家用小型玉米脫粒機的設(shè)計

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1、 鄭州航空工業(yè)管理學院 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 2013 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 0906063 班級 題 目 家用小型玉米脫粒機的設(shè)計 姓 名 學號 指導(dǎo)教師 職稱 二О一三 年 五 月 十五 日 內(nèi) 容 摘 要 從1785年蘇格蘭人安朱梅克( AndrewMeikle)發(fā)明第一個回轉(zhuǎn)滾筒脫粒裝置以來, 人們對玉米脫粒裝置做了大量的試驗

2、和研究, 不斷開發(fā)出新的玉米脫粒裝置。1815年, 美國開發(fā)出世界上第一臺專用于玉米脫粒的手工操作玉米脫粒機。之后人們對于玉米脫粒裝置的改進一直沒有停止過。上個世紀70年代初期, 我國自行研制的沖擊式原理玉米脫粒機得到了普及應(yīng)用, 當時以大、中型脫粒機為主。進入80年代后, 農(nóng)村開始實行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制, 我國又相繼研發(fā)了沖擊式原理的一系列中、小型玉米脫粒機, 以適應(yīng)農(nóng)戶的生產(chǎn)需要。 隨著社會的發(fā)展，機械化在我國普及的速度很快，由于我國是農(nóng)業(yè)大國而且農(nóng)業(yè)是我國的經(jīng)濟基礎(chǔ)，所以普及機械化對于我過農(nóng)業(yè)的發(fā)展是至關(guān)重要的，但是由于我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，大都屬于小農(nóng)經(jīng)濟，所以決定了在某些方面大型的機械很難

3、普及，所以需要普及一些小型的家用機械。玉米脫粒機就是其中一個很典型的實例，隨著人們的玉米產(chǎn)量的不斷增加，玉米脫粒就成為了一個擺在人們而前的一個問題，人工脫粒太慢，費時間，而且需要的人很多，很不方便，玉米脫粒機的出現(xiàn)，解決了這一問題，需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高，所以玉米脫粒機是農(nóng)家不可缺少的必備農(nóng)機。 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:玉米脫粒機在進行玉米脫粒時，利用釘齒滾筒回轉(zhuǎn)運動的釘 齒與篩網(wǎng)之間的間隙相配合，使玉米粒拖下(釘齒滾筒和篩網(wǎng)之間的揉搓作用，將玉米粒脫離玉米芯，井

4、借助其他的機械機構(gòu)將玉米粒和玉米芯分別從兩個不同的出口排出機體之外，籽粒由篩孔分離出去，玉米芯從機器尾部排出，玉米絲，皮屑從風口排出。循環(huán)脫粒，不斷的進行填入—脫?！懦鰴C體這一循環(huán)。該種機器，脫粒的效率由滾筒的長度和直徑而確定，人們可根據(jù)自己的脫粒效率，合理的選用適當?shù)挠衩酌摿C。 關(guān)鍵詞 玉米脫粒機；脫粒結(jié)構(gòu)；設(shè)計 Abstract In 1815, the United States developed the worlds first dedicated to corn threshing hand-operated corn thresher. Improv

5、ement for corn threshing device after people have never stopped. The early 70s of last century, Chinas self-developed impact principle of corn threshing machine is widely used in large, medium, when threshing machine. After entering 80 age, rural began to implement the household contract responsibil

6、ity system, our country has developed a series of impact principle, small corn thresher, in order to meet the production needs of farmers. With the development of society, the mechanization in China spread very quickly, because China is a big agricultural country and agriculture is the economic foun

7、dation of our country, so the application of mechanized is crucial for the development of our agriculture, but the agricultural current situation of our country, mostly belonging to the small-scale peasant economy, so the decision in some aspects. Large machinery is difficult to popularize, so need

8、to popularize some small household machinery. Corn threshing machine which is a very typical example, along with the people of the maize yield increase, corn threshing became a priority in an issue that people first, manual threshing too slow, time-consuming, and requires a lot of people, very incon

9、venient, corn threshing machine, to solve the a problem, need less labor, and is mainly the work efficiency is greatly improved, so the corn thresher is essential for an agricultural farm. In 1815, the United States developed the worlds first dedicated to corn threshing hand-operated corn thresher.

10、Improvement for corn threshing device after people have never stopped. The early 70s of last century, Chinas self-developed impact principle of corn threshing machine is widely used in large, medium, when threshing machine. After entering 80 age, rural began to implement the household contract respo

11、nsibility system, our country has developed a series of impact principle, small corn thresher, in order to meet the production needs of farmers. With the development of society, the mechanization in China spread very quickly, because China is a big agricultural country and agriculture is the economi

12、c foundation of our country, so the application of mechanized is crucial for the development of our agriculture, but the agricultural current situation of our country, mostly belonging to the small-scale peasant economy, so the decision in some aspects. Large machinery is difficult to popularize, so

13、 need to popularize some small household machinery. Corn threshing machine which is a very typical example, along with the people of the maize yield increase, corn threshing became a priority in an issue that people first, manual threshing too slow, time-consuming, and requires a lot of people, very

14、 inconvenient, corn threshing machine, to solve the a problem, need less labor, and is mainly the work efficiency is greatly improved, so the corn thresher is essential for an agricultural farm. The corn thresher is corn peeling, after drying for a period of time, then the use of corn thresher

15、 for corn and corn cob separately, this machine is the corn threshing machine. Its working principle is: corn thresher for corn threshing, the gap between tooth and nail screen tooth cylinder rotary motion of the match, the corn grain down (between the nail tooth roller and a screen kneading action,

