高空固定纜道除垢,清理裝置設(shè)計
高空固定纜道除垢,清理裝置設(shè)計,高空,固定,除垢,清理,清算,裝置,設(shè)計
太 原 理 工 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）任 務(wù) 書
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畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：
固定纜繩清潔裝置設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）：
要求：
水文纜道系統(tǒng)在水文監(jiān)測中占有重要地位，而這種纜道不同于常見的纜車?yán)|道，在這種纜道系統(tǒng)中，鋼索一經(jīng)安裝就始終保持靜止，長期暴露于外界，必須定期對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，主要是對鋼索進(jìn)行去污清潔和涂油（鈣質(zhì)潤滑脂），。目前主要是依靠工作人員乘坐吊車手工作業(yè)進(jìn)行去污清潔涂油，具有較大的危險性。本題目要求研究設(shè)計一套自動清潔裝置。
1、自動清潔裝置在需涂油前進(jìn)行去污清潔，為進(jìn)行自動涂油做準(zhǔn)備工作。它懸掛于單根攬道上，所以該裝置應(yīng)與攬道系統(tǒng)相對獨(dú)立，能較方便地進(jìn)行安裝和拆卸。
2、自動清潔裝置的基本原理是，在巡回纜索的牽引下，通過專用的金屬刮垢環(huán)和旋轉(zhuǎn)式清潔毛刷，對纜繩進(jìn)行清潔自動清潔。
3、考慮到攬道太長，刮垢環(huán)在刮垢時可能出現(xiàn)堵塞和卡別現(xiàn)象，要求分多層次進(jìn)行，便于排泄。
4、清潔刷圍繞纜繩圓周以一定的速度旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行清掃。
5、自動清潔裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，在材料選用上應(yīng)盡可能選用鋁合金或工程塑料。
6、行走輪與纜索之間采用加大摩擦阻力的方法，通過調(diào)整行走輪與纜索的接觸預(yù)緊力，來調(diào)整輸送裝置的工作力矩。
7、應(yīng)考慮纜繩有翹凸不整的現(xiàn)象，設(shè)計時應(yīng)考慮清潔裝置采用
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徑向自動調(diào)整結(jié)構(gòu)。
8、行走和機(jī)架設(shè)計時，考慮與涂油裝置的結(jié)構(gòu)相近，在公用的基礎(chǔ)部分進(jìn)行部分改裝。
原始數(shù)據(jù):
纜索長度為650m，纜索直徑32mm；
速度應(yīng)在10m/分鐘左右；
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畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容：
1、 根據(jù)設(shè)計要求，查閱相關(guān)的資料，確定結(jié)構(gòu)方案；
2、系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，受力分析和估算；
3、刮垢環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計；
4、清潔刷類型選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計；
5、齒輪、鏈輪等關(guān)鍵零件的設(shè)計計算和強(qiáng)度驗(yàn)算；
6、選擇軸承類型，計算軸承強(qiáng)度和使用壽命；
7、動力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及動力輪預(yù)緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計;
8、行走和機(jī)架設(shè)計時，考慮與涂油裝置的結(jié)構(gòu)相近，在公用的基礎(chǔ)部分進(jìn)行部分改裝。
結(jié)合本課題查閱并翻譯2萬印刷符號的英文資料；
編寫設(shè)計說明書。
學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計文件（論文）：
1. 設(shè)計計算說明書1份。（按太原理工大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計撰寫規(guī)范寫）
2. 整機(jī)結(jié)構(gòu)裝配圖1張（A0）。
3. 機(jī)架零件圖1張（A1）。
4. 刮垢環(huán)組件圖1張（A1）。
5. 清潔刷組件圖1張（A1）。
6. 主要零件圖若干張（A3）。
7. 2萬印刷符號的英文資料翻譯文件。
（以上內(nèi)容全部采用計算機(jī)制作。）
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主要參考文獻(xiàn)（資料）：
1《機(jī)械設(shè)計手冊》，機(jī)械設(shè)計手冊編寫組，機(jī)械工業(yè)出版社，1982。
2《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社，1996
3《機(jī)械零件設(shè)計手冊》。
4、《起重機(jī)械設(shè)計手冊》
專業(yè)班級 機(jī)電0602 班 學(xué)生 李 斌
要求設(shè)計（論文）工作起止日期 2010.3.22 - 6.20
指導(dǎo)教師簽字 成建平 日期 2010.4.10
教研室主任審查簽字 日期
