【正文】 .....69參 考 文 獻 ...................................................................................................................70附錄 .................................................................................................................................71致 謝 ...............................................................................................................................731 緒論01 緒 論 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機械化的背景農(nóng)業(yè)機械包括農(nóng)用動力機械、農(nóng)田建設機械、土壤耕作機械、種植和施肥機械、植物保護機械、農(nóng)田排灌機械、作物收獲機械、農(nóng)產(chǎn)品加工機械、畜牧業(yè)機械和農(nóng)業(yè)運輸機械等。在《齊民要術(shù)》(約 540)、 《耒耜經(jīng)》(約 880)、王禎《農(nóng)書》(約 1310)、 《天工開物》(1637)等古籍中，對各個時期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的各種機械和工具都有詳細的記載。由液壓系統(tǒng)操縱的鋤頭懸掛系統(tǒng)也使鋤頭的操縱和控制更為輕便、靈活。到 1994 年，綜合計算的農(nóng)機化程度達到 40％，攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文）12022 年達到 48％。眾所周知，中國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展水平與發(fā)達國家相比有一定的差距，農(nóng)機產(chǎn)品量和技術(shù)含量有待進一步提高。從全球來看，隨著工業(yè)的發(fā)展，使高新技術(shù)在農(nóng)機上的應用更加廣泛，農(nóng)機1 緒論2自動化和智能化的水平將會進一步的提高。傳感器、遙測遙感技術(shù)的發(fā)展，機器人技術(shù)的日益成熟，伴隨著計算機和電控技術(shù)的突飛猛進，農(nóng)機也向高度的智能化發(fā)展。由此，致使目前農(nóng)村仍有不少農(nóng)民加工糧食也要拿到較遠的地方，勞動強度大，費時費力，非常麻煩。 研究意義中國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎。 [2]目前，我國大部分地區(qū)的農(nóng)機具以大中型產(chǎn)品居多, 而且功能單一, 價格較高。而農(nóng)民對于農(nóng)產(chǎn)品加工機械的主要需求是使用方便，功能多樣化，機械小巧，經(jīng)濟安全，能夠代替更多的勞動力等。 [5]玉米脫粒機從入料到脫粒到分離玉米粒和玉米芯，最后將玉米粒和玉米芯排出機體，是玉米脫粒機一體完成的。由文獻 [5]第 773 頁查得，一般切片機刀盤轉(zhuǎn)速為 540～930r/min。切 碎 鍘 草 機 主 要 由 喂 入 機 構(gòu) 、 鍘 切 機 構(gòu) 、 傳 動 機 構(gòu) 和 機 架 等 部 分 組 成 。根據(jù)碾白作用力的特性，碾白方式分為摩擦擦離碾白和碾削碾白兩種。物料加工粗細可以調(diào)整。同時該磨粉機也可用于飼料、藥材的粉碎。圖 一字型雙層排列圖 田字雙層組合式排列經(jīng)分析，方案一的組合方式，它的缺點是結(jié)構(gòu)單一，占地面積大，運輸不方2 組合農(nóng)用機的總體設計9便，傳動不可靠，且難以滿足不同機構(gòu)對加工速度的不同要求。玉米穗在釘齒滾筒和柵格式凹板之間進行脫粒，將已脫下的玉米粒從柵格式凹板的縫隙漏下，落到下滑板，由倉口排出機體外，玉米芯借助于滾筒上的螺旋排列的釘齒的螺旋推力和螺旋導向作用，由出芯口排出機體外。 釘齒條的受力根據(jù)實際測量得知，每個釘齒的均勻受力約為 40 。玉米在經(jīng)過四條釘齒條的快速旋轉(zhuǎn)下脫粒，四條釘齒條上的釘齒呈螺旋排列，目的在于將玉米芯順著釘齒的螺旋推力排出機體外。