小型水稻联合收割机毕业设计说明书

NANHUA University 毕业设计(论文) 题 目 水稻联合 收割机的设计学院名称 指导教师 职 称 班 级 学 号 学生姓名 方元立2004 年 6 月 14 日 南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告 设计题目 水稻联合收割机设计题目来源 指导老师提供设计题目 类型 设计应用类 起止时间 2004.2.92004.6.18一.设计（论文）依据及研究意义：为了适应农业机械化的要求，减轻收割水稻时的劳动强度，提高农业生产的效率，尤其是当前南方稻民所需要的小型、实用的集收割、脱粒、分离、清选为一体联合收割机供不应求，故设计此小型联合水稻收割机。二.设计（论文）主要研究内容、预期目标：（技术方案、路线）主要研究内容：水稻收割机的整体结构，总体布置，各工作部件的工作参数及其相互位置关系的确定。预期目标：通过对现有水稻联合机的实地参观以及存在的问题的分析，确定整机总体结构及总体布置图，绘制图纸，并附带说明书。三、设计（论文）的研究重点及难点：本次设计的重点是水道收割机的总体设计，也是本设计的难点所在。四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：我们的设计采用基于信息和资料的研究方法。即主要在一些参考书和前人取得的一些成果的基础上进行设计。步骤：1.2004.2.82004.3.25 搜集、整理资料，阅读相关文献。2.2004.3.252004.1 参观衡阳拖拉机厂和各销售市场的同类型机，确定方案。3.2004.12004.6 画图；4.2004.6 写说明书。五、进行设计（论文）所需条件：老师的指导，查阅相关资料和参观同类型收割机。六、指导老师意见：签名： 年 月 日南 华 大 学 毕业设计（论文）任务书 学 院： 机械工程学院题 目： 水稻联合收割机起止时间： 学生姓名： 专业班级： 指导老师：教研室主任：院 长：论文（设计）内容及要求：一、 论文内容1 、 整 车 结 构 设 计 。2 、 收 割 机 行 走 部 分 设 计 。3 、 收 割 机 输 送 ， 脱 粒 ， 分 离 部 分 设 计 。4 、 设 计 说 明 书 一 份 。二、 论文的基本要求1 、 设 计 结 构 合 理 ， 参 数 选 择 恰 当 。2、图纸正确，清楚。3、设计图纸必须有装配图，零件图。4、设计说明书按照标准打印（A4）说明书字数不少于 20000 字，必须有一篇英文科技说明书，并翻译为中文。有英文摘要。指导老师： 2004 年 6 月 18 日摘 要 该 水 稻 联 合 收 割 机 可 一 次 性 完 成 收 割 、 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 大 、 中 型 收 割 机 在 丘 陵 、 山 区 和 水 田 难 以 收 割 的 难 题 ， 在 南 方 双 季 稻区 、 泥 脚 深 度 不 大 于 厘 米 的 稻 田 中 均 能 正 常 收 割 水 稻 。 该 机 采 用 全喂 入 、 轴 流 式 滚 筒 脱 粒 机 构 收 割 ， 确 保 脱 粒 干 净 、 破 碎 率 低 ， 分 离 性 能好 。 关 键 词 收 割 脱 粒 分 离 A BSTRAC T T his r ice h ar ves t mach ine can r eap, t hr esh , scr een, sep ar ate an d feed o n e t ime . It is small, lig ht, an d it can be o per ated f lex ib ly. Als o it can be us ed w id ly. I t can so lv e the p ro b le m th at it is d if ficu lt to wo r k in mo u n tain ar ea in p ad d y fo r th e lar g e har vest mac hin e o r mid d le lar g e har v est mac hin e. The mac hin e can w o rk ver y w ell in p ad d y th at its dep t h is n ot mo r e t han t wen ty in ch es in so ut h area wh er e the r ice can be p lant ed two times in o ne year. I t can be feed wh o lly. Th e mac hin e wo r ks with a xle- f lo w - ro ller th r esh mac hin e, and it can th r esh an d s epar