机械毕业设计1108履带式联合收割机的行走装置设计.docx

1、机械毕业设计1108履带式联合收割机的行走装置设计本科毕业论文（设计）题目：联合收割机行走装置学院： 姓名： 学号： 专 业： 农业机械化及其自动化年级： 指导教师：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，具有接地床强小、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，跨田坝的能力，还需 要有良好的机动性能，对于南方的小m地來讲，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

2、动轮，从动轮大小，以及驱动轮轴的设计等。ABSTRACTCrawler walking of the combine haivester perfonnance detemiines its obvious advantages in the fannland homework, caterpillar large contact area for tlie increase in soft ground by perfonnance, at the same time prevent subsidence and slippage. Rubber tracks is a new type o

3、f nibber belt at the same time, the advantages of small ground pressure, big traction, and many other advantages, the main application in agricultural machinery Want to consider to consider in the design process of harvester cross ciitch ,across the ability of, you also need to have good maneuver pe

4、rfonnance, for the southeni small fields, requires the harvester has a smaller tiiniing radius, and turning perfonnance is better, this also is helpfill to improve the work efficiency of the unit. Is needed in design calculation lengtli of track, chiving wheel and chiven wheel size, as well as the d

5、esign of the chive shaft and so on.Key word : caterpillar ； Walking device ； haivester1绪论 1.1国内收获覷兄 1.2国外收获机的发展概况 22 跆收害躺亍走择的剥牛 22.1选择履希亍走般的理由 32.2歸的作用对履带设计的要求2.4选择履帯的材料2.5豁收割晰走装團勺颐 32.6”型水稻联合收害加亍走拓的牛寺点 4芜式行走装置的行走原理 43悬架的选用 3.1解的畴 53.2髒的作用 53.3 iW对蓉的要求 53.4辭的类型 53.5各禾徨架的牛寺点 53.6碟的选用 54橡麵带的tgtt与规格的选用

6、 64.1橡胶履带的特点 64.2橡胶履带的构造 64.3橡胶履带规格的选择 74.4 表示方法 105驱动轮的射 105.1驱动轮的的配置 105.2驱动轮节距的定义 105.3驱动轮相关参数的计算 115.4驱动轮其它轴的确定 125.5确定驱动溜措形状 135.6驱动轮的强度计算与校核 156制动器的设计 166.1制松类 166.2制动器的分类 166.3按结构型式分类 166.4制瞬的选用 166.5制动器性能的验算 187轴的耐 197.1轴的分类 197.2 验零件超方案 197.3计算各轴觥勺直径和长度 197.4轴的校核 21轮的设计22里轮的作用22228.2对支堇轮设计M

7、要求238.4支重轮的型式238.5支重轮个数的确定8.6 ：轮材料的选择9托轮的耐 249.1托轮的作用 249.2托轮的安装位置 2410导向轮的附 2410.1导向轮的彳乍用 2410.2如何选择导向轮 2511张紧装置的耐 2511.1张紧装置的作用 2511.2张紧装置的形式 2511.3张紧趣的调整 2711.4减磐簧的设计 2711.5弹簧的选择 2811.6验算弓单簧疲劳題及静安全系数 3012履常联合收害WlMtg的计算分析 3112.1收害卿勺受力 3112.2收害W行封寺性 3213 SB唏收害顺转向性能与分析 3313.1转向时联合收割机以及履带09运动情况 3413.

8、2转向时履带与土瞬目互彳乍用分析 35参考文献 38致谢 391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：联邦徳国的克拉 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

9、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H 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 己初具规模，联合收割机年产最也己达到6000台的水平。尽管其中有的机型是 国外四五十年代技术水半的老机型，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

10、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乂复杂的时期，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。经过儿年的努力，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

11、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，不仅产最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，而且产屋也大幅度提高。仅1997年全国年生产联合收割机 35105台，比1982年提高了儿倍。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乂一个崭新的阶段。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口本等地。欧美多为 全喂入脱粒，机型

12、大，生产率高，适合较大规模的生产条件：H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， 为将來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 前脫粒。如东北农业大学研制的气吸式割前脫粒联合收获机，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-1.3 4一农业机械 L-联合收割机B-半喂入1

13、. 3割副1. 3m2.1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：接地面积大，下陷深度小，对水m作业适 应性强拐弯灵便，拐弯半径小具有跨沟和跨田坡能力大;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觅要的意 义，要求必须有：工作可靠，坚固耐用行驶半稳性好具有良好的附着性 能重量轻脱土性能好，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

