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塔里木大学毕业论文（设计）中期检查记录表2016年4月18日学生姓名宫晓东班级机械设计16-2课题名称玉米脱粒机结构设计课题完成进度（学生自述）第一周：根据课题要求，查阅相关资料,确定研究对象的初步构想.第二周：首先掌握了解玉米脱粒机的运行方式，然后分析工作原理。第三、四周：初步确定在免拆卸的情况进行清理的方案。第五、六周：进行该脱粒机的研究工作，包括制作材料、工作原理、循环体系等。第七周第十周：对脱粒机进行构造、研究。第十一周第十三周：制作出脱粒机的三维模型及工作构造存在的问题及整改措施（学生自述）1、二维图很多细节还没有做好。2、机体结构存在一些不合理的情况。指导教师意见（课题进展情况、优缺点、整改措施等）指导教师签名 2016年4月18日学院意见负责人签名 2016年4月20日塔里木大学毕业论文（设计）任务书学院机械电气化工程学院班级机械设计16-2学生姓名宫晓东学号8011212232课题名称玉米脱粒机结构设计起止时间2015年11 月12 日 2016 年 5月 20 日（共 18 周）指导教师王龙职称讲师课题内容 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:玉米脱粒机在进行玉米脱粒时，利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与筛网之间的间隙相配合和钉齿对玉米穗的打击，使玉米粒脱下(钉齿滚筒和筛网之间的揉搓作用以及钉齿对玉米的打击，将玉米粒脱离玉米芯，井借助其他的机械机构将玉米粒和玉米芯分别从两个不同的出口排出机体之外，籽粒由筛孔分离出去，玉米芯从机器尾部排出，玉米丝，皮和灰尘从风口排出。循环脱粒，不断的进行填入脱粒排出机体这一循环。该种机器，脱粒的效率由滚筒的长度和直径而确定，人们可根据自己的脱粒效率，合理选用适当的玉米脱粒机。拟定工作进度（以周为单位）第一周：根据课题要求，查阅相关资料,确定研究对象的初步构想.第二周：首先掌握了解玉米脱粒机的运行方式，然后分析工作原理。第三、四周：初步确定在免拆卸的情况进行清理的方案。第五、六周：进行该脱粒机的研究工作，包括制作材料、工作原理、循环体系等。第七周第十周：对脱粒机进行构造、研究。第十一周第十三周：制作出脱粒机的三维模型及工作构造。第十四周第十六周：记录测试结果，进行分析，撰写论文第十七周第十八周：修改完善论文，制作PPT，准备答辩。主要参考文献1我国脱粒机行业现状及对策阎志清高太宁2我国脱粒机产品质量及对策卫克勤高太宁闫志清3黑龙江省脱粒机械的现状及发展建议常建国李国民王春海4玉米脱粒机的改进吉林省犁树县郭家店乡农机站宋彦文常友山5机械设计课程设计手册吴宗泽罗圣国6机械设计濮良贵纪名刚7机械设计基础杨可帧8农业机械学李宝筏9我国脱粒机行业现状及对策阎志清高太宁10我国脱粒机产品质量及对策卫克勤高太宁闫志清11齿盘式玉米脱粒机的运动和参数分析崔东飞任务下达人（签字） 年 月 日任务接受人意见任务接受人签名 年 月 日注：1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。塔里木大学 毕业论文（设计）开题报告 课题名称 玉米脱粒机结构设计 学生姓名 宫晓东 学 号 8011212232 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机型设计制造及其自动化 班 级 机械设计16-2 指导教师 王 龙 起止时间 2015.11.15-2016.5.20 机械电气化工程学院教务办制填 表 说 明一、学生撰写开题报告应包含的内容：1、本课题来源及研究的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；6、完成本课题的工作方案及进度计划；7、主要参考文献（不少于7篇）。二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。1. 本课题的来源及研究的目的和意义玉米是世界三大谷物之一,我国年种植面积3.67亿亩。目前我国已形成三大玉米生产区。一是北方玉米区，包括吉林、黑龙江、辽宁、河北等省市，播种面积占全国40；二是黄淮平原春夏玉米区，包括山东、河南、江苏等省市；播种面积占25；三是西南丘陵玉米区，包括云贵等省，约占播种面积15。三大玉米产区种植面积占全国80以上。既然我国有如此丰厚的玉米资源，那么发展全自动玉米脱粒机脱粒机则指日可待。鉴于市场上的玉米脱粒机种类较少，功能较为欠缺，应广大农民朋友的请求特设计全自动玉米脱粒机，以期适应中国农业机械化发展的道路。为中国的农业机械化发展贡献自己的光和热。通过对全自动玉米脱粒机脱粒机的研究，减轻农民负担，提高农业的生产率。