挤搓式玉米脱粒机的设计
玉米脱粒机—硬件设计
玉米脱粒机——硬件设计摘要针对大型玉米脱粒机设备结构复杂、面积大、价格高，不适合小规模农民使用的问题，提出一种新型的玉米脱粒机的设计。
本文设计了玉米脱粒的机构、电机的选择、带轮的结构设计的内容。
以及运用三维软件绘画玉米脱粒机，用cad绘制二维图。
我们先从玉米脱粒机的脱粒原理来研究，采用挤搓式玉米脱粒装置，通过玉米果穗从入料口到出料口和排芯口一体化，减少玉米果穗在脱粒装置的工作时间，进而提高了生产效率。
由调节格栅凹版来调整脱粒间隙，使脱粒间隙能随玉米特性而调整。
再通过由排芯区装有压板机构，调节配铁控制压板，让玉米果穗完全脱粒才会顶开压板，进而提高了脱净率。
关键词：挤搓式玉米脱粒机；结构设计；机械结构；压板机构；调节格栅Corn thresher -- hardware designAbstractAiming at the problem of large-scale corn thresher equipment with complex structure, large area and high price, which is not suitable for small-scale farmers, a new type of corn thresher design is proposed.This article designs the corn threshing mechanism, the choice of motor, and the structural design of the pulley. And use three-dimensional software to draw corn thresher, use cad to draw two-dimensional map. We first study from the threshing principle of the corn thresher. Using the squeeze type corn threshing device, through the integration of the corn ear from the inlet to the outlet and the core outlet, the working time of the corn ear in the threshing device is reduced, and thus improved Production efficiency. The threshing gap can be adjusted by adjusting the grid gravure and controlled by a motor, so that the threshing gap can be adjusted according to the characteristics of corn. Then, the pressure plate mechanism is installed in the core row area, and the iron distribution is adjusted to how to control the pressure plate, so that the corn ears are completely threshed before the pressure plate is opened, thereby increasing the removal rate.Key words: Squeeze and twist corn sheller; Structural design; Mechanical structure; Pressing mechanism; Adjust the grille目录1 前言 (3)1.1 背景及意义 (4)1.2 国内外发展现状以及趋势 (4)1.3 玉米脱粒机的种类 (6)1.4 研究内容 (9)1.5 本章小结 (9)2 挤搓式玉米脱粒机的总体结构设计 (9)2.1 挤搓式玉米脱粒机的工作原理 (9)2.2 挤搓式玉米脱粒机的组成 (10)2.2.1 入料仓的设计 (10)2.2.2 脱粒部分设计 (11)2.2.3 压板机构的设计 (12)2.2.4 脱粒滚筒的设计 (12)2.2.5 筛选部分设计 (13)2.2.6 除尘部分设计 (14)2.2.7 机架设计 (14)2.3 本章小结 (15)3 玉米脱粒机相关参数的确定 (16)3.1 电机设计选择 (16)3.2 脱粒主轴转速 (16)3.3 脱粒主轴的功率 (16)3.4 电动机的功率与转速 (16)4 带传动的设计计算 (17)4.1 传动带的设计 (17)4.1.1 确定其计算功率 (17)4.1.2 V带型号的确定 (17)4.1.3 主动带轮与从动带轮基准直径确定 (17)4.1.4 确定V带中心距和基准长度 (18)4.1.5 验算小带轮上的包角 (18)4.1.6 计算V带根数 (18)4.1.7 确定初拉力F0 (19)4.1.8 求作用在轴上的压力 (19)4.2 带轮的设计 (19)4.2.1 带轮材料 (19)4.2.2 主动带轮设计 (19)4.2.3 从动带轮的设计 (20)5 传动轴的结构尺寸设计 (20)5.1 初步确定传动轴的最小直径 (20)5.2 轴上载荷计算 (20)5.3 校核轴的强度 (22)5.4 数据校验 (22)6 总结与展望 (22)6.1 总结 (22)6.2 展望 (23)参考文献 (24)谢辞 .............................................................. 错误!未定义书签。
3045_课程设计-玉米脱粒机的总体设计(喂入量2kg.s)
目 录课程设计任务书 (1)一、设计要求 (2)1.1 适应性 (2)1.2 脱粒质量要求 (2)1.3 生产效率指标 (2)二、结构设计 (2)2.1 滚筒的选择与工作原理 (2)2.2 凹板的主要参数 (4)2.3 脱粒速度 (4)2.4 需用功率 (4)三、清选装置 (4)3.1 清选类型 (4)3.2 清选装置结构设计 (4)参考文献 (7)玉米脱粒机的总体设计1、 设计要求1.1 适应性根据玉米籽粒与玉米芯的联接特点，以及由于籽粒在玉米芯头部和根部联接力相差很 大，脱粒难易程度相差也较大，因此采用轴流钉齿式脱粒机，滚筒对玉米穗的冲击作 用及玉米穗之间，玉米穗与滚筒，凹板之间的搓擦作用而脱粒。
1.2 脱粒质量要求该脱粒机工作时，作物由脱离滚筒一端径向切向喂入，随滚筒呈螺旋形沿滚筒轴线方 向流动，玉米穗不断受到冲击揉搓，同时不断被分离，玉米粒自凹板筛孔漏下，玉米 芯由滚筒末端排出，优点是不必设置分离装置即可实现分离，简化了机器结构，且脱 净率较高，还设置清选装置，以提高机械化程度。
1.3 生产效率指标喂入量 2kg/s2、结构设计2.1 滚筒的选择与工作原理常用滚筒型式有圆柱形和圆锥形钉齿滚筒，滚筒圈有闭式也有开式：考虑结构简单， 成本低且脱粒质量要求，选择圆柱形滚筒连同钉齿整体铸造。
钉齿滚筒式脱粒装置主要有钉齿滚筒和钉齿凹板组成，输向脱粒装置的玉米穗被钉齿 滚筒抓入，并受高速旋转 滚筒离心力的作用，随着凹板弧面拖过钉齿凹板在钉齿的冲击 和齿侧、齿顶间的搓擦、梳刷作用下脱粒。
钉齿凹板带筛孔时，部分玉米粒可分离出来。
2.1.1 滚筒上的钉齿（1） 钉齿材料选用45号钢， 表面热处理硬度50HRC。
钉齿按螺旋线均匀配置在各齿扳上。
这样可以使每个钉齿都能起到脱粒的作用，脱粒干净，谷粒秸柑碎断相对较少，滚筒 负荷均匀和功率消耗小。
（2）滚筒上的钉齿数（Z ）的确定 ( ) dq q z 6 . 0 1 b- ³ 式中： q‐‐‐‐‐‐脱粒装置的喂入量 （kg/s ）b ‐‐‐‐‐‐喂入作物中谷粒所占重量比率，玉米脱粒机取 5. 0 = b d q ‐‐‐‐‐‐当b =0.4时每钉齿脱粒能力（kg/s ）此处取 d q =0.025（kg/s ）将 d q 、b 、q 值代入上式得10.5 5 66 0.60.025z -´ ³= ´ （ ） 取Z=66 （3）齿迹距a ：常用值为25‐50mm 此处选 45mm（4）螺旋头数K ：螺旋头数等于每个齿迹上通过的钉齿数目，此值越大，脱粒能力越强。
