毕业设计（论文）-粮食收集装袋机械设计（全套图纸三维）.doc

密级：密级： 学号：学号： 本本科科生生毕毕业业论论文文（设设计计） 粮食收集装袋机的设计粮食收集装袋机的设计 学学 院：院： 专专 业：业： 班班 级：级： 学生姓名：学生姓名： 指导老师：指导老师： 完成日期：完成日期： 学士学位论文原创性申明学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进 行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 （设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到 本申明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权江西科技学院江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密 。 （请在以上相应方框内打“” ） 学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 江西科技学院本科生毕业论文（设计） I 摘要摘要 本次设计的题目是粮食收集装袋机的设计，此种粮食收集装袋机的出现不仅能 够大大提高生产效率，也可以实现农业的自动化大生产，当今激烈的市场竞争和企 业信息化的要求,企业对粮食收集装袋机的设计及制造提出了更高的要求,要求新型 的粮食收集装袋机能够承载更多的散装粮食，并且能够做到高精度，高效率来对散 装粮食进行收集、装袋作业。以粮食收集装袋机构为研究对象,探讨一种形式简洁、 方便控制的自动收集器模型,从产能规划和收集速度两个层面上研究提高该粮食收集 装袋机的速度与产能的方法,对于推动粮食收集装袋机机械基础理论和关键技术研究,提 高我国在自动化行业的竞争实力将具有非常深远的意义。 本课题研究一种粮食收集装袋机，研究一种高速、轻型、低成本,高速的粮食收 集装袋机，该种类型设备的设计，不但在自动化领域是一个新的突破，对粮食的输 送领域的理论和应用来说，也是一个新的发展方向。对推动机构设计理论、散装粮 食收集技术、计算机控制技术、技术经济分析等多学科交叉，具有重要理论意义和 工程实用价值。 关键词关键词：粮食收集装袋机，制造，效率，重要意义 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 江西科技学院本科生毕业论文（设计） II 江西科技学院本科生毕业论文（设计） II ABSTRACT This paper mainly introduces the current situation and development prospect of automotive beauty decoration industry, car beauty industry is experiencing a hitherto unknown development opportunity, there are good prospects for development. But due to the current situation of enterprise development disorder, not standardized, quality of personnel is low, which seriously restrict the development of the industry. With car ownership in China increased year by year, change the status quo is imminent, and at the same time, through the practice in developed countries concluded that car decoration and beauty will be the century of Chinas most promising gold industry, known as the automotive industry second gold, is a sunshine industry. his paper mainly to the four bar mechanism as the main execution elements to design of micro walking the whole scheme of the four bar mechanism. Its principle is diagonal synchronization, leg activity by the structure of the crank rocker, front leg movements around the same, it detailed performance curve characteristics of the connecting rod,when the curve trajectory diagonal straight line segment, the robot is stationary, the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking motion, robot. Key words: corn thresher;reame;processing;meaningful. 