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摘 要
花生聯(lián)合收割機(jī)是一種能夠同時(shí)完成花生的分扶蔓條，起耕、蔬果、碎土、輸藤、精選、輸果、收集等作業(yè)并獲得比較清潔花生果實(shí)的機(jī)械。一般由撿拾器、螺旋進(jìn)料器、割刀、篩子、清理風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸、傳動(dòng)、行走裝置、糧箱和操縱機(jī)構(gòu)等組成?；ㄉ?lián)合收割機(jī)應(yīng)該滿足如下農(nóng)業(yè)技術(shù)要求：整機(jī)的總損失一般不得超過谷?？偸斋@量的3%；谷粒清洗后的清潔率應(yīng)高于96%以上；莢果破損率小于1%-2%。
齒輪箱是花生聯(lián)合收割機(jī)的傳動(dòng)部件，它的作用是將手扶拖拉機(jī)柴油機(jī)的動(dòng)力變向輸送到莢藤器和水平輸送到篩子，而莢藤器和篩子分別起到輸送果蔓，清選莢果的作用，所以齒輪箱對(duì)分離和清選工作有很大的影響。
影響齒輪箱結(jié)構(gòu)的三個(gè)最主要因素是：
（1） 機(jī)械設(shè)備的空間布置；
（2） 所需的輸入和輸出軸之間的傳動(dòng)比；
（3） 轉(zhuǎn)矩（功率和轉(zhuǎn)速的組合）
掛接機(jī)構(gòu)是將東風(fēng)-12手扶拖拉機(jī)和花生聯(lián)合收割機(jī)相連接的部件，它起到了紐帶作用，從而實(shí)現(xiàn)了花生聯(lián)合收割機(jī)與手扶拖拉機(jī)的同步行走，保證了聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)的順利完成。
鏟高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)挖掘鏟高度的裝置，它的主要組成部件有：固定板、卡盤、閘把桿、卡銷、彈簧、卡銷拉桿、捏手、把手等。鏟高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求為：捏手可移動(dòng)距離為大于20mm，閘把桿可挑范圍為75°?？ㄤN拉桿的調(diào)節(jié)是通過捏手來完成的。首先，操作者通過把手和捏手來拉動(dòng)卡銷拉桿，壓縮彈簧，從而拉動(dòng)與卡銷拉桿相連的拉桿。拉桿被拉到卡盤卡槽外后，閘把桿便可以任意調(diào)節(jié)其傾角，以達(dá)到預(yù)期角度。達(dá)到預(yù)期角度后，松開捏手，彈簧復(fù)位，從而拉回卡銷拉桿，卡銷進(jìn)入預(yù)定卡槽，對(duì)閘把桿的調(diào)節(jié)工作便完成了。
關(guān)鍵詞：花生；花生聯(lián)合收獲機(jī)；齒輪箱；掛接機(jī)構(gòu)；鏟高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
ABSTRACT
The peanut combine is one kind can simultaneously complete peanut the minute to hold the vine strip、gets up ploughs、comb the fruit、thegarrulous earth、loses the cane、fruit、collection work and so on selects,loses and obtains the quite clean peanut fruit the machinery. Generally by picks ascending, the screw feeder、the cutter、screen、cleans up the air blower、the transportation、the transmission、walks the installment, the grain box, and the control mechanism and so on is composed. The peanut combine should satisfy the following agricultural technology request: The entire machine total losses generally do not have to surpass the kernel total harvest yield 3%; pure choose of sweep a rate should be above 96% in height; Pod fruit damaging rate is smaller than 1%-2%.
The gear box is the peanut combine transmission part, its role is changes the walking tractor diesel engine power to transports to clamps the rattan ware and the level transports screen, but clamps the rattan ware and screen separately plays the transportation fruit vine, clear chooses the pod fruit the function, therefore said the gear box to separates with clear chooses the work to have the very tremendous influence.
The influence gear box structure three most primary factors are :
(1) mechanical device spatial arrangement;
(2) ransmission between the input and output shaft ratio
(3) torque (power and speed combination)
Hitch mechanism is will the east wind-12 and walking tractor and combine peanuts connected components, it had bond effect, thus fulfilling the peanuts combined harvesters and walking tractor synchronous walk, ensure the united harvest machine work successfully completed.
