小型釘齒玉米脫粒機(jī)的設(shè)計【含9張CAD圖帶外文翻譯】

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軸流式玉米脫粒裝置運(yùn)行因素對損耗和能耗的影響Waree Srison,Somchai,Chuan-Udom,Khwantri,Saengprachatanarak孔敬大學(xué)工程學(xué)院農(nóng)業(yè)工程系，泰國孔敬 40002 孔敬大學(xué)東北重點(diǎn)作物應(yīng)用工程研究所，泰國孔敬 40002 摘 要研 究 了 影 響 軸 流 式 玉 米 脫 粒 裝 置 損 耗 和 能 耗 的 的 運(yùn) 行 因 素 。 脫 殼 裝 置 長 0.90 米 ， 釘齒末端 直 徑 0.30 米。 這些因素 包括三個級別的水分含 量 （ MC） ， 三個層次的進(jìn)料速率 （FR） ， 以及三級轉(zhuǎn)子速度 （RS） 。 實(shí)驗(yàn)基于響應(yīng)面方法和 23 因 子設(shè)計進(jìn)行。研究結(jié)果表明，MC 顯著影響顆粒破碎和功率消耗，但不影響脫殼 裝 置 的 損 耗 。 增 加 MC 可 提 高 晶 粒 破 碎 率 和 耗 電 量 。 FR 影 響 了 電 耗 ， 但 不 影 響 脫 粒 裝 置 的 損 耗 和 谷 物 的 破 碎 。 增 加 FR 增 加 了 能 耗 。 RS 對 脫 粒 單 元 損 失 、 糧 食 破 碎和耗電量均無明顯影響，增加 RS 值增加了晶粒破碎率和耗電量，但降低了脫 粒單位損失。在多元線性模型的基礎(chǔ)上建立了經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?關(guān) 鍵 詞 玉 米 脫 粒 裝 置 ；水分含量；進(jìn)給速率；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 引 言玉米是對畜牧業(yè)來說很重要的飼料原料 （Farjam 等人， 2014） 。 玉米 生產(chǎn)是 基于其多樣性 ， 另外， 收獲機(jī)制是玉米生產(chǎn)過程中最重要的組成部分之一 （參考 文獻(xiàn)） （ (Chuan-Udom，2013 年)。 Kunjara 等人(1998 年)討論了泰國的玉米脫殼問題， 從中獲得以下信息。 玉 米 脫 粒 機(jī) 自 從 1929 起就被使用和改良。玉米脫粒機(jī)的開發(fā)主要是由當(dāng)?shù)氐闹圃? 商來進(jìn)行 ， 大部分玉米脫粒機(jī)采用的是紋桿脫粒機(jī)和釘齒脫粒機(jī) 。 這些脫粒機(jī)已 經(jīng)過測試和評估， 以確定其最佳操作性能， 直到累計損 失 （谷物損失和顆粒破碎） 低于 1.5％ 。 然 而 ， 用 紋 桿 式 脫 粒 機(jī) 時 發(fā) 現(xiàn) ， 殘 留 在 凹 形 表 面 上 的 破 碎 作 物 部 件 降低了谷物 分離的有效性， 而釘齒脫粒機(jī)的能耗和剝落滾筒速度是 紋桿式脫粒機(jī) 的 兩 倍 (Kunjara 等人，1998 年)。 玉米脫粒裝置最初是以小麥脫粒裝置為基礎(chǔ)研制而成的， 但糧食破碎率較高（農(nóng)業(yè) 部，1996 ） 。Chu an Udom（201 3）對 泰 國脫粒 機(jī)影響 玉米脫 殼 損失的 操作 因素進(jìn)行了研究， 發(fā)現(xiàn)軸流式脫粒機(jī)具有高效、 易清洗、 糧食破碎少等特點(diǎn)， 對 調(diào)整脫粒 玉米是經(jīng)濟(jì)的， 并且只需要簡單的修改。 此外， 軸流脫殼裝置的原理適 用于泰國和亞洲國家的情況 （Singhal 和 Thierstein， 1987; Chuan-Udom， 2011） 。 Chuan-Udom 和 Chinsuwan（2009） 對泰國軸流 式水稻聯(lián)合收割機(jī)的運(yùn)行和調(diào)整進(jìn)行的研究表明， 轉(zhuǎn)子速度， 導(dǎo)葉傾斜度， 谷物含水率， 進(jìn)料速度和顆粒物質(zhì) 對 脫 粒 裝 置 損 失 都 有 明 顯 的 影 響 。 Chinsuwan 等 人 （ 2003） 研 究 了 轉(zhuǎn) 子 切 向 速 度 和進(jìn)給速度對脫粒裝置損失和稻谷破損的影響。 結(jié)果表明， 當(dāng)轉(zhuǎn)子切 向速度增大 時 ， 脫 粒 單 元 損 失 減 小 ， 損 傷 增 大 。 安 德 魯 斯 等 人 （ 1993） 研 究 了 聯(lián) 合 收 割 機(jī) 操 作參數(shù)對水稻收獲損失的影響， 并介紹了喂入率、 料谷比、 顆粒含水量、 旋翼轉(zhuǎn) 速 、 凹 間 隙 等 因 素 對 脫 粒 裝 置 損 失 的 影 響 。 Gummert 等 人 （ 1992） 報 道 了 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速、 進(jìn)給速度和百葉窗傾角對脫粒單元損失的影響， 以及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對顆粒損傷的 影 響 。 合適的玉米脫粒機(jī)需要研究影響損耗和能耗的重要因素， 即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速， 進(jìn)料 速率和谷物含水率。 因此 ， 本研究的目的是研究軸流式玉米脫殼裝置的運(yùn)行因素 對損失和能耗的影響。 材料與方法玉 米 脫 粒 裝 置 本研究利用泰國農(nóng)業(yè)研究開發(fā)機(jī)構(gòu) （公共組織） 提供的軸流玉米脫殼裝置進(jìn) 行，如圖 1 所示，脫粒裝置長為 0.90 米，直徑端面距釘齒末端 0.3 米，具有可控的轉(zhuǎn)子速度。 功率測量裝置如圖 2 所示， 軸流式玉米脫粒裝置由圓柱釘齒構(gòu)成， 圓筒下面的凹 板由彎曲鋼筋制成， 導(dǎo)葉的傾角是可調(diào)的。 脫粒裝置下的谷物溜槽 分為九個槽 ， 進(jìn)給速度可通過控制物料輸送帶速度進(jìn)入脫 粒裝置來調(diào)節(jié)。 實(shí)驗(yàn)是 在 實(shí) 驗(yàn) 室 內(nèi) 成 規(guī) 模 進(jìn) 行 的 。 本 試 驗(yàn) 采 用 先 鋒 B-80 玉米品種進(jìn)行。 影 響 因 素 和 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計 如表 1 所示， 影響軸流式玉米脫殼裝置損失和功耗的操作因素范圍 包括水分 含量 （ MC） ， 進(jìn)料速率 （FR ） 和轉(zhuǎn)子速度 （RS ） 。 在進(jìn)行了因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計之后， 需 要大量因素和程度來確定材料和實(shí)驗(yàn)單元的數(shù)量。 因此 ， 應(yīng)用 2 3 析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計， 如圖所示表 2，減少材料的使用和測試時間（伯杰和 Maurer，2002). 測 試 方法 每次測試使用 10 公斤玉米，通過輸送帶將玉米送入脫粒裝置的入口，從玉米 籽 粒 和 玉 米 棒 出 口 取 樣 ， 直 到 只 剩 下 玉 米 顆 粒 ， 稱 重 并 從 原 來 的 10 千克玉米 中減去 籽粒， 結(jié)果被認(rèn)為是脫粒單位損失 （TL） 。 為獲得顆粒破碎率， 隨機(jī)從斜 槽中取出兩個 1 公斤的樣品， 用手工分離破碎籽粒并記錄破碎籽粒的重量。 在該 實(shí)驗(yàn)中， 使用具有應(yīng)變計的扭矩傳感器 （KFG-2-350-D2-11L1M3R; Sokki Kenyujo Co.Ltd。 ; Tokyo， Japan） 。 扭矩計安裝在氣缸軸上以測量扭矩并計算功 耗 （P） 。 數(shù) 據(jù) 分 析 從所獲得的參數(shù)中， 使用術(shù)語 TL， GB 和 P 構(gòu)建多個線模型。 然后， 模型是 表 1 自變量及其因子水平 變量 范 圍 和 級 別 （ 編 碼 ）- 0 +X1; 含 水 量 （ ％ 濕 基 ） 14 21 28X2; 進(jìn) 給 率 （ t / hr） 0.5 1.5 2.5X3; 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 （ m / s） 8 10 12表 2 實(shí)驗(yàn)裝置基于一個 2 3 因子設(shè)計， 用于變量水分含量 （X1） ， 進(jìn)料速率 （ X2）和 轉(zhuǎn) 子 速 度 （ X3） 的 軸 流 式 玉 米 脫 粒 裝 置 的 損 失 和 功 耗 。 實(shí) 驗(yàn) 編 號 X1 X2 X31 - - -2 + - -3 - + -4 + + -5 - - +6 + - +7 - + +8 + + +9 0 0 010 0 0 011 0 0 012 0 0 0表 3 水分含量（MC） ， 進(jìn)料速率（FR）和轉(zhuǎn)子速度（RS）對脫粒單元損失， 籽 粒 破 碎 和 功 耗 的 影 響 。 