整理机械设计制造毕业设计.docx
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整理机械设计制造毕业设计
机械设计制造毕业设计
任务书
摘要
第一章小型联合收割机稻穗传输装置设计
（一）概述
1小型联合收割机稻穗传输装置的组成
2小型联合收割机稻穗传输装置的基本要求
（二）小型联合收割机稻穗传输装置的结构设计
1链传动机构设计
2支承和导向机构设计
3执行机构设计
（三）小型联合收割机稻穗传输装置主要动力参数计算
1动力输入及链传动参数计算
2传动装置斜度等参数计算
第2章小型联合收割机搅拢焊接工装设计
（一）概述
1搅拢各部分的组成
2搅拢的作用及其基本要求
（二）小型联合收割机搅拢主要参数计算
1搅拢的转速参数计算
2稻穗轴向移动速度参数计算
（三）小型联合收割机搅拢焊接工装的结构设计
1收割机搅拢的动力部分设计……
2收割机搅拢支承机构设计……
3收割机搅拢焊接工装及机构设计…
第3章结论…
第4章致谢…
第5章参考文献…
第6章附录
重庆三峡学院
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目小型联合收割机稻穗传输装置及割台搅拢焊接工装设计
学生姓名陈超院系应用技术学院专业机械设计制造及自动化（数控）年级班别07级机械
指导教师钱利霞职称副教授下达任务日期2010年9月25日
主要研究内容、方法和要求
研究的内容：
1、小型联合收割机稻穗传输设计；
2、小型联合收割机割台搅拢焊接工装设计；
3、小型联合收割机割台搅拢焊接工件及传送装置装配图各1张；
4、零件图若干张；
5、翻译不少于3000汉字的相关专业英文资料；
6、完成毕业设计论文一份。
方法：
通过到企业考察、调研以及查阅资料完成相关内容。
要求：
1.满足技术参数及工作性能的要求；
2.满足强度、刚度、寿命以及经济性、安全性方面的要求；
3.设计结构紧凑合理；
4.设计应贯彻标准化；
5.设计中尽可能采用新的设计计算方法。
进度计划
准备阶段：
2010.9.20—10.30
论文调研、外文翻译、开题报告：
2010.11.1—11.13
总体方案设计，完成全部任务：
2010.11.14—12.28
完成所有任务，提交毕业设计：
2010.12.29—2011.1.9
准备答辩、材料提交阶段：
2011.1.10—1.17
主要参考文献
指导教师签字年月日
备注：
此任务书由指导教师填写，并于毕业设计（论文）开始前下达给学生。
小型联合收割机搅拢及传动装置焊接工装设计
陈超
重庆三峡学院应用技术学院机械设计制造及其自动化2007级
重庆万州404000
摘要中国是一个农业大国，粮食产量居世界首位。
但是农村的农业生产率低下，是因为一些大型的农机不能够引进，大大的减少了农业生产效率。
为此，许多的人都开始着手研究小型联合收割机的发明，在19世纪后期，小型联合收割机使收割与脱粒机集合在一起，该水稻联合收割机可一次性完成收割、脱粒、筛选、分离和装袋作业。
该机体积小、重量轻，操作灵活，通过性与适应性好，较好地解决了大、中型收割机在丘陵、山区和水田难以收割的难题，在南方双季稻区、泥脚深度不大于２０厘米的稻田中均能正常收割水稻。
该机采用全喂入、轴流式滚筒脱粒机构收割，确保脱粒干净、破碎率低，分离性能好。
关键字：
收割机收割脱粒分离
AbstractChinaisamajoragriculturalandfoodproductionintheworld.However,lowagriculturalproductivityinruralareas,becausesomelarge-scaleagriculturalmachinerycannotbeintroduced,greatlyreducingtheefficiencyofagriculturalproduction.Forthisreason,manypeoplehavestartedtocombinetheinventioninsmall,inthelate19thcentury,small-scaleharvestingandthreshingcombinetogethertomakethericecombineharvestercancompleteharvesting,threshing,screening,separationandbaggingoperations