小型玉米剥皮机设计.docx

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1、题目:玉米剥皮机的设计目录摘要IAbstract II1绪论11.1任务来源11. 2玉米剥皮机结构简介32总体方案的分析72. 1剥皮的工艺过程102.2方案的选择112.3主要工作部件型式的选择123总体配置的确定153. 1机架的配置3.2传动系统配置剥皮装置的确定4. 1剥皮辐长度确定4. 2剥皮辐生产能力的确定4. 3剥皮部件的配置. .4. 4胶片的设计执行部件及机架设计1516204202020202045. 1果穗料斗的设计205.2剥皮根生产能力的确定205. 3机架、连接架的设计206传动部分设计2046. 1确定计算功率206.2皮带传动的设计计算及校核2063齿轮的选用

2、206.4轴的强度校核与设计计算206. 5键的选择206. 6轴承的选择20167总结21致谢22参考文献23小型玉米剥皮机设计1绪论在玉米分段收获时，玉米剥皮工序劳动强度大，费工时和误农时，且影响玉米的质量和完整性等问题，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，并对其结构及技术参数予以设计。微型玉米剥皮机是收获玉米穗外表皮的一种机具，本机为4辐机型，可满足单户、联户和种粮大户使用。它代替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损失，该机结构简单，调整方便性能可靠，生产效率高，可采用电动机、柴油机或三轮农用运输

3、车发动机作动力，本机采用单相交流电动机作动力。剥皮装置中剥皮幅一般有螺旋铁棍和橡胶辐组成，达到1500 kg/h,动力源3 kW的设计要求的前提下进行设计。为达到设计要求，主要剥皮装置采用全橡胶的玉米剥皮短，并且两辐高低设置，且可以根据玉米棒的大小不同调节两辐间的距离。这避免了传统设计方法中采用铸铁辐对玉米籽粒的损坏，而且在结构上比传统设计方法更为合理。经计算、校核，该机符合设计要求，并且在剥皮装置与传统方式上较传统设计有所改进，更适于在广大农村的推广应用。国内外玉米剥皮机的概况：（1）美国玉米剥皮机的概况美国玉米种植面积占全世界玉米种植面积的37%,由于生产过程对机械化得迫切要求，在1885

4、年就研制成功了场上作业的玉米剥皮机；1908年又研制了田间摘穗剥皮机；现在已经向联合自走的方向发展。（2）我国玉米剥皮机研制现状从20世纪50年代开始，我国进行玉米剥皮机的研制工作。如丰收一2卧、丰收一2立和4YBJ-2型的田间玉米摘穗剥皮机。60年代，中国农机院与黑龙江农业机械化研究所协作设计了 YD-3型玉米剥皮机。70年代，黑龙江省红兴隆国营农场管理局设计了场上玉米剥皮机。1979年，辽宁省农业机械化研究所研制的4YB2型玉米收获机及吉林农业机械化研究所研制的4QY-2型玉米收获机都配置了剥皮机构。根据设计任务书的要求，小型玉米剥皮机是一种专玉米表皮的专用机械。这种机械主要针对农村的广大

5、农民用户使用，所以此机械必须具有如下特点：Q）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，因此动力尽量安装电动机或者柴油机。（3）本机还要有较高的生产率，较低的籽粒破碎率，较高剥净率。因此，本机的设计根据农村不同用户的使用要求，设计了不同的类型。此种机械的研制成功，大大减轻了农民的劳动负担，为了广大农民节省大量时间，降低了劳动强度,也成为农民致富的途径之一。1. 1任务来源根据农村当前的生产实际情况，农业机械的使用还没有普遍推广，尤其是在像东北这样的产粮大区，农民收获的粮食由于不能及时得到农业机械的

6、支援，而只能用传统的手工劳作，这样使得农民在秋季可谓苦不堪言。特别是对于玉米这一高产稳产的作物，在东北地区特别是我省由于有大量的播种面积，而这种作物的本身又是一种劳动含量较高的作物，因此，对于各种玉米所用的农业机械已迫在眉睫，而玉米生产过程中的播种、耕管机械已基本解决，而收获机械却仍是一个空白，农民收获季节由于都是用传统的手工劳动，所以强度特别高，特别是玉米的剥皮，不但时间长，且占用劳动力多，工作效率又不高，如不及时剥皮，还易使玉米发霉、变质。所以，玉米剥皮机不但具有广泛市场，而且极易推广，又能解决农民的当务之急，使农民在玉米的收获季节不再为玉米剥皮而犯难了。1.2 玉米剥皮机结构简介玉米剥皮

7、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粗,其作用是清除茎叶混合物和剥掉果穗表皮。其原理是相对旋转的一对辐子抓取并剥掉在其上运动的果穗的表皮，同时把表皮和茎叶混合物拽到辐下，剥掉表皮。剥皮根间隙时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，它把果穗压向剥皮辑表面，从而增大剥皮辐对果穗的摩擦力，并促使表皮蓬松和使剥皮辑更好地抓取表皮，而后周期性地放松压向剥皮辐上的果穗，以使其性能绕自轴转动，从而使果穗向四周的表皮与剥皮辐接触，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辐，辐面带有

