1、 本 科 毕 业 论 文 题目：多功能脱粒机 学 院：摘 要 本设计的实用型涉及一种适于脱粒清选稻、麦等多种农作物的多功能脱粒机，它具有机架，机架上安有脱粒机，脱粒机包括有壳盖和滑谷板，在壳盖内安有钉齿式滚筒并配置栅格式凹板筛，脱粒机下方开设物料口，脱净率达99%以上，夹带损失率不超过1%，破碎损失率不大于0.5%且打碎的杂物较少。关键词：脱粒机 壳盖 滚筒 凹板筛 传动变速装置 生产效率 设计内容1.多功能脱粒机的总体方案选择分析及工作原理2.电动机的选择3.带传动的设计4.螺旋输送器（搅龙）的设计5.机架的设计1.1 总体结构1 机架 2 滑谷板 3 喂入口 4 导向板 5 壳盖 6 钉齿
2、式滚筒 7 排草口 8 凹板筛 9 螺旋推进器 10 物料出料口 11 主动驱动皮带轮 12物料出口1.2 工作原理工作原理工作时，作物由作物喂入口均匀地喂入机内，高速运转的钉齿式滚筒将作物随之抓入滚筒工作室内，在钉齿和壳盖螺旋导向板的作用下，作物一边作圆周运动，一边作轴向推移运动，而栅格式凹板筛对运动的作物有产生一定的阻力，使作物不断在滚筒的打击下和栅格式凹板筛的梳刷搓揉下，实现籽粒的脱离，被脱离的籽粒经过栅格式凹板筛的筛孔从出料口出来。2.电动机的选择电动机的选择 对Y系列电动机，通常多选用同步转速为1500r/min和1000r/min;这里我综合电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及传
3、动比的特点及大小，我选用1500r/min的电动机比较方便。查阅实用机械手册选用Y2614型号电动机，额定功率13Kw，同步转速1500r/min,满载时功率因数为0.883.带传动的设计 3.1 确定计算功率Pc Pc=KaP Ka工况系数，根据表1，取Ka=1.1 P-电动机输出功率 则Pc=KaP=1.113=14.3KW3.2 确定V带型号 根据计算功率Pc=14.3KW，电动机转速n1=1500r/min，查询机械设计手册，选用A型带。3.3 确定传动比i i n1/n2=Dp1/Dp2 n1小带轮转速（r/min）n2大带轮转速（r/min）Dp1小带轮节圆直径（mm）Dp2小带轮
4、节圆直径（mm）根据使用要求，滚筒转速n2为1050r/min，电动机转速n1为1500r/min，则 i=1.433.5 验验算算带带速速VV=11（m/s）V25m/s，因此带速合适。3.6 校核小校核小带轮带轮的包角的包角1P1=180-57.3=180-57.3=163.33120，合格。3.7 计计算所需算所需V带带根数根数Z 查询机械设计手册，得单根V带的基本额定功率 P0=2.74KW，额定功率增量P0=0.28KW，小带轮包角修正系数Kp=0.96，长度修正系数Kl=1.01，则Z=2.03，取Z=2，选用2根V带。4.螺旋输送器（搅龙）的设计螺旋输送器（搅龙）的设计 4.1
5、搅龙的结构型式搅龙的结构型式 搅龙的结构型式有整片式，环带式和桨叶式三种，由于整片式螺旋输送器适用于输送松散和小块的物料，也用于输送干草和未脱粒的谷物以及根块等，故选择整片式，其结构简单，如图所示：4.2 搅龙的内径搅龙的内径D1 对谷粒输送搅龙，搅龙的内径就是轴的直径，工作时，因负荷小，所以很少有扭断的现象，但往往因为其细而长容易出现刚度不够而变形，故设计时常按必须保证搅龙轴有一定的刚度来考虑其内径的大小，常按下面经验式选取。即 D1=（0.020.03）L L-搅龙的长度 由于本设计需要，取L=1258mm，则D1=25mm。4.3 搅龙的外径搅龙的外径D2 对谷粒输送搅龙，常取D2=12
