【正文】 ％，攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）12022 年達(dá)到 48％。 [2]在國外，經(jīng)濟發(fā)達(dá)國家已經(jīng)進入全盤機械化和自動化階段，以美、日、意大利、以色列等為代表。眾所周知，中國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家相比有一定的差距，農(nóng)機產(chǎn)品量和技術(shù)含量有待進一步提高。隨著農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移、農(nóng)業(yè)規(guī)模的擴大、人民生活質(zhì)量的提高、農(nóng)機服務(wù)組織的發(fā)展以及市場競爭的加強，對先進適用、高科技含量和大型農(nóng)業(yè)機械的需求將不斷增加。從全球來看，隨著工業(yè)的發(fā)展，使高新技術(shù)在農(nóng)機上的應(yīng)用更加廣泛，農(nóng)機1 緒論2自動化和智能化的水平將會進一步的提高。把電子、微電子技術(shù)與通訊技術(shù)結(jié)合起來，采用現(xiàn)代方法進行自動化監(jiān)控管理，發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的自動化控制。傳感器、遙測遙感技術(shù)的發(fā)展，機器人技術(shù)的日益成熟，伴隨著計算機和電控技術(shù)的突飛猛進，農(nóng)機也向高度的智能化發(fā)展。準(zhǔn)確可靠的農(nóng)田信息是實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。由此，致使目前農(nóng)村仍有不少農(nóng)民加工糧食也要拿到較遠(yuǎn)的地方，勞動強度大，費時費力，非常麻煩。一般都是兩種功能的組合，多功能的很少，要不就是技術(shù)不成熟。 研究意義中國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)機械是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)裝備，中國農(nóng)機工業(yè)隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，取得斐然的成就，成為農(nóng)機生產(chǎn)大國。 [2]目前，我國大部分地區(qū)的農(nóng)機具以大中型產(chǎn)品居多, 而且功能單一, 價格較高。小型多功能組合農(nóng)用機械產(chǎn)品突出的特點是一機多用、機動靈活和價格便宜，提高了農(nóng)用機的使用效率。而農(nóng)民對于農(nóng)產(chǎn)品加工機械的主要需求是使用方便，功能多樣化，機械小巧，經(jīng)濟安全，能夠代替更多的勞動力等。經(jīng)綜合分析，最終確定將玉米脫粒機、切片機、切絲機、切碎機、碾米機、磨粉機、磨漿機、磨碎機、刃磨刀具裝置、抽水機進行組合，設(shè)計一款新型多功能組合農(nóng)用機。 [5]玉米脫粒機從入料到脫粒到分離玉米粒和玉米芯，最后將玉米粒和玉米芯排出機體，是玉米脫粒機一體完成的。切片機的工作原理是：物料以相對于刀片一定的速度作相對運動，同刀片形成相對切削力而被切削加工成片狀。由文獻(xiàn) [5]第 773 頁查得，一般切片機刀盤轉(zhuǎn)速為 540～930r/min。 切碎功能目前，市場上切碎機多種多樣，在此僅針對農(nóng)家小型鍘切機械進行介紹。切 碎 鍘 草 機 主 要 由 喂 入 機 構(gòu) 、 鍘 切 機 構(gòu) 、 傳 動 機 構(gòu) 和 機 架 等 部 分 組 成 。機械碾米法是運用機械的作用力對糙米進行去皮碾白的辦法，所用的機械設(shè)備稱為碾米機。根據(jù)碾白作用力的特性，碾白方式分為摩擦擦離碾白和碾削碾白兩種。所以針對這種情況，我們使用稻谷直接進行碾米（又稱稻出白） ，它對于攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）6農(nóng)2 組合農(nóng)用機的總體設(shè)計7家的自給生產(chǎn)是最實用的。物料加工粗細(xì)可以調(diào)整。由文獻(xiàn) [5]第 777 頁查得，小型磨粉機其動磨片轉(zhuǎn)速為900～1000r/min。同時該磨粉機也可用于飼料、藥材的粉碎。 將各功能進行組合據(jù)以上介紹，由于不同機械的工作原理和工作轉(zhuǎn)速差異，可將功能相似、轉(zhuǎn)速相差不大的的機械進行合理組合，形成結(jié)構(gòu)新穎緊湊，簡單實用，經(jīng)濟安全，易于操作，裝卸方便的多功能農(nóng)用機：因切片、切絲、切碎三種功能具有相同之處，且這三種機械要求的轉(zhuǎn)速基本攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）8相同，可將這三種功能組合在一起，形成一種多功能切碎機；因上述磨粉機同時具有磨漿、磨碎功能，故將其置于一體，形成一種多功能磨粉機；玉米脫粒機、碾米機、刃磨刀具機、抽水機分別設(shè)計。圖 一字型雙層排列圖 田字雙層組合式排列經(jīng)分析，方案一的組合方式，它的缺點是結(jié)構(gòu)單一，占地面積大，運輸不方2 組合農(nóng)用機的總體設(shè)計9便，傳動不可靠，且難以滿足不同機構(gòu)對加工速度的不同要求。