人工小型玉米脫粒機(jī)論文

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1、 魁嚴(yán)倉(cāng)/ SHANDON⑧NIVERSO宦7TECHNOLOGY 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 小型人工玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院：農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院 專 業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 0803班 學(xué)生姓名： 劉明雨 學(xué) 號(hào)： 0812102622 指導(dǎo)教師： 于翠芳 2012年6月 摘要 玉米作為一種極其重要的糧食作物，與其相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備一直受到人們的 普遍關(guān)注。在我們傳統(tǒng)的玉米脫粒機(jī)械中，其脫粒作業(yè)主要是通過安裝在高速 旋轉(zhuǎn)的主軸上的冠狀平板齒對(duì)玉米穗的攪動(dòng)和撞擊來完成的，這種脫粒機(jī)械對(duì) 玉米穗的損傷大，破碎率很高。所以，設(shè)計(jì)一種新型、

2、低廉、低破損率的玉米 脫粒機(jī)，對(duì)于玉米的生產(chǎn)具有非常重要的實(shí)際意義。 為了適應(yīng)對(duì)少量玉米脫粒需要要求，避免用人工的方法對(duì)少量玉米脫粒， 降低農(nóng)民在對(duì)玉米脫粒時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率，設(shè)計(jì)一種適用于個(gè)人家 庭的小型人工玉米脫粒機(jī)。這款小型人工玉米脫粒機(jī)主要有喂料裝置、脫粒裝 置、分離清選裝置、出料口、機(jī)架以及傳動(dòng)裝置。該機(jī)器以人力為動(dòng)力源，通 過二級(jí)傳動(dòng)裝置由鏈輪傳遞到釘齒脫粒滾筒上，釘齒脫粒滾筒配合圓孔凹版將 玉米脫粒，玉米粒從篩板孔洞中漏下，由下滑板滑出機(jī)體之外，玉米芯由出料 口排出機(jī)體之外。 關(guān)鍵詞：玉米，脫粒機(jī)，結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì) Abstract Corn as an extreme

3、ly importa nt food crops, and associated product ion equipme nt has bee n subject to widespread concern. Our traditi onal corn threshi ng machine, threshing operations are mainly done by stirring and impact of the the coron avirus plate in stalled in the high-speed rotati on of the spin dle teeth ri

4、ght ear of corn, this threshing mechanical damage to the ear of corn, broken ratehigh. Therefore, the design of a new, inexpensive, low breakage rate of the corn sheller, corn product ion has a very importa nt practical sig nifica nee. In order to adapt to the need to require a small amount of corn

5、 threshing, and avoid using artificial means of a small amount of corn threshing, reduce the labor intensity of the farmers in the corn threshing, improve work efficiency, and design one for individuals, families, small artificial corn sheller. This small artificial corn sheller feed ing device, the

6、 thresh ing device, separat ing the clea ning device, the discharge port, rack and gear. Huma n, the machi ne power source through two gear sprockets delivered to the n ail tooth thresh ing drum, n ail tooth thresh ing cyli nder with the hole gravure corn thresh in g, leave out the corn kern els fro

7、m the sieve holes slip by the decline in board outside the body, the corn cob from the body outside of the discharge port. Keywords： corn, thresher, structure, design 目錄 摘要 I Abstract IL. 目錄 I.II. 第一章引言 1… 1.1課題研究背景及意義 1. 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.. 國(guó)外研究現(xiàn)狀分析 1. 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 2. 現(xiàn)有的大型玉米脫粒機(jī) 3. 現(xiàn)有的中型玉米

8、脫粒機(jī) 4. 第二章總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 6. 2.1傳動(dòng)方案的論證 .6.. 傳動(dòng)方案1—柔性傳動(dòng) 6. 傳動(dòng)方案2—齒輪傳動(dòng) 7. 傳動(dòng)方案的確定 7. 2.2脫粒機(jī)的總體結(jié)構(gòu)與工作原理 8. 脫粒機(jī)的主要構(gòu)成 8. 工作原理 8.. 2.3傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) & 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 9. 釘齒條上的釘齒轉(zhuǎn)速 10 釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速 1.0 2.4脫粒裝置的設(shè)計(jì) 10 釘齒護(hù)板的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 釘齒條及釘齒的設(shè)計(jì) 12 釘齒的設(shè)計(jì) 13 圓盤的設(shè)計(jì) 13 2.5圓孔篩凹板的設(shè)計(jì) 1.3 2.6 喂料裝置的設(shè)計(jì) 15 2.7機(jī)架的設(shè)計(jì) 16 第三章

9、關(guān)于軸、齒輪、軸承的設(shè)計(jì)與校核 18 3.1脫粒滾筒主軸的設(shè)計(jì) 1.8 最小軸徑的確定 1.8 初步選擇輸出軸徑 1.9 脫粒裝置主軸的強(qiáng)度校核 20 3.2脫粒主軸上滾動(dòng)軸承的校核 23 設(shè)計(jì)參數(shù) 23 322選擇軸承型號(hào) 24 323計(jì)算軸承受力 24 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 24 校核軸承壽命 25 3.3漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核 25 設(shè)計(jì)參數(shù) 25 布置與結(jié)構(gòu) 26 材料及熱處理 26 齒輪精度 26 齒輪基本參數(shù) 27 檢查項(xiàng)目參數(shù) 29 強(qiáng)度校核數(shù)據(jù) 31 強(qiáng)度校核相關(guān)系數(shù) 32 第四章 玉米脫粒機(jī)的安全操作 34 4.

10、1超速運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)器 爆炸” 34 4.2禁止過度疲勞或酒后操作 34 第五章脫粒機(jī)的維護(hù) 36 5.1脫粒機(jī)的技術(shù)保養(yǎng) 36 5.2脫粒機(jī)的保管 36 結(jié)束語(yǔ) .3.7. 致謝 38. 參考文獻(xiàn) .3.9. 第一章 引言 1.1課題研究背景及意義 玉米脫粒機(jī)是用于對(duì)晾干后的玉米穗進(jìn)行脫粒。我國(guó)的種子加工工藝流程 與國(guó)外存在著很大的差異，國(guó)外大田的玉米穗收獲后的水分一般在 35%，經(jīng)過 烘干室烘干后的玉米穗的水分可達(dá)到 12.5%，之后再進(jìn)行脫粒。然而，國(guó)內(nèi)的種 子公司規(guī)模相對(duì)來說一般比較小一些，沒有足夠的資金來建立果穗烘干室，基 本上沒有是沒有果穗烘干工藝過程的。國(guó)內(nèi)的種

11、子公司通常采用的辦法是將玉 米穗在廣場(chǎng)上晾干后，使水分降到 18%然后進(jìn)行脫粒，再經(jīng)過使用烘干塔對(duì)玉 米穗進(jìn)行烘干，是玉米水分降至 13%。由于國(guó)內(nèi)在對(duì)玉米進(jìn)行脫粒時(shí)水分高， 籽粒于芯軸連接強(qiáng)度大，導(dǎo)致脫粒質(zhì)量下降，脫粒損失率提高。了解國(guó)內(nèi)外玉 米脫粒機(jī)發(fā)展?fàn)顩r，再結(jié)合本國(guó)發(fā)展國(guó)情，研制出滿足我國(guó)脫粒市場(chǎng)需求的高 脫凈率、低破損率的玉米脫粒機(jī)，已成為我國(guó)種子加工中迫切需要解決的一個(gè) 實(shí)際問題。 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著科技的進(jìn)步和高速的發(fā)展，玉米機(jī)械化進(jìn)程也得到了很大的推動(dòng)。機(jī) 械化作業(yè)代替了原始的手工作業(yè)，提高了工作效率，降低了工作強(qiáng)度。但是現(xiàn) 存的玉米脫粒機(jī)械還存在著一些問題：（1

