TY-4玉米脱粒机的整体设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 1、绪论 . . . . . . . . . . . . .、玉米脱粒机总体设计方案 . . . 2 .总功能确定 . . . .功能分析 . .、电动机的选择 . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4、带轮与传动带的设计 . . . . . 6 . . . . . . . .主动轮的结构设计 .从动带轮的设计 . . . . . . .、轴的 设计 . . . . . . . . . . . . . .1 2 步选择输出轴系 .r 值 .作轴的简图 . 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 输出轴上的所受作用力的大小 .钉齿条上的合力 .轴上水平面内所受支反力如图 .轴在垂直面内所受的支反力 . 作弯矩图 .作弯矩图 .作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图） .核轴的强度 .、钉齿滚筒的设计 . . . . . . . . . . . . .钉齿的设计 . .盘的设计 . . .、玉米脱粒机的安全操作 .机械“爆炸” . . . . 19 . .、 玉米脱粒机的维护 . . . .结： . .考文献 . . 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 摘 要 本设计基于各种脱粒机的结构，主要研究玉米脱粒机的 传动系统的结构、工作原理，并在此依据基础上完成零部件的设计，并依据相关机械设计软件来完成零部件的设计。本着从经济性和实用性的角度出发，针对农业发展的需要设计出一种结构简单，工作效率高的玉米脱粒机。首先应该根据玉米盘的自身形状来展开初步设计，从而展开总体方案的传动设计。 研究的主要内容基本包括玉米脱粒机构、电机的选择、带轮的结构设计。一般机械设计方法，通常多从总体方案开始，在总体方案中又首先从机构的分析开始，确定方案后再进行必要的设计计算和结构设计，最后以完成的设备图纸和设计计算书作为整个设计计算的成果。为了 减轻农民的劳动强度，提高农业作业的机械化程度，填补农业机械的一项空白，针对玉米盘本身特征进行设计，在脱粒时钉齿滚筒高速旋转，使玉米在机箱壁和罗底之间不断被钉齿打击，而这个作用又使玉米棒之间不断互相碰撞，以达到籽盘分离，然后净粒，完成脱粒。 关键词： 玉米脱粒机；钉齿滚筒；传动系统；带轮 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 he of a of on of of on of on to to On of of of to a of of be to to of of of in to of as In to of of a in in in to 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 绪论 研究内容的背景 随着社会的进步，生活中的每一个角落都有机械的参与。农业是我国基础经济、是国家发展的根本，机械化的普及，不仅是农业加强了农业化生产，同时也减轻了农民的劳动强度。根据不完全统计，我国北方地区种植小麦、玉米等农作物约占我国农业经济的 45%以上，同年出口量北方地区占全国大 20%左右。如今我国北方大部分地区从种到收到入仓，实现了机械化作业，更值得庆幸的是，每种机械的开发和利用都有相当可观的市场，科技的创新更好的开国了市场。这里仅对一种玉米脱粒机的课题研究，玉米脱粒机是玉米脱皮后， 经过一段时间的风干，然后将玉米利用玉米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：玉米脱粒机在脱粒时，利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与罗底之间的间隙配合，使玉米粒脱下。 课题意义 随着社会经济的不断发展，在农村，人们的生活水平得到了很大的提高，生活中的常用农业机具也都向机械化，自动化发展，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面前的一个问题，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，解决了一起问题， 需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高， 3 到 4 个人一上午就能完成 4 万斤玉米的脱粒。所以玉米脱粒机是农家不可缺少的必备农机。 研究内容 对玉米脱粒机进行设计，确定总体布局及结构方案。对传动系统，机身结构，零件图绘制等。 2 玉米脱粒机总体设计方案 玉米脱粒机的装配示意图 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 (1)：机体上盖 (7)：钉齿滚筒 (12)：连动带轮 (2)：风扇上盖 (8)：排芯手臂 (13): 主动轮 (3)：支架 (9)：除尘风扇 (14)：电动机 (4)：主 轴 (10)：筛子 (15): 皮带 (5)：轴承 (11): 从动带轮 (16): 箩底 (6)：除尘口 (17): 机体下盖 设计任务分析 本玉米脱粒机主要功能对玉米进行脱粒，对玉米粒的大小进行筛选，辅助功能为对刚脱粒下来的玉米粒进行除尘。 根据脱粒的需求，对于玉米的筛选分为三个筛网，玉米粒进入第一个筛网，经过第一个筛网中直径为 4圆孔后，与玉米芯分开进入第二个筛网，第二个筛网圆孔 为 6入第三个筛网，第三个筛网圆孔为 3从第三个筛网的侧边输出到机体外。 