小型水稻联合收割机设计.docx

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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２０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

ABSTRACT

Thisriceharvestmachinecanreap,thresh,screen,separateandfeedone

time.Itissmall,light,anditcanbeoperatedflexibly.Alsoitcanbeused

widly.Itcansolvetheproblemthatitisdifficulttoworkinmountainareain

paddyforthelargeharvestmachineormiddlelargeharvestmachine.The

machinecanworkverywellinpaddythatitsdepthisnotmorethantwenty

inchesinsouthareawherethericecanbeplantedtwotimesinoneyear.It

canbefeedwholly.Themachineworkswithaxle-flow-rollerthresh

machine,anditcanthreshandseparatewholly.Itscrackrateislow.

Keyword：

reapthreshseparate

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２０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0.5m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15mm，推运器与后挡板之间的间隙为5mm，

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80mm

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

50~300mm，

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

1.15m

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60%，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250mm，量使机构紧凑，总高控制在

1.85m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200mm最大操

纵力小于100N，脚踏板的行程不超过50mm，踏板上的操纵力小于200N。

（三）、确定整体参数

1.设计喂入量：

本设计喂入量为q=0.3—0.5kg/s

2.割幅：

初设为B=1.2m

3.前进速度：

由于q=BVmW（1+1/β）/C（※）

式中Vm为机器前进的速度，m/s；W为作物单位面积产量，kg/亩，取450kg/

亩；β为喂入的谷粒和茎杆之比，简称谷草比，取β=1；C=1333

将以上数据带入※中可以求得

Vm=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