小型人工玉米脫粒機(jī)的設(shè)計【說明書+CAD】
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哈爾濱理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名：田野 學(xué)號：1230120121
學(xué) 院：哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械電子工程
任務(wù)起止時間： 2016 年 2 月 29 日至 2016 年6 月 26 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：
玉米脫粒機(jī)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計工作內(nèi)容：
1、熟悉課題、調(diào)研、收集資料、撰寫開題報告 (第1-2周)
2、方案設(shè)計 (第3-6周)
3、總體設(shè)計、設(shè)計計算 (第7-8周)
4、繪裝配圖及主要零件圖 (第9-13周)
5、撰寫說明書、翻譯資料、準(zhǔn)備答辯 (第14-16周)
資料：
1、 吳多峰.HS48型玉米脫粒機(jī).現(xiàn)代化農(nóng)業(yè).2006(09)
2、 日本農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會編,吳關(guān)昌等譯.《農(nóng)業(yè)機(jī)械手冊》
3、 王冰.玉米脫粒機(jī)試驗(yàn)方法的編制.農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督.1997(03).25
4、 東北農(nóng)學(xué)院.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)理論與設(shè)計
5、 北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)主編.《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》 農(nóng)業(yè)出版社
6、 張成堂,商立今編. 《脫粒機(jī)》 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社出版
7、 劉長榮,鄭玉才.《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》上下冊,中國農(nóng)業(yè)科技出版社
8、 蔡春源主編.《新編機(jī)械設(shè)計手冊》遼寧科學(xué)技術(shù)出版社出版
指導(dǎo)教師意見：
簽名：
年 月 日
系主任意見：
簽名：
年 月 日
教務(wù)處制表
哈爾濱理工大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(論文)
開 題 報 告
學(xué)生姓名
學(xué) 號
專 業(yè)
班 級
指導(dǎo)教師
2016年3月11日
課題題目及來源：
題目：玉米脫粒機(jī)設(shè)計
題目來源： 自擬
課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
課題研究的意義：
玉米是我國主要的糧食作物之一，在人類口糧、飼料、化工原料等方面都有著重要的作用。搞好玉米生產(chǎn)加工對農(nóng)業(yè)、農(nóng)民、農(nóng)村乃至整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具有重要意義。而其相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備也一直備受人們的關(guān)注。玉米收獲是玉米種植過程中的最后一個環(huán)節(jié)，也是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，最復(fù)雜的就是要對玉米進(jìn)行脫粒。用機(jī)械設(shè)備對玉米進(jìn)行脫粒，使機(jī)械生產(chǎn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工勞動，從而降低農(nóng)民的勞動強(qiáng)度，提高工作效率。進(jìn)一步做到脫凈率高、破碎率低、分離效果好。
國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r：
隨著科技的發(fā)展，玉米脫粒機(jī)也發(fā)生了重多改變和設(shè)備升級。從最初的手工脫粒到使用手工工具脫粒，再到機(jī)械設(shè)備在脫粒上的應(yīng)用。而機(jī)械設(shè)備主要分為打擊式和擠搓式，是在玉米脫皮后，經(jīng)過一段時間的風(fēng)干，使玉米和玉米芯分離。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，近年來，相應(yīng)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品技術(shù)水平也在不斷發(fā)展，而且產(chǎn)品質(zhì)量也在不斷提升。十九世紀(jì)，美國研發(fā)出用于手工操作的玉米脫粒機(jī)，主要工作過程是操作人員一邊手搖曲柄來旋轉(zhuǎn)裝有釘?shù)谋P片，一邊使盤片擠壓玉米穗，從而使玉米粒脫離下來。應(yīng)用最廣的當(dāng)屬美國一家公司發(fā)明的擠搓式脫粒機(jī)，它對玉米種子的適應(yīng)能力強(qiáng)，種子破碎率相對較小，在一些發(fā)達(dá)國家普遍應(yīng)用。
我國玉米機(jī)械的應(yīng)用主要在北方，又由于我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，大都屬于小農(nóng)經(jīng)濟(jì)，所以中、小型玉米脫粒機(jī)的應(yīng)用比較廣泛。二十世紀(jì)七十年代，我國自行研發(fā)的沖擊式玉米脫粒機(jī)廣泛應(yīng)用。目前，在吸收各種優(yōu)秀研究成果的基礎(chǔ)上，又研究出了各種系列的擠搓式玉米脫粒機(jī)。
課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法：
課題研究的內(nèi)容：
針對如何高效、便捷地對玉米進(jìn)行脫粒，完成小型玉米脫粒機(jī)的設(shè)計。選定設(shè)計方案，明確構(gòu)型要求并結(jié)構(gòu)化，確定尺寸，繪制零件圖、部件圖、裝配圖，完成總體設(shè)計。
課題研究的主要方法：
針對現(xiàn)有擠搓式玉米脫粒機(jī)脫凈率和破碎率的問題，確定設(shè)計方案，進(jìn)一步完善機(jī)器性能要求。查閱相關(guān)資料，充分利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)電子資源，完成設(shè)計任務(wù)。該玉米脫粒機(jī)的主要工作原理是：以電動機(jī)為動力源，動力由電動機(jī)輸出軸輸出，再通過傳動帶傳遞到釘齒脫粒滾筒上，釘齒脫粒滾筒配合柵格式凹板將玉米脫粒，玉米粒從柵格式凹板分離并排出機(jī)體外，而玉米芯從入料的另一端排出機(jī)體之外,達(dá)到脫粒的效果。
研究過程中的主要問題和解決的方法：
該玉米脫粒機(jī)主要由入料部分、脫粒裝置、篩選部分、機(jī)架等組成。其總體結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。
1.入料部分
通過入料口將玉米順利的放入機(jī)體內(nèi)，并且確保在放入后不堵塞脫粒滾筒，脫粒機(jī)能安全地工作，玉米粒、玉米芯不能從入料口飛濺出來，避免造成人員傷害等事故。
2.脫粒裝置
玉米通過入料口進(jìn)入到脫粒裝置中，落到柵格式凹板上，隨著釘齒滾筒的高速轉(zhuǎn)動，釘齒不斷地打擊玉米，并與柵格式凹板配合，對玉米產(chǎn)生擠搓，使玉米粒脫落下來。與此同時，玉米芯在螺旋排布釘齒的作用下移動到另一端排出機(jī)體。玉米粒從柵格式凹板的縫隙落下，順著斜板滑出，方便進(jìn)行收集。
3.篩選部分
主要通過柵格式凹板對玉米進(jìn)行篩選，它是由鐵條圍成半圓桶形，鐵條之間有間隙可以使玉米粒落下來，同時鐵條也可以將玉米卡住，方便釘齒對玉米進(jìn)行脫粒。
4.機(jī)架
機(jī)架是玉米脫粒機(jī)的主要支撐部分，它承受著玉米脫粒機(jī)的重量、動力、負(fù)載和力矩等，它的設(shè)計是要做到堅固、穩(wěn)定，保證機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不產(chǎn)生晃動，工作正常進(jìn)行。
課題研究所需的參考文獻(xiàn)：
[1] 高連心,李心平. 玉米種子脫粒損傷機(jī)理與脫粒設(shè)備研究.北京師范大學(xué)出版社
[2] 耿瑞陽. 新編農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué). 國防工業(yè)出版社,2011.12
[3] 劉朝儒,彭福蔭,高正一. 機(jī)械制圖. 第四版. 高等教育出版社
[4] 孫桓. 機(jī)械原理. 第七版. 高等教育出版社,2012
[5] 王豐,李明穎. 機(jī)電傳動與控制. 北京航空航天大學(xué)出版社,2013.7
[6] 李大磊. 互換性與技術(shù)測量. 北京航空航天大學(xué)出版社,2011.7
[7] 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計第九版. 高等教育出版社,2013.5
[8] 楊高峰. 本科畢業(yè)論文（設(shè)計）指導(dǎo). 中國地質(zhì)大學(xué)出版社,2013.2
[9] 秦曾煌. 電工學(xué). 第七版. 高等教育出版社
[10] 劉鴻文. 材料力學(xué). 第五版. 高等教育出版社,2011.
