小型戶用清糧機設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯  前  言  在農業(yè)脫粒生產中，當脫出物中的長莖稿分離出去后，谷粒中尚有短稿穎殼等夾雜物（合起來稱為谷?；旌衔铮鴮⑦@些夾雜物清除出去，同時要使谷粒的清潔率不低于95損失率 也不能太高，就是設計清糧機的目的。 目前市場上的清糧機械種類不是很多，適合農民，特別是 適合經濟 條件不算是太好的農民的清糧機械就更不多了，所以，本設計本著省材、經濟、高效的目的，主要體現了為農戶考慮的特點。由于要求結構簡單，設計主要應用了輪系對各個動力需求處進行傳動。在設計中，皮帶輪的傳動采用了二級傳動，這樣使得該機械更加緊湊，提高了效 率 ；篩子的驅動采用了偏心輪軸 機構，使機器在工作時的震動 得到很大程度上的抵消：風機采用的是大眾型農用清糧風機；清糧方式是風選與篩選 （兩層篩：上篩為魚鱗篩，下篩為長孔篩  ） 結合的方式。本設計因實驗條件的欠缺，所以主要是根據 前人的設計和現有的文獻資料，進行的理論設計，主要設計了整體機構和部分主要的零件。  關鍵詞 ：清糧機 ； 篩 ； 風機 ； 傳動  買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 目  錄  1 緒論  . 3 研究工作在國民經濟中的實用價值與理論意義  . 3 研究主題范圍內國內已有資料綜述  . 3 論文所要解決的問題  . 3 2 工作原理與總體布置 . 3 作原理  . 3 子布置  . 3 體布置示意圖  . 3 3. 各部分設計與計算 . 4 步選擇電動機  . 4 角膠帶的設計計算  . 4 帶輪的結構設計  . 5 輪布置  . 7 心機構  . 8 間軸的設計與計算  . 9 的配合設計  . 10 糧篩  .機設計  . 本設計相關問題參數討論  . 11 糧風機相關參數的討論  .量 Q .機全壓  . 12 機的功耗和效率  . 12 粒在篩面上的運動和篩子參數的選擇  . 12 總  結  . 16 致  謝  . 17 參考文獻  . 18 買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 1 緒論  研究工作在國民經濟中的實用價值與理論意義  本研究工作的內容就是設計小型的戶用清糧機。當今中國的廣大農村，經濟還不是很發(fā)達，收入水平相對于發(fā)達國家還是比較低下的，他們很難支付聯合收獲 機昂貴的費用，因此小型的戶用清糧機的價格符合他們的購買力，設計 也就具有一定的現實意義。另外，農村不比農場，農場都是大地塊，農村大多是小地塊，農民不具備使用聯合收獲機的條件，他們大多采用先收割，再場上脫粒、清糧，所以小型的 農用清糧機很符合他們的實際情況，具有廣闊的市場前景，設計之同時也具有一定的經濟意義。  研究主題范圍內國內已有資料 綜述  在農用機械行業(yè)中，清糧機已經不是什么新的話題，很早就有人去設計生產，隨著我國農業(yè)的發(fā)展，清糧機也得到了長足的發(fā)展，改革開放以來，出現了很多類型的清糧機，但是大多是大中型的，主要是為大中型農場服務的，也就是說很少有農戶直接使用的， 因此 很長時間以來， 很多地方的小農戶 都是人工清糧，效率極其低下！  論文所要解決的問題  本論文所要解決的問題就是，設計一種小型的戶用清糧機，并在實驗樣 機實驗后，修改設計中的不足之處。在論文中將闡述：這種清糧機的生產率大約 2 噸每小時； 需要解決的問題有 動力的輸出與傳遞問題；清糧篩子和風機的參數討論問題等。  2 工作原理與總體布置  作原理      本清糧機所 處理的谷物是大豆和玉米，因為谷 物 混合物中含有較多的輕雜物，而且體積大，所以采用的形式是氣流篩選 式， 先由風機將作物進行風選，經過風選后的作物落在篩面上進行進一步篩選，經過兩層篩子的篩選后，作物方能達到清理的目的   子布置   上下兩篩式：上篩清除穎殼等夾雜物；下篩清除草籽、癟粒等比谷物小的雜物  體布置示意圖  圖 2體布置示意圖  買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 3. 各部分設計與計算  步選擇電動機  根據中國廣大農民的實情，初步擬定該清糧機的生產率為 2t/h。經過粗略的計算和以前的經驗，選擇額定功率為 率為 83%，型號為 電動機；其轉速為 50r/機軸基準直徑為 D=22照此確定電機皮帶輪的孔徑） 。  