水稻脫粒機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 目錄 I緒論…………………………………..……………………………………….…..1 1.1課題研究的目的和意義…………………………..……..…………….…...….2 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀……………………………………………………................3 1.2.1國(guó)外現(xiàn)狀…………………………………………………………………….3 1.2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀………………………………………….………………….……...4 1.3本課題研究?jī)?nèi)容…….…………………………………………………….........5 1.3.1主要計(jì)算參數(shù)………………………………………………

2、…..…………...6 1.3.2工作原理……………………………………………………………..……....6 1.3.3工作過(guò)程……………………………………….…………………………….7 II整體設(shè)計(jì) …………………………………………………….……….……..….9 2.1脫粒機(jī)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………….…………………..........9 2.2活齒式脫粒滾筒……………………………………………….…………….…11 2.3活動(dòng)齒……………………..…………………………….……………………...15 III零件設(shè)計(jì)………..…………………………………………..…..

3、………….……18 3.1強(qiáng)度與剛度計(jì)算….……......................................................................................18 3.2主軸優(yōu)化……..…………………..........................................................................18 3.3校核可靠度…………………………………….…………..…………………….21 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………..….....22 致謝……

4、………………………………………………………………...…………….22 I緒論 1.1課題研究的目的和意義 水稻是我國(guó)的主要糧食作物，具有單產(chǎn)量最高，總產(chǎn)量最穩(wěn)定的特點(diǎn)。近些年水稻種植面積處于穩(wěn)步上升的狀態(tài)。在目前水稻收獲機(jī)械多種形式并存條件下，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)機(jī)型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種水稻半喂入脫粒機(jī)械，該機(jī)采用夾持喂入、弓齒滾筒脫粒、風(fēng)扇清選等機(jī)構(gòu)，使其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、脫粒質(zhì)量好等特點(diǎn)。該機(jī)也適合小麥的脫粒。 近幾年 , 隨著聯(lián)合收割機(jī)易地作業(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)受到一定沖擊。

5、在這種形勢(shì)下,聯(lián)合收割機(jī)、脫粒機(jī)和割曬機(jī)將如何發(fā)展,脫粒機(jī)還沒(méi)有發(fā)展前途, 這是脫粒機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營(yíng)部門(mén)普遍關(guān)注的問(wèn)題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) , 目前我國(guó)種植面積基本穩(wěn)定在 3 000 萬(wàn), 以 1998年為例, 全國(guó)小麥機(jī)收面積為 1 800萬(wàn),其中聯(lián)合收割機(jī)收獲面積為 800 萬(wàn), 由割曬機(jī)收割后脫粒的收獲面積為 1 000 萬(wàn)。聯(lián)合收割機(jī)和割曬機(jī)的收獲面積分別占小麥種植面積的 26. 7 %和 33. 3 %。此外還有 1 200萬(wàn)的山區(qū)和丘陵小塊地的小麥?zhǔn)斋@ ,還全靠人工收割后, 由脫粒機(jī)械進(jìn)行脫粒加工。因此,脫粒機(jī)械的作業(yè)量目前仍占全國(guó)小麥種植面積的70%左右。 再看我國(guó)的水稻、玉米和雜糧

6、的機(jī)收情況。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)水稻機(jī)械化聯(lián)合收獲作業(yè)面積僅為種植面積的 7. 3 %, 還有 92. 7 %的水稻仍靠脫粒機(jī)械進(jìn)行脫粒加工; 玉米機(jī)械化聯(lián)合收獲的面積僅占全國(guó)玉米種植面積的 0. 2 %,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 , 籽粒的脫粒還要依靠玉米脫粒機(jī)來(lái)完成。黑龍江是我國(guó)種植大豆面積最大的省 , 大豆機(jī)收水平列全國(guó)之首, 機(jī)收面積占種植面積的 2%,其他省種植的雜糧、玉米和高粱等的脫粒加工有 80 %以上需要靠脫粒機(jī)或人工來(lái)完成。 綜上所述 , 盡管近幾年聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展迅猛 , 但由于我國(guó)地域遼闊 , 氣候和地理?xiàng)l件以及栽培品種、種

