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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 16屆畢業(yè)設計 水稻脫粒機設計 學生姓名 柴濤 學 號 8011212242 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 16 指導教師 孟煒 日 期 塔里木大學機械電氣化 工程學院制 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 摘 要 為了滿足水稻脫粒生產(chǎn)的需要，設計一種針水稻脫粒機已迫在眉睫，該水稻脫粒機可一次性完成脫粒、篩選、分離和裝袋作業(yè)。該機體積小、重量輕，操作靈活，通過性與適應性好，較好地解決了水稻收獲的難題。該機采用半喂入、弓齒式滾筒脫粒機脫粒，確保脫粒干凈、破碎率低，分離性能好。 本次設計的主要目的是針對現(xiàn)存的水稻脫粒結構進行了優(yōu)化、對其存在的一些缺點進行改進；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合的脫離方式對水稻進行脫粒，這主要體現(xiàn)在脫離滾筒的齒的設計上。其次，清選方面是采用風 機和篩子結合進行清選，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。 關鍵字 ： 水稻脫粒機；脫粒；分離；清選 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 目 錄 1 引言 ............................................................................................................................................... 1 題研究的意義 ................................................................................................................. 1 稻脫粒機的現(xiàn)狀 ............................................................................................................. 1 2 總體方案確定 ................................................................................................................................ 3 粒機工作原理 ................................................................................................................. 3 統(tǒng)的 功能描述和功能分解 ............................................................................................. 3 體方案設計和求解 ......................................................................................................... 4 3 脫粒裝置設計 ................................................................................................................................ 5 粒原理 ............................................................................................................................. 5 粒裝置類型選擇 ............................................................................................................. 5 粒滾筒轉速計算 ............................................................................................................. 6 筒直徑計算 ..................................................................................................................... 6 粒滾筒長度確定 ............................................................................................................. 7 筒脫粒齒設計 ................................................................................................................. 