12、）玉米脫粒機(jī)械要么笨重，要么對(duì)工 作場(chǎng)所要求很高。（2）現(xiàn)在的玉米脫粒機(jī)對(duì)小型家庭對(duì)玉米脫粒要有一定難度， 如果對(duì)少量玉米進(jìn)行脫粒采用一般的大、中型玉米脫粒機(jī)械會(huì)很浪費(fèi)資源，而 且還會(huì)污染環(huán)境。 本設(shè)計(jì)小型人工玉米脫粒機(jī)，不需要汽油機(jī)、柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力，但 可以在短時(shí)間內(nèi)完成幾個(gè)人的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高了脫粒的工作效率，節(jié)省了 勞動(dòng)時(shí)間，而且還達(dá)到了環(huán)保、節(jié)能、省錢的目的。 國(guó)外研究現(xiàn)狀分析 從1785年蘇格蘭人安朱梅克（Andrew Meikle ）發(fā)明第一個(gè)回轉(zhuǎn)脫粒裝置 以來，人們對(duì)玉米脫粒裝置做了大量的試驗(yàn)與研究，不斷開發(fā)出新的種子玉米 脫粒裝置。1815年，美國(guó)開發(fā)出世界上第一

13、臺(tái)專用于玉米脫粒的手工操作玉米 脫粒機(jī)。這款脫粒機(jī)的脫粒部分主要由裝有釘子的的盤型脫粒裝置構(gòu)成，通過 手搖曲柄來轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)安裝有釘齒的圓盤。脫粒時(shí)，操作人員一邊搖動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn) 盤片，一邊使盤片壓緊玉米穗，這個(gè)盤片就把玉米芯上的籽粒脫粒下來。加拿 大的Agriculex公司研制了用于單穗種子玉米粒的 SCS-2型種子玉米脫粒機(jī)，它 由3個(gè)包有橡膠的、并以相同方向不同速度旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)咏M成，在三個(gè)差速旋轉(zhuǎn) 的輥?zhàn)铀a(chǎn)生的摩擦力作用下，使玉米粒與玉米芯分離。這款機(jī)器不損傷胚芽、 不斷玉米芯，具有低破損率、低未脫凈率及適應(yīng)性強(qiáng)得特點(diǎn)。 美國(guó)AEC group公司生產(chǎn)的HS-48型擠搓式玉米脫粒機(jī)，脫粒性能好

14、，對(duì) 不同類型種子玉米的適應(yīng)性很強(qiáng)，種子的破損率相對(duì)于敲擊式玉米脫粒機(jī)的要 小很多，這款脫粒機(jī)在歐洲以及美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用。這款脫粒機(jī) 生產(chǎn)率高（10-12t/h）,籽粒破損率在0.8%左右，但是其體積龐大，而且其價(jià)格 也比較昂貴。到目前為止，國(guó)內(nèi)已經(jīng)引進(jìn)了四臺(tái)該型號(hào)脫粒機(jī)，分別安裝在湖 北省襄樊的正大種子公司（即正大集團(tuán)獨(dú)資企業(yè)），中種集團(tuán)一承德玉米種子加 工中心，甘肅省酒泉登海 先鋒種業(yè)股份有限公司種子加工廣場(chǎng)，全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù) 推廣服務(wù)中心承擔(dān)的“948”目，還有就是安裝在山西省定襄縣天元種子公司加 工中心。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 在上個(gè)世紀(jì)七十年代的初期，我國(guó)自行研制的沖擊式玉米

15、脫粒機(jī)得到了廣 泛應(yīng)用，當(dāng)時(shí)是以大、中型玉米脫粒機(jī)為主。在進(jìn)入八十年代后，農(nóng)村開始了 實(shí)行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制，之后我國(guó)又相繼研發(fā)了沖擊式原理的一系列的中、 小型玉米脫粒機(jī)，用來適應(yīng)農(nóng)民的生產(chǎn)需要。 在八十年代初期，我國(guó)開始推行了種子生產(chǎn)專業(yè)化、種子加工機(jī)械化、種 子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、品種布局區(qū)域化和以單位組織統(tǒng)一一種 四化一供”的種子體系， 政府撥款從國(guó)外引進(jìn)一批種子加工成成套設(shè)備。 1996年，重慶市農(nóng)機(jī)研究所陳 呂西開發(fā)采用搓擦式原理 5TY-0.2型玉米脫粒機(jī)。2001年農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究 院何曉鵬在消化吸收了從美國(guó)引進(jìn)的設(shè)備基礎(chǔ)上，進(jìn)行了自主研發(fā)新型擠搓式 玉米脫粒機(jī)，由北京西達(dá)農(nóng)業(yè)工

16、程科技發(fā)展中心、甘肅酒泉奧凱種子機(jī)械有限 公司和北京市豐田種子機(jī)械廠在進(jìn)一步改進(jìn)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出了各種系列擠搓式 玉米脫粒機(jī)。2007年沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)李心平研制出差速式玉米脫粒機(jī)。 當(dāng)前的社會(huì)飛速發(fā)展，在我們生活中的每一個(gè)地方都有機(jī)器的影子出現(xiàn)。 我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，目前農(nóng)業(yè)是國(guó)家的基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)、是我們國(guó)家發(fā)展的根本，機(jī) 械化的廣泛普及，加強(qiáng)了農(nóng)業(yè)化的生產(chǎn)，與此同時(shí)也大大的減輕了農(nóng)民的勞動(dòng) 強(qiáng)度。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)北方地區(qū)種植的玉米、小麥等農(nóng)作物已經(jīng)大約占到 我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的45%以上了，而同年的出口量，北方地區(qū)達(dá)到全國(guó)的 20%左右。 因此，我國(guó)北方地區(qū)更加需要農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)，以此來提高我國(guó)農(nóng)業(yè)的勞動(dòng)

17、生 產(chǎn)率。目前，我國(guó)北方的大部分地區(qū)，從種糧到收糧，再到糧食入倉(cāng)，基本上 實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化，然而，讓我們更值得慶幸的是，每一種機(jī)器的研發(fā)與利用 都有很客觀的市場(chǎng)，科技的創(chuàng)新跟好地開拓了市場(chǎng)。本文僅對(duì)玉米脫粒機(jī)進(jìn)行 了研究和討論，本設(shè)計(jì)的小型人工玉米脫粒機(jī)，是在玉米已經(jīng)脫皮后，經(jīng)過了 一段時(shí)間的風(fēng)干，再通過玉米脫粒機(jī)的作用使玉米粒與玉米芯分離開來。玉米 脫粒機(jī)主要由喂料裝置、脫粒裝置、分離清選裝置、出料口、機(jī)架以及傳動(dòng)裝 置等組成。其工作原理是：玉米脫粒機(jī)在對(duì)玉米進(jìn)行脫粒時(shí)，利用釘齒滾筒的 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使釘齒與篩板之間的間隙相配合，從而釘齒對(duì)玉米有沖擊和摩擦的 作用，使玉米粒與玉米芯相分離，達(dá)到脫

