5TY-70型玉米脫粒機的設計【含CAD圖紙、SW三維和說明書】

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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 - 2 - 第一章 緒論 脫粒機是小麥、水稻、玉米、高粱、大豆等作物脫粒的重要收獲機械。它在中國農(nóng)村得到了廣泛的應用。脫粒機在中國已經(jīng)使用了幾十年。把玉米種子從作物穗上分離出來的機器叫做脫粒機。合格的脫粒機應堅固耐用，故障少，使用維護方便，結構簡單可靠。同時，應滿足以下農(nóng)業(yè)技術要求：玉米種子應從玉米盤中取出，脫粒應清潔。玉米種子不應破碎、清潔、與其他玉米盤混合、雜物等脫粒，應盡量減少玉米盤的損壞，以保證玉米種子的完整性。在一定程度上，脫粒機應具有一定的通用性，盡可能適合支持多種作物，提高機械利用率。所設計的脫粒機生產(chǎn)效率高，能耗低，即成本低。脫粒系統(tǒng)是聯(lián)合收割機的核心，決定著聯(lián)合收割機其他部件的性能。聯(lián)合收割機脫粒機理研究的關鍵內(nèi)容之一是研究谷物在脫?？臻g的運動。 我國脫粒機生產(chǎn)雖已有幾十年的歷史，但仍有許多企業(yè)沿用十多年前的生產(chǎn)經(jīng)營模式，企業(yè)管理水平相對落后。在全國200多家企業(yè)中，目前只有一家企業(yè)進行了質量保證體系認證，足以說明這一問題。此外，產(chǎn)品品種單一，產(chǎn)品更新?lián)Q代不能滿足市場需求，多年來存在的一些產(chǎn)品性能問題，如風機脫粒機對作物干燥、濕度適應性差等，一直沒有得到解決，因為大多數(shù)企業(yè)經(jīng)濟效益差，負擔不起MOR?？蒲虚_發(fā)新產(chǎn)品的資金和技術力量；有的是由于企業(yè)領導對快速成功、立竿見影、缺乏開發(fā)新產(chǎn)品的重要性的認識。然而，產(chǎn)品更新速度越慢，占領市場的難度越大，企業(yè)效率越差，使許多企業(yè)的生產(chǎn)陷入惡性循環(huán)。 目前，脫粒機生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量最大的是3萬多臺，其中最少只有幾十臺。許多企業(yè)未能形成適度的生產(chǎn)規(guī)模。這主要是因為脫粒機是季節(jié)性較強的產(chǎn)品，產(chǎn)品銷售往往只有一個月或多天，資金周轉時間長，許多企業(yè)知道，技術改造形成適度規(guī)模的生產(chǎn)，可以降低成本，提高經(jīng)濟效益，但流動性不足或貸款困難。近年來，聯(lián)合脫粒機無法實現(xiàn)適度規(guī)模生產(chǎn)。經(jīng)營活動和信息交流不暢，生產(chǎn)結構、產(chǎn)品品種、生產(chǎn)數(shù)量不能根據(jù)市場變化及時調(diào)整，經(jīng)濟效益不理想。 因此，我們可以看出，目前脫粒機的空間仍然很大。改進脫粒機的設計，使其價格低廉、性能可靠、性能優(yōu)良，同時完成盡可能多的操作，是時代的需要。 在這里，只有一種玉米脫粒機是討論和研究的課題。玉米脫粒機是一種玉米脫粒機，脫皮后經(jīng)過一段時間的風干，然后用脫粒機將玉米與玉米芯分離。這種機器是玉米脫粒機。其工作原理是，玉米脫粒機在脫粒玉米時，利用釘齒鼓旋轉運動的釘齒與柵型凹板之間的間隙將玉米粒拉下（釘齒鼓與柵型凹板之間的捏合作用，將玉米粒與玉米芯分離）。并利用其他機械機構分別從兩個不同的出口排出玉米粒和玉米芯。體外循環(huán)脫粒，連續(xù)灌裝脫粒，排出體外。 參考相關資料進行勘察研究、項目設計、總體結構相關零部件設計、連續(xù)優(yōu)化設計、試生產(chǎn)，完成設計內(nèi)容。 第二章 玉米脫粒機總體結構 總體方案設計包括傳動裝置的總體設計、傳動部件和支撐部件的設計計算。一般的機械設計方法通常從總體方案開始，在總體方案中，第一步是對機構進行分析。確定方案后，進行必要的設計計算和結構設計。最后，將完成的設備圖紙和設計計算書作為整個設計計算的結果。 玉米脫粒機的主要部件有進料口、釘齒脫粒滾筒軸、柵凹板、機架等?？傮w構成如下圖所示： 2.1入料部分 進料口與玉米脫粒機上蓋連接。它是由一毫米厚的鐵板制成的。