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玉米
脱粒机
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玉米脱粒机,玉米,脱粒机
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本科毕业设计（论文） 题题 目目:玉米脱粒机的设计玉米脱粒机的设计 _ 英文题目：英文题目：The design of the peanut sheller 学学 院：院：_ 专专 业业：_姓姓 名名：_学学 号：号：_指导教师指导教师：_2015 年年 11 月月 22 日日 毕业设计（论文）独创性声明毕业设计（论文）独创性声明该毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名： 日期： 年 月 日 毕业设计（论文）使用授权声明毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解青岛滨海学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留送交毕业设计（论文）的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计（论文）。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 作为农作物的一种，玉米属于人们的日常生活中常见的食物之一，它的作用很多，可以补血，增加人体蛋白质，还可以用来煮汤，爆炒等等，食用起来非常可口，是不可多得的美味佳肴。 本次设计的题目是玉米脱粒机的设计，传统的实现玉米脱粒的方法都是依靠人工的方式，这样工作效率低下，质量得不到保证，而本课题所设计的玉米脱粒机，能够实现玉米的自动脱粒，通过安装在机架上面的鼓轮和腰轮的相对运动实现玉米的自动脱粒，此种结构的出现，在人工脱粒的基础上面大大地提高了生产效率，降低了劳动成本，并且玉米脱粒干净，能够实现玉米粒和玉米杆的自动分离和回收。关键词：农作物，玉米脱粒机，结构，分离 ABSTRACT As the crop of a, one of the corn belongs to peoples daily life in common foods, it has many functions, can enrich the blood, increase human proteins, can also be used for soup, stir, and so on, food is very delicious, is a rare delicacy. This design topic is the corn threshing machine design, traditional implementations of the corn threshing method are relying on artificial means, so that the working efficiency is low, quality can not be guaranteed, and the issue of the design of the corn threshing machine to corn automatic threshing, through an installed in the automatic threshing rack above the drum and round the waist of relative motion of corn, the emergence of such a structure, in manual threshing based on greatly improves the production efficiency, reduce labor costs and corn threshing clean, corn and corn stalks automatic separation and recovery can be achieved.Keywords: crop, corn thresher, structure, separation 目目 录录摘要 .IABSTRACT.II1 引言 .1 1.1 研究的目的和意义 .1 1.2 国内外研究现状 .3 1.3 主要内容 .32 玉米脱粒机总体结构的设计.5 2.1 结构设计 .7 2.2 玉米脱粒机的工作原理 .9 2.3 工艺研究 .11 2.4 机械传动部分的设计计算 .13 2.4.1 电机的设计计算 .14 2.4.2 带传动的设计计算 .16 2.4.3 传轴的设计计算 .18 2.4.4 链传动的设计计算 .19 2.5 腰轮与鼓轮的结构设计 .113 各主要零部件强度的校核.20 3.1 机架强度的校核与计算 .22 3.2 轴承强度的校核计算 .244 设计总结 .28结论 .29致谢 .30参考文献 .31 01 绪论1.1 研究的目的和意义 随着国际标准化（SIO）的实施，世界玉米脱粒机以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础,19 世纪 80 年代，美国一家专业生产玉米脱粒机的公司将新开发的玉米脱粒机应用到欧美市场，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继美国的这家生产玉米脱粒机的公司之后，日本的古来森公司也看到了玉米脱粒机的利润所在，投入了相当大的人力和精力来开发研制玉米脱粒机，并且与二十世纪中期投入到了北美等市场。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行玉米脱粒机的研发工作。现在国外等著名玉米脱粒机的品牌中，都有玉米脱粒机的销售，全世界玉米脱粒机的应用越来越广泛。有一点值得注意的是，玉米脱粒机的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此玉米脱粒机是当今棒料生产加工企业比配的设备已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的玉米脱粒机销售市场，机械人工业是西方资本主义国家的机械工业之一。 机械研究领域的发展与时俱进，一些专业知识是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。 玉米脱粒机自从上世纪九十年代开始就陆续地被应用在农业方面，但传统的玉米脱粒机由于脱粒精度不高，速度缓慢，有好多工厂仍然采用人工脱粒的方式，这种人工脱粒的方式劳动效率低下，所以此次设计的玉米脱粒机，在传统的玉米脱粒机的基础上进行改进创新，应用合理的结构以及动力机构，从而来克服以往的玉米脱粒机所不能克服的问题，对后续的玉米脱粒机的设计制造有一定的参考意义和价值。 11.2 国内外研究现状国外的玉米脱粒机技术始于六十年代，到七十年代已经发展成熟，八十年代中期，大部分玉米脱粒机都可以实现对玉米的全自动脱粒，泰国金衫公司的卧式圆玉米脱粒机，脱粒直径可调。八十年代中期后的一、两年，脱粒技术发展到了鼎盛时期，从而诞生了世界上一些著名的玉米脱粒机厂家，1987 年，日本最大的玉米壳加工公司把玉米脱粒机投放市场，获得成功。美洲的 BDJE 公司也将新开发的玉米脱粒机投入亚洲市场取得了巨大的成功。玉米脱粒机自 1795 年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被世界各国的肉类加工行业广泛采用。