18、粒的目的，再利用釘齒的螺旋排列， 是玉米芯兒一端出料口排出，而脫離下來的玉米粒則通過篩網(wǎng)落下，從滑道板 滑出脫粒機(jī)外側(cè)，不斷的填料---脫粒---排出體外，以此循環(huán)反復(fù)，完成整個(gè)脫 粒過程。 現(xiàn)有的大型玉米脫粒機(jī) （1）工作原理：如圖1-1,黑龍江省寧安市專利號(hào)為200620021009的玉米 脫粒機(jī)主要由機(jī)架、牽引架（1）、發(fā)動(dòng)機(jī)（2）、離合裝置（3）、上料裝置（4）、 滾筒脫粒器（5）、清糧篩（6）、吹風(fēng)機(jī)（7）、傳動(dòng)箱（8）及地輪（10）等零部 件組成。電機(jī)經(jīng)離合裝置（3）、皮帶（54）帶動(dòng)上料裝置（4）送玉米給機(jī)架上 的滾筒脫粒器（5）進(jìn)行脫粒；同時(shí)，皮帶（53）與吹風(fēng)機(jī)皮帶輪（7

19、1）相連， 帶動(dòng)吹風(fēng)機(jī)（7）和清糧篩（6）運(yùn)動(dòng)；玉米脫粒后經(jīng)傳動(dòng)箱（8）到二次回收裝 置前端，通過擺桿與機(jī)架相連其后端通過連桿（302）與清糧篩（6）尾端相連， 地輪（10）固定在機(jī)架上。 （2）不足之處：此種大型玉米脫粒機(jī)體積大、笨重，不適于農(nóng)村家庭的使 用；利用滾筒的脫粒方式效果不好破損率也較高，在大型企業(yè)中推廣也有一定 的局限性；機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高、費(fèi)用高、維修難度大，使玉米加工的成 本極大的增加；另外，機(jī)器工作時(shí)耗電量大，不節(jié)能，而且有極大的噪音，環(huán) 保性能差。 57 IE □ 劭I n ,31 32 圖i-i現(xiàn)有大型玉米脫粒機(jī) 現(xiàn)有的中型玉米脫粒機(jī) （

20、1）工作原理：如圖1-2所示為天津市專利號(hào)200520130474的玉米脫粒機(jī)， 其組成主要包括機(jī)架（1）和設(shè)在機(jī)架上的動(dòng)力機(jī)，上蓋，進(jìn)料斗，玉米粒出口 （18），芯棒出口，輥等。玉米從料斗掉下后，通過轉(zhuǎn)動(dòng)的輥（10）送給輥（11） 脫粒，輥（11）脫粒后至輥（12）又進(jìn)行第二次脫粒，輥（11）和輥（12）的下 部均設(shè)有與其呈同心安裝的半圓柱狀底網(wǎng)篩（15）對(duì)玉米粒進(jìn)行篩選。玉米粒 從出口（ 18）裝袋，玉米芯棒經(jīng)上蓋下部出來。 (2)不足之處：該玉米脫粒機(jī)采用脫粒滾筒對(duì)玉米棒滾動(dòng)撞擊的辦法脫粒, 因此，在脫粒的過程中，玉米棒很容易被打碎且玉米粒會(huì)由于擠壓而受損；脫 粒后雜質(zhì)較多須用風(fēng)力清

21、選，才能收集到干凈的玉米粒；而由于出料不連續(xù)， 很多使用者會(huì)用手將玉米芯從機(jī)器中扯出來，極易導(dǎo)致手被滾筒打傷甚至打斷, 十分危險(xiǎn)。該機(jī)器存在破損率高，生產(chǎn)效率低下，安全性不足的缺點(diǎn)。 圖1-2現(xiàn)有中型玉米脫粒機(jī) 第二章總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 2.1傳動(dòng)方案的論證 本設(shè)計(jì)是小型人工玉米脫粒機(jī)，是一款主要針對(duì)少量玉米進(jìn)行脫粒的機(jī)器, 然而當(dāng)今脫粒機(jī)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)爻墒炝?，所以，本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是傳動(dòng)裝置的選 擇與設(shè)計(jì)。 因?yàn)辇X輪傳動(dòng)與柔性傳動(dòng)，是我國(guó)人力脫粒機(jī)的兩種主要的傳動(dòng)方案，所 以對(duì)以下方案進(jìn)行論證。 傳動(dòng)方案1—柔性傳動(dòng) n 柔帶 擂桿 膠冊(cè) 圖2-1柔性脫粒機(jī)機(jī)動(dòng)圖

22、 該機(jī)主要由搖桿、柔帶、皮帶輪、膠帶及滾筒等組成。當(dāng)搖桿 A1、0、B1 的A1端被踩時(shí)，B1端就拉扯纏繞在皮帶輪上的柔帶 B1S,迫使皮帶輪及滾筒C 點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)搖桿旋轉(zhuǎn)的終止位置 A2、0、B2時(shí)，由于操作者抬腳，反向纏繞在 皮帶輪上的膠帶的收縮力促使皮帶輪快速反轉(zhuǎn)，柔帶被重新纏繞在皮帶輪上， 搖桿被拉回到起始位置 A1、0、B1。皮帶輪通過自行車小鏈輪與滾筒與滾筒主 軸相連的，因此，它反轉(zhuǎn)時(shí)并不影響滾筒的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。 傳動(dòng)方案2—齒輪傳動(dòng) 該裝置主要由曲柄連桿機(jī)構(gòu)和一對(duì)大小齒輪。 圖2-2為滾筒作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 齒輪脫粒機(jī)機(jī)動(dòng)圖，圖中選畫的脫粒機(jī)是腳踏板上、 下行程各占曲柄180°轉(zhuǎn)角

23、 的類型（其他類型與它沒有實(shí)質(zhì)性區(qū)別，只有小的差異）。主要由曲柄連桿機(jī)構(gòu) 一對(duì)大小齒輪組成。 圖2-2齒輪傳動(dòng)脫粒機(jī)機(jī)動(dòng)圖 傳動(dòng)方案的確定 通過對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，指出脫粒機(jī)的齒輪傳動(dòng)優(yōu)于柔性傳動(dòng)，柔性傳動(dòng)隱藏著嚴(yán)重缺點(diǎn)，因其腳踏板的速度特性不佳，影響脫粒性能，而且操作者勞 累。綜合對(duì)以上兩種方案參考與對(duì)比，本設(shè)計(jì)中的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)采用齒輪傳 動(dòng)，不過對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，其具體結(jié)構(gòu)在下一節(jié)會(huì)詳細(xì)說明。 2.2脫粒機(jī)的總體結(jié)構(gòu)與工作原理 脫粒機(jī)的主要構(gòu)成 玉米脫粒機(jī)的主要組成部分：喂料裝置、脫粒裝置、分離清選裝置、出料 口、機(jī)架以及傳動(dòng)裝置。整機(jī)機(jī)構(gòu)如圖 2-3所示： 1?

24、傳動(dòng)裝置2.脫粒滾筒3?喂料裝置4?圓孔凹版5?出料口 6.機(jī)架 圖2-3整機(jī)機(jī)構(gòu)圖 工作原理 本玉米脫粒機(jī)的主要?jiǎng)恿κ侨肆Γ抢靡粋€(gè)上下活動(dòng)的腳踏板向下踏動(dòng), 通過齒輪齒條傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)以及滾子鏈輪傳動(dòng)的增速帶動(dòng)脫粒滾筒轉(zhuǎn) 動(dòng)，復(fù)位彈簧將腳踏板回位，脫粒滾筒與篩板之間有一定間隙，玉米棒在固定 在滾筒上的齒釘撞擊下脫粒，粒、芯分離。 2.3傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵之一，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是小型人工玉米脫粒 機(jī)，其動(dòng)力是人力，其中的技術(shù)難點(diǎn)是如何利用我們?cè)己?jiǎn)單的人力，使該小 型人工玉米脫粒機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)起來，而且，盡量實(shí)現(xiàn)脫粒效率高、節(jié)省操作人員 的體力。經(jīng)過上

