農(nóng)村家用谷物分選機(jī)設(shè)計(jì)
農(nóng)村家用谷物分選機(jī)設(shè)計(jì),農(nóng)村,家用,谷物,分選,設(shè)計(jì)
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY
本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）
題目： 農(nóng)村家用谷物分選機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 工學(xué)院
姓 名： 劉靈漢
學(xué) 號(hào)： 20090951
專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
年 級(jí)： 農(nóng)機(jī)091班
指導(dǎo)教師： 孫通 職 稱： 講師
二0一三 年 五 月
摘要
谷物清選機(jī)械目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)基本上能夠自給自足，但是由于市場(chǎng)上大部分機(jī)械都是種子加工的成套設(shè)備，大都屬于精選設(shè)備，其設(shè)備造型大，價(jià)格高，能耗大，還完全不能應(yīng)用于我國(guó)農(nóng)村家庭當(dāng)中去。因此，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)符合我國(guó)國(guó)情專門用于農(nóng)村家庭的谷物分選機(jī)械很有必要，對(duì)減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度，降低農(nóng)民勞動(dòng)成本，提高農(nóng)村經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平都具有重要意義。
本文是在分析國(guó)內(nèi)外谷物清選機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套價(jià)格低、操作簡(jiǎn)單、使用方便的，符合我國(guó)農(nóng)村生產(chǎn)要求的家用多功能型谷物分選機(jī)械，制定了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，對(duì)系統(tǒng)的機(jī)架、篩體、振動(dòng)機(jī)構(gòu)、風(fēng)機(jī)以及實(shí)用性進(jìn)行了重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)。
該農(nóng)村家用谷物分選機(jī)具有清選除雜選糧與精選種子兩個(gè)可供選擇使用的基本功能，采用單相220伏交流電源供電，使用非常方便，而且節(jié)約能源，動(dòng)力只需1.5kw。機(jī)架設(shè)計(jì)為車駕式，整機(jī)可框在地排車下盤上，移動(dòng)方便。進(jìn)料裝置采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的頂置式人力提升裝置，采用插板活門控制流量，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，喂料均勻。風(fēng)選室排雜口上裝有擋板可以對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單分類，風(fēng)選室出糧口上裝有轉(zhuǎn)換活門可以對(duì)其功能進(jìn)行良好過(guò)渡，篩體的上篩采用圓孔平面篩、下篩采用編織篩，提高了生產(chǎn)率，使得在精選種子時(shí)對(duì)粗混雜物及小谷粒有較高的分離率。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用三角帶傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)尺寸小。振動(dòng)機(jī)構(gòu)采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)，平穩(wěn)可靠有效。除雜風(fēng)機(jī)采用低壓后向直葉片離心式風(fēng)機(jī)。在整機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮到性價(jià)比，選用價(jià)格低、性能穩(wěn)定的零部件。
關(guān)鍵字：分選機(jī)；單相交流電；兩用；平面篩；風(fēng)篩式
Abstract
?Grain?cleaning?machinery?has?been?largely?self-sufficient,?but?most?of?the?machinery?are?seed?processing?equipment?on?the?market,?mostly?belonging?to?the?selection?of?equipment,?device?modeling,?high?prices,?energy?consumption,?but?also?utterly?unable?to?apply?them?to?rural?households?in?China.?Therefore,?the?design?and?development?in?line?with?China's?national?conditions?specifically?for?rural?households?grain?sorting?machinery?is?necessary?to?alleviate?the?burden?of?migrant?labor,?reduce?the?labor?costs?of?farmers,?improve?rural?economic?and?agricultural?modernization?are?of?great?significance.
???? This?article?is?through?the?analysis?of?the?current?development?of?domestic?and?international?grain?cleaning?machinery?and?dynamic,?the?design?of?a?low?price,?simple?operation,?easy?to?use,?in?line?with?the?requirements?of?China's?rural?production?home?multi-function?grain?sorting?machinery,?developed?overall?system?design,?focus?on?system?rack,?sieve,?vibration?mechanism,?fans?and?practical?design.
??? ?The?rural?household?grain?sorting?machine?has?two?basic?functions?to?choose?to?use?that?are?impurity?and?selection?,?the?use?of?single-phase?220-volt?AC?power?supply,?easy?to?use,?and?energy?conservation,?power?only?1.5kw.?The?rack?design?is?chariotest?type,?the?whole?box?puts?on?the?row?of?the?lower?plate?of?the?vehicle,?easy?to?move.?Feeding?device?with?a?simple?structure?overhead?human?lifting?device,?the?flapper?valve?to?control?the?flow?and?its?structure?is?simple,?convenient?operation,?uniform?feeding.?Duct?trash?mouth?with?baffles?can?make?a?simple?classification?of?the?impurities,?the?wind?tells?grain?port?is?equipped?with?a?flapper?can?do?a?simple?transition?on?their?functions.?The?upper?sieve?adopts?hole?plane?and_?the?under?sieve?use?the?weave?sieve?and?then?improve?productivity,?making?the?selection?of?seeds?have?a?higher?rate?of?separation?of?coarse?impurities?and?small?grain.?V-belt?drive?transmission?mechanism,?smooth?transmission,?the?size?of?structure?is?small.?The?vibration?mechanism?use?crank,?that?are?stable,?reliable?and?effective.?To?the?straight?blade?the?impurity?fan?using?low?centrifugal?fan.?Fully?take?into?account?the?cost-effective,?the?whole?design?process?to?choose?a?low?price,?stable?performance?parts.
Key words : sorting?machine；single?phase?AC?electrical；dual?purpose；plansifter；air-and-screen?
