微型玉米剝皮機的設計【說明書+CAD】
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本科學生畢業(yè)設計
微型玉米剝皮機的設計
系部名稱： 機電工程學院
專業(yè)班級：機械設計制造及其自動化 08-12
學生姓名： 李錕
指導教師： 劉春香
職 稱： 講師
黑 龍 江 工 程 學 院
二○一二年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
The Design of Miniature Corn Peeling Machine
Candidate：Li Kun
Specialty：Mechanical Design and Manufacturing
&Automation
Class：08-12
Supervisor：Lecturer. Liu Chunxiang
Heilongjiang Institute of Technology
2012-06·Harbin
微型玉米剝皮機的設計
摘 要
在玉米分段收獲時，玉米手工剝皮工序勞動強度大，費工時和誤農時，且影響玉米的產量和質量，針對我國玉米收獲后剝皮這個重要環(huán)節(jié)，設計出場上玉米剝皮機，它替代了傳統(tǒng)人工剝皮的緊張勞動，減輕了人們的勞動強度，提高了勞動效率，有效地防止了因剝皮不及時而造成的玉米霉爛的損失，從而給農民帶來了一定的經濟效益。本設計采用3對輥機型，在滿足剝凈率大于95%，工作效率達到1500kg/h以上的設計要求的前提下進行設計，可滿足不同用戶的需求，同時該機結構簡單，調整方便可靠，采用電動機作為動力。為滿足設計要求，主剝皮裝置中的剝皮輥采用螺旋鐵輥和橡膠輥組合的玉米剝皮輥，并且兩輥高低配置，且可以根據玉米棒的大小不同，通過彈簧調節(jié)兩輥間的距離。這避免了傳統(tǒng)設計方法中鑄鐵輥對玉米籽粒的損傷，而且在結構上比傳統(tǒng)設計的更加合理。經過設計、計算、校核，該機符合設計要求，并且剝皮裝置較傳統(tǒng)的傳動系統(tǒng)有所改進，更適合在廣大農村推廣使用。
關鍵詞：玉米；剝皮機；螺旋鐵輥；橡膠輥；農業(yè)機械
33
ABSTRACT
At the time the corn is harvested ,the labor force of corn’s clothes taked-off by hand is very strong, wasting time and decreasing the quantity of the corn.To solve the problem of corn’s clothes taked-off that is of great importance in our country ,we designed the corn’s clothes take-off machine including the structure and the technical parameter design.It is a machine that takes off the corn’s clothes ,which has four types ,respectively meets the demand of single ,union of several and big harvest.The machine takes the place of the traditional handed-labor,reducing people’s labor strength,increasing the efficiency and preventing the corn’s damage.The structure of the machine is simple and the machine is easily adopted,reliable and of high efficient.The power of the machine can use electric motor、desel engine and the engine of three-wheeled agricultural car.This machine adopt the alternate current as the motives.The cylinder of the taked-off list is consisted of spiral iron cylinder and rubber cylinder.The spiral iron has some hurt to the seed of the corn.So this machine adopt the whole rubber cylinder.This