【文章內(nèi)容簡介】 進的聯(lián)合收割機上都裝有 GPS 接受系統(tǒng)，他們是 用于獲取影響作物生長環(huán)境因素 和 農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量 的信息，并且監(jiān)測作物的產(chǎn)量和水分 ，從而 來控制聯(lián)合收割機的割幅、 割茬 和 前進速度，讓 聯(lián)合收割機處于 一個最佳的狀態(tài)，把 聯(lián)合收割機 的最佳作業(yè)量和最高生產(chǎn)工效發(fā)揮到極致 。 還可以 通過信息傳遞對 聯(lián)合收割機出現(xiàn) 進行診斷，指導(dǎo)排除 故障 ；確定 聯(lián)合收割機所在的地理位置 ， 并且可以 指導(dǎo)其行駛路線 [3]。 國 內(nèi) 收獲機械化技術(shù)與發(fā)展趨勢 國內(nèi)收割機起步較晚，早期以模仿及從 蘇聯(lián) ， 美國 ，及加拿大等 國家 進口為主。很多連接或支承部位沒有經(jīng)過詳細的計算，而是根據(jù)發(fā)達國家已造好的收割機的尺寸設(shè)計制造的，使得收割機體積龐大，質(zhì)量偏大。 寧波大紅鷹畢業(yè)設(shè)計論文 4 背負式稻麥聯(lián)合收割機是中國的特色，是我國農(nóng)村經(jīng)濟條件催生出來的一種較為經(jīng)濟實用的收獲機械。這一階段從與“小四輪”掛接的“小聯(lián)合”發(fā)展到與大中型拖拉機配套的中型背負機。背負式聯(lián)合收割機結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，又是農(nóng)民家中拖拉機收益最高的配套機具， 20 多年來一直暢銷不衰，與自走機平分收 獲機市場 [4]。 目前 我國谷物聯(lián)合收割機 已走過了低端產(chǎn)品的普及過程， 社會保有量在 60 萬臺以上。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向產(chǎn)業(yè)化、集約化推進，小麥聯(lián)合收割機產(chǎn)品發(fā)展趨勢將向中高端發(fā)展，并逐步進入國際市場。 國內(nèi)收獲使用的主要有兩種機具 , 一種為自走式 ， 另一種為配套式 ， 隨著經(jīng)濟發(fā)展 ， 自走式將逐步取代配套式機具。從現(xiàn)在種植結(jié)構(gòu)看多為中小田塊 ， 所以機型以中型機占主導(dǎo)地位 ， 發(fā)展趨勢是中、大型機 , 并逐步由現(xiàn)在以機械式為主向電子、液壓技術(shù)方面發(fā)展。收獲作業(yè)時要求莖稈粉碎還田使近幾年的平均故障間隔時間有了較大的提升 [4]。 水 稻收獲使用的主要有兩種機具一種為中小型全喂入橡膠履帶自走機 ， 適合水田收獲 。 從發(fā)展趨勢看應(yīng)以中型機為主 ， 加裝莖稈粉碎裝置及駕駛室 ， 采用液壓電子技術(shù)并提高自動化程度。 另一種為半喂入自走水稻聯(lián)合收割機 ，它比較 適應(yīng)多數(shù)地區(qū)中小田塊收獲作業(yè) ， 適應(yīng) 收獲季節(jié)倒伏較多 ， 單季稻產(chǎn)量和莖稈都比較高 ， 或者 要求保留完整的莖稈 ， 有些地區(qū)用來編織手工藝品 。 