玉米脱粒机的创新设计（UG三维模型+说明书）.zip

目 录 目 录1.引言.12.玉米脱粒机总体结构.12.1 入料装置.12.2 强制喂入装置.22.3 脱粒装置.22.4 机架.22.5 筛选装置.22.6 总体设计.33.玉米脱粒机主要参数.33.1 电动机的选择.33.2 滚筒上纹杆转速.43.3 滚筒功率确定.43.4 电动机功率确定.43.5 电动机的选择.54.传动系统设计.64.1 传动带的设计与校核.6 4.1.1 确定计算功率.6 4.1.2 选择 V 带的型号.7 4.1.3 确定带轮的基准直径.7 4.1.4 确定传动中心距和带长.8 4.1.5 验算主动轮上的包角.8 4.1.6 确定 V 带的根数.8 4.1.7 确定带的初拉力.9 4.1.8 求 V 带传动作用在轴上的压力.94.2 V 带带轮设计.95.关键部件设计.115.1 脱粒滚筒设计.115.2 导向上护盖设计.125.3 栅格式凹板设计.135.4 喂料口设计.135.5 机架的设计.146 传动轴设计.15参考文献：.161 玉米脱粒机的创新设计 玉米脱粒机的创新设计摘要：摘要：为了降低玉米脱粒过程中的劳动强度以及提高脱粒工作效率，设计一款玉米脱粒机。该机器主要有喂料斗，上护盖，下护盖，纹杆式脱粒滚筒，机架以及传动部件等机构组成。由电动机提供动力，经带传动将回转力矩传递至纹杆式脱粒滚筒，脱离滚筒与栅格式脱粒凹板和上护导轨盖相配合进行脱粒，玉米粒经收集装置输出机器外，玉米芯从出料口排出。关键词：关键词：玉米 脱粒机 创新设计1.引言引言玉米在我国乃至世界粮食生产中的重要地位，决定了玉米生产加工备受关注。中国是玉米作物种植大大面积平原的玉米收获作业，基本上可以实现集玉米收获，去皮，脱粒，清选一体化作业。但在一些小面积甚至丘陵地带种植的玉米，大型联合收获机无法国，据不完全统计，2005 年中国玉米产量为 13937 万吨，在东北与华中平原的进入，就形成了收获后再进行去皮与脱粒等工作。传统玉米脱粒主要依靠纯手工作业或者利用专用脱粒机械通过人力进行脱离作业。近几年随着农业机械化的发展，小型电动玉米脱粒设备已开始普及，目前常见的玉米脱粒形式有冲击式脱粒，碾压式脱粒，挤搓式脱粒，差速式脱粒，搓擦式脱粒等几大形式，上述脱粒形式各有特点。根据玉米脱粒工作实际比较与研究，根据搓擦式原理创新设计一种脱粒机。其工作原理是：在玉米脱粒时，通过纹杆式脱粒滚筒与下方的栅格式凹板相配合进行搓擦脱粒，经过上护盖的导板使玉米移动脱粒。玉米芯随导板从排料口排出，玉米粒经下方的收集装置从下方排出。2.玉米脱粒机总体结构玉米脱粒机总体结构 该玉米脱粒机的主要组成部分有：入料口、螺旋推进器、纹杆式脱粒装置、栅格式凹板、机架、上下护盖等组成。2.1 入料装置入料装置 入料口整体形状呈斗状，与机器的上护板通过螺栓相连，入料口由 2mm 厚的2钢板焊接而成，已剥皮的玉米从入料口上方进入机器，利用自身重力滑落至螺旋推进器。2.2 强制喂入装置强制喂入装置 强制喂入装置即螺旋推进器，利用螺旋推机器的轴向转动将玉米从纹杆式脱粒滚筒的切向喂入，依靠脱粒滚筒与栅格式凹版和上护板相互配合进行搓擦脱粒。2.3 脱粒装置脱粒装置 脱粒装置主要由脱粒滚筒与栅格式凹版组成，经螺旋推进器喂入的玉米穗在脱粒滚筒与凹版的相对转动下进行搓擦脱粒，上护盖内设有螺旋形导板，有利于玉米在脱粒过程中保持方向一致，提高了玉米在脱离过程中的运动速度。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式纹杆和上护盖上的螺旋导板，由出料口排出机体之外。2.4 机架机架机架是由左机架、右机架、出料口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 筛选装置筛选装置 筛选装置主要由栅格式凹板组成，它是由一定数量的铁条及两条主要梁和副梁组成，每两根副梁之间的缝隙可以将玉米卡住，然后快速旋转的纹杆式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。经脱粒滚筒脱下的玉米粒靠栅格式凹板上的间隙落入下护盖的收集装置，由于玉米芯不能穿过凹板的间隙，进而实现玉米粒与玉米芯的分离，玉米芯通过轴向运动从出料口排出机器。3 2.6 总体设计总体设计由上所述，该玉米脱粒机由三相异步电动机提供动力，电动机固定在机架的下方，通过带传动将动力传至传动轴。将待脱粒的玉米穗从机体的斗式入料口喂入，经过螺旋推进器从纹杆式脱粒滚筒的切向强制喂入，进入到脱粒区域的玉米穗在纹杆式脱粒滚筒与其下方的栅格式凹板相互配合下进行搓擦脱粒，玉米穗在上护盖设的螺旋导板与滚筒上的螺旋纹杆共同作用下呈螺旋式轴向运动。经脱粒的玉米粒在栅格式凹板的分离作用下与玉米芯分离，玉米粒经凹板下方的下护盖收集装置进行收集，玉米芯从机体的出料口排出机外。该玉米脱粒机工作效率高，单位时间内可完成多人的工作量，大大降低了劳动强度，节省了工作时间，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等优点。玉米脱粒机主要结构如图所示：图 2.6 玉米脱粒机主要结构示意图3.玉米脱粒机主要参数玉米脱粒机主要参数 3.1 电动机的选择电动机的选择纹杆式玉米脱粒机较钉齿式玉米脱粒机消耗功率较大，但因所设计设计的玉4米脱粒机为小型玉米脱粒机，故实际所需功率并不大。根据资料查询得知查得该尺寸纹杆式脱粒滚筒受力约为N1500。3.2 滚筒上纹杆转速滚筒上纹杆转速确定该机器滚筒转速为 800minr，由于纹杆固定在滚筒上，故纹杆的角速度与滚筒的一致。由于设计的纹杆式脱粒滚筒为锥状，故取其平均半径为有效半径。