玉米脱粒机的传动装置和机架设计

玉米脱粒机的传动装置和机架设计PAGEPAGE32玉米脱粒机的传动装置和机架设计摘要机械化是农业发展的方向，是减轻劳动者的强度，节省时间，提高效率的较好途径，为了降低农民在玉米脱粒时的劳动强度、提高工作效率，设计玉米脱粒机，主要部位是传动部分和钉齿。其工作原理为电机经皮带轮传动,玉米穗通过料斗进入滚筒，在高速回转滚筒的冲击和玉米穗、滚筒、凹板的相互作用下被脱粒。脱下的子粒大部分通过栅板漏下。穗轴则沿滚筒轴向往后移动，通过筛子表面流出机外。夹带在穗轴中的部分子粒也经过筛孔漏下。风扇的作用是将夹在子粒中的轻杂带走。与同类产品比，结构紧凑，性能优良，操作轻便，安全可靠，且不占场地，搬运存放方便。破碎率很低，可提高种子发芽率。能大大减轻农民劳动强度，有利于抢赶农时季节，促进农民致富，推动农业的发展。适宜在广大农村推广应用。关键词：玉米；脱粒机；传动结构；设计AbstractAgriculturalmechanizationisthedirectionofdevelopment,reducethestrengthofthelaborersis,savetime,improveefficiencyabetterway,inordertoreducecornfarmersinthelaborintensity,threshingimproveworkefficiency,anddesignmorecorn,mainpartisthetransmissionpartandnailteeth.Theprincipleforthemotordrivingpulley,cornearthroughthehopperintoroller,athighspeedrotaryrollerimpactandcornear,roller,concaveboardundertheinteractionwasthreshing.Takeoffthegrainmostthroughthegridboardundertheleakage.SuiZhoualongthedrumaxleaftertheyearningmobile,throughthesievesurfaceoutflowcakelayer.InpartsoftheSuiZhoucarrygrainhavealsobeenscreenholeleakage.Fanistheroleofthemixedinwithfruitlightaway.Withthesimilarproductthan,compactstructure,goodperformance,convenientoperation,safeandreliable,anddonottakeasite,carryconveniencestore.Brokenrateisverylow,canenhanceseedgerminationrate.Cangreatlyreducethefarmerlaborintensity,behelpfulforsnatchesfarmingseason,andtopromotethepeasanttobecomerich,promotethedevelopmentofagriculture.Suitableforapplicationintheruralareas.Keywords:corn;Threshers;Transmissionstructure;design目录摘要 1abstract 21引言 51.1课题研究目的及意义 51.2国内外研究现状 51.2.1国外研究现状分析 51.2.2国内研究现状分析 61.3本课题研究内容 72玉米脱粒机总体结构 72.1入料部分 72.2脱粒部分 72.3筛选部分 72.4机架部分 82.5玉米脱粒机的总体设计 83玉米脱粒机的设计 83.1电动机的选择 93.2钉齿条上的钉齿转速 93.3钉齿滚筒的转速 93.4电动机的功率 93.5电动机的转速 104带及带轮的设计 114.1传动带的设计 114.1.1确定计算功率 114.1.2选择V带的型号 124.1.3确定带轮的基准直径 124.1.4确定传动中心距和带长 124.1.5验算主动轮上的包角 134.1.6确定V带的根数 134.1.7确定带的初拉力 144.1.8求V带传动作用在轴上的压力 145V带带轮的设计 145.1带轮的材料选择 145.2结构设计 155.3从动带轮的设计 156传动轴的设计 166.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 176.2初步选择输出轴系 176.3确定输出轴上的圆角半径值 186.4按弯扭合成条件校核轴的强度 186.4.1作轴的简图 186.4.2求输出轴上的所受作用力的大小 186.4.3钉齿条上的合力 196.4.4轴上水平面内所受支反力如图 196.4.5轴在垂直面内所受的支反力 196.4.6作弯矩图 206.4.7作弯矩图 206.4.8作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图 216.5校核轴的强度 217钉齿条的设计 227.1钉齿条的总体结构设计 227.2钉齿条及钉齿的设计 237.3钉齿的设计 247.4圆盘的设计 248栅格式凹板的设计 259入料口及脱粒机上盖的设计 2610机架的设计 2711轴承座的设计 2812玉米脱粒机上的标准件的选择 2912.1玉米脱粒机上的螺栓的选择 2912.2钩头楔键的选择 2913玉米脱粒机的维护 2913.1玉米脱粒机的技术保养 3013.2玉米脱粒机的保管 30结论 30致谢 33参考文献 341引言1.1课题研究目的及意义玉米脱粒机用于对于晾干后的玉米穗进行脱粒。我国种子加工工艺流程与国外存在着差异，国外大田玉米穗收获后水分一般为35%，经过烘干室玉米穗烘干后，使其水分达到12.5%，然后进行脱粒。而国内种子公司规模一般较小，没有足够的资金建立果穗烘干室，基本上没有果穗烘干工艺过程。国内种子公司通常采用的办法是将玉米穗场上晾干后，使其水分降至18%，然后进行脱粒，再使用烘干塔对玉米籽粒烘干，是玉米籽粒水分降到13%。由于国内玉米穗脱粒时水分高，籽粒与芯轴连接强度大，致使脱离质量下降，脱粒损失提高。了解国内外玉米粒机发展现状，结合我国国情，研制出满足我国脱粒市场需要的高脱净率、低损伤率玉米脱粒机，是我国种子加工中迫切需要解决的一个实际问题。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、栅格式凹版和钉齿脱粒滚筒及传动部件组成。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版将玉米脱粒，玉米粒从栅格式凹版分离并排出机体外，而玉米芯入料口的另一端排出机体之外。