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一、研究意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
1．研究的意義
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在農(nóng)村，人們的生活水平得到了很大的提高，生活中的常用農(nóng)業(yè)機具也都向機械化，自動化發(fā)展，玉米脫粒機就是其中一個很典型的實例，隨著人們的玉米產(chǎn)量的不斷增加，玉米脫粒就成為了一個擺在人們面前的一個問題，人工脫粒太慢，費時間，而且需要的人很多，很不方便，玉米脫粒機的出現(xiàn)，解決了一起問題，需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高，2到3個人一上午就能完成10萬斤玉米的脫粒。所以玉米脫粒機是農(nóng)家不可缺少的必備農(nóng)機。但是現(xiàn)有玉米脫粒機有許多的不足之處，例如玉米脫凈率低，脫離完成之后還需要人工將未脫凈的玉米棒搓干凈，浪費大量的人力、物力；玉米粒摻雜大量的雜物，還需要進行人工清選，效率低；脫粒完成之后還要人工進行清選裝袋；玉米破損率高，容易導(dǎo)致玉米發(fā)生霉變，其市場價值和出口價值降低等等。現(xiàn)在迫切需要一種新型玉米脫粒機的出現(xiàn)來彌補現(xiàn)行脫粒機的缺點。
2.國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
國外：
從1785年蘇格蘭人安朱梅克( AndrewMeikle)發(fā)明第一個回轉(zhuǎn)滾筒脫粒裝置以來, 人們對種子玉米脫粒裝置做了大量的試驗和研究, 不斷開發(fā)出新的種子玉米脫粒裝置。1815年, 美國開發(fā)出世界上第一臺專用于玉米脫粒的手工操作玉米脫粒機。該機的脫粒部分主要由裝有釘子的盤型脫粒裝置構(gòu)成, 通過手搖曲柄來轉(zhuǎn)動一個安裝有釘?shù)谋P片。脫粒時, 操作員一邊搖動曲柄來旋轉(zhuǎn)盤片, 一邊使盤片緊壓玉米穗, 這個盤片就從玉米芯上把籽粒脫下來。加拿大的Agriculex公司研制了用于單穗種子玉米脫粒的SCS-2型種子玉米脫粒機, 它由3個包有橡膠的、并以相同方向不同速度旋轉(zhuǎn)的輥子組成, 在三個差速旋轉(zhuǎn)的輥子所產(chǎn)生的摩擦力作用下, 玉米籽粒被脫下。該機不傷胚芽、不斷玉米芯, 具有破碎率低、未脫凈率低及適應(yīng)性強等特點。
美國AECgroup公司生產(chǎn)的HS-48型擠搓式種子玉米脫粒機, 脫粒性能好、對不同類型種子玉米的適應(yīng)性強、種子破碎率相對打擊式種子玉米脫粒機小, 在歐洲及美國等發(fā)達(dá)國家應(yīng)用普遍。該機生產(chǎn)率高( 10-12t/h), 破碎率0. 8%左右, 但體積龐大, 價格昂貴。
2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析
上個世紀(jì)70年代初期, 我國自行研制的沖擊式原理玉米脫粒機得到了普及應(yīng)用, 當(dāng)時以大、中型脫粒機為主。進入80年代后, 農(nóng)村開始實行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制, 我國又相繼研發(fā)了沖擊式原理的一系列中、小型玉米脫粒機, 以適應(yīng)農(nóng)戶的生產(chǎn)需要。
80年代初期, 我國開始推行實現(xiàn)種子生產(chǎn)專業(yè)化、種子加工機械化、種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、品種布局區(qū)域化和以縣為單位組織統(tǒng)一供種“四化一供”的種子體系, 政府撥款從國外引進一批種子加工成套設(shè)備。1996年重慶市農(nóng)機研究所陳呂西開發(fā)采用搓擦式原理5TY-0. 2型玉米脫粒機。2001年農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院何曉鵬在消化吸收美國引進設(shè)備基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)的新型擠搓式玉米脫粒機, 由北京西達(dá)農(nóng)業(yè)工程科技發(fā)展中心、甘肅酒泉奧凱種子機械有限公司和北京市豐田種子機械廠在進一步改進的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出了各種系列擠搓式玉米脫粒機。2007年沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)李心平研制出了差速式玉米脫粒機。
雖然最近幾年有許多玉米脫粒機問世，但是由于市場競爭激烈，許多生產(chǎn)廠家降低產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，不進行脫粒技術(shù)的研發(fā)和功能的改進，使得玉米脫粒機市場發(fā)展緩慢，甚至不進反退。
研究方法
通過閱讀查找資料和實際拆解各種脫粒機，對國內(nèi)外玉米脫粒機的機械結(jié)構(gòu)、脫粒方法充分研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際生產(chǎn)過程在原有脫粒機的基礎(chǔ)上進行改進，在老師的指導(dǎo)下根據(jù)設(shè)計要求和控制要求進行精確的計算，研究、設(shè)計脫粒機的總體構(gòu)成和執(zhí)行機構(gòu)，用CAD對機械進行設(shè)計，并利用pro/e運行動畫模擬，防止運動干涉和進行結(jié)構(gòu)的改進。
技術(shù)路線：
該新型玉米脫粒裝袋機由六大部分組成：機架部分、入料部分、脫粒部分、清選部分、電動機。整個工作過程是：玉米從入料口進入脫粒滾筒，通過滾筒與柵板的擠壓，玉米芯由滾筒推往機架后部排出，玉米粒透過柵板在重力作用下掉落到清選部分，通過風(fēng)機和篩子的清選，完成玉米的脫粒工作。
可行性分析:
新型玉米脫粒機與老式的有很大的不同，新型玉米脫粒機具有破碎率低，效率高，對玉米含水率使用范圍廣，脫凈率高，清選干凈，放置簡單等優(yōu)點。目前國內(nèi)現(xiàn)有機型主軸轉(zhuǎn)速高，采用的是靠高速軸上的釘尺打擊玉米穗實現(xiàn)脫粒，籽粒破損嚴(yán)重。在玉米含水率18％時，國內(nèi)實現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)：脫凈率98％-99％，破損率1％-2％，主機易堵塞。本項目實施后的技術(shù)指標(biāo)：脫凈率大于99.6％，破損率小于0.6％，主機不易堵塞，節(jié)省時間，提高效率。與老式脫粒機相比，玉米損失率降低了1％。
