買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘要 本設(shè)計(jì)是關(guān)于軸流式脫揚(yáng)機(jī)的總體設(shè)計(jì)，主要對軸流式脫揚(yáng)機(jī)的脫粒裝置總體進(jìn)行計(jì)算和分析設(shè)計(jì)。 軸流式脫揚(yáng)機(jī)脫粒部分主要由滾筒、主軸、釘齒、機(jī)架等組成，通過對進(jìn)入脫粒室的谷物進(jìn)行沖擊和揉搓作用，分離莖稈和谷粒，并直接將谷粒拋出。它能有效提高脫粒效率，有利于脫粒干凈，減低對稻穗的破碎率，并能很好的分離莖稈和谷粒，從而有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，大大減輕農(nóng)民勞動強(qiáng)度。 關(guān)鍵字： 脫揚(yáng)機(jī)；分離；滾筒 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 on s is s is of to of of s s it be to s 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 1. 緒論 . 1 計(jì)的目的與意義 . 1 內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 2. 軸流式脫揚(yáng)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)及工作原理 . 2 體方案的選擇 . 2 作原理 . 2 3. 電動機(jī)的選擇 . 3 動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) . 3 動機(jī)容量的選擇 . 3 . 4 4. 滾筒的設(shè)計(jì) . 4 . 4 . 4 筒齒的形狀和排列 . 5 筒長度 . 5 5. 滾筒釘齒的設(shè)計(jì) . 5 筒釘齒的形狀 . 5 筒釘齒的排列 . 6 6. 凹板篩的設(shè)計(jì) . 7 板篩型式選擇 . 7 板 篩包角選擇 . 7 板篩間隙確定 . 7 7. 滾筒主軸的設(shè)計(jì)與校核 . 7 . 7 . 7 步確定軸的直徑 . 8 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 8 上零件的周向定位 . 8 筒主軸的強(qiáng)度校核 . 9 . 9 出危險截面 . 9 找出危險截面 . 9買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 . 10 聯(lián)接的強(qiáng)度強(qiáng)度校核 . 10 8. 軸承的選用 . 11 參考文獻(xiàn) . 12 致謝 . 13 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1. 緒論 設(shè)計(jì)的 目的 與意義 隨著我國農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，我國對農(nóng)村的問題越來越關(guān)注， 農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ) , 這是不以人們意志為轉(zhuǎn)移的客觀經(jīng)濟(jì)規(guī)律。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的水平和農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的高低 , 決定了農(nóng)業(yè)為其他部門提供剩余產(chǎn)品和勞動力的數(shù)量 , 進(jìn)而制約著這些部門的發(fā)展規(guī)模和速度。只有農(nóng)業(yè)發(fā)展了 , 國民經(jīng)濟(jì)其他部門才能得以進(jìn)一步的發(fā)展。而農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的中心環(huán)節(jié) , 它凝 聚著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成果 , 并配合農(nóng)業(yè)生物等農(nóng)業(yè)技術(shù) , 成為發(fā)揮增產(chǎn)作用的基本手段和提高勞動生產(chǎn)率、減輕繁重體力勞動的必要條件和根本途徑 , 從而帶來生產(chǎn)力的質(zhì)的飛躍， 面對我過十幾億的人口壓力，發(fā)展農(nóng)業(yè)的機(jī)械化顯得尤其重要，由機(jī)械化代替人力畜力作業(yè)不只是我國農(nóng)業(yè)的未來發(fā)展趨勢，也是整個世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢。 