联合收获机的设计

1、毕 业 论 文(设计)论文图纸Qq:2245969237题 目： 联合收获机的设计 姓 名： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 指导教师： 年月日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（

2、设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日目 录摘 要IAbstractII1绪论11.1选题目的与意义11.2国内外发展概况11.3研究方案的确定22大豆联合收

3、割机的总体设计32.1整机结构32.2大豆联合收割机的总体布置32.3确定整体参数42.4确定大豆联合收割机的功率消耗及发动机选择72.5传动装置的设计83各工作部件的设计103.1切割器103.2拨禾轮103.3拨指、螺旋推运器123.4中间输送装置133.5脱粒滚筒133.6分离装置143.7清选装置163.8联合收割机底盘184 传动部件及轴的设计224.1 风扇轴带传动设计224.2 轴的设计265总结29参考文献30致谢31大豆收获机的设计指导教师 摘 要目前国内大豆联合收割机多由小麦收获机改装而成，由于大豆植株特性与小麦植株特性有一定差异，使得运用改进后的收获机收获大豆损失率较高。

4、本文设计一台大豆联合收获类机械，可连续完成大豆的切割、脱粒及清选工作。该机根据大豆植株的生长特性选用带有中间喂入轮的双滚筒脱粒装置，谷物先输送入钉齿滚筒，由滚筒相对谷物的冲击速度及凹板间的摩擦将绝大部分谷粒脱净，然后进入纹杆滚筒，对作物再次进行速度冲击，确保作物脱粒干净，较好地降低了大豆收获损失率，并解决了丘陵、山地等难收获的问题。本设计采取自走式、全喂入、双滚筒脱粒装置收获大豆，具备损伤率低，损失率低，清选性好的优势。关键词：大豆；切割装置；脱粒装置；清选装置 Design Of Soybean Harvester Student majoring in mechanical enginee

5、ring and autom TutorAbstractAt present domestic soybean combine multiple by wheat combine harvester modification and, due to the soybean plant characteristics and wheat plant properties have some differences, making use modified combine soybean harvest loss rate is higher. The design requirements is

6、 designed to fit in the soybean harvest harvester machinery, which can continuously complete soybean cutting, threshing and cleaning work.The machine according to the growth characteristics of soybean plants with low cut flexible cutting device, and the use of double drum device with intermediate wh

7、eel, a first cylinder for spiked drum, strike and rub the Beanstalk, second cylinder for rasp bar cylinder, two hit the Beanstalk, ensure full threshing, to the Selection, better solves the soybean harvest loss rates are high, as well as the reaper in the hills, mountain difficult to harvest problem

8、. The machine by self-propelled, feeding, double drum reaping and threshing device, with the clean threshing, low broken rate, the loss rate is low, advantage of the good performance of the separation.Key words：overall design ；cutting device ；threshing device ；cleaning device I1绪论1.1选题目的与意义 在我国大豆分布广

9、泛、营养丰富，其作为健康食品正在全球引起消费热潮。由于我国大豆产量满足不了大众需求，大豆收获损失率较高，使国内大豆市场仍依靠进口，不仅要消耗大量的外汇储备，同时使我国食物供应安全存在威胁。收获是作物种植的关键部分，它很大程度上制约作物的质量及产量。当前我国大豆收割还是用人工收割、割晒机加脱粒机械及改装后的小麦联合收割机收割三种收获方式为主，农村小规模种植一般采取人工收获，作业周期长，耗费劳动力较大，劳动环境较差，成本较高。选用“割晒机加脱粒机械”收割，存在作业时间跨度长，过程复杂，损失率较高，劳动力消耗较大等不足1。采用改装后的小麦联合收割机收获，可降低劳动强度，但是籽粒破碎率及损失率较高。大

10、豆收获的季节特征显著，收获时间紧张，采取人工收获所需的劳动强度较高，工作环境差，成本及时间花费较多，使得大豆收获机的出现成为必然。目前国内生产的联合收获机多为小麦、水稻及玉米收获机等，对于大豆收获适应性较差，专用于大豆的联合收获机很少，收获大豆大都是在原有谷物联合收割机的基础上改装而成，而大豆的植株及颗粒状态与谷物有着很大的区别，用同一类型的机器收割，影响收获的质量及产量2。围绕着东北地区大面积的大豆收获问题，设计一台中大型适合东北地区大豆收获的机械，可以减少损失，节能降耗，减轻劳动力，提高生产率及生产质量，从而创造良好的经济效益。1.2国内外发展概况在联合收获时代未到来之前，脱粒机和小型割晒

