毕业设计（论文）-谷物烘干机设计

PAGEPAGE27摘要本研究针对小型谷物烘干机的结构设计展开，以建立一种适用于小农户和农户的高效、紧凑、使用方便的粮食烘干装置为目标。为实现谷物快速均匀烘干，减少能源消耗，对其主要部件进行了优化设计。​在主要结构方面，采取了独一无二的双套式结构。采用内筒装粮，外筒周围设置换热设备，使热风在内筒和外筒之间形成循环，对粮食进行全方位传热，可有效提升烘干效果。同时，内部装有可调整的刀片，使粮食在烘干时能连续翻转，保证粮食加热均匀，防止局部温度过高或过低。​在烘干机的顶端设有给料斗，该料斗的倾角及开孔大小均经仔细计算，既能达到自动给粮的目的，又能有效地避免喂料过程中发生的阻塞。下端设有卸料阀，通过对卸料阀开启程度的控制，使卸料量可以根据不同的需要进行灵活调整。另外，为了方便设备的搬运与安装，整个机器都是模块化的，每个模块之间都有一个标准的接口，可以在搬运的时候进行拆卸，并且在到达作业地点后可以迅速的进行装配。​​关键词：小型谷物烘干机；结构设计；双层套筒；模块化；均匀烘干​AbstractThisresearchfocusesonthestructuraldesignofasmall-scalegraindryer,aimingtocreateanefficient,compactandeasy-to-usegraindryingequipmentforsmallfarmersandfarms.Toachievethegoalsofrapidanduniformdryingofgrainsandreducingenergyconsumption,thekeycomponentsofthedryerhavebeenoptimizedindesign.​Inthemainstructure,auniquedouble-layersleevedesignisadopted.Theinnercylinderisusedtoloadgrains,andtheoutercylinderissurroundedbyaheat-exchangedevice.Hotaircirculatesbetweentheinnerandoutercylinders,realizingall-aroundheattransfertothegrainsandeffectivelyimprovingthedryingefficiency.Atthesametime,theinnercylinderisequippedwithadjustablespiralblades,whichcancontinuouslystirthegrainsduringthedryingprocess,ensuringuniformheatingofthegrainsandavoidinglocaloverheatingorinsufficientdrying.​Thetopofthedryerisdesignedwithafeedhopper.Itsinclinationangleandopeningsizearecarefullycalculatedtoachieveautomaticfeedingofgrainsandpreventblockageduringfeeding.Atthebottom,adischargedeviceisinstalled.Bycontrollingtheopeningdegreeofthedischargevalve,thedischargespeedcanbeflexiblyadjustedtomeetdifferentproductionrequirements.Inaddition,foreasymovementandinstallationoftheequipment,thewholemachineadoptsamodulardesign.Themodulesareconnectedthroughstandardizedinterfaces.Theycanbedisassembledduringtransportationandquicklyassembledattheoperationsite.​Keywords:small-scalegraindryer;structuraldesign;double-layersleeve;modularization;uniformdrying​目录TOC\o"1-3"\h\u目录 3第一章绪论 51.1研究的背景及意义 51.2国内外研究现状​ 61.3研究方法和内容​ 71.4谷物烘干机简介 81.4.1对流换热式谷物烘干机 81.4.2辐射式烘干机 121.4.3导热式烘干机 131.4.4批量作业式烘干机 131.5谷物的烘干机理 14第二章谷物烘干机的结构设计 152.1谷物烘干机的基本设计要求 152.2谷物烘干机的结构原理及结构示意图 15第三章传动装置 163.1传动功率的选择 163.2传动参数选择与减速器 183.2.1齿轮传动的介绍 183.2.2直齿轮传动 183.2.3齿轮参数确定 193.2.4烘干机齿轮的强度校核 203.3减速结构的计算设计 223.4传动轴的设计与校核 243.4.1确定轴的尺寸 263.4.2轴的尺寸校核 263.5传动深沟球轴承的设计校核 27第四章烘干系统的设计 284.1谷物烘干时间 294.2谷物失水量及谷物烘干、冷却后重量 294.3热量衡算 30第五章小型谷物烘干机装置建模 335.1装配体绘制 335.2二维装配图绘制 335.3谷物烘干机的设计静力学分析 34第六章结论与展望 376.1小型谷物烘干机设计结论 376.1.1设计方案 376.1.2结构设计 386.1.3仿真分析 386.2小型谷物烘干机研究展望 38参考文献 39致谢 41第一章绪论1.1研究的背景及意义本课题针对一种小型谷物烘干设备进行了研究，该设备是整个农产品加工过程中的一个重要环节。粮食从农田中收获后，如果不对其进行快速、高效的烘干，很容易发生霉变和发芽等问题[1-3]。