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附 錄1
小型玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)
1、 引言
玉米脫粒機(jī)是我國(guó)糧食收獲的重要農(nóng)業(yè)機(jī)械之一。軸流式玉米脫粒機(jī),全機(jī)有入料斗、脫粒、風(fēng)選、篩選、機(jī)架等五個(gè)重要部分。脫粒部分由釘齒滾筒、凹板、螺旋板組成。凹板下方有流斗。風(fēng)選部分有風(fēng)扇和出糠口。篩選部分有篩子和偏心滾輪振動(dòng)器，篩子由偏心滾輪振動(dòng)器帶動(dòng)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將玉米芯中夾帶的子粒篩出，由篩孔漏下。其加工流程如下：玉米穗通過料斗進(jìn)入滾筒，在高速回轉(zhuǎn)滾筒的沖擊和玉米穗、滾筒、凹板的相互作用下被脫粒。脫下的子粒大部分通過凹板孔，由子粒滑板滑出機(jī)外。穗軸則沿滾筒軸向往后移動(dòng)，通過篩子表面流出機(jī)外。夾帶在穗軸中的部分子粒經(jīng)過篩孔漏下。風(fēng)扇的作用是將夾在子粒中的輕雜帶走。
2、 喂入口和排出口的設(shè)計(jì)
為保證玉米穗順利喂入而不堵塞滾筒，料斗底板應(yīng)有一定的斜度；進(jìn)入滾筒的入口應(yīng)偏向滾筒向下回轉(zhuǎn)的一側(cè)。軸流式滾筒式脫粒裝置的喂入口和排出口設(shè)置在徑向位置時(shí)，其設(shè)計(jì)原理與切流式脫離裝置基本相同。根據(jù)需要也可配置喂入輪和逐稿輪。在現(xiàn)有的一些脫粒機(jī)上，喂入口寬約400-500mm，排出口寬約300mm。有的脫粒裝置上的排出口寬度可以調(diào)節(jié)，用來改變作物的脫粒時(shí)間，以適應(yīng)不同作物需要。穗軸排出口與子粒排出口的配置應(yīng)保持一定的距離，以免穗軸于子?；祀s。軸流式滾筒上方的頂蓋與凹板鑲接組成圓筒行的脫粒室。圓柱形軸流滾筒的頂蓋內(nèi)壁應(yīng)有螺旋線導(dǎo)向板，用以控制作物軸向移動(dòng)的速度。導(dǎo)向板的螺旋升角約為20度到50度，升角過大導(dǎo)向板起不到軸向?qū)偷淖饔茫魑镆诇?、積聚、使秸草破碎嚴(yán)重。導(dǎo)向板高度一般為50-70mm.喂入量大、作物層厚、導(dǎo)向板高度取最大值。導(dǎo)向板與滾筒間隙大多為10-15mm，間隙過大，作物軸向流動(dòng)不暢，使生產(chǎn)率降低，甚至可能發(fā)生堵塞。間隙太小，碎秸草多，功率消耗大，作物濕度較大時(shí)還易引起堵塞。因作物層沿軸向逐漸變薄，滾筒與導(dǎo)向板的間隙也可沿軸方向由大變小，以提高脫粒分離的效果。
3、 脫粒裝置的設(shè)計(jì) 、滾筒類型的設(shè)計(jì)
軸流式脫粒裝置主要由滾筒、凹板、導(dǎo)板和蓋（或罩）等部分組成。工作時(shí)，作物由滾筒的一端喂入（順著滾筒軸向或徑向喂入），隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)，作物貼著凹板與蓋（或罩）組成的圓筒內(nèi)弧面作螺旋運(yùn)動(dòng)。沿著滾筒軸線方向流過脫粒裝置。谷粒、潁殼、碎秸、碎葉等谷粒混合物在滾筒離心力的作用下同時(shí)由凹板篩孔（或分離篩孔）落下，秸草則由滾筒的另一端（軸向或徑向）排出。大部分生長(zhǎng)成熟、飽滿的谷粒在滾筒前半段脫下分離，一些生長(zhǎng)不好和不太成熟的谷粒到后半段才被脫下,后半段滾筒還把其余混在碎秸里的谷粒分離出來。因作物在脫粒裝置內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)（約2-3秒），能充分的進(jìn)行分離，故比傳統(tǒng)使用的切流式脫粒裝置脫凈率高，而且有可能把脫粒調(diào)整的柔和些。使受損傷的的谷粒減少。但碎秸桿多，脫粒消耗的功率也相應(yīng)較大。
滾筒的直徑、轉(zhuǎn)速和長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)
常用的圓柱形釘齒滾筒的齒頂圓直徑為200-300 mm。這里取224 mm。軸流滾筒式脫粒裝置對(duì)作物的脫粒時(shí)間比較長(zhǎng)，故滾筒的脫粒速度可比切流滾筒式的稍底些，脫粒間隙可以大些，而不同的作物所要求的脫粒速度與脫粒間隙在調(diào)節(jié)。
4、 清選裝置的設(shè)計(jì)、清選裝置的功用
通過總體設(shè)計(jì)方案選用吹出型清選裝置。清選風(fēng)道位于風(fēng)扇出口的前面，谷粒混合物沿滑板在出風(fēng)口前落下，輕雜物沿風(fēng)道被吹走，谷?？恐亓Υ┻^氣流場(chǎng)進(jìn)入集谷裝置。清選風(fēng)道下眼保證輕雜物的吹出通暢，并能截留被氣流吹出的少量谷粒，減少損失。清選風(fēng)道的截面積一般比風(fēng)扇出口的面積大很多，以便在出風(fēng)口處把谷粒混合物吹散。
5、 帶輪傳動(dòng)
鑒于帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和在應(yīng)用中的廣泛性。在一般的機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣泛的是V帶傳動(dòng)。V帶的橫截面呈等腰梯形，V帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)等產(chǎn)生更大的摩擦力。這是V帶傳動(dòng)性能上最主要的優(yōu)點(diǎn)。再加上V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，以及V帶多以標(biāo)準(zhǔn)化并大量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，因而V帶傳動(dòng)的應(yīng)用比平帶傳動(dòng)應(yīng)用廣泛的多。所以綜合以上V帶種種的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)際操作的可行性，V帶傳動(dòng)是最佳的選擇。
6、 帶輪的材料
帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的材料牌號(hào)為HT150或者為HT200；轉(zhuǎn)速比較高的時(shí)候采用鑄鋼（或者用鋼板沖壓后焊接而成）；小功率時(shí)可以用鑄鋁或者塑料。
附 錄2
Small corn Sheller design
One、 Introduction
Corn Sheller is China's grain harvest of one of the important agricultural machinery. Axial-flow corn Sheller, the whole machine into the hopper, threshing and winnowing, screening, rack and important parts. Threshing in part by the nail tooth drum, concave, Helix Board composition. Concave bottom stream bucket. Some fans and winnowing out chaff. Filtering is a sieve and eccentric wheel vibrators, shaken by the eccentric wheel vibrators driven do reciprocating motion, the corncob entrainment of grain screening out from under the sieve leakage. The process is as follows: maize ears by hopper into the cylinder at high-speed rotary drum of shock and maize ears, roller, concave plate interactions are threshed. Off most of the grain through concave bore, from grain skateboard slide-out machines. Cobs along drum shaft yearning after moving through a sieve surface flow out of the machine. The aim of the section in the Spike-grain through the sieve leakage. The fan is enclosed in the grain of miscellaneous away.
