新型玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含SW三維圖和CAD圖紙】

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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）論文題目：新型玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)系 部：專(zhuān) 業(yè)：班 級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：2018 年 4 月 27 日I摘 要隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展運(yùn)用，計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真已成為現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)研究中一種重要的科研手段，它在可行性論證、機(jī)械設(shè)計(jì)和尋求最佳方案等方面發(fā)揮著重要作用。目前關(guān)于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的研究已經(jīng)向三維實(shí)體化方向發(fā)展。本文在對(duì)玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行建模仿真的基礎(chǔ)上，介紹了利用 Solidworks 軟件對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行零件三維建模、零件裝配和運(yùn)動(dòng)仿真的方法和具體步驟。基于三維建模設(shè)計(jì)出該玉米脫粒機(jī)的模型并對(duì)其進(jìn)行反復(fù)改造，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷并給予改正，與傳統(tǒng)釘齒式玉米脫粒機(jī)相比，該玉米脫粒機(jī)具有高脫凈率、低破碎率和低功耗等優(yōu)點(diǎn)，是產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段更加生動(dòng)形象，并大大減少研發(fā)成本。關(guān)鍵詞：三維建模；Solidworks；玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)IIAbstractWiththedevelopmentandapplicationofcomputerapplicationtechnology,computersimulationhasbecomeanimportantscientificresearchmeansinmodernmechanismresearch.Itplaysanimportantroleinfeasibilitydemonstration,mechanicaldesignandseekingthebestscheme.Atpresent,theresearchonmechanismmotionsimulationhasdevelopedtowardsthree-dimensionalentity.Onthebasisofmodelingandsimulationofthestructurepartsofcornthresher,thispaperintroducesthemethodandconcretestepsof3Dmodeling,assemblyandmotionsimulationofthemechanismbyusingSolidworkssoftware.Themodelofcornthresherwasdesignedbasedon3Dmodelingandcheckedrepeatedly.Afterchecking,thedesigndefectswerediscoveredandcorrectedintime.Comparedwiththetraditionalnail-toothcornthresher,thecornthresherhastheadvantagesofhighremovalrate,lowbreakagerateandlowpowerconsumption.Itismorevividandvividinthedesignphase.Andgreatlyreducethecostofresearchanddevelopment.Keywords:Dmodeling；Solidworks；CornthresherIII目 錄摘 要 ................................................................IAbstract ............................................................II前言 .................................................................1第一章玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì)方案 .............................................31.1 傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)與現(xiàn)代玉米脫粒機(jī)的比較 ..............................31.1.1 主要技術(shù)性能指標(biāo)的比較 .......................................31.2 玉米脫粒機(jī)的工作原理 ..............................................4第二章玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...........................................62.1 機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................62.2 篩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................72.3 脫粒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................82.4 帶輪和傳送帶的設(shè)計(jì) ................................................92.5 