ate w ho lly. I ts crack rat e is lo w. Key w o rd ： reap th res h s epa rat e目录 开题报告 i 任务书 iii 摘要v 一、水稻收割机的总体设计1 （一） 、整体结构 1 （二） 、水道收割机的总体布置 3 （三） 、确定整体参数 4 （四） 、确定水稻联合收割机的动力选折 6 二、各工作部件的设计9 （一） 、切割器 9 （二） 、拨禾器 10 （三） 、脱粒滚筒 13 （四） 、螺旋推运器 16 (五)、风扇 18 （六） 、离合器 19 （七） 、变速箱 21 （八） 、制动器 23 （九） 、拖拉机后桥 24 （十） 、转向器 26 三、各主要零件的设计44 （一） 、轴的设计 44 （二） 、V 带传动设计 48 四、参考文献 53 五、结束语 67 六、翻译 68 前 言 毕业设计是大学里的最后一次设计任务，具有举足轻重的作用，它是对我们大学四年来所学的知识的总结，旨在培养我们综合运用所学的基础知识、专业知识去分析和解决生产实际问题的能力及培养正确的设计思想，并通过运用设计标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料去进行理论计算、结构设计、绘制图样、写相关说明性材料，培养我们进行机械设计的基本技能和作为工程设计人员的基本素质，为我们毕业后走上工作岗位打下基础。 收割是谷物栽培的最后环节，对于谷物的产量和质量具有很重要的影响。收获的季节性很强，农时紧迫，人工收割劳动强度大，为此设计收割机，本次设计的谷物联合收割机是集收割、脱粒、分离、清选为一体的作业，相对于分别收获来说，其机械化水平较高，能显著提高劳动生产率，降低劳动强度，能及时清理田地，以利于下茬作物的抢耕抢种，在次设计中，我遇到了许许多多的困难，从对农业机械的一 片空白到对收割机的整体把握，和对其国内的收割机机构的了解，都倾注了老师和自己的汗水，特别在绘图期间，得到了老师的悉心指导，对本人设计和以后走上工作单位都打好了良好的基础，通过三个多月的设计，通过学习、提问、认真查阅相关手册，终于使本次设计任务圆满完成。在此向彭老师和同组同学表示由衷的感谢。 当然由于时间仓促，个人所学知识有限，因此该设计还存在这样那样的缺点及不足，还请各位老师及同行给予批评指正，在此一并表示感谢。 编者 2004 年 6 月 一、 水稻 联合 收割 机的 总体 设计 该 水 稻 联 合 收 割 机 可 一 次 性 完 成 收 割 、 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 大 、 中 型 收 割 机 在 丘 陵 、 山 区 和 水 田 难 以 收 割 的 难 题 ， 在 南 方 双 季 稻区 、 泥 脚 深 度 不 大 于 厘 米 的 稻 田 中 均 能 正 常 收 割 水 稻 。 该 机 采 用 全喂 入 、 轴 流 式 滚 筒 脱 粒 机 构 收 割 ， 确 保 脱 粒 干 净 、 破 碎 率 低 ， 分 离 性 能好 。 （ 一） 、整 机结 构该 水 稻 收 割 机 为 轮 式 自 走 全 喂 入 联 合 收 割 机 ， 整 机 分 为 行 走 部 分 和 收 割部 分 ， 行 走 部 分 采 用 四 轮 式 拖 拉 机 形 式 ， 驱 动 形 式 为 柴 油 机 前 置 后 轮 驱动 ， 行 走 轮 采 用 人 字 橡 胶 轮 ， 后 轮 （ 驱 动 轮 ） 用 特 制 的 刚 轮 制 成 ， 有 利于 增 加 行 走 时 对 土 壤 的 附 着 力 ， 发 动 机 到 变 速 箱 之 间 采 用 单 片 摩 擦 式 离合 器 传 动 动 力 ， 变 速 箱 是 在 拖 拉 机 变 速 箱 基 础 上 加 大 传 动 比 而 成 的 ， 采用 前 轮 转 向 ， 由 转 向 盘 经 过 转 向 节 和 转 向 摇 杆 控 制 转 向 ， 制 动 器 由 双 端拉 紧 带 式 制 动 式 ， 采 用 半 轴 制 动 。 有 动 力 输 出 轴 经 过 变 速 箱 输 出 。 前 悬梁 伸 出 约 0. 5 m 用 于 悬 挂 收 割 机 割 台 。 收 割 部 分 由 割 刀 ， 搅 龙 ， 输 送 链 、脱 粒 滚 筒 、 凹 板 、 逐 稿 轮 、 逐 稿 器 和 清 选 筛 、 风 扇 、 螺 旋 推 运 器 、 和 接粮 平 台 组 成 。 收 割 机 割 台 由 割 刀 、 搅 龙 组 成 ， 其 上 端 两 点 悬 挂 在 前 悬 梁上 面 ， 下 端 由 液 压 缸 支 撑 在 车 架 上 面 ， 可 以 调 节 割 台 的 高 低 ， 当 需 要割 在 较 高 时 ， 只 需 要 将 液 压 缸 支 起 即 可 。 设 计 收 割 机 的 结 构 需 要 从 以 下几 个 方 面 加 以 把 握 。 工 艺 过 程 连 续 、 流 畅 。 