【導(dǎo)讀】畜牧業(yè)發(fā)展較快，與之相應(yīng)的牧草種植面積也不斷擴大。目前牧草種植均為中小型牧場，田塊大。小不一，高低不平，大型牧草收割機械難以在這些地區(qū)作業(yè)。在一個生長期內(nèi)多次收割，急需適合中小型牧場的收獲機械。方案和適宜的切割系統(tǒng)主軸轉(zhuǎn)速、切割速比、輸送速比等設(shè)計參數(shù)。該機主要由切割系統(tǒng)、輸送系。統(tǒng)、傳動系統(tǒng)三部分組成，自帶動力（）采用立式割臺、橫向輸送。草機機結(jié)構(gòu)緊湊，小巧靈活，轉(zhuǎn)移方便且操作簡捷，整機通過性能好，適應(yīng)性強。經(jīng)濟建設(shè)的不斷加快促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化機構(gòu)調(diào)整，畜。牧業(yè)隨之突顯為主體，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中所占的比重越來越大。人員工資高，造成作業(yè)成本高，而且牧。無論是對進口機械還是國產(chǎn)機械，國內(nèi)用戶在。開發(fā)新結(jié)構(gòu)，無疑會畜牧業(yè)發(fā)展起到革命性的作用。到及時收獲，難以適應(yīng)規(guī)?；?、商品化及市場發(fā)展的要求。小型牧草收割機普遍得到

　　

【正文】 定它們的類型及尺寸，以及校核強度。 a 與大錐齒輪聯(lián)接處的鍵 ① 選擇鍵的類型 選 A 型普通平鍵 ； ② 確定鍵的尺寸 根據(jù)軸徑 d =28mm,輪轂長 L? =30mm,由 平鍵聯(lián)接的剖面和鍵槽尺寸表 [4]查得鍵寬 b =8mm,h =7mm, L =25mm； ③ 強度驗算 確 定許用應(yīng)力 由鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力和壓強表 [6]查得p?????=70~80 MPa 鍵的工作長度 2 5 8 1 7l L b? ? ? ? ?mm 擠壓面高度 / 2 7 / 2 3 .5hh? ? ? ?mm 擠壓應(yīng)力 52 2 0 .3 4 1 0 4 0 .8 2( ) 2 8 3 .5 1 7p Td h l? ??? ? ?? ??MPa＜ ??? 故安全。 b 與鏈輪聯(lián)接處的鍵 ① 選擇鍵的類型 選 A 型普通平鍵 ； ② 確定鍵的尺寸 根據(jù)軸 徑 d =22mm,輪轂長 36L?? mm,由平鍵聯(lián)接的剖面和鍵槽尺寸表 [4]查得鍵寬 b =6mm, h =6mm, L =32mm； ③ 強度驗算 確定許用應(yīng)力 由鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力和壓強表 [6]查得 p?????=70~80 MPa 鍵的工作長度 2 2 6 1 6l L b? ? ? ? ?mm 擠壓面高度 / 2 6 / 2 3hh?? ? ?mm 擠壓應(yīng)力 52 2 0 .3 4 1 0 6 4 .3 9( ) 2 2 3 1 6p Td h l? ??? ? ?? ??MPa＜ ??? 故安全。 c 與聯(lián)軸器聯(lián)接處的鍵 ① 選擇鍵的類型 選 A 型普通平鍵 ； ② 確定鍵的尺寸 根據(jù)軸徑 d =20mm,輪轂長 L? =50mm, 由平鍵 聯(lián)接的剖面和鍵槽尺寸表 [4]查得鍵寬 b =6mm, h =6mm, L =40mm； ③ 強度驗算 確定許用應(yīng)力 由鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力和壓強表 [6]查 p?????