毕业设计论文格式说明

毕业设计论文格式说明 青岛农业大学 毕 业 论 文,设计, 题 目: 小型玉米脱粒机的设计 姓 名: 张三 学 院: 机电工程学院 专 业: 农业机械化及其自动化 班 级: 2007.01 学 号: 03050164 指导教师: 王继伟 2011年06月18日 毕业论文(设计)诚信声明 本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 使用过的 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 论文(设计)作者签名: 日期: 2011年 6 月 18 日 毕业论文(设计)版权使用授权书 本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版，允许论文(设计)被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文(设计)全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文(设计)。本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。 论文(设计)作者签名: 日期:2011 年 06 月 18 日 指 导 教 师 签 名: 日期: 2011年 06月 18 日 目 录 摘 要…………………………………………………………………………....………………? Abstract………………………………………………………………………..……....….…..…? 1绪 论………………………………………………………………………………..…………1 1.1小型玉米脱粒机设计的目的和意义……………………….…… ……………………...1 1.2小型玉米脱粒机国内外研究现状…………………………………………..…………...1 1.3设计主要研究的内容 ……………………………………..………….…………………5 2小型玉米脱粒机工作机理 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ……………………....………………………………………..6 2.1玉米籽粒基本物理特性……………………………………………......…………….......6 2.2 各种玉米脱粒装置的特点分析. …………………………………....…………………..6 2.3挤搓式玉米脱粒机的工作原理 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 9 3脱粒机总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的确定???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 11 3.1脱粒机组成 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 11 3.2脱粒机各部件设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 12 4脱粒机相关参数的确定 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 18 4.1脱粒板齿的线速度??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 18 4.2主轴的功率 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 18 4.3电动机的选择 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 18 5带传动的设计计算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 20 5.1传动带的设计计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 20 5.2带轮的设计 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 23 6其它部分的设计 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 25 6.1脱粒主轴的设计 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 25 6.2螺旋输送器的设计计算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 26 6.3机架结构设计 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 27 7结论 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 28 7.1结论 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 