25、面的多方論證，最后，本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)裝置是以一個(gè)腳踏板為動(dòng) 力驅(qū)動(dòng)元件，人可以用腳上下踏動(dòng)腳踏板，利用其下面與其焊接的驅(qū)動(dòng)桿推動(dòng) 齒條沿直線運(yùn)動(dòng)，齒條與小齒輪相嚙合，再經(jīng)過與小齒輪同軸的大齒輪帶動(dòng)另 一個(gè)小齒輪軸旋轉(zhuǎn)，達(dá)到一級(jí)增速，再經(jīng)過固定在小齒輪軸上的大鏈輪帶動(dòng)固 定在脫粒裝置主軸上的小鏈輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)二級(jí)增速過程。經(jīng)過二級(jí)增速，脫粒 裝置主軸就有了一個(gè)較高的轉(zhuǎn)速，可以實(shí)現(xiàn)脫粒作業(yè)。當(dāng)腳不對(duì)腳踏板施加力 后，腳踏板會(huì)在扭簧的作用下迅速?gòu)?fù)位，隨之齒條會(huì)被拉回，各級(jí)傳動(dòng)軸都會(huì) 隨之而反轉(zhuǎn)，我們知道，脫粒機(jī)要想順利完成脫粒工作，其脫粒主軸是要沿一 個(gè)方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)橹挥羞@樣，脫粒后的玉米芯在螺旋排列

26、的釘齒的螺旋作 用下才能排出機(jī)體之外，所以，為了克服脫粒裝置反轉(zhuǎn)，在脫粒裝置主軸安裝 一個(gè)單向運(yùn)轉(zhuǎn)棘輪機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)在各級(jí)傳動(dòng)軸反轉(zhuǎn)時(shí)，不會(huì)給脫粒裝置主軸 力的作用，脫粒裝置主軸靠自身的慣性繼續(xù)沿原旋轉(zhuǎn)方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，完成一個(gè) 脫粒周期。在增速的過程中，力也會(huì)隨之增大，這樣一來會(huì)給操作員增加勞動(dòng) 強(qiáng)度，為了克服這個(gè)困難，在設(shè)計(jì)腳踏板時(shí)就利用了杠桿原理，而且在腳踏板 邊緣還設(shè)計(jì)一個(gè)防滑的空心圓柱，可以起到防滑的作用，可以讓操作人員更加 方便的把力傳給腳踏板，順利完成整個(gè)作業(yè)過程。傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖 2-4所示: 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 參考相關(guān)資料及理論分析之后，得出每個(gè)釘齒均勻受力為40N,當(dāng)玉米脫粒

27、 機(jī)正常工作時(shí)，丁齒滾筒上釘齒條快速旋轉(zhuǎn)，其中的兩條釘齒受玉米所給的切 向力，而另外兩個(gè)齒條是空行程，因此， F N * M * Z 40 5 2 400N (2-1) 即該小型人工玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)受到的切向力為 400N 其中：N—釘齒所受的力 M—參與工作的釘齒個(gè)數(shù) z—參與工作的釘齒條數(shù) 7 5 1?直齒條2?驅(qū)動(dòng)桿3?腳踏板4.扭簧5?棘輪6?大鏈輪7?小齒輪軸8.小齒輪9?大齒輪 圖2-4傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖 232釘齒條上的釘齒轉(zhuǎn)速 當(dāng)小型人工玉米脫粒機(jī)的釘齒滾筒快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 其釘齒條上的釘齒也同樣有 定的轉(zhuǎn)速，而釘齒的這個(gè)轉(zhuǎn)速源于主軸的轉(zhuǎn)速和釘齒的

28、半徑，即 (2-2) N 軸 D 3.14 120 （200 32） V - 1.4571 60 1000 60 1000 其中： N軸一脫粒機(jī)主軸轉(zhuǎn)速 D—釘齒距軸心距離 釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速 玉米脫粒機(jī)所需功率為Pw,應(yīng)由脫粒機(jī)的工作阻力和運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)決定，即: (2-3) F V Pw 1000 計(jì)算求得： pW 400 1.4571 1000 0.58284 0.58KW (2-4) 2.4脫粒裝置的設(shè)計(jì) 釘齒護(hù)板是玉米脫粒機(jī)的主要脫粒部件之一，它的設(shè)計(jì)關(guān)系到玉米脫粒機(jī)的 質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)整體的脫粒效果以及脫粒后玉

29、 米粒和玉米芯分離情況的好壞，它的功能是采用脫粒滾筒上均勻分布的四條釘 齒護(hù)板，均勻快速的轉(zhuǎn)動(dòng)，工作時(shí)，玉米穗從喂料機(jī)構(gòu)進(jìn)入脫粒室，脫粒裝置 主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定在釘齒滾筒上的釘齒，釘齒的頂端以一定的速度去對(duì)玉米 進(jìn)行強(qiáng)行脫粒。玉米在經(jīng)過四條釘齒護(hù)板的快速旋轉(zhuǎn)下脫粒，四條釘齒護(hù)板上 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(jī)器體外，同 時(shí)，每一條釘齒護(hù)板上的釘齒同樣在進(jìn)行脫粒，以便達(dá)到有較高的脫粒效率。 玉米脫粒機(jī)的主要功能是脫粒，而釘齒護(hù)板在工作中起到了重要作用，因此， 釘齒護(hù)板的設(shè)計(jì)是脫粒機(jī)設(shè)計(jì)的主要部件。 1.圓盤2?釘齒3?釘齒護(hù)板1 4.釘齒護(hù)板墊塊5.螺栓

30、 6.螺母7，彈簧墊圈8?釘齒護(hù)板2 9.脫粒主軸 圖2-5脫粒滾筒 釘齒護(hù)板的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 從釘齒護(hù)板的功能及其工作要求可以判斷出釘齒的工作強(qiáng)度很大， 根據(jù)《脫 粒機(jī)》一書得知玉米脫粒機(jī)的釘齒滾筒上安裝有四條釘齒護(hù)板，相互之間相差 90°,而且每條釘齒護(hù)板上安裝釘齒的范圍 5到10個(gè)釘齒，每一個(gè)釘齒的d=12mm， 四條釘齒護(hù)板均勻安裝在釘齒滾筒上，釘齒以螺旋排列方式安裝，兩相鄰的釘 齒護(hù)板之間的釘齒橫向距離為40mm，且承兩條螺旋均勻排列，在釘齒護(hù)板距兩 端50mm處，分別用一個(gè)厚度為10mm,直徑為300mm的圓盤固定，在圓盤上 均勻開有四個(gè) ①11的圓孔，釘齒護(hù)板下面放上釘齒護(hù)

31、板墊塊，一起與圓盤用M10 的螺栓固定。 圓盤將釘齒護(hù)板固定，但由于釘齒護(hù)板固定在圓盤上使兩圓盤之間的距離 為400mm，稍微有些長(zhǎng)，因此，在兩盤中間處采用直徑是 10mm的鐵柱使釘齒 條與主軸相連，采用焊接的方式使它們連接在一起，這樣可以增加釘齒護(hù)板的 剛度，以便釘齒條在受到更大的強(qiáng)度時(shí)不宜損壞，同時(shí)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(qiáng)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(diǎn)。 242釘齒條及釘齒的設(shè)計(jì) 釘齒護(hù)板的功用是固定釘齒的相對(duì)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