角膠帶的設計計算   （ 1） 確定計算功率 ，并考慮到載荷性質和每天運轉時間長短等因素的影響而確定的，即：  c a  P      k w（ 3 式中： P 傳遞的額定功率      作狀況系數，取 ：   . 3 4 . 0 5 . 2     k w （ 2） 選擇帶型  根據計算功率n ，選定帶型為 B 型普通 V 帶。驗算帶速9 5 m /  00 0 9501801436 0 00 01 . ，滿足條件。  其中： 180 為電動機帶輪的基準直徑（初步選定的）  1n 9 5 0 r/m 電動機的轉速   設傳動比為 i ，則由21D  3 得：           1 400i 180中間大輪轉速為：  '21950 4 2 4 / m i   驗算   2 2 1 424D i D 1 8 0 3 7 8 m ，根據機械手冊上的數據選定 00：中間大帶輪的基準直徑。  （ 3） 確定中心距  初定中心距：0 1 2A ( 0 . 7 2 ) ( D D ) 4 0 6 1 1 6 0 m m 取 450帶長度：  20 1 2 1 2 02L 2 A ( D D ) / 2 ( D D ) / 4  5 0 3 . 1 4 5 8 0 / 2 ( 4 0 0 - 1 8 0 ) / ( 4 4 5 0 )1836 根據實用機械手冊，確定帶長之尺寸。     8 3 6 m m 8 0 0 m m準確中心距為：  買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 2 )4 4 21 8 3 6 3 . 1 4 2 9 0 1 8 3 6 3 . 1 4 2 9 0 1 2 1 0 0()4 4 2436 其中：  9 02 21 ，      2212 121004 )( （ 4） 驗算主動輪的包角（即小帶輪包角 1 ）  020160819180 ./)(  查表得：包角系數（ 5） 確定三角帶根數 z  z )( （ 3 式中： 帶的基本額定功率，取 帶額定功率的增量，取 度系數，取 而可計算出 162z . 根，取 3根  （ 6） 計算預緊力 ，當考慮離心力的不利影響時，單根帶所需的預緊力 2fv ，用 代入前式，并考慮包角對所需預緊力的影響，可將 算式子寫為：  22 0F ).(（ 3 式中： q為 m 將數據代入 (4)式，  15 9 5529583 5 . 2500F 2o .).(.  （ 7） 稱壓軸力） Q 為了設計安裝帶輪的軸和軸承，必須確定帶傳動作用在軸上的力 Q，如果不考慮帶兩邊的拉力差，則壓軸力可以近似的按帶的兩邊的預緊力 i n 8 015158322s i n2 z FQ .                      （ 3 帶輪的結構設計   設計 量小，結構工藝性好，無過大的鑄造內應力，轉速高時要經過平衡，輪槽工作面要精細加工（表面粗糙度一般為 3.2 m ），以減少帶的磨損，各槽的尺寸應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。依照此要求，作出結構設計如下：  電動機帶輪：選用 180 的腹板輪，根據電機軸的直徑確定各相關尺寸（電機軸直徑為 22。 . 中間大輪：選用直徑為 400 的六孔板輪。  風機帶 輪：選用直徑為 180 的腹板輪。  各輪具體尺寸如圖 3 3 買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 1圖 3帶輪  電機帶輪：                     風機帶輪：  d 22                            22d      4688 .                   408 .  762                       555 .   180D                           180D       18 72e                 18 72e  5216102 )()(   5216102 )()(  13s                                13s    槽寬  313b .                        槽寬   313b .                                 