目錄
摘要 1
Abstract 2
1 概述 4
1.1 研究設(shè)計(jì)的背景 4
1.2 研究設(shè)計(jì)的目的與意義 4
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 5
1.3.1 國(guó)外狀況 5
1.3.2 國(guó)內(nèi)狀況 5
1.4 研究設(shè)計(jì)內(nèi)容 8
1.4.1 農(nóng)村家用谷物分選機(jī)的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ) 8
1.4.2 基于節(jié)能和使用方便以及符合農(nóng)村需求的研究 8
1.4.3 技術(shù)指標(biāo) 8
1.5 研究設(shè)計(jì)方法 8
1.5.1調(diào)查研究 8
1.5.2設(shè)計(jì)計(jì)算 9
1.6 技術(shù)路線 9
2 農(nóng)用谷物分選機(jī)的結(jié)構(gòu)原理與工作特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
2.1 農(nóng)用分選機(jī)設(shè)計(jì)原理綜述 10
2.1.1 組成結(jié)構(gòu)及原理 10
2.1.2 工作過(guò)程 11
2.2 分選機(jī)各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
2.2.1 機(jī)架設(shè)計(jì) 12
2.2.2 進(jìn)料斗的設(shè)計(jì) 12
2.2.3 清糧風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì) 13
2.2.4 風(fēng)選室的設(shè)計(jì) 15
2.2.5 篩體的設(shè)計(jì) 16
2.2.6 電機(jī)的選擇 19
2.2.7 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19
第三章 結(jié)論與展望 29
3.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 29
3.2 設(shè)計(jì)不足 29
參考文獻(xiàn) 31
致謝 32
1 概述
1.1 研究設(shè)計(jì)的背景
近幾年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和加入WTO都對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化產(chǎn)生了較大的影響，尤其是隨著中央對(duì)“三農(nóng)”問(wèn)題的重視。農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不在是單純的去依靠勞動(dòng)力來(lái)完成，加大了對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的需求量，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的升級(jí)換代和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整勢(shì)在必行，農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)入了一個(gè)調(diào)整發(fā)展的新時(shí)期。而目前在一些農(nóng)村，農(nóng)民谷物豐收后還是依靠傳統(tǒng)的手動(dòng)風(fēng)車來(lái)完成糧食清選的任務(wù)，工作勞動(dòng)量大，風(fēng)車風(fēng)力受人力影響因素較大不易控制，更達(dá)不到精選種子的標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)民播種時(shí)候只能去購(gòu)買種子，或者使用家里精度不夠的糧食，增加的生產(chǎn)成本，浪費(fèi)了資源。然而市場(chǎng)上的分選機(jī)均為大中型谷物清選設(shè)備，配用的動(dòng)力都是三相電動(dòng)機(jī)，總功率4～11千瓦，機(jī)重在1200Kg以上，價(jià)格數(shù)萬(wàn)元。例如石家莊綠炬種子機(jī)械廠生產(chǎn)的5XJC-3A種子清選機(jī)、無(wú)錫市天地自動(dòng)化設(shè)備廠生產(chǎn)的5X-3風(fēng)篩式種子清選機(jī)、石家莊三立谷物清選機(jī)械有限公司生產(chǎn)的5XZC-3A種子清選機(jī)、石家莊市科星清選機(jī)械有限公司生產(chǎn)的5XZC-5種子清選機(jī)、河北瑞雪谷物精選機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的5XZC-3C型移動(dòng)式風(fēng)篩清選機(jī)等。根本不適應(yīng)我國(guó)農(nóng)村實(shí)際情況，因此急需生產(chǎn)設(shè)計(jì)出滿足農(nóng)村市場(chǎng)需求的家用型分選機(jī)械產(chǎn)品。使農(nóng)民在生產(chǎn)生活中降低成本，節(jié)約能源，而且使用方便，操作簡(jiǎn)單，并能夠滿足多種分選任務(wù)。
1.2 研究設(shè)計(jì)的目的與意義
谷物清選是谷物收獲后不可缺少的環(huán)節(jié)。收獲后的谷粒中不僅包含飽滿和成熟的籽粒，而且還有機(jī)械損傷、破碎和不成熟的谷粒。此外還包含有許多雜質(zhì)，如草籽、泥沙、斷穗、穎殼等。因此無(wú)論留作糧食或其他用途，均需將收獲后的谷粒進(jìn)行分選才能滿足要求，如果留做種子，谷粒則需經(jīng)過(guò)精選，才可以獲得質(zhì)量均勻、尺寸一致的種子。精選后清除出的小粒、破碎?？衫^續(xù)作為糧食或飼料，節(jié)約了糧食；精選后得到的種子均勻飽滿，播種后發(fā)芽率高、長(zhǎng)勢(shì)好，一般都能增產(chǎn)5%～10%，還可以減少播種量20%左右，有利于糧食的利用及機(jī)械化作業(yè)，降低農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。因此，農(nóng)村家用型谷物分選機(jī)對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)民收入的增加有著十分重要的作用。特別是玉米，清選后可用半精量或精量播種，因而更可以大量節(jié)省種子。清選后的種子已經(jīng)清除掉其中大部分病蟲(chóng)害的子粒，減少了今后感染的可能性，使田間雜草含量減少，作物生長(zhǎng)整齊，成熟一致，有利于后續(xù)的機(jī)械化作業(yè)，降低農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)一步提高農(nóng)村收入
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
谷物清選機(jī)的產(chǎn)品種類很多。按清選原理分為常規(guī)分選法和電分離法。
常規(guī)清選法是利用種子的幾何尺寸、空氣動(dòng)力學(xué)特性及比重等物理機(jī)械特性進(jìn)行清選，主要有風(fēng)選、篩選、風(fēng)篩選、風(fēng)篩窩眼選、比重選、窩眼選、風(fēng)篩比重組合選、光電選、之形板選、螺旋分離器等10余種幾十個(gè)產(chǎn)品。
電分離法是按生物學(xué)特性(種子發(fā)芽率、活力等)進(jìn)行清選。按清選對(duì)象分為稻谷、大豆、玉米、小麥、花生、油菜)、蔬菜種子、谷物種子、林木種子、牧草種子、油菜種子等專用清選機(jī)以及多功能清選機(jī)。
1.3.1 國(guó)外狀況
目前，在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家己形成多種系列化的種子清選機(jī)，具有清選精度高、分級(jí)效果好、工藝精良、性能穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)、噪音相對(duì)較低的特點(diǎn)，除傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)節(jié)外，現(xiàn)己開(kāi)發(fā)出液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，操作更加靈敏。比較著名的比重式清選機(jī)生產(chǎn)廠家有奧地利的HEI公司、丹麥的WESTRUP公司、德國(guó)的PETKUS公司、美國(guó)的OLIVER公司、IMC公司和CRIPPEN公司[[g] 0 20世紀(jì)70年代以來(lái)，種子加工業(yè)的興起使風(fēng)篩式清選機(jī)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家有了較快的發(fā)展。其中，西歐、北美的一些國(guó)家，如丹麥、瑞典、奧地利、瑞士、意大利、德國(guó)、美國(guó)等，在生產(chǎn)和使用方面均居領(lǐng)先地位。目前，制造風(fēng)篩式清選機(jī)的廠家很多，其中以美國(guó)的布朗特(BLOUN'1}公司、德國(guó)德勒貝爾(ROBOR)公司、丹麥的達(dá)馬斯 (DAMAS)公司、意大利的巴拉里尼(BALLARINI)公司歷史較為悠久，他們生產(chǎn)風(fēng)篩式清選機(jī)己有100多年，其產(chǎn)品經(jīng)久耐用、性能可靠。這些公司的產(chǎn)品除滿足國(guó)內(nèi)需要外，還遠(yuǎn)銷世界各地。他們?cè)诩夹g(shù)上各有發(fā)展，產(chǎn)品也各有特點(diǎn)。