世面上的玉米脱粒机不是自动化程度不高，就是机械效率太低，浪费能源，也浪费劳动力。我们将在整合已有的设备和技术基础上，力求有新的突破与创新。2. 本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析国外：从1785年苏格兰人安朱梅克(AndrewMeikle)发明第一个回转滚筒脱粒装置以来,人们对种子玉米脱粒装置做了大量的试验和研究,不断开发出新的种子玉米脱粒装置。1815年,美国开发出世界上第一台专用于玉米脱粒的手工操作玉米脱粒机。该机的脱粒部分主要由装有钉子的盘型脱粒装置构成,通过手摇曲柄来转动一个安装有钉的盘片脱粒时,操作员一边摇动曲柄来旋转盘片,一边使盘片紧压玉米穗,这个盘片就从玉米芯上把籽粒脱下来。加拿大的Agriculex公司研制了用于单穗种子玉米脱粒的SCS-2型种子玉米脱粒机,它由3个包有橡胶的、并以相同方向不同速度旋转的辊子组成,在三个差速旋转的辊子所产生的摩擦力作用下,玉米籽粒被脱下。该机不伤胚芽、不断玉米芯,具有破碎率低、未脱净率低及适应性强等特点。美国AECgroup公司生产的HS-48型挤搓式种子玉米脱粒机,脱粒性能好、对不同类型种子玉米的适应性强、种子破碎率相对打击式种子玉米脱粒机小,在欧洲及美国等发达国家应用普遍。该机生产率高(10-12t/h),破碎率0.8%左右,但体积庞大,价格昂贵。国内:上个世纪70年代初期,我国自行研制的冲击式原理玉米脱粒机得到了普及应用,当时以大、中型脱粒机为主。进入80年代后,农村开始实行家庭联产承包责任制,我国又相继研发了冲击式原理的一系列中、小型玉米脱粒机,以适应农户的生产需要。80年代初期,我国开始推行实现种子生产专业化、种子加工机械化、种子质量标准化、品种布局区域化和以县为单位组织统一供种“四化一供”的种子体系,政府拨款从国外引进一批种子加工成套设备。1996年重庆市农机研究所陈吕西开发采用搓擦式原理5TY-0.2型玉米脱粒机。2001年农业部规划设计研究院何晓鹏在消化吸收美国引进设备基础上进行自主研发的新型挤搓式玉米脱粒机,由北京西达农业工程科技发展中心、甘肃酒泉奥凯种子机械有限公司和北京市丰田种子机械厂在进一步改进的基础上生产出了各种系列挤搓式玉米脱粒机。2007年沈阳农业大学李心平研制出了差速式玉米脱粒机。虽然最近几年有许多玉米脱粒机问世，但是由于市场竞争激烈，许多生产厂家降低产品的质量和成本，不进行脱粒技术的研发和功能的改进，使得玉米脱粒机市场发展缓慢，甚至不进反退3.本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路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:玉米脱粒机在进行玉米脱粒时，利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与筛网之间的间隙相配合和钉齿对玉米穗的打击，使玉米粒脱下(钉齿滚筒和筛网之间的揉搓作用以及钉齿对玉米的打击，将玉米粒脱离玉米芯，井借助其他的机械机构将玉米粒和玉米芯分别从两个不同的出口排出机体之外，籽粒由筛孔分离出去，玉米芯从机器尾部排出，玉米丝，皮和灰尘从风口排出。循环脱粒，不断的进行填入脱粒排出机体这一循环。该种机器，脱粒的效率由滚筒的长度和直径而确定，人们可根据自己的脱粒效率，合理选用适当的玉米脱粒机。该新型玉米脱粒装袋机由六大部分组成：机架部分、入料部分、脱粒部分、清选部分、电动机。整个工作过程是：玉米从入料口进入脱粒滚筒，通过滚筒与栅板的挤压，玉米芯由滚筒推往机架后部排出，玉米粒透过栅板在重力作用下掉落到清选部分，通过风机和筛子的清选，完成玉米的脱粒工作。4 完成本课题所必须的工作条件及解决办法需要实体观察现有玉米脱粒机结构，去实地拆卸各种型号玉米脱粒机，所以需要去工厂观察，解决方法是去工厂实地考察。另外，还需要查阅相关资料，可以上网，去图书馆查阅，以及绘画CAD，以及3D图纸的软件，文字图片叙述需要通用办公软件，在电脑上安装即可。5 完成本课题的工作方案及进度计划通过阅读查找资料和实际拆解各种脱粒机，对国内外玉米脱粒机的机械结构、脱粒方法充分研究的基础上，结合实际生产过程在原有脱粒机的基础上进行改进，在老师的指导下根据设计要求和控制要求进行精确的计算，研究、设计脱粒机的总体构成和执行机构，用CAD对机械进行设计，并利用pro/e运行动画模拟，防止运动干涉和进行结构的改进。第12周：查阅相关资料文献，了解课题发展现状，熟悉课题内容。第34周：撰写开题报告，确定总体设计方案。第56周：初步完成玉米脱粒机的各个部分的构想，确定传动方式的选择。第78周：初步完成玉米脱粒机的设计，并绘制出各个零部件的二维三维图。第910周：对于所设计的零部件进行校核和受力分析，修改设计图。对于玉米脱粒机中的关键轴进行工艺的设计。