水稻脫粒機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 16屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 水稻脫粒機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 柴濤 學(xué) 號(hào) 8011212242 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 16 指導(dǎo)教師 孟煒 日 期 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化 工程學(xué)院制 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 摘 要 為了滿足水稻脫粒生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)一種針?biāo)久摿C(jī)已迫在眉睫，該水稻脫粒機(jī)可一次性完成脫粒、篩選、分離和裝袋作業(yè)。該機(jī)體積小、重量輕，操作靈活，通過(guò)性與適應(yīng)性好，較好地解決了水稻收獲的難題。該機(jī)采用半喂入、弓齒式滾筒脫粒機(jī)脫粒，確保脫粒干凈、破碎率低，分離性能好。 本次設(shè)計(jì)的主要目的是針對(duì)現(xiàn)存的水稻脫粒結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化、對(duì)其存在的一些缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)；首先在原理上，主要以梳刷脫粒為主，打擊原理為輔兩者相互結(jié)合的脫離方式對(duì)水稻進(jìn)行脫粒，這主要體現(xiàn)在脫離滾筒的齒的設(shè)計(jì)上。其次，清選方面是采用風(fēng) 機(jī)和篩子結(jié)合進(jìn)行清選，在一定方面上提高了稻粒和雜質(zhì)的分離，提高了稻粒的純凈度。 關(guān)鍵字 ： 水稻脫粒機(jī)；脫粒；分離；清選 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 目 錄 1 引言 ............................................................................................................................................... 1 題研究的意義 ................................................................................................................. 1 稻脫粒機(jī)的現(xiàn)狀 ............................................................................................................. 1 2 總體方案確定 ................................................................................................................................ 3 粒機(jī)工作原理 ................................................................................................................. 3 統(tǒng)的 功能描述和功能分解 ............................................................................................. 3 體方案設(shè)計(jì)和求解 ......................................................................................................... 4 3 脫粒裝置設(shè)計(jì) ................................................................................................................................ 5 粒原理 ............................................................................................................................. 5 粒裝置類(lèi)型選擇 ............................................................................................................. 5 粒滾筒轉(zhuǎn)速計(jì)算 ............................................................................................................. 6 筒直徑計(jì)算 ..................................................................................................................... 6 粒滾筒長(zhǎng)度確定 ............................................................................................................. 7 筒脫粒齒設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 7 4 清選裝置設(shè)計(jì) ................................................................................................................................ 9 選原理 ............................................................................................................................. 9 選裝置類(lèi)型的選擇 ......................................................................................................... 