=125~150 MPa 鍵的工作長度 2 0 6 1 4l L b? ? ? ? ?mm 擠壓面高度 / 2 6 / 2 3hh?? ? ?mm 擠壓應(yīng)力 52 2 0 .3 4 1 08 0 .9 5( ) 2 0 3 1 4p Td h l? ??? ? ?? ??MPa＜ ??? 故安全。 (6)確定聯(lián)軸器的類型和相關(guān)尺寸 ① 選用凸緣式聯(lián)軸器 ② 計算轉(zhuǎn)矩 工作轉(zhuǎn)矩為 29 2 .7 09 5 5 0 9 5 5 0 3 4 .9 4738PT n? ? ? ?Nmm 查表 [6]得工作情況系數(shù) ? 故計算轉(zhuǎn)矩 1 .5 3 4 .9 4 5 2 .4 1c a AT K T? ? ? ?Nmm ③ 確定型號 查設(shè)計手冊，選取凸緣聯(lián)軸 YL5，它的公稱扭矩為 63 Nmm,允許的軸孔直徑在 22 32～ mm 之間。 箱體 及附件 的設(shè)計 (1)箱體的設(shè)計 a 箱體的材料 箱體一般用灰鑄鐵 HT200 或 HT250 制造。 b 箱體的結(jié)構(gòu)分析 箱體是支承和固定減速器及保證傳動件嚙合精度的重要機件，其重量約占減速器總重量的 50%，對減速器的性能、尺寸、重量和成本均有很大的影響。 c 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 通過其中的傳動件，軸和軸系部件的結(jié)構(gòu)尺寸，按經(jīng)驗設(shè)計關(guān)系在減速器裝配草圖的設(shè)計和繪制過程中確定。見圖 14 和 圖 15。 d 減速器的潤滑和密 封 本文所設(shè)計的減速器是小型的，可采用脂潤滑，選用二硫化鉬鋰；軸伸出 端 密封采用軸承蓋 及密封圈。 30 圖 14 上箱體 Fig14 Box 圖 15 下箱體 Fig15 The lower box 31 (2)減速器附件的設(shè)計 a 固定減速箱輸入軸的軸承蓋 ① 材料選用鑄鐵 HT150，結(jié)構(gòu)尺寸如圖 16 所示 。 （相關(guān)尺寸的確定參 [4] ） ② 采用凸緣式結(jié)構(gòu) 圖 16 軸承蓋結(jié)構(gòu) Fig16 Bearing cap structure ③ 尺寸計算 與此對應(yīng)的軸承外徑為 42mm，則 2 42D? mm ? ?4 0. 85 0. 9 35 .7 37 .8DD??～ ～， 取 4 37D? mm 因采用套杯結(jié)構(gòu)， 6S? mm 根據(jù)軸承外徑選 4M6 ，則 3 6d? 故 0 2 32 70D D S d? ? ? ?mm ? ?1 0 32. 5 3 86D D d? ? ?～ mm ??， 取 8e? mm 10m? mm b 曲柄主軸的軸承蓋 ① 材料選用鑄鐵 HT150，結(jié)構(gòu)尺寸如圖 17 所示 ； ② 采用凸緣式結(jié)構(gòu) ； ③ 尺寸計算 與此對應(yīng)的軸承外徑為 52mm，則 3 52DD?? mm。 ? ?4 0. 85 0. 9 44 .2 46 .8DD??～ ～， 取 4 46D? mm。 根據(jù)軸承外徑選 4M8，則 3 8d? 故 72D D d? ? ?mm ? ?2 0 32. 5 3 92D D d? ? ?～mm 32 ??， 取 8e? mm 10m? mm。 DD D Ddm eD34 0 23 圖 17曲柄主軸中軸 承蓋結(jié)構(gòu) Fig17 Bearing cap structure of crank spindle ③ 尺寸計算 與此對應(yīng)的軸承外徑為 52mm，則 3 52DD?? mm。 ? ?4 0. 85 0. 9 44 .2 46 .8DD??～ ～， 取 4 46D? mm。 根據(jù)軸承外徑選 4M8，則 3 8d? 故 72D D d? ? ?mm ? ?2 0 32. 5 3 92D D d? ? ?～mm ??， 取 8e? mm 10m? mm c 套杯的設(shè)計 在減速器中的輸入軸上兩個軸承組合在一起，應(yīng)采用套杯使軸承的固定和拆裝更為方便，套杯的結(jié)構(gòu)，形狀及軸向尺寸視需要而定，套杯的內(nèi)徑即為軸承的外徑，套杯的厚度取 S=6mm。 本章小結(jié) 本章主要是設(shè)計整個裝置的傳動系統(tǒng)，確定傳動系統(tǒng)比的分 配，計算出切割系統(tǒng)和行走系統(tǒng)的功率需求和傳動效率。根據(jù)傳動比進行錐齒輪的設(shè)計 ，確定錐齒輪的有關(guān)參數(shù)，并進行校核計算。 箱體設(shè)計中主要進行箱體結(jié)構(gòu)的分析和確定箱體的結(jié)構(gòu)尺寸；附件設(shè)計中包括軸承蓋的設(shè)計和套杯的設(shè)計。軸承蓋的設(shè)計主要確定其類型、結(jié)構(gòu)和尺寸；套杯的設(shè)計主要是結(jié)構(gòu)分析和尺寸的確定。 33 5 輸送系統(tǒng)的設(shè)計 割草 機的輸送系統(tǒng)直接影響著收獲質(zhì)量。立式割臺往復(fù)式切割器其輸送系統(tǒng)不僅應(yīng)即時將切割的牧草輸送到一側(cè)，還應(yīng)鋪放均勻整齊，形成一定的形狀和厚度，以利于干燥。因此，本研究試驗的目的是選擇合理的輸送速度和輸送機構(gòu) 。 輸送帶速度計算 合理的輸送速度應(yīng)使輸送帶單位時間內(nèi)輸送的牧草量等于收割機同時間內(nèi)收割的牧草量，如圖 18 所示 。 即 12mTV Bq V hq? （ 28） 式中 mV —— 機器前進速度 ； B —— 機器作業(yè)幅寬 (B =1m)； TV —— 輸送帶速度 ； h —— 牧草層厚度（拔齒高度） ； 1q —— 牧草生長密度（株 /M2） ； 2q —— 牧草在輸送帶上的 集密度（株 /M2） 。 圖 18 輸送帶 Fig18 Conveyor 取 k = 1q / 2q ， 為牧草積集系數(shù) 。 所以輸送帶速度計算公式 ： TV = 12VmBq VmBhq hk? （ 29） 因牧草稠密 k 取 20，作業(yè)速度為 mV =～ m/s， 則 ： TV =? ?. 49 120 ??～ =～ m/s 發(fā)動機動力經(jīng)小鏈輪傳給輸送系統(tǒng)主軸，其轉(zhuǎn)速 n =738r/min 輸送帶輪 D=φ90mm， 因此輸送帶線速度 TV 為 34 TV = 7 3 8 3 .1 4 9 06 0 6 0 1 0 0 0nD? ??? ? = m/s 輸送系統(tǒng)參數(shù)確定 其主要參數(shù)有輸送帶尺寸、撥 齒高度、間距，輸送帶高度和割臺前伸量等。 輸送系統(tǒng)中帶傳動的設(shè)計 (1)選用膠帆布平帶傳動 。 (2)帶輪的直徑 1d ? ? ? ? 331 1 0 . 2 51 1 0 0 1 3 5 0 1 1 0 0 1 3 5 0 7 6 . 6 8 9 4 . 1 2738Pd n? ? ?～ ～ ～mm 參平帶輪的直徑 表 選 1 90d? mm (3)帶速 v 11 3 . 1 4 9 0 7 3 8 3 . 4 86 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv ? ??? ? ???