[11] JB/T 10749-2007 玉米脫粒機(jī). 機(jī)械工業(yè)出版社,2007
[12] 閻冠,張守勤. 玉米種子復(fù)式脫粒機(jī). 中國農(nóng)業(yè)出版社,2005.1
[13] 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手冊. 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院
[14] 胡霞. 農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社,2012.8
[15] 董克儉. 農(nóng)業(yè)機(jī)械故障排除500例. 金盾出版社,2008.10.1
[16] 趙勻. 農(nóng)業(yè)機(jī)械分析與綜合. 機(jī)械工業(yè)出版社,2009.1.1
[17] 李耀明. 圖說收割機(jī)和脫粒機(jī)的使用與維護(hù). 科學(xué)出版社,1999.7
指導(dǎo)教師審查意見：
指導(dǎo)教師簽字：
20 年 月 日
指導(dǎo)委員會意見審核意見：
組長簽字：
20 年 月 日
哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文
玉米脫粒機(jī)設(shè)計
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玉米穗的攪動和撞擊來完成的，這種脫粒機(jī)械對玉米穗的損傷大，破碎率很高。所以，設(shè)計一種新型、低廉、低破損率的玉米脫粒機(jī)，對于玉米的生產(chǎn)具有非常重要的實(shí)際意義。
為了適應(yīng)對少量玉米脫粒需要要求，避免用人工的方法對少量玉米脫粒，降低農(nóng)民在對玉米脫粒時的勞動強(qiáng)度、提高工作效率，設(shè)計一種適用于個人家庭的小型人工玉米脫粒機(jī)。本次設(shè)計的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)架以及傳動裝置。該機(jī)器以電力為動力源，通過二級傳動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)；傳動裝置；機(jī)體構(gòu)造
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The Design of the Corn Thresher
Abstract
Corn as an extremely important food crops, and associated production equipment has been subject to widespread concern. Our traditional corn threshing machine, threshing operations are mainly done by stirring and impact of the the coronavirus plate installed in the high-speed rotation of the spindle teeth right 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 production has a very important practical significance.
In order to adapt to the need to require a small amount of corn 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 feeding device, the threshing device, separating the cleaning device, the discharge port, rack and gear. Human, the machine power source through two gear sprockets delivered to the nail tooth threshing drum, nail tooth threshing cylinder with the hole gravure corn threshing, leave out the corn kernels from 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，body structure，transmission
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 概述 1
1.1課題研究背景及意義 1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.2.1國外研究現(xiàn)狀分析 1
1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 2
1.2.3現(xiàn)有的大型玉米脫粒機(jī) 3
1.2.4 現(xiàn)有的中型玉米脫粒機(jī) 3
1.3本設(shè)計研究內(nèi)容 4
1.4本章小結(jié) 4
第2章 玉米脫粒機(jī)的總體設(shè)計 5
2.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 5
2.2電動機(jī)的選擇 5
2.3動裝置的設(shè)計 7
2.3.1傳動帶的設(shè)計 7
2.3.2 V帶帶輪的設(shè)計 10
2.4 傳動軸的設(shè)計 11
2.5釘齒條和訂齒的設(shè)計 16
2.6 圓盤的設(shè)計 17
2.7 柵格式凹板的設(shè)計 17
2.8入料口及脫粒機(jī)上蓋的設(shè)計 18
2.9機(jī)架的設(shè)計 19
2.10軸承座的設(shè)計 20
2.11玉米脫粒機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 20
2.12本章小結(jié) 20
第3章 玉米脫粒機(jī)的安全操作 21
結(jié)論 23
致謝 24
參考文獻(xiàn) 25
第1章 概述
1.1課題研究背景及意義
玉米脫粒機(jī)的使用是在玉米穗曬干或者烘干之后，進(jìn)行種子加工，這種機(jī)器國內(nèi)外很多但是發(fā)展又有很大的差異，國內(nèi)玉米穗對于水分的要求一般在35％而國外的技術(shù)可以達(dá)到12.5％，經(jīng)過玉米烘干室之后再脫粒[1]。然而，國內(nèi)的玉米脫粒企業(yè)普遍規(guī)模較小，相對而言，沒有足夠的資金建立干燥室，基本上沒有耳朵干燥過程[2]。國內(nèi)種子企業(yè)通常采取的方法是，玉米穗在廣場上晾曬，減少了18％的水分含量，其次是脫粒，干燥，然后通過使用玉米烘干室，玉米水分下降了13％。當(dāng)遇到水分高的玉米，會降低脫粒質(zhì)量，這導(dǎo)致了脫粒損失率升高[3]。在了解了玉米脫粒機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展，隨著國情的發(fā)展，開發(fā)出符合市場需求的滿足高脫粒率，破損率低的玉米脫粒機(jī)，已經(jīng)成為我國的種子加工迫切需要真正的解決問題[4]。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
