小型玉米脱粒机的设计.doc

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1、 编号: 毕业论文(设计)题 目 小型玉米脱粒机的设计 指导教师 门立山 学生姓名 学 号 专 业 机械设计制造及其自动化 教学单位 德州学院机电工程系 （盖章）二O一三年0一月十三日 德州学院毕业论文（设计）开题报告书2013年01月13日 院（系）机电工程系专 业自动化姓 名学 号论文（设计）题目小型玉米脱粒机的设计一、选题目的和意义随着社会经济的不断发展，在农村，人们的生活水平得到了很大的提高，生活中的常用农业机具也都向机械化，自动化发展，玉米脱粒机就是其中一个很典型的实例，随着人们的玉米产量的不断增加，玉米脱粒就成为了一个摆在人们面前的一个问题，人工脱粒太慢，费时间，而且需要的人很多，

2、很不方便，玉米脱粒机的出现，解决了一起问题，需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高，3到4个人一上午就能完成4万斤玉米的脱粒。所以玉米脱粒机是农家不可缺少的必备农机。农业是我国基础经济、是国家发展的根本，机械化的普及，不仅是农业加强了农业化生产，同时也减轻了农民的劳动强度。根据不完全统计，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大20%左右。如今我国北方大部分地区从种到收到入仓，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，科技的创新更好的开国了市场。这里仅对一种玉米脱粒机的课题研究，玉米脱粒机是玉米脱皮后，经过

3、一段时间的风干，然后将玉米利用玉米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：玉米脱粒机在脱粒时，利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与罗底之间的间隙配合，使玉米粒脱下。选择这一课题，正好是对我大学知识的一个检验也是对大学所学知识的一个系统的总结与归纳，有利于对知识的掌握和学习，有利于对机械方面更进一步的学习和研讨。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势从历年来脱粒机产品国家监督抽查情况来看，从1992年开始，连续6年抽样合格率百分数分别为50、66.7、71.4、77.8、66.7、76.5。从总的发展趋势看，通过监督抽查，促使企业产品抽样合格率有所提高。一些企业，如河北邱县机械

4、厂、山东高密农机厂、河南郑州嵩岳机电有限公司、河南临颖机械厂、河北高阳五金厂、望都农具制造厂等生产的脱粒机质量比较好，产品在市场有较强的竞争力，但从整体来说质量水平不高，抽样合格率在偏低水平徘徊。造成产品质量不高和低水平徘徊的主要原因. 产品结构多年来没有明显变化，技术改造缓慢;有相当数量的乡镇和集体小型企业，缺乏必要的检验手段，检验把关不严，企业质量管理流于形式，导致重要零部件制造质量和装配质量不合格;是有的企业对标准不熟悉或安全意识不强，不按国家强制标准要求加防护装置和警告标志，或用普通螺栓代替高强度螺栓，导致产品抽查不合格。国家监督抽查虽连年进行，但仅仅覆盖了大部分正规生产企业，还有一些

5、既不领生产许可证和推广许可证又无生产设备和检验手段的个体生产者，盲目仿制正规企业的产品，偷工减料，粗制滥造，产品质量最差，这类企业由于无正规生产场地，监督抽查抽不到，但鉴于其产品价格较低，所在在市场上仍占有一定的份额。三、课题设计方案 对玉米脱粒机进行设计，确定总体布局及结构方案。对传动系统，机身结构，零件图绘制等。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。使总体布局及结构更合理，更微型化，高效率化。查阅相关书籍资料，关注相关报道，网上查阅资料及咨询相应的专业人士和指导老师。四、计划进度安排 2013.1.13-2013.1.14 确定设计（论文）题目及撰写开

6、题报告。2013.1.15-2013.3.30 查询相关资料、进行课题研究，在已完成研究的基础上，撰写毕业设计（论文），完成设计（论文）初稿。2013.4.1-2013.4.15 提交期中检查表。2013.4.16-2013.4.30 根据指导教师的修改意见进行设计（论文）修改，并最终定稿。2013.5.4-2013.5.10将设计（论文）交于评阅教师进行评阅，根据评阅教师意见，进一步修改设计（论文），准备答辩。五、主要参考文献 1刘长荣,郑玉才.机械设计基础上下册M.北京:中国农业科技出版社,2009.45-60.2张成堂,商立今.脱粒机M. 北京:中国农业机械出版社出版,1985.25-3

7、1.3邱永兵,吴超机,张玉峰.5TG-200脱粒机的研制M.湖南：湘阅出版社,2006.89-93.4董佑福.收获机械化现状与发展趋势M.陕西:收获机械论文集,2005.12-15.5王泽正.新疆农机化M,新疆：新疆农业出版社,2010.37-40.6 常建国,李国民,M.脱粒机的现状及发展, 北京:高等教育出版社，2013.46-47.指导教师意见及建议： 签名： 年 月 日教学单位领导小组审批意见： 组长签名： 年 月 日 德州学院毕业论文（设计）中期检查表院(系)：机电工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 2013 年04月 15日毕业论文（设计）题目：小型玉米脱粒机的设计 学生姓名学

