粮食收集装袋机设计

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 0 江西科技学院本科生毕业论文 设计 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 1 江西科技学院本科生毕业论文 设计 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 China s 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 2 江西科技学院本科生毕业论文 设计 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 1 i 3 江西科技学院本科生毕业论文 设计 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 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 图 1 图 2 江西科技学院本科生毕业论文 设计 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 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 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 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 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 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 d 3mm 取 w 0 0030kw h kg 查 B5p 75 传动效率 取 0 75 所以根据 N 3 kw n 1500r 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 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 8 1 22 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 8 1 2 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 8 1 12 和表 8 1 14 选定 100mm 75r 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 8 7 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 2804 80 280 2 2802 2 886mm 依 B1 表 8 1 8 取 900mm 即带型为 A 900 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 8 1 27 c 取 1 32kw 1 d d 1 n 3 2 12时单根 V 带型额定功率增量 1 i 1 P 根据带型号 和 查 B1 表 8 1 27 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 8 1 23 取 0 96 a k 带长修正系数查 B1 表 8 1 8 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 m V 带每米长的质量 kg m 查 B1 表 8 1 24 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 mRa 2 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 大 V 带轮 江西科技学院本科生毕业论文 设计 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mm45 d 江西科技学院本科生毕业论文 设计 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 4 作弯矩图 垂直面弯矩图 Y M C 点 N mm 3 40 495 4790825 76113 629 2 LRM BYCY 水平面弯矩图 Z M C 点 N mm 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 C 点 N mm 3 42 153 676785675 478035495 479082 2222 CZCY MMM 5 作转矩 T 图 N mm 6 102 3 T 江西科技学院本科生毕业论文 设计 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 115 60 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 676785 M 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 115 640 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 8 2 k 24 2 8 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13 23 取2 0 1 0 1 0 取1 0 05 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 MPa628 626570 5 761 705 153 676785 M 截面 V 上的扭矩 T 为 MPa 3200000 T 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 13 1 87 0 1 1 1 qk 由文献 1 附图可得轴的截面形状系数为23 58 0 由文献 1 附图可得轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为33 76 0 综合系数为 41 3 1 84 0 1 58 0 87 1 1 1 k K 84 1 1 84 0 1 76 0 26 1 1 1 k K 所以轴在截面 V 左侧的安全系数为 29 28 01 085 2 41 3 275 1 ma K S 96 24 2 83 5 05 0 2 83 5 84 1 275 1 ma K S 江西科技学院本科生毕业论文 设计 5 172 18 96 2429 28 96 2429 28 2222 S SS SS Sca 故该轴在截面 V 左侧的强度是足够的 第四章第四章 各主要零部件强度的校核各主要零部件强度的校核 4 4 1 1 轴轴承承强强度度的的校校核核计计算算 1 滚动轴承的选择 滚动轴承为深沟球轴承 6205 由文献 2 表得24 2 39 KN KN 862 r C1490 or C83 0 e8 0 1 Y 2 寿命验算 轴承所受支反力合力 N 4 1 74 150502 136813 629 2222 BZBYB RRR 对于深沟球轴承 派生轴向力互相抵消 N0 Ba F57 712 aCa FF 由文献 2 表得 24 2 39 e R F B Ba N 4 2 74 150508 074 1505 1 BaBBr FYRP 按轴承 B 的受力大小验算 h 4 3 9 3 10 366 1078 4 74 1505 10862 55660 10 60 10 Br h P C n L h 年 9 1078 4 h L 5 1046 5 由于粮食收集装袋机传动轴的运转平稳和受力结构 必须选择较大寿命的轴承 轴承能达到所计算的寿命 经审核后 此轴承合格 江西科技学院本科生毕业论文 设计 第五章第五章 主要部主要部分的三维建模分的三维建模 5 5 1 1 料料筒筒的的三三维维建建模模 5 5 2 2 滚滚筒筒输输送送线线的的三三维维建建模模 江西科技学院本科生毕业论文 设计 5 5 3 3 电电机机的的三三维维建建模模 5 5 4 4 轴轴承承的的三三维维建建模模 江西科技学院本科生毕业论文 设计 5 5 5 5 粮粮食食收收集集装装袋袋机机的的三三维维建建模模 江西科技学院本科生毕业论文 设计 第六章第六章 电气控制部分的设计与安装电气控制部分的设计与安装 此次设计的粮食收集装袋机的电器部分主要是针对控制三相电机这个部分 一 本都是通过变频器来控制 通常由于该收集器都是随车固定在一个部位的 所以一 般电气控制箱体根据该粮食收集装袋机的类型来选择 固定式的就是固定在粮食收 集装袋机或者其他地方就行 在需要开机操作的时候 人工只要按下按钮就可以 一般此类设备的控制可以直接采用单片机控制 因为单片机成本低廉且电路简 单 能够实现对该粮食收集装袋机的控制 江西科技学院本科生毕业论文 设计 结论结论 本课题是粮食收集装袋机的设计 本次设计粮食收集装袋机的目的是为了提高 此种机械的工作效率 本机主要用于粮食的自动收集 根据不同的收集物体和收集 要求 可以对传统的粮食收集装袋机的部分结构进行灵活的调整 粮食收集装袋机能满足粮食收集的要求 且结构简单 运行平稳 工作可靠 易于调整工作日程 便于维修保养 考虑到设计的轴过于长 如果用角接触球轴承 需要经常更换 用圆锥滚子轴承则不要经常更换 本次设计的粮食收集装袋机 工 作效率高 它可以精确的运动 传输是稳定可靠的 使用安全 易于维护 满足收 集要求 工作行程很容易调整 能保证所需皮革样式准确切除 在设计中 设计精 度有待提高和完善 相信随着社会发展 粮食收集装袋机应用会更加广泛 江西科技学院本科生毕业论文 设计 致谢致谢 现在 我的心里感到特别高兴和激动 在这里 我打心里向我的导师和同 学们表示衷心的感谢 因为有了老师的谆谆教导 才让我学到了很多知识和做人 的道理 由衷地感谢我亲爱的老师 您不仅在毕业设计上对我精心指导 在生活 上面也给予我无微不至的关怀支持和理解 给了我许多在毕业设计中的灵感和启 发 所以我才能顺利地完成大学阶段的毕业设计 也学到了很多有用的知识 同 时我的生活中的也有了一个明确的目标 使我懂得了 纸上学来终觉浅 绝知 此事要躬行 的道理 并且在做毕业设计过程中 我想了很多 关于以后规划的 问题 知道想要什么 我不再是过去的那个懵懂少年和调皮的我啦 导师严谨的 指导的态度 耐心细致中的讲解 认真负责 无私奉献 宽容豁达的教学态度都 是我们应该学习和提倡的 通过近半年的设计计算和查找资料 查找各类粮食收 集装袋机的相关资料 毕业设计终于完成了 我感到非常兴奋和高兴 虽然它是 不完美的 也不是最好的 但在我心中 它是我最珍惜的 因为