1.3.2 國(guó)內(nèi)狀況
我國(guó)對(duì)糧食清選機(jī)械的研究、生產(chǎn)起步較晚。20世紀(jì)50年代引進(jìn)首批樣機(jī)，最早的產(chǎn)品是手動(dòng)風(fēng)車、溜篩，生產(chǎn)率低、清選效果不佳；60年代的產(chǎn)品是電動(dòng)揚(yáng)場(chǎng)機(jī)，雖提高了生產(chǎn)效率，但清選效果仍不理想；70年代開(kāi)始了對(duì)糧食振動(dòng)分選機(jī)、滾筒篩選機(jī)的研制；80年代，進(jìn)入了新的發(fā)展階段，在引進(jìn)消化國(guó)外清選機(jī)械先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制出了具有一定先進(jìn)水平的糧食清選加工機(jī)械；進(jìn)入90年代，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝不斷涌現(xiàn)，為糧食清選加工業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)保證。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，基本形成了具有我國(guó)特色、適應(yīng)我國(guó)廣大用戶需要、品種規(guī)格較齊全、自行研究和生產(chǎn)的加工體系，按其工作原理可主要分為如下幾類：
（1）風(fēng)篩式清選機(jī)
風(fēng)篩式清選機(jī)主要利用種子與夾雜物的幾何尺寸和懸浮速度差異進(jìn)行清選和風(fēng)選。篩選是根據(jù)種子幾何尺寸的差異，配置適當(dāng)規(guī)格的篩片，在篩片往復(fù)運(yùn)動(dòng)下達(dá)到分離的目的。篩選同時(shí)利用懸浮速度的差異去除輕雜。風(fēng)篩式清選機(jī)主要用于小麥、大豆、玉米等種子的初選和基本清選。型號(hào)有SX-40 (30/4.0), SXP-3, SX-3.0(1.0/5.0/7.0/30/50), UB系列種子清選機(jī)。
（2）比重式清選機(jī)
比重式清選機(jī)主要利用物料中各成分的比重不同進(jìn)行分離。當(dāng)具有一定壓力的空氣流過(guò)種子時(shí)，種子因與空氣質(zhì)量不同而進(jìn)行升降分層，篩面的振動(dòng)推動(dòng)與篩面接觸的較重種子從進(jìn)料端至排料端向高處走，而較輕的種子向低處走，從而達(dá)到分離目的。比重式清選機(jī)主要用于清選種子中外形尺寸與其相同而比重不同的各類輕雜和重雜。如蟲(chóng)害的種子，發(fā)霉、空心、無(wú)胚的種子，以及碎磚、土、石塊、沙粒等。比重式清選機(jī)既可單機(jī)使用，也可為種子加工廠及種子處理中心配套。
比重式清選機(jī)又分正壓式(如SXZ-3.0 )和負(fù)壓式(如SXZ-1.0)兩大類。代表機(jī)型由TFQX66 , TQSX70(100/150/200) , SXZ -0.5(1.0/1.6/2.5), SXZ-3.0(5.0), SXD-1.0 (2.5)型、重力分選機(jī)徽型系列422-SS, SXZC系列種子加工車和SXZC-10系列種子加工車。
(3)窩眼筒式清選機(jī)
窩眼筒式清選機(jī)主要利用種子在窩眼筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，種子、雜質(zhì)長(zhǎng)度尺寸和運(yùn)動(dòng)途徑不同來(lái)達(dá)到分離長(zhǎng)雜、短雜的目的.喂入筒內(nèi)的種子進(jìn)入窩眼筒底部時(shí)，要清除的草籽、碎種子等短雜陷入窩眼內(nèi)并隨旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)上升被排出.而未入窩眼的種子則沿筒內(nèi)壁成螺旋線軌跡向后滑移從另一端排出，長(zhǎng)雜沿窩眼筒軸方向移動(dòng)從另一端排出.在種子加工流程中，窩眼筒式清選機(jī)既可作為分離長(zhǎng)短雜的精選主機(jī)，又可做精選中的種子分級(jí)機(jī)使用。代表機(jī)型有SXWS-1.5和SXW-3.0 (2.5)。
(4)復(fù)式清選機(jī)
復(fù)式清選機(jī)主要是利用種子的外形尺寸和空氣動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行精選.首先，通過(guò)改變吸風(fēng)道截面積的大小，得到不同的氣流速度分離輕重雜質(zhì);然后，利用種子和混雜物幾何尺寸的差別，通過(guò)一定規(guī)格的篩孔來(lái)分離雜質(zhì)和瘦弱籽粒;最后，通過(guò)窩眼筒按種子的長(zhǎng)度不同分離長(zhǎng)雜、短雜，達(dá)到分離的目的。代表機(jī)型有SXF-1.5(0.5/0.7/1.3A), SXF-2.0, SXF-5.0(3.0), SXQ-3.0, SXFZ-5 (4/15)和TXQZ 100。
從歷年的國(guó)家監(jiān)督抽查結(jié)果來(lái)看，大部分產(chǎn)品主要性能指標(biāo)均能達(dá)到企業(yè)明示執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的要求，基本能滿足用戶需求。抽查中也反映出清選機(jī)產(chǎn)品目前存在的差距：首先，產(chǎn)品對(duì)物料的清選加工范圍不大，大部分產(chǎn)品只適用于幾種主要作物，如水稻、小麥、玉米、大豆等清選加工，對(duì)花卉、煙草、牧草種子、葵花種子等的清選效果不十分理想；其次，產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品相比，在原材料質(zhì)量、加工工藝、企業(yè)加工能力、加工成套設(shè)備的配套性、新技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面都存在一定差距。此外，企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步緩慢，產(chǎn)品與當(dāng)前用戶的多種需求(加工物料多樣化、精細(xì)化)不相適應(yīng)。2002年第4季度國(guó)家監(jiān)督抽查清選機(jī)，國(guó)家質(zhì)檢總局2003年3月10日公布了清選機(jī)的國(guó)家監(jiān)督抽查結(jié)果:清選機(jī)產(chǎn)品抽樣合格率為58.3%，產(chǎn)品質(zhì)量水平有待進(jìn)一步提高，產(chǎn)品安全性問(wèn)題較為突出。安全防護(hù)裝里不規(guī)范，整體制造、裝配質(zhì)量不高，產(chǎn)品振動(dòng)大，可靠性較低。如SXZ-1.0和SXZ-2.5負(fù)壓重力式清選機(jī)，由于能耗、噪音較大，振動(dòng)不易平衡，操作不便，目前己逐步被淘汰。
總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)現(xiàn)有的清選機(jī)普遍存在的問(wèn)題：功能單一、適應(yīng)性差；技術(shù)性能不穩(wěn)定；產(chǎn)品零部件制造水平低、工藝設(shè)備落后，可靠性差；產(chǎn)品的安全性差，產(chǎn)品外觀質(zhì)量較差。因此，清選機(jī)不能很好地滿足我國(guó)現(xiàn)階段的實(shí)際需求。
1.4 研究設(shè)計(jì)內(nèi)容
1.4.1 農(nóng)村家用谷物分選機(jī)的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)
（1）影響谷物分選機(jī)工作的幾大因素，即清選時(shí)風(fēng)機(jī)葉輪出口處的氣流速度、風(fēng)速、轉(zhuǎn)速、料斗出口的流量、風(fēng)道上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、生產(chǎn)率；精選時(shí)振動(dòng)篩的傾角、篩孔的尺寸、形狀、篩子的振動(dòng)率、振幅、物料在振動(dòng)篩上的運(yùn)動(dòng)速度。
（2）農(nóng)用谷物分選機(jī)的設(shè)計(jì)原則和程序
1.4.2 基于節(jié)能和使用方便以及符合農(nóng)村需求的研究
（1）分析車把式機(jī)架的設(shè)計(jì)在使用上的靈活性。
