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本课题研究的目的及意义：
本课题聚焦于葵花脱粒机主体结构设计，旨在研发一款高效、稳定且适应性强的葵花脱粒机。通过优化主体结构，提升脱粒效率与质量，降低脱粒过程中的破损率，实现葵花籽与葵花盘的快速、精准分离。同时，致力于使脱粒机结构更紧凑合理，便于操作、维护与运输，减少农民劳动强度，提高农业生产效率，满足不同规模葵花种植户的实际需求。
从农业发展角度看，有助于推动葵花种植产业机械化进程，提高产业竞争力；从农民角度，能增加收入、改善劳动条件，促进农业现代化发展，具有显著的经济与社会效益。
本课题的研究现状：
1.早期研究基础与初步探索
在农业机械化发展进程中，脱粒机的设计研究一直是重要领域。早期，众多学者围绕不同农作物脱粒机展开探索，为葵花脱粒机主体结构设计奠定了基础。
2020年，侯梦魁[3]在水稻脱粒机装置创新结构设计研究中，对脱粒机的关键部件结构进行创新设计，通过优化脱粒元件的形状和排列方式，提高了水稻脱粒效率和脱净率，减少了籽粒破损。这为葵花脱粒机脱粒部件的设计提供了思路，即通过创新结构来提升脱粒性能。然而，该研究主要针对水稻，葵花与水稻在物理特性上有差异，其结构不能直接应用于葵花脱粒机。
同年，李建奎等人[4]设计了一种新型家用小型玉米脱粒机，详细阐述了其结构设计与功能实现。该脱粒机结构紧凑，适合家庭使用，在传动系统和脱粒滚筒设计上有独特之处。这为小型葵花脱粒机的结构设计提供了参考，特别是在空间布局和传动设计方面。但玉米与葵花的脱粒要求不同，该设计在适应葵花脱粒方面存在局限性。
马浩浩和高卫林[7]在2020年对小型小麦脱粒机结构进行优化设计，通过改进脱粒室结构和脱粒元件材质，提高了小麦脱粒质量。这为葵花脱粒机脱粒室的设计提供了借鉴，即合理的脱粒室结构对脱粒效果有重要影响。不过，小麦和葵花的脱粒特性不同，该优化结构不能完全满足葵花脱粒需求。
孙志刚等人[12]在 2020年开展平欧大榛子脱粒机设计与试验，针对大榛子的特点设计脱粒机构，通过调整脱粒间隙和转速，实现了较好的脱粒效果。这为葵花脱粒机根据作物特性设计脱粒机构提供了思路，但大榛子与葵花在形状、大小和硬度等方面差异较大，该设计不能直接用于葵花脱粒机。
杨立权等人[13]在 2025年对小型甩锤式玉米脱粒机进行设计分析，研究了甩锤的结构参数对脱粒性能的影响，通过优化甩锤的形状和排列，提高了玉米脱粒效率。这为葵花脱粒机脱粒元件的设计提供了新的方向，即甩锤式结构可能适用于葵花脱粒。但同样由于作物差异，需要进一步研究其在葵花脱粒中的适用性。
冯瑞等人[14]在 2025年设计家用小型玉米脱粒机，从用户需求出发，注重脱粒机的操作便捷性和安全性，在结构设计上采用简单易用的方式。这为小型葵花脱粒机的设计提供了用户导向的设计理念，但在脱粒性能方面还有待进一步提升以适应葵花脱粒要求。
2.中期研究进展与多样化设计
随着研究深入，脱粒机设计呈现多样化趋势，不同类型脱粒机的设计为葵花脱粒机提供了更多参考。
2021年，林蜀云等人[2]设计5TG - 100A 型油菜脱粒机结构，针对油菜的特点设计脱粒和清选系统，通过合理设置脱粒滚筒转速和清选风速，提高了油菜脱粒的纯净度。这为葵花脱粒机清选系统的设计提供了参考，即合理的风速和筛网设计对提高脱粒质量很重要。但油菜和葵花的脱粒和清选要求不同，该设计不能直接应用于葵花脱粒机。
王旖旎等人[9]在 2021年设计新型玉米脱粒机，采用新型脱粒原理和结构，通过改变脱粒元件的运动轨迹，提高了玉米脱粒效率和脱净率。这为葵花脱粒机脱粒原理和结构创新提供了启示，即探索新的脱粒方式可能提升葵花脱粒性能。然而，玉米和葵花的脱粒特性差异决定了该设计需要针对葵花进行改进。
