小型玉米脫粒機的設(shè)計【含CAD圖紙+說明書+開題報告+答辯稿】

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[2]張成堂,商立今.脫粒機[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)機械出版社出版,1985.25-31. [3]邱永兵,吳超機,張玉峰.5TG-200脫粒機的研制[M].湖南：湘閱出版社,2006.89-93. [4]董佑福.收獲機械化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[M].陜西:收獲機械論文集,2005.12-15. [5]王澤正.新疆農(nóng)機化[M],新疆：新疆農(nóng)業(yè)出版社,2010.37-40. [6] 常建國,李國民,[M].脫粒機的現(xiàn)狀及發(fā)展, 北京:高等教育出版社，2013.46-47. 指導(dǎo)教師意見及建議： 簽名： 年 月 日 教學(xué)單位領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見： 組長簽名： 年 月 日 德州學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查表 院(系)：機電工程系 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 2013 年04月 15日 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：小型玉米脫粒機的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 門立山 職 稱 副教授 計劃完成時間：2013年5月10日 畢業(yè)論文（設(shè)計）的進(jìn)度計劃： 2013.1.13----2013.1.14 確定設(shè)計（論文）題目及撰寫開題報告。 2 2013.1.15----2013.3.30 查詢相關(guān)資料、進(jìn)行課題研究，在已完成研的基礎(chǔ)上，撰寫畢業(yè)設(shè)計（論文），完成設(shè)計（論文）初稿。 2013.4.1----2013.4.15 提交期中檢查表。 2 2013.4.16----2013.4.30 根據(jù)指導(dǎo)教師的修改意見進(jìn)行設(shè)計（論文）修改，并最終定稿。 2 2013.5.4----2013.5.10　將設(shè)計（論文）交于評閱教師進(jìn)行評閱，根據(jù)評閱教師意見，進(jìn)一步修改設(shè)計（論文），準(zhǔn)備答辯。 完成情況： 到現(xiàn)在為止，我通過查閱資料知道了玉米脫粒機主要功能對玉米進(jìn)行脫粒，對玉米粒的大小進(jìn)行篩選，輔助功能為對剛脫粒下來的玉米粒進(jìn)行除塵。 根據(jù)脫粒的需求，對玉米脫粒機進(jìn)行設(shè)計，確定總體布局及結(jié)構(gòu)方案。對傳動系統(tǒng)，機身結(jié)構(gòu)，零件圖繪制等。已經(jīng)基本完成初稿。 指導(dǎo)教師評議（指出優(yōu)點和不足，如有其它建議，可另附頁） 簽 名： 年 月 日 備 注： 目錄 1引言 1 2玉米脫粒機總體結(jié)構(gòu) 2 2.1入料部分 2 2.2脫粒部分 3 2.3篩選部分 3 2.4機架部分 3 2.5玉米脫粒機的總體設(shè)計 3 3 玉米脫粒機的設(shè)計 3 3.1 電動機的選擇 4 3.2傳動裝置的設(shè)計 5 3.3 傳動軸的設(shè)計 10 3.4釘齒條的設(shè)計 16 3.5 柵格式凹板的設(shè)計 17 3.6入料口及脫粒機上蓋的設(shè)計 18 3.7機架的設(shè)計 19 3.8軸承座的設(shè)計 19 4玉米脫粒機的注意事項 20 5玉米脫粒機的技術(shù)保養(yǎng)保管 20 6 結(jié)論 20 致 謝 24 德州學(xué)院 機電工程系 2013屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型玉米脫粒機的設(shè)計 （德州學(xué)院機電系，山東德州 253023） 摘要：該文對電機選型、傳動裝置、主軸結(jié)構(gòu)等各參數(shù)進(jìn)行設(shè)計和選型，以電動機為動力源，動力由電動機輸出軸輸出，再通過傳動帶傳遞到釘齒脫粒滾筒上，釘齒脫粒滾筒配合柵格式凹板將玉米脫粒，玉米粒從柵格式凹板分離并排出機體外，而玉米芯從入料的另一端排出機體之外。 關(guān)鍵詞：玉米；脫粒機；結(jié)構(gòu)；設(shè)計 1引言 我國現(xiàn)有的玉米脫粒機種類很多，脫粒機是用于玉米、高粱、大豆及其它雜糧等作物進(jìn)行脫粒作業(yè)的重要收獲機械，在我國廣大農(nóng)村使用十分廣泛。基本上都是二十世紀(jì)五、六十年代定型的產(chǎn)品，或者是在其基礎(chǔ)上稍加改進(jìn)的產(chǎn)品。機型原理上存在著不足直至現(xiàn)在已顯現(xiàn)出來，如：滾筒轉(zhuǎn)速高，釘齒打擊玉米穗實現(xiàn)脫粒，造成籽粒破損嚴(yán)重，所以不能滿足玉米脫粒的需要。脫粒機生產(chǎn)在我國雖已有數(shù)十年歷史，但不少企業(yè)仍延襲十幾年以前的生產(chǎn)方式進(jìn)行生產(chǎn)和管理，企業(yè)管理水平相對落后。全國２００多家企業(yè)中，至今只有１家企業(yè)進(jìn)行了質(zhì)量保證體系認(rèn)證就足以說明這一問題。