預(yù)期結(jié)果：
脫凈率大于99.6％，破損率小于0.6％，主機不易堵塞，脫粒能力2t/h。
參考文獻：
[1]《我國脫粒機行業(yè)現(xiàn)狀及對策》閻志清 高太寧
[2]《我國脫粒機產(chǎn)品質(zhì)量及對策》衛(wèi)克勤 高太寧 閆志清
[3]《黑龍江省脫粒機械的現(xiàn)狀及發(fā)展建議》常建國 李國民 王春海
[4]《玉米脫粒機的改進》吉林省犁樹縣郭家店鄉(xiāng)農(nóng)機站 宋彥文 常友山
[5]《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》吳宗澤 羅圣國
[6]《機械設(shè)計》濮良貴 紀(jì)名剛
[7]《機械設(shè)計基礎(chǔ)》楊可幀
[8]《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》李寶筏
[9]《我國脫粒機行業(yè)現(xiàn)狀及對策》閻志清 高太寧
[10]《我國脫粒機產(chǎn)品質(zhì)量及對策》衛(wèi)克勤 高太寧 閆志清
[11]《齒盤式玉米脫粒機的運動和參數(shù)分析》崔東飛
課題名稱：玉米脫粒機
一、本課題的研究意義（選題依據(jù),課題來源,學(xué)術(shù)價值和對社會、經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的意義）：
玉米是世界三大谷物之一,我國年種植面積3.67億畝。目前我國已形成三大玉米生產(chǎn)區(qū)。一是北方玉米區(qū)，包括吉林、黑龍江、遼寧、河北等省市，播種面積占全國40％；二是黃淮平原春夏玉米區(qū)，包括山東、河南、江蘇等省市；播種面積占25％；三是西南丘陵玉米區(qū)，包括云貴等省，約占播種面積15％。三大玉米產(chǎn)區(qū)種植面積占全國80％以上。既然我國有如此豐厚的玉米資源，那么發(fā)展全自動玉米脫粒機脫粒機則指日可待。
鑒于市場上的玉米脫粒機種類較少，功能較為欠缺，應(yīng)廣大農(nóng)民朋友的請求特設(shè)計全自動玉米脫粒機，以期適應(yīng)中國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的道路。為中國的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展貢獻自己的光和熱。通過對全自動玉米脫粒機脫粒機的研究，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)率。世面上的玉米脫粒機不是自動化程度不高 ，就是機械效率太低，浪費能源，也浪費勞動力。我們將在整合已有的設(shè)備和技術(shù)基礎(chǔ)上，力求有新的突破與創(chuàng)新。
二、本課題的基本內(nèi)容簡介（擬解決的主要學(xué)術(shù)或技術(shù)問題和關(guān)鍵技術(shù)及難點,擬采取的技術(shù)手段及實施方案、預(yù)計可獲得的成果,可能取得的創(chuàng)新之處）
全自動玉米脫粒機喂料斗的釘尺輪，它采用的是活動的方式放在玉米上，釘尺輪軸一端需要通過傳送帶做旋轉(zhuǎn)，還要受到玉米的各個方向的理左右擺動。另一端也要有隨力做上下的滑動。怎么使釘尺輪有效的工作，并且是釘尺輪運動估計正常需要解決。主動直接用傳送帶在加上機架，軸承來約束并使其運動，被動端用套筒，跟機架，還有外側(cè)板架使其做圓弧運動。
三、論文提綱
1.緒論
2.玉米脫粒機總體結(jié)構(gòu)
3.帶及帶輪的設(shè)計
4.傳動軸的設(shè)計
5.釘齒條的設(shè)計
6.柵格式凹板的設(shè)計
7.入料口及脫粒機上蓋的設(shè)計
8.機架的設(shè)計
9.軸承座的設(shè)計
10.玉米脫粒機上的標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，安全操作及維護；
11.總結(jié)
五、研究進程計劃及時間安排（計劃進度、預(yù)計完成的日期,階段性成果的形式）：
X月19日～X月1日．畢業(yè)實習(xí)階段。
畢業(yè)實習(xí)，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫實習(xí)報告。
X月2日～X月15日．開題階段。
提出總體設(shè)計方案及草圖，填寫開題報告。
X月16日～X月23日． 設(shè)計初稿階段。
完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。
X月24日～X月7日． 中期工作階段。
完善設(shè)計圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，中期檢查。
X月8日～X月10日．畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。
X月11日～X月18日．畢業(yè)設(shè)計整改。
圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復(fù)查。
X月19日～X月21日．畢業(yè)設(shè)計材料評閱。
X月22日～X月24日．畢業(yè)答辯。
X月25日～X月28日．材料整理裝袋。
5、參考文獻目錄：
1.朱文平 黃平 機械設(shè)計課程設(shè)計【M】.華南理工大學(xué)出版社，2004
2.王之櫟 王大康 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計【M】.機械工業(yè)出版社，2003
3.張興中 機械設(shè)計實踐【M】.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2003
4.ZJTIA-96帶式輸送機設(shè)計選用手冊 機械工業(yè)部設(shè)計單位聯(lián)合設(shè)計組 ，1998
5.吳宗澤 羅圣國 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京：高等教育出版社，2006
6.李益民 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.7
7.郭克希 機械制圖.機械類、近機類[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004
