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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
學(xué)生姓名
學(xué) 號
年級專業(yè)及班級
2009級機械設(shè)計制造及其自動化(3)班
指導(dǎo)教師及職稱
教授
學(xué) 院
工學(xué)院
2013 年 1 月 31日
畢業(yè)論文（設(shè)計）題目
小型水稻脫粒機結(jié)構(gòu)設(shè)計
文獻綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻等，不少于1000字）
選題研究意義：
水稻是我國的主要糧食作物之一，具有單產(chǎn)量最高，總產(chǎn)量最穩(wěn)定的特點。種植面積近2600萬hm2，產(chǎn)量近1.6億噸，約占世界水稻種植面積的21％，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的34％。占全國谷物種植面積30%，產(chǎn)量占全國糧食產(chǎn)量40%，實現(xiàn)水稻生產(chǎn)機械化在我國農(nóng)業(yè)機械化工作中的份量是不言而喻的。近些年水稻種植面積處于穩(wěn)步上升的狀態(tài)。盡管近幾年聯(lián)合收割機的發(fā)展迅猛 ,但由于我國地域遼闊 , 氣候和地理條件以及栽培品種、種植方式有較大的差異,加上經(jīng)濟發(fā)展不平衡 , 有些聯(lián)合收獲機械的性能和部分關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟 ,在今后一段時間內(nèi), 脫粒機在我國的糧食作物收獲作業(yè)中, 特別是在山區(qū)、丘陵小塊地、間作套種和雜糧種植地區(qū)仍是不可缺少的作業(yè)機具。在目前水稻收獲機械多種形式并存條件下，為了滿足廣大用戶莖桿需求量的不斷提高，在消化吸收國內(nèi)外同類機型的基礎(chǔ)上，設(shè)計一種水稻半喂入脫粒機械，該機采用半喂入、弓齒滾輪脫粒、風(fēng)扇清選等機構(gòu)，使其具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、操作靈活、通過性與適應(yīng)性好、脫粒質(zhì)量好等特點。
國外研究現(xiàn)狀：
脫粒裝置對作物脫粒過程的物理現(xiàn)象是比較復(fù)雜的，往往是幾種作用力同時 作用，歸納起來，脫粒可以靠沖擊、揉搓、梳刷、碾壓、振動等原理進行。在國外，脫粒分離裝置工作原理得到了農(nóng)機工作者普遍重視，在生產(chǎn)中也得到了廣泛的應(yīng)用。從1785年蘇格蘭安?朱米克爾設(shè)計了在直徑為25cm圓筒上安裝4條齒板的、圓周速度為4-6m/s的紋桿滾筒，1835年美國人特納發(fā)計了釘齒滾筒開始，人們在不斷改進完善這兩種切流式脫粒分離裝置的過程中，逐漸深入詳細的分析研究。據(jù)資料記載,Kolganov (1965)研究了脫粒過程，根據(jù)他的研究，對一種谷物，籽粒從穗頭上脫下來的過程與滾筒圓周速度之間存在著一定的關(guān)系，Kolganov認(rèn)為，滾筒圓周速度和從穗頭上脫粒所需要的功的平方根有關(guān)。飽滿籽粒平均千粒重達40克，而不成熟籽粒的千粒重只有20克。相應(yīng)脫粒功為60-120克厘米，脫粒速度為17.34 米/秒，這個速度必須低于籽粒破碎臨界速度，以避免破碎。J.R.Trollopell （1982）在脫粒過程穩(wěn)定、脫?？臻g一致和被脫物同質(zhì)的假設(shè)條件下，分析了被脫 物在脫粒過程中的受力狀況，從力學(xué)角度出發(fā)，導(dǎo)出了可以決定整個脫粒分離過 程的六個微分方程，由于脫粒過程的復(fù)雜，即使在許多特定條件下，他仍只給出了上述微分方程組的近似解，他對這些近似解進行了對比試驗，結(jié)果表明，預(yù)測數(shù)據(jù)與試驗值吻合，由于微分方程的假設(shè)條件過多和脫粒過程的復(fù)雜，這些微分方程在實際中應(yīng)用起來很困難。通過理論分析，(1)在谷粒任何時間被脫粒的可能性相同，（2）給定半徑上的任何 谷粒任何時間具有相等的到達凹板的可能性，（3）任何谷粒在任何時間具有相等的通過凹板篩的可能性等三點假設(shè)之上，他們給出了谷粒被脫粒概率分布為對脫粒時間呈指數(shù)遞減分布。在此基礎(chǔ)上，他們試驗研究了喂入速度、凹板長度、滾 筒速度、滾筒直徑、凹板間隙等因素對脫粒性能的影響。除此之外，他們還試驗 研究了脫粒功率以及脫粒損傷問題，他們認(rèn)為，谷粒在脫粒過程中的損傷與其再 被紋桿沖擊時吸收的能量有關(guān)，谷粒的損傷度隨沖擊次數(shù)及沖擊程度的增加而增加，并給出了谷粒在遭受一次沖擊時所吸收的能量計算式及谷粒損傷破碎度的計算式。李異揆，川村登（1986）對軸流滾筒內(nèi)谷物的受力與運動關(guān)系進行了分析研究，得到了脫粒室內(nèi)谷物的運動微分方程，在不同的脫粒參數(shù)下，通過計算機對微分方程進行了求解，并與實驗觀察數(shù)據(jù)進行了對比。梅田斡雄（1992）對日本聯(lián)合收割機的脫粒裝置進行了分析與研究，分析了谷物在脫粒室中的運動，試驗測量了谷物的抗撓剛度、質(zhì)量和振動特性，結(jié)果是，稻谷的固有頻率小于脫粒元件的沖擊頻率，也分析了隨脫粒元件的運動枝梗的運動，結(jié)論是由于摩擦力作用，脫粒中穗頭沿垂直于脫粒滾筒軸線方向運動。