7 4 清選裝置設計 ................................................................................................................................ 9 選原理 ............................................................................................................................. 9 選裝置類型的選擇 ......................................................................................................... 9 機參數(shù)的選擇和計算 ..................................................................................................... 9 板的設計 ....................................................................................................................... 10 5 動力的選擇 .................................................................................................................................. 12 機消耗的功率計算 ....................................................................................................... 12 動機的選擇 ................................................................................................................... 12 6 傳動裝置設計 .............................................................................................................................. 13 動路線 ........................................................................................................................... 13 定傳動裝置的傳動比 ................................................................................................... 13 動裝置動力參數(shù)的計算 ............................................................................................... 13 帶輪的設計與計算 ....................................................................................................... 14 定 V 帶根數(shù) .................................................................................................................. 15 根 V 帶預緊力的計算 .................................................................................................. 15 算壓軸力 ....................................................................................................................... 15 7 軸的設計與計算 .......................................................................................................................... 16 的材料選擇 ................................................................................................................... 16 的最小直徑確定 ........................................................................................................... 16 的結構設計 ................................................................................................................... 16 連接選擇 ....................................................................................................................... 16 動軸承選用 ................................................................................................................... 17 8 主要部件校核 .............................................................................................................................. 18 柱齒輪校核 ................................................................................................................... 18 的校核 ........................................................................................................................... 18 強度校核 ....................................................................................................................... 20 動軸承校核 ................................................................................................................... 20 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 算所需的徑向基本額定動載荷 ................................................................................... 20 總 結 .............................................................................................................................................. 21 致 謝 .............................................................................................................................................. 22 參考文獻 ......................................................................................................................................... 23 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 工程概況 本文首先介紹了水稻脫粒機的研究目的以及水稻脫粒機的現(xiàn)狀。之后，確立了水稻脫里的總體方案。講解了脫粒機的工作原理 、系統(tǒng)的功能描述和功能 分解、總體方案的設計。重點講述了脫粒的原理： 被割谷物經(jīng)脫粒機械的喂入口進入由脫粒滾筒和凹板組成的脫粒裝置進行打擊和搓擦后，短脫出物通過柵格狀凹版進入由清選篩和風機組成的清糧裝置進行清選；長脫出物則進入分離裝置進行莖稈與籽粒的分離，長莖稈被排出機外，而籽粒等短脫出物則通過分離裝置上的篩孔進入下方的清糧裝置進行清選；在風機和清選篩的聯(lián)合作用下，穎殼等細小輕雜物被吹出機外，干凈的籽粒經(jīng)由籽粒收集裝置進入集糧裝置。分析了清選裝置的設計和傳動裝置的設計，通過計算動力選出了電動機。同時也對軸進行計算還有主要部件的校核。 最后計算出所需要的徑向基本額定動載荷。 經(jīng)過本次論文的相關設計，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篩還有風機的配合，這樣清選的更加徹底 、更精細。 本設計能夠有效的對稻谷進行脫粒、分離作業(yè)，具有 結構緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無污染 、操作靈活輕便等特點。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 1 1 引言 題研究的意義 水 稻是我國第一大糧食作物，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)步上升的轉狀態(tài)。在目前水稻收獲機械多 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，在消化吸收國內(nèi)外同類型機型的基礎上，設計一種水稻半喂入式的脫粒機械，該機械采用夾持喂入、弓齒滾筒脫粒、風扇清選等機構，使其具有機構簡單、體積小、重量輕、脫粒質(zhì)量好等特點。 近幾年，隨著聯(lián)合收割機作業(yè)范圍的不斷擴大，聯(lián)合收割機發(fā)展十分迅速，使脫粒機市場受到一定的沖擊。在這種形式下，聯(lián)合收割機、脫粒機和割曬機將如何發(fā)展，怎么發(fā)展，脫粒機還有沒有發(fā)展前途，這是脫粒機相關方面應當高度關注的問題。據(jù)統(tǒng)計，目前我國的種植面積為 畝，此外還有 1200萬平方米的山區(qū)和丘陵小塊地的小麥收獲全靠人工收割后，再由脫粒機械進行脫粒。所以，脫粒機械對農(nóng)作物的收獲還占有很大的工作量。 