Shovel high adjusting mechanism is to adjust the height of the device digging shovel, its main components are: fixed board, chuck, brake stem, card pin, spring, card pin bars, knead hand, handles, etc. Shovel high adjusting mechanism of technical requirements for: pinch hand can move distance to more than 20 mm, brake rod can pick the scope for 75 °. Card pin bars of control is through the pinch hand to finish. First of all, the operator through his hands and knead hand to drive the card pin bars, compression spring, and pull the lever and card pin connected rods. Bars is pulled to chuck the card slot, brake and the rod can adjust arbitrarily the dip Angle, is expected to reach Angle. To achieve the expected after Angle, loosen knead hand, spring return, and back to the card pin bars, card pin into the reservation card slot, the adjustment of the stem of the work is complete.
Key word: Peanuts; Peanuts united harvest machine; Gear box; Hitch mechanism; Shovel high adjusting mechanism
目 錄
第一章 花生收獲機(jī)械的概況 ………………………………………1
1.1花生的生長(zhǎng)形態(tài)及收獲要求 …………………………………………… 1
1.2國(guó)內(nèi)外花生收獲的概況 ……………………………………………………1
1.3花生收獲機(jī)械的發(fā)展展望……………………………………………………2
第二章 超精型聯(lián)合收獲機(jī)簡(jiǎn)介 …………………………………… 3
2.1機(jī)具功能 …………………………………………………………… 3
2.2機(jī)具工作過程及特點(diǎn)……………………………………………………… 3
2.3機(jī)具的主要技術(shù)指標(biāo)……………………………………………………… 3
第三章 配套動(dòng)力及效率………………………………………………4
3.1配套動(dòng)力選擇……………………………………………………………… 4
3.2花生收獲機(jī)的工作效率…………………………………………………… 4
第四章 齒輪箱的設(shè)計(jì)…………………………………………………5
4.1齒輪箱中工作軸轉(zhuǎn)速的確定……………………………………………… 5
4.2齒輪的設(shè)計(jì)
（1） 直齒輪的設(shè)計(jì)……………………………………………………………5
（2） 錐齒輪的設(shè)計(jì)……………………………………………………………10
4.3主要工作軸的校核…………………………………………………………13
第五章 掛接裝置與鏟高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………… 15
結(jié)束語 …………………………………………………………… 16
致謝 ……………………………………………………………… 17
附錄：參考文獻(xiàn) …………………………………………………… 18
序 言
花生是世界上廣泛栽培的主要油料作物，同時(shí)也是主要的創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一。在世界油料生產(chǎn)和國(guó)際貿(mào)易中僅次于大豆居于第二位。我國(guó)作為花生的主要產(chǎn)地，2006年花生播種面積500萬km2，總產(chǎn)147.5億kg，單產(chǎn)393.4kg。近幾年，隨著花生種植面積、產(chǎn)量在不斷增加，花生生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展就顯得尤為重要。
