小型水稻脱粒机结构设计.doc

目 录摘要1关键词11前言21.1研究现状.21.2研究意义.41.3研究内容42脱粒机脱粒原理52.1喂入方式52.2脱粒原理52.2.1冲击原理52.2.2梳刷原理62.2.3揉搓或搓擦62.2.4碾压原理62.3清选原理83总体方案确定83.1初步设计方案83.2功能分解93.3结构及工作原理103.3.1基本结构103.3.2工作原理113.3.3传动系统114设计目标与主要技术参数1241主要技术参数124.1.1设计目标124.2脱粒滚筒及主要参数选择124.2.1转速124.2.2滚筒直径134.2.3滚筒板齿134.2.4滚筒脱粒段长度134.3凹版筛134.4风机134.5进料斗134.6机架145主要零部件设计145.1电机选择145.2带轮设计155.2.1带轮设计要求155.2.2带轮材料155.2.3带轮设计计算155.3带传动设计165.4脱粒轴 165.4.1计算各轴的最小直径165.4.2轴的结构设计175.5滚动轴承选择及校核176风机与风选筛的设计186.1风量Q的计算186.2风扇尺寸计算187键的选择及校核198总结19参考文献19致谢20小型水稻脱粒机设计 摘 要： 为了满足山区农村水稻脱粒生产的需要，设计一种针对山区的水稻脱粒机已迫在眉睫。本文设计了一种微型水稻脱粒机的结构，该水稻脱粒机可一次性完成脱粒、筛选、分离作业。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：微型；水稻；脱粒机；分离；设计Design of the structure for Micro-rice-thresherAbstract:In order to meet the needs of the production of mountains rural rice threshing , the design of one kind of rice thresher for mountains is imminent. This paper designs the structure of a micro-rice thresher,this kind of rice thresher can complete threshing, separation and screening operation. This machine has small volume, light weight, flexible operation, Passing ability and good adaptability to better 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: The micro;Rice; Threshing machine;Separate;Design1 前言1.1 研究现状脱粒装置对作物脱粒过程的物理现象是比较复杂的，往往是几种作用力同时作用，归纳起来，脱粒可以靠冲击、揉搓、梳刷、碾压、振动等原理进行。在国外，脱粒分离装置工作原理得到了农机工作者普遍重视，在生产中也得到了广泛的应用。从1785年苏格兰安朱米克尔设计了在直径为25cm圆筒上安装4条齿板的、圆周速度为4-6m/s的纹杆滚筒，1835年美国人特纳发计了钉齿滚筒开始，人们在不断改进完善这两种切流式脱粒分离装置的过程中，逐渐深入详细的分析研究1。据资料记载,Kolganov (1965)研究了脱粒过程，根据他的研究，对一种谷物，籽粒从穗头上脱下来的过程与滚筒圆周速度之间存在着一定的关系，Kolganov认为，滚筒圆周速度和从穗头上脱粒所需要的功的平方根有关。饱满籽粒平均千粒重达40克，而不成熟籽粒的千粒重只有20克。相应脱粒功为60-120克厘米，脱粒速度为17.34 米/秒，这个速度必须低于籽粒破碎临界速度，以避免破碎2。梅田斡雄（1992）对日本联合收割机的脱粒装置进行了分析与研究，分析了谷物在脱粒室中的运动，试验测量了谷物的抗挠刚度、质量和振动特性，结果是，稻谷的固有频率小于脱粒元件的冲击频率，也分析了随脱粒元件的运动枝梗的运动，结论是由于摩擦力作用，脱粒中穗头沿垂直于脱粒滚筒轴线方向运动3。