＜ maxv =30m/s (4)兩個帶輪直徑相同，同比傳動，即 1290dd??mm (5)軸間距 根據(jù)結(jié)構(gòu)確定 a =1020mm (6)所需帶長 L ? ? ? ? 221122 2 3 2 2 .624 ddL a d d a? ?? ? ? ? ?mm （未考慮接頭長度） (7)帶輪包角 1a 211 1 8 0 5 7 . 3 1 8 0dda a?? ? ? ? ? ?＞ 150? (8)曲撓次數(shù) y 1000 2 .7 0 4mvy L??＜ maxy 其中 m —— 帶輪數(shù) max 6 10y ? ～ 。 (9)帶厚 111 2 .2 5 34 0 3 0 d? ????????～ ～ 按膠帆布平帶規(guī)格 選標(biāo)準(zhǔn)值， 則 3?? mm。 (10)帶的截面積 A 0100 AaKPA P K K?? （ 30） 式 中 AK —— 工況系數(shù)，查 工況系數(shù) 表得 ? ； 35 0P —— 膠帶單位截面積所能傳遞的基本額定功率，查膠帆布帶單位截面積傳遞的基本 額定功率 0 ? kW； aK —— 包角修正系數(shù)，查表 得 ? ； K? —— 傳動布置系數(shù)，查表 得 ? ? 。 1 0 0 1 0 .2 5 2 8 .4 11 .1 1 0 .8A ?????? mm2 (11)帶寬 b 2 8 .4 1 9 .4 73Ab ?? ? ?mm 選取標(biāo)準(zhǔn)值，則 b =12mm。 (12)作用在軸上的力 102 s in 1 0 2 .2 82aQA???N 式中 0? —— 帶的預(yù)緊應(yīng)力 ， 0 ? ? MPa。 (13)帶輪 的結(jié)構(gòu)與尺寸 a 帶輪的材料 v ≤ 30m/s，選用 HT200 b 孔徑 0d ， 取 0d =18mm ? ?101. 8 2 32 .4 36dd??～ ～ 取 1 36d? mm。 c 輪轂尺寸 L 2 27 36Ld??～ ～ 取 34L? mm。 d 輪緣寬度 B 查 平帶輪的直徑、結(jié)構(gòu)形式和輻板厚度表得 20 50B? ～ ， 取 20B? mm e 輻板厚度 s， 取 10s? mm f 輪緣尺寸 輪緣厚度 0 .0 0 5 3 3 .4 5d? ? ? ?mm 因為動刀切割速度 pV = ，為能及時將牧草輸送出，據(jù)算得 輸送帶最高線速度為 TV = 。 撥 齒高度和間距 撥齒高度根據(jù)輸送能力確定，因本設(shè)計切割速度 ，需較高的輸送能力，故 36 撥 齒 高 h 取為 h =50mm，齒形上窄下寬，呈梯形，水平安裝由厚 1～ 2 薄板制成，故取撥 齒間距 L =142mm。 輸送帶高度 輸送帶高度 H （即拔齒中心線距割刀的距離）為 50mm。 割臺前伸量 輸送帶齒頂與動刀頂端的水平距離為割臺前伸量，適宜的前伸量 e =100mm。 鏈輪傳動的設(shè)計 輸送系統(tǒng)的動力是經(jīng)曲柄主軸中的鏈輪傳遞給輸送主軸的鏈輪，并帶動皮帶輪轉(zhuǎn)動，故計算鏈輪傳動的參數(shù)值。 選用滾子鏈傳動 。 小鏈輪齒數(shù) 1 minzz? （ min 9z ? ） ， 1z 應(yīng)參照鏈速和傳動比選取 推薦 1 17z? 。 兩鏈輪是同比傳動，即 i =1 則 2117zz?? 。 張緊鏈輪的齒數(shù) 1 17izz?? 。 設(shè)計功率 Ad ZmKPP KK? （ 31） 式 中 AK —— 工況系數(shù)，查工況系數(shù)表得 ? ； zK —— 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查 小鏈輪 齒數(shù)系數(shù)得 ? ； mK —— 多排鏈排數(shù)系