Определение основных параметров зубового барабана

3.2.1. Число планок, диаметр барабана, частота вращения, потребляемая мощность, момент инерции зубового барабана – определяется так же как и у бильного барабана по формулам (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10) и (11). При этом надо иметь в виду следующие особенности:

a) при расчете диаметра зубового барабана (4), значения линейной скорости по концам зубьев принимается в диапазоне  м/с;

b) при расчете мощности, расходуемой на преодоление вредных сопротивлений холостого хода , коэффициенты формулы (9) принимают следующие значения: ; ;

c) при расчете мощности, расходуемой на обмолот , коэффициент  в формуле (10) принимается равным 0,7…0,8.

3.2.2. Число зубьев барабана определяют исходя из допустимой подачи хлебной массы на 1 зуб, по формуле:

, шт.

(12)

где  – общее число зубьев на барабане, шт[1];

     – расчетная подача хлебной массы в зерноуборочный комбайн, кг/с;

     – допустимая подача на один зуб (0,025…0,035) кг/с на 1 зуб.

Меньшие значения  следует принимать при расчете комбайна, работающего на длинносоломистой хлебной массе, большие – при работе на малосоломистой массе.

3.2.2. Определение длины зубового барабана

Размещение зубьев на планках барабана производится по развертке на плоскость многоходового винта; зубья располагаются в точках пересечения винтовых линий с планками барабана.

Обозначим основные параметры зубового поля:  – число ходов многоходового винта;  – длина барабана;  – расстояние между крайними следами от похода зубьев;  – расстояние между следами зубьев (междуследье);  – число следов;  – конструктивный зазор.

Длина барабана определяется как расстояние между самыми крайними следами от прохода зубьев  и двух конструктивных зазоров  (рис. 2), которые необходимы для того, чтобы закрепить крайние зубья и обеспечить их прочность.

Рисунок 2 – Схема планки барабана

Таким образом . Задача сводится к определению расстояния между крайними следами.

Допустим, что барабан сделал один оборот и зубья оставили следы, расстояние между которыми  (рис. 3). Если бы по одному следу шел бы один зуб, как у зубовой бороны, то расстояние между крайними следами было бы , т.к. число зубьев  в таком зубовом поле равно числу следов .

Рисунок 3 – Схема расположения зубьев барабана и подбарабанья

Но в зубовом поле барабана по каждому следу идет не один зуб, а  – зубьев. Это возможно тогда, когда согласно первому свойству зубового поля,  и  не простые числа, как у бороны, а имеют общий множитель. Если бы  и  были бы целыми числами, то по одному следу шло бы  – зубьев. Но в барабане  – целое число (это обеспечивается при проектировании). Значит, по одному следу идет  – зубьев. Тогда число следов , а расстояние между крайними следами рассчитывается по формуле:

, мм

(13)

Междурядье  в зависимости от формы зубьев принимают для клинцовых зубьев  мм; для саблевидных зубьев  мм.

Таким образом, длина барабана рассчитывается по формуле:

, мм

(14)

где  – конструктивный припуск, принимаемый равным (18…22) мм.

3.2.3. Расчеты для построения развертки зубового поля барабана

Расстояние между соседними зубьями на планке определяют из выражения:

, мм

(15)

где  – количество междуследий на участке .

Участок  находим на рис.4 построения развертки зубового барабана.

Шаг винта  определяется так:

, мм

(16)

3.2.4. Размещение зубьев на барабане

Чем больше зубьев идет по одному следу, тем лучше работает барабан. Для того, чтобы по одному следу шло максимально возможное число зубьев надо, чтобы число планок барабана  было бы кратно числу ходов винта . Обычно ; . При размещении зубьев на планках возможны два случая.

1. Общее число зубьев  делится на  баз остатка, тогда на каждой планке будет располагаться одинаковое число зубьев, равное :

(17)

2. Общее число зубьев  не делится на  баз остатка, тогда на одной части планок будет  зубьев, а на другой части планок  зубьев. Определим в общем виде количество тех и других планок. Имеем:

(18)

где  – остаток от деления  на .

Например: .

Приведем уравнение (18) к общему знаменателю , прибавим и отнимем произведение , получим:

(19)

Сгруппировав на два члена будем иметь следующее:

(20)

где  – число планок, на которых по  зубьев;

     – число планок, на которых по  зубьев.

Для рассматриваемого примера:

Это значит, что по 10 зубьев имеют 4 планки, а по 11 зубьев имеют 8 планок.

3.2.5. Построение развертки зубового барабана

Откладываем в выбранном масштабе по осевой линии первой планки длину барабана  – отрезок 1-1₀ (рис. 4) и через точку 1 перпендикулярно ему, в том же масштабе – отрезок 1-1', равный . Отрезок 1-1' делим на M равных частей, отмечаем точки 2, 3, 4, …, M и проводим осевые линии, второй, третьей, четвертой и т.д. планок барабана – линии 2-2₀, 3-3₀, 4-4₀ и т.д.

На осевой линии первой планки 1-1₀ откладываем размер  и  слева и справа и отмечаем точки А₁ и А₀.

Расстояние , делим на  равных частей, каждая из которых равна  и отмечаем точки B₁, C₁, E₁ … . От точки А₁ откладываем отрезок, равный шагу винта  – отрезок А₁ E₁. Точку E₁ соединяем прямой с точкой А₁' – эта прямая представляет собой развернутую винтовую линию. Параллельно линии E₁ А₁' проводим линии через точки B₁, C₁, E₁ … B₁', C₁', E₁' и т.д. до пересечения с границами зубового поля. Отмечаем точки пересечения этих наклонных линий с поперечными планками, эти точки являются центрами зубьев. Полученная развертка позволяет установить разметку отверстий под зубья на каждой из планок.

3.2.6. Размещение зубьев на подбарабанье

Зубьев на подбарабанье устанавливают обычно в 4, 5, 6 рядов. В каждом из рядов зубья располагаются посредине между смежными следами зубьев барабана, причем расстояние между ними берут равным . В следующих друг за другом рядах зубьев подбарабанья, зубья устанавливают в шахматним порядке со смещением на  (рис. 4). В первом ряде подбарабанья зубья часто устанавливают на расстоянии ; это делают с целью уменьшения измельчения соломы и улучшения условий захвата хлебной массы барабаном.

Рисунок 4 – Построение развертки зубового поля барабана и подбарабанья

[1] Общее число зубьев округляют в сторону увеличения до кратности показателю K (см п. 3.2.3).