12-玉米脱粒机设计【全套CAD图纸+word说明书】
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十二
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哈尔滨理工大学学士学位论文 - I - 玉米脱粒机设计 摘 要 玉米作为一种极其重要的粮食作物，与其相关的生产设备一直受到人们的普遍关注。在传统的玉米脱粒机械中，其脱粒作业主要是通过安装在高速旋转的主轴上的冠状平板齿对玉米穗的搅动和撞击来完成的，这种脱粒机械对玉米穗的损伤大，破碎率很高。所以，设计一种新型、低廉、低破损率的玉米脱粒机，对于玉米的生产具有非常重要的实际意义。 为了适应对少量玉米脱粒需要要求，避免用人工的方法对少量玉米脱粒，降低农民在对玉米脱粒时的劳动强度、提高工作效率，设计一种适用于个人家庭的小型人工玉米脱粒机。 本次设计的 小型人 工玉米脱粒机主要有喂料装置、脱粒装置、分离清选装置、出料口、机架以及传动装置。该机器以 电 力为动力源，通过二级传动装置由链轮传递到钉齿脱粒滚筒上，钉齿脱粒滚筒配合圆孔凹版将玉米脱粒，玉米粒从筛板孔洞中漏下，由下滑板滑出机体之外，玉米芯由出料口排出机体之外。 关键词 玉米脱粒机；传动装置；机体构造 哈尔滨理工大学学士学位论文 - of as an to by of in of of to of of a of a In to to to a of of a of of in to by in of 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 目 录 摘要 . I . 1 章 概述 . 错误 !未定义书签。 题研究背景及意义 . 1 内外研究现状 . 1 外研究现状分析 . 1 内研究现状分析 . 2 有的大型玉米脱粒机 . 3 有的中型玉米脱粒机 . 4 设计研究内容 . 4 章 小结 . 4 第 2 章 玉米脱粒机的总体设计 . 6 体结构设计 . 6 动机的选择 . 6 装置的设计 . 8 动带的设计 . 8 带带轮的设计 . 11 动轴的设计 . 12 齿条和订齿的设计 . 17 盘的设计 . 19 格式凹板的设计 . 19 料口及脱粒机上盖的设计 . 20 架的设计 . 21 承座的设计 . 22 米脱粒机上的标准件的选择 . 22 章 小结 . 20 第 3 章 玉米 脱粒机的安全操作 . 24 结论 . 26 致谢 . 27 参考文献 . 28 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 1 - 第 1章 概述 题研究背景及意义 玉米脱粒机的使用是在玉米穗晒干或者烘干之后，进行种子加工，这种机器国内外很多但是发展又有很大的差异，国内玉米穗对于水分的要求一般在 35而国外的技术可以达到 经过玉米烘 干室之后再脱粒1。然而，国内的玉米脱粒企业普遍规模较小，相对而言，没有足够的资金建立干燥室，基本上没有耳朵干燥过程 2。国内种子企业通常采取的方法是，玉米穗在广场上晾晒，减少了 18的水分含量，其次是脱粒，干燥，然后通过使用玉米烘干室，玉米水分下降了 13。当遇到水分高的玉米，会降低脱粒质量，这导致了脱粒损失率升高 3。在 了解了玉米脱粒机在国内外的发展 ，随着国情的发展，开发出符合市场需求的满足高脱粒率，破损率低的玉米脱粒机，已经成为我国的种子加工迫切需要真正的解决问题 4。 内外研究现状 随着科技快速发展和进步，机械化在玉米的脱粒过程中起到了很大的推动作用。机械化取代了原来的手工工作，提高工作效率，降低工作强度。然而，现有的玉米脱粒机，仍存在一些问题： 玉米脱粒机 ，或重或苛刻的工作场所 5。