毕业设计（论文）-小型水稻联合收割机设计.docx

毕业论文（设计）题目：小型水稻收割机设计姓名：刘正仪学院：专业:班级：学号：指导教师：2018年月日摘要IAbstractII1绪论11.1 研究的目的和意义11.2 水稻收获机的发展现状22总体方案设计72.1 谷物收获的农业技术要求72.2 总体结构设计72.3 工作原理83收割部分的设计93.1 拨禾轮的设计91. 1.1拨禾轮的结构设计93. 1.2拨禾轮的工作原理94. 1.3拨禾轮主要性能参数的确定113.2 割台螺旋推运器的设计163.2.1 割台螺旋的设计173.2.2 伸缩扒指的设计183.2.3 伸缩扒指主要参数的确定194脱粒装置的的设计214.1 脱粒的原理214.2 脱粒滚筒设计214.3 链传动的设计244.4 传动系统总体结构的设计25总结35参考文献36致谢38摘要小型水稻收割机的价格相对来说较为低廉，非常适合联户以及生产队使用，且耗能少,便于移动，在未来的自动化农业中定会大显身手。本文设计的水稻收割机可一次性完成收割、脱粒、分离环节。该收割机的体积小、重量轻，操作简易，通过性与适应性好，解决了大型收割机在地理位置较差的地方遇到的问题，例如在丘陵、山区难以行进。该机采用全喂入、轴流式滚筒脱离机构收割，破碎率低，分离性好。本文设计的水稻收获机是将收割和脱粒装置用中间输送装置连接成为一体的机构，现在已经得到广泛的应用。其中收割和脱粒装置是其重要的组成部分。收割装置功用是切割作物，并将作物运向脱粒装置，它由拨禾轮、切割器、分禾器和输送器等组成。脱粒装置功用是将谷粒与杂禾叶分离，它主要由脱离滚筒、出粒蛟龙、过滤筒等组成。本收割机具有结构简单、成本低廉、使用方便的特点，缩小了联合收获机的体积并减轻机重，对多种作物均有较好的适应性。关键词：小型水稻收获机；收割；脱粒；滚筒；拔禾轮；AbstractThepriceofthesmallriceharvesterisrelativelylow,anditisverysuitablefortheuseofthecombinedandproductionteams,withlessenergyandeasytomove,anditwillbeveryimportantinthefutureautomationagriculture.Theharvesterdesignedinthispapercanfinishharvesting,threshingandseparatingatonetime.Theharvesterhassmallvolume,lightweight,easyoperation,goodadaptabilityandgoodadaptability.Itsolvestheproblemsofthelargeharvesterwherethegeographiclocationispoor,forexample,itisdifficulttotravelinthehillyandmountainousareas.Themachineisharvestedwithfullfeedandaxialflowdrumdetachingmechanism,withlowcrushingrateandgoodseparability.Thericeharvesterdesignedinthispaperisamechanismthatconnectstheharvesterandthreshingdevicewiththeintermediateconveyingdevice.Nowithasbeenwidelyapplied.Thecuttingtableisanimportantpartofit.Thefunctionofthereaperistocutthecropandcarrythecroptothethreshingdevice.Itismadeupofthepulley,thecutter,thedividerandtheconveyor.Thisharvesterhasthecharacteristicsofsimplestructure,lowcostandconvenientuse.Itreducesthevolumeofthecombinedharvesterandreducestheweightofthemachine.Ithasgoodadaptabilityformanykindsofcrops.Keywords:smallriceharvester;harvesting;threshing;roller;pulley;1绪论1.1 