小型水稻联合收割机设计.docx

1、小型水稻联合收割机设计摘 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

2、 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

3、 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 ca

4、n 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

5、（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

6、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

7、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

8、 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

9、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

10、 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

11、 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

12、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

13、 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

14、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

15、 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

16、 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

17、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

18、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

19、 ， 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

20、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

21、 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

22、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

23、 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

24、 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

25、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

26、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

27、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

28、 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 ） 3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

29、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