微型玉米剥皮机的设计

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Liu Chunxiang Heilongjiang Institute of Technology 2012-06·Harbin 黑龙江工程学院本科生毕业设计目 录摘 要.ABSTRACT.第 1 章 绪 论.11.1 选题的背景、目的及意义 .11.2 国内外玉米剥皮机的概况 .11.2.1 国内发展状况 .11.2.2 国外发展状况 .21.3 剥皮机的设计要求及结构简介 .31.3.1 剥皮机的设计要求 .31.3.2 玉米剥皮机结构简介 .3第 2 章 总体方案设计.42.1 总机的结构形式 .42.2 总统设计思想 .52.3 机架的配置 .52.4 传动系统配置 .52.5 动力参数及动力源配置的确定 .62.6 本章小结 .6第 3 章 剥皮装置的确定.73.1 剥皮辊确定 .73.1.1 剥皮辊长度、直径的确定 .73.1.2 剥皮辊结构 .73.2 剥皮辊生产能力的确定 .83.3 剥皮部件的配置 .8黑龙江工程学院本科生毕业设计3.4 本章小结 .9第 4 章 执行部件及机架设计.104.1 果穗料斗的设计 .104.2 其他执行部件的配置 .104.3 辅助执行机构设计配置 .114.4 机架、联接架的设计 .124.5 本章小结 .12第 5 章 传动部分设计.135.1 玉米果穗在剥皮辊间的受力分析 .135.2 皮带传动的设计计算及校核 .145.3 齿轮的设计和校核 .165.4 轴的强度设计计算与校核 .195.5 键的选择和校核 .215.6 轴承的选择和校核 .215.7 链轮的设计 .225.8 电动机的选择 .255.9 本章小结 .26第 6 章 微型玉米剥皮机的保养、使用、调整及修复.276.1 每日技术保养 .276.2 传动装置的使用和调整 .276.3 机器的保管 .276.4 工作部件损坏的修复和调整 .286.5 本章小结 .28结 论.29参考文献.30致 谢.32黑龙江工程学院本科生毕业设计 摘 要 在玉米分段收获时，玉米手工剥皮工序劳动强度大，费工时和误农时，且影响玉米的产量和质量，针对我国玉米收获后剥皮这个重要环节，设计出场上玉米剥皮机，它替代了传统人工剥皮的紧张劳动，减轻了人们的劳动强度，提高了劳动效率，有效地防止了因剥皮不及时而造成的玉米霉烂的损失，从而给农民带来了一定的经济效益。本设计采用3对辊机型，在满足剥净率大于95%，工作效率达到1500kg/h以上的设计要求的前提下进行设计，可满足不同用户的需求，同时该机结构简单，调整方便可靠，采用电动机作为动力。为满足设计要求，主剥皮装置中的剥皮辊采用螺旋铁辊和橡胶辊组合的玉米剥皮辊，并且两辊高低配置，且可以根据玉米棒的大小不同，通过弹簧调节两辊间的距离。这避免了传统设计方法中铸铁辊对玉米籽粒的损伤，而且在结构上比传统设计的更加合理。经过设计、计算、校核，该机符合设计要求，并且剥皮装置较传统的传动系统有所改进，更适合在广大农村推广使用。 关键词：玉米；剥皮机；螺旋铁辊；橡胶辊；农业机械 33 ABSTRACT At the time the corn is harvested ,the labor force of corn’s clothes taked-off by hand is very strong, wasting time and decreasing the quantity of the corn.To solve the problem of corn’s clothes taked-off that is of great importance in our country ,we designed the corn’s clothes take-off machine including the structure and the technical parameter design.It is a machine that takes off the corn’s clothes ,which has four types ,respectively meets the demand of single ,union of several and big harvest.The machine takes the place of the traditional handed-labor,reducing