質(zhì)量合格的脫粒機，應(yīng)該是堅固耐用的、故障少、使用保養(yǎng)方便、結(jié)構(gòu)簡單可靠。就我國整個農(nóng)機行業(yè)來說，玉米脫粒裝備相對國外水平差距最大，玉米籽應(yīng)當(dāng)從玉米盤上脫下來，脫粒要干凈。脫下的玉米籽不要破碎、情潔、不混其它玉米盤、雜物等脫粒時應(yīng)盡量減少玉米盤的損壞，以保證玉米籽的完整。目前脫粒機生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量最大的為３萬多臺，最少的僅幾十臺，不少企業(yè)的生產(chǎn)未能形成適度的規(guī)模。這主要是因為脫粒機是季節(jié)性很強的產(chǎn)品，產(chǎn)品銷售往往僅在十幾天的時間，資金周轉(zhuǎn)時間長，不少企業(yè)明知進(jìn)行技術(shù)改造形成適度規(guī)模生產(chǎn)能降低成本，提高經(jīng)濟效益，但苦于流動資金不足或貸款困難，無力進(jìn)行適度規(guī)模生產(chǎn)，再加上近幾年脫粒機行業(yè)活動和信息交流不暢，不能根據(jù)市場變化及時調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品品種及生產(chǎn)數(shù)量，從而導(dǎo)致經(jīng)濟效益不理想[1]。 因此，迫切需要一種新型玉米脫粒機來取代老式機型。在設(shè)計和制造中對主要部件又進(jìn)行了改進(jìn)完善，使其結(jié)構(gòu)更加趨于合理，性能又得到進(jìn)一步的提升?，F(xiàn)已初步掌握了該項技術(shù)的系列設(shè)計及確定基本技術(shù)參數(shù)的方法，目前正進(jìn)行此項技術(shù)的完善、深入研究、系列化及推廣工作。該新型機具有破碎率低、對玉米籽粒損傷小、脫凈率高、清機方便、使用方便，脫粒后的玉米芯可在此利用，破損率非常低。使用結(jié)果表明，該機性能良好，適于在農(nóng)村大量使用。 發(fā)展玉米收獲機械化的意義： （1）解決糧食自給，是加快種植玉米的一項國策。我國有13億人口，耕地每年減少，形勢十分嚴(yán)峻。 （2）對玉米價值認(rèn)識的不斷提高，是推動玉米收獲機械化發(fā)展的動力。玉米是高產(chǎn)之王。其增產(chǎn)潛力極大。我國玉米產(chǎn)量居世界排名第二，但單產(chǎn)比美國低５６％，是糧食增產(chǎn)希望之所在。 （3）發(fā)展玉米收獲機械化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然，也是農(nóng)機化發(fā)展的客觀要求。解決玉米收獲的機械化問題是目前的迫切要求，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的急需，玉米生產(chǎn)機械化水平低已成為制約實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化的瓶頸。 玉米脫粒機是玉米脫皮后，經(jīng)過一段時間的風(fēng)干，然后將玉米利用脫粒機使玉米和玉米芯分開，這種機械就是玉米脫粒機。它的工作原理是：玉米脫粒機在進(jìn)行玉米脫粒時，利用釘齒滾筒回轉(zhuǎn)運動的釘齒與柵格式凹板之間的間隙相配合，使玉米粒拖下排出機體。 2玉米脫粒機總體結(jié)構(gòu) 玉米脫粒機主要組成結(jié)構(gòu)部分：入料口、釘齒脫粒滾筒軸、柵格式凹板、機架等部分組成。整體組成如圖1所示： 圖1總體結(jié)構(gòu) 2.1入料部分 入料口與玉米脫粒機的上蓋部分相連，它是利用一毫米厚的鐵板制成，入料部位與釘齒滾筒的釘齒部位相切，將已撥皮的玉米從入料口進(jìn)入，下滑到脫粒部位，即釘齒滾筒和柵格式凹板之間，進(jìn)行脫粒工作。 2.2脫粒部分 脫粒部分主要是由釘齒滾筒、柵格式凹板、半圓型上蓋組成。玉米穗在釘齒滾筒和柵格式凹板之間進(jìn)行脫粒，將已脫下的玉米粒從柵格式凹板的縫隙漏下，落到下滑板，由倉口排出機體之外，玉米芯借助于滾筒上的螺旋排列的釘齒的螺旋推力和螺旋導(dǎo)向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出機體之外。 2.3篩選部分 篩選部分主要是由柵格式凹板完成，它是由一定數(shù)量的鐵條及兩條主要梁和兩條副梁組成，每兩根鐵條之間的縫隙可以將玉米卡住，然后快速旋轉(zhuǎn)的釘齒滾筒將被卡死的玉米強行脫粒，當(dāng)然，無論是工作時還是安裝時，柵格式凹板是固定不動的。玉米脫粒之后，再將玉米粒經(jīng)過柵格式凹板，從凹板的縫隙漏出，順著斜滑板滑出機體之外，目的是將玉米和玉米芯分開。 2.4機架部分 機架是由左機架、右機架、出料口、下滑板及穩(wěn)定結(jié)實的主機梁組成，機架是玉米脫粒機的主要支撐，他承擔(dān)著脫粒機的主要重量和動力、負(fù)載和力矩，因此它的設(shè)計是許強不弱的部分。機架的兩部分要各自穩(wěn)定，而且相對固定，以便做到機械在運轉(zhuǎn)過程中不會產(chǎn)生晃動、歪斜，造成人身危險，因此為了機架的堅固，此玉米脫粒機的設(shè)計采用四毫米厚的角鐵制成。 2.5玉米脫粒機的總體設(shè)計 為了更優(yōu)化玉米脫離機的機型和結(jié)構(gòu)設(shè)計，此玉米脫粒機采用電力拖動，而且電動機也同樣采取節(jié)能式，電動機安裝在玉米脫粒機的下部，與脫粒機的機架的下機梁固定連接，這樣可以節(jié)省電動機所占用的空間。玉米脫粒機的從入料到脫粒到分離玉米粒和玉米芯，最后將玉米粒和玉米芯排出機體之外，是玉米脫粒機一體完成的，它最大的優(yōu)點是在短時間內(nèi)可以完成幾個人的勞動強度，從而提高了工作效率，節(jié)省了勞動時間。