小型玉米脫粒機的設(shè)計

1、摘 要此次設(shè)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(zhuǎn)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(fēng)扇的作用是將夾在玉米粒中的輕雜帶走。與同類產(chǎn)品相比，結(jié)構(gòu)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(nóng)民勞動強度，有利于搶趕農(nóng)業(yè)季節(jié)，促進農(nóng)民發(fā)家致富，推動農(nóng)業(yè)的發(fā)展，適宜在廣大農(nóng)村推廣應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：玉米；脫粒機；板齒 The design of small corn th

2、resher, its working principle for the motor through the pulley drive, corn cob through into the hopper into the cylinder, and the impact of the high-speed rotary cylinder corn cob, roller, concave plate under the action of grid by threshing. The crowded rub board tooth principle used for threshing,

3、tooth a spiral plate uniform easy threshing cylinder. Is the role of small fan clip light impurity in the corn kernels. Compared with similar products, the structure is very compact, high performance, operation is very portable, safe and reliable, and do not take a site, handling storage is very con

4、venient, cost is very low. Breakage rate is very low, can improve the seed germination rate. Can greatly reduce labor intensity of farmers, is conducive to rob farming season, promote the farmers get rich, promote the development of agriculture, suitable for application in the countryside.Keywords:

5、Corns；Shellers machine；Plank-tooth目 錄摘 要I前言IV1 引言- 1 -1.1 畢業(yè)設(shè)計課題的任務(wù)和要求- 1 -1.2 課題的主要內(nèi)容- 1 -2小型玉米脫粒機的設(shè)計- 2 -2.1 脫粒機構(gòu)- 3 -2.2 篩選機構(gòu)- 6 -2.3 清選機構(gòu)- 7 -2.4 機架- 8 -3 玉米脫粒機的設(shè)計計算- 8 -3.1 電動機的選擇- 8 -3.2 V帶傳動的計算- 10 -3.3 帶輪的設(shè)計- 12 -3.4 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計- 15 -3.5 軸承的選用- 19 -3.6 鍵的選擇與計算- 21 -3.7 風(fēng)機的選用- 22 -4玉米脫粒機的使用和維護-

6、24 -4.1玉米脫粒機使用的注意事項- 24 -4.2玉米脫粒機的維修保養(yǎng)- 25 -5總結(jié)與展望- 26 -參考文獻- 27 -致 謝- 28 -附錄- 29 -前言就玉米利用而言，大致經(jīng)歷了作為人類口糧、牲畜飼料和工業(yè)生產(chǎn)原料的三個階段，玉米口糧消費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，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?zāi)晗牧窟_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(zhì)的來源為人

7、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(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展報告上看出，雖然近幾年國家采取限制深加工企業(yè)產(chǎn)能的擴張以及控制深加工企業(yè)的消費玉米數(shù)量等調(diào)控措施，但玉米深加工下游產(chǎn)品的需求旺盛，2011年工業(yè)消費玉米的數(shù)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(shù)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(nèi)玉米市場的供給穩(wěn)定，國家對玉米市場的調(diào)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

8、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118.6萬噸，預(yù)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(nèi)的玉米價格形成重要支持。在如此高漲的玉米產(chǎn)業(yè)形勢下，不論是和玉米相關(guān)的生產(chǎn)商還是農(nóng)民，都對這個生產(chǎn)行業(yè)產(chǎn)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：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(nóng)民利益，維護糧食市場交易的穩(wěn)定，維護國家糧食生產(chǎn)的安全。從長遠和大

9、局看來，中央儲備糧食工作，確保糧食數(shù)目真實、質(zhì)量 優(yōu)良，能調(diào)得動、用得上放在重要的位置，具有現(xiàn)在和未來深遠的意義。這一切將糧食產(chǎn)業(yè)中的玉米加工產(chǎn)業(yè)推上了發(fā)展的巔峰，如何保證優(yōu)質(zhì)和高效的玉米生脫粒成為玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的急需解決的難題。 針對我國玉米脫粒機現(xiàn)狀，通過了學(xué)習(xí)國外的先進技術(shù)，改進了設(shè)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(zhuǎn)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。V黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計1 緒論1.1 畢業(yè)設(shè)計課題的任務(wù)和要求（1）了解玉米

