學(xué)號(hào)： 密級(jí)： 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)院(系)名 稱：機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 名 稱：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 年五月十二日鄭重聲明本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名：日 期：I摘 要玉米是一種重要的糧食作物，與其相關(guān)的脫粒加工裝置一直受到人們的普遍關(guān)注。在市面已有的脫粒機(jī)中，脫粒裝置都是利用安裝在高速旋轉(zhuǎn)的主軸上的特殊齒狀物對(duì)玉米進(jìn)行碰撞，對(duì)玉米進(jìn)行強(qiáng)行脫粒。這種脫粒方式對(duì)玉米粒傷害大、破碎率高、不能達(dá)到脫粒要求。根據(jù)中國(guó)國(guó)情的需求，本論文在市面已有機(jī)器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新一代的玉米脫粒機(jī)，低破碎率、高工作效率是其主要的特點(diǎn)。這對(duì)玉米的脫粒具有重要的影響。該脫粒機(jī)的脫粒部分主要由柵格式凹版、釘齒脫粒滾筒、釘齒條組成。以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)均勻旋轉(zhuǎn)通過(guò)減速箱和帶傳動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸穿過(guò)滾筒與安裝在軸上面的釘齒條一起旋轉(zhuǎn)，釘齒條上面分布的釘齒通過(guò)搓擠的方式能夠使玉米粒脫離下來(lái)，脫落的玉米粒和玉米芯通過(guò)格柵式凹板和隔板的分離最后從不同的出口排出機(jī)體之外。該脫粒機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、造價(jià)便宜，在市場(chǎng)上有不可取代的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：玉米；脫粒；釘齒；柵格式凹版；釘齒脫粒滾筒IIIIABSTRACTCorn is a kind of important food crops, with related threshing processing device has been widespread concern. In the market of the existing threshing and threshing device is installed on the high-speed rotation of the spindle by using the special tusk to collision of corn, to clamp down on corn threshing. This way of threshing for corn damage, broken rate is high, can't meet the requirements of threshing.According to the demand of the China's national conditions, this paper on the basis of the existing market machine design is a new generation of corn thresher, low breakage rate, high work efficiency is its main characteristic. It has an important influence on corn threshing. The thresher threshing part is mainly composed of grid type gravure, tooth threshing roller, screw rack. Powered by electric motors, motor rotate equably by reducer drive shaft synchronous rotation, and belt transmission shaft through the drum with nail rack installed on axis rotation, the distribution of the rack above the screw tooth rubs ways to make the corn kernels from down, fall off the final separation of corn and corn cob through partition from different export outside eduction body. The sheller the body structure is simple, easy to operate, cost cheap, have irreplaceable competitive advantage in the market.Keywords:corn. Threshing. Nail tooth. Grid type gravure. Spike-tooth cylinderIII目 錄摘 要 IABSTRACTII第 1 章 引言 .11.1 論文研究的目的和意義 11.