28 7.2设计中的不足 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 28 参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 29 致谢 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 31 小型玉米脱粒机的设计 摘 要 本文设计的挤搓式小型玉米脱粒机，主要由喂入装置、脱粒装置和清选装置三部分组成;采用主轴为推料螺旋与齿板组合结构，宽板齿，低转速脱粒滚筒，凹板式栅格板;工作时，利用挤搓原理，由旋转主轴上的螺旋叶片带动果穗向前运动，安装在两侧和底部的栅格板与果穗充分接触并对其进行挤搓，使齿板与果穗之间、果穗与果穗之间、果穗与栅格之间产生揉搓力，将果穗上的籽粒脱掉，从而达到脱粒的目的;脱粒后经过凹板栅格和风机的清选作用，可得到较为清洁的玉米籽粒。 该机型具有对玉米果穗冲击力小，脱粒过程比较柔合的优点，因此，对玉米籽粒造成的破损远低于传统的脱粒方式。 关键词:玉米脱粒机;挤搓原理;板齿 I Design of Small-Size Corn Thresher Abstract This paper is the design of a new, low rate of damaged small size corn thresher. The thresher has sheller device, feeding device and separating device. The body of the crowed Roll-corn thresher adopts a design method of corn thresher with broad- tooth, a shelling cylinder with lower rotary speed and grid concave. Spindle is a structure composed by push spiral and tooth board. During working, the tiling blade on the feed screw and tooth board of spindle to promote forward movement so that stress produce by rob and knead between the tooth plate and the ear, the ear and the ear, the ear and the grid will take off ear on the grain to achieving the purpose of threshing. After threshing, the separating device separates seed and tailing, get clean corn seed. This thresher is of weaker impact to the ear and of relatively soft threshing process, so the grain of corn cause by damaged far less than the tradition threshing way. Key words: corn thresher; extruding and rubbing; plank-tooth II 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 1 绪 论 1.1小型玉米脱粒机设计的目的和意义 根据联合国粮农组织统计，自2001年以来，玉米就已超过水稻和小麦成为全球第一大作物。近几年，全球玉米产量均在7亿t左右，而我国是世界上第二号玉米生产大国，年产量亿余吨，占世界总产量的20%。中国的玉米种植面积有3亿亩左右，分六个种植区(1)北方春播玉米区，以东北3省为主，种植面积占全国36%左右;总产占全国的40%左右。(2)黄淮海平原夏播玉米区，以山东和河南为主，种植面积约占全国32%，总产占全国34%左右。(3)西南山地玉米区，以四川、云贵为主，面积约占全国的22%，总产占18%左右。(4)南方丘陵玉米区，种植面积为全国的6%，总产不足5%。(5)西北灌溉玉米区，种植面积约占全国的3.5%，总产约占3%。(6)青藏高原玉米区，种植面积及总产，都不足全国的百分之一。 山东省是我国的第三大玉米主产省，同时也是黄淮海平原夏播玉米区最大的玉米主产省。种植面积400多万公顷，约占全国种植总面积的19%左右;年产在1400万吨以上， [1] 约占全国的20%左右。 近年来农业种植结构的调整和玉米品种的改善，南方也开始种植玉米且初具规模，如湖南湘西北部地区为玉米种植主产区，以家庭经营模式为主。玉米种植面积的扩大，使玉米脱粒机的研制和推广应用迫在眉睫，尤其是小型玉米脱粒机，不管是从经济方面，还是使用方面，都更容易被农民接受，也相对更容易推广。 1.2小型玉米脱粒机国内外研究现状 1.2.1国内玉米脱粒机研究现状 当前国内脱粒机脱粒机按喂入形式可分为全喂入和半喂入两大类;按脱粒部件的结构特征可分为传统式、轴流式、风扇叶轮式三种;脱粒机按用途可分为稻麦脱粒机、杂粮脱粒机和种子脱粒机。