machine is designed under the premise that must be get to 95% of taked-off rate and efficiency required no less than 1500kh/h,power no more than 3kw.To get to these requirements ,main taked-off part makes use of rubber cylinder ,and they are installed up-down.The machine can adjust the distance between the two cylinder according to the size of the corn and is more reasonable than the way of traditional design in structure.After calculation and check ,the machine meets the demand of design,and makes some improvements in the corn’s taked-off list and the way of transmission system,comparing with the traditional design.Worthwhile,it is widely applied in rural.
Key words: Corn；Peeling machine；Spiral roller；Rubber roller；Agricultural machinery
黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計
第1章 緒 論
近年來，隨著農業(yè)機械化生產要求的越來越明顯，玉米種植在世界農業(yè)種植科目中一直占有很大的比例，面對其收獲過程的復雜程度，為滿足其生產發(fā)展需要世界各國都進行了相關技術的科研。
1.1選題的背景、目的及意義
設計微型玉米剝皮機，它可以替代傳統(tǒng)人工剝皮的緊張勞動，減輕人們的勞動強度，提高勞動效率，有效地防止因剝皮不及時而造成的玉米霉爛的損失，從而給農民帶來了一定的經濟效益。但是，現有的剝皮機一直存在剝凈率偏低，破損率偏高的問題，且目前尚無性能優(yōu)越性的產品，尤其缺乏適于玉米的中小加工企業(yè)及家庭用的的小型玉米剝皮機具。
因此研究設計實用性微型玉米剝皮機具有一定的現實意義。同時，玉米剝皮機不但能解決農民的當務之急，而且具有廣泛的市場，又極易推廣。家庭用的小型玉米剝皮機占地空間小，運輸、使用較為便易，成本較低，有較好的實用性和經濟性。
1.2國內外玉米剝皮機的概況
1.2.1國內發(fā)展狀況
我國從60年代開始研制玉米剝皮裝置，60、70年代是仿制階段，80年代進行關鍵部件的攻關，90年代以后有了較大的進展，到現在，玉米剝皮機的發(fā)展已經達到了一定的水平。目前玉米剝皮裝置有兩大類型：一類是在玉米聯合收割機上加裝玉米剝皮裝置，另一類是單獨的玉米剝皮機。如由黑龍江省趙光機械廠生產的4YB-4型自走式玉米聯合收割機一次完成四行玉米果穗的摘取、剝皮、儲糧及莖稈的切碎還田等田間作業(yè)，苞葉的剝凈率>85%，總損失<3%。中國收獲機械總公司藁城聯合收割機廠開發(fā)的成功富路牌玉米剝皮機，配備磁動力為3KW的電機，剝凈率大于90%，破損率和損失率小于1%。吉林省白城市農機研究所，研制出全橡膠花瓣型玉米剝皮機，主動軸兩端的軸承座不在同一水平面上。由于主動軸上設有螺旋條和橡膠釘，傳動軸上裝有多個橡膠輪，主動軸和傳動軸相互配合，剝皮裝置能夠均勻地把已進入機內的果穗，分配到兩對相對旋轉的剝皮軸之間，并在果穗自身旋轉的情況下，順利向前推進，在行進中，被剝皮爪撕開苞葉，并在瞬間被旋轉軸輾壓住苞葉向下拉，而完成剝離之目的。同時該機與3kw三相電機或小四輪拖拉機配套，剝凈率達到95%左右。吉林省農機研究所與四平農機工程機械制造有限公司聯合研制玉米剝皮機，于1997年設計出了6YBJ-2型玉米剝皮機，經過不斷發(fā)展于2007年研制出的6YBJ-4B型玉米剝皮機，采用的螺旋凸棱全橡膠剝皮輥，以獲得國家實用性專利。
目前，由黑龍江省畜牧機械化研究所研制開發(fā)了5BY-7.0型玉米剝皮機、四平農民樂機械制造有限公司生產的新型玉米剝片機、四川順風農機具生產的2011款玉米剝皮機和吉林農業(yè)工程職業(yè)技術學院設計出了6YBJ-2型高效風清玉米剝皮機都取得較好的經濟效益?，F在針對玉米加工生產的特點，結合國內外一些剝皮機與脫粒機的研究成果，進行摩擦式玉米剝皮機的設計研究，達到了一定預期的目標。于此同時，隨著國民經濟的發(fā)展，農業(yè)向產業(yè)化，集約化，訂單化農業(yè)方向發(fā)展是必然走勢，發(fā)展玉米剝皮機已經成為玉米收獲機械化發(fā)展的有效途徑之一。
