毕业设计（论文）-干玉米脱粒机设计

本科毕业设计(论文)

题目：干玉米脱粒机的设计院（系部）：姓名：学号：专业班级：指导教师：职称：摘要随着社会的进步，生活中的每一个角落都有机器的参与。农业是我国的基础经济、是国家发展的根本，机械化的普及，不仅使农业加强了农业化生产，同时也减轻了农民的劳动强度。如今我国北方大部分地区基本上从种到收到入仓，都实现了机械化作业,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阔了市场。本文设计的是一种新型干玉米脱粒机，玉米经过一段时间的风干，通过玉米脱粒机的板齿模拟人搓玉米的形式使玉米和玉米芯分开，然后对玉米粒进行清选。该机主要有入料口、栅格式凹板、脱粒仓、主轴、机架、料斗、排芯口、皮带轮、风机及传动部件等组成。以电动机为动力源，动力由电动机输出轴输出，再通过传动带传递到板齿主轴上，板齿配合栅格式凹板将玉米脱粒，玉米粒从栅格式凹板分离经过风机清选并排出机体外，而玉米芯从入料的另一端排出机体之外，完成脱粒。本设计为新型干玉米脱粒机的设计，以提高生产质量、结构简便、安全可靠为设计宗旨。本设计在干玉米脱粒机刮臂设计部分，通过对干玉米脱粒机传动件的合理设计与各零部件的优化布置。主要对干玉米脱粒机的电机、传动带轮与主轴进行了详细的选型计算。关键词：玉米脱粒机；传动；计算；

AbstractWiththeprogressofsociety,everycorneroflifehastheparticipationofmachines.Agricultureisthebasiceconomyofourcountryandthefoundationofnationaldevelopment.Thepopularizationofmechanizationnotonlystrengthensagriculturalproduction,butalsoreducesthelaborintensityoffarmers.Nowadays,mostareasinnorthernChinahavebasicallyrealizedmechanizedoperationfromplantingtowarehousing.Fortunately,thereisaconsiderablemarketforthedevelopmentandutilizationofeachkindofmachinery,andscientificandtechnologicalinnovationhasbetteropenedthemarket.Thispaperdesignsanewtypeofdrycornthresher.Afteraperiodofairdrying,thecornisseparatedfromthecorncobbysimulatingtheformofhumanrubbingcornthroughtheplateteethofthecornthresher,andthenthecornkernelsarecleaned.Themachineismainlycomposedoffeedingport,gridconcaveplate,threshingbin,mainshaft,frame,hopper,coredischargeport,beltpulley,fanandtransmissionparts.Takingthemotorasthepowersource,thepowerisoutputbythemotoroutputshaftandthentransmittedtothemainshaftoftheplateteeththroughthetransmissionbelt.Theplateteethcooperatewiththegridconcaveplatetothreshthecorn.Thecorngrainsareseparatedfromthegridconcaveplate,cleanedbythefananddischargedoutofthemachinebody,andthecorncobisdischargedoutofthemachinebodyfromtheotherendofthefeedingtocompletethreshing.Thisdesignisthedesignofanewtypeofdrycornthresher,whichaimsatimprovingproductionquality,