目前对家庭作坊式玉米脱粒有一定的难度，如果使用的是一般的大中型玉米脱粒机进行少量的玉米脱粒将是资源的浪费，而且还污染了环境 6。 小型人工玉米脱粒机，不用汽油发动机，柴油发动机动力而是使用一般家庭用电的设计，玉米脱粒机的使用，给农户以及工厂带来了质的飞跃。据统计玉米脱粒机在 3 个小时内的工作可以代替 3 个人 一天的工作。玉米脱粒机的使用解放了生产力，也大大提高了生产效率 7。 外研究现状分析 自 1785 苏格兰人安德鲁米克尔发明第一台旋转脱粒设备，对玉米脱粒试验研究很多， 新的玉米种子脱粒机也得到了大的发展 。 在 1815年，第一台专用于玉米脱粒的机器问世。该机器由美国研发，该机器为第哈尔滨理工大学学士学位论文 - 2 - 一代玉米脱粒机。该机器工作部位是盘型装置在装置中有钉子进行脱粒。人工在摇杆处进行摇动，盘状盖压住玉米穗，钉子进行脱粒。在第一代脱粒机后，第二代脱粒机由加拿大公司生产出来。脱粒机是由三个橡胶组成脱粒结构。并且在辊的旋转速度 不同的方向相同，三个差分 转速的摩擦力下产生 由辊分离玉米粒的。 本机不损伤胚芽 ，玉米芯不断，有破损率低，低速率脱净，并有适应性强的特点 9。 脱粒机得到飞跃的发展是在美国 团公司生产出了 脱粒机。这种脱粒机采用的是挤搓技术。相对于第一代和第二代，第三代脱粒机得到了突破。在种子脱落时机器对种子产生的破坏大大的减少，对于单个玉米穗还是多个以及玉米穗的大小都可应用。这种性能的脱粒机首先在发达国家得到了推广。脱粒机高生产率（ 10小时），约 食破损率，但其庞大的规模，其价格相对 昂贵。到目前为止， 已在全国推出了四款脱粒机 10。 内研究现状分析 在上世纪七十年代初， 中国自行研制的基于大型和中型玉米脱粒机的轨道玉米脱粒机已被广泛使用 。进入八十年代，开始了农村家庭联产承包责任制，由于使用的增多各式各样的脱粒机开始出现，我国在这时制订了脱粒机的各项准则。 在改革开放初期，我国开始发展农业并实行农业发展机械化。对农业也有更深的要求。对种子的质量、品种要求更高，为此推广出了“种子标准”系统。国家在现有技术很难完成，从国外购买了一批种子加工设备。在 1996 年，重庆市农业科学研究所 陈露揉根据总结脱粒机的使用研究出了脱粒机公式。紧接着在 2001 年何小鹏院士所在研究所对玉米脱粒机研究取得了突破性进展。何院士对玉米脱粒机进行自主研发，并根据美国进口来的设备进行研究学习。在挤压式脱粒机设备上有了更新的发展。接下来在 2007 年，沉阳农业大学，李心平玉米脱粒机的行进速度研究 12。 社会目前发展迅速，我们在机器的影响下生活。我国目前农业是国民经济的基础，这是对我们国家农业的机械化发展广泛普及的基础，加强农业生产， 同时大大减轻了农民的劳动强度 。据不完全统计，中国北方种植玉米，小麦等农作物已经占 到我国的农业经济的大约 45，而同年的出口，北部地区达到全国的 20。因此，中国需要生产更多的北方农业机械化，以提高农业劳动生产率。目前，中国北方大部分地区，从种植粮食到粮食收割，粮食仓储， 基本实现了农业机械化 ，然而，让我们更可喜的是，研发和利用每台机器有一个非常乐观的市场，创新科技与开拓市场丙哈尔滨理工大学学士学位论文 - 3 - 并存。本对文仅玉米脱粒机进行了研究和探讨，小型人工玉米脱粒机本设计中，玉米已经剥皮，经过一段时间风干，然后由玉米脱粒机玉米粒和玉米芯的动作来分隔后。玉米脱粒机主要由进给装置，脱粒装置分离，以及齿条齿轮和其它部件。其工 作原理是： 当钉齿的旋转运动的玉米脱粒机使玉米脱粒 13。因此，玉米粒和玉米芯的相分离来实现脱粒的目的，再用螺旋状排列钉齿，出料口送出玉米棒结束，玉米粒从栅栏格脱落，滑动到脱粒机外面，不断填充 种循环反复，完成 脱粒过程。 