小型玉米脱粒机的设计毕业设计

小型玉米脱粒机的设计计毕业设摘要此次设计的小型玉米脱粒机， 其工作原理为 电动机通过皮带轮传动 , 玉米棒通过入料斗进 入脱粒滚筒，在高速回转的脱粒滚筒的冲击和玉 米棒、滚筒、凹板式栅格的作用下被脱粒下来。 采用挤搓式的原理使用板齿进行脱粒， 板齿呈螺 旋均布便于脱粒滚筒。 小风扇的作用是将夹在玉 米粒中的轻杂带走。 与同类产品相比， 结构非常 紧凑，性能优良，操作十分轻便，安全可靠，而 且不占场地，搬运存放十分方便，成本非常低。 破碎率很低， 可以提高种子发芽率。 能大大的减 轻农民劳动强度， 有利于抢赶农业季节， 促进农 民发家致富， 推动农业的发展， 适宜在广大农村 推广应用。关键词 ：玉米；脱粒机；板齿The design of small corn thresher, its work ing prin ciple for the motor through thepulley drive, corn cob through into thehopper into the cyli nder, and the impact ofthe high-speed rotary cylinder corn cob,roller, con cave plate un der the acti on ofgrid by threshing. The crowded rub board tooth principle used for threshing, tooth a spiral plate un iform easy threshi ng cyli nder.Is the role of small fan clip light impurity in the corn kernels. Compared with similar products, the structure is very compact, highperforma nee,operati on is veryportable, safe and reliable, and do not take a site, handling storage is very convenient, cost is very low. Breakage rate is very low, can improve the seed germ in ati on rate. Can greatly reduce labor inten sity of farmers, is con ducive to rob farmi ng seas on, promote the farmers get rich, promote the developmentof agriculture, suitable forapplicati on in the coun tryside.Keywords：Corns; Shellers machine Plank-toothii摘要. 前言 1引言1.1毕业设计课题的任务和要求1.2课题的主要内容和2小型玉米脱粒机的设计2.1脱粒机构22筛选机构2.3清选机构Z4机架3玉米脱粒机的设计计算3.1电动机的选择3.2 V带传动的计算3.3_带轮的设计3.4轴的结构尺寸设计3.5_轴承的选用3.6键的选择与计算3.7风机的选用 *4玉米脱粒机的使用和维护41玉米脱粒机使用的注意事项4 2玉米脱粒机的维修保养5总结与展望参考文献致 谢附录VJ1112377888O 3 601255667901112222222223V刖弓就玉米利用而言，大致经历了作为人类口粮、牲畜饲料和工业生产原料的 三个阶段，玉米口粮消费占玉米总消费比重大约在7%左右，但是随着时代的发 展，这个比例有了逐步降低的趋势。玉米是三大粮食之一叽 为解决人类的温饱 问题起到重要作用。时至今日，玉米仍然是全世界人民餐桌上不可缺少的食品, 在“玉米故乡”墨西哥，“国菜”玉米饼年消耗量达到1200万吨之多，人们无 论贫富贵贱都十分喜欢食用；在发达国家，玉米也作为补充人体所必需的铁、 镁矿物质的来源为人们广泛食用；在某些贫困国家和地区，玉米依然是人们廉 价的裹腹之物。从2011年度玉米产业技术发展报告上园看出，虽然近几年国家采取限制深 加工企业产能的扩张以及控制深加工企业的消费玉米数量等调控措施，但玉米 深加工下游产品的需求旺盛，2011年工业消费玉米的数量持续增加，达到5500 万吨，比2010年增加400万吨。受猪肉价格的持续上涨的影响，养殖业效益的 改善，生猪存栏数从2011年1月持续增长，玉米饲料需求明显的增长，2011年 全年饲料玉米总量为1.03亿吨。2011年由于国内玉米市场的供给稳定，国家对 玉米市场的调控的力度不大。