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玉米脱粒机动力系统的设计（太原）,玉米,脱粒,机动力,系统,设计,太原
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毕业设计玉米脱粒机动力系统的设计125011328段恩怡机械工程系学生姓名： 学号： 系 部： 韩海军机械设计制造及其自动化专 业： 指导教师： 二零一四年 六 月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 玉米脱粒机动力系统的设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 125011328 学生： 段恩怡 指导教师（含职称）： 韩海军（高工）专业负责人： 赵跃文 1设计的主要任务及目标玉米脱粒机动力系统的设计任务要求:（一）玉米脱粒机的总体设计方案（二）各个零件的设计2设计的基本要求和内容1. 完成玉米脱粒机装配示意图。2. 完成一份设计计算说明书。3主要参考文献1张成堂 商立今.脱粒机.中国农业机械出版社出版，19852蔡春源.新编机械设计手册.辽宁科学技术出版社出版，1993.43刘长荣，郑玉才.机械设计基础上下册M.北京：中国农业科技出版社，2002,2.84进度安排设计各阶段名称时间安排1选题、开题报告2014年3月3日2014年3月23日2搜材料、写大纲、定初稿2014年3月24日2014年5月1日3定稿、老师审阅、修改、中期检查2014年5月1日2014年6月1日4完成设计说明书、答辩2014年6月1日2014年6月20日玉米脱粒机动力系统的设计摘要：本设计基于各种脱粒机的结构，主要研究玉米脱粒机的动力系统的结构、工作原理，并在此依据基础上完成零部件的设计，并依据相关机械设计软件来完成零部件的设计。本着从经济性和实用性的角度出发，针对农业发展的需要设计出一种结构简单，工作效率高的玉米脱粒机。首先应该根据玉米盘的自身形状来展开初步设计，从而展开总体方案的传动设计。研究的主要内容基本包括玉米脱粒机动力系统的结构、电动机的选择、带轮的结构设计。一般机械设计方法，通常多从总体方案开始，在总体方案中又首先从机构的分析开始，确定方案后再进行必要的设计计算和结构设计，最后以完成的设备图纸和设计计算书作为整个设计计算的成果。为了减轻农民的劳动强度，提高农业作业的机械化程度，填补农业机械的一项空白，针对玉米盘本身特征进行设计，在脱粒时钉齿滚筒高速旋转，使玉米在机箱壁和罗底之间不断被钉齿打击，而这个作用又使玉米棒之间不断互相碰撞，以达到籽盘分离，然后净粒，完成脱粒。关键词：玉米脱粒机，钉齿滚筒，传动系统，带轮Design of corn threshing power systemAbstract：This design based on various kinds of threshing structure, the main research corn of transmission system of separating thrasher structure, working principle, and on this basis to complete parts design based on, and according to the relevant mechanical design software to complete parts design. In line with from the point of view of economy and practicability, according to the needs of the development of agriculture designed a kind of simple structure, high efficiency of the corn threshers. First should according to their own shape of corn dish on the preliminary design, and operate the overall scheme of the transmission design. The main contents include corn threshing institutions, basic motor selection, with the structure design of the wheel. General mechanical design method, usually from the