simplestructure,safetyandreliability.Inthedesignpartofthescraperarmofthemudscraper,throughthereasonabledesignofthetransmissionpartsofthedrycornthresherandtheoptimallayoutofvariousparts.Thispapermainlymakesadetailedselectionandcalculationofthemotor,drivepulleyandmainshaftofthedrycornthresher.Keywords:CornThresher;Transmission;Calculation;

目录摘要 2Abstract 31：绪论 71.1：干玉米脱粒机研究背景及意义 71.2：国内外干玉米脱粒机的发展概况： 71.3：本课题研究内容 82：干玉米脱粒机方案的确定 102.1：干玉米脱粒机的工作原理： 102.2：干玉米脱粒机的传动方案比较 102.3：脱粒方式的选择 122.3：功能分析 123：传动机构的设计计算 133.1：电动机的选型计算 133.1.1：电机简述 133.1.2：电机的选型 143.3：V带及V带轮的设计 163.3.1皮带传动简介 163.3.2V带传动的设计计算 173.3.3带轮的设计 193.4：脱粒板齿主轴的设计 203.4.1求传动轴上的功率P2、转速N2，和转矩T2 203.4.2初步确定轴的最小直径 213.4.3根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 213.4.4初步选择轴系 213.5.按弯扭合成条件校核轴的强度 223.5：轴承座的设计 243.6：板齿的设计 243.6.1：冠状平板齿、平板齿的总体结构设计 243.7：轴承计算与校核 25结论 26致谢 27参考文献 271：绪论1.1：干玉米脱粒机研究背景及意义我国是一个农业大国，随着我国社会经济不断发展，人们的生活水平得到了很大的提高，尤其在农村，农民生活中的常用农业机具也都向自动化、机械化、智能化发展，玉米脱粒机正是这种变化的典型代表。随着玉米产量的不断増加，玉米脱粒就成为了一个摆在人们面前的一个棘手的问题，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，解决了这一问题，需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高,2到3个人一上午就能完成儿万斤玉米的脱粒。所以玉米脱粒机是农家不可缺少的必备农机。但是现有玉米脱粒机有许多的不足之处，例如玉米脱净率低，脱离完成之后还需要人工将未脱净的玉米棒搓干净，浪费大量的人力、物力；玉米粒掺杂大量的杂物，还需要进行人工清选，效率低：脱粒完成之后还要人工进行清选装袋；玉米破损率高，容易导致玉米发生霉变，其市场价值和出口价值降低等等。现在迫切需要一种新型玉米脱粒机的出现来弥补现行脱粒机的缺点。1.2：国内外干玉米脱粒机的发展概况：1785年苏格兰人安朱梅克(AndrewMciklc)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，一边使盘片紧床玉米穂，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辗子组成，在三个差速旋转的辗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AECgro叩公司生产的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。到目前为止，国内引进了四台该机型，分别安装在湖北襄樊正大种子公司（正大集团独资企业），中种集团——承徳玉米种子加工中心，廿肃酒泉登海先锋种子加工厂，全国农业技术推广服务中心承担的“948”项目，安装在山西省定襄县天元种子公司加工中心。国外的玉米种植主要以大型农场方式种植，玉米的种植、收获都以大型机械的方式进行，所以玉米脱粒采用大型玉米脱粒机，脱粒效率高、清选干净，但所需场地大，移动性不好。在我国，玉米的种植主要以家庭生产的方式进行，要求玉米脱粒机的移动性要好，使用不受场地的限制，效率高，使用安全方便。