系主任批準(zhǔn)簽字 日期
分 類 號
密 級
寧
畢業(yè)設(shè)計(論文)
高空固定纜道除垢清理裝置設(shè)計進(jìn)設(shè)計
所在學(xué)院
機(jī)械與電氣工程學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
班 級
11機(jī)自x班
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
2015 年 3 月 31 日
摘 要
纜索的發(fā)展方向?qū)⑹窍蚋呖萍蓟较虬l(fā)展，制造出適用性強(qiáng)的纜索很有發(fā)展市場，對不同地區(qū)開發(fā)出不同的纜索是很有發(fā)展前途的。由此，相應(yīng)的制造出高性能的纜索是國外的發(fā)展概況。該纜索纜索可一次性完成、纜索、分離和裝袋作業(yè)。該機(jī)體積小、重量輕，操作靈活，通過性與適應(yīng)性好，較好地解決了大、中型纜索在丘陵、山區(qū)和水田難以的難題。纜索適用于航空航天、石油化工、機(jī)械制造、金屬材料及制品、電線電纜、橡塑膠、紙品及彩印包裝、膠粘帶、箱包手袋、紡織纖維、食品、制藥等行業(yè)?？蓽y試各種材料及成品、半成品的拉、壓、彎、剪等物理性能，選購各種不同的夾具可做抗拉、抗壓、持拉、持壓、抗彎、撕裂、剝離、黏著力、剪力等試驗(yàn)。試驗(yàn)是指在承受軸向載荷下測定材料特性的試驗(yàn)方法。利用試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它性能指標(biāo)。從高溫下進(jìn)行的試驗(yàn)可以得到蠕變數(shù)據(jù)。金屬試驗(yàn)的步驟可參見ASTM E-8標(biāo)準(zhǔn)。塑料試驗(yàn)的方法參見ASTM D-638標(biāo)準(zhǔn)、D-2289標(biāo)準(zhǔn)（高應(yīng)變率）和D-882標(biāo)準(zhǔn)（薄片材）。ASTM D-2343標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了適用于玻璃纖維的試驗(yàn)方法；ASTM D-897標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了適用于粘結(jié)劑的試驗(yàn)方法；ASTM D-412標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了硬橡膠的試驗(yàn)方法。1.準(zhǔn)備試件。用刻線機(jī)在原始標(biāo)距?范圍內(nèi)刻劃圓周線（或用小鋼沖打小沖點(diǎn)），將標(biāo)距內(nèi)分為等長的10格。用游標(biāo)卡尺在試件原始標(biāo)距內(nèi)的兩端及中間處兩個相互垂直的方向上各測一次直徑，取其算術(shù)平均值作為該處截面的直徑，然后選用三處截面直徑的最小值來計算試件的原始截面面積A。（取三位有效數(shù)字）。
2.調(diào)整。根據(jù)低碳鋼的抗拉強(qiáng)度σb和原始橫截面面積估算試件的最大載荷，配置相應(yīng)的擺錘，選擇合適的測力度盤。開動，使工作臺上升10mm左右，以消除工作臺系統(tǒng)自重的影響。調(diào)整主動指針對準(zhǔn)零點(diǎn)，從動指針與主動指針靠攏，調(diào)整好自動繪圖裝置。
3.裝夾試件。先將試件裝夾在上夾頭內(nèi)，再將下夾頭移動到合適的夾持位置，最后夾緊試件下端。
4.檢查與試車。請實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查以上步驟完成情況。開動，預(yù)加少量載荷（載荷對應(yīng)的應(yīng)力不能超過材料的比例極限），然后卸載到零，以檢查工作是否正常。
5.進(jìn)行試驗(yàn)。開動，緩慢而均勻地加載，仔細(xì)觀察測力指針轉(zhuǎn)動和繪圖裝置繪出 圖的情況。注意捕捉屈服荷載值，將其記錄下來用以計算屈服點(diǎn)應(yīng)力值σS,屈服階段注意觀察滑移現(xiàn)象。過了屈服階段，加載速度可以快些。將要達(dá)到最大值時，注意觀察“縮頸”現(xiàn)象。試件斷后立即停車，記錄最大荷載值。
6.取下試件和記錄紙。
7.用游標(biāo)卡尺測量斷后標(biāo)距。
8.用游標(biāo)卡尺測量縮頸處最小直徑d1。
關(guān)鍵詞：纜索纜索；纜索； 改進(jìn)設(shè)計
23
Abstract
The development direction of harvester will be to high-tech direction, making out the applicability of harvester is the development of the market, is very promising for different regions developed different harvester. Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field. Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.
Key Words: rice thresher threshing; improved design;
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
第1章 緒論 1
第2章 總體方案確定 2
2.1 纜索工作狀況 2
2.2纜道清洗車 3
2.2.1纜索的定位類型 3
2.2.2 纜索的整機(jī)結(jié)構(gòu)及選擇 3
2.2.3 纜索纜索的工作流程 3
第3章 纜索清洗裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 4
3.1 原理 4
3.2 纜索類型選擇 4