1.2.2國外發(fā)展狀況
國外玉米剝皮機的研究與生產技術已經成熟，目前美國、德國、烏克蘭、俄羅斯等西方國家，玉米的剝皮（包括籽粒和秸稈青貯）已基本實現了全部機械化作業(yè)。由于其種植方式多為一年一季種植，剝皮時玉米籽粒的含水率很低，大多數國家均采用玉米摘穗并直接剝皮的剝皮方式。
美國的John Deere 公司、Case公司、德國的Mengle公司、道依茨公司等的玉米聯合剝皮機，絕大部分是在小麥聯合剝皮機上換裝玉米割臺，并通過調節(jié)剝皮滾筒的轉速和剝皮間隙進行玉米的聯合剝皮。如美國Case公司的聯合剝皮機換裝玉米割臺，一次作業(yè)可完成玉米摘穗、剝皮的作業(yè)，剝凈率大于95%，破損率和損失率小于1%。美國的John Deere 公司設計生產的玉米剝皮機采用單相交流電動機作動力，剝皮裝置中剝皮輥一般有螺旋鐵棍和橡膠輥組成，鐵棍對籽粒有嚴重損傷，所以本機采用全橡膠輥。在主要剝皮裝置采用全橡膠的玉米剝皮輥的同時，并且兩輥高低設置，且可以根據玉米棒的大小不同調節(jié)兩輥間的距離，可以滿足剝凈率達到95%以上。 德國的道依茨公司生產的聯合玉米剝皮機，在行進中，被特制的剝皮爪撕開苞葉，并在瞬間被旋轉軸輾壓住苞葉向下拉，而完成剝離之目的。工效0.85～1.25萬個/h，剝凈率85%～95%，破碎率低于1%，損失率低于2%。能夠很好地完成玉米剝皮作業(yè)，替代手工操作，提高工作效率。烏克蘭赫爾松康拜因聯合剝皮機制造公司的KCKY-6型玉米剝皮機，可以進行摘穗—果穗剝皮—青貯聯合作業(yè)，適合大部分地區(qū)的農藝要求。
1.3剝皮機的設計要求及結構簡介
1.3.1剝皮機的設計要求
根據設計任務書的要求，微型玉米剝皮機是一種剝去玉米表皮的專用機械。這種機械主要針對農村的廣大的農民用戶使用，所以此機械必須具備如下的特點：
1.操作簡單，便于廣大農村用戶的使用，零部件盡量采用標準件，便于安裝和維修。
2.整機安裝，結構簡單，成本低而且動力的選擇要符合農村的實際情況。
本機還應有較高的生產效率，較低的籽粒破損率，較高的剝凈率。
3.性能指標要求：苞葉剝凈率要求達到底93%以上，而在剝皮過程中脫粒 率＜1.5%，并盡量減少籽粒脫落。
4.經濟指標：盡是降低成本，增大工作時生產效率。每對剝皮輥的生產率為1500KG/h,同時根據不同用戶的需要有兩對輥、四對輥、八對輥等不同機型。
1.3.2玉米剝皮機結構簡介
玉米剝皮機主要由剝皮機構、壓送器和果穗分布裝置等組成。
（1）剝皮機構主要部件為剝皮輥，其作用是清除莖葉混合物和剝掉果穗苞皮。其原理是相對旋轉的一對輥子抓取并剝掉在其上運動的果穗的苞皮，同時把苞皮和莖葉混合物拽到輥下，剝掉苞皮。剝皮輥間隙是由壓縮彈簧來保證的，不用經常調整
（2）壓送器對改善果穗剝皮質量，提高剝皮裝置生產率是極其重要的，它把果穗壓向剝皮輥表面，從而增大剝皮輥對果穗的磨擦力，并促使苞皮蓬松和使剝皮輥更好地抓取苞皮，而后周期性地放松壓向剝皮輥上的果穗，以使其能繞軸轉動，從而使果穗四周的苞皮與剝皮輥接觸，促使果穗在剝皮時翹起來，這樣有利于避免果穗端部掉粒。因本機采用全橡膠剝皮輥，輥面帶有螺旋凸棱，左右輥互相嚙合，成對使用，由于橡膠磨擦系數較大，因此不必另加壓制器。
（3）分布裝置的作用是把果穗沿剝皮機構均勻分布，并使果穗軸線沿著溝槽，本機采用的手動送料裝置，其進料斗的滑板具有分布裝置的功能。另外設計美觀實用的機架和機體，通過合理的配套，組裝，和改良就可設計出經濟實用的玉米剝皮機。
該機結構簡單，調整方便，性能可靠，生產效率高。此種機械的研制成功，大大減輕了農民的勞動負擔，為廣大的農民節(jié)省了大量的時間，降低了勞動強度，成為農民致富的途徑之一。
第2章 總體方案設計
2.1總機的結構形式
采用人工上料，人工喂入，機械剝皮，最終使果穗和表皮分離。在這過程中之所以采用人工上料和人工喂入主要是如果采用自動喂入會使機器的成本和造價會大大地提高而農民對這種機械由于價格的增設而使購買力下降。配套動力源采用Y系列三相電動機，主要工作部件選用鑄鐵-橡膠的玉米剝皮輥，傳動部分使用鏈輪傳動和直齒輪傳動。
在設計過程中也曾考慮過采用自動喂入，但這種機械雖然在效率上有所提高，但同時它也將提高機器的成本，從而使購買力下降。而采用人工喂入雖然不如自動喂入效率高，但也比手工剝皮有很大的提高，而且適合大多數農民的經濟能力。之所以采用Y系列電動機，是因為Y系列電動機是目前最常使用的，而且價格合理。剝皮部件采用全橡膠的剝皮輥，不但不影響剝凈率而且由于橡膠比較有彈性不會損傷籽粒。傳動部分由于該機構比較簡單所以選用直齒輪即可。
