3887 重力式谷糙分離機(jī)設(shè)計(jì),重力,式谷糙,分離,設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄1 緒論 .............................................................11.1 本課題來(lái)源及研究的目的和意義 ............................................21.2 本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 ............................31.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 ....................................................31.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀分析 ....................................................31.3 研究重力式分離可行性在于 ................................................3 2 設(shè)計(jì)方案的選擇 ..................................................42.1 整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................42.2 重力式谷糙分離機(jī)的工作 ..................................................52.3 方案的確定 ..............................................................53.動(dòng)力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及選擇—電動(dòng)機(jī)的選擇 ...............................63.1 參數(shù)選擇的依據(jù) ...........................................................63.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 .............................................................64.主要工作部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...........................................84.1 凸輪的設(shè)計(jì) ..............................................................84.2.凸輪軸的設(shè)計(jì) ............................................................84.2.1.凸輪軸的計(jì)算和校核 ..................................................84.2.2. 凸輪軸最小直徑的計(jì)算 ...............................................94.3. 凸輪軸剛度的驗(yàn)算 .......................................................94.4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .........................................................105.谷糙分離過(guò)程 ....................................................125.1 谷糙分離過(guò)程概述 .......................................................125.2 谷糙分離板的運(yùn)動(dòng)分析 ...................................................125.3 谷糙分離板的上物料的運(yùn)動(dòng)分析 ...........................................135.3.1 谷糙分離板的上料層稻谷的運(yùn)動(dòng) .........................................135.3.2 谷糙分離板的下料層糙米的運(yùn)動(dòng)分析 .....................................165.4 對(duì)運(yùn)動(dòng)方程的分析 .......................................................176 結(jié)論 ...........................................................186.1 關(guān)于逐漸完成的分層與分流問(wèn)題 ...........................................186.2 關(guān)于稻谷分流后的運(yùn)動(dòng) ...................................................186.3 關(guān)于流動(dòng)跡線問(wèn)題 .......................................................19小 結(jié) .............................................................21致 謝 .............................................................22參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………221重力式谷糙分離機(jī)設(shè)計(jì)1 緒論緒論隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的投入和技術(shù)創(chuàng)新。加大宣傳力度，提高農(nóng)民的積極性。同時(shí)要使谷糙分離的穩(wěn)定性和速度大大提高，降低生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。