但是國(guó)內(nèi)對(duì)花生聯(lián)合收獲機(jī)的研究比較晚，技術(shù)還有待于完善，現(xiàn)有機(jī)械并不能很好的滿足中國(guó)目前對(duì)于花生機(jī)械的需求。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是借鑒4HL-150型花生聯(lián)合收獲機(jī)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，并已經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用化為目標(biāo)對(duì)花生收獲機(jī)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，重點(diǎn)從事齒輪箱的設(shè)計(jì)。
第一章 花生收獲機(jī)的概述
1.1花生的生長(zhǎng)形態(tài)及收獲要求
花生是世界上廣泛栽培的主要油料作物，同時(shí)也是主要的創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一。在世界油料生產(chǎn)和國(guó)際貿(mào)易中僅次于大豆居于第二位。我國(guó)作為花生的主要產(chǎn)地，2006年花生播種面積500萬km2，總產(chǎn)147.5億kg，單產(chǎn)393.4kg。近幾年，隨著花生種植面積、產(chǎn)量在不斷增加，花生生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展就顯得尤為重要。
花生收獲的過程包括挖掘花生、分離泥土、鋪條曬晾、撿拾摘果和分離清選等作業(yè)?；ㄉ氖斋@經(jīng)歷了手拔、镢刨、犁耕和機(jī)械收獲四個(gè)階段?；ㄉ?lián)合收獲機(jī)可以一次完成挖掘、抖土、摘果、分離、清選等作業(yè)工程。發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是美國(guó)，花生種植以蔓生型為主。花生除莖以外的分枝，都鋪在地上，生長(zhǎng)期長(zhǎng)，一般為一年一收，其收獲形式為典型的倆段式收獲—先用花生挖掘機(jī)將花生挖掘、除土并鋪于田間，待花生晾干后，再用帶撿拾器的花生聯(lián)合收獲機(jī)撿拾摘果。國(guó)外花生聯(lián)合收獲機(jī)的研究起步較早，尤其在倆段收獲方式的研究技術(shù)方面比較成熟。
1. 2國(guó)內(nèi)外花生收獲的概況
由于種植農(nóng)藝的不同，我國(guó)大部分地區(qū)實(shí)行分段式收獲或者聯(lián)合收獲。我國(guó)花生收獲機(jī)械的研制和生產(chǎn)單位主要集中在山東、江蘇、河南、河北等地區(qū)。萊陽農(nóng)學(xué)院等單位研制了4H-2型花生收獲機(jī)，該機(jī)突破了以往機(jī)型挖掘鏟與分離鏈相配合的傳統(tǒng)工作方式，創(chuàng)建擺動(dòng)挖掘原理，將挖掘于除土分離倆大機(jī)構(gòu)融合為一體；收獲部件利用反平行四邊形機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了倆工作部件的等角度、反方向擺動(dòng)，使機(jī)架承受的側(cè)向力相互平行，機(jī)組工作平穩(wěn)；收獲部件擺動(dòng)前進(jìn)，工作阻力小。山東雙力集團(tuán)也研發(fā)了4HD-1型花生聯(lián)合收獲機(jī)，可一次完成挖掘、分離、摘果、清選、集果等作業(yè)。江蘇大學(xué)與連云港天元農(nóng)機(jī)研究所共同研制開發(fā)的4HL-150型花生聯(lián)合收獲機(jī)，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和一機(jī)多用為目標(biāo)，并已通過中試，進(jìn)入生產(chǎn)性考核階段。農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所和開封茂盛糧食機(jī)械有限公司綜合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)，結(jié)合我國(guó)花生主要生產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)農(nóng)藝，正著力于研制履帶自走式花生聯(lián)合收獲機(jī)，旨在開發(fā)滿足我國(guó)花生生產(chǎn)的聯(lián)合收獲機(jī)械，力圖改變我國(guó)花生聯(lián)合收獲技術(shù)相對(duì)落后的局面。總體來說，大陸對(duì)花生聯(lián)合收獲機(jī)的研究相對(duì)比較晚，技術(shù)還有待完善，我們期待大陸可以自主研發(fā)的更能滿足生產(chǎn)要求的花生聯(lián)合收獲機(jī)不斷涌現(xiàn)。