（2）分析振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿連桿機(jī)構(gòu)對(duì)節(jié)能的影響。
（3）分析單相電源供電對(duì)用戶的方便性。
（4）結(jié)合農(nóng)村需求在風(fēng)道上所做設(shè)計(jì)的實(shí)用性。
1.4.3 技術(shù)指標(biāo)
（1）實(shí)用性、適應(yīng)性并且能較好的解決不同的工作要求以及使用操作方便
（2）安全環(huán)保，防護(hù)裝置到位，有較好的節(jié)能降耗效果
（3）可靠度高使用壽命長(zhǎng)，達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)家有關(guān)指標(biāo)
1.5 研究設(shè)計(jì)方法
1.5.1 調(diào)查研究
包括搜集資料；調(diào)查和查閱有關(guān)機(jī)械的性能；了解原料品質(zhì)與加工要求等方面以及了解農(nóng)村市場(chǎng)需求。最后將資料加以整理和綜合分析，并得出結(jié)論。搜集資料是調(diào)整研究工作的主要內(nèi)容，通常包括下述范圍：
(1)工作原理相近，性能相近，可以參照的機(jī)械圖紙和文字說(shuō)明；
(2)同類機(jī)械的生產(chǎn)紀(jì)錄、故障記錄，并聽(tīng)取使用意見(jiàn)與改進(jìn)意見(jiàn)；
(3)有關(guān)的國(guó)內(nèi)外科技動(dòng)態(tài)；
(4)有關(guān)的參考書(shū)籍和刊物；
(5)使用地區(qū)的原料品質(zhì)，產(chǎn)品要求，氣候條件等。
所搜集的資料必須經(jīng)過(guò)整理和分析，取其精華加以引用。
1.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算
計(jì)算是為后期實(shí)驗(yàn)提供理論依據(jù)，認(rèn)真的核實(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是否合理，按相關(guān)公式認(rèn)真計(jì)算，只有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜ネ瓿伤拍艿贸鲎顪?zhǔn)確的結(jié)果
1.6 技術(shù)路線
(1)總體設(shè)計(jì)階段
機(jī)器的總體設(shè)計(jì)，首先要確定機(jī)器的工作原理，因?yàn)樗菍?shí)現(xiàn)機(jī)器職能的基本依據(jù)。例如清選部分它的職能是清除谷物中的混入莖、葉、穗、損傷的種子碎片、異物的種子、雜草種子、空癟物等摻雜物，精選部分則主要剔除混入的異作物或異品種的種子以及不飽滿的、蟲(chóng)蛀或劣變得種子。要達(dá)到以上的目的有多種的工作原理，如用風(fēng)選，用重力清選，氣流篩子清選等，由于工作原理不同，設(shè)計(jì)出來(lái)的機(jī)器也必然不同。隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的清選原理通過(guò)理論分析和科學(xué)試驗(yàn)將會(huì)不斷出現(xiàn)。因此在設(shè)計(jì)新的機(jī)器時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況，全面分析比較各種不同的工作原理，確定其中最合理的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。工作原理確定后，就可著手進(jìn)行機(jī)器的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。確定機(jī)器執(zhí)行部分所需的運(yùn)動(dòng)條件和動(dòng)力配備。選用原動(dòng)機(jī)的類型和性能參數(shù)，進(jìn)行機(jī)器的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。即把原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行部分的機(jī)械動(dòng)作。并根據(jù)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)特性，執(zhí)行部分的工作阻力，工作速度和傳動(dòng)部分的總效率等各種阻力因素，計(jì)算出機(jī)器所需的驅(qū)動(dòng)功率。并結(jié)合初步設(shè)想的機(jī)器的工作情況，選定一臺(tái)或數(shù)臺(tái)原動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段
設(shè)計(jì)主要零部件的具體形狀、尺寸、材料、制造、安裝、配合要求等一系列問(wèn)題。并進(jìn)行類比、選擇、必要的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)等一系列工作。
(3)零件設(shè)計(jì)階段
設(shè)計(jì)零件圖要從機(jī)器總體要求出發(fā)，綜合考慮各個(gè)零件在機(jī)器中的作用地位。從受力情況，計(jì)算它的強(qiáng)度、剛度，結(jié)合使用壽命、體積和重量等，決定選用何種材料最為合適。從而確定零件的尺寸，結(jié)構(gòu)，加工精度，表面光潔度等。
(4)驗(yàn)證修改。
2 農(nóng)用谷物分選機(jī)的結(jié)構(gòu)原理與工作特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 農(nóng)用分選機(jī)設(shè)計(jì)原理綜述
2.1.1 組成結(jié)構(gòu)及原理
本分選機(jī)由機(jī)架、料斗、風(fēng)機(jī)、風(fēng)選室、篩體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)等七部分組成，如下圖：2-1-1:
圖2-1 農(nóng)用谷物分選機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
(1) 機(jī)架：主要起支撐作用。通過(guò)地排車下盤的尺寸確定機(jī)架的寬度。
(2) 風(fēng)機(jī)：利用其產(chǎn)生的氣流做介質(zhì)進(jìn)行工作。根據(jù)生產(chǎn)能力及物料的輸送特性確定風(fēng)機(jī)的參數(shù)。
(3) 料斗：根據(jù)農(nóng)村常用收獲容器的尺寸確定料斗的容積。方便農(nóng)民使用，出料活門，可以較好的控制與保證物料均勻、連續(xù)的進(jìn)入風(fēng)選室，根據(jù)生產(chǎn)需要能方便靈活地調(diào)節(jié)進(jìn)料量。
(4) 風(fēng)選室：清選除雜選糧的主要工作場(chǎng)所，在風(fēng)機(jī)的作用下把谷物良好的分選出來(lái)，出糧口能在精選種子是保證物料能均勻的、連續(xù)的流入第一層篩面；使物料沿整個(gè)篩面的寬度均勻分布，以提高吸風(fēng)和篩理效率； 出雜口有可調(diào)擋板，較好的選擇對(duì)雜質(zhì)細(xì)分。根據(jù)谷物水平風(fēng)選的特性確定去尺寸。
(5) 篩體：利用篩體的振動(dòng)對(duì)谷物進(jìn)行篩選。根據(jù)生產(chǎn)能力確定篩子的尺寸，依據(jù)物料的物理特性確定篩孔的形狀、尺寸，并確定篩體的振動(dòng)頻率。
(6) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：完成能量的傳遞和轉(zhuǎn)換。根據(jù)風(fēng)機(jī)選取電機(jī)的型號(hào)，依據(jù)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速確定風(fēng)機(jī)皮帶輪的尺寸，依據(jù)篩體的振動(dòng)頻率確定篩體皮帶輪的尺寸。
(7) 電動(dòng)機(jī)：給分選機(jī)提供動(dòng)力的設(shè)備。
2.1.2工作過(guò)程
進(jìn)料斗
進(jìn)料斗
搖臂軸
搖臂桿
電動(dòng)機(jī)
清選風(fēng)機(jī)
篩體
短莖稈等大雜
小粒.破碎粒.蟲(chóng)蛀劣變種
篩底
下篩
上篩
是
入倉(cāng)儲(chǔ)存
否
是否精選種子
糧食
雜質(zhì)（草籽、空癟子等）
輕雜（莖、葉、穗等碎片）
風(fēng)選室
均與飽滿種子
圖2-1-2：農(nóng)用谷物分選機(jī)流程圖