2011年通过了竞价销售和跨省移库的方式向市场 投放国家玉米储备约为500万吨，大大低于2010年2844万吨的水平。截止2011 年10月，我国累计进口玉米11& 6万吨，预计2011年的总进口为150万吨左 右，略低于2010年156.3万吨的进口水平。2011年11月，我国政府启动了对 新的玉米的临时储备收购政策，提高了玉米的收购价格，这将对未来国内的玉 米价格形成重要支持。在如此高涨的玉米产业形势下，不论是和玉米相关的生产商还是农民，都对这个生产行业产生了极高的热情，都渴望从中分一杯羹。而06年4月，温总理在总公司呈送的工作报告上批示 3L要居安而思危，思则而备，而备而无 患。储粮于田，储粮于库，都是维护了农民利益，维护粮食市场交易的稳定， 维护国家粮食生产的安全。从长远和大局看来，中央储备粮食工作，确保粮食 数目真实、质量 优良，能调得动、用得上放在重要的位置，具有现在和未来深 远的意义。这一切将粮食产业中的玉米加工产业推上了发展的巅峰，如何保证 优质和高效的玉米生脱粒成为玉米产业发展中的急需解决的难题。针对我国玉米脱粒机现状41通过了学习国外的先进技术，改进了设计挤 搓原理的玉米板齿脱粒机，玉米被脱粒滚筒抓取之后，随着滚筒作切线回转运 动，同时还沿轴向和径向同时运动，其合运动的轨迹线为螺旋线，脱粒后玉米 棒可以轴向流出。其脱粒干净，分离效果非常好，破碎玉米率低，是一种优良 而高效的玉米脱粒机。龙江八一农垦大学毕业设计1绪论1.1毕业设计课题的任务和要求(1) 了解玉米脱粒机机构设计的基本原理和玉米脱粒的工艺流程；(2) 研究现有的脱粒装置的性能、优缺点及适应性，确定玉米脱粒装 置的总体结构方案；(3) 根据所提供的原始数据进行玉米脱粒机的整体结构设计，绘制相 关的图纸，图纸正确规范；(4) 撰写毕业设计的说明书；(5) 翻译相关外文科技文献1篇；1.2课题的主要内容(1) 完成玉米脱粒机总体设计;(2) 完成主要零件的设计；(3) 完成计算说明书；43 -2小型玉米脱粒机的设计2.1玉米脱粒机的种类表i玉米脱粒机的种类Table 1 The types of corn thresher类型功能生产 率(kg/h)动力全喂入简脱粒；脱下的400-13-5式谷粒、颖壳、000碎茎或茎混在起。半脱扌粒、分离、500-17-11复和清选；得到200式干净谷粒，需要清选。复脱扌粒、分离、200015-22式清选、复以上脱、得到干净谷粒。半喂入脱粒、清选；得到干净的谷粒。、体积小、功耗少、成本低。根据设计的要求是生产率为1000kg/h。选择玉米脱粒机的类型和脱离装置的类型是半喂入轴流式玉米脱粒机。整个机械有入料斗、脱粒机构、清选机构、筛选机构、机架等五个重要部 分。脱粒装置部分是由脱粒滚筒、凹板式栅格组成。凹板式栅格下方有流斗。清选机构有风扇和出糠口。脱离玉米时，玉米从脱粒滚筒的入料口喂入，随着脱粒滚筒的旋转，在螺 旋板齿的作用下，玉米棒在脱粒装置内做螺旋运动。在滚筒和凹板的打击和挤 搓作用下，玉米粒被脱下了，并通过栅格式凹板分离出来，而玉米芯则从脱粒 滚筒的轴向一侧排出。2.2脱粒机构根据作物在脱粒装置中的运动情况， 可以将脱粒装置分为三种5L切线流动 型，轴流切线径向型，轴流切线型。切线型：玉米被脱粒滚筒抓取后垂直于滚筒轴，沿着滚筒切线方向运动而 不发生轴向运动，脱粒后的玉米棒也沿切线方向流出，但存在谷粒与玉米棒分 离问题。轴流-切线-径向型：玉米被脱粒滚筒抓取后，随着脱粒滚筒做着切线回转 运动，同时沿轴线方向和径向运动，其合成运动的轨迹线为螺旋线，玉米棒可 切向或轴向流出，但存在脱离时间过长，结构非常复杂，茎秆破碎严重的缺点。而第三种轴流切线型，同样的在作切线回转运动的同时沿着轴向运动，运 动的轨迹线为螺旋线而并不需要锥形脱粒滚筒，其很好的结合了前两种脱粒机 构的优点，结构非常简单，脱净率高而且破碎率低。通过之前的分析，选取了第三种脱粒方式，即轴流切线型玉米脱粒装置。 它是由脱粒滚筒，栅格式凹板和顶罩等组成。凹板和顶罩形成一个圆筒，把脱 粒滚筒包围起来。脱离玉米时，玉米从脱粒滚筒的入料口喂入，随着脱粒滚筒 的旋转，在螺旋板齿的作用下，玉米棒在脱粒装置内做螺旋运动。在滚筒和凹板的打击和挤搓作用下，玉米粒被脱下了，并通过栅格式凹板分离出来，而玉 米芯则从脱粒滚筒的轴向一侧排出。图11玉米脱粒滚筒Fig1-1 Threshing cylinder脱粒间隙随着作物种类和脱粒分离质量的不同来调节。现有脱粒机上脱 稻、麦的间隙为20-30mm,脱粒大豆、玉米、高粱等为 60-70mm。喂料口与排 出口布置在径向位置的轴流筒脱粒装置上，脱粒间隙在凹板的入口处最大。圆柱形脱粒滚筒所用的板齿有铸造板齿和加工球顶方根板齿两种。前者对玉米子粒的破碎率比较高。铸造方板齿应有2-3mm厚的白口层；球顶方根板齿的表面渗碳，渗碳层深度大于 2mm；热处理硬度HRC50-60这里选取加工球顶 方根板齿。