16、 the corn grain from corn cob, I Suke and other mechanical corn and corn cob respectively from two different outlet outside a machine body, separated by the sieve grain, corn cob discharging machine tail, from corn silk, dander from outlet. Circular threshing, the threshing - fill - discharge t

17、he body of the loop. This kind of machine, the threshing efficiency by the drum length and diameter is determined according to the threshing efficiency, people can own, corn thresher, the reasonable selection of appropriate. Key word corn sheller；Threshing structure；design

18、 目 錄 1. 引言……………………………………………… 3 2. 玉米脫粒機的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計………………… 5 2.1玉米脫粒機的整體結(jié)構(gòu)…………………… 5 2.2玉米脫粒機的總體設(shè)計……………………… 6 3. 電動機的選擇………………………………………7 3.1電動機的轉(zhuǎn)速………………………………… 7 3.2釘齒滾筒上釘齒的轉(zhuǎn)速……………………… 7 3.3電動機的功率………………………………… 8 3.3.1脫粒機主軸上需要的功率……………

19、…8 3.3.2離心式鼓風機的功率……………………8 3.3.3所需電動機的總功率……………………10 4. 帶及帶輪的設(shè)計……………………………………11 4.1傳動帶的設(shè)計………………………………… 12 4.1.1確定計算功率……………………………12 4.1.2選擇V帶的帶型…………………………12 4.1.3確定帶輪的基準直徑……………………12 4.1.4確定傳動中心距a和V帶的基準長度…13 4.1.5計算中心距a及其變動范圍……………13 4.1.6驗算主動輪上的包角…………

20、…………13 4.1.7確定V帶的根數(shù)…………………………14 4.1.8確定單根V帶的初拉力的最小值………14 4.1.9計算V帶傳動作用在軸上的壓力………10 5.V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………15 5.1帶輪的材料選擇……………………………… 15 5.2帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………… 15 5.2.1主動帶輪的結(jié)構(gòu)選擇……………………15 5.2.2從動帶輪的設(shè)計…………………………15 6.傳動軸的設(shè)計 ………………………………………16 6.1確定主軸的各段直徑和長度………

21、………… 18 6.2初步選擇輸出軸系…………………………… 18 6.3確定輸出軸上的圓角半徑值………………… 19 6.4求軸上所受的力和力矩……………………… 19 6.5校核軸的強度………………………………… 22 7. 校核軸承的強度…………………………………… 23 8. 滾筒的設(shè)計………………………………………… 23 9. 釘齒的設(shè)計………………………………………… 25 10. 篩網(wǎng)的設(shè)計…………………………………………25 11. 入料口及脫粒上蓋的設(shè)計…………………………26 12. 除塵裝置的設(shè)計……………………………………28 1

22、3. 機架的設(shè)計…………………………………………29 14. 軸承座的設(shè)計………………………………………30 15. 玉米脫粒機上標準件的選擇………………………31 15.1玉米脫粒機上螺栓的選擇……………………31 15.2鍵的選擇………………………………………31 16. 玉米脫粒機的使用和維護…………………………31 16.1玉米脫粒機的使用和維護……………………31 16.2玉米脫粒機的維修與保養(yǎng)……………………32 結(jié)論………………………………………………………33 致謝………………………………………………………33 參考文獻…………

23、………………………………………34 1引言 隨著社會的進步，農(nóng)業(yè)機械化已經(jīng)在我國普及開來，特別是一些家用的小型機械也進入千家萬戶之中。而玉米脫粒機作為農(nóng)業(yè)機械化的重要組成部分，它的研究和開發(fā)也是必不可少的?，F(xiàn)在社會中有很多種類的玉米脫粒機。按照脫粒原理可以分為擠壓式、碾壓式、打擊式、差速式和搓擦式5類。根據(jù)脫粒滾筒的外形可分為圓盤形、圓柱形和圓錐形。按脫粒滾筒的安放形式又可分為臥式和立式。按脫粒元件來分其種類更多，常見的有紋桿釘齒、弓齒、風扇葉輪及組合式等。 (1) 紋

24、桿式脫粒裝置 紋桿式脫粒裝置采用打擊原埋設(shè)計，工作時，紋桿滾筒轉(zhuǎn)動，使玉米穗在齒側(cè)面和紋桿頂部與凹板弧面上產(chǎn)生搓擦作用，玉米穗與穗間凹板間產(chǎn)生搓擦，從而實現(xiàn)脫粒。脫粒效率主要取決于打擊速度和打擊機會。該裝置對玉米籽粒傷害較大，但脫凈率和效率高。 (2) 桿齒式脫粒裝置 桿齒式脫粒裝置采用桿齒式軸流滾筒，桿齒按螺旋線排列并固定在齒板上。玉米穗通過滾筒前端的喂人螺旋輸送器軸向喂入，從另一軸端排出。工作時，桿齒滾筒轉(zhuǎn)動，使玉米穗在桿齒和齒板部與凹板弧面上產(chǎn)生搓擦作用，從而實現(xiàn)脫粒。脫粒效率主要取決于桿齒速度。該裝置對玉米籽粒傷害較小，但脫凈率和效率較低。 (3)釘齒式脫粒裝置 釘齒式脫粒