湿热的气候为霉菌提供了一个良好的繁殖场所，各种类型的有害真菌可以在粮食表面快速繁殖，不但破坏粮食的营养，降低粮食的质量，而且还能生成黄曲霉素等强致癌物质，给人类的健康带来巨大的危害。而当种子发芽后，种子中蕴藏的营养就会被消耗殆尽，口感会受到影响，营养也会大幅下降，达不到市场的要求，也达不到消费者的预期。更重要的是，霉变、出芽等引起的谷物品质劣变，直接造成产后损失，使农户多年的努力付之东流，进而影响到农业经济效益和食品供给的稳定[4-5]。​小农户和小农场是农业生产的主体，对促进农业发展和保障粮食供给具有举足轻重的地位。但是，由于企业规模小、资本存量少等原因，其在粮食烘干设备的选用上存在一定的困难。传统的大型粮食烘干设备造价昂贵，动辄几十万乃至上百万，对小规模农户来说，成本太高，远不是他们能负担得起的。哪怕是一些小农户，为了购买更大的机器，也会承受不住接下来的维修和维护[6-7]。另外，大型的设备通常都是操作繁琐，需要专业的技术人员来操作和维修，这对那些普遍没有受过教育，又缺少专业技术知识的小农户而言，无疑会加大使用的难度和管理费用[8-10]。​因此，研制一种价格低廉，操作简单，高效节能的微型谷物烘干器，已成为当务之急。本项目以微型谷物烘干器为研究对象，通过一系列科学严密的优化手段，使其烘干效率得到显著提高[11-13]。在结构方面，通过创新性的风道布置，使热风更均匀地渗透到粮层中，防止局部烘干不均匀，有效地缩短烘干时间，提升烘干效率。同时，采用了新的隔热材料，减小了散热，减少了能耗，从而达到了高效节能的目的。通过对烘干仓的结构进行优化，增大粮食与热空气的接触面积，使粮食的烘干品质得到进一步提高，从而保证每个粮食都能获得理想的烘干效果[14-15]。​该项目的实施，可有效服务于规模经营主体的现实需要。小规模的干谷机，以低廉的价格，使小农和农场可以很容易地购买，使他们摆脱了由于资金不足而不能有效烘干粮食的窘境。易于操作的特点，使一般农户通过简单的训练即可掌握，从而降低了技术的门槛。该产品具有高效率、低能耗、低能耗等优点，既可提高烘干效率，又可减少产后损耗，提高农业生产效益。在宏观上，这将为保证我国食品产后安全提供强大的技术支撑，帮助稳定食品供给，推动农业可持续发展，使农业在科技的驱动下，走上更加绿色、高效、稳定的新道路。​1.2国内外研究现状​（一）国外研究现状​在粮食烘干方面，国外的研究起步比较早，技术也比较成熟。美国最具代表性的是大规模的连续谷物烘干器，例如布勒公司的一系列烘干器。它是一种顺、逆流烘干技术[1]。其工作原理是，热气首先与刚刚进入烘干机的高水分粮食发生接触，然后通过顺流烘干，在高温的作用下，将大量的水分迅速地蒸发掉，然后再将粮食送入逆流烘干区，让它与气温逐步下降但湿度比较高的空气相接触，从而达到慢干的目的，从而确保粮食的质量。试验中，通过对小麦的烘干试验，证明了该机的生产能力很大，可以达到每小时几十吨的粮食烘干，并使粮食的含水量由原来的25%稳定下降到大约13%的安全储藏。但这种大型烘干设备造价昂贵、结构复杂、维修困难，不适合小农户和小农户。​欧洲一些国家，比如丹麦，已经开发出适合小批量生产的循环烘干装置[3]。本设计的基本原理是：将粮食在烘房中进行多次循环，每一次循环均经历热风的作用。通过对丹麦一种型号的微型烘干机进行了试验，结果表明，该烘干器对各种粮食都有很好的适应能力，能够很好地保留谷粒的完整度，减少爆腰率。但是，这种方法烘干时间长，能耗高，需要提高设备的自动化水平。​（二）国内研究现状​近几年来，我国对微型谷物烘干机的研究已有较大的发展。现在比较普遍的有两种类型，即混流烘干器和错流烘干器。该设备利用热风沿不同的方向通过粮层，使粮食受热更加均匀。如国产一种混合流式小谷物烘干器，经试验比较，其烘干效果优于常规单流烘干器[6]。但是，一些混合流烘干设备的结构设计中，由于管道容易堵塞，致使热风无法流通，从而影响烘干效果。​错流烘干器是将热气横越于谷物层而烘干[7]。它的构造比较简单，造价也比较低廉。已有的研究表明，该烘干器对大米等粮食的烘干具有明显的减湿效果。但是，在烘干过程中，粮食容易发生局部烘干过度，从而影响粮食的质量，并且能量利用率有待提高。​从目前国内外的研究情况来看，目前的谷物烘干技术都存在着各自的优势和不足，对小型谷物烘干设备来说，如何在紧凑的结构下实现高效、节能和高质量的烘干，仍然是一个迫切需要解决的难题。​图1-1谷物烘干机1.3研究方法和内容​1.对本体进行了优化设计双筒结构，内、外圆筒的大小及间隔，保证热风对粮食的全方位传热，提高烘干效果。本项目拟将可调式叶置于内缸内，通过试验研究不同叶角、叶速等因素对翻谷效率及加热均匀性的影响，从而获得最优的叶身结构参数，以防止谷粒出现局部过热或过干不足现象。2.送料和送料机构的设计设计了喂料料斗，利用机械原理计算出喂料口的倾角及开孔大小，经试验验证，达到了自动喂料、防止物料堵塞的目的。​设计了下料口，并进行了试验研究，试验了下料口的开度对卸料速率的影响，达到了可根据生产需要进行柔性调整的目的。​3.结构的模块化设计根据设备搬运及安装方便的目的，把整个机器分成烘干、换热、进给、出料等模块。采用标准化的设计思想，对模块之间的联接界面进行了设计，并对其进行了试验验证，以保证其在运输过程中可以进行拆解，并且在到达现场后能够迅速进行装配。通过上述研究，最终研制出一种结构紧凑、高效节能、操作简单的微型粮食烘干装置，以适应小规模农户的需要，促进我国小规模粮食烘干技术的发展。1.4谷物烘干机简介粮食烘干机有多种类型，根据其传热及操作方法可分为如下：1.4.1对流换热式谷物烘干机本设计涉及一种利用热风或热风（热风）作为媒介对其进行加热、承载，从而实现烘干的目的。按所用介质的温度不同，可分为高温烘干和低温烘干两类。(1)高温烘干机：这种烘干机的介质温度比较高（80-300摄氏度），烘干速率也比较快（每小时的水分损失量约为2.5%)，因此也被称为高温快速烘干机。这台烘干机有几种不同的结构。a.流态化烘干机：通过从3-5°角倾斜的孔板下方将热空气从上方吹起，使谷层流化，使谷粒沿着孔板缓慢地向下流动，逐渐烘干。