玉米脱粒机设计毕业设计

毕业设计(论文)说明书题 目：玉米脱粒机设计毕业设计（论文）中文摘要玉米脱粒机设计摘 要：本次设计的玉米脱粒机其工作原理为电机经皮带轮传动, 玉米穗通过料斗进入滚筒，在高速回转滚筒的冲击和玉米穗、滚筒、凹板的相互作用下被脱粒。脱下的子粒大部分通过栅板漏下。穗轴则沿滚筒轴向往后移动，通过筛子表面流出机外。夹带在穗轴中的部分子粒也经过筛孔漏下。风扇的作用是将夹在子粒中的轻杂带走。与同类产品比，结构紧凑，性能优良，操作轻便，安全可靠，且不占场地，搬运存放方便。破碎率很低，可提高种子发芽率。能大大减轻农民劳动强度，有利于抢赶农时季节，促进农民致富，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 全喂入式专业定做模具设计,包括模具毕业设计和课程设计,同时有大量的现成的机械设计出售, QQ：1296369724淘宝店铺：7毕业设计（论文）外文摘要The Design of the Corn ThresherAbstract: This design of the corn sheller is principle of work is that electrical machinery is driver pulley.The mealies are put into the drum through the hopper, in the impact of the which is rotating in high speed the impact and the mealie, the drum, under the notch-board mutual function is extracted seeds. Majority of seeds are taken off through notch-board hole. Then the ear axis axial will move along the drum flow out the outside of the screen surface of the aircraft. The partial of seeds smuggling in the ear axis are discharged through the mess mild of the clamps light which are mixed in the seed. Compared to the similar product, the strudures in compact the performance is fine, the operation is facile, safe reliable, also does not occupy the location, transporting depositing is convenient.The percentage of damage is very low, may enhance the seed-germination percentage.Can reduces the farmer labor intensity greatly, is advantageous in snatches catches up with the farmer season season, promotes the farmer to become rich, impels agricultural the development.Being suitable in general countryside promotion application.Keywords: corn; threshier; organ; 目 录1 引言.12 玉米脱粒机机体方案的设计. 42.1 玉米脱粒机的种类、功能 42.2 脱粒装置的种类和特点 43 喂入口和排出口的设计. 64 脱粒装置的设计. 74.1 滚筒类型的设计. 74.2 滚筒的直径、转速和长度的设计. 74.3 钉齿的形状和尺寸的设计 84.4 钉齿的排列. 84.5 凹板的主要参数设计 104.6 滚筒与凹板的工作间隙. 104.7 滚筒末端的穗轴排出口. 105 清选装置的设计. 115.1 清选装置的功用 115.2 风机的选择. 116 传动部分的设计.136.1 带轮传动. 136.2 带轮的材料. 136.3 滚筒轴的设计计算 147 电动机的选择. 178 轴承的选择与校核. 198.1 轴承选型. 198.2 轴承的校核. 199 玉米脱粒机的使用和维护. 229.1 玉米脱粒机使用的注意事项 229.2 玉米脱粒机的维修保养. 22结论 . 23致谢 . 24参考文献 251 引言玉米脱粒机是我国粮食收获的重要农业机械之一。尽管近年来小麦联合收割机的迅速发展对玉米脱粒机市场形成一定的冲击。