玉米脫粒機設計

本設計基于各種脫粒機的結(jié)構(gòu)，主要研究玉米脫粒機的傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理，并在此基礎上完成零部件的設計，并依據(jù)相關機械設計軟件來完成零部件的設計。本著從經(jīng)濟性和實用性的角度出發(fā)，針對農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要設計出一種結(jié)構(gòu)簡單，工作效率高的玉米脫粒機。首先應該根據(jù)玉米盤的自身形狀來展開初步設計，從而展開總體方案的傳動設計。研究的主要內(nèi)容基本包括玉米脫粒機構(gòu)、電機的選擇、帶輪的結(jié)構(gòu)設計。一般機械設計方法，通常從總體方案開始，在總體方案中又首先從機構(gòu)的分析開始，確定方案后再進行必要的設計計算和結(jié)構(gòu)設計，最后以完成的設備圖紙和設計計算作為整個設計計算的成果。為了減輕農(nóng)民的勞動強度，提高農(nóng)業(yè)作業(yè)的機械化程度，填補農(nóng)業(yè)機械的一項空白，針對玉米盤本身特征進行設計，在脫粒時釘齒滾筒高速旋轉(zhuǎn)，使玉米在機箱壁和羅底之間不斷被釘齒打擊，而這個作用又使玉米棒之間不斷互相碰撞，以達到籽盤分離，然后凈粒，完成脫粒。關鍵詞：玉米脫粒機釘齒滾筒傳動系統(tǒng)帶輪TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"緒論 1\o"CurrentDocument".玉米脫粒機總體設計方案 1\o"CurrentDocument"設計任務分析 2總功能確定 2\o"CurrentDocument"功能分析 2功能分析 2\o"CurrentDocument".電動機的選擇 2\o"CurrentDocument"電動機的轉(zhuǎn)速 2\o"CurrentDocument"確定電機工作效率… 4\o"CurrentDocument"確定電機的型號 4\o"CurrentDocument".帶輪與傳動帶的設計 5\o"CurrentDocument"帶輪材料的選擇 5\o"CurrentDocument"帶輪的結(jié)構(gòu)設計 5主動輪的結(jié)構(gòu)設計 5從動帶輪的設計 6傳動帶的設計 7\o"CurrentDocument".軸的設計 10\o"CurrentDocument"軸材料的選擇 10\o"CurrentDocument"軸結(jié)構(gòu)的基本要求 10\o"CurrentDocument"根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 12\o"CurrentDocument"初步選擇輸出軸系 12\o"CurrentDocument"確定輸出軸上的圓角半徑r值 12\o"CurrentDocument"按彎扭合成條件校核軸的強度 12作軸的簡圖 12求輸出軸上的所受作用力的大小 12釘齒條上的合力 12軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖 13軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 13\o"CurrentDocument"作彎矩圖 13作彎矩圖 14作當量彎矩圖（彎矩、扭矩合成圖） 14\o"CurrentDocument"校核軸的強度 15\o"CurrentDocument"軸承座的設計 16\o"CurrentDocument".釘齒滾筒的設計 16\o"CurrentDocument"釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設計 16\o"CurrentDocument"釘齒條及釘齒的設計 17釘齒的設計 17圓盤的設計 17\o"CurrentDocument".玉米脫粒機的安全操作 18\o"CurrentDocument"超速運轉(zhuǎn),機械“爆炸” 18\o"CurrentDocument"禁止過疲勞或酒后操作 18\o"CurrentDocument".玉米脫粒機的維護 29\o"CurrentDocument"玉米脫粒機的技術(shù)保養(yǎng) 20\o"CurrentDocument"玉米脫粒機的保管 20結(jié)論 20致謝 21參考文獻 21緒論隨著社會的進步，生活中的每一個角落都有機械的參與。農(nóng)業(yè)是我國基礎經(jīng)濟、是國家發(fā)展的根本，機械化的普及，不僅是農(nóng)業(yè)加強了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)，同時也減輕了農(nóng)民的勞動強度。