小型電動水稻脫粒機的設計【半喂入式】
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湖南農業(yè)大學全日制普通本科生畢業(yè)設計
誠 信 聲 明
本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設計是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。
畢業(yè)設計作者簽名：
2013年 5 月 26 日
目 錄
摘要 1
關鍵詞 1
1 前言 2
1.1 課題研究的目的和意義 2
1.2 國內外發(fā)展現狀 3
1.3 水稻脫粒機的現狀分析 4
2 脫粒機的總體設計方案 4
2.1脫粒機的整體布局 4
2.2工作原理 5
2.3 工作過程 5
2.4 主要零部件的選擇 6
2.4.1 脫粒滾筒 6
2.4.2 滾筒滾齒 6
2.4.3 凹板 7
2.4.4 清選機構 7
2.4.5 機架 8
3 主要零部件的設計及參數 8
3.1 脫粒滾筒主要參數的選擇 8
3.1.1 滾筒的線速度 8
3.1.2 滾筒直徑 8
3.1.3 滾筒圓柱齒 9
3.2 凹板直徑 9
4 傳動裝置總體設計 9
4.1 電動機的選擇 9
4.2 確定傳動裝置的傳動比 9
4.3 傳動裝置的運動和動力參數 9
5 普通V帶傳動的計算 10
5.1 確定計算功率 10
5.2 選擇V 帶的帶型 10
5.3 確定帶輪的基準直徑d并驗算帶速v 10
5.3.1 初選小帶輪的基準直徑 10
5.3.2 驗算帶速v 10
5.3.3 計算大帶輪的基準直徑 10
5.4 確定V帶的中心距a和基準長度Ld 11
5.4.1 初定中心距a0 11
5.4.2 初選帶所需的基準長度Ld0 11
5.4.3 計算實際中心距 11
5.5 驗算小帶輪上的包角α1 11
5.6 計算帶的根數z 11
5.6.1 計算單根V帶的額定功率Pr 11
5.7 確定單根V帶的預緊力 11
5.8 計算軸力 12
6 軸的結構尺寸設計 12
6.1 選擇材料，初步確定軸的最小直徑dmin 12
6.2 軸的結構設計 12
6.2.1 擬定軸上零件的裝配方案 12
6.2.2 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 12
6.3 軸上載荷計算 13
6.3.1 受力分析 13
6.3.2強度校核 14
6.3.3 畫出受力分析簡圖 14
7 滾動軸承的設計計算 15
7.1 軸承壽命校核 15
8 軸承座的選擇 15
9 平鍵的選擇與計算 15
9.1 類型選擇 16
9.2 尺寸選擇 16
9.3 強度驗算 16
10 風機設計 15
11 總結 16
參考文獻 16
致謝 17
小型電動水稻脫粒機的設計
學 生：
指導老師：
（湖南農業(yè)大學工學院，長沙410128）
摘要：水稻是我國的主要糧食作物，具有單產量最高，總產量最穩(wěn)定的特點；近些年水稻種植面積處于穩(wěn)步上升的狀態(tài)。在目前水稻收獲機械多種形式并存條件下，為了滿足廣大用戶莖桿需求量的不斷提高，在消化吸收國內外同類機型的基礎上，設計一種水稻半喂入脫粒機械。作為水稻半喂入脫粒機脫離部分的核心部件，脫粒滾筒的設計是至關重要的，脫離滾筒采用圓柱直齒滾筒，是采用梳刷打擊原理進行脫粒的；脫離齒呈螺旋狀排列，方便了水稻的脫離和秸稈的排出；清選機構是采用風機清選，能夠很好的將水稻和雜質物分開，對水稻質量的提高有一定的幫助。
關鍵詞:電動機；脫粒；滾筒；
The Design of Small Electric Rice Thresher
Student:
Tutor:
(College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)
Abstract: Rice is our country's main food crop, have the highest single output of the most stable, output characteristic; The rice planting area in recent years has steadily risen state. In the current rice harvest machinery various forms to coexist conditions, in order to satisfy the demand of user stem the unceasing enhancement, digesting and absorbing the basis of domestic and foreign similar type, design a kind of rice half feeding threshing machine. As rice half feeding the core components threshers from parts of the design, threshing roller is of vital importance, from roller adopts cylindrical spur toothed rollers, which is used to comb brush the principle of threshing blow; From tooth spirally arranged, convenient rice from the eduction and straw; Qing choose agencies are using fan can be good clear choice, rice and impurity content will be separated for improving the quality of rice, have certain help.