8、 号指导教师门立山职 称副教授计划完成时间：2013年5月10日毕业论文（设计）的进度计划： 2013.1.13-2013.1.14 确定设计（论文）题目及撰写开题报告。2 2013.1.15-2013.3.30 查询相关资料、进行课题研究，在已完成研的基础上，撰写毕业设计（论文），完成设计（论文）初稿。 2013.4.1-2013.4.15 提交期中检查表。2 2013.4.16-2013.4.30 根据指导教师的修改意见进行设计（论文）修改，并最终定稿。2 2013.5.4-2013.5.10将设计（论文）交于评阅教师进行评阅，根据评阅教师意见，进一步修改设计（论文），准备答辩。完成情况：

9、到现在为止，我通过查阅资料知道了玉米脱粒机主要功能对玉米进行脱粒，对玉米粒的大小进行筛选，辅助功能为对刚脱粒下来的玉米粒进行除尘。 根据脱粒的需求，对玉米脱粒机进行设计，确定总体布局及结构方案。对传动系统，机身结构，零件图绘制等。已经基本完成初稿。指导教师评议（指出优点和不足，如有其它建议，可另附页） 签 名： 年 月 日备 注：目录1引言12玉米脱粒机总体结构22.1入料部分22.2脱粒部分32.3筛选部分32.4机架部分32.5玉米脱粒机的总体设计33 玉米脱粒机的设计33.1 电动机的选择43.2传动装置的设计53.3 传动轴的设计103.4钉齿条的设计163.5 栅格式凹板的设计173

10、.6入料口及脱粒机上盖的设计183.7机架的设计193.8轴承座的设计194玉米脱粒机的注意事项205玉米脱粒机的技术保养保管206 结论20致 谢24 德州学院 机电工程系 2013届 机械设计制造及其自动化 毕业设计（论文）小型玉米脱粒机的设计（德州学院机电系，山东德州 253023）摘要：该文对电机选型、传动装置、主轴结构等各参数进行设计和选型，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引言我国现有的玉米脱粒机

11、种类很多，脱粒机是用于玉米、高粱、大豆及其它杂粮等作物进行脱粒作业的重要收获机械，在我国广大农村使用十分广泛。基本上都是二十世纪五、六十年代定型的产品，或者是在其基础上稍加改进的产品。机型原理上存在着不足直至现在已显现出来，如：滚筒转速高，钉齿打击玉米穗实现脱粒，造成籽粒破损严重，所以不能满足玉米脱粒的需要。脱粒机生产在我国虽已有数十年历史，但不少企业仍延袭十几年以前的生产方式进行生产和管理，企业管理水平相对落后。全国多家企业中，至今只有家企业进行了质量保证体系认证就足以说明这一问题。质量合格的脱粒机，应该是坚固耐用的、故障少、使用保养方便、结构简单可靠。就我国整个农机行业来说，玉米脱粒装备相

12、对国外水平差距最大，玉米籽应当从玉米盘上脱下来，脱粒要干净。脱下的玉米籽不要破碎、情洁、不混其它玉米盘、杂物等脱粒时应尽量减少玉米盘的损坏，以保证玉米籽的完整。目前脱粒机生产企业产量最大的为万多台，最少的仅几十台，不少企业的生产未能形成适度的规模。这主要是因为脱粒机是季节性很强的产品，产品销售往往仅在十几天的时间，资金周转时间长，不少企业明知进行技术改造形成适度规模生产能降低成本，提高经济效益，但苦于流动资金不足或贷款困难，无力进行适度规模生产，再加上近几年脱粒机行业活动和信息交流不畅，不能根据市场变化及时调整生产结构、产品品种及生产数量，从而导致经济效益不理想1。因此，迫切需要一种新型玉米脱

13、粒机来取代老式机型。在设计和制造中对主要部件又进行了改进完善，使其结构更加趋于合理，性能又得到进一步的提升。现已初步掌握了该项技术的系列设计及确定基本技术参数的方法，目前正进行此项技术的完善、深入研究、系列化及推广工作。该新型机具有破碎率低、对玉米籽粒损伤小、脱净率高、清机方便、使用方便，脱粒后的玉米芯可在此利用，破损率非常低。使用结果表明，该机性能良好，适于在农村大量使用。发展玉米收获机械化的意义：（1）解决粮食自给，是加快种植玉米的一项国策。我国有13亿人口，耕地每年减少，形势十分严峻。（2）对玉米价值认识的不断提高，是推动玉米收获机械化发展的动力。玉米是高产之王。其增产潜力极大。我国玉米