overall scheme started, the overall scheme and the analysis of the first from the agency began, determine the scheme more necessary design calculation and structure design, and finally to complete equipment drawings and design calculations as the whole design calculation results. In order to reduce the farmer labor intensity, improve agricultural mechanization of homework, fill a gap of agricultural machinery, aiming at the characteristics of the corn disk itself design, when the threshing nail tooth roller high-speed, make the corn in case wall constantly was nailed tooth between blow, but the effect and the cob collision between that constantly, in order to achieve the seed dish separate, then net grain, complete the threshing.Key words： Corn separating thrasher,Nail tooth roller, The transmission system,Belt round 目 录1绪论11.1研究内容的现状11.2选题意义11.3研究内容12玉米脱粒机总体设计方案玉米脱粒机的装配示意图22.1设计任务分析22.1.1总功能确定32.2功能分析32.2.1功能分析33电动机的选择33.1电动机的转速33.2确定电机工作效率53.3确定电机的型号54传动带和带轮的设计64.1带轮材料的选择64.2带轮的结构设计64.2.1主动轮的结构设计64.2.2从动带轮的设计74.3传动带的设计85轴的设计115.1轴材料的选择115.2轴结构的基本要求115.3根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度125.4初步选择输出轴系125.5确定输出轴上的圆角半径值135.6按弯扭合成条件校核轴的强度135.6.1作轴的简图135.6.2求输出轴上的所受作用力的大小135.6.3钉齿条上的合力14I 5.6.4轴上水平面内所受支反力145.6.5轴在垂直面内所受的支反力145.6.6作弯矩图155.6.7作弯矩图165.6.8作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图）165.7校核轴的强度165.8轴承座的设计176钉齿滚筒的设计186.1钉齿条的总体结构设计186.2钉齿条及钉齿的设计186.2.1钉齿的设计196.3圆盘的设计197玉米脱粒机的安全操作207.1超速运转,机械“爆炸”207.2禁止过疲劳或酒后操作208玉米脱粒机的维护228.1玉米脱粒机的技术保养228.2玉米脱粒机的保管22结 论23参考文献24致 谢25II 太原工业学院毕业设计1绪论1.1研究内容的现状随着社会的进步，生活中的每一个角落都有机械的参与4。农业是我国基础经济、是国家发展的根本，机械化的普及，不仅是农业加强了农业化生产，同时也减轻了农民的劳动强度。根据不完全统计，我国北方地区种植小麦、玉米等农作物约占我国农业经济的45%以上，同年出口量北方地区占全国大20%左右。如今我国北方大部分地区从种到收到入仓，实现了机械化作业，更值得庆幸的是，每种机械的开发和利用都有相当可观的市场，科技的创新更好的开国了市场。这里仅对一种玉米脱粒机的课题研究，玉米脱粒机是玉米脱皮后，经过一段时间的风干，然后将玉米利用玉米脱粒机使玉米和玉米芯分开，这种机械就是玉米脱粒机。它的工作原理是：玉米脱粒机在脱粒时，利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与罗底之间的间隙配合，使玉米粒脱下。