板齿的工作长度在50mm以下的短板齿用于脱粒已去除皮的玉米穗；工作 长度大于50mm的长板齿用于脱未剥皮的玉米穗。根据设计要求和工作情况这 里选取长度为50 mm的板齿。如下图：图1-2板齿结构图Fig1-2 Nail tooth structure板齿的种类及其在滚筒上的排列：常用的板齿有刀齿和楔齿。刀齿一 般薄而长，抓取农作物和梳刷脱粒能力强，对喂入不均匀的农作物层适应性较 好。刀齿的样式较多，常用的有板刀齿，斜面刀齿。板刀齿一般厚为10mm左右，斜刀齿齿底部约厚10-20mm,顶部厚约4-10mm左右，齿侧面斜度五度左 右，齿工作高度15-25mm左右齿宽6-20mm。楔齿短而宽，齿侧带有很大的斜 度，脱粒的间隙调整范围较大。防止缠草，其端部向后弯曲，后倾角15度-20度，大的可达25度，后倾角大容易脱草，功率消耗较少，但会降低脱粒能力。 板齿材料一般为45号钢，工作面热处理硬度为HRC50板齿按螺旋线均匀分布在脱粒滚筒上，这样可以使每个板齿都能起到脱粒作用，脱粒比较净，玉米棒 碎断相对较少，滚筒负荷均匀和功率消耗较小。通过绘制滚筒表面展开图确定 板齿的排列。Fig1-3 Roller screw tooth arrangement graph滚筒上的板齿数（Z）按脱粒装置的生产率确定z (1- B )q/0.6q dq- 脱粒装置的喂入量(kg/s),取0.278 kg/s。B -喂入农作物中谷粒所占重量比率；qd-当B =0.4时每个板赤的脱粒能力(kg/s),在凹板配有板齿的脱粒装置 上，对喂入输送装置玉米脱粒机的刀齿数取0.2、对联合收割机取0.35。有些以脱粒水稻为主的板刀齿滚筒，如齿侧间隙较大，或凹板不带板齿，qd值应较上述数值小45%左右，应增加板齿数加强梳刷脱粒能力。楔齿的打击面宽，qd值可较刀齿大20%-30%所以Z= (1-0.278 ) 0.4/ ( 0.278 X 0.02 ) =5齿迹距a齿迹距需根据板齿的尺寸和齿侧间隙S来确定a=2 (b+ 5 ) (mm)S -齿侧间隙(mm)，对板刀齿约为10-20 mm,对斜面刀齿和楔齿因为 齿侧间隙可以改变，5的最小的齿侧间隙，一般不小于 3mm。齿迹距常用值为25-50mm，这里取30mm。螺旋头数K螺旋头数等于每个齿迹上通过的板齿数目，此值越大，脱粒能 力越强。如螺旋头数和齿板数相同，则齿迹距和齿距也相等。这时在同一齿板 上相临两齿间会有一凹板齿通过，易使玉米棒折断，应使M/K2。目前一般板齿滚筒上的螺旋头数大多为2-5，在少数加强梳刷脱粒作用的板刀齿上 K值达6。齿板数M与齿板间距S滚筒上齿板数(即板齿排数)，目前常用6-12，齿 距一般为5-10mm，距离太小，玉米棒易被折断，脱粒消耗功率较多。齿板间距S主要由滚筒上相临两齿杆易于抓取作物的间隔时间来确定，时 间太短则不易抓取作物，又容易堵塞滚筒。现有的一些板齿滚筒上S值大多为120-200 mm。滚筒上板齿在圆周上分布和排列数根据滚筒直径大小决定。直径 200mm左右的滚筒用7-8 排,直径300mm的滚筒用9-10排。根据选取的滚筒 直径190mm选用8排的滚筒。板齿沿滚筒全长等距排列。各板齿相互交错开，并使相临齿迹间有小于2 mm 的重叠量或小于0.5 mm的间隙量。设计时间隙量选取为 0.2 mm2.3筛选机构采用滚筒脱粒筛选机构有凹板式栅格，冲孔式等类型。由于采取轴流切线 式脱粒，脱粒主要为挤搓的作用，其中栅格式凹板脱粒能力与分离能力都能达 到使用要求，所以本次设计选用栅格式凹板。它由一定数量的钢条和两条主梁 和两条副梁组成，快速旋转的板齿脱粒滚筒将被卡死的玉米挤搓脱粒，无论是 工作时还是安装时，栅格式凹板都是固定不动的，因此对钢条的强度有一定的 工作要求。玉米脱粒之后，玉米粒经过栅格式凹板，从凹板的间隙流出，顺着 斜滑板滑出机体之外，筛选机构目的是将玉米和玉米芯分开。图2-1栅格式凹板7JFig2-1 Fence form grid concave2.4清选机构清选机构主要作用是实现脱粒后玉米粒与杂质杂物之间的分离。6】常见的清选原理可以分为两大类：一类是按照籽粒空气动力特性进行清选，另一类是 利用气流进行清选。其中后者比较常用，结构非常简单，分离效率比较高。本 次设计采用气流清选的方式，其中气流是由风机提供的。Fig3 -1 Fans2.5机架机架是脱粒机中用于容纳和支承各种零件的。本次设计采用5mm厚的三角钢。由于整个机体在工作过程中会出现比较大的抖动，对机架的强度要求比较 高，所以对焊接的要求比较高，本次机架采用角焊。焊缝高度值指教三角形的 直角点到斜边距离，这个距离已经比较适合用于整机震动比较大的部件上。其 壳体为覆盖件，对设计的强度要求不高，也采用5mm厚的薄钢板冲压或卷制折弯，各个零件的衔接主要采用焊接和螺栓紧固。