10、脫粒機機構(gòu)設(shè)計的基本原理和玉米脫粒的工藝流程；（2）研究現(xiàn)有的脫粒裝置的性能、優(yōu)缺點及適應(yīng)性，確定玉米脫粒裝置的總體結(jié)構(gòu)方案；（3）根據(jù)所提供的原始數(shù)據(jù)進行玉米脫粒機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制相關(guān)的圖紙，圖紙正確規(guī)范；（4）撰寫畢業(yè)設(shè)計的說明書；（5）翻譯相關(guān)外文科技文獻 1 篇；1.2 課題的主要內(nèi)容（1）完成玉米脫粒機總體設(shè)計；（2）完成主要零件的設(shè)計；（3）完成計算說明書； 2小型玉米脫粒機的設(shè)計2.1玉米脫粒機的種類表1 玉米脫粒機的種類Table 1 The types of corn thresher類型功能生產(chǎn)率(kg/h)動力全喂入簡式脫粒；脫下的谷粒、穎殼、碎莖或莖混在一起。400

11、-10003-5半復(fù)式脫粒、分離、和清選；得到干凈谷粒，需要清選。500-12007-11復(fù)式脫粒、分離、清選、復(fù) 脫、得到干凈谷粒。2000以上15-22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(jù)設(shè)計的要求是生產(chǎn)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(gòu)、清選機構(gòu)、篩選機構(gòu)、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(gòu)有風(fēng)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(zhuǎn)，在螺旋板齒的作用下，玉米棒在脫粒裝置內(nèi)做螺旋運動。在滾筒和凹板的

12、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(cè)排出。2.2脫粒機構(gòu)根據(jù)作物在脫粒裝置中的運動情況，可以將脫粒裝置分為三種：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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)非常復(fù)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(zhuǎn)運動的同時沿

13、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(jié)合了前兩種脫粒機構(gòu)的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)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，玉米從脫粒滾筒的入料口喂入，隨著脫粒滾筒的旋轉(zhuǎn)，在螺旋板齒的作用下，玉米棒在脫粒裝置內(nèi)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(cè)排出。圖11 玉米脫粒滾筒Fig1-1 Threshingcylinder脫粒間隙隨著作物種類和脫粒分離質(zhì)量

14、的不同來調(diào)節(jié)?，F(xiàn)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比較高。鑄造方板齒應(yīng)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(jù)設(shè)計要求和工作情況這里選取長度為 50mm的板齒。如下圖：圖1-2板齒結(jié)構(gòu)圖Fig1-

15、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(nóng)作物和梳刷脫粒能力強，對喂入不均勻的農(nóng)作物層適應(yīng)性較好。刀齒的樣式較多，常用的有板刀齒，斜面刀齒。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(cè)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(cè)帶有很大的斜度，脫粒的間隙調(diào)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

16、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。圖1-3 滾筒板齒排列展開圖Fig1-3 Roller screw tooth arrangement graph滾筒上的板齒數(shù)（z）按脫粒裝置的生產(chǎn)率確定。 z(1-)q/0.6qd q- 脫粒裝置的喂入量（kg/s），取0.278 kg/s。- 喂入農(nóng)作物中谷粒所占重量比率；qd-當(dāng)=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(shù)取0.2、對聯(lián)合收割機取0.35。有些以脫粒水