people’s labor strength,increasing the efficiency and preventing the corn’s damage.The structure of the machine is simple and the machine is easily adopted,reliable and of high efficient.The power of the machine can use electric motor、desel engine and the engine of three-wheeled agricultural car.This machine adopt the alternate current as the motives.The cylinder of the taked-off list is consisted of spiral iron cylinder and rubber cylinder.The spiral iron has some hurt to the seed of the corn.So this machine adopt the whole rubber cylinder.This machine is designed under the premise that must be get to 95% of taked-off rate and efficiency required no less than 1500kh/h,power no more than 3kw.To get to these requirements ,main taked-off part makes use of rubber cylinder ,and they are installed up-down.The machine can adjust the distance between the two cylinder according to the size of the corn and is more reasonable than the way of traditional design in structure.After calculation and check ,the machine meets the demand of design,and makes some improvements in the corn’s taked-off list and the way of transmission system,comparing with the traditional design.Worthwhile,it is widely applied in rural. Key words: Corn；Peeling machine；Spiral roller；Rubber roller；Agricultural machinery 黑龙江工程学院本科生毕业设计 第1章 绪 论 近年来，随着农业机械化生产要求的越来越明显，玉米种植在世界农业种植科目中一直占有很大的比例，面对其收获过程的复杂程度，为满足其生产发展需要世界各国都进行了相关技术的科研。 1.1选题的背景、目的及意义 设计微型玉米剥皮机，它可以替代传统人工剥皮的紧张劳动，减轻人们的劳动强度，提高劳动效率，有效地防止因剥皮不及时而造成的玉米霉烂的损失，从而给农民带来了一定的经济效益。但是，现有的剥皮机一直存在剥净率偏低，破损率偏高的问题，且目前尚无性能优越性的产品，尤其缺乏适于玉米的中小加工企业及家庭用的的小型玉米剥皮机具。 因此研究设计实用性微型玉米剥皮机具有一定的现实意义。同时，玉米剥皮机不但能解决农民的当务之急，而且具有广泛的市场，又极易推广。家庭用的小型玉米剥皮机占地空间小，运输、使用较为便易，成本较低，有较好的实用性和经济性。 1.2国内外玉米剥皮机的概况 1.2.1国内发展状况 我国从60年代开始研制玉米剥皮装置，60、70年代是仿制阶段，80年代进行关键部件的攻关，90年代以后有了较大的进展，到现在，玉米剥皮机的发展已经达到了一定的水平。目前玉米剥皮装置有两大类型：一类是在玉米联合收割机上加装玉米剥皮装置，另一类是单独的玉米剥皮机。如由黑龙江省赵光机械厂生产的4YB-4型自走式玉米联合收割机一次完成四行玉米果穗的摘取、剥皮、储粮及茎秆的切碎还田等田间作业，苞叶的剥净率>85%，总损失<3%。