机械毕业设计论文小型水稻脱粒机设计全套图纸.doc

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1、湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书全套图纸，加153893706题 目： 小型水稻脱粒机设计 学 院： 兴湘学院 专 业：机械设计制造及其自动化 学 号： 2010963022 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2014.5.10 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 小型水稻脱粒机设计 学号： 2010963022 姓名： 专业： 机械设计制造及其自动化指导教师： 系主任： 一、主要内容及基本要求 主要内容 1、传动装置的设计 2、脱粒装置的设计 3、清选装置的设计 4、动力匹配 要求 1、生产输送 2、生产效率：1吨/时 3、完成2张A0图纸 4、撰写毕业设计说明书 5、

2、外文文献翻译，字数3000字以上。 二、重点研究的问题 水稻脱粒机装置的设计 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1查阅资料、调研第1-2周2开题报告、制订设计方案第3周3方案（设计）第4-5周4小型水稻脱粒机设计第6-7周5写出初稿，中期检查第8-9周6修改，写出第二稿第10-11周7写出正式稿第12-13周8答辩第14周 四、应收集的资料及主要参考文献1全腊珍，张淑娟画法几何与机械制图M.中国农业大学出版社，2007.2濮良贵，纪名刚.机械设计M.高等教育出版社,2010.3徐学林. 互换性与测量技术基础M.湖南大学出版社,2010.4张伟.农业机械学M.东北林业大学出版社,2008.

3、5孙桓，陈作模，葛文杰. M.高等教育出版社，2009.6衣淑娟.水稻半喂入脱粒机的设计J.黑龙江八一农垦大学，2000.7王万钧.农业机械设计手册M.机械出版社,2000.8张兰星.谷物收割机械原理与计算M.吉林人民出版社,1995.9中国农业机械化科学研究院. 农业机械设计手册M.北京：机械工业出版社，1988.185.10中国收获脱粒机械联营公司.脱粒机的选购与安全操作M.北京：农业出版社，1986.29.11邓玲黎,李耀明.我国水稻联合收割机的现状及发展趋势J. 农机化研究,2001,（2）：46 .12杨贵, 孙景杰, 张长富.水稻生产全程机械化的研究探讨J.农机化研究,2001,（

4、1）：2729 .13杜茂军, 郭立军, 林广友水稻生产机械化的影响因素及发展对策J.农机化研究,2002,（1）：46 .14杨新春，张文毅，袁钊和我国水稻生产机械化的现状与前景J中国农机化，2001（1）：20-2115GB/T5982-2005.半喂入式稻麦脱粒机试验方法.中华人民共和国机械行业标准，JB/T9777-2008.16明福留收割机脱粒弓齿（申请号：03210051）2003.湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2010963022 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 小型水稻脱粒机设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科

5、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综

6、合评 价论文选题符合培养目标要求，能体现学科专业特点，达到了综合训练的目的。该生具有较强的文献查阅、资料综合归纳整理的能力，能在设计中熟练运用所学知识，设计方案可行，工作量饱满，论文质量符合本科生毕业设计要求。同意参加答辩。评阅人： 2010年5月 日湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2010963022 姓名： 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 34 页 图 表 8 张论文（设计）题目： 小型水稻脱粒机设计 内容提要： 主要内容 1、传动装置的设计 2、脱粒装置的设计 3、清选装置的设计 4、动力匹配 要求 1、生产输送 2、生产效率：1吨/时 3、完

7、成2张A0图纸 4、撰写毕业设计说明书 5、外文文献翻译，字数3000字以上。 指导教师评语该生在毕业设计中，积极认真，钻研思考，设计方案较合理，按时按量，较好地运用所学知识，有综合运用文献及计算机的能力，设计任务完成的较好，设计及说明书符合要求，分析问题和解决问题的能力得到提升。同意其参加答辩，建议成绩评定为指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见经答辩委员会讨论，同意该毕业论文（设计）成绩评定为答辩委员会主任： 年 月 日目 录摘要1关键词11 前言2 1.1 课题研究的和意义2 1.2 小型水稻脱粒机的现状3

