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寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
所在學(xué)院
機(jī)電學(xué)院
專(zhuān)業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)
10機(jī)自（*）
學(xué)生姓名
***
學(xué)號(hào)
10********
指導(dǎo)教師
陳光群
題 目
4LBZ-100型水稻收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容與基本要求：
1、主要任務(wù)與目標(biāo)
（1）英文翻譯：認(rèn)真查閱10篇以上專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)，其中外文資料不少于2篇，并翻譯一篇中文字符2000字以上的外文文獻(xiàn)。
（2）畢業(yè)調(diào)研：完成文獻(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)告。
（3）完成4LBZ-100型水稻聯(lián)合收割機(jī)設(shè)計(jì)總裝示意圖CAD設(shè)計(jì)，4LBZ-100型水稻收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總裝圖設(shè)計(jì)；完成主要零件（減速器、主軸）等零件的設(shè)計(jì)，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1萬(wàn)字以上。
（4）完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的其它工作（完成指導(dǎo)記錄、資料上傳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)平臺(tái)、答辯PPT準(zhǔn)備、資料裝訂整理）。
2、主要內(nèi)容與基本要求
（1）主要內(nèi)容：
1）了解聯(lián)合收割機(jī)的總體結(jié)構(gòu)；
2）完成減速器、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)；
（2）要求：
1）以4LBZ-100型水稻收割機(jī)樣本進(jìn)行設(shè)計(jì)，不照搬照抄；
2）要求機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理、結(jié)構(gòu)緊湊，體積小；
3）完成3張A0圖紙（折合），并要求CAD繪制；總裝圖一張，齒輪、箱體、軸等主要零件圖；
4）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)；研究的主要內(nèi)容；總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；傳動(dòng)方案的確定，設(shè)計(jì)主要零件，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，條理清楚，計(jì)算有據(jù)；格式按寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)自專(zhuān)業(yè)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）規(guī)范化要求。文字在1萬(wàn)字以上，
5） 箱體設(shè)計(jì)，用PRO/E軟件對(duì)減速箱部件建模，自動(dòng)生成三維圖和二維圖。
6）其他要求：學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分發(fā)揮自己獨(dú)立思考和創(chuàng)作設(shè)計(jì)，培養(yǎng)和鍛煉工程實(shí)際中的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，反對(duì)盲從和抄襲行為。設(shè)計(jì)期間應(yīng)完成以下工作：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，其中外文資料不少于兩篇，外文翻譯不低于2000字，英文翻譯必須注明出處，并提供原版PDF文件；
3、設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)參數(shù)：
（1）生產(chǎn)效率:1畝/時(shí)，設(shè)計(jì)壽命5年；
（2）柴油機(jī)提供動(dòng)力
4、主要參考文獻(xiàn)
相關(guān)課程教材；
[1]濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5
[2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.3
[3]郭宏亮主編.機(jī)械原理[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011.12
[4]林怡青，謝宋良，王文濤編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.1
[5]顧曉勤，劉申全主編.工程力學(xué)Ⅰ[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1
[6]顧曉勤，劉申全主編.工程力學(xué)Ⅱ[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1
[7]馬朝興主編.聯(lián)合收割機(jī)結(jié)構(gòu)與使用維修[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.8
其他
[1] 李顯旺. 我國(guó)水稻聯(lián)合收獲機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化, 2006,(01)
[2] 付亞平,王旭. 淺談我國(guó)水稻收獲機(jī)械現(xiàn)狀及推廣前景[J]. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè), 2005,(01)
[3] 陳立東. 我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J]. 河北農(nóng)業(yè)科技, 2002,(11) .
[4] 陶功舉. 谷物收獲機(jī)械的現(xiàn)狀及開(kāi)發(fā)趨勢(shì)[J]. 湖北農(nóng)機(jī)化, 1998,(02)
[5]尹文慶，何揚(yáng)情.脫粒裝置的結(jié)果技術(shù)剖析[J].農(nóng)機(jī)化研究.1999,11(4)：42-44.
[6]師清祥，劉師多，姬江濤等.控速喂入柔性脫粒機(jī)理研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1996,12（2）：173-176.
[7] 侯建華. 小型谷物清選機(jī)的研制[D]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2005 .
[8] 陳德峻,魏燦苗,徐建恒,陳霓. 履帶自走式全喂入聯(lián)合收割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2002,(01) .
二、畢業(yè)論文進(jìn)度計(jì)劃
序號(hào)
各階段工作內(nèi)容
起訖日期
備注
1
熟悉課題，了解粉碎機(jī)的相關(guān)情況調(diào)研
拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)起
到9.15日
2
查閱國(guó)內(nèi)外
相關(guān)研究資料
9.16 — 10.31
外文資料不少于兩篇，翻譯不低于2000字，提供原版PDF
3
撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述
11.1 — 11.7
4
撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告
11.8 — 11.21
5
確定4LBZ-100型水稻收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)
11.22 — 11.29
必要時(shí)去相關(guān)企業(yè)調(diào)查學(xué)習(xí)
6
根據(jù)使用要求選擇合適材料
11.30 — 12.7
7
計(jì)算幾何結(jié)構(gòu)尺寸
12.8 — 12.15
8
繪制4LBZ-100型水稻收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總圖、零件圖
12.15 — 1.21
12月30日中期檢查
9
修改
1.22 — 3.31
對(duì)格式、文字以及錯(cuò)誤處
進(jìn)行修改
10
畢業(yè)答辯準(zhǔn)備
4.1—4.30
資料裝訂完善、上交
11
答辯
5．8
優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)4月19日答辯
三、專(zhuān)業(yè)（教研室）審批意見(jiàn)：
審批人（簽字）：
寧波大紅鷹學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯
所在學(xué)院： 機(jī)電學(xué)院
班 級(jí)： 10機(jī)自6班
姓 名： 周旦