工作流程：被收獲后需要分選的谷物首先倒入料斗中，在倉(cāng)門的控制下，使之沿風(fēng)選室寬度均勻分布，在谷物經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)的作用吹走雜質(zhì)如灰塵、糠批等輕浮物，經(jīng)過(guò)初步分選已達(dá)到農(nóng)民入倉(cāng)儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^(guò)出糧口開(kāi)始封裝。如果是播種季節(jié)或是優(yōu)良品種農(nóng)民想精選為種子，農(nóng)民可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換活門，關(guān)閉出糧口。谷物可以自然流入篩體內(nèi)，篩體在搖臂的驅(qū)動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，篩體有兩層篩面，谷物在篩面推力及自身重力的作用下在曬面上流動(dòng)，第一次篩面隔除糧食中的大雜質(zhì)，由大雜口排出，糧食流入第二層篩面上繼續(xù)被篩理，穿過(guò)第二層篩面的微小雜質(zhì)，由小雜口排出，成熟的、尺寸均勻的、飽滿的糧食則為作為種子留在篩上，由種子出口排出。
2.2 分選機(jī)各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.2.1 機(jī)架設(shè)計(jì)
為了方便農(nóng)戶使用，機(jī)架設(shè)計(jì)為車架式，前段用可調(diào)式支腳。機(jī)架由（50×50×4mm）腳鋼焊制而成，用于安裝和支撐風(fēng)機(jī)、料斗、風(fēng)選室和篩體等。
2.2.2 進(jìn)料斗的設(shè)計(jì)
料斗容積大小是根據(jù)農(nóng)用編制籮筐的大小以及常用的編制袋大小而所做的設(shè)計(jì)。能一次性裝下一籮筐谷物或一袋谷物。本裝置要保證物料能均勻的、連續(xù)的流入風(fēng)選室中。并沿風(fēng)選室寬度均勻分布，以提高風(fēng)選的效率。為了節(jié)省動(dòng)力，采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的頂置式人力提升進(jìn)料裝置。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，喂料均勻。用3mm厚的鋼板焊接而成，并通過(guò)插板活門控制不同物料的喂入量。其結(jié)構(gòu)三視圖如下：
2.2.3 清糧風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)
清糧風(fēng)機(jī)一般用于谷物聯(lián)合收獲機(jī)及脫粒機(jī)。它的特點(diǎn)是風(fēng)壓低、流量大，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、風(fēng)量調(diào)節(jié)方便和出口處風(fēng)速均勻，而風(fēng)機(jī)效率則不是主要考核指標(biāo)。清糧風(fēng)機(jī)與通用型風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)差別較大，特點(diǎn)是風(fēng)扇寬度大，葉片數(shù)少(Z=46 )，葉片大多為徑向直葉片或葉片安裝角大于等于60°的后向直葉片，葉片兩端切角以提高出口氣流速度的均勻性。清糧風(fēng)機(jī)通常與篩子配合工作，應(yīng)根據(jù)工作條件如篩面負(fù)荷、篩面物體組成及濕度等的變化，經(jīng)常調(diào)節(jié)風(fēng)量(相當(dāng)于調(diào)節(jié)出口風(fēng)量)。所以要求調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便。新的谷物聯(lián)合收獲機(jī)上大多用無(wú)機(jī)變速器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的辦法來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，也可用調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口面積的方法來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量。風(fēng)機(jī)出風(fēng)口上各點(diǎn)氣流速度的均勻性對(duì)谷粒清潔率及損失率影響顯著。由于清糧風(fēng)機(jī)寬度很大，所以出風(fēng)口氣流速度很不均勻。
2.2.3.1 風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)的確定
（1）氣流流量Q的確定：
（2）全壓P的確定：
P==200+40=240N/㎡
因P=240N/㎡＜980N/㎡ 故選用低壓離心風(fēng)機(jī)。
(3)先確定比轉(zhuǎn)數(shù)，再根據(jù)公式n=計(jì)算轉(zhuǎn)速n。
因采用的風(fēng)機(jī)為后向直葉片，依后向葉輪離心風(fēng)機(jī)的筆轉(zhuǎn)數(shù)=3.6～16.6（國(guó)際單位制）,確定風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù),取= 8（國(guó)際單位制）,根據(jù)公式n= =7.4×=840r/min 取n=840r/min。
本風(fēng)機(jī)選用轉(zhuǎn)速n=840r/min的低壓后向直葉片離心風(fēng)機(jī)。
（4）風(fēng)機(jī)功率p的確定:
根據(jù)公式N=KN=1.1×240×0.29=76.56w
2.2.3.2 風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
(1)風(fēng)扇的外徑的確定：
===25.82m/s;
=60/n=60×25.82/910=0.50(m)
（2）計(jì)算風(fēng)機(jī)的流量系數(shù)：
=2Q/ u=2×0.29 /(×25.82)=0.028
(3)計(jì)算風(fēng)扇輪轂直徑：
對(duì)后向葉片風(fēng)機(jī)及＜0.3的前向葉片風(fēng)紀(jì)，應(yīng)滿足≥1.194=1.194×=0.52。
(4)進(jìn)風(fēng)口直徑:
=2=2=0.142(m)
為進(jìn)氣速度，取=15m/s。
（5）葉輪內(nèi)徑：
=（1.05～1.15）=1.1×0.142=0.156(m)
驗(yàn)證： =0.156/0.50=0.312＜0.52故參數(shù)選取不合適。因過(guò)大，影響風(fēng)機(jī)的平衡，故修正=0.25m,這時(shí)=0.156/0.25=0.624＞0.52,能滿足≥0.52的要求，故合適。此時(shí)=2Q/u=0.
2.2.3.3 葉片參數(shù)的確定
（1）葉片寬度B：
葉片出口寬度:
=/4
:流速系數(shù)，取=0.25。
/4=0.25×0.112/4×0.25=0.029m
葉片進(jìn)口寬度:
按=得=0.029×0.25/0.156=0.045(m)
(2)葉片安裝角β：取β=60°
（3）葉片數(shù)Z:
因清糧風(fēng)機(jī)葉片數(shù)少，取Z=4。風(fēng)機(jī)葉片尺寸圖
2.2.3.4風(fēng)機(jī)的加工工藝
選用低壓后向直葉片離心式風(fēng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)由風(fēng)機(jī)軸、葉片等組成。風(fēng)機(jī)軸由45號(hào)鋼車制而成，葉片4片，為后向直葉片，由2mm厚的鋼板制作而成。
2.2.4 風(fēng)選室的設(shè)計(jì)
風(fēng)選室是選糧的主要工作場(chǎng)所，在風(fēng)機(jī)和動(dòng)力的作用下完成對(duì)谷物的分選。用3mm厚的鋼板焊接而成。該風(fēng)選室能初步分選出糧食與一般雜質(zhì)。并且能對(duì)分選出的雜質(zhì)按重量在做一次分選。選出的癟谷還可以給農(nóng)民加以使用。
選糧的質(zhì)量高低關(guān)鍵在于風(fēng)選室的設(shè)計(jì)以及對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定。要做好合理有效的分選，就應(yīng)對(duì)谷物在分選室的運(yùn)動(dòng)(圖2-2-4a)狀況以及受力情況（圖2-2-4b）加以分析:
（1）谷物在風(fēng)選室運(yùn)動(dòng)時(shí)間：
式中：h為分選室的高度，g為重力加速度
（2）谷物在風(fēng)選室中所受風(fēng)的力：
式中：為阻力系數(shù)，與物體的形狀和表面特性有關(guān)，為空氣密度，為物體的迎風(fēng)面積，為氣流速度，
（3）谷物在分選室中所前進(jìn)的距離S：
式中：m為谷物的質(zhì)量，
在同一種谷物同一機(jī)構(gòu)下，其、、h均可知，即與其大小跟質(zhì)量相關(guān)，
查閱相關(guān)資料以及有關(guān)設(shè)備所取參數(shù)，本設(shè)計(jì)選取S為80mm并與擋板相結(jié)合，可以根據(jù)實(shí)際操作使用情況來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用符合農(nóng)用需求.