据调查，目前脱粒机在我国农村仍然被广泛使用于对水稻、小麦和玉米等作物的脱粒作业，全国约有60%以上的水稻是用动力或人力脱粒机进行脱粒，小麦有近30%是靠脱粒机脱粒。另外，由于我国地域广阔，各地的地理、气候、农艺要求和经济状况等差异都较大，在丘陵、半山区的间作套种地区以及杂粮、水稻种植区，玉米脱粒机的使用仍十分广泛。所以随着农业的发展，玉米脱粒机仍有十分广阔的市场前景。目前,杂粮类玉米脱粒机也不很多，仅东北、华北和西北等地一些企业生产玉米、高粱或大豆玉米脱粒机。从生产玉米脱粒机的企业情况看，目前经济规模大都为中小型企业。但各企业间由于生产条件、产品规格和产量存在差异，产品质量也明显不同，大致可划分为四类：一是生产玉米脱粒机时间较长，原属行业的定点和骨干企业，其专业化生产程度高，检测设备齐全，人员素质较高，能及时进行产品的结构调整和新产品开发 ，产品质量较好。但由于效益、体制问题等原因，这些生产企业在行业中所占比例以及年生产量正在逐年减少，产品种类也从玉米脱粒机转向了其它农机产品或者其它行业的产品品种上；二是一些能够适应市场变化、注重技术改造的企业，产品的产量和质量在逐年大幅度提高，产品在市场上的占有率也很大，挤入玉米脱粒机行业排头兵；三是有相当多数量的小型企业，特别是一些新上马的乡镇、个体企业 ，由于生产条件、人员素质和内部管理都较差，原材料和零部件质量不过关，产品质量得不到保证。这些企业虽产量不大，但企业数量多，对玉米脱粒机市场有较大影响。四是部分老企业和骨干企业由于市场、资本和产品调整等原因，或把脱粒 机作为附属产品，或处于停产半停产状态，造成资源和人才上的浪费。从产品的总体情况看，由于玉米脱粒机是一种季节性很强的产品，受地理、气候等条件影响，一般企业都是根据当地和传统销售领域的农艺要求进行单一品种的生产。目前市场上主要有以下两种机型：、简式机型 简式机型目前市场占有率较大，并且出现了一批生产条件和工艺水平都相当优秀的企业。如河北邱县机械厂年产量已达万台，生产工艺形成了专业化，创出了名牌。且在简式机型基础上，一些企业相继开出以拖拉机为动力，以田间地头为作业场所，移动灵活，方便地头的新机型，适应了山区半山区、丘陵地区脱粒机发展的需求。、复式、半复式和半喂入机型 这类机具虽然市场占有率不大，但其质量相对较好。其生产企业大都注重调整产品结构、加强质量管理，有的产品还打入了国际市场。 我国玉米脱粒机产品质量不容乐观 1992年以来，国家技术监督局对玉米脱粒机的产品质量进行了多次抽查，从总的 发展趋势看，产品的抽样合格率逐年提高，自1992年到1998年抽样合格 率分别为50、66.7、71.4、77.8、66.7和76.5。但从整体来看，玉米脱粒机质量不容乐观，抽样合格率在低水平徘徊，国家场 上作业机械及机制小农具质检中心主任卫克勤指出，玉米脱粒机产品存在的主要问题 有两方面：一、产品不安全隐患较多玉米脱粒机是高速旋转机械，其传动部分位于机体外侧，工作条件又十分恶劣， 所以对玉米脱粒机产品中的安全防护装置，安全喂入装置、安全警告装置、使用说明 书中的安全要求，以及脱粒滚筒所用螺栓件的强度等安全质量，在强标和有关标准中均有明确要求。从今年二季度玉米脱粒机安全质量国家监督抽查的情况和市场调查的情况看，这方面的安全隐患比较严重。主要表为：一是不少企业出厂时不配带防护装置，有的企业为应付检查，只生产几台配带防护装置的样机，但流入市场大部分都不带防护装置。二是相当一部分企业的产品的危险部位无警告标志或 警告标志不规范；三是在使用说明书编写方面，有些企业的说明书中根本无安全 操作、安全防护、安全维修保养等方面的内容。有的既使有这方面的阐述，但内 容也不够完善，难以指导农民进行安全作业。四是对于安全喂入装置，虽然大部分企业的产品都配有装置，但不符合标准要求的较多。由于上述问题的存在，给农民使用者的安全生产带来很大隐患，事故也屡有发生。例如，1997年由河北某厂生产的玉米脱粒机由于没有配制防护装置，销售到山西阳城县一村民手中使 用时，该农民右手不慎触及到裸露的传动机构上时，当即中指和无名指被切掉一半，这一事故的发生不仅给家庭带来灾难，而且给用户和企业均造成重大经济损失。所以安全防护和喂入装置不合格的玉米脱粒机产品一旦流入市场后，很容易成为伤害农民的“切机手”或“切臂机”。五是对于滚筒所用螺栓，有关标准中规定 一律要采用8.8级高强度螺栓，但有的企业为降低成本，不采用高强度螺栓，而采用普通螺栓，从而造成螺栓脱落打坏玉米脱粒机或者滚筒飞出打烂机壳导致人身 伤亡的事故时有发生。二、一些地方无证生产和假冒伪劣产品冲击、扰乱市场正常竞争的现象比较严重玉米脱粒机是实施生产许可证的农机产品之一。有些生产设备简陋，检验手段全无，技术力量十分薄弱甚至根本没有技术人员的私人小作坊无视国家有关法规规定，在根本不具备批量生产条件的情况下，未领取生产许可证，但却在偷偷摸摸 地生产，他们生产的产品多为仿造品，不仅偷工减料，而且加工不规范，产品质 量很差，但由于价格很低，所以在市场上仍有一定的竞争力。