畢業(yè)設計（論文）-糧食收集裝袋機械設計（全套圖紙三維）.doc

密級：密級： 學號：學號： 本本科科生生畢畢業(yè)業(yè)論論文文（設設計計） 糧食收集裝袋機的設計糧食收集裝袋機的設計 學學 院：院： 專專 業(yè)：業(yè)： 班班 級：級： 學生姓名：學生姓名： 指導老師：指導老師： 完成日期：完成日期： 學士學位論文原創(chuàng)性申明學士學位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的論文（設計）是本人在指導老師的指導下獨立進 行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文 （設計）不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研 究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到 本申明的法律后果由本人承擔。 學位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校 保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和 借閱。本人授權江西科技學院江西科技學院可以將本論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù) 庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 保 密 ， 在 年解密后適用本授權書。 本學位論文屬于 不保密 。 （請在以上相應方框內打“” ） 學位論文作者簽名（手寫）： 指導老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） I 摘要摘要 本次設計的題目是糧食收集裝袋機的設計，此種糧食收集裝袋機的出現(xiàn)不僅能 夠大大提高生產效率，也可以實現(xiàn)農業(yè)的自動化大生產，當今激烈的市場競爭和企 業(yè)信息化的要求,企業(yè)對糧食收集裝袋機的設計及制造提出了更高的要求,要求新型 的糧食收集裝袋機能夠承載更多的散裝糧食，并且能夠做到高精度，高效率來對散 裝糧食進行收集、裝袋作業(yè)。以糧食收集裝袋機構為研究對象,探討一種形式簡潔、 方便控制的自動收集器模型,從產能規(guī)劃和收集速度兩個層面上研究提高該糧食收集 裝袋機的速度與產能的方法,對于推動糧食收集裝袋機機械基礎理論和關鍵技術研究,提 高我國在自動化行業(yè)的競爭實力將具有非常深遠的意義。 本課題研究一種糧食收集裝袋機，研究一種高速、輕型、低成本,高速的糧食收 集裝袋機，該種類型設備的設計，不但在自動化領域是一個新的突破，對糧食的輸 送領域的理論和應用來說，也是一個新的發(fā)展方向。對推動機構設計理論、散裝糧 食收集技術、計算機控制技術、技術經濟分析等多學科交叉，具有重要理論意義和 工程實用價值。 關鍵詞關鍵詞：糧食收集裝袋機，制造，效率，重要意義 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） II 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） II ABSTRACT This paper mainly introduces the current situation and development prospect of automotive beauty decoration industry, car beauty industry is experiencing a hitherto unknown development opportunity, there are good prospects for development. But due to the current situation of enterprise development disorder, not standardized, quality of personnel is low, which seriously restrict the development of the industry. With car ownership in China increased year by year, change the status quo is imminent, and at the same time, through the practice in developed countries concluded that car decoration and beauty will be the century of Chinas most promising gold industry, known as the automotive industry second gold, is a sunshine industry. his 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. Key words: corn thresher;reame;processing;meaningful. 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） III 目目 錄錄 第第一一章章 緒緒 論論.