6K                               6K      大帶輪 因為尺寸比較大，所以采用六孔板輪的形 式，其具體尺寸如圖 3 買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 1圖 3帶輪  中間大帶輪：  22d                      16s      408 .              313b .  555 .                  400D                     6K  40 72200h       5216102 )()(   輪布置  因為電動機的速度比較高，但是篩箱的振動頻率比較 低（即偏心輪的轉速比較低），造成傳動比較大，如果采用一級傳動，會造成傳送帶較長，從而傳動機構顯的不緊湊，所以采用二級傳動，在中間加上一個兩個同軸的一大一小皮帶輪，這樣可以縮短輪的中心距，使機構變的比較緊湊，而且有利于保證傳動的有效性，各輪的中心距為 436 其中中間小輪、風機輪為同樣的輪 。  帶輪傳動布置方式如圖 4。   2偏心軸小帶輪   3 偏心軸大帶輪   4風機帶輪  圖 3輪傳動布置方式示意圖  買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 心機構  根據篩孔分離率與振幅頻率關系曲線，選 擇篩子的震動頻率為 400幅為 9 圖 3心機構  圖 3心機構  設 定底架 45心距 桿 架桿 40 ,則  2 2 22 8 6 . 6 2 4 5 2 4 6 . 5c o  6 . 6 2 4 5c o s 0 . 1 5 3 2672222 8 6 . 6 2 4 5 2 4 0c o  6 . 6 2 4 5c o s 0 . 4 76 1 . 4 8買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 震動角度為 5 ,由此計算 振幅 5 . 1 22 s i n 2 4 028 . 5 6誤差在允許范圍，因此，假定尺寸符合設計要求。  間 軸的設計與計算  （ 1） 選擇軸的材料為 45鋼，調質處理。查表得：       b s - 1 15 9 0 M P a  2 9 5 M P a 2 5 5 M P a 1 4 0 M P a ， ， ，（ 2） 初步確定軸端直徑  取系數 03，軸的輸入端直徑為 6 7 m  4041 0 33 . ，取 22（ 3） 軸的結構設計  取軸肩處的直徑為 25 ，軸頸處配合為 a .,，軸的結構草圖見圖 3 計算支承反力、彎矩及扭矩。（圖 3 1）支承反力  z F ( a b ) z F c 281R 3 1 5 8 . 1 5 3 0 2  4 1               1121z .                2）彎矩  0Ax z F a 3 1 5 8 . 1 5 1 0 8M 2 4 . 2 N  0 0 1 0 0 0 0Bx z F c 3 1 5 8 . 1 5 9 5M 1 0 0 N  0 0 1 0 0 0 3）扭矩（取扭矩折合系數 為  中間大帶輪傳遞的轉矩： 49 5 5 0 5 0T 1 .（ 3 4）計算彎矩據已求出的彎矩圖和扭矩圖，求出計算彎矩 2 . 8 7 222 ).()(                （ 3 5）校核軸的強度  買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 對危險截面 A 處進行校核，先求出軸的抗彎截面模量  。   13 M P 00087102 .                            （ 3  M P 40W T . .                                  （ 3 式中： T 扭轉剪應力，   T 許用扭轉剪應力，取 30很明顯，所選軸的強度滿足工作要求，因為此軸為一級傳動軸，是最容易出現疲勞磨損的零件，所以其它零件也滿足強度要求，故在此省略其校核過程。  圖 3軸 受力分析圖  對正常工作條件下的滑動軸承，給定的間隙必須保證形成良好的潤滑油層，形成液體摩擦狀態(tài)。因此，所選配合的最小間隙 應大于形成最小油層的厚度，而最大間隙則應保證軸承機構有足夠的同軸度、旋轉精度和使用壽命等。