25、裝置，是模仿人工用手搓玉米的動作。由于釘齒與滾筒軸之間有一定的夾角，利用釘齒撥動果穗，使果穗在受到推擠的情況下既做向前的運動，又做向上或向下的運動。在運動過程中，與兩側(cè)和底部的柵格進行揉搓，并且與篩網(wǎng)做相對運動，既滾動又滑動，以達到擠搓脫粒的效果。果穗相互之間也同樣在受到一定壓力的作用下進行充分的擠搓，并且機內(nèi)所有果穗的任何部位都有充分的擠搓機會，從而脫掉全部籽粒。釘齒式脫粒裝置脫粒性能好，對不同類型種子玉米的適應(yīng)性強、效率高、脫凈率高、玉米籽粒破碎率低。 (4)形成的差速旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)玉米穗脫粒。它還可以帶皮脫粒，玉米籽粒仿手工搓落，不傷胚芽。具有玉米穗差速式脫粒裝置 差速式原理設(shè)計的脫粒裝置

26、，是利用同方向不同旋轉(zhuǎn)速度的脫粒元件間所完整、破碎率低、脫凈率高及適應(yīng)性強等特點。但采用該原理設(shè)計的脫粒機一般生產(chǎn)效率低。 (5)紐合式脫粒裝置組合式脫粒裝置是對紋桿式、弓齒式、螺旋葉片和板齒進行不同的組合得到組合式軸流滾筒。例如螺旋葉片板齒組合式軸流滾筒，脫粒性能柔和，脫粒效果好，這是一種值得進行深入研究的軸流脫粒裝置。但是造價有點高，不太適合農(nóng)村小家庭用。 綜上所述，我們可以知道釘齒式脫粒裝置比較符合我們的要求，所以本課題采用釘齒式脫粒裝置作為研究對象，然后再結(jié)合其他的補充機構(gòu)來整體完成玉米的快速脫粒。它的工作原理是:玉米脫粒機在進行玉米脫粒時，利用釘齒滾筒回轉(zhuǎn)運動的釘齒與篩網(wǎng)之間的間

27、隙相配合，使玉米粒拖下(釘齒滾筒和篩網(wǎng)之間的揉搓作用，將玉米粒脫離玉米芯，井借助其他的機械機構(gòu)將玉米粒和玉米芯分別從兩個不同的出口排出機體之外，籽粒由篩孔分離出去，玉米芯從機器尾部排出，玉米絲，皮屑從風口排出。循環(huán)脫粒，不斷的進行填入—脫?！懦鰴C體這一循環(huán)。該種機器，脫粒的效率由滾筒的長度和直徑而確定，人們可根據(jù)自己的脫粒效率，合理的選用適當?shù)挠衩酌摿C。 2.玉米脫粒機的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2.1玉米脫粒機的整體結(jié)構(gòu) 本玉米脫粒機的設(shè)計主要包括入料部分，玉米脫粒機構(gòu)，篩選機構(gòu)，除塵裝置，電機的選擇，帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計和整體機架的設(shè)計。 入料部分 入料口與玉米脫粒機的上蓋部分相連，它是利用

28、一厘米厚的鐵板制成，入料部位與釘齒滾筒的釘齒部位相切，將已撥皮的玉米從入料口進入，下滑到脫粒部位，即釘齒滾筒和篩網(wǎng)之間，進行脫粒 玉米脫粒機構(gòu) 玉米脫粒機構(gòu)主要是由釘齒滾筒、篩網(wǎng)、半圓型上蓋組成。玉米穗在釘齒滾筒與篩網(wǎng)和上蓋之間進行脫粒，將已脫下的玉米粒從篩網(wǎng)上的圓孔漏下，落到下滑板，由倉口排出機體之外，玉米芯借助于滾筒上的螺旋排列的釘齒的螺旋推力和螺旋導(dǎo)向作用，從出料口排出機體之外。 篩選機構(gòu) 篩選機構(gòu)主要是由篩網(wǎng)來完成，它是由一個半圓筒形地鐵板組成的，上面有很多直徑為20mm的圓孔。能夠讓玉米粒通過這些篩孔落到下面的滑板上。 除塵裝置 除塵裝置是通過一個風扇和一個吸風口，把通過

29、篩網(wǎng)落下的玉米粒中的粉塵吹除。 電機的選擇 為了使玉米脫粒機更加方便，所以本機器采用電力拖動，而且電動機采用節(jié)能的方式，電動機安裝在玉米脫粒機的下部。 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本機器通過帶傳動是電動機帶動釘尺滾筒和風扇。 整體機架的設(shè)計 機架是由左機架、右機架、出料口、下滑板及穩(wěn)定結(jié)實的主機梁組成，機架是玉米脫粒機的主要支撐，他承擔著脫粒機的主要重量和動力、負載和力矩，因此它的設(shè)計是許強不弱的部分。機架的兩部分要各自穩(wěn)定，而且相對固定，以便做到機械在運轉(zhuǎn)過程中不會產(chǎn)生晃動、歪斜，造成人身危險，因此為了機架的堅固，此玉米脫粒機的設(shè)計采用三毫米厚的角鐵制成。 2.2玉米脫粒機的總體設(shè)計

30、為了使玉米脫粒機更加方便實用，此玉米脫粒機采用電力拖動，而且電動機也同樣采取節(jié)能式，電動機安裝在玉米脫粒機的下部，與脫粒機的機架的下機梁固定連接，這樣可以節(jié)省電動機所占用的空間。玉米脫粒機從入料到脫粒到分離玉米粒和玉米芯，最后將玉米粒和玉米芯排出機體之外，是玉米脫粒機一體完成的，它最大的優(yōu)點是在短時間內(nèi)可以完成幾個人的勞動強度，從而提高了工作效率，節(jié)省了勞動時間。此玉米脫粒機有這些優(yōu)點之外，還有安全性能高、效率高、堅固耐用、結(jié)構(gòu)簡單便于維修和保管。 圖一 3電動機的選擇 3.1電動機的轉(zhuǎn)速 根據(jù)查閱資料對比本次設(shè)計的玉米脫粒機的主軸的轉(zhuǎn)速在 600-800為宜，所以本脫粒機的主

