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含图和文档 玉米 脱粒机 设计 文档

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玉米脱粒机的设计【含图和文档】,含图和文档,玉米,脱粒机,设计,文档

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本科毕业设计（论文） 题题 目目: 玉米脱粒机的设计玉米脱粒机的设计 英文题目：英文题目：The design of corn thresher 学学 院：院：_机电工程学院机电工程学院_ 专专 业业：_机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化姓姓 名名：_ 张张 特特_ _学学 号：号：_20120460134_20120460134_指导教师指导教师：_ _殷淑芳殷淑芳_2015 年年 12 月月 11 日日 毕业设计（论文）独创性声明毕业设计（论文）独创性声明该毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名： 日期： 年 月 日 毕业设计（论文）使用授权声明毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解青岛滨海学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留送交毕业设计（论文）的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计（论文）。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘摘 要要 本次设计的题目是玉米脱粒机的设计，此种玉米脱粒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，并且玉米脱粒机更接近我们的生活实际。在某种程度上面来说，通过设计处此次在玉米脱粒机，可以大大提高未来玉米脱粒机的商品价值，并且为后续在玉米脱粒机的发展肯进步起到很大的推进作用和借鉴价值。 然而机械设备又是机械工业的重要组成部分，不论是传统的脱粒设备，还是现代脱粒设备，玉米脱粒机都是十分重要的。因此，好的玉米脱粒机的设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。 传统的实现玉米脱粒的方法都是依靠人工的方式，这样工作效率低下，质量得不到保证，而本课题所设计的玉米脱粒机，能够实现玉米的自动脱粒，在人工脱粒的基础上面大大地提高了生产效率，降低了劳动成本，特别与发达国家的玉米脱粒设备相比，还是有一定的差距，因此新型玉米脱粒机的设计具有重要意义。关键词关键词：玉米脱粒机 制造 效率 重要意义 摩擦板齿式脱粒 Abstract For a lot of special places, like the risk is very big, or we are difficult to reach, such as disarm bombs, unknown corresponding domains such as detection, probing deep of more dangerous situation usually need to implement the robot.Its a main part of robot for micro pedipulator, walking robots and more than six feet, compared to the eight Legged robot. because of strong bearing capacity, good stability, which the meritss is simple construction, so, a large number of researchers around the world, start generally attach importance.This 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. The miniature walking robot is mainly driven by servo motor, so as to drive the leg action driven synchronous belt wheel by a crank and rocker mechanism. Key words: Rice thresher manufacturing efficiency significance of friction plate threshing 目 录1 引言.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.22 玉米脱粒机总体方案的设计.3 2.1 玉米脱粒机工作方式的选择.4 2.2 玉米脱粒机的结构原理.6 2.3 机械传动部分的设计计算.7 2.3.1 电机的选型计算 .10 2.3.2 V 带传动的设计计算 .11 2.3.3 传动轴的设计计算 .133 玉米脱粒机中主要零件的三维建模.15 3.1 筛体的三维建模 .16 3.2 机架的三维建模 .17 3.3 V 带轮的三维建模 .19 3.4 玉米脱粒机的三维建模 .204 各主要零部件强度的校核.23 4.1 机架强度的校核与计算 .25 4.2 轴承强度的校核计算 .26结论.27致谢.28参考文献.29 01 引言1.1 课题的来源与研究的目的和意义 玉米脱粒机自从上世纪九十年代开始就陆续地被应用在农业方面，但传统的玉米脱粒机由于脱粒精度不高，速度缓慢，有好多工厂仍然采用人工脱粒的方式，这种人工脱粒的方式劳动效率低下，所以此次设计的玉米脱粒机，在传统的玉米脱粒机的基础上进行改进创新，应用合理的结构以及动力机构，从而来克服以往的玉米脱粒机所不能克服的问题，对后续的玉米脱粒机的设计制造有一定的参考意义和价值。