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）103 玉米脫粒機的設(shè)計 玉米脫粒機的總體結(jié)構(gòu)玉米脫粒機主要組成部分：入料口、釘齒脫粒滾筒、柵格式凹板、機架等部分組成。玉米穗在釘齒滾筒和柵格式凹板之間進行脫粒，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，由出芯口排出機體外。機架是玉米脫粒機的主要支撐，它承擔(dān)著脫粒機的主要重量和動力、負(fù)載和力矩，因此它的設(shè)計是許強不弱的部分。 釘齒條的受力根據(jù)實際測量得知，每個釘齒的均勻受力約為 40 。取釘齒伸出滾筒部軸N分為 20mm，即 m/????? 軸軸軸V?（范圍在 6～10m/s 以內(nèi)，滿足要求）式中：V—釘齒的轉(zhuǎn)速；—脫粒機主軸的轉(zhuǎn)速；軸N3 玉米脫粒機的設(shè)計12 —軸心到釘齒頂部的距離。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體外。由文獻(xiàn) [4]查得，玉米脫粒機的釘齒滾筒上安裝有四條釘齒條，相互之間相差 ，而且每09條釘齒條上安裝釘齒的個數(shù)范圍在 7～10 個。在兩個圓盤上均勻開有釘齒條寬厚的方孔，四個方通孔均勻呈 分布，然后將0四條釘齒條從四個方孔中穿過，使釘齒條穿過方孔，而且在圓盤的表面留出 2～3。 釘齒條的設(shè)計釘齒條的功用是固定釘齒的相對位置，使釘齒在正常工作過程中能夠持續(xù)正3 玉米脫粒機的設(shè)計14常的工作。因每根m94053?釘齒條上要安裝均勻分布的 8 個釘齒，所以釘齒條上要按要求設(shè)計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m10?d條上相鄰兩通孔距離為 64mm)。因此，在設(shè)計釘齒時應(yīng)當(dāng)考慮到釘齒的工作強度和工作環(huán)境等問題，這里采用了文獻(xiàn) [7]中建議的 45 鋼。m45攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）15圖 釘齒結(jié)構(gòu)圖 圓盤的設(shè)計 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)強度。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230?d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91?L徑為 ,長方孔的底線距圓盤的中心為 。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體外，從而使玉米3 玉米脫粒機的設(shè)計16粒和玉米芯分開，從不同的出口排出機體，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，這個縫隙可m10以將玉米卡在兩根鋼筋的縫隙之間，以便于釘齒對玉米進行快速、穩(wěn)定的脫粒。柵格式凹板與機架相連接，同樣采用焊接的形式連接。柵格式凹板的結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。根據(jù)玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)特點、組成形狀、工作強度和環(huán)境的要求，玉米脫粒機的主軸選用階梯軸。因此，為了開鍵槽又不影響軸的強度，可以使軸的直徑增加 5%，以提高軸的工作強度。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 ≤ 式()950wcwzTztPTKKn??nT即 .???式中： — 驅(qū)動功率，kW；wPN — 工作轉(zhuǎn)速，r/min；— 動力機系數(shù)，查文獻(xiàn) [8]取得 ；K— 工況系數(shù)，查文獻(xiàn) [8]取得 ；— 啟動系數(shù)，查文獻(xiàn) [8]取得 ；z— 溫度系數(shù)，查文獻(xiàn) [8]取得 ；t— 公稱轉(zhuǎn)矩， 。?3 玉米脫粒機的設(shè)計18圖 GY 型凸緣聯(lián)軸器 確定軸的各段直徑和長度求出軸肩處的圓角半徑 的值。nr/mi即 ?????T② 釘齒條上的合力根據(jù)公式 求得RFt式中： —軸心到釘齒頂部的距離攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）19即 ??tF根據(jù)公式 求得%?tr式中：80%—徑向力占圓周力的百分?jǐn)?shù)（由文獻(xiàn) [4]查得）即 ?r根據(jù)公式 求得?tan??aF由于玉米脫粒機的主軸軸向不受力即 0a圓周力 、徑向力 、軸向力 的方向如圖 (a)所示。 合成的彎矩為 0?DB )()(211 ?????CVHc m9222cvM作軸的合成彎矩圖，如圖 (d)所示。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）22圖 軸的受力及彎扭圖 校核軸的強度校核軸的強度時，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強度（既危險截面 c的強度） 。b0??b1? a31 ???cac? 由文獻(xiàn) [7]查得，對于 的 45 鋼，承受對稱循環(huán)變應(yīng)力時的許用應(yīng)aMPB力 ＞ 。入料口及上蓋的結(jié)構(gòu)如圖258m2 所示。