444 玉米脫粒機(jī)設(shè)計,玉米,脫粒機(jī),設(shè)計 I目錄1 引言 ....................................................................................................................................................................12 玉米脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu) ........................................................................................................................................12.1 入料部分 ................................................................................................................................................12.2 脫粒部分 ................................................................................................................................................12.3 篩選部分 ................................................................................................................................................12.4 機(jī)架部分 ................................................................................................................................................22.5 玉米脫粒機(jī)的總體設(shè)計 ........................................................................................................................23 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計 ...........................................................................................................................................23.1 電動機(jī)的選擇 .......................................................................................................................................23.2 釘齒條上的釘齒轉(zhuǎn)速 ...........................................................................................................................33.3 釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速 ...................................................................................................................................33.4 電動機(jī)的功率 .......................................................................................................................................33.5 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 .......................................................................................................................................34 帶及帶輪的設(shè)計 ................................................................................................................................................44.1 傳動帶的設(shè)計 ........................................................................................................................................44.1.1 確定計算功率 .............................................................................................................................44.1.2 選擇 V 帶的型號 .........................................................................................................................54.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ..................................................................................................................54.1.4 確定傳動中心距和帶長 .............................................................................................................54.1.5 驗算主動輪上的包角 .................................................................................................................64.1.6 確定 V 帶的根數(shù) .........................................................................................................................64.1.7 確定帶的初拉力 .........................................................................................................................74.1.8 求 V 帶傳動作用在軸上的 壓力 ..................................................................................................75 V 帶帶輪的設(shè)計 ...............................................................................................................................................75.1 帶輪的材料選擇 ....................................................................................................................................75.