特别是第三次工业革命带来了新材料、新技术的应用，使玉米脱粒机的发展步入了一个新纪元。随着时代的发展，玉米脱粒机在国外将会得到越来越广泛的应用和发展。目前国内外常见的玉米脱粒机有以下几种，其产品图片如下图 1、2 所示： 图 1 2 图 21.3 主要内容 玉米脱粒机作为农业机械的一种，在现代化大生产中占有越来越重要的地方，本文从从玉米脱粒机的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面：1、到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集出各类玉米脱粒机的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。2、分析玉米脱粒机的结构与参数。3、确定设计总体方案。4、确定具体设计方案。5、玉米脱粒机的装配图、零件图的绘制。6、说明书的整理。 32 玉米脱粒机总体结构的设计2.1 结构设计 为了更优化玉米脱离机的机型和结构设计，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。玉米脱粒机的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。下图 3 即为该玉米脱粒机的结构简图： 4图 32.2 玉米脱粒机的工作原理 该玉米脱粒机的工作原理为：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，然后通过链传动带动玉米脱粒机的鼓轮和腰轮转动，当玉米脱粒机经过腰轮和鼓轮之间时，在腰轮和鼓轮相对运动的情况下，实现玉米的脱粒。然后玉米在重力的作用下，由出料兜排出来。2.3 工艺研究 该玉米脱粒机采用焊接机架作为主体，这样一来，设备的成本比较低，且易于加工。各个执行机构都通过螺栓安装在焊接机架上面，相对来说，对于后续的维护和保养工作以及零部件的更换工作都容易得多。2.4 机械传动部分的设计计算2.4.1 电机的设计计算 玉米脱粒机是通过电机通过 V 带传动带动与链轮联动在一起的鼓轮和腰轮做相对运动，从而实现玉米的脱粒功能，具体的电机选型计算过程如下： 5N=1.5(KW)WGG玉米脱粒机的生产能力，1000kg/h W0.0030kw.h/kg。 传动效率，取 0.75所以根据 N4kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4，再查表 10-4-2 得 Y112L-6 电机的结构。下图 4 即为电机的外观图。 图 4 电动机的外观图2.4.2 带传动的设计计算1 设计功率dP kwPAKdP5 . 142 . 1 1.2AK P传递的功率2 选定带型选取普通 V 带 A 型，小带轮转速，为 1440r/min1n3 传动比 1.76 0i2nin1min/81801876. 11440r4 小带轮基准直径（mm）1dd 由 B1 表 8112 和表 8114 选定 100mm75r/min 1ddmindd5 大带轮基准直径（mm）2dd cmdiddd17610076. 112 由 B3 表 87 得=180mm2dd6 带速验算 6 smvsmndvd/3025/54. 71000601440100100060max117 初定轴间距（mm）0a mmddadd280)(22108 所需带的基准长度（mm）0dL 0204)()(2212210addddaLddddd 280480280228022 886mm 带型为 A9009 实际轴间距 a mmLLaadd287288690028020010 小带轮包角1 3 .57180121adddd =3 .5728780180 = 16411 单根 V 带的基本额定功率1p 根据带型号、和普通 V 取 1.32kw1dd1n12 时单根 V 带型额定功率增量1i1P根据带型号、和 取 0.15kw1ni13 V 带的根数 ZZ =49 . 387. 096. 0)15. 032. 1 (8 . 4)(11LadkkppP=0.96ak=0.87Lk 714 单根 V 带的预紧力0F 20) 15 . 2(500mvZvPkFda =254. 71 . 054. 748 . 4) 196. 05 . 2(500 =134（N） M=0.1k/gm15 作用在轴上的力F )(106182sin413422sin210NZFF )(159282sin413432sin310maxNZFF16 带轮的结构和尺寸轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度）以减轻带的磨损。mRa2 . 3带轮的材料为 HT200。确定轮辐为如下图 5、6 所示：图 5 小带轮 8图 6 大带轮2.4.3 传轴的设计计算 本次设计的玉米脱粒机的转轴主要是起到对完好的玉米进行脱粒的功能，所以它的各个轴肩直径的确定和强度的校核计算非常重要。（1）初步确定轴的直径mm （3.32）3 .813379551303000npAd根据工作条件，取mm80d（2）传动轴受力分析N （3.33） 44.51443601026. 922511mtdTFN （3.34） 54.1731062222cos2044.5144cos 1tgtgFFtrN （3.35）57.712062222sin2044.5144062222sin tgtgFFta（3）绘制传动轴的受力简图，求支座反力垂直面支反力：图 4.1 传动轴的受力简图 9由，得： 0CM （3.36）0257032arBYFLFLR NLFLFRarBY13.6295 .7612/36057.7125 .20254.17312/36023由，得： 0Y N （3.37）67.236013.62954.1731BYrCYRFR水平面支反力：由，得： 0CM （3.38）032LFLRtBZ N02.13685 .7615 .20244.514423LLFRtBZ由，得： 0Z N （3.39） 56.309902.136854.1731BZrCZRFR （4）作弯矩图：垂直面弯矩图：YM 10C 点 Nmm （3.40）495.4790825 .76113.6292LRMBYCY水平面弯矩图：ZMC 点 Nmm （3.41）675.4780355 .20267.23602LRMBZCZ合成弯矩图：MC 点Nmm （3.42）153.676785675.478035495.4790822222CZCYMMM （5）作转矩 T 图： Nmm6102 . 3T （6）校核轴的强度：按弯扭合成应力校核轴的强度校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 C）的强度。取，轴的6 . 0计算应力 MPa （3.43）3 .141501 . 0)1026. 96 . 0(153.676785)(3252232WTMc 11选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由文献1表可知，MPa。因此，115601，故安全。1ca（7）精确校核轴的疲劳强度判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面 IV 和 V 引起的应力集中最严重，而 V 受的弯矩较大；从受载的情况来看，截面 C 的应力最大，但应力集中不大，故C 面不用校核。只需校核截面 V。截面 V 左侧抗弯截面系数 mm （3.44）2744001401 . 01 . 033dW3抗扭截面系数 mm （3.45）5488001402 . 02 . 