第4章 動力的選擇 6
4.1 整機(jī)消耗的功率計算 6
4.1.1 纜索的功率消耗的計算 6
4.1.2 撐板強(qiáng)度計算 6
4.2 電機(jī)的選擇 7
第5章 軸的設(shè)計與計算 15
5.1 軸的材料選擇 15
5.2 軸的最小直徑確定 15
5.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15
5.4 軸的校核 16
第6章 鍵連接選擇 19
6.1撐板的設(shè)計 24
6.1.1 撐板類型的確定 24
6.1.2 撐板直徑的確定 24
6.2 撐板與滾筒之間間隙的確定 25
第7章 傳動裝置設(shè)計 8
7.1 傳動路線 8
7.2 確定傳動裝置的傳動比 8
7.3 傳動裝置動力參數(shù)的計算 8
7.4 皮帶輪的設(shè)計與計算 9
7.5 驗(yàn)算小帶輪的包角 10
7.6 確定V帶根數(shù) 10
7.7 單根V帶預(yù)緊力的計算 10
7.8 計算壓軸力 11
第8章 齒輪的設(shè)計與計算 12
8.1 材料的選擇及許用應(yīng)力的確定 12
8.2 按輪齒接觸強(qiáng)度的計算 12
8.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 13
結(jié)論 26
參考文獻(xiàn) 27
致 謝 28
第1章 緒論
纜索的發(fā)展方向?qū)⑹窍蚋呖萍蓟较虬l(fā)展，制造出適用性強(qiáng)的纜索很有發(fā)展市場，對不同地區(qū)開發(fā)出不同的纜索是很有發(fā)展前途的。由此，相應(yīng)的制造出高性能的纜索是國外的發(fā)展概況。該纜索纜索可一次性完成、纜索、分離和裝袋作業(yè)。該機(jī)體積小、重量輕，操作靈活，通過性與適應(yīng)性好，較好地解決了大、中型纜索在丘陵、山區(qū)和水田難以的難題。纜索適用于航空航天、石油化工、機(jī)械制造、金屬材料及制品、電線電纜、橡塑膠、紙品及彩印包裝、膠粘帶、箱包手袋、紡織纖維、食品、制藥等行業(yè)?？蓽y試各種材料及成品、半成品的拉、壓、彎、剪等物理性能，選購各種不同的夾具可做抗拉、抗壓、持拉、持壓、抗彎、撕裂、剝離、黏著力、剪力等試驗(yàn)。試驗(yàn)是指在承受軸向載荷下測定材料特性的試驗(yàn)方法。利用試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它性能指標(biāo)。從高溫下進(jìn)行的試驗(yàn)可以得到蠕變數(shù)據(jù)。金屬試驗(yàn)的步驟可參見ASTM E-8標(biāo)準(zhǔn)。塑料試驗(yàn)的方法參見ASTM D-638標(biāo)準(zhǔn)、D-2289標(biāo)準(zhǔn)（高應(yīng)變率）和D-882標(biāo)準(zhǔn)（薄片材）。ASTM D-2343標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了適用于玻璃纖維的試驗(yàn)方法；ASTM D-897標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了適用于粘結(jié)劑的試驗(yàn)方法；ASTM D-412標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了硬橡膠的試驗(yàn)方法。1.準(zhǔn)備試件。用刻線機(jī)在原始標(biāo)距?范圍內(nèi)刻劃圓周線（或用小鋼沖打小沖點(diǎn)），將標(biāo)距內(nèi)分為等長的10格。用游標(biāo)卡尺在試件原始標(biāo)距內(nèi)的兩端及中間處兩個相互垂直的方向上各測一次直徑，取其算術(shù)平均值作為該處截面的直徑，然后選用三處截面直徑的最小值來計算試件的原始截面面積A。（取三位有效數(shù)字）。
第2章 總體方案確定
2.1 纜索工作狀況
纜索整機(jī)選用一臺電機(jī)和一臺鼓風(fēng)機(jī)，電機(jī)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動和倒開關(guān)控制停止。電機(jī)順時針飼料玉米棒，CCW主要用于啟動玉米棒和故障排除的球迷吹掉產(chǎn)生的碎片纜索，渣。通過皮帶輪，皮帶輪無級變速器，同步齒滑輪，所以切割器電動機(jī)，玉米棒形的旋轉(zhuǎn)切削工具，在工作中調(diào)整轉(zhuǎn)向手柄，可以增加或減少切割器的速度;另一種傳輸線從兩三角皮帶輪，蝸桿三套鼓轉(zhuǎn)動。
纜索
裝在滾筒壓縮彈簧，橡皮輥，塑料輥，橡皮輥，它們旋轉(zhuǎn)兩組（棒送入玉米），無論是從橡膠輥夾緊作用，而且還棒運(yùn)送玉米的功能，玉米上的穗軸彈簧直徑，可以進(jìn)行按照適當(dāng)調(diào)節(jié)兩輥之間的距離，以適應(yīng)不同直徑的棒纜索要求。一組塑料滾筒可以是玉米芯保持器，輸送到廢液箱。工具和刀具潤滑使用滴灌杯油，用橄欖油潤滑油。為緊湊，內(nèi)置切刀塑料軸承。塑料軸承上旋轉(zhuǎn)的軸。
機(jī)器潤滑蝸輪，蝸桿，塑料軸承，蠕蟲的主要部分，該蠕蟲使用開放帶動，潤滑黃油;當(dāng)運(yùn)行塑料軸承需要潤滑，使用標(biāo)準(zhǔn)的針型油杯，在200毫升的體積，而對于此配備有滴液管，管路端用螺栓固定在油杯，軸承上的槽連接的另一端。滴水管的情況下可見油杯調(diào)節(jié)工作的大小。橄欖油的潤滑油最好的選擇，考慮到可供測試的其他食用油的價格。
纜索被切斷通過機(jī)械方式送料纜索由入口進(jìn)入纜索纜索滾筒和凹印在很短的提取凹印通過明確糧食清潔屏幕和球迷清洗網(wǎng)格狀的纜索進(jìn)入由打擊和擦的;長萃取到分離纜索以分離莖和種子，以及一個長閥桿排出機(jī)外，糧食等短提取通過所述分離纜索的篩子進(jìn)入潔凈清洗設(shè)備之下;風(fēng)扇和下清洗篩子，稻殼和其它小碎屑的聯(lián)合作用被吹到機(jī)光，干凈的食物聚集晶粒外面成可經(jīng)由粒收集纜索的設(shè)備。