小型玉米脱粒机的设计 毕业设计
摘要此次设计的小型玉米脱粒机，其工作原理为电动机通过皮带轮传动, 玉米棒通过入料斗进入脱粒滚筒，在高速回转的脱粒滚筒的冲击和玉米棒、滚筒、凹板式栅格的作用下被脱粒下来。
采用挤搓式的原理使用板齿进行脱粒，板齿呈螺旋均布便于脱粒滚筒。
小风扇的作用是将夹在玉米粒中的轻杂带走。
与同类产品相比，结构非常紧凑，性能优良，操作十分轻便，安全可靠，而且不占场地，搬运存放十分方便，成本非常低。
破碎率很低，可以提高种子发芽率。
能大大的减轻农民劳动强度，有利于抢赶农业季节，促进农民发家致富，推动农业的发展，适宜在广大农村推广应用。
关键词：玉米；脱粒机；板齿The design of small corn thresher, its working principle for the motor through the pulley drive, corn cob through into the hopper into the cylinder, and the impact of the high-speed rotary cylinder corn cob, roller, concave plate under the action of grid by threshing. The crowded rub board tooth principle used for threshing, tooth a spiral plate uniform easy threshing cylinder. Is the role of small fan clip light impurity in the corn kernels. Compared with similar products, the structure is very compact, high performance, operation is very portable, safe and reliable, and do not take a site, handling storage is very convenient, cost is very low. Breakage rate is very low, can improve the seed germination rate. Can greatly reduce labor intensity of farmers, is conducive to rob farming season, promote the farmers get rich, promote the development of agriculture, suitable for application in the countryside.Keywords:Corns；Shellers machine；Plank-tooth目录摘要 (I)前言 .............................................................................................................................................. I V 1 引言 ........................................................................................................................................ - 1 -1.1 毕业设计课题的任务和要求.................................................................................... - 1 -1.2 课题的主要内容........................................................................................................ - 1 -2小型玉米脱粒机的设计......................................................................................................... - 2 -2.1 脱粒机构....................................................................................... 错误!未定义书签。
