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世界最新機(jī)械設(shè)計(jì)理念 來(lái)源:中國(guó)科技期刊 摘要:根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)學(xué)者進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的主要思維特點(diǎn)，將產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)方法概括為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化、基于產(chǎn)品特征知識(shí)和智能。這幾種方法的特點(diǎn)及其相互間的有機(jī)聯(lián)系，提出產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的努力方向。 關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)方法發(fā)展趨勢(shì) 設(shè)計(jì)文件是將語(yǔ)義設(shè)計(jì)網(wǎng)作為設(shè)計(jì)工具，在其開(kāi)發(fā)的活性語(yǔ)義設(shè)計(jì)網(wǎng)ASK中，采用結(jié)點(diǎn)和線(xiàn)條組成的網(wǎng)絡(luò)描述設(shè)計(jì)，結(jié)點(diǎn)表示元件化的單元(如設(shè)計(jì)任務(wù)、功能、構(gòu)件或加工設(shè)備等)，線(xiàn)條用以調(diào)整和定義結(jié)點(diǎn)間不同的語(yǔ)義關(guān)系，由此為設(shè)計(jì)過(guò)程中的所有活動(dòng)和結(jié)果預(yù)先建立模型，使早期設(shè)計(jì)要求的定義到每一個(gè)結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程由抽象到具體的飛躍。 系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法 系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：將設(shè)計(jì)看成由若干個(gè)設(shè)計(jì)要素組成的一個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)計(jì)要素具有獨(dú)立性，各個(gè)要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計(jì)要素結(jié)合后，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。 系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想于70年代由德國(guó)學(xué)者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制訂了設(shè)計(jì)的一般模式，倡導(dǎo)設(shè)計(jì)工作應(yīng)具備條理性。德國(guó)工程師協(xié)會(huì)在這一設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，制訂出標(biāo)準(zhǔn)VDI2221技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方法。 1. 將用戶(hù)需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ)，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的宏觀(guān)過(guò)程出發(fā)，利用質(zhì)量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶(hù)需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段的技術(shù)目標(biāo)和作業(yè)控制規(guī)程的方法。 2. 將產(chǎn)品看作有機(jī)體層次上的生命系統(tǒng)，并借助于生命系統(tǒng)理論，把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程劃分成功能需求層次、實(shí)現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)層次。同時(shí)采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達(dá)產(chǎn)品的功能要求，形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 3. 將機(jī)械設(shè)計(jì)中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個(gè)基本問(wèn)題：一是把要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品作為一個(gè)系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成部分（單元）及其相互關(guān)系；二是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程看成一個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，正確、合理地確定設(shè)計(jì)中各個(gè)方面的工作和各個(gè)不同的設(shè)計(jì)階段。 由于每個(gè)設(shè)計(jì)者研究問(wèn)題的角度以及考慮問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)不同，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法。 4. 設(shè)計(jì)元素法 用五個(gè)設(shè)計(jì)元素（功能、效應(yīng)、效應(yīng)載體、形狀元素和表面參數(shù)）描述“產(chǎn)品解”，認(rèn)為一個(gè)產(chǎn)品的五個(gè)設(shè)計(jì)元素值確定之后，產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國(guó)亦有設(shè)計(jì)學(xué)者采用了類(lèi)似方法描述產(chǎn)品的原理解。 5. 圖形建模法 研制的“設(shè)計(jì)分析和引導(dǎo)系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模，以及功能層之間的聯(lián)接。 將設(shè)計(jì)劃分成輔助方法和信息交換兩個(gè)方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號(hào)、具有內(nèi)容豐富的語(yǔ)義模型結(jié)構(gòu)、可以描述集成條件、可以劃分約束類(lèi)型、可以實(shí)現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點(diǎn)，將設(shè)計(jì)方法解與信息技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)過(guò)程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。 6. “構(gòu)思”—“設(shè)計(jì)”法 將產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)分成“構(gòu)思”和“設(shè)計(jì)”兩個(gè)階段?！皹?gòu)思”階段的任務(wù)是尋求、選擇和組合滿(mǎn)足設(shè)計(jì)任務(wù)要求的原理解。“設(shè)計(jì)”階段的工作則是具體實(shí)現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。 將方案的“構(gòu)思”具體描述為：根據(jù)合適的功能結(jié)構(gòu)，尋求滿(mǎn)足設(shè)計(jì)任務(wù)要求的原理解。即功能結(jié)構(gòu)中的分功能由“結(jié)構(gòu)元素”實(shí)現(xiàn)，并將“結(jié)構(gòu)元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖)。