2.2纜索纜道清洗車
這種設(shè)計是一個小稻田根據(jù)南方丘陵區(qū)纜索是小而設(shè)計，結(jié)合纜索可以完成，纜索，分離和裝袋操作。本機(jī)體積小，重量輕，操作靈活，通過良好的和適應(yīng)性，在山上大，中型纜索更好的解決方案，山脈和纜索難的問題，雙季稻區(qū)南部，泥腳不深更大的超過20厘米就可以正常稻田。
2.2.1纜索的定位類型
整機(jī)形式為：懸掛式、全喂入
割臺形式為：帶攪龍輸送器式臥式割臺
纜索形式為：軸流式
2.2.2 纜索的整機(jī)結(jié)構(gòu)及選擇
臺懸掛在框架懸架，后懸架纜索的柴油，配置在左側(cè)纜索中間槽的前方，前部和后部端部連接到切割臺和纜索部。有關(guān)資產(chǎn)負(fù)債割臺，割臺被放置到合適的檔位。為收獲后留纜索設(shè)備布局，風(fēng)選設(shè)置在右側(cè)，而糧袋放置在右側(cè)的纜索纜索部背面的平衡纜索。由柴油機(jī)，柴油后動力輸出軸提供動力的收獲部分提供整體前進(jìn)的動力。
2.2.3 纜索纜索的工作流程
當(dāng)纜索進(jìn)行操作，先卷分配到作物刀，砍下一刀切割后的作物，然后滔滔不絕的產(chǎn)量下降到割臺，割臺螺旋輸送器，以削減產(chǎn)量倒下預(yù)留伸展左側(cè)是指向機(jī)構(gòu)，組織放下以高速發(fā)送回槽拋物線手指螺旋鉆作物，槽作物的手指后該機(jī)構(gòu)發(fā)送從所述塔底物流連續(xù)加入到釋放機(jī)構(gòu)抓取，作物后入軸流纜索機(jī)制，因?yàn)樗鞘芨咚賾?zhàn)斗以及作物為螺旋運(yùn)動不斷擊中凹版屏的結(jié)果期間輥摻入，使得晶粒把它關(guān)閉，并落在通過在凹組螺旋鉆篩板。
第3章 纜索設(shè)計
3.1 纜索原理
1）沖擊纜索：對對方纜索元素沖擊作用秒殺頭和纜索。較高的沖擊速度，纜索越強(qiáng)，但也越大裂解速率。
2）摩擦纜索：由組件和之間，以及和纜索纜索離去之間的摩擦。纜索纜索間隙的大小是至關(guān)重要的。
3）梳刷纜索：纜索由拉力纜索部件進(jìn)行。
4）滾動纜索：打纜索通過施加壓力的元素進(jìn)行糧食。在這種情況下，力作用在主要沿晶面的法向力。
5）振動纜索：由纜索元件用于施加高頻振動進(jìn)行纜索。
纜索是的幾種方法在長期的生產(chǎn)實(shí)踐過程中總結(jié)而來去殼大米儲存。如果裸存儲，則存儲時間??短。米粒脆，易折斷。因此，本設(shè)計采用梳刷纜索，主要針對與纜索纜索完成補(bǔ)充兩者。
3.2 纜索類型選擇
在根據(jù)不同子類型的不同的方式，根據(jù)本饋送模式纜索可分為：全喂入和半喂入[6];通過纜索齒可分為：
1）剪切流紋桿纜索滾筒單元，它由糧食傾桿，網(wǎng)格狀凹雕，間隙調(diào)整纜索等組成。擦纜索為主，影響，纜索和分離能力的能力，小關(guān)穗率補(bǔ)充。但飼養(yǎng)不均勻種子濕度，纜索質(zhì)量下降。
2）切流尖刺滾筒纜索，其中包括牙齒和指甲美甲齒凹版。強(qiáng)勁飆升使用
強(qiáng)烈的影響，以及內(nèi)部的差距，擦纜索纜索。能夠抓取不均勻，濕飼料作物具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。不過關(guān)的稈高，分離較差。
3）雙滾筒纜索，使用兩個輥協(xié)同工作。較低的第一鼓的速度，你可以把一個很好的成熟，豐滿的內(nèi)核先行。第二滾筒的較高的速度，較小的間隙，不能完全纜索前滾脫凈。
4）軸向纜索滾筒單元，軸向輥功率的較大的作物的物理和機(jī)械特性消耗，比傳統(tǒng)型更敏感，影響飼料作物的長度，水分含量都較大。
5）弓齒滾筒纜索纜索纜索，小麥可以和起飛。僅第一纜索穗到滾筒，以確保纜索后的干完好;小凹版屏幕分離含雜率有利于后續(xù)的清洗;大部分晶粒的可以從凹印篩，顆粒破碎和損壞很少被分離，功率消耗小。但是，只有接穗尖適應(yīng)不適應(yīng)矮作物，作物適應(yīng)性差纜索作物。
考慮到因素，如成本和農(nóng)村的稻田，本設(shè)計采用了弓齒半喂入纜索。纜索方式進(jìn)入關(guān)，關(guān)，下側(cè)斷三種形式，如圖關(guān)上分離，低輥位置，喂養(yǎng)表現(xiàn)不佳的影響;下關(guān)分離性能差，少掉穗葉柄，一般夾持半喂入纜索和纜索纜索;一邊脫分離更好的性能和水平纜索喂養(yǎng)表現(xiàn)。本設(shè)計采用一個下膠式。
考慮到成本和農(nóng)村稻田等因素，本設(shè)計采用的是弓齒滾筒半喂入纜索。纜索方式分為上脫、下脫和側(cè)脫三種形式，如圖4
上脫式分離效果好，滾筒位置低，喂入性能差；下脫式分離性能差，斷穗和帶柄少，適用于一般夾持式半喂入纜索和纜索；側(cè)脫式分離性能和喂入性能較好，適用于臥式纜索。本設(shè)計采用的是下脫式。
第4章 動力的選擇
4.1 整機(jī)消耗的功率計算
4.1.1 纜索的功率消耗的計算
纜索在工作時，在運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性較好（保障纜索滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的條件：有足夠的轉(zhuǎn)動慣量；發(fā)動機(jī)有足夠的儲備功率和較靈敏的調(diào)速器）的條件下，其功率總耗用N 由兩部分組成：一部分用于克服滾筒空轉(zhuǎn)而消耗的功率（占總功率消耗的5%-7%），一部分用于克服纜索阻力而消耗的功率（占總功率消耗的93%-95%），所以 纜索的功率消耗為：
N =+ （kW ） (4) 1)其中空轉(zhuǎn)功率消耗: =+
式中：——系數(shù)，為克服軸承及纜索的摩擦阻力的功率消耗，
B——系數(shù)，為克服滾筒轉(zhuǎn)動時的空氣迎風(fēng)阻力而消耗的功率， .