臺(tái)灣地區(qū)的花生生產(chǎn)作業(yè)已實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化。從整地、作畦、播種至收獲及此后的調(diào)理，均已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。結(jié)合本土花生生產(chǎn)農(nóng)藝，臺(tái)灣大地菱農(nóng)業(yè)機(jī)械股份有限公司等企業(yè)研制生產(chǎn)了TBH23252型自走式花生聯(lián)合收獲機(jī)，該機(jī)采用履帶式行走裝置，可一次完成挖掘、抖土、摘果、分離、清選等作業(yè)過程。其工作原理是：挖掘時(shí)，植株同時(shí)受到分禾器和扶起鏈上撥指的作用，將花生莖柱梳理扶起，在行走機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下花生被挖掘鏟挖出，然后進(jìn)入夾持鏈，在輸送過程中，由拍土器撥動(dòng)植株，去除根上的泥土。摘果滾筒對(duì)花生進(jìn)行摘果，實(shí)現(xiàn)了果莖分離。分離后的花生果再經(jīng)篩選和風(fēng)選，最后被運(yùn)輸至儲(chǔ)果箱，花生莖蔓排出機(jī)外。臺(tái)灣產(chǎn)花生聯(lián)合收獲機(jī)脫果率一般達(dá)99%，破碎率小于2.5%，適用于鮮株摘果。山東、河南等省已引進(jìn)臺(tái)灣產(chǎn)花生聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，取得了一些效果，并在一定程度上推動(dòng)了全國(guó)花生收獲機(jī)械化的發(fā)展。
1.3花生收獲機(jī)械的發(fā)展展望
在世界范圍內(nèi)，隨著生物技術(shù)、花生生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，花生的種植面積和產(chǎn)量會(huì)不斷增加。國(guó)外的花生收獲機(jī)正依照本國(guó)的種植特點(diǎn)向大型化、機(jī)電一體化、智能化、更可靠、更安全的發(fā)展方向。其中花生聯(lián)合收獲機(jī)的制造和應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)完善。發(fā)展機(jī)械生產(chǎn)機(jī)械化，對(duì)于解放農(nóng)村勞動(dòng)力，發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，特別對(duì)推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)高效創(chuàng)匯農(nóng)業(yè)的發(fā)展有十分重要的意義。在我國(guó)加入WTO、西部大開發(fā)、農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整穩(wěn)步推進(jìn)的形式下，花生收獲機(jī)械必將進(jìn)入一個(gè)發(fā)展的新時(shí)期。我國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用和花生收獲機(jī)械的市場(chǎng)前景看好，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于花生機(jī)械的整體需求較大。從我國(guó)花生收獲的實(shí)際情況出發(fā)以滿足我國(guó)現(xiàn)階段廣大花生種植用戶的迫切需求。我國(guó)發(fā)展花生收獲機(jī)械應(yīng)堅(jiān)持自主研制開發(fā)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)裝備相結(jié)合的方針，建立健全以企業(yè)為中心，產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，加強(qiáng)花生收獲機(jī)械裝備的技術(shù)創(chuàng)新能力。結(jié)合我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，重點(diǎn)研制和推廣花生聯(lián)合收獲機(jī)械，并通過逐步完善和提高，推動(dòng)我國(guó)花生收獲機(jī)械化從分段收獲逐步走向聯(lián)合收獲。還要加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)制造工藝，設(shè)計(jì)可靠性和適應(yīng)性。根據(jù)不同的地區(qū)土壤性質(zhì)、工作環(huán)境及種植農(nóng)藝，設(shè)計(jì)可調(diào)性大、適應(yīng)性強(qiáng)的挖掘、輸送、除土、摘果和清選裝置，優(yōu)化機(jī)器結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的實(shí)用性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性；不斷改造制造工藝，提高技術(shù)水平，提高零部件的工作可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。
