3789 玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì)
3789 玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì),玉米,脫粒機(jī),設(shè)計(jì)
I目錄1 引言 ....................................................................................................................................................................12 玉米脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu) ........................................................................................................................................12.1 入料部分 ................................................................................................................................................12.2 脫粒部分 ................................................................................................................................................12.3 篩選部分 ................................................................................................................................................12.4 機(jī)架部分 ................................................................................................................................................22.5 玉米脫粒機(jī)的總體設(shè)計(jì) ........................................................................................................................23 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................................23.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .......................................................................................................................................23.2 釘齒條上的釘齒轉(zhuǎn)速 ...........................................................................................................................33.3 釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速 ...................................................................................................................................33.4 電動(dòng)機(jī)的功率 .......................................................................................................................................33.5 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 .......................................................................................................................................34 帶及帶輪的設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................44.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................44.1.1 確定計(jì)算功率 .............................................................................................................................44.1.2 選擇 V 帶的型號(hào) .........................................................................................................................54.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ..................................................................................................................54.1.4 確定傳動(dòng)中心距和帶長(zhǎng) .............................................................................................................54.1.5 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 .................................................................................................................64.1.6 確定 V 帶的根數(shù) .........................................................................................................................64.1.7 確定帶的初拉力 .........................................................................................................................74.1.8 求 V 帶傳動(dòng)作用在軸上的 壓力 ..................................................................................................75 V 帶帶輪的設(shè)計(jì) ...............................................................................................................................................75.1 帶輪的材料選擇 ....................................................................................................................................75.