玉米脫粒機設計

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本科畢業(yè)設計 論文 題 目 玉米脫粒機的設計 英文題目 The design of corn thresher 學 院 專 業(yè) 姓 名 學 號 指導教師 2015 年 11 月 19 日 畢業(yè)設計 論文 獨創(chuàng)性聲明 該畢業(yè)設計 論文 是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果 文中除了特別加以標注和致謝的地方外 不包含其他人或其他機構已經發(fā)表或撰寫 過的研究成果 其他同志對本研究的啟發(fā)和所做的貢獻均已在論文中作了明確的聲 明并表示了謝意 作者簽名 日期 年 月 日 畢業(yè)設計 論文 使用授權聲明 本人完全了解青島濱海學院有關保留 使用畢業(yè)設計 論文 的規(guī)定 即 學 校有權保留送交畢業(yè)設計 論文 的復印件 允許被查閱和借閱 學校可以公布全 部或部分內容 可以采用影印 縮印或其他復制手段保存該畢業(yè)設計 論文 保密 的畢業(yè)設計 論文 在解密后遵守此規(guī)定 作者簽名 導師簽名 日期 年 月 日 摘要 本次設計的題目是玉米脫粒機的設計 此種玉米脫粒機的出現不僅能夠大大提 高生產效率 也可以實現農業(yè)的自動化大生產 并且玉米脫粒機更接近我們的生活 實際 玉米脫粒機的設計是保證產品的質量 工作效率 節(jié)約能源 降低成本的重 要手段 是企業(yè)進行生產準備 計劃調度 加工操作 生產安全 技術檢測和健全 勞動組織的重要依據 也是企業(yè)上品種 上質量 上水平 加速產品更新 提高經 濟效益的技術保證 然而機械設備又是機械工業(yè)的重要組成部分 不論是傳統(tǒng)的脫 粒設備 還是現代脫粒設備 玉米脫粒機都是十分重要的 因此 好的玉米脫粒機 的設計可以提高產品勞動生產率 保證和提高加工精度 降低生產成本等 從而使 產品在保證精度的前提下提高效率 降低成本 當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求 企業(yè)對玉米脫粒設備的設計及制造提 出了更高的要求 我們這些即將大學畢業(yè)的機械設計制造及其自動化專業(yè)的學生 要進行對本專業(yè)所學習的知識進行綜合的運用和掌握 為此我們要進行畢業(yè)設計 要自己動手進行思考問題 為社會主義現代化建設的發(fā)展貢獻力量 也要從此邁出 展現自己價值的第一步 傳統(tǒng)的實現玉米脫粒的方法都是依靠人工的方式 這樣工作效率低下 質量得 不到保證 而本課題所設計的玉米脫粒機 能夠實現玉米的自動脫粒 在人工脫粒 的基礎上面大大地提高了生產效率 降低了勞動成本 特別與發(fā)達國家的玉米脫粒 設備相比 還是有一定的差距 因此新型玉米脫粒機的設計具有重要意義 關鍵詞 玉米脫粒機 制造 效率 重要意義 ABSTRACT With development of all kind of science technology and global economy manipulator is a automated 16 devices that can mimic the human hand and arm movements to do something aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools It can replace the heay 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 atcompress engt ththdirec tionpro cedurework not only can be used for minced meat can also be used with crushed peanuts crushed ice It spices and other food small power requirements powered by the motor drive reasonable structure design can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required it get the necessary strength speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work Small twisted paper broken machine for ordinary home not only can be used for