我國的水稻、玉米、小麥等農(nóng)作物機械收割的狀況。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國水稻機械化收獲的作業(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進行脫粒；玉米機械收獲面積僅占全國玉米種植面積的 而且，目前我國生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機大部分只具有摘穗、剝皮和秸稈粉碎等功能，籽粒的脫粒還要靠脫粒機來完成。就全國范圍來說，對于農(nóng)作物的收獲脫粒 80%以上要靠脫粒機和人工來完成。 終上所 述，盡管近年來聯(lián)合收割機的迅猛發(fā)展，但是由于我國幅員遼闊、氣候地理條件加上種植方式的差異，以及不同地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展的不平衡、聯(lián)合收割機械的廣泛應用還有相當長的路要走。因此，在今后的相當長的的時間內(nèi)，脫粒機在我國農(nóng)作物的收獲中，尤其是邊遠的山區(qū)、丘陵地帶，脫粒機仍然是主要的不可或缺的農(nóng)業(yè)收獲機械。 本設計通過對水稻脫粒機械的分析和對存在的問題進行改進，設計一種半喂入式脫粒機，為進一步改進和提高水稻脫粒機械奠定基礎。 稻脫粒機的現(xiàn)狀 1800年，―固立式打谷機，在美國得到廣泛應用，木架式的推家上固立滾筒進 行打谷，手工進行分離清選。以后產(chǎn)生了具有抖動特點的分離裝置。 1850 年后，自動喂入、解捆、谷粒處理等出現(xiàn)，并逐漸發(fā)展完善。在本世紀以前，是把收割和脫?？醋魍耆毩⒖紤]的 到了本世紀提出了降低成本和縮短作業(yè)時間都要求，希望制成切割器和脫粒裝置作合在一起的收割機。這種想法是在 140多年以前在美國作業(yè)記的， 110年前制成了機器， 70年前，開始用帶了發(fā)動機的聯(lián)合收割機，近代的自走式聯(lián)合收割機大約是在 40 多年前制成的。日本久 購買設計文檔后加 費領取圖紙 2 保田水稻聯(lián)合收割機、三久、金子谷物烘干機、中型拖拉機、埋草旋耕機等一大批國內(nèi)外先進適用的機具得 到了較好的推廣應用，加快了我國水稻聯(lián)合收割機技術的改造和完善，成為水稻收獲機械的主導機型，大大提升了我國水稻收獲機械的整體技術水平。 目前，全世界的可用耕地大約有 32億公頃，已開發(fā)的有 達到可用耕地的一半。就總的耕地資源來說，在南美和澳洲以及亞洲的北部還有大量的耕地未開發(fā)。但是由于氣候等原因，真正可供開發(fā)的耕地并不多。大規(guī)模經(jīng)營的資本主義大農(nóng)牧場、大種植園主要生產(chǎn)供出口的經(jīng)濟作物和其他農(nóng)牧產(chǎn)品，專業(yè)化、機械化程度較高；同時并存數(shù)量龐大的個體農(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 內(nèi)市場提供大量的農(nóng)牧產(chǎn)品。因此，小型水稻脫粒機不能滿足生產(chǎn)作業(yè)的需要，所以大中型水稻脫粒機已經(jīng)得到了廣泛的應用。但是適合人均耕地面積少、缺乏先進適用機具廣大的農(nóng)民的小型脫粒機。 近幾年我國小型水稻脫粒機的設計也有了一定的基礎，并且不斷地在它的研發(fā)上取得了快速的進展，我國通過對外國先進的脫粒技術的吸收和對主要零部件的改進，使得小型水稻脫粒機的結構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)濟實用的小型水稻脫粒機，為我國水稻脫粒機的發(fā)展和推廣起到了極大的作用。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 3 2 總體 方案確定 脫粒機工作原理 被割谷物經(jīng)脫粒機械的喂入口進入由脫粒滾筒和凹板組成的脫粒裝置進行打擊和搓擦后，短脫出物通過柵格狀凹版進入由清選篩和風機組成的清糧裝置進行清選；長脫出物則進入分離裝置進行莖稈與籽粒的分離，長莖稈被排出機外，而籽粒等短脫出物則通過分離裝置上的篩孔進入下方的清糧裝置進行清選；在風機和清選篩的聯(lián)合作用下，穎殼等細小輕雜物被吹出機外，干凈的籽粒經(jīng)由籽粒收集裝置進入集糧裝置。 圖 2水稻脫粒機三維圖 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，將已割下來的水稻經(jīng)過人工從喂入口進入，水稻的穗部分進入脫粒部位，即釘齒滾筒和柵格式凹板之間，進行脫粒。 （ 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)過振動篩和風機的清選，由倉口排出機體之外。 （ 3）篩選部分 篩選部分主要是由柵格式凹板、風機、振動篩完成，當水稻穗進入脫粒部分后，經(jīng)過弓齒滾筒的脫粒，水稻脫粒之后，再將谷粒經(jīng)過柵格式凹板，從凹板的縫隙漏出，當然，無論是工作時還是安裝時 ，柵格式凹板是固定不動的。谷粒順著斜滑板，在振動篩和風機的綜合作用下，將谷粒和雜質(zhì)分開。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 4 本設計要求實現(xiàn)水稻的脫粒，其主要功能是脫粒，機構的脫粒需要動力，這就涉及到動力的選擇與安裝，為機構的動力功能；脫粒機的工作還需要控制，這是脫粒機的控制功能。根據(jù)上述分析，繪制的機構功能構成圖如圖 2 圖 2水稻脫粒機的機構功能構成圖 體方案設計和求解 動力經(jīng)發(fā)動機輸出，通過 部分給脫粒滾筒，一部分給分離裝置 ，一部分給清選裝置。