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1、小型玉米脫粒機的設計 計 畢業(yè)設 摘要 此次設計的小型玉米脫粒機， 其工作原理為 電動機通過皮帶輪傳動 , 玉米棒通過入料斗進 入脫粒滾筒，在高速回轉的脫粒滾筒的沖擊和玉 米棒、滾筒、凹板式柵格的作用下被脫粒下來。 采用擠搓式的原理使用板齒進行脫粒， 板齒呈螺 旋均布便于脫粒滾筒。 小風扇的作用是將夾在玉 米粒中的輕雜帶走。 與同類產品相比， 結構非常 緊湊，性能優(yōu)良，操作十分輕便，安全可靠，而 且不占場地，搬運存放十分方便，成本非常低。 破碎率很低， 可以提高種子發(fā)芽率。 能大大的減 輕農民勞動強度， 有利于搶趕農業(yè)季節(jié)， 促進農 民發(fā)家致富， 推動農業(yè)的發(fā)展

2、， 適宜在廣大農村 推廣應用。 關鍵詞 ：玉米；脫粒機；板齒 The design of small corn thresher, its work ing prin ciple for the motor through the pulley drive, corn cob through into the hopper into the cyli nder, and the impact of the high-speed rotary cylinder corn cob, roller, con cave plate un der the acti on of grid b

3、y threshing. The crowded rub board tooth principle used for threshing, tooth a spiral plate un iform easy threshi ng cyli nder. Is the role of small fan clip light impurity in the corn kernels. Compared with similar products, the structure is very compact, high performa nee, operati on is very por

4、table, safe and reliable, and do not take a site, handling storage is very convenient, cost is very low. Breakage rate is very low, can improve the seed germ in ati on rate. Can greatly reduce labor inten sity of farmers, is con ducive to rob farmi ng seas on, promote the farmers get rich, promote t

5、he development of agriculture, suitable for applicati on in the coun tryside. Keywords：Corns; Shellers machine Plank-tooth ii 摘要. 前言… 1引言 1.1畢業(yè)設計課題的任務和要求 1.2課題的主要內容?和 2小型玉米脫粒機的設計 2.1脫粒機構 2?2篩選機構 2.3清選機構 Z4機架 3玉米脫粒機的設計計算 3.1電動機的選擇 3.2 V帶傳動的計算 3.3_帶輪的設計 3.4軸的結構尺寸設計 3.5_軸承

6、的選用― 3.6鍵的選擇與計算 3.7風機的選用 *― 4玉米脫粒機的使用和維護 4?1玉米脫粒機使用的注意事項 4 2玉米脫粒機的維修保養(yǎng) 5總結與展望 參考文獻 致 謝 附錄 V J1112377888 O 3 60125566790 1112222222223 V 刖弓 就玉米利用而言，大致經歷了作為人類口糧、牲畜飼料和工業(yè)生產原料的 三個階段，玉米口糧消費

7、占玉米總消費比重大約在7%左右，但是隨著時代的發(fā) 展，這個比例有了逐步降低的趨勢。玉米是三大糧食之一嘰 為解決人類的溫飽 問題起到重要作用。時至今日，玉米仍然是全世界人民餐桌上不可缺少的食品, 在“玉米故鄉(xiāng)”墨西哥，“國菜”玉米餅年消耗量達到1200萬噸之多，人們無 論貧富貴賤都十分喜歡食用；在發(fā)達國家，玉米也作為補充人體所必需的鐵、 鎂礦物質的來源為人們廣泛食用；在某些貧困國家和地區(qū)，玉米依然是人們廉 價的裹腹之物。 從2011年度玉米產業(yè)技術發(fā)展報告上園看出，雖然近幾年國家采取限制深 加工企業(yè)產能的擴張以及控制深加工企業(yè)的消費玉米數量等調控措施，但玉米 深加工下游產品的需求旺盛，2011

8、年工業(yè)消費玉米的數量持續(xù)增加，達到5500 萬噸，比2010年增加400萬噸。受豬肉價格的持續(xù)上漲的影響，養(yǎng)殖業(yè)效益的 改善，生豬存欄數從2011年1月持續(xù)增長，玉米飼料需求明顯的增長，2011年 全年飼料玉米總量為1.03億噸。2011年由于國內玉米市場的供給穩(wěn)定，國家對 玉米市場的調控的力度不大。2011年通過了競價銷售和跨省移庫的方式向市場 投放國家玉米儲備約為500萬噸，大大低于2010年2844萬噸的水平。截止2011 年10月，我國累計進口玉米11& 6萬噸，預計2011年的總進口為150萬噸左 右，略低于2010年156.3萬噸的進口水平。2011年11月，我國政府啟動了對 新的

9、玉米的臨時儲備收購政策，提高了玉米的收購價格，這將對未來國內的玉 米價格形成重要支持。 在如此高漲的玉米產業(yè)形勢下，不論是和玉米相關的生產商還是農民，都 對這個生產行業(yè)產生了極高的熱情，都渴望從中分一杯羹。而 06年4月， 溫總理在總公司呈送的工作報告上批示 3L要居安而思危，思則而備，而備而無 患。儲糧于田，儲糧于庫，都是維護了農民利益，維護糧食市場交易的穩(wěn)定， 維護國家糧食生產的安全。從長遠和大局看來，中央儲備糧食工作，確保糧食 數目真實、質量 優(yōu)良，能調得動、用得上放在重要的位置，具有現在和未來深 遠的意義。這一切將糧食產業(yè)中的玉米加工產業(yè)推上了發(fā)展的巔峰，如何保證 優(yōu)質和高效