8、1.3 本设计的创新思路32 总体方案确定4 2.1 脱粒机的工作原理4 2.2 设计目的4 2.3 设计任务4 2.4 系统功能描述和功能分解4 1.1 喂入部分4 1.2 脱粒部分5 1.3 筛选部分5 2.5 总体方案的设计和求解53 脱粒装置设计7 3.1 脱粒原理7 3.2 脱粒装置类型选择7 3.3 脱粒滚筒转速计算8 3.4 滚筒直径计算9 3.5 脱粒滚筒长度确定9 3.6 滚筒脱粒齿确定9 1.1 弓齿形状选择9 1.2 弓齿排列9 1.3 相关参数计算104 清选装置设计11 4.1 清选原理11 4.2 清选装置类型选择11 4.3 风机参数计算11 1.1 风机计算11

9、 1.2 风机参数选择12 4.4 凹版设计12 1.1 凹版类型确定12 1.2 凹版直径确定13 1.3 凹版与滚筒之间间隙确定135 动力选择14 5.1 整机消耗的功率计算14 1.1 脱粒装置的消耗的功率计算14 1.2 清选装置的消耗的功率14 5.2 电动机选择156 传动装置的设计16 6.1 传动路线16 6.2 确定传动装置的传动比16 6.3 确定传动装置的动力参数16 6.4 皮带轮的设计与计算17 1.1 带型确定17 1.2 带轮直径与带速确定17 1.3 带的基准长度和轴间距确定17 6.5 验算小带轮的包角18 6.6 确定V带的根数18 6.7 单根V带预警力

10、计算18 6.8 计算压轴力187 圆柱齿轮的设计与计算20 7.1 材料的选择及许用应力确定20 7.2 按轮齿接触强度计算20 7.3 按齿根弯曲强度计算218 轴设计与计算23 8.1 轴的材料选择23 8.2 轴的最小直径确定23 8.3 轴结构设计239 键连接选择24 10 滚动轴承选用2411 主要部件校核24 11.1 圆柱齿轮校核24 11.2 轴校核24 1.1 轴上载荷计算24 1.2 按弯扭合成应力校核轴的强度26 1.3 精确校核轴的疲劳强度26 11.3 键强度校核27 11.4 滚动轴承校核27 1.1 当量动载荷计算27 1.2 计算所需的径向基本额定动载荷27

11、 1.3验算轴承的寿命28结束语28参考文献29致谢30附录31小型水稻脱粒机设计摘 要： 为了满足湖南农村水稻脱粒生产的需要，设计一种针对湖南市场的水稻脱粒机已迫在眉睫，该水稻脱粒机可一次性完成脱粒、筛选、分离和装袋作业。该机体积小、重量轻，操作灵活，通过性与适应性好，较好地解决了丘陵、山区和水田水稻收获的难题。该机采用半喂入、弓齿式滚筒脱粒机脱粒，确保脱粒干净、破碎率低，分离性能好。关键词：水稻脱粒机；脱粒；分离；清选Small rice thresher designAbstract:In order to meet the needs of the production of Huna

12、n rural rice threshing , the design of one kind of rice thresher for Hunan market is imminent, this kind of rice thresher can complete threshing, separation, screening and packaging operation. This machine has small volume, light weight, flexible operation, Passing ability and good adaptability to b

13、etter solve the hills, mountains, and the problem of rice paddy harvest. The machine uses half- feeding, bow roller gear threshers threshing, ensure threshing clean, broken rate is low, good separation performance.Key Words: Rice thresher; thresh ;separate；clean1 前言 水稻在三大粮食作物面积和产量仅次于小麦，多于玉米。亚洲的水稻种植面

14、积占世界的90%以上，中国的水稻的总产量和面积位于世界第一位和第二位。目前中国的水稻种植面积达4.3亿亩，水稻作为我国第一大粮食作物，约占粮食总产量的。水稻生产不仅担负着确保我国粮食安全的重任，还肩负实现种粮增效、稻农增收和全面推进新农村建设的重大使命。但是和西方的发达国家相比较，我国的水稻收获的机械化程度严重偏低，收获过程中粮食的损失大，制约着我国农村产业结构调整和农民收入水平的增长。1.1 课题研究的意义 水稻是我国第一大粮食作物，不到的水稻种植面积，生产了约占世界总产量左右的粮食。近些年水稻种植面积处于稳步上升的转状态。在目前水稻收获机械多种形式并存的条件下，为了满足广大用户茎杆需求量的

