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江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文題題 目：腳踏式玉米脫粒機(jī)目：腳踏式玉米脫粒機(jī) 學(xué)學(xué) 院：工院：工 學(xué)學(xué) 院院 姓姓 名：劉宏宇名：劉宏宇 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：20050433 專專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年年 級(jí)：級(jí)：2005級(jí)級(jí)2班班 指導(dǎo)教師：吳瑞梅指導(dǎo)教師：吳瑞梅 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的現(xiàn)在南方有很多省份多山地，農(nóng)村的玉米現(xiàn)在南方有很多省份多山地，農(nóng)村的玉米脫粒不容易實(shí)現(xiàn)集體作業(yè)。為了家庭或個(gè)脫粒不容易實(shí)現(xiàn)集體作業(yè)。為了家庭或個(gè)體實(shí)現(xiàn)玉米脫粒，而設(shè)計(jì)此玉米脫粒機(jī)。體實(shí)現(xiàn)玉米脫粒，而設(shè)計(jì)此玉米脫粒機(jī)。以方便幫助廣大農(nóng)村家庭的玉米脫粒作業(yè)。以方便幫助廣大農(nóng)村家庭的玉米脫粒作業(yè)。一、玉米脫粒機(jī)的工作原理一、玉米脫粒機(jī)的工作原理 該玉米脫粒機(jī)工藝是仿生技術(shù)的一種應(yīng)用該玉米脫粒機(jī)工藝是仿生技術(shù)的一種應(yīng)用,模仿人工用手搓玉米的動(dòng)作。滾筒上安裝模仿人工用手搓玉米的動(dòng)作。滾筒上安裝有板齒，滾筒帶動(dòng)板齒轉(zhuǎn)動(dòng)有板齒，滾筒帶動(dòng)板齒轉(zhuǎn)動(dòng),在脫粒輔助軸在脫粒輔助軸的共同作用下，與玉米擠搓而實(shí)現(xiàn)脫粒的共同作用下，與玉米擠搓而實(shí)現(xiàn)脫粒。脫粒工作原理圖脫粒工作原理圖 當(dāng)玉米從進(jìn)料區(qū)送入，玉米就受到板齒的擠搓當(dāng)玉米從進(jìn)料區(qū)送入，玉米就受到板齒的擠搓力，滾筒板齒撥動(dòng)果穗沿著脫粒輔助軸作圓周力，滾筒板齒撥動(dòng)果穗沿著脫粒輔助軸作圓周運(yùn)動(dòng)，由于板齒與滾筒軸心成一定的夾角運(yùn)動(dòng)，由于板齒與滾筒軸心成一定的夾角,所以所以同時(shí)也將果穗向排芯口推動(dòng)同時(shí)也將果穗向排芯口推動(dòng),實(shí)際上玉米果穗的實(shí)際上玉米果穗的運(yùn)動(dòng)軌跡是螺旋線。由于脫粒輔助軸上也有一運(yùn)動(dòng)軌跡是螺旋線。由于脫粒輔助軸上也有一些小小的像挫刀一樣的齒紋，這樣一來(lái)玉米棒些小小的像挫刀一樣的齒紋，這樣一來(lái)玉米棒就不會(huì)被滾筒擠到脫粒輔助軸外，二來(lái)增大了就不會(huì)被滾筒擠到脫粒輔助軸外，二來(lái)增大了玉米、滾筒上的板齒及脫粒輔助的摩擦。玉米玉米、滾筒上的板齒及脫粒輔助的摩擦。玉米在這些力的的作用下既滾動(dòng)又滑動(dòng)，以達(dá)到擠在這些力的的作用下既滾動(dòng)又滑動(dòng)，以達(dá)到擠搓脫粒的效果。搓脫粒的效果。帶冠板齒帶冠板齒 整機(jī)工作示意圖整機(jī)工作示意圖二、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)二、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是把人腳一定行程的往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是把人腳一定行程的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變成曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)大小齒輪運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變成曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)大小齒輪嚙合增速后，把轉(zhuǎn)動(dòng)傳給小齒輪，從而帶嚙合增速后，把轉(zhuǎn)動(dòng)傳給小齒輪，從而帶動(dòng)工作部件轉(zhuǎn)動(dòng)。