目录I绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (2)1.2 国内外发展现状 (3)1.2.1国外现状 (3)1.2.2国内现状 (4)1.3本课题研究内容 (5)1.3.1主要计算参数 (6)1.3.2工作原理 (6)1.3.3工作过程 (7)II整体设计 (8)2.1脱粒机机械传动系统设计 (9)2.2活齿式脱粒滚筒 (11)2.3活动齿 (15)III零件设计 (18)3.1强度与刚度计算 (18)3.2主轴优化 (18)3.3校核可靠度 (21)参考文献 (22)致谢 (22)I绪论1.1课题研究的目的和意义水稻是我国的主要粮食作物，具有单产量最高，总产量最稳定的特点。
近些年水稻种植面积处于稳步上升的状态。
在目前水稻收获机械多种形式并存条件下，为了满足广大用户茎杆需求量的不断提高，在消化吸收国内外同类机型的基础上，设计一种水稻半喂入脱粒机械，该机采用夹持喂入、弓齿滚筒脱粒、风扇清选等机构，使其具有结构简单、体积小、重量轻、脱粒质量好等特点。
该机也适合小麦的脱粒。
近几年, 随着联合收割机易地作业范围的不断扩大, 联合收割机发展十分迅速, 使脱粒机市场受到一定冲击。
在这种形势下,联合收割机、脱粒机和割晒机将如何发展,脱粒机还没有发展前途, 这是脱粒机生产企业和经营部门普遍关注的问题。
据不完全统计, 目前我国种植面积基本稳定在 3 000 万, 2hm以1998年为例, 全国小麦机收面积为 1 800万2hm, 由割晒机收割后脱粒的收获hm,其中联合收割机收获面积为800 万2面积为1 000 万2hm。
联合收割机和割晒机的收获面积分别占小麦种植面积的26. 7 %和33. 3 %。
此外还有 1 200万2hm的山区和丘陵小块地的小麦收获,还全靠人工收割后, 由脱粒机械进行脱粒加工。
因此,脱粒机械的作业量目前仍占全国小麦种植面积的70%左右。
再看我国的水稻、玉米和杂粮的机收情况。
据不完全统计,全国水稻机械化联合收获作业面积仅为种植面积的7. 3 %, 还有92. 7 %的水稻仍靠脱粒机械进行脱粒加工; 玉米机械化联合收获的面积仅占全国玉米种植面积的0. 2 %,而且,目前我国生产的玉米联合收获机大部分只具有摘穗、剥皮和秸秆粉碎等功能, 籽粒的脱粒还要依靠玉米脱粒机来完成。
黑龙江是我国种植大豆面积最大的省, 大豆机收水平列全国之首, 机收面积占种植面积的2%,其他省种植的杂粮、玉米和高粱等的脱粒加工有80 %以上需要靠脱粒机或人工来完成。
综上所述, 尽管近几年联合收割机的发展迅猛, 但由于我国地域辽阔, 气候和地理条件以及栽培品种、种植方式有较大的差异,加上经济发展不平衡, 有些联合收获机械的性能和部分关键技术尚不成熟,在今后一段时间内, 脱粒机在我国的粮食作物收获作业中, 特别是在山区、丘陵小块地、间作套种和杂粮种植地区仍是不可缺少的作业机具。
本文针对水稻脱粒问题，对一种半喂入脱粒进行设计与计算，为该机的进一步研究奠定基础。
由于场地运输及动力源的限制，原有的大中型脱粒机都准于适应山区农业的生产，特别是北方农村仍采用轱辘碾，人力清洗的原始作业方式，劳动力浪费严重。
现有小型纹杆式、钉齿式脱粒机因堵塞缠绕消耗较大，仍需三相电动机拖动。
由于三相电源缺乏，单相电源普及，急需一种脱粒机以单相电机为动力，实现脱粒精选联合作业。
因此，现结合所学机械结构设计、优化设计、可靠性设计等知识，设计一种实用型活齿脱粒机，以提高自身机械设计水平，提高机械工作效率，减少人力损耗。