下滑板和雜質(zhì)處理風(fēng)扇 .............................................132.6 電動(dòng)機(jī)的選用及設(shè)計(jì) ...............................................142.7 入料口 ...........................................................15第三章玉米脫粒機(jī)的裝配和運(yùn)動(dòng)仿真 ....................................183.1 玉米脫粒機(jī)的裝配 .................................................183.2 玉米脫粒機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真 .............................................203.2.1Solidworks 運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)介 .........................................203.2.2 玉米脫粒機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真 .........................................20IV3.2.3 玉米脫粒機(jī)的爆炸視圖 .........................................213.3 Solidworks 的高級(jí)渲染功能 ........................................21第四章總結(jié) ..........................................................23致謝 ................................................................24參考文獻(xiàn) ............................................................251前言1. 課題的背景與意義本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐，基于 Solidworks 玉米脫粒機(jī)的三維建模與仿真。熟悉和掌握玉米脫粒機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)、工作原理和特點(diǎn)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)玉米的自動(dòng)脫粒，在人工脫粒的基礎(chǔ)上面大大地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)成本，提出了本課題。通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)習(xí)三維模軟件，并熟練地使用 Solidworks 簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)零件，實(shí)現(xiàn)零件間的裝配，培養(yǎng)我獨(dú)立分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)我查閱科技方面資料、并鍛煉我理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。2. 玉米脫粒機(jī)的背景和發(fā)展歷程脫粒機(jī)在我國(guó)許多農(nóng)村地區(qū)廣泛使用，大約有數(shù)十年的歷史。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)正以年產(chǎn)量 30 萬(wàn)臺(tái)左右的速度生產(chǎn)各種類(lèi)型的脫粒機(jī)。脫粒機(jī)相關(guān)企業(yè)大約有 500 余家[1]，遍布全國(guó)各地。其中，生產(chǎn)大型玉米、水稻脫粒機(jī)的企業(yè)主要集中在東北 3 省，這一區(qū)域的脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、技術(shù)含量高且功能齊全，多用于商業(yè)化作業(yè)；生產(chǎn)中型玉米脫粒機(jī)的企業(yè)多數(shù)分布于中原地區(qū)，產(chǎn)量較大；生產(chǎn)小型稻麥、玉米脫粒機(jī)的企業(yè)主要集中在南方地區(qū)，這一區(qū)域的脫粒機(jī)大多數(shù)是由簡(jiǎn)易腳踏式脫粒機(jī)增加動(dòng)力改裝實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)含量低，多用于庭院和田間地頭作業(yè)。為滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求，不僅脫粒機(jī)尺寸不同，脫粒機(jī)的脫粒方式也不相同。20 世紀(jì) 70 年代初，我國(guó)自行研制的沖擊式玉米脫粒機(jī)得到廣泛普及。20 世紀(jì) 80年代初，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)一批成套的種子加工設(shè)備，后自主研發(fā)的搓擦式玉米脫粒機(jī)也得到大力推廣，典型代表是重慶市農(nóng)機(jī)所研發(fā)的 5TY-0.2 型玉米脫粒機(jī)。近年來(lái)，我國(guó)在引進(jìn)、消化吸收國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行自主研發(fā)，由農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院研發(fā)的新型擠搓式玉米脫粒機(jī)成果顯著。隨后，北京豐田、北京西達(dá)農(nóng)業(yè)工程及甘肅酒泉也相繼生產(chǎn)出各種系列的擠搓式玉米脫粒機(jī)。2007 年，沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)李心平成功研發(fā)出差速式玉米脫粒機(jī)。隨著科技的的發(fā)展和技術(shù)的成熟，慢慢的淘汰了傳統(tǒng)的釘齒形玉米脫粒機(jī)，而選用揉搓板齒式玉米脫粒機(jī)。23. 