机械毕业设计370半喂入式联合收割机的脱粒装置的总体方案设计及工作原理 2

本科毕业论文（设计）题目：半喂入式水稻联合收割机的脱粒装置学院：工学院姓名：学号：专业：年级：指导教师：二0 一四年 5 月水稻联合收割机的脱粒装置摘要为满足江西农村地区水稻收割脱粒要求，设计一种针对江西市场的小型水稻联合收割机迫在眉睫。

本设计是根据该种小型水稻联合收割机的1.2m割幅设计的脱粒装置。

该装置具有体积小﹑重量轻﹑功耗小﹑适应性好的特点，较好的解决了小田块水稻收割脱粒的问题。

该装置采用半喂入﹑弓齿式滚筒脱粒，确保了脱粒干净﹑破碎率低，筛选性能好。

关键词：水稻联合收割机；脱粒装置；脱粒；筛选The design of rice combine harvester threshing deviceAbstractTo meet the requirements of rural areas of jiangxi province harvest threshing rice, design a kind of small rice combine harvester for jiangxi market is imminent. This design is based on this kind of small cut 1.2 m of rice combine harvester threshing device design. The device has small volume, light weight, small power consumption, adaptability good characteristics, better solve the problem of the small field of rice harvest threshing. The device adopts the half feeding, bow tooth threshing roller, to ensure that the threshing clean, low broken rate, good filtering performance.Key words:Rice combine harvester；Threshing device; Threshing；Screening目录1 前言 (1)1.1 江西地区小型水稻联合收割机的发展现状 (1)1.2 小型水稻联合收割机发展优势 (1)1.3 本设计思路 (1)2 半喂入式联合收割机脱粒装置整体系统的设计 (2)2.1 脱谷机构的分析 (2)2.2 脱粒功率消耗的计算 (3)2.2.1 空转功率消耗的计算 (3)2.2.2 脱粒功率消耗的计算 (3)2.3 脱粒机构传动系统的总体方案设计 (4)2.4 链传动的设计计算 (4)2.4.1 选择链轮齿数 (5)P (5)2.4.2 计算链条的计算功率ca2.4.3 确定链条型号和节距 (5)2.4.4 计算链节数和中心距 (5)2.4.5 计算链速v，确定润滑方式 (6)F (6)2.4.6 计算链传动作用在轴上的轴压力P2.4.7 链轮的结构和尺寸 (6)2.4.8 键的选择与校核 (7)2.4.9 链传动的张紧与防护 (7)3 滚筒设计参数分析 (7)3.1 滚筒的型式选择 (7)3.2 滚筒的直径 (8)3.3 滚筒的长度L (8)3.4 滚筒的转速n (9)3.5 滚筒钉齿的形状 (9)3.6 滚筒弓齿排列设计 (10)3.6.1 弓齿排数，齿杆数M (10)3.6.2 弓齿排列的螺旋线头数K。

(10)3.6.3 齿迹距a (10)4 凹板筛的设计 (12)4.1 凹板筛的型式 (12)4.2 凹板筛的包角 (13)4.3 凹板筛间隙 (13)5 滚筒主轴的设计与校核 (13)5.1 滚筒轴的形状 (13)5.2 选择轴的材料 (13)5.3 初步确定轴的直径 (14)5.4 轴的结构设计 (14)5.4.1 拟定轴上零件装配方案 (14)5.4.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (14)5.4.3 轴上零件的周向定位 (15)5.4.4 由上分析可得轴的总长L (15)6 滚筒盖板的设计 (16)6.1 滚筒盖板的结构特点 (16)6.2 滚筒盖板内螺旋导板的数量 (16)6.3 螺旋导板的位置 (16)6.4 螺旋导板的高度 (17)6.5 螺旋导板的间隙 (17)6.6 螺旋导板的升角β (17)7 夹持装置的设计 (17)8 总结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1 前言目前我国水稻种植面积 4.3亿亩,是中国主要的粮食作物,大米占粮食总产量的百分之四十。

