山大学毕业设计用纸电驱动谷物收集机设计作者李剑井冈山大学机电工程学院，江西吉安指导老师杨元模摘要本论文研究目标是设计种具备结构简单操作简便安全性好可靠性高工艺性好清扫干净去尘性好的谷物收集机。主要研究和设计的内容有清扫机构设计，绞龙机构设计，链轮机构设计扬谷器机构设计，机器底座结构设计，传动机构设计整体工艺结构设计研究方案进行市场调研，了解各类谷物收集机的结构，掌握其传动原理。根据机器所要达到的功能选材，设计结构，分析计算。分析计算结果初步制定各零件尺寸，建立模型，并进行装配用软件模拟各种条件进行受力分析并校核主要零部件的强度。最后确定各零部件的结构尺寸。用软件绘制零件图及装配总图，并用软件绘制二维装配图及零件图编写设计说明书。关键词谷物收集机搅龙机构链轮刮板机构扬谷器机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸，机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸第章绪论课题提出的依据和意义国内外研究现状及发展趋势课题研究内容课题研究方案第二章清扫机构设计清扫机构设计清扫机构选型第三章传送机构设计简述传动机构带轮参数设计及其计算第四章绞龙机构设计绞龙设计搅龙的选型第五章换向机构换向机构的构成齿轮设计第六章机身设计底板设计侧板设计第七章扬谷器机构设计扬谷器的组成链轮设计第八章底板设计底板的结构设计第九章脚轮设计脚轮夹板的设计轮子的设计参考文献致谢机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸第章绪论课题提出的依据和意义水稻是我国主要粮食作物之，种植面积近万，产量近亿吨，约占世界水稻种植面积的，产量占世界总产量的。占全国谷物种植面积，产量占全国粮食产量，实现水稻生产机械化在我国农业机械化工作中的份量是不言而喻的。南方水稻的产量占全国的，而南方双季稻地区的水稻机收割水稻更是远远低于全国水平。南方多丘陵梯田，地区的季节性作业环境差异也大，因此水稻联合收割机不便于在这些情况下工作。此外，土地分散经营使得大型联合收割机生产率下降并且成本增加，在这种情况下只能采用小型联合收割机或手工进行收割，而当采取这些方式时，就不能次性将稻谷从田间到粮食待食品，生产周期变长，期间就增加了晒谷，收谷等步骤，因此为了提高此过程的生产率，谷物收集机便应运而生。中国农村实行家庭承包责任制，因此对小型的谷物收集机的需求比较大，而谷物收集机不仅结构简单收割效率好，还应该价格便宜操作方便，适用于南方丘陵稻区工作。这具有重要的理论意义和实际应用价值。国内外研究现状及发展趋势国外谷物收集机的发展早起对农业的生产处于停滞状态，进入世纪年代以后，发展较快。发达国家对于此方面的机器研究处于萎缩状态，而大多研究开发大型联合收割机。对于不发达国家和部分发展中国家，研究较热，总的来看其发展趋势是向高效大型化发展由牵引式向自走式发展向系列化通用化发展④提高整机的使用寿命整机自动化程度高。国内谷物收集机的发展在农业生产上起步较晚，改革开放后，随着科学技术的发展，对农业中的收集机研究逐步升温，为适应国内各地区情况，谷物收集机的品种也不断增多，性能不断提高。基于本国国情，谷物收集机具有良好的前景。机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸本课题研究的内容和方案课题研究内容清扫机构设计绞龙机构设计链轮机构设计扬谷器机构设计机器底座结构设计传动机构设计整体结构设计课题研究方案进行市场调研，了解各类谷物收集机的结构，掌握其传动原理。根据机器所要达到的功能选材，设计结构，分析计算。分析计算结果初步制定各零件尺寸，建立模型，并进行装配用软件模拟各种条件进行受力分析并校核主要零部件的强度。最后确定各零部件的结构尺寸。用软件绘制零件图及装配总图，并用软件绘制二维装配图及零件图编写设计说明书。图总装配机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸第二章清扫机构设计清扫机构设计清扫机构选型清扫机构是谷物收集机的重要工作部件，它的功用是将地上的谷子清扫到谷槽板中。目前市场上的大多清扫机构的叶片为三个扫片，而本方案在此处进行创新和改进，采用双扫片和双刮片，形成四个叶片。顾名思义，扫片的作用主要是清扫地上的零碎谷粒，而刮片的作用是当地上谷物较厚是为减小扫片的损伤和增加扫片的柔性，使厚层谷粒更容易进入谷槽以及使扫片清扫零碎谷粒更加的干净。这样挂扫就能使得谷物清扫的相当的干净。绿色部分为扫片，灰色部分为刮板图扫轮清扫机构的设计分析轴的设计轴的设计包括轴的长度直径键槽位置，与刮板扫片的联接等部分，据调查研究发现，考虑整个机器的尺寸，尽量在保证定的扫谷效率的情况下缩小整体尺寸，使机器简单灵便。