通过对机构的设计，提高绘画、CAD、装配、工艺等方面的能力，加强理论与实践的结合。
设计任务书:设计要求：实现机器自动脱粒，分选水稻等常见农作物，减少人工劳动力消耗，占用较小的空间移动灵活，可较方便更换工作地点。
适应当地运动，减少动力源的限制，适合普通农业生产作业。
使用条件：由单相电动机驱动适宜山区农业生产，解决了三相电源缺乏的问题。
山区农业面积小，较分散。
本机器都能适应此环境，而且维修更换零件简单，工作适应性强。
1.2 国内外发展现状1.2.1国外现状从世界范围看，农业起源中心主要有3个：东亚、中南美洲和西亚。
中南美洲起源中心主要就是南美。
南美原始农业具有明显的特点。
在种植业方面，很早就形成以种植马铃薯、倭瓜和玉米的格局，不同于东亚中国北方以粟黍为主、南方以水稻为主，也不同于西亚以种植小麦、大麦为主。
日本久保田水稻联合收割机、三久、金子谷物烘干机、中型拖拉机、埋草旋耕机等一大批国内外先进适用的机具得到较好的推广应用, 加快了我国1.5系列水稻联合收割机技术改造和完善，成为水稻收获机械的主导机型，大大提升了我国水稻收获机械的整体技术水平。
目前，全世界的可耕地大约有32亿公顷，现在已开发的为13.7亿公顷，尚不到可耕地的50%。
就世界上的耕地资源来说，在南北美洲和澳洲及亚洲的北部还有大量未开发的后备耕地和休耕的耕地。
但是，鉴于气候和水资源等原因，真正可供开发的耕地资源并不多。
南美洲是世界上最后一个依然还有大量未开垦土地的地方，被誉为“21世纪世界粮仓”。
该地区在巴西的带领下，过去十年来的农产品出口呈现爆炸性增长。
由于南美洲国家实施市场导向的经济政策，同时农艺学得到长足进步，致使从前不可耕种的热带土地能够转变成农用地，而且农业生产力水平超过了美国和欧洲，因此出现了这种新的增长。
大规模经营的资本主义大农牧场、大种植园主要生产供出口的经济作物和其他农牧产品，专业化、机械化程度较高；同时并存数量庞大的个体农户，除部分以生产粮食作物为主的自给性农业外，也为国内外市场提供大量农牧产品。
因此，小型水稻脱粒机不能满足生产作业的需要，所以大中型水稻脱粒机已经得到了广泛的应用。
但是适合人均耕地面积少、缺乏先进适用机具广大的农民的小型脱粒机。
1.2.2国内现状按“因地制宜、分类指导、重点突破、全面推进”的原则，抓关键环节和适用技术，大力推广水稻收获机械，积极做好组织服务工作，提高水稻机收水平。
机械化收获是水稻生产的一个主要环节，也是推进水稻生产全程机械化的难点之一。
针对水稻生产机械化中存在的某些技术难题，各地农机部门积极立项研究，大胆探索试验，对小型收获机械的改进与推广，对气吸式水稻播种机的研制，对动力脱粒清选机的开发等，为选择、推广水稻生产机械及技术提供了科学依据。
广东省在推进水稻生产机械化的过程中虽然做了大量工作，但由于原来的基础薄弱，受一些深层次的因素影响较大，导致水稻生产主要环节的机械化水平仍然较低，栽植、烘干机械很难推广，耕种收综合机械化水平远远低于全国平均水平，处于中下游位置，与先进的省份相比差距较大。
同时，为加大水稻机械化生产的宣传、推广、示范的力度，引导广大农民采用先进的机械进行水稻生产，在进行水稻生产全程机械化试点的同时，又确定象州、灵川、贺州和北流4个粮食生产大县作为水稻生产机械化示范县，筹措资金190万元，建立水稻生产示范基地。
我国对中小型脱粒机的应用还不是很全面和完善，本着这个宗旨我选择了这个课题以增强和提高我国在小型脱粒机方面的技术。
以满足人均耕地面积少、缺乏先进适用机具广大的农民。