033dWT3截面 V 左侧的弯矩 M 为 Mpa （3.46）628.6265705 .761705153.676785M截面 V 上的扭矩 T 为 MPa 32000001T截面上的弯曲应 Mpa （3.47）28. 2274400628.626570WMb 截面上的扭转切应力MPa （3.48）83. 554880032000001TTWT轴的材料为 45 钢，调质处理，MPa，MPa，MPa。640B27511551可知，用插入法求出 ，8 . 2k24. 28 . 28 . 0k轴按精车加工，表面质量系数为： 84. 0轴未经表面强化处理，1q固得综合系数为 12 （3.49）99. 2184. 018 . 211kK 43. 2184. 0124. 211kK碳钢的特性系数 取2 . 01 . 01 . 0 取1 . 005. 005. 0所以轴在截面 V 左侧的安全系数为 （3.50）34.4001 . 028. 299. 22751mbKS （3.51）02.19283. 505. 0283. 543. 22751maKS （3.52）5 . 122.1702.1934.4002.1934.402222SSSSSSca故该轴在截面 V 左侧的强度是足够的。截面 V 右侧抗弯截面系数 mm2197001301 . 01 . 033dW3抗扭截面系数 mm4394001302 . 02 . 033dWT3截面 V 左侧的弯矩 M 为 MPa628.6265705 .761705153.676785M截面 V 上的扭矩 T 为 MPa 3200000T截面上的弯曲应力 MPa85. 2219700628.626570WMb截面上的扭转切应力 MPa28. 743940032000001TTWT截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及，因，023. 01303dr 13，08. 1130140dD ，05. 23 . 1轴的材料的敏感系数为 ，83. 0q87. 0q故有效应力集中系数为 （3.53）87. 1) 105. 2(83. 01) 1(1qk 26. 1) 13 . 1 (87. 01) 1(1qk轴的截面形状系数为58. 0轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为76. 0综合系数为 41. 3184. 0158. 087. 111kK 84. 1184. 0176. 026. 111kK所以轴在截面 V 左侧的安全系数为 29.2801 . 085. 241. 32751maKS 96.24283. 505. 0283. 584. 12751maKS 5 . 172.1896.2429.2896.2429.282222SSSSSSca 轴作为机器的一个关键组成部分，其为各类传动部件的安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的全部零碎部件融合在一起。 14 因为用于振动的传递的轴体不仅要传送扭矩，还得经受住弯矩，是以本人研究的阶梯性轴是转动轴。因为确定了小带轮的参数，相应的大带轮随之确定。接下来的工作就是计算轴体的直径了。轴体的研究需要凭借扭转强度来调整弯曲的强度，因为可用作轴的原料比较多，所以必须得明确轴的应用环境，还有规定诸如刚度，强度以及别的机构机能。可以使用热处理这种方法，当然也要琢磨怎样使加工简单并且花费较少，用研究计算所得的数据以确定轴体的用料，故采取 45 号钢当成轴体的原料，它需要 40MPa 的切应力。然后需要做正火或者调质处理来确保它的力学性能。 考虑键槽等要素对轴的影响，轴的直径应增加以弥补轴的键槽强度减弱。取轴直径 d=20mm，就是最右边装带轮处直径等于 20mm。装有密封元件和滚动轴承处的直径，应与密封元件和轴承的内孔径尺寸保持一致。轴体上面存在两支点的轴承要选用一样的标准，方便加工轴承的座孔。挨着的轴段，应使直径不一样构成轴肩，轴肩在轴体上部件定位以及承受轴向力时要提供相应的高度，轴肩的直径差通常选 5 到10mm，本文轴肩处采取 5 毫米的直径差，接着把每段轴体的长度尺寸匹配到一块，还要注意轴承座的安装以及结构是否合理，同样，螺钉等部件的长度和别的的因素，这样即可确定出轴的各段长度了，故该轴在截面 V 左侧的强度是足够的。2.4.4 链传动的设计计算 已知 p=1.5KW，小链轮的转速 n1=720r/min，传动比 i=2.8，载荷平稳，两班工作制，两链轮中心距 a=500600mm 范围，中心距可调，两轮中心连线与水平面夹角近于 35o，小链轮孔径 dk=30;计算：（1）小链轮齿数 z1 z1=29-2i=29-2*2.8=23.4 取整数 z1=23 i 12 23 34 45 56 6 z1 3127 2725 2523 2321 2117 1715 优先选用齿数：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114z1、z2 取奇数，则链条节数为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀。在高速或 15有冲击载荷的情况下，小链轮齿最小应有 25 齿。（2）大链轮齿数 z2 Z2=iz1=2.8*23=64.4 取整 z2=65 （3）实际传动比 i=83. 2236512zz（4）设计功率 Z1=Z2 工况系数，查表 5.4-3 Ka=1，KaXPPdKWKAPPd4 . 0（5）单排链条传递功率，查表 5.4-4 和 5.4-5，齿数系数，排KzXKaPdPa 23. 1Kz数系数 =0.4kw1排K123. 110XdPa （6）链节距 p 根据 Pa=0.4kw，n1=720r/min，查图 5.4-1 功率曲线和 n1 确定的点，应在所选型号链的功率曲线下方附近（不超过直线）。结果为 10A，节距 p=15.875mm，（7）验算小链轮轴直径链轮中心孔最大许用直径4065 d（8）初定中心距为优，无张紧轮时取pa5030pa 25 i 4 4 0.2z1（i+1）p 0.33z1(i-1)ppa80max0 mmXpa6 .555875.1535350（9）确定链条节数=115.302)12(22102apzzzzzpaLp取;116Lp（10）链条长度（11）计算（理论）中心距 当时，21 zz kazzLppa) 212( 16 当时，21 zz ZLpa2 查表 5.4-9，若有必要可使用插值24559. 0Ka(12)实际中心距 aaaa (13)链速smXXXXnzpzV/38. 4100060875.15720231000601(14)有效圆周率NXVpF1 .228338. 41010001000(15)作用在轴上的力 F 水平或倾斜的传动KaFaF2 . 115. 1 接近垂直的传动KaFaF05. 1 Ka 工况系数，见表 5.4-3 F=1.212283.1=2739.7N;(16)润滑方式。(17)链条标记：10A-1-116 GB 1243-1997; 1 表示排数，116 表示节数(18)链轮的几何尺寸 1) 滚子直径 p=15.875mm 2）齿顶圆 对于三圆弧-直线齿形072.12423180tan154. 0pda小链轮齿顶圆mm，取整 124mm;072.12423180tan154. 0pda大链轮齿顶圆，取整 337mm;773.33665180tan154. 0875.15da3)齿根圆直径 df=d-d1； 17 小链轮齿根圆直径 df=d-d1；= 116.585-10.16=106.425mm，取 106.43mm;大链轮齿根圆直径 df=d-d1；= 328.584-10.16=318.424mm，取 318.42 mm;4)节距多变形以上的齿高 ha=0.27p=0.2715.875=4.286mm（对于三圆弧-直线齿形）5)最大齿根距 奇数齿190cosdzdLz。