在 布 置 工 作 部 件 的 相 互 位 置和 尺 寸 时 ， 除 了 考 虑 个 工 作 部 件 的 生 产 率 平 衡 和 各 部 件 的 参 数 确 定 ， 注意 交 接 过 度 部 位 的 设 计 ， 保 证 谷 物 联 合 收 割 机 的 均 匀 连 续 ， 避 免 出 现 超负 荷 的 部 件 和 产 生 不 应 该 有 的 损 失 。 同 时 ， 还 要 整 车 的 结 构 尽 量 紧 凑 ，本 设 计 充 分 考 虑 了 以 上 情 况 ， 从 水 稻 的 实 际 生 长 情 况 和 田 间 作 业 的 复 杂情 况 进 行 分 析 ， 确 定 了 拨 禾 轮 的 结 构 尺 寸 ， 转 速 ， 以 及 其 离 地 高 度 和 相对 于 搅 龙 的 位 置 ， 采 用 手 动 调 节 可 以 充 分 满 足 多 种 倒 伏 或 生 长 情 况 不 同的 水 稻 ， 相 对 于 同 类 联 合 收 割 机 ， 本 车 结 构 也 比 较 紧 凑 。 工 作 中 的 行 走部 分 的 宽 度 小 于 割 台 的 宽 度 ， 不 存 在 压 禾 ， 拖 禾 的 现 象 ， 收 粮 平 台 设 在收 割 机 的 右 后 侧 ， 茎 杆 从 车 的 后 方 抛 出 ， 不 会 影 响 机 器 的 连 续 作 业 。 本 联 合 收 割 机 采 用 带 伸 缩 拨 指 的 螺 旋 推 运 器 。 在 这 种 割 台 上 ， 影 响 向脱 粒 装 置 均 匀 输 送 作 物 的 主 要 配 置 尺 寸 有 ： 护 刃 器 至 螺 旋 推 运 器 的 距 离 。 此 值 过 大 ， 则 在 收 割 低 矮 作 物 时 ， 割下 的 作 物 要 在 割 台 上 堆 积 一 定 度 后 ， 才 能 被 推 运 器 叶 片 抓 取 推 运 ， 不 仅大 大 影 响 输 送 均 匀 性 ， 严 重 时 还 会 造 成 堵 塞 ， 同 时 在 输 送 过 程 中 ， 作 物容 易 滑 落 地 面 造 成 损 失 ， 此 值 也 不 能 太 小 ， 因 为 长 径 杆 作 物 从 割 台 上 滑落 地 面 ，而 且 螺 旋 推 运 器 还 妨 碍 拨 禾 轮 后 易 靠 近 割 刀 /因 此 ，这 个 距 离 要应 该 根 据 使 用 地 区 作 物 的 高 矮 来 设 计 ， 本 设 计 是 对 中 等 高 度 的 水 稻 进 行设 计 的 ， 选 取 的 推 运 器 外 径 与 切 割 器 至 推 运 器 中 心 的 距 离 之 比 取 为 1 .3割 台 就 会 绕 与 前 悬 梁 铰 接 的 两 点 转 动 ， 设 计 中 ， 由 于 将 两 铰 接 点 的 中 心与 输 蕙 链 下 面 的 从 动 轮 在 一 条 心 线 上 ， 所 以 就 能 保 证 搅 龙 叶 片 到 输 送 链的 距 离 始 终 保 持 不 变 ， 保 证 被 割 刀 割 下 的 作 物 经 过 搅 龙 收 集 后 能 顺 利 送到 输 送 链 中 ，输 送 链 较 与 地 面 之 间 的 夹 角 约 为 35 度 ，输 送 链 将 作 物 输 送至 脱 粒 滚 筒 ， 脱 粒 滚 筒 采 用 轴 流 式 纹 杆 滚 筒 ， 有 利 于 减 小 破 碎 率 ， 和 未脱 净 率 。 与 滚 筒 相 配 合 使 用 脱 粒 的 是 凹 版 ， 作 物 进 入 滚 筒 后 ， 一 开 始 由于 滚 筒 相 对 于 作 物 的 速 度 冲 击 将 大 部 分 谷 粒 脱 净 ， 一 方 面 由 于 作 物 和 凹板 的 搓 擦 将 作 物 脱 掉 ， 大 部 分 茎 杆 随 着 纹 杆 的 方 向 向 滚 筒 的 一 端 移 动 ，经 过 逐 稿 轮 将 茎 杆 抛 出 去 ， 谷 粒 和 小 部 分 茎 杆 和 杂 草 将 落 在 滚 筒 下 方 的逐 稿 器 和 清 选 筛 上 面 ， 在 逐 稿 器 和 清 选 筛 的 抖 动 下 ， 谷 粒 将 掉 下 筛 孔 ，小 部 分 茎 杆 和 杂 草 在 逐 稿 器 和 清 选 筛 抖 动 和 其 下 面 的 风 扇 作 用 下 被 送 出去 ， 谷 粒 经 过 筛 孔 后 ， 由 于 周 围 的 倾 斜 面 较 大 ， 而 被 集 中 在 螺 旋 推 运 器中 ， 经 过 螺 旋 推 运 器 被 送 往 接 粮 平 台 上 的 接 粮 装 置 中 ， 经 过 这 样 的 清 选后 ，可 保 证 较 高 的 清 洁 度 ，损 失 率 也 较 少 。滚 筒 、凹 板 、逐 稿 器 逐 稿 轮 ，风 扇 ， 以 及 螺 旋 推 运 器 都 在 整 车 的 后 部 ， 装 在 薄 壁 铁 板 里 面 ， 为 了 加 固薄 板 的 强 度 ， 在 薄 板 外 面 加 由 若 干 角 钢 焊 接 的 支 架 ， 薄 壁 与 角 钢 用 螺 栓连 接 大 部 分 轴 承 座 都 装 在 角 钢 上 面 。 