我国生产的玉米脱粒机结构简陋，脱粒效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的玉米脱粒机的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，玉米脱粒机的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的玉米脱粒机势在必行！ 本次设计的玉米脱粒机采用三相异步电机通过 V 带传动带动脱粒体旋转来进行玉米的脱粒，由于 V 带传动平稳，且噪音小，相信此种玉米脱粒机的出现将会大大提高玉米的脱粒能力和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。 目前半自动玉米脱粒机将逐渐被全自动玉米脱粒机所代替。传统的机械式的玉米脱粒机已经不能完全满足当今市场的需要，迫切需要各种多功能的玉米脱粒机来满足市场需求，因此上海格尔公司加大人力开发出了五个规格十种类型的玉米脱粒机，然而我国所需的玉米脱粒机全部依赖进口，这使得国产机械人配备玉米脱粒机后，成本增加很大，而装备自行开发生产玉米脱粒机，其成本提高不大，说明玉米脱粒机的市场前景令人乐观。 随着国内外机械工业的蓬勃发展，世界玉米脱粒机以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础,二十世纪以来，德国的 SMATE 公司将新开发的玉米脱粒机应用到该公司的子公司-一个专业加工玉米的机械公司，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继德国的 SMATE 公司之后，法国的 SHATE 公司也看到了玉米脱粒机的利润所在，投入了相当大的人力和精力来开发研制玉米脱粒机，并且与二十世纪中期投入到了北美等市场。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力， 1都大力进行玉米脱粒机的研发工作。现在国外等著名玉米脱粒机的品牌中，都有玉米脱粒机的销售，全世界玉米脱粒机的应用越来越广泛。有一点值得注意的是，玉米脱粒机的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此玉米脱粒机是当今棒料生产加工企业比配的设备已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的玉米脱粒机销售市场，其工业的发展也变得越来越快捷和发达，这都和玉米脱粒机的发展从而带动机械工业的发展离不开关系。目前国外各个西方资本主义国家都在加大力度研发新型的多功能玉米脱粒机。我国从上世纪九十年代开始生产玉米脱粒机，于 1980 年自行设计制造出不同功能和形式的玉米脱粒机之后，为了适应玉米加工厂家的需要，1999 年又制造了基于 PLC的玉米脱粒机。并且经过实际应用，该玉米脱粒机已经得到了越来越广泛的应用，逐渐迈出了国内的市场，在西方资本主义国家已经得到了普遍的应用和发展。传统的玉米脱粒机产品图如下图所示： 2 1.2 本课题研究的内容本论文主要研究运用 SolidWorks 对玉米脱粒机进行设计。在设计过程中，了解SolidWorks 的各种功能。本次设计的题目是玉米脱粒机的设计，其主要研究内容如下：（1）到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集各类玉米脱粒机的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。（2）分析玉米脱粒机的结构与参数（3）确定设计总体方案（4）确定具体设计方案（包括传动机构的选择，脱粒机构的设计，电机，轴承等的选型设计等等）（5）玉米脱粒机的三维图的绘制、CAD 装配图、零件图的绘制。（6）说明书的整理 32 玉米脱粒机总体方案的设计 本次设计的玉米脱粒机，主要是针对玉米进行自动脱粒，相比于传统的玉米脱粒机，此种玉米脱粒机结构更加简单，成本低廉，最主要的是脱粒精度很高，产能也快，由于采用 V 带传动，所以有一定的吸振能力，对于一些颗粒较大的玉米，可以产生柔性的脱粒效果。本次设计拟先确定好玉米脱粒机的方案，具体地就是从玉米脱粒机的工作方式中选择最优的工作方式，然后进行具体的设计计算，再细化出图等。2.1 玉米脱粒机工作方式的选择玉米脱粒机作为我国农业机械的一种，在各个农业机械公司都有研发和设计，并且随着科技的发展和人类的进步，至今为止，已经开发出了多种玉米脱粒机，一般玉米脱粒机的类型有多种，传统的玉米脱粒机钉齿滚筒和栅板摩擦挤压玉米脱粒，脱粒方式反映了以下几点：低水分含量（低于 15），它很容易被折断玉米粒;中间水分含量（15-19），易引起颗粒表面的皮肤损伤耳朵;高水分含量（19），不仅可以去除净率会降低，个别谷物表皮损伤严重，导致总损失率增加;在一般情况下,传统的脱粒率总损失超过 2。而较为优秀且实用的脱粒方式还有采用两组滚筒对滚来脱粒，该中脱粒机构针对一些大的玉米的脱粒是可行的，但对于一些颗粒较小的玉米就不能起到很大的作用。基于上述，本文采用摩擦板齿式脱粒的工作方式，因为这种方式的玉米脱粒方式更能够更高效率地对玉米进行脱粒。其工作原理是：玉米通过人工输入供给口，在一个螺旋形导板进入脱粒的作用下，网格板的脱粒区由钢焊接而成，所述间隙大于所述玉米粒的宽度，玉米粒可以通过网格，网格板被焊接与屏体，可以有效地降低玉米穗的流动阻力，以提高脱净速率。摩擦板齿式脱粒的脱粒方式如下图 1 所示： 4图 1 摩擦板齿式脱粒的脱粒方式2.2 玉米脱粒机的结构原理该玉米脱粒机设计，采用摩擦板齿式脱粒的形式来进行，人们把玉米放入到玉米脱粒机的里面，玉米由于螺旋导料板的作用下就自动进入脱粒区，因为脱粒区的栅格板由钢焊制而成，其间隙大于玉米籽粒的宽度，使得玉米粒能够从栅格板穿过，栅格板下焊有筛体，可有效的降低对玉米果穗的流动阻力，提高脱净率。