更令人担忧的是在有的地方的假冒伪劣产品严重冲击、扰乱了市场的正常竞争，使农民和优质产品的生产企业深受其害。河北邱县机械厂生产的华勤牌型玉米脱粒机质量较好，在国内市场上十分畅销，而河南滑县上官镇乡中山峰村和西山峰村一些造假窝点模仿生产该厂的产品在市场上销售。这些假冒产品从机型和外观上，以及各种标志甚至包括防伪标志在内，几乎和原厂的产品完全一致，但产品性能和可靠性质量 十分低劣，导致农民不知道什么是真货，什么是假货，这些问题的存在不仅损害 了农民利益，扰乱了市场秩序，而且对邱县机械厂也造成了重大经济损失。专家谈造成玉米脱粒机质量不高的原因 国家场上作业机械及机制小农具质检中心主任卫克勤指出，造成目前我国脱 粒机产品质量不高的主要原因有以下两方面： 、由于市场竞争激烈，一些不法分子为获取暴利，制假、售假，以低廉价格争夺市场。另外，有一些企业在经济利益的驱使下，不从如何提高质量方面考 虑去占领市场，而是走牺牲质量、降低成本的捷径占领市场，我们算过这样一笔账：一般情况下，一台简式玉米脱粒机如不装防护装置可以降低成本30元左右，复式和半复式玉米脱粒机可降低成本200元左右。一台玉米脱粒机滚筒，若用普通螺栓，比用高强度螺件每台可节省成本20-25元左右。若不加防护装置和不用高强度螺栓，一台简式机型可省50元左右，复式半复式机型可省200多元。这就是一些企业不加防护装置和滚筒采用普通螺栓的根本原因所在，殊不知这种急功近利的做法却给安全质量带来了很大的隐患。从长远看，一旦事故发生，不仅失去了市场，给农民家庭带来灾难，而且还给企业带来沉重的经济赔偿负担。此外,也有一些农民由于缺乏安全作业的知识，加之资金短缺，购买玉米脱粒机产品时，为节省支出，往往不要防护装置，他们不知这些错误行为，会给日后进行脱粒作业埋下了严重的不安全隐患。2、一些企业领导不重视标准的实施。从抽查中发现，国家颁布的10395、10396强标已颁布近10年，但有些小企业至今仍不知道，何谈贯彻执行。 我国玉米玉米脱粒机行业对策业内专家认为，从长远看，玉米脱粒机行业发展要采取谨慎态度，不宜再盲目上马和扩大产量。要从以下几个方面考虑玉米脱粒机的发展方向:(1)从设计制造等方面入手进一步减轻操作者的劳动强度和提高操作者的使用安全。 (2)进一步解放玉米脱粒机的适应性问题。达到作物干、湿都能适应；不同作物的种类能适应(尤其是适应水稻作物的脱粒）；(配套动力不能同时适应)；(半喂入和全喂入能适应)。 (3)努力实现玉米脱粒机的“三化”（通用化、标准化和系列化）问题。(4)加大对新机具、新部件的研制开发。如风扇型简式玉米脱粒机存在的破碎率高等问题。(5)积极开发玉米脱粒机市场。今后的玉米脱粒机产品市场重点在山区半山区、丘陵地区、间作套种地区以及经济基础较薄弱的地区。有关管理部门和生产领域的企业要从玉米脱粒机行业的健康发展出发，做好如下工作：(1)加强产品质量的法律、法规宣传，加强强制性国家标准的贯彻落实。 尤其是要加强安全方面的宣传和贯彻。(2)加强对无证产品和劣质产品的监督打击力度。监督抽查的方式要以生产领域和流通领域相结合进行监督抽查，谁家生产谁家负责，谁家销售谁家负责 。让无证产品和劣质产品既无生产环境，也无销售环境。同时积极扶持名优产品。(3)政府部门要加大像玉米脱粒机这样重要农业生产资料的资金注入，鼓励企业和科研部门研究开发新产品，开展产品标准化工作和技术攻关工作。2 玉米脱粒机机体方案的设计2.1脱粒机的种类和特点表1 玉米脱粒机的种类类型功能生产率(kg/h)动力全喂入简式脱粒；脱下的谷粒、颖壳、碎茎或茎杆混在一起。400-10003-5半复式脱粒、分离、和清选；得到较干净的谷粒，但还是需要清选。500-12007-11复式脱粒、分离、清选、复脱、复清选；得到干净的谷粒。2000以上15-22半喂入脱粒、清选；得到干净的谷粒。机器无分离机构、体积小、功耗少、成本低。2.2脱粒装置的种类和特点表2 脱粒装置的种类类型特点全喂入纹杆式结构简单，适应多种作物，脱粒和分离性能好，秸杆断碎较少，喂入不均匀和作物湿度对脱粒质量影响较大，应用最广泛。但水稻较少使用。钉齿式脱粒能力强，对大豆、水稻及潮湿作物的适应性较好，秸杆断碎多，能耗大，增加分离难度。双滚筒式由第一滚筒（钉齿式）和第二滚筒（纹杆式）组成。脱粒干净，分离性能好，谷粒破碎较少，生产率高，但结构复杂，能耗大，秸杆断碎多，清选负荷较大。轴流式谷物轴向流动，脱粒时间长。谷粒破碎少分离性能好，可脱多种作物，尤其是子粒易碎的作物，秸杆断碎多，功耗大，清选负荷大。半喂入式只有穗头进入脱粒滚筒，谷粒破碎和脱壳少，脱粒后秸杆基本完整，功耗底，有分离能力。要求秸杆整齐，穗部集中，主要用来脱水稻，生产率不能太高根据设计的要求生产率4500kg/h选择玉米脱粒机的类型和脱离装置的类型为全喂入轴流式玉米脱粒机,全机有入料斗、脱粒、风选、筛选、机架等五个重要部分。