整機的結構初步確定如圖 2 圖 2脫粒機的結構圖 購買設計文檔后加 費領取圖紙 5 3 脫粒裝置設計 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行脫粒。沖擊速度越高，脫粒能力越強，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重要。 （ 3）梳刷脫粒：靠脫粒元件對谷物施加拉力而進行的脫粒。 （ 4）碾壓脫粒：靠脫粒元件對谷物施加擠壓力而進行的脫粒。此時作用在谷物上的力主要是沿谷粒表面的法向力。 （ 5）振動脫粒：靠脫粒元件對谷物施加高頻振動而進行的脫粒。 上述幾種脫粒方式是在長期的生產(chǎn)實踐過程中總結而來的，水稻為帶殼貯存。如果裸存的話，存放時間很短。水稻的籽粒脆硬，容易破碎。因此，本設計采用梳刷脫粒為主，打擊脫粒為輔，兩者配合完成脫粒。 脫粒裝置類型選擇 脫粒裝置 按不同的方式分有不同的類型，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，斷穗率小。但當喂入不均勻、谷物濕度大時，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。利用釘齒對谷物的強烈沖擊以及在脫粒間隙內(nèi)的搓擦而進行脫粒。抓取能力強、對不均勻喂入和濕作物有較強的適應性。但斷稈率較高，分離效果較差。 （ 3)雙滾筒脫粒裝置，采用兩個滾筒串聯(lián)工作。第一個 滾筒的轉速較低，可以把成熟的好、飽滿的籽粒先脫下來。第二個滾筒的轉速較高，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械特性影響較大，比傳統(tǒng)型更為敏感，喂入作物長度、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，谷粒的破碎和損傷很少，功率消耗小。但是只適應脫粒梢部接穗的作物，不適 購買設計文檔后加 費領取圖紙 6 應矮桿作物，對作物的適應性差。 考慮到成本和農(nóng)村稻田等因素，本設計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和聯(lián)合收割機；側脫式分離性能和喂入性能較好，適用于臥式聯(lián)合收割機。本設計采用的是下脫式。如圖 3 3半喂入式脫粒裝置的脫粒方式 脫粒滾筒轉速計算 滾筒的轉速一般根據(jù)滾筒的有效直徑來計算。當滾筒速度增加時，脫凈率增加，水稻帶柄率減少，但破碎率 和斷莖率都會增加，當圓周速度大于 12 米 /秒時，水稻脫凈率在 99％以上，但如果圓周速度過大，脫離效率提高并不顯著，僅使谷粒在滾筒上跳動加劇，增加谷粒的拋散損失。當滾筒的圓周速度太小時，弓齒對穗的沖擊力減弱，從而延長脫粒時間而降低生產(chǎn)率。通常情況下對于水稻來說： 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 滾筒轉速 mi n/560 ??? ? 取 50 滾筒直徑計算 滾筒圈直徑 其計算式為 ： ) ? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 7 )360 ?? L—— 下作物的長度 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 , 對作物品種和濕度的適應性好 ； 凹板篩面積大 , 分離能力強 ； 引轉動慣量大 , 運轉平穩(wěn) , 適應超負荷的性能良好 ； 凹板曲率小 ,喂進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 齒頂計算），齒根處直徑一般為 由于本次設計中的采用的是半喂入式脫粒裝置，因此進入脫粒裝置的只是作物的穗頭部分，故不用擔心莖桿纏繞的問題可以取滾筒直徑為 400(不含弓齒高）。 脫粒滾筒長度確定 它與喂入速度和弓齒總數(shù)有關。半喂入脫粒機工 作時作物潮濕 , 工作量大 ,一般選為600機設計滾筒長度定為 700 滾筒脫粒齒設計 （ 1）脫粒滾筒長度確定 弓齒的形狀有“ V” 字形及“ U”字形兩種。試驗結果表明“ V”字形弓齒頂角為 22o時，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。本設計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。所 以，在本設計中，采用的是齒排斜線配置。弓齒依螺旋排列的目地除了達到脫粒時負荷均勻外，而且還能促使雜余沿軸向流動。所以，選擇弓齒的排列按照螺旋線分區(qū)的排列。分三個區(qū)，第一區(qū)段為梳整區(qū)，約占滾筒全長的 10%梳整齒選材為 6鋼絲，對作梳導和推送，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)，約占滾筒全長的 70[17]。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 8 鋼絲直徑 5又分前后兩區(qū)。前區(qū)約占全長的 40由于谷物剛進入脫粒間隙，脫粒量較大，安裝了加強齒。 第三區(qū)為排稿區(qū)，只占滾筒全長的 8鋼絲直 徑 5加強排草能力，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 購買設計文檔后加 費領取圖紙 9 4 清選裝置設計 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，將其他混雜物排出機外，以得到清潔的籽粒。清選原理大致可以分為兩類：一類是按照谷粒的空氣動力特性（懸浮速度）進行清選。另一類是利用氣流和篩子 配合進行清選。 清選裝置類型的選擇 清糧裝置的類型主要有：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力特性的不同進行選別。