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 11.3 本論文的設(shè)計(jì)亮點(diǎn) 2第 2 章 總體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) .42.1 機(jī)器的組成 42.2 機(jī)器的總體運(yùn)動(dòng)方案 5第 3 章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 73.1 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì) 73.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 73.3 減速器結(jié)構(gòu)選擇及設(shè)計(jì) 93.3.1 齒輪的設(shè)計(jì) 103.3.2 傳動(dòng)軸 1、2 的設(shè)計(jì) .123.4 V 帶及帶輪的設(shè)計(jì) .153.5 傳動(dòng)軸 3 的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 .203.6 釘齒條的設(shè)計(jì) .273.7 釘齒的設(shè)計(jì) .273.8 圓盤(pán)的設(shè)計(jì) .283.9 柵格式凹板的設(shè)計(jì) .293.10 機(jī)座和箱體的設(shè)計(jì) 303.10.1 軸承座的設(shè)計(jì) 303.10.2 螺栓的選擇 313.10.3 鉤頭楔鍵的選擇 31第 4 章 潤(rùn)滑、密封及附件的選擇 .324.1 潤(rùn)滑的選擇確定 .324.2 密封形式 .32第 5 章 總結(jié)與展望 .33參考文獻(xiàn) .34致 謝 .36附 錄 .371第 1 章 引言1.1 論文研究的目的和意義玉米被稱為三大糧食作物之一，種植面積僅次于水稻和小麥，位居世界第三。玉米除了作為糧食使用之外，還是工業(yè)、醫(yī)藥、能源等多種產(chǎn)業(yè)的重要原料，玉米在世界各國(guó)的糧食生產(chǎn)安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有及其重要的地位。20 世紀(jì)80 年代以來(lái)，世界各國(guó)對(duì)玉米的需求量和利用率一直呈上升趨勢(shì)。玉米最開(kāi)始作為人類糧食食用，現(xiàn)在已經(jīng)作為工業(yè)生產(chǎn)的原料。玉米作為口糧消耗占據(jù)了玉米總消耗量的 10%，但是由于時(shí)代的變遷，這個(gè)比例出現(xiàn)了逐年下降的趨勢(shì)。玉米作為世界三大糧食之一，在解決人類溫飽的問(wèn)題上起到了重要的作用。而經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)落后的某些國(guó)家，廉價(jià)的玉米，甚至可以作為每日的充饑之物。在這樣的大環(huán)境下，玉米行業(yè)產(chǎn)生了前所未有的發(fā)展前景，農(nóng)民和商人也對(duì)此充滿熱情。這都是為了維護(hù)農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)利益，維護(hù)糧食市場(chǎng)的穩(wěn)定，保護(hù)國(guó)家糧食的安全。因此玉米生產(chǎn)的質(zhì)量和效率就顯得尤為重要。但是由于受到生產(chǎn)工具的限制，人們面臨了一個(gè)現(xiàn)實(shí)性的難題——脫粒。因?yàn)閲?guó)內(nèi)玉米粒含水分過(guò)高，玉米粒與玉米芯連接強(qiáng)度大，導(dǎo)致脫粒質(zhì)量不理想，脫粒破碎率較高。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，研制一款滿足我國(guó)脫粒市場(chǎng)需求的高脫凈率、高效率、低破碎率玉米脫粒機(jī)，是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中迫切待解決的一個(gè)重要問(wèn)題。1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)玉米脫粒機(jī)在我國(guó)使用情況已經(jīng)有十多年的時(shí)間了，將玉米粒從作物的穗芯上脫離下來(lái)所使用的機(jī)器，稱為脫粒機(jī)器。就目前我國(guó)所采用的脫粒方式都是通過(guò)撞擊原理設(shè)計(jì)的普通脫粒機(jī)，大部分傳統(tǒng)普通機(jī)器的主軸轉(zhuǎn)速在 320r/min 以上、滾筒脫粒速度均大于 7.5m/s，都是通過(guò)釘齒或特殊冠狀齒型高速旋轉(zhuǎn)打擊玉米穗實(shí)體來(lái)進(jìn)行脫粒的，這種方式對(duì)玉米粒傷害較大。另外大多數(shù)脫粒機(jī)性能偏低，玉米粒破碎率也比較高，致使玉米制種企業(yè)一直受到脫粒環(huán)節(jié)損失量偏大的困擾。我國(guó)每年玉米制種量高達(dá) 200 萬(wàn)噸，損失率按 8%計(jì)算，將造成 16 萬(wàn)噸的2玉米種子損失。目前部分發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將以撞擊原理為主的老一代脫粒機(jī)淘汰，用一種搓擠技術(shù)原理的脫粒機(jī)取代，并已經(jīng)開(kāi)始投入市場(chǎng)廣泛應(yīng)用。