脱粒部分由钉齿滚筒、凹板、螺旋板组成。凹板下方有流斗。风选部分有风扇和出糠口。筛选部分有筛子和偏心滚轮振动器，筛子由偏心滚轮振动器带动做往复运动，将玉米芯中夹带的子粒筛出，由筛孔漏下。其加工流程如下：玉米穗通过料斗进入滚筒，在高速回转滚筒的冲击和玉米穗、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。穗轴则沿滚筒轴向往后移动，通过筛子表面流出机外。夹带在穗轴中的部分子粒经过筛孔漏下。风扇的作用是将夹在子粒中的轻杂带走。如下图21：图21 玉米脱粒机加工流程图3喂入口和排出口的设计为保证玉米穗顺利喂入而不堵塞滚筒，料斗底板应有一定的斜度；进入滚筒的入口应偏向滚筒向下回转的一侧。轴流式滚筒式脱粒装置的喂入口和排出口设置在径向位置时，其设计原理与切流式脱离装置基本相同。根据需要也可配置喂入轮和逐稿轮。在现有的一些脱粒机上，喂入口宽约400-500mm，排出口宽约300mm。有的脱粒装置上的排出口宽度可以调节，用来改变作物的脱粒时间，以适应不同作物需要。 穗轴排出口与子粒排出口的配置应保持一定的距离，以免穗轴于子粒混杂。轴流式滚筒上方的顶盖与凹板镶接组成圆筒行的脱粒室。圆柱形轴流滚筒的顶盖内壁应有螺旋线导向板，用以控制作物轴向移动的速度。导向板的螺旋升角约为20度到50度，升角过大导向板起不到轴向导送的作用，作物易滞留、积聚、使秸草破碎严重。导向板高度一般为50-70mm.喂入量大、作物层厚、导向板高度取最大值。导向板与滚筒间隙大多为10-15mm，间隙过大，作物轴向流动不畅，使生产率降低，甚至可能发生堵塞。间隙太小，碎秸草多，功率消耗大，作物湿度较大时还易引起堵塞。因作物层沿轴向逐渐变薄，滚筒与导向板的间隙也可沿轴方向由大变小，以提高脱粒分离的效果。在径向喂入作物的轴流滚筒式脱粒装置上，喂入口段内的导向板必须将喂入的作物导送到喂入口宽度以外，避免使作物回带到喂入口前，使喂入口不均匀或产生滚筒堵塞。径向排草的轴流滚筒上，最后一块导向板的位置应使脱粒过的喂草能导送至排出口位置，或伸入排出口段内100-150mm，以免排草不畅。相临的导向板应前后重叠配置，重叠量约50mm。这里参考TY-4.5型玉米脱粒机的入料斗设计该机为带皮或不带皮的玉米专用玉米脱粒机。脱粒时，通过筛选、风选可将粒、芯、糠皮及轻杂物分送到三个方向出口处排出机外。4脱粒装置的设计 4.1滚筒类型的设计轴流式脱粒装置主要由滚筒、凹板（包括分离筛）、导板和盖（或罩）等部分组成。工作时，作物由滚筒的一端喂入（顺着滚筒轴向或径向喂入），随着滚筒的旋转，作物贴着凹板与盖（或罩）组成的圆筒内弧面作螺旋运动。沿着滚筒轴线方向流过脱粒装置。谷粒、颍壳、碎秸、碎叶等谷粒混合物在滚筒离心力的作用下同时由凹板筛孔（或分离筛孔）落下，秸草则由滚筒的另一端（轴向或径向）排出。大部分生长成熟、饱满的谷粒在滚筒前半段脱下分离，一些生长不好和不太成熟的谷粒到后半段才被脱下,后半段滚筒还把其余混在碎秸里的谷粒分离出来。因作物在脱粒装置内的时间长（约2-3秒），能充分的进行分离，故比传统使用的切流式脱粒装置脱净率高，而且有可能把脱粒调整的柔和些。使受损伤的的谷粒减少。但碎秸杆多，脱粒消耗的功率也相应较大。轴流式滚筒脱粒装置可以不再设置其他专用的分离机构即可满足作物脱粒后的分离的技术要求。因此在同样等级的联合收割机上以通过能力计，比传统的脱粒装置加键式逐稿器要高。轴流式滚筒脱粒装置配无机变速驱动装置可以适应脱水稻、玉米、小麦、大豆等多种作物。常用的滚筒形式有圆柱形和圆锥形钉齿滚筒。杆纹滚筒也可用于玉米脱粒，但脱净率较低，破碎率较高。圆柱形滚筒可以连同钉齿整体铸造，也可以在铸造滚筒上安装钉齿。它的结构简单，成本低，脱粒质量好，因而应用较多。圆锥形滚筒一般是由齿板座、齿板和钉齿等组合而成，制造成本较高。所以在设计时选择圆柱形滚筒。在滚筒轴上安装由键连接的左右幅盘，中间幅盘空套在轴上，幅盘上固定齿板，为便于滚筒的平衡，齿板一般取偶数。钉齿固定在钉齿板上，各排齿板上的钉齿按螺旋线均匀排列。齿与齿间横向尺寸要求精确。4.2滚筒的直径、转速和长度的设计常用的圆柱形钉齿滚筒的齿顶圆直径为200-300 mm。这里取224 mm。轴流滚筒式脱粒装置对作物的脱粒时间比较长，故滚筒的脱粒速度可比切流滚筒式的稍底些，脱粒间隙可以大些，而不同的作物所要求的脱粒速度与脱粒间隙在调节范围内变化不时影响不大。圆柱形轴流滚筒常用的脱粒速度见下表：表41脱粒速度与滚筒类型滚筒类型作物种类杆齿式（m/s）叶片式（m/s）纹杆式（m/s）麦类20-2616-2220-26水稻18-2813-19大豆、玉米、高粱6-1010-13脱粒间隙随作物种类和脱粒分离质量来调节。现有的脱粒机上脱稻、麦的间隙一般为20-30mm,脱大豆、玉米、高粱等为60-70mm。喂入口与排出口布置在径向位置的轴流滚筒脱粒装置上，脱粒间隙在凹板入口处最大，出口处次大，凹板底部最小，一般比入口出口处小10mm左右。