【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 裝上皮帶輪進(jìn)而以電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行谷物脫粒。加之柴油和汽油價(jià)格較高，因此，此次設(shè)計(jì)中選取電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。 然而電動(dòng)機(jī)作業(yè)的缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)那就是不適合場(chǎng)上作業(yè)，但分段收獲對(duì)此并沒(méi)有特別要求，在很多地區(qū)都是將谷物運(yùn)到固定場(chǎng)地進(jìn)行脫粒清選的。 根據(jù)水稻脫粒機(jī)相關(guān)資料的介紹，有關(guān) 脫粒 裝置的參考設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下： 脫 粒 滾筒轉(zhuǎn)速為 8501000r/min，在滾筒上有 20 根弧形鋼條，弧長(zhǎng) ，厚 50mm，起固定作用 ，滾筒直徑為 400mm，長(zhǎng) 800mm， 預(yù)計(jì)生產(chǎn)率為 1000~1200kg/h。 圖 脫粒機(jī)總體圖 Fig. thresher overall figure 西南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 脫離滾筒電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)差的數(shù)據(jù)得知，水稻脫粒機(jī)每個(gè)齒的平均受力約為 20N[4]當(dāng)脫粒機(jī)正常工作時(shí)滾筒上的齒條及脫粒齒快速旋轉(zhuǎn)。 其中均有十條脫粒齒條受水稻施加的切向力，參加工作的齒數(shù)為 10個(gè)，而另外十條是空行程。因此： F=N M=20 10=200N (21) 即脫粒機(jī)正常工作時(shí)，受到的切向力為 300N 式中： N— 脫粒齒的平均受力 ， N M— 參加工作的脫粒齒數(shù) 齒條上脫粒齒的轉(zhuǎn)速 當(dāng)脫粒機(jī)的脫粒滾筒高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其齒條上的脫粒齒同樣具有一定轉(zhuǎn)速，這個(gè)轉(zhuǎn)速源于主軸的轉(zhuǎn)速和脫粒齒與軸心的距離，即： smDNV / 400850100060 ?? ???? ??? ?? (22) 式中： V— 脫粒齒轉(zhuǎn)速 ， r/min N— 主軸轉(zhuǎn)速 ， r/min D— 脫粒滾筒直徑 ， mm 脫粒機(jī)所需的功率 脫粒機(jī)所需的功率 P，應(yīng)由脫粒機(jī)的工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定，即 1000FVP? ，計(jì)算求得： kWVFP ????? (23) 電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)的功率由a a= WPP ? 來(lái)確定，其中 a? 是脫粒機(jī)傳動(dòng)裝置的總效率，是組成傳動(dòng)裝置的哥哥部件運(yùn)動(dòng)服的效率之積，其中 η η 2 分別為每個(gè)傳動(dòng)副的效率，選取傳動(dòng)副的效率如下： 滾動(dòng)軸承（每對(duì)）： .，取 η 1= 西南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 V帶傳動(dòng)： ，取 η 2= 滾動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)：因?yàn)槊摿｝X和滾筒之間是固定的， ??? 21 ???a = 由此可得電動(dòng)機(jī)的功率 aP a a= WPP ? = = kW （ 24） 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 在脫粒機(jī)中，對(duì)于轉(zhuǎn)速的要求是適中轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速太大容易造成谷物破碎率的增大，轉(zhuǎn)速太小，將導(dǎo)致谷物不能脫離干凈，一般情況下，要求滾筒轉(zhuǎn)速在 8501000r/min之間。該多功能脫粒機(jī)采用的是帶傳動(dòng)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，推薦的帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比的合理取值范圍取 i=24，即可以滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸 的轉(zhuǎn)速相匹配，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍可選為： na=i n=（ 24）（ 8501000） =17004000 r/min （ 25） 滾筒部分電動(dòng)機(jī)選擇 額定功率 ≥ 工作要求的功率 ?? /PP wd dP ? 