鑒于此，查機械手冊，確定了軸與滑動軸承的配合為，基孔制 H8/在查表確定 22 H8/ 基本尺寸 22屬于大于 18 30尺寸段，查表得 3 m ， 2 m  對于基準孔 I=0，其 I+33 m  對于 表得 20 m ,其  ei=2072 m  所以 033002222H 8 . ， 020007202222. 皮帶輪內孔與軸徑處配合，采用基孔制，公差等級 便于拆裝，選取較松的過買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 渡配合， H8/ 糧篩  為了使本清糧機能夠適應較寬的范圍，上篩即穎殼篩選用開度可調的魚鱗篩。 因為它本身就具有較大的下移能力，而且還有氣流的吹送，故篩面選擇上 傾，下 傾角為正 值，這樣可 以增加篩落強度，取 1=2o；下篩即谷粒篩傾角很小，選擇下傾， 2=用長孔篩 ， 篩長 L 600篩寬 400  篩子的驅動：  上下篩組成一篩箱，一起由偏心軸連桿機構 驅動，二者慣性力得以平衡。  篩箱振動頻率 與大帶輪轉速相同均 為 424 次 /分鐘， 振幅 9 機設計  根據以往清糧機風機 設計， 采用 大眾性 農 用清糧型風機，它的特點是風壓低，流量大，機構簡單，出口處風速均勻 。此風機風扇寬度較大， 葉片數較少（ 4z ）葉片為后向直葉片 ，外形為矩形 ，傾 角葉片能使寬 度較大的風機出口處氣流速度不均勻性 得到改善。 風機中間采用鏤空設計方式，減輕了機體重量。  圖 3風機機構 圖  葉片的畫法：本設計中風機葉片采 用的是后向直葉片， 初步確定了為 需要說明的是，本設計中的清糧風機 是根據經驗設計的，在以后將通過試驗進行修正。  4. 本設計相關問題參數討論  糧風機相關參數的討論  表示風機工況的主要參數為流量 O。 在清 糧機上，出風口處氣流速度 一個重要參數，但是在風機結構尺寸已定時， 具有確定的關系 。  量 Q   空氣流量可按下式進行計算：  2                                         （ 4 式中：    B 風機出口寬度  S 風機出口高度  蘇聯 爾賓教授建議以下式計算 2V   C o sS i k m )(                               （ 4 式中： 豆、玉米為 . ）   篩片與水平面的夾角   谷粒與篩片的摩擦角  買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 空氣密度      m  現知玉米、大豆與鋼板的摩擦角為 若取  ，將以上數據代入  （ 4 式，有： m . ，取平均值    /.    32Q B S V 0 . 4 7 0 . 1 5 1 0 . 8 0 . 7 6 4 m / s 機全壓 P  計算公式：（ 4 式中： ，若以  /. 代入，則：  2d ，因 2V 為平均速度，而且出口處的速度之均勻性較差，故動壓 ，若取 051. 則： 2d .。  來克服氣流通過篩子和清糧室的阻力和運送輕雜物，我國農業(yè)機械手冊根據前蘇聯的資料，建議雙篩結構，取 2s  5  6P /  風機全壓 2ds . 清糧室作為氣流通道，其阻力甚小，風 機出口處動壓在清糧室中有一部分轉換成靜壓后可用于克服清糧室阻力，所以在出風管處氣流靜壓很小。  機的功耗和效率  （ 1）  有效功率  Q 2 6 9 . 5 3 1 8 . 5N N 0 . 7 6 4 0 . 2 0 0 . 2 4 k  0 0 1 0 0 0 （ 4 （ 2） 軸功率 N  軸功率就是風機軸上的輸入功率，若風機的全壓效率為 則：   . 2 0 . 2 4N 0 . 2 7 0 . 3 2 k  7 3                               （ 4 （ 3） 電機功率風機需要的電機功率）                                                           （ 4 式中： m風機傳動效率  （取 840. ）  K 電機容量儲備系數（取 51. ）  m 0 . 2 3 0 . 3N 1 . 5 0 . 3 2 0 . 3 8  8 4 k ，取 粒在篩面上的運動和篩子參數的選擇  在本設計中采用的是偏心輪連 桿機構，為了便于分析討論，現將其簡化為曲柄連桿機構，則曲柄圓心到 偏心輪 圓心 的偏心距，即：  谷粒在篩面上，必須對篩面有相對運動才能落入篩孔，而這種相對運動是由篩體運動傳來的。本清糧機 的篩體是由雙偏心輪連桿機構驅動的。  