31、軸轉(zhuǎn)速選擇700按《機械設(shè)計》中所推薦的傳動比合理取值范圍，取V帶的傳動比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：～4）700=1400～2800。 3.2 釘齒滾筒上釘齒的轉(zhuǎn)速 根據(jù)實踐測量得知滾筒上設(shè)有四排釘尺，每排有5到6個釘尺，初步測算每個釘齒的均勻受力為40，當玉米脫粒機正常工作時釘齒滾筒上的釘齒快速旋轉(zhuǎn)，其中均有兩條釘齒條受玉米所給的切向力，而另外兩個釘齒條是空行程，因此，，即玉米脫粒機正常工作時，受到的切向力為480。 其中：—釘齒所受的力 —參與工作的釘齒個數(shù) —參與工作的釘齒條數(shù) 當玉米脫粒機的釘齒滾筒快速轉(zhuǎn)動時，其上釘

32、齒條的釘齒同樣有一定的轉(zhuǎn)速，這個轉(zhuǎn)速原于主軸的轉(zhuǎn)速和釘齒的半徑，即：， 其中：—釘齒的轉(zhuǎn)速 —脫粒機主軸的轉(zhuǎn)速 —釘齒距軸心的距離 3.3電動機的功率 3.3.1脫粒機主軸上需要的功率 玉米脫粒機所需功率為，應(yīng)由脫粒機的工作阻力和運轉(zhuǎn)參數(shù)求定，即：，計算求得： 。 3.3.2離心式鼓風機的功率 本風機采用農(nóng)用機械中廣泛采用的農(nóng)用風機，葉片平直，外形為切角矩形，殼體采用蝸殼。玉米中漂浮物的速度為，在標準情況下，空氣的容重為。那么風機的風速?，F(xiàn)初步選擇風機的風速為8m/s。 假設(shè)輕質(zhì)雜物的質(zhì)量為q=0.052kg/s，則空氣的流量為 Q=

33、U為輕雜質(zhì)與空氣量之比的系數(shù)。U=0.2~0.3 風機的全壓力P= —風扇的靜壓，單篩機構(gòu)為15mm水柱左右 —風扇的動壓。 其中—水的密度， 風機的參數(shù)計算 葉輪的外徑 —壓力系數(shù)，值為0.3~0.4，n—風機的轉(zhuǎn)速，取1000r/min 則=0.171m 風扇的寬度B=（1~2）=0.342m 風機出風口的高度 風扇的功率 N= 葉輪的參數(shù) 葉片的寬度b=（0.11~0.12）=0.12x0.171m=0.021m 葉片的內(nèi)徑b=（0.35~0.5）=（0.35~0.5）x0.171=0.06~0.085m 葉片數(shù)z=4~6。取z=6. 3

34、.3.3.所需電動機的總功率 電動機功率由公式來計算，脫粒機傳動裝置的總效率，應(yīng)由組成傳動裝置的各個部分運動副的效率只積，即 ，其中、、 分別為每一個轉(zhuǎn)動副的效率，選取傳動副的效率值如下： 滾動軸承（每對）0.98～0.995 即取 =0.99 V帶傳動 0.94～0.97 即取 =0.97 滾筒轉(zhuǎn)動 （因為釘齒條固定于滾筒上） 即取 =1 則 由此可得電動機的功率： 根據(jù)現(xiàn)實家庭的使用情況，電動機選用220V的雙電容單向異步電動機，由《機械設(shè)計通用手冊》查出兩適宜的電動機型號，因此有兩種不同的傳動比方案，如表1： 表1 電動機的

35、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) 1 YL100L-2 3 2850 2850 78 22 0.95 2 YL100L2-4 3 1440 1440 77 32 0.95 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2比較適合。因此選定電動機型號為YL100L2-4。所選電動機的額定功率＝3KW，滿載轉(zhuǎn)速=1440r／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

36、 型 號 額定功率 KW 滿 載 時 額 定 轉(zhuǎn) 矩 最 大 轉(zhuǎn) 矩 轉(zhuǎn)速r／min 電流（220V） 效 率 % 功率因數(shù) YL100L2-4 3 1440 18.6 77 0.95 1.8 1.8 4.帶及帶輪的設(shè)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

37、著一些摩擦，導(dǎo)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。在主軸和風扇軸之間也選用V帶的傳動。 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(dǎo)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(shè)計軸承作好準備）。

38、 4.1傳動帶的設(shè)計 4.1.1 確定計算功率 其中：—工作情況系數(shù) —電動機的功率 查《機械設(shè)計》一書中的表8—7 可知：=1.0 KW 4.1.2 選擇V帶的帶型 根據(jù)計算得知的功率和電動機上帶輪（小帶輪）的轉(zhuǎn)速（與電動機一樣的速度），查《機械設(shè)計》一書圖8—11，可以選擇V帶的型號為A型。 4.1.3確定帶輪的基準直徑 （1）初選主動帶輪的基準直徑：根據(jù)《機械設(shè)計》一書，可選擇V帶的型號參考表8—8，選取=80mm （2）計算V帶的速度V： V帶在～的規(guī)定范圍內(nèi)，速度V符合要求。 電動機與主軸傳動