刘忠泽等人[15]在 2021年研制一种水稻小区脱粒机，考虑水稻小区试验的特点，设计小型、精准的脱粒机，在脱粒精度和样品代表性方面有较好表现。这为葵花脱粒机在特定试验场景下的设计提供了思路，即根据使用场景设计脱粒机。但水稻和葵花的试验要求不同，该设计不能直接用于葵花脱粒机。
2022年，连国党等人[1]设计轴流螺旋滚筒式食用向日葵脱粒装置并进行试验，针对食用向日葵的特点设计轴流螺旋滚筒脱粒机构，通过优化滚筒结构和参数，提高了向日葵脱粒效率和脱净率，减少了籽粒破损。该研究直接针对葵花脱粒，为葵花脱粒机主体结构设计提供了重要参考，但在脱粒机的整体结构优化和适应性方面还有提升空间。
3.近期研究成果与综合优化
近年来，脱粒机设计更加注重综合性能提升和智能化发展，为葵花脱粒机的进一步优化提供了方向。
2024年，王万章等人[8]设计小麦育种单穗电动脱粒机并进行试验，针对小麦育种单穗脱粒的需求，设计小型、精准的电动脱粒机，在脱粒精度和对单穗的保护方面有较好效果。这为葵花脱粒机在特殊育种场景下的设计提供了思路，即根据具体需求设计脱粒机。但小麦和葵花育种要求不同，该设计需要针对葵花进行改进。
王凡瑞等人[10]在 2024年设计孜然脱粒机风筛式清选装置并进行试验，针对孜然的特点设计风筛式清选装置，通过优化风速和筛网参数，提高了孜然清选效果。这为葵花脱粒机清选装置的优化提供了参考，即合理的风筛设计对提高清选质量很重要。但孜然和葵花的物理特性不同，该设计需要针对葵花进行调整。
范社伟[11]在 2025 年设计小型立轴式玉米脱粒机，采用立轴式结构，具有结构简单、占地面积小的优点。这为小型葵花脱粒机的结构设计提供了新的结构形式参考，但玉米和葵花的脱粒要求不同，该结构需要进一步优化以适应葵花脱粒。
4.国际研究视角与借鉴
在国际上，也有相关研究为葵花脱粒机设计提供借鉴。2020年，Muratova E等人[16]开展关于谷物堆数量和结构确定方法以及联合收割机清选增强经济评估的研究，虽然不是直接针对脱粒机结构设计，但为脱粒机清选系统的经济性和效率评估提供了方法参考，有助于优化葵花脱粒机清选系统的设计。
Popp M等人[17 - 18]在2020年对长尾鲨尾部的齿状表面进行三维结构研究和与其他远洋物种的比较，虽然研究对象与脱粒机无关，但其在结构分析和比较方法上为葵花脱粒机脱粒元件的结构优化提供了思路，即通过研究结构与性能的关系来优化脱粒元件设计。
综上所述，目前脱粒机设计研究在不同农作物和不同方面取得了丰富成果，为葵花脱粒机主体结构设计提供了多方面的参考。然而，现有研究大多针对特定农作物，直接应用于葵花脱粒机存在局限性，且在脱粒机整体结构优化、适应性和智能化方面还有待进一步研究。因此，开展葵花脱粒机主体结构设计研究具有重要的现实意义。
本课题的主要研究内容：
论文框架结构：
本论文聚焦葵花脱粒机展开研究，首先在绪论部分阐述研究背景、意义，梳理国内外研究现状与发展趋势并明确研究内容与方法；接着进行总体结构设计，涵盖入料口、脱粒、筛选、机体、支架等部分及总体装配；随后开展传动系统设计，包括配套动力选择、轴的设计校核、带轮与轴承设计；之后基于SolidWorks软件进行三维模型设计，介绍软件、完成关键部件建模并小结；再阐述脱粒机使用，涉及安全操作规程、安装调整使用、保养维修；最后总结研究成果并展望未来改进方向。
研究预期结果：
完成一套完整的葵花脱粒机设计方案，包括总体结构、传动系统和关键部件的详细设计图纸。
建立葵花脱粒机的三维模型，通过软件模拟分析验证设计的合理性和可行性，为实际制造提供参考。
制造出葵花脱粒机样机，并进行实地试验，验证其脱粒效果、工作效率和可靠性等性能指标，确保脱净率达到95%以上，破损率控制在3%以内，工作效率比传统脱粒方式提高50%以上。
制定葵花脱粒机的安全操作规程、安装调整方法和保养维修手册，为用户提供全面的使用指导。
创新点：
结构创新：设计一种新型的脱粒结构，采用独特的脱粒元件形状和排列方式，提高脱粒效果的同时降低籽粒破损率。优化筛选装置的结构，实现更高效的籽粒与杂质分离。