使工作部件具有足夠的動(dòng)工作部件轉(zhuǎn)動(dòng)。使工作部件具有足夠的線速度達(dá)到滿足工作的要求。考慮采用曲線速度達(dá)到滿足工作的要求。考慮采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)。柄連桿機(jī)構(gòu)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)它的特點(diǎn)是，該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是單邊傳動(dòng)，它的特點(diǎn)是，該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是單邊傳動(dòng)，把搖桿支點(diǎn)移到機(jī)架上，連桿為拉桿，各把搖桿支點(diǎn)移到機(jī)架上，連桿為拉桿，各支點(diǎn)和鉸接點(diǎn)受力較小，踏板也較長(zhǎng)，也支點(diǎn)和鉸接點(diǎn)受力較小，踏板也較長(zhǎng)，也省力。省力。當(dāng)確定了踏板和搖桿為曲桿這種形式后，當(dāng)確定了踏板和搖桿為曲桿這種形式后，我們?cè)龠x擇該種機(jī)構(gòu)的最優(yōu)工況。即當(dāng)踏我們?cè)龠x擇該種機(jī)構(gòu)的最優(yōu)工況。即當(dāng)踏力一定時(shí)能產(chǎn)生最大的驅(qū)動(dòng)力矩，這就要力一定時(shí)能產(chǎn)生最大的驅(qū)動(dòng)力矩，這就要求傳動(dòng)角接近求傳動(dòng)角接近90。能滿足上述要求的工況。能滿足上述要求的工況是當(dāng)踏板位于水平位置時(shí)，連桿與搖桿和是當(dāng)踏板位于水平位置時(shí)，連桿與搖桿和曲柄相垂直。曲柄相垂直。當(dāng)確定了最佳工況后，就要確定在滿足最當(dāng)確定了最佳工況后，就要確定在滿足最佳工況下曲柄的最佳位置，即曲柄與水平佳工況下曲柄的最佳位置，即曲柄與水平面的夾角。面的夾角。因此當(dāng)踏板近水平位置時(shí)，搖桿能和曲柄因此當(dāng)踏板近水平位置時(shí)，搖桿能和曲柄平行并與連桿垂直，使得此時(shí)傳動(dòng)角平行并與連桿垂直，使得此時(shí)傳動(dòng)角接近接近90，才能產(chǎn)生最大的驅(qū)動(dòng)力矩。，才能產(chǎn)生最大的驅(qū)動(dòng)力矩。也就確定了搖桿、連桿和曲柄之間的最佳也就確定了搖桿、連桿和曲柄之間的最佳相對(duì)位置，即當(dāng)腳踏板位于水平位置時(shí)，相對(duì)位置，即當(dāng)腳踏板位于水平位置時(shí)，搖桿和曲柄平行并與連桿相垂直。搖桿和曲柄平行并與連桿相垂直。三、脫粒滾筒三、脫粒滾筒滾筒轉(zhuǎn)速由滾筒外緣（板齒頂部）線速度滾筒轉(zhuǎn)速由滾筒外緣（板齒頂部）線速度決定，滾筒外緣線速度是以保證不傷害玉決定，滾筒外緣線速度是以保證不傷害玉米籽粒為前提條件。米籽粒為前提條件。從參考文獻(xiàn)中，用籽粒含水率為從參考文獻(xiàn)中，用籽粒含水率為13%左右左右的玉米穗做試驗(yàn)，將其做自由落體實(shí)驗(yàn)，的玉米穗做試驗(yàn)，將其做自由落體實(shí)驗(yàn)，得出滾筒外緣（板齒頂部）線速度應(yīng)該小得出滾筒外緣（板齒頂部）線速度應(yīng)該小于于4m/s，但滾筒外緣線速度不能過(guò)低，否，但滾筒外緣線速度不能過(guò)低，否則會(huì)影響生產(chǎn)率。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確認(rèn)線則會(huì)影響生產(chǎn)率。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確認(rèn)線速度值在速度值在3.23.9 m/s之間最佳。