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状分析从1785年苏格兰人朱梅克发明了第一个回转滚筒脱粒装置，人们对种子玉米脱粒装置做了大量的试验和研究，不断开发出新的种子玉米脱粒装置，1815年美国开发出世界上第一台专用于玉米脱粒的手工操作玉米脱粒机，该机的脱粒部分主要由装有钉子的盘型脱粒装置构成，通过手摇曲柄来转动一个安装有钉子的盘片，脱粒时，操作员一边摇动曲柄来旋转盘片，一边是盘片押金玉米穗，这个盘片就从玉米芯上把籽粒脱落下来。美国AECgroup公司生产的HS-48型挤搓式种子玉米脱粒机，脱粒性能好、对不同类型种子玉米的适应性强、种子破碎率相对于打击式种子玉米脱粒机小，在欧洲及美国等发达国家应用普遍。该机生产率高，，破碎率低，但体积庞大，价格昂贵，到目前为止，国内引进四台该机型，分别安装在湖北襄樊正大种子公司，中种集团，甘肃省酒泉登海·先锋种子加工厂，全国农业技术推广服务中心承担的“948”项目，安装在山西省定襄县天元种子公司加工中心1.2.2国内研究现状分析上个世纪70年代初期，我国自行研制的冲击式原理玉米脱粒机得到了普及应用，当时以大中型脱粒机为主。进入80年代后，农村开始实行家庭联产承包责任制，我国又相继研发了冲击式原理的一系列中、小型玉米脱粒机，以适应农户的生产需要。80年代初期，我国开始推行实现种子生产专业化、种子加工机械化、种子质量标准化、品种布局区域化和以县为单位同意供种“四化一供”的种子体系，政府拨款从国外引进一批种子加工成套设备。1996年重庆市农机研究所陈宫西开发采用搓擦式原理5TY-0.2型玉米脱粒机。2001年农业部规划设计研究院何晓鹏在消化吸收美国引进设备基础上进行自主研发新型挤搓式玉米脱粒机，由北京西达农业工程科技发展中心、甘肃酒泉奥凯种子机械有限公司和北京市丰田种子机械厂在进一步改进的基础上生产出了各种系列挤搓式玉米脱粒机。2007年沈阳农业大学李心平研制出了差速式玉米脱粒机。1.3本课题研究内容综合以上所述，本课题采用钉齿滚筒式脱粒装置。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版之间的间隙相配合，使玉米粒脱下（钉齿滚筒和栅格式凹版之间的揉搓作用，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）。本课题主要对以下内容进行设计：玉米脱粒机整体机构的设计；玉米脱粒机入料口、栅格式凹板、钉齿脱粒滚筒等主要部件的设计；玉米脱粒机传动轴、带轮等传动部分的设计。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TY—4.5型的相关设计的参考数据：脱粒机主轴为750～850，栅格式凹板的直径为320，其凹板的长度为710，在主轴上设有四条钉齿条，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。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：，其中：—钉齿的转速—脱粒机主轴的转速—钉齿距轴心的距离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：，计算求得：。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，选取传动副的效率值如下：滚动轴承（每对）0.98～0.995即取=0.99V带传动0.94～0.97即取=0.97滚筒转动（因为钉齿条固定于滚筒上）即取=1则由此可得电动机的功率：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750～850，按《机械设计指导书》中表一所推荐的传动比合理取值范围，取V带的传动比2～4，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，故电动机转速范围可选为：～～。符合这一范围的同步电动机转速的有720，1440，2900，根据容量和相关转速，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方案电动机型号额定功率电动机转速基本参数P/kW同步转速满载转速效率（%）电动机重量（KG）功率因数1Y160M2-85.5750720851190.742Y132S2-45.51500144085.5680.843Y132S1-25.53000290085.5640.88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。因此选定电动机型号为Y132S1-2。所选电动机的额定功率＝5.5kw，满载转速=2900r／min，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。如表2：表2其主要参数如下表型号额定功率KW满载时额定电流额定转矩最大转矩转速r／min电流（380V）效率%功率因数Y132S2-45.514401185.50.8472.02.2表３电动机尺寸列表单位中心高H外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸装键部位尺寸电动机的输出轴尺寸1324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14—7可知：=1.04.1.2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《机械设计基础》一书图14—12，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14—2，选取。（2）计算V带的速度V：V带在～的范围内，速度V符合要求。电动机与主轴传动比的计算（3）计算从动轮的直径4.1.4确定传动中心距和带长 取 即： 得：取： 带长 即： 得： 按《机械设计基础》一书中查表14—5，选择想近的基本长度和相对应的公称长度（内周长）可查得：，。实际的中心距可按下列公式求得：也可用经验公式：求得：4.1.5验算主动轮上的包角即：求得：满足V带传动的包角要求。4.1.6确定V带的根数V带的根数由下列公式确定：其中：—单根普通V带的许用功率值—考虑包角不同大的影响系数，简称包角系数—考虑的材质情况系数，简称材质系数，对于棉帘布和棉线绳结构的胶带，取，对于化学线绳结构的胶带，取。—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：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》可以查表14—10—主动轮的转速查得：则：查表取值：由查得：所以：即：取根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其中：—传动带单位长度的质量，即：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带两边的初拉力之和，忽略V带两边的拉力差，则值可以近似由下式算出：即：求得；5V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。