9 機(jī)參數(shù)的選擇和計(jì)算 ..................................................................................................... 9 板的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................... 10 5 動(dòng)力的選擇 .................................................................................................................................. 12 機(jī)消耗的功率計(jì)算 ....................................................................................................... 12 動(dòng)機(jī)的選擇 ................................................................................................................... 12 6 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) .............................................................................................................................. 13 動(dòng)路線 ........................................................................................................................... 13 定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 ................................................................................................... 13 動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 ............................................................................................... 13 帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ....................................................................................................... 14 定 V 帶根數(shù) .................................................................................................................. 15 根 V 帶預(yù)緊力的計(jì)算 .................................................................................................. 15 算壓軸力 ....................................................................................................................... 15 7 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .......................................................................................................................... 16 的材料選擇 ................................................................................................................... 16 的最小直徑確定 ........................................................................................................... 16 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 16 連接選擇 ....................................................................................................................... 16 動(dòng)軸承選用 ................................................................................................................... 17 8 主要部件校核 .............................................................................................................................. 18 柱齒輪校核 ................................................................................................................... 18 的校核 ........................................................................................................................... 18 強(qiáng)度校核 ....................................................................................................................... 20 動(dòng)軸承校核 ................................................................................................................... 20 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷 ................................................................................... 20 總 結(jié) .............................................................................................................................................. 21 致 謝 .............................................................................................................................................. 22 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 23 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 工程概況 本文首先介紹了水稻脫粒機(jī)的研究目的以及水稻脫粒機(jī)的現(xiàn)狀。之后，確立了水稻脫里的總體方案。講解了脫粒機(jī)的工作原理 、系統(tǒng)的功能描述和功能 分解、總體方案的設(shè)計(jì)。重點(diǎn)講述了脫粒的原理： 被割谷物經(jīng)脫粒機(jī)械的喂入口進(jìn)入由脫粒滾筒和凹板組成的脫粒裝置進(jìn)行打擊和搓擦后，短脫出物通過(guò)柵格狀凹版進(jìn)入由清選篩和風(fēng)機(jī)組成的清糧裝置進(jìn)行清選；長(zhǎng)脫出物則進(jìn)入分離裝置進(jìn)行莖稈與籽粒的分離，長(zhǎng)莖稈被排出機(jī)外，而籽粒等短脫出物則通過(guò)分離裝置上的篩孔進(jìn)入下方的清糧裝置進(jìn)行清選；在風(fēng)機(jī)和清選篩的聯(lián)合作用下，穎殼等細(xì)小輕雜物被吹出機(jī)外，干凈的籽粒經(jīng)由籽粒收集裝置進(jìn)入集糧裝置。分析了清選裝置的設(shè)計(jì)和傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算動(dòng)力選出了電動(dòng)機(jī)。同時(shí)也對(duì)軸進(jìn)行計(jì)算還有主要部件的校核。 最后計(jì)算出所需要的徑向基本額定動(dòng)載荷。 經(jīng)過(guò)本次論文的相關(guān)設(shè)計(jì)，我提出了在脫粒齒的螺旋排列，篩選方面加上了柵格式凹板篩與振動(dòng)篩還有風(fēng)機(jī)的配合，這樣清選的更加徹底 、更精細(xì)。 本設(shè)計(jì)能夠有效的對(duì)稻谷進(jìn)行脫粒、分離作業(yè)，具有 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無(wú)污染 、操作靈活輕便等特點(diǎn)。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1 1 引言 題研究的意義 水 稻是我國(guó)第一大糧食作物，不到 30%的水稻種植面積，生產(chǎn)了約占世界總產(chǎn)量 40%左右的糧食。近些年水稻種植面積處于穩(wěn)步上升的轉(zhuǎn)狀態(tài)。在目前水稻收獲機(jī)械多 種形式并存的條件下，為了滿足廣大用戶莖桿需求量的不斷提高，在消化吸收國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型機(jī)型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種水稻半喂入式的脫粒機(jī)械，該機(jī)械采用夾持喂入、弓齒滾筒脫粒、風(fēng)扇清選等機(jī)構(gòu)，使其具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、脫粒質(zhì)量好等特點(diǎn)。 近幾年，隨著聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)范圍的不斷擴(kuò)大，聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展十分迅速，使脫粒機(jī)市場(chǎng)受到一定的沖擊。在這種形式下，聯(lián)合收割機(jī)、脫粒機(jī)和割曬機(jī)將如何發(fā)展，怎么發(fā)展，脫粒機(jī)還有沒(méi)有發(fā)展前途，這是脫粒機(jī)相關(guān)方面應(yīng)當(dāng)高度關(guān)注的問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)的種植面積為 畝，此外還有 1200萬(wàn)平方米的山區(qū)和丘陵小塊地的小麥?zhǔn)斋@全靠人工收割后，再由脫粒機(jī)械進(jìn)行脫粒。所以，脫粒機(jī)械對(duì)農(nóng)作物的收獲還占有很大的工作量。 我國(guó)的水稻、玉米、小麥等農(nóng)作物機(jī)械收割的狀況。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)水稻機(jī)械化收獲的作業(yè)面積僅僅只占總種植面積的 絕大多數(shù)的水稻脫粒仍然靠脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒；玉米機(jī)械收獲面積僅占全國(guó)玉米種植面積的 而且，目前我國(guó)生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)大部分只具有摘穗、剝皮和秸稈粉碎等功能，籽粒的脫粒還要靠脫粒機(jī)來(lái)完成。就全國(guó)范圍來(lái)說(shuō)，對(duì)于農(nóng)作物的收獲脫粒 80%以上要靠脫粒機(jī)和人工來(lái)完成。 終上所 述，盡管近年來(lái)聯(lián)合收割機(jī)的迅猛發(fā)展，但是由于我國(guó)幅員遼闊、氣候地理?xiàng)l件加上種植方式的差異，以及不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡、聯(lián)合收割機(jī)械的廣泛應(yīng)用還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走。因此，在今后的相當(dāng)長(zhǎng)的的時(shí)間內(nèi)，脫粒機(jī)在我國(guó)農(nóng)作物的收獲中，尤其是邊遠(yuǎn)的山區(qū)、丘陵地帶，脫粒機(jī)仍然是主要的不可或缺的農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械。 本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)水稻脫粒機(jī)械的分析和對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種半喂入式脫粒機(jī)，為進(jìn)一步改進(jìn)和提高水稻脫粒機(jī)械奠定基礎(chǔ)。 