1、目录 1 引言 1 2 玉米脱粒机总体结构 1 2.1 入料部分 1 2.2 脱粒部分 1 2.3 筛选部分 1 2.4 机架部分 2 2.5 玉米脱粒机的总体设计 2 3 玉米脱粒机的设计 .2 3.1 电动机的选择 .2 3.2 钉齿条上的钉齿转速 .3 3.3 钉齿滚筒的转速 .3 3.4 电动机的功率 .3 3.5 电动机的转速 .3 4 带及带轮的设计 4 4.1 传动带的设计 4 4.1.1 确定计算功率 .4 4.1.2 选择 V 带的型号 5 4.1.3 确定带轮的基准直径 5 4.1.4 确定传动中心距和带长 .5 4.1.5 验算主动轮上的包角 .6 4.1.6 确定 V
2、带的根数 6 4.1.7 确定带的初拉力 .7 4.1.8 求 V 带传动作用在轴上的压力 .7 5 V 带带轮的设计 .7 5.1 带轮的材料选择 7 5.2 结构设计 7 5.3 从动带轮的设计 .8 6 传动轴的设计 .9 6.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 10 6.2 初步选择输出轴系 .10 6.3 确定输出轴上的圆角半径 r值 .10 6.4 按弯扭合成条件校核轴的强度 .10 6.4.1 作轴的简图 .10 6.4.2 求输出轴上的所受作用力的大小 .10 6.4.3 钉齿条上的合力 11 6.4.4 轴上水平面内所受支反力如图 11 6.4.5 轴在垂直面内所受
3、的支反力 11 6.4.6 作弯矩图 .12 6.4.7 作弯矩图 12 6.4.8 作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图） 13 6.5 校核轴的强度 .13 7 钉齿条的设计 .14 7.1 钉齿条的总体结构设计 .14 7.2 钉齿条及钉齿的设计 .14 7.3 钉齿的设计 .15 7.4 圆盘的设计 .15 8 栅格式凹板的设计 .16 9 入料口及脱粒机上盖的设计 17 10 机架的设计 18 11 轴承座的设计 18 12 玉米脱粒机上的标准件的选择 19 12.1 玉米脱粒机上的螺栓的选择 19 12.2 钩头楔键的选择 19 13 玉米脱粒机的安全操作 19 13.1 超速运转,机械
4、“爆炸” 19 13.2 禁止过疲劳或酒后操作 19 14 玉米脱粒机的维护 .20 14.1 玉米脱粒机的技术保养 20 14.2 玉米脱粒机的保管 20 结论 .21 致谢 .21 参考文献： .21 玉米脱粒机的设计 *宾 （*学院 机械电子系 机械设计制造及其自动化 0301 班） 指导老师： 摘要：为了降低农民在玉米脱粒时劳动强度、提高工作效率,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
5、入料的另一端排出机体之外。 关键词：玉米；脱粒机；结构；设计 1 引言 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。如今我国北 方大部分地区基本上从种到收到入仓，实现了机械化作业，更值得庆幸的是每种机械的开发和利用都 有相当可观的市场，科技的创新更很好的开阔了市场。这里仅对一种玉米脱粒机是课
6、题讨论研究，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 玉米脱粒机总体结构 玉米脱粒机主要组成部分：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： 2.1 入料部分 入料口与玉米脱粒机的上盖部分相连，它是利
7、用一厘米厚的铁板制成，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。 2.2 脱粒部分 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，由仓口排出机体之外，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，由入料口的另一端（即出料口）排出 机体之外。 2.3 筛选部分 筛选部分主要是由栅格式凹板完成，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