我們相信，在農(nóng)村解放勞動(dòng)力的迫切需求的刺激下，農(nóng)用機(jī)械必會(huì)取得長(zhǎng)足的發(fā)展；而在機(jī)械化的推動(dòng)下，我國(guó)的農(nóng)業(yè)也會(huì)呈現(xiàn)一幅蒸蒸日上的美好景象。
第二章 超精型花生聯(lián)合收獲機(jī)簡(jiǎn)介
2.1機(jī)具功能
本機(jī)具進(jìn)行時(shí)行作業(yè)時(shí)，可將全株花生的蔓、果、土三者同步起耕，并實(shí)現(xiàn)對(duì)蔓、果、土的一次性分離，并能保證滿足花生的機(jī)械收獲要求，一次性完成花生的聯(lián)合收獲作業(yè)。
2.2機(jī)具工作過程及特點(diǎn)
本機(jī)具的工作過程可分為下述四個(gè)基本作業(yè)單元：（1）分扶蔓條；（2）起耕；（3）梳果，碎土，輸藤；（4）精選，輸果，收藏。
本機(jī)具的特點(diǎn)如下：
本機(jī)具根據(jù)花生生長(zhǎng)的特點(diǎn)，及收獲的農(nóng)藝要求，巧妙的設(shè)計(jì)出關(guān)鍵工作部件使得機(jī)具具有結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，分離徹底等特點(diǎn)，采用多面型粉碎齒，第一道粉碎就能破碎70%以上的泥土摘果刀片用于藤果分離，并由輸送鏈將藤輸向后面并拋出。分離后的果子進(jìn)一步清選后落入果箱，收獲后的果子可直接上場(chǎng)
2.3 機(jī)具的主要技術(shù)指標(biāo)
本機(jī)具的技術(shù)指標(biāo)可主要分為下述三個(gè)方面:
(1) 配套動(dòng)力
本機(jī)具所需的動(dòng)力由東風(fēng)-12馬力手扶拖拉機(jī)的柴油機(jī)提供。
（2）效率
與人工收獲相比，工效提高2倍以上；收獲后的清潔度不小于98%，莢果破碎率小于2%，損失率小于2%。
（3）選定范圍
適用于沙土、壤土、丘陵、低洼處的中性土壤。
第三章 配套動(dòng)力及效率
3.1配套動(dòng)力選擇
考慮到所選電機(jī)動(dòng)力應(yīng)滿足本機(jī)所需求，再考慮到農(nóng)用機(jī)械對(duì)于加工成本的經(jīng)濟(jì)性要求，我選擇東風(fēng)-12手扶拖拉機(jī)的柴油機(jī)作為本機(jī)具的動(dòng)力源。
東風(fēng)-12手扶拖拉機(jī)柴油機(jī)
柴油機(jī)
型號(hào)
S195
功率
8.8kw
轉(zhuǎn)速
2000r/min
重量
130kg
3.2花生聯(lián)合收獲機(jī)的工作效率
查出東風(fēng)-12手扶拖拉機(jī)前進(jìn)速度有1.4km/h，2.5km/h，4.1km/h三檔，根據(jù)花生生長(zhǎng)的情況，土壤情況及以往田間作業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，選用最低速度檔1.4k/h，即0.39m/s，花生的田間行距平均約為0.4m，又有1畝=666m2；設(shè)此地為方形，邊長(zhǎng)為a，則
a2=666m2 a=25.82m
每畝地有25.82/0.4=64.55行，約為65行
行程為 25.82×65/2=839m
∴工作效率為：1400/839=1.7畝/小時(shí)
第四章 齒輪箱的設(shè)計(jì)
4.1齒輪箱工作軸轉(zhuǎn)速的確定
花生的平均株距為0.2米，東風(fēng)-12手扶拖拉機(jī)前進(jìn)的速度檔位為1.4km/h，即0.39m/s，夾騰器的齒片距為0.06m。
前進(jìn)速度和平均株距的比值0，39/0.2=2，即每秒鐘挖掘器平均要挖2株花生，倆顆花生的藤在夾騰器中保持5個(gè)齒距左右，即0.3m，即機(jī)體運(yùn)動(dòng)一秒，夾騰器中的夾齒要運(yùn)動(dòng)10個(gè)齒距，所以線速度（夾騰器齒緣）為：
v=0.06×10=0.6m/s
夾騰器齒緣的旋轉(zhuǎn)半徑為0.04m
則 ω==15r/s （4-1）
即n=143r/min
如圖所示
軸I轉(zhuǎn)速為2000r/min，現(xiàn)又知VI轉(zhuǎn)速為143r/min，由于皮帶輪分度圓直徑標(biāo)準(zhǔn)化及后續(xù)設(shè)計(jì)方便的需要，傳動(dòng)比分配如下：
軸II轉(zhuǎn)速為：75/250×2000×98%=588r/min
軸III轉(zhuǎn)速為：250/225×588×98%=643r/min
軸IV轉(zhuǎn)速為643×1/2=321.5r/min
軸VI，軸V轉(zhuǎn)速為321.5×1/2=160r/min
由于160r/min與143r/min差距小，所以以上的傳動(dòng)比分配是比較合適的。
4.2齒輪的設(shè)計(jì)
1直齒輪的設(shè)計(jì)
a 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)。
1） 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)
2） 大小齒輪選用硬齒面，材料為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48-55HBC