上世纪70年代初期，我国自主硏发的冲击式玉米脱粒机得到了推广普及，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釆用搓擦式原理5TY-02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，进行口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。我国近儿年的玉米脱粒机市场比较活跃，虽然最近儿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，玉米脱粒机市场发展缓慢，甚至不进反退。使得现在的玉米脱粒机有许多缺点。比如玉米芯的脱净率低，玉米粒的杂质过多、破损率高，使得玉米在存储过程中容易发霉，造成不必要的损失。1.3：本课题研究内容传统玉米脱粒机釆用钉齿滚筒与栅格板摩擦挤压玉米来进行脱粒，这种脱粒方式反映出的问题是：对水分较低（15%以下）的果穂，易将玉米籽粒打碎;对屮等水分（15-19%）的果穂,易造成籽粒表皮的伤害;对水分较高（19%以上）的果穗，不仅脱净率会降低，而旦个别籽粒表皮损伤严重,导致总损失率增高;一般来说，传统脱粒方式总损失率要超过2%。综合以上所述，本课题采用揉搓板齿式脱粒装置。它的工作原理是：玉米经人工送进入料口，在螺旋导料板的作用下进入脱粒区，脱粒区的栅格板由圆钢焊制而成，其间隙大于玉米籽粒的宽度，使得玉米粒能够从栅格板穿过，栅格板下焊有筛板，可有效的降低对玉米果穗的流动阻力，提高脱净率。主轴采用推料螺旋与齿板组合结构，在脱粒过程中，电动机的动力经皮带轮减速传到主轴，带动主轴旋转，主轴上焊有倾斜的板齿，玉米在倾斜板齿的作用下不仅可以向前运动，还可以向上、下运动在运动的过程与两侧和底部的栅格（类似搓板）进行挤搓，依靠主轴上的进料螺旋和齿板推动果穗向前运动，使齿板与果穗之间、果穗与果穗之间、果穗与栅格之间产生揉搓力，将果穗上的籽粒脱掉，从而达到脱粒的目的。这种方式不仅对果穗冲击力较小，脱粒过程比较柔和，而且对玉米籽粒的破损较低，本课题针对以下内容进行设计：① 新型玉米脱粒机整体结构设计。② 新型玉米脱粒机入料口，板齿，栅格式凹板和风机筛子等主要部件的设计。③ 新型玉米脱粒机传动轴、带轮等传动部分的设计。④ 新型玉米脱粒机的总体结构设计。⑤利用三维绘图软件solidworks进行玉米脱粒机整机的三维实体设计。玉米脱粒机基本工艺路线如图1所示：图1：玉米脱粒机基本工艺路线玉米脱粒机的主要组成部分：机架、入料口、板齿主轴、栅格式凹板、筛板和风机等组成。其solidworks三维仿真图如图2.图2:玉米脱粒机三维仿真图2：干玉米脱粒机方案的确定2.1：干玉米脱粒机的工作原理：脱粒工艺模仿人工用手搓玉米的动作。在脱粒区内，板齿滚筒拨动果穗沿栅格凹板作圆周运动，由于板齿沿板齿滚筒轴线成螺旋排列，所以同时也将果穗向排芯口推动，实际上玉米果穗的运动轨迹是螺旋线。如图2所示，板齿滚筒由焊接在主轴上的变螺距螺旋线分布的螺旋冠状齿和螺旋平板齿组成，工作时带动板齿运动从而推动玉米果穗沿凹板转动和沿滚筒轴线从进料口向排芯口移动。螺旋管状板齿设计成顶部带冠形状，其作用如同人工用竹签子先将玉米果穗上的局部籽粒挤掉，以便后面挤搓顺利。由于排芯口压板的作用，正常工作时物料始终充满机器内部，所以板齿拨动果穗时具有一定的推力，即果穗是在受到推挤的情况下与栅格凹板接触，与栅格凹板做相对运动，并且既滚动又滑动，从而达到挤搓脱粒的效果。果穗相互之间也同样是在受到一定压力的作用下进行充分挤搓，并且机内所有果穗的任何部位都有充分的挤搓的机会，从而达到脱掉全部籽粒的目的。2.2：干玉米脱粒机的传动方案比较动装置介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。玉米脱粒机的传动装置有以下两种方案方案一：链传动转速通过电机输出，经过减速箱的一次变速通过链轮传递。链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。链传动的缺点主要有：仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。方案二：带传动由于考虑本设计生产过程和使用环境，如果使用齿轮链条进行传动，会导致齿轮链条间隙容易受到异物卡死，而且如果使用多股链条进行传动会大大提高机械对精度的要求。如果使用皮带传动经济实惠，成本低。而且对设计精度要求不高。所以本设计使用皮带传动作为传动装置。优点是：中心距变化范围大，可用于较远距离的传动，运行平稳、噪音小，能吸震缓冲，有过载保护作用，结构简单成本低，安装要求不高。