這種新型脫粒機(jī)完全符合脫凈效率高、破碎率低的要求，全面改善了老式脫粒機(jī)存在的缺陷。新型脫粒機(jī)的損失至少比老式型減少 5%，而且對(duì)普通玉米和種子玉米均適合使用。蘇格蘭人發(fā)明了世界上第一臺(tái)滾筒回轉(zhuǎn)式脫粒機(jī)，當(dāng)時(shí)研究者對(duì)種子玉米脫粒裝置花費(fèi)了大量的精力，并不斷完善、研發(fā)新一代的種子玉米脫粒裝置。美國(guó)農(nóng)業(yè)研究院生產(chǎn)出了世界上第一臺(tái)手動(dòng)曲柄式操作玉米脫粒機(jī)。該玉米脫粒機(jī)的脫粒部分主要由裝有釘子的盤(pán)型脫粒裝置構(gòu)成，通過(guò)手搖曲柄來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)安裝有釘子的盤(pán)子。脫粒時(shí)，工作人員需要手動(dòng)搖動(dòng)曲柄來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)片，通過(guò)圓盤(pán)與曲軸對(duì)玉米進(jìn)行擠壓從而達(dá)到脫粒的效果。在之后的幾十年里，美國(guó)一家農(nóng)業(yè)公司生產(chǎn)了一種搓擠式種子玉米脫粒機(jī)，脫粒性能好、效率高、種子破碎率相對(duì)撞擊式脫粒機(jī)減少 50%，在歐洲部分發(fā)達(dá)國(guó)家投入使用。該機(jī)器生產(chǎn)率高（11t/h）,破碎率低（1%），但是體積龐大，造價(jià)昂貴。80 年代中期，我國(guó)意識(shí)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要性，政府出資從國(guó)外引進(jìn)一批種子玉米搓擠式脫粒機(jī)用于研究。1996 年我國(guó)生產(chǎn)了搓擦式原理的玉米脫粒機(jī)。2001年農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)研究院的工作者在學(xué)習(xí)國(guó)外脫粒機(jī)的基礎(chǔ)上自主研發(fā)了新一代搓擠式玉米脫粒機(jī)，最后進(jìn)一步改進(jìn)生產(chǎn)出了各種系列搓擠式玉米脫粒機(jī)。2007 年我國(guó)研制出了差速式玉米脫粒機(jī)。我國(guó)對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)研究工作起步比較晚，因此目前廣泛使用的還是以老式的脫粒機(jī)為主，但就現(xiàn)在的研究成果來(lái)看，我國(guó)脫粒機(jī)的進(jìn)步非?？?，通過(guò)參加國(guó)際上的技術(shù)研究交流，不斷改進(jìn)，我國(guó)已經(jīng)初步掌握了該項(xiàng)核心技術(shù)，正在進(jìn)行深入研究的后續(xù)工作，相信在不久的將來(lái)我國(guó)將會(huì)擁有自主研發(fā)的高科技的玉米脫粒機(jī)。1.3 本論文的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)目前我國(guó)大多數(shù)的玉米產(chǎn)地都在沿用著如下脫粒方式：1，相對(duì)較落后的脫粒方式：如圓盤(pán)敲打、竹片撬擊、木棒打擊、兩個(gè)玉米棒相互搓擠、刀具脫粒以及一些老式手搖式脫粒機(jī)脫粒等，這些落后的脫粒方式3一直沿用至今，嚴(yán)重約束著玉米生產(chǎn)的效率，讓農(nóng)民的勞動(dòng)更加繁重頭痛；2，采用大、中型玉米脫粒機(jī)：利用大、中型脫粒機(jī)設(shè)備脫粒。這種方式脫粒，容易將玉米粒及玉米芯打碎，嚴(yán)重影響玉米粒質(zhì)量。另外，大型機(jī)器脫粒很粗糙，一根玉米往往需要多次脫粒，才能完全脫粒干凈，這也嚴(yán)重影響了玉米脫粒的工作效率。同時(shí)，購(gòu)置大、中型的脫粒機(jī)費(fèi)用較貴，制約農(nóng)民朋友的購(gòu)買(mǎi)熱情，影響玉米農(nóng)戶的收入。針對(duì)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀中存在的問(wèn)題，本論文設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)成本低、脫粒效率高、脫凈率高、破碎率低的小型電動(dòng)脫粒機(jī)。該玉米脫粒機(jī)也是利用搓擠原理進(jìn)行工作的，通過(guò)特別設(shè)計(jì)的平行釘齒對(duì)玉米穗進(jìn)行多次循環(huán)搓擠，使玉米粒與芯軸松動(dòng)達(dá)到脫粒的目的。4第 2 章 總體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)2.1 機(jī)器的組成這款玉米脫粒機(jī)由電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)部分、入料結(jié)構(gòu)、脫粒結(jié)構(gòu)、篩選結(jié)構(gòu)、出料結(jié)構(gòu)和機(jī)箱組成。如圖 2.1 所示：圖 2.1 機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)圖1.