小型玉米剥皮机结构设计【优秀机械毕业设计】【word+CAD图纸全套】
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目 录
第一章 绪论1
1.1课题研究的目的意义1
1.2国内外研究状况1
1.3设计内容2
1.4课题的特点2
第二章 轴承的检测4
2.1 轴承的基本结构4
2.2 轴承检测的内容和检测条件5
2.2.1轴承检测的内容5
2.2.2轴承检测的内容和检测条件5
2.3 测量用电涡流式传感器7
第三章 微型轴承外环外圆直径自动检测线设计8
3.1 内容简介8
3.2总体方案的确定8
3.2.1方案选择8
3.2.2设计要求10
3.2.3总体布局的确定10
3.2.4各个联系尺寸的确定10
3.2.5输送线工作循环周期11
第四章 输送机设计13
4.1 带式输送机简介13
4.1.1输送机的发展13
4.1.2输送机工作原理13
4.1.3带式输送机的优点14
4.2 输送机各部分的设计计算14
4.4.1输送机的设计参数14
4.4.2机架的设计14
4.4.3 带的选择15
4.4.4 驱动装置的设计及计算16
4.4.5 拉紧装置的选择设计19
4.4.6滚筒设计19
第五章 上料装置的设计23
5.1概述23
5.2上料装置的设计23
5.2.1电动机的选择23
5.2.2轴的选择计算23
5.2.3齿轮的设计计算24
5.2.4各部分零件的校核26
第六章 机械手的设计32
6.1 概述32
6.2基本尺寸的确定32
6.3液压缸结构的设计34
6.4.1 主要部件结构选择34
6.4.2液压缸主要尺寸的确定35
6.4.3 各部件的联接结构设计37
总结39
致谢40
参考文献41
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 洪峰 系部 机电工程学院 专业、班级 机械设计制造及其 自动化 B06-1 班 指导教师姓名 刘春香 职称 讲师 从事 专业 机械基础 是否外聘 是否 题目名称 小 型玉米剥皮机 结构 设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 由于生产过程的迫切要求，在 1885 年就开始研制了场上作业的玉米剥皮机： 1908 年又研制了田间摘穗剥皮机；现在已经向联合自走的方向发展。从 20 实际 50 年代开始，我国已经开发了多款玉米剥皮机：如丰收 -2 卧，丰收 -2 立和 4YB-2 型田间玉米摘穗剥皮机。 30 年代，中国农机院与黑龙江省农业机械化研究所协作设计了 YD-3 型与剥皮机。 70 年代，黑龙江省红兴隆国营农场管理局设计了场上玉米剥皮机。 1979 年，辽宁省农业机械话研究所研制的 4YB-2 型玉米收获机及吉林农业机械化研究所研制的 4QY 型玉米收获机都配置了相应剥皮机构，目前，剥皮机的开发研制工作正在进行中。 进入 20 世纪 90 年代以来，随着农村劳动力的转移和收入水平的提高，农民的生产观念和经济行为发生了根本的的变化，加快玉米收获机械化程度已经成为广大农民的迫切要求。因此，有必要及时开发新型的玉米剥皮机以满足生产现代 化的要求。 玉米是一种高产、稳产的粮食作物，其生产在国民经济中占有很重要的地位。玉米籽粒含有较丰富的营养，它不仅是重要的粮食，而且是发展畜牧业的重要饲料，又是轻工业，食品也业等不可缺少的原料之一。玉米是我国三大粮食作物之一，种植面积 0.24hm,约占全国粮食面积的 21.1%。玉米收获是玉米种植过程中的最后一个环节，是保证玉米生产丰收的的一个关键环节。玉米收获的季节性强，劳动强度高，作业量大。加快玉米收获作业机械化，对于提高作业效率，缩短收获时间，有效解决抢收抢种矛盾，确保玉米适时及时的收获具有重要的意义 。 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 设计的基本内容 : 剥皮机的总体结构设计、传送装置、剥皮辊的设计校核、压制器的设计及校核、关键部位的刚度校核，强度分析；相应的参数设计等。 拟解决的主要问题： 设计出一套结构合理、节能、苞叶剥净率要求达到 93%以上、脱粒率小于 1.5%、每对剥皮辊的生产率为 1500kg/h、同时根据不同用户的需要可对其进行有两对辊、四对辊、八对辊等不同机型的改进。 SY-025-BY-3 nts三、技术路线（研究方法） 1 对现有文献分析，查阅现有国内外有关微型玉米剥皮机的文献资料，深刻理解现有 玉米剥皮机的工作原理以及运转方式，设计过程中充分借鉴现有的优良结构，在此基础上进行创新性设计。 2 重视理论分析，认真学习与锥齿轮传动相关的理论，对基本的齿轮传动（定轴传动和旋转轴传动）有十分的了解，熟悉不同剥皮辊的不同机型。掌握基本的机械设计理论 机械设计和机械制造。 3 提出并论证新的导槽装置，该玉米剥皮机要满足在玉米穗喂入时，其轴线的方向应与剥皮棍轴线的方向一致，为此，在喂入装置与剥皮辊之间需设置导槽。 4 在前期充分论证的基础上对其进行详细设计，主要对该机构中的创新点及相关附件进行设计，充分利用现有成形的 机构，不做无用功。 5 设计时充分使用指导教师以及身边其他技术人员的人力资源，不盲目设计。 6 理论与实际相结合，力求设计满足经济行和工艺性要求，使设计真正满足。 四、进度安排 2010 年 3 月 1 日 4 月 1 日 ：查阅并搜集玉米剥皮机的相关背景资料，明确设计要求 2010 年 4 月 2 日 5 月 3 日 ：了解各种材料力学性能初步确定设计方案，画出玉米剥皮机的总体装配图 2010 年 5 月 4 日 6 月 3 日 ：完成玉米剥皮机的零部件草图、确定尺寸并进行相关校核 2010 年 6 月 4 日 6 月 10 日 ：完成主传动和执行部件的零件图及装配图 2010 年 6 月 11 日 6 月 17 日 ：整理资料、完成毕业论文准备答辩 五、 参考文献 1 王晶 .我国玉米剥皮机械化及机具的概况与发展方向探讨 J.农业与技术报 ,2007， (12):101-104 2 沃尔科夫 .农业机械强度和可靠性的计算及其理论基 J.北京 :中国农业机械出 版社 ,1983,(7) 3 李秀清；张宪宏 .玉米剥皮机构探讨 J.农机与食品机械 ,1997,(6):24-25 4 孟庆轩 .农业机械的使用与维修 M.北京 :中国社会出版社 ,2005. 5 （美） R.L.诺顿 (Robert L.Norton).Design of Mechanical engineering designJ. NewYork: McGraw-Hill,1997，机械工业出版社 ,2003. 6 殷玉枫 .机械设计课程设计 M.北京 :机械工业出版社 ,2006. 7 张宪宏；曲继祥 .玉米剥皮部件试验研究 J.农机与食品机械 ,1998,(6):3-6 8 赵海恒 .新编机械工程专业英语 M.成都 :西南交通大学出版社 ,2001. 9 朱龙根 .机械设计 M.北京 :机械工业出版社 ,2006. 10 李晓雷 .机械振动基础 M.北京 :北京理工大学出版社 ,1996. 