谷物收集機畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 包責任制，因此對小型的谷物收集機的需求比較大， 而 谷物收集機不僅結構簡單、收割效率好，還應該價格便宜、操作方便， 適用于南方丘陵稻區工作。這具有重要的理論意義和實際應用價值。 國內外研究現狀及發展趨勢 國外谷物收集機 的發展 早起對農業的生產處于停滯狀態，進入 20世紀 60年代以后，發展較快。發達國家對于此方面的機器研究處于萎縮狀態，而大多研究開發大型聯合收割機。對于不發達國家和部分發展中國家，研究較熱， 總的來看 其發展趨勢是： ①向高效大型化發展；②由牽引式向自走式發展；③向系列化、通用化發展；④提高整機的使用壽命； ⑤整機自動化程度高。 國內谷物收集機 的發展 在農業生產上起步較晚，改革開放后，隨著科學技術的發展，對農業中的收集機研究逐步升溫，為適應國內各地區情況，谷物收集機的品種 也不斷增多，性能不斷提高。基于本國國情，谷物收集機具有良好的前景。 機電工程學院機械系 機械設計制造及其 自動化班 學生李劍 畢業設計 第 2 頁 共 28 頁 井岡山大學畢業設計用紙 本課題研究的內容和方 案 課題研究內容 清掃機構設計 絞龍機構設計 鏈輪機構設計 揚谷器機構設計 機器底座結構設計 傳動機構設計 整體 結構設計 課題研究 方案 進行市場調研，了解各類谷物收集機的結構，掌握其傳動原理。 根據機器所要達到的功能選材，設計結構，分析計算。 分析計算結果初步制定各零件尺寸， SOLIDWORKS建立模型，并進行裝配 用 SOLIDWORKS 軟件模擬各種條件進行受力分析并校核主要零部件的強度。 最后確定各零部件的結構、尺寸。 用 SOLIDWORKS 軟件繪制零件圖及裝配總圖，并用 AUTOCAD 軟件繪制二維裝配圖及零件圖 編寫設計說明書。 圖 11 總裝配機電工程學院機械系 機械設計制造及其 自動化班 學生李劍 畢業設計 第 3 頁 共 28 頁 井岡山大學畢業設計用紙 第二章 清掃機構 設計 清掃機構 設計 清掃 機構選型 清掃 機構 是谷物收集機 的重要工作部件，它的功用是 將地上的谷子清掃到谷槽板中 。 目 前 市場上的大多清掃機構的葉片為三個掃片，而本方案在此處進行創新和改進，采用雙掃片和雙刮片，形成四個葉片。顧名思義，掃片的作用主要是清掃地上的零碎谷粒，而刮片的作用是當地上谷物較厚是：為減小掃片的損傷和增加掃片的柔性，使厚層谷粒更容易進入谷槽以及使掃片清掃零碎谷粒更加的干凈。這樣一掛一掃就能使得谷物清掃的相當的干凈。 （綠色部分為掃片，灰色部分為刮板） 圖 21 掃輪 清掃機構 的設計分析 （ 1）軸的 設計 ： 軸的設計包括軸的長度、直徑、鍵槽位置，與 刮板、掃片的聯接等部分，據調查研究發現，考慮 整個機器的尺寸，盡量在保證一定的掃谷效率的情況下縮小整體尺寸，使機器簡單、靈便。 軸的設計包括軸的長度、直徑、鍵槽位置，與刮板、掃片的聯接等部分 ,據調查研究發現，考慮整個機器的尺寸，盡量在保證一定的掃谷效率的情況下縮小整體尺寸，使機器簡單、靈便。實體圖如下 機電工程學院機械系 機械設計制造及其 自動化班 學生李劍 畢業設計 第 4 頁 共 28 頁 井岡山大學畢業設計用紙 圖 22 掃輪軸 設定數據有：總長度為 ，帶燕尾槽長度為 596mm，中間部分 橫截面直徑為 25mm，鍵槽部分參照標準鍵設計，燕尾槽在考慮便于聯接，保證一定的強度下進行設計，具體尺寸見零件草圖。 圖 23 掃輪軸零件草 2．軸的校核 針對已設計的軸在實際工作情況下，校核軸的強度和剛度。首先根據受力情況及受力的位置作出受力圖如下： 圖 24 受力分析圖 機電工程學院機械系 機械設計制造及其 自動化班 學生李劍 畢業設計 第 5 頁 共 28 頁 井岡山大學畢業設計用紙 進行扭轉強度的校核 根據工作條件，掃輪軸所受的軸向力很小，可忽略不計，主要受到徑向力的作用，因此主要進行徑向載荷分析。 計算掃輪軸的功率 P 由電動機的輸出功率為 180W,電動機傳動效率為 60%,帶 輪傳動每級傳動的效率為90%，齒輪傳動的效率為 95%，因此可得掃輪軸的功率為 P=180 60% 90% 90% 95% 90%= 掃輪軸的轉速 n 由第三章帶輪的傳動比及帶輪直徑可計算得 n=2800 50/280/=400r/min. 