毕业设计（论文）-制种玉米脱粒装置的设计.doc

全套机械毕业设计含装配图零件图开题报告论文PPT联系QQ：153893706机械电气工程学院本科毕业设计 设 计 说 明 书 题 目： 制种玉米脱粒装置的设计 院 （系）： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 制种玉米脱粒装置的设计摘要：为解决传统制种玉米脱粒机存在的脱净率低、破碎率高、对玉米含水率适应性差的问题，现介绍一种利用打击和揉搓原理相结合的新型制种玉米脱粒装置，该装置加入了带冠板齿和脱粒钉齿等机构，来满足制种玉米脱粒的技术要求。另外加入了间隙调节机构，增强了对不同含水率的玉米脱粒作业的适应性。该复合式制种玉米脱粒装置降低了玉米脱粒时的劳动强度，提高了作业效率。关键词：制种玉米；脱粒；带冠板齿；脱粒钉齿；设计 Design of corn threshing deviceAbstract: in order to solve the existing in the traditional production of corn thresher threshing rate low, broken rate, poor adaptability to high water content in corn, this paper introduces a new use of combat and corn threshing device combining kneading principle, the device joined with crown plate gear and floating nail teeth and other institutions, to meet the corn threshing technical requirements. In addition to clearance adjusting mechanism, enhance the corn threshing operations with different water content adaptation. The hybrid seed corn threshing device of corn threshing and reduces the labor intensity, improve operational efficiency.Keywords: maize seed threshing teeth with crown plate; floating nail tooth design目 录一、引 言5二、制种玉米脱粒装置的总体设计61、研究内容62、工作原理63、工作过程64、主要机构74、1传动部分74、2入料口及脱粒滚筒上盖74、3 脱粒部分74、4控制部分84、5 机架部分84、6总体设计9三、制种玉米脱粒装置零部件的设计101、 脱粒滚筒的设计101、1 滚筒转速101、2 滚筒直径101、3滚筒长度102、脱粒齿的设计112、1带冠板齿的设计112、2脱粒钉齿的设计122、3脱粒齿的排列123、栅格凹板的设计143、1栅格凹版143、2 间隙调节机构154 、脱粒滚筒主轴的设计154、1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度164、2 初步选择输出轴系174、3确定输出轴上的圆角半径值174、4 作轴的结构图174、5 求输出轴上的所受作用力的大小174、6校核轴的强度185、 带轮的参数设计185、1主动轮的选择185、2从动轮的结构设计195、2、1 带轮材料的选择195、2、2 V带的设计与计算205、2、3 带轮的结构设计216、入料搅龙的设计227、出料搅龙的设计228、机架的设计238、1 入料口及脱粒机上盖的设计238、2机架的设计24四、 制种玉米脱粒机装置上的标准件的选择251、轴承的选择252、螺栓的选择253、平键的选择26五、制种玉米脱粒装置的安全操作27六、制种玉米脱粒装置的维护281、 制种玉米脱粒装置的技术保养282、 制种玉米脱粒装置的保管28七、结 论29八、参考文献30九、 致 谢32 一、引 言我国一直采用打击式玉米脱粒机作业，脱粒滚筒转速高，一般转速可大于700r/min，而且工作部件为钉齿或齿杆，线速度大于8m/s，种子损伤严重。