此玉米脫粒機有這些優(yōu)點之外，還有安全性能高、效率高、堅固耐用、結(jié)構(gòu)簡單便于維修和保管。 3 玉米脫粒機的設(shè)計 根據(jù)玉米脫粒機TS—54型的設(shè)計參數(shù)：脫粒機主軸為750到850，柵格式凹板直徑為320，長度為735，在主軸上設(shè)有四條釘齒條，每條釘齒條上均勻分布著七個釘齒，總共28個釘齒呈螺旋均勻焊接安裝，在滾筒外緣分布細(xì)軸，成180度分布，以便玉米芯隨螺旋釘齒的螺旋作用排出脫粒機之外。 3.1 電動機的選擇 根據(jù)實踐測量得知每個釘齒的均勻受力為40，當(dāng)玉米脫粒機正常工作時釘齒滾筒上的釘齒條快速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)玉米脫粒機正常工作時滾筒上細(xì)軸的快速旋轉(zhuǎn)，其中只能有一根細(xì)軸受到玉米所給的切向力。根據(jù)試驗測得知在工作的時候細(xì)軸所受切向力為560N。即玉米脫粒機正常工作時，受到的切向力為560[2]。 當(dāng)玉米脫粒機的釘齒滾筒快速轉(zhuǎn)動時，其上釘齒條的釘齒同樣有一定的轉(zhuǎn)速，這個轉(zhuǎn)速原于主軸的轉(zhuǎn)速和釘齒的半徑，即： 其中： —釘齒的轉(zhuǎn)速 —脫粒機主軸的轉(zhuǎn)速 —釘齒距軸心的距離 根據(jù)工作負(fù)載的大小速度等來選擇電動機的類型、功率轉(zhuǎn)速。根據(jù)玉米脫粒機結(jié)構(gòu)特點，傳動裝置的體積、因此確定電動機轉(zhuǎn)速時要綜合考慮，分析電動機及傳動裝置的性能，工作環(huán)境和工作載荷等因素。通常選用同步電動機。 3.1.1 電動機的功率 電機所需功率按式 ：Pd = Pw/ηa （KW）、 Pw = FV/1000 （KW） 所以 Pd= FV/1000ηa （KW）由電動機至帶輪的傳動總效率為：按設(shè)計要求可以知道從電動機到工作軸的傳動總效率ηa=η1·η2·η3 其中：η1—為帶的傳動效率、Pd-工作效率； η2—為軸承的傳動效率、Pw-有效功率； η3—為帶的傳動效率。 根據(jù)機械設(shè)計手冊查出η1=0.96，η2=0.98，η3=0.98。 所以可知ηa=η1·η2·η3=0.96×0.98×0.98= 0.96。 由此可得電動機的功率： 3.1.2電動機的型號 主軸的轉(zhuǎn)速在 750～850，取V帶的傳動比i1′=2～4，即可滿足電動機的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹配，根據(jù)推薦傳動比的合理范圍，取V帶傳動的傳動比 i1′=2-4；帶輪傳動的傳動比i2′=3-4；則總傳動比合理范圍為 ia′= 6—16，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd′= ia′·n=（6--16）×200 =1200—3200 r /min 。符合這一范圍的同步電動機轉(zhuǎn)速的有720，1440，2900，根據(jù)容量和相關(guān)轉(zhuǎn)速，由《機械設(shè)計通用手冊》查出三種適宜的電動機型號，因此有三種不同的傳動比方案，如表1： 表1 電動機的型號和技術(shù)參數(shù)及傳動比 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) 1 Y160M2-8 5.5 750 720 85 119 0.74 2 Y132S2-4 5.5 1500 1440 85.5 68 0.84 3 Y132S1-2 5.5 3000 2900 85.5 64 0.88 綜臺考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動的傳動比，可知方案3比較適合。因此選定電動機型號為Y132S1-2[3]。所選電動機的額定功率＝5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速=1440r／min，總傳動比適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。如表2： 表2 電動機尺寸列表 單位 中心高 H 外形尺寸 底腳安裝尺寸A*B 地腳螺栓孔直徑K 軸伸尺寸 D*E 裝鍵部位尺寸F*GD 電動機的輸出軸尺寸G 132 475X345X315 216X140 12 38X80 10X41 33 3.2傳動裝置的設(shè)計 根據(jù)玉米脫粒機的具體傳動要求，可選取電動機和主軸之間用V帶和帶輪的傳動方式傳動，傳動件V帶是一個撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，因而使玉米脫粒機工作平穩(wěn)，等優(yōu)點。雖然在傳動過程中V帶與帶輪之間存在彈性滑動，使傳動比不精確，因為玉米脫粒機不需要精確的傳動比，只要傳動比比較準(zhǔn)確就可以滿足要求，而且V帶的彈性滑動是一種過載保護(hù)，不會造成機體部件的嚴(yán)重?fù)p壞，還有V帶及帶倫的結(jié)構(gòu)簡單、制造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以，在電動機與玉米脫粒機之間選用V帶與帶輪的傳動配合是很合理的。 3.2.1傳動帶的設(shè)計 (1) 確定計算功率 其中：—工作情況系數(shù)； —電動機的功率。 查《機械設(shè)計》一書中的表8—7 可知： =1.0 (2) 選擇V帶的型號 根據(jù)計算得知的功率和電動機上帶輪的轉(zhuǎn)速（與電動機一樣的速度），查《機械設(shè)計》一書圖8—11，可以選擇V帶的型號為A型。 (3)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ①初選主動帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)《機械設(shè)計》一書，可選擇V帶的型號參考表8—6和8-8，選取 。 ②計算V帶的速度V V帶在5～的范圍內(nèi)，速度V符合要求 電動機與主軸傳動比的計算 ③計算從動輪的直徑 (4) 確定傳動中心距和帶長 其中： —為中心距； —為相應(yīng)帶長。 按《機械設(shè)計基礎(chǔ)》一書中查表8—2，選擇相近的基本長度和 相對應(yīng)的公稱長度（內(nèi)周長）可查得：。 實際的中心距也可用經(jīng)驗公式： (5)驗算主動輪上的包角 滿足V帶傳動的包角要求。 (6) 確定V帶的根數(shù) V帶的根數(shù)由下列公式確定： 其中： —單根普通V帶的許用功率值 ； —考慮包角不同大的影響系數(shù)，簡稱包角系數(shù)； —考慮的材質(zhì)情況系數(shù)，簡稱材質(zhì)系數(shù)，對于棉簾布和棉線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，取 ，對于化學(xué)線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，取 ； —計入傳動比的影響時，單根普通V帶所能傳遞的功率的增量。 查表取值： 由 查得： 所以： 取 根 (7) 確定帶的初拉力 單根V帶適當(dāng)?shù)某趵?由下列公式求得 其中：—傳動帶單位長度的質(zhì)量，。 (8)求V帶傳動作用在軸上的壓力 為了設(shè)計安裝帶輪軸和軸承，比需確定V帶作用在軸上的壓力，對于新安裝的帶楚拉應(yīng)力為1.5，對于運轉(zhuǎn)后的v帶初拉應(yīng)力應(yīng)為1.3。 3.2.2 V帶帶輪的設(shè)計 （1） 帶輪的材料選擇 帶輪是帶傳動中的重要零件，質(zhì)量分布均勻；鑄造和焊接時的內(nèi)應(yīng)力??；輪槽工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般為Ra=3.2）,以減輕帶的磨損。帶輪材料主要采用鑄鐵，因為帶輪的轉(zhuǎn)速，即，轉(zhuǎn)速比較低[4]。 常用材料為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時宜采用鑄鋼或用鋼板沖擊后焊接而成；小功率時可用鑄鋁或塑料。 （2）結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計 ①主動帶輪的設(shè)計 主動輪的結(jié)構(gòu)見圖2。因為根據(jù)主動帶輪的基準(zhǔn)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)驗公式，所以主動帶輪采用實心式。 帶輪參數(shù)的選擇： 通過查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》一書，可以確定主動帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3，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) 單位（mm） 帶的型號 m f t s A 16 5 20 14 14 7.5 38 17.4 主動帶輪的厚度可以由計算公式： 圖2 主動帶輪的結(jié)構(gòu)圖 ②從動帶輪的設(shè)計 從動輪的結(jié)構(gòu)見圖3。因為根據(jù)主動帶輪的基準(zhǔn)直徑和傳動比來確定，即 ，，所以從動帶輪采用腹板式。 從動帶輪的參數(shù)選擇：通過查《機械設(shè)計》一書，可查得帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)表，其他一些相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗公式計算求得。 表4　帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（mm） 帶的型號 m f t s B 16 5 20 14 14 7.5 38 17.5 從動帶輪的厚度可以由計算公式： 圖3從動帶輪的結(jié)構(gòu)圖 3.3 傳動軸的設(shè)計 傳動軸是玉米脫粒機的主要設(shè)計部件之一，他在玉米脫粒機正常工作過程中，承擔(dān)傳遞轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動軸上的回轉(zhuǎn)零件， 玉米脫粒瞬時沖擊很大，且沖擊次數(shù)很頻繁，因此傳動軸的設(shè)計是很關(guān)鍵的。它的主要公用是：一是支撐軸上所安裝的回轉(zhuǎn)零件，使其有確定的工作位置；二是傳遞軸上的運動和動力[5]。根據(jù)玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)特點，玉米脫粒機的主軸選用直軸形式傳遞，而且選用直軸中的階梯軸。軸的材料主要采用碳鋼和合金鋼，也可采用球墨鑄鐵。碳鋼有足夠的強度，對應(yīng)力集中不太敏感，便于進(jìn)行機械加工和熱處理，價格低廉，應(yīng)用廣泛。軸的材料應(yīng)根據(jù)軸的工作狀況、重要性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、材料供應(yīng)情況、加工可能性以及經(jīng)濟性等因素，綜合考慮、合理選取。 