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动机轴的直径是，因此根据经验公式～～，所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４带轮的结构参数单位（mm）带的型号mftsB1652014147.517.4主动带轮的厚度可以由计算公式：求得即：主动带轮的结构如图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，，所以从动带轮同样采用腹板式。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５带轮的结构参数单位（mm）带的型号mftsB1652014147.517.5从动带轮的厚度可以由计算公式：求得即：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：其中：—轴常用的几种材料的的值—主轴上的功率—主轴上的转速轴上的材料由《机械设计基础》一书中表18—1可以查到，应选取调质处理的45号钢，，书中表18—2取，于是得：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：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，则取输出轴的次段轴径为，其长度为。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，Ⅰ—Ⅱ轴段右端需要制出一个轴肩，故取Ⅱ—Ⅲ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。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Ⅲ—Ⅳ段与Ⅴ—Ⅵ段的直径相等，即。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。取安装钉齿的轴Ⅳ—Ⅴ段的直径为，轴承与轴肩用轴端挡圈固定，左、右两端采用的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。轴的基本结构如图4：图4轴的结构6.3确定输出轴上的圆角半径值按前面所述的原则，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，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。6.4按弯扭合成条件校核轴的强度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：求得其中：—电动机的额定功率—主轴的转速即：6.4.3钉齿条上的合力根据公式：求得其中：—输出轴的轴心到钉齿定的距离即：根据公式：求得其中：80%—径向力占圆周力的百分数（根据《脱粒机》查得）即：根据公式：求得由于玉米脱粒机的主轴轴向不受力。则取（根据《脱粒机》查得）圆周力径向力轴向力的方向如图所示（b）6.4.4轴上水平面内所受支反力如图根据公式：求得其中：—是输出轴上Ⅲ—Ⅳ段的中心线到Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一处的距离—是输出轴上Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一处到右端Ⅴ—Ⅵ段中心线之间的距离即：根据公式：求得即：6.4.5轴在垂直面内所受的支反力根据公式：求得其中：—钉齿的顶端到主轴轴心的距离即：根据公式：求得即：6.4.6作弯矩图在水平面内，轴上、、三点的弯矩为：根据公式：求得即：作水平面内弯矩图如图1（b）所示在垂直面内，轴上、、三点的弯矩为：根据公式：求得即：根据公式：求得即：作垂直面内弯矩图如图1（c）所示合成的弯矩为：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：求得即：其中：—电动机的额定功率 —主轴转速作轴的弯矩图1（e）所示6.4.8作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图B点：C点左侧：D点右侧：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：式中：—轴的抗弯抛面模量，—轴的许用应力，。按轴实际所受弯曲应力的循环特性，在、、中选取其相应的数值，从《机械设计基础》可以查出。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用应力图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，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7～10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，在钉齿条的两端分别用一个厚度是，直径是的圆盘固定，在两个圆盘上均匀开有钉齿条宽厚的方孔，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2～3，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。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，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，在钉齿条上通孔的上端开有长为，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配合，使钉齿和钉齿条固定。其直径，长为，，，，，。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，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，其圆盘中心应装套在主轴的直径上（），因此，圆盘的中心应设定为的孔，以便安装在轴上，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）。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，玉米脱粒机的上盖承半圆形状，直径为，长为，（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，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。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。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