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1、全日制普通本科生毕业设计 玉米脱粒机主要零部件设计 THE DESIGN OF THE MAIN PARTS OF CORN THRESHING MACHINE由于部分原因，说明书删除部分，完整版说明书，CAD图纸，联系 153893706 学生姓名： 学 号： 年级专业及班级：2008级机械设计制造及其自动化 指导老师及职称： 提交日期：2012年05月目 录摘要1 关键词 1 1 前言22 总体方案拟定22.1 工作原理分析 3 2.2 方案与技术设计33 玉米脱粒机的设计计算4 3.1 电动机的选择4 3.2 脱粒轴的设计63.2.1 最小脱粒轴直径 6 3.2.2 脱粒轴的基本结构7
2、3.2.3 轴的校核 83.3 钉齿条的总体结构设计 11 3.3.1 钉齿条的功用11 3.3.2 钉齿条的结构及选材123.4 钉齿的设计 13 3.5 圆盘的设计13 3.5.1 圆盘的特点13 3.5.2 圆盘的结构及材料143.6 栅格式凹版的设计 14 3.6.1 栅格式凹版的功能14 3.6.2 栅格式凹版的选用153.7 栅格托架的选用 16 3.8 入料斗和进料口的设计16 3.8.1 入料斗和进料口的选择16 3.8.2 入料斗和进料口的结构173.9 上盖的设计 18 3.10 键的选择与校核 19 3.10.1 轴上键的选择 19 3.10.2 键的校核 193.11
3、轴承的选择和校核 19 3.11.1 轴承的型号 19 3.11.2 轴承的校核203.12 玉米脱粒机上盖螺栓的选择 20 3.12.1 螺栓的强度校核20 3.12.2 螺栓的型号选择214 结论21参考文献22致谢23玉米脱粒机主要零部件设计 摘 要：为了减少农民在脱去玉米粒的时候时的劳动强度、提高其农业生产效率,所以设计玉米脱粒机。该机主要有入料口、栅格式凹板和钉齿脱粒滚筒及传动部件等组成。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钉齿脱粒滚筒上，钉齿脱粒滚筒配合栅格式凹板将玉米脱粒，玉米粒从栅格式凹板分离并排出机体外，而玉米芯从入料的另一端排出机体之外。其工艺流程：
4、玉米穗通过入料斗进料口进入钉齿滚筒，在高速回转钉齿滚筒的冲击和玉米穗、钉齿滚筒，栅格式凹版的相互作用下被脱粒。脱下的籽粒通过栅格式凹版由出粒板滑出机体，而玉米芯则随着螺旋排列的钉齿由出芯口排出机体。为了保证有玉米穗顺利的喂入而不堵塞滚筒，进料口下底板应该有一定的斜度，玉米芯排出口应与籽粒排出口保持一定的距离，以免玉米芯与籽粒相混杂。玉米脱粒机的生产效率决定于配套动力的大小。其功率消耗可按1kw.h的功可脱6001000kg已拨皮的玉米穗计算。未剥皮的玉米穗直接进行脱粒时，其生产率约为30%50%。 关键词：脱粒机,入料装置,脱粒装置The Design of the Main Parts of
5、 Corn Threshing MachineAbstract: In oder to reducing a peasant during the period of the maize threshes, the intensity of labour, raises working efficiency , designs Corn threshing machine. Be machines turn to have mainly enter expect that the mouth , bars form notch board and nail tooth the cylinder
6、 threshing and drive component etc. are composed of. Take electric motor as driving force source, driving force exports axis output from the electric motor , the nail tooth seed-husking cylinder threshes on the cylinder threshing again by the fact that belt delivery arrives at the nail tooth, coordi
7、nating bars form notch board with the corns, besides seeds complies with bars form notch board separation and the outside discharging airframe, but the maize core discharges airframe from another one end entering material.Its process flow :The corn ears though hopper entering the threshing device, u