稻脫粒機(jī)的現(xiàn)狀 1800年，―固立式打谷機(jī)，在美國(guó)得到廣泛應(yīng)用，木架式的推家上固立滾筒進(jìn) 行打谷，手工進(jìn)行分離清選。以后產(chǎn)生了具有抖動(dòng)特點(diǎn)的分離裝置。 1850 年后，自動(dòng)喂入、解捆、谷粒處理等出現(xiàn)，并逐漸發(fā)展完善。在本世紀(jì)以前，是把收割和脫?？醋魍耆?dú)立考慮的 到了本世紀(jì)提出了降低成本和縮短作業(yè)時(shí)間都要求，希望制成切割器和脫粒裝置作合在一起的收割機(jī)。這種想法是在 140多年以前在美國(guó)作業(yè)記的， 110年前制成了機(jī)器， 70年前，開(kāi)始用帶了發(fā)動(dòng)機(jī)的聯(lián)合收割機(jī)，近代的自走式聯(lián)合收割機(jī)大約是在 40 多年前制成的。日本久 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 2 保田水稻聯(lián)合收割機(jī)、三久、金子谷物烘干機(jī)、中型拖拉機(jī)、埋草旋耕機(jī)等一大批國(guó)內(nèi)外先進(jìn)適用的機(jī)具得 到了較好的推廣應(yīng)用，加快了我國(guó)水稻聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)的改造和完善，成為水稻收獲機(jī)械的主導(dǎo)機(jī)型，大大提升了我國(guó)水稻收獲機(jī)械的整體技術(shù)水平。 目前，全世界的可用耕地大約有 32億公頃，已開(kāi)發(fā)的有 達(dá)到可用耕地的一半。就總的耕地資源來(lái)說(shuō)，在南美和澳洲以及亞洲的北部還有大量的耕地未開(kāi)發(fā)。但是由于氣候等原因，真正可供開(kāi)發(fā)的耕地并不多。大規(guī)模經(jīng)營(yíng)的資本主義大農(nóng)牧場(chǎng)、大種植園主要生產(chǎn)供出口的經(jīng)濟(jì)作物和其他農(nóng)牧產(chǎn)品，專(zhuān)業(yè)化、機(jī)械化程度較高；同時(shí)并存數(shù)量龐大的個(gè)體農(nóng)戶，除部分以生產(chǎn)糧食作物為主的自給性農(nóng)業(yè)外，也為國(guó) 內(nèi)市場(chǎng)提供大量的農(nóng)牧產(chǎn)品。因此，小型水稻脫粒機(jī)不能滿足生產(chǎn)作業(yè)的需要，所以大中型水稻脫粒機(jī)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但是適合人均耕地面積少、缺乏先進(jìn)適用機(jī)具廣大的農(nóng)民的小型脫粒機(jī)。 近幾年我國(guó)小型水稻脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)也有了一定的基礎(chǔ)，并且不斷地在它的研發(fā)上取得了快速的進(jìn)展，我國(guó)通過(guò)對(duì)外國(guó)先進(jìn)的脫粒技術(shù)的吸收和對(duì)主要零部件的改進(jìn)，使得小型水稻脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能有了很大的提高，現(xiàn)在已經(jīng)可以生產(chǎn)出操作方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的小型水稻脫粒機(jī)，為我國(guó)水稻脫粒機(jī)的發(fā)展和推廣起到了極大的作用。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3 2 總體 方案確定 脫粒機(jī)工作原理 被割谷物經(jīng)脫粒機(jī)械的喂入口進(jìn)入由脫粒滾筒和凹板組成的脫粒裝置進(jìn)行打擊和搓擦后，短脫出物通過(guò)柵格狀凹版進(jìn)入由清選篩和風(fēng)機(jī)組成的清糧裝置進(jìn)行清選；長(zhǎng)脫出物則進(jìn)入分離裝置進(jìn)行莖稈與籽粒的分離，長(zhǎng)莖稈被排出機(jī)外，而籽粒等短脫出物則通過(guò)分離裝置上的篩孔進(jìn)入下方的清糧裝置進(jìn)行清選；在風(fēng)機(jī)和清選篩的聯(lián)合作用下，穎殼等細(xì)小輕雜物被吹出機(jī)外，干凈的籽粒經(jīng)由籽粒收集裝置進(jìn)入集糧裝置。 圖 2水稻脫粒機(jī)三維圖 系統(tǒng)的功能描述和功能分解 （ 1）喂入部分 喂入部位與釘齒滾筒 的釘齒部位存在一定的間隙，將已割下來(lái)的水稻經(jīng)過(guò)人工從喂入口進(jìn)入，水稻的穗部分進(jìn)入脫粒部位，即釘齒滾筒和柵格式凹板之間，進(jìn)行脫粒。 （ 2）脫粒部分 脫粒部分主要是由釘齒滾筒、柵格式凹板。水稻穗在釘齒滾筒和柵格式凹板之間進(jìn)行脫粒，將已脫下的谷粒從柵格式凹板的縫隙漏下，落到下滑板，經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩和風(fēng)機(jī)的清選，由倉(cāng)口排出機(jī)體之外。 （ 3）篩選部分 篩選部分主要是由柵格式凹板、風(fēng)機(jī)、振動(dòng)篩完成，當(dāng)水稻穗進(jìn)入脫粒部分后，經(jīng)過(guò)弓齒滾筒的脫粒，水稻脫粒之后，再將谷粒經(jīng)過(guò)柵格式凹板，從凹板的縫隙漏出，當(dāng)然，無(wú)論是工作時(shí)還是安裝時(shí) ，柵格式凹板是固定不動(dòng)的。谷粒順著斜滑板，在振動(dòng)篩和風(fēng)機(jī)的綜合作用下，將谷粒和雜質(zhì)分開(kāi)。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 4 本設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)水稻的脫粒，其主要功能是脫粒，機(jī)構(gòu)的脫粒需要?jiǎng)恿?，這就涉及到動(dòng)力的選擇與安裝，為機(jī)構(gòu)的動(dòng)力功能；脫粒機(jī)的工作還需要控制，這是脫粒機(jī)的控制功能。根據(jù)上述分析，繪制的機(jī)構(gòu)功能構(gòu)成圖如圖 2 圖 2水稻脫粒機(jī)的機(jī)構(gòu)功能構(gòu)成圖 體方案設(shè)計(jì)和求解 動(dòng)力經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，通過(guò) 部分給脫粒滾筒，一部分給分離裝置 ，一部分給清選裝置。整機(jī)的結(jié)構(gòu)初步確定如圖 2 圖 2脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)圖 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 5 3 脫粒裝置設(shè)計(jì) 脫粒原理 （ 1）沖擊脫粒：靠脫粒元件與谷物穗頭的相互沖擊作用而進(jìn)行脫粒。