方案的“設(shè)計(jì)”是根據(jù)功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”，再定量地描述所有“結(jié)構(gòu)元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結(jié)構(gòu)示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設(shè)計(jì)單元(GE)”、“結(jié)構(gòu)元素(KE)”、“功能結(jié)構(gòu)元素(FKE)”、“聯(lián)接結(jié)構(gòu)元素(VKE)”、“結(jié)構(gòu)零件(KT)”、“結(jié)構(gòu)元素零件(KET)”等概念，以及描述結(jié)構(gòu)元素尺寸、位置和傳動(dòng)參數(shù)間相互關(guān)系的若干種簡(jiǎn)圖，把設(shè)計(jì)專(zhuān)家憑直覺(jué)設(shè)計(jì)的方法做了形式化的描述，形成了有效地應(yīng)用現(xiàn)有知識(shí)的方法，并將其應(yīng)用于“構(gòu)思”和“設(shè)計(jì)”階段。 7. 鍵合圖法 將組成系統(tǒng)元件的功能分成產(chǎn)生能量、消耗能量、轉(zhuǎn)變能量形式、傳遞能量等各種類(lèi)型，并借用鍵合圖表達(dá)元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結(jié)合，實(shí)現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的自動(dòng)生成和功能結(jié)構(gòu)與鍵合圖之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，尋求由鍵合圖產(chǎn)生多個(gè)設(shè)計(jì)方案的方法。 提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個(gè)或幾個(gè)模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過(guò)選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個(gè)系統(tǒng)。 本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口(聯(lián)接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟(jì)化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國(guó)結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù)，將變形設(shè)計(jì)與組合設(shè)計(jì)相結(jié)合，根據(jù)分級(jí)模塊化原理，將加工中心機(jī)床由大到小分為產(chǎn)品級(jí)、部件級(jí)、組件級(jí)和元件級(jí)，并利用專(zhuān)家知識(shí)和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。 以設(shè)計(jì)為目錄作為選擇變異機(jī)械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計(jì)的解元素進(jìn)行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計(jì)目錄。并在解集設(shè)計(jì)目錄中列出評(píng)論每一個(gè)解的附加信息，非常有利于設(shè)計(jì)工程師選擇解元素。 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計(jì)與制造，以及從用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的功能需求→設(shè)計(jì)→加工→裝配→成品這一并行工程的實(shí)現(xiàn)成為可能。但是，達(dá)到這些目標(biāo)的重要前提條件之一，就是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件愈來(lái)愈多地應(yīng)用于產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)中初露鋒芒。目前，德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家正著力于研究超媒體技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)STEP，以及標(biāo)準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言上基于虛擬環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)交換格式)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)正朝著計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)、智能化設(shè)計(jì)和滿(mǎn)足異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造需求的方向邁進(jìn)，由于產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法的研究起步較晚，目前還沒(méi)有成熟的、能夠達(dá)到上述目標(biāo)的方案設(shè)計(jì)工具軟件。作者認(rèn)為，綜合運(yùn)用文中四種類(lèi)型設(shè)計(jì)方法是達(dá)到這一目標(biāo)有效途徑。雖然這些方法的綜合運(yùn)用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機(jī)械設(shè)計(jì)的領(lǐng)域知識(shí)有關(guān)，而且還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計(jì)算機(jī)軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識(shí)，但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)必須努力的方向。國(guó)外在這方面的研究已初見(jiàn)成效，我國(guó)設(shè)計(jì)學(xué)者也已意識(shí)到CAD技術(shù)與國(guó)際交流合作的重要性，及其應(yīng)當(dāng)采取的措施。 基于產(chǎn)品特征知識(shí)設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：用計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的知識(shí)庫(kù)及推理機(jī)，再利用已存儲(chǔ)的領(lǐng)域知識(shí)和建立的推理機(jī)制實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推量和決策，完成機(jī)構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實(shí)現(xiàn)這一階段的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，必須研究知識(shí)的自動(dòng)獲取、表達(dá)、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。為此，國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)學(xué)者針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)知識(shí)的自動(dòng)化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。 葵花脫粒機(jī)的設(shè)計(jì),,一、課題來(lái)源及意義,二、葵花脫粒機(jī)的方案設(shè)計(jì),三、葵花脫粒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),五、總結(jié),,主要內(nèi)容,,葵花脫粒機(jī)的設(shè)計(jì),四、葵花脫粒機(jī)三維模型設(shè)計(jì),1 課題來(lái)源及意義,,一、課題來(lái)源及意義,來(lái)源：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求,意義： 1.