根據(jù)不完全統(tǒng)計，我國北方地區(qū)種植小麥、玉米等農(nóng)作物約占我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的45%以上，同年出口量北方地區(qū)占全國大20%左右。這里僅對一種玉米脫粒機的課題研究，玉米脫粒機是玉米脫皮后，經(jīng)過一段時間的風干，然后將玉米利用玉米脫粒機使玉米和玉米芯分開，這種機械就是玉米脫粒機。它的工作原理是：玉米脫粒機在脫粒時，利用釘齒滾筒回轉(zhuǎn)運動的釘齒與羅底之間的間隙配合，使玉米粒脫下。1、玉米脫粒機總體設計方案玉米脫粒機的裝配示意圖1機體上蓋2風扇上蓋 3支架4主軸5軸承6除塵口7釘齒滾筒8排芯手臂9除塵風扇10篩子11從動帶輪12連動帶輪 13主動輪14電動機15皮帶16籮底 17機體下蓋設計任務分析本玉米脫粒機主要功能對玉米進行脫粒，對玉米粒的大小進行篩選，輔助功能為對剛脫粒下來的玉米粒進行除塵。根據(jù)脫粒的需求，對于玉米的篩選分為三個篩網(wǎng)，玉米粒進入第一個篩網(wǎng)，經(jīng)過第一個篩網(wǎng)中直徑為4cm的圓孔后，與玉米芯分開進入第二個篩網(wǎng)，第二個篩網(wǎng)圓孔為6mm。進入第三個篩網(wǎng)，第三個篩網(wǎng)圓孔為3mm,再從第三個篩網(wǎng)的側(cè)邊輸出到機體外。1總功能玉米脫粒及篩分2動力220v3玉米棒的參數(shù)任何玉米棒皆可4脫粒方式釘齒滾筒5篩選方式平面搖晃篩選6輔助功能吹出玉米粒中的粉塵7工作狀態(tài)在10m2以上都可總功能確定本機的總功能是對玉米的脫粒以及篩分。功能分析本機器的總功能為玉米的脫粒以及篩分，總功能由供料、脫粒、除塵、篩分功能實現(xiàn)。功能分析本機器主要功能是為玉米的脫粒以及篩分，工作過程為電動機輸出軸將動力輸出，經(jīng)過帶傳動給釘齒滾筒將玉米脫粒，然后進入篩選專職，再經(jīng)過從動輪帶動傳動桿，帶動篩選裝置，使雜質(zhì)在玉米粒中分離。①玉米填裝：人工填裝。②脫粒裝置：利用釘齒滾筒是玉米粒和玉米芯分離。③除塵裝置：通過風扇將玉米粒上面的粉塵吹除。④篩分裝置：通過三個篩子將玉米粒進行篩選。⑤玉米粒與玉米芯輸出：玉米粒通過自身重力輸出，玉米芯通過釘齒滾筒推送到機體外。2、電動機的選擇電動機的轉(zhuǎn)速主軸的轉(zhuǎn)速在750?850rmin,按《機械設計指導書》中表一所推薦的傳動比合理取2

值范圍，取V帶的傳動比二2?4,即可滿足電動機的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹配，故電動機轉(zhuǎn)速范圍可選為：nd=i*n=(2?4)x750=1500?3000分詁。符合這一范圍的同步電動機轉(zhuǎn)速的有720rmin,1440)min,2900rm.n，根據(jù)容量和相關轉(zhuǎn)速，由《機械設計通用手冊》查出三種適宜的電動機型號，因此有三種不同的傳動比方案，如表1：表1電動機的型號和技術(shù)參數(shù)及傳動比方案電動機型號額定功率電動機轉(zhuǎn)速基本參數(shù)P/kW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速效率(%)電動機重量(KG)功率因數(shù)1Y160M2-85.5750720851190.742Y132S2-45.51500144085.5680.843Y132S1-25.53000290085.5640.88綜臺考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動的傳動比，可知方案3比較適合。因此選定電動機型號為Y132S1-2。所選電動機的額定功率p=5.5kw,滿載轉(zhuǎn)速nm=2900r/min,總傳動比適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。如表2：表2其主要參數(shù)如下表型號額定功率KW滿載 時額定電流額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速r/min電流(380V)效率%功率因數(shù)Y132S2-45.514401185.50.8472.02.2表3電動機尺寸列表(單位mm)中心高H外形尺寸Lx(A%+AD)xHD底腳安裝尺寸AxB地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸DxE裝鍵部位尺 寸FxGD電動機的輸出軸尺寸G3132475x345x315216x1401238x8010x4133脫粒機最大功率的確定根據(jù)公式：P=Tn/9550(KW)可以算出軸的計算功率Pa。其中T一為軸的工作轉(zhuǎn)矩；n—為工作軸的轉(zhuǎn)速。根據(jù)資料結(jié)合實際可以知釘齒滾筒的搓動力的大小F去500N,大概估計F=600N,可以確定工作軸的計算轉(zhuǎn)矩Ta。