毕业论文-家用小型玉米脱粒机的设计

内 容 摘 要从 1785 年苏格兰人安朱梅克( AndrewMeikle)发明第一个回转滚筒脱粒装置以来, 人们对玉米脱粒装置做了大量的试验和研究, 不断开发出新的玉米脱粒装置。1815 年, 美国开发出世界上第一台专用于玉米脱粒的手工操作玉米脱粒机。之后人们对于玉米脱粒装置的改进一直没有停止过。上个世纪 70 年代初期, 我国自行研制的冲击式原理玉米脱粒机得到了普及应用, 当时以大、中型脱粒机为主。进入 80 年代后, 农村开始实行家庭联产承包责任制, 我国又相继研发了冲击式原理的一系列中、小型玉米脱粒机, 以适应农户的生产需要。 随着社会的发展，机械化在我国普及的速度很快，由于我国是农业大国而且农业是我国的经济基础，所以普及机械化对于我过农业的发展是至关重要的，但是由于我国的农业现状，大都属于小农经济，所以决定了在某些方面大型的机械很难普及，所以需要普及一些小型的家用机械。玉米脱粒机就是其中一个很典型的实例，随着人们的玉米产量的不断增加，玉米脱粒就成为了一个摆在人们而前的一个问题，人工脱粒太慢，费时间，而且需要的人很多，很不方便，玉米脱粒机的出现，解决了这一问题，需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高，所以玉米脱粒机是农家不可缺少的必备农机。玉米脱粒机是玉米脱皮后，经过一段时间的风干，然后将玉米利用脱粒机使玉米和玉米芯分开，这种机械就是玉米脱粒机。它的工作原理是:玉米脱粒机在进行玉米脱粒时，利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与筛网之间的间隙相配合，使玉米粒拖下(钉齿滚筒和筛网之间的揉搓作用，将玉米粒脱离玉米芯，井借助其他的机械机构将玉米粒和玉米芯分别从两个不同的出口排出机体之外，籽粒由筛孔分离出去，玉米芯从机器尾部排出，玉米丝，皮屑从风口排出。循环脱粒，不断的进行填入脱粒排出机体这一循环。该种机器，脱粒的效率由滚筒的长度和直径而确定，人们可根据自己的脱粒效率，合理的选用适当的玉米脱粒机。关键词玉米脱粒机；脱粒结构；设计AbstractIn 1815, the United States developed the worlds first dedicated to corn threshing hand-operated corn thresher. Improvement for corn threshing device after people have never stopped. The early 70s of last century, Chinas self-developed impact principle of corn threshing machine is widely used in large, medium, when threshing machine. After entering 80 age, rural began to implement the household contract responsibility system, our country has developed a series of impact principle, small corn thresher, in order to meet the production needs of farmers. With the development of society, the mechanization in China spread very quickly, because China is a big agricultural country and agriculture is the economic foundation of our country, so the application of mechanized is crucial for the development of our agriculture, but the agricultural current situation of our country, mostly belonging to the small-scale peasant economy, so the decision in some aspects. Large machinery is difficult to popularize, so need to popularize some small household machinery. Corn threshing machine which is a very typical example, along with the people of the maize yield increase, corn threshing became a priority