玉米脱粒机的设计说明书

黑龙江八一农垦大学毕业设计小型电动玉米脱粒机的设计摘要：玉米作为一种高产稳产的粮食作物，其生产在国民经济中占有很重要的地位。玉米籽含有较丰富的营养，它不但是重要的粮食，而且是发展畜牧业的重要饲料，又是轻工业，食品业等不可缺少的原料之一。在未来国民经济发展中，我国要逐步改善饮食结构，增加肉，蛋，奶食用，还必须扩大玉米的种植面积并提高玉米的单产。作为玉米生产中的重要一环—脱粒，无疑将扮演一个越来越重要的地位。我国的玉米脱粒机都存在着玉米籽与杂物分离不够彻底，纯净度不高，而且玉米籽要靠人力才能堆成一堆，这无疑增加了人的劳动量。为了降低农民在玉米脱粒时的劳动强度，节省时间，提高工作效率，设计玉米脱粒机。首先在原理上，该机设计采用挤搓和撞击原理对玉米进行脱粒，脱粒板齿呈螺旋排列，提高了玉米的脱净率。其次，清选方面是采用风机进行清选，在一定方面上，提高了玉米穗和杂质的分离，提高了玉米粒的纯净度。关键字：玉米脱粒机；纯净度；设计SmallelectricdesignofthecornthresherAbstract:Cornasakindofhighandstablefoodcropanditsproductiontakesaveryimportantpositioninnationaleconomy.Cornseedscontainrichnutrition,itisnotonlyanimportantfood,butalsoanimportantindispensablematerialsofanimalhusbandry,lightindustry.Inthefuturethedevelopmentofnationaleconomy,ourcountrywillgraduallyimprovedietstructure,increasethemeat,eggs,milkedible,andalsomustexpandcornacreageandimprovetheyieldofcorn.Corntreshingasanimportantpartofproductionwillplayanincreasinglyimportantroleundoubtedly.China'scornthreshershassomeprograms,forexample,theseparationofcornseedandisnotthoroughandthepurityisnothigh,andcornseedshouldrelyonhumantopileintoaheapof,thisundoubtedlyincreasedMan'slabor.Inordertoreducelaborintensityoffarmersincorntreshing,savetheirlabortimeandimproveworkefficiency,Idesignthiscornsheller.First,ontheprinciple,thedesignimprovescorn’spureratebyusingcrowedrubandimpactofmaizeprincipleoncornforthreshingandwithspiralarragementtreshingboardtooth.Second,itusesfantoclean,whichinsomerespectsitmprovestheseparationofcornearandimpuritiesandthepurityofcorn.Keywords:CornSheller;Purity;Design目录4687摘要： 119099目录 352401前言 5193661.1研究小型玉米脱粒机的目的和意义 5139521.2国内外玉米脱粒机的概况与发展现状 663241.3本设计的创新思路 6199662设计方案的分析与确定 735512.1工作原理的阐述 752992.2主要零部件的选择 7152972.2.1脱粒滚筒 8100222.2.2凹板筛 8188732.2.3风机 9246792.2.4机架 9233232.3脱粒机的整机布置 10166262.4脱粒机的工作原理 1058913主要零部件的设计及参数选择 1186403.1电机的选择 11122003.2脱粒滚筒主要参数的选择 