家用小型玉米脱粒机的设计Word格式文档下载.doc
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齿与筛网之间的间隙相配合,使玉米粒拖下(钉齿滚筒和筛网之间的揉搓作用,将玉米粒脱离玉米芯,井借助其他的机械机构将玉米粒和玉米芯分别从两个不同的出口排出机体之外,籽粒由筛孔分离出去,玉米芯从机器尾部排出,玉米丝,皮屑从风口排出。
循环脱粒,不断的进行填入—脱粒—排出机体这一循环。
该种机器,脱粒的效率由滚筒的长度和直径而确定,人们可根据自己的脱粒效率,合理的选用适当的玉米脱粒机。
关键词
玉米脱粒机;
脱粒结构;
设计
Abstract
In1815,theUnitedStatesdevelopedtheworld'
sfirstdedicatedtocornthreshinghand-operatedcornthresher.Improvementforcornthreshingdeviceafterpeoplehaveneverstopped.Theearly70'
soflastcentury,China'
sself-developedimpactprincipleofcornthreshingmachineiswidelyusedinlarge,medium,whenthreshingmachine.Afterentering80age,ruralbegantoimplementthehouseholdcontractresponsibilitysystem,ourcountryhasdevelopedaseriesofimpactprinciple,smallcornthresher,inordertomeettheproductionneedsoffarmers.Withthedevelopmentofsociety,themechanizationinChinaspreadveryquickly,becauseChinaisabigagriculturalcountryandagricultureistheeconomicfoundationofourcountry,sotheapplicationofmechanizediscrucialforthedevelopmentofouragriculture,buttheagriculturalcurrentsituationofourcountry,mostlybelongingtothesmall-scalepeasanteconomy,sothedecisioninsomeaspects.Largemachineryisdifficulttopopularize,soneedtopopularizesomesmallhouseholdmachinery.Cornthreshingmachinewhichisaverytypicalexample,alongwiththepeopleofthemaizeyieldincrease,cornthreshingbecameapriorityinanissuethatpeoplefirst,manualthreshingtooslow,time-consuming,andrequiresalotofpeople,veryinconvenient,cornthreshingmachine,tosolvetheaproblem,needlesslabor,andismainlytheworkefficiencyisgreatlyimproved,sothecornthresherisessentialforanagriculturalfarm.In1815,theUnitedStatesdevelopedtheworld'
sself-developedimpactprincipleofcornthreshingmachineiswidelyusedinlarge,medium,whenthreshingmachine.Afterentering80age,ruralbegantoimplementthehouseholdcontractresponsibilitysystem,ourcountryhasdevelopedaseriesofimpactprinciple,smallcornthresher,inordertomeettheproductionneedsoffarmers.Withthedevelopmentofsociety,themechanizationinChinaspreadveryquickly,becauseChinaisabigagriculturalcountryandagricultureistheeconomicfoundationofourcountry,sotheapplicationofmechanizediscrucialforthedevelopmentofouragriculture,buttheagriculturalcurrentsituationofourcountry,mostlybelongingtothesmall-scalepeasanteconomy,sothedecisioninsomeaspects.Largemachineryisdifficulttopopularize,soneedtopopularizesomesmallhouseholdmachinery.Cornthreshingmachinewhichisaverytypicalexample,alongwiththepeopleofthemaizeyieldincrease,cornthreshingbecameapriorityinanissuethatpeoplefirst,manualthreshingtooslow,time-consuming,andrequiresalotofpeople,veryinconvenient,cornthreshingmachine,tosolvetheaproblem,needlesslabor,andismainlytheworkefficiencyisgreatlyimproved,sothecornthresherisessentialforanagriculturalfarm.
Thecornthresheriscornpeeling,afterdryingforaperiodoftime,thentheuseofcornthresherforcornandcorncobseparately,thismachineisthecornthreshingmachine.Itsworkingprincipleis:
cornthresherforcornthreshing,thegapbetweentoothandnailscreentoothcylinderrotarymotionofthematch,thecorngraindown(betweenthenailtoothrollerandascreenkneadingaction,thecorngrainfromcorn
cob,ISukeandothermechanicalcornandcorncobrespectivelyfromtwodifferentoutletoutsideamachinebody,separatedbythesievegrain,corncobdischargingmachinetail,fromcornsilk,danderfromoutlet.Circularthreshing,thethreshing-fill-dischargethebodyoftheloop.Thiskindofmachine,thethreshingefficiencybythedrumlengthanddiameterisdeterminedaccordingtothethreshingefficiency,peoplecanown,cornthresher,thereasonableselectionofappropriate.