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 .2 第第二二章章 糧糧食食收收集集裝裝袋袋機機總總體體結結構構的的設設計計.4 2.1 糧食收集裝袋機的結構原理 .6 2.2 糧食收集裝袋機的結構 .8 2.2.1 收集機構 .9 2.2.2 輸送機構 .10 2.2.3 驅動機構 .10 第第三三章章 機機械械傳傳動動部部分分的的設設計計計計算算.11 3.1 電機的選型計算 .12 3.2 V 帶傳動的設計計算 .12 3.3 帶傳動的設計 .12 3.3.1 設計功率 .13 3.3.2 選定帶型 .14 3.3.3 傳動比 .15 3.3.4 小帶輪基準直徑 .15 3.3.5 大帶輪基準直徑 .15 3.3.6 帶速驗算 .16 3.3.7 初定軸間距 .16 3.3.8 所需帶的基準長度 .17 3.3.9 實際軸間距 .18 3.3.10 小帶輪包角 .19 3.3.11 單根 V 帶的基本額定功率 .20 3.3.12 時單根 V 帶型額定功率增量 .21 1i 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） IV 3.3.13 V 帶的根數(shù) .21 3.3.14 單根 V 帶的預緊力 .22 3.3.15 作用在軸上的力 .23 3.3.16 帶輪的結構和尺寸 .24 3.4 傳動軸的設計計算 .24 第第四四章章 各各主主要要零零部部件件強強度度的的校校核核.25 4.1 軸承強度的校核計算 .27 第第五五章章 主主要要部部分分的的三三維維建建模模.29 第第六六章章 電電氣氣控控制制部部分分的的設設計計與與安安裝裝.30 結結 論論.31 致致 謝謝.32 參參考考文文獻獻.33 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 1 第一章第一章 緒論緒論 1 1. .1 1 課課題題的的來來源源與與研研究究的的目目的的和和意意義義 在對散裝糧食進行收集的過程中，通過工程實踐確定采用自動收集輸送方式糧 食收集裝袋機的效率最高，并通過查找資料發(fā)現(xiàn)糧食收集裝袋的機械化程度也是最 高，幾乎所有的大型的對散裝糧食進行加工的廠家都具備這種設備。國內一些大型 糧食收集裝袋機先后從西德、丹麥、瑞士、日本等引進了先進的收集器設備，但其 價格十分昂貴。目前中、小型散裝糧食收集機生產企業(yè)所使用的大部分設備為我國 自行設計制造的輸送帶式輸送方式的收集器是為中、小型散裝糧食加工企業(yè)所設計 的較為理想的收集各種散裝糧食的機械。 該輸送方式的收集器作為對散裝糧食進行加工的必備設備的一種，它的設計和 研發(fā)就極為重要。 糧食收集裝袋機自從上世紀九十年代開始就陸續(xù)地被應用在散裝糧食的收集方 面，但傳統(tǒng)的糧食收集裝袋機由于收集精度不高，速度緩慢，有好多工廠仍然采用 其他的收集方式，但其他散裝糧食收集方式的勞動效率低下，所以此次設計的糧食 收集裝袋機，在傳統(tǒng)的糧食收集裝袋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，從而來克服以往的糧食收集裝袋機所不能克服的問題，對后續(xù)的糧食 收集裝袋機的設計制造有一定的參考意義和價值。 目前，市面上的糧食收集裝袋機的產品圖片如下圖 1，圖 2 所示： 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 2 圖 1 圖 2 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 3 1 1. .2 2 本本課課題題研研究究的的內內容容 本論文主要研究運用 SolidWorks 對糧食收集裝袋機進行設計。在設計過程中， 了解 SolidWorks 的各種功能。 本設計主要針對糧食收集裝袋機進行設計，先規(guī)劃出糧食收集裝袋機的整體結 構方案，然后從這個方案入手，具體細化出具體內部結構，其具體內部結構主要包 括以下幾個方面： 1、糧食收集裝袋機的收集裝置的設計，確實具體結構是回轉式或者是直線式。 2、糧食收集裝袋機的執(zhí)行機構的選擇，從齒輪傳動、鏈輪傳動，V 帶傳動中經 過思量選擇 V 帶傳動機構。 3、該糧食收集裝袋機可以實現(xiàn)自動收集散裝糧食，能夠通過人工通過控制按鈕 操作，可以實現(xiàn)散裝糧食的自動收集。 4、糧食收集裝袋機的結構的設計。 通過了解實際糧食收集裝袋機的相關結構組成以及在網(wǎng)上查找大量關于糧食收 集器的資料，經過考證，該糧食收集裝袋機的設計方案可行，能夠為后續(xù)的糧食收 集裝袋機的生產帶來一定的參考價值和借鑒意義。 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 4 第二章第二章 糧食收集裝袋機總體結構的設計糧食收集裝袋機總體結構的設計 2 2. .1 1 糧糧食食收收集集裝裝袋袋機機的的結結構構原原理理 該糧食收集裝袋機的工作原理為：通過動力裝置驅動該糧食收集裝袋機到存放 糧食的場地，然后糧食收集裝袋機的鏟斗會對糧食進行收集并沿著帶刮板的輸送帶 上移，直到輸送愛的頂端的糧食出口自動落入料斗，達到糧食收集的作用，其工作 方式：由電機帶動傳動軸轉動，向上運輸糧食至料斗，其具體的結構原理圖分析如 下圖所示： 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 5 2 2. .2 2 糧糧食食收收集集裝裝袋袋機機的的結結構構 該糧食收集裝袋機的具體結構為：糧食由動力裝置推動鏟斗進行收集，然后通 過帶刮板的輸送線將糧食輸送到料斗處，由于輸送線是做圓周運動，所以收集上來 的糧食在刮板的作用下被帶到料斗里面進行后續(xù)的裝袋作業(yè)。 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 6 2.2.1 收集機構 收集機構主要有鏟斗和帶刮板輸送線組成，通過動力裝置將糧食收集裝袋機驅 動到待收集糧食的位置進行收集。 2.2.2 輸送機構 輸送機構主要由帶刮板輸送帶和傳動軸，軸承座等組成，是該糧食收集裝袋機 的核心部件。下圖即為糧食收集裝袋機的輸送機構的結構圖： 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 7 2.2.3 驅動機構 驅動機構主要電機通過帶傳動實現(xiàn)輸送線滾筒的轉動，而輸送線滾筒是與傳 動軸通過鍵槽固結的，從而通過輸送線刮板來進行散裝糧食的收集，并提高了效率。 