【正文】 合農(nóng)村一家一戶式的小型碾米機(jī)其碾輥轉(zhuǎn)速為750～1200r/min。 磨粉功能目前市場上磨粉機(jī)種類繁多，針對(duì)本設(shè)計(jì)的方向，僅對(duì)其中一類進(jìn)行介紹。該類磨粉機(jī)能將小麥、大米、小米、玉米、黃豆、芝麻、大豆、高梁等糧食食品類,以及其它部份化工原料,軟質(zhì)石,木粒物料等干磨制成粉。物料加工粗細(xì)可以調(diào)整。機(jī)型新穎，小巧玲瓏美觀，安裝、使用、維修方便。其工作原理是利用一對(duì)磨片（齒盤式轉(zhuǎn)子和定子）相對(duì)旋轉(zhuǎn)，對(duì)送入研磨區(qū)的物料產(chǎn)生一定的擠壓力和剪切力，物料在經(jīng)過研磨區(qū)時(shí)，受到擠壓、剪切、剝刮等綜合作用，從而研磨成粉。磨粉機(jī)的主要構(gòu)件：磨片（齒盤式轉(zhuǎn)子和定子） 、喂料機(jī)構(gòu)、軋距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)架。由文獻(xiàn)[5]第777頁查得，小型磨粉機(jī)其動(dòng)磨片轉(zhuǎn)速為900～1000r/min。 磨漿功能農(nóng)家若需磨漿，上述磨粉機(jī)也能將小麥、大米、小米、玉米、黃豆、芝麻、大豆、高梁等各類糧食在加水的情況下磨成漿，在此不再贅述。由文獻(xiàn)[5] 第77777頁查得，小型磨漿機(jī)其動(dòng)磨片轉(zhuǎn)速為960～1000r/min。 磨碎功能同樣，農(nóng)家若需將小麥、大米、玉米、黃豆、大豆等研磨成碎粒，利用上述磨粉機(jī)，調(diào)節(jié)其調(diào)節(jié)手輪也能將各類糧食研磨成碎粒。同時(shí)該磨粉機(jī)也可用于飼料、藥材的粉碎。由文獻(xiàn)[5]查得，小型磨碎機(jī)其動(dòng)磨片轉(zhuǎn)速為900～1200r/min。 刃磨刀具功能根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在多功能農(nóng)機(jī)中合理添加刃磨刀具的功能，該功能利用砂輪的高速旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到將刀具刃磨鋒利的目的。 抽水功能根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在多功能農(nóng)機(jī)中合理添加抽水的功能，該功能利用電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)泵體內(nèi)葉輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)水獲得離心力，水就被提升到高處，最終達(dá)到抽水灌溉農(nóng)作物或完成池塘抽水作業(yè)的作用。 將各功能進(jìn)行組合據(jù)以上介紹，由于不同機(jī)械的工作原理和工作轉(zhuǎn)速差異，可將功能相似、轉(zhuǎn)速相差不大的的機(jī)械進(jìn)行合理組合，形成結(jié)構(gòu)新穎緊湊，簡單實(shí)用，經(jīng)濟(jì)安全，易于操作，裝卸方便的多功能農(nóng)用機(jī)：因切片、切絲、切碎三種功能具有相同之處，且這三種機(jī)械要求的轉(zhuǎn)速基本攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）相同，可將這三種功能組合在一起，形成一種多功能切碎機(jī)；因上述磨粉機(jī)同時(shí)具有磨漿、磨碎功能，故將其置于一體，形成一種多功能磨粉機(jī)；玉米脫粒機(jī)、碾米機(jī)、刃磨刀具機(jī)、抽水機(jī)分別設(shè)計(jì)。 確定總體布局及傳動(dòng)方案對(duì)所設(shè)計(jì)的新型多功能組合農(nóng)用機(jī)，要形成結(jié)構(gòu)新穎緊湊，簡單實(shí)用，經(jīng)濟(jì)安全，易于操作，裝卸方便的多功能組合農(nóng)用機(jī)，其總體布局及傳動(dòng)方案必須進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以便更好地發(fā)揮其功效。