本課題研究的主要內(nèi)容本課題是學(xué)習(xí) Solidworks 的各種功能，利用 Solidworks 設(shè)計(jì)出玉米脫粒機(jī)的建模零件、實(shí)現(xiàn)零件間的裝配、進(jìn)行模擬仿真以及從三維圖轉(zhuǎn)化成二維圖。以生產(chǎn)實(shí)踐為基礎(chǔ)。基于三維建模軟件設(shè)計(jì)出模型，設(shè)計(jì)出的玉米脫粒機(jī)相比于傳統(tǒng)釘齒形玉米脫粒機(jī)具有高脫凈率、低破碎率、大大地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)成本，并且制作成本低廉，經(jīng)濟(jì)適用并且耐用。特別與發(fā)達(dá)國(guó)家的玉米脫粒設(shè)備相比，還是有一定的差距，因此新型玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)具有重要意義。345第一章玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì)方案1.1 傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)與現(xiàn)代玉米脫粒機(jī)的比較近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)玉米脫粒機(jī)市場(chǎng)上，出現(xiàn)了一種研學(xué)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)改進(jìn)設(shè)計(jì)的、利用擠搓原理、寬板齒、低轉(zhuǎn)速脫粒滾筒及柵格式凹板結(jié)構(gòu)的玉米脫粒機(jī)。這種脫粒機(jī)與傳統(tǒng)脫粒機(jī)相比，具有脫凈率高、破碎率低、適應(yīng)玉米籽粒含水率范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。它可以減少玉米種子在脫粒過(guò)程中的損失，提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)種子加工企業(yè)具有重要的意義。傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)玉米的脫粒只能采用打擊原理設(shè)計(jì)的普通脫粒機(jī),各種傳統(tǒng)普通機(jī)型的滾筒轉(zhuǎn)速都在 700r/min 以上、滾筒外緣( 板齒頂部)線(xiàn)速度均>8m/s,是靠釘齒或窄板齒高速打擊玉米果穗實(shí)現(xiàn)脫粒的,對(duì)玉米籽粒傷害較大。但由于普通脫粒機(jī)個(gè)別主要性能指標(biāo)偏低:由脫粒原理決定的破碎率偏高 (>1%),致使玉米制種企業(yè)多年來(lái)受脫粒環(huán)節(jié)損失量偏大的困擾。我國(guó)每年玉米制種量約 180 萬(wàn)噸,損失增加值按 0.5%計(jì)算 ,將造成 0.9 萬(wàn) t 的玉米種子損失。目前發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)已將以打擊原理為主的玉米脫粒機(jī)淘汰,用一種擠搓板齒式脫粒技術(shù)原理脫粒機(jī)取代,并已得到推廣應(yīng)用。這種技術(shù)符合脫凈率高、破碎率低的要求,全面克服了老式脫粒機(jī)存在的缺點(diǎn)。新機(jī)型脫粒損失至少比老機(jī)型減少0.5%,而且對(duì)種子玉米和普通玉米均適合。1.1.1 主要技術(shù)性能指標(biāo)的比較筆者對(duì)國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的生產(chǎn)率為 1t/h 的兩種機(jī)型（即 5TY-10 型釘齒式和TY-17 型板齒式玉米脫粒機(jī)）進(jìn)行了比較。玉米脫粒機(jī)的滾筒轉(zhuǎn)速由滾筒外緣的齒頂線(xiàn)速度決定，滾筒外緣的線(xiàn)速度是以保證脫粒時(shí)玉米籽粒破碎最少為前提條件來(lái)設(shè)計(jì)的。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，含水率為 13%左右的玉米穗（此含水率的玉米最易破碎）在齒頂線(xiàn)速度小于 4m/s 時(shí)，破碎率最低。1. 5TY-10 型釘齒式的滾筒轉(zhuǎn)速由于釘齒式脫粒機(jī)需要采用打擊來(lái)脫粒，因此５TY-10 的滾筒轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為700~900r/min，其釘齒齒頂直徑為 210mm。V＝πDn/60式中 n—滾筒的轉(zhuǎn)速(r/min)；6v—齒頂線(xiàn)速度（m/s）；D—滾筒齒頂直徑（m）。由此可知，n=700r/min 時(shí)， v=7.3m/s；n=900r/min 時(shí)，v=9.4m/s。2. TY-17 型板齒式的滾筒轉(zhuǎn)速為了減少破碎，TY-17 型板齒式的滾筒轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為 340r/min，板齒齒頂直徑為 190mm。根據(jù)公式 v＝πDn/60，計(jì)算得 v=3.4m/s3. 脫粒特性比較1) 由于釘齒式的滾筒線(xiàn)速度為 7.3~9.4m/s，超過(guò)了 4m/s 這個(gè)限值，故產(chǎn)生的破碎率要高于板齒式脫粒機(jī)的破碎率。2) 當(dāng)玉米含水率在 13%～20%范圍內(nèi)時(shí)，兩種機(jī)型的技術(shù)性能指標(biāo)比較穩(wěn)定；當(dāng)玉米含水率高于 20%時(shí)，釘齒式脫粒機(jī)的脫凈率和破碎率指標(biāo)明顯下降，板齒式脫粒機(jī)的脫凈率和破碎率稍有下降。3) 板齒式脫粒機(jī)的單位功率生產(chǎn)率要高于釘齒式脫粒機(jī)。4) 板齒式脫粒機(jī)由于具有高脫凈率、低破碎率和低功耗等優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)被越來(lái)越多的種子企業(yè)所可，其市場(chǎng)前景良好。同時(shí)，國(guó)內(nèi)的傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)也會(huì)逐漸被其替代。1.2 玉米脫粒機(jī)的工作原理本課題采用揉搓板齒式脫粒裝置。它的工作原理是將剝過(guò)皮的玉米放入傾斜的入料口，在傾斜的入料口下進(jìn)入脫粒區(qū)，甩刀的高速運(yùn)動(dòng)擊打玉米穗子，破碎，脫粒，震動(dòng)。玉米芯借助于滾筒上螺旋排列的甩刀的螺旋推力和螺旋導(dǎo)向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出機(jī)體之外。