1.2选题意义随着社会经济的不断发展，在农村，人们的生活水平得到了很大的提高，生活中的常用农业机具也都向机械化，自动化发展，玉米脱粒机就是其中一个很典型的实例，随着人们的玉米产量的不断增加，玉米脱粒就成为了一个摆在人们面前的一个问题，人工脱粒太慢，费时间，而且需要的人很多，很不方便，玉米脱粒机的出现，解决了一起问题，需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高，3到4个人一上午就能完成4万斤玉米的脱粒。所以玉米脱粒机是农家不可缺少的必备农机。1.3研究内容对玉米脱粒机进行设计，确定总体布局及结构方案。对传动系统，机身结构，零件图绘制等。2玉米脱粒机总体设计方案玉米脱粒机的装配示意图图2.1玉米脱粒机的装配示意图（1）：机体上盖 （7）：钉齿滚筒 （12）：连动带轮（2）：风扇上盖 （8）：排芯手臂 （13）： 主动轮（3）：支架 （9）：除尘风扇 （14）：电动机（4）：主轴 （10）：筛子 （15）： 皮带 （5）：轴承 （11）： 从动带轮 （16）： 箩底（6）：除尘口 （17）： 机体下盖2.1设计任务分析本玉米脱粒机主要功能对玉米进行脱粒，对玉米粒的大小进行筛选，辅助功能为对刚脱粒下来的玉米粒进行除尘。根据脱粒的需求，对于玉米的筛选分为三个筛网，玉米粒进入第一个筛网，经过第一个筛网中直径为4cm的圆孔后，与玉米芯分开进入第二个筛网，第二个筛网圆孔为6mm。进入第三个筛网，第三个筛网圆孔为3mm，再从第三个筛网的侧边输出到机体外。表2.1 玉米脱粒机设计分析1总功能玉米脱粒及筛分2动力220v3玉米棒的参数任何玉米棒皆可4脱粒方式钉齿滚筒5筛选方式平面摇晃筛选6辅助功能吹出玉米粒中的粉尘7工作状态在10m2以上都可2.1.1总功能确定本机的总功能是对玉米的脱粒以及筛分。2.2功能分析本机器的总功能为玉米的脱粒以及筛分，总功能由供料、脱粒、除尘、筛分功能实现。2.2.1功能分析本机器主要功能是为玉米的脱粒以及筛分，工作过程为电动机输出轴将动力输出，经过带传动给钉齿滚筒将玉米脱粒，然后进入筛选专职，在经过从动轮带动传动杆，带动筛选装置，使杂质在玉米粒中分离。玉米填装：人工填装脱粒装置：利用钉齿滚筒是玉米粒和玉米芯分离。除尘装置：通过风扇将玉米粒上面的粉尘吹除。筛分装置：通过三个筛子将玉米粒进行筛选。玉米粒与玉米芯输出：玉米粒通过自身重力输出，玉米芯通过钉齿滚筒推送到机体外。3电动机的选择3.1电动机的转速主轴的转速在 750850，按机械设计指导书中表一所推荐的传动比合理取值范围，取V带的传动比24，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，故电动机转速范围可选为：。 （式3.1）符合这一范围的同步电动机转速的有720，1440，2900，根据容量和相关转速，由机械设计通用手册查出三种适宜的电动机型号，因此有三种不同的传动比方案，如表3.1：表3.1 电动机的型号和技术参数及传动比 方案电动机型号额定功率电动机转速基本参数P/kW同步转速满载转速效率（%）电动机重量（KG）功率因数1Y160M2-85.5750720851190.742Y132S2-45.51500144085.5680.843Y132S1-25.53000290085.5640.88综台考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动的传动比，可知方案3比较适合。因此选定电动机型号为Y132S1-2。所选电动机的额定功率5.5kw，满载转速=2900rmin，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。如表3.2：表3.2 其主要参数型 号 额定功率 KW 满 载 时 额 定 电 流额 定 转 矩最 大 转 矩转速rmin 电流（380V）效 率 % 功率因数Y132S2-45.514401185.50.8472.02.2表3.3 电动机尺寸列表 单位中心高 H 外形尺寸底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 轴伸尺寸 装键部位尺寸 电动机的输出轴尺寸 132脱粒机最大功率的确定根据公式：P=Tn/9550 （KW） （式3.2）可以算出轴的计算功率Pa。其中 T为轴的工作转矩；n为工作轴的转速。根据资料结合实际可以知钉齿滚筒的搓动力的大小F500N,大概估计 F=600N，可以确定工作轴的计算转矩 Ta 。根据资料估计钉齿滚筒轮的转速为700 r/min 根据公式 Ta=FD 其中D 为切削力作用点到轴的距离，Dmax=0.125m。 故可以得到最大转矩Tmax=F Dmax=6000.125=75（Nm）。 （式3.3） 最大功率：Pamax=Tn/9550=（75700）/9550=5.49738225.5 （KW）。 （式3.4）根据工作负载的大小和性质、速度以及工作环境来选择电动机的类型、结构型式、功率转速，确定电动机的型号。