葵花產(chǎn)業(yè)作為主要的經(jīng)濟(jì)作物在我國(guó)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。油用葵花已成為四大油料作物之一，食用葵花的發(fā)展更快，在全國(guó)葵花種植面積中占70%以上。 葵花脫粒機(jī)作為葵花成品加工領(lǐng)域的一種重要食品機(jī)械設(shè)備，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有重要的工程意義。 2.加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件如SolidWorks、CAD的了解與應(yīng)用。,2. 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀,,一、課題來(lái)源及意義,脫粒機(jī)是用于對(duì)小麥、水稻、玉米、高粱、大豆及其它雜糧等作物進(jìn)行脫粒作業(yè)的重要收獲機(jī)械，在我國(guó)廣大農(nóng)村使用十分廣泛。脫粒機(jī)在我國(guó)生產(chǎn)使用已有數(shù)十年的歷史，目前據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)生產(chǎn)各類(lèi)脫粒機(jī)的企業(yè)遍布全國(guó)各地。 脫粒機(jī)屬于收獲后處理類(lèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品，主要用于水稻、玉米等谷物收獲后的脫粒處理作業(yè)，由于脫粒機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件較多，容易導(dǎo)致人身傷害，所以國(guó)家將其納入工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許證目錄管理范疇，嚴(yán)格要求該產(chǎn)品的質(zhì)量安全。 現(xiàn)在脫粒機(jī)的型號(hào)、種類(lèi)不計(jì)其數(shù)。,,二、葵花脫粒機(jī)方案設(shè)計(jì),,葵花脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu),入料口,葵花脫粒軸體,,二、葵花脫粒機(jī)方案設(shè)計(jì),,底篩,上機(jī)體,下機(jī)體,,三、葵花脫粒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),3.1 配套動(dòng)力的選擇,,,,配套拖拉機(jī)的動(dòng)力,拖拉機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：,,3.2 軸的設(shè)計(jì)及校核,設(shè)計(jì)的軸長(zhǎng)為1850mm，軸分為4段。第一段軸與皮帶輪連接，其直徑為35mm；第二段軸用來(lái)裝軸承的，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，用來(lái)固定軸承：第三段是裝脫粒滾筒的，其直徑40mm。第四段軸裝軸承。 軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。第三段軸軸表面淬火，增加其表面的耐磨性能。,,三、葵花脫粒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),,,,,3.2 軸的設(shè)計(jì)及校核,軸的扭矩計(jì)算,強(qiáng)度條件：,主軸符合強(qiáng)度要求。,,三、葵花脫粒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),,,,,3.3 帶輪的設(shè)計(jì),表3.1 帶輪參數(shù),帶輪材料選灰鑄鐵HT250.,3.4 軸承的選擇,選擇型號(hào)為6007 GB/T27694的軸承。,所選的軸承基本參數(shù)如下：,b=30mm；D=62mm；B=14mm,,四、葵花脫粒機(jī)三維模型設(shè)計(jì),機(jī)械行業(yè)可實(shí)現(xiàn)三維建模的CAD軟件較多，主要有：、UG、Pro/E、CATIA、Inventor等，本設(shè)計(jì)為學(xué)習(xí)SolidWorks軟件，采用SolidWorks 2014進(jìn)行建模， SolidWorks建模基本過(guò)程如下：,,四、葵花脫粒機(jī)三維模型設(shè)計(jì),,五、總結(jié),主要圍繞葵花脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為中心，在基于葵花脫粒原理分析的基礎(chǔ)上，提出葵花脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體方案，選定方案后基于實(shí)用、夠用的原則，從滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)中正常工程需求出發(fā)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)，整體裝配設(shè)計(jì)。最后統(tǒng)籌整個(gè)設(shè)計(jì)，完成葵花脫粒機(jī)的總體設(shè)計(jì)。 基于三維建模軟件SolidWorks、二維建模軟件Auto CAD，闡述了葵花脫粒機(jī)的基本設(shè)計(jì)方法，總結(jié)如下： 1.根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求進(jìn)行葵花脫粒機(jī)的方案設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 2.根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸要求，采用SolidWorks軟件對(duì)葵花脫粒機(jī)進(jìn)行三維建模； 3.采用CAD軟件對(duì)所建立的模型進(jìn)行二維工程圖定制。,謝謝！, 葵花脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 葵花產(chǎn)業(yè)作為主要的經(jīng)濟(jì)作物在我國(guó)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。油用葵花已成為四大油料作物之一，食用葵花的發(fā)展更快，在全國(guó)葵花種植面積中占70%以上。我國(guó)的葵花多種植在北方冷涼地區(qū)，從黑龍江一直到，且多分布在干旱瘠薄土地和鹽堿地上，是農(nóng)民增收的一個(gè)非常好的經(jīng)濟(jì)作物?？摿C(jī)作為葵花成品加工領(lǐng)域的一種重要食品機(jī)械設(shè)備，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有重要的工程意義。本文主要圍繞葵花脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為中心，在基于葵花脫粒原理分析的基礎(chǔ)上，提出葵花脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體方案，選定方案后基于實(shí)用、夠用的原則，從滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)中正常工程需求出發(fā)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)，整體裝配設(shè)計(jì)。最后統(tǒng)籌整個(gè)設(shè)計(jì)，完成葵花脫粒機(jī)的總體設(shè)計(jì)。該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，減輕了很多人力。 