江西科技学院本科生毕业论文（设计） III 目目 录录 第第一一章章 绪绪 论论.1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义 .1 1.2 本课题研究的内容 .2 第第二二章章 粮粮食食收收集集装装袋袋机机总总体体结结构构的的设设计计.4 2.1 粮食收集装袋机的结构原理 .6 2.2 粮食收集装袋机的结构 .8 2.2.1 收集机构 .9 2.2.2 输送机构 .10 2.2.3 驱动机构 .10 第第三三章章 机机械械传传动动部部分分的的设设计计计计算算.11 3.1 电机的选型计算 .12 3.2 V 带传动的设计计算 .12 3.3 带传动的设计 .12 3.3.1 设计功率 .13 3.3.2 选定带型 .14 3.3.3 传动比 .15 3.3.4 小带轮基准直径 .15 3.3.5 大带轮基准直径 .15 3.3.6 带速验算 .16 3.3.7 初定轴间距 .16 3.3.8 所需带的基准长度 .17 3.3.9 实际轴间距 .18 3.3.10 小带轮包角 .19 3.3.11 单根 V 带的基本额定功率 .20 3.3.12 时单根 V 带型额定功率增量 .21 1i 江西科技学院本科生毕业论文（设计） IV 3.3.13 V 带的根数 .21 3.3.14 单根 V 带的预紧力 .22 3.3.15 作用在轴上的力 .23 3.3.16 带轮的结构和尺寸 .24 3.4 传动轴的设计计算 .24 第第四四章章 各各主主要要零零部部件件强强度度的的校校核核.25 4.1 轴承强度的校核计算 .27 第第五五章章 主主要要部部分分的的三三维维建建模模.29 第第六六章章 电电气气控控制制部部分分的的设设计计与与安安装装.30 结结 论论.31 致致 谢谢.32 参参考考文文献献.33 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 1 第一章第一章 绪论绪论 1 1. .1 1 课课题题的的来来源源与与研研究究的的目目的的和和意意义义 在对散装粮食进行收集的过程中，通过工程实践确定采用自动收集输送方式粮 食收集装袋机的效率最高，并通过查找资料发现粮食收集装袋的机械化程度也是最 高，几乎所有的大型的对散装粮食进行加工的厂家都具备这种设备。国内一些大型 粮食收集装袋机先后从西德、丹麦、瑞士、日本等引进了先进的收集器设备，但其 价格十分昂贵。目前中、小型散装粮食收集机生产企业所使用的大部分设备为我国 自行设计制造的输送带式输送方式的收集器是为中、小型散装粮食加工企业所设计 的较为理想的收集各种散装粮食的机械。 该输送方式的收集器作为对散装粮食进行加工的必备设备的一种，它的设计和 研发就极为重要。 粮食收集装袋机自从上世纪九十年代开始就陆续地被应用在散装粮食的收集方 面，但传统的粮食收集装袋机由于收集精度不高，速度缓慢，有好多工厂仍然采用 其他的收集方式，但其他散装粮食收集方式的劳动效率低下，所以此次设计的粮食 收集装袋机，在传统的粮食收集装袋机的基础上进行改进创新，应用合理的结构以 及动力机构，从而来克服以往的粮食收集装袋机所不能克服的问题，对后续的粮食 收集装袋机的设计制造有一定的参考意义和价值。 目前，市面上的粮食收集装袋机的产品图片如下图 1，图 2 所示： 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 2 图 1 图 2 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 3 1 1. .2 2 本本课课题题研研究究的的内内容容 本论文主要研究运用 SolidWorks 对粮食收集装袋机进行设计。在设计过程中， 了解 SolidWorks 的各种功能。 本设计主要针对粮食收集装袋机进行设计，先规划出粮食收集装袋机的整体结 构方案，然后从这个方案入手，具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包 括以下几个方面： 1、粮食收集装袋机的收集装置的设计，确实具体结构是回转式或者是直线式。 2、粮食收集装袋机的执行机构的选择，从齿轮传动、链轮传动，V 带传动中经 过思量选择 V 带传动机构。 3、该粮食收集装袋机可以实现自动收集散装粮食，能够通过人工通过控制按钮 操作，可以实现散装粮食的自动收集。 4、粮食收集装袋机的结构的设计。 通过了解实际粮食收集装袋机的相关结构组成以及在网上查找大量关于粮食收 集器的资料，经过考证，该粮食收集装袋机的设计方案可行，能够为后续的粮食收 集装袋机的生产带来一定的参考价值和借鉴意义。 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 4 第二章第二章 粮食收集装袋机总体结构的设计粮食收集装袋机总体结构的设计 2 2. .1 1 粮粮食食收收集集装装袋袋机机的的结结构构原原理理 该粮食收集装袋机的工作原理为：通过动力装置驱动该粮食收集装袋机到存放 粮食的场地，然后粮食收集装袋机的铲斗会对粮食进行收集并沿着带刮板的输送带 上移，直到输送爱的顶端的粮食出口自动落入料斗，达到粮食收集的作用，其工作 方式：由电机带动传动轴转动，向上运输粮食至料斗，其具体的结构原理图分析如 下图所示： 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 5 2 2. .2 2 粮粮食食收收集集装装袋袋机机的的结结构构 该粮食收集装袋机的具体结构为：粮食由动力装置推动铲斗进行收集，然后通 过带刮板的输送线将粮食输送到料斗处，由于输送线是做圆周运动，所以收集上来 的粮食在刮板的作用下被带到料斗里面进行后续的装袋作业。 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 6 2.2.1 收集机构 收集机构主要有铲斗和带刮板输送线组成，通过动力装置将粮食收集装袋机驱 动到待收集粮食的位置进行收集。 2.2.2 输送机构 输送机构主要由带刮板输送带和传动轴，轴承座等组成，是该粮食收集装袋机 的核心部件。下图即为粮食收集装袋机的输送机构的结构图： 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 7 2.2.3 驱动机构 驱动机构主要电机通过带传动实现输送线滚筒的转动，而输送线滚筒是与传 动轴通过键槽固结的，从而通过输送线刮板来进行散装粮食的收集，并提高了效率。 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 8 第三章第三章 机械传动部分的设计计算机械传动部分的设计计算 3 3. .1 1 电电机机的的选选型型计计算算 粮食收集装袋机是通过电机通过 V 带传动带动输送线滚筒旋转，而输送线滚筒 是与传动轴通过键槽固结的，这样就带动了整个收集输送线的转动来进行散装粮食 的收集。