這些地區(qū) 需要多為中型機 ， 為了 適應(yīng)中小田塊收獲作業(yè) ， 半喂入機技術(shù)水平較高 ， 基本 已達到國外的機械的 水平 ， 發(fā)展趨勢主要是提高自動化程度 ， 達到可靠和高效 [4]。 收割機的行走裝置基本采用履 帶式，履帶按材料分可分為橡膠履帶和鋼質(zhì)履帶。 橡膠履帶是一種橡膠與金屬或纖維材料復(fù)合而成的環(huán)形橡膠帶 ， 主要用于履帶式 車輛的 行走部分。橡膠履帶 在履 帶式車輛中有著 十 分 廣 泛的用途，在 工 程機械、建筑機械、運輸機械、農(nóng)業(yè)機械、同林機械上都有它的應(yīng)用 [5]。 橡膠履帶的特點有如下幾點： 1. 不損傷路面。 橡膠履帶對路面不損傷性要優(yōu)于鋼質(zhì)履帶，因此橡膠履帶機械作業(yè)不受路面限制，短途轉(zhuǎn)場作業(yè)不需要運輸工具搬運。 2. 接地比壓小濕地通過性能好 。 橡膠履帶在濕地、沼澤地通過性能性比鋼質(zhì)履帶與橡膠輪胎優(yōu)越，擴展了機械作業(yè)區(qū)間與范圍，提高了機械 設(shè)備的利用效率。 3. 震動小噪音低 。 橡膠履帶與鋼質(zhì)履帶比較．當其行駛時各輪與履帶的摩擦由鋼件之間摩擦方式改為鋼件與橡膠的摩擦方式，使履帶車輛的震動減小、噪音降第 1 章 緒論 5 低。從而減輕駕駛?cè)藛T的疲勞程度，延長機械設(shè)備的使用壽命。 4. 油耗低 。 橡膠履帶比鋼質(zhì)履帶重量輕，無鋼質(zhì)履帶轉(zhuǎn)動時履帶銷與孔產(chǎn)生摩擦消耗率現(xiàn)象發(fā)生。橡膠履帶柔性能好、隨動性好，有效降低了沖擊震動功率的損耗。有資料證明橡膠履帶比鋼質(zhì)履帶可以減少油耗 5一 lO％。 5. 機械時速提高 。 履帶車輛在行走機構(gòu)相同的情況下，使用橡膠履帶可以比鋼質(zhì)履帶設(shè)計時速提高 15％左右。一般芯鐵 式橡膠履帶車輛時速在 15— 20km／ h，摩擦式橡膠履帶車輛時速可達 40— 50km／ h。 6. 減輕機械重量提高牽引力 。 履帶式車輛裝備橡膠履帶在相同功率情況下，同裝備鋼質(zhì)履帶或者裝備橡膠輪胎的車輛相比車體重量要輕，車輛牽的引力可提高。 7. 橡膠履帶耐腐蝕性能好 。 橡膠履帶與鋼質(zhì)履帶相比。更耐鹽堿與酸腐蝕性能，因此鹽田、鹽堿地域橡膠履帶式車輛仍然可以作業(yè)。 8. 橡膠履帶更換方便 。 履帶式車輛在使用鋼質(zhì)履帶時，因為機械的負重輪、張緊輪、托輪與鋼質(zhì)履帶是鋼質(zhì)零件之間的高硬度、高強度相互摩擦，履帶板、履帶銷與各部件易磨損，在使用一段時 間后需要維修更換磨損元件。橡膠履帶是一整體 ， 沒有鋼質(zhì)履帶的履帶板、履帶銷 ， 不存在需更換履帶板或履帶銷的保修問題 [5]。 橡膠履帶的 應(yīng)用 改寫了輪式年輛將取代履帶式車輛的觀點．為履帶式車輛的 應(yīng)用 與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。同時集成了輪式車輛和金屬履帶車輛的優(yōu)點。橡膠履帶車輛是來來履帶車輛的 發(fā)展方向和趨勢。 我國橡膠履帶開發(fā)研制工作始于 20 世紀 80 年代末期，先后在杭州、鎮(zhèn)江、沈陽、開封及上海等地開發(fā)成功了農(nóng)業(yè)機械、工程機械和輸送車輛用的多種橡膠履帶．并形成了批量生產(chǎn)能力，至今橡膠履帶已有二十多年的歷史 。 生產(chǎn)橡膠履帶的企業(yè) 浙江居多，其次為上海、江蘇等地。