就此玉米脫粒機來說，它的沖擊載荷和內(nèi)部的應(yīng)力偏低，根據(jù)文獻(xiàn) [7]，查得的設(shè)計材料可采用角鐵支撐。m4040攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）24圖 機架示意圖 軸承座的設(shè)計 軸承座是根據(jù)軸承和軸的載荷、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力及軸承的安裝要求等進行設(shè)計的，通過上下兩半軸承座組合而成。在本脫粒機上選擇的螺栓為:GB/T5782 M1250、GB/T5782 M1240 和 GB/T5782 M1020，應(yīng)用此類螺栓,就可以滿足玉米脫粒機的動力需要。表 多 功 能 切 碎 機 的 主 要 參 數(shù)刀 片 數(shù) 量功 率(kW)切 碎 軸 轉(zhuǎn) 速(r/min) 定 刀 動 刀切 碎 厚 細(xì) 度(mm)產(chǎn) 量(kg/h)電 源 電 壓(v)～ 720。4 多功能切碎機的設(shè)計254 多功能切碎機的設(shè)計 多功能切碎機的設(shè)計要求根 據(jù) 前 述 功 能 ， 針 對 農(nóng) 家 用 小 型 多 功 能 切 碎 機 械 進 行 設(shè) 計 ， 要 求 其 具 有切絲，切片，切碎功能 。m4其基本結(jié)構(gòu)如圖 所示(詳見附錄Ⅱ，圖號：NYJ0005)。在m3m4040機架上的軸承座下方焊接有兩段橫梁，要求它的工作強度大，承載能力強，受沖擊載荷、彎矩、扭矩不會變形，因此這兩端橫梁選角鐵的厚度為 ，而它的高為 ，寬為 。機架的堅固是玉米脫粒機工作穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的基礎(chǔ)。 （入料口的一側(cè)與脫粒機的上蓋邊緣相切） ，這35?d546樣可以使玉米在進入脫粒機機體時，能夠很好的被釘齒滾筒上的釘齒打削（脫粒）。公式 ≤ 式()WTMcac22)(????????式中： —軸的抗彎截面系數(shù)；W —軸的許用應(yīng)力， 。0?DT作軸的彎矩圖，如圖 (e)所示。m即 ????HR根據(jù)公式 求得 2tF?即 ④ 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力根據(jù)公式 求得321LRRarv????即 ??v根據(jù)公式 求得12vrF??即 )(vR⑤ 作彎矩圖 在水平面內(nèi)，軸上 、 、 三點的彎矩為：BCD根據(jù)公式 0?HM 求得21LRC?攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）46即 ?????CHM3 玉米脫粒機的設(shè)計21作水平面內(nèi)彎矩圖，如圖 (b)所示。軸的結(jié)構(gòu)圖如??451圖 所示。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[]950r/inn?125d?L=44mm；D =100mm；D 1=45mm； ； ；s =6mm；轉(zhuǎn)動慣量為30b146b；質(zhì)量為 m=。查文獻(xiàn) [8]得，選用 GY 型凸緣聯(lián)軸器。 確定軸的最小直徑根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強度來初步計算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗公式攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）17 d≥ 式()30nPAW式中： —軸常用的幾種材料的 的 值；0A??T?0—主軸上的功率 ；WPk—主軸上的轉(zhuǎn)速 。玉米脫粒的瞬時沖擊很大，而且沖擊次數(shù)很頻繁，因此傳動軸的設(shè)計是很關(guān)鍵的一個步驟。這樣，可以加固機體與柵格式凹板的連接質(zhì)量，在正常工作時，由于有機架的固定支撐，可以使柵格式凹板的工作穩(wěn)定性更高。由31?d18h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 。大圓盤結(jié)構(gòu)簡圖如圖 所示。由文獻(xiàn) [7]查得圓盤的材料采用剛度和強度較好的 45 鋼制成，其上均勻分布著四個長方形的通孔，目的是為了固定安裝釘齒條。釘齒直徑 ，長為m12?d，每個釘齒均穿過釘齒條，然后用螺母擰緊。兩種釘齒條的結(jié)構(gòu)圖分別如圖 (a)、(b)所示。由文獻(xiàn) [7]可以查得，材料選為45 鋼。m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。釘齒在釘齒條上均勻的呈螺旋排列方式安裝。玉米脫粒機的主要功能是脫粒，而釘齒條在工作中起到了重要作用，因此，釘齒條的設(shè)計是脫粒機的設(shè)計的主要部件。釘齒條是玉米脫粒機的主要脫粒部件，它的設(shè)計關(guān)系到玉米脫粒機質(zhì)量的好壞，關(guān)系到玉米脫粒機正常工作時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。Z 釘齒的轉(zhuǎn)速當(dāng)玉米脫粒機的釘齒滾筒快速轉(zhuǎn)動時，其上釘齒條上的釘齒同樣有一定的轉(zhuǎn)速，這個轉(zhuǎn)速源于主軸的轉(zhuǎn)速和釘齒的半徑。因此為了機架的堅固，玉米脫粒機的設(shè)計采用三毫米厚的角鐵