毕业设计（论文）-线材拉伸设计（全套图纸三维）.pdf

1 分 类 号 密 级 毕业设计(论文) 线材拉伸机设计 所 在 学 院 机 械 与 电 气 工 程 学 院 专 业 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 班 级 11 机 自 x 班 姓 名 学 号 指 导 老 师 2015 年 3 月 31 日 II 摘 要 线材拉伸的发展方向将是向高科技化方向发展，制造出适用性强的线材拉伸很有发 展市场，对不同地区开发出不同的线材拉伸是很有发展前途的。由此，相应的制造出高 性能的线材拉伸是国外收获机的发展概况。该线材拉伸线材拉伸可一次性完成拉伸、线 材拉伸、分离和装袋作业。该机体积小、重量轻，操作灵活，通过性与适应性好，较好 地解决了大、中型线材拉伸在丘陵、山区和水田难以拉伸的难题。线材拉伸试验机适用 于航空航天、石油化工、机械制造、金属材料及制品、电线电缆、橡塑胶、纸品及彩印 包装、胶粘带、箱包手袋、纺织纤维、食品、制药等行业。可测试各种材料及成品、半 成品的拉、压、弯、剪等物理性能，选购各种不同的夹具可做抗拉、抗压、持拉、持压、 抗弯、撕裂、剥离、黏着力、剪力等试验。拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材 料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性 模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。从 高温下进行的拉伸试验可以得到蠕变数据。 金属拉伸试验的步骤可参见ASTM E- 8标准。 塑料拉伸试验的方法参见 ASTM D- 638 标准、D- 2289 标准（高应变率）和 D- 882 标准 （薄片材）。ASTM D- 2343 标准规定了适用于玻璃纤维的拉伸试验方法；ASTM D- 897 标准中规定了适用于粘结剂的拉伸试验方法；ASTM D- 412 标准中规定了硬橡胶的拉伸 试验方法。1.准备试件。用刻线机在原始标距 范围内刻划圆周线（或用小钢冲打小冲 点），将标距内分为等长的 10 格。用游标卡尺在试件原始标距内的两端及中间处两个 相互垂直的方向上各测一次直径，取其算术平均值作为该处截面的直径，然后选用三处 截面直径的最小值来计算试件的原始截面面积 A。（取三位有效数字）。 2.调整试验机。根据低碳钢的抗拉强度 b 和原始横截面面积估算试件的最大载荷， 配置相应的摆锤，选择合适的测力度盘。开动试验机，使工作台上升 10mm 左右，以消 除工作台系统自重的影响。调整主动指针对准零点，从动指针与主动指针靠拢，调整好 自动绘图装置。 3.装夹试件。先将试件装夹在上夹头内，再将下夹头移动到合适的夹持位置，最后 夹紧试件下端。 III 4.检查与试车。请实验指导教师检查以上步骤完成情况。开动试验机，预加少量载 荷（载荷对应的应力不能超过材料的比例极限），然后卸载到零，以检查试验机工作是 否正常。 5.进行试验。开动试验机，缓慢而均匀地加载，仔细观察测力指针转动和绘图装置 绘出 图的情况。注意捕捉屈服荷载值，将其记录下来用以计算屈服点应力值 S,屈服阶 段注意观察滑移现象。过了屈服阶段，加载速度可以快些。将要达到最大值时，注意观 察“缩颈”现象。试件断后立即停车，记录最大荷载值。 6.取下试件和记录纸。 7.用游标卡尺测量断后标距。 8.用游标卡尺测量缩颈处最小直径 d1。 关键词：线材拉伸线材拉伸；线材拉伸； 改进设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 宁波大红鹰学院毕业设计（论文） IV V Abstract The development direction of harvester will be to high- tech direction, making out the applicability of harvester is the development of the market, is very promising for different regions developed different harvester. Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium- sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field. Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium- sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium- sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium- sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium- sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good 宁波大红鹰学院毕业设计（论文） VI adaptability, can better solve the problem of big, medium- sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field. Key Words: rice thresher threshing; improved design; VII 目目 录录 摘 要 . II Abstract. V 目 录 . VII 第 1 章 绪论 . 1 第 2 章 总体方案确定 . 2 2.1 线材拉伸工作原理 . 2 2.2 线材拉伸总体设计 . 3 2.2.1 线材的类型定位 . 3 2.2.2 线材拉伸的整机结构及选择 . 4 2.2.3 线材拉伸线材拉伸的工作流程 . 4 第 3 章 线材拉伸结构设计 . 5 3.1 拉伸原理 . 5 3.2 线材拉伸类型选择 . 5 第 4 章 动力的选择 . 7 4.1 整机消耗的功率计算 . 7 4.1.1 线材拉伸的功率消耗的计算 . 7 4.1.2 撑板强度计算 . 7 4.2 液压缸的选择 . 8 第 5 章 轴的设计与计算 . 9 5.1 轴的材料选择 . 9 5.2 轴的最小直径确定 . 9 5.3 轴的结构设计 . 9 5.4 轴的校核 . 10 第 6 章 键连接选择 . 13 6.1 撑板的设计 . 15 6.1.1 撑板类型的确定 . 15 VIII 6.1.2 撑板直径的确定 . 15 6.2 撑板与滚筒之间间隙的确定 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 结论 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 致 谢 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1 第 1 章 绪论 线材拉伸的发展方向将是向高科技化方向发展，制造出适用性强的线材拉伸很有发 展市场，对不同地区开发出不同的线材拉伸是很有发展前途的。由此，相应的制造出高 性能的线材拉伸是国外收获机的发展概况。该线材拉伸线材拉伸可一次性完成拉伸、线 材拉伸、分离和装袋作业。该机体积小、重量轻，操作灵活，通过性与适应性好，较好 地解决了大、中型线材拉伸在丘陵、山区和水田难以拉伸的难题。线材拉伸试验机适用 于航空航天、石油化工、机械制造、金属材料及制品、电线电缆、橡塑胶、纸品及彩印 包装、胶粘带、箱包手袋、纺织纤维、食品、制药等行业。可测试各种材料及成品、半 成品的拉、压、弯、剪等物理性能，选购各种不同的夹具可做抗拉、抗压、持拉、持压、 抗弯、撕裂、剥离、黏着力、剪力等试验。拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材 料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性 模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。从 高温下进行的拉伸试验可以得到蠕变数据。 金属拉伸试验的步骤可参见ASTM E- 8标准。 塑料拉伸试验的方法参见 ASTM D- 638 标准、D- 2289 标准（高应变率）和 D- 882 标准 （薄片材）。