缺点是：传动有滑动，变速比不准确，外形尺寸大，带的寿命较短，不适于用于易燃易爆场合，对轴和轴承的作用力大，传动效率低。图3：皮带传动示意图2.3：脱粒方式的选择传统的钉齿式玉米脱粒机通过钉齿滚筒打击玉米果穂，使玉米籽粒产生振动和惯性力,从而破坏它与穂轴间的连接。在钉齿滚筒的转动下，钉齿侧面间和钉齿顶部与凹板弧面上的搓擦作用使玉米穂与穂间、穂与凹板冋产生搓擦，从而实现脱粒；板齿式脱粒方式模仿人工用手搓玉米的动作。在脱粒区内，由于板齿与滚筒轴之间一定的夹角，玉米果穂既可以向前运动，又可以做向上、向下运动，在运动过程中与两侧和底部的栅格进行揉搓，从而实现脱粒。板齿式脱粒机主要由板齿滚筒和栅格凹板组成。板齿宽而高，与滚筒轴向成一定的夹角，板齿冇平板齿利冠状板齿两种，在滚筒上按一定方式螺旋排列，使得滚筒在旋转时产生轴向推力。滚筒外缘线速度≤4m/s,滚筒外缘的线速度是以保证脱粒时玉米籽粒破碎最少为前提条件来设计的。根据试验数据可知，含水率为13%左右的玉米穂（此含水率的玉米最易破碎）在齿顶线速度小于4m/s时，破碎率最低。板齿与钉齿的区别如下：1）由于钉齿式的滚筒线速度为7.3~9.4m/s,超过了4m/s这个限值，故产生的破碎率要高于板齿式脱粒机的破碎率。2）当玉米含水率在13%〜20%范围内时，两种机型的技术性能指标比较稳定；当玉米含水率高于20%时，钉齿式脱粒机的脱净率和破碎率指标明显下降，板齿式脱粒机的脱净率和破碎率稍有下降•3）板齿式脱粒机的单位功率生产率要高于钉齿式脱粒机。板齿式脱粒机由于具有高脱净率、低破碎率和低功耗等优点，将会被越来越多的种子企业所认可，共市场前景度好。同时，国内的传统玉米脱粒机也会逐渐被其替代。所以本设计采用板齿式脱粒装置。2.3：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，经过带传动给板齿主轴将玉米脱粒，然后进入筛选装置，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。①玉米填装：人工填装。②脱粒装置：利用板齿与栅格板的揉搓使玉米粒和玉米芯分离。③除尘装置：通过风扇将玉米粒上面的粉尘吹除。④筛分装置：通过凹板上的筛子将玉米粒进行筛选。⑤玉米粒与玉米芯输出：玉米粒通过自身重力输出，玉米芯通过板齿推送到机体外。3：传动机构的设计计算3.1：电动机的选型计算3.1.1：电机简述电机（英文：electricmachinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M（旧标准用D）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。1）电机的分类：按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可划分：永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机划分：稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。其中交流电机还可划分：单相电机和三相电机。2）按结构和工作原理可划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。3）按起动与运行方式可划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。4）按用途可划分：驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机可划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又划分：步进电动机和伺服电动机等。5）按转子的结构可划分：笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。6）按运转速度可划分：高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。7）三相异步电机的工作原理：当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。3.1.2：电机的选型根据资料《农业机械设计手册》一书可查得板齿主轴的转速在250~400r/min,取340r/min,取V帯的传动比i=2〜当玉米脱粒机正常工作时板齿跟随上轴转动，根据试验测得知在工作的时候每个板齿所受平均力为156N。