11、机等，极大促进了19世纪的农业发展，联合收获机的产生，将切割与脱粒连接在一起，使得能一次性完成作物的切割和脱粒工作，极大降低了人们的收获作物的工作强度。目前国内大豆联合收割机多由小麦收获机改装而成，由于大豆植株特性与小麦植株特性有一定差异，使得运用改进后的收获机收获大豆损失率较高，在很大程度上制约作物的质量及产量3。近年来，外企在大豆联合收割机的割台设计上有较多改进，主要还是围绕大豆植株特性，设计出更适合大豆收割的挠性低割装置，在其它方面也有很多技术改进，如安装功率较大的发动机、安装电子信息系统等4。综述，国外联合收获机的发展态势，是逐渐往高自动化收割作物的方向发展，有很多电子信息科学运用到了

12、联合收获机上，在越来越多的新技术融入到联合收获机的同时，我们也应清楚地知道联合收获机归根结底还是落在降低损失率、破损率，提高粮食的清洁率，所以按照大豆植株特性研究出适合大豆专用的收获机械具有很大意义，该课题通过归纳总结现有的谷物收获机械，设计出适合大豆生产的专用机械。1.3研究方案的确定1.3.1研究内容在收集大量相关的大豆收获资料并进行分析研究，找出在收获工艺中的主要难题，探讨工艺方案的可行性。要求设计的大豆收获机要符合农业技术要求，能够一次完成切割、脱粒、清选等作业环节。达到省工、省时、省事，符合大豆的收获要求，降低收获损伤率，提高工作效率。1.3.2研究方法检索和查阅大量相关信息，对各种

13、大豆收获机进行比较分析，确定大豆收获机的结构组成由切割装置、脱粒装置、清选装置组成。各装置相互配合完成大豆的收获作业。运用机械优化设计的方法，合理的确定各个工作部件的角度，尺寸及结构形式。在理论分析中将基础性研究和机械运用合理的结合起来，切实做到理论联系实际，理论运用实践。1.3.3技术路线调查研究确定总体方案工作机理分析主要工作部件的设计切割及脱粒装置的设计计算和校核撰写论文绘制图纸修改图纸及论文申请答辩。2大豆联合收割机的总体设计要求该大豆联合收获机能连续进行大豆的切割、脱粒及清选作业。满足收获的质量要求：割茬高度控制在56mm，切割损失率不超过1%，脱粒损失率不超过2%，破损率不超过5%

14、，清洁率要高于95%5。该机根据大豆植株的生长特性选用带有中间喂入轮的双滚筒脱粒装置，谷物先输送入钉齿滚筒，由滚筒相对谷物的冲击速度及和凹板间的摩擦将绝大部分谷粒脱净，然后进入纹杆滚筒，对作物再次进行速度冲击，确保作物脱粒干净，很好地避免了大豆收获损失率高以及收获机在丘陵、山地等难收获的问题。本设计采取自走式、全喂入、双滚筒脱粒装置收获大豆，具备损伤率低，损失率低，清选性好的优势。2.1整机结构本设计的联合收获机由行走及收获两方面构成，行走部分为四轮形式，驱动形式采用前轮驱动，使用人字橡胶轮，从发动机到变速箱使用单片摩擦式离合器来传动动力，变速箱模仿东方红-75拖拉机变速箱，采用后轮转向，通过

15、转向盘经过转向摇杆及转向节来控制转向。制动器选用蹄式制动。收获部分是由切割器、螺旋推运器、倾斜输送器、双滚筒、凹板筛、逐稿器、清选筛、农用风扇、集粮螺旋推运器及粮箱等构成。在配置各工作部件的相对位置及设定尺寸时，确保大豆收获机连续稳定的工作。该设计通过大豆的生理特性及收获机工作环境状况进行具体分析，从而确定拨禾轮相关尺寸、离地距离及转速大小和与螺旋推运器的位置关系。联合收获机的割台宽度应大于其行走宽度，以避免出现压禾的状况，粮箱安装于收获机右后方，秸秆从收获机的后侧送出。本设计采取双滚筒脱粒装置。凹板与脱粒滚筒相配合使用，作物被运至滚筒后，由滚筒相对作物的冲击速度及与凹板之间的搓擦将绝大部分谷