Two、 feeding inlet and outlet of design
In order to guarantee the smooth feeding corn without clogging rollers, hopper bottom should get some angle; enter the drums of entry should be in favor of the drum down one side of the revolution.
Axial-flow type threshing equipment feeding inlet and outlet settings in radial position, their design principles and cut streaming out of the device is basically the same. Depending on your needs or you can configure the automatic feeder round and round-by-draft. Some of the existing threshers feed entry on approximately 400-500mm, is a 300mm outlet. The threshing of outlet width is adjustable, used to change the threshing time, crop to fit the needs of different crops. Cobs outlet and grain exports configuration should keep a certain distance, to avoid spike in the grain mix. Axial-flow top on the top of the drum and concave inlay-composition of threshing drum line. Cylindrical drums of the top wall-flow should have the Helix design, to control crop axial movement speed. Guide plate of spiral up-angle is approximately 20 ° to 50 °, the angle too large guide plate is the role of axial rushed, crop and the accumulation of stranded,, spiked broken serious. Guide plate height typically 50-70mm-feed capacity, crop guide plate thickness, height for maximum value. Guide plates and rollers gap most 10-15mm, gap is too large, crop axial flow, reducing productivity, and perhaps even blocked. Gap is too small, much grass stubble, power consumption, is the larger crop humidity also easily cause blockage. Because of the crop layer along the axial gradually becomes thin, drum and guide plate of clearance or direction along the axis, to improve the effectiveness of threshing. separation
Three、 threshing equipment、drum type design
Axial-flow by threshing drum, concave, plate and cover (or mask). As you work, the end of the crop by the drum cutter (axial down the drum or radial feed), with the drum rotation, the crop with a concave plate and cover (or cover) the cylinder arc for spiral motion. Along the axis through the threshing drum. Grain, one-piece shell, straw, broken leaf, grain mixture in the cylinder at the same time under the effects of centrifugal force by the concave sieve (or separate sieve) fall, spiked by the other end of the drum (axial and radial). Most of the growth of mature, full of grain in the roller first took off, some growth is not good and not too mature grains to the latter part is off, the latter part of the drum also mixed in the grain stubble. As a result of crops in the threshing equipment a long time (about 2-3 seconds), the separation adequately, therefore, cut than traditional use of flow cytometry threshing equipment net rate is high, and the gentleness of threshing adjustment. The injury of grain. But broken straw, threshing consumption power is appropriate.
drum diameter, speed and length of design
Common cylindrical spike tooth drum of addendum circle with a diameter of 200-300 mm. Here take the 224 mm. Axial-flow type threshing equipment on crop of threshing a long time, the drum of threshing than tangential flow slightly bottom barrel, threshing clearance can be bigger, but different crops may be requested by the threshing speed and threshing gaps in regulated.
Four、 device design、device functions
The overall design scheme selection by blowing out of the device. Cleaning the air duct is located at the front of the fan export grain mixtures along skateboards in the air, light before falling debris along the duct was blown away, grain by gravity through the flow field enter set Valley. Cleaning the air duct eyes that light the patency of the blow out debris and interception is a small amount of airflow blown out of the grain, minimize the loss. Cleaning the air duct of sectional area is generally lower than that of the fan area of export much more so that in the grains outlet and a cool the mixture.
