玉米脱粒机结构设计【含6张CAD图纸+3D].zip

0 届毕业设计玉米脱粒机结构设计玉米脱粒机结构设计学生姓名 学 号 所属学院 专 业 班 级 指导教师 机械电气化工程学院制前 言前 言本文是以脱粒机利用钉齿滚筒如何工作来脱玉米粒为研究对象展开工作的，主要是对带轮结构轴与轴承的结构进行的是设计计算。分析论证了各种影响脱粒的因素。进而给出了玉米脱粒机总体结构的设计方案。本文根据其机器的清选装置的设计实际工作要求，从整体上分为喂入口和排出口脱粒装置、清选装置带轮传动的设计几个部分，介绍了结构的设计原则和采取的一些措施，进一步说明了滚筒的性能，特点。本文也有重点介绍了各组成部分的功能特点等。本文对总体结构进行合理设计，逐步实现了入料脱粒出料一条生产线，保证脱粒的稳定性。本文在后边对脱粒机的各部分工作的稳定性进行了分析论证，从稳定性分析上确保了锤式滚筒稳定工作的科学依据。关键词：滚筒；带轮设计；减速器设计目 录目 录1概述概述.11.1课题背景.11.1.1本课题的技术参数.11.2本课题的研究意义.31.3本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段.32 脱粒机总体结构设计与方案选择2 脱粒机总体结构设计与方案选择.42.1脱粒机的结构组成部分与功能.42.2脱粒机的结构组成及工作原理概述.62.3脱粒机总体结构设计轮廓.62.4脱粒机的的合理方案选择与论证.62.5本章小结.83 脱粒机设计计算过程及电机的选择3 脱粒机设计计算过程及电机的选择.93.2电机的选择.163.3本章小结.164玉米脱粒机的可靠性设计4玉米脱粒机的可靠性设计.174.1脱粒滚筒运转的稳定性.174.2对发动机的要求.17总 结总 结.18致 谢致 谢.19参考文献参考文献.20工程概况工程概况本文首先介绍了玉米脱粒机的理论基础，并建立二维模型，以及三维模型。然后对每一个零件进行合理的设计，脱粒机结构主要由喂料斗、脱粒滚筒、机架、凹板筛、上盖、出料斗、电机、减速器等组成。传动原理，是由电动机带动，然后经减速器连接主轴，完成传动。工作原理，玉米由入料口进入，跟随主轴做螺旋，滚动与滑动，脱粒锤击打玉米实现脱粒，玉米粒从筛网漏出，玉米芯从排芯口排出，完成玉米脱离工作。塔里木大学毕业设计11概述1概述1.1课题背景1.1课题背景1.1.1本课题的技术参数1.1.1本课题的技术参数1.主轴转速：1000r/min2.配用动力：1.5KW3.生产效率：1500kg/h4.未脱净率1%5.总损失率1%6.破碎率2%7.含杂率1%8.主机重量：20kg9.外形尺寸（mm）：770*360*96810.滚筒直径：240mm1.1.2课题发展现状1.1.2课题发展现状玉米是世界三大粮食品种之一，为解决人类的温饱问题起到很大作用。我国是农业大国，农业在我国占有相当重要的地位。其中我国的玉米种植面积和玉米总产量仅次于美国，位居世界第二位，在我国，玉米也是仅次于小麦的主要粮食作物。但有着十二亿人口的中国土地资源却略显不足，这就要求在单位面积上的产量的提高，而产量不能无限制的增加。因而提高作物的收获效率就成了重中之重。同时国家对农业机械的发展也具有高度的重视，在这一点上，脱粒机的出现无疑把人们从繁重的体力劳动中解放出来，不仅为广大农民节省了不少费用，更重要的是使收获率上升到最佳状态。时至今日，玉米仍然是全世界各国人民餐桌上不可或缺的食品：在“玉米的故乡”墨西哥，“国菜”玉米饼的年消耗量达到1200万吨之多，人们无论贫富贵贱都非常喜欢食用；在发达国家和地区，玉米也被作为补充人体所必需的铁、镁等矿物质的来源为人们广泛食用。苏格兰的安德鲁梅克尔（一个安装工的儿子），发明了第一台成功的脱粒机。他的玉米脱粒机包含了许多天才人物在长期的社会发展过程中作出的贡献，是一项集社会大成的发明。在这以前若干世纪就有简单的脱粒机了。中国人用碾滚绕着圈碾玉米；罗马人用下端有齿的重木锤来给玉米脱粒。苏格兰发明家们曾发明采用转动原理的连枷。扬场机也采用了类似的原理。詹姆斯梅克尔（安德鲁的父亲），使苏格兰有了第一台成功的扬场机。