干谷是从一边流出来的。穿过稻壳的湿气是通过设备上面的通风口排出去的。由于谷层薄，空气在谷粒周围的分布更加均匀，所以具有更好的烘干均匀性，但是，由于烘干时间的缩短（40-50s)，其降水量的变化范围很小（1%-1.5%）。无制冷设备，烘干后的热粮需要通过人工摊晒，将其温度控制在5℃以下，以免产生结露。适合小批量生产。b.鼓轮烘干器：鼓轮烘干器分为简易式和复式两种，前者只有一个加热辊，而后者除了有一个加热辊之外，还包括一个冷却辊，下面就是对它的工作流程进行描述。湿粮通过热鼓的一端和热气（或煤气）一起进入到这个滚筒中，因为滚筒转动（26-30r/min)，并且轴有1-3.5°的倾角，所以，粮食会一直被圆筒中的抄板提起，再滑下去，一步一步地移到圆筒的下部，从出口出来，再进入一个冷却鼓，冷却之后，就会流出来。进入热鼓的介质温度为150-200℃，将粮食加热1-2分钟，水分下降1-1.5%c.空气烘干器：该烘干器是在谷物通过气流传送时对谷物进行加热、烘干的，有些还未设有缓苏阶段和废热阶段。其工作原理是：谷粒在高温气流作用下（80-90℃）向上运动，一方面吸热，使籽粒表面水分蒸发，同时提高籽粒温升。经高温处理的谷粒，在出膛后与当盖接触（反射弧），进入缓留室。缓苏时，谷粒内部的热量持续向籽粒内部传输，使得籽粒内的水份不断向表层迁移、扩散，并依靠自身重量进入废热烘箱内，经废热风对其进行再热烘干，产生的尾气通过排气口排放到机外。具有结构简单、操作简便、适用于小型批量生产的特点。d.立式烘箱机：为立式盒型，粮食由盒顶向盒底，因箱内有热气流过，可将粮食烘干。垂直箱烘干机按其气流方向、结构及结构特点可分为错流烘干、顺流烘干、逆流烘干和混合烘干。e.错流式烘干器：是一种长方形的立式箱体，内部设有送风、送风、送风、送风、送料管道，送出物料，送料装置。它的配气室和谷物通路的外壁都做成了多孔板，使得来自热空气腔和冷腔的空气在水平方向上通过。由于气流的流向和物料的流向是垂直的，所以被称为错流烘干器。谷层厚度很小（200-400mm)，烘干速率快，可以连续进料，加热，冷却，出粮，适合大批量连续生产。主要特征在于：在粮道中，粮食通过粮道时的热量分布是不均匀的，也就是说，在热风室这一面，粮食总是与高温介质相接触，因此，粮食的加热温度越高，降水量越大；而在机械外圈的粮食，由于一直与被吸湿的圆环相接触，所以其起热量和沉降量都不大，因此，机械内的粮食烘干均匀度不高。另外，为避免接近热风室的粮层过热，物料温度不宜选择太高，一般控制在100℃以内。为解决粮层受热不均匀的问题，美国贝利克型的错流烘干机，在粮堆经过的加热区中部增加一层，由四片坡板组成，当粮堆内部的内区和外部的粮堆分别经过四个已放置好的斜盘时，可以实现两个位置的转换（就像人下楼梯一样）。f.并流烘干器：并流烘干器的构造有漏斗型和角管式两种，下面就介绍一下这种烘干器的工作原理。是一种长方形立箱式，内部有加热部分，缓冲部分，冷却部分和出料部分。本设计提供了一种新型的谷物输送装置，该装置在加热段和冷却段之间设置有一排气管，该排气管中的湿粮食与从该热风室送来的热风（或热风）平行下行，尾气从排气管排出，粮食通过缓苏后进入冷却段，冷却段的冷空气通过冷风机送回，为逆流冷却。粮食流向下端的卸粮器。由于物料流动方向与物料流动方向一致，所以称为并流（或并行）。能使粮食的加热状态更加均匀，烘干均匀。另外，当加热介质先与冷粮相接触，在快速升温的过程中，介质的温度会快速降低，从而缩短了谷物的加热时间，有利于保持谷物的品质。为提高生产效率，可将加热介质的温度调高约200℃。g.反流烘干器：反流烘干器的构造可以有很多种，举一个圆仓型烘干器的工作流程为例，当粮食从仓内从上往下流时，与物料的流向相反，这就是逆烘干器。热媒首先与最后被加热的热谷粒相接触。然后依次与不同温度的粮食进行接触，最终与最潮湿、温度最低的粮食接触后排出体外。结果表明，该系统的排气温度更低，热量利用率更高；但是，由于粮食加热的温度限制（通常在50℃以内），因此，逆流烘干器的加热介质不能太高，一次60-80℃。所以它每小时的减水率都很小。h.混合烘干器：混合烘干器通常采用分层角的管状结构，也被称作多管道烘干器（或角管式）。在竖箱中设置分层分层配置进、逆流和错流两种方式对粮食进行激热。尽管不同的加热方式对于不同部位的粮食的加热效果是不一样的，但是，因为竖箱内设置了多层进排气角管，所以粮食在经过整个箱体的时候，受到的不同形式的热量的概率几乎是一样的，所以，这台机器的粮食烘干均匀性比较好，通常烘干后，谷粒之间的湿度差别不超过0.5%。混流烘干器适用于大容量、大容量、大容量、长寿命的连续烘干，在国内已广泛使用。上面提到的各类竖箱烘干器，其烘干过程比较长，整个过程持续1-2个小时，降雨范围在5%-6%之间。(2)低温烘干机：利用室温或高于室温2-8℃的热风对粮食进行通风烘干。由于是分批进行的，所以每次烘干的时间都是1-12天，每小时的水分损失约为0.5%，机器的特点是能耗低，烘干品质好，但是占用空间大，容易受到环境条件的影响，而且在烘干过程中，会因为空气的湿度过大，造成粮食的霉变。适用于对降水量范围要求不大，且气候较为烘干的地区。a.地面通风口烘干仓：为圆形或方形仓型，底板多为多孔结构，底板下设有风道。用风扇抽吸送出的普通空气或少量加热的热风，通过地面孔洞和谷层，使粮食烘干，排气从上部通风孔排放。是一种用于烘干和储藏的通用装置，在烘干粮食时，谷层积约1米；在储存粮食时，可以把粮食堆在仓的顶部，并根据粮食的温度情况进行不定期的通风。在一些通风的圆形地面烘干槽内，地面上有搅拌、旋转、旋转的搅拌龙；底下有一条出谷的搅龙石。上粮时，启动提升装置，把湿谷装进提升斗，然后通过提升装置把湿粮送到上面，再通过装仓机把湿粮装进仓中。出粮时，首先启动出粮搅龙及提升装置，使从仓中央出粮孔出来的食物通过出粮搅龙运到提升装置上，上升到顶端，再从另一端出粮管道排出，此时在地面上的扫仓搅龙是静止的（既不转动，也不转动）。