PetreI.Miu（2002-2008）对联合收割机的切流脱粒分离装置和纵轴流脱粒分离装置进行分析和研究，对传统联合收割机轴流滚筒脱粒过程分析的基础上，建立了传统轴流滚筒的一个较为详尽的数学模型，并进行了验证4。 国内很多单位都对联合收割机的脱粒分离装置开展研究工作，并已取得很大成果。高元恩（1976）研究了单纹杆滚筒脱粒装置和三种双滚筒脱粒装置，得出：秸草中夹带籽粒损失是限制联合收割机生产率提高的关键。提高脱粒装置的分离能力，以减少进入逐藁器的籽粒量是提高机器分离能力的有效措施之一许大兴（1980）对纵向轴流滚筒的工作原理作了初步分析，提出喂入段与割台螺旋推运器相似，脱粒段为斜喂谷物作多次切流脱粒，分离段靠离心分离，谷粒沿滚筒外柱面作螺旋运动，并分析了谷粒的运动和受力状态以及脱粒一分离规律，可作为纵轴滚筒数学模型的基础，最后讨论了设计参数和功耗5。张金海、都丽萍（1994）也对脱粒部件的数学模型进行了研究，他们也将脱粒分离过程分为脱粒和凹板分离两个阶段，在（1）作物在脱粒室内脱粒的机会均等，且脱下的籽粒量与未脱籽粒量成 正比，（2）被脱籽粒在脱粒室内的任何一处，被分离的可能性相等，且被分离的 籽粒量于脱粒室的自由籽粒量成正比，（3）试验物料的物理特性保持不变三个假设条件下，建立了脱粒和分离的数学模型，其建模方法是将凹板展开成平面结构， 建立了某处脱粒、分离率与该处距入口间距离的函数关系，并应用上述数学模型， 对一给定的脱粒部件的脱粒分离性能功能进行了预测，预测结果与试验结果比较接近6。王长宁、杨红新（2002） 申请了名称为“改进的切流滚筒”（专利号：01234380.3）的专利，专利中提出一种由具有良好弹性的高分子弹性材料制成，且在其顶端设置有圆弧槽的矩形脱粒齿板，使用该脱粒齿板的切流滚筒可以在保证脱粒性能前提下，提高对物料的抓取能力，降低籽粒和茎秆的破碎率，从而减轻了清选的负荷7。衣淑娟（2006）利用自行研制的试验台，对切向喂入的钉齿式双滚筒轴流脱粒与分离装置进行多因素的性能试验，得出了滚筒线速度、导向板导角、喂入量同功耗、脱不净率、茎秆破碎程度、夹带 损失率、总损失等性能指标的试验结果，明确了相互关系及影响，并分析了脱出 物沿轴向分布规律8。谢方平、罗锡文（2009）等设计了一种脱粒原理类似刚性 杆齿脱粒的柔性杆齿脱粒滚筒，对其脱粒力进行了研究。分析表明在滚筒转速一 定的情况下，采用柔性杆齿脱粒增加了与稻穗的接触时间，减少了冲击力，柔性杆 齿打击力小于刚性杆齿。脱粒对比试验结果表明，直径小于刚性杆齿的柔性杆齿 脱粒滚筒能适应水稻脱粒要求，脱粒指标中破碎率显著低于刚性杆齿滚筒，未脱净 率、含杂率、脱粒率和断穗率均与刚性杆齿脱粒滚筒相近9。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。21世纪的前20年，是中国全面建设小康社会，加快实现由传统农业向现代化农业转变的历史新时期。农业现代化重要标志之一，是用现代物质条件装备农业大幅度提高农业土地产生率、劳动生产率和资源利用率，实现农业的机械化与信息化。农业生产离不开农业装备，农业机械化发展又在很大程度上制约着优质、高效、安全农业又好又快的发展进程。而小型农业作业机械是大田作业机械化的一个重要补充。现代农业对发展小型农业作业机械装备和更快的采用新技术提出了迫切的需求。发展小型农业作业机械，提高科学水平和振兴我国小型农业作业机械装备制造业，对加快促进我国农业综合机械化有着重要的现实意义。1.2 研究意义 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。1.3 研究内容 在我国南方，水稻是主要的作物，每年水稻收获时脱粒的工作量相当大，而且在南方地区多为丘陵，不便于大型收获机作业，所以需要设计一种结构合理，操作简便的小型脱粒机。要求能够长时间正常工作，水稻脱净率高，籽粒破碎率低，籽粒清洁率高，脱粒滚筒内不易存留杂物且便于清洁。方便携带，能适应野外工作，结构流畅，功耗低。2 脱粒机的原理分析 脱粒机是一种利用特定机械部件的旋转运动或移动将谷物从谷穗上脱下，并进行杂质分离的专用机器。