Five、 swith wheel
In view of the advantages of the belt drive and the universality of the application. In typical mechanical transmission, the most widely used is the V-belt drive. V-belt of the cross section is isosceles trapezoid, V belt pulley also make the appropriate wheel slot. Transmission belt sheave and only two side contact, that is, with two side to face. According to the principle of the tank surface friction, in the same tension, V-belt drive lower belt drive and a greater friction. This is the V-belt drive performance major advantages. Plus V belt transmission allows the transmission of larger, more compact, and V belt to standardization and the benefits of mass production, and the application of V-belt drive than flat belt drive more widely. Therefore, taking all these benefits with all sorts of V and the feasibility of actual operations, V-belt drive is the best choice.
Six、 the belt pulley of materials
Pulley of materials made of cast iron, common material designation for the HT150 or high speed comparison HT200; the cast steel (or pressed steel welded together after); small power can cast aluminum or plastic.
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
誠(chéng) 信 聲 明
本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名：
年 月 日
湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)
全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
小型柵格式玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì)
THE DESIGN OF SMALL CORN THRESHING MACHINE
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：
指導(dǎo)老師及職稱： 副教授
學(xué) 院：工學(xué)院
湖南·長(zhǎng)沙
提交日期：2013年05月
目 錄
摘要……………………………………………………………………………1
關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………1
1前言…………………………………………………………………………1
2設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………………………………………3
3計(jì)算說明書…………………………………………………………………4
3.1電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………………………4
3.1.1電動(dòng)機(jī)的功率…………………………………………………………5
3.1.2電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速…………………………………………………………5
3.1.3電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比…………………………………6
3.2傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)…………………………………………………………6
3.2.1傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)…………………………………………………………6
3.2.2 V帶帶輪的設(shè)計(jì)………………………………………………………8
3.3脫粒軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………………9
3.3.1根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度……………………10
3.3.2按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度………………………………………11
3.4紋桿的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………14
3.4.1紋桿的設(shè)計(jì)……………………………………………………………15
3.5圓盤的設(shè)計(jì)………………………………………………………………15
3.6柵格式凹板的設(shè)計(jì)………………………………………………………16
3.7柵格托架的設(shè)計(jì)…………………………………………………………16
3.8入料斗和進(jìn)料口的設(shè)計(jì)…………………………………………………16
3.9上蓋的設(shè)計(jì)………………………………………………………………17
3.10鍵強(qiáng)度的校核……………………………………………………………17
3.11軸承的選擇和校核………………………………………………………18
3.12機(jī)架的設(shè)計(jì)………………………………………………………………18
3.13玉米脫粒機(jī)上標(biāo)準(zhǔn)件的選擇……………………………………………19
3.13.1螺栓的選擇……………………………………………………………19
3.13.2鉤頭楔鍵的選擇………………………………………………………20
4 結(jié)論…………………………………………………………………………20
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………21
致謝………………………………………………………………………………21
小型柵格式玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué) 生：
指導(dǎo)老師：
（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，長(zhǎng)沙410128）
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)；效率；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；
The Design of small Corn Threshing Machine
Student: Tong Fanglu
Tutor: Ren Xuguang
（College of engineering，Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China）
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.
Key words: Maize; Sheller;Efficiency; Structure; Design
1 前言
玉米是世界三大糧食作物之一,我國(guó)年種植面積大約有3.67億畝。我國(guó)現(xiàn)有三大玉米產(chǎn)區(qū)。一是北方玉米區(qū)，包括吉林、黑龍江、遼寧等省市，種植面積約占全國(guó)40％；二是黃淮平原春夏玉米區(qū)，包括山東、河南等省市；種植面積約占25％；三是西南丘陵玉米區(qū)，包括云貴等省，約占種植面積的15％。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，玉米收獲已成為制約農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的瓶頸之一。為此，加快玉米收獲機(jī)械化的發(fā)展已成為當(dāng)務(wù)之急[1] 。發(fā)展玉米收獲機(jī)械化的意義：