有的大型玉米脱粒机 图 1龙江省宁安市专利号为 200620021009 的玉米脱粒机主要由机架、牵引架（ 1）、发动机（ 2）、离合装置（ 3）、上料装置（ 4）、滚筒脱粒器（ 5）、 清粮筛 （ 6）、吹风机（ 7）、传动箱（ 8）及地轮（ 10）等零部件组成 。电机经离合装置（ 3）、皮带（ 54）带动上料装置（ 4）送玉米给机架上的滚筒脱粒器（ 5）进行脱粒；同时，皮带（ 53）与吹风机皮带轮（ 71）相连，带动吹风机（ 7）和清粮筛（ 6）运动；玉米脱粒后经传动箱（ 8）到二次回收装置前端，通过摆杆与机架相连其后端通过连杆（ 302）与清粮筛（ 6）尾端相连，地轮（ 10）固定在机架上。 图 1有大型玉米脱粒机 种大型玉米脱粒机体积大、笨重，不适于农村家庭的哈尔滨理工大学学士学位论文 - 4 - 使用； 利用滚筒的脱粒方式效果不好破损率也较高 ，在大型企业中推广也有一定的 局限性；机器的结构复杂，成本高、费用高、维修难度大，使玉米加工的成本极大的增加；另外，机器工作时耗电量大，不节能，而且有极大的噪音，环保性能差。 有的中型玉米脱粒机 图 1示为天津市专利号 200520130474 的玉米脱粒机，其组成主要包括机架（ 1）和设在机架上的动力机，上盖，进料斗，玉米粒出口（ 18），芯棒出口，辊等。玉米从料斗掉下后，通过转动的辊（ 10）送给辊（ 11）脱粒，辊（ 11）脱粒后至辊（ 12）又进行第二次脱粒，辊（ 11）和辊（ 12）的下部均设有与其呈同心安装的半 圆柱状底网筛（ 15）对玉米粒进行筛选。玉米粒从出口（ 18）装袋，玉米芯棒经上盖下部出来。 玉米脱粒机采用脱粒滚筒对玉米棒滚动撞击的办法脱粒，因此，在脱粒的过程中，玉米棒很容易被打碎且玉米粒会由于挤压而受损；脱粒后杂质较多须用风力清选，才能收集到干净的玉米粒；而由于出料不连续，很多使用者会用手将玉米芯从机器中扯出来，极易导致手被滚筒打伤甚至打断，十分危险。 该机器存在破损率高 ，生产效率低下，安全性不足的缺点。 图 1现有中型玉米脱粒机 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 5 - 设计研究内容 本设计研究方向为家用小型玉米 脱粒机。相比大型和中型玉米脱粒机而言，本设备有便携、易操作、电驱动、成本低等特点，针对大型与中型玉米脱粒机笨重，消耗大的特点，本设计进行了优化改良，更适合家庭以及小型生产作坊使用。 章小结 本章节描述了本次课题研究的背景和意义，介绍了玉米脱粒机的国内外研究现状和历史沿革，还对现有的大型与中型玉米脱粒机优缺点进行了简单的分析，简要阐述了本次课题的研究方向。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 6 - 第 2章 玉米脱粒机的总体设计 对有关脱粒机的资料进行查看，了解，对方案进行设计，对零部件进行设计， 在设计的过程中发现问题解决问题 ，对设计进行优 化，一直到将整个设计都完成。 要设计传动装置，将传动部件还有支撑部件的有关数据算出来。按照正常对机器进行设计的方式， 正常都是先设计总的方案 ，在设计总方案的时候一开始要对机构进行有关的 解析 ， 在解析过后对每个部件的作用以及载荷进行分析。受力以及工作要求确定后相应的脱粒机结构也定下来。脱粒机总体方案定下来之后，也要进行图纸设计，把设计中每个器件相应数据展现出来。 体结构设计 将传动方案确定下来， 确定使用哪一种电动机 ，将传动部分的运动数据，还有动力数据都算出来，将总传动比确定下来，将每一级的传动比都确定下 来，这样就可以算出来每一个轴的功率，还有 确定 转动的速度 与 转矩 大小 。 