16、粒脱净，然后由逐稿轮把秸杆送出，籽粒、一些茎杆及杂物将落到滚筒下面的分离及清选装置上，在分离与清选装置的振动下，部分秸秆及杂物被抛出，而籽粒落下筛孔进入集粮推运器，并被送至粮箱，经过清选之后，能确保籽粒的洁净率。双滚筒、凹板筛、逐稿器、逐稿轮及集粮输送器等安放于收获机中后方，外面用薄铁板罩住，并使用角钢焊接而成的支架与薄铁板用螺栓连接，这样不仅确保了其强度和刚度，又减轻了收获机总重，并使得维修拆卸简便。2.2大豆联合收割机的总体布置该大豆收获机的布置：采用前轮驱动，尾轮转向，具体布置如下。 （1）收割台配置在机器的正前方。尽量对称布置在收获机的中轴线上，保证机器整体稳定性，使作物连续稳定地输送

17、到脱粒装置里，防止出现收获机调向时车轮辗压谷物。收割台要与驱动轮接近，减小整机总长6。 （2）脱粒滚筒部分占收获机整机的重量和空间较大，在布置时要尽量靠驱动轮，并使其位置低一些，来提高收获机整机的稳定。滚筒采取带有中间喂入轮的双滚筒，在两个滚筒之间有喂入轮，以增强喂入平稳性和防止回草。当输送槽驱动轴距离滚筒轴的垂直长度H较小时，得到的凹板包角会大，可提高作物的脱粒及分离效果，不足之处是喂入阻力会增加，可缩短输送装置输出底板的长度，并将开口置于输送装置轴的下方。为了防止石块带入，在凹板入口前安置一个积石槽使石块落下，并有利于作物摊开，使滚筒抓取均匀；在凹板出口处，过渡栅条配置要适当，使滚筒排出物

18、不会飞溅，充分利用逐稿器前端第一阶键面的分离作用。 （3）清粮装置配置在下方。为确保清选质量，逐稿器与抖动板落差取50mm，重合处取120mm，抖动板到清选筛落差为150mm，抖动板与上筛的重叠为120mm。在气流与筛子的配合方面，下筛前后差别很大，一般在风扇口处安置可调节风板来调节气流方向。 （4）粮箱布置采取顶置式，安放在脱粒装置上方发动机的前侧。 （5）为降低驾驶员的疲劳感，参照拖拉机规范进行设计，脚踏板行程小于50mm，踏板操纵力小于200N，把柄移动距离小于200mm，最大操纵力小于100N7。（6）合理布置收获机的重心。在驱动轮要有充足的负载，约占80%左右，确保土壤对驱动轮有强大

19、的吸附力。转向轮的负载要适当，保证转向图2-1 驾驶台、粮箱、发动机布置图灵活（7）发动机、驾驶台、粮箱位置布置如图1-1，前方视野清楚，外形较为美观。驾驶台隔绝了发动机造成的噪音，但粮箱的容积不能增加，发动机保养较为麻烦。 2.3确定整体参数 2.3.1喂入量喂入量取：2.3.2割幅可以根据公式来计算： 公式(2-1)其中为割下谷物中谷粒占总重的百分数；为作物单位面积产量，kg/亩；为收割机的作业速度,m/s；取为B=2.4m。2.3.3前进速度 公式(2-2)式中为机器的前进速度，m/s；M 为作物的单位面积产量，kg/亩；为割下谷物中谷粒占总重的百分数，取值为1；C为常数，当单产以斤/亩

20、计算时，C=1333；将以上数据带入上式中求得。该收获机械一小时可以收获的面积可以计算得到：，一亩地约为666.7m2，减掉联合收获机卸粮及掉头的时间，该机械符合目标任务要求。 从公式看出，割幅和前进速度为反向比例，采取慢速大割幅与采取快速小割幅，应依情况而定，收获机的割幅增加，整机总重及体积也会增加；收获机前进速度增加，其功率消耗增加，发动机功率，总重也会提高1。从作业环境方面考虑，若工作范围较小，使用大割幅来回调转比较麻烦，若工作范围很大，使用小割幅会增加收获机来回运转的次数，增加功率损耗以及时间损耗。2.3.4脱粒滚筒长度、分离器尺寸及收缩比 有试验表明，籽粒在逐稿器中损失率制约着收获机