其结构一般可分为喂入方式、脱粒原理、分离排杂、清选输送四个部分。2.1 喂入方式分析脱粒机的喂入方式一般有全喂入式和半喂入式两大类。全喂入式是将作物全部喂入脱粒装置中，脱粒后作物茎秆被揉碎，动力消耗较大。 在全喂入方式中以轴流滚筒式应用最为广泛。作业时，作物由脱粒装置的一端喂入，在脱粒间隙内做螺旋运动，脱下的谷粒同时从滚筒正下方的凹板栅格中分离出来，而茎稿则随惯性力的作用由轴的另一端排出。但结构较为复杂。一般应用于大中型联合收割机中。半喂入式脱粒机在工作中，仅穗头部分进入脱粒装置，作物茎秆的尾部被夹住不进入脱粒装置，动力消耗较小，可保持较完整的作物茎秆。根据微型脱粒机的设计要求及应用需要，在微型脱粒机喂入方式中的采用半喂入轴流式脱粒装置。由于测产、估产及精细脱粒使用中，是把人工割下的麦穗（稻穗）投入脱粒机中进行脱粒，可避免全喂入式中过大的动力消耗，消除了全喂入方式能耗大的缺陷，同时也使整个机构明显简单，体积减小、重量减轻。半喂入是一种较常见的喂入方式，在家庭式小型机中应用广泛。其特点是脱粒干净，分离清洁率高，破碎或脱壳少，并且体积小，功耗少，成本低。2.2 脱粒原理分析谷物的脱粒主要是利用机械装置，将谷物的籽粒与包裹及茎杆的结合破坏，以实现脱粒。脱粒机中具体的脱粒原理一般有冲击、梳刷、揉搓或搓擦、碾压等原理。2.2.1 冲击原理分析脱粒机械的工作部件（如图1所示钉齿或纹杆轴）高速转动产生惯性力打击穗头（或反过由穗头碰击后面，如南方水稻的拌桶脱粒）使谷物产生振动和惯性力而破坏谷穗与穗轴的连接。该种方法主要取决于打击速度和打击机会以及冲击力的大小。打击的速度快，打击的次数越多，产生的惯性力也就越大，穗与穗之间的撞击次数就会增多，也就越容易脱粒干净。冲击力的大小与脱粒质量和生产率有密切的关系。冲击强度增加，可提高生产率和保证脱粒干净，但易使谷物破碎，降低冲击强度。但单一的击打方式难以脱粒干净，常和其它脱粒方式混合使用。 图1 冲击钉齿滚轴结构图Figure 1 The roller structure of impact nails tooth2.2.2 梳刷分析脱粒机械的工作部件，当工作部件在动力部件的带动下转动时，会像梳子一样，从谷穗之间通过，对谷物施加一定的拉力作用，使谷物脱离穗轴。梳刷式脱粒对谷稻的脱粒效果较好，但对小麦的脱粒效果较差，常和其它脱粒方法合起用来进行水稻的脱粒。梳刷滚轴如图2所示。图2 梳刷滚筒结构Figure 2 The roller structure of comb brush2.2.3 揉搓或搓擦分析脱粒机械用一个带纹杆的滚筒与一带间隙的纹板相互配合对谷物的穗部进行搓擦作用，使籽粒脱离穗轴。这种机械主要利用谷层在板齿或纹杆滚筒的脱粒间隙内，出现挫动而使籽粒脱落。脱粒的干净程度取决于揉搓的松紧度（强度），也就是间隙的大小和谷层的疏密程度。搓擦脱粒法对小麦的脱粒效果犹为突出，常在脱粒机中作为最终脱粒工序，只要松紧度合适经清选可得到干净的籽粒，但能量消耗较大，一般适用于小麦的脱粒，类似于冲击脱粒。2.2.4 碾压原理分析它是利用脱粒原件从谷物上压过，在碾压的过程中，会使谷粒和穗柄之间产生横向或纵向的相对位移，相对位移就形成了一定的拉力，破坏其连接力。通常谷粒与穗轴的抗剪力是较弱的，上述相对位移就形成了剪切破坏其连接力。碾压法脱粒结构简单，但较费时费力。对小麦的脱粒效果最佳。因此，用辊子碾压铺在场院里的谷物层进行脱粒也是有效的方法之一，现在仍为贫困农村使用中。 图3 碾压滚轮结构Figure 3 The roller structure of Rolling wheel 上述四种原理既可单独应用也可组合应用，均能达到脱粒的目的，但其效果有所不同，这是各原理的特点所决定的。如打击脱粒要求工作部件与谷粒间必须有较大的相对速度，所以这种脱粒通常出现茎秆静止（如半喂入式）或运动速度很低（如纹杆、板齿滚筒的喂入口处）的时候。而揉搓原理则不同，它发生在已经获得地、较大运动速度（如在脱粒间隙的后段）的谷层内部，由于相对揉搓而脱粒。一般来说，常见的组合有如下几种：一是用高的打击速度各紧搓，经较短的脱粒过程，如单滚筒脱料装置；二是用由低到高的打击速度，揉搓强度由小到大，用较长的脱粒过程，如双滚筒脱粒装置；三是用较低的打击速度和松搓，用长而又长的脱粒过程，如轴流滚筒脱粒装置。