目前國內(nèi)橡膠履帶生產(chǎn)制造企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到二十多家，橡膠履帶年產(chǎn)量超過百萬條，產(chǎn)值超過 30 億人民幣。初步形成了以工程機械橡膠履帶為主體，其次為農(nóng)用橡膠履帶、橡膠履帶塊、摩擦式橡膠履帶。出口到歐洲、美洲、澳洲、亞洲等世界各地。國內(nèi)主要使用的 履帶 為農(nóng)用橡膠履帶 。 而 工程機械橡膠履帶應(yīng)用的數(shù)量 要比 農(nóng)用橡膠履帶 應(yīng)用的數(shù)量 少很多 。但隨著國內(nèi)建設(shè)與經(jīng)濟快速發(fā)展， 國防 用機械 橡膠履帶 和工程機械橡膠履帶 ，以及科考、機械人、旅游等方面對橡膠履帶的應(yīng)用，相信 橡膠履帶都會很快的發(fā)展起來。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)寧波大紅鷹畢業(yè)設(shè)計論文 6 展 對履帶式車輛使用的橡膠履帶的要求也在不斷提高。橡膠履帶 的種類正在向 多樣化、規(guī)格齊全化的方向發(fā)展。行駛速度也在提高，由低速向中高速方面發(fā)展 [5]。 橡膠履帶能擴大機械作業(yè)范圍， 改善機械的行駛性能， 對實現(xiàn)市政基礎(chǔ)建設(shè)機械化，沙漠、沼澤地 、農(nóng)田等松軟地面的運輸和作業(yè)都 具有重要意義。橡膠履帶還具有 牽引性好、轉(zhuǎn)向靈活 、 在復(fù)雜地形上通過能力強 和質(zhì)量輕等優(yōu)點。 現(xiàn)已 廣泛 應(yīng)用于石油勘探 和行走式農(nóng)業(yè)機械 ， 雪地車 和 森林防火車輛 等各方面 領(lǐng)域。橡膠履帶的使用極大地擴展了履帶式和輪式行走運輸機械的應(yīng)用范圍，克服了各種不利地形條件對機械 作業(yè)的制約，其在拖拉機、各種農(nóng)業(yè)和工程及運輸機械中的應(yīng)用 必將進一步擴大 [3]。 進一步滿足在各種 地形條件 與惡劣氣候 下使用和大噸位工程機械運輸車輛 的使用 要求。橡膠履帶在原材料 的 應(yīng)用方面 中，科技含量也在逐漸 提高，節(jié)能型、降低滾動阻力 、 環(huán)保型、 節(jié)省燃油的新型材料很值得 應(yīng)用與推廣。履帶輕量化的設(shè)計與研發(fā)、生產(chǎn)工藝的改進，對推動行業(yè)技術(shù)進步有著重大意義和作用 [5]。 國內(nèi)橡膠履帶工業(yè)正在逐步發(fā)展壯大，相應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配方設(shè)計需要不斷優(yōu)化，同時改進工藝操作與控制．使橡膠履帶產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)步提高 。 第 2 章 總體布局及局部方案論證 7 第 2 章 總體布局及局部方 案論證 整體 布局 本課題 設(shè)計的是 半喂入 式 聯(lián)合收割機 的行走系統(tǒng) ， 行走裝置一般采用兩種比較普遍，就是履帶式的和輪式的，其中輪式的運用比較廣泛，但還是它 在 粘重、 坡地、沙土地 、 潮濕地 的使用受到一定的限制 ，牽引附著性能較差 ； 而 履帶式 的行走裝置 接地比壓低、 穩(wěn)定性好、 越野能力強、單位機寬牽引力大、 底盤牽引附著性能好。 