这 样 的 结 构 既 保 证 了 足 够 的 受 力 强 度 和 刚 度 。 又 使 整 车 的 重 量 得 到 减 小 ， 还 可 带 来 维 修 和 坼 装 的 方 便 。 （ 二） 、水 稻联 合收割 机 的总体 布置 本 水 稻 联 合 收 割 机 的 总 体 布 置 的 特 点 是 ： 收 割 台 悬 挂 在 车 架 悬 架 的 正 前方 ， 倾 斜 输 送 链 布 置 在 收 割 机 的 左 侧 ， 后 轮 驱 动 ， 前 轮 转 向 ， 主 要 工 作线 基 本 按 照 整 车 纵 线 对 称 布 置 ， 驾 驶 台 位 于 脱 粒 机 的 前 方 ， 发 动 机 布 置在 前 轴 上 方 ， 通 风 散 热 良 好 。 1 .拨 禾 轮 、 割 台 、 搅 龙 、 输 送 链 的 相 互 布 置 拨 禾 轮 和 割 刀 的 位 置 需 要 根 据 具 体 情 况 （ 作 物 的 倒 伏 、 高 度 、 湿 度等 ） 考 虑 ，一 般 情 况 下 ， 拨 禾 论 布 置 在 割 刀 的 正 上 方 ， 其 离 地 高 度 和 相对 于 搅 龙 的 位 置 详 见 拨 禾 轮 的 设 计 说 明 。 2 .推 运 器 叶 片 的 外 援 与 割 台 的 底 板 和 后 挡 板 之 间 的 间 隙 若 着 两 个 间 隙 过 大 ， 作 物 在 输 送 过 程 中 会 从 后 挡 板 返 到 过 桥 口 的 上方 ， 经 伸 缩 拨 指 的 挑 动 ， 抛 到 前 方 造 成 损 失 。 如 返 草 过 多 ， 还 会 造 成 倾斜 输 送 器 入 口 的 堵 塞 ， 推 运 器 和 底 板 的 间 隙 的 大 小 随 作 物 层 厚 度 而 定 ，本 设 计 中 取 1 5mm， 推 运 器 与 后 挡 板 之 间 的 间 隙 为 5 mm， 3 .推 运 器 叶 片 外 缘 至 倾 斜 输 送 链 链 耙 的 距 离 考 虑 喂 入 均 匀 ， 及 时 抓 取 ， 本 设 计 中 取 其 距 离 为 8 0 mm 4 .拨 禾 轮 弹 齿 尖 与 切 割 器 的 最 小 间 隙 ， 在 设 计 中 拨 禾 轮 弹 尖 与 切 割 器 的 最 小 间 隙 可 调 ， 调 整 范 围 为5 0 3 00 mm， 5 .脱 粒 装 置 的 的 配 置 本 联 合 收 割 机 的 脱 粒 滚 筒 采 用 切 流 型 ， 一 个 纹 杆 滚 筒 ， 由 于 本 设 计的 倾 斜 输 送 链 的 倾 斜 角 度 不 大 ， 所 以 作 物 经 过 输 送 链 末 端 时 ， 按 过 桥 底板 延 长 线 与 滚 筒 表 面 切 线 所 成 的 夹 角 方 向 想 凹 板 喂 入 ， 当 本 设 计 中 的 倾斜 输 送 链 主 动 轴 至 滚 筒 中 心 的 的 垂 直 距 离 H 不 大 ， 几 乎 于 起 在 同 一 水平 位 置 上 ， 故 获 得 较 大 的 凹 板 包 角 ， 有 利 于 脱 粒 和 分 离 性 能 的 提 高 ， 但作 物 的 喂 入 不 够 连 续 、 流 畅 。 凹 板 出 口 处 过 度 栅 条 的 配 置 情 况 ， 对 脱 出物 的 分 离 和 进 入 逐 稿 器 的 部 位 有 很 大 影 响 。 脱 出 物 近 似 按 照 凹 版 出 口 的切 乡 位 置 飞 出 ， 当 碰 的 袄 逐 稿 论 后 改 变 方 向 ， 基 本 上 按 照 想 碰 叶 片 的 切线 方 向 散 射 开 来 。 6 .逐 稿 器 和 清 选 装 置 的 配 置 本 设 计 机 中 采 用 逐 稿 器 为 但 片 键 式 逐 稿 器 ， 逐 稿 器 的 总 宽 度 有 收缩 比 和 喂 入 量 来 确 定 的 ， 本 设 计 中 逐 稿 器 宽 度 为 1 . 1 5m 比 滚 筒 的 宽 度略 宽 ， 清 选 装 置 是 采 用 逐 高 器 下 面 安 装 的 风 扇 进 行 的 ， 详 细 参 数 见 风扇 部 分 。 7 机 器 重 心 的 配 置 在 培 植 各 工 作 部 件 的 同 时 ，还 需 要 考 虑 机 器 的 重 心 位 置 ， 使 各 轮 轴 的负 荷 分 配 合 理 ， 本 设 计 中 采 用 了 轮 式 收 割 机 的 方 式 ， 驱 动 轮 承 受 了 整 机重 量 的 6 0 %， 操 向 轮 的 载 荷 有 点 大 ， 为 了 减 轻 操 纵 力 ， 在 操 向 系 统 中 设置 操 向 加 力 装 置 。 前 后 轮 承 受 的 重 量 均 小 于 其 额 定 承 受 能 力 。 机 器 左 端安 装 的 倾 斜 输 送 链 ， 但 由 于 倾 斜 输 送 链 质 量 不 大 ，约 为 整 车 的 5 %左 右 ，而 且 在 收 割 机 的 右 端 布 置 有 接 粮 平 台 ， 基 本 上 平 衡 了 左 端 输 送 链 的 质量 。