minced meat It can also be used with crushed peanuts crushed ice spices and other food small power requirements powered by the motor drive reasonable structure design can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools Key words corn thresher reame processing meaningful 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 本 課 題 研 究 的 內 容 3 2 玉 米 脫 粒 機 總 體 結 構 的 設 計 5 2 1 玉 米 脫 粒 機 工 作 方 式 的 選 擇 7 2 2 玉 米 脫 粒 機 的 結 構 原 理 10 2 3 機 械 傳 動 部 分 的 設 計 計 算 11 2 3 1 電 機 的 選 型 計 算 12 2 3 2 V 帶 傳 動 的 設 計 計 算 14 2 3 3 傳 動 軸 的 設 計 計 算 15 3 各 主 要 零 部 件 強 度 的 校 核 16 3 1 機 架 強 度 的 校 核 與 計 算 17 3 2 軸 承 強 度 的 校 核 計 算 19 4 玉 米 脫 粒 機 中 主 要 零 件 的 三 維 建 模 20 4 1 篩 體 的 三 維 建 模 21 4 2 機 架 的 三 維 建 模 21 4 3 V 帶 輪 的 三 維 建 模 22 4 4 玉 米 脫 粒 機 的 三 維 建 模 24 5 三 維 軟 件 設 計 總 結 25 結 論 26 致 謝 27 參 考 文 獻 28 0 1 緒論 1 1 課 題 的 來 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 食品工業(yè)是一個國家的重要產業(yè)之一 隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的 提高 人民對食品工業(yè)提出了更高的要求 現代食品已朝著營養(yǎng) 綠色 方便 功 能食品的方向發(fā)展 且功能食品將成為新世紀的主流食品 食品工業(yè)也成為國民經 濟的支柱產業(yè) 作為裝備食品工業(yè)的食品機械工業(yè)發(fā)展尤為迅猛 食品工業(yè)的現代化水平 在很大程度上依賴于食品機械的發(fā)展及其現代化水 離開現代儀器和設備 現代食品工業(yè)就無從談起 食品工業(yè)的發(fā)展是設備和工藝共 同發(fā)展的結果 應使設備和工藝達到最佳配合 以設備革新和創(chuàng)新促進工藝的改進 和發(fā)展 以工藝的發(fā)展進一部促進設備的發(fā)展和完善 兩者互相促進 互相完善 是使整個食品工業(yè)向現代化邁進的必要條件 機械工業(yè)是國民的裝備部 是為國民經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費 品的產業(yè) 不論是傳統(tǒng)產業(yè) 還是新興產業(yè) 都離不開各種各樣的機械裝備 機械 工業(yè)所提供裝備的性能 質量和成本 對國民經濟各部門技術進步和經濟效益有很 大的和直接的影響 機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經濟實力和科學技術水 平的重要標志 因此 世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經濟的戰(zhàn)略重點之 一 機械工程的服務領域廣闊而多面 凡是使用機械 工具 以至能源和材料生產 的部門 都需要機械工程的服務 概括說來 現代機械工程有五大服務領域 研制 和提供能量轉換機械 研制和提供用以生產各種產品的機械 研制和提供從事各種 服務的機械 研制和提供家庭和個人生活中應用的機械 研制和提供各種機械武器 玉米脫粒機自 1795 年被發(fā)明以來 經過兩個世紀的發(fā)展 已被電力 冶金 煤炭 化工 礦山 港口等各行各業(yè)廣泛采用 特別是第三次工業(yè)革命帶來了新材料 新 技術的應用 使玉米脫粒機的發(fā)展步入了一個新紀元 不論服務于哪一領域 機械 工程的工作內容基本相同 主要有 建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎 例如 研究力和運動的工程力學和流體力學 研究金屬和非金屬材料的性能 及其應用的 工程材料學 研究熱能的產生 傳導和轉換的熱力學 研究各類有獨立功能的機械 元件的工作原理 結構 設計和計算的機械原理和機械零件學 