（1）解決糧食自給，是加快玉米收獲機(jī)械化發(fā)展的一項(xiàng)國(guó)策。我國(guó)有13億人口，8億多是農(nóng)民，由于每年人口純?cè)?000多萬，耕地每年減少，形勢(shì)十分嚴(yán)峻。有人甚至預(yù)言在21世紀(jì)中國(guó)的糧食難以自給，為了使外國(guó)某些人的預(yù)言破產(chǎn)，我國(guó)采取了擴(kuò)大玉米種植面積和提高玉米單產(chǎn)兩項(xiàng)措施，提高單產(chǎn)主要靠選用高產(chǎn)優(yōu)良品種、緊湊型玉米種植模式、覆蓋、移栽、機(jī)械收獲等措施。我國(guó)糧食問題從長(zhǎng)遠(yuǎn)看不是口糧問題，主要是飼料問題，其中更主要的是玉米問題。因?yàn)殡S著人民生活水平的提高，飲食的變化，人均口量不斷下降，需要更多的飼料糧，而飼料糧首選作物是玉米。玉米面積不斷擴(kuò)大，單產(chǎn)不斷提高，是玉米收獲機(jī)械化發(fā)展的客觀需要。
（2）對(duì)玉米價(jià)值認(rèn)識(shí)的不斷提高，是推動(dòng)玉米收獲機(jī)械化發(fā)展的動(dòng)力。玉米是高產(chǎn)之王。玉米最高單產(chǎn)達(dá)1548公斤/畝（23.2噸/公頃），其潛在理論單產(chǎn)可達(dá)3765公斤/畝（56.34噸/公頃），增產(chǎn)潛力極大。我國(guó)玉米產(chǎn)量居世界第二，但單產(chǎn)比美國(guó)低56%，列居世界第28位，是糧食增產(chǎn)希望之所在。糧食的增產(chǎn)，帶來農(nóng)民收入的提高，必將推動(dòng)玉米生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展。
（3）發(fā)展玉米收獲機(jī)械化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然，也是農(nóng)機(jī)化發(fā)展的客觀要求。解決玉米收獲的機(jī)械化問題是廣大干部群眾的迫切要求，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的急需，玉米生產(chǎn)機(jī)械化水平低已成為制約實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的瓶頸。河南省委、省政府提出要率先實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)首先必須實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化過程中，必須解決玉米收獲的機(jī)械化。由于收獲基本靠人工和舊式工具進(jìn)行，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，“三秋”時(shí)間拖得很長(zhǎng)，因此做好推廣玉米機(jī)械化收獲工作，已迫在眉捷。
而玉米脫粒機(jī)作為玉米收獲機(jī)械化的重要組成部分，它的研究和開發(fā)也是必不可少的。玉米脫粒機(jī)是玉米脫皮后，經(jīng)過一段時(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，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，使玉米粒脫下（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] 。
2 設(shè)計(jì)任務(wù)書
為了更優(yōu)化玉米脫粒機(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。
同時(shí)為了改進(jìn)現(xiàn)有脫粒機(jī)的現(xiàn)有狀態(tài)，提高工作效率，所以該機(jī)有由入料口、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：
圖1 總體結(jié)構(gòu)圖
Fig 1 The overall structure diagram
入料斗與進(jìn)料口與玉米脫粒機(jī)的上蓋部分相連，它是利用2mm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。
脫粒部分主要是由紋桿滾筒、柵格式凹板、半圓型上蓋組成。玉米穗在紋桿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，排出機(jī)體之外，玉米芯借助于滾筒上的紋桿產(chǎn)生的螺旋推力和螺旋導(dǎo)向作用，由入料斗的另一端（即出料口）排出機(jī)體之外。落下籽粒分主要是柵格式凹板完成的它是由一定數(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。
3 計(jì)算說明書
根據(jù)《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3]和《YT-1.5型小型玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì)》[4]的介紹，有關(guān)玉米脫粒機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)的參考數(shù)據(jù)：脫粒機(jī)主軸為轉(zhuǎn)速一般為600～900r/min ，柵格式凹板的直徑為一般為320mm左右 ，由于設(shè)計(jì)的玉米脫粒機(jī)脫粒能力較大所以其凹板的長(zhǎng)度為803mm，在滾筒的設(shè)計(jì)上，一改傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，大膽采用紋桿代替滾筒，并在主軸上設(shè)有四條紋桿，每條紋桿上均勻分布著螺紋型板齒，以便玉米芯隨螺旋板齒出的螺旋作用排出機(jī)體之外，紋桿滾筒的直徑為240mm。
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)實(shí)踐測(cè)量得知每條紋桿的均勻受力為320N ，當(dāng)玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)紋桿滾筒上的紋桿快速旋轉(zhuǎn)，其中均有兩條紋桿受玉米所給的切向力，而另外兩個(gè)紋桿是空行程。
（1）
即玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)，受到的切向力為640N 。
其中：N —紋桿所受的力,單位：N；
Z—參與工作的釘齒條數(shù)。
紋桿上的板齒轉(zhuǎn)速
根據(jù)《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》當(dāng)玉米脫粒機(jī)的紋桿滾筒快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其上的板齒同樣有一定的轉(zhuǎn)速，這個(gè)轉(zhuǎn)速原于主軸的轉(zhuǎn)速和板齒的高度，即：
（2）
其中：—板齒的轉(zhuǎn)速，單位：m/s；
—脫粒機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速，單位：r/min；
—板齒距軸心的距離，單位：mm。
3.1.1 電動(dòng)機(jī)的功率
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：
（3）
計(jì)算求得：
電動(dòng)機(jī)功率由公式
（4）
來計(jì)算，脫粒機(jī)傳動(dòng)裝置的總效率，應(yīng)由組成傳動(dòng)裝置的各個(gè)部分運(yùn)動(dòng)副的效率之積，即
（5）
其中、、 分別為每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的效率，選取傳動(dòng)副的效率值如下：
滾動(dòng)軸承（每對(duì)）0.98～0.995 即取 =0.99；
V帶傳動(dòng) 0.94～0.97 即取 =0.96；
滾筒轉(zhuǎn)動(dòng) （因?yàn)獒旪X條固定于滾筒上）即取 =1。
則
由此可得電動(dòng)機(jī)的功率：
3.1.2 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
根據(jù)資料《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書可查得主軸的轉(zhuǎn)速在 600～900r/min，按《機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中表一所推薦的傳動(dòng)比合理取值范圍，即可滿足電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹配，符合這一范圍的同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的有720r/min,970r/min，1440r/min，根據(jù)容量和相關(guān)轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查出三種適宜的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，最總選定， Y132M-4為適合機(jī)型 額定功率7.5kW 滿載轉(zhuǎn)速1440r/min 重量81kg。