联 合 收 割 机 的 中 心 高 度 是 影 响 整 车 稳 定 性 的 最 重 要 因 素 ，本 设 计 中 ，由 于 轮 距 的 宽 度 不 大 ， 离 地 间 隙 2 5 0 mm ， 量 使 机 构 紧 凑 ， 总 高 控 制 在1 . 8 5m 之 内 ， 基 本 上 保 证 了 整 车 的 稳 定 性 。 本 机 的 驾 驶 工 作 条 件 ： 此 水稻 收 割 机 的 驾 驶 坐 椅 安 装 在 中 间 位 置 ， 在 后 轮 轴 斜 上 部 ， 有 利 于 整 车 的重 心 平 衡 和 扩 大 驾 驶 员 视 野 以 及 提 高 驾 驶 的 舒 适 度 。 总 体 布 置 还 需 要 考虑 使 用 ， 调 节 和 维 修 的 方 便 性 ， 本 设 计 中 脱 粒 工 作 部 件 和 清 粮 装 置 以 及集 粮 推 运 器 都 装 在 薄 壁 钢 板 内 ， 顶 面 可 以 掀 开 ， 进 行 观 察 ， 发 现 问 题 ，和 修 理 。 为 了 便 于 驾 驶 员 的 操 作 ， 对 各 手 柄 和 脚 踏 板 的 位 置 以 及 行 程 的设 计 都 是 按 照 拖 拉 机 标 准 设 计 ， 手 柄 的 最 大 行 程 不 超 过 2 00 mm 最 大 操纵 力 小 于 1 00 N，脚 踏 板 的 行 程 不 超 过 5 0 mm，踏 板 上 的 操 纵 力 小 于 20 0 N。 （ 三） 、确 定整 体参数 1 . 设 计 喂 入 量 ： 本 设 计 喂 入 量 为 q= 0 .3 0. 5k g / s 2 . 割 幅 ： 初 设 为 B = 1. 2 m 3 . 前 进 速 度 ： 由 于 q = BV m W（ 1+ 1 / ） / C （ ） 式 中 V m 为 机 器 前 进 的 速 度 ，m/ s ；W 为 作 物 单 位 面 积 产 量 ，k g /亩 ，取 45 0 kg /亩 ； 为 喂 入 的 谷 粒 和 茎 杆 之 比 ， 简 称 谷 草 比 ， 取 = 1 ； C =1 3 3 3 将 以 上 数 据 带 入 中 可 以 求 得 V m= 0 . 35 0 . 65 （ m/ s ） 由 式 可 以 知 道 ， 当 其 他 条 件 不 变 时 ， 割 幅 B 和 前 进 速 度 之 间 成 反比 关 系 。对 于 既 定 的 设 计 喂 入 量 ，是 选 择 叫 小 割 幅 配 以 较 快 的 前 进 速 度 ，还 是 采 用 较 大 割 幅 配 以 较 低 的 速 度 ， 要 根 据 情 况 具 体 分 析 ， 从 谷 物 联 合收 割 机 的 本 身 的 结 构 来 看 ， 随 着 割 幅 的 增 大 ， 整 体 的 尺 寸 和 重 量 也 要 增大 ； 随 着 前 进 速 度 的 提 高 ， 行 走 消 耗 的 功 率 也 要 增 大 ， 发 动 机 的 马 力 和重 量 也 要 增 加 ， ，从 使 用 条 件 来 看 ，如 果 在 小 块 田 里 作 业 ，割 幅 太 大 会 运转 不 方 便 ， 如 果 联 合 收 割 机 使 用 的 地 区 的 平 均 田 块 面 积 较 大 ， 用 较 大 的割 幅 和 较 低 的 速 度 可 以 减 少 机 器 往 返 运 行 的 次 数 ， 减 少 行 走 的 功 率 消 耗并 缩 短 地 头 转 弯 所 花 费 的 空 行 时 间 ， 提 高 经 济 效 果 ， 而 南 方 的 田 块 正 是平 均 面 积 不 大 ， 应 选 用 小 割 幅 的 收 割 机 。 4 . 滚 筒 长 度 ， 分 离 器 尺 寸 和 收 缩 比 ： 对 全 喂 入 谷 物 联 合 收 割 机 的 工 作 部 件 的 研 究 指 出 ， 逐 稿 器 的 分 离 损失 率 是 限 制 联 合 收 割 机 喂 入 量 的 关 键 。 逐 稿 器 的 分 离 损 失 率 与 茎 杆 层 的厚 度 有 密 切 关 系 ，当 其 他 条 件 不 变 时 ，随 着 喂 入 量 的 增 加 ，茎 杆 层 变 厚 ，损 失 率 加 大 ， 当 喂 入 量 超 过 额 定 值 时 ， 损 失 率 急 剧 增 加 。 谷 粒 在 茎 杆 层中 占 的 体 积 很 小 ， 可 以 忽 略 不 计 ， 则 逐 稿 器 上 茎 杆 层 的 厚 度 h 可 按 下 式求 得 。 h =（ 1 - ） q / Bz Vz 式 中 h 为 茎 杆 在 自 然 状 态 时 的 厚 度 ，m ；q 机 器 作 物 的 喂 入 量 ，k g /s ；为 谷 物 中 谷 粒 的 含 量 ， 一 质 量 百 分 比 计 ， = / （ 1 + ） （ 为 谷 草比 ） B z 为 逐 稿 器 宽 度 ， 本 设 计 中 由 于 采 用 了 割 幅 为 1 .2 m ， 滚 滚 同 长 度取 为 1 . 1 m； 为 逐 稿 器 宽 度 利 用 系 数 ， 取 为 0 . 