7、植方式有較大的差異,加上經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡 , 有些聯(lián)合收獲機(jī)械的性能和部分關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟 ,在今后一段時(shí)間內(nèi), 脫粒機(jī)在我國(guó)的糧食作物收獲作業(yè)中, 特別是在山區(qū)、丘陵小塊地、間作套種和雜糧種植地區(qū)仍是不可缺少的作業(yè)機(jī)具。 本文針對(duì)水稻脫粒問(wèn)題，對(duì)一種半喂入脫粒進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，為該機(jī)的進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。 由于場(chǎng)地運(yùn)輸及動(dòng)力源的限制，原有的大中型脫粒機(jī)都準(zhǔn)于適應(yīng)山區(qū)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，特別是北方農(nóng)村仍采用轱轆碾，人力清洗的原始作業(yè)方式，勞動(dòng)力浪費(fèi)嚴(yán)重?，F(xiàn)有小型紋桿式、釘齒式脫粒機(jī)因堵塞纏繞消耗較大，仍需三相電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。由于三相電源缺乏，單相電源普及，急需一種脫粒機(jī)以單相電機(jī)為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)脫粒精

8、選聯(lián)合作業(yè)。 因此，現(xiàn)結(jié)合所學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等知識(shí)，設(shè)計(jì)一種實(shí)用型活齒脫粒機(jī)，以提高自身機(jī)械設(shè)計(jì)水平，提高機(jī)械工作效率，減少人力損耗。 通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提高繪畫(huà)、CAD、裝配、工藝等方面的能力，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合。 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū): 設(shè)計(jì)要求：實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)脫粒，分選水稻等常見(jiàn)農(nóng)作物，減少人工勞動(dòng)力消耗，占用較小的空間移動(dòng)靈活，可較方便更換工作地點(diǎn)。適應(yīng)當(dāng)?shù)剡\(yùn)動(dòng)，減少動(dòng)力源的限制，適合普通農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)。 使用條件：由單相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)適宜山區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，解決了三相電源缺乏的問(wèn)題。山區(qū)農(nóng)業(yè)面積小，較分散。本機(jī)器都能適應(yīng)此環(huán)境，而且維修更換零件簡(jiǎn)單，工作適應(yīng)性強(qiáng)。 1.2

9、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1國(guó)外現(xiàn)狀 從世界范圍看，農(nóng)業(yè)起源中心主要有3個(gè)：東亞、中南美洲和西亞。中南美洲起源中心主要就是南美。南美原始農(nóng)業(yè)具有明顯的特點(diǎn)。在種植業(yè)方面，很早就形成以種植馬鈴薯、倭瓜和玉米的格局，不同于東亞中國(guó)北方以粟黍?yàn)橹鳌⒛戏揭运緸橹?，也不同于西亞以種植小麥、大麥為主。日本久保田水稻聯(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)具得到較好的推廣應(yīng)用, 加快了我國(guó)1.5系列水稻聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)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，全世界的可耕地大約有32億公頃，現(xiàn)在已開(kāi)發(fā)的為13.7億

10、公頃，尚不到可耕地的50%。就世界上的耕地資源來(lái)說(shuō)，在南北美洲和澳洲及亞洲的北部還有大量未開(kāi)發(fā)的后備耕地和休耕的耕地。但是，鑒于氣候和水資源等原因，真正可供開(kāi)發(fā)的耕地資源并不多。南美洲是世界上最后一個(gè)依然還有大量未開(kāi)墾土地的地方，被譽(yù)為“21世紀(jì)世界糧倉(cāng)”。該地區(qū)在巴西的帶領(lǐng)下，過(guò)去十年來(lái)的農(nóng)產(chǎn)品出口呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)。由于南美洲國(guó)家實(shí)施市場(chǎng)導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)政策，同時(shí)農(nóng)藝學(xué)得到長(zhǎng)足進(jìn)步，致使從前不可耕種的熱帶土地能夠轉(zhuǎn)變成農(nóng)用地，而且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平超過(guò)了美國(guó)和歐洲，因此出現(xiàn)了這種新的增長(zhǎng)。 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)

