第３８卷第４期 ２０１２年８月 农业装备技术 Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０１．３８ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１２ 秸秆捡拾打捆机减速器的设计 王满先摘（南通棉花机械有限公司） 要：介绍了秸秆捡拾打捆机的结构和工作原理，详细阐述了秸秆捡拾打捆机减速器及齿轮的设 计与校核，经过试验考核，取得比较满意的结果，为秸秆捡拾打捆机的研制提供了理论基础。 关键词：秸秆捡拾打捆机；减速器；设计 １ 秸秆捡拾打捆机的结构和工作原理 １．１ 秸秆捡拾打捆机的结构 动比、传动件类型、安装位置和尺寸要求决定。一般 情况，为结构紧凑，当ｉ＜８时，宜采用单级传动。 ３．２确定传动轴布置型式 秸秆捡拾打捆机主要由牵引架、万向联轴器、捡 拾器、喂人室、内外耙、草条箱、压捆活塞、自动打结 由于机器结构要求减速器双输出、单输入，无其 它特殊要求，二轴采用Ｔ型布置最简单。 ３．３确定齿轮型式 机构、行走轮、仿形轮、减速器、绳箱、草捆长度、密度 调整机构等组成。 １．２秸秆捡拾打捆机的工作原理 由于传动轴Ｔ型布置，故选择承载能力强、运转 平稳、噪音小的螺旋锥齿轮作传动齿轮。 ３．４确定轴承类型 一秸秆捡拾打捆机在拖拉机的牵引下，利用拖拉 机动力输出，带动打捆机工作。捡拾器将铺放在田间 的秸秆通过旋转的弹齿捡起后送人喂入室，喂人室 中最远处秸秆在外耙作用下送入内耙区域，内耙区 域秸秆在内耙作用下进入草条箱，然后通过压捆活 塞向后压缩移动。如此循环往复，当草条达到设定的 般减速器大多采用滚动轴承，而滚动轴承的 选择由载荷和转速要求确定。主动轴为螺旋锥齿轮 轴，根据减速器的轴承选择原则，悬臂式圆锥齿轮 轴，选择圆锥滚子轴承，类型７０００；被动轴为简支式 圆锥齿轮轴，选择深沟球轴承，类型００００。 ３．５确定减速器箱体结构 长度时，发信机构发讯，穿绳针上升送绳，打结器完 成一次打结。周而复始捆好的草捆在压捆活塞作用 下沿草条箱后移，直至经过滑板落到田间。 为了制造、安装方便，减速箱体采用二轴孑Ｌ正交 Ｔ型结构，底座设置安装孔，见图１。 ２确定减速器的传动比设计 ２．１选定输入动力及输入转速 根据功率计算选定１ ８．３７５ ｋＷ拖拉机进行牵引 作业，动力输出转速５４０ ｒ／ｍｉｎ。 ２．２确定减速箱的传动比 减速箱输入转速：ｎ。＝５４０ ｒ／ａｉｒｎ。打结器转速要 求：ｎ２＝９２．５ ｒ／ｍｉｎ。压捆活塞往复频率要求：与打结器 同步，９２．５次／ｍｉｎ。 １．皮带轮２．油封３．球轴承４．减速箱体５．减速箱盖６．被动齿 轮７．球轴承８．密封圈９．被动轴１０．油封１ １．链轮１２．圆锥滚 所以，总传动比： 一ｒ／，１： ／／＇２ 一５８４。 ．子轴承１３．主动轴齿轮１４．曲柄１５．油封１６．深沟球轴承 １７．止动垫圈１８．圆螺母 图１减速器结构 ・３ ３确定减速器结构设计 在设定机器性能及减速器结构的基础上， 根据 ４齿轮的设计与校核 ４．１ 螺旋锥齿轮的主要特点 工作条件、安装位置要求，确定如下内容： ３．