17、稻為主的板刀齒滾筒，如齒側(cè)間隙較大，或凹板不帶板齒，qd值應(yīng)較上述數(shù)值小45%左右，應(yīng)增加板齒數(shù)加強梳刷脫粒能力。楔齒的打擊面寬，qd值可較刀齒大20%-30%。所以Z=（1-0.278）0.4/（0.2780.02）=5齒跡距a 齒跡距需根據(jù)板齒的尺寸和齒側(cè)間隙來確定a=2（b+） (mm)-齒側(cè)間隙（mm），對板刀齒約為10-20mm，對斜面刀齒和楔齒因為齒側(cè)間隙可以改變，的最小的齒側(cè)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(shù)K螺旋頭數(shù)等于每個齒跡上通過的板齒數(shù)目，此值越大，脫粒能力越強。如螺旋頭數(shù)和齒板數(shù)相同，則齒跡距和齒距也相等。這時在同一齒板上相臨

18、兩齒間會有一凹板齒通過，易使玉米棒折斷，應(yīng)使M/K2。目前一般板齒滾筒上的螺旋頭數(shù)大多為2-5，在少數(shù)加強梳刷脫粒作用的板刀齒上K值達6。齒板數(shù)M與齒板間距S 滾筒上齒板數(shù)（即板齒排數(shù)），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(xiàn)有的一些板齒滾筒上S值大多為120-200mm。滾筒上板齒在圓周上分布和排列數(shù)根據(jù)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(jù)選取的滾筒直徑190mm選用8排的滾筒。板齒沿滾

19、筒全長等距排列。各板齒相互交錯開，并使相臨齒跡間有小于2 mm的重疊量或小于0.5mm的間隙量。設(shè)計時間隙量選取為0.2 mm2.3 篩選機構(gòu)采用滾筒脫粒篩選機構(gòu)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(shè)計選用柵格式凹板。它由一定數(shù)量的鋼條和兩條主梁和兩條副梁組成，快速旋轉(zhuǎn)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(jīng)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(gòu)目的是將玉米和玉米芯分開。

20、 圖2-1 柵格式凹板 Fig2-1 Fenceform grid concave2.4 清選機構(gòu)清選機構(gòu)主要作用是實現(xiàn)脫粒后玉米粒與雜質(zhì)雜物之間的分離。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(jié)構(gòu)非常簡單，分離效率比較高。本次設(shè)計采用氣流清選的方式，其中氣流是由風(fēng)機提供的。圖3-1風(fēng)機Fig3 -1 Fans2.5 機架機架是脫粒機中用于容納和支承各種零件的。本次設(shè)計采用5mm厚的三角鋼。由于整個機體在工作過程中會出現(xiàn)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

21、點到斜邊距離，這個距離已經(jīng)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(shè)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(shè)計計算3.1 電動機的選擇查閱相關(guān)資料，TY-10型板齒的脫粒滾筒轉(zhuǎn)速設(shè)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(jù)公式v=Dn/60,計算得v=3.4m/s其中n為滾筒的轉(zhuǎn)速(r/min) V為齒頂線速度（m/s） D為滾筒齒頂直徑（m）本次設(shè)計采用交流電機為動力來源，通

22、過V帶傳動來實現(xiàn)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)動以及風(fēng)機的轉(zhuǎn)動。而V帶傳動，傳動比過大時會減小帶輪包角。當(dāng)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i7，推選擇值為2-5.則電動機的轉(zhuǎn)速范圍為：N電=in=（2-5）340=680-1700r/min現(xiàn)在選用工業(yè)上廣泛應(yīng)用的Y系列的三相異步電動機，參考機械設(shè)計簡明手冊表1 電機的參數(shù)表 Table 1 Parameter of the electric machinery table方案電動機型號額定功率電動機轉(zhuǎn)速基本參數(shù)P/kW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速效率（%）電動機重量（KG）功率因數(shù)1Y132M2-83.069

23、07209408180.5790.722Y112M-62.2900330.743Y100L2-43.01380143082.5350.81考慮到玉米脫粒機的整體設(shè)計的質(zhì)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 單位中心高H外形尺寸底腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸鍵部位尺寸 電動機的輸出軸尺寸 1123.2 V帶的傳動計算3.2.1 確定傳動裝置的傳動比總傳動比 ia=式中na為電動機的滿載轉(zhuǎn)速，r/min 則由上式得i=940/3402.76