2)其中纜索功率消耗:這個過程比較復(fù)雜，纜索首先是以較低的速度進(jìn)入纜索入口處，與高速旋轉(zhuǎn)的纜索滾筒接觸，然后被拖入纜索間隙進(jìn)行纜索，既有梳刷也有打擊，研究的依據(jù)是動量守恒定律：
沖量轉(zhuǎn)換為動量： ， （5)
—單位時間喂入的量；
—綜合搓擦系數(shù)，0.7-0.8；
—滾筒的切向速度，15m / s。
將數(shù)據(jù)代入N =+ 得：
N= 0.52+1.5=2.02（）
4.1.2 撐板強(qiáng)度計算
纜索消耗的功率由下式可求得：
(6)
其中：——單位時間進(jìn)入纜索的脫出物質(zhì)量（）；
——單位脫出物質(zhì)量篩所需的功率（），上篩：0.4-0.5，下篩：0.25-0.3；
——選別能力系數(shù)，0.8-0.9。
代入數(shù)據(jù)可得消耗的功率：
1.75（）
4.2 柴油機(jī)的選擇
通過上面的計算，可以知道整個纜索消耗的功率，其消耗的總功率為： 0.043+2.02+1.75+1=4.813（）
第5章 軸的設(shè)計與計算
5.1 軸的材料選擇
纜索在工作時，纜索軸的轉(zhuǎn)速很高，而且傳遞的扭矩很大，綜合考慮，軸的材料選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為195-290，其接觸疲勞強(qiáng)度極限，彎曲疲勞極限取。
5.2 軸的最小直徑確定
由公式 (17)
其中 ——該軸傳遞的功率，；
——該軸的轉(zhuǎn)速，；
——指軸的材料和承載情況確定常數(shù)。
已知 =2.02，，查機(jī)械設(shè)計手冊[21]可得C=128，代入上式可得
選。
5.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
為了便于軸上零件的拆卸，經(jīng)常把軸做成階梯形。軸的直徑從軸端逐漸向中間增大，可依次將齒輪和帶輪等從軸的上端裝拆，為了使軸上的零件便于安裝，軸端及各軸的端部應(yīng)有倒角。軸上磨削的軸段應(yīng)有砂輪越程槽，車制螺紋軸段應(yīng)有退刀槽。
各段軸的直徑，如有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑，安裝軸承、齒輪等標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑，應(yīng)符合各標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)徑系列規(guī)定。采用的套筒、螺母、軸端擋圈作軸向固定時，應(yīng)把裝零件的軸段長度做的比零件輪轂短，以確保螺母等緊靠零件端面。纜索軸結(jié)構(gòu)初定如圖7所示：
圖7 軸的結(jié)構(gòu)圖
5.4 軸的校核
5.4.1 軸上載荷的計算
求軸承上的支反力
垂直面內(nèi)：
水平面內(nèi)：
畫受力簡圖與彎矩圖，如圖8所示：
據(jù)第四強(qiáng)度理論且忽略鍵槽影響
表4 受力分析
載荷 水平面H 垂直面V
支反力F
彎矩M
總彎矩
扭矩T
軸安全。
圖8 受力簡圖和彎矩圖
5.4.2 按彎扭合成應(yīng)力校核軸強(qiáng)度
進(jìn)行校核時，只校核軸承上承受彎矩和扭矩最大的截面強(qiáng)度，取=0.6,
軸的計算應(yīng)力為：
前已選定軸材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,由機(jī)械設(shè)計[23]表15-1查得=60Mpa 因此<,故安全。
5.4.3 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
抗彎截面系數(shù)： ==
抗扭截面系數(shù)： ==
截面上彎矩應(yīng)力
截面上扭矩應(yīng)力
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，機(jī)械設(shè)計[23]表15-1查得 。
截面上由于軸肩而形成理論應(yīng)力集中系數(shù)及按機(jī)械設(shè)計[23]附表3-2查取，因:
經(jīng)插值后可查得=1.59 =1.33
又可查得[23]軸的材料敏性系數(shù)為：
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為：
=1+(-1)=1+0.85(1.33-1)=1.28
由機(jī)械設(shè)計[23]附圖得尺寸系數(shù)=0.85 ,得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為=0。9
由附圖查得表面質(zhì)量系數(shù)
==0.92
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即=1 ，則綜合系數(shù)值為
又由碳鋼的特性系數(shù)：
=0.1-0.2 取=0.15
=0.05-0.1 取=0.75
計算安全系數(shù)：
>S=1.5
故安全
第6章 鍵連接選擇
鍵連接可分為平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。 平鍵按用途分有三種：普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵。平鍵的兩側(cè)面為工作面，平鍵連接是靠鍵和鍵槽側(cè)面擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩，鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙。平鍵連接具有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性好等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。本設(shè)計采用的是平鍵連接 。