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................75.3 從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................86 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................................96.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 ..............................................................................106.2 初步選擇輸出軸系 .............................................................................................................................106.3 確定輸出軸上的圓角半徑 r值 ...........................................................................................................106.4 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度 .........................................................................................................106.4.1 作軸的簡(jiǎn)圖 ...............................................................................................................................106.4.2 求輸出軸上的所受作用力的大小 ...........................................................................................106.4.3 釘齒條上的合力 ........................................................................................................................116.4.4 軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖 ................................................................................................116.4.5 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 ....................................................................................................116.4.6 作彎矩圖 ...................................................................................................................................126.4.7 作彎矩圖 ....................................................................................................................................126.4.8 作當(dāng)量彎矩圖(彎矩、扭矩合成 圖) ..........................................................................................136.5 校核軸的強(qiáng)度 .....................................................................................................................................13II7 釘齒條的設(shè)計(jì) .................................................................................................................................................147.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .....................................................................................................................147.2 釘齒條及釘齒的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................147.3 釘齒的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................157.4 圓盤(pán)的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................158 柵格式凹板的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................169 入料口及脫粒機(jī)上蓋的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................1710 機(jī)架的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................................1811 軸承座的設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................1812 玉米脫粒機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 ....................................................................................................................1912.1 玉米脫粒機(jī)上的螺栓的選擇 ............................................................................................................1912.2 鉤頭楔鍵的選擇 ................................................................................................................................1913 玉米脫粒機(jī)的安全操作 ................................................................................................................................1913.1 超速運(yùn)轉(zhuǎn),機(jī)械“爆炸” ..................................................................................................................1913.2 禁止過(guò)疲勞或酒后操作 ....................................................................................................................1914 玉米脫粒機(jī)的維護(hù) .......................................................................................................................................2014.1 玉米脫粒機(jī)的技術(shù)保養(yǎng) ....................................................................................................................2014.2 玉米脫粒機(jī)的保管 ............................................................................................................................20結(jié)論 .....................................................................................................................................................................21致謝 .....................................................................................................................................................................21參考文獻(xiàn): .........................................................................................................................................................211玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)**賓(****學(xué)院 機(jī)械電子系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 0301 班)指導(dǎo)老師: 摘要:為了降低農(nóng)民在玉米脫粒時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率,設(shè)計(jì)玉米脫粒機(jī)。該機(jī)主要有入料口、柵格式凹板和釘齒脫粒滾筒及傳動(dòng)部件等組成。以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源,動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出軸輸出,再通過(guò)傳動(dòng)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。關(guān)鍵詞:玉米;脫粒機(jī);結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì) 1 引言隨著社會(huì)的進(jìn)步,生活中的每一個(gè)角落都有機(jī)器的參與。農(nóng)業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)、是國(guó)家發(fā)展的根本,機(jī)械化的普及,不僅使農(nóng)業(yè)加強(qiáng)了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn),同時(shí)也減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)北方地區(qū)種植小麥、玉米等農(nóng)作物約占我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的 45%以上,同年出口量北方地區(qū)占全國(guó)達(dá)20%左右。因此我國(guó)北方地區(qū)更需要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn),從而提高農(nóng)業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率。如今我國(guó)北方大部分地區(qū)基本上從種到收到入倉(cāng),實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè),更值得慶幸的是每種機(jī)械的開(kāi)發(fā)和利用都有相當(dāng)可觀(guān)的市場(chǎng),科技的創(chuàng)新更很好的開(kāi)闊了市場(chǎng)。這里僅對(duì)一種玉米脫粒機(jī)是課題討論研究,玉米脫粒機(jī)是玉米脫皮后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的風(fēng)干,然后將玉米利用脫粒機(jī)使玉米和玉米芯分開(kāi),這種機(jī)械就是玉米脫粒機(jī)。它的工作原理是:玉米脫粒機(jī)在進(jìn)行玉米脫粒時(shí),利用釘齒滾筒回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的釘齒與柵格式凹板之間的間隙相配合,使玉米粒拖下(釘齒滾筒和柵格式凹板之間的揉搓作用,將玉米粒脫離玉米芯,并借助其他的機(jī)械機(jī)構(gòu)將玉米粒和玉米芯分別從兩個(gè)不同的出口排出機(jī)體之外,循環(huán)脫粒,不斷的進(jìn)行填入---脫粒---排出機(jī)體。2 玉米脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)玉米脫粒機(jī)主要組成部分:入料口、釘齒脫粒滾筒軸、柵格式凹板、機(jī)架等部分組成。整體組成如圖 1 所示:2.1 入料部分入料口與玉米脫粒機(jī)的上蓋部分相連,它是利用一厘米厚的鐵板制成,入料部位與釘齒滾筒的釘齒部位相切,將已撥皮的玉米從入料口進(jìn)入,下滑到脫粒部位,即釘齒滾筒和柵格式凹板之間,進(jìn)行脫粒。2.2 脫粒部分脫粒部分主要是由釘齒滾筒、柵格式凹板、半圓型上蓋組成。