444 玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì),玉米,脫粒機(jī),設(shè)計(jì) 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(jì) ........................................................................................................................23 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................................23.1 電動(dòng)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(dòng)機(jī)的功率 .......................................................................................................................................33.5 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 .......................................................................................................................................34 帶及帶輪的設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................44.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................44.1.1 確定計(jì)算功率 .............................................................................................................................44.1.2 選擇 V 帶的型號(hào) .........................................................................................................................54.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ..................................................................................................................54.1.4 確定傳動(dòng)中心距和帶長(zhǎng) .............................................................................................................54.1.5 驗(yàn)算主動(dòng)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(dòng)作用在軸上的 壓力 ..................................................................................................75 V 帶帶輪的設(shè)計(jì) ...............................................................................................................................................75.1 帶輪的材料選擇 ....................................................................................................................................75.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................75.3 從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................86 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................................96.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)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(jiǎn)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(jì) .................................................................................................................................................147.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .....................................................................................................................147.2 釘齒條及釘齒的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................147.3 釘齒的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................157.4 圓盤的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................158 柵格式凹板的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................169 入料口及脫粒機(jī)上蓋的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................1710 機(jī)架的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................................1811 軸承座的設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................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(guò)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(jì)**賓（****學(xué)院 機(jī)械電子系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 0301 班）指導(dǎo)老師： 摘要：為了降低農(nóng)民在玉米脫粒時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率,設(shè)計(jì)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(dòng)部件等組成。以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出軸輸出，再通過(guò)傳動(dòng)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(jì) 1 引言隨著社會(huì)的進(jìn)步，生活中的每一個(gè)角落都有機(jī)器的參與。農(nóng)業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)、是國(guó)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(shí)也減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)北方地區(qū)種植小麥、玉米等農(nóng)作物約占我國(guó)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(guó)達(dá)20%左右。因此我國(guó)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(dòng)生產(chǎn)率。如今我國(guó)北方大部分地區(qū)基本上從種到收到入倉(cāng)，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(kāi)發(fā)和利用都有相當(dāng)可觀的市場(chǎng)，科技的創(chuàng)新更很好的開(kāi)闊了市場(chǎng)。