24、其V帶傳動比在2-5之間，符合設(shè)計的要求。3.2.2 確定計算的功率查機械設(shè)計表8-7得工況情況的系數(shù)KA=1.31，故Pca=KaP=2.21.3=2.88Kw3.2.3 選擇V帶的型號根據(jù)Pca，查機械設(shè)計V帶選型圖8-11，選用A型的V帶。3.2.4 確定帶輪的基準直徑d1并且驗算帶的速度V初選小帶輪的基準直徑.由機械設(shè)計表8-6和表8-8，選取小帶輪的基準直徑=106mm驗算帶速V 因為5m/sv30m/s,在規(guī)定的使用范圍內(nèi)，故帶速適合。 計算大帶輪的基準直徑D2= =1062.76=292.5mm查機械設(shè)計表8-8，得圓整為 =315mm3.2.5 確定V帶的中心距a與基準長度初定

25、中心距取 即：得： 選取中心距=500mm計算初選取帶所需的基準長度即：在此處鍵入公式。得 mm 查機械設(shè)計表8-2找到的1600mm數(shù)據(jù)相近，所以?。?mm計算實際的中心距aa+=（500+）mm460取a=460mm3.2.6 驗算小帶輪上的包角即： 求得 ： 滿足V帶傳動包角d的要求。3.2.7 計算A帶的根數(shù)Z計算單根V帶的額定功率Pr由d1=106mm和n1=940r/min,查機械設(shè)計表8-4a得P0=1.15Kw根據(jù) =940r/min,i=2.76,和A型帶，查表8-4b得P0=0.11Kw ：查8-5機械設(shè)計表得Ka=0.93，查8-2表得KL=0.99.于是Pr=（P0+P

26、0）KaKL=（1.15+0.11）0.930.99=1.16kw計算V帶的根數(shù)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(zhì)量=0.1kg/m,所以即158N應(yīng)使帶的實際初拉應(yīng)力158N3.2.9 計算壓軸力Fp壓軸力的最小值為=944N3.3 帶輪的設(shè)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(dāng)電動機驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動時，由于帶和帶輪間的摩擦，便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞一定的動力。帶傳動具有結(jié)構(gòu)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(yīng)用。鑒于

27、帶傳動的優(yōu)點和在應(yīng)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(yīng)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(yīng)的輪槽。傳動時帶只和輪槽的兩個側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)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(chǎn)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(jié)構(gòu)緊湊，以及V帶多以標準化并大量生產(chǎn)的優(yōu)點，因而V帶傳動的應(yīng)用比平帶傳動應(yīng)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HT200；轉(zhuǎn)速非

28、常高的時候應(yīng)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(zhuǎn)速V=3.4m/s，即轉(zhuǎn)速比較低，所以材料選定為灰鑄鐵，硬度為HT150。3.3.2 主動帶輪的設(shè)計帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計主要是根據(jù)帶輪的基準直徑，選擇帶輪的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的型號來確定帶論輪槽的主要尺寸，其設(shè)計如下。主動帶輪的結(jié)構(gòu)選擇，因為根據(jù)主動帶輪的基準直徑尺寸而與主動帶輪配合的電動機軸的直徑是，因此根據(jù)經(jīng)驗的公式，所以主動帶輪采用腹板式的帶輪。選擇帶輪參數(shù)：通過查找機械設(shè)計一書，可以確定主動帶輪的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表，其他的相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗公式計算求得。表3 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)表Tab