偶数齿1dddfLz小链轮;mmLz153.10616.102390cos585.116大链轮mmLz328.31816.106590cos584.3286)轴凸缘直径76. 004. 1180cothzzpdf。小链轮=99.045mm;76. 009.1504. 123180cot875.15Xdf。大链轮746.31176. 009.1504. 165180cot875.15Xdf。7)轮毂厚度 h，孔的直径ddkKh01. 06dkd150K3.24.86.49.5小链轮取整 14mm232.14585.11601. 06404 . 6Xh大链轮取整数 22mm7858.22584.32801. 06605 . 9Xh8)轮毂长度 ll=3.3h HL6 . 2min小链轮 l=3.314=46.2mm，取整 46mm大链轮 l=3.322=72.6mm，取整 72mm 189)轮毂直径hkdkd2小链轮=68mm2440kd大链轮=104mm4460kd10)齿宽bf单排 b 单=0.959.4=8.93mm11)齿侧半径 prmmr 2012)倒角宽,取 2.1mm0637. 2875.1513. 0Xab13)倒角深 h=0.5p=0.515.875=7.9375mm14)齿侧凸缘圆角半径=0.635mmPra01. 0(9)链轮公差 1)齿根圆直径和量柱测量距极限偏差 项 目极限偏差孔径H8齿顶圆h11齿根圆直径极限偏差h11齿宽h14量柱测量距极限偏差h11 小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取 106.43mm;1dddf大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取 318.42 mm;1dddf小链轮量柱测量距025. 047.1261147.12616.102390cos585.116hMr。大链轮量柱测量距036. 065.3381165.33816.106590cos584.328hMr。2)径向圆跳动 小链轮径向圆跳动=min0.0008df+0.008,0.76=0.0008106.43+0.008=0.093144 19端面跳动=min0.0009df+0.008,1.14;本次设计的链轮的零件图纸如下图 7 所示：图 7 202.5 腰轮与鼓轮的结构设计本次设计的腰轮主要是用来对玉米进行脱粒用的，玉米经过腰轮与鼓轮的中间，由于腰轮和鼓轮中间都有齿，玉米粒在它们的相对转动下，实现脱粒。其中腰轮与鼓轮的结构图纸如下图 8、9 所示：图 8图 9 213 各主要零部件强度的校核3.1 机架强度的校核与计算 机架的选择根据玉米脱粒机上面的所有组成部件，玉米的多少和重量来定，方通机架受力分析得出，由分析得出玉米脱粒机机架在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。见下图： 即鼓轮和腰轮以及轴承等等给的压力为 G+G1（零部件重量）=10000N（5000Kg）+(1000X20N)=20000N; 根据方通承载力计算公式：M=Pac/L（仅用于截面) b hhhW=12 f=M/W材料的许用应力。M=Pac/L=11960xL，本次设计初定 L 为 1200mm则 M=13456N.M，初定方通为 80x80x6。计算 W 得出b hhhW=12 210.42cm462M13456f=1212.35 10a=12.12 10aW10.42cm由于NPP折算后位 360Mpa 查的普通碳素结构钢 Q235A 的抗拉强度为 360500Mpa，由于 360Mpa 远远小于375Mpa，所以方通满足强度要求。本次设计的机架图纸如下图 10 所示： 22 图 10 机架图纸3.2 轴承强度的校核计算（1）滚动轴承的选择滚动轴承为深沟球轴承 6205，由文献2表得242 .39KN，KN，。862rC1490orC83. 0e8 . 01Y（2）寿命验算 轴承所受支反力合力 N （4.1）74.150502.136813.6292222BZBYBRRR对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N0BaF57.712aCaFF得， ，eRFBBa N （4.2）74.150508 . 074.15051BaBBrFYRP 23按轴承 B 的受力大小验算 h （4.3）93103661078. 474.15051086255660106010BrhPCnLh=年91078. 4hL51046. 5 由于玉米脱粒机的运转平稳，必须选择较大寿命的轴承，轴承能达到所计算的寿命，经审核后，此轴承合格。5 设计总结 本次设计的题目是玉米脱粒机的设计，经过查找各类资料和参考文献，到今天总算完成了，通过本次设计，再次提出了利用绘图软件的水平，并吸收了大量的经验，总结出以下几点。关于图纸的绘制方面，当零件的尺寸已经给出，不考虑图纸尺寸不合适的，基于零件图，装配时必须考虑的大小是合适的，因为 AutoCAD 绘图效果不好，也会引起的尺寸误差，和甚至出现欠定义大小，因此，必须通过在这个时候对零件进行测量，进行修改，直到符合要求。该工具是方便的输入数据映射，通过选择部分的类型，标准件，可以生成，但有时需要在工具集使用部分可能找不到，所以在这个时候随机应变，其他部分而不是通过修改或满足要求增加组件的使用。地图应该是灵活的，解决问题的方法总比问题多，当一个方法不能正常映射，试试另一种方法，它不仅可以完成零件的生产，而且还可以开发映射一个更好的主意，并打破了新思想的规则。 学习使用一些可以节省时间的命令，如镜像，阵列，能省则省”。在装配过沉重，曾给了我一个很大的障碍，是要花很多时间去找出为什么。在一个活跃的子组件，虽然活动范围会产生干扰，可以设置该复合物的活动范围，如先进的范围内， 24和角度范围，即使在这个范围内不影响母配体，不能设置。因为一旦设定的范围内，在父组件将被视为完全定义的组件模型，它将冲突分总成，将无法完成装配。看地图是最重要的任务是理解零件图，图表工具，没有工具是没有法律的零件图，所以不要急着写，想通过零件的结构，并认为通过线图，这是重中之重，映射。部分建模，一般应的特点进行深入分析，找出零件是由几个特点，摆脱所有的形状特点，它们之间的连接相对位置、表面，然后按主次特征造型的关系，按一定的顺序。一个复杂的部分，有许多简单的功能，通过切除或重叠相交，可理解性和实体模型。特别是在二维图纸，我们只能看到元器件的布局，并用虚线给说的内部特征，除了部分的相贯线，这条线各特征在路口出现。在选秀过程中零件，必须选择第一个草图平面，这是非常重要的，决定了后续的模型飞机的命令，使用简单的说，一个圆柱形围成一个圈，然后绘制，也可以作为一个长方体旋转，虽然他们的结果都是一样的，但草图平面和命令的使用。如果我们想要一个轴，那么我们应该选择第二个方法以及。 由于该零件的设计不规则零件，用于为拉伸和旋转命令，许多零部件都是对称的，所以为了节省时间，提高效率，通常用于指挥镜特性。一个完整的工程图纸应该包含以下 4 个方面。一组视图：一组视图（包括视图，剖面，断面，局部视图）是正确的，完整的，对各部分的结构和形状表达清楚。尺寸：尺寸的确定和零件的形状各部分的位置技术要求：表明部分的一些要求必须在制造和检验完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和热处理的方法和指标。标题栏：注明产品名称，材料，数量，拉伸比和拉伸，等。