沖擊速度越高，脫粒能力越強(qiáng)，但破碎率也越大。 （ 2）搓擦脫粒：靠脫粒元件與谷物之間，以及谷物 與谷物之間的相互摩擦而使谷物脫粒。脫粒裝置的脫粒間隙的大小至關(guān)重要。 （ 3）梳刷脫粒：靠脫粒元件對(duì)谷物施加拉力而進(jìn)行的脫粒。 （ 4）碾壓脫粒：靠脫粒元件對(duì)谷物施加擠壓力而進(jìn)行的脫粒。此時(shí)作用在谷物上的力主要是沿谷粒表面的法向力。 （ 5）振動(dòng)脫粒：靠脫粒元件對(duì)谷物施加高頻振動(dòng)而進(jìn)行的脫粒。 上述幾種脫粒方式是在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)而來(lái)的，水稻為帶殼貯存。如果裸存的話，存放時(shí)間很短。水稻的籽粒脆硬，容易破碎。因此，本設(shè)計(jì)采用梳刷脫粒為主，打擊脫粒為輔，兩者配合完成脫粒。 脫粒裝置類(lèi)型選擇 脫粒裝置 按不同的方式分有不同的類(lèi)型，按喂入方式可分為：全喂入和半喂入； 按脫粒齒形可分為： （ 1)切流紋桿滾筒式脫粒裝置，其由紋桿滾筒、柵格狀凹版、間隙調(diào)節(jié)裝置等組成。以搓擦脫粒為主、沖擊為輔，脫粒能力和分離能力強(qiáng)，斷穗率小。但當(dāng)喂入不均勻、谷物濕度大時(shí)，脫粒質(zhì)量明顯下降。 （ 2)切流釘齒滾筒式脫粒裝置，其由釘齒滾筒和釘齒凹板組成。利用釘齒對(duì)谷物的強(qiáng)烈沖擊以及在脫粒間隙內(nèi)的搓擦而進(jìn)行脫粒。抓取能力強(qiáng)、對(duì)不均勻喂入和濕作物有較強(qiáng)的適應(yīng)性。但斷稈率較高，分離效果較差。 （ 3)雙滾筒脫粒裝置，采用兩個(gè)滾筒串聯(lián)工作。第一個(gè) 滾筒的轉(zhuǎn)速較低，可以把成熟的好、飽滿的籽粒先脫下來(lái)。第二個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)速較高，間隙較小，可使前一滾筒未脫凈的谷粒完全脫粒。 （ 4)軸流滾筒脫粒裝置，軸流式滾筒功率耗用受作物物理機(jī)械特性影響較大，比傳統(tǒng)型更為敏感，喂入作物長(zhǎng)度、含水率的影響均較大。 （ 5)弓齒滾筒式脫粒裝置，適用脫粒水稻，也可以兼脫小麥。脫粒僅穗頭進(jìn)入滾筒，脫粒后能保證莖桿完整；凹板篩分離物含雜率小有利于后續(xù)的清選；絕大部分谷粒能夠由凹板篩分離出來(lái)，谷粒的破碎和損傷很少，功率消耗小。但是只適應(yīng)脫粒梢部接穗的作物，不適 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 6 應(yīng)矮桿作物，對(duì)作物的適應(yīng)性差。 考慮到成本和農(nóng)村稻田等因素，本設(shè)計(jì)采用的是弓齒滾筒半喂入脫粒裝置。脫粒方式分為上脫、下脫和側(cè)脫三種形式。 上脫式分離效果好，滾筒位置低，喂入性能差；下脫式分離性能差，斷穗和帶柄少，適用于一般夾持式半喂入脫粒機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)；側(cè)脫式分離性能和喂入性能較好，適用于臥式聯(lián)合收割機(jī)。本設(shè)計(jì)采用的是下脫式。如圖 3 3半喂入式脫粒裝置的脫粒方式 脫粒滾筒轉(zhuǎn)速計(jì)算 滾筒的轉(zhuǎn)速一般根據(jù)滾筒的有效直徑來(lái)計(jì)算。當(dāng)滾筒速度增加時(shí)，脫凈率增加，水稻帶柄率減少，但破碎率 和斷莖率都會(huì)增加，當(dāng)圓周速度大于 12 米 /秒時(shí)，水稻脫凈率在 99％以上，但如果圓周速度過(guò)大，脫離效率提高并不顯著，僅使谷粒在滾筒上跳動(dòng)加劇，增加谷粒的拋散損失。當(dāng)滾筒的圓周速度太小時(shí)，弓齒對(duì)穗的沖擊力減弱，從而延長(zhǎng)脫粒時(shí)間而降低生產(chǎn)率。通常情況下對(duì)于水稻來(lái)說(shuō)： 17~14? 。根據(jù)圓周速度 n 。 60/)( ?? ?? )(/60 ?? ? D—— 滾筒直徑（不包括弓齒高度 ） ； H—— 弓齒的高度，取 滾筒轉(zhuǎn)速 mi n/560 ??? ? 取 50 滾筒直徑計(jì)算 滾筒圈直徑 其計(jì)算式為 ： ) ? 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 7 )360 ?? L—— 下作物的長(zhǎng)度 l—— 作物喂 入 深度 , 一般大于 400 ɑ—— 所 包圍滾筒的允許包角 ,一般為 120o。 一 般 情 況下 , 選用較大直徑為有利 , 其原因是 ： 作物喂得深 , 未進(jìn)未脫損失少 ； 喂人口弧度大 , 可以提高喂人性能 ； 滾筒不易纏草 , 對(duì)作物品種和濕度的適應(yīng)性好 ； 凹板篩面積大 , 分離能力強(qiáng) ； 引轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大 , 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) , 適應(yīng)超負(fù)荷的性能良好 ； 凹板曲率小 ,喂進(jìn)脫粒室的莖稈折斷少 , 有利于減少功率消耗。 20000 由上式可得： 82? ， 由上式可得： 00? 。 滾筒直徑一般為 齒頂計(jì)算），齒根處直徑一般為 由于本次設(shè)計(jì)中的采用的是半喂入式脫粒裝置，因此進(jìn)入脫粒裝置的只是作物的穗頭部分，故不用擔(dān)心莖桿纏繞的問(wèn)題可以取滾筒直徑為 400(不含弓齒高）。 脫粒滾筒長(zhǎng)度確定 它與喂入速度和弓齒總數(shù)有關(guān)。半喂入脫粒機(jī)工 作時(shí)作物潮濕 , 工作量大 ,一般選為600機(jī)設(shè)計(jì)滾筒長(zhǎng)度定為 700 滾筒脫粒齒設(shè)計(jì) （ 1）脫粒滾筒長(zhǎng)度確定 弓齒的形狀有“ V” 字形及“ U”字形兩種。試驗(yàn)結(jié)果表明“ V”字形弓齒頂角為 22o時(shí)，消耗的功率和斷穗率都最少?！?U”字形弓齒圓弧大的功率消耗小，斷穗率也小。本設(shè)計(jì)滾筒上脫粒齒采用三重齒，它們能夠提高梳刷、脫粒質(zhì)量，并且滾筒不易纏草。弓齒用 45 鋼制造，淬火部位的硬度為 5 （ 2）弓齒的排列 半喂入式的脫粒滾筒的弓齒排列按斜線，具有工作平穩(wěn)，生產(chǎn)率高的特點(diǎn)。所 以，在本設(shè)計(jì)中，采用的是齒排斜線配置。弓齒依螺旋排列的目地除了達(dá)到脫粒時(shí)負(fù)荷均勻外，而且還能促使雜余沿軸向流動(dòng)。所以，選擇弓齒的排列按照螺旋線分區(qū)的排列。分三個(gè)區(qū)，第一區(qū)段為梳整區(qū)，約占滾筒全長(zhǎng)的 10%梳整齒選材為 6鋼絲，對(duì)作梳導(dǎo)和推送，梳整齒安裝在滾筒喂入端的錐形面上。第二區(qū)段為脫粒區(qū)，約占滾筒全長(zhǎng)的 70[17]。