1.3 本课题研究内容水稻是我国的主要粮食作物，具有单产量最高，总产量最稳定的特点。
近些年水稻种植面积处于稳步上升的状态。
在目前水稻收获机械多种形式并存条件下，为了满足广大用户茎杆需求量的不断提高，在消化吸收国内外同类机型的基础上，设计一种水稻半喂入脱粒机械。
近几年, 随着联合收割机易地作业范围的不断扩大, 联合收割机发展十分迅速, 使脱粒机市场受到一定冲击。
在这种形势下,联合收割机、脱粒机和割晒机将如何发展,脱粒机还没有发展前途, 这是脱粒机生产企业和经营部门普遍关注的问题。
据不完全统计, 目前我国种植面积基本稳定在 3 000 万, 2hm以1998年为例, 全国小麦机收面积为 1 800万2hm, 由割晒机收割后脱粒的收获hm,其中联合收割机收获面积为800 万2面积为1 000 万2hm。
联合收割机和割晒机的收获面积分别占小麦种植面积的26. 7 %和33. 3 %。
此外还有 1 200万2hm的山区和丘陵小块地的小麦收获,还全靠人工收割后, 由脱粒机械进行脱粒加工。
因此,脱粒机械的作业量目前仍占全国小麦种植面积的70%左右。
再看我国的水稻、玉米和杂粮的机收情况。
据不完全统计,全国水稻机械化联合收获作业面积仅为种植面积的7. 3 %, 还有92. 7 %的水稻仍靠脱粒机械进行脱粒加工; 玉米机械化联合收获的面积仅占全国玉米种植面积的0. 2 %,而且,目前我国生产的玉米联合收获机大部分只具有摘穗、剥皮和秸秆粉碎等功能, 籽粒的脱粒还要依靠玉米脱粒机来完成。
黑龙江是我国种植大豆面积最大的省, 大豆机收水平列全国之首, 机收面积占种植面积的2%,其他省种植的杂粮、玉米和高粱等的脱粒加工有80 %以上需要靠脱粒机或人工来完成。
综上所述, 尽管近几年联合收割机的发展迅猛, 但由于我国地域辽阔, 气候和地理条件以及栽培品种、种植方式有较大的差异,加上经济发展不平衡, 有些联合收获机械的性能和部分关键技术尚不成熟,在今后一段时间内, 脱粒机在我国的粮食作物收获作业中, 特别是在山区、丘陵小块地、间作套种和杂粮种植地区仍是不可缺少的作业机具。
本文针对水稻脱粒问题，对一种半喂入脱粒进行设计与计算，为该机的进一步研究奠定基础。
1.3.1 主要计算参数在水稻籽粒含水13%-18%，谷草比1：1.5的情况下连续喂入，其技术参数为：单位功率生产率：>240kg/(kw·h)脱净率： >95%破碎率： >3%转速： >1500/min入口间隙： >20-30mm出口间隙： >4-10 mm滚筒直径： >φ400mm喂入方式：半喂入外型尺寸： 1300×950×1100mm整机重量： 60kg1.3.2工作原理由图示1，作业时，谷物由喂料斗送入凹板与滚筒之间，经滚筒高速旋转脱粒作用积草口排出籽粒和颗壳穿过凹板通过风选颗壳飞出机外洁净的籽粒从出粮斗装袋。
执行机构有滚筒、风筒、凹板。
其中风筒由风扇、箱体、斜导板构成。
执行机构运动尺寸综合：机械运动和动力设计重要构造滚筒要脱水稻，小麦粒，则应该考虑到水稻小麦的大小、形状，由于该脱粒机选用半喂入式，所以脱粒后会产生稻杆，所以执行机构必须采用过滤装置。
图1-1水稻半喂入脱粒机结构示意图1.滚筒2.脱粒齿3.副滚筒4.副滚筒脱粒齿5.振动线筛6.副滚筒筛7.滚筒凹板筛8.出粮筒9.籽粒推运气10.风扇11.机架12.喂入链1.3.3工作过程工作时将作物整齐地搬到作物铺放台上，穗头朝向滚筒成一倾角度，均匀连续地喂入夹持链与夹持台之间，禾把随着链条移动，穗头部分被带入滚筒腔内，在滚筒齿的连续梳刷和打击下，脱粒干净。