隨著科技快速發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械化在玉米的脫粒過程中起到了很大的推動作用。機(jī)械化取代了原來的手工工作，提高工作效率，降低工作強(qiáng)度。然而，現(xiàn)有的玉米脫粒機(jī)，仍存在一些問題：玉米脫粒機(jī)，或重或苛刻的工作場所[5]。目前對家庭作坊式玉米脫粒有一定的難度，如果使用的是一般的大中型玉米脫粒機(jī)進(jìn)行少量的玉米脫粒將是資源的浪費(fèi)，而且還污染了環(huán)境[6]。
小型人工玉米脫粒機(jī)，不用汽油發(fā)動機(jī)，柴油發(fā)動機(jī)動力而是使用一般家庭用電的設(shè)計，玉米脫粒機(jī)的使用，給農(nóng)戶以及工廠帶來了質(zhì)的飛躍。據(jù)統(tǒng)計玉米脫粒機(jī)在3個小時內(nèi)的工作可以代替3個人一天的工作。玉米脫粒機(jī)的使用解放了生產(chǎn)力，也大大提高了生產(chǎn)效率[7]。
1.2.1國外研究現(xiàn)狀分析
自1785蘇格蘭人安德魯·米克爾發(fā)明第一臺旋轉(zhuǎn)脫粒設(shè)備，對玉米脫粒試驗(yàn)研究很多，新的玉米種子脫粒機(jī)也得到了大的發(fā)展。 在1815年，第一臺專用于玉米脫粒的機(jī)器問世。該機(jī)器由美國研發(fā)，該機(jī)器為第一代玉米脫粒機(jī)。該機(jī)器工作部位是盤型裝置在裝置中有釘子進(jìn)行脫粒。人工在搖桿處進(jìn)行搖動，盤狀蓋壓住玉米穗，釘子進(jìn)行脫粒。在第一代脫粒機(jī)后，第二代脫粒機(jī)由加拿大公司生產(chǎn)出來。脫粒機(jī)是由三個橡膠組成脫粒結(jié)構(gòu)。并且在輥的旋轉(zhuǎn)速度不同的方向相同，三個差分??轉(zhuǎn)速的摩擦力下產(chǎn)生由輥分離玉米粒的。本機(jī)不損傷胚芽，玉米芯不斷，有破損率低，低速率脫凈，并有適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)[9]。
脫粒機(jī)得到飛躍的發(fā)展是在美國AEC集團(tuán)公司生產(chǎn)出了HSE-51型脫粒機(jī)。這種脫粒機(jī)采用的是擠搓技術(shù)。相對于第一代和第二代，第三代脫粒機(jī)得到了突破。在種子脫落時機(jī)器對種子產(chǎn)生的破壞大大的減少，對于單個玉米穗還是多個以及玉米穗的大小都可應(yīng)用。這種性能的脫粒機(jī)首先在發(fā)達(dá)國家得到了推廣。脫粒機(jī)高生產(chǎn)率（10-12t /小時），約0.8％糧食破損率，但其龐大的規(guī)模，其價格相對昂貴。到目前為止，已在全國推出了四款脫粒機(jī)[10]。
1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析
在上世紀(jì)七十年代初，中國自行研制的基于大型和中型玉米脫粒機(jī)的軌道玉米脫粒機(jī)已被廣泛使用。進(jìn)入八十年代，開始了農(nóng)村家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制，由于使用的增多各式各樣的脫粒機(jī)開始出現(xiàn)，我國在這時制訂了脫粒機(jī)的各項(xiàng)準(zhǔn)則。
在改革開放初期，我國開始發(fā)展農(nóng)業(yè)并實(shí)行農(nóng)業(yè)發(fā)展機(jī)械化。對農(nóng)業(yè)也有更深的要求。對種子的質(zhì)量、品種要求更高，為此推廣出了“種子標(biāo)準(zhǔn)”系統(tǒng)。國家在現(xiàn)有技術(shù)很難完成，從國外購買了一批種子加工設(shè)備。在1996年，重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所陳露揉根據(jù)總結(jié)脫粒機(jī)的使用研究出了脫粒機(jī)公式。緊接著在2001年何小鵬院士所在研究所對玉米脫粒機(jī)研究取得了突破性進(jìn)展。何院士對玉米脫粒機(jī)進(jìn)行自主研發(fā)，并根據(jù)美國進(jìn)口來的設(shè)備進(jìn)行研究學(xué)習(xí)。在擠壓式脫粒機(jī)設(shè)備上有了更新的發(fā)展。接下來在 2007年，沉陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，李心平玉米脫粒機(jī)的行進(jìn)速度研究[12]。
社會目前發(fā)展迅速，我們在機(jī)器的影響下生活。我國目前農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，這是對我們國家農(nóng)業(yè)的機(jī)械化發(fā)展廣泛普及的基礎(chǔ)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時大大減輕了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度。據(jù)不完全統(tǒng)計，中國北方種植玉米，小麥等農(nóng)作物已經(jīng)占到我國的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的大約45％，而同年的出口，北部地區(qū)達(dá)到全國的20％。因此，中國需要生產(chǎn)更多的北方農(nóng)業(yè)機(jī)械化，以提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率。目前，中國北方大部分地區(qū)，從種植糧食到糧食收割，糧食倉儲，基本實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化，然而，讓我們更可喜的是，研發(fā)和利用每臺機(jī)器有一個非常樂觀的市場，創(chuàng)新科技與開拓市場丙并存。本對文僅玉米脫粒機(jī)進(jìn)行了研究和探討，小型人工玉米脫粒機(jī)本設(shè)計中，玉米已經(jīng)剝皮，經(jīng)過一段時間風(fēng)干，然后由玉米脫粒機(jī)玉米粒和玉米芯的動作來分隔后。玉米脫粒機(jī)主要由進(jìn)給裝置，脫粒裝置分離，以及齒條齒輪和其它部件。其工作原理是：當(dāng)釘齒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的玉米脫粒機(jī)使玉米脫粒[13]。因此，玉米粒和玉米芯的相分離來實(shí)現(xiàn)脫粒的目的，再用螺旋狀排列釘齒，出料口送出玉米棒結(jié)束，玉米粒從柵欄格脫落，滑動到脫粒機(jī)外面，不斷填充-排出脫粒，這種循環(huán)反復(fù)，完成??脫粒過程。
1.2.3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為200620021009的玉米脫粒機(jī)主要由機(jī)架、牽引架（1）、發(fā)動機(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，皮帶（53）與吹風(fēng)機(jī)皮帶輪（71）相連，帶動吹風(fēng)機(jī)（7）和清糧篩（6）運(yùn)動；玉米脫粒后經(jīng)傳動箱（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。
圖1-1現(xiàn)有大型玉米脫粒機(jī)
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)器工作時耗電量大，不節(jié)能，而且有極大的噪音，環(huán)保性能差。
1.2.4 現(xiàn)有的中型玉米脫粒機(jī)