8.大連理工大學(xué)工程畫教研室編. 機械制圖. 高等教育出版社
六、指導(dǎo)教師意見
年 月 日
七、專業(yè)系意見
年 月 日
八、學(xué)院意見
年 月 日
2
目錄
1引言 1
2玉米脫粒機總體結(jié)構(gòu) 1
2.1入料部分 1
2.2脫粒部分 1
2.3篩選部分 1
2.4機架部分 2
2.5玉米脫粒機的總體設(shè)計 2
3 玉米脫粒機的設(shè)計 2
3.1 電動機的選擇 2
3.2 釘齒條上的釘齒轉(zhuǎn)速 3
3.3 釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速 3
3.4 電動機的功率 3
3.5 電動機的轉(zhuǎn)速 3
4帶及帶輪的設(shè)計 4
4.1傳動帶的設(shè)計 4
4.1.1 確定計算功率 4
4.1.2 選擇V帶的型號 5
4.1.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 5
4.1.4 確定傳動中心距和帶長 5
4.1.5 驗算主動輪上的包角 6
4.1.6 確定V帶的根數(shù) 6
4.1.7 確定帶的初拉力 7
4.1.8求V帶傳動作用在軸上的壓力 7
5 V 帶帶輪的設(shè)計 7
5.1帶輪的材料選擇 7
5.2結(jié)構(gòu)設(shè)計 7
5.3 從動帶輪的設(shè)計 8
6 傳動軸的設(shè)計 9
6.1根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 10
6.2 初步選擇輸出軸系 10
6.3確定輸出軸上的圓角半徑值 10
6.4 按彎扭合成條件校核軸的強度 10
6.4.1 作軸的簡圖 10
6.4.2 求輸出軸上的所受作用力的大小 10
6.4.3釘齒條上的合力 11
6.4.4軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖 11
6.4.5軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 11
6.4.6 作彎矩圖 12
6.4.7作彎矩圖 12
6.4.8作當(dāng)量彎矩圖（彎矩、扭矩合成圖） 13
6.5 校核軸的強度 13
7 釘齒條的設(shè)計 14
7.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 14
7.2 釘齒條及釘齒的設(shè)計 14
7.3 釘齒的設(shè)計 15
7.4 圓盤的設(shè)計 15
8 柵格式凹板的設(shè)計 16
9入料口及脫粒機上蓋的設(shè)計 17
10機架的設(shè)計 18
11軸承座的設(shè)計 18
12玉米脫粒機上的標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 19
12.1玉米脫粒機上的螺栓的選擇 19
12.2鉤頭楔鍵的選擇 19
13玉米脫粒機的安全操作 19
13.1超速運轉(zhuǎn),機械“爆炸” 19
13.2禁止過疲勞或酒后操作 19
14 玉米脫粒機的維護 20
14.1玉米脫粒機的技術(shù)保養(yǎng) 20
14.2玉米脫粒機的保管 20
結(jié)論 21
致謝 21
參考文獻： 21
II
玉米脫粒機的設(shè)計
**賓
（****學(xué)院 機械電子系 機械設(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度、提高工作效率,設(shè)計玉米脫粒機。該機主要有入料口、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
目錄
1引言 1
2玉米脫粒機總體結(jié)構(gòu) 1
2.1入料部分 1
2.2脫粒部分 1
2.3篩選部分 1
2.4機架部分 2
2.5玉米脫粒機的總體設(shè)計 2
3 玉米脫粒機的設(shè)計 2
3.1 電動機的選擇 2
3.2 釘齒條上的釘齒轉(zhuǎn)速 3
3.3 釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速 3
3.4 電動機的功率 3
3.5 電動機的轉(zhuǎn)速 3
4帶及帶輪的設(shè)計 4
4.1傳動帶的設(shè)計 4
4.1.1 確定計算功率 4
4.1.2 選擇V帶的型號 5
4.1.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 5
4.1.4 確定傳動中心距和帶長 5
4.1.5 驗算主動輪上的包角 6
4.1.6 確定V帶的根數(shù) 6
4.1.7 確定帶的初拉力 7
4.1.8求V帶傳動作用在軸上的壓力 7
5 V 帶帶輪的設(shè)計 7
5.1帶輪的材料選擇 7
5.2結(jié)構(gòu)設(shè)計 7
5.3 從動帶輪的設(shè)計 8
6 傳動軸的設(shè)計 9
6.1根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 10
6.2 初步選擇輸出軸系 10
6.3確定輸出軸上的圓角半徑值 10
6.4 按彎扭合成條件校核軸的強度 10
6.4.1 作軸的簡圖 10
6.4.2 求輸出軸上的所受作用力的大小 10
6.4.3釘齒條上的合力 11
6.4.4軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖 11
6.4.5軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 11
6.4.6 作彎矩圖 12
6.4.7作彎矩圖 12
6.4.8作當(dāng)量彎矩圖（彎矩、扭矩合成圖） 13
6.5 校核軸的強度 13
7 釘齒條的設(shè)計 14
7.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 14
7.2 釘齒條及釘齒的設(shè)計 14
7.3 釘齒的設(shè)計 15
7.4 圓盤的設(shè)計 15
8 柵格式凹板的設(shè)計 16
9入料口及脫粒機上蓋的設(shè)計 17
10機架的設(shè)計 18
11軸承座的設(shè)計 18
12玉米脫粒機上的標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 19
12.1玉米脫粒機上的螺栓的選擇 19
12.2鉤頭楔鍵的選擇 19
13玉米脫粒機的安全操作 19
13.1超速運轉(zhuǎn),機械“爆炸” 19
