輪的抗彎疲勞極限圖查得大、小齒輪的抗彎疲勞強(qiáng)度極限 12lim lim 800FF????MPa。 （ 4）由抗彎疲勞強(qiáng)度壽命系 數(shù)圖查得抗彎疲勞壽命系數(shù)??。 （ 5）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 60 hN njL? （ 14） 式中 n —— 軸的轉(zhuǎn)速（ 1 1733n ? r/min ， 2 738n ? r/min ） ； j —— 齒輪每轉(zhuǎn)一周時(shí)齒面嚙合次數(shù)，取 j =1； L—— 齒輪工作壽命，取 300 小時(shí) 。 則 71 6 0 1 7 3 3 1 3 0 0 3 .1 2 1 0N ? ? ? ? ? ? 72 6 0 7 3 8 1 3 0 0 1 .3 3 1 0N ? ? ? ? ? ? （ 6）計(jì)算抗彎疲勞許用應(yīng)力，錐齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) ? 。 111l im 1 80 0 6401. 25NFF FYS?? ??? ? ? ??? MPa 222 l im 1 800 640NFF FYS?? ??? ? ? ??? MPa （ 7）計(jì)算載荷系數(shù) K A v a FK K K K K?? （ 15） 式中 AK —— 工作情況系數(shù) ， 由使用系數(shù)表 [7]查得 ? ； vK —— 動(dòng)力載荷系數(shù) 。 由動(dòng)載系數(shù)圖查得 vK =； aK —— 嚙合齒對(duì)間載荷分配系數(shù)，取 1； FK? —— 齒輪傳動(dòng)載荷分布不均勻系數(shù)，由齒向載荷分布不均系數(shù)圖查得 ? ? 。 即 1 . 7 5 1 . 1 1 1 1 . 3 6 2 . 6 4A v a FK K K K K ?? ? ? ? ? ? （ 8）查取齒形系數(shù)，由齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)查得1 ?，2 ?。 （ 9）查取應(yīng)力校正系數(shù) ， 由齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)查得 1 ? ， 2 ? 。 （ 10）計(jì)算大、小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以比較 ? ?111 2 .9 7 1 .5 3 0 .0 0 7 1640F a S aFYY? ??? ? ?222 2 .4 0 1 .6 7 0 .0 0 6 3640F a S aFYY? ??? 小齒輪的數(shù)值大 。 （ 11）設(shè) 計(jì)計(jì)算 ? ?53 2224 2 . 6 4 0 . 1 5 1 0 0 . 0 0 7 1 1 . 8 4 41 8 0 . 3 1 0 . 5 0 . 3 2 . 3 5 1m ? ? ??