29、le 3 Parameter of the pulley table單位（mm）槽 型基E槽第一槽準寬度基準 線上槽深基準線下槽深間距對稱面到端面距離與相應(yīng)的=32=34=36=38A112.758.7 159-118-118主動帶輪的厚度可以由計算公式：求得圖3-1主動帶輪 Fig3-1 The driving pulley3.3.3 從動帶輪的設(shè)計從動帶輪的結(jié)構(gòu)選擇。 因為根據(jù)主動帶輪的基準直徑和傳動比來確定，即 ，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： 即：圖3-2從動帶輪 Fig3-2 The driven pulley3.4 軸結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計3.4.1 傳動主軸的

30、選擇傳動軸是玉米脫粒機的重要設(shè)計部件之一，它在玉米脫粒機正常工作的過程中間，承擔(dān)主要的轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動軸上旋轉(zhuǎn)零件，玉米機脫粒時的瞬時沖擊很大，而且沖擊次數(shù)非常的頻繁，因此傳動軸的設(shè)計是一個至關(guān)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(zhuǎn)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(jù)玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)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(shè)計如下： 根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強度來初步計算確定其的最小直徑，可利用經(jīng)驗公式：其中：軸常用的幾種材料的的值主軸上的功率 主軸上的轉(zhuǎn)速 軸上的材料應(yīng)選取應(yīng)用的最為廣泛的45號鋼，

31、并進行調(diào)制等處理，其抗拉的強度，查表得到45號鋼Ao取值范圍為112-135，取值范圍為10-35.取，于是有：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(nèi)孔，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%以上，這樣增加輸出軸的尺寸，因此可以提高軸的工作強度。即：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24。查表可以得知帶輪的厚度為，則取輸出軸的最小軸徑為，其長度為。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0.07-0.1d，故取2段的

32、軸直徑 ，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為。鍵的型號可以通過查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊一書取得。而與滾筒連接采用一個鍵連接，為。和緊固螺釘來固定脫粒滾筒3.4.3 軸上的載荷計算 作從動軸的簡圖圖4-1軸的簡圖Fig4-1 The graph of axis 求輸出軸上扭矩的大小 根據(jù)公式：其中：電動機的額定功率 主軸的轉(zhuǎn)速 即：螺旋板齒上的合力 根據(jù)公式： 其中：輸出軸的軸心到脫粒板齒外圓的距離即：根據(jù)公式： 其中：80%代表的是徑向力占圓周力的百分數(shù) 即 ： 根據(jù)公式： 求得 ， 由于玉米脫粒機的主軸軸向基本不受力。 則取

33、圓周力 徑向力 軸向力 的方向如圖所示表4 軸的受力分析表Table 4 forceanalysis of axis table載 荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=FNH2=260N= =315N彎矩M=16100N/mm=20160N/mm總彎矩=扭矩T軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖根據(jù)公式：軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 圖4-2 軸的受力分析圖Table 4-2 forceanalysis of axis3.4.4 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(yīng)力的截面，即危險截面強度。觀察表中與彎矩圖中的數(shù)據(jù)，以及軸單項的旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)的變應(yīng)力，取折合系數(shù)a=0

34、.6，軸的計算應(yīng)力前面以及選定軸的材料為45號鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，查表得到。因此，故軸強度符合要求。3.5 軸承的選用由玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸可知所設(shè)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(jù)，初步選取支撐的軸承為深溝球軸承，取其內(nèi)徑為30mm。查表得深溝球軸承的型號為6206，它的結(jié)構(gòu)尺寸為.取安裝板齒的軸4段的直徑為，軸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，配合為，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。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

35、式中Cr-基本額定動載荷，查表得，Cr=13.3KN-載荷當(dāng)量系數(shù)，查表得，=1P當(dāng)量動載荷，N溫度系數(shù)，查表數(shù)值為1Lh軸承基本額定壽命，本機預(yù)設(shè)壽命Lh=8000hN軸承轉(zhuǎn)速，r/min軸承壽命指數(shù)，對球軸承取3將以上數(shù)據(jù)代入上式，得解得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(fēng)機軸承的選擇，根據(jù)，初步選取支撐的軸承為深溝球軸承，取其內(nèi)徑為20mm。查表得深溝球軸承的型號為6204，它的結(jié)構(gòu)尺寸為.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

