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小型农机减速箱可重构模块化设计可行性研究

发布日期:2017-06-30 来源: 本网 查看次数: 144 作者:admin

核心提示:  责任编辑王淼责任校对李岩小型农机减速箱可重构模块化设计可行性研究封超,尹健,张金峰,黄瑾媛(1贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550003 2东北大学机械工程学院辽宁沈阳110004)出减速箱的结构

  责任编辑王淼责任校对李岩小型农机减速箱可重构模块化设计可行性研究封超,尹健,张金峰,黄瑾媛(1贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550003 2东北大学机械工程学院辽宁沈阳110004)出减速箱的结构图,证明该减速箱进行可重构模块化设计是可行的。

  1模块化设计模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合可以构成不同的产品,以满足市场的不同需求,这种设计方法称为模块化设计111.它是运用系统工程的原理,将复杂的工程产品分解成层次合理的、相对简单的、系列化、标准化单元模块,用这些模块组合成各种不同产品。模块化设计是以功能分析为基础,通过功能、用途不同的各模块的互联组合实现基型产品和变型产品121.模块化系列产品研制与设计过程如所示。

  图i模块化系列产品研制与设计过程农机模块化,是根据农机各组成部分的功能,设计制造成不同的标准模块,使用时,再选择组装,进行不同的作业。

  农机主要由机架、原动装置、传动装置和执行装置4部分组成,在多数农机中,前3部分是相似甚至相同的,故可将其设基金项目贵州省科技厅农业科技攻关项目(黔科合NY3048)代设计方法计成一个或多个模块,提供动力和支承,在各类农机中通用;执行装置一般不具有通用性,故将其设计成独立的专用模块131.如所示,机架、原动装置、传动装置均相同,但配备不同的执行装置就可以实现多种用途,如割草、稻麦割晒、运输、旋耕、深翻地等。极大地提高了农机具通用模块的使用时间,减少了闲置,节约了成本。

  多用途和小型农机系列产品随着市场需求变化的加快和先进制造技术的发展,模块化设计以其能缩短产品开发周期,快速响应市场变化,有利于产品的维修、升级和再利用,方便企业和产品的重组,相对延长产品生命周期等优点,正在受到制造业和学术界的广泛重视141. 2可重构模块化设计可重构模块化设计是一种旨在提高产品经济效益的设计方法。它是将一个产品的同一功能部件(单元)设计成具有不同用途、性能的模块,使之互换或组合形成多种技术功能的不同产品,从而大大提高产品的品种适应性和设计制造速度。其关键就是要设计一系列可重构模块,即一组具有同一功能和结合要素(旨联接部位的形状、尺寸和有关联接件之间的配合,啮合参数等)而有不同用途或性能)和不同结构且能互换的各个单元(部件、机构或系统域是能增加产品功能的单元。对小型农业作业机,可重构模块化设计的关键应是各机构的可重构模块功能设置和可重构模块结构的设计111. 3减速箱可重构模块化设计减速箱是传动系统的主要部件,起着各机构间连接作用,动力通过减速箱传递给作业机构和行走机构;操纵机构通过减速箱调节或控制作业机工作。传统的设计方法是针对不同的传动功能设计不同减速箱,这样做的必然结果是导致小农机的成本高昂,因为要设计不同的减速箱,必然要设计不同的箱体,而箱体具有结构最为复杂,加工周期最长,生产成本最高的特点(其生产成本将占整个传动系统的60%以上)15.该文研究的可重构模块化设计方法能有效地解决上述问题,共用一种箱体适应不同档位类型的可重构减速箱可以大大降低产品的制造成本。减速箱要实现可重构设计,首先要从原理图上实现它的可重构性。

  1减速箱传动系统参数计算已知:该设计中发动机的功率为5.8输出轴转速为1800r/mip橡胶轮周长为350mm几器前进速度一档为035m/,s二档为9m/,s三档为16m/s倒档速度为为06m/s根据上述设计要求,确定各档的输出轴转速:输出轴转速为21/035=60r/mn 3.2转速图的拟定一般情况下,对变速箱内齿轮变速组的极限传动比有所限制,为了防止被动齿轮的直径过大而增加箱体径向尺寸,一般限制降速传动比的最大值是4升速传动时,为了避免扩大传动误差,使传动较为平稳,限制直齿轮升速传动的传动比最小值为05. 800/60=30因为一对齿轮的最大降速比是4所以至少需要3对降速传动副。为简化减速箱的结构尺寸大小,发动机输出轴首先与带传动联接。

  由此确定各级转速如下:60护=100 60=165以此类推所得转速为275455755见转速示意33结构图拟定当离合器接通且滑移齿轮处于左端啮合位置,实现倒档,速度为100r/min离合器断开且滑移齿轮处于右端啮合位置时实现机器前进,速度为60r/mn如所示。

  ―进一退示意当离合器断开,三联齿轮左端啮合时,机器以165r/mn的速度前进;离合器断开,三联齿轮处于右端啮合时,机器以60r/mir的速度前进;离合器接通,滑移齿轮处于中位时,机器以1⑴r/m的速度倒退,如二进一退示意当离合器断开,滑移齿轮1右端啮合时,机器以275r/mi的速度前进;离合器断开,滑移齿轮1左端啮合时,机器以165r/mir的速度前进;离合器断开,滑移齿轮2处于右端代农业产业体系。而农业模块化发展会塑造一大批具有强大市场竞争优势的新型农业企业和农业经济组织,在农业模块化内进行着信息流、技术流、资本流、项目流、人才流、物质流等交流,有助于现代化大农业的形成和发展。

  同样,现代化大农业是一个由农产业、林产业、草产业、海产业、沙产业系统等横向复杂系统和生产、加工和流通组成的纵向复杂系统组成,由一个核心模块向外辐射,从核心模块到周边子模块链接,通过这种链接对农业产业体系进行集成模块化的改造,以此实现对传统模式的全面超越。它通过分工以强化子系统功能,规范合作以促进相辅相成。分工合作机制的建立,需要子系统相对独立为条件;相辅相成作用的发挥,要以不同的子系统来支持。这种分工合作关系的和谐与默契,称为模块化1261.因此,农业模块化分工促进市场规模扩大的结果就是现代化大农业的产生和发展,而现代化大农业的产生和发展却又离不开农业模块化分工,二者是一种相辅相成、互动循环的关系。无论农业模块化分工,还是现代化大农业,从微观载体来看,就是农业产业合作。模块化分工促进农业产业合作发展,最终是形成和发展现代化大农业。

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