第1112周：整理设计过程，撰写产品设计说明书。根据定型的产品结构，绘制出总装配图及各零件图纸。撰写答辩提纲，准备答辩。第1314周：毕业答辩。6主要参考文献（不少于7篇）1陈吕西, 5TY-0.2 型玉米脱粒机J. 农机与食品机械, 1998 (2): 26, 29.2迟彦明, 种子玉米切胚法应用技术J. 种子科技, 1998 (5): 37.3杜连起, 特种玉米加工技术M. 北京: 金盾出版社, 20024甘肃农业大学, 揉搓式玉米脱粒机排芯口变刚度压板装置: 中国, 200920033440.1P. 2010-03-105吴宗泽, 罗圣国, 机械设计课程设计手册M, 173176.6 濮良贵, 陈国定, 机械设计M. 143161. 7杨可帧, 机械设计基础M. 97103.8郭文忠, 美国种子玉米生产及加工技术考察J. 种子世界, 2003 (11): 46499姬尔信, 巨贵仁, 李彦庆, 等. 种子玉米加工中破碎因素分析J. 中国农业, 2009 (5): 363810李小昱, 农业生物力学在农业工程中的应用J. 西北农业大学学报, 1994, 22 (1): 22210510911王多成, 肖占文, 种子玉米生产与加工技术M. 兰州: 甘肃科学技术出版社, 2008.塔里木大学16届毕业论文（设计）答辩记录课题名称 玉米脱粒机机构设计 学生姓名 宫晓东 学 号 8011212232 所属学院 机械电气化工程学院 专 业机械设计制造及其自动化班 级 16-2 机械电气化工程学院教务办制毕业论文（设计）答辩情况记录表答辩时间2016年5月28日答辩地点综合楼224答辩组成员周玲、张宏、张涵、杨炳辉、王海明、李凤娟、张志娟、郭文松、答辩情况记录1、 答辩人陈述 选本课题的目的、意义及背景。国内外关于玉米脱粒机的发展现状。答辩人自己设计的玉米脱粒机的特点，以及工作原理。二维图，三维图的展示。2、问题记录（1）减速机的设计由于现有的减速器尺寸过大，所以自己根据自己设计的玉米脱粒机的尺寸，自己设计的减速器。（2） 轴系的固定 轴承座固定轴承，通过轴肩将轴固定在轴承。（3）剖面图的位置老师说构图不够合理，需要改进，我虚心接受。3、总结二维图剖面构图不太合理，有些配合表达不清楚需要局部放大，说明书格式不够规范，需要改进。 记录人 答辩组评语及答辩成绩负责人签名 2016年5月28日学院答辩委员会意见负责人签名 2016年5月28日 16 届毕业设计玉米脱粒机结构设计学生姓名 宫晓东 学 号 8011212232 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 16-2 指导教师 王龙 塔里木大学机械电气化工程学院制前 言本文是以脱粒机利用钉齿滚筒如何工作来脱玉米粒为研究对象展开工作的，主要是对带轮结构轴与轴承的结构进行的是设计计算。分析论证了各种影响脱粒的因素。进而给出了玉米脱粒机总体结构的设计方案。本文根据其机器的清选装置的设计实际工作要求，从整体上分为喂入口和排出口脱粒装置、清选装置带轮传动的设计几个部分，介绍了结构的设计原则和采取的一些措施，进一步说明了滚筒的性能，特点。本文也有重点介绍了各组成部分的功能特点等。本文对总体结构进行合理设计，逐步实现了入料脱粒出料一条生产线，保证脱粒的稳定性。本文在后边对脱粒机的各部分工作的稳定性进行了分析论证，从稳定性分析上确保了锤式滚筒稳定工作的科学依据。关键词：滚筒；带轮设计；减速器设计目 录1概述11.1课题背景11.1.1本课题的技术参数11.2本课题的研究意义31.3本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段32脱粒机总体结构设计与方案选择42.1脱粒机的结构组成部分与功能42.2脱粒机的结构组成及工作原理概述62.3脱粒机总体结构设计轮廓62.4脱粒机的的合理方案选择与论证62.5本章小结83脱粒机设计计算过程及电机的选择93.2电机的选择163.3本章小结164玉米脱粒机的可靠性设计174.1脱粒滚筒运转的稳定性174.2对发动机的要求17总 结18致 谢19参考文献20工程概况本文首先介绍了玉米脱粒机的理论基础，并建立二维模型，以及三维模型。然后对每一个零件进行合理的设计，脱粒机结构主要由喂料斗、脱粒滚筒、机架、凹板筛、上盖、出料斗、电机、减速器等组成。传动原理，是由电动机带动，然后经减速器连接主轴，完成传动。工作原理，玉米由入料口进入，跟随主轴做螺旋，滚动与滑动，脱粒锤击打玉米实现脱粒，玉米粒从筛网漏出，玉米芯从排芯口排出，完成玉米脱离工作。 塔里木大学毕业设计1概述1.1课题背景1.1.1本课题的技术参数1.主轴转速：1000r/min2.配用动力：1.5KW3.生产效率：1500kg/h4.未脱净率1%5.总损失率1%6.破碎率2%7.含杂率1%8.主机重量：20kg9.