玉米穗在釘齒滾筒和柵格式凹板之間進(jìn)行脫粒,將已脫下的玉米粒從柵格式凹板的縫隙漏下,落到下滑板,由倉(cāng)口排出機(jī)體之外,玉米芯借助于滾筒上的螺旋排列的釘齒的螺旋推力和螺旋導(dǎo)向作用,由入料口的另一端(即出料口)排出機(jī)體之外。2.3 篩選部分 篩選部分主要是由柵格式凹板完成,它是由一定數(shù)量的鐵條及兩條主要梁和兩條副梁組成,每?jī)筛F條之間的縫隙可以將玉米卡住,然后快速旋轉(zhuǎn)的釘齒滾筒將被卡死的玉米強(qiáng)行脫粒,當(dāng)然,無(wú)論是工作時(shí)還是安裝時(shí),柵格式凹板是固定不動(dòng)的。玉米脫粒之后,再將玉米粒經(jīng)過(guò)柵格式凹板,從凹板的縫隙漏出,順著斜滑板滑出機(jī)體之外,目的是將玉米和玉米芯分開(kāi)。22.4 機(jī)架部分 機(jī)架是由左機(jī)架、右機(jī)架、出料口、下滑板及穩(wěn)定結(jié)實(shí)的主機(jī)梁組成,機(jī)架是玉米脫粒機(jī)的主要支撐,他承擔(dān)著脫粒機(jī)的主要重量和動(dòng)力、負(fù)載和力矩,因此它的設(shè)計(jì)是許強(qiáng)不弱的部分。機(jī)架的兩部分要各自穩(wěn)定,而且相對(duì)固定,以便做到機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)、歪斜,造成人身危險(xiǎn),因此為了機(jī)架的堅(jiān)固,此玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)采用三毫米厚的角鐵制成。2.5 玉米脫粒機(jī)的總體設(shè)計(jì) 為了更優(yōu)化玉米脫離機(jī)的機(jī)型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),此玉米脫粒機(jī)采用電力拖動(dòng),而且電動(dòng)機(jī)也同樣采取節(jié)能式,電動(dòng)機(jī)安裝在玉米脫粒機(jī)的下部,與脫粒機(jī)的機(jī)架的下機(jī)梁固定連接,這樣可以節(jié)省電動(dòng)機(jī)所占用的空間。玉米脫粒機(jī)的從入料到脫粒到分離玉米粒和玉米芯,最后將玉米粒和玉米芯排出機(jī)體之外,是玉米脫粒機(jī)一體完成的,它最大的優(yōu)點(diǎn)是在短時(shí)間內(nèi)可以完成幾個(gè)人的勞動(dòng)強(qiáng)度,從而提高了工作效率,節(jié)省了勞動(dòng)時(shí)間。此玉米脫粒機(jī)有這些優(yōu)點(diǎn)之外,還有安全性能高、效率高、堅(jiān)固耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維修和保管。圖 1 總體結(jié)構(gòu)3 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)根據(jù)《脫粒機(jī)》一書(shū)的介紹,有關(guān)玉米脫粒機(jī) TY—4.5 型的相關(guān)設(shè)計(jì)的參考數(shù)據(jù):脫粒機(jī)主軸為750~850 ,柵格式凹板的直徑為 320 ,其凹板的長(zhǎng)度為 710 ,在主軸上設(shè)有四條釘齒條,minr mm每條釘齒條上均勻分布著七個(gè)釘齒,總共 28 個(gè)釘齒呈螺旋均勻安裝,以便玉米芯隨螺旋釘齒的螺旋作用排出機(jī)體之外,釘齒滾筒的直徑為,滾筒上的釘齒長(zhǎng)度為 33.5 。3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)實(shí)踐測(cè)量得知每個(gè)釘齒的均勻受力為 40 ,當(dāng)玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)釘齒滾筒上的釘齒條N快速旋轉(zhuǎn),其中均有兩條釘齒條受玉米所給的切向力,而另外兩個(gè)釘齒條是空行程,因此,,即玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí),受到的切向力為 560 。ZMNF560274*??? N其中: —釘齒所受的力—參與工作的釘齒個(gè)數(shù)—參與工作的釘齒條數(shù)33.2 釘齒條上的釘齒轉(zhuǎn)速當(dāng)玉米脫粒機(jī)的釘齒滾筒快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其上釘齒條的釘齒同樣有一定的轉(zhuǎn)速,這個(gè)轉(zhuǎn)速原于主軸的轉(zhuǎn)速和釘齒的半徑,即: ,smDNV 42.91062754.3106??????)(軸?其中: —釘齒的轉(zhuǎn)速—脫粒機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速軸N—釘齒距軸心的距離D3.3 釘齒滾筒的轉(zhuǎn)速玉米脫粒機(jī)所需功率為 ,應(yīng)由脫粒機(jī)的工作阻力和運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)求定,即: ,計(jì)算WP 10VFPW??求得: 。KpW28.57.1042.956???3.4 電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)功率由公式 來(lái)計(jì)算,脫粒機(jī)傳動(dòng)裝置的總效率 ,應(yīng)由組成傳動(dòng)裝置的各Pawd?a?個(gè)部分運(yùn)動(dòng)副的效率只積,即 ,其中 、 、 分別為每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的效率,選321??123取傳動(dòng)副的效率值如下:滾動(dòng)軸承(每對(duì))0.98~0.995 即取 =0.991?V 帶傳動(dòng) 0.94~0.97 即取 =0.972滾筒轉(zhuǎn)動(dòng) (因?yàn)獒旪X條固定于滾筒上) 即取 =13則 96.01.90321 ?????a由此可得電動(dòng)機(jī)的功率: KWVFPad 5.49..25????3.5 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)資料《脫粒機(jī)》一書(shū)可查得主軸的轉(zhuǎn)速在 750~850 ,按《機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》中表一minr所推薦的傳動(dòng)比合理取值范圍,取 V 帶的傳動(dòng)比 2~4,即可滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹?i配,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍可選為: ~ ~ 。(?nid 1507?) 3ir符合這一范圍的同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的有 720 ,1440 ,2900 ,根據(jù)容量和相關(guān)irinr轉(zhuǎn)速,由《機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)》查出三種適宜的電動(dòng)機(jī)型號(hào),因此有三種不同的傳動(dòng)比方案,如表1:表 1 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比 4額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 基本參數(shù)方案 電動(dòng)機(jī)型 號(hào)P/kW同步轉(zhuǎn)速滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速效率(%)電動(dòng)機(jī)重量(KG)功率因數(shù)1 Y160M2-8 5.5 750 720 85 119 0.742 Y132S2-4 5.5 1500 1440 85.5 68 0.843 Y132S1-2 5.5 3000 2900 85.5 64 0.88綜臺(tái)考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比,可知方案 3 比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S1-2。