其具体结构原理图如下图 2 所示：图 2 结构原理图 52.3 机械传动部分的设计计算2.3.1 电机的选型计算 玉米脱粒机是通过电机通过 V 带传动带动脱离体旋转，从而实现玉米的脱粒功能，该玉米脱粒机采用普通三相电机通过带动带传动从而使脱离体旋转，脱粒方式采用摩擦板齿式脱粒进行对玉米的脱粒，具体的电机选型计算过程如下：N=4(KW)WGG玉米脱粒机的生产能力，1000kg/hW切割 1kg 物料耗用能量，其值与玉米直径有关，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 N4kw，n1500r/min 得 Y112M-4 电机的结构。具体的电机外观图如下图 3 所示： 图 3 Y112M-4 电动机外观图2.3.2 V 带传动的设计计算1 设计功率dP kwPKPAd8 . 442 . 1 工况系数，查 B1 表 8122 ，取1.2AKAK P传递的功率2 选定带型根据和选取普通 V 带 A 型，小带轮转速，为 1440r/mindp1n1n3 传动比 6 1.76 0i2nin1min/81801876. 11440r4 小带轮基准直径（mm）1dd 100mm75r/min 1ddmindd5 大带轮基准直径（mm）2dd cmdiddd17610076. 112 =180mm2dd6 带速验算 smvsmndvd/3025/54. 71000601440100100060max117 初定轴间距（mm）0a mmddadd280)(22108 所需带的基准长度（mm）0dL 0204)()(2212210addddaLddddd 280480280228022 886mm 带型为 A9009 实际轴间距 a mmLLaadd287288690028020010 小带轮包角1 3 .57180121adddd = 3 .572878018016411 单根 V 带的基本额定功率1p 7 根据带型号、和普通 V 带取 1.32kw1dd1n12 时单根 V 带型额定功率增量1i1P根据带型号、和 取 0.15kw1ni13 V 带的根数 ZZ =49 . 387. 096. 0)15. 032. 1 (8 . 4)(11LadkkppP小带轮包角修正系数查 B1 表 8123,取 0.96ak带长修正系数查 B1 表 818，取 0.87Lk14 单根 V 带的预紧力0F 20) 15 . 2(500mvZvPkFda =254. 71 . 054. 748 . 4) 196. 05 . 2(500 =134（N） mV 带每米长的质量（kg/m）查 B1 表 8124，取 0.1k/gm15 作用在轴上的力F )(106182sin413422sin210NZFF )(159282sin413432sin310maxNZFF 考虑新带初预紧力为正常预紧力的 1.5 倍maxF16 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。mRa2 . 3带轮的材料为 HT200。查 B1 表 8110 得基准宽度制 V 带轮轮槽尺寸，根据带轮的基准直径查 B1 表 8116 确定轮辐如下图 4、5 所示： 8图 4 小带轮图 5 大带轮2.3.3 传动轴的设计计算（1）初步确定轴的直径mm （3.32）5 .563556551303000npAd根据工作条件，取mm,其中传动轴图如下图 6 所示：55d 9图 6 传动轴（2）传动轴受力分析N （3.33） 44.51443601026. 922511mtdTFN （3.34） 54.1731062222cos2044.5144cos 1tgtgFFtrN （3.35）57.712062222sin2044.5144062222sin tgtgFFta（3）绘制传动轴的受力简图，求支座反力垂直面支反力：由，得： 0CM （3.36）0257032arBYFLFLR 10 NLFLFRarBY13.6295 .7612/36057.7125 .20254.17312/36023由，得： 0Y N （3.37）67.236013.62954.1731BYrCYRFR水平面支反力：由，得： 0CM （3.38）032LFLRtBZ N02.13685 .7615 .20244.514423LLFRtBZ由，得： 0Z N （3.39） 56.309902.136854.1731BZrCZRFR （4）作弯矩图：垂直面弯矩图：YM 11C 点 Nmm （3.40）495.4790825 .76113.6292LRMBYCY水平面弯矩图：ZMC 点 Nmm （3.41）675.4780355 .20267.23602LRMBZCZ合成弯矩图：MC 点Nmm （3.42）153.676785675.478035495.4790822222CZCYMMM （5）作转矩 T 图： 12 Nmm6102 . 3T （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，取，轴的6 . 0计算应力 MPa （3.43）3 .141501 . 0)1026. 96 . 0(153.676785)(3252232WTMc选定轴的材料为 45 钢，调质处理，MPa。因此，故安全。6011ca（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，故C 面不用校核。只需校核截面 V。截面 V 左侧抗弯截面系数 mm （3.44）2744001401 . 01 . 033dW3抗扭截面系数 mm （3.45）5488001402 . 02 . 033dWT3截面 V 左侧的弯矩 M 为 13 Mpa （3.46）628.6265705 .761705153.676785M截面 V 上的扭矩 T 为 MPa 32000001T截面上的弯曲应 Mpa （3.47）28. 2274400628.626570WMb 截面上的扭转切应力MPa （3.48）83. 554880032000001TTWT轴的材料为 45 钢，调质处理。MPa，MPa，MPa。640B27511551用插入法求出 ，8 . 2k24. 28 . 28 . 0k轴按精车加工，表面质量系数为： 84. 0轴未经表面强化处理，1q固得综合系数为 （3.49）99. 2184. 018 . 211kK 43. 2184. 0124. 211kK碳钢的特性系数 取2 . 01 . 01 . 0 取1 . 005. 