研究金屬和非金屬 1 的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等 研究 設計和發(fā)展新的機械產品 不斷改進現有機械產品和生產新一代機械產 品 以適應當前和將來的需要 機械產品的生產 包括 生產設施的規(guī)劃和實現 生產計劃的制訂和生產調度 編制和貫徹制造工藝 設計和制造工具 模具 確定 勞動定額和材料定額 組織加工 裝配 試車和包裝發(fā)運 對產品質量進行有效的 控制 機械制造企業(yè)的經營和管理 機械一般是由許多各有獨特的成形 加工過程 的精密零件組裝而成的復雜的制品 生產批量有單件和小批 也有中批 大批 直 至大量生產 銷售對象遍及全部產業(yè)和個人 家庭 而且銷售量在社會經濟狀況的 影響下 可能出現很大的波動 因此 機械制造企業(yè)的管理和經營特別復雜 企業(yè) 的生產管理 規(guī)劃和經營等的研究也多是肇始于機械工業(yè) 玉米脫粒機自從上世紀九十年代開始就陸續(xù)地被應用在農業(yè)方面 但傳統(tǒng)的玉 米脫粒機由于脫粒精度不高 速度緩慢 有好多工廠仍然采用人工脫粒的方式 這 種人工脫粒的方式勞動效率低下 所以此次設計的玉米脫粒機 在傳統(tǒng)的玉米脫粒 機的基礎上進行改進創(chuàng)新 應用合理的結構以及動力機構 從而來克服以往的玉米 脫粒機所不能克服的問題 對后續(xù)的玉米脫粒機的設計制造有一定的參考意義和價 值 1 2 本 課 題 研 究 的 內 容 本論文主要研究運用 SolidWorks 對玉米脫粒機進行設計 在設計過程中 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 當初的目標是 希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產力的實體模型設計系統(tǒng) 從 1995 年 推出第一套 SolidWorks 三維機械設計軟件至今已經擁有位于全球的辦事處 并經由 300 家經銷商在全球 140 個國家進行銷售與分銷該產品 1997 年 Solidworks 被法 國達索 Dassault Systemes 公司收購 作為達索中端主流市場的主打品牌 SolidWorks 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng) 由于技術創(chuàng)新 符合 CAD 技術的發(fā)展潮流和趨勢 SolidWorks 公司于兩年間成為 CAD CAM 產業(yè)中獲 利最高的公司 良好的財務狀況和用戶支持使得 SolidWorks 每年都有數十乃至數百 2 項的技術創(chuàng)新 公司也獲得了很多榮譽 該系統(tǒng)在 1995 1999 年獲得全球微機平臺 CAD 系統(tǒng)評比第一名 從 1995 年至今 已經累計獲得十七項國際大獎 其中僅從 1999 年起 美國權威的 CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予 SolidWorks 最佳編輯 獎 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和證明 使用它 設計師大大縮短了設計時 間 產品快速 高效地投向了市場 由于 SolidWorks 出色的技術和市場表現 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 公司原來的風險投資商和股東 以一千三百萬美 元的風險投資 獲得了高額的回報 創(chuàng)造了 CAD 行業(yè)的世界紀錄 并購后的 SolidWorks 以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作 成為 CAD 行業(yè)一家高素質 的專業(yè)化公司 SolidWorks 三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的 CAD 產品 由于使用了 Windows OLE 技術 直觀式設計技術 先進的 parasolid 內核 由 劍橋提供 以及良好的與第三方軟件的集成技術 SolidWorks 成為全球裝機量最大 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 機車 食品 機械 國防 交通 模具 電子通訊 醫(yī)療器械 娛樂 工業(yè) 日用品 消費品 離散制造等分布于全球 100 多個國家的約 3 萬 1 千家企業(yè) 在教育市場上 每年來自全球 4 300 所教育機構的近 145 000 名學生通過 SolidWorks 的培訓課程 據世界上著名的人才招聘網站檢索 