關(guān)鍵詞：葵花；脫粒；設(shè)計(jì)；建模  Abstract Sunflower industry as the main economic crops in China has been greatly developed. Sunflower oil has become one of the four major oil crops, the development of edible sunflower faster, more than 70% of the national sunflower planting area. The sunflower planted in the northern cold area, from Heilongjiang has been to Xinjiang. While the distribution in the drought and barren land and saline alkali land is increasing the income of farmers in a very good economic crops. Threshing machine for sunflower seeds sunflower finished processing field as a kind of important food machinery and equipment, the structure design has important engineering significance. This paper mainly focuses on the structure design of sunflower thresher as the center, sunflower threshing machine structure design of the overall scheme is proposed based on the analysis of sunflower threshing principle based on the selected scheme based on the principle of practicality, enough, in order to meet the task book normal requirement of engineering, structure design, dimension design, the overall assembly design. Finally, the whole design, complete the overall design of sunflower thresher. This scheme has the advantages of simple structure, convenient use, much less human. Key Words: Sunflower; threshing; design; modeling 目 錄 摘 要 2 Abstract 3 目 錄 4 1. 緒 論 6 1.1 課題來(lái)源及意義 6 1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況及分析 7 1.3任務(wù)要求簡(jiǎn)述 8 1.4論文主要內(nèi)容 9 2. 葵花脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 2.1入料口 10 2.2脫粒部分 11 2.3篩選部分 11 2.4機(jī)體部分 11 2.5支架部分 13 2.6葵花脫粒機(jī)的總體設(shè)計(jì) 13 3. 葵花脫粒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 3.1 配套動(dòng)力的選擇 15 3.2 軸的設(shè)計(jì)及校核 15 3.3 帶輪的設(shè)計(jì) 18 3.4 軸承的選擇 18 4.基于SolidWorks軟件的葵花脫粒機(jī)三維模型設(shè)計(jì) 20 4.1 SolidWorks軟件簡(jiǎn)介 20 4.2葵花脫粒機(jī)關(guān)鍵部件三維建模 21 4.3本章小結(jié) 23 5. 葵花脫粒機(jī)使用簡(jiǎn)述 24 5.1 葵花脫粒機(jī)安全操作規(guī)程注意事項(xiàng) 24 5.2 葵花脫粒機(jī)的安裝、調(diào)整和使用 25 5.3 葵花脫粒機(jī)的保養(yǎng)與維修 26 總結(jié) 27 致謝 28 參考文獻(xiàn) 29 1. 緒 論 1.1 課題來(lái)源及意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)生了翻天覆地的變化。種植業(yè)內(nèi)部也形成了以糧食作物為主，經(jīng)濟(jì)作物和飼料作物為輔的三元結(jié)構(gòu)。作為經(jīng)濟(jì)作物之一的葵花產(chǎn)業(yè)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，油用葵花已成為四大油料作物之一，食用葵花的發(fā)展更快，在全國(guó)葵花種植面積中占70%以上。我國(guó)的葵花多種植在北方冷涼地區(qū)，從黑龍江一直到，且多分布在干旱瘠薄土地和鹽堿地上，是農(nóng)民增收的一個(gè)非常好的經(jīng)濟(jì)作物。 瓜子在人們生活中是不可缺少的零食，葵花子更是瓜子中的佼佼者。葵花子不但可以作為零食，而且還可以作為制作糕點(diǎn)的原料。同時(shí)，由于葵花子是植物的種子，含有大量的油脂，而葵花子油又是近幾年來(lái)深受營(yíng)養(yǎng)學(xué)界推崇的高檔健康油脂，故其還是重要的榨油原料。 對(duì)于葵花子所具有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及其食用的普遍性，有如下闡述?？ㄗ雍S富的不飽和脂肪酸、優(yōu)質(zhì)蛋白、鉀、磷、鈣、鎂、硒元素及維生素E、維生素B1等營(yíng)養(yǎng)元素；其所含豐富的鉀元素對(duì)保護(hù)心臟功能，預(yù)防高血壓頗多裨益；葵花子含有豐富的維生素E，有防止衰老、提高免疫力、預(yù)防心血管疾病的作用；葵花子中所含植物固醇和磷脂，能夠抑制人體內(nèi)膽固醇的合成，防止血漿膽固醇過(guò)多，可防止動(dòng)脈硬化；葵花子還有調(diào)節(jié)腦細(xì)胞代謝，改善其抑制機(jī)能的作用，故可用于催眠。 一般人群均可食用。適宜癌癥患者食用；適宜高脂血癥，動(dòng)脈硬化和高血壓之人食用；適宜神經(jīng)衰弱的失眠者食用；適宜蟯蟲(chóng)病人食用；炒后性溫燥，多食易引起口干、口瘡、牙痛等“上火”癥狀。葵花籽性平，味甘；有補(bǔ)虛損，降血脂，抗癌之功效。 我國(guó)葵花種植面積約112.53平方公里，產(chǎn)量約1369kg每平方公里，我國(guó)葵花總產(chǎn)在亞洲是大國(guó)與印度處于同一水平，我國(guó)葵花的單產(chǎn)水平略高于世界的平均水平。由于我國(guó)對(duì)葵花的需求量很大，從油料生產(chǎn)情況來(lái)看，我國(guó)葵花生產(chǎn)呈上升趨勢(shì)，葵花籽總產(chǎn)達(dá)170～190萬(wàn)噸，在所有油料生產(chǎn)中排位第五位。另外，隨著人民生活水平的日益提高對(duì)食葵的需求量也更大?？ㄊ斋@后，首先需要將葵花脫粒，過(guò)去葵花脫?；旧鲜遣捎檬止っ摿＃瑒诠?qiáng)度大，勞動(dòng)效率低，剛收獲的葵花如果不及時(shí)進(jìn)行脫粒，葵花盤(pán)就會(huì)腐爛，這樣就會(huì)給農(nóng)民造成很大的損失。為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率，我們應(yīng)開(kāi)發(fā)采用機(jī)械脫粒。 當(dāng)前，北疆葵花種植區(qū)域主要生產(chǎn)體制實(shí)行的是以戶(hù)為單位的聯(lián)產(chǎn)承包制，經(jīng)營(yíng)規(guī)模相對(duì)內(nèi)地大且集中?？摿C(jī)是許多葵花種植農(nóng)戶(hù)收獲的首選，因此也推動(dòng)了我們對(duì)葵花脫粒機(jī)的研究。而且隨著人們生活水平的日益提高，瓜子也成了成活中必不可少的零食，葵花的種植面積也不會(huì)有所降低，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)葵花脫粒機(jī)有很大的市場(chǎng)需求。 現(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)收入從整體來(lái)說(shuō)還比較低，購(gòu)買(mǎi)力有限，盡管?chē)?guó)家對(duì)購(gòu)買(mǎi)部分大型農(nóng)機(jī)實(shí)行補(bǔ)貼政策，但一次購(gòu)買(mǎi)十萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)的高性能脫粒機(jī)還是有困難的，同時(shí)，高性能脫粒機(jī)技術(shù)復(fù)雜，對(duì)經(jīng)營(yíng)者的經(jīng)營(yíng)和管理水平有較高的要求，而小型脫粒機(jī)無(wú)論從購(gòu)買(mǎi)和經(jīng)營(yíng)使用方面對(duì)于一般農(nóng)民來(lái)說(shuō)就容易的多了。 相對(duì)于其他脫粒機(jī)而言，設(shè)計(jì)的該葵花脫粒機(jī)機(jī)體體積小，質(zhì)量輕，生產(chǎn)成本低，省錢(qián)省料，而且生產(chǎn)率較高，脫粒效果好，較好的實(shí)現(xiàn)了“又好（生產(chǎn)效率高，脫粒效果好）”、“又省（省錢(qián)、省料）”的設(shè)計(jì)理念，符合當(dāng)今建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的要求。 