玉米脱粒机设计.docx

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1、目录一引言11.1 研究目的及意义11.2 国内外发展现状2二 玉米脱粒机总体结构设计3三 玉米脱粒机的动力源设计53.2 钉齿条上的钉齿转速53.3 车白勺车专63.5 电动机的转速6四带及带轮的设计84.1 传动带的设计84.1.1 确定计算功率84.1.2 选择V带的型号4.1.3 确定带轮的基准直径8 1 确4万动，11 心足和带94.1.5 验算主动轮上的包角94.1.6 确定V带的根数104.1.7 计算单根V带的初拉力的最小值（与）.104.1.8 计算压轴力4.2 V带带轮的设计11五转子传动轴的设计145.1 根据轴的扭转强度来初步计算确定其最小直径145.2 根据轴向定位的

2、要求确定轴的各段直径和长度155.3 确定输出轴上的圆角半径，值155.4 按弯扭合成条件校核轴的强度155.4.1作轴的简图5.4.2求输出轴上的所受作用力的大小5.4.3钉齿条上的合力5.4.4轴上水平面内所受支反力如图5.4.5轴在垂直而内所受的支反力546作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图）5.5轴的校核强度功能结构件的设计6.1钉齿条的设计7.1凹板的设计8.1入料口及脱粒机上盖的设计风扇带及带轮的设计7.1传动带的设计7.L1确定计算功率7.L2选择V带的型号7.L3确定带轮的基准直径7.1.4确定传动中心距和带长7.L5验算主动轮上的包角.7.1.6计算单根V带的初拉力的最小值7.L

3、7计算压轴力7.2V带带轮的设计风机传动轴设计8.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度.8.2初步选择输出轴系8.3确定输出轴上的圆角半径值8.4按弯扭合成条件校核轴的强度8.5校核轴的强度机架的设计总结致谢16-1616171819.19.J9.2021.23.2323.232324.2424.252527.2728282929.303233一 引言1 .1研究目的及意义玉米是世界三大粮食作物之一，种植面积仅次于水稻和小麦，位居第三。玉米即是粮食优势畜禽饲料中的主要成分，还是化工、医药、视频、能源等多种产品的重要原料，在各国的粮食安全和国民经济发展中占有重要地位。20世纪90代以来，世

4、界各国对玉米的需求量和利用率均呈上升趋势。通过采用现代化农业工程和机械技术，适应自然环境，为植物生产收获提供相对更为有利条件，而在一定程度上摆脱对自然环境的依赖而进行有效生产的农业。它是在人们生活需求不断增长的同时发展起来的，是在人为可控设施下的农业生产，具有高投入、高技术含量、高品质、高产量和高效益等特点，是最具活力的现代新农业。随着我国农业的快速发展，我国越来越关注农村问题，农业机械化的发展速度进一步加大，由机械代替人力作业已是我国农业发展的一个趋势,而要实现我国农业的的现代化，其物质承担者农业机具的开发与利用必须紧跟上;同时为了完成和巩固本科知识和课程的学习；因此也就有了此时这篇玉米脱粒

5、机的设计。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。在玉米脱粒机技术发展初期，两种玉米脱粒装置的发明具有重要意义：1785年苏格兰人安朱梅克发明了第一台回转滚筒式玉米脱粒装置，从而开创了机械脱粒的先河。1812年美国人发明了世界上第一台手动盘式玉米脱粒装置。随着玉米脱离技术的发展，玉米脱粒装置收到国内外农机工作者的极大关注。它的工作原理是：玉米脱粒机利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与圆孔式凹板之间的间隙相配合，在钉齿滚筒和圆孔式凹板之间的揉搓作用下，将玉米粒脱离玉米芯，并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

6、外，循环脱粒。同时，风筛装置将杂质排出，循环不断的进行入料、脱粒、排出机体。本次课题设计的玉米脱机理论脱粒效率为1000kg/h,极大的超出人力操作脱粒效率，有效的提升了工作效率、降低了生产成本。所以，推广小型玉米脱粒机是国内玉米生产增产、降本的一个必然环节，考虑到许多的客观因素，国内要推进玉米的快速生产,走玉米机械化发展道路,小型的玉米脱粒机械是国内发展机械化生产一个现实的选择。2 .2国内外发展现状自从古代开始，每到农忙时节，所有的农民都要依靠自己的双手来收割、脱粒每一束庄稼，大片的农田下来，几乎人人手上都会磨起泡来，这样的场景让人不忍回想。玉米脱粒机作为我国第二大农产品的直接处理机器，相

7、对于高速发展的时代脚步显得有些步履蹒跚。从20世纪80年代，我国开始着手从国外购置一批先进的玉米脱粒机。从开始的手摇式玉米脱粒机，到后来的电动玉米脱粒机，一步步使广大农民朋友摆脱了繁重而又伤身的体力劳动。截止到2014年底，我国的脱粒机生产企业大约有240余家，所有的厂家年常量在35万余台。随着我国农业发展方向不断倾向于机械化，关于玉米脱粒机的发展和研究也逐渐开始被提上日程，而且已经慢慢成为我国发展农业的重点。现目前，行业内较为成熟，使用面积较广脱粒机结构多为轴流滚筒式，也有一部分为垂直脱粒盘式。由于它具有生产效率高、脱粒质量好，操作简便、结构简单、坚固耐用、工作可靠和使用维护方便等特点，所以