36、準零件，通常用來實現(xiàn)軸和輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導(dǎo)向。鍵連接的主要類型有：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(cè)面是工作面，工作時，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，對中性較好等優(yōu)點。與帶輪連接的平鍵為。與脫粒滾筒連接的平鍵為，電動機的平鍵為8736，風(fēng)機軸的鍵為66123.6.2 鍵的強度的驗算平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時，其主要失效形式是工作面被壓垮。查表得需用擠壓應(yīng)力而普通平鍵連接的強度條件為式中：T為傳遞的轉(zhuǎn)矩 （T=FyFd/2），N/MK為鍵

37、 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(shù)據(jù)得小鍵1=46MPa大鍵2=11MPa都小于許用擠壓應(yīng)力60MPa，故鍵能安全工作3.7 風(fēng)機的選用將經(jīng)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(wù)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(zhì)混合物應(yīng)少于2.5%；清選時谷粒損失不得超出脫出谷?？偭康?.5%；其生產(chǎn)率應(yīng)與收割、脫粒裝置相適應(yīng)。根據(jù)設(shè)計條件的生產(chǎn)率我們選用氣流式清選裝置。氣

38、流式清選裝置是靠風(fēng)扇產(chǎn)生的強大氣流清除玉米谷粒中的雜質(zhì)。這種清選裝置結(jié)構(gòu)簡單，清潔度不是很高，用于簡式玉米脫粒機。通過總體設(shè)計方案選用吹出型清選裝置。清選風(fēng)道位于風(fēng)扇出口的前面，谷粒混合物沿滑板在出風(fēng)口前落下，輕雜物沿風(fēng)道被吹走，谷?？恐亓Υ┻^氣流場進入集谷裝置。清選風(fēng)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(fēng)道的截面積一般比風(fēng)扇出口的面積大很多，以便在出風(fēng)口處把谷粒混合物吹散，一般在風(fēng)扇出口處的氣流速度為7-10m/s，風(fēng)道末端排出口處為4-6 m/s。谷粒滑板的水平夾角為。3.7.1 風(fēng)速的計算風(fēng)壓 、就是垂直于氣流方向的平面所受到的風(fēng)的壓力。根據(jù)伯努利方程

39、得出的風(fēng)壓關(guān)系。 風(fēng)的動壓為其中為風(fēng)壓kN/m，為空氣密度kg/m，V為風(fēng)速m/s。 由于空氣密度(ro)和重度(r)的關(guān)系為 ，因此有 中 此式為標準風(fēng)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/m2。緯度為45處的重力加速度g=9.8m/s, w=v/1600 此式為風(fēng)速估計風(fēng)壓的通用公式。應(yīng)當(dāng)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(fēng)速在相同的溫度下，其產(chǎn)生的風(fēng)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(shè)計玉米粒從凹板篩溜出來后進入出料板，出

40、料板斜坡設(shè)計為30度，由下圖的分析可知風(fēng)機對雜質(zhì)和玉米顆粒進行分離時，只要當(dāng)Fmgsin時才有可能將玉米顆粒誤從出糠口吹出。計算風(fēng)機風(fēng)力的最大值，取其與F方向一致，假設(shè)玉米顆粒的最大截面積為1，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=5N則臨界值的風(fēng)壓Wp=F/S=0.05KN/m2而由前面的簡化公式解得臨界速度V8.94m/s 玉米粒受力分析Table8 Forceanalysis of kernels則風(fēng)機設(shè)計的風(fēng)速8m/s即可滿足使用要求，設(shè)計出糠口高度為160mm，脫粒滾筒的風(fēng)機的直徑為120mm，長度為280mm，風(fēng)扇頁的高度為40mm，由以上數(shù)據(jù)可算得：當(dāng)