1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況及分析 脫粒機(jī)是用于對(duì)小麥、水稻、玉米、高粱、大豆及其它雜糧等作物進(jìn)行脫粒作業(yè)的重要收獲機(jī)械，在我國(guó)廣大農(nóng)村使用十分廣泛。脫粒機(jī)在我國(guó)生產(chǎn)使用已有數(shù)十年的歷史，目前據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)生產(chǎn)各類(lèi)脫粒機(jī)的企業(yè)約有200余家，年產(chǎn)量在30萬(wàn)臺(tái)左右。脫粒機(jī)是實(shí)施生產(chǎn)許可證的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品之一，截止1997年底，己領(lǐng)取生產(chǎn)許可證的企業(yè)數(shù)為146 家。生產(chǎn)企業(yè)遍布全國(guó)各地， 其中，以長(zhǎng)江以北的麥類(lèi)產(chǎn)區(qū)分布較多，產(chǎn)量較大，尤其山東、河南、河北、江蘇四省生產(chǎn)以脫麥為主的脫粒機(jī)企業(yè)較多，每省有30家左右。東北地區(qū)主要是生產(chǎn)以脫玉米、豆類(lèi)及雜糧為主的脫粒機(jī)。在長(zhǎng)江以南的地區(qū)，大都為生產(chǎn)人工踩踏或動(dòng)力帶動(dòng)的梳刷式水稻脫粒機(jī)。在西南、西北等地也有一些以生產(chǎn)水稻、小麥類(lèi)脫粒機(jī)為主的企業(yè)，雜糧類(lèi)脫粒機(jī)占有較小比例。脫粒機(jī)屬于收獲后處理類(lèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品，主要用于水稻、玉米等谷物收獲后的脫粒處理作業(yè)，由于脫粒機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件較多，容易導(dǎo)致人身傷害，所以國(guó)家將其納入工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許證目錄管理范疇，嚴(yán)格要求該產(chǎn)品的質(zhì)量安全。 在我國(guó)北方很多地區(qū)大面積種植經(jīng)濟(jì)作物葵花，每到收獲的季節(jié)，農(nóng)民最急需解決的問(wèn)題就是脫離問(wèn)題，現(xiàn)有的脫粒裝置一般由滾筒和凹板組成，其種類(lèi)和形式很多，主要用于谷物脫粒。目前市面上雖然有專(zhuān)用于葵花的脫粒機(jī)，但由于破籽率高，對(duì)葵花籽傷害大，因此收獲時(shí)大部分靠人力敲打脫粒，效率極低。剛采摘的濕葵如不能及時(shí)脫粒，葵花盤(pán)很快會(huì)發(fā)熱腐爛，尤其遇到陰雨腐爛的更快，給種植戶(hù)造成很大的損失。從已經(jīng)公開(kāi)的有關(guān)葵花脫粒機(jī)的專(zhuān)利申請(qǐng)文件看，大部分結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，操作比較麻煩，有些設(shè)備采用螺旋推進(jìn)器送料，葵花盤(pán)被打碎與籽粒混合在一起，不易篩選分離。 1988年內(nèi)蒙工學(xué)院原機(jī)械系為了解決葵花收獲時(shí)農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度大、收獲期長(zhǎng)、損失大的問(wèn)題研制了葵花脫粒機(jī)。該機(jī)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，工作過(guò)程是，葵花盤(pán)在入口處被高速滾動(dòng)的滾筒軸卷入滾筒和柵板弧形間隙中。此時(shí)它受到彎曲、擠壓，開(kāi)始有部分籽粒被脫掉。此后，在葵花盤(pán)前進(jìn)過(guò)程中此作用仍在繼續(xù)，并伴有摩擦、碰撞、沖擊等作用，特別是鋼絲扣的揉搓作用，使葵花盤(pán)上的葵籽從入口到出口的移動(dòng)中逐漸被脫凈。脫凈的葵花盤(pán)從出口由離心力作用飛出，葵籽從出料斗流出。 1991年吉林省白城地區(qū)農(nóng)牧機(jī)械化研究所和長(zhǎng)嶺縣農(nóng)具廠(chǎng)研制的5TK-900型葵花脫粒機(jī)，5TK-900型葵花脫粒機(jī)是根據(jù)葵花的物理特性和脫粒特點(diǎn)設(shè)計(jì)?？摿C(jī)可與小四輪拖拉機(jī)配套，也可以用大于2.0KW的動(dòng)力機(jī)械帶動(dòng)作業(yè)。它采用復(fù)式滾筒，巧妙地將沖擊碾壓、摩擦、剝落、叩打等作用融為一體， 脫粒速度快、脫凈率高、破損少。成熟的葵花，干濕都能脫，脫后基本保持了葵花盤(pán)的完整，清潔率高，易于風(fēng)選和晾曬。 5TK-2.0型葵花脫粒機(jī)，該機(jī)由吉林省通榆縣農(nóng)機(jī)推廣站和通榆縣機(jī)電修造廠(chǎng)共同研制產(chǎn)生。作業(yè)時(shí)葵花頭整體喂入，可一次完成推進(jìn)、打擊、揉搓和分離等工序。具有使用方便、脫粒性能好、含雜率低、損失少和效率高等特點(diǎn)。該機(jī)外形尺寸（長(zhǎng)、寬、高）為1419mm，1000mm、1100mm，配套動(dòng)力15kw，滾筒轉(zhuǎn)速500～600r/min，工作效率800kg/h,整體質(zhì)量142kg。 1.3任務(wù)要求簡(jiǎn)述 本課題主要是研究葵花脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，目前對(duì)葵花脫粒機(jī)的需求量很大，生產(chǎn)前景廣闊。近年來(lái)國(guó)內(nèi)很多企業(yè)加入了生產(chǎn)行列，使得競(jìng)爭(zhēng)加劇。隨著競(jìng)爭(zhēng)的進(jìn)一步加劇，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)手段的完善和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的提升，必然成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的核心內(nèi)容，也是企業(yè)做大的做強(qiáng)的一個(gè)重要法寶。 以往企業(yè)企業(yè)在設(shè)計(jì)葵花脫粒時(shí)往往靠經(jīng)驗(yàn)積累，其特點(diǎn)是適用性不廣，而且有時(shí)往往不可靠。在使用中，現(xiàn)有的葵花脫粒機(jī)普遍存在脫粒效率低，碎籽率高等現(xiàn)象，造成了人工成本高及可靠性低這一結(jié)果，也沒(méi)有為廣大葵花農(nóng)戶(hù)帶來(lái)更多收益。在設(shè)計(jì)方面，由于設(shè)計(jì)手段限制，整個(gè)葵花脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)不合理，可靠性比較低，維護(hù)不方便。要解決這些問(wèn)題，需要對(duì)葵花脫粒機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。 完成課題必須深入調(diào)查研究，收集、查閱和閱讀中外文獻(xiàn)資料；綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)理論與知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題；制定方案，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與分析處理；具備設(shè)計(jì)、計(jì)算與繪圖能力，包括使用計(jì)算機(jī)部分繪圖；邏輯思維與形象思維相結(jié)合的文字及口頭表達(dá)能力。要對(duì)本專(zhuān)業(yè)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)水平有所了解。 本設(shè)計(jì)主要研究葵花脫粒的方法和工藝，對(duì)葵花脫粒機(jī)進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并依據(jù)相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)理論來(lái)完成零部件的設(shè)計(jì)。主要組成部件：動(dòng)力傳動(dòng)裝置，進(jìn)料出料部件，脫粒部件，篩分裝置等。 