14、履带和橡胶履带。 由于橡胶履带价钱便宜，消耗于口身的行走阻力小，行走平稳性好，不破坏路 而，容易制造而且具有减馬功能。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：它不需耍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，这样可以减轻白身重帚:，另外采用履带式 可以增大与地面

15、相接触的面积，减小接地压力，使之下陷变浅，同时提髙了水 田作业中小型田地的跨沟跨顷能力，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帯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1 4LB1. 3型联合收割机的主要技术参数整机重量1130Kg生产率2.53.5

16、亩/小时割幅1.3m总损失率2.5%轨距800nmi接地压力0.18 公斤/cm?3悬架的选用3.1悬架的概念悬架是由支重轮轴起，包括支亘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，紧凑以便减轻重最。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

17、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，耍求机组重量轻，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传动件 2织物 3钢丝 4-橡胶体1传动件（铸钢件）履

18、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Z间也铺有一层帆布， 这样可以提高钢线的寿命。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，主耍是承受拉力，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，同吋橡

19、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Lo,履带板宽度为b,履带高度为ho，单位 接地压力为q (Kg/cm2),轨距为B,整机重量为GLo 1.07 VG= Vl?13=l.04=1040mm (这里 G 以 t 为单位)cf=0.150.2 (Kg/cm2)辱牛半=1318 眾2.54B-轨距 p-附着阻力系数(p = 1.2) % 滚动阻力系数(民=0.2)t0-履带节距卩一转向阻力系数(H = 0.7) D-驱动轮节圆直径根据已有参数，轨跖B=800mm2 9-/0) _2x 1.2-02 ) u 07WlJ B= (578-800) nun

20、符合要求b= (271362) mmLo =嘉 X荷(q=0.150.2 Kg/cm2 )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)350181100-1760201255-19602213472156接地比q=18kpa=0.18Kg/cm2 符合标准 q= (01502) Kg/cm2整机重量G=1130kg属于（1100-1760） kg范围内则选用宽度为350mm的履带宽度，即履带宽度b=350min农3 部分橡胶履带节距尺寸参数驱动形式履带节距s适用履带宽度轮齿型72, 84300-45090330-500t0 = (15-17.5) VG (

21、此公式 G 单位为 Kg)=(15-17.5) VT130 (87-101.5) mm根据表3的参数选节距为90mm符合要求,即履带节距t（）=90mmL=2Lo+yH-（扌 扌）to + AL=2X1040-h%0.55x904-40=2755mm取Z二13 （后面给出的齿轮数，经计算所得）节数K=欝=30.6取履带节数K=32节表4部分橡胶履带主要技术参数宽度*节距（mm）节数A型B型花纹型导轨类型250*7247 572482AflA2250*9635-382570BB1B2250*10935 384089CGBl260*10935-393084ABBl280*7245642578ALA

22、2300*5570-862986BlBl350*9030562476APA2350*10036 6045112AAA2350*10840464090 CGB1履带总长 L= toK=9O X32=2880mm=2.88m图3橡胶履带示意图4.4履带的表示方法履带的表示方法为H I I1CRT代表轮齿式橡胶履带选用履带规格为CRT350X90AX32030 （030表示最大适用机重为3000kg）5驱动轮的设计5.1驱动轮的的配置驱动轮有两种安装形式，即安装在前面成为前驱动；安装在后面成为后驱动。 根据实验样机类型为背负式，拖拉机动力在后面，则为后驱动形式。5.2驱动轮节距的定义对于轮齿式啮合传

23、动来说，驰动轮与传动件啮合时，其节【员上相邻两个啮合 点的弦长即为驱动轮的节距。驱动轮节距与履带节距相等时为正常啮合，驱动 轮节距与履带节距不等时为特种啮合。5.3驱动轮相关参数的计算驱动轮节圆直径计算公式。二召如一t-驱动轮节距 Z驱动轮齿数对于轮齿式啮合传动，驱动轮轮齿与传动件啮合时，其节圆上相邻两个啮合点的弦长即为驱动轮节距，则可以用图表示为/ / D/2180V7/ /图4驱动轮节距示意图ab履带节距to cd驱动轮节距t od驱动轮节圆半径根据比例关系得,_abXyob根据公式U abob= r丄802 sin 厶根据收割机的速度，驱动轮转速及履带的节距，估算驱动轮齿数，生产率为2.