因此F即玉米脱粒机正常工作时，受到的切向力为1248N。其中：n——个板齿所受的力M—参与工作的板齿个数Z—参与工作的板齿条数当玉米脱粒机的主轴快速旋转时，钉齿跟随钉齿条转动，这个转速源于主轴的转速和钉齿条的半径，即:v其中：v—板齿顶部的线速度N轴—脱粒机主轴的转速D—板齿所在圆直径玉米脱粒机所需功率为P，应由脱粒机的I：作阻力和运行参数求定,即:P计算求得：P玉米脱粒机驱动电机的功率：P通过皮带轮将z再通过齿轮传动将动力传递给旋转主轴。其机械传动总效率为：Ση=式中：η1－皮带传动效率，ηη2－滚筒传动效率，ηη3－风机传动效率，ηη4－滚动轴承(每对)0.98-0.99，η则电动机的输出功率为：P符合这一范围的同步电动机转速的有720r/min,960r/min,根据容量和相关转速，由《机械设计通用手册》查出两种适宜的电动机型号，因此有两种不同的传动比方案，表1电动机方案比较方案动机型号额定功率P/kW满载转速效率(%)重量(KG)功率因数1Y160M2-85.5720851190.742YI32M2-65.596085.3840.78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2比较适合。因此选定电动机型号为YI32M2-6。所选电动机的额定功率P=5.5kw,满载转速nm=3.3：V带及V带轮的设计3.3.1皮带传动简介皮带传动亦称“带传动”。机械传动的一种。由一根或几根皮带紧套在两个轮子(称为“皮带轮”)上组成。两轮分别装在主动轴和从动轴上。利用皮带与两轮间的摩擦，以传递运动和动力。皮带传动是用张紧的(环形的)皮带，套在两根传动轴的皮带轮上，它依靠皮带和皮带轮张紧时产生的摩擦力，将一轴的动力传给另一轴。皮带转动可用于两轴(工作机与动力机)之间大距离传动。由于皮带有弹性，可以缓和冲击、减少振动，传动平稳，但不能保持严格的传动比。传动件遇到障碍或超载时，皮带会在皮带轮上打滑，可防止机件损坏。皮带传动简单易行，成本低，保养维护也简单，还便于拆换。根据皮带的剖面形状，可分为平皮带传动、三角皮带(三角胶带)传动和圆皮带传动等，如图2-2所示。图3-1皮带剖面图平皮带的剖面为扁矩形，皮带轮的表面为光滑的圆柱形，皮带在皮带轮上工作时，其内面是工作面。三角皮带剖面为梯形，三角皮带和皮带轮槽在两侧面接触，故其侧面是工作面。由图可见，在同样的Q力作用下，三角皮带在工作表面上产生的正压力N较平皮带大。故在其它条件相同时，三角皮带能传递较大的圆周力。圆皮带一般只适用于小功率的传动，如缝纫机和某些仪器上的传动装置。三角皮带传动较平皮带传动应用广泛，而两者的计算原理基本相同。皮带传动在机械中应用得非常广泛，与啮合传动(齿轮、蜗轮传动)比较，皮带传动具有下列一些特点：1）结构简单，制造成本低，安装维护方便。2）皮带富于弹性，可以缓和冲击和振动，因此运转平稳，工作时噪声较低。3）适用于较大中心距的传动，但从另一方面看，传动外廓尺寸大，紧凑性差。4）皮带在皮带轮上的弹性滑动随负载的变化而变化，故传动比不准确。但是过载时，可以发生打滑。因此能防止其它传动件的损坏。但通常不用它来作过载保护装置。5）皮带必须张紧，使轴和轴承受到较大的作用力。6）皮带和皮带轮会摩擦生热、起电，因之不宜用在有爆炸危险的地方。7）皮带传动的效率和耐久性低。三角皮带与平皮带传动相比，有传动比i较大，中心距A较小，传动外廓尺寸较紧凑，皮带的滑动和张紧力较小等优点。因为皮带传动靠摩擦力工作，所以能有效缓和载荷的冲击，运行平稳、无噪音。制造和安装精度不像啮合传动要求那样严格；工作时和摩擦轮传动相似，在过载时将引起皮带打滑，因而可防止其他零件的损坏并可在合理范围内增加皮带长度以适应中心距较大的工作条件(中心距可到15米)。但是，靠摩擦力运作的皮带传动和摩擦轮传动一样，也有下列缺点：1）有弹性滑动和打滑，使效率降低和不能保持准确的传动比；2）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动力大；3）皮带的寿命较短，一般只有2000～3000小时。3.3.2V带传动的设计计算1）确定确定设计功率Pd，根据本设备的使用状况，选取皮带轮的工况系数KP其中：KAP——电动机的功率査《机械设计》一书中的表7.7可知：KAP2）带型确定：根据计算得知的功率Pd和电动机上帯轮（小带轮）的转速n1与电动机一样的速度,査《机械设计》一书图7-12,可以选择主轴所用V带的型号为B型，为了加工方便，风机V带仍然采用3）确定带轮的基准直径D1和根据机械设计手册推荐的带轮最小基准直径，可选小带轮直径为D1电动机与主抽传动比的计算i=大带轮直径为D根据表7-5,选取从动轮的基准直径为355mm,因为对传动比的要求不高，所以按照设计转速计算。