Key words: Motor；Threshing；Drum；
1 前言
1.1 課題研究的目的和意義
水稻一直以來是我國的主要糧食作物之一，它廣泛的種植在我國的南方地區(qū)。水稻收割后不能及時地進行脫離，在一定程度上影響了水稻的生產產量和質量，另一方面人工脫離對水稻的損失比較大。因此設計一種小型電動水稻半喂入式脫粒機對我國水稻產業(yè)的發(fā)展是很有必要的，它不但能夠提高我國水稻的生產，而且將大大減少不必要的勞力輸出。
近幾年 , 隨著聯合收割機易地作業(yè)范圍的不斷擴大, 聯合收割機發(fā)展十分迅速 , 使脫粒機市場受到一定沖擊。在這種形勢下,聯合收割機、脫粒機和割曬機將如何發(fā)展,脫粒機還有沒有發(fā)展前途, 這是脫粒機生產企業(yè)和經營部門普遍關注的問題。據不完全統(tǒng)計 , 目前我國種植面積基本穩(wěn)定在 3 000 萬 。以 1998年為例, 全國小麥機收面積為 1 800萬,其中聯合收割機收獲面積為 800 萬, 由割曬機收割后脫粒的收獲面積為 1 000 萬。聯合收割機和割曬機的收獲面積分別占小麥種植面積的 26. 7 %和 33. 3 %。此外還有 1 200萬的山區(qū)和丘陵小塊地的小麥收獲 ,還全靠人工收割后, 由脫粒機械進行脫粒加工。因此,脫粒機械的作業(yè)量目前仍占全國小麥種植面積的70%左右。
再看我國的水稻、玉米和雜糧的機收情況。據不完全統(tǒng)計,全國水稻機械化聯合收獲作業(yè)面積僅為種植面積的 7. 3 %, 還有 92. 7 %的水稻仍靠脫粒機械進行脫粒加工; 玉米機械化聯合收獲的面積僅占全國玉米種植面積的 0. 2 %,而且,目前我國生產的玉米聯合收獲機大部分只具有摘穗、剝皮和秸稈粉碎等功能 , 籽粒的脫粒還要依靠玉米脫粒機來完成。黑龍江是我國種植大豆面積最大的省 , 大豆機收水平列全國之首, 機收面積占種植面積的 2%,其他省種植的雜糧、玉米和高粱等的脫粒加工有 80 %以上需要靠脫粒機或人工來完成。
綜上所述 , 盡管近幾年聯合收割機的發(fā)展迅猛 , 但由于我國地域遼闊 , 氣候和地理條件以及栽培品種、種植方式有較大的差異,加上經濟發(fā)展不平衡 , 有些聯合收獲機械的性能和部分關鍵技術尚不成熟 ,在今后一段時間內, 脫粒機在我國的糧食作物收獲作業(yè)中, 特別是在山區(qū)、丘陵小塊地、間作套種和雜糧種植地區(qū)仍是不可缺少的作業(yè)機具。由于場地運輸及動力源的限制，原有的大中型脫粒機都準于適應山區(qū)農業(yè)的生產，特別是北方農村仍采用轱轆碾，人力清洗的原始作業(yè)方式，勞動力浪費嚴重?，F有小型紋桿式、釘齒式脫粒機因堵塞纏繞消耗較大，仍需三相電動機拖動。由于三相電源缺乏，單相電源普及，急需一種脫粒機以單相電機為動力，實現脫粒精選聯合作業(yè)。