剝皮機主要核心部件是剝皮裝置，傳統(tǒng)式剝皮裝置采用全鑄鐵螺旋齒輥，兩對輥的中心距a=66.75mm,且兩對輥形成一個槽形，一般采用二對或四對輥，為增加玉米穗與輥子的壓力，在剝皮輥的上方配有二組或三組壓制器，多年來的實踐證明，這種輥型的剝凈率最高能達到85%，籽粒破碎率高達2%，這是玉米剝皮機不能推廣的主要原因。
94年通過實驗研究，設計出一種采用一支鑄鐵螺旋齒輥和一個橡膠螺旋剝皮輥配對使用，橡膠輥采用橡膠制成，輥面帶有螺旋凸棱，左右輥互相嚙合，成對使用，由于橡膠磨擦系數較大，因此不必另加壓制器，且橡膠面有彈性，不損傷籽粒，并在軸線方向上布置有螺距為2m的螺旋線，果穗能沿向下滑，再加上與支架本身的傾角，使果穗能自動進入下料斗，生產率較高，該裝置已獲得國家實用型專利（專利號：942250133）新產品，2003年通過試驗再次改良了剝皮輥的結構，在輥體的凹陷部設有剛性的剝皮抓丁，抓丁的端部高于輥的外表面，在剝皮過程中，由剝皮抓釘首先將果穗的苞葉撕開，相對旋轉的兩對輥將苞葉撕開輾住，靠兩輥的旋轉力拉開苞葉，使之與果穗分離，從而達到剝皮的目的，更有效的提高了剝凈率，該裝置也已2006年獲取國家實用新型專利（專利號：0520082352.2）直接利用剝皮裝置專利技術，配以傳動系統(tǒng)、機架、動力源及上下料斗等部件組成。
2.2總統(tǒng)設計思想
（1）機架的配置；
（2）傳動系統(tǒng)的配置；
（3）剝皮裝置的確定（剝皮輥長度的確定，剝皮輥生產能力的確定，剝皮部件的確定）；
（4）執(zhí)行部件的確定（喂入斗，壓送器，導向板）；
（5）傳動部件的設計（玉米果穗的受力分析，皮帶輪的設計，齒輪的設計，鏈輪的設計，軸強度設計）；
（6）其他輔助部件的選擇（篩子，風機）；
（7）電機的選擇。
總體設計草圖，如圖2.1。
圖2.1 總體設計草圖
2.3機架的配置
總體配置就是合理安排各部件位置和聯接關系，確定動力的傳動路線，與電動機的聯接關系，使整個機器工藝路線流暢合理，并且便于使用調整和維修，同時機器外觀造型要給人以美感。
機架采用角鋼焊接而成，在滿足要求的前提下具有一定的抗壓能力即可，主要的目的是便于組織生產，提高通用程度。
2.4傳動系統(tǒng)配置
利用電動機作為動力源時，只需二級鏈輪傳動完成降速過程，最后再由鏈輪和齒輪傳動到主動軸上。通過主軸的旋轉完成其剝皮過程和把剝完皮的玉米果穗送往出料口，此傳動系統(tǒng)不但結構簡單，對各零件的加工沒有特殊的要求，同時為保證用戶使用的安全性，本機器還增加設置了往復式篩子和離心式風機，可以把玉米外皮快速安全的送到機器外部，整機生產都比較方便可行，適合各種生產廠家的大規(guī)模生產，經濟可靠。
2.5動力參數及動力源配置的確定
通過查詢農業(yè)機械設計手冊和其他相關資料，各主要部件消耗功率如下：
1.剝皮輥，玉米剝皮機的功率消耗可按1kw/h的功率可剝皮600~700kg玉米穗扒皮輥需要380-420r/mim或按每對剝皮輥需要0.7~0.8kw計算。
2.往復篩，由于往復篩由曲柄連桿機構，和擺臂機構組成，實際工作中四個擺臂與曲柄連桿機構的同軸度很難保證，所以消耗的功率遠遠大于各自計算功率，故通過咨詢農機專家，得到多次試驗的合理消耗功率為0.5kw。
3.風機，風機消耗功率為2kw。
按最低計算得電機理論功率值為：0.8×3+0.5+2=4.9kw，但考慮到剝皮機工作工程中玉米葉及其他物體對剝皮輥產生的纏繞堵塞等不可知因素，故將電機暫定為7.5kw，型號為Y160M-6。
2.6本章小結
本章通過對國內外新型玉米剝皮機進行分析，對微型玉米剝皮機進行了總體設計?？傮w設計采用人工上料，人工喂入，機械剝皮，最終使果穗和表皮分離，并考慮農民的購買能力，動力源采用Y系列三相電動機，傳動部分使用鏈輪傳動和直齒輪傳動，有效的提高了使用價值和經濟效益。同時剝皮輥采用鑄鐵和橡膠組合輥，可以有效提高生產效率降低破損率，滿足任務要求。
第3章 剝皮裝置的確定
3.1剝皮輥確定
圖3.1 剝皮輥簡裝圖
3.1.1剝皮輥長度、直徑的確定
傳統(tǒng)式玉米剝皮輥長度為1070mm,美國甜玉米剝皮機輥長為1500mm,根據實驗得出玉米在剝皮輥上的剝凈率在開始400mm內剝凈率為85%,在800mm內剝凈率95%,因此輥長定為1100mm可使苞葉的剝凈率在95%以上，剝皮輥的長度是影響剝凈率的主要參數,為保證剝凈苞葉,剝皮輥應有足夠長度,但過長會引起籽粒脫落和破碎,剝皮輥的直徑應不使最小直徑的果穗受擠壓和被抓取為準。參考農機設計手冊設計，剝皮設計如下表。
表3.1 剝皮輥設計參數
長度L（mm）
直徑D（mm）
圓周速度V（m/s）
設計值
1100
70
1
參考范圍
800mm 且方向相反，因此果穗在剝皮過程中產生轉動，可加速剝皮過程，為加速果穗下移速度，剝皮輥還要有一定傾角，傾角小，下滑速度慢，生產率低，傾角大，剝凈率低，本機通過部件試驗，確定剝皮輥傾角為12°。果穗通過間隙，根據實測果穗直徑最大不超過Φ65mm，為防止過大的果穗卡滯現象通過70mm，可使果穗繞自身軸線自由轉動，為防止在剝皮過程中產生果穗直立造成脫粒，在剝皮輥上方設有壓穗板，壓穗板通過間隙為70mm。