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率 =5.5kw,滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 =2900r/min,總傳動(dòng)比適dPmn中,傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。如表 2:表 2 其主要參數(shù)如下表滿(mǎn) 載 時(shí)型 號(hào)額定功率 KW 轉(zhuǎn)速r/min 電流(380V)效 率 % 功率因數(shù)額 定 電 流 額 定 轉(zhuǎn) 矩 最 大 轉(zhuǎn) 矩Y132S2-4 5.5 1440 11 85.5 0.84 7 2.0 2.2表3 電動(dòng)機(jī)尺寸列表單位 m中心高H外形尺寸 HDACL???)2(底腳安裝尺寸 BA地腳螺栓孔直徑 K軸伸尺寸ED?裝鍵部位尺寸 GF電動(dòng)機(jī)的輸出軸尺寸 132 315471402628034134 帶及帶輪的設(shè)計(jì)根據(jù)玉米脫粒機(jī)的具體傳動(dòng)要求,可選取電動(dòng)機(jī)和主軸之間用 V 帶和帶輪的傳動(dòng)方式傳動(dòng),因?yàn)樵诿摿C(jī)的工作過(guò)程中,傳動(dòng)件 V 帶是一個(gè)撓性件,它賦有彈性,能緩和沖擊,吸收震動(dòng),因而使玉米脫粒機(jī)工作平穩(wěn),噪音小等優(yōu)點(diǎn)。雖然在傳動(dòng)過(guò)程中 V 帶與帶輪之間存在著一些摩擦,導(dǎo)致兩者的相對(duì)滑動(dòng),使傳動(dòng)比不精確但不會(huì)影響玉米脫粒機(jī)的傳動(dòng),因?yàn)橛衩酌摿C(jī)不需要精確的傳動(dòng)比,只要傳動(dòng)比比較準(zhǔn)確就可以滿(mǎn)足要求,而且 V 帶的彈性滑動(dòng)對(duì)脫粒機(jī)的一些重要部件是一種過(guò)載保護(hù),不會(huì)造成機(jī)體部件的嚴(yán)重?fù)p壞,還有 V 帶及帶倫的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝,所以,在電動(dòng)機(jī)與玉米脫粒機(jī)之間選用 V 帶與帶輪的傳動(dòng)配合是很合理的。選擇 V 帶和帶輪因當(dāng)從它的傳動(dòng)參數(shù)入手,來(lái)確定 V 帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù),再來(lái)確定導(dǎo)輪的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸(輪寬、直徑、槽數(shù)及槽的尺寸等) ,傳動(dòng)中心距(安裝尺寸) ,帶輪作用在軸的壓力(為設(shè)計(jì)軸承作好準(zhǔn)備) 。54.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)4.1.1 確定計(jì)算功率 PKAca??其中: —工作情況系數(shù)—電動(dòng)機(jī)的功率查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)中的表 14—7 可知: =1.0AK5.0.1??caP4.1.2 選擇 V 帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算得知的功率 和電動(dòng)機(jī)上帶輪(小帶輪)的轉(zhuǎn)速 (與電動(dòng)機(jī)一樣的速度) ,查《機(jī)械ca 1n設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)圖 14—12,可以選擇 V 帶的型號(hào)為 B 型。4.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑(1)初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 :根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū),可選擇 V 帶的型號(hào)參考表 14—1D2,選取 。Dm25?(2)計(jì)算 V 帶的速度 V:smNv 5.71064.3106??????V 帶在 ~ 的范圍內(nèi),速度 V 符合要求。sm2電動(dòng)機(jī)與主軸傳動(dòng)比的計(jì)算 92.1750421??ni(3)計(jì)算從動(dòng)輪的直徑 2Dmn41750412???4.1.4 確定傳動(dòng)中心距和帶長(zhǎng)取 )(2)(7.02121a????即: 405405. ??得: ma73.?。?50?帶長(zhǎng) 012104)()(2aDaLd ?????6即: 504)12()215(4.3502??????dL得: m16按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)中查表 14—5,選擇想近的基本長(zhǎng)度 和 相對(duì)應(yīng)的公稱(chēng)長(zhǎng)度dLd(內(nèi)周長(zhǎng) )可查得: , 。iLd140?mLi140?實(shí)際的中心距可按下列公式求得:??8)(8)(2)(2 12211 DDDadd ???????????也可用經(jīng)驗(yàn)公式: 0dLa求得 : m53?4.1.5 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 0120168???aD?即: 54?求得 : 滿(mǎn)足 V 帶傳動(dòng)的包角要求。012.6?4.1.6 確定 V 帶的根數(shù) V 帶的根數(shù)由下列公式確定: kpkpZlac?????)(00其中 : —單根普通 V 帶的許用功率值 0p(w—考慮包角不同大的影響系數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)包角系數(shù)?k—考慮的材質(zhì)情況系數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)材質(zhì)系數(shù),對(duì)于棉簾布和棉線(xiàn)繩結(jié)構(gòu)的膠帶,取 l,對(duì)于化學(xué)線(xiàn)繩結(jié)構(gòu)的膠帶,取 。75.0?k 0.1?k—計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí),單根普通 V 帶所能傳遞的功率的增量,其計(jì)算公式如下:p?10.nT???KW式中: —單根普通 V 帶所能傳遞的轉(zhuǎn)矩修正值 ,從《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》mn?可以查表 14—10—主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 1nminr7查得: 9.2??Tmn?min140rn?則: kwp76..01.?