【正文】 Z]. 郴州；郴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院北 院，2009：1013]，這將嚴(yán)重影響玉米產(chǎn)量。因此，需要結(jié)合我國玉米脫?，F(xiàn)狀，研制出適合我國市場需求并且破碎率低、脫凈率高的玉米脫粒機。雖然玉米脫粒機的研究已經(jīng)取得了許多成果，但是仍舊存在一些不足。由于玉米脫粒過程的復(fù)雜性，迄今為止，國內(nèi)外對玉米脫粒過程的研究大部分采用的是試驗方法、高速攝像技術(shù)、經(jīng)驗方法以及統(tǒng)計分析方法或者連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的分析方法[[] Petre I. Miu. Mathematical model of threshing process in an axial unit with tangentialfeeding [J]. CSAE Paper，1997，2：217219]。運用這些方法對脫粒的機理進(jìn)行研究并研制出脫粒機，大量耗費人力物力，只能對脫粒過程的宏觀層面進(jìn)行分析，無法保證精度，并且作物與機械之間以及作物之間的相互作用考慮較少，取得的成果也不具有普遍意義。當(dāng)脫粒機種類的不同、作物種類的不同時參數(shù)還需要進(jìn)行重新安排實驗然后建立新的數(shù)學(xué)模型，增加了實驗的重復(fù)性，延長研發(fā)周期。 本文主要研究內(nèi)容我國市面上用的最多的脫粒機為釘齒滾筒式脫粒機。這種脫粒機采用打擊式原理將玉米粒從玉米果穗上脫落。這種脫粒方式雖然脫粒效率以及脫凈率比較高，但是對玉米籽粒的損傷較大。擠搓原理的脫粒機如今在美國等的發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到廣泛的推廣應(yīng)用并取代了打擊原理的脫粒機。擠搓原理脫粒機全面克服了釘齒式玉米脫粒機的缺點，不僅脫凈率高而且破碎率低，%[30]，適合種子玉米以及普通玉米的脫粒。因此本文主要設(shè)計一款運用擠搓原理的板齒式玉米脫粒機。本文采用基于離散元法的數(shù)字化設(shè)計方法研究玉米脫粒機的脫粒過程。該方法首先建立脫粒機的數(shù)字化模型，并在計算機上進(jìn)行物理仿真，根據(jù)仿真結(jié)果修改設(shè)計尺寸與結(jié)構(gòu)，然后再對修改后的脫粒機模型進(jìn)行仿真分析，直到得出符合要求的分析結(jié)果，從而實現(xiàn)對玉米脫粒機的優(yōu)化設(shè)計。本文首先繪制二維CAD草圖，建立PRO/E三維模型。然后通過課題組自主研制的AgriDEM軟件，采用離散元法對自行設(shè)計的板齒玉米脫粒機進(jìn)行仿真。通過改變滾筒轉(zhuǎn)速以及喂入量等變量，考察玉米脫粒機的脫粒效果：籽粒破碎率、果穗脫凈率、脫落籽粒沿滾筒軸向分布曲線等，以期對所設(shè)計的脫粒機的工作性能進(jìn)行優(yōu)化。7第2章 板齒玉米脫粒機總體結(jié)構(gòu)與工作原理第2章 板齒玉米脫粒機總體結(jié)構(gòu)與工作原理 板齒脫粒機基本結(jié)構(gòu)與工作過程板齒玉米脫粒機的基本結(jié)構(gòu)如圖21所示。玉米果穗由入料口進(jìn)入脫粒機，V帶輪將電機的功率傳動給脫粒滾筒使其轉(zhuǎn)動。入料口對應(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)。脫粒區(qū)的滾筒上安裝有16個板齒，滾筒外圍圍繞著柵格凹板。在脫粒區(qū)，玉米果穗在板齒的作用下順著柵格凹板做螺旋運動至排芯區(qū)。在脫粒區(qū)內(nèi)玉米果穗與果穗之間以及玉米果穗與凹板間相互擠搓，致使籽粒脫落。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，脫粒機排出玉米芯。玉米籽粒在脫落后通過柵格凹板的間隙進(jìn)入出料斗排出脫粒機。擠搓式玉米脫粒機的脫粒過程相對柔和，對果穗的沖擊力相對小從而玉米籽粒的破碎率比較低。1 機架 2出料口 3排芯口 4出料口壓板 5柵格凹板6入料口 7帶輪 8電機圖21 板齒玉米脫粒機基本結(jié)構(gòu) 板齒脫粒機工作原理擠搓式板齒玉米脫粒機充分應(yīng)用了仿生技術(shù)[[] 柳建安，李偉杰. 