與其它 3D CAD 軟件相比 SolidWorks 相 關的招聘廣告比其它軟件的總合還要多 這一事實說明了越來越多的工程師和設計 者使用 SolidWorks 三維軟件 越來越多的企業(yè)需要 SolidWorks 人才 Solidworks 軟件功能強大 易于操作 界面人性化 技術創(chuàng)新 組件繁多是 SolidWorks 的五大 特點 使得 SolidWorks 三維軟件成為目前全球領先的三維 CAD 解決方案 SolidWorks 在設計時能夠為用戶提供不同的設計方案 通過方案的篩選 工程師能 從中選擇合適的方案 從而在設計過程中降低設計的錯誤以及提高產品質量 在目 前市場上所見到的三維 CAD 解決方案中 SolidWorks 是設計過程比較簡便又通俗易 3 懂的軟件之一 它不僅提供如此人性化的系統(tǒng) 同時對每個工程師和設計者 乃至 整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎 SolidWorks 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng) 由于技術創(chuàng)新符合 CAD 技術的發(fā)展潮流和趨勢 SolidWorks 公司于兩年間成為 CAD CAM 產業(yè)中獲利最高的公司 良好的財務狀況和 用戶支持使得 SolidWorks 每年都有數十乃至數百項的技術創(chuàng)新 公司也獲得了很多 榮譽 該系統(tǒng)在 1995 1999 年獲得全球微機平臺 CAD 系統(tǒng)評比第一名 從 1995 年至 今 已經累計獲得十七項國際大獎 其中僅從 1999 年起 美國權威的 CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予 SolidWorks 最佳編輯獎 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 和證明 使用它 設計師大大縮短了設計時間 產品快速 高效地投向了市場 由 于 SolidWorks 出色的技術和市場表現 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 公司原來的風險投資商和股東 以一千三百萬美元的風險 投資 獲得了高額的回報 創(chuàng)造了 CAD 行業(yè)的世界紀錄 并購后的 SolidWorks 以原 來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作 成為 CAD 行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司 SolidWorks 三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的 CAD 產品 由于使用了 Windows OLE 技術 直觀式設計技術 先進的 parasolid 內 由劍 橋提供 以及良好的與第三方軟件的集成技術 SolidWorks 成為全球裝機量最大 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 機車 食品 機械 國防 交通 模具 電子通訊 醫(yī)療器械 娛樂 工業(yè) 日用品 消費品 離散制造等分布于全球 100 多個國家的約 3 萬 1 千家企業(yè) 在教育市場上 每年來自全球 4 300 所教育機構的近 145 000 名學生通過 SolidWorks 的培訓課程 據世界上著名的人才網站檢索 與其它 3D CAD 系統(tǒng)相比 與 SolidWorks 相關 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 據統(tǒng)計 全世界用戶每年使用 SolidWorks 的時間已達 5500 萬小時 在美國 包括麻省理工學院 MIT 斯坦福 大學等在內的著名大學已經把 SolidWorks 列為制造專業(yè)的必修課 國內的一些大學 4 教育機構 如哈爾濱工業(yè)大學 清華大學 浙江工業(yè)大學 浙江大學 華中科技 大學 北京航空航天大學 大連理工大學 北京理工大學 武漢理工大學等也在應 用 SolidWorks 進行教學 Solidworks 軟件功能強大 組件繁多 Solidworks 有功 能強大 易學易用和技術創(chuàng)新三大特點 這使得 SolidWorks 成為領先的 主流的 三維 CAD 解決方案 SolidWorks 能夠提供不同的設計方案 減少設計過程中的錯誤 以及提高產品質量 SolidWorks 不僅提供如此強大的功能 而且對每個工程師和設 計者來說 操作簡單方便 易學易用 