計算掃輪軸的轉矩 T 由公式 (21)可計算得： T=*m， F=2T/d=2 計算 (22) Ft=T/AC (23)所以 Ft= 由 Fnv1 BC=Fnv2 CD， BC=CD，所以 Fnv1=Fnv2=Ft/2= 根據以上數據可畫出彎矩圖及轉矩圖如下： 圖 25 彎矩圖 圖 26 扭矩圖 軸的扭轉強度條件為 ]τ[≤ n9 5 5 0 0 0 0≈τ 3t TTPWT= （ 24） 機電工程學院機械系 機械設計制造及其 自動化班 學生李劍 畢業設計 第 6 頁 共 28 頁 井岡山大學畢業設計用紙 式中： Tτ — 扭轉切應力， ；aMP T— 軸所受的扭矩， ；mm?N WT — 軸的抗扭截面系數， ；3mm n— 軸的轉速， ；min/r P— 軸的傳遞功率， ；kw d— 計算軸截面處軸的直徑， ；mm ]τ[ T — 許用扭轉切應力， ；aMP 由于選用的材料為 45 鋼，其 ]τ[ T =2545Mpa 根據 AB 段的直徑最小，由公式可知，扭轉應力最大，則 AB 段的 Tτ =25,因此強度符合要求。 軸的剛度校核 根據經驗可知，在強度足夠和此類工作情況下，剛度足夠，因此無需校核。 軸承 設計 根據 各項尺寸要求以及結構工藝性要求，初步選用 GB6204 軸承。 對軸的校核可知，軸承所受的的徑向載荷與 FNV1 大小相等，方向相反。而橫向載荷忽略不計，因此當量動載荷 P=fp(XFr+YFa) （ 25） fp 為載荷系數，其選用 表 21 載荷系數 載荷性質 舉例 無沖擊或輕微沖擊 電動機、汽輪機、通風機、水泵等 中等沖擊 或 中等慣性沖擊 車輛、動力機械、起重機、造紙機、冶金機械、 卷揚機、機床等 強大沖擊 破碎機、軋鋼機、鉆探機、振動篩等 因運轉平穩，無沖擊，因此 fp= Fa/Fre，則 X=1， Y=0； 則 P=Fr= 根據軸承的壽命公式 （ 26） 機電工程學院機械系 機械設計制造及其 自動化班 學生李劍 畢業設計 第 7 頁 共 28 頁 井岡山大學畢業設計用紙 選用的軸承型號為 GB6204，可知參數 Ft=1，基本額定動載荷 C=61600N，轉速 n=400r/min 代入各數據可求得 Lh= 5000h，因此軸承負荷要求 （ 3）刮板的 設計： 刮板與軸聯接部分參照 軸上得燕尾槽進行設計，圓弧部分采用在受力情況下對刮板的損傷程度最小設計，原理上設計刮板尾部到軸的中心的垂直距離為 150mm，但為減少刮板尾端與地面的摩擦，減少 1mm，高度設定為 149mm，這樣既避免了過度摩擦使刮板受損嚴重。增加刮板的壽命，又能容易得刮起稻谷。 圖 27 刮板 （ 4） 掃片 的 設計： 掃片由于采用中度塑性軟刷毛，具有一定的韌性和柔韌度，不易磨損，使用壽命長，其與軸聯接處 的一段 于刮板 相同 ， 其側面使用彈性系數高的鋼片，依靠彈性恢復力將刷毛加緊并切于軸的兩側，刷毛末端到軸的中心 垂直距離為 150mm，將多余零碎的谷物收集起來。 圖 28 掃片 （ 5）鍵的設計： 按照國家標準根據配合軸的直徑 18mm，選取標準件，為滿足配合帶輪長度要求 ，在鍵的承受范圍內適當加長 圖 29 鍵 機電工程學院機械系 機械設計制造及其 自動化班 學生李劍 畢業設計 第 8 頁 共 28 頁 井岡山大學畢業設計用紙 第三章 傳送機構設計 簡述傳動機構 本設計產品傳動機構機構主要包括：帶輪傳動，絞龍傳動， 鏈輪傳動，本章主要對帶輪機構設計分析計算，絞龍機構和鏈輪機構分別放在其它章節進行分析 帶輪 參數 設計 及其計算 首先 根據掃輪轉速范圍一般為 300n/min— 500n/min,鏈輪轉速一般少于 15m/s,即2866n/min,因此選取電動機 型號為 YC7112，功率為 180w， 轉速為 2800n/min。 i1=n1/n2=d2/d1=2800n/500n=280mm/50mm= n1為電動機的轉速， n2為 2號帶輪與絞龍軸轉配在一起，因此可以確定帶輪 1的直徑 d1=50mm，帶輪 2 的直徑 d2=280mm，帶輪 2的轉速 500n/min 小于 2866/min,此傳動比符合要求。 i2=n3/n6=d6/d3=500n/n6=100mm/80mm= 可 求得 n6=400n/min 在 300n/min500n/min 內 ， 符合轉速要求 并