因此，現結合所學機械結構設計、優(yōu)化設計、可靠性設計等知識，設計一種實用型活齒脫粒機，以提高自身機械設計水平，提高機械工作效率，減少人力損耗。通過對機構的設計，提高繪畫、CAD、裝配、工藝等方面的能力，加強理論與實踐的結合。
1.2 國內外發(fā)展現狀
從世界范圍看，農業(yè)起源中心主要有3個：東亞、中南美洲和西亞。中南美洲起源中心主要就是南美。南美原始農業(yè)具有明顯的特點。在種植業(yè)方面，很早就形成以種植馬鈴薯、倭瓜和玉米的格局，不同于東亞中國北方以粟黍為主、南方以水稻為主，也不同于西亞以種植小麥、大麥為主。日本久保田水稻聯合收割機、三久、金子谷物烘干機、中型拖拉機、埋草旋耕機等一大批國內外先進適用的機具得到較好的推廣應用, 加快了我國1.5系列水稻聯合收割機技術改造和完善，成為水稻收獲機械的主導機型，大大提升了我國水稻收獲機械的整體技術水平。
目前，全世界的可耕地大約有32億公頃，現在已開發(fā)的為13.7億公頃，尚不到可耕地的50%。就世界上的耕地資源來說，在南北美洲和澳洲及亞洲的北部還有大量未開發(fā)的后備耕地和休耕的耕地。但是，鑒于氣候和水資源等原因，真正可供開發(fā)的耕地資源并不多。南美洲是世界上最后一個依然還有大量未開墾土地的地方，被譽為“21世紀世界糧倉”。該地區(qū)在巴西的帶領下，過去十年來的農產品出口呈現爆炸性增長。由于南美洲國家實施市場導向的經濟政策，同時農藝學得到長足進步，致使從前不可耕種的熱帶土地能夠轉變成農用地，而且農業(yè)生產力水平超過了美國和歐洲，因此出現了這種新的增長。
大規(guī)模經營的資本主義大農牧場、大種植園主要生產供出口的經濟作物和其他農牧產品，專業(yè)化、機械化程度較高；同時并存數量龐大的個體農戶，除部分以生產糧食作物為主的自給性農業(yè)外，也為國內外市場提供大量農牧產品。因此，小型水稻脫粒機不能滿足生產作業(yè)的需要，所以大中型水稻脫粒機已經得到了廣泛的應用。但是適合人均耕地面積少、缺乏先進適用機具廣大的農民的小型脫粒機。按“因地制宜、分類指導、重點突破、全面推進”的原則，抓關鍵環(huán)節(jié)和適用技術，大力推廣水稻收獲機械，積極做好組織服務工作，提高水稻機收水平。機械化收獲是水稻生產的一個主要環(huán)節(jié)，也是推進水稻生產全程機械化的難點之一。針對水稻生產機械化中存在的某些技術難題，各地農機部門積極立項研究，大膽探索試驗，對小型收獲機械的改進與推廣，對氣吸式水稻播種機的研制，對動力脫粒清選機的開發(fā)等，為選擇、推廣水稻生產機械及技術提供了科學依據。