10、的玉米生脫粒成為玉米產業(yè)發(fā)展中的急需解決的難題。 針對我國玉米脫粒機現狀41通過了學習國外的先進技術，改進了設計擠 搓原理的玉米板齒脫粒機，玉米被脫粒滾筒抓取之后，隨著滾筒作切線回轉運 動，同時還沿軸向和徑向同時運動，其合運動的軌跡線為螺旋線，脫粒后玉米 棒可以軸向流出。其脫粒干凈，分離效果非常好，破碎玉米率低，是一種優(yōu)良 而高效的玉米脫粒機。 龍江八一農墾大學畢業(yè)設計 1緒論 1.1畢業(yè)設計課題的任務和要求 (1) 了解玉米脫粒機機構設計的基本原理和玉米脫粒的工藝流程； (2) 研究現有的脫粒裝置的性能、優(yōu)缺點及適應性，確定玉米脫粒裝 置的總體結構方案； (3) 根據所提供

11、的原始數據進行玉米脫粒機的整體結構設計，繪制相 關的圖紙，圖紙正確規(guī)范； (4) 撰寫畢業(yè)設計的說明書； (5) 翻譯相關外文科技文獻1篇； 1.2課題的主要內容 (1) 完成玉米脫粒機總體設計; (2) 完成主要零件的設計； (3) 完成計算說明書； 43 - 2小型玉米脫粒機的設計 2.1玉米脫粒機的種類 表i 玉米脫粒機的種類 Table 1 The types of corn thresher 類型 功能 生產 率 (kg/h) 動力 全喂入 簡 脫粒；脫下的 400-1 3-5 式 谷粒、穎殼、 000 碎莖或莖混

12、在 起。 半 脫扌 粒、分離、 500-1 7-11 復 和清選；得到 200 式 干凈谷粒，需 要清選。 復 脫扌 粒、分離、 2000 15-22 式 清選、復 以上 脫、 得到干凈 谷粒。 半喂入 脫粒、清選；得到干凈的谷粒。 、體 積小、功耗少、 成本低。 根據設計的要求是生產率為 1000kg/h。選擇玉米脫粒機的類型和脫離裝置 的類型是半喂入軸流式玉米脫粒機。 整個機械有入料斗、脫粒機構、清選機構、

13、篩選機構、機架等五個重要部 分。脫粒裝置部分是由脫粒滾筒、凹板式柵格組成。凹板式柵格下方有流斗。 清選機構有風扇和出糠口。 脫離玉米時，玉米從脫粒滾筒的入料口喂入，隨著脫粒滾筒的旋轉，在螺 旋板齒的作用下，玉米棒在脫粒裝置內做螺旋運動。在滾筒和凹板的打擊和擠 搓作用下，玉米粒被脫下了，并通過柵格式凹板分離出來，而玉米芯則從脫粒 滾筒的軸向一側排出。 2.2脫粒機構 根據作物在脫粒裝置中的運動情況， 可以將脫粒裝置分為三種5L切線流動 型，軸流切線徑向型，軸流切線型。 切線型：玉米被脫粒滾筒抓取后垂直于滾筒軸，沿著滾筒切線方向運動而 不發(fā)生軸向運動，脫粒后的玉米棒也沿切線方向流出，但存

14、在谷粒與玉米棒分 離問題。 軸流-切線-徑向型：玉米被脫粒滾筒抓取后，隨著脫粒滾筒做著切線回轉 運動，同時沿軸線方向和徑向運動，其合成運動的軌跡線為螺旋線，玉米棒可 切向或軸向流出，但存在脫離時間過長，結構非常復雜，莖稈破碎嚴重的缺點。 而第三種軸流切線型，同樣的在作切線回轉運動的同時沿著軸向運動，運 動的軌跡線為螺旋線而并不需要錐形脫粒滾筒，其很好的結合了前兩種脫粒機 構的優(yōu)點，結構非常簡單，脫凈率高而且破碎率低。 通過之前的分析，選取了第三種脫粒方式，即軸流切線型玉米脫粒裝置。 它是由脫粒滾筒，柵格式凹板和頂罩等組成。凹板和頂罩形成一個圓筒，把脫 粒滾筒包圍起來。脫離玉米時，玉米從脫

15、粒滾筒的入料口喂入，隨著脫粒滾筒 的旋轉，在螺旋板齒的作用下，玉米棒在脫粒裝置內做螺旋運動。在滾筒和凹 板的打擊和擠搓作用下，玉米粒被脫下了，并通過柵格式凹板分離出來，而玉 米芯則從脫粒滾筒的軸向一側排出。 圖1—1玉米脫粒滾筒 Fig1-1 Threshing cylinder 脫粒間隙隨著作物種類和脫粒分離質量的不同來調節(jié)。現有脫粒機上脫 稻、麥的間隙為20-30mm,脫粒大豆、玉米、高粱等為 60-70mm。喂料口與排 出口布置在徑向位置的軸流筒脫粒裝置上，脫粒間隙在凹板的入口處最大。 圓柱形脫粒滾筒所用的板齒有鑄造板齒和加工球頂方根板齒兩種。前者對 玉米子粒的破碎率

16、比較高。鑄造方板齒應有 2-3mm厚的白口層；球頂方根板齒 的表面滲碳，滲碳層深度大于 2mm；熱處理硬度HRC50-60這里選取加工球頂 方根板齒。 板齒的工作長度在50mm以下的短板齒用于脫粒已去除皮的玉米穗；工作 長度大于50mm的長板齒用于脫未剝皮的玉米穗。根據設計要求和工作情況這 里選取長度為50 mm的板齒。如下圖： 圖1-2板齒結構圖 Fig1-2 Nail tooth structure 板齒的種類及其在滾筒上的排列：常用的板齒有刀齒和楔齒。刀齒一 般薄而長，抓取農作物和梳刷脫粒能力強，對喂入不均勻的農作物層適應性較 好。刀齒的樣式較多，常用的有板刀齒，斜面刀齒。