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 nts 本科学生毕业论文 小型玉米剥皮机结构设计 系部名称： 机电工程系 专业班级： 机械设计制造及其自动化 06-1 班 学生姓名： 洪 峰 指导教师： 刘春香 职 称： 讲师 黑 龙 江 工 程 学 院 二一年六月 nts The Graduation Design for Bachelors Degree The Design of Mini Corns Clothes Taked-off Machine Candidate： HongFeng Specialty： Mechanical Design and Manufacturing & Automation Class： 06-1 Supervisor： lecturer Liu ChunXiang Heilongjiang Institute of Technology 2010.06 Harbin ntsOur countrys corn skinning mechanization and general machines and development direction 【 Abstract】 Pick to develop the important significance of corn sheller, describes the development situation of corn sheller abroad, puts forward the existing problems, and the hair of corn skinning machinesExhibition direction were discussed. 1 solution cob skins the corn question is corn harvest work key the corn is one of five big grain crops. Our country corn plants total the area altogether 24,500,000 hectares, approximately composes nation grain crops sown area 25%; The year ultimate output amounts to about 1 2,700,000,000 tons, approximately composes national grain the food ultimate output 27%. At present our country has formed three big corn to produce the area; first, the north corn area, including Northeast three provinces, Inner Mongolia, north river the area and so on, the sown area approximately composes the nation 40%; Second, Huanghuai the even corn area, including places such as Shandong, Henan, Jiangsu, sows seeds the area to approximately compose the nation 25%; Third, the southwest hill corn area, wraps to include areas and so on Yunnan, Guizhou, the sown area approximately composes national 15%. If according to 50% machine receiving rate computation, the nation needs the corn to harvest above machine 100,000. But the realistic situation is our country jade rice hulling machine receiving rate not to 2%, is lower than wheat 70% and the paddy rice by far 20% machine receives water to be even. In our country corn production process, plows, the rake, to broadcast, tube to realize the mechanization or the semimechanized work generally, has perfect the many kinds of model machines and tools, but the mechanized harvest question not yet solves to decide until now. Developed countrys corn harvest work already realizes the mechanization, the its application machines and tools is mainly the corn combine or large-scale grain the combine matches the corn special-purpose header, disposable completes harvests, to pick Guangzhou, to skin, to choose the cob work clear. Because our country corn big has the peasant household to plant the management voluntarily most certainly, the land management is not centralized, agricultural household purchase ability is limited, the large-scale combine in quite long in the section time has not been able the big area promotion application. 2 Overseas corn barker development survey In the world the developed country has already realized the corn harvest mechanization, the US started since 1936 to promote the mechanized harvest corn, has the nine big companies to produce 42 kind of models the corn to pick Guangzhou, to skin receives to shear jointly machine. In the 60s develops the grain combine to use judgment vigorously corn the header in the field direct harvest corn kernel. Therefore, does not have special-purpose jade the rice to skin. The former USSR starts from the 50s to produce the corn harvester, the type picks Guangzhou, to skin, to choose the corn cob clear primarily. The Ukraine Kherson Harvester Factory productions KCKY-6 series corn unites a harvester only 19881998 during year ten year altogether to sell 1 40,000. this machine one time completes the cob to select, to skin, chooses, the load and straw clear the pole smashing and throws elects to the trailer work. This factory also has developed in recent years the CN-4 special-purpose corn barker, but does not have the official production. France and Eastern European country, also picks Guangzhou to skin corn harvester primarily. nts3 domestic corn barker development survey Our country starts from the 60s to develop the corn to skin the installment. 