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，。 軸上的材料由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》一書中表11—1 可以查到，應(yīng)選取調(diào)質(zhì)處理的45號鋼，，書中表11—2取，于是得 ： 輸出軸上的最小直徑顯然是安裝帶輪的內(nèi)孔，必在軸上開有鍵槽，因此，為了開鍵槽又不消耗輸出軸的強度，可以使周的直徑增加5%以上，這樣增加輸出軸的尺寸，因而可以提高軸的工作強度。即： 主輸出軸的最小直徑是安裝帶輪處的直徑，為了使所選的軸直徑與帶輪相配合，故使輸出軸端的軸徑選為25在《機械設(shè)計基礎(chǔ)》一書。查表可以得知帶輪的厚度，則取輸出軸的次段軸徑為，其長度為。 3.3.1根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 軸的基本結(jié)構(gòu)如圖4。為了滿足帶輪的軸向定位要求，Ⅰ—Ⅱ軸段右端需要制出一個軸肩，故?、颉蠖蔚妮S直徑 ，輸出軸的徑向定位由普通平鍵來完成。選用鍵 圖4軸結(jié)構(gòu)圖 的型號為普通平鍵為。鍵的型號可以通過查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》一書取得。 3.3.2 初步選擇輸出軸系 由脫粒機的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸可知所設(shè)計的軸上裝有帶輪和釘齒滾筒，其上的釘齒承螺旋排列，但由于受力不大可以忽略它的受力。又根據(jù)，初步選取支撐的軸承為相心球軸承，在《機械設(shè)計手冊》查得相心球軸承的型號為406，它的結(jié)構(gòu)尺寸為，故?、蟆舳闻cⅤ—Ⅵ段的直徑相等，即。 考慮到機體的制造誤差等原因造成的安裝錯位或是借口不齊等，滾動軸承應(yīng)在機體內(nèi)有一段移動的位移，查《機械設(shè)計手冊》可等位移量。 取安裝釘齒的軸Ⅳ—Ⅴ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，其上在距離處，焊接釘齒滾筒，已知釘齒滾筒長為。 3.3.3確定輸出軸上的圓角半徑值 軸端倒角在軸的兩端均為，小軸肩為軸肩的作用是使階梯直軸在軸徑改變截面上減小應(yīng)力集中。 3.3.4 按彎扭合成條件校核軸的強度 (1)求輸出軸上的所受作用力的大小 根據(jù)公式： 其中：—電動機的額定功率，； —主軸的轉(zhuǎn)速，。 (2)釘齒條上的合力 根據(jù)公式： 其中 ：—輸出軸的軸心到釘齒定的距離。 根據(jù)公式： 其中：80%—徑向力占圓周力的百分?jǐn)?shù)。 由于玉米脫粒機的主軸軸向不受力。 則取 (3)軸上水平面內(nèi)所受支反力 根據(jù)公式： —是輸出軸上Ⅲ—Ⅳ段的中心線到Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一處的距離，； —是輸出軸上Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一處到右端Ⅴ—Ⅵ段中心線之間的距離。 (4)軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 根據(jù)公式： 其中 ：—釘齒的頂端到主軸軸心的距離，。 根據(jù)公式 ： (5)作彎矩圖 在水平面內(nèi)，軸上、、三點的彎矩為 ： 根據(jù)公式 ： 作水平面內(nèi)彎矩圖如圖6（b）所示。 在垂直面內(nèi)，軸上、、三點的彎矩為 ： 根據(jù)公式 ： 根據(jù)公式 ： 作垂直面內(nèi)彎矩圖如圖6（c）所示。 合成的彎矩為 ： 作軸的合成彎矩圖如圖6（d）所示。 (6)作扭矩圖 根據(jù)公式 ： 其中 ：—電動機的額定功率，； —主軸轉(zhuǎn)速，。 作軸的彎矩圖如圖6（e）所示。 (7)作當(dāng)量彎矩圖（彎矩、扭矩合成圖） B 點： C點左側(cè) ： D點右側(cè) ： 作軸的當(dāng)量彎矩圖如圖6（f）所示。 圖6彎矩圖 3.3.5 校核軸的強度 進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強度（既危險截面c的強度）。由經(jīng)驗公式及上面計算出的數(shù)值可得出。 其中 ： —軸的抗彎拋面模量，； —軸的許用應(yīng)力，。 按軸實際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性，在、、中選取其相應(yīng)的數(shù)值，從《機械設(shè)計基礎(chǔ)》可以查出。 按《機械設(shè)計基礎(chǔ)》書中查得，對于的碳鋼，承受對稱循環(huán)變應(yīng)力時的許用應(yīng)力。 3.4釘齒條的設(shè)計 釘齒條是玉米脫粒機的主要脫離部件，它的設(shè)計直接關(guān)系到玉米脫粒機正常的脫粒效果以及脫粒后將玉米粒和玉米芯分離的情況，它的功能是采用脫離滾筒上的四條釘齒，均勻快速的轉(zhuǎn)動，釘齒的頂端以一定的速度去對玉米脫粒（將玉米進(jìn)行強行脫粒）。玉米在經(jīng)過四條釘齒條的快速旋轉(zhuǎn)下脫粒，四條釘齒條上的釘齒承螺旋排列，以便將玉米芯順著釘齒的螺旋排列排出機體之外，同時，每一條釘齒條上的釘齒同樣在進(jìn)行脫粒，這樣會有較高的脫粒率。玉米脫粒機的主要功能是脫粒，而釘齒條在脫粒工作中起到了重要作用，因此，釘齒條的設(shè)計是脫粒機的設(shè)計的主要部件[6]。 3.4.