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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(jì)）開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)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(jì)）題目 小型水稻脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等，不少于1000字） 選題研究意義： 水稻是我國(guó)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(diǎn)。種植面積近2600萬(wàn)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(guó)谷物種植面積30%，產(chǎn)量占全國(guó)糧食產(chǎn)量40%，實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)機(jī)械化在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)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(jī)的發(fā)展迅猛 ,但由于我國(guó)地域遼闊 , 氣候和地理?xiàng)l件以及栽培品種、種植方式有較大的差異,加上經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡 , 有些聯(lián)合收獲機(jī)械的性能和部分關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟 ,在今后一段時(shí)間內(nèi), 脫粒機(jī)在我國(guó)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(jī)具。在目前水稻收獲機(jī)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(guó)內(nèi)外同類機(jī)型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種水稻半喂入脫粒機(jī)械，該機(jī)采用半喂入、弓齒滾輪脫粒、風(fēng)扇清選等機(jī)構(gòu)，使其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、操作靈活、通過(guò)性與適應(yīng)性好、脫粒質(zhì)量好等特點(diǎn)。 國(guó)外研究現(xiàn)狀： 脫粒裝置對(duì)作物脫粒過(guò)程的物理現(xiàn)象是比較復(fù)雜的，往往是幾種作用力同時(shí) 作用，歸納起來(lái)，脫?？梢钥繘_擊、揉搓、梳刷、碾壓、振動(dòng)等原理進(jìn)行。在國(guó)外，脫粒分離裝置工作原理得到了農(nóng)機(jī)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(jì)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(guó)人特納發(fā)計(jì)了釘齒滾筒開(kāi)始，人們?cè)诓粩喔倪M(jìn)完善這兩種切流式脫粒分離裝置的過(guò)程中，逐漸深入詳細(xì)的分析研究。據(jù)資料記載,Kolganov (1965)研究了脫粒過(guò)程，根據(jù)他的研究，對(duì)一種谷物，籽粒從穗頭上脫下來(lái)的過(guò)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(dá)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(gè)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(guò)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(guò)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(gè)脫粒分離過(guò) 程的六個(gè)微分方程，由于脫粒過(guò)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(duì)這些近似解進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)值吻合，由于微分方程的假設(shè)條件過(guò)多和脫粒過(guò)程的復(fù)雜，這些微分方程在實(shí)際中應(yīng)用起來(lái)很困難。通過(guò)理論分析，(1)在谷粒任何時(shí)間被脫粒的可能性相同，（2）給定半徑上的任何 谷粒任何時(shí)間具有相等的到達(dá)凹板的可能性，（3）任何谷粒在任何時(shí)間具有相等的通過(guò)凹板篩的可能性等三點(diǎn)假設(shè)之上，他們給出了谷粒被脫粒概率分布為對(duì)脫粒時(shí)間呈指數(shù)遞減分布。在此基礎(chǔ)上，他們?cè)囼?yàn)研究了喂入速度、凹板長(zhǎng)度、滾 筒速度、滾筒直徑、凹板間隙等因素對(duì)脫粒性能的影響。除此之外，他們還試驗(yàn) 研究了脫粒功率以及脫粒損傷問(wèn)題，他們認(rèn)為，谷粒在脫粒過(guò)程中的損傷與其再 被紋桿沖擊時(shí)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(shí)所吸收的能量計(jì)算式及谷粒損傷破碎度的計(jì)算式。李異揆，川村登（1986）對(duì)軸流滾筒內(nèi)谷物的受力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行了分析研究，得到了脫粒室內(nèi)谷物的運(yùn)動(dòng)微分方程，在不同的脫粒參數(shù)下，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)微分方程進(jìn)行了求解，并與實(shí)驗(yàn)觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。梅田斡雄（1992）對(duì)日本聯(lián)合收割機(jī)的脫粒裝置進(jìn)行了分析與研究，分析了谷物在脫粒室中的運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)測(cè)量了谷物的抗撓剛度、質(zhì)量和振動(dòng)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(yùn)動(dòng)枝梗的運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)。梅田斡雄還分析脫粒元件和稻谷的撞擊過(guò)程后，在將稻谷和脫粒元件假設(shè)為兩個(gè)球的條件下，分析討論了稻谷和脫粒元件的撞擊過(guò)程，計(jì)算了撞擊力，給出了稻柄的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了結(jié)論。梅田斡雄用可靠性工程方法，分析了脫粒過(guò)程，用二項(xiàng)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(yùn)用反饋理論描述了脫粒機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)。對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，使脫粒機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的預(yù)測(cè)成為可能。PetreI.Miu（2002-2008）對(duì)聯(lián)合收割機(jī)的切流脫粒分離裝置和縱軸流脫粒分離裝置進(jìn)行分析和研究，梅田斡雄對(duì)傳統(tǒng)聯(lián)合收割機(jī)軸流滾筒脫粒過(guò)程分析的基礎(chǔ)上，建立了傳統(tǒng)軸流滾筒的一個(gè)較為詳盡的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了驗(yàn)證。其還對(duì)切流脫粒分離裝置和軸流脫粒分離裝置脫粒過(guò)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(duì)未脫凈率、谷粒的損失等進(jìn)行定量分析，模型經(jīng)過(guò)驗(yàn)證是有效的。 注：此表如不夠填寫(xiě)，可另加頁(yè)。 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(guó)地域遼闊 , 氣候和地理?xiàng)l件以及栽培品種、種植方式有較大的差異,加上經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡 , 有些聯(lián)合收獲機(jī)械的性能和部分關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟 ,在今后一段時(shí)間內(nèi), 脫粒機(jī)在我國(guó)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(jī)具。 研究?jī)?nèi)容： 在我國(guó)南方，水稻是主要的作物，每年水稻收獲時(shí)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(jī)作業(yè)，所以需要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)便的小型脫粒機(jī)。要求能夠長(zhǎng)時(shí)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(duì)半喂入小型水稻脫粒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)際工作情況,查閱相關(guān)文獻(xiàn),總結(jié)小型水稻脫粒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路;以農(nóng)業(yè)機(jī)械的實(shí)際工作環(huán)境為背景,對(duì)小型水稻脫粒結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、參數(shù)的確定等問(wèn)題進(jìn)行了分析研究; 計(jì)算得出小型水稻脫粒機(jī)的能耗、傳動(dòng)方案、傳動(dòng)比等。 預(yù)期成果： 1 完成傳動(dòng)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2完成數(shù)據(jù)計(jì)算，主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算或校核 3完成主要零部件的技術(shù)設(shè)計(jì)，繪制零件圖和裝配圖 4完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 條件保障： 1學(xué)院有對(duì)這方面進(jìn)行過(guò)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(shí)基礎(chǔ) 4前人對(duì)縱軸流小型水稻脫粒結(jié)構(gòu)的研究對(duì)我有很大幫助 進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)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(xiàn)，完成開(kāi)題報(bào)告 2013.02.01～2013.03.10 初步擬定設(shè)計(jì)方案，完成草圖設(shè)計(jì) 2013.03.11～2013.04.10 畫(huà)出三維模擬圖、完成裝配圖紙、撰寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 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(jiàn) 組長(zhǎng)簽名： 20 年 月 日 專業(yè)委員會(huì)意見(jiàn) ????????????????????????????? 專業(yè)委員會(huì)主任簽名： ???????????????? 20 年 月 日 注：1.此表可用黑色簽字筆填寫(xiě)，也可打印，但意見(jiàn)欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫(xiě)。 2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。