60th, in the 70s imitates the stage, in the 80s carried on the key component to attack the pass, in the 90s later greatly has developed. At present the corn barker has the two big types: One kind is installs corn on the corn combine to skin the installment, another kind is the independent corn barker. From necessary the power looked that the independent corn barker, some 0 7kW to 2 2kW the single phase machine, the 3kW three-phase machine and 8 8kW small size tractors hauls machine; Has skins the installment the corn combine to have 4YZ-4 (113kW), 4W-2 (42kW) and 4YZ-2 (13 2kW) the three types. the 60s, the Chinese farm machinery courtyard develops our country with the traditional part the first generation of 6YBS-2 corn barker. Its necessary power is the 3kW three-phase machine, the exhausted top roller is 4 pair of screws teeth cast irons ten spends the petal oak rubber roll. 4 corn barkers develop discussion Along with national economys development, the agriculture to the industrial production, intensive , the order form agriculture direction will develop is the inevitable trend, the corn planter manages the principle also more and more to move toward the big area centralized management, will use the corn to unite to gather the harvester disposable to complete harvests, picks Guangzhou, to skin, cob clear the principle, the cane also field work, will raise the efficiency, will reduce loses, will be one of jade rice harvest mechanization development efficient paths, looking from long views , this also will be the future corn harvest development inevitable way. Now the our country many place developments with 1218 horsepower tractor necessary the single line corn union harvester, the power are small, the disposition corn skins installs to set at the power to be insufficient. Large-scale 4 line of corn combine price is expensive, the limitation is big, has not been able to adapt in quite period of time the our country countryside present management scale. Develops 2050kW self-propelled the type 23 lines medium, the small corn harvester is feasible. 5 present domestic corn skin the machines and tools existence the question and the solution The corn unites the harvester to skin the equipment exhaustedly to lead only lowly, seed grain of loss big some types skin the installment and pick Guangzhou to install do not match. Domestic the corn union harvester, bud Ye Baojing leads approximately is 80%, the grain damages losing rate approximately is 3%, the peasant household accepts with difficulty, should further enhance exhausted the top rollers performance, enhances exhaustedly leads, to cut the loss factor only. Our country jade the rice union harvester, specially some small types, the overall mentions, the fabrication technology level error, the reliability is bad, when trouble-free continued operation the approximately 16 hours, still not were at present