11155583.2.1滚筒转速 11279993.2.2滚筒直径 1177853.2.3滚筒板齿 1188873.2.4滚筒脱粒段长度 11286063.3导向板 11231113.4凹板筛 12183093.5风机组件的选择及参数的确定 12215473.5.1风机参数的选择 12246433.5.2风机的参数计算 12226053.6振动筛传动机构的设计 13173853.6.1筛子传动机构的设计要求 13194203.6.2传动机构的设计 13168654电动机与滚筒间皮带轮的计算 15111754.1计算功率 15272724.2选择V带的型号 15230984.3确定带轮基准直径 15254274.4确定传动中心距 16266024.5验算主动轮上的包角 16166864.6计算带的根数 16277004.7计算预紧力F0 17171204.8计算压轴力Fp 177905.轴的设计 18213625.1轴结构尺寸的确定 18221045.2轴上载荷的计算 19155955.3画出弯矩图、扭矩图、总弯矩图 2066115.4按弯扭合成条件校核轴的强度 21301825.5精确校核轴的疲劳强度 21233555.6轴Ⅱ截面校核 2222455.7圆锥滚动轴承的校核 23186826注意警告 25188326.1超速运转，机械“爆炸” 25289556.2禁止过疲劳或酒后操作 25306616.2.1应用合理 25164716.2.2安全规则 2650227玉米脱粒机的维护 2627557.1玉米脱粒机的技术保养 26109077.2玉米脱粒机的保管 26293588结论 2715701参考文献 2826543附录 301前言随着社会的进步，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。1.1研究小型玉米脱粒机的目的和意义玉米是我国的三大粮食作物之一，三大粮食作物是：稻谷约0.32亿公顷，约占全国粮食面积的28%；小麦约0.3亿公顷，约占全国粮食面积的26.6%；玉米约0.24亿公顷，约占全国粮食面积的21.1%。这三大作物面积约占我国农作物总播种面积的56%，占粮食面积的76%，是我国农业生产的主要对象，基础和重点，也是农业机械化的主要对象和重点。玉米作为一种高产稳产的粮食作物，其生产在国民经济中占有很重要的地位。玉米籽粒含有较丰富的营养，它不但是重要的粮食，而且是发展畜牧业的重要饲料，又是轻工业，食品业等不可缺少的原料之一。在未来国民经济发展中，我国要逐步改善饮食结构，增加肉，蛋，奶食用，还必须扩大玉米的种植面积并提高玉米的单产。作为玉米生产中的重要一环—脱粒，无疑将扮演一个越来越重要的地位。小型玉米脱粒机的研究目的和意义在于：一方面将极大的促进玉米的扩大再生产，促进粮食增产，另一方面发展生产力，降低农民的劳动强度，借阅人力，抢季节，夺丰收，提高生产率及产品的品质。1.2国内外玉米脱粒机的概况与发展现状传统上我国的玉米无论是脱粒还是清选工作主要是靠手工作业来完成，它严重制约着我国的玉米产量的提高。进入20世纪90年代以前，我国的玉米脱粒机主要是从引进国外样机试用，研究，仿制，改进起步逐步进入了消化吸收，自行设计阶段，这位我国玉米脱粒机进一步发展积累了大量的经验和教训。90年代以后我国玉米脱粒机发展速度加快，特别是近几年，全国各地玉米脱粒机的研制开发步伐明显加快，科研工作逐步被重视，许多单位对玉米脱粒机关键部分和基础理论进行了卓有成效的研究探讨，使整机结构和技术状态有了很大的改善。目前我国的玉米脱粒机多采用打击原理设计制造而成，这种传统普通机型的滚筒转速都在700r/min以上，滚筒外缘线速度均大于8m/s，是靠钉齿或窄板齿高速打击玉米果穗实现脱离的，对玉米籽粒上海交大。特别对于玉米制种企业而言，由于普通脱粒机个别主要性能指标偏低：由决定的破碎率偏高，致使脱离环节损失量偏大。近几年，在国内玉米脱粒机市场上，出现了一种研究国外先进技术改进设计的利用挤搓原理，宽板齿，低俗脱离滚筒及栅格式凹版结构的玉米脱粒机。这种脱粒机与传统脱粒机相比，具有脱净率高，破碎率低，适应玉米籽粒含水率范围广等优点。另外，因为我国大部分地区，玉米收获时籽粒含水率一般在25%--35%，甚至更高，收获时不能直接脱粒，所以一般采用分段收获的方法，即将果穗采摘后运回场上，剥皮，晾晒，脱粒。