經(jīng)多方文獻(xiàn)查閱、市場調(diào)研，并考慮到不同機(jī)械的工作部件對(duì)轉(zhuǎn)速的不同要求，對(duì)總體布局及傳動(dòng)方案提出了兩種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析：方案一，采用一字型雙層排列，；方案二，采用田字雙層組合式排列，(詳細(xì)布局見附錄Ⅰ，圖號(hào)：NYJ00)。兩種方案均采用帶傳動(dòng)的方式傳遞功率。 一字型雙層排列 田字雙層組合式排列經(jīng)分析，方案一的組合方式，它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)單一，占地面積大，運(yùn)輸不方2 組合農(nóng)用機(jī)的總體設(shè)計(jì)便，傳動(dòng)不可靠，且難以滿足不同機(jī)構(gòu)對(duì)加工速度的不同要求。田字雙層組合式排列，不僅能減少占地面積，提高工作效率，工作可靠，方便裝拆，便于運(yùn)輸、安裝和維修，同時(shí)還能滿足不同機(jī)構(gòu)對(duì)加工速度的不同要求，而且此種布局還能充分發(fā)揮各機(jī)構(gòu)的功能，便于人工操作。田字雙層組合式排列的電機(jī)與工作部件之間的動(dòng)力傳動(dòng)是靠帶傳動(dòng)傳遞，通過裝拆聯(lián)軸器或皮帶的方法來實(shí)現(xiàn)單機(jī)或多機(jī)的工作，且相互之間互不影響，節(jié)省電力。由于該新型多功能組合農(nóng)用機(jī)所涉及的功能（玉米脫粒、多功能切碎、碾米、多功能磨粉、抽水、刃磨刀具）較多，而本人水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，時(shí)間倉促，同時(shí)也受到篇幅的限制，下面僅對(duì)多功能磨粉機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，其余執(zhí)行機(jī)構(gòu)僅做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及簡要計(jì)算分析。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 玉米脫粒機(jī)的總體結(jié)構(gòu)玉米脫粒機(jī)主要組成部分：入料口、釘齒脫粒滾筒、柵格式凹板、機(jī)架等部分組成。 玉米脫粒機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 入料部分入料口與玉米脫粒機(jī)的上蓋部分相連，它是利用一毫米厚的鐵板制成，入料部位與釘齒滾筒的釘齒部位相切，將已撥皮的玉米從入料口填入，下滑到脫粒部位，即釘齒滾筒和柵格式凹板之間，進(jìn)行脫粒。 脫粒部分脫粒部分主要是由釘齒滾筒、柵格式凹板、半圓型上蓋組成。玉米穗在釘齒滾筒和柵格式凹板之間進(jìn)行脫粒，將已脫下的玉米粒從柵格式凹板的縫隙漏下，落到下滑板，由倉口排出機(jī)體外，玉米芯借助于滾筒上的螺旋排列的釘齒的螺旋推力和螺旋導(dǎo)向作用，由出芯口排出機(jī)體外。 篩選部分篩選部分主要是由柵格式凹板完成，它是由一定數(shù)量的鐵條及兩條主梁和兩條副梁組成，每兩根鐵條之間的縫隙可以將玉米卡住，然后快速旋轉(zhuǎn)的釘齒滾筒將被卡死的玉米強(qiáng)行脫粒。玉米脫粒之后，再將玉米粒經(jīng)過柵格式凹板，從凹板3 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)的縫隙漏出，順著斜滑板滑出機(jī)體，目的是將玉米和玉米芯分開。 機(jī)架部分機(jī)架由出料口、下滑板及穩(wěn)定結(jié)實(shí)的主梁構(gòu)成。機(jī)架是玉米脫粒機(jī)的主要支撐，它承擔(dān)著脫粒機(jī)的主要重量和動(dòng)力、負(fù)載和力矩，因此它的設(shè)計(jì)是許強(qiáng)不弱的部分。機(jī)架要保持穩(wěn)定，以便做到機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)、歪斜，造成人身危險(xiǎn)。因此為了機(jī)架的堅(jiān)固，玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)采用三毫米厚的角鐵制成。 