1 总功能 玉米脱粒及筛分 2 动力 220v 3 玉米棒的参数 任何玉米棒皆可 4 脱粒方式 钉齿滚筒 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 5 筛选方式 平面摇晃筛选 6 辅助功能 吹出玉米粒中的粉尘 7 工作状态 在 10 总功能确定 本机的总功能是对玉米的脱粒以及筛分。 功能分析 本机器的总功能为玉米的脱粒以及筛分，总功能由供料、脱粒、除尘、筛分功能实现。 功能分析 本机器主要功能 是为玉米的脱粒以及筛分，工作过程为电动机输出轴将动力输出，经过带传动给钉齿滚筒将玉米脱粒，然后进入筛选专职，在经过从动轮带动传动杆，带动筛选装置，使杂质在玉米粒中分离。 玉米填装：人工填装 脱粒装置：利用钉齿滚筒是玉米粒和玉米芯分离。 除尘装置：通过风扇将玉米粒上面的粉尘吹除。 筛分装置：通过三个筛子将玉米粒进行筛选。 玉米粒与玉米芯输出：玉米粒通过自身重力输出，玉米芯通过钉齿滚筒推送到机体外。 3 电动机的选择 电动机的转速 主轴的转速在 750 850 按机械设计指导书中表一所推荐的传动比合理取值范围，取 i 2 4，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，故电动机转速范围可选为： 2（ 15007504 ） 3000 符合这一范围的同步电动机转速的有 720 1440 2900 根据容量和相关转速，由机械设计通用手册查出三种适宜的电动机型号，因此有三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 方案 电动机型号 额定 功率 电动机转速 基本参数 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 P/步 转速 满载 转速 效率（ %） 电动机重量（ 功率因数 1 50 720 85 119 500 1440 8 000 2900 4 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 3比较适合。因此选定电动机型号为 选电动机的额定功率载转速900r 传动比适中，传动装置结构较紧凑。如表 2： 表 2 其主要参数如下表 型 号 额定功率 载 时 额 定 电 流 额 定 转 矩 最 大 转 矩 转速 r 电流（ 380V） 效 率% 功率因数 440 11 电动机尺寸列表 单位 中心高 H 外形尺寸 )2( 底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸 装键部位尺寸 电动机的输出轴尺寸 G 132 315345475 140216 12 8038 4110 33 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 脱粒机最大功率的确定根据公式： P=550 （ 可以算出轴的计算功率 中 T 为轴的工作转矩； n 为工作轴的转速。根据资料结合实际可以知钉齿滚筒的搓动力的大小 F 500N,大概估计 F=600N，可以确定工作轴的计算转矩 根据资料估计钉齿滚筒轮的转速为 700 r/据公式 D 其中 D 为切削力作用点到轴的距离，可以得到最大转矩 00 5（ 最大计算功率根据公式： n/9550=(75 700)/9550= 根据工作负载的大小和性质、速度以及工作环境来选择电动机的类型、结构型式、功率转速，确定电动机的型号。根据玉米脱粒机结构特点，传动装置的体积、重量小；所以速度不要太高。因此确定电动机转速时要综合考虑，分析电动机及传动装置的性能，尺寸、重量和价格因素。通常选用同步电动机。 确定电机工作效率 电机所需功率按式 ： a （ 000 （ 所以 000 a （ 电动机至带轮的传动总效率为：按设计要求可以知道从电动机到工作轴的传动总效率 a= 1 2 3 其中 1 为带的传动效率、 2 为轴承的传动效率、3 为带的传动效率。 根据机械设计手册查出 1= 2= 3=以可知 a= 1 24 32 = 常情况下带传动的带速 V 12s 符合带传动的实际工作要求。根据资料选择带轮的转速为 3 m/s；选用带轮 2 与带轮 3 之间所需的搓动力为 420N 、带轮传动的转速为 200 r /000 a =（ 420 3） /（ 1000 = 据推荐传动比的合理范围，取 V 带传动的传动比 =2轮传动的传动比 =3总传动比合理范围为 = 6 16，故电动机转速的可选范围为 = n=（ 6 200 =1200 3200 r /合这一范围的同步转速有 1400、 1500 r /据容量和转速，由机械设计手册查出适用的电动机型号，因此选定电动机型号为 确定电机的型号 初步确定采用 90定功率 步转速 1500 满载时 (满载转速 1400 电流 率 79%、功率因数 转电流 /额定电流 =转转矩 /额定转矩 =大转矩 /额定转矩 =动惯量 =噪声 67 )、电动机重量 27传动比 12。 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 4 传动带和带轮的设计 带轮材料的选择 带轮是带传动中的重要零件，它必须满足下列要求：质量分布均匀；安装时对中性好，转速高时要经过动平衡；铸造和焊接时的内应力小；轮槽工作面要精细加工（表面粗糙度一般为 ,以减轻带的磨损；各槽尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。带轮材 料主要采用铸铁，常用材料的牌号为 速较高时宜采用铸钢（或用钢板冲击后焊接而成）；小功率时可用铸铝或塑料。 