8、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。 2.4 机架部分 机架是由左机架、右机架、出料口、下滑板及稳定结实的主机梁组成，机架是玉米脱粒机的主要 支撑，他承担着脱粒机的主要重量和动力、负载和力矩，因此它的设计是许强不弱的部分。机架的两 部分要各自稳定，而且相对固定，以便做到机械在运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险， 因此为了机架的坚固，此玉米脱粒机的设计采用三毫米厚的角铁制成。 2.5 玉米脱粒机的总体设计 为了更优化玉米脱离机的机型和结构
9、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。 图 1 总体结构 3 玉米脱粒机的设计 根据脱粒机一书的介绍，有关玉米脱粒机 TY4.5 型的相关设计的参考数据：脱粒机主轴为 750850 ，栅格式凹板的直
10、径为 320 ，其凹板的长度为 710 ，在主轴上设有四条钉齿条，minr mm 每条钉齿条上均匀分布着七个钉齿，总共 28 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，滚筒上的钉齿长度为 33.5 。 3.1 电动机的选择 根据实践测量得知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N 快速旋转，其中均有两条钉齿条受玉米所给的切向力，而另外两个钉齿条是空行程，因此， ，即玉米脱粒机正常工作时，受到的切向力为 560 。ZMNF560274* N 其中： 钉齿所受的力 参与工作的钉齿个数 参与工作的钉齿条数 3.2 钉齿条上的
11、钉齿转速 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： ，smDNV 42.91062754.3106）（轴 其中： 钉齿的转速 脱粒机主轴的转速轴N 钉齿距轴心的距离D 3.3 钉齿滚筒的转速 玉米脱粒机所需功率为 ，应由脱粒机的工作阻力和运转参数求定，即： ，计算WP 10VFPW 求得： 。KpW28.57.1042.956 3.4 电动机的功率 电动机功率由公式 来计算，脱粒机传动装置的总效率 ，应由组成传动装置的各Pawda 个部分运动副的效率只积，即 ，其中 、 、 分别为每一个转动副的效率，选321123 取传动副
12、的效率值如下： 滚动轴承（每对）0.980.995 即取 =0.991 V 带传动 0.940.97 即取 =0.972 滚筒转动 （因为钉齿条固定于滚筒上） 即取 =13 则 96.01.90321 a 由此可得电动机的功率： KWVFPad 5.4925 3.5 电动机的转速 根据资料脱粒机一书可查得主轴的转速在 750850 ，按机械设计指导书中表一minr 所推荐的传动比合理取值范围，取 V 带的传动比 24，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹i 配，故电动机转速范围可选为： 。（nid 1507） 3ir 符合这一范围的同步电动机转速的有 720 ，1440 ，2900 ，根据容量
13、和相关irinr 转速，由机械设计通用手册查出三种适宜的电动机型号，因此有三种不同的传动比方案，如表 1： 表 1 电动机的型号和技术参数及传动比 额定 功率 电动机转速 基本参数 方案 电动机型 号 P/kW 同步 转速 满载 转速 效率 （%） 电动机 重量 （KG） 功率因 数 1 Y160M2-8 5.5 750 720 85 119 0.74 2 Y132S2-4 5.5 1500 1440 85.5 68 0.84 3 Y132S1-2 5.5 3000 2900 85.5 64 0.88 综台考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动的传动比，可知方案 3 比较适合。因此选定 电