梅田斡雄還分析脫粒元件和稻谷的撞擊過程后，在將稻谷和脫粒元件假設(shè)為兩個球的條件下，分析討論了稻谷和脫粒元件的撞擊過程，計算了撞擊力，給出了稻柄的數(shù)學(xué)模型，并通過試驗驗證了結(jié)論。梅田斡雄用可靠性工程方法，分析了脫粒過程，用二項分布描述了脫粒概率，用Weibull描述了凹板下谷粒的分布規(guī)律。運用反饋理論描述了脫粒機的動力系統(tǒng)。對動力系統(tǒng)進行了仿真，并進行了試驗驗證，使脫粒機動力系統(tǒng)動態(tài)特性的預(yù)測成為可能。PetreI.Miu（2002-2008）對聯(lián)合收割機的切流脫粒分離裝置和縱軸流脫粒分離裝置進行分析和研究，梅田斡雄對傳統(tǒng)聯(lián)合收割機軸流滾筒脫粒過程分析的基礎(chǔ)上，建立了傳統(tǒng)軸流滾筒的一個較為詳盡的數(shù)學(xué)模型，并進行了驗證。其還對切流脫粒分離裝置和軸流脫粒分離裝置脫粒過程分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了兩種脫粒分離裝置的數(shù)學(xué)模型，該模型能對未脫凈率、谷粒的損失等進行定量分析，模型經(jīng)過驗證是有效的。
注：此表如不夠填寫，可另加頁。
研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）
研究目的：
由于我國地域遼闊 , 氣候和地理條件以及栽培品種、種植方式有較大的差異,加上經(jīng)濟發(fā)展不平衡 , 有些聯(lián)合收獲機械的性能和部分關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟 ,在今后一段時間內(nèi), 脫粒機在我國的糧食作物收獲作業(yè)中, 特別是在山區(qū)、丘陵小塊地、間作套種和雜糧種植地區(qū)仍是不可缺少的作業(yè)機具。
研究內(nèi)容：
在我國南方，水稻是主要的作物，每年水稻收獲時脫粒的工作量相當(dāng)大，而且在南方地區(qū)多為丘陵，不便于大型收獲機作業(yè)，所以需要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)合理，操作簡便的小型脫粒機。要求能夠長時間正常工作，水稻脫凈率高，籽粒破碎率低，籽粒清潔率高，脫粒滾筒內(nèi)不易存留雜物且便于清潔。方便攜帶，能適應(yīng)野外工作，結(jié)構(gòu)流暢，功耗低。
研究方法：
針對半喂入小型水稻脫粒結(jié)構(gòu)的特點,結(jié)合農(nóng)業(yè)機械實際工作情況,查閱相關(guān)文獻,總結(jié)小型水稻脫粒結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路;以農(nóng)業(yè)機械的實際工作環(huán)境為背景,對小型水稻脫粒結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵機構(gòu)的設(shè)計、參數(shù)的確定等問題進行了分析研究; 計算得出小型水稻脫粒機的能耗、傳動方案、傳動比等。
預(yù)期成果：
1 完成傳動系統(tǒng)，操作系統(tǒng)設(shè)計
2完成數(shù)據(jù)計算，主要零部件設(shè)計計算或校核
3完成主要零部件的技術(shù)設(shè)計，繪制零件圖和裝配圖
4完成系統(tǒng)設(shè)計說明書
條件保障：
1學(xué)院有對這方面進行過比較深入的老師
2學(xué)校有較齊全的硬件設(shè)備
3本人有一定專業(yè)知識基礎(chǔ)
4前人對縱軸流小型水稻脫粒結(jié)構(gòu)的研究對我有很大幫助
進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等）
2012.11.12～2013.01.24 選題、了解課題內(nèi)容及要求
2013.01.25～2013.01.31 資料匯總、查閱參考文獻，完成開題報告
2013.02.01～2013.03.10 初步擬定設(shè)計方案，完成草圖設(shè)計
2013.03.11～2013.04.10 畫出三維模擬圖、完成裝配圖紙、撰寫計算說明書
2013.04.11～2013.04.15 中期檢查
2013.04.16～2013.04.30 提交畢業(yè)論文初稿
2013.05.01～2013.05.12 再次修改畢業(yè)論文初稿、提交正稿
2013.05.13～2013.05.20 整理畢業(yè)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯
論證小組意見
組長簽名：
20 年 月 日
專業(yè)委員會意見
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專業(yè)委員會主任簽名：
???????????????? 20 年 月 日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
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