3.1.3 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比
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，。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率＝7.5kW，滿載轉(zhuǎn)速=1440r/min，總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。其中心高H 為 132外形尺寸為 底腳安裝尺寸AB為 地腳螺釘直徑K為 鍵安裝部位尺寸 為 電動(dòng)機(jī)輸出軸尺寸G為33
3.2 傳動(dòng)裝置的設(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。
3.2.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)
(1) 確定計(jì)算功率
（6）
其中：—工作情況系數(shù)；
—電動(dòng)機(jī)的功率，單位：kW。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》[7]一書可知：=1.0
kw
(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)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]一書可以選擇V帶的型號(hào)為B型。
(3)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑
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)》[7]一書，可選擇V帶的型號(hào)選取。
計(jì)算V帶的速度V：
（7）
V帶在～的范圍內(nèi)，速度V符合要求。
電動(dòng)機(jī)與主軸傳動(dòng)比的計(jì)算 （8）
計(jì)算從動(dòng)輪的直徑
（9）
(4) 確定傳動(dòng)中心距和帶長(zhǎng)
取
即：
得：
取：
帶長(zhǎng) （10）
即：
得：
按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書，選擇相近的基本長(zhǎng)度和 相對(duì)應(yīng)的公稱長(zhǎng)度（內(nèi)周長(zhǎng)）可查得：， 。
實(shí)際的中心距可按下列公式求得：
（11）
也可用經(jīng)驗(yàn)公式： （12）
求得 ：
(5) 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角
（13）
即：
求得 ： 滿足V帶傳動(dòng)的包角要求。
(6) 確定V帶的根數(shù)
V帶的根數(shù)由下列公式確定： （14）
其中 ：—單根普通V帶的許用功率值，單位：kW；
—考慮包角不同大的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱包角系數(shù)；
—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 ，對(duì)于化學(xué)線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，取 。
—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。
查表取值：
由 查得：
所以：
即： 取 根
(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
（15）
其中：—傳動(dòng)帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，單位：kg/m 。
即：
(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帶兩邊的初拉力之和，忽略V帶兩邊的拉力差，則值可以近似由下式算出：
即： （16）
求得；
3.2.2 V帶帶輪的設(shè)計(jì)
（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。
(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)來確定帶論輪槽的尺寸，設(shè)計(jì)如下：
帶輪的設(shè)計(jì):
因?yàn)楦鶕?jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑尺寸，而與主動(dòng)帶輪配合的電動(dòng)機(jī)軸的直徑是，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式～～，所以主動(dòng)帶輪采用腹板式。
帶輪參數(shù)的選擇： 通過查《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)，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。
主動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式： （17）
其中Z — V帶的根數(shù)；
t —V帶的寬度，單位：mm；
s — 帶輪中間連接處的厚度,單位: mm。
即 ：
3.3 脫粒軸的設(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、撓性軸。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)度來初步計(jì)算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗(yàn)公式：
（18）
其中：—軸常用的幾種材料的的值；
—主軸上的功率，單位：kW；
—主軸上的轉(zhuǎn)速 單位：r/min。
軸上的材料選取調(diào)質(zhì)處理的45號(hào)鋼，，，，，，取，于是得
輸入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(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：
3.3.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
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25mm。根據(jù)傳動(dòng)帶論設(shè)計(jì)可以得知，帶輪的L為63mm則取輸出軸的次段軸徑為，其長(zhǎng)度為。
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，軸段右端需要制出一個(gè)軸肩，故取軸的軸的左端第二節(jié)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(hào)為普通平鍵。鍵的型號(hào)可以通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書取得。
初步選擇輸出入軸系,軸的基本結(jié)構(gòu)如圖2。
圖2 軸的基本結(jié)構(gòu)圖
Fig 2 The basic structure
脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸可知所設(shè)計(jì)的軸上裝有帶輪和紋桿滾筒，其上的板齒承螺旋排列，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)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得深溝球球軸承的型號(hào)為6006，它的結(jié)構(gòu)尺寸為，故?、蟆舳闻cⅤ—Ⅵ段的直徑相等，即?？紤]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)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》可等位移量。取安裝釘齒的軸Ⅳ—Ⅴ段的直徑為，軸承與軸肩用軸承座固定，左、右兩端采用的軸承用軸承座固定軸承，在Ⅳ—Ⅴ軸段左端開始5mm處開始焊接圓盤，同理，右端也是，焊接釘齒滾筒，已知釘齒滾筒長(zhǎng)為。
確定輸出軸上的倒角
按前面所述的原則，求出軸肩處的圓角半徑r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。
3.3.2 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度
輸出軸上的所受作用力的大小
根據(jù)公式： （19）
其中：—電動(dòng)機(jī)的額定功率，單位：kW；
—主軸的轉(zhuǎn)速，單位：r/min。
即：
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頂?shù)木嚯x
即 ：
根據(jù)公式： （20）
其中：80%—徑向力占圓周力的百分?jǐn)?shù)。（根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》[7]查得）
即 ：
求軸上的支反力大?。?