根據(jù)資料估計釘齒滾筒輪的轉(zhuǎn)速為700r/min根據(jù)公式Ta=FD其中D為切削力作用點到軸的距離，Dmax=0.125m。故可以得到最大轉(zhuǎn)矩Tmax=FDmax=600X0.125=75(Nm)。最大計算功率根據(jù)公式：Pamax=Tn/9550=(75X700)/9550=5.4973822\5.5(KW)。根據(jù)工作負載的大小和性質(zhì)、速度以及工作環(huán)境來選擇電動機的類型、結(jié)構(gòu)型式、功率轉(zhuǎn)速，確定電動機的型號。根據(jù)玉米脫粒機結(jié)構(gòu)特點，傳動裝置的體積、重量小；所以速度不要太高。因此確定電動機轉(zhuǎn)速時要綜合考慮，分析電動機及傳動裝置的性能，尺寸、重量和價格因素。通常選用同步電動機。確定電機工作效率電機所需功率按式：Pd=Pw/na(KW)、Pw=FV/1000(KW)所以Pd=FV/1000na(KW)由電動機至帶輪的傳動總效率為：按設計要求可以知道從電動機到工作軸的傳動總效率na=n1?n2?n3其中n1—為帶的傳動效率、n2—為軸承的傳動效率、n3一為帶的傳動效率。根據(jù)機械設計手冊查出n1=0.96,n2=0.98,n3=0.98所以可知na=n1?n24?n32=0.96X0.984X0.982=0.85。通常情況下帶傳動的帶速V三12-15m/s符合帶傳動的實際工作要求。根據(jù)資料選擇帶輪的轉(zhuǎn)速為3m/s；選用帶輪2與帶輪3之間所需的搓動力為420N、帶輪傳動的轉(zhuǎn)速為200r/minPd=FV/1000na=(420X3)/(1000X0.85)=1.4823529^1.5(KW)根據(jù)推薦傳動比的合理范圍，取V帶傳動的傳動比i1,=2-4；帶輪傳動的傳動比i2'=3-4；則總傳動比合理范圍為ia'=6—16,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd'=ia'?n=(6--16)X200=1200—3200r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1400、1500r/min,根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由機械設計手冊查出適用的電動機型號，因此選定電動機型號為Y90L-4。確定電機的型號初步確定采用Y系列電動機采用Y90L-4型號的電動機。額定功率Ped=1.5KW同步轉(zhuǎn)速1500r：min滿載時(滿載轉(zhuǎn)速1400r：min，電流3.65A,效率79%,功率因數(shù)Cos⑦=0.79)額定電流=6.5A,額定轉(zhuǎn)矩=2.2,最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.2,轉(zhuǎn)動慣量=0.0027Kg.m2,噪聲67db(A),電動機重量27kg,總傳動比12。3、動帶和帶輪的設計輪材料的選擇帶輪是帶傳動中的重要零件，它必須滿足下列要求：質(zhì)量分布均勻；安裝時對中性好，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡；鑄造和焊接時的內(nèi)應力小；輪槽工作面要精細加工（表面粗糙度一般為Ra=3.2），以減輕帶的磨損；各槽尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。帶輪材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時宜采用鑄鋼（或用鋼板沖擊后焊接而成）；小功率時可用鑄鋁或塑料。帶輪的結(jié)構(gòu)設計根據(jù)玉米脫粒機的具體傳動要求，可選取電動機和主軸之間用V帶和帶輪的傳動方式傳動，因為在脫粒機的工作過程中，傳動件V帶是一個撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，吸收震動，因而使玉米脫粒機工作平穩(wěn)，噪音小等優(yōu)點。雖然在傳動過程中V帶與帶輪之間存在著一些摩擦，導致兩者的相對滑動，使傳動比不精確但不會影響玉米脫粒機的傳動，因為玉米脫粒機不需要精確的傳動比，只要傳動比比較準確就可以滿足要求，而且V帶的彈性滑動對脫粒機的一些重要部件是一種過載保護，不會造成機體部件的嚴重損壞，還有V帶及帶倫的結(jié)構(gòu)簡單、制造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以，在電動機與玉米脫粒機之間選用V帶與帶輪的傳動配合是很合理的。