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 從釘齒條的功用和工作原理可知釘齒的工作強度很大，玉米脫粒機的釘齒滾筒上安裝有四條釘齒條，相互之間相互垂直，而且每條釘齒條上安裝釘齒的個數(shù)有7～10個釘齒，釘齒的 ，四條釘齒條均勻安裝在釘齒滾筒上，釘齒在釘齒條上均勻的承螺旋排列方式安裝，兩相鄰的釘齒條之間的釘齒橫向距離為，在釘齒條的一端分別用一個厚度是，直徑是的圓盤固定，在兩個圓盤上均勻開有釘齒條寬厚的方孔，四個方通孔均勻承分布，然后將四條釘齒條從四個方孔中穿過，同樣，在釘齒條的另一端也用厚度一樣但直徑為的圓盤固定，是釘齒條穿過方孔而且在圓盤的表面漏出2～3，因為連接時是采用焊接完成，方便焊接[7]。這樣結(jié)構(gòu)更加堅固、穩(wěn)定、可靠。 圓盤將釘齒條固定，但由于釘齒條過長（即），因此，在主軸的三分之一處，采用直徑是的鐵柱使釘齒條與主軸相連，它們的連接方式采用焊接式，使釘齒條的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度增加，這樣可以使釘齒滾筒的整體剛度和強度極大增加，主軸和釘齒滾筒之間的固定性好，穩(wěn)定性高。 3.4.2 釘齒條及釘齒的設(shè)計 釘齒條的功用是固定釘齒的相對位置，使釘齒在正常工作過程中能夠持續(xù)的正常工作，釘齒所受的脫粒力直接傳遞到釘齒條上，釘齒條所承受著釘齒的切向力，所以釘齒條應(yīng)該采用足夠強度和剛度的材料制成，材料選為45鋼，宗上所述，設(shè)計的釘齒條的長×寬×高 為，其上分布著釘齒，每個釘齒條上均勻分布著7個釘齒，每個釘齒均穿過釘齒條，然后用螺母擰緊，其中釘齒條上的通孔設(shè)計為圓柱型，它的直徑為，而且，在釘齒條上通孔的上端開有長為，高為，寬為的小槽，目的是為了在釘齒安裝在釘齒條上時，這個小槽可以和釘齒上的凸楞相配合，這樣可以使釘齒在釘齒條上周向固定，而且在釘齒正常工作時，也同樣使釘齒相對釘齒條固定，不宜使工作時釘齒和釘齒條脫落[8]。 3.4.3 釘齒的設(shè)計 釘齒是玉米脫粒機的主要工作部件，它在工作時直接與玉米相接觸，而且接觸頻率很高，尤其是在入料口的部位，這個部位的釘齒摩擦的相當(dāng)?shù)念l繁，因此，在設(shè)計釘齒時應(yīng)當(dāng)考慮到釘齒的工作強度等問題，材料選為45鋼，為了使釘齒在釘齒條上的相對固定，在釘齒上增加一個小凸楞，于釘齒條上的小凹槽相配合，使釘齒和釘齒條固定。其直徑，長度為。 3.5 柵格式凹板的設(shè)計 在玉米脫粒機中，柵格式凹板是與釘齒滾筒相配合的重要部件，柵格式凹板有兩種功能，其一，篩選功能，玉米脫粒，使玉米粒從柵格式凹板的縫隙中漏出，而玉米芯被釘齒滾筒上的釘齒螺旋排列排出機之外，從而達(dá)到玉米脫粒清選的作用，其二，脫粒功能，柵格式凹板是利用鋼筋橫向焊接而成，鋼筋之間有一定的縫隙，這個縫隙可以將玉米卡在兩根鋼筋的縫隙之間（因為玉米為圓柱型），以便于釘齒對玉米進(jìn)行快速、穩(wěn)定的脫粒。 柵格式凹板是由根直徑，長為的鋼筋，凹板的直徑，凹板兩邊由兩個直徑為，厚度為，高度為的鐵條固定，由于柵格式凹板是半圓桶型，所以鋼筋的兩端固定是采用半圓式的鐵條制成，而且，在凹板的三分之一處和三分之二處都有很薄的鐵條相連加固，相應(yīng)的鐵條選為厚度為，寬度為。柵格式凹板與機架相連接，同樣采用焊接的形式來連接用圓柱鋼筋圍成的凹板，因為柵格式凹板要安裝在機架上，所以將柵格式凹板兩端的鐵條和中間的鐵條都焊接到機架上，這樣，可以加固機體與柵格式凹板的連接質(zhì)量，在正常工作時，由于有機架的固定支撐，可以使柵格式凹板的工作穩(wěn)定性更高，更加可靠、穩(wěn)定。從整體來將，也達(dá)到了脫粒機的一體化的設(shè)計，提高整體剛度。 圖7柵格式凹板圖 3.6入料口及脫粒機上蓋的設(shè)計 入料口是將玉米填入玉米脫粒機機體內(nèi)的一個途徑，它是玉米脫粒機上的一個部件，它的作用在于通過入料口可以將玉米順利的填入機體內(nèi)，而且在填入的過程中或是填入后的工作過程中，脫粒機能安全的工作，而且不會將玉米玉米粒或是玉米芯從入料口飛濺出來，造成人員傷害等事故發(fā)生，因此，玉米脫粒機的入料口的設(shè)計，即關(guān)系到玉米脫粒機的工作質(zhì)量（即脫粒不干凈或是不完全等）。因為在將玉米添入脫粒機時，電動機在高速的旋轉(zhuǎn)，連同它的主軸一起旋轉(zhuǎn)，如果入料口的填料方式不利于主軸的工作，此時，這種填料方式對主軸、對機體都有很大的副作用，有可能瞬時加大主軸的承擔(dān)負(fù)載，即同時加大主軸的彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等，同時也加大了釘齒條上的釘齒的磨損和老化等[9]。如果入料口的設(shè)計不當(dāng)，會造成主軸的瞬時被卡死，電動機悶車等現(xiàn)象發(fā)生，這些現(xiàn)象對電動機和玉米脫粒機的主軸有及大的破壞性。因此，在設(shè)計玉米脫粒機入料口時應(yīng)當(dāng)考慮到設(shè)計不當(dāng)可能發(fā)生的危害，精心的設(shè)計其結(jié)構(gòu)。 玉米脫粒機的入料口與脫粒機的上蓋相連接為一體，即入料口安裝在玉米脫粒機的上蓋上，兩者均采用的薄鐵板制成，玉米脫粒機的上蓋承半圓形狀，直徑為，長為 ，（入料口的一側(cè)與脫粒機的上蓋邊緣相切），這樣可以是玉米在進(jìn)入脫粒機機體時，能夠很好的被釘齒滾筒上的釘齒打削（脫粒），因此，上蓋上的入料口設(shè)計很重要。其上入料口的最小口徑長為，寬為，其上的最大口徑（為了方便填料可以設(shè)計大一些）長為，寬為，玉米脫粒機的上蓋的兩端部位、入料口的兩側(cè)及中間部位，均采用鐵條加固，其連接的方式采用焊接，這樣可以提高玉米脫粒機的上蓋的剛度，不宜變形，同樣也有支撐作用。