联合收割机割台关键部件分析与结构改进

发布时间：2020-04-05 08:39

【摘要】：联合收割机是水稻机械化收割的常用机械,在农业生产活动中有着不可替代的作用。割刀驱动机构和割台传动轴是联合收割机的关键部件,其工作性能直接影响到收割的质量和效率。目前,国内大部分联合收割机的割刀普遍采用曲柄连杆机构驱动,由于其结构特点,刀杆大部分时间受到垂直方向的分力,进而导致刀杆容易经常断裂,因此,需要对割刀驱动机构进行改进,提高割刀的可靠性。由于没有可靠的载荷谱数据作为设计的依据,在对割台传动轴进行强度设计时,往往处于盲目的状态,依照已有的结构进行设计,并采用过高的安全系数,因此有必要对割台传动轴进行载荷测试,使割台传动轴的设计更加合理。本文在4LZ-5.0Z自走式全喂入联合收割机的基础上,对割台的关键部位——割刀驱动机构和割台传动轴进行分析和结构改进。主要研究内容如下(1)简述了割刀行星齿轮齿轮驱动机构的直线运动原理,对比设计的机构与已有割刀驱动机构刀杆的受力,完成了内啮合齿轮副的设计,并对轴系零件进行了初步设计。(2)利用Romax传动系统设计软件对机构的轴系零件,包括齿轮副、行星齿轮轴及轴承,进行了设计工况下静力学强度的校核和寿命评估,同时对齿轮副齿形进行优化,为割刀行星齿轮机构的设计制造优化提供设计参考。(3)对联合收割机实际作业中割台传动轴的载荷进行了田间测试,得到的割台传动轴在不收割和中速收割两种典型工况的扭矩载荷时间历程。(4)针对采集的原始载荷信号的特征,利用梯度门槛值探测法进行了奇异点的检测和剔除处理,通过扭矩载荷时间历程得到割台传动轴径向力时间历程,并应用雨流计数法对处理后的有效载荷信号进行了统计分析,得到了扭矩和径向力载荷的雨流统计直方图,为后续的疲劳寿命预估做准备。(5)概述疲劳失效形式与影响因素,论述疲劳寿命分析的几种方法,绘制出了割台传动轴的S-N曲线,结合所测得的载荷谱,利用Goodman公式对平均应力进行了修正,利用疲劳分析软件nCode对割台传动轴的疲劳寿命进行了计算。后依照割台传动轴的寿命要求对轴径进行优化,避免过高的安全余量。
【图文】：

摆环机构

行星齿轮的传动机构进行了研究，成功将渐开线行联合收割机上驱动割刀，经过实践检验,这种传动机势。过引进国外的联合收割机，，并开始研究行星齿轮割用上做了很多研究。四平联合收割机厂的刘玉明等[得到行星齿轮驱动割刀做直线运动的几何条件。侯行静态受力分析，求出了各驱动力矩和运动副约束构设计应该考虑的几个问题，包括精确设计传动比有装配要求和齿轮强度设计的问题。李陆俊[22]对行行了着重研究，包括齿轮尺寸优化和强度校核。上的联合收割机上采用了行星齿轮机构，不过并未见国内对行星齿轮割刀传动机构还没有得到推广。本为其实际应用提供更加详细、系统的理论支持。

齿轮材料

理工大学硕士学位论文联合收割机割台关键部件分析与结在齿轮参数列表 MATERIAL 中进行齿轮材料属性的详细设置，具体参照表的参数进行设定，如图 3.2 所示，在齿轮校核中，弹性模量和泊松比将影响弹性的计算。齿轮接触疲劳强度极限Hlim和弯曲疲劳强度极限Flim这两个参数决定副的允许接触应力和允许弯曲应力，根据 ISO6336 标准，应该对 ISO 疲劳数据设置，设置为Hlim=1457MPa，Flim=430 MPa，具体如图 3.3 所示。后面系统在齿轮强度时将根据设置的最小安全系数和预期寿命要求自动计算允许接触应力和许弯曲应力，并判断是否通过强度要求。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S225

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