中国收获机械总公司藁城联合收割机厂开发的成功富路牌玉米剥皮机，配备磁动力为3KW的电机，剥净率大于90%，破损率和损失率小于1%。吉林省白城市农机研究所，研制出全橡胶花瓣型玉米剥皮机，主动轴两端的轴承座不在同一水平面上。由于主动轴上设有螺旋条和橡胶钉，传动轴上装有多个橡胶轮，主动轴和传动轴相互配合，剥皮装置能够均匀地把已进入机内的果穗，分配到两对相对旋转的剥皮轴之间，并在果穗自身旋转的情况下，顺利向前推进，在行进中，被剥皮爪撕开苞叶，并在瞬间被旋转轴辗压住苞叶向下拉，而完成剥离之目的。同时该机与3kw三相电机或小四轮拖拉机配套，剥净率达到95%左右。吉林省农机研究所与四平农机工程机械制造有限公司联合研制玉米剥皮机，于1997年设计出了6YBJ-2型玉米剥皮机，经过不断发展于2007年研制出的6YBJ-4B型玉米剥皮机，采用的螺旋凸棱全橡胶剥皮辊，以获得国家实用性专利。 目前，由黑龙江省畜牧机械化研究所研制开发了5BY-7.0型玉米剥皮机、四平农民乐机械制造有限公司生产的新型玉米剥片机、四川顺风农机具生产的2011款玉米剥皮机和吉林农业工程职业技术学院设计出了6YBJ-2型高效风清玉米剥皮机都取得较好的经济效益。现在针对玉米加工生产的特点，结合国内外一些剥皮机与脱粒机的研究成果，进行摩擦式玉米剥皮机的设计研究，达到了一定预期的目标。于此同时，随着国民经济的发展，农业向产业化，集约化，订单化农业方向发展是必然走势，发展玉米剥皮机已经成为玉米收获机械化发展的有效途径之一。 1.2.2国外发展状况 国外玉米剥皮机的研究与生产技术已经成熟，目前美国、德国、乌克兰、俄罗斯等西方国家，玉米的剥皮（包括籽粒和秸秆青贮）已基本实现了全部机械化作业。由于其种植方式多为一年一季种植，剥皮时玉米籽粒的含水率很低，大多数国家均采用玉米摘穗并直接剥皮的剥皮方式。 美国的John Deere 公司、Case公司、德国的Mengle公司、道依茨公司等的玉米联合剥皮机，绝大部分是在小麦联合剥皮机上换装玉米割台，并通过调节剥皮滚筒的转速和剥皮间隙进行玉米的联合剥皮。如美国Case公司的联合剥皮机换装玉米割台，一次作业可完成玉米摘穗、剥皮的作业，剥净率大于95%，破损率和损失率小于1%。美国的John Deere 公司设计生产的玉米剥皮机采用单相交流电动机作动力，剥皮装置中剥皮辊一般有螺旋铁棍和橡胶辊组成，铁棍对籽粒有严重损伤，所以本机采用全橡胶辊。在主要剥皮装置采用全橡胶的玉米剥皮辊的同时，并且两辊高低设置，且可以根据玉米棒的大小不同调节两辊间的距离，可以满足剥净率达到95%以上。 德国的道依茨公司生产的联合玉米剥皮机，在行进中，被特制的剥皮爪撕开苞叶，并在瞬间被旋转轴辗压住苞叶向下拉，而完成剥离之目的。工效0.85～1.25万个/h，剥净率85%～95%，破碎率低于1%，损失率低于2%。能够很好地完成玉米剥皮作业，替代手工操作，提高工作效率。乌克兰赫尔松康拜因联合剥皮机制造公司的KCKY-6型玉米剥皮机，可以进行摘穗—果穗剥皮—青贮联合作业，适合大部分地区的农艺要求。 1.3剥皮机的设计要求及结构简介 1.3.1剥皮机的设计要求 根据设计任务书的要求，微型玉米剥皮机是一种剥去玉米表皮的专用机械。这种机械主要针对农村的广大的农民用户使用，所以此机械必须具备如下的特点： 1.操作简单，便于广大农村用户的使用，零部件尽量采用标准件，便于安装和维修。 2.整机安装，结构简单，成本低而且动力的选择要符合农村的实际情况。 本机还应有较高的生产效率，较低的籽粒破损率，较高的剥净率。 3.性能指标要求：苞叶剥净率要求达到底93%以上，而在剥皮过程中脱粒 率＜1.5%，并尽量减少籽粒脱落。 4.经济指标：尽是降低成本，增大工作时生产效率。每对剥皮辊的生产率为1500KG/h,同时根据不同用户的需要有两对辊、四对辊、八对辊等不同机型。 1.3.2玉米剥皮机结构简介 玉米剥皮机主要由剥皮机构、压送器和果穗分布装置等组成。 （1）剥皮机构主要部件为剥皮辊，其作用是清除茎叶混合物和剥掉果穗苞皮。其原理是相对旋转的一对辊子抓取并剥掉在其上运动的果穗的苞皮，同时把苞皮和茎叶混合物拽到辊下，剥掉苞皮。剥皮辊间隙是由压缩弹簧来保证的，不用经常调整 （2）压送器对改善果穗剥皮质量，提高剥皮装置生产率是极其重要的，它把果穗压向剥皮辊表面，从而增大剥皮辊对果穗的磨擦力，并促使苞皮蓬松和使剥皮辊更好地抓取苞皮，而后周期性地放松压向剥皮辊上的果穗，以使其能绕轴转动，从而使果穗四周的苞皮与剥皮辊接触，促使果穗在剥皮时翘起来，这样有利于避免果穗端部掉粒。