经对上述四种原理的比较于分析，碾压脱粒不能满足微型化及结构的简单化的设计要求，所以在本装置中不能采用该原理。由于前三种脱粒原理，不适合单独使用，所以，在微型脱粒机中综合前三种脱粒原理的优点，兼顾破碎率低，生产效率高的特点采用特殊设计的弓齿轴流式的脱粒装置。脱粒时，运用冲击原理和梳刷原理；并且结构简单。脱粒弓齿如下图4所示 图4 脱粒滚筒结构Figure 4 The roller structure2.3 清选原理分析清选主要将脱粒装置脱出的谷粒混合物在下落的过程中，利用鼓风装置进行分离，并将纯净的谷粒输送到出粒口。微型脱粒机在传统清选方法的基础上将工艺流程与设备综合起来，将传统清选装置进行改进，把清选工序和谷粒输送工序结合在一次完成，利用气流对谷粒的作用力与谷粒在倾斜面上受重力作用有下滑的趋势结合起来，根据通过滚筒筛的细小脱出物中各种成分飘浮速度的差别来完成清选,不但满足使用要求，而且使体积较小，重量较轻。3 总体方案的确定 3.1 初步设计方案 根据设计方案可知，微型脱粒机主要是用于水稻的脱粒。据此，抽象设计如图5所示： 图5 抽象设计图 Figure 5 Abstract design3.2 功能分解为了完成谷穗与谷粒分离，该脱粒机械应该能具备执行机构装置，由电机输入动力，带动脱粒滚筒旋转和风机旋转。经详细分析，得到脱粒机的功能树，如图6所示： 图6 功能分解图Figure 6 Functional decomposition diagram3.3 结构及工作原理3.3.1 基本结构小型水稻脱粒机主要由进料口、脱粒机构、风机、主轴、机架、 传动机构以及排料口等部分组成，总体结构如图7所示。1入料口 2脱粒滚筒 3风扇 4出杂口 5出料口 6电机图7 总体结构Figure7 Overall structure3.3.2 工作原理 此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩4.2 脱粒滚筒及主要参数的选择脱粒滚筒按作物沿滚筒的运动方向又可以分为切流式和轴流式。在切流式脱粒装置中，作物喂入后沿滚筒切向流动并排出，谷穗在通过凹板间隙的过程中被脱粒，脱粒时间很短，籽粒与谷穗分离不清，需在脱粒装置后面加设分离装置。在轴流式脱粒装置中，作物由一端沿滚筒轴向后切向喂入，在滚筒和上导板的作用下沿轴向做螺旋运动，同时受到反复的冲击及搓擦进行脱粒，谷粒、颖壳和碎草等凹板筛孔分离。作物在脱粒装置中运行时间长，脱净率高分离率可达99%，无需另设分离装置。为了保证脱粒的脱净率，本设计采用轴流滚筒式脱粒装置。根据滚筒的形式有圆柱形和圆锥形两种轴流滚筒，圆锥形滚筒作物人滚筒作物从滚筒小端喂入，从大端正排出，滚筒圆周速度逐渐增大，但是所需功率较大且设计结构要比圆柱形复杂，故选用圆柱形。4.2.1 转速滚筒上安装有弓形齿，滚筒的作用是带动弓形齿转动，齿推动谷穗作螺旋运动。滚筒的转速由滚筒外缘板齿顶部的线速度决定的，滚筒外缘线速度是以保证不损伤水稻粒籽为前提条件，但滚筒外缘线速度也不能过低，否则会影响其生产率，故取线速度为8m/s。4.2.2 滚筒直径 滚筒直径由凹板直径决定，并且保证脱滚筒外径与凹板留有1550mm（其中弓齿高15mm）的间隙,现取滚筒直径为120mm, 滚筒长取200mm，滚筒设置根齿杆。其轴径根据实际功率负荷计算扭矩确定。4.2.3 滚筒弓齿弓齿有规律地安装在滚筒轴上，其作用是拔动谷穗，也推动谷穗移动，鉴于作物形状、体积、，喂入方式等采用10-15mm弓齿，外端较小尺寸的弓齿，其目的是使工作时与谷穗接触面较小，避免大面积接触式卡住。4.2.4 滚筒脱粒段长度滚筒脱粒段长度是决定脱粒质量的主要参数，滚筒过短影响脱净率，滚筒过长则会增加功率消耗及制造成本，根据以往经验，用籽粒含水率为20%左右的谷穗，取脱粒段长度100mm。4.3 凹版筛 凹板筛的包角一般取180240之间，考虑整机结构，取凹板筛包角为180，脱粒主要利用物粒的撞击与搓擦的作用力来实现的，因此盖板与脱粒滚筒之间取50mm的间隙，以保证具有足够的磨擦力和冲击力，促使谷粒剥离，而凹板筛与弓齿之间的缝隙大小影响脱粒效果，缝隙较大籽粒通过性好，夹带损失小，但影响籽粒净度，缝隙较小，则夹带损失大。