外形尺寸（mm）：770*360*96810.滚筒直径：240mm1.1.2课题发展现状玉米是世界三大粮食品种之一，为解决人类的温饱问题起到很大作用。我国是农业大国，农业在我国占有相当重要的地位。其中我国的玉米种植面积和玉米总产量仅次于美国，位居世界第二位，在我国，玉米也是仅次于小麦的主要粮食作物。但有着十二亿人口的中国土地资源却略显不足，这就要求在单位面积上的产量的提高，而产量不能无限制的增加。因而提高作物的收获效率就成了重中之重。同时国家对农业机械的发展也具有高度的重视，在这一点上，脱粒机的出现无疑把人们从繁重的体力劳动中解放出来，不仅为广大农民节省了不少费用，更重要的是使收获率上升到最佳状态。时至今日，玉米仍然是全世界各国人民餐桌上不可或缺的食品：在“玉米的故乡”墨西哥，“国菜”玉米饼的年消耗量达到1200万吨之多，人们无论贫富贵贱都非常喜欢食用；在发达国家和地区，玉米也被作为补充人体所必需的铁、镁等矿物质的来源为人们广泛食用。苏格兰的安德鲁梅克尔（一个安装工的儿子），发明了第一台成功的脱粒机。他的玉米脱粒机包含了许多天才人物在长期的社会发展过程中作出的贡献，是一项集社会大成的发明。在这以前若干世纪就有简单的脱粒机了。中国人用碾滚绕着圈碾玉米；罗马人用下端有齿的重木锤来给玉米脱粒。苏格兰发明家们曾发明采用转动原理的连枷。扬场机也采用了类似的原理。詹姆斯梅克尔（安德鲁的父亲），使苏格兰有了第一台成功的扬场机。他用木头做了一个驱动滚筒的结实机架，把耐用的布或皮子一条一条地固定在机架上。滚筒转动时产生风，把穗子和茎秆吹走，剩下粮食。儿子无疑从父亲那里得到了借鉴；在制造脱粒机时，安德鲁采用了打麻机的原理，靠其速度对玉米束的作用，把玉米粒儿打下来。开始是用马来带动机器，后来用蒸汽机，尔后蒸汽又为水力所取代。然而脱粒机在英国却并不受欢迎（在美国较有用武之地），而且是19世纪30 年代的一次农村骚乱的起因之一。冬天地里没活儿的时候，对农场的农民们来说，在棚子里用连枷脱粒是整个冬天的活路，使他们聊以敷生，不至于讨教区救济。现在脱粒机要改变这一切，是多么大的威胁！因此，脱粒机成了“卡普顿斯温”暴乱的主要攻击目标。这次暴乱于1830年在肯特开始闹起来，很快地发展到产玉米的若干个县。为了不让把打场的棚子烧掉，许多农民都把脱粒机搬到院子里，让闹事的人们破坏。虽然这次暴乱遭到了无情镇压，脱粒机的推广却放慢了；东英吉利的许多农民，直到19世纪末叶还在使用连枷。连枷在剑桥郡称为“穷棒子”，因为农民曾跟教区官员达成妥协，让失业农民在棚子下用连枷脱粒。在19 世纪后半期，大多数脱粒工作都是用“脱粒滚筒”来作。“脱粒滚筒”最初是用一台小型蒸汽机来驱动，后来改用牵引机驱动。脱粒机是用于对小麦、水稻、玉米、高粱、大豆及其它杂粮等作物进行脱粒作业的重要收获机械，在我国广大农村使用十分广泛。脱粒机在我国生产使用已有数十年的历史，目前据不完全统计，我国生产各类脱粒机的企业约有余家，年产量在万台左右。脱粒机是实施生产许可证的农机产品之一，截止年底，己领取生产许可证的企业数为家。生产企业遍布全国各地，其中，以长江以北的麦类产区分布较多，产量较大，尤其山东、河南、河北、江苏四省生产以脱麦为主的脱粒机企业较多，每省有家左右。东北地区主要是生产以脱玉米、豆类及杂粮为主的脱粒机。在长江以南的地区，大都为生产人工踩踏或动力带动的梳刷式水稻脱粒机。在西南、西北等地也有一些以生产水稻、小麦类脱粒机为主的企业，杂粮类脱粒机占有较小比例。生产脱粒机的企业，大都为中小型企业，尤以小型企业所占比例较大，其企业经济性质多为国有和集体企业，但乡镇和个体企业也为数不少，也有少数的大型生产企业生产脱粒机，但脱粒机产品不是该企业主导产品。目前生产脱粒机的企业大致可分为三种类型：一是有较好的工艺和工装设备条件，企业领导注重研究市场需求动态，人员素质和管理水平都较高的企业，生产批量较大，年产量均在万台以上，有的高达万台。这些企业是生产脱粒机的骨干企业。如河北邱县机械厂是国内目前生产脱粒机数量最大的企业之一，年的年产量近万台，年在万台左右。湖北佳华机械有限公司是国内生产水稻脱粒机数量最大的企业之一，年产量约在万台以上。二是生产脱粒机历史虽然很长，但近几年产品型号、管理水平和生产规模变化不大，仅占领部分市场份额的老企业，其生产批量多在几千台左右。三是生产条件较差、人员素质低、管理水平不高的一些乡镇或个体企业，虽然每个企业的生产批量不是很大，有的产量仅为几百台，甚至几十台，但这类企业占有相当的数量。从产品的结构和类型来看，目前脱麦类的简式脱粒机机型占领了大部分市场份额，半复式脱粒机占有少量比例，复式脱粒机产量则很少。产品结构大都为十几年一贯制的老产品。近几年随着市场需求的变化，一些企业开始研制出一些新机型或改进型脱粒机，颇受用户青睐，如山西晋城市西巷农机厂年新研究成功的与农用三轮车配套的装袋式简式脱粒机，一上市就受到农民的欢迎，具有较好的市场前景。