32、受的脫粒力直接傳遞到釘齒條護(hù)板上，釘齒護(hù)板所承受著 釘齒的切向力，所以釘齒護(hù)板應(yīng)該采用做夠強(qiáng)度和剛度的材料制成，根據(jù)《脫 粒機(jī)》一書中，可以查得材料選為 45鋼，綜上所述，本設(shè)計(jì)中的釘齒護(hù)板長(zhǎng) X 寬＞高為500X10X0,其上分布著5個(gè)釘齒，每個(gè)釘齒均穿過釘齒護(hù)板，然后用 螺母擰緊，其中釘齒護(hù)板的通孔設(shè)計(jì)為圓錐形，大徑為 ①1，小徑為①12目的 是為了安裝釘齒時(shí)可以楔緊釘齒，使釘齒固定牢固，這樣可以使釘齒在釘齒護(hù) 板上周向固定，而且在釘齒正常工作時(shí)，也同樣使釘齒相對(duì)釘齒護(hù)板固定，不 已使工作時(shí)釘齒與釘齒護(hù)板脫落，其結(jié)構(gòu)如圖 2-6和2-7所示。 I \ 1 1 \ \~

33、 —I———m 圖2-7釘齒護(hù)板2 243釘齒的設(shè)計(jì) 釘齒是玉米脫粒機(jī)的主要工作部件，它在工作時(shí)與玉米直接接觸，而且接 觸頻率很高，尤其是在入料口的部位，這個(gè)部位的釘齒摩擦的相當(dāng)?shù)念l繁，因 此在設(shè)計(jì)釘齒時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到釘齒的工作強(qiáng)度和工作環(huán)境等問題，本設(shè)計(jì)中采用 了《脫粒機(jī)》一書中所建議的45鋼，為了使釘齒在釘齒護(hù)板上的相對(duì)固定，在 釘齒上增加了一個(gè)小凸楞，卡在釘齒護(hù)板上。釘齒長(zhǎng)度為 32mm承錐狀，齒根 部位直徑為10mm，齒頂直徑為8mm。 圓盤的設(shè)計(jì) 圓盤是用來將釘齒護(hù)板固定在脫粒裝置主軸上的主要部件，它不僅起到連 接的作用，而且還可以承擔(dān)釘齒和釘齒護(hù)板傳遞的力和力矩。

34、結(jié)構(gòu)如圖2-8所示。 2.5圓孔篩凹板的設(shè)計(jì) 在玉米脫粒機(jī)中，圓孔篩凹板是與釘齒滾筒相配合的重要部件，圓孔篩凹 板的作用是將玉米脫粒后，使玉米從圓孔中漏下，而玉米芯則會(huì)在釘齒滾筒上 螺旋排列的釘齒的螺旋推力的作用下排出機(jī)體之外。 圓孔凹板是由一個(gè)長(zhǎng) 滋辭為722.2 >580X5mm的304不銹鋼彎折而成的半 圓形篩筒，在其上均勻沖上160個(gè)①10的圓孔，圓孔篩凹板兩端與兩個(gè)半徑為 230mm，厚度為5mm，高度為204mm的半圓形不銹鋼板相焊接，圓孔篩凹板要與機(jī)架相連接，所以兩塊半圓形擋板可以焊接在機(jī)架上，這樣，可以加固機(jī)體 與圓孔篩凹板的連接質(zhì)量，在正常工作時(shí)，由于有機(jī)架的固定支撐，

35、可以使圓 孔篩凹板的工作穩(wěn)定性更高，更加的可靠。從整體來講，也達(dá)到了脫粒機(jī)的一 體化的設(shè)計(jì)，提高了整體的剛度。結(jié)構(gòu)如圖 2-9所示。 1?圓孔篩凹板 2.圓孔篩擋板 圖2-9圓孔凹版 2.6喂料裝置的設(shè)計(jì) 喂料裝置由入料口、入料口彎脖、脫粒機(jī)上蓋組成。而入料口是將待脫粒 的玉米填入玉米脫粒機(jī)機(jī)體內(nèi)的一個(gè)途徑，它是脫粒機(jī)的一個(gè)部件，它的作用 是玉米可以同過其順利進(jìn)入機(jī)體內(nèi)脫粒室，而且填入的過程中或添入后的工作 過程中，玉米脫粒機(jī)能夠安全地進(jìn)行工作，而且不會(huì)將脫粒下來的玉米?；蛴?米芯從入料口飛濺出來，避免造成操作員的傷害等事故的發(fā)生，所以，玉米脫 粒機(jī)入料口的設(shè)計(jì)，

36、不僅關(guān)系到玉米脫粒機(jī)的工作質(zhì)量（即脫粒是否干凈或脫 粒完全與否）。因?yàn)樵谟衩滋钊朊摿C(jī)的時(shí)候，脫粒裝置的主軸不斷地快速旋轉(zhuǎn)， 如果填料的方式不利于脫粒裝置主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，此種填料方式對(duì)脫粒 主軸、對(duì)脫粒機(jī)體的副作用都是很大的，很有可能瞬時(shí)加大脫粒裝置主軸的負(fù) 載，也即同時(shí)加大了脫粒裝置主軸的彎曲應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，于此同時(shí)，也會(huì)引 起連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致加大了釘齒護(hù)板上的釘齒的磨損與老化等。入料口的設(shè)計(jì)不 當(dāng)，還會(huì)導(dǎo)致脫粒裝置主軸瞬間被卡死，脫粒無(wú)法繼續(xù)，對(duì)脫粒裝置主軸產(chǎn)生 極大的破壞。因此，在設(shè)計(jì)玉米脫粒機(jī)入料口的時(shí)候，一定要考慮到如果設(shè)計(jì) 不當(dāng)所會(huì)產(chǎn)生的一系列危害與后果，以此警告自己一定要精心

37、設(shè)計(jì)器結(jié)構(gòu)，絕 不可隨意設(shè)計(jì)。 玉米脫粒機(jī)的入料口與脫粒機(jī)上蓋通過進(jìn)料口彎脖的連接搭橋焊接在一 起，各部分都是用10mm后的冷板沖壓彎折制成，最后再把沖壓成型的各個(gè)部 分焊合在一起。玉米脫粒機(jī)上蓋上部分承半圓形，直徑d=420mm,長(zhǎng)為l=690mm, 入料口彎脖的一側(cè)與脫粒機(jī)上蓋邊緣相切，這樣可以在玉米被填入脫粒機(jī)脫粒 室時(shí)，能夠很好地被釘齒滾筒上的釘齒打削進(jìn)行脫粒，因此，上蓋上的入料口 設(shè)計(jì)是十分重要的，經(jīng)查閱相關(guān)資料得知，入料口的最小口徑長(zhǎng)應(yīng)為 252mm， 寬為180m m，最大口徑（為了方便填料可以適當(dāng)設(shè)計(jì)的大一些）長(zhǎng)為 400mm， 寬為400mm,而本設(shè)計(jì)參考其尺寸，采用中間

38、值，長(zhǎng)和寬各設(shè)計(jì)成 300mm,即 方便填料，又不會(huì)導(dǎo)致脫粒下來的玉米粒和玉米芯飛濺出來傷到操作人員。 在脫粒機(jī)上蓋兩端設(shè)有兩個(gè)半圓形狀的擋板，目的同樣是保證操作人員的 人身安全，因?yàn)樵诿摿Ｑb置主軸高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，如若沒有這兩塊半圓形擋板 的阻擋，很有可能操作人員會(huì)不慎將手或衣服絞入脫粒機(jī)中，導(dǎo)致傷亡事故的 發(fā)生。不僅如此，這兩塊半圓形擋板還有阻擋脫粒后玉米粒的四處飛濺，便于 脫粒后對(duì)玉米粒的收集工作的進(jìn)行，所以，這兩塊半圓形擋板是必不可少的， 并且兩塊擋板在脫粒機(jī)安裝中應(yīng)縱向布置。 1?入料口 2?進(jìn)料口彎脖3.脫粒機(jī)上蓋 圖2-10喂料裝置 2.7機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)架是玉