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 8 鋼絲直徑 5又分前后兩區(qū)。前區(qū)約占全長(zhǎng)的 40由于谷物剛進(jìn)入脫粒間隙，脫粒量較大，安裝了加強(qiáng)齒。 第三區(qū)為排稿區(qū)，只占滾筒全長(zhǎng)的 8鋼絲直 徑 5加強(qiáng)排草能力，齒距較密，為 60毫米左右，齒形與脫粒齒相同。 圖 3 脫粒滾筒三維圖 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 9 4 清選裝置設(shè)計(jì) 清選原理 經(jīng)脫粒裝置脫下的和經(jīng)分離裝置分離出的短脫出物中混有斷、碎莖稈、穎殼和灰塵等細(xì)小夾雜物。清選裝置的功用就是將混合物中的籽粒分離出來(lái)，將其他混雜物排出機(jī)外，以得到清潔的籽粒。清選原理大致可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是按照谷粒的空氣動(dòng)力特性（懸浮速度）進(jìn)行清選。另一類(lèi)是利用氣流和篩子 配合進(jìn)行清選。 清選裝置類(lèi)型的選擇 清糧裝置的類(lèi)型主要有：氣流式、篩子式和氣流篩子組合式。 (1)氣流式清選裝置：按照谷物混合物各組成部分的空氣動(dòng)力特性的不同進(jìn)行選別。根據(jù)這一原理，可利用相關(guān)機(jī)械將混合物擲向空中，或利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流對(duì)谷物進(jìn)行分離和選別，飄浮速度小的輕雜物吹的較遠(yuǎn)，而飄浮速度大的籽粒將落在距風(fēng)機(jī)較近的地方。 (2)篩子式清選裝置；利用混合物各組成部分的尺寸特性的差異進(jìn)行分離和選別。具體 方法是：根據(jù)谷粒的大小、形狀，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)暮Y孔，以達(dá)到篩選的目的。 (3)氣流篩子組合式清選裝 置：利用混合物各組成部分的尺寸特性和空氣動(dòng)力特性將篩子和風(fēng)機(jī)配合進(jìn)行分離選別。清糧效果好，在多數(shù)脫粒機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上采用這種配合形式。本設(shè)計(jì)采用第三種清選裝置，其結(jié)構(gòu)如下圖 4 圖 4風(fēng)扇篩子式清選裝置 風(fēng)機(jī)參數(shù)的選擇和計(jì)算 (1）風(fēng)機(jī)葉輪的外徑 ?/ 其中 ? 為壓力 系數(shù)，一般 取 = 代入上式得： ?U m/s) 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 10 1D = ??/60/(650)× 取 1D = (2）風(fēng)扇進(jìn)風(fēng)口的直徑 2D =(1D ，取 2D ＝ (3）風(fēng)扇寬度Ｂ B ）（? ，取 B= (4）風(fēng)機(jī)出風(fēng)口高度 S 1) ，取 ?S (5)風(fēng)扇功率 102/ ????? ? (6)葉輪內(nèi)徑31)D ,取3D＝０ 7）葉片數(shù) Z 的確定 6~4?Z ,取 5?Z 片。 板的設(shè)計(jì) （ 1）凹板類(lèi)型的確定 凹板有編織篩式和柵格式兩種， 其比較如表 4表 4編織篩式與柵格式凹板的對(duì)比 凹板類(lèi)型 篩孔尺寸（ 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) ? 處理斷穗能力很強(qiáng)， 容易變形 編織篩凹板 鋼絲直徑 斷穗、帶柄率少結(jié)構(gòu) 濕脫性能差、 簡(jiǎn)單、容易制造 易堵塞易磨損 篩孔寬 12 剛性好、分離能力強(qiáng) 結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜 柵格式凹板 篩孔長(zhǎng) 20 夾帶損失小、濕脫適好 較多、斷穗、帶柄較多 經(jīng)過(guò)綜合比較，本設(shè)計(jì)采用柵格式凹板，其結(jié)構(gòu)如圖 4 圖 4凹 板篩結(jié)構(gòu)示意圖 柵格凸板 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 11 （ 2）凹板直徑的確定 凹板直徑是決定生產(chǎn)率的主要參數(shù)（在限制滾筒轉(zhuǎn)速的情況下，凹板直徑是決定生產(chǎn)率的唯一參數(shù)），凹板直徑與生產(chǎn)率成正比，但不是一次性線性關(guān)系。 根據(jù)凹板直徑與生產(chǎn)率的關(guān)系和實(shí)際生產(chǎn)情況，本設(shè)計(jì)現(xiàn)選取凹板直徑 90水稻脫粒機(jī)來(lái)說(shuō)，其脫粒間隙就是滾筒齒頂圓與凹板圓鋼之間的間隙。 圖 4凹板三維圖 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 12 5 動(dòng)力的選擇 整機(jī)消耗的功率計(jì)算 （ 1）脫粒裝置的功率消耗的計(jì)算 脫粒裝置在工作時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性較好（保障脫粒滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的條件：有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；發(fā)動(dòng)機(jī)有足夠的儲(chǔ)備功率和較靈敏的調(diào)速器）的條件下，其功率總耗用 N 由兩部分組成：一部分用于克服滾筒空轉(zhuǎn)而消耗的功率總功率消耗的 5%，一部分用于克服脫粒阻力而消耗的功率總功率消耗的 93%，所以脫粒裝置的功率消耗為： N = 其中空轉(zhuǎn)功率消耗 :?A + 3?B 310)???A ?? ）（B 其中脫粒功率消耗個(gè)過(guò)程比較復(fù)雜，水稻首先是以較低的速度進(jìn)入脫粒裝置入口處，與高速旋轉(zhuǎn)的脫粒滾筒接觸，然后被拖入脫粒間隙進(jìn)行脫粒，既有梳刷也有打擊，研究的依據(jù)是動(dòng)量守恒定律： ?? ， ??? / )1(1 0 0 0/2 t ??? m? — 單位時(shí)間喂入的谷物量； F — 綜合搓擦系數(shù)， v — 滾筒的切向速度， 15m / s。 將數(shù)據(jù)代入 N = N = 2）清選裝置的功率消耗的計(jì)算 )(/ ? ? —— 選別能力系數(shù)， ?? ?/ 電動(dòng)機(jī)的選擇 通過(guò)上面的計(jì)算，可以知道整個(gè)脫粒機(jī)消耗的功率，其消耗的總功率為： ?