查表機(jī)械設(shè)計手冊[21]表4-1分別選擇軸1、2段平鍵b×h×L=6mm×6mm×20mm、b×h×L=10mm×8mm×22mm。材料為45鋼，其許用擠壓應(yīng)力，取其平均值，。
在本設(shè)計中纜索軸傳遞的扭矩最大，根據(jù)要求，需對纜索軸的鍵連接進(jìn)行強(qiáng)度校核，因載荷均勻分布，根據(jù)平鍵連接的擠壓強(qiáng)度公式：
(19)
式中：T為轉(zhuǎn)矩（N·mm）；
為軸徑（mm）；
為鍵的高度（mm）；
為鍵的工作長度（mm）；
為許用擠壓應(yīng)力（MPa）；
代入數(shù)據(jù)得 <
可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計要求。
第5章 傳動裝置設(shè)計
纜索其他部分設(shè)計
6.1 滾筒纜索設(shè)計
6.1.1 形狀選擇
弓齒的形狀有“V”字形及“U”字形兩種。試驗(yàn)結(jié)果表明“V”字形弓齒頂角為22o時，消耗的功率和斷穗率都最少?！癠”字形弓齒圓弧大的功率消耗小，斷穗率也小。本設(shè)計滾筒上纜索齒采用三重齒，它們能夠提高梳刷、纜索質(zhì)量，并且滾筒不易纏草。弓齒用45鋼制造，淬火部位的硬度為HRC 45-55[16]。
6.1.2 弓齒的排列
半喂入式的纜索滾筒的弓齒排列按斜線，具有工作平穩(wěn)，生產(chǎn)率高的特點(diǎn)。所以，在本設(shè)計中，采用的是齒排斜線配置。弓齒依螺旋排列的目地除了達(dá)到纜索時負(fù)荷均勻外，而且還能促使雜余沿軸向流動。所以，選擇弓齒的排列按照螺旋線分區(qū)的排列。分三個區(qū)，第一區(qū)段為梳整區(qū)，約占滾筒全長的10%-15%，梳整齒選材為6-8mm 的鋼絲，對作梳導(dǎo)和推送，梳整齒安裝在滾筒喂入端的錐形面上。第二區(qū)段為纜索區(qū)，約占滾筒全長的70-75％[17]。鋼絲直徑5-6mm，它又分前后兩區(qū)。前區(qū)約占全長的40-45％。由于剛進(jìn)入纜索間隙，纜索量較大，安裝了加強(qiáng)齒。 第三區(qū)為排稿區(qū)，只占滾筒全長的8-10％，鋼絲直徑5-6mm，為加強(qiáng)排草能力，齒距較密，為60毫米左右，齒形與纜索齒相同。
10.1.3 相關(guān)參數(shù)的計算
螺旋排列的列數(shù)：
。
弓齒軸向間距：
。
弓齒數(shù)：
。
6.2撐板的設(shè)計
6.2.1 撐板類型的確定
撐板有編織篩式和柵格式兩種，其比較如表2所示。
表2 編織篩式與柵格式撐板的對比
撐板類型 篩孔尺寸（mm ） 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
處理斷穗能力很強(qiáng)， 容易變形
編織篩撐板 鋼絲直徑2.5 斷穗、帶柄率少結(jié)構(gòu) 濕脫性能差、
簡單、容易制造 易堵塞易磨損
篩孔寬12-15 剛性好、分離能力強(qiáng) 結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜
柵格式撐板 篩孔長20-30 夾帶損失小、濕脫適好 較多、斷穗、帶柄較多
經(jīng)過綜合比較，本設(shè)計采用柵格式撐板，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。
圖6 撐板篩結(jié)構(gòu)示意圖
6.2.2 撐板直徑的確定
撐板直徑是決定生產(chǎn)率的主要參數(shù)（在限制滾筒轉(zhuǎn)速的情況下，撐板直徑是決定生產(chǎn)率的唯一參數(shù)），撐板直徑與生產(chǎn)率成正比，但不是一次性線性關(guān)系。
根據(jù)撐板直徑與生產(chǎn)率的關(guān)系和實(shí)際生產(chǎn)情況，本設(shè)計現(xiàn)選取撐板直徑D為490mm，對纜索纜索來說，其纜索間隙就是滾筒齒頂圓與撐板圓鋼之間的間隙。
6.2.3 撐板與滾筒之間間隙的確定
滾筒與撐板入口間隙和出口間隙的比值為3-4。出入口間隙小則撐板分離能力強(qiáng)，但過小易產(chǎn)生堵塞。入口間隙過大（>30mm）則滾筒抓取作物的能力和撐板前端的分離能力減弱。取入口的間隙為30mm，則出口的間隙為10mm，纜索間隙從喂入口到出口從30mm逐漸減至10mm，在纜索區(qū)為3-8mm，取6mm。
第7章 傳動裝置設(shè)計
7.1 傳動路線
主傳動軸→脫粒滾筒→第2傳動軸→風(fēng)機(jī)
↓→ 第1傳動軸→曲柄搖桿
7.2 確定傳動裝置的傳動比
總傳動比
(7) 式中 —柴油機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，1500r/min,則
那么V帶的傳動比，處于2～4之間，符合要求。
分配各級傳動比
1) 取V帶傳動傳動比為 ，
2)取第1傳動軸傳動比為0.6，
3)第2傳動軸傳動比。
7.3 傳動裝置動力參數(shù)的計算
柴油機(jī)輸出軸額定轉(zhuǎn)速為, 脫粒裝置滿負(fù)荷作業(yè)時,輸出軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在0.8-0.9倍額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行。