進料部與釘齒鼓的釘齒部相切。脫皮后的玉米從進料口進入，滑到脫粒部，即釘齒鼓與柵凹板之間，進行脫粒。 2.2脫粒部分 進料口與玉米脫粒機上蓋相連。它是由一毫米厚的鐵板制成的。進料部與釘齒鼓的釘齒部相切。脫皮后，玉米從進料口進入脫粒部，即在釘鼓和柵凹板之間進行脫粒。 2.3篩選部分 篩選部分主要是由風機完成，電動機通過帶輪驅動風機軸旋轉。對脫粒下來的玉米粒進行吹風篩選。 2.4機架部分 該框架由左框架、右框架、出口、滑板和穩(wěn)定而堅固的主梁組成。機架是玉米脫粒機的主要支撐。它承受脫粒機的主要重量、功率、負載和力矩。因此，它的設計是一個強有力的部分。機架的兩個部分應保持穩(wěn)定，相對固定，使機器在運行中不會發(fā)生搖擺和歪斜，造成人身危險。因此，為了加強機架，本玉米脫粒機的設計采用了3毫米厚的角鐵。 2.5玉米脫粒機的總體設計 為了優(yōu)化玉米脫粒機的型號和結構設計，該脫粒機采用電力驅動，電機節(jié)能。電機安裝在玉米脫粒機的下部，與脫粒機機架的下橫梁固定在一起，節(jié)省了電機占用的空間。玉米脫粒機由玉米脫粒機完成從進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。它最大的優(yōu)點是能在短時間內(nèi)完成幾個人的勞動強度，從而提高工作效率，節(jié)省勞動時間。除這些優(yōu)點外，玉米脫粒機還具有安全性能高、效率高、耐久性好、結構簡單、維護保養(yǎng)方便等特點。 第三章 玉米脫粒機的設計 滾筒上裝有釘牙。滾筒的作用是帶動釘齒旋轉，釘齒推動玉米穗作螺旋運動。轉鼓的轉速由轉鼓外緣的線速度決定。滾筒外緣線速度是在保證玉米種子不被損壞的前提下進行的。但是，滾筒外緣的線速度不宜太低，否則會影響生產(chǎn)率。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，確定線速度值在3.2～3.9 m/s之間為最佳。 滾筒脫粒段長度是決定脫粒質量的一個重要參數(shù)，太短的滾筒會影響脫粒率，太長的滾筒會增加能耗和制造成本。對籽粒含水量約為20%的玉米穗進行了試驗。試驗數(shù)據(jù)表明，脫粒段長度應為凹板直徑的3.5倍左右。 根據(jù)《脫粒機》一書的介紹，有關玉米脫粒機5TY-70型的相關設計的參考數(shù)據(jù)：脫粒機主軸為600～800，脫粒滾筒直徑為190，釘齒有規(guī)律地安裝在滾筒軸上，其作用是撥動玉米穗沿滾筒軸作復雜運動，玉米穗本身既滾動又滑動，同時沿滾筒軸作不規(guī)則螺旋運動)，也推動玉米穗向排芯口方向移動。 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100，當玉米脫粒機正常工作時釘齒滾筒上的釘齒條快速旋轉，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1500。 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 釘齒條上的釘齒轉速 當玉米脫粒機的釘齒滾筒快速轉動時，其上釘齒條的釘齒同樣有一定的轉速，這個轉速原于主軸的轉速和釘齒的半徑，即， 其中：—釘齒的轉速 —脫粒機主軸的轉速 —釘齒距軸心的距離 3.3 釘齒滾筒的轉速 玉米脫粒機所需功率為，應由脫粒機的工作阻力和運轉參數(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 電動機的轉速 　主軸的轉速在600～800，按《機械設計指導書》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速與主軸的轉速相匹配，故電動機轉速范圍可選為：～～。 　符合這一范圍的同步電動機轉速的有1440，2900，根據(jù)容量和相關轉速，由《機械設計通用手冊》查出兩種適宜的電動機型號，因此有兩種不同的傳動比方案，如表1： 表1 電動機的型號和技術參數(shù)及傳動比 方案 電動機型號 額定 功率 電動機轉速 基本參數(shù) P/kW 同步 轉速 滿載 轉速 效率（%） 電動機重量（KG） 功率因數(shù) 1 Y132S2-4 5.5 1500 1440 85.5 68 0.84 2 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1比較適合。