in an issue that people first, manual threshing too slow, time-consuming, and requires a lot of people, very inconvenient, corn threshing machine, to solve the a problem, need less labor, and is mainly the work efficiency is greatly improved, so the corn thresher is essential for an agricultural farm. In 1815, the United States developed the worlds first dedicated to corn threshing hand-operated corn thresher. Improvement for corn threshing device after people have never stopped. The early 70s of last century, Chinas self-developed impact principle of corn threshing machine is widely used in large, medium, when threshing machine. After entering 80 age, rural began to implement the household contract responsibility system, our country has developed a series of impact principle, small corn thresher, in order to meet the production needs of farmers. With the development of society, the mechanization in China spread very quickly, because China is a big agricultural country and agriculture is the economic foundation of our country, so the application of mechanized is crucial for the development of our agriculture, but the agricultural current situation of our country, mostly belonging to the small-scale peasant economy, so the decision in some aspects. Large machinery is difficult to popularize, so need to popularize some small household machinery. Corn threshing machine which is a very typical example, along with the people of the maize yield increase, corn threshing became a priority in an issue that people first, manual threshing too slow, time-consuming, and requires a lot of people, very inconvenient, corn threshing machine, to solve the a problem, need less labor, and is mainly the work efficiency is greatly improved, so the corn thresher is essential for an agricultural farm.The corn thresher is corn peeling, after drying for a period of time, then the use of corn thresher for corn and corn cob separately, this machine is the corn threshing machine. Its working principle is: corn thresher for corn threshing, the gap between tooth and nail screen tooth cylinder rotary motion of the match, the