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................................................................................................75.3 從動帶輪的設(shè)計 ...................................................................................................................................86 傳動軸的設(shè)計 ...................................................................................................................................................96.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ..............................................................................106.2 初步選擇輸出軸系 .............................................................................................................................106.3 確定輸出軸上的圓角半徑 r值 ...........................................................................................................106.4 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度 .........................................................................................................106.4.1 作軸的簡圖 ...............................................................................................................................106.4.2 求輸出軸上的所受作用力的大小 ...........................................................................................106.4.3 釘齒條上的合力 ........................................................................................................................116.4.4 軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖 ................................................................................................116.4.5 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 ....................................................................................................116.4.6 作彎矩圖 ...................................................................................................................................126.4.7 作彎矩圖 ....................................................................................................................................126.4.8 作當(dāng)量彎矩圖（彎矩、扭矩合成 圖） ..........................................................................................136.5 校核軸的強(qiáng)度 .....................................................................................................................................13II7 釘齒條的設(shè)計 .................................................................................................................................................147.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 .....................................................................................................................147.2 釘齒條及釘齒的設(shè)計 .........................................................................................................................147.3 釘齒的設(shè)計 .........................................................................................................................................157.4 圓盤的設(shè)計 .........................................................................................................................................158 柵格式凹板的設(shè)計 .........................................................................................................................................169 入料口及脫粒機(jī)上蓋的設(shè)計 ..........................................................................................................................1710 機(jī)架的設(shè)計 ....................................................................................................................................................1811 軸承座的設(shè)計 ................................................................................................................................................1812 玉米脫粒機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 ....................................................................................................................1912.1 玉米脫粒機(jī)上的螺栓的選擇 ............................................................................................................1912.2 鉤頭楔鍵的選擇 ................................................................................................................................1913 玉米脫粒機(jī)的安全操作 ................................................................................................................................1913.1 超速運(yùn)轉(zhuǎn),機(jī)械“爆炸” ..................................................................................................................1913.2 禁止過疲勞或酒后操作 ....................................................................................................................1914 玉米脫粒機(jī)的維護(hù) .......................................................................................................................................2014.1 玉米脫粒機(jī)的技術(shù)保養(yǎng) ....................................................................................................................2014.2 玉米脫粒機(jī)的保管 ............................................................................................................................20結(jié)論 .....................................................................................................................................................................21致謝 .....................................................................................................................................................................21參考文獻(xiàn)： .........................................................................................................................................................211玉米脫粒機(jī)的設(shè)計**賓（****學(xué)院 機(jī)械電子系 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 0301 班）指導(dǎo)老師： 摘要：為了降低農(nóng)民在玉米脫粒時勞動強(qiáng)度、提高工作效率,設(shè)計玉米脫粒機(jī)。該機(jī)主要有入料口、柵格式凹板和釘齒脫粒滾筒及傳動部件等組成。以電動機(jī)為動力源，動力由電動機(jī)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(jī)體外，而玉米芯從入料的另一端排出機(jī)體之外。關(guān)鍵詞：玉米；脫粒機(jī)；結(jié)構(gòu)；設(shè)計 1 引言隨著社會的進(jìn)步，生活中的每一個角落都有機(jī)器的參與。農(nóng)業(yè)是我國的基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)、是國家發(fā)展的根本，機(jī)械化的普及，不僅使農(nóng)業(yè)加強(qiáng)了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)，同時也減輕了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國北方地區(qū)種植小麥、玉米等農(nóng)作物約占我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的 45%以上，同年出口量北方地區(qū)占全國達(dá)20%左右。因此我國北方地區(qū)更需要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)，從而提高農(nóng)業(yè)的勞動生產(chǎn)率。如今我國北方大部分地區(qū)基本上從種到收到入倉，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，更值得慶幸的是每種機(jī)械的開發(fā)和利用都有相當(dāng)可觀的市場，科技的創(chuàng)新更很好的開闊了市場。這里僅對一種玉米脫粒機(jī)是課題討論研究，玉米脫粒機(jī)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(jī)使玉米和玉米芯分開，這種機(jī)械就是玉米脫粒機(jī)。它的工作原理是：玉米脫粒機(jī)在進(jìn)行玉米脫粒時，利用釘齒滾筒回轉(zhuǎn)運(yùn)動的釘齒與柵格式凹板之間的間隙相配合，使玉米粒拖下（釘齒滾筒和柵格式凹板之間的揉搓作用，將玉米粒脫離玉米芯，并借助其他的機(jī)械機(jī)構(gòu)將玉米粒和玉米芯分別從兩個不同的出口排出機(jī)體之外，循環(huán)脫粒，不斷的進(jìn)行填入---脫粒---排出機(jī)體。2 玉米脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)玉米脫粒機(jī)主要組成部分：入料口、釘齒脫粒滾筒軸、柵格式凹板、機(jī)架等部分組成。