山地手扶式切割压扁机驱动系统设计.docx

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1、摘要优质苜蓿是饲料生产体系的重要组成部分，对奶业的影响举足轻重，我国近几年逐步加大苜蓿产业发展力度。在甘肃等西北地区，由于地形因素影响，苜蓿多种植在山地丘陵等地段，无法实现大面积机械化收割，生产效率低，劳动成本高，收获损失大。本次毕业设计任务的内容是山地手扶式切割压扁机驱动系统的设计。本文在分析研究当前国内外苜蓿收割机械的基础上，根据课题要求，结合西北苜蓿种植和收割环境，通过对比液压式、电气式、机械式驱动系统的优缺点，最终确定整机所采用驱动形式，提出设计方案并进行驱动系统的具体设计和计算。设计内容包括：发动机选型、带传动设计、变速器和减速器设计、差速器和半轴选择。关键字：驱动系统分析，驱动系统

2、设计摘要IAbstract错误!未定义书签。目 录n第一章绪论1L 1设计背景及意义11.2 国内外相关领域研究现状11.2 . 1国外研究现状21.3 .2国内研究现状21.3 论文的主要内容及工作安排2第二章驱动系统及整体方案设计分析42.1驱动系统分析42. 1. 1液压驱动系统42. 1.2电气驱动系统52. 1.3机械驱动系统52. 2整车设计参数62. 3驱动系统总体方案72.4驱动系统整体布置72.5本章小结8第三章驱动系统设计93.1 发动机选型93.2 皮带轮传动设计计算离合器设计103. 2.1皮带轮传动设计计算103.2.2离合器设计113. 3变速器设计123. 3.1

3、变速器设计及计算123. 3.2差速器及半轴193.4本章小结20第四章总结与展望21参考文献22致谢错误!未定义书签。第一章绪论1.1 设计背景及意义随着人们生活水平的不断提高，对肉、蛋、奶类食品的需求越来越大。过去由于牲畜饲养量少，养殖体系不完善等原因，人们使用玉米，大豆等粮食作为牲畜的饲料。现在如果继续采用原始的养殖方式，那么对粮食的需求量必定会大大增加，肉、蛋、奶类食品成本会不断提高，而且可能带来一系列的粮食安全问题，因此我们将目光转移到了牧草产业。随着西部大开发战略的实施，草业将在我国农业产业结构调整、生态环境保护和建设及提高人民的物质生活水平中扮演越来越重要的角色山。奶业安全，草业

4、先行。2012年农业部和财政部启动实施了 “振兴奶业苜蓿发展行动”，行动实施一年以来，高产优质苜蓿种植面积扩大，商品草质量提高，规模牧场广泛使用国产优质苜蓿，有利地促进了我国奶业的振兴和恢复。苜蓿草叶片中富含蛋白质，且一次种植可以多次收割，经济实惠，是非常理想的牧草产品。目前我过集约化饲养的高产优质奶牛约250万头，而市场流通的草产品仅100万吨左右，平均一头牛的牧草供应量每年仅400kg,这个数量远远不能满足需求。如果保证集约化饲养的250万头优质高产奶牛年平均能得到2t优质苜蓿干草，这样牛奶的乳蛋白含量就可提高0.20.3个百分点，从而达到3.0%以上，与国际水平甚至发达国家水平相齐平。牧

5、草收获作为饲草生产中的重要环节，使牧草收获机械化成为必然趋势。当前我国苜蓿生产机械化整体水平低，收获损失大，致使苜蓿草产品品质低下。特别是在西北地区，由于苜蓿多种植在山坡、丘陵地带，可以通过的地段狭窄，需要爬坡来完成切割工作。且苜蓿切割后需原地晾晒若干天，然后用搂草机等机械收获。为了避免由于苜蓿茎叶不能同时晾干而导致的收获时叶片中蛋白质大量流失，降低苜蓿草营养价值和经济价值，在收割的过程中增加了对苜蓿草的压扁过程。同时由于山坡、丘陵等地形不够平整，机械工作时还存在一定的危险性。故计划设计一款功率较大、外形尺寸较小，且具有爬坡功能的手扶自走式工作机械，既能完成复杂地形上苜蓿草的收割工作，同时满足