17、板刀齒一般厚為 10mm左 右，斜刀齒齒底部約厚10-20mm,頂部厚約4-10mm左右，齒側面斜度五度左 右，齒工作高度15-25mm左右齒寬6-20mm。楔齒短而寬，齒側帶有很大的斜 度，脫粒的間隙調整范圍較大。防止纏草，其端部向后彎曲，后傾角 15度-20 度，大的可達25度，后傾角大容易脫草，功率消耗較少，但會降低脫粒能力。 板齒材料一般為45號鋼，工作面熱處理硬度為 HRC50板齒按螺旋線均勻分布 在脫粒滾筒上，這樣可以使每個板齒都能起到脫粒作用，脫粒比較凈，玉米棒 碎斷相對較少，滾筒負荷均勻和功率消耗較小。通過繪制滾筒表面展開圖確定 板齒的排列。 Fig1-3 Roll

18、er screw tooth arrangement graph 滾筒上的板齒數（Z）按脫粒裝置的生產率確定 z > (1- B )q/0.6q d q--- 脫粒裝置的喂入量(kg/s),取0.278 kg/s。 B ---喂入農作物中谷粒所占重量比率； qd---當B =0.4時每個板赤的脫粒能力(kg/s),在凹板配有板齒的脫粒裝置 上，對喂入輸送裝置玉米脫粒機的刀齒數取 0.2、對聯合收割機取0.35。有些 以脫粒水稻為主的板刀齒滾筒， 如齒側間隙較大，或凹板不帶板齒，qd值應較上 述數值小45%左右，應增加板齒數加強梳刷脫粒能力。楔齒的打擊面寬， qd值可 較刀齒

19、大20%-30% 所以 Z= (1-0.278 ) 0.4/ ( 0.278 X 0.02 ) =5 齒跡距a齒跡距需根據板齒的尺寸和齒側間隙 S來確定 a=2 (b+ 5 ) (mm) S ---齒側間隙(mm)，對板刀齒約為10-20 mm,對斜面刀齒和楔齒因為 齒側間隙可以改變，5的最小的齒側間隙，一般不小于 3mm。 齒跡距常用值為25-50mm，這里取30mm。 螺旋頭數K螺旋頭數等于每個齒跡上通過的板齒數目，此值越大，脫粒能 力越強。如螺旋頭數和齒板數相同，則齒跡距和齒距也相等。這時在同一齒板 上相臨兩齒間會有一凹板齒通過，易使玉米棒折斷，應使 M/K》2。目前一般板

20、 齒滾筒上的螺旋頭數大多為2-5，在少數加強梳刷脫粒作用的板刀齒上 K值達6。 齒板數M與齒板間距S滾筒上齒板數(即板齒排數)，目前常用6-12，齒 距一般為5-10mm，距離太小，玉米棒易被折斷，脫粒消耗功率較多。 齒板間距S主要由滾筒上相臨兩齒桿易于抓取作物的間隔時間來確定，時 間太短則不易抓取作物，又容易堵塞滾筒?，F有的一些板齒滾筒上 S值大多為 120-200 mm。滾筒上板齒在圓周上分布和排列數根據滾筒直徑大小決定。直徑 200mm左右的滾筒用7-8 排,直徑300mm的滾筒用9-10排。根據選取的滾筒 直徑190mm選用8排的滾筒。 板齒沿滾筒全長等距排列。各板齒相互交錯

21、開，并使相臨齒跡間有小于2 mm 的重疊量或小于0.5 mm的間隙量。設計時間隙量選取為 0.2 mm 2.3篩選機構 采用滾筒脫粒篩選機構有凹板式柵格，沖孔式等類型。由于采取軸流切線 式脫粒，脫粒主要為擠搓的作用，其中柵格式凹板脫粒能力與分離能力都能達 到使用要求，所以本次設計選用柵格式凹板。它由一定數量的鋼條和兩條主梁 和兩條副梁組成，快速旋轉的板齒脫粒滾筒將被卡死的玉米擠搓脫粒，無論是 工作時還是安裝時，柵格式凹板都是固定不動的，因此對鋼條的強度有一定的 工作要求。玉米脫粒之后，玉米粒經過柵格式凹板，從凹板的間隙流出，順著 斜滑板滑出機體之外，篩選機構目的是將玉米和玉米芯分開。 圖

22、2-1柵格式凹板 7 J ] ] Fig2-1 Fence form grid concave 2.4清選機構 清選機構主要作用是實現脫粒后玉米粒與雜質雜物之間的分離。 6】常見的 清選原理可以分為兩大類：一類是按照籽?？諝鈩恿μ匦赃M行清選，另一類是 利用氣流進行清選。其中后者比較常用，結構非常簡單，分離效率比較高。本 次設計采用氣流清選的方式，其中氣流是由風機提供的。 Fig3 -1 Fans 2.5機架 機架是脫粒機中用于容納和支承各種零件的。本次設計采用 5mm厚的三角 鋼。由于整個機