11、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)外市場(chǎng)提供大量農(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)。 1.2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 按“因地制宜、分類(lèi)指導(dǎo)、重點(diǎn)突破、全面推進(jìn)”的原則，抓關(guān)鍵環(huán)節(jié)和適用技術(shù)，大力推廣水稻收獲機(jī)械，積極做好組織服務(wù)工作，提高水稻機(jī)收水平。機(jī)械化收獲是水稻生產(chǎn)的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，也是推進(jìn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化的難點(diǎn)之一。針對(duì)水稻生產(chǎn)機(jī)械化中存在的某些技術(shù)難題，各地農(nóng)機(jī)部門(mén)積極立項(xiàng)研究，大膽探索試驗(yàn)，對(duì)小型收獲機(jī)械的改進(jìn)與推廣，對(duì)氣吸式水稻播種

12、機(jī)的研制，對(duì)動(dòng)力脫粒清選機(jī)的開(kāi)發(fā)等，為選擇、推廣水稻生產(chǎn)機(jī)械及技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)。 廣東省在推進(jìn)水稻生產(chǎn)機(jī)械化的過(guò)程中雖然做了大量工作，但由于原來(lái)的基礎(chǔ)薄弱，受一些深層次的因素影響較大，導(dǎo)致水稻生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)的機(jī)械化水平仍然較低，栽植、烘干機(jī)械很難推廣，耕種收綜合機(jī)械化水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平，處于中下游位置，與先進(jìn)的省份相比差距較大。 同時(shí)，為加大水稻機(jī)械化生產(chǎn)的宣傳、推廣、示范的力度，引導(dǎo)廣大農(nóng)民采用先進(jìn)的機(jī)械進(jìn)行水稻生產(chǎn)，在進(jìn)行水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化試點(diǎn)的同時(shí)，又確定象州、靈川、賀州和北流4個(gè)糧食生產(chǎn)大縣作為水稻生產(chǎn)機(jī)械化示范縣，籌措資金190萬(wàn)元，建立水稻生產(chǎn)示范基地。 我國(guó)對(duì)中小型脫

13、粒機(jī)的應(yīng)用還不是很全面和完善，本著這個(gè)宗旨我選擇了這個(gè)課題以增強(qiáng)和提高我國(guó)在小型脫粒機(jī)方面的技術(shù)。以滿足人均耕地面積少、缺乏先進(jìn)適用機(jī)具廣大的農(nóng)民。 1.3 本課題研究?jī)?nèi)容 水稻是我國(guó)的主要糧食作物，具有單產(chǎn)量最高，總產(chǎn)量最穩(wěn)定的特點(diǎn)。近些年水稻種植面積處于穩(wěn)步上升的狀態(tài)。在目前水稻收獲機(jī)械多種形式并存條件下，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)機(jī)型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種水稻半喂入脫粒機(jī)械。 近幾年 , 隨著聯(lián)合收割機(jī)易地作業(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)受到一定沖擊。在這種形勢(shì)下,聯(lián)合收割機(jī)、脫粒機(jī)和割曬機(jī)將如何發(fā)展,脫粒機(jī)還沒(méi)有發(fā)展前

14、途, 這是脫粒機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營(yíng)部門(mén)普遍關(guān)注的問(wèn)題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) , 目前我國(guó)種植面積基本穩(wěn)定在 3 000 萬(wàn), 以 1998年為例, 全國(guó)小麥機(jī)收面積為 1 800萬(wàn),其中聯(lián)合收割機(jī)收獲面積為 800 萬(wàn), 由割曬機(jī)收割后脫粒的收獲面積為 1 000 萬(wàn)。聯(lián)合收割機(jī)和割曬機(jī)的收獲面積分別占小麥種植面積的 26. 7 %和 33. 3 %。此外還有 1 200萬(wàn)的山區(qū)和丘陵小塊地的小麥?zhǔn)斋@ ,還全靠人工收割后, 由脫粒機(jī)械進(jìn)行脫粒加工。因此,脫粒機(jī)械的作業(yè)量目前仍占全國(guó)小麥種植面積的70%左右。 再看我國(guó)的水稻、玉米和雜糧的機(jī)收情況。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)水稻機(jī)械化聯(lián)合收獲作業(yè)面積僅為種植面積的

