联合收割机行走装置设计.docx

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联合收割机行走装置设计

摘要

履带式联合收割机的行走性能决定了它在农田中作业明显的优势，履带大的接触面积用于提高在湿软地上的通过性能，同时防止沉陷，打滑。

同时橡胶履带是一种新型橡胶传动带，具有接地压强小、牵引力大等诸多优点，其主要应用于农业机械。

在设计的过程中要考虑要考虑收割机跨沟，跨田埂的能力，还需要有良好的机动性能，对于南方的小田地来讲，要求收割机有较小的转弯半径并且转弯性能要好，这样也有利于提高机组的工作效率。

在设计中需要计算履带长度，驱动轮，从动轮大小，以及驱动轮轴的设计等。

关键字：

履带；行走装置；收割机

ABSTRACT

Crawlerwalkingofthecombineharvesterperformancedeterminesitsobviousadvantagesinthefarmlandhomework,caterpillarlargecontactareafortheincreaseinsoftgroundbyperformance,atthesametimepreventsubsidenceandslippage.Rubbertracksisanewtypeofrubberbeltatthesametime,theadvantagesofsmallgroundpressure,bigtraction,andmanyotheradvantages,themainapplicationinagriculturalmachinery.Wanttoconsidertoconsiderinthedesignprocessofharvestercrossditch,acrosstheabilityof,youalsoneedtohavegoodmaneuverperformance,forthesouthernsmallfields,requirestheharvesterhasasmallerturningradius,andturningperformanceisbetter,thisalsoishelpfultoimprovetheworkefficiencyoftheunit.Isneededindesigncalculationlengthoftrack,drivingwheelanddrivenwheelsize,aswellasthedesignofthedriveshaftandsoon.

Keyword：

caterpillar；Walkingdevice；harvester

1绪论

作物收获是整个农业生产过程中夺取丰收的最后一个重要环节，对谷物的产量和质量都有很大的影响，其特点是季节性强、时间紧、任务重，易遭受雨、雪、风、霜的侵袭而造成损失。

因此，实现谷物收获作业机械化对于提高劳动生产率、减轻劳动强度、降低收获损失、以确保丰产丰收具有极其重要的意义。

1.1国内收获机械发展概况

这一阶段所完成的主要是引进和仿制工作。

1949年开始从前苏联引进C－6牵引式，此后又相继从其他国家引进一些机型。

牵引式机器有：

联邦德国的克拉斯、兰茨、英国阿尔滨等。

经过多年的试验选型和农场的实际使用，曾先后选定几种机型进行仿制，但最后投产的只有1956年投产的GT－4.9牵引式联合收割机。

尽管产品的数量不多、制造质量也不高，而且在此期间国内少数单位自行设计研制的一些小型联合收割机均未成功，但此时我国已初步掌握了联合收割机的生产和制造技术。

发展阶段

这一阶段是我国联合收割机迅速发展的时期。

全国不仅涌现出一批新的专业联合收割机厂，而且还发展了相应的配套件厂，这些工厂通过扩建、技术改造，生产能力有了很大提高。

到70年代末，一个比较完整的联合收割机制造业已初具规模，联合收割机年产量也已达到6000台的水平。

尽管其中有的机型是国外四五十年代技术水平的老机型，机器性能相对比较落后，但这一阶段我国的联合收割机事业却是飞速发展的。

而且，这段时间的工作使我国设计研究联合收割机的水平有了长足的进步和提高，逐步具备了独立设计开发新产品的能力。

利用引进技术发展阶段

这个阶段是谷物联合收割机发展过程中一个艰难而又复杂的时期，经历了一个极大的起落过程。

1980年前后，改革开放政策对联合收割机的发展产生了巨大的影响。

经过几年的努力，引进的机型陆续投产，我国的联合收割机行业的科学技术在许多方面从原来比较落后的状态，一下子跨到80年代初的国际先进水平，有了一个划时代的飞跃。

但是，由于80年代初农村经济比较落后等一些其它因素的影响，联合收割机市场明显萎缩。

自1982年起，全国产量由6000台一下子降到1000余台。

到80年代中后期，随着农村经济的发展，市场逐渐恢复。

到进入90年代，不仅产量恢复到了历史最高水平，而且新试制的产品，特别是中小型拖拉机悬挂的品种型号繁多，出现了制造、开发、选购收获机的新局面。

到90年代中后期，我国的收获机发展更加迅速，不仅各种类型机械齐全，性能也不断完善，而且产量也大幅度提高。

仅1997年全国年生产联合收割机35105台，比1982年提高了几倍。

而且，市场也比较看好，年终售出31955台，呈现出了良好的发展势头，开始了我国收获机发展的又一个崭新的阶段。

1.2国外收获机的发展概况

国外收获机发展比较有代表性的国家和地区为欧美及日本等地。

欧美多为全喂入脱粒，机型大，生产率高，适合较大规模的生产条件；日本则以中小型水稻收获机为主，多采用半喂入，机型小，生产率相对较低。

目前，世界收获机械的发展，不仅在传统的收获机上增设了许多电液自动化控制系统，如凯斯公司的2300系列大型联合收获机上设置了GPS接收装置，为将来精确农业的发展奠定了基础。