3） 選取精度等級(jí)，因采用表面淬火，輪齒變形不大，不需要磨削，故選7級(jí)精度
4） 初選小齒輪齒數(shù)Z1=20，則Z2=h×Z1=2×20=40
b按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)公式：
d1t≥2.35mm （4-2）
1） 確定公式內(nèi)各參數(shù)的值
（1） 試選荷載系數(shù)kt=1.3
（2） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
T1=95.5×105=95.5×105×94%/643=5.7×104N （4-3）
（3） 選取齒輪系數(shù)
（4） 按齒面硬度中間值52HBC，查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
==1170Mpa
（5） 查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8
（6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)
N1=60 （4-4）
60×643×1×（10×2×30×5）
=1.2×108
N2=1.2×108/2=0.6×108 （4-5）
（7）接觸疲勞壽命系數(shù)
kHN1=0.98
kHN2=0.99
（8）算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率1%，安全系數(shù)S=1.1
（4-6）
（4-7）
2)計(jì)算
（1） 計(jì)算小齒輪分度圓
d1t≥2.32 （4-8）
=2.32
=46.77（mm）
（2） 計(jì)算圓周速度
v= （4-9）
=
=1.63(m/s)
( 3 )齒寬b
b= （4-10）
=0.4×46.77
=18.7（mm）
( 4 )計(jì)算齒寬與齒高之比
m1=d/Z （4-11）
模數(shù)=46.77/20
=2.34mm
h=2.25mm
齒高=2.25×2.34
=5.26mm
b/h=18.7/5.26=3.6
（5）載荷系數(shù)
根據(jù)v=1.6m/s 7級(jí)精度
動(dòng)載荷系數(shù)k =1.07
直齒輪，假設(shè)kAFt/b≥1000H/mm
查得k（齒間載荷分配系數(shù)）
查得使用系數(shù)kA=1.5
齒向載荷分配系數(shù)k(又有b/h=3.2可查得)
k=
載荷系數(shù)=1.5×1.07×1.1×1.09
=1.92
( 6 )按實(shí)際載荷系數(shù)計(jì)算得分度圓直徑
=46.77×mm （4-12）
（7） 計(jì)算模數(shù)m`= （4-13）
c)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：m≥ （4-14）
1）確定公式內(nèi)的各參數(shù)
（1） 查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
( 2 ) 曲疲勞壽命系數(shù)
kFN1=0.91,kFN2=0.92
( 3 )計(jì)算彎力疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
(4-15)
(4-16)
（4）計(jì)算載荷系數(shù)k
k= (4-17)
( 5 )查取齒形系數(shù)
( 6 )查取應(yīng)力校正系數(shù)
( 7 )計(jì)算大小齒輪的，并加以比較
(4-18)
(4-19)
小齒輪的數(shù)值大
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
m≥
= (4-20)
=2.37
計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)略大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)；由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力。而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力又與齒輪直徑C即模數(shù)與齒數(shù)的乘積有關(guān)，所以可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)2.37，并整圓為標(biāo)準(zhǔn)值2.5，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑dt1=53.27mm
取Z1=21 (4-21)
d)幾何尺寸計(jì)算
1） 計(jì)算分度圓直徑
(4-22)
2） 計(jì)算中心距
(4-23)
3）計(jì)算齒寬
(4-24)
e)驗(yàn)算
(4-25)
∴以上數(shù)據(jù)合適
f)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)