39、比的計算 （3）計算從動輪的直徑 為了符合標準根據(jù)《機械設(shè)計》表8-8選擇D2=160m 4.1.4 確定傳動中心距a和V帶的基準長度 取 即： 得： ?。? 帶長 即： 得： 　 根據(jù)《機械設(shè)計》一書中查表8-2，選擇帶的基準長度LD =1250mm 4.1.5計算中心距a及其變動范圍 傳動的實際中心距 得出 考慮到帶輪的制造誤差、帶長誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補充張緊的需要常給出中心距的變動范圍

40、 即413mm≤a≤470mm 4.1.6驗算主動輪上的包角 已知α1 ≈1800 -(D2-D1) a2 ≈1800 -(D2-D1) 可知小帶輪上的包角α1 小于大帶輪上的包角a2，可知小帶輪的上的總摩擦力相應(yīng)的小于大帶輪上的總摩擦力。因此，打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。為了提高帶傳動的工作能力，應(yīng)使 α1 ≈1800 -(D2-D1)≥900 求得α1 ≈1710 ≥900 滿足V帶傳動的包角要求。 4.1.7確定V帶的根數(shù) 計算單根V帶的額定功率Pr 由

41、=80mm和小帶輪轉(zhuǎn)速n=1440，查《機械設(shè)計》表8-4a得P0 =1.21KW。根據(jù)n=1440，i=2.1和A型帶，查《機械設(shè)計》表8-4b得P0 =0.16KW。查《機械設(shè)計》表8-5得Kα =0.98，查《機械設(shè)計》表8-2得KL =1.11，于是 Pr=（P0 +P0）KαKL =（1.21+0.16）0.981.11KW1.5KW V帶的根數(shù)取z=2根 4.1.8確定單根V帶的初拉力的最小值 由《機械設(shè)計》表8-3得z型帶的單位長度質(zhì)量q=0.10，所以 = 應(yīng)使帶的實際初拉力> 4.1.9計算v帶傳動作用在軸上的壓力 為了設(shè)計安裝帶輪軸和軸承，

42、必須確定V帶作用在軸上的壓力，它等于V帶兩邊的初拉力之和，忽略V帶兩邊的拉力差，則值可以近似由下式算出： 5. V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1帶輪的材料選擇 因為帶輪的轉(zhuǎn)速，即，轉(zhuǎn)速比較底，所以材料選定為灰鑄鐵，硬度為。 5.2帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)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。 5.2.1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，而與主動帶輪配合的電動機軸的直徑是，因此根據(jù)經(jīng)驗公式，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(shè)計》表8-10，可以確定主動帶輪的結(jié)構(gòu)

43、參數(shù)， 由公式 L= 5.2.2從動帶輪的設(shè)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 ，，所以從動帶輪同樣采用腹板式。 通過查《機械設(shè)計》表8-10，可知從動帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)， 為了增加輔助功能即帶動除塵裝置中的鼓風機，所以在從動輪上多增加一個輪槽 L= 圖二 6.傳動軸的設(shè)計 傳動軸是玉米脫粒機的主要設(shè)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(shè)計是很關(guān)鍵的一個步驟。它

44、的主要作用是：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；而是傳遞軸上的運動和動力。軸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(shè)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： 其中：—軸常用的幾種材料的的值 —主軸上的功率 —主軸上的轉(zhuǎn)速 軸上的材料由《機械設(shè)計》中表15—1 可以查到，應(yīng)選取調(diào)質(zhì)處理的45號鋼，，書中表18—2取，于是得 ： 輸出軸上的最小直徑

45、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，可以使周的直徑增加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： 主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25在《機械設(shè)計》一書。查表可以得知帶輪的厚度，則取輸出軸的段軸徑為，其長度為。 6.1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?、颉蠖蔚妮S直徑 ，長度。輸出軸的徑向定位由普通平鍵來完成。根據(jù)查《機械設(shè)計》表6-1得選用鍵的型號為普通平鍵為。

46、 6.2 初步選擇輸出軸系 由脫粒機的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸可知所設(shè)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)，初步選取支撐的軸承為深溝球軸承，在《機械設(shè)計手冊》查得相心球軸承的代號為6006，它的結(jié)構(gòu)尺寸為，故?、蟆舳闻cⅤ—Ⅵ段的直徑相等，即。取此段長度。滾動軸承的右端需要一個定位軸肩，且軸肩的高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的高度，以便拆卸軸承。所以取，。同理 根據(jù)實際測量取安裝釘齒的軸Ⅴ—Ⅵ段的直徑為，左、右兩端采用的軸承用軸承座固定軸承，配合為。已知釘齒滾筒長為。軸的基本結(jié)構(gòu)如圖 圖三 6.3確定輸出軸上的圓角半徑值

47、 按前面所述的原則，求出軸肩處的圓角半徑=2mm，詳細見圖。軸端倒角在軸的兩端均為，小軸肩為軸肩的作用是使階梯直軸在軸徑改變截面上減小應(yīng)力集中。 6.4求軸上所受的力和力矩 求輸出軸上的所受作用力的大小 根據(jù)公式： 求得 其中：—電動機的額定功率 —主軸的轉(zhuǎn)速 即： 釘齒上的合力 根據(jù)公式： 求得 其中 ：—輸出軸的軸心到釘齒定的距離 即 ： 根據(jù)公式： 求得 其中：

48、80%—徑向力占圓周力的百分數(shù) （根據(jù)《脫粒機》查得） 即 ： 由于玉米脫粒機的主軸軸向不受力。則?。ǜ鶕?jù)《脫粒機》 查得 圓周力 徑向力 軸向力 的方向. 軸上水平面內(nèi)所受支反力 根據(jù)公式： 求得 其中：— — 即 ： 根據(jù)公式： 求得 即 ： 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 根據(jù)公式： 求得 其中 ：—釘齒的頂端到主軸軸心的距離 即 ： 根據(jù)公式