而美国采用的是揉搓原理的玉米脱粒机，因脱净率高、破碎率低而得到快速发展。然而其生产率大大降低，滚筒外缘线速度4m/s，脱净率、破碎率还有待提高，其设计和制造并不能满足高精度的要求，部分技术参数有待进一步完善。我国现有的玉米脱粒机种类很多，基本上都是二十世纪五、六十年代定型的产品，或者是在其它基础上稍加改进的产品，存在的不足现在已显现出来，比如：1自动化程度低，操作人员劳动强度大；2脱粒滚筒对籽粒打击脱粒，破碎率高；3对玉米含水率的适应范围小；4脱粒后除杂不净。因此，研制一种机械损伤轻、破损率低，清洁度高，夹带损失率低可兼用普通玉米脱粒的新型制种玉米脱粒机，以适应现代农业生产的制种玉米脱粒工艺要求显得非常必要。针对上述情况，以打击和揉搓原理相结合的新型玉米脱粒装置有更广阔的市场前景。脱粒钉齿和栅格凹板相作用的打击力，以及板齿和栅格凹板相作用的揉搓力，两者相结合使玉米穗脱粒效率提高。本文将对该复合式制种玉米脱粒装置的基本技术参数给予确定,就该机型的特点进行分析。二、制种玉米脱粒装置的总体设计1、研究内容本装置主要研究制种玉米脱粒机工作的脱粒过程，部分部件的设计，使其更好的配合其它部件，使整个机器达到最优状态，使效率达到最高。本次设计的制种玉米脱粒脱粒装置主要机构有：动力装置、传动机构、机架、入料口、脱粒滚筒、带冠板齿、脱粒钉齿、栅格凹版、间隙调节控制装置等。2、工作原理该脱粒工艺是仿生技术的一种应用,模仿人工用手搓玉米的动作。在脱粒区内，滚筒轴上的带冠板齿、脱粒钉齿拨动果穗沿栅格凹板作圆周运动，由于带冠板齿、脱粒钉齿按螺旋线排列，且与滚筒轴心成一定的夹角，所以同时也可将玉米穗向排芯口推动，使玉米穗的运轨迹为螺旋线。带冠板齿如同人工用竹签子(人工脱玉米籽粒的工具)，先将玉米果穗上的局部籽粒搓掉,以便后面挤搓顺利。脱粒钉齿为锥形，通过对玉米穗的柔性撞击，将玉果穗上的籽粒挤掉，栅格凹板则便于玉米穗在滚筒内的揉搓，在工作状态时玉米穗充满滚筒内部。板齿拨动玉米穗时有一定的轴向力，玉米穗与栅格凹板做相对运动，包括滑动和滚动，从而达到脱粒的效果。玉米穗之间也受到一定压力的作用下进行充分挤搓，使得玉米穗各个部位都受到揉搓的作用，从而使籽粒脱净。3、工作过程通过螺旋输送装置，控制入料进入量将玉米穗从入料口进入脱粒滚筒，由于滚筒板齿为螺旋线排列，通过旋转对玉米穗施加轴向力，推动玉米向排芯轮方向运动排出滚筒，出芯轮旋转将玉米芯推出机器。在此过程中玉米穗与栅格凹板、玉米穗与钉齿、玉米穗之间进行充分揉搓，籽粒被揉搓下来；脱下来的籽粒穿过栅格凹板分离出来，完成整个脱离过程。4、主要机构4、1传动部分 传动部分主要由动力源、V带轮、搅龙、板齿等组成。动力源负责提供整个装置的动力输出，V带轮负责将动力转换为适合脱粒部分使用的动力；搅龙负责将进入入料口的制种玉米送到脱离区；板齿在负责脱粒的同时，也进行着玉米在脱粒部分的传动。4、2入料口及脱粒滚筒上盖入料口是将制种玉米填入玉米脱粒机机体内的一个途径，作用在于通过入料口可以将玉米顺利地填入机体内，保证脱粒钉齿能在切向上对玉米施加打击力，从而使玉米籽粒脱离玉米芯，并能在板齿滚筒轴向力的作用下进入脱粒滚筒内部，实现揉搓脱粒的效果，因此，玉米脱粒装置的入料口的设计，关系到玉米脱粒机的工作质量。本装置将制种玉米脱粒装置的入料口安装在脱粒滚筒的上盖箱上，入料口采用铁皮、铁板和型钢制成。脱粒滚筒的上盖的两端部位、入料口的两侧及中间部位，均采用型钢加固。其连接的方式采用焊接，可以提高制种玉米脱粒装置的上盖的刚度，不宜变形，同样也有支撑作用。脱粒滚筒的上盖整体焊接两个角铁上，其目的是便于与机架安装，将脱粒机上盖的缘地脚与角铁焊接相连。脱粒滚筒整体整体要用铁皮覆盖，防止作业过程中又物体飞溅产生危险。4、3 脱粒部分 脱粒部分主要是由脱粒滚筒、带冠板齿、脱粒钉齿、栅格凹板、调节机构、脱粒机上盖组成。