suitable the satisfied product. nts 毕业设计（论文）中期 检 查表 填表日期 迄今已进行 周剩余 周 学生姓名 系部 专业、班级 指导教师姓名 职称 从事 专业 是否 外聘 是否 题目名称 学 生 填 写 毕业设计（论文）工作进度 已完成主要内容 待完成主要内容 存在问题及努力方向 学生签字： 指导教师 意 见 指导教师签字： 年 月 日 教研室 意 见 教研室主任 签字： 年 月 日 SY-025-BY-5 nts 毕业设计（论文）过程管理材料 题 目 小 型玉米剥皮机 结构 设计 学生姓名 洪 峰 系部名称 机电工程学院 专业班级 机械 B06-1 班 指导教师 刘春香 职 称 讲师 教 研 室 机械基础部 起止时间 2010年 3月 1日 -2010年 4月 25日 教 务 处 制 nts 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 洪峰 系部 机电工程学院 专业、班级 机械设计制造及其自 动化 B06-1 班 指导教师姓名 刘春香 职称 讲师 从事 专业 机械基础 是否外聘 是否 题目名称 小 型玉米剥皮机 结构 设计 一、设计（论文）目的、意义 目的意义： 玉米是一种高产、稳产的粮食作物，其生产在国民经济中占有很重要的地位。玉米籽粒含有较丰富的营养，它不仅是重要的粮食，而且是发展畜牧业的重要饲料，又是轻工业，食品也业等不可缺少的原料之一。玉米是我国三大粮食作物之一，种植面积 0.24hm,约占全 国粮食面积的 21.1%。玉米收获是玉米种植过程中的最后一个环节，是保证玉米生产丰收的的一个关键环节。玉米收获的季节性强，劳动强度高，作业量大。加快玉米收获作业机械化，对于提高作业效率，缩短收获时间，有效解决抢收抢种矛盾，确保玉米适时及时的收获具有重要的意义。 进入 20 世纪 90 年代以来，随着农村劳动力的转移和收入水平的提高，农民的生产观念和经济行为发生了根本的的变化，加快玉米收获机械化程度已经成为广大农民的迫切要求。因此，有必要及时开发新型的玉米剥皮机以满足生产现代化的要求。 二、设计（论文）内容、 技术要求（研究方法） 设计内容： 设计微型玉米剥皮机。设计的关键问题是设计方案的确立。 技术要求： 1）玉米穗喂入时，其轴线的方向应与剥皮辊轴线的方向一致。为此，在喂入装置与剥皮辊之间需设置导槽。 2）剥皮辊轴线与水平面的倾角玉米穗的下滑速度。在装有压送器的情况下， 常用 =10-12。 3）剥皮辊表面与压送器顶端间的配置间隙应略小于玉米穗的直径，并能调节。 4）配套动力主要以电动机为主，也有以与农村广泛使用的小四轮拖拉机配套，主要不同点是与小四轮配套有一个特殊的传动总成。 5）情 能指标要求：苞叶剥净率要求达到底 93%以上，而在剥皮过程中脱粒率 1、 5%，并尽量减少籽粒脱落。 6）经济指标：尽是降低成本，增大工作时生产效率。每对剥皮辊的生产率为 1500KG/h,同时根据不同用户的需要有两对辊、四对辊、八对辊等不同机型。 SY-025-BY-2 nts三、设计（论文）完成后应提交的成果 1、 完成玉米剥皮机的装配图、零件图（装配图 A0 一张、零件图两张 A0 图纸当量） 2、完成说明书（ 1.5 万字以上） 四、设计（论文） 进度安排 2010 年 3 月 1 日 4 月 1 日 ：查阅并搜集玉米剥皮机的相关背景资料，明确设计要求 2010 年 4 月 2 日 5 月 3 日 ：了解各种材料力学性能初步确定设计方案，画出 玉米剥皮机 的总体装配图 2010 年 5 月 4 日 6 月 3 日 ：完成 玉米剥皮机 的零部件草图、确定尺寸并进行相关校核 2010 年 6 月 4 日 6 月 10日 ：完成主传动和执行部件的零件图及装配图 2010 年 6 月 11日 6 月 17日 ：整理资料、完成毕业论文准备答辩 五、参考资料 1 沃尔科夫 .农业机械强度和可靠性的计算及其理论基 J.北京 :中国农业机械出 版社 ,1983,(7). 2 孟庆轩 .农业机械的使用与维修 M.北京 :中国社会出版社 , 2005. 3 （美） R.L.诺顿 (Robert L.Norton).Design of Mechanical engineering designJ NewYork: McGraw-Hill,1997，机械工业出版社 ,2003. 4 殷玉枫 .机械设计课程设计 M.北京 :机械工业出版社 ,2006. 5 陈国定 .机械设计基础 M.北京 :机械工业出版社 ,2005. 6 赵海恒 .新编机械工程专业英语 M.成都 :西南交通大学出版社 ,2001. 7 朱龙根 .机械设计 M.北京 :机械工业出版社 ,2006. 8 吴宗译 .机械零件设计手册 S.北京 :机械工业出版社 ,2004. 9 成大先 .机械设计手册 S.北京 :化学工业出版社 ,2004. 10 李晓雷 .机械振动基础 M.北京 :北京理工大学出版社 ,1996. 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 在玉米分段收获时，玉米剥皮工序劳动强度大，费工时和误农时，且影响玉米的质量和质量等问题，针对我国玉米收获后剥皮这个重要环节，设计出场上玉米剥皮机，并对其结构及技术参数予以设计。 微型玉米剥皮机是收获玉米穗外表皮的一种机具，本机为 4 辊机型，可满足单户、联户和种粮大户使用。它代替了传统人工剥皮的紧张劳动，减轻了人们的劳动强度，提高了劳动效率，有效地防止了因剥皮不及时而造成的玉米霉烂损失，该机结构简单，调整方便性能可靠，生产效率高，可采用电动机、柴油机或三轮农用运输车发动机作动力，本机采用单相交流电 动机作动力。剥皮装置中剥皮辊一般有螺旋铁棍和橡胶辊组成，铁棍对籽粒有严重损伤，所以本机要求采用全橡胶辊。在满足剥净率 95%以上。工作效率达到 1500kg/h，动力源小于或等于 3kw 的设计要求的前提下进行设计。为达到设计要求，主要剥皮装置采用全橡胶的玉米剥皮辊，并且两辊高低设置，且可以根据玉米棒的大小不同调节两辊间的距离。这避免了传统设计方法中采用铸铁辊对玉米籽粒的损坏，而且在结构上比传统设计方法更为合理。经计算、校核，该机符合设计要求，并且在剥皮装置与传统方式上较传统设计有所改进，更适于在广大农村的推广应用 。 关键词： 玉米剥皮机；剥皮辊；传动系统；动力源 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 II ABSTRACT At the devided harvest time, the labor force of corns clothes take-off by hard is to strong. It wastes time and decreases the quantity of the corn. To solve the problem of corns clothes take-off in our country, we designed the corns clothes take-off machine including the structure and the technical parameter design. It is a machine that take off the corns clothes. It has four types, respectively for single, union of several and big harvest. The machine instead of the traditional handed labor, reduce the peoples labor strength, raise the efficiency and prevent the corns damage. The