我國(guó)在重力式谷糙分離機(jī)研制過(guò)程中，需要進(jìn)一步完善與去除設(shè)施及相應(yīng)的配套技術(shù)。在引進(jìn)基礎(chǔ)上要克服不足，盡量設(shè)計(jì)出適合經(jīng)濟(jì)作物的分離機(jī)，加強(qiáng)自動(dòng)重力式的研究，增加檢測(cè)與傳感裝置，適時(shí)地控制分離過(guò)程。力求達(dá)到預(yù)期的分離效果。同時(shí)還要加強(qiáng)自動(dòng)分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)分離機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性，提高其通用性。1.1 本課題來(lái)源及研究的目的和意義谷糙在不同大小是分離機(jī)械中的主要問(wèn)題，因此要了解稻谷和糙米在不同的分離階段所需要的分離和分層情況，可根據(jù)谷和糙的大小和形狀，分析谷糙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，調(diào)節(jié)上下料板的運(yùn)動(dòng)量，充分利用地球的吸引力，以最少的能量投入達(dá)到更高的收入從而提高能量利用率，改善工作環(huán)境，增加農(nóng)業(yè)種植效益。單臂連桿重力式谷糙分離機(jī)，由于縮小了凸臺(tái)分級(jí)板的尺寸，減少了級(jí)層，并且采用了單臂連桿傳動(dòng)，分離箱體內(nèi)側(cè)進(jìn)料方式，從而使整機(jī)體積大為縮小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，在日產(chǎn)３０噸以下大米的小組合米機(jī)配套中，凈糙含谷少，回礱谷含糙率低。在進(jìn)入碾米（面）機(jī)之前把稻谷中的秸稈、枝節(jié)、砂石、灰塵分離出來(lái) 保證米潔凈度。利用谷糙之間的比重、粒度及表面摩擦系數(shù)的差別，借雙向傾斜、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的工作板之作用，增加自動(dòng)分級(jí)來(lái)進(jìn)行谷糙分離的設(shè)備。重力式谷糙分離機(jī)分離谷糙的最大特點(diǎn)在于振動(dòng)分離的結(jié)構(gòu)體系是綜合稻谷和糙米的物理特性來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。谷糙在分離過(guò)程中都是沿用傳統(tǒng)的人工分離的方法，傳統(tǒng)分離方法勞動(dòng)力大、強(qiáng)度大，適應(yīng)性低，能耗高、效率較低等問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)谷糙分離技術(shù)向現(xiàn)代谷糙技術(shù)的轉(zhuǎn)變。需因地制宜，大力發(fā)展谷糙分離機(jī)械化。為了充分利用資源減少人工勞動(dòng)，爭(zhēng)取高產(chǎn)，機(jī)械化分離是有效途徑。這樣可以解決人工分離過(guò)程中的栽植勞動(dòng)強(qiáng)度大，所需勞動(dòng)力較多，工具原始，成本高、效率低，質(zhì)量難以保證的問(wèn)題?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法不僅要考慮機(jī)械靜強(qiáng)度，而且還要考慮機(jī)械的動(dòng)態(tài)性，這樣才能提高機(jī)械設(shè)備的性能和效率。隨著分離技術(shù)的作用日益突出，降低了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率，機(jī)械分離質(zhì)量穩(wěn)定可靠，為谷糙分離的規(guī)?；岣吡饲疤幔瑸楣I(yè)作業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展已經(jīng)步入新的歷史起點(diǎn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化作為發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的主要內(nèi)和主要標(biāo)志，適合地區(qū)生產(chǎn)需要的分離機(jī)種類較少、單一，科技含量不高，不能滿足果業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的要求。人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，需勞動(dòng)力多，效率低，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)作物出產(chǎn)的發(fā)展，不能較快地推進(jìn)農(nóng)業(yè)工業(yè)化的發(fā)展。新型的重力式谷糙分離機(jī)的改造和設(shè)計(jì)提高了機(jī)具的性能和效率，并為其他的林業(yè)與木工機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)開(kāi)辟新的道路，使得我國(guó)的機(jī)械趕得上時(shí)代并達(dá)到世界的水平，這對(duì)于提高我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程有巨大的推動(dòng)作用，同時(shí)對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益具有重大意義。也對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，加快發(fā)展重力式谷糙分離機(jī)勢(shì)在必行。1.2 本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析中國(guó)改革開(kāi)放30多年來(lái)，在政治、經(jīng)濟(jì)和科技上已取得了舉世矚目的成就，有力地促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級(jí)。其中對(duì)“三農(nóng)”的投入相對(duì)也是比較多的，因此，農(nóng)業(yè)的發(fā)展速度還是比較快的，特別是谷糙分離機(jī)這塊更是有很大變化，為適應(yīng)集約化，規(guī)?；潭雀叩淖魑锷a(chǎn)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，由歐美國(guó)家率先提出的，其邊際效應(yīng)與經(jīng)營(yíng)規(guī)模成正相關(guān)。