廣東省在推進水稻生產機械化的過程中雖然做了大量工作，但由于原來的基礎薄弱，受一些深層次的因素影響較大，導致水稻生產主要環(huán)節(jié)的機械化水平仍然較低，栽植、烘干機械很難推廣，耕種收綜合機械化水平遠遠低于全國平均水平，處于中下游位置，與先進的省份相比差距較大。同時，為加大水稻機械化生產的宣傳、推廣、示范的力度，引導廣大農民采用先進的機械進行水稻生產，在進行水稻生產全程機械化試點的同時，又確定象州、靈川、賀州和北流4個糧食生產大縣作為水稻生產機械化示范縣，籌措資金190萬元，建立水稻生產示范基地。
我國對中小型脫粒機的應用還不是很全面和完善，本著這個宗旨我選擇了這個課題以增強和提高我國在小型脫粒機方面的技術。以滿足人均耕地面積少、缺乏先進適用機具廣大的農民。
1.3 水稻脫粒機的現狀分析
我國南方一些山區(qū)，水稻聯合收獲機的普及還相當的低，水稻生產沿襲的還是傳統(tǒng)的手作勞動，勞動強度大，生產效率低；而我國大型的水稻脫粒機只有采用打擊原理設計的紋桿切流式滾筒復式、半復式脫粒技術，水稻的生產效率低、稻粒破碎嚴重，這樣在很大程度上影響了水稻的質量和產量。我國的脫粒機生產廠家大多堅持單產品生產，生產也沒有形成一定的規(guī)模，導致經濟效益低下，而且多數企業(yè)從在有不正當競爭，售后服務跟不上，導致發(fā)展的惡性循環(huán)，這樣就直接導致了脫粒機在我國大范圍內的用運；其次，我國的農業(yè)種植區(qū)域比較復雜，直接導致了我國農業(yè)機械的推廣比較緩慢，使得我國農作物的生產效率普遍偏低。近幾年來我國加大了對農業(yè)生產的關注，在農機的科研方面有了很大人力和資金的投入；另一方面在農民對機器的購買方面也制定了許多優(yōu)惠政策，這樣既方便了農民的購買，又推進了科研的不斷創(chuàng)新。
近幾年我國小型電動水稻脫粒機的設計也有了一定的基礎，并且不斷地在它的研發(fā)上取得了快速的進展，我國通過對外國先進的脫粒技術的吸收和對主要零部件的改進，使得小型水稻脫粒機的結構和性能有了很大的提高，現在已經可以生產出操作方便、經濟實用的小型水稻脫粒機，為我國水稻脫粒機的發(fā)展推廣起到了極大的作用。
2 脫粒機的總體設計方案
2.1 脫粒機的整體布局
其結構如圖1
圖1 小型電動水稻脫粒機主體示圖
Figure 1 Small electrical diagram showing the main rice thresher
2.2 工作原理
作業(yè)時，谷物由喂料斗送入凹板與滾筒之間，經滾筒高速旋轉脫粒作用積草口排出籽粒和顆殼穿過凹板通過風選顆殼飛出機外潔凈的籽粒從出糧斗裝袋。執(zhí)行機構有滾筒、風筒、凹板。其中風筒由風扇、箱體、斜導板構成。執(zhí)行機構運動尺寸綜合：機械運動和動力設計重要構造滾筒要脫水稻，小麥粒，則應該考慮到水稻小麥的大小、形狀，由于該脫粒機選用半喂入式，所以脫粒后會產生稻桿，所以執(zhí)行機構必須采用過濾裝置。
