向日葵脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

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It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety. Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow atcompressedneceengththdirectionprocedurework. The?inverted?pendulum?is?a?typical?high?order?system,?with?multi?variable,?non-linear,? strong-coupling,?fleet?and?absolutely?instable.?It?is?representative?as?an?ideal?model?to?prove?new?control?theory?and?techniques.?During?the?control?process,?pendulum?can?effectively?reflect?many?key?problems?such?as?equanimity,?robust,?follow-up?and?track,?therefore.This?paper?studies?a?control?method?of?double?inverted?pendulum?.?First?of?all,?the?mathematical?model?of?the?double?inverted?pendulum?is?established,?then?make?a?control?design?to?double?inverted?pendulum?on?the?mathematical?model,?and?determine?the?system?performance?index?weightmatrix?,??by?using?genetic?algorithm?in?order?to?attain?the?system?state?feedback?control?matrix.?Finally,?the?simulation?of?the?system?is?made?by?.? Key word: pneumatic manipulator cylinder pneumatic loop Fout degrees of freedom. 目 錄 摘要 I Abstract II 1 引言 1 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2 向日葵脫粒機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3 本課題研究的內(nèi)容 3 1.3.1 草圖繪制 5 1.3.2 基準(zhǔn)特征，參考幾何體的創(chuàng)建 6 1.3.3 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建 7 1.3.4 工程圖的設(shè)計(jì) 10 1.3.5 裝配設(shè)計(jì) 11 2 向日葵脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12 2.1 向日葵脫粒機(jī)的總體方案圖 12 2.2 向日葵脫粒機(jī)的工作原理 15 2.3 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 2.3.1電機(jī)的選型計(jì)算 18 2.3.2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 2.3.3軸承座的選型計(jì)算 20 2.3.4鍵的選型計(jì)算 20 2.3.5傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 20 3 各主要零部件強(qiáng)度的校核 21 3.1機(jī)架的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 23 3.2 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 23 3.3 軸承的強(qiáng)度校核 26 4 向日葵脫粒機(jī)中主要零件的三維建模 29 4.1V帶輪的三維建模 30 4.2擺動(dòng)篩的三維建模 31 4.3護(hù)罩的三維建模 32 4.4向日葵脫粒機(jī)的三維建模 34 5 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 35 結(jié)論 36 致謝 37 參考文獻(xiàn) 38 1 引言 1.1課題的來源與研究的目的和意義 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)知識(shí)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識(shí)分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識(shí)的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實(shí)。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中，以及在每個(gè)人的成長過程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機(jī)械制造。在過去，各種機(jī)械離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速度和運(yùn)算精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械工程。在第十九世紀(jì)，機(jī)械工程的知識(shí)總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場的第十九個(gè)世紀(jì)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著機(jī)械工程和知識(shí)增長的發(fā)展開始分解，機(jī)械工程專業(yè)，有分支機(jī)構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢分解，在時(shí)間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到的峰值。