15、不断提高，在消化吸收国内外同类型机型的基础上，设计一种水稻半喂入式的脱粒机械，该机械采用夹持喂入、弓齿滚筒脱粒、风扇清选等机构，使其具有机构简单、体积小、重量轻、脱粒质量好等特点。 近几年，随着联合收割机作业范围的不断扩大，联合收割机发展十分迅速，使脱粒机市场受到一定的冲击。在这种形式下，联合收割机、脱粒机和割晒机将如何发展，怎么发展，脱粒机还有没有发展前途，这是脱粒机相关方面应当高度关注的问题。据统计，目前我国的种植面积为4.3亿亩，此外还有1200万hm2 的山区和丘陵小块地的小麦收获全靠人工收割后，再由脱粒机械进行脱粒。所以，脱粒机械对农作物的收获还占有很大的工作量。我国的水稻、玉米、小

16、麦等农作物机械收割的状况。据不完全统计，我国水稻机械化收获的作业面积仅仅只占总种植面积的7.3%，绝大多数的水稻脱粒仍然靠脱粒机进行脱粒；玉米机械收获面积仅占全国玉米种植面积的0.2%，而且，目前我国生产的玉米联合收获机大部分只具有摘穗、剥皮和秸秆粉碎等功能，籽粒的脱粒还要靠脱粒机来完成。就全国范围来说，对于农作物的收获脱粒80%以上要靠脱粒机和人工来完成。终上所述，尽管近年来联合收割机的迅猛发展，但是由于我国幅员辽阔、气候地理条件加上种植方式的差异，以及不同地区的经济发展的不平衡、联合收割机械的广泛应用还有相当长的路要走。因此，在今后的相当长的的时间内，脱粒机在我国农作物的收获中，尤其是边远

17、的山区、丘陵地带，脱粒机仍然是主要的不可或缺的农业收获机械。本设计通过对水稻脱粒机械的分析和对存在的问题进行改进，设计一种半喂入式脱粒机，为进一步改进和提高水稻脱粒机械奠定基础。1.2 小型水稻脱粒机的现状1800年，固立式打谷机，“地猪牌”在美国得到广泛应用，木架式的推家上固立滚筒进行打谷，手工进行分离清选。以后产生了具有抖动特点的分离装置。1850年后，自动喂入、解捆、谷粒处理等出现，并逐渐发展完善。在本世纪以前，是把收割和脱粒看作完全独立考虑的 到了本世纪提出了降低成本和缩短作业时间都要求，希望制成切割器和脱粒装置作合在一起的收割机。这种想法是在140多年以前在美国作业记的，110年前制

18、成了机器，70年前，开始用带了发动机的联合收割机，近代的自走式联合收割机大约是在40多年前制成的。日本久保田水稻联合收割机、三久、金子谷物烘干机、中型拖拉机、埋草旋耕机等一大批国内外先进适用的机具得到了较好的推广应用，加快了我国水稻联合收割机技术的改造和完善，成为水稻收获机械的主导机型，大大提升了我国水稻收获机械的整体技术水平。目前，全世界的可用耕地大约有32亿公顷，已开发的有13.7亿公顷，未达到可用耕地的一半。就总的耕地资源来说，在南美和澳洲以及亚洲的北部还有大量的耕地未开发。但是由于气候等原因，真正可供开发的耕地并不多。大规模经营的资本主义大农牧场、大种植园主要生产供出口的经济作物和其他

19、农牧产品，专业化、机械化程度较高；同时并存数量庞大的个体农户，除部分以生产粮食作物为主的自给性农业外，也为国内市场提供大量的农牧产品。因此，小型水稻脱粒机不能满足生产作业的需要，所以大中型水稻脱粒机已经得到了广泛的应用。但是适合人均耕地面积少、缺乏先进适用机具广大的农民的小型脱粒机。近几年我国小型水稻脱粒机的设计也有了一定的基础，并且不断地在它的研发上取得了快速的进展，我国通过对外国先进的脱粒技术的吸收和对主要零部件的改进，使得小型水稻脱粒机的结构和性能有了很大的提高，现在已经可以生产出操作方便、经济实用的小型水稻脱粒机，为我国水稻脱粒机的发展和推广起到了极大的作用。1.3 本设计的创新思路本