查表取值: 98.?k93.0lk5.0由 查得: 0psmv2.15?D1?9.1?p所以: 86.275.0)46.9308.(5????Z即: 取 根6.Z4.1.7 確定帶的初拉力 單根 V 帶適當(dāng)?shù)某趵? 由下列公式求得0F20)15.(5qvkZvpFca?????其中: —傳動(dòng)帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量,qmkg即: N19032.5.710)98.052(3.750 ???????4.1.8 求 V 帶傳動(dòng)作用在軸上的 壓力為了設(shè)計(jì)安裝帶輪軸和軸承,比需確定 V 帶作用在軸上的壓力 ,它等于 V 帶兩邊的初拉力Q之和,忽略 V 帶兩邊的拉力差,則 值可以近似由下式算出:Q即: 2sin2cos1??????ZZ求得; N7.645.i19030?5 V 帶帶輪的設(shè)計(jì)5.1 帶輪的材料選擇因?yàn)閹л喌霓D(zhuǎn)速 ,即 ,轉(zhuǎn)速比較底,所以材料選定為灰鑄鐵,硬度為smv5.7?sv25?。150HT5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑,選擇帶輪的結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)帶的型號(hào)來(lái)確定帶論輪槽的尺寸,設(shè)計(jì)如下:主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑尺寸 ,而與主動(dòng)帶輪配合的電mD125?動(dòng)機(jī)軸的直徑是 ,因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ~ ~ ,所md381?.(1?47)3?dm30?8以主動(dòng)帶輪采用腹板式。帶輪參數(shù)的選擇: 通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū),可以確定主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù),結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表,其他的相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得。表4 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位(mm)帶的型號(hào) m f t s pb??'bB 16 5 20 14 14 7.5 03817.4主動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式: 求得stZB????2)1(即 : mB58420)13(????主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 2:圖 2 主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)5.3 從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì)從動(dòng)帶輪的結(jié)果選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)比來(lái)確定,即 ,mD240?,所以從動(dòng)帶輪同樣采用腹板式。mD302?從動(dòng)帶輪的參數(shù)選擇:通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū),可查得帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)間表,其他一些相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得。表5 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位(mm)帶的型號(hào) m f t s pb??'bB 16 5 20 14 14 7.5 03817.5從動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式: 求得stZB????2)1(9即 : mB581420)3(?????從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 3:圖 3 從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)6 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸是玉米脫粒機(jī)的主要設(shè)計(jì)部件之一,他在玉米脫粒機(jī)正常工作過(guò)程中,承擔(dān)主要轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動(dòng)軸上的回轉(zhuǎn)零件,玉米脫粒是瞬時(shí)沖擊很大,而且沖擊次數(shù)很頻繁的工作環(huán)境,因此傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的一個(gè)步驟。它的主要公用是:一是支持軸上所安裝的回轉(zhuǎn)零件,使其有確定的工作位置;而是傳遞軸上的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸按照軸線(xiàn)形狀的不同,可以分為曲軸、直軸、軟軸和撓形軸等,根據(jù)玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和組成形狀及工作強(qiáng)度和環(huán)境的要求,玉米脫粒機(jī)的主軸選用直軸形式傳遞,而且選用直軸中的階梯軸。此軸的設(shè)計(jì)如下:根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)初步計(jì)算確定其最小直徑,可利用經(jīng)驗(yàn)公式:30npAd?其中: —軸常用的幾種材料的 的 值0??T?0A—主軸上的功率 pkw—主軸上的轉(zhuǎn)速 nminr軸上的材料由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)中表 18—1 可以查到,應(yīng)選取調(diào)質(zhì)處理的 45 號(hào)鋼,,書(shū)中表 18—2 取 ,于是得 :MPB650??80?Amd3750.183min??輸出軸上的最小直徑顯然是安裝帶輪的內(nèi)孔,必在軸上開(kāi)有鍵槽,因此,為了開(kāi)鍵槽又不消耗輸10出軸的強(qiáng)度,可以使周的直徑增加 5%以上,這樣增加輸出軸的尺寸,因而可以提高軸的工作強(qiáng)度。即:md25%)1(23)51(??????主輸出軸的最小直徑是安裝帶輪處的直徑,為了使所選的軸直徑與帶輪相配合,故使輸出軸端的軸徑選為 25 在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)。查表可以得知帶輪的厚度 ,則取輸出軸的次段m mB58?軸徑為 ,其長(zhǎng)度為 。d25?m606.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿(mǎn)足帶輪的軸向定位要求,Ⅰ—Ⅱ軸段右端需要制出一個(gè)軸肩,故?、颉蠖蔚妮S直徑,輸出軸的徑向定位由普通平鍵來(lái)完成。選用鍵的型號(hào)為普通平鍵 為 。8 lhb?3578?鍵的型號(hào)可以通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書(shū)取得。