因此選定電動機型號為Y132S1-4。所選電動機的額定功率＝5.5kw，滿載轉速=1440r/min，總傳動比適中，傳動裝置結構較緊湊。  第四章 帶及帶輪的設計 根據(jù)玉米脫粒機的具體傳動要求，可采用V帶和皮帶輪在電機和主軸之間傳動，因為在脫粒機的工作過程中，V帶是一個柔性部件，具有彈性好、抗沖擊、減振的優(yōu)點，使玉米脫粒機工作平穩(wěn)、噪音低。雖然在傳動過程中V帶與皮帶輪之間存在一定的摩擦，導致二者相對滑動，使得傳動比不準確，但不會影響玉米脫粒機的傳動，因為玉米脫粒機不需要準確的傳動比，只要傳動比更大準確無誤，能滿足要求，V帶的彈性滑動是脫粒機某些重要部件的過載保護，不會對機體造成嚴重損傷，V帶結構簡單，制造成本低，維修保養(yǎng)方便，安裝方便。因此，選擇電機與玉米脫粒機之間的V帶和帶輪傳動配合是合理的。 選擇V帶和帶輪因當從它的傳動參數(shù)入手，來確定V帶的型號、長度和根數(shù)，再來確定帶輪的材料、結構和尺寸（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。 4.1傳動帶的設計 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《機械設計基礎》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）的轉速（與電動機一樣的速度），查《機械設計基礎》一書圖14-12，可以選擇V帶的型號為B型。 4.1.3確定帶輪的基準直徑 （1）初選主動帶輪的基準直徑：根據(jù)《機械設計基礎》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： ?。? 帶長 即： 得： 　　按《機械設計基礎》一書中查表14-5，選擇想近的基本長度和 相對應的公稱長度（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) —考慮的材質情況系數(shù)，簡稱材質系數(shù)，對于棉簾布和棉線繩結構的膠帶，取 ，對于化學線繩結構的膠帶，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帶所能傳遞的轉矩修正值，從《機械設計基礎》可以查表14—10 —主動輪的轉速 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?shù)某趵?由下列公式求得 其中：—傳動帶單位長度的質量， 即： 4.1.8求V帶傳動作用在軸上的壓力 為了設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；  第五章 V帶帶輪的設計 5.1帶輪的材料選擇 首先需輕量化，帶輪的質量應該要?。粠л喌慕Y構工藝性要好，便于生產(chǎn)；帶輪的制造內(nèi)應力不能太大；所設計帶輪的質量分布需要均勻，使其在高速運轉下可以處于動態(tài)平衡；所設計帶輪與V帶所接觸的面需要盡量高的精度，從而減少V帶損耗。 因為帶輪的轉速，即，轉速比較底，所以材料選定為灰鑄鐵，硬度為。 5.2結構設計 皮帶輪的結構設計主要以皮帶輪的參考直徑為依據(jù)，選擇皮帶輪的結構形式，根據(jù)皮帶的類型確定槽的尺寸，其他皮帶輪的結構尺寸可參照經(jīng)驗公式計算。確定滑輪各部分尺寸后，可根據(jù)工藝要求繪制零件圖，并注明相應的技術條件。三角皮帶兩側的夾角為40度，槽楔夾角為34度、36度或38度。其原因是當V帶在車輪上彎曲時，其截面形狀發(fā)生變化，外側被拉窄，內(nèi)側被壓縮加寬，使V帶的楔角變小。故設計如下： 主動帶輪的結構選擇 因為根據(jù)主動帶輪的基準直徑尺寸，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～～，所以主動帶輪采用實心式。 帶輪參數(shù)的選擇： 通過查《機械設計基礎》一書，可以確定主動帶輪的結構參數(shù)，結構參數(shù)如下表，其他的相關尺寸可以根據(jù)相應的經(jīng)驗公式計算求得。 