玉米脱粒机的主体结构设计
1°
2°
3°
4°
5°
6°
7°
8°
9° 10°
（°）
等效应力 1.2506 1.3057 1.2706 1.363 1.2446 1.2848 1.2757 1. 3061 1.2252 1.2938 （Mpa）
(°）
4.6脱粒板齿分析结果
通过ANSYS Workbench有限元分析，不同角 度的分析，可知当安装的倾斜角度为9°的时 候，受到的应力最小，既能有效的脱粒，又 能避免对脱粒机的损坏 。
育种厂
种植大户
这种10t/h大型玉米脱粒机， 不适用于山区丘陵的小种植用户。
1.2产品设计的目的
目的
解决工作量大、劳动 强度高等问题，提高 现代农业机械化水平
实现市场对玉米脱粒 机多样化的需求与机 械生产供应间的平衡
为广大农业生产户 “今天和明天”的幸
福生活贡献力量
2.玉米脱粒机原理方案的确定
2.1两类型玉米脱粒机的比较
模型材料 的添加
4.3网格的尺寸设置与划分
使用Hex Dominant Method方式划分，网格尺
寸为2.e-003m
网格划分结果
4.4约束与载荷
模型底面约束 与面的实施载荷
选择求解项目--Equivalent（von-Mises）
4.5后处理的结果
Equivalent stress结果云图
效率
5.5 960 85.6%
电动机 功率因 重量 数
(kg)
84 0.78
3.4玉米脱粒机设计的创新点 螺旋板齿和转动滚筒的设计 排芯口的设计 脱粒仓和机架的设计
螺旋板齿和转动滚筒的设计
在脱粒滚筒上焊接16个板齿，成双螺旋安装，螺旋角度为 ?，板齿由
玉米脱粒机毕业设计(毕业论文设计)
word本科生毕业论文〔设计〕中文题目玉米脱粒机工作过程分析与优化设计英文题目Analyse and Optimal Design of the ThreshingProcess of the Corn Thresher学生某某班级学号学院专业指导教师职称目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 研究背景与意义11.2 玉米脱粒机的种类与特点11.2.1 玉米脱粒机的表示方法11.2.2 各类玉米脱粒机的工作原理21.2.3 综合比拟各类玉米脱粒机41.3 国外玉米脱粒机的开展41.4 国内玉米脱粒机的开展51.5 存在的问题61.6 本文主要研究内容7第2章板齿玉米脱粒机总体结构与工作原理82.1 板齿脱粒机根本结构与工作过程82.2 板齿脱粒机工作原理82.3 本章小结9第3章板齿玉米脱粒机脱粒元件设计103.1 板齿设计103.1.1 板齿作用103.1.2 板齿样式与尺寸103.2 电动机设计113.2.1 板齿玉米脱粒机所需功率113.2.2 电机选择错误!未定义书签。
3.3 传动带的设计错误!未定义书签。
3.3.1 传动带的选取错误!未定义书签。
3.3.2 V带设计错误!未定义书签。
3.4 带轮设计错误!未定义书签。
3.4.1 带轮材料错误!未定义书签。
3.4.2 主动带轮设计错误!未定义书签。
3.4.3 从动带轮设计错误!未定义书签。
3.5 脱粒滚筒设计错误!未定义书签。
3.5.1 脱粒主轴作用错误!未定义书签。
3.5.2 阶梯轴设计错误!未定义书签。
3.5.3 脱粒滚筒设计错误!未定义书签。
3.5.4 阶梯轴的校核错误!未定义书签。
3.6 凹板设计错误!未定义书签。
3.6.1 凹板作用错误!未定义书签。
3.6.2 凹板类型错误!未定义书签。
3.6.3 凹板间隙错误!未定义书签。
3.6.4 凹板其他尺寸错误!未定义书签。
3.7 脱粒仓结构设计错误!未定义书签。