这种半机械化技术比较适应我们这样一个多山的国家，这也是当前许多小型玉米脱粒机发展的方向。当前国外发达国家已经实现了玉米生产过程中的全部机械化作业，到目前由于野机电技术的结合，如传动采用了液压无级变速，对行采用电子导航装置，使其性能达到了较高的水平。如美国，加拿大等国家由于种植地大，收获时玉米籽粒的含水率低，一般是在谷物联合收获机上换装玉米割台，采用直接脱粒的收获方式，如美国的JohnDeere公司，Case公司，德国的Mengle公司和道依茨公司等生产的玉米联合收割机，绝大部分是在小麦联合收获机上换玉米割台，并通过调节脱离滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米的联合收获。国外玉米联合收获机正朝着大型化，专业化，通用化，高适应，智能化，人性化方向发展。脱离原理选择上发达国家如美国已将以打击原理为主的玉米脱粒机淘汰，用一种挤搓脱粒技术原理脱粒机取代，并已得到推广应用。这种技术符合脱净率高，破碎率低的要求，全面克服了老式脱粒机存在的缺点。新机型脱粒损失至少比老机型减少0.5%，而且对种子玉米和普通玉米均使用。1.3本设计的创新思路玉米是一种经济价值极高的粮食作物,黑龙江地区为玉米种植主产区，玉米种植面积逐渐扩大，使玉米脱粒机的研制和推广应用迫在眉睫。因此针对本省市场设计一种玉米脱粒机械是具有重要意义的。目前我国的玉米脱粒机都存在着玉米籽与杂物分离不够彻底，纯净度不高，因此设计采用了风机进行清选，将能有效的将玉米籽与杂物分离，提高纯净度。2设计方案的分析与确定2.1工作原理的阐述目前玉米脱粒机主要采用打击、挤擦、梳刷等原理进行工作。打击原理：由工作部件（如钉齿或板齿）打击玉米穗，使玉米产生振动和惯性力而破坏它与玉米穗的连接，主要取决于打击速度和打击机会。采用打击原理脱粒，生产率和脱净率高，但玉米的破损率也相应较高。挤搓原理：通常玉米穗在挤压状态下在层内出现挫动而使玉米脱粒，发生在钉齿或纹杆滚筒的脱粒间隙中。它取决于挤搓的松紧度，也就是间隙的大小和玉米层的疏密，采用这种挤搓原理脱粒，其脱净率、生产率和破损率较为理想，但结构较为复杂。梳刷原理：将玉米通过排列较密的脱粒元件的缝隙，靠脱粒元件对玉粒施加拉力将其脱粒。由于玉米相对脱粒元件有一定的脱粒速度，所以脱粒元件对谷粒也有一定的冲击作用。因此综合考虑，本次设计主要针对黑龙江市场，其玉米种植面积大，对所需玉米脱粒机要求结构简单，便于操作，故运用打击与挤搓两种工作原理相结合[2]，使方形板齿呈螺旋线型安装在滚筒上，这样玉米穗沿凹版作螺旋滚动与滑动时，在此过程中玉米之间，玉米与栅格凹版之间完成挤搓动作。滚筒在转动过程中与凹板筛完成打击动作。2.2主要零部件的选择2.2.1脱粒滚筒脱粒滚筒按作物沿滚筒的运动方向又可以分为切流式和轴流式。在切流式脱粒装置中，作物喂入后沿滚筒切向流动并排出，玉米在通过凹板间隙的过程中被脱粒，脱粒时间很短，籽与玉米穗分离不清，需在脱粒装置后面加设分离装置。在轴流式脱粒装置中，作物喂入后，一面随滚筒作旋转运动，又一面沿滚筒轴向移动，即螺线运动，其脱粒时间比切流式脱粒装置长许多倍，为了保证脱粒的脱净率与方便排料，本设计采用轴流式的滚筒。根据滚筒的形式有圆柱形和圆锥形两种轴流滚筒[3]，圆锥形滚筒作物人滚筒作物从滚筒小端喂入，从大端正排出，滚筒圆周速度逐渐增大，但是所需功率较大且设计结构要比圆柱形复杂，故选用圆柱形。根据滚筒的安装方向可分为卧式和立式两种。卧式轴流滚筒中，玉米可以径向喂入，也可以轴向喂入玉米穗也可以径向或者轴向排出，现在多采用径向喂入和径向排出。其示意图如图所示图1滚筒结构示意图Fig1Thestructuresketchmapofcylinder2.2.2凹板筛凹板筛的型式有编织筛式、冲孔筛式和栅格板式，其中栅格板式凹板的脱粒能力和分离能力最强，虽然对玉米穗的破碎较为严重，但其脱净率较高，因此仍是应用最为广泛的一种。本玉米脱粒机采用栅格板式，采用整体结构冲压成形，在机架两侧由螺栓固定，由一组圆钢均布围成。通过凹板连接成一个半圆型栅格式凹板，既起搓板作用，又具有筛板作用。其结构图如下所示：图2凹板筛结构示意图Fig2Thestructuresketchmapofnotchboardsieves2.2.3风机清选机构采用风选并在出料斗上安装一个过滤筛，其目的是为了实现剥离后的籽粒与轻杂物之间的分离，由于玉米是在剥皮后进行的，所以脱粒后的混合物含杂少，所以采用农用型风机吹送分离出夹在玉米籽粒中的杂物，风机的参数与选择见后面计算。