實(shí) 驗(yàn) 編 號 MC（ ％濕基） FR(t/hr) RS(m/s) 脫 殼 單 位損 失 (%) 谷 物 破 損率 ( %) 功 耗 (W)1 14(-) 0.5(-) 8(-) 2.32 0.61 1529.732 14(-) 0.5(-) 8(-) 2.93 0.37 1439.823 14(-) 0.5(-) 8(-) 3.24 0.18 1417.354 28(+) 0.5(-) 8(-) 2.43 2.26 1979.245 28(+) 0.5(-) 8(-) 2.89 2.22 2046.666 28(+) 0.5(-) 8(-) 3.33 2.47 2024.197 14(-) 2.5(+) 8(-) 2.60 0.18 2271.428 14(-) 2.5(+) 8(-) 2.88 0.19 2316.379 14(-) 2.5(+) 8(-) 3.06 0.25 2316.3710 28(+) 2.5(+) 8(-) 2.90 2.20 3058.0611 28(+) 2.5(+) 8(-) 2.89 2.13 2990.6312 28(+) 2.5(+) 8(-) 2.65 2.68 3058.0613 14(-) 0.5(-) 12(+) 1.60 0.94 2069.1414 14(-) 0.5(-) 12(+) 1.57 0.71 2046.6615 14(-) 0.5(-) 12(+) 1.52 1.30 2091.6116 28(+) 0.5(-) 12(+) 1.11 2.20 2361.3217 28(+) 0.5(-) 12(+) 1.90 2.36 2338.8418 28(+) 0.5(-) 12(+) 1.60 2.47 2428.7419 14(-) 2.5(+) 12(+) 1.54 0.49 2653.5020 14(-) 2.5(+) 12(+) 1.53 1.06 2541.1221 14(-) 2.5(+) 12(+) 1.57 0.79 2631.0222 28(+) 2.5(+) 12(+) 1.58 2.22 3215.3923 28(+) 2.5(+) 12(+) 1.54 2.68 3215.3924 28(+) 2.5(+) 12(+) 1.47 2.20 3215.3925 21(0) 1.5(0) 10(0) 2.36 1.06 2586.0726 21(0) 1.5(0) 10(0) 2.22 1.26 2653.5027 21(0) 1.5(0) 10(0) 2.03 1.52 2563.6028 21(0) 1.5(0) 10(0) 2.56 1.61 2586.07括號中的數(shù)字表示范圍和級別的代碼; -低，0 中等，+高。 應(yīng) 用 響 應(yīng) 面 法和 2 3 析 因 設(shè) 計 分 析 參 數(shù) 對 損 耗 和 功 耗 的 影 響 ， 使 用 設(shè) 計 專 家軟 件 確 定 每 個 參 數(shù) 對 測 定 系 數(shù) （ R2） 的 影 響 （ 版 本 7; Stat-Ease 公司;明尼蘇達(dá) 州明尼阿波利斯， 明尼蘇達(dá)州， 美國） 。 采用方差分析法對影響 TL 的設(shè)計因素進(jìn) 行回歸分析，在 P＜0.05 時進(jìn)行籽粒破碎和功耗檢驗(yàn)。 指 標(biāo) 值 指標(biāo)值 TL，GB 和 P 是 根 據(jù) 評 估 玉 米 脫 粒 機(jī) 的 程 序 計 算 出 來 的 （ 亞 洲 經(jīng) 濟(jì) 社 會委員會和太平洋農(nóng)業(yè)機(jī)械地區(qū)網(wǎng)絡(luò) 1995） 。 結(jié) 果 與 討 論 MC，F(xiàn)R 和 RS 對 TL，GB 和 P 的影響如表 3 所示。 影 響 脫 粒 裝 置 損 失 的 操 作 參 數(shù) 影響脫殼裝置損失的操作參數(shù)的方差分析結(jié)果如表 4 所示。結(jié)果表明，RS 對脫殼單元損失有顯著影響，而 MC、FR、MCxFR、MCxRS 、FRxRS 和 MCxFRxRS 對 脫殼單元損失的影響不顯著。 確定操作參數(shù)對脫殼裝置損失的影響的回歸方程如公式（ 1） ： TL ??5.44 - 0.32RS （1） 其中 TL 是脫粒損失 （百分比） ， RS（米每秒） 是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速， 方程 （ 1） 中 R2和 R2 的調(diào)整值分別為 0.87 和 0.87。 基于公式 （1）中，表示 MC 和 RS 對 TL 的影響的響應(yīng)曲線圖如圖 3。 從圖 3 中可以看出，增加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（RS）減少了與 Simonyan（2009）的研究有關(guān)的脫 粒單位損失 （TL） ， 其增加跳動導(dǎo)致 脫粒能力增加減少脫粒單位損失。 影 響 籽 粒 破 碎 的 操 作 參 數(shù) 表 5 顯示影響籽粒破碎的操作參數(shù)的方差分析結(jié)果。結(jié)果表明，MC、RS 和MC X RS 對 籽 粒 破 損 有 顯 著 影 響 ， 而 FR，MC X FR，F(xiàn)R X RS 和 MC X FR X RS 對 籽粒破碎 沒有統(tǒng)計學(xué)影響。 用于確定操作參數(shù)對 籽粒破碎的影響的回歸方程如方 程 (2): GB =-3.40 + 0.22MC + 0.28RS - 9.85 X 10-3MC X RS (2) 其中 GB 是籽粒破碎率 （百分比） ， MC 是含水量 （百分比） ， Rs 是轉(zhuǎn)子速度 （米每秒） ， R2 和調(diào)整后的 R2 值分別為 0.96 和 0.94。 基于公式 (2)，開發(fā)了響應(yīng)面圖以顯示 MC 和 RS 的影響（圖 4）以及 MC 和 FR（ 圖 5）在 GB 上。 如圖 4 和圖 5 所 示 ， 增 加 RS 傾向于增加 GB， 這 與 Rostami 等人的研究有關(guān)（ 2009 年） ，在這種情況下，跳動加劇導(dǎo)致?lián)p失加劇 。 MC 的增加導(dǎo)致 GB 的增加趨勢（Chuan-Udom,2013,Mahmoud 和 Buchele， 1975） ，因?yàn)楣任锏母吆扛屿`活，使得谷物在被 擊打時更容易破碎。 表 4 影響脫殼裝置損耗的變異操作參數(shù)分析 資源 平方和 DF 均方根 F 值 p 值 Prob> F模型 10.15 7 1.45 18.77 F模型 19.54 7 1.45 51.62 F模型 6.59x100.006 7 9.42x100.005 580.58 <0.0001 模型重要MC 1.53x100.006 1 1.53x100.006 944.00 <0.0001FR 3.93x100.006 1 3.93x100.006 2422.03 <0.0001RS 8.74x100.005 1 8.74x100.005 535.67 <0.0001MCxFR 86,211.76 1 86,211.76 53.16 <0.0001MCxRS 57,765.05 1 57,765.05 35.62 <0.0001FRxRS 86,211.76 1 86,211.76 53.16 <0.0001MCxFRxRS 1.54x100.005 1 5388.24 3.32 0.0841純粹的錯誤 36,202.20 19 1621.79相關(guān)總數(shù) 6.95x100.006 27MC 為含水量，F(xiàn)R 為進(jìn)給速率，RS 為轉(zhuǎn)子速度（RS） ，DF 為自由度。 圖 6.當(dāng) 轉(zhuǎn) 子 速 度 （ RS） 為 10 m / s 時 ， 功 率 消 耗 （ P） 的 響 應(yīng) 曲 線 圖 顯 示 進(jìn) 料 速 率 （ FR） 和 含 水 量 （ MC， 以 重 量 為 基 準(zhǔn) 測 量 百 分 比 ） 的 影 響 。圖 7.當(dāng) 進(jìn) 料 速 度 為 1.5 t / hr 時 ， 功 率 消 耗 （ P） 的 響 應(yīng) 曲 線 圖 顯 示 了 含 水 量 （ MC， 以 重 量 基 準(zhǔn) 測 量 百 分 比 ） 和 轉(zhuǎn) 子 速 度 （ RS） 的 影 響 。圖 8.功 率消 耗 （ P） 的響 應(yīng) 曲線 圖 ， 顯示 當(dāng)潮 濕含 量 為 14％ 時 進(jìn)料 速率 （ FR） 和轉(zhuǎn)子 速度 （ RS） 的 影 響 。致 謝 作 者 感 謝 ： 泰 國 農(nóng) 業(yè) 研 究 開 發(fā) 機(jī) 構(gòu) （ 公 共 組 織 ） ; 東 北 重 要 作 物 應(yīng) 用 工 程 系 ， 泰 國 孔 敬孔 敬 大 學(xué) ; 以 及 泰 國 曼 谷 高 等 教 育 委 員 會 采 后 技 術(shù) 創(chuàng) 新 中 心 提 供 研 究 支 持 。參 考 文 獻(xiàn) [1]Andrews, S.B., Siebenmorgen, T.J., Vories, E.D., Loewer, D.H., Mauromoustakos, A., 1993. Effects of combine operating parameters on harvest loss and quality in rice. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 36, 1599-1607.[2]Berger, P.D., Maurer, R.E., 2002. Experimental Design with Applications in Man- agement, Engineering, and the Sciences. Belmont, CA, USA.[3]Chuan-Udom, S., 2011. Grain Harvesting Machines. Khon Kaen University, Khon Kaen, Thailand (in Thai).[4]Chuan-Udom, S., 2013. Operating factors of Thai threshers affecting corn shelling losses. Songklanakarin J. Sci. Technol. 35, 63-67.[5]Chuan-Udom, S., Chinsuwan, W., 2009. Effects of concave rod clearance and number of concave bars on threshing performance of a axial ?ow rice threshing unit for Chainat 1 variety. KKU Res. J. 14, 1037-1045 (in Thai).