14、动机型号为 Y132S1-2。所选电动机的额定功率 5.5kw，满载转速 =2900rmin，总传动比适dPmn 中，传动装置结构较紧凑。如表 2： 表 2 其主要参数如下表 满 载 时 型 号 额定功率 KW 转速 rmin 电流 （380V ） 效 率 % 功率因 数 额 定 电 流 额 定 转 矩 最 大 转 矩 Y132S2-4 5.5 1440 11 85.5 0.84 7 2.0 2.2 表 电动机尺寸列表 单位 m 中心 高 H 外形尺寸 HDACL)2(底脚安装尺 寸 BA地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸 ED装键部位尺寸 GF电动机的输出轴尺 寸 132 315471402628
15、03413 4 带及带轮的设计 根据玉米脱粒机的具体传动要求，可选取电动机和主轴之间用 V 带和带轮的传动方式传动，因为 在脱粒机的工作过程中，传动件 V 带是一个挠性件，它赋有弹性，能缓和冲击，吸收震动，因而使玉 米脱粒机工作平稳，噪音小等优点。虽然在传动过程中 V 带与带轮之间存在着一些摩擦，导致两者的 相对滑动，使传动比不精确但不会影响玉米脱粒机的传动，因为玉米脱粒机不需要精确的传动比，只 要传动比比较准确就可以满足要求，而且 V 带的弹性滑动对脱粒机的一些重要部件是一种过载保护， 不会造成机体部件的严重损坏，还有 V 带及带伦的结构简单、制造成本底、容易维修和保养、便于安 装，所以，在
16、电动机与玉米脱粒机之间选用 V 带与带轮的传动配合是很合理的。 选择 V 带和带轮因当从它的传动参数入手，来确定 V 带的型号、长度和根数，再来确定导轮的材 料、结构和尺寸（轮宽、直径、槽数及槽的尺寸等） ，传动中心距（安装尺寸） ，带轮作用在轴的压 力（为设计轴承作好准备） 。 4.1 传动带的设计 4.1.1 确定计算功率 PKAca 其中： 工作情况系数 电动机的功率 查机械设计基础一书中的表 147 可知： =1.0AK5.0.1caP 4.1.2 选择 V 带的型号 根据计算得知的功率 和电动机上带轮（小带轮）的转速 （与电动机一样的速度） ，查机械ca 1n 设计基础一书图 141
17、2，可以选择 V 带的型号为 B 型。 4.1.3 确定带轮的基准直径 （1）初选主动带轮的基准直径 ：根据机械设计基础一书，可选择 V 带的型号参考表 141D 2，选取 。Dm25 （2）计算 V 带的速度 V： smNv 5.71064.3106 V 带在 的范围内，速度 V 符合要求。sm2 电动机与主轴传动比的计算 92.1750421ni （3）计算从动轮的直径 2D mn41750412 4.1.4 确定传动中心距和带长 取 )(2)(7.02121DaD 即： 405405. 得： ma73. 取： ma50 带长 012104)()(2aDLd 即： 5)()5(.35d 得
18、： mL146 按机械设计基础一书中查表 145，选择想近的基本长度 和 相对应的公称长度dLd （内周长 ）可查得： ， 。i d140mLi140 实际的中心距可按下列公式求得： 8)(8)(2)(2 12 211 DDDLadd 也可用经验公式： 0dLa 求得 ： m53 4.1.5 验算主动轮上的包角 0120168aD 即： 54 求得 ： 满足 V 带传动的包角要求。012.6 4.1.6 确定 V 带的根数 V 带的根数由下列公式确定： kpkpZlac)(00 其中 ： 单根普通 V 带的许用功率值 0p(w 考虑包角不同大的影响系数，简称包角系数k 考虑的材质情况系数，简称
19、材质系数，对于棉帘布和棉线绳结构的胶带，取 l ，对于化学线绳结构的胶带，取 。75.0k 0.1k 计入传动比的影响时，单根普通 V 带所能传递的功率的增量，其计算公式如下：p 10.nTpKW 式中： 单根普通 V 带所能传递的转矩修正值 ，从机械设计基础mn 可以查表 1410 主动轮的转速 1nminr 查得： 9.2Tin140r 则： kwp760. 查表取值： 98.k93.0lk5.0 由 查得： 0psmv2.15D19.1p 所以： 86.275.0)46.9308.(5Z 即： 取 根6.Z 4.1.7 确定带的初拉力 单根 V 带适当的初拉力 由下列公式求得0F 20)