图3风机结构示意图Fig3Thestructuresketchmapofwindmachine2.2.4机架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，凹版的冲击和应力，机架的坚固是玉米脱粒机的工作稳定，运转平稳的基础。机架在脱粒机上起安装、定位、支承作用，选用5号角钢焊接而成，机壳用薄钢板用螺钉联接或直接焊接而成，且在机脚处设置两块木条，以便安置电机、风机，并且有利于脱粒机移动和减震。2.3脱粒机的整机布置为了保证机具有良好的工作性能，各零部件的安装和工作不发生干涉，整机稳定可靠，操作调节方便，其整体结构如图所示。1、电动机2、机架3、前溜板4、出料口5、进料口6、皮带轮7、皮带8、后溜板9、风机10、集料板11、垫木图4玉米脱粒机整体结构示意图Fig4Theoverallstructureschematicdrawingofcornthreshers2.4脱粒机的工作原理玉米果穗进入进料箱，电机带动皮带轮转动，进而使螺旋滚筒转动。在脱粒区内滚筒板齿拨动果穗沿栅格凹版做圆周运动，由于板齿与滚筒轴心成一定的夹角，所以同时也将果穗向排芯口推动，实际上玉米果穗的运动轨迹是螺旋线。果穗在受到推挤的情况下与栅格凹版接触，与栅格凹版做相对运动，并且既滚动又滑动，以达到挤搓脱粒的效果。果穗相互之间也同样是在受到一定压力的作用下进行充分挤搓，使玉米脱粒。脱掉的籽粒穿过栅格凹板筛排出主机，并且杂质通过前后溜板时经过风机沿出料口排出，全部脱掉籽粒的玉米芯沿轴线方向被推送到排芯口，脱落的玉米粒装袋即完成整个脱粒过程。3主要零部件的设计及参数选择3.1电机的选择根据以往设计经验可知玉米脱粒机所需功率为7～10kw,故选用电机可用Y160M-4型电动机其同步转速为1460r/min,额定功率为11kw.3.2脱粒滚筒主要参数的选择3.2.1滚筒转速滚筒上安装有方形板齿，滚筒的作用是带动方形板齿转动，板齿推动玉米果穗作螺旋运动。滚筒的转速由滚筒外缘（板齿顶部）线速度决定的，滚筒外缘线速度是以保证不损伤玉米粒籽为前提条件，但滚筒外缘线速度也不能过低，否则会影响其生产率，故线速度值在3.2~3.9m/s之间最佳。3.2.2滚筒直径滚筒直径由凹板直径决定，并且保证脱滚筒外径与凹板留有90~100mm的间隙，通常滚筒直径为400~650mm,取滚筒直径为550mm,滚筒长取1100mm，滚筒设置6根齿杆，3个辐盘。其轴径根据实际功率负荷计算扭矩确定，其尺寸由后面计算求得。3.2.3滚筒板齿板齿有规律地安装在滚筒轴上，其作用是拔动玉米穗沿凹版作复杂运动（玉米穗本身既滚动又滑动，同时沿凹版作不规则螺旋运动），也推动玉米穗向排芯口方向移动。板齿宽度在设计中取较宽，根据机器大小一般范围取60~120mm，其目的是工作时与玉米穗接触面较大，避免点接触点太小，产生对玉米穗的局部压力集中，损伤玉米籽粒。3.2.4滚筒脱粒段长度滚筒脱粒段长度是决定脱粒质量的重要参数，滚筒过短，影响脱净率，滚筒过长则会增加功率消耗及制造成本。根据以往经验，用籽粒含水率为20%左右的玉米穗做实验，其脱粒段长度一般为凹板直径的3.5倍左右。3.3导向板为了保证作用能沿滚筒轴向移动，在滚筒的顶盖上设置了螺旋导向板，在喂入口处有一条导向板横跨整个喂入口，避免物料回走现象，另一块导向板与前一块导向板配置有一定叠量，能保证谷物沿滚筒轴向连续移动，导向板一共有三块，螺旋角26°,高40mm。3.4凹板筛凹板筛的包角一般取180°～240°之间，考虑整机结构，取凹板筛包角为180°，脱粒主要利用物粒的撞击与搓擦的作用力来实现的，因此盖板与脱粒滚筒之间取100mm的间隙，以保证穗芯能够通过滚筒与顶板，同时又具有足够的磨擦力和冲击力，促使玉米籽粒剥离，而凹板筛与钉齿之间的缝隙大小影响脱粒效果，缝隙较大籽粒通过性好，夹带损失小，但碎玉米芯漏失多，影响籽粒净度，缝隙较小，则夹带损失大。故应取12～14mm。玉米含水率较高时，取较大值，含水率较低时，取最小值。