模數(shù)=2.5mm， 齒數(shù)Z1=21， Z2=42， 傳動(dòng)比u=2， 齒形角=20°
分度圓直徑 (4-26)
齒頂高 (4-27)
齒根高 (4-28)
全齒高 (4-29)
齒頂圓直徑 (4-30)
齒根圓直徑 (4-31)
基圓直徑 (4-32)
2、圓錐齒輪的設(shè)計(jì)
1) 選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)
（1） 大小齒輪選用硬齒輪，材料為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48-55HBC
（2） 選取精度等級(jí)，應(yīng)采用表面淬火，齒輪變形不大，不需要磨削，故選7級(jí)精度
2） 由初步計(jì)算設(shè)定參數(shù)
（1） 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩
T1=9549×P/2n=9549×4/2×321=57.3N/mm (4-33)
（2） 使用系數(shù)kA=1.5
（3） 齒輪載荷分布系數(shù)1.1
（4） 選齒寬系數(shù)
（5） 按齒面硬度中間值53HBC，查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
∴
(4-34)
=1140
=59mm
設(shè)(使倆齒輪齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，以利于均勻磨損)
m=d1/Z1=59/20=2.95 取=3 (4-35)
（4-36）
3） 校核計(jì)算
（1） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核
（4-37）
（2） 按彎曲強(qiáng)度校核
（4-38）
（4-39）
∴ （4-40）
（4-41）
4)幾何尺寸計(jì)算
模數(shù)m=3 大小齒輪齒數(shù)Z1 =20，Z2=41
軸交角 齒形角
分錐角S1 =26′′，S2 =63°59′50′′
分度圓直徑 （4-42）
分錐距 （4-43）
齒寬b=0.3 R=20.87 取b=20mm （4-44）
高度變?yōu)橄禂?shù)x=0 切向變位系數(shù)Xf=0
齒頂高 （4-45）
齒根高 （4-46）
齒高 （4-47）
齒頂圓直徑 （4-48）
3主要工作軸的校核
（4-49）
此齒輪對(duì)中，主動(dòng)齒輪所在軸為
被校核軸，所以力矩方向與轉(zhuǎn)向相反。
（4-50）
又有
由軸4的受力
則可計(jì)算出：
（4-51）
繪制彎矩圖如下：
扭矩圖如下：
由第四強(qiáng)度理論校核計(jì)算得：
（4-52）
此軸所選材料為40Cr，并調(diào)質(zhì)后表面淬火，查表得其[]=70Mpa。所以此軸設(shè)計(jì)合理。
第五章 掛接裝置與鏟高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
因?yàn)檫@次選用的動(dòng)力源是東風(fēng)-12手扶拖拉機(jī)，所以我參觀和查閱了一些有關(guān)于手扶拖拉機(jī)的掛接框，但是沒有找到現(xiàn)成的部件，便參考了外形，自行設(shè)計(jì)了具體的尺寸。
掛接件是將東風(fēng)-12手扶拖拉機(jī)和花生聯(lián)合收割機(jī)相連接的部件，它起到了紐帶的作用，從而實(shí)現(xiàn)了花生聯(lián)合收獲機(jī)和手扶拖拉機(jī)的同步行走，保證了聯(lián)合收獲機(jī)的收獲作業(yè)順利完成。
在此之后，根據(jù)掛機(jī)件掛機(jī)體的要求；又設(shè)計(jì)了掛機(jī)架，與掛接框配合使用，使手扶拖拉機(jī)和花生收割機(jī)連成一體，為以后的其它部件的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
鏟高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)挖掘鏟高度的裝置，它的主要組成部件有：固定板、卡盤、閘把桿、卡銷、彈簧、卡銷、卡銷拉桿、捏手、把手等?？ò迳嫌惺畟€(gè)卡槽，用來固定卡銷，以調(diào)節(jié)卡銷拉桿的傾斜角度。當(dāng)然，卡銷拉桿的調(diào)節(jié)是通過捏手來完成的。首先，操作者通過把手和捏手來來拉動(dòng)卡銷拉桿，壓縮彈簧，從而拉動(dòng)與卡銷拉桿相連的拉桿。拉桿被拉到卡盤卡槽外后，閘把桿便可以任意調(diào)節(jié)其傾角，以達(dá)到預(yù)期角度。達(dá)到預(yù)期角度后，松開捏手，彈簧復(fù)位，從而拉回卡銷拉桿，卡銷進(jìn)入預(yù)定卡槽，完成了閘把桿的調(diào)節(jié)工作。
鏟高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求為：捏手可移動(dòng)距離大于20mm，閘把桿可調(diào)范圍為75°，焊縫高度大于5mm，需經(jīng)時(shí)效處理，并磨光。