整體組成如圖 1 所示：2.1 入料部分入料口與玉米脫粒機(jī)的上蓋部分相連，它是利用一厘米厚的鐵板制成，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。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(jī)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(jī)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(qiáng)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(jī)體之外，目的是將玉米和玉米芯分開。22.4 機(jī)架部分 機(jī)架是由左機(jī)架、右機(jī)架、出料口、下滑板及穩(wěn)定結(jié)實(shí)的主機(jī)梁組成，機(jī)架是玉米脫粒機(jī)的主要支撐，他承擔(dān)著脫粒機(jī)的主要重量和動力、負(fù)載和力矩，因此它的設(shè)計是許強(qiáng)不弱的部分。機(jī)架的兩部分要各自穩(wěn)定，而且相對固定，以便做到機(jī)械在運(yùn)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(jī)架的堅固，此玉米脫粒機(jī)的設(shè)計采用三毫米厚的角鐵制成。2.5 玉米脫粒機(jī)的總體設(shè)計 為了更優(yōu)化玉米脫離機(jī)的機(jī)型和結(jié)構(gòu)設(shè)計，此玉米脫粒機(jī)采用電力拖動，而且電動機(jī)也同樣采取節(jié)能式，電動機(jī)安裝在玉米脫粒機(jī)的下部，與脫粒機(jī)的機(jī)架的下機(jī)梁固定連接，這樣可以節(jié)省電動機(jī)所占用的空間。玉米脫粒機(jī)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(jī)體之外，是玉米脫粒機(jī)一體完成的，它最大的優(yōu)點(diǎn)是在短時間內(nèi)可以完成幾個人的勞動強(qiáng)度，從而提高了工作效率，節(jié)省了勞動時間。此玉米脫粒機(jī)有這些優(yōu)點(diǎn)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。圖 1 總體結(jié)構(gòu)3 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計根據(jù)《脫粒機(jī)》一書的介紹，有關(guān)玉米脫粒機(jī) TY—4.5 型的相關(guān)設(shè)計的參考數(shù)據(jù)：脫粒機(jī)主軸為750～850 ，柵格式凹板的直徑為 320 ，其凹板的長度為 710 ，在主軸上設(shè)有四條釘齒條，minr mm每條釘齒條上均勻分布著七個釘齒，總共 28 個釘齒呈螺旋均勻安裝，以便玉米芯隨螺旋釘齒的螺旋作用排出機(jī)體之外，釘齒滾筒的直徑為，滾筒上的釘齒長度為 33.5 。3.1 電動機(jī)的選擇根據(jù)實(shí)踐測量得知每個釘齒的均勻受力為 40 ，當(dāng)玉米脫粒機(jī)正常工作時釘齒滾筒上的釘齒條N快速旋轉(zhuǎn)，其中均有兩條釘齒條受玉米所給的切向力，而另外兩個釘齒條是空行程，因此，，即玉米脫粒機(jī)正常工作時，受到的切向力為 560 。ZMNF560274*??? N其中： —釘齒所受的力—參與工作的釘齒個數(shù)—參與工作的釘齒條數(shù)33.2 釘齒條上的釘齒轉(zhuǎn)速當(dāng)玉米脫粒機(jī)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： ，smDNV 42.91062754.3106??????）（軸?其中： —釘齒的轉(zhuǎn)速—脫粒機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速軸N—釘齒距軸心的距離D3.3 釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速玉米脫粒機(jī)所需功率為 ，應(yīng)由脫粒機(jī)的工作阻力和運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)求定，即： ，計算WP 10VFPW??求得： 。KpW28.57.1042.956???3.4 電動機(jī)的功率電動機(jī)功率由公式 來計算，脫粒機(jī)傳動裝置的總效率 ，應(yīng)由組成傳動裝置的各Pawd?a?個部分運(yùn)動副的效率只積，即 ，其中 、 、 分別為每一個轉(zhuǎn)動副的效率，選321??123取傳動副的效率值如下：滾動軸承（每對）0.98～0.995 即取 =0.991?V 帶傳動 0.94～0.97 即取 =0.972滾筒轉(zhuǎn)動 （因為釘齒條固定于滾筒上） 即取 =13則 96.01.90321 ?????a由此可得電動機(jī)的功率： KWVFPad 5.49..25????3.5 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)資料《脫粒機(jī)》一書可查得主軸的轉(zhuǎn)速在 750～850 ，按《機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)書》中表一minr所推薦的傳動比合理取值范圍，取 V 帶的傳動比 2～4，即可滿足電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹?i配，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍可選為： ～ ～ 。（?nid 1507?） 3ir符合這一范圍的同步電動機(jī)轉(zhuǎn)速的有 720 ，1440 ，2900 ，根據(jù)容量和相關(guān)irinr轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計通用手冊》查出三種適宜的電動機(jī)型號，因此有三種不同的傳動比方案，如表1：表 1 電動機(jī)的型號和技術(shù)參數(shù)及傳動比 4額定功率 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 基本參數(shù)方案 電動機(jī)型 號P/kW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速效率（%）電動機(jī)重量（KG）功率因數(shù)1 Y160M2-8 5.5 750 720 85 119 0.742 Y132S2-4 5.5 1500 1440 85.5 68 0.843 Y132S1-2 5.5 3000 2900 85.5 64 0.88綜臺考慮電動機(jī)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(jī)型號為 Y132S1-2。所選電動機(jī)的額定功率 ＝5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速 =2900r／min，總傳動比適dPmn中，傳動裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。如表 2：表 2 其主要參數(shù)如下表滿 載 時型 號額定功率 KW 轉(zhuǎn)速r／min 電流（380V）效 率 % 功率因數(shù)額 定 電 流 額 定 轉(zhuǎn) 矩 最 大 轉(zhuǎn) 矩Y132S2-4 5.5 1440 11 85.5 0.84 7 2.0 2.2表３ 電動機(jī)尺寸列表單位 m中心高H外形尺寸 HDACL???)2(底腳安裝尺寸 BA地腳螺栓孔直徑 K軸伸尺寸ED?