玉米脱粒机工作过程分析及优化设计毕业设计论文Word文件下载.docx

玉米脱粒机工作过程分析及优化设计毕业设计论文Word文件下载.docx

《玉米脱粒机工作过程分析及优化设计毕业设计论文Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玉米脱粒机工作过程分析及优化设计毕业设计论文Word文件下载.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第1章绪论1

1.1研究背景与意义1

1.2玉米脱粒机的种类及特点1

1.2.1玉米脱粒机的表示方法1

1.2.2各类玉米脱粒机的工作原理2

1.2.3综合比较各类玉米脱粒机4

1.3国外玉米脱粒机的发展4

1.4国内玉米脱粒机的发展5

1.5存在的问题6

1.6本文主要研究内容7

第2章板齿玉米脱粒机总体结构与工作原理8

2.1板齿脱粒机基本结构与工作过程8

2.2板齿脱粒机工作原理8

2.3本章小结9

第3章板齿玉米脱粒机脱粒元件设计9

3.1板齿设计10

3.1.1板齿作用10

3.1.2板齿样式及尺寸10

3.2电动机设计10

3.2.1板齿玉米脱粒机所需功率11

3.2.2电机选择12

3.3传动带的设计12

3.3.1传动带的选取12

3.3.2V带设计13

3.4带轮设计15

3.4.1带轮材料15

3.4.2主动带轮设计15

3.4.3从动带轮设计16

3.5脱粒滚筒设计18

3.5.1脱粒主轴作用18

3.5.2阶梯轴设计18

3.5.3脱粒滚筒设计21

3.5.4阶梯轴的校核22

3.6凹板设计27

3.6.1凹板作用27

3.6.2凹板类型27

3.6.3凹板间隙27

3.6.4凹板其他尺寸28

3.7脱粒仓结构设计29

3.7.1脱粒仓作用29

3.7.2脱粒仓结构与尺寸30

3.8本章小结30

第4章板齿玉米脱粒机外部结构设计30

4.1入料斗设计31

4.2排芯斗设计31

4.3出料斗设计32

4.4排芯区压板设计32

4.4.1排芯区压板作用32

4.4.2排芯区压板材料以及结构33

4.5上盖设计33

4.5.1上盖作用33

4.5.2上盖材料与结构33

4.6机架设计33

4.7整体结构设计34

4.8本章小结35

第5章离散元法仿真分析35

5.1离散元法基本原理36

5.2板齿玉米脱粒机仿真模型的建立36

5.2.1仿真模型的建立36

5.2.2仿真参数的设置37

5.3板齿玉米脱粒机仿真优化38

5.4板齿玉米脱粒机仿真过程39

5.5滚筒转速对脱粒的影响40

5.6喂入量对脱粒的影响43

5.7本章小结44

第6章总结与展望45

6.1工作总结46

6.2工作展望46

致谢46

参考文献47

摘要

我国为玉米生产大国，种植面积超过0.27亿公顷。

玉米既可以作为食品以及饲料，也可以作为工业原料。

传统钉齿滚筒玉米脱粒机对玉米籽粒损伤大，在国外早已不用此类机型。

设计新型的对玉米籽粒损伤小的脱粒机对农民的收入以及我国的可持续发展都有重要的意义。

本文首先对比了各类脱粒机的优缺点。

钉齿打击原理的玉米脱粒机虽然脱粒效率高，但是对籽粒损伤大，影响玉米收获质量。

碾压原理玉米脱粒机的脱粒效率较低，并且容易造成籽粒擦伤。

差速原理玉米脱粒机的效率较低，仅适用于脱粒单穗玉米。

挤搓原理玉米脱粒机的脱粒过程柔和，对籽粒损伤小。

因此本文设计挤搓原理的板齿式玉米脱粒机。

采用PRO/E软件对设计的玉米脱粒机进行三维建模，并采用CAD软件对所设计的玉米脱粒机进行二维工程图设计。

采用离散元法及课题组自主研发的AgriDEM软件，利用离散元法对设计的板齿玉米脱粒机进行仿真。

通过改变滚筒转速以及喂入量等变量，探究所设计的脱粒机的脱粒情况并进行优化。

关键词：

玉米脱粒机结构设计离散元法仿真分析

Abstract

ForcornproductioncountryinChina，theplantingareaofcornmorethan0.27millionhectares.Corncouldactasbothafoodandfeed，alsocanbeusedasindustrialrawmaterial.Traditionalspike-toothdrumcornthresherofcorngraindamage，hadnosuchmodelsinforeigncountries.Designofanewtypeofmaizegraindamagesmallthresheroffarmers'

incomeandthesustainabledevelopmentofourcountryhasimportantmeaning.

Thispaperfirstcomparestheadvantagesanddisadvantagesofvariouskindsofthresher.Spike-toothhitprinciplealthoughcornthresherthreshingefficiencyishigh，butthegraindamage，affectsthequalityofcornharvest.Rollingprincipleofthecornthresherthreshingefficiencyislow，andeasytocausethegrainabrasion.Differentialprincipleofcornthresherefficiencyislow，onlyappliestosingleearcornthreshing.Crowdedrubprincipleofcornthresherthreshingprocesssoft，graindamagesmall.Sothisarticledesignrubprincipleofplatetypecornthresher.