.Machinesize,lightweight,flexibleoperation,goodpassingabilityandadaptability,cansolvethelargeandmedium-sizedharvestersinthehilly,mountainousanddifficulttoharvestpaddyfieldproblem,doublecroppinginthesouth,notthedepthofmudfeetgreaterthan20cmcannormallyharvestedricepaddyfields.Themachineusesthewholefeed,axialflowthreshingdrumbodyharvesting,threshingensureaclean,lowfragmentation,separationperformance
Keywords:
harvesterharvestingthreshingandseparating
第一章小型联合收割机稻穗传输装置设计
（一）概述
1小型联合收割机的稻穗传输装置的组成
随着自动化程度的不断提高，输送设备得到了广泛的应用。
输送设备按主要工作部件的类型可分为：
链条输送设备、皮带输送设备、气运输送设备、螺旋输送设备等。
在所有的这些输送设备中，链条输送设备品种规格繁多，应用最为广泛。
现在，在一些自动化程度较高和工作环境比较恶劣的企业，以链条为主要工作部件的输送设备已经占设备总数的绝大部分。
本章课题研究的是水稻收割机的稻穗传输装置，把稻穗用链条传输装置从割台到脱粒装置中进行脱粒加工。
图1链条实物图2链传动简图
滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。
销轴3与外链板2、套筒4与内链板1分别用过盈配合联接。
而销轴3与套筒4、滚子5与套筒4之间则为间隙配合，所以，当
链条与链轮轮齿啮合时，滚子与轮齿间基本上为滚动摩擦。
套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。
链板一般做成8字形，以使各截面接近等强度，并减轻重量和运动时的惯性。
2小型联合收割机稻穗传输装置的基本要求
在传输装置中，由于外壳的倾角与输送器生产率有很大的关系，随着倾角增大而降低，但是倾角太大使稻穗不能输送易堵塞通道。
（二）小型联合收割机稻穗传输装置的结构设计
1链传动机构设计
1.1链条的分类
链条可分为短节距精密滚子链，重载传动用弯板滚子链，水泥机械用链，板式链。
高强度链条索具系列，专业用于工程配套，制造业配套，生产线配套和特殊环境配套使用。
链条按照不同的用途和功能分：
传动链，主要用于传递动力的链条；输送链，主要用于输送物料的链条；曳引链，主要用于拉曳和起重的链条；专用特殊链，主要用于专用机械装置上的、具有特殊功能和结构的链条。
1.2链条的特点
滚子链与带传动、齿轮传动相比，链传动的主要特点是：
没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，传动效率较高（封闭式链传动传动效率=0.95~0.98）;链条不需要像带那样张的很紧，所以压轴力较小；传递功率大，过载能力强；能在低速重载下较好工作；能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。
但链传动也有一些缺点：
瞬时链速和瞬时传动比不为常数，工作中有冲击和噪声，磨损后易发生跳齿，不宜在载荷变化很大和急速反向和传动中应用。
2传输装置中驱动装置
链条输送设备一般运行速度不高，但传动扭矩大、传动功率大。
因此，驱动装置通常由电机减速机组组成。
通过驱动装置使输送设备驱动轴转动而实现输送链条的运行及物体的输送。
驱动轴的支撑一般都采用双列调心球轴承座。
因为调心球轴承座有自动调心的作用，当两支承有一定量的同轴度误差时能保证输送机正常工作，且双列轴承保证它有足够的承载能力。
主轴和链轮的联接采用键联接。
驱动装置同时还一定要设置安全保护装置，安全保护装置的传统形式是安全销，过载时安全销断裂，但它的回复耗时费力，目前比较先进的安全保护装置是设置一个弹性底座并配备电器行程开关，电器行程开关器作用而使主电机及时失电，当故障排除后，它能自动复位。
