引 言
玉米脱粒机是我国粮食收获的重要农业机械之一。由于我国地域广阔，各地的地理、气候、农艺要求和经济状况等差异都较大，在丘陵、半山区的间作套种地区以及杂粮、水稻种植区，玉米脱粒机的使用仍十分广泛。所以随着农业的发展，玉米脱粒机仍有十分广阔的市场前景。目前,杂粮类玉米脱粒机也不十分广泛，仅东北、华北和西北等地一些企业生产玉米、高粱或大豆玉米脱粒机。本文仅对玉米脱粒机进行讨论研究，本课题设计的是玉米脱粒机是玉米剥皮后，经过一段时间的风干，然后将玉米利用脱粒机使玉米和玉米芯分开。它的工作原理是：玉米脱粒机在进行玉米脱粒时，利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与栅格式凹板之间的间隙相配合，使玉米粒拖下，即是利用钉齿滚筒和栅格式凹板之间的揉搓作用，将玉米粒脱离玉米芯，并借助其他的机械机构将玉米粒和玉米芯分别从两个不同的出口排出机体之外，循环脱粒，不断的进行填入、脱粒、排出机体。
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第1章 玉米脱粒机总体结构
玉米脱粒机主要组成部分：入料口、钉齿脱粒滚筒轴、栅格式凹板、电机及机架等部分组成。整体组成如图1.1所示。
1.1入料部分
入料口与玉米脱粒机的上盖部分相连，它是利用1mm厚的铁板制成，入料部位与钉齿滚筒的钉齿部位相切，将已剥皮风干的玉米从入料口进入，下滑到脱粒部位，即钉齿滚筒和栅格式凹板之间，进行脱粒。
1.2脱粒部分
脱粒部分主要是由钉齿滚筒、栅格式凹板、半圆型上盖组成。玉米穗在钉齿滚筒和栅格式凹板之间进行脱粒，将已脱下的玉米粒从栅格式凹板的缝隙漏下，落到下滑板，由仓口排出机体之外，玉米芯由入料口的另一端出料口排出机体之外。
1.3筛选部分
筛选部分主要是由栅格式凹板完成，它是由一定数量的铁条及两条主要梁和两条副梁组成，每两根铁条之间的缝隙可以将玉米卡住，然后快速旋转的钉齿滚筒将被卡死的玉米强行脱粒，当然，无论是工作时还是安装时，栅格式凹板是固定不动的。玉米脱粒之后，再将玉米粒经过栅格式凹板，从凹板的缝隙漏出，顺着斜滑板滑出机体之外，目的是将玉米和玉米芯分开。
1.4机架部分
机架是由左机架、右机架、出料口、下滑板及稳定结实的主机梁组成，机架是玉米脱粒机的主要支撑，他承担着脱粒机的主要重量和动力、负载和力矩，因此它的设计是非常重要的部分。机架的两部分要各自稳定，而且相对固定，以便做到机械在运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险，因此为了机架的坚固，此玉米脱粒机的设计采用3mm厚的角铁制成。
1.5总体设计
为了更好的优化玉米脱离机的机型和结构设计，此玉米脱粒机采用电力拖动，而且电动机也同样采用节能式，电动机安装在玉米脱粒机的下部，与脱粒机的机架的下机梁固定连接，这样可以节省电动机所占用的空间。玉米脱粒机的从入料到脱粒到分离玉米粒和玉米芯，最后将玉米粒和玉米芯排出机体之外，是玉米脱粒机一体完成的，它最大的优点是在短时间内可以完成几个人的劳动强度，从而提高了工作效率，节省了劳动时间[1][2]。此玉米脱粒机有这些优点之外，还有安全性能高、效率高、坚固耐用、结构简单便于保管和维修。
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图1.1 总体结构
1—筛选部分 2—脱粒部分 3—入料部分 4—机架部分
第2章 玉米脱粒机电动机选择
本课题设计的玉米脱粒机主轴转速为600r/min，设定在主轴上有4条钉齿条，每条钉齿条上分布着7个钉齿，总共28个钉齿环绕滚筒在钉齿条上均匀排列。
实测得知每个钉齿受力37N，当玉米脱粒机正常工作时钉齿滚筒上的钉齿条快速旋转，其中均有两条钉齿条受玉米所给的切向力，而另外两个钉齿条是空行程。
F?N?M?Z
式中：N—钉齿所受的力，单位为N M—参与工作的钉齿个数 Z—参与工作的钉齿条数 代入数据得：F?37?7?2?518N
2.1 钉齿条上钉齿的速度
当玉米脱粒机的钉齿滚筒快速转动时，其上钉齿条的钉齿同样有一定的速度，这个速度等于主轴的速度与钉齿的速度，即： V?