2.2.5 篩體的設(shè)計(jì)
2.2.5.1 篩子的種類選擇
振動(dòng)篩是根據(jù)糧粒和雜質(zhì)大小的不同，及其自動(dòng)分級(jí)原理，通過(guò)篩選的方法來(lái)分離雜質(zhì)的。振動(dòng)篩的主要工作部件是一作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的篩體。篩體內(nèi)設(shè)置多層篩面，篩面由沖孔的金屬板制成。金屬板篩面的篩孔形狀有圓形、長(zhǎng)形和三角形等。按顆粒厚度的不同分離糧食中的雜質(zhì)時(shí)，可采用長(zhǎng)形篩孔。當(dāng)篩選時(shí)，厚度小于篩孔寬度的物料，穿過(guò)篩孔成為篩下物；厚度大于篩孔寬度的物料，不能穿過(guò)篩孔，成為篩上物。按顆粒寬度的不同分離糧食中的雜質(zhì)時(shí)，可采用圓形篩孔。當(dāng)篩選時(shí)，寬度小于篩孔直徑的物料，穿過(guò)篩孔成為篩下物;寬度大于篩孔直徑的物料，不能穿過(guò)篩孔，成為篩上物。振動(dòng)篩主要由篩體、振動(dòng)機(jī)構(gòu)、篩等組成。
篩子可以分為平面篩、圓筒篩和圓錐篩等幾種，其中平面篩應(yīng)用最廣。根據(jù)振動(dòng)方向，平面篩又可分為縱向振動(dòng)篩和橫向振動(dòng)篩。谷物清選機(jī)最常用的是圓孔和長(zhǎng)方孔平面篩。圓孔篩只有一個(gè)量度，即篩孔直徑，凡籽粒寬度大于圓孔直徑者均不能通過(guò)。在本清選機(jī)上裝有2個(gè)其參數(shù)和形狀各不相同的篩子。第一層篩子是用來(lái)分離大的混雜物；第二層篩子都是用來(lái)分離小的混雜物。經(jīng)過(guò)多方查證參考，在本清選機(jī)中第一層篩子設(shè)計(jì)為平面圓孔篩，第二層篩子為編織篩。
a 平面圓孔篩 b 編織篩
2.2.5.2 篩子的形狀尺寸
篩孔形狀和大小的選擇，應(yīng)根據(jù)被篩理的糧種大小和清理要求而定。在一般的情況下，頭道篩篩孔稍大，后幾道篩篩孔可略小。篩孔直徑偏大，易使垂直于篩面振動(dòng)的大于篩孔尺寸的質(zhì)點(diǎn)從篩孔漏下；反之，減少了符合尺寸要求的質(zhì)點(diǎn)的過(guò)篩機(jī)率。清理各種糧食的篩孔形狀和尺寸如表2-2-5-2a。
表2-2-5-2a 清理各種糧食的篩孔形狀和尺寸
在本設(shè)計(jì)中各篩的所選擇的結(jié)構(gòu)尺寸如下表2-2-5-2b
糧種
上篩
下篩
小麥
Φ10
6.0×20
玉米
Φ16
8×16
大豆
Φ16
7×20
稻谷
Φ13
6.0×20
表2-2-5-2b各篩的所選擇的結(jié)構(gòu)尺寸
圓孔篩的篩孔一般采用六角形配置法，任何一個(gè)孔都位于六角形的中心。這樣配置篩孔可以最有效的利用整個(gè)篩面，并且孔邊間的距離都相等，篩子沿三個(gè)方向的強(qiáng)度也相等。
2.2.5.3 篩子的參數(shù)選擇
(1)篩面與水平面的傾角a：一般a取0°10°。本機(jī)上篩取a= 6°，下篩取a=10°。
(2)篩面寬度：因機(jī)駕框的結(jié)構(gòu)的確定，故篩面的寬度受其寬度限制。取450mm 。
(3)流量指標(biāo)：本篩體的流量設(shè)計(jì)為每厘米篩寬20公斤/小時(shí)。
(4)轉(zhuǎn)速與振幅的確定：在實(shí)際生產(chǎn)中，工作轉(zhuǎn)速n可取為：
從上述公式可看出:轉(zhuǎn)速與振幅是成反比關(guān)系的。二者應(yīng)滿足如下關(guān)系：
nr=2.5 3.6(轉(zhuǎn)米/分)
450 × 0.006=2.7(轉(zhuǎn)米/分)∈ 2.53.6(轉(zhuǎn)米/分),經(jīng)驗(yàn)證，符合要求。
圖2-2-5-3 篩面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
本篩體的側(cè)板用3mm厚的鋼板焊接而成，篩體由兩根連桿支撐在機(jī)架上，篩體通過(guò)焊接在篩體上的傳動(dòng)桿與搖臂相連，并由搖臂軸驅(qū)動(dòng)。篩體內(nèi)有兩層篩面，篩面固定在篩體側(cè)板上，在篩理不同物料時(shí)可以更換篩面。篩面在篩體內(nèi)按一定的斜度設(shè)置，上篩篩面為6°，下篩篩面為10°，篩面的尺寸由機(jī)架和生產(chǎn)能力決定，取上篩(寬×長(zhǎng))為450 ×600mm，下篩為450×780mm。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖2-2-5-3
2.2.5.4 振動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本篩體采用傳統(tǒng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)搖臂帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而篩選谷物。
2.2.6 電機(jī)的選擇
為生產(chǎn)機(jī)械選擇電動(dòng)機(jī)的種類，首先應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的性能是否滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求，例如起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、調(diào)速性能指標(biāo)以及各種運(yùn)行狀態(tài)等。在這個(gè)前提下，優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的電動(dòng)機(jī)。
2.2.6.1 電動(dòng)機(jī)型式的選擇
考慮到電機(jī)的使用環(huán)境中灰塵多，對(duì)清選機(jī)選用了臥式、封閉式電動(dòng)機(jī)。
2.2.6.2 電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)的選擇
電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)要與電源電壓一致，對(duì)單相交流電動(dòng)機(jī)選用220V。
2.2.6.3 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇
n=1410r/min
2.2.6.4 額定功率的選擇
取p=1.5KW
因此電機(jī)型號(hào)為YL90S-4
2.2.7 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
傳動(dòng)裝置選用帶傳動(dòng)。由電機(jī)帶輪、風(fēng)機(jī)帶輪、風(fēng)機(jī)軸、搖臂軸、搖臂軸帶輪、三角膠帶等組成。
2.2.7.1電機(jī)—風(fēng)機(jī)帶輪三角膠帶傳動(dòng)的參數(shù)選擇
(1)選擇膠帶型號(hào)：根據(jù)膠帶傳遞的功率N，因傳遞功率均小于1 kw。按表2-2-7-1選擇A型帶。
表2-2-7-1a 膠帶傳遞的功率與三角膠帶型號(hào)
(2)選取電機(jī)帶輪的計(jì)算直徑
帶輪直徑愈小，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)愈緊湊，但膠帶在小帶輪上的彎曲應(yīng)力較大。彎曲應(yīng)力是環(huán)形膠帶疲勞破壞的主要原因，因此，小帶輪直徑是我們首先要考慮的。一般取，列于表2-2-7-2中，可根據(jù)膠帶型號(hào)選取，在特殊情況下可略小于。
表2-2-7-1b 膠帶型號(hào)與帶輪的計(jì)算直徑
根據(jù)表2-2-7-1b，選擇槽角，。電機(jī)帶輪直徑為。(3)決定風(fēng)機(jī)帶輪計(jì)算直徑