14、产量居世界排名第二，但单产比美国低，是粮食增产希望之所在。（3）发展玉米收获机械化是农业生产的必然，也是农机化发展的客观要求。解决玉米收获的机械化问题是目前的迫切要求，是农业生产的急需，玉米生产机械化水平低已成为制约实现农业机械化的瓶颈。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，使玉米粒拖下排出机体。2玉米脱粒机总体结构 玉米脱粒机主要组成结构部分：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： 图1总体

15、结构2.1入料部分入料口与玉米脱粒机的上盖部分相连，它是利用一毫米厚的铁板制成，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，进行脱粒工作。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

16、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四毫米厚的角铁制成。2.5玉米脱粒机的总体设计 为了更优

17、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。3 玉米脱粒机的设计根据玉米脱粒机TS54型的设计参数：脱粒机主轴为750到850，栅格式凹板直径为320，长度为735，在主轴上设有四条钉齿条，

18、每条钉齿条上均匀分布着七个钉齿，总共28个钉齿呈螺旋均匀焊接安装，在滚筒外缘分布细轴，成180度分布，以便玉米芯随螺旋钉齿的螺旋作用排出脱粒机之外。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，当玉米脱粒机正常工作时滚筒上细轴的快速旋转，其中只能有一根细轴受到玉米所给的切向力。根据试验测得知在工作的时候细轴所受切向力为560N。即玉米脱粒机正常工作时，受到的切向力为5602。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

19、心的距离根据工作负载的大小速度等来选择电动机的类型、功率转速。根据玉米脱粒机结构特点，传动装置的体积、因此确定电动机转速时要综合考虑，分析电动机及传动装置的性能，工作环境和工作载荷等因素。通常选用同步电动机。3.1.1 电动机的功率电机所需功率按式 ：Pd = Pw/a （KW）、 Pw = FV/1000 （KW） 所以 Pd= FV/1000a （KW）由电动机至带轮的传动总效率为：按设计要求可以知道从电动机到工作轴的传动总效率a=123 其中：1为带的传动效率、Pd-工作效率； 2为轴承的传动效率、Pw-有效功率； 3为带的传动效率。 根据机械设计手册查出1=0.96，2=0.98，3=

20、0.98。所以可知a=123=0.960.980.98= 0.96。由此可得电动机的功率：3.1.2电动机的型号主轴的转速在 750850，取V带的传动比i1=24，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，根据推荐传动比的合理范围，取V带传动的传动比 i1=2-4；带轮传动的传动比i2=3-4；则总传动比合理范围为 ia= 616，故电动机转速的可选范围为 nd= ian=（6-16）200 =12003200 r /min 。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

21、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Y132S1-23。所选电动机的额定功率5.5kw，满载转速=1440rmin，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。如表2： 表2 电动机尺寸列表 单位中心高 H 外形尺寸底脚安装尺寸A*B地脚螺栓孔直

22、径K轴伸尺寸D*E装键部位尺寸F*GD电动机的输出轴尺寸G132475X345X315216X1401238X8010X41333.2传动装置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，传动件V带是一个挠性件，它赋有弹性，能缓和冲击，因而使玉米脱粒机工作平稳，等优点。虽然在传动过程中V带与带轮之间存在弹性滑动，使传动比不精确，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

23、带与带轮的传动配合是很合理的。3.2.1传动带的设计(1) 确定计算功率 其中：工作情况系数； 电动机的功率。查机械设计一书中的表87 可知：=1.0(2) 选择V带的型号根据计算得知的功率和电动机上带轮的转速（与电动机一样的速度），查机械设计一书图811，可以选择V带的型号为A型。(3)确定带轮的基准直径初选主动带轮的基准直径根据机械设计一书，可选择V带的型号参考表86和8-8，选取 。计算V带的速度VV带在5的范围内，速度V符合要求电动机与主轴传动比的计算 计算从动轮的直径(4) 确定传动中心距和带长其中： 为中心距；为相应带长。按机械设计基础一书中查表82，选择相近的基本长度和 相对应的

24、公称长度（内周长）可查得：。实际的中心距也可用经验公式：(5)验算主动轮上的包角满足V带传动的包角要求。(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。查表取值： 由 查得： 所以： 取 根(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，。(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，对

25、于新安装的带楚拉应力为1.5，对于运转后的v带初拉应力应为1.3。 3.2.2 V带带轮的设计（1） 带轮的材料选择带轮是带传动中的重要零件，质量分布均匀；铸造和焊接时的内应力小；轮槽工作面要精细加工（表面粗糙度一般为Ra=3.2）,以减轻带的磨损。带轮材料主要采用铸铁，因为带轮的转速，即，转速比较低4。 常用材料为HT150或HT200；转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲击后焊接而成；小功率时可用铸铝或塑料。（2）结构参数设计 主动带轮的设计主动轮的结构见图2。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，所以主动带轮采用实心式。带轮参数的选择： 通过查机

