毕业设计（论文）-脚踏式玉米脱粒机的设计（全套图纸）.doc

学校代码：10410 序 号： 050433 本 科 毕 业 设 计 题目： 脚踏式玉米脱粒机 学 院： 工 学 院 姓 名： 学 号： 专专 业：业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2005 级 指导教师： 脚踏式玉米脱粒机 1 二 OO 九年 五 月 脚踏式玉米脱粒机 2 摘 要 本次设计玉米脱粒机工作原理就是利用板齿和脱粒辅 助轴之间的相互挤搓实现脱粒，板齿安装在滚筒上，滚筒 的主轴通过曲柄连杆机构和脚踏板相连。脱粒辅助轴是用 于抵住玉米棒，并利于玉米棒在板齿和辅助轴之间滚动和 滑动，从而实现脱粒。本设计重点是曲柄连杆机构的设计， 以达到最优工况；滚筒、主轴、板齿和脱粒辅助轴的设计， 还有排芯区和喂料装置漏斗的设计。 设计各项参数达到预期目标，脱净率高、破碎率低、 经济性好，尤其适合南方小面积种植农户使用。对减轻劳 动强度，提高生产效率，减轻农民负担，增加收入有很大 的意义。 关键词：脱粒机 脱粒滚筒 脱粒辅助轴 漏斗 脚踏式玉米脱粒机 3 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 abstract Design maize sheller operation principle to utilize board tooth and thresh, assist to crowd to rub with the hands and realize threshing each other axle this time, the board tooth is installed on the cylinder, the main shaft of the cylinder links up with the running-board through the crank connecting rod organization. Thresh, assist axle used for, support, live in maize to be excellent, benefit maize to be excellent in board tooth 脚踏式玉米脱粒机 4 assisting axle roll and slip, thus realize threshing. This design focus is the design of a crank connecting rod organization, in order to reach the optimum operating mode; Cylinder, main shaft, board tooth and threshing to assist the design of the axle, still arrange the core district and feed the material device - Design of the funnel. Design every parameter reach re-set target, take off net rate high, broken rate low, economy is fine, especially suitable for the little area in the South and plant peasant households to use. To lightening labour intensity, improve production efficiency, lighten peasants burden, increase incomes and have very great meanings. Keywords: Sheller Cylinder threshing Extracts seeds the auxiliary axis Funnel 脚踏式玉米脱粒机 5 目录 引言 .2 一.