3.5风机组件的选择及参数的确定3.5.1风机参数的选择本机风机机构采用农机中广泛采用的农用型风机，双面进气，叶片平直，外形为切角矩形，这样能使气流沿出口宽度方向的不均性得到改善，壳体采用蜗壳，玉米地漂浮速度为VP=12.5～14.0m/s，轻质杂物的悬浮速度一般为，在标准状况下，空气的容重为γ=12.7N/m。那么风机的风速为8m/s~10m/s，现初步选取风机的风速为v=8m/s。①假设轻质夹杂物的质量为q=0.052kg/s，则空气的流量为：Q=q/u=0.052/0.3=0.1733u——轻质杂质量与空气量之比的系数，u=0.2～0.3②风机的全压力p：P=Ps+Pd(1)P—风扇的静压，单筛结构为15毫米水柱左右，PaP—风扇的动压，PaP=P+P=pgh+=1101510+=41.48Pa其中—水的密度，1kg/m3.5.2风机的参数计算①叶轮的外径D2D=(2)ψ——压力系数，ψ＝0.3～0.4n—风机转速，取800r/minD2=60/(3.14×800)=0.247m②风扇进风口的直径DODO=2.570.061m(3)③风扇宽度ＢB=(1.0～2.0)D2，取B=0.5m④风机出风口高度hh==＝0.043m(4)⑤风扇功率Ｎ＝(5)⑥叶轮参数叶片的宽度b=（0.11~0.12）D=0.120.247=0.03叶片的内径D=（0.35~0.5）D=（0.35~0.5）0.247=0.086~0.123叶片数ｚ＝4～6,取ｚ＝６片3.6振动筛传动机构的设计3.6.1筛子传动机构的设计要求设计筛子的传动机构时，应使筛子具有较高的生产率和良好的分离性能，因此，根据筛子负荷不同要求筛子具有一定的水平振幅和垂直振幅，上筛负荷比下筛大，为了能够将脱出物有效地进行分离，上筛的振幅应该大些，而且振动方向角ε也要大一些，以便增加垂直方向振幅。3.6.2传动机构的设计查农用机械手册可知上筛的振幅一般为55～65mm，下筛为35～40mm，故取上筛的水平振幅XB=65mm,YB=30mm下筛的水平振幅XC=40mm,YC=10mm设C点为下筛摇杆端点的前极限位置。以C1为原点，根据XC和YC在C1点右上方定摇杆端点的后极限位置C2，连接C1、C2，作C1、C2的垂直一平分线，交C1所引铅垂线于O1点，取O1点作为摇杆的回转中心，O1C1=O1C2为下筛摇杆长度，即双臂摇杆的下臂长度，O1C1与O1C2的夹角θ=2εC,过O1点作与铅垂线成εB角的直线为O1H，以O1H为分角线，作和使其夹角为θ。在距O1H为（）处作为O1H平行线，分别交和于B1和B2点，则可近似认为B1和B2为上摇臂端点的两个极限位置。O1B1=O2B2为上摇臂长度。上述的作图方法，可使从B1点到B2点的水平振幅和垂直振幅分别为XB和Yb。设O点为曲柄的回转中心。连接OB1和OB2，则由图可得：为O1C1=87mmO1B1=160mmOB1=311mmOB2=376mmOB1=L+rOB2=L-r故连杆长度为：L===343.5mm曲柄半径为：r==32.5mm 图5振动筛传动机构设计Fig5Transmission-mechanismdesignsanoscillatingscreen4电动机与滚筒间皮带轮的计算根据玉米脱粒机的具体传动要求，可选取电动机与主轴之间用V带和带轮的传动方式传动，在脱粒机的工作过程中，传动件V带是一个绕性件，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u，不会造成机体部件的严重损坏，还有V带及带轮的结构简单，制造成本低，容易维修和保养，便于安装，所以，在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。，4.1计算功率电机型号为Y160M-4型，传递的功率p=11Kw,转速为1460r/min，脱玉米时滚筒转速为n2=700r/min,一天运转时间<10hPca=KP(6)K—工作情况系数P—电机的功率查阅《机械设计》表8-7可知取KA=1.1Pca=1.111=12.1KW4.2选择V带的型号根据计算得知的功率Pca和电动机带轮转速n，查《机械设计》表8-11知，可以选择V带的型号为B型。4.3确定带轮基准直径（1）初选主动轮的基准直径：根据《机械设计》一书，可选择V带的型号参考8-6和表8-8取主动轮基准直径=140mm.所以，（2）验算V带的速度：