電動(dòng)機(jī) 2.單級(jí)減速器 3.隔板 4.格柵式凹板 5.V 帶傳動(dòng) 6.脫粒滾筒 7.傳動(dòng)軸 8.入料口 9.釘齒 10.釘齒條 11.圓盤(pán) 12.軸承座 13.玉米渣出料口 14.玉米粒出料口5機(jī)械傳動(dòng)部分——機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分主要由電動(dòng)機(jī)、單級(jí)圓柱齒輪減速器、V 帶傳動(dòng)和主軸組成。入料結(jié)構(gòu)——入料端口與脫粒機(jī)的機(jī)體上蓋連接，入料板是利用 2mm 的鋼板制成，入料部位與釘齒滾筒的釘齒部位連接在一起，工作時(shí)，只需將簡(jiǎn)單處理的玉米從入料口投入，玉米下落到脫粒部位后，即釘齒滾筒和柵格式凹板之間，進(jìn)行脫粒。脫粒結(jié)構(gòu)——脫粒部分主要由脫粒滾筒、釘齒條、柵格式凹板、釘齒固定圓盤(pán)組成。當(dāng)玉米進(jìn)入脫粒滾筒后，玉米在釘齒條的回轉(zhuǎn)引導(dǎo)作用下，卡在柵格式凹板的鋼條之間，釘齒條在主軸的同步轉(zhuǎn)動(dòng)下使玉米受到釘齒的搓擠作用進(jìn)行脫粒，受到作用后脫落下來(lái)的玉米粒從柵格式凹板的縫隙之間下落到隔板上，經(jīng)過(guò)脫粒完成的玉米芯和玉米粒分別從不同的出料口排出機(jī)體。篩選結(jié)構(gòu)——篩選部分主要是用來(lái)分離玉米粒和玉米渣的，分離工作由柵格式凹板和玉米粒隔板來(lái)完成，凹板由 25 根鋼條依次排列構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)鋪在脫粒滾筒的圓弧面，脫落下來(lái)的玉米粒從柵格式凹板網(wǎng)裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離，從網(wǎng)狀的縫隙落下，經(jīng)過(guò)隔板的緩沖減速之后從出料口排出。玉米碎屑或者較輕的秸稈雜物、灰塵等能夠隨風(fēng)從出風(fēng)口排除，另一部分：玉米顆粒能夠不受風(fēng)力影響順利掉落在玉米隔板上，得到干凈無(wú)雜物的玉米顆粒。出料結(jié)構(gòu)——出料部分由兩個(gè)出料口組成，分別為玉米渣出料口和玉米粒出料口。脫粒完成的玉米渣在釘齒螺旋回轉(zhuǎn)導(dǎo)向作用下，由脫粒滾筒出料口排出機(jī)體之外，玉米粒經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的篩選除塵之后，沿斜滑板滑出機(jī)體之外。2.2 機(jī)器的總體運(yùn)動(dòng)方案經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和設(shè)計(jì)，規(guī)定脫粒機(jī)機(jī)體的容積為 728L，機(jī)體長(zhǎng)、寬、高尺寸分別為 1300mm、700mm、1100mm，工作效率 650—700kg/h 的進(jìn)度完成脫粒。脫粒機(jī)的動(dòng)力由安裝在機(jī)體下梁上的電動(dòng)機(jī)提供，電動(dòng)機(jī)的外觀尺寸不易過(guò)大，盡量節(jié)省空間。電動(dòng)機(jī)均勻旋轉(zhuǎn)通過(guò)單級(jí)圓柱齒輪減速器減速，運(yùn)動(dòng)傳遞經(jīng)過(guò) V 帶傳動(dòng)進(jìn)一步減速得到主軸的轉(zhuǎn)速一般在 320～420r/min，大帶輪與傳動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸穿過(guò)滾筒與安裝在軸上面的釘齒條一起旋轉(zhuǎn)，釘齒條上面分布的釘齒通過(guò)搓擠的方式能夠使玉米粒脫離下來(lái)，脫落的玉米粒和玉米芯通過(guò)柵格式凹板的分6離最后從不同的出口排出機(jī)體之外。該脫粒機(jī)的工作效率很可觀，此外，該玉米脫粒機(jī)還有安全性能高、堅(jiān)固耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維修和保管的特點(diǎn)。根據(jù)實(shí)踐測(cè)量得知:當(dāng)玉米粒受大于 42N 的壓力會(huì)從玉米棒完全脫離，所以接觸玉米的每個(gè)釘齒的均勻受力為 42N，當(dāng)玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)釘齒滾筒上的釘齒條快速旋轉(zhuǎn)，其中均有兩條釘齒條受玉米所給的切向力，而另外兩個(gè)釘齒條是空行程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要，選擇參與工作的釘齒個(gè)數(shù) 較為合理。7M?根據(jù)《玉米脫粒機(jī)》一書(shū)中可知，一種小型玉米脫粒機(jī)的介紹中：當(dāng)玉米脫粒機(jī)脫粒滾筒處于工作狀態(tài)時(shí)，釘齒條和釘齒轉(zhuǎn)數(shù)一樣，這里取主軸轉(zhuǎn)速400r/min，根據(jù)主軸所需轉(zhuǎn)速合理分配傳動(dòng)比，取 1 級(jí)減速器的傳動(dòng)比 3.4，V帶傳動(dòng)比 i=2～3，即可滿足電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹配，帶式輸動(dòng)機(jī)工作時(shí)有輕微震動(dòng)，經(jīng)常滿載，每天雙班制工作 16 小時(shí)，工作電壓為 380/220V。