學(xué) 號(hào)： 1021080655
指導(dǎo)教師： 陳光群
合作導(dǎo)師：
2013 年 11 月 15 日
譯文：
題目ZF9HP48自動(dòng)變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和機(jī)械零件
盧茨蓋特納和麥克艾本霍赫的采埃孚股份公司
摘要：
用這種8HP變速箱，ZF公司在市場(chǎng)上建立了一個(gè)模型范圍，在節(jié)約燃料,功率-重量比和功能的方面提供相當(dāng)大的進(jìn)展。前橫置變速箱來(lái)源于8HP變速箱的齒輪組概念，導(dǎo)致更高的設(shè)計(jì)成本，它與前橫置變速箱有著非常受限制的安裝空間相矛盾。
用9HP變速箱的傳動(dòng)概念，8HP變速箱的優(yōu)點(diǎn)被成功地轉(zhuǎn)移到前橫置傳動(dòng)設(shè)計(jì)，并在同一時(shí)間，所有關(guān)于安裝空間的限制都被解決。由于其齒輪的高效率和阻力矩的降低，9HP48變速器較今天前橫向安裝的標(biāo)準(zhǔn)6速自動(dòng)變速器相比，節(jié)省了16％的燃料。
該出版物給出9HP48變速箱的機(jī)械設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述。通過(guò)一個(gè)新的齒輪組的概念，4個(gè)行星齒輪組和6個(gè)轉(zhuǎn)移元件，要求高效率和大的總傳輸，重要的是實(shí)現(xiàn)節(jié)省燃料和舒適，可以被體現(xiàn)在低速輪步驟。這是第一次，兩個(gè)正面鎖定爪形離合器換檔元件同時(shí)被施加在軸向平行的葉片細(xì)胞泵，以減小阻扭矩。為了實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和安裝空間的典型的前橫置車(chē)輛之間的相容性，一個(gè)完全新的傳動(dòng)體系結(jié)構(gòu)被使用。除了新的體系結(jié)構(gòu)，安裝目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)變得容易通過(guò)爪形離合器，兩個(gè)行星齒輪組嵌套在彼此的頂部，和多盤(pán)離合器，以及一個(gè)新的扭矩轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。
此外，9HP48傳動(dòng)器的設(shè)計(jì)根據(jù)一個(gè)模塊化的原則。其結(jié)果是，它的基本傳動(dòng)可以補(bǔ)充顧客意愿和要求。因此，不同的起始元素和全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，也可以實(shí)現(xiàn)以最佳的成本在前橫置客車(chē)的受限制安裝空間條件中。
引文：盧茨蓋特納和麥克艾本霍赫.，“ZF9HP48自動(dòng)變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)與機(jī)械零件，”SAE詮釋。J. Passeng。汽車(chē)-機(jī)械系統(tǒng)。6（2）：2013，DOI：10.4271/2013-01-1276。
1．簡(jiǎn)介
以75%的市場(chǎng)份額(見(jiàn)圖1),橫向安裝的前置發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛在世界上表現(xiàn)為最常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)概念。
用8HP變速箱，ZF在市場(chǎng)上建立了一個(gè)模型范圍，在節(jié)約燃料,功率-重量比,和功能方面提供相當(dāng)大的進(jìn)展。然而，8HP變速箱的齒輪組概念注定要被縱向安裝的標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)。作為一個(gè)橫向變速箱的一種推導(dǎo)導(dǎo)致更高的設(shè)計(jì)成本和不利的設(shè)計(jì)，與前橫置變速箱有著非常受限制的安裝空間相矛盾。
圖1 世界各地的傳動(dòng)量
壓力施加在傳動(dòng)裝置的成本和規(guī)格甚至更高，由于實(shí)際是橫向安裝的前置發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛，尤其普遍在緊湊和中型轎車(chē)的成本不穩(wěn)定市場(chǎng)。
在此背景下9HP48前橫置變速箱的發(fā)展開(kāi)始尋找一個(gè)合適的安裝特定空間的齒輪組概念。
2．傳動(dòng)系統(tǒng)
新的齒輪組的概念的先決條件是：必須有可能來(lái)實(shí)現(xiàn)它在市場(chǎng)上建立的6速變速器的安裝空間。當(dāng)它涉及到大小，橫向變速箱的傳動(dòng)長(zhǎng)度是非常重要的。然而，在高速齒輪傳播，大量齒輪，小齒輪速比，和高效率的低阻力扭矩方面的高要求也必須被滿足。
在搜索齒輪組概念過(guò)程中所獲得的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明：在齒輪傳播和齒輪數(shù)方面的更高要求只能用額外的轉(zhuǎn)變?cè)鼗螨X輪組實(shí)現(xiàn)。在搜索的一個(gè)齒輪組概念過(guò)程中的新方法是必要的，為了解決附加組件，安裝空間，減少的阻力矩和降低成本的矛盾。
其結(jié)果是標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)于在離合器及齒輪組的徑向中的可施工性，以嵌套的方式成為必不可少的。只有齒輪組的概念，促進(jìn)離合器及齒輪組的布置在彼此頂部擁有足夠的潛力，以便有助于解決方法。然而，這會(huì)產(chǎn)生可能在固定齒輪傳動(dòng)比的齒輪組和相互連接的各個(gè)組件方面的限制。
針對(duì)此背景下在安裝空間和阻力矩降低方面需求，選擇利用爪式離合器作為移位元素也獲得了新的意義，然而，爪式離合器的可能性功能齒輪組概念的選擇具有顯著的影響。
除了這些另外突出的橫向傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)，基本上應(yīng)用于傳動(dòng)系統(tǒng)的邊界條件，比如平等于組件轉(zhuǎn)矩負(fù)載，速度因素等還待觀察。
在這些邊界條件下的傳動(dòng)合成開(kāi)始在選定的搜索領(lǐng)域（參見(jiàn)圖2）。
下面齒輪組概念9HP48被選中，從數(shù)百個(gè)可能的系統(tǒng)（見(jiàn)圖3）通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)的選擇過(guò)程，還占了一個(gè)全面的評(píng)價(jià)和權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)目錄的搜索領(lǐng)域，其中導(dǎo)致約1500萬(wàn)個(gè)變種。
圖2 搜索領(lǐng)域與評(píng)估
圖3 傳動(dòng)示意圖9HP48
選定的齒輪組系統(tǒng)，其特征在于下述的顯著的性能。
四個(gè)多盤(pán)換檔元素和兩個(gè)爪式離合器換檔元素用于換檔元件。多盤(pán)換檔元素中，有兩個(gè)作為制動(dòng)和兩個(gè)作為離合器而設(shè)計(jì)的。兩個(gè)爪式離合器換檔元素只能執(zhí)行一個(gè)換檔，可以方便地安裝在中心的傳動(dòng)，下面分別齒輪組1的中心軸承。所有簡(jiǎn)單的換檔，可以進(jìn)行通過(guò)改變兩個(gè)換檔元件（參見(jiàn)圖4）。
在齒輪組上選擇合適的比率設(shè)置啟用，齒輪組1和齒輪組2被布置在彼此的頂部。其結(jié)果是，只有三個(gè)齒輪組的水平包括在安裝的傳動(dòng)長(zhǎng)度。盡管這個(gè)限制比率的選擇，所選擇的系統(tǒng)是有可能表現(xiàn)出9.823大的總傳播，它為降低在有利的齒輪速比差和良好的效率是非常重要的（參見(jiàn)圖5）。
圖4 換檔模式9HP48
圖5 比率步幅9HP48
多虧了這個(gè)選擇的比率也可能在傳動(dòng)所需的空間和重量?jī)?yōu)化的整體結(jié)構(gòu)中確保均衡的速度和轉(zhuǎn)矩分裂。沒(méi)有高速和轉(zhuǎn)矩的因素存在是由于特定運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)和齒輪組的耦合。出于這個(gè)原因，沒(méi)有不必要的大尺寸的部件（軸，齒輪組和離合器）是必需的和一個(gè)諧波傳動(dòng)設(shè)計(jì)是合理的。速度和轉(zhuǎn)矩的因素在圖6.1和圖6.2列舉說(shuō)明了。
圖6.1 速度水平因子
圖6.2 速度水平因子
系統(tǒng)的基本特征總結(jié)于以下列表：
9個(gè)齒輪
總傳動(dòng)比9.823
小齒輪速比差和高效率的諧波步幅范圍
4個(gè)齒輪組
6個(gè)換檔元素
2個(gè)多盤(pán)制動(dòng)器
2個(gè)多盤(pán)離合器
2個(gè)爪式離合器
3．概念設(shè)計(jì)
為了找到一個(gè)橫向安裝空間，是理想的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，基本組成部分的設(shè)計(jì)在尋找最佳系統(tǒng)的時(shí)候已經(jīng)做了系統(tǒng)地分析。齒輪組和換檔的元件，以及通過(guò)軸把它們連接起來(lái)的可能性，在這里是決定性的。因此，在這個(gè)階段已經(jīng)進(jìn)行了一些設(shè)計(jì)研究，為了確定對(duì)于緊湊的設(shè)計(jì)有最有利的安排，同時(shí)保持最佳的組件功能。