3.7.1 脱粒仓作用错误!未定义书签。
玉米脱粒机的设计
1 玉米脱粒机开发的目的意义 2 原理方案的确定
3 各部分的结构设计
4 玉米脱粒机的运用前景
1 玉米脱粒机的背景
1.1 市场背景
效率低
皮带松紧丌易调节
丌足之处
安全系数丌高
脱净率底、碎芯
1.1 市场背景
适用于平地
大型玉 米脱粒机的 局限性 育种厂 种植大户
10t/h大型挤搓式玉米脱粒机
这种10t/h大型玉米脱 粒机丌适用于山区、丘陵 的小种植用户。
传统玉米脱粒机主 要采用击打式脱粒
含水量较高的玉米损失率大 转速底、丌碎芯、高脱净率、 低破损率和低功耗
螺旋挤搓板齿式玉 米脱粒机
含水量较高的玉米损失率相对较小
所以设计一款小型挤搓板齿式玉米脱粒机有利于适应市场的需要
2.2 螺旋挤搓板齿式玉米脱粒机工作方式
玉米果穗由喂料斗切向进入进料区，滚筒上的冠刀转动将果穗 送入脱粒区，在脱粒区内，果穗沿轴向做螺旋滚动不滑动，板齿不 果穗之间、果穗不果穗之间、果穗不栅格凹板之间进行挤搓，被脱 下的籽粒穿过栅格凹板排出，玉米芯被推送到排芯区排出。
谢谢大家！ 请多指教！
玉米粒含少量杂物 筛分机构 玉米棒和杂物
干净玉米粒 排粒口
杂物
排芯口
3.4 玉米脱粒机设计的创新点 螺旋板齿和转动滚筒的设计 排芯口的设计 脱粒仓和机架的设计
螺旋板齿和转动滚筒的设计
在脱离滚筒上焊接12个板齿,成双螺旋安装，螺旋角为 9 ，板齿由 低到高成一定的锥度，有利于玉米粒脱净，其中包括6个平板齿和6个 冠状平板齿, 冠状平板齿的作用是将刚进入的玉米抠掉一部分籽粒，有 利于后面平板齿继续挤搓脱粒。轴由三部分组成，中间部分是空心轴， 有利于减轻重量，通过圆柱销不两端轴连接。
玉米脱粒机的设计课件
1 玉米脱粒机开发的目的意义 2 原理方案的确定 3 各部分的结构设计 4 玉米脱粒机的运用前景
1 玉米脱粒机的背景
1.1 市场背景
效率低
皮带松紧不易调节
不足之处
安全系数不高
脱净率底、碎芯
适用于平地
1.1 市场背景
育种厂
大型玉 米脱粒机的
局限性
种植大户
这种10t/h大型玉 米脱粒机不适用于山区、 丘陵的小种植用户。
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2019/4/25
可编辑
19
10t/h大型挤搓式玉米脱粒机
1.2 产品设计的目的
目的
解决工作量大、劳动 强度高等问题，提高 现代农业机械化水平
实现市场对玉米脱粒 机多样化的需求与机 械生产供应间的平衡
为广大农业生产户“ 今天和明天”的幸福
生活贡献力量
？
2 玉米脱粒机原理方案的确定
2.1 两类型玉米脱粒机的比较
转速高、碎芯、脱净率底、 破损率高和高能耗
玉米棒 入料口
脱粒装置
玉
米
玉米粒含少量杂物
脱 粒
机
筛分机构
玉米棒和杂物
基 本
工
艺
路
干净玉米粒
杂物
线
框
图
排粒口
排芯口
3.4 玉米脱粒机设计的创新点
螺旋板齿和转动滚筒的设 计 排芯口的设计
脱粒仓和机架的设计
螺旋板齿和转动滚筒的设计
在脱离滚筒上焊接12个板齿,成双螺旋安装，螺旋角9为0 ，板
齿由低到高成一定的锥度，有利于玉米粒脱净，其中包括6个平板齿和 6个冠状平板齿, 冠状平板齿的作用是将刚进入的玉米抠掉一部分籽粒 ，有利于后面平板齿继续挤搓脱粒。轴由三部分组成，中间部分是空 心轴，有利于减轻重量，通过圆柱销与两端轴连接。
挤搓式负压气流清选玉米脱粒机的研制
２适 应 性 强 。 传 统 玉 米 脱 粒 机 在 脱 粒 过 程 中 ， 干 湿 ． 对
理 想 的玉 米 脱 粒 机 械 。
１ 碎 率低 。 该机 与传 统 玉 米 脱 粒 机 的最 大 区别 不 是 ． 破
２ ８
度要求严格 ． 玉米 穗 含 水 量 在 １％ ２％范 围 内 时 ， 术 性 能 ６￣０ 技 指 标 比 较稳 定 ， 含水 量 低 于 １％ 高 于 ２ ％１ 破 碎 率 、 当 ６或 ０ ￣ ， 脱 净 率 等 性 能 指 标 明 显 下 降 ：而 该 机 基 本 不受 玉 米 穗 干 湿 影 响 ， 项 性 能 指标 基 本 不 变 。 各 ３ 兑净 率 高 。 因 该 机 安 装 可 调 节 的 压 板 装 置 ， 过 调 通