而且，突破了传统的收获工艺，发展了割前脱粒。

如东北农业大学研制的气吸式割前脱粒联合收获机，英国谢尔本公司生产的梳脱台等。

总之，世界收获机械正向着自动化、适用化、多样化方向发展。

2联合收割机行走装置选择的条件

本设计的联合收割机为履带式小型联合收割机，

型号为4LB—1.34—农业机械L—联合收割机B—半喂入1.3—割副1.3m

2.1选择履带式行走机构的理由

履带式行走机构具有以下特点：

①接地面积大，下陷深度小，对水田作业适应性强②拐弯灵便，拐弯半径小③具有跨沟和跨田埂能力大;因此履带式行走机构常用于水田作业的联合收割机行走装置中。

2.2履带的作用

履带的作用是把整个收割机的重量传递给地面，并且依靠履带与地表接触而行走的一种机构。

2.3对履带设计的要求

由于履带经常在泥水等软土壤中行走，所以对提高履带的寿命具有重要的意义，要求必须有：

①工作可靠，坚固耐用②行驶平稳性好③具有良好的附着性能④重量轻⑤脱土性能好，具有较小的前进阻力和转向阻力。

2.4选择履带的材料

现如今有三种履带材料，分别是全金属履带，金属板嵌胶刺履带和橡胶履带。

由于橡胶履带价钱便宜，消耗于自身的行走阻力小，行走平稳性好，不破坏路面，容易制造而且具有减震功能。

所以此收割机选用橡胶履带。

2.5履带式联合收割机行走装置的组成

履带式行走装置包括以下部分：

悬架，驱动轮，履带，支重轮，托轮，导向轮，张紧装置。

图1履带式行走装置结构简图

1—驱动轮2—履带3—托轮4—导向轮5—支重轮

2.6小型水稻联合收割机行走装置的特点

虽然水稻联合收割机行走装置与拖拉机行走装置在结构上有相同之处，但水稻联合收割机具有它独特的特点。

主要有：

它不需要传递大的切向牵引力，所以它的零件材料和结构可以相对简单，这样可以减轻自身重量，另外采用履带式可以增大与地面相接触的面积，减小接地压力，使之下陷变浅，同时提高了水田作业中小型田地的跨沟跨埂能力，它还具有较大的离地间隙和较灵便的转向机构。

2.7履带式行走装置的行走原理

履带的一部分与地面接触，驱动轮与导向轮不与地面接触，驱动轮在减速器驱动转矩的作用下通过驱动轮上的轮齿与橡胶履带链之间啮合，连续不断地把履带从后方卷起，同时接地的那部分履带给地面一个向后的作用力，而地面给履带一个向前的反作用力，这个反作用力即为推动向前行驶的驱动力，当驱动力足以克服阻力时，支重轮就相应地在履带上向前滚动，从而整个收割机向前行驶。

表14LB—1.3型联合收割机的主要技术参数

整机重量

1130Kg

生产率

2.5—3.5亩/小时

割幅

1.3m

总损失率

2.5%

轨距

800mm

接地压力

0.18公斤/

3悬架的选用

3.1悬架的概念

悬架是由支重轮轴起，包括支重台车架与底盘机架的连接部件称为悬架。

3.2悬架的作用

悬架是把整个机组的重量通过悬架传递给支重轮，同时把履带的行走运动通过悬架带动整个机组运动。

3.3设计时对悬架的要求

悬架要有足够的强度和刚度，结构相对要简单，紧凑以便减轻重量。

3.4悬架的类型

悬架有三种类型，分别是刚性悬架，半刚性悬架，弹性悬架。

3.5各种悬架的特点

1刚性悬架的特点：

结构简单，易制造，通常用于低速行驶的机械。

2半刚性悬架的特点：

支重台车架可以相对于主机架作纵向摆动，但这种悬架支重台车架要附设支重架导向装置，以防止主机架与支重架发生横向摆动，这种结构比较复杂。

3弹性悬架的特点：

具有较好的缓冲性能，通常适用于高速度的机械中，结构复杂，重量大，造价高。

3.6悬架的选用

根据小型联合收割机的特点，要求机组重量轻，结构相对简单，易制造，造价低等特点，并且已经选用橡胶履带，橡胶履带有一定的减震功能，所以采用刚性悬架。

4橡胶履带的设计与规格的选用

4.1橡胶履带的特点

橡胶履带是整条履带做成的一个环形整体，没有接头，属于规格件，可以根据需要直接选用。

4.2橡胶履带的构造

橡胶履带包括：

传动件，钢丝，织物，橡胶体。

图2橡胶履带局部示意图

1—传动件2—织物3—钢丝4—橡胶体

①传动件（铸钢件）

履带行走时，驱动轮与传动件啮合，传动件受到驱动轮所给的力，从而带动整条履带转动，所以传动件的表面必须要有高硬度，耐磨性好等特性。

②织物

织物有帆布和尼龙两种，两面均涂上橡胶浆的帆布平铺放在履带内，上帆布提高橡胶履带受支重轮滚压及弯曲作用，传动件与钢丝之间也铺有一层帆布，这样可以提高钢丝的寿命。

3钢丝

标准橡胶履带中，每根钢丝有39股，直径为1.2mm，抗拉强度极限为140公斤，共有40根钢丝均匀地平铺在传动件的两侧，主要是承受拉力，它对履带的强度与节距的拉长有直接的影响。

4橡胶体

橡胶体在履带中分布中间厚，两侧渐薄，可以使收割机转向灵活，减少积泥，橡胶体把传动件，钢丝，织物连在一起，同时橡胶体也具有减震缓冲等作用。

4.3橡胶履带规格的选择

设履带全长为L，履带接地长度为，履带板宽度为b，履带高度为，单位接地压力为q（Kg/），轨距为B，整机重量为G

1.07==1.04=1040mm（这里G以t为单位）

q=0.15（Kg/）

=2.5

B—轨距

根据已有参数，轨距B=800mm

===2.857且

则B=（578mm符合要求

b=（q=0.150.2Kg/）b=（271362）mm

表2部分橡胶履带适用参数

履带宽度b（mm）

接地比压（Kpa）

适用机重范围（Kg）

350

18

11001760

20

12551960

22

1347

接地比压q=18kpa=