7； 为 茎 杆 在 自 然 状态 时 的 容 重 ， 经 查 相 关 的 专 业 书 籍 ， 水 稻 的 容 重 大 约 为 30 k g/ m 为 茎 杆层 沿 逐 稿 器 运 动 的 平 均 速 度 ， 一 般 情 况 下 ， V z =0 . 4m / s。 将 数 据 代 入 上式 中 ， 可 以 求 得 h= 0 . 01 0 .1 5 m 之 间 。 分 离 器 宽 度 为 1. 2 m。 5 . 轴 距 、 轮 距 ， 接 地 压 力 和 最 小 离 地 间 隙 联 合 收 割 机 的 轴 距 B0 主 要 根 据 使 用 地 区 的 地 形 条 件 ， 考 虑 整 机 通过 性 ， 机 动 性 和 稳 定 性 的 要 求 ， 经 过 与 同 类 机 器 比 较 后 ， 同 过 总 体 不止 而 最 后 确 定 的 ， 轮 式 联 合 收 割 机 的 轴 距 ， 与 整 机 的 机 动 性 和 稳 定 行有 密 切 的 关 系 。 缩 小 轴 距 可 以 减 小 转 弯 半 径 ， 提 高 机 动 性 ， 但 会 使 纵 向3稳 定 性 边 坏 。 纵 向 稳 定 性 是 用 联 合 收 割 机 上 坡 （ 下 坡 ） 使 ， 通 过 重 心 铅垂 线 与 地 面 的 交 点 不 超 过 前 轮 与 地 面 接 触 点 时 坡 度 角 来 衡 量 的 ， 次 联 合收 割 机 体 积 不 大 ， 中 心 不 高 ， 为 了 使 机 器 在 作 业 时 运 转 灵 活 ， 又 要 满 足稳 定 性 的 要 求 ， 本 设 计 取 1 2 5 0m m 。 联 合 收 割 机 的 轮 距 的 确 定 也 要 根 据 使 用 地 区 的 地 形 条 件 ， 考 虑 整 机通 过 性 ， 机 动 性 和 稳 定 性 的 要 求 ， 经 过 与 同 类 机 器 比 较 后 ， 同 过 总 体 不止 而 最 后 确 定 的 ， 轮 式 联 合 收 割 机 的 轴 距 ， 与 整 机 的 机 动 性 和 稳 定 行 性有 密 切 的 关 系 。也 要 通 过 汽 车 的 总 体 布 置 确 定 ，轮 距 应 当 小 于 总 车 宽 度 ，本 设 计 中 去 轮 距 为 0 . 9 5m 。 联 合 收 割 机 的 最 小 离 地 间 隙 与 整 机 的 通 过 性能 有 密 切 的 关 系 ， 最 小 离 地 间 隙 一 般 不 小 于 2 5 0 3 0 0 mm 。 6 . 总 长 、 总 高 、 总 宽 收 割 几 的 总 长 、 总 高 、 总 宽 由 总 布 置 草 图 确 定 。 还 必 须 要 求 起 满 足 机 动性 ， 灵 活 性 和 稳 定 性 的 要 求 。 本 设 计 中 取 总 长 为 4 3 8 0m m ， 总 高 1 8 80 m m，总 宽 15 4 0 mm 。 7 . 外 形 尺 寸 的 确 定 和 中 心 的 估 算 外 形 尺 寸 ， 既 长 、 宽 、 高 主 要 取 决 于 割 台 、 脱 粮 装 置 、 驾 驶 室 以 及 离 地间 隙 、 轮 子 大 小 、 轴 距 、 论 距 等 尺 寸 ， 本 设 计 的 联 合 收 割 机 的 总 体 尺 寸在 上 面 已 经 说 明 了 。 参 照 同 类 不 见 的 重 量 资 料 ， 估 计 本 车 重 量 在 1 吨 左右 。 根 据 总 体 布 置 图 计 算 出 本 联 合 收 割 机 的 中 心 大 约 在 距 离 前 轴 为7 0 mm， 距 离 后 轴 为 5 50 mm， 且 基 本 上 落 在 纵 向 的 中 心 线 上 。 根 据 此 重心 位 置 可 以 计 算 出 前 轮 既 导 向 轮 所 承 受 的 重 量 为 4 4 % ，后 轮 所 承 受 的 重量 为 56 % 。 （ 四） 、 确 定水稻 联 合收割 机的 动力 选择 水 稻 联 合 收 割 机 除 了 要 克 服 行 走 阻 力 外 ， 还 需 要 克 服 各 工 作 部 件的 阻 力 。 由 于 田 间 土 壤 、 地 形 的 变 化 ， 行 走 速 度 的 差 异 、 作 物 生 长 情况 和 湿 度 的 变 化 以 及 杂 草 等 因 素 的 影 响 ， 使 联 合 收 割 机 的 工 作 符 合 是不 稳 定 的 ， 所 需 的 功 率 经 常 在 变 化 。 为 此 ， 选 择 发 动 机 的 时 候 ， 不 仅要 根 据 功 率 的 平 均 值 ，还 要 考 虑 到 符 合 最 严 重 时 所 需 要 功 率 的 最 大 值 ，让 发 动 机 有 足 够 的 储 备 功 率 ， 以 保 证 联 合 收 割 机 在 各 种 条 件 下 都 能 正常 工 作 。 