研究的目的和意义水稻是我国第一大粮食作物，不到3O%的水稻种植面积，生产了约占世界总产量4O%左右的粮食。近些年水稻种植面积处于稳步上升的转状态。在目前水稻收获机械多种形式并存的条件下，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型机型的基础上，设计一种水稻半喂入式的脱粒机械，该机械采用夹持喂入、弓齿滚筒脱粒、风扇清选等机构，使其具有机构简单、体积小、重量轻、脱粒质量好等特点。近几年，随着联合收割机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的冲击。在这种形式下，联合收割机、脱粒机和割晒机将如何发展，怎么发展，脱粒机还有没有发展前途，这是脱粒机相关方面应当高度关注的问题。据统计，目前我国的种植面积为4.3亿亩，此外还有1200万hm2的山区和丘陵小块地的小麦收获全靠人工收割后，再由脱粒机械进行脱粒。所以，脱粒机械对农作物的收获还占有很大的工作量。我国的水稻、玉米、小麦等农作物机械收割的状况。据不完全统计，我国水稻机械化收获的作业面积仅仅只占总种植面积的7.3%,绝大多数的水稻脱粒仍然靠脱粒机进行脱粒；玉米机械收获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，籽粒的脱粒还要靠脱粒机来完成。就全国范围来说，对于农作物的收获脱粒80%以上要靠脱粒机和人工来完成。终上所述，尽管近年来联合收割机的迅猛发展，但是由于我国幅员辽阔、气候地理条件加上种植方式的差异，以及不同地区的经济发展的不平衡、联合收割机械的广泛应用还有相当长的路要走。因此，在今后的相当长的的时间内，脱粒机在我国农作物的收获中，尤其是边远的山区、丘陵地带，脱粒机仍然是主要的不可或缺的农业收获机械。水稻是我国主要种植的粮食作物之一，2006年全国耕地面积12204.69万hm2,水稻种植面积约2929.46万hm2,占世界水稻种植面积的20%,居世界界第二；总产量约2亿t,占世界稻谷总产量的35%,位居世界第一。全国农业机械总动力为7.26亿kW,每公顷耕地拥有农机动力为5.77kW,机械化耕地、水稻种植和收获作业水平分别为55.39%、9%和38.8%,水稻生产耕种收获综合机械化水平达36.5%。由于我国幅员辽阔，地形复杂，而水稻的种植收获受气候条件、地理环境、耕作制度、经济条件等诸多因素的影响，各地栽种水稻的方式、方法大不相同，从而导致水稻生产机械化发展缓慢，生产力落后。并且种植方式除少数农场外，大多数是农户经营，田块比较小，而且在收获时田间比较湿软，因此我国水稻收获的机械化水平比较低。水稻收获方式主要有：人工收获、割晒分段收获和联合收获3种，在人工收获中，由人工完成整个收获过程，时间长、效率低、费工费力且损失浪费严重。据测算，人工割、捆、垛、运及脱粒等总损失率10%25%,而割晒分段收获由割晒机进行收割，然后由人工进行捆束、脱粒、清扬和晒场。这种收获方式较人工收获提高了收割效率，且有利于水稻后熟和改善米质，同时可借助通风和日晒降低水稻含水量，便于脱粒，减少烘干和晒场的作业量，但是整个收获过程还需很多劳力配合，工效仍较低，谷粒的总损失较大。若使用水稻联合收割机进行收获，则可以一次性完成收割、脱粒、清选及装袋等过程，不仅大大提高了收获效率，降低了收获成本而且损失率仅为1%5%。国产水稻收获机与欧美和日韩机型相比，在性能上仍存在较大的差距。首先，由于制造材料和制造工艺的水平较低，整机质量较大，从而限制了其在土质松软和泥脚深的水田中作业，收获机通过性较差，跨区作业适应性不强。