6、0200毫米，视机的大小而异，小机的取小些，大、中型机的取大些。本设计取D2=124mm。4.4 搅龙搅龙的螺距的螺距S搅龙的螺距常按如下经验式选取：=0.71 一般说螺距大，生产率高，但工作费力，所以不管是谷粒搅龙或割台搅龙，设计时的比值通常都选用接近下限值。故取S=87mm。4.5 搅龙搅龙的的转转速速n 在保证得到相应的生产率的条件下，转速越低越 好，因转速越高时，不仅机器振动大，消耗功率多，而且易造成谷粒的破碎和飞散。对普通谷粒输送搅龙，取n=100300r/min。根据实际情况，取n=200r/min。5 机架的设计机架的设计5.1 断面形状和尺寸选择断面形状和尺寸选择 机架的抗拉和
7、抗压刚度，一般仅与其断面面积的大小有关，与断面的形状无关。但在承受弯曲力矩与扭转力矩时，则机架的抗弯刚度与抗扭刚度不仅与其截面面积的大小有关，且与断面形状有很大的关系，即与其断面惯性矩成正比：1)圆形断面抗扭刚度好于方形断面，而抗弯刚度不如方形断面。2）长方形空心断面对提高长边方向的抗弯刚度十分显著，但抗 扭强度较差。3）工字形断面在高度方向上抗弯刚度最大，但抗扭刚度较差，只宜用于承受单一方向弯矩的地方。4）不封闭的断面的抗扭刚度极差。因此，基于该脱粒机的抗扭刚度不必太高，而要有足够的抗压抗弯刚度，机架断面选择矩形空心截面，可采用角钢。5.2 结构设计结构设计 当脱粒机工作时，机架过高，不易投
8、入物料；机架过低，则要弯腰，也容易疲劳。因此，机架高度设计应以人为本，其高度应以人的舒适高度来衡量。一般情况下，H=550950mm范围为宜。结构如下图所示：致谢 非常感谢吴瑞梅指导老师对我的 关心与悉心指导，同时也非常感谢吴彦红老师孜孜不倦的评改！感谢他们的悉心指导！也谢谢各位评委和老师！欢迎提出宝贵的意见和建议！多功能脱粒机传动部件设计-1-1 绪 论.2 1.1 设计的目的与意义.21.2 国内外发展现状.3 1.2.1 国外发展现状.3 1.2.2 国内发展现状.32 轴流式脱粒机的总体方案选择分析及工作原理.42.1 总体方案的选择.42.2 总体结构.42.3 工作原理.63 电动
9、机的选择.63.1 电动机类型和结构.63.2 选择电动机的容量.63.3 选择电动机的型号.74 带传动的设计.74.1 确定计算功率 Pc.74.2 确定 V 带型号.84.3 确定传动比 i.84.4 计算带轮直径.84.5 验算带速 V.84.6 校核小带轮的包角1.84.7 计算所需 V 带根数 Z.85 螺旋输送器（搅龙）的设计.95.1 搅龙的结构型式.95.2 搅龙叶片的螺旋角.95.3 搅龙的内径 D1.105.4 搅龙的外径 D2.105.5 搅龙的螺距 S.105.6 搅龙的转速 n.105.7 计算搅龙带轮直径.106 机架的设计.1161 断面形状和尺寸选择.1162
10、 结构设计.117 主轴的设计和校核.127.1 选择轴的材料.127.2 初步确定轴的直径.127.3 轴的结构设计.137.4 轴上零件的周向定位.147.5 滚筒主轴的强度校核.147.6 键连接的强度校核.168 轴承的选用.179 总结.1711 参考文献.18致谢.19多功能脱粒机传动部件设计-2-1 绪绪 论论1.1 设计的目的与意义设计的目的与意义随着我国农业的快速发展，我国越来越关注农村问题，农业机械化的发展速度进一步加大，由机械代替人力作业已是我国农业发展的一个趋势，而要实现我国农业的的现代化，其物质承担者农业机具的开发与利用必须紧跟上；同时为了完成和巩固本科知识和课程的学
11、习；因此也就有了此时这篇设施作业机具全喂入式多功能脱粒机的设计。我国是一个以农业生产为主的发展中国家，农业的兴衰关系到人民的生活乃至国家的稳定。20 世纪后半期我过以 7%的耕地面积养活了占世界 22%的人口，这其中农业科技做出了很大的贡献。但是目前随着人口的不断增长和环境的不断恶化，我国的农业的发展也正面临着严峻的考验。如何让在日常的生产影响中有效地提高生产率，实现一机多用是摆在人们面前的一个棘手的问题。实现农业的现代化、智能化是今后农业的必然选择。通过采用现代化农业工程和机械技术，适应自然环境，为植物生产收获提供相对更为有利条件，而在一定程度上摆脱对自然环境的依赖而进行有效生产的农业。它是