15、 7. 3 %, 還有 92. 7 %的水稻仍靠脫粒機(jī)械進(jìn)行脫粒加工; 玉米機(jī)械化聯(lián)合收獲的面積僅占全國(guó)玉米種植面積的 0. 2 %,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 , 籽粒的脫粒還要依靠玉米脫粒機(jī)來(lái)完成。黑龍江是我國(guó)種植大豆面積最大的省 , 大豆機(jī)收水平列全國(guó)之首, 機(jī)收面積占種植面積的 2%,其他省種植的雜糧、玉米和高粱等的脫粒加工有 80 %以上需要靠脫粒機(jī)或人工來(lái)完成。 綜上所述 , 盡管近幾年聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展迅猛 , 但由于我國(guó)地域遼闊 , 氣候和地理?xiàng)l件以及栽培品種、種植方式有較大的差異,加上經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡 , 有些聯(lián)合收獲機(jī)械

16、的性能和部分關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟 ,在今后一段時(shí)間內(nèi), 脫粒機(jī)在我國(guó)的糧食作物收獲作業(yè)中, 特別是在山區(qū)、丘陵小塊地、間作套種和雜糧種植地區(qū)仍是不可缺少的作業(yè)機(jī)具。 本文針對(duì)水稻脫粒問(wèn)題，對(duì)一種半喂入脫粒進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，為該機(jī)的進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。 1.3.1 主要計(jì)算參數(shù) 在水稻籽粒含水13%-18%，谷草比1：1.5的情況下連續(xù)喂入，其技術(shù)參數(shù)為： 單位功率生產(chǎn)率 ：>240kg/(kwh) 脫凈率： >95% 破碎率： >3% 轉(zhuǎn)速：

17、 >1500/min 入口間隙： >20-30mm 出口間隙： >4-10 mm 滾筒直徑： >φ400mm 喂入方式： 半喂入 外型尺寸： 13009501100mm 整機(jī)重量： 60kg 1.3.2 工作原理 由圖示1，作業(yè)時(shí)，谷物由喂料斗送入凹板與滾筒之間，經(jīng)滾筒高速旋轉(zhuǎn)脫粒作 用積草口排出籽粒和顆殼穿過(guò)凹板通過(guò)風(fēng)選顆殼飛出機(jī)外潔凈的籽粒從出糧斗

18、 裝袋。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)有滾筒、風(fēng)筒、凹板。 其中風(fēng)筒由風(fēng)扇、箱體、斜導(dǎo)板構(gòu)成。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸綜合：機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)重要構(gòu)造滾筒要脫水稻，小 麥粒，則應(yīng)該考慮到水稻小麥的大小、形狀，由于該脫粒機(jī)選用半喂入式，所以 脫粒后會(huì)產(chǎn)生稻桿，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須采用過(guò)濾裝置。 圖1-1水稻半喂入脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1.滾筒2.脫粒齒3.副滾筒4.副滾筒脫粒齒5.振動(dòng)線篩6.副滾筒篩 7.滾筒凹板篩8.出糧筒9.籽粒推運(yùn)氣10.風(fēng)扇11.機(jī)架12.喂入鏈 1.3.3 工作過(guò)程 工作時(shí)將作物整齊地搬到作物鋪放臺(tái)上，穗頭朝向滾筒成一傾角度，均

19、勻連續(xù)地喂入夾持鏈與夾持臺(tái)之間，禾把隨著鏈條移動(dòng)，穗頭部分被帶入滾筒腔內(nèi)，在滾筒齒的連續(xù)梳刷和打擊下，脫粒干凈。脫凈后的莖桿由夾持鏈送至機(jī)體右側(cè)排出。脫下的籽粒、穎康等由滾筒凹板篩篩孔分出并下落，在下落的過(guò)程中，受到風(fēng)扇氣流的清選作用，次粒從次?？诖党?，輕雜物、塵土等則由集塵斗排出機(jī)外，只有凈粒落到籽粒推運(yùn)器內(nèi)，經(jīng)出糧噴筒排出。不能通過(guò)滾筒凹板篩的長(zhǎng)莖秸和斷穗頭等進(jìn)入副滾筒。斷穗在副滾筒內(nèi)進(jìn)行再次脫粒，脫下的籽粒及短小雜物通過(guò)副滾筒凹板篩篩孔，進(jìn)行清選，長(zhǎng)莖秸由副滾筒通過(guò)排塵口排出機(jī)體外，長(zhǎng)莖稈中夾帶的少量籽粒受到振動(dòng)線篩分離后，落到機(jī)體內(nèi)再次清選分離。