玉米脱粒机的工作原理 4 二.玉米脱粒机驱动机构的型式与最优工况的选择 5 21 驱动机构的作用与型式.5 22 驱动机构最优工况及曲柄最佳位值的选择.8 三.玉米脱粒机驱动机构设计技术要求8 31 驱动机构各构件的相对位置必须满足省力的要求.8 32 踏板行程 S 和摆角 的设计要求.8 33 行程速比系数 K 和极位夹角 .9 34 机架高度 H.9 35 踏板位置的确定.9 36 小齿轮中心位置的确定.10 37 摇杆、连杆和曲柄之间的相对位置确定.10 四玉米脱粒机滚筒及脱粒部件的设计分析10 41 玉米脱粒机的运动特点.10 42 玉米脱粒机的静力平衡.11 43 滚筒动力学分析.12 4.4 脱粒滚筒转速.12 4.5 滚筒直径及滚筒主轴轴径和齿轮传动比的选择.13 46 滚筒板齿的相关设计.13 4.7 玉米脱粒辅助轴的设计.14 4.8 辅助轴的的一些安装位置.15 4.9 排芯区的设计.16 4.10 漏斗的设计和安装.17 五玉米脱粒机的主要工作部件的强度校核17 5.1 玉米脱粒机大齿轮主轴的校核.17 52 玉米脱粒机大齿轮偏心轴的校核.21 结束语23 参考文献24 脚踏式玉米脱粒机 6 脚踏式玉米脱粒机 7 引引 言言 在我省广大农村，特别是丘陵地区和山区，在很长的 一段时间内，农业生产和部分农产品加工还须人力来完成。 如玉米脱粒、花生收获和加工，油菜的脱粒和清选等。如 果有一种以人力为动力（有条件的地方可配用小动力）的 多用机具，为山区和丘陵地区农民服务，对减轻劳动强度， 提高生产效率，减轻农民负担，增加收入有很大的意义。 提高农村经济水平、提高劳动生产率加速农村和谐社会的 发展做出贡献。 目前市场上还没有针对丘陵地区而又多功能的小型机 具，并且要求其价格十分低廉，本项目是通过对农村普遍 使用的脚踏式人力水稻脱粒机改进而来，使其有多功能， 可以进行玉米、油菜、花生脱粒，它具有结构简单重量轻， 价格低廉，可在田间移动，完成不同作业时更换工作部件 容易。本设计主要针对玉米脱粒机。 目前市场上玉米的脱粒大多采用打击原理设计的普通 脱粒机，各种传统普通机型的滚筒转速都在 700r/min 以上， 滚筒外缘线速度均大于 8m/s，是靠钉齿高速打击玉米果穗 脚踏式玉米脱粒机 8 实现脱粒的，对玉米籽粒伤害较大。 而现在发达国家如美国已将以打击原理为主的玉米脱 粒机淘汰,用一种挤搓脱粒技术原理脱粒机取代,并已得到推 广应用。这种技术符合脱净率高、破碎率低的要求，全面 克服了老式脱粒机存在的缺点。新机型脱粒损失至少比老 机型减少 0.5%，而且对种子玉米和普通玉米均适合。 玉米含水率对生产率和脱粒有一定的影响。含水率在 13%-20%范围内，技术性能指标比较稳定；含水率超过 20%， 则脱净率和破碎率指标下降，夹带量上升，净度指标下降， 风选效果和清选质量也会下降。 我国的挤搓玉米脱粒技术的研究工作于 2000 年开始起 步，并且 取得了快速进展，参考国外技术进行研究阶段已 基本完成，在设计和制造中对主要部件又进行了改进完善， 使其结构更加趋于合理，性能又得到进一步提高。现已初 步掌握了该项技术的系列设计及确定基本技术参数的方法， 目前正进行此项技术的完善、深入研究、系列化及推广工 作。本项目利用已有的脚踏式人力水稻脱粒机，运用挤搓 原理设计而成。各项参数达到预期目标，脱净率高、破碎 率低、经济性好，尤其适合南方小面积种植农户使用。