轮的结构设计 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 为在脱粒机的工作过程中，传动件 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 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 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 选择 确定 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）。 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论轮槽的尺寸，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 251 ，而与主动带轮配合的电动机轴的直径是 81 ，因此根据经验公式 D 47)3 1 d 00114 ，所以主动带轮采用腹板式。 带轮参数的选择： 通过查机械设计基础一书，可以确定主动带轮的结构参数，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。 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 表 带轮的结构参数 单位（ 带的型号 m f t s b B 16 5 20 14 14 38 动带轮的厚度可以由计算公式： 2)1( 求得 即 ： 814220)13( 主动带轮的结构如图 2： 图 2 主动带轮的结构 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 402 ， 002 ，所以从动带轮同样采用腹板式。 从动带轮的参数选择：通过查机械设计基础一书，可查得带轮的结构参数间表，其他一些相关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得。 表 带轮的结构参数 单位（ 带的型号 m f t s b B 16 5 20 14 14 38 从动带轮的厚度可以由计算公式： 2)1( 求得 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 即 ： 814220)13( 从动带轮的结构如图 3： 图 3 从动带轮的结构 (1)确定计算功率 其中： 工作情况系数 P 电动机的功率 查机械设计基础一书中的表 14 7 可知： (2) 选择 根据计算得知的功率带轮）的转速 1n （与电动机一样的速度），查机械设计基础一书图 14 12，可以选择 V 带的型号为 B 型。 (3)确定带轮的基准直径 初选主动带轮的基准直径 1D ：根据机械设计基础一书，可选择 V 带的型号参考表14 2，选取 1D 。 计算 ： 0 060 1 4 4 01 0 0 060 11 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 0 范围内，速度 电动机与主轴传动比的计算 算从动轮的直径 2D 4012575014401212 (4) 确定传动中心距和带长 取 )(2)(121 即： )2 4 01 2 5(2)2 4 01 2 5( 3 50 取： 000 带长 012210 4 )()(22 a d 即：5004 )125240()240125( 463按机械设计基础一书中查表 14 5，选择想近的基本长度周长查得： 440， 400。 实际的中心距可按下列公式求得： 8)(8)(2)(2 1222121 也可用经验公式：20 求得 ： 30 (5) 验算主动轮上的包角 01201 60180 a 即： 001 6050 0 12 524 018 0 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 求得 ： 001 a 满足 (6)确定 )(00其中 ：0p 单根普通 )(0 k 考虑包角不同大的影响系数，简称包角系数 考虑的材质情况系数，简称材质系数，对于棉帘布和棉线绳结构的胶带，取 75.0k ，对于化学线绳结构的胶带，取 0.1k 。 0p 计入传动比的影响时，单根普通 V 带所能传递的功率的增量，其计算公式如下： 10001.0 式中： T 单根普通 V 带所能传递的转矩修正值 ，从机械设计基础可以查表 14 10 1n 主动轮的转速 查得： T 则： 查表取值： k 0 001 查得： 1 7 取 3Z 根 (7) 确定带的初拉力 单根 20 ) 0 0 pF 其中： q 传动带单位长度的质量， 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 即： (9)求 为了设计安装带轮轴和轴承，比需确定 V 带作用在轴上的压力 Q ，它等于 V 带两边的初拉力之和，忽略 Q 值可以近似由下式算 出： 即： 2s o 5 轴的设计 轴材料的选择 轴的材料主要采用碳钢和合金钢，也可采用球墨铸铁。碳钢有足够的强度，对应力集中不太敏感，便于进行机械加工和热处理，价格低廉，应用广泛。一般机器的轴，可用 30、40、 50 等牌号的优质中碳钢，其中最常用的为 45 号钢。为了改善机械性能，应进行正火或调制处理。对于轻载或不重要的轴，一般不需要进行热处理，可采用 普通碳素钢。合金钢的机械 性能（强度、耐磨性、硬度）更高，多用于制造高速重载及受力大而又要求尺寸小、重量轻的轴。对于在高温、低温、或由腐蚀介质条件下工作的轴，则更宜用合金钢来制造。轴的材料应根据轴的工作状况、重要性和结构复杂程度、生产批量、材料供应情况、加工可能性以及经济性等因素，综合考虑、合理选取。 