裝鍵部位尺寸 GF電動機(jī)的輸出軸尺寸 132 315471402628034134 帶及帶輪的設(shè)計根據(jù)玉米脫粒機(jī)的具體傳動要求，可選取電動機(jī)和主軸之間用 V 帶和帶輪的傳動方式傳動，因為在脫粒機(jī)的工作過程中，傳動件 V 帶是一個撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，吸收震動，因而使玉米脫粒機(jī)工作平穩(wěn)，噪音小等優(yōu)點(diǎn)。雖然在傳動過程中 V 帶與帶輪之間存在著一些摩擦，導(dǎo)致兩者的相對滑動，使傳動比不精確但不會影響玉米脫粒機(jī)的傳動，因為玉米脫粒機(jī)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 帶的彈性滑動對脫粒機(jī)的一些重要部件是一種過載保護(hù)，不會造成機(jī)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(jī)與玉米脫粒機(jī)之間選用 V 帶與帶輪的傳動配合是很合理的。選擇 V 帶和帶輪因當(dāng)從它的傳動參數(shù)入手，來確定 V 帶的型號、長度和根數(shù)，再來確定導(dǎo)輪的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸（輪寬、直徑、槽數(shù)及槽的尺寸等） ，傳動中心距（安裝尺寸） ，帶輪作用在軸的壓力（為設(shè)計軸承作好準(zhǔn)備） 。54.1 傳動帶的設(shè)計4.1.1 確定計算功率 PKAca??其中： —工作情況系數(shù)—電動機(jī)的功率查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》一書中的表 14—7 可知： =1.0AK5.0.1??caP4.1.2 選擇 V 帶的型號根據(jù)計算得知的功率 和電動機(jī)上帶輪（小帶輪）的轉(zhuǎn)速 （與電動機(jī)一樣的速度） ，查《機(jī)械ca 1n設(shè)計基礎(chǔ)》一書圖 14—12，可以選擇 V 帶的型號為 B 型。4.1.3 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(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》一書，可選擇 V 帶的型號參考表 14—1D2，選取 。Dm25?（2）計算 V 帶的速度 V：smNv 5.71064.3106??????V 帶在 ～ 的范圍內(nèi)，速度 V 符合要求。sm2電動機(jī)與主軸傳動比的計算 92.1750421??ni（3）計算從動輪的直徑 2Dmn41750412???4.1.4 確定傳動中心距和帶長取 )(2)(7.02121a????即： 405405. ??得： ma73.取： 50?帶長 012104)()(2aDaLd ?????6即： 504)12()215(4.3502??????dL得： m16按《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》一書中查表 14—5，選擇想近的基本長度 和 相對應(yīng)的公稱長度dLd（內(nèi)周長 ）可查得： ， 。iLd140?mLi140?實(shí)際的中心距可按下列公式求得：??8)(8)(2)(2 12211 DDDadd ???????????也可用經(jīng)驗公式： 0dLa求得 ： m53?4.1.5 驗算主動輪上的包角 0120168???aD?即： 54?求得 ： 滿足 V 帶傳動的包角要求。012.6?4.1.6 確定 V 帶的根數(shù) V 帶的根數(shù)由下列公式確定： kpkpZlac?????)(00其中 ： —單根普通 V 帶的許用功率值 0p(w—考慮包角不同大的影響系數(shù)，簡稱包角系數(shù)?k—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 l，對于化學(xué)線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，取 。75.0?k 0.1?k—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，其計算公式如下：p?10.nT???KW式中： —單根普通 V 帶所能傳遞的轉(zhuǎn)矩修正值 ，從《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》mn?可以查表 14—10—主動輪的轉(zhuǎn)速 1nminr7查得： 9.2??Tmn?min140rn?則： kwp76..01.?查表取值： 98.?k93.0lk5.0由 查得： 0psmv2.15?D1?9.1?p所以： 86.275.0)46.9308.(5????Z即： 取 根6.Z4.1.7 確定帶的初拉力 單根 V 帶適當(dāng)?shù)某趵? 由下列公式求得0F20)15.(5qvkZvpFca?????其中： —傳動帶單位長度的質(zhì)量，qmkg即： N19032.5.710)98.052(3.750 ???????4.1.8 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 ，它等于 V 帶兩邊的初拉力Q之和，忽略 V 帶兩邊的拉力差，則 值可以近似由下式算出：Q即： 2sin2cos1??????ZZ求得； N7.645.i19030?5 V 帶帶輪的設(shè)計5.1 帶輪的材料選擇因為帶輪的轉(zhuǎn)速 ，即 ，轉(zhuǎn)速比較底，所以材料選定為灰鑄鐵，硬度為smv5.7?sv25?。150HT5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)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尺寸，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(zhǔn)直徑尺寸 ，而與主動帶輪配合的電mD125?動機(jī)軸的直徑是 ，因此根據(jù)經(jīng)驗公式 ～ ～ ，所md381?.(1?47)3?dm30?8以主動帶輪采用腹板式。帶輪參數(shù)的選擇： 通過查《機(jī)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４ 　帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（mm）帶的型號 m f t s pb??'bB 16 5 20 14 14 7.5 03817.4主動帶輪的厚度可以由計算公式： 求得stZB????2)1(即 ： mB58420)13(????主動帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 2：圖 2　主動帶輪的結(jié)構(gòu)5.3 從動帶輪的設(shè)計從動帶輪的結(jié)果選擇 因為根據(jù)主動帶輪的基準(zhǔn)直徑和傳動比來確定，即 ，mD240?，所以從動帶輪同樣采用腹板式。mD302?從動帶輪的參數(shù)選擇：通過查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》一書，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)驗公式計算求得。表５　 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（mm）帶的型號 m f t s pb??'bB 16 5 20 14 14 7.5 03817.5從動帶輪的厚度可以由計算公式： 求得stZB????2)1(9即 ： mB581420)3(?????從動帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 3：圖 3　從動帶輪的結(jié)構(gòu)6 傳動軸的設(shè)計傳動軸是玉米脫粒機(jī)的主要設(shè)計部件之一，他在玉米脫粒機(jī)正常工作過程中，承擔(dān)主要轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動軸上的回轉(zhuǎn)零件，玉米脫粒是瞬時沖擊很大，而且沖擊次數(shù)很頻繁的工作環(huán)境，因此傳動軸的設(shè)計是很關(guān)鍵的一個步驟。