為了實(shí)現(xiàn)成本目標(biāo)，有必要在一個(gè)單一的軸線上安排中央傳動(dòng)。當(dāng)它實(shí)現(xiàn)齒輪設(shè)置，因此決定找到一個(gè)只有三個(gè)齒輪組陸續(xù)被安排的設(shè)計(jì)。這是唯一的方式在單一的軸上安排中央傳動(dòng)，同時(shí)在相同的時(shí)間不超過(guò)的最大可能的傳動(dòng)。由于在齒輪組1和2上固定齒數(shù)比的合適選擇，有可能在彼此的頂部安排這兩種齒輪組，從而實(shí)現(xiàn)了在軸向長(zhǎng)度上的三個(gè)齒輪組水平的目的。
由于比較小的直徑的爪式離合器換檔元件為正在安裝其他組件之間提供了可能，而無(wú)需額外的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。這意味著，爪式離合器可以安排在下面的齒輪組1。爪式離合器F使用下面的中央輸出齒輪的安裝空間。
多盤(pán)傳動(dòng)元件的設(shè)計(jì)在很大程度上取決于鏈接的齒輪組的可能性。在這里重要的是另外利用的排列選項(xiàng)，當(dāng)設(shè)計(jì)直徑和多盤(pán)數(shù)量以這樣一個(gè)在彼此頂部嵌套設(shè)計(jì)的方式是可能的。這種設(shè)計(jì)的一個(gè)額外的并發(fā)癥，這些幾何邊界條件必須選擇在這樣一種方式，耐用性和換檔舒適性的必要要求，是目前的最高程度的要求。在這些條件下設(shè)計(jì)離合器B是可能的，以及制動(dòng)器C和D以嵌套的方式。
這使得設(shè)計(jì)9HP48傳動(dòng)變得可能，同時(shí)符合可用的安裝空間，如在圖7中看到的。
橫向的設(shè)計(jì)元件是：
可選的扭振減振器套件為起始元件變矩器
中央傳動(dòng)在同一軸上嵌套的基本組成部分
軸向平行的葉片細(xì)胞泵
通過(guò)中央正齒輪輸出
中間比率上的車(chē)位鎖
在模塊化套件設(shè)計(jì)綜合差動(dòng)
兩部分組成的外殼理念
圖7 9HP48
4．技術(shù)數(shù)據(jù)
技術(shù)數(shù)據(jù)表1中給出。
表1 9hp48技術(shù)數(shù)據(jù)
5．設(shè)計(jì)
5.1 變矩器
由于它的魯棒性，關(guān)于舒適的高性能和正特性的變矩器被選擇作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的起動(dòng)裝置。在這個(gè)新的開(kāi)發(fā)和性能優(yōu)化液力變矩器的一個(gè)工具箱為不同的阻尼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)去耦轉(zhuǎn)矩的不規(guī)則（見(jiàn)圖8）。依靠與傳動(dòng)系統(tǒng)相聯(lián)合的發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型，它有可能理想的去耦系統(tǒng)。執(zhí)行整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的解耦模擬，也進(jìn)行了此阻尼系統(tǒng)的一個(gè)預(yù)選和優(yōu)化。隨著高性能變矩器和離合器最優(yōu)化的油耗，建立一個(gè)舒適的汽車(chē)是可能的。當(dāng)開(kāi)發(fā)變矩器的一個(gè)特別挑戰(zhàn)是獲得一個(gè)精密的設(shè)計(jì)，從而具有很短的總長(zhǎng)度的傳動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高的性能。水力特性曲線超過(guò)85％的效率水平也滿足這要求。這個(gè)非常渺茫變矩器的整體性能無(wú)疑能被當(dāng)做一個(gè)水準(zhǔn)。
圖8 變矩器橫截面模型套件
5.2 泵
一個(gè)非常緊湊的，雙沖程葉片細(xì)胞泵第一次采用的是ZF公司的前橫向傳動(dòng)（見(jiàn)圖9）。該泵被配置到與輸入軸軸向平行。驅(qū)動(dòng)器的發(fā)動(dòng)通過(guò)一個(gè)倒齒鏈的滾筒。鏈葉輪直接位于軸承座頂蓋，經(jīng)由液力變矩器葉輪輪轂驅(qū)動(dòng)。在同一時(shí)間，與此同時(shí),葉輪作為傳動(dòng)側(cè)面安裝為變矩器。
圖9 雙沖程葉片泵
泵位于靠近中間板中的吸濾器和液壓控制單元。這導(dǎo)致短路徑，良好的流動(dòng)管道和橫截面。一個(gè)吸流充電（圖10），通過(guò)主壓力閥提高灌裝和促進(jìn)高氣蝕速度。這樣的設(shè)計(jì)也導(dǎo)致一個(gè)高度集成的預(yù)裝配單元。泵的設(shè)計(jì)是通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)調(diào)整變速器特殊的需要，并通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)手段來(lái)優(yōu)化。軸向平行的葉片細(xì)胞泵的優(yōu)點(diǎn)在于它可以在效率，阻力矩和功能性方面被優(yōu)化，在廣泛領(lǐng)域中不受幾何限制，因此提供了相當(dāng)大的貢獻(xiàn)來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
圖10 石油供應(yīng)/泵/油過(guò)濾器吸入充電/（開(kāi)關(guān)設(shè)備）
5.3 齒輪組
一個(gè)系統(tǒng)包括四個(gè)行星齒輪組形成變速箱的機(jī)械核心。一個(gè)特別的挑戰(zhàn)在比率的選擇中是有要求的，至少兩個(gè)齒輪組被布置成彼此。適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)通過(guò)系統(tǒng)的分析發(fā)現(xiàn)的齒輪組1和2。齒的數(shù)目（表2）和齒輪的幾何形狀的后續(xù)設(shè)計(jì)，是然后實(shí)施在考慮之中的聲響，耐用性和可生產(chǎn)性要求。
表2 齒數(shù)
嵌套齒輪組1/2的一個(gè)重要的先決條件是這兩個(gè)齒輪組不同時(shí)在主體的行程齒輪中嚙合。這是唯一的方式來(lái)避免在聲響和熱行為方面的缺點(diǎn)。這個(gè)先決條件滿足僅僅在反向齒輪和第九齒輪同時(shí)嚙合的齒輪組。齒輪組1和2必要聯(lián)系的結(jié)果，這是很自然的整合兩個(gè)齒輪組形成一個(gè)行星架，從而達(dá)到一個(gè)非常高的功能整合（見(jiàn)圖11）。使用廣泛的有限元方法模擬，它是可能以鋁壓鑄件的設(shè)計(jì)方式來(lái)設(shè)計(jì)行星架。除了在重量和質(zhì)量慣性上大量減少，鋁壓鑄件的設(shè)計(jì)也促進(jìn)在加工范圍上的全面降低，從而實(shí)現(xiàn)了成本更低的設(shè)計(jì)。成本能被更過(guò)的減少，通過(guò)整合更多的功能。其結(jié)果是，載波屬于第三齒輪組和一個(gè)油收集盤(pán)的功能被合并例如在鋁行星架。齒輪組1的環(huán)形齒輪演示了更進(jìn)一步的功能整合步驟。齒輪組1的環(huán)形齒輪也是齒輪組2的太陽(yáng)齒輪，由于內(nèi)部和外部配有運(yùn)行齒輪。
圖11 行星架的1/2
圖12 行星架4
對(duì)于負(fù)載的原因，對(duì)于四齒輪組的行星架這是不可能選擇鋁作為材料。然而，這個(gè)行星架也必須履行其基本功能之上的進(jìn)一步任務(wù)。例如，這些任務(wù)包括扭矩傳遞到中央的圓柱齒輪和行星齒輪組的軸心。為了結(jié)合所有這些要求，盡可能選擇低成本的燒結(jié)金屬作為材料的復(fù)合設(shè)計(jì)。與此有可能滿足在強(qiáng)度和使用壽命方面的要求，一方面，集成高精度的擴(kuò)充功能；另一方面無(wú)需額外的加工努力。此外，燒結(jié)金屬提供的優(yōu)點(diǎn)是，它可以被部分地硬化。該技術(shù)被用在高負(fù)荷的部件，如扭矩驅(qū)動(dòng)程序。
5.4 多盤(pán)離合器
行星齒輪系統(tǒng)的均勻轉(zhuǎn)矩和速度負(fù)載形成基礎(chǔ)，是因?yàn)閹缀鯖](méi)有的摩擦表面和小的摩擦半徑的低阻力矩離合器設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)規(guī)定的安裝空間，有必要找到一個(gè)設(shè)計(jì)，能夠使多盤(pán)離合器相互嵌套，盡可能在技術(shù)上是有利的。許多設(shè)計(jì)的變種被建立是通過(guò)能設(shè)計(jì)的系統(tǒng)分析和元件的連通性。移動(dòng)元件B和C根據(jù)圖13的設(shè)計(jì)，通過(guò)過(guò)系統(tǒng)的評(píng)估被選中。特別的小心是必須的，當(dāng)設(shè)計(jì)油的供應(yīng)由于緊湊的設(shè)計(jì)與各自集成多功能到一個(gè)組件（例如多盤(pán)載體B / C）。必須確保有足夠的油量可供使用，以便冷卻的多盤(pán)，在同一時(shí)間，確保各自的橫截面可供使用，以便能夠排油，為了保持低的阻力損失。因此，部件的設(shè)計(jì)是伴隨著全面的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)，以使盡可能理想的基本設(shè)計(jì)。在同一時(shí)間，模擬形成一個(gè)良好的基礎(chǔ)，以便與測(cè)試結(jié)果相比能夠執(zhí)行一個(gè)有針對(duì)性的優(yōu)化。以油供應(yīng)作為基礎(chǔ)，是由一個(gè)策略能夠控制閥中在液壓傳動(dòng)控制單元積極影響的油量供給而形成。這確保了對(duì)于離合器的冷卻有盡可能多的油供給需求。另一方面，油的數(shù)量能減少到最低限度，以減少阻力損失。
圖13 離合器/制動(dòng)器?