图 2型 玉米脱粒机 算并选择电动机 根据实际工作情况总结得到钉齿受到的载重是 40N，在通电后电动机提供动力后，钉齿条在滚筒上的展开快速运动。在工作中，玉米的进入会使钉齿条受到一定的压力，根据分析这种压力为切向力，相应的其他两个钉齿条不做运动，根据以上分析得到脱粒机在提供动力后受到切向力为： 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 7 - 4 0 7 2 5 6 0 M Z 式中 ： N作用在 钉齿 上 的力 M在工作中相应 钉齿 的数量 Z在工作中相应 钉齿条 的 数 量 电动机提供动力后，脱粒机上的钉齿条和钉齿开始运动。根据分析钉齿条和钉齿需要有同样的速度。其速度大小取决于主轴转速、钉齿半径。 4 2 1 0 0 0 轴 式中： V 钉齿的转速 轴转动的速度 D 钉齿 到 轴心的 距离 根据实际生产需求分析，在主轴阶段需要提供的速度在 750 850 范围内 ， 这样若采用 V 带传动 ，则选择传动 比 是 2 4， 这样 钉齿条和钉齿需要有同样的速度 ， 查考参考资料得电动机转速范围计算为 ： 2dn i n（ 4 7 5 0 1 5 0 0） 3000 r/ 在这个范围内查考电动机手册得同步电动机转速为： 720r/440r/2900r/工作中要考虑电动机转速、转速等因素。查考机械原理设计手册得到三种相应电动机的类别。这三种电动机各参数的对比如下表 2示： 表 2- 1 电动机的型号和技术参数及传动比方案发动机型号功 率P / k % ）电动机重量（ 功率因数1 Y 1 6 0 8 5 . 5 750 720 85 119 0 . 7 42 Y 1 3 2 S 2 - 4 5 . 5 1500 1440 8 5 . 5 68 0 . 8 43 Y 1 3 2 S 1 - 2 5 . 5 3000 2900 8 5 . 5 64 0 . 8 8实际的工作中要考虑电动机的自重，和相应参数要满足各工作要求，并且哈尔滨理工大学学士学位论文 - 8 - 工作中所需要的电动机功率要大于理论值。因此综合考虑在不产生浪费并且满足工作使用的前提下选择第三种类别的电动机。 在电动机中各尺寸的设计也要满足要求，具体设计 如表 2示： 表 2动机 各 尺寸 详情 中心距离H 外 壳 尺寸()2D 安装尺寸A*B 螺栓孔的 直径K 轴伸 出尺寸D*E 键 安装尺寸F*出轴尺寸 G 32 4 7 5 3 4 5 3 1 516 140X 12 38 801X 33 动机的功率 查考电动机设计手册得到 电动机 的 功率 计算方式为 /d w 。在式中a表示传动机总效率。传动机总效计算方式由传动装置上各传动部件效率相乘 即1 2 3a ， 上式中1、2、3代表着传动轴上每个传动器件的传动效率。那么传动轴上的总效率如下所示： 滚动轴承 到 1 =传动 到 2 =筒转动 3 =1 1 2 3 0 . 9 6a 5 . 4 9 5 5 . 5 K 算并设计 传动装置 计传 动带 在实际生产需求中，根据脱粒机对动力的要求选取带传动，把电动机动力进行传输。分析脱粒机在工作时，传动带是 挠性件 ，在工作中起到缓冲、减震的作用。在传动带作用下能够使脱粒机平稳的工作，也起到减少噪声的作用。但是带传动也有缺点，由于长期和带轮结合皮带会产生一些摩擦，使动力传输减少并且会影响皮带寿命，影响带传动传动比。传动比的不稳定不会影响整体的工作。只要传动比能够稳定在一个范围内就可哈尔滨理工大学学士学位论文 - 9 - 以。在带传动中，皮带可以保护一些器件的安全性。在工作中如果出现卡槽的现象电动机的动力不变，皮带的转动对器件提供了过载保护，不会使器件被破坏。在成本上，皮带成本比较低，维护简单。