39、米脫粒機(jī)的主要支撐部件，它承擔(dān)著來自脫粒裝置主軸及圓孔篩 凹板的沖擊和應(yīng)力，機(jī)架的堅(jiān)固是玉米脫粒機(jī)工作穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的基礎(chǔ)，因 此，機(jī)架無(wú)論是從結(jié)構(gòu)上或是從材料上，都應(yīng)該采用堅(jiān)固穩(wěn)定的材料和樣式制 成。本設(shè)計(jì)是小型人工玉米脫粒機(jī)，考慮到工作量不是很大、應(yīng)力偏低等因素， 所以在材料選擇上要求不是那么嚴(yán)格，而且應(yīng)盡量減輕機(jī)架的重量，降低制造 本機(jī)器的成本，達(dá)到適應(yīng)性更強(qiáng)，應(yīng)用性更廣的目的，因此，根據(jù)《脫粒機(jī)》 一書，立柱選用30X770方管，而上托板橫梁及起加強(qiáng)固定連接作用的連扳選用 45鋼，這樣的材料及結(jié)構(gòu)足以滿足本設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求。在玉米脫粒機(jī)的機(jī)架上 安裝有一用于出粒的下滑板，目的是當(dāng)把玉米脫

40、粒后，從圓孔凹板圓孔漏下的 玉米粒落到下滑板，沿其斜面滑出脫粒機(jī)機(jī)體之外，達(dá)到隨玉米脫粒過程的完 成，隨時(shí)隨地的將玉米粒排出機(jī)體之外，它的材料采用 10mm后的鋼板制成 而在玉米脫粒機(jī)的入料口的另一端，也就是用于玉米芯的排出端，設(shè)計(jì)有一個(gè) 下滑的漏斗，它的作用就是保證玉米芯順利排出體外，于此同時(shí)把隨玉米芯帶 出來的玉米粒與玉米粒分離開來，讓被玉米芯帶出來的玉米粒漏到下滑板，與 從脫粒室從圓孔篩板篩孔漏到下滑板的玉米粒一起排出機(jī)體之外，統(tǒng)一收集。 出料口應(yīng)與機(jī)架相連，采用焊接的方式，它與圓孔篩板的玉米芯輸出端相連， 而且，這個(gè)斜板與圓孔凹板的連接應(yīng)該長(zhǎng) 10-15mm,從而保證了玉米芯的順

41、利 滑出。從本設(shè)計(jì)的機(jī)架整體來看，從機(jī)架的材料的選取、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、受力的 分配及玉米粒和玉米芯的隨機(jī)外排，可以看出本設(shè)計(jì)的小型人工玉米脫粒機(jī)是 滿足要求的，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 2-11所示。 1?前連接板2?立柱3.上托板橫梁 4?下滑板5?后連接板 圖2-11機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 第三章 關(guān)于軸、齒輪、軸承的設(shè)計(jì)與校核 3.1脫粒滾筒主軸的設(shè)計(jì) 最小軸徑的確定 脫粒裝置主軸是玉米脫機(jī)的主要設(shè)計(jì)部件之一，它在玉米脫粒機(jī)正常工作 的過程中，承擔(dān)著主要的轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐其上回轉(zhuǎn)的部件，玉米脫粒 機(jī)的瞬間沖擊很大，而且沖擊次數(shù)很頻繁，因此，脫

42、粒主軸的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的 一個(gè)環(huán)節(jié)。它的主要職能是：一是支撐軸上所有安裝的回轉(zhuǎn)部件，保證其有正 確的工作位置；二是傳遞軸上的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸按照軸線形狀的不同，可以分 為曲軸、直軸、軟軸、和撓性軸等，根據(jù)玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和組成形狀以 及工作強(qiáng)度和環(huán)境的要求，玉米脫粒機(jī)的脫粒裝置主軸選用直軸形式傳遞，而 且，選用直軸中的階梯軸。主軸的設(shè)計(jì)如下： 根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來初步計(jì)算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗(yàn)公式： d咕 'n (3-1) 其中：A—軸常用的幾種材料的 T的A值 p —主軸上的功率 kw n—主軸上的轉(zhuǎn)速 rmin 軸的材料根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書中表 18— 1,應(yīng)選用調(diào)制處

43、理的45號(hào) 鋼，B=650MP,書中表18— 2中Ao=118，于是得到： dmin 118 3 0.58 120 20mm (3-2) 脫粒主軸上的最小直徑顯然是安裝在鏈輪的內(nèi)孔，所以，軸上必有螺紋孔 用來對(duì)鏈輪的軸向固定，因此，為了在軸上鉆一個(gè)很深的螺紋孔而不影響主軸 的強(qiáng)度，可以使軸的直徑 10%以上，這樣，主軸的最小尺寸就增加了，因而在 一定程度上增加了主軸的工作強(qiáng)度。即： d=d (1+10%) =20X( 1+10%) =22mm (3-3) 僅增加這樣一個(gè)安全系數(shù)是不夠的，因?yàn)楸拘⌒陀衩酌摿C(jī)的設(shè)計(jì)，從整 體結(jié)構(gòu)分析可知脫粒主軸最小軸頸段比較長(zhǎng)，因其十分

44、重要，要保證其有足夠 的強(qiáng)度和剛度，本設(shè)計(jì)中選擇 d min=30mm。 初步選擇輸出軸徑 由脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸可知所設(shè)計(jì)的主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。根據(jù)安裝軸承處需要 軸肩來進(jìn)行定位，而安裝軸承處軸頸選取 d=30mm,軸肩處選取35mm,初步選 取支撐的軸承為向心球軸承，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得向心球軸承的型號(hào)為 6206，它的結(jié)構(gòu)尺寸為d D B為300X52X6,故II — III與IV — V段的直徑相 等，即：d=35mm。取安裝圓盤的軸頸III — IV直徑為d=40mm,左右兩端采用 軸承座來固定軸承，其配合

45、為 H7k，其上在距離鏈輪固定軸端290mm處，焊 接釘齒滾筒，已知釘齒滾筒長(zhǎng)度 540mm,脫粒滾筒主軸的基本結(jié)構(gòu)如圖 3-1所 示。 10 T 12 ◎ 00^03 A 圖3-1脫粒滾筒主軸的結(jié)構(gòu) ◎ 00.03  脫粒裝置主軸的強(qiáng)度校核 1 ?作軸受力圖，如圖3-2( a)所示 2 ?求脫粒主軸所受作用力大小 根據(jù)公式：T 9550000 - 求得： n 0 58 T 9550000 46158 N? mm (3-4) 120 其中：P—脫粒主軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的功率 k w n —主軸的轉(zhuǎn)速 r / min 3 ?釘齒條上的合力 根據(jù)公式：Ft

46、 2T d Ft 求得 2 46180 232 398N (3-5) 其中：d —脫粒裝置主軸的軸心到釘齒的距離 根據(jù)公式：Fr Ft 80% 求得 Fr=398 >80%=318N 其中：80%—徑向力占圓周力的百分?jǐn)?shù) (根據(jù)《脫粒機(jī)》查得) 由于脫粒裝置的主軸軸向不受力，則取 Fa 0 (根據(jù)《脫粒機(jī)》查得)圓周力 Ft 徑向力Fr軸向力Fa的方向如圖3-2 (b)所示 4 ?軸上水平面內(nèi)所受支反力 如圖3-2 (C)所示，根據(jù)公式：Rh1氏 求得 其中：L2 —是輸出軸上II — III段的中心線到山一IV段距左端三分之一處的距離 RH 1 3

