德州学院 机电工程系 2013届 机械设计制造及其自动化 毕业设计（论文）
RH1?Ft?L3
L2?L3 L2—是输出轴上Ⅲ—Ⅳ段的中心线到Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一处的距离，mm； L3—是输出轴上Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一处到右端Ⅴ—Ⅵ段中心线之间的距离mm。
R600H1?637?300?600?424.7?425N
RH2?Ft?RH1
RH2?637?424.7?212.7?212N
(4)轴在垂直面内所受的支反力
根据公式：
Fa?0
RFr?L3v1?L
2?L3其中 ：D—钉齿的顶端到主轴轴心的距离，mm。
R510?600v1?300?600?340N
根据公式 ：
Rv2?Fr?Rv1 Rv2?510?340?170N
(5)作弯矩图
在水平面内，轴上B、C、D三点的弯矩为 ： 根据公式 ：
MBH?MDH?0
MCH?RH1?L2
MCH?425?300?127500N?M
作水平面内弯矩图如图6（b）所示。
在垂直面内，轴上B、C、D三点的弯矩为 ： 根据公式 ：
MBV?MDV?0
Mcv1?Rv1?L2
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Mcv1?340?300?102000N?mm
根据公式 ：
MFa?Dcv2?Rv1?L2?2 Mcv2?340?300?0?2202?102000N?mm 作垂直面内弯矩图如图6（c）所示。 合成的弯矩为 ：
MB?MD?0
M?M2222c1CH?MCV1?(127500)?(102000)?163280N?mm M?M22c2CH?Mcv2?(127500)2?(102000)2?163280N?mm 作轴的合成弯矩图如图6（d）所示。 (6)作扭矩图 根据公式 ：
TpB?TC?9550000?n T5.5B?TC?9550000?750?70033N?mm 其中 ：p—电动机的额定功率，kw； n—主轴转速，rmin。
作轴的弯矩图如图6（e）所示。 (7)作当量弯矩图（弯矩、扭矩合成图）
B 点：MBCa???T?0.59?70033?41319.7?41320N?mm
C点左侧 ：M22cca?MC1?(??T)?(163280)2?(0.59?70033)2?168427N?mmD点右侧 ：Mcca?Mc2?163280N?mm 作轴的当量弯矩图如图6（f）所示。
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图6弯矩图
3.3.5 校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大当量弯矩的强度（既危险截面c的强度）。由经验公式及上面计算出的数值可得出。
?caM?ca?WM2?(??T)2????MPa
W其中 ： W—轴的抗弯抛面模量，mm3；
???—轴的许用应力，MPa。
按轴实际所受弯曲应力的循环特性，在???1?b、??0?b、???1?b中选取其相应的数值，从《机械设计基础》可以查出。
?ca?Mca1168427??26.3MPa W0.1?403 按《机械设计基础》书中查得，对于?B?600MPa的碳钢，承受对称循环变应力时的许用应力??Ⅲ??55MPa??ca?26.3MPa。
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3.4钉齿条的设计
钉齿条是玉米脱粒机的主要脱离部件，它的设计直接关系到玉米脱粒机正常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，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，以便将玉米芯顺着钉齿的螺旋排列排出机体之外，同时，每一条钉齿条上的钉齿同样在进行脱粒，这样会有较高的脱粒率。玉米脱粒机的主要功能是脱粒，而钉齿条在脱粒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[6]。 3.4.1 钉齿条的总体结构设计
从钉齿条的功用和工作原理可知钉齿的工作强度很大，玉米脱粒机的钉齿滚筒上安装有四条钉齿条，相互之间相互垂直，而且每条钉齿条上安装钉齿的个数有7～10个钉齿，钉齿的 d?12mm，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，在钉齿条的一端分别用一个厚度是5mm，直径是d?230mm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900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，是钉齿条穿过方孔而且在圆盘的表面漏出2～3mm，因为连接时是采用焊接完成，方便焊接[7]。这样结构更加坚固、稳定、可靠。
圆盘将钉齿条固定，但由于钉齿条过长（即L?735mm），因此，在主轴的三分之一处，采用直径是d?10mm的铁柱使钉齿条与主轴相连，它们的连接方式采用焊接式，使钉齿条的扭转刚度和弯曲刚度增加，这样可以使钉齿滚筒的整体刚度和强度极大增加，主轴和钉齿滚筒之间的固定性好，稳定性高。 3.4.2 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，材料选为45钢，宗上所述，设计的钉齿条的长×宽×高 为735?40?9，其上分布着钉齿，每个钉齿条上均匀分布着7个钉齿，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?10mm，而且，在钉齿条上通孔的上端开有长为1mm，高为2mm，宽为2mm的小槽，目的是为了在钉齿安装在钉齿条上时，这个小槽可以和钉齿上的凸楞相配合，这样可以使钉齿在钉齿条
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德州学院 机电工程系 2013届 机械设计制造及其自动化 毕业设计（论文） 上周向固定，而且在钉齿正常工作时，也同样使钉齿相对钉齿条固定，不宜使工作时钉齿和钉齿条脱落[8]。 3.4.3 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等问题，材料选为45钢，为了使钉齿在钉齿条上的相对固定，在钉齿上增加一个小凸楞，于钉齿条上的小凹槽相配合，使钉齿和钉齿条固定。其直径
d?12mm，长度为20mm。
3.5 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，筛选功能，玉米脱粒，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，从而达到玉米脱粒清选的作用，其二，脱粒功能，栅格式凹板是利用钢筋横向焊接而成，钢筋之间有一定的缝隙，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?735mm的钢筋，凹板的直径
d?320mm，凹板两边由两个直径为d?315mm，厚度为m?8mm，高度为h?25mm的铁
条固定，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L?15mm。栅格式凹板与机架相连接，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。从整体来将，也达到了脱粒机的一体化的设计，提高整体刚度。
图7栅格式凹板图
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