24、5-3.5亩/小时，割幅为1.3m,3x667V=莎航m/s=0.43m/s则收割机的平均速度为043m/sZ（估算齿数）60x lOOOvntoZ估算齿数V收割机速度n与V对应驱动轮转速r/min设 n=25r/minT 60x1000x0.43 z =2Sx9O=11.5取驱动轮齿数z=13设橡胶履带厚度为30mm则 187.9 188nmi2 sin乙od=ob-bd=l 88-=173mm2 2驱动轮节tffit=0d=ab：d_9Oxi73_82mm83mmob 188取驱动轮节距t =83mm4.* OO则 D _聞= 345.8mm a 346nmi血 rrD在标准值(小型联合收

25、割机)(250mm420mm)之间取驱动轮节圆直径D=346mmD 346 r Coo3-84在标准取值（2.54）之间驱动轮一般用45号钢铸成，经过淬火后，轮齿表面硬度要达到HRC45505.4驱动轮其它参数的确定经计算驱动轮节圆直径D=346mm 齿数Z=13则 齿顶圆直径 damiK=D4-1.25to-dr =346+1.25X90-45=413mmdr履带节距的一般（dr本捋齿链中滚子链的滚子半径）齿顶圆直径daniin=D+ (1) t0-dr=346+ (1) X90-45=380mm由于da= (380413) mm取 da = 397mm分度圆弦高 d f=D - dr=34

26、6-45=301mmQ Oha max =(0.625吕)to-O.5dr=(0.625+嬰)X 90-0.5X 45=39.29mm 39mm13hamin =0.5 (t0 dr) =0.5X (90 45) = 22.5mm 23nmi由于= (2339) mm取 ha = 31mm最大齿跟距离Lq (奇数齿)二Deos罕dr=346cos鲁45a 299mm乙 丄s5.5确定驱动轮齿槽形状根据试验表明，齿槽形状在一定范伟I内变动对履带行走和传动不会有很大影响。图5驱动轮图图6 齿權形状简图齿侧圆弧半径Rremax (最小齿槽形状)=0.008dr (Z2+180)=0.008X 45

27、X (132+18O) =125.64mmremin (最大齿槽形状)=0.12dr (Z+2)=0.12X45X (13 +2) = 81mmre= (8125.64)mm定位圆弧半径筍rimax (最大齿槽形状)=0.505dr-H).069VcV=22.97inmFimin (最小齿槽形状)=0.505dr=22.73nun乌=(22.7322.97) nmi定位角aaniiK (最小齿槽形状)-140。号=140-=133.0813aniin (最大齿槽形状)=120 -爭=120 备=113.08a= (113.08-133.08)5.6驱动轮的强度计算与校核驱动轮轮齿须按最严重的匚

28、作情况进行计算，即按I档转弯时发动机全部功 率传给一侧履带时的切线牵引力计算，此时一侧履带相应的地而附着力P可以 认为近似于整个机重G,即P二G驱动轮轮齿的强度计算，通常按挤床强度和弯曲强度计算Pr a 1bt 0,1b齿长t 一轮齿节距 【0】 一许用挤压应力cinb=t -2rj=83-45.7=37.3nunPbf1130x9.837.3x83=3.58Mpa以45号钢经调质处理为例，轮齿与传动件相接触只有一边相互作用，则挤压应力相当于切应力【T】 则【兀】=155Mpap令=3.58Mpa 155Mpa （符合标准）按齿的弯曲强度计算，设载荷作用于齿顶，则Ph r、w -【。儿h齿高

29、w抗弯断面系数h=da-dy=397-301 =96mm以渗碳淬火钢为例，HRC=4550时，弯曲疲劳极限afmin=360Mpa根据公称尺寸（与花键类似）DXdX 1）=346X397X20 （20为齿厚估算）选 10260X 240 X 35 W=1360cm3善=0.78Mpa 360Mpa （符合标准）6制动器的设计6.1制动分类制动机分为电力制动和机械制动，机械制动装置叫制动器，此设计的联合收 割机采用机械制动。6.2制动器的分类1常闭式：通常靠弹簧或重力作用常处于制动状态，而机械设备需要运行时 松开（如卷扬机，起重机）。2常开式：常处于松闸状态，需制动时操纵制动器施加外力进入制动状态。此设计的联合收割机采用常开式。6.3按结构型式分类制动器按照结构型式分为摩擦式和非摩擦式，摩擦式有块式，蹄式，盘式和 带式。6.4制动器的选用履带式联合收割机制动器最常用的作用是帮助收割机转向，英制动力矩根据 无牵引负荷时工作做急剧回转确定，一般履带式联合收割机采用带式制动器， 在此选用单端拉紧带式制动器。经过查询选用的单端拉紧制动器制动鼓直径为190nmi包角270度 制动带宽度 为 40mm.单端拉紧式带式制动器图