故应取1040mm。含水率较高时，取较大值，含水率较低时，取最小值。凹板直径是决定生产率的主要因素（在限制滚筒转速的情况下，凹板直径是决定身产率的唯一参数），凹板直径与生产率成正比，但不是一次线性关系。根据凹板直径与生产率的关系和实际生产情况，本设计现取凹板直径为170mm。4.4 风机清选机构采用风选，由于脱粒后的混合物含杂少，所以采用农用型风机吹送分离出夹在谷粒中的杂物，风扇出口处的平均风速为810m/s,风机的参数与选择见后面计算。4.5 进料斗进料斗是保证进料顺利，起定料作用，根据整机的特点，进料斗设计成长方形形状，进料口的长为210mm宽120mm，能保证谷物进入脱粒滚筒，保证生产效率0.2kg/s。4.6 机架 根据零件的装配和定位特点设计机架。机架要起到支承整机的功能，此设计采用一个整体结构，两根垂直支架支撑风机。整个机架的高度宽度由零件安装的尺寸来决定。并合理安排零件安装位置。5 主要零部件选择及校核5.1 电机选择 电动机选择包括选择类型、结构型式、容量（功率）和转速，并确定型号（1）选择电动机类型和结构形式 电动机的选用，首先要了解电动机的机械负载特性，根据机械负载的类型和特性来选择电动机的额定容量、额定转速、额定电压以及型式。要为某一生产机械选配一台电动机，首先要合理选择电动机的功率。通常根据生产机械负载的需要来选择电动机的功率，同时，还要考虑负载的工作制问题，也就是说，所选的电动机应适应机械负载的连续、短时或间断周期工作性质。功率选用时不能太大，也不能太小。选小了，保证不了电动机和生产机械的正常工作;选大了，虽然能保证正常运行，但是不经济，电动机容量不能被充分利用，而且电动机经常不能满载运行，使得效率和功率因数不高。(2）选择电动机的容量电动机的容量（功率）选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工作要求，就不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载和功率因数都较低，增加电能消耗，造成很大浪费。已知脱粒速度为8m/s，滚筒直径120mm。则脱粒滚筒转速 r/min （1） 即滚轴的圆周速度约为1300r/min。依据参考文献18，弓齿滚轴击打籽粒的理论阻力为80N，脱粒机的理论工作功率：=FV=808=640w （2） 考虑到脱粒过程中风机消耗，传动系统损耗等功率损耗，功率储备系数为2-3，本文取2。由此可见，电机带动轴进行脱粒所需的功率在1400w左右。（3）确定电动机转速容量相同的同类型电动机，有几种不同的转速系列供使用者选择。同步转速由电源频率与极对数而定的磁场转速，电动机空载时才可能达到同步转速，负载时的转速都低于同步转速。在设计中滚筒所需要的转速nmax=1300r/min，对清粮装置的风扇，转速n=10002000r/min，这里取n=1520r/min。考虑到电动机传动装置的性能，尺寸、重量和价格等因素，最终选用小功率异步电动机。所以综合以上我们查表选电动机的型号为YL90L-4，参数如表2。表2 YC8024型电动机主要参数Table2 The main parameters of YC8024 model motor型号 额定电压 额定转速 额定功率 YL90L-4 220V 1500r/min 1500W5.2 带轮的设计5.2.1 带轮设计的要求设计V带轮时应满足的要求有：质量小；结构工艺性好；无过大的铸造内应力；质量分布均匀，转速高时要经过动平衡；轮槽工作面要精细加工，以减少带的磨损；各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。5.2.2 带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200；转速高时宜采用铸钢（或用钢板冲压后焊接而成）；小功率时可用铸铝或塑料。本设计取铸铁HT150。