如果不考慮彈性滑動(dòng)，則大帶輪直徑為：
,i為傳動(dòng)比。選取風(fēng)機(jī)帶輪直徑為。
(4)計(jì)算環(huán)形膠帶速度V
增加環(huán)形帶速度V，有利于提高傳動(dòng)能力。但環(huán)形膠帶速度愈高，環(huán)形膠帶產(chǎn)生的離心力愈大，減小了環(huán)形膠帶與帶輪間的壓緊力，因而減小了摩擦力;同時(shí)離心力又使環(huán)形膠帶受到附加拉力，降低環(huán)形膠帶壽命。不過(guò)在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，提高V是有利的，因?yàn)樘岣遃可以增加傳遞功率，但若超過(guò)了一定范圍就不利了。故一般取V=525m/s最為有利。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把V和通盤考慮。計(jì)算環(huán)形膠帶速度的公式為：
，故合適。
(5)初步定中心距
考慮到整機(jī)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)時(shí)將電機(jī)帶輪放置在機(jī)架的底部，為了使進(jìn)料方便，將風(fēng)機(jī)帶輪放置在機(jī)架的頂部，初步定中心距為
(6)計(jì)算并選取環(huán)形膠帶長(zhǎng)度L
根據(jù)初定中心距，可求出環(huán)形膠帶的計(jì)算長(zhǎng)度，其計(jì)算公式為：
（mm）
。
根據(jù)GB1171-74，選取三角膠帶的計(jì)算長(zhǎng)度L=2033mm，內(nèi)周長(zhǎng)度L’=2000mm。
(7)確定實(shí)際中心距A
根據(jù)及可近似地按下式計(jì)算實(shí)際中心距A：
(8)驗(yàn)算小帶輪包角a：
環(huán)形帶與帶輪接觸弧所對(duì)的中心角稱為帶輪的包角，以a表示。由于接觸部分的每一小段弧均產(chǎn)生正壓力，所以接觸弧愈長(zhǎng)，總摩擦力就愈大，也即a愈大，所能傳遞的功率就愈大。A太小則環(huán)形帶容易打滑，因?yàn)樾л喌陌潜却髱л喩系陌^小，所以設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮小帶輪上的包角。最好小帶輪包角a≥120°，在特殊情況下允許a≥90°。確定a的近似公式為：
，故合適。
(9)校核環(huán)形帶繞轉(zhuǎn)次數(shù)U
繞轉(zhuǎn)次數(shù)太多，會(huì)降低環(huán)形帶壽命。因此一般用下式來(lái)控制繞轉(zhuǎn)次數(shù)
次/s。式中：V一速度（m/s）；L一環(huán)形膠帶計(jì)算長(zhǎng)度（mm）。
次/s，故合適。
(10)確定風(fēng)機(jī)軸帶輪環(huán)形膠帶根數(shù)Z
膠帶的根數(shù)愈多，則每根膠帶負(fù)擔(dān)的載荷愈不容易均勻。一般膠帶根數(shù)Z不宜大于8根。在特殊情況下允許Z<12根。環(huán)形帶根數(shù)可按公式進(jìn)行計(jì)算。
式中，一帶傳動(dòng)所需要傳遞的功率(kw )；
一單根三角膠帶所允許傳遞的最大功率(kw)；
一小帶輪包角影響系數(shù)；
一工作情況系數(shù)。
取No=0.89 C1 =1.0 C2=0.8，
則
(11)計(jì)算作用在風(fēng)機(jī)皮帶輪軸上的壓力Q
式中：So一一根環(huán)形帶的初拉力；取So=100N。
一電機(jī)帶輪包角。
在沒(méi)有張緊裝置的傳動(dòng)中，安裝環(huán)形帶時(shí)，將環(huán)形帶初拉力S0約增達(dá)1.5倍。這時(shí)作用在風(fēng)機(jī)帶輪軸上的最大壓力為：。根據(jù)軸所受的最大壓力確定風(fēng)機(jī)軸的尺寸，如圖2-2-7-1C示。
下面按許用彎曲應(yīng)力校核該軸：
軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，，
軸受力圖：
計(jì)算支承反力：
彎矩圖：
最大彎矩：
Mmax=24287
轉(zhuǎn)矩：
許用應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：
應(yīng)力校正系數(shù)： ==0.59
當(dāng)量轉(zhuǎn)矩：T=0.59815=480.85
當(dāng)量彎矩：
校核軸徑：
所以該軸滿足應(yīng)力要求，故合適。
(12)確定電機(jī)帶輪環(huán)形膠帶根數(shù)Z
(13)計(jì)算作用在電機(jī)皮帶輪軸上的壓力Q
電機(jī)帶輪軸上最大壓力為：。
2.2.7.2 搖臂軸帶輪三角膠帶傳動(dòng)的參數(shù)選擇
(1)選擇膠帶型號(hào)：
根據(jù)膠帶傳遞的功率N=0.8kw，按表2-2-7-1a帶型號(hào)為：A型帶。
(2)搖臂軸帶輪計(jì)算直徑：
如果不考慮彈性滑動(dòng)，則搖臂軸帶輪直徑為：
，
取搖臂軸帶輪直徑為。
(3)計(jì)算環(huán)形膠帶速度V
，故合適。
(4)確定中心距Ao：
由于電機(jī)帶輪在機(jī)架底部，搖臂軸帶輪在篩子的下方。初步設(shè)計(jì)為。
(5)計(jì)算并選取環(huán)形膠帶長(zhǎng)度：
根據(jù)GB1711-74，選取三角膠帶的計(jì)算長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1633mm，內(nèi)周長(zhǎng)度為L(zhǎng)’=1600mm。(6)確定實(shí)際中心距A
(7)驗(yàn)算小帶輪包角a：
，故合適。
(8)校核環(huán)形帶繞轉(zhuǎn)次數(shù)U
次/s，故合適。
(9)計(jì)算作用在風(fēng)機(jī)皮帶輪軸上的壓力Q
搖臂軸上最大壓力為：
根據(jù)軸所受的最大壓力確定搖臂軸的尺寸，如圖2-6-2所示。
下面按許用彎曲應(yīng)力校核該軸：
軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，，
軸受力圖：
計(jì)算支承反力：
彎矩圖：
最大彎矩：
轉(zhuǎn)矩：
許用應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：
應(yīng)力校核系數(shù)：
當(dāng)量轉(zhuǎn)矩：
當(dāng)量彎矩：
校核軸徑：
所以該軸能滿足應(yīng)力要求，故合適。
2.2.7.3 帶輪的材料確定
本清選機(jī)所有帶輪材料均選用HT200的鑄鐵輪。
2.2.7.4 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
帶輪的結(jié)構(gòu)：帶輪由輪緣、輪轂、輪輻三部分組成。
(1)輪緣：電機(jī)帶輪計(jì)算直徑為D=100mm；風(fēng)機(jī)帶輪計(jì)算直徑為D=160mm；搖臂軸帶輪計(jì)算直徑為D=315mm
(2)輪毅：參照GB1095-1979選取。
(3)輪輻：帶輪采用輪輻結(jié)構(gòu)是為了減輕重量。參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，風(fēng)機(jī)軸帶輪采用輻板式，搖臂軸帶輪采用實(shí)心輪，電機(jī)帶輪采用實(shí)心輪。
第三章 結(jié)論與展望
3.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)