其次，国产水稻收获机可靠性较差，故障率偏高。与小麦相比，水稻收获期很短，要求收获机在短时间内完成水稻的大面积收获，并需要跨区作业，从而导致收获机工作环境复杂，工作条件恶劣，甚至需要长时间超负荷工作。这些都对收获机的可靠性提出了严格的要求。再次，国产收获机由于技术水平有限，作业性能难以达到当地农艺要求。因此，研制一种新型轻便的水稻收获机收割装置，把更多的农民从艰苦的劳动条件下解放出来，大幅度提高劳动生产率，对农民来说是最实惠的。同时，小型水稻收割机的价格相对来说较为低廉，非常适合联户以及生产队使用，且耗能少，便于移动，在未来的自动化农业中定会大显身手。1.2 水稻收获机的发展现状1800年，一固立式打谷机，“地猪牌”在美国得到广泛应用，木架式的推家上固立滚筒进行打谷，手工进行分离清选。以后产生了具有抖动特点的分离装置。1850年后，自动喂入、解捆、谷粒处理等出现，并逐渐发展完善。在本世纪以前，是把收割和脱粒看作完全独立考虑的到了本世纪提出了降低成本和缩短作业时间都要求，希望制成切割器和脱粒装置作合在一起的收割机。这种想法是在140多年以前在美国作业记的，HO年前制成了机器，70年前，开始用带了发动机的联合收割机，近代的自走式联合收割机大约是在40多年前制成的。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了较好的推广应用，加快了我国水稻联合收割机技术的改造和完善，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，全世界的可用耕地大约有32亿公顷，已开发的有13.7亿公顷，未达到可用耕地的一半。就总的耕地资源来说，在南美和澳洲以及亚洲的北部还有大量的耕地未开发。但是由于气候等原因，真正可供开发的耕地并不多。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，也为国内市场提供大量的农牧产品。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。近几年我国小型水稻脱粒机的设计也有了一定的基础，并且不断地在它的研发上取得了快速的进展，我国通过对外国先进的脱粒技术的吸收和对主要零部件的改进，使得小型水稻脱粒机的结构和性能有了很大的提高，现在已经可以生产出操作方便、经济实用的小型水稻脱粒机，为我国水稻脱粒机的发展和推广起到了极大的作用。目前，我国水稻收获机主要有以下几种类型：1）按喂入方式，可分为全喂人式联合收获机和半喂入式联合收获机。全喂入式联合收获机结构简单，成本低廉，适合地形较好的平原地区大面积作业；半喂入式联合收获机生产效率高，收获损失小，适用范围更加广泛。2）按配置结构，可分为自走式和背负式两种。背负式收获机主要与手扶拖拉机以及8.8347.8kW的四轮拖拉机配套使用，以拖拉机作为动力，降低了购机成本。而自走式收获机工作稳定，效率高，已经逐渐取代了背负式收获机，成为水稻收获机的主要发展趋势。3）按行走方式，可分为轮式和履带式两种。轮式行走机构结构简单，成本较低，在长江以北土质较好的平原地带以及田地分散的丘陵山区地带使用较为普遍；履带式行走机构附着力强，适宜在泥地和水田中作业。4）按脱粒方式，可分为梳脱收获和喂人式收获两种。喂人式收获即先将植株获下后整体经过脱粒装置进行脱粒；而梳脱收获又称为获前脱粒，即先进行脱粒操作，再将植株获下。梳脱收获可以大大减少进人脱离装置中的物料的草谷比例（仅为180.48）,从而减少功率消耗，提高工作效率。另外，梳脱收获具有湿脱性能好、损失小和清洁度高等优点，尽管目前梳脱机型在可靠性和配套性方面都存在着某些不足，尚处于样机推广阶段，但它是未来水稻联合收获机的一个重要发展方向。由于作业环境的不同，国外联合收获机发展方向也不尽相同。欧美的联合收获机大部分是全喂入自走式机型，并且机型较大，档次较高，能同时收获小麦、水稻、玉米和大豆等农作物，功率较大，一般为147kW以上，工作效率很高；而日韩的联合收获机多为半喂人自走式机型，可以兼收稻麦，适合水田作业，其功率和价格等都与国产半喂入机型较为接近，但可靠性较国产机型更高，更加小巧专业，在国内市场上占有较大份额。