自動(dòng)谷糙分離機(jī)也是這樣。隨著我國(guó)農(nóng)村市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在墾區(qū)農(nóng)場(chǎng)和大面積作物生產(chǎn)原區(qū)，借助于精確農(nóng)作物精確管理是通過(guò)把收割的谷糙塊劃2分為若干個(gè)特性相對(duì)一致的小單元的思路來(lái)展開(kāi)，所以谷糙分離機(jī)技術(shù)可以不使用變量控制設(shè)備，可采用人工和小機(jī)械操作。不過(guò)我們應(yīng)看到重力式谷糙分離機(jī)技術(shù)在我國(guó)仍處于摸索階段，所以在我國(guó)開(kāi)展重力式谷糙分離機(jī)必須結(jié)合結(jié)合節(jié)能環(huán)保的思想，在實(shí)踐中不斷探索總結(jié)。1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀分析谷糙分離機(jī)是日本佐助公司早年的發(fā)明。我國(guó)糧機(jī)科技工作者和國(guó)外的一些相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)谷糙分離機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了甚為深入的研究，并取得了多項(xiàng)專利陳果。一些文獻(xiàn)闡述了物料在分離板上進(jìn)行谷糙分離的基本原理和特定情況下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并以實(shí)驗(yàn)分析方法，描述了谷糙分離的工藝過(guò)程和工藝效果，討論了結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)主參數(shù)對(duì)分離效果的影響。在世界范圍內(nèi),重力式谷糙分離機(jī)技術(shù)已很成熟,并已形成行業(yè),正在以優(yōu)良的性能不斷地沖擊谷糙分離機(jī)市場(chǎng)。國(guó)外的重力式谷糙分離機(jī)發(fā)展很早,MGCZ 型谷糙分離機(jī),TGCZ 型谷糙分離機(jī)，PS 系列谷糙分離機(jī)等等?，F(xiàn)代的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代機(jī)械。就是現(xiàn)代化分離利用機(jī)械但也離不開(kāi)人的操作，在任何的設(shè)計(jì)中都要積極的考慮到人—機(jī)工程學(xué)原理。凡是人使用的各種機(jī)械設(shè)備，都應(yīng)進(jìn)行完善的人—機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，以其符合人的心理和生理學(xué)特性，從而最大限度地減輕使用者的操作疲勞和心理負(fù)擔(dān)，能夠使人舒適和高效率的工作，使整個(gè)人—機(jī)系統(tǒng)具有和諧的人機(jī)關(guān)系和最優(yōu)的綜合效能。盡量減少噪音對(duì)操作者的影響，同時(shí)要考慮安全性，操作者在操作機(jī)械的時(shí)候要有足夠的時(shí)間和空間，提高操作者的安全系數(shù)。1.3 研究重力式分離可行性在于⑴重力式谷糙分離機(jī)應(yīng)用可充分節(jié)約我國(guó)電力資源，減少社會(huì)對(duì)電力的成本。⑵谷糙分離勞動(dòng)量大，不易以人工來(lái)充分利用，所以必須通過(guò)機(jī)械的施用以節(jié)省人工及時(shí)間，這樣才能達(dá)到事半功倍的效果。⑶隨著畜農(nóng)業(yè)的快速、規(guī)?；l(fā)展，主要農(nóng)作物數(shù)量越來(lái)越多，若沒(méi)有有效加以充分處理，日積月累，直接就造成經(jīng)濟(jì)損失，所以重力式谷糙分離的方法，如有適當(dāng)?shù)臋C(jī)具加以利用，可直接提升利用效率達(dá)到物盡其用的目的。⑷我國(guó)一般農(nóng)家在谷糙分離上還停留在人工勞力階段，相當(dāng)辛勞，加上農(nóng)村青年人口外流、農(nóng)村人力老化，為了節(jié)省農(nóng)民們?cè)谑斋@作業(yè)時(shí)勞力的負(fù)擔(dān)，以達(dá)到省時(shí)省工的目標(biāo)并降低成本，最佳解決途徑應(yīng)使其機(jī)械化。根據(jù)我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)的處理情況，本文對(duì)重力式谷糙分離機(jī)進(jìn)行了研究。重力式谷糙分離機(jī)利用勢(shì)能，分離純度好，因此具有廣泛的使用價(jià)值。重力式谷糙分離機(jī)按分離過(guò)程方式分為加谷糙、分離篩和谷糙分離三類。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)，按我國(guó)勞動(dòng)人民的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣，設(shè)計(jì)出重力式分離機(jī)。結(jié)合目前的研究條件，此有重力式谷糙分離機(jī)擬采用偏心輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和上下物料板為主要的工作部件的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，傳動(dòng)效率高，同時(shí)能適應(yīng)現(xiàn)有的農(nóng)場(chǎng)。本課題的主要?jiǎng)恿?lái)源于機(jī)的電機(jī)，經(jīng)過(guò)電力的傳動(dòng)使偏心輪運(yùn)動(dòng)，重力式谷糙分離機(jī)的最大特點(diǎn)在于振動(dòng)分離機(jī)構(gòu)體系是綜合稻谷和糙米的物理特性來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。按照物料在分離板上的主要運(yùn)動(dòng)方式可以把谷糙分離全過(guò)程用分層和分流兩個(gè)概念來(lái)描述。谷糙混合物從進(jìn)料口落到分離板后，由于受分離板振動(dòng)作用以及顆粒之間固有的物性差異而首先產(chǎn)生物料間的相互分層運(yùn)動(dòng)（自動(dòng)分級(jí)） 。一般來(lái)說(shuō)，在前段篩板上較短時(shí)間內(nèi)完成的自動(dòng)分級(jí)過(guò)程使得糙米“沉’到下層而與分離板接觸，稻谷‘浮”于糙米層之上。這樣由于兩層物料的力學(xué)環(huán)境不同，在以后的流動(dòng)就產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)跡線，也就是谷糙的分流。