谷 物 联 合 收 割 机 的 符 合 不 稳 定 的 特 点 ， 不 仅 使 功 率 消 耗 经 常在 变 化 ， 而 且 对 工 作 质 量 有 很 大 的 影 响 ， 因 为 当 符 合 发 生 变 化 时 ， 使的 发 动 机 的 工 作 不 见 的 转 速 也 相 应 随 之 改 变 ，而 工 作 部 件 转 速 的 改 变 ，僵 直 界 影 响 机 器 的 切 割 质 量 、 脱 粒 损 失 、 分 离 损 失 和 子 粒 破 碎 率 ， 因此 没 ， 应 该 控 制 发 动 机 和 工 作 不 见 由 于 负 荷 变 化 引 起 的 转 速 变 化 量 ，使 其 不 超 过 一 定 的 范 围 。 在 选 择 发 动 机 的 时 候 要 研 究 它 的 调 速 特 性 ，选 择 工 作 点 ； 在 传 动 设 计 中 ， 则 应 该 使 传 动 系 统 （ 滚 筒 ） 具 有 足 够 的转 动 惯 量 ， 一 克 服 瞬 时 增 大 的 阻 力 。 下 面 计 算 个 部 分 的 功 率 。 、 行 走 部 分图 3- 1 行 走 轮 ：如 图 3- 1 ，在 牵 引 力 的 作 用 下 ，策 划 能 够 手 垂 直 载 荷 Q 的 行 走论 ，沿 着 地 面 均 匀 转 动 时 ，压 入 土 中 一 顶 深 度 Z 0 ，并 在 地 面 流 下 轮 辙 ，如 上 图 所 示 ， 此 时 ， 土 壤 与 轮 子 接 触 处 有 土 壤 对 轮 子 的 法 向 反 作 用 力的 合 力 N 和 切 向 摩 擦 力 的 合 力 T 。此 外 还 有 作 用 与 轮 子 周 套 中 的 摩 擦 力矩 M m。 通 常 M m 很 小 ， 可 以 忽 略 不 计 。 法 向 反 作 用 力 N 垂 直 于 轮 缘 并通 过 轮 心 ， 社 他 作 用 与 A 点 ， A 点 的 论 心 的 水 平 距 离 为 rd 。 N 和 T 的合 理 为 R，其 水 平 分 量 为 R x，垂 直 分 量 为 R y 。若 在 某 一 瞬 时 外 力 出 与平 衡 状 态 ， 则 F x = 0， P- R x =0 ； F y = 0， Q- R y =0 M A = 0， Pr d - Qd = 0整 车 质 量 跃 为 1 .2 吨 故 Q = 1 20 0 /4 = 30 0 k g 又 Rx = fz Q （ fz 为 轮 子 滚 动 阻 力 系 数 ， 这 里 取f x= 0 . 3） R x= 3 0 0 0. 3 = 90 k g P =R x = 90 k 主 动 轮 ： 主 动 轮 的 受 力 情 况 如 下 图 所 示 ： 当 忽 略 掉 M, 时 其 平 衡 方 程 式 ： P t （ F z +R x ） = 0 Q R y =0 M q （ P t R x ） r d R yd =0 且 Rx = Q F z =3 0 0 0 .5 = 1 50 k g P t =1 5 0+ 9 0= 2 40 k g M q =（ 24 0 -1 5 0） 0. 4 + 30 0 0 .1 = 4 6+ 3 0= 7 6 kg m 总 的 扭 矩 为 M =2 M q= 2 7 6 = -1 5 20 N m 取 车 的 平 均 速 度 为 0. 5 m/ s w =M =1 5 20 * 1 .2 5 =1 . 9k w即 行 走 部 分 所 需 的 功 率 为 1 .9 k w。 （ 二 ） 、 工 作 部 分 1 . 滚 筒 部 分 所 需 要 的 功 率 ， 由 经 验 公 式 可 以 求 得 ， 滚 筒 的 功 率 约 为2 kw 。 2 . 又 后 面 章 节 所 计 算 的 割 台 螺 旋 推 运 器 的 功 率 约 为 0 .4 8 。 3 . 集 粮 螺 旋 推 运 器 的 功 率 为 0 .1 8 。 4 . 割 刀 工 作 部 分 的 功 率 经 过 标 准 查 得 约 为 1 k w。 5 . 风 扇 工 作 功 率 由 后 面 风 扇 章 节 求 得 约 为 0 . 5。 由 所 计 算 的 每 个 功 率 的 总 和 ， 可 以 求 得 是 需 要 的 柴 油 机 的 额 定 功 率 ，选 择 柴 油 机 的 额 定 功 率 为 8 . 8 2k w ，转 速 2 2 00 r/ m i n，最 大 扭 矩 为 1 65 0 N .M 柴 油 机 的 储 备 功 率 为 二、 各工 作部件 的设 计（ 一 ） 、 切 割 器 1 选 用 标 准 型 （ 国 标 型 ） 既 单 刀 距 行 程 型 （ S = t =t = 7 6 . 2 ） 其 切 割速 度 系 数 见 表 为 2 割 刀 速 度 和 机 器 前 进 速 度 的 关 系 收 割 机 工 作 时 ， 割 刀 一 面 做 往 复 运 动 ， 一 面 做 前 进 运 动 ， 其 绝 对 速度 是 着 两 种 速 度 的 合 成 。割 刀 速 度 和 机 器 前 进 的 速 度 的 关 系 可 以 用进 距 来 表 示 （ 既 割 刀 完 成 一 次 行 程 的 时 间 内 机 器 前 进 的 距 离 ）： H = V m* / w = 3 0 V m / n式 中 V m 表 示 机 器 前 进 速 度 ， m / s ； n 表 示 曲 柄 转 速 ， r / m i n ； w 表 示曲 柄 角 速 度 。