当仓中的粮食依靠自身流动排出到最大值时，启动扫仓搅龙，使储存在仓底的粮食逐步汇集至出仓出口，然后通过搅龙和提升装置将其运出。b.辐射型烘干箱：由上料机、均料盘、外网筒、内网筒、热风管和附属部件等构成。工作时，热空气通过热空气管向热风室输送，热空气沿径向通过内、外网管之间的谷层进行加热、烘干，排出的气体通过外网管排出后消散于空气中。属于分批操作型，在送料时，首先将风扇加热，然后将通入热风管的闸阀关闭，使冷风从下风管送到料仓中，送料完成后启动烘干。烘干过程中，首先连接暖风机，关闭上层风管上的闸阀，开启热风管上的闸阀，再将粮食烘干。在达到所需的烘干水平后，关闭热风源，使其降温，直至粮食的温度降至不高于周围温度5℃。再打开烘干仓下面的闸阀，此时应该停止运转风机。在某些情况下，为提高粮食的水分均匀度，可以采用分批循环（分批循环）操作，也就是在粮食烘干到一定程度后，将粮食释放出来，通过上料风管的空气将粮食再次送回仓中，使整个仓粮运转一次后，进入第二步分批烘干。采用间歇式的操作方式，可以提高谷粒之间的水份差异。辐射式通风烘干仓中谷层的厚度不宜太大，一般在0.3-0.5米之间；这种料仓具有很小的直径，但是高度很大，适合于小量烘干。c.斜床烘干机：是一种方形料仓，通常是多个平行排列的方形料仓。箱体的下半部是通风道，下半部是孔板。地面采用倾斜系，依据粮食自然堆积角度较小（一般为20度），操作时要小心使谷面的坡斜角与地面夹角一致，保证粮食的厚薄一致。小谷粒（小麦和大米）由于其单位谷层的厚度在大泽上较薄，而大谷粒（玉米）的堆垛厚度可以较小，而对大颗粒（玉米）的堆垛厚度可以较大。不仅适用于散粮的烘干，也适用于玉米果穗的烘干，因穗垛内存在大量的空隙性，堆高可达到3米。卸粮门设置在地面较低的位置，卸粮时为了便于卸粮，卸粮时采用多组平行结构，卸粮速度较快。卸粮闸门下部通常装有一条带式运输机，以便把已卸出的粮食及时运走。为提高定床粮食的烘干均匀性，一些倾斜床烘干机设置了可双向调节的进气阀和排气阀，在烘干开始之前，先采用底进风，后半段时间采用上排气口，后半段时间换进进气阀，排气通过下排气阀排出。(3)高低混合烘干机为了吸收高低温烘干两者的优点，同时避免或消除二者的缺点，国外倡导采用高低温组合烘干。该方法是先通过高温烘干除去粮食中含水量高的部分（18%-20%)，再转至低温烘干（含水量降低至14%）。这种方法不仅可以实现快速烘干，而且可以减少能源消耗，并确保粮食的烘干品质。美国是最常用的一种烘干方式，但由于设备投资大，不能在国内大规模推广使用。1.4.2辐射式烘干机辐射型谷物烘干机是一种利用可见光与非可见光之间的光能转换，从而达到对粮食进行加热和烘干的目的。现有的烘干设备有：太阳能烘干器，远红外烘干器，微波烘干器，高频烘干器。(1)太阳烘干机本设计是一种利用太阳能集热器（平板和圆弧集交）将太阳辐射的热转化为空气，并将空气导入到低温烘干机中进行通风烘干。它的工作原理是：太阳能烘干机在白天储存热量，为夜晚使用，通常它的地基是由具有较高热能的石头建造而成，地基内有风道。一些太阳能烘干机配有辅助加热炉，在多云天气或特殊条件下均可采用。太阳能烘干机具有节约能源、降低成本、提高烘干效果等优势，但存在设备投资大、占用空间大等问题，故美国虽有使用，但仍很少见到。扩张的速度并不快。(2)远红外线烘干器远红外烘干机是利用发射装置发射的波长在5.6-1000μm范围内的光波辐射粮食，引起粮食内部水分的强烈振荡和加热，进而实现烘干的装置。在烘干过程中，籽粒内外同时受热，当水分散失时，谷粒背面的湿度和温度都会比表层高，从而促进籽粒水分快速蒸发，从而实现快速烘干。这是它的显著特征。国内已有的点烟式远红外烘干机是一种由多条传送带、多个远红外发射器、一排湿风机、机壳、喂料斗及卸料口等构成的烘干装置。工作时，原料通过料斗落在上部的皮带上，依次传送到下面的皮带上，再由皮带输送到机外。当粮食被运送时，它上面的远红外线发射装置将粮食加热，水分在大气中逐渐弥散，再被抽风吹走。烘干速度快，烘干质量好，但因采用电力加热，所以其烘干费用高，仅用于干果产品和山产品和水产品的烘干。1.4.3导热式烘干机该烘干机依靠热传导实现热量交换，在粮食烘干方面很少使用，但广泛用于造纸、布料等工业品的烘干。由一对带蒸汽的加热辊和上下传送带构成。薄层材料被上部传送皮带送入一对辊筒的中部，辊筒转动时使材料成形，逐渐烘干，烘干后的材料被下部传送带带走。上面所述的询问是根据所述的传热方法而否定烘干，下面根据操作方法将烘干器分类如下。1.4.4批量作业式烘干机低温烘干仓的几种操作方法进行阐述。由于粮食烘干是由最低谷开始逐级进行的。在烘干过程中，存在着三个层面，一是已经到达平衡湿度的烘干层，二是处于干湿状态但尚未到达平衡状态的烘干层，三个层面是保持原有湿度的干层。随著乾燥时间的延长，上述三层之地位逐渐上升。用户可以依据自身情况采取不同的操作方法。(1)整仓烘干在粮食湿度不大的情况下，可以将整个仓房填满烘干。此时，因为粮食的阻力很大，当气流经过谷层段时，风力很小，所以烘干速率就会减慢，可以采用自然风或者稍微高一些的热风来进行，这样就更容易了。但是，要注意空气的温度，如果风速太大，它的平衡湿度就会很小，如果太久，整个仓库的粮食都会变得过干。(2)浅层烘干为加快烘干速度，可以将粮食烘干到某一厚度，此时，要使用更高的热空气温度（45℃或更低），这样，经过加工的粮食的平均含水量可以更快地提高到安全含水量（约14%）。因为谷层比较浅，上下两层之间的含水量差别很小，经过充分拌和储存，粮食的湿度就会自然而然地保持一致。(3)分层烘干国外的一些小养殖场都是这样做的，把收割好的湿粮每天放入低温仓库烘干，即使是很薄的谷子，也要在一天内把它烘干至安全湿度。第二天，将收割好的潮湿谷物放入已干的谷物上烘干，并于当日烘干至所需湿度。第三天和第四天也是如此，一直到整个仓库都被填满，晾干，然后全部卸货。该方法便于操作和管理，但因空气阻力大而消耗电能。1.5谷物的烘干机理粮食的烘干主要依靠粮食内部的水分不断地向外部扩散，以及粮食表层的持续水分蒸发来完成。粮食表面的水份蒸发与大气中水汽的分压有关。粮食在烘干过程中，受到大气水汽压强和粮食表面水汽分压的差异，其大小直接影响着粮食的水分蒸发速率。