1.工作原理：如圖1-2所示為天津市專利號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)采用脫粒滾筒對玉米棒滾動撞擊的辦法脫粒，因此，在脫粒的過程中，玉米棒很容易被打碎且玉米粒會由于擠壓而受損；脫粒后雜質(zhì)較多須用風(fēng)力清選，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。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)
1.3本設(shè)計研究內(nèi)容
本設(shè)計研究方向?yàn)榧矣眯⌒陀衩酌摿C(jī)。相比大型和中型玉米脫粒機(jī)而言，本設(shè)備有便攜、易操作、電驅(qū)動、成本低等特點(diǎn)，針對大型與中型玉米脫粒機(jī)笨重，消耗大的特點(diǎn)，本設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化改良，更適合家庭以及小型生產(chǎn)作坊使用。
1.4 本章小結(jié)
本章節(jié)描述了本次課題研究的背景和意義，介紹了玉米脫粒機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和歷史沿革，還對現(xiàn)有的大型與中型玉米脫粒機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡單的分析，簡要闡述了本次課題的研究方向。
第2章 玉米脫粒機(jī)的總體設(shè)計
對有關(guān)脫粒機(jī)的資料進(jìn)行查看，了解，對方案進(jìn)行設(shè)計，對零部件進(jìn)行設(shè)計，在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)問題解決問題，對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，一直到將整個設(shè)計都完成。
要設(shè)計傳動裝置，將傳動部件還有支撐部件的有關(guān)數(shù)據(jù)算出來。按照正常對機(jī)器進(jìn)行設(shè)計的方式，正常都是先設(shè)計總的方案，在設(shè)計總方案的時候一開始要對機(jī)構(gòu)進(jìn)行有關(guān)的解析，在解析過后對每個部件的作用以及載荷進(jìn)行分析。受力以及工作要求確定后相應(yīng)的脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)也定下來。脫粒機(jī)總體方案定下來之后，也要進(jìn)行圖紙設(shè)計，把設(shè)計中每個器件相應(yīng)數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來。
2.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
將傳動方案確定下來，確定使用哪一種電動機(jī)，將傳動部分的運(yùn)動數(shù)據(jù)，還有動力數(shù)據(jù)都算出來，將總傳動比確定下來，將每一級的傳動比都確定下來，這樣就可以算出來每一個軸的功率，還有確定轉(zhuǎn)動的速度與轉(zhuǎn)矩大小。
圖2-1 小型玉米脫粒機(jī)
2.2計算并選擇電動機(jī)
根據(jù)實(shí)際工作情況總結(jié)得到釘齒受到的載重是40N，在通電后電動機(jī)提供動力后，釘齒條在滾筒上的展開快速運(yùn)動。在工作中，玉米的進(jìn)入會使釘齒條受到一定的壓力，根據(jù)分析這種壓力為切向力，相應(yīng)的其他兩個釘齒條不做運(yùn)動，根據(jù)以上分析得到脫粒機(jī)在提供動力后受到切向力為：
式中：N—作用在釘齒上的力
M—在工作中相應(yīng)釘齒的數(shù)量
Z—在工作中相應(yīng)釘齒條的數(shù)量
電動機(jī)提供動力后，脫粒機(jī)上的釘齒條和釘齒開始運(yùn)動。根據(jù)分析釘齒條和釘齒需要有同樣的速度。其速度大小取決于主軸轉(zhuǎn)速、釘齒半徑。
式中： —釘齒的轉(zhuǎn)速
—主軸轉(zhuǎn)動的速度
—釘齒到軸心的距離
1.電動機(jī)所提供的速度
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求分析，在主軸階段需要提供的速度在750～850范圍內(nèi)，這樣若采用V帶傳動，則選擇傳動比是2～4，這樣釘齒條和釘齒需要有同樣的速度，查考參考資料得電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍計算為：
～～r/min。
在這個范圍內(nèi)查考電動機(jī)手冊得同步電動機(jī)轉(zhuǎn)速為：720r/min，1440r/min, 2900r/min。在工作中要考慮電動機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速等因素。查考《機(jī)械原理設(shè)計手冊》得到三種相應(yīng)電動機(jī)的類別。這三種電動機(jī)各參數(shù)的對比如下表2-1所示：
實(shí)際的工作中要考慮電動機(jī)的自重，和相應(yīng)參數(shù)要滿足各工作要求，并且工作中所需要的電動機(jī)功率要大于理論值。因此綜合考慮在不產(chǎn)生浪費(fèi)并且滿足工作使用的前提下選擇第三種類別的電動機(jī)。在電動機(jī)中各尺寸的設(shè)計也要滿足要求，具體設(shè)計如表2-2所示：
表2-2 電動機(jī)各尺寸詳情
中心距離H
外殼尺寸
安裝尺寸A*B
螺栓孔的直徑K
軸伸出尺寸D*E
鍵安裝尺寸F*GD
輸出軸尺寸G
32
12
33
2.計算電動機(jī)的功率
查考《電動機(jī)設(shè)計手冊》得到電動機(jī)的功率計算方式為。在式中表示傳動機(jī)總效率。傳動機(jī)總效計算方式由傳動裝置上各傳動部件效率相乘即 ，上式中、、 代表著傳動軸上每個傳動器件的傳動效率。那么傳動軸上的總效率如下所示：
滾動軸承 0.98～0.995
得 到 =0.99
帶傳動 0.94～0.97
得到 =0.97
滾筒轉(zhuǎn)動 =1
2.3計算并設(shè)計傳動裝置
2.3.1設(shè)計傳動帶
在實(shí)際生產(chǎn)需求中，根據(jù)脫粒機(jī)對動力的要求選取帶傳動，把電動機(jī)動力進(jìn)行傳輸。分析脫粒機(jī)在工作時，傳動帶是撓性件，在工作中起到緩沖、減震的作用。在傳動帶作用下能夠使脫粒機(jī)平穩(wěn)的工作，也起到減少噪聲的作用。但是帶傳動也有缺點(diǎn)，由于長期和帶輪結(jié)合皮帶會產(chǎn)生一些摩擦，使動力傳輸減少并且會影響皮帶壽命，影響帶傳動傳動比。傳動比的不穩(wěn)定不會影響整體的工作。只要傳動比能夠穩(wěn)定在一個范圍內(nèi)就可以。在帶傳動中，皮帶可以保護(hù)一些器件的安全性。在工作中如果出現(xiàn)卡槽的現(xiàn)象電動機(jī)的動力不變，皮帶的轉(zhuǎn)動對器件提供了過載保護(hù)，不會使器件被破壞。在成本上，皮帶成本比較低，維護(hù)簡單。所以在傳動方面最終選擇V帶傳動。
1. 功率的確定
式中： —工作情況系數(shù)
—電動機(jī)提供的功率
=1.0
2.V帶型號的選擇
參考以上的計算總結(jié)到功率和與電動機(jī)轉(zhuǎn)速一樣的小帶輪的轉(zhuǎn)速查考參考資料《機(jī)械原理基礎(chǔ)》得到帶傳動中V型皮帶采用的是B型。
3.帶輪基準(zhǔn)直徑的確定