单击新建图标以显示新的文件系统，SolidWorks 文件”对话框中，单击“选项”对话框中的组件，你可以进入装配工作模式，进行以后的设计工作。 25总 结直到今天，我的毕业设计总算完成了，心里充满感概和辛酸。这几个月以来，我一直不断地查询与设计相关的各种资料和文献，通过仔细分析和研究，我的论文总算完成了，再这里感到百感交集，今天，我的论文总算接近尾声了，心里充满了辛酸和苦辣，觉得自己大学四年所学的知识还远远不够，有的必要的需要掌握的知识也没有掌握好，只有希望以后自己更加努力工作，在工作中成长，在工作中学习，这样自己才会不断地进步，不断地提高自己，从而来实现自己的人身价值，让自己成为一个对社会，对人们有用的人。通过这次毕业设计，让我懂得了许多知识，感谢大家。感谢学校各位领导与老师给了我在滨海学院学习生活四年以及参加这次毕业设计的宝贵的锻炼机会，它使我深刻认识到在知识的汪洋大海面前我是多么无知和微不足道。这是一个最好的时代，也是尊重知识，充分学习知识，掌握知识的时代。只有持续的不间断地学习，才不会在激烈的竞争中落后于别人，也才能用自己的真才实学为社会做出自己应有的贡献。知识是无止境的，无价的，我愿在求真的道路上下而求索！ 26致 谢在此论文完成之际，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理， 同时在重新温故了以前课堂所学的知识。在做毕业设计的过程中，遇到难解的问题，老师都会及时和我解释，那么仔细和认真，让后收益很多，我打心里感谢我的导师。 在相关的实际问题的讨论中， 我的导师总是孜孜不倦的引导着我，帮助着我。每周一次的进度检查和问题讨论，促使我在正确的道路上大步前进，不仅工作的按时保质保量的完成得到了保证，我本人的研究能力，工作的态度也得到了充分的锻炼和提高。这些宝贵的品质影响着我，毫无疑问，它们对我以后的工作，学习，生活都会起到深远而长久的良好影响。也能为人生打下一个夯实地基础！在此致以教授我的 导师深切感激和真挚感谢！另外也感谢我的父母，朋友和同学们的帮助。在做设计感觉受挫，枯燥与迷茫时，是他们在悉心的为我释放压力，鼓励我不要气馁，勇敢面对。每周一次和父母的通话，与朋友和同学的长谈后都使我精神放松，斗志倍增，以饱满的热情重新投入到工作中去，感谢他们，正是他们的不懈支持和充分理解才能使我顺利完成毕业设计。参考文献1欧华编著.机械原理.北京：电子工业出版社，2000。2王永著，邵远编著.玉米脱粒机的原理及应用.北京：高等教育出版社，1996。3张利平著. 实用技术速查手册. 北京：化学工业出版社，2006.12。4赵华著. 机械设计基础. 北京：机械工业出版社，1999.9。5宋学义著. 玉米脱粒机速查手册. 北京：机械工业出版社，1995.3。6陈奎生著. 气与气压传动. 武汉：武汉理工大学出版社，2008.5。7SMC（中国）有限公司. 玉米脱粒机实用技术. 北京：机械工业出版社，2003.10 278徐文灿著. 玉米脱粒机系统设计. 北京：机械工业出版社，1995。9曾孔庚.玉米脱粒机的发展趋势. 机器人技术与应用论坛。10高微,杨中平,赵荣飞等.玉米脱粒机臂结构优化设计. 机械设计与制造2006.1。11孙兵,赵斌,施永辉.玉米脱粒机的研制. 中国期刊全文数据库。12马光,申桂英.工业机器人的现状及发展趋势. 中国期刊全文数据库 2002 年。13李如松.玉米脱粒机的应用现状与展望. 中国期刊全文数据库 1994 年第 4 期。14李明.单臂回转式移动玉米脱粒机设计.制造技术与机床 2005 年第 7 期。15李杜莉，武洪恩，刘志海.玉米脱粒机的运动学分析. 煤矿机械 2007 年 2 月16张志主编.机械设计手册（第三版）.北京：化学工业出版社，1994。17Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. 本科毕业设计（论文） 题题 目目:玉米脱粒机的设计玉米脱粒机的设计 _ 英文题目：英文题目：The design of the peanut sheller 学学 院：院：_ 专专 业业：_姓姓 名名：_学学 号：号：_指导教师指导教师：_2015 年年 11 月月 22 日日 毕业设计（论文）独创性声明毕业设计（论文）独创性声明该毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名： 日期： 年 月 日 毕业设计（论文）使用授权声明毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解青岛滨海学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留送交毕业设计（论文）的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计（论文）。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 作为农作物的一种，玉米属于人们的日常生活中常见的食物之一，它的作用很多，可以补血，增加人体蛋白质，还可以用来煮汤，爆炒等等，食用起来非常可口，是不可多得的美味佳肴。 本次设计的题目是玉米脱粒机的设计，传统的实现玉米脱粒的方法都是依靠人工的方式，这样工作效率低下，质量得不到保证，而本课题所设计的玉米脱粒机，能够实现玉米的自动脱粒，通过安装在机架上面的鼓轮和腰轮的相对运动实现玉米的自动脱粒，此种结构的出现，在人工脱粒的基础上面大大地提高了生产效率，降低了劳动成本，并且玉米脱粒干净，能够实现玉米粒和玉米杆的自动分离和回收。关键词：农作物，玉米脱粒机，结构，分离 ABSTRACT As the crop of a, one of the corn belongs to peoples daily life in common foods, it has many functions, can enrich the blood, increase human proteins, can also be used for soup, stir, and so on, food is very delicious, is a rare delicacy. This design topic is the corn threshing machine design, traditional implementations of the corn threshing method are relying on artificial means, so that the working efficiency is low, quality can not be guaranteed, and the issue of the design of the corn threshing machine to corn automatic threshing, through an installed in the automatic threshing rack above the drum and round the waist of relative motion of corn, the emergence of such a structure, in manual threshing based on greatly improves the production efficiency, reduce labor costs and corn threshing clean, corn and corn stalks automatic separation and recovery can be achieved.Keywords: crop, corn