5.5 爪形離合器換檔元件
與多盤(pán)換檔元件相比，爪形離合器換檔元件具有比較小的結(jié)構(gòu)和較低阻力轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)。然而，在一定的條件下傳動(dòng)系統(tǒng)中的爪式離合器換擋元件只能更換多盤(pán)換檔元件。最重要的要求是，變速齒輪可以進(jìn)行自由的負(fù)載。這個(gè)要求是存在于9HP48傳動(dòng)系統(tǒng)中的兩個(gè)位置。爪式離合器換檔元件F取代了一個(gè)多盤(pán)制動(dòng)器，并且它將變速箱體與齒輪組4的太陽(yáng)齒輪相連結(jié)。爪式離合器換檔元件A取代了一個(gè)多盤(pán)離合器，并且它將齒輪組1的環(huán)形齒輪與輸入軸相連結(jié)（見(jiàn)圖14）。
多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)互相影響，當(dāng)設(shè)計(jì)爪形離合器齒輪時(shí)。齒的數(shù)量與齒之間的間隙是決定性的，關(guān)于在接合過(guò)程中的速度差的程度。一個(gè)高度嚙合速度對(duì)于功能是有利，但在舒適性和負(fù)載方面也有一些缺點(diǎn)。
圖14 3D爪形離合器
為了確保爪式離合器完全嚙合一個(gè)齒輪的變化，去確定換檔元件的位置是必要的。液壓最終位置識(shí)別系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)此目的。在活塞兩側(cè)之間的連結(jié)是通過(guò)在活塞中的一個(gè)小孔特別創(chuàng)建的。在末端位置，該孔通過(guò)壓縮室的前表面被密封。如果活塞不完全鄰接，一個(gè)壓力釋放發(fā)生在穿過(guò)孔的卸載的活塞側(cè)面。通過(guò)這種壓力，爪式離合器的位置可以被認(rèn)為借助于開(kāi)關(guān)裝置中的壓力傳感器。為了提高在公差方面的魯棒性，這個(gè)孔被納入爪形離合器A的軸向滑動(dòng)活塞（見(jiàn)圖15）。作為一個(gè)簡(jiǎn)單的箱體安裝設(shè)置的結(jié)果，這項(xiàng)措施在爪式離合器F上是不必要的。
圖15 爪形離合器A
5.6 柱形直齒輪
這個(gè)核心組件是柱形直齒輪，它將一根軸上的中央傳動(dòng)與差速器相連接。力分布貫穿一個(gè)中央柱形直齒輪，是通過(guò)一個(gè)中間的差比。
中央柱形直齒輪層疊在一個(gè)堅(jiān)固的GGG60板，通過(guò)低摩擦四點(diǎn)接觸球軸承。這個(gè)輸入是從行星齒輪架完成的，屬于齒輪組4到柱形直齒輪，通過(guò)一個(gè)花鍵。
對(duì)于中間齒輪比的安裝，一個(gè)在行內(nèi)的兩個(gè)圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)被選中。
對(duì)于高負(fù)載的齒輪安裝的一個(gè)重要前提是一個(gè)高的懸置剛度。同時(shí)溫度取決于軸承內(nèi)部間隙不應(yīng)該會(huì)顯著地改變。只有在這些條件下，它可能有一個(gè)低的齒輪噪聲和高功率密度布局，同時(shí)超過(guò)一個(gè)廣泛的工作范圍。此外只有在這些邊界條件下，盡可能低的軸承預(yù)張力的選擇被啟動(dòng)，這反過(guò)來(lái)又有助于阻力矩的減少。
因此，對(duì)于中間齒輪比，在圖16中所示的布置，兩個(gè)線圓錐滾子軸承被選擇。
通過(guò)鋁和鋼的不同熱膨脹系數(shù)，產(chǎn)生，由周?chē)南潴w和左側(cè)安裝元件，在上升的溫度下，軸向間隙增加。在安裝元件的左手側(cè)，通過(guò)溫度的上升，軸向的間隙減少。這是通過(guò)在箱體側(cè)壁鋁載體的右手裝載的軸承內(nèi)圈。通過(guò)本總體布置一個(gè)播放的平衡，是由在安裝元件中的溫度補(bǔ)償形成。在布局中的主要元素是通過(guò)仿真計(jì)算來(lái)改編圓錐角，懸置剛度，以及一個(gè)周?chē)暮线m設(shè)計(jì)。
圖16 中央柱形直中齒輪四點(diǎn)接觸球軸承和中間齒輪軸承/對(duì)準(zhǔn)偏差計(jì)算
5.7 車(chē)位鎖
車(chē)位鎖被設(shè)計(jì)為常規(guī)的一個(gè)圓錐體與一個(gè)棘輪的驗(yàn)證系統(tǒng)（見(jiàn)圖17）?？ㄗφ加猛ㄟ^(guò)一個(gè)彈簧承載的障礙錐體。錐體是引起一個(gè)鋼精鑄件部分被創(chuàng)造于功能區(qū)，是對(duì)于公差限制的目的。車(chē)位聯(lián)鎖齒輪本身集成到中間的齒輪比。
圖17 車(chē)位鎖系統(tǒng)
根據(jù)車(chē)位鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，兩個(gè)變換（參見(jiàn)圖18.1和18.2）對(duì)車(chē)位鎖的驅(qū)動(dòng)是有效的。在機(jī)械的換檔系統(tǒng)上，車(chē)位鎖是通過(guò)拔出電纜被直接驅(qū)動(dòng)的。在變速線變體上執(zhí)行接合的過(guò)程是使用一根彈簧。在驅(qū)動(dòng)操作過(guò)程中，該系統(tǒng)是由液壓脫離，固定電，并通過(guò)一個(gè)電磁閥。這確保了車(chē)位鎖中斷或切換時(shí)，該車(chē)輛在N位置（洗車(chē)功能）的情況下仍保持打開(kāi)狀態(tài)。由傳感器記錄，車(chē)位鎖的位置。如果發(fā)動(dòng)機(jī)在緊急模式下處于關(guān)閉狀態(tài)，那么車(chē)位鎖會(huì)通過(guò)彈簧自動(dòng)鎖定。
圖18.1 車(chē)位鎖驅(qū)動(dòng)M-SHIFT
圖18.2 車(chē)位鎖驅(qū)動(dòng)E-換檔
5.8 差速器
根據(jù)不同的應(yīng)用和車(chē)輛制造商的策略，有各種各樣差速器關(guān)于功能方面的要求。因此，在最前的哪些版本預(yù)期將需要的進(jìn)行了研究，并基本設(shè)計(jì)（參見(jiàn)圖19）中做了相應(yīng)地考慮。一個(gè)打開(kāi)的差速器，在錐齒輪的設(shè)計(jì)是用來(lái)作為基本模式。
可能的選項(xiàng)
1.一個(gè)外部差速器的改編，
2.一個(gè)全輪分電盤(pán)的系統(tǒng)的額外輸入，是通過(guò)在差速器的擴(kuò)展情況下，
3.一個(gè)全輪分電盤(pán)的系統(tǒng)的改編，是通過(guò)軸向平行的附加軸。
機(jī)械鎖定裝置，或在必要時(shí)，有源系統(tǒng)可用于差速器的功能處。
圖19 差速器變換
6．設(shè)計(jì)套件/尺寸
模塊化的設(shè)計(jì)原則是9HP48變速箱的先決條件。只有利用這個(gè)原理，有可能找到一個(gè)變速箱的體系結(jié)構(gòu)，在程序集方面任然相同，在中央傳動(dòng)通常要求高的投資水平。然而，由于選擇范圍，也允許一個(gè)高的自由度，所以各種選項(xiàng)被實(shí)現(xiàn)于一個(gè)模塊化的設(shè)計(jì)套件的形式中。除了熟悉的適應(yīng)領(lǐng)域，如發(fā)動(dòng)機(jī)法蘭，液力變矩器，傳動(dòng)裝置，和輸出，設(shè)計(jì)套件整體構(gòu)件部分是：
?機(jī)械換檔系統(tǒng)或線控?fù)Q檔
?液壓的布置和電子控制元件
?最終傳動(dòng)中心距
?各種全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的改編
?在不同的設(shè)計(jì)中帶和不帶油冷卻器
?傳動(dòng)連接器的定位
圖20 設(shè)計(jì)套件
在設(shè)計(jì)的9HP48變速箱時(shí)，它重要的是不僅在傳動(dòng)長(zhǎng)度上符合的規(guī)定，同時(shí)，在潛在應(yīng)用額外的幾何體方面配合特定的限制也是很重要的。這里提到的例子包括從發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)輛的結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的限制，以及底盤(pán)部件（參見(jiàn)圖20）。9HP48的設(shè)計(jì)，對(duì)它來(lái)說(shuō)大多是符合這些要求。
圖21 安裝模型9HP48 86公斤附件。油*
7．匯總
