脚踏式玉米脱粒机设计_毕业设计

摘要本次设计玉米脱粒机工作原理就是利用板齿和脱粒辅助轴之间的相互挤搓实现脱粒，板齿安装在滚筒上，滚筒的主轴通过曲柄连杆机构和脚踏板相连。

脱粒辅助轴是用于抵住玉米棒，并利于玉米棒在板齿和辅助轴之间滚动和滑动，从而实现脱粒。

本设计重点是曲柄连杆机构的设计，以达到最优工况；滚筒、主轴、板齿和脱粒辅助轴的设计，还有排芯区和喂料装置——漏斗的设计。

设计各项参数达到预期目标，脱净率高、破碎率低、经济性好，尤其适合南方小面积种植农户使用。

对减轻劳动强度，提高生产效率，减轻农民负担，增加收入有很大的意义。

关键词：脱粒机脱粒滚筒脱粒辅助轴漏斗abstractDesign maize sheller operation principle to utilize board tooth and thresh, assist to crowd to rub with the hands and realize threshing each other axle this time, the board tooth is installed on the cylinder, the main shaft of the cylinder links up with the running-board through the crank connecting rod organization. Thresh, assist axle used for, support, live in maize to be excellent, benefit maize to be excellent in board tooth assisting axle roll and slip, thus realize threshing. This design focus is the design of a crank connecting rod organization, in order to reach the optimum operating mode; Cylinder, main shaft, board tooth and threshing to assist the design of the axle, still arrange the core district and feed the material device --Design of the funnel.Design every parameter reach re-set target, take off net rate high, broken rate low, economy is fine, especially suitable for the little area in the South and plant peasant households to use. To lightening labour intensity, improve production efficiency, lighten peasant's burden, increase incomes and have very great meanings.Keywords: Sheller Cylinder threshing Extracts seeds the auxiliary axisFunnel引言 (2)一.玉米脱粒机的工作原理 (4)二.玉米脱粒机驱动机构的型式与最优工况的选择 (5)2．1 驱动机构的作用与型式 (5)2．2 驱动机构最优工况及曲柄最佳位值的选择 (8)三.玉米脱粒机驱动机构设计技术要求 (8)3．1 驱动机构各构件的相对位置必须满足省力的要求 (8)3．2踏板行程S和摆角φ的设计要求 (8)3．3行程速比系数K和极位夹角θ (9)3．4 机架高度H (9)3．5 踏板位置的确定 (9)3．6 小齿轮中心位置的确定 (10)3．7 摇杆、连杆和曲柄之间的相对位置确定 (10)四．玉米脱粒机滚筒及脱粒部件的设计分析 (10)4．1 玉米脱粒机的运动特点 (10)4．2 玉米脱粒机的静力平衡 (11)4．3 滚筒动力学分析 (12)4.4 脱粒滚筒转速 (12)4.5 滚筒直径及滚筒主轴轴径和齿轮传动比的选择 (13)4．6 滚筒板齿的相关设计 (13)4.7 玉米脱粒辅助轴的设计 (14)4.8 辅助轴的的一些安装位置 (15)4.9 排芯区的设计 (16)4.10 漏斗的设计和安装 (17)五．玉米脱粒机的主要工作部件的强度校核 (17)5.1 玉米脱粒机大齿轮主轴的校核 (17)5．2玉米脱粒机大齿轮偏心轴的校核 (21)结束语 (23)参考文献 (24)在我省广大农村，特别是丘陵地区和山区，在很长的一段时间内，农业生产和部分农产品加工还须人力来完成。

如玉米脱粒、花生收获和加工，油菜的脱粒和清选等。

如果有一种以人力为动力（有条件的地方可配用小动力）的多用机具，为山区和丘陵地区农民服务，对减轻劳动强度，提高生产效率，减轻农民负担，增加收入有很大的意义。

提高农村经济水平、提高劳动生产率加速农村和谐社会的发展做出贡献。

目前市场上还没有针对丘陵地区而又多功能的小型机具，并且要求其价格十分低廉，本项目是通过对农村普遍使用的脚踏式人力水稻脱粒机改进而来，使其有多功能，可以进行玉米、油菜、花生脱粒，它具有结构简单重量轻，价格低廉，可在田间移动，完成不同作业时更换工作部件容易。

本设计主要针对玉米脱粒机。

目前市场上玉米的脱粒大多采用打击原理设计的普通脱粒机，各种传统普通机型的滚筒转速都在700r/min以上，滚筒外缘线速度均大于8m/s，是靠钉齿高速打击玉米果穗实现脱粒的，对玉米籽粒伤害较大。

而现在发达国家如美国已将以打击原理为主的玉米脱粒机淘汰,用一种挤搓脱粒技术原理脱粒机取代,并已得到推广应用。

这种技术符合脱净率高、破碎率低的要求，全面克服了老式脱粒机存在的缺点。

新机型脱粒损失至少比老机型减少0.5%，而且对种子玉米和普通玉米均适合。

玉米含水率对生产率和脱粒有一定的影响。

含水率在13%-20%范围内，技术性能指标比较稳定；含水率超过20%，则脱净率和破碎率指标下降，夹带量上升，净度指标下降，风选效果和清选质量也会下降。

我国的挤搓玉米脱粒技术的研究工作于2000年开始起步，并且取得了快速进展，参考国外技术进行研究阶段已基本完成，在设计和制造中对主要部件又进行了改进完善，使其结构更加趋于合理，性能又得到进一步提高。