4）验算带的速度v式中：n1—D1故符合要求。5）确定中心距a和V带基准长度L根据0.7(D10.7×(125+355)考虑到应使结构紧凑与设备驱动的布置状况，故取偏小值a0=计算带的基准长度L==查机械设计手册,选V带基准长度Ld计算实际中心距aa=6）计算小轮围包角α7）确定V带根数Z根据参机械设计手册计算带的根数Z。机械设计手册查得单根V带所能传递的功率为PO=1.67kW，功率增量△P0=0.3由机械设计手册查得Ka=0.95，z=取V带根数：Z=4。因考虑到风扇也需要带轮传动，所以最终取V带数量为58）确定单根V带初张紧力F0，Z型带的每米质量为0.06F==365.5N9）作用在轴上压力F为了设计安装带轮轴和轴承，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；F3.3.3带轮的设计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，以使致荷分布较为均匀等.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。因为小带轮的转速v=18.8m/s,即v＜25m/s2)主动带轮的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论轮槽的尺寸，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D1=125mm,而与主动帯轮配合的电动机轴的直径是d(2.5所以主动带轮釆用实心式结构。带轮参数的选择:通过查《机械设计》一书，可以确定主动带轮的结构参数，小带轮的结构示意图如下：图3-2小带轮结构示意图3.4：脱粒板齿主轴的设计脱粒板齿主轴是玉米脱粒机的主要设计部件之一，它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，而旦冲击次数很频繁的工作环境，因此脱粒板齿主轴的设计是很关键的一个步骤.它的主要作用是:一是支持轴上所安装的回转零件，使其有确定的工作位置，二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宜轴形式传递，而民选用宜轴中的阶梯轴。为了让玉米与滚筒能够充分接触产生脱粒效果，主轴釆用了两端刚性轴头与中间套筒焊接结构，这种结构不但有效地增大了滚筒直径，而且也大大减轻了主轴的质量，有效地解决了惯性量太大的问题。3.4.1求传动轴上的功率P2、转速N2，和转矩T由《机械设计课程设计手册》表1一7得带传动的效率n=0.96则功率P转速N转矩T3.4.2初步确定轴的最小直径根据轴的强度计算，由公式计算轴的最小直径，由公式：dc—材料系数取c=1n—轴的转速；dmin—轴的最小直径（mmP—传递功率：d所求为轴的最细处，即装联轴器处。但因此处有个键槽，故轴颈应增大5%，即dmin圆整得取轴得最小直径为40mm。3.4.3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，安装带轮和轴承处应有轴肩或套筒定位，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b×h×l为12×8×50。键的型号可以通过应满足这些零件的长度要求。3.4.4初步选择轴系由脱粒机的结构和相关尺寸可知所设计的轴E装冇带轮和板齿，其上的板齿承螺旋排列，但由于受力不大可以忽略它的受力。又根据d=40mm，初步选取带轮内径为40mm由于有定位轴肩，所以轴承内径选为60mm,支撑的轴承为深沟球轴承，在《机械设计手册》查得深沟球轴承的型号为6012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s=8mm取安装板齿轴段的直径为d=80mm，轴承写轴肩用套筒固定，左、右两端采用轴承用轴承座固定轴承，配合为H7/K6轴的基本结构如图2：图2主轴结构尺寸图3.5.按弯扭合成条件校核轴的强度将轴的受力简化，板齿受力集中于板齿轴的中部，确定轴的支点位置及轴上所受载荷大小、方向和作用点。