20、 圖1-2水稻脫粒機(jī)工作過(guò)程 II整體設(shè)計(jì) 2.1脫粒機(jī)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖2-1 5TJ-200型半喂入水稻脫粒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)： ⑴ 動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速。奔野—250型拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸額定轉(zhuǎn)速為540r/min，脫粒機(jī)滿負(fù)作業(yè)時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在0.8倍額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行，則 ⑵ 主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。主軸與動(dòng)力輸出軸直聯(lián)。 ⑶ 第2傳動(dòng)軸速度。傳動(dòng)比為i=0.45，V帶傳動(dòng)按92%效率計(jì)算，則 ⑷ 夾持輸送鏈輪轉(zhuǎn)速。夾持輸送鏈

21、輪直接安裝在第2傳動(dòng)軸上，則 ⑸ 曲柄連桿軸轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)比為i=1.3，V帶傳動(dòng)按92%效率計(jì)算，則 ⑹ 脫粒滾筒轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)比為i=1.43，V帶傳動(dòng)按92%效率計(jì)算，則 ⑺ 第三傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)比為i=0.73，V帶傳動(dòng)按92%效率計(jì)算，則 ⑻ 螺旋輸送器軸轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)比為i=0.73，V帶傳動(dòng)按92%效率計(jì)算，則 ⑼ 刮板升運(yùn)器鏈輪。刮板升運(yùn)器鏈輪直接安裝在螺旋輸運(yùn)器軸上，則

22、 脫粒機(jī)主傳動(dòng)軸 該零件是脫粒機(jī)的主要零件，對(duì)該機(jī)械起到帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械正常運(yùn)行的關(guān)鍵作用。脫粒機(jī)主軸是脫粒機(jī)中重要零件之一，一般為多支承空心階梯軸。如下圖所示： 圖2-2水稻脫粒機(jī)的主傳動(dòng)軸 2.2活齒式脫粒滾筒 如下所示，活齒式脫粒滾筒是本機(jī)的關(guān)鍵部分，左右端盤(pán)采用料HT200這種材料具有一是重量慣性較大，旋轉(zhuǎn)工作時(shí)能儲(chǔ)備一定的能量以保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定6根銷(xiāo)軸穿過(guò)左右端盤(pán)和支承盤(pán)，均勻分布支承盤(pán)安裝在滾筒中間保證滾筒和銷(xiāo)的強(qiáng)度。 圖2-3水稻脫粒機(jī)的活齒式滾筒 由于支承盤(pán)的約束，使得銷(xiāo)軸在高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，不至于彎曲產(chǎn)生變形，從而保證脫

23、粒功能正常進(jìn)行，每根銷(xiāo)軸上裝有若干活動(dòng)齒通過(guò)齒的特殊排列方式，可提高脫粒效率，關(guān)鍵的功能是由齒的活動(dòng)而帶來(lái)的齒與銷(xiāo)軸采用間隙配合，從而使得齒可饒銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)滾筒在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，使得活動(dòng)齒在慣性作用下，擊打谷物產(chǎn)生脫粒效果，間隔套的作用即保證齒形排布規(guī)律，以支持盤(pán)為界，兩邊排成不同方向的螺旋線，當(dāng)滾筒高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，活動(dòng)齒在離心力作用大獲得功能，抓取作物，隨后作物進(jìn)入凹板與滾筒之間產(chǎn)生打擊，擠壓左右揉搓，梳刷震動(dòng)，實(shí)現(xiàn)脫粒作用。同時(shí)采用活動(dòng)齒軟連接，脫粒時(shí)作物在形成層流，當(dāng)喂入作物不均勻時(shí)，通過(guò)活動(dòng)齒梳刷，左右揉搓，厚度均勻，作物層不厚時(shí)，活動(dòng)齒經(jīng)作物反作用力后偏轉(zhuǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)脫離間隙，克服了紋桿式和釘齒