根据玉米脱粒机结构特点，传动装置的体积、重量小；所以速度不要太高。因此确定电动机转速时要综合考虑，分析电动机及传动装置的性能，尺寸、重量和价格因素。通常选用同步电动机。3.2确定电机工作效率电机所需功率按式 ：Pd = Pw/a （KW）、 Pw = FV/1000 （KW） 所以 Pd= FV/1000a （KW）由电动机至带轮的传动总效率为：按设计要求可以知道从电动机到工作轴的传动总效率a=123 其中1为带的传动效率、2为轴承的传动效率、3为带的传动效率。 根据机械设计手册查出1=0.96，2=0.98，3=0.98。所以可知a=123=0.960.980.98= 0.85。通常情况下带传动的带速V12-15m/s 符合带传动的实际工作要求。根据资料选择带轮的转速为3 m/s；选用带轮2与带轮3之间所需的搓动力为420N 、带轮传动的转速为 200 r /minPd= FV/1000a =（4203）/（10000.85）=1.48235291.5 （KW）根据推荐传动比的合理范围，取V带传动的传动比 i1=2-4；带轮传动的传动比i2=3-4；则总传动比合理范围为 ia= 616，故电动机转速的可选范围为 nd= ian=（6-16）200 =12003200 r /min符合这一范围的同步转速有 1400、1500 r /min，根据容量和转速，由机械设计手册查出适用的电动机型号，因此选定电动机型号为 Y90L-4。3.3确定电机的型号初步确定采用Y系列电动机采用Y90L-4型号的电动机。额定功率Ped=1.5KW、同步转速1500、满载时（满载转速1400、电流3.65A、效率79%、功率因数0.79）堵转电流/额定电流=6.5A、堵转转矩/额定转矩=2.2、最大转矩/额定转矩=2.2、转动惯量=0.0027Kg.m、噪声67 db（A）、电动机重量27kg、总传动比12。4传动带和带轮的设计4.1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。4.2带轮的结构设计根据玉米脱粒机的具体传动要求，可选取电动机和主轴之间用V带和带轮的传动方式传动，因为在脱粒机的工作过程中，传动件V带是一个挠性件，它赋有弹性，能缓和冲击，吸收震动，因而使玉米脱粒机工作平稳，噪音小等优点。虽然在传动过程中V带与带轮之间存在着一些摩擦，导致两者的相对滑动，使传动比不精确但不会影响玉米脱粒机的传动，因为玉米脱粒机不需要精确的传动比，只要传动比比较准确就可以满足要求，而且V带的弹性滑动对脱粒机的一些重要部件是一种过载保护，不会造成机体部件的严重损坏，还有V带及带轮的结构简单、制造成本底、容易维修和保养、便于安装，所以，在电动机与玉米脱粒机之间选用V带与带轮的传动配合是很合理的。选择V带和带轮因当从它的传动参数入手，来确定V带的型号、长度和根数，再来确定导轮的材料、结构和尺寸（轮宽、直径、槽数及槽的尺寸等），传动中心距（安装尺寸），带轮作用在轴的压力（为设计轴承作好准备）。4.2.1主动轮的结构设计带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径，选择带轮的结构形式，根据带的型号来确定带轮轮槽的尺寸，设计如下：主动带轮的结构选择 因为根据主动带轮的基准直径尺寸，而与主动带配合的电动机轴的直径是，因此根据经验公式 （式4.1）所以主动带轮采用腹板式。带轮参数的选择： 通过查机械设计基础一书，可以确定主动带轮的结构参数，结构参数如下表，其他的相关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得。表4.1带轮的结构参数 单位（mm）带的型号mftsB1652014147.53817.4主动带轮的厚度可以由计算公式： (式4.2) 即 ： 主动带轮的结构如图4.1：图4.1主动带轮的结构4.2.2从动带轮的设计从动带轮的结果选择 因为根据主动带轮的基准直径和传动比来确定，即 ，所以从动带轮同样采用腹板式。从动带轮的参数选择：通过查机械设计基础一书，可查得带轮的结构参数间表，其他一些相关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得。表4.2带轮的结构参数 单位（mm）带的型号mftsB1652014147.53817.5从动带轮的厚度可以由计算公式： 求得 即 ： 从动带轮的结构如图4.2：图4.2从动带轮的结构4.3传动带的设计根据机械设计P97计算方法计算：（1）确定计算功率 (式4.3)其中：工作情况系数电动机的功率查机械设计基础一书中的表147 可知：=1.0（2） 选择V带的型号根据计算得知的功率和电动机上带轮（小带轮）的转速（与电动机一样的速度），查机械设计基础一书图1412，可以选择V带的型号为B型。