我國是一個以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的發(fā)展中大國， 20 世紀(jì)后半期 我國用占世界 7%的耕地 ,卻為世界 22%的人口提供了基本充足的食品。農(nóng)業(yè)的快速穩(wěn)步的發(fā)展離不開農(nóng)業(yè)機(jī)械化。中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化經(jīng)過多年的努力發(fā)展，已經(jīng)取得了一定 的成就，但是仍然存在一些不足，如何讓在日常的生產(chǎn)影響中有限的提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用是擺在人們面前的一個棘手的問題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化、智能化是今后農(nóng)業(yè)的必然選擇。 通過采用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工程和機(jī)械技術(shù)，適應(yīng)自然環(huán)境，為植物生產(chǎn)收獲提供相對更為有利條件，從而在一定程度上擺脫對自然環(huán)境的依賴而進(jìn)行有效生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)，它是在人們生活需求不斷增長的同時發(fā)展起來的，是在人為可控設(shè)施下得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，具有高投入、高技術(shù)含量、高品質(zhì)、高產(chǎn)量和高效益等特點(diǎn)，是最具活力的現(xiàn)代新農(nóng)業(yè)。 全喂入式軸流式脫揚(yáng)機(jī)，要求體積的質(zhì)量小、動力足，操作 舒適，符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)原理，減輕作業(yè)者勞動強(qiáng)度，盡量減少發(fā)動機(jī)對設(shè)施環(huán)境的污染。 我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村市場巨大，要發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，就需要轉(zhuǎn)移農(nóng)村勞動力，提高勞動土地面積，可以預(yù)料，在未來的一段時間里，中國將成為世界上最大的脫揚(yáng)機(jī)市場之一。 內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1949 年 ,全國農(nóng)業(yè)機(jī)械化裝備總動力只有 8101 萬千瓦 , 農(nóng)用拖拉機(jī)只有 117 臺 ,買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 一些大型農(nóng)業(yè)機(jī)械如聯(lián)合收割機(jī)、農(nóng)用載重汽車基本上是空白。經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展 , 農(nóng)業(yè)機(jī)械擁有量增長了上千倍 , 有的品種甚至數(shù)萬倍，截至 2003 年底 ,全國農(nóng)業(yè)機(jī)械總動 力達(dá)到 6 億 上 ,農(nóng)機(jī)原值達(dá) 3362 億美元。 農(nóng)用拖拉機(jī)保有量達(dá) 1494 萬臺 ,拖拉機(jī)配套農(nóng)機(jī)具 2292 萬部 , 聯(lián)合收獲機(jī)械 36 萬臺， 農(nóng)田作業(yè)機(jī)械化水平顯著提高 ,機(jī)械耕地、播種、收獲水平分別達(dá)到 、 、 19 %； 2004 年小麥機(jī)收比1995 年提高了 47%， 農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)服務(wù)領(lǐng)域由原來的農(nóng)田作業(yè) ,逐步向產(chǎn)前和產(chǎn)后延伸 ,向其他領(lǐng)域擴(kuò)展。一大批設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備、農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械、畜牧業(yè)機(jī)械、林業(yè)機(jī)械、植保機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)田基本建設(shè)機(jī)械等迅速增長。溫室面積達(dá)到 69 億平方米 , 田園管理機(jī)達(dá)到 4 萬臺。 