小型水稻联合收割机毕业设计说明书硕士论文管理资料.docx
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小型水稻联合收割机毕业设计说明书硕士论文管理资料
南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告
水稻联合收割机
设计题目
指导老师提供
设计题目来源
设计应用类~
设计题目类型起止时间
（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。
（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:
~、整理资料,阅读相关文献。
~,确定
方案。
~;
。
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ABSTRACTThisriceharvestmachinecanreap,thresh,screen,separateandfeedone
time.Itissmall,light,anditcanbeoperateditcanbeused
cansolvetheproblemthatitisdifficulttoworkinmountainareain
paddyforthelargeharvestmachineormiddlelargeharvest
machinecanworkverywellinpaddythatitsdepthisnotmorethantwenty
inchesinsouthareawherethericecanbeplantedtwotimesinone
canbefeedmachineworkswithaxle-flow-rollerthresh
machine,anditcanthreshandseparatecrackrateislowKeyword:
reapthreshseparate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。
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
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。
、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。
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,
考虑喂入均匀,及时抓取,本设计中取其距离为80mm
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,
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。
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
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。
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
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
:
本设计喂入量为?
:
初设为B
:
由于qBVmW（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β1;C1333
将以上数据带入※中可以求得?
（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。
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-δ）q/BzηγVz
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,kg/s;δ
为谷物中谷粒的含量,一质量百分比计,δβ/（1+β）（β为谷草
比）Bz为逐稿器宽度,本设计中由于采用了割幅为,滚滚同长度
取为;η为逐稿器宽度利用系数,取为;γ为茎杆在自然状
3
态时的容重,经查相关的专业书籍,水稻的容重大约为30kg/m为茎杆
层沿逐稿器运动的平均速度,一般情况下,。
将数据代入上
式中,可以求得?
?
。
分离器宽度为。
5.轴距、轮距,接地压力和最小离地间隙
联合收割机的轴距B主要根据使用地区的地形条件,考虑整机通
0
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
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1250mm。
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。
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250~300mm。
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4380mm,总高1880mm,
总宽1540mm。
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
70mm,距离后轴为550mm,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44%,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。
1、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Z0,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Mm。
通常Mm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Rx,垂直分量为Ry。
若在某一瞬时外力出与
平衡状态,则
∑Fx0,P-Rx0;
∑Fy0,Q-Ry0∑MA0,Prd-Qd0整车质量跃为Q1200/4300kg
又Rxfz×Q（fz为轮子滚动阻力系数,这里取
）Rx300×
PRx90k
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:
Pt?
（Fz+Rx）0Q?
Ry0Mq?
（Pt?
Rx）rd?
Ryd0且RxQ×Fz300×+90240kgMq（240-150）×+300×+3076kgm总的扭矩为M2Mq2×76-1520Nm
取车的平均速度为
wMθ1520*。
（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
2kw。
2.又后面章节所计算的割台螺旋推运器的功率约为。
3.集粮螺旋推运器的功率为。
4.割刀工作部分的功率经过标准查得约为1kw。
5.风扇工作功率由后面风扇章节求得约为。
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,
转速2200r/min,
柴油机的储备功率为
二、各工作部件的设计
（一）、切割器
（国标Ⅱ型）既单刀距行程型（）其切割
速度系数见表为
切割始切终切平均切割最大切割割刀平均
速度m/s速度Vz速度速度v速度速度v
v
系数K
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）:
HVm*Л/w30Vm/n式中Vm表示机器前进速度,m/s;n表示曲柄转速,r/min;w表示
曲柄角速度。
也可以用气割速度比λq表示割刀速度与机器前进速
度之间的关系。
λqVjd/Vm（Sn/30）/（Hn/30）S/HVjd表示割刀平均速度,m/s;Vm表示机器前进速度,m/s;S表示
割刀行程,mm;H表示割刀进距,mm。
切割器在实际工作中,如果切割速度比λq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λq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Vm在1m/s左右时,如果切割速度比λq》,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λl是随机器前
进速度表化而改变的,若令。
则:
λl（~）λl。
λl（~）λl。
（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Vy与机器前进
速度Vm的比值λVy/Vm;λ为拨禾速度比。
只有当λ》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。
λ?
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λ?
1外,
还应该满足工作过
升级会员 