1）各軸轉(zhuǎn)速
主傳動軸轉(zhuǎn)速,。主軸與動力輸出軸直聯(lián)。
第1傳動軸轉(zhuǎn)。傳動比為， 帶傳動按92%效率計算, 則
脫粒滾筒轉(zhuǎn)速。帶傳動按92%效率計算,則
第2傳動軸轉(zhuǎn)速為，傳動比為1。帶傳動按92%效率計算，則
風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，風(fēng)機(jī)直接安裝在第2傳動軸上，則
2）各軸功率
主傳動軸
第1傳動軸
式中 -帶傳動效率；查表[19]取值0.92。
3）各軸轉(zhuǎn)矩
第1傳動軸
第2傳動軸
7.4 皮帶輪的設(shè)計與計算
7.4.1 帶型的選定
根據(jù)總體方案的選擇，查機(jī)械設(shè)計手冊[19]的工況系數(shù)?？傻糜嬎愎β蕿椋?
(8)
根據(jù)計算功率和柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，查手冊[19]選擇采用SPZ型皮帶。
7.4.2 帶輪直徑與帶速的確定
小帶輪的直徑通過查機(jī)械設(shè)計手冊[19]，有，其中是V帶的最小基準(zhǔn)直徑，過小，會降低皮帶的使用壽命。；反過來，雖然可以延長皮帶的使用壽命，但是帶傳動的外形尺寸隨之增大。V帶的最小基準(zhǔn)直徑參考值如下表所示。
表3 V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑
類型 Y Z SPZ A SPA B SPB C SPC D E
20 50 63 75 90 125 140 200 224 355 500
選取小帶輪的直徑。
大帶輪的基準(zhǔn)直徑，取。
上式中是V帶傳動的滑動率，值很小，在計算中可以忽略不計。
帶速的計算：
代入數(shù)據(jù)的
對于普通的V帶，，太小傳遞的功率小，太大則離心力過大，計算的結(jié)果在合理范圍內(nèi)，符合設(shè)計要求。
7.4.3 帶的基準(zhǔn)長度和軸間距的確定
由公式 （9) 代入數(shù)據(jù)得 。
所需帶的基準(zhǔn)長度為：
代入數(shù)據(jù)得
則實(shí)際的軸間距為
代入數(shù)據(jù)的實(shí)際的軸間距為 。
7.5 驗(yàn)算小帶輪的包角
由下式可求帶輪包角：
一般，最小不低于，小帶輪包角合適，不需要使用張緊輪。
7.6 確定V帶根數(shù)
V帶根數(shù)可由以下公式計算：
(10) 其中 ——功率增量，考慮傳動比時，在大帶輪上的彎曲應(yīng)力較小，在壽命相同的條件下，可以增大傳遞的功率。
——包角修正系數(shù)，考慮包角不等于時對傳動能力的影響。
——帶長修正系數(shù)，考慮包角不為特定長度時對傳動能力的影響。
——單根V帶的基本額定功率。
查機(jī)械設(shè)計手冊[20]可得：，=0.99，=0.97，=
圓整后取V帶根數(shù)
7.7 單根V帶預(yù)緊力的計算
根據(jù)公式 (11)
=
=
7.8 計算壓軸力
根據(jù)公式 (12) (13) 其中 ——為正常預(yù)緊力的1.5倍。
代入數(shù)據(jù)
第8章 齒輪的設(shè)計與計算
8.1 材料的選擇及許用應(yīng)力的確定
根據(jù)設(shè)計方案，本設(shè)計采用的是直齒圓柱齒輪傳動，考慮到脫粒裝置功率較大，故大、小齒輪都選用硬齒面。選取大、小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48～55HRC。因采用表面淬火，輪齒的變形不大，不需要磨削，故初選7級精度。
8.2 按輪齒接觸強(qiáng)度的計算
根據(jù)公式
(14) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
1）試選載荷系數(shù)；
2)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:
3）由機(jī)械設(shè)計手冊[20]選取齒寬系數(shù)；
4）由手冊[20]查得材料的彈性影響系數(shù)
5）按齒面硬度中間值查手冊[20得大、小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限 (15) 6）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
7)查設(shè)計手冊[19]得接觸疲勞壽命系數(shù)
8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)S＝1，得
計算
1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值
2）計算圓周速度
3）計算齒寬
4）計算齒寬與齒高之比
模數(shù)
齒高
5）計算載荷系數(shù)
根據(jù)，7級精度，由手冊[21]查得動載系數(shù);
假設(shè),由手冊[21]查得齒間載荷分配系數(shù)； 由手冊[21]查得使用系數(shù)；
由表4查得接觸強(qiáng)度計算用齒向載荷分布系數(shù)；
由手冊[21]查得彎曲疲勞強(qiáng)度計算用齒向載荷分布系數(shù). 故載荷系數(shù)
6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得
7）計算模數(shù)
8.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計
彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為