結(jié)束語
本設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)生涯的一個(gè)句號(hào)，是對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一次總復(fù)習(xí)。此設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)面較廣，涵蓋了《機(jī)械制圖》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)》、《材料成型基礎(chǔ)》、《幾何量公差》、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等多門學(xué)科內(nèi)容，可以說這是對(duì)我們綜合設(shè)計(jì)能力的全面檢測(cè)。
本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)花生聯(lián)合收割機(jī)的齒輪箱進(jìn)行設(shè)計(jì)，花生聯(lián)合收割機(jī)屬于農(nóng)機(jī)范疇，對(duì)于農(nóng)家出身的我自然是一件有深遠(yuǎn)意義的事。在花生生長(zhǎng)情況和手扶拖拉機(jī)的信息采集方面我也是得天獨(dú)厚的，占盡了天時(shí)地利，再加上老師的人和，可以說本次設(shè)計(jì)過程是很愉快的。
本設(shè)計(jì)我們結(jié)合了花生生長(zhǎng)的實(shí)際情況，參考了花生收獲機(jī)的工作原理，采用東風(fēng)-12手扶拖拉機(jī)作為動(dòng)力配套。拖拉機(jī)通過皮帶輪將動(dòng)力傳遞給收獲機(jī)，對(duì)輸藤裝置采用齒輪傳動(dòng)，因而增加了一個(gè)齒輪箱，將原來的開式傳動(dòng)變?yōu)殚]式傳動(dòng)，提高了工作可靠性，整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，動(dòng)力給予保障。
超精型花生聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行作業(yè)，將全株花、藤果、土三者同步起耕。藤、果、土一次分離，一次完成對(duì)花生的聯(lián)合收獲作業(yè)，提高了生產(chǎn)效率，機(jī)具結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本較低。
整個(gè)設(shè)計(jì)主要由倆部分組成，掛機(jī)機(jī)構(gòu)和齒輪箱設(shè)計(jì)，其中最主要的是齒輪箱的設(shè)計(jì)，由于箱體內(nèi)傳動(dòng)較多，因而設(shè)計(jì)過程中，計(jì)算量尤大，，對(duì)于其外形參考了許多相似的齒輪箱，并最后確定了目前這個(gè)方案，雖然自己不是太滿意，但自主設(shè)計(jì)的歡快感覺還是很值得回味的。在設(shè)計(jì)掛接機(jī)構(gòu)的過程中，由于現(xiàn)成的參考不多，只能依靠類比法制訂了其工作尺寸與外形尺寸，這樣對(duì)構(gòu)件的精度和性能上就或多或少的造成了一定的影響，但是也讓我對(duì)類比設(shè)計(jì)方法有了較深的了解，也算是我的以外收獲吧。
總而言之，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們離開學(xué)校之前的最后一次大練兵，正真是把我們四年所學(xué)到的東西系統(tǒng)化地復(fù)習(xí)了一遍，并且要求我們把學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)際設(shè)計(jì)聯(lián)系起來，正真做到了理論聯(lián)系實(shí)際，理論回歸實(shí)際。為我們以后走上工作崗位做好準(zhǔn)備，并打下了一定的基礎(chǔ)，也給我們的設(shè)計(jì)能力的提高提供了一次難得的機(jī)會(huì)。
由于時(shí)間倉(cāng)促，加之本人水平有限，難免有疏漏、瑕疵之處，請(qǐng)老師同學(xué)們提出并予以指正，不勝感激！
17
致 謝
本論文是在江蘇大學(xué)副教授龐偉老師的精心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、資料收集、試驗(yàn)研究、設(shè)計(jì)、撰寫、直至最終的成稿，龐老師都給予了悉心的指導(dǎo)和幫助。同時(shí)，龐老師科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，孜孜不倦的探索精神，平易近人的處事風(fēng)格，都使我受益匪淺，我在此表示衷心的感謝！
此外，對(duì)大學(xué)四年里一直孜孜誨人的老師們，在畢業(yè)之際，我一并送上我真心的感激之情，感謝你們一直以來不倦的教誨和幫助。
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