[6]Chinsuwan, W., Pongjan, N., Chuan-udom, S., Phayom, W., 2003. Effects of threshing bar inclination and clearance between concave rod on performance of axial ?ow rice thresher. Thai Soc. Agric. Eng. J. 10, 15-20 (in Thai). [7]Department of Agriculture, 1996. Agricultural Machines 50th Year Celebrations: 1996. Department of Agriculture, Bangkok, Thailand (in Thai).[8]Economic and Social Commission for Asia and the Paci?c Regional Network for Agricultural Machinery, 1995. Test Code and Procedure for Power Grain Thresher: RNAM. Test Code & Procedures for Farm Machinery. Bangkok, Thailand, second ed. [9]Farjam, A., Omid, M., Akram, A., Fazel Niari, Z., 2014. A neural network based modeling and sensitivity analysis of energy inputs for predicting seed and grain corn yields. J. Agric. Sci. Technol. 16, 767-778.[10]Gummert, M., Kutzbach, H.D., Muhlbauer, W., Wacker, P., Quick, G.R., 1992. Perfor- mance evaluation of an IRRI axial-?ow paddy thresher. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 23, 47-58.[11]Kunjara, B., Wijarn, C., Therdwongworakul, A., 1998. Testing and evaluation of locally-made maize sheller. J. Natl. Res. Counc. Thail. 20, 41-57.[12]Mahmoud, A.R., Buchele, W.F., 1975. Distribution of shelled corn throughput and mechanical damage in a combine cylinder. Am. Soc. Agric. Eng. 1, 448-452. [13]Rostami, M.A., Azadshahraki, F., Naja?nezhad, H., 2009. Design, development and evaluation of a peanut sheller. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 40, 47-49. [14]Saeng-Ong, P., Chuan-Udom, S., Saengprachatanarak, K., 2015. Effects of guide vane inclination in axial shelling unit on corn shelling performance. Kasetsart J. Nat. Sci. 49, 761-771.[15]Singhal, O.P., Thierstein, G.E., 1987. Development of an axial-?ow thresher with multi-crop potential. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 18, 55-65.[16]Simonyan, K.J., 2009. Development of motorized stationary sorghum thresher. Agric. Mech. Asia Afr. Lat. Am. 40, 47-55I小型釘齒玉米脫粒機(jī)的設(shè)計Design of small nailed corn thresher摘要本文中設(shè)計的玉米脫粒機(jī)，用機(jī)械來取代人工進(jìn)行?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了玉米產(chǎn)量的大幅度提高，因此對脫粒技術(shù)提出更高的要求。如果使用人工來進(jìn)行脫粒，不僅花費(fèi)很長的時間，而且工作強(qiáng)度大，非常不方便，我國農(nóng)業(yè)是小農(nóng)經(jīng)濟(jì)，也就是說大型的機(jī)器在我們國家的農(nóng)村是推廣不開來的。所以現(xiàn)在要研究一種比較小的玉米脫粒機(jī)，效率要高，破碎率要低，這樣勞動人民的強(qiáng)度就變輕了，并且將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平變得更高。本論文主完成的內(nèi)容有：玉米脫粒機(jī)總體方案的設(shè)計,輸出軸的選擇,傳送帶及帶輪的選用，其他零件的設(shè)計。根據(jù)設(shè)計要求，選擇 V 型帶傳動作為傳動方式，確保機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定，確定脫粒機(jī)的技術(shù)參數(shù)。選擇 45 號鋼為軸的材料，保證軸的強(qiáng)度以及剛度；根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度。設(shè)計釘齒條來固定釘齒，使之呈螺旋狀；確定柵格凹板的設(shè)計。入料口及上蓋的設(shè)計，能夠有效避免出現(xiàn)玉米棒卡死或?yàn)R出的情況。本論文設(shè)計的玉米脫粒機(jī)重點(diǎn)是小型、釘齒。設(shè)計的時候，脫粒機(jī)的動力來源是電動機(jī)，電動機(jī)通過輸出軸和傳送帶，將動力傳送到釘齒脫粒滾筒上，之后它又跟柵格板進(jìn)行配合，玉米粒也就排出機(jī)器了。關(guān)鍵詞 玉米；脫粒機(jī)；小型；釘齒；設(shè)計IIAbstractCorn thresher is a machine for threshing corn by mechanical action instead of manual operation. With the development of modern agricultural planting technology, the yield of maize has been greatly improved, and new requirements for threshing technology of maize have been put forward. Artificial threshing is time-consuming, laborious and extremely inconvenient. However, the current situation of agriculture in China is mostly the small-scale peasant economy, which determines that it is difficult to popularize large machinery in some aspects. The research and development of small corn thresher with high efficiency and low crushing rate is of great significance for reducing the labor intensity of farmers and improving the mechanization of agricultural operations.The main content of this paper is: the design of the overall plan of the corn sheller, the selection of the output shaft, the selection of the conveyor belt and the pulley, and the design of other parts. According to the design requirements, the V-belt drive is selected as the transmission method to ensure the stability of the mechanism and the technical parameters of the threshing machine are determined. Select 45 steel as the material of the shaft to ensure the strength and rigidity of the shaft; determine the diameter and length of each section of the shaft according to the axial positioning requirements. The nail rack is designed to fix the spikes and make them spiral; the design of the