9HP傳動(dòng)家族在與客戶相關(guān)的領(lǐng)域取得了重大的改進(jìn)。除了對(duì)改善燃油經(jīng)濟(jì)性有相當(dāng)大的貢獻(xiàn)，同時(shí)增加了力度，可能減速到一個(gè)更高的乘坐舒適度。作為起始元件變矩器的使用，確保了一個(gè)更高的啟動(dòng)舒適度和一個(gè)理想的減振，能通過(guò)一個(gè)扭振減振器的設(shè)計(jì)套件被實(shí)現(xiàn)。爪式離合器元件和齒輪組相互嵌套的使用是可能由于一個(gè)新的齒輪組系統(tǒng)的使用。這可確保在車(chē)輛中前橫置驅(qū)動(dòng)器關(guān)于安裝空間的要求得到滿足。這個(gè)變速箱被設(shè)計(jì)為一個(gè)模塊化的設(shè)計(jì)套件。這對(duì)滿足盡可能多的顧客的要求鋪平了道路，同時(shí)保留了中央傳動(dòng)。還要執(zhí)行進(jìn)一步功能的前景，例如在聯(lián)合9H48的系統(tǒng)上，去設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的傳動(dòng)生成在原有位子的條件。
命名的客戶價(jià)值，高功率重量比，和有利的成本/效益比，ZF公司已經(jīng)在前橫向傳動(dòng)部門(mén)成功創(chuàng)造一個(gè)里程碑，它就是9HP48變速箱。
參考文獻(xiàn)
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Automatgetriebegeneration der ZF[新ZF自動(dòng)變速器代]在楞次，HP：第28屆維也納國(guó)際汽車(chē)研討會(huì)，2007年4月26日至27日繼續(xù)。報(bào)告VDI系列12第639號(hào)。Vol. 2 ，S.228-241 VDI出版社2007年杜塞爾多夫。
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聯(lián)系信息
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
課題名稱(chēng)：4LBZ-100型水稻收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
所在學(xué)院： 機(jī)電學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 10機(jī)自6班
姓 名： 周旦
學(xué) 號(hào)： 1021080655
指導(dǎo)教師： 陳光群
日期： 2013 年 11 月 15 日
一、課題來(lái)源
本課題<<4LBZ-100型水稻收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)>>是由指導(dǎo)老師根據(jù)企業(yè)相關(guān)課題所提供的多項(xiàng)論文課題，以及自己的興趣愛(ài)好,?而最終所選定的。
二、設(shè)計(jì)的目的與意義
水稻生產(chǎn)機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的重要環(huán)節(jié)，積極開(kāi)展水稻收割機(jī)研發(fā)對(duì)提高水稻機(jī)收率早日實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化具有重要意義。由于傳動(dòng)系統(tǒng)是收割機(jī)的核心部件，它的好壞將直接影響機(jī)器的整體性能。如今農(nóng)民在購(gòu)買(mǎi)聯(lián)合收割機(jī)時(shí)大都關(guān)心變速箱的型號(hào)及廠家，甚至有的用戶提出只買(mǎi)配置了某某廠家(品牌)變速箱的收割機(jī)?？梢?jiàn)，一個(gè)好的傳動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)成為了農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)收割機(jī)的首選條件之一。
收割機(jī)主要是由割臺(tái)，傳動(dòng)系統(tǒng)，行走系統(tǒng)，脫粒機(jī)構(gòu)，清選機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)等組成，本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，要求學(xué)生的綜合知識(shí)與實(shí)踐能力較強(qiáng)，需要對(duì)分紙機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程了解清楚。同時(shí)在設(shè)計(jì)中學(xué)生要應(yīng)用到大學(xué)所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)、制圖、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)、互換性與測(cè)量技術(shù)等課程。
通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)使自己學(xué)習(xí)和掌握以下幾點(diǎn)：1、熟悉分紙機(jī)的工作原理和工作過(guò)程；2、了解機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程和方法；3、掌握利用Pro/E、UG、CAD等工具進(jìn)行分紙機(jī)的設(shè)計(jì)；4、初步掌了解握零件的制造工藝與整機(jī)設(shè)計(jì)方法思路。
三、收割機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與傳動(dòng)系統(tǒng)存在問(wèn)題
目前，我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)主要有全喂入自走式和半喂入自走式兩種機(jī)型。全喂入式機(jī)型起步較早，技術(shù)較為成熟，盡管存在無(wú)法解決水稻倒伏時(shí)無(wú)法作業(yè)和秸稈利用等問(wèn)題，但仍是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的主流機(jī)型；半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)是日本最先研制出來(lái)的，在我國(guó)的生產(chǎn)研發(fā)雖然起步于20世紀(jì)70年代，但由于其機(jī)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，制造難度大，成本較高，企業(yè)很難在短期內(nèi)收回投資，所以至今仍沒(méi)有形成大批量生產(chǎn)的能力。由于缺乏核心技術(shù)，一些主要零部件( 如發(fā)動(dòng)機(jī)和核心工作部件等) 仍需要從日韓等企業(yè)進(jìn)口，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的半喂入式聯(lián)合收割機(jī)的價(jià)格一直居高不下，一臺(tái)半喂入式機(jī)型的售價(jià)在14萬(wàn)～16萬(wàn)元左右，一般經(jīng)濟(jì)條件的用戶根本無(wú)力購(gòu)買(mǎi)，而且與同等價(jià)位的日韓進(jìn)口機(jī)型相比，性能和價(jià)位都不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。相對(duì)而言，國(guó)產(chǎn)大型全喂入式機(jī)型每臺(tái)3萬(wàn)～5萬(wàn)元的售價(jià)更容易被用戶接受。所以，盡管某些專(zhuān)家曾預(yù)測(cè)全喂入式機(jī)型將被半喂入式機(jī)型所取代，但無(wú)論從企業(yè)還是消費(fèi)者方面都更加傾向于發(fā)展成熟的全喂入式機(jī)型，而這也正反映了國(guó)內(nèi)水稻收割機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，即全喂入式水稻收割機(jī)產(chǎn)品基本定型，但仍難以解決水稻倒伏和秸稈回收利用問(wèn)題，目前的發(fā)展方向?yàn)榇蠊β矢咝室约疤岣呖煽啃院瓦m應(yīng)性; 而半喂入式水稻收割機(jī)尚缺乏核心技術(shù)支持，缺乏自主品牌，成本居高不下，盡管很適合我國(guó)西南地區(qū)水稻主產(chǎn)區(qū)收獲作業(yè)，但發(fā)展受限，技術(shù)難題亟待解決。