水稻生产不仅是肩负着确保我国粮食安全的责任,还承担粮食增加,增加农民收入和促进新农村建设的重要任务。

但和西方国家相比，我国水稻机械化程度严重偏低，收获过程中粮食损失大，制约着我国农村的整体发展。

1.1 江西地区小型水稻联合收割机的发展现状江西地区小田块水稻种植普遍，小型水稻联合收割机应用广泛。

经过近几年的快速发展，已初具规模，但仍不能满足广大农户的需求。

1.2 小型水稻联合收割机发展优势农业产业结构调整带来的政策支持。

伴随我国农业产业结构调整的加快、城镇化建设的大力推进和农村土地流转政策的有序实施等,为水稻种植大户、农场主、专业合作社和专业种植公司等的发展带来了机遇。

这种发展趋势将呈现以下三大特征,一是农业人口所占人口比例将逐年降低。

二是规模化经营土地的程度将越来越高。

三是农业生产对农业机械化的需求将越来越大。

由此可以看出小型水稻联合收割机发展的将进入高速模式，积极研究意义重大。

1.3 本设计思路本设计主要解决了以往收割机脱粒过程中破损率高，脱粒机构笨重的问题。

在原理进行改进：主要以梳刷为主，打击为辅两者结合的脱粒方式进行脱粒，这主要体现在脱粒齿的设计上。

2 半喂入式联合收割机脱粒装置整体系统的设计2.1 脱谷机构的分析收割机上的脱谷机构是重要工作部件。

因为收获谷粒是收割的最终目的，而脱谷机构是完成这项工作的，所以收割机的性能是否优良在某中程度上说是脱谷机构的好坏决定的。

谷物脱粒的本质是破坏谷粒与谷穗的连结，使谷粒从谷穗上分离下来。

用冲击，揉擦，梳刷和震动等各种方法可以达到上述目的，现有脱粒机构中，都不是利用单一的原理脱粒，而是几种方法综合在一起，但以其中一种为主，其它的为辅。

由于作物不同和各地区特点的不同对脱谷机构的要求也不一样，所以现有的脱谷机构有多种不同的型式。

根据谷物脱粒装置的运动特点可分为切流脱粒机和轴流脱粒机。

切式流脱粒机构组成包括圆柱滚筒和凹板筛。

工作高速旋转的滚筒,首先,抓住禾穗,然后谷物沿着脱粒滚筒和凹板筛之间的空间切向运动,并完成脱粒工作。

脱粒装置的效率非常高,但最大的缺点是分离能力差,只有80 - 90%的谷物脱粒一般与凹板筛分离后,和其他粮食和禾杆被扔了出来。

为了回收这一部分谷粒就要装设一套复杂的逐稿器，这样对南方水稻田是非常不利的。

所以为了满足配套收割机的功率以及适用于南方地区小田块且要保证脱粒后稻秆保持完整的要求，所以本设计采用半喂入轴流型脱谷机构。

其机构简图如下：1—夹禾机构 2—滚筒 3—凹板筛 4—横向输送器图2-1 脱粒机构简图2.2 脱粒功率消耗的计算脱离滚筒在运转平稳的条件小，其总功率消耗N 有两部分组成：一部分是用于克服滚筒空转而消耗的功率k N ，一部分用于克服脱粒阻力而消耗的功率t N 。

即f k N N N +=2.2.1 空转功率消耗的计算3ωωB A N k += 式中：A ————系数，取3102.0-⨯B ————系数，取61048.0-⨯ω————滚筒转速，取550转/分钟算得：k N = 0.002KW2.2.2 脱粒功率消耗的计算水稻以较小的速度进入脱粒装置，与高速旋转的滚筒弓齿接触，然后被带入脱粒间隙进行脱粒，既有梳刷也有打击。

可根据动量守恒定律计算。

冲量转化为动量t m m mv t P ∆∆=∆=∆/,' )1(1000/2'F v m N t -=式中：'m ————单位时间进入的谷物量，取1.41Kg/sV ————弓齿的切向线速度，取15.5m/sF ————综合搓擦系数，取0.7算得：t N =1.129KW由上可知：k t N N N +=N= 1.13KW2.3 脱粒机构传动系统的总体方案设计根据机器动力的总体设计和分配，脱粒装置的动力是由发动机经皮带轮传递给横向输送器的。

因此得知脱粒机构的主动力来源是横向输送器，滚筒以及纵向输送器运转是由横向输送器经传动装置分配。

根据机器的总体尺寸和滚筒以及纵向输送器要有稳定转速的工作要求，本设计滚筒采用链传动的方法设计传动装置。

具体方案如下：1—主动轮（后接横向输送器） 2—从动轮（后接滚筒轴）图2-2 链传动简图 2.4 链传动的设计计算根据收割机的总体设计要求和工作条件，链传动功率为P=1.1KW ，传动比i=12.4.1 选择链轮齿数由于链条节数一般取为偶数，为了使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数。

由于是小功率传动，且要满足总体设计尺寸要求，本设计选用1721==Z Z2.4.2 计算链条的计算功率ca P P K K K P P Z A ca =式中：A K -------工况系数；Z K -------主动轮轮齿系数；P K -------多排链系数，单排取1P --------转递功率，KW 。

本设计的链传动是为脱粒滚筒传递动力的，传递功率不大，转速一般，为使机构紧凑和延长寿命，选用小节距，单排链。

但工作环境恶劣，启动频繁，中等冲击。

根据以上工作条件，查表得：A K 取1.5 Z K 取1.3算得： =Ca P 2.15KW2.4.3 确定链条型号和节距根据计算功率ca P =2.15KW ，链轮转速n=550转/分钟，查机械手册A 系列单排链轮转速额定功率曲线可知，选用08A-1型链条较适合，其节距p=12.7mm 。

2.4.4 计算链节数和中心距初选中心距0a =43p=546.1mm 按下式计算链节数0P L122100222a p z z z z p a L p ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=π 算得： 0P L =87 为避免使用过渡链节，应圆整为偶数88 则可得链条长度1000P pL L ==1.12m计算中心距)(21z L p a p e -==451mm 实际中心距a a a e ∆-= e a a )04.0~02.0(=∆取e a a 02.0=∆算得 mm a 5.444=2.4.5 计算链速v ，确定润滑方式平均链速 1000601⨯=np z v 算得v=1.98m/s根据链速，查机械手册链条润滑范围选择图可知，本设计应该选用人工定期润滑。