structure of the machine is simple. The machine is easily adopted, reiable and efficiency. The power of the machine can use electric motor、 diesel engine and the power of agricultural car.This machine adoption list mutually the alternate current motive makes the motive. Peel to equip to win to peel the son of to have the spiral iron casting son of and the rubber son of to constitute generally, cast iron the son of to have severity to the seed grain to hurt, so this machine adoption the whole rubber son of. Designed under premise that must be get go 95% of take-off rate and efficiency required no less than 1500kg/h, power no more than or equality 3kw. For get to these requirements, main take-off part makes use of rubber cylinder, and they are installed up-down. It is more reasonable than orthodox way. The transmission system makes use of binary level decreasing velocity. Via computed and checked, the machine is right. Specially, it is better than forming designing. Worthwhile, it is widely applied in rural. Keywords: Corns clothes Take-off Machine； Cylinder； transmission system； Power resource nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘要 Abstract 第 1 章 绪论 1 1.1 选题背景及研究意义 1 1.2 国内外发展现状 1 1.3 微型玉米剥皮机的设计及要求 2 1.4 微型玉米剥皮机的结构简介 3 第 2 章 总体方案分析 4 2.1 剥皮的工艺过程 4 2.2 方案的选择 4 2.3 主要工作部件形式的选择 4 2.4 本章小结 4 第 3 章 总体配置的确定 5 3.1 机架的配置 5 3.2 传动系统配置 5 3.2.1 带传动装置 5 3.2.2 传动比的确定 6 3.2.3 传动系统简图 6 3.3 本章小结 7 第 4 章 剥皮装置的确定 8 4.1 剥皮辊长度确定 8 4.2 剥皮辊生产能力确定 9 4.3 剥皮部件的设计 9 4.4 本章小结 10 第 5 章 执行部件及机架设计 11 5.1 果穗料斗的设计 11 5.2 机架、连接架的设计 11 5.3 本章小结 12 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 第 6 章 传动部分设计 126.1 玉米果穗在剥皮辊间的受力分析 12 6.2 皮带传动的设计计算及校核 14 6.3 齿轮的设计 16 6.4 轴的强度校核及设计计算 25 6.4.1 轴的材料 26 6.4.2 轴的结构设计 26 6.4.3 轴的强度校核 26 6.5 键的选择 27 6.6 轴承的选择 28 6.7 电动机的选择 28 6.8 本章小结 28 第 7 章 6YBJ-4型 玉米剥皮机的保养、使用、调整及修复 30 7.1 每日技术保养 30 7.2 传动装置的使用和调整 30 7.3 机器的保管 30 7.4 工作部件损坏的修复和调整 31 7.5 本章小结 31 结论 32 参考文献 33 致谢 34附录 35 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 1.1 选题 背景及研究意义 根据农村当前的生产实际情况，农业机械的使用还没有普遍推广，尤其是在像东北这样的产粮大区，农民收获的粮食由于不能及时得到农业机械的支援，而只能用传统的手工劳作，这样使得农民在秋季可谓苦不堪言。特别是对于玉米这一高产稳产的作物，在东北地区特别是我省由于有大量的播种面积，而这种作物的本身又是一种劳动含量较高的作物，因此，对于各种玉米所用的农业机械已迫在眉睫，而玉米生产过程中的播种、耕管机械已基本解决，而收获机械却仍是一个空白。 农民收获季节由于都是用传统的手工劳动，所以强度特别高，特别是玉米的剥皮 ，不但时间长，且占用劳动力多，工作效率又不高，如不及时剥皮，还易使玉米发霉、变质。所以，玉米剥皮机不但具有广泛市场，而且极易推广，又能解决农民的当务之急，使农民在玉米的收获季节不再为玉米剥皮而犯难了。 1.2 国内外发展现状 玉米是五大粮食作物之一。我国玉米种植总面积共 2450万公顷 ,约占全国粮食作物种植面积的 25%;年总产量达 1 27亿吨左右 ,约占全国粮食总产量的 27%。目前我国已形成三大玉米生产区 ,一是北方玉米区 ,包括东北三省、内蒙、河北地区等 ,播种面积约占全国的 40%;二是黄淮平的玉米区 ,包括山 东、河南、江苏等地 ,播种面积约占全国的25%;三是西南丘陵玉米区 ,包括云南、贵州等地区 ,播种面积约占全国的 15%。若按 50%机收率计算 ,全国需要玉米收获机 10万台以上。而现实情况是我国玉米机收率不 到 2%,远远低于小麦 70%和水稻 20%的机收水平。在我国玉米生产过程中 ,耕、耙、播、管已普遍实现了机械化或半机械化作业 ,有较完善的多种型号的机具 ,但机械化收获问题至今尚未解决。发达国家的玉米收获作业早已实现机械化 ,其应用的机具主要是玉米联合收割机或大型谷物联合收割机配玉米专用割台 ,一次性完成收割、摘穗、剥皮、清选 果穗作业。由于我国玉米绝大多数有农户自行种植管理 ,土地管理不集中 ,农户购买能力有限 ,大型联合收割机在相当长的一段时间内还不能大面积推广应用。除少数大型农场部分试用玉米联合收割机收获玉米外 ,全国玉米收获几乎采用人工作业。人工玉米收割作业劳动强度大 ,效率低 ,占用大量工时 ,但其中最突出的问题是玉米果穗收获时水分较大 ,其苞叶吸湿性很强 ,籽粒不能及时通风干燥 ,会很快引起霉烂 ,变质或发芽等nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 现象。由于手工剥皮效率低 ,平均每人每天只能完成一亩地作业 ,且劳动强度大 ,十分辛苦 ,每到收获季节 ,由于果穗不能及时剥皮而造成的损失相当 大。解决玉米果穗剥皮问题已成为提高玉米产品质量、降低损失、解放农村劳动力的关键问题。世界上发达国家早已实现了玉米收获机械化 ,美国从 1936 年开始推广机械化收获玉米以来 ,有九大公司生产 42 种型号的玉米摘穗、剥皮联合收割机。 60 年代大力发展谷物联合收割机酌情玉米割台在田间直接收获玉米粒。因此 ,没有专用玉米剥皮。原苏联从 50 年代开始生产玉米收获机 ,机型以摘穗、剥皮、清选玉米果穗为主。乌克兰的赫尔松收获机厂生产的 KCKY-6 系列玉米联合收割机仅 19881998 年的十年间共销售 1 4 万台。