8、螺旋凸棱，左右辑互相啮合，成对使用，由于橡胶摩擦系数较大，因此不必另加压制器。2总体方案的分析1.3 剥皮的工艺过程采用人工上料，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，主要工作部件选用全橡胶的玉米剥皮辐，传动部分使用带传动和直齿轮传动。2. 2方案的选择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，但也比手工大大的提高

9、，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短，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。传动部分由于该机比较简单所以选用直齿轮既可。2. 3主要工作部件型式的选择剥皮机主要核心部件是剥皮装置，传统式剥皮装置采用一支铸铁螺旋齿辐和一个橡胶螺旋剥皮辑配对使用，两对辑的中心距a=66.75,且两对辑形成以个槽形，一般采用两对或四对粗，为增加玉米穗与辐子的压力，在剥皮辐的上方配有两组或三组压制器，多年来的实践证明，这种转型的剥净率最高能达到85%,籽粒破碎率高达2%,这是玉米剥皮机推广的主要原因。94年通

10、过实验研究，设计出一种全橡胶的玉米剥皮根，这种辐采用橡胶制成，辐面带有螺旋凸棱，左右根互相啮合，成对使用，由于橡胶摩擦系数较大，因此不必另加压制器，且橡胶面有弹性布损伤籽粒，并在轴线方向上布置有螺距为2m的螺旋线，果穗能沿线向下滑，再加上与支架本身的倾角，使果穗能自动进入下料斗，身产率较高，该装置已获得国家实用型专利（专利号：942250133）新产品，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。3总体配置的确定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，使机器工艺路线合理，并且便于使用，调整和维修，同时机器外观造型要给人以美

11、感。2.2 机架的配置机架采用角钢焊接而成，如图37所示：图3-1机架为了便于作业后的移动，在机架底部安装有四个行走轮，且在前面的两个行走轮需要能够转向,这样使整机的移动更加方便，更便于生产中的使用，考虑到成本方面的因素，行走轮及转向轮均可外购，因为它并没什么特殊的要求，只要能达到行走及转向要求即可，也可以本身自己制造。图3-2总体结构图3. 2传动系统配置利用电动机作为动力源时，只需一级皮带传动，然后再由一级齿轮传动成降速过程，最后再由齿轮传动到主动轴上。根据实验得出，剥皮辐的最佳转速范围在n=300i7min350i7min,这里我们取n=333. 3r/min,电动机的转速为1440r/

12、min.错误！未找到引用源。二错误！未找到引用源。=1440/333. 3=4. 32根据高端传动比低端传动比.传动系统分配错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。=2.4错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=1.8所以总降速比 i=2. 4错误!未找到引用源。=4.32所以 直轴的转速为n二错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。=333. 33n/min由于依实验数据得出结论，剥皮辐最佳转速范围为n=300-350n/min所以这一转数符合要求。这二级减速及传动系统各部件的尺寸如下：主动带轮基准直径：错误!未找到引用源。从动带轮基准直径：错误!未找到引用源。

13、齿轮1的分度圆直径：错误!未找到引用源。 齿轮2的分度圆直径：错误!未找到引用源。=144mm4剥皮装置的确定剥皮装置是由一对相向转动的剥皮辐抓取和剥除玉米穗的苞叶。剥皮辐与苞叶间的摩擦力必须大于苞叶与穗幅间的链接力，为了使苞叶剥净，在玉米穗沿剥皮辐下滑的同时，自身应能转动。在剥皮短的上方设有压送器，使果穗对剥皮辐稳定地接触而避免跳动。4. 1剥皮辑长度确定传统式玉米剥皮辐长度为1.7011mb美国甜玉米剥皮机滚长为1500nim,根据实验得出玉米在剥皮辐上的剥净率在开始400mm内剥净率为85%,在600mm内剥净率为93%,因此辐长定为950mm nJ使苞叶的剥净率在93%以上。剥皮辐的长

14、度是影响剥净率的主要参数，为保证剥净苞叶，剥皮辑应有足够的长度，但过长会引起籽粒脱落和破碎，剥皮短的直径应不使最小直径的果穗收挤压和被抓取为准。4. 2剥皮根生产能力的确定单对剥皮辐生产能力：错误!未找到引用源。/h(4-1)错误!未找到引用源。(4-2)式中：q剥净率果穗质量平均为0. 4kg L果穗长度最大为250mm错误!未找到引用源。果穗沿剥皮辑移动速度m/sS剥皮辐螺距s=900nlmN剥皮辐转速333.3 r/min f滑动综合系数试验得40. 05错误!未找到引用源。50mm(2)带入(1)：错误!未找到引用源。.错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。=1066 kg/h所以，两对辐计算生产率为2132 kg/h设计要求为1500kg/h, 2132kg/h1500kg/h符合设计要求。由于此机是由人手式喂入，故实际生产能力大约在每对辐的生产率1500Kg/h左右，这是经过实验后得出结论。4. 3剥皮部件的配置本机剥皮装置直接利用新型剥皮装置专利技术，其剥皮辐为高苯橡胶面，有数条螺旋相互啮合，高低配置成对使用，每两对辐组成一槽型，每个辑轴上有每节250 mm的四节胶辐串接而成螺旋首尾相接，局部磨损后便于更换，下辑2、4为固定辑，上辑1、3可绕较接点转动，既两辑啮合间隙