（3）确定带轮的基准直径初选主动带轮的基准直径：根据机械设计基础一书，可选择V带的型号参考表142，选取。计算V带的速度V： (式4.4)V带在0的范围内，速度V符合要求。电动机与主轴传动比的计算 (式4.5)计算从动轮的直径 (式4.6)（4） 确定传动中心距和带长取 (式4.7)即：得：取： 带长 (式4.8)即： 按机械设计基础一书中查表145，选择想近的基本长度和 相对应的公称长度（内周长）可查得：， 。实际的中心距可按下列公式求得： (式4.9) 也可用经验公式： (式4.10) 求得 ： （5） 验算主动轮上的包角 (式4.11)即：求得 ： 满足V带传动的包角要求。(6) 确定V带的根数：V带的根数由下列公式确定： (式4.12)其中 ： 单根普通V带的许用功率值 考虑包角不同大的影响系数，简称包角系数 考虑的材质情况系数，简称材质系数，对于棉帘布和棉线绳结构的胶带，取 ，对于化学线绳结构的胶带，取 。 计入传动比的影响时，单根普通V带所能传递的功率的增量，其计算公式如下： （式4.13） 式中：单根普通V带所能传递的转矩修正值 ，从机械设计基础可以查表1410主动轮的转速查得： n1 1440则： 查表取值： 由 查得： 所以： (式4.14)即： 取 根（7） 确定带的初拉力 单根V带适当的初拉力 由下列公式求得 (式4.15)其中：传动带单位长度的质量，即： (式4.16)（9）求V带传动作用在轴上的压力 为了设计安装带轮轴和轴承，比需确定V带作用在轴上的压力，它等于V带两边的初拉力之和，忽略V带两边的拉力差，则值可以近似由下式算出：即： (式4.17) 求得； 5轴的设计5.1轴材料的选择轴的材料主要采用碳钢和合金钢，也可采用球墨铸铁。碳钢有足够的强度，对应力集中不太敏感，便于进行机械加工和热处理，价格低廉，应用广泛。一般机器的轴，可用30、40、50等牌号的优质中碳钢，其中最常用的为45号钢。为了改善机械性能，应进行正火或调制处理。对于轻载或不重要的轴，一般不需要进行热处理，可采用A3、A4、A5等普通碳素钢。合金钢的机械性能（强度、耐磨性、硬度）更高，多用于制造高速重载及受力大而又要求尺寸小、重量轻的轴3。对于在高温、低温、或由腐蚀介质条件下工作的轴，则更宜用合金钢来制造。轴的材料应根据轴的工作状况、重要性和结构复杂程度、生产批量、材料供应情况、加工可能性以及经济性等因素，综合考虑、合理选取。5.2轴结构的基本要求传动轴是玉米脱粒机的主要设计部件之一，他在玉米脱粒机正常工作过程中，承担主要转矩、扭矩、弯矩和支撑传动轴上的回转零件，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。设计轴的基本要求是保证轴具有：1.足够的强度和刚度。即所要求设计的轴具有足够的承载能力，以保证轴在预期寿命内能正常的工作。2.合理的结构。即要求所设计的轴便于加工，疲劳强度高，轴上的零件便于拆装，并且相对于轴有可靠的固定方式3。轴的结构设计应满足的要求：1）轴及轴上的零件要有确定的工作位置；2）轴上零件应便于拆装和调整；3）轴具有良好的制造及装配工艺性；4）有利于提高轴的强度、刚度，有利于节约材料和减轻重量。表5.1轴的材料及其机械性能材料牌号热处理毛坯直径（mm）硬度（HBS）拉伸强度极限B拉伸屈服极限s弯曲疲劳极限-1剪切疲劳极限-1备注45号钢调制200217-255（MPa）应用最为广泛650360300155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： (式5.1)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： (式5.2)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。5.3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，轴段右端需要制出一个轴肩，故取段的轴直径 ，输出轴的径向定位由普通平键来完成。选用键的型号为普通平键为。键的型号可以通过查机械设计基础一书取得。5.4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406，它的结构尺寸为，故取段与段的直径相等，即。考虑到机体的制造误差等原因造成的安装错位或是借口不齐等，滚动轴承应在机体内有一段移动的位移，查机械设计手册可等位移量。取安装钉齿的轴段的直径为，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H7/K6，其上在距离处，焊接钉齿滚筒，已知钉齿滚筒长为。