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》[8]書中提供的設(shè)計(jì)校核依據(jù)，求支反力大小。
（21）
（22）
（23）
（24）
帶入數(shù)據(jù)得
在水平面內(nèi)，軸上
計(jì)算軸所受的彎矩和扭矩，并校核軸的強(qiáng)度：
根據(jù)公式 ：
（25）
（26）
總彎矩為
（27）
按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度以及作軸的分析如圖3
圖3 軸強(qiáng)度校核圖
Fig 3 The strength of the axis check figure
彎扭合成
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?？烧鎸?duì)某些危險(xiǎn)截面（即彎矩和扭矩大而軸頸可能不足的界面）昨晚你合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論。計(jì)算應(yīng)力。
（28）
通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常不是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。為了考慮二者循環(huán)特性的不同影響，引入折合系數(shù)，則計(jì)算應(yīng)力為
= （29）
當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，脫粒機(jī)工作時(shí)，軸承受的是脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，故
又根據(jù)抗彎、抗扭截面系數(shù)計(jì)算公式，在截面最大處沒有開設(shè)鍵槽和通孔。
故，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》[8]取
公式 ： （30）
式中 ： —軸的抗彎截面系數(shù)，單位：；
—軸的許用應(yīng)力，單位： 。
按軸實(shí)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，對(duì)于承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力為60MPa。
所以強(qiáng)度符合要求。
3.4 紋桿的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
紋桿是玉米脫粒機(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紋桿，固定在圓盤上，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)固定在紋桿滾筒上的板齒，板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)過四條紋桿的快速旋轉(zhuǎn)下脫粒，四條紋桿上的板齒承基本呈螺旋排列，目的在于將玉米芯順著板齒的螺旋排列排出機(jī)體之外，同時(shí)，每一條紋桿上的板齒同樣在進(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，紋桿的設(shè)計(jì)是脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)的主要部件。
從紋桿的功用及其工作要求可以判斷出板齒的工作強(qiáng)度很大，根據(jù)《脫粒機(jī)》一書得知玉米脫粒機(jī)的紋桿滾筒上安裝有四條紋桿，相互之間相差，而且每條紋桿上安裝板齒的個(gè)數(shù)范圍在20~40個(gè)板齒，四條紋桿均勻安裝在脫粒滾筒上，板齒在紋桿上均勻的承螺旋排列方式安裝，且承兩條螺旋均勻排列，在紋桿的兩端分別用一個(gè)厚度是，直徑是的圓盤固定，在兩個(gè)圓盤上均勻開有紋桿寬厚的方孔，四個(gè)方通孔均勻承分布，然后將四條紋桿從四個(gè)方孔中穿過，同樣，在紋桿的另一端也用厚度一樣直徑同樣為的圓盤固定，是紋桿穿過方孔而且在圓盤的表面漏出2～3，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。
圓盤將紋桿固定，但由于紋桿過長(zhǎng)（即），因此，在主軸的最大截面的長(zhǎng)度的二分之一處，采用直徑是的鐵柱使紋桿與主軸相連，它們的連接方式采用焊接式，這樣可以增加紋桿的剛度，以便紋桿受更大的強(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，使紋桿的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度增加，這樣可以使脫粒滾筒的整體剛度和強(qiáng)度極大增加，主軸和脫粒滾筒之間的固定性好，穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。
紋桿的功用是固定板齒的相對(duì)位置，使板齒在正常工作過程中能夠持續(xù)的正常工作，板齒所受的脫粒力直接傳遞到紋桿上，紋桿所承受著板齒的切向力，所以紋桿應(yīng)該采用足夠強(qiáng)度和剛度的材料制成，根據(jù)《螺旋擠搓式玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)》[9]一書中，可以查得材料選為45鋼，宗上所述，設(shè)計(jì)的紋桿的長(zhǎng)×寬×高 為，其上分布著板齒，每個(gè)紋桿上均勻分布著板齒，其結(jié)構(gòu)如圖4
圖4 紋桿結(jié)構(gòu)圖
Fig 4 Pin rack structure
3.4.1 板齒的設(shè)計(jì)
板齒是玉米脫粒機(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)部位的板齒摩擦的相當(dāng)?shù)念l繁，因此，在設(shè)計(jì)板齒時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到板齒的工作強(qiáng)度和工作環(huán)境等問題，這里采用了《小型揉搓式玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)》[10]一書所建議的45鋼。
3.5 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)板齒和紋桿傳遞的力矩和彎曲及扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，它位與紋桿的兩端，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)也是脫粒滾筒強(qiáng)度高低的要部件。由《機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)》[11]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，目的是為了固定安裝紋桿，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(zhǎng)方形孔高為10mm、寬為45mm，同樣也是為了安裝其上的紋桿。
3.6 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，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[12] 。