具体的电机选型计算过程如下： N=3(KW) WG G粮食收集装袋机的生产能力，1000kg/h W收集 1kg 粮食耗用能量，其值与粮食的重量有关，d 小则 w 大，当 d3mm， 取 w0.0030kw.h/kg。 （查 B5p） 75 传动效率，取 0.75 所以根据 N3 kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4，再查表得 Y112M-4 电机的结构。电机的具体产品图如下图所示： 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 9 3 3. .2 2 V V 带带传传动动的的设设计计计计算算 3.2.1 设计功率 d P kwPKP Ad 8 . 442 . 1 工况系数，查 B1 表 8122 ，取1.2 A K A K P传递的功率 3.2.2 选定带型 根据和查 B1 图 812 选取普通 V 带 A 型，小带轮转速，为 d p 1 n 1 n 1440r/min 3.2.3 传动比 1.76 0 i 2 n i n1 min/818018 76. 1 1440 r 3.2.4 小带轮基准直径（mm） 1 d d 由 B1 表 8112 和表 8114 选定 100mm75r/min 1 d d min d d 3.2.5 大带轮基准直径（mm） 2 d d cmdid dd 17610076 . 1 12 由 B3 表 87 得=180mm 2 d d 3.2.6 带速验算 smvsm nd v d /3025/54 . 7 100060 1440100 100060 max 1 1 3.2.7 初定轴间距（mm） 0 a mmdda dd 280)(2 21 0 3.2.8 所需带的基准长度（mm） 0 d L 0 2 0 4 )( )( 2 2 12 210 a dd ddaL dd ddd 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 10 2804 80 280 2 2802 2 886mm 依 B1 表 818 取900mm，即带型为 A900 d L 3.2.9 实际轴间距 a mm LL aa dd 287 2 886900 280 2 0 0 3.2.10 小带轮包角 1 3 . 57180 12 1 a dd dd = 3 . 57 287 80 180 = 164 3.2.11 单根 V 带的基本额定功率 1 p 根据带型号、和普通 V 带查 B1 表 8127（c） 取 1.32kw 1 d d 1 n 3.2.12时单根 V 带型额定功率增量 1i 1 P 根据带型号、和 查 B1 表 8127（c） 取 0.15kw 1 ni 3.2.13 V 带的根数 Z Z =49 . 3 87 . 0 96 . 0 )15 . 0 32. 1 ( 8 . 4 )( 11 La d kkpp P 小带轮包角修正系数查 B1 表 8123,取 0.96 a k 带长修正系数查 B1 表 818，取 0.87 L k 3.2.14 单根 V 带的预紧力 0 F 2 0 ) 1 5 . 2 (500mv Zv P k F d a = 2 54. 71 . 0 54 . 7 4 8 . 4 ) 1 96. 0 5 . 2 (500 =134（N） 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 11 mV 带每米长的质量（kg/m）查 B1 表 8124，取 0.1k/gm 3.2.15 作用在轴上的力 F )(106182sin41342 2 sin2 1 0 NZFF )(159282sin41343 2 sin3 1 0max NZFF 考虑新带初预紧力为正常预紧力的 1.5 倍 max F 3.2.16 带轮的结构和尺寸 带轮应既有足够的强度，又应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并 避免由于铸造而产生过大的应力。 轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度）以减轻带的磨损和功率损失。 mRa2 . 3 带轮的材料为 HT200。本次设计中大 V 带轮和小 V 带轮的图纸分别如下图所示： 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 12 大 V 带轮 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 13 小 V 带轮 3 3. .3 3 传传动动轴轴的的设设计计计计算算 轴体的研究需要凭借扭转强度来调整弯曲的强度，因为可用作轴的原料比较多， 所以必须得明确轴的应用环境，还有规定诸如刚度，强度以及别的机构机能。可以 使用热处理这种方法，当然也要琢磨怎样使加工简单并且花费较少，用研究计算所 得的数据以确定轴体的用料，综上所述：故采取 45 号钢当成轴体的原料，它需要 40MPa 的切应力，然后需要做正火或者调质处理来确保它的力学性能。装有密封元 件和滚动轴承处的直径，应与密封元件和轴承的内孔径尺寸保持一致。轴体上面存 在两支点的轴承要选用一样的标准，方便加工轴承的座孔，并减少生产中的误差。 挨着的轴段，应使直径不一样构成轴肩，轴肩在轴体上部件定位以及承受轴向力时 要提供相应的高度，轴肩的直径差通常选 5 到 10mm，本文轴肩处采取 5 毫米的直径 差，接着把每段轴体的长度尺寸匹配到一块，还要注意轴承座的安装以及结构是否 合理。其中轴的设计计算步骤如下： （1）初步确定轴的直径 mm （3.32） 2 . 45 3 556 55 1303 0 0 0 n p Ad 根据工作条件，取mm45d 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 14 （2）传动轴受力分析 N （3.33） 44.5144 360 1026. 