当设备总长较长，负荷较大，采用一个驱动装置驱动会使链条拉力过大时，可在设备的中间处设置一个辅助驱动装置，将两个驱动装置用液力耦合器联接，当负荷超出主驱动装置的容量是，辅助驱动装置启动，当负荷在主驱动装置的容量范围内时，辅驱动装置自动停止，由于电机特性的差异，不能保证转速完全相同，一定不要涉及成两个驱动装置长期同时工作，以免两驱动装置的输出转速不同而使链条产生附加拉力（如长距离输送机的驱动装置）。
3传输装置中主体部分设计
机架通常采用型钢焊接而成。
链式输送装置以链条作为主要工作部件，链条式承载主体，而链条式柔性结构件，因而承载部分的链条一定要用支承轨道对其支承，以使链条作为刚性结构承载；当结构上有下垂链条松边时，由于链条自重较大，为了减少松边张力，提高链条使用寿命和减小驱动装置的动力容量，容身为避免运行过程中链条与机架发生干涉，松边也一定要设计张紧机构。
由于链传动有多边形效应，当结构上需逐级采用链条传动时，级与级间的链轮齿数应当相同，使他们之间的传动比为1，以免出现爬行现象。
当设备是由两台结构形式大致相同的设备组合而成时，两设备应各采用驱动装置驱动，不要将两设备用一台驱动装置驱动，一面因链条的多边形效应，使设备运行出现明显的爬行现象。
为满足不同的生产节拍，输送设备的运行方式可时间成同步式和非同步式。
同步式就是指输送设备在一定的速度范围内，以某一速度按固定的节拍运行；而非同步式是指输送设备上的物体能按要求，在输送线上实现截、复位。
无论什么结构形式，设计要合理、可靠、能满足产品装配的工艺要求。
4传输装置张紧装置设计
链式输送装置均采用链条作为承载主体，由于链条的允许长度误差较大，在使用的过程中因链条的磨损也会使链条节距伸长。
因此，链条输送设备一定要设计张紧装置的张紧行程与工作链条节距及输送线长度有关，张紧量的时间原则是能满足链长允差及允许链条磨损伸长两节链长长度，以保证链条磨损正常后拆除两节链条，输送机能正常工作，以增长它的使用寿命。
张紧装置的结构有螺旋选张紧结构、弹簧张紧机构及重锤张紧机构等形式。
由于链式输送设备的链条拉力较大，在采用螺旋张紧结构时，一定要注意使张紧螺杆承受压印力，而不承受拉应力，以满足其强度和刚度的要求，特别当张紧机构的轴支承座为铸铁件时更应如此。
其轴的支承一般采用带滑动座的双列调心球轴承，选用这种结构的轴承座，一是它能在张紧轨道上移动，以满足张紧的要求，同时调心轴承能保证当两支承有一定量同轴度误差时输送机能正常工作。
当输送装置采用双链条或两条以上结构时，由于各链条长度不可能一样厂，从动轴上的链轮与轴的结合一定不呢鞥采用键联接，而应使链轮在轴上游动，以减少链条所受的附加拉力。
（3）小型联合收割机稻穗传输装置主要动力参数计算
1链式输送部件参数计算
1.1链传动的使用范围是：
传动功率为1000KW以下，效率0.92~0.96之间，传动比i不超过7，传动速度一般小于15m/s。
滚子链是标准件，其主要参数是：
链节距P，它是指链条上相邻两销轴中心间的距离。
GB1243.1-83规定滚子链分A、B两个系列。
表中的链号数乘以25.4/即为节距值，表中的链号与相应的国际标准一致。
滚子链的标记方法为：
连号-排数-链节数-标准编号。
例如16A-1×80GB1243-1997,即为按本标准制造的A系列、节距为25.4mm、单排、80节的滚子链。
链条除了接头和链节外，各链节都是不分离的。
链的长度用链节数表示，为了使链条连成环形时，正好是外链板与内链板相连接，所以链节数最好为偶数。
表1滚子链的规格及主要参数（摘自GB1243-1997）
链号
节距p/mm
排距p1/mm
滚子外径d1/mm
内链节链宽b1/mm
销轴直径
d2/mm
内链板高度h2/m
极限拉伸载荷
（单排）Q/N
每米质量（单排）q/（kg/m）
05B
8.00
5.64
5.00
3.00
2.31
7.11
4400
0.18
06B
9.525
10.24
6.35
5.72
3.28
8.26
8900
0.40
08A
12.70
14.38
7.95
7.78
3.96
12.07
13800
0.60
08B
12.70
13.92
8.51
7.75
4.45
11.81
17800
0.70
10A
15.875
18.11
10.16
9.40
5.08
15.09
31800
1.00
12A
19.05
22.78
11.91
12.57
5.94
18.08
31100
1.50
3.意愿调查评估法