41、風(fēng)速為8m/s時，風(fēng)機轉(zhuǎn)速約為200r/min,計算后得電機傳動比為1:1.7，取風(fēng)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(yīng)放在地面平坦、通風(fēng)良好的場地上；安裝時要注意風(fēng)向，喂入口要放在上風(fēng)頭，出草口和排糠口要放在下風(fēng)頭。2對各轉(zhuǎn)動部件要加油保養(yǎng)，各部緊固螺釘要牢靠，滾筒旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)和上蓋所標箭頭方向一致。3脫粒前要進行空運轉(zhuǎn)，看有關(guān)部件連接是否牢固，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)。4脫粒機防護罩安裝要牢固，破損的應(yīng)及時修理，其鐵皮厚度不應(yīng)小于12毫米，傳動皮帶要設(shè)立防護罩或擋板，以防皮帶

42、飛出傷人。5三角帶松緊要適當(dāng)，過緊過松都要重新調(diào)整。6工作時，操作手應(yīng)站在喂人口正前方，喂入量要均勻，當(dāng)喂人量過大或秸稈過濕時，不要強行推送。7出現(xiàn)故障時，待滾筒停止轉(zhuǎn)動后方可檢修，嚴禁在運轉(zhuǎn)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56h后應(yīng)停機休息一下，并對脫粒機動力進行檢查。柴油機代替?zhèn)鲃樱谧鳂I(yè)一段時間后應(yīng)及時清除排氣管內(nèi)的積炭，調(diào)整供油提前角及噴油壓力，清洗空氣濾清器。作業(yè)中應(yīng)裝上防火帽，并隨時清除積炭。脫粒機應(yīng)在額定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速與脫粒機不配套，應(yīng)根據(jù)實際情況更換相應(yīng)的膠帶輪。軸承缺油，轉(zhuǎn)動不靈活或有明顯的軸向竄動、徑向

43、晃動，必須認真保養(yǎng)和修復(fù)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、篩形凹板斷裂、輻板裂紋或有暗傷等必須逐項修復(fù)。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(fù)后的脫粒機必須經(jīng)過平衡試驗，正常后方可使用。維修保養(yǎng)后，一定要試運轉(zhuǎn)，如果試運轉(zhuǎn)有異常響聲、螺栓松動的要停機檢查修復(fù)。5總結(jié)與展望與同類脫粒機器相比，本機械采用新的脫粒原理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(chǎn)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(xùn)，就能很好的操作。結(jié)構(gòu)簡單，便捷省力，維護性強，無需專門修理機構(gòu)。

44、可用于農(nóng)村家庭式、小型企業(yè)定量生產(chǎn)，也可適用于中型企業(yè)的批量生產(chǎn)，擺脫了傳統(tǒng)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(chǎn)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(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展進程。適合北方平原, 也適應(yīng)南方丘陵地帶,具有廣闊市場前景。本次設(shè)計的玉米脫粒機其工作原理為電動機經(jīng)皮帶輪傳動, 玉米穗通過料斗進入脫粒滾筒，在高速回轉(zhuǎn)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(fēng)扇的作用是將夾在玉米子粒中的輕雜帶走。與同類產(chǎn)品比，結(jié)構(gòu)非常緊湊，性能良好，操作簡單，安全可靠，不占用場地，搬運存

45、放非常方便。破碎率極低，可提高種子的發(fā)芽率。能大大減輕農(nóng)民勞動強度，有利于農(nóng)民搶趕農(nóng)時季節(jié)，促進農(nóng)民發(fā)家致富，推動農(nóng)業(yè)的大發(fā)展。適宜在廣大農(nóng)村推廣使用。進行機械設(shè)計是一項艱苦的，但是頗有收獲的學(xué)習(xí)過程。在本次設(shè)計中，我綜合運用所學(xué)的知識，掌握了設(shè)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(shè)計培養(yǎng)了我正確的設(shè)計思想，嚴謹?shù)目茖W(xué)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(nóng)業(yè)機械學(xué)M.中國農(nóng)業(yè)出版社,2008,6(3):5-23.2 2011年度玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展報告J.農(nóng)