thresher, structure, separation 目目 录录摘要 .IABSTRACT.II1 引言 .1 1.1 研究的目的和意义 .1 1.2 国内外研究现状 .3 1.3 主要内容 .32 玉米脱粒机总体结构的设计.5 2.1 结构设计 .7 2.2 玉米脱粒机的工作原理 .9 2.3 工艺研究 .11 2.4 机械传动部分的设计计算 .13 2.4.1 电机的设计计算 .14 2.4.2 带传动的设计计算 .16 2.4.3 传轴的设计计算 .183 各主要零部件强度的校核.20 3.1 机架强度的校核与计算 .22 3.2 轴承强度的校核计算 .244 设计总结 .28结论 .29致谢 .30参考文献 .31 01 绪论1.1 研究的目的和意义 随着国际标准化（SIO）的实施，世界玉米脱粒机以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础,19 世纪 80 年代，美国一家专业生产玉米脱粒机的公司将新开发的玉米脱粒机应用到欧美市场，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继美国的这家生产玉米脱粒机的公司之后，日本的古来森公司也看到了玉米脱粒机的利润所在，投入了相当大的人力和精力来开发研制玉米脱粒机，并且与二十世纪中期投入到了北美等市场。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行玉米脱粒机的研发工作。现在国外等著名玉米脱粒机的品牌中，都有玉米脱粒机的销售，全世界玉米脱粒机的应用越来越广泛。有一点值得注意的是，玉米脱粒机的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此玉米脱粒机是当今棒料生产加工企业比配的设备已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的玉米脱粒机销售市场，机械人工业是西方资本主义国家的机械工业之一。 机械研究领域的发展与时俱进，一些专业知识是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。 玉米脱粒机自从上世纪九十年代开始就陆续地被应用在农业方面，但传统的玉米脱粒机由于脱粒精度不高，速度缓慢，有好多工厂仍然采用人工脱粒的方式，这种人工脱粒的方式劳动效率低下，所以此次设计的玉米脱粒机，在传统的玉米脱粒机的基础上进行改进创新，应用合理的结构以及动力机构，从而来克服以往的玉米脱粒机所不能克服的问题，对后续的玉米脱粒机的设计制造有一定的参考意义和价值。 11.2 国内外研究现状国外的玉米脱粒机技术始于六十年代，到七十年代已经发展成熟，八十年代中期，大部分玉米脱粒机都可以实现对玉米的全自动脱粒，泰国金衫公司的卧式圆玉米脱粒机，脱粒直径可调。八十年代中期后的一、两年，脱粒技术发展到了鼎盛时期，从而诞生了世界上一些著名的玉米脱粒机厂家，1987 年，日本最大的玉米壳加工公司把玉米脱粒机投放市场，获得成功。美洲的 BDJE 公司也将新开发的玉米脱粒机投入亚洲市场取得了巨大的成功。玉米脱粒机自 1795 年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被世界各国的肉类加工行业广泛采用。特别是第三次工业革命带来了新材料、新技术的应用，使玉米脱粒机的发展步入了一个新纪元。随着时代的发展，玉米脱粒机在国外将会得到越来越广泛的应用和发展。目前国内外常见的玉米脱粒机有以下几种，其产品图片如下图 1、2 所示： 图 1 2 图 21.3 主要内容 玉米脱粒机作为农业机械的一种，在现代化大生产中占有越来越重要的地方，本文从从玉米脱粒机的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面：1、到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集出各类玉米脱粒机的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。2、分析玉米脱粒机的结构与参数。3、确定设计总体方案。4、确定具体设计方案。5、玉米脱粒机的装配图、零件图的绘制。6、说明书的整理。 32 玉米脱粒机总体结构的设计2.1 结构设计 此次设计的机型考虑到脱粒精度的问题，所以采用电机在底部的形式，采用电机通过链条传动机构带动脱粒机构运转从而来实现玉米的脱粒。这样更便于玉米的脱粒。下图 3 即为该玉米脱粒机的结构简图： 4图 32.2 玉米脱粒机的工作原理 该玉米脱粒机的工作原理为：电动机通过链传动带动玉米脱粒机的鼓轮和腰轮转动，当玉米脱粒机经过腰轮和鼓轮之间时，在腰轮和鼓轮相对运动的情况下，实现玉米的脱粒。然后玉米在重力的作用下，由出料兜排出来。2.3 工艺研究 该玉米脱粒机采用焊接机架作为主体，这样一来，设备的成本比较低，且易于加工。各个执行机构都通过螺栓安装在焊接机架上面，相对来说，对于后续的维护和保养工作以及零部件的更换工作都容易得多。2.4 机械传动部分的设计计算2.4.1 电机的设计计算 玉米脱粒机是通过电机通过 V 带传动带动与链轮联动在一起的鼓轮和腰轮做相对运动，从而实现玉米的脱粒功能，具体的电机选型计算过程如下：N=1.5(KW)WG 5G玉米脱粒机的生产能力，1000kg/h W0.0030kw.h/kg。 传动效率，取 0.75所以根据 N4kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4，再查表 10-4-2 得 Y112L-6 电机的结构。下图 4 即为电机的外观图。 图 4 电动机的外观图2.4.2 带传动的设计计算1 设计功率dP kwPAKdP5 . 142 . 1 1.2AK P传递的功率2 选定带型选取普通 V 带 A 型，小带轮转速，为 1440r/min1n3 传动比 1.76 0i2nin1min/81801876. 11440r4 小带轮基准直径（mm）1dd 由 B1 表 8112 和表 8114 选定 100mm75r/min 1ddmindd5 大带轮基准直径（mm）2dd cmdiddd17610076. 112 由 B3 表 87 得=180mm2dd6 带速验算 smvsmndvd/3025/54. 71000601440100100060max11 67 初定轴间距（mm）0a mmddadd280)(22108 所需带的基准长度（mm）0dL 0204)()(2212210addddaLddddd 280480280228022 886mm 带型为 A9009 实际轴间距 a mmLLaadd287288690028020010 小带轮包角1 3 .57180121adddd =3 .5728780180 = 16411 单根 V 带的基本额定功率1p 根据带型号、和普通 V 取 1.32kw1dd1n12 时单根 V 带型额定功率增量1i1P根据带型号、和 取 0.15kw1ni13 V 带的根数 ZZ =49 . 387. 096. 0)15. 032. 1 (8 . 4)(11LadkkppP=0.96ak=0.87Lk14 单根 V 带的预紧力0F 7 20) 15 . 2(500mvZvPkFda =254. 71 . 054. 748 . 4) 196. 05 . 2(500 =134（N） M=0.1k/gm15 作用在轴上的力F )(106182sin413422sin210NZFF )(159282sin413432sin310maxNZFF16 带轮的结构和尺寸轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度）以减轻带的磨损。