V=10.7m/s(7)V带在5m/s＜v＜30m/s的范围内，故速度V符合要求电机与主轴传动比的计算i=5（3）计算从动轮的直径=i=2.08514）=291.9(8)根据表8—8，圆整取=315mm4.4确定传动中心距（1）根据0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)，初步确定中心距a0=800mm,（2）由式《机械设计》（8—22）计算带所需的基准长度Ld2a0+π+(9)=2800+π2323.9按《机械设计》表8-2，选定带基准长度Ld=2240mm（3）按式《机械设计》（8—23）计算实际中心距a=a0+=800+=758.02mm(10)4.5验算主动轮上的包角a0180°－57.3°=180°－57.3°=168°>90°(11)4.6计算带的根数Z=(12)由于n1=1460r/mindd1=140mmi==2.08和B型带查《机械设计》表8-4a和8-4b，得P0=2.83kwp0=0.46kw查表8-5得，=0.98查表8-2得=1.00则Z=0.981.00=3.8故取Z=4根4.7计算预紧力F0查《机械设计》表8-3得B型带的单位长度的质量q=0.18Kg/m所以F0==(13)=239.6N4.8计算压轴力FpFp=(14)=1429.7 N5.轴的设计5.1轴结构尺寸的确定已知电机的功率p=11kw,转速n=1460r/min(1)轴上的输出功率P2=Pη=110.96=10.56kw转矩T=9550=9550=144.069kN.m(15)(2)确定轴上的最小直径：Dmin≥A0(16)其中A—轴常用的几种材料的[]的A值P—主轴上的功率n—主轴上的转速根据《机械设计》表15-3，选取轴的材料为45#钢，故取A0=112Dmin≥112=27.67mm最小轴径设置在轴左端与螺母联接，故dmin=28mm(3)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和和长度①为了保证轴的加工工艺性，在LⅠ与LⅡ这间加工一个螺纹退刀槽，槽宽B=5mm,在LⅢ上安装一个圆锥滚子轴承，轴承左端采用轴承挡圈对轴承采取轴向定位，轴承采用30207，其尺寸为dDT=357217。在LⅡ上用于安装皮带轮，采用键进行周向定位，键的尺寸为bh=108mm，键长为56mm,皮带轮左端采用螺栓进行轴向定位，右端采用轴肩进行定位，轴肩高度为2.5mm,故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的尺过为LⅠ=40mmdⅠ=28mmLⅡ=65mmdⅡ=30mmLⅢ=50mmdⅢ=35mm②在轴Ⅳ段处，主要安装滚筒，滚筒在轴上采用三个支承，在轴上开螺栓孔，用于使轴与滚筒连成一体，其尺寸为LⅣ=160mmdⅣ=45mm螺栓孔的直径d=9mm③在Ⅵ段上安装圆锥滚子轴承，型号为30207，其尺寸为dDT=357218.25,故根据轴承取LⅥ=19mmdⅥ=35mm其它段尺寸为LⅤ=30mmdⅤ=42mmLⅦ=15mmdⅦ=28mm④轴上零件的周向定位皮带轮与轴上的周向定位采用平键联接，其尺寸如上所示，键槽用键槽铣刀加工，同时为了保证皮带轮与轴的配合有良好的对中性，故选用皮带轮与轴的配合为H7/n6，圆锥滚子轴承与轴的周向定位是采用过渡配合来保证的，故取轴的直径尺寸公差为m6⑤确定轴上圆角与倒角的尺寸参考《机械设计》表15-2，取轴端倒角为145°，各轴肩处圆角半径如轴零件图所示图６轴的结构示意图Fig6Thestructuresketchmapofaxis⑥选取轴的材料：选用调质处理的45#钢，由《机械设计》表15-1查得=275Mpa=155Mpa5.2轴上载荷的计算（1）已知皮带轮对轴的压力为FP=1429.7N,取滚筒重量为600N，幅盘对轴的作用力为P=设G1=G2=G3=200NP1=P2=P3==87.3N（2）求支承力RH1=408.1NRH2=146.2NRV1=2309NRV2=245.5N弯矩：MHⅠ=0N.mMVⅠ=99.5NmMHⅡ=31.62N.mMVⅡ=68.42N.mMHⅢ=57.3N.mMVⅢ=-69.32N.mMHⅣ=22.46N.mMVⅣ=-48.57N.m总弯矩：[9]MⅠ=99.5N.mMⅡ=MⅢ=MⅣ=扭矩：T1=261.9N.mT2=174.6N.mT3=87.3N.m5.3画出弯矩图、扭矩图、总弯矩图图