grid concave plate is determined. The design of the inlet and top cover can effectively prevent corn sticks from being stuck or spilled.Based on the above reasons, this paper mainly designs small threshing corn thresher. The main contents are as follows: the machine is mainly composed of an inlet port, a grid type concave plate, a nail tooth threshing cylinder and a transmission part. The motor is used as the power source, the power is output from the output shaft of the motor, and then passed through the drive belt to the nail tooth threshing roller, the corn is separated from the grid format concave plate and the corn grain is discharged from the machine, and the corn core is discharged from the other end of the feed.Keywords threshing machine small nail tooth designIII目 錄摘要 ..................................................................................................................................................IAbstract..........................................................................................................................................II1 緒論 .............................................................................................................................................11.1 本課題研究的背景及意義 ...................................................................................................11.2 國內(nèi)外玉米脫粒機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 ...........................................................................................21.3 玉米脫粒機(jī)市場需求的分析 ...............................................................................................31.4 玉米脫粒機(jī)技術(shù)發(fā)展及市場前景的分析 ...........................................................................31.5 本課題研究的主要內(nèi)容及擬解決的主要問題 ...................................................................32 總體方案、主要參數(shù)的設(shè)計與確定 .........................................................................................42.1 玉米脫粒機(jī)的組成 ...............................................................................................................42.2 玉米脫粒機(jī)的總體設(shè)計 .......................................................................................................62.3 技術(shù)參數(shù)的設(shè)計與確定 .......................................................................................................62.4 釘齒條上釘齒轉(zhuǎn)速的確定 ...................................................................................................72.5 釘齒滾筒轉(zhuǎn)速的確定 ...........................................................................................................72.6 電動機(jī)的選擇與確定 ...........................................................................................................73 帶及帶輪的設(shè)計 .......................................................................................................................103.1 傳動帶的設(shè)計 .....................................................................................................................103.1.1 確定傳送帶的功率 ........................................................................................................103.1.2 選擇 V 帶的型號 ...........................................................................................................103.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ....................................................................................................103.1.4 確定傳動中心距和帶長 ................................................................................................113.1.5 驗(yàn)算主動輪上的包角 ....................................................................................................113.1.6 確定 V 帶的根數(shù) ...........................................................................................................113.1.7 確定帶的初拉力 ............................................................................................................123.1.8 求 V 帶傳動作用在軸上的壓力 ...................................................................................123.2 帶輪的設(shè)計 .........................................................................................................................123.2.1 帶輪的材料選擇 ............................................................................................................123.2.2 主動帶輪的設(shè)計 ............................................................................................................133.2.3 從動帶輪的設(shè)計 ............................................................................................................133.2.4 帶輪輪槽的設(shè)計 ............................................................................................................143.2.5 帶輪技術(shù)要求的確定 ...................................................................................................144 傳動軸的設(shè)計 ...........................................................................................................................154.1 傳動軸最小直徑的估算 .....................................................................................................154.2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 .............................................................16IV4.3 初步選擇輸出軸 .................................................................................................................164.4 確定輸出軸上的圓角半徑 .................................................................................................164.5 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度 .........................................................................................164.5.1 軸受力簡圖的繪制 ........................................................................................................164.5.2 求輸出軸上的所受作用力的大小 ................................................................................174.5.3 釘齒條上的合力 ............................................................................................................174.5.4 軸上水平面內(nèi)所受支反力 ............................................................................................184.5.5 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 ........................................................................................184.5.6 作彎矩圖 ........................................................................................................................184.5.7 作當(dāng)量彎矩圖 ................................................................................................................194.5.8 校核軸的強(qiáng)度 ................................................................................................................195 其他零件的設(shè)計、選擇與確定 ...............................................................................................215.1 釘齒條的設(shè)計 .....................................................................................................................215.1.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................................................215.1.2 釘齒條及釘齒的設(shè)計 ....................................................................................................215.1.3 釘齒的設(shè)計 ....................................................................................................................225.1.4 圓盤的設(shè)計 ....................................................................................................................225.2 柵格式凹板的設(shè)計 .............................................................................................................225.3 入料口及脫粒機(jī)上蓋的設(shè)計 .............................................................................................235.4 機(jī)架的設(shè)計 .........................................................................................................................245.5 軸承座的設(shè)計 .....................................................................................................................255.6 玉米脫粒機(jī)上標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 .............................................................................................25結(jié)論 ...............................................................................................................................................26致謝 ...............................................................................................................................................27參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................2811 緒論1.1 本課題研究的背景及意義玉米是世界上主要糧食作物之一，國內(nèi)，有三個地區(qū)是玉米的主產(chǎn)區(qū)。一個是在北方，主要是東北三省，在這種植的玉米占到全國總面積 40%；還有一個地方，就是在黃淮，主要地方是山東，河南等，這些地方種植玉米的面積占到總面積的 25%；三，還有一個地方是在西南地區(qū)，在這種植的玉米的面積大約是總面積的 15%?，F(xiàn)在農(nóng)業(yè)的機(jī)械化一直都是在進(jìn)步的，但依然不能很好地滿足當(dāng)今玉米脫粒的需求，所以說，研究高效玉米脫粒機(jī)是非常重要的。1、自己可以供應(yīng)糧食對于國家來說，研發(fā)玉米脫粒機(jī)，對收獲玉米機(jī)械化發(fā)展是一個重要的里程。國內(nèi)人口眾多，主要集中在農(nóng)村，并且每年人口都在向上增長，但是耕地每一年都在變少，在這樣的情況下，保障糧食的供給是現(xiàn)在非常重要的一個問題。有的人曾經(jīng)這樣提出過，到二十一世紀(jì)時，我國的產(chǎn)糧將難以滿足自身需求，為了打破這種情況，國家擴(kuò)大玉米種植的比例，并且對玉米作物進(jìn)行增產(chǎn)，使玉米的產(chǎn)量變高，需選用高產(chǎn)、高質(zhì)量的玉米品種，，在進(jìn)行種植時的形式是緊湊的，在移種，還有收獲時都使用機(jī)器。