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 2.2 所示：圖 2.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1、電動(dòng)機(jī) 2、單級(jí)圓柱齒輪減速器 3、傳動(dòng)軸 2 4、傳動(dòng)軸 1 5、V 帶 6、傳動(dòng)主軸 3 7、釘齒條7第 3 章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)已知條件：根據(jù)實(shí)踐測(cè)量得知：接觸玉米的每個(gè)釘齒的均勻受力為 42N，選擇參與工作的釘齒個(gè)數(shù) 7M?較為合理。由切向力公式可知：*42758FNMZN??（3.1）其中：N—釘齒所受的力M—參與工作的釘齒個(gè)數(shù)Z—參與工作的釘齒條數(shù)即：玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)，受到的切向力為 588N.根據(jù)《玉米脫粒機(jī)》一書(shū)中介紹可知，當(dāng)玉米脫粒機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，釘齒條上的釘齒有相同的轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速 400r/min，由《脫粒機(jī)》資料可知，轉(zhuǎn)速主要跟主軸的轉(zhuǎn)速和釘齒的半徑有關(guān)。釘齒半徑 435mm，即：*3.14059.106/606NDVms????（3.2）其中：V—脫粒機(jī)工作時(shí)釘齒的轉(zhuǎn)速N—主軸旋轉(zhuǎn)的速度D—釘齒的半徑玉米脫粒機(jī)工作時(shí)所需要的功率主跟由釘齒所受阻力和轉(zhuǎn)速有關(guān)，即：8589.1065.3wpKW??（3.3）其中： —玉米脫粒機(jī)功率w3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇3.2.1 電動(dòng)機(jī)的功率脫粒機(jī)傳動(dòng)部分的總效率為 ，即a?123=*（3.4）其中 、 、 分別為每一個(gè)運(yùn)動(dòng)副的效率，選取傳動(dòng)副的效率值如下： 1?23根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)可知：滾動(dòng)軸承取 10.9??、 V 帶傳動(dòng)取 、20.97??滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)取 3?即： a123=*0.96.??電動(dòng)機(jī)的功率由公式計(jì)算：wa=PKW?（3.5）即： da*589.106=.5710FVP???3.2.2 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)資料《齒盤(pán)式玉米脫粒機(jī)的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)分析》一書(shū)中可知，為了滿足玉米粒能剛好脫落，也不至于受擠壓力過(guò)大而破損，主軸的轉(zhuǎn)速一般在 320～420r/min，根據(jù)主軸所需轉(zhuǎn)速合理分配傳動(dòng)比，取 1 級(jí)減速器的傳動(dòng)比3.4，V 帶傳動(dòng)比 i=2～3，即可滿足電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹配，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍可選為：n*(6.102)470r/mindi???::9（3.6）符合這一范圍的同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的有 290r/min，根據(jù)其他相關(guān)要求，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)查表可查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)，如表 1：表 3.1 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比電機(jī)型號(hào) 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 基本參數(shù)P/KW 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 效率（%）電動(dòng)機(jī)重量（KG）功率因素Y132S1 5.5 3000 2900 85.5 64 0.88選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S1-2。