49、： 求得 即 ： 作彎矩圖 在水平面內(nèi)，軸上、、三點的彎矩為 ： 根據(jù)公式 ： 求得 即： 作水平面內(nèi)彎矩圖如圖（b）所示 在垂直面內(nèi)，軸上、、三點的彎矩為 ： 根據(jù)公式 ： 求得 即 ： 根據(jù)公式 ： 求得 即 ： 作垂直面內(nèi)彎矩圖如圖 （c）所示 合成的彎矩為 ： 作軸的合成彎矩

50、圖如圖 （d）所示。 作當量彎矩圖（彎矩、扭矩合成圖） B 點： C點左側(cè) ： D點右側(cè) ： 作軸的當量彎矩圖 （e）所示。 圖四 6.5校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大當量彎矩的強度（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 ： 式中 ： —軸的抗彎拋面模量， —軸的許用應(yīng)力，。按軸實際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性，在、、中選取其相應(yīng)的數(shù)值，從《機械設(shè)計》可以查出。

51、 按《機械設(shè)計基礎(chǔ)》書中查得，對于的碳鋼，承受對稱循環(huán)變應(yīng)力時的許用應(yīng)力 7.校核軸承的強度 已知軸承受到的徑向載荷為，軸向載荷。預(yù)期的使用壽命為。 則 所以 軸承的當量動載荷 由《機械設(shè)計》表13-5可以查的X=1，Y=0 根據(jù)《機械設(shè)計》表13-6查的，，取則 則軸承的基本額定動載荷 查《機械設(shè)計》可知 則 已知選擇的6006軸承的可知所以軸承選取的軸承滿足需求。 8.滾筒的設(shè)計 滾筒類型的設(shè)計 常用的滾筒形式有圓

52、柱形滾筒和圓錐形釘齒滾筒。 圓柱形滾筒可以連同釘齒整體鑄造，也可以在鑄造滾筒上安裝釘齒。它的結(jié)構(gòu)簡單，成本低，脫粒質(zhì)量好，因而應(yīng)用比較多。 圓錐形滾筒一般由齒板座、齒板和釘齒等組合而成的，所以制造成本較高。 由以上可知，本脫粒機選用圓柱形滾筒。滾筒通過左右兩邊的圓盤固定在軸上。圓盤中間有中心孔可以套在軸上，然后通過焊接的方法和軸固定。圓盤和滾筒之間通過焊接的方法連接。 通過測量，本脫粒機的滾筒選取直徑為90mm，長度為465mm。滾筒厚度為5mm。材料選用45鋼制成。圓盤同樣采用厚度為5mm的45鋼制成，為了方便和滾筒焊接，直徑選取為90mm。為了方便圓盤能夠裝套在軸上，所以圓盤的中心

53、孔應(yīng)定為34mm。（裝套圓盤的軸的直徑） 圖五 9.釘齒的設(shè)計 釘齒是玉米脫粒機的主要脫粒部件，它的設(shè)計關(guān)系到玉米脫粒機的質(zhì)量的好壞，直接關(guān)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(shè)計釘齒時應(yīng)當考慮到釘齒的工作強度和工作環(huán)境等問題，這里采用了《脫粒機》一書所建議的45鋼，為了使釘齒能夠更加穩(wěn)定的固定在滾筒上，在滾筒增加一個直徑為10mm的孔，選取釘齒直徑，，，，其中與滾筒上的孔配合，使釘齒固定在軸上的圓孔里，再采用焊接的方

54、法固定。并確保堅固、穩(wěn)定、可靠。 在釘齒滾筒上一共設(shè)計四條釘齒，相互之間相差，而且每條釘齒上安裝的釘齒的個數(shù)為5到6個，采用交叉間隔的方法。每條釘齒上兩個相鄰的釘齒間的距離為85-90mm，且四條釘齒成螺旋排列，這樣可以將玉米芯順著螺旋排列的釘齒從機器后面排出機體之外，同時每一條釘齒條上的釘齒都在進行著脫粒，這樣可以有效的提高脫粒率。 10.篩網(wǎng)的設(shè)計 在玉米脫粒機中，篩網(wǎng)是與釘齒滾筒相配合的重要部件。是將玉米脫粒后，使玉米粒從篩網(wǎng)上的孔中漏出，而玉米芯被釘齒滾筒上的釘齒螺旋排列排出機之外，從而使玉米粒和玉米芯分開，從不同的出口排出機體之外，達到玉米脫粒清選的作用。 篩網(wǎng)是由厚

55、3mm的半橢圓桶鐵板組成，為了確保滾筒釘齒頂端與篩網(wǎng)間有合適的間隙，所以選取橢圓的長軸為230mm，短半軸為73mm，長500mm，上面均勻排列著直徑為20mm的圓孔。兩個圓孔之間的間距為10mm。篩網(wǎng)和上蓋一起通過螺栓與機架固定。這樣可以確保篩網(wǎng)在工作中更加可靠、穩(wěn)定。 圖六 11.入料口及脫粒上蓋的設(shè)計 入料口是將玉米填入玉米脫粒機機體內(nèi)的一個途徑，它是玉米脫粒機上的一個部件，它的作用在于通過入料口可以將玉米順利的填入機體內(nèi)，而且在填入的過程中或是填入后的工作過程中，脫粒機能安全的工作，而且不會將玉米?；蚴怯衩仔緩娜肓峡陲w濺出來，造成人員傷害等事故發(fā)生，因此，玉米脫粒機的