mRa2 . 3带轮的材料为 HT200。确定轮辐为如下图 5、6 所示：图 5 小带轮 8图 6 大带轮2.4.3 传轴的设计计算 本次设计的玉米脱粒机的转轴主要是起到对完好的玉米进行脱粒的功能，所以它的各个轴肩直径的确定和强度的校核计算非常重要。（1）初步确定轴的直径mm （3.32）3 .813379551303000npAd根据工作条件，取mm80d（2）传动轴受力分析N （3.33） 44.51443601026. 922511mtdTFN （3.34） 54.1731062222cos2044.5144cos 1tgtgFFtrN （3.35）57.712062222sin2044.5144062222sin tgtgFFta（3）绘制传动轴的受力简图，求支座反力垂直面支反力：图 4.1 传动轴的受力简图 9由，得： 0CM （3.36）0257032arBYFLFLR NLFLFRarBY13.6295 .7612/36057.7125 .20254.17312/36023由，得： 0Y N （3.37）67.236013.62954.1731BYrCYRFR水平面支反力：由，得： 0CM （3.38）032LFLRtBZ N02.13685 .7615 .20244.514423LLFRtBZ由，得： 0Z N （3.39） 56.309902.136854.1731BZrCZRFR （4）作弯矩图：垂直面弯矩图：YMC 点 Nmm （3.40）495.4790825 .76113.6292LRMBYCY水平面弯矩图：ZMC 点 Nmm （3.41）675.4780355 .20267.23602LRMBZCZ合成弯矩图：MC 点Nmm （3.42）153.676785675.478035495.4790822222CZCYMMM （5）作转矩 T 图： 10 Nmm6102 . 3T （6）校核轴的强度：对于轴的强度的校核，我们一般是对它的受力最大的危险截面进行校核，在这里，我们取，轴的计算应力6 . 0 MPa （3.43）3 .141501 . 0)1026. 96 . 0(153.676785)(3252232WTMc选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由文献1表可知，MPa。因此，115601，故安全。1ca（7）精确校核轴的疲劳强度判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面 IV 和 V 引起的应力集中最严重，而 V 受的弯矩较大；从受载的情况来看，截面 C 的应力最大，但应力集中不大，故C 面不用校核。只需校核截面 V。截面 V 左侧抗弯截面系数 mm （3.44）2744001401 . 01 . 033dW3抗扭截面系数 mm （3.45）5488001402 . 02 . 033dWT3截面 V 左侧的弯矩 M 为 Mpa （3.46）628.6265705 .761705153.676785M截面 V 上的扭矩 T 为 MPa 32000001T截面上的弯曲应 Mpa （3.47）28. 2274400628.626570WMb 截面上的扭转切应力MPa （3.48）83. 554880032000001TTWT轴的材料为 45 钢，调质处理，MPa，MPa，MPa。640B27511551可知，用插入法求出 11 ，8 . 2k24. 28 . 28 . 0k轴按精车加工，表面质量系数为： 84. 0轴未经表面强化处理，1q固得综合系数为 （3.49）99. 2184. 018 . 211kK 43. 2184. 0124. 211kK碳钢的特性系数 取2 . 01 . 01 . 0 取1 . 005. 005. 0所以轴在截面 V 左侧的安全系数为 （3.50）34.4001 . 028. 299. 22751mbKS （3.51）02.19283. 505. 0283. 543. 22751maKS （3.52）5 . 122.1702.1934.4002.1934.402222SSSSSSca故该轴在截面 V 左侧的强度是足够的。截面 V 右侧抗弯截面系数 mm2197001301 . 01 . 033dW3抗扭截面系数 mm4394001302 . 02 . 033dWT3截面 V 左侧的弯矩 M 为 12 MPa628.6265705 .761705153.676785M截面 V 上的扭矩 T 为 MPa 3200000T截面上的弯曲应力 MPa85. 2219700628.626570WMb截面上的扭转切应力 MPa28. 743940032000001TTWT截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及，因，023. 01303dr，08. 1130140dD ，05. 23 . 1轴的材料的敏感系数为 ，83. 0q87. 0q故有效应力集中系数为 （3.53）87. 1) 105. 2(83. 01) 1(1qk 26. 1) 13 . 1 (87. 01) 1(1qk轴的截面形状系数为58. 0轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为76. 0综合系数为 41. 3184. 0158. 087. 111kK 84. 1184. 0176. 026. 111kK所以轴在截面 V 左侧的安全系数为 29.2801 . 085. 241. 32751maKS 96.24283. 505. 0283. 584. 12751maKS 13 5 . 172.1896.2429.2896.2429.282222SSSSSSca 轴作为机器的一个关键组成部分，其为各类传动部件的安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的全部零碎部件融合在一起。 因为用于振动的传递的轴体不仅要传送扭矩，还得经受住弯矩，是以本人研究的阶梯性轴是转动轴。因为确定了小带轮的参数，相应的大带轮随之确定。接下来的工作就是计算轴体的直径了。轴体的研究需要凭借扭转强度来调整弯曲的强度，因为可用作轴的原料比较多，所以必须得明确轴的应用环境，还有规定诸如刚度，强度以及别的机构机能。可以使用热处理这种方法，当然也要琢磨怎样使加工简单并且花费较少，用研究计算所得的数据以确定轴体的用料，故采取 45 号钢当成轴体的原料，它需要 40MPa 的切应力。然后需要做正火或者调质处理来确保它的力学性能。 考虑键槽等要素对轴的影响，轴的直径应增加以弥补轴的键槽强度减弱。取轴直径 d=20mm，就是最右边装带轮处直径等于 20mm。装有密封元件和滚动轴承处的直径，应与密封元件和轴承的内孔径尺寸保持一致。轴体上面存在两支点的轴承要选用一样的标准，方便加工轴承的座孔。挨着的轴段，应使直径不一样构成轴肩，轴肩在轴体上部件定位以及承受轴向力时要提供相应的高度，轴肩的直径差通常选 5 到10mm，本文轴肩处采取 5 毫米的直径差，接着把每段轴体的长度尺寸匹配到一块，还要注意轴承座的安装以及结构是否合理，同样，螺钉等部件的长度和别的的因素，这样即可确定出轴的各段长度了，故该轴在截面 V 左侧的强度是足够的。