SolidWorks 在現今社會階段逐漸廣泛應用 并且 SolidWorks 公司對中國市場 重點開發(fā) 日后 SolidWorks 應用將會更加完善 更加普遍 通過前文對 SolidWorks 的深入了解后 往后會對 SolidWorks 進行個別應用的分析 如建模 裝配 工程圖 力學分析等 2 玉米脫粒機總體結構的設計 2 1 玉 米 脫 粒 機 工 作 方 式 的 選 擇 傳統(tǒng)玉米脫粒機采用釘齒滾筒與柵格板摩擦擠壓玉米來進行脫粒 這種脫粒方 式反映出的問題是 對水分較低 15 以下 的果穗 易將玉米籽粒打碎 對中等水分 15 19 的果穗 易造成籽粒表皮的傷害 對水分較高 19 以上 的果穗 不僅脫凈率 會降低 而且個別籽粒表皮損傷嚴重 導致總損失率增高 一般來說 傳統(tǒng)脫粒方式總 損失率要超過 2 綜合以上所述 本課題采用揉搓板齒式脫粒裝置 它的工作原理是 玉米經人 工送進入料口 在螺旋導料板的作用下進入脫粒區(qū) 脫粒區(qū)的柵格板由鋼焊制而成 其間隙大于玉米籽粒的寬度 使得玉米粒能夠從柵格板穿過 柵格板下焊有篩體 可有效的降低對玉米果穗的流動阻力 提高脫凈率 2 2 玉 米 脫 粒 機 的 結 構 原 理 本次設計的是玉米脫粒機的設計 玉米經人工送進入料口 在螺旋導料板的作 用下進入脫粒區(qū) 脫粒區(qū)的柵格板由鋼焊制而成 其間隙大于玉米籽粒的寬度 使 得玉米粒能夠從柵格板穿過 柵格板下焊有篩體 可有效的降低對玉米果穗的流動 阻力 提高脫凈率 其具體結構原理圖如下圖所示 5 2 3 機 械 傳 動 部 分 的 設 計 計 算 2 3 1 電 機 的 選 型 計 算 玉米脫粒機是通過電機通過 V 帶傳動帶動脫離體旋轉 從而實現玉米的脫粒功 能 具體的電機選型計算過程如下 N 4 KW WG G 玉米脫粒機的生產能力 1000kg h W 切割 1kg 物料耗用能量 其值與玉米直徑有關 d 小則 w 大 當 d 3mm 取 w 0 0030kw h kg 查 B5p 75 傳動效率 取 0 75 所以根據 N 4kw n 1500r min 查 B1 表 10 4 1 選用 Y112M 4 再查 B1 表 10 4 2 得 Y112M 4 電機的結構 6 圖 4 1 Y112M 4 電動機的外觀圖 2 3 2 V 帶 傳 動 的 設 計 計 算 1 設計功率 dP kwKA8 42 1 工況系數 查 B1 表 8 1 22 取 1 2AK P 傳遞的功率 2 選定帶型 根據 和 查 B1 圖 8 1 2 選取普通 V 帶 A 型 小帶輪轉速 為dp1n 1n 1440r min 3 傳動比 1 76 0i2ni1min 81076 4r 4 小帶輪基準直徑 mm 1d 由 B1 表 8 1 12 和表 8 1 14 選定 100mm 75r min 1dmind 5 大帶輪基準直徑 mm 2 cidd 1760 12 由 B3 表 8 7 得 180mm2d 6 帶速驗算 smvsm ndv 3025 54 710610ax 7 7 初定軸間距 mm 0a md28 210 8 所需帶的基準長度 mm 0L 0 204 212210 adaLdd 88 886mm 依 B1 表 8 1 8 取 900mm 即帶型為 A 900dL 9 實際軸間距 a md287690200 10 小帶輪包角 1 3 578121 ad 0 164 11 單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據帶型號 和 普通 V 帶查 B1 表 8 1 27 c 取 1 32kw1dn 12 時單根 V 帶型額定功率增量1 i 1P 根據帶型號 和 查 B1 表 8 1 27 c 取 0 15kw1i 13 V 帶的根數 Z Z 49 387 096 15 032 4 1 LadkpP 小帶輪包角修正系數查 B1 表 8 1 23 取 0 96ak 帶長修正系數查 B1 表 8 1 8 取 0 87L 14 單根 V 帶的預緊力 0F 8 20 15 2 mvZPkFda 254 710 4896 134 N m V 帶每米長的質量 kg m 查 B1 表 8 1 24 取 0 1k gm 15 作用在軸上的力 F 062sin4132sin20 NZF 1598ii310max 考慮新帶初預緊力為正常預緊力的 1 5 倍ax F 16 帶輪的結構和尺寸 帶輪應既有足夠的強度 又應使其結構工藝性好 質量分布均勻 重量輕 并 避免由于鑄造而產生過大的應力 輪槽工作表面應光滑 表面粗糙度 以減輕帶的磨損 mRa 2 3 帶輪的材料為 HT200 查 B1 表 8 1 10 得基準寬度制 V 帶輪輪槽尺寸 根據 帶輪的基準直徑查 B1 表 8 1 16 確定輪輻 圖 4 2 小帶輪 9 圖 4 3 