24、式固性連接形式的卡死機(jī)現(xiàn)象，被脫作物分層拋出，降低了功率活齒的結(jié)構(gòu)。 在脫粒過(guò)程中，由于脫粒齒形狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致顆粒破損嚴(yán)重，則采用半徑較大的活動(dòng)徑。這樣的工藝形態(tài)可降低籽粒的破損率，減少工作阻力，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物的層流分選，減少了莖桿受力時(shí)齒的纏繞，使轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，易加工對(duì)精度要求不是很高，易更換使用效果好，耐用，成本低廉，由于活動(dòng)齒采用65Mn鋼制造，脫粒齒淬火硬度HRC45-55，脫粒端彎成較大尺寸，使脫粒端旋轉(zhuǎn)后具有一定的力度，足以脫粒籽。當(dāng)遇到較大，剛性阻力時(shí)，由于活動(dòng)，則可避免機(jī)器的卡死，以保障滾動(dòng)平穩(wěn)，然后順利將異物排出機(jī)外。 ⑴滾筒直徑D和滾筒長(zhǎng)度L 式中：l—莖稈

25、喂的長(zhǎng)度，取l=40cm; a —莖稈喂入部分對(duì)應(yīng)滾筒的圓心角,。 弓齒高度h=62mm 則：弓齒滾筒直徑。 滾筒長(zhǎng)度L與夾持鏈速度和弓齒總數(shù)有關(guān)，而夾持輸送速度的大小，決定了谷物通過(guò)脫粒裝置的時(shí)間以及谷物被沖擊的次數(shù)，根據(jù)機(jī)械部研究結(jié)果取滾筒長(zhǎng)度L=510mm。 過(guò)濾風(fēng)選裝置： 在由箱體、斜導(dǎo)板、風(fēng)扇形式的風(fēng)筒中，從滾筒脫粒落下的籽粒混有小草桿、雜物、經(jīng)過(guò)風(fēng)筒的風(fēng)選過(guò)濾作用，將草桿等雜物吹出風(fēng)筒，收集處理可用作飼料或進(jìn)行另外加工等。糧食剛落下后集中裝袋袋收集。其中經(jīng)過(guò)風(fēng)選籽粒與草桿分離，降落于不同的位置。 經(jīng)過(guò)凹板、斜導(dǎo)板的分離、篩選，斜導(dǎo)板需設(shè)置多個(gè)且與水平

26、線成一定角度，以便使籽粒順暢流下，且延長(zhǎng)風(fēng)選的效果，保證功能的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)斜導(dǎo)板具有一定斜度，10-15度為宜。充分發(fā)揮風(fēng)力，風(fēng)選作用，又不至于對(duì)風(fēng)力造成阻礙。 在滾筒與風(fēng)筒之間有一凹板，凹板是第一道分選屏障。 凹板的作用是滾筒形成合理的工作間隙完成脫粒形式受活動(dòng)齒打擊力較大。梳刷作用強(qiáng)烈，壓實(shí)能力減弱，斷穗較多。在提高凹板分離效率的同時(shí)，為減少斷穗，經(jīng)多次試驗(yàn)，凹板包角確定為。 脫粒間隙： 滾筒端為一段錐體，梳整齒齒高較脫粒齒矮，喂入端間隙大，逐漸均勻一致。脫粒間隙由30mm減少到15mm。脫粒間隙越小，所需功率越大莖稈破碎程度大，籽粒破碎多，隨著脫粒間隙增大，滾筒揉搓能力減弱，梳刷能