Keyword
cornsheller;
Threshingstructure;
design
目录
1.引言………………………………………………3
2.玉米脱粒机的总体结构的设计…………………5
2.1玉米脱粒机的整体结构……………………5
2.2玉米脱粒机的总体设计………………………6
3.电动机的选择………………………………………7
3.1电动机的转速…………………………………7
3.2钉齿滚筒上钉齿的转速………………………7
3.3电动机的功率…………………………………8
3.3.1脱粒机主轴上需要的功率………………8
3.3.2离心式鼓风机的功率……………………8
3.3.3所需电动机的总功率……………………10
4.带及带轮的设计……………………………………11
4.1传动带的设计…………………………………12
4.1.1确定计算功率……………………………12
4.1.2选择V带的带型…………………………12
4.1.3确定带轮的基准直径……………………12
4.1.4确定传动中心距a和V带的基准长度…13
4.1.5计算中心距a及其变动范围……………13
4.1.6验算主动轮上的包角……………………13
4.1.7确定V带的根数…………………………14
4.1.8确定单根V带的初拉力的最小值………14
4.1.9计算V带传动作用在轴上的压力………10
5.V带轮的结构设计…………………………………15
5.1带轮的材料选择………………………………15
5.2带轮的结构设计………………………………15
5.2.1主动带轮的结构选择……………………15
5.2.2从动带轮的设计…………………………15
6.传动轴的设计………………………………………16
6.1确定主轴的各段直径和长度…………………18
6.2初步选择输出轴系……………………………18
6.3确定输出轴上的圆角半径值…………………19
6.4求轴上所受的力和力矩………………………19
6.5校核轴的强度…………………………………22
7.校核轴承的强度……………………………………23
8.滚筒的设计…………………………………………23
9.钉齿的设计…………………………………………25
10.筛网的设计…………………………………………25
11.入料口及脱粒上盖的设计…………………………26
12.除尘装置的设计……………………………………28
13.机架的设计…………………………………………29
14.轴承座的设计………………………………………30
15.玉米脱粒机上标准件的选择………………………31
15.1玉米脱粒机上螺栓的选择……………………31
15.2键的选择………………………………………31
16.玉米脱粒机的使用和维护…………………………31
16.1玉米脱粒机的使用和维护……………………31
16.2玉米脱粒机的维修与保养……………………32
结论………………………………………………………33
致谢………………………………………………………33
参考文献…………………………………………………34
1引言
随着社会的进步,农业机械化已经在我国普及开来,特别是一些家用的小型机械也进入千家万户之中。
而玉米脱粒机作为农业机械化的重要组成部分,它的研究和开发也是必不可少的。
现在社会中有很多种类的玉米脱粒机。
按照脱粒原理可以分为挤压式、碾压式、打击式、差速式和搓擦式5类。
根据脱粒滚筒的外形可分为圆盘形、圆柱形和圆锥形。
按脱粒滚筒的安放形式又可分为卧式和立式。
按脱粒元件来分其种类更多,常见的有纹杆钉齿、弓齿、风扇叶轮及组合式等。
(1)纹杆式脱粒装置纹杆式脱粒装置采用打击原埋设计,工作时,纹杆滚筒转动,使玉米穗在齿侧面和纹杆顶部与凹板弧面上产生搓擦作用,玉米穗与穗间凹板间产生搓擦,从而实现脱粒。
脱粒效率主要取决于打击速度和打击机会。
该装置对玉米籽粒伤害较大,但脱净率和效率高。
(2)杆齿式脱粒装置杆齿式脱粒装置采用杆齿式轴流滚筒,杆齿按螺旋线排列并固定在齿板上。
玉米穗通过滚筒前端的喂人螺旋输送器轴向喂入,从另一轴端排出。
工作时,杆齿滚筒转动,使玉米穗在杆齿和齿板部与凹板弧面上产生搓擦作用,从而实现脱粒。
脱粒效率主要取决于杆齿速度。
该装置对玉米籽粒伤害较小,但脱净率和效率较低。
(3)钉齿式脱粒装置钉齿式脱粒装置,是模仿人工用手搓玉米的动作。
由于钉齿与滚筒轴之间有一定的夹角,利用钉齿拨动果穗,使果穗在受到推挤的情况下既做向前的运动,又做向上或向下的运动。
在运动过程中,与两侧和底部的栅格进行揉搓,并且与筛网做相对运动,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在受到一定压力的作用下进行充分的挤搓,并且机内所有果穗的任何部位都有充分的挤搓机会,从而脱掉全部籽粒。
钉齿式脱粒装置脱粒性能好,对不同类型种子玉米的适应性强、效率高、脱净率高、玉米籽粒破碎率低。
(4)形成的差速旋转来实现玉米穗脱粒。
它还可以带皮脱粒,玉米籽粒仿手工搓落,不伤胚芽。
具有玉米穗差速式脱粒装置差速式原理设计的脱粒装置,是利用同方向不同旋转速度的脱粒元件间所完整、破碎率低、脱净率高及适应性强等特点。