玉米穗在滚筒和栅格式凹板之间进行脱粒，玉米进入脱粒区，带冠板齿先局部脱粒，再通过脱粒钉齿与玉米穗之间的打击力使部分籽粒脱落，由于带冠板齿采取螺旋排列，带冠板齿对玉米芯有轴向的推动力，脱掉部分籽粒的玉米穗在滚筒中不但与栅格凹板摩擦，并且玉米穗之间也进行揉搓作用，打击和揉搓相互作用，是籽粒完全脱落。脱粒滚筒是玉米脱粒装置的主要脱粒部件，它的设计关系到玉米脱粒机质量的好坏，直接关系到玉米脱粒机正常工作时整体的脱粒效果以及脱粒后将玉米粒和玉米芯分离的情况，它的功能是采用脱粒滚筒上的带冠钉齿，脱粒钉齿、均匀快速的转动，工作时将玉米填入脱粒装置中，主轴的转动带动固定在钉齿滚筒上的钉齿，钉齿的顶端以一定的速度去对玉米进行脱粒（将玉米进行强行脱粒）。玉米在经过钉齿的快速旋转下脱粒，带冠板齿承螺旋排列，目的在于将玉米芯顺着钉齿的螺旋排列排出机体之外，同时，每一排板齿上的带冠板尺同样在进行脱粒，以便达到有较高的脱粒率。玉米脱粒装置的主要功能是脱粒，而钉齿滚筒在工作中起到了重要作用，因此，脱粒滚筒的设计是脱粒机的设计的主要部件。栅格凹板有两个作用：一是与带冠板齿配合实现对玉米穗的打击和揉搓作用；二是起到筛选的作用，能够将已脱下的玉米粒从栅格式凹版的栅格中漏下，而玉米芯借助于滚筒上的螺旋排列的钉齿的轴向推力和螺旋导向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出机体之外。脱粒机上盖已经在前面介绍过。4、4控制部分 控制部分主要分栅格凹版调节装置和出料口搅龙控制机构。栅格凹版调节可通过调节栅格凹版的间隙使其适用于湿度不同的制种玉米，增加使用范围。出料搅龙则是控制出料口，让玉米能够在脱粒部分脱粒干净，提高制种玉米的脱净率。4、5 机架部分 机架是由左机架、右机架、出料口、及稳定结实的主机梁组成，机架是玉米脱粒装置的主要支撑，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，主要是根据实际的安装各部件位置的需要，选取最佳尺寸就可以。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，此脱粒装置的设计采用钢板、角铁和方钢制成。4、6总体设计根据脱粒机一书的介绍，有关5TXS6型玉米脱粒机的相关设计的参考数据：脱粒机主轴为580680栅格式凹板的直径为430凹板的长度为805在主轴滚筒上设有四排脱粒齿，总12个钉齿、20个板齿呈螺旋均匀安装，以便玉米芯随螺旋作用排出机体之外钉齿滚筒的直径为300mm滚筒上的钉齿长度为41.8 三、制种玉米脱粒装置零部件的设计1、 脱粒滚筒的设计1、1 滚筒转速由于本次设计的脱离滚筒兼用揉搓和打击原理，与传统打击式玉米脱粒机相比，其线速度一般相对要低。玉米脱粒机滚筒的线速度一般为612m/s。滚筒的线速度不能过高，否则损坏玉米籽粒，但也不能过低，否则会影响生产率。由公式得 n=60V/D (r/min) （3-1）式中D滚筒顶齿圆的直径(mm);V滚筒的板齿圆的线速度(m/s)由农业机械设计手册可知，滚筒转速为600900r/min1、2 滚筒直径滚筒直径由凹板直径决定，并且应比凹板直径小90100 mm。由农业机械学查得，板齿滚筒的齿顶圆直径为300600mm。即：脱粒滚筒直径 d=300mm1、3滚筒长度滚筒的有效长度为L =a(ZK-1)+2l （3-2）式中 a齿迹距; Z总齿数; K齿头数; l板齿到齿杆断部的距离，一般为1520mm。即：L=800mm2、脱粒齿的设计 脱粒齿是玉米脱粒机的主要工作部件，它在工作时直接与玉米相接触，而且它的接触频率很高，尤其是在入料口的部位，这个部位的钉齿摩擦的相当的频繁，因此，在设计钉齿时应当考虑到钉齿的工作强度和工作环境等问题，这里采用了脱粒机一书所建议的45钢。2、1带冠板齿的设计带冠板齿的作用是先进行玉米穗的局部脱粒，同时拨动玉米穗沿凹板做复杂运动，通过对玉米籽粒与板齿、凹版的撞击和玉米之间的相互搓擦，使得籽粒脱离玉米芯，并且推动玉米穗向排芯口方向移动，排出脱粒滚筒。由于带冠板齿提前对玉米穗进行了局部脱粒，并且为玉米穗在脱粒区域内的螺旋转动提供了动力，提高了制种玉米的脱粒效率。