７弯矩扭矩图Fig7Torsionpictureofbendregulationmoment5.4按弯扭合成条件校核轴的强度进行校核时，只校核轴承上承受弯矩和扭矩最大的截面强度，取=0.6,轴的计算应力为：(17)前已选定轴材料为45号钢,调质处理,由《机械设计》表15-1查得[]=60Mpa因此<[],故安全5.5精确校核轴的疲劳强度抗弯截面系数：W=0.1=0.1=2700(18)抗扭截面系数：=0.2=0.2=5400(19)截面上弯矩应力：=Mpa(20)截面上扭矩应力：=Mpa(21)轴的材料为45钢，调质处理，《机械设计》表15-1查得=640Mpa=155Mpa=275Mpa截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数及按《机械设计》附表3-1查取，因，经插值后可查得=1.59=1.33又由附图3-1可得轴的材料敏性系数为：=0.82=0.85故有效应力集中系数为：=1+(-1）=1+0.82(1.59-1)=1.48(22)=1+(-1)=1+0.85(1.33-1)=1.28(23)由《机械设计》附图-2得尺寸系数=0.85,由附图3-3得扭转尺寸系数为=0.9由附图3-4得表面质量系数==0.92轴未经表面强化处理，即=1，则综合系数值为(24)(25)又由碳钢的特性系数：=0.1~0.2取=0.15=0.05~0.1取=0.75计算安全系数：(26)=(27)=(28)故安全5.6轴Ⅱ截面校核抗弯截面系数：W=0.1=0.1=4287.5(29)抗扭截面系数：=0.2=0.2=8575(30)截面上弯矩应力：=Mpa(31)截面上扭矩应力：=Mpa(32)故得综合系数：(33)(34)故安全系数为：(35)=(36)(37)故安全5.7圆锥滚动轴承的校核（1）由前面轴的校核可知，R=2309N=245.5NR=408.1NR=146.2N故两轴承受到的径向载荷Fr1和Fr2如下所示：Fr1=N(38)Fr2=N(39)（2）求两轴承的计算轴向力和按《机械设计》表达式13-7，轴承派生轴向力Fd=eFr,其中e为表13-5的判断系数，其值由的大小确定的，但现轴承轴向力未知,故先取e=0.4,因此可估算Fd1=0.4Fr1=0.42344.8=938NFd2=0.4Fr2=0.4285.7=114.28NFa1=P+Fd2=261.9+938=1199.9NFa2=Fd1=938N进行插值计算，取e1=0.422e2=0.401Fd1=e1Fr1=0.4222344.8=989.5NFd2=e2Fr2=0.401285.7=114.56NFa1=P+Fd2=261.9+989.5=1251.4NFa2=Fd1=989.5N两次计算的相差不大，因此确定e1=0.422e2=0.401Fa1=1251.4NFa2=989.5N（3）求轴承当量动载荷P1P2>e1>e2由表达式13-5分别进行查表或插值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数为对轴承1X1=0.44Y1=1.327对轴承2X2=0.44Y2=1.382因轴承在运转中有中等冲击载荷，按表13-6fp=1.2~1.8,取fp=1.5,则P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.5(0.442344.8+1.3271251.4)=4038.48N(40)P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1.5(0.44285.7+1.382989.5)=2239.8N(41)（4）验算轴承的寿命因P1>P2,所以按轴承1受力大小验算(42)故所选轴承满足寿命要求6注意警告玉米脱粒机是解决玉米脱粒的问题，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。6.1超速运转，机械“爆炸”玉米脱粒机的主要工作部件，如凹版，轴等，这些零部件所能承受的力有一定的限度的。