(16)
確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
1）由手冊[21]得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；
2）由手冊[21]查得彎曲疲勞壽命系數(shù)；。
3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4，得
4）計算載荷系數(shù)K
5）查取齒形系數(shù)
由手冊[21]查得齒形系數(shù) 。
6）查取應(yīng)力校正系數(shù)
由手冊[21]得應(yīng)力校正系數(shù) 。
7）計算大小齒輪的并加以比較
小齒輪的數(shù)值大。
設(shè)計計算
對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m略大于由齒根疲勞強(qiáng)度計算的模數(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，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得得模數(shù)1.64，就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m＝2mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，。
取 取
幾何尺寸計算
1）計算分度圓直徑
2）計算中心距
3）計算齒輪寬度
驗(yàn)算
符合要求。
參考文獻(xiàn)
結(jié)論
一、總結(jié)
第一部分，文獻(xiàn)資料的搜集與整理。通過專利網(wǎng)、文獻(xiàn)庫和老師給的資料，了解了當(dāng)前主流的幾種機(jī)車轉(zhuǎn)向架助推器類型。然后根據(jù)文獻(xiàn)資料，綜合分析每種助推器的優(yōu)劣，綜合比較借鑒，初步確定采用撬棍杠桿式助推方式。
第二部分，確定局部和整體方案。進(jìn)一步分析撬棍式助推器的助推方式，及需要哪些相配合的機(jī)構(gòu)，將助推器分為執(zhí)行系統(tǒng)、系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)三部分。然后先對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論受力分析，分析其位移量。借此計算出部分齒輪減速的比和需要的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，從而確定電機(jī)選型，至此部分和驅(qū)動部分也同時確定下來。
第四部分，各部件具體機(jī)構(gòu)設(shè)計和校核。根據(jù)前面三章的內(nèi)容，確定執(zhí)行系統(tǒng)、系統(tǒng)各部件的具體結(jié)構(gòu)尺寸，確定軸上零件的定位和裝配方式，最后選擇合適的軸承并對各部件進(jìn)行校核。
二、設(shè)計的不足之處
這次的設(shè)計還只是階段性的，助推器的結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)行局部優(yōu)化，中間的系統(tǒng)也有很多不同的方案可以選擇，比如選擇齒輪代替鏈傳，
三、個人體會
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)四年期間最后一次正式的機(jī)構(gòu)設(shè)計了，可以說是跨出大學(xué)校園的最后一步。需要考察自己大學(xué)期間學(xué)習(xí)的各項(xiàng)專業(yè)技能和課程知識，并且要綜合運(yùn)用，對自己也是一次全面的提高。
因?yàn)榭佳械年P(guān)系，很多時間被占用了，所以畢業(yè)設(shè)計的時間比較緊，中間過程略顯倉促。剛開始做課題使并沒有什么頭緒，不知道從哪里下手。就像無頭的蒼蠅，這里做一些，那里做一些，其中受力分析就做了很多遍，事實(shí)證明這些都是無用功。后來跟指導(dǎo)老師溝通了很多次，確定下來步驟。先綜合分析助推器的總體結(jié)構(gòu)，分成幾部分，比如驅(qū)動、、執(zhí)行部分，這樣就有了一個大的方向。
因此，我體會到初步設(shè)計必須確定每一部分的工作，由大到小，先分析結(jié)構(gòu)，再對結(jié)構(gòu)的運(yùn)動和動力性能綜合分析，不斷的修正、不斷的改進(jìn)，這樣才能做出完整的設(shè)計。
參考文獻(xiàn)
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致 謝
畢業(yè)設(shè)計也接近尾聲了，也意味我在大學(xué)的生活就要劃上一個句號。回過頭來看看自己做設(shè)計的過程，也有很多體會。助推器的助推方案不斷推倒，不斷重建。也讓我對專業(yè)技能有了更深的了解。
首先，誠摯感謝我的指導(dǎo)老師。每當(dāng)我有不懂的問題的時候，老師總是耐心為我解答，而且解答地很詳細(xì)，讓我對下一步的工作有了清晰的認(rèn)識。在我沒有頭緒的時候，老師總是適時地提出自己的建議，循循善誘，給我思考的空間，鍛煉了我的專業(yè)思維。老師總是抽出自己的時間來督促我論文的進(jìn)度，這是很無私的。在此，向老師表示崇高的謝意！
感謝四年來同學(xué)、老師的陪伴，感謝他們?yōu)槲姨岢龅挠幸娴暮蛯氋F的建議，有了他們的支持和鼓勵，才讓我度過了四年充實(shí)的大學(xué)生活。
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