根据结构复杂程度在传统式脱粒机中，分为简式、半复式和复式三种。轴流式脱粒机按滚筒配置形式可分为卧式轴流和立式轴流。卧式轴流还可分为横轴流和纵 [2]轴流。 脱粒原理主要有冲击脱粒、揉搓脱粒、梳刷脱粒、碾压脱粒、挤搓脱粒，其中冲击脱 1 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 粒是目前国内玉米最常用脱粒原理，由具有一定速度的脱离元件对谷物进行冲击，而使谷物脱粒。例如，用连枷打场和脱粒机上的钉齿式或杆齿式滚筒，主要是利用冲击原理来进行脱粒的;此外还有揉搓脱粒，利用谷物与原件之间的摩擦，以及谷物之间的摩擦而进行的谷物脱粒。例如，手摇玉米脱粒机，以及脱粒机上的纹杆滚筒(如图1—1)，主要是利 [3]用揉搓原理来脱粒的。 图1—1纹杆式玉米脱粒装置 1 纹杆滚筒 2 栅格凹板 [4]国内玉米脱粒机应用最多的是钉齿式玉米脱粒机。以5TY-10玉米脱粒机为例。 (1)工作原理:通过钉齿打击玉米果穗，使玉米籽粒产生振动和惯性力而破坏它与穗轴间的连接;在钉齿滚筒的转动下，齿侧面间和钉齿顶部与凹板弧面上的搓擦作用使玉米穗与穗之间、穗与凹板间产生搓擦，从而实现脱粒。 (2)结构特点:钉齿脱粒机主要由钉齿滚筒和凹板组成。钉齿滚筒上的钉齿通常按螺旋线排列，成排的固定在滚筒上。钉齿形状有方形倾斜齿、圆柱形倾斜齿和球顶方根齿等几种。滚筒外缘线的速度一般为6~10m/s，滚筒直径一般为200~500mm。凹板有冲孔和栅格式两种，凹板包角一般为120?,180?，通常凹板上装有导向板。 (3)脱粒过程:玉米穗由喂入斗切向进入，被钉齿抓取进入脱粒间隙，受钉齿的打击、齿侧面间和钉齿顶部与凹板间的搓擦，实现脱粒;通过凹板筛分离出玉米和小杂，玉米芯由轴向排出。 2 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 图1—2 国内钉齿式玉米脱粒装置 1 圆形钉齿滚筒 2 钉齿凹板 1.2.2.国外玉米脱粒机研究现状 挤搓式玉米脱粒机:是国外玉米脱粒机常采用的一种工作原理，模仿人工用手搓玉米的动作，该脱粒工艺是仿生技术的一种应用。其特点:一是由于机器滚筒轴转速较慢，所以对玉米籽粒几乎无伤害，破碎率低;二是对玉米使用范围广，适应含水率范围15,~25,;三是脱净率高。 板齿式玉米脱机:是美国外应用最普遍的玉米脱粒机，它由美国AEC group公司研制 [5]生产，之后便流行于欧美。以TY-17型玉米脱粒机为例。 (1)工作原理:板齿式脱粒方式模仿人工用手搓玉米的动作，也就是采用了挤搓脱粒的原理，在脱粒区内，由于板齿与滚筒轴之间有一定的夹角，玉米果穗既向前运动又向上、向下运动，在运动过程中与两侧和底部的栅格进行揉搓，从而实现脱粒。 (2)结构特点:板齿式脱粒机主要由板齿滚筒和栅格凹板组成。板齿宽而高，与滚筒轴成一定的夹角。板齿有平板齿和冠状板齿两种，在滚筒上按一定方式排列，滚筒外缘线速度?4m/s;凹板为栅格圆钢，分布于左、右、下三个方向，包角为90?，既起搓板作用，又 3 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 起筛板作用。 (3)玉米果穗由喂入斗切向进入，滚筒对应进料处的结构为短螺旋搅龙，搅龙转动将果穗送入脱粒区内，果穗沿轴向做螺旋滚动与滑动，在此过程中，板齿与果穗之间、果穗与果穗之间、果穗与栅格凹板之间进行揉搓;被脱下的籽粒穿过栅格凹板排出，玉米芯被送 [6]到排芯区排出。 图1—3国外挤搓式玉米脱粒装置结构简图 1 滚筒 2 进料区螺旋 3 进料斗 4 脱粒板齿 5 栅格凹板 1.2.3板齿式与钉齿式脱粒机性能比较 (1) 由于钉齿式的滚筒线速度为7.3~9.4m/s超过了4m/s 这个限值故产生的破碎率 [7]要高于板齿式脱粒机的破碎率; (2) 当玉米含水率在13% 20%范围内时两种机型的技术性能指标比较稳定当玉米含水率高于20%时钉齿式脱粒机的脱净率和破碎率指标明显下降板齿式脱粒机的脱净率和破 [8]碎率稍有下降; [9](3)板齿式脱粒机的单位功率生产率要高于钉齿式脱粒机; (4) 板齿式脱粒机由于具有高脱净率低破碎率和低功耗等优点将会被越来越多的种 [10]子企业所认可其市场前景良好。 4 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 1.3设计主要研究的内容 1.3.1研究内容 设计一种新型的小型玉米脱粒机，主要是针对传统打击式玉米脱粒机破碎率高，脱净 [11]率低的缺点，摒弃钉齿式滚筒的使用，采用国外普遍应用的板齿式脱离滚筒，由于板齿与滚筒轴之间有一定的夹角，玉米果穗既向前运动又向上、向下运动，在运动过程中与两侧和底部的栅格进行揉搓实现脱粒，再结合栅格和风机实现玉米籽粒的分离和清选，具体要求: (1)生产率:400kg/h (2)脱净率:?98% (3)破碎率:?4% 1.3.2研究方法 检索和查阅大量相关信息，对各种脱粒装置比较分析，确定采用板齿式脱粒装置，脱粒后经栅格凹板分离玉米籽粒和玉米芯，再经离心风机将玉米籽粒和小杂分开，最后收集干净的玉米籽粒。根据这一工作过程来确定脱粒机各工作部件类型，在进行总体结构设计，确定总体方案。 