（1）首次選取中主動帶輪的基準(zhǔn)直徑為：查參考資料《機(jī)械原理設(shè)計手冊》得到帶傳動中主動帶輪的基準(zhǔn)直徑原則為。
（2）V帶的速度V的計算：
根據(jù)要求V帶速度范圍為10～20m/s，則速度V能夠適應(yīng)工作強(qiáng)度。
電動機(jī)與比的計算
（3）計算的直徑D2
4. 傳動中心距以及傳動帶的長度確定
查考《機(jī)械原理設(shè)計基礎(chǔ)》一書中查表11—5中，選擇相近的基本長度和 相對： 。
查表得實(shí)際的中心距計算方法如下所示：
5. 主動輪上包角的驗(yàn)算
V型帶包角的要求，要通過包角的大小確定，包角的計算如下所示：
根據(jù)以上的計算結(jié)果得知所選擇的V帶能夠滿足工作強(qiáng)度。
6. V帶數(shù)量的確定
V帶的根數(shù)由下列公式確定：
式中： —V帶單根的許用功率值
—包角所產(chǎn)生的影響系數(shù)
—化學(xué)線膠帶，取
—傳動比產(chǎn)生的增量
通過查考參考文獻(xiàn)得到，，，通過計算 ，，得到：，最終得到：
根據(jù)取整原則得
7. 帶的初拉力的確定
在單根V帶中查參考文獻(xiàn)帶傳動技術(shù)得初拉力計算如下所示：
式中：—單位長度的傳動帶質(zhì)量，
8. 作用在軸上的壓力的計算
在帶輪軸和軸承的安裝過程中需要考慮到帶傳動作用在軸上的力，的大小是通過帶兩邊的拉力來確定。通過查考參考文獻(xiàn)得V帶兩邊拉力差可忽略，那么的計算方法如下所示：
2.3.2 帶輪的設(shè)計計算
1.確定帶輪所使用的材料
根據(jù)以上的計算總結(jié)帶輪，比較，轉(zhuǎn)速相對較低，因此最終選擇材料采用灰鑄鐵硬度為HT150。
2.帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計
帶輪計取決于基準(zhǔn)直徑的大小，在帶輪的形式及輪槽的大小選取時查參考文獻(xiàn)車輪設(shè)計原理得設(shè)計如下所示：
（1） 對主動輪各項(xiàng)參數(shù)的確定
根據(jù)以上的設(shè)計已經(jīng)得知主動輪的直徑，相應(yīng)的與它相配合的電動是，故此根據(jù)已得到的數(shù)據(jù)利用計算公式得到～～，最終采用腹板式帶輪作用在主動輪上。
帶擇：查考參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計原理》得到主動帶輪的各項(xiàng)參數(shù)，詳情請參考下表2-3。
表2-3帶輪的各項(xiàng)參數(shù)
帶的類別
m
f
t
s
B
16
5
20
14
14
7.5
38
17.4
查考參考文獻(xiàn)得到帶輪的厚度計算如下所示：
（2） 對從動輪各項(xiàng)參數(shù)的確定
從動輪的選擇，從動輪的選擇比較簡單，可以根據(jù)主動輪來確定。主動輪中帶輪采用的是腹板式，而且，相比較，這樣在從動輪方面選取的樣式和主動輪相同。
從動輪各項(xiàng)尺寸的確定：查考參考文獻(xiàn)《帶輪的設(shè)計手冊》得到帶輪的各項(xiàng)參數(shù)，并根這些參數(shù)得到從動輪的厚度計算方法如下所示：
2.4 傳動軸的設(shè)計
傳動軸在整個機(jī)器中起著非常重要的作用，傳動軸傳遞著轉(zhuǎn)矩，并且承受一定的載重。在脫粒機(jī)中對軸的選擇設(shè)計需要嚴(yán)格地篩選，承擔(dān)主要，在機(jī)器工作時物料的進(jìn)入對機(jī)器瞬間的動力的瞬間要求比較大，并且，所以在設(shè)計傳動軸時需要對動力載荷進(jìn)行要求，滿足校核。傳動軸的公用包括這幾個。一是支持零件，確定它本身的定位；二是傳遞軸上動力。軸按照不同，大致可以分為軸和等，參考脫粒機(jī)本身的形狀及尺寸和它在工作時遇到的工作環(huán)境和動力要求，所以脫粒機(jī)在選擇主動軸時采取的是直軸式的階梯軸進(jìn)行動力傳輸。通過查考參考文獻(xiàn)動力傳動裝置得到主動軸的最小直徑的確定方法如下所示2-1：
(2-1)
式中：—軸材料的的值
—工作時主軸提供功率
—工作時主軸提供轉(zhuǎn)速
在軸的設(shè)計上對于材料的選擇，通過查考參考資料《金屬的切削性能實(shí)驗(yàn)》得到軸的材質(zhì)一般選用硬度，調(diào)質(zhì)處理的45號鋼，進(jìn)行加工，通過參考文獻(xiàn)得到，最小直徑的計算方法如下所示：
在軸的實(shí)際加工中要考慮軸的其他要求，比如帶輪的內(nèi)側(cè)需要加工孔，以便于安裝帶輪。安裝帶輪的同時需要對帶輪進(jìn)行定位，需要使用定位鍵，軸上需要開鍵槽。這樣會減弱軸上的載荷承受力，考慮到載荷力的減弱，通過查考文獻(xiàn)得到軸在加工時直徑增加至少5%，最后可以得到軸的直徑為。
帶輪的安裝一般放置在輸出軸上。為了保證軸和帶輪相配合時能夠適合尺寸。通過以上的計算和參考實(shí)際的工作強(qiáng)度最終輸出端直徑為30。軸的最小直徑確定后需要對軸一側(cè)的帶輪厚度進(jìn)行設(shè)計通過查考參考資料《機(jī)械設(shè)計原理》可以得到在選取帶輪厚度為，相應(yīng)的臨近處軸的直徑選用尺寸為，此段軸的距離為。
1.對軸的整體尺寸設(shè)計
在軸上需要安裝器件為了使器件安裝位置牢固準(zhǔn)確在Ⅰ—Ⅱ軸的右側(cè)向外伸出一些，作為軸肩，所以在軸的Ⅱ—Ⅲ段選用軸直徑尺寸為 ，最后的輸出軸安裝的定位采用的是普通平鍵定位。通過查考參考文獻(xiàn)《花鍵的設(shè)計及加工》得到鍵的類別為普通平鍵，普通平鍵的基本尺寸為為。
2.選擇并確定輸出軸的型號尺寸
根據(jù)玉米脫粒機(jī)在工作時的環(huán)境以及原理得知，脫粒機(jī)的工作原理是軸上帶輪轉(zhuǎn)動帶動滾筒和釘齒進(jìn)行運(yùn)動，釘齒的排列方式為排列，根據(jù)上面的計算可以知道，況且釘齒受力幾乎可以忽略。故此在選取軸的軸承時選用的是相心球軸承，通過查考參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計手冊》得軸承的類別選用406，軸承的基本尺寸為=，所以在軸的Ⅲ—Ⅳ段和軸的Ⅴ—Ⅵ段所采用的直徑尺寸一致為。
在實(shí)際的加工中由于精度要求不大，會產(chǎn)生一定的誤差，跟據(jù)參考資料《機(jī)械加工手冊》得到機(jī)械加工時候的等位移量選取。
在軸Ⅳ—Ⅴ段進(jìn)行安裝釘齒，這一段軸的直徑選用為，軸合為H/K，在軸上面長度為的地方安裝上釘齒滾筒，安裝方式為焊接。選用的滾溝長度為。
3.在輸出軸上進(jìn)行倒角設(shè)計
在前面已經(jīng)查找到了倒角的設(shè)計原則，從而得到軸肩的倒角大小。軸端倒均為，小為，軸肩的作用是減少應(yīng)力所產(chǎn)生的影響。
4. 軸的強(qiáng)度校核
(1)通過查考參考文獻(xiàn)得到作用在輸出軸上的力的計算方法如下所示
根據(jù)公式2-2：
(2-2)
式中：—軸上提供的功率
—軸上得轉(zhuǎn)速r/min
(2)釘齒條上的合力
通過受力分析得到計算方法如式2-3、2-4、2-5：
(2-3)
(2-4)
(2-5)
式中： — 輸出軸上軸心到釘齒定的長度，
80%—徑數(shù)
，，
軸上所收到的力分別為圓周力徑向力和軸向力。受力方向參考圖2-6（a）。
(3) 軸上水平方向受到的支座反力
通過查考文獻(xiàn)得到支座反力計算公式如下所示：
（2-6）
式中：—是軸上Ⅲ—Ⅳ段到軸Ⅳ—Ⅴ段到右側(cè)三分之二的地方長度
—是軸上Ⅳ—Ⅴ段到右側(cè)三分之二的地方到右側(cè)Ⅴ—Ⅵ段的長度
根據(jù)公式2-7：
（2-7）
(4)軸上垂直平面內(nèi)受到的支座反力
通過查考文獻(xiàn)得到支座反力計算公式如下所示：
（2-8）
式中：—釘齒的頂端到主軸軸心的長度