13.2禁止過疲勞或酒后操作 19
14 玉米脫粒機的維護 20
14.1玉米脫粒機的技術(shù)保養(yǎng) 20
14.2玉米脫粒機的保管 20
結(jié)論 21
致謝 21
參考文獻： 21
22
玉米脫粒機的設(shè)計
**賓
（****學(xué)院 機械電子系 機械設(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度、提高工作效率,設(shè)計玉米脫粒機。該機主要有入料口、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
隨著社會的進步，生活中的每一個角落都有機器的參與。農(nóng)業(yè)是我國的基礎(chǔ)經(jīng)濟、是國家發(fā)展的根本，機械化的普及，不僅使農(nóng)業(yè)加強了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)，同時也減輕了農(nóng)民的勞動強度。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)更需要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化生產(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，實現(xiàn)了機械化作業(yè)，更值得慶幸的是每種機械的開發(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是課題討論研究，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（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，并借助其他的機械機構(gòu)將玉米粒和玉米芯分別從兩個不同的出口排出機體之外，循環(huán)脫粒，不斷的進行填入---脫粒---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：
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入，下滑到脫粒部位，即釘齒滾筒和柵格式凹板之間，進行脫粒。
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)計采用三毫米厚的角鐵制成。
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。
圖1總體結(jié)構(gòu)
3 玉米脫粒機的設(shè)計
根據(jù)《脫粒機》一書的介紹，有關(guān)玉米脫粒機TY—4.5型的相關(guān)設(shè)計的參考數(shù)據(jù)：脫粒機主軸為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，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)，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，，即玉米脫粒機正常工作時，受到的切向力為560。
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)
3.2 釘齒條上的釘齒轉(zhuǎn)速
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
3.3 釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速
玉米脫粒機所需功率為，應(yīng)由脫粒機的工作阻力和運轉(zhuǎn)參數(shù)求定，即：，計算求得：
。
3.4 電動機的功率
電動機功率由公式來計算，脫粒機傳動裝置的總效率，應(yīng)由組成傳動裝置的各個部分運動副的效率只積，即 ，其中、、 分別為每一個轉(zhuǎn)動副的效率，選取傳動副的效率值如下：
滾動軸承（每對）0.98～0.995 即取 =0.99
V帶傳動 0.94～0.97 即取 =0.97
滾筒轉(zhuǎn)動 （因為釘齒條固定于滾筒上） 即取 =1
則
由此可得電動機的功率：
3.5 電動機的轉(zhuǎn)速
根據(jù)資料《脫粒機》一書可查得主軸的轉(zhuǎn)速在 750～850，按《機械設(shè)計指導(dǎo)書》中表一所推薦的傳動比合理取值范圍，取V帶的傳動比2～4，即可滿足電動機的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹配，故電動機轉(zhuǎn)速范圍可選為：～～。
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。所選電動機的額定功率＝5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速=2900r／min，總傳動比適中，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
型 號
額定功率
KW
滿 載 時
額 定 電 流
額 定 轉(zhuǎn) 矩
最 大 轉(zhuǎn) 矩
轉(zhuǎn)速r／min
電流（380V）
效 率 %
功率因數(shù)
Y132S2-4
5.5
1440
11
85.5
0.84
7
2.0
2.2
表３ 電動機尺寸列表
單位
中心高
H
外形尺寸
底腳安裝尺寸
地腳螺栓孔直徑
軸伸尺寸
裝鍵部位尺寸
電動機的輸出軸尺寸
132
4帶及帶輪的設(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，因為在脫粒機的工作過程中，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，因而使玉米脫粒機工作平穩(wěn)，噪音小等優(yōu)點。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的傳動，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帶的彈性滑動對脫粒機的一些重要部件是一種過載保護，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。
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）。
4.1傳動帶的設(shè)計