目前，我国水稻联合收获机主要有全喂入自走式和半喂入自走式两种机型。全喂入式机型起步较早，技术较为成熟，尽管存在无法解决水稻倒伏时无法作业和秸秆利用等问题,但仍是国内市场上的主流机型。半喂入式水稻联合收获机是日本最先研制出来的，在我国的生产研发虽然起步于20世纪70年代，但由于其机型结构复杂，技术含量高，制造难度大，成本较高，企业很难在短期内收回投资，所以至今仍没有形成大批量生产的能力。由于缺乏核心技术，一些主要零部件（如发动机和核心工作部件等）仍需要从日韩等企业进口，导致国内生产的半喂人式联合收获机的价格一直居高不下，一台半喂人式机型的售价在14万一16万元左右，一般经济条件的用户根本无力购买，而且与同等价位的日韩进口机型相比，性能和价位都不具有竞争优势。相对而言，国产大型全喂人式机型每台3万5万元的售价更容易被用户接受。所以，尽管某些专家曾预测全喂人式机型将被半喂入式机型所取代，但无论从企业还是消费者方面都更加倾向于发展成熟的全喂入式机型。而这也正反映了国内水稻收获机技术的发展现状，即全喂人式水稻收获机产品基本定型，但仍难以解决水稻倒伏和秸秆回收利用问题，目前的发展方向为大功率、高效率以及提高可靠性和适应性；而半喂人式水稻收获机尚缺乏核心技术支持，缺乏自主品牌，成本居高不下，尽管很适合我国西南地区水稻主产区收获作业，但发展受限，技术难题亟待解决。自2004年国家施行农机购置补贴以来，直至2009年收获机市场一直呈现出持续火热之势，收获机产销量急剧上升，保有量也迅速增大。国内收获机生产企业增多，收获机技术趋于成熟，产量剧增，价格大幅下降以及国内市场水稻收获机的巨大刚性需求是这几年收获机市场一路走高的主要原因。而进入2010年，收获机市场开始步入理性增长阶段，国内市场温和增长，没有大起大落情况出现。欧美与日韩等国的机器仍占据着大量市场份额，国内企业很难与之抗衡。我国水稻收获机的发展很不平衡，吉林、辽宁等东北产区以及江、浙、沪等发达地区机械化程度较高，水稻机收率可以达到60%80%,而其他水稻主产区（如四川和重庆等地）水稻机收率偏低，2009年仅能达到30%左右”J。由于当地经济条件和地理环境的限制，水稻收获机的推广普及仍存在很大的困难。而在安徽、湖南等地，虽然在生产厂家和农机部门的共同努力下收到了一定的效果I，但水稻机收率仍然不尽如人意。这些地方市场潜力较大，但对水稻收获机的技术要求更加严苛。在国外许多工业发达的国家，其谷物收获都是用联合收获机完成的。在我国，尽管近年来收获机械发展很快，但由于经济、人口等诸多因素的影响，联合收获机拥有量还比较低。随着农村城市化的进程，越来越多的耕地被占用，粮食的总产量在逐年减少。一些农学专家为了解决我国粮食问题正在研究超级杂交稻，每公顷产量在100OOkg以上的杂交水稻已经问世，并逐步在大面积推广。超级杂交稻最高每公顷产量可望达到15000kg。截至2004年底，超级稻新品种在四川、福建、湖南、安徽、辽宁、浙江等水稻主产区已累计推广1000万h11从今年起，我国将在广东、福建、湖南、湖北、江西、江苏、浙江、安徽、四川、重庆、吉林、辽宁等12个省市率先启动实施超级稻示范推广项目，力争今年超级稻推广面积达到400万h11超级杂交稻与现有水稻的特性差别很大，单产高、长势密、茎秆粗、秆青叶茂、含水率高。收获这种水稻，对现有全喂入和半喂入机型在技术是一个严峻的挑战，现有推广使用的联合收割机都不适应超级稻的收获，脱粒装置处理容量与高产大流量不匹配，秆青叶茂的作物在大流量的条件下分离更加困难。如何解决这种高产超级稻的收获问题已引起收获机械专家们的注意，也已成为科技领导部门重视和关注的问题。有些收获机械专家认为，割前脱粒（梳脱式）机型由于作业时茎秆不进入机器中，可以减少机具对物料的处理量、降低损失、减少功耗、提高工作效率，是解决超级稻收获的理想机具之一。在我国某些地区近年因为稻草作为工：业原料的用途迅速增加，用户要求整草的呼声很高。宁夏中卫地区对水稻茎秆保留有强烈的要求，主要用于大棚及苗木覆盖；有的地区用茎秆作为食用菌的培养基。对全喂入机型草秸不能回收，割茬高反映强烈，有些地区全喂入机型已不受欢迎。