這里僅對(duì)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(guò)一段時(shí)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(kāi)，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(shí)，利用釘齒滾筒回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(gè)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(cāng)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?jī)筛F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(wú)論是工作時(shí)還是安裝時(shí)，柵格式凹板是固定不動(dòng)的。玉米脫粒之后，再將玉米粒經(jīng)過(guò)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(kāi)。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(dòng)力、負(fù)載和力矩，因此它的設(shè)計(jì)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(duì)固定，以便做到機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)、歪斜，造成人身危險(xiǎn)，因此為了機(jī)架的堅(jiān)固，此玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)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(jì) 為了更優(yōu)化玉米脫離機(jī)的機(jī)型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，此玉米脫粒機(jī)采用電力拖動(dòng)，而且電動(dòng)機(jī)也同樣采取節(jié)能式，電動(dòng)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(dòng)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(shí)間內(nèi)可以完成幾個(gè)人的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高了工作效率，節(jié)省了勞動(dòng)時(shí)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(jiān)固耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jì)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(jì)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(zhǎng)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(gè)釘齒，總共 28 個(gè)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(zhǎng)度為 33.5 。3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)實(shí)踐測(cè)量得知每個(gè)釘齒的均勻受力為 40 ，當(dāng)玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)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(gè)釘齒條是空行程，因此，，即玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)，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(gè)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(dòng)時(shí)，其上釘齒條的釘齒同樣有一定的轉(zhuǎn)速，這個(gè)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(jì)算WP 10VFPW??求得： 。KpW28.57.1042.956???3.4 電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)功率由公式 來(lái)計(jì)算，脫粒機(jī)傳動(dòng)裝置的總效率 ，應(yīng)由組成傳動(dòng)裝置的各Pawd?a?個(gè)部分運(yùn)動(dòng)副的效率只積，即 ，其中 、 、 分別為每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的效率，選321??123取傳動(dòng)副的效率值如下：滾動(dòng)軸承（每對(duì)）0.98～0.995 即取 =0.991?V 帶傳動(dòng) 0.94～0.97 即取 =0.972滾筒轉(zhuǎn)動(dòng) （因?yàn)獒旪X條固定于滾筒上） 即取 =13則 96.01.90321 ?????a由此可得電動(dòng)機(jī)的功率： KWVFPad 5.49..25????3.5 電動(dòng)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(jì)指導(dǎo)書》中表一minr所推薦的傳動(dòng)比合理取值范圍，取 V 帶的傳動(dòng)比 2～4，即可滿足電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹?i配，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍可選為： ～ ～ 。（?nid 1507?） 3ir符合這一范圍的同步電動(dòng)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(jì)通用手冊(cè)》查出三種適宜的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種不同的傳動(dòng)比方案，如表1：表 1 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比 4額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 基本參數(shù)方案 電動(dòng)機(jī)型 號(hào)P/kW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速效率（%）電動(dòng)機(jī)重量（KG）功率因數(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(tái)考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，可知方案 3 比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S1-2。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率 ＝5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速 =2900r／min，總傳動(dòng)比適dPmn中，傳動(dòng)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(shí)型 號(hào)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(dòng)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(dòng)機(jī)的輸出軸尺寸 132 315471402628034134 帶及帶輪的設(shè)計(jì)根據(jù)玉米脫粒機(jī)的具體傳動(dòng)要求，可選取電動(dòng)機(jī)和主軸之間用 V 帶和帶輪的傳動(dòng)方式傳動(dòng)，因?yàn)樵诿摿C(jī)的工作過(guò)程中，傳動(dòng)件 V 帶是一個(gè)撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，吸收震動(dòng)，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(dòng)過(guò)程中 V 帶與帶輪之間存在著一些摩擦，導(dǎo)致兩者的相對(duì)滑動(dòng)，使傳動(dòng)比不精確但不會(huì)影響玉米脫粒機(jī)的傳動(dòng)，因?yàn)橛衩酌摿C(jī)不需要精確的傳動(dòng)比，只要傳動(dòng)比比較準(zhǔn)確就可以滿足要求，而且 V 帶的彈性滑動(dòng)對(duì)脫粒機(jī)的一些重要部件是一種過(guò)載保護(hù)，不會(huì)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(jiǎn)單、制造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以，在電動(dòng)機(jī)與玉米脫粒機(jī)之間選用 V 帶與帶輪的傳動(dòng)配合是很合理的。