板齿宽度：板齿应设计的比较宽，根据机器大小一般范围为60-120mm，目的是工作时与玉米穗接触面较大，避免接触点较小，产生对玉米穗的局部压力集中，损伤玉米籽粒。 B=100mm板齿高度：板齿高度=（滚筒直径-滚筒轴径）/2 h=41.8mm板齿安装：板齿按一定间距、规律排列，与轴线成72角度螺旋安装。2、2脱粒钉齿的设计脱粒钉齿的作用是进行玉米穗的全面脱粒，同时拨动玉米穗沿凹板做复杂运动，通过对玉米籽粒的打击与板齿、凹版的撞击和玉米之间的相互搓擦，使得籽粒脱离玉米芯，并且推动玉米穗向排芯口方向移动，排出脱离滚筒。由于脱粒钉齿为柔性脱粒齿，避免了因打击力过大造成的大量制种玉米粒破损，降低了制种玉米脱粒装置的破损率。钉齿宽度： B=20mm钉齿高度：板齿高度=（滚筒直径-滚筒轴径）/2 h=41.8mm钉齿安装：板齿按一定间距、规律排列，与轴线成72角度螺旋安装。2、3脱粒齿的排列滚筒生产率取决于钉齿的多少。但是钉齿的排列对脱粒性能有很大的影响。因此，设计时总是让若干个钉齿在同齿迹内回转。为了工作均匀，这些齿在同一齿迹内应是均匀分布的。这就形成了按多头螺旋线来排列钉齿。图7为钉齿排列展开图。图中11、22、为滚筒上的齿杆，虚线为齿迹线，斜线为钉齿分布螺旋线，它与齿杆的交点即为齿座位置。令：D为滚筒直径（按齿内端计）L为滚筒长度l为末端齿与齿杆端的距离a为齿迹距B为齿距M为齿杆数螺线导程tMa。一般齿杆数为螺线头数k的整数倍，每个齿迹也就有k个齿通过。所以增加k可提高生产率，但过多就不明显了。B为相邻齿在齿杆上的距离滚筒上钉齿总数Z由经验数据决定，一般每个齿所能负担的喂入量（kg/s）：在凹板配有适当的钉齿排数和适宜的脱粒间隙时，楔齿可取0.02（带喂入输送装置的脱粒机上）和0.025（在联合收获机上），k值一般为25，在个别板刀齿滚筒上为了加强梳刷作用，k可达6，则滚筒长度式中a齿迹距，a2/（b），多为25-50mmb钉齿厚度，即平均厚度b（b1+b2）/2齿侧间隙（板刀齿为1020mm；楔齿间隙可改变，为最小间隙，一般不少于3mm）l钉齿距齿杆端部的距离，由结构需要定滚筒直径式中 h钉齿高度（mm） S齿杆间距（一般为120200mm左右） M齿杆数，常用为612Mk此值大多为2、3，即齿距B2a3a，一般为50100mm。在以脱水稻为主的板刀齿滚筒上，由于齿侧间隙大，齿迹距a 较宽（4050mm），Ba可等于1。3、栅格凹板的设计3、1栅格凹版在玉米脱粒装置中，栅格式凹板是与钉齿滚筒相配合的重要部件，由钢板和圆钢组合制成。栅格式凹板有两种功能：其一，栅格式凹板与钉齿配合对玉米籽粒进行打击和揉搓，从而达到脱粒的作用； 其二，是将玉米脱粒后，使玉米籽粒从栅格式凹板的孔中漏出，玉米芯在滚筒轴向力的作用下排出，从而使玉米粒和玉米芯分开，达到清选的作用。另外，通过栅格凹板的调整可以改变脱粒间隙，以适应玉米不同的含水率、品种、成熟度等条件，保证脱净率和破碎率。凹板包角大多在100左右。对分离率要求高的凹板其栅格段较长，包角可达200左右。本装置的栅格凹版由间隙不同的三个区域构成，工作室时精确脱粒范围为120。凹板直径是决定生产率的主要参数，在限制滚筒转速的情况下，凹板直径是决定生产率的唯一参数，凹板直径与生产率的大概关系如图（9）：图9 凹版直径与生产率关系栅格圆钢之间的缝隙大小直接影响脱粒效果。缝隙较大，籽粒通过性好，夹带损失小，但碎玉米芯漏过的也影响籽粒净度；缝隙较小，则夹带损失大。应在两者选择最佳值。经试验确定，选取范围为1214mm。玉米含水率偏高时，取较大值，反之取较小值。 栅格式凹板是利用钢筋横向焊接而成，钢筋之间有缝隙，这个缝隙可以将玉米卡在两根钢筋的缝隙之间（因为玉米为圆柱型），以便于钉齿对玉米进行快速、稳定的脱粒。栅格式凹板是由57根直径d= 8mm长为L=803mm的钢筋，凹板的直径d= 400mm，凹板两边由两个直径为d=304mm，厚度为5mm，高度为h=19mm的铁条固定。栅格凹版由间隙不同的三个区域构成，工作室时精确脱粒范围为120。3、2 间隙调节机构由于栅格式凹板是圆桶型，栅格式凹板与机架相连接还需要一个栅格托架，同样采用焊接的形式来连接用圆柱钢筋围成的凹板，因为栅格式凹板要安装在机架上，所以将栅格式凹板两端的铁条焊接到中间的栅格托架上，这样，可以加固机体与栅格式凹板的连接质量，在正常工作时，由于有机架的固定支撑，可以使栅格式凹板的上作稳定性更高，更加可靠、稳定。