20、15.(5qvkZvpFca 其中： 传动带单位长度的质量，qmkg 即： N19032.5.710)98.052(3.750 4.1.8 求 V 带传动作用在轴上的压力 为了设计安装带轮轴和轴承，比需确定 V 带作用在轴上的压力 ，它等于 V 带两边的初拉力Q 之和，忽略 V 带两边的拉力差，则 值可以近似由下式算出：Q 即： 2sin2cos1ZZ 求得； N7.645.i19030 5 V 带带轮的设计 5.1 带轮的材料选择 因为带轮的转速 ，即 ，转速比较底，所以材料选定为灰铸铁，硬度为smv5.7sv25 。150HT 5.2 结构设计 带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径，选择
21、带轮的结构形式，根据带的型号来确定带论轮 槽的尺寸，设计如下： 主动带轮的结构选择 因为根据主动带轮的基准直径尺寸 ，而与主动带轮配合的电mD125 动机轴的直径是 ，因此根据经验公式 ，所md381.(147)3dm30 以主动带轮采用腹板式。 带轮参数的选择： 通过查机械设计基础一书，可以确定主动带轮的结构参数，结构参数如 下表，其他的相关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得。 表 带轮的结构参数 单位（mm） 带的型号 m f t s pbb B 16 5 20 14 14 7.5 03817.4 主动带轮的厚度可以由计算公式： 求得stZB2)1( 即 ： mB58420)13( 主动带
22、轮的结构如图 2： 图 2 主动带轮的结构 5.3 从动带轮的设计 从动带轮的结果选择 因为根据主动带轮的基准直径和传动比来确定，即 ，mD240 ，所以从动带轮同样采用腹板式。mD302 从动带轮的参数选择：通过查机械设计基础一书，可查得带轮的结构参数间表，其他一些相 关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得。 表 带轮的结构参数 单位（mm） 带的型号 m f t s pbb B 16 5 20 14 14 7.5 03817.5 从动带轮的厚度可以由计算公式： 求得stZB2)1( 即 ： mB58420)13( 从动带轮的结构如图 3： 图 3 从动带轮的结构 6 传动轴的设计 传动轴是玉
23、米脱粒机的主要设计部件之一，他在玉米脱粒机正常工作过程中，承担主要转矩、扭 矩、弯矩和支撑传动轴上的回转零件，玉米脱粒是瞬时冲击很大，而且冲击次数很频繁的工作环境， 因此传动轴的设计是很关键的一个步骤。它的主要公用是：一是支持轴上所安装的回转零件，使其有 确定的工作位置；而是传递轴上的运动和动力。轴按照轴线形状的不同，可以分为曲轴、直轴、软轴 和挠形轴等，根据玉米脱粒机的结构特点和组成形状及工作强度和环境的要求，玉米脱粒机的主轴选 用直轴形式传递，而且选用直轴中的阶梯轴。此轴的设计如下： 根据轴的扭转强度来初步计算确定其最小直径，可利用经验公式： 30npAd 其中： 轴常用的几种材料的 的
24、值0T0A 主轴上的功率 pkw 主轴上的转速 nminr 轴上的材料由机械设计基础一书中表 181 可以查到，应选取调质处理的 45 号钢， ，书中表 182 取 ，于是得 ：MPB650180A md3750.183min 输出轴上的最小直径显然是安装带轮的内孔，必在轴上开有键槽，因此，为了开键槽又不消耗输 出轴的强度，可以使周的直径增加 5%以上，这样增加输出轴的尺寸，因而可以提高轴的工作强度。 即： d25%)1(23)51( 主输出轴的最小直径是安装带轮处的直径，为了使所选的轴直径与带轮相配合，故使输出轴端的 轴径选为 25 在机械设计基础一书。查表可以得知带轮的厚度 ，则取输出轴的