1.4論文主要內(nèi)容 本文主要圍繞葵花脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為中心，在基于葵花脫粒原理分析的基礎(chǔ)上，提出葵花脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體方案，選定方案后基于實(shí)用、夠用的原則，從滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)中正常工程需求出發(fā)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)，整體裝配設(shè)計(jì)。最后統(tǒng)籌整個(gè)設(shè)計(jì)，完成葵花脫粒機(jī)的總體設(shè)計(jì)。 論文主要工作內(nèi)容主要包括： 根據(jù)葵花脫粒的基本原理，完成葵花脫粒機(jī)的方案設(shè)計(jì)； 從滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)的工程需求出發(fā)，選定所需的葵花脫粒機(jī)實(shí)施方案，并進(jìn)行關(guān)鍵尺寸的計(jì)算； 根據(jù)方案的確定完成葵花脫粒機(jī)整體設(shè)計(jì)?；赟olidWorks2014軟件完成葵花脫粒機(jī)的三維實(shí)體實(shí)際，基CAD軟件完成所有零部件及裝配體的二維圖定制。 2. 葵花脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 葵花脫粒機(jī)主要組成部分：入料口、上蓋、脫粒軸體、底篩、機(jī)體、傳動(dòng)軸等部分組成。整體組成如下圖所示： 圖2.1 葵花脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu) 2.1入料口 入料口與葵花脫粒機(jī)的上蓋部分相連，它是利用鐵板制成，入料部位與脫粒軸體部位相切，將葵花盤(pán)從入料口進(jìn)入，下滑到脫粒部位，即軸體和底篩之間，進(jìn)行脫粒。 圖2.2 入料口 2.2脫粒部分 脫粒部分主要是由脫粒軸體、底篩組成。葵花盤(pán)在脫粒滾筒和底篩之間進(jìn)行脫粒，將已脫下的葵花粒從底篩的縫隙漏下，落到下滑板，由倉(cāng)口排出機(jī)體之外，空盤(pán)借助于滾筒上的螺旋排列的脫粒齒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。 圖2.3 葵花脫粒軸體示意圖 2.3篩選部分 篩選部分主要是由底篩完成，無(wú)論是工作時(shí)還是安裝時(shí)，底篩是固定不動(dòng)的?？摿Ｖ螅賹⒖ㄗ呀?jīng)過(guò)底篩，從底篩的縫隙漏出，順著斜滑板滑出機(jī)體之外，目的是將葵花盤(pán)和葵花籽分開(kāi)。 圖2.4 脫粒機(jī)底篩 2.4機(jī)體部分 機(jī)體主要包括上機(jī)體，下機(jī)體。主要作用是將整個(gè)脫粒部分與外界隔離開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)正常的脫粒功能又防止機(jī)械系統(tǒng)對(duì)人體造成傷害，是葵花脫粒機(jī)的主體部分。上下機(jī)體的示意圖如下圖所示。 圖2.5 上機(jī)體 圖2.6 下機(jī)體 2.5支架部分 支架是葵花脫粒機(jī)的主要支撐，它承擔(dān)著脫粒機(jī)的主要重量和動(dòng)力、負(fù)載和力矩，因此它的設(shè)計(jì)是許強(qiáng)不許弱的部分。支架部分要各自穩(wěn)定，而且相對(duì)固定，以便做到機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)、歪斜，造成人身危險(xiǎn)，使整個(gè)機(jī)體更為堅(jiān)固。 圖2.7 支架部分 葵花脫粒機(jī)采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，其特征是，包括料斗、轉(zhuǎn)盤(pán)和刀片，所述的料斗底端通過(guò)螺紋連接件固定連接在轉(zhuǎn)盤(pán)上，轉(zhuǎn)盤(pán)上中心處設(shè)有一轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸一端設(shè)有手柄，轉(zhuǎn)軸上發(fā)散狀分布有多個(gè)刀片；料斗與轉(zhuǎn)盤(pán)相鄰的側(cè)面開(kāi)口并與轉(zhuǎn)盤(pán)之間有容刀片通過(guò)的縫隙。 2.6葵花脫粒機(jī)的總體設(shè)計(jì) 為了優(yōu)化葵花脫離機(jī)的機(jī)型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，此葵花脫粒機(jī)采用馬18馬力~25馬力小四輪拖動(dòng)，葵花脫粒機(jī)和拖拉機(jī)為后三點(diǎn)懸掛式連接，將葵花脫粒機(jī)的兩個(gè)上牽引點(diǎn)，一個(gè)上牽引點(diǎn)分別和拖拉機(jī)的下?tīng)恳?、上牽引拉桿連接起來(lái)。調(diào)整上牽引拉桿使葵花脫粒機(jī)處于水平?？摿C(jī)從入料到脫粒到分離葵花籽和葵花盤(pán)，最后將葵花籽和葵花空盤(pán)排出機(jī)體之外，是葵花脫粒機(jī)一體完成的，它最大的優(yōu)點(diǎn)是在短時(shí)間內(nèi)可以完成幾個(gè)人的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高了工作效率，節(jié)省了勞動(dòng)時(shí)間。此葵花脫粒機(jī)有這些優(yōu)點(diǎn)之外，還有安全性能高、效率高、堅(jiān)固耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維修和保管。  3. 葵花脫粒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 有關(guān)葵花脫粒機(jī)5QK~400型的相關(guān)設(shè)計(jì)的參考數(shù)據(jù)：配套動(dòng)力18馬力~25馬力小四輪拖拉機(jī)，動(dòng)力傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速530~560r/min，運(yùn)輸間隙≥200，平均生產(chǎn)率≥350kg/h，最高生產(chǎn)率600kg/h，脫離滾筒直徑70cm，長(zhǎng)度154cm,在主軸上焊接有成規(guī)律性形狀的圓鋼，總共12個(gè)圓鋼齒條呈螺旋均勻安裝，以便葵花盤(pán)隨螺旋齒條的螺旋作用排出機(jī)體之外。 3.1 配套動(dòng)力的選擇 配套拖拉機(jī)的動(dòng)力： （3.1） 動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速為： （3.2） 拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸的功率為： = （3.3） 拖拉機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： （3.4） 式中： ——拖拉機(jī)輸出功率， ——?jiǎng)恿敵鲚S轉(zhuǎn)速。 3.2 軸的設(shè)計(jì)及校核 設(shè)計(jì)的軸長(zhǎng)為1850mm，軸分為4段。第一段軸與皮帶輪連接，其直徑為35mm；第二段軸用來(lái)裝軸承的，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，用來(lái)固定軸承：第三段是裝脫粒滾筒的，其直徑40mm。第四段軸裝軸承。 軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。第三段軸軸表面淬火，增加其表面的耐磨性能。 經(jīng)過(guò)分析，需對(duì)軸進(jìn)行扭轉(zhuǎn)校核。 （1）軸的扭矩計(jì)算 由式（3-4）知拖拉機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為150.4NM 主軸輸入轉(zhuǎn)矩： （3.5） 其中： ——皮帶輪的傳動(dòng)效率，初選； ——為軸承的傳動(dòng)效率，初選； ——為軸承的傳動(dòng)效率，初選。 根據(jù)要求，軸扭轉(zhuǎn)校核公式為： （3.6） （2）軸的強(qiáng)度條件： （3.7） 式中： ——軸的切應(yīng)力； ——轉(zhuǎn)矩； ——抗扭截面系數(shù)； ——許用扭切應(yīng)力。 （3）軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖3.1 主軸受力圖 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖 F為脫粒滾筒的平均阻力， （3.8） （3.9） 經(jīng)計(jì)算得： （3.10） 由此可知 （3.11） （3.12） 總彎扭矩圖： 圖3.2 彎矩圖 圖3.3 扭矩圖 由彎矩圖可知軸承處是危險(xiǎn)截面。 