關(guān)鍵參數(shù)的確定由文獻(xiàn)[4]查得，小型的玉米脫粒機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)：脫粒機(jī)主軸為600～900r/min，柵格式凹板的直徑為315，其凹板的長度為535，在主軸上設(shè)有四條釘齒條，每條釘齒條上均勻分布著8個(gè)釘齒，總共32個(gè)釘齒呈螺旋均勻安裝，以便玉米芯隨螺旋釘齒的螺旋作用排出機(jī)體外，釘齒滾筒的直徑為200，滾筒上伸出滾筒部分釘齒的長度為15～30，滾筒釘齒的線速度一般為6～10m/s。 釘齒條的受力根據(jù)實(shí)際測量得知，每個(gè)釘齒的均勻受力約為40。當(dāng)玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)，釘齒滾筒上的釘齒條快速旋轉(zhuǎn)，其中均有兩條釘齒條受玉米所給的切向力，而另外兩個(gè)釘齒條是空行程，因此 (即玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)，受到的切向力為560)式中：—釘齒所受的力；—參與工作的釘齒個(gè)數(shù)；—參與工作的釘齒條數(shù)。 釘齒的轉(zhuǎn)速當(dāng)玉米脫粒機(jī)的釘齒滾筒快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其上釘齒條上的釘齒同樣有一定的轉(zhuǎn)速，這個(gè)轉(zhuǎn)速源于主軸的轉(zhuǎn)速和釘齒的半徑。考慮到要與多功能切碎機(jī)同軸，則轉(zhuǎn)速相同，在此以=720 r/min為脫粒機(jī)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算。取釘齒伸出滾筒部分為20mm，即 （范圍在6～10m/s以內(nèi)，滿足要求）式中：V—釘齒的轉(zhuǎn)速；—脫粒機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速； —軸心到釘齒頂部的距離。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 釘齒滾筒的功率玉米脫粒機(jī)所需功率為，應(yīng)由脫粒機(jī)的工作阻力和運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)求定，即：，計(jì)算求得 釘齒滾筒的設(shè)計(jì)釘齒滾筒主要由釘齒條、釘齒、端面圓盤組成。釘齒條是玉米脫粒機(jī)的主要脫粒部件，它的設(shè)計(jì)關(guān)系到玉米脫粒機(jī)質(zhì)量的好壞，關(guān)系到玉米脫粒機(jī)正常工作時(shí)整體的脫粒效果以及脫粒后將玉米粒和玉米芯分離的情況。它的功能是采用脫粒滾筒上的四條釘齒條，均勻快速地轉(zhuǎn)動(dòng)，工作時(shí)將玉米填入脫粒機(jī)中，主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)固定在釘齒滾筒上的釘齒，釘齒的頂端以一定的速度對(duì)玉米進(jìn)行強(qiáng)行脫粒。玉米在經(jīng)過四條釘齒條的快速旋轉(zhuǎn)下脫粒，四條釘齒條上的釘齒呈螺旋排列，目的在于將玉米芯順著釘齒的螺旋推力排出機(jī)體外。同時(shí)，每一條釘齒條上的釘齒同樣在進(jìn)行脫粒，以便達(dá)到有較高的脫粒率。玉米脫粒機(jī)的主要功能是脫粒，而釘齒條在工作中起到了重要作用，因此，釘齒條的設(shè)計(jì)是脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)的主要部件。 釘齒滾筒總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)從釘齒條的功用及其工作要求可以判斷出釘齒條的工作強(qiáng)度很大。由文獻(xiàn)[4]查得，玉米脫粒機(jī)的釘齒滾筒上安裝有四條釘齒條，相互之間相差，而且每條釘齒條上安裝釘齒的個(gè)數(shù)范圍在7～10個(gè)。四條釘齒條均勻安裝在釘齒滾筒上。釘齒在釘齒條上均勻的呈螺旋排列方式安裝。在釘齒條的兩端分別用一個(gè)圓盤固。在兩個(gè)圓盤上均勻開有釘齒條寬厚的方孔，四個(gè)方通孔均勻呈分布，然后將四條釘齒條從四個(gè)方孔中穿過，使釘齒條穿過方孔，而且在圓盤的表面留出2～3。