所以在传动方面最终选择 V 带传动。 1. 功率 的确定 P式中： 作情况系数 P 电动机 提供的 功率 型号的选择 参考以上的计算总结到 功率电动机转速一样的小带轮 的转速1参考资料 机械 原理 基础 得到带传动中 V 型皮带采用的是 B 型。 （ 1） 首次选取中 主动带轮的基准直径 为1D： 查参考资料 机械 原理 设计 手册 得到带传动中 主动带轮的基准直径 原则为1D 125 （ 2） V 带的速度 V 的计算 ： 11 5 1 0 0 0 根据要求 V 带 速度范围 为 10 20m/s， 则 速度 V 能够适应工作强度 。 电动机与 主 轴 传 动 比的计算 121440 1 . 9 2750ni n （ 3）计算 从 动 轮 的直径 212 2 4 0 m 4. 传动中心距 以及传动 带 的 长 度 确定 1 2 1 20 . 7 ( ) 2 ( )D D a D D 02 5 5 . 5 m m 7 3 0 m 0 500210 0 1 20()2 ( )24a D D a 0 1 4 6 3 m 查考 机械 原理 设计基础一书中查表 115 中 ，选择相近的基本长哈尔滨理工大学学士学位论文 - 10 - 度 的 公 称 长 度 可 查 得： 1 4 4 0 m 1 4 0 0 m 。 查表得 实际的中心距 计算方法如下所示： 21 2 1 2 2 12 ( ) 2 ( ) 8 ( )8 D L D D D 20 530 5. 主动轮上包角 的 验算 V 型带包角的要求，要通过包角的大小确定，包角的计算如下所示： 0 211 1 8 0 5 7 . 3 1 1 6 6 . 8 1 2 0a 根据以上的计算结果得知所选择的 V 带能够满足工作强度。 6. V 带 数量的确定 V 带的根数由下列公式确定： 00()k k p k 式中：0pV 带 单根 的许用功率值 0(kw)pk 包角 所产生的 影响系数 化学线胶带，取 0p传动比 产生的增量 通过查考参考文献得到 ， ， ，0 ， 1 100D ， 得到 ： 0 ， 最终得到： 根据取整原则 得 3Z 7. 带的初拉力 的 确定 在 单根 V 带 中查参考文献带传动技术得 初拉力0 所示： 20 500 2 . 5( 1 )q k 式中： q 单位长度的 传动带质量， 0 1908. 作用在轴上的压力 的计算 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 11 - 在带轮轴和轴承的安装过程中需要考虑到带传动作用在轴上的力过查考参考文献得 V 带两边拉力差可忽略，那么 102 s i n 2 F 带轮的设计 计算 根据以上的计算总结带轮 ， 比较 ， 转速 相对 较低 ， 因此最终选择 材料 采用 灰铸铁硬度为 构 的 设计 带轮 结 构 的 设 计取决于基准直径的大小，在带轮的形式及轮槽的大小选取时查参考文献车轮设计原理得设计如下所示： （ 1） 对主动轮各项参数的确定 根据以上的设计已经得知主动轮的直径1 125， 相应的与它相配合 的电动 机 轴 的 直 径 是1 38， 故此根据已得到的数据利用计算公式得到1 (13) 47d 1 1 4 m m 3 0 0 m m ， 最终采用 腹板式 带轮作用在主动轮上 。 带 轮 参 数 的 选 择： 查考参考文献机械设计原理得到主动带轮的各项参数，详情请参考下表 2 表 2轮的各项 参数 带的 类别 m f t s b B 16 5 20 14 14 8 考参考文献得到 带轮的厚度 计算如下所示 ： ( 1 ) 2B Z t s 74 （ 2） 对从动轮各项参数的确定 从动轮的选择，从动轮的选择比较简单，可以根据主动轮来确定。