在兩個圓盤上均勻開有釘齒條寬厚的方孔，四個方通孔均勻呈 分布，然后將0四條釘齒條從四個方孔中穿過，使釘齒條穿過方孔，而且在圓盤的表面留出 2～3。因每根m94053?釘齒條上要安裝均勻分布的 8 個釘齒，所以釘齒條上要按要求設計均勻的呈螺旋分布的通孔，其直徑為 ，所形成的螺旋線的螺距為 64mm(即同一釘齒m10?d條上相鄰兩通孔距離為 64mm)。m45攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文）15圖 釘齒結(jié)構(gòu)圖 圓盤的設計 圓盤是將釘齒條與主軸固定的主要部件，它不僅起連接作用，而且還承擔著釘齒和釘齒條傳遞的力矩和彎曲及扭轉(zhuǎn)強度。柵格式凹板有兩種功能：其一，是將玉米脫粒后，使玉米粒從柵格式凹板的縫隙中漏出，而玉米芯被釘齒滾筒上的釘齒螺旋排列推出機體外，從而使玉米3 玉米脫粒機的設計16粒和玉米芯分開，從不同的出口排出機體，達到玉米脫粒清選的作用；其二，柵格式凹板是利用鋼筋橫向焊接而成，鋼筋之間有約 寬的縫隙，這個縫隙可m10以將玉米卡在兩根鋼筋的縫隙之間，以便于釘齒對玉米進行快速、穩(wěn)定的脫粒。柵格式凹板的結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。因此，為了開鍵槽又不影響軸的強度，可以使軸的直徑增加 5%，以提高軸的工作強度。?3 玉米脫粒機的設計18圖 GY 型凸緣聯(lián)軸器 確定軸的各段直徑和長度求出軸肩處的圓角半徑 的值。 合成的彎矩為 0?DB )()(211 ?????CVHc m9222cvM作軸的合成彎矩圖，如圖 (d)所示。b0??b1? a31 ???cac? 由文獻 [7]查得，對于 的 45 鋼，承受對稱循環(huán)變應力時的許用應aMPB力 ＞ 。就此玉米脫粒機來說，它的沖擊載荷和內(nèi)部的應力偏低，根據(jù)文獻 [7]，查得的設計材料可采用角鐵支撐。在本脫粒機上選擇的螺栓為:GB/T5782 M1250、GB/T5782 M1240 和 GB/T5782 M1020，應用此類螺栓,就可以滿足玉米脫粒機的動力需要。4 多功能切碎機的設計254 多功能切碎機的設計 多功能切碎機的設計要求根 據(jù) 前 述 功 能 ， 針 對 農(nóng) 家 用 小 型 多 功 能 切 碎 機 械 進 行 設 計 ， 要 求 其 具 有切絲，切片，切碎功能 。在m3m4040機架上的軸承座下方焊接有兩段橫梁，要求它的工作強度大，承載能力強，受沖擊載荷、彎矩、扭矩不會變形，因此這兩端橫梁選角鐵的厚度為 ，而它的高為 ，寬為 。 （入料口的一側(cè)與脫粒機的上蓋邊緣相切） ，這35?d546樣可以使玉米在進入脫粒機機體時，能夠很好的被釘齒滾筒上的釘齒打削（脫粒）。0?DT作軸的彎矩圖，如圖 (e)所示。軸的結(jié)構(gòu)圖如??451圖 所示。查文獻 [8]得，選用 GY 型凸緣聯(lián)軸器。玉米脫粒的瞬時沖擊很大，而且沖擊次數(shù)很頻繁，因此傳動軸的設計是很關鍵的一個步驟。由31?d18h于柵格式凹板是半圓筒型，所以鋼筋的兩端固定是采用半圓式的鐵條制成，而且，在凹板的三分之一處和三分之二處都有很薄的鐵條相連加固，相應的鐵條選為厚度為 ，寬度為 。由文獻 [7]查得圓盤的材料采用剛度和強度較好的 45 鋼制成，其上均勻分布著四個長方形的通孔，目的是為了固定安裝釘齒條。兩種釘齒條的結(jié)構(gòu)圖分別如圖 (a)、(b)所示。m圓盤將釘齒條固定，但由于釘齒條過長，因此，在主軸的三分之一處和三分之二處，采用直徑是 的鐵柱使釘齒條與主軸相連。玉米脫粒機的主要功能是脫粒，而釘齒條在工作中起到了重要作用，因此，釘齒條的設計是脫粒機的設計的主要部件。Z 釘齒的轉(zhuǎn)速當玉米脫粒機的釘齒滾筒快速轉(zhuǎn)動時，其上釘齒條上的釘齒同樣有一定的轉(zhuǎn)速，這個轉(zhuǎn)速源于主軸的轉(zhuǎn)速和釘齒的半徑。玉米脫粒之后，再將玉米粒經(jīng)過柵格式凹板，從凹板3 玉米脫粒機的設計11的縫隙漏出，順著斜滑板滑出機體，目的是將玉米和玉米芯分開。田字雙層組合式排列的電機與工作部件之間的動力傳動是靠帶傳動傳遞，通過裝拆聯(lián)軸器或皮帶的方法來實現(xiàn)單機或多機的工作，且相互之間互不影響，節(jié)省電力。 刃磨刀具功能根據(jù)設計要求，在多功能農(nóng)機中合理添加刃磨刀具的功能，該功能利用砂輪的高速旋轉(zhuǎn)，以達到將刀具刃磨鋒利的目的。