另外,环境影响评价三个层次的意义，环境影响评价的资质管理、分类管理，建设项目环境影响评价的内容，规划环境影响评价文件的内容，环境价值的衡量还可能是将来考试的重点。
3.建设项目环境影响评价文件的审查要求
（6）生态保护措施能否有效预防和控制生态破坏。
2.规划环境影响评价的内容16A
25.40
3.规划环境影响报告书的审查效力29.29
15.88
（二）安全评价的基本原则15.75
7.92
24.13
55600
另外,环境影响评价三个层次的意义，环境影响评价的资质管理、分类管理，建设项目环境影响评价的内容，规划环境影响评价文件的内容，环境价值的衡量还可能是将来考试的重点。
2.60
20A
（一）建设项目环境影响评价的分类管理31.75
35.76
2.规划环境影响报告书的审查内容19.05
18.90
9.53
30.18
87600
3.80
24A
38.10
45.44
22.23
25.22
11.10
36.20
124600
5.60
28A
44.45
48.87
15.40
25.22
12.70
42.24
169000
7.50
32A
50.80
58.55
28.58
31.55
14.27
48.26
222400
10.10
40A
63350
71.55
39.68
37.85
19.24
60.33
347000
16.10
48A
76.20
87.93
47.63
47.35
23.80
72.39
500400
22.60
图3滚子链的接头的形式
注：
极限拉伸载荷也可用kgf表示，取1kgf=9.8N；
过渡链节的极限拉伸载荷按0.8Q计算。
把一根以上的单列链并列、用厂销轴联接起来的链称为多排链，链的排数越多，承载能力越高，但链的制造与安装精度要求也越高，而且越难使各排链的受力均匀，将大大降低多排链的使用寿命，故排数不宜超过4排。
当传动功率较大时，可采用两根或者两根以上的双排或三排链。
为了形成链节首尾相接的唤醒链条，要用接头加以连接。
链接头的形式如图3。
当链节的节数为偶数时采用连接链节，其形状与链节相同，接头处用钢丝锁销或弹簧卡片等止锁件将销轴与连接链板固定；当链节数为奇数时，则必须加一个过渡链节。
过渡链节的链板在工作时受附加弯矩，故应尽量避免采用奇数链节。
根据链条的选择原则，我们选择08A-1-86GB/T1243-1997,A系列、节距为12.70mm、单排、86节的滚子链。
如图4所示
图408A-1-86GB/T1243-1997滚子链
1.2链刮板式输送装置
图5刮板形状及尺寸
该收割机的输送装置采用的是倾斜输送器，由倾斜室、链板式输送器，上主动轴和下主动轴组成。
输送器的移动速度为0.16m/s。
输送器是由三角皮带传动装置驱动。
三角皮带传动装置由脱粒器左侧主中间皮带传动轴带动。
安全摩擦离合器装在输送器上轴左端，将该离合器的扭矩调整成10公斤·米。
输送器过松时，取下过渡链节，缩短输送器链。
如果输送链还松时，则应从每条链上取下一对链节，然后装上过渡链节。
每条输送链的长度应一致，其长度差不允许大于8.5毫米，不允许输送器刮板的铆钉松动。
刮板输送器的常用速度：
输送谷粒1~2m/s，果穗0.4~1.3m/s，块根0.3~0.5m/s,粉料0.5~1m/s。
刮板输送器的输送刮板可由模板、可锻铸铁、钢板或橡胶板制成，形状大多为长方形或梯型，尺寸根据输送物料和生产率而定，高度约为宽度B的1/4~1/2。
刮板间隔应大于物料尺寸，约为（3~6）h。
图5级表2为农机上常用的刮板形式及尺寸。
表2农机常用刮板尺寸
输送谷粒及稻穗混合物
输送玉米穗等
输送青稞饲料等
B
h
B
h
B
h
120
30、40、50、60；
280
70、80、100、140；
300
75、120、150；
130
40、50、60、70；
300
75、120、150；
340
100、120、150、175；
140
40、50、60、70、80；
400
100、120、150、180、200；
150
50、60、70、80；
由于生产设计与实际相结合需要：
将刮板B=150mmh=23mm，厚度为3mm
1.3刮板输送器的生产率
刮板输送器的生产率与输送器的倾角有密切的关系，随着倾角增大而降低可以按照下面公式计算：
Q=3600B·h·V·γ·ψ·K；吨/小时
式中
B刮板的宽度（米）；
h刮板的高度（米）；
V刮板的速度（米/秒）；
ψ充满系数，输送谷粒和杂余时取0.6~0.8；