2.3 工作過程
本設計采用的是半喂入式的脫粒方式，用手握住稻桿，讓水稻稻穗進入脫粒滾筒后，在滾筒的帶動下隨著滾筒轉動，在滾筒與凹板間的脫粒區(qū)域內沿脫粒滾筒運動，通過脫粒滾齒的梳刷和打擊作用在隨著凹板間隙的不斷變化,稻粒隨之脫落，脫落的稻粒,通過凹板的間隙進行初次的清選，落下的稻粒和輕質雜質物在通過風機進行最后的清選工作，而少量的秸稈則隨著脫粒滾筒的轉動被排送出去，具體方案如圖2所示：
人工喂入
圖2 水稻脫粒機工作過程
Figure2 Rice threshers working process
2.4 主要零部件的選擇
2.4.1 脫粒滾筒
作為小型水稻半喂入脫粒機脫離部分的核心部件，脫粒滾筒的設計是至關重要的，它將從根本上決定整機性能的優(yōu)劣。
滾筒式脫粒裝置按作物喂入后運動情況可分為：切線式、軸流切線式和軸流切線徑向式三種。切流式：水稻稻穗被滾筒抓取后，垂直于滾筒軸沿滾筒的切線方向運動，而不發(fā)生軸向移動，稻穗在通過滾筒與凹版間隙的過程中被脫粒，脫粒后的稻穗也沿切線方向移開滾筒，這種脫粒方式脫粒時間短，稻粒與秸稈分離不清，需要在脫粒裝置后加設其他分離裝置。軸流切線式：稻穗被滾筒抓取后，在滾筒作切線回轉運動的同時，還沿著軸向移動，其合成運動的軌跡為螺旋線，這種脫粒方式脫粒時間長，稻穗在脫粒間隙受到多次沖擊和搓擦，提高了脫凈率和分離率，減少稻粒的破碎。軸流切線徑向式，對這種脫粒方式而言，要求滾筒一般為錐形，其作物運動軌跡為圓錐螺旋線，脫粒效果好，但結構復雜要求功率也較大。因此本設計采用第二種方式即軸流切線式。
滾筒的形狀方面采用的是圓柱齒式圓柱形閉式滾筒，這樣結構簡單，慣性力大，運轉平穩(wěn)，克服瞬時超載荷能力強，脫粒效果好。
2.4.2 滾筒滾齒
脫粒滾筒的脫粒質量和脫粒效率與滾筒的滾筒齒和滾筒的轉速有關，而滾筒齒是滾筒上的主要脫粒元件。脫粒滾筒的滾筒滾齒主要是由圓柱直齒組成。而且滾筒齒是按螺旋線排列在滾筒上。這樣不但提高了脫粒滾筒的脫粒能力，而且提高了稻粒的純凈度。
我國已有的小型水稻半喂入脫粒機主要是采用打擊原理對水稻稻穗進行脫粒，多數采用的是釘齒。通過釘齒打擊水稻稻穗，產生振動和慣性力從而破壞它與穗軸間的連接，以便稻粒和稻穗脫離。工作時滾筒回轉，以其釘齒猛烈的打擊進入的稻穗，把絕大部分的谷粒脫下，然后把秸稈帶進滾筒與凹板之間，在滾筒釘齒與凹板釘齒所構成的側面間隙之間進行摩擦、擠壓把全部谷粒脫下，同時把秸稈送出脫粒裝置。
釘齒型的脫粒機要求滾筒線速度高因而功率消耗大，釘齒的打擊又導致了谷粒的破碎率高。秸稈破壞嚴重，同時給分離和清選的時候增加了困難，制造和裝配嚴格，使用調整也比較復雜，容易因釘齒側間隙不一致而影響脫粒質量。
通過對以上兩種方案的比較，本設計采用的脫粒滾筒的脫粒齒為圓柱齒.