对纹杆式轴流滚筒入口处的间隙不宜超过30mm，以免降低抓取能力。沿轴线方向的脱粒间隙可设计成由大（喂入口处）逐渐减小（排出口处），以提高脱粒和分离能力。圆柱形滚筒的齿顶线速度允许范围为6-10m/s，相应的滚筒转速为600-900r/min。这里转速预设为850r/min 。根据线速度公式v=d*n=3014*0.224*850=9.9m/s。在允许的范围内滚筒的长度一般为700-900mm。这里取710mm。4.3钉齿的形状和尺寸的设计圆柱形钉齿滚筒所用的钉齿有铸造钉齿和加工球顶方根钉齿两种。前者对玉米子粒的破碎率较高。铸造方钉齿应有2-3mm厚的白口层；球顶方根钉齿的表面渗碳，渗碳层深度大于2.5mm；热处理硬度HRC50-55。这里选取加工球顶方根钉齿。钉齿的工作长度在30mm以下的短钉齿用于脱已拨皮的玉米穗；工作长度大于30mm的长钉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 30mm.如下图：图41 钉齿结构图4.4 钉齿的排列钉齿的种类及其在滚筒上的排列：常用的钉齿有刀齿和楔齿。刀齿一般薄而长，抓取作物和梳刷脱粒性能强，对喂入不均匀的厚作物层适应性较好。刀齿的式样较多，常用的有板刀齿和斜面刀齿。板刀齿一般厚为6mm左右，斜刀齿齿底部约厚10-20mm，顶部厚约4-10mm左右，齿侧面斜度四度左右，齿工作高度45-75mm左右齿宽25-30mm。楔齿短而宽，齿侧带有很大斜度，脱粒间隙调整范围较大。为防止缠草，其端部向后弯曲，后倾角10度-20度，大的可达30度，后倾角大脱草容易，功率消耗减少，但会减低脱粒性能。钉齿材料一般为45号钢，工作面热处理硬度为HRC50。钉齿按螺旋线均匀配置在个齿板上，这样可以使每个钉齿都能起到脱粒作用，脱粒净，谷粒秸杆碎断相对较少，滚筒负荷均匀和功率消耗小。通过绘制滚筒表面展开图确定钉齿的排列。 图42 滚筒钉齿排列展开图图中1-1，2-2，等横线代表齿板数M，横线间隔距为板齿间距S，纵向长D是是滚筒齿顶圆周长（D为滚筒齿顶圆直径），斜线为滚筒圆柱表面上的螺旋线，各斜线与各齿板交点即为齿顶分布位置，斜线绕一周之高为螺距t，纵向虚线为滚筒旋转时各齿做的圆周运动的轨迹，简称齿迹，相临两齿间隔为齿迹距a。单头螺线时在一个螺距内齿迹数等于齿杆数，同一个齿杆上相临的钉齿间距l等于螺距。每个齿迹上通过的齿数和螺线头数k相等。滚筒上的钉齿数（z）按脱粒装置的生产率确定。z(1-)q/0.6qd （41）q- 脱粒装置的喂入量（kg/s），取0.4 kg/s。- 喂入作物中谷粒所占重量比率；qd-当=0.4时每个钉赤的脱粒能力（kg/s）,在凹板配有钉齿的脱粒装置上对带喂入输送装置玉米脱粒机的刀齿数取0.02、对联合收割机取0.025。有些以脱稻为主的板刀齿滚筒，如齿侧间隙较大，或凹板不带钉齿，qd值应较上述数值小50%左右，应增加齿数加强梳刷脱粒能力。楔赤的打击面宽，qd值可较刀齿大20%-30%。所以，Z=（1-0.4）0.4/（0.60.02）=20齿迹距a 齿迹距需根据钉齿的尺寸和齿侧间隙确定 a=2（b+）(mm) （42） b-钉齿平均厚（即b1+b2/2）(mm);-齿侧间隙（mm），对板刀齿约为10-20mm，对斜面刀齿和楔齿因齿侧间隙可以改变，为最小的齿侧间隙，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钉齿数目，此值越大，脱粒能力越强。如螺旋头数和齿板数相同，则齿迹距和赤距也相等。这时在同一齿板上相临两齿间会有一凹板齿通过，易使茎杆折断，应使M/K2。目前一般钉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（即钉齿排数），目前常用6-12，齿距一般为50-100mm，距离太小，茎杆易被折断，脱粒消耗功率多。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。现有的一些钉齿滚筒上S值大多为120-200mm。滚筒上钉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3-4排，直径300mm的滚筒用4-6排。根据选取的滚筒直径224mm选用4排的滚筒。钉齿沿滚筒全长等距排列。各钉齿相互交错开，并使相临齿迹间有小于2 mm的重叠量或小于0.5mm的间隙量。设计时间隙量选取为0.2 mm。4.5 凹板的主要参数设计玉米脱粒机上的凹板一般为圆柱形，有整体式和分开式两种，整体式凹板由钢板冲孔后卷成圆筒行制造简单重量轻但工作间隙不能调节分开式凹板分为上下两半，可通过调节下凹板位置改变间隙大小。其上凹板由钢板组成，为了使穗轴顺利排出，在其后部可增加固定螺旋板。下凹板由钢板冲孔式和栅格式两种。前者制造简单重量轻，目前应用较多。后者分离能力和钢度较好。其图解如下：图43 上凹板板内示意图1. 