从整体来将，也达到了脱粒机的一体化的设计，提高整体刚度。在制种玉米脱粒装置工作时，可以通过旋转栅格托架来改变栅格凹版的受力区域，即改变栅格凹板的间隙，以达到栅格凹版间隙调整的目的。从而提高制种玉米脱粒装置适应玉米不同的含水率、品种、成熟度等条件，保证脱净率和破碎率。栅格托架是用来固定栅格式凹板的，材料选用Q235钢4 、脱粒滚筒主轴的设计脱粒滚筒主轴是玉米脱粒机的主要设计部件之一，它在制种玉米脱粒装置正常工作过程中，承担主要转矩、扭矩、弯矩和支撑传动轴上的回转零件，制种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： （3-5）其中：轴常用的几种材料的的值 主轴上的功率 主轴上的转速 轴上的材料由机械设计基础一书中表181 可以查到，应选取调质处理的45号钢，书中表182取，于是得 ： （3-6）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，可以使圆周的直径增加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： （3-7）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在机械设计基础一书。查表可以得知带轮的厚度，则取输出轴的次段轴径为，其长度为mm。4、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.一个轴肩，故取段的轴直径。4、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相心球轴承，在机械设计手册查得相心球轴承的型号为208。结构尺寸为，故取段与段的直径相等，即。4、3确定输出轴上的圆角半径值 按前面所述的原则，求出轴肩处的圆角半径的值，详细见图。轴端倒角在轴的两端均为，小轴肩为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。4、4 作轴的结构图4、5 求输出轴上的所受作用力的大小 根据公式： 求得 其中：电动机的额定功率 主轴的转速 即：4、6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 ： 式中 ： 轴的抗弯抛面模量， 轴的许用应力，。按轴实际所受弯曲应力的循环特性，在、中选取其相应的数值，从机械设计基础可以查出。 按机械设计基础书中查得，对于的碳钢，承受对称循环变应力时的许用应力5、 带轮的参数设计5、1主动轮的选择 主动轮为农用小型拖拉机的传动轮，主动带轮的基准直径尺寸 ，。 求得带轮的转速，即，转速比较底。根据资料得知每个钉齿的均匀受力为25，当玉米脱粒机正常工作时钉齿滚筒上的钉齿条快速旋转，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，受到的切向力为750N。 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求定，即：，计算求得： 。输入功率由公式来计算，脱粒机传动装置的总效率，应由组成传动装置的各个部分运动副的效率只积，即 ，其中、分别为每一个转动副的效率，选取传动副的效率值如下： 滚动轴承（每对）0.980.995 即取 =0.99 V带传动 0.940.97 即取 =0.97则 由此可得输入的功率：所以整套机器的输入功率10.3KW，可配套11KW电动机，或配套15马力以上发动机。5、2从动轮的结构设计5、2、1 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Ra=3.2）,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HT150或HT200；转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。