现已初步掌握了该项技术的系列设计及确定基本技术参数的方法，目前正进行此项技术的完善、深入研究、系列化及推广工作。

本项目利用已有的脚踏式人力水稻脱粒机，运用挤搓原理设计而成。

各项参数达到预期目标，脱净率高、破碎率低、经济性好，尤其适合南方小面积种植农户使用。

对减轻劳动强度，提高生产效率，减轻农民负担，增加收入有很大的意义。

一.玉米脱粒机的工作原理该玉米脱粒机工艺是仿生技术的一种应用,模仿人工用手搓玉米的动作。

滚筒上安装有板齿，滚筒带动板齿转动,与玉米挤搓而脱粒，如图1.1图1 脱粒机的工作原理图图2 带冠板齿当玉米从进料区送入(如图1.3)，玉米就受到板齿的挤搓力，并受往左的推力，所以玉米果穗是边脱粒边往排芯区滑动，这样的话就有利于下一个玉米脱粒的连续性，可同时脱粒好几根玉米，提高了脱粒的效率。

图3 脱粒机的工作简图在脱粒区内，滚筒板齿拨动果穗沿着脱粒辅助轴作圆周运动，由于板齿与滚筒轴心成一定的夹角,所以同时也将果穗向排芯口推动,实际上玉米果穗的运动轨迹是螺旋线。

其中一部分板(如图1.2)所示，设计成顶部带冠形状（二至三处凸起），其作用如同人工用竹签子（过去北方农村用于人工脱玉米籽粒的工具），先将玉米果穗上的局部籽粒挤掉，以便后面挤搓板顺利。

由于脱粒辅助轴上也有一些小小的像挫刀一样的齿纹，这样一来玉米棒就不会被滚筒挤到脱粒辅助轴外，二来增大了玉米、滚筒上的板齿及脱粒辅助的摩擦。

玉米在这些力的的作用下既滚动又滑动，以达到挤搓脱粒的效果。

二.玉米脱粒机驱动机构的型式与最优工况的选择2．1 驱动机构的作用与型式驱动机构的作用是把人脚一定行程的往复运动，转变成曲柄的转动，通过大小齿轮啮合增速后，把转动传给小齿轮，从而带动工作部件转动。

使工作部件具有足够的线速度达到满足工作的要求。

能满足上述要求而广泛使用的机构为曲柄摇杆机构。

根据结构形式的不同，我们把曲柄摇杆机构分为三种形式：a ）.拉杆式 摇杆和踏板支杆为一直杆，统称总摇杆, 是最早统型第737型（图2.1.1）。

该机构为左右两套驱动机构。

这个摇杆的支点在它的一个端点。

工作时，连杆受拉力作用，总摇杆受拉力。

总摇杆长等于力臂长。

即2/sin 2)1(θi s L +=,其中L 为总摇杆长度，S 为踏板行程，Φ为踏板摇角。

该机构的特点是摇杆很长，操作省力，各支点及铰接点受力小，耐磨。

其缺点是受结构限制摇杆支点位于禾斗壁上，不耐磨易松动。

而双面传动由于制造精度低很难达到同时传动的目的，也造成结构复杂成本高。

b ）压杆式 摇杆和踏板仍为一直杆，支点在中间的直杆形，又称跷跷板形（图 2.1.2）。

工作时连杆受压。

总摇杆等于力臂长与重臂长之和，即2/sin 2)1(θi s L += , 其中i 为力臂比,它等于力臂长与重臂长之比。

该机构的特点是把摇杆支点从禾斗移出，装在机架上，采用单边传动，简化结构，降低成本。

其缺点是摇杆短小费力，连杆为压杆不稳定易变形，各支点及铰接点受力大，磨损快，现很少采用。

c ）摆杆式 摇杆和踏板杆不是一直杆,而成一定角度，摇杆和踏板为曲杆, 支点在一端（图 2.1.3）。

工作时连杆受拉，而总摇杆长等于力臂长与重臂长之和，即2/sin 2)1(θi s L +=。

图4 支点在一端的直杆式图5 支点在中间的直杆式图6 踏板和摇杆为曲杆式图7 驱动构设计上述三种机构，在保证摆角Φ和一定的踏板行程S的情况下，支点在一端的总摇杆长度最短。

它的特点是，该机构的特点是单边传动，把摇杆支点移到机架上，连杆为拉杆，各支点和铰接点受力较小，踏板也较长，也省力。

因此，该机构是目前比较理想的一种形式。

2．2 驱动机构最优工况及曲柄最佳位值的选择当确定了踏板和摇杆为曲杆这种形式后，我们再选择该种机构的最优工况。

因为人力机具是以人力为动力，所设计的驱动机构一定要把省力、减少疲劳为目标，即当踏力一定时能产生最大的驱动力矩，这就要求传动角接近900，各构件支点和铰接点受力最小。

能满足上述要求的工况是当踏板位于水平位置时，连杆与摇杆和曲柄相垂直。