在 粘重、 坡地、沙土地 及潮濕地的使用具有更好的性能。所以 采用履帶式底盤會更加適應(yīng) 浙江 多山多丘陵的地貌特征，而在履帶的種類里面，根據(jù)以上的分析我們選擇橡膠履帶。 我們 行走部分采用履帶式行走方式， 履帶式 的 行走 裝置 由 支重輪、驅(qū)動輪、 履帶、導(dǎo)向輪 、 托帶輪和張緊裝置組成 。履帶與其所繞過的驅(qū)動輪、導(dǎo)向輪、支重輪和托帶輪組成所謂的“四輪一帶” 。行走裝置中 履帶呈封閉 得地 繞過 導(dǎo)向輪和驅(qū)動輪 ， 再由連接回轉(zhuǎn)到支撐 裝置的行走支架 ， 通過 履帶和支重輪 將載荷傳至地面。為了減小 上部履帶 的撓度， 我們設(shè)計 由托帶輪支撐 上履帶 ， 防止履帶 的 下垂。 考慮到 履帶 的磨損會延長履帶長度 ， 所以必須設(shè)一個張緊裝置， 可由張緊裝置 來調(diào)整履帶的 松緊度 ，基本結(jié)構(gòu)見下圖： 圖 驅(qū)動形式為柴油機后置 的 前輪驅(qū)動， 柴油機通過皮帶傳動，把動力傳動到 主軸上，主軸再分別帶動行走部分和收割部分。 行走部分即履帶驅(qū)動輪通過連桿與變速箱 連接，來實現(xiàn)行走，變速，轉(zhuǎn)向等功能， 發(fā)動機到變速箱之間采用單片摩擦式 離合器傳動動力，寧波大紅鷹畢業(yè)設(shè)計論文 8 變速箱是在拖拉機變速箱基礎(chǔ)上加大傳動比而成的。 方案論證 驅(qū)動輪軸 上零件裝配方案的確定 驅(qū)動輪軸是用來連接變速器和驅(qū)動輪的，變速器通過它 與驅(qū)動輪相連接，給驅(qū)動輪提供動力。 驅(qū)動輪軸 的一端是伸進變速箱里面的， 它 通過 鍵與變速箱相連接 ， 并傳遞變速箱的動力給驅(qū)動輪。因此我們要設(shè)計的是從變速箱出來，軸 上的各零件及它的裝配方法。初步設(shè)想， 驅(qū)動輪 和軸之間用普通平鍵連接，由于軸要傳遞扭矩，所以軸 的工作狀態(tài)是 轉(zhuǎn)動的，因此不能讓軸 裸露在外，要在連桿外面加個軸套 ，保證它的工作環(huán)境 ， 對于軸 的重力支撐點我們設(shè)在軸承段下方 。 按照以上的設(shè)計思路初步模擬 方案一 ，如下 圖 ： 圖 軸的 軸向裝配方案 一 由于軸 的 一端連接著驅(qū)動輪，驅(qū)動輪是在履帶里面工作的，因此軸 的一部分也是要伸進履帶的，所以在 設(shè)計連桿支座的時候，要注意它的尺寸不能太大，不然它會與履 帶或履帶的齒發(fā)生干涉。對于方案一，如果直接在軸套的外面加一個 支座，這樣會加大支座的尺寸， 會出現(xiàn)支座和履帶干涉 的現(xiàn)象，所以 我們覺得在結(jié)構(gòu)上 需要 更加緊湊，于是我們提出了方案二 ，如下 圖 ： 第 2 章 總體布局及局部方案論證 9 圖 軸向裝配方案 二 相比方案一， 顯然 方案二 的 結(jié)構(gòu)更加緊湊， 不用擔心連桿支座會不會和履帶發(fā)生干涉 ， 所以我們 決定 使用方案二。 支重輪的連桿 裝配方案的確定 支重輪顧名思義就是用來支撐整個機器的重力，它和履帶之間是滾動摩擦，是履帶對它的摩擦力讓支重輪向前滾動。但是支重輪又要 連接 在機架上， 因此我們設(shè)想用一根心軸來連接支重輪和機架 ，即連桿 。