分流過(guò)程按其本質(zhì)來(lái)說(shuō)是由于物料于物料之間，物料于分離板之間的摩擦方式和摩擦系數(shù)不同而發(fā)生的。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的投入和技術(shù)創(chuàng)新。加大宣傳力度，提高農(nóng)民的積極性。同時(shí)要使分離的穩(wěn)定性和速度大大提高，降低生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。我國(guó)3在重力式谷糙分離機(jī)研制過(guò)程中，需要進(jìn)一步完善與收割設(shè)施及相應(yīng)的配套技術(shù)。在引進(jìn)基礎(chǔ)上要克服不足，盡量設(shè)計(jì)出適合經(jīng)濟(jì)作物的分離機(jī)，加強(qiáng)自動(dòng)收割器于分離機(jī)的結(jié)合研究，增加檢測(cè)與傳感裝置，適時(shí)地控制栽植過(guò)程。力求達(dá)到預(yù)期的分離效果。同時(shí)還要加強(qiáng)分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)將分離篩的通用性，增強(qiáng)分離機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性，提高其通用性。2 設(shè)計(jì)方案的選擇2.1 整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單臂式重力谷糙分離機(jī)，主要與 7 個(gè)部件組成，是進(jìn)料機(jī)構(gòu)，均料機(jī)構(gòu)，分離箱體，偏心傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，支承機(jī)構(gòu)，和機(jī)座組成。分離箱體采用整體框架密閉設(shè)計(jì)，既美觀，又能防止粉塵外揚(yáng)，有利于改善操作環(huán)境和文明生產(chǎn)，同時(shí)提高了箱體的可靠性。分離板上的分級(jí)區(qū)的設(shè)立，滿足了產(chǎn)量，降低了凈糙含谷和回礱含糙率，穩(wěn)定了工藝效果。減震機(jī)構(gòu)具有減振效果好，運(yùn)行平穩(wěn)，性能穩(wěn)定，同時(shí)降低了動(dòng)力的消耗。該機(jī)的全面的技術(shù)測(cè)定，產(chǎn)量為 2.8-3.6t/h,凈糙含谷為 7-10 顆/kg,回礱效率為 8-14%，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)?？梢詣偃喂炔诜蛛x的工作。均料機(jī)構(gòu)：谷糙混合物流入均料機(jī)構(gòu)，通過(guò)大雜篩板的作用，自動(dòng)清除混合物中的大中雜物；調(diào)節(jié)分料槽板，能均勻地向分料板輸送物料。分離箱體：分離箱體采取整體框架密閉設(shè)計(jì)，造型美觀，且能防止粉塵外揚(yáng)。分離板式該機(jī)的主要工作部件，被固定在箱體內(nèi)，借助電機(jī)的動(dòng)力，作往復(fù)振動(dòng)，從而分離出純凈的糙米；分離盤的進(jìn)料口的適合位置設(shè)計(jì)有一定區(qū)域的分級(jí)區(qū)，分級(jí)區(qū)的設(shè)立有利于谷糙間的分級(jí)、分離和分流，起到穩(wěn)定和提高工藝性能耳朵作用。偏心傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：借助電機(jī)動(dòng)力的作用，運(yùn)用偏心傳動(dòng)機(jī)構(gòu)既凸輪使分離箱作正弦往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。支承機(jī)構(gòu)：支持定位分離箱體，保證分離箱體的運(yùn)動(dòng)軌跡；升降系統(tǒng)能靈活調(diào)節(jié)分離箱體的分離角，以滿足工藝性能的需要。重力式谷糙分離機(jī)設(shè)計(jì)圖 2-1 如下4圖 2-1 重力式谷糙分離機(jī)2.2 重力式谷糙分離機(jī)的工作谷糙混合物到回礱谷機(jī)的過(guò)程如圖 2-2 所示，谷糙混合物在均料機(jī)構(gòu)中去除大中雜物之后進(jìn)入分離篩中，利用分離板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使得稻谷與糙運(yùn)動(dòng)方向相反，最終使得谷和糙分離的進(jìn)米機(jī)和回礱谷機(jī)。可以分離的谷物可以使稻谷，小麥或者是高粱等。調(diào)節(jié)偏心機(jī)構(gòu)的頻率可以使綜合稻谷和糙米的物理特性得谷物，由于受分離板振動(dòng)作用以及顆粒之間固有的物性差異而首先產(chǎn)生物料間的相互分層運(yùn)動(dòng)（自動(dòng)分級(jí)） 。圖 2-2 谷糙分離過(guò)程圖2.3 方案的確定運(yùn)用單臂連桿重力谷糙分離機(jī)，在分離箱體內(nèi)有若干層傾斜布置的分離篩板 1，在每層分離篩板 1 上增加與之形成一定夾角的、傾斜方向與之相反的副分離篩板 2；副分離篩板 2 的寬度與分離篩板 1 的寬度之比為 0.3～0.5∶1；在副分離篩板 2 與分離篩板 1 的夾角的角軸線上設(shè)一長(zhǎng)度小于分離篩板 1 的擋板 3；角軸線的右側(cè)為正向區(qū)，其上設(shè)正向凸臺(tái)或凹槽推進(jìn)面，方向向右；角軸線的左側(cè)為反向區(qū)，其上設(shè)反向凸臺(tái)或凹槽推進(jìn)面，方向向左。本實(shí)用新型能使物料在篩面上的分離更加充分，同時(shí)也提高了單位面積的產(chǎn)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造容易，使用維護(hù)方便，分離效果高等優(yōu)點(diǎn)，可作為現(xiàn)有谷糙分離篩的更新?lián)Q代產(chǎn)品。單臂式重力谷糙分離機(jī)，由于縮小了凸臺(tái)分級(jí)板的尺寸，減少了級(jí)層，并且采用了單臂連桿傳動(dòng)，分離箱體內(nèi)側(cè)進(jìn)料方式，從而使整機(jī)體積大為縮小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，在日產(chǎn)３０噸以下大米的小組合米機(jī)配套中，凈糙含谷少，回礱谷含糙率低。采用獲得專利的機(jī)械結(jié)構(gòu)，自平衡效果好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、機(jī)械性能穩(wěn)定可靠。