河北省正在进行一项研究，小麦收获时在田间保留秸秆不切割，夏季种植玉米时采用免耕种植方式，以利于保墙，玉米产量也增加。黑龙江省正在进行一项试验和研究，水稻收获后保留茎秆不割，下茬种植时仅在要插秧的行上采用免耕或少耕法,茎秆腐烂氨化后既增加了土壤肥力，又减少了病虫害。农民要求秸秆完整性的需求将促进梳脱式机型和半喂人机型的发展。当前主流机型的发展是在保证良好性能的前提下，向高效、大功率、大喂人量方向发展，以提高生产率；对收获损失率低、高清洁度的主要工作部件的研究更为深入，研制单滚筒或双滚筒纵置的轴流式脱粒分离结构；新材料和先进制造技术的广泛应用使产品性能更好、可靠性更高；以人为本，广泛应用机电一体化和自动化技术，向舒适性、使用安全性、操作方便性方向发展；向智能化收获机发展，使操纵、调节更加灵活、快捷、方便。我国地形复杂，水稻种植的农艺、作物品种、土壤情况、水文条件相差较大，单一的水稻收获机械不可能适用所有的水稻收获，加上自然条件和经济因素的影响，多品种、多机型将成为近一段时期内水稻收获机械的发展特点。在工业发达国家，水稻收获机械已经有了长足的发展，除了具有传统的基本功能外，自动化控制秸秆堆放处理、自动打包等技术也在水稻联合收割机上得到了应用，这也必将成为我国水稻联合收割机发展的主要方向。在我国重点发展水稻联合收割机：全喂入式水稻联合收割机须用切流脱粒滚筒加轴流分离滚筒，小型机以横置、大型机以纵置为宜，目前以深受广大农场及农村用户认可。半喂入式水稻联合收割机宜积极发展国产机型，不宜盲目模仿追求现代化，要善于简化以降低成本。割前摘脱式水稻联合收割机的诞生，必将在将来的市场竞争中占有一席之地。我国水稻收获机械的发展任重道远。2总体方案设计2.1谷物收获的农业技术要求谷物收获的农业技术要求是谷物联合收获机使用和设计的依据。由于我国谷物种植面积很广，种类也很繁多，而且各地区自然条件有差异，栽培制度亦各不相同，所以对于谷物收获的农业技术要求也不一样，概括起来主要有以下几点：(1)适时收获，尽量减少收获损失适时收获对于减少收获损失具有很大意义。为了防止自然落粒和收割时的振落损失，谷物一到黄熟中期便需及时收获，到黄熟末期收完，一般为515天。因此，为满足适时收获减少损失的要求，收获机械要有较高的生产率和工作可靠性。(2)保证收获质量在收获过程中除了减少谷粒损失外，还要尽量减少破碎及减轻机械损伤，以免降低发芽率及影响贮存，所收获的谷粒应具有较高的清洁率。割茬高度应尽量低些，一般要求为5-IOcm,只有两段收获法才保持茬高1525cm。(3)禾条铺放整齐、秸秆集堆或粉碎割下的谷物为了便于集束打捆，必须横向放铺，按茎基部排列整齐，穗头朝向一边；两段收获用割晒机割晒，其谷穗和茎基部须互相搭接成为连续的禾条，铺放在禾茬上，以便于通风晾晒及后熟，并防止积水及霉变；拣拾和直收时，秸秆应进行粉碎直接还田。(4)要有较大的适应性我国各地的自然条件和栽培制度有很大差异，有平原、山地、梯田；有旱田、水田；有平作、垄作、间套作，止匕外，还有倒伏收获、雨季收获等。因此，收获机械应力求结构简单、重量轻，工作部件、行走装置等适应性强。2.2 总体结构设计根据上节谷物收获的农业技术要求，本文设计的水稻收割机如下图2.1所示。图2.1水稻收割机总体方案图水稻联合收获机的割台装置的设计需要满足谷物收获的农业技术要求，并且应该在保证其动力性要求的情况下，尽量减小其尺寸和重量，同时尽可能让装配好的水稻联合收获机的重心在其底盘面上的投影离运动中心近一些，以确保割收获机具有较好的动力学性能。2.3 工作原理本文设计的小型水稻收割机是集收割、脱粒、分离为一体的收割机。本设计机械自动化较高，可显著提高劳动生产率，降低人工的劳动强度，显著减少劳动时间。其中，收割部分采用的是卧式割台采用偏心拨禾轮，拨板将作物拨向切割器切割，随后将已切割的作物拨到割台上，卧式割台机型的扶禾器主要将倒伏的作物扶起，交给拨禾星轮或其它拨禾装置扶持着作物进行切割。其纵向尺寸较大，但工作可靠性较好。完成收割步骤后，通过传送带将稻谷传送到脱粒装置中进行分离，脱离部分主要由外罩、过滤筒、出粒蛟龙等组成。