根据电动机的已知参数额定功率Ped=1.5KW、转速1500、传动比i0=2、一天运转时间小余10小时。1.）工作情况系数Ka由表14-7选取经表查出=1.1。 2.）确定计算功率Pca：按所传递的功率P、载荷性质和每天运转时间等因素来确定计算功率。Pca=KAP (KW) 式中; KA 工作情况系数 , Pca =KAP=1.65(KW)。5、2、2 V带的设计与计算 设计计算项目依据结果工作情况系数KA机械设计基础下册 由表14-71.1确定计算功率PcaPca=KA .P=1.11.5=1.65(KW)1.65 (KW)选取V带型号机械设计基础下册图14-12A型初选小带轮直径D1机械设计基础下册 表14-2140 mm大带轮直径D2D2=i D1=2140=280280 mm验算带的速度VV=D1n1/60100010.26 m/s初定中心距00.7(D1+D2)02(D1+D2)350 mm294a0840初算V带所需的基准长度LdLd=20 +(D1+D2)/2+(D1+D2)/40(1464.4 mm）1464 mm选V带的基准长度Ld由表14-51433 mm定V带的公称（内周）长度Li由表14-51400 mm定中心距=0+（Ld-Ld）/2(334.3)334包角a 11=180-(D2-D1)60/(154.9)155包角系数Ka由表14-80.92长度系数KL由表14-90.96材质系数K0.75单根V带所传递的功率P0由V=10.26 m/s，D1=140mm查表14-62.04单根V带功率增量P0=0.0001Tn10.154P0单根V带传递扭矩的修正值T由表14-101.1V带根数ZZ= Pca/（P0KaKL +P0) K1.124901取2根每米V带质量q由表14-30.1Kg/m单根V带的初拉力F0F0=500Pca(2.5/Ka-1)/ VZ + qV79.57N80 N 轴上的压力QQ=2ZF0sin a/2310.735N 311 N表1 V带的设计与计算计算结果汇总：V带规格：A型、V带的公称长度 1400 mm V带根数：Z=2 大小带轮直径：280mm、140mm； 中心距：334mm 轴上压力：310.735 N5、2、3 带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径选择结构型式；根据带的型号确定轮槽尺寸（表 14-12）；带轮的其它结构尺寸可参照图14-15所列经验公式计算。确定带轮各部分尺寸后，既可绘制出零件图，并按工艺要求注出相应的技术条件等。V带两侧面夹角为40，而轮槽楔角0却是34、36、或38，其原因是V带在轮上弯曲时，其截面形状发生变化，外边（宽边）受拉而变窄，内边（窄边）受压而变宽，因而使V带的楔角变小。根据（表 14-12）确定轮槽尺寸：A型号表2 带轮的结构槽型剖面尺寸mftSbpB38数值12.53.51610116B=(z-1)t+2sZ为带的根数D125-800b13.4带轮： d1=(1.8-2) d ,d 为轴的直径：D1 =140 mm 基准直径D=200带宽选择13.4 B=(z-1) t+2s=（2-1）16+210=36L=(1.5-2)d,当 B1.5d 时，L=BB1.5d=1.530=45L=B=36 6、入料搅龙的设计 入料搅龙位于制种玉米脱粒装置的入料口处，在将玉米穗向脱粒区输送的同时，还控制着玉米脱粒的脱粒速度，其输送量的大小，影响着整个脱粒装置的工作效率。因玉米穗进入入料箱时在搅龙的作用下使其向脱粒滚筒区域推动，所以入料搅龙的叶片应设计的和脱粒滚筒相符。即在入料搅龙之间增加一定位滚筒，使其正确配合，达到脱粒效果。7、出料搅龙的设计 出料搅龙位于排芯区和脱粒区之间，其作用在于控制脱净率，排除玉米芯。脱粒区内部充满玉米，当玉米穗充满脱粒区后，在板齿与滚筒的推动下，玉米芯即可通过排芯口排除。通过控制玉米芯的排出量，使玉米果穗之间的挤压力和果穗与栅格式凹板之间的揉搓力增加，从而提高脱净率。