選擇V帶和帶輪因當從它的傳動參數(shù)入手，來確定V帶的型號、長度和根數(shù)，再來確定導輪的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸（輪寬、直徑、槽數(shù)及槽的尺寸等）傳動中心距（安裝尺寸）,帶輪作用在軸的壓力（為設計軸承作好準備）。主動輪的結(jié)構(gòu)設計帶輪的結(jié)構(gòu)設計主要是根據(jù)帶輪的基準直徑，選擇帶輪的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的型號來確定帶輪輪槽的尺寸，設計如下：主動帶輪的結(jié)構(gòu)選擇因為根據(jù)主動帶輪的基準直徑尺寸D1=125mm，而與主動帶輪配合的電動機軸的直徑是d1=38mm,因此根據(jù)經(jīng)驗公式D產(chǎn)（2.5?3）*d「47?114mm<300mm，所以主動帶輪采用腹板式。帶輪參數(shù)的選擇：通過查《機械設計基礎》一書，可以確定主動帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表，其他的相關尺寸可以根據(jù)相應的經(jīng)驗公式計算求得。

帶的型號mftsbp5①b'B1652014147.538017.4表4帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)單位(mm)主動帶輪的厚度可以由計算公式：B=(Z-1)*t+2*s求得即：B=(3-1)x20+2x14=58mm主動帶輪的結(jié)構(gòu)如圖3-1：圖3-1主動帶輪的結(jié)構(gòu)從動帶輪的設計從動帶輪的結(jié)果選擇因為根據(jù)主動帶輪的基準直徑和傳動比來確定，即q=240mm,D2300mm，所以從動帶輪同樣采用腹板式。從動帶輪的參數(shù)選擇：通過查《機械設計基礎》一書，可查得帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)間表，其他一些相關尺寸可以根據(jù)相應的經(jīng)驗公式計算求得。表5帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位(mm)帶的型號mftsbp5①b'B1652014147.538017.5從動帶輪的厚度可以由計算公式：B=(Z-1)*t+2*s求得即：B=(3-1)x20+2x14=58mm從動帶輪的結(jié)構(gòu)如圖3-2：圖3-2從動帶輪的結(jié)構(gòu)傳動帶的設計⑴確定計算功率：P=KA*P其中：KA—工作情況系數(shù)P—電動機的功率查《機械設計基礎》一書中的表14—7可知：KA=1.0P=1.0x5.5=5.5（2）選擇V帶的型號根據(jù)計算得知的功率P,J口電動機上帶輪（小帶輪）的轉(zhuǎn)速、（與電動機一樣的速度），查《機械設計基礎》一書圖14—12,可以選擇V帶的型號為B型。⑶確定帶輪的基準直徑①初選主動帶輪的基準直徑R：根據(jù)《機械設計基礎》一書，可選擇V帶的型號參考表14—2，選取D>125mm。②計算V帶的速度V：冗*D*N 3.14x100x1440v= 1 1= 六7.5m60x1000 60x1000 'sV帶在10?20m/s的范圍內(nèi)，速度V符合要求。電動機與主軸傳動比的計算i=n『n=1440750=1.922③計算從動輪的直徑D:2

為2*DU44%X125=240mm(4)確定傳動中心距和帶長取0.7*(D+D)<a<2*(D+D)即:12即:0.7x(125+240)<a0<2x(125+240)得：255.5mm<a<730mm?。篴-500mm帶長(D]+D2)+即：Ld3.14=2x500+-2-x(125帶長(D]+D2)+即：Ld3.14=2x500+-2-x(125+240)+(D-DJ4a0(240-125)■4x500得：L=1463mm

d按《機械設計基礎》一書中查表14—5,選擇想近的基本長度Ldd和Ldd相對應的公稱長度(內(nèi)周長L)可查得：L=1440mm,L=1400mm。dd實際的中心距可按下列公式求得:2*L—兀*(D+D)+*L~兀(D+D)1-8*(D~-D)L—L也可用經(jīng)驗公式：a-a+—d d2求得： a氏530mm(5)驗算主動輪上的包角即:…D—D…a-1800一一2 1*6001 a240-125“