表 3.2 其主要參數(shù)如下表滿載時(shí)型號(hào) 額定功率轉(zhuǎn)速r/min電流(380v)效率 功率因素額定電流額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Y132S2-25.5 1440 11 85.5 0.84 7 2.0 2.2表 3.3 電動(dòng)機(jī)尺寸列表中心高 外形尺寸 底腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸電動(dòng)機(jī)的輸出尺寸10132 475 345?315216 140 12 38 80?10 41 333.3 減速器結(jié)構(gòu)選擇及設(shè)計(jì)根據(jù)玉米脫粒機(jī)的要求，需設(shè)計(jì)一個(gè)單級(jí)圓柱齒輪減速器，減速器使用年限10 年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，輸出端轉(zhuǎn)速 ,減850/minvr?速器傳動(dòng)比 3.4i?。 該減速器僅由齒輪傳動(dòng)組成，即可滿足傳動(dòng)比要求。傳動(dòng)系統(tǒng)方案如下圖 3.1 所示：圖 3.1 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1 齒輪的設(shè)計(jì)3.3.1.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1.按要求可知，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，采用軟齒面。運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)器，速度不高，選用 8 級(jí)精度（GB10095-88）。2.根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)查表可知，大小齒輪材料為 45 號(hào)調(diào)質(zhì)鋼 。 113.選小齒輪齒數(shù)為 ， 齒輪齒數(shù)為 。取 80.120Z?203.987.4Z??4.螺旋角：初選 4?3.3.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪。由設(shè)計(jì)計(jì)算公式：222.3{*1()/*[]}edKTZudHu?????（3.7）確定有關(guān)參數(shù)： 載荷系數(shù) ； 小齒輪的轉(zhuǎn)矩 ；齒寬系數(shù) ； 1.3tK?1203TNm?:1d??；189.eZMP?4u3.3.1.3 計(jì)算齒輪各項(xiàng)參數(shù)1.計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值。 1td[]H?2212.3{.1034.987.3.8975}6.17td m?????許用接觸應(yīng)力：[](5402.)/531.2HMPa????（3.8）2.計(jì)算圓周速度 V。 1*/601.25/tdnms????（3.9）3.計(jì)算齒寬 b 及齒寬與齒高之比 b/h 。 1*67.5.17td????（3.10）模數(shù)： 011cos/43.cos23.58tmZm??齒高： 2.5.587.6h???12齒寬： 67.15.68.b???4.計(jì)算縱向重合度0.1324tan1.903????（3.11）5.計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù) V=1.125m/s，7 級(jí)精度。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)， 1.5vK?查表 10-3 可知斜齒輪 ；1.51vKHF???由表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1； 用插值法查得 7 級(jí)精度小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，由表 10-4 ，.349?由圖 10-13 查的 1.28KF?故載荷系數(shù)：1.5.3491.5avHKF????（3.12）6.校核分度圓直徑，由式1(/)67.15(.1.3)7.2ttdKm????（3.13）7.計(jì)算模數(shù)。1/7.203.56mdZ???（3.14）按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 ,計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。 1.算出小齒輪齒數(shù) 取 01cos/48.6cos2.58Zd????12Z8.幾何尺寸計(jì)算：13（1）、計(jì)算分度圓直徑 128.570dZm???2m（3.15） （2）、計(jì)算中心距 012()/(7.5)/2cos1473.5ad????（3.16）（3）、按圓取整后的中心距修正螺旋角012arcos()/148Zma?????（3.17）由于角度相差不大，故參數(shù)不必修正。計(jì)算分度圓直徑： 01/cos47dZn?02/cos1427.5dZnm??計(jì)算齒輪寬度： 1*bm??圓整后?。? 175B2703.3.2 傳動(dòng)軸 1、2 的設(shè)計(jì)3.3.2.1 軸的材料和熱處理的選擇由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的圖表查得傳動(dòng)軸 1、2 選 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217～255650bMPa??360sPa??180MPa??3.3.2.2 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)初步計(jì)算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗(yàn)公式：3min0pdA?