corn grain down (between the nail tooth roller and a screen kneading action, the corn grain from corn cob, I Suke and other mechanical corn and corn cob respectively from two different outlet outside a machine body, separated by the sieve grain, corn cob discharging machine tail, from corn silk, dander from outlet. Circular threshing, the threshing - fill - discharge the body of the loop. This kind of machine, the threshing efficiency by the drum length and diameter is determined according to the threshing efficiency, people can own, corn thresher, the reasonable selection of appropriate.Key wordcorn sheller；Threshing structure；design目 录1.引言 32.玉米脱粒机的总体结构的设计 52.1 玉米脱粒机的整体结构 52.2 玉米脱粒机的总体设计 63.电动机的选择73.1 电动机的转速 73.2 钉齿滚筒上钉齿的转速 73.3 电动机的功率 83.3.1 脱粒机主轴上需要的功率83.3.2 离心式鼓风机的功率83.3.3 所需电动机的总功率104.带及带轮的设计114.1 传动带的设计 124.1.1 确定计算功率124.1.2 选择 V 带的带型124.1.3 确定带轮的基准直径124.1.4 确定传动中心距 a 和 V 带的基准长度134.1.5 计算中心距 a 及其变动范围134.1.6 验算主动轮上的包角134.1.7 确定 V 带的根数144.1.8 确定单根 V 带的初拉力的最小值144.1.9 计算 V 带传动作用在轴上的压力105.V 带轮的结构设计155.1 带轮的材料选择 155.2 带轮的结构设计 155.2.1 主动带轮的结构选择155.2.2 从动带轮的设计156.传动轴的设计 16 6.1 确定主轴的各段直径和长度 186.2 初步选择输出轴系 186.3 确定输出轴上的圆角半径值 196.4 求轴上所受的力和力矩 196.5 校核轴的强度 227.校核轴承的强度 238.滚筒的设计 239.钉齿的设计 2510.筛网的设计2511.入料口及脱粒上盖的设计2612.除尘装置的设计2813.机架的设计2914.轴承座的设计3015.玉米脱粒机上标准件的选择3115.1 玉米脱粒机上螺栓的选择3115.2 键的选择3116.玉米脱粒机的使用和维护31 16.1 玉米脱粒机的使用和维护3116.2 玉米脱粒机的维修与保养32结论33致谢33参考文献341 引言随着社会的进步，农业机械化已经在我国普及开来，特别是一些家用的小型机械也进入千家万户之中。而玉米脱粒机作为农业机械化的重要组成部分，它的研究和开发也是必不可少的。现在社会中有很多种类的玉米脱粒机。按照脱粒原理可以分为挤压式、碾压式、打击式、差速式和搓擦式 5 类。根据脱粒滚筒的外形可分为圆盘形、圆柱形和圆锥形。按脱粒滚筒的安放形式又可分为卧式和立式。按脱粒元件来分其种类更多，常见的有纹杆钉齿、弓齿、风扇叶轮及组合式等。(1) 纹杆式脱粒装置 纹杆式脱粒装置采用打击原埋设计，工作时，纹杆滚筒转动，使玉米穗在齿侧面和纹杆顶部与凹板弧面上产生搓擦作用，玉米穗与穗间凹板间产生搓擦，从而实现脱粒。脱粒效率主要取决于打击速度和打击机会。该装置对玉米籽粒伤害较大，但脱净率和效率高。(2) 杆齿式脱粒装置 杆齿式脱粒装置采用杆齿式轴流滚筒，杆齿按螺旋线排列并固定在齿板上。玉米穗通过滚筒前端的喂人螺旋输送器轴向喂入，从另一轴端排出。工作时，杆齿滚筒转动，使玉米穗在杆齿和齿板部与凹板弧面上产生搓擦作用，从而实现脱粒。脱粒效率主要取决于杆齿速度。该装置对玉米籽粒伤害较小，但脱净率和效率较低。(3)钉齿式脱粒装置 钉齿式脱粒装置，是模仿人工用手搓玉米的动作。由于钉齿与滚筒轴之间有一定的夹角，利用钉齿拨动果穗，使果穗在受到推挤的情况下既做向前的运动，又做向上或向下的运动。在运动过程中，与两侧和底部的栅格进行揉搓，并且与筛网做相对运动，既滚动又滑动，以达到挤搓脱粒的效果。果穗相互之间也同样在受到一定压力的作用下进行充分的挤搓，并且机内所有果穗的任何部位都有充分的挤搓机会，从而脱掉全部籽粒。钉齿式脱粒装置脱粒性能好，对不同类型种子玉米的适应性强、效率高、脱净率高、玉米籽粒破碎率低。