4.1.1 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)計基礎(chǔ)》一書中的表14—7 可知：=1.0
4.1.2 選擇V帶的型號
根據(jù)計算得知的功率和電動機上帶輪（小帶輪）的轉(zhuǎn)速（與電動機一樣的速度），查《機械設(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)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》一書，可選擇V帶的型號參考表14—2，選取。
（2）計算V帶的速度V：
V帶在～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
4.1.4 確定傳動中心距和帶長
取
即：
得：
取：
帶長
即：
得：
按《機械設(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（內(nèi)周長）可查得：， 。
實際的中心距可按下列公式求得：
也可用經(jīng)驗公式：
求得 ：
4.1.5 驗算主動輪上的包角
即：
求得 ： 滿足V帶傳動的包角要求。
4.1.6 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，其計算公式如下：
式中：—單根普通V帶所能傳遞的轉(zhuǎn)矩修正值 ，從《機械設(shè)計基礎(chǔ)》可以查表14—10
—主動輪的轉(zhuǎn)速
查得：
則：
查表取值：
由 查得：
所以：
即： 取 根
4.1.7 確定帶的初拉力
單根V帶適當(dāng)?shù)某趵?由下列公式求得
其中：—傳動帶單位長度的質(zhì)量，
即：
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帶兩邊的初拉力之和，忽略V帶兩邊的拉力差，則值可以近似由下式算出：
即：
求得；
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。
5.2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～～，所以主動帶輪采用腹板式。
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
B
16
5
20
14
14
7.5
17.4
主動帶輪的厚度可以由計算公式： 求得
即 ：
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 ，，所以從動帶輪同樣采用腹板式。
從動帶輪的參數(shù)選擇：通過查《機械設(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
B
16
5
20
14
14
7.5
17.5
從動帶輪的厚度可以由計算公式： 求得
即 ：
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)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)玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)特點和組成形狀及工作強度和環(huán)境的要求，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。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 ：
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。
6.1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，故取Ⅱ—Ⅲ段的軸直徑 ，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。鍵的型號可以通過查《機械設(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。軸的基本結(jié)構(gòu)如圖4：
圖4 軸的結(jié)構(gòu)
6.3確定輸出軸上的圓角半徑值
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，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。
6.4 按彎扭合成條件校核軸的強度
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
其中：—電動機的額定功率
—主軸的轉(zhuǎn)速
即：
6.4.3釘齒條上的合力
根據(jù)公式： 求得
其中 ：—輸出軸的軸心到釘齒定的距離
即 ：
根據(jù)公式： 求得
其中：80%—徑向力占圓周力的百分?jǐn)?shù) （根據(jù)《脫粒機》查得）
即 ：
根據(jù)公式： 求得
由于玉米脫粒機的主軸軸向不受力。 則取 （根據(jù)《脫粒機》查得）
圓周力 徑向力 軸向力 的方向如圖所示（b）
6.4.4軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖
根據(jù)公式： 求得
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
—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
即 ：
根據(jù)公式： 求得
即 ：
6.4.5軸在垂直面內(nèi)所受的支反力
根據(jù)公式： 求得
其中 ：—釘齒的頂端到主軸軸心的距離
即 ：
根據(jù)公式 ： 求得
即 ：
6.4.6 作彎矩圖
在水平面內(nèi)，軸上、、三點的彎矩為 ：
根據(jù)公式 ：
求得
即：
作水平面內(nèi)彎矩圖如圖1（b）所示
在垂直面內(nèi)，軸上、、三點的彎矩為 ：
根據(jù)公式 ：
求得
即 ：
根據(jù)公式 ： 求得
即 ：
作垂直面內(nèi)彎矩圖如圖 1 （c）所示
合成的彎矩為 ：
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
即 ：
其中 ： —電動機的額定功率
—主軸轉(zhuǎn)速
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：
C點左側(cè) ：
D點右側(cè) ：
作軸的當(dāng)量彎矩圖 1 （f）所示。
6.5 校核軸的強度
進行校核時，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。