根據(jù)這一原理，可利用相關機械將混合物擲向空中，或利用風機產(chǎn)生的氣流對谷物進行分離和選別，飄浮速度小的輕雜物吹的較遠，而飄浮速度大的籽粒將落在距風機較近的地方。 (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行分離和選別。具體 方法是：根據(jù)谷粒的大小、形狀，設計適當?shù)暮Y孔，以達到篩選的目的。 (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力特性將篩子和風機配合進行分離選別。清糧效果好，在多數(shù)脫粒機和聯(lián)合收獲機上采用這種配合形式。本設計采用第三種清選裝置，其結構如下圖 4 圖 4風扇篩子式清選裝置 風機參數(shù)的選擇和計算 (1）風機葉輪的外徑 ?/ 其中 ? 為壓力 系數(shù)，一般 取 = 代入上式得： ?U m/s) 購買設計文檔后加 費領取圖紙 10 1D = ??/60/(650)× 取 1D = (2）風扇進風口的直徑 2D =(1D ，取 2D ＝ (3）風扇寬度Ｂ B ）（? ，取 B= (4）風機出風口高度 S 1) ，取 ?S (5)風扇功率 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。 板的設計 （ 1）凹板類型的確定 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比 凹板類型 篩孔尺寸（ 優(yōu)點 缺點 ? 處理斷穗能力很強， 容易變形 編織篩凹板 鋼絲直徑 斷穗、帶柄率少結構 濕脫性能差、 簡單、容易制造 易堵塞易磨損 篩孔寬 12 剛性好、分離能力強 結構和制造工藝復雜 柵格式凹板 篩孔長 20 夾帶損失小、濕脫適好 較多、斷穗、帶柄較多 經(jīng)過綜合比較，本設計采用柵格式凹板，其結構如圖 4 圖 4凹 板篩結構示意圖 柵格凸板 購買設計文檔后加 費領取圖紙 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系。 根據(jù)凹板直徑與生產(chǎn)率的關系和實際生產(chǎn)情況，本設計現(xiàn)選取凹板直徑 90水稻脫粒機來說，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 購買設計文檔后加 費領取圖紙 12 5 動力的選擇 整機消耗的功率計算 （ 1）脫粒裝置的功率消耗的計算 脫粒裝置在工作時，在運轉穩(wěn)定性較好（保障脫粒滾筒運轉穩(wěn)定性的條件：有足夠的轉動慣量；發(fā)動機有足夠的儲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 = 其中空轉功率消耗 :?A + 3?B 310)???A ?? ）（B 其中脫粒功率消耗個過程比較復雜，水稻首先是以較低的速度進入脫粒裝置入口處，與高速旋轉的脫粒滾筒接觸，然后被拖入脫粒間隙進行脫粒，既有梳刷也有打擊，研究的依據(jù)是動量守恒定律： ?? ， ??? / )1(1 0 0 0/2 t ??? m? — 單位時間喂入的谷物量； 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算 )(/ ? ? —— 選別能力系數(shù)， ?? ?/ 電動機的選擇 通過上面的計算，可以知道整個脫粒機消耗的功率，其消耗的總功率為： ?總P = 查機械設計手冊可得，選取廣泛用于農(nóng)業(yè)上的 Y 系列的三相異步電機，選取型號為：額定功率為 滿載轉速為 50 r 購買設計文檔后加 費領取圖紙 13 6 傳動裝置設計 傳動路線 主傳動軸 → 脫粒滾筒 → 第 2傳動軸 → 風機 ↓→ 第 1傳動軸→ 曲柄搖桿 確定傳動裝置的傳動比 總傳動比 額? 式中 額n— 電動機滿載轉速， 750r/ ?? 那么 ?i ，處于 2～ 4之間，符合要求 。 分配各級傳動比 1) 取 41?i ， 2)取第 1傳動軸傳動比 2i 為 3)第 2傳動軸傳動比 ??i。 傳動裝置動力參數(shù)的計算 電動機輸出軸額定轉速為 ?額p 50 r, 脫粒機滿負荷作業(yè)時 ,輸出軸轉速穩(wěn)定在 1）各軸轉速 主傳動軸轉速 ,主n。主軸與動力輸出軸直聯(lián)。 m 0 0 ? 動主 第 1傳動軸轉 1n 。傳動比為 6.0?i ， 帶傳動按 92%效率計算 , 則 m 8 6%921 ??? 主 脫粒滾筒轉速脫n。帶傳動按 92%效率計算 ,則 m 5 0%92 ?? 主脫 第 2傳動軸轉速為 2n ，傳動比為 1。帶傳動按 92%效率計算，則 m 9 8%9216 5 02 ??? 風機的轉速風n，風機直接安裝在第 2傳動軸上，則 m 982 ?風 2）各軸功率 主傳動軸 主額 第 1傳動軸 購買設計文檔后加 費領取圖紙 14 ?? 主 3）各軸轉矩 第 1傳動軸 ).( 5/ 5 0/9 5 5 01 ??? 筒額 第 2傳動軸 ).( 5 0/9 5 5 0 212 ??? 皮帶輪的設計與計算 （ 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 轉速為50 r 。查機械設計手冊的工況系數(shù) ?？傻糜嬎愎β蕿椋? c ? 根據(jù)計算功率和電動機的轉速，查手冊選擇采用 （ 2）帶輪直徑與帶速的確定 小帶輪的直徑通過查機械設計手冊，有dd ，其中帶的最小 基準直徑，1降低皮帶的使用壽命。；反過來，雖然可以延長皮帶的使用壽命，但是帶傳動的外形尺寸隨之增大。 表 6類型 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 ?。 大帶輪的基準直徑 (12 ????? ? ，取 02 ?。 上式中 ? 是 很小，在計算中可以忽略不計。 帶速的計算：m a 00060/ d ??? ?