之間最佳。通過(guò)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)結(jié)果取滾筒直徑通過(guò)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)結(jié)果取滾筒直徑D=292D=292。根據(jù)根據(jù)已有的脫粒機(jī)的主軸數(shù)據(jù)取滾筒軸軸已有的脫粒機(jī)的主軸數(shù)據(jù)取滾筒軸軸徑徑 2020。板齒齒的旋向及與水平的夾角：板齒齒的旋向及與水平的夾角：由工作簡(jiǎn)圖由工作簡(jiǎn)圖,玉米得在螺旋齒給它的軸方力玉米得在螺旋齒給它的軸方力從右到左滑動(dòng)，所以板齒的旋向?yàn)橛倚?。從右到左滑?dòng)，所以板齒的旋向?yàn)橛倚A角影響到板齒對(duì)玉米軸向推力的大小，夾角影響到板齒對(duì)玉米軸向推力的大小，太大會(huì)使的玉米還沒(méi)完全脫粒就快速的向太大會(huì)使的玉米還沒(méi)完全脫粒就快速的向排芯區(qū)排掉了，太小了玉米滑動(dòng)的速度過(guò)排芯區(qū)排掉了，太小了玉米滑動(dòng)的速度過(guò)慢，以至于已脫凈了的玉米芯還在脫粒區(qū)慢，以至于已脫凈了的玉米芯還在脫粒區(qū)滑動(dòng)，從而就降低了工作效率及多余的功滑動(dòng)，從而就降低了工作效率及多余的功率消耗。根據(jù)有關(guān)資料查得取率消耗。根據(jù)有關(guān)資料查得取6060較合適，較合適，既保證了脫凈率又保證了工作效率。既保證了脫凈率又保證了工作效率。四四 玉米脫粒輔助軸玉米脫粒輔助軸 脫粒輔助軸是用于抵住玉米棒脫粒輔助軸是用于抵住玉米棒,并利于玉米并利于玉米棒在板齒與輔助軸間滾動(dòng)及滑動(dòng)，協(xié)助板棒在板齒與輔助軸間滾動(dòng)及滑動(dòng)，協(xié)助板齒脫粒。其直徑大小得比玉米棒大，要不齒脫粒。其直徑大小得比玉米棒大，要不能玉米棒會(huì)從其反方向掉到果箱中。玉米能玉米棒會(huì)從其反方向掉到果箱中。玉米棒一般直徑棒一般直徑40405050，所以脫粒輔助軸的，所以脫粒輔助軸的大小取大小取6060。而它又不受多大扭矩，只受點(diǎn)橫向及縱向而它又不受多大扭矩，只受點(diǎn)橫向及縱向的推力，并且力很小，這樣的話就可以設(shè)的推力，并且力很小，這樣的話就可以設(shè)計(jì)成在小金屬軸上套木質(zhì)的空軸，并且小計(jì)成在小金屬軸上套木質(zhì)的空軸，并且小金屬軸除兩頭用來(lái)安裝做成圓柱形的，其金屬軸除兩頭用來(lái)安裝做成圓柱形的，其它部位都做成方軸它部位都做成方軸 輔助軸上的齒紋 輔助脫粒軸五、排芯區(qū)五、排芯區(qū)在排芯區(qū)內(nèi)板齒離輔助性軸的最小距離應(yīng)在排芯區(qū)內(nèi)板齒離輔助性軸的最小距離應(yīng)大于玉米芯，所以得大于大于玉米芯，所以得大于4040，而滾筒的，而滾筒的是不變的，只能在這區(qū)域內(nèi)減小輔助軸的是不變的，只能在這區(qū)域內(nèi)減小輔助軸的直徑，由幾何關(guān)系可知：直徑，由幾何關(guān)系可知：a40-S a40-S，而，而 S=30S=30，則，則a10a10，在這取，在這取1010。由此可。由此可得排芯區(qū)內(nèi)，輔助軸的直徑為得排芯區(qū)內(nèi)，輔助軸的直徑為4040。六、漏斗六、漏斗 玉米棒得先從右邊放入玉米棒得先從右邊放入,這樣的話才能保證這樣的話才能保證有足夠的工作區(qū)來(lái)脫粒有足夠的工作區(qū)來(lái)脫粒,否則可能存在脫粒否則可能存在脫粒不凈的現(xiàn)象。另一方面，板齒離脫粒輔助不凈的現(xiàn)象。另一方面，板齒離脫粒輔助軸的間隙比玉米棒小，再加上輔助軸也就軸的間隙比玉米棒小，再加上輔助軸也就比玉米棒大些，如沒(méi)有漏斗的話，玉米棒比玉米棒大些，如沒(méi)有漏斗的話，玉米棒喂入時(shí)可能掉到輔助軸的外側(cè)。漏斗有支喂入時(shí)可能掉到輔助軸的外側(cè)。漏斗有支撐架用螺栓栓在脫粒機(jī)機(jī)架上。撐架用螺栓栓在脫粒機(jī)機(jī)架上。漏斗的設(shè)計(jì)及安裝歡迎各位老師批評(píng)指正！歡迎各位老師批評(píng)指正！