因本机采用全橡胶剥皮辊，辊面带有螺旋凸棱，左右辊互相啮合，成对使用，由于橡胶磨擦系数较大，因此不必另加压制器。 （3）分布装置的作用是把果穗沿剥皮机构均匀分布，并使果穗轴线沿着沟槽，本机采用的手动送料装置，其进料斗的滑板具有分布装置的功能。另外设计美观实用的机架和机体，通过合理的配套，组装，和改良就可设计出经济实用的玉米剥皮机。 该机结构简单，调整方便，性能可靠，生产效率高。此种机械的研制成功，大大减轻了农民的劳动负担，为广大的农民节省了大量的时间，降低了劳动强度，成为农民致富的途径之一。 第2章 总体方案设计 2.1总机的结构形式 采用人工上料，人工喂入，机械剥皮，最终使果穗和表皮分离。在这过程中之所以采用人工上料和人工喂入主要是如果采用自动喂入会使机器的成本和造价会大大地提高而农民对这种机械由于价格的增设而使购买力下降。配套动力源采用Y系列三相电动机，主要工作部件选用铸铁-橡胶的玉米剥皮辊，传动部分使用链轮传动和直齿轮传动。 在设计过程中也曾考虑过采用自动喂入，但这种机械虽然在效率上有所提高，但同时它也将提高机器的成本，从而使购买力下降。而采用人工喂入虽然不如自动喂入效率高，但也比手工剥皮有很大的提高，而且适合大多数农民的经济能力。之所以采用Y系列电动机，是因为Y系列电动机是目前最常使用的，而且价格合理。剥皮部件采用全橡胶的剥皮辊，不但不影响剥净率而且由于橡胶比较有弹性不会损伤籽粒。传动部分由于该机构比较简单所以选用直齿轮即可。 剥皮机主要核心部件是剥皮装置，传统式剥皮装置采用全铸铁螺旋齿辊，两对辊的中心距a=66.75mm,且两对辊形成一个槽形，一般采用二对或四对辊，为增加玉米穗与辊子的压力，在剥皮辊的上方配有二组或三组压制器，多年来的实践证明，这种辊型的剥净率最高能达到85%，籽粒破碎率高达2%，这是玉米剥皮机不能推广的主要原因。 94年通过实验研究，设计出一种采用一支铸铁螺旋齿辊和一个橡胶螺旋剥皮辊配对使用，橡胶辊采用橡胶制成，辊面带有螺旋凸棱，左右辊互相啮合，成对使用，由于橡胶磨擦系数较大，因此不必另加压制器，且橡胶面有弹性，不损伤籽粒，并在轴线方向上布置有螺距为2m的螺旋线，果穗能沿向下滑，再加上与支架本身的倾角，使果穗能自动进入下料斗，生产率较高，该装置已获得国家实用型专利（专利号：942250133）新产品，2003年通过试验再次改良了剥皮辊的结构，在辊体的凹陷部设有刚性的剥皮抓丁，抓丁的端部高于辊的外表面，在剥皮过程中，由剥皮抓钉首先将果穗的苞叶撕开，相对旋转的两对辊将苞叶撕开辗住，靠两辊的旋转力拉开苞叶，使之与果穗分离，从而达到剥皮的目的，更有效的提高了剥净率，该装置也已2006年获取国家实用新型专利（专利号：0520082352.2）直接利用剥皮装置专利技术，配以传动系统、机架、动力源及上下料斗等部件组成。 2.2总统设计思想 （1）机架的配置； （2）传动系统的配置； （3）剥皮装置的确定（剥皮辊长度的确定，剥皮辊生产能力的确定，剥皮部件的确定）； （4）执行部件的确定（喂入斗，压送器，导向板）； （5）传动部件的设计（玉米果穗的受力分析，皮带轮的设计，齿轮的设计，链轮的设计，轴强度设计）； （6）其他辅助部件的选择（筛子，风机）； （7）电机的选择。 总体设计草图，如图2.1。 图2.1 总体设计草图 2.3机架的配置 总体配置就是合理安排各部件位置和联接关系，确定动力的传动路线，与电动机的联接关系，使整个机器工艺路线流畅合理，并且便于使用调整和维修，同时机器外观造型要给人以美感。 机架采用角钢焊接而成，在满足要求的前提下具有一定的抗压能力即可，主要的目的是便于组织生产，提高通用程度。 2.4传动系统配置 利用电动机作为动力源时，只需二级链轮传动完成降速过程，最后再由链轮和齿轮传动到主动轴上。通过主轴的旋转完成其剥皮过程和把剥完皮的玉米果穗送往出料口，此传动系统不但结构简单，对各零件的加工没有特殊的要求，同时为保证用户使用的安全性，本机器还增加设置了往复式筛子和离心式风机，可以把玉米外皮快速安全的送到机器外部，整机生产都比较方便可行，适合各种生产厂家的大规模生产，经济可靠。 2.5动力参数及动力源配置的确定 通过查询农业机械设计手册和其他相关资料，各主要部件消耗功率如下： 1.剥皮辊，玉米剥皮机的功率消耗可按1kw/h的功率可剥皮600~700kg玉米穗扒皮辊需要380-420r/mim或按每对剥皮辊需要0.7~0.8kw计算。 2.