3玉米脱粒机的设计计算3.1 电动机的选择查阅相关资料7，TY-10型板齿的脱粒滚筒转速设计为 340r/min,板齿齿顶 直径为190mm栅格式凹板直径为270mm其凹板长度为600mm在主轴上螺旋 均匀分布着板齿，以便玉米芯随螺旋板齿的螺旋作用而排出机体之外。据公式v= n Dn/60,计算得v=3.4m/s其中n为滚筒的转速（r/min）V为齿顶线速度（m/s）d为滚筒齿顶直径（m本次设计采用交流电机为动力来源8】，通过V带传动来实现脱粒滚筒的转动以及风机的转动。而V带传动，传动比过大时会减小带轮包角。当带轮的包角减小到一定程度，带传动就会发生打滑，从而无法传递额度的功率。因此，带传动比一般取 传动比i 2.76=292.5mm查机械设计表8-8，得圆整为d2 =315mm3.2.5确定V带的中心距a与基准长度Ld初定中心距0.7 (d1d2)乞 a 乞 2 (d1 d2)即:0.7 (106315)乞 a。乞 2 (106315)得:295.7mm 乞 a0 乞 842mm选取中心距a0 =500mm计算初选取带所需的基准长度Ld=2 a0- (d1 d2)24a。即：在此处键入公式。2500 节(106 315)譽斜Ld 680.2 mm查 机械设计 表8-2找到的1600mm数据相近，所 以取：Ld J600mm计算实际的中心距aa0 + “ 也=(500+1600 一1680.2 ) mm-4602取 a=460mm3.2.6验算小带轮上的包角ai0 d2 -0二* = 18057.3a即：=180315-10646057.30求得：a1 =1540 - 1200满足V带传动包角d的要求。3.2.7计算A带的根数Z计算单根V带的额定功率Pr由d1=106mm和n1=940r/min,查机械设计表 8-4a得 Po=1.15Kw根据n1=940r/min,i=2.76, 和 A型带，查表 8-4b # P0=0.11Kw :查8-5机械设计表得 Ka=0.93，查8-2表得K=0.99.于是Pr= ( PO+A P0) KaXKL= (1.15+0.11 ) 0.93 X).99=1.16kw计算V带的根数Z=Pca/Pr=2.86/1.16=2.56 选取 3 根3.2.8计算单根V带初拉力的最小值查表得A型带的单位长度的质量=0.1kg/m,所以F。=500 PcaV Z2.5 - Ka)qv2(F。)min500 2.86(2.56 -0.93)3 5.210.9320.1 5.21 158N应使带的实际初拉应力158N3.2.9计算压轴力Fp压轴力的最小值为a11540(Fp)min =2Z(F)minS in 二=2 3 157 sin N =944N2 23.3 带轮的设计带传动是由紧固件连在主动轴上的主带轮、固连于从动轴上的从动带轮和 紧套在两轮上的传动带组成的传动运动。当电动机驱动主动轮转动时，由于带 和带轮间的摩擦，便拖动从动轮一起转动，并传递一定的动力。带传动具有结 构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲吸振等特点，在机械中被广泛应用。鉴 于带传动的优点和在应用中广泛性，选择带传动为小型玉米脱粒机传递动力。在一般的机械传动中，应用最广泛的是V带传动。V带的横截面呈等腰梯形， V带轮上也做出相应的轮槽。传动时带只和轮槽的两个侧面接触，即以两侧面为 工作面。根据槽面摩擦的原理，在同样的张紧力下，V带传动较平带传动等产生更大的摩擦力。这是V带传动性能上最主要的优点。再加上 V带传动允许的传 动比较大，结构紧凑，以及 V带多以标准化并大量生产的优点，因而 V带传动 的应用比平带传动应用广泛的多。所以综合以上 V带种种的优点和实际操作的 可行性，V带传动是最佳的选择。3.3.1 带轮材料带轮的材料主要采用灰铸铁，常用的材料牌号为HT150或HT20Q转速非常 高的时候应该采用铸钢（或者用钢板冲压后焊接而成）；小功率时可以用铸铝或 者塑料。因为带轮的转速V=3.4m/s，即V乞25转速比较低，所以材料选定为灰铸铁，硬度为HT150113.3.2主动带轮的设计带轮的结构尺寸设计主要是根据带轮的基准直径，选择带轮的结构形式，根据带的型号来确定带论轮槽的主要尺寸，其设计如下。主动带轮的结构选择，因为根据主动带轮的基准直径尺寸Di= 106mm而与主动带轮配合的电动机轴的直径是d 28mm，因此根据经验的公式 2.5di乞Di乞300mm，所以主动带轮采用腹板式的带轮。选择带轮参数：通过查找机械设计一书，可以确定主动带轮的主要结 构参数，结构参数如下表，其他的相关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得1-2O表3带轮的结构参数表位(mm槽型bd基ha minhf m inE槽f min 第一一槽dd准宽基准基准对称面到与dd相应的度线上线下间端面距离cp=3tp=3cp=3(p=3槽深槽深距2468A112.758.7159-118-118Table 3 Parameter of the pulley table主动带轮的厚度可以由计算公式：B =(Z -1) e 2 f求得B =(4 -1) 15 2 9 = 63mm图3-1主动带轮Fig3-1 The driving pulley333 从动带轮的设计从动带轮的结构选择。