傳動(dòng)路線設(shè)計(jì)不合理，在原設(shè)計(jì)中，各工作部件的動(dòng)力都是通過(guò)軸流滾筒傳遞的。軸流滾筒不但承擔(dān)著脫粒的負(fù)荷，還要負(fù)責(zé)為清選裝置等其他工作裝置傳遞動(dòng)力，工作負(fù)荷較重。 當(dāng)喂入量過(guò)大或作物喂入不均勻時(shí)，軸流滾筒本身因負(fù)荷變化而引起的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，會(huì)直接影響到其他工作裝置的正常工作；反過(guò)來(lái)，軸流滾筒的轉(zhuǎn)速又受到其他工作裝置負(fù)荷變化的影響，從而進(jìn)一步影響脫粒滾筒所帶動(dòng)的其他工作裝置的速度。這種相互之間的影響使脫粒滾筒和工作裝置的堵塞時(shí)有發(fā)生，各工作部件無(wú)法正常工作，從而影響整機(jī)的工作質(zhì)量和工作效率。許多收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)缺乏了創(chuàng)新性，都用老套的思維來(lái)設(shè)計(jì)。按照我國(guó)收割機(jī)的現(xiàn)狀應(yīng)該大膽創(chuàng)新，擁有自己的特色。
四、收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與思路
設(shè)計(jì)要求：首先分析收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造，并完成齒輪、箱體、軸等主要零件的總裝圖CAD設(shè)計(jì)，完成收割機(jī)減速器、傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，用PRO/E軟件對(duì)減速箱建模，自動(dòng)生成三維圖和二維圖，最后完成1萬(wàn)字以上的說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)。
設(shè)計(jì)思路：①分析收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造，初步確定設(shè)計(jì)方案；②通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的分析，合理布局各個(gè)部件；③齒輪、箱體、軸等零件的設(shè)計(jì)；④減速器、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)選擇；⑤傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇：一部分是輸出傳動(dòng)，一部分是工作傳動(dòng)以及收割機(jī)傳動(dòng)部分；⑥電動(dòng)機(jī)的選擇。
五、收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所用的方法
1、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備，熟悉收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)參數(shù)、軸所用的材料以及制造工藝
2、畫(huà)出系統(tǒng)布局圖
3、用PRO\E和CAD對(duì)減速箱建模，包括三維和二維圖
4、繪制齒輪、箱體、軸等零件圖
5、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
六、任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排
1 熟悉課題，了解粉碎機(jī)的相關(guān)情況調(diào)研 2012年9月1日—9月15日
2 查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究資料 2012年9月16日—10月31日
3 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 2012年11月1日—11月7日
4 撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述 2012年11月8日—11月21日
5 確定收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)型和結(jié)構(gòu) 2012年11月22日—11月29日
6 根據(jù)使用要求選擇合適材料 2012年11月30日—12月7日
7 計(jì)算幾何結(jié)構(gòu)尺寸 2012年12月8日—12月15日
8 繪制收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)總圖、零件圖 2012年12月15日—1月21日
9 修改 2012年1月22日—3月31日
10 畢業(yè)答辯 2012年3月31日以后
七、參考文獻(xiàn)
[1]葛宏坤，淺析農(nóng)業(yè)裝備傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)況及趨勢(shì)，數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)，2006(11)
[2]柳琪，從CIAME2011看全半喂入收割機(jī)發(fā)展趨勢(shì)，農(nóng)機(jī)市場(chǎng)，2011(11)
[3]王飆，劉峰，李云伍，我國(guó)水稻收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向，農(nóng)機(jī)化研究，2013（10）
[4]魏志松，蔡濤，孫曉妍，東方紅4LZ-2．5 A型聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，一拖收獲機(jī)械有限公司，2004
指導(dǎo)教師審核意見(jiàn)：
（手寫(xiě)）
指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日
寧波大紅鷹學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述
課題題目 ：4LBZ-100型水稻收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
所在學(xué)院： 機(jī)電學(xué)院
班 級(jí)： 10機(jī)自6班
姓 名： 周旦
學(xué) 號(hào)： 1021080655
指導(dǎo)教師： 陳光群
合作導(dǎo)師：
日期： 2013 年 11 月 15 日
8
前言
水稻、玉米、小麥為我國(guó)三大主要糧食作物．三大糧食作物面積約占全國(guó)糧食總面積的7 5％．并且三大糧食作物的種植面積相差不大．但三大作物的機(jī)收率{小麥為80％，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、水稻為33．5％．玉米為3．1 2％)卻相差很大。三大作物收割的機(jī)械化程度也反映了農(nóng)業(yè)裝備傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展水平。由于傳動(dòng)系統(tǒng)是收割機(jī)的核心部件，它的好壞直接影響機(jī)器的整體性能。傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和傳動(dòng)性能的高低直接影響生產(chǎn)和工作的效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量?？梢?jiàn)，一個(gè)好的傳動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)成為農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)收割機(jī)的首選條件之一。
一．4LBZ-100型收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的組成
4LBZ-100型半喂入式聯(lián)合收割機(jī)是一款小型半喂入式收割機(jī)，具有小巧輕便，適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，特別適用于西南丘陵地區(qū)小塊不規(guī)則農(nóng)田的作業(yè)要求。它的傳動(dòng)系統(tǒng)一般由離合器、變速箱、驅(qū)動(dòng)橋、主減速器、差速器等組成。
二．4LBZ-100型收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理