mmrr5.57250652r21 式中：r有效半径 1r大端半径 2r小端半径 故纹杆有效转速为：smNV41.21000605.5780014.3100060r轴式中：V纹杆的转速 轴N脱粒机主轴的转速 D钉齿距轴心的距离 3.3 滚筒功率确定滚筒功率确定 玉米脱粒机所需功率为WP，应由脱粒机的工作阻力和运转参数求定，即：1000VFPW，计算求得：KWpW7.367.3100041.215005 3.4 电动机功率确定电动机功率确定电动机功率由公式KWPPawd来计算，脱粒机传动装置的总效率a，应由组成传动装置的各个部分运动副的效率只积，即321a，其中1、2、3 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）0.980.995 即取 1=0.99 V 带传动 0.940.97 即取 2=0.97 滚筒转动 （因为钉齿条固定于滚筒上）即取 3=1则 96.0196.099.0321a 由此可得电动机的功率：KWVFPad48.396.0100041.2150010003.5 电动机的选择电动机的选择 根据资料脱粒机一书可查得主轴的转速在 750850minr，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i24，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：2（nind16008004）3200minr。符合这一范围的同步电动机转速的有 720minr，1440minr，2900minr，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 6额定功率电动机转速基本参数方案电动机型号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 Y132S1-4。所选电动机的额定功率dP5.5kw，满载转速mn=1440rmin，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 满 载 时型 号 额 定 功率 KW转速rmin 电流（380V）效 率%功率因数 额 定 电 流额 定 转 矩最 大 转 矩Y132S1-45.51440 1185.5 0.8472.02.2表 3 为电动机具体安装尺寸：表 3 电动机尺寸列表 单位mm中 心高 外形尺寸底脚安装尺寸 地脚螺栓孔 直 径 轴伸尺寸 ED装键部位尺寸 电 动 机的 输 出轴 尺 寸 7 HHDADACL)2(BAKGDF G1323153454751402161280384110334.传动系统设计传动系统设计 4.1 传动带的设计与校核传动带的设计与校核 4.1.1 确定计算功率 PKPAc 其中：AK工作情况系数P电动机的功率 查机械设计一书中的表 147 可知：AK=1.05.55.50.1cPKW4.1.2 选择 V 带的型号 根据计算得知的功率cP和电动机上带轮（小带轮）的转速1n（与电动机一样的速度），查机械设计一书图 1412，可以选择 V 带的型号为 A 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1D：根据机械设计一书，可选择 V 带的型号参考表142，选取1Dmm125。（2）计算 V 带的速度 V：smNDv04.9100060144012514.310006011V 带在10sm20的范围内，速度 V 符合要求。8电动机与主轴传动比的计算 8.1800144021nni（3）计算从动轮的直径2D mmDnnD224125800144012124.1.4 确定传动中心距和带长取)(2)(7.02121DDaDD即：)224125(2)224125(7.00a得：mmamm7305.2550 取：mma600带长 02214)12()(22aDDDDaL即：6004)125224()224125(214.36002L 得：mmL1800 实际的中心距可按下列公式求得：8)(8)(2)(21222121DDDDLDDLa 求得：mma6204.1.5 验算主动轮上的包角0120160180aDD即：001606201202201809求得：0011203.170a 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：kpkkppZlac)(00 其中 ：0p 单根普通 V 带的许用功率值)(0kwp k考虑包角不同大的影响系数，简称包角系数 lk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 75.0k，对于化学线绳结构的胶带，取 01.1k。0p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：10001.0nTp KW 式中：T单根普通 V 带所能传递的转矩修正值 mn，从机械设计可以查表 1410 1n主动轮的转速 minr 查得：9.2Tmn min14401rn 则：kwp17.0 查表取值：98.0k 01.1lk 0p由 smv04.9 mmD1201 查得：93.10p 所以：6.298.001.1)17.093.1(5.5Z即：6.2Z 取 3Z 根4.1.7 确定带的初拉力 单根 V 带适当的初拉力0F 由下列公式求得10 20)15.2(500qvkZvpFc 其中：q传动带单位长度的质量，mkg 即：NF165.349.049.0410.0)198.05.2(39.045.550004.1.8 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Q，它等于 V 带两边的初拉力之和，忽略 V 带两边的拉力差，则Q值可以近似由下式算出：即：2sinF21ZQ 求得；NQ07.98823.170sin34.165320 4.2