8、nder the high speed rolling cylinder which installed the nails crash and the corn ears squeeze with the notch board, the seed will be drained. Than drained seeds will through the board slipped outside. Cob drained outside under the spiral nails help.In oder to make corn ears fluently entering the bo
9、dy ,and can not clog th the body ,the steel board of the bottom of hopper, should be designed set a angle .The corncob escapement should maintain certain distance with the grain escapement, in order to avoid the corncob and the grain are mixed.Corn threshings production efficiency decides in the nec
10、essary power size. Its power dissipation may be possible to escape 6001000kg according to the 1kw.h merit to dial the corn skin computation. That has not skinned when directly the corn carries on the seed extraction, its productivity approximately is 30%50%.Key words: Threshing machine,Enter device,
11、 Thresher device1 前言随着社会的进步，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。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达20%左右。因此我国北方地区更需要实现农业机械化生产，从而提高农业的劳动生产率，玉米脱粒机就是一种代替人工劳作实现玉米脱里的小型机械。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
12、筒回转运动的钉齿与栅格式凹板之间的间隙相配合，使玉米粒拖下（钉齿滚筒和栅格式凹板之间的揉搓作用，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外，循环脱粒，不断的进行填入-脱粒-排出机体。2 总体方案拟定2.1 工作原理分析为了更优化玉米脱离机的机型和结构设计，此玉米脱粒机采用电力拖动，而且电动机也同样采取节能式，电动机安装在玉米脱粒机的下部，与脱粒机的机架的下机梁固定连接，这样可以节省电动机所占用的空间。玉米脱粒机的从入料到脱粒到分离玉米粒和玉米芯，最后将玉米粒和玉米芯排出机体之外，是玉米脱粒机一体完成的，它最大的优点是在短时间内可以完成几个人的劳动强
13、度，从而提高了工作效率，节省了劳动时间。此玉米脱粒机有这些优点之外，还有安全性能高、效率高、坚固耐用、结构简单便于维修和保管。同时为了改进现有脱粒机的现有状态，提高工作效率，所以该机有由入料口、钉齿脱粒滚筒轴、栅格式凹板、机架等部分组成。整体组成如图1所示：入料斗与进料口与玉米脱粒机的上盖部分相连，它是利用2mm米厚的铁板制成，入料部位与钉齿滚筒的钉齿部位相切，将已拨皮的玉米从入料口进入，下滑到脱粒部位，即钉齿滚筒和栅格式凹板之间，进行脱粒。脱粒部分主要是由钉齿滚筒、栅格式凹板、半圆型上盖组成。玉米穗在钉齿滚筒和栅格式凹板之间进行脱粒，将已脱下的玉米粒从栅格式凹板的缝隙漏下，落到下滑板，排出机
14、体之外，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，由入料斗的另一端（即出料口）排出机体之外。落下籽粒分主要是栅格式凹板完成的它是由一定数量的铁条及两条主要梁和两条副梁组成，每两根铁条之间的缝隙可以将玉米卡住，然后快速旋转的钉齿滚筒将被卡死的玉米强行脱粒，当然，无论是工作时还是安装时，栅格式凹板是固定不动的。玉米脱粒之后，再将玉米粒经过栅格式凹板，从凹板的缝隙漏出，顺着斜滑板滑出机体之外，目的是将玉米和玉米芯分开。2.2 方案与技术设计根据农业机械设计手册和脱粒机的介绍，有关玉米脱粒机的相关设计的参考数据：脱粒机主轴为转速一般为600900r/min ，栅格式凹板的直径为一般为