21、喂入量。喂入量加大，茎杆在逐稿器上积累较多，损失率会增高，若喂入量到达某一限定值后，籽粒损失率会迅速提高。籽粒于茎杆层所占厚度省略，茎杆层厚度h用下面公式得到： 公式(2-3)式中 茎杆厚度，m； 收获机的喂入量，kg/s； 谷物中的籽粒含量，=/（1+）（为谷草比）； 逐稿器的宽度；其与滚筒长度有关，与纹杆滚筒配合工作时，逐稿器的 宽度可等于或稍大于滚筒的长度，采用钉齿滚筒时，其也不应大于滚筒长度的1.4倍。 茎秆容重，大豆茎秆的容重约为； 茎杆层朝逐稿器方向运动的平均速度，； 逐稿器的宽度利用系数，其与机器的收缩比C（割幅与脱粒部分宽度之比，收缩比越大，输送到脱粒装置的谷物层越厚，损失越大

22、；收缩比越小，脱粒装置宽度越大，所占空间越大）有关。C=B/Lg，C=1.52.5时，取=0.9；C=2.53.5时，取=0.8。 综上：取收缩比C=2.2，则滚筒长度为1.1m，逐稿器宽度为1.15m，=0.9；将数据代入上式中，可以求得 h=0.132m 。2.3.5轴距、轮距及最小离地间隙联合收获机结构参数主要包括行走装置中轴距、轮距B0、最小离地间隙H。轴距及轮距直接关系到收获机的通过性、机动性和稳定性，要结合使用地区的环境地理情况，由总配置来确定1。（1）轴距 轮式联合收获机缩短轴距，可降低其转弯半径，使得机动性增强，同时收获机纵向稳定性降低。收获机既要满足稳定性要求，又要满足灵活性

23、，由总体配置确定取2500mm。（2）轮距 联合收获机轮距应与割幅相适应：B0B-2-b式中 避免轮胎碾压未割作物的宽度，行走装置车轮外缘要比割台外缘小100200。 b轮宽 与脱粒装置宽度相适应：B0=Bt+1+2+b式中 1 右驱动轮内侧和脱粒装置右侧的间隔，一般为120160mm； 2 左驱动轮内侧和脱粒装置左侧的间隔； Bt 脱粒滚筒的长度，已知脱粒滚筒长度取为1100mm。根据上述要求，取轮距为1800mm。（3）最小离地间隙最小离地间隙关系到整机通过性，轮式谷物联合收获机最小离地间隙一般控制值：旱田300400mm。故取值为300mm。2.3.6总长、总高、总宽收获机的整体尺寸由总

24、体配置决定。应该使机器具备机动性、灵活性及稳定性。初取总长为6300mm，总高2600mm，总宽2700mm。2.3.7粮箱容积 该大豆收获机粮箱布置在两驱动轮的上方位置，使得机器不至于因粮箱装满粮食后的重力导致左右不平衡。经查找包括雷沃出产的大量现有机型，初步确定粮箱的容积为1.8m3。查阅资料得到，大豆的容重在0.690.72之间，一般取为0.7吨/立方，参考东北一亩大豆产量约700斤。所以该机器粮箱最大容量为2520斤，约每收获三亩大豆卸粮一次。2.3.8中心估算由总体配置算出收获机的重心约距前轴500mm，距后轴2000mm，大致在纵向中轴线上。可算出在转向轮上的负荷约占20%，驱动轮

25、负荷约占80%。2.3.9其它 选用带有拨指的输送器割台。其护刃器与推运器距离应适当。若此值太大，收获较低植株时，切割的谷物要有累积过程，才会被运走，影响输送的均匀性，若此值太小，则较高谷物容易掉落，并且推运器阻碍拨禾轮接近切割器，影响切割的效果。根据大豆生理特性，选取推运器外直径和割刀到推运器中线的长度之比为 1：2。螺旋推运器外径与倾斜输送装置的间距要适当，此值太大，谷物难以被运走，太小会因收获机行走时的振动而发生摩擦。此值取为80mm。倾斜输送槽倾斜度约为40度。2.4确定大豆联合收割机的功率消耗及发动机选择 大豆收获机需克服前进阻力及各个机构装置的阻力。因为收获机作业环境处在不断变化中

26、，使得联合收获机功率处在不断变化中。故选用发动机时让要使发动机有充足的储备功率，确保其正常作业。现实中是通过实验检测的数据来对比研究或者运用经验公式去预算收获机应具备的平均功率Np及储备功率Nb。由经验公式可知，自走式全喂入类型收获机每1kg/s的喂入量应具备的平均功率p值为15-20KW；功率储备系数Kb一般取值为0.336。2.4.1平均功率 联合收获机类型不一样，它的平均功率的经验公式会有所差距；每1kg/s喂入量具备平均功率称作单位喂入量所需平均功率，用P kW(kg·s-1) 表示。联合收获机的平均功率Np可表示为 公式(2-4) 式中 q收割机的喂入量（Kg/s）2.4.