1近年來 , 國際上不少大型農(nóng)機(jī)企業(yè)看準(zhǔn)中國巨大的農(nóng)機(jī)市場 , 與中國有關(guān)部門和企業(yè)合作 ,在中國開拓事業(yè) , 取得了雙贏的佳績。國內(nèi)一些大型企業(yè) , 不斷學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù) , 加大技術(shù)改造和升級換代力度 , 推進(jìn)了國產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化產(chǎn)品質(zhì)量的提高。為鼓勵大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的進(jìn)口 , 國家還制定了優(yōu)惠進(jìn)口稅收政策。在中國舉辦類似于今天的展覽會 , 也是農(nóng)機(jī)界加強(qiáng)國際交流與合作的重要形式 , 我們積極支持這類活動在中國開展。 國外軸流式脫揚(yáng)機(jī)的發(fā)展，基本上分為歐美和日本兩大類型，歐美國家以旱地為主，地塊大，各類作物以小麥為主；日本 以水田為主，田塊小，以水稻為主。因此，前者用的脫揚(yáng)機(jī)是大型的，大功率的，而后者用的機(jī)型都是小型的或中型的。 2. 軸流式脫揚(yáng)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)及工作原理 體方案的選擇 脫粒機(jī)械的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求是：脫的干凈 、損失少、沒有碎粒和脫殼現(xiàn)象，并且盡可能避免谷粒的機(jī)械損傷，這對于作為留種的谷粒來說更為重要，因?yàn)榧词故艿捷p微的損傷也會影響發(fā)芽率。此外由于谷物的莖桿有著很高的經(jīng)濟(jì)價值，要盡量減少其損失和損壞。脫粒機(jī)應(yīng)具有一定的生產(chǎn)率。 脫粒的本質(zhì)在于使谷粒和作物本身分離，欲達(dá)到這個目的就得借助某一形式的脫粒裝置 。本設(shè)計(jì)采用的是全喂入型脫粒機(jī)構(gòu)，脫粒裝置是滾筒式的，滾筒為一高速旋轉(zhuǎn)的圓柱體，在滾筒表面上裝有脫粒元件，而在滾筒下面裝有不動的圓弧形凹板，凹板和滾筒之間保持一定的間隙，稱為脫粒間隙。脫粒時滾筒將谷物從脫粒間隙中通過進(jìn)行脫粒，滾筒上采用釘齒式脫粒元件。 作原理 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 一、沖擊脫粒 這種脫粒方法目前應(yīng)用最廣，靠脫粒原件與谷穗的相互沖擊作用而達(dá)到脫粒目的。能增強(qiáng)沖擊作用，提高生產(chǎn)率和脫凈率，但沖擊過強(qiáng)會使谷粒破碎和損傷。沖擊強(qiáng)度一般是用沖擊速度來衡量的。 二、揉擦脫粒 它是靠谷穗與脫粒原件之間的揉擦以及谷物之 間的相互摩擦而使谷粒脫下來的。揉擦力越大脫得越干凈，但這種方法易使谷粒損傷，用它脫水稻最不適宜。 本設(shè)計(jì)的工作原理是：將谷物連同莖稈由進(jìn)料口進(jìn)入脫粒室，經(jīng)滾筒的沖擊揉搓作用，莖稈伴隨滾筒旋轉(zhuǎn)到出料口，谷物直接掉落在凹板篩上，并落入螺旋輸送器，這樣莖稈自另一側(cè)出料口排出，谷粒由螺旋輸送器從出料口一側(cè)又重新到達(dá)進(jìn)料口一側(cè)，并落入拋揚(yáng)器，谷粒由拋揚(yáng)器拋出，從而達(dá)到谷物的全喂入脫揚(yáng)目的。 3. 電動機(jī)的選擇 動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式要根據(jù)工作條件、電源、載荷特點(diǎn)和轉(zhuǎn)速來確定。對于本設(shè)計(jì)的 電動機(jī)沒有特殊要求，而 Y 系列電動機(jī)適用于不易燃易爆，無腐蝕性場合，故選用 Y 系列三相異步電動機(jī)。 動機(jī)容量的選擇 所選電動機(jī)的額定功率應(yīng)大于實(shí)際工作的功率以防止過載損壞電動機(jī)，更不能小于實(shí)際的功率以免造成機(jī)器無法正常工作。電動機(jī)所需功率計(jì)算公式為： （ 3 1） 其中 一電動機(jī)工作 時的實(shí)際輸出功率 一工作所需額定功率 一一總傳動效率 確定： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 0 0 0（ 3 2） 其中 W 一一工作機(jī)效率 由于傳動效率大于 97%，可得工作所需輸入功率為 電動機(jī)型號的選擇 綜合電動機(jī)與傳動裝置的尺寸、重量、價格以及傳動比的特點(diǎn)和大小，選用1500r/電動機(jī)比較方便，額定功率 13載功率因素 4. 滾筒的設(shè)計(jì) 圖 4 1 滾筒 滾筒的直徑不可過大，以免工作阻力增大，但滾筒直徑過小則易于纏草。