20、次设计的主要目的是针对现存的小型水稻脱粒结构进行了优化、对其存在的一些缺点进行改进；首先在原理上，主要以梳刷脱粒为主，打击原理为辅两者相互结合的脱离方式对水稻进行脱粒，这主要体现在脱离滚筒的齿的设计上。其次，清选方面是采用风机和筛子结合进行清选，在一定方面上提高了稻粒和杂质的分离，提高了稻粒的纯净度。2 总体方案确定2.1 脱粒机工作原理4 被割谷物经脱粒机械的喂入口进入由脱粒滚筒和凹版组成的脱粒装置进行打击和搓擦后，短脱出物通过栅格状凹版进入由清选筛和风机组成的清粮装置进行清选；长脱出物则进入分离装置进行茎秆与籽粒的分离，长茎秆被排出机外，而籽粒等短脱出物则通过分离装置上的筛孔进入下方的清粮

21、装置进行清选；在风机和清选筛的联合作用下，颖壳等细小轻杂物被吹出机外，干净的籽粒经由籽粒收集装置进入集粮装置。2.2 设计目的进一步加深学生对大学所学理论知识的理解，培养学生运用理论知识独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生对设计有一完整和系统的概念；同时通过毕业设计，培养学生计算，使用技术资料及绘制图形的工程设计能力，为今后的工作打下坚实的基础。2.3 设计任务 1、 传动装置的设计 2、 脱粒装置的设计 3 、清选装置的设计 4 、动力的匹配要求：1、输送流畅 2、生产效率:1吨/时 3、要求机构设计方案合理、结构紧凑，体积小，质量轻，噪音小、无污染，使用方便。 5、撰写设计说明书，文字

22、在1.01.5万字间，条理清楚，计算有据，翻译一定数量的英文（摘要）。 6、设计说明书的内容包括：课题的目的、意义、国内外动态；研究的主要内容；总体方案的拟定和主要参数的设计计算；传动方案的确定及设计计算，主要工作部件的设计；主要零件分析计算和校核；参考文献，鸣谢。2.4 系统的功能描述和功能分解2.4.1 喂入部分喂入部位与钉齿滚筒的钉齿部位存在一定的间隙，将已割下来的水稻经过人工从喂入口进入，水稻的穗部分进入脱粒部位，即钉齿滚筒和栅格式凹板之间，进行脱粒。2.4.2 脱粒部分 脱粒部分主要是由钉齿滚筒、栅格式凹板。水稻穗在钉齿滚筒和栅格式凹板之间进行脱粒，将已脱下的谷粒从栅格式凹板的缝隙漏

23、下，落到下滑板，经过振动筛和风机的清选，由仓口排出机体之外2。2.4.3 筛选部分筛选部分主要是由栅格式凹板、风机、振动筛完成，当水稻穗进入脱粒部分后，经过弓齿滚筒的脱粒，水稻脱粒之后，再将谷粒经过栅格式凹板，从凹板的缝隙漏出，当然，无论是工作时还是安装时，栅格式凹板是固定不动的。谷粒顺着斜滑板，在振动筛和风机的综合作用下，将谷粒和杂质分开3。图1 水稻脱粒机的机构功能构成图本设计要求实现水稻的脱粒以及水稻茎秆的分离，其主要功能是脱粒，机构的脱粒需要动力，这就涉及到动力的选择与安装，为机构的动力功能；脱粒机的工作还需要控制，这是脱粒机的控制功能。根据上述分析，绘制的机构功能构成图4如图1所示。

24、为了实现脱粒机的脱粒功能，脱粒机需要动力，从发动机输出的动力经过皮带轮的传递给脱粒滚筒；根据不同的条件，脱粒滚筒需要不同的转速，这要求脱粒机需要调节控制功能，经过分析，得到如图2所示的水稻脱粒机的功能树。2.5 总体方案设计和求解 对上述功能树的分析可知，脱粒机包括动力部分、脱粒部分、传动部分，根据功能可以寻求其功能载体，根据功能载体可以形成形态学矩阵，如表1所示5。根据形态学矩阵可知，本设计共有4243=96种方案可以供选择。根据设计说明书的要求，水稻脱粒机要输送流畅，动力足够且稳定性好，以及结合农村的具体情况图2 水稻脱粒机的功能树考虑，经过综合分析，选用A3B2C1D2。动力经发动机输出