其工作原理是利用一對磨片（齒盤式轉(zhuǎn)子和定子）相對旋轉(zhuǎn)，對送入研磨區(qū)的物料產(chǎn)生一定的擠壓力和剪切力，物料在經(jīng)過研磨區(qū)時，受到擠壓、剪切、剝刮等綜合作用，從而研磨成粉。 [6]對于常規(guī)的稻谷加工主要包括清理、礱谷及礱下物分離、糙米碾白、成品處理及副產(chǎn)品整理等工序。 碾米功能碾米是應用物理或者化學的方法，將糙米表面的皮層部分或全部剝除的工序。同樣通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)叉的前后移動可以調(diào)整切絲粗細。由文獻 [4]第 185 頁查得，一般小型玉米脫粒機滾筒轉(zhuǎn)速為 600～900r/min。通過走訪得知，農(nóng)家平時刃磨刀具基本上是在自制磨刀石上人工刃磨，而沒有機械化的磨刀裝置，為此在本設計中添加簡易的能滿足農(nóng)民刃磨刀具的裝置。一機多用是農(nóng)民對農(nóng)機具的迫切要求。改革開放以來，隨著農(nóng)村經(jīng)濟的提高和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的提高，全國人民的溫飽問題基本解決，使得農(nóng)副產(chǎn)品加工工業(yè)發(fā)展迅速，而且門類增多，在許多方面取得了重要成就。就當今我國農(nóng)村經(jīng)濟的現(xiàn)狀而言，廣大農(nóng)民迫切需要一種價格成本均可為普通農(nóng)戶家庭接受的多功能農(nóng)用機，以滿足農(nóng)戶家庭生產(chǎn)生活的需要。發(fā)展較迅速的精準農(nóng)業(yè)，其支撐技術(shù)是 3s空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策技術(shù)，即基于信息和先進技術(shù)為基礎的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)。主要表現(xiàn)在使用自動控制技術(shù)、人工智能技術(shù)、信息技術(shù)等。展望未來，中國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展將呈現(xiàn)以下幾個發(fā)展趨勢：農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展環(huán)境進一步好轉(zhuǎn)；關鍵環(huán)節(jié)機械化技術(shù)需求進一步擴大；畜牧業(yè)機械化生產(chǎn)關鍵技術(shù)將有較快發(fā)展；設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化技術(shù)與設備將會得到較快發(fā)展；促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保護環(huán)境的農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)需求將進一步擴大；農(nóng)機的升級換代技術(shù)需求強勁。我國加入 WTO 以后，農(nóng)業(yè)機械化所面臨的發(fā)展環(huán)境也必將發(fā)生巨大變化。40 年代起，歐美各國的谷物聯(lián)合收獲機逐步由牽引式轉(zhuǎn)向自走式。19 世紀至 20 世紀初，是發(fā)展和大量使用新式畜力農(nóng)業(yè)機械的年代?，F(xiàn)就國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展作簡要介紹。到公元前 8～前 3 世紀的春秋戰(zhàn)國時代，已經(jīng)擁有耕地、播種、收獲、加工和灌溉等一系列鐵、木制鋤頭。1850～1855 年間，先后制造并推廣使用了谷物播種機、割草機和玉米播種機等。 [2] 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)是我國的基礎經(jīng)濟、是國家發(fā)展的根本，機械化的普及，不僅使農(nóng)業(yè)加強了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)，同時也減輕了農(nóng)民的勞動強度。