轴的基本结构如图5.1：图5.1轴的结构5.5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。5.6按弯扭合成条件校核轴的强度5.6.1作轴的简图5.6.2求输出轴上的所受作用力的大小根据公式： (式5.3)其中：电动机的额定功率 主轴的转速 即：5.6.3钉齿条上的合力根据公式： (式5.4)其中 ：输出轴的轴心到钉齿定的距离即 ：根据公式： (式5.5)其中：80%径向力占圆周力的百分数 （根据脱粒机查得）即 ：根据公式： (式5.6)由于玉米脱粒机的主轴轴向不受力。 则取 （根据脱粒机查得）圆周力 径向力 轴向力 的方向如图所示（b）5.6.4轴上水平面内所受支反力 根据公式： (式5.7)其中：是输出轴上段的中心线到段距左端三分之一处的距离 是输出轴上段距左端三分之一处到右端段中心线之间的距离 即 ：根据公式： (式5.8)即 ： 5.6.5轴在垂直面内所受的支反力根据公式： (式5.9)其中 ：钉齿的顶端到主轴轴心的距离 即 ： 根据公式 ： (式5.10)即 ： 5.6.6作弯矩图 在水平面内，轴上、三点的弯矩为 ：根据公式 ： (式5.11)即： 作水平面内弯矩图如图1（b）所示在垂直面内，轴上、三点的弯矩为 ：根据公式 ： (式5.12)即 ： 根据公式 ： (式5.13)即 ：作垂直面内弯矩图如图 1 （c）所示合成的弯矩为 ： （式5.14） （式5.15） 作轴的合成弯矩图如图 1 （d）所示。5.6.7作弯矩图根据公式 （式5.16）即 ： 其中 ： 电动机的额定功率 主轴转速作轴的弯矩图 1 （e）所示5.6.8作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图）B 点： （式5.17）C点左侧：（式5.18） D点右侧 ： （式5.19）作轴的当量弯矩图 1 （f）所示。5.7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。根据机械设计P217计算方法计算：公式 ： （式5.20）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。 （式5.21）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图5.2轴的弯扭图5.8轴承座的设计轴承是支撑主轴的直接部件，此轴承的选择也是根据了轴的动力、载荷、弯曲应力、扭转应力等，确定了滚动轴承来支撑主轴，而且轴承是个标准件，它有一定的规格尺寸的，每一个类型的轴承都有不同的特征和用途。此玉米脱粒机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，比较靠前，它的规格尺寸为 它安装在机架的两个纵向的、厚度是的角铁上，用两个公称直径为螺栓固定，轴承座的基本结构尺寸如图5.3所示： 图5.3 轴承座6钉齿滚筒的设计钉齿条是玉米脱粒机的主要脱离部件，它的设计关系到玉米脱粒机的质量的好坏，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，它的功能是采用脱离滚筒上的四条钉齿，均匀快速的转动，工作时将玉米填人脱粒机中，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脱粒（将玉米进行强行脱粒）。玉米在经过四条钉齿条的快速旋转下脱粒，四条钉齿条上的钉齿承螺旋排列，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，每一条钉齿条上的钉齿同样在进行脱粒，以便达到有较高的脱粒率。玉米脱粒机的主要功能是脱粒，而钉齿条在工作中起到了重要作用，因此，钉齿条的设计是脱粒机的设计的主要部件。6.1钉齿条的总体结构设计 从钉齿条的功用及其工作要求可以判断出钉齿的工作强度很大,玉米脱粒机的钉齿滚筒上安装有四条钉齿条，相互之间相差，而且每条钉齿条上安装钉齿的个数范围在711个钉齿，每一个钉齿的 ，四条钉齿条均匀安装在钉齿滚筒上，钉齿在钉齿条上均匀的承螺旋排列方式安装，两相邻的钉齿条之间的钉齿横向距离为，且承两条螺旋均匀排列，在钉齿条的两端分别用一个厚度是，直径是的圆盘和的圆盘固定，在钉齿中间也有个圆盘支持，直径是，在三个圆盘上均匀开有螺孔，四个螺孔均匀承分布，然后将四条钉齿条由螺母固定住钉齿。这样结构更加坚固、稳定、可靠、方便维修。圆盘将钉齿条固定，但由于钉齿条过长（即），因此，在主轴的三分之一处和三分之二处，采用直径是的铁柱使钉齿条与主轴相连，它们的连接方式采用焊接式，这样可以增加钉齿条的刚度，以便钉齿条受到更大的强度时不宜损坏，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。