玉米還是主要的飼料，現(xiàn)在人們的生活是越來越好了，飲食結(jié)構(gòu)一直在發(fā)生改變，口糧的比例是一直在降低的，但是現(xiàn)在飼料的需求量反而提高了，最多的就是玉米。玉米種植的地區(qū)越來越廣，產(chǎn)量也得以提高，所以現(xiàn)在必須要發(fā)展玉米生產(chǎn)機(jī)械化。2、現(xiàn)在更加看重玉米的經(jīng)濟(jì)價值在多種糧食作物中，玉米的產(chǎn)量是最高的。每畝產(chǎn)量為 600~900 公斤，據(jù)研究顯示，玉米最高可達(dá)可以達(dá)到 1517 公斤，現(xiàn)在的生產(chǎn)量跟理論產(chǎn)量之間的差距還是非常大的，所以潛力還是非常大的。從全球的玉米產(chǎn)量來看，我們國家生產(chǎn)的玉米的量在世界第二的水平，跟第一的美國的產(chǎn)量進(jìn)行對比，比他們要少 ，所以我國還可以對玉米進(jìn)行％56加大生產(chǎn)。糧食的產(chǎn)量變高了，這樣玉米機(jī)械化水平也就變高了。3、玉米收獲機(jī)械化是農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的重要表現(xiàn)?，F(xiàn)在很多種植玉米的老百姓希望在收獲玉米的時候，能夠有一種符合實(shí)際情況的玉米機(jī)械，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說，是非常著急需要的，現(xiàn)在玉米機(jī)械化的水平不高，對于農(nóng)業(yè)機(jī)械化來說，想要繼續(xù)發(fā)展就要對機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行發(fā)展。有地方政府提出了要提前實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，要是對這個目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，那么首先農(nóng)業(yè)就要實(shí)行機(jī)械化，在這個過程里面，一定要在收獲玉米的時候，用機(jī)械化來進(jìn)行?，F(xiàn)在的情況是在收獲玉米的時候，基本上都是通過人工來進(jìn)行，用的工具也都是傳統(tǒng)的工具，勞動時強(qiáng)度非常大，而且效率也不高。因此推廣農(nóng)業(yè)機(jī)械化，是非常有必要的。對于收獲玉米加工機(jī)械化，玉米脫粒機(jī)的改良非常重要，所以要對它去進(jìn)行研究，對它去進(jìn)行開發(fā)。所謂玉米脫粒機(jī)，就是將玉米去皮后，風(fēng)干一段時間，使用機(jī)器分離2玉米跟玉米芯，這樣的機(jī)器就是玉米脫粒機(jī)。在工作時，通過釘齒滾筒進(jìn)行的回轉(zhuǎn)動作，釘齒跟柵格板的中間在配合的時候是間隙配合，在對玉米進(jìn)行脫粒的時候，因?yàn)檠b置的作用，玉米粒跟玉米芯就分別從兩邊的口排出來，來回的對玉米粒進(jìn)行脫離，持續(xù)將脫好的玉米粒排出脫粒機(jī)。4、當(dāng)前玉米脫粒機(jī)的缺陷在于高破碎、高損耗目前，國內(nèi)生產(chǎn)的玉米僅僅落在美國的后面，是世界上第二的水平。每年生產(chǎn)的玉米總量，僅低于小麥產(chǎn)量，在進(jìn)行秋收的時候，它種植的面積，還有產(chǎn)量是當(dāng)季最多的，對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)來說，玉米是一種主要的經(jīng)濟(jì)作物。玉米現(xiàn)在不僅作為一種糧食，還可以作為飼料，并且產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價值是非常高的，現(xiàn)在還可以將玉米作為乙醇燃料，在國際貿(mào)易里面，玉米作物的重要性是越來越高?？萍家恢痹诎l(fā)展，收獲玉米的機(jī)器類型也是多了起來，并且技術(shù)更加先進(jìn)。原本的玉米脫粒機(jī)劣勢就在于破碎率是非常高的，并且效率還不高，保存、運(yùn)輸起來都不方便。按照前面的分析，現(xiàn)在需要研究一種更新的玉米脫粒機(jī)，它在脫粒的時候可以自動化進(jìn)行，并且脫凈率要高，破損率不宜高，這樣獲得的玉米的籽粒質(zhì)優(yōu)良，農(nóng)民在工作的時候強(qiáng)度也就降低了，可以用在日常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。全自動的玉米脫粒機(jī)，在進(jìn)行設(shè)計的時候，在進(jìn)給的時候，凸輪是穩(wěn)定進(jìn)行的，要想讓玉米粒很快的脫落下來，就要通過刀具轉(zhuǎn)動產(chǎn)生切向力來實(shí)現(xiàn)，它的構(gòu)造不能復(fù)雜，效率要高，不僅能夠用在家庭農(nóng)業(yè)種植上，還能夠用在企業(yè)的生產(chǎn)上，這樣有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提升。1.2 國內(nèi)外玉米脫粒機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1、現(xiàn)在國內(nèi)玉米脫粒機(jī)的狀況國內(nèi)種植的農(nóng)作物要使用脫粒機(jī)的是小麥，還有水稻，在某一個地方種植農(nóng)作物的時候，收獲的時候使用脫粒機(jī)，也就是一種機(jī)械的進(jìn)步。在東北地區(qū)，很多農(nóng)業(yè)企業(yè)都使用了脫粒機(jī)，這樣他們的生產(chǎn)效率就是非常高的，用了脫粒機(jī)之后，安全性也是更好的。因?yàn)槲覀儑业牡胤绞欠浅４蟮?，在北方地區(qū)，種植的比較多的農(nóng)作物是玉米，還有豆子等，在北方地區(qū)，用的脫粒機(jī)主要是棒槌式的。中型或大型的農(nóng)機(jī)企業(yè)基本上都是國有控股，他們生產(chǎn)的脫粒機(jī)偏向于大型化，不適用于家庭小型作業(yè)。當(dāng)今，已經(jīng)有科研單位研究出，可以從玉米里面提煉出來乙醇，所以玉米的使用領(lǐng)域越來越廣。這對玉米脫粒機(jī)的研究，提高工作效率、安全性，起到了推動性的作用。2、現(xiàn)在國外玉米脫粒機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r世界上第一個回轉(zhuǎn)滾筒脫粒裝置是在 18 世紀(jì)的時候被研發(fā)出來，為了給玉米進(jìn)行脫粒，對機(jī)器進(jìn)行了很多的實(shí)驗(yàn)研究，一直都有更新的玉米脫離裝置被研究出來。在 1815年的時候，美國人研究出來了世界上第一臺專門用來對玉米進(jìn)行脫粒的機(jī)器，只不過這個機(jī)器是要手動進(jìn)行操作的。在進(jìn)行脫離的時候，有人將曲柄進(jìn)行搖動，這樣轉(zhuǎn)盤片也就轉(zhuǎn)動起來了，這樣轉(zhuǎn)盤就緊緊的壓著玉米穗了，玉米芯上面的玉米粒也就掉下來了。3后來美國有公司研發(fā)了一種更新的玉米脫粒機(jī)，型號是 HS-48，這種新的玉米脫粒機(jī)的性能是非常不錯的，不同品質(zhì)的種子玉米都能很好的進(jìn)行脫粒，在脫粒的過程中，不會造成太多的種子的破碎，很多發(fā)達(dá)國家現(xiàn)在都是用這種玉米脫粒機(jī)的。這種機(jī)器的生產(chǎn)率是非常高的，破碎率只有百分之零點(diǎn)八，不過它的體積非常大，價格高。1.3 玉米脫粒機(jī)市場需求的分析玉米在整個農(nóng)作物里面的排名在第三，在國內(nèi)，有三個地方是主要種植玉米的地方。一個主要是東北三省，占到全國總面積的 40%；還有是在黃淮地區(qū)占到種植總面積25%；還有是在西南地區(qū)，在這種植玉米的面積約是總面積 15%。現(xiàn)在農(nóng)業(yè)的機(jī)械化一直都是在進(jìn)步的，所以如何高效率的去收集已經(jīng)是必須要去研究的，所以說，研究玉米收獲機(jī)是非常重要的。從全球來看，玉米是一種主要的糧食，也是一種主要的飼料，產(chǎn)量是非常高的，并且每年的產(chǎn)量也沒有太大的浮動?，F(xiàn)在有必要去研究一種玉米脫粒機(jī)，這個機(jī)器在脫粒的時候，破損率要低，并且生產(chǎn)效率還要高，這樣農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度也就變得更高了。1.4 玉米脫粒機(jī)技術(shù)發(fā)展及市場前景的分析與原來使用的脫粒機(jī)，新研發(fā)的脫粒機(jī)的破碎率比較低，即使玉米含水量高，脫粒的時候脫凈率也非常高，還有該機(jī)器在進(jìn)行清理的時候非常便利，體積不大，便于安放。此前機(jī)器主軸轉(zhuǎn)動時速度非常高，要對玉米進(jìn)行脫粒，都是通過高速轉(zhuǎn)動的軸上釘齒，將玉米穗進(jìn)行打擊，這樣實(shí)現(xiàn)脫粒，玉米的破碎是非常的嚴(yán)重的。玉米的含水量要是達(dá)到 18%，國產(chǎn) 的機(jī)器在對玉米進(jìn)行脫粒的時候，脫凈率在 98%到 99%，破碎率不到 2%，主機(jī)非常容易出現(xiàn)卡死的情況。本論文研究的這個機(jī)器在使用之后，脫凈率是有了顯著的提高，破損率明顯還要小，降低了主機(jī)卡死、封堵情況，跟國際水平相差不大，技術(shù)上提升了。1.5 本課題研究的主要內(nèi)容及擬解決的主要問題1、本論文研究的內(nèi)容： （1）設(shè)計小型釘齒玉米脫粒機(jī)的總體方案，將它的工作原理圖畫出來。（2）進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計，還有計算主要技術(shù)參數(shù)，設(shè)計出結(jié)構(gòu)。