a-1800 x6001 500求得:a=166.201200滿足V帶傳動的包角要求。1(6)確定V帶的根數(shù):V帶的根數(shù)由下列公式確定：Z= ca (p*k*k+Ap)*k其中：p0一單根普通V帶的許用功率值p0(kw)ka一考慮包角不同大的影響系數(shù)，簡稱包角系數(shù)(一考慮的材質(zhì)情況系數(shù)，簡稱材質(zhì)系數(shù)，對于棉簾布和棉線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，取k=0.75，對于化學線繩結(jié)構(gòu)的膠帶，取k=1.0。Ap0一計入傳動比的影響時，單根普通V帶所能傳遞的功率的增量，其計算公式如下：Ap=0.0001xAT義niKW式中：AT一單根普通V帶所能傳遞的轉(zhuǎn)矩修正值n*m，從《機械設計基礎》可以查表14—10,n］一主動輪的轉(zhuǎn)速rmin查得：AT=2.9n*m,=1440rmin則：Ap=0.0001x2.9x1440=0.4176kw查表取值：ka=0.98 bki=0.93k=0.75p由：v=15.21ms D[=100mm查得：p=1.95所以：氏2.8865.5所以：氏2.886(1.95x0.98x0.93+0.4176)x0.75即：Z=2.886取Z=3根(7)確定帶的初拉力單根V帶適當?shù)某趵0由下列公式求得：廠500*p2.5八F= 呀*( -1)+qv20v*Zka其中：q—傳動帶單位長度的質(zhì)量，kg/m即：f=500x5.5x(巨-1)+0.10x7.5=190.32氏190N0 7.5x3 0.98⑼求V帶傳動作用在軸上的壓力為了設計安裝帶輪軸和軸承，比需確定V帶作用在軸上的壓力Q，它等于V帶兩邊的初拉力之和，忽略V帶兩邊的拉力差，則Q值可以近似由下式算出:即： Q=2*Z*cos-2-=2*Z*sin今求得:Q=2x3x190xsin.—=644.7N24、軸的設計軸材料的選擇軸的材料主要采用碳鋼和合金鋼，也可采用球墨鑄鐵。碳鋼有足夠的強度，對應力集中不太敏感，便于進行機械加工和熱處理，價格低廉，應用廣泛。一般機器的軸，可用30、40、50等牌號的優(yōu)質(zhì)中碳鋼，其中最常用的為45號鋼。為了改善機械性能，應進行正火或調(diào)制處理。對于輕載或不重要的軸，一般不需要進行熱處理，可采用A3、A4、A5等普通碳素鋼。合金鋼的機械性能（強度、耐磨性、硬度）更高，多用于制造高速重載及受力大而又要求尺寸小、重量輕的軸。對于在高溫、低溫、或由腐蝕介質(zhì)條件下工作的軸，則更宜用合金鋼來制造。軸的材料應根據(jù)軸的工作狀況、重要性和結(jié)構(gòu)復雜程度、生產(chǎn)批量、材料供應情況、加工可能性以及經(jīng)濟性等因素，綜合考慮、合理選取。軸結(jié)構(gòu)的基本要求傳動軸是玉米脫粒機的主要設計部件之一，他在玉米脫粒機正常工作過程中，承擔主要轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動軸上的回轉(zhuǎn)零件，玉米脫粒是瞬時沖擊很大，而且沖擊次數(shù)很頻繁的工作環(huán)境，因此傳動軸的設計是很關鍵的一個步驟。設計軸的基本要求是保證軸具有：1.足夠的強度和剛度。即所要求設計的軸具有足夠的承載能力，以保證軸在預期壽命內(nèi)能正常的工作。2.合理的結(jié)構(gòu)。即要求所設計的軸便于加工，疲勞強度高，軸上的零件便于拆裝，并且相對于軸有可靠的固定方式。軸的結(jié)構(gòu)設計應滿足的要求：1）軸及軸上的零件要有確定的工作位置；2）軸上零件應便于拆裝和調(diào)整；3）軸具有良好的制造及裝配工藝性；4）有利于提高軸的強度、剛度，有利于節(jié)約材料和減輕重量。根據(jù)脫粒機的工作要求和機構(gòu)特性查表確定軸的材料及其機械性能如表6：表6軸的材料及其機械性能:材料牌號熱處理毛坯直徑（mm）硬度(HBS)拉伸強度極限3B拉伸屈服極限3s彎曲疲勞極限3-1剪切疲勞極限Z-1備注45號鋼調(diào)制三200217-255(MPa)應用最為廣650360300155泛它的主要功用是：一是支持軸上所安裝的回轉(zhuǎn)零件，使其有確定的工作位置；而是傳10遞軸上的運動和動力。按照軸線形狀的不同，可以分為曲軸、直軸、軟軸和撓形軸等，根據(jù)玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)特點和組成形狀及工作強度和環(huán)境的要求，玉米脫粒機的主軸選用直軸形式傳遞，而且選用直軸中的階梯軸。此軸的設計如下：根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強度來初步計算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗公式：d>A3：pn其中：A0一軸常用的幾種材料的L1的A。值p一主軸上的功率kwn一主軸上的轉(zhuǎn)速9*詁軸上的材料由《機械設計基礎》一書中表18—1可以查到，應選取調(diào)質(zhì)處理的45號鋼，OB=650MP，書中表18—2取A0=118，于是得：d=118義3：空穴23mmmin 7750輸出軸上的最小直徑顯然是安裝帶輪的內(nèi)孔，必在軸上開有鍵槽，因此，為了開鍵槽又不消耗輸出軸的強度，可以使軸的直徑增加5%以上，這樣增加輸出軸的尺寸，因而可以提高軸的工作強度。