【正文】 b0??b1? a31 ???cac? 由文獻(xiàn) [7]查得，對(duì)于 的 45 鋼，承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)aMPB力 ??aP5?Ⅲ?＞ 。公式 ≤ 式()WTMcac22)(????????式中： —軸的抗彎截面系數(shù)；W —軸的許用應(yīng)力， 。圖 軸的受力及彎扭圖 校核軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度時(shí)，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度（既危險(xiǎn)截面 c的強(qiáng)度） 。0?DT作軸的彎矩圖，如圖 (e)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。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(diǎn)的彎矩為：BCD根據(jù)公式 0?HM 求得21LRC?即 ?????CHM作水平面內(nèi)彎矩圖，如圖 (b)所示。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(jī)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。軸的結(jié)構(gòu)圖如??451圖 所示。?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。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(dòng)慣量為30b146；質(zhì)量為 m=。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ≤ 式()950wcwzTztPTKKn??nT即 .???式中： — 驅(qū)動(dòng)功率，kW；wPN — 工作轉(zhuǎn)速，r/min；— 動(dòng)力機(jī)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(dòng)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， 。查文獻(xiàn) [8]得，選用 GY 型凸緣聯(lián)軸器。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。 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 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 。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。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。柵格式凹板的結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。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。柵格式凹板與機(jī)架相連接，同樣采用焊接的形式連接。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 。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m10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。大圓盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 所示。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 。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。m45圖 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。釘齒直徑 ，長為m12?d，每個(gè)釘齒均穿過釘齒條，然后用螺母擰緊。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。兩種釘齒條的結(jié)構(gòu)圖分別如圖 (a)、(b)所示。因每根m94053?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m10?d條上相鄰兩通孔距離為 64mm)。由文獻(xiàn) [7]可以查得，材料選為45 鋼。 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)正常的工作。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。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0四條釘齒條從四個(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。釘齒在釘齒條上均勻的呈螺旋排列方式安裝。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09條釘齒條上安裝釘齒的個(gè)數(shù)范圍在 7～10 個(gè)。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。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。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。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(jī)主軸的轉(zhuǎn)速；軸N —軸心到釘齒頂部的距離。Z 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。 釘齒條的受力根據(jù)實(shí)際測(cè)量得知，每個(gè)釘齒的均勻受力約為 40 。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。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。玉米脫粒之后，再將玉米粒經(jīng)過柵格式凹板，從凹板的縫隙漏出，順著斜滑板滑出機(jī)體，目的是將玉米和玉米芯分開。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。圖 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。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。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。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(diǎn)是結(jié)構(gòu)單一，占地面積大，運(yùn)輸不方便，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。經(jīng)多方文獻(xiàn)查閱、市場(chǎng)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，其排列方式如圖 所示；方案二，采用田字雙層組合式排列，其排列方式如圖 所示(詳細(xì)布局見附錄Ⅰ，圖號(hào)：NYJ00)。 