8、机架的设计8、1 入料口及脱粒机上盖的设计入料口是将玉米填入玉米脱粒机机体内的一个途径，它是玉米脱粒机上的一个部件，它的作用在于通过入料口可以将玉米顺利的填入机体内，而且在填入的过程中或是填入后的工作过程中，脱粒机能安全的工作，而且不会将玉米玉米粒或是玉米芯从入料口飞溅出来，造成人员伤害等事故发生，因此，玉米脱粒机的入料口的设计，即关系到玉米脱粒机的工作质量（即脱粒不干净或是不完全等）。因为在将玉米添入脱粒装置时，主轴高速旋转，如果入料口的填料方式不利于主轴的工作，此时，这种填料方式对主轴、对机体都有很大的副作用，有可能瞬时加大主轴的承担负载，即同时加大主轴的弯曲应力、扭转应力等，同时也加大了钉齿条上的钉齿的磨损和老化等。如果入料口的设计不当，会造成主轴的瞬时被卡死，动力闷车等现象发生，这些现象对动力和玉米脱粒机的主轴有及大的破坏性。因此，在设计玉米脱粒机入料口时应当考虑到设计不当可能发生的危害，精心的设计其结构。玉米脱粒装置的入料口与脱粒机的上盖相连接为一体，即入料口安装在玉米脱粒装置的上盖上，两者均采用薄铁板制成，通过螺栓连接。玉米脱粒装置的上盖的两端部位、入料口的两侧及中间部位，均采用型钢加固，其连接的方式采用焊接，这样可以提高玉米脱粒装置的上盖的刚度，不宜变形，同样也有支撑作用。入料口下部与栅格凹板相接的部分采取倾斜设计，角度为30，保证入料的效率，并能减缓钉齿对玉米穗的冲击力，有助于降低玉米籽粒的破碎率。脱粒机的上盖整体焊接两个角铁上，目的是便于与脱粒机的下半部分安装，将脱粒装置上盖的缘地脚与角铁焊接相连。在制种玉米脱粒装置上盖的两端设有两个半圆形状的铁板，其采用的材料是一样的，目的一是保障工作人员的安全，因为在玉米脱粒机正常脱粒时，它的主轴高速旋转，如果没有两打的铁板挡住，有可能工作人员不甚将手或衣服绞进玉米脱粒机中，造成人员伤亡等事故发生。二是阻挡脱粒后的玉米飞溅，飞溅的玉米粒也给工作人员带来危险，因此玉米脱粒机上盖两端的挡板设计是必要的，也是必须的。8、2机架的设计机架是制种玉米脱粒装置的主要支撑部件，它是承担所有来自轴及电动机、凹板的冲击和应力，机架的坚固是玉米脱粒机的工作稳定、运转平稳的基础，因此机架无论是从结构上还是从材料上，都应该采用坚固的稳定的材料和样式制成。就此玉米脱粒机来说，它的冲击载荷和内部的应力偏低，电动机达到动力偏小，以及所选用的机型比较轻便。根据脱粒机一书，查得的设计材料可采用角铁支撑，角铁支撑的好处在于：在角铁材料本身所支撑的载荷范围条件下，不会发生结构变形，虽然有较小的弹性变形，也不会影响脱粒机机体的坚固、稳定的效果，在制种玉米脱粒装置正常工作的情况下，也不会影响玉米脱粒机的整体效果。选择角铁的厚度为，其规格尺寸为：高为，宽为。在机架上有两段横梁，要求它的工作强度大，承载能力强，受冲击载荷、弯矩、扭矩不会变形，因此这两端横梁选为角铁的厚度为，而它的高为，宽，这样的材料来支撑玉米脱粒机的主要载荷部分。制种玉米脱粒装置的机架上安装有一出粒斜板，目的是当脱粒机将玉米脱粒后，玉米粒从栅格式凹版的缝隙中漏出，落到振动筛上，玉米粒经过筛选和风选后，玉米粒落在斜板上，顺着斜板留下，流出机外，它的材料也同样是选用 厚的铁板制成。从机架的整体来看，机架的选料、结构设计、受力的不属及玉米粒和玉米芯的随机排出，可以看出玉米脱粒机的机是满足要求的，而且结构设计合理。 四、 制种玉米脱粒机装置上的标准件的选择1、轴承的选择轴承是支撑主轴的直接部件，此轴承的选择也是根据轴的动力、载荷、弯曲应力、扭曲应力等，确定了滚动轴承来支撑主轴，而且轴承是个标准件，它有一定的规格和尺寸，每一个类型的轴承都有不同的特征和用途。本装置选用的轴承比较轻便，它的型号可以在机械设计手册中查到，为d*D*B为30*72*23，它安装在机架的两个纵向的、厚度是4mm的角铁上，用两个公称直径为M8螺栓固定。2、螺栓的选择在制种玉米脱粒装置上的螺栓是机械设计的标准件，螺栓的选择可以根据机械设计手册查取。 