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識(shí)使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識(shí)的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識(shí)循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識(shí)的專家，也有綜合的知識(shí)了解不夠，看看其他學(xué)科和項(xiàng)目作為一個(gè)整體，從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機(jī)械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識(shí)，包括社會(huì)科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個(gè)更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。 在英國，紡織、磨粉等產(chǎn)業(yè)越來越多地將工場設(shè)在河邊，利用水輪來驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械。但當(dāng)時(shí)的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產(chǎn)需要下，18世紀(jì)初出現(xiàn)了紐科門的大氣式蒸汽機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)礦井排水泵。但是這種蒸汽機(jī)的燃料消耗率很高，基本上只應(yīng)用于煤礦。 1765年，瓦特發(fā)明了有分開的冷凝器的蒸汽機(jī)，降低了燃料消耗率。1781年瓦特又創(chuàng)制出提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力的蒸汽機(jī)，擴(kuò)大了蒸汽機(jī)的應(yīng)用范圍。蒸汽機(jī)的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和航運(yùn)都得以機(jī)械動(dòng)力化。蒸汽機(jī)幾乎是19世紀(jì)唯一的動(dòng)力源，但蒸汽機(jī)及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應(yīng)用很不方便。 19世紀(jì)末，電力供應(yīng)系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)開始發(fā)展和推廣。20世紀(jì)初，電動(dòng)機(jī)已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機(jī)，成為驅(qū)動(dòng)各種工作機(jī)械的基本動(dòng)力。生產(chǎn)的機(jī)械化已離不開電氣化，而電氣化則通過機(jī)械化才對生產(chǎn)發(fā)揮作用。 發(fā)電站初期應(yīng)用蒸汽機(jī)為原動(dòng)力。20世紀(jì)初期，出現(xiàn)了高效率、高轉(zhuǎn)速、大功率的汽輪機(jī)，也出現(xiàn)了適應(yīng)各種水利資源的水輪機(jī)，促進(jìn)了電力供應(yīng)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。 19世紀(jì)后期發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過逐年改進(jìn)，成為輕而小、效率高、易于操縱、并可隨時(shí)啟動(dòng)的原動(dòng)機(jī)。它先被用以驅(qū)動(dòng)沒有電力供應(yīng)的陸上工作機(jī)械，以后又用于汽車、移動(dòng)機(jī)械和輪船，到20世紀(jì)中期開始用于鐵路機(jī)車。蒸汽機(jī)在汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的排擠下，已不再是重要的動(dòng)力機(jī)械。內(nèi)燃機(jī)和以后發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，是飛機(jī)、航天器等成功發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)因素之一。 工業(yè)革命以前，機(jī)械大都是木結(jié)構(gòu)的，由木工用手工制成。金屬(主要是銅、鐵)僅用以制造儀器、鎖、鐘表、泵和木結(jié)構(gòu)機(jī)械上的小型零件。金屬加工主要靠機(jī)匠的精工細(xì)作，以達(dá)到需要的精度。蒸汽機(jī)動(dòng)力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機(jī)車等大型機(jī)械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，越來越大，要求的精度也越來越高。應(yīng)用的金屬材料從銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。 機(jī)械加工包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術(shù)及其裝備，以及切削加工技術(shù)和機(jī)床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)所需的機(jī)械裝備的供應(yīng)。 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的進(jìn)展，促進(jìn)了大量生產(chǎn)方法的形成，如零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等。 簡單的互換性零件和專業(yè)分工協(xié)作生產(chǎn)，在古代就已出現(xiàn)。在機(jī)械工程中，互換性最早體現(xiàn)在莫茨利于1797年利用其創(chuàng)制的螺紋車床所生產(chǎn)的螺栓和螺帽。同時(shí)期，美國工程師惠特尼用互換性生產(chǎn)方法生產(chǎn)火槍，顯示了互換性的可行性和優(yōu)越性。這種生產(chǎn)方法在美國逐漸推廣，形成了所謂“美國生產(chǎn)方法”。 20世紀(jì)初期，福特在汽車制造上又創(chuàng)造了流水裝配線。大量生產(chǎn)技術(shù)加上泰勒在19世紀(jì)末創(chuàng)立的科學(xué)管理方法，使汽車和其他大批量生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很快達(dá)到了過去無法想象的高度。 