25、次段m mB58 轴径为 ，其长度为 。d25m60 6.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足带轮的轴向定位要求，轴段右端需要制出一个轴肩，故取段的轴直径 ，输出轴的径向定位由普通平键来完成。选用键的型号为普通平键 为 。8 lhb3578 键的型号可以通过查机械设计基础一书取得。 6.2 初步选择输出轴系 由脱粒机的结构和相关尺寸可知所设计的轴上装有带轮和钉齿滚筒，其上的钉齿承螺旋排列，但 由于受力不大可以忽略它的受力。又根据 ，初步选取支撑的轴承为相心球轴承，在机械md28 设计手册查得相心球轴承的型号为 406，它的结构尺寸 为 ，故取段BDd2370 与段的直径相等，
26、即 。30 考虑到机体的制造误差等原因造成的安装错位或是借口不齐等，滚动轴承应在机体内有一段移 动的位移，查机械设计手册可等位移量 。s8 取安装钉齿的轴段的直径为 ，轴承与轴肩用轴端挡圈固定，左、右两端采用的d4 轴承用轴承座固定轴承，配合为 ，其上在距离 处，焊接钉齿滚筒，已知钉齿滚筒长为67KHm50 。轴的基本结构如图 4：m735 图 4 轴的结构 6.3 确定输出轴上的圆角半径 值 r 按前面所述的原则，求出轴肩处的圆角半径 的值，详细见图。轴端倒角在轴的两端均为 ，r 0452 小轴肩为 轴肩的作用是使阶梯直轴在轴径改变截面上减小应力集中。0451 6.4 按弯扭合成条件校核轴的
27、强度 6.4.1 作轴的简图 6.4.2 求输出轴上的所受作用力的大小 根据公式： 求得 npT950 其中： 电动机的额定功率 pkw 主轴的转速 nmir 即： MNT7035.90 6.4.3 钉齿条上的合力 根据公式： 求得dFt2 其中 ： 输出轴的轴心到钉齿定的距离 即 ： Nt 63720 根据公式： 求得%8trF 其中：80%径向力占圆周力的百分数 （根据脱粒机查得） 即 ： r510637 根据公式： 求得tgFa 由于玉米脱粒机的主轴轴向不受力。 则取 （根据脱粒机查得）0aF 圆周力 径向力 轴向力 的方向如图所示（b）tra 6.4.4 轴上水平面内所受支反力如图 根
28、据公式： 求得321LFRtH 其中： 是输出轴上段的中心线到段距左端三分之一处的距离 2L m 是输出轴上段距左端三分之一处到右端段中心线之间的距离3 m 即 ： NRH4257.6071 根据公式： 求得 12HtHRF 即 ： N274637 6.4.5 轴在垂直面内所受的支反力 根据公式： 求得321L DFRarv 其中 ： 钉齿的顶端到主轴轴心的距离 Dm 即 ： Nv 4063051 根据公式 ： 求得12vrvRF 即 ： v745 6.4.6 作弯矩图 在水平面内，轴上 、 、 三点的弯矩为 ：BCD 根据公式 ： 0HM 求得21LRC 即： NH75034 作水平面内弯矩
29、图如图 1（b）所示 在垂直面内，轴上 、 、 三点的弯矩为 ： BD 根据公式 ： 0VM 求得21LRvc 即 ： mNcv 034 根据公式 ： 求得212DFavc 即 ： M10304 作垂直面内弯矩图如图 1 （c）所示 合成的弯矩为 ： 0DB mNCVHc 163280)02()1275(21 mNMcvCHc 163280)02()1275(22 作轴的合成弯矩图如图 1 （d）所示。 6.4.7 作弯矩图 根据公式 ： 求得npTCB950 即 ： mN7035. 其中 ： 电动机的额定功率 pkw 主轴转速 ninr0DT 作轴的弯矩图 1 （e）所示 6.4.8 作当量
30、弯矩图（弯矩、扭矩合成图） B 点： mNTMBCa 413207.970359. C 点左侧 ： mNCc 168427)7359.()68()( 2221 D 点右侧 ： mNca63802 作轴的当量弯矩图 1 （f）所示。 6.5 校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大当量弯矩的强度（既危险截面 c 的强度） 。由经验公式及上 面计算出的数值可得出。 公式 ： acac MPWTM22)( 式中 ： 轴的抗弯抛面模量， 3m 轴的许用应力， 。按轴实际所受弯曲应力的循环特性，在a 、 、 中选取其相应的数值，从机械设计基础可以查出。b1b0b1 acac MPWM3.2640