2.4.3 凹板
脫粒機的脫粒質量和凹板有很大的關系。凹板和脫粒滾筒之間的間隙過小，則使得脫粒機的功率變大，而且增加了谷粒的破碎率；要是脫粒間隙過大的話，脫粒機的脫粒效果就受到了很大的影響，而且影響了后面稻粒的清選。凹板的結構有柵格式、沖孔篩式和編織篩式等類型，以柵格式凹板的分離效果最好。
其結構如圖
圖3 凹板
Figure 3 Intaglio
2.4.4 清選機構
清選機構是主要實現脫粒后的稻粒與輕質雜物之間的分離。常見的清選原理大致可以分為兩類：一類是按照籽粒的空氣動力特性（懸浮速度）進行清選。另一類是利用氣流和篩子配合進行清選。其中后者最為常用，結構簡單，分離效率高。本設計采用風機按照稻粒的空氣動力特性進行清選，其中氣流由風機提供， 其結構見圖4
圖4 風機
Figure 4 Fans
2.4.5 機架
機架在脫粒機中用于容納和支承各種零部件，本設計采用23號角鋼焊接成，殼用鐵皮鉚合連接或者之間焊接而成，并且在機腳的位置設置兩塊木條，不僅方便電機、風機的安裝，而且起到了減震作用。
3 主要零部件的設計及參數
3.1 脫粒滾筒主要參數的選擇
3.1.1 滾筒的線速度
脫粒滾筒的作用是通過帶動其上的圓柱齒而進行脫粒工作，其滾筒的轉速影響著脫離的質量和效率，一個結構合理的滾筒，如果沒有適當的線速度，就不可能有良好的脫粒性能。線速度的大小，決定了對作物的沖擊和梳刷作用的強弱。線速度小時，沖擊力減弱，使脫粒的時間延長而生產率低下，甚至脫粒不干凈；線速度越高，沖擊力越大，梳刷作用越強，脫凈率越高，但是線速度過高時，脫粒效果的提高并不顯著，功率消耗反而增加，谷粒和秸稈的破碎率也提高，且使谷粒在滾筒上的跳動加劇，增加拋散損失。因此，線速度的大小，要以脫凈又不要破碎谷粒為原則。對圓柱齒式脫粒滾筒而言，線速度一般為10m/s-12m/s,根據需求取10m/s，這樣滾筒的轉速就可以確定了，經過計算滾筒的轉速為415r/min.
3.1.2 滾筒直徑
圓柱齒滾筒的滾筒直徑一般為360mm-460mm，根據前人的研究取460mm，過小的話容易纏草，且功率消耗大，工作不穩(wěn)定；過大則重量大，體積大。為保證脫粒的干凈，滾筒應有一定的長度，目前所采用的滾筒長度為360mm-450mm,根據需要去滾筒長度為450mm。
3.1.3 滾筒圓柱齒
滾筒的圓柱齒是按螺旋線排列，螺線頭越多，則脫粒能力越強，但過多將使秸稈打得很碎，功率消耗增加。
3.2 凹板直徑
凹板直徑是決定生產率的主要參數（在限制滾筒轉速的情況下，凹板直徑是決定生產率的唯一參數），凹板直徑與生產率成正比，但不是一次性線性關系。
根據凹板直徑與生產率的關系和實際生產情況，本設計現選取凹板直徑D為490mm，對水稻脫粒機來說，其脫粒間隙就是滾筒齒頂圓與凹板圓鋼之間的間隙。
4 傳動裝置總體設計
本設計采用電動機作為該脫粒機械的動力來源，通過V帶傳動帶動脫粒滾筒轉動來實現預期工作，單機傳動，簡單可行。
4.1 電動機的選擇
從前面可知已選滾筒外緣線速度為v=10m/s，那么滾筒工作轉速
( 1)
對滾筒轉速進行取整: n=415r/min
查表得V帶的傳動比i=2～4則電動機的轉速范圍為：
(2)
現選用工業(yè)上廣泛應用的Y系列三相交流異步電動機，其具有高效、節(jié)能、振動小、噪聲小和運行安全可靠的特點，查表后在根據計算選定電動機型號為Y132S-4。
4.2 確定傳動裝置的傳動比
總傳動比
(3)
式中 —電動機滿載轉速，1440r/min,則
那么V帶的傳動比i≈3.4，處于2～4之間，符合要求。
4.3 傳動裝置的運動和動力參數
各軸轉速
Ⅰ軸 (4)
Ⅱ軸 (5)
各軸功率
Ⅰ軸 (6)
式中 —電動機的額定功率
Ⅱ軸 (7)
式中 —V帶傳動效率；查表1-7取值0.95
各軸轉矩
Ⅰ軸 (8)
Ⅱ軸 (9)
5 普通V帶傳動的計算
電動機型號為Y132S-4,其額定功率=5.5kw，轉速=1440（r/min）；從動軸轉速=415（r/min），設計每天工作<10h。
5.1 確定計算功率
查表得，工況系數=1.2,則
(10)
5.2 選擇V 帶的帶型
根據=6.6kw和=1440（r/min）由圖可知，選用B型V帶。
5.3 確定帶輪的基準直徑d并驗算帶速v
5.3.1 初選小帶輪的基準直徑
根據和，取小帶輪的基準直徑=140mm。
5.3.2 驗算帶速v
(11)
因為5m/s<<30m/s在規(guī)定的范圍內，故合理。
5.3.3 計算大帶輪的基準直徑
(12)
查表，圓整為=500mm。
5.4 確定V帶的中心距a和基準長度
5.4.1 初定中心距
即
中心距變化范圍 448≤≤1280
取=700mm
5.4.2 初選帶所需的基準長度
(13)
查表,選帶的基準長度=2500mm.