27、力加強(qiáng)。 弓齒排： 為了保證脫粒質(zhì)量和滾筒負(fù)荷均勻，該脫粒裝置弓齒采用螺旋排列，使?jié)L筒脫粒時(shí)負(fù)荷均勻，且能促使雜余沿軸向流動(dòng)。螺旋頭數(shù)為三頭。根據(jù)滾筒不同部位的脫粒要求，在滾筒上裝有梳整齒、加強(qiáng)齒和脫粒齒等不同形的弓齒。梳整齒選材為6-8mm的鋼絲，對(duì)作物梳導(dǎo)和推送，安裝在喂入端截錐體部位，齒形低矮平緩，齒根跨距和齒頂圓弧均較大。加強(qiáng)齒和脫粒齒安裝在滾筒的圓柱體上，齒形陡直、齒根跨距小、齒頂圓弧小。鋼絲直徑5-6mm，具有較強(qiáng)的梳刷脫粒性能。齒距從喂入口到排出口由小到大逐漸變化，以增強(qiáng)脫粒作用。 副滾筒： 由副滾筒和編織篩凹板、排稿齒組成副滾筒室其作用是將由主滾筒室及二次回送裝置送來(lái)的

28、斷穗進(jìn)行復(fù)脫和分離，并將短莖稈和斷穗排出機(jī)外。結(jié)構(gòu)如圖形所示。副滾筒為閉式滾筒，脫粒齒有板齒和弓齒，齒高50mm，直徑258mm，線速度13m/s。排雜齒設(shè)置在脫粒滾筒排雜口的后方，用以排出脫下的碎草、殘穗并分離出夾帶的谷粒。齒高45mm，齒距50mm。 風(fēng)扇： 該機(jī)是利用風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流進(jìn)行清選，風(fēng)扇結(jié)構(gòu)如圖4。風(fēng)扇有三個(gè)葉片，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可將穎糠、輕雜物、塵土吹出機(jī)外，干凈的籽粒落到籽粒推運(yùn)器中。風(fēng)扇皮帶輪由籽粒推運(yùn)器皮帶輪傳動(dòng)。 2-4風(fēng)扇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1.風(fēng)扇葉片 2.幅條 3. 風(fēng)扇軸 2.3活動(dòng)齒 鑒于作物形狀、體積、，喂入方式等采用半徑為40mm,6組活動(dòng)

29、齒滾軸，外端較大尺寸的活動(dòng)齒。 2-5水稻脫粒機(jī)的活動(dòng)齒 凹板： 凹板采用編織篩，篩孔直徑為，鋼絲直徑為2.5mm，凹板包角為。 ⑴由于農(nóng)業(yè)機(jī)械屬于非精度機(jī)械所以精度等級(jí)等閃選度為。 ⑵造型設(shè)計(jì)的基本原則：實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀是造型設(shè)計(jì)的三項(xiàng)基本原則，其基本關(guān)系應(yīng)該是在實(shí)用的前提下講究美觀。實(shí)用與美觀是以經(jīng)濟(jì)因素為制約條件。 ⑶機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)美學(xué)法則： ①統(tǒng)一與變化 ②對(duì)比與調(diào)和 ③穩(wěn)定與輕巧 ④對(duì)稱與均衡 ⑤0 比例與尺度 III 零件設(shè)計(jì) 3.1

30、強(qiáng)度與剛度計(jì)算 等截面圓扭轉(zhuǎn)時(shí)，危險(xiǎn)點(diǎn)發(fā)生在危險(xiǎn)截面的周遍位置，危險(xiǎn)一般位于最大扭矩所在的截面上，且危險(xiǎn)點(diǎn)處于純切應(yīng)力狀態(tài)。且計(jì)算公式為（等截面圓軸）其強(qiáng)度條件為不超過(guò)材料的作用切應(yīng)力即強(qiáng)度條件為 對(duì)受扭轉(zhuǎn)軸除強(qiáng)度要求外，還要求變形度不能過(guò)大，通常限制其單位，長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角 及其剛度條件為 式中的值一般由軸的精度確定，例如對(duì)精度機(jī)器的軸。，對(duì)一般性傳動(dòng)軸。 3.2主軸優(yōu)化 主軸優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型（分段優(yōu)化計(jì)算） 其中D—外徑，d—內(nèi)徑。 用內(nèi)點(diǎn)法計(jì)算：對(duì)于任意給定的懲