而玉米粒和玉米谷粒中的雜質(zhì)經(jīng)過(guò)篩體掉落，掉到下滑板，在雜質(zhì)經(jīng)過(guò)下滑板的篩選掉落，玉米則從下滑板排除。其主要結(jié)構(gòu)如下圖所示：7圖 1-2 玉米脫粒機(jī)的主要結(jié)構(gòu)1. 機(jī)架體 2.玉米芯擋板 3.進(jìn)料口 4.篩體 5.電動(dòng)機(jī) 6.帶輪 7.下滑板89第二章玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)架是安裝和固定脫粒機(jī)各個(gè)部件的機(jī)械部件，起到了支撐整個(gè)裝置的作用。脫粒機(jī)的重量，以及工作時(shí)的負(fù)載和力矩都由機(jī)架承載。首先確定一個(gè)草圖尺寸然后利用拉伸命令拉起機(jī)架的一個(gè)橫向零件體，對(duì)其進(jìn)行抽殼命令，其他的依次畫(huà)出來(lái)，在進(jìn)行裝配，將三個(gè)零件裝配城一個(gè)完整的機(jī)架。將里面給抽空。因此，對(duì)于機(jī)架的設(shè)計(jì)首先要保證強(qiáng)度和剛度，確保工作時(shí)各個(gè)工作部件的穩(wěn)定，保證在各個(gè)工況下機(jī)架能夠承受相應(yīng)的載荷。鑄鐵流動(dòng)性好表面光滑，成本相對(duì)較低，易于大批量生產(chǎn)同規(guī)格零件。但是鑄鐵的焊接性太差，所以，機(jī)架的選擇是由型材焊接而成，選擇的材料為普通碳素鋼 Q235，如圖 2-1 所示圖 2-1 機(jī)架的主要結(jié)構(gòu)2. 機(jī)架強(qiáng)度的校核與計(jì)算機(jī)架的選擇根據(jù)玉米脫粒機(jī)上面的所有組成部件，脫粒量的多少和重量來(lái)定，10方知機(jī)架受力分析得出，由分析得出玉米脫粒機(jī)機(jī)架在平衡狀態(tài)下只受地面對(duì)其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。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(jù)[9]得知：方通承載力計(jì)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(yīng)力（彈性抗拉強(qiáng)度/ 安全系數(shù)）。M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計(jì)初定 L 為 1200mm則 M=13456N.M，初定方通為 140x40x6。計(jì)算 W 得出bhW=12? 210.4cm462M3456f=1.350a=12.a0.cm由 于 ??NP折算后位 270Mpa查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A 的抗拉強(qiáng)度為 375~500Mpa，由于 270Mpa 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 375Mpa，所以方通滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。2.2 篩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖孔板的作用主要有三個(gè)：首先，在脫粒過(guò)程中，凹板的弧面與脫粒滾筒配合能夠?qū)τ衩坠氘a(chǎn)生搓擦作用，有助于脫粒；其次，凹板上分布有篩孔，使得脫落的玉米籽粒一方面通過(guò)篩孔掉入收集箱內(nèi)，同時(shí)隔離玉米芯，由此便起到了篩分作用；第三，該凹板可以配合多個(gè)不同長(zhǎng)度的脫粒滾筒使用。如圖 2-2 所示11圖 2-2 玉米脫粒機(jī)沖孔板建模2.3 脫粒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示的是玉米脫粒體，它是玉米脫粒時(shí)的主要工作部件之一。它是一個(gè)裝配體，有脫粒體固定板、傳動(dòng)軸、若干小甩刀裝配而成，脫粒滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)脫粒體采用三角形，因?yàn)槊摿ｓw是玉米脫粒機(jī)中作為重要的部分，玉米的破損率和脫凈率都是有脫粒體的性能來(lái)決定的，考慮到玉米在滾筒內(nèi)的撞擊、摩擦、震動(dòng)等等因素，所以利用三角形的穩(wěn)定性做成三角形固定板。若干小甩刀采用 3221 和 1411 的布局。如圖 2-3所示12圖 2-3 玉米脫粒機(jī)篩體的結(jié)構(gòu)2.4 帶輪和傳送帶的設(shè)計(jì)根據(jù)玉米脫粒機(jī)的具體傳動(dòng)要求，本次傳動(dòng)選用帶傳動(dòng)的方式。帶傳動(dòng)是利用帶與帶輪之間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，有野依靠代合帶輪上齒的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，也有依靠帶和帶輪上齒的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。帶傳動(dòng)按帶的界面形狀不同可分為 V 帶傳動(dòng)、平帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)，由于傳送帶的彈性，具有吸振、緩沖作用，過(guò)載的大話(huà)能夠起到安全保護(hù)作用，能適應(yīng)兩軸中心距較大的傳動(dòng)。所以可選取電動(dòng)機(jī)和主軸之間用 V 帶和帶輪的傳動(dòng)方式傳動(dòng)，因?yàn)樵诿摿C(jī)的工作過(guò)程中，傳動(dòng)件 V 帶是一個(gè)撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，因而使玉米脫粒機(jī)工作平穩(wěn)，噪音小等優(yōu)點(diǎn)。雖然在傳動(dòng)過(guò)程中 V 帶與帶輪之間存在著一些摩擦，導(dǎo)致兩者的相對(duì)滑動(dòng)，使傳動(dòng)比不精確但不會(huì)影響玉米脫粒機(jī)的傳動(dòng)，因?yàn)橛衩酌摿C(jī)不需要精確的傳動(dòng)比，只要傳動(dòng)比比較準(zhǔn)確就可以滿(mǎn)足要求，而且 V 帶的彈性滑動(dòng)對(duì)脫粒機(jī)的一些重要部件是一種過(guò)載保護(hù)，不會(huì)造成機(jī)體部件的嚴(yán)重?fù)p壞，還有 V 帶及帶倫的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以，在電動(dòng)機(jī)與玉米脫粒機(jī)之間選用 V 帶與帶輪的傳動(dòng)配合是很合理的。