6.2 初步選擇輸出軸系 由脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸可知所設(shè)計(jì)的軸上裝有帶輪和釘齒滾筒,其上的釘齒承螺旋排列,但由于受力不大可以忽略它的受力。又根據(jù) ,初步選取支撐的軸承為相心球軸承,在《機(jī)械md28?設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得相心球軸承的型號(hào)為 406,它的結(jié)構(gòu)尺寸 為 ,故?、蟆舳蜝Dd?2370??與Ⅴ—Ⅵ段的直徑相等,即 。30考慮到機(jī)體的制造誤差等原因造成的安裝錯(cuò)位或是借口不齊等,滾動(dòng)軸承應(yīng)在機(jī)體內(nèi)有一段移動(dòng)的位移,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可等位移量 。s8取安裝釘齒的軸Ⅳ—Ⅴ段的直徑為 ,軸承與軸肩用軸端擋圈固定,左、右兩端采用的d4?軸承用軸承座固定軸承,配合為 ,其上在距離 處,焊接釘齒滾筒,已知釘齒滾筒長(zhǎng)為67KHm50。軸的基本結(jié)構(gòu)如圖 4:m735圖 4 軸的結(jié)構(gòu)6.3 確定輸出軸上的圓角半徑 值 r按前面所述的原則,求出軸肩處的圓角半徑 的值,詳細(xì)見(jiàn)圖。軸端倒角在軸的兩端均為 ,r 0452?小軸肩為 軸肩的作用是使階梯直軸在軸徑改變截面上減小應(yīng)力集中。0451?6.4 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度6.4.1 作軸的簡(jiǎn)圖6.4.2 求輸出軸上的所受作用力的大小根據(jù)公式: 求得 npT??95011其中: —電動(dòng)機(jī)的額定功率 pkw—主軸的轉(zhuǎn)速 nminr即: MNT????7035.906.4.3 釘齒條上的合力根據(jù)公式: 求得dFt2其中 : —輸出軸的軸心到釘齒定的距離即 : Nt 63720??根據(jù)公式: 求得%8?trF其中:80%—徑向力占圓周力的百分?jǐn)?shù) (根據(jù)《脫粒機(jī)》查得)即 : r510637??根據(jù)公式: 求得?tgFa?由于玉米脫粒機(jī)的主軸軸向不受力。 則取 (根據(jù)《脫粒機(jī)》查得)0?aF圓周力 徑向力 軸向力 的方向如圖所示(b)tra6.4.4 軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖根據(jù)公式: 求得321LFRtH???其中: —是輸出軸上Ⅲ—Ⅳ段的中心線(xiàn)到Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一處的距離 2L m—是輸出軸上Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一處到右端Ⅴ—Ⅵ段中心線(xiàn)之間的距離3m即 : NRH4257.6071????根據(jù)公式: 求得 12HtF?即 : H27..4376.4.5 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力根據(jù)公式: 求得321LDFRarv???其中 : —釘齒的頂端到主軸軸心的距離 Dm12即 : NRv 340630251????根據(jù)公式 : 求得12vrvF?即 : v7456.4.6 作彎矩圖 在水平面內(nèi),軸上 、 、 三點(diǎn)的彎矩為 :BCD根據(jù)公式 : 0?HM求得21LRC?即: NH??75034作水平面內(nèi)彎矩圖如圖 1(b)所示在垂直面內(nèi),軸上 、 、 三點(diǎn)的彎矩為 : BD根據(jù)公式 : 0?VM求得21LRvc?即 : mNcv ??034根據(jù)公式 : 求得212DFavc???即 : M?10304作垂直面內(nèi)彎矩圖如圖 1 (c)所示合成的彎矩為 :0?DBmNCVHc ????163280)02()1275(21Mcvc2作軸的合成彎矩圖如圖 1 (d)所示。6.4.7 作彎矩圖根據(jù)公式 : 求得npTCB??950即 : mN???7035.其中 : —電動(dòng)機(jī)的額定功率 pkw—主軸轉(zhuǎn)速 ninr130?DT作軸的彎矩圖 1 (e)所示6.4.8 作當(dāng)量彎矩圖(彎矩、扭矩合成 圖)B 點(diǎn): mNMBCa ?????413207.970359.?C 點(diǎn)左側(cè) : mNTCc ??????? 168427)7359.()68()( 2221D 點(diǎn)右側(cè) : mNca?63802作軸的當(dāng)量彎矩圖 1 (f)所示。6.5 校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度(既危險(xiǎn)截面 c 的強(qiáng)度) 。由經(jīng)驗(yàn)公式及上面計(jì)算出的數(shù)值可得出。公式 : ??acac MPWTM???????22)(式中 : —軸的抗彎拋面模量, 3m—軸的許用應(yīng)力, 。按軸實(shí)際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性,在??a、 、 中選取其相應(yīng)的數(shù)值,從《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》可以查出。??b1??b0??b1??acac MPWM3.26401.87???按《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》書(shū)中查得,對(duì)于 的碳鋼,承受對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許0B?用應(yīng)力 ??acaⅢPP3.265???14圖 5 軸的彎扭圖7 釘齒條的設(shè)計(jì)釘齒條是玉米脫粒機(jī)的主要脫離部件,它的設(shè)計(jì)關(guān)系到玉米脫粒機(jī)的質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)整體的脫粒效果以及脫粒后將玉米粒和玉米芯分離的情況,它的功能是采用脫離滾筒上的四條釘齒,均勻快速的轉(zhuǎn)動(dòng),工作時(shí)將玉米填人脫粒機(jī)中,主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定在釘齒滾筒上的釘齒,釘齒的頂端以一定的速度去對(duì)玉米脫粒(將玉米進(jìn)行強(qiáng)行脫粒) 。玉米在經(jīng)過(guò)四條釘齒條的快速旋轉(zhuǎn)下脫粒,四條釘齒條上的釘齒承螺旋排列,目的在于將玉米芯順著釘齒的螺旋排列排出機(jī)體之外,同時(shí),每一條釘齒條上的釘齒同樣在進(jìn)行脫粒,以便達(dá)到有較高的脫粒率。玉米脫粒機(jī)的主要功能是脫粒,而釘齒條在工作中起到了重要作用,因此,釘齒條的設(shè)計(jì)是脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)的主要部件。7.1 釘齒條的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 從釘齒條的功用及其工作要求可以判斷出釘齒的工作強(qiáng)度很大,根據(jù)《脫粒機(jī)》一書(shū)得知玉米脫粒機(jī)的釘齒滾筒上安裝有四條釘齒條,相互之間相差 ,而且每條釘齒條上安裝釘齒的個(gè)數(shù)范圍在097~10 個(gè)釘齒,每一個(gè)釘齒的 ,四條釘齒條均勻安裝在釘齒滾筒上,釘齒在釘齒條上均勻md12?的承螺旋排列方式安裝,兩相鄰的釘齒條之間的釘齒橫向距離為 ,且承兩條螺旋均勻排列,在m5釘齒條的兩端分別用一個(gè)厚度是 ,直徑是 的圓盤(pán)固定,在兩個(gè)圓盤(pán)上均勻開(kāi)有釘齒5d23?