因为根据主动带轮的基准直径和传动比来确定，即 D2 =315mm，D2 - 300mm，所以从动带轮采用轮辐式。从动带轮的厚度可以由计算公式求得：B =(Z -1) e 2 f即:B =(3 -1) 15 2 9 =48mm图3-2从动带轮Fig3-2 The driven pulley3.4 轴结构尺寸的设计3.4.1 传动主轴的选择传动轴是玉米脱粒机的重要设计部件之一，13】它在玉米脱粒机正常工作的过程中间，承担主要的转矩、扭矩、弯矩和支撑传动轴上旋转零件，玉米机脱 粒时的瞬时冲击很大，而且冲击次数非常的频繁，因此传动轴的设计是一个至 关重要的步骤。它的主要作用是：一是在径向上支撑所安装的旋转零件，使其 有固定的工作位置；二是传递轴上的运动和力，使其能够正常的工作。根据玉 米脱粒机的结构特点和组成形状以及工作强度和环境的要求，玉米脱粒机的主 轴选用直轴阶梯轴。此轴的设计如下：根据轴的扭转强度来初步计算确定其的最小直径，可利用经验公式：- Ao3i n其中：Ao 3 95520000轴常用的几种材料的U的Ao值-u.2 t p 主轴上的功率kwn主轴上的转速r min轴上的材料应选取应用的最为广泛的 45号钢141并进行调制等处理，其抗拉的强度二b =640MP，查表得到45号钢Ao取值范围为112-135 , B/MPa取值范围为10-35.取A0 =112，于是有:dmin= 1182.2340:22mm3.4.2确定轴各段的直径和长度输出轴上的最小直径显然是安装从动带轮的内孔，15】必在轴上开有键槽,而且有两个键槽，因此，为了开键槽又不消耗输出轴的强度，可以使轴的直径 增加15%上,这样增加输出轴的尺寸，因此可以提高轴的工作强度。即：d =d (115%) =220 (1 1.05%) ： 23.5mm主输出轴的最小直径是安装从动带轮处的直径，为了使所选的轴直径与带轮相配合，故使输出轴端的轴径取为 24mm。查表可以得知带轮的厚度为B二48mm，则取输出轴的最小轴径为 d = 24mm，其长度为50mm。为了满足带轮的轴向定位要求，轴段右端 需要制出一个轴肩，轴肩大小为0.O7-O.1d,故取 2段的轴直径d2=26m m，轴肩处圆角C查表为1， 轴肩段长度取30mm。输出轴的径向定位由普通平键来完成，选 用键的型号为普通平键bxhx|为8x7x32。键的型号 可以通过查机械设计课程设计手册一书取得。而与滚筒连接采用一个键连接，b h l为12 8 70。 和紧固螺钉来固定脱粒滚筒3.4.3 轴上的载荷计算作从动轴的简图16 1图4-1轴的简图Fig4-1 The graph of axis求输出轴上扭矩的大小根据公式：T =9550000 - n其中：p 电动机的额定功率kwn主轴的转速rmin即:T =9550000 空 61784N/MM340螺旋板齿上的合力根据公式：其中：d 输出轴的轴心到脱粒板齿外圆的距离即:2 61794190= 649N根据公式:Fr =Ft 80%其中：80%弋表的是径向力占圆周力的百分数即：Fr =649 80% =520N根据公式：Fa 二 Ft tg1求得，由于玉米脱粒机的主轴轴向基本不受力。则取Fa =0圆周力Ft径向力Fr轴向力Fa的方向如图所示表4轴的受力分析表Table 4 force analysis of axis table载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=FNH2=260FNV1= FNV2N=315N弯矩Mmh =16100N/mmMV1=20160N/m总弯矩mM = 161002201502= 25800N/MM扭矩TT - 95500002.261784N/MM340轴上水平面内所受支反力如图根据公式：FwFnh厂丁 =260N轴在垂直面内所受的支反力F|NV1 = Fnv2 - 325 N图4-2轴的受力分析图Table 4-2 force analysis of axis344校核轴的强度进行轴校核时，通常只需要校核轴上承受最大弯矩和扭矩应力的截面，即危险截面强度。观察表中与弯矩图中的数据，以及轴单项的旋转，扭转切应力为脉动循环的变应力，取折合系数a=0.6，轴的计算应力caM 2 C T3)2W161002(0.6 61784)20.1 X403MPa =6.3MPa前面以及选定轴的材料为45号钢，经过调质处理，查表得到；_, =60MPa。