ASTM D- 2343 标准规定了适用于玻璃纤维的拉伸试验方法；ASTM D- 897 标准中规定了适用于粘结剂的拉伸试验方法；ASTM D- 412 标准中规定了硬橡胶的拉伸 试验方法。1.准备试件。用刻线机在原始标距 范围内刻划圆周线（或用小钢冲打小冲 点），将标距内分为等长的 10 格。用游标卡尺在试件原始标距内的两端及中间处两个 相互垂直的方向上各测一次直径，取其算术平均值作为该处截面的直径，然后选用三处 截面直径的最小值来计算试件的原始截面面积 A。（取三位有效数字）。 2 第 2 章 总体方案确定 2.1 线材拉伸工作原理 线材拉伸整机选用一台电机和一台鼓风机，电机，风扇转动和倒开关控制停止。电 机顺时针饲料玉米棒，CCW 主要用于启动玉米棒和故障排除的球迷吹掉产生的碎片线 材拉伸，渣。通过皮带轮，皮带轮无级变速器，同步齿滑轮，所以切割器电动机，玉米 棒形的旋转切削工具， 在工作中调整转向手柄， 可以增加或减少切割器的速度;另一种传 输线从两三角皮带轮，蜗杆三套鼓转动。 线材拉伸 装在滚筒压缩弹簧，橡皮辊，塑料辊，橡皮辊，它们旋转两组（棒送入玉米） ，无 论是从橡胶辊夹紧作用，而且还棒运送玉米的功能，玉米上的穗轴弹簧直径，可以进行 按照适当调节两辊之间的距离，以适应不同直径的棒线材拉伸要求。一组塑料滚筒可以 是玉米芯保持器，输送到废液箱。工具和刀具润滑使用滴灌杯油，用橄榄油润滑油。为 紧凑，内置切刀塑料轴承。塑料轴承上旋转的轴。 机器润滑蜗轮，蜗杆，塑料轴承，蠕虫的主要部分，该蠕虫使用开放带动，润滑黄 油;当运行塑料轴承需要润滑，使用标准的针型油杯，在 200 毫升的体积，而对于此配 备有滴液管，管路端用螺栓固定在油杯，轴承上的槽连接的另一端。滴水管的情况下可 见油杯调节工作的大小。橄榄油的润滑油最好的选择，考虑到可供测试的其他食用油的 价格。 3 线材拉伸谷物被切断通过机械方式送料线材拉伸由入口进入线材拉伸线材拉伸滚 筒和凹印在很短的提取凹印通过明确粮食清洁屏幕和球迷清洗网格状的线材拉伸进入 由打击和擦的;长萃取到分离线材拉伸以分离茎和种子，以及一个长阀杆排出机外，粮 食等短提取通过所述分离线材拉伸的筛子进入洁净谷物清洗设备之下;风扇和下清洗筛 子，稻壳和其它小碎屑的联合作用被吹到机光，干净的食物聚集晶粒外面成可经由粒收 集线材拉伸的设备。 2.2 线材拉伸线材拉伸总体设计 这种设计是一个小稻田根据南方丘陵区线材拉伸是小而设计，结合线材拉伸可以完 成拉伸，线材拉伸，分离和装袋操作。本机体积小，重量轻，操作灵活，通过良好的和 适应性，在山上大，中型线材拉伸更好的解决方案，山脉和线材拉伸拉伸难的问题，双 季稻区南部，泥脚不深更大的超过 20 厘米就可以正常拉伸稻田。 2.2.1 线材拉伸的类型定位 整机形式为：悬挂式、全喂入 割台形式为：带搅龙输送器式卧式割台 线材拉伸形式为：轴流式 4 2.2.2 线材拉伸的整机结构及选择 拉伸台悬挂在框架悬架，后悬架线材拉伸的柴油，配置在左侧线材拉伸中间槽的前 方，前部和后部端部连接到切割台和线材拉伸部。有关资产负债割台，割台被放置到合 适的档位。为收获后留线材拉伸设备布局，风选设置在右侧，而粮袋放置在右侧的线材 拉伸线材拉伸部背面的平衡线材拉伸。由柴油机，柴油后动力输出轴提供动力的收获部 分提供整体前进的动力。 2.2.3 线材拉伸线材拉伸的工作流程 当线材拉伸进行操作，先卷分配到作物刀，砍下一刀切割后的作物，然后滔滔不绝 的产量下降到割台，割台螺旋输送器，以削减产量倒下预留伸展左侧是指向机构，组织 放下以高速发送回槽抛物线手指螺旋钻作物，槽作物的手指后该机构发送从所述塔底物 流连续加入到释放机构抓取，作物后入轴流线材拉伸机制，因为它是受高速战斗以及作 物为螺旋运动不断击中凹版屏的结果期间辊掺入，使得晶粒把它关闭，并落在通过在凹 谷组螺旋钻筛板。谷粒谷跌至镶钻推抵簸（上未显示的另一面） ，再由风选被抛向粮袋。 线材拉伸机被关造成凹版目筛保留不能通过粮食净稻草。 5 第 3 章 线材拉伸设计 3.1 线材拉伸原理 1）冲击线材拉伸：对对方线材拉伸元素冲击作用秒杀头和线材拉伸。较高的冲击速度， 线材拉伸越强，但也越大裂解速率。 2）摩擦线材拉伸：由组件和谷物之间，以及谷物和谷物线材拉伸谷物线材拉伸离去之 间的摩擦。线材拉伸线材拉伸间隙的大小是至关重要的。 3）梳刷线材拉伸：谷物线材拉伸由拉力线材拉伸部件进行。 