公式 ：
式中 ： —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
圖5 軸的彎扭圖
7 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)計關(guān)系到玉米脫粒機的質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到玉米脫粒機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，目的在于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行脫粒，以便達(dá)到有較高的脫粒率。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。
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度很大，根據(jù)《脫粒機》一書得知玉米脫粒機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7～10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。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和三分之二處，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，這樣可以增加釘齒條的剛度，以便釘齒條受到更大的強度時不宜損壞，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。
7.2 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，根據(jù)《脫粒機》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，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，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度和工作環(huán)境等問題，這里采用了《脫粒機》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，，，，，。
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)計也是釘齒滾筒強度高低的要部件。由《脫粒機》一書，查得圓盤的材料采用剛度和強度較好多45鋼制成，其直徑，其上均勻分布著四個長方形的通孔，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條。結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖7所示：
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之外，從而使玉米粒和玉米芯分開，從不同的出口排出機體之外，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縫隙之間（因為玉米為圓柱型），以便于釘齒對玉米進行快速、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，這種方式也同樣是采用《脫粒機》 一書中的參數(shù)來確定的。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8凹板結(jié)構(gòu)圖
9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?；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。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玉米脫粒機中，造成人員傷亡等事故發(fā)生。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，其結(jié)構(gòu)如圖9所示：
圖9上蓋結(jié)構(gòu)圖
10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、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，根據(jù)《脫粒機》一書，查得的設(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。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，結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖10所示：
圖10 機架示意圖
11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，軸承座的基本結(jié)構(gòu)尺寸如圖11所示：
圖11 軸承座的基本結(jié)構(gòu)尺寸
12玉米脫粒機上的標(biāo)準(zhǔn)件的選擇
12.1玉米脫粒機上的螺栓的選擇
應(yīng)用在玉米脫粒機上的螺栓是機械設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)件,螺栓的選擇可以根據(jù)《機械設(shè)計手冊》查取.在本脫粒機上選擇的螺栓為:公稱直徑為M8,長度為八厘米和五厘米,玉米脫粒機應(yīng)用的螺栓是起連接作用,在機體的上蓋和機架應(yīng)用螺栓連接,在電動機和機體之間也同樣用螺栓連接,而且,應(yīng)用公稱直徑為M8的螺栓,就可以滿足玉米脫粒機的動力需要.
12.2鉤頭楔鍵的選擇
玉米脫粒機上的主軸和帶輪是通過鉤頭楔鍵相連,而且, 鉤頭楔鍵也同樣可以在《機械設(shè)計手冊》中查取,它也是一個標(biāo)準(zhǔn)件,其型號規(guī)格為:b=12、h=7、L=50.
13玉米脫粒機的安全操作
玉米脫粒機是解決玉米脫粒的問題,起目的是降低勞動者的勞動強度,提高工作效率,節(jié)省工作時間,同時在利用玉米脫粒機時,除了提高勞動效率之外更應(yīng)該注意安全問題,注意到玉米脫粒機的正確使用可以避免應(yīng)用玉米脫粒機時造成人員傷害和脫粒機事故的發(fā)生.下面略述一些常見的事故和原因,一起造作者的注意.