对 脚踏式玉米脱粒机 9 减轻劳动强度，提高生产效率，减轻农民负担，增加收入 有很大的意义。 脚踏式玉米脱粒机 10 一一.玉米脱粒机的工作原理玉米脱粒机的工作原理 该玉米脱粒机工艺是仿生技术的一种应用,模仿人工用 手搓玉米的动作。滚筒上安装有板齿，滚筒带动板齿转动, 与玉米挤搓而脱粒，如图 1.1 图 1 脱粒机的工作原理图 脚踏式玉米脱粒机 11 图 2 带冠板齿 当玉米从进料区送入(如图 1.3)，玉米就受到板齿的挤 搓力，并受往左的推力，所以玉米果穗是边脱粒边往排芯 区滑动，这样的话就有利于下一个玉米脱粒的连续性，可 同时脱粒好几根玉米，提高了脱粒的效率。 脚踏式玉米脱粒机 12 图 3 脱粒机的工作简图 在脱粒区内，滚筒板齿拨动果穗沿着脱粒辅助轴作圆 周运动，由于板齿与滚筒轴心成一定的夹角,所以同时也将 果穗向排芯口推动,实际上玉米果穗的运动轨迹是螺旋线。 其中一部分板(如图 1.2)所示，设计成顶部带冠形状（二至 三处凸起） ，其作用如同人工用竹签子（过去北方农村用于 人工脱玉米籽粒的工具） ，先将玉米果穗上的局部籽粒挤掉， 以便后面挤搓板顺利。由于脱粒辅助轴上也有一些小小的 像挫刀一样的齿纹，这样一来玉米棒就不会被滚筒挤到脱 粒辅助轴外，二来增大了玉米、滚筒上的板齿及脱粒辅助 的摩擦。玉米在这些力的的作用下既滚动又滑动，以达到 脚踏式玉米脱粒机 13 挤搓脱粒的效果。 二二.玉米脱粒机驱动机构的型式与最优工况的选择玉米脱粒机驱动机构的型式与最优工况的选择 21 驱动机构的作用与型式驱动机构的作用与型式 驱动机构的作用是把人脚一定行程的往复运动，转变 成曲柄的转动，通过大小齿轮啮合增速后，把转动传给小 齿轮，从而带动工作部件转动。使工作部件具有足够的线 速度达到满足工作的要求。能满足上述要求而广泛使用的 机构为曲柄摇杆机构。根据结构形式的不同，我们把曲柄 摇杆机构分为三种形式： a）.拉杆式 摇杆和踏板支杆为一直杆，统称总摇杆, 是最早统型第 737 型（图 2.1.1） 。该机构为左右两套驱动机 构。这个摇杆的支点在它的一个端点。工作时，连杆受拉 力作用，总摇杆受拉力。总摇杆长等于力臂长。即 ,其中 L 为总摇杆长度，S 为踏板行程， 为踏 2/sin2 )1 ( is L 板摇角。 该机构的特点是摇杆很长，操作省力，各支点及铰接 点受力小，耐磨。其缺点是受结构限制摇杆支点位于禾斗 壁上，不耐磨易松动。而双面传动由于制造精度低很难达 脚踏式玉米脱粒机 14 到同时传动的目的，也造成结构复杂成本高。 b）压杆式 摇杆和踏板仍为一直杆，支点在中间的 直杆形，又称跷跷板形（图 2.1.2） 。工作时连杆受压。总摇 杆等于力臂长与重臂长之和，即 , 其中 i 为力臂 2/sin2 )1 ( is L 比,它等于力臂长与重臂长之比。 该机构的特点是把摇杆支点从禾斗移出，装在机架上， 采用单边传动，简化结构，降低成本。其缺点是摇杆短小 费力，连杆为压杆不稳定易变形，各支点及铰接点受力大， 磨损快，现很少采用。 c）摆杆式 摇杆和踏板杆不是一直杆,而成一定角 度，摇杆和踏板为曲杆, 支点在一端（图 2.1.3） 。工作时连 杆受拉，而总摇杆长等于力臂长与重臂长之和，即 。 2/sin2 )1 ( is L 脚踏式玉米脱粒机 15 图 4 支点在一端的直杆式 图 5 支点在中间的直杆式 脚踏式玉米脱粒机 16 图 6 踏板和摇杆为曲杆式 图 7 驱动构设计 上述三种机构，在保证摆角 和一定的踏板行程 S 的 情况下，支点在一端的总摇杆长度最短。 它的特点是，该机构的特点是单边传动，把摇杆支点 移到机架上，连杆为拉杆，各支点和铰接点受力较小，踏 板也较长，也省力。因此，该机构是目前比较理想的一种 形式。 