選擇 V 帶和帶輪因當(dāng)從它的傳動(dòng)參數(shù)入手，來(lái)確定 V 帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)，再來(lái)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(dòng)中心距（安裝尺寸） ，帶輪作用在軸的壓力（為設(shè)計(jì)軸承作好準(zhǔn)備） 。54.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)4.1.1 確定計(jì)算功率 PKAca??其中： —工作情況系數(shù)—電動(dòng)機(jī)的功率查《機(jī)械設(shè)計(jì)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(hào)根據(jù)計(jì)算得知的功率 和電動(dòng)機(jī)上帶輪（小帶輪）的轉(zhuǎn)速 （與電動(dòng)機(jī)一樣的速度） ，查《機(jī)械ca 1n設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書圖 14—12，可以選擇 V 帶的型號(hào)為 B 型。4.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑（1）初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 ：根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書，可選擇 V 帶的型號(hào)參考表 14—1D2，選取 。Dm25?（2）計(jì)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(dòng)機(jī)與主軸傳動(dòng)比的計(jì)算 92.1750421??ni（3）計(jì)算從動(dòng)輪的直徑 2Dmn41750412???4.1.4 確定傳動(dòng)中心距和帶長(zhǎng)取 )(2)(7.02121a????即： 405405. ??得： ma73.取： 50?帶長(zhǎng) 012104)()(2aDaLd ?????6即： 504)12()215(4.3502??????dL得： m16按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書中查表 14—5，選擇想近的基本長(zhǎng)度 和 相對(duì)應(yīng)的公稱長(zhǎng)度dLd（內(nèi)周長(zhǎng) ）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(yàn)公式： 0dLa求得 ： m53?4.1.5 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 0120168???aD?即： 54?求得 ： 滿足 V 帶傳動(dòng)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(jiǎn)稱包角系數(shù)?k—考慮的材質(zhì)情況系數(shù)，簡(jiǎn)稱材質(zhì)系數(shù)，對(duì)于棉簾布和棉線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，取 l，對(duì)于化學(xué)線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，取 。75.0?k 0.1?k—計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根普通 V 帶所能傳遞的功率的增量，其計(jì)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(jì)基礎(chǔ)》mn?可以查表 14—10—主動(dòng)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(dòng)帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，qmkg即： N19032.5.710)98.052(3.750 ???????4.1.8 求 V 帶傳動(dòng)作用在軸上的 壓力為了設(shè)計(jì)安裝帶輪軸和軸承，比需確定 V 帶作用在軸上的壓力 ，它等于 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(jì)5.1 帶輪的材料選擇因?yàn)閹л喌霓D(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(jì)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(hào)來(lái)確定帶論輪槽的尺寸，設(shè)計(jì)如下：主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑尺寸 ，而與主動(dòng)帶輪配合的電mD125?動(dòng)機(jī)軸的直徑是 ，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ～ ～ ，所md381?.(1?47)3?dm30?8以主動(dòng)帶輪采用腹板式。帶輪參數(shù)的選擇： 通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書，可以確定主動(dòng)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(yàn)公式計(jì)算求得。表４ 　帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（mm）帶的型號(hào) m f t s pb??'bB 16 5 20 14 14 7.5 03817.4主動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式： 求得stZB????2)1(即 ： mB58420)13(????主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 2：圖 2　主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)5.3 從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì)從動(dòng)帶輪的結(jié)果選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)比來(lái)確定，即 ，mD240?，所以從動(dòng)帶輪同樣采用腹板式。mD302?從動(dòng)帶輪的參數(shù)選擇：通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書，可查得帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)間表，其他一些相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得。表５　 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（mm）帶的型號(hào) m f t s pb??'bB 16 5 20 14 14 7.5 03817.5從動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式： 求得stZB????2)1(9即 ： mB581420)3(?????從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 3：圖 3　從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)6 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸是玉米脫粒機(jī)的主要設(shè)計(jì)部件之一，他在玉米脫粒機(jī)正常工作過(guò)程中，承擔(dān)主要轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動(dòng)軸上的回轉(zhuǎn)零件，玉米脫粒是瞬時(shí)沖擊很大，而且沖擊次數(shù)很頻繁的工作環(huán)境，因此傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的一個(gè)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(dòng)和動(dòng)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(jì)如下：根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)初步計(jì)算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗(yàn)公式：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(jì)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(hào)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(kāi)有鍵槽，因此，為了開(kāi)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(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)軸肩，故?