主动 轮中带轮采用的是 腹板式 ，而且2 240 m ， 相比较2 300 m ， 这样在从动轮方面选取的样式和主动轮相同。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 12 - 从动轮各项尺寸的确定 ： 查考参考文献带轮的设计手册得到带轮的各项参数，并根这些参数得到从动轮的厚度计算方法如下所示： ( 1 ) 2B Z t s 60 动轴的设计 传动轴在整个机器中起着非常重要的作用，传动轴传递着转矩，并且承受一定的载重。在脱粒机中 对轴的选择设计需要严格地筛选， 承担主要转 矩 、 扭 矩 、 弯 矩 和 支 撑 传 动 轴 上 的 回 转 零 件， 在机器工作时物料的进入对机器瞬间的动力的瞬间要求比较大，并且 冲 击 次 数 很 频 繁， 所以在设计传动轴时需要对动力载荷进行要求，满足校核。传动轴的公用包括这几个。 一是支持 轴 上 所 安 装 的 回 转零件， 确定它本身的定位；二 是传递轴上的 运 动 和 动力。轴按照 轴 线 形 状 的 不同， 大致 可以分为 曲 轴 、 直 轴 、 软轴和 挠 形 轴 等， 参考脱粒机本身的形状及尺寸和它在工作时遇到的工作环境和动力要求，所以脱粒机在选择主动轴时采取的是直轴式的阶梯轴进行动力传输。通过查考参考文献动力传动装置得到主动轴的最小直径的确 定方法如下所示 2 3 (2式中： C 轴材料的 T的0p 工作时 主轴 提供 功率 n 工作时 主轴 提供 转速 在轴的设计上对于材料的选择，通过查考参考资料 金属的切削性能实验 得到轴的材质一般选用硬度 650B ，调质处理的 45 号钢， 进行加工，通过参考文献得到 118C ， 最小直径的计算方法如下所示： 3m i n 5 . 31 1 8 2 3 m 在轴的实际加工中要考虑轴的其他要求，比如带轮的内侧需要加工孔，以便于安装带轮。安装带轮的同时需要对带轮进行定位，需要使用定位键， 轴上需要开键槽。这样会减弱轴上的载荷承受力，考虑到载荷力的减弱，通过查考文献得到轴在加工时直径增加至少 5%， 最后可以得到轴的直径为 25 。 带轮的安装一般放置在输出轴上。为了保证轴和带轮相配合时能够适哈尔滨理工大学学士学位论文 - 13 - 合尺寸。通过以上的计算和参考实际的工作强度最终输出端直径为30 轴的最小直径确定后需要对轴一侧的带轮厚度进行设计通过查考参考资料 机械 设计原理 可以得到在选取带轮厚度为 60 ， 相应的临近处轴的直径选用尺寸 为 30 ， 此段轴的距离 为 66 在轴上需要安装器件为了使器件安装位置牢固准确在 轴 的右侧向外伸出一些，作为 轴肩， 所以在轴的 段 选用 轴直径 尺寸为28 ， 最后的输出轴安装的定位采用的是 普通平键 定位 。 通过查考参考文献花键的设计及加工得到键的类别为 普通平键 ，普通平键的基本尺寸为 8 7 35 。 根据玉米脱粒机在工作时的环境以及原理得知，脱粒机的工作原理是轴上带轮转动带动滚筒和钉齿进行运动，钉齿的排列方式为 螺 旋 式 排列， 根据上面的计算可以知道 35 ， 况且钉齿受力几乎可以忽略。故此在选取轴的轴承时选用的是 相心球轴承， 通过查考参考文献机械设计手册得轴承的类别选用 406， 轴承的基本尺 寸为 40 72 23 ， 所以在轴的 段 和轴的 段 所采用的直径尺寸一致为 40 。 在实际的加工中由于精度要求不大，会产生一定的误差，跟据参考资料机械加工手册得到机械加工时候的 等位移量 选取 8。 在 轴 段 进行安装 钉齿 ，这一段轴的 直径 选用为 45 ，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 H/K， 在轴上面长度为 地方安装上 钉齿滚筒， 安装方式为 焊接 。