47、98 436 224 436 262.9 263N (3-6) mm, L3—是脫粒主軸上III — IV段距左端三分之一處的距離左端三分之一處到 右端IV — V中心線之間的距離 mm 根據(jù)公式： Rh2 Ft Rh1求得 Rh2 398 262.9 135.1 135N (3-7) 5.脫粒主軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 Fr L3 Fa 根據(jù)公式: Rvi L2 L3 求得 318 436 0 232 224 436 210N (3-8) 其中：D —釘齒的頂端到主軸軸心的距離 mm 根據(jù)公式：RV2 Fr Rv1 求得 (3-

48、9) Rv2 318 210 108N 6.作彎扭矩圖 在水平面內(nèi)，軸上 B、C、D三點(diǎn)的彎矩為：根據(jù)公式 ：Mbh M DH 0 , Mch RH1 L2 求得：Mch 263 224 58912N?mm 作水平面內(nèi)彎矩圖 如圖3-2 (b)所示，在垂直面內(nèi)，軸上 B、C、D三點(diǎn)的彎 矩為： 根據(jù)公式：M BV M dv 0 , M CV1 Rv1 L2 求得 M cv1 210 224 47040N ?mm 根據(jù)公式：Mcv2 Rv1 L2 Fa D 求得 2 0 232 M cv2 210 224 46924N ?mm (3-10) 2 作垂直面內(nèi)彎矩圖如圖3-2

49、 (c)所示，合成彎矩為： M B M d 0 Mc1

50、矩、扭矩合成圖) B 點(diǎn)：MBCa T 0.59 46158 27233.2 27233N ? mm C 點(diǎn)左側(cè)：M cca /Mh—(—T)2 J(75388)2—(0.59 46158)2 80156N D 點(diǎn)右側(cè)：M 迪 M c2 80156N ? mm 脫粒主軸的當(dāng)量彎矩圖如3-2 (f)所示。 9 ?校核脫粒主軸的強(qiáng)度 對(duì)軸進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度(即危險(xiǎn)截面 的強(qiáng)度)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式以及上面計(jì)算出的數(shù)值可得出。 由公式: ca Mca M 2(T)2 W MPa 式中： W —軸的抗彎拋面模量，mm3 [C—軸的許用應(yīng)力，MPa

51、 按軸實(shí)際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性，在 …、0 b、 1 b中選取其相應(yīng) 的數(shù)值，從《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中可以查出。 ca Meal W 80156 3 0.1 40 12.5MPa (3-12) 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中查得，對(duì)于 600 MPa =600MPa的碳鋼，承受對(duì)稱循 環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力 皿 55MPa ca 12.5MPa I 1 l-E LW 啤二/尸V ' Fr- RV2 、 MH rlf "「TTTTtttt T ] lrtrn7TTTTM>^ MM 3 V Pv 7 A 1 Rvi ^rrtlT 匚TTr ML

52、 me flTf IWrWnmTrrz w g M2 『1 IlTITrnTmTrmT^ q 3 1— 1 T p HlWniTTTrTr^ Mca ? 圖3-2軸的彎矩圖 3.2脫粒主軸上滾動(dòng)軸承的校核 設(shè)計(jì)參數(shù) 徑向力 Fr=263 (N) 軸向力 Fa=0(N) 圓周力 Ft=398 (N) 軸頸直徑d仁30 (mm) 轉(zhuǎn)速 n=120 (r/min) 要求壽命 Lh '=50000 (h) 作用點(diǎn)距離L=635 (mm) Fr與軸承1距離L仁423 (mm) Fr與軸心線距離La=232 (mm) 溫度系數(shù)ft=0

53、潤(rùn)滑方式Greased由潤(rùn)滑 選擇軸承型號(hào) 軸承類型BType二深溝球軸承 軸承型號(hào)BCode =6206 軸承內(nèi)徑d=30 (mm) 軸承外徑D=62 (mm) 軸承寬度 B=16 (mm) 基本額定動(dòng)載荷C=19500 (N) 基本額定靜載荷Co=11500 (N) 極限轉(zhuǎn)速(油)n lim y =13000 (r/min) 計(jì)算軸承受力 Fr1=159.27 (N) Fa1=0 (N) Fr2=317.78 (N) 軸承1徑向支反力 軸承1軸向支反力 軸承2徑向支反力 軸承2軸向支反力Fa2=0 (N) 當(dāng)量動(dòng)載荷 P仁159.27 (N) 當(dāng)量動(dòng)載

54、荷 P2=317.78 (N) 校核軸承壽命 軸承工作溫度T=<=120 (C ) 軸承壽命 L10=0 231060 (10A6 轉(zhuǎn)) 軸承壽命 Lh = 32091621 (h) 驗(yàn)算結(jié)果Test^格 3.3漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核 設(shè)計(jì)參數(shù) 傳遞功率P=0.67(kW) 傳遞轉(zhuǎn)矩 T=434.14(Nm) 齒輪 1 轉(zhuǎn)速 n仁 14.7368421(r/min) 齒輪 2 轉(zhuǎn)速 n2=44.21(r/min) 傳動(dòng)比i=1/3 原動(dòng)機(jī)載荷特性SF=S微振動(dòng) 工作機(jī)載荷特性 WF=均勻平穩(wěn) 預(yù)定壽命 H=10000（小時(shí)） 332布置與結(jié)構(gòu) 結(jié)

55、構(gòu)形式ConS =開式 齒輪1布置形式ConS1WE對(duì)稱布置（軸鋼性較大） 齒輪2布置形式ConS2WE對(duì)稱布置（軸鋼性較大） 材料及熱處理 齒面嚙合類型GFace=硬齒面 熱處理質(zhì)量級(jí)別Q=ML 齒輪1材料及熱處理 Met1=45＜表面淬火＞ 齒輪1硬度取值范圍 HBSP1=45?50 齒輪1硬度HBS1=48 齒輪1材料類別 MetN1=0 齒輪1極限應(yīng)力類別 MetType仁11 齒輪2材料及熱處理 Met2=45＜表面淬火＞ 齒輪2硬度取值范圍HBSP2=45?50 齒輪2硬度HBS2=48 齒輪2材料類別MetN2=0 齒輪2極限應(yīng)力類別 MetType2

56、=11 齒輪精度 齒輪1第I組精度JD1仁7 齒輪1第川組精度JD13=7 齒輪1齒厚上偏差 JDU仁F 齒輪1齒厚下偏差JDD1=L 齒輪2第I組精度JD2仁7 齒輪2第U組精度 JD22=7 齒輪2第川組精度JD23=7 齒輪2齒厚上偏差 JDU2=F 齒輪2齒厚下偏差JDD2=L 齒輪基本參數(shù) 模數(shù)(法面模數(shù))Mn =2.5(mm) 端面模數(shù) Mt=2.50000(mm) 螺旋角 B =0.00000度) 基圓柱螺旋角 Bb0.0000000度) 齒輪1齒數(shù)Z仁96 齒輪1變位系數(shù)X1=0.00 齒輪 1 齒寬 B1=68.00(mm) 齒輪1齒寬系

57、數(shù) ①d1=0.283 齒輪2齒數(shù)Z2=32 齒輪2變位系數(shù)X2=0.00 齒輪 2 齒寬 B2=68.00(mm) 齒輪2齒寬系數(shù)①d2=0.850 總變位系數(shù)Xsum=0.000 實(shí)際中心距 A=160.00000(mm) 中心距變動(dòng)系數(shù) yt =0.00000 齒高變動(dòng)系數(shù)△ yt =0.00000 齒數(shù)比U=0.33333 端面重合度 =1.75778 縱向重合度 =0.00000 總重合度 & =1.75778 齒輪1分度圓直徑 d1=240.00000(mm) 齒輪1齒頂圓直徑 da1=245.00000(mm) 齒輪1齒根圓直徑 df1=233.75000(