即：d=d*(1+5%)=213義(1+5%)工25mm輸出軸的最小直徑是安裝帶輪處的直徑，為了使所選的軸直徑與帶輪相配合，故使輸出軸端的軸徑選為25mm在《機械設計基礎》一書。查表可以得知帶輪的厚度B=58mm，則取輸出軸的次段軸徑為d=25mm，其長度為60mm。根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足帶輪的軸向定位要求，I—II軸段右端需要制出一個軸肩，故取11—111段的軸直徑d=28mm，輸出軸的徑向定位由普通平鍵來完成。選用鍵的型號為普通平鍵b*h*l為8x7x35。鍵的型號可以通過查《機械設計基礎》一書取得。初步選擇輸出軸系由脫粒機的結(jié)構(gòu)和相關尺寸可知所設計的軸上裝有帶輪和釘齒滾筒，其上的釘齒承螺旋排列，但由于受力不大可以忽略它的受力。又根據(jù)d=28mm,初步選取支撐的軸承為相心球軸承，在《機械設計手冊》查得相心球軸承的型號為406,它的結(jié)構(gòu)尺寸d*D*B為30x72x30，故取III—W段與V—W段的直徑相等，即d=30mm?？紤]到機體的制造誤差等原因造成的安裝錯位或是接口不齊等，滾動軸承應在機體內(nèi)11

有一段移動的位移，查《機械設計手冊》可等位移量S=8mm。取安裝釘齒的軸W—V段的直徑為d=40mm,軸承與軸肩用軸端擋圈固定，左、右兩端采用的軸承用軸承座固定軸承，配合為H7/k，其上在距離50mm處，焊接釘齒滾筒，已知釘齒滾筒長為735mm。軸的基本結(jié)構(gòu)如圖4-1：圖4-1圖4-1軸的結(jié)構(gòu)確定輸出軸上的圓角半徑r值按前面所述的原則，求出軸肩處的圓角半徑r的值，詳細見圖。軸端倒角在軸的兩端均為2義450，小軸肩為1X450軸肩的作用是使階梯直軸在軸徑改變截面上減小應力集中。按彎扭合成條件校核軸的強度作軸的簡圖求輸出軸上的所受作用力的大小根據(jù)公式：T=9550000*p求得n其中：p—電動機的額定功率kwn-主軸的轉(zhuǎn)速rmin即：T=9550000X9=70033N?M

750釘齒條上的合力2T根據(jù)公式：F=2T求得：td其中：d—輸出軸的軸心到釘齒定的距離2x2x70033220637N12根據(jù)公式：F=Ft*80%求得：其中：80%一徑向力占圓周力的百分數(shù)（根據(jù)《脫粒機》查得）即：F=637x80%=510N根據(jù)公式：Fa=Ft*tgP求得：由于玉米脫粒機的主軸軸向不受力。則取Fa=0 （根據(jù)《脫粒機》查得）圓周力F徑向力F軸向力Fa的方向如圖所示（b）軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖根據(jù)公式：r=UL求得：H1L2+L3其中：L2一是輸出軸上III—W段的中心線到W—V段距左端三分之一處的距離L3一是輸出軸上W—V段距左端三分之一處到右端V—W段中心線之間的距離即：R=637x600=424.7X425N

h1300+600根據(jù)公式：RH2=F-RH1求得：即：RH2=637—424.7=212.7x212N軸在垂直面內(nèi)所受的支反力求得根據(jù)公式：R求得v1其中：D一釘齒的頂端到主軸軸心的距離mm0x220510x600+ 2—=340N300+600根據(jù)公式：Rv2=F-Rv1求得:即：R2=510-340=170N作彎矩圖在水平面內(nèi)，軸上B、C、D三點的彎矩為：根據(jù)公式： Mbh=M*=0M=RH1*L213即：MH=425義300=127500N?M作水平面內(nèi)彎矩圖如圖4-2(b)所示在垂直面內(nèi)，軸上B、C、D三點的彎矩為：根據(jù)公式： MV=Mdv=0M1=RJL2即：M1=340*300=102000N?mm根據(jù)公式：M=R*L-F^—Dcv2 v1 2 2一 0x220即：M=340x300-——2-102000N?mmcv2 2作垂直面內(nèi)彎矩圖如圖4-2(c)所示合成的彎矩為：M—M—0M=、.:M2+M2=(127500)2+(102000)2:163280N?mmc1 CHCV1TOC\o"1-5"\h\zM=.JM2+M2=、(127500)2+(102000)2:163280N?mmc2TCH ^v2 Y作軸的合成彎矩圖如圖4-2(d)所示。作彎矩圖根據(jù)公式：T=T=9550000*pB C n即：T=T=9550000x登=70033N?mmb c 750其中：p—電動機的額定功率kwn-主軸轉(zhuǎn)速4inTD=0作軸的彎矩圖4-2(e)所示作當量彎矩圖(彎矩、扭矩合成圖)B點：MBC=a*T=0.59x70033=41319.7氏41320N?mmC點左側(cè)：M=、：'M2+(a*T)2"...1(163280)2+(0.59x70033)2:168427N?mmccaCC1D點右側(cè)：M=M2=163280N?mm14