15、320mm左右 ，由于设计的玉米脱粒机脱粒能力较大所以其凹板的长度为803mm，在滚筒的设计上，一改传统的设计方法，大胆采用钉齿条代替滚筒，并在主轴上设有四条钉齿条，每条钉齿条上均匀分布着8个钉齿，总共32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240mm，滚筒上的钉齿长度为42mm。图1总体结构图Fig.1 Overall structural diagram3 玉米脱粒机的设计计算3.1 电动机的选择根据农业机械设计手册查得每个钉齿的均匀受力为40 ，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
16、钉齿条是空行程。 （1）即玉米脱粒机正常工作时，受到的切向力为640N 。其中：N 钉齿所受的力 M参与工作的钉齿个数 Z参与工作的钉齿条数钉齿条上的钉齿转速根据农业机械设计手册钉齿顶圆直径为200300mm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，这个转速原于主轴的转速和钉齿的半径，即 此处已删除3.6 栅格式凹版的设计3.6.1 栅格式凹版的功能 在玉米脱粒机中，栅格式凹板是与钉齿滚筒相配合的重要部件，栅格式凹板有两种功能，其一，是将玉米脱粒后，使玉米粒从栅格式凹板的缝隙中漏出，而玉米芯被钉齿滚筒上的钉齿螺旋排列排出机之外，从而使玉米粒和玉米芯分开，从不同的出口排
17、出机体之外，达到玉米脱粒清选的作用，其二，栅格式凹板是利用钢筋横向焊接而成，钢筋之间有的缝隙，这个缝隙可以将玉米卡在两根钢筋的缝隙之间（因为玉米为圆柱型），以便于钉齿对玉米进行快速、稳定的脱粒。图6圆盘结构图Fig.6 Disc structure3.6.2 栅格式凹版的选用栅格式凹板是由27根直径长为的钢筋，凹板的直径，凹板两边由两个直径为，厚度为，高度为的铁条固定，由于栅格式凹板是半圆桶型，栅格式凹板与机架相连接还需要一个栅格托架，同样采用焊接的形式来连接用圆柱钢筋围成的凹板，因为栅格式凹板要安装在机架上，所以将栅格式凹板两端的铁条和中间的栅格托架都焊接到机架上，这样，可以加固机体与栅格式
18、凹板的连接质量，在正常工作时，由于有机架的固定支撑，可以使栅格式凹板的工作稳定性更高，更加可靠、稳定。从整体来将，也达到了脱粒机的一体化的设计，提高整体刚度。凹板结构如图7图7凹版结构图Fig.7 A structure chart3.7 栅格托架的选用栅格托架是用来固定栅格式凹版的，它是通过焊接使栅格式凹版连接在机架上，并用上盖预先开设的的槽来定位。材料选用Q235钢。栅格托架如图8。图8栅格托架图Fig.8 Map grid bracket3.8 入料斗和进料口的设计3.8.1 入料斗和进料口的选择入料斗是将玉米填入玉米脱粒机机体内的一个途径，它要通过进料口使玉米眼钉齿滚筒的切线方向进入脱
19、粒机机体内，它们是玉米脱粒机上的组合部件，它的作用在于通过入料斗和进料口可以将玉米顺利的填入机体内，而且在填入的过程中或是填入后的工作过程中，脱粒机能安全的工作，而且不会将玉米玉米粒或是玉米芯从入料斗飞溅出来，造成人员伤害等事故发生，因此，玉米脱粒机的入料斗和进料口的设计，即关系到玉米脱粒机的工作质量（即脱粒不干净或是不完全等）。因为在将玉米添入脱粒机时，电动机在高速的旋转，连同它的主轴一起旋转，如果入料斗和进料口的填料方式不利于主轴的工作，此时，这种填料方式对主轴、对机体都有很大的副作用，有可能瞬时加大主轴的承担负载，即同时加大主轴的弯曲应力、扭转应力等，同时也加大了钉齿条上的钉齿的磨损和老
20、化等。如果入料斗的设计不当，会造成主轴的瞬时被卡死，电动机闷车等现象发生，这些现象对电动机和玉米脱粒机的主轴有及大的破坏性。3.8.2 入料斗和进料口的结构因此，在设计玉米脱粒机入料斗时应当考虑到设计不当可能发生的危害，精心的设计其结构。其尺寸和外形如下图9和图10图9入料斗结构图Fig.9 Hopper structure图10进料口图Fig.10 Lnlet diagram3.9 机架的设计玉米脱粒机的入料斗和进料口与脱粒机的机架相连接为一体，其连接方式为焊接即入料斗和进料口安装在玉米脱粒机的机架上，两者均采用的薄铁板制成，玉米脱粒机的机架承半圆形状，直径为，长为，（进料口的一侧与脱粒机的
21、上盖边缘相切），这样可以是玉米在进入脱粒机机体时，能够很好的被钉齿滚筒上的钉齿打削（脱粒），因此，机架上的入料口设计很重要。其上进料口的最小口径长为，宽为，其上的最大口径（为了方便填料可以设计大一些）长为，宽为，玉脱粒机的机架整体焊接两个角铁上，并在角铁上加工出来四个给栅格托架定位的槽，目的是便于与脱粒机的下半部分安装，将脱粒机机架的缘地脚与角铁焊接相连，角铁采用的厚度为，长度为，起加固作用的铁条同样焊接在两个角铁上，以加坚固。在玉米脱粒机机架的两端设有两个半圆形状的铁板，其采用的材料是一样的，目的一是保障工作人员的安全，因为在玉米脱粒机正常脱粒时，它的主轴高速旋转，如果没有两打的铁板挡住，有
