【正文】 機(jī)。差速原理玉米脫粒機(jī)的效率較低，僅適用于脫粒單穗玉米。通過(guò)脫粒元件從玉米果穗內(nèi)部打碎玉米棒 [9]，接著將玉米籽粒并列成對(duì)的取出。雜物被排料區(qū)內(nèi)的篩篩分出來(lái)排出出口，玉米籽粒則通過(guò)篩進(jìn)入排料口。擠搓脫粒原理的脫粒過(guò)程柔和，對(duì)果穗的沖擊不大，因此對(duì)玉米籽粒造成的損傷比傳統(tǒng)的脫粒方式低。 圖 12 碾壓原理玉米脫粒機(jī) 第 1 章 緒論 3 （ 3）擠搓脫粒原理：擠搓式玉米脫粒機(jī)的主要構(gòu)成元件有入料斗、出料斗、脫粒板齒、 凹板、帶輪、壓板等， 如圖 13 所示 。這個(gè)側(cè)移趨勢(shì)就形成了剪切作用破壞籽粒與玉米芯之間的連接力。當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凹板表面、釘齒上部、齒兩側(cè)都對(duì)玉米果穗產(chǎn)生打擊作用，使玉米籽粒脫粒，完成脫粒過(guò)程。因此玉米脫粒環(huán)節(jié)是我國(guó)糧食作物機(jī)械化生產(chǎn)的一個(gè)瓶頸。人工手搖式玉米脫粒機(jī)生產(chǎn)率低，僅適用于小批量的玉米脫粒生產(chǎn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。十五期間的數(shù)據(jù)表明我國(guó)玉米年消費(fèi)增長(zhǎng)率已經(jīng)突破 %。 關(guān)鍵詞：玉米脫粒機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 離散元法 仿真分析 吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 II Abstract For corn production country in China， the planting area of corn more than million could act as both a food and feed， also can be used as industrial raw spiketooth drum corn thresher of corn grain damage， had no such models in foreign countries. Design of a new type of maize grain damage small thresher of farmers39。因此本文設(shè)計(jì)擠搓原理的板齒式玉米脫粒機(jī)。釘齒打擊原理的玉米脫粒機(jī)雖然脫粒效率高，但是對(duì)籽粒損傷大，影響玉米收獲質(zhì)量。玉米既可以作為食品以及飼料，也可以作為工業(yè)原料。 工作展望 ...................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 喂入量對(duì)脫粒的影響 ................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 仿真參數(shù)的設(shè)置 ..............................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第 5 章 離散元法仿真分析 ....................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 上蓋材料與結(jié)構(gòu) ..............................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 排芯區(qū)壓板作用 ..............................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 入料斗設(shè)計(jì) ...............................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 脫粒倉(cāng)作用 ......................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 凹板類型 ..........................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 II 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 中文題目 玉米脫粒機(jī)工作過(guò)程分析及優(yōu)化設(shè)計(jì) 英文題目 Analyse and Optimal Design of the Threshing Process of the Corn Thresher 學(xué)生姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào) 學(xué) 院 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 職稱 目 錄 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要 求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 目 錄 III 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字 數(shù)不少于 萬(wàn)字。 