3收割部分的设计3.1 拨禾轮的设计它所完成的功能是：把待割的作物茎秆向切割器的方向引导，对倒伏作物，要在引导的过程中将其扶正；在切割时扶持茎秆，以顺利切割；把割断的茎秆推向割台输送装置，以免茎秆堆积在割台上。因此，拔禾轮能提高收割台的工作质量、减少损失、改善机器对倒伏作物的适应性。1 .1.1拨禾轮的结构设计为了增强拨禾轮的扶禾能力强，适当调整弹齿倾角，对倒伏作物有较强的适应能力，且可以广泛应用于大中型联合收获机上，选择设计一种偏心拨禾轮。图3-1拨禾轮结构示意图3 .1.2拨禾轮的工作原理a.拨板的运动分析拨禾轮工作时拨板的运动是一种复合运动，由拨板绕轴的回转运动和机器的前进运动复合而成，其运动轨迹可以由作图法求出（图32a）。拨禾板上Ao点的运动轨迹，先将Ao点回转的圆周作m等分，然后用下式求出在拨板每转一等分时间间隔内机器前进的距离：S=V-mmn式中Vm机器前进速度（ms）n拨禾轮转速（rmin）由点1沿机器前进方向量取长度为S的线段，线段的端点即为拨禾板上的点AO在转过一等分圆周时的绝对位置；同理，由点2、3、m沿前进方向依次量取长度分别为2S、3S、mS的线段,2'、3,为即分别为点Ao转过2、3、m等分圆周时的绝对位置。连接点1/、2,11就得到了拨禾轮上拨板上AO点的运动轨迹。设拨禾轮轴Oo在地面上的投影点O为坐标原点（图3-2b）,X轴沿地面指向前进方向，Y轴垂直向上，拨禾板外缘上一点由水平位置AO开始逆时针方向旋转，则其轨迹方程为：X=K+Hcos例Y-H-Rsmt+h式中R拨禾轮半径拨禾轮角速度H拨禾轮轴离割刀的垂直安装高度h割刀离地高度图3-2拨禾轮的运动轨迹a）.作图法b）.解析法b.拨禾轮正常工作的条件图3-3不同入值时，拨禾板运动轨迹的形状l.>12.人=13.<l拨禾板运动轨迹的形状,决定于拨禾轮的圆周速度Vy与机器前进速度Vm的比值入称为拨禾速度比。轨迹形状随值不同的变化规律如图3-3所示。入值从O变化到8时，拨禾板的轨迹形状由直线（入=0）变化到短幅摆线（入<1）、普通摆线（=1）、长幅摆线（入1）直至圆（入二8）。要使拨禾轮完成对茎秆的引导、扶持和推送作用,就必须使拨禾板具有向后的水平分速度。轨迹曲线上各点切线的方向，就是拨禾板在各种位置时的绝对速度方向。从图3-3分析可知，当入WI时，在轨迹曲线上的任何一点，均不具有向后的水平分速度。只有当入1时，即轨迹形状为长幅摆线（常称余摆线）时，运动轨迹形成扣环，在扣环下部，即扣环最长横弦EE，（图3-3）的下方，拨禾板具有向后的水平分速度。由此可知，拨禾轮正常工作的必要条件是：拨禾速度比入3. 1.3拨禾轮主要性能参数的确定a.拨禾轮的直径拨禾轮直径的确定与它所要完成的功能有关，其确定应遵循以下两个原则：1 .拨板进入禾丛时其水平分速度为零；2 .拨禾轮拨板扶持切割时应作用在禾秆割取部分的1/3处（即重心稍上方）。如图3-4所示，根据以上两个条件，可以确定R=O2B=Rsinl+（L-h）×（3-1）式中：R拨禾轮半径L作物自然高度H割茬高度%入禾角7VBj3-4拨禾板直径的确定此时(3-2)则有拨禾轮的半径为:(3-3)DJ(Lj)3(2-1)式中：D拨禾轮直径拨禾速度比由实际收获作业状况，分别取入=1.5,L=100Omm,h=100mm,即有:(3-4)A2(L-h)2×1.5×(1000-100)CCCD=900mm3(2-1)3×(1.5-1)b.拨禾轮的转速在选择拨禾轮的转速时，首先应确定拨禾速度比入。由前面分析可知，拨禾轮正常工作的必要条件为入1。加大拨禾速比入，拨禾轮的作用范围和作用程度都会增加。但当机器速度Vm一定时，增加入值，就要提高拨禾轮的圆周速度Vy,这将因拨禾板对作物穗部的冲击加大而使落粒损失剧烈增加。实践证明，拨板的圆周速度Vy一般不宜超过3ms,对于水稻Vy一般不宜超过3m/s。因此，拨禾轮的拨禾速比的提高受到最大圆周速度的限制。入值的选取，需根据拨禾轮拨板数、作业速度和收获时作物的成熟程度等条件来确定。