也 可 以 用 气 割 速 度 比 q 表 示 割 刀 速 度 与 机 器 前 进 速度 之 间 的 关 系 。 q = V j d / V m = （ S n / 3 0 ） / （ H n / 3 0 ） = S / H 切 割速 度 m/s始 切速 度 V z终 切速 度平 均 切 割速 度 v最 大 切 割速 度v m ax割 刀 平 均速 度 v系 数 K 3 . 8 3 . 5 3 . 8 5 4 . 0 2 . 5V j d 表 示 割 刀 平 均 速 度 ， m / s ； V m 表 示 机 器 前 进 速 度 ， m / s ； S 表 示割 刀 行 程 ， m m ； H 表 示 割 刀 进 距 ， m m 。 切 割 器 在 实 际 工 作 中 ， 如 果 切 割 速 度 比 q 过 小 ， 则 割 桩 不 整 齐 ，切 割 质 量 不 稳 定 （ 发 生 茎 杆 折 断 、 拉 断 等 ） ； 若 q 过 大 ， 则 可 能发 生 重 割 ， 或 造 成 机 器 的 振 动 加 剧 。 根 据 许 多 学 者 实 验 得 ： 当 前 进速 度 V m 在 1 m / s 左 右 时 ， 如 果 切 割 速 度 比 q 1 . 6 ， 没 有 发 生 割 桩不 齐 或 切 割 质 量 不 稳 定 的 现 象 ；但 临 界 切 割 速 度 比 l 是 随 机 器 前进 速 度 表 化 而 改 变 的 ， 若 令 V m = 1 . 0 m / s 的 临 界 切 割 速 度 比 为 l 。则 ： V m = 0 . 5 m / s 时 ， l = （ 1 . 2 1 . 4 ） l 。 V m = 2 . 0 m / s 时 ， l = （ 0 . 8 1 . 0 ） l 。 （ 二 ） 、 拨 禾 轮 本 设 计 选 用 偏 心 拨 禾 轮 ， 适 合 南 方 水 稻 收 割 用 ， 收 割 直 立 和 一 般 倒 伏 的 作 物 ， 也 使 用 于 本 设 计 的 卧 式 割 台 联 合 收 割 机 。 拨 禾 轮 运 动 轨 迹 的 形 状 ， 决 定 于 拨 禾 轮 的 圆 周 速 度 V y 与 机 器 前 进速 度 V m 的 比 值 = V y / V m ； 为 拨 禾 速 度 比 。 只 有 当 1 时 ， 才有 可 能 将 作 物 茎 杆 引 向 割 刀 配 合 切 割 ，并 在 割 断 后 继 续 的 向 后 推 送茎 杆 ， 一 面 在 割 刀 上 发 生 堆 积 和 堵 塞 。 1 时 ，拨 禾 轮 的 工 作 情 况才 是 正 常 的 。 拨 禾 轮 的 工 作 过 程 ， 每 块 拨 禾 轮 从 开 始 接 触 未 割 的 作物 ， 直 到 将 已 经 割 的 作 物 向 后 推 送 并 淤 滞 脱 离 接 触 ， 着 是 他 完 整 的工 作 过 程 ， 要 时 拨 禾 轮 具 有 良 好 的 工 作 质 量 ， 除 了 满 足 1 外 ，还 应 该 满 足 工 作 过 程 中 的 不 同 阶 段 的 要 求 ， 拨 禾 轮 在 插 入 作 物 丛时 ， 起 速 度 应 该 垂 直 向 下 ， 这 样 对 蕙 部 的 冲 击 最 小 ， 可 以 减 少 脱 粒损 失 ； 切 割 时 ， 拨 禾 轮 应 该 扶 持 作 物 茎 杆 ， 以 配 合 进 行 切 割 ， 避 免切 割 器 将 茎 杆 向 前 推 倒 ； 茎 杆 割 断 后 ， 拨 禾 板 要 继 续 稳 定 的 向 后 推送 ， 既 要 清 扫 割 刀 ， 哟 要 防 止 作 物 向 前 翻 倒 或 被 想 上 挑 起 ， 造 成 损失 。 1 . 要 使 拨 禾 轮 沿 垂 直 方 向 插 入 作 物 丛 拨 禾 轮 轴 的 安 装 高 度 就 必 2 . 须 满 足H = L - h + （ R / ） R 为 拨 禾 轮 的 半 径 ， h 表 示 割 刀 离 地 高 度 ， L 为 作 物 高 ， H 为 拨禾 轮 轴 安 装 高 度 。由 此 可 以 知 道 ，在 工 作 中 ，如 果 拨 禾 轮 速 度 比 、拨 禾 轮 半 径 R 和 割 刀 离 地 高 度 h 一 定 ， 则 收 割 不 同 高 度 的 作 物 时 ，就 要 求 拨 禾 轮 的 安 装 高 度 需 要 调 整 。 2 . 清 扫 割 刀 和 稳 定 推 送 的 条 件 当 茎 杆 被 割 断 后 ， 要 求 拨 禾 轮继 续 起 推 送 作 用 ，使 其 离 开 割 刀 ，比 拟 感 整 齐 的 向 后 铺 放 在 各 台 上 ，如 果 此 时 拨 禾 轮 的 作 用 点 位 于 已 割 作 物 中 心 的 稍 上 方 ，就 能 将 茎 杆稳 定 的 想 后