1.3.3技术路线 调查研究?确定总体方案?工作机理分析?主要工作部件的设计?清选装置设计?计算和校核?撰写论文?绘制图纸?修改图纸及论文?申请答辩 5 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 2小型玉米脱粒机工作机理分析 2.1玉米籽粒基本物理特性 玉米是一种营养价值极高的经济作物，籽 粒为圆锥形，属于规则的物料形状，结构 如图2—1所示。根据物料的流动动力学 特性可知玉米的修正系数为2.11，临界速 度为9.8-14m/s;同时玉米又属于散粒物 料，滑动摩擦角为20?(钢板)，22?(木 板)，休止角为29?~35?。玉米综合特性系 数为0.0558，玉米的单位容积质量为0.68 ~0.77，充满系数为0.3 ~0.4。 图2—1 玉米结构图 2.2 各种玉米脱粒装置的特点分析 2.2.1打击式种子玉米脱粒装置的特点分析 打击原理设计的玉米脱粒装置，由工作部件(如钉齿或纹杆，见图1—1,1—2)打击玉米果穗或反过由果穗碰击后面，使玉米籽粒产生振动和惯性力而破坏它与穗轴的连接，在钉齿滚筒的转动下齿侧面间和钉齿顶部与凹板弧面上的搓擦作用使玉米穗与穗间穗与凹板间产生搓擦从而实现脱粒，主要取决于打击速度和打击机会，这样的脱粒机对玉米籽粒伤害较大，但脱得净、效率高。打击原理设计的玉米脱粒机与普通脱粒机差别不大，按照滚筒上脱粒元件来分，可主要分为纹杆式脱粒机、钉齿式脱粒机。国内外大企业一般采用纹杆式脱粒机脱粒玉米，因为相对来说纹杆式脱粒机较钉齿式脱粒机对玉米损伤小。纹杆式玉米脱粒装置由纹杆滚筒和栅格凹版组成，一般采用卧式结构。纹杆滚筒由纹杆、辐盘、滚筒轴等组成。纹杆上的沟纹分为左纹和右纹两种，沟纹提高了脱粒能力。与钉齿式 6 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 脱粒机相比，纹杆式玉米脱粒机虽然籽粒破碎率小，脱净率高，清洁度高，生产效率高，通过性能和分离籽粒能力强，但结构形式单一，功率消耗较大，对含水量高的作物适应能 [12]力差，在我国广大农村与小型制种企业应用范围窄。 2.2.2搓擦式种子玉米脱粒装置的结构及特点分析 搓擦式原理的脱粒机，它是利用玉米穗与脱粒元件之间的摩擦，以及果穗之间的相互摩擦而进行脱粒的，果穗的脱粒干净程度与摩擦力的大小有直接关系，增大摩擦作用，可以提高生产率和使脱粒干净，但超过一定限度时，会使籽粒脱皮或脱壳，摩擦力的大小只要取决于脱粒元件的表面状况和脱粒间隙。该原理的脱粒机工作可靠、脱净率高，断玉米芯少、清洁度高，与打击式种子脱粒机相比，破碎率小，但排杂口玉米籽粒多。 该脱粒装置(如图2—2所示)由一个锥齿轮、小齿轮、支撑舌、脱粒盘组成，脱粒区由锥齿轮、带有斜凸棱的支撑舌和安装有钉齿脱粒盘构成，支撑舌后面安装有弹簧，脱粒区的大小可由弹簧来自动调节，脱粒时，脱粒盘向内拖拉玉米穗，由于锥齿轮、脱粒盘的旋转方向以及大小都不同，因而使玉米穗产生自转，同时受到锥齿轮、支撑舌和脱粒盘的搓擦作用，按照从玉米穗上部到下部的脱粒顺序，籽粒被脱粒下来，脱下的玉米芯被脱粒盘的旋转力从排芯口排出。夹带杂质的籽粒通过风机风选后，干净的籽粒在底部收集。 图2—2 搓擦式玉米脱粒装置 1 锥齿轮 2 小齿轮 3 支撑舌 4 皮带轮 5 脱粒盘 7 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 该机断玉米芯少、破碎低小、脱净率高、操作方便、工作可靠、结构紧凑、坚固耐用、使 [13]用维护方便，但工作效率低，不适合大型制种企业的应用。 2.2.3差速式种子玉米脱粒装置的结构及特点分析 差速式原理的脱粒装置，它是利用同方向不同旋转速度的脱粒元件间所形成的差速旋转来脱粒玉米穗，如图2—3所示，它还可以带皮脱粒，玉米籽粒仿手工搓落，不伤胚芽，在含水率25,以下，不受水分影响，玉米穗完整，破碎率接近0，脱净率可达100,，及适应性强等特点，但该种原理的脱粒机一般生产效率低。 该装置由三个包有橡胶的、并以相同方向不同速度旋转的辊子组成，一个叫压力辊， 图2—3 差速式脱粒装置示意图 1 玉米果穗 2 脱粒元件 它的一端传递动力，另一端为可调节的活动端，即随着不同品种和规格的单穗玉米的进入，可调节活动端来适应玉米穗的进入，它的橡胶表面有几条坚直花纹，用来增强对玉米的摩擦力;另一个叫支撑辊，它的作用是支撑玉米穗通过三辊围成的圆锥形空间，并协助压力辊、脱粒辊脱粒玉米穗，它的橡胶表面与压力辊一样，也有几条坚直花纹，用来增强对玉米的摩擦力;第三个叫脱粒辊，它的橡胶表面与压力辊、支撑辊不一样，它的橡胶表面有几条由浅入深的圆台型花纹，用来增强对玉米的剥粒力，为了确保玉米穗与脱粒辊线性接触，三辊互成一定的角度，围成圆锥形的空间。它的工作原理:当玉米穗进入时，在三辊互成一定角度围成圆锥形的空间里，在三个差速旋转的辊子所产生的摩擦力作用下，玉米芯绕自身轴线旋转，同时靠自重不断向下运动，靠脱粒辊对玉米所产生的切向力，玉米籽 8 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 粒不断被脱下，籽粒落入回收箱，玉米芯排出机外，该机结构新颖，设计合理，不伤胚芽、不断玉米芯，具有破碎率低、未脱净率低及适应性强等特点，但它的生产效率低，仅适用于单穗玉米种子的脱粒。 