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 8 第三章第三章 機械傳動部分的設計計算機械傳動部分的設計計算 3 3. .1 1 電電機機的的選選型型計計算算 糧食收集裝袋機是通過電機通過 V 帶傳動帶動輸送線滾筒旋轉，而輸送線滾筒 是與傳動軸通過鍵槽固結的，這樣就帶動了整個收集輸送線的轉動來進行散裝糧食 的收集。具體的電機選型計算過程如下： N=3(KW) WG G糧食收集裝袋機的生產能力，1000kg/h W收集 1kg 糧食耗用能量，其值與糧食的重量有關，d 小則 w 大，當 d3mm， 取 w0.0030kw.h/kg。 （查 B5p） 75 傳動效率，取 0.75 所以根據(jù) N3 kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 選用 Y112M-4，再查表得 Y112M-4 電機的結構。電機的具體產品圖如下圖所示： 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 9 3 3. .2 2 V V 帶帶傳傳動動的的設設計計計計算算 3.2.1 設計功率 d P kwPKP Ad 8 . 442 . 1 工況系數(shù)，查 B1 表 8122 ，取1.2 A K A K P傳遞的功率 3.2.2 選定帶型 根據(jù)和查 B1 圖 812 選取普通 V 帶 A 型，小帶輪轉速，為 d p 1 n 1 n 1440r/min 3.2.3 傳動比 1.76 0 i 2 n i n1 min/818018 76. 1 1440 r 3.2.4 小帶輪基準直徑（mm） 1 d d 由 B1 表 8112 和表 8114 選定 100mm75r/min 1 d d min d d 3.2.5 大帶輪基準直徑（mm） 2 d d cmdid dd 17610076 . 1 12 由 B3 表 87 得=180mm 2 d d 3.2.6 帶速驗算 smvsm nd v d /3025/54 . 7 100060 1440100 100060 max 1 1 3.2.7 初定軸間距（mm） 0 a mmdda dd 280)(2 21 0 3.2.8 所需帶的基準長度（mm） 0 d L 0 2 0 4 )( )( 2 2 12 210 a dd ddaL dd ddd 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 10 2804 80 280 2 2802 2 886mm 依 B1 表 818 取900mm，即帶型為 A900 d L 3.2.9 實際軸間距 a mm LL aa dd 287 2 886900 280 2 0 0 3.2.10 小帶輪包角 1 3 . 57180 12 1 a dd dd = 3 . 57 287 80 180 = 164 3.2.11 單根 V 帶的基本額定功率 1 p 根據(jù)帶型號、和普通 V 帶查 B1 表 8127（c） 取 1.32kw 1 d d 1 n 3.2.12時單根 V 帶型額定功率增量 1i 1 P 根據(jù)帶型號、和 查 B1 表 8127（c） 取 0.15kw 1 ni 3.2.13 V 帶的根數(shù) Z Z =49 . 3 87 . 0 96 . 0 )15 . 0 32. 1 ( 8 . 4 )( 11 La d kkpp P 小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8123,取 0.96 a k 帶長修正系數(shù)查 B1 表 818，取 0.87 L k 3.2.14 單根 V 帶的預緊力 0 F 2 0 ) 1 5 . 2 (500mv Zv P k F d a = 2 54. 71 . 0 54 . 7 4 8 . 4 ) 1 96. 0 5 . 2 (500 =134（N） 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 11 mV 帶每米長的質量（kg/m）查 B1 表 8124，取 0.1k/gm 3.2.15 作用在軸上的力 F )(106182sin41342 2 sin2 1 0 NZFF )(159282sin41343 2 sin3 1 0max NZFF 考慮新帶初預緊力為正常預緊力的 1.5 倍 max F 3.2.16 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）以減輕帶的磨損和功率損失。 mRa2 . 3 帶輪的材料為 HT200。本次設計中大 V 帶輪和小 V 帶輪的圖紙分別如下圖所示： 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 12 大 V 帶輪 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 13 小 V 帶輪 3 3. .3 3 傳傳動動軸軸的的設設計計計計算算 軸體的研究需要憑借扭轉強度來調整彎曲的強度，因為可用作軸的原料比較多， 所以必須得明確軸的應用環(huán)境，還有規(guī)定諸如剛度，強度以及別的機構機能?？梢?使用熱處理這種方法，當然也要琢磨怎樣使加工簡單并且花費較少，用研究計算所 得的數(shù)據(jù)以確定軸體的用料，綜上所述：故采取 45 號鋼當成軸體的原料，它需要 40MPa 的切應力，然后需要做正火或者調質處理來確保它的力學性能。裝有密封元 件和滾動軸承處的直徑，應與密封元件和軸承的內孔徑尺寸保持一致。軸體上面存 在兩支點的軸承要選用一樣的標準，方便加工軸承的座孔，并減少生產中的誤差。 挨著的軸段，應使直徑不一樣構成軸肩，軸肩在軸體上部件定位以及承受軸向力時 要提供相應的高度，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構是否 合理。其中軸的設計計算步驟如下： （1）初步確定軸的直徑 mm （3.32） 2 . 45 3 556 55 1303 0 0 0 n p Ad 根據(jù)工作條件，取mm45d 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 14 （2）傳動軸受力分析 N （3.33） 44.5144 360 1026. 