20世紀(jì)中、后期，機(jī)械加工的主要特點(diǎn)是：不斷提高機(jī)床的加工速度和精度，減少對手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機(jī)械化和自動(dòng)化程度；利用數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近于大量生產(chǎn)的水平；研究和改進(jìn)難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術(shù)。 18世紀(jì)以前，機(jī)械匠師全憑經(jīng)驗(yàn)、直覺和手藝進(jìn)行機(jī)械制作，與科學(xué)幾乎不發(fā)生聯(lián)系。到18～19世紀(jì)，在新興的資本主義經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)下，掌握科學(xué)知識(shí)的人士開始注意生產(chǎn)，而直接進(jìn)行生產(chǎn)的匠師則開始學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，他們之間的交流和互相啟發(fā)取得很大的成果。在這個(gè)過程中，逐漸形成一整套圍繞機(jī)械工程的基礎(chǔ)理論。 1.2 向日葵脫粒機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 脫粒機(jī)是用于對小麥、水稻、玉米、高粱、大豆及其它雜糧等作物進(jìn)行脫粒作業(yè)的重要收獲機(jī)械，在我國廣大農(nóng)村使用十分廣泛。脫粒機(jī)在我國生產(chǎn)使用已有數(shù)十年的歷史，我們在1986之向日葵脫粒機(jī)基礎(chǔ)鉆研了多向日葵脫粒機(jī)制造的來歷，來自于王健的以前的資料，他數(shù)十年的廢寢忘食建造了一個(gè)單體產(chǎn)品脫粒機(jī)，開創(chuàng)脫粒機(jī)設(shè)計(jì)的先例。王健更設(shè)計(jì)出復(fù)合式脫粒機(jī)，創(chuàng)建王氏脫粒機(jī)。在這之后，臺(tái)灣教授顏洪森以王氏脫粒機(jī)為基礎(chǔ)，開發(fā)了一系列的脫粒機(jī)，查建中和其他人一起以單體脫粒機(jī)作為對象，共同鉆研考慮怎樣改良按壓力引發(fā)的角度以及零部件的分理。總之，傳統(tǒng)的對象加上科學(xué)的分析和先進(jìn)的理論，使得脫粒機(jī)在國內(nèi)的研究范圍和深度得到了極大的豐富和發(fā)展。何人最先取得此項(xiàng)專利已無可知曉，只了解到外國科學(xué)家在十九世紀(jì)末建造出了一部脫粒機(jī)，可以脫粒不同的農(nóng)作物，但是卻沒有做出實(shí)物來加以佐證.20世紀(jì)初又有人運(yùn)用新的體系制造出類似的產(chǎn)品脫粒機(jī)，然而相關(guān)資料中并沒有找到對這個(gè)作品的介紹，所以那個(gè)時(shí)候有關(guān)脫粒機(jī)的研究。20世紀(jì)中期Shigley已然放進(jìn)產(chǎn)品脫粒研究的思維制造，同期，又有兩位發(fā)明家麥吉以及弗蘭科創(chuàng)作了首部徹底用計(jì)算機(jī)操縱的向日葵脫粒機(jī)。接下來幾年有關(guān)此機(jī)器的設(shè)計(jì)被充分的融入了運(yùn)行操縱理論。1979年席羅思在行進(jìn)多向日葵脫粒機(jī)里加入了操縱水平行走的儀器，同樣在機(jī)械加入了保持和校對偏向的裝置。20世紀(jì)末布朗、羅布特以及莎普恩斯研究了加入了液壓部件和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的向日葵脫粒機(jī)。這都意味著人類對脫粒體系的認(rèn)識(shí)已從簡單的考慮邁入了整體操縱、計(jì)算機(jī)和高新科技的相互融匯貫通的康莊大道。 1.3 本課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對向日葵脫粒機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，了解SolidWorks的各種功能。SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)。當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個(gè)國家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，Solidworks被法國達(dá)索（Dassault Systemes）公司收購，作為達(dá)索中端主流市場的主打品牌。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評比第一名。從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng)。其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)。SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過SolidWorks的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD軟件相比，SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實(shí)說明了越來越多的工程師和設(shè)計(jì)者使用SolidWorks三維軟件，越來越多的企業(yè)需要SolidWorks人才。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，易于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多是SolidWorks的五大特點(diǎn)。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三維CAD解決方案。SolidWorks在設(shè)計(jì)時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌脑O(shè)計(jì)方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計(jì)過程中降低設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時(shí)對每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者，乃至整個(gè)機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過SolidWorks的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用戶每年使用SolidWorks的時(shí)間已達(dá)5500萬小時(shí)。在美國，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)等也在應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行教學(xué)。