3.4本章小結
剝皮裝置是由一對相向轉動的剝皮輥抓取和剝除玉米穗的苞葉.剝皮輥與苞葉間的磨擦力必須大于苞葉與穗輥間的聯接力。為了使苞葉剝凈,在玉米穗沿剝皮輥下滑的同時,自身應能轉動.在剝皮輥的上方設有壓送器,使果穗對剝輥穩(wěn)定地接觸而避免跳動。
第4章 執(zhí)行部件及機架設計
4.1果穗料斗的設計
果穗料斗不但要有暫存果穗的能力，而且還要能夠使果穗沿剝皮輥的軸向方向上進入兩輥所形成的槽形中，在配置上與剝皮輥 的傾角相同，均與水平面成12°角，在長度上按展開1000mm設計，因為考慮到玉米進入到剝皮輥時的方向性，所以將出口處的滑板設計成與剝皮輥組數相等的槽形，盡可能保證每次只能通一穗玉米。
進料斗是送入玉米的裝置，由于本機采用兩對剝皮輥工作，所以進料斗必需設計成雙出口的結構。玉米需自動滑到剝皮輥的方向上進入兩輥形成的槽形中進行剝皮，這就要求料斗具有一定的傾斜度，經參考實驗數據選傾斜度為12°。為保證玉米滑向剝皮輥時每次只通過一穗玉米，可將出口設計成與剝皮輥組數相同的槽形，如圖4.1。同時為保證玉米在剝奪皮過程中受切向力的擠壓導致彈出，在剝皮輥上方增輥兩個壓穗板，以防止果穗彈出。下料斗是在玉米剝皮結束后，果穗滑出的裝置，它可以設計成任何方便的形狀，如圖4.2。
圖4.1出料斗 圖4.2 進料斗
同時，本裝置采用的熱軋Q235板材折彎成長度為500mm，寬度為930mm，高度為200mm槽型斗作為喂入斗，使用時其與地平面約30°并可以調節(jié)。
4.2其他執(zhí)行部件的配置
1.導向板配置
導向板也叫分穗板，把高度150mm的熱軋Q235板材折彎成，折彎高度為120mm作為分穗板。將出口處的滑板設計成剝皮輥組數相同的槽型，盡可能保證每次只能通過一個玉米，由于本機采用三對剝皮輥工作，所以進料斗設計成三出口的結構且料斗具有一定的傾斜程度，經參考實驗數據傾斜角度為。
2.壓送器配置
壓送器也叫壓穗板，把邊長為300mm的熱軋Q235板材折彎成后底邊倒角作為壓送玉米的壓送板，同時使用時配上彈簧調節(jié)，主要為保證玉米在剝皮的過程中受切向力的擠壓而導致的彈出，在剝皮輥上方增加了3對壓穗板以防止果穗彈出，同時增大摩擦，提高效率，如圖4.3。
圖4.3 壓送板結構
4.3輔助執(zhí)行機構設計配置
1.篩子系統(tǒng)的配置
采用曲柄連桿機構和擺臂機構配合構成，篩子寬度1100mm，長度1000mm，厚度350mm，運動角度為如圖4.4。
圖4.4 篩子結構圖
2.風機系統(tǒng)配置
采用標準離心式風機（直徑為320mm）。
4.4機架、聯接架的設計
機架的連接架均由角鋼焊接而成，兩種機型結構相同，僅寬度不同。在滿足要求的前提下具有一定的抗壓能力即可，主要目的是便于組織生產，提高通用程度，因此無特別要求。但必須使其要滿足經濟要求。
初步定尺寸為：
4.5本章小結
執(zhí)行部件是本設計除剝皮輥之外重要的組成部分，該部分有效的保障玉米可以快速、高效的完成整個的剝皮過程，是提高生產效率和保障安全生產的關鍵部分。本設計在滿足設計要求的前提下，充分考慮節(jié)約成本，經濟高效的思想，對于喂入斗、壓送板、導向板、風機、篩子和機架等部件進行的設計。
第5章 傳動部分設計
5.1玉米果穗在剝皮輥間的受力分析
如圖5.1所示：玉米在兩輥間由于受到兩輥磨擦力 而使玉米可以發(fā)生自轉，在自轉的過程中使苞葉進入兩輥互相嚙合的凹槽中，使得苞葉被撕開。
圖5.1 受力分析簡圖
兩對輥對玉米產生的兩個磨擦力、 分別為：
（5.1）
（5.2）
通過力學分析及計算，各個角度可知，如表5.1。
表5.1 玉米在兩輥之間各個角度值
角度名稱
角度值
（5.3）
（5.4）
（5.5）
（5.6）
其中: ..........撕破苞葉的抓取力，由實驗可知20.05 kg.
………………在自轉過程中撕扯力
……………扯斷苞葉所需力，根據實驗可知
………………每對剝皮輥消耗的功率
………………三對輥消耗的總功率
………………每對齒輪所需扭矩
5.2皮帶傳動的設計計算及校核
已知：篩子的功率P=0.4kw （通過農機設計手冊可知:篩子功率P=0.35-0.4kw）
1、確定計算功率:
由參考文獻[1]表8-9可查得工作情況系數=1.2,故：
2、選取窄V帶帶型：根據=0.48kw、=340r/min由參考文獻[1]圖8-12確定選用A型帶。
3、確定帶輪的基準直徑：
由參考文獻[1]表8-4取主動輪直徑＝100mm.
根據參考文獻[1]式8-18得：
根據參考文獻[1]表8-4，取
驗算帶的速度：
帶的速度合適。
4、確定窄V帶的基準長度和傳動中心距：
根據：.
計算帶所需的基準長度：
由參考文獻[1]表8-3選A型帶的基準長度＝1400mm.
計算實際中心距a：
.