13.1超速運轉(zhuǎn),機械“爆炸”
玉米脫粒機的主要工作部件,如釘齒滾筒.凹板,軸等,這些零部件所能承受的里是有一定的限度的,當(dāng)釘齒滾筒高速旋轉(zhuǎn)是,便會產(chǎn)生很大的離心力,如果釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速超過一定的范圍,和滾動軸承的老化及電動機的功率較高時,就有可能使運動的主軸和主軸上的釘齒滾筒與機體相分離,或和玉米脫粒機的上蓋相撞,或和柵格式凹板相撞,可以產(chǎn)生很大的沖擊力,這種急速的沖擊會造成玉米脫粒機的爆炸,會危害到工作人員的身體安全,為了避免這種事故的發(fā)生,應(yīng)當(dāng)急時的更換機械重要部位零件,定時擰緊緊固螺栓,一提高工作安全系數(shù).
13.2禁止過疲勞或酒后操作
玉米脫粒機的動力很大,雖然用機架和上蓋將釘齒滾筒及主軸罩住,加在機體之間,起到安全作用,而且玉米脫粒機的入料口的設(shè)計也很合理,但是也同樣禁止過疲勞或酒后操作,主要是由于過疲勞或酒后造作人員的大腦很可能不由造作人員的控制,造成操作人員將身體的某個部位伸入機械,與主軸或釘齒滾筒,相接觸,由于釘齒滾筒的高速旋轉(zhuǎn),會使操作人員的錯誤操作行為造成不必要的傷害,危害到勞動者的安全.
因此,為了勞動者的安全,應(yīng)避免過疲勞或酒后操作.
1、 應(yīng)用合理
玉米脫粒機的管理不嚴(yán),小孩有可能攀爬玩耍,不僅影響操作人員的正常作業(yè),而且小孩年幼無知,他會動碰西摸,隨時都有可能發(fā)生安全事故.在進行玉米脫粒時,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,才能保證安全生產(chǎn).如果無組織,無紀(jì)律,不規(guī)定開機和停機的信號,作業(yè)場面混亂,隨時都有可能發(fā)生事故.玉米脫粒機發(fā)生意外事故或是機械運轉(zhuǎn)不正常時,應(yīng)急時停機,隨后排除故障,檢修機械.不得在玉米脫粒機高速運轉(zhuǎn)時或是主軸有電動機帶動運轉(zhuǎn)時排除故障或進行清理玉米脫粒機,檢修機械等,否則會發(fā)生嚴(yán)重的事故.
2、 安全規(guī)則
(1) 操作人員不要穿肥大的大衣服或裙子,婦女必須帶安全帽.
(2) 不許小孩在玉米脫粒機場地玩耍和接觸玉米脫粒機,不要安排年邁體弱的人員進行入料口作業(yè),操作人員感到疲勞時應(yīng)急時換人或停止作業(yè),進行休息.
(3) 不許酒后操作機械.禁在脫粒場地抽煙和點火.
(4) 作業(yè)時,喂入人員要注意手與釘齒滾筒之間的安全距離.
(5) 不許拆去安全防護罩,在安全防護罩未安裝好前嚴(yán)禁起動機械.
(6) 玉米脫粒機運轉(zhuǎn)時,禁止有人站在脫粒機上.
(7) 負(fù)責(zé)人在看清周圍無人緊靠機器時,才能發(fā)出開機信號,未經(jīng)負(fù)責(zé)人同意任何人不準(zhǔn)起動機械.
(8) 玉米脫粒機在運轉(zhuǎn)或尚未完全停止運轉(zhuǎn)時,嚴(yán)禁用手接觸機器的工作部件,除規(guī)定必須在機械運轉(zhuǎn)狀態(tài)才能調(diào)整的部件外,所有的調(diào)整、維護、保養(yǎng)及修理,都必須在機器完全停止運轉(zhuǎn)以后進行.
(9) 不許在機械運轉(zhuǎn)時掛卸傳動帶。
(10) 機器發(fā)生故障時應(yīng)立即停機修理,不許帶“病”工作。
(11) 嚴(yán)禁機械運轉(zhuǎn)時一動機械。
(12) 嚴(yán)禁超速運轉(zhuǎn).
(13) 夜間脫粒時,必須有完善的電燈照明設(shè)備,禁止用明火照明.