56、入料口的設(shè)計，即關(guān)系到玉米脫粒機的工作質(zhì)量（即脫粒不干凈或是不完全等）。因為在將玉米添入脫粒機時，電動機在高速的旋轉(zhuǎn)，連同它的主軸一起旋轉(zhuǎn)，如果入料口的填料方式不利于主軸的工作，此時，這種填料方式對主軸、對機體都有很大的副作用，有可能瞬時加大主軸的承擔負載，即同時加大主軸的彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等，同時也加大了釘齒的磨損和老化等。如果入料口的設(shè)計不當，會造成主軸的瞬時被卡死，電動機悶車等現(xiàn)象發(fā)生，這些現(xiàn)象對電動機和玉米脫粒機的主軸有及大的破壞性。因此，在設(shè)計玉米脫粒機入料口時應(yīng)當考慮到設(shè)計不當可能發(fā)生的危害，精心的設(shè)計其結(jié)構(gòu)。 玉米脫粒機的入料口與脫粒機的上蓋相連接為一體，即入料口安裝在玉米脫粒

57、機的上蓋上，兩者均采用的薄鐵板制成，玉米脫粒機的上蓋承半圓形狀，直徑為，長為 ，（入料口的一側(cè)與脫粒機的上蓋邊緣相切），這樣可以是玉米在進入脫粒機機體時，能夠很好的被釘齒滾筒上的釘齒打削（脫粒），因此，上蓋上的入料口設(shè)計很重要。其上入料口的最小口徑長為，寬為，其上的最大口徑（為了方便填料可以設(shè)計大一些）長為，寬為，在入口處設(shè)有一個擋板，防止玉米在脫粒中玉米粒從入口處濺出而對人產(chǎn)生危害。玉米脫粒機的入料口鐵板與上蓋鐵板之間的連接采用焊接的方式。上蓋的兩邊設(shè)有寬為35mm的肩，兩個肩上各有五個螺栓孔，通過螺栓與篩網(wǎng)和機架固定在一起。在玉米脫粒機上蓋的兩端設(shè)有兩個半圓形狀的鐵板，其采用的材料是一樣的

58、，目的一是保障工作人員的安全，因為在玉米脫粒機正常脫粒時，它的主軸高速旋轉(zhuǎn)，如果沒有兩邊的鐵板擋住，有可能工作人員不甚將手或衣服絞進玉米脫粒機中，造成人員傷亡等事故發(fā)生。二是阻擋脫粒后的玉米飛濺，如果玉米脫粒機上蓋的兩端沒有這兩快鐵板的攔擋，玉米被脫粒機脫粒后，由于主軸的高速旋轉(zhuǎn)擊打脫下的玉米粒四處飛濺，致使脫粒后的玉米不能很好的收集起來，同時飛濺的玉米粒也給工作人員帶來危險，因此玉米脫粒機上蓋兩端的擋板設(shè)計是必要的，也是必須的。擋板在玉米脫粒機安裝中是縱向布置的，而且，根據(jù)它的結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩個擋板都應(yīng)該騎壓軸承座，即擋板的設(shè)計即要考慮到它與脫粒機上蓋的連接又要考慮到它與軸承座的配合，它與軸承相

59、交處的形狀根據(jù)軸承來確定。 圖七 12.除塵裝置的設(shè)計 除塵裝置由吸塵筒、離心式鼓風機、除塵風筒組成，吸塵筒開口部在接料漏斗的出料口下端，利用離心式鼓風機產(chǎn)生的吸力可吸出大部分因脫粒產(chǎn)生的灰塵、雜質(zhì)。經(jīng)由除塵風筒排到指定地點，消除粉塵污染，保護工作人員的身體健康，改善了工作環(huán)境，還可提高脫粒玉米的潔凈度。 13.機架的設(shè)計 機架是玉米脫粒機的主要支撐部件，它是承擔所有來自軸及電動機、篩網(wǎng)的沖擊和應(yīng)力，機架的堅固是玉米脫粒機的工作穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的基礎(chǔ)，因此機架無論是從結(jié)構(gòu)上還是從材料上，都應(yīng)該采用堅固的穩(wěn)定的材料和樣式制成。就此玉米脫粒機來說，它的沖擊載荷和內(nèi)部的應(yīng)力

60、偏低，電動機達到動力偏小，以及所選用的機型比較輕便，因此可采用角鐵支撐，角鐵支撐的好處在于：在角鐵材料本身所支撐的載荷范圍條件下，不會發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，雖然有較小的彈性變形，也不會影響脫粒機機體的堅固、穩(wěn)定的效果，盡管在玉米脫粒機正常工作的情況下，也不會影響玉米脫粒機的整體效果。選擇角鐵的厚度為，其規(guī)格尺寸為：高為，寬為。玉米脫粒機的機架上安裝有一出粒斜板，目的是當脫粒機將玉米脫粒后，玉米粒從篩網(wǎng)上的孔中漏出，落到出粒斜板上，玉米粒順著斜板下滑，從而滑出機體之外，它的材料也同樣是選用 后的鐵板制成。在出粒斜板的上部設(shè)有除塵機構(gòu)中的吸塵筒用于吸出從篩網(wǎng)中落下的玉米粒中的雜質(zhì)和灰塵。在玉米脫粒機的尾部

61、，即玉米芯的排出端，設(shè)計了一個下滑的斜斗，其功用是完成玉米芯順利的排出機體之外，使玉米芯隨玉米脫粒機的主軸的不停旋轉(zhuǎn)，隨時的排出機體之外，也便于工作人員的清理，它也是應(yīng)用厚的鐵板制成的，與機體相連，采用螺栓固定的連接方式。從機架的整體來看，機架的選料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、受力的分析及玉米粒和玉米芯的隨機排出，可以看出玉米脫粒機的機架是滿足要求的，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖所示。