选用的滚沟长度为 735 在前面已经查找到了倒角的设计原则，从而得到轴肩的倒角大小。 轴端倒 角 在 轴 的 两 端 均为 02 45 ，小 轴 肩 为 01 45 ，轴肩的作用是减少应力所产生的影响。 4. 轴的强度校核 (1)通过查考参考文献得到作用在 输出轴上的力的 计算方法如下所示 根据公式 2 9550000 pT n (2 0 0 3 3 式中： p 轴上提供的功 率 n 轴上得 转速 r/尔滨理工大学学士学位论文 - 14 - (2)钉齿条上的合力 通过受力分析得到计算方法如式 222 2t TF d(280% (2 (2式中： d 输出轴 上 轴心到钉齿定的 长度 ， 80%径 向 力 占 圆 周 力 的 百 分数 637， 6 3 7 8 0 % 5 1 0 ， 0上所收到的力分别为 圆周力向力受力方向参考 图 2a）。 (3) 轴上水平 方向受到的支座 反力 通过查考文献得到支座反力计算 公式 如下所示： 31 23L （ 2 式 中：2L是轴上 段到 轴 段 到右侧 三分之 二的地方长度 3L是 轴上 段 到右侧 三分之 二的地方 到右 侧 段的长度 1 4 2 4 . 7 4 2 5 根据公式 2 21H t R （ 2 2 6 3 7 4 2 4 . 7 2 1 2 . 7 2 1 2 (4)轴 上 垂直 平面内受到的支座反力 通过查考文献得到 支座反力计算 公式 如下所示： 31232L （ 2 式中： D 钉齿的顶端到主轴轴心的 长度 得 1 340根据公式 21v r R （ 2 2 5 1 0 3 4 0 1 7 0 (5)绘制受力弯矩图 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 15 - 在水平面内进行受力分析对轴上的 D、 C、 B 这几点进行受力分析计算方法如下所示： 0 M （ 2 12C H L1 2 7 5 0 0 N 根据以上计算结果绘制这几点的转矩图结果如图 2b)。 在垂直面内进行受力分析对轴上的 D、 C、 B 这几点进行受力分析计算方法如下 所示： 0 M （ 2 1 1 2cv L（ 2 1 3 4 0 3 0 0 1 0 2 0 0 0 N m 2 1 2 2ac v v L （ 2 0 2 2 03 4 0 3 0 0 1 0 2 0 0 0 N m 根据以上计算结果绘制这几点的转矩图结果如图 2c)。 综合以上水平面和垂直面的转矩分析得到 ： 0 M 2211 163280c C H C M N m m 2222 163280c C H c M N m m 根据以上计算结果绘制这几点的转矩图结果如图 2d)。 (6)绘制受力弯矩图 9550000BC n （ 2 0 0 3 3 N m 0 式中 ： p 电动机 的 额 定 功 率 n 主 轴 转 速 根据以上计算结果绘制这几点的转 矩图结果如图 2e)。 (7)计算并绘制 当量弯矩图 B 点 处受力分析 ： 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 16 - 4 1 3 1 9 . 7 4 1 3 2 0 N m C 点左 端受力分析 ： 221 ( ) 1 6 8 4 2 7 N m mc c a T D 点右 端受力分析 ： 2 1 6 3 2 8 0 N m mc c a 根据以上计算结果绘制这几点的转矩图结果如图 2f)。 图 2 所收到的 弯扭图 5. 