他用木头做了一个驱动滚筒的结实机架，把耐用的布或皮子一条一条地固定在机架上。滚筒转动时产生风，把穗子和茎秆吹走，剩下粮食。儿子无疑从父亲那里得到了借鉴；在制造脱粒机时，安德鲁采用了打麻机的原理，靠其速度对玉米 塔里木大学毕业设计2束的作用，把玉米粒儿打下来。开始是用马来带动机器，后来用蒸汽机，尔后蒸汽又为水力所取代。然而脱粒机在英国却并不受欢迎（在美国较有用武之地），而且是19世纪30 年代的一次农村骚乱的起因之一。冬天地里没活儿的时候，对农场的农民们来说，在棚子里用连枷脱粒是整个冬天的活路，使他们聊以敷生，不至于讨教区救济。现在脱粒机要改变这一切，是多么大的威胁！因此，脱粒机成了“卡普顿斯温”暴乱的主要攻击目标。这次暴乱于1830年在肯特开始闹起来，很快地发展到产玉米的若干个县。为了不让把打场的棚子烧掉，许多农民都把脱粒机搬到院子里，让闹事的人们破坏。虽然这次暴乱遭到了无情镇压，脱粒机的推广却放慢了；东英吉利的许多农民，直到19世纪末叶还在使用连枷。连枷在剑桥郡称为“穷棒子”，因为农民曾跟教区官员达成妥协，让失业农民在棚子下用连枷脱粒。在19 世纪后半期，大多数脱粒工作都是用“脱粒滚筒”来作。“脱粒滚筒”最初是用一台小型蒸汽机来驱动，后来改用牵引机驱动。脱粒机是用于对小麦、水稻、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。脱粒机在我国生产使用已有数十年的历史，目前据不完全统计，我国生产各类脱粒机的企业约有余家，年产量在万台左右。脱粒机是实施生产许可证的农机产品之一，截止年底，己领取生产许可证的企业数为家。生产企业遍布全国各地，其中，以长江以北的麦类产区分布较多，产量较大，尤其山东、河南、河北、江苏四省生产以脱麦为主的脱粒机企业较多，每省有家左右。东北地区主要是生产以脱玉米、豆类及杂粮为主的脱粒机。在长江以南的地区，大都为生产人工踩踏或动力带动的梳刷式水稻脱粒机。在西南、西北等地也有一些以生产水稻、小麦类脱粒机为主的企业，杂粮类脱粒机占有较小比例。生产脱粒机的企业，大都为中小型企业，尤以小型企业所占比例较大，其企业经济性质多为国有和集体企业，但乡镇和个体企业也为数不少，也有少数的大型生产企业生产脱粒机，但脱粒机产品不是该企业主导产品。目前生产脱粒机的企业大致可分为三种类型：一是有较好的工艺和工装设备条件，企业领导注重研究市场需求动态，人员素质和管理水平都较高的企业，生产批量较大，年产量均在万台以上，有的高达万台。这些企业是生产脱粒机的骨干企业。如河北邱县机械厂是国内目前生产脱粒机数量最大的企业之一，年的年产量近万台，年在万台左右。湖北佳华机械有限公司是国内生产水稻脱粒机数量最大的企业之一，年产量约在万台以上。二是生产脱粒机历史虽然很长，但近几年产品型号、管理水平和生产规模变化不大，仅占领部分市场份额的老企业，其生产批量多在几千台左右。三是生产条件较差、人员素质低、管理水平不高的一些乡镇或个体企业，虽然每个企业的生产批量不是很大，有的产量仅为几百台，甚至几十台，但这类企业占有相当的数量。从产品的结构和类型来看，目前脱麦类的简式脱粒机机型占领了大部分市场份额，半复式脱粒机占有少量比例，复式脱粒机产量则很少。产品结构大都为十几年一贯制的老产品。近几年随着市场需求的变化，一些企业开 塔里木大学毕业设计3始研制出一些新机型或改进型脱粒机，颇受用户青睐，如山西晋城市西巷农机厂年新研究成功的与农用三轮车配套的装袋式简式脱粒机，一上市就受到农民的欢迎，具有较好的市场前景。水稻用脱粒机在南方水稻产区生产销售较多，但仍以简易的动力带动或人工踩踏的梳刷式滚筒脱粒机较多，其产品结构、技术水平均未有较大的突破。玉米、豆类及其它杂粮类脱粒机近几年己开始进入市场，此类机具在东北地区发展较快。1.1.3国内外在该现状上的研究分析1.1.3国内外在该现状上的研究分析改革开放让中国成为举世瞩目的农业制造大国，但作为为国民经济发展和国防建设提供命脉重要支柱的农业，中国农业装备机械所存在的自主创新能力弱、对外依存度高、国际竞争力不强等问题也越来越凸显出来。