它的主要公用是：一是支持軸上所安裝的回轉(zhuǎn)零件，使其有確定的工作位置；而是傳遞軸上的運(yùn)動和動力。軸按照軸線形狀的不同，可以分為曲軸、直軸、軟軸和撓形軸等，根據(jù)玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和組成形狀及工作強(qiáng)度和環(huán)境的要求，玉米脫粒機(jī)的主軸選用直軸形式傳遞，而且選用直軸中的階梯軸。此軸的設(shè)計如下：根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來初步計算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗公式：30npAd?其中： —軸常用的幾種材料的 的 值0??T?0A—主軸上的功率 pkw—主軸上的轉(zhuǎn)速 nminr軸上的材料由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》一書中表 18—1 可以查到，應(yīng)選取調(diào)質(zhì)處理的 45 號鋼，，書中表 18—2 取 ，于是得 ：MPB650??80?Amd3750.183min??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10出軸的強(qiáng)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(qiáng)度。即：md25%)1(23)51(??????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(jī)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m mB58?軸徑為 ，其長度為 。d25?m606.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度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。選用鍵的型號為普通平鍵 為 。8 lhb?3578?鍵的型號可以通過查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》一書取得。6.2 初步選擇輸出軸系 由脫粒機(jī)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(jī)械md28?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舳蜝Dd?2370??與Ⅴ—Ⅵ段的直徑相等，即 。30考慮到機(jī)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(jī)體內(nèi)有一段移動的位移，查《機(jī)械設(shè)計手冊》可等位移量 。s8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d4?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67KHm50。軸的基本結(jié)構(gòu)如圖 4：m735圖 4　軸的結(jié)構(gòu)6.3 確定輸出軸上的圓角半徑 值 r按前面所述的原則，求出軸肩處的圓角半徑 的值，詳細(xì)見圖。軸端倒角在軸的兩端均為 ，r 0452?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。0451?6.4 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度6.4.1 作軸的簡圖6.4.2 求輸出軸上的所受作用力的大小根據(jù)公式： 求得 npT??95011其中： —電動機(jī)的額定功率 pkw—主軸的轉(zhuǎn)速 nminr即： MNT????7035.906.4.3 釘齒條上的合力根據(jù)公式： 求得dFt2其中 ： —輸出軸的軸心到釘齒定的距離即 ： Nt 63720??根據(jù)公式： 求得%8?trF其中：80%—徑向力占圓周力的百分?jǐn)?shù) （根據(jù)《脫粒機(jī)》查得）即 ： r510637??根據(jù)公式： 求得?tgFa?由于玉米脫粒機(jī)的主軸軸向不受力。 則取 （根據(jù)《脫粒機(jī)》查得）0?aF圓周力 徑向力 軸向力 的方向如圖所示（b）tra6.4.4 軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖根據(jù)公式： 求得321LFRtH???其中： —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 2L m—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3m即 ： NRH4257.6071????根據(jù)公式： 求得 12HtF?即 ： H27..4376.4.5 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力根據(jù)公式： 求得321LDFRarv???其中 ： —釘齒的頂端到主軸軸心的距離 Dm12即 ： NRv 340630251????根據(jù)公式 ： 求得12vrvF?即 ： v7456.4.6 作彎矩圖 在水平面內(nèi)，軸上 、 、 三點(diǎn)的彎矩為 ：BCD根據(jù)公式 ： 0?HM求得21LRC?即： NH??75034作水平面內(nèi)彎矩圖如圖 1（b）所示在垂直面內(nèi)，軸上 、 、 三點(diǎn)的彎矩為 ： BD根據(jù)公式 ： 0?VM求得21LRvc?即 ： mNcv ??034根據(jù)公式 ： 求得212DFavc???即 ： M?10304作垂直面內(nèi)彎矩圖如圖 1 （c）所示合成的彎矩為 ：0?DBmNCVHc ????163280)02()1275(21Mcvc2作軸的合成彎矩圖如圖 1 （d）所示。6.4.7 作彎矩圖根據(jù)公式 ： 求得npTCB??950即 ： mN???7035.其中 ： —電動機(jī)的額定功率 pkw—主軸轉(zhuǎn)速 ninr130?DT作軸的彎矩圖 1 （e）所示6.4.8 作當(dāng)量彎矩圖（彎矩、扭矩合成 圖）B 點(diǎn)： mNMBCa ?????413207.970359.?C 點(diǎn)左側(cè) ： mNTCc ??????? 168427)7359.()68()( 2221D 點(diǎn)右側(cè) ： mNca?63802作軸的當(dāng)量彎矩圖 1 （f）所示。6.5 校核軸的強(qiáng)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(qiáng)度（既危險截面 c 的強(qiáng)度） 。由經(jīng)驗公式及上面計算出的數(shù)值可得出。公式 ： ??acac MPWTM???????22)(式中 ： —軸的抗彎拋面模量， 3m—軸的許用應(yīng)力， 。按軸實(shí)際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性，在??a、 、 中選取其相應(yīng)的數(shù)值，從《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》可以查出。??b1??b0??b1??acac MPWM3.26401.87???按《機(jī)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0B?