往复筛，由于往复筛由曲柄连杆机构，和摆臂机构组成，实际工作中四个摆臂与曲柄连杆机构的同轴度很难保证，所以消耗的功率远远大于各自计算功率，故通过咨询农机专家，得到多次试验的合理消耗功率为0.5kw。 3.风机，风机消耗功率为2kw。 按最低计算得电机理论功率值为：0.8×3+0.5+2=4.9kw，但考虑到剥皮机工作工程中玉米叶及其他物体对剥皮辊产生的缠绕堵塞等不可知因素，故将电机暂定为7.5kw，型号为Y160M-6。 2.6本章小结 本章通过对国内外新型玉米剥皮机进行分析，对微型玉米剥皮机进行了总体设计。总体设计采用人工上料，人工喂入，机械剥皮，最终使果穗和表皮分离，并考虑农民的购买能力，动力源采用Y系列三相电动机，传动部分使用链轮传动和直齿轮传动，有效的提高了使用价值和经济效益。同时剥皮辊采用铸铁和橡胶组合辊，可以有效提高生产效率降低破损率，满足任务要求。 第3章 剥皮装置的确定 3.1剥皮辊确定 图3.1 剥皮辊简装图 3.1.1剥皮辊长度、直径的确定 传统式玉米剥皮辊长度为1070mm,美国甜玉米剥皮机辊长为1500mm,根据实验得出玉米在剥皮辊上的剥净率在开始400mm内剥净率为85%,在800mm内剥净率95%,因此辊长定为1100mm可使苞叶的剥净率在95%以上，剥皮辊的长度是影响剥净率的主要参数,为保证剥净苞叶,剥皮辊应有足够长度,但过长会引起籽粒脱落和破碎,剥皮辊的直径应不使最小直径的果穗受挤压和被抓取为准。参考农机设计手册设计，剥皮设计如下表。 表3.1 剥皮辊设计参数 长度L（mm） 直径D（mm） 圆周速度V（m/s） 设计值 1100 70 1 参考范围 800mm 且方向相反，因此果穗在剥皮过程中产生转动，可加速剥皮过程，为加速果穗下移速度，剥皮辊还要有一定倾角，倾角小，下滑速度慢，生产率低，倾角大，剥净率低，本机通过部件试验，确定剥皮辊倾角为12°。果穗通过间隙，根据实测果穗直径最大不超过Φ65mm，为防止过大的果穗卡滞现象通过70mm，可使果穗绕自身轴线自由转动，为防止在剥皮过程中产生果穗直立造成脱粒，在剥皮辊上方设有压穗板，压穗板通过间隙为70mm。 3.4本章小结 剥皮装置是由一对相向转动的剥皮辊抓取和剥除玉米穗的苞叶.剥皮辊与苞叶间的磨擦力必须大于苞叶与穗辊间的联接力。为了使苞叶剥净,在玉米穗沿剥皮辊下滑的同时,自身应能转动.在剥皮辊的上方设有压送器,使果穗对剥辊稳定地接触而避免跳动。 第4章 执行部件及机架设计 4.1果穗料斗的设计 果穗料斗不但要有暂存果穗的能力，而且还要能够使果穗沿剥皮辊的轴向方向上进入两辊所形成的槽形中，在配置上与剥皮辊 的倾角相同，均与水平面成12°角，在长度上按展开1000mm设计，因为考虑到玉米进入到剥皮辊时的方向性，所以将出口处的滑板设计成与剥皮辊组数相等的槽形，尽可能保证每次只能通一穗玉米。 进料斗是送入玉米的装置，由于本机采用两对剥皮辊工作，所以进料斗必需设计成双出口的结构。玉米需自动滑到剥皮辊的方向上进入两辊形成的槽形中进行剥皮，这就要求料斗具有一定的倾斜度，经参考实验数据选倾斜度为12°。为保证玉米滑向剥皮辊时每次只通过一穗玉米，可将出口设计成与剥皮辊组数相同的槽形，如图4.1。同时为保证玉米在剥夺皮过程中受切向力的挤压导致弹出，在剥皮辊上方增辊两个压穗板，以防止果穗弹出。下料斗是在玉米剥皮结束后，果穗滑出的装置，它可以设计成任何方便的形状，如图4.2。 图4.1出料斗 图4.2 进料斗 同时，本装置采用的热轧Q235板材折弯成长度为500mm，宽度为930mm，高度为200mm槽型斗作为喂入斗，使用时其与地平面约30°并可以调节。 4.2其他执行部件的配置 1.导向板配置 导向板也叫分穗板，把高度150mm的热轧Q235板材折弯成，折弯高度为120mm作为分穗板。将出口处的滑板设计成剥皮辊组数相同的槽型，尽可能保证每次只能通过一个玉米，由于本机采用三对剥皮辊工作，所以进料斗设计成三出口的结构且料斗具有一定的倾斜程度，经参考实验数据倾斜角度为。 2.压送器配置 压送器也叫压穗板，把边长为300mm的热轧Q235板材折弯成后底边倒角作为压送玉米的压送板，同时使用时配上弹簧调节，主要为保证玉米在剥皮的过程中受切向力的挤压而导致的弹出，在剥皮辊上方增加了3对压穗板以防止果穗弹出，同时增大摩擦，提高效率，如图4.3。 图4.3 压送板结构 4.3辅助执行机构设计配置 1.筛子系统的配置 采用曲柄连杆机构和摆臂机构配合构成，筛子宽度1100mm，长度1000mm，厚度350mm，运动角度为如图4.4。 