水稻用脱粒机在南方水稻产区生产销售较多，但仍以简易的动力带动或人工踩踏的梳刷式滚筒脱粒机较多，其产品结构、技术水平均未有较大的突破。玉米、豆类及其它杂粮类脱粒机近几年己开始进入市场，此类机具在东北地区发展较快。1.1.3国内外在该现状上的研究分析改革开放让中国成为举世瞩目的农业制造大国，但作为为国民经济发展和国防建设提供命脉重要支柱的农业，中国农业装备机械所存在的自主创新能力弱、对外依存度高、国际竞争力不强等问题也越来越凸显出来。目前，我国最好的玉米脱粒机是5TY32型，该设备产品结构紧凑、机体小；采用独立的脱粒方法，脱粒干净，玉米棒芯整体抛出，无需清洗，颗粒破碎率低，生产效率高，是全国唯一不打碎玉米帮芯的设备。当前，虽然我们也取得了不小的进步，但与发达资本主义国家相比，还有很大的差距，这只是迈出的一小步，要想成为名副其实的工业大国，必须要以农业为基石。只有这样，才能加快进入社会主义进程。1.2本课题的研究意义经过此课题的设计，掌握脱粒机的工作原理，以及连杆偏心轮装配互动实现脱粒的机能。且通过控制脱粒锤与壁的距离大小及栅孔的大小保证脱离率。从而可实现系列化设计并保证设计原理的正确性。1.3本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段1.3.1主要研究内容小型玉米脱粒机的主要参数的确定主要设计零件的计算绘出一部分零件的零件图校核重要零件的受力情况绘出玉米脱粒机的装配图1.3.2采用的研究手段采用理论计算和实际勘测相结合的设计过程完成本课题。 2脱粒机总体结构设计与方案选择2.1脱粒机的结构组成部分与功能2.1.1滚筒的组成与功能 脱粒滚筒轴流式脱粒装置主要由滚筒、凹板（包括分离筛）、导板和盖等部分组成。工作时，作物由滚筒的一端喂入（顺着滚筒轴向或径向喂入），随着滚筒的旋转，作物贴着凹板与盖（或罩）组成的圆筒内弧面作螺旋运动。沿着滚筒轴线方向流过脱粒装置。谷粒、颍壳、碎秸、碎叶等谷粒混合物在滚筒离心力的作用下同时由凹板筛孔（或分离筛孔）落下，秸草则由滚筒的另一端（轴向或径向）排出。大部分生长成熟、饱满的谷粒在滚筒前半段脱下分离，一些生长不好和不太成熟的谷粒到后半段才被脱下,后半段滚筒还把其余混在碎秸里的谷粒分离出来。因作物在脱粒装置内的时间长（约2-3秒），能充分的进行分离，故比传统使用的切流式脱粒装置脱净率高，而且有可能把脱粒调整的柔和些。使受损伤的的谷粒减少。但碎秸杆多，脱粒消耗的功率也相应较大。轴流式滚筒脱粒装置可以不再设置其他专用的分离机构即可满足作物脱粒后的分离的技术要求。因此在同样等级的联合收割机上以通过能力计，比传统的脱粒装置加键式逐稿器要高。轴流式滚筒脱粒装置配无级变速驱动装置可以适应脱水稻、玉米、小麦、大豆等多种作物。脱粒滚筒轴结构设计为轴流滚筒式，滚筒上脱粒锤按多头螺旋排列。轴长640mm。转速设计为：1000r/min.。滚筒转速。滚筒上安装有脱粒锤，滚筒的作用是带动击打锤转动，击打锤推动玉米果穗作螺旋运动。滚筒转速由滚筒外缘线速度决定，滚筒外缘线速度是以保证不损伤玉米籽粒为前提条件，由资料数据获得。但滚筒外缘线速度不能过低，否则会影响生产率。根据数据，确认线速度值在3.23.9ms之间最佳。滚筒直径。滚筒直径由凹板直径决定，并且保证脱粒滚筒外径与凹板留有901O0mm的间隙。根据实际功率负荷计算扭矩，确定轴径。滚筒脱粒锤。脱粒锤有规律地安装在滚筒轴上，其作用是拨动玉米穗沿滚筒轴作复杂运动(玉米穗本身既滚动又滑动，同时沿滚筒轴作不规则螺旋运动)，也推动玉米穗向排芯口方向移动。击打锤宽度：脱粒锤设计比较宽，范围一般为3050mm，目的是工作时使玉米穗接触面较大，避免点接触产生对玉米穗的局部压力集中损伤玉米籽粒。滚筒脱粒段长度。滚筒脱粒段长度是决定脱粒质量的重要参数，滚筒过短影响脱净率；滚筒过长，会增加功率消耗及制造成本。由网上得知，用籽粒含水率为20左右(籽粒含水率高相对较难脱粒)的玉米穗做试验，脱粒段长度一般应为凹板直径的3.5倍左右。2.1.2带轮的选用带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用的材料牌号为HT150或者为HT200；转速比较高的时候采用铸钢（或者用钢板冲压后焊接而成）；小功率时可以用铸铝或者塑料。带轮传动带传动是由紧固件连在主动轴上的带轮（主动轮）、固连于从动轴上的带轮（从动轮）和紧套在两轮上的传动带组成的。当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦（或啮合），便拖动从动轮一起转动，并传递一定的动力。带传动具有结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲吸振等特点，在机械中被广泛应用。鉴于带传动的优点和在应用中的广泛性，选择带传动为玉米脱粒机传递动力。