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。 SolidWorks在現(xiàn)今社會(huì)階段逐漸廣泛應(yīng)用，并且SolidWorks公司對中國市場重點(diǎn)開發(fā)，日后SolidWorks應(yīng)用將會(huì)更加完善，更加普遍。通過前文對SolidWorks的深入了解后，往后會(huì)對SolidWorks進(jìn)行個(gè)別應(yīng)用的分析，如建模，裝配，工程圖，力學(xué)分析等。 近期對機(jī)械行業(yè)中向日葵脫粒機(jī)的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)中向日葵脫粒機(jī)是使用很廣泛的機(jī)器。自然而然在裝配中它們的安裝也非常平凡。在安裝向日葵脫粒機(jī)時(shí)如果使用人工壓配不但勞動(dòng)強(qiáng)度太大而且相互尺寸不易保證，所以設(shè)計(jì)一個(gè)專用的向日葵脫粒機(jī)勢在必行。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的是向日葵脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)。本文介紹了向日葵脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，該向日葵脫粒機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且安全系數(shù)高，運(yùn)行平穩(wěn)。在某種程度上大大提升了該設(shè)備在國內(nèi)外的競爭力，體現(xiàn)了機(jī)械工業(yè)重要性這一核心價(jià)值。 1.3.1草圖繪制 熟悉SolidWorks的工作環(huán)境；了解SolidWorks的命令，掌握在SolidWorks工作環(huán)境中文件的打開、保存、導(dǎo)入等基本操作，掌握三維建模流程。 掌握點(diǎn)、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用陣列、實(shí)體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實(shí)體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 1.3.2 基準(zhǔn)特征-參考幾何體的創(chuàng)建 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)點(diǎn)的方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)軸方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)面的方法；靈活運(yùn)用坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。 1.3.3拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 靈活運(yùn)用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用放樣特征的概念與建立方法；通過實(shí)踐能夠準(zhǔn)確分析零件的特征，靈活運(yùn)用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實(shí)體。 1.3.4工程圖設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運(yùn)用建立標(biāo)準(zhǔn)三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運(yùn)用各種注釋的方法。 1.3.5裝配設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用自底向上的裝配方法；靈活運(yùn)用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運(yùn)用SolidWorks智能裝配技術(shù)；靈活運(yùn)用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計(jì)子裝配體；靈活運(yùn)用干涉檢查；靈活運(yùn)用自上向下的裝配方法；靈活運(yùn)用在裝配模型工程圖中添加零件序號(hào)；靈活運(yùn)用生成裝配體材料明細(xì)表的方法。 2 向日葵脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 向日葵脫粒機(jī)的總體方案圖 本次設(shè)計(jì)的向日葵脫粒機(jī)采取的方案是：在進(jìn)行向日葵脫粒時(shí)，利用轉(zhuǎn)軸體回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與底篩之間的間隙相配合，使向日葵粒拖下（轉(zhuǎn)軸體上的齒條和底篩之間的揉搓作用，將向日葵籽脫離向日葵盤，并借助其他的機(jī)械機(jī)構(gòu)將向日葵籽和向日葵盤分別從兩個(gè)不同的出口排出機(jī)體之外，循環(huán)脫粒，不斷的進(jìn)行填入---脫粒---排出機(jī)體。其具體方案布局圖如下： 2.2 向日葵脫粒機(jī)的工作原理 向日葵脫粒機(jī)在工作時(shí)，利用轉(zhuǎn)軸體回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與底篩之間的間隙相配合，使向日葵粒拖下（轉(zhuǎn)軸體上的齒條和底篩之間的揉搓作用，將向日葵籽脫離向日葵盤，由于重力的作用，向日葵粒會(huì)自動(dòng)落入到下面的出料斗里面，如此循環(huán)脫粒。 2.3 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.1電機(jī)的選型計(jì)算 已知整個(gè)設(shè)備上向日葵與零件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?50Kg，向日葵脫粒機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1~2r/min。即： 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 負(fù)載速度（m/min） 有速度可知每秒上升50mm， 電機(jī)轉(zhuǎn)速 3.負(fù)載慣量 左右水平運(yùn)動(dòng) 電機(jī)慣量 總慣量 4.