(4)形成的差速旋转来实现玉米穗脱粒。它还可以带皮脱粒，玉米籽粒仿手工搓落，不伤胚芽。具有玉米穗差速式脱粒装置 差速式原理设计的脱粒装置，是利用同方向不同旋转速度的脱粒元件间所完整、破碎率低、脱净率高及适应性强等特点。但采用该原理设计的脱粒机一般生产效率低。(5)纽合式脱粒装置组合式脱粒装置是对纹杆式、弓齿式、螺旋叶片和板齿进行不同的组合得到组合式轴流滚筒。例如螺旋叶片板齿组合式轴流滚筒，脱粒性能柔和，脱粒效果好，这是一种值得进行深入研究的轴流脱粒装置。但是造价有点高，不太适合农村小家庭用。综上所述，我们可以知道钉齿式脱粒装置比较符合我们的要求，所以本课题采用钉齿式脱粒装置作为研究对象，然后再结合其他的补充机构来整体完成玉米的快速脱粒。它的工作原理是:玉米脱粒机在进行玉米脱粒时，利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与筛网之间的间隙相配合，使玉米粒拖下(钉齿滚筒和筛网之间的揉搓作用，将玉米粒脱离玉米芯，井借助其他的机械机构将玉米粒和玉米芯分别从两个不同的出口排出机体之外，籽粒由筛孔分离出去，玉米芯从机器尾部排出，玉米丝，皮屑从风口排出。循环脱粒，不断的进行填入脱粒排出机体这一循环。该种机器，脱粒的效率由滚筒的长度和直径而确定，人们可根据自己的脱粒效率，合理的选用适当的玉米脱粒机。2.玉米脱粒机的总体结构的设计2.1 玉米脱粒机的整体结构本玉米脱粒机的设计主要包括入料部分，玉米脱粒机构，筛选机构，除尘装置，电机的选择，带轮的结构设计和整体机架的设计。入料部分入料口与玉米脱粒机的上盖部分相连，它是利用一厘米厚的铁板制成，入料部位与钉齿滚筒的钉齿部位相切，将已拨皮的玉米从入料口进入，下滑到脱粒部位，即钉齿滚筒和筛网之间，进行脱粒玉米脱粒机构玉米脱粒机构主要是由钉齿滚筒、筛网、半圆型上盖组成。玉米穗在钉齿滚筒与筛网和上盖之间进行脱粒，将已脱下的玉米粒从筛网上的圆孔漏下，落到下滑板，由仓口排出机体之外，玉米芯借助于滚筒上的螺旋排列的钉齿的螺旋推力和螺旋导向作用，从出料口排出机体之外。筛选机构筛选机构主要是由筛网来完成，它是由一个半圆筒形地铁板组成的，上面有很多直径为 20mm 的圆孔。能够让玉米粒通过这些筛孔落到下面的滑板上。除尘装置除尘装置是通过一个风扇和一个吸风口，把通过筛网落下的玉米粒中的粉尘吹除。电机的选择为了使玉米脱粒机更加方便，所以本机器采用电力拖动，而且电动机采用节能的方式，电动机安装在玉米脱粒机的下部。带轮的结构设计本机器通过带传动是电动机带动钉尺滚筒和风扇。整体机架的设计机架是由左机架、右机架、出料口、下滑板及稳定结实的主机梁组成，机架是玉米脱粒机的主要支撑，他承担着脱粒机的主要重量和动力、负载和力矩，因此它的设计是许强不弱的部分。机架的两部分要各自稳定，而且相对固定，以便做到机械在运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险，因此为了机架的坚固，此玉米脱粒机的设计采用三毫米厚的角铁制成。2.2 玉米脱粒机的总体设计 为了使玉米脱粒机更加方便实用，此玉米脱粒机采用电力拖动，而且电动机也同样采取节能式，电动机安装在玉米脱粒机的下部，与脱粒机的机架的下机梁固定连接，这样可以节省电动机所占用的空间。玉米脱粒机从入料到脱粒到分离玉米粒和玉米芯，最后将玉米粒和玉米芯排出机体之外，是玉米脱粒机一体完成的，它最大的优点是在短时间内可以完成几个人的劳动强度，从而提高了工作效率，节省了劳动时间。此玉米脱粒机有这些优点之外，还有安全性能高、效率高、坚固耐用、结构简单便于维修和保管。图一3 电动机的选择3.1 电动机的转速根据查阅资料对比本次设计的玉米脱粒机的主轴的转速在 600-800 为宜，所以本脱粒机的主轴转速选择 700 按机minr minr械设计中所推荐的传动比合理取值范围，取 V 带的传动比24，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，故电动机转i速范围可选为： 4） 700=14002800 。2（nidinr3.2 钉齿滚筒上钉齿的转速根据实践测量得知滚筒上设有四排钉尺，每排有 5 到 6 个钉尺，初步测算每个钉齿的均匀受力为 40 ，当玉米脱粒机正常工作时N钉齿滚筒上的钉齿快速旋转，其中均有两条钉齿条受玉米所给的切向力，而另外两个钉齿条是空行程，因此，即玉米脱粒机正常工作时，受到的NZMNF48026*切向力为 480 。其中： 钉齿所受的力参与工作的钉齿个数参与工作的钉齿条数Z当玉米脱粒机的钉齿滚筒快速转动时，其上钉齿条的钉齿同样有一定的转速，这个转速原于主轴的转速和钉齿的半径，即：，smDNV86.510674.3106轴其中： 钉齿的转速脱粒机主轴的转速轴钉齿距轴心的距离D3.3 电动机的功率3.3.1 脱粒机主轴上需要的功率玉米脱粒机所需功率为 ，应由脱粒机的工作阻力和运转参数WP求定，即： ，计算求得： 10VFPW。