作軸的當量彎矩圖4-2(f)所示。校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大量彎矩的強度(既危險截面c的強度)。由經(jīng)驗公式及上面計算出的數(shù)值可得出。公式：O二Ma二VM2+(a*T)2vb］UcaW W a式中：W一軸的抗彎拋面模量，mm31］一軸的許用應力，MPa按軸實際所受彎曲應力的循環(huán)特性，在I,，、Ij、i，中選取其相應的數(shù)值，從《機械設計基礎》可以查出：=26.3MPa__M1=26.3MPa°ca—W—0.1X403按《機械設計基礎》書中查得，對于。B=600MPa的碳鋼，承受對稱循環(huán)變應力時的許用應力°田］=55MP°=26.3MPL3RHL]irnrn~Trrr,一由Y血2TirnrnrnTrTTr^0MlM2WrrtirnTTTrr^圖4-2L3RHL]irnrn~Trrr,一由Y血2TirnrnrnTrTTr^0MlM2WrrtirnTTTrr^圖4-2軸的彎距圖15MilCa：：13)C：c：：'川gMe0.軸承座的設計軸承是支撐主軸的直接部件，此軸承的選擇也是根據(jù)了軸的動力、載荷、彎曲應力、扭轉(zhuǎn)應力等，確定了滾動軸承來支撐主軸，而且軸承是個標準件，它有一定的規(guī)格尺寸的，每一個類型的軸承都有不同的特征和用途。此玉米脫粒機選用的軸承比較輕便，它的型號可以在《機械設計手冊》中查到，比較靠前，它的規(guī)格尺寸dXDXB為30X72x23它安裝在機架的兩個縱向的、厚度是4mm的角鐵上，用兩個公稱直徑為M8螺栓固定，軸承座的基本結(jié)構(gòu)尺寸如圖4-3所示：圖4-3軸承座的基本結(jié)構(gòu)5、釘齒滾筒的設計釘齒條是玉米脫粒機的主要脫粒部件，它的設計關系到玉米脫粒機的質(zhì)量的好壞，直接關系到玉米脫粒機正常工作時整體的脫粒效果以及脫粒后將玉米粒和玉米芯分離的情況，它的功能是采用脫離滾筒上的四條釘齒，均勻快速的轉(zhuǎn)動，工作時將玉米填人脫粒機中，主軸的轉(zhuǎn)動帶動固定在釘齒滾筒上的釘齒，釘齒的頂端以一定的速度去對玉米脫粒（將玉米進行強行脫粒）。玉米在經(jīng)過四條釘齒條的快速旋轉(zhuǎn)下脫粒，四條釘齒條上的釘齒承螺旋排列，目的在于將玉米芯順著釘齒的螺旋排列排出機體之外，同時，每一條釘齒條上的釘齒同樣在進行脫粒，以便達到有較高的脫粒率。玉米脫粒機的主要功能是脫粒，而釘齒條在工作中起到了重要作用，因此，釘齒條的設計是脫粒機的設計的主要部件。釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設計從釘齒條的功用及其工作要求可以判斷出釘齒的工作強度很大，玉米脫粒機的釘齒滾筒上安裝有四條釘齒條，相互之間相差900,而且每條釘齒條上安裝釘齒的個數(shù)范圍在7?11個釘齒，每一個釘齒的d=12mm，四條釘齒條均勻安裝在釘齒滾筒上，釘齒在釘齒條16

上均勻的承螺旋排列方式安裝，兩相鄰的釘齒條之間的釘齒橫向距離為50mm，且承兩條螺旋均勻排列，在釘齒條的兩端分別用一個厚度是50mm，直徑是d=220mm的圓盤和d=170mm的圓盤固定，在釘齒中間也有個圓盤支持，直徑是d=180mm，在三個圓盤上均勻開有螺孔，四個螺孔均勻承900分布，然后將四條釘齒條由螺母固定住釘齒。這樣結(jié)構(gòu)更加堅固、穩(wěn)定、可靠、方便維修。圓盤將釘齒條固定，但由于釘齒條過長（即L=735mm），因此，在主軸的三分之一處和三分之二處，采用直徑是d=10mm的鐵柱使釘齒條與主軸相連，它們的連接方式采用焊接式，這樣可以增加釘齒條的剛度，以便釘齒條受到更大的強度時不宜損壞，同時也使軸的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度有很大的增加，使釘齒條的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度增加，這樣可以使釘齒滾筒的整體剛度和強度極大增加，主軸和釘齒滾筒之間的固定性好，穩(wěn)定性高等優(yōu)點。釘齒條及釘齒的設計釘齒條的功用是固定釘齒的相對位置，使釘齒在正常工作過程中能夠持續(xù)的正常工作，釘齒所受的脫粒力直接傳遞到釘齒條上，釘齒條所承受著釘齒的切向力，所以釘齒條應該采用足夠強度和剛度的材料制成，根據(jù)查材料選為45鋼，綜上所述，設計的釘齒條的長義寬義高為610x22x15，其上分布著釘齒，每個釘齒條上均勻分布著H個釘齒，每個釘齒均焊接在釘齒條上，使工作時不宜讓釘齒和釘齒條脫落。釘齒的設計釘齒是玉米脫粒機的主要工作部件，它在工作時直接與玉米相接觸，而且它的接觸頻率很高，尤其是在入料口的部位，這個部位的釘齒摩擦的相當?shù)念l繁，因此，在設計釘齒時應當考慮到釘齒的工作強度和工作環(huán)境等問題，為了使釘齒在釘齒條上的相對固定，將釘齒上方作為圓頭狀。