应用在玉米脱粒装置上的螺栓是机械设计的标准件，此时，需要选择适合的螺栓，脱粒装置上盖与机架连接为带自预紧力和工作拉力的螺栓连接，本机工作载荷不稳定应用公式 F2 = F1 + F 其中：F 承受的工作载荷 F2 为螺栓的总拉力 F1 为残余预紧力上盖与机架连接为的螺栓为工作载荷不稳定的紧螺栓连接，此处 F = (0.6 -1 0)F (4-2) 此处可假设选钉齿接触上盖时的接触力为最大工作载荷F= 8074206N带入数据得： F1 = 0.6 x 80742.06 = 48445.2N F2 = 48445.2+80742.06= 129187.26N 单个螺栓的强度为 上盖与机架有六颗螺栓相连接，实际的F2该是F2/6公式(43) d1=5，圆整为8 螺栓的选择可以根据机械设计手册查取在本脱粒机上选择的螺栓为公称直径M8的螺栓，就叫以满足玉米脱粒机的脱粒机上盖和机架连接需要。3、平键的选择 制种玉米脱粒装置的上轴和带轮是通过平键相连，在机械设计手册中查取相应的键的标准。 五、制种玉米脱粒装置的安全操作 制种玉米脱粒装置是解决制种玉米脱粒的问题，起目的是降低劳动者的劳动强度，提高工作效率，节省工作时间，同时在利用玉米脱粒机时，除了提高劳动效率之外更应该注意安全问题，注意到玉米脱粒机的正确使用可以避免应用玉米脱粒机时造成人员伤害和脱粒机事故的发生。下面略述一些常见的事故和原因，一起造作者的注意。 安全规则1. 操作人员不要穿肥大的大衣服或裙子，妇女必须带安全帽。2. 初次使用机器前，应详细阅读使用说明书，明确使用说明书中的安全操作规程和危险部位安全标志所提示的内容。3. 使用机器前，应检查机器上的安全标志、操作指示和产品铭牌有无缺损，缺损时应及时补上。4. 作业时，喂入玉米时人员要注意手与钉齿滚筒之间的安全距离。5. 不许拆去安全防护罩，在安全防护罩未安装好前严禁起动机械。6. 玉米脱粒机运转时，禁止有人站在脱粒机上。7. 负责人在看清周围无人紧靠机器时，才能发出开机信号，未经负责人同意任何人不准起动机械。8. 玉米脱粒装置在运转或尚未完全停止运转时，严禁用手接触机器的工作部件，除规定必须在机械运转状态才能调整的部件外，所有的调整、维护、保养及修理，都必须在机器完全停止运转以后进行。9. 不许在机械运转时挂、卸传动带。10. 机器发生故障时应立即停机修理。11. 严禁机械运转时移动机械。 六、制种玉米脱粒装置的维护玉米脱粒装置是季节性使用的机械，使用时间短，而在使用其间内工作负荷重，工作条件差，为了充分发挥机械的效能，提高生产率，保证安全生产，延长机器使用期限，必须认真、及时、细致地进行技术保养，使机器经常保持完好的技术状态.没有技术保养的机器不许作业。1、 制种玉米脱粒装置的技术保养1. 制种玉米脱粒装置工作前，必须彻底的清理机器上各个部件残存的附着物，特别是要及时清理栅格式凹板上的玉米芯。2. 检查钉齿滚筒的钉齿，及栅格式凹板的固定情况。3. 检查皮带的张紧情况。4. 每天工作结束后应把机器内的杂务清理干净。5. 对于各个需要润滑部位，应根据前述的要求进行按时润滑.。2、 制种玉米脱粒装置的保管 制种玉米脱粒装置保管好，可以延长机器的使用寿命，保证玉米的脱粒效率和提高作业的质量。因此，必须认真负责地保管玉米脱粒机，再长期保管中，应保持玉米脱粒机的完善性、不丢零件，预防机件变形、损坏、锈蚀和腐烂，不因保管不当发生任何降低机械使用性能的现象。 作业完毕长期保管的脱粒机，应保管在干燥的地点，最好放在有遮盖的地方或者使用防雨的帆布、塑料布把机器全部盖起来。 玉米脱粒装置存放前，应做好以下几项工作:(1) 打开机器上的全部窗孔、护罩和盖，仔细清除机器内外的污物和尘土，特别应注意清理栅格式凹板的孔眼和钉齿滚筒上的污物。(2) 仔细检查脱粒机各个部件，如发现零件和部件需要更换时，应及时更换。(3) 脱粒装置各个需要润滑的地方，应按要求润滑，然后将机械空转一些时间。(4) 取下全部传动皮带并擦干净，抹上化石粉，成束系上标签，妥善保管。(5) 在未涂油漆的金属表面以及工作过程中受摩擦的地方，如各处调节螺栓等地方，涂上防锈油，掉漆处刷漆补好。 七、结 论农业机械化展现出了农业发展的方向，不仅在一定程度上减轻了农民的劳动强度，也大大提高了效率。制种玉米脱粒装置是制种玉米的脱粒机器，其主要功能是将制种玉米与玉米芯分开，达到玉米脱粒的效果。复合式制种玉米脱粒装置集打击式与揉搓式于一身，大大降低了玉米籽粒的破碎率，也提高了效率。该玉米脱粒机装置可以用在驾驶系统上，采用机器作业，可以大大降低农民的劳动强度。当然，该复合式制种玉米脱粒装置还存在不足