31、1.87 按机械设计基础书中查得，对于 的碳钢，承受对称循环变应力时的许0B 用应力 acaPP3.265 图 5 轴的弯扭图 7 钉齿条的设计 钉齿条是玉米脱粒机的主要脱离部件，它的设计关系到玉米脱粒机的质量的好坏，直接关系到玉米 脱粒机正常工作时整体的脱粒效果以及脱粒后将玉米粒和玉米芯分离的情况，它的功能是采用脱离滚 筒上的四条钉齿，均匀快速的转动，工作时将玉米填人脱粒机中，主轴的转动带动固定在钉齿滚筒上 的钉齿，钉齿的顶端以一定的速度去对玉米脱粒（将玉米进行强行脱粒） 。玉米在经过四条钉齿条的快 速旋转下脱粒，四条钉齿条上的钉齿承螺旋排列，目的在于将玉米芯顺着钉齿的螺旋排列排出机体之 外
32、，同时，每一条钉齿条上的钉齿同样在进行脱粒，以便达到有较高的脱粒率。玉米脱粒机的主要功 能是脱粒，而钉齿条在工作中起到了重要作用，因此，钉齿条的设计是脱粒机的设计的主要部件。 7.1 钉齿条的总体结构设计 从钉齿条的功用及其工作要求可以判断出钉齿的工作强度很大，根据脱粒机一书得知玉米脱 粒机的钉齿滚筒上安装有四条钉齿条，相互之间相差 ，而且每条钉齿条上安装钉齿的个数范围在09 710 个钉齿，每一个钉齿的 ，四条钉齿条均匀安装在钉齿滚筒上，钉齿在钉齿条上均匀md12 的承螺旋排列方式安装，两相邻的钉齿条之间的钉齿横向距离为 ，且承两条螺旋均匀排列，在m5 钉齿条的两端分别用一个厚度是 ，直径是
33、 的圆盘固定，在两个圆盘上均匀开有钉齿5d23 条宽厚的方孔，四个方通孔均匀承 分布，然后将四条钉齿条从四个方孔中穿过，同样，在钉齿条09 的另一端也用厚度一样但直径为 的圆盘固定，是钉齿条穿过方孔而且在圆盘的表面漏出d2 23 ，因为连接时是采用焊接完成，方便焊接。这样结构更加坚固、稳定、可靠。m 圆盘将钉齿条固定，但由于钉齿条过长（即 ） ，因此，在主轴的三分之一处和三分之L735 二处，采用直径是 的铁柱使钉齿条与主轴相连，它们的连接方式采用焊接式，这样可以增m10 加钉齿条的刚度，以便钉齿条受到更大的强度时不宜损坏，同时也使轴的扭转刚度和弯曲刚度有很大 的增加，使钉齿条的扭转刚度和弯曲
34、刚度增加，这样可以使钉齿滚筒的整体刚度和强度极大增加，主 轴和钉齿滚筒之间的固定性好，稳定性高等优点。 7.2 钉齿条及钉齿的设计 钉齿条的功用是固定钉齿的相对位置，使钉齿在正常工作过程中能够持续的正常工作，钉齿所受 的脱粒力直接传递到钉齿条上，钉齿条所承受着钉齿的切向力，所以钉齿条应该采用足够强度和刚度 的材料制成，根据脱粒机一书中，可以查得材料选为 45 钢，宗上所述，设计的钉齿条的长宽 高 为 ，其上分布着钉齿，每个钉齿条上均匀分布着 7 七各钉齿，每个钉齿均穿过钉齿条，940735 然后用螺母拧紧，其中钉齿条上的通孔设计为圆柱型，它的直径为 ，而且，在钉齿条上通md10 孔的上端开有长
35、为 ，高为 ，宽为 的小槽，目的是为了在钉齿安装在钉齿条上时，这个m12m 小槽可以和钉齿上的凸楞相配合，这样可以使钉齿在钉齿条上周向固定，而且在钉齿正常工作时，也 同样使钉齿相对钉齿条固定，不宜使工作时钉齿和钉齿条脱落，其结构如图 6： 图 6 钉齿条结构图 7.3 钉齿的设计 钉齿是玉米脱粒机的主要工作部件，它在工作时直接与玉米相接触，而且它的接触频率很高，尤 其是在入料口的部位，这个部位的钉齿摩擦的相当的频繁，因此，在设计钉齿时应当考虑到钉齿的工 作强度和工作环境等问题，这里采用了脱粒机一书所建议的 45 钢，为了使钉齿在钉齿条上的相对 固定，在钉齿上增加一个小凸楞，于钉齿条上的小凹槽相
36、配合，使钉齿和钉齿条固定。其直径 ，长为 ， ， mL5.72， L163， ， 。 md124501 m24l25 7.4 圆盘的设计 圆盘是将钉齿条与主轴固定的主要部件，它不仅起连接作用，而且还可以承担钉齿和钉齿条传递 的力矩和弯曲及扭转强度，它位与钉齿条的两端，且采用焊接式连接，同时与主轴也要相对固定，采 用焊接的连接方式，因此，圆盘的设计也是钉齿滚筒强度高低的要部件。由脱粒机一书，查得圆 盘的材料采用刚度和强度较好多 45 钢制成，其直径 ，其上均匀分布着四个长方形的通孔，d230 目的是为了固定安装钉齿条，其位置在圆盘上固定，长方孔的底线距圆盘的中心为 ，其圆mL91 盘中心应装套在