6.2钉齿条及钉齿的设计钉齿条的功用是固定钉齿的相对位置，使钉齿在正常工作过程中能够持续的正常工作，钉齿所受的脱粒力直接传递到钉齿条上，钉齿条所承受着钉齿的切向力，所以钉齿条应该采用足够强度和刚度的材料制成，根据查材料选为45钢，宗上所述，设计的钉齿条的长宽高 为，其上分布着钉齿，每个钉齿条上均匀分布着11个钉齿，每个钉齿均焊接在钉齿条上，使工作时不宜让钉齿和钉齿条脱落。6.2.1钉齿的设计 钉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，为了使钉齿在钉齿条上的相对固定，将钉齿上方作为圆头状。钉齿总数据为：直径，长为，。 6.3圆盘的设计 圆盘是将钉齿条与主轴固定的主要部件，它不仅起连接作用，而且还可以承担钉齿和钉齿条传递的力矩和弯曲及扭转强度，它位与钉齿条的两端和中间部位，且采用螺丝式连接，同时与主轴也要相对固定，采用焊接的连接方式，因此，圆盘的设计也是钉齿滚筒强度高低的要部件。查资料得圆盘的材料采用刚度和强度较好多45钢制成，其直径，其上均匀分布着四个螺孔，目的是为了固定安装钉齿条，其位置在圆盘上固定，其圆盘中心应装套在主轴的直径上（），因此，圆盘的中心应设定为的孔，以便安装在轴上，圆盘的厚度选为，其上的螺孔孔高为50mm，同样也是为了安装其上的钉齿条。结构设计如图5.4所示：图5.4 圆盘结构设计图7玉米脱粒机的安全操作玉米脱粒机是解决玉米脱粒的问题,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,引起操作者的注意3.7.1超速运转,机械“爆炸”玉米脱粒机的主要工作部件,如钉齿滚筒、轴等,这些零部件所能承受的里是有一定的限度的,当钉齿滚筒高速旋转是,便会产生很大的离心力,如果钉齿滚筒的转速超过一定的范围,和滚动轴承的老化及电动机的功率较高时,就有可能使运动的主轴和主轴上的钉齿滚筒与机体相分离,或和玉米脱粒机的上盖相撞,或和栅格式凹板相撞,可以产生很大的冲击力,这种急速的冲击会造成玉米脱粒机的爆炸,会危害到工作人员的身体安全,为了避免这种事故的发生,应当急时的更换机械重要部位零件,定时拧紧紧固螺栓,一提高工作安全系数.7.2禁止过疲劳或酒后操作 玉米脱粒机的动力很大,虽然用机架和上盖将钉齿滚筒及主轴罩住,加在机体之间,起到安全作用,而且玉米脱粒机的入料口的设计也很合理,但是也同样禁止过疲劳或酒后操作,主要是由于过疲劳或酒后造作人员的大脑很可能不由造作人员的控制,造成操作人员将身体的某个部位伸入机械,与主轴或钉齿滚筒,相接触,由于钉齿滚筒的高速旋转,会使操作人员的错误操作行为造成不必要的伤害,危害到劳动者的安全.因此,为了劳动者的安全,应避免过疲劳或酒后操作.1、 应用合理玉米脱粒机的管理不严,小孩有可能攀爬玩耍,不仅影响操作人员的正常作业,而且小孩年幼无知,他会动碰西摸,随时都有可能发生安全事故.在进行玉米脱粒时,操作人员必须经过组织,并合理分工,个人岗位清楚,责任明确,统一指挥,才能保证安全生产.如果无组织,无纪律,不规定开机和停机的信号,作业场面混乱,随时都有可能发生事故.玉米脱粒机发生意外事故或是机械运转不正常时,应急时停机,随后排除故障,检修机械.不得在玉米脱粒机高速运转时或是主轴有电动机带动运转时排除故障或进行清理玉米脱粒机,检修机械等,否则会发生严重的事故.2、 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) 不许小孩在玉米脱粒机场地玩耍和接触玉米脱粒机,不要安排年迈体弱的人员进行入料口作业,操作人员感到疲劳时应急时换人或停止作业,进行休息.(3) 不许酒后操作机械.(4) 作业时,喂料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) 玉米脱粒机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,不许带“病”工作。(11) 严禁机械运转时一动机械。(12) 严禁超速运转.(13) 夜间脱粒时,必须有完善的电灯照明设备,禁止用明火照明 8玉米脱粒机的维护玉米脱粒机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.8.1玉米脱粒机的技术保养(1) 玉米脱粒机工作前,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
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