4）滚动线材拉伸：打谷线材拉伸通过施加压力的元素进行粮食。在这种情况下，力作 用在谷物主要沿晶面的法向力。 5）振动线材拉伸：由线材拉伸元件用于施加高频振动进行谷物线材拉伸。 线材拉伸是的几种方法在长期的生产实践过程中总结而来去壳大米储存。如果裸存储， 则存储时间短。米粒脆，易折断。因此，本设计采用梳刷线材拉伸，主要针对与线材拉 伸线材拉伸完成补充两者。 3.2 线材拉伸类型选择 在根据不同子类型的不同的方式，根据本馈送模式线材拉伸可分为：全喂入和半喂 入6;通过线材拉伸齿可分为： 1）剪切流纹杆线材拉伸滚筒单元，它由粮食倾杆，网格状凹雕，间隙调整线材拉 伸等组成。擦线材拉伸为主，影响，线材拉伸和分离能力的能力，小关穗率补充。但饲 养不均匀种子湿度，线材拉伸质量下降。 2）切流尖刺滚筒线材拉伸，其中包括牙齿和指甲美甲齿凹版。强劲飙升使用谷物 强烈的影响，以及内部的差距，擦线材拉伸线材拉伸。能够抓取不均匀，湿饲料作物具 有较强的适应性。不过关的秆高，分离较差。 3）双滚筒线材拉伸，使用两个辊协同工作。较低的第一鼓的速度，你可以把一个 很好的成熟，丰满的内核先行。第二滚筒的较高的速度，较小的间隙，不能完全线材拉 伸谷物前滚脱净。 4）轴向线材拉伸滚筒单元，轴向辊功率的较大的作物的物理和机械特性消耗，比 传统型更敏感，影响饲料作物的长度，水分含量都较大。 6 5）弓齿滚筒线材拉伸线材拉伸线材拉伸，小麦可以和起飞。仅第一线材拉伸穗到 滚筒， 以确保线材拉伸后的干完好;小凹版屏幕分离含杂率有利于后续的清洗;大部分晶 粒的可以从凹印筛，颗粒破碎和损坏很少被分离，功率消耗小。但是，只有接穗尖适应 不适应矮作物，作物适应性差线材拉伸作物。 考虑到因素，如成本和农村的稻田，本设计采用了弓齿半喂入线材拉伸。线材拉伸 方式进入关，关，下侧断三种形式，如图关上分离，低辊位置，喂养表现不佳的影响; 下关分离性能差，少掉穗叶柄，一般夹持半喂入线材拉伸和线材拉伸线材拉伸;一边脱 分离更好的性能和水平线材拉伸喂养表现。本设计采用一个下胶式。 考虑到成本和农村稻田等因素，本设计采用的是弓齿滚筒半喂入线材拉伸。线材拉 伸方式分为上脱、下脱和侧脱三种形式，如图 4 上脱式分离效果好，滚筒位置低，喂入性能差；下脱式分离性能差，断穗和带柄少， 适用于一般夹持式半喂入线材拉伸和线材拉伸；侧脱式分离性能和喂入性能较好，适用 于卧式线材拉伸。本设计采用的是下脱式。 7 第 4 章 动力的选择 4.1 整机消耗的功率计算 4.1.1 线材拉伸的功率消耗的计算 线材拉伸在工作时，在运转稳定性较好（保障线材拉伸滚筒运转稳定性的条件：有 足够的转动惯量；发动机有足够的储备功率和较灵敏的调速器）的条件下，其功率总耗 用 N 由两部分组成：一部分用于克服滚筒空转而消耗的功率 k N （占总功率消耗的 5%-7%） ，一部分用于克服线材拉伸阻力而消耗的功率 t N （占总功率消耗的 93%-95%） ， 所以 线材拉伸的功率消耗为： N = k N + t N （kW ） (4) 1)其中空转功率消耗: k N =A+ 3 B 式中： A 系数，A为克服轴承及线材拉伸的摩擦阻力的功率消耗， 3 10)3 . 0-2 . 0( =A B系数， 3 B为克服滚筒转动时的空气迎风阻力而消耗的功率， 6 1068 . 0 -48 . 0 =）（B. 2)其中线材拉伸功率消耗 t N :这个过程比较复杂，线材拉伸首先是以较低的速度进 入线材拉伸入口处，与高速旋转的线材拉伸滚筒接触，然后被拖入线材拉伸间隙进行线 材拉伸，既有梳刷也有打击，研究的依据是动量守恒定律： 冲量转换为动量： mvtP=，tmm=/ （5) )1 (1000/ 2 FvmNt= m 单位时间喂入的谷物量； F 综合搓擦系数，0.7-0.8； v滚筒的切向速度，15m / s。 将数据代入 N = k N + t N 得： N= 0.52+1.5=2.02（kw） 4.1.2 撑板强度计算 线材拉伸消耗的功率由下式可求得： )(/kwNQN pss = (6) 其中： s Q 单位时间进入线材拉伸的脱出物质量（skg / ） ； 8 p N 单位脱出物质量筛所需的功率 （skgkw/） ， 上筛： 0.4-0.5， 下筛： 0.25-0.3； 选别能力系数，0.8-0.9。 