條寬厚的方孔,四個(gè)方通孔均勻承 分布,然后將四條釘齒條從四個(gè)方孔中穿過(guò),同樣,在釘齒條09的另一端也用厚度一樣但直徑為 的圓盤(pán)固定,是釘齒條穿過(guò)方孔而且在圓盤(pán)的表面漏出d22~3 ,因?yàn)檫B接時(shí)是采用焊接完成,方便焊接。這樣結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固、穩(wěn)定、可靠。m圓盤(pán)將釘齒條固定,但由于釘齒條過(guò)長(zhǎng)(即 ) ,因此,在主軸的三分之一處和三分之L735二處,采用直徑是 的鐵柱使釘齒條與主軸相連,它們的連接方式采用焊接式,這樣可以增m10?加釘齒條的剛度,以便釘齒條受到更大的強(qiáng)度時(shí)不宜損壞,同時(shí)也使軸的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度有很大的增加,使釘齒條的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度增加,這樣可以使釘齒滾筒的整體剛度和強(qiáng)度極大增加,主軸和釘齒滾筒之間的固定性好,穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。157.2 釘齒條及釘齒的設(shè)計(jì)釘齒條的功用是固定釘齒的相對(duì)位置,使釘齒在正常工作過(guò)程中能夠持續(xù)的正常工作,釘齒所受的脫粒力直接傳遞到釘齒條上,釘齒條所承受著釘齒的切向力,所以釘齒條應(yīng)該采用足夠強(qiáng)度和剛度的材料制成,根據(jù)《脫粒機(jī)》一書(shū)中,可以查得材料選為 45 鋼,宗上所述,設(shè)計(jì)的釘齒條的長(zhǎng)×寬×高 為 ,其上分布著釘齒,每個(gè)釘齒條上均勻分布著 7 七各釘齒,每個(gè)釘齒均穿過(guò)釘齒條,940735?然后用螺母擰緊,其中釘齒條上的通孔設(shè)計(jì)為圓柱型,它的直徑為 ,而且,在釘齒條上通md10?孔的上端開(kāi)有長(zhǎng)為 ,高為 ,寬為 的小槽,目的是為了在釘齒安裝在釘齒條上時(shí),這個(gè)m12m小槽可以和釘齒上的凸楞相配合,這樣可以使釘齒在釘齒條上周向固定,而且在釘齒正常工作時(shí),也同樣使釘齒相對(duì)釘齒條固定,不宜使工作時(shí)釘齒和釘齒條脫落,其結(jié)構(gòu)如圖 6:圖 6 釘齒條結(jié)構(gòu)圖 7.3 釘齒的設(shè)計(jì) 釘齒是玉米脫粒機(jī)的主要工作部件,它在工作時(shí)直接與玉米相接觸,而且它的接觸頻率很高,尤其是在入料口的部位,這個(gè)部位的釘齒摩擦的相當(dāng)?shù)念l繁,因此,在設(shè)計(jì)釘齒時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到釘齒的工作強(qiáng)度和工作環(huán)境等問(wèn)題,這里采用了《脫粒機(jī)》一書(shū)所建議的 45 鋼,為了使釘齒在釘齒條上的相對(duì)固定,在釘齒上增加一個(gè)小凸楞,于釘齒條上的小凹槽相配合,使釘齒和釘齒條固定。其直徑,長(zhǎng)為 , , mL5.72?, L163?, , 。 md12?4501 m24l25?7.4 圓盤(pán)的設(shè)計(jì) 圓盤(pán)是將釘齒條與主軸固定的主要部件,它不僅起連接作用,而且還可以承擔(dān)釘齒和釘齒條傳遞的力矩和彎曲及扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度,它位與釘齒條的兩端,且采用焊接式連接,同時(shí)與主軸也要相對(duì)固定,采用焊接的連接方式,因此,圓盤(pán)的設(shè)計(jì)也是釘齒滾筒強(qiáng)度高低的要部件。由《脫粒機(jī)》一書(shū),查得圓盤(pán)的材料采用剛度和強(qiáng)度較好多 45 鋼制成,其直徑 ,其上均勻分布著四個(gè)長(zhǎng)方形的通孔,d230?目的是為了固定安裝釘齒條,其位置在圓盤(pán)上固定,長(zhǎng)方孔的底線(xiàn)距圓盤(pán)的中心為 ,其圓mL91?盤(pán)中心應(yīng)裝套在主軸的直徑上( ) ,因此,圓盤(pán)的中心應(yīng)設(shè)定為 的孔,以便安裝mL40?4?在軸上,圓盤(pán)的厚度選為 ,其上的長(zhǎng)方形孔高為 9.5、寬為 40.5,同樣也是為了安裝其上的釘齒5條。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 7 所示:16圖 7 圓盤(pán)結(jié)構(gòu)圖8 柵格式凹板的設(shè)計(jì)在玉米脫粒機(jī)中,柵格式凹板是與釘齒滾筒相配合的重要部件,柵格式凹板有兩種功能,其一,是將玉米脫粒后,使玉米粒從柵格式凹板的縫隙中漏出,而玉米芯被釘齒滾筒上的釘齒螺旋排列排出機(jī)之外,從而使玉米粒和玉米芯分開(kāi),從不同的出口排出機(jī)體之外,達(dá)到玉米脫粒清選的作用,其二,柵格式凹板是利用鋼筋橫向焊接而成,鋼筋之間有 的縫隙,這個(gè)縫隙可以將玉米卡在兩根鋼筋的m10縫隙之間(因?yàn)橛衩诪閳A柱型) ,以便于釘齒對(duì)玉米進(jìn)行快速、穩(wěn)定的脫粒。柵格式凹板是由 根直徑 ,長(zhǎng)為 的鋼筋,凹板的直徑 ,凹25d?L735?md320?板兩邊由兩個(gè)直徑為 ,厚度為 ,高度為 的鐵條固定,由于柵格式凹m318h2板是半圓桶型,所以鋼筋的兩端固定是采用半圓式的鐵條制成,而且,在凹板的三分之一處和三分之二處都有很薄的鐵條相連加固,相應(yīng)的鐵條選為厚度為 ,寬度為 ,這種方式也L15同樣是采用《脫粒機(jī)》 一書(shū)中的參數(shù)來(lái)確定的。柵格式凹板與機(jī)架相連接,同樣采用焊接的形式來(lái)連接用圓柱鋼筋圍成的凹板,因?yàn)闁鸥袷桨及逡惭b在機(jī)架上,所以將柵格式凹板兩端的鐵條和中間的鐵條都焊接到機(jī)架上,這樣,可以加固機(jī)體與柵格式凹板的連接質(zhì)量,在正常工作時(shí),由于有機(jī)架的固定支撐,可以使柵格式凹板的工作穩(wěn)定性更高,更加可靠、穩(wěn)定。從整體來(lái)將,也達(dá)到了脫粒機(jī)的一體化的設(shè)計(jì),提高整體剛度。17圖 8 凹板結(jié)構(gòu)圖9 入料口及脫粒機(jī)上蓋的設(shè)計(jì)入料口是將玉米填入玉米脫粒機(jī)機(jī)體內(nèi)的一個(gè)途徑,它是玉米脫粒機(jī)上的一個(gè)部件,它的作用在于通過(guò)入料口可以將玉米順利的填入機(jī)體內(nèi),而且在填入的過(guò)程中或是填入后的工作過(guò)程中,脫粒機(jī)能安全的工作,而且不會(huì)將玉米玉米?;蚴怯衩仔緩娜肓峡陲w濺出來(lái),造成人員傷害等事故發(fā)生,因此,玉米脫粒機(jī)的入料口的設(shè)計(jì),即關(guān)系到玉米脫粒機(jī)的工作質(zhì)量(即脫粒不干凈或是不完全等) 。因?yàn)樵趯⒂衩滋砣朊摿C(jī)時(shí),電動(dòng)機(jī)在高速的旋轉(zhuǎn),連同它的主軸一起旋轉(zhuǎn),如果入料口的填料方式不利于主軸的工作,此時(shí),這種填料方式對(duì)主軸、對(duì)機(jī)體都有很大的副作用,有可能瞬時(shí)加大主軸的承擔(dān)負(fù)載,即同
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玉米
脫粒機(jī)
設(shè)計(jì)
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3789 玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì),玉米,脫粒機(jī),設(shè)計(jì)
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