广 应 用 已迫 在 眉 睫 。 为此 ， 我们 在 广 泛 调 查 研 究 的基 础 上 ， 研 制了 ５ Ｙ ８ Ｔ Ｑ一 Ｏ型挤 搓 式 负 压 气 流 清 选 玉 米 脱 粒 机 ， 该机 具
有 效 率 高 、 碎 率低 ， 破 脱净 率 、 洁 率好 等 特 点 。 清
一
、
工 作 原 理
主机尺寸 ： ７０ １ ５ｍｍｘ ０ ｍｍｘ Ｏ ０ ７０ ｌ０ ｍｍ 滚 筒 转 速 ：５ ｒｒｉ ４０／ ｎ ａ
率 ， 洁 率大 于 ９ ％。 清 ８
主 机 重 量 ：２ ｋ ４０ ｇ
三 、 型特 点 机
放等作业 ． 有生产效率高 、 碎率低 、 具 破 脱粒 质量 与 清选 效 果 好等 优 点 ； 设 计 合 理 、 构 紧 凑 、 作方 便 灵 活 ， 比较 且 结 操 是
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挤搓式玉米脱粒机的设计摘要:为降低玉米种子脱粒过程中的损伤,借助玉米果穗与螺旋滚筒之间以及玉米果穗与锥形外壳之间的摩擦作用,在推动玉米果穗向前移动的同时完成脱粒。
在机器尾部设有浮动齿,使挤搓更加充分。
关键词:玉米脱粒机;螺旋;挤搓;浮动齿;脱净率引言目随着社会的进步，生活中的每一个角落都有机器的参与。
农业是我国的基础经济、是国家发展的根本，机械化的普及，不仅使农业加强了农业化生产，同时也减轻了农民的劳动强度。
如今我国北方大部分地区基本上从种到收到入仓，实现了机械化作业，更值得庆幸的是每种机械的开发和利用都有相当可观的市场，科技的创新更很好的开阔了市场。
国内现有的中小型玉米脱粒机普遍采用打击式脱粒方法来脱粒。
这种方法对玉米种子的破坏性较大，特别对于玉米脱粒和玉米种子的选育和储藏运输工作带来了很大的麻烦。
挤搓式玉米脱粒技术是一种新型脱粒技术，避免了直接对玉米种子进行打击，降低了种子破损率。
利于玉米的脱粒和种子的选育储藏运输工作。
将来肯定会得到普遍推广。
本文设计了一种高脱净率、低破损率，且方便移动的中小型新型挤搓式玉米脱粒机。
1 现存问题的分析和选题意义1.1玉米机械化脱粒存在的高破损率问题玉米是全世界的主要粮食和饲料作物，具有单产量高，总产量稳定的特点被称为“饲料之王”。
我国是世界上玉米生产第二大国，仅次于美国。
在我国，玉米是仅次于小麦的主要粮食作物，其种植面积和产量居秋粮作物之首，成为农业主要的经济作物之一。
玉米种植面积一直处于稳步上升的状态。
玉米已经发展成为粮食、饲料、经济兼用作物，新世纪兴起了以玉米为原料的乙醇燃料工业，玉米在国际贸易中占有越来越重要的地位。
随着高新技术应用和机械作业进程，稳定面积、增加单产，中国玉米生产还会有大发展。
再看我国的玉米机器收割情况，随着科技的发展玉米收获机械的种类越来越多也越来越先进，联合收割机技术的成熟和易地作业范围的不断扩大,玉米棒的收获工作已经变得十分容易，目前我国生产的玉米联合收获机大部分只具有摘穗、剥皮和秸秆粉碎等功能 , 玉米籽粒的脱粒还主要依靠脱粒机来完成。
另外我过农民的种植方式和秋播时间要求也不能给玉米棒留出充分的时间来自行风干不适合一次性脱粒作业。
所以玉米的脱粒工作玉米仍靠手工和脱粒机械进行脱粒加工。
但是现在玉米脱粒的脱粒质量问题还没有得到充分的解决，传统的玉米脱粒机容易挤压玉米种子使其破损，普遍存在破损率高、种子损失率高、效率低的缺点，这样不利于玉米种子的选育、收获以及储藏运输工作。
所以就目前而言，需要一种能有效降低玉米种子破损率、提高生产效率的机器，来满足市场需求，解决此类问题。
推动农业机械化的进程。
1.2所选题目的意义根据上面所述 ,现在急需一款新型玉米脱粒机械实现机器自动脱粒，使其具有高脱净率、低破损率的特点保证玉米种子的质量，以减少人工劳动力消耗，适合普通农业生产作业。
来满足广大用户的需求。
为了满足广大用户对玉米粒质量的高要求，本文通过种子对加工工艺以及相关实验研究影响种子破损率的相关因素，结合对现有的玉米脱粒机械进行研究现结合所学机械结构设计、优化设计、可靠性设计等知识研发出一种安全、便捷，高效并能以流水线方式高效生产的全自动玉米脱粒机。