922 5 1 1 m t d T F N （3.34） 54.1731062222cos2044.5144cos 1 tgtgFF tr N （3.35）57.712062222sin2044.5144062222sin tgtgFF ta （3）绘制传动轴的受力简图如下图所示，求支座反力 垂直面支反力： 由，得： 0 C M （3.36）0 2 570 32 arBY FLFLR N L FLF R ar BY 13.629 5 .761 2/36057.712 5 . 20254.17312/360 2 3 由，得： 0Y N （3.37）67.236013.62954.1731 BYrCY RFR 水平面支反力： 由，得： 0 C M （3.38）0 32 LFLR tBZ N02.1368 5 . 761 5 . 20244.5144 2 3 L LF R t BZ 由，得： 0Z N （3.39）56.309902.136854.1731 BZrCZ RFR 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 15 （4）作弯矩图： 垂直面弯矩图： Y M C 点 Nmm （3.40）495.4790825 .76113.629 2 LRM BYCY 水平面弯矩图： Z M C 点 Nmm （3.41）675.478035 5 . 20267.2360 2 LRM BZCZ 合成弯矩图：M 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 16 C 点 Nmm （3.42）153.676785675.478035495.479082 2222 CZCY MMM （5）作转矩 T 图： Nmm 6 102 . 3T 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 17 （6）校核轴的强度： 按弯扭合成应力校核轴的强度 校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 C）的强度。由文献1，15-5可 知，取，轴的计算应力6 . 0 MPa 3 . 14 1501 . 0 )1026 . 9 6 . 0(153.676785 )( 3 252 2 3 2 W TM c （3.43） 选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由文献1表可知，MPa。因此，11560 1 ，故安全。 1 ca （7）精确校核轴的疲劳强度 判断危险截面 从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面 IV 和 V 引起的应力集中最严重， 而 V 受的弯矩较大；从受载的情况来看，截面 C 的应力最大，但应力集中不大，所 以 C 面不用校核。只需校核截面 V 的应力。 截面 V 左侧 抗弯截面系数 mm （3.44）2744001401 . 01 . 0 33 dW 3 抗扭截面系数 mm （3.45）5488001402 . 02 . 0 33 dWT 3 截面 V 左侧的弯矩 M 为 Mpa （3.46）628.626570 5 . 761 705 153.676785M 截面 V 上的扭矩 T 为 MPa 3200000 1 T 截面上的弯曲应 Mpa （3.47）28 . 2 274400 628.626570 W M b 截面上的扭转切应力MPa （3.48）83 . 5 548800 3200000 1 T T W T 轴的材料为 45 钢，调质处理。由文献1表可知，MPa，115640 B MPa，MPa。275 1 155 1 由文献1 附表可知，用插入法求出83 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 18 ，8 . 2 k 24. 28 . 28 . 0 k 轴应按精车加工，由文献1 附图可知，表面质量系数为：43 84 . 0 轴未经表面强化处理，1 q 固得综合系数为 （3.49）99 . 2 1 84 . 0 1 8 . 21 1 k K 43 . 2 1 84 . 0 1 24 . 2 1 1 k K 由文献1 ，可知，碳钢的特性系数1323 取2 . 01 . 0 1 . 0 取1 . 005 . 0 05 . 0 所以轴在截面 V 左侧的安全系数为 （3.50）34.40 01 . 028. 299 . 2 275 1 mb K S （3.51）02.19 2 83 . 5 05 . 0 2 83. 5 43 . 2 275 1 ma K S （3.52）5 . 122.17 02.1934.40 02.1934.40 2222 S SS SS Sca 综上：该轴在截面 V 左侧的强度是足够的。 截面 V 右侧 抗弯截面系数 mm2197001301 . 01 . 0 33 dW 3 抗扭截面系数 mm4394001302 . 02 . 0 33 dWT 3 截面 V 左侧的弯矩 M 为 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 19 MPa628.626570 5 .761 705 153.676785M 截面 V 上的扭矩 T 为 MPa 3200000T 截面上的弯曲应力 MPa85 . 2 219700 628.626570 W M b 截面上的扭转切应力 MPa28 . 7 439400 3200000 1 T T W T 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按文献1附表查取。 23 因，023 . 0 130 3 d r 08 . 1 130 140 d D ，05. 2 3 . 1 又由文献1附图可得轴的材料的敏感系数为13 ，83 . 0 q87 . 0 q 故有效应力集中系数按文献1，附为43 （3.53）87 . 1 ) 105 . 2 (83 . 0 1) 1(1 qk 26 . 1 ) 1