表４　帶輪的結構參數(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： 5.3 從動帶輪的設計 從動帶輪的結果選擇 因為根據(jù)主動帶輪的基準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《機械設計基礎》一書，可查得帶輪的結構參數(shù)間表，其他一些相關尺寸可以根據(jù)相應的經(jīng)驗公式計算求得。 表５　帶輪的結構參數(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：  第六章 傳動軸的設計 軸是一種非常重要的機械部件，生產(chǎn)實際中應用頗多，凡是需要進行旋轉運動的機械零件全都需要安裝在對應的軸上，才可以完成所需要的旋轉運動，也只有軸方便運動與動力的同時傳遞。故此，軸較為主要的功用便是作為支撐回轉的機械零部件，起到傳遞運動以及傳遞動力的作用。影響軸結構設計的因素有很多，首先需要滿足軸上各個相應零件的安裝需求，對各個零件實現(xiàn)定位限制，軸的生產(chǎn)工藝及其制造要求，較為合理便于使用安裝的結構及其尺寸。軸的結構設計一旦不合理，便會對其本身以及工作設備產(chǎn)生相應的影響，會影響到各個部件的工作性能，嚴重的還會存在安全隱患。 在考慮機構的設計同時，軸的設計還需要考慮到軸的工作計算。 一般情況下，從設計軸需要安裝的零件，軸上零件的定位，該設計軸制造過程中所需要的工藝等三個較為重要的方面進行考慮，從而對該設計軸的結構形式及其各個部位尺寸進行設計確定。正常情況下，軸零件在裝配中對應的難度以及設計軸在工作中的工作狀態(tài)都會直接影響到該軸的制造成本。 軸的工作能力的好壞常常是取決于該設計軸的振動穩(wěn)定性好壞，以及該設計軸的強度大小與該設計軸剛度的大小。任何時候，軸對應的強度大小都將是軸工作能力評定的重要指標參數(shù)。盡量保證軸的彈性變形不要太大，需要對應力較大的軸進行必要的剛度計算設計，從而避免該軸在使用過程中產(chǎn)生影響使用的共振效應，需要進行高速使用的軸還需要對其振動穩(wěn)定性進行設計計算，在軸的結構設計方面，其對應的外形形狀及其尺寸大小都是十分重要的考慮方面。軸的生產(chǎn)制造工藝，與各配套配件的連接型式，軸各部位對應的尺寸大小，配套配件的數(shù)量，軸對應的負荷特性以及軸向尺寸大小與分布，軸對應的機械總成相應位置與形式等諸多方面都會直接影響到軸的結構設計。 軸的結構設計影響因素諸多，軸的結構也沒有一個統(tǒng)一的標準，往往情況不同，所設計的軸的結構也是不一樣的。軸類零件要容易的進行處理以及進行調(diào)整；軸的各個工作部件的位置以及配合零件的位置需要準確；軸的加工制作需要較好的工藝[9]等方面都是非常值得考慮的因素。 通常銷軸常用的連接方式非常多，一般銷軸較為常用的連接結構方式由以下三種，第一種是單剪連接的結構方式，第二種是雙剪連接的結構方式，第三種是多耳板連接的結構方式。設計為了軸上零件的裝配，設計成階梯軸的結構形式較為合理實用。 此軸的設計如下： 根據(jù)軸的扭轉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 —主軸上的轉速 軸上的材料由《機械設計基礎》一書中表18—1 可以查到，應選取調(diào)質處理的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《機械設計基礎》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?、颉蠖蔚妮S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《機械設計基礎》一書取得。 6.2 初步選擇輸出軸系 由脫粒機的結構和相關尺寸可知所設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《機械設計手冊》查得相心球軸承的型號為406，它的結構尺寸為，故取Ⅲ—Ⅳ段與Ⅴ—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，滾動軸承應在機體內(nèi)有一段移動的位移，查《機械設計手冊》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。