经试验测得适应不同的作业速度的入值见表3-lo表3-1各种作业速度的入值作业速度（ms）拨禾轮圆周速度5(ms)0.341.05-1.201.57-1.880.971.52-1.671.53-1.721.301.67-1.821.28-1.401.681.96-2.011.17-1.201.902.201.16选取入=1.5机器前进速度Vm=1.0ms根据已确定的入值和机器前进速度的要求，可以确定拨禾轮的转速n。计算:又4=%(3-6)60vw2.*.n=11D60×1.0×1.53.14×0.9=32(rmin)(3-7)式中：n拨禾轮的转速（rmin）D拨禾轮的直径（m）Vm机器作业速度（ms）入一一拨禾速度比C.割幅割幅B按下式决定:_667"Lj667×2.0×.081333x1.0=2.0(m)(3-8)查资料，分别取q=2.0B=0.8A=1333vm=1.0式中：q设计喂入量（kgs）,根据生产需要，作物特性和机型及其大小而提出的,为给定值为2.0kgsoB割下作物的谷草比（谷粒重/割下物总重）A作物的平均产量（千克/亩）Vm联合收获机的平均作业速度（ms）d拨禾轮的功率消耗拨禾轮在引导，推送茎秆过程中需克服茎秆弹性变形阻力，穗部重量，作物茎秆缠绕阻力及空转阻力等，其功率消耗可按下式作近似计算：N=PBb=40×2.24×1.5=134.4（W）（3-9）式中P拨禾轮单位宽度上的切向阻力，取P=40N/m；B拨禾轮宽度（m）Vb拨禾轮圆周速度（ms）3.1.4拨禾轮的工作过程分析1、拨禾轮的农业技术要求每块拨板从开始接触未割作物，直到将已割作物向后推送并与之脱离接触，这是它完整的工作过程。要使拨禾轮具有良好的工作质量，除了必须满足入1的条件外，还应该满足工作过程中不同阶段的要求：拨板在入禾时，其水平分速度应该为零,这样对穗部的冲击最小，可以减少落粒损失；切割时，拨板应扶持作物茎秆，以配合进行切割，避免切割器将茎秆向前推倒；茎秆切断后，拨板应继续稳定地向后推送，以清扫割刀，并防止作物向前翻倒或被向上挑起，造成损失。2、拨板的入禾角和拨禾轮安装高度分析图3-5拨禾板的绝对速度（1）拨板的入禾角图3-6为拨禾轮的工作过程简图。图中，假设拨禾轮轴安装在切割器的正上方，作物直立，作物高度为L。图3-6拨禾轮的工作过程简图拨禾轮作业时为了减少拨板对谷物的碰击，拨板进入禾丛时，其水平分速度应为零,vx=-=vm-Rsintl=Odt(3-10)则有:Vm1sinty=二1R(3-11)取入=1.5则拨板的入禾角3t为wtl=arcsin(一)=arcsin(一)=1.54(3-12)(2)拨禾轮高度分析由图3-6可以建立下列关系式:L+Rsint=h÷H(3-13)而si11t=l代入整理可得拨禾轮的安装高度H为:H=L+R-h(3-14)式中H拨禾轮的安装高度h割刀离地高度R拨禾轮的半径拨禾速比L所收获作物的自然高度分别取h=100mm,R=450mm,=1.5,L=100Omm,得到拨禾轮的安装高度为：H=L+R-h=1000+450/1.5-1OO=1200mm(3-15)3.1 .5拨禾轮弹齿的设计设计一种收割机拨禾轮弹齿，包括通过后端与拨禾轮连接的弹齿齿体，弹齿齿体为采用弹簧钢丝制成的呈弧状的弹齿齿体，弹齿齿体通过后端设有的安装孔与收割机拨禾轮螺栓连接。设计拨禾轮弹齿两齿间的宽度为°=118mm,长度为7=215mm,分别安装在偏心拨禾轮的5组平行四连杆机构上，每两个弹齿之间的中心间隔为Q=230mm,所以每个连杆上应有弹齿：(3-16)B2240Cn=9a230计算整个拨禾轮所需要弹齿的总数量为：N=5n=45本实用具有较好的挠性，提高了对倒伏作物的收割能力，并且减轻了打击籽粒的力度,减少了籽粒损失，拓宽了收割机的适应性，从而大大提高用户的经济效益。至此，已经完成拨禾轮主要部件的设计和计算，其他零部件的设计和选择可以根据实际工作情况和经验，适当选材和确定尺寸。3.2 割台螺旋推运器的设计割台螺旋推运器由螺旋和伸缩扒指两部分组成。螺旋将割下的谷物推向伸缩扒指，扒指将谷物流转过90。纵向送入倾斜输送器，由输送链耙将谷物喂入滚筒。图3.5割台螺旋推运器3.2.1 割台螺旋的设计割台螺旋的主要参数的确定。割台螺旋的主要参数有内径、外径、螺距和转速等。