脚踏式玉米脱粒机 17 22 驱动机构最优工况及曲柄最佳位值的选择驱动机构最优工况及曲柄最佳位值的选择 当确定了踏板和摇杆为曲杆这种形式后，我们再选择 该种机构的最优工况。因为人力机具是以人力为动力，所 设计的驱动机构一定要把省力、减少疲劳为目标，即当踏 力一定时能产生最大的驱动力矩，这就要求传动角接近 900，各构件支点和铰接点受力最小。能满足上述要求的工 况是当踏板位于水平位置时，连杆与摇杆和曲柄相垂直。 当确定了最佳工况后，就要确定在满足最佳工况下曲 柄的最佳位置（即曲柄与水平面的夹角） 。为分析方便，在 图 4 中，过 A 点作直线 AC3，平行与 BC 交 CD 于 C3。使 DAC3EDC。设曲柄 AB 长 a，支点距 AD 长为 d，则连杆长 b = d cos，摇杆长 C = a d sin。从满足 曲柄存在条件来看，应使 a db c，即 a dd cos a d sin，化简后得出：cossin1，从 数学中知，cossin 的最大值是当 = 450时，因此曲 柄与水平的夹角 为 45 度。 三三.玉米脱粒机驱动机构设计技术要求玉米脱粒机驱动机构设计技术要求 由于脚踏式玉米脱粒机是以人力为动力进行脱粒，因 脚踏式玉米脱粒机 18 此在设计驱动机构时必须满足省力、人体不易疲劳等要求。 所以，所设计的驱动机构踏板脚踏频率不能高，踏板行程 不能大，踏板在最低位置应接近不动的脚底，滚筒转速应 均匀，脚踏应省力等。因此，在设计驱动机构时应满足如 下要求4： 31 驱动机构各构件的相对位置必须满足省力的要求驱动机构各构件的相对位置必须满足省力的要求 如图（2.1.3）所示，当踏板向下运动过程为做功行程， 在做功行程内做功是不均匀的，当在做功中段附近，踏板 近水平位置时，人易用力，作用力也大，而且力臂也大， 所产生的驱动力矩也大，因此希望当踏板近水平位置时， 摇杆能和曲柄平行并与连杆垂直，使得此时传动角 接近 90，以产生最大的驱动力矩。 32 踏板行程踏板行程 S 和摆角和摆角 的设计要求的设计要求 由图(2.1.3)看出，踏板行程 S 是指踏板在两个极端位置 时，踏板最端点的垂直距离。踏板行程过大，脚提得过高 易疲劳，过小则做功小，用不上力，根据实际使用情况看， 最合适的踏板行程一般在 180220mm 范围内。踏板行程 确定后，踏板摆角越小，连杆和摇杆的夹角越接近于 90， 脚踏式玉米脱粒机 19 越有利于传动，但摆角越小，摆杆支杆必然要加长，引起 结构不紧凑，同时踏板支杆的刚性也差，工作一段时间后， 踏板易倾斜，造成齿轮偏磨。摆角过大，脚面与踏板接触 面小易疲劳，脚上有泥时也容易打滑伤腿，所以一般情况 下摆角在 3035内比较合适。 33 行程速比系数行程速比系数 K 和极位夹角和极位夹角 极位夹角是当摇杆处在上下极限位置时，即曲柄为上 下死点位置时，连杆相对应的夹角。 K=180+/180- K行程速度变化系数 极位夹角 脱粒机工作时，当踏板由上死点向下运动时，人脚用 力踏下是一个做功过程，当踏板由下死点向上运动时，人 脚不能做功，依靠滚筒转动惯量一面完成脱粒做功，一面 带动踏板向上运动。当 k1 时机构有急回作用，即踏板由 下死点向上运动到上死点时，大齿轮的工作转角小，有利 于做功和滚筒的运动平稳，有利于力量的发挥，也可提高 工作效率；但 k 过大即极位夹角过大会产生冲脚现象，所 谓冲脚是指踏板向上运动速度太快，人脚尚未提起，踏板 就打在脚板下方，使人产生疲劳，因此在选择极位夹角时， 脚踏式玉米脱粒机 20 应保证不产生明显冲脚前提下尽量取大值。 有关资料表明 1.1K1,即 8.5时不会产生明显 的冲象,因此,在选择极位夹角时,应保证在不产生明显冲脚的 的现象的提条件下,尽量取较大值。 