22、可能工作人员不甚将手或衣服绞进玉米脱粒机中，造成人员伤亡等事故发生。其结构如图11所示：图11上盖结构图Fig.11 Upper cover structure3.10 键的选择与校核3.10.1 轴上键的选择根据机械设计一书中所提到的，对于轴端直径为25mm的轴，其间的长度在1890之间，又根据机械设计课程设计一书中间的型号选取bh为87的键，有根据实际情况选择适当的键长，初步选取。3.10.2 键的校核键与轴的链接为静连接，材料为45刚，承受载荷为120150 （21）带入数据得故强度符合。3.11 轴承的选择和校核3.11.1 轴承的型号本机只承受径向力，故选用深沟球轴承，为了与轴做配合
23、，故选取6006号轴承其参数如下：,基本额定动载荷，基本额定静载荷。3.11.2 轴承的校核由于轴承的基本额定寿命与破坏概率有关，所以在实际上按基本额定寿命计算选择出的轴承中，可能有10%轴承发生提前破坏；同时，也可能有90%的轴承超过基本额定寿命还能继续工作，甚至相当多的轴承还能在工作一个、两个或更多个基本额定寿命。由于所选的轴承只能承受纯径向动载荷，（当量动载荷）由于此前算过，钉齿，乃至轴上所承受的径向力为，而轴承所能承受的基本额定动载荷,小于所能承受的基本额定动载荷，所以负荷强度要求。 （22）带入数据得： 由于玉米脱粒机是季节性使用的机械，工作时间并不长，工作周期不长，又因为该机主要在
24、户外工作，工作温度为常温，不会引起应温度过高而造成的轴承损坏，因此，轴承寿命符合机器工作条件。3.12 玉米脱粒机上盖螺栓的选择3.12.1 螺栓的强度校核应用在玉米脱粒机上的螺栓是机械设计的标准件,此时，需要选择适合的螺栓，脱粒机上盖与机架连接为带有预紧力和工作拉力的螺栓连接，本机工作载荷不稳定应用公式 （23）其中为承受的工作载荷 为螺栓的总拉力为残余预紧力上盖与机架连接为的螺栓为工作载荷不稳定的紧螺栓连接，此处 （24）此处可假设选钉齿接触上盖时的接触力为最大工作载荷带入数据得：单个螺栓的强度为 （25）上盖与机架有六颗螺栓相连接，实际的应该是带入公式（25）得 ，圆整为83.12.2
25、螺栓的型号选择螺栓的选择可以根据机械设计手册查取.在本脱粒机上选择的螺栓为:公称直径M8的螺栓,就可以满足玉米脱粒机的脱粒机上盖和机架连接需要。4 结论本机主要适用于已剥皮玉米的脱粒工作，长为911mm高为1166mm，宽为416mm 功率7.5kw。本机采用先进的钉齿条滚筒，代替传统的滚筒与钉齿的固定链接方式，从而可以更换钉齿，更好的提高了整机的使用效率，采用钉齿条还能，减轻启动载荷，对玉米粒飞溅有很好的防护效果，其主要功能是将玉米与玉米芯分开,达到玉米脱粒的效果,本机生产率很高,而且单位时间内生成效率高,是现在市场上应用很广的产品,但是,此产品也有一些不足之处,比如它的重量沉,体积大等缺点
26、,和一些的玉米脱粒机相比还是有一定的优势的,其主要优势是动力强.因此,在今后还要对玉米脱粒机的开发,使玉米脱粒机更完美,更效率化。参考文献1中国农业科学院.农业机械设计手册（上册）M.北京.机械工业出版社 1988.42罗圣国,武宗泽.机械设计课程设计手册 第3版 M.北京.高等教育出版社 2006.5 3王金武.互换性与测量技术M.北京.中国农业出版社 2007.10 4黄建求.机械制造技术基础M.北京.机械工业出版社 2010.015袁浩,卢章平.Autodesk AutoCAD2006/2007工程师认证考前辅导M.北京.化学工业出版社2009.46濮良贵,纪名刚.机械设计第八版 M.北
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29、197619机械零部件设计.机械工程手册第2版.机械工业出版社,1996.920王幼龙.机械制图M.北京:高等教育出版社，2001.01致 谢时光荏苒，岁月如梭。记忆的雪花翩翩起舞，思绪定格在凤凰花开的季节。挥洒过汗水，也滴落过泪花，这里有我熟悉的一切，有我热爱的一切。恍惚中，在美丽的农大校园中，度过了人生中最为宝贵的年华。随着毕业设计的结束我的大学生活也即将结束毕业设计留给我的是对我四年所学科目的综合检验是我的cad作图更加熟练，设计更加严谨细致。凤凰涅磐需要经历烈火的煎熬和痛苦的考验。迈进象牙塔殿堂时的激动与不安，仍时刻在内心回荡，不知不觉中完成了人生中最大的一次蜕变。蜕变需要经历过磨练，
30、磨练可以让我们更为坚强，去勇敢面对生活中所遇到的困难与磨难。 感谢老师以及所有帮助过我的老师和同学们，我已把你们记在心里但我又不能一一写出，你们是我大学路上的方方面面的领路人，是你们悉心的指导、关心和鼓励下，才使得我养成科学严谨的治学态度，也让我学会了如何去解决所遇到的问题。感谢你们让我懂得了科学探索的奥秘在于永远保持一个乐观积极向上的心态以及脚踏实地勤勉的务实作风，这是获得胜利的无敌通关密码。 在湖南农大我度过了我的四年时间在这里我获得了太多太多，可以说我完成了自己的蜕变，每当遇到困难，总是你们在身旁默默的帮助。 感谢我的家人。是他们在挫折时，给与我信心与前进的动力；是他们在快乐时，分享我的喜悦。 附录附录1：（装配图A01）附录2：（零件图A11）附录3：（零件图A25）附录4：（零件图A33）附录5：（零件图A42）