柵格式凹板是由27根直徑長(zhǎng)為的鋼筋，凹板的直徑，凹板兩邊由兩個(gè)直徑為，厚度為，高度為的鐵條固定，由于柵格式凹板是半圓桶型，柵格式凹板與機(jī)架相連接還需要一個(gè)柵格托架，同樣采用焊接的形式來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柵格托架都焊接到機(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。
3.7 柵格托架的設(shè)計(jì)
柵格托架是用來固定柵格式凹版的，它是通過焊接使柵格式凹版連接在機(jī)架上，并用上蓋預(yù)先開設(shè)的的槽來定位。材料選用Q235鋼 [13] 。柵格托架如圖7。
圖5 柵格托架圖
Fig 5 Grid bracket figure
3.8 入料斗和進(jìn)料口的設(shè)計(jì)
入料斗是將玉米填入玉米脫粒機(jī)機(jī)體內(nèi)的一個(gè)途徑，它要通過進(jìn)料口使玉米眼釘齒滾筒的切線方向進(jìn)入脫粒機(jī)機(jī)體內(nèi)，它們是玉米脫粒機(jī)上的組合部件，它的作用在于通過入料斗和進(jìn)料口可以將玉米順利的填入機(jī)體內(nèi)，而且在填入的過程中或是填入后的工作過程中，脫粒機(jī)能安全的工作，而且不會(huì)將玉米玉米粒或是玉米芯從入料斗飛濺出來，造成人員傷害等事故發(fā)生，因此，玉米脫粒機(jī)的入料斗和進(jìn)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)，如果入料斗和進(jìn)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，即同時(shí)加大主軸的彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等，同時(shí)也加大了釘齒條上的釘齒的磨損和老化等。如果入料斗的設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)造成主軸的瞬時(shí)被卡死，電動(dòng)機(jī)悶車等現(xiàn)象發(fā)生，這些現(xiàn)象對(duì)電動(dòng)機(jī)和玉米脫粒機(jī)的主軸有及大的破壞性。因此，在設(shè)計(jì)玉米脫粒機(jī)入料斗時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到設(shè)計(jì)不當(dāng)可能發(fā)生的危害，精心的設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)。
3.9 上蓋的設(shè)計(jì)
玉米脫粒機(jī)的入料斗和進(jìn)料口與脫粒機(jī)的上蓋相連接為一體，其連接方式為焊接即入料斗和進(jìn)料口安裝在玉米脫粒機(jī)的上蓋上，兩者均采用的薄鐵板制成，玉米脫粒機(jī)的上蓋承半圓形狀，直徑為，長(zhǎng)為，（進(jìn)料口的一側(cè)與脫粒機(jī)的上蓋邊緣相切），這樣可以是玉米在進(jìn)入脫粒機(jī)機(jī)體時(shí)，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(jì)很重要。其上進(jìn)料口的最小口徑長(zhǎng)為，寬為，其上的最大口徑（為了方便填料可以設(shè)計(jì)大一些）長(zhǎng)為，寬為，玉脫粒機(jī)的上蓋整體焊接兩個(gè)角鐵上，并在角鐵上加工出來四個(gè)給柵格托架定位的槽，目的是便于與脫粒機(jī)的下半部分安裝，將脫粒機(jī)上蓋的緣地腳與角鐵焊接相連，角鐵采用的厚度為，長(zhǎng)度為，起加固作用的鐵條同樣焊接在兩個(gè)角鐵上，以加堅(jiān)固。在玉米脫粒機(jī)上蓋的兩端設(shè)有兩個(gè)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?yàn)樵谟衩酌摿C(jī)正常脫粒時(shí)，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(jìn)玉米脫粒機(jī)中，造成人員傷亡等事故發(fā)生。
3.10 鍵強(qiáng)度的校核
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書中所提到的，對(duì)于軸端直徑為25mm的軸，其間的長(zhǎng)度在18～90之間，又根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》[14]一書中間的型號(hào)選取b×h為8×7的鍵，有根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)逆I長(zhǎng)，初步選取。
鍵與軸的鏈接為靜連接，材料為45剛，承受載荷為120～150MPa
（31）
帶入數(shù)據(jù)得
故強(qiáng)度符合。
3.11 軸承的選擇和校核
本機(jī)只承受徑向力，故選用深溝球軸承，為了與軸做配合，故選取6006號(hào)軸承其參數(shù)如下：,基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷。
由于軸承的基本額定壽命與破壞概率有關(guān)，所以在實(shí)際上按基本額定壽命計(jì)算選擇出的軸承中，可能有10%軸承發(fā)生提前破壞；同時(shí)，也可能有90%的軸承超過基本額定壽命還能繼續(xù)工作，甚至相當(dāng)多的軸承還能在工作一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)基本額定壽命。
由于所選的軸承只能承受純徑向動(dòng)載荷，（當(dāng)量動(dòng)載荷）
由于此前算過，釘齒，乃至軸上所承受的徑向力為，而軸承所能承受的基本額定動(dòng)載荷,小于所能承受的基本額定動(dòng)載荷，所以負(fù)荷強(qiáng)度要求。
（32）
帶入數(shù)據(jù)得：
由于玉米脫粒機(jī)是季節(jié)性使用的機(jī)械，工作時(shí)間并不長(zhǎng)，工作周期不長(zhǎng)，又因?yàn)樵摍C(jī)主要在戶外工作，工作溫度為常溫，不會(huì)引起應(yīng)溫度過高而造成的軸承損壞，因此，軸承壽命符合機(jī)器工作條件。
3.12 機(jī)架的設(shè)計(jì)