8、多少年来一直深受农民欢迎。其中市场占有率最高的轴流滚筒式脱粒机或多或少都会存在如下缺点之一:3 .滚筒堵塞；4 ,脱不净；5 .破碎率高；6 .喂入不畅;7 .籽粒损失大。究其根本原因主要还是市场利润不足，前期科研投入欠缺，导致设备开发过程中考虑到设备成本、开发时间等原因，很多问题只能成为潜在的设备缺陷，这些问题在实际的生产中都会被放大，并客观的影响生产效率。二玉米脱粒机总体结构设计玉米脱粒机按结构组成大体分为几个部件：料口、脱粒滚筒轴、凹板、风机和机架等。整体组成如图1所示:1）入料部分：料口与玉米脱粒机的上盖部分相连，它是利用2mm厚的SPCC薄板镀金结构件，其扩大了入料空间提高入料效率，

9、能够实现快速的将未脱粒的玉米按指定路径投入脱粒区域，进行脱粒作业。2）脱粒部分：脱粒部分由凹板、钉齿滚筒、半圆型上盖组成。高速运转的钉齿式滚筒将作物随之抓入滚筒工作室内，在钉齿和壳盖螺旋导向板的作用下,作物一边作圆周运动，一边作轴向推移运动，而栅格式凹板筛对运动的作物有产生一定的阻力，使作物不断在滚筒的打击下和栅格式凹板筛的梳刷搓揉下，实现籽粒的脱离。3）筛选部分：筛选部分主要是由圆孔式凹板完成。凹板的圆孔与快速旋转的钉齿滚筒将将玉米强行脱粒。无论是工作时还是安装时，圆孔式凹板是固定不动的。玉米脱粒之后，再将玉米粒经过圆孔式凹板，从凹板的圆孔漏出，顺着斜滑板滑出机体之外，目的是将玉米粒和玉米芯

10、分开。玉米芯借助于滚筒上的螺旋排列的钉齿的螺旋推力和螺旋导向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出机体之外。4）风选部分：风选部分由出糠口、风扇等组成。玉米粒经凹板滑下，通过风扇的风力，将籽粒中轻质杂质由出糠口吹出机外。5）机架部分：机架是由左机架、右机架、出料口、下滑板及稳定结实的主机梁组成。机架的各部分要各自稳定，而且相对固定，以便做到机械在运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险，因此为了机架的坚固，此玉米脱粒机的设计采用三毫米厚的角铁制成。12三 玉米脱粒机的动力源设计初步设计脱粒机主轴转速400-600%山，圆孔式凹板的直径为320刈，其凹板的长度为900在主轴上设有四条钉齿条，每

11、条钉齿条上均匀分布着十个钉齿,总共40个钉齿呈螺旋均匀安装，以便玉米芯随螺旋钉齿的螺旋作用排出机体之外，钉齿滚筒的直径为220机?，滚筒上的钉齿长度为45卯。3.1 电动机的选择初步给定设计受力为1ON ,当玉米脱粒机正常工作时钉齿滚筒上的钉齿条快速旋转，其中均有两条钉齿条受玉米所给的切向力，而另外两个钉齿条是空行程，因此，F = NMZ = 10x13x2 = 260N,即玉米脱粒机正常工作时，受到的切向力为260N o其中：N一钉齿所受的力M一参与工作的钉齿个数Z一参与工作的钉齿条数3.2 钉齿条上的钉齿转速当玉米脱粒机的钉齿滚筒快速转动时，其上钉齿条的钉齿同样有一定的转速,这个转速原于主

12、轴的转速和钉齿的半径，即：.一一* N轴* N . 3 . 14 x 600x 220 = 6 吗/ ,60x100060x1000八其中：V一钉齿的转速N轴一脱粒机主轴的转速。一钉齿距轴心的距离3.3 钉齿滚筒的转速玉米脱粒机所需功率为4,应由脱粒机的工作阻力和运转参数求定，即:FV1000计算求得:Av260x6.910001.79k Wo3.4 电动机的功率电动机功率由公式与二殳kW%计算，脱粒机传动装置的总效率乙，应由组成传动装置的各个部分运动副的效率只积，即%=7*%*% ,其中/、%、/分别为每一个转动副的效率，选取传动副的效率值如下：滚动轴承 球轴承（稀油润滑） 7 =0.99V

13、带传动 % = 0.96滚筒转动 （因为钉齿条固定于滚筒上）即取7/3=1则儿=7 * % * 3 =。力 x 0.96 x 1 = 0.96由此可得电动机的功率：Pd = FV = 260 X 69 = 1.86kW“1000*% 1000 x 0.963.5 电动机的转速机器设计工作转速在400-600/山，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i=25,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：%=% = (2 5)x600 =1200 3000r/min。根据工作环境要求，按现代机械设计手册选用Y系列(IP44)封闭式三相异步电动机。查机

14、械设计通用手册选择电动机型号为Y90L-2参数如表1：表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同步转速着in额定转速着in效率(%)电动机重量(KG)功率因数COS01Y90L-22.23000284080.5320. 86带及带轮的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。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）。4.1 传动带的设计4.1.1 确定计算功率Pca = kap其中：K3工作情况系数一电动机的功率查机械设计一书中的表87可知：Ka=.Q匕= 10x2.2 =