62、 圖八 14.軸承座的設(shè)計 軸承座是支撐和固定軸承的直接部件，軸承的選擇是根據(jù)了軸的動力、載荷、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等，確定了深溝球滾動軸承，而且軸承是個標準件，它有一定的規(guī)格尺寸的。此玉米脫粒機選用的軸承比較輕便，它的型號是深溝球軸承6006它的規(guī)格尺寸為 它用安裝在機架的兩個縱向角鐵上的軸承座固定，軸承座分別用兩個公稱直徑為螺栓固定，軸承座的基本結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示 圖九 15.玉米脫粒機上的標準件的選擇 15.1玉米脫粒機上的螺栓的選擇 應(yīng)用在玉米脫粒機上的螺栓是機械設(shè)計的標準件,螺栓的選擇可以根據(jù)《機械設(shè)計》查取.在本脫粒機上選擇的螺栓為:公稱直

63、徑為M8,長度為三十五厘米,玉米脫粒機應(yīng)用的螺栓是起連接作用,在機體的上蓋和機架應(yīng)用本螺栓連接,在電動機和機體之間也同樣用螺栓連接,而且,應(yīng)用公稱直徑為M8的螺栓,就可以滿足玉米脫粒機的動力需要. 15.2鍵的選擇 玉米脫粒機上的主軸和帶輪是通過鍵相連,而且鍵也同樣可以在《機械設(shè)計手冊》中查取,它也是一個標準件,其型號規(guī)格為:b=8、h=7、L=36.風扇軸與風扇帶輪之間也通過鍵連接，其型號規(guī)格是b=6、h=6、L=14. 16.玉米脫粒機的使用和維護 16.1玉米脫粒機使用時的注意事項 1.玉米脫粒機應(yīng)放在地面平坦、通風良好的地面上。 2.對各個轉(zhuǎn)動

64、部件的連接處要用油保養(yǎng)，各個部件的緊固螺栓要牢靠，滾的旋轉(zhuǎn)方向要和規(guī)定的方向一致。 3.脫粒前要讓機器空運轉(zhuǎn)一會，檢查各部件連接是否牢固，轉(zhuǎn)動是否平穩(wěn)。確定無異常后才可投入工作。 4.V帶的松緊要適當，過松或過緊都要進行重新調(diào)整。 5.工作時，工作人員應(yīng)站在規(guī)定的位置，喂入量要適當，防止喂入量過大時出現(xiàn)卡機現(xiàn)象。 6.出現(xiàn)故障時，應(yīng)先斷開電機的電源，帶機器停止運轉(zhuǎn)后方可檢修，嚴謹在機器運轉(zhuǎn)的情況下推送玉米或掏取玉米。 16.2玉米脫粒機的維修與保養(yǎng) 家用玉米脫粒機是季節(jié)性使用的機械,使用時間短,而在使用期間內(nèi)工作負荷重,工作條件差,為了充分發(fā)揮機

65、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,必須認真、及時、細致地進行技術(shù)保養(yǎng),使機器經(jīng)常保持完好的技術(shù)狀態(tài)。 1.玉米脫粒機工作前,必須徹底的清理機器上各個部件殘存的附著物,特別是要及時清理篩網(wǎng)上的玉米芯。 2.對于各個需要潤滑部位,應(yīng)根據(jù)要求進行按時潤滑。 3.每次用過之后要仔細檢查玉米脫粒機的各個部件,如發(fā)現(xiàn)零件和部件需要更換時,應(yīng)及時更換。 4.在未涂油漆的金屬表面以及工作過程中受摩擦的地方,如各處調(diào)節(jié)螺栓等地方,涂上防銹油。掉漆處要及時刷漆補好，防止生銹。 結(jié)論 大學生活即將結(jié)束，經(jīng)過幾個月的忙碌，我的畢業(yè)設(shè)計終于完成。這次設(shè)計充分

66、全面的運用了我在大學所學的知識。雖然在設(shè)計的過程中遇到了很多問題，但是在蔣志強老師的指導(dǎo)和一些同學的幫助下，經(jīng)過查閱大量的資料，我反復(fù)計算修改，最終順利的完成了本次設(shè)計。 本次畢業(yè)論文設(shè)計，雖然出現(xiàn)很多問題，但是我也學到了很多知識，特別是掌握了對一個課題的設(shè)計過程和設(shè)計步驟，也學會了在一個課題中如何培養(yǎng)自己正確的設(shè)計思想和思維方法，學會了在設(shè)計過程中如何合理的查閱資料和合理的計算數(shù)據(jù)。而且在繪圖過程中也鍛煉了我的計算機繪圖能力。特別是大大的提高了我的AUTO CAD和Pro/e的操作水平。 由于我的知識水平有限，且實踐不足。所以在設(shè)計過程中在所難免的會出現(xiàn)一些問題和錯誤。在此懇請各位老師能夠諒解，并給予批評指正。 致謝 經(jīng)過幾個月的努力，我終于完成了我的畢業(yè)設(shè)計論文，在設(shè)計過程中遇到的很多問題都是在老師的指導(dǎo)下和同學的幫助下完成的。在此我要特別感謝蔣志強老師對我的指導(dǎo)和督促，并在設(shè)計過程中給我指出了正確的設(shè)計方向，避免了我在設(shè)計過程中少走了很多彎路，致使我的畢業(yè)設(shè)計論文能夠順利完成。同時還要感謝和我同組的同學，他們在我遇到設(shè)計困難的時候給了我很多幫助