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。 （3.13） 其中， M——總彎矩； d——直徑 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得 。 因?yàn)? 所以主軸符合強(qiáng)度要求。 3.3 帶輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)葵花脫粒機(jī)的具體傳動(dòng)要求，可選取拖拉機(jī)和主軸之間用V帶輪的傳動(dòng)方式傳動(dòng)，因?yàn)樵诿摿C(jī)的工作工程中，傳動(dòng)件V帶是一個(gè)撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，吸收震動(dòng)，因而使脫粒機(jī)平穩(wěn)工作，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)影響脫粒機(jī)的傳動(dòng)，因?yàn)榭摿C(jī)不需要精確的傳動(dòng)比，只要傳動(dòng)比比較精準(zhǔn)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帶及帶輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本地、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以，在拖拉機(jī)和葵花脫粒機(jī)之間選用V帶輪的傳動(dòng)配合是很合理的。 表3.1 帶輪參數(shù) 槽型 直徑 孔徑基準(zhǔn) L 槽數(shù) Z 35 100 70 70 104 4 帶輪材料選灰鑄鐵HT250. 3.4 軸承的選擇 根據(jù)軸受力和軸徑的不同，本設(shè)計(jì)選用的軸承是：深溝球軸承 已知此處軸徑為30mm，所以選內(nèi)徑為30mm的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇深溝球軸承；查表，選擇型號(hào)為6007 GB/T276—94的軸承。另一處已知軸徑為30mm，所以選內(nèi)徑也為30mm的軸承，選擇型號(hào)也為6007GB/T276—94的軸承。 所選的軸承基本參數(shù)如下： 軸承外徑： b=30mm；D=62mm；B=14mm 基本額定動(dòng)載荷：C=16.2KN 基本額定靜載荷：C=10.5KN  4.基于SolidWorks軟件的葵花脫粒機(jī)三維模型設(shè)計(jì) 4.1 SolidWorks軟件簡(jiǎn)介 SolidWorks軟件是美國(guó)SolidWorks公司開(kāi)發(fā)的三維CAD軟件。是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。 對(duì)于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶(hù)，基本上就可以用SolidWorks 來(lái)搞設(shè)計(jì)了。SolidWorks獨(dú)有的拖拽功能使用戶(hù)在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，用戶(hù)能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。 在目前市場(chǎng)上所見(jiàn)到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過(guò)程比較簡(jiǎn)便而方便的軟件之一。在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作協(xié)同下，使用SolidWorks，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。 它采用了大家所熟悉的Microsoft Windows圖形用戶(hù)界面，在技術(shù)內(nèi)核上基于先進(jìn)的Parasolid 圖形語(yǔ)言平臺(tái)。SolidWorks在國(guó)際上得到了廣泛的應(yīng)用，并以其功能強(qiáng)大，易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)而深受廣大用戶(hù)的喜愛(ài)。在眾多的三維CAD軟件中SolidWorks提供了最優(yōu)秀的中文支持，因此，SolidWorks幾乎是中國(guó)工程師步入三維CAD階段的首選。 SolidWorks系統(tǒng)主要功能如下： (1)真正的全相關(guān)性，任何地方的修改都會(huì)自動(dòng)反映到所有相關(guān)地方； (2)具有真正管理并發(fā)進(jìn)程、實(shí)現(xiàn)并行工程的能力； (3)具有強(qiáng)大的裝配功能，能夠始終保持設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖； (4)容易使用，可以極大地提高設(shè)計(jì)效率。 用SolidWorks設(shè)計(jì)零件的基本流程如圖3.1所示。 圖:4.1 Solidworks設(shè)計(jì)零件的基本流程圖 4.2葵花脫粒機(jī)關(guān)鍵部件三維建模 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所確定的幾何尺寸，利用Solidworks軟件建立葵花脫粒機(jī)的各個(gè)部件三維實(shí)體模型，以及裝配模型，如圖4.2~4.19所示。 圖4.2支架 圖4.3上箱體 圖4.4機(jī)帶輪 圖4.5定子襯套 圖4.6擋料環(huán) 圖4.7切削轉(zhuǎn)子 圖4.8葵花脫粒機(jī)裝配體 4.3本章小結(jié) 本章主要工作內(nèi)容包括：葵花脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks 2014進(jìn)行葵花脫粒機(jī)所有零部件及裝配體的三維建模。在三維模型的基礎(chǔ)上運(yùn)用SolidWorks中由三維圖轉(zhuǎn)換為二維圖dwg文件的工具自動(dòng)生成工程圖，在二維繪圖軟件CAD中進(jìn)行修改，最終完成葵花脫粒機(jī)所有零件圖及裝配圖的制作。  5. 葵花脫粒機(jī)使用簡(jiǎn)述 5.1 葵花脫粒機(jī)安全操作規(guī)程注意事項(xiàng) 葵花脫粒機(jī)是解決葵花脫粒的問(wèn)題，起目的是降低勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間，同時(shí)在利用葵花脫粒機(jī)時(shí)，除了提高勞動(dòng)效率之外更應(yīng)該注意安全問(wèn)題，注意到葵花脫粒機(jī)的正確使用，可以避免應(yīng)用葵花脫粒機(jī)時(shí)造成人員傷害和脫粒機(jī)事故的發(fā)生。下面略述一些常見(jiàn)的事故和原因。 （1）超速運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械“爆炸” 葵花脫粒機(jī)的主要工作部件，如脫粒軸體、底篩，軸等，這些零部件所能承受的力是有一定的限度的，當(dāng)脫粒軸體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，如果脫粒軸體的轉(zhuǎn)速超過(guò)一定的范圍，和滾動(dòng)軸承的老化及拖拉機(jī)的功率較高時(shí)，就有可能使運(yùn)動(dòng)的主軸和主軸上的齒條滾筒與機(jī)體相分離，或和葵花脫粒機(jī)的上蓋相撞，或和底篩相撞，可以產(chǎn)生很大的沖擊力，這種急速的沖擊會(huì)造成葵花脫粒機(jī)的爆炸，會(huì)危害到工作人員的身體安全，為了避免這種事故的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)急時(shí)的更換機(jī)械重要部位零件，定時(shí)擰緊緊固螺栓，一提高工作安全系數(shù)。 （2）禁止過(guò)疲勞或酒后操作 葵花脫粒機(jī)的動(dòng)力很大，雖然用機(jī)架和上蓋將齒條滾筒及主軸罩住，加在機(jī)體之間，起到安全作用，而且葵花脫粒機(jī)的入料口的設(shè)計(jì)也很合理，但是也同樣禁止過(guò)疲勞或酒后操作，主要是由于過(guò)疲勞或酒后造作人員的大腦很可能不由造作人員的控制，造成操作人員將身體的某個(gè)部位伸入機(jī)械，與主軸或齒條滾筒相接觸，由于釘齒滾筒的高速旋轉(zhuǎn)，會(huì)使操作人員的錯(cuò)誤操作行為造成不必要的傷害，危害到勞動(dòng)者的安全。