14 玉米脫粒機的維護
玉米脫粒機是季節(jié)性使用的機械,使用時間短,而在使用其間內(nèi)工作負(fù)荷重,工作條件差,為了充分發(fā)揮機械的效能,提高生產(chǎn)率,保證安全生產(chǎn),延長機器使用期限,必須認(rèn)真、及時、細(xì)致地進行技術(shù)保養(yǎng),使機器經(jīng)常保持完好的技術(shù)狀態(tài).沒有技術(shù)保養(yǎng)的機器不許作業(yè).
14.1玉米脫粒機的技術(shù)保養(yǎng)
(1) 玉米脫粒機工作前,必須徹底的清理機器上各個部件殘存的附著物,特別是要及時清理柵格式凹板上的玉米芯.
(2) 檢查釘齒滾筒的釘齒,及柵格式凹板的固定情況.
(3) 檢查皮帶的張緊情況.
(4) 每天工作結(jié)束后應(yīng)把機器內(nèi)的雜務(wù)清理干凈.
(5) 對于各個需要潤滑部位,應(yīng)根據(jù)前述的要求進行按時潤滑.
14.2玉米脫粒機的保管
玉米脫粒機保管好,可以延長機器的使用壽命,保證玉米的脫粒效率和提高作業(yè)的質(zhì)量.因此,必須認(rèn)真負(fù)責(zé)地保管玉米脫粒機.再長期保管中,應(yīng)保持玉米脫粒機的完善性、不丟零件,預(yù)防機件變形、損壞、銹蝕和腐爛,不因保管不當(dāng)發(fā)生任何降低機械使用性能的現(xiàn)象.
作業(yè)完畢長期保管的脫粒機,應(yīng)保管在干燥的地點,最好放在有遮蓋的地方或者使用防雨的帆布、塑料布把機器全部蓋起來.
玉米脫粒機存放前,應(yīng)做好以下幾項工作:
(1) 打開機器上的全部窗孔、護罩和蓋,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.
(2) 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.
(3) 脫粒機各個需要潤滑的地方,應(yīng)全部按要求潤滑一遍,然后將機械空轉(zhuǎn)一些時間.
(4) 取下全部傳動皮帶并擦干凈,抹上化石粉,成束系上標(biāo)簽,妥善保管.
(5) 在未涂油漆的金屬表面以及工作過程中受摩擦的地方,如各處調(diào)節(jié)螺栓等地方,涂上防銹油.掉漆處刷漆補好.
(6) 用水洗刷脫粒機外部,待干后,用抹布抹上少來年感的潤滑油.
結(jié)論
機械化是農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向,是減輕勞動者的強度,節(jié)省時間,提高效率的較好途徑.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,此產(chǎn)品是一種先進的機型,生產(chǎn)率很高,而且單位時間內(nèi)生成效率高,是現(xiàn)在市場上應(yīng)用很廣的產(chǎn)品,但是,此產(chǎn)品也有一些不足之處,比如它的重量沉,體積大等缺點,和一些小型的玉米脫粒機相比還是有一定的優(yōu)勢的,其主要優(yōu)勢是動力強.因此,在今后還要對玉米脫粒機的開發(fā),使玉米脫粒機更完美,更效率化.
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，設(shè)計過程中遇到許多的問題，在眾多老師和同學(xué)的幫助下予以解決。首先要感謝馬老師對我的指導(dǎo)和督促，在設(shè)計過程中馬老師給我指出了正確的設(shè)計方向，使我加深了對知識的理解，同時也避免了在設(shè)計過程中走彎路，馬老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計放在心理，保證按質(zhì)按量的完成；還要感謝同組同學(xué)，是大家營造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在做設(shè)計的過程中互幫互助，使我的PRO/E操作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。
大學(xué)生活即將畫上句號，在這四年中我是充實的、快樂的，這要感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)給我們提供了一個好的學(xué)習(xí)環(huán)境和豐富的課余生活，同時也要感謝所有老師對我們的辛勤培育。
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Maize sheller design
LIBin
(Department of Machinery and Electron, Hebei Normal Uniwersity of Science & Technology
The class 0305 of mechanical design, manufacturing and automation)
Teacher of Instruction：Ma Shuying
Abstract: For reducing a peasant during the period of the maize threshes, the intensity of labour, raises working efficiency , designs maize sheller. Be machine's turn to have mainly enter expect that the mouth , bars form notch board and nail tooth the cylinder threshing and drive component etc. are composed of. Take electric motor as driving force source, driving force exports axis output from the electric motor , the nail tooth seed-husking cylinder threshes on the cylinder threshing again by the fact that belt delivery arrives at the nail tooth, coordinating bars form notch board with the maize, besides niblet complies with bars form notch board separation and the outside discharging airframe, but the maize core discharges airframe from another one end entering material.
Keywords: Maize; Sheller; Structure; Design