6、了操作简便，成本低廉，工作效率较高且一定程度上能够保障驾驶员人身安全的要求。1.2 国内外相关领域研究现状从我国看来，商品草生产的重要省份集中在内蒙古、黑龙江、吉林、四川和甘肃等地，且其中以甘肃省的商品草生产量为最大。内蒙古、黑龙江、吉林等地地势平缓，少有山脉陡坡地形,适合农作物大面积种植，且收获简单，能够允许大型机械作业。而在甘肃四川等地，地形地势复杂，山地丘陵多且牧草多种植于这类土地上。这些地方种植的苜蓿草产品基本无法使用大型联合收割机械收获。传统的人工收割工作效率低，成本高，小型的机械收获损失大，危险系数高等等许多问题一直难以解决。1.2.1 国外研究现状国外对于牧草生产、收获和加工机械

7、的研制起步较早，牧草机具的发展，主要始于现代，距今已有100多年的历史大致经过以畜力为动力到以拖拉机为动力、从单项牧草收获作业机具到成套作业机具、从分段作业机具到联合作业机具的发展。2()世纪以来，牧草机械设备的快速发展，推动了牧草产业化生产。2()世纪6()年代，欧美各国牧草收获机械飞速发展，直接完成了由以畜力为动力向拖拉机为动力的配套机械的过渡，新型的牧草生产机具不断出现，并迅速推广、改进；当时，仅美国就有牧草成捆机7()万台。70年代以来，牧草生产机械的生产趋于饱和，产量稳中有降。此后，一些牧草生产机械公司着力于新产品开发上，主要通过不断改进操作舒适性和电子计算机在牧草机械生产中的应用来

8、改进牧草生产机械。目前.，在牧草机械领域处于领先水平的主要有美国、德国、法国、意大利等；代表机具有德国斯通公司的割晒设备和克拉斯公司的自走式压捆机、法国库恩公司的旋转式割草机以及美国的凯斯和纽荷兰公司生产的割草压扁机等。1.2.2 国内研究现状我国畜牧机械工业起步较晚、发展较慢，和其他作物生产一样，一直以畜力为动力来进行牧草生产。与国外相比，我国牧草机械化总体水平较低、机具保有量少，平均每5500 hm?可利用草原才有一套割、搂草机。20世纪50-60年代，我国先后建立和改扩建了一批专业牧草机械生产厂，如内蒙古海拉尔牧业机械厂、辽宁省金县农机厂和内蒙古牧业机械厂等。20世纪60年代初，开始仿造

9、苏联40-50年代畜力机引往复割草机、横向搂草机和畜力捆草机，并进行旋转式割草机和后悬挂双动力高速割草机的研制。20世纪80年代，通过引进、消化和吸收技术，填补了国内一些产品的空白，如旋转式割草机、牵引式捡拾压捆机、圆捆式卷捆机、方草捆捡拾器、捡拾压垛机等相继投产，初步形成了散草、方捆、圆捆等多种收获工艺，使牧草机械化得到逐步发展。到20世纪90年代，国外的搂、捆、装、运等牧草收获机械陆续进入我国牧草种植基地，虽然其技术比较完善、机具品种多、性能可靠、割幅宽但动力配套条件高、价格昂贵。我国在“十五”间，将以实现水稻、米生产全过程机械化的田间作业机械、水装备、用配套动力和关键部件及农用运输等几个