但采用该原理设计的脱粒机一般生产效率低。
(5)纽合式脱粒装置组合式脱粒装置是对纹杆式、弓齿式、螺旋叶片和板齿进行不同的组合得到组合式轴流滚筒。
例如螺旋叶片板齿组合式轴流滚筒,脱粒性能柔和,脱粒效果好,这是一种值得进行深入研究的轴流脱粒装置。
但是造价有点高,不太适合农村小家庭用。
综上所述,我们可以知道钉齿式脱粒装置比较符合我们的要求,所以本课题采用钉齿式脱粒装置作为研究对象,然后再结合其他的补充机构来整体完成玉米的快速脱粒。
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筛网之间的间隙相配合,使玉米粒拖下(钉齿滚筒和筛网之间的揉搓作用,将玉米粒脱离玉米芯,井借助其他的机械机构将玉米粒和玉米芯分别从两个不同的出口排出机体之外,籽粒由筛孔分离出去,玉米芯从机器尾部排出,玉米丝,皮屑从风口排出。
2.玉米脱粒机的总体结构的设计
2.1玉米脱粒机的整体结构
本玉米脱粒机的设计主要包括入料部分,玉米脱粒机构,筛选机构,除尘装置,电机的选择,带轮的结构设计和整体机架的设计。
入料部分
入料口与玉米脱粒机的上盖部分相连,它是利用一厘米厚的铁板制成,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,即钉齿滚筒和筛网之间,进行脱粒
玉米脱粒机构
玉米脱粒机构主要是由钉齿滚筒、筛网、半圆型上盖组成。
玉米穗在钉齿滚筒与筛网和上盖之间进行脱粒,将已脱下的玉米粒从筛网上的圆孔漏下,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,从出料口排出机体之外。
筛选机构
筛选机构主要是由筛网来完成,它是由一个半圆筒形地铁板组成的,上面有很多直径为20mm的圆孔。
能够让玉米粒通过这些筛孔落到下面的滑板上。
除尘装置
除尘装置是通过一个风扇和一个吸风口,把通过筛网落下的玉米粒中的粉尘吹除。
电机的选择
为了使玉米脱粒机更加方便,所以本机器采用电力拖动,而且电动机采用节能的方式,电动机安装在玉米脱粒机的下部。
带轮的结构设计
本机器通过带传动是电动机带动钉尺滚筒和风扇。
整体机架的设计
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三毫米厚的角铁制成。
2.2玉米脱粒机的总体设计
为了使玉米脱粒机更加方便实用,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。
图一
3电动机的选择
3.1电动机的转速
根据查阅资料对比本次设计的玉米脱粒机的主轴的转速在600-800为宜,所以本脱粒机的主轴转速选择700按《机械设计》中所推荐的传动比合理取值范围,取V带的传动比2~4,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:
~4)700=1400~2800。
3.2钉齿滚筒上钉齿的转速
根据实践测量得知滚筒上设有四排钉尺,每排有5到6个钉尺,初步测算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快速旋转,其中均有两条钉齿条受玉米所给的切向力,而另外两个钉齿条是空行程,因此,,即玉米脱粒机正常工作时,受到的切向力为480。
其中:
—钉齿所受的力
—参与工作的钉齿个数
—参与工作的钉齿条数
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
—钉齿距轴心的距离
3.3电动机的功率
3.3.1脱粒机主轴上需要的功率
玉米脱粒机所需功率为,应由脱粒机的工作阻力和运转参数求定,即:
,计算求得:
。
3.3.2离心式鼓风机的功率
本风机采用农用机械中广泛采用的农用风机,叶片平直,外形为切角矩形,壳体采用蜗壳。
玉米中漂浮物的速度为,在标准情况下,空气的容重为。
那么风机的风速。
现初步选择风机的风速为8m/s。
假设轻质杂物的质量为q=0.052kg/s,则空气的流量为
Q=
U为轻杂质与空气量之比的系数。
U=0.2~0.3
风机的全压力P=
—风扇的静压,单筛机构为15mm水柱左右
—风扇的动压。
其中—水的密度,
风机的参数计算
叶轮的外径
—压力系数,值为0.3~0.4,n—风机的转速,取1000r/min
则=0.171m
风扇的宽度B=(1~2)=0.342m
风机出风口的高度
风扇的功率
N=
叶轮的参数
叶片的宽度b=(0.11~0.12)=0.12x0.171m=0.021m
叶片的内径b=(0.35~0.5)=(0.35~0.5)x0.171=0.06~0.085m
叶片数z=4~6。
取z=6.
3.3.3.所需电动机的总功率
电动机功率由公式来计算,脱粒机传动装置的总效率,应由组成传动装置的各个部分运动副的效率只积,即,其中、、分别为每一个转动副的效率,选取传动副的效率值如下
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