得
根據(jù)公式 2-9
（2-9）
(5)繪制受力彎矩圖
在水平面內(nèi)進(jìn)行受力分析對軸上的D、C、B這幾點(diǎn)進(jìn)行受力分析計算方法如下所示：
（2-10）
根據(jù)以上計算結(jié)果繪制這幾點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩圖結(jié)果如圖2-6 (b)。
在垂直面內(nèi)進(jìn)行受力分析對軸上的D、C、B這幾點(diǎn)進(jìn)行受力分析計算方法如下所示：
（2-11）
（2-12）
（2-13）
根據(jù)以上計算結(jié)果繪制這幾點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩圖結(jié)果如圖2-6 (c)。
綜合以上水平面和垂直面的轉(zhuǎn)矩分析得到 ：
根據(jù)以上計算結(jié)果繪制這幾點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩圖結(jié)果如圖2-6 (d)。
(6)繪制受力彎矩圖
（2-14）
式中： —電動機(jī)
—
根據(jù)以上計算結(jié)果繪制這幾點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩圖結(jié)果如圖2-6 (e)。
(7)計算并繪制當(dāng)量彎矩圖
B 點(diǎn)處受力分析：
C點(diǎn)左端受力分析：
D點(diǎn)右端受力分析：
根據(jù)以上計算結(jié)果繪制這幾點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩圖結(jié)果如圖2-6 (f)。
圖2-6 軸所收到的彎扭圖
5. 軸的校核
在進(jìn)行強(qiáng)度校核時，一般采用的方式是校核承受載荷最重，或者軸的截面積小受力較大的危險截面進(jìn)行校核，通過查考參考資料《機(jī)械強(qiáng)度校核》得到計算方法如下所示：
（公式2-4-15）
式中 ： —軸的模量，
—軸力，。
在實(shí)際的工作中軸所受到的彎曲應(yīng)力會不同，通常會從、、中值，查考參考文獻(xiàn)《機(jī)械應(yīng)力計算》得到應(yīng)力計算如下所示：
從《機(jī)械應(yīng)力計算》得到，對于的碳鋼，許用應(yīng)力。
2.5釘齒條以及釘齒的設(shè)計
軸的設(shè)計是傳動部分的主要部位，那么釘齒條的的設(shè)計關(guān)系到最主要的功能脫粒機(jī)的脫粒功能。釘齒條設(shè)計的好壞影響著脫離的種粒是否完好以及玉米粒和玉米芯分離的好壞。脫粒機(jī)在運(yùn)動時，動力通過傳動裝置傳到滾筒上，滾筒上有四根齒條，滾筒帶動齒條進(jìn)行勻速的運(yùn)動。然后工人將需要脫粒的玉米穗放入脫粒機(jī)中，由于滾筒是在做勻速運(yùn)動，玉米穗進(jìn)入后會與釘齒條接觸。釘齒條會接近玉米穗對其進(jìn)行剝離。玉米穗經(jīng)過四條釘齒條勻速的剝離下，籽粒漸漸脫落。釘齒條安裝在滾筒上，呈螺旋狀分布，這樣分布是因?yàn)橛衩姿朐趧冸x后，玉米梗會隨著滾筒的轉(zhuǎn)動從而排出。同時，每一，這樣為了獲取更高的脫粒率。玉米脫粒，起到關(guān)鍵脫粒作用的是釘齒條，因?yàn)槭冀K釘齒條與玉米穗接觸并剝離籽粒。
1. 釘齒條設(shè)計
在上面已經(jīng)介紹到釘齒條起到最關(guān)鍵作用，進(jìn)行剝離籽粒的作用，并且釘齒條收到的瞬間沖擊比較大，工作強(qiáng)大較大。釘齒條是安裝在玉米脫粒機(jī)的滾筒上面，一共含有四條釘齒條，每條釘齒條之間相差，在每條釘齒條數(shù)范圍在7～10個釘齒，單個釘齒的尺寸為 ，四條釘滾筒上，釘齒均勻的安裝在釘齒條上并且為了排出玉米梗在其上螺旋方式安裝，釘齒條的安裝尺寸為相鄰釘齒條橫向長度為，并且承勻排列，安裝完釘齒和釘齒條后需要對其進(jìn)行固定，通常采用的方式為在釘齒條的前后兩側(cè)采用厚度是，直徑是的圓形盤進(jìn)行固定，齒條寬厚的方孔，方孔中穿過，在釘齒條的另外一側(cè)也選用厚度是，直徑是的圓形盤進(jìn)行固定，是漏出2～3，由于在二者連接時為了連接方便采用的是焊接完成。這樣焊接以及安裝的器件機(jī)構(gòu)穩(wěn)定，工作強(qiáng)度大。
在上面圓形盤固定釘齒后，由于釘齒條的長度過長所以為了適應(yīng)工作強(qiáng)度，提高齒條的剛度，適應(yīng)瞬間的沖擊。所以在主軸的三分之一處與三分之二的地方，選取直徑的鐵柱連接釘齒條與主軸，二者的連接方式選用焊接。這樣做是為了釘齒條受到更大的強(qiáng)度時依然保持正常工作，同時也使軸的增加，使釘齒條的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度增加，這樣可加，主軸和釘優(yōu)點(diǎn)。
2.釘齒條及釘齒的配合要求
釘齒是安裝在釘齒條上，釘齒條的作用就是安裝并固定釘齒，在釘齒工作時收到?jīng)_擊后，釘齒條能夠提供支撐，使釘齒能夠正常的工作。釘齒收到的力為切向力，同樣釘齒條收到的力也為切向力。因此根據(jù)釘齒和釘齒條的受力進(jìn)行材料的選擇。查考參考文獻(xiàn)《金屬材料切削》得到為了釘齒條有相應(yīng)的強(qiáng)度和剛度。采用材料為45號鋼，設(shè)計的釘齒條的尺寸大小為長×寬×高為，釘齒條上分布著釘齒，在單條齒條上等距的安裝著8個釘齒，安裝時要求釘齒伸出釘齒條，伸出的部分選用螺母上緊，在釘齒條上型，通孔的尺寸為直徑，為了方便安裝維修，在通孔向上的一側(cè)開一個小槽，小槽的尺寸為長為，高為，寬為，這個小槽可以和配合，這樣可以使固定，在機(jī)器正常工作時，起著釘齒相對釘齒條固定，在工作時不會產(chǎn)生釘齒或者釘齒條脫落的情況。
3. 釘齒的設(shè)計
上面已經(jīng)介紹釘齒主要負(fù)責(zé)剝離籽粒的作用。釘齒在工作時會經(jīng)常受到切向力、瞬間的沖擊。釘齒是直接與玉米穗接觸。尤其是在入料口的部位，這個頻繁，所以，為了適應(yīng)工作強(qiáng)度考慮到釘齒的工作環(huán)境，最終的材料采用45號鋼，為了使釘齒對固定，在釘齒合，使釘齒和釘齒條固定。的基本尺寸為直徑，長度為，，，，，。
2.6 圓盤的設(shè)計
圓盤是作用在釘齒條和釘齒的一側(cè)，圓盤的主要作用是固定釘齒條和主軸，圓盤不僅有連接的作用，并且可以傳遞釘齒和釘齒條之間的力矩、彎曲強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。安裝時圓盤安裝在釘齒條的兩端。在連接時采用焊接的方式進(jìn)行連接，焊接圓盤與釘齒條、主軸的連接。這樣即保證了工作強(qiáng)度也保證了位置的相對穩(wěn)定。根據(jù)以上條件總結(jié)到圓盤的設(shè)計也對滾動、釘齒的強(qiáng)度起到重要的作用。在設(shè)計時查考參考資料《金屬的切削性能》得到在制作圓盤時采用的材料要剛度和強(qiáng)度滿足要求，文獻(xiàn)中指出剛度和強(qiáng)度較好的材料多采用45號鋼。故此材料選用45號鋼，其基本尺寸為直徑d=240mm，圓盤上等距分布著形的通孔，孔的目的主要使釘齒條的位置比較固定，并且能夠提供相應(yīng)的載荷?？椎牡拙€到圓盤中心的長度是，圓盤的安裝方法是圓盤中心裝在主軸上，所以圓盤的中心孔的尺寸是φ=46mm，為了方便安裝，圓盤的厚度定為，圓盤上的孔基本尺寸為高9.5mm、寬40.5mm。
2.7 柵格式凹板的設(shè)計