目 錄 V 凹板作用 ..........................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 脫粒倉(cāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第 4 章 板齒玉米脫粒機(jī)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 排芯區(qū)壓板設(shè)計(jì) ........................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 上蓋作用 ..........................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 本章小結(jié) ...................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 仿真模型的建立 ..............................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)脫粒的影響 ............................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 工作總結(jié) ...................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 I 摘 要 我國(guó)為玉米生產(chǎn)大國(guó)，種植面積超過(guò) 億公頃。 本文首先對(duì)比了各類脫粒機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。 擠搓原理玉米脫粒機(jī)的脫粒過(guò)程柔和，對(duì)籽粒損傷小。通過(guò)改變滾筒轉(zhuǎn)速以及喂入量等變量，探究所設(shè)計(jì)的脫粒機(jī)的脫粒情況并進(jìn)行優(yōu)化。在我國(guó)玉米作為第二大農(nóng)作物，其全國(guó)種植面積僅次于美國(guó) [3]，約為 億公頃。雖然個(gè)別地方采用各種大中型的玉米 脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒，但是這些機(jī)器生產(chǎn)不規(guī)范，容易造成玉米籽粒的破碎，而且往往一次脫粒不干凈，需要重復(fù)脫粒幾次，嚴(yán)重的影響了玉米的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率 [5]。目前，在我國(guó)玉米脫粒機(jī)的普及率僅僅達(dá)到 2%，主要都在北京、天津、河北、山東 等發(fā)達(dá)地區(qū)的一些大型農(nóng)場(chǎng)。打擊式玉米脫粒機(jī)主要有兩類：釘齒滾筒式玉米脫粒機(jī)以及紋桿式玉米脫粒機(jī) [8]，如圖 11 所示 。 圖 11 打擊原理玉米脫粒機(jī) （ 2） 碾壓脫粒原理： 碾壓式玉米脫粒機(jī)在脫粒時(shí)，其碾壓滾筒與玉米果穗相互碾壓，在碾壓的過(guò)程中使玉米芯與玉米籽粒之間產(chǎn)生側(cè)移的趨勢(shì)。碾壓式玉米脫粒機(jī) 如圖 12 所示。在脫粒的過(guò)程中，果穗與板尺以及凹板充分接觸，板尺與果穗以及果穗與果穗之間相互擠搓，使得果穗上的籽粒脫落，從而完成脫粒。玉米果穗一邊向著排芯口運(yùn)動(dòng)一邊脫粒，被脫下的玉米籽粒以及一部分破碎的玉米芯等雜物通過(guò)兩輥間的縫隙到排料區(qū)。這種吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 4 脫粒方法是為了獲得連體成對(duì)并列的種子的。 碾壓原理玉米脫粒機(jī)的脫粒效率較低，并且容 易造成籽粒擦傷。 國(guó)外玉米脫粒機(jī)的發(fā)展 早在 200 多年以前國(guó)外的學(xué)者就開始研究玉米脫粒機(jī)理。 Bilanski 等學(xué)者 [12]于 1966 年研究了玉米籽粒含水率對(duì)玉米籽粒脫粒時(shí)變形的影響。 Wrubleshi等學(xué)者 [15]于 1980 年，對(duì)比 分析了傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)與雙軸流式玉米脫粒機(jī)，研究出玉米果穗喂入量與軸流脫粒分離損失之間的關(guān)系。 