轴结构的基本要求 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 。 设计轴的基本要求是保证轴具有： 所要求设计的轴具有足够的承载能力，以保证轴在预期寿命内能正常的工作。 要求所设计的轴便于加工，疲劳强度高，轴上的零件便于拆装，并且相对于轴有可靠的固定方式。 轴的结构设计应满足的要求： 1）轴及轴上的零件要有确定的工作位置； 2）轴上零件应便于拆装和调整； 3）轴具有良好的制造及装配工艺性； 4）有利于提高轴的强度、刚度，买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 有利于节约材料和减轻重量。 根据脱粒机的工作要求和机构特性查表确定轴的材料及其机械性能： 材料牌号 热处理 毛坯直径(硬度（ 拉伸强度极限 B 拉伸屈服极限 s 弯曲疲劳极限 切疲劳极限 注 45号钢 调制 200 217 应用最为广泛 650 360 300 155 它的主要公用是：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： 30 其中：0A 轴常用的几种材料的 T 的0p 主轴上的功率 n 主轴上的转速 轴上的材料由机械设计基础一书中表 18 1 可以查到，应选取调质处理的 45号钢， 50 ，书中表 18 2取 1180 A，于是得 3750 m 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： 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 5%)51(213%)51( 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机械设计基础一书。查表可以得知带轮的厚度 8 ，则取输出轴的次段轴径为 5 ，其长度为 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 8 ，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 为 3578 。键的型号可以通过查机械设计基础一书取得。 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 8 ，初步选取支撑的轴承为相心球轴承，在机械设计手册查得相心球轴承的型号为 406，它的结构尺寸 为307230 ，故取 段与 段的直径相等，即 0 。 考虑到机体的制造误差等原因造成的安装错位或是借口不齐等，滚动轴承应在机体内有一段移动的位移，查机械设计手册可等位移量 。 取安装钉齿的轴 段的直径为 0 ，轴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67 上在距离 ，焊接钉齿滚筒，已知钉齿滚筒长为 轴的基本结构如图 4： 图 4 轴的结构 r 值 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 按前面所述的原则，求出轴肩处的圆角半径 r 的值，详细见图。轴端倒角在轴的两端均为 0452 ，小轴肩为0451轴肩的作用是使阶梯直轴在轴径改变截面上减小应力集中。 输出轴上的所受作用力的大小 根据公式： 955 0000求得 其中： p 电动机的额定功率 n 主轴的转速 即： 7 00 3 37 50 5 0 0 根据公式：求得 其中 ： d 输出轴的轴心到钉齿定的距离 即 ： 372207 0 0 332 根据公式： %80其中： 80% 径向力占圆周力的百分数 （根据脱粒机查得） 即 ： NF r 5 1 0%806 3 7 根据公式： 求得 由于玉米脱粒机的主轴轴向不受力。 则 取 0据脱粒机查得） 圆周力轴向力b） 根据公式： 3231 FR 求得 其中： 2L 是输出轴上 段的中心线到 段距左端三分之一处的距离 3L 是输出轴上 段距左端三分之一处到右端 段中心线之间的距离 即 ： 46 003 00 6 006 371 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 根据公式： 12 求得 即 ： 根据公式： 32312 求得 其中 ： D 钉齿的顶端到主轴轴心的距离 即 ： 40600300222006005101 根据公式 ：12 求得 即 ： 7 03 4 05 1 02 弯矩图 在水平面内，轴上 B 、 C 、 D 三点的弯矩为 ： 根据公式 ： 0 M 21 求得 即： 1 2 7 5 0 03 0 04 2 5作水平面内弯矩图如图 1（ b）所示 在垂直面内，轴上 B 、 C 、 D 三点的弯矩为 ： 根据公式 ： 0RM 求得 即 ： 1 0 2 0 0 03 0 03 4 01根据公式 ： 2212 求得 即 ： 1 0 2 00 0222003003402作垂直面内弯矩图如图 1 （ c）所示 合成的弯矩为 ： 买 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 0 M 1 6 32 8 0)1 0 20 0 0()1 2 75 0 0( 222 121 163280)102000()127500( 222 222 作轴的合成弯矩图如图 1 （ d）所示。 根据公式 ： B 9 5 5 0 0 00求得 即 ： 70033750 00 0其中 ： p 电动机的额定功率 n 主轴转速 0作轴的弯矩图 1 （ e）所示 矩、扭矩合成图） B 点： a 4 1 3 2 3 1 97 0 0 3 点左侧 ： 168427)163280