毕业设计（论文）-单穗种子脱粒机结构设计（含全套CAD图纸） .doc

全日制普通本科生毕业设计 单穗种子脱粒机结构设计 the design of single ear seeds threshing machine structure 由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，cad图纸等，联系153893706 学生姓名： 学 号：200840615104 年级专业及班级：2008级农业机械化及其自动化 指导老师及职称： 学 院：工学院 提交日期：2012年5月全日制普通本科生毕业设计诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 2012年 05 月 20 日目 录摘要1关键词11 前言21.1研究现状21.3研究内容22脱粒机的原理分析22.1喂入方式分析22.2脱粒原理分析32.2.1冲击原理分析32.2.2梳刷原理分析32.2.3揉搓或搓擦分析42.2.4碾压原理分析42.3清选原理分析63总体方案的确定63.1初步设计方案63.2功能分解63.3结构及工作原理73.3.1基本结构73.3.2工作原理83.3.3传动系统84设计目标与主要技术参数841主要技术参数84.1.1设计目标84.1.2防堵装置84.2脱粒滚筒及主要参数的选择94.2.1转速94.2.2滚筒直径104.2.3滚筒板齿104.2.4滚筒脱粒段长度104.3凹版筛104.4风机104.5进料斗114.6机架115主要零部件选择及校核115.1电机选择115.2带轮的设计125.2.1带轮设计的要求125.2.2带轮的材料125.2.3带轮设计计算125.3v带设计135.4轴的计算145.4.1计算各轴的最小直径145.4.2轴的结构设计145.5滚动轴承的选择及校核计算156风机与筛子的设计166.1风量v的计算166.2风扇尺寸的计算166.3清选筛的主要尺寸177键的选择及校核计算188总结18参考文献18致谢19单穗种子脱粒机结构设计 学 生： 指导老师： 摘 要：种子作为农业生产不可替代的、最基本的生产资料，是农业科学技术和各种农业生产资料发挥作用的载体，是农业增产的内因。为了方便对作物原始材料单行、单株、单穗的处理在脱粒清选这一工序上提供准确的数据和高纯度的种子，设计一台小型电动单穗种子脱粒机是非常必要的。本设计是采用冲击搓擦原理进行脱粒的；脱粒装置采用轴流滚筒式脱粒装置，滚筒上的脱粒元件为板齿，在一定程度上减少了种子破碎，提高种子脱净率；清选装置采用风扇筛子式清选装置，能够很好的将种子与杂质物分开，对种子质量的提高有一定的意义。 关键词：种子；半喂入；脱粒滚筒；风机；the design of single ear seeds threshing machine structure student: tutor: (college of engineering, hunan agricultural university, changsha 410128, china) abstract: seed as the irreplaceable and most basic means of agricultural production, it is the carrier of that agricultural science and technology and a variety of agricultural means of production play a role, it is the internal factors of agricultural output. in order to facilitate the processing of raw materals, such as single line, single plante and single ear, provide accurate date ande high purity of seeds in the threshing and cleaning process. so designed a small electric single spike seed sheller is necessary. this design is used impact rubbing wipe principle for threshing of; threshing device used axis flow drum type threshing device, drum shang of threshing components for board tooth, in must degree shang reduced has seed broken, improve seed de net rate; qing selected device used fan sieve type qing selected device, to is good of will seed and impurities real separate, on seed quality of improve has must of significance. keywords: seed;semi feeding ; threshing roller; fan; 1 前言1.1 研究现状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 近年来，国家对种子产业化工程是很重视，种子的研究、繁殖、经营已成为农业生产的重要部门。在种子产业化过程中，种子的加工是重要环节，而脱粒是种子加工过程中的关键。各种作物种子在收获后不能及时进行脱粒，在一定程度上影响了种子的生命力，缩短种子的寿命，不能保证种子的发芽率。而当前普遍应用的谷物种子脱粒机都是大型设备，在一定程度上降低了种子产业化程度，因此研制一种专门针对作物脱粒的小型机械满足各科研机构和种子加工站的需要具有重要的现实意义。1.3 研究内容 首先对作物种子的脱粒要求进行脱粒机结构的设计研究，在此基础上分析脱粒原理，确定总体方案，进行具体的结构设计，研究影响设计参数的因素，理论上明确脱粒机各设计参数的确定方法，根据种子脱粒机的定额要求进行参数的设计计算，然后进行零部件的设计、图纸的绘制及样机的研制。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板齿轴流式的脱粒装置。脱粒时，运用冲击原理和揉搓原理；并且结构简单。脱粒板齿如下图4所示。图4 脱粒板齿结构figure 4 the roller structure of threshing board tooth2.3 清选原理分析此处已删除得出叶轮外径=60mm,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 4080mm 60mm叶片数 34mm 4叶片宽度b 1.5d 80mm出风口高s 0.350.45d 24mm圆筒形外壳r 1.051.12d 65mm6.3 清选筛的主要尺寸吹风筛子的气流与筛面夹角，可获得较大的吹风面积。气流与筛面的夹角，一般为，取。筛子面积可由进入清选装置的谷粒混合物确定筛的宽度b，一般为逐稿器宽度的0.9-0.95,取，则筛子长度，q机器喂入量（kg/s）进入清选装置的谷粒混合物b筛子的宽度(mm)筛子单位面积可以承担的谷粒混合物喂入量，一般约为 取取，选取b=100mm其中则： 取l为250mm。7 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，增加了种子的质量，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 吴宗泽，罗圣国主编.机械设计课程设计手册m.高等教育出版社， 2006.5:302306.2 孙桓、陈作模主编.机械原理m.高等教育出版社出版,2000.8:3639.3 刘鸿文主编.材料力学m.高等教育出版社,2004.1:142148.4 徐学林主编.互换性与测量技术基础m.湖南大学出版社,2005.8:8892.5 刘希平主编.工程机械构造图册m.机械工业出版社,2007.5:6879.6 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,2002.6:142148.7 全腊珍主编.画法几何及机械制图m.高等教育出版社, 2000.12:3639.8 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）：79-809 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. 10 刘鸿文主编,材料力学m.高等教育出版社.1992 :3639.11 李宝筏主编.农业机械学m.中国农业出版社，2009:302306.12 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，2004:142148.13 罗圣国,吴宗泽主编机械设计