第5章总体部分的设计
5.1 钉齿条及钉齿的设计
钉齿条的功用是固定钉齿的相对位置，使钉齿在正常工作过程中能够持续的正常工作，钉齿所受的脱粒力直接传递到钉齿条上，钉齿条所承受着钉齿的切向力，所以钉齿条应该采用足够强度和刚度的材料制成，根据《脱粒机》一书中，可以查得材料选为45钢，宗上所述，设计的钉齿条的长×宽×高 为730?40?9，其上分布着钉齿，每个钉齿条上均匀分布着7七各钉齿，每个钉齿均穿过钉齿条，然后用螺母拧紧，其中钉齿条上的通孔设计为圆柱型，它的直径为d?12.5mm，其结构如图5.1和图5.2。
图5.1钉齿条三维图
图5.2钉齿条的结构图
5.1.1钉齿条的总体结构设计
从钉齿条的功用及其工作要求可以判断出钉齿的工作强度很大，根据《脱粒机》一书得知玉米脱粒机的钉齿滚筒上安装有四条钉齿条，相互之间相差90，而且每条钉齿条上安装钉齿的个数范围在7～10个钉齿，每一个钉齿的d?12.5mm ，四条钉齿条均匀安装在钉齿滚筒上，钉齿在钉齿条上均匀的承螺旋排列方式安装，两相邻的钉齿条之间的钉齿横向距离为50mm，且承两条螺旋均匀排列，在钉齿条的两端分别用一个厚度是5mm，直径是d?240mm的圆盘固定，在两个圆盘上均匀开有钉齿条宽厚的方孔，四个方通孔均匀承90分布，然后将四条钉齿条从四个方孔中穿过，同样，在钉齿条的另一端也用厚度一样但直径为d?220mm的圆盘固定，且钉齿条穿过方孔2?3mm，因为连接时是采用焊接完成，方便焊接。这样结构更加坚固、稳定、可靠。 5.1.2钉齿条的设计
钉齿条是玉米脱粒机的主要脱离部件，它的设计关系到玉米脱粒机的质量的好坏，直接关系到玉米脱粒机正常工作时整体的脱粒效果以及脱粒后将玉米粒和玉米芯分离的情况，它的功能是采用脱离滚筒上的四条钉齿，均匀快速的转动，工作时将玉米填人脱粒机中，主轴的转动带动固定在钉齿滚筒上的钉齿，钉齿的顶端以一定的速度去对玉米脱粒（将玉米进行强行脱粒）。玉米在经过四条钉齿条的快速旋转下脱粒，四条钉齿条上的钉齿承螺旋排列，目的在于将玉米芯顺着钉齿的螺旋排列排出机体之外，同时，每一条钉齿条上
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的钉齿同样在进行脱粒，以便达到有较高的脱粒率。玉米脱粒机的主要功能是脱粒，而钉齿条在工作中起到了重要作用，因此，钉齿条的设计是脱粒机的设计的主要部件。 5.1.3 钉齿的设计
钉齿是玉米脱粒机的主要工作部件，它在工作时直接与玉米相接触，而且它的接触频率很高，尤其是在入料口的部位，这个部位的钉齿摩擦的相当的频繁，因此，在设计钉齿时应当考虑到钉齿的工作强度和工作环境等问题，这里采用了《脱粒机》一书所建议的45钢。
5.1.4 圆盘的设计
圆盘是将钉齿条与主轴固定的主要部件，它不仅起连接作用，而且还可以承担钉齿和钉齿条传递的力矩和弯曲及扭转强度，它位与钉齿条的两端，且采用焊接式连接，同时与主轴也要相对固定，采用焊接的连接方式，因此，圆盘的设计也是钉齿滚筒强度高低的要部件。由《脱粒机》一书，查得圆盘的材料采用刚度和强度较好多45钢制成，其直径
d?240mm，其与钉齿采用焊接的方式连接，目的是为了固定安装钉齿条，其位置在圆盘
上固定，其圆盘中心应装套在主轴的直径上（d?35mm），因此，圆盘的中心应设定为
??35.5mm的孔，以便安装在轴上，圆盘的厚度选为5mm，结构设计如图5.3所示：
图5.3圆盘结构图
5.2栅格式凹板的设计