23、體在工作過程中會出現比較大的抖動，對機架的強度要求比較 高，所以對焊接的要求比較高，本次機架采用角焊。焊縫高度值指教三角形的 直角點到斜邊距離，這個距離已經比較適合用于整機震動比較大的部件上。其 殼體為覆蓋件，對設計的強度要求不高，也采用 5mm厚的薄鋼板沖壓或卷制折 彎，各個零件的銜接主要采用焊接和螺栓緊固。 3玉米脫粒機的設計計算 3.1 電動機的選擇 查閱相關資料7，TY-10型板齒的脫粒滾筒轉速設計為 340r/min,板齒齒頂 直徑為190mm柵格式凹板直徑為270mm其凹板長度為600mm在主軸上螺旋 均勻分布著板齒，以便玉米芯隨螺旋板齒的螺旋作用而排出機體之外。 據公式

24、 v= n Dn/60, 計算得v=3.4m/s 其中n為滾筒的轉速（r/min） V為齒頂線速度（m/s） d為滾筒齒頂直徑（m 本次設計采用交流電機為動力來源 8】，通過V帶傳動來實現脫粒滾筒的轉動以 及風機的轉動。 而V帶傳動，傳動比過大時會減小帶輪包角。當帶輪的包角減小到一定程 度，帶傳動就會發(fā)生打滑，從而無法傳遞額度的功率。因此，帶傳動比一般取 傳動比i < 7,推選擇值為2-5. 則電動機的轉速范圍為： N 電=in= （2-5） X340=680-1700r/min 現在選用工業(yè)上廣泛應用的丫系列的三相異步電動機，參考機械設計簡明手冊91 表1 電機的參

25、數表 Table 1 Parameter of the electric machinery table 方 電動機 額 電動機 基本參數 案 型號 疋 轉速 功 率 P/ 同 滿 效 電動 kW 步 載 率 機重 轉 轉 (% 量 速 速 (KG 1 Y132M2 3. 690 7 81 79 0. -8 0 20 80. 72 2 Y112M- 2. 900

26、9 5 33 0. 6 2 40 74 3 Y100L2 3. 138 1 82. 35 0. -4 0 0 43 5 81 考慮到玉米脫粒機的整體設計的質量問題與脫粒強度問題，選用 2號方案，選 定電機型的型號為 Y112M-6 表2電動機尺寸列表 Table 2 Dimensions of the electric machinery table 單位mm 中 心 咼 H 外形尺寸 L X ( AC, 2 + AD ) X HD 底腳 安裝 尺寸 Ax B 地 腳螺 栓孔 直徑 K 軸 伸尺

27、寸 D x E 鍵部 位尺寸 F x (D -G) 電 動機 的輸 出軸 尺寸 G 11 400P05 匯 265 190"40 12 28 匯 60 8匯4 28 2 3.2 V帶的傳動計算 3.2.1確定傳動裝置的傳動比 總傳動比 式中na為電動機的滿載轉速, r/min 則由上式得 i=940/340 ?2.76 其V帶傳動比在2-5之間，符合設計的要求。 3.2.2確定計算的功率 查《機械設計》10表8-7得工況情況的系數 &=1.31，故 Pca=KaP=2.2X 1.3=2.88Kw 323選擇V帶的型號

28、 根據Pea,①查《機械設計》V帶選型圖8-11，選用A型的V帶。 324確定帶輪的基準直徑di并且驗算帶的速度V ⑴初選小帶輪的基準直徑d1.由《機械設計》表8-6和表8-8，選取小帶輪的 基準直徑d1=106mm ⑵驗算帶速V v D1 N1 丿14 106 1430：.5.21ms 60 1000 60 1000 s 因為5m/svvv30m/s,在規(guī)定的使用范圍內，故 帶速適合。 ⑶計算大帶輪的基準直徑d2 D2= id1 =106 >2.76=292.5mm 查《機械設計》表8-8，得圓整為d2 =315mm 3.2.5確定V帶的中心距a與基準長度Ld

29、⑴初定中心距 0.7 (d1 d2)乞 a 乞 2 (d1 d2) 即: 0.7 (106 315)乞 a。乞 2 (106 315) 得: 295.7mm 乞 a0 乞 842mm 選取中心距a0 =500mm ⑵計算初選取帶所需的基準長度 Ld=2 a0 - (d1 d2) 2 4a。 即：在此處鍵入公式。 2 —500 節(jié)(106 315)譽斜 Ld "680.2 mm 查 《機械設計》 表8-2找到的1600mm數據相近，所 以取：Ld J600mm ⑶計算實際的中心距a a0 + “ 也=(500+1600 一1680.2 ) mm-460 2 取

30、 a=460mm 3.2.6驗算小帶輪上的包角ai 0 d2 -0 二* = 180 57.3 a 即： =180° 315-106 460 57.30 求得：a1 =1540 - 1200滿足V帶傳動包角d的要求。 3.2.7計算A帶的根數Z ⑴計算單根V帶的額定功率Pr 由d1=106mm和n1=940r/min,查《機械設計》表 8-4a得 Po=1.15Kw根據n1 =940r/min,i=2.76, 和 A型帶，查表 8-4b #△ P0=0.11Kw : 查8-5《機械設計》表得 Ka=0.93，查8-2表得K=0.99.于是 Pr= ( PO+

31、A P0) >KaXKL= (1.15+0.11 ) >0.93 X).99=1.16kw ⑵計算V帶的根數 Z=Pca/Pr=2.86/1.16=2.56 選取 3 根 3.2.8計算單根V帶初拉力的最小值 查表得A型帶的單位長度的質量=0.1kg/m,所以 F。= 500 Pca V Z 2.5 - Ka )qv2 (F。) min 500 2.86 (2.56 -0.93) 3 5.21 0.93 2 0.1 5.21 ?158N 應使帶的實際初拉應力158N 3.2.9計算壓軸力Fp 壓軸力的最小值為 a1 1540 (Fp)min