大帶輪 2 3 3 傳 動 軸 的 設 計 計 算 1 初步確定軸的直徑 mm 3 32 5 610 npAd 根據工作條件 取 mmd 2 傳動軸受力分析 N 3 33 4 513602 91 mtdTF N 3 34 54 173062cos0 cos 1 tgtgr N 3 35 2in4 52in ta 3 繪制傳動軸的受力簡圖 求支座反力 垂直面支反力 由 得 0CM 3 36 025732 arBYFLR 圖 4 1 傳動軸的受力簡圖 10 NL FRarBY 13 6295 761 30204 132 603 由 得 N 3 37 230 954 173 BYrCYRF 水平面支反力 由 得 0CM 3 38 32 LFRtBZ N02 13685 762412 t 由 得 0Z N 3 39 3092 184 3 BrCRF 4 作彎矩圖 垂直面彎矩 圖 YM C 點 N mm 3 40 495 70825 613 29 LRBY 水平面彎矩 圖 Z C 點 N mm 3 41 675 48035 267 302 LRMBZ 合成彎矩 圖 C 點 N mm 3 42 153 6785 4780395 470222 CZY 5 作轉矩 T 圖 N mm61 3 6 校核軸的強度 11 按彎扭合成應力校核軸的強度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 即危險截面 C 的強度 由文獻 1 15 5 可 知 取 軸的計算應力6 0 MPa 3 43 3 14150 26 9 3678 3 252232 WTMc 選定軸的材料為 45 鋼 調質處理 由文獻 1 表 可知 MPa 因此 601 故安全 1 ca 7 精確校核軸的疲勞強度 判斷危險截面 從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看 截面 IV 和 V 引起的應力集中最嚴重 而 V 受的彎矩較大 從受載的情況來看 截面 C 的應力最大 但應力集中不大 故 C 面不用校核 只需校核截面 V 截面 V 左側 抗彎截面系數 mm 3 44 27401 0 33 dW3 抗扭截面系數 mm 3 45 582T 截面 V 左側的彎矩 M 為 Mpa 3 46 62 70 6153 678 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 201 截面上的彎曲應 Mpa 3 47 8 74 Wb 截面上的扭轉切應力 MPa 3 48 3 5031 T 軸的材料為 45 鋼 調質處理 由文獻 1 表 可知 MPa 1 640 B MPa MPa 2751 15 由文獻 1 附表 可知 用插入法求出83 12 8 2 k24 8 0 k 軸按精車加工 由文獻 1 附圖 可知 表面質量系數為 3 84 0 軸未經表面強化處理 1q 固得綜合系數為 3 49 9 284 021 kK 43 1 由文獻 1 可知 碳鋼的特性系數13 2 取 0 0 取5 5 所以軸在截面 V 左側的安全系數為 3 50 34 01 289 751 mbKS 3 51 2 9 3 41a 3 52 5 1 702 19 2 SSca 故該軸在截面 V 左側的強度是足夠的 截面 V 右側 抗彎截面系數 mm219703 01 3 dW3 抗扭截面系數 mm42T 截面 V 左側的彎矩 M 為 13 MPa628 570 6153 678 M 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 20 截面上的彎曲應力 MPa 92 Wb 截面上的扭轉切應力 MPa8 74301 T 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數 及 按文獻 1 附表 查取 23 因 023 1 dr 8 104 dD 5 3 又由文獻 1 附圖 可得軸的材料的敏感系數為 8 0 q7 故有效應力集中系數按文獻 1 附 為43 3 53 87 1 05 2 1 1 k 687 q 由文獻 1 附圖 可得軸的截面形狀系數為235 0 由文獻 1 附圖 可得軸的材料的敏感扭轉剪切尺寸系數為 76 0 綜合系數為 41 38 05 71 kK 6 2 所以軸在截面 V 左側的安全系數為 29 801 8524 371 maKS 6 423 1a 14 5 172 896 24 82 SSca 故該軸在截面 V 左側的強度是足夠的 3 各主要零部件強度的校核 3 1 機 架 強 度 的 校 核 與 計 算 機架的選擇根據玉米脫粒機上面的所有組成部件 脫粒量的多少和重量來定 方通機架受力分析得出 由分析得出玉米脫粒機機架在平衡狀態(tài)下只受地面對其的 支撐力和在其表面上物體所給的壓力 