2.3挤搓式玉米脱粒机的工作原理 挤搓式玉米脱粒机机体采用圆钢焊制的栅格结构，其间隙大于玉米籽粒的宽度，主轴采用推料螺旋输送果穗，平板齿与冠状板齿组合脱粒。工作过程中脱粒机主轴经皮带轮减速，带动脱粒机主轴旋转，主轴上焊有双向螺旋叶片，工作时玉米果穗被主轴上的叶片带 图2—4 脱粒机上仓示意图 动，既向前运动，又做上、下运动。在运动的过程与两侧和底部三个方向的栅格进行挤搓， 依靠主轴上的进料螺旋和齿板推动果穗向前运动，使齿板与果穗之间、果穗与果穗之间、 果穗与栅格之间产生揉搓力，将果穗上的籽粒脱掉，从而达到脱粒的目的。这种方式不仅 对果穗冲击力较小，脱粒过程比较柔和，而且对玉米籽粒的破损较低。 该脱粒工艺是仿生技术的一种应用，模仿人工用手搓玉米的动作。如图2—4所示， 在脱粒区内，滚筒平板齿拨动果穗沿栅格凹板作圆周运动，由于平板齿与滚筒轴心成一定 的夹角，所以同时也将果穗向排芯口推动，玉米果穗的运动轨迹是螺旋线。设计成顶部带冠形状两处凸起，其作用如同人工用竹签子，先将玉米果穗上的局部籽粒挤掉，以便后面挤搓顺利。由于排芯口压板的作用，正常工作时物料始终充满机器内部，所以平板齿拨动果穗时具有一定的推力，即果穗是在受到推挤的情况下与栅格凹板接触，与栅格凹板做相 9 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 对运动，并且既滚动又滑动，以达到挤搓脱粒的效果。果穗相互之间也同样是在受到一定压力的作用下进行充分挤搓，并且机内所有果穗的任何部位都有充分的挤搓的机会，从而 [14]达到脱掉全部籽粒的目的。 10 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 3脱粒机总体方案的确定 3.1脱粒机组成 玉米脱粒机主要包括入料斗、脱粒仓、主轴、机架、出料斗、导芯口、排芯口、压板机构、皮带轮和电机等。结构如图3—1所示。 图3—1脱粒机机体组成 1电动机 2进料螺旋 3滚动轴承 4平板齿 5大带轮6进料口 7冠状板齿 8栅格凹板 9排芯区拨轮10压板机构 11出料口 12风机 11 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 3.2脱粒机各部件设计 3.1.1入料口的设计 入料口置于脱粒机上部，采用2mm的Q235钢板焊接制成，将剥了皮的的玉米果穗从料斗喂入，下落到脱粒仓内，经由滚筒上的进料螺旋将玉米果穗推入脱粒区进行脱粒。结构如图3—2。 图3—2 入料口 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 12 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 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，电动机带动主轴高速旋转，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，同时也加大了冠状平板齿条上的冠状平板齿的磨损和老化等。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极大的破坏性。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 [15]害，精心分析其结构的合理性。采用了进料螺旋机构顺利将玉米果穗推入脱粒仓。 3.2.2脱粒部分的设计 按《机械设计》查得，对于材料为45的碳钢，调质处理，脱粒板齿采用的是平板齿(如图3—3a所示)和冠状板齿(如图3—3b所示)，板齿表面均采用渗碳处理，深度大约2.5mm，热处理硬度达到HRC50~55。 脱粒仓均采用2mm~3mm的Q235钢板和角钢焊接而成。 平板齿 冠状板齿 图3—3脱粒部件 13 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 3.2.3清选部分的设计 清选部分由凹板栅格和风机两部分组成。 3.2.3.1栅格凹板的设计 凹板直径是决定生产率的主要参数，凹板装在滚筒下面，由一组18mm的圆钢均布围成的，结构如图3—4，通过隔板连结成一体的U型栅格式凹板，既起揉搓作用又起筛板作用。本机凹板直径取为250mm，凹板采用圆柱形，分开式结构，上凹板安装导向板，下凹板为栅格式。栅格间隙的大小直接影响脱粒效果。缝隙越大，籽粒通过性好，夹带损失小，但玉米芯漏过得也多，影响籽粒净度;缝隙较小，则夹带损失大。常用栅格间隙为12~25mm，应在两者之间选择最佳值，选栅格间隙为16mm。 在玉米脱粒机中，栅格式凹板是与冠状平板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，而玉米芯被冠状平板齿滚筒上的冠状平板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，栅格式凹板是利用圆钢横向焊接而成，圆钢之间有的缝隙，这个缝隙可以将玉米卡在两根圆钢的缝隙之间因为玉米为圆柱型，以便于冠状平板齿对玉米进行快速、稳定的脱粒。 