K倾斜系数（见表3）
表3倾斜系数K
倾角
10°
20°
30°
45
60°
75°
90°
K
0.85
0.65
0.5
0.4
0.3
0.25
0.15
倾角取10°
γ料的容量（吨/米
）
表4几种常用物料的容量（吨/米
）
物料
容重
物料
容重
物料
容重
水稻籽粒
0.4~0.55
玉米籽粒
0.68~0.77
谷子籽粒
0.60~0.70
脱后稻秸
≈0.015
去皮果穗
0.45
花生籽粒
0.50~0.63
小麦籽粒
≈0.77
大麦籽粒
0.60~0.70
大豆籽粒
0.70~0.77
颖壳
0.15~0.20
荞麦籽粒
≈0.60
豌豆籽粒
≈0.77
散堆麦秸
0.03~0.06
高粱籽粒
0.70~0.76
蚕豆籽粒
0.67~0.8
其中稻穗的料容量取γ=0.3吨/米
Q=3600B·h·V·γ·ψ·K=3600*0.15*0.023*0.16*0.3*0.01*0.85
=0.005t/s
1.4刮板输送器的功率消耗计算
刮板输送器消耗的功率由下列公式计算：
N=
（LW+H）马力
其中
Q生产率（吨/小时）；
L输送器的水平投影长度（米）；
H输送器的垂直高度（米）；
W运动阻力系数，按表5；
表5阻力系数W的值
链条
生产率（吨/小时）
4.5
9.0
18
27
36
套筒滚子链
2.25
1.7
1.3
1.1
1.05
钩型链
4.2
3.0
2.25
1.9
1.6
L=500*cos10°=492.4
H=500*sin10°=86.82
阻力系数取W=2.25
N=
（LW+H）=
（492.4*2.25+86.82）
=0.022马力=0.0162kw
2滚子链轮的设计及参数计算
2.1链轮的齿形
链传动属于非共轭啮合传动，链轮齿形有较大的灵活性，主要考虑便于加工、不易脱链、保证链节能平稳自如地进入啮合和退出啮合以及尽量减少啮合时与链节的冲击。
GB/T1243---1997仅仅规定了最大和最小的齿槽形状及其极限参数，见图6及表6。
实际齿槽形状在两个极限齿槽形状间均可用。
链轮轮齿用相应的标准刀具加工，故链轮断面齿形不必在工作图上画出，只要在图上标明“齿形按GB/1243---1997规定制造”即可。
而链轮轮齿的轴面齿廓则应在工作图画出，轴面齿廓形状见图7，几何尺寸计算查设计手册。
表6滚子链链轮齿槽主要参数及计算公式
齿
槽
形
状
名称
符号
计算公式
最大齿槽形状
最小齿槽形状
齿面圆弧半径
re
remax=0.008d1（z2+180）
remin=0.12d1（z+2）
齿沟圆弧半径
ri
rimax=0.505d1+0.069d11/3
ri=0.505d1
齿沟角
α
αmax=120°—90°/z
αmin=140°—90°/z
图6滚子链链轮断面齿形
图7滚子链链轮轮齿的轴面齿廓
2.2链轮的基本参数和尺寸计算
链轮的基本参数和主要尺寸见表7。
2.3链轮的结构
链轮的结构如图8所示，有整体式、腹板式或孔板式以及装配式。
直径较小的链轮制成整体式（图8a）；大、中直径的链轮可以铸造成腹板式或孔板式（图8b）；除此之外，由于链轮主要失效形式是链齿的磨损，所以可采用装配式齿圈结构，便于齿圈磨损后更换，齿圈与轮毂可用焊接连接或螺栓连接（图8c）。
表7滚子链链轮的基本参数和主要尺寸（摘自GB/T1243-1997）mm
名称
符号
计算公式及说明
基本
参数
链轮齿数
z
查表8
链节距
p
与配用链条相同
配用的链条的滚子外径
d1
查表1
排距
pt
与配用链条相同
主要
尺寸
分度圆直径
d
齿顶圆直径
da
齿根圆直径
df
df=d-d1
分度圆弦齿高（节距多边形以上的齿高），见图6
ha
齿侧凸缘（或排间槽）直径
dg
dg<=pcot（180°/z）-1.04h2-0.76mm
H2内链板高度，见表1
注意：
dg值需圆整，，其他尺寸精确到0.01mm
a）整体式小链轮b）孔板式链轮c）螺栓连接齿圈链轮
图8链轮结构
2.4链和链轮的材料
链条的各个零件由碳钢或合金钢制造，并经热处理以提高强度和耐磨性。
链轮材料应保证足够的强度和耐磨性。
在相同的工作时间内，小链轮轮齿比大链轮轮齿的啮合次数要多，所以对小链轮的材料性能要求应高一些。
常用链轮材料、热处理、齿面硬度及应用范围见表8。
表8链轮材料、热处理
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