图4.4 筛子结构图 2.风机系统配置 采用标准离心式风机（直径为320mm）。 4.4机架、联接架的设计 机架的连接架均由角钢焊接而成，两种机型结构相同，仅宽度不同。在满足要求的前提下具有一定的抗压能力即可，主要目的是便于组织生产，提高通用程度，因此无特别要求。但必须使其要满足经济要求。 初步定尺寸为： 4.5本章小结 执行部件是本设计除剥皮辊之外重要的组成部分，该部分有效的保障玉米可以快速、高效的完成整个的剥皮过程，是提高生产效率和保障安全生产的关键部分。本设计在满足设计要求的前提下，充分考虑节约成本，经济高效的思想，对于喂入斗、压送板、导向板、风机、筛子和机架等部件进行的设计。 第5章 传动部分设计 5.1玉米果穗在剥皮辊间的受力分析 如图5.1所示：玉米在两辊间由于受到两辊磨擦力 而使玉米可以发生自转，在自转的过程中使苞叶进入两辊互相啮合的凹槽中，使得苞叶被撕开。 图5.1 受力分析简图 两对辊对玉米产生的两个磨擦力、 分别为： （5.1） （5.2） 通过力学分析及计算，各个角度可知，如表5.1。 表5.1 玉米在两辊之间各个角度值 角度名称 角度值 （5.3） （5.4） （5.5） （5.6） 其中: ..........撕破苞叶的抓取力，由实验可知20.05 kg. ………………在自转过程中撕扯力 ……………扯断苞叶所需力，根据实验可知 ………………每对剥皮辊消耗的功率 ………………三对辊消耗的总功率 ………………每对齿轮所需扭矩 5.2皮带传动的设计计算及校核 已知：筛子的功率P=0.4kw （通过农机设计手册可知:筛子功率P=0.35-0.4kw） 1、确定计算功率: 由参考文献[1]表8-9可查得工作情况系数=1.2,故： 2、选取窄V带带型：根据=0.48kw、=340r/min由参考文献[1]图8-12确定选用A型带。 3、确定带轮的基准直径： 由参考文献[1]表8-4取主动轮直径＝100mm. 根据参考文献[1]式8-18得： 根据参考文献[1]表8-4，取 验算带的速度： 带的速度合适。 4、确定窄V带的基准长度和传动中心距： 根据：. 计算带所需的基准长度： 由参考文献[1]表8-3选A型带的基准长度＝1400mm. 计算实际中心距a： . 5、验算主动轮上的包角 由参考文献[1]式8-21得： 主动轮上的包角合适。 6、计算窄V带的根数Z: 由参考文献[1]式8-31得： 由，查参考文献[1]表8-6和8-7得： 查参考文献[1]表8-8得，表8-3得，所以： 取Z=1根 7、计算预紧力: 由参考文献[1]式8-32得V带初拉力： 8、计算作用在轴上的压轴力： 9、带轮结构设计 带轮的材料选为铸铁选HT200。 结构选择：大小带轮都选用实心式的带轮。 10、皮带采用张紧轮装置。 5.3齿轮的设计和校核 对于d=84mm的齿轮分别进行计算和校核 a.选定齿轮类型、精度、材料及齿数 （1）按传动方案，选用直齿轮传动。 （2）剥皮机为一般的农用机械，速度不高，故参考参考文献[1]表5-4选用8级精度传动。 （3）材料选择,考虑此齿轮振动冲击较大选大小齿轮材料为40Cr(调质)硬度为240HBS，表面淬火，齿形变形不大，不需磨削。 （4）选齿数 b.按齿面接触疲劳强度设计： 根据参考文献[1]式(5-24)： （1）确定公式内的各计算数值 根据工作条件，选取载荷系数： (1.1(22-30) 键的选择： GB/T1096-2003 键（齿轮） GB/T1096-2003 键（链轮） 2.键的校核： 根据参考文献[1]式(10-14) 并取k=h/2 L=l-b=22-8=14mm 则，工作表面挤压应力： 由参考文献[1]表10-6可知 许用挤压应力，所以： 即键的强度符合要求。 5.6轴承的选择和校核 1.轴承的选择： 根据前面一系列的计算结果，剥皮选定轴承的类型为带密封圈的单列向心球轴承（GB279-67）轴承型号分别选为2205和2206。 这种轴承主要承受径向载荷，当转速较高，轴向载荷不大时可以代替推力球轴承承受纯轴向载荷，密封圈能较严密地防止污物从一面侵入轴承，因为另一面设计加了轴承嵌盖，可通过油润滑及脂润滑降低磨擦阻力，减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀、散热等，此类轴承主要用在密封要求较高的部件中。 2.轴承的校核： 根据参考文献[1]式（12-3） 由前面的计算可知： n=420r/min =1 齿轮： 链轮： 则，轴承的寿命为： 所有，满足强度要求。 