46、業(yè)工程技術(shù),2012,2.3 武平.中央儲備糧管理工作會議在京召開C. 商業(yè)會計,2006,3.4 吳多峰.袁長勝.板齒式與頂齒式玉米脫粒機的性能比較J.農(nóng)機化研究,2006,12.5 張學(xué)堂.商立今.脫粒機械設(shè)計手冊M.中國農(nóng)業(yè)出版社,1985,6(2):35-42.6 何曉鵬.擠搓式玉米脫粒機的研制J. 農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院,2006,3.7 楊喜貴.5TY10型玉米脫粒機M.CSTAD,1989,5(2):23-55.8 秦曾煌.電工學(xué)M.高等教育出版社，2003,12(6):89-100.9 駱素君.朱詩順.機械課程設(shè)計簡明手冊M.化學(xué)工業(yè)出版社 ，2006,6(3):3-6;56-8

47、.10 濮良貴.紀名剛機械設(shè)計M.高等教育出版社,2002,5(8):10-15;143-161;360-380.11 孫訓(xùn)方.材料力學(xué)M. 高等教育出版社,2004,1(4):73-98.12 鄧星鐘.機電傳動控制M.華中科技大學(xué)出版社，2001,3(5):55-68.13 Gao J S，Chase K W，Magleby S P. Generalized 3D tolerance analysis ofmechanical assemblies with small kinematic adjustments. llE Transactions1998.30:367-377.14 張租立

48、.機械設(shè)計基礎(chǔ)M.高等教育出版社，2004,6(2):46-52;67-89.15 Creveling C M. Tolerance Design：A Handbook for Developing OprimalSpecificationsAddison-Wesley,1997,5(3):75-99.16 張淑娟.全臘珍.畫法幾何及機械制圖M.中國農(nóng)業(yè)出版社,2007,8(1):82-87.17 吳宗澤.羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊M. 高等教育出版社,2006,6(4):156-162;60-72.18 張文海.對風(fēng)機風(fēng)量計算公式的認識J.微電機,2007(10).19 陶棟材.現(xiàn)代設(shè)計方

49、法M.中國石化出版社，20010,1(1):284-290.20 王延福.低破損玉米脫粒機的設(shè)計和分析C.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2008,6:3-5.致 謝在王宏立的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下，我經(jīng)過一個月的學(xué)習(xí)與探索，終于完成了本次的小型玉米脫粒機的設(shè)計任務(wù)。在設(shè)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(shù)據(jù)令我茫然而不知所措，致使設(shè)計工作走了許多彎路，但經(jīng)過我查閱大量前任的文獻資料來吸取經(jīng)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(xué)所學(xué)到的專業(yè)知識，而且學(xué)到了許多新的知識。設(shè)計中難免存在著許多錯誤和不足，敬請各位老師與同學(xué)批評指正，我將吸取經(jīng)

50、驗并努力改正，再次對所有老師和同學(xué)表示衷心的感謝。附錄The corn thresher is one of the most important agricultural machinery in Chinas 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 us

51、ed in rural area in our country crops such as rice, wheat and corn threshing work, more than about 60% of the rice is to use power or human thresher threshing, nearly 30% is to rely on thresher threshing wheat. Across the vast area in our country, in addition, geography, climate, agricultural demand

52、s and economic conditions are larger, and so on the hills, the y the mid-levels district area and 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 cor

53、n thresher is not many, only the northeast, north and northwest, some enterprise production of corn, sorghum and soybean corn thresher. From the production of corn thresher enterprise, at present most economies of scale for small and medium-sized enterprises. But among enterprises due to the differences between production conditions, product specifications and production, product quality is obviously different, can be roughly divided into four categories: one is the production of corn thresher for a long time, the original belong to the designated and backbone en