25、通过V带将动力三部分输出，一部分给脱粒滚筒，一部分给分离装置 ，一部分给清选装置。整机的结构初步确定如图3所示。 表1 水稻脱粒机的形态学矩阵 分功能 功能解 1 2 3 4A 驱动 水冷柴油机 汽油机 电动机 风冷柴油机B 脱粒 全喂入 半喂入C 传动 带传动 链传动 圆柱齿轮传动 同步带传动D 清选 气流式 风扇筛子式 气流清选筒3 脱粒装置设计3.1 脱粒原理 1）冲击脱粒：靠脱粒元件与谷物穗头的相互冲击作用而进行脱粒。冲击速度越高，脱粒能力越强，但破碎率也越大6。 2）搓擦脱粒：靠脱粒元件与谷物之间，以及谷物与谷物之间的相互摩擦而使谷物脱粒。脱粒装置的脱粒间隙的大小至关重要。 3）梳

26、刷脱粒：靠脱粒元件对谷物施加拉力而进行的脱粒。 4）碾压脱粒：靠脱粒元件对谷物施加挤压力而进行的脱粒。此时作用在谷物上的力主要是沿谷粒表面的法向力。 5）振动脱粒：靠脱粒元件对谷物施加高频振动而进行的脱粒。上述几种脱粒方式是在长期的生产实践过程中总结而来的，水稻为带壳贮存。如果裸存的话，存放时间很短。水稻的籽粒脆硬，容易破碎。因此，本设计采用梳刷脱粒为主，打击脱粒为辅，两者配合完成脱粒。3.2 脱粒装置类型选择 1.风机 2.凹版筛 3.滚筒 4.弓齿 5.振动筛 6.出粮口图3 脱粒机的结构图脱粒装置按不同的方式分有不同的类型，按喂入方式可分为：全喂入和半喂入6；按脱粒齿形可分为： 1)切流

27、纹杆滚筒式脱粒装置，其由纹杆滚筒、栅格状凹版、间隙调节装置等组成。以搓擦脱粒为主、冲击为辅，脱粒能力和分离能力强，断穗率小。但当喂入不均匀、谷物湿度大时，脱粒质量明显下降。2) 切流钉齿滚筒式脱粒装置，其由钉齿滚筒和钉齿凹板组成。利用钉齿对谷物的强图4 半喂入式脱粒装置的脱粒方式烈冲击以及在脱粒间隙内的搓擦而进行脱粒。抓取能力强、对不均匀喂入和湿作物有较强的适应性。但断秆率较高，分离效果较差。3)双滚筒脱粒装置，采用两个滚筒串联工作。第一个滚筒的转速较低，可以把成熟的好、饱满的籽粒先脱下来。第二个滚筒的转速较高，间隙较小，可使前一滚筒未脱净的谷粒完全脱粒。 4)轴流滚筒脱粒装置，轴流式滚筒功率

28、耗用受作物物理机械特性影响较大，比传统型更为敏感，喂入作物长度、含水率的影响均较大。 5)弓齿滚筒式脱粒装置，适用脱粒水稻，也可以兼脱小麦。脱粒仅穗头进入滚筒，脱粒后能保证茎杆完整；凹板筛分离物含杂率小有利于后续的清选；绝大部分谷粒能够由凹板筛分离出来，谷粒的破碎和损伤很少，功率消耗小。但是只适应脱粒梢部接穗的作物，不适应矮杆作物，对作物的适应性差。考虑到成本和农村稻田等因素，本设计采用的是弓齿滚筒半喂入脱粒装置。脱粒方式分为上脱、下脱和侧脱三种形式，如图4上脱式分离效果好，滚筒位置低，喂入性能差；下脱式分离性能差，断穗和带柄少，适用于一般夹持式半喂入脱粒机和联合收割机；侧脱式分离性能和喂入性能较好，适用于卧式联合收割机。本设计采用的是下脱式。 3.3 脱粒滚筒转速计算滚筒的转速一般根据滚筒的有效直径来计算。当滚筒速度增加时，脱净率增加，水稻带柄率减少，但破碎率和断茎率都会增加，当圆周速度大于12米/秒时，水稻脱净率在99以上，但如果圆周速度过大，脱离效率提高并不显著，仅使谷粒在滚筒上跳动加剧，增加谷粒的抛散损失7。当滚筒的圆周速度太小时，弓齿对穗的冲击力减弱，从而延长脱粒时间而降低生产率。通常情况下对于水稻来说：。根据圆周速度V可以求得滚筒的转速。 （1)