機(jī)架是玉米脫粒機(jī)的主要支撐部件，它是承擔(dān)所有來自軸及電動(dòng)機(jī)、凹板的沖擊和應(yīng)力，機(jī)架的堅(jiān)固是玉米脫粒機(jī)的工作穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的基礎(chǔ)，因此機(jī)架無論是從結(jié)構(gòu)上還是從材料上，都應(yīng)該采用堅(jiān)固的穩(wěn)定的材料和樣式制成。就此玉米脫粒機(jī)來說，它的沖擊載荷和內(nèi)部的應(yīng)力偏低，電動(dòng)機(jī)達(dá)到動(dòng)力偏小，以及所選用的機(jī)型比較輕便，設(shè)計(jì)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(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，雖然有較小的彈性變形，也不會(huì)影響脫粒機(jī)機(jī)體的堅(jiān)固、穩(wěn)定的效果，盡管在玉米脫粒機(jī)正常工作的情況下，也不會(huì)影響玉米脫粒機(jī)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(jī)架上有兩段橫梁，要求它的工作強(qiáng)度大，承載能力強(qiáng)，受沖擊載荷、彎矩、扭矩不會(huì)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(jī)的主要載荷部分。玉米脫粒機(jī)的機(jī)架上安裝有一出粒斜板，目的是當(dāng)脫粒機(jī)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(jī)體之外，達(dá)到將玉米粒隨脫粒的完成，而隨時(shí)地將玉米粒排出機(jī)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(jī)的另一端，即玉米芯的排出端，設(shè)計(jì)了一個(gè)下滑的斜斗，其功用是完成玉米芯順利的排出機(jī)體之外，使玉米芯隨玉米脫粒機(jī)的主軸的不停旋轉(zhuǎn)，隨時(shí)的排出集團(tuán)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(jī)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(gè)斜板與柵格式凹板的連接應(yīng)該過長(zhǎng)～，從而保障了玉米芯的順利滑出[15]。從機(jī)架的整體來看，機(jī)架的選料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力的不屬及玉米粒和玉米芯的隨機(jī)排出，可以看出玉米脫粒機(jī)的機(jī)是滿足要求的，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。
3.13 玉米脫粒機(jī)上標(biāo)準(zhǔn)件的選擇
3.13.1 螺栓的選擇
應(yīng)用在玉米脫粒機(jī)上的螺栓是機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)件,此時(shí)，需要選擇適合的螺栓，脫粒機(jī)上蓋與機(jī)架連接為帶有預(yù)緊力和工作拉力的螺栓連接[17]，本機(jī)工作載荷不穩(wěn)定應(yīng)用公式 （33）
其中為—承受的工作載荷，單位：N；
—為螺栓的總拉力，單位：N；
—為殘余預(yù)緊力，單位：N。
上蓋與機(jī)架連接為的螺栓為工作載荷不穩(wěn)定的緊螺栓連接，此處
此處可假設(shè)選釘齒接觸上蓋時(shí)的接觸力為最大工作載荷
帶入數(shù)據(jù)得：
單個(gè)螺栓的強(qiáng)度為
（34）
上蓋與機(jī)架有六顆螺栓相連接，實(shí)際的應(yīng)該是帶入公式
得 ，圓整為8。
螺栓的選擇可以根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查取.在本脫粒機(jī)上選擇的螺栓為:公稱直徑M8的螺栓[16],就可以滿足玉米脫粒機(jī)的脫粒機(jī)上蓋和機(jī)架連接需要。
3.13.2 鉤頭楔鍵的選擇
玉米脫粒機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中查取,它也是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件,其型號(hào)規(guī)格為:b=12、h=7、L=50。
4 結(jié)論
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,節(jié)省時(shí)間,提高效率。玉米脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用面積小，容易搬運(yùn)，性價(jià)比高，生產(chǎn)率很高,而且單位時(shí)間內(nèi)生成效率高,動(dòng)力強(qiáng)，是現(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用很廣的產(chǎn)品。
本機(jī)主要適用于已剝皮玉米的脫粒工作，長(zhǎng)為911mm高為1166mm，寬為416mm 功率7.5kW。本機(jī)采用先進(jìn)的釘齒條滾筒，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾筒與釘齒的固定鏈接方式，從而可以更換釘齒，更好的提高了整機(jī)的使用效率，采用釘齒條還能減輕啟動(dòng)載荷，對(duì)玉米粒飛濺有很好的防護(hù)效果，其主要功能是將玉米與玉米芯分開,達(dá)到玉米脫粒的效果,本機(jī)生產(chǎn)率很高,而且單位時(shí)間內(nèi)生成效率高,是現(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用很廣的產(chǎn)品,但是,此產(chǎn)品也有一些不足之處,比如由于脫粒機(jī)是用電力帶動(dòng)，停電或斷電時(shí)就不可以繼續(xù)工作；還有玉米的大小也會(huì)影響脫離的完美性。和一些的玉米脫粒機(jī)相比還是有一定的優(yōu)勢(shì)的,其主要優(yōu)勢(shì)是動(dòng)力強(qiáng)。因此,在今后還要對(duì)玉米脫粒機(jī)進(jìn)一步開發(fā),使玉米脫粒機(jī)更完美,更效率化。
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致 謝
經(jīng)過三個(gè)月的忙碌之后，畢業(yè)設(shè)計(jì)最終完成，心理有一種說不出的輕松。設(shè)計(jì)過程中遇到了許多問題，在眾多老師和同學(xué)的幫助下予以解決。首先要感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和督促，在設(shè)計(jì)過程中任述光老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，使我加深了對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)也避免了在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中走彎路，任老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計(jì)放在心里，保證按質(zhì)按量的完成；還要感謝班上的同學(xué)，是大家營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在做設(shè)計(jì)的過程中互幫互助，使我的CAD操作水平比以前有了很大提高，同時(shí)較全面的掌握了Word的編輯功能，使我能夠按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
大學(xué)生活即將畫上句號(hào)，在這四年中我是充實(shí)的、快樂的，這要感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)給我們提供了一個(gè)好的學(xué)習(xí)環(huán)境和豐富的課余生活，同時(shí)也要感謝所有老師對(duì)我們的辛勤培育。
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