5.4.3 計算實際中心距
(14)
5.5 驗算小帶輪上的包角
(15)
5.6 計算帶的根數z
5.6.1 計算單根V帶的額定功率
由=140mm和，查表，可知，取=2.82kw。
根據，i=3.4和B型帶，查表，得kw。
查表和表得包角系數=0.925，帶長修正系數=1.03
于是
(16)
5.6.2 計算V帶的根數z
(17)故取z=3根
5.7 確定單根V帶的預緊力
(18)
普通B型V帶每米長度質量，
5.8 計算軸力
（19）
6 軸的結構尺寸設計
已知輸出軸上的功率，轉速，
(20)
轉矩
(21)
6.1 選擇材料，初步確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45鋼，調質處理。查表，取，于是得
(22)
最小軸徑顯然是安裝大帶輪處軸的直徑，由于此處開鍵槽故將直徑加大10%-15%，取。
6.2 軸的結構設計
6.2.1 擬定軸上零件的裝配方案
軸上零件的裝配方案如圖5
圖5 軸的結構示意圖
Figure 5 Schematic diagram of the axis
6.2.2 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
1)為了滿足大帶輪的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅲ段的直徑=33mm；左端用軸端擋圈對帶輪進行軸向固定，螺栓緊固軸端擋圈的結構尺寸查表7-6（GB/T892-1986）。查表6-11可得普通V帶帶輪寬 +2=（—輪槽數，—槽間距，—第一槽對稱面至端面距離），取B=61mm，為了保證軸端擋圈只壓在大帶輪上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ—Ⅱ段長度應比B略短一些，現取=59mm，大帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接。查表5-73 選用的平鍵尺寸為：b×h×L=10mm×8mm×32mm
2)初步選擇滾動軸承。軸主要承受徑向力作用，故選用深溝球軸承，參照工作要求，并根據=35mm，查表8-23選擇深溝球軸承6007，其尺寸d×D×B=35mm×62mm×14mm，故，其左端采用軸承端蓋對其進行定位，取其長度。軸承的右側面采用軸肩定位，軸肩高度h=5mm,取其直徑d=45mm.