5.7链轮的设计 (与剥皮辊相连接的链轮的设计) 1.选择链轮齿数z1 、z2、z3和传动比i： ，（传动比i=1且齿数尽量用奇数） 2.确定计算功率和选择链： ①计算功率Pca是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和原动机的种类而确定，即 其中，由参考文献[1]表8-14查得：，表8-15查得：， 表8-16查得，。 按双排链计算： ②.选择链的型号 根据与由参考文献[2]表4-11选择 10A （节距：p=15.875mm） 计算链条节： 当链轮齿数相等： 初定中心距： 3.计算链节数： （取整，最好取偶数） 4.验算链速： 5.初选中心距 ： 6.计算压轴力： 其中， 7.链传动的润滑和防护： 对于10A链，链速度v=1.89m/s 在参考文献[1]图8-22选择方式Ⅱ低油润滑。 链轮的结构设计和尺寸。 8.小链轮的直径 实心式结构，内孔直径与轴的设计有关D=28mm. (与传动系统连接的链轮的设计) 1.选择链轮齿数z1 、z2和传动比i： ，（齿数尽量用奇数） 取 其中， 2.确定计算功率和选择链： ①计算功率Pca是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和原动机的种类而确定，即 其中，由参考文献[1]表8-14查得：，表8-15查得：，表8-16查得，。 ②.选择链的型号 根据与由参考文献[1]表8-21选择 12A （节距：p=19.05mm） 3.计算链条节数： （取整，最好取偶数） 4.验算链速： 5.确定中心距 ： 由参考文献[1]表8-17得： 6.计算压轴力： 7.链传动的润滑和防护： 对于12A链，链速度v=1.4m/s 在参考文献[1]图8-22选择方式Ⅱ低油润滑。 8.链轮的结构设计和尺寸。 小链轮的直径 实心式结构，内孔直径与轴的设计有关D=30mm。 大链轮的分度圆直径： 轮辐式结构，内孔直径与轴的设计有关D=35mm。 (与传动系统连接和与剥皮传动链轮相连接的链轮的设计) 分度圆直径： 5.8电动机的选择 其中， ………………每对剥皮辊消耗的功率 ………………三对剥皮辊消耗的功率 ………………筛子的消耗功率， ………………风机的消耗功率， 、、、…三角带、直齿轮、滚动轴承、链传递效率 、………………总功率、效率 ………………所需电动机功率 表5.2 功率参数表 单位：kw 筛子 风机 功率消耗参考范围 0.35-0.4 0.8-1.2 表5.3 效率参数表 电传动 直齿轮传递 滚动轴承传递 链轮传递 效率 0.95 0.93 0.99 0.88 所以：选择电动机功率为7.5kw，而电动机的转速要求应为970r/min，且要考虑农村现在情况，要选用单相交流电，而三相交流相对来说不方便，所以采用Y160M-6型单相电动机，如表6.4。 表5.4电机的选择 电机型号 额定功率P 满载转速 总尺寸 伸出尺寸 键槽尺寸 Y160M-6 7.5kw 970r/min 600×350×385 42×110 12 5.9本章小结 传动系统是机械设计的重要部分，尤其对于农业机械，传动系统是保证效率和节约成本的关键部分。本章对三角带轮，直齿轮，链轮及轴等主要传动部件进行设计、计算和校核，此外，还对轴承、键和电机等进行了选择和校核。经过一系列的计算，各部分零部件满足设计要求。 第6章 微型玉米剥皮机的保养、使用、调整及修复 6.1每日技术保养 1．每日工作前必须彻底清理剥皮辊子上缠绕的杂物。 2、检查传动轴上所有轴承挡圈是否牢固。 3、按照规定进行润滑，在注油前擦净油嘴头。 4、经常检查轴承的密封状态，发现漏油时，要缩短润滑间隔时间。 5、开式传动齿轮要经常浇机油。 6.2传动装置的使用和调整 1、在使用中必须注意保持三角带的正常紧度，带过松或过紧都会缩短三角带的使用寿命。带过松会使三角带在带轮上打滑；带过紧，会使轴承加速磨损，使轴弯曲，甚至可能折断。三角带的正常紧度，是以15千克的负荷加到两带轮间的带上，按带所产生的挠度检查带紧度的正确性。 2、必须防止传动零部件沾油，因为传动零部件沾油不仅对本身有破坏作用，而且带打滑；有油落到零部件上时，必须用沾有少量汽油的抹存擦掉，然后用干净抹布将胶带擦干。 3、要防止带、链条等的机械损伤。带、链条等往往由于碰坏和划伤而很快报废，所以，挂上或取下时，必须先将张紧机构松开，严禁用带尖棱的钢棍挂上或取下。 4、必须注意齿轮的正常啮合、磨损。 