因?yàn)檫B接是采用焊接完成，這樣結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固、穩(wěn)定、可靠。圓盤將釘齒條固定，但由于釘齒條過長，因此，在主軸的三分之一處和三分之二處，采用直徑是的鐵柱使釘齒條與主軸相連。它們的連接方式采用焊接式，這樣可以增加釘齒條的剛度，以便釘齒條受到較大力時(shí)不易損壞，同時(shí)也使軸的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度有很大的增加，使釘齒條的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度增加，使釘齒滾筒的整體剛度和強(qiáng)度也有極大增加，同時(shí)也提高主軸和釘齒滾筒之間的固定性和穩(wěn)定性。 釘齒條的設(shè)計(jì)釘齒條的功用是固定釘齒的相對(duì)位置，使釘齒在正常工作過程中能夠持續(xù)正3 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)常的工作。釘齒所受的脫粒力直接傳遞到釘齒條上，釘齒條承受著釘齒的切向力，所以釘齒條應(yīng)該采用足夠強(qiáng)度和剛度的材料制成。由文獻(xiàn)[7]可以查得，材料選為45鋼。綜上所述，設(shè)計(jì)的釘齒條的長寬高為。因每根釘齒條上要安裝均勻分布的8個(gè)釘齒，所以釘齒條上要按要求設(shè)計(jì)均勻的呈螺旋分布的通孔，其直徑為，所形成的螺旋線的螺距為64mm(即同一釘齒條上相鄰兩通孔距離為64mm)。在釘齒條每個(gè)通孔的上端邊沿沿通孔排列的方向，分別開有兩個(gè)長為，高為，寬為的小槽，目的是為了在釘齒安裝在釘齒條上時(shí)，這個(gè)小槽可以和釘齒上的凸楞相配合，這樣可以使釘齒在釘齒條上周向固定，而且在釘齒正常工作時(shí)，也同樣使釘齒相對(duì)釘齒條固定，不宜使工作時(shí)釘齒和釘齒條脫落。(a)、(b)所示。 釘齒條結(jié)構(gòu)圖 釘齒的設(shè)計(jì)釘齒是玉米脫粒機(jī)的主要工作部件，它在工作時(shí)直接與玉米相接觸，而且它的接觸頻率很高，尤其是在入料口的部位，這個(gè)部位的釘齒摩擦相當(dāng)頻繁。因此，在設(shè)計(jì)釘齒時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到釘齒的工作強(qiáng)度和工作環(huán)境等問題，這里采用了文獻(xiàn)[7]中建議的45鋼。為了使釘齒在釘齒條上的相對(duì)固定，在釘齒上增加小凸楞，與釘齒條上的小凹槽相配合，使釘齒和釘齒條固定。釘齒直徑，長為，每個(gè)釘齒均穿過釘齒條，然后用螺母擰緊。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 釘齒結(jié)構(gòu)圖 圓盤的設(shè)計(jì) 圓盤是將釘齒條與主軸固定的主要部件，它不僅起連接作用，而且還承擔(dān)著釘齒和釘齒條傳遞的力矩和彎曲及扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。它位與釘齒條的兩端，同釘齒條及軸均采用焊接方式連接。由文獻(xiàn)[7]查得圓盤的材料采用剛度和強(qiáng)度較好的45鋼制成，其上均勻分布著四個(gè)長方形的通孔，目的是為了固定安裝釘齒條。圓盤中心裝套在主軸的直徑()上，其中心孔直徑設(shè)定為，以便安裝在軸上。為使玉米脫粒完全，在釘齒條上靠近出芯口的一端選的是直徑的圓盤，圓盤上長方孔的底線距圓盤的中心為；在釘齒條的另一端選直徑為,長方孔的底線距圓盤的中心為。兩圓盤的厚度均選為，、。 圓盤結(jié)構(gòu)圖 柵格式凹板的設(shè)計(jì)在玉米脫粒機(jī)中，柵格式凹板是與釘齒滾筒相配合的重要部件，其截面呈半圓形。柵格式凹板有兩種功能：其一，是將玉米脫粒后，使玉米粒從柵格式凹板的縫隙中漏出，而玉米芯被釘齒滾筒上的釘齒螺旋排列推出機(jī)體外，從而使玉米3 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)粒和玉米芯分開，從不同的出口排出機(jī)體，達(dá)到玉米脫粒清選的作用；其二，柵格式凹板是利用鋼筋橫向焊接而成，鋼筋之間有約寬的縫隙，這個(gè)縫隙可以將玉米卡在兩根鋼筋的縫隙之間，以便于釘齒對(duì)玉米進(jìn)行快速、穩(wěn)定的脫粒。