如圖 2-4 所示13圖 2-4a 玉米脫粒機(jī)傳送帶14圖 2-4b 所示玉米脫粒機(jī) V 帶輪1. 設(shè)計(jì)功率 dPkwKAd 8.42.1????－工況系數(shù)，查 B1 表 8－1－22，取 ＝1.2AKP－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dp1n 1n1440r/min3. 傳動(dòng)比1.76 ＝ ＝?0i2ni1min/81076.4r?4. 小帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）1d由 B1 表 8－1－12 和表 8－1－14 選定15＝100mm> ＝75r/min1dmind5. 大帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）2cidd 1760.12 ????由 B3 表 8－7 得 =180mm2d6. 帶速驗(yàn)算 smvsmnvd /3025/54.7106106 ax?????????7. 初定軸間距 （mm）ada280)(210??8. 所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 （mm）0dL0204)()(212210 aaLddd ?????＝ 288??＝886mm依 B1 表 8－1－8 取 ＝900mm，即帶型為 A－900dL9. 實(shí)際軸間距 amad2876902800 ＝??????10. 小帶輪包角 1???3.5718012????ad=??.16= ?16411. 單根 V 帶的基本額定功率 1p根據(jù)帶型號(hào)、 和 普通 V 帶查 B1 表 8－1－27 （c）取 1.32kw1dn12. 時(shí)單根 V 帶型額定功率增量?i P?根據(jù)帶型號(hào)、 和 查 B1 表 8－1－27（c）取 0.15kw1i13. V 帶的根數(shù) ZZ=49.387.096)15.032.(4)(1 ???????LadkpP－小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8－1－23,取 0.96ak－帶長(zhǎng)修正系數(shù)查 B1 表 8－1－8，取 0.87L14. 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F20)15.2(mvZPkFda???=254.710.48)96.0(5?=134（ N）m－V 帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量（kg/m）查 B1 表 8－1－24，取 0.1k/gm15. 作用在軸上的力 ?F)(10682sin4132sin20 NZF???? ?593max ?17－考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1.5 倍max?F16. 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(guò)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mRa?2.3?料為 HT200。2.5 下滑板和雜質(zhì)處理風(fēng)扇本次設(shè)計(jì)中特別考慮到了當(dāng)玉米在脫粒過(guò)程中，會(huì)伴隨著一些玉米小碎粒和玉米掉落到一起，所以為了處理小碎粒在下滑板中做了很多得到篩孔，這種篩孔的大小小于玉米粒的大小，卻大于小碎粒。而風(fēng)扇帶輪則與電機(jī)帶輪連著，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，防止玉米小碎粒下落的太快對(duì)下滑板造成堵塞。降低了在玉米脫粒機(jī)上安裝鼓風(fēng)機(jī)來(lái)排除雜質(zhì)的成本。而下滑板和機(jī)架固定板之間有間隙，可以利用掃帚將其進(jìn)行清理干凈。如圖 2-5 所示圖 2-5a 下滑板18圖 2-5b 玉米穗清理風(fēng)扇2.6 電動(dòng)機(jī)的選用及設(shè)計(jì)玉米脫粒機(jī)是通過(guò)電機(jī)通過(guò) V 帶傳動(dòng)帶動(dòng)脫離體旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)玉米的脫粒功能，具體的電機(jī)選型計(jì)算過(guò)程如下：N= ＝4(KW)?WG?G－玉米脫粒機(jī)的生產(chǎn)能力，1000kg/hW－切割 1kg 物料耗用能量，其值與玉米直徑有關(guān)，d 小則 w 大，當(dāng)d＝3mm，取 w＝0.0030kw.h/kg。（查 B5p ）75－傳動(dòng)效率，取 0.75?所以根據(jù) 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(jī)的結(jié)構(gòu)。如圖 2-6 所示19圖 2-6 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)2.7 入料口入料口一方面可以起到存儲(chǔ)玉米果穗的作用，不讓玉米果穗進(jìn)入脫粒腔的時(shí)間出現(xiàn)間隔，避免工作時(shí)脫粒機(jī)滾筒出現(xiàn)空轉(zhuǎn)，從而提高生產(chǎn)效率。另一方面玉米果入料口是將玉米填入玉米脫粒機(jī)機(jī)體內(nèi)的一個(gè)途徑，它是玉米脫粒機(jī)上的一個(gè)部件，它的作用在于通過(guò)入料口可以將玉米順利的填入機(jī)體內(nèi)，而且在填入的過(guò)程中或是填入后的工作過(guò)程中，脫粒機(jī)能安全的工作，而且不會(huì)將玉米玉米?；蚴怯衩仔緩娜肓峡陲w濺出來(lái)，造成人員傷害等事故發(fā)生，因此，玉米脫粒機(jī)的入料口的設(shè)計(jì)，關(guān)系到玉米脫粒機(jī)的工作質(zhì)量。因?yàn)樵趯⒂衩滋砣朊摿C(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)在高速的旋轉(zhuǎn)，連同它的主軸一起旋轉(zhuǎn)，如果入料口的填料方式不利于主軸的工作，此時(shí)，這種填料方式對(duì)主軸、對(duì)機(jī)體都有很大的副作用，有可能瞬時(shí)加大主軸的承擔(dān)負(fù)載，即同時(shí)加大主軸的壓力，同時(shí)也加大了篩體上甩刀的磨損和老化等。如果入料口的設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)造成主軸的瞬時(shí)被卡死，電動(dòng)機(jī)悶死等現(xiàn)象發(fā)生，這些現(xiàn)象對(duì)電動(dòng)機(jī)和玉米脫粒機(jī)的主軸有及大的破壞性。傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)的入料口多是采用的直立式和螺旋導(dǎo)板式等入料方式。但是這種方式對(duì)玉米脫粒機(jī)的損害是比較大的，直立式和螺旋導(dǎo)板式的入料方式，玉米的慣力非常的大，對(duì)脫粒區(qū)的甩刀造成的傷害比較大，日積月累甩刀將會(huì)守沖擊而壞掉，減少使用壽命，增加了維修成本，而本次的玉米脫粒機(jī)所采用的是傾斜式20的入料口，入料口傾斜的角度小但是能保證玉米可以進(jìn)入到脫粒區(qū)進(jìn)行脫粒篩選。因此在入料口的三結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用傾斜滑板式的入料方式，是為了減少玉米穗對(duì)其篩體的沖擊力，給予力一個(gè)緩沖。玉米利用自身的重力在傾斜的入料口上進(jìn)入脫粒區(qū)。該入料口和機(jī)架形成很好的密封性，即使玉米粒和碎屑四濺也不會(huì)傷到人的。如圖 2-7 所示圖 2-7a 直立式入料口21圖 2-7b 傾斜式入料口22第三章玉米脫粒機(jī)的裝配和運(yùn)動(dòng)仿真3.1 玉米脫粒機(jī)的裝配Solidworks 的裝配功能相對(duì)于其他軟件比較簡(jiǎn)單上手，容易裝配，不需要太復(fù)雜的指令，比較直觀的表達(dá)出設(shè)計(jì)者的思想。最主要的就是能夠直接對(duì)裝配體進(jìn)行修改，省去了翻找零件修改的時(shí)間了，而且如果說(shuō)你對(duì)一個(gè)零件進(jìn)行了修改，那么在裝配體中也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的修改的。這個(gè)功能十分的強(qiáng)大，對(duì)我這種初學(xué)者是一個(gè)非常方便的功能。在 SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時(shí)，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過(guò)一萬(wàn)個(gè)零部件的大型裝配體，SolidWorks 的性能得到極大的提高。 SolidWorks 可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。一、在本次玉米脫粒機(jī)三維建模零件的裝配中用到的主要的裝配術(shù)語(yǔ)。1.零部件在 SolidWorks 中，零部件就是裝配體中的一個(gè)組件（組成部件） o 零部件可以是單個(gè)部件（即零件），也可以是一個(gè)子裝配。零部件是由裝配體引用而不是復(fù)制到裝配體中。2. 子裝配體組成裝配體的這些零件稱(chēng)為子裝配體。當(dāng)一個(gè)裝配體成為另一個(gè)裝配體的零部件時(shí)，這個(gè)裝配體也可稱(chēng)為子裝配體。3. 裝配體裝配體是由多個(gè)零部件或其他子裝配體所組成的一個(gè)組合體。裝配體文件的擴(kuò)展名為【．sldasm】。裝配體文件中保存了兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是進(jìn)入裝配體中各零件的路徑，二是各零件之間的配合關(guān)系。一個(gè)零件放入裝配體中時(shí)，這個(gè)零件文件會(huì)與裝配體文件產(chǎn)生鏈接的關(guān)系。在打開(kāi)裝配體文件時(shí)，SolidWorks 要根據(jù)各零件的存放路徑找出零件，并將其調(diào)入裝配體環(huán)境。所以裝配體文件不能單獨(dú)存在，要和零件文件一起存在才有意義。23首先打開(kāi) Solidworks 的裝配圖功能，先添加機(jī)架后點(diǎn)擊零件命令添加沖孔板，首先使用面與面的配合，將機(jī)架的上表面與篩體下平面配合，使其在同一個(gè)平面上，然后再用線(xiàn)與線(xiàn)的配合使其達(dá)到自己預(yù)定的位置，再將沖孔板半圓的平面和機(jī)架的后平面配合，達(dá)到固定的效果。其中比較復(fù)雜的就是篩體的裝配了，首先先要把軸承座裝配到機(jī)架上，一開(kāi)始是死后都不知道怎么樣才能夠把軸承座放到正中心的位置，使其對(duì)稱(chēng)，還在裝配體上畫(huà)出了草圖標(biāo)好了尺寸，讓裝配體與其線(xiàn)與線(xiàn)配合，但是裝配很是難看，后來(lái)通過(guò)問(wèn)老師才知道可以是有面面為基準(zhǔn)的指令，可以以機(jī)架的兩個(gè)面為基準(zhǔn)，然后是軸承座的兩邊面與機(jī)架的面進(jìn)行對(duì)稱(chēng)。老師的一句話(huà)就解決了讓我頭疼的問(wèn)題，這再次讓我認(rèn)識(shí)到了知識(shí)是無(wú)窮盡的。兩邊的軸承座裝配好之后，在進(jìn)行傳動(dòng)軸和固定甩到桿的裝配這個(gè)過(guò)程比較簡(jiǎn)單就不多說(shuō)了。最難的還是傳動(dòng)部分的裝配，在帶輪與傳送帶之間的裝配是比較麻煩的，這個(gè)應(yīng)用的命令和配合很多，首先是篩體帶輪和電機(jī)帶輪的裝配，以電機(jī)帶輪為例子，首先使用同軸心的命令，使其處于同一個(gè)圓心，然后進(jìn)行定位銷(xiāo)的裝配使其完全與電機(jī)傳動(dòng)軸吻合。篩體帶輪也是如此。下面就是傳送帶的裝配，首先在裝配圖中使用測(cè)量命令，測(cè)量出兩個(gè)中心距然后在零件圖中根據(jù)尺寸畫(huà)出來(lái)傳送帶，在進(jìn)行裝配。傳送帶與帶輪的裝配中也要使用到同軸心的命令，然后在進(jìn)行面與面之間的配合，這樣就完成了裝配。然后就是點(diǎn)擊帶輪和風(fēng)扇帶輪之間傳送帶的裝配，在這個(gè)裝配中我又學(xué)到一個(gè)新技能，可以在裝配體中直接建立新的零件，然后直接多其進(jìn)行配合。就用這次的電機(jī)帶輪和風(fēng)扇帶輪來(lái)說(shuō)，首先將兩個(gè)帶輪配合好了之后，點(diǎn)擊“插入零部件”下面的小三角，選擇“新零件”然后再選擇一個(gè)模板就可以先畫(huà)出草圖了。選擇“測(cè)量”測(cè)出帶輪的直徑尺寸，在帶輪表面畫(huà)出兩個(gè)圓，在兩個(gè)圓邊上畫(huà)兩條直線(xiàn)，使用相切命令，然后使用“剪裁實(shí)體”命令去除多余的圓，再使用“等距實(shí)體”命令，就可以生成一個(gè)可以使用的傳送帶了。然后和上面一樣進(jìn)行裝配。其他的就是像玉米芯擋板、下滑板的裝配等等，因?yàn)槿S建模最終是要轉(zhuǎn)化成實(shí)際實(shí)體的，所以在這些零件的裝配中，定位銷(xiāo)、螺栓、螺母還是要有的，就不具體一一敘述了。