6.3机器的保管 1.微型玉米剥皮机收获作业结束之后，一定要对机器进行妥善的保管，保管好机器可以延长其使用寿命。 2.放松各部传动胶带及弹簧，最好是卸下三角带等入库存放。 3.卸下各部齿轮，清洗后经机油浸泡入库保管。 4.向各注油点注满油。 5.开式传动齿轮及其它未涂漆的表面要涂油防锈。 6.清理各部尘土、油污，将磨掉漆的部位涂漆。 7.将机架垫起，使机座离地。。 8.如无库棚，应存放在地势干燥处，有帆存盖好。 6.4工作部件损坏的修复和调整 1、剥皮辊间隙和压力的调整。玉米成熟度高、苞叶松，两剥皮辊间隙大，弹簧压力应调小；玉米潮湿苞叶紧，两剥皮辊间隙应小，弹簧压力应调大，以防止啃坏籽粒和掉粒。 2、调整张紧机构松紧度，不应出现打滑现象，否则会产生堵塞和掉粒。 3、剥皮胶辊和铁辊轴头由于安装和调整不当而易断裂。我们把轴承座孔和辊也内已断裂的轴都用车订钻出，重新车一同样尺寸的轴镶进辊孔内另一端，压进轴头轴承座孔内，并沿固定轴的安装位置有一个限位挡块， 我们用此办法修复铁轴2根，胶轴1根，使机器很快恢复作业。中间轴也易断裂，我们采取在断裂处两端钻中心孔并镶一铁芯子，并按原位焊接好。 6.5本章小结 微型玉米剥皮机能一次完成玉米剥皮的全过程，及时认真的进行技术保养，能保证收获机经常处于完好的技术状态，充分发挥机器的效能，提高生产率，延长机器的寿命。微型玉米剥皮机的技术保养包括：各部零件的清洗、检查、螺栓紧固、润滑和调整等。 结 论 本设计首先了解国内外新型玉米剥皮机的发展状况和工作方式，对微型玉米剥皮机的总体设计进行了可靠的分析。本设计主要以微型玉米剥皮机的应用为背景，以实现每对剥皮辊的生产率为1500KG/h，苞叶剥净率要求达到底93%以上，而在剥皮过程中脱粒率小于1.5%，并尽量减少籽粒脱落为目标，尽可能降低成本，增大工作时生产效率，提出了微型玉米剥皮机的设计思想和技术路线。以玉米剥皮机的剥皮装置和传动系统设计为重点，较为详细的阐述了剥皮辊和传动部件的设计。通过一系列的设计研究，最后达到设计指标，满足功能要求。总结全文，有以下结论： 1.总体方案的分析 本设计以微型玉米剥皮机的设计任务要求为出发点，阐述了玉米剥皮机总机的结构形式、设计思想和主要机构选择，在此基础上，设计出玉米剥皮机的总体结构。 2.整体各个系统设计与研究 在系统总体设计的基础上，对剥皮装置、执行系统和传动系统等进行了设计。针对玉米剥皮机生产效率问题对剥皮装置，尤其是剥皮辊的设计进行了详细的设计与研究。经过分析，本次设计的微型玉米剥皮机在各项指标上达到了设计要求。 3.研究设想 本设计为微型玉米剥皮机，主要为适应家庭及中小企业生产，但随着生活水平及农业机械水平的发展和提高，对于剥皮机的生产能力也会有更高的要求。因此，我认为可以把微型玉米剥皮机与玉米联合收割机结合使用，实现玉米摘穗、剥皮、集粮、运输于一体的玉米高效生产机械。 参考文献 [1] 马秋生.机械设计基础[M]（第一版）.北京: 机械工业出版社，2005. 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German version .2011. 致 谢 经过近一学期的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这感谢各位指导老师的指导和关心，正是因为有了老师们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。虽然在设计中还存在很多不完善的地方，但在整个设计的过程中，收获很大，学到了很多。 这段时间中，我在网上查阅了一些有关设计的资料，而且参阅了大量有关期刊，从中了解到了许多相关信息及所需的设计数据，从而顺利的完成了毕业设计。所设计的是微型玉米剥皮机，该机结构简单，调整方便，性能可靠，生产效率高，主要剥皮装置采用铸铁和橡胶的玉米剥皮辊，这避免了传统设计方法中采用铸铁辊对玉米籽粒的损伤，而且在结构上比传统设计方法更加合理。并且在剥皮装置与传动方式上较传统设计有所改进，更适合在广大农村的推广应用。整个设计过程中，我的CAD操作也日渐成熟，这对日后学习工作有着莫大的好处。 通过这次的设计，我对于机械化设计的各个环节有了更加深刻的了解，对所学的专业知识有了更深的掌握，对大学四年所学的基本知识都系统的回顾并掌握了，充分动脑，充分发挥想象力，经过老师指导确定了设计方案，这次设计是一次很好的学习与思考的过程，在本次设计过程中所获得这些将在今后的学习工作中发挥基础和平台作用。