26、械设计基础一书，可以确定主动带轮的结构参数，结构参数如表3，其他的相关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得。 表3带轮的结构参数 单位（mm）带的型号mftsA1652014147.53817.4主动带轮的厚度可以由计算公式： 图2 主动带轮的结构图 从动带轮的设计从动轮的结构见图3。因为根据主动带轮的基准直径和传动比来确定，即 ，所以从动带轮采用腹板式。从动带轮的参数选择：通过查机械设计一书，可查得带轮的结构参数表，其他一些相关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得。表4带轮的结构参数 单位（mm）带的型号mftsB1652014147.53817.5从动带轮的厚度可以由计算公式：图3从动带轮的结

27、构图3.3 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，承担传递转矩、扭矩、弯矩和支撑传动轴上的回转零件，玉米脱粒瞬时冲击很大，且冲击次数很频繁，因此传动轴的设计是很关键的。它的主要公用是：一是支撑轴上所安装的回转零件，使其有确定的工作位置；二是传递轴上的运动和动力5。根据玉米脱粒机的结构特点，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。轴的材料主要采用碳钢和合金钢，也可采用球墨铸铁。碳钢有足够的强度，对应力集中不太敏感，便于进行机械加工和热处理，价格低廉，应用广泛。轴的材料应根据轴的工作状况、重要性和结构复杂程度、生产批量、材料供应情况、加工

28、可能性以及经济性等因素，综合考虑、合理选取。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111 可以查到，应选取调质处理的45号钢，书中表112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

29、取输出轴的次段轴径为，其长度为。3.3.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度轴的基本结构如图4。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。选用键图4轴结构图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。3.3.2 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，故取段与段的直径相等，即。考虑到机体的制造误差等原因造成的安装错位或是

30、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。3.3.3确定输出轴上的圆角半径值 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。3.3.4 按弯扭合成条件校核轴的强度(1)求输出轴上的所受作用力的大小根据公式：其中：电动机的额定功率，； 主轴的转速，。(2)钉齿条上的合力根据公式：其中 ：输出轴的轴心到钉齿定的距离。根据公式：其中：80%径向力占圆周力的百分数。 由于玉米脱粒机的主轴轴向

31、不受力。 则取 (3)轴上水平面内所受支反力根据公式： 是输出轴上段的中心线到段距左端三分之一处的距离，； 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。 (4)轴在垂直面内所受的支反力根据公式： 其中 ：钉齿的顶端到主轴轴心的距离，。根据公式 ：(5)作弯矩图 在水平面内，轴上、三点的弯矩为 ：根据公式 ： 作水平面内弯矩图如图6（b）所示。在垂直面内，轴上、三点的弯矩为 ： 根据公式 ： 根据公式 ： 作垂直面内弯矩图如图6（c）所示。合成的弯矩为 ：作轴的合成弯矩图如图6（d）所示。(6)作扭矩图根据公式 ： 其中 ：电动机的额定功率，； 主轴转速，。作轴的弯矩图如图6（e）所示

32、。(7)作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图）B 点：C点左侧 ：D点右侧 ：作轴的当量弯矩图如图6（f）所示。图6弯矩图3.3.5 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。其中 ： 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。3.4钉齿条的设计 钉齿条是玉米脱粒机的主要脱离部件，它的设计直接关系到玉米脱粒机正常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

33、滚筒上的四条钉齿，均匀快速的转动，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，以便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，这样会有较高的脱粒率。玉米脱粒机的主要功能是脱粒，而钉齿条在脱粒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6。3.4.1 钉齿条的总体结构设计 从钉齿条的功用和工作原理可知钉齿的工作强度很大，玉米脱粒机的钉齿滚筒上安装有四条钉齿条，相互之间相互垂直，而且每条钉齿条上安装钉齿的个数有710个钉齿，钉齿的 ，四条钉齿条均匀安装在钉齿滚

34、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，在钉齿条的一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23，因为连接时是采用焊接完成，方便焊接7。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，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，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，

35、主轴和钉齿滚筒之间的固定性好，稳定性高。3.4.2 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，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个钉齿，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

36、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8。3.4.3 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等问题，材料选为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，长度为。 3.5 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，筛选功能，玉米脱粒，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

37、的钉齿螺旋排列排出机之外，从而达到玉米脱粒清选的作用，其二，脱粒功能，栅格式凹板是利用钢筋横向焊接而成，钢筋之间有一定的缝隙，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。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

38、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7栅格式凹板图3.6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，关系到玉米脱粒机的工作质量（即脱粒不干净或是不

39、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、对机体都有较大的副作用，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

40、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），这样可以使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

41、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

42、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。3.7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、栅格式凹板的冲击和应力，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，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

43、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