依據(jù)實際經(jīng)驗來說，水稻收割機的工作環(huán)境并不是那平坦， 支重輪工作條件較惡劣， 經(jīng)常處于塵土中，有時也處于泥水中，所以為防止泥沙被擠入軸承中， 我們 采用兩個背對背的油封密封， 這樣 既 可以 防止?jié)櫥屯庑?，?可以 防止泥沙的侵人。 初步 模擬支重輪連桿 的裝配方案 如下 圖 ： 寧波大紅鷹畢業(yè)設(shè)計論文 10 圖 連桿 裝配方案一 分析方案一的結(jié)構(gòu)，已能夠完成支重輪的工作，但是根據(jù)我知道的，支重輪是用來支撐 機器的重力的，而支重輪是壓在履帶上面的，所以說整個機器的重力最后是作用在履帶上的。支重輪和履帶之間是線接觸，所以增加履帶和支重 輪間的接觸線的長度，會大大減少支重輪對履帶的傷害。于是 我們提出了支重輪連桿 的裝配方案二 ，見 下圖 ： 圖 連桿 裝配方案二 第 2 章 總體布局及局部方案論證 11 這個方案和之前方案相比，里面的裝配方案和裝配尺寸不變，只是加寬了支重輪的寬度，這樣就大大增加了支重輪與履帶接觸線的長度，從而減小了支重輪對履帶的壓強，延長了履帶的使用壽命。相比方案一，方案二更具靠近實際，更有實用性。 張緊裝置的方案確定 張緊裝置 的作用就是調(diào)節(jié)履帶的松緊， 張緊力太大，功率損失大，并使履帶產(chǎn)生非常大的張力，導(dǎo)致履帶伸長，節(jié)距發(fā)生變化，會加快各部零件的磨損；張緊力偏小，履帶又變得很松，行走時會發(fā)生跳齒，轉(zhuǎn)向失靈，履帶容易脫軌 。如果 兩條履帶 張力差異明顯， 還會使行走方向產(chǎn)生偏移，當支重輪、導(dǎo)向輪發(fā)生脫軌現(xiàn)象時，行走方向的偏轉(zhuǎn)會 直接導(dǎo)致脫軌事故的發(fā)生 [6]。 履帶的張緊方式一般有固定張緊和彈簧張緊。 固定張緊是通過調(diào)節(jié)絲桿和絲母來改變 張緊 輪的位置從而達到張緊的目的 ， 目前使用較多的是 固定張緊。 這種結(jié)構(gòu)方便履帶拆裝、制造簡單、操作方便、可靠性高。 因此我們也采用通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺桿來張緊履帶。因此初步設(shè)想的張緊裝置方案一如下 圖 ： 圖 對于這樣的張緊裝置，有一個缺陷，在張緊的時候兩個鋼管之間會產(chǎn)生的滑動摩擦，由于管道過長，因此產(chǎn)生 的摩擦力較大，再加上需要的履帶張緊力，這樣就導(dǎo)致在張緊履帶的時候很費力。針對這個現(xiàn)象，我們有了一個小小設(shè)想，就是如果把滑動摩擦改成滾動摩擦，這樣的話我們在張緊履帶的時候就不會這么費力了。 按照這個思路，我們一開始設(shè)想把內(nèi)外鋼管設(shè)計成截面是圓的，在外導(dǎo)軌內(nèi)加兩個類似軸承的滾子，把內(nèi)導(dǎo)軌裝配到兩軸承內(nèi)，這樣就減小了摩擦。但是考慮到圓的導(dǎo)軌除了會發(fā)生相對的橫向移動，也會發(fā)生相對的轉(zhuǎn)動，這種轉(zhuǎn)動不適合用于這個場合，因?qū)幉ù蠹t鷹畢業(yè)設(shè)計論文 12 為它的轉(zhuǎn)動會連著張緊輪一起轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致張緊輪與履帶相對位置的偏移，這樣可能會導(dǎo)致履帶脫軌，甚至整個機械 下陷，存在安全隱患。因此我們不考慮這種方案。 方案二，我們把原