31、罰因子r(r>0)函數(shù)為凸函數(shù)。 用解析法求函數(shù)的極小值即令解方程。設(shè)計(jì)變量n=3,約束函數(shù)個(gè)數(shù)，m=5,收斂精度。 解 分段優(yōu)化解得，，。并對(duì)軸進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。傳遞功率，轉(zhuǎn)速，經(jīng)傳動(dòng)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)尺寸已定，危險(xiǎn)斷面為彎曲應(yīng)力均值剪切應(yīng)力為均值i=7.6N/,軸的材料為45號(hào)鋼，強(qiáng)度極限值，疲勞極限均值，要求可靠度，進(jìn)行該軸的可靠度校核 因標(biāo)準(zhǔn)差等于均值乘以變異系數(shù)，故應(yīng)力分布如下： 彎曲應(yīng)力： 扭剪應(yīng)力： 應(yīng)用第四強(qiáng)度理論，求彎扭合成應(yīng)力， 由疲勞極限應(yīng)力線圓可知，其合成應(yīng)力為： 比較以上兩式，可知應(yīng)力幅，平均應(yīng)力即應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 工作應(yīng)力的均值和標(biāo)

32、準(zhǔn)差為： 確定工作應(yīng)力的循環(huán)特性r 應(yīng)力循環(huán)特性： 確定r=-0.367的強(qiáng)度分布參數(shù)。 根據(jù)“”法則，疲勞極限的應(yīng)力分布幅和平均應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)為： 則r=-0.367的疲勞強(qiáng)度的均值和標(biāo)準(zhǔn)差為： 3.3校核可靠度 將以上求得應(yīng)力循環(huán)特性r=-0.367時(shí)強(qiáng)度與應(yīng)力的分布參數(shù)，代入聯(lián)接方程式求得可靠性指數(shù)為： 由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表可知，軸的可靠度R>0.9999999此軸非常可靠。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。綜合得出此軸此軸的直徑尺寸為裝配圖上的尺寸。 同理在對(duì)六根銷(xiāo)軸進(jìn)行優(yōu)化和可靠性設(shè)計(jì) 銷(xiāo)軸 并對(duì)活齒銷(xiāo)軸的熱膨脹進(jìn)行計(jì)算

33、 套筒和凸緣的相對(duì)長(zhǎng)度為： 對(duì)于穩(wěn)定膨脹 銷(xiāo)軸（鋼）： 殷鋼： 套筒： 可得： 參考文獻(xiàn) [1] 華南農(nóng)學(xué)院農(nóng)機(jī)教研室。 水稻聯(lián)合收割機(jī)原理與設(shè)計(jì)。 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1981. [2] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981. [3] 中華收獲脫粒機(jī)機(jī)械聯(lián)營(yíng)公司編 脫粒機(jī)的選購(gòu)與安全操作 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986. [4] 張?zhí)m星 谷物收割機(jī)原理與計(jì)算. 吉林人民出版社， 1980. [5] 黃靖遠(yuǎn)，龔劍霞，賈延林。 機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)（第二版）。 機(jī)械工程出

34、版社， 2000. [6] 張曉桂，高波。 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)。 吉林人民出版社，2001. [7] 孫靖民。 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì) （第三版）。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)， 2005. [8] 曹惟慶，徐曾蔭。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（第二版）。機(jī)械工程出版社。2005. [9] 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 東南大學(xué)出版社 王昌明 2003年8月修訂版 [10]《機(jī)械設(shè)計(jì)》 高等教育出版社 紀(jì)名剛 2001年6月7版 致 謝 感謝郭虹給我這次機(jī)會(huì)做這個(gè)課設(shè)，感謝老師的悉心指導(dǎo)。能順利的完成本次課設(shè)與大學(xué)四年老師的教導(dǎo)引導(dǎo)是息息相關(guān)的,能得到機(jī)械工程學(xué)院諸位老師、同學(xué)們的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助，使我在學(xué)習(xí)和研究工作中得到長(zhǎng)足進(jìn)步，使我受益匪淺，在此謹(jǐn)致以最誠(chéng)摯的謝意。