、颉蠖蔚妮S直徑，輸出軸的徑向定位由普通平鍵來(lái)完成。選用鍵的型號(hào)為普通平鍵 為 。8 lhb?3578?鍵的型號(hào)可以通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)手冊(cè)》查得相心球軸承的型號(hào)為 406，它的結(jié)構(gòu)尺寸 為 ，故取Ⅲ—Ⅳ段BDd?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(cuò)位或是借口不齊等，滾動(dòng)軸承應(yīng)在機(jī)體內(nèi)有一段移動(dòng)的位移，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(zhǎng)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(jiàn)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(jiǎn)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(dòng)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(dòng)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(shí)，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度（既危險(xiǎn)截面 c 的強(qiáng)度） 。由經(jīng)驗(yàn)公式及上面計(jì)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(jì)基礎(chǔ)》可以查出。??b1??b0??b1??acac MPWM3.26401.87???按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》書中查得，對(duì)于 的碳鋼，承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)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(jì)釘齒條是玉米脫粒機(jī)的主要脫離部件，它的設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)，工作時(shí)將玉米填人脫粒機(jī)中，主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定在釘齒滾筒上的釘齒，釘齒的頂端以一定的速度去對(duì)玉米脫粒（將玉米進(jìn)行強(qiáng)行脫粒） 。玉米在經(jīng)過(guò)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(shí)，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(jì)是脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)的主要部件。7.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(gè)數(shù)范圍在097～10 個(gè)釘齒，每一個(gè)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(gè)厚度是 ，直徑是 的圓盤固定，在兩個(gè)圓盤上均勻開(kāi)有釘齒5d23?條寬厚的方孔，四個(gè)方通孔均勻承 分布，然后將四條釘齒條從四個(gè)方孔中穿過(guò)，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(guò)方孔而且在圓盤的表面漏出d22～3 ，因?yàn)檫B接時(shí)是采用焊接完成，方便焊接。這樣結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固、穩(wěn)定、可靠。m圓盤將釘齒條固定，但由于釘齒條過(guò)長(zhǎng)（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(shí)不宜損壞，同時(shí)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(jì)釘齒條的功用是固定釘齒的相對(duì)位置，使釘齒在正常工作過(guò)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(jì)的釘齒條的長(zhǎng)×寬×高 為 ，其上分布著釘齒，每個(gè)釘齒條上均勻分布著 7 七各釘齒，每個(gè)釘齒均穿過(guò)釘齒條，940735?然后用螺母擰緊，其中釘齒條上的通孔設(shè)計(jì)為圓柱型，它的直徑為 ，而且，在釘齒條上通md10?孔的上端開(kāi)有長(zhǎng)為 ，高為 ，寬為 的小槽，目的是為了在釘齒安裝在釘齒條上時(shí)，這個(gè)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(shí)，也同樣使釘齒相對(duì)釘齒條固定，不宜使工作時(shí)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(jì) 釘齒是玉米脫粒機(jī)的主要工作部件，它在工作時(shí)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(gè)部位的釘齒摩擦的相當(dāng)?shù)念l繁，因此，在設(shè)計(jì)釘齒時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到釘齒的工作強(qiáng)度和工作環(huán)境等問(wèn)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(duì)固定，在釘齒上增加一個(gè)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(zhǎng)為 ， ， mL5.72?， L163?， ， 。 md12?4501 m24l25?7.4 圓盤的設(shè)計(jì) 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(shí)與主軸也要相對(duì)固定，采用焊接的連接方式，因此，圓盤的設(shè)計(jì)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(gè)長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jì)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(jì)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(kāi)，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(gè)縫隙可以將玉米卡在兩根鋼筋的m10縫隙之間（因?yàn)橛衩诪閳A柱型） ，以便于釘齒對(duì)玉米進(jìn)行快速、穩(wěn)定的脫粒。柵格式凹板是由 根直徑 ，長(zhǎng)為 的鋼筋，凹板的直徑 ，凹25d?L735?md320?板兩邊由兩個(gè)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(lái)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(lái)連接用圓柱鋼筋圍成的凹板，因?yàn)闁鸥袷桨及逡惭b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(shí)，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(lái)將，也達(dá)到了脫粒機(jī)的一體化的設(shè)計(jì)，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(jì)入料口是將玉米填入玉米脫粒機(jī)機(jī)體內(nèi)的一個(gè)途徑，它是玉米脫粒機(jī)上的一個(gè)部件，它的作用在于通過(guò)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(guò)程中或是填入后的工作過(guò)程中，脫粒機(jī)能安全的工作，而且不會(huì)將玉米玉米?；蚴怯衩仔緩娜肓峡陲w濺出來(lái)，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(jì)，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?yàn)樵趯⒂衩滋砣朊摿C(jī)時(shí)，電動(dòng)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(shí)，這種填料方式對(duì)主軸、對(duì)機(jī)體都有很大的副作用，有可能瞬時(shí)加大主軸的承擔(dān)負(fù)載，即同