買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 圖 4子的運動機構  曲柄中心與連桿在篩體上的鉸接點的連線即篩子的運動方向，其余水平方向的夾角 叫振動方向角，以逆時針方向為正，順時針為負。篩面與水平面的夾角為 ， 小于谷粒與篩面的摩擦角 設篩體的兩吊桿長度相等且互相平行，吊桿長度 和連桿長度遠大于篩子的振幅，則篩上各點的運動軌跡相同，并近似于一直線。因此可將篩體 運動看作簡諧運動。設篩子的運動以 向為正，谷粒沿篩面的相對運動以沿篩面向上為正，則篩子的運動可用下式表示：  位移                          速度                        加速度                        式中     r 曲柄半徑   曲柄角速度  t 時間  在 232 時間內篩體的加速度為負值，方向向左，在 2523 時間內，加速度為正值，方向向右。慣性力 I 則與加速度方向相反。  設曲柄 P 位于 I 、 限時，加速度為正指向右方，此時作用于谷粒 M 的力有重力 篩面法向反力 N ，慣性力 ，其中 )( I S i nm g C o   設谷粒沿 向上滑動的加速度為2，則：  Fm g S i  o )(                                    （ 4 化簡后可得：  )()( Co s)S i n (s 22                     （ 4 設 C o sC o s )( ，則：  )( Co s)S i n (2                             （ 4 當   >)( >0,谷粒將沿篩面上滑，當 1買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 時，即可求出谷粒的上滑的極限角速度。即  )( Co s)  令   ，)( 1K，則 1 時谷粒將向上滑動，因此可 得使谷粒向上移動的曲柄極限轉速為：  )( r C os)n(304  當曲柄位于  限內時，篩體具有負加速度，使谷粒沿 面向下移動的力為： m g S i  o )(                              （ 4 將  o     t a  i  o  o t a  )(  代入上式，有  C o sS i o s)C o s (o 2 (                     （ 4 令 C o s )C o s(，則上式可寫作  )()( Co sS i o 2                            （ 4 （ 4與（ 4的不同點在于 前是負號，而 是向 下的。由于 ，在左向時限內篩體的加速度為負， 最小值為 1 ，故在)( )( C o sS 對加速度等于零。令此時的 為 2 ，則被篩物沿篩面向下移動的篩體運動體制限界指標2K 為：  )()(Co sS i                      （ 4   當 0 時， )(  。  當 2時，谷粒才能向下滑動，此時曲柄的極限轉速為  )( r C os)n(304 當 0 時，  )(   由于 )( I S i nm g C o 當 0N 時谷粒被拋起，即 )( 即  ：              )S i n (g C o  o 因為 最大值為 1，當)(  時，谷粒即被拋起。  買文檔就送您 紙 全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 令)( K，則3谷粒將被拋起。  谷粒在篩面上的運動狀態(tài)取決于篩子的運動指數 K 與 1K 、 2K 間的關系。隨著相互關系的不同，可能有下列不同的狀態(tài)：  2， 1            相對靜止  21               僅向下運動，只有后移無前移  12               僅向上運動，只有前移無后移  213 可向上和向下運動，下滑 >上滑  12               可向下和向上運動，上滑 >下滑  經過以上的分析可以得出拋離條件為：拋離只能出現在右半周內即在232 內，即在后移過程中， 3K )( ，脫出物拋離篩面。拋離極限轉速為3。  在本設計中，所設計的是清糧篩，要求無拋離，后移大于前移，運動特征值狀態(tài)為：213 ，所取參數值為：   ，  ， &