１ 确定减速器传动级数 根据减速器设计原则，减速器传动级数｝｛ｊ总传 总第１７０期 （１）齿线是一段圆弧；（２）承载能力高，传动平稳， 噪声小；（３）齿面呈局部接触，装配误差及轮齿变形对 ＡＥＴ 农业装备技术 ２０１２．４ 偏载的影响不显著。 ４．２齿轮的设计与校核 ４．２．１ 选定齿轮类型、精度等级、材料及热处理和齿 数 ＝０．９０５，ＺＫ：０．８，ｄｍｌ＝４３．３９７，ｉ＝５．８４。 （３）齿面接触强度校核： ｒＯｎ＝ｌ ２０９．５２５ Ｎ／ｍｍ ＜￣ｎｅ＝ｌ ２２９．４５４ Ｎ／ｍｍ ，符 合要求。 （１）类型：根据３．３所述，选用齿轮类型为螺旋锥 ４．２．３齿根弯曲强度校核 齿轮。 （１）计算齿根弯曲应力： ，： Ｄｍ （２）精度等级：秸秆捡拾打捆机为农业机械，输入 速度不高，一般汽车、拖拉机传动齿轮选７～８级精 度，所以将打捆机齿轮副３个公差组的精度等级选 ， ｎ：３４８．１ １ Ｎ／ｍｍ ｒＯ ＝３２６．９９ Ｎ／ｍｍ２，其中：ＫＡ＝１．５，Ｋ ＝１．１２，Ｋ ＝Ｋ ＝ １．６５，Ｋ ＝Ｋ胁＝１．２， ＝１１ ９７９．８６ Ｎ／ｍｍ ，Ｙ １＝４．４５， 为８级（ＧＢ／Ｔ１１３６５—８９），最小法向侧隙数值为 ３００ ｉｎ，法向侧隙公差种类为Ｂ。 Ｙｍ＝４．１８，Ｙ ＝０．６２５，Ｙ ＝１．０１１，Ｙ ＝１，ｂ＝４５， ｍ －－７．１５３。 （３）材料及热处理：参照汽车齿轮材料的要求，选 择主动轴齿轮及被动齿轮材料为２０ＣｒＭｎＴｉ，渗碳淬 火，齿面硬度５８—６３ＨＲＣ，芯部硬度为２９～４５ＨＲＣ。 （４）齿数：参照汽车主减速器用螺旋锥齿轮最少 （２）计算许用弯曲应力： 盟 ＹＮｒ＝１．２５，ｙ挑 幽 Ｆ删ｎ ＝３８１．９３７ Ｎ／ｍｍｚ， 其中： １，ＹＲ ＝１，Ｙ １＝Ｙｘ２＝０．９７， 腰１＝ 用Ｆ 齿数要求，选主动轴齿轮齿数 ＝６，由传动比知： ＝６３０ Ｎ／ｍｍ ，Ｓ ＝２。 ｉＺｌ＝５．８４×６＝３５。 ４．２．２齿面接触疲劳强度校核 （３）齿根弯曲强度校核： ｏｒｎ＝３４８．１ １ Ｎ／ｍｍ ＜ ，ｏｒ ２＝３２６．９９ Ｎ／ｍｍ ＜ Ｐ， （１）计算许用接触应力： 盯ＨＰ＝ Ｈ｜ ｚ ｚＩｖＩＲ Ｚｘ ＺＷ ，Ｓ ＝、２２９．４５４ Ｎ／ｍｍ２， 符合要求。 其中： ＝１， ＝０．９２，Ｚｘ＝０．９８， ＝１，ＯｒＨｌｉｎ＝ ５结语 １ ５００ Ｎ／ｍｍ ，Ｓ ＝１．１。 （２）计算接触应力： 盯 ・ ＩＺＭ 打捆机减速器是机器的动力传输部件，它的可 靠性直接影响整机性能，因而在样机试制完成后，对 其进行了可靠性试验，试验结果汇总如表１所示。 通过以上对打捆机试验结果的分析，充分说明 ｚ ＝１ ２０９．５２５ Ｎ／ｍｍ／，其中：Ｋａ＝１．５，Ｋ ＝１．１５，Ｋ １．５ Ｋ鼢＝１．６５， №＝１．２， ＝１ １ ９７９．８６ Ｎ，ｌｂ ＝３６．２３６， 减速器的使用性能达到了设计要求，可以进入小批 量生产阶段。 Ｉ８＝０．８１６， ＝２．１３， ＝１８９．８ ＮＶ＇ＮＺｆ￣， ＝１， 表１试验结果汇总 参考文献： ［１】吴宗泽．机械设计师手册（上册）【Ｍ］．机械工业出版社，２００２．１ 【２］成大先．机械设计手册（第五版）（第三卷）【Ｍ１．化学Ｔ业出版 丰十，２００７．１１． ［３］机械设计手册（新版）（第 卷）［Ｍ］．机械工业出版社，２００４．８ 总第１７０期