该机一次完成果穗摘取、剥皮 、清选、装车和秸杆粉碎及抛选至拖车作业。近年来该厂还研制了 CN-4型专用玉米剥皮机 ,但没有正式投产。法国和东欧国家 ,也以摘穗剥皮玉米收割机为主。以上各国玉米收割机的剥皮装置大都沿用传统型铸铁螺旋钉齿和花瓣橡胶组成一对使用 ,其结构复杂 ,价格高 ,籽粒破碎率和落粒率均高。只有意大利的种子玉米剥皮机 ,采用了全橡胶花瓣辊。但成对辊子均为花瓣型 ,无螺旋线 ,又无压制 ,剥皮过程中 ,果穗不转动 ,因此苞叶剥净率低 ,落粒率多 ,生产率低。国外玉米剥皮机辊型不符合我国国情 ,我国农户难以接受 ,不适于在我国推广使用。综上所述 ,目前国外多 采用联合收割机具作业收获玉米 ,单独果穗剥皮作业应用不多 ,机具也不理想。我国从 60年代开始研制玉米剥皮装置。 60、 70 年代是仿制阶段 , 80 年代进行了关键部件攻关 , 90年代以后了较大发展。目前玉米剥皮机有两大类型 :一类是在玉米联合收割机上加装玉米剥皮装置 ,另一类是单独的玉米剥皮机。从配套动力看 ,单独的玉米剥皮机 ,有 0 7kW至 2 2kW单相电机、 3kW 三相电机和 8 8kW 小四轮拖拉机 ;配有剥皮装置的玉米联合收割机有 4YZ-4(113kW)、 4W-2 (42kW)和 4YZ-2 (13 2kW)三种机型。 60年 代 ,中国农机院用传统部件研制出我国第一代 6YBS-2型玉米剥皮机。其配套动力为 3kW三相电机 ,剥皮辊为 4 对螺旋钉齿铸铁十花瓣橡胶辊。该机生产率 3t/h,苞叶剥净率 80%,籽粒落粒率 2%,籽粒破碎率 1%。山东淄博农机所在 70 年代研制了 6TPJ-4型玉米剥皮机 ,配套动力为 3kW三相电机。该机采用 4对方形铸体十圆柱橡胶复合辊 ,生产率为 1 5-2t/h,苞叶剥净率 90%,籽粒落粒率 5%,籽穗破碎率 1%。以上两种机型因剥净率低 ,籽粒破碎率高 ,只生产了很小批量 ,没有得到推广 ,早已停止生产。 80 年代为了解决玉米剥皮辊存在 的问题 ,机械工业部下达了玉米剥皮关键部件的研究课题 ,旨在解决苞叶剥净率低 ,籽粒破碎率较高的问题 ,为研制玉米剥皮机提供新的辊型。 80年代 ,开始的农村经济体制改革 ,国内开发研制适合农户使用的中、小型玉米剥皮机。 90年代 ,玉米剥皮机有了较大发展 ,初步形成了系列化。 1.3 微型玉米剥皮机的设计和要求 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 1、玉米穗喂入时，其轴线的方向应与剥皮辊轴线的方向一致。为此，在喂入装置与剥皮辊之间需设置导槽。 2、剥皮辊轴线与水平面得倾角 直接影响玉米穗的下滑速度。在装有压送 器的情况下，常用 =10 12。 3、 剥皮辊表面与压送器顶端间的配置间隙应略小于玉米穗的直径，并可以调节。 4、配套动力主要以电动机为主，也可以与农村广泛使用的小四轮拖拉机配套，主要不同点是与小四轮配套有一个特殊的传动总成。 5、性能指标要求：苞叶剥净率要求达到 95%以上，而在剥皮过程中脱净率 2F且方向相反，因此果穗在剥皮过程中产生转动，可加速剥皮过程，为加速果穗下移速度，剥皮辊还要有一定倾角，倾角小，下滑速度慢，生产率低，倾角大，剥净率低，本机通过部件试验，确定剥皮辊倾角为12 。果穗通过间隙，根据实测果穗直径最大不超过 65，为防止过大的果穗卡滞现象通过 70mm，可使果穗绕自身轴线自由转动，为防止在剥皮过程中产生果穗直立造成脱粒，在剥皮辊上方设有压穗板，压穗板通过间隙为 70mm。 4.4 本章小结 本章详细介绍剥皮部件的选择与确定，并精确计算 了剥皮棍的生产能力。结果符合毕业设计的要求，因为本机是个微型机器，固未对压制器有太大要求，农民在上料的间隙完全可以用其他物品稍微挤压下，即可达到剥皮要求。 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 第 5 章 执行部件及机架设计 5.1 果穗料斗的设计 果穗料斗不但有暂存果穗的能力，而且也能够使果穗沿剥皮辊的轴向方向上进入两辊所形成的槽型中，在配置上与剥皮辊的倾角相同，均与水平面成 12角，在长度上按展开 1000mm设计，因为考虑到玉米进入到剥皮辊时的方向性，所以将出口处的滑板设计成与剥皮辊组数相等的槽型，尽可能保证每次只能通过一穗玉米。 进料斗是送入玉米的装置，由于本机采用两对剥皮辊工作，所以进料斗必须设计成双出口的结构。玉米需自动滑到剥皮辊的方向上进入两辊形成的槽型中进行剥皮，这就要求料斗具有一定得倾斜度，经参考实验数据选倾斜度为 12。为保证玉米滑向剥皮辊时每次只能通过一穗玉米，可将出口设计成与剥皮辊组数相同的槽型（如下图5.1）。同时为保证玉米在剥皮过程中受切向力的挤压导致弹出，在剥皮辊上方增加两个压穗板，以防止果穗弹出。 下料斗是在玉米剥皮结束后，果穗画出的装置，它可以设计成任何方便的形状。 （如下图 5.2）。 图 5.1 出料斗 图 5.2 进料斗 5.2 机架、连接架的设计 机架和连接架均由角钢焊接而成，两种机型结构相同，仅宽度不同。在满足要求的前提下具有一定得抗压能力既可，主要目的是便于组织生产，提高通用程度，因此nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 没有特别要求。 但必须使其要满足经济要求。 5.3 本章小结 本章阐述了果穗进料斗和出料的设计，最初果穗进料斗的设计并不如此，中间是没有两个出口的，但是这样就不能保证玉米是顺着剥皮棍的放置了，通过改进方有以上方案。 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 第 6 章 传动部分设计 6.1 玉米果穗在剥皮辊间的受力分析 如图 6.1 所示：玉米在两辊间由于受到两辊磨擦力1F2F而使玉米可以发生自转，在自转的过程中使苞叶进入两辊互相啮合的凹槽中，使得苞叶被撕开。 图 6.1 受力分析简图 两辊对玉米产生的两个摩擦力aF、bF分别为： fNF bb （ 6.1） fNF aa （ 6.2）所以： s i n c o s s i n c o s 000 c o s c o s s i n s i n 0b b a ab a b aN F F FXY N N F F 公式中各参数具体编定如下： nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 c o s 0 . 9 4 31 9 . 5 9c o s 0 . 5 4 55 6 . 9 49 0 1 3 . 5 91 8 0 2 4 5 2 . 5 31 8 0 1 1 3 . 8 8rrr s i n 0 . 8 6 8s i ns i n 0 . 2 5 7s i nabN Q QN Q Q所以： 0 . 8 6 8 0 . 8 7 0 . 7 6 4 . 5 50 . 2 5 7 0 . 8 7 0 . 2 0 8 1 . 6 9aabbF N f Q Q NF N f Q Q N 由实验可知，撕破苞叶的抓取力1F大约为1 20.05FN同时在自转过程中撕扯力 2 1 2 2 0 . 2 5 0 . 3 5 7 . 0 2F F f 根据实验可知，扯断苞叶所需力3 102FN故 1 2 3 1 2 9 . 0 7F F F F N 此时每个轴所承受的力不仅有 F,而且还要有aF与bF。 每对剥皮辊消耗的功率： 1 . 5 8 5 5N F V k w 因此两对辊消耗的总功率： 2 1 . 5 8 5 5 3 . 1 7 1N k w 总 每对齿轮所需扭矩： 5 5 3 59 5 . 5 1 0 / 9 5 . 5 1 0 1 . 5 8 5 5 1 0 / 3 0 0 0 . 4 6 2 1 0T p n N m m 与皮带轮同轴的齿轮所需扭距为（ d=144mm） 559 5 . 