經(jīng)過(guò)十多周的努力，查閱了很多國(guó)內(nèi)外相關(guān)著作，參考借鑒了很多類似結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及導(dǎo)師的辛勤指導(dǎo)，再加上自己不懈的奮斗，關(guān)于我此次設(shè)計(jì)的農(nóng)村家用型谷物分選機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算等相關(guān)工作已經(jīng)基本完成了。本分選機(jī)主要研究了機(jī)架、振動(dòng)篩、風(fēng)機(jī)、分選室，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村家用谷物分選機(jī)的設(shè)計(jì)，本機(jī)解決了農(nóng)村市場(chǎng)中農(nóng)戶的需要，而且能夠達(dá)到谷物清選的各項(xiàng)指標(biāo)。現(xiàn)將其主要功能及特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下：
1． 機(jī)架為車把式，整機(jī)框在自行車下盤上，移動(dòng)方便。
2． 分選機(jī)能滿足淸糧與選種的兩種工作要求，可單獨(dú)工作，符合農(nóng)民需求，節(jié)省資源。
3． 振動(dòng)篩的上篩為圓孔棱面篩，下篩為圓孔平面篩，提高了生產(chǎn)率，在選糧時(shí)對(duì)粗混雜物和小谷粒有較高的分離率。
4． 在振動(dòng)裝置中，采用的是傳統(tǒng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，平穩(wěn)可靠有效。
5． 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用三角帶傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)尺寸小。
6． 動(dòng)力采用單相交流電機(jī)，使用方便。只要有單相電的地方，都可以使用此谷物分選機(jī)。
7． 產(chǎn)品質(zhì)量好。使用本機(jī)分選機(jī)精選后的種子質(zhì)量均勻，尺寸一致，基本達(dá)到種子加工成套設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
8． 節(jié)約能源。本機(jī)屬小功率設(shè)備，只需配一臺(tái)1.5kw的單相交流電機(jī)。
9． 性價(jià)比高，應(yīng)用范圍廣，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益大。
10．維修方便。本機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修，不需要專門的維修人員。
11．體積小，重量輕，不需要大的停放場(chǎng)地或機(jī)。
3.2 設(shè)計(jì)不足
農(nóng)村家用谷物分選機(jī)的設(shè)計(jì)，切實(shí)滿足了農(nóng)村用戶的需求，但是，由于時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)不足，以及技術(shù)水平和條件的限制，本機(jī)還有很多方面需要進(jìn)一步的完善，尤其在以下幾個(gè)方面有待改進(jìn)。
(1) 喂入裝置還不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料，改進(jìn)后成本偏高，而且需要的動(dòng)力增大。
(2) 分選室的設(shè)計(jì)由于相關(guān)數(shù)據(jù)研究所查閱的不是很多，所以設(shè)計(jì)處理是不是很精確，擋板的控制很大層面上要依靠農(nóng)民生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)解決。
(3)上、下篩之間可增加倒流板，這樣可提高生產(chǎn)率。
(4)需設(shè)計(jì)減振裝置。
(5)清篩機(jī)構(gòu)還需增設(shè)。
(6)需改進(jìn)風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和工況，使整機(jī)性能更加完善。
總之，該谷物清選機(jī)再經(jīng)過(guò)以上完善后，清選性能會(huì)得到更大的提高，并將能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)上料、自動(dòng)清篩等功能，系統(tǒng)將有更廣闊的市場(chǎng)前景并獲得更大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
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致謝
經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的查資料、整理材料、寫作論文，論文終于得以順利完成。
論文得以完成，要感謝的人實(shí)在太多了，首先要感謝孫通老師，因?yàn)楸菊撐氖窃谥笇?dǎo)老師孫老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在論文選題、查閱資料、總體方案制定、傳動(dòng)方案確定和論文撰寫過(guò)程中，均得到了導(dǎo)師的大力支持和悉心指導(dǎo)，他的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，他的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)，將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。值此論文完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師表示最衷心的感謝！謝謝孫老師在我撰寫論文的過(guò)程中給與我的極大地幫助。
論文的順利完成，離不開(kāi)其它各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在整個(gè)的論文寫作中，各位老師、同學(xué)和朋友積極的幫助我查資料和提供有利于論文寫作的建議和意見(jiàn)，在他們的幫助下，論文得以不斷的完善，最終幫助我完整的寫完了整個(gè)論文。
通過(guò)此次的論文，我學(xué)到了很多知識(shí)，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛，在論文的寫作過(guò)程中，通過(guò)查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動(dòng)手能力。并且由原先的被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的尋求知識(shí)，這可以說(shuō)是學(xué)習(xí)方法上的一個(gè)很大的突破。
最后，要感謝評(píng)閱、評(píng)議論文和出席論文答辯會(huì)的各位老師，感謝他們?cè)诎倜χ薪o予的指導(dǎo)和建議。盡管我盡了最大的努力，但由于我的水平有限，疏漏不足之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師指正。
總之，此次論文的寫作過(guò)程，我收獲了很多，即為大學(xué)四年劃上了一個(gè)完美的句號(hào)，也為將來(lái)的人生之路做好了一個(gè)很好的鋪墊。再次感謝在大學(xué)傳授給我知識(shí)以及給我?guī)椭凸膭?lì)的老師，同學(xué)和朋友，謝謝你們！更要向培養(yǎng)我成長(zhǎng)的江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院致敬。
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