27、2储备功率 公式(2-5) 式中 Kb功率储备系数2.4.3总功率 公式(2-6)综上：该联合收获机平均功率为60kw，储备功率为19.8kw，总功率为79.8kw。2.5传动装置的设计联合收割机上各传动轴大都是平行布置，其所耗功率及转速大小等差别较大，故传动系统较为繁琐。传动系统布置于收获机两边，用带或链连接而成。该设计由发动机动力一端输出，一路由逐稿轮轴作中间轴，再传动整个工作部件，另一路由行走中间轴来传动行走装置6。具体传动方案见总装图。（1） 自走式联合收割机上应设有不互相关联的行走离合器及工作离合器，使收割机在非作业情况下不传动工作部分,在作业中收割机要马上停止前行时，工作部分可继续

28、运行，防止滚筒或者其它部件损坏。（2） 转速需调节部分比如脱粒滚筒，和转速恒定的工作部分不能出现在同一回路里，防止收获机出现非正常作业。（3） 在作业过程中易发生堵塞的工作部分如螺旋推运器需布置在回路末端，防止出现整个回路由于某处堵塞而整机堵塞损坏。（4）需要在容易发生障碍的轴上面，比如螺旋推运器轴，安置安全离合器，防止发生故障所导致的零件损伤。（5）需要在转速频繁调节的作业部件上，比如滚筒，采取无级变速器。3各工作部件的设计3.1切割器 切割器应满足：切割整齐、不遗漏谷物、不堵塞刀。图3-1 割刀曲柄连杆机构该收获机采用型往复式切割器，利用曲柄连杆机构(图3-1)传动割刀，收获机作业时，割刀

29、既做前进运动，又做往复运动，可用表示割刀速度与收获机前进速度的联系6。 公式(3-1)式中：割刀的平均速度，m/s； 机器的前进速度，m/s； 割刀行程，mm； 割刀进距，mm。 若切割速度比 过小，可能导致割桩不齐，割茬不稳；若 太大，会发生重割。由经验可知：当=0.81.2时，能够得到较为满意的收获质量。已知机器的前进速度，故割刀的速度范围为：0.9841.476m/s。根据收获机前进速度和曲柄转速大小，可算出其切割行程： 公式(3-2) 式中 t割刀每走完一个行程S后所用的时间（s） 机器的前进速度（m/s）3.2拨禾轮该设计采用偏心拨禾轮，拨禾轮相对于作物运动是其圆周运动及机器前进运动

30、所合成的余摆线轨迹，为使拨禾轮具有拨禾作用，其圆周速度与机器的前进速度的比应满足，增大或值可增强拨禾轮作用，但过大会造成脱粒损失增大，一般圆周速度在，。3.2.1拨禾轮安装高度确定 拨禾轮垂直入禾，对豆荚打击最小，降低脱粒损失；为使拨禾轮垂直入禾，拨禾轮轴距离切割器平面的安装高度H为： 公式(3-3)式中 h切割器距离地面的高度； L作物的高度； R拨禾轮半径； 拨禾轮圆周速度与机器的前进速度的比值。因此，若拨禾轮速度比、拨禾轮半径R及割刀离地高度h不变，拨禾轮的安装高度值处在一个变化范围内，需要根据收获作物高度进行适当调整。3.2.2拨禾轮作用点的确定在设计H时要求拨禾轮要垂直入禾，同时应使

31、拨禾轮作用点在被切断部分重心以上附近，一般切断部分的重心在顶部向下的 1/3（L-h）处，因此：H R+2/3（ L-h）。图3-2 偏心拨禾轮结构3.2.3拨禾轮的转速偏心拨禾轮使用偏心机构的搂齿做平行运动，有助于插入倒伏作物丛并将其扶起，降低对豆荚冲击及拨齿上提时的挑草现象。其构造及原理如图所示：OO1AB组成了平行四杆机构，作业中搂齿的方向恒定6。取搂齿长为200mm。 根据机器的前进速度可以计算出拨禾轮的转速： 公式(3-4)式中 机器前进速度（m/s）； R拨禾轮半径（m）； 拨禾轮圆周速度与机器的前进速度的比值。值过大，拨禾轮引导、扶持的作物量越大，打击量也会大，损失加大；值过小，