上凹板2. 螺旋板3. 滚筒玉米脱粒的钢板冲孔式凹板，其冲孔直径为15-17mm 这里选取16mm；孔的总面积约占凹板带孔部分总面积的32%左右。凹板带孔部分包围滚筒的包角一般为120-180，这里选取180。4.6滚筒与凹板的工作间隙圆柱形钉齿滚筒齿端与凹板间的工作间隙为50-80mm，根据脱粒对象这里选取50mm.4.7滚筒末端的穗轴排出口为了在滚筒末端排出穗轴时不夹带子粒，一般在滚筒末端设置阻挡板或阻挡环。设阻挡环时子粒夹带损失较小。5清选装置的设计5.1清选装置的功用将经脱粒装置脱下和分离装置分出来的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谷粒。 对分离装置的性能要求是谷粒中的杂质混合物应少于2%；清选时谷粒损失不大于脱出谷粒总量的0.5%；其生产率应于收割、脱粒装置相适应。根据设计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气流清除谷粒中的杂质。这种清选装置结构简单，但清洁度不高，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40-50度。5.2风机的选择风扇的功率计算Q=G/3.6r （51）:混合浓度比 2 取=1.5r:空气重度 r=1.2kg/m3G：生产率 G=4500kg/h空气流量Q=4.5/3.61.51.2=0.69m3/sP=Pd+Pst （52） P：空气全压力空气动压Pb=rv/2gv=vp （53）vp:轻杂的漂浮速度查表得 4.5-5.6 ：比例系数 1.1-1.7 取1.7v=5.6*1.7=9.52 小于玉米的漂浮速度12.5-14 Pb=1.29.52/29.8=5.55pa空气静压力Pst 因为采用单筛结构所以静压为15 pap=15+5.55=20.6 paN=QP/102 （54）为0.95-0.98 取=0.95N=0.6920.6/1020.95=0.15kw风扇的结构尺寸叶轮外径D2=60/n （55）:压力系数 0.3-0.4 取=0.4D2=60/3.141300=0.096m 取D2=100m6传动部分的设计6.1带轮传动带传动是由紧固件连在主动轴上的带轮（主动轮）、固连于从动轴上的带轮（从动轮）和紧套在两轮上的传动带组成的。当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦（或啮合），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的广泛性，选择带传动为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。设计带轮时应该满足的要求有：质量小，结构工艺性好；无过大的铸造应力；质量分布均匀，转速高的时候要求经过动平衡，轮槽工作表面要精细加工（表面粗糙度要求一般比较高点，以减少带的磨损，各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布比较均匀。6.2带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用的材料牌号为HT150或者为HT200；转速比较高的时候采用铸钢（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。带传动的设计计算：带传动的设计准则为：保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。确定计算功率Pca计算功率Pca是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和每天运转的时间长短等因素的影响而确定的。即Pca= K P （61）Pca-计算功率，单位为KWP-传递的额定功率（例如电动机的额定功率），单位KWK-工作情况系数 查表可得 K=1.1P= K P=1.17.5=8.25KW选择带型根据计算功率P和小带轮转速n查表确定带型为B型根据单根带传递功率为2.26KW，可以确定皮带的根数ZZ=Pca/（Po+Po）KKl （62）式中K-考虑包角不同时的影响系数，简称为包角系数，Kl-考虑带的长度不同时的影响系数，简称为长度系数Po-单根皮带的基本功率。Po-计入传动比影响时单根V带额定功率的增量（因P是按=180度，因而传动比越大时，从动轮直径就越比主动轮直径大，带绕上从动轮时的弯曲应力就越比绕上主动轮时的小，故其传动有所提高）Z=Pca/（Po+Po）KKl (6-3)=7.5/2.26=3.3 取Z=4计算传动系数I=850/1440=0.6接着确定带轮的直径，由式子D1=D/0.6=125/0.6=208mm根据实际需要和一些生产情况选择D1=200mm从而选择出滚筒轴上的小带轮直径D2=125mm6.3滚筒轴的设计计算求轴上的载荷图6.1 轴的计算简图（1）轴承的受力分析式中： 传递的转矩，Nmm；对标准齿轮即为分度圆直径，mm； 啮合角， 圆周力， N； 法向载荷， N； 径向力， N。