4LBZ-100型收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)是該機(jī)的重要組成部分，傳動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力源的動(dòng)力合理地傳輸?shù)叫枰獎(jiǎng)恿Φ牟考?。圖1是一種聯(lián)合收割機(jī)用的典型HST傳動(dòng)示意圖。HST是泵、馬達(dá)和閥的集成體，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵軸2，馬達(dá)軸3驅(qū)動(dòng)收割軸4，并通過(guò)中間軸5、6傳遞到剎車(chē)軸7、離合器軸8和左車(chē)軸9、右車(chē)軸10，從而能進(jìn)行車(chē)速調(diào)節(jié)、方向變化、收割高度調(diào)整、收割軸升降、水平控制等操作。收割軸4上的皮帶輪拖動(dòng)收割裝置，收割的谷物通過(guò)傳送帶送入脫粒裝置中。傳送帶的速度與收割機(jī)的行走速度保持一定的比例。
圖1 HST傳動(dòng)示意圖
1.HST 2.泵軸 3.馬達(dá)軸 4.收割軸5、6.中間軸
7.剎車(chē)軸 8.離合器軸 9.左車(chē)軸 10.右車(chē)軸
第1章 我國(guó)水稻收割機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 市場(chǎng)現(xiàn)狀
自2004年國(guó)家施行農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼以來(lái)，直至2009年收割機(jī)市場(chǎng)一直呈現(xiàn)出持續(xù)火熱之勢(shì)，收割機(jī)產(chǎn)銷(xiāo)量急劇上升，保有量也迅速增大，國(guó)內(nèi)收割機(jī)生產(chǎn)企業(yè)增多，收割機(jī)技術(shù)趨于成熟，產(chǎn)量劇增，價(jià)格大幅下降以及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)水稻收割機(jī)的巨大剛性需求是這幾年收割機(jī)市場(chǎng)一路走高的主要原因，而進(jìn)入2010年，收割機(jī)市場(chǎng)開(kāi)始步入理性增長(zhǎng)階段，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)溫和增長(zhǎng)，沒(méi)有大起大落情況出現(xiàn)歐美與日韓等國(guó)的機(jī)器仍占據(jù)著大量市場(chǎng)份額，國(guó)內(nèi)企業(yè)很難與之抗衡我國(guó)水稻收割機(jī)的發(fā)展很不平衡，吉林遼寧等東北產(chǎn)區(qū)以及江浙滬等發(fā)達(dá)地區(qū)機(jī)械化程度較高，水稻機(jī)收率可以達(dá)到60%～80%，而其他水稻主產(chǎn)區(qū)( 如四川和重慶等地) 水稻機(jī)收率偏低，2009年僅能達(dá)到30%左右由于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件和地理環(huán)境的限制，水稻收割機(jī)的推廣普及仍存在很大的困難而在安徽湖南等地，雖然在生產(chǎn)廠家和農(nóng)機(jī)部門(mén)的共同努力下收到了一定的效果，但水稻機(jī)收率仍然不盡如人意 這些地方市場(chǎng)潛力較大，但對(duì)水稻收割機(jī)的技術(shù)要求更加嚴(yán)苛。
1.2 技術(shù)現(xiàn)狀
目前，我國(guó)水稻收割機(jī)主要有以下幾種類(lèi)型:
1) 按喂入方式，可分為全喂入式聯(lián)合收割機(jī)和半喂入式聯(lián)合收割機(jī) 全喂入式聯(lián)合收割機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，適合地形較好的平原地區(qū)大面積作業(yè); 半喂入式聯(lián)合收割機(jī)生產(chǎn)效率高，收獲損失小，適用范圍更加廣泛。
2) 按配置結(jié)構(gòu)，可分為自走式和背負(fù)式兩種 背負(fù)式收割機(jī)主要與手扶拖拉機(jī)以及8．83～47．8kW的四輪拖拉機(jī)配套使用，以拖拉機(jī)作為動(dòng)力，降低了購(gòu)機(jī)成本 而自走式收割機(jī)工作穩(wěn)定，效率高，已經(jīng)逐漸取代了背負(fù)式收割機(jī)，成為水稻收割機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)。
3) 按行走方式，可分為輪式和履帶式兩種 輪式行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，在長(zhǎng)江以北土質(zhì)較好的平原地帶以及田地分散的丘陵山區(qū)地帶使用較為普遍; 履帶式行走機(jī)構(gòu)附著力強(qiáng)，適宜在泥地和水田中作業(yè)。
4) 按脫粒方式，可分為梳脫收獲和喂入式收獲兩種 喂入式收獲即先將植株割下后整體經(jīng)過(guò)脫粒裝置進(jìn)行脫粒; 而梳脫收獲又稱(chēng)為割前脫粒，即先進(jìn)行脫粒操作，再將植株割下 梳脫收獲可以大大減少進(jìn)入脫離裝置中的物料的草谷比例( 僅為0．18～0．48) ， 從而減少功率消耗，提高工作效率。另外，梳脫收獲具有濕脫性能好損失小和清潔度高等優(yōu)點(diǎn)，盡管目前梳脫機(jī)型在可靠性和配套性方面都存在著某些不足，尚處于樣機(jī)推廣階段，但它是未來(lái)水稻聯(lián)合收割機(jī)的一個(gè)重要發(fā)展方向由于作業(yè)環(huán)境的不同，國(guó)外聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展方向也不盡相同，歐美的聯(lián)合收割機(jī)大部分是全喂入自走式機(jī)型，并且機(jī)型較大，檔次較高，能同時(shí)收獲小麥水稻玉米和大豆等農(nóng)作物，功率較大，一般為147kW以上，工作效率很高; 而日韓的聯(lián)合收割機(jī)多為半喂入自走式機(jī)型，可以兼收稻麥，適合水田作業(yè)，其功率和價(jià)格等都與國(guó)產(chǎn)半喂入機(jī)型較為接近，但可靠性較國(guó)產(chǎn)機(jī)型更高，更加小巧專(zhuān)業(yè)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上占有較大份額。目前，我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)主要有全喂入自走式和半喂入自走式兩種機(jī)型 全喂入式機(jī)型起步較早，技術(shù)較為成熟，盡管存在無(wú)法解決水稻倒伏時(shí)無(wú)法作業(yè)和秸稈利用等問(wèn)題，但仍是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的主流機(jī)型，半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)是日本最先研制出來(lái)的，在我國(guó)的生產(chǎn)研發(fā)雖然起步于20世紀(jì)70年代，但由于其機(jī)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，制造難度大，成本較高，企業(yè)很難在短期內(nèi)收回投資，所以至今仍沒(méi)有形成大批量生產(chǎn)的能力，由于缺乏核心技術(shù)，一些主要零部件( 如發(fā)動(dòng)機(jī)和核心工作部件等) 仍需要從日韓等企業(yè)進(jìn)口，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的半喂入式聯(lián)合收割機(jī)的價(jià)格一直居高不下，一臺(tái)半喂入式機(jī)型的售價(jià)在14萬(wàn)～16萬(wàn)元左右，一般經(jīng)濟(jì)條件的用戶根本無(wú)力購(gòu)買(mǎi)，而且與同等價(jià)位的日韓進(jìn)口機(jī)型相比，性能和價(jià)位都不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) 相對(duì)而言，國(guó)產(chǎn)大型全喂入式機(jī)型每臺(tái)3萬(wàn)～5萬(wàn)元的售價(jià)更容易被用戶接受。所以，盡管某些專(zhuān)家曾預(yù)測(cè)全喂入式機(jī)型將被半喂入式機(jī)型所取代，但無(wú)論從企業(yè)還是消費(fèi)者方面都更加傾向于發(fā)展成熟的全喂入式機(jī)型 而這也正反映了國(guó)內(nèi)水稻收割機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，即全喂入式水稻收割機(jī)產(chǎn)品基本定型，但仍難以解決水稻倒伏和秸稈回收利用問(wèn)題，目前的發(fā)展方向?yàn)榇蠊β矢咝室约疤岣呖煽啃院瓦m應(yīng)性; 而半喂入式水稻收割機(jī)尚缺乏核心技術(shù)支持，缺乏自主品牌，成本居高不下，盡管很適合我國(guó)西南地區(qū)水稻主產(chǎn)區(qū)收獲作業(yè)，但發(fā)展受限，技術(shù)難題亟待解決。