32、拨禾能力过弱，割台损失也大。一般收割大豆，故拨禾轮转速在2639(r/min)。3.2.4拨禾轮直径该直径的选取，和“垂直入禾”、“稳定推运”有关。 公式(3-5)故拨禾轮直径D取900mm。3.3拨指、螺旋推运器螺旋推运器可水平或倾斜运送，割台螺旋推运器作用是运送秸秆，集粮螺旋推运器作用是运送清选干净的籽粒。图3-3输送物料的运动速度3.3.1工作原理及物料的轴向移动速度右图是螺旋推运器运动示意图，该形成线每转一周的移动距离S 称为螺距，叶片各点螺距一致，螺旋升角不一样，最小地方在外径处的螺旋角，设其以角速度 w 围绕 Z 轴旋转，如果某一半径 r 的O点处有一物料点，那么该点既与螺旋面产生

33、相互滑移，又沿 Z 轴方向运动，该点运动速度能由速度三角形得到6。其螺旋角需要符合以下要求： 即 3.3.2基本参数表3-1推运器参数选择（mm）Table 3-1 parameter selection of the push and transport device (mm)名称外径螺距割台螺旋推运器490450集粮螺旋推运器1201103.3.3拨指机构拨指的长度L和偏心距e可以根据下式来确定，即: ； 公式(3-6)式中 e偏心距（mm） 拨指伸出滚筒的最大伸出长度（mm） 相对方向的最小伸出长度（mm） R推运器滚筒的半径（mm）常用的e值为68mm，L值为230mm左右。拨指的轴向

34、间距一般为240mm左右，最外端的拨指距离中间输送装置侧壁50100mm，以防止堵塞。在装配时应当保证拨指转至后上方时，能向筒内收缩，并保留在筒外有一定的余量（一般取值1520）；当转至前下方时，应伸出筒外，伸出长度为：140150mm。 3.4中间输送装置 采用链耙式输送器，选用两排套筒滚子链，在上面紧固一排L型齿板，链耙速度应和推运器输送速度对应。齿高为3040mm，板厚为34mm，一般为35m/s。被动轮直径要比驱动轮偏大，可方便链耙抓运谷物，提高对谷物层厚度的敏感度。选取结构带有中间隔离板，能将输送槽分上下两层，链耙抓取谷物后由下层喂入脱粒滚筒，因而在输送过程中产生的大量灰尘被隔在下层

35、，可减少尘土飞扬，改善驾驶员的劳动条件。输送槽尽量缩短，且其倾角不超过50度，助于链耙抓取及运送谷物。链耙齿顶距离输送槽底板1020mm，允许齿顶于中部因链耙重力和底板碰触。表3-2 输送槽参数选取（mm）Table 3-2 conveyor trough parameter selection (mm)输送方式输送槽宽链耙速度（m/s）耙齿与底板间隙主动轮转速（r/min）链耙式9003.215204103.5脱粒滚筒为提高收割机的凹板漏下率及脱净率，采用双滚筒装置，第一滚筒以低速（单滚筒速度的1/31/2）脱出大部分谷粒，未脱下的谷粒进入高速运转的第二滚筒（单滚筒的速度），保证谷粒脱净。试

36、验表明，由于凹板总弧长达1m以上，脱粒时间长，作用力由弱到强，故采用双滚筒可降低未脱净损失，谷粒破碎率较低，脱粒装置的单位幅宽喂入量比单滚筒式提高30%，前后凹板的总面积较大，分离率可达95%以上1。第一脱粒滚筒选用钉齿式，其出口齿侧间隙是单一脱粒滚筒2倍，经查阅书籍，入口齿侧间隙在1315mm之间，出口齿侧间隙在1822mm之间。第二脱粒滚筒为纹杆滚筒，其凹板入口间隙较单一脱粒滚筒约小1/3，出口间隙约大23mm，入口脱粒间隙在1320mm之间，出口脱粒间隙在818mm之间。中间喂入轮直径取350mm，逐稿轮布置于纹杆滚筒的后上部，其转向与脱粒滚筒一致，以去除缠绕于脱粒滚筒上秸秆以及把秸秆混

37、合物运到逐稿器上。逐稿轮直径范围为260-400mm，本设计取350mm。表3-3 脱粒滚筒参数选取Table 3-3 parameters of threshing cylinder第一滚筒第二滚筒钉齿滚筒直径及长度（mm）500；1100纹杆滚筒型式开式转速（r/min）200300直径（mm）500钉齿尺寸（mm）8x38x65长度（mm）1100齿数及齿排数60；8螺线头数及齿型2；板齿齿距（mm）116转速（r/min）400650凹板型式板齿、珊格式凹板型式珊格式包角及钉齿排数96；2筛孔尺寸（mm）120x20包角145齿距（mm）583.6分离装置 分离装置能把从滚筒输送秸秆中