在整個玉米脫粒機(jī)中，柵格式凹板是作用在釘齒滾筒上的重要器件，柵格式功能，第一個，釘齒將玉米穗進(jìn)行脫粒后，脫離的籽粒會從柵格式凹板中流出，籽粒脫落后，玉米梗會由于螺旋狀的釘齒帶動從而排除。這樣就實(shí)現(xiàn)了籽粒與玉米梗的脫離。達(dá)到了玉米穗的籽粒與梗的分離，達(dá)到清選的效果。第二個，柵格式凹板，鋼筋之間有的間隙，這個間隙可以便脫粒。
柵格式凹板的制造通過根直徑長的鋼筋制作而成，凹板的基本尺寸是直徑，凹板兩側(cè)的固定是通過兩個直徑，厚，高的鐵條來實(shí)現(xiàn)的，板是半圓桶型，因此鋼鐵條制成，另外在凹板的固，相應(yīng)的鐵條的基本尺寸為厚度，寬。連接，同樣采用焊接的成的凹板，由于柵格式凹板是放置在機(jī)架上，因此將柵格式凹板兩側(cè)的鐵架上，通過這樣會使機(jī)架與柵格式凹板的連接更加牢固，這樣設(shè)計在運(yùn)行時，有機(jī)架的，會使柵格式凹板在工作時有更高的穩(wěn)定性、可靠性。從整體來看，也計，提高整體剛度。
2.8入料口及脫粒機(jī)上蓋的設(shè)計
入料口是工人將玉米穗裝入脫粒機(jī)的地方，是玉米穗進(jìn)入脫粒機(jī)的途徑。它是個部件，在填入的過程中，脫粒機(jī)能安全的工作，不會發(fā)生玉米籽?；蛘哂衩坠娜肓峡诘牡胤斤w出來，減少產(chǎn)量，影響玉米脫粒機(jī)的工作質(zhì)量，使脫出來的籽粒不干凈或者沒有完成籽粒的剝離。并且如果玉米穗或者玉米籽粒從進(jìn)料口出來，由于機(jī)器工作時速度較快容易發(fā)生危險事故，對安全造成一定的威脅。同時如果把玉米穗放入脫粒機(jī)時，電動機(jī)的運(yùn)動速度比較高，同時傳動輪的轉(zhuǎn)動使主軸的轉(zhuǎn)速也相對較高。如果在入料口加入的玉米穗較多，容易產(chǎn)生卡堵的現(xiàn)象，這種方式對主軸會產(chǎn)生影響。此時，這種填料方式對主軸、的副作用，有可能瞬載，即同齒的磨損和老化等。入料口的尺寸不合理的話，會使主軸的瞬時被卡死，電動機(jī)燒壞，這些大的破壞性。所以，在設(shè)計玉米脫危害，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計中要精心的設(shè)計。
玉米脫粒機(jī)的相連接為一體，表示入料口與脫粒機(jī)的上蓋要安裝在一起，這兩個地方的材料選用的鐵板制作而成，玉米脫粒機(jī)形狀，其基本尺寸為直徑，長，這種設(shè)計是為了在玉米在進(jìn)入機(jī)器時，玉米穗能夠充分的與釘齒相結(jié)合，是玉米穗能夠充分的脫粒。在設(shè)計上蓋時入料口的設(shè)計也很重要。通過查考文獻(xiàn)最后設(shè)計為入料口為，寬為，為了以后的脫粒物料可能比較大，設(shè)計類大的口徑進(jìn)料器。大口徑進(jìn)料器的尺寸為長度是，寬度是，玉米脫粒機(jī)的上蓋的兩方式是焊接加工，這種加工方式的優(yōu)點(diǎn)是提高玉米脫粒，不宜變形，同樣也有支撐作用。脫粒機(jī)的個角鐵上，為了是便于安裝與維護(hù)脫粒機(jī)的下半部分。將脫粒機(jī)上連，角鐵的基本尺寸為厚度是，長度是，起加固作用的鐵條上，來進(jìn)行加固作用。在玉米脫粒機(jī)上蓋的兩端設(shè)有兩個是一樣的，目的一是確保員工在操作時的安全，由于脫粒機(jī)正常工作時，主軸的轉(zhuǎn)動速度為高速，在兩側(cè)如果沒有鐵板進(jìn)行攔截，有可能把操作人員的手指或者衣服絞進(jìn)脫粒機(jī)中，造成不必要的傷亡事故的產(chǎn)生。二是脫離后的玉米由于軸的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，玉米可能被帶著一起有相應(yīng)的速度進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)造成玉米飛濺，這樣的話可以阻擋飛濺的玉米，如果玉板的攔擋，玉米被脫粒機(jī)脫粒后，玉米會散到各處，對收集也會產(chǎn)生難度，如果高速的玉米打到操作人員身上，也會給操作人員帶來一定的危險。所以總結(jié)上面因素在玉米脫粒機(jī)板設(shè)計是必要的。擋板是縱向布置的,擋板的這樣設(shè)計，考慮到它的結(jié)構(gòu)空間了，兩個擋板的安裝方式為擋板騎壓軸承座的上面。因此在設(shè)計擋板的時候，要考慮到它與脫粒機(jī)上蓋的連的配合，最終擋板的尺寸為直徑 ，它與來確定。
2.9機(jī)架的設(shè)計
機(jī)架是玉米脫粒機(jī)主要的支撐器件，機(jī)架的作用是軸和電動機(jī)、凹板所產(chǎn)生的沖擊、應(yīng)力都作用在機(jī)架上。機(jī)架的堅固是玉米脫粒料上，所采用的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計要選用堅固且穩(wěn)定的。對于設(shè)計的玉米脫粒機(jī)，在它所受到的沖擊和在內(nèi)部受到的應(yīng)力比較小，在動力方面對電動機(jī)所提供的動力要求較小并且對所選用的電動機(jī)外殼和類型屬于輕巧靈便類型的。在材料的在材料的選擇方面，通過查考參考資料最終選用的材料為角鐵支撐，選用角鐵支撐，優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：在角載荷范圍條件下，不會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)以及形狀的變化，雖然有較小的形，但是不會對脫粒機(jī)的堅固、穩(wěn)定產(chǎn)生影響，不會發(fā)生其他的變化。因此最終選擇角鐵的基本尺寸為厚是，高是，寬是。在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上架起兩段橫梁放置在機(jī)架上。此結(jié)構(gòu)的要求是能夠適用大的工作強(qiáng)度、比較大的承載能力，并且在遭受到瞬間沖擊時結(jié)構(gòu)不會發(fā)生改變。為了滿足相應(yīng)的條件在選材時選用角鐵材料，角鐵的基本尺寸為厚是，高是，寬是，這樣的材荷部分。在機(jī)架的一側(cè)安裝了斜板，為了在籽粒脫落后，玉米粒從柵格式凹板的縫隙中漏出，落到出板上，玉米下滑，到達(dá)脫粒機(jī)之外。完成脫粒，也完成相應(yīng)的籽粒運(yùn)到機(jī)外的運(yùn)動。再選取材料方面，由于所受到的力比較小，所以最終選擇厚度鐵板進(jìn)行加工。在玉米脫粒機(jī)的其他一側(cè)也就是玉米梗的排出一側(cè)，安裝了一個便于向下滑送的小斜坡。這個斜坡的作用是在玉米穗加工后，玉米梗會隨著螺旋排到出口處，玉米梗會沿著小斜坡進(jìn)行下落，排出到外面，這樣也可以快速聚集玉米梗。這個小斜坡的應(yīng)用方便操作人員的工作，玉米梗排在一個聚集點(diǎn)，工人們將玉米梗集中處理。在制作材質(zhì)方面，由于玉米梗重量很輕對材質(zhì)要求不大，所以選用厚度為的鐵板加工而成，在與脫粒機(jī)主體連接的時候連接方式使用的是焊接，它與柵格端相連，在尺寸設(shè)計方面，小斜坡在與柵格式凹板相連接的時候尺寸所在范圍為～，通過參考文獻(xiàn)得這個范圍的距離能夠使玉米梗順利排出。從機(jī)架的整體來看，通過以上設(shè)計計算得出玉米脫粒機(jī)能過滿足工作強(qiáng)度要求，結(jié)果設(shè)計能夠滿足使用。
2.10軸承座的設(shè)計
軸承是作用在軸的上面，對軸承起支撐的作用。軸承的設(shè)計要考慮到很多方面要根據(jù)軸的載荷收到的轉(zhuǎn)矩壓力等等。通過以上的計算結(jié)果查考參考文獻(xiàn)得到軸承的選擇采用的是滾動軸承。選用滾動軸承的尺寸是標(biāo)準(zhǔn)件。由于脫粒機(jī)使用動力以及重量不中，查考軸承的設(shè)計技術(shù)得到在軸承的類別方面選擇的基本尺寸為為。在安裝時安裝的位置選在機(jī)架縱向的、厚度為的，固定方式采用的是螺栓固定，螺栓的基本尺寸為公稱直徑。