脫粒機的上蓋整體焊接兩個角鐵上，目的是便于與脫粒機的下半部分安裝，將脫粒機上蓋的緣地腳與角鐵焊接相連，角鐵采用的厚度為，長度為，起加固作用的鐵條同樣焊接在兩個角鐵上，以加堅固。在玉米脫粒機上蓋的兩端設(shè)有兩個半圓形狀的鐵板，其采用的材料是一樣的，目的一是保障工作人員的安全，因為在玉米脫粒機正常脫粒時，它的主軸高速旋轉(zhuǎn)，如果沒有兩打的鐵板擋住，有可能工作人員不甚將手或衣服絞進(jìn)玉米脫粒機中，造成人員傷亡等事故發(fā)生[10]。二是阻擋脫粒后的玉米飛濺，如果玉米脫粒機上蓋的兩端沒有著兩快鐵板的攔擋，玉米被脫粒機脫粒后，由于主軸的高速旋轉(zhuǎn)擊打脫下的玉米粒四處飛濺，致使脫粒后的玉米不能很好的收集起來，同時飛濺的玉米粒也給工作人員帶來危險，因此玉米脫粒機上蓋兩端的擋板設(shè)計是必要的，也是必須的。擋板在玉米脫粒機安裝中是縱向布置的，而且，根據(jù)它的結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩個擋板都應(yīng)該騎壓軸承座，即擋板的設(shè)計即要考慮到它與脫粒機上蓋的連接又要考慮到它與軸承座的配合，因此，其直徑 ，它與軸承相交處的形狀根據(jù)軸承來確定。 3.7機架的設(shè)計 機架是玉米脫粒機的主要支撐部件，它是承擔(dān)所有來自軸及電動機、柵格式凹板的沖擊和應(yīng)力，機架的堅固是玉米脫粒機的工作穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的基礎(chǔ)，因此機架無論是從結(jié)構(gòu)上還是從材料上，都應(yīng)該采用堅固的穩(wěn)定的材料和樣式制成。就此玉米脫粒機來說，它的沖擊載荷和內(nèi)部的應(yīng)力偏低，電動機達(dá)到動力偏小，以及所選用的機型比較輕便，設(shè)計材料可采用角鐵支撐，角鐵支撐的好處在于：在角鐵材料本身所支撐的載荷范圍條件下，不會發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，雖然有較小的彈性變形，也不會影響脫粒機機體的堅固、穩(wěn)定的效果，盡管在玉米脫粒機正常工作的情況下，也不會影響玉米脫粒機的整體效果[11]。選擇角鐵的厚度為，其規(guī)格尺寸為：高為，寬為。在機架上有兩段橫梁，要求它的工作強度大，承載能力強，受沖擊載荷、彎矩、扭矩不會變形，因此這兩端橫梁選為角鐵的厚度為，而它的高為，寬為，這樣的材料來支撐玉米脫粒機的主要載荷部分。玉米脫粒機的機架上安裝有一出粒斜板，目的是當(dāng)脫粒機將玉米脫粒后，玉米粒從柵格式凹板的縫隙中漏出，落到出粒斜板上，玉米粒順著斜板下滑，從而滑出機體之外，達(dá)到將玉米粒隨脫粒的完成，而隨時地將玉米粒排出機體之外，它的材料也同樣是選用 后的鐵板制成。再玉米脫粒機的另一端，即玉米芯的排出端，設(shè)計了一個下滑的斜斗，其功用是完成玉米芯順利的排出機體之外，使玉米芯隨玉米脫粒機的主軸的不停旋轉(zhuǎn)，隨時的排出集團之外，也便于工作人員的清理，它也是應(yīng)用厚的鐵板制成的，與機體相連，采用焊接的連接方式，它與柵格式凹板的玉米芯輸出端相連，而且，這個斜板與柵格式凹板的連接應(yīng)該過長～，從而保障了玉米芯的順利滑出。從機架的整體來看，機架的選料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、受力的不屬及玉米粒和玉米芯的隨機排出，可以看出玉米脫粒機的機是滿足要求的，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計合理[12]。 3.8軸承座的設(shè)計 軸承是支撐主軸的直接部件，此軸承的選擇也是根據(jù)了軸的動力、載荷、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等，確定了滾動軸承來支撐主軸，而且軸承是個標(biāo)準(zhǔn)件，它有一定的規(guī)格尺寸的，每一個類型的軸承都有不同的特征和用途。此玉米脫粒機選用的軸承比較輕便，它的型號可以在《機械設(shè)計手冊》中查到，比較靠前，它的規(guī)格尺寸為 它安裝在機架的兩個縱向的、厚度是的角鐵上，用兩個公稱直徑為螺栓固定[13]。 圖8軸承座結(jié)構(gòu)圖 4玉米脫粒機的注意事項 玉米脫粒機是解決玉米脫粒的問題,目的是降低勞動者的勞動強度,提高工作效率,除了此之外更應(yīng)該注意安全問題。在進(jìn)行玉米脫粒時,操作人員必須經(jīng)過組織,并合理分工,個人崗位清楚,責(zé)任明確,統(tǒng)一指揮,防止隨時都有可能發(fā)生事故。 (1)操作人員不要穿肥大的大衣服,必須帶安全帽。 (2)不許酒后操作機械.禁在脫粒場地抽煙和點火。 (3)作業(yè)時,喂入人員要注意手與釘齒滾筒之間的安全距離。 (4)不許拆去安全防護(hù)罩,在安全防護(hù)罩未安裝好前嚴(yán)禁起動機械。 5玉米脫粒機的技術(shù)保養(yǎng)保管 (1)存放機具的場、棚、庫應(yīng)保持清潔。露天停放的機具應(yīng)用磚或本機具支離地面。? (2)打開機器上的全部窗孔、護(hù)罩和蓋,仔細(xì)清除機器內(nèi)外的污物和塵土,特別應(yīng)注意清理柵格式凹板的孔眼和釘齒滾筒上的污物。 (3)機器停用，應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真檢查、清洗和保養(yǎng)。?仔細(xì)檢查脫粒機各個部件,如發(fā)現(xiàn)零件和部件需要更換時,應(yīng)及時更換。 (4)脫粒機各個需要潤滑的地方,應(yīng)全部按要求潤滑一遍。金屬零件的工作表面應(yīng)涂防銹油。 