当滚筒高速旋转时，便会产生很大的离心力，如果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滚筒与机体分离，或和玉米脱粒机的上盖相撞，或和凹版相撞，可以产生很大的冲击力，这种急速的冲击会造成玉米脱粒机的爆炸，会危害到工作人员的身体安全，为了避免这种事故的发生，应当急时的更换机械重要部位零件，定时拧紧紧固螺栓，提高工作安全系数。6.2禁止过疲劳或酒后操作6.2.1应用合理玉米脱粒机的管理不严，小孩有可能攀爬玩耍，不仅影响操作人员的正常作业，而且小孩年幼无知，他会东碰西摸，随时都有可能发生安全事故。在进行玉米脱粒时，操作人员必须经过组织，并合理分工，个人岗位清楚，责任明确，统一指挥，才能保证安全生产。如果无组织，无纪律，不规定开机和停机的信号，作业场面混乱，随时都有可能发生事故。玉米脱粒机发生意外事故或是机械运转不正常时，应及时停机，随后排除故障，检修机械。不得在玉米脱粒机高速运转时或是主轴有电动机带动运转时排除故障或进行清理玉米脱粒机，检修机械等，否则会发生严重的事故。6.2.2安全规则操作人员不要穿肥大的大衣服或裙子，妇女必须带安全帽。不许小孩在玉米脱粒机场地玩耍和接触玉米脱粒机，不要安排年迈体弱的人员进行如料作业，操作人员感到疲劳时应及时换人或停止作业，进行休息。不许酒后操作机械，禁在脱粒场地抽烟和点火。玉米脱粒机运转时，禁止有人站在脱粒机上。严禁机械运转时移动机械,严禁超速运转。7玉米脱粒机的维护玉米脱粒机是季节性使用的机械，使用时间短，而在使用期间内工作负荷重，工作条件差，为了充分发挥机械的效能，提高生产率，保证安全生产，延长机器使用期限，必须认真及时细致地进行技术保养，使机器经常保持完好的技术状态，没有技术保养的机器不许作业。7.1玉米脱粒机的技术保养（1）玉米脱粒机工作前，必须彻底的清理机器上各个部件残存的附着物，特别是要及时清理凹板上的玉米芯。（2）检查皮带的紧张情况。（3）每天工作结束后应把机器内的杂物清理干净。（4）对于各个需要润滑的部位，应根据前述的要求进行按时润滑。7.2玉米脱粒机的保管玉米脱粒机保管好，可以延长机器的使用寿命，保证玉米的脱粒效率和提高作业的质量。因此，必须认真负责地保管玉米脱粒机。再长期保管中，应保持玉米脱粒机的完善性，不丢零件，预防机件变形，损坏，锈蚀和腐烂，不因保管不当发生任何降低机械使用性能的现象。作业完毕长期保管的脱粒机，应保管在干燥的地点，最好放在有遮盖的地方活着使用防雨的帆布，塑料布把机器全部盖起来。玉米脱粒机存放前，应做好以下几项工作：（1）打开机器上的全部窗孔，护罩和盖，仔细清除机器内外的污物和尘土.（2）仔细检查脱粒机各个部件,如发现零件和部件需要更换时,应及时更换.（3）脱粒机各个需要润滑的地方,应全部按要求润滑一遍,然后将机械空转一些时间.8结论2013年1月，我开始了我的毕业论文工作，从最初的迷惘无措到勤翻书本到确定题目，再到毕业设计的完成，每走一步对我来说都是艰辛的尝试与挑战。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从对玉米脱粒机的一无所知，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次画图的成功都会让我兴奋好一段时间。当看着自己的最终品，心中充盈着莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。通过这次设计，使我学会了结合以前所学的知识应用到实践的工作中，对所学的知识有了进一步的巩固，使知识进一步得到系统性、条理性的加深，学会了怎么样去高效的查询自已所需资料，特别是对一些数据的选取和进行运算，使自已的分析问题解决问题的能力加强。本设计的优点在于脱粒机的经济性和操纵性能较好，使用维修方便，易于掌握，且脱粒性能良好，生产率高，清选性能好，杂物较少，大大改善农村的劳动力，本机在保证脱粒机脱粒性能的前提下，尽量使机具简单，紧凑，稳定性能好，由于采用了挤搓与打击原理，还存在很多不足，只适用于中小型的玉米脱粒。参考文献[1]杨喜贵.5TY-10玉米脱粒机[Z].CSTAD.1989.[2]何晓鹏.一种玉米脱粒机[P].北京：国家知识产权局，2001[3]5TY-17型玉米脱粒机技术研究报告[R].北京：农业部规划设计研究院，2002[4]濮良贵主编.机械设计.高等教育出版社.2008[5]机械工程手册[M].机械工业出版社.[6]吴宗泽主编.机械设计课程设计手册[M].高等教育出版社.2006[7]黄长艺，机械工程