粮食中的水分运动。这就是所谓的“内部扩散”，而“内部扩散”则是“湿”与“热”两种。在粮食烘干时，粮食表层的水份被蒸发，从而打破了粮食内部的水分平衡，使粮食表层的含水量低于粮食内部的含水量，从而产生了一个湿度梯度。在湿度差作用下，使湿气向含水量较小的地方迁移，这个现象叫做湿扩散。当粮食受热时，其表层的温度比其内部的温度要高，从而产生一个温度梯度。在温度梯度的作用下，水分子从高温区域向低温区域迁移，该过程被称为热扩散。当两种物料的温度梯度方向相同时，物料内部的热量和湿度在物料中的扩散方向是一致的，从而在保证粮食品质的前提下，加快粮食的烘干速度[2]。当湿、温两个方向相反时，会引起粮食内部的热量扩散与湿扩散方向相反，从而对烘干速率产生影响。但是，由于受热温度的降低和谷粒的颗粒尺寸的减小，对水份的外流影响很小。在高温下，当热量扩散比膨胀扩散更剧烈时，粮食中的水分迁移速率通常小于粮食表面的蒸发速率，从而严重影响了粮食的烘干品质。更严重的是，粮食中的水份不仅无法渗透到粮食的表面，而且还会向粮食内部渗透，造成粮食表面的龟裂。第二章谷物烘干机的结构设计2.1谷物烘干机的基本设计要求本设计是一种适用于农业粮食烘干，以适应粮食储藏环境的要求，适用于水稻、小麦和油菜籽等普通经济作物。在烘干期间，对粮食的进出要十分便利，一次最多可达1吨，粮食的降湿范围是1-2%/小时，而干完的粮食的湿度不匀率不能超过2%。通常，滚筒谷物烘干器的烘干容量是2-30吨/h[5]。根据目前行业及市场调研可知，有谷物烘干前的含水率和烘干后的含水率分别是：，；谷物烘干后的温度；夏天天气较差时，外界空气温度，相对湿度为；进入烘干机的烘干介质平均温度，废气温度。谷物平均容重γ=700Kg/。滚筒烘干机的工作能力为G=2吨每小时。2.2谷物烘干机的结构原理及结构示意图其工作原理：在工作过程中，滚筒逆时针旋转，给料和卸料端都是静止的，已经实现了给料和卸料的连续功能。在鼓的外部中央，装有一个环状的环形齿圈，通过螺栓连接到鼓上，通过小齿轮来带动滚筒旋转。在转筒的外部端部装有一个滚环，作为转筒的轨道。要烘干的粮食是由供料口送入一根焊有纵抄板的烘缸，在滚筒转动时，滚筒下方的种籽被抄板翻起，在滚筒转动的过程中，将种子逐渐均匀地撒在抄板上。当种子以均匀散布的方式被热空气吹走时，其内部的水份就会被蒸发掉。并且该辊在装置中具有2°的轴向倾斜[7]，经烘干的粮食通过其本身的重量及滚筒的旋转而由出料口排出，从而实现一次烘干。谷物烘干机三维及部分零部件，见下图。谷物烘干机辊轴电动机鼓风机入料框带轮机架总装图图2-1谷物烘干机三维第三章传动装置3.1传动功率的选择根据烘干设备设计手册的经验公式计算烘干器电动机功率的经验公式[7]：，式中：K—系数，随烘干器的结构型式和填充率而异，见下表；—被处理物料密度，z—筒体长度，m；D—筒体直径，m；n—回转圆筒转速，表1系数K值结构型式填充系数0.100.150.200.25升举式0.034—0.0490.048—0.0690.057—0.0820.066—0.092扇形式0.016—0.0190.019—0.0230.021—0.0260.023—0.029蜂巢式0.007—0.0080.009—0.0100.011—0.0130.012—0.014取K=0.057—0.082，最后取K=0.0695，代入数据后得：=15.385kW电动机输出功率Pd=由参考文献[4]表1-7查取滚动轴承，齿轮传动，联轴器的效率分别是：轴承=0.99,齿轮=0.97,联轴器=0.98，则传动装置总效率为：=减速器×齿轮×联轴器=0.99×0.97×0.98=0.9412则Pd===16.35kW按参考文献[4]表12-1确定电动机额定功率为Ped=18.5kW。在建议的联合比率范围内，单级轮的齿数比i2'=3-4。=11，滚筒的工作转速，则电动机转速可选范围为故只有同步转速n=750r/min，满载转速的满足条件。选用型号为Y225S—8的电动机。图3-1传动装置3.2传动参数选择与减速器3.2.1齿轮传动的介绍因为在烘干机的齿轮传动中，可以达到相应的大扭矩的传递，可以延长使用寿命，提高工作效率，所以，这次设计的齿轮，在被广泛使用以后。但在设计中采用齿轮传动，其缺点就是齿轮的断裂，传动过程中的齿面磨损，以及长期运行后点蚀等都会产生齿轮故障。针对这些可能会产生的问题，就改造烘干机的齿轮链传动来说，在机构中，烘干机的齿轮传动部分，根据设计内容，提出了两个基本的设计需求。1、可以通过设计将齿轮的尺寸减小，在选择齿轮的材质时，选用合适的、性价比高的材料来进行齿轮的加工。2、烘干器的传动平滑度要达到标准，才能获得良好的效果。在烘干设备的设计中，可以通过降低齿轮的瞬间速比，使之发生改变，从而达到确保烘干机传动平稳的目的。3.2.2直齿轮传动按照烘干机整体结构和设计方案，烘干机齿轮传动机构为滑快式，采用了齿轮传动的结构设计。因为烘干机的工作所需的作用力比较大，所以在设计过程中，可以将现有的设计方案与现有的设计方案相结合，从而决定了这款烘干机的传动方式是使用一个双边齿轮来达到传动的作用。在烘房的设计中，要达到传递的目的，就是要达到一个平滑的传输以及充足的负载容量。这种烘干机的结构设计，可选用直齿圆柱齿轮来进行传动系统的设计。3.2.3齿轮参数确定在设计烘干机时，参照同类产品，在压力机的传动装置上进行结构设计。设计有齿速比，i=:6.47，初步判定，可决定有关的齿轮设计参数，并提出以下设计方案：第一步：烘干机的齿轮设计摸数：m=12毫米，使用标准直齿，形状为无根切的直齿，设计的小轮的齿数：Z=17，由此可算出大齿轮的齿数如下：..第二步：烘干机磨头设计：m=12毫米，选用修形齿轮。因为选用的是修形传动齿轮，所以在切割时不需要考虑其根部，因此，在设计中，可以将小齿轮的齿数设定为Z=15。因此，我们可以将大齿轮的传动齿数确定为：经过设计与分析，通过对上述两种方案的设计参数的对比，可以看出，诺选用的是直齿圆拄基准，而通常采用中比变位传动的齿轮，其中心距离的设计增加了约90毫米，从而使分度圆增大到156毫米。