5、驗算主動輪上的包角
由參考文獻[1]式8-21得：
主動輪上的包角合適。
6、計算窄V帶的根數Z:
由參考文獻[1]式8-31得：
由，查參考文獻[1]表8-6和8-7得：
查參考文獻[1]表8-8得，表8-3得，所以：
取Z=1根
7、計算預緊力:
由參考文獻[1]式8-32得V帶初拉力：
8、計算作用在軸上的壓軸力：
9、帶輪結構設計
帶輪的材料選為鑄鐵選HT200。
結構選擇：大小帶輪都選用實心式的帶輪。
10、皮帶采用張緊輪裝置。
5.3齒輪的設計和校核
對于d=84mm的齒輪分別進行計算和校核
a.選定齒輪類型、精度、材料及齒數
（1）按傳動方案，選用直齒輪傳動。
（2）剝皮機為一般的農用機械，速度不高，故參考參考文獻[1]表5-4選用8級精度傳動。
（3）材料選擇,考慮此齒輪振動沖擊較大選大小齒輪材料為40Cr(調質)硬度為240HBS，表面淬火，齒形變形不大，不需磨削。
（4）選齒數
b.按齒面接觸疲勞強度設計：
根據參考文獻[1]式(5-24)：
（1）確定公式內的各計算數值
根據工作條件，選取載荷系數： (1.1(22-30)
鍵的選擇：
GB/T1096-2003 鍵（齒輪）
GB/T1096-2003 鍵（鏈輪）
2.鍵的校核：
根據參考文獻[1]式(10-14) 并取k=h/2 L=l-b=22-8=14mm
則，工作表面擠壓應力：
由參考文獻[1]表10-6可知 許用擠壓應力，所以：
即鍵的強度符合要求。
5.6軸承的選擇和校核
1.軸承的選擇：
根據前面一系列的計算結果，剝皮選定軸承的類型為帶密封圈的單列向心球軸承（GB279-67）軸承型號分別選為2205和2206。
這種軸承主要承受徑向載荷，當轉速較高，軸向載荷不大時可以代替推力球軸承承受純軸向載荷，密封圈能較嚴密地防止污物從一面侵入軸承，因為另一面設計加了軸承嵌蓋，可通過油潤滑及脂潤滑降低磨擦阻力，減小接觸應力、吸收振動、防止銹蝕、散熱等，此類軸承主要用在密封要求較高的部件中。
2.軸承的校核：
根據參考文獻[1]式（12-3）
由前面的計算可知：
n=420r/min =1
齒輪：
鏈輪：
則，軸承的壽命為：
所有，滿足強度要求。
5.7鏈輪的設計
(與剝皮輥相連接的鏈輪的設計)
1.選擇鏈輪齒數z1 、z2、z3和傳動比i：
，（傳動比i=1且齒數盡量用奇數）
2.確定計算功率和選擇鏈：
①計算功率Pca是根據傳遞的功率P，并考慮到載荷性質和原動機的種類而確定，即
其中，由參考文獻[1]表8-14查得：，表8-15查得：，
表8-16查得，。
按雙排鏈計算：
②.選擇鏈的型號
根據與由參考文獻[2]表4-11選擇 10A （節(jié)距：p=15.875mm）
計算鏈條節(jié)：
當鏈輪齒數相等： 初定中心距：
3.計算鏈節(jié)數：
（取整，最好取偶數）
4.驗算鏈速：
5.初選中心距 ：
6.計算壓軸力：
其中，
7.鏈傳動的潤滑和防護：
對于10A鏈，鏈速度v=1.89m/s 在參考文獻[1]圖8-22選擇方式Ⅱ低油潤滑。
鏈輪的結構設計和尺寸。
8.小鏈輪的直徑
實心式結構，內孔直徑與軸的設計有關D=28mm.
(與傳動系統(tǒng)連接的鏈輪的設計)
1.選擇鏈輪齒數z1 、z2和傳動比i：
，（齒數盡量用奇數）
取
其中，
2.確定計算功率和選擇鏈：
①計算功率Pca是根據傳遞的功率P，并考慮到載荷性質和原動機的種類而確定，即
其中，由參考文獻[1]表8-14查得：，表8-15查得：，表8-16查得，。
②.選擇鏈的型號 根據與由參考文獻[1]表8-21選擇 12A （節(jié)距：p=19.05mm）
3.計算鏈條節(jié)數：
（取整，最好取偶數）
4.驗算鏈速：
5.確定中心距 ： 由參考文獻[1]表8-17得：
6.計算壓軸力：
7.鏈傳動的潤滑和防護：
對于12A鏈，鏈速度v=1.4m/s 在參考文獻[1]圖8-22選擇方式Ⅱ低油潤滑。
8.鏈輪的結構設計和尺寸。
小鏈輪的直徑
實心式結構，內孔直徑與軸的設計有關D=30mm。
大鏈輪的分度圓直徑：
輪輻式結構，內孔直徑與軸的設計有關D=35mm。
(與傳動系統(tǒng)連接和與剝皮傳動鏈輪相連接的鏈輪的設計)
分度圓直徑：
5.8電動機的選擇
其中， ………………每對剝皮輥消耗的功率
………………三對剝皮輥消耗的功率
………………篩子的消耗功率，
………………風機的消耗功率，
、、、…三角帶、直齒輪、滾動軸承、鏈傳遞效率
、………………總功率、效率
………………所需電動機功率
表5.2 功率參數表 單位：kw
篩子
風機
功率消耗參考范圍
0.35-0.4
0.8-1.2
表5.3 效率參數表
電傳動
直齒輪傳遞
滾動軸承傳遞
鏈輪傳遞
效率
0.95
0.93
0.99
0.88
所以：選擇電動機功率為7.5kw，而電動機的轉速要求應為970r/min，且要考慮農村現在情況，要選用單相交流電，而三相交流相對來說不方便，所以采用Y160M-6型單相電動機，如表6.4。