工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率， kW； wP ? 工作機(jī)所需輸入功率， kW； ? ? 電動(dòng)機(jī)至工作機(jī) 之間傳動(dòng)裝置的總效率 。 230 1 0 0 0 (1 )wT qvP N N A B f??? ? ? ? ? ?（ kW ） （ 26） 式中 ? — 滾筒角速度為 89（ 1s? ）； v — 滾筒圓周速度為 （ /ms）； A — 系數(shù)，與軸承種類(lèi)、傳動(dòng)方式有關(guān)，取為 10?? ； B — 系數(shù)，與滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的迎風(fēng)面積有關(guān)，取為 10?? ； 西南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 q — 喂入量取為 （ /kgs ）； f — 搓擦系數(shù)，與圓周 速度、凹板間隙、喂入量、谷物濕度等有關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 。 最后算得脫粒裝置所需的功率為 。 電動(dòng)機(jī)至脫離滾筒之間傳動(dòng)裝置的總效率： ??? ?wd PP kW （ 27） 電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍： wn in? wn 為脫離滾筒轉(zhuǎn)速， r/min, 836400 ?? ?????? ?? D vnwr/min （ 28） i 為帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍，按《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》知帶傳動(dòng)常取 i 為 24， ,選取其適中值 i =3 ? 8563??n r/min=2568 r/min 最終電動(dòng)機(jī)的確定 要使功率滿(mǎn)足以上要求，即 P=P2= 轉(zhuǎn)速在 2568 r/min 左右，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得，選擇電動(dòng)機(jī) Y132S12 電動(dòng)機(jī)，額定功率 kW。轉(zhuǎn)速 2900r/min。 傳動(dòng)方式的選擇 常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)方式有皮帶傳動(dòng)：鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、螺紋 (絲桿 )傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)。 其中 ， 皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以傳動(dòng)的中心距較大，傳動(dòng)中不產(chǎn)生震動(dòng)，滑動(dòng)系數(shù)大，傳動(dòng)功率較小。 根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們?cè)谠摱喙δ苊摿C(jī)上采用皮帶傳動(dòng)。 西南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 皮帶的選擇 各種傳動(dòng)方式的特點(diǎn) 普通梯 形皮帶的傳動(dòng)比一般小于 10， 最佳帶速為 20m/s，傳動(dòng)效率為 85%95%，帶兩側(cè)與輪槽附著較好，當(dāng)量摩擦因數(shù)較大，允許包角小，傳動(dòng)較大中間距較小，預(yù)緊力較小，傳動(dòng)功率可達(dá) 700kW。 綜上 所述 ，我們選擇該多功能脫粒機(jī)用普通梯形皮帶傳動(dòng)。 皮帶的定型 此處選用 A 型皮帶。 所以 ， 得出電動(dòng)機(jī)和脫離滾筒之間的皮帶參數(shù) b=13mm， bp=11mm， h=8mm。 皮帶輪的選擇 清洗機(jī)的轉(zhuǎn)速為 ， 而電動(dòng)機(jī)為 2900 r/min，所以有中間軸的減速傳動(dòng)比為 i=2900/=52 電動(dòng)機(jī)和中間軸之間帶輪各種參數(shù)的確定 (1)所選的 V帶型號(hào)為 A型，查閱資料可得： A型帶的 V帶最小基準(zhǔn)直徑為 75mm，所以小帶輪的基準(zhǔn)直徑取 90mm (2)計(jì)算 V帶的速度 smDnv / ?? ? （ 29） V 帶傳動(dòng)速度不宜過(guò)高，一般在 525m/s,此處為 ，符合要求。 (3)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 大帶輪的直徑計(jì)算公式為 12 idd ? ，此處 i為傳動(dòng)比 21 /iii ? =52/8= （ 210） 式中 ： i、 i2分別為總傳動(dòng)比和中間軸到滾筒主軸的傳動(dòng)比。 所以 ?2d 90=585mm （ 211） 西南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)可得，確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑為 630mm。所以 i1=7， i2=52/7=。 (4)確定中心距 兩帶輪之間的中心距直接影響平穩(wěn)性和傳動(dòng)效率，中心距稍大，可以增加帶輪的包角，減少單位時(shí)間內(nèi)帶的循環(huán)次數(shù)，有利于提高帶的壽命。但是如果中心距過(guò)大，則會(huì)加劇帶的波動(dòng)，降低帶的平穩(wěn)性。一般選帶傳動(dòng)的中心距為 （ 212） 所以 ,取 中心距為 600mm (5)計(jì)算帶長(zhǎng) （ 213） 帶入數(shù)據(jù) 計(jì) 算 得 L=2452mm， 取帶長(zhǎng)為 2500mm (6)驗(yàn)算包角 小帶輪的包角小于打帶輪上的包角，股小帶輪上的總摩擦力也小于大帶輪上的總摩擦力。因此打滑的情況最先應(yīng)出現(xiàn)在小帶輪上，所以只需要驗(yàn)算小帶輪上的包角，使其滿(mǎn)足條件即可，為了提高傳動(dòng)帶的工作能力，應(yīng)使包角滿(mǎn)足以下條件 （ 214） 即： α 1 =128 度大于 90度 所以 ， 滿(mǎn)足 V帶傳動(dòng)的包角要求。 中間軸和清洗裝置之間帶輪各種參數(shù)的確定 (1)小帶輪的數(shù)據(jù)與電動(dòng)機(jī)一樣 ， 所以小帶輪的基準(zhǔn)直徑取 90mm。 (2)計(jì)算 V帶 的速度 smDnv / ?? ? （ 215） V 帶傳動(dòng)速度不宜過(guò)高，一般在 525m/s,此處為 ，符合要求。 (3)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 大帶輪的直徑計(jì)算公式為 12 12d =id ，此處 i為傳動(dòng)比 西南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 i2=i/i1=52/7= （ 216） 所以 d2= 90=666mm （ 217） 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)可得，確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑為 710mm。 (4)確定中心距 兩帶輪之間的中心距直接影響平穩(wěn)性和傳動(dòng)效率，中心距稍大，可以增加帶輪的包角，減少單位時(shí)間內(nèi)帶的循環(huán)次數(shù)，有利于提高帶的壽命。但是如果中心距過(guò)大，則會(huì)加劇帶的波動(dòng)，降低帶的平穩(wěn)性。一般選帶傳動(dòng)的中心距為 （ 218） 所以 ，取 中心距為 600mm (5)計(jì)算帶長(zhǎng) （ 219） 帶入數(shù)據(jù)算的 L=2616mm。 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)，取帶長(zhǎng)為 2800mm。 (6)驗(yàn)算包角 小帶輪的包角小于打帶輪上的包角，股小帶輪上的總摩擦力也小于大帶輪上的總摩擦力。因此打滑的情況最先應(yīng)出現(xiàn)在小帶輪上，所以只需要驗(yàn)算小帶輪上的包角，使其滿(mǎn)足條件即可，為了提高傳動(dòng)帶的工作能力，應(yīng)使包角滿(mǎn)足以下條件 （ 220） 即 1? =121 度大于 90度 所以 ， 滿(mǎn)足 V帶傳動(dòng)的包角要求。 電動(dòng)機(jī)和脫粒機(jī)之間帶輪各 種參數(shù)的確定 (1)所選型號(hào)與以上相同，且小帶輪參數(shù)一樣 (2)計(jì)算 V帶的速度 smDnv / ?? ? （ 221） V 帶傳動(dòng)速度不宜過(guò)高，一般在 525m/s,此處為 ，符合要求。 (3)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 西南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 大帶輪的直徑計(jì)算公式為 12 12d =id ，此處 i為傳動(dòng)比 i=n1/2=2900/836= （ 222） 所以 d2= 90=315mm （ 223） 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)可得，確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑為 315mm。 (4)確定中心距 兩帶輪之間的中心距直接影響平穩(wěn)性和傳動(dòng)效率，中心距