2.11應(yīng)用在玉米脫粒機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)件
1. 玉米脫粒機(jī)上螺栓的應(yīng)用
玉米脫粒機(jī)所使用的螺栓，為了方便生產(chǎn)規(guī)模化，便于維修，所以在選擇上采用的是標(biāo)準(zhǔn)件。通過查考參考文獻(xiàn)《標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計手冊》得到在本次的設(shè)計中螺栓的使用尺寸為公稱直徑是M8,長是8cm與5cm，在脫粒機(jī)中所使用的螺栓主要是連接作用。在機(jī)體的上連接,在電動機(jī)和機(jī)連接,而且,應(yīng)用螺栓,完全能夠使用工作強(qiáng)度的需求。
2. 鉤頭楔鍵的選擇
玉米脫粒機(jī)上的所以在選擇鉤頭楔鍵時，通過查考參考資料《鍵的加工及刀具選擇》得到鉤頭楔鍵的尺寸為:b=12,h=70,L=50，并且校核能夠滿足使用要求。
2.12 小結(jié)
本章詳細(xì)介紹了玉米脫粒機(jī)的總體方案、電動機(jī)的選擇、傳動裝置、釘齒和釘齒條以及各個鈑金件的選擇，并確定了各個零件的具體尺寸以及加工工藝的選擇。
第3章 玉米脫粒機(jī)的操作規(guī)范
隨著科技的不斷發(fā)展，玉米脫粒機(jī)的使用也越來越廣泛，在農(nóng)民的家里脫粒機(jī)使用在收割玉米時，也是一個常用機(jī)器。玉米脫粒機(jī)給人民帶來了很大的便利，提高了農(nóng)民的工作效率，降低了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度，生產(chǎn)更加的機(jī)械化。在廣泛使用脫粒機(jī)的同時，也要注意使用的規(guī)范化，避免因操作不當(dāng)造成不必要的傷害。
1.嚴(yán)禁超速超載荷運(yùn)轉(zhuǎn)
所設(shè)計的玉米脫粒機(jī)屬于小型運(yùn)動設(shè)備，在脫粒機(jī)中主要工作的地方是釘齒滾筒。在其他機(jī)構(gòu)如凹、軸等部件,這些零部件對載荷的承受能力是在一定的限度的，在釘齒滾筒運(yùn)行時所提供的速度比較高時，由于速度較高產(chǎn)生較大的離心力。在速度要求方面釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速如果過高，超過所能承受的范圍，并且隨著時間的使用軸承會氧化產(chǎn)生老化。電動機(jī)提供的功率相對比較高時，有可能產(chǎn)生主軸與釘齒滾筒和整體分開。再者出現(xiàn)與上蓋發(fā)生碰撞，或者與柵格式凹板發(fā)生碰撞,在這幾種條件下會產(chǎn)生非常大的沖擊力,所產(chǎn)生的瞬間沖擊可能造成玉米脫粒機(jī)產(chǎn)生爆炸,這種危險系數(shù)非常大，這種情況產(chǎn)生會嚴(yán)重威脅到操作人員的人身安全。為了不產(chǎn)生這種危險，降低危險系數(shù)，在日常的使用中要經(jīng)常擦拭機(jī)油進(jìn)行密封防止氧化，使用年限比較長要定期檢查設(shè)備，并且定期更換重要的零件。加緊螺栓，減少危險系數(shù)。
2.禁止過疲勞以及酒后使用
上面已經(jīng)介紹了機(jī)器本身有可能產(chǎn)生的危險，并且介紹了相應(yīng)的解決方法。但是在使用時，也要注意操作人員自身的操作。玉米脫粒機(jī)的電機(jī)提供的動力很大，而且進(jìn)行剝離的釘齒動力也很大，雖然在滾筒的上面有機(jī)架和上蓋進(jìn)行封閉，而且在進(jìn)料口的設(shè)計留有充足的空間，這樣的設(shè)計使操作者操作在一個安全的操作距離。各種的安全措施已經(jīng)設(shè)計，但是操作人員的不規(guī)范產(chǎn)生危險的可能非常大。如果操作人員連續(xù)操作，沒有進(jìn)行一定的休息，操作人員的大腦處在一個比較遲鈍的狀態(tài)。再者如果操作人員飲酒之后操作，對于飲酒過度容易使大腦休眠狀態(tài)。以上的兩種狀態(tài)由于操作人員的不規(guī)范操作，衣服有可能被卷進(jìn)脫粒機(jī)中，或者身體某個部位進(jìn)入了脫粒機(jī)中，由于釘齒在一個高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，并且釘齒條呈螺旋狀排列。這種情況會使操作人員的身體受傷害甚至危及生命。所以在使用玉米脫粒機(jī)的時候禁止高強(qiáng)度長時間的使用更禁止酒后操作該機(jī)器。
在玉米脫粒機(jī)發(fā)生故障或者發(fā)生意外的時候要及時關(guān)閉電源，立即停機(jī)。待排除故障后重新進(jìn)行工作。嚴(yán)禁在發(fā)生故障或危險時，依然保持機(jī)器的運(yùn)行，這樣只會加劇危險系數(shù)。
安全下：操作人員衣著得體，不要穿肥大的衣服，衣服的袖口要小，不得穿裙子，婦女在操作時帶上安全帽，年齡較小的孩子不要再機(jī)器旁邊玩耍，年齡較大行動不方便的也不要操作脫粒機(jī)。操作人員若感到疲勞時要停止工作，或者更換另一個操作人員，不要酒后操作。在脫粒機(jī)工作時嚴(yán)禁有未帶安全措施的工作人員站在脫粒機(jī)出籽口，以免飛濺出來的籽粒傷到操作人員。在玉米脫粒機(jī)未停止的時候不要搬動脫粒機(jī)以免受傷。玉米脫粒機(jī)需要定期的維修查看，更換老化部件，保證操作的安全。
結(jié)論
本次課題是基于小型人工玉米脫粒機(jī)的畢業(yè)設(shè)計，經(jīng)過十幾周的時間，在根據(jù)任務(wù)書的要求下查閱了大量的相關(guān)資料、對出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)之上，找到了解決本設(shè)計過程中出現(xiàn)問題的思路和方法，成功地完成了本次設(shè)計中所規(guī)定的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了所要研究的目標(biāo)。
通過查閱參考資料和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)完成了對脫粒機(jī)現(xiàn)狀國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，并對脫粒機(jī)總體進(jìn)行設(shè)計。對電動機(jī)進(jìn)行選擇傳動裝置的設(shè)計，選取了V行帶輪進(jìn)行工作，并且校核通過滿足使用要求。在脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面對傳動軸進(jìn)行設(shè)計校核，釘齒條的安裝以及圓盤、入料口的設(shè)計等等通過了校核能夠滿足使用要求。最后對脫粒機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了介紹。在文章的結(jié)尾向人們展示了脫粒機(jī)在使用時應(yīng)該注意的事項(xiàng)，確保人們在使用時能夠安全操作。
致謝
在完成畢業(yè)論文的這段時間，我的指導(dǎo)老師給我的幫助是很多的，不管是在多忙的情況下，老師都是耐心的幫助我，耐心指導(dǎo)我們的每一步設(shè)計，仔細(xì)查找存在的問題和不足，不管是一開始確定論文選題，還是確定設(shè)計的方案，到后期的繪圖計算等等，老師都給了我無微不至的幫助，提供了許多硬件條件，謝謝老師。還要感謝我的同學(xué)對我的幫助，謝謝你們。
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