（1）割台螺旋的内径的大小应使其周长略大于割下谷物茎秆长度，以免被茎秆缠绕。水稻收获时割下茎秆的长度约为900mm,所以割台螺旋的内径大小d应满足血900,即为d型o设计选取内径d=300mm3.14（2）确定割台螺旋的外径时，注意到螺旋叶片的高度不宜过小，应该能够容纳割下的谷物（设计采用的叶片高度为100nln1）,因而螺旋外径为D=500mm0（3）螺距的大小决定于螺旋叶片对作物的输送能力。利用螺旋来输送谷物，必须克服谷物对叶片的摩擦，才能使输送物前进。为此，螺旋推运器的螺距S值应为：S11dtana=11×300×tan20°=500mm（3-10）式中d螺旋内径内径的螺旋升角为20°为了保证螺旋对谷物的输送和提高输送的均匀性，选择螺距值S=460mm（4）螺旋转速由于谷物只是占有螺旋叶片空间的一小部分，因此只能按经验数据确定。一般在150200转/分范围内，即可满足输送要求。表31列出几种联收机割台螺旋推运器的技术数据。表3-1割台螺旋推运器参数机型内径（毫米）外径（毫米）螺距（毫米）转速（转/分）东风ZKB-5300500460150丰收一3.03005004601604LZ-2.53005004601704LQ-2.5300500460150,190HQ-3300500460180丰收一1300495右380,左180164E512（东德）300500560176JD7700（美）408610545150,121MF510（加拿330550480151大）JL1065JL1075300500175-230由收获机的实际传输动力和收割功率，确定螺旋的转速为n=178rmin由于输送的谷物不是充满螺旋叶片空间，因此，从螺旋叶片到伸缩扒指的输送过程是非均匀连续的，而是一小批一小批地输送给伸缩扒指。如果伸缩扒指位于左右螺旋的中部,为了提高其喂入的均匀性，左旋叶片和右旋叶片与伸缩扒指相交接的两个端部，应相互错开180。有的还装有附加叶片，延伸到伸缩扒指之中，也是为了改善割台螺旋推运器的喂入均匀性。3.2.2 伸缩扒指的设计a.伸缩扒指结构的设计伸缩扒指安装在螺旋筒内，由若干个扒指并排钱接在一根固定的曲轴上（图4-2）。曲轴与固定轴固结在一起。曲轴中心Oi与螺旋筒中心O有一偏心距。扒指的外端穿过球较连接于螺旋筒上。这样，当主动轮通过转轴使螺旋筒旋转时，它就带动扒指一起旋转。但由于两者不同心，扒指就相对于螺旋筒面作伸缩运动。由图可见，当螺旋筒上一点Bl绕其中心。转动90。到B2时，带动扒指绕曲柄中心Oi转动，扒指向外伸出螺旋筒的长度增大。由B2转至JB3和B4时，扒指的伸出长度减小。图3-6伸缩扒指机构1.主动轮2.转轴3.螺旋筒4.球较5.扒指6.曲轴7.固定轴8.调节手柄工作时，要求扒指转到前下方时，具有较大的伸出长度，以便向后扒送谷物。当扒指转到后方时，应缩回螺旋筒内，以免同草，造成损失。如果使曲轴中心Oi绕螺旋筒中心O相对转动一个角度，则可改变扒指最大伸出长度所在的位置，同时扒指外端与割台底板的间隙也随着改变。扒指外端与割台底板的间隙应保持在Iomm左右。当谷物喂入量加大而需将割台螺旋向上调节时，扒指外端与底板的间隙也随着增大，此时应转动曲轴的调节手柄，使扒指外端与割台底板的间隙仍保持在IOmm左右。在联收机的割台侧壁上装有调节手柄，用以改变曲轴中心Oi的位置。3.2.3 伸缩扒指主要参数的确定伸缩扒指的主要参数有扒指长度L和偏心距e当扒指转到后方或后上方时，应缩回到螺旋筒内，但为防止扒指端部磨损掉入筒内，扒指在螺旋筒外应留有Iomm余量。当扒指转到前方或前下方时，应从螺旋筒内伸出。为达到一定的抓取能力，扒指应伸出螺旋叶片外4050mmo图3-7扒指长度及偏心距在图3-7中，D为螺旋外径，d为螺旋内径，即螺旋筒直径，L为扒指长度，e为偏心距。确定结构尺寸：为了满足扒指在筒外露出最短，后上方外露量为IOmm,(以防扒指掉入筒内)，在伸出最长的位置，扒指应伸出螺旋叶片外40mm。(以满足抓取能力的要求)由图上几何关系即可得出确定L和e的算式：偏心距：e=+15(3-2)4长度：L=(D-d)+25(3-3)4由几何关系：£=+10=-+40(3-4)1.1 2由以上各式即得：L