電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用直流無刷電機(jī)型號(hào)為92BL-A，此無刷直流步進(jìn)電機(jī)廠家為南京森宇機(jī)電的產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用直流無刷電機(jī)型號(hào)為 92BL-4030H1-LK-B，電機(jī)額定功率為0.37KW，額定轉(zhuǎn)矩為75N.m，最大轉(zhuǎn)矩為80N.m，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。電機(jī)大致圖如下： 外形尺寸80x80x148，電機(jī)輸出軸徑為16mm。 2.3.2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）設(shè)計(jì)功率 －工況系數(shù)，查B1表8－1－22 ，?。?.2 P－傳遞的功率 2）選定帶型 根據(jù)和查B1圖8－1－2選取普通V帶A型，－小帶輪轉(zhuǎn)速，為1440r/min 2.2.3 傳動(dòng)比 1.76 ＝＝ 3）小帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 由B1表8－1－12和表8－1－14選定 ＝100mm>＝75r/min 4）大帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 由B3表8－7得=180mm 5）帶速驗(yàn)算 6）初定軸間距（mm） 7）所需帶的基準(zhǔn)長度（mm） ＝ ＝886mm 依B1表8－1－8?。?00mm，即帶型為A－900 8）實(shí)際軸間距? 9）小帶輪包角 = = 10)單根V帶的基本額定功率 根據(jù)帶型號(hào)、和普通V帶查B1表8－1－27（c） 取1.32kw 11) 時(shí)單根V帶型額定功率增量 根據(jù)帶型號(hào)、和查B1表8－1－27（c） 取0.15kw 12)V帶的根數(shù)Z Z = －小帶輪包角修正系數(shù)查B1表8－1－23,取0.96 －帶長修正系數(shù)查B1表8－1－8，取0.87 13)單根V帶的預(yù)緊力 = =134（N） m－V帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm 14)作用在軸上的力 －考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的1.5倍 15)帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。 輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度）以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為HT200。查B1表8－1－10得基準(zhǔn)寬度制V帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑查B1表8－1－16確定輪輻 2.3.3軸承座的選型計(jì)算 滾動(dòng)軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗(yàn)算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻(xiàn)[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗(yàn)算 h （4.3） h=年 由于脫粒機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計(jì)算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 2.3.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 軸作為機(jī)器的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，其為各類傳動(dòng)部件的安裝，傳動(dòng)的扭矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圍繞軸進(jìn)行，而且經(jīng)過軸承和機(jī)架連接。為了滿足定位軸上的緊固件和容易加工和裝配的軸類零件和拆卸，通常軸設(shè)計(jì)成階梯軸。軸系的零件是由軸和它上邊的零部件構(gòu)成一個(gè)裝配體系，研究軸的過程中不僅要研究軸體自己的數(shù)據(jù)，還要將系統(tǒng)里的全部零碎部件融合在一起。 因?yàn)橛糜谡駝?dòng)的傳遞的軸體不僅要傳送扭矩，還得經(jīng)受住彎矩，是以本人研究的階梯性軸是轉(zhuǎn)動(dòng)軸。因?yàn)榇_定了小帶輪的參數(shù)，相應(yīng)的大帶輪隨之確定。接下來的工作就是計(jì)算軸體的直徑了。軸體的研究需要憑借扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來調(diào)整彎曲的強(qiáng)度，因?yàn)榭捎米鬏S的原料比較多，所以必須得明確軸的應(yīng)用環(huán)境，還有規(guī)定諸如剛度，強(qiáng)度以及別的機(jī)構(gòu)機(jī)能?？梢允褂脽崽幚磉@種方法，當(dāng)然也要琢磨怎樣使加工簡單并且花費(fèi)較少，用研究計(jì)算所得的數(shù)據(jù)以確定軸體的用料，故采取45號(hào)鋼當(dāng)成軸體的原料，它需要40MPa的切應(yīng)力。然后需要做正火或者調(diào)質(zhì)處理來確保它的力學(xué)性能。 1、初步計(jì)算軸的直徑 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估計(jì)軸的最小直徑d，軸的最小直徑mm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入設(shè)計(jì)公式得=17.26mm?？紤]鍵槽等要素對軸的影響，軸的直徑應(yīng)增加以彌補(bǔ)軸的鍵槽強(qiáng)度減弱。取軸直徑d=20mm，就是最右邊裝帶輪處直徑等于20mm。裝有密封元件和滾動(dòng)軸承處的直徑，應(yīng)與密封元件和軸承的內(nèi)孔徑尺寸保持一致。軸體上面存在兩支點(diǎn)的軸承要選用一樣的標(biāo)準(zhǔn)，方便加工軸承的座孔。挨著的軸段，應(yīng)使直徑不一樣構(gòu)成軸肩，軸肩在軸體上部件定位以及承受軸向力時(shí)要提供相應(yīng)的高度，軸肩的直徑差通常選5到10mm，本文軸肩處采取5毫米的直徑差，接著把每段軸體的長度尺寸匹配到一塊，還要注意軸承座的安裝以及結(jié)構(gòu)是否合理，同樣，螺釘?shù)炔考拈L度和別的的因素，這樣即可確定出軸的各段長度了。 3 各主要零部件強(qiáng)度的校核 3.1機(jī)架的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 機(jī)架的設(shè)計(jì)主要要保證剛度、強(qiáng)度、及穩(wěn)定性。