因 此二ca V ，故轴强度符合要求。3.5 轴承的选用由玉米脱粒机的结构和相关尺寸可知所设计的轴上装有带轮和板齿滚筒，其上的板齿承螺旋排列，其轴向受力较小。又根据 d2 =26mm，初步选取支撑的 轴承为深沟球轴承，取其内径为 30mm查表得深沟球轴承的型号为 6206,它的 结构尺寸d D B为30 55 16.取安装板齿的轴4段的直径为d=40mm，17k由承与轴肩用轴端挡圈固定， 左、右两端采用的轴承用轴承座固定轴承，配合为H7K6，考虑板齿滚筒工作强度问题，其上采用一个平键和一个 紧固螺钉连接板齿滚筒，键的尺寸为12870已知板齿滚筒长为600mm。两个轴承其径向载荷为325N对于深沟轴承，其径向基本额定载荷Cr 二-(型 Ln)_ft ft式中Cr-基本额定动载荷，查表得，Cr=13.3KNfpp -载荷当量系数，查表得，fpp=1P当量动载荷，Nft温度系数，查表数值为1Lh 轴承基本额定寿命，本机预设寿命Lh=8000hN轴承转速，r/min轴承寿命指数，对球轴承取 3将以上数据代入上式，得13300(P 60 34017-18000)解得 P=2413N而在规定的条件下，6206轴承可承受最大径向载荷为 8300N,远远大于轴承实际承受的径向载荷2413N因此选择的深沟球轴承符合要求风机轴承的选择， 根据d3 =18mm，初步选取支撑的轴承为深沟球轴承，取其内径为 20mm查表得深沟球轴承的型号为 6204,它的结构尺寸d D B为20 42 14.其轴向受力较小，因此不需要校合。3.6 键的选择与计算3.6.1 键的选择键是一种标准零件，通常用来实现轴和轮毂之间的周向固定以传递转矩, 有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。键连接的主要类型有: 平键连接,半圆键连接，切向键连接。选取最为常见实用的 A型平键，键的两个侧面是工作面，工作时，靠键同 键槽侧面的挤压来传递转矩。键的上表面和轮毂的键槽底面间则留有间隙，平 键连接具有结构简单，装拆方便，对中性较好等优点。与带轮连接的平键b h 1为8 7 32。与脱粒滚筒连接的平键b h l 为12 8 70，电动机的平键为 8X7X36，风机轴的键为66X12362 键的强度的验算平键连接传递转矩时，其主要失效形式是工作面被压垮。查表得需用挤压应力、：p=60MPa而普通平键连接的强度条件为式中：T为传递的转矩(T=Fy Fd/2 )，N/MK为键轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，此处h为键的高度，L为键的工作长度，mm圆头平键l=L-b，平头平键l=L,L为键的公称长度，mm b为键的宽度，mmD为轴的直径，mm由上述公式，代入数据得小键 p 1= 46MPa大键 p 2=11MPa都小于许用挤压应力60MPa，故键能安全工作3.7 风机的选用将经脱粒装置脱下和分离装置分出来的玉米谷物混合物中的颖壳碎茎和断 穗等清除干净将细小杂务排出机外以得到清洁的玉米谷粒。对于分离装置的性能要求是玉米谷粒中的杂质混合物应少于2.5%;清选时 谷粒损失不得超出脱出谷粒总量的 0.5%;其生产率应与收割、脱粒装置相适应。根据设计条件的生产率我们选用气流式清选装置。气流式清选装置是靠风 扇产生的强大气流清除玉米谷粒中的杂质。这种清选装置结构简单，清洁度不 是很高，用于简式玉米脱粒机。通过总体设计方案选用吹出型清选装置。清选风道位于风扇出口的前面，谷粒混合物沿滑板在出风口前落下，轻杂物沿风道被吹走，谷粒靠重力穿过气 流场进入集谷装置。清选风道下眼保证轻杂物的吹出通畅，并能截留被气流吹 出的少量谷粒，减少损失。清选风道的截面积一般比风扇出口的面积大很多， 以便在出风口处把谷粒混合物吹散，一般在风扇出口处的气流速度为7-10m/s，风道末端排出口处为4-6 m/s。谷粒滑板的水平夹角为。3.7.1 风速的计算风压、就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力18根据伯努利方程得出的风一压关系。风的动压为2Wp 二 0.5 ro V其中WP为风压kN/m2，ro为空气密度kg/m 3，V为风速m/s。由于空气密度（ro）和重度（r）的关系为r =r0 g ，因此有r = r0 g中2Wp =0.5 r V此式为标准风压公式。在标准状态下（气压为1013 hPa,温度为20 ,空气重度r=0.011225 kN/m 2。纬度为45处的重力加速度 g=9.8m/s 2, w=2/1600此式为风速估计风压的通用公式。应当指出，空气密度和重力加速度随纬度和海拔的高度而变化。一般来说，r/g在高原上要比在平原地区小的多，也就是说在同样的风速在相同的温度下，其产生的风压在高原上比在平原地区小 的多。