代入數(shù)據(jù)的 對于普通的 V 帶， 255m ?，太小傳遞的功率小，太大則離心力過大，計算的結果在合理范圍內(nèi)，符合設計要求。 （ 3）帶的基準長度和軸間距的確定 )(2)1021 ???（ 000 ? 所需帶的基準長度為： 02122100 4/)()(2/2 ???? ? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 15 2/)( 00 ?? 代入數(shù)據(jù)的實際的軸間距為 確定 V 帶根數(shù) ? ? ? ?? ????? 000 查機械設計手冊可得： ?p ， 0p = ? ?? ? ????z 圓整后取 ?z 單根 V 帶預緊力的計算 ? ?? ? 20 / 0 ???= ?????? ）（ = 計算壓軸力 2/0 ? ? 2/s 0m a x ? ? 1 52/ 6s i 92 ?????? 2 1 a x ??? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 16 7 軸的設計與計算 軸的材料選擇 脫粒機在工作時，脫粒軸的轉速很高，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? 軸的結構設計 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有倒角。軸上磨削的軸段應有砂輪越程槽，車制螺紋軸段應有退刀槽。 各段軸的直徑，如有配合要求的軸段，應盡量采用標準直徑，安裝軸承、齒輪等標準件的軸徑，應符合各標準件的內(nèi)徑系列規(guī)定。采用的套筒、螺母、軸端擋圈 作軸向固定時，應把裝零件的軸段長度做的比零件輪轂短 ，以確保螺母等緊靠零件端面。脫粒軸結構初定如圖 7 圖 7軸的結構圖 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、導向平鍵和滑鍵。平鍵的兩側面為工作面，平鍵連接是靠鍵和鍵槽側面擠壓傳遞轉矩，鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙。平鍵連接具有結構簡單、裝拆方便、對中性好等優(yōu)點，因而應用廣泛。 本設計采 用的是平鍵連接 。 查表機械設計手冊分別選擇軸 1、 2段平鍵 b× h× L=6620b× h× L=10 購買設計文檔后加 費領取圖紙 17 822料為 45 鋼，其許用擠壓應力 ，取其平均值， 。 滾動軸承選用 已知裝軸承處軸徑 0? ，轉速 50 ，查機械設計手冊，選用圓錐滾子軸（ 276 錄 ） , 選 型 號 為 30208 ， 其 基 本 參 數(shù) 為 ，8,80,50 ??? 。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 18 8 主要部件校核 圓柱齒輪校核 齒面接觸接觸疲勞強度校核，公式如下： ? ?? ??? 211 /)1(2 代入數(shù)據(jù)得： 80?? S=安全。 鍵強度校核 在本設計中脫粒軸傳遞的扭矩最大，根據(jù)要求，需對脫粒軸的鍵連接進行強度校核，因載荷均勻分布，根據(jù)平鍵連接的擠壓強度公式： ? ?pp ? ?? /4 M p 4 ???????? 8000h 由壽命校核結果可以看出兩軸承的壽命均大于設計壽命，故所選軸承合格。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 21 總 結 水稻在三大糧食作物面積和產(chǎn)量僅次 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。目前中國的水稻種植面積達 畝， 水稻作為我國第一大糧食作物，約占糧食總產(chǎn)量的 40%。水稻生產(chǎn)不僅擔負著確保我國糧食安全的重任，還肩負實現(xiàn)種糧增效、稻農(nóng)增收和全面推進新農(nóng)村建設的重大使命。 所以，水稻脫粒機是不可缺少的機械設備。隨著機械自動化的發(fā)展，水稻脫粒機的應用將會越來越廣。 本設計能夠有效的對稻谷進行脫粒、分離作業(yè)，具有 結構緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無污染 、操作靈活輕便等特點。在設計過程中，受條 件的限制，部分設計還是理論上的，要進行實際的運用，還有待于樣機的制作，對其進行不斷的改進，使之趨于完善。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 22 致 謝 經(jīng)過一個學期的學習和設計，本次畢業(yè)設計終于順利完成，本次畢業(yè)設計，是在指導老師孟煒老師的悉心指導下完成的，使我在設計的過程中少走了彎路。在此，我衷心感謝孟煒老師在百忙之中抽出時間給予我耐心的指導，并提出了有建設性的意見。并且深受孟煒老師嚴肅的治學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風的感染和激勵。通過這次設計，鞏固了大學學到的各類專業(yè)知識，并學到了新的知識 。 同時，也衷心感謝機械電氣化工程學院的老師四年來的諄諄教誨，在這四年中學到扎實專業(yè)基礎的同時，也提高了思考問題的能力和轉變了對問題的思維方式。 當然，在本次設計中，由于本人知識水平有限和有未考慮詳細的設計問題，設計中難免會存在不足與錯誤，敬請各位老師與同學批評指正，我將汲取經(jīng)驗努力改正，再次對各位老師和同學們表示衷心的感謝！ 購買設計文檔后加 費領取圖紙 23 參考文獻 [1] 王先奎 北京：機械工業(yè)出版社 ， [2] 程憲平 武漢：華中科技大學出版社， [3] 陳國定 西安：高等教育出版社 ,[4] 張偉 M]東北林業(yè)大學出版社 ,[5] 孫桓，陳作模，葛文杰 北京： 高等教育出版社， [6] 衣