國外先進的農(nóng)業(yè)機械化水平及特點主要表現(xiàn)為：動力機械進一步向大功率、高速度、大型化方向發(fā)展，復式和聯(lián)合作業(yè)機械大幅提高農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)效率，衛(wèi)星定位、激光制導等高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械上得到廣泛應用，節(jié)約資源、保護環(huán)境、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的機械受到廣泛重視。這類機械的開發(fā)、引進和生產(chǎn)將是農(nóng)機技術(shù)升級換代的重要內(nèi)容。精準農(nóng)業(yè)主要發(fā)展以溫室為主的自動控制系統(tǒng)智能化研究，因此這也為我們指明了農(nóng)業(yè)機械裝備技術(shù)研究的發(fā)展方向。由此可以看出信息在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中舉足輕重的地位，信息化也將是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械技術(shù)一個必然的發(fā)展趨勢。針對這些情況，研究發(fā)明一種新型多功能組合農(nóng)用機械就更是必要的。中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深入，給中國農(nóng)機產(chǎn)品帶來了一個大市場。隨著中國農(nóng)村建設的不斷發(fā)展, 小型多功能農(nóng)用機械的用處將會越來越大, 其多功能、低價格的優(yōu)勢也將受到越來越多用戶的歡迎。現(xiàn)將以上功能加以簡述。此相對運動將料塊切成厚度均勻的薄片，切下的薄片從排料槽卸出。切碎機可切碎各種原料，如玉米稈、高梁稈、麥稈、豆稈、玉米秸、花生秧、紅薯秧、干雜草等各類雜糧干物料類，鍘切產(chǎn)品可用于各種飼料，供牛、羊采食，也可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高溫積肥，秸稈還田等。碾米機的分類形式有很多種，根據(jù)碾輥材料的不同，分為鐵輥、砂輥和砂鐵結(jié)合輥。由文獻 [5] 第 766 頁查得，適合農(nóng)村一家一戶式的小型碾米機其碾輥轉(zhuǎn)速為 750～1200r/min。 磨漿功能農(nóng)家若需磨漿，上述磨粉機也能將小麥、大米、小米、玉米、黃豆、芝麻、大豆、高梁等各類糧食在加水的情況下磨成漿，在此不再贅述。 確定總體布局及傳動方案對所設計的新型多功能組合農(nóng)用機，要形成結(jié)構(gòu)新穎緊湊，簡單實用，經(jīng)濟安全，易于操作，裝卸方便的多功能組合農(nóng)用機，其總體布局及傳動方案必須進行合理的設計，以便更好地發(fā)揮其功效。其總體結(jié)構(gòu)如圖 所示。機架要保持穩(wěn)定，以便做到機械在運轉(zhuǎn)過程中不會產(chǎn)生晃動、歪斜，造成人身危險。R攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文）13 釘齒滾筒的功率玉米脫粒機所需功率為 ，應由脫粒機的工作阻力和運轉(zhuǎn)參數(shù)求定，即：WP，計算求得10VFPW?? ???? 釘齒滾筒的設計釘齒滾筒主要由釘齒條、釘齒、端面圓盤組成。四條釘齒條均勻安裝在釘齒滾筒上。釘齒所受的脫粒力直接傳遞到釘齒條上，釘齒條承受著釘齒的切向力，所以釘齒條應該采用足夠強度和剛度的材料制成。為了使釘齒在釘齒條上的相對固定，在釘齒上增加小凸楞，與釘齒條上的小凹槽相配合，使釘齒和釘齒條固定。兩圓盤的厚度均選20?d 862為 ，其上的長方形孔高為 、寬為 。因為柵格式凹板要安裝在機架上，所以將柵格式凹板兩端的鐵條和中間的鐵條都焊接到機架上。此軸的設計如下。nTNm?根據(jù)以上計算，查文獻 [8]表 ，選取 GY3J1 型凸緣聯(lián)軸器。traF③ 軸上水平面內(nèi)所受支反力 根據(jù)公式 求得321LRtH???式中： —軸上 Ⅲ—Ⅳ段中心線到 Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一處的距離(232 )；2L m—軸上Ⅳ— Ⅴ段距左端三分之一處到右端 Ⅴ—Ⅵ段中心線之間的距離3(443 )。由經(jīng)驗公式及上面計算出的數(shù)值可得出。圖 上蓋結(jié)構(gòu)圖 機架的設計機架是玉米脫粒機的主要支撐部件，它是承擔所有來自軸、電機及凹板的沖擊和應力。軸承座安裝在機架的兩個縱向的、厚度是的角鐵上，通過螺栓與角