因此，為了勞動(dòng)者的安全，應(yīng)避免過(guò)疲勞或酒后操作。 （3）注意事項(xiàng) 1.初次使用前，應(yīng)檢查機(jī)器上的安全標(biāo)志、明確使用說(shuō)明書(shū)中安全操作規(guī)程和危險(xiǎn)部位安全標(biāo)志提示的內(nèi)容。 2.使用機(jī)器前，應(yīng)檢查機(jī)器上的安全標(biāo)志，操作指示牌和產(chǎn)品有無(wú)殘損，殘損時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)全。 3.每個(gè)作業(yè)季節(jié)前，應(yīng)檢查脫離滾筒上的工作部件有無(wú)裂紋和變形。更換部件時(shí)，應(yīng)按使用說(shuō)明書(shū)的要求或有經(jīng)驗(yàn)的維修人員的知道下進(jìn)行。 4.妨礙操作和影響機(jī)器安全的部位不應(yīng)該裝。 5.更換動(dòng)力時(shí)，必須保證主軸轉(zhuǎn)速在使用說(shuō)明中或機(jī)器明示標(biāo)識(shí)所規(guī)定的范圍之內(nèi)，外露的傳動(dòng)部位必須有防護(hù)裝置。 7.機(jī)器作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，試運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)無(wú)碰擦、無(wú)異常聲響和震動(dòng)。滾動(dòng)旋向應(yīng)正確，轉(zhuǎn)速應(yīng)符合作用說(shuō)明書(shū)中的規(guī)定，嚴(yán)禁超速工作。 8.啟動(dòng)機(jī)器前應(yīng)給出信號(hào)，確認(rèn)機(jī)器旁邊沒(méi)有人時(shí)可起動(dòng)。 9.嚴(yán)禁酒后、孕婦、未成年人操作，操作人員工作時(shí)應(yīng)扎緊袖口，留長(zhǎng)發(fā)時(shí)應(yīng)戴防護(hù)帽。 10.作業(yè)時(shí)緊將手伸入喂料口，出籽口以及其他危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)部件內(nèi)。 11.排料口的正前方嚴(yán)禁站人。 12.作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁將石頭、木頭、金屬等堅(jiān)硬物喂入機(jī)內(nèi)。 13.作業(yè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)堵塞其他異常應(yīng)立即停機(jī)，切斷動(dòng)力后方可進(jìn)行清理檢查。 14.軸承座和其他運(yùn)動(dòng)部件上的螺栓不得有松動(dòng)現(xiàn)象，并按使用說(shuō)明書(shū)的要求定期檢查。 5.2 葵花脫粒機(jī)的安裝、調(diào)整和使用 （1）葵花脫粒機(jī)與拖拉機(jī)的連接 葵花脫粒機(jī)和拖拉機(jī)為后三點(diǎn)懸掛式連接，將葵花脫粒機(jī)的兩個(gè)上牽引點(diǎn)，一個(gè)上牽引點(diǎn)分別和拖拉機(jī)的下?tīng)恳?、上牽引拉桿連接起來(lái)。調(diào)整拖拉機(jī)下?tīng)恳謇準(zhǔn)蛊浣?jīng)緊，然后調(diào)整上牽引使葵花脫粒機(jī)處于水平。 當(dāng)和有氣泵皮帶小四輪拖拉機(jī)配套時(shí)，可將皮帶輪拆下，換上與葵花脫粒機(jī)要求相適應(yīng)的皮帶輪，掛接上相應(yīng)的皮帶輪即可。 當(dāng)和無(wú)氣泵皮帶輪的小四輪拖拉機(jī)配套時(shí)，把拖拉機(jī)皮帶防護(hù)罩卸下，將離全器三角皮帶卸下兩根，掛上隨機(jī)所配兩根皮帶。 （2）調(diào)整 葵花脫粒機(jī)和拖拉機(jī)連接好以后，應(yīng)檢查皮帶是否平直，不正時(shí)請(qǐng)予以調(diào)整，以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不掉皮帶為佳，傳動(dòng)皮帶張緊度要調(diào)整適當(dāng)，可通過(guò)張緊輪在機(jī)架上的不對(duì)位置來(lái)調(diào)整，調(diào)整合適后，緊固各個(gè)螺栓。 （3）試運(yùn)轉(zhuǎn) 機(jī)組連接好以后，分離離合器，啟動(dòng)柴油機(jī)，以小油門(mén)把機(jī)組帶動(dòng)起來(lái)，使機(jī)組空轉(zhuǎn)30秒，檢查有無(wú)摩擦及碰撞等異常聲音。 （4）田間工作 在田間工作時(shí)，應(yīng)在葵花脫粒機(jī)的支腳下墊上長(zhǎng)木板，以防機(jī)器下陷。盡可能使機(jī)器保持水平。在喂葵花時(shí)，要均勻喂入，不可整筐、整袋喂入，嚴(yán)謹(jǐn)將石子、鐵器等異物喂入機(jī)內(nèi)，防止打壞機(jī)器。發(fā)現(xiàn)有堵塞現(xiàn)象時(shí)，立即進(jìn)行清理。清理排除故障時(shí)，首先將拖拉機(jī)熄火，嚴(yán)謹(jǐn)拖拉機(jī)未熄火時(shí)排除故障。 5.3 葵花脫粒機(jī)的保養(yǎng)與維修 （1）使用中的保養(yǎng) 1.每班作業(yè)完畢，及時(shí)清除機(jī)具上的雜物，以防銹蝕。 2.每班工作前，檢查各工作部件有無(wú)變形或損壞若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)予以校正或更換。 3.旋轉(zhuǎn)的部件，每班必須加注潤(rùn)滑油、脂一次。 4.每工作3~5個(gè)班次，打開(kāi)機(jī)器檢查，清除雜物。 5.長(zhǎng)距離運(yùn)輸前和每班作業(yè)后都應(yīng)全面檢查各緊固件的連接情況，如有松動(dòng)，立即予以緊固。 （2）入庫(kù)停放前的保養(yǎng) 1.徹底清除機(jī)具表面及里面的雜物，并進(jìn)行涂油防銹處理。 2.檢查機(jī)具的磨損、變形、損壞、缺件情況及軸承、軸套的間隙，及時(shí)調(diào)整、換件，或及時(shí)采購(gòu)配件，使來(lái)年的工作有保證。 3.機(jī)具停放在庫(kù)房?jī)?nèi)，防日曬，防雨淋，最好罩上蓬蓋。  總結(jié) 葵花產(chǎn)業(yè)作為主要的經(jīng)濟(jì)作物在我國(guó)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。油用葵花已成為四大油料作物之一，食用葵花的發(fā)展更快，在全國(guó)葵花種植面積中占70%以上。我國(guó)的葵花多種植在北方冷涼地區(qū)，從黑龍江一直到，且多分布在干旱瘠薄土地和鹽堿地上，是農(nóng)民增收的一個(gè)非常好的經(jīng)濟(jì)作物?？摿C(jī)作為葵花成品加工領(lǐng)域的一種重要食品機(jī)械設(shè)備，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有重要的工程意義。 本文主要圍繞葵花脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為中心，在基于葵花脫粒原理分析的基礎(chǔ)上，提出葵花脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體方案，選定方案后基于實(shí)用、夠用的原則，從滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)中正常工程需求出發(fā)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)，整體裝配設(shè)計(jì)。最后統(tǒng)籌整個(gè)設(shè)計(jì)，完成葵花脫粒機(jī)的總體設(shè)計(jì)。 具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)葵花脫粒的基本原理，完成葵花脫粒機(jī)的方案設(shè)計(jì)。從滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)的工程需求出發(fā)，選定所需的葵花脫粒機(jī)實(shí)施方案，并進(jìn)行關(guān)鍵尺寸的計(jì)算。根據(jù)方案的確定完成葵花脫粒機(jī)整體設(shè)計(jì)。基于SolidWorks2014軟件完成葵花脫粒機(jī)的三維實(shí)體實(shí)際，基CAD軟件完成所有零部件及裝配體的二維圖定制。 致謝 參考文獻(xiàn) [1] 吳偉，任紅英.機(jī)械設(shè)計(jì)教程 [M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2007.8. 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