在一般的机械传动中，应用最广泛的是V带传动。V带的横截面呈等腰梯形，V带轮上也做出相应的轮槽。传动时带只和轮槽的两个侧面接触，即以两侧面为工作面。根据槽面摩擦的原理，在同样的张紧力下，V带传动较平带传动等产生更大的摩擦力。这是V带传动性能上最主要的优点。再加上V带传动允许的传动比较大，结构紧凑，以及V带多以标准化并大量生产的优点，因而V带传动的应用比平带传动应用广泛的多。所以综合以上V带种种的优点和实际操作的可行性，V带传动是最佳的选择。设计带轮时应该满足的要求有：质量小，结构工艺性好；无过大的铸造应力；质量分布均匀，转速高的时候要求经过动平衡，轮槽工作表面要精细加工（表面粗糙度要求一般比较高点，以减少带的磨损，各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布比较均匀。2.1.3其他零部件的结构与功能喂入口和排出口的设计为保证玉米穗顺利喂入而不堵塞滚筒，料斗底板应可以有一定的斜度；也可以没有，因为它可以通过控制呈螺旋式旋转的钉齿尺寸调整进而达到和有斜度的滚筒能实现一样的效果。 轴流式滚筒式脱粒装置的喂入口和排出口设置在径向位置时，其设计原理与切流式脱离装置基本相同。根据需要也可配置喂入轮和逐稿轮。在现有的一些脱粒机上，喂入口宽约400-500mm，排出口宽约300mm。有的脱粒装置上的排出口宽度可以调节，用来改变作物的脱粒时间，以适应不同作物需要。穗轴排出口与子粒排出口的配置应保持一定的距离，以免穗轴于子粒混杂。轴流式滚筒上方的顶盖与凹板镶接组成圆筒行的脱粒室。圆柱形轴流滚筒的顶盖内壁应有螺旋线导向板，用以控制作物轴向移动的速度。导向板的螺旋升角约为20度到50度，升角过大导向板起不到轴向导送的作用，作物易滞留、积聚、使秸草破碎严重。导向板高度一般为50-70mm.喂入量大、作物层厚、导向板高度取最大值。导向板与滚筒间隙大多为10-15mm，间隙过大，作物轴向流动不畅，使生产率降低，甚至可能发生堵塞。间隙太小，碎秸草多，功率消耗大，作物湿度较大时还易引起堵塞。因作物层沿轴向逐渐变薄，滚筒与导向板的间隙也可沿轴方向由大变小，以提高脱粒分离的效果。在径向喂入作物的轴流滚筒式脱粒装置上，喂入口段内的导向板必须将喂入的作物导送到喂入口宽度以外，避免使作物回带到喂入口前，使喂入口不均匀或产生滚筒堵塞。径向排草的轴流滚筒上，最后一块导向板的位置应使脱粒过的喂草能导送至排出口位置，或伸入排出口段内100-150mm，以免排草不畅。相临的导向板应前后重叠配置，重叠量约50mm。2.2脱粒机的结构组成及工作原理概述脱粒机结构主要由喂料斗、脱粒滚筒、机架、凹板筛、上盖、出料斗、电机、减速器等组成。本次设计的玉米脱粒机其工作原理为电机经减速器变速后皮带轮传动,玉米果穗进入进料箱，皮带轮带动脱粒滚筒转动，在脱粒区内果穗沿脱粒滚筒轴做螺旋滚动与滑动，在此过程中果穗之间、果穗与脱粒锤之间进行充分碰撞，籽粒被击打下来；脱掉的籽粒穿过栅格凹板筛排出主机，通过前、后溜板沿出料口排出；全部脱掉籽粒的玉米芯沿轴线方向被推送到排芯口排出机外，即完成整个脱粒过程。2.3脱粒机总体结构设计轮廓图2-1脱粒机轮廓图2.4脱粒机的的合理方案选择与论证脱粒滚筒和凹板结构参数选择在滚筒上影响脱粒性能的主要是滚筒的线速度而非角速度，当其保持不变，凹板弧长也固定时，试验表明，在喂入量较小时小直径滚筒凹板的谷粒分离率随喂入量的增加而急剧下降。大直径者其分离率与小直径的相仿；但当喂入量增大时分离率能保持较高的值，因此，大直径滚筒的分离率较稳定。纹杆滚筒的直径多为450600mm，个别的达800mm。我国部颁标准，直径尺寸系列为400、450、550、600mm，纹杆数在D450mm时M6；D500550m时M8，D600mm时M10。至于滚筒直径对作业的影响可由以下试验结果说明之，下图所示，如果1200，脱粒速度32.5m/s保持不变时，则当D由550mm增到1265mm时，可使脱粒和分离性能加强（如分离性能增强30%左右），生产率也相应地提高（由4kg/s提高到7kg/s）。当喂入量和其他条件不变，滚筒的阻力矩M随D（由500逐级增达800mm）值而增大，但在650mm后就平缓下来（图2-2）。由于角速度下降，所需功率反而减少。如以D800与600相比，可降低13。这是由于茎稿的弯曲等变形能量消耗随凹板曲率而变小所致。综上所述，通过放大滚筒直径比放大凹板弧长提高分离率，它既可保持凹板包角不变，不致破坏总体配置，又可以不使单位喂入量的功率耗用增加多少，甚至有所降低；同时，其分离率比较稳定，受喂入量的变化较少，所以放大滚筒直径是提高生产率的一个有效途径。脱粒装置凹板的通过性能对于联合收获机的生产率和工作质量有很大关系。如果凹板分离率很高，逐稿器的分离负荷减少，因而分离损失也可减少。凹板分离率主要取决于凹板弧长及凹板的有效分离面积。当脱粒速度增加时，凹板分离率也相应提高。