34 机架高度机架高度 H 当脱粒机工作时，当机架过高不易投入料(玉米),机架过 低要弯腰也易疲劳。因此。机架高度应以人的高度来衡量， 一般情况下，H = 450550mm 范围为宜。 35 踏板位置的确定踏板位置的确定 踏板运动到上止点时，踏板最远端至集果箱后档板的 距离 L1太大，工作时操作人员弯腰幅度较易疲劳，太短则 膝盖可能碰到集果箱后档板，为了保证操作人员操作方便、 舒适，一般合适的距离 L1为 170mm 左右。 36 小齿轮中心位置的确定小齿轮中心位置的确定 小齿轮中心至集果箱后档板的距离过大，工作时操作 人员手外伸太远易疲劳过小则影响整机结构，该距离大小 取决于滚筒直径、板齿的高低及板齿与档板的间隙。L2的 脚踏式玉米脱粒机 21 适宜值一般 270 毫米左右。 37 摇杆、连杆和曲柄之间的相对位置确定摇杆、连杆和曲柄之间的相对位置确定 由于受冲击的影响，人力脱粒机脱粒时其做功是不均 匀的，在作功中段附近，踏板近水平位置时，操作人员较 易使用力气，作用力也大。脚踏板在行程极限位置附近， 一方面不容易使用力气,另一方面连杆拉力对曲柄中心距(即 力臂)小,在相同大小力的作用 F 所产生的驱动力矩小。只有 在作功行程中部时，用力方便、力臂大，所产生驱动力矩 最大。因此，当脚踏板近似于水平位置时，摇杆和曲柄平 行并与连杆垂直，产生最大的驱动力臂。经对不同的工况 进行分析，发现该工况下具有以下优点：连杆受力小，各 铰接点支反力小，传动角大，损失小。 基于上述分析，可以确定摇杆、连杆和曲柄之间的最 佳相对位置，即当脚踏板位于水平位置时，摇杆和曲柄平 行并与连杆相垂直。 脚踏式玉米脱粒机 22 四玉米脱粒机滚筒及脱粒部件的设计分析四玉米脱粒机滚筒及脱粒部件的设计分析 41 玉米脱粒机的运动特点玉米脱粒机的运动特点 玉米脱粒机是以人为动力，而人每分钟对踏板动 的次数为一定值，不能过高和过低，一般人每分钟踏动次 数最高可达 120 次，最少 80 多次，常久使用时可达 90100 次。 滚筒在每一转中其各点的速度也是一个变值，当 脚踏由上止点向下作功行程开始点其速度最小，随着脚踏 板的向下运动作功的增大，转速增高。当脚踏板达到最低 位置时，转速大致最高值。当脚踏板从下止点向上运动是 空行程，转速逐渐降低，当大致上止点时，转速达到最低 值。按每分钟脚踏板的运动次数所换算的大齿轮转速可看 作平均值，最高转速与最低转速差别不应过大，否则运转 不稳定甚至不能正常工作。 42 玉米脱粒机的静力平衡玉米脱粒机的静力平衡 设脱粒时脱粒阻力为 Pt 作用于滚筒切线方向(图 2.1.3), 脚踏力为 P 取脚踏板支杆为分离体,从支杆受力平衡得出: PED=P1CD iP CD ED PP 1 脚踏式玉米脱粒机 23 式中: P1连杆受力 i力臂比 取大齿轮为分离体，根据受力平衡得出： 11 RPaP Z 式中： PZ大齿轮圆周力 a曲柄半径 R1大齿轮节圆半径 取滚筒（包括小齿轮）为分离体，根据受力平 衡得出： rPRP Zt RR iPar R rP P Z t 1 设 ，代入上式，则 i r R 1 ia RiP P t （1） 式中： R滚筒半径； r小齿轮节圆半径; i大小齿轮齿数比。 从运动关系知，滚筒线速度在设计时认为是一常量， 大齿轮角速度 1取决于踏板每分钟运动次数（正常工作中 踏板运动次数 n 为常量，常取 90100 次） ，则： ，而 30 1 n rR 111 11 i r R 脚踏式玉米脱粒机 24 式中：1大齿轮角速度 滚筒角速度（小齿轮角速度） 而滚筒线速度： ，所以 RiRC 1 R C i 1 最后得出： （2） ain CP ai CP Ria CRP P ttt 30 11 （2）表明踏力大小及影响因素，从式中看出，踏力的 大小与所选择的脱粒速度 C 和脱粒阻力 Pt 成正比，与曲柄 半径 a 和力臂 i 成反比，与滚筒半径大小无关。