釘齒總數(shù)據(jù)為：直徑d=12mm，長為50mm,L=20mm,L=7.5mm,1 2L3=16mm,L=22mm,15=2mm。5.3盤的設計5.3盤的設計圓盤是將釘齒條與主軸固定的主要部件，它不僅起連接作用，而且還可以承擔釘齒和釘齒條傳遞的力矩和彎曲及扭轉(zhuǎn)強度，它位與釘齒條的兩端和中間部位，且采用螺絲式連接，同時與主軸也要相對固定，采用焊接的連接方式，因此，圓盤的設計也是釘齒滾筒強度高低的要部件。查資料得圓盤的材料采用剛度和強度較好多 45鋼制成，其直徑d=230mm，其上均勻分布著四個螺孔，目的是為了固定安裝釘齒條，其位置在圓盤上固定，其圓盤中心應裝套在主軸的直徑上（L=40mm）,因此，圓盤的中心應設定為①=41mm17

的孔，以便安裝在軸上，圓盤的厚度選為50mm，其上的螺孔孔高為50mm,同樣也是為了安裝其上的釘齒條。結(jié)構(gòu)設計如圖5-1所示:0J圖5-1圓盤結(jié)構(gòu)0J圖5-1圓盤結(jié)構(gòu)6、玉米脫粒機的安全操作玉米脫粒機是解決玉米脫粒的問題，起目的是降低勞動者的勞動強度，提高工作效率,節(jié)省工作時間，同時在利用玉米脫粒機時，除了提高勞動效率之外更應該注意安全問題，注意到玉米脫粒機的正確使用可以避免應用玉米脫粒機時造成人員傷害和脫粒機事故的發(fā)生。下面略述一些常見的事故和原因，一起造作者的注意。超速運轉(zhuǎn),機械“爆炸”玉米脫粒機的主要工作部件,如釘齒滾筒、軸等,這些零部件所能承受的里是有一定的限度的，當釘齒滾筒高速旋轉(zhuǎn)是，便會產(chǎn)生很大的離心力，如果釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速超過一定的范圍，和滾動軸承的老化及電動機的功率較高時，就有可能使運動的主軸和主軸上的釘齒滾筒與機體相分離，或和玉米脫粒機的上蓋相撞，或和柵格式凹板相撞，可以產(chǎn)生很大的沖擊力,這種急速的沖擊會造成玉米脫粒機的爆炸，會危害到工作人員的身體安全，為了避免這種事故的發(fā)生，應當急時的更換機械重要部位零件，定時擰緊緊固螺栓，一提高工作安全系數(shù)。禁止過疲勞或酒后操作玉米脫粒機的動力很大，雖然用機架和上蓋將釘齒滾筒及主軸罩住，加在機體之間，起到安全作用，而且玉米脫粒機的入料口的設計也很合理，但是也同樣禁止過疲勞或酒后操作，主要是由于過疲勞或酒后造作人員的大腦很可能不由造作人員的控制，造成操作人員18將身體的某個部位伸入機械，與主軸或釘齒滾筒，相接觸，由于釘齒滾筒的高速旋轉(zhuǎn)，會使操作人員的錯誤操作行為造成不必要的傷害,危害到勞動者的安全。因此,為了勞動者的安全,應避免過疲勞或酒后操作。㈠應用合理玉米脫粒機的管理不嚴，小孩有可能攀爬玩耍，不僅影響操作人員的正常作業(yè)，而且小孩年幼無知，他會東碰西摸，隨時都有可能發(fā)生安全事故。在進行玉米脫粒時，操作人員必須經(jīng)過組織，并合理分工，個人崗位清楚，責任明確，統(tǒng)一指揮,才能保證安全生產(chǎn)。如果無組織,無紀律,不規(guī)定開機和停機的信號,作業(yè)場面混亂，隨時都有可能發(fā)生事故。玉米脫粒機發(fā)生意外事故或是機械運轉(zhuǎn)不正常時，應急時停機，隨后排除故障，檢修機械。不得在玉米脫粒機高速運轉(zhuǎn)時或是主軸有電動機帶動運轉(zhuǎn)時排除故障或進行清理玉米脫粒機，檢修機械等,否則會發(fā)生嚴重的事故。㈡安全規(guī)則⑴操作人員不要穿肥大的大衣服或裙子,婦女必須帶安全帽。⑵不許小孩在玉米脫粒機場地玩耍和接觸玉米脫粒機,不要安排年邁體弱的人員進行入料口作業(yè),操作人員感到疲勞時應急時換人或停止作業(yè),進行休息。⑶不許酒后操作機械。⑷作業(yè)時,喂料人員要注意手與釘齒滾筒之間的安全距離。⑸不許拆去安全防護罩,在安全防護罩未安裝好前嚴禁起動機械。⑹玉米脫粒機運轉(zhuǎn)時,禁止有人站在脫粒機上。⑺負責人在看清周圍無人緊靠機器時，才能發(fā)出開機信號，未經(jīng)負責人同意任何人不準起動機械。⑻玉米脫粒機在運轉(zhuǎn)或尚未完全停止運轉(zhuǎn)時,嚴禁用手接觸機器的工作部件,除規(guī)定必須在機械運轉(zhuǎn)狀態(tài)才能調(diào)整的部件外，所有的調(diào)整、維護、保養(yǎng)及修理，都必須在機器完全停止運轉(zhuǎn)以后進行。⑼不許在機械運轉(zhuǎn)時掛卸傳動帶。⑽機器發(fā)生故障時應立即停機修理,不許帶“病”工作。(11)嚴禁機械運轉(zhuǎn)時一動機械。?嚴禁超速運轉(zhuǎn)。?夜間脫粒時,必須有完善的電燈照明設備,禁止用明火照明。7、玉米脫粒機的維護19玉米脫粒機是季節(jié)性使用的機械，使用時間短，而在使用其間內(nèi)工作負荷重，工作條件差，為了充分發(fā)揮機械的效能，提高生產(chǎn)率，保證安全生產(chǎn)，延長機器使用期限，必