代入数据可得消耗的功率： =/ pss NQN1.75（kw） 4.2 柴油机的选择 通过上面的计算，可以知道整个线材拉伸消耗的功率，其消耗的总功率为： = 总 P0.043+2.02+1.75+1=4.813（kw） 9 第 5 章 轴的设计与计算 5.1 轴的材料选择 线材拉伸在工作时，线材拉伸轴的转速很高，而且传递的扭矩很大，综合考虑，轴 的材料选择45钢调质处理，硬度为195-290HBS，其接触疲劳强度极限 Mpa H 620-550 lim =，弯曲疲劳极限取Mpa FE 480-410 lim =。 5.2 轴的最小直径确定 由公式mmnPCd 3 / (17) 其中 P 该轴传递的功率，kw； n该轴的转速，min/r； C指轴的材料和承载情况确定常数。 已知 P =2.02kw，min/650rn =，查机械设计手册 21可得 C=128，代入上式可得 mmd45.18 选mmd20=。 5.3 轴的结构设计 为了便于轴上零件的拆卸， 经常把轴做成阶梯形。 轴的直径从轴端逐渐向中间增大， 可依次将齿轮和带轮等从轴的上端装拆，为了使轴上的零件便于安装，轴端及各轴的端 部应有倒角。轴上磨削的轴段应有砂轮越程槽，车制螺纹轴段应有退刀槽。 各段轴的直径，如有配合要求的轴段，应尽量采用标准直径，安装轴承、齿轮等标 准件的轴径，应符合各标准件的内径系列规定。采用的套筒、螺母、轴端挡圈作轴向固 定时， 应把装零件的轴段长度做的比零件轮毂短mm32， 以确保螺母等紧靠零件端面。 线材拉伸轴结构初定如图7所示： 图 7 轴的结构图 10 5.4 轴的校核 5.4.1 轴上载荷的计算 求轴承上的支反力 垂直面内：NFNV917 1 = NFNV314 2 = 水平面内：NFNH2518 1= NFNH863 2 = 画受力简图与弯矩图，如图 8 所示： 据第四强度理论且忽略键槽影响 MPaWM70/ 1 = )32/75 . 0 ( 322 dWTMM=+=， 6 9.2 10 W = 表 4 受力分析 载荷 水平面 H 垂直面 V NFNH2518 1= NFNV917 1 = 支反力 F NFNH863 2 = NFNV314 2 = 弯矩M mmNFM NVVMax =18885075 11 mmNFM NVVMax =18885075 11 mmNMMMV H =+= 5 1max 22 1max1 1001 . 2 总弯矩 mmNMMMV H =+= 5 2max 22 2max2 1051 . 1 扭矩 T mmNT=138633 MPaMPaWM ca 7069.25102 . 9/101093 . 1 / 1 - 635 1 = p MPaMPaWM ca 7069.20045 . 0 1 . 0/101034 . 2 / 1 - 335 2 = p 11 轴安全。 图 8 受力简图和弯矩图 5.4.2 按弯扭合成应力校核轴强度 进行校核时，只校核轴承上承受弯矩和扭矩最大的截面强度，取=0.6, 轴的计算应力为： NWTM ca 8 . 48301 . 0/)10 9 . 2616 . 0()10 5 . 99(/)(1 3232322 =+=+= 前已选定轴材料为 45 号钢,调质处理,由机械设计 23表 15-1 查得 1 =60Mpa 因此 ca S=1.5 故安全 13 第 6 章 键连接选择 键连接可分为平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。 平键按用途分有 三种：普通平键、导向平键和滑键。平键的两侧面为工作面，平键连接是靠键和键槽侧 面挤压传递转矩，键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙。平键连接具有结构简单、装拆 方便、对中性好等优点，因而应用广泛。本设计采用的是平键连接 。 查表机械设计手册 21表 4- 1 分别选择轴 1、2 段平键 bhL=6mm6mm20mm、bh L=10mm8mm22mm。材料为 45 钢，其许用挤压应力Mpa120-100=，取其平均值， Mpa110=。 在本设计中线材拉伸轴传递的扭矩最大，根据要求，需对线材拉伸轴的键连接进行 强度校核，因载荷均匀分布，根据平键连接的挤压强度公式： pp dhlT=/4 (19) 式中：T 为转矩（Nmm） ； d为轴径（mm） ； h为键的高度（m