螺旋擠搓式玉米脫粒機的設(shè)計[J]. 農(nóng)機化研究， 2010(8)：8284]，脫粒區(qū)的板齒對玉米果穗的運動模仿了人工用手搓玉米。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動。板齒和滾筒軸具有一定的夾角，玉米果穗也同時被推向排芯區(qū)。因此玉米果穗在脫粒機內(nèi)的運動軌跡為螺旋線。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作，前一部分的板齒被設(shè)計成帶冠板齒。帶冠板齒先將局部籽粒擠掉，方便后續(xù)的脫粒。后一部分板齒為直板齒。排芯區(qū)隔板使玉米果穗充滿于脫粒倉內(nèi)，脫粒區(qū)的板齒推動玉米果穗時，果穗與凹板的相對運動為既滑動又滾動。從而達(dá)到擠搓玉米果穗使其脫下籽粒的效果。果穗與果穗之間也具有一定的壓力進(jìn)行充分?jǐn)D搓。因此可以脫掉所有的籽粒，保證脫凈率。 本章小結(jié) 本章詳細(xì)介紹了板齒式玉米脫粒機的基本結(jié)構(gòu)。并根據(jù)板齒式玉米脫粒機的工作過程以及工作原理分析此類玉米脫粒機在脫凈率以及破碎率等方面的優(yōu)點。9第二章 板齒玉米脫粒機總體結(jié)構(gòu)及工作原理第3章 板齒玉米脫粒機脫粒元件設(shè)計 板齒設(shè)計 板齒作用板齒是脫粒機脫粒時的主要脫粒部件。板齒設(shè)計的好壞直接關(guān)系到玉米脫粒機的脫粒質(zhì)量。在脫粒機工作時，脫粒滾筒上的板齒勻速轉(zhuǎn)動，對玉米果穗做擠搓作用，并且?guī)佑衩坠胂蚺判緟^(qū)運動。 板齒樣式及尺寸本設(shè)計板齒分為兩種，分別為帶冠板齒以及平板齒。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作，前一組的板齒設(shè)計成帶冠板齒。帶冠板齒先將局部籽粒擠掉，方便后續(xù)的脫粒。后一部分板齒為平板齒。因為在脫粒機工作時板齒與玉米果穗頻繁接觸，需要保證板齒硬度、強度、疲勞強度、耐磨性以及韌性等，故將平板齒以及帶冠板齒的頂部進(jìn)行淬火處理。在主軸上安裝有十六個板齒，其中前八個為帶冠板齒，后八個為平板齒，十六個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100毫米，如圖3圖32所示。圖31 帶冠板齒的設(shè)計 圖32 平板齒的設(shè)計 電動機設(shè)計 板齒玉米脫粒機所需功率板齒玉米脫粒機的主要工作部件是脫粒滾筒。滾筒上安裝有板齒，板齒由滾筒帶動并推動玉米果穗做螺旋運動。滾筒轉(zhuǎn)速是由滾筒上安裝著的板齒的頂部的線速度所決定的。滾筒轉(zhuǎn)速必須保證不能傷害玉米籽粒。玉米籽粒含水率較低進(jìn)行脫粒時，相對容易破碎。由文獻(xiàn)[30]可知，13%。玉米籽粒從高處落下撞擊地面相當(dāng)于高速與板尺接觸。因此可以計算出滾筒外緣的最大線速度。根據(jù)公式：和 式中：S為實驗物料距離地面高度，單位為m；g為重力加速度，；t為下落時間，單位為s；v為下落至地面時的瞬時速度，單位為m/s。當(dāng)S=，由上式可得m/s。因此脫粒滾筒外緣即板尺頂部的線速度不得大于4m/s。若滾筒線速度太小會影響脫粒效率。還需考慮凹板的曲率對玉米脫粒機脫粒效果的影響。當(dāng)脫粒機較大時選取較高值，脫粒機較小時選取較小值。本設(shè)計為設(shè)計一臺小型的板齒玉米脫粒機，因此設(shè)計線速度v=。根據(jù)資料[[] 王廷福. 低破碎玉米脫粒機的設(shè)計與分析[D]. 甘肅；甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2008：17]，平均每個板齒受到156N的力。因此16個板齒的總受力為：N。因此當(dāng)玉米脫粒機進(jìn)行脫粒時，受到2496N的切向力。式中：為平均每個板齒所受到的力；為脫粒時參與脫粒板齒的個數(shù)。當(dāng)板齒玉米脫粒機工作時，脫粒滾筒上的板齒快速的轉(zhuǎn)動，這時滾筒轉(zhuǎn)速為：r/min式中：為板齒齒頂線速度；N軸為脫粒機主軸的轉(zhuǎn)速；D頂為板齒齒頂距離滾筒軸心的距離。全套CAD圖紙（4張A0），畢業(yè)論文+外文翻譯+文獻(xiàn)綜述+開題報告需要的聯(lián)系，292418264415