为了使烘干机的整体传动系统在所设计的机械结构上缩小，相应地，机械结构的重量也会相应地降低，并且机械的生产厂家也能节省材料。根据相关的文献，最近几年来，烘干机的齿轮，以及压机等其他相似的设备中，普遍使用的都是变位传动的齿轮，在这次烘干机的构造中，如果要设计烘干机的齿轮，那么就可以选用变位传动的直齿圆柱轮来进行传动。有关设计的计算参数是这样的：齿轮的模数设计m=12压力角大小的确定a=变位传动系数:设计的齿数：3.2.4烘干机齿轮的强度校核在烘干机的总体的结构设计中，计算大齿轮承受的扭距的作用：M2=515000千克*厘米，齿轮的变位系数大小：-0.4，齿轮的转速：n=32r/min；烘干装置的传动装置安装在烘干装置的两个轴承上，并且是对称的。烘干机轴刚性好，烘干机大轮齿面不经热处理。确定烘干机动载荷系数：因为烘干机是闭式传动的方式，所有大齿轮的设计的齿数为：，设计的传动的变位系数：，又因为设计的小齿轮传的齿数：,使形变系数计算的数：。对烘干器齿轮进行了分析：参考机械设计中齿轮的容许应力：选用烘干器大小轮的选材，并相应的材料进行热处理。计算烘干器的小车轮直径：干衣机运行时的负荷因子：K=KAKVKβ取KA=1（参考文献[4]表8-2），KV=1.15，Kβ=1.09（参考文献[4]表8-3）K=1×1.15×1.09=1.25烘干机小轮传递的转矩计算：T1=9.55×106p/n=9.55×106×5.5/960=54713.5Nmm烘干机弹性变形系数：ZE=189.8计算节点区域系数：ZH=2.5将以上计算的参数数据代入上式得：d1≥mm④确定烘干机主要参数求齿轮的传动的中心距aa=(d1+d2)/2=d1(1+i/2)=51.86×(1+4.45)/2=141.32mm在计算后圆整，取：a=145mm，则d1的计算值变为53.2mm。计算齿轮的模数：m=d1/z1=53.2/22=2.4mm取烘干机齿轮的设计的准模数：m=2.5mm。求z1、z2总齿数：zc=z1+z2=2a/m=2×145/2.5=116若Zc不等于设计的整数时，可改变齿轮的模数值，因：zc=z1(1+i)故：z1=zc/(1+i)=116/(1+4.45)=21.28取：z1=22（因最后d1必须大于接触强度公式所求d值）。则z2=zc-z1=116-22=94实际：i=z2/z1=94/22=4.27传动比的变动量为：可用。求烘干机小齿轮工作宽度：d1=z1m=22×2.5=55mm>51.86mm计算烘干机齿轮的工作宽度：b=dd=1×55=55mm取b2=55mm，b1=60mm.⑤校核：弯曲强度；由式：，分别验算烘干机两轮齿根弯曲强度。3.3减速结构的计算设计(A)驱动力计算根据上图力的作用方向，可计算轴的驱动力F，参照[1]可知摩擦系数f=0.17。(a)根据结构示意图，驱动力公式为：（3-12）(b)质量计算:据估计：所以代入公式（3-12）：(c)参照[5]实际驱动力应为:因为传力机构确定为齿轮齿条传动，应参照[1]故取，并且取如果被抓取对象的最大加速度为a=g时，根据[17]得到：所以因此谷物烘干机所需要电机减速器的驱动力实为1494N.(B)．谷物烘干机电机减速器的直径本谷物烘干机电机减速器属于单向作用。以下公式均参照[1]其公式为:式中:—轴上的推力，N—谷物烘干机轴承反作用力，N—烘干机电机的减速器工作中的总阻力，N—烘干机电机减速器的工作压力，Pa轴承的反作用力按下面公式计算:式中:—轴承刚度，N/m—烘干机轴承的预压缩量，m一烘干机轴的行程，m—烘干机轴承钢丝的直径，m—烘干机轴承的平均直径，m—烘干机的轴承外径，m—烘干机轴承的有效圈数一烘干机轴承材料的剪切模量，应取在此次设计中，要考虑谷物烘干机负载率的影响，则:由上分析烘干机单向作用电机的直径:代入相关数据，可得3677.46220.6所以：查相关手册圆整，可得由于，可以得到轴的直径:圆整以后，取轴的直径为校核，按照公式应有:其中，,则:所以满足设计要求。3.4传动轴的设计与校核烘干装置传动轴的材料选择上，可以选择使用合金的结构钢：40Cr，进过调质处理，使得硬度为：28HRC，,，,在轴上设计传送一端为内键槽的结构。故取：P＝0.35kw,根据P选择带传动的电机，电机在实现带传动的时候再电机轴上的输出转速根据参考文献[6]。求烘干装置传动轴轴输入轴上的转矩T。T=9.55×106×P/n1=9.55×106×30/940.9=3.04×105N·mm（2）求烘干装置传动轴作用在输送带板上的力；烘干装置传动轴轴圆周力Ft、径向力Fr、和轴向力Fa大大小如下：深沟球轴承一般放在轴的端部，可以先求出轴的最小直径：轴的基本直径尺寸公式如下：（此次烘干装置传动轴的轴一般选用40MnB钢就能满足要求，40MnB钢的可以查表3-2。表3-2轴常用的几种材料及A0值轴的材料Q235-AQ275、3540MnB（1Cr18Ni9Ti）4540Cr、35SiMn38SiMo、3Cr13/MPa15～2520～3525～4535～55A0149～126135～112126～103112～97因为轴上有一处键槽，所以，而且，因为面条的主轴与压辊是一个整体来承担冲击动态负荷的，所以在设计的时候，轴的最小值应该要大于理论计算的值。之后，经过全面的考量，我们暂且将轴的材质定为40MnB钢，进行调质处理，Dmin=20mm。3.4.1确定轴的尺寸表3-3传动轴的尺寸参数名称12直径d（mm）2024长度（mm）2737533.4.2轴的尺寸校核(1)求电动机输入轴上的转矩TT=1.03×106N·mm(2)求作用在轮轴上的力烘干装置传动轴圆周力Ft、烘干装置传动轴径向力Fr、烘干装置传动轴和轴向力Fa大大小如下：烘干装置传动轴大轮轴Z2：烘干装置传动轴小轮轴Z33.5传动深沟球轴承的设计校核从谷物烘干机的整体结构和设计方案出发，在回转机构中，采用了深沟球轴承进行了结构设计。因为烘干机的工作所需要的作用力比较大，所以在设计过程中，可以将现有的设计方案与现有的设计方案相结合，从而决定了本设计中使用深沟球轴承来达到传输的作用。