37、主轴的直径上（ ） ，因此，圆盘的中心应设定为 的孔，以便安装mL404 在轴上，圆盘的厚度选为 ，其上的长方形孔高为 9.5、宽为 40.5，同样也是为了安装其上的钉齿5 条。结构设计如图 7 所示： 图 7 圆盘结构图 8 栅格式凹板的设计 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
38、m10 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。 栅格式凹板是由 根直径 ，长为 的钢筋，凹板的直径 ，凹25dL735md320 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m318h2 板是半圆桶型，所以钢筋的两端固定是采用半圆式的铁条制成，而且，在凹板的三分之一处和三分之 二处都有很薄的铁条相连加固，相应的铁条选为厚度为 ，宽度为 ，这种方式也L15 同样是采用脱粒机 一书中的参数来确定的。栅格式凹板与机架相连接，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 铁条都焊接到
39、机架上，这样，可以加固机体与栅格式凹板的连接质量，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。 图 8 凹板结构图 9 入料口及脱粒机上盖的设计 入料口是将玉米填入玉米脱粒机机体内的一个途径，它是玉米脱粒机上的一个部件，它的作用在 于通过入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口飞溅出来，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）
40、 。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化等。 如果入料口的设计不当，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。因此，在设计玉米脱粒机入料口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。 玉米脱粒机的入料口与脱粒机的上盖相连接为一体，即入料口安装在玉米脱粒机的上盖上，两者 均采用 的薄铁板制成，玉米脱粒
41、机的上盖承半圆形状，直径为 ，长为 m1 md35 ， （入料口的一侧与脱粒机的上盖边缘相切） ，这样可以是玉米在进入脱粒机机体时，能够很90 好的被钉齿滚筒上的钉齿打削（脱粒） ，因此，上盖上的入料口设计很重要。其上入料口的最小口径长 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2580 40 ，玉米脱粒机的上盖的两端部位、入料口的两侧及中间部位，均采用铁条加固，其连接的方4 式采用焊接，这样可以提高玉米脱粒机的上盖的刚度，不宜变形，同样也有支撑作用。脱粒机的上盖 整体焊接两个角铁上，目的是便于与脱粒机的下半部分安装，将脱粒机上盖的缘地脚与角铁焊接相连， 角铁采用的
42、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。mh390 在玉米脱粒机上盖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。二是阻挡脱粒后的玉米飞溅，如 果玉米脱粒机上盖的两端没有着两快铁板的拦挡，玉米被脱粒机脱粒后，由于主轴的高速旋转击打脱 下的玉米粒四处飞溅，致使脱粒后的玉米不能很好的收集起来，同时飞溅的玉米粒也给工作人员带来 危险，因此玉米脱粒机上盖两端的挡板设计是必要的，也是必须的。挡板在玉米