12、在人们生活需求不断增长的同时发展起来的，是在人为可控设施下的农业生产，具有高投入、高技术含量、高品质、高产量和高效益等特点，是最具活力的现代新农业。而近期生产收获作业机具发展重点是：开发全喂入式轴流式脱粒机，合理选择配套动力。要求体积和质量小、动力足，操作舒适，符合人机工程学的设计原理，减轻操作者的劳动强度，尽量减少发动机对设施环境的污染。动力最好选用是电动机。南方地区为了解决晚稻的肥料的问题，夏收的时侯有稻草回田当绿肥用的习惯，这一点，全喂入轴流式脱粒机解决的比较好，当在田间作业时，因脱粒后全部茎秆都被打碎了，有助于梨耕，茎秆也易于腐烂。可见自古至今，脱粒生产对于农业生产的重要性，因此在现阶
13、段对设施作业机具机构的研究和设计是很有必要的。与此同时，规模逐年扩大的脱粒机发展趋势，也成了社会各界关注的热点。在这种情况下，有必要对我国脱粒机的发展现状和未来发展趋势等问题进行认真研究，形成正确的认识，这不仅对目前我国轴流式脱粒机行业技术进步及相关产业产品定位的意义重大，而且对未来整个行业的发展十分有益。同时我国是农业大国，农村市场巨大，要发展农村经济，就更需要转移农村劳动力，提高劳动土地面积。1.2 国内外发展现状国内外发展现状1.2.1 国外发展现状国外轴流式脱粒机的发展，基本上分为欧美和日本两大类型。所谓欧美型，也就是说这些国家以旱地为主，地块大，各类作物以小麦为主。而日本型是指以水田
14、为主，大块小，经常规模也小，以水稻为主。因此，前者用的脱粒机是大型的，大功率的，而后者用的机型都是小型的或中型的。多功能脱粒机传动部件设计-3-虽然上述两类地区因其自然条件不同，使用的机型不同，但其实现粒物收获过程机械化所经历的过程却大体上是相同的，即都是先从半机械化开始，然后逐步向机械化过渡，最后实现收获过程机械化。到了五十年代，已基本上实现了收获过程的半机械化。例如美国在 1950 年已拥有 70 万左右的脱粒机，这时的机收面积已占收获面积的 75%。基本上实现了半机械化，到 了七十年代初美国脱粒机的数量达到 85 万之多。机收面积达到了 95%以上。目前已向大型、高效和自动化方向发展。日
15、本的情况有所不同，实现收获过程半机械化的进程要比欧美国家慢得多，当然这里面有些客观原因，地块小，且是水田作业，因此到了六十年代的中期开始探索适用于日本的脱粒机。到了七十年代中期大约前后用了十年左右的时间，研制出多种适用于日本的脱粒机，脱粒机等产品。目前已大量推广使用，可以说已基本上实现了收获的过程半机械化。从研究的动向看，着重于以下几方面的研究：一是机具的可靠性；二是改善操作性能，提高自动化程度；三是使脱粒机更能适应作物生长的自然条件，以提高脱粒机的适应性、效率和工作质量。四是提高劳动生产率。1.2.2 国内发展现状解放前，脱粒机也和其它农业机械一样是个空白，根本谈不上研制。解放后，农业机械化
16、发展很快，脱粒机有了很大的发展，华北和东北不少地区已开始使用我国自己生产的脱粒机。近几年我国已先后研制出几种适用于北方地区使用的新机型，并已定型大批投产。我国南方十三个省市、区、市近年来大力发展了对脱粒机的研制，取得重大突破。机型都为全喂入式的，脱粒后不能保持茎秆完整，为了解决广大农民这一迫切要求，我国南方地区从 1970 年开始研制半喂入式脱粒机。经过短短几年努力，取得了重大成果，到目前为止先后经省、区、市级定型的样机已有十五种，形式多种多样，有大有小。这些机型目前正大批投产，早定型投产的样机，目前已在农业生产上发挥了作用。事物总是不断发展的，脱粒机的研制工作也是一样，还需要不断的提高和发展；比如研究更为合理的新机型，努力实现通用化、标准化和系列化，把新技术、新工艺和新材料应用到脱粒机上，以便提高脱粒机的工作可靠性，改善其操作性能，减轻机器重量，提高其耐用度和降低造价。多功能脱粒机传动部件设计-4-2 轴流式脱粒机的总体方案选择分析及工作原理轴流式脱粒机的总体方案选择分析及工作原理2.1 总体方案的选择总体方案的选择本轴流式脱粒机采用的是全喂入型脱粒机构，对于半喂入型脱粒机构，其对作