ThroughthePRO/Esoftwareforthreedimensionalmodelingdesignofcornthresher.ThroughtheCADsoftwareforthedesignofthecornthreshertwo-dimensionalengineeringgraphicsdesign.

DevelopedbythetutorteamwithAgriDEMsoftware，usingthediscreteelementmethodtodesigntheplategearforthecalculationofthecornthresher.Throughchangevariables，suchasrollerspeedinvestigationresults：

cornthresherthreshingcorngraincrushingrate，corn，corngraintotakeoffthenetrateofgraininthethresherthreshingdistributioncurve，etc.exploresthedesignofthethresherthreshing，andthemostsuitableworkingparameters.

Keywords：

cornshellerphysicaldesigndiscreteelementsimulationanalysis

第1章绪论

1.1研究背景与意义

玉米是一种很重要的粮食作物，既可以食用或者作为饲料，也是重要的工业原料之一[]。

玉米种植面积增长十分迅猛，全球种植面积已超过1.3亿公顷，主要分布于中国、美国、阿根廷和巴西[]。

在我国玉米作为第二大农作物，其全国种植面积仅次于美国[]，约为0.27亿公顷。

十五期间的数据表明我国玉米年消费增长率已经突破2.7%。

而十一五期间玉米的供求也得到了进一步的增长，玉米的产量由2003年1258亿千克增长到2006年的1440亿千克[]，此产量可以较好的满足国内玉米的需求。

我国国土面积大，自然资源丰富，各农作物的产量皆位于世界前列，但大部分地方玉米脱粒仍然采用的是较落后的技术。

虽然个别地方采用各种大中型的玉米脱粒机进行脱粒，但是这些机器生产不规范，容易造成玉米籽粒的破碎，而且往往一次脱粒不干净，需要重复脱粒几次，严重的影响了玉米的生产质量与生产效率[]。

人工手摇式玉米脱粒机生产率低，仅适用于小批量的玉米脱粒生产，费时费力。

电动机械式玉米脱粒机脱净率差，效率低，脱粒时破损玉米芯影响脱粒质量[]，并且结构较为复杂，制造成本较高。

运用玉米脱粒装置进行脱粒时产生的压缩、冲击和剪切等作用都会损伤玉米籽粒[]，玉米脱粒质量严重的影响着玉米产量。

目前，在我国玉米脱粒机的普及率仅仅达到2%，主要都在北京、天津、河北、山东等发达地区的一些大型农场。

因此玉米脱粒环节是我国粮食作物机械化生产的一个瓶颈。

1.2玉米脱粒机的种类及特点

1.2.1玉米脱粒机的表示方法

玉米脱粒机的表示方法如下所示。

5TY—XX—XX

①②③④⑤

①5代表脱粒机械产品代号

②T代表脱粒机第一个字“脱”的第一个拼音字母

③Y代表玉米第一个字“玉”的第一个拼音字母

④滚筒的工作长度，单位为厘米

⑤滚筒的最大工作直径，单位为厘米

1.2.2各类玉米脱粒机的工作原理

（1）打击脱粒原理：

通过钉齿或者纹杆打击玉米果穗，以及玉米果穗相互撞击后，破坏玉米籽粒与其穗轴之间的连接使其脱落。

打击式玉米脱粒机主要有两类：

钉齿滚筒式玉米脱粒机以及纹杆式玉米脱粒机[]，如图1-1所示。

当滚筒转动时，凹板表面、钉齿上部、齿两侧都对玉米果穗产生打击作用，使玉米籽粒脱粒，完成脱粒过程。

打击的机会以及打击的速度都影响着脱粒机的脱粒效率。

打击式玉米脱粒机虽然脱净率与效率高但是对玉米籽粒的伤害较大。

图1-1打击原理玉米脱粒机

（2）碾压脱粒原理：

碾压式玉米脱粒机在脱粒时，其碾压滚筒与玉米果穗相互碾压，在碾压的过程中使玉米芯与玉米籽粒之间产生侧移的趋势。

这个侧移趋势就形成了剪切作用破坏籽粒与玉米芯之间的连接力。

一般来说玉米芯与玉米籽粒之间的抗剪力比较小。

这种碾压式玉米脱粒机的脱粒效率较低，并且当喂入量过大时，容易堵塞滚筒造成籽粒擦伤。

碾压式玉米脱粒机如图1-2所示。

1.脱粒主辊2.脱粒定位棍3.栅格凹板4.凹板调节器

图1-2碾压原理玉米脱粒机

（3）挤搓脱粒原理：

挤搓式玉米脱粒机的主要构成元件有入料斗、出料斗、脱粒板齿、凹板、带轮、压板等，如图1-3所示。

脱粒滚筒上有板尺、螺旋输送板等结构，使得玉米果穗在脱粒仓内做螺旋前进的运动。

挤搓式玉米脱粒机运用了仿生技术，模仿人工用手挤搓玉米时的动作，极大的降低了玉米籽粒的破损率。

在脱粒的过程中，果穗与板