凹板弧长增加脱净率增高，但弧长达到一定值后再增大时，脱净率就增加得极为有限，而茎秆和谷粒的破碎反倒增高。凹板的通过性能对分离率有直接的影响，故应提高凹板的有效分离面积，但如过头，谷粒中的含杂率激剧增加不利于清选，凹板的强度也会削弱，故一般栅格状凹板筛孔面积占总面积的百分数（又称活筛面）为4575，谷粒分离率可达8090。现有凹板弧长为350700mm，包角为1001200，少数可达1501800。纹杆滚筒式脱粒装置的脱粒功率主要随作物喂入量而定，但也与作物品种、湿度、谷草比以及喂入方式、凹板结构尺寸等有关，一般情况下纹杆滚筒脱粒小麦所需的单位功率约33.8KWkg/s。在用大滚筒时可能降低一些。把纹杆滚筒作为双滚筒脱粒装置之一使用时，此值应略减。纹杆滚筒功率波动较大，设计时常取最大功率为平均功率的1.52倍。2.5本章小结本章具体的说明了脱粒机的结构，各部分部件的功能及其使用特点。进而以此达到合理选用最佳各部分零件。使脱粒机能完成任务书所要求的功能，精度。达到了本次课题的目的。3脱粒机设计计算过程及电机的选择3.1各部分的校核（注释：本章查表来源于机械设计）3.1.1V传带的设计计算(1)已知电动机型号为Y90L-2，额定功率为2.2kw，转速N1=2840r/min，经减速器减速为=2000/min，传动比i=2，二班制工作，载荷变化较大，工作环境恶劣。确定设计功率，由表8.8查得工作情况系数Ka=1.5，则Pd=KaP=1.51.5=2.25kw选取带型。根据P.n.由图8.91查取，选A型带。(2)确定带转的基准直径，根据表8.4荐用最小基准直径.可选小带轮直径为=50mm。则大带轮直径为/mm=i =250=100mm，根据表7.3取=100mm，其传动比误差小于5%，故可用。(3)验算带的速度：V/（m/s）=3.14502000601000=5.23注：VV一般在v=5-25m/s内选取，以v=2025m/s，最有利， 对Y,Z,A,B,C型带V=25m/s。显然v=5.23m/s25= V故符合要求。确定v带长度和中心距，根据0.7(+)a2(+)，初步确定中心距：0.7(50+100)=1052(50+100)=300.因要求结构紧凑，故取小值，a=120。根据式计算v带基准长度：/mm=2a+/2(+)+(-)4a=2120+3.142150+(100-50)=480.5mm。由表8.2选取v带基准长度为L=630mm，由式计算实际中心距a:a/mm=a+(L-L)2=128+(630-480.5)2=202.5mm(6)计算小轮包角。由式得：=180-(-)a57.3=180-(100-50）12057.3=156.14(7)确定v带根数。根据式(7.23)计算带的根数z。由表8.4查取单根v带所能传递的功率P=1.66kw。由式(8-19)计算功率增加p，由表8.2查得k=0.772510由表8.5查得k=1.1373，故得p/kw=k(1-k)=0.7725102000(1-11.1373)=0.24由表8.8查得：k=0.88，由表7.2查得：k=0.96，则带的根数：Z=P(p+p)kk=2.25(2.08+0.2640.960.88）=0.98,取z=1根(8)计算除拉力。由表8.3查得m=0.1kg/m，由式得初拉力：F/N=500pZ(2.5-k)k+mv=5002.2525.231.5+0.15.23=163.8(9)计算作用在轴上的压力。由式8.25得：Q/N=2ZFsina/2=22163.8sin72.795=574.93.1.2轴的校核选择轴的材料因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用材料为45钢，调质处理初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴直径，查表15-1得，C=106118，考虑到轴端转矩比弯矩小，故取C=118.则dmm=C=118=20考虑键槽的影响，取dmm=201.5=30结构设计轴承部件得结构形式：为了方便轴承部件的装拆，此机体采用剖分式结构。因传递功率小，发热小，估计轴不会伸长，故轴承部件的从d处开始设计。轴段，在上边计算d就是轴段的直径。即d =15mm,长度为19mm.轴段，在确定轴段的直径时，应考虑到密封圈的尺寸方面，查机械设计手册，可选用毡圈油封JB/ZQ46061986中的轴径为20mm,则轴径的直径d=20mm.轴承与轴段及轴承，考虑到滚筒传递玉米棒时有轴向力，故轴承类型选用角接触球轴承。轴段上安装轴承，其直径应便于轴承安装，又应符合轴承内径系列。现在暂取轴承型号为7208C,查轴承手册，内径d=25mm,外径D=47mm,宽度B=12mm，故取轴段的直径d=25mm.通常同一轴上的两个轴承取得型号相同，故轴段的直径d=40mm,轴段的长度与轴承宽度相同，故取L=24mm.