24253.2 玉米脫粒機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真3.2.1Solidworks 運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)介運(yùn)動(dòng)算例是裝配體模型運(yùn)動(dòng)的圖形模擬。您可將諸如光源和相機(jī)透視圖之類(lèi)的視覺(jué)屬性融合到運(yùn)動(dòng)算例中。運(yùn)動(dòng)算例不更改裝配體模型或其屬性。它們模擬并動(dòng)畫(huà)您給模型規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。您可使用 SolidWorks 配合在您建模運(yùn)動(dòng)時(shí)約束零部件在裝配體中的運(yùn)動(dòng)。一、可以基于時(shí)間線(xiàn)的界面，包括有以下運(yùn)動(dòng)算例工具1. 動(dòng)畫(huà)（可在核心 SolidWorks 內(nèi)使用）?？墒褂脛?dòng)畫(huà)來(lái)動(dòng)畫(huà)裝配體的運(yùn)動(dòng)：添加馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)裝配體一個(gè)或多個(gè)零件的運(yùn)動(dòng)。使用設(shè)定鍵碼點(diǎn)在不同時(shí)間規(guī)定裝配體零部件的位置。動(dòng)畫(huà)使用插值來(lái)定義鍵碼點(diǎn)之間裝配體零部件的運(yùn)動(dòng)。2. 基本運(yùn)動(dòng)（可在核心 SolidWorks 內(nèi)使用）。您可使用基本運(yùn)動(dòng)在裝配體上模仿馬達(dá)、彈簧、接觸、以及引力?；具\(yùn)動(dòng)在計(jì)算運(yùn)動(dòng)時(shí)考慮到質(zhì)量?；具\(yùn)動(dòng)計(jì)算相當(dāng)快，所以您可將之用來(lái)生成使用基于物理的模擬的演示性動(dòng)畫(huà)。3. 運(yùn)動(dòng)分析（可在 SolidWorkspremium 的 SolidWorksMotionTM 插件中使用）。您可使用運(yùn)動(dòng)分析裝配體上精確模擬和分析運(yùn)動(dòng)單元的效果（包括力、彈簧、阻尼、以及摩擦）。運(yùn)動(dòng)分析使用計(jì)算能力和強(qiáng)大的動(dòng)力求解器，在計(jì)算中考慮到材料屬性和質(zhì)量及慣性。您還可使用運(yùn)動(dòng)分析來(lái)標(biāo)繪模擬結(jié)果供進(jìn)一步分析。此外，還可使用 MotionManager 工具欄：更改視點(diǎn)。顯示屬性。生成描繪裝配體運(yùn)動(dòng)的可分發(fā)的演示性動(dòng)畫(huà)3.2.2 玉米脫粒機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真打開(kāi)玉米脫粒機(jī)的裝配圖，電機(jī)文件選項(xiàng)進(jìn)入到仿真模塊：入下圖所示26如圖 3-1 運(yùn)動(dòng)仿真示例圖通過(guò)分析可知道玉米脫粒機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真主要是由電機(jī)軸、篩體傳動(dòng)軸和風(fēng)扇傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)所完成的。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)是由傳送帶所連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以其速度是相等的。首先運(yùn)用虛擬馬達(dá)在其上面添加三個(gè)虛擬的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和力的方向，設(shè)置完成后由軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)算例計(jì)算變可以運(yùn)動(dòng)了。3.2.3 玉米脫粒機(jī)的爆炸視圖如果想更加清晰的表達(dá)出內(nèi)部零件構(gòu)造的話(huà)，還可以使用爆炸視圖模塊。可以將自己做的爆炸視圖模型加入到運(yùn)動(dòng)仿真當(dāng)中。玉米脫粒機(jī)的仿真比較簡(jiǎn)單，不需要限制多少自由度，只需要在兩個(gè)帶輪上加上兩個(gè)虛擬的馬達(dá)，在仿真中將其轉(zhuǎn)動(dòng)就行了，直觀的來(lái)說(shuō)，仿真就是給你一個(gè)虛擬的力來(lái)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實(shí)的存在，我使用將爆炸視圖視頻和運(yùn)動(dòng)算例仿真視頻利用“愛(ài)剪輯”軟件進(jìn)行編輯合成到一起，變完成了玉米脫粒機(jī)的仿真。3.3 Solidworks 的高級(jí)渲染功能與 SolidWorks 完全集成的高級(jí)渲染軟件有效地展示概念設(shè)計(jì)，減少樣機(jī)的制作費(fèi)用，快速地將產(chǎn)品投放入市場(chǎng)。PhotoWorks 為你提供方便易用的、最品質(zhì)的渲染功能。通過(guò)在 Windows 環(huán)境下，與三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的標(biāo)準(zhǔn) SolidWorks 的無(wú)縫集成，PhotoWorks 幫助你方便制作出真實(shí)質(zhì)感和視覺(jué)效果的圖片，并向客戶(hù)發(fā)布。27Solidworks 自帶的渲染功能渲染出來(lái)的效果不理想，于是借助第三方工具RealHack3.0 的作用，使渲染出來(lái)的成品圖更加的真實(shí)化，在視覺(jué)上給人一種真好的效果。如圖 3-2 所示圖 3-2 Solidworks 高級(jí)渲染功能28第四章總結(jié)隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，給我們畢業(yè)生帶來(lái)了很大的機(jī)遇，國(guó)家提出了“中國(guó)制造 2025”等都是提升我國(guó)工業(yè)化水平的提現(xiàn)。而此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們畢業(yè)生踏入社會(huì)的第一步考驗(yàn)。