5.2.3 带轮设计计算初选电动机带轮基准直径=71mm则脱粒滚筒从动轮基准直径电动机与脱粒滚筒的传动比为，则 （3）得=80mm电动机与风机的传动比为，则风机从动轮基准直径得=63mm5.3 V带设计确定计算功率由工作条件，取工作情况系数=1.1，故 （4）选取V带带型由=748W，=1400r/min.可确定V带带型为Y型电动机带轮与脱粒滚筒的中心距根据，初步确定=300mm计算带所需的基准长度=622mm （5）选带的基准长度=630mm计算实际中心距a=320mm同理可得电动机带轮与风机带轮中心距330，脱粒滚筒带轮与风机带轮之间中心距为250.验算主动轮上的包角 （6）主动轮上的包角合适。同理可得风机带轮、脱粒滚筒带轮包角合适。综上所述，根据表11-2选取 V带基准长度为900mm。计算V带的根数z （7）由=1520mm、=75mm、=1.5，取=1.07kW、=0.13kW、=0.98、=0.96，则取z=1根。计算预紧力 （9）q=0.1kg/m，故=126.77N计算作用在轴上的压轴力5.4 脱粒轴的计算5.4.1 计算各轴的最小直径 （10） D114.76mm 由此确定轴的最小直径均为16 mm。 根据轴的受力分析和工作环境查机械设计手册表15-1选择45钢，调质处理5.4.2 轴的结构设计轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的机构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形状；轴上安装的零件类型、尺寸、数量以及和轴联接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。根据整个脱粒机的结构，和配合在轴端上零件应采取标准直径,确定长度和直径。图9 轴的结构示意图Fig9 The schematic diagram of cutter shaft I段：该段安装带轮，取d1=20mm ，则带轮宽度为18mm, 可取L1=45mmII段：参照工作要求并根据d1=20mm，,初步选取标准精度等级的深沟球轴承6205，其内径为20mm，宽度为15mm。故20mm。为使套筒端面可靠地压紧轴承，此轴段应略长于轴承宽度L2=130mm。III段：27mm,L3=5mm N.mm段：跟II段一样装有轴承，25mm,L4=40mm段，该段安装脱粒滚筒，根据风机安装要求，取20mm,长L为180mm至此，已初步确定了轴的各段直径和距离。 5.4.3 轴的校核由轴的结构可以做出轴的计算简图，由于采用深沟球轴承，轴承支点在滚子中线位置，。从轴的结构以及受弯矩和扭矩的情况来看，靠近带轮的轴承截面是轴的危险截面，轴的传递转矩： 轴的受力示意图如下：险截面数据列出，如下： 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。根据以上数据及式 （11） 取轴的计算应力 （12）由于前面选择材料为45钢，调质处理因此，故设计合理，安全。5.5 滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命1636510=48000小时初选轴承为6205。1）径向力2）轴向力，所以轴向力为，3）当量载荷由机械设计手册表16-11查得e=0.68，由于，所以，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为 （13）4) 轴承寿命的校核故该轴承合格。6 风机与筛子的设计6.1 风量V的计算 由机械设计手册查得 Q机器喂入量（kg/s）B清除杂质占机器喂入量的比例，半喂入机型，一般取8%到15%空气密度携带杂质气流的混合浓度比，约0.2-0.3，取=0.2则6.2 风扇尺寸的计算叶轮外径 对清粮装置的风扇，压力系数0.30.4，转速n=10002000r/min。这里取压力系数0.4，n=1800r/min得出叶轮外径=180mm,农用型风扇尺寸如表3表3 风扇尺寸表Table 3 The size of fan名称 尺寸 本机尺寸叶轮外径D 140200mm 180mm叶片数 34mm 4叶片宽度B 1.5D 180mm出风口高S 0.350.45D 65mm圆筒形外壳R 1.051.12D 200mm7 键的选择及校核计算 键材料选择常用的45号钢。 