它采用挤搓式螺旋板齿脱粒装置和排芯口变刚度压板装置的玉米脱粒机的设计方法使凸轮平稳的进给提供玉米脱粒的轴向力，以刀具旋转对玉米产生的切向力使玉米粒快速、完整脱落，结构简单、便捷省力、效率高。
既可用于农村家庭式、小型企业的定量生产，又可适用于中大型企业的批量生产，摆脱传统手搓和整体打碎的方式对玉米进行脱粒，减小劳动强度，提高劳动效率，既适合普通玉米脱粒、也适合种子玉米脱粒。
促进农业机械化的发展进程。
2 螺旋挤搓式玉米脱粒机的结构和工艺流程机器外壳呈锥形,其结构如图1所示。
前上方有入料口(1),下方有收粒斗(11),尾部有排心口(9)。
圆柱形螺旋滚筒表面布满呈钝角锥形齿,在滚筒尾部表面装有由专用弹簧和弹簧固定圈构成的浮动齿[3-6]。
玉米果穗由进料口(1)喂入。
电机带动带轮(12)转动,进而使轴(13)和螺旋滚筒(3)转动。
在脱粒区内,由于玉米果穗与滚筒之间以及玉米果穗与锥形壁(2, 8前部组合构成锥形壁)之间的摩擦和玉米果穗之间充分挤搓,使玉米粒脱落。
在螺旋滚筒的作用下,玉米果穗将围绕滚筒做滚动,同时沿轴线方向移动至排芯区。
考虑玉米芯上会残留玉米粒,为使脱粒更充分,滚筒尾部装有由专用弹簧(5)和弹簧固定圈(6)构成的浮动齿(4)帮助充分脱粒。
在机盖后方设有排芯口,脱掉的玉米粒通过收粒斗(11)排出主机1.入料口2.锥形上外壳3.螺旋滚齿滚筒4.浮动齿头5.专用弹簧6.弹簧固定圈7.齿笼8.锥形下外壳9.排芯斗10.支架11.收粒斗12.带轮13.轴图1 结构图3螺旋挤搓式玉米脱粒机的工作原理螺旋挤搓式玉米脱粒机是利用挤搓原理脱粒的,由锥齿、低转速螺旋滚筒、尾部浮动齿和锥形外壳等主要部分组成,可达到脱净率高和破碎率低的目的。
该螺旋挤搓式玉米脱粒机仿效人工挤搓原理脱粒。
螺旋滚筒上安装有板齿,滚筒的作用是带动板齿转动,板齿推动玉米果穗做螺旋运动。
玉米果穗进入螺旋轨道后,在螺旋板齿的作用下前进。
由于脱粒机外壳采用锥形结构,故空间越来越小,摩擦力越来越大。
玉米果穗与螺旋滚齿滚筒上均布的锥形齿之间及玉米果穗与外壳之间进行挤搓,在锥齿的拨动下,玉米果穗旋转进行脱粒;同时,在螺旋板的作用下,玉米芯向排芯口移动并排出。
螺旋滚筒上的锥齿可以处处进行拨削脱粒;同时螺旋滚筒尾端的锥齿为浮动齿。
这些浮动齿在底部弹簧的作用下,随着玉米的大小和移动,空间大小会自动调整,使玉米尖部脱净,确保脱净率,降低了玉米粒的破损率。
4 主体结构设计及计算4. 1 螺旋滚筒螺旋滚齿滚筒的结构如图2所示。
滚筒上安装有板齿。
滚筒的作用是带动板齿转动,板齿推动玉米果穗做螺旋运动,同时螺旋板齿对玉米施加一个沿轴线方向的力,使玉米与锥形外壁充分接触增大摩擦力,提高脱净率。
滚筒是完成玉米脱粒的关键部分,在其表面均布有脱粒滚齿。
玉米果穗在齿力的作用下旋转,摩擦剥削进行脱粒,滚齿如图3所示。
玉米脱粒机工作时主要是齿的顶端与根部受力,参照变节面的柱体受力,齿根部直径设计为10mm,能满足受力要求。
顶端采用圆弧过渡,以防顶部对玉米粒的划伤或破碎,并减少应力集中现象。
齿的高度取13mm,沿径向相邻两齿之间的夹角取为12°,以保证玉米果穗不落入两齿之间的空隙。
沿轴向齿距取15mm,若齿距大于15mm,较小玉米可能会出现打横等问题,则产生卡死或整根玉米破碎现象;若小于15mm,则玉米果穗很难沿齿间落下而顺利分离,可能出现玉米粒夹在相邻两齿之间的现象[7]。
螺旋滚齿滚筒长度选取也很重要。
过短会影响脱净率;过长会使脱粒干净的玉米芯被打碎,进入清选机构的杂质增多,增大功率消耗,同时增加制造成本[8]。
滚筒上安装有板齿,滚筒的作用是带动板齿转动,板齿推动玉米果穗做螺旋运动,且沿轴线向尾端移动[9]。
滚筒转速由滚筒外缘线速度决定。
滚筒外缘线速度是以保证不伤害玉米粒为前提条件的,通常滚筒外缘线速度应小于4m /s,但滚筒外缘线速度不能过低,否则会影响生产率[10]。
4. 2 浮动齿在螺旋滚筒尾端装有浮动齿,其结构如图4所示。
浮动齿的主要功能是脱掉玉米尖部和玉米芯上残留的玉米颗粒。
由于越接近机械尾端,空间越小,玉米受力越大,所以玉米颗粒容易挤破。
浮动齿下端的弹簧可随玉米大小而自动伸缩,故可以避免玉米颗粒破碎,保证了脱净率和玉米粒及玉米芯的完整。
浮动齿固定在齿笼上,其下端用弹簧和弹簧固定圈与轴连接。
