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联合收割机是水稻机械化收割的常用机械,在农业生产活动中有着不可替代的作用。割刀驱动机构和割台传动轴是联合收割机的关键部件,其工作性能直接影响到收割的质量和效率。目前,国内大部分联合收割机的割刀普遍采用曲柄连杆机构驱动,由于其结构特点,刀杆大部分时间受到垂直方向的分力,进而导致刀杆容易经常断裂,因此,需要对割刀驱动机构进行改进,提高割刀的可靠性。由于没有可靠的载荷谱数据作为设计的依据,在对割台传动轴进行强度设计时,往往处于盲目的状态,依照已有的结构进行设计,并采用过高的安全系数,因此有必要对割台传动轴进行载荷测试,使割台传动轴的设计更加合理。本文在4LZ-5.0Z自走式全喂入联合收割机的基础上,对割台的关键部位——割刀驱动机构和割台传动轴进行分析和结构改进。主要研究内容如下(1)简述了割刀行星齿轮齿轮驱动机构的直线运动原理,对比设计的机构与已有割刀驱动机构刀杆的受力,完成了内啮合齿轮副的设计,并对轴系零件进行了初步设计。(2)利用Romax传动系统设计软件对机构的轴系零件,包括齿轮副、行星齿轮轴及轴承,进行了设计工况下静力学强度的校核和寿命评估,同时对齿轮副齿形进行优化,为割刀行星齿轮机构的设计制造优化提供设计参考。(3)对联合收割机实际作业中割台传动轴的载荷进行了田间测试,得到的割台传动轴在不收割和中速收割两种典型工况的扭矩载荷时间历程。(4)针对采集的原始载荷信号的特征,利用梯度门槛值探测法进行了奇异点的检测和剔除处理,通过扭矩载荷时间历程得到割台传动轴径向力时间历程,并应用雨流计数法对处理后的有效载荷信号进行了统计分析,得到了扭矩和径向力载荷的雨流统计直方图,为后续的疲劳寿命预估做准备。(5)概述疲劳失效形式与影响因素,论述疲劳寿命分析的几种方法,绘制出了割台传动轴的S-N曲线,结合所测得的载荷谱,利用Goodman公式对平均应力进行了修正,利用疲劳分析软件nCode对割台传动轴的疲劳寿命进行了计算。后依照割台传动轴的寿命要求对轴径进行优化,避免过高的安全余量。