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，工藝流程安排簡(jiǎn)單方便（只有三個(gè)出口） 。 采用不銹鋼制造的分離篩板，表面光滑，經(jīng)久耐用不粘糠，適用范圍廣，分離能力強(qiáng)，可適應(yīng)長(zhǎng)短粒型稻米谷糙的分離。 能耗低, 噪音小，單位篩理面積大，產(chǎn)量高（與雙體重力谷糙分離機(jī)單邊產(chǎn)量一致） 。結(jié)合國(guó)內(nèi)外稻米原料的實(shí)際，適應(yīng)現(xiàn)代碾米企業(yè)生產(chǎn)工藝需要，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的新型谷糙分離設(shè)備,具備較高的性價(jià)比，是日產(chǎn) 80-100 噸米廠非常實(shí)用的谷糙分離設(shè)備。3.動(dòng)力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及選擇—電動(dòng)機(jī)的選擇3.1 參數(shù)選擇的依據(jù)根據(jù)現(xiàn)有谷糙分離機(jī)的工作原理，結(jié)合查閱資料確定了重力式谷糙分離機(jī)的結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)方案，根據(jù)谷糙的特性，對(duì)重力式谷糙機(jī)工作時(shí)的力進(jìn)行了分析推導(dǎo)，得出了旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力的計(jì)算公式，為計(jì)算往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的功率提供了理論依據(jù)，也為結(jié)構(gòu)有限元分析提供了力學(xué)模型。建立結(jié)構(gòu)草圖，運(yùn)用以參數(shù)化特征思想為基礎(chǔ)的 CAD 軟件對(duì)重力式谷糙機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并求解出偏心輪在一定轉(zhuǎn)速時(shí)消耗的功率，從而求出整個(gè)重力式谷糙分離機(jī)消耗的功率，5根據(jù)計(jì)算功率選擇電機(jī)。3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇經(jīng)查閱手冊(cè)及相關(guān)資料，只要軸轉(zhuǎn)矩滿足 T＞5N ·m，即可滿足一般谷糙的分離。由于偏心輪太快了反而不好，不能保證質(zhì)量，初步擬定轉(zhuǎn)速 250r/min，取轉(zhuǎn)矩 T=15 N·m'950'np?（3－1） WkTp7.950'' ?（3－2）由于功率不大，為了使用方便，選用單相電動(dòng)機(jī)，額定電壓是 220V 的。查閱機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，可選用小功率異步電動(dòng)機(jī) YC 系列。該系列的特點(diǎn)是單相電容起動(dòng)，起動(dòng)力矩大，起動(dòng)電流小，適用于滿載起動(dòng)的機(jī)械。這樣在進(jìn)行分離時(shí)完全可以 將谷糙放進(jìn)料斗以后在開(kāi)動(dòng)機(jī)器。根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)查出的電動(dòng)機(jī)型號(hào)有以下兩種傳動(dòng)比選擇方案符合，如下表?yè)?jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)可知有：表 3-1 電動(dòng)機(jī)的類型方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/W 電壓/V 轉(zhuǎn)速 minr電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 kg傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比1 YC90L4 750 220 1400 23 32 YC90S2 750 220 2800 22 6綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量以及傳動(dòng)比。由于采用 V 帶傳動(dòng)，采用第一種方案，設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)比為 3 即可，不必另外安裝減速器。故采用第一種方案。因此選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是 YC90L4。該電動(dòng)機(jī)的主要外型和安裝尺寸如下表 3—2：表 3-2 電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸其主要外形安裝尺寸如圖 3—1中心高 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸90 310×190×175 100×140 10 50×24 86圖 3-3 電動(dòng)機(jī)主要外形安裝尺寸根據(jù)轉(zhuǎn)速初步確定傳動(dòng)比為 i=3，電動(dòng)機(jī)功率 Pd=750W，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩（3－3） MNnpTdd ???12.590其中 nd—電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速刀盤軸輸入功率P=pd·ηv=750W×0.94=720W （3－4） ηv=0.94其中 ηv——————V 帶傳遞效率這樣刀盤軸的轉(zhuǎn)矩（3－5）MNiTvd ?????? 7.1496.0312.50η轉(zhuǎn)矩也符合要求。刀盤軸轉(zhuǎn)速 （3－6） min/4/ rind?4.主要工作部件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 凸輪的設(shè)計(jì)凸輪的運(yùn)動(dòng)可以頂起分離板的上下運(yùn)動(dòng)，分離板的上下運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)行均料開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉。其次，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程可以通過(guò)計(jì)算基圓分析可得。