3.7.2玉米颗粒受力分析设计玉米粒从凹板筛溜出来后进入出料板， 出料板斜坡设计为30度，由下图的分析可知风 机对杂质和玉米颗粒进行分离时，只要当F mgsin 9时才有可能将玉米颗粒误从出糠口吹出。计算风机风力的最大值，取其与 F方向一致，假设玉米颗粒的最大截面积 为1cm2，玉米粒的重量大约为1g，则作用在单颗玉米上的力 F的临界值为F=1 10 10 丄=5 10N2则临界值的风压 Wp=F/S=0.05KN/m而由前面的简化公式Wp 二V2 -T600解得临界速度 V 8.94m/sTable8 Force analysis of kernels则风机设计的风速8m/s即可满足使用要求，19设计出糠口高度为160mm, 脱粒滚筒的风机的直径为120mm，长度为280mm，风扇页的高度为40mm，由 以上数据可算得：当风速为8m/s时，风机转速约为200r/min,计算后得电机传动 比为1:1.7，取风机带轮的 d为180mm。4玉米脱粒机的使用和维护4.1 玉米脱粒机使用的注意事项1.脱粒机应放在地面平坦、通风良好的场地上；安装时要注意风向，喂入口 要放在上风头，出草口和排糠口要放在下风头。2对各转动部件要加油保养，各部紧固螺钉要牢靠，滚筒旋转方向应和上 盖所标箭头方向一致。3 脱粒前要进行空运转，看有关部件连接是否牢固，转动是否平稳，确定 无异常情况后方可投入作业，作业时禁止用加大皮带轮等方法使脱粒机超速运 转。4. 脱粒机防护罩安装要牢固，破损的应及时修理，其铁皮厚度不应小于1. 2 毫米，传动皮带要设立防护罩或挡板，以防皮带飞出伤人。5. 三角带松紧要适当，过紧过松都要重新调整。6. 工作时，操作手应站在喂人口正前方，喂入量要均匀，当喂人量过大或 秸秆过湿时，不要强行推送。7. 出现故障时，待滚筒停止转动后方可检修，严禁在运转状态下推送或掏 取秸秆。4.2 玉米脱粒机的维修保养一般工作56h后应停机休息一下，并对脱粒机动力进行检查。柴油机代 替传动，在作业一段时间后应及时清除排气管内的积炭，调整供油提前角及喷 油压力，清洗空气滤清器。作业中应装上防火帽，并随时清除积炭。脱粒机应 在额定转速下工作，严禁超速，如与之配套的电动机、柴油机、拖拉机的转速 与脱粒机不配套，应根据实际情况更换相应的胶带轮。轴承缺油，转动不灵活或有明显的轴向窜动、径向晃动，必须认真保养和 修复正常后才能使用。纹杆变形、裂纹、左右纹杆相同安装、磨损过度、筛形 凹板断裂、辐板裂纹或有暗伤等必须逐项修复。机架断裂、机罩变形残缺等一 定要焊补牢固。弓齿残缺或齿条锈蚀严重，必须焊补或更换新件。修复后的脱 粒机必须经过平衡试验，正常后方可使用。维修保养后，一定要试运转，如果 试运转有异常响声、螺栓松动的要停机检查修复。5总结与展望与同类脱粒机器相比，本机械采用新的脱粒原理20】避免了以前使用直接打击式脱粒方法对玉米种子的损伤，具有生产效率高、脱粒干净、并保证了玉米 芯的完整。降低玉米的破损率。操作十分简单，无需专门的培训，就能很好的 操作。结构简单，便捷省力，维护性强，无需专门修理机构。可用于农村家庭 式、小型企业定量生产，也可适用于中型企业的批量生产，摆脱了传统手搓和 整体打碎方式对玉米进行脱粒，减小了劳动强度，提高劳动生产效率，并降低 了破损率，既适合普通玉米脱粒、也适合玉米种子脱粒。促进了 农业机械化的发展进程。适合北方平原，也适应南方丘陵地带，具有广阔市场前 景。本次设计的玉米脱粒机其工作原理为电动机经皮带轮传动，玉米穗通过料斗进入脱粒滚筒，在高速回转的脱粒滚筒的冲击和玉米穗、脱粒滚筒、凹板的 相互作用下被脱粒。脱下的子粒大部分通过凹板孔，由子粒滑板滑出机外。风 扇的作用是将夹在玉米子粒中的轻杂带走。与同类产品比，结构非常紧凑，性 能良好，操作简单，安全可靠，不占用场地，搬运存放非常方便。破碎率极低， 可提高种子的发芽率。能大大减轻农民劳动强度，有利于农民抢赶农时季节， 促进农民发家致富，推动农业的大发展。适宜在广大农村推广使用。进行机械设计是一项艰苦的，但是颇有收获的学习过程。在本次设计中， 我综合运用所学的知识，掌握了设计的基本过程，对如何进行文献的检索、如 何进行前期准备工作有进一步的认识，锻炼了用计算机绘制机械工程图的能力。 此外，这次设计培养了我正确的设计思想，严谨的科学态度和独立工作的能力， 查阅和利用专业资料的能力，综合分析解决问题的能力等等。参考文献1 李宝筏.农业机械学M.中国农业出版 社，2008,6(3):5-23.2 2011年度玉米产业技术发展报告J.农业工程技术,2012,2.3 武平.中央储备粮管理工作会议在京召开C.商业会计，2006,3.4 吴多峰.袁长胜.板齿式与顶齿式玉米脱 粒机的性能比较J.农机化研究,2006,12.5 张学堂.商立今.脱粒机械设计手册M. 中国农业出版社,1985,6(2):35-42.6 何晓鹏.挤搓式玉米脱粒机的研制J.