總P = 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得，選取廣泛用于農(nóng)業(yè)上的 Y 系列的三相異步電機(jī)，選取型號(hào)為：額定功率為 滿載轉(zhuǎn)速為 50 r 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 13 6 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 傳動(dòng)路線 主傳動(dòng)軸 → 脫粒滾筒 → 第 2傳動(dòng)軸 → 風(fēng)機(jī) ↓→ 第 1傳動(dòng)軸→ 曲柄搖桿 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 額? 式中 額n— 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速， 750r/ ?? 那么 ?i ，處于 2～ 4之間，符合要求 。 分配各級(jí)傳動(dòng)比 1) 取 41?i ， 2)取第 1傳動(dòng)軸傳動(dòng)比 2i 為 3)第 2傳動(dòng)軸傳動(dòng)比 ??i。 傳動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)輸出軸額定轉(zhuǎn)速為 ?額p 50 r, 脫粒機(jī)滿負(fù)荷作業(yè)時(shí) ,輸出軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在 1）各軸轉(zhuǎn)速 主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 ,主n。主軸與動(dòng)力輸出軸直聯(lián)。 m 0 0 ? 動(dòng)主 第 1傳動(dòng)軸轉(zhuǎn) 1n 。傳動(dòng)比為 6.0?i ， 帶傳動(dòng)按 92%效率計(jì)算 , 則 m 8 6%921 ??? 主 脫粒滾筒轉(zhuǎn)速脫n。帶傳動(dòng)按 92%效率計(jì)算 ,則 m 5 0%92 ?? 主脫 第 2傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為 2n ，傳動(dòng)比為 1。帶傳動(dòng)按 92%效率計(jì)算，則 m 9 8%9216 5 02 ??? 風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速風(fēng)n，風(fēng)機(jī)直接安裝在第 2傳動(dòng)軸上，則 m 982 ?風(fēng) 2）各軸功率 主傳動(dòng)軸 主額 第 1傳動(dòng)軸 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 14 ?? 主 3）各軸轉(zhuǎn)矩 第 1傳動(dòng)軸 ).( 5/ 5 0/9 5 5 01 ??? 筒額 第 2傳動(dòng)軸 ).( 5 0/9 5 5 0 212 ??? 皮帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （ 1）帶型的選定 根據(jù)總體方案的選擇，選用的是 額定功率為 轉(zhuǎn)速為50 r 。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的工況系數(shù) ?？傻糜?jì)算功率為： c ? 根據(jù)計(jì)算功率和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，查手冊(cè)選擇采用 （ 2）帶輪直徑與帶速的確定 小帶輪的直徑通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，有dd ，其中帶的最小 基準(zhǔn)直徑，1降低皮帶的使用壽命。；反過(guò)來(lái)，雖然可以延長(zhǎng)皮帶的使用壽命，但是帶傳動(dòng)的外形尺寸隨之增大。 表 6類(lèi)型 Y Z A B C D E 50 63 75 90 125 140 200 224 355 500 選取小帶輪的直徑 51 ?。 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 (12 ????? ? ，取 02 ?。 上式中 ? 是 很小，在計(jì)算中可以忽略不計(jì)。 帶速的計(jì)算：m a 00060/ d ??? ?代入數(shù)據(jù)的 對(duì)于普通的 V 帶， 255m ?，太小傳遞的功率小，太大則離心力過(guò)大，計(jì)算的結(jié)果在合理范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。 （ 3）帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和軸間距的確定 )(2)1021 ???（ 000 ? 所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為： 02122100 4/)()(2/2 ???? ? 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 15 2/)( 00 ?? 代入數(shù)據(jù)的實(shí)際的軸間距為 確定 V 帶根數(shù) ? ? ? ?? ????? 000 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得： ?p ， 0p = ? ?? ? ????z 圓整后取 ?z 單根 V 帶預(yù)緊力的計(jì)算 ? ?? ? 20 / 0 ???= ?????? ）（ = 計(jì)算壓軸力 2/0 ? ? 2/s 0m a x ? ? 1 52/ 6s i 92 ?????? 2 1 a x ??? 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 16 7 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸的材料選擇 脫粒機(jī)在工作時(shí)，脫粒軸的轉(zhuǎn)速很高，而且傳遞的扭矩很大，綜合考慮，軸的材料選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為 195其接觸疲勞強(qiáng)度極限 M 20? ，彎曲疲勞極限取 M 80? 。 軸的最小直徑確定 由公式 /? P = 50 選 0? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了便于軸上零件的拆卸，經(jīng)常把軸做成階梯形。軸的直徑從軸端逐漸向中間增大，可依次將齒輪和帶輪等從軸的上端裝拆，為了使軸上的零件便于安裝，軸端及各軸的端部應(yīng)有倒角。軸上磨削的軸段應(yīng)有砂輪越程槽，車(chē)制螺紋軸段應(yīng)有退刀槽。 各段軸的直徑，如有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑，安裝軸承、齒輪等標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑，應(yīng)符合各標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)徑系列規(guī)定。