其中，剛度是評定大多數(shù)機(jī)架工作能力的主要準(zhǔn)則；強(qiáng)度是定重載機(jī)架工作性能的基本準(zhǔn)則，機(jī)架的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來校核其靜強(qiáng)度，有時(shí)還要校核其疲勞強(qiáng)度。機(jī)架的強(qiáng)度和剛度都 需要從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面來考慮。動(dòng)剛度是衡量機(jī)架抗振能力的指標(biāo)，而提高機(jī)架的抗振性能應(yīng)從提高機(jī)架的構(gòu)件的靜剛度方面入手，合理設(shè)計(jì)機(jī)架構(gòu)件的截面形狀和尺寸。穩(wěn)定性是保證機(jī)架正常工作的基本條件，必須要注意。 其中，機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求包括： 1） 在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本底； 2） 抗振性好； 3） 由于內(nèi)應(yīng)力及溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力最?。? 4） 結(jié)構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件； 初步確定機(jī)架的形狀和尺寸，機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，取決于安裝在它們內(nèi)部與外部的零部件的形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時(shí)也取決于工藝、所承受的載荷、運(yùn)動(dòng)等情況。機(jī)架材料的選用主要根據(jù)機(jī)架的使用要求，多數(shù)機(jī)架形狀較復(fù)雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好，價(jià)廉和吸振能力強(qiáng)，所以應(yīng)用最廣。 由于本設(shè)計(jì)是用于淀粉的加工設(shè)備中，屬于重型機(jī)架，而圓錐篩的設(shè)備可以從淀粉的加工工藝流程圖可以看到，此設(shè)備一般會(huì)布置到二摟，而不會(huì)在底層，這就要求機(jī)架的重量輕，所以采用焊接機(jī)架，而且焊接機(jī)架具有制造周期短、重量輕、成本底且強(qiáng)度和剛度高、施工簡便等優(yōu)點(diǎn)，主要由鋼板、型鋼或鑄鋼件等焊接而成。左端架起篩筒那部分采用板焊結(jié)構(gòu)，主要就是鋼板拼焊而成，右端機(jī)架采用型鋼結(jié)構(gòu)，主要由槽鋼，角鋼，和鋼板焊接而成，重量輕，成本底，材料利用充分。焊接時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1） 材料的可焊性 可焊性差的材料會(huì)造成焊接困難，焊縫的可靠性降低 所以本設(shè)計(jì)考慮到材料的可焊性選用25鋼； 2） 合理布置焊縫 焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構(gòu)件，焊縫布置要盡可能對稱和減少焊縫的數(shù)量、尺寸，且焊線要短，主要焊線要連續(xù)； 3） 提高抗振能力 普通鋼材的吸振能力低于鑄鐵，對抗振能力要求高的焊接件應(yīng)采取抗振措施，可利用鋼板間的摩擦力來吸收振動(dòng)； 4） 合理選擇截面形狀 提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力。 5） 盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)型材、板材，合理確定焊縫尺寸。 在機(jī)器中支撐或容納零部件的零件稱之為機(jī)架，所以機(jī)架是底座、機(jī)體、床身、橋架、殼體、箱體以及基礎(chǔ)平臺(tái)等零件的統(tǒng)稱。按機(jī)架分類所用材料分類，圓錐篩采用的是金屬焊接機(jī)架。主要是焊接機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、壁厚可以相差很大，并且可根據(jù)工況需要不同部位選用不同性能的材料，但其抗振性能比較差。強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性是機(jī)架設(shè)計(jì)的主要準(zhǔn)則，也是評價(jià)機(jī)架工作能力的主要標(biāo)準(zhǔn)，合理的設(shè)計(jì)機(jī)架的截面形狀和尺寸、注意機(jī)架的整體布局。設(shè)計(jì)機(jī)架通過了以下幾個(gè)設(shè)計(jì)步驟： （1）初定機(jī)架的形狀和尺寸 機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸取決于安裝在它內(nèi)部的零件和部件的 形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時(shí)也取決與所受載荷、運(yùn)動(dòng)等情況，然后，綜合上述情況和有關(guān)資料，并參考現(xiàn)有同類型機(jī)架，初定擬定出機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。由于在小麥谷朊粉的加工過程中，由其加工工藝流程圖可知，離心篩的裝置都在上層，所以不可能采用又重又笨的鑄鐵機(jī)架，所以采用由鋼板、型鋼、鑄鋼焊接而成的機(jī)架。機(jī)架的大致尺寸為高1117㎜、長993㎜、寬750㎜，要考慮起具體形狀和電機(jī)、軸承座的安裝還有帶輪罩的固定。 （2）機(jī)架的造型設(shè)計(jì)，雖然材料一定，但機(jī)架也要求內(nèi)外質(zhì)量的統(tǒng)一，考慮到角鋼的等邊性把角鋼用于底座和支撐軸承座，外觀上做成梯形架子，兩邊角鋼分別向兩邊斜去，這樣既增加了機(jī)架的穩(wěn)定性、又使整個(gè)機(jī)架看上去簡單輕便。同樣角鋼上面是四塊角鋼焊接的一個(gè)長方形用來支撐板，板在角鋼上焊接，下空，因而有利于在板上打通孔和軸承的調(diào)節(jié)，軸承調(diào)節(jié)是通過連接部分的螺栓孔做成長圓狀的來實(shí)現(xiàn)。而下面是由兩個(gè)空心鋼來支撐電機(jī)下的板，空心鋼強(qiáng)度和剛度都很高，所以不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度或剛度不足現(xiàn)象。 （3）作為焊接機(jī)架應(yīng)合理布置焊縫和提高焊縫的可靠性，而且焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構(gòu)件；焊縫布置應(yīng)盡量對稱，最好至中性軸的距離 相等；盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，且焊線要短；焊縫要不要布置在加工面和需要進(jìn)行表面處理的部位上；更要注意不要讓焊縫匯交和密集，讓次要焊縫中斷，主要焊縫聯(lián)系。減少應(yīng)力集中，如盡量采用對接接頭；減少殘余應(yīng)力，焊后熱處理等。 （4）盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)型材，板材，減少加工量。機(jī)架主要由空心鋼、角鋼、鋼板等型鋼焊接拼而成，它們性能的好壞直接決定著機(jī)架整體性聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的剛度直接影響機(jī)器的工作性能。為保證機(jī)架剛度應(yīng)注意改善聯(lián)結(jié)部位的受力狀況、合理提高接觸表面的平面度公差等級及改善其表面粗糙度、螺栓最好前后、左右對稱布置。 整個(gè)機(jī)架設(shè)計(jì)完以后，既要注意滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求，又要注意外形的美觀和人機(jī)工程性，方便操作。造型好，使其既適用經(jīng)濟(jì)，又美觀大方。 3.2傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 軸的強(qiáng)度計(jì)算一般可分為三種：1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算；2）按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算；3）精確強(qiáng)度校核計(jì)算。 當(dāng)軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點(diǎn)及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時(shí)，可按照彎曲或者彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設(shè)計(jì)中的帶傳動(dòng)對軸的力，其作用點(diǎn)取在輪緣寬度的中點(diǎn)。計(jì)算時(shí)，通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的雙支點(diǎn)梁，一般軸的支點(diǎn)近似取為軸承寬度中點(diǎn)。 由于本設(shè)計(jì)所用軸主要是受彎曲強(qiáng)度，很少的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，應(yīng)校核軸的彎曲強(qiáng)度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個(gè)支撐力。 左端的作用力包括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。所以考慮圓錐篩對軸產(chǎn)生作用力時(shí)，僅是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在這里，假設(shè)圓錐篩為實(shí)心，對軸的作用力取其重力的。 篩的材料為不銹鋼，密度是=7.38㎏/,錐篩大端直徑為D=，小端直徑是d=360，H=1140，h=510，所以錐篩的體積 即0.2; 所以,篩的重力約為 故取G==3846.5N。 軸徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)的，所以要校核軸的彎曲強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度校核也就是找出危險(xiǎn)截面，看危險(xiǎn)截面是否滿足軸徑條件，如果危險(xiǎn)截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實(shí)際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計(jì)算危險(xiǎn)截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應(yīng)力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不超過許用彎曲應(yīng)力，一般計(jì)算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點(diǎn)反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)用公式繪出當(dāng)量彎矩圖，式中是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩，?。粚τ诿}動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，取；對于對稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取。 是材料在對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 是材料在脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 在錐篩的設(shè)計(jì)過程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數(shù)為，，，；應(yīng)滿足 下列條件： 或 W為軸的抗彎截面系數(shù)； 軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。 具體受力情況如下圖： 由材料力學(xué)的相關(guān)知識(shí)可得： 解得： 由 得： 可得軸的彎矩圖則如下： 軸所受的轉(zhuǎn)矩如下： 轉(zhuǎn)矩圖如下： =； 所以，= 所以當(dāng)量彎矩圖為： 可知軸承的危險(xiǎn)截面在左邊軸承支撐處，根據(jù)軸的校核條件可以算出： ； 即： 所以：根據(jù)校核，截面強(qiáng)度足夠，其它截面也是足夠安全的。 3.3軸承的強(qiáng)度校核 軸承的選用在以上的說明中已經(jīng)給出，選用的是帶緊定套的滾子軸承，型號(hào)為22218CK/W33+H318，其基本參數(shù)為主要是額定載荷： C=240000N， =322000N，e=0.23,Y=2.5,，假定軸承的壽命為3年，每天工作10小時(shí)，一年工作300天，所以軸承的基本額定動(dòng)載荷可按一下公式進(jìn)行計(jì)算： C= 其中：C—基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值，N； P—當(dāng)量動(dòng)載荷，按式計(jì)算，為軸承所受徑向載荷， 軸向動(dòng)載荷，X為徑向動(dòng)載荷系數(shù)，Y為軸向動(dòng)載荷系數(shù)； —壽命因數(shù)，按表7-2-8選??