作轴的受力简图，如图3：图3：轴的受力简图轴上水平面、垂直面，主轴所受支反力如图4：图4：主轴所受支反力图计算得FF计算并画出轴的水平垂直弯矩图如图5:图5水平垂直弯矩图合成弯矩及转矩图如图6图6合成弯矩及转矩图由轴的受力分析图可以看出危险在左支座A处，该截面的总弯矩为：MA按第三强度理论进行强度校核：1=综上，轴的强度满足要求。3.5：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上轴，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成比较轻便，主轴轴承选用6012深沟球轴承，风机轴承选用6205深沟球，它们对应的轴承座的型号可以在《机械设计手册》中査到，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M12螺栓固定。3.6：板齿的设计冠状平板齿条是玉米脱粒机的主要脱粒部件，它的设计关系到玉米脱粒机质暈的好坏,直接关系到玉米脱粒机正常I：作时整体的脱粒效果以及脱粒时玉米粒和玉米芯能否快速分离，它的功能是釆用脱离滚筒上的八个冠状板齿和八个平板齿均匀的转动，工作时将玉米填入脱粒机中，主轴的转动带动固定在冠状平板齿滚筒上的冠状平板齿，冠状平板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）。玉米在经过冠状平板齿的旋转下，脱粒，冠状板齿、平板齿呈螺旋排列，目的在于将玉米芯顺着冠状平板齿的螺旋排列排出机体之外。玉米脱粒机的主要功能是脱粒，而冠状平板齿在匸作中起到了重要作用，因此，冠状平板齿的设计是脱粒机的设计的主要部件。3.6.1：冠状平板齿、平板齿的总体结构设计从冠状平板、平板齿的功用及其匸作要求可以判断出冠状平板齿的工作强度很大，玉米脱粒机的冠状平板、平板齿在滚筒上于轴线方向呈9°均匀地焊接，每一个冠状平板齿的d=10mm,冠状平板齿和平板齿均匀的呈螺旋排列方式安装，两相邻的冠状平板齿条之间的冠状平板齿横向距离为100mm,且呈两条螺旋均匀排列。3.7：轴承计算与校核滚动轴承的尺寸选择取决于疲劳寿命。寿命计算公式：L式中：CrP一轴承的当量动载荷;n一轴承的转速；ε一轴承的寿命指数；当量动载荷的计算：用于计算同时承受径向及轴向载荷的轴承而引进的假定负荷，若将此假定负荷作用于轴承所得的寿命与轴承在实际使用条件下达到的寿命相同。对向心轴承：P=式中：FAx—实际径向载荷：FAy-实际轴向载荷x一径向系数；y一轴向系数；fd当量动载荷P==预期计算寿命LhLC查表可选平台升降车的轴承6012，基本额定载荷Cr=93.8KN，极限转速4500r/min故所选轴承满足设计要求。结论在这次设计的三个月时间里，我从不了解到深刻的理解干玉米脱粒机的设计课题，这次毕业设计是我对大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。通过这次毕业设计对自己的四年的大学生活做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的工作和生活打下一个良好的基础。这次设计其实是综合运用本专业知识，分析并解决设计中遇到的问题，进一步巩固、加深和拓宽所学知识。通过这次设计实践，使我逐步树立了正确的设计思想，增强了创新意识，熟悉并掌握了机械设计中的一般规律和方法，培养了我的分析问题和解决问题能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，使我进行了较全面的机械设计基本技能训练。另外通过本次设计使我领悟出机械设计的一般进程：设计准备、传动装置总体设计、传动零件设计计算、装配图设计、零件工作图设计、编写设计说明书。如果随意打乱这个过程则在设计过程中定会多走弯路。在设计过程中在独立完成的同时，还要及时跟指导老师沟通和请教。每个阶段完成后要认真检查，有错误要认真修改，精益求精。毕业设计的各个阶段是相互联系的。设计时，零、部件的结构尺寸不是完全由计算确定的，还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求。由于影响零、部件尺寸的因素很多，随着设计的进展，考虑的问题要更全面和合理，故后阶段设计要对前阶段设计中的不合理结构尺寸进行必要的修改。所以，设计要边计算、边绘图，反复修改，设计计算和绘图交替进行。在设计中要贯彻标准化、系列化与通用化可以保证互换性、减低成本、缩短设计周期，这是机械设计应遵循的原则之一，也是设计质量的一项评价指标。在设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标准与规格，尽量采用标准