將余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律代入壓力角公式)cos1(2inarct1???????hRb（4－1） 的 函 數(shù) 關(guān) 系和 bmR?721)(arctnhRbm?????（4－2）令 ，求出][??mbR37.641)]tan[([221????h為簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)于對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，可按俠士公式計(jì)算基圓半徑 bR（假定 發(fā)生在推程的中點(diǎn)2]t[1hvRmb??m處，且具有最大速度 ，這樣假定的誤差一般不會(huì)很大）2hs?mm90.62]tan[1??hvmb?圖 4-1 凸輪的輪廓線4.2.凸輪軸的設(shè)計(jì)軸和凸輪連為一體，軸的右端連接傳動(dòng)部分，左端連接傳動(dòng)部分，根據(jù)傳動(dòng)部分傳動(dòng)到凸輪軸的速度及功率，4.2.1.凸輪軸的計(jì)算和校核凸輪軸除了應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度要求。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)構(gòu)主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大的變形。因此，疲勞強(qiáng)度不是主要矛盾。除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不致產(chǎn)生過(guò)大的變形。如果剛度不足，軸上的零件如軸承等將由于軸的變形過(guò)大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲、發(fā)熱、過(guò)早磨損而失效。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算軸的直徑，畫(huà)出草圖之后，再根據(jù)受力情況、結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗(yàn)算彎曲剛度。4.2.2. 凸輪軸最小直徑的計(jì)算P=p kw?8P-電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 7.5kwp—該傳動(dòng)軸的輸入功率η—從電動(dòng)機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積（不計(jì)該軸軸承上的效率） 。n—電動(dòng)機(jī)的速度為 1400r/min。c-常數(shù)(4-3))(3mnpcd?計(jì)算轉(zhuǎn)速 n 是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系而確定， 軸 n=420 r/min ；由式 4-3 ： 112.5 =30mm??3npcd34208?得軸 d 5=30mm ；4.3. 凸輪軸剛度的驗(yàn)算1）.軸的彎曲變形的條件和允許值軸的彎曲剛度驗(yàn)算，主要驗(yàn)算軸上凸輪和軸承處的橈度 y 和傾角 θ。各類軸的橈度 y和裝凸輪和軸承處傾角 θ，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值[Y]和[θ]值，即： y≤[Y]；θ≤[θ]由于書(shū)寫量比較大而篇幅不足的原因，所以在此就省了。2）.軸的彎曲變形計(jì)算公式計(jì)算軸本身變形產(chǎn)生的橈度 y 和傾角 θ 時(shí)，一般常將軸簡(jiǎn)化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，按參考書(shū)中的表中的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高時(shí)，可把軸看作等徑軸，采用平均直徑來(lái)進(jìn)行計(jì)算。由于本次設(shè)計(jì)的說(shuō)明書(shū)的篇幅和時(shí)間的關(guān)系就不在此詳細(xì)的列出了。但一般的計(jì)算公式為：圖 4-2 凸輪軸扭矩受最大扭矩 T=mg.l根據(jù)本次設(shè)計(jì)的情況，軸的剛度要求必須進(jìn)行校核，具體的剛度校核結(jié)果如下：⑴首先，把軸上的軸承所能承受的載荷在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》中查出，見(jiàn)下：深溝球軸承 2105???BDd9其基本額定載荷為： KNCr2.43?⑵計(jì)算軸上的載荷軸的選材為 45 號(hào)鋼，查表可知 45 號(hào)鋼的許用扭切應(yīng)力為， ， 。Mpa403～ ????經(jīng)校核設(shè)計(jì)的軸符合要求，可以正常工作。由此可得在軸上的剛度是完全合格的。因此確定凸輪軸的最小直徑為 30mm，軸的材料：軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價(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)鋼作為軸的材料。調(diào)制處理。軸上零件的定位為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。4.4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小帶輪的材料選擇HT150，由小帶輪的基準(zhǔn)直徑 =40mm0）和上行（ >0）的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，且在一個(gè)周期內(nèi)，2dst?2dst?上行后下行，下行相位應(yīng)大于上行。故使得（式 5-7）式 =0，求得 和 ；2sdtat?b使得（式 5-10）式 =0 求的 和 ；2t?ctd選擇參數(shù)使 - > - ;bt?adc而糙米的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)為斜向上的滑動(dòng)結(jié)合 y 正向運(yùn)動(dòng)，且一個(gè)周期內(nèi) y 正向運(yùn)動(dòng)距離大于 y 負(fù)向滑動(dòng)距離。我們?cè)诖颂岢觯硐氲墓炔诜蛛x條件應(yīng)是反映為上滑和下滑相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)方式，而下滑是谷糙分流的出路。