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(jiǎn)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)。 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。同時(shí)該磨粉機(jī)也可用于飼料、藥材的粉碎。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。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。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。物料加工粗細(xì)可以調(diào)整。 磨粉功能目前市場(chǎng)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。所以針對(duì)這種情況，我們使用稻谷直接進(jìn)行碾米（又稱稻出白） ，它對(duì)于農(nóng)家的自給生產(chǎn)是最實(shí)用的。 [6]對(duì)于常規(guī)的稻谷加工主要包括清理、礱谷及礱下物分離、糙米碾白、成品處理及副產(chǎn)品整理等工序。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。根據(jù)碾輥軸的安裝形式，又可分為立式和橫式兩種。機(jī)械碾米法是運(yùn)用機(jī)械的作用力對(duì)糙米進(jìn)行去皮碾白的辦法，所用的機(jī)械設(shè)備稱為碾米機(jī)。 碾米功能碾米是應(yīng)用物理或者化學(xué)的方法，將糙米表面的皮層部分或全部剝除的工序。切 碎 鍘 草 機(jī) 主 要 由 喂 入 機(jī) 構(gòu) 、 鍘 切 機(jī) 構(gòu) 、 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 和 機(jī) 架 等 部 分 組 成 。其工作原理同切片機(jī)相似。 切碎功能目前，市場(chǎng)上切碎機(jī)多種多樣，在此僅針對(duì)農(nóng)家小型鍘切機(jī)械進(jìn)行介紹。同樣通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)叉的前后移動(dòng)可以調(diào)整切絲粗細(xì)。由文獻(xiàn) [5]第 773 頁查得，一般切片機(jī)刀盤轉(zhuǎn)速為 540～930r/min。通過切厚調(diào)節(jié)器的前后移動(dòng)調(diào)整片厚調(diào)節(jié)座與切刀刃部間隙可以調(diào)整切片厚度。切片機(jī)的工作原理是：物料以相對(duì)于刀片一定的速度作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同刀片形成相對(duì)切削力而被切削加工成片狀。由文獻(xiàn) [4]第 185 頁查得，一般小型玉米脫粒機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速為 600～900r/min。 [5]玉米脫粒機(jī)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(jī)體，是玉米脫粒機(jī)一體完成的。 玉米脫粒功能玉米脫粒機(jī)是玉米脫皮后，經(jīng)過一段時(shí)間的風(fēng)干，然后將玉米利用脫粒機(jī)使玉米和玉米芯分開，這種機(jī)械就是玉米脫粒機(jī)。經(jīng)綜合分析，最終確定將玉米脫粒機(jī)、切片機(jī)、切絲機(jī)、切碎機(jī)、碾米機(jī)、磨粉機(jī)、磨漿機(jī)、磨碎機(jī)、刃磨刀具裝置、抽水機(jī)進(jìn)行組合，設(shè)計(jì)一款新型多功能組合農(nóng)用機(jī)。通過走訪得知，農(nóng)家平時(shí)刃磨刀具基本上是在自制磨刀石上人工刃磨，而沒有機(jī)械化的磨刀裝置，為此在本設(shè)計(jì)中添加簡(jiǎn)易的能滿足農(nóng)民刃磨刀具的裝置。而農(nóng)民對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械的主要需求是使用方便，功能多樣化，機(jī)械小巧，經(jīng)濟(jì)安全，能夠代替更多的勞動(dòng)力等。2 組合農(nóng)用機(jī)的總體設(shè)計(jì) 確定新型多功能組合農(nóng)用機(jī)的功能結(jié)合本次設(shè)計(jì)的要求，在做了大量市場(chǎng)調(diào)查，了解了現(xiàn)在農(nóng)民對(duì)農(nóng)用機(jī)械的不同需求，同時(shí)考慮到地區(qū)差異的情況下，最終把設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在了農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械的設(shè)計(jì)上。小型多功能組合農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品突出的特點(diǎn)是一機(jī)多用、機(jī)動(dòng)靈活和價(jià)格便宜，提高了農(nóng)用機(jī)的使用效率。一機(jī)多用是農(nóng)民對(duì)農(nóng)機(jī)具的迫切要求。 [2]目前，我國大部分地區(qū)的農(nóng)機(jī)具以大中型產(chǎn)品居多, 而且功能單一, 價(jià)格較高。中國政府近年來出臺(tái)一系列支持農(nóng)民、農(nóng)村、農(nóng)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)民增收的政策，為這個(gè)大市場(chǎng)的“火爆”提供了保證。農(nóng)業(yè)機(jī)械是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)裝備，中國農(nóng)機(jī)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(jī)生產(chǎn)大國。改革開放以來，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的提高和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的提高，全國人民的溫飽問題基本解決，使得農(nóng)副產(chǎn)品加工工業(yè)發(fā)展迅速，而且門類增多，在許多方面取得了重要成就。 研究意義中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。 因此，本課題就是針對(duì)這種新型多功能組合農(nóng)用機(jī)械而做的設(shè)計(jì)。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。就當(dāng)今我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)狀而言，廣大農(nóng)民迫切需要一種價(jià)格成本均可為普通農(nóng)戶家庭接受的多功能農(nóng)用機(jī)，以滿足農(nóng)戶家庭生產(chǎn)生活的需要。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(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，非常麻煩。 [2] 本課題的研究方向和研究意義 研究方向近年來，隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和農(nóng)民生活水平的不斷提高，各種中小