故其最小齒根圓直徑應(yīng)保證齒根圓的周長大于該地區(qū)割下最高桿的桿長。 或 （ 4 1） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 式中： 滾筒最小的齒根圓直徑 L 割下作物最高桿的桿長 本設(shè)計(jì)過程中 320 毫米，由公式得周長 1005 毫米，符合要求。 再根據(jù)釘齒高度，確定頂圓直徑 20 （ 4 2） 釘齒高度取 85 毫米，所以頂圓直徑為 490 毫米。 滾筒的速度是影響工作質(zhì)量的重要參數(shù)，當(dāng)滾筒的圓周速度太小時，鋼絲齒對稻穗的沖擊力減弱，需要增長脫粒時間而降低生產(chǎn)率。但如果圓周速度過大，脫粒效率的提高并不明顯，僅使谷粒在滾筒上的跳動加劇，增加谷粒的拋散損失。目前已有的機(jī)器上多為 /秒（齒頂端線速度），電機(jī)帶動的機(jī)具為 11 /秒。脫粒秈稻時由于秈稻比較容易脫粒，滾筒速度對脫粒效率影響不大顯著。 筒齒的形狀和排列 滾筒上的齒用長度為 85釘齒，經(jīng)熱處理后表面硬度為 提高耐磨性。隨著齒的增長，可以提高脫粒能力，但易帶草，并且消耗的動力多。 各種齒都采用交錯排列，每根齒板條上的齒距一般取 5060 毫米。安裝時相鄰兩齒板條上的齒錯開半個齒距。 簡易脫粒機(jī)的滾筒都制成開式，即滾筒齒固定在齒板上，然后與滾筒的左右幅板連接，齒板條多為 612 根，本設(shè)計(jì)選用 6 根 。 筒長度 滾筒長度主要取決于滾筒的傳動動力，單人腳踏板齒輪驅(qū)動的脫粒機(jī)滾筒長10001100 毫米，電動機(jī)帶動的脫粒滾筒，考慮到滾筒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，一般取 2000 毫米以內(nèi)。本設(shè)計(jì)軸流式脫揚(yáng)機(jī)的滾筒長度采用 1000 毫米。 5. 滾筒釘齒的設(shè)計(jì) 筒釘齒的形狀 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 5 1 釘齒 釘齒是滾筒的主要脫粒元件，特別是對全喂入式脫粒機(jī)構(gòu)來說，谷物進(jìn)入脫谷室是靠釘齒抓取，谷物進(jìn)入脫谷室后又是靠釘齒打擊脫粒，莖稈在脫谷室內(nèi)做螺旋軸向轉(zhuǎn)動還是靠釘齒對它施加很高的圓周速度使它沿著蓋板上的螺旋導(dǎo)板運(yùn)動，直到最后把莖稈逐出機(jī)外還是由釘齒完成。 全喂入式脫粒機(jī)的釘齒常用的有楔形釘齒、板形釘齒、指形釘齒三種。前兩種脫粒能力較強(qiáng)，適用于切流型脫粒機(jī)構(gòu)，指形釘齒脫粒能力弱，適用于全喂入軸流型脫粒機(jī)構(gòu)，因?yàn)檩S流型脫粒流程長，為了 減少碎草，采用脫粒能力較弱的指形釘齒。為了避免帶草和提高釘齒在排草口的排草能力，通常釘齒的工作面都有 1015的后傾角。 筒釘齒的排列 釘齒在滾筒上的排列方式對滾筒的脫粒性能都是有一定的影響的，釘齒的排列應(yīng)考慮到充分發(fā)揮每個釘齒的作用。對于軸流式全喂入脫粒機(jī)滾筒，其釘齒排列方式按螺旋線排列比較好這樣即可以充分發(fā)揮每個釘齒的抓取能力有利于連續(xù)均勻喂入，有利于脫粒，又可以在滾筒全長上有較多的齒跡。 滾筒上的釘齒均勻的配置在數(shù)排齒桿上，齒桿的數(shù)量最好是雙數(shù)的，有利于滾筒的平衡，考慮整體的重量、經(jīng)濟(jì)性等 通常采用六排排列。 相鄰兩個齒跡的距離叫做齒跡距，通常為 2040 毫米，齒跡距過小雖然脫粒作用強(qiáng)但是碎矸顯著增多，消耗功率加大。由于本設(shè)計(jì)是全喂入式，取偏低值，可取齒跡買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 距為 28 毫米。 相鄰釘齒的距離也不能過大或者過小，過大脫粒難以干凈，過小消耗功率大，容易纏草，易打碎稻穗，故本設(shè)計(jì)選擇 65 毫米。 6. 凹板篩的設(shè)計(jì) 板篩型式選擇 對于比較容易脫粒的秈稻，可以不用滾筒凹板，而對難以脫粒的粳稻或脫小麥時，一般都采用滾筒篩式凹板，本設(shè)計(jì)采用柵格式凹板篩，這種凹板篩目前應(yīng)用最廣，其優(yōu)點(diǎn)明顯，利于脫粒，分離谷 粒能力強(qiáng)，堅(jiān)固耐用。柵格篩孔用鋼絲和扁鋼組成，篩孔常見的是 2015 毫米，長為扁鋼距離寬為鋼絲的間距，本設(shè)計(jì)材料采用 2 03、 204 或 205 扁鋼。 板篩包角選擇 包角的大小對谷粒分離效果影響很大，適當(dāng)增加包角可以適當(dāng)縮短滾筒長度，本設(shè)計(jì)采用 202包角，這樣可以最好的增加作物揉搓時間，使脫粒更加干凈。 板篩間隙確定 全喂入式脫揚(yáng)機(jī)考慮到較好的脫粒和分離能力，凹板篩間隙一般在 1025 毫米之間，本設(shè)計(jì)選擇 20 毫米。 7. 