005. 0所以轴在截面 V 左侧的安全系数为 （3.50）34.4001 . 028. 299. 22751mbKS 14 （3.51）02.19283. 505. 0283. 543. 22751maKS （3.52）5 . 122.1702.1934.4002.1934.402222SSSSSSca故该轴在截面 V 左侧的强度是足够的。截面 V 右侧抗弯截面系数 mm2197001301 . 01 . 033dW3抗扭截面系数 mm4394001302 . 02 . 033dWT3截面 V 左侧的弯矩 M 为 MPa628.6265705 .761705153.676785M截面 V 上的扭矩 T 为 MPa 3200000T截面上的弯曲应力 MPa85. 2219700628.626570WMb截面上的扭转切应力 MPa28. 743940032000001TTWT截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及因，023. 01303dr，08. 1130140dD ，05. 23 . 1轴的材料的敏感系数为 ，83. 0q87. 0q故有效应力集中系数为 （3.53）87. 1) 105. 2(83. 01) 1(1qk 26. 1) 13 . 1 (87. 01) 1(1qk轴的截面形状系数为58. 0轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为76. 0 15综合系数为 41. 3184. 0158. 087. 111kK 84. 1184. 0176. 026. 111kK所以轴在截面 V 左侧的安全系数为 29.2801 . 085. 241. 32751maKS 96.24283. 505. 0283. 584. 12751maKS 5 . 172.1896.2429.2896.2429.282222SSSSSSca 故该轴在截面 V 左侧的强度是足够的。 163 玉米脱粒机中主要零件的三维建模3.1 筛体的三维建模 173.2 机架的三维建模 183.3 V 带轮的三维建模 3.4 玉米脱粒机的三维建模 194 各主要零部件强度的校核4.1 机架强度的校核与计算机架的选择根据玉米脱粒机上面的所有组成部件，脱粒量的多少和重量来定，方通机架受力分析得出，由分析得出玉米脱粒机机架在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。本次设计的机架图纸如下图 7 所示：图 7 机架图 即机架和脱粒体以及轴承等等给的压力为 G+G1（零部件重量）=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N; 根据方通承载力计算公式：M=Pac/L(M：弯矩，P 集中力，a 集中力距支座距离，c 集中力距另一支座距离，L 跨度，L=a+c) （仅用于截面) b hhhW=12 f=M/W材料的许用应力（弹性抗拉强度/安全系数）。M=Pac/L=11960xL，本次设计初定 L 为 1200mm 20则 M=13456N.M，初定方通为 140x40x6。计算 W 得出b hhhW=12 210.42cm 462M13456f=1212.35 10a=12.12 10aW10.42cm由于NPP折算后位 270Mpa 查的普通碳素结构钢 Q235A 的抗拉强度为 375500Mpa，由于270Mpa 远远小于 375Mpa，所以方通满足强度要求。4.2 轴承强度的校核计算（1）滚动轴承的选择滚动轴承为深沟球轴承 6205，KN，KN，。862rC1490orC83. 0e8 . 01Y（2）寿命验算 轴承所受支反力合力 N （4.1）74.150502.136813.6292222BZBYBRRR对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N0BaF57.712aCaFF得， ，eRFBBa N （4.2）74.150508 . 074.15051BaBBrFYRP按轴承 B 的受力大小验算 h （4.3）93103661078. 474.15051086255660106010BrhPCnLh=年91078. 4hL51046. 5 由于玉米脱粒机脱粒体的运转平稳，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。 21总 结时间似流水，到今天，我的毕业设计总算完成了，心里充满感概和辛酸。在最近的一段时间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度本文所设计的是玉米脱粒机的设计，通过初期的定稿，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最后，感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。在这里，我要对我的老师和同学们表示由衷的谢意。 22致 谢直到今天，论文总算完成了，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，您不仅在学术上对我精心指导，在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，在我的生命中给予的灵感，所以我才能顺利地完成大学阶段的学业，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。知道想要什么，不再是过去的那个爱玩的我了。导师严谨的治学态度，创新的学术风格，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，查找各类玉米脱粒机的相关资料，论文终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想的，这是我付出的汗水获得的成果，是我在大学四年的知识和反映。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是来自老师和同学的潜移默化让我学到很多有用