5 1 0 / 3 0 0 1 0 0 0 1 . 8 5 1 0T p N m m 6.2 皮带传动的设计计算及校核 已知：电动机转速 n=1440r/min i=2.4 A 型带 P=3kw 1、 确定计算功率caP: nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 由文献 10 机 械 设 计 表 8-6 可 查 得 工 作 情 况 系 数ak=1.1, 故1 . 1 3 3 . 3c a ap k p k w k w 2、选取窄 V带带型：根据caP、 n电由机械设计 P-152 图 8-9 确定选用 SPA 型带。 3、确定带轮的基准直径： 由文献 10机 械设计 P-145 表 8-3 和 P-153 表 8-7 取主动轮直径1dd 100mm. 根据式 i=2 1 112/ / , 2 . 4 1 0 0 2 4 0 .d d dn n d d i d m m 2d从 动 轮 直 径 d根据 文献 10机械设计 P 153 表 8-7，取2 2 5 0 .dd mm验算带的速度： 1 / 6 0 1 0 0 0 1 0 0 1 4 4 0 / 6 0 1 0 0 0 7 . 5 3 6 / 3 5 /dV d n m s m s 电所以，带的速度合适。 4、确定窄 V带的基准长度和传动中心距： 根据：1 2 1 200 . 7 ( ) 2 ( ) , 4 0 0d d d dd d a d d m m 0初 步 定 中 心 距 a计算带所需的基准长度： 21212d0 0()L 2 ( ) 1 3 6 424 dddddda d d m ma (6.3) 由文献 10机械设计 P-142 表 8-2 选带的基准长度dL 1400mm. 计算实际中心距 a： 0 ( ) / 2 4 0 0 (1 4 0 0 1 3 6 4 ) / 2 4 2 0dda a L L m m 5、验算主动轮上的包角1 211 1 8 0 ( ) / 5 7 . 5 1 8 0 ( 2 5 0 1 0 0 ) / 4 2 0 5 7 . 5 1 5 9 . 4 6 1 2 0ddd d a o o o o o o主动轮上的包角合适。 6、 计算窄 V带的根数 Z: 00()caalPz P P k k （ 6.4） 由11 4 4 0 / m i n , 1 0 0 , 2 . 4dn r d m m i 电，由 文献 10 机械设计查表 8-5c 和 8-5d得 ： 02.610.56kwP kw0P nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 查 文献 10机械设计 P-154 得 0.95ak， P-142 标 8-2 得 0.91L k，所以： 3 . 3 / ( 2 . 6 1 0 . 5 6 ) 0 . 9 5 0 . 9 1 2z 取 Z=2 根 由于此机器在高速、强冲、强振动下工作，为了使皮带能够安全工作，而且有时可能会有玉米卡入两对剥皮辊中，所以取 Z=2。 7、 计算预紧力 F0: 202 . 55 0 0 1caaPF q vz v k （ 6.5） 由文献 10 机械设计 23 . 3 2 . 57 0 . 0 7 / , 5 0 0 ( 1 ) 0 . 0 7 7 . 5 3 2 2 5 . 2 52 0 . 9 5q k g m N N 0查 表 得 ： 故 F 8、计算作用在轴上的压轴力pF： 012 s i n / 2 2 2 s i n 1 5 9 . 7 1 / 2 3 0 1 . 9 3pF z F a N N o9、带轮结构设计 a) 带轮的材料选为铸铁选 HT250 b) 结构选择：大小带轮都选用腹板式的带轮。 c) 结构尺寸见零件图 10、皮带采用自动张紧或定期张紧。 6.3 齿轮的设计 1、对于 d=67.5mm 的齿轮模数的选取 由式 : 13 212 F a S ad FYYKTm z（ 6.6） 5T 0 . 4 6 2 1 0 N1 . 30 . 42 . 31 . 10 . 9 6 8 04 3 7 . 1 41 . 4tdFaSaFNFmmKYYKM p aS 式 中 ： nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 由上式对齿数进行试选：选取 Z=13 则： 251 332212 2 1 . 3 0 . 4 6 2 . 3 1 . 1 1 00 . 4 1 3 4 3 7 . 1 4F a S ad FYYKTmz 所以 m 4.7mm m 圆整取 m=5 几何尺寸：因为分度圆直径 d=67.5mm,模数 m=5 所以可知此齿为一变位齿轮 Z=13 12*a1 2 11 3 = 6 7 . 5 m m m = 5h = 1 c = 0 . 2 5 = 2 0d = d = m z = 6 5 m mzzoa未变位中心距： 1211a = ( d d ) = ( 6 5 6 5 ) = 6 5 m m22中心距变位系数： z12aay = = 0 . 5ma a 2 2Y = = y = 0 . 5 = 0 . 0 3 8 4 6m z z 2 6 分度圆压力角： =20 o 啮合角 : a 6 5c o s = c o s = c o s 2 0 = 0 . 9 6 3 c o s 2 0 = 0 . 9 0 4 9a 6 7 . 5= 2 5 . 1 8 6ooo总变位系数： 12zz 2 6 2 6X = ( i n v i n v ) = ( i n v 2 5 . 1 8 6 i n v 2 0 ) = ( 0 . 0 3 0 9 3 5 0 . 0 1 4 9 0 4 ) = 1 . 1 4 6 62 t g 2 t g 2 0 2 t g 2 0 oooo根据齿数比 u=1 按线图分配变位系数得 : 12x =x =0.57齿高变动系数： y = x y = 0 . 9 0 4 9 - 0 . 5 = 0 . 4 0 4 9齿顶圆直径： *m a 1d = d 2 m ( h x g ) = 7 8 m m nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 12121aa*f 1 a 1ffd = d = 7 8 m md = d 2 m ( h c - x ) = 5 5 m md = d = 5 5 m m 2、对于 d=67.5mm 的齿轮分别进行校核 a.选定齿轮类型、精度、材料入齿数 （ 1）按传动方案，选用直齿轮传动。 （ 2）剥皮机为一般工作，速度不高，故选用 7级精度传动（ GB10095-8） （ 3）材料选择。由文献 10机械设计 P-189 表 10-1 考虑此齿轮振动冲击较大选大小齿轮材料为 40Cr(调质 )硬度为 240HBS，表面淬火，齿形变形不大，不需磨削。 （ 4）选齿数21z =z =13b.按接触强度设计和校核： 根据式： 2t1 EtdHkT zu1d 2 . 3 2 m mu （ 6.7） （ 1）确定公式内的各计算数值 载荷系数：tk =1.3 计算每个齿轮传达室递扭距： 551T = 9 5 . 5 1 0 P / N = 0 . 4 6 2 1 0 N m m 由文献 10机械设计 P-201表 10-7选取齿轮宽系数 ：d 0.5 由 文献 10机械设计 P-198 表 10-6 可查得材料的弹性影响系数：121 8 9 .8 p aEzM 由文献 10机械设计 P-207图 10-21按齿面硬度中间值 52HRC查得齿轮接触疲劳极限 : H l i m 1 l i m 2= = 1 1 7 0 M p a 由文献 10机械设计 P-207图 10-19查得疲劳寿命系数：1HNk =0.88 计算应力循环次数： 91 1 hN = 6 0 n j L = 6 0 9 6 0 1 ( 2 8 3 0 0 1 5 ) = 4 . 