目前，我国最好的玉米脱粒机是5TY32型，该设备产品结构紧凑、机体小；采用独立的脱粒方法，脱粒干净，玉米棒芯整体抛出，无需清洗，颗粒破碎率低，生产效率高，是全国唯一不打碎玉米帮芯的设备。当前，虽然我们也取得了不小的进步，但与发达资本主义国家相比，还有很大的差距，这只是迈出的一小步，要想成为名副其实的工业大国，必须要以农业为基石。只有这样，才能加快进入社会主义进程。1.2本课题的研究意义1.2本课题的研究意义经过此课题的设计，掌握脱粒机的工作原理，以及连杆偏心轮装配互动实现脱粒的机能。且通过控制脱粒锤与壁的距离大小及栅孔的大小保证脱离率。从而可实现系列化设计并保证设计原理的正确性。1.3本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段1.3本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段1.3.1主要研究内容1.3.1主要研究内容小型玉米脱粒机的主要参数的确定主要设计零件的计算绘出一部分零件的零件图校核重要零件的受力情况绘出玉米脱粒机的装配图1.3.2采用的研究手段1.3.2采用的研究手段采用理论计算和实际勘测相结合的设计过程完成本课题。塔里木大学毕业设计4 2脱粒机总体结构设计与方案选择 2脱粒机总体结构设计与方案选择2.1脱粒机的结构组成部分与功能2.1脱粒机的结构组成部分与功能2.1.1滚筒的组成与功能2.1.1滚筒的组成与功能 脱粒滚筒轴流式脱粒装置主要由滚筒、凹板（包括分离筛）、导板和盖等部分组成。工作时，作物由滚筒的一端喂入（顺着滚筒轴向或径向喂入），随着滚筒的旋转，作物贴着凹板与盖（或罩）组成的圆筒内弧面作螺旋运动。沿着滚筒轴线方向流过脱粒装置。谷粒、颍壳、碎秸、碎叶等谷粒混合物在滚筒离心力的作用下同时由凹板筛孔（或分离筛孔）落下，秸草则由滚筒的另一端（轴向或径向）排出。大部分生长成熟、饱满的谷粒在滚筒前半段脱下分离，一些生长不好和不太成熟的谷粒到后半段才被脱下,后半段滚筒还把其余混在碎秸里的谷粒分离出来。因作物在脱粒装置内的时间长（约2-3秒），能充分的进行分离，故比传统使用的切流式脱粒装置脱净率高，而且有可能把脱粒调整的柔和些。使受损伤的的谷粒减少。但碎秸杆多，脱粒消耗的功率也相应较大。轴流式滚筒脱粒装置可以不再设置其他专用的分离机构即可满足作物脱粒后的分离的技术要求。因此在同样等级的联合收割机上以通过能力计，比传统的脱粒装置加键式逐稿器要高。轴流式滚筒脱粒装置配无级变速驱动装置可以适应脱水稻、玉米、小麦、大豆等多种作物。脱粒滚筒轴结构设计为轴流滚筒式，滚筒上脱粒锤按多头螺旋排列。轴长640mm。转速设计为：1000r/min.。滚筒转速。滚筒上安装有脱粒锤，滚筒的作用是带动击打锤转动，击打锤推动玉米果穗作螺旋运动。滚筒转速由滚筒外缘线速度决定，滚筒外缘线速度是以保证不损伤玉米籽粒为前提条件，由资料数据获得。但滚筒外缘线速度不能过低，否则会影响生产率。根据数据，确认线速度值在3.23.9ms之间最佳。滚筒直径。滚筒直径由凹板直径决定，并且保证脱粒滚筒外径与凹板留有901O0mm的间隙。根据实际功率负荷计算扭矩，确定轴径。滚筒脱粒锤。脱粒锤有规律地安装在滚筒轴上，其作用是拨动玉米穗沿滚筒轴作复杂运动(玉米穗本身既滚动又滑动，同时沿滚筒轴作不规则螺旋运动)，也推动玉米穗向排芯口方向移动。击打锤宽度：脱粒锤设计比较宽，范围一般为3050mm，目的是工作时使玉米穗接触面较大，避免点接触产生对玉米穗的局部压力集中损伤玉米籽粒。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，会增加功率消耗及制造成本。由网上得知，用籽粒含水率为20左右(籽粒含水率高相对较难脱粒)的玉 塔里木大学毕业设计5米穗做试验，脱粒段长度一般应为凹板直径的3.5倍左右。2.1.2带轮的选用2.1.2带轮的选用带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用的材料牌号为HT15