隨著全球工業(yè)化的發(fā)展，三維建模技術(shù)越來(lái)越重要，三維數(shù)字化是人們工業(yè)發(fā)展的一個(gè)大跨步，明確了自己以后想要往三維上發(fā)展后，決定深入的學(xué)習(xí) Solidworks 的各種功能，利用 Solidworks 來(lái)設(shè)計(jì)玉米脫粒機(jī)。首先在網(wǎng)上和圖書(shū)館查找與關(guān)玉米脫粒機(jī)相關(guān)的資料，了解其工作原理、工作方式等等，建立與傳統(tǒng)玉米脫機(jī)相比，具有高脫凈率和低破碎率和降低成本等等，然后使用 Solidworks 來(lái)設(shè)計(jì)出玉米脫粒機(jī)的模型。并對(duì)其進(jìn)行零件建模、零件裝配、運(yùn)動(dòng)仿真和從裝配圖到工程圖的轉(zhuǎn)化。確保其在其結(jié)構(gòu)合理，外觀精美，在理論上保證其可運(yùn)行。對(duì)于我一個(gè)新手來(lái)說(shuō)是一個(gè)很緩慢的過(guò)程，在建模設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多的問(wèn)題，多虧了老師和同學(xué)們的幫助，每突破一個(gè)難題，就學(xué)會(huì)一項(xiàng)新的命令，對(duì)我以后的發(fā)展具有很大的幫助。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì) Solidworks 有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，了解到了其功能的強(qiáng)大。在這一個(gè)多月的設(shè)計(jì)過(guò)程中使我學(xué)到了許多東西，提高了動(dòng)手查閱資料的能力，更加提高了自己思維開(kāi)拓，創(chuàng)新的能力。老師和同學(xué)對(duì)我有很大的幫助，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅是理論知識(shí)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的一個(gè)轉(zhuǎn)變，更是提高了我們獨(dú)立思考和創(chuàng)新的能力，對(duì)我以后的工作有很大的幫助。29致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是對(duì)學(xué)生三年來(lái)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，三維建模技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今空前活躍的領(lǐng)域，應(yīng)用于我國(guó)的各行各業(yè)，在生活中與我們息息相關(guān)，如果畢業(yè)后想要向設(shè)計(jì)方向發(fā)展的話(huà)，那么三維建模軟件的熟練使用與你密不可分。隨著三年大學(xué)生活的結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)也到了關(guān)鍵的時(shí)刻，經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的奮戰(zhàn)，完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我原先以為畢業(yè)設(shè)計(jì)僅僅是對(duì)我三年知識(shí)的一個(gè)總結(jié)而已，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)太過(guò)于片面，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們各方面能力的提高，以及可以通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)明確一下自己未來(lái)的發(fā)展方向。以前，總覺(jué)得自己什么都會(huì)，眼高手低，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)自己錯(cuò)的太過(guò)于離譜。在以后的工作中，都要保持一個(gè)虛心求學(xué)的態(tài)度，努力提升自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)。之前在實(shí)訓(xùn)當(dāng)中做過(guò)類(lèi)似的設(shè)計(jì)，但是在畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候遇到很多難題，特么是在拿到課題后不知道怎么入手，經(jīng)過(guò)老師和同學(xué)們的幫助使我完成了本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我有一鐘莫名的成就感，或許是對(duì)自己知識(shí)能力的一個(gè)肯定，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中最大的感悟就是：知識(shí)必須通過(guò)實(shí)際的轉(zhuǎn)變才能夠?qū)崿F(xiàn)其價(jià)值，不要眼高手低，以為自己學(xué)會(huì)了結(jié)果做的時(shí)候做不出來(lái)，當(dāng)你能夠把你所學(xué)的理論知識(shí)能應(yīng)用于實(shí)際生活的時(shí)候才能夠算是真的學(xué)會(huì)了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師老師對(duì)我的悉心照顧，感謝老師給我的幫助。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱資料，了解玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)。向老師的請(qǐng)教，同學(xué)的幫助，網(wǎng)上知識(shí)的查詢(xún)。使自己學(xué)到不少的知識(shí)，過(guò)程很艱難，但是也收獲了很多的東西。在整個(gè)設(shè)計(jì)中使我學(xué)到的不僅僅是知識(shí)，而且很大程度上對(duì)我畢業(yè)后的發(fā)展方向也是有很大的幫助的。在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中也存在著很多的不足之處，但是在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到的東西是我最大的收獲，使我終身受益。30參考文獻(xiàn)[1] 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