10、领域产品为发展的重点，进行共性关键技术攻关，包括拖拉机,联合收割机动力换档及静液压驱动技术，联合收割机电液自动化作业监测技术与控制技术。我国到2005年，60%以上的重要农机产品达到国际20世纪80年代末期水平，新开发的品种70%以上达到国际20世纪90年代水平，拖拉机，联合收割机等重要产品平均无故障间隔时间接近国际20世纪80年代后期及90年代初期水平，到2015年，农机综合技术水平基本接近当时的国际水平。1.3 论文的主要内容及工作安排本论文主要分为两大组成部分：驱动系统的分析和驱动系统的总体。驱动系统的比较分析主要是对比液压式、电控式和机械式驱动系统的优缺点，并根据本机的工作环境和设计要

11、求最终选择一种最适合本机的一种驱动形式。驱动系统总体设计在在确定整机驱动形式，确定驱动方案和驱动系统在整机上的布置之后，进行的一系列具体设计及计算工作。论文各章节具体内容安排如下：第一章，绪论。简要介绍设计背景及意义，介绍本设计任务的目标及要求，分析比较国内外研究现状和主要成果。第二章，驱动系统及整体方案设计分析。分析比较液压式、电控式、机械式驱动系统各自的优缺点的优缺点，综合本机的设计要求及各种外界因素，确定整机的驱动形式。列出整机的部分设计参数，提出可行的驱动方案，并确定最终的驱动方案，确定动力路线的传递和驱动系统在整机上的布置。第三章，驱动系统设计。完成驱动系统的设计及计算工作，任务包括

12、；发动机的选型、带传动的设计及计算、离合器的设计、变速器和减速器的设计、差速器及半轴选择。其中设计重点为发动机选型、带传动设计计算和变速器的设计。第四章，总结与展望。总结本次设计任务的优点和不足，展望未来。24第二章驱动系统及整体方案设计分析2.1 驱动系统分析本论文的设计任务是切割压扁机的驱动系统设计。针对本机的设计特点和指定工作环境来设计一套最合适的驱动系统。目前主要的驱动方式包括机械驱动，电气驱动和液压式驱动，当然还包括第合式的驱动。下面将单独对三种驱动形式进行简要分析和比较，并最终确定本机所采用的的驱动方案。2.1.1 液压驱动系统液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国

13、对液压工业的发展都给予很大重视。目前我国液压技术使用率较低，应努力扩大其应用领域。近年来，液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争，如：数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在泄漏、维护性差等缺点。为此，必须努力发挥液压气动技术的优点，克服缺点，注意与电子技术相结合，不断扩大应用领域，同时降低能耗，提高效率，适应环保需求，提高可靠性。液压传动：液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液压压力能的变化来传递动力，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件（液压缸或液压马达）把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往

14、复运动和回转运动。其中液体称为工作介质，一般为矿物油。液压机械系统的组成主要包括：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质五部分。动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件。液压泵主要有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等几种类型。液压泵作为动力源在液压系统中起重要作用，为提高液压系统的效率达到节能之目的，通轴斜盘式轴向柱塞泵始终是国内外学者和工程界研究的主要对象；液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置，它包括液压缸和液压马达。其中液压缸可分为活塞式液压缸、柱塞缸和摆动缸。液压马达主要有齿轮式液压马

15、达、叶片式液压马达和柱塞式液压马达三种类型；液压控制元件主要分为压力阀、流量阀和方向阀三种类型。其主要作用是对液流压力的高低、流量的大小以及流动方向进行预期的控制，以满足负载的工作要求；液压系统中的辅助元件是指除液压动力元件，执行元件和控制元件以外的其他各类组成元件，如管件、油箱、过滤器、密封装置、压力表和蓄能器等。它们对保证液压系统有效地传递力和运动，提高液压系统的工作性能起着重要的作用；液体是液压传动的工作介质。最常用的工作介质是液压油，此外还有乳化型传动液和合成型传动液。液压传动的应用领域广泛：工业中的塑机、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业中的冶金机械、提升装置、轧辑调整装置等；水利土木工程中的防洪闸门、河床升降装置、桥梁操纵机构等、发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等；船舶用的甲板起重机械、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术中巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业中火炮操纵装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置、方向舵控制装置等。