32、=2Z(F°)minS in 二=2 3 157 sin N =944N 2 2 3.3 帶輪的設計 帶傳動是由緊固件連在主動軸上的主帶輪、固連于從動軸上的從動帶輪和 緊套在兩輪上的傳動帶組成的傳動運動。當電動機驅動主動輪轉動時，由于帶 和帶輪間的摩擦，便拖動從動輪一起轉動，并傳遞一定的動力。帶傳動具有結 構簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖吸振等特點，在機械中被廣泛應用。鑒 于帶傳動的優(yōu)點和在應用中廣泛性，選擇帶傳動為小型玉米脫粒機傳遞動力。 在一般的機械傳動中，應用最廣泛的是V帶傳動。V帶的橫截面呈等腰梯形， V帶輪上也做出相應的輪槽。傳動時帶只和輪槽的兩個側面接觸，即以兩側面為 工

33、作面。根據槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下， V帶傳動較平帶傳動等產生 更大的摩擦力。這是V帶傳動性能上最主要的優(yōu)點。再加上 V帶傳動允許的傳 動比較大，結構緊湊，以及 V帶多以標準化并大量生產的優(yōu)點，因而 V帶傳動 的應用比平帶傳動應用廣泛的多。所以綜合以上 V帶種種的優(yōu)點和實際操作的 可行性，V帶傳動是最佳的選擇。 3.3.1 帶輪材料 帶輪的材料主要采用灰鑄鐵，常用的材料牌號為HT150或HT20Q轉速非常 高的時候應該采用鑄鋼（或者用鋼板沖壓后焊接而成）；小功率時可以用鑄鋁或 者塑料。 因為帶輪的轉速V=3.4m/s，即V乞25轉速比較低，所以材料選定為灰鑄鐵， 硬度為HT1

34、50〔11 3.3.2 主動帶輪的設計 帶輪的結構尺寸設計主要是根據帶輪的基準直徑，選擇帶輪的結構形式， 根據帶的型號來確定帶論輪槽的主要尺寸，其設計如下。 主動帶輪的結構選擇，因為根據主動帶輪的基準直徑尺寸 Di= 106mm而與 主動帶輪配合的電動機軸的直徑是d^ 28mm，因此根據經驗的公式 2.5di乞Di乞300mm，所以主動帶輪采用腹板式的帶輪。 選擇帶輪參數：通過查找《機械設計》一書，可以確定主動帶輪的主要結 構參數，結構參數如下表，其他的相關尺寸可以根據相應的經驗公式計算求得 1-2] O 表3帶輪的結構參數表 位(mm 槽 型 bd基 ha min

35、 hf m in E槽 f min 第'一一 槽 dd 準寬 基準 基準 對稱面到 與dd 相應的 度 線上 線下 間 端面距離 cp =3 tp =3 cp =3 (p =3 槽深 槽深 距 2 4 6 8 A 11 2.75 8.7 15 9 - 118 - 118 Table 3 Parameter of the pulley table 主動帶輪的厚度可以由計算公式： B =(Z -1) e 2 f 求得 B =(4 -1) 15 2 9 =^ 63mm

36、 圖3-1主動帶輪 Fig3-1 The driving pulley 333 從動帶輪的設計 從動帶輪的結構選擇。因為根據主動帶輪的基準直徑和傳動比來確定，即 D2 =315mm，D2 - 300mm，所以從動帶輪采用輪輻式。 從動帶輪的厚度可以由計算公式求得： B =(Z -1) e 2 f 即: B =(3 -1) 15 2 9 =48mm 圖3-2從動帶輪 Fig3-2 The driven pulley 3.4 軸結構尺寸的設計 3.4.1 傳動主軸的選擇 傳動軸是玉米脫粒機的重要設計部件之一， 13】它在玉米脫粒機正常工作的 過程中間，承擔

37、主要的轉矩、扭矩、彎矩和支撐傳動軸上旋轉零件，玉米機脫 粒時的瞬時沖擊很大，而且沖擊次數非常的頻繁，因此傳動軸的設計是一個至 關重要的步驟。它的主要作用是：一是在徑向上支撐所安裝的旋轉零件，使其 有固定的工作位置；二是傳遞軸上的運動和力，使其能夠正常的工作。根據玉 米脫粒機的結構特點和組成形狀以及工作強度和環(huán)境的要求，玉米脫粒機的主 軸選用直軸階梯軸。此軸的設計如下： 根據軸的扭轉強度來初步計算確定其的最小直徑，可利用經驗公式： - Ao3i — ? n 其中：Ao — 3 95520000軸常用的幾種材料的U的Ao值 -u.2[ t ] p —主軸上的功率 kw n—主軸上的轉

38、速 r min 軸上的材料應選取應用的最為廣泛的 45號鋼141并進行調制等處理，其抗拉 的強度二b =640MP，查表得到45號鋼Ao取值范圍為112-135 , [B/MPa取 值范圍為10-35.取A0 =112，于是有: dmin = 118 2.2 340 :22mm 3.4.2 確定軸各段的直徑和長度 輸出軸上的最小直徑顯然是安裝從動帶輪的內孔， 15】必在軸上開有鍵槽, 而且有兩個鍵槽，因此，為了開鍵槽又不消耗輸出軸的強度，可以使軸的直徑 增加15%^上,這樣增加輸出軸的尺寸，因此可以提高軸的工作強度。即： d =d (1 15%) =220 (1 1