38、夹杂的籽粒及豆荚等分开。本设计采用键式分离装置，其抖动性能好，分离损失率控制在谷粒总重的0. 5%1%。3.6.1结构与类型选择选用双轴键式逐稿器。其键与两曲柄构成平行四杆机构，当曲轴旋转，键面上的各质点做相似的圆周运动。由于相邻键所处相位角不一致，秸秆脱出物可得到各键的不断抖动，使秸秆中夹杂的籽粒及豆荚透过秸秆漏下筛孔，绝大部分谷粒在前部1/31/2段处分离出来。秸秆则在抖动作用下抛出机外6。 键式逐稿器各键宽度约200300mm，确保相邻键面与键底之间约有20mm的重合量，防止秸秆漏下。选用阶面键式逐稿器，其具有较好的抖动及分离性能。其阶面长度约为500800mm，落差高度约150mm。3

39、.6.2结构尺寸及运动参数（1）键面的长度、总宽度和键数键面面积与键面秸秆脱出物厚度有直接关系，其厚度应合理，分布要均匀，以提高分离效果。键面总宽度由滚筒长度L确定，一般，已知滚筒长度为1100mm，取键面宽度为1200mm。由于键面面积由键式逐稿器上秸秆混合物总重而定，故逐稿器长度为： 公式(3-7)式中 逐稿器上的秸秆混合物进入量（4kg/s）； 键面总宽度（m）； 分离装置单位面积适宜承担的分离量，配合高分离率（约95%）的双滚筒脱粒装置工作时，可达1.2 kg/（s·m2）； 有效利用系数，对联合收获机中直流型取1。试验表明，逐稿器前面部分分离率较高，随键长加大，分离率基本不

40、变。故键长与总宽之比维持在2.53.5范围内。键式逐稿器的键面呈现前低后高，各键面倾角不同，前两个阶面键面偏大，键面偏短，避免快速抛出秸秆混合物及增强分离性能。最后键面倾角较小，方便秸秆快速排出。（2）键面筛孔尺寸筛孔面积与键面面积比值大小影响分离性能，在确保不堵塞的条件下，以比值大，筛孔尺寸小为好，筛孔率约为30%70%。键面筛孔尺寸宽1520mm，长4060mm。表3-4 分离装置参数选取Table 3-4 parameter selection of separation device形式键面总宽度（mm）键长（mm）总面积（m2）键数键面倾角曲轴半径（mm）曲轴转速（r/min）双轴1

41、20034003.53322；11502103.7清选装置本设计选用风扇筛子式清选装置。其利用风力及筛子抖动将谷粒中的杂质送出机外。要求谷粒清洁率高于98%，清选损失低于0.5%。3.7.1风扇气流清选原理选用风扇气流进行清选的原理主要是利用谷粒与混合物空气动力特性的差异进行清选。任何物质在气流场中都会受到气流的作用力，由于作用力不同而把混合物分开。试验表明，气流作用力R的大小为： 公式(3-8)式中 物体在空气中的阻力系数； 空气的密度（kg/m2）； 迎风面积（m2）； 气流与物体的相对速度（m/s）。在垂直气流中，当作用于物体上的作用力等于物体的重力时，物体悬浮于气流中静止，此时的气流速

42、度即为物体的临界速度，当气流速度大于物体临界速度，物体则被吹走，反之，物体则落下。物体的临界速度： 公式(3-9)式中 重力加速度（m/s2）； 物体的漂浮系数（m-1）；表3-5 大豆的空气动力特性表Table 3-5 Table of air dynamic characteristics of soybean作物单位容积的质量（kg/m2）临界速度（m/s）漂浮系数（m-1）阻力系数大豆109217.2520.160.0240.0330.1150.152 该清选装置工作时，清选筛及抖动板进行往复运动，谷粒混合物由抖动板不断送往筛面，依靠风力把谷粒混合物中颖糠、碎草等送出机外，籽粒筛孔漏下