6 結(jié)論 隨著社會的進(jìn)步，生活中的方方面面都與機器的有關(guān)。農(nóng)業(yè)是我國的經(jīng)濟基礎(chǔ)、是國家發(fā)展的根本，機械化的普及，不僅使農(nóng)業(yè)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)，同時也減輕了農(nóng)民的勞動強度,提高效率。玉米脫粒機是農(nóng)作物玉米脫粒機器,起主要功能是將玉米與玉米芯分開,達(dá)到玉米脫粒的效果。玉米脫粒機結(jié)構(gòu)簡單，占用面積小，容易搬運，性價比高，生產(chǎn)率很高,而且單位時間內(nèi)生成效率高,動力強，是現(xiàn)在市場上應(yīng)用很廣的產(chǎn)品。由于脫粒機是用電力帶動，停電或斷電時就不可以繼續(xù)工作；還有玉米的大小也會影響脫離的完美性，因此，我們在今后還要對玉米脫粒機的進(jìn)一步的開發(fā),使玉米脫粒機更加完美,更效率化。 參考文獻(xiàn)： [1]劉長榮,鄭玉才.機械設(shè)計基礎(chǔ)上下冊[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2009.45-60 [2]張成堂,商立今.脫粒機[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)機械出版社出版,1985.25-31. 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The machine is mainly a feeding port, a grid type concave plate and screw tooth thr- eshing drum and transmission parts. In a motor as the power source, the power from the motor output shaft output, and then transmitted to the nail tooth threshing drum through the drive belt, nail tooth threshing cyli- nder with a grid type concave plate will threshing of corn, corn grain from the grid type concave plate separ- ation and is discharged in vitro, and corn cob from the other end into the material discharging machine body. Key words: corn threshing machine; structure; design; 24 德州學(xué)院 機電工程系 2013屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)設(shè)計（論文） 致 謝 經(jīng)過三個月的畢業(yè)設(shè)計忙碌之后，設(shè)計最終完成，心理有一種說不出的輕松，在本次論文設(shè)計過程中，感謝我的學(xué)校，給了我學(xué)習(xí)的機會，在學(xué)習(xí)中，老師從選題指導(dǎo)、論文框架到細(xì)節(jié)修改，都給予了細(xì)致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見與建議，老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。這篇論文是在老師的精心指導(dǎo)和大力支持下才完成的,感謝所有授我以業(yè)的老師，沒有這些年知識的積淀，我沒有這么大的動力和信心完成這篇論文。在做設(shè)計的過程中互幫互助，使我的繪圖水平比以前有了很大提高，同時較全面的掌握了Word的編輯功能，使我能夠按時完成畢業(yè)設(shè)計。感恩之余，誠懇地請各位老師對我的論文多加批評指正，使我及時完善論文的不足之處。 謹(jǐn)以此致謝最后，我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱的各位老師致以最崇高的敬意和最真誠的謝意！ 德州學(xué)院畢業(yè)(論文)設(shè)計評語 院（系）： 機電工程系 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 題 目： 小型玉米脫粒機的設(shè)計 指導(dǎo)教師評語： 評定成績： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 德州學(xué)院畢業(yè)(論文)設(shè)計評語 院（系）： 機電工程系 專 業(yè):機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 題 目： 小型玉米脫粒機的設(shè)計 評閱人評語： 評定成績： 評閱人簽名： 年 月 日 德州學(xué)院畢業(yè)(論文)設(shè)計評語 院（系）: 機電工程系 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 題 目： 小型玉米脫粒機的設(shè)計 答辯小組評語： 評定成績： 答辯小組組長簽名： 年 月 日 指導(dǎo)教師評定成績 （30%） 評閱人評定成績 （30%） 答辯小組評定 成績（40%） 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 綜合評定成績