农业部规划设计研究院,2006,3.7 杨喜贵.5TY 10型玉米脱粒机M.CSTAD,1989,5(2):23-55.8 秦曾煌.电工学M.高等教育出版社，2003,12(6):89-100.9 骆素君.朱诗顺.机械课程设计简明手册M.化学工业出版社 ,2006,6(3):3-6;56-8.10 濮良贵.纪名刚机械设计M.高等教育出版社,2002,5(8):10-15;143-161;360-380.11 孙训方.材料力学M.高等教育出版 社,2004,1(4):73-98.12 邓星钟.机电传动控制M.华中科技大学 出版社，2001,3(5):55-68.13 Gao J S , Chase K W , Magleby S P.Gen eralized3D tolera neean alysisofmecha ni ealassemblies with smallkin ematicadjustme nts.llETransactions . 1998.30:367-377.14 张租立.机械设计基础M.高等教育出 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According to the survey, the sheller is still widely used in rural area in our country crops such as rice, wheat and corn thresh ing work, more than about 60% of the rice is to use power or huma n thresher threshi ng, n early 30% is to rely on thresher threshi ng wheat. Across the vast area in our country, in additi on, geography, climate, agricultural dema nds and economic conditions are larger, and so on the hills, the y themid-levels district area and grains, rice growing areas, corn thresher is still widely used. So with the development of agriculture, the corn thresher is still has a very broad market prospect. At present, the coarse grain type corn thresher is not many, only the n ortheast, north andnorthwest, some enterpriseproduction of corn, sorghum and soybean cornthresher. From the producti on of corn thresher en terprise, at prese nt most economies of scale for small and medium-sized enterprises.But amongen terprises due to the differe nces betwee n producti on con diti ons, product specificati ons and product ion, product quality is obviously differe nt, can be roughly divided into four categories: one is the product ion of corn thresher for a long time, the orig inal bel ong to the desig nated and backb one en terprise of the in dustry, its high degree of specializati onof product ion, test ing equipme nt complete, the pers onnelquality is higher, timely product structure adjustme nt and new product development, product quality is better. But because the reason such as efficie ncy, system problems, the propo