（2）计算各力的值因为已知分度圆直径=27mm，传递的转矩T1=5.11 Nmm，所以： N N N可知 其中N；mm；mm；解得： NN；其中N解得： N；N。（3）计算弯矩值水平弯矩： Nmm垂直弯矩： Nmm总合成弯矩： Nmm Nmm从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将以上计算的数据列于表6.3。表 6.3 轴受力的主要数据载荷水平面 H垂直面 V支反力，弯矩 Nmm Nmm总弯矩 Nmm扭矩 Nmm按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。抗弯截面系数为mm3前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-12查得：MPa根据表6.3，查资料2，取，轴的计算应力MPa故轴的强度符合要求。7电动机的选择容量相同的同类型电动机，有几种不同的转速系列供使用者选择，如三相异步电动机常用的有四种同步转速，即3000、1500、1000、750r/min（相应的电动机定子绕组的极对数为2、4、6、8）。同步转速为由电流频率与极对数而定的磁场转速，电动机空载时才可能达到同步转速，负载时的转速都低于同步转速。低转速电动机的极对数多，转矩也大，因此外廓尺寸及重量都较大，价格较高，但可以使传动装置总传动比减小，使传动装置的体积、重量较小；高转速电动机则相反。因此确定电动机转速时要综合考虑，分析比较电动机及传动装置的性能，尺寸、重量和价格等因素。通常多选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机（轴不需要逆转时常用前者）。如无特殊要求，一般不选用750r/min的电动机。为合理设计传动装置，根据工作机主动轴转速要求和各传动副的合理传动比范围，可推算出电动机转速的可选范围，即 r/min 其中： -电动机可选转速范围，r/min； -传动装置总传动比的合理范围；、-各级传动副传动比的合理范围； n-工作机主动轴转速，r/min。选定电动机类型、结构，对电动机可选的转速进行比较，选定电动机转速并且计算出所需容量后，即可在电动机产品目录中查出其型号、性能参数和主要尺寸。这时应将电动机型号、额定功率、满载转速、外形尺寸、电动机中心高、轴伸尺寸和键联接尺寸等记录下来备用。Y系列电动机（JB3074-82）的型号表示方法，例如：Y100L2-4的电动机型号表示异步电动机，机座中心高为100mm，长机座，功率序号为2（功率为3kw），4级。设计计算传动装置时，通常用实际需要的电动机工作功率Pd。如按电动机额定功率Pde设计，则传动装置的工作能力可能超过工作机的要求而造成浪费。有些通用设备为留有储备能力，以备发展或不同工作的需要，也可以按额定功率Pde设计传动装置。传动装置的转速则可按电动机额定功率时的转速（满载转速，它比同步转速低）计算，这一转速与实际工作时的转速相差不大。 图71电动机示意图选择电动机类型按榨汁机工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压为380V，Y型。选择电动机的容量电动机到运输带的传动总效率为式中：、分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和筛筒的传动率。取=0.96，=0.98，=0.97（齿轮精度为8级，不包括轴承效率），=0.99（齿轮联轴器），=0.96，则确定电动机转速筛筒轴的转速为 r/min根据资料查得传动比合理范围，取V带传动的传动比4，采用一级传动，则总传动比合理范围为4，故电动机转速的可选范围为4）1648r/min符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动的传动比，选定电动机型号为Y112M-4。其主要性能如下表所示：电动机型号额定功率PdeKw电动机转速r/min电动机重量N参考价格元同步转速满载转速Y112M-44150014404702308 轴承的选择与校核8.1 轴承选型轴承可分为头部轴承和中间轴承。头部应装有止推轴承，以承受由于运送物料的阻力所产生的轴向力，一般放在输送物料的前方。由于玉米脱粒机工作时只要受到轴向力的作用，所以我选用型号为7206C的深沟球轴承。因为这种轴承主要承受径向载荷也可用来承受径向和轴向联合负荷，在转速很高不宜采用推力轴承时，也可以承受纯轴向载荷。能在较高转速下正常工作。