轴槽及轮毂槽对轮毂轴线的对称度公差选8级。 脱粒滚筒轴与带轮连接处选A型普通平键 许用挤压应力 强度校核： 故满足强度要求，安全。同理求得：其他轴的键也相同。8 总结通过这次设计，使我学会了结合以前所学的知识应用到实践的工作中，对所学的知识有了进一步的巩固，使知识进一步得到系统性、条理性的加深，学会了怎么样去高效的查询自已所需资料，特别是对一些数据的选取和进行运算，使自已的分析问题解决问题的能力加强。本设计的优点在于脱粒机的经济性和操纵性能较好，质量轻，体积小，使用维修方便，易于掌握，且脱粒性能良好，清选性能好，杂物较少，减少了劳动力的输出。在设计中由于自己考虑问题不够全面，设计知识不够系统，设计经验少，一定存在着很多不足，只能通过更多的实验去发现问题和解决问题，对机构进行优化。参考文献1 卡纳沃伊斯基.收获机械M.曹崇文，吴春江等译校.北京：中国农业出版社，1983,149173.2 高原恩.用超高速摄影观察传统型脱粒装置实验J.农机情报资料.1981，（2）：119-1303 赵春花，韩正晟，曹致中育种小区手扶气吸梳脱清选式种子联合收获机的研制中国农机化，2010(4):64-67.4 宗泽，罗圣国主编.机械设计课程设计手册M.高等教育出版社， 2006.5:302306.5 孙桓、陈作模主编.机械原理M.高等教育出版社出版,2000.8:3639.6 刘鸿文主编.材料力学M.高等教育出版社,2004.1:142148.7 徐学林主编.互换性与测量技术基础M.湖南大学出版社,2005.8:8892.8 刘希平主编.工程机械构造图册M.机械工业出版社,2007.5:6879.9 刘朝儒，彭福荫，高治一主编.机械制图（第四版）M.高等教育出版社. 2001年8月第四版,2002.6:142148.10 全腊珍主编.画法几何及机械制图M.高等教育出版社, 2000.12:3639.11 李朝霞，李永凤，甘坤俊提高杂交水稻种子生产纯度技术探讨 J种子（Seed），2005（5）：79-8012 朱冬梅 胥北澜主编.画法几何及机械制图M.高等教育出版社:112116. 13 刘鸿文主编,材料力学M.高等教育出版社.1992 :3639.14 李宝筏主编.农业机械学M.中国农业出版社，2009:302306.15 张祖立,成玉来,陶栋材主编.机械设计基础M.高等教育出版社，2004:142148.16 罗圣国,吴宗泽主编机械设计课程设计手册（第3版）M.高等教育出版社，2009:3639.17 张淑娟,全腊珍主编.画法几何及机械制图M.中国农业出版社，2007:302306.18 杨可桢、程光蕴主编.机械设计基础M.高等教育出版社.1999年6月:232236.19 邓文英主编.金属工艺学M.高等教育出版社.2002年1月:6672.20 许菊若主编.机械设计M.化学工业出版社.2005年6月:302306.21 汤楚宙主编.水稻联合收割机原理与设计M.湖南科学技术出版社.2002年2月:8892. 22 吴官聚 杨志义主编.新编耕种收获机械使用维修M.机械工业出版社:142148.23 朱冬梅 胥北澜主编.画法几何及机械制图M.高等教育出版社:112116.24 R A Kepner, Roy Bainer, E L Barger.Principles of Farm Machinery third EditionM.AVI Publishing Company,INC,1978:111117.25 Gary Krutz, Lester Thompson,Paul Claar.Design of Agrucultural MachineryM.John wiley sons, 1984: 3132.致 谢本论文是在吴明亮老师的悉心指导和热情关怀下完成的。吴明亮老师不仅在学业上的严格要求，而且在思想上及生活上的关怀和帮助。老师们治学严谨、诚以待人、严于律己的态度与为人使我受益非浅。通过毕业设计，巩固升华了大学所学，使我受益非浅，在以后生活中受益一生。在此，向帮助我的同学，学长和老师表示感谢，特别是吴明亮老师表示衷心的感谢。19