在玉米脱粒机中，栅格式凹板是与钉齿滚筒相配合的重要部件，栅格式凹板有两种功能，其一，是将玉米脱粒后，使玉米粒从栅格式凹板的缝隙中漏出，而玉米芯被钉齿滚筒上的钉齿螺旋排列排出机之外，从而使玉米粒和玉米芯分开，从不同的出口排出机体之外，达到玉米脱粒清选的作用，其二，栅格式凹板是利用钢筋横向焊接而成，钢筋之间有8mm的缝隙，这个缝隙可以将玉米卡在两根钢筋的缝隙之间（因为玉米为圆柱型），以便于钉齿对玉米进行快速、稳定的脱粒。
栅格式凹板是由25根直径d?10mm，长为L?730mm的钢筋，凹板的直径d?330mm，由于栅格式凹板是半圆桶型，所以钢筋的两端固定是采用半圆式的铁条制成，而且，在凹板的三分之一处和三分之二处都有很薄的铁条相连加固，相应的铁条选为厚度为m?2mm，宽度为10mm，这种方式也同样是采用《脱粒机》 一书中的参数来确定的。栅格式凹板与
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机架相连接，同样采用焊接的形式来连接用圆柱钢筋围成的凹板，因为栅格式凹板要安装在机架上，所以将栅格式凹板两端的铁条和中间的铁条都焊接到机架上，这样，可以加固机体与栅格式凹板的连接质量，在正常工作时，由于有机架的固定支撑，可以使栅格式凹板的工作稳定性更高，更加可靠、稳定。栅格式凹版形状如图5.4和图5.5和图5.6。
图5.4凹板的三维图
图5.5凹版的结构图
图5.6凹版的结构图
5.3入料口及脱粒机上盖的设计
入料口是将玉米填入玉米脱粒机机体内的一个途径，它是玉米脱粒机上的一个部件，它的作用在于通过入料口可以将玉米顺利的填入机体内，而且在填入的过程中或是填入后的工作过程中，脱粒机能安全的工作，而且不会将玉米玉米粒或是玉米芯从入料口飞溅出来，造成人员伤害等事故发生，因此，玉米脱粒机的入料口的设计，即关系到玉米脱粒机的工作质量（即脱粒不干净或是不完全等）。因为在将玉米添入脱粒机时，电动机在高速的旋转，连同它的主轴一起旋转，如果入料口的填料方式不利于主轴的工作，此时，这种填料方式对主轴、对机体都有很大的副作用，有可能瞬时加大主轴的承担负载，即同时加大主轴的弯曲应力、扭转应力等，同时也加大了钉齿条上的钉齿的磨损和老化等。如果入料口的设计不当，会造成主轴的瞬时被卡死，电动机闷车等现象发生，这些现象对电动机和玉米脱粒机的主轴有及大的破坏性。因此，在设计玉米脱粒机入料口时应当考虑到设计不当可能发生的危害，精心的设计其结构。
玉米脱粒机的入料口与脱粒机的上盖相连接为一体，即入料口安装在玉米脱粒机的上盖上，两者均采用1mm的薄铁板制成，玉米脱粒机的上盖承半圆形状，直径为340mm，长为 900mm，（入料口的一侧与脱粒机的上盖边缘相切），这样可以是玉米在进入脱粒机机体时，能够很好的被钉齿滚筒上的钉齿打削（脱粒），因此，上盖上的入料口设计很重要。其上入料口的最小口径长为250mm，宽为250mm，其上的最大口径（为了方便填料
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可以设计大一些）长为400mm，宽为400mm，玉米脱粒机的上盖的两端部位、入料口的两侧及中间部位，均采用铁条加固，其连接的方式采用焊接，这样可以提高玉米脱粒机的上盖的刚度，不宜变形，同样也有支撑作用。脱粒机的上盖整体焊接两个角铁上，目的是便于与脱粒机的下半部分安装，将脱粒机上盖的缘地脚与角铁焊接相连，角铁采用的厚度为h?3mm，长度为900mm，起加固作用的铁条同样焊接在两个角铁上，以加坚固。