39、.05%) ： 23.5mm 主輸出軸的最小直徑是安裝從動帶輪處的直徑，為了使所選的軸直徑與帶 輪相配合，故使輸出軸端的軸徑取為 24mm。 查表可以得知帶輪的厚度為B二48mm，則取輸出軸的最小軸徑為 d = 24mm，其長度為50mm。 為了滿足帶輪的軸向定位要求，軸段右端 需要制出一個軸肩，軸肩大小為0.O7-O.1d,故取 2段的軸直徑d2=26m m，軸肩處圓角C查表為1， 軸肩段長度取30mm。 輸出軸的徑向定位由普通平鍵來完成，選 用鍵的型號為普通平鍵bxhx|為8x7x32。鍵的型號 可以通過查《機械設計課程設計手冊》一書取得。 而與滾筒連接采用一個鍵連接，b h

40、l為12 8 70。 和緊固螺釘來固定脫粒滾筒 3.4.3 軸上的載荷計算 ⑴作從動軸的簡圖16 1 圖4-1軸的簡圖 Fig4-1 The graph of axis ⑵求輸出軸上扭矩的大小 根據公式： T =9550000 - n 其中：p —電動機的額定功率kw n—主軸的轉速rmin 即: T =9550000 空 61784N/MM 340 ⑶螺旋板齒上的合力 根據公式： 其中：d —輸出軸的軸心到脫粒板齒外圓的距離 即: 2 61794 190 = 649N 根據公式: Fr =Ft 80% 其中：80%弋表的是徑向力占圓周力

41、的百分數 即： Fr =649 80% =520N 根據公式： Fa 二 Ft tg1 求得，由于玉米脫粒機的主軸軸向基本不受力。 則取Fa =0 圓周力Ft徑向力Fr軸向力Fa的方向如圖所示 表4軸的受力分析表 Table 4 force analysis of axis table 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F FNH1=FNH2=260 FNV1= FNV2 N =315N 彎矩M mh =16100N/mm MV1=20160N/m 總彎矩 m M = 161002 201502 = 25800N/MM 扭矩T T -

42、9550000 2.2 61784N/MM 340 軸上水平面內所受支反力如圖 根據公式： FwFnh廠丁 =260N 軸在垂直面內所受的支反力 F|NV1 = Fnv2 - 325 N 圖4-2軸的受力分析圖 Table 4-2 force analysis of axis 344 校核軸的強度 進行軸校核時，通常只需要校核軸上承受最大彎矩和扭矩應力的截面，即 危險截面強度。觀察表中與彎矩圖中的數據，以及軸單項的旋轉，扭轉切應力 為脈動循環(huán)的變應力，取折合系數 a=0.6，軸的計算應力 ca M 2 C T3)2 W 161002 (0.6

43、61784)2 0.1 X403 MPa =6.3MPa 前面以及選定軸的材料為45號鋼，經過調質處理，查表得到[；「_,] =60MPa。因 此二ca V [—，故軸強度符合要求。 3.5 軸承的選用 由玉米脫粒機的結構和相關尺寸可知所設計的軸上裝有帶輪和板齒滾筒， 其上的板齒承螺旋排列，其軸向受力較小。又根據 d2 =26mm，初步選取支撐的 軸承為深溝球軸承，取其內徑為 30mm查表得深溝球軸承的型號為 6206,它的 結構尺寸d D B為30 55 16. 取安裝板齒的軸4段的直徑為d=40mm，17k由承與軸肩用軸端擋圈固定， 左、右兩端采用的軸承用軸承座固定軸承，

44、配合為 H7K6，考慮板齒滾筒工作 強度問題，其上采用一個平鍵和一個 緊固螺釘連接板齒滾筒，鍵的尺寸為 12 8 70已知板齒滾筒長為600mm。 兩個軸承其徑向載荷為325N 對于深溝軸承，其徑向基本額定載荷 Cr 二-(型 Ln)_ ft ft 式中Cr-基本額定動載荷，查表得，Cr=13.3KN fpp -載荷當量系數，查表得，fpp=1 P—當量動載荷，N ft—溫度系數，查表數值為1 Lh —軸承基本額定壽命，本機預設壽命 Lh=8000h N—軸承轉速，r/min —軸承壽命指數，對球軸承取 3 將以上數據代入上式，得 13300「( P 60 3

45、40 17- 1 8000)' 解得 P=2413N 而在規(guī)定的條件下，6206軸承可承受最大徑向載荷為 8300N,遠遠大于軸 承實際承受的徑向載荷2413N因此選擇的深溝球軸承符合要求 風機軸承的選擇， 根據d3 =18mm，初步選取支撐的軸承 為深溝球軸承，取其內徑為 20mm查表得深溝球軸承的型號為 6204,它的結 構尺寸d D B為20 42 14.其軸向受力較小，因此不需要校合。 3.6 鍵的選擇與計算 3.6.1 鍵的選擇 鍵是一種標準零件，通常用來實現軸和輪轂之間的周向固定以傳遞轉矩, 有的還能實現軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導向。鍵連接的主要類

46、型有: 平鍵連接,半圓鍵連接，切向鍵連接。 選取最為常見實用的 A型平鍵，鍵的兩個側面是工作面，工作時，靠鍵同 鍵槽側面的擠壓來傳遞轉矩。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間則留有間隙，平 鍵連接具有結構簡單，裝拆方便，對中性較好等優(yōu)點。 與帶輪連接的平鍵b h 1為8 7 32。與脫粒滾筒連接的平鍵b h l 為12 8 70，電動機的平鍵為 8X7X36，風機軸的鍵為6>6X12 362 鍵的強度的驗算 平鍵連接傳遞轉矩時，其主要失效形式是工作面被壓垮。 查表得需用擠壓應力[、：p]=60MPa 而普通平鍵連接的強度條件為式中： T為傳遞的轉矩 (T=Fy~ Fd/2 )，N/M