（3）畫出裝配圖還有零件圖，編寫說明書。2、論文擬解決的主要問題： （1）在脫粒時，釘齒上面承受的力會傳送到釘齒條上面，設(shè)計釘齒條時，一邊要對釘齒加強(qiáng)固定，優(yōu)化它的布局，改善脫粒效果，并且有利于對剛度，強(qiáng)度進(jìn)行確保。（2）在進(jìn)行帶傳動時，要避免出現(xiàn)打滑的情況，并且滿足疲勞強(qiáng)度要求，使用壽命足夠長，選擇符合要求的帶還有帶輪。（3）確定軸每段尺寸規(guī)格時，需要按照軸向定位的要求進(jìn)行。校核軸的強(qiáng)度時，應(yīng)4根據(jù)彎扭合成應(yīng)力來進(jìn)行。52 總體方案、主要參數(shù)的設(shè)計與確定2.1 玉米脫粒機(jī)的組成下圖 2-1 就是玉米脫粒機(jī)的主要結(jié)構(gòu)：圖 2-1 總體結(jié)構(gòu)1—上蓋；2—軸承座；3—主軸；4—傳動帶；5—電動機(jī)；6—機(jī)架；7—釘齒；8—釘齒條1、輸入裝置的選擇對于脫粒機(jī)來說，最關(guān)鍵的零部件就是滾筒，滾筒轉(zhuǎn)動的速度是多少，關(guān)系到脫粒時候的脫凈率還有破碎率。所以，在確定傳動辦法的時候是非常關(guān)鍵的。脫粒機(jī)在將動力輸入的時候，有三種辦法： （1）鏈傳動；圖 2-2 所示 圖 2-2 鏈傳動（2）V 型帶傳動；圖 2-3 所示153647826圖 2-3 V 型帶1—包布；2—頂布；3—頂膠；4—緩沖膠；5—芯繩；6—底膠；7—底膠夾布；8—底布（3）同步帶傳動。圖 2-4 所示圖 2-4 同步帶鏈傳動，V 帶傳動，同步帶傳動，這三種傳動，他們各有優(yōu)劣，只有用對了地方，才可以最大化的發(fā)揮出它的作用，機(jī)械設(shè)計的目的也就達(dá)到了，對這三種方案進(jìn)行對比，如下表 2-1 。表 2-1 三種傳動方案分析傳動效率 使用壽命 傳動轉(zhuǎn)矩 成本鏈傳動 較好 較好 較小 較貴V 型帶傳動 正常 最好 最大 一般同步帶傳動 最好 差 小 昂貴通過上面的對比，V 型帶傳動，它的安裝比較簡單，占據(jù)的空間也不大。它是一種撓性零部件，具備一定的彈性，便于對沖擊進(jìn)行緩沖，可以把震動吸收進(jìn)來，這樣一來脫粒機(jī)在工作時候的性能就非常穩(wěn)定了，并且降低了噪聲。在傳動的時候，V 帶跟皮帶輪的7中間會有一定的摩擦，因此這兩個部件會產(chǎn)生滑動，傳動比就會產(chǎn)生浮動。然而對于脫粒時候的傳動是沒有影響的，因?yàn)槊摿C(jī)對于傳動比并沒有嚴(yán)格的要求，并且 V 型帶還能夠進(jìn)行過載保護(hù)，這樣機(jī)器的零件就不會被弄壞。所以論文設(shè)計的這款脫粒機(jī)，傳動部分就是用 V 型帶。2、入料部分入料部位是與脫粒機(jī)上面的蓋子相連接的，選取材料是鐵板，厚度 1mm，入口的地方與釘齒滾筒上釘齒是相切的，將玉米去皮之后，由此處投放，進(jìn)入脫粒的過程。3、脫粒部分脫粒的位置在釘齒滾筒跟柵格板之間，脫下來的玉米粒從柵格板的縫隙這個地方落下來，從倉口落機(jī)器的外面。玉米芯通過滾筒的作用，從入料口另外一端掉出來。4、篩選部分該部分的組成是柵格板式的凹版，主要由鐵條構(gòu)成的，每兩根鐵條之間會有一定的間隙，這樣玉米就被卡在這里，之后因?yàn)檗D(zhuǎn)動速度足夠快，釘齒滾筒就可以對這個被卡死的玉米進(jìn)行脫粒。無論在安裝的時候，還是進(jìn)行脫粒的時候，柵格板的凹板都是不會動作的。脫粒好了之后，玉米粒從這個縫隙里面掉下去，順著斜滑板，就滑到脫粒機(jī)的外面去了，主要是將玉米還有玉米芯分離下來。5、機(jī)架部分對于脫粒機(jī)來說，機(jī)架是主要的支承，它承擔(dān)這個機(jī)器的全部質(zhì)量，還有動力，力矩，載荷，所以在設(shè)計機(jī)架的時候，強(qiáng)度一定要非常大才可以。機(jī)架的兩邊一定都要穩(wěn)定，并且要固定好，這樣在進(jìn)行工作的時候，機(jī)架才會避免出現(xiàn)振動、歪倒的情況，引起安全事故。為了提高機(jī)架的穩(wěn)固性，在設(shè)計的時候選用角鐵，厚度 3mm。2.2 玉米脫粒機(jī)的總體設(shè)計為了玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計的更好，選擇的動力用的是電力，電動機(jī)是選擇低能耗的類型，在玉米脫粒機(jī)的下面，將電動機(jī)裝上去，讓它跟機(jī)架的下機(jī)梁固定在一起，進(jìn)行連接，這樣一來節(jié)約電動機(jī)占據(jù)的空間。使用脫粒機(jī)對玉米進(jìn)行脫粒的時候，從入料口把玉米扔進(jìn)去，到最后脫粒完成，玉米顆粒還有玉米芯從兩邊從機(jī)器里面排出來，它的好處就是，脫粒速度是非?？斓?，并且一個機(jī)器完成的工作量可以是好幾個人的工作量，這樣作時候的效率得到了有效的提高，脫粒所需時間也就變短了。這個玉米脫粒機(jī)的好處不僅有這些，而且工作的時候安全性是非常高的，效率還非常高，構(gòu)造不復(fù)雜，就算是后期出現(xiàn)故障，維修也簡單。2.3 技術(shù)參數(shù)的設(shè)計與確定對其他脫粒的有關(guān)數(shù)據(jù)查看，來確定設(shè)計的脫粒機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)： 1、脫粒機(jī)主軸為 750~850 r/min；2、柵格式凹板的直徑為 320mm；83、凹板的長度為 710mm；4、釘齒條共四根，在主軸的上面，每一個齒條的上面都有釘齒 7 個。安裝時，這些釘齒是螺旋狀布局的，并且是非常勻稱的，一共有 28 個，這樣玉米芯就能夠跟著這個螺旋釘齒出到機(jī)器的外面去了，裝在滾筒上面的釘齒長是 33.5 。m5、按照實(shí)際上進(jìn)行的測量，每一個釘齒受到的力大小是 40 ，若脫粒機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，N那么釘齒條的轉(zhuǎn)動速度足夠高，在這個里面玉米會有一個切向力給在這個里面兩條釘齒條，還有兩個釘齒條的行程是空的，那么， ，所以脫粒560274ZMF????機(jī)的工作是正常的話，切向力的大小是 560 。N2.4 釘齒條上釘齒轉(zhuǎn)速的確定若玉米脫粒機(jī)的釘齒滾筒在轉(zhuǎn)動的時候速度非?？欤瑵L筒上釘齒獲得轉(zhuǎn)動速度，則：，sm42910627543106DNV .. ??????）（軸?2.5 釘齒滾筒轉(zhuǎn)速的確定用下式計算得脫粒機(jī)工作時候的功率： 由 ，可得： 。10FPW? KWpW28.57.1042.956??2.6 電動機(jī)的選擇與確定確定電動機(jī)的類型時，要看它的性能能否完全滿機(jī)器的要求，并且要求電動機(jī)的結(jié)構(gòu)盡可能簡易，工作的時候可靠性要高，后期保養(yǎng)維護(hù)方便。在滿足以上要求的情況下，優(yōu)先使用低價的電動機(jī)，降低成本。正常來說，機(jī)器對于調(diào)整速度的要求不高，那可以選用籠型三相電的的電動機(jī)。因?yàn)檫@個電動機(jī)的在啟動的時候容量跟電源的容量是能夠匹配的。一般的的籠型電動機(jī)，在進(jìn)行啟動的時候，轉(zhuǎn)矩是比較小的，特別是啟動用的是降壓，只能用在空載，或者是載荷比較輕的地方。要是籠型電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩非常高的，基本上用的地方啟動轉(zhuǎn)矩是非常大的機(jī)器上，比方說壓縮機(jī)等。有的機(jī)器是要進(jìn)行有級調(diào)整速度的，可使用的電動機(jī)是變極多速籠型電動機(jī)，比方說電梯上用等等。要是有的是裝有飛輪的，并且負(fù)載是帶有沖擊性的，那么使用的電動機(jī)應(yīng)該是高轉(zhuǎn)差籠型電動機(jī)，比方說沖壓機(jī)床等。如果啟動的時候轉(zhuǎn)矩要求非常大的，機(jī)器啟動，停止都是非常頻繁的，并且還要對速度進(jìn)行調(diào)整，那么使用的電動機(jī)是繞線型的。若生產(chǎn)機(jī)器的容量比較小，并且對于速度不需要調(diào)整的，可以用同步電動機(jī)。若有機(jī)器在對速度進(jìn)行調(diào)整時范圍比較大，或者是對于所處地點(diǎn)要進(jìn)行控制，則使用的電動機(jī)應(yīng)該是勵直流低壓電機(jī)電動機(jī)。若有的機(jī)器機(jī)械特征是比較軟的，啟動轉(zhuǎn)矩是比較大的，則使用的電動機(jī)可以是串勵或復(fù)勵直流電動機(jī)。直流電動機(jī)后期維護(hù)麻煩，9而且價格也稍高。預(yù)防工作地點(diǎn)有爆炸危險，使用的電動機(jī)應(yīng)該是防爆結(jié)構(gòu)的。按照危險的等級來進(jìn)行對電動機(jī)進(jìn)行選擇。對電動機(jī)進(jìn)行降溫時，指的是如何在電動機(jī)里面布局冷卻回路，選擇何種冷卻介質(zhì)，推動方式等。正常來說，電動機(jī)的冷卻介質(zhì)都是空氣，通過機(jī)殼的表面來進(jìn)行冷卻，其推動是自循環(huán)。根據(jù)它的構(gòu)造，還有安裝形式來進(jìn)行劃分，有臥式的，有立式的，正常來說用臥式的比較多，情況比較特別的話，用立式的。立式的電動機(jī)價格都比較高。1、電動機(jī)功率的確定公式： ，則該脫粒機(jī)的傳動部分總效率為 ：KWPawd?? 321????a滾動軸承轉(zhuǎn)動副效率為 0.98~0.995，選值 =0.991V 帶傳動轉(zhuǎn)動副效率為 0.94~0.97，選值 =0.972滾筒的轉(zhuǎn)動與釘齒條同步，則值為 =13?得： 960190321a ..????7?