上述结论 只有选定 C 后，改变大小齿轮的传动比 i 使踏板每分钟有一 定转速 n 的情况下才是正确的，如不考虑脱粒线速度 C，正 如式（1）所示踏力的大小与传动比和滚筒半径正比。当按 选定所必需的脱粒速度后，为了减小脚踩力 P，只有适当地 增大力臂比 i 和曲柄半径 a。 43 滚筒动力学分析滚筒动力学分析 为了便于分析，取大齿轮为分离体。把滚筒和小齿轮 的转动惯量 换算到大齿轮上，小齿轮对大齿轮的作用，用换算阻 力 M=PtR 代替，滚筒空转阻力矩用 M0 表示。连杆对大齿轮的作 脚踏式玉米脱粒机 25 用，用 P1 表示，连杆在运动中对大齿轮作用近似地看作与 地面垂直。 设作功过程开始点上止点。转速为 ，作功结束 点下止点，转速为 0，在作功行程内 P1力作的功为： aPaPA n 1 0 1 2sin 在作功行程内，根据能量守恒定律： A=（M+M）+1/2J-1/2J02 2Pa=(M+M0)+1/2J(2-02) 在空行程内,根据能量守恒定律得出 1/2-J(2-02)=(M+M0) 将上式代入作功 A 的公式得出 P1a=(M+M0)（3） 4.4 脱粒滚筒转速脱粒滚筒转速 脱粒线速度是保证脱粒质量的主要参数。滚筒上安装 有板齿，滚筒滚筒是带动板齿转动，板齿推动玉米果穗作 螺旋运动。由动力分析知，脚踏板踏力的大小与滚筒线速 度成正比，为了减少踏力不宜选取高的线速度，但从另一 方面为了保证运动的稳定性，必须有足够的动能，滚筒线 脚踏式玉米脱粒机 26 速度不能低。滚筒转速由滚筒外缘（板齿顶部）线速度决 定，滚筒外缘线速度是以保证不伤害玉米籽粒为前提条件， 由试验数据获得的。用籽粒含水率为 13%（因籽粒含水率 较低，相对比较容易破碎）左右的玉米穗做试验,查阅资料 得出滚筒外缘（板齿顶部）线速度应小于或等于 4m/s。但 滚筒外缘线速度不能过低，否则会影响生产率。根据试验 数据，确认线速度值在 3.23.9 m/s 之间最佳。 4.5 滚筒直径及滚筒主轴轴径和齿轮传动比的选择滚筒直径及滚筒主轴轴径和齿轮传动比的选择 1 滚筒直径 滚筒设计的主要要求是工作时省力，要有足够的转动 动能来保证运转的稳定性。现从两方面分析如下： 从动力学分析知，滚筒的转动动能为: A=1/2J2 而滚筒的转动惯量 J 近似地认为: J=mR2 式中:m滚筒(包括齿板和弓齿压盘等)质量； R滚筒 半径； 将 J 值代入转动动能 A 式则得出: A=1/2J2=1/2mR2=1/2mc2 由上式看出:当滚筒线速度确定后,想提高滚筒的动能,只 有增加滚筒质量,而与直径大小无关。 脚踏式玉米脱粒机 27 再从动力学分析知,踏力的大小为: P=PtC/i1a 由此式看出,当脱粒阻力 Pt 为一定值时,踏力 P 与所选择 的滚筒线速度有关,与选取的半径无关。综合以上分析看出， 半径的选取与动力参数无关，通过数据及试验结果取滚筒 直径 D=280+b/2=292。 2 滚筒轴轴径 由于小齿轮与滚筒间的动力传输不是靠键付给主轴的, 所以它不受扭矩,只是承受来自脱粒时的径向力,所以也不需 特别的要求, 可根据实际功率负荷计算扭矩，确定轴径。根 据已有的脱粒机的主轴数据取 20. 3 齿轮传动比的选择 从运动分析知： C=i1R 故 R= C/i1 1为大齿轮角速度，它与踏板每分钟踏动次数有关， 一般情况下踏板踏动次数为 90100 次，相应 1为 8.389.42/秒,当滚筒线速度 C 选定后,半径的大小仅取决 大小齿轮速比 i 表示了不同线速度,不同传动比情况下的半 径值.计算时滚筒线速度为板齿齿顶线速度,而一般指滚筒半 径是指齿板半径,因而计算出的半径值应减去板齿高 h。 