47、 K為鍵輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，此處h為鍵的高度， L為鍵的工作長度，mm圓頭平鍵l=L-b，平頭平鍵l=L,L為鍵的公稱長度， mm b為鍵的寬度，mm D為軸的直徑，mm 由上述公式，代入數據得 小鍵 p 1= 46MPa 大鍵 p 2=11MPa 都小于許用擠壓應力60MPa，故鍵能安全工作 3.7 風機的選用 將經脫粒裝置脫下和分離裝置分出來的玉米谷物混合物中的穎殼碎莖和斷 穗等清除干凈將細小雜務排出機外以得到清潔的玉米谷粒。 對于分離裝置的性能要求是玉米谷粒中的雜質混合物應少于 2.5%;清選時 谷粒損失不得超出脫出谷?？偭康?0.5%;其生產率應與收割

48、、脫粒裝置相適應。 根據設計條件的生產率我們選用氣流式清選裝置。氣流式清選裝置是靠風 扇產生的強大氣流清除玉米谷粒中的雜質。這種清選裝置結構簡單，清潔度不 是很高，用于簡式玉米脫粒機。 通過總體設計方案選用吹出型清選裝置。清選風道位于風扇出口的前面， 谷?；旌衔镅鼗逶诔鲲L口前落下，輕雜物沿風道被吹走，谷?？恐亓Υ┻^氣 流場進入集谷裝置。清選風道下眼保證輕雜物的吹出通暢，并能截留被氣流吹 出的少量谷粒，減少損失。清選風道的截面積一般比風扇出口的面積大很多， 以便在出風口處把谷?；旌衔锎瞪ⅲ话阍陲L扇出口處的氣流速度為 7-10m/s， 風道末端排出口處為4-6 m/s。谷?；宓乃綂A

49、角為。 3.7.1 風速的計算 風壓、就是垂直于氣流方向的平面所受到的風的壓力 18根據伯努利方 程得出的風一壓關系。 風的動壓為 2 Wp 二 0.5 ro V 其中WP為風壓［kN/m2］， ro為空氣密度［kg/m 3］， V為風速［m/s］。 由于空氣密度（ro）和重度（r）的關系為r =r0 g ，因此有r = r0 g中 2 Wp =0.5 r° V 此式為標準風壓公式。在標準狀態(tài)下（氣壓為1013 hPa,溫度為20° ,空 氣重度r=0.011225 ［kN/m 2］。緯度為45°處的重力加速度 g=9.8［m/s 2］, w=\2/1600 此式

50、為風速估計風壓的通用公式。應當指出，空氣密度和重力加速度隨緯 度和海拔的高度而變化。一般來說， r/g在高原上要比在平原地區(qū)小的多，也 就是說在同樣的風速在相同的溫度下，其產生的風壓在高原上比在平原地區(qū)小 的多。 3.7.2玉米顆粒受力分析 設計玉米粒從凹板篩溜出來后進入出料板， 出料板斜坡設計為30度，由下圖的分析可知風 機對雜質和玉米顆粒進行分離時，只要當F> mgsin 9時才有可能將玉米顆粒誤從出糠口吹出。 計算風機風力的最大值，取其與 F方向一致，假設玉米顆粒的最大截面積 為1cm2，玉米粒的重量大約為1g，則作用在單顆玉米上的力 F的臨界值為 F=1 10^ 10 丄=

51、5 10^N 2 則臨界值的風壓 Wp=F/S=0.05KN/m 而由前面的簡化公式 Wp 二V2 -T600 解得臨界速度 V~ 8.94m/s Table8 Force analysis of kernels 則風機設計的風速8m/s即可滿足使用要求，19設計出糠口高度為160mm, 脫粒滾筒的風機的直徑為120mm，長度為280mm，風扇頁的高度為40mm，由 以上數據可算得：當風速為8m/s時，風機轉速約為200r/min,計算后得電機傳動 比為1:1.7，取風機帶輪的 d為180mm。 4玉米脫粒機的使用和維護 4.1 玉米脫粒機使用的注意事項 1.脫粒機應放

52、在地面平坦、通風良好的場地上；安裝時要注意風向，喂入口 要放在上風頭，出草口和排糠口要放在下風頭。 2?對各轉動部件要加油保養(yǎng)，各部緊固螺釘要牢靠，滾筒旋轉方向應和上 蓋所標箭頭方向一致。 3 ?脫粒前要進行空運轉，看有關部件連接是否牢固，轉動是否平穩(wěn)，確定 無異常情況后方可投入作業(yè)，作業(yè)時禁止用加大皮帶輪等方法使脫粒機超速運 轉。 4. 脫粒機防護罩安裝要牢固，破損的應及時修理，其鐵皮厚度不應小于1. 2 毫米，傳動皮帶要設立防護罩或擋板，以防皮帶飛出傷人。 5. 三角帶松緊要適當，過緊過松都要重新調整。 6. 工作時，操作手應站在喂人口正前方，喂入量要均勻，當喂人量過大或 秸稈過