上列方程所反映情況正是如此。17當(dāng)曲柄在Ⅳ、Ⅰ象限時(shí)，稻谷運(yùn)動(dòng)都具有斜向下的趨勢(shì)，但稻谷可能實(shí)現(xiàn)斜向下運(yùn)動(dòng)（與 小 軸夾 角） ，而糙米因?yàn)?趨向無(wú)窮大，只能沿 y 軸正向運(yùn)動(dòng)，這樣就導(dǎo)致稻谷1?x?和糙米運(yùn)動(dòng)方向不同而產(chǎn)生分流。這種分流本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是谷糙之間、糙板之間摩擦特性不同所致。當(dāng)曲柄在Ⅱ、Ⅲ象限時(shí)，谷糙均可斜向上運(yùn)動(dòng)，但是也是因?yàn)?≠ 致使谷、糙的??r上滑加速度和加速區(qū)間不同，加速方向 a 亦不同，即谷糙間也存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這一相對(duì)運(yùn)動(dòng)是促使分層的，其運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)也是摩擦特性不同所致。6 結(jié)論以上所作的運(yùn)動(dòng)分析只是單顆粒的理想運(yùn)動(dòng)情況，而且是基于分層之后理想化料層來(lái)討論的。在實(shí)際作業(yè)中，有以下修正。6.1 關(guān)于逐漸完成的分層與分流問(wèn)題實(shí)際情況下，因群體料流運(yùn)動(dòng)，物料在分離板上的分層和分流是逐漸完成的一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程，由于進(jìn)料壓力及料流本身引起的橫向力的作用，物料間存在堆壓和推料的作用，加之物料顆粒、容重等特性之間無(wú)明顯的界點(diǎn)，理想化完全分層是不可能的，因此直至分離板出口仍有來(lái)不及分流或不可能分層而分流的谷糙混合物部分。6.2 關(guān)于稻谷分流后的運(yùn)動(dòng)分層所得到的稻谷層在后面的運(yùn)動(dòng)中與糙米逐漸分開(kāi)，并最終有部分稻谷落在分離板上以板面為滑動(dòng)面。上面的運(yùn)動(dòng)分析是建立在糙米層之上的，離開(kāi)米層后，稻谷的運(yùn)動(dòng)扔可沿用以上公式，因?yàn)橥菘谆蛲稽c(diǎn)高度小于稻谷高度，故稻谷可以斜向上運(yùn)動(dòng)，在 x 軸正向不受限制，此時(shí)可將分離板對(duì)稻谷的摩擦角代替原公式中的 。值得指出，稻谷在板面??上的下行運(yùn)動(dòng)主要是滾動(dòng)通過(guò)突點(diǎn)或洼孔陡邊，這樣，稻谷的整個(gè)運(yùn)動(dòng)可能是在糙米層上的滑動(dòng)和在分離板上的滾動(dòng)，最終進(jìn)入凈谷出口。6.3 關(guān)于流動(dòng)跡線問(wèn)題谷糙流動(dòng)宏觀及單顆粒情形見(jiàn)圖 6—1、圖 6—2。從理論分析中知道稻谷和糙米作折線型運(yùn)動(dòng)，實(shí)際中因側(cè)向壓力及堆料壓力的作用，群體流動(dòng)情況與單顆粒有所區(qū)別，整體物料呈現(xiàn)曲線形式，曲線流型的曲率和流向區(qū)域大小受料流構(gòu)成、料量等因素的影響。18圖 6—1 谷糙在分離板上的流動(dòng)情況19圖 6-2 （a）帶箭頭的之字線為稻谷顆粒運(yùn)動(dòng)跡線（b）帶箭頭的折線為糙米顆粒運(yùn)動(dòng)跡線20小 結(jié)2012 年 3 月，我開(kāi)始了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，時(shí)至今日，設(shè)計(jì)基本完成。從最初的茫然不知所措，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的坎坷難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。歷經(jīng)了幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕。回想這段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬(wàn)千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的回憶和收獲。2011 年 12 月初，正值期末考試之際，與導(dǎo)師的交流討論中我的題目定了下來(lái)是：重力式谷糙分離機(jī)設(shè)計(jì)。在完成考試后，我便立刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時(shí)面對(duì)浩瀚的書(shū)海真是有些茫然，不知如何下手。在搜集資料的過(guò)程中，我認(rèn)真準(zhǔn)備了一個(gè)筆記本。我在學(xué)校圖書(shū)館和網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確、以便于今后設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行。直至 4 月初，資料已基本查找完畢了，我開(kāi)始著手設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到困難我就及時(shí)和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請(qǐng)教專業(yè)課老師。在大家的幫助下，困難一個(gè)一個(gè)解決掉，設(shè)計(jì)也慢慢成型。而后便認(rèn)認(rèn)真真的開(kāi)始大量計(jì)算設(shè)計(jì)所用到的零件，通過(guò)不斷地摸索和反復(fù)論證，學(xué)到了許多，給自己帶來(lái)了巨大的收獲?？粗粋€(gè)構(gòu)想在自己的努力下逐漸成形，這其中的喜悅時(shí)之前所無(wú)法想象的。我不會(huì)忘記這難忘的幾個(gè)月。它給了我難忘的回憶。記憶最深的是每一步小小思路實(shí)現(xiàn)時(shí)那幸福的心情；看著自己的設(shè)計(jì)，心里滿滿的只有喜悅而毫無(wú)疲憊。這段旅程看似荊棘密布，實(shí)則蘊(yùn)藏著無(wú)盡的寶藏。我從資料的收集中，掌握了很多以前有所遺忘或是沒(méi)有理解的知識(shí)，讓我對(duì)我所學(xué)過(guò)的知識(shí)有所鞏固和提高。在整個(gè)過(guò)程中，我學(xué)到了新知識(shí)，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實(shí)自己，爭(zhēng)取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。 腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì)中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)有很大的幫助，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在此更要感謝我的導(dǎo)師和專業(yè)老師，是你們的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在我的學(xué)業(yè)和設(shè)計(jì)的研究工作中無(wú)不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師安老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。21致 謝四年的讀書(shū)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在設(shè)計(jì)即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。本次設(shè)計(jì)是在安靜老師的悉心指導(dǎo)與嚴(yán)格要求下進(jìn)行的。從設(shè)計(jì)（論文）的選題、方案的設(shè)計(jì)、具體的繪圖到說(shuō)明書(shū)撰寫的每個(gè)環(huán)節(jié)，都凝聚著安老師的心血和汗水。安老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、開(kāi)拓創(chuàng)新的工作作風(fēng)及對(duì)事業(yè)的奮進(jìn)執(zhí)著精神，都將使我銘記在心，并時(shí)刻激勵(lì)著我不斷追求勇往直前。此外，本文最終得以順利完成，也是與機(jī)電院其他老師的幫助分不開(kāi)的，他們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中給我提供了不少的意見(jiàn)和建議，使我少走了許多彎路，在此向他們表示深深的感謝！大學(xué)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的老師和同學(xué)們、表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高。塔里木大學(xué)四季如春的校園，美麗如詩(shī)的風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴的學(xué)習(xí)期間，讓我的知識(shí)體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉。 “自強(qiáng)不息，求真務(wù)實(shí)”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。再次,感謝我的同學(xué)們,以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了他們無(wú)私的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導(dǎo)和建議。在此向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示由衷的感謝!祝他們永遠(yuǎn)健康、幸福! 最后，感謝我的父母、親人們對(duì)我學(xué)習(xí)的默默支持，使我能順利完成本科學(xué)業(yè)。在未來(lái)的日子里，我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作，這或許是對(duì)他們最大的報(bào)答！參考文獻(xiàn)22[1]湯智輝，賈首星.兵團(tuán)林果業(yè)機(jī)械化現(xiàn)狀與發(fā)展.農(nóng)機(jī)化研究.2008.（11）：5—8.[2]劉磊，陳永成.兵團(tuán)稻谷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展概況.農(nóng)機(jī)化研究.2008.（9）:240—241.[3]金誠(chéng)謙.重力式谷糙分離機(jī)作業(yè)質(zhì)量影響因素分析.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).2008.（8）：196—198.[4]宋代平.生態(tài)植樹(shù)機(jī)動(dòng)態(tài)性能的理論研究.東北林業(yè)大學(xué)碩士論文.2004.（9）：1—105.[5]于建國(guó)，屈錦衛(wèi).國(guó)內(nèi)分離機(jī)機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).農(nóng)機(jī)化.2007.(1)：56—57.[6]黃志兵.加快農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的思考[J].中國(guó)農(nóng)機(jī).2007.(6)：44—48.[7]韓占全,封俊,曾愛(ài)軍. 谷物分離的現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J]現(xiàn)代化農(nóng)業(yè).2000.(8).64-65[8]何新川，差心玲，邵艷英.多功能谷物機(jī).農(nóng)機(jī)化.2007.﹙1﹚：54.[9]中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院主編：農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上、下冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1988,307-318[10]北京農(nóng)業(yè)機(jī)械化學(xué)院主編：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)上、下冊(cè)，農(nóng)業(yè)出版社.1981.312-315.[11]農(nóng)機(jī)實(shí)用手冊(cè)，劉景泉主編.-北京：人民交通出版.1998.685-687.[12]實(shí)用農(nóng)機(jī)技術(shù)手冊(cè)，山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械管理局編，山東科學(xué)技術(shù)出版社.1993.263-264[13] 單輝祖.