（3.18）14主動(dòng)軸： 1334.02586.Pnd??從動(dòng)軸： 2233.940.861考慮鍵槽： 16.057.352d??考慮鍵槽： 24.894.選取標(biāo)準(zhǔn)直徑： 17dm?選取標(biāo)準(zhǔn)直徑： 2453.3.2.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作條件，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸均設(shè)計(jì)直軸中的階梯軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)傳遞。此軸的設(shè)計(jì)如下：3.3.2.4 軸的強(qiáng)度校核主動(dòng)軸的強(qiáng)度校核：圓周力： 201045/732.14tTFNd???9.153Nm:??100.ebMd????（3.19）徑向力 ： 0tan342.7tan1249.rFN???（3.20）軸向力 ： tan/0a??15（3.21）作主動(dòng)軸受力簡(jiǎn)圖 3.2 所示：圖 3.2 減速器主動(dòng)軸強(qiáng)度校核0.5.432.716.357HABtRFN????69805/8CHAMLm:.VB0.538.7290.5/1.27CARLN???:16轉(zhuǎn)矩： 90.153TNm?:校核： 222.8.76.4CHVCM???:????2 222136.40.9153.68eaTNm???由圖表查得， ??15bP????3316.0029.1.*5ebMd m????（3.22）考慮鍵槽： 29.3d??則強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。3.4 V 帶及帶輪的設(shè)計(jì)根據(jù)玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)要求，需要在減速器和傳動(dòng)軸之間采用 V 帶傳動(dòng)，因?yàn)樵诿摿C(jī)的工作過(guò)程中，V 帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格便宜、不需要潤(rùn)滑、易維護(hù)等特點(diǎn)。而且 V 帶的彈性滑動(dòng)對(duì)脫粒機(jī)的傳動(dòng)軸起到過(guò)載保護(hù)，減少機(jī)器機(jī)器損傷，因此在減速器和軸之間選用 V 帶傳動(dòng)配合是很合理的。3.4.1 已知條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)時(shí)的已知條件包括：帶傳動(dòng)的工作條件；傳動(dòng)位置與總體尺寸限制；所需傳遞的額定功率 P、小帶輪轉(zhuǎn)速 、大帶輪轉(zhuǎn)速1850/minr?240/minnr?、傳動(dòng)比等因數(shù) 。12.4ni?3.4.2 確定計(jì)算功率計(jì)算功率 是根據(jù)傳遞的功率 P 和帶的工作條件而確定的caPcaAPK?（3.23）17式中： —工作情況系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)中的表 8-7 可知：AK 1.0AK?—計(jì)算功率caP—所需傳遞的額定功率，如電動(dòng)機(jī)的額定功率或名義的負(fù)載功率 1.05.caPKW??3.4.3 選擇 V 帶的帶型根據(jù)計(jì)算功率 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)圖 8-11，可以選ca1n擇 V 帶的型號(hào)為 B 型。3.4.4 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)算帶速 V1d根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)圖 8-6、8-8，取小帶輪基準(zhǔn)直徑 1d30m?1*d3.4085.7/606nv s????（3.24）因在 5～25m/s 的范圍內(nèi)，故帶速合適。計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d12n850*13276.5m4dd???（3.25）根據(jù)要求取整 270dm?3.4.5 確定傳動(dòng)中心距 a 和帶長(zhǎng) dL由 12120.7*()a*()DD???3300.++7??18028ma?（3.26）初定中心距： 0a=5(d21d0120)L2*+()+4ad???2d03.4(73)5(0)6.825m????（3.27）按《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)中查表 8—2， 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 160dL?