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隔板和中间的隔板都焊接到脱粒仓上，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。从整体来讲，也达到了脱粒 [16]机的一体化设计，提高了整体刚度。 14 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 图3—4栅格凹板 3.2.3.2风机的设计 图3—5 清选风机 玉米籽粒经栅格落下，仍有少量轻质量杂余，可采用风机将其与玉米籽粒分离。风机流量取决于清选混合物的的特性，清选干净与否直接决定风量的大小。由于玉米脱粒是在剥皮后进行的，所以脱粒混合物中含有杂物较少，查《农业机械设计手册》与经验公式相结合，最后确定风机的主要参数:流量Q,0.34kg,m?;出风口风速v,8m,s;叶轮外径D,160mm;转速n,480r,min;叶片为径向直叶片，风机宽度B,200mm;叶片数为41 15 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) [17]片。如图3—5所示。 3.2.4压板机构的设计 排芯区安装压板机构，压板的作用在于控制脱净率，其结构如图3—6玉米芯充满排芯区后，在拨轮的推动下压板被顶开(绕轴向上转动一个角度(玉米芯即可通过排芯口排出。玉米芯越多(压板张开的角度就越大。压板的压力可以通过重锤调节(若物料含水率较高、较难脱粒时，可移动重锤在压杆上的位置或增加重锤重量以使玉米果穗之间的挤压 [18]力和果穗与栅格式凹板之间的挤搓力增加，从而提高脱净率。 图3—6压板机构 3.2.5出料口的设计 出料口是将脱完的玉米籽粒由栅格掉落在其收集区，采用2mm的Q235钢板焊接制成 [19]。其机构如图3—7所示。 16 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 图3—7 出料口 17 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 4脱粒机相关参数的确定 4.1脱粒板齿的线速度 ,,n,D, (4—1) v60，1000 其中:,板齿的线速度，(m,s); v ,脱离主轴的转速，(r,min); n D,板齿外缘的回转直径，(mm) D已知?,266 r,min;,230mm;代入公式(4—1)得: n 3.14，266，230, ,3.2m,s v60，1000 对于板齿式脱粒滚筒来说，板齿外缘的线速度应?4m,s，这样可以有效降低破碎率，但又不能太低，确认线速度在3.2~3.9m,s之间最佳，大型机取偏高值，小型机取偏低值，故线速度合适。 4.2主轴的功率 玉米脱粒所需功率为P，由脱粒机的工作阻力和板齿外缘线速度求出，即? 1 FVP, (4—2) 11000 参考生产量为5t/h的挤搓式玉米脱粒机，其平板齿宽为110mm,受均布载荷150N;而此次设计的脱粒机平板齿宽72mm,由此可知每个板齿的平均受力约为95N,脱粒主轴上有12个板齿受力，得: F ,95×12,1140N 由上述知,3.2m,s，代入公式(4—2)得: v 1140，3.2P ,,3.6kw 11000 4.3电动机的选择 电动机的功率P主要由脱粒主轴功率P来计算，即 1 18 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) P1P, (4—3) , ,各级传动效率; , 查《机械设计手册》可知， 带传动的机械效率:0.94 ~0.98，取0.97; ,1 一对滚动球轴承机械效率,:0.99; 2 滚筒传动?由于板齿固定于轴上取,为1; 3 ,,,,脱粒机传动中用到带传动，还有一对滚动球轴承故,123 P3.61P? ,,,3.7kw 0.97，0.99，1, 除此之外，还要将风机的功率也要考虑在内，此次设计选用0.1kw的离心风机，由查《脱粒机》取滚筒转速N,266r,min,查《机械设计手册》，V带的i,2 ~5，故电动机转速可取在532~1330r,min,这一范围电动机可选Y132M1,6，960r,min，4kw的电动机。 19 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 5带传动的设计计算 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，还有带及带轮的结构简单、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 [20]机之间选用带与带轮的传动配合是很合理的。 选择带和带轮因当从它的传动参数入手，来确定带的型号、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 [21]在轴上的压力为设计轴承作好准备。 5.1传动带的设计计算 Pi电动机的功率,4kw，转速,960r/min，传动比,3.6，平均每天工作8小时左右n1 [22]。 5.1.1确定计算功率 Pca,KP (5—1) A 查《机械设计》课本表8-7查得工况系数K取1.1，故 A Pca,1.1×4 ,4.4kw 5.1.2选择V带类型 Pca根据、n、实际情况由《机械设计》课本图8-11确定选用A型。 