根据减速效果中的使用条件及其性能，参照《机械设计手册》和《1988机械工业工艺标准》,确定深沟球轴承的材料为40Cr。轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，10取取按最不利考虑，则有：则：,轴承1、2内部轴向力分别为：②选择轴承和卡环系数本次选择开始的一对深沟球轴承传动，取卡环系数1.0。选择小深沟球轴承轴承Z1=30，Z2=Z1x2=60。③确定深沟球轴承的许用应力根据工况KA=1.2，由所选材料和热处理方法确定许用接触应力，查表求出深沟球轴承的许用应力。3.6本章小结本章围绕传动装置展开了系统阐述，涵盖传动功率选择、参数确定、结构设计与校核等多方面内容。在传动功率选择方面，为后续设计奠定基础，明确动力输入的关键指标。传动参数选择与减速部分，详细探讨齿轮传动相关内容，从齿轮传动介质，到直齿轮传动特性，再到齿轮参数确定，逐步深入。针对烘干机齿轮的专门论述，体现了设计的针对性与专业性，使其契合烘干机实际运行需求。减速结构的计算设计环节，聚焦于关键结构的量化设计，为传动装置的性能实现提供支撑。传动轴的设计与校核部分，通过确定轴的尺寸并进行校核，保障传动轴在传动过程中的强度与稳定性。传动深沟球轴承的设计相关内容，虽未完全展开，但可预见是围绕轴承选型、设计计算等，以确保传动系统的平稳运转。整体而言，本章各部分内容相互关联、层层递进，完整构建了传动装置从参数确定到结构设计及关键部件校核的知识体系，为烘干机传动系统的合理设计与高效运行提供了理论依据与技术指导。第四章其他关键零部件的设计4.1抄板设计抄板在滚筒式谷物风干机中承担着翻动物料、促进物料与热风充分接触的重要任务，其形状、尺寸和布置方式直接影响着干燥的均匀性和效率。抄板的形状多种多样，常见的有直板型、月牙型、L型和组合型等。直板型抄板结构最为简单，制造方便，成本较低。它在滚筒旋转时，能够将谷物直接抄起并提升一定高度，然后谷物在重力作用下落下，实现简单的翻动。然而，直板型抄板对谷物的翻动效果相对单一，谷物在落下时的分布不够均匀，可能导致部分谷物与热风接触不充分，影响干燥均匀性。月牙型抄板则具有独特的弧形设计，当滚筒转动时，抄板能够更柔和地抄起谷物，使谷物在落下时形成较为分散的料幕，增加了与热风的接触面积。这种抄板适用于对干燥均匀性要求较高的谷物干燥，如对品质要求严格的优质小麦干燥。L型抄板结合了直板和直角的特点，在抄起谷物的同时，还能对谷物产生一定的推送作用，使谷物在滚筒内的运动更加复杂，进一步提高了与热风的接触机会，对于一些粘性较大或容易结块的谷物，如烘干后的玉米淀粉，L型抄板能够有效防止物料结块，提高干燥效果。组合型抄板则是将多种形状的抄板组合在一起，充分发挥各形状抄板的优势，实现更高效的物料翻动和干燥效果。例如，将直板型抄板和月牙型抄板间隔布置，既能保证一定的抄起和提升能力，又能提高谷物落下时的分散程度，适用于多种谷物的干燥。图4-1抄板在布置方式上，抄板在滚筒内壁上的分布需均匀且合理。一般来说，抄板沿滚筒圆周方向均匀分布，数量根据滚筒的直径和干燥要求确定，通常每间隔30-60度布置一块抄板。这样的布置方式能够保证滚筒在旋转过程中，各个部位的谷物都能被均匀地翻动和干燥。同通过合理的布置方式，抄板能够使谷物在滚筒内形成不断翻滚、抛洒的运动状态，使谷物的各个部分都能充分与热风接触，从而提高干燥的均匀性。在干燥水稻时，均匀布置的抄板能使每粒稻谷都有机会与热风充分换热，避免出现局部干燥过度或干燥不足的情况，保证了干燥后的水稻品质均匀一致。4.2热风系统设计热风系统是滚筒式谷物风干机的关键组成部分，其设计的合理性直接决定了干燥效果。热风系统主要包括热风的产生和输送两个关键环节。在热风产生方式上，常见的有燃气加热、燃油加热和电加热等。燃气加热以天然气或液化气为燃料，通过燃烧器将燃气与空气混合后在燃烧室内充分燃烧，释放出大量的热能，再通过热交换器将热量传递给空气，形成高温热风。燃气加热具有热效率高、成本相对较低的优点，一般热效率可达85%-95%。在大规模粮食干燥作业中，燃气加热能够快速产生大量的高温热风，满足生产需求。然而，燃气加热需要有稳定的燃气供应系统，并且对燃烧器的维护和安全管理要求较高，以防止燃气泄漏引发安全事故。图4-2风机系统燃油加热与燃气加热原理类似，以柴油或重油等为燃料，在燃烧室内燃烧产生热量。燃油加热的热效率也较高，可达80%-90%，但其燃烧过程中会产生一定的污染物，如二氧化硫、氮氧化物等，需要配备相应的尾气处理装置，以满足环保要求。此外，燃油的储存和运输存在一定的安全风险，需要严格遵守相关的安全规范。电加热则是利用电阻丝或其他电加热元件将电能转化为热能，加热空气产生热风。电加热具有清洁、无污染、加热速度快、温度控制精准等优点，能够实现对热风温度的精确调节，温度控制精度可达±1℃。但电加热的运行成本相对较高，主要适用于对干燥环境要求较高、产量较小的场合，如实验室或小型粮食加工企业。在热风输送方面，主要依靠风机和风道系统。风机是提供热风流动动力的核心设备，根据不同的干燥工艺要求和设备规模，可选择离心风机或轴流风机。离心风机具有压力高、风量稳定等优点，能够克服风道系统的阻力，将热风输送到较远的距离和较高的位置，适用于大型滚筒式谷物风干机。轴流风机则具有结构简单、安装方便、风量大等特点，常用于小型或对风压要求不高的风干机。风道的设计要保证热风的流动顺畅，减少阻力损失。风道通常采用圆形或矩形截面，材料可选用镀锌钢板、玻璃钢等。圆形风道的阻力较小，流体力学性能好；矩形风道则在安装和空间利用上具有一定优势。在风道内，还可设置导流板、调节阀等部件，以优化热风的流动分布，确保热风能够均匀地进入滚筒，使谷物在整个滚筒内都能得到有效的干燥。4.3机架设计机架：用于支撑整个烘干机的重量，保证设备的稳定性，一般由金属材料焊接或组装而成。机架作为谷物风干机的基础支撑结构，其设计的合理性直接关乎设备的整体稳定性与可靠性。本设计采用Q345B低合金高强度结构钢作为机架的主要材料，该材料具有屈服强度高、综合性能良好以及焊接性优异等特点。