轴段上的轴径应略微大于轴段，故取d=27mm,L=24mm.机体与轴段的长度：轴段的长度LLL除与轴上零件有关外，还与机体及轴承盖等零件有关。为了避免与不动机体相碰，应取H=15mm。为了补偿机体的铸造误差，轴承应深入轴承座孔内适当距离，以保持轴承在任何时候都能座落在轴承座孔上，为此取轴承上靠近机体内壁的端面与机体内壁的距离=5mm。为保证拧紧上下轴承座连接螺栓所需扳手空间，轴承座应有足够的宽度C=50mm。根据轴承7208C的外圈直径，由机械设计手册可查的轴承盖凸缘厚度e=5mm。为避免带轮与不动的轴承盖连接螺栓相碰，即应有足够的间距K,可取K=20mm。轴段的长度就随之确定下来，即：L/mm=B+H+2=18+5+15+2=40L/mm=(C-B-)+e+K=(50-18-15)+10+20=57L/mm=(H+)-10=10进而，轴、的支点及力点间的跨距也随之确定下来了，7208C轴承力作用点距外环宽边18.2mm，取该点为支点。取滚筒中间的轴段的中间为力作用点，则可得跨距L=104.2,L=121.8mm,L=121.8mm。键连接选用平键。轴的受力分析T/(Nmm)=9.5510=9.5510=14325圆周力： F/(N)=447.65径向力： F(N)= Ftan=447.65tan20=162.93轴向力： F(N)=476.38(1) 画轴的简图(下图)。图3-1(2）计算支撑反力。在水平面上R/N=18.89R/N=F-R=162.93-18.89=144.04在垂直平面上R=R=223.8,轴承I上的总支撑力R(N)=224.63R(N)=266.17(3)画弯矩图。在水平面上aa剖面左侧M/(Nmm)=RL=18.89121.8=2300.80aa剖面右侧M/(Nmm)=RL=144.04121.8=17544.07在垂直平面上M/(Nmm)=RL=223.83121.8=27262.49合成弯矩aa剖面左侧M/(Nmm)= =27359.40aa剖面右侧M/(Nmm)=31429.70(4)画简易轴转矩图（下图）图3-2校核轴的强度aa剖面右侧，因弯矩大，有转矩，应力集中，故aa剖面右侧为危险剖面。由附表10.1，抗弯剖面模量W/mm=0.1d-=0.164-=24155.7抗扭剖面模量W/mm=0.2d-=0.264-=50370.1弯曲应力：/MPa=1.13/MPa=1.13=0扭曲应力：/MPa=0.28/MPa=0.14对于调质处理的45钢，由表10.1查的=650MPa,=300MPa,=155MPa;由表10.1查的材料的等效系数=0.2，=0.1。键槽引起的应力集中系数，由附表10.4查得K=1.825,K=1.625绝对尺寸系数，由附图10.1查得=0.8，=0.76。轴磨削加工时的表面加工质量系数由附图10.2查得=0.92安全系数S= =107.14S=455.88S=104.30查表10.5得许用安全系数S=1.31.5,显然SS,故aa剖面安全。对于单向转动的转轴，通常转矩按脉动循环处理，故取折合系数=0.6，则当量应力/MPa=1.18已知轴的材料为45钢，调质处理，由表10.1查得=650MPa,由表10.4查得=60MPa。显然，,故轴的aa剖面右侧的强度满足要求。3.校核键的强度V带轮键连接的挤压应力/MPa=6.49取键轴的材料都为钢，查表得=120150MPa，显然，S,因此轴有右移趋势，但由轴承部件结构图分析可知轴承将使轴保持平衡，但两轴承的轴向力分别为F/N=S=89.852F/N=S+A=566.232比较两轴承的受力，因FF及Fe所以 X=0.44,Y=1.36当量动载荷P/N=XF+YF=0.44266.17+1.36566.232=887.2（3）校核轴承寿命L/h=()=()=136122.4已知机器使用5年，两班工作制，则预期寿命L/h=823005=24000显然，L远大于L，故轴承寿命很充裕。3.2电机的选择根据电机的带轮与主轴带轮的直径值可以得出带的传动比为3.刚好在在V带传动2-4之间，因为滚筒的转速为1000转每分钟，所以求出电机的转速为3000转每分钟。所选的电机为全封闭式结构的电压为220V。=0.980.960.97=0.82所以电动机所需功率为P=P =1.50.82=1.84kw，根据电动机的类型,容量和转速，由电机产品目录或有关于手册，选定电动机型号为Y90L-2,其主要性能如下表所示。表3-1Y90L-2型电动机的主要性能电动机型号额定功率/（kw）满载速度/(r/min)起动额定（转矩转矩）最大额定（转矩转矩）Y90L-22.228402.22.23.3本章小结通过对各部分部件的选用及计算与校核，得出的结论完全符合且满足各项安全指标。从而进一步确保了本次设计的准确性与合理性。4玉米脱粒机的可靠性设计4.1脱粒