结构设计轴的设计包括轴的长度直径键槽位置，与刮板扫片的联接等部分，据调查研究发现，考虑整个机器的尺寸，尽量在保证定的扫谷效率的情况下缩小整体尺寸，使机器简单灵便。实体图如下机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸图扫轮轴设定数据有总长度为，带燕尾槽长度为，中间部分横截面直径为，键槽部分参照标准键设计，燕尾槽在考虑便于联接，保证定的强度下进行设计，具体尺寸见零件草图。图扫轮轴零件草轴的校核针对已设计的轴在实际工作情况下，校核轴的强度和刚度。首先根据受力情况及受力的位置作出受力图如下图受力分析图机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸进行扭转强度的校核根据工作条件，扫轮轴所受的轴向力很小，可忽略不计，主要受到径向力的作用，因此主要进行径向载荷分析。计算扫轮轴的功率由电动机的输出功率为，电动机传动效率为，带轮传动每级传动的效率为，齿轮传动的效率为，因此可得扫轮轴的功率为扫轮轴的转速由第三章带轮的传动比及带轮直径可计算得计算扫轮轴的转矩由公式可计算得计算所以由所以根据以上数据可画出弯矩图及转矩图如下图弯矩图图扭矩图轴的扭转强度条件为机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸式中扭转切应力轴所受的扭矩•轴的抗扭截面系数轴的转速轴的传递功率计算轴截面处轴的直径许用扭转切应力由于选用的材料为钢，其根据段的直径最小，由公式可知，扭转应力最大，则段的，因此强度符合要求。轴的刚度校核根据经验可知，在强度足够和此类工作情况下，刚度足够，因此无需校核。轴承设计根据各项尺寸要求以及结构工艺性要求，初步选用轴承。对轴的校核可知，轴承所受的的径向载荷与大小相等，方向相反。而横向载荷忽略不计，因此当量动载荷为载荷系数，其选用表载荷系数载荷性质举例无冲击或轻微冲击电动机汽轮机通风机水泵等中等冲击或中等惯性冲击车辆动力机械起重机造纸机冶金机械卷扬机机床等强大冲击破碎机轧钢机钻探机振动筛等因运转平稳，无冲击，因此，则则根据轴承的寿命公式机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸选用的轴承型号为，可知参数，基本额定动载荷，转速代入各数据可求得，因此轴承负荷要求刮板的设计刮板与轴联接部分参照轴上得燕尾槽进行设计，圆弧部分采用在受力情况下对刮板的损伤程度最小设计，原理上设计刮板尾部到轴的中心的垂直距离为，但为减少刮板尾端与地面的摩擦，减少，高度设定为，这样既避免了过度摩擦使刮板受损严重。增加刮板的寿命，又能容易得刮起稻谷。图刮板扫片的设计扫片由于采用中度塑性软刷毛，具有定的韧性和柔韧度，不易磨损，使用寿命长，其与轴联接处的段于刮板相同，其侧面使用弹性系数高的钢片，依靠弹性恢复力将刷毛加紧并切于轴的两侧，刷毛末端到轴的中心垂直距离为，将多余零碎的谷物收集起来。图扫片键的设计按照国家标准根据配合轴的直径，选取标准件，为满足配合带轮长度要求，在键的承受范围内适当加长图键机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸第三章传送机构设计简述传动机构本设计产品传动机构机构主要包括带轮传动，绞龙传动，链轮传动，本章主要对带轮机构设计分析计算，绞龙机构和链轮机构分别放在其它章节进行分析带轮参数设计及其计算首先根据扫轮转速范围般为，链轮转速般少于，即，因此选取电动机型号为，功率为，转速为。为电动机的转速，为号带轮与绞龙轴转配在起，因此可以确定带轮的直径，带轮的直径，带轮的转速小于，此传动比符合要求。可求得在内，符合转速要求并可初步确定带轮的直径带轮安装在绞龙轴上，带轮的直径带轮安装在扫轮轴上图传动机构带轮和带轮再配合对齿轮是用来换向的，所以由带轮到带轮，再由带轮到带轮，之间的传动比跟带轮到带轮是样的。带轮的直径需根据换向机构设计中两轴的中心距离设定，现设为，根据普通带轮的基准直径系列表表普通带轮的基准直径系列机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸因此选择带轮的型号及基准直径为型的和以及和。带轮结构设计根据机械设计手册，为配合轴的直径采用实心式结构，采用腹板式。再结合制造难易程度将带轮做成腹板式，带轮做成实心式型带设计普通型带的带型分为种，横截面尺寸如下表表带的截面尺寸型带带轮，具体参数节宽，顶宽，高度，横截面积图型带带轮带槽设计带槽的横截面也就是型带的横截面，因此按照型带来设计带轮槽机电工程学院机械系机械设计制造及其自动化班学生李剑毕业设计第页共页井冈山大学毕业设计用纸第四章绞龙机构设计绞龙设计联合收割机上的搅龙，用来输送割台割下