見下圖 即篩體和脫粒體以及軸承等等給的壓力為 G G1 零部件重量 20000N 10000Kg 1000X20N 30000N 根據方通承載力計算公式 M Pac L M 彎矩 P 集中力 a 集中力距支座距離 c 集中力距另一支座距離 L 跨 度 L a c 僅用于截面 bhW 12 f M W 材料的許用應力 彈性抗拉強度 安全系數 M Pac L 11960 xL 本次設計初定 L 為 1200mm 則 M 13456N M 初定方通為 140 x40 x6 計算 W 得出 bh 12 210 4cm462M3456f 1 350a 12 aW0 cm由 于 NP 折算后位 270Mpa 查的普通碳素結構鋼 Q235A 的抗拉強度為 375 500Mpa 由于 270Mpa 遠遠小于 375Mpa 所以方通滿足強度要求 15 3 2 軸 承 強 度 的 校 核 計 算 1 滾動軸承的選擇 滾動軸承為深溝球軸承 6205 由文獻 2 表 得24 39 KN KN 862 rC1490 or 8 e01 Y 2 壽命驗算 軸承所受支反力合力 N 4 1 74 1502 3681 292 BZYBR 對于深溝球軸承 派生軸向力互相抵消 N0BaF7 aCF 由文獻 2 表 得 24 39 eRB N 4 2 74 1508 7150 BaBrYRP 按軸承 B 的受力大小驗算 h 4 3 9 31066 78 4 5820101 BrhPCnL h 年978 4 54 由于玉米脫粒機脫粒體的運轉平穩(wěn) 必須選擇較大壽命的軸承 軸承能達到所 計算的壽命 經審核后 此軸承合格 16 4 玉米脫粒機中主要零件的三維建模 4 1 篩 體 的 三 維 建 模 4 2 機 架 的 三 維 建 模 17 4 3 V 帶 輪 的 三 維 建 模 4 4 玉 米 脫 粒 機 的 三 維 建 模 18 5 三維軟件設計總結 本次設計的題目是玉米脫粒機的設計 經過查找各類資料和參考文獻 到今天 總算完成了 通過本次設計 再次提出了利用三維軟件的水平 并吸收了大量的經 驗 總結出以下幾點 關于圖紙的繪制方面 當零件的尺寸已經給出 不考慮圖紙 尺寸不合適的 基于三維零件圖 裝配時必須考慮的大小是合適的 因為 AutoCAD 繪圖效果不好 也會引起的尺寸誤差 和甚至出現欠定義大小 因此 必須通過在 這個時候對零件進行測量 進行修改 直到符合要求 該工具是方便的輸入數據映 射 通過選擇部分的類型 標準件 可以生成 但有時需要在工具集使用部分可能 找不到 所以在這個時候隨機應變 其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件 的使用 三維地圖應該是靈活的 解決問題的方法總比問題多 當一個方法不能正 常映射 試試另一種方法 它不僅可以完成零件的生產 而且還可以開發(fā)映射一個 更好的主意 并打破了新思想的規(guī)則 學習使用一些可以節(jié)省時間的命令 如鏡像 陣列 能省則省 在裝配過沉 重 曾給了我一個很大的障礙 是要花很多時間去找出為什么 在一個活躍的子組 件 雖然活動范圍會產生干擾 可以設置該復合物的活動范圍 如先進的范圍內 和角度范圍 即使在這個范圍內不影響母配體 不能設置 因為一旦設定的范圍內 在父組件將被視為完全定義的組件模型 它將沖突分總成 將無法完成裝配 看地 圖是最重要的任務是理解零件圖 圖表工具 沒有工具是沒有法律的零件圖 所以 不要急著寫 想通過零件的結構 并認為通過線圖 這是重中之重 映射 部分建 模 一般應的特點進行深入分析 找出零件是由幾個特點 擺脫所有的形狀特點 它們之間的連接相對位置 表面 然后按主次特征造型的關系 按一定的順序 一 個復雜的部分 有許多簡單的功能 通過切除或重疊相交 所以部分建模 序列特 征是很重要的 雖然不同的建模過程可以構造出相同的實體部分 但其建模過程和 實體結構的穩(wěn)定性有直接的影響 實體模型可以修改應用程序 可理解性和實體模 型 特別是在二維圖紙 我們只能看到元器件的布局 并用虛線給說的內部特征 除了部分的相貫線 這條線各特征在路口出現 在選秀過程中零件 必須選擇第一 個草圖平面 這是非常重要的 決定了后續(xù)的模型飛機的命令 使用簡單的說 一 個圓柱形圍成一個圈 然后繪制 也可以作為一個長方體旋轉 雖然他們的結果都 19 是一樣的 但草圖平面和命令的使用 如果我們想要一個軸 那么我們應該選擇第 二個方法以及 由于該零件的設計不規(guī)則零件 用于為拉伸和旋轉命令 許多零部件都是對稱 的 所以為了節(jié)省時間 提高效率 通常用于指揮鏡特性 一個完整的工程圖紙應該包含以下 4 個方面 一組視圖 一組視圖 包括視圖 剖面 斷面 局部視圖 是正確的 完整的 對 各部分的結構和形狀表達清楚 尺寸 尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術要求 表明部分的一些要求必須在制造和檢驗完成 如表面粗糙度 尺寸公差 形位公差 材料和熱處理的方法和指標 標題欄 注明產品名稱 材料 數量 拉伸比和拉伸 等 單擊 新建 圖標以顯示新的文件系統(tǒng) SolidWorks 文件 對話框中 單擊 選項 對話框中的組件 你可以進入裝配工作模式 進行以后的設計工作 20 總 結 時間似流水 到今天 我的畢業(yè)設計總算完成了 心里充滿感概和辛酸 在最 近的一段時間的畢業(yè)設計 使我們充分把握的設計方法和步驟 不僅復習所學的知 識 而且還獲得新的經驗與啟示 在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計 會遇 到不清楚的作業(yè) 老師和學生都能給予及時的指導 確保設計進度本文所設計的是 玉米脫粒機的設計 通過初期的定稿 查資料和開始正式做畢設 讓我系統(tǒng)地了解 到了所學知識的重要性 從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易 需要不斷鉆 研 不斷進取才可要做的好 總之 本設計完成了老師和同學的幫助下 在大學研 究的最后 感謝幫助過我的老師和同學 是大家的幫助才使我的論文得以通過 在 這里 我要對我的老師和同學們表示由衷的謝意 21 致 謝 直到今天 論文總算完成了 我的心里感到特別高興和激動 在這里 我打 心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝 因為有了老師的諄諄教導 才讓我學 到了很多知識和做人的道理 由衷地感謝我親愛的老師 您不僅在學術上對我精 心指導 在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解 在我的生命中給予的 靈感 所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè) 也學到了很多有用的知識 同時 我的生活中的也有了一個明確的目標 知道想要什么 不再是過去的那個愛玩的 我了 導師嚴謹的治學態(tài)度 創(chuàng)新的學術風格 認真負責 無私奉獻 寬容豁達 的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的 通過近半年的設計計算 查找各類玉米 脫粒機的相關資料 論文終于完成了 我感到非常興奮和高興 雖然它是不完美 的 是不是最好的 但在我心中 它是我最珍惜的 因為我是怎么想的 這是我 付出的汗水獲得的成果 是我在大學四年的知識和反映 四年的學習和生活 不 僅豐富了我的知識 而且鍛煉了我的個人能力 更重要的是來自老師和同學的潛 移默化讓我學到很多有用的知識 在這里 謝謝老師以及所有關心我和幫助我的 人 謝謝大家 在以后的工作中 我們將繼續(xù)努力 爭取把自己的本質工作做好 22 參考文獻 1 張福學編著 玉米脫粒機技術及其應用 北京 電子工業(yè)出版社 2000 2 何發(fā)昌著 邵遠編著 玉米脫粒機的原理及應用 北京 高等教育出版社 1996 3 張利平著 實用技術速查手冊 北京 化學工業(yè)出版社 2006 12 4 李寶仁著 氣動技術 低成本綜合自動化 北京 機械工業(yè)出版社 1999 9 5 宋學義著 玉米脫粒機速查手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1995 3 6 陳奎生著 氣與氣壓傳動 武漢 武漢理工大學出版社 2008 5 7 SMC 中國 有限公司 玉米脫粒機實用技術 北京 機械工業(yè)出版社 2003 10 8 徐文燦著 玉米脫粒機系統(tǒng)設計 北京 機械工業(yè)出版社 1995 9 曾孔庚 玉米脫粒機的發(fā)展趨勢 機器人技術與應用論壇 10 高微 楊中平 趙榮飛等 玉米脫粒機臂結構優(yōu)化設計 機械設計與制造 2006 1 11 孫兵 趙斌 施永輝 玉米脫粒機的研制 中國期刊全文數據庫 12 馬光 申桂英 工業(yè)機器人的現狀及發(fā)展趨勢 中國期刊全文數據庫 2002 年 13 李如松 玉米脫粒機的應用現狀與展望 中國期刊全文數據庫 1994 年第 4 期 14 李明 單臂回轉式移動玉米脫粒機設計 制造技術與機床 2005 年第 7 期 15 李杜莉 武洪恩 劉志海 玉米脫粒機的運動學分析 煤礦機械 2007 年 2 月 16 成大先主編 機械設計手冊 第三版 北京 化學工業(yè)出版社 1994 17 Hirohiko Arai Kazuo Tanie and Susumu Tachi Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space