得： KW54256FPad .?2、電動機(jī)轉(zhuǎn)動的速度確定查看脫粒機(jī)的有關(guān)資料，知道它的主軸在轉(zhuǎn)動的時候速度是 750～850 ，根據(jù)查minr找資料之后選定一個較為合理的數(shù)值，確定 V 帶的傳動比就是 2～4，則電動機(jī)的轉(zhuǎn)動?i速度和主軸的轉(zhuǎn)動速度是能夠滿足要求的，那么電動機(jī)轉(zhuǎn)動的速度就是：～ ～ 。2nid（??15074?） 3minr3、確定電動機(jī)的型號Y 系列電動機(jī)在安裝時，它的規(guī)格，還有功率都是滿足 IEC 標(biāo)準(zhǔn)的，此電動機(jī)工作的時候效率是非常高，并且噪聲低，安全性高，可靠性好。Y355 電動機(jī)的技術(shù)條件是能夠滿足的，Y80~315 電動機(jī)絕緣用的是 B 級的。Y355電動機(jī)絕緣用的是 F 級的。額定電壓為 380V，額定頻率為 50Hz。功率 3kW 及以下為 Y接法；其它功率均為△接法。電動機(jī)工作地點(diǎn)海拔不宜超過一千米，氣候變化了，環(huán)境，空氣，還有溫度也就都改變了，溫度最高只能是四十度，最低只能是零下十五度。對這些要求能夠滿足的同步電動機(jī)，他們的轉(zhuǎn)動速度有 720 ，1440 ，2900minrinr，查看資料篩選出三種比較合適的電動機(jī)，所以傳動比就有三種，如下表 2-2。minr10表 2-2 電動機(jī)的技術(shù)參數(shù)方案 電動機(jī) 型號 額定功率 電動機(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對比之后，確定選用第二種方案。所以選用的電動機(jī)是 ，這個電動機(jī)的有4-Y132S關(guān)數(shù)據(jù)列在表 2-3。表 2-3 電動機(jī)主要參數(shù)電動機(jī)型號 額定功率 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 2.2113 帶及帶輪的設(shè)計通過對帶輪上面的柔性帶進(jìn)行張緊，這樣就可以將動力傳輸出去，這就叫做帶傳動。按照傳動的原理不一樣，可以進(jìn)行分類。帶傳動的構(gòu)造不復(fù)雜，非常穩(wěn)定，可以對震動進(jìn)行緩解，并且傳送的動力非常大，價格還便宜，也不需要進(jìn)行潤滑。在很多機(jī)器里面都使用了。使用帶傳動有各有優(yōu)劣： （1）優(yōu)點(diǎn)：傳動的時候穩(wěn)定性非常好，可以對振動進(jìn)行吸收，構(gòu)造不復(fù)雜，并且花費(fèi)少，維護(hù)起來比較容易，擾性還有彈性非常不錯，一旦有過載的情況出現(xiàn)它會打滑。（2）缺點(diǎn)：傳動比不精準(zhǔn)，帶的使用壽命短，還有軸承受的載荷非常大，傳動部分體積過大，效率不高。按照設(shè)計的玉米脫粒機(jī)的具體狀況，選用的傳動方式是 V 帶和帶輪，脫粒機(jī)在進(jìn)行工作的時候，V 帶是一個撓性零件，它是有彈性的，可以對沖擊進(jìn)行緩沖，吸收震動，所以說脫粒機(jī)在工作的時候，有非常好的穩(wěn)定性，并且噪聲較小等等。盡管在傳動過程中，V 帶跟帶輪之間存在一定的摩擦，這兩個零件肯定會產(chǎn)生相對的滑動，那么傳動比不精準(zhǔn)了，不過即使是這樣，對于玉米脫粒機(jī)的傳動沒有任何影響，因?yàn)檫@個機(jī)器對于傳動比的要求不是很高。此外 V 帶有彈性，對于脫粒機(jī)的一些主要零件來說，還可以實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，這樣這些零部件就不易出現(xiàn)破壞，V 帶還有帶輪的構(gòu)造都不復(fù)雜，價格比較低，后期保養(yǎng)，維修都比較容易。所以說，脫粒機(jī)傳動部分用 V 帶還有帶輪是比較符合要求的。3.1 傳動帶的設(shè)計3.1.1 確定傳送帶的功率(3-1)PKAca??式中 ——工作情況系數(shù)AK——電動機(jī)在工作時的功率P查機(jī)械手冊得： 1.0=A得： 5.??ca3.1.2 選擇 V 帶的型號通過計算，這個電動機(jī)的功率還有帶輪轉(zhuǎn)動的速度均可得出，查機(jī)械手冊，確定使用的 V 帶的型號是 B 型的。3.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑1、將主動帶輪的基準(zhǔn)直徑確定下來 1DV 型帶的型號已經(jīng)確定，那么 。m25?122、將 V 帶的速度算出： smNDv 42.9106254.3106?????V 帶速度在 ～20 ，對于要求是能夠滿足的。sm算出電動機(jī)跟主軸的傳動比 92.175021??ni3、將從動輪的直徑大小算出來 Dn45701421???3.1.4 確定傳動中心距和帶長帶輪的中心距對傳動穩(wěn)定性及傳動效率有較大影響影響，中心距大了，那么帶輪的包角就變大了，那么單位時間里面帶進(jìn)行周轉(zhuǎn)的次數(shù)也就變少了，這樣帶的使用周期也就邊長了。要是中心距過大，那么帶子的波動也就變大了，那么帶子進(jìn)行傳動的時候穩(wěn)定性也就降低了，并且整個帶子變松。中心距若比較小，則與之相反。將傳動帶的中心距算出： 確定 )(2)(7.02121DaD?????即： 405405得： ，取：m73. ma?帶子的長也就是 01210 )()(2Ld ??????所以： ，得：5454.52?d mLd1463?確定： m10算得真正的中心距：可以算出： 20dLa???ma469?3.1.5 驗(yàn)算主動輪上的包角大帶輪的包角是比小帶輪的包角要大的，那么說在小帶輪上面的總摩擦力是小于大帶輪上面的總摩擦力的。所以，只可能在小帶輪的上面出現(xiàn)打滑的情況，只需要對小帶輪上面的包角進(jìn)行驗(yàn)算，查資料的帶輪包角應(yīng)大于 120°，若要帶傳動在工作時候的效果提高，需滿足以下關(guān)系式： ?????6018012aD?即： 算出來：541 ??120.61＞a13V 帶進(jìn)行傳動的時候，是能夠滿足包角要求的。3.1.6 確定 V 帶的根數(shù)按下式算出 V 帶數(shù)目：（3-2）kpkpZlac?????)(00式中 ——V 帶的許用功率值 ;0p——包角影響系數(shù) ;?k——材質(zhì)情況系數(shù);1——單根 V 帶傳遞功率增量， 。其中： —主0p? 10.nTp????KW1n動輪的轉(zhuǎn)速 。minr查資料得： ，9.2?T?min14rn那么： kwp76.001??查得： 8.?k3.l 5k從 由此得出：0smv25?D1 95.10?p那么： 8627.)416.09.( ????Z得： 確定 根86.3?3.1.7 確定帶的初拉力用下式可算得一根 V 帶的初拉力為 20)15.(5qvkZvpFca?????式中 —單位長度傳動帶所具有的質(zhì)量，q mkg可得： N1607.5942.10)95.02(34.950 ????3.1.8 求 V 帶傳動作用在軸上的壓力設(shè)計輪軸和軸承時，為便于安裝，需要滿足下列關(guān)系式 ： 2sin2cos2100??FZFZQ????可得： N953.6i13?3.2 帶輪的設(shè)計143.2.1 帶輪的材料選擇帶輪常用材料就是 HT150，還有 HT200，在帶輪轉(zhuǎn)動的速度是非常快的時候，用過鑄鋼，或者是用鋼板來進(jìn)行沖壓，之后再進(jìn)行焊接。功率較大的話，那么選用材質(zhì)為鑄鋁或者是塑料。對于強(qiáng)度要求是能夠滿足的，并且還能很好的緩和震動。已知帶輪轉(zhuǎn)動的速度是 ，也就是說 ，轉(zhuǎn)動的速度是非常低的，smv42.9?sm25v＜所以選擇灰鑄鐵，硬度在 。150HT3.2.2 主動帶輪的設(shè)計V 帶輪的組成有輪緣、輪輻，還有輪轂。按照輪輻的構(gòu)造不一樣， V 帶輪進(jìn)行劃分，有實(shí)心的，有腹板的，還有孔板的，還有橢圓的。其結(jié)構(gòu)跟基準(zhǔn)直徑有很大關(guān)系。1、如果它的基準(zhǔn)直徑是 d≤2.5d，那么結(jié)構(gòu)是實(shí)心的；2、當(dāng) d＜300mm 時，那么結(jié)構(gòu)就是腹板式的；3、當(dāng) d＜300mm，并且 的時候，那么結(jié)構(gòu)就是孔板式的；m10dD1??4、當(dāng) d≥300mm時，那么結(jié)構(gòu)就是輪輻式的。構(gòu)造帶輪時，根據(jù)它的基準(zhǔn)直徑，來確定帶的型號，對輪槽的大小進(jìn)行確定，思路如下：因?yàn)橹鲃訋л喌幕鶞?zhǔn)直徑大小是 ，跟它進(jìn)行配合的電動機(jī)軸的直徑大小125?是 ，所以按照經(jīng)驗(yàn)來確定 ～ ～ ，它的結(jié)m38d1?.(?D47d31??) m30?構(gòu)用的是腹板式的。確定帶輪的有關(guān)數(shù)據(jù)，如下表 3-1： 表 3-1 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)（mm）帶的型號 m h e f pb??'bB16 5 20 14 14 7.5 38° 17.5用下式算出主動帶輪的厚： s2t1ZB????)(即： 81420)3(????15圖 3-1 主動帶輪的結(jié)構(gòu)3.2.3 從動帶輪的設(shè)計已知主動帶輪的基準(zhǔn)直徑，再根據(jù)傳動比，可以確定從動輪， ，m240D?，因此從動輪的結(jié)構(gòu)也是腹板式的。m30D2＜表 3-2 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)單位（mm）帶的型號 m h e f pb??'bB 16 5 20 14 14 7.5 38° 17.5用下式算出 從動輪的厚： f21ZB????)(也就是： ，如圖 3-2。8420)13(????圖 3-2 從動帶輪的結(jié)構(gòu)3.2.4 帶輪輪槽的設(shè)計 在帶輪的上面，V 帶繞在其上，會出現(xiàn)形變，這樣一來它的工作面的角度也就改變