采用的套筒、螺母、軸端擋圈 作軸向固定時(shí)，應(yīng)把裝零件的軸段長(zhǎng)度做的比零件輪轂短 ，以確保螺母等緊靠零件端面。脫粒軸結(jié)構(gòu)初定如圖 7 圖 7軸的結(jié)構(gòu)圖 鍵連接選擇 鍵連接可分為平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。 平鍵按用途分有三種：普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵。平鍵的兩側(cè)面為工作面，平鍵連接是靠鍵和鍵槽側(cè)面擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩，鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙。平鍵連接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性好等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。 本設(shè)計(jì)采 用的是平鍵連接 。 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)分別選擇軸 1、 2段平鍵 b× h× L=6620b× h× L=10 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 17 822料為 45 鋼，其許用擠壓應(yīng)力 ，取其平均值， 。 滾動(dòng)軸承選用 已知裝軸承處軸徑 0? ，轉(zhuǎn)速 50 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用圓錐滾子軸（ 276 錄 ） , 選 型 號(hào) 為 30208 ， 其 基 本 參 數(shù) 為 ，8,80,50 ??? 。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 18 8 主要部件校核 圓柱齒輪校核 齒面接觸接觸疲勞強(qiáng)度校核，公式如下： ? ?? ??? 211 /)1(2 代入數(shù)據(jù)得： 80?? S=安全。 鍵強(qiáng)度校核 在本設(shè)計(jì)中脫粒軸傳遞的扭矩最大，根據(jù)要求，需對(duì)脫粒軸的鍵連接進(jìn)行強(qiáng)度校核，因載荷均勻分布，根據(jù)平鍵連接的擠壓強(qiáng)度公式： ? ?pp ? ?? /4 M p 4 ???????? 8000h 由壽命校核結(jié)果可以看出兩軸承的壽命均大于設(shè)計(jì)壽命，故所選軸承合格。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 21 總 結(jié) 水稻在三大糧食作物面積和產(chǎn)量?jī)H次 于小麥，多于玉米。亞洲的水稻種植面積占世界的90%以上，中國(guó)的水稻的總產(chǎn)量和面積位于世界第一位和第二位。目前中國(guó)的水稻種植面積達(dá) 畝， 水稻作為我國(guó)第一大糧食作物，約占糧食總產(chǎn)量的 40%。水稻生產(chǎn)不僅擔(dān)負(fù)著確保我國(guó)糧食安全的重任，還肩負(fù)實(shí)現(xiàn)種糧增效、稻農(nóng)增收和全面推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)的重大使命。 所以，水稻脫粒機(jī)是不可缺少的機(jī)械設(shè)備。隨著機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，水稻脫粒機(jī)的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣。 本設(shè)計(jì)能夠有效的對(duì)稻谷進(jìn)行脫粒、分離作業(yè)，具有 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無(wú)污染 、操作靈活輕便等特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，受條 件的限制，部分設(shè)計(jì)還是理論上的，要進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)用，還有待于樣機(jī)的制作，對(duì)其進(jìn)行不斷的改進(jìn)，使之趨于完善。 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 22 致 謝 經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是在指導(dǎo)老師孟煒老師的悉心指導(dǎo)下完成的，使我在設(shè)計(jì)的過(guò)程中少走了彎路。在此，我衷心感謝孟煒老師在百忙之中抽出時(shí)間給予我耐心的指導(dǎo)，并提出了有建設(shè)性的意見(jiàn)。并且深受孟煒老師嚴(yán)肅的治學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)的感染和激勵(lì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)學(xué)到的各類(lèi)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并學(xué)到了新的知識(shí) 。 同時(shí)，也衷心感謝機(jī)械電氣化工程學(xué)院的老師四年來(lái)的諄諄教誨，在這四年中學(xué)到扎實(shí)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的同時(shí)，也提高了思考問(wèn)題的能力和轉(zhuǎn)變了對(duì)問(wèn)題的思維方式。 當(dāng)然，在本次設(shè)計(jì)中，由于本人知識(shí)水平有限和有未考慮詳細(xì)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，設(shè)計(jì)中難免會(huì)存在不足與錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位老師與同學(xué)批評(píng)指正，我將汲取經(jīng)驗(yàn)努力改正，再次對(duì)各位老師和同學(xué)們表示衷心的感謝！ 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 23 參考文獻(xiàn) [1] 王先奎 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， [2] 程憲平 武漢：華中科技大學(xué)出版社， [3] 陳國(guó)定 西安：高等教育出版社 ,[4] 張偉 M]東北林業(yè)大學(xué)出版社 ,[5] 孫桓，陳作模，葛文杰 北京： 高等教育出版社， [6] 衣