浮动齿的浮动由下面的弹簧控制。
弹簧直径的计算公式为d′≥1.6Fmaxkcτ(1)式中Fmax—弹簧所受最大力,经实验得Fmax=50N;C—旋绕比,取c=5;k—曲度系数,按k≈4c-14c-4+0.615c,计算得k=1·310 5。
通过查资料[5] ,取钢丝直径为2. 0mm 的专用弹簧。
此弹簧两端螺距小,中间螺距大,便于固定连接。
将其螺距密集端套入弹簧固定圈表面棒状约束,上端与浮动齿棒状约束配合。
弹簧固定圈起固定弹簧的作用。
弹簧下端套在固定圈表面凸起的圆柱上,每个圆柱之间的夹角为15°。
角度过小,齿笼约束承载能力降低;角度过大,玉米可能落在两齿之间的空隙,不能实现完全脱粒。
在脱粒过程中,弹簧固定圈主要承受弹簧施加的压力,凸起圆柱只起约束作用,不承受任何力。
4.3齿笼齿笼主要用来定位和束缚浮动齿头。
齿笼上均布长方形孔,且每相邻两孔沿半径方向的夹角为15°,与弹簧固定圈上的凸起圆柱对应。
此外方孔与方孔之间间距不宜过大或过小,以保证两孔之间的隔板强度。
齿笼沿轴向可自由移动,且在一端有4个直径为2mm、长度为20mm的圆柱,保证与前部的螺旋滚筒连接并传递运动。
这些圆柱在工作中主要承受剪切应力。
5上下箱盖上下箱盖与螺旋滚筒之间形成一个封闭的脱粒空间,果穗在其中做复合运动(即绕自身轴线回转),同时沿轴线方向移动。
脱粒空间增大,可增加喂入量,但同时会降低脱粒效果;脱粒空间减小,降低了喂入量,却提高了脱粒效果。
上下箱盖外形均设计成锥形。
在长度不变的情况下,锥度过大,可能造成玉米芯不易排出以及整个玉米挤碎,或玉米粒破碎率高和玉米芯碎渣增加等不良后果;锥度过小,则对玉米施加的压力不够,玉米脱净率下降,玉米在螺旋板作用下很容易排出,较小的玉米可能没有脱粒就被排出。
通过计算,锥度取4°,尾端采用圆柱形,由斜线到直线过渡,可保证顺利排出玉米芯。
下箱盖与上箱盖相配合,故锥度与上箱盖的一致,在其底部有均布的直径为10mm、间隔为5mm的圆孔,以便玉米粒出料。
6 结论（1)该螺旋挤搓式玉米脱粒机利用挤搓原理,借助玉米果穗与螺旋滚筒之间、玉米果穗与锥形外壳之间的摩擦作用以及尾部的浮动齿,使挤搓更加充分,且保证玉米棒尖部脱粒,提高了脱净率。
（2)与同类机型相比,该机具有生产效率高、玉米芯完整和脱粒质量好等优点。
（3)若将机器改装成螺旋齿结构,还可适合高粱和大豆等农作物脱粒,对农业机械的改进具有很大推动作用。
(4)该机器结构紧凑,既适合北方平原,又适应南方丘陵地带,具有广阔的市场前景.参考文献:[1] 李心平.差速式玉米种子脱粒机的设计[ J].农业机械学报, 2008(8): 192-195.[2]吴多峰.板齿式与钉齿式玉米脱粒机的性能比较[ J].农机化研究, 2006(10): 78-80.[3]柳建安,李伟杰.一种玉米脱粒机:中国, ZL.200620049812. 6[P]. 2007-01-31.[4] 濮良贵.机械设计[M].北京:高等教育出版社, 2006.[5] 吴宗泽.机械设计课程设计手册[K].北京:高等教育出版社, 2006.[6] 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[K].北京:机械工业出版社, 1988.[7]何晓鹏.挤搓式玉米脱粒机的研制[ J].农业工程学报,2003, 19(3): 105-108.[8] 金奇志.ADAMS在YT3. 5型玉米脱粒机设计中的应用[J].农机化研究, 2008(11): 188-190.[9] 刘海英. PYT2600A型滚筒式玉米脱粒机的改进[ J].现代化农业, 2007(5): 4.[10] 陈立东.小型揉搓式玉米脱粒机的设计[ J].农机化研究, 2009, 31(1): 154-156.目录摘要 (1)前言 (2)1现存问题的分析和选题意义 (2)1.1玉米机械化脱粒存在的高破损率问题 (2)1.2所选题目的意义 (2)2 螺旋挤搓式玉米脱粒机的结构和工艺流程 (3)3螺旋挤搓式玉米脱粒机的工作原理 (3)4 主体结构设计及计算 (4)4. 1 螺旋滚筒 (4)4. 2 浮动齿 (5)4.3 齿笼 (6)5上下箱盖 (6)6 结论 (7)参考文献 (9)。