3）軸承用軸承座定位根據便于對軸承添加潤滑脂的要求，取軸承座的外端面與大帶輪右端面間的距離，則。
4）滾筒采用平鍵進行周向定位，取該處軸徑，則查表4-1鍵的尺寸：b×h×L=14mm×9mm×48mm；滾筒的周向定位，左端采用深溝球軸承定位，右端也同樣采用深溝球軸承進行定位，滾筒段的長度。取
5）取右端軸承的長度，軸承的右端采用軸肩進行定位，d=39mm,為了加工的方便性，開個退刀槽。至此整個軸的直徑和各段長度均以結束，軸的長度L=694mm。
6.3 軸上載荷計算
已知皮帶輪對軸的壓力，取帶輪和滾筒重量分別為、，并且假設重量在軸上呈線性均勻分布
6.3.1 受力分析
帶輪 水平力
鉛垂力
滾筒 鉛垂力
1.判斷軸的危險截面
求支反力
水平方向
得：；
求彎矩和的彎矩方程和它們的合成彎矩
2.求的各段方程
在鉛垂力、、、作用下，軸將在xy平面內發(fā)生彎曲變形，其扭矩：
在AC段
在CB段
在BD段
6.3.2 強度校核
按照第三強度理論進行強度校核
(23)
式中—在常溫、靜載及一般工作條件下45鋼許用應力，；
—抗扭截面系數，,D為實心軸的圓截面直徑，D=；
故傳動軸的強度滿足要求。
6.3.3 畫出受力分析簡圖
其圖如圖6所示
圖6 受力分析
Figure 6 Force Analysis
7 滾動軸承的設計計算
已知裝軸承處軸徑d=35mm，轉速n=415r/min，選用深溝球軸承6007，
7.1 軸承壽命校核
當量動載荷 (24)
式中—徑向載荷，N
—軸向載荷，兩軸承的軸向載荷均為0N
查表8-17得X=1于是可計算兩軸承的當量動載荷：
按表3-6 =1.0~1.2 取=1.2
(25)
驗算軸承的壽命
(26)
由壽命校核結果可以看出兩軸承的壽命均大于設計壽命，故所選軸承合格。
8 軸承座的選擇
由于軸承選擇代號為6007的深溝球軸承，所以選擇軸承座位SN207。
9 平鍵的選擇與計算
9.1 類型選擇
選A型鍵
9.2 尺寸選擇
查表5-73分別選擇軸Ⅰ-Ⅱ、Ⅳ-Ⅴ段平鍵b×h×L=10mm×8mm×32mm、b×h×L=14mm×9mm×50mm
9.3 強度驗算
查表6-2得許用擠壓應力。
Ⅰ-Ⅱ軸段鍵與鍵槽接觸長度： (27)
式中d—鍵槽處軸徑，mm
h—平鍵的寬度，mm
T—轉矩，N.m
10 風機設計
本設計采用農機中廣泛采用的農用型風機,葉片采用直葉,外形為切角的矩形,以改善風機出口氣流的不均勻性,殼體為蝸殼形外殼,水稻的飄浮速度為,比重,選取風機的風速為V=8m/s。
11 總結
在目前水稻收獲機械多種形式并存條件下，為了滿足廣大用戶莖桿需求量的不斷提高，在消化吸收國內外同類機型的基礎上，設計了一種水稻半喂入脫粒機械，該機采用圓柱齒滾筒脫粒、風扇清選等機構，使其具有結構簡單、體積小、重量輕、脫粒質量好等特點。
設計是在張老師的細心指導下，以及和同學的不斷討論中，大量的查閱小型電動水稻脫粒機的相關資料，吸取以往的設計方法和思路，通過自己一段時期的不懈努力而完成的。
在設計上由于自己考慮問題的全面性不夠，設計知識不夠系統(tǒng)，設計經驗比較少，所以一定從在著很多的不足，只能通過更多的實驗去發(fā)現問題和解決問題，對機構進行優(yōu)化。
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致 謝
我的畢業(yè)設計即將搞完了，回首一路走過來的日子，本設計是在張嵐老師的悉心指導下完成的。值此謹向張老師表示我最誠摯的敬意和感謝!張老師在選題、課題的研究、論文的撰寫中都給予了耐心的指導和幫助，對我要求很嚴格，使我在研究領域上的理論和實踐知識上都有很大進步和提高。更重要的是，張老師那嚴謹的治學態(tài)度、踏實的工作作風以及誨人不倦的良師風范使我受益非淺，這將鞭策我在今后的人生道路上不斷前進。
與此同時，我要衷心感謝在大學四年期間，得到工學院諸位老師、同學們的關心、指導和幫助，想想剛剛開始做畢業(yè)設計的時候，我無所適從，不知從何下手，正是湯老師和各位同學給我明確了方向，讓我理清了頭緒。使我在學習和研究工作中得到長足進步，使我受益匪淺，在此謹致以最誠摯的謝意。
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