922 5 1 1 m t d T F N （3.34） 54.1731062222cos2044.5144cos 1 tgtgFF tr N （3.35）57.712062222sin2044.5144062222sin tgtgFF ta （3）繪制傳動軸的受力簡圖如下圖所示，求支座反力 垂直面支反力： 由，得： 0 C M （3.36）0 2 570 32 arBY FLFLR N L FLF R ar BY 13.629 5 .761 2/36057.712 5 . 20254.17312/360 2 3 由，得： 0Y N （3.37）67.236013.62954.1731 BYrCY RFR 水平面支反力： 由，得： 0 C M （3.38）0 32 LFLR tBZ N02.1368 5 . 761 5 . 20244.5144 2 3 L LF R t BZ 由，得： 0Z N （3.39）56.309902.136854.1731 BZrCZ RFR 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 15 （4）作彎矩圖： 垂直面彎矩圖： Y M C 點 Nmm （3.40）495.4790825 .76113.629 2 LRM BYCY 水平面彎矩圖： Z M C 點 Nmm （3.41）675.478035 5 . 20267.2360 2 LRM BZCZ 合成彎矩圖：M 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 16 C 點 Nmm （3.42）153.676785675.478035495.479082 2222 CZCY MMM （5）作轉矩 T 圖： Nmm 6 102 . 3T 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 17 （6）校核軸的強度： 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 . 14 1501 . 0 )1026 . 9 6 . 0(153.676785 )( 3 252 2 3 2 W TM c （3.43） 選定軸的材料為 45 鋼，調質處理，由文獻1表可知，MPa。因此，11560 1 ，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，所 以 C 面不用校核。只需校核截面 V 的應力。 截面 V 左側 抗彎截面系數(shù) mm （3.44）2744001401 . 01 . 0 33 dW 3 抗扭截面系數(shù) mm （3.45）5488001402 . 02 . 0 33 dWT 3 截面 V 左側的彎矩 M 為 Mpa （3.46）628.626570 5 . 761 705 153.676785M 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 3200000 1 T 截面上的彎曲應 Mpa （3.47）28 . 2 274400 628.626570 W M b 截面上的扭轉切應力MPa （3.48）83 . 5 548800 3200000 1 T T W T 軸的材料為 45 鋼，調質處理。由文獻1表可知，MPa，115640 B MPa，MPa。275 1 155 1 由文獻1 附表可知，用插入法求出83 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 18 ，8 . 2 k 24. 28 . 28 . 0 k 軸應按精車加工，由文獻1 附圖可知，表面質量系數(shù)為：43 84 . 0 軸未經表面強化處理，1 q 固得綜合系數(shù)為 （3.49）99 . 2 1 84 . 0 1 8 . 21 1 k K 43 . 2 1 84 . 0 1 24 . 2 1 1 k K 由文獻1 ，可知，碳鋼的特性系數(shù)1323 取2 . 01 . 0 1 . 0 取1 . 005 . 0 05 . 0 所以軸在截面 V 左側的安全系數(shù)為 （3.50）34.40 01 . 028. 299 . 2 275 1 mb K S （3.51）02.19 2 83 . 5 05 . 0 2 83. 5 43 . 2 275 1 ma K S （3.52）5 . 122.17 02.1934.40 02.1934.40 2222 S SS SS Sca 綜上：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(shù) mm2197001301 . 01 . 0 33 dW 3 抗扭截面系數(shù) mm4394001302 . 02 . 0 33 dWT 3 截面 V 左側的彎矩 M 為 江西科技學院本科生畢業(yè)論文（設計） 19 MPa628.626570 5 .761 705 153.676785M 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 3200000T 截面上的彎曲應力 MPa85 . 2 219700 628.626570 W M b 截面上的扭轉切應力 MPa28 . 7 439400 3200000 1 T T W T 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù)及按文獻1附表查取。 23 因，023 . 0 130 3 d r 08 . 1 130 140 d D ，05. 2 3 . 1 又由文獻1附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為13 ，83 . 0 q87 . 0 q 故有效應力集中系數(shù)按文獻1，附為43 （3.53）87 . 1 ) 105 . 2 (83 . 0 1) 1(1 qk 26 . 1 ) 1