Kumara[19]于 20xx 年，研制出符合人體工程學(xué)的玉米脫粒裝置。葛永久、王成芝等學(xué)者 [22]于 1969 年，研究了軸流滾筒式脫粒裝置的工作原理后自主研制了大型軸流滾筒試驗(yàn)臺(tái)。 張認(rèn)成 [26]等學(xué)者于 20xx 年，應(yīng)用 Matlab 對(duì)釘齒式玉米脫粒裝置進(jìn)行研究，建立出一系列的力學(xué)模型。 吳多峰等學(xué)者 [30]于 20xx 年，對(duì)比了釘齒式玉米脫粒機(jī)，指出了板齒式玉米脫粒機(jī)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。 鳳鳴農(nóng)業(yè)機(jī)械制造有限公司唐昌 兵等人 [34]于 20xx 年發(fā)明出一臺(tái)組合式玉米脫粒裝置。杜紅軍等學(xué)者 [ 37]研制出一臺(tái)五滾筒雙進(jìn)穗的玉米脫粒裝置。玉米脫粒裝置主要使用于脫粒晾干后含水率較低的玉米果穗。 因此在我國(guó)對(duì)玉米果穗進(jìn)行脫粒時(shí)，其水分比較高，導(dǎo)致玉米芯與玉米籽粒的連接強(qiáng)度較大，最終影響脫粒質(zhì)量 [ 41]。由于玉米脫粒過(guò)程的復(fù)雜性，迄今為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)玉米脫粒過(guò)程的研究大部分采用的是試驗(yàn)方法、高速攝像技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)方法以及統(tǒng)計(jì)分析方法或者連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的 分析方法 [43]。這種脫粒機(jī)采用打擊式原理將玉米粒從玉米果穗上脫落。因此本文主要設(shè)計(jì)一款運(yùn)用擠搓原理的板齒式玉米脫粒機(jī)。然后通過(guò)課題組自主研制的 AgriDEM 軟件，采用離散元法對(duì)自行設(shè)計(jì)的板齒玉米脫粒機(jī)進(jìn)行仿真。入料口對(duì)應(yīng)的滾筒段為入料區(qū)，入料區(qū)上的螺旋葉片將玉米果穗送入脫粒區(qū)。脫掉玉米籽粒后的玉米芯被板齒推送到排芯區(qū)，當(dāng)排芯區(qū)充滿玉米芯后，排芯區(qū)隔板將被頂開，脫粒機(jī)排出玉米芯。玉米果穗于脫粒區(qū)中，在滾筒板齒的作用下沿著柵格凹板做圓周運(yùn)動(dòng)。帶冠板齒先將局部籽粒擠掉，方便后續(xù)的脫粒。果穗與果穗 之間也具有一定的壓力進(jìn)行充分?jǐn)D搓。吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 10 第 3章 板齒玉米脫粒機(jī)脫粒元件設(shè)計(jì) 板齒設(shè)計(jì) 板齒作用 板齒是脫粒機(jī)脫粒時(shí)的主要脫粒部件。 為了模仿人工用竹簽先擠掉玉米果穗上的局部籽粒這一動(dòng)作，前一組的板齒設(shè)計(jì)成帶冠板齒。在主軸上安裝有十六個(gè)板齒，其中前八個(gè)為帶冠板齒，后八個(gè)為平板齒，十六個(gè)板齒均勻的安裝在脫粒滾筒的脫粒區(qū)段，板齒高 40 毫米，寬 10 毫米，長(zhǎng) 100 毫米，如圖 3圖 32所示。滾筒轉(zhuǎn)速 必須保證不能傷害玉米籽粒。因此可以計(jì)算出滾筒外緣的最大線速度。若滾筒線速度太小會(huì)影響脫粒效率。本設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)一臺(tái)小型的板齒玉米脫粒機(jī)，因此設(shè)計(jì)線速度 v=。 式中： 平均F 為平均每個(gè)板齒所受到的力； 板齒n 為脫粒時(shí)參與脫粒板齒的個(gè)數(shù)?？倐鲃?dòng)效率與滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率和V 帶傳動(dòng)效率以及滾筒傳動(dòng)效率三者有關(guān)： 滾筒帶軸承總 ???? ??? 式中： 軸承? 為每對(duì)軸承的傳動(dòng)效率， ～ ，取 ； 帶? 為 V 帶傳動(dòng)效率， ～ ，取 ； 滾筒? 為滾筒傳動(dòng)效率，因此每個(gè)板齒都是以焊接的方式固定在脫粒滾筒上，因此取 1； 綜上可得： ??????? 滾筒帶軸承總 ???? ??????? 總齒頂電動(dòng)機(jī) ?VFPKW 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速在 260r/min 時(shí)，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》書中推薦的傳動(dòng)比，選取 V 帶，其傳動(dòng)比為 iV 帶 =2～ 5，如此可以選出合適的電動(dòng)機(jī)與脫粒滾筒配套。他的優(yōu)點(diǎn)是：安裝容易、傳動(dòng)效率高、噪音小、占地面積小、傳動(dòng)中心距大、傳動(dòng)平穩(wěn)、具有彈性可以緩沖吸震、過(guò)載打滑防止零件損壞；其缺點(diǎn)為：不能準(zhǔn)確的