第2章 水稻收割機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
國(guó)內(nèi)水稻收割機(jī)技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在著巨大的差距，存在諸多問(wèn)題，而解決這些問(wèn)題的根本途徑就是加大研發(fā)力度，從技術(shù)層面上打破國(guó)外企業(yè)的壟斷，盡快生產(chǎn)出適合我國(guó)水稻產(chǎn)區(qū)使用的機(jī)型。首先，對(duì)于半喂入式聯(lián)合收割機(jī)，割前脫粒技術(shù)成為發(fā)展趨勢(shì)，采用梳脫收獲工藝，梳脫莖稈切割整齊鋪放聯(lián)合作業(yè)的工藝流程，可以很好地解決半喂入機(jī)型的技術(shù)難題，而全喂入式機(jī)型在進(jìn)一步加大功率，提高適應(yīng)性的同時(shí)對(duì)主工作部件結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)( 如采用軸流滾筒等)，使收割機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，工作更加可靠 其次，為了提高收割機(jī)的通過(guò)性，應(yīng)著重對(duì)半鏈軌和橡膠履帶式行走結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，降低整機(jī)質(zhì)量，從而減輕水稻收獲時(shí)對(duì)土壤的壓實(shí)作用，這對(duì)于促進(jìn)免耕和少耕技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。全喂入適應(yīng)性廣，半喂入發(fā)展受限。結(jié)合我國(guó)水稻機(jī)收發(fā)展嚴(yán)重不平衡的事實(shí)，針對(duì)西南地區(qū)分散的丘陵與山區(qū)等作業(yè)環(huán)境，開(kāi)發(fā)出靈活機(jī)動(dòng)小功率低功耗和可靠性高的小型水稻聯(lián)合收割機(jī)，將成為我國(guó)水稻收割機(jī)發(fā)展的主要方向，借鑒日韓先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展經(jīng)驗(yàn)可以看出，采用自走式半喂入式的小型水稻聯(lián)合收割機(jī)非常適合這些地方水稻收獲作業(yè)，而對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)和主要工作部件等核心技術(shù)的研發(fā)，將成為我國(guó)農(nóng)業(yè)部門(mén)與相關(guān)企業(yè)的重要任務(wù)通過(guò)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，借助于CAD，Pro/E和ANSYS等計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)收割機(jī)各部件進(jìn)行建模分析與振動(dòng)測(cè)試等，進(jìn)一步優(yōu)化收割機(jī)結(jié)構(gòu)，提高收割機(jī)可靠性，也將成為水稻收割機(jī)設(shè)計(jì)制造的重要環(huán)節(jié)隨著公頃產(chǎn)量1050kg以上的超級(jí)雜交水稻的問(wèn)世，如何解決現(xiàn)有收割機(jī)脫粒裝置處理容量與高產(chǎn)大流量不匹配稈青葉茂作物在大流量條件下分離困難等問(wèn)題，設(shè)計(jì)生產(chǎn)出適合其特性的機(jī)型，也是當(dāng)前我國(guó)收割機(jī)發(fā)展的重要方向之一。總之，對(duì)于當(dāng)前國(guó)內(nèi)主流機(jī)型，在保證良好性能的前提下，保證高效率大功率和大喂入量，從而進(jìn)一步提高作業(yè)效率; 采用新材料和先進(jìn)設(shè)計(jì)制造工藝，降低收獲損失率，提高清潔度; 以人為本，運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，提高整機(jī)舒適性安全性和操作方便性等除了對(duì)現(xiàn)有機(jī)型的進(jìn)一步改良和優(yōu)化之外，借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)我國(guó)地形復(fù)雜，水稻種植農(nóng)藝作物品種土壤情況和水文條件差異較大等現(xiàn)狀，功能更加齊全滿足一機(jī)多用要求的新機(jī)型也必將成為我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展的主要方向。
第3章 收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)存在問(wèn)題的分析
傳動(dòng)系統(tǒng)作為聯(lián)合收割機(jī)的一個(gè)重要輔助系統(tǒng)，直接影響著聯(lián)合收割機(jī)各個(gè)工作部件的工作狀況，聯(lián)合收割機(jī)在使用中出現(xiàn)的工作速度慢、易堵塞、損失大、清潔率低等問(wèn)題，與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理有很大的關(guān)系。( 1 )傳動(dòng)路線設(shè)計(jì)不合理。原設(shè)計(jì)中的傳動(dòng)路線是這樣的：由發(fā)動(dòng)機(jī)到中間軸，再到軸流滾筒；軸流滾筒后分為3路，一路為物料攪龍、離心風(fēng)機(jī)、橫流風(fēng)機(jī)、前后圓筒篩等，另一路為接力輸送器、割臺(tái)等，最后一路為排草輪?？梢钥闯觯谠O(shè)計(jì)中，各工作部件的動(dòng)力都是通過(guò)軸流滾筒傳遞的。軸流滾筒不但承擔(dān)著脫粒的負(fù)荷，還要負(fù)責(zé)為清選裝置等其他工作裝置傳遞動(dòng)力，工作負(fù)荷較重。當(dāng)喂入量過(guò)大或作物喂入不均勻時(shí)，軸流滾筒本身因負(fù)荷變化而引起的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，會(huì)直接影響到其他工作裝置的正常工作；反過(guò)來(lái)，軸流滾筒的轉(zhuǎn)速又受到其他工作裝置負(fù)荷變化的影響，從而進(jìn)一步影響脫粒滾筒所帶動(dòng)的其他工作裝置的速度。這種相互之間的影響使脫粒滾筒和工作裝置的堵塞時(shí)有發(fā)生，各工作部件無(wú)法正常工作，從而影響整機(jī)的工作質(zhì)量和工作效率。( 2 )各工作部件物料處理能力不匹配。如果某一工作部件對(duì)上一部件輸送過(guò)來(lái) 的物料不能快速高效地處理完畢，并順利輸送到下一部件，就會(huì)造成喂入量稍一過(guò)大，很快就堆積堵塞，影響整車(chē)前進(jìn)速度。這種情況一方面與各工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)，另一方面與工作轉(zhuǎn)速有關(guān)。這一缺陷突出表現(xiàn)在物料攪龍、籽粒攪龍輸送物料的能力不足上，當(dāng)遇到干焦作物、潮濕作物或喂入量過(guò)大時(shí)，便無(wú)法及時(shí)處理脫粒裝置輸送過(guò)來(lái)的物料，造成凹板下面及清選裝置堵塞。
總結(jié)
綜上所述，目前我國(guó)水稻收割機(jī)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，技術(shù)水平與歐美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，國(guó)產(chǎn)機(jī)型的市場(chǎng)占有率不高，收割機(jī)質(zhì)量參差不齊 盡管我國(guó)水稻機(jī)收率逐年提高，但收割機(jī)單一的機(jī)型以及可靠性適應(yīng)性功能性等方面的不足仍制約著水稻生產(chǎn)全面機(jī)械化的實(shí)現(xiàn)，加快研發(fā)進(jìn)程，掌握核心技術(shù)，生產(chǎn)出適合山地與丘陵等特殊地形的機(jī)型，以及改進(jìn)收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)存在的一系列問(wèn)題，是我國(guó)水稻收割機(jī)發(fā)展的主要方向。
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