脚踏式玉米脱粒机 28 46 滚筒板齿的相关设计滚筒板齿的相关设计 板齿有规律地安装在滚筒轴上，其作用是拨动玉米穗 沿辅助轴作复杂运动（玉米穗本身既滚动又滑动，同时沿 脱粒辅助轴作不规则螺旋运动） ，也推动玉米穗向排芯口方 向移动。 板齿宽度:板齿应与齿板一样宽或稍小点，根据机器大 小一般范围为 4060mm，尽量取宽点，目的是工作时与玉 米穗接触面较大，避免接触点太小，产生对玉米穗的局部 压力集中，损伤玉米籽粒。 板齿高度:板齿通过螺栓安装在齿板上,板齿要超出滚筒 侧板的最外缘，由其几何关系可得： 222 bDD h D 为滚筒侧板的最外缘，其值为 350 ， D 为滚筒直径，其值为 280， b 为齿板的宽度，为 24， 所以 h23,考虑到脱粒的效果，经计算及几何关系得： 板齿高度 h=30（如图 4.6.1） 。 板齿齿的旋向及与水平的夹角：由工作简图(图 1.3),玉 米得在螺旋齿给它的轴方力从右到左滑动，所以板齿的旋 脚踏式玉米脱粒机 29 向为右旋(如图 4.6.2)。夹角影响到板齿对玉米轴向推力的大 小，太大会使的玉米还没完全脱粒就快速的向排芯区排掉 了，太小了玉米滑动的速度过慢，以至于已脱净了的玉米 芯还在脱粒区滑动，从而就降低了工作效率及多余的功率 消耗。根据有关资料查得取 60较合适，既保证了脱净率 又保证了工作效率。 图 8 板齿简图 图 9 滚筒展开图 4.7 玉米脱粒辅助轴的设计玉米脱粒辅助轴的设计 脱粒辅助轴是用于抵住玉米棒,并利于玉米棒在板齿与 辅助轴间滚动及滑动，协助板齿脱粒。其直径大小得比玉 米棒大，要不能玉米棒会从其反方向掉到果箱中。玉米棒 一般直径 4050，所以脱粒辅助轴的大小取 60。 而它又不受多大扭矩，只受点横向及纵向的推力，并 且力很小，这样的话就可以设计成在小金属轴上套木质的 空轴，并且小金属轴除两头用来安装做成圆柱形的，其它 部位都做成方轴（如图 4.7.2） 。 脚踏式玉米脱粒机 30 图 10 辅助轴上的齿纹 图 11 辅助脱粒轴 这样与带方孔的木质轴配合，来传递力，其成本大大 降低。为了不让玉米棒在其上打滑，因为打滑的话就会影 响脱粒的效果，产生脱粒不净，在其上开像锉刀一样的齿 纹（如图 4.7.1） ，增加它与玉米棒之间的摩擦力。 4.8 辅助轴的的一些安装位置辅助轴的的一些安装位置 如图（4.8.1） ，因为在脱粒区内玉米棒子是永远不应掉 下去的，所以 S 小于脱掉了玉米的棒芯(3540)，S 取 30。 由几何关系可得 脚踏式玉米脱粒机 31 257 222 d sh bD X30 2 d Y D滚筒直径 b齿板的宽度 h板齿高 d脱粒辅助轴的直径 由脱粒原理可知滚筒、板齿外缘、玉米及脱粒辅助轴 的几何关系，如图（4.8.2） ，脱粒辅助轴的轴线应在安装圆 （R3=217+30=247）上，Y 可定为 30，这样可得出 X 为 245。 图 12 脱粒辅助轴安装位置图 脚踏式玉米脱粒机 32 图 13 脱粒辅助轴安装位置图 b 圆 1板齿最外缘（R1=140+12+30=182） 圆 2板齿外缘加上脱粒区的间隙 S 的圆 （R2=182+35=217） 圆 3脱粒辅助轴的轴线安装圆（R3=217+30=247） 4.9 排芯区的设计排芯区的设计 在排芯区内（如下图）板齿离辅助性轴的最小距离应 大于玉米芯，所以得大于 40，而滚筒的是不变的，只能 在这区域内减小辅助轴的直径，由几何关系可知：a40-S ，而 S=30，则 a10，在这取 10。由此可得排芯 区内，辅助轴的直径为 40。 脚踏式玉米脱粒机 33 4.10 漏斗的设计和安装漏斗的设计和安装 根据工作简图 1.3 可知,玉米棒得先从右边放入,这样的 话才能保证有足够的工作区来脱粒,否则可能存在脱粒不净 的现象。另一方面，板齿离脱粒辅助轴的间隙比玉米棒小， 再