表5.4電機的選擇
電機型號
額定功率P
滿載轉速
總尺寸
伸出尺寸
鍵槽尺寸
Y160M-6
7.5kw
970r/min
600×350×385
42×110
12
5.9本章小結
傳動系統(tǒng)是機械設計的重要部分，尤其對于農業(yè)機械，傳動系統(tǒng)是保證效率和節(jié)約成本的關鍵部分。本章對三角帶輪，直齒輪，鏈輪及軸等主要傳動部件進行設計、計算和校核，此外，還對軸承、鍵和電機等進行了選擇和校核。經過一系列的計算，各部分零部件滿足設計要求。
第6章 微型玉米剝皮機的保養(yǎng)、使用、調整及修復
6.1每日技術保養(yǎng)
1．每日工作前必須徹底清理剝皮輥子上纏繞的雜物。
2、檢查傳動軸上所有軸承擋圈是否牢固。
3、按照規(guī)定進行潤滑，在注油前擦凈油嘴頭。
4、經常檢查軸承的密封狀態(tài)，發(fā)現漏油時，要縮短潤滑間隔時間。
5、開式傳動齒輪要經常澆機油。
6.2傳動裝置的使用和調整
1、在使用中必須注意保持三角帶的正常緊度，帶過松或過緊都會縮短三角帶的使用壽命。帶過松會使三角帶在帶輪上打滑；帶過緊，會使軸承加速磨損，使軸彎曲，甚至可能折斷。三角帶的正常緊度，是以15千克的負荷加到兩帶輪間的帶上，按帶所產生的撓度檢查帶緊度的正確性。
2、必須防止傳動零部件沾油，因為傳動零部件沾油不僅對本身有破壞作用，而且?guī)Т蚧?；有油落到零部件上時，必須用沾有少量汽油的抹存擦掉，然后用干凈抹布將膠帶擦干。
3、要防止帶、鏈條等的機械損傷。帶、鏈條等往往由于碰壞和劃傷而很快報廢，所以，掛上或取下時，必須先將張緊機構松開，嚴禁用帶尖棱的鋼棍掛上或取下。
4、必須注意齒輪的正常嚙合、磨損。
6.3機器的保管
1.微型玉米剝皮機收獲作業(yè)結束之后，一定要對機器進行妥善的保管，保管好機器可以延長其使用壽命。
2.放松各部傳動膠帶及彈簧，最好是卸下三角帶等入庫存放。
3.卸下各部齒輪，清洗后經機油浸泡入庫保管。
4.向各注油點注滿油。
5.開式傳動齒輪及其它未涂漆的表面要涂油防銹。
6.清理各部塵土、油污，將磨掉漆的部位涂漆。
7.將機架墊起，使機座離地。。
8.如無庫棚，應存放在地勢干燥處，有帆存蓋好。
6.4工作部件損壞的修復和調整
1、剝皮輥間隙和壓力的調整。玉米成熟度高、苞葉松，兩剝皮輥間隙大，彈簧壓力應調??；玉米潮濕苞葉緊，兩剝皮輥間隙應小，彈簧壓力應調大，以防止啃壞籽粒和掉粒。
2、調整張緊機構松緊度，不應出現打滑現象，否則會產生堵塞和掉粒。
3、剝皮膠輥和鐵輥軸頭由于安裝和調整不當而易斷裂。我們把軸承座孔和輥也內已斷裂的軸都用車訂鉆出，重新車一同樣尺寸的軸鑲進輥孔內另一端，壓進軸頭軸承座孔內，并沿固定軸的安裝位置有一個限位擋塊， 我們用此辦法修復鐵軸2根，膠軸1根，使機器很快恢復作業(yè)。中間軸也易斷裂，我們采取在斷裂處兩端鉆中心孔并鑲一鐵芯子，并按原位焊接好。
6.5本章小結
微型玉米剝皮機能一次完成玉米剝皮的全過程，及時認真的進行技術保養(yǎng)，能保證收獲機經常處于完好的技術狀態(tài)，充分發(fā)揮機器的效能，提高生產率，延長機器的壽命。微型玉米剝皮機的技術保養(yǎng)包括：各部零件的清洗、檢查、螺栓緊固、潤滑和調整等。
結 論
本設計首先了解國內外新型玉米剝皮機的發(fā)展狀況和工作方式，對微型玉米剝皮機的總體設計進行了可靠的分析。本設計主要以微型玉米剝皮機的應用為背景，以實現每對剝皮輥的生產率為1500KG/h，苞葉剝凈率要求達到底93%以上，而在剝皮過程中脫粒率小于1.5%，并盡量減少籽粒脫落為目標，盡可能降低成本，增大工作時生產效率，提出了微型玉米剝皮機的設計思想和技術路線。以玉米剝皮機的剝皮裝置和傳動系統(tǒng)設計為重點，較為詳細的闡述了剝皮輥和傳動部件的設計。通過一系列的設計研究，最后達到設計指標，滿足功能要求?？偨Y全文，有以下結論：
1.總體方案的分析
本設計以微型玉米剝皮機的設計任務要求為出發(fā)點，闡述了玉米剝皮機總機的結構形式、設計思想和主要機構選擇，在此基礎上，設計出玉米剝皮機的總體結構。
2.整體各個系統(tǒng)設計與研究
在系統(tǒng)總體設計的基礎上，對剝皮裝置、執(zhí)行系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)等進行了設計。針對玉米剝皮機生產效率問題對剝皮裝置，尤其是剝皮輥的設計進行了詳細的設計與研究。經過分析，本次設計的微型玉米剝皮機在各項指標上達到了設計要求。
3.研究設想
本設計為微型玉米剝皮機，主要為適應家庭及中小企業(yè)生產，但隨著生活水平及農業(yè)機械水平的發(fā)展和提高，對于剝皮機的生產能力也會有更高的要求。因此，我認為可以把微型玉米剝皮機與玉米聯合收割機結合使用，實現玉米摘穗、剝皮、集糧、運輸于一體的玉米高效生產機械。
參考文獻
[1] 馬秋生.機械設計基礎[M]（第一版）.北京: 機械工業(yè)出版社，2005.