Kp81.26.5483.3.2 离心式鼓风机的功率本风机采用农用机械中广泛采用的农用风机，叶片平直，外形为切角矩形，壳体采用蜗壳。玉米中漂浮物的速度为 ，m/s145.2pV在标准情况下，空气的容重为 。那么风机的风速3/7.12mN。现初步选择风机的风速为 8m/s。sm/10/8假设轻质杂物的质量为 q=0.052kg/s，则空气的流量为Q= 173.052.uqU 为轻杂质与空气量之比的系数。U=0.20.3风机的全压力 P= dPS风扇的静压，单筛机构为 15mm 水柱左右sP风扇的动压。d Pagvhd 48.1.92710523s 其中 水的密度， 3m/k风机的参数计算叶轮的外径 pgn602D压力系数，值为 0.30.4，n 风机的转速，取 1000r/min则 =0.171m2风扇的宽度 B=（12） =0.342m2D风机出风口的高度 m063.8342.17vhBQ风扇的功率N= KWP073.96.1027.叶轮的参数叶片的宽度 b=（0.110.12） =0.12x0.171m=0.021m2D叶片的内径 b=（0.350.5） =（0.350.5）x0.171=0.060.085m叶片数 z=46。取 z=6.3.3.3.所需电动机的总功率电动机功率由公式 来计算，脱粒机传动装置的总效率KWPawd，应由组成传动装置的各个部分运动副的效率只积，即a，其中 、 、 分别为每一个转动副的效率，选取321123传动副的效率值如下：滚动轴承（每对）0.980.995 即取 =0.991V 带传动 0.940.97 即取 =0.972滚筒转动 （因为钉齿条固定于滚筒上） 即取 =13则 96.01.90321 a由此可得电动机的功率： KWNVFPd 396.075.1085410 根据现实家庭的使用情况，电动机选用 220V 的双电容单向异步电动机，由机械设计通用手册查出两适宜的电动机型号，因此有两种不同的传动比方案，如表 1：表 1 电动机的型号和技术参数及传动比 额定功率 电动机转速 基本参数方案电动机型号 P/kW 同步转速满载转速效率（%）电动机重量（KG）功率因数1 YL100L-2 3 2850 2850 78 22 0.952 YL100L2-4 3 1440 1440 77 32 0.95综台考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动的传动比，可知方案 2 比较适合。因此选定电动机型号为 YL100L2-4。所选电动机的额定功率 3KW，满载转速 =1440rmin，总传动比适中，dPmn传动装置结构较紧凑。如表 2：表 2 其主要参数如下表满 载 时型 号额定功率 KW转速rmin 电流（220V）效 率 %功率因数额 定 转 矩最 大 转 矩YL100L2-4 3 1440 18.6 77 0.95 1.8 1.84.带及带轮的设计根据玉米脱粒机的具体传动要求，可选取电动机和主轴之间用V 带和带轮的传动方式传动，因为在脱粒机的工作过程中，传动件V 带是一个挠性件，它赋有弹性，能缓和冲击，吸收震动，因而使玉米脱粒机工作平稳，噪音小等优点。虽然在传动过程中 V 带与带轮之间存在着一些摩擦，导致两者的相对滑动，使传动比不精确但不会影响玉米脱粒机的传动，因为玉米脱粒机不需要精确的传动比，只要传动比比较准确就可以满足要求，而且 V 带的弹性滑动对脱粒机的一些重要部件是一种过载保护，不会造成机体部件的严重损坏，还有 V 带及带伦的结构简单、制造成本底、容易维修和保养、便于安装，所以，在电动机与玉米脱粒机之间选用 V 带与带轮的传动配合是很合理的。在主轴和风扇轴之间也选用 V 带的传动。选择 V 带和带轮因当从它的传动参数入手，来确定 V 带的型号、长度和根数，再来确定导轮的材料、结构和尺寸（轮宽、直径、槽数及槽的尺寸等） ，传动中心距（安装尺寸） ，带轮作用在轴的压力（为设计轴承作好准备） 。4.1 传动带的设计4.1.1 确定计算功率 PKAca其中： 工作情况系数电动机的功率查机械设计一书中的表 87 可知： =1.0AKKW30.1caP4.1.2 选择 V 带的带型根据计算得知的功率 和电动机上带轮（小带轮）的转速 （与caP1n电动机一样的速度） ，查机械设计一书图 811，可以选择 V 带的型号为 A 型。4.1.3 确定带轮的基准直径（1）初选主动带轮的基准直径 ：根据机械设计一书，可1D选择 V 带的型号参考表 88，选取 =80mm1D（2）计算 V 带的速度 V：smNDv 03.61604.3160V 带在 的规定范围内，速度 V 符合要求。5sm2电动机与主轴传动比的计算 06.27142ni（3）计算从动轮的直径 2D165m8071421 nD为了符合标准根据机械设计表 8-8 选择 D2=160m4.1.4 确定传动中心距 a 和 V 带的基准长度取 )(2)(7.02121DD即： 608608得： ma4取： 0带长 01214)()(2aDaLd 即： 8684.30d得： m186L根据机械设计一书中查表 8-2，选择带的基准长度 LD =1250mm 4.1.5 计算中心距 a 及其变动范围传动的实际中心距 20dDLa得出 m43考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要常给出中心距的变动范围DL015.