轴的 强 度 校核 在进行强度校核时，一般采用的方式是校核承 受载荷最重，或者轴的截面积小受力较大的危险截面进行校核，通过查考参考资料机械强度校核得到计算方法如下所示： 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 17 - 22()a （ 公式 2 式中 ： W 轴的 抗 弯 抛 面 模量， 3 轴 的 许 用 应 力， 在实际的工作中轴所受到的弯曲应力会不同，通常会从 1b、 0b、 1b 中 选 取 其 相 应 的 数值， 查考参考文献 机械 应力计算 得到应力计算如下所示： 1 6 . 3 M 1 4 0W 从 机械 应 力 计 算 得到 ，对于 600B 受 对 称 循 环 变 应 力 时 的 许用应力 M P 2 6 . 3 M 。 齿条 以及钉齿 的设计 轴的设计是传动部分的主要部位，那么钉齿条的的设计关系到最主要的功能脱粒 机的脱粒功能。钉齿条设计的好坏影响着脱离的种粒是否完好以及 玉米粒和玉米芯分离的 好坏。脱粒机在运动时，动力通过传动装置传到滚筒上，滚筒上有四根齿条，滚筒带动齿条进行匀速的运动。然后工人将需要脱粒的玉米穗放入脱粒机中，由于滚筒是在做匀速运动，玉米穗进入后会与钉齿条接触。钉齿条会接近玉米穗对其进行剥离。 玉米 穗 经过四条钉齿条 匀速的剥离下，籽粒渐渐脱落。钉齿条安装在滚筒上，呈螺旋状分布，这样分布是因为玉米穗在剥离后，玉米梗会随着滚筒的转动从而排出。 同时，每一 条 钉 齿 条 上 的 钉 齿 同 样 在 进 行 脱 粒， 这样为了获取更高的脱粒率。玉米 脱 粒 机 的 主 要 功 能 是脱粒， 起到关键脱粒作用的是 钉齿条 ，因为始终钉齿条与玉米穗接触并剥离籽粒。 1. 钉齿条 的 总 体 结 构 设计 在上面已经介绍到 钉齿条 起到最关键作用，进行剥离籽粒的作用，并且钉齿条收到的瞬间冲击比较大，工作强大较大。钉齿条是安装在玉米脱粒机的滚筒上面，一共含有四条钉齿条，每条 钉齿条之间相差 90 ， 在 每条钉齿条 上 安 装 钉 齿 的 个数范围在 7 10 个钉齿， 单个 钉齿的 尺寸为 12 ，四条钉 齿 条 均 匀 安 装 在 钉 齿滚筒上，钉齿 均匀的安装在 钉齿条上 并且为了排出玉米梗在其上 螺旋方式安装， 钉齿条的安装尺寸为 相邻钉齿条横向 长度 为 50 并 且承 两 条 螺 旋 均 匀排列， 安装完钉齿和钉齿哈尔滨理工大学学士学位论文 - 18 - 条后需要对其进行固定，通常采用的方式为 在钉齿条的 前后两侧采用 厚度是 5直径是 230 的圆 形 盘 进行 固定， 在 两 个 圆 盘 上 均 匀 开 有 钉齿条宽厚的方孔， 四 个 方 通 孔 均 匀 承 分 布 ， 然 后 将 四 条 钉 齿 条 从 四 个方孔中穿过，在钉齿条的 另外 一 侧 也 选用 厚度是 5直径 是 220的圆 形 盘 进行 固定，是 钉 齿 条 穿 过 方 孔 而 且 在 圆 盘 的 表 面漏出 2 3由于在二者 连接时 为了连接方便采用的 是焊接完成。 这样焊接以及安装的器件机构稳定，工作强度大。 在上面圆形盘固定钉齿后，由于钉齿条的长度过长所以为了适应工作强度，提高齿条的刚度，适应瞬间的冲击。所以在 主轴的三分之一处 与 三分之二 的地方 ， 选取 直径 10 的铁柱 连接 钉齿条与主轴， 二者的连接方式选用焊接。这样做是为了 钉齿条受到更大的强度时 依然保持正常工作， 同时也使轴 的 扭 转 刚 度 和 弯 曲 刚 度 有 很 大的增加，使钉齿条的扭转刚度和弯曲刚度增加，这样可 以 使 钉 齿 滚 筒 的 整 体 刚 度 和 强 度 极 大 增加，主轴和钉 齿 滚 筒 之 间 的 固 定 性 好 ， 稳 定 性 高 等优点。 合要求 钉 齿是安装在钉齿条上，钉齿条的作用
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