1 5.1.3确定带轮基准直径并验算带速 (1)初选小带轮的基准直径由《机械设计》课本表8-6和表8-8，取小带轮基准直dd1 径,106mm. dd1 20 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) (2)验算带速v,按《机械设计》课本公式(8-13)验算的带速 ,d,n,d11 , ,5.325m,s (5—2) v60，1000 ?5m/s,v,30m/s，故带速合适。 -15a)，计算大带轮的基准(3)计算大带轮的基准直径。根据《机械设计》课本式(8直径d d2 ,(5—3)d i,dd2d1 ,3.6×106 ,382mm 根据表8-8圆整为,400mm。 d d2 5.1.4确定V带中心距和基准长度 (1)根据《机械设计》课本式(8-20),初定中心距a 0 (d，d)(d，d)0.7a ??2 (5—4) d1d2d1d20 a0.7×(106，400) ??2×(106，400) 0 a354.2??1012 0 a故初定,600mm。 0 L(2)由《机械设计》课本式(8-22)计算所需的基准长度 do 2(dd),,(dd1，dd2)12ddLa?2 ，， (5—5) do024a0 22，600，3.14，(106，400)294 =， 22400 ,2030mm L由表8-2选带的基准长度,2000。 d (3)按《机械设计》课本式(8-23)计算实际中心距a L,Ld0da ?，,(600-15)mm,585mm (5—6) a02 L中心距的实际变化,,0.015,585,30,555mm aamind ,，0.03d,585，60,645mm aamax ?中心距的变化范围555mm ~645mm。 21 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 5.1.5验算小带轮包角 27.3(d,d)o o o d1d2 ?180,,151.2,90 (5—7),1, 5.1.6计算V带根数 (1)计算单根V带的额定功率Pr d由,106mm和,960r/min，查《机械设计》课本表8-4a得,1.05kw。 nPd110根据,960r/min，i,3.6和A型带，查《机械设计》课本表8-4a得,0.11kw。 n,P10 查《机械设计》课本表8-5得=0.923,表8-2得,0.882 KK,L于是 (5—8) P,(P，,P),K,K r00,L =(1.05，0.11)×0.923×0.882 ,0.944kw (2)计算V带的根数z 4.4Pcaz,,,4.66 (5—9) 0.94Pr 取5根。 5.1.7计算单根V带初拉力的最小值 q由《机械设计》课本表8-3得A型带的单位长度质量=0.1kg,m 500(2.5,K)Pca,2qaF () ,， (5—10) minOKzv, 500(2.5,0.923)，4.4 , ，0.1 ?×5.325 0.923，5，5.325 ,144N FF应使实际初拉力,()。 min OO 5.1.8计算压轴力 压轴力的最小值为 ,FF(),2z() sin() (5—11) minminpO2 22 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 151.2=2×5×sin() 2 =1394.75N 5.2带轮的设计 5.2.1大带轮结构设计 大带轮根据结构需要采用轮辐式，如图5—1所示，具体尺寸详见CAD图纸。 图5—1大带轮 5.2.2小带轮结构设计 小带轮结构采用实心式，如图5—2所示，具体尺寸详见CAD图纸。 5.2.3带轮材料的选择 因为带轮的转速,5.325m,s,25m,s，转速较低，故材料可选用灰铸铁，牌号为HT150 v 23 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 图5—2 小带轮 24 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 6其它部分的设计 6.1脱粒主轴的设计 6.1.1传动轴结构 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。它的主要功用是:一是支持轴上所安装的回转零件，使其有确定的工作位置二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 [23]的阶梯轴。 图6—3 主轴 主轴结构如图6—3所示，材料采用45钢。 6.1.2脱粒主轴整体结构 脱粒轴是脱粒机的重要组成部件，起始段为推运螺旋，将玉米果穗推运到脱粒区;中间段上面焊接有冠状平板齿和平板齿，将玉米果穗首先由冠状平板齿抠入玉米果穗脱下一部分果穗，接着由平板齿再将剩余玉米果穗脱下。冠状平板齿和平板齿上都有一定的角度，使得在脱粒滚筒旋转时又向前推进，完成脱粒。末端是排芯区，轴上焊接着排芯板， [24]将玉米芯导入排芯口，排出机体。结构如图6—4所示。 