传动系统优化：通过合理的传动比设计和部件选型，提高传动效率，降低能量损耗。采用新型的带轮和轴承设计，提高传动的平稳性和可靠性，减少故障发生率。
三维建模与仿真分析：利用 SolidWorks 软件对葵花脱粒机进行三维建模和仿真分析，提前发现设计中的潜在问题，优化设计方案，缩短研发周期，降低研发成本。
人性化设计：在脱粒机的设计中充分考虑操作人员的便利性和安全性，设计合理的入料口高度和操作面板布局，设置安全防护装置，提高设备的易用性和安全性。
本课题的研究方法：
1.文献分析法，完成本课题理论基础的搭建，明晰研究现状与方向；
2.调查法，深入了解葵花种植户对脱粒机的实际需求及现有设备问题；
3.个案研究法，剖析成功脱粒机案例的设计亮点与不足，获取借鉴经验；
4.实验法，对设计的脱粒机样机进行性能测试，依据结果优化设计，确保成果实用有效。
已查阅参考文献：
[1] 连国党,魏鑫鑫,马丽娜,等.轴流螺旋滚筒式食用向日葵脱粒装置设计与试验[J].农业工程学报, 2022, 38(17):10.DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2022.17.005.
[2] 林蜀云,刘伟,张明.5TG-100A型油菜脱粒机结构设计[J].安徽农业科学, 2021, 49(7):4.DOI:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.07.059.
[3] 侯梦魁.水稻脱粒机装置创新结构设计[J].南方农机, 2020, 51(16):3.DOI:CNKI:SUN:NFLJ.0.2020-16-018.
[4] 李建奎,马浩浩,陈好旺,等.一种新型家用小型玉米脱粒机结构设计与功能实现[J].农村科学实验, 2020(34):2.
[5] 李明会.玉米脱粒机设计研究与维护[J].农业机械, 2025(7):53-55.
[6] 储振宇.用于测产的收割机及脱粒机的设计与试验[D].安徽农业大学,2020.
[7] 马浩浩,高卫林.小型小麦脱粒机结构优化设计[J].农村科学实验, 2020(19):3.
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[9] 王旖旎,李逢振,黄通灵.新型玉米脱粒机的设计与实现[J].中国新技术新产品, 2021(9):3.DOI:10.3969/j.issn.1673-9957.2021.09.027.
[10] 王凡瑞,李斌,朱荣光,等.孜然脱粒机风筛式清选装置的设计与试验[J].农业工程学报, 2024, 40:1-13.DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.20240413423.
[11] 范社伟.小型立轴式玉米脱粒机的设计[J].河北农机, 2025(10).
[12] 孙志刚,刘仁广,丛亿军.平欧大榛子脱粒机设计与试验[J].农业科技与装备, 2020(2):3.
[13] 杨立权,景续凯,胡云峰,等.小型甩锤式玉米脱粒机设计分析[J].南方农机, 2025, 56(18):4-6.
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[18] Popp M , White C F , Bernal D ,et al.The denticle surface of thresher shark tails: Three-dimensional structure and comparison to other pelagic species[J].Journal of Virological Methods, 2020, 281.
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