43、，长碎秸秆往筛面后方移动并排出，豆荚在筛尾处进入杂余输送器6。3.7.2抖动板其在筛架最上方，同清选筛架铰接，并和筛架一同运动，负责把凹板及键式逐稿器分离出来的谷粒混合物送向筛面进行清选。3.7.3清选筛由筛架、筛子及吊杆构成。筛架由吊杆支撑，通过曲柄连杆驱动进行往复运动。筛架安放上、下交叠的两层筛子，上、下间距为100150mm。上筛负责把细碎秸秆、残碎豆荚等分离出来。下筛在于清选干净的谷粒，并送出碎秸秆。尾筛的长度为上筛长度的1/71/5，由于上筛负载较大，故上筛面积比下筛大。筛选出的干净谷粒都进入集粮推运器，送至粮箱，而杂余则在筛尾进入杂余推运器。清选筛面积通过运至清选装置中的混合物而定

44、，混合物与收获机的喂入量有关。筛子的宽度B为逐稿器宽度0.90.95。筛子的长度L为: 公式(3-10)式中 收获机喂入量（kg/s）； 秸秆占谷物总重的比值； 脱粒装置和逐稿器的工作特性常数。常取0.60.9； 筛子宽度（m）； 清选筛单位面积可承受的混合物喂入量kg/（S·m2）。表3-6 清选装置参数选取（mm）Table 3-6 cleaning device parameter selection (mm)抖动板清选筛曲柄半径（mm）曲柄转速（r/min）倾角支吊杆长（mm）长x宽筛孔型倾角支吊杆长253054.5支1801000x882鱼鳞10吊1803.7.4风扇本设计

45、中的风扇采用的是低压双面离心型，叶片平直，且为矩形，叶片外径为570mm，叶片内径为210mm，叶片不切角，壳体出风口的高度 h=280mm，壳体宽度D壳=600mm，叶片数 Z=5，参照资料，清选大豆时推荐风扇转速为1000转/分。详情请见图纸。 表3-7 风扇参数选取（mm）Table 3-7 fan parameter selection (mm)600210570280826798387180262913.8联合收割机底盘 由于自走式收获机的收割台、发动机及脱粒滚筒等重要部分的质量约为整机质量的80%，且分布于底盘中前部，故轮式联合收获机选取前轮驱动，尾轮转向的布置方案。自走式全喂入联

46、合收获机的底盘主要部件有行走无级变速器、驱动轮桥、转向轮桥、转向操纵机构及行走装置6。3.8.1行走无级变速器 联合收获机上的行走无级变速器选用三角胶带式无级变速器，可在不停车情况下进行无级变速，以适应收获各类不同产量作物，确保脱粒装置在额定喂入量下工作。其配置形式为发动机的动力经过中间轴后传向行走无级变速器。3.8.2驱动轮桥 驱动轮桥的功能是把发动机的动力传向驱动轮。它刚性固定于脱粒滚筒前下方的驱动桥管梁上，由离合器、变速箱、中央传动、差速器、制动器和最终传动构成。（1）离合器离合器处于发动机和变速箱中间，分离时可阻断动力，接合时又能传送动力。其需确保相接柔顺，使收获机起步稳定；换挡时，将

47、发动机与驱动轮桥间的动力迅速分离，以减少对齿轮的撞击损失；工作安全可靠，结构简单耐用，操纵与保养便捷等条件。本次设计中选取单作用弹簧压紧式离合器，其具有零件数目少，结构简单，制造容易，分离彻底性及散热性好等优势。（2）变速箱与中央传动自走式联合收获机的变速箱选用与发动机配置一样的横置式变速箱，以使发动机曲轴与变速箱动力输出轴之间选用构造简单且能满足要求的三角胶带无级变速器传动，它配置在驱动轮桥管梁的前侧，方位比较宽畅，方便调整与维修保养，有利于变速箱变速操纵机构的配置，但位于倾斜输送槽下后方，为达到变速箱空间位置，倾斜输送槽的位置有所提高，脱粒滚筒高度也随之增高，对整机稳定性有所影响。本设计中的变速箱是模仿东方红-75型的变速箱。该变速箱由传动及操纵部分构成。用于传动变速的轴共有四根，发动机动力经离合器、万向传动装置传向变速箱。 变速箱为横置式，故其传动轴和驱动半轴互相平行，中央传动选用圆柱齿轮传动，并且变速箱与中央传动配置与同一壳体内，传动系的结构得到简化，方便制造。中央传动的一对齿轮选用直齿，主动小齿轮套在变速箱第三轴上，从动大齿轮用螺栓固定与差速器的外壳上。大小齿轮为常啮合。中央传动的传动比大都为3.84.5，模数为3、4、4.5，小齿轮齿数为1418，大齿轮齿数为6070。表3-7 最终传动参数选取Table 3-7 final drive pa