查简明机械零件设计手册P495得其基本参数如下表所示：轴承代号尺寸（mm）基本额定载荷（kN）极限转速（r/min）dDB脂润滑油润滑7206C3062163618.213.390008.2 轴承的校核假设轴承每日8h工作，工作15年，一年300天工作日。查简明机械零件设计手册P495可知7206C轴承的N，N。(1) 求两轴承受到的径向载荷将轴系部件受到的空间力系分解为垂直面和水平面两个力系。由力分析可知： N N N N(2) 求两轴承的计算轴向力和对于7406C轴承，按机械设计P315表13-7，轴承派生轴向力，其中，e为表13-5中的判断系数，其值由的大小来确定，但现在轴承轴向力未知，故先取e=0.4，因此 N N N N按机械设计P315表13-5进行差值计算，得，。再计算 N N N N两次计算的值相差不大，因此确定，N，N。（3）求轴承当量动载荷和因为按机械设计P315表13-5分别进行查表或差值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数为对轴承1 ，对轴承2 ，因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，1.8，取。则 N N（4）验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力大小验算 h所以所选的轴承满足要求。9玉米脱粒机的使用和维护9.1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12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。9.2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。结 论在大学生涯即将结束时进行的毕业设计，是一次全面运用所学专业知识。在本次设计中，我投入了大量的精力。在杨瑞军老师和其他各位老师的指导以及同学的帮助下，经过查阅大量资料，我反复计算修改才完成了本次设计。本次设计的玉米脱粒机其工作原理为电机经皮带轮传动, 玉米穗通过料斗进入滚筒，在高速回转滚筒的冲击和玉米穗、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。穗轴则沿滚筒轴向往后移动，通过筛子表面流出机外。夹带在穗轴中的部分子粒经过筛孔漏下。风扇的作用是将夹在子粒中的轻杂带走。与同类产品比，结构紧凑，性能优良，操作轻便，安全可靠，且不占场地，搬运存放方便。破碎率很低，可提高种子发芽率。能大大减轻农民劳动强度，有利于抢赶农时季节，促进农民致富，推动农业的发展。适宜在广大农村推广应用。进行工程设计是一项艰苦的，但颇有收获的学习过程。在本次设计中，我综合运用四年所学的知识，掌握了设计的过程，对如何进行文献检索、如何进行前期的准备工作有了进一步的认识，并锻炼了用计算机绘制机械零件图的能力。此外，此次设计培养了我正确的设计思想和正确的思维方法、严谨的科学态度和独立工作的能力，查阅和利用技术资料的能力，综合分析和解决问题的能力等等，我很感谢学校由于水平有限，且实践不足，设计中一些问题和错误在所难免，恳请诸位老师谅解，并给予批评指正。致 谢衷心感谢杨瑞军老师及其他老师在本次设计中对本人的指导和帮助。杨瑞军老师提供了大量的设计资料和数据，以及大量时间的直接指导，使本人顺利完成了此次设计。谨此表示深深谢意。同时向帮助我的各位同学表示深深的谢意！谢谢大家！再次向杨瑞军老师致以深深的谢意！参 考 文 献1赵如福.金属机械加工工艺人员手册.第三版.上海：上海科学技术出版社，1990.2 徐灏.机械设计手册.北京：机械工业出版社，1991.3 龚桂义.机械零件课程设计手册.北京：人民教育出版社，1980.4 杨黎明. 机械零件设计手册.北京：国防工业出版社，1986.5蔡春源.新编机械设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，1993.6 北京农业工程大学. 农业机械学（下册）.北京：中国农业出版社出版，1993.7 农业机械产品样本.北京：机械工业出版社出版，1991.8 镇江农学院. 农机手册（下）.上海：上海人民出版社出版，1980.9 机械工程手册.北京：机械工业出版社出版，1986.10 成大先，机械设计手册（第三版）第四卷：化学工业出版社.199411 杨可桢,程光韵.机械设计基础.北京：高等教育出版社.1990.12 濮良贵，纪名刚.机械设计.第7版.北京：高等教育出版社.2001.13 朱龙根.简明机械零件设计手册.北京：机械工业出版社.200014 机械制图.第4版.北京：高等教育出版社.200215 吴宗泽.机械实际实用手册.北京：化学工业出版社.1999.16 廖念钊，莫雨松.互换性与技术测量.北京：中国计量出版社.2000.17 陈秀，严国良.机械设计课程设计图册.北京：高等教育出版社.2004.