用應(yīng)力 ??acaⅢPP3.265???14圖 5　軸的彎扭圖7 釘齒條的設(shè)計釘齒條是玉米脫粒機(jī)的主要脫離部件，它的設(shè)計關(guān)系到玉米脫粒機(jī)的質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到玉米脫粒機(jī)正常工作時整體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，工作時將玉米填人脫粒機(jī)中，主軸的轉(zhuǎn)動帶動固定在釘齒滾筒上的釘齒，釘齒的頂端以一定的速度去對玉米脫粒（將玉米進(jìn)行強(qiáng)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，目的在于將玉米芯順著釘齒的螺旋排列排出機(jī)體之外，同時，每一條釘齒條上的釘齒同樣在進(jìn)行脫粒，以便達(dá)到有較高的脫粒率。玉米脫粒機(jī)的主要功能是脫粒，而釘齒條在工作中起到了重要作用，因此，釘齒條的設(shè)計是脫粒機(jī)的設(shè)計的主要部件。7.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 從釘齒條的功用及其工作要求可以判斷出釘齒的工作強(qiáng)度很大，根據(jù)《脫粒機(jī)》一書得知玉米脫粒機(jī)的釘齒滾筒上安裝有四條釘齒條，相互之間相差 ，而且每條釘齒條上安裝釘齒的個數(shù)范圍在097～10 個釘齒，每一個釘齒的 ，四條釘齒條均勻安裝在釘齒滾筒上，釘齒在釘齒條上均勻md12?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 ，且承兩條螺旋均勻排列，在m5釘齒條的兩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5d23?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09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d22～3 ，因為連接時是采用焊接完成，方便焊接。這樣結(jié)構(gòu)更加堅固、穩(wěn)定、可靠。m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和三分之L735二處，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，這樣可以增m10?加釘齒條的剛度，以便釘齒條受到更大的強(qiáng)度時不宜損壞，同時也使軸的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度有很大的增加，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(qiáng)度極大增加，主軸和釘齒滾筒之間的固定性好，穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。157.2 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(qiáng)度和剛度的材料制成，根據(jù)《脫粒機(jī)》一書中，可以查得材料選為 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 七各釘齒，每個釘齒均穿過釘齒條，940735?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md10?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m12m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，其結(jié)構(gòu)如圖 6：圖 6 釘齒條結(jié)構(gòu)圖　7.3 釘齒的設(shè)計 釘齒是玉米脫粒機(jī)的主要工作部件，它在工作時直接與玉米相接觸，而且它的接觸頻率很高，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(qiáng)度和工作環(huán)境等問題，這里采用了《脫粒機(jī)》一書所建議的 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，長為 ， ， mL5.72?， L163?， ， 。 md12?4501 m24l25?7.4 圓盤的設(shè)計 圓盤是將釘齒條與主軸固定的主要部件，它不僅起連接作用，而且還可以承擔(dān)釘齒和釘齒條傳遞的力矩和彎曲及扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，它位與釘齒條的兩端，且采用焊接式連接，同時與主軸也要相對固定，采用焊接的連接方式，因此，圓盤的設(shè)計也是釘齒滾筒強(qiáng)度高低的要部件。由《脫粒機(jī)》一書，查得圓盤的材料采用剛度和強(qiáng)度較好多 45 鋼制成，其直徑 ，其上均勻分布著四個長方形的通孔，d230?目的是為了固定安裝釘齒條，其位置在圓盤上固定，長方孔的底線距圓盤的中心為 ，其圓mL91?盤中心應(yīng)裝套在主軸的直徑上（ ） ，因此，圓盤的中心應(yīng)設(shè)定為 的孔，以便安裝mL40?4?在軸上，圓盤的厚度選為 ，其上的長方形孔高為 9.5、寬為 40.5，同樣也是為了安裝其上的釘齒5條。結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 7 所示：16圖 7 圓盤結(jié)構(gòu)圖8 柵格式凹板的設(shè)計在玉米脫粒機(jī)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，是將玉米脫粒后，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(jī)之外，從而使玉米粒和玉米芯分開，從不同的出口排出機(jī)體之外，達(dá)到玉米脫粒清選的作用，其二，柵格式凹板是利用鋼筋橫向焊接而成，鋼筋之間有 的縫隙，這個縫隙可以將玉米卡在兩根鋼筋的m10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25d?L735?md320?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m318h2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 ，這種方式也L15同樣是采用《脫粒機(jī)》 一書中的參數(shù)來確定的。柵格式凹板與機(jī)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(jī)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(jī)架上，這樣，可以加固機(jī)體與柵格式凹板的連接質(zhì)量，在正常工作時，由于有機(jī)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(jī)的一體化的設(shè)計，提高整體剛度。17圖 8 凹板結(jié)構(gòu)圖9 入料口及脫粒機(jī)上蓋的設(shè)計入料口是將玉米填入玉米脫粒機(jī)機(jī)體內(nèi)的一個途徑，它是玉米脫粒機(jī)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(jī)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(jī)能安全的工作，而且不會將玉米玉米?；蚴怯衩仔緩娜肓峡陲w濺出來，造成人員傷害等事故發(fā)生，因此，玉米脫粒機(jī)的入料口的設(shè)計，即關(guān)系到玉米脫粒機(jī)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(jī)時，電動機(jī)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(jī)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