其屈服强度达到345MPa以上，能够承受较大的载荷，相比普通碳素钢，在相同受力条件下可减小材料的使用量，减轻机架重量的同时提高结构强度。良好的焊接性能使得各部件能够牢固连接，确保机架的整体性和稳定性。图4-3机架机架主体采用框架式结构，由矩形钢管焊接而成。矩形钢管的截面形状使其在承受弯矩和扭矩时具有较高的抗弯和抗扭能力，能够有效增强机架的承载能力。在关键部位，如支撑烘干室和加热室的立柱以及连接横梁，采用加厚的矩形钢管，进一步提高机架的强度和稳定性。通过有限元分析软件对机架结构进行模拟分析，优化各部件的尺寸和布局，确保在最大承载工况下，机架的应力分布均匀，最大应力值远低于材料的屈服强度，保证了机架的安全可靠性。为了便于设备的运输和安装，机架采用模块化设计，将机架划分为多个独立的模块，各模块之间通过高强度螺栓连接。这种设计不仅方便了运输，降低了运输成本，还使得在安装现场能够快速组装，提高了安装效率。在模块连接处，设置了定位销和密封垫，定位销能够确保各模块准确对接，保证安装精度；密封垫则可以防止灰尘、水分等杂质进入连接部位，避免因腐蚀而影响连接强度。4.4外壳设计外壳作为谷物风干机的外部防护结构，在设备运行中发挥着多重关键作用。本设计选用304不锈钢作为外壳的主要材料，304不锈钢具有卓越的耐腐蚀性，能够有效抵御潮湿空气、谷物粉尘以及可能存在的化学物质的侵蚀，确保在复杂的工作环境下长期稳定运行。其耐高温性能良好，可承受较高的工作温度，在谷物风干机运行过程中，即使内部产生高温，外壳也能保持稳定的物理性能，不会因温度变化而发生变形或损坏。图4-4外壳为进一步增强隔热效果，在外壳内部敷设了一层厚度为50mm的硅酸铝纤维隔热棉。硅酸铝纤维隔热棉具有极低的导热系数，一般在0.04-0.06W/（m・K）之间，能够有效阻止热量从内部传递到外部，减少热量散失，提高能源利用率。同时，它还具有重量轻、吸音降噪等优点，不会增加外壳的过多重量，并且能够降低设备运行时产生的噪音，营造更安静的工作环境。在外壳的表面处理上，采用静电喷塑工艺，喷涂一层厚度为0.3-0.5mm的聚酯粉末涂层。聚酯粉末涂层具有良好的耐磨性和耐候性，能够有效保护不锈钢表面，防止刮擦和氧化，延长外壳的使用寿命。同时，喷塑后的外壳表面光滑平整，色泽均匀，不仅提高了设备的美观度，还便于清洁和维护。第五章小型谷物烘干机装置建模5.1装配体绘制本论文所描绘的小型谷物烘干机结构设计的三维组装体，其核心是利用相关指令对真实组装过程中的关联进行仿真。如图5-1所示为小型谷物烘干机设备的整体组装模式，按照与实际组装时不分先后的组装顺序来组装，从而达到设计需求。图5-1小型谷物烘干机的三维装配体模型5.2二维装配图绘制利用Solidworks软件，可以很方便地将3D模型到2D的装配图进行转换，选择a0图幅，利用投影、辅助视图和剖面图来确定对视图，再完成明细表，标注尺寸，技术要求等，见图5-2，这是它的2D装配图，它能让我们看到它的整个结构，并对它的各部分的结构有了一个全面的认识。图5-2小型谷物烘干机的二维装配图5.3谷物烘干机的设计静力学分析Solidworks软件提供了有限元分析模块Simulation，如图5-3所示。图5-3Simulation模块采用SolidWorks软件，对谷物烘干机设计齿轮的变形进行了分析，具体包括：(1)建模：第一，利用SolidWorks软件对齿轮进行三维建模；这一般包括主要轴等不同部件的模型。保证该模型能够最大程度的体现出真实的齿轮的几何参数和材质特性。(2)材质属性的定义：在SolidWorks软件中，必须对所设计的材质进行适当的定义。并对其进行了理论分析。这些特性对随后的挠曲分析是非常重要的。齿轮是用合金钢锻造而成。特别是，在Solidworks软件中，将材料施加到它上。(3)约束与荷载的应用：对模型进行适当的约束与荷载计算。限制一般是指对主轴上的一些部件进行紧固，使其不会在分析时移位。而在实际运行中，齿轮所受的力，如扭矩，弯曲等。在粗糙的实际加工条件下，对其进行适当的约束与负荷。(4)静力学分析：当所有的约束及荷载都已完成后，利用SolidWorks软件的静态分析功能，即可求出齿轮的变形。静力学分析时，要综合各种受力因素及材料特性，对其进行静载荷下的受力及变形进行计算。在这之前，需要对齿轮进行栅格划分

，如图5-4所示。图5-4生成齿轮网格(5)视图与分析成果：静力学分析结束后，即可看到齿轮的变形情况。为用户提供位移云图、彩色云图等可视化工具。在此基础上，将齿轮在受力状态下的变形清晰地展现出来。同时，本软件还为齿轮各部位提供了相应的数据表。齿轮的应力、合位移、应变分别如图5-6、图5-7、图5-8所示。图5-5应力图5-6合位移图5-7应变在此基础上，利用SolidWorks软件对主齿轮的静态受力进行了研究。利用该方法，可获得真实工况下齿轮的变形状态，为优化设计奠定基础。当齿轮以恒定的速度旋转时，轴心上的每一个点都会以恒定的速度作圆周运动，所以，所有的点都会被一个指向中心的合力所吸引。5.4本章小结本章聚焦小型谷物烘干机装配相关设计内容。在装配体绘制环节，详细阐述了构建烘干机装配体的方法与要点，为后续设计奠定三维结构基础，清晰呈现各部件空间位置关系与整体布局。二维装配图绘制部分，通过专业绘图手段，将烘干机装配信息以二维图纸精准表达，便于工程制造与技术交流，明确各部件连接、配合等细节。谷物烘干机的设计...虽未完整呈现，但可推测是综合前两部分内容，对烘干机整体设计进行完善与优化，涵盖功能实现、性能提升等方面。本章通过对装配体绘制、二维装配图绘制等方面的研究，从不同维度推进小型谷物烘干机的装配设计工作，为烘干机从设计理念转化为实际产品提供关键技术支撑与图纸依据，完善了烘干机设计体系。第六章结论与展望6.1小型谷物烘干机设计结论6.1.1设计方案设计了一种适用于小农户的小型谷物烘干机，采用双套式结构（内筒装粮，外筒布置换热设备），通过热风循环实现全方位传热，提升烘干效率。内筒配备可调叶片，确保谷物连续翻转，避免局部过热或烘干不均。模块化