58、mm) 齒輪1基圓直徑 db1=225.52623(mm) 齒輪 1 齒頂高 ha1=2.50000(mm) 齒輪 1 齒根高 hf1=3.12500(mm) 齒輪1全齒高h(yuǎn)1=5.62500(mm) 齒輪1齒頂壓力角 a at仁22.99848度) 齒輪2分度圓直徑d2=80.00000(mm) 齒輪2齒頂圓直徑da2=85.00000(mm) 齒輪2齒根圓直徑df2=73.75000(mm) 齒輪2基圓直徑 db2=75.17541(mm) 齒輪 2 齒頂高 ha2=2.50000(mm) 齒輪 2 齒根高 hf2=3.12500(mm) 齒輪2全齒高h(yuǎn)2=5.62500(mm) 齒輪2齒

59、頂壓力角 a at2=27.82018度) 齒輪1分度圓弦齒厚 sh1=3.92682(mm) 齒輪1分度圓弦齒高 hh1=2.51606(mm) 齒輪1固定弦齒厚 sch1=3.46762(mm) 齒輪1固定弦齒高 hch1=1.86889(mm) 齒輪1公法線跨齒數(shù) K1=11 齒輪1公法線長(zhǎng)度 Wk仁80.85478(mm) 齒輪2分度圓弦齒厚sh2=3.92541(mm) 齒輪2分度圓弦齒高h(yuǎn)h2=2.54818(mm) 齒輪2固定弦齒厚 sch2=3.46762(mm) 齒輪2固定弦齒高 hch2=1.86889(mm) 齒輪2公法線跨齒數(shù)K2=4 齒輪2公法線

60、長(zhǎng)度Wk2=26.95159(mm) 齒頂高系數(shù)ha*=1.00 頂隙系數(shù)c*=0.25 壓力角a *=20度) 端面齒頂高系數(shù)ha*t=1.00000 端面頂隙系數(shù)c*t=0.25000 端面壓力角 a *t=20.0000000度) 端面嚙合角 a t'=20.0000001度) 檢查項(xiàng)目參數(shù) 齒輪1齒距累積公差Fp1=0.07793 齒輪1齒圈徑向跳動(dòng)公差 Fr仁0.05086 齒輪1公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 Fw1=0.03830 齒輪1齒距極限偏差ftp ( ±1=0.01694 齒輪1齒形公差ff1=0.01350 齒輪1 一齒切向綜合公差 fi'1=0.01

61、826 齒輪1 一齒徑向綜合公差 『1=0.02397 齒輪1齒向公差 FB 1=0.01661 齒輪1切向綜合公差 Fi'1=0.09143 齒輪1徑向綜合公差 Fi”1=0.07121 齒輪1基節(jié)極限偏差fpb ( ±1=0.01591 齒輪1螺旋線波度公差ff B仁0.01826 齒輪1軸向齒距極限偏差fpx ( ±1=0.01661 齒輪1齒向公差 Fb1=0.01661 齒輪1x方向軸向平行度公差 fx仁0.01661 齒輪1y方向軸向平行度公差 fy仁0.00830 齒輪1齒厚上偏差 Eup仁-0.06774 齒輪1齒厚下偏差 Ed n仁-0.27097

62、齒輪2齒距累積公差Fp2=0.04880 齒輪2齒圈徑向跳動(dòng)公差 Fr2=0.03803 齒輪2公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 Fw2=0.03031 齒輪2齒距極限偏差 fpt ( ±2=0.01546 齒輪2齒形公差ff2=0.01150 齒輪2 一齒切向綜合公差 fi'2=0.01618 齒輪2 一齒徑向綜合公差『2=0.02192 齒輪2齒向公差 F B 2=0.00630 齒輪2切向綜合公差Fi'2=0.06030 齒輪2徑向綜合公差Fi”2=0.05324 齒輪2基節(jié)極限偏差fpb ( ±2=0.01453 齒輪2螺旋線波度公差ff B 2=0.01618 齒輪2軸向齒

63、距極限偏差fpx ( ±2=0.00630 齒輪2齒向公差Fb2=0.00630 齒輪2x方向軸向平行度公差 fx2=0.00630 齒輪2y方向軸向平行度公差 fy2=0.00315 齒輪2齒厚上偏差Eup2=-0.06185 齒輪2齒厚下偏差Edn2=-0.24740 中心距極限偏差fa( ±=0.03000 強(qiáng)度校核數(shù)據(jù) 齒輪1接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 (T Hlim1=960.0MPa ) 齒輪1抗彎疲勞基本值 (T FE仁480.0MPa ) 齒輪1接觸疲勞強(qiáng)度許用值[H ]1=1008.8(MPa ) 齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度許用值[F ]1=709.2(MPa ) 齒輪

64、2接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 (T Hlim2=960.0()MPa 齒輪2抗彎疲勞基本值 (T FE2=480.0(MPa 齒輪2接觸疲勞強(qiáng)度許用值[H ]2=1008.8(MPa ) 齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度許用值[F ]2=709.2(MPa ) 接觸強(qiáng)度用安全系數(shù)SH min=1.2 彎曲強(qiáng)度用安全系數(shù)SH min=1.40 接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 H =496.3(MPa ) 接觸疲勞強(qiáng)度校核 H <[H ]=滿足 齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 (7 F仁104.2MPa ) 齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 7 F2=108.1(MPa 齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度校核 7 F1< []仁滿足 齒

65、輪2彎曲疲勞強(qiáng)度校核 7 F2W F ]2=滿足 338強(qiáng)度校核相關(guān)系數(shù) 齒形做特殊處理Zps =特殊處理 齒面經(jīng)表面硬化 Zps =不硬化 齒形Zp =—般 潤(rùn)滑油粘度V50=120(mmT/s) 有一定量點(diǎn)饋Us=不允許 小齒輪齒面粗糙度 Z1R= Rz >6卩m(RaC 1卩m) 載荷類型 Wtype =雙向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪 齒根表面粗糙度 ZFR= > Rz16卩m (Ra< 2.6卩m) 刀具基本輪廓尺寸 圓周力 Ft=3617.833(N) 齒輪線速度 V=0.185(m/s) 使用系數(shù)Ka=1.210 動(dòng)載系數(shù)Kv =1.024 齒向載荷分布系數(shù) KH =1

66、.000 綜合變形對(duì)載荷分布的影響 K s=1.000 安裝精度對(duì)載荷分布的影響 K m=0.000 齒間載荷分布系數(shù) KH =1.336 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh =2.495 材料的彈性系數(shù)ZE=189.800 接觸強(qiáng)度重合度系數(shù) Z =0.865 接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Z =1.000 重合、螺旋角系數(shù) Z =0.865 接觸疲勞壽命系數(shù)Zn=1.30000 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) Zlvr =0.97000 工作硬化系數(shù) Zw =1.00000 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù) Zx =1.00000 齒向載荷分布系數(shù) KF =1.000 齒間載荷分布系數(shù) KF =1.477 抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù)丫 =0.677 抗彎強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Y =1.000 抗彎強(qiáng)度重合、螺旋角系數(shù) 丫 =0.677 壽命系數(shù) Yn =2.06859 齒根圓角敏感系數(shù) Ydr =1.00000 齒根表面狀況系數(shù)Yrr =1.00000 尺寸系數(shù)Yx =1.00000 齒輪1復(fù)合齒形系數(shù) Yfs1=3.95337 齒輪1應(yīng)力校正系數(shù) Ysa仁1.78795 齒輪2復(fù)合齒形系數(shù) Yfs2=4