在玉米脱粒机上盖的两端设有两个半圆形状的铁板，其采用的材料是一样的，目的一是保障工作人员的安全，因为在玉米脱粒机正常脱粒时，它的主轴高速旋转，如果没有两打的铁板挡住，有可能工作人员不甚将手或衣服绞进玉米脱粒机中，造成人员伤亡等事故发生。二是阻挡脱粒后的玉米飞溅，如果玉米脱粒机上盖的两端没有着两快铁板的拦挡，玉米被脱粒机脱粒后，由于主轴的高速旋转击打脱下的玉米粒四处飞溅，致使脱粒后的玉米不能很好的收集起来，同时飞溅的玉米粒也给工作人员带来危险，因此玉米脱粒机上盖两端的挡板设计是必要的，也是必须的。挡板在玉米脱粒机安装中是纵向布置的，而且，根据它的结构设计，两个挡板都应该骑压轴承座，即挡板的设计即要考虑到它与脱粒机上盖的连接又要考虑到它与轴承座的配合，因此，其直径340mm ，它与轴承相交处的形状根据轴承来确定，其结构如图5.7和图5.8所示：
图5.7上盖三维图
图5.8上盖结构图
5.4机架的设计
机架是玉米脱粒机的主要支撑部件，它是承担所有来自轴及电动机、凹板的冲击和应力，机架的坚固是玉米脱粒机的工作稳定、运转平稳的基础，因此机架无论是从结构上还是从材料上，都应该采用坚固的稳定的材料和样式制成。就此玉米脱粒机来说，它的冲击载荷和内部的应力偏低，电动机达到动力偏小，以及所选用的机型比较轻便，根据《脱粒机》一书，查得的设计材料可采用角铁支撑，角铁支撑的好处在于：在角铁材料本身所支撑的载荷范围条件下，不会发生结构变形，虽然有较小的弹性变形，也不会影响脱粒机机体的坚固、稳定的效果，尽管在玉米脱粒机正常工作的情况下，也不会影响玉米脱粒机的整体效果。选择角铁的厚度为3mm，这样的材料来支撑玉米脱粒机的主要载荷部分。玉米
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脱粒机的机架上安装有一出粒斜板，目的是当脱粒机将玉米脱粒后，玉米粒从栅格式凹板的缝隙中漏出，落到出粒斜板上，玉米粒顺着斜板下滑，从而滑出机体之外，达到将玉米粒随脱粒的完成，而随时地将玉米粒排出机体之外，
它的材料也同样是选用1mm 后的铁板制成。再玉米脱粒机的另一端，即玉米芯的排出端，设计了一个下滑的斜斗，其功用是完成玉米芯顺利的排出机体之外，使玉米芯随玉米脱粒机的主轴的不停旋转，随时的排出集团之外，也便于工作人员的清理，它也是应用
1mm厚的铁板制成的，与机体相连，采用焊接的连接方式，它与栅格式凹板的玉米芯输出端相连，而且，这个斜板与栅格式凹板的连接应该过长10～15mm，从而保障了玉米芯的顺利滑出。从机架的整体来看，机架的选料、结构设计、受力的不属及玉米粒和玉米芯的随机排出，可以看出玉米脱粒机的机是满足要求的，而且结构设计合理，结构设计如图5.9和图5.10所示：
图5.9机架三维图
5.10机架结构图
5.5玉米脱粒机上的标准件的选择
5.5.1玉米脱粒机上的螺栓的选择
应用在玉米脱粒机上的螺栓是机械设计的标准件,螺栓的选择可以根据《机械设计手册》查取.在本脱粒机上选择的螺栓为:公称直径为M8,长度为八厘米和五厘米,玉米脱粒机应用的螺栓是起连接作用,在机体的上盖和机架应用螺栓连接,在电动机和机体之间也同样用螺栓连接,而且,应用公称直径为M8的螺栓,就可以满足玉米脱粒机的动力需要. 5.5.2钩头楔键的选择
玉米脱粒机上的主轴和带轮是通过钩头楔键相连,而且, 钩头楔键也同样可以在《机械设计手册》中查取,它也是一个标准件,其型号规格为:b=12、h=7、L=50.
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玉米脱粒机结构三维设计