柵格式凹板由根直徑，長為的鋼筋，加上凹板兩邊兩個(gè)直徑為，厚度為，寬度為的固定鐵條組成。由于柵格式凹板是半圓筒型，所以鋼筋的兩端固定是采用半圓式的鐵條制成，而且，在凹板的三分之一處和三分之二處都有很薄的鐵條相連加固，相應(yīng)的鐵條選為厚度為，寬度為。這種方式也同樣是采用文獻(xiàn)[7]中的參數(shù)來確定的。柵格式凹板與機(jī)架相連接，同樣采用焊接的形式連接。因?yàn)闁鸥袷桨及逡惭b在機(jī)架上，所以將柵格式凹板兩端的鐵條和中間的鐵條都焊接到機(jī)架上。這樣，可以加固機(jī)體與柵格式凹板的連接質(zhì)量，在正常工作時(shí)，由于有機(jī)架的固定支撐，可以使柵格式凹板的工作穩(wěn)定性更高。從整體來講，也達(dá)到了脫粒機(jī)的一體化的設(shè)計(jì)，提高整體剛度。 柵格式凹板結(jié)構(gòu)圖 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸是玉米脫粒機(jī)的主要設(shè)計(jì)部件之一，它在玉米脫粒機(jī)正常工作過程中，承擔(dān)主要轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動(dòng)軸上的回轉(zhuǎn)零件。玉米脫粒的瞬時(shí)沖擊很大，而且沖擊次數(shù)很頻繁，因此傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的一個(gè)步驟。它的主要功用：一是支撐軸上所安裝的回轉(zhuǎn)零件，使其有確定的工作位置；二是傳遞軸上的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。根據(jù)玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、組成形狀、工作強(qiáng)度和環(huán)境的要求，玉米脫粒機(jī)的主軸選用階梯軸。此軸的設(shè)計(jì)如下。 確定軸的最小直徑根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來初步計(jì)算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗(yàn)公式攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） d≥ 式()式中：—軸常用的幾種材料的的值；—主軸上的功率 ；—主軸上的轉(zhuǎn)速 。軸的材料由文獻(xiàn)[7]查得，應(yīng)選取調(diào)質(zhì)處理的45號(hào)鋼，，于是得 軸的最小直徑用于安裝聯(lián)軸器，且在軸上開有鍵槽。因此，為了開鍵槽又不影響軸的強(qiáng)度，可以使軸的直徑增加5%，以提高軸的工作強(qiáng)度。即 軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑。查文獻(xiàn)[8]得，選用GY型凸緣聯(lián)軸器。其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，拆裝方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ≤ 式()即 式中： — 驅(qū)動(dòng)功率，kW；N — 工作轉(zhuǎn)速，r/min；— 動(dòng)力機(jī)系數(shù)，查文獻(xiàn)[8]；— 工況系數(shù)，查文獻(xiàn)[8]；— 啟動(dòng)系數(shù)，查文獻(xiàn)[8]取得 ；— 溫度系數(shù)，查文獻(xiàn)[8]；— 公稱轉(zhuǎn)矩。根據(jù)以上計(jì)算，查文獻(xiàn)[8]，選取GY3J1型凸緣聯(lián)軸器。該型聯(lián)軸器的主要技術(shù)參數(shù)有：公稱轉(zhuǎn)矩為；許用轉(zhuǎn)速 ；軸孔直徑；軸孔長度為L=44mm；D=100mm；D1=45mm；；；s=6mm；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為；質(zhì)量為m=。3 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) GY型凸緣聯(lián)軸器 確定軸的各段