； —速度因數(shù)，按表7-2-9選?。? —力矩載荷因數(shù)，力矩較小時(shí)=1.5,力矩較大時(shí)=2; —沖擊載荷因數(shù),按表7-2-10選取; —溫度系數(shù),按表7-2-11選取; —軸承尺寸及性能表中所列基本額定動(dòng)載荷; 由表查得=1.19,=0.366,=1.5,=1.2（中等沖擊）,=;1.0； 因?yàn)檩S向載荷=0，即，所以當(dāng)量動(dòng)載荷 即，， ,所以此軸承選的合適,能滿足要求。 3.4螺栓強(qiáng)度的校核與計(jì)算 螺栓的強(qiáng)度在機(jī)械聯(lián)接中至關(guān)重要，特別是在重要的場合，其強(qiáng)度校核和計(jì)算尤其重要。其受力簡圖如上圖所示，圖中以合力代替均勻分布的作用力。由于螺栓的剪切變形為截面的相對錯(cuò)動(dòng)，因此抵抗這種變形的內(nèi)力必然是沿著錯(cuò)動(dòng)的反方向作用的。仍用截面法求內(nèi)力。將螺栓假想地沿剪切面m—m切開，取左邊部分來研究[圖3－55（b）]，根據(jù)靜力平衡條件，在剪切面上必然有一個(gè)與平行的分布內(nèi)力系的合力作用，且?； 與剪切面m—m相切，稱為截面m—m上的剪力。?聯(lián)接件一般并非細(xì)長桿，而且實(shí)際受力和變形情況比較復(fù)雜，通過理論分析或?qū)嶒?yàn)研究來確定剪力在剪切面上的實(shí)際分布規(guī)律較為困難。因此在工程實(shí)際中，做出一些假設(shè)進(jìn)行簡化計(jì)算，稱為實(shí)用計(jì)算，或假定計(jì)算。假設(shè)應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的，若為剪切面面積，則應(yīng)力為：? 與剪切面相切，故為剪應(yīng)力。以上計(jì)算是以假設(shè)剪應(yīng)力在剪切面內(nèi)均勻分布為基礎(chǔ)的，實(shí)際上它只是剪切面內(nèi)的一個(gè)“平均應(yīng)力”，所以也稱為名義剪應(yīng)力。其值與剪切面上的最大剪應(yīng)力大致相等。? 2、擠壓實(shí)用計(jì)算 聯(lián)接件除承受剪切外，在聯(lián)接件和被聯(lián)接件的接觸面上還將承受擠壓。所以對上面的聯(lián)接件還要進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算。? 把作用在螺栓擠壓面上的壓力稱為擠壓力，用表示，用表示擠壓面面積。擠壓面上單位面積內(nèi)承受的擠壓力稱為擠壓應(yīng)力，用表示。在工程上也采用類似剪切的實(shí)用計(jì)算方法，假定擠壓應(yīng)力是均勻分布的，則? 通常擠壓應(yīng)力的分布情況如圖3－53（b），最大應(yīng)力發(fā)生在半圓柱形接觸面的中點(diǎn)，它與實(shí)用計(jì)算所得的擠壓應(yīng)力大致相等。? 擠壓面面積為擠壓面的正投影面積。對于平鍵接觸面面積就是擠壓面面積；對于螺栓擠壓面面積就是直徑平面面積，其值為。? 3、強(qiáng)度條件? 為了保證構(gòu)件在剪切和擠壓的情況下能夠正常工作，必須限制其工作剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力不超過材料的許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力。因此剪切和擠壓的強(qiáng)度條件如下：? 剪切強(qiáng)度條件：≤ 擠壓強(qiáng)度條件：≤ 式中的許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力可從有關(guān)規(guī)范中查得，它們與材料拉伸許用應(yīng)力有下列關(guān)系：? 塑性材料： ? 脆性材料： ?先按剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)：? ≤??≤ d≥ 再用擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，擠壓力為，所以? ≤? ?≤ d≥ 最后得到螺栓的抗大強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度是合適的。? 4 向日葵脫粒機(jī)中主要零件的三維建模 4.1V帶輪的三維建模 4.2擺動(dòng)篩的三維建模 4.3護(hù)罩的三維建模 4.4向日葵脫粒機(jī)的三維建模 5 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 機(jī)械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來的時(shí)代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。 機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。現(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實(shí)。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計(jì)算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實(shí)踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個(gè)進(jìn)化過程中，以及在每個(gè)人的成長過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來。過去，各種機(jī)械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會(huì)消除了這個(gè)限制。計(jì)算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識(shí)過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。 綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識(shí)發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識(shí)，又具有足夠的綜合知識(shí)來認(rèn)識(shí)、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識(shí)中，包括社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)