25 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 图6—4 脱粒轴总体部件 1 拨芯区板齿 2 冠状板齿 3平板齿 4推运螺旋 5主轴 6.2螺旋输送器的设计计算 6.2.1螺旋直径D 2.5D,Κ× (6—1) Q/,c, Κ,物料综合特性系数，查《农业物料学》玉米取0.0558; Q,螺旋输送量t,h，取0.4t; γ,物料的单位容积质量，查《农业物料学》0.68 ~0.77，取0.7; C,倾斜输送系数，取1; ,,充满系数，查《农业物料学》0.3 ~0.4，取0.4 2.5得: D,0.0558×,85mm 0.4/(0.7，1，0.3)螺旋的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 直径100，125，160，200，250，315，400，由于运输的是玉米果穗，其长度 一般在130~250mm,故取D,160mm 6.2.2螺距S 水平放置?S,,0.8~1,D,160mm 6.2.3螺旋轴径 d,,0.2~0.35,D,32~56mm (6—2) 26 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 为了配合脱离主轴的工作，将直径增加3%~7%取d,60mm. 6.2.4螺旋轴的长度L d,,0.02~0.03,L,60mm (6—3) ? L,2000~3000mm [25]由于此段螺旋输送器只是短距离输送，根据机身长度的要求取L,300mm。其结构如图6—4所示。 6.3机架结构设计 图6—5 机架 机架是支撑脱粒机的部件。它承担着脱粒机的主要重量、动力、负载和力矩，因此， [26]它设计的关键是绝对保证整机的强度和刚度。机架部分要各自稳定，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5毫米厚的角钢焊接制成。其结构如图6—5所示。 27 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 7(结论 7.1结论 本文通过对现有玉米脱粒机的研究分析，总结出了目前玉米脱粒技术存在的主要问题，并在设计过程中加以修改，设计了一种新型的小型玉米脱粒装置，创新点如下: (1)用板齿式滚筒代替钉齿式滚筒，将板齿式脱粒滚筒线速度控制在3,4m/s范围内，减少了破碎率。 (2)当玉米含水量在20%~25%时，破碎率也不会波动较小，脱粒性能稳定。 (3)与同等机型相比功耗低。 7.2设计中的不足 (1)此种脱粒原理还未应用于小型玉米脱粒机上，其性能未必能达到预期目标。 (2)脱粒滚筒尺寸较小，对于大果穗的玉米可能不适用。 28 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 参考文献 [1] 赵克明.关于我国玉米生产发展问题的看法[J].玉米科学，2003(专刊):60,61 [2] 张宝文.新阶段中国农业科技发展战略研究[M].北京:中国农业出版社，2004 [3] 中国农行机械化科学研究院.农机机械设计手册[K].北京:机械工业出版社，1988: 960,991 [4] 东北农学院.农业机械学理论与设计(下册)[M].北京:中国农业出版社，1961 [5] 葛 藟.种子机械加工技术问答[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社，19901:2,23 [6] 李心平.张伏.高连兴 玉米种子脱粒装置的结构技术剖析[J].农机化研究，2008(06) : 24,26 [7] 吴多峰,许峰.板齿式与钉齿式玉米脱粒机的性能比较[J].农机化研究，2006(10) : 78 ,80 [8] 陶桂香,衣淑娟.玉米轴流脱粒机理研究现状分析[J].农机化研究，2007(11) : 239, 243 [9] 王冰.玉米脱粒机试验方法的编制[J].农机试验与推广,1997(3) :25 [10] 何晓鹏.刘春和.师建芳.王广万.挤搓式玉米脱粒机的研制[J].农业工程学报2003,19(2): 105,108 [11] 陈立东.马淑英.石磊.冯利臻.小型揉搓式玉米脱粒机的设计[J].农机化研究,2009(1) [12] 聂立新.赵明利.刘志忠.机械设计制造及其自动化专业毕业设计改革探讨[J],高教论 坛,2007(4) 5:8 ,59 [13] 邓楠. 世界农业科技现状与趋势[M].北京:中国林业出版社,2001 [14] Ronald W Brass，Stephen J Marley(Roller:1w damage corn shelling cylinder[J](TRANSACTION of the ASAE，1973，5(2):278,283 [15] Mofazzal H Chowdhury，Wesley F Buchele(Effects of the operating Parameters of the rubber roller sheller[J](TRANSACTION of the ASAE，1975，7(4):278,283 [16] The direction of new western cylinder type seed corn sheller [Z]. 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