軸的基本結構如圖4： 圖4　軸的結構 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數(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 —主軸轉速 作軸的彎矩圖 1 （e）所示 6.4.8作當量彎矩圖（彎矩、扭矩合成圖） B點： C點左側： D點右側： 作軸的當量彎矩圖 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， —軸的許用應力，。按軸實際所受彎曲應力的循環(huán)特性，在、、中選取其相應的數(shù)值，從《機械設計基礎》可以查出。 按《機械設計基礎》書中查得，對于的碳鋼，承受對稱循環(huán)變應力時的許用應力 圖5　軸的彎扭圖 第七章 釘齒條的設計 釘架是玉米脫粒機的主要分離部件。它的設計與玉米脫粒機的質量、正常運行時玉米脫粒機的整體脫粒效果、脫粒后玉米粒與玉米芯的分離有關。它的作用是利用分離滾筒上的四個釘齒均勻快速地旋轉，工作時向脫粒機內(nèi)填充。主軸的旋轉帶動固定在釘鼓上的釘齒，釘齒頂部以一定的速度脫粒玉米（強制脫粒玉米）。在四個釘架的快速旋轉下脫粒玉米，四個釘架的帶釘螺旋布置旨在沿著釘齒的螺旋布置將玉米棒從機體排出。同時，各釘架上的釘齒進行脫粒，以達到較高的脫粒率。玉米脫粒機的主要功能是脫粒，釘架在脫粒工作中起著重要作用。因此，釘架的設計是脫粒機設計的主要部分。 7.1 釘齒條的總體結構設計 從釘架的作用及其工作要求可以判斷釘架的工作強度很高。據(jù)《脫粒機》一書可知，在玉米脫粒機的脫粒滾筒上安裝了四個釘架。它們之間的差別是90度。此外，每個釘架上安裝的釘架數(shù)量從7個到10個不等。每個釘架均勻地安裝在釘架上。齒在釘架上以均勻的螺旋排列安裝，兩個螺旋均勻排列。釘架兩端用厚度為5mm的圓盤固定。釘架的方孔在兩個圓盤上均開，四個方孔呈90度均勻分布。然后將四個釘架穿過四個方孔，釘架穿過方孔和圓盤表面。泄漏2-3，因為連接是由焊接完成的，容易焊接。這種結構更加堅固、穩(wěn)定、可靠。 圓盤固定釘架，但由于釘架太長，在軸的三分之一和三分之二處，釘架通過直徑為10 mm的鋼柱與軸連接。它們的連接方式是焊接的，這樣可以提高釘架的剛度，使釘架在強度較大的情況下不會損壞釘架，也可以提高軸的扭轉剛度和彎曲剛度。銷架的扭轉剛度和彎曲剛度大大提高，可以大大提高銷架轉鼓的整體剛度和強度。主軸和銷架鼓具有固定性好、穩(wěn)定性高的優(yōu)點。 7.2 釘齒條及釘齒的設計 釘架的作用是固定釘齒的相對位置，使釘齒在正常過程中能繼續(xù)正常工作。釘齒脫粒力直接傳遞到釘架上。釘架承受釘齒的切向力。因此，釘架應采用具有足夠強度和剛度的材料制成。根據(jù)《脫粒機》一書，可選用45號鋼。如上所述，設計的釘齒條的寬×高為，每個釘架上有七顆釘牙。每個釘齒穿過釘架并用螺母擰緊。指甲架上的通孔是圓柱形的。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，其目的是，當釘齒安裝在釘架上時，小槽可與釘齒上的波紋相匹配，使釘齒上周能固定在釘架的方向上，當釘齒工作正常時，也可相對于釘架固定釘齒，使釘頭三通釘牙工作時，釘架不應脫落。其結構如圖6： 圖6釘齒條結構圖　 7.3 釘齒的設計 釘齒是玉米脫粒機的主要工作部件。它們在工作時與玉米直接接觸，接觸頻率很高，特別是在進、出口處，釘齒間的摩擦比較頻繁。因此，在設計釘齒時，應考慮釘齒的工作強度和工作環(huán)境。這里采用《脫粒機》一書中推薦的45號鋼。為了使釘齒相對固定在釘架上，在釘齒上加一個小的波紋，并在釘架上配合一個小的槽來固定釘齒和釘架。如圖7： 圖7 齒釘 7.4 圓盤的設計 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，而且還可以承擔釘齒和釘齒條傳遞的力矩和彎曲及扭轉強度，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，其圓盤中心應裝套在主軸的直徑上（），因此，圓盤的中心應設定為的孔，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。另外在圓盤45度角處開有的圓孔，是為了安裝加強鋼筋，使兩圓盤相對緊固。 