1 4 7 1 0 计算接触疲劳许用应力 取失效概率 1%，安全系数 S=1 111 H N H l i mH = k / s = 1 0 3 0 M p a （ 2）计算 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 试计算小齿轮分度圆直径1td，代入 H中较小的值 2 25t1 E 331tdHkT Zu 1 1 . 3 0 . 4 6 2 1 0 1 1 1 8 9 . 8d 2 . 3 2 = 2 . 3 2 = 6 1 . 3 6 m mu 0 . 4 1 1 0 3 0 计算圆周速度 V： 1tdn 6 7 . 5 3 3 3 . 3V = = = 1 . 1 8 m / s6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 计算尺宽 b : b=d 1 td = 0 . 5 6 1 . 3 6 = 3 0 . 6 8 m m 计算齿宽与齿高之比 b/h 模数 t 1 t 1m = d / z = 6 1 . 3 6 / 1 3 = 4 . 7 2 m m齿高th = 2 . 2 5 m = 2 . 2 5 4 . 7 2 = 1 0 . 6 2 b / h = 3 0 . 6 8 / 1 0 . 6 2 = 2 . 8 9 计算载荷系数 由文献 10机械设计 P-192图 10-8 查得系数：vk =1.12 直尺轮Atk F / b 1 0 0 N m m由文献 10机械设计 P-193表 10-3 查得 H a Fak =k =1.1由文献 10机械设计 P-190表 10-2 查得使用系数Ak =1由文献 10机械设计 P-194表 10-4 查得Hk =1.43由文献 10机械设计 P-195图 10-13 查得Fk =1.37A V Hk = k k k k = 1 1 . 1 2 1 . 1 1 . 4 3 = 1 . 7 2 按实际载荷系数校正所算得分度圆直径： 331 1 t td = d k / k = 6 1 . 3 6 1 . 7 2 / 1 . 3 = 6 7 . 5 m m 计算模数 11d 6 7 . 5m = = = 5 . 1 9 m m 5z 1 3 m m m取 整 c.按齿根弯曲疲劳强度设计： 弯曲强度的设计 公式为： 13 212 F a s adFYYkTmz （ 6.8） nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 （ 1）确定公式内的各计算数值 由文献 10机械设计 P-204 图 10-20c 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限450FE M pa 弯曲疲劳寿命系数 2.3FaY 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安合系数 S=1.4 0 . 9 6 8 0 4 3 7 . 1 41 . 4FNF k M p aS 计算载荷系数 1 1 . 1 2 1 . 1 2 . 3 2 . 8 3A V F a Fk k k k k 查取应校正系数 51 . 10 . 4 6 2 1 0 0 . 413saaYT N m mz （ 2）设计计算 13212 F a s adFYYkTmz =4.7 对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，面齿面接触疲劳强度所决定承载能力，仅与齿轮直径 有关，可取由弯曲强度算得模数 4。 7，就近圆整 m=5mm,算得分度圆直径。 3、对于 d=90mm 齿轮的计算及校核 a.定齿轮类型、精度 等级、材料及齿数： （ 1）按传动方案选用直齿轮传动。 （ 2）考虑齿轮较大，故大小齿轮都选用硬齿面。由机械设计 P-189 表 10-1选得大小齿轮材料均为 40Cr(调质 )，并经调质表面淬火烧火燎为，齿面硬度 240HBS。 （ 3）选取精度等级，因采用表面淬火烧火燎，轮齿变形不大，不需磨削，故初选7 级精度。 （ 4）选齿数121 8, 1 8zzb.按齿面接触强度设计： 由设计计算公式进行计算：即 : nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 21311t EtdHkT Zudu （ 6.9） （ 1） 确定公式内的各计算数值 1 试选取载荷系数： 1.3tk 2 计算齿轮的扭矩： 5 5 51 1 19 5 . 5 1 0 / 9 5 . 5 1 0 0 . 1 6 1 / 3 3 3 0 . 9 2 4 1 0T P n N m m 3 由文献 10机械设计 P-201表 10-7选取齿宽系数： 0.4d 4 由文献 10机械设计 P-198表 10-6查得材料弹性系数 121 8 9 .8Ez M p a5 由文献 10机械设计 P-207 图 10-21d 按齿面硬度中间值 52HRC，查得齿轮按触疲劳强度极限l i m 1 l i m 2 1170HN M p a6 计算应力循环次数： 9116 0 6 0 9 6 0 1 ( 2 8 3 0 0 1 5 ) 4 . 1 4 7 1 0hN n j L 7 由文献 10机械设计 P-203 图 10-19 查得接触疲劳寿命系数：120 . 9 0H N H Nkk8 计算接触疲劳许用应力：取失效概率 1%，安全系数 S 1 112 l i m 1 1030HNHH k M p as （ 2） 计算： 计算齿轮分度圆直径1td，代入 H中较小的值 2 251 3311 1 . 3 0 . 9 2 4 1 0 1 1 1 8 9 . 82 . 3 2 2 . 3 2 8 4 . 1 1 20 . 4 1 1 0 3 0t EtdHkT zud m mu 计算圆周速度 V： 11 8 4 . 1 1 2 3 3 3 . 3 1 . 4 7 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnV m s 计算齿宽 b： 1 0 . 4 8 4 . 1 1 2 3 3 . 6 4dtb d m m 计算齿宽与齿高之比 模数1 1 1/ 8 4 . 1 1 2 / 1 8 4 . 6 7ttm d z m m 齿高 2 . 2 5 2 . 2 5 4 . 6 7 1 0 . 5 1th m m m / 3 3 . 6 4 / 1 0 . 5 1 9 . 2 3bh 计算载荷系数：根据 V 3.44m/s， 7级精度 由文献 10机械设计 P-192表 10-8查得 动载系数 1.12vk 直齿轮 ，假设 / 1 0 0 /Atk F b N m mnts黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 由文献 10机械设计 P-193表 10-3查得 1 .1HFkk由文献 10机械设计 P-193表 10-3查得 1.37Hk 由文献 10机械设计 P-190表 10-2查得使用系数 1Ak 所以 1 1 . 1 2 1 . 1 1 . 4 3 1 . 7 2A v Hk k k k k 按实际载荷系数校正所行分度圆直径： 3311 / 8 4 . 1 1 2 1 . 7 2 / 1 . 3 9 0ttd d k k 计算模数： m=d/z=90/18=5 c.按齿根弯曲疲劳强度设计： 弯曲强度的设计公式为： 13 2 F a S adFYYkTm （ 6.1
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