滾筒主軸的設(shè)計(jì)與校核 圖 7 1 滾筒主軸 軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼，根據(jù)傳動的功率和一些參數(shù)選擇材料，最常用45#鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理得到的組織具有良好的綜合力學(xué)性能，有較好的強(qiáng)度，同時兼具較好的塑性和韌性，查表得毛坯直徑 200 毫米，硬度 217拉強(qiáng)度極限為640服強(qiáng)度極限為 355曲疲勞極限為 275切疲勞極限為 155 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 步確定軸的直徑 軸是機(jī)械傳動的重要零件，必須達(dá)到足夠的強(qiáng)度，保持良好的穩(wěn)定性，并具有良好的工藝性，根據(jù)軸上零件的定位和固定要求以及加工裝配要求，合理的定出軸的結(jié)構(gòu)外形和全部尺寸。對于軸流式脫揚(yáng)機(jī)的主軸主要是承受扭矩作用，故只需按軸所受的轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行計(jì)算。 扭矩強(qiáng)度條件： 10 39 55 0 （ 7 1） 式中： r 軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T 軸所受的扭矩 n 軸的轉(zhuǎn)速 r 軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的抗扭截面系數(shù) 由于本設(shè)計(jì)的軸采用的是實(shí)心軸，由 163 （ 7 2） 可得軸的直徑： 331095505 r （ 7 3） C 取決于 r 的大小， C 取較小值時 r 取較大值，反之取較小值。根據(jù)軸的材料以及估算結(jié)果，軸直徑取 48 毫米。 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸主要有軸頸、軸頭、軸身三部分組成，考慮到滾筒主軸主要承受扭矩，故采用圓截面的實(shí)心傳動軸，以保持良好的強(qiáng)度，軸長設(shè)計(jì)為 1400 毫米。 上零件的周向定位 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 本設(shè)計(jì)主要使用皮帶輪傳動，軸上皮帶輪的周向定位采用平鍵連接，由手冊并根據(jù)輪轂寬度選用 14970 的平鍵，軸肩高度為 8=米。 筒主軸的強(qiáng)度校核 根據(jù)對滾筒主軸上零件的作用力分析，將其上各受力簡化為集中力，其所受力主要為電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、軸的徑向力以及滾筒的作用力。其受力如圖所示： 圖 7 2 滾筒主軸的受力分析圖 出危險截面 剪切力： 9 8 4,9 9 242542 彎矩： 55 5 021 剪切圖彎矩圖分別為： 圖 7 3 滾筒主軸水平面上的剪切與彎矩圖 找出危險截面 剪切力： 4 6 4,1 7 3 2631 彎矩： 25 5 012 剪切圖彎矩圖分別為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 7 4 滾筒主軸垂直面上的剪切與彎矩圖 由 w 5 0 ,運(yùn)用第四強(qiáng)度理論校核滾筒主軸強(qiáng)度，則有： 2 （ 7 4） 校核結(jié)果： M P 221 （ 7 5） 故所受最大力截面安全，該軸符合強(qiáng)度的安全要求。 聯(lián)接的強(qiáng)度強(qiáng)度校核 對于平鍵聯(lián)接，如忽略摩擦，則當(dāng) 聯(lián)接傳遞扭矩時鍵軸一體受力較大，可能的失效有：軟弱零件的工作面被壓潰或磨損和鍵的剪斷等。對于實(shí)際采用的材料組合和標(biāo)準(zhǔn)尺寸來說，壓潰或磨損常是主要失效形式。因此，通常只作聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算，但在重要的場合也要驗(yàn)算鍵的強(qiáng)度。 根據(jù)軸徑查表得 bh=149,取 L=70，聯(lián)接所能傳遞轉(zhuǎn)矩 ,41 （ 7 6） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 其中： p 許用擠壓應(yīng)力 T 傳遞的扭 矩 h 鍵的高度 l 鍵的接觸長度 d 軸的直徑 2 （ 7 7） 其中： p 鍵的許用剪切應(yīng)力 剪切應(yīng)力 經(jīng)校核 =p ;p = p ,故滿足強(qiáng)度要求。 8. 軸承的選用 軸 承的作用是支撐軸及軸上的零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少軸與支撐之間的摩擦和磨損。 本設(shè)計(jì)因?yàn)檩S主要是受