53、濕時，不要強行推送。 7. 出現故障時，待滾筒停止轉動后方可檢修，嚴禁在運轉狀態(tài)下推送或掏 取秸稈。 4.2 玉米脫粒機的維修保養(yǎng) 一般工作5—6h后應停機休息一下，并對脫粒機動力進行檢查。柴油機代 替?zhèn)鲃?，在作業(yè)一段時間后應及時清除排氣管內的積炭，調整供油提前角及噴 油壓力，清洗空氣濾清器。作業(yè)中應裝上防火帽，并隨時清除積炭。脫粒機應 在額定轉速下工作，嚴禁超速，如與之配套的電動機、柴油機、拖拉機的轉速 與脫粒機不配套，應根據實際情況更換相應的膠帶輪。 軸承缺油，轉動不靈活或有明顯的軸向竄動、徑向晃動，必須認真保養(yǎng)和 修復正常后才能使用。紋桿變形、裂紋、左右紋桿相同安裝、磨損過度、篩

54、形 凹板斷裂、輻板裂紋或有暗傷等必須逐項修復。機架斷裂、機罩變形殘缺等一 定要焊補牢固。弓齒殘缺或齒條銹蝕嚴重，必須焊補或更換新件。修復后的脫 粒機必須經過平衡試驗，正常后方可使用。維修保養(yǎng)后，一定要試運轉，如果 試運轉有異常響聲、螺栓松動的要停機檢查修復。 5總結與展望 與同類脫粒機器相比，本機械采用新的脫粒原理 20】避免了以前使用直接打 擊式脫粒方法對玉米種子的損傷，具有生產效率高、脫粒干凈、并保證了玉米 芯的完整。降低玉米的破損率。操作十分簡單，無需專門的培訓，就能很好的 操作。結構簡單，便捷省力，維護性強，無需專門修理機構?？捎糜谵r村家庭 式、小型企業(yè)定量生產，也可適用于中型企

55、業(yè)的批量生產，擺脫了傳統手搓和 整體打碎方式對玉米進行脫粒，減小了勞動強度，提高勞動生產效率，并降低 了破損率，既適合普通玉米脫粒、也適合玉米種子脫粒。促進了 農業(yè)機械化的發(fā)展進程。適合北方平原，也適應南方丘陵地帶，具有廣闊市場前 景。 本次設計的玉米脫粒機其工作原理為電動機經皮帶輪傳動 ，玉米穗通過料 斗進入脫粒滾筒，在高速回轉的脫粒滾筒的沖擊和玉米穗、脫粒滾筒、凹板的 相互作用下被脫粒。脫下的子粒大部分通過凹板孔，由子?；寤鰴C外。風 扇的作用是將夾在玉米子粒中的輕雜帶走。與同類產品比，結構非常緊湊，性 能良好，操作簡單，安全可靠，不占用場地，搬運存放非常方便。破碎率極低， 可提高種

56、子的發(fā)芽率。能大大減輕農民勞動強度，有利于農民搶趕農時季節(jié)， 促進農民發(fā)家致富，推動農業(yè)的大發(fā)展。適宜在廣大農村推廣使用。 進行機械設計是一項艱苦的，但是頗有收獲的學習過程。在本次設計中， 我綜合運用所學的知識，掌握了設計的基本過程，對如何進行文獻的檢索、如 何進行前期準備工作有進一步的認識，鍛煉了用計算機繪制機械工程圖的能力。 此外，這次設計培養(yǎng)了我正確的設計思想，嚴謹的科學態(tài)度和獨立工作的能力， 查閱和利用專業(yè)資料的能力，綜合分析解決問題的能力等等 。 參考文獻 [1] 李寶筏.農業(yè)機械學[M].中國農業(yè)出版 社，2008,6(3):5-23. [2] 2011 年度玉米產業(yè)技術發(fā)

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61、機的設計任務。在設計過程中的確困難重重，許多知 識是我不熟悉或者根本就沒有聽說過的，很多的數據令我茫然而不知所措，致 使設計工作走了許多彎路，但經過我查閱大量前任的文獻資料來吸取經驗，悉 心聽取老師給我的寶貴意見，并一步步將這些問題一一解決。這不僅鞏固了我 大學所學到的專業(yè)知識，而且學到了許多新的知識。 設計中難免存在著許多錯誤和不足，敬請各位老師與同學批評指正，我將 吸取經驗并努力改正，再次對所有老師和同學表示衷心的感謝。 附錄 The corn thresher is one of the most important agricultural machinery in China'

62、s grain harvest. Although in recent years, the rapid development of wheat combine harvester for corn thresher market form a certain impact. According to the survey, the sheller is still widely used in rural area in our country crops such as rice, wheat and corn thresh ing work, more than about 60% o

63、f the rice is to use power or huma n thresher threshi ng, n early 30% is to rely on thresher threshi ng wheat. Across the vast area in our country, in additi on, geography, climate, agricultural dema nds and economic conditions are larger, and so on the hills, the y the mid-levels district area and

64、 grains, rice growing areas, corn thresher is still widely used. So with the development of agriculture, the corn thresher is still has a very broad market prospect. At present, the coarse grain type corn thresher is not many, only the n ortheast, north and northwest, some enterprise production of

65、corn, sorghum and soybean corn thresher. From the producti on of corn thresher en terprise, at prese nt most economies of scale for small and medium-sized enterprises. But among en terprises due to the differe nces betwee n producti on con diti ons, product specificati ons and product ion, product

66、 quality is obviously differe nt, can be roughly divided into four categories: one is the product ion of corn thresher for a long time, the orig inal bel ong to the desig nated and backb one en terprise of the in dustry, its high degree of specializati on of product ion, test ing equipme nt complete, the pers onnel quality is higher, timely product structure adjustme nt and new product development, product quality is better. But because the reason such as efficie ncy, system problems, the propo