第八章 入料口及脫粒機上蓋的設計 在玉米脫粒機上蓋的兩端設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，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)它的結構設計，兩個擋板都應該騎壓軸承座，即擋板的設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， 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。玉米脫粒機上蓋兩端各有兩個半圓鐵板。所用材料相同。第一個目的是確保工人的安全。因為當玉米脫粒機正常脫粒時，其主軸高速旋轉。如果沒有20打鐵板擋住，工人可能不會把手或衣服掛在玉米脫粒機上，造成人員傷亡和其他事故。生活。二是防止脫粒后玉米飛濺。如果玉米脫粒機上蓋兩端沒有兩塊快鐵板，則玉米由脫粒機進行脫粒，由于主軸的高速旋轉，玉米粒四處飛濺，使脫粒后的玉米不能很好地收集。同時，濺落的玉米粒也會給工作人員帶來危險，所以玉米脫粒機上蓋的兩端沒有很好的收集。擋板的設計是必要的。玉米脫粒機安裝時縱向布置擋板，根據(jù)其結構設計，兩個擋板均應安裝在軸承座上，即擋板的設計不僅要考慮與脫粒機上蓋的連接，還要考慮與軸承座的配合。因此，其直徑，它與軸承相交處的形狀根據(jù)軸承來確定，其結構如圖11所示： 圖11上蓋結構圖 結論 本次設計是對一個玉米脫粒機進行設計，使其結構能夠滿足絕大多數(shù)實際使用要求。然后利用三維軟件對其結構進行三維實體模型的建模處理，讓他的結構可以進行直觀表達出來。通過對本設計的結構進行分析設計，使其自由度能夠符合實際應用，并對該設計的動力傳遞進行針對性設計。并對該產(chǎn)品的具體使用范圍做了說明，對其重要部件傳動結構進行設計，同時完成必要的校核，保證該設計使用的安全性和可靠性。 本次設計完成對玉米脫粒機的設計，讓我更加深入的了解了玉米脫粒機，通過整個設計過程，讓我將所學的各種知識進行一個融合，進行綜合使用的鍛煉。同時設計需要繪制圖紙，鍛煉了我圖紙設計和三維實體建模的水平。通過學習已讓我看到國內(nèi)外這方面設計的差距，讓我有動力去提升自身素質，為祖國的機械制造業(yè)添磚加瓦。 此次設計雖初步完成玉米脫粒機整體設計方案，但是不足之處依然，像此機構的實際生產(chǎn)簡單與否，工作運動合理與否都有待驗證，設計精度也欠考慮，后續(xù)再有此類設計的人員，可進行完善，讓此類設計更加能夠符合實際的應用需求，提高質量，實現(xiàn)真正的中國制造、中國創(chuàng)造。 致謝 畢業(yè)設計完成在即，感慨頗多。感謝學校為我提供優(yōu)質資源，為我提供各種機會機遇，能夠讓我在這里提升進步。感謝各位老師的辛勤傳授，為我解惑答疑，學到了許多知識。 謝謝指導老師提供給我的指導和幫助，您展現(xiàn)出來他那種對待工作高度嚴謹認真的精神讓我折服，也感謝《機械制圖》、《機械設計原理》、《人機工程學》、《機械設計》、《標準化工程》、《互換性與測量技術》、《三維建?！?、《機械制造技術》等學科的任課老師，各位老師提供給我基礎課程的輔導，為我本次畢業(yè)設計的完成也起到了重要的作用，感謝各位老師的辛勤付出。 在完成本次畢業(yè)設計的過程中，各位同學也對我支持和提供幫助，再次感謝大家。 本次畢業(yè)設計中，也暴露出一些問題，許多方面并沒有根據(jù)設想完成，究其原因，還是自身能力不足，許多方面的知識儲備不夠，還有待補充，使得本次設計也留下了遺憾。值得肯定的是，本次設計啟發(fā)了我固有的思維模式，動手實踐能力得到了明顯的提高，所學知識也得到了進一步的鞏固，為今后學習工作也打下了基礎 。 再次感謝各位大學老師的教導與幫助，您們是我人生路上的貴人，您們的傾囊相授讓我終生受用，我會永遠銘記恩情，謝謝您們！感謝母校！ 參考文獻 [1] 吳多峰.HS48型玉米脫粒機.現(xiàn)代化農(nóng)業(yè).2006(09) [2] 馬繼光.立足國情，瞄準國際先進水平，發(fā)展我國種子加工技術-種子加工技術引進的項目實施與思考.中國農(nóng)技推廣.2001(05).29 [3] 王冰.玉米脫粒機試驗方法的編制.農(nóng)機質量與監(jiān)督.1997(03).25 [4] 東北農(nóng)學院.農(nóng)業(yè)機械學理論與設計.1961 [5] Mark. 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