43、脱粒机安装中是纵向 布置的，而且，根据它的结构设计，两个挡板都应该骑压轴承座，即挡板的设计即要考虑到它与脱粒 机上盖的连接又要考虑到它与轴承座的配合，因此，其直径 ，它与轴承相交处的形状根md35 据轴承来确定，其结构如图 9 所示： 图 9 上盖结构图 10 机架的设计 机架是玉米脱粒机的主要支撑部件，它是承担所有来自轴及电动机、凹板的冲击和应力，机架的 坚固是玉米脱粒机的工作稳定、运转平稳的基础，因此机架无论是从结构上还是从材料上，都应该采 用坚固的稳定的材料和样式制成。就此玉米脱粒机来说，它的冲击载荷和内部的应力偏低，电动机达 到动力偏小，以及所选用的机型比较轻便，根据脱粒机一书，查得的
44、设计材料可采用角铁支撑， 角铁支撑的好处在于：在角铁材料本身所支撑的载荷范围条件下，不会发生结构变形，虽然有较小的 弹性变形，也不会影响脱粒机机体的坚固、稳定的效果，尽管在玉米脱粒机正常工作的情况下，也不 会影响玉米脱粒机的整体效果。选择角铁的厚度为 ，其规格尺寸为：高为 ，宽为 。m3m4040 在机架上有两段横梁，要求它的工作强度大，承载能力强，受冲击载荷、弯矩、扭矩不会变形，因此 这两端横梁选为角铁的厚度为 ，而它的高为 ，宽为 ，这样的材料来支撑玉米脱粒m44040 机的主要载荷部分。玉米脱粒机的机架上安装有一出粒斜板，目的是当脱粒机将玉米脱粒后，玉米粒 从栅格式凹板的缝隙中漏出，落到
45、出粒斜板上，玉米粒顺着斜板下滑，从而滑出机体之外，达到将玉 米粒随脱粒的完成，而随时地将玉米粒排出机体之外， 它的材料也同样是选用 后的铁板制成。再玉米脱粒机的另一端，即玉米芯的排出端，设计了一1 个下滑的斜斗，其功用是完成玉米芯顺利的排出机体之外，使玉米芯随玉米脱粒机的主轴的不停旋转， 随时的排出集团之外，也便于工作人员的清理，它也是应用 厚的铁板制成的，与机体相连，采用m1 焊接的连接方式，它与栅格式凹板的玉米芯输出端相连，而且，这个斜板与栅格式凹板的连接应该过 长 ，从而保障了玉米芯的顺利滑出。从机架的整体来看，机架的选料、结构设计、受力的10m5 不属及玉米粒和玉米芯的随机排出，可以看
46、出玉米脱粒机的机是满足要求的，而且结构设计合理，结 构设计如图 10 所示： 图 10 机架示意图 11 轴承座的设计 轴承是支撑主轴的直接部件，此轴承的选择也是根据了轴的动力、载荷、弯曲应力、扭转应力等， 确定了滚动轴承来支撑主轴，而且轴承是个标准件，它有一定的规格尺寸的，每一个类型的轴承都有 不同的特征和用途。此玉米脱粒机选用的轴承比较轻便，它的型号可以在机械设计手册中查到， 比较靠前，它的规格尺寸 为 它安装在机架的两个纵向的、厚度是 的角铁BDd2370 m4 上，用两个公称直径为 螺栓固定，轴承座的基本结构尺寸如图 11 所示：8M 图 11 轴承座的基本结构尺寸 12 玉米脱粒机上
47、的标准件的选择 12.1 玉米脱粒机上的螺栓的选择 应用在玉米脱粒机上的螺栓是机械设计的标准件,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:公称直径为 M8,长度为八厘米和五厘米,玉米脱粒机应用的螺栓是起连接作用, 在机体的上盖和机架应用螺栓连接,在电动机和机体之间也同样用螺栓连接,而且,应用公称直径为 M8 的螺栓,就可以满足玉米脱粒机的动力需要. 12.2 钩头楔键的选择 玉米脱粒机上的主轴和带轮是通过钩头楔键相连,而且, 钩头楔键也同样可以在机械设计手册 中查取,它也是一个标准件,其型号规格为:b=12、h=7、L=50. 13 玉米脱粒机的安全操作 玉米脱粒机是解决
48、玉米脱粒的问题,起目的是降低劳动者的劳动强度,提高工作效率,节省工作时间, 同时在利用玉米脱粒机时,除了提高劳动效率之外更应该注意安全问题,注意到玉米脱粒机的正确使用 可以避免应用玉米脱粒机时造成人员伤害和脱粒机事故的发生.下面略述一些常见的事故和原因,一起 造作者的注意. 13.1 超速运转,机械“爆炸” 玉米脱粒机的主要工作部件,如钉齿滚筒.凹板,轴等,这些零部件所能承受的里是有一定的限度的, 当钉齿滚筒高速旋转是,便会产生很大的离心力,如果钉齿滚筒的转速超过一定的范围,和滚动轴承的老 化及电动机的功率较高时,就有可能使运动的主轴和主轴上的钉齿滚筒与机体相分离,或和玉米脱粒机 的上盖相撞,或和栅格式凹板相撞,可以产生很大的冲击力,这种急