2.4.4 链传动的设计计算 已知 p=1.5KW，小链轮的转速 n1=720r/min，传动比 i=2.8，载荷平稳，两班工作制，两链轮中心距 a=500600mm 范围，中心距可调，两轮中心连线与水平面夹角近于 35o，小链轮孔径 dk=30;计算： 14（1）小链轮齿数 z1 z1=29-2i=29-2*2.8=23.4 取整数 z1=23 i 12 23 34 45 56 6 z1 3127 2725 2523 2321 2117 1715 优先选用齿数：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114z1、z2 取奇数，则链条节数为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀。在高速或有冲击载荷的情况下，小链轮齿最小应有 25 齿。（2）大链轮齿数 z2 Z2=iz1=2.8*23=64.4 取整 z2=65 （3）实际传动比 i=83. 2236512zz（4）设计功率 Z1=Z2 工况系数，查表 5.4-3 Ka=1，KaXPPdKWKAPPd4 . 0（5）单排链条传递功率，查表 5.4-4 和 5.4-5，齿数系数，排KzXKaPdPa 23. 1Kz数系数 =0.4kw1排K123. 110XdPa （6）链节距 p 根据 Pa=0.4kw，n1=720r/min，查图 5.4-1 功率曲线和 n1 确定的点，应在所选型号链的功率曲线下方附近（不超过直线）。结果为 10A，节距 p=15.875mm，（7）验算小链轮轴直径链轮中心孔最大许用直径4065 d（8）初定中心距为优，无张紧轮时取pa5030pa 25 i 4 4 0.2z1（i+1）p 0.33z1(i-1)ppa80max0 15 mmXpa6 .555875.1535350（9）确定链条节数=115.302)12(22102apzzzzzpaLp取;116Lp（10）链条长度（11）计算（理论）中心距 当时，21 zz kazzLppa) 212( 当时，21 zz ZLpa2 查表 5.4-9，若有必要可使用插值24559. 0Ka(12)实际中心距 aaaa (13)链速smXXXXnzpzV/38. 4100060875.15720231000601(14)有效圆周率NXVpF1 .228338. 41010001000(15)作用在轴上的力 F 水平或倾斜的传动KaFaF2 . 115. 1 接近垂直的传动KaFaF05. 1 Ka 工况系数，见表 5.4-3 F=1.212283.1=2739.7N;(16)润滑方式。(17)链条标记：10A-1-116 GB 1243-1997; 1 表示排数，116 表示节数(18)链轮的几何尺寸 1) 滚子直径 p=15.875mm 2）齿顶圆 16 对于三圆弧-直线齿形072.12423180tan154. 0pda小链轮齿顶圆mm，取整 124mm;072.12423180tan154. 0pda大链轮齿顶圆，取整 337mm;773.33665180tan154. 0875.15da3)齿根圆直径 df=d-d1； 小链轮齿根圆直径 df=d-d1；= 116.585-10.16=106.425mm，取 106.43mm;大链轮齿根圆直径 df=d-d1；= 328.584-10.16=318.424mm，取 318.42 mm;4)节距多变形以上的齿高 ha=0.27p=0.2715.875=4.286mm（对于三圆弧-直线齿形）5)最大齿根距 奇数齿190cosdzdLz。偶数齿1dddfLz小链轮;mmLz153.10616.102390cos585.116大链轮mmLz328.31816.106590cos584.3286)轴凸缘直径76. 004. 1180cothzzpdf。小链轮=99.045mm;76. 009.1504. 123180cot875.15Xdf。大链轮746.31176. 009.1504. 165180cot875.15Xdf。7)轮毂厚度 h，孔的直径ddkKh01. 06dk 17d150K3.24.86.49.5小链轮取整 14mm232.14585.11601. 06404 . 6Xh大链轮取整数 22mm7858.22584.32801. 06605 . 9Xh8)轮毂长度 ll=3.3h HL6 . 2min小链轮 l=3.314=46.2mm，取整 46mm大链轮 l=3.322=72.6mm，取整 72mm9)轮毂直径hkdkd2小链轮=68mm2440kd大链轮=104mm4460kd10)齿宽bf单排 b 单=0.959.4=8.93mm11)齿侧半径 prmmr 2012)倒角宽,取 2.1mm0637. 2875.1513. 0Xab13)倒角深 h=0.5p=0.515.875=7.9375mm14)齿侧凸缘圆角半径=0.635mmPra01. 0(9)链轮公差 1)齿根圆直径和量柱测量距极限偏差 项 目极限偏差孔径H8齿顶圆h11齿根圆直径极限偏差h11齿宽h14 18量柱测量距极限偏差h11 小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取 106.43mm;1dddf大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取 318.42 mm;1dddf小链轮量柱测量距025. 047.1261147.12616.102390cos585.116hMr。大链轮量柱测量距036. 065.3381165.33816.106590cos584.328hMr。2)径向圆跳动 小链轮径向圆跳动=min0.0008df+0.008,0.76=0.0008106.43+0.008=0.093144端面跳动=min0.0009df+0.008,1.14;本次设计的链轮的零件图纸如下图 7 所示：图 7 193 各主要零部件强度的校核3.1 机架强度的校核与计算 机架的选择根据玉米脱粒机上面的所有组成部件，玉米的多少和重量来定，方通机架受力分析得出，由分析得出玉米脱粒机机架在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。见下图： 即鼓轮和腰轮以及轴承等等给的压力为 G+G1（零部件重量）=10000N（5000Kg）+(1000X20N)=20000N; 根据方通承载力计算公式：M=Pac/L（仅用于截面) b hhhW=12 f=M/W材料的许用应力。M=Pac/L=11960xL，本次设计初定 L 为 1200mm则 M=13456N.M，初定方通为 80x80x6。计算 W 得出b hhhW=12 210.42cm462M13456f=1212.35 10a=12.12 10aW10.42cm由于NPP折算后位 360Mpa 查的普通碳素结构钢 Q235A 的抗拉强度为 360500Mpa，由于 360Mpa 远远小于375Mpa，所以方通满足强度要求。本次设计的机架图纸如下图 8 所示： 20 图 8 机架图纸3.2 轴承强度的校核计算（1）滚动轴承的选择滚动轴承为深沟球轴承 6205，由文献2表得242 .39KN，KN，。862rC1490orC83. 0e8 . 01Y（2）寿命验算 轴承所受支反力合力 N （4.1）74.150502.136813.6292222BZBYBRRR对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N0BaF57.712aCaFF得， ，eRFBBa N （4.2）74.150508 . 074.15051BaBBrFYRP 21按轴承 B 的受力大小验算 h （4.3）93103661078. 474.15051086255660106010BrhPCnLh=年91078. 4hL51046. 5 对于此次选择的深沟球轴承，结合之前提到的系统工况，一般是白天工作八小时，根
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