， 按照《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)中式 8—23 實(shí)際的中心距： 001635498.522dLa m??????498a?3.4.6 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1002118*57.3daa??0001 .169498???（3.28）滿足 V 帶傳動(dòng)的包角要求.3.4.7 確定 V 帶的根數(shù) zV 帶的根數(shù) Z 由下列公司計(jì)算：0()caAraLPKZ??:（3.29）19為了使各根 v 帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過(guò)多，一般應(yīng)少于 10 根。否則，應(yīng)選擇橫截面積較大的帶型，以減少帶的根數(shù)?！紤]的材質(zhì)情況系數(shù)，簡(jiǎn)稱材質(zhì)系數(shù)，對(duì)于棉簾布和棉線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，lK取 K=0.75，對(duì)于化學(xué)線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，取 K=1.0。（1）計(jì)算單根 v 帶的額定功率 rP由 d30m?和 1850/in?，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 8-4a，得02.5PKW根據(jù) 18/inr， 和 B 型帶，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 8-4b，得2.0.36PKW?:（2）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 8-5 得 925a根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 8-2 得 .l則： 0()(0.36).0.2.43ralPKKW??????:55.6(2.).92Z?（3.30）即：Z=2 根.3.4.8 計(jì)算單根 V 帶的初拉力 0minF（ ）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 8-3 得 B 型的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.18kg/m2ca0min(2.5)P()+vzKF??（3.31）即： 20(2.59).5=[+0189.]=56.NF???3.4.9 求 V 帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力 20為了設(shè)計(jì)安裝帶輪軸和軸承，比需確定 V 帶作用在軸上的壓力 ，它等于 VpF帶兩邊的初拉力之和，忽略 V 帶兩邊的拉力差，則 Q 值可以近似由下式算出：pF10mina=2*()s2Z（3.32）求得： 0p16=25sin=93.57N2F?3.4.10 V 帶輪的設(shè)計(jì)1. 帶輪的材料因?yàn)閹л喌霓D(zhuǎn)速 ,即 ,轉(zhuǎn)速比較底，所以材料選定為灰5.78/vms?25/vs?鑄鐵，硬度為 。10HT2.帶輪的結(jié)構(gòu)形式V 帶輪有輪緣、輪輻和輪轂組成。V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式主要與帶輪的基準(zhǔn)直徑有關(guān)，選擇帶輪的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的型號(hào)來(lái)確定帶輪輪槽的尺寸，設(shè)計(jì)如下；（1）主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑尺寸 130dm?，而與主動(dòng)帶輪配合的輸出軸的直徑是 ，038dm?因此根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書(shū)中經(jīng)驗(yàn)公式：02.593dm???（3.33）10381d??所以主動(dòng)帶輪采用腹板式。（2）帶輪參數(shù)的選擇：21主動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式：(Z1)*t2sB???（3.34）求得： (3)0458m??3.從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì)從動(dòng)帶輪的結(jié)果選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)比來(lái)確定，即，所以從動(dòng)帶輪同樣采用腹板式。2240,D30m??從動(dòng)帶輪的參數(shù)選擇：通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)，可查得帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)間表，其他一些相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得。表 3.4 帶輪參數(shù)帶的型號(hào)m f t s pb??b?B 16 5 20 14 14 7.5 03817.4