60?10005
?N轴D
式中：V—钉齿的速度，单位为m/s
N轴—脱粒机主轴的转速，单位为r/min D—钉齿距轴的最大直径，单位为mm 代入数据得：V?3.14?600?240?7.54(m/s) 60?10002.2 电动机的功率
玉米脱粒机所需功率为PW，由脱粒机的工作阻力和运转参数求定，即：
PW?FV 1000 代入数据得：PW?518?7.54?3.9057?3.91KW
1000电动机功率由公式p?pw?a来计算，脱粒机传动装置的总效率?a，应由组成传动装置的
各个部分运动副的效率乘积，即?a??1??2??3，其中分别为每一个传动副的效率，选取传动副的效率值如下
滚动轴承0.98?0.995 取?1?0.99 V带传动0.94?0.97 取?2?0.97
滚筒传动（由于钉齿条固定在滚筒上）取?3?1 则?a??1??2??3?0.99?0.97?1?0.96 得到电动机的功率为p?pw?a?3.91?4.072?4KW 0.96由选择的主轴转速为600r/min,查机械设计指导书中传动比的取值。得到的传动比为2?4，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，电动机转速范围为
nd?(2?4?)6?004KW时，符合这两个要求的1?200r240，当电动机选择的功率为0只有电动机型号为Y112M-4，其满载转速为1440r/min,额定功率为4KW。
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第三章 带及带轮的设计
根据玉米脱粒机的具体传动要求，可选取电动机和主轴之间用V带和带轮的传动方式传动，因为在脱粒机的工作过程中，传动件V带是一个挠性件，它赋有弹性，能缓和冲击，吸收震动，因而使玉米脱粒机工作平稳，噪音小等优点。虽然在传动过程中V带与带轮之间存在着一些摩擦，导致两者的相对滑动，使传动比不精确但不会影响玉米脱粒机的传动，因为玉米脱粒机不需要精确的传动比，只要传动比比较准确就可以满足要求，而且V带的弹性滑动对脱粒机的一些重要部件是一种过载保护，不会造成机体部件的严重损坏，还有V带及带伦的结构简单、制造成本底、容易维修和保养、便于安装，所以，在电动机与玉米脱粒机之间选用V带与带轮的传动配合是很合理的。
选择V带和带轮因当从它的传动参数入手，来确定V带的型号、长度和根数，再来确定导轮的材料、结构和尺寸（轮宽、直径、槽数及槽的尺寸等），传动中心距（安装尺寸），带轮作用在轴的压力（为设计轴承作好准备）。
3.1传动带及带轮的设计
传动带的设计 3.1.1 确定计算功率 Pca?KA?P
其中：KA—工作情况系数 P—电动机的功率
查《机械设计》一书 可知：KA=1.0 Pca?1.0?4?4KW 3.1.2 选择V带的型号
根据计算得知的功率Pca和电动机上带轮（小带轮）的转速n1（与电动机一样的速度），查机械设计一书，可以选择V带的型号为A型。 3.1.3确定带轮的基准直径
（1）初选主动带轮的基准直径dd1：根据机械设计一书，可选择V带的型号参考表6-2，初选dd1?106mm
（2）计算V带的速度V： v???dd1?n160?1000?3.14?106?1440?7.98m/s
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玉米脱粒机结构三维设计