[2]于惠力,馮新敏.傳動件設計與實用數據速查[S].北京: 機械工業(yè)出版社，2010.
[3] 朱龍根.機械系統(tǒng)設計[M]（第二版）.北京: 機械工業(yè)出版社，1990.
[4] 吳宗澤,羅圣國.機械設計課程設計手冊[S]（第三版）.北京: 高等教育出版社，2006.
[5] 中國農業(yè)機械化科學研究所.農業(yè)機械設計手冊[S]（上冊）.北京: 機械工業(yè)出版社，1988.
[6] 孟慶軒.農業(yè)機械的使用與維修[M].北京: 中國社會出版社，2005.
[7] 吳宗譯.機械零件設計手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2004.
[8] 商景泰.通風機實用技術手冊[S]（第二版）.北京: 機械工業(yè)出版社，2011.8.
[9] 龔溎義.機械設計-課程設計圖冊[S].高等教育出版社出版社,1987.
[10] 邱岳巍，趙荔娜. 玉米剝皮機剝皮裝置的改進[J]. 農村牧區(qū)機械化，2009，85（6）：38-39.
[11] 王晶. 我國玉米剝皮機械化及機具的概況與發(fā)展方向探討[J]. 農業(yè)與技術，2009，27（6）：101-104.
[12]章慧全. 玉米剝皮機的研究設計[J].農業(yè)科技與裝備，2009，6（3）：45-47
[13]陳寶昌，林君堂等.新型玉米剝皮機的研究設計[J].農機化的研究，2010 (2) 18-21.
[14]王太柱，李敏.6YBJ-2型高效風清玉米剝皮機額研究設計[J].農業(yè)機械，2008（6）85-87.
[15] 易克傳，曾其良，陳守江等. 小型摩擦式鮮食玉米剝皮機的設計[J].包裝和食品機械2011，29 (6) 24-26.
[16] 商穩(wěn)奇. SCH-4型玉米剝皮機檢驗報告[R] .北京-農業(yè)部農業(yè)機械試驗鑒定總站，2009.
[17] 趙玉強,何曉鵬 等. 玉米剝皮機的設計與試驗[J]. 農業(yè)工程學報2011，27（2） 114-118.
[18] 李媛,穆春紅,黃明智等. 5BY-70型玉米剝皮機的研究設計[J] .農村牧區(qū)機械化2008，1（3）12-13.
[19]曹慧鵬.5YB-600型玉米剝皮機的設計與研究[J].當代農機，2009（6）69-70.
[20]王先霞，倪長安，劉師多. 玉米果穗剝皮裝置影響剝皮性能的試驗分析[J]. 農機化研究，2009，31（2）：117-120.
[21]馬云霞，謝榮.4YB-1000A型玉米剝皮機[J] .農業(yè)機械化與電氣，2008，35（3）26-28.
[22]陳寶昌，林軍堂，李存斌，常建國等.新型玉米剝皮機的設計與研究[J].農機化研究，2010（2）88-90.
[23]Jesús Giménez， Lluís Màrquez Linguistic measures for automatic machine translation evaluation [J] . Machine Translation Springer Netherlands . 2011.
[24]DE-DIN(德國標準化學會) Food processing machinery - Derinding-, skinning- and membrane removal machines - Safety and hygiene requirements [J]. German version .2011.
致 謝
經過近一學期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在這感謝各位指導老師的指導和關心，正是因為有了老師們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。雖然在設計中還存在很多不完善的地方，但在整個設計的過程中，收獲很大，學到了很多。
這段時間中，我在網上查閱了一些有關設計的資料，而且參閱了大量有關期刊，從中了解到了許多相關信息及所需的設計數據，從而順利的完成了畢業(yè)設計。所設計的是微型玉米剝皮機，該機結構簡單，調整方便，性能可靠，生產效率高，主要剝皮裝置采用鑄鐵和橡膠的玉米剝皮輥，這避免了傳統(tǒng)設計方法中采用鑄鐵輥對玉米籽粒的損傷，而且在結構上比傳統(tǒng)設計方法更加合理。并且在剝皮裝置與傳動方式上較傳統(tǒng)設計有所改進，更適合在廣大農村的推廣應用。整個設計過程中，我的CAD操作也日漸成熟，這對日后學習工作有著莫大的好處。
通過這次的設計，我對于機械化設計的各個環(huán)節(jié)有了更加深刻的了解，對所學的專業(yè)知識有了更深的掌握，對大學四年所學的基本知識都系統(tǒng)的回顧并掌握了，充分動腦，充分發(fā)揮想象力，經過老師指導確定了設計方案，這次設計是一次很好的學習與思考的過程，在本次設計過程中所獲得這些將在今后的學習工作中發(fā)揮基礎和平臺作用。
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