-min3.ax即 413mma470mm4.1.6 验算主动轮上的包角已知 1 180 0 -(D2-D1) a5.70a2 180 0 -(D2-D1) .0可知小带轮上的包角 1 小于大带轮上的包角 a2， 可知小带轮的上的总摩擦力相应的小于大带轮上的总摩擦力。因此，打滑只可能在小带轮上发生。为了提高带传动的工作能力，应使 1 180 0 -(D2-D1) 90 0a5.7求得 1 171 0 90 0满足 V 带传动的包角要求。4.1.7 确定 V 带的根数计算单根 V 带的额定功率 Pr由 =80mm 和小带轮转速 n=1440 ，查机械设计表 8-4a 得1DminrP0 =1.21KW。根据 n=1440 ，i=2.1 和 A 型带，查机械设计表 8-4b 得 P0 =0.16KW。查机械设计表 8-5 得 K =0.98，查机械设计表 8-2 得 KL =1.11，于是Pr=（P 0 + P0）K KL =（1.21+0.16）0.981.11KW 1.5KWV 带的根数 取 z=2 根25.13zrcaP4.1.8 确定单根 V 带的初拉力的最小值 min0)(F由机械设计表 8-3 得 z 型带的单位长度质量 q=0.10 ，mkg所以=min0)(F NKP 5.196036298.0-5qvz)-5.2( 22ca ）（应使带的实际初拉力 0Fmin)(4.1.9 计算 v 带传动作用在轴上的压力为了设计安装带轮轴和轴承，必须确定 V 带作用在轴上的压力，它等于 V 带两边的初拉力之和，忽略 V 带两边的拉力差，则 值minp)(F可以近似由下式算出： NFP 6.78321sin5.962sin)(z21m0in 5.V 带轮的结构设计5.1 带轮的材料选择因为带轮的转速 ，即 ，转速比较底，所以材sv03.6smv25料选定为灰铸铁，硬度为 。1HT5.2 带轮的结构设计带轮的结构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轮轮槽的尺寸。5.2.1 主动带轮的结构选择 因为根据主动带轮的基准直径尺寸 ，而与主动带轮配合的电动机轴的直径是 ，因mD801 md281此根据经验公式 ，所以主动带轮采用腹板式。1d5.2带轮参数的选择： 通过查机械设计表 8-10，可以确定主动带轮的结构参数， 0fa 38m9f15em7.8h75.2h ，由公式 B2-f2-z）（）（L= 3915e1）（）（5.2.2 从动带轮的设计从动带轮的结果选择 因为根据主动带轮的基准直径和传动比来确定，即 ， ，所以从动带轮同样采用腹板式。mD1802302通过查机械设计表 8-10，可知从动带轮的结构参数， 0fa 38m9f15e7.8h75.2h ，为了增加辅助功能即带动除尘装置中的鼓风机，所以在从动轮上多增加一个轮槽 B489215-3f2e1-z）（）（L= m）（）（图二6.传动轴的设计传动轴是玉米脱粒机的主要设计部件之一，他在玉米脱粒机正常工作过程中，承担主要转矩、扭矩、弯矩和支撑传动轴上的回转零件，玉米脱粒是瞬时冲击很大，而且冲击次数很频繁的工作环境，因此传动轴的设计是很关键的一个步骤。它的主要作用是：一是支持轴上所安装的回转零件，使其有确定的工作位置；而是传递轴上的运动和动力。轴按照轴线形状的不同，可以分为曲轴、直轴、软轴和挠形轴等，根据玉米脱粒机的结构特点和组成形状及工作强度和环境的要求，玉米脱粒机的主轴选用直轴形式传递，而且选用直轴中的阶梯轴。此轴的设计如下：根据轴的扭转强度来初步计算确定其最小直径，可利用经验公式：30npAd其中： 轴常用的几种材料的 的 值0 T0A主轴上的功率 pkw主轴上的转速 nminr轴上的材料由机械设计中表 151 可以查到，应选取调质处理的 45 号钢， ，书中表 182 取 ，于是得 ：MPB6500Amd781.23min输出轴上的最小直径显然是安装带轮的内孔，必在轴上开有键槽，因此，为了开键槽又不消耗输出轴的强度，可以使周的直径增加 5%以上，这样增加输出轴的尺寸，因而可以提高轴的工作强度。即：md2%)10(26)10(主输出轴的最小直径是安装带轮处的直径，为了使所选的轴直径与带轮相配合，故使输出轴端的轴径选为 25 在机械设计一书。查表可以得知带轮的厚度 ，则取输出轴的段轴径为mB48，其长度为 。md25l5016.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度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，故取段的轴直径 ，长度 。输出轴的md28ml25径向定位由普通平键来完成。根据查机械设计表 6-1 得选用键的型号为普通平键 为 。lhb3676.2 初步选择输出轴系 由脱粒机的结构和相关尺寸可知所设计的轴上装有带轮和钉齿滚筒，其上的钉齿承螺旋排列，但由于受力不大可以忽略它的受力。又根据 ，初步选取支撑的轴承为深沟球轴承，在机械设md30计手册查得相心球轴承的代号为 6006，它的结构尺寸 为BDd，故取 段与段的直径相等，即 。取15 m30此段长度 。滚动轴承的右端需要一个定位轴肩，且轴肩的ml30高度必须低于轴承内圈端面的高度，以便拆卸轴承。所以取， 。同理d4l4 mld30,66根据实际测量取安装钉齿的轴 段的直径为 ，md405左、右两端采用的轴承用轴承座固定轴承，配合为 。已知钉齿67KH滚筒长为 。轴的基本结构如图m475图三6.3 确定输出轴上的圆角半径 值 r按前面所述的原则，求出轴肩处的圆角半径 =2mm，详细见图。r轴端倒角在轴的两端均为 ，小轴肩为 轴肩的作用是使阶04520451梯直轴在轴径改变截面上减小应力集中。6.4 求轴上所受的力和力矩求输出轴上的所受作用力的大小根据公式： 求得 npT950其中： 电动机的额定功率 pkw主轴的转速 nmir即： 6.4092873950NT钉齿上的合力根据公式： 求得dFt2其中 ： 输出轴的轴心到钉齿定的距离即 ： Nt 102386.49根据公式： 求得%trF其中：80%径向力占圆周力的百分数 （根据脱粒机查得）即 ： NFr8190123由于玉米脱粒机的主轴轴向不受力。则取 （根据脱0aF粒机 查得圆周力 径向力 轴向力 的方向.tFraF轴上水平面内所受支反力根据公式： 求得321LRtH其中： 2Lm5.1634m05.633即 ： NRH5.46.182根据公式： 求得 12HtRF即 ： NRH3586102轴在垂直面内所受的支反力根据公式： 求得321LDFRarv其中 ： 钉齿的顶端到主轴轴心的距离 Dm即 ： NRv 532.465.1809根据公式 ： 求得2vrvF即 ： 739作弯矩图 在水平面内，轴上 、 、 三点的弯矩为 ：BCD根据公式 ： 0HM求得21LRC即： m5.4.865NH作水平面内弯矩图如图（b）所示在垂直面内，轴上 、 、 三点的弯矩为 ： BCD根据公式 ： 0VM求得21LRvc即 ： mN9185.63根据公式 ： 求得212DFavc即 ： Mcv982作垂直面内弯矩图如图 （c）所示合成的弯矩为 ：0DBMmNCVHc 3.15826)92()5.1240(21cv2作轴的合成弯矩图如图 （d）所示。作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图）B 点： mNTMBCa 24576.098.C 点左侧 ：mNca 6.1073)6.098.()3.15()( 22221D 点右侧 ： mNcca6072作轴的当量弯矩图 （e）所示。图四6.5 校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大当量弯矩的强度（既危险截面 c 的强度） 。由经验公式及上面计算出的数值可得出。公式 ： acac MPWTM22)(式中 ： 轴的抗弯抛面模量， 3m轴的许用应力， 。按轴实际a所受弯曲应力的循环特性，在 、 、 中选取其相应的数b1b0b1值，从机械设计可以查出。acac MPWM1.2540.6731按机械设计基础书中查得，对于 的碳钢，60Ba承受对称循环变应力时的许用应力 ca1.2557.校核轴承的强度已知轴承受到的径向载荷为 ，轴向载荷 。预期的使NF6.783r 0aF用寿命为 。h50hL则 6.783raF所以 ea轴承的当量动载荷 )(rapYFXfP由机械设计表 13-5 可以查的 X=1，Y=0根据机械设计表 13-6 查的， ，取 则8.12pf 8.1pfNOP540)5.071(8. 则轴承的基本额定动载荷6h10nLC查机械设计可知 3则 N8.3105766已知选择的 6006 轴承的 可知 所以轴承选取的轴承KC2.3r rC满足需求。8.滚筒的设计滚筒类型的设计常用的滚筒形式有圆柱形滚筒和圆锥形钉齿滚筒。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，因而应用比较多。圆锥形滚筒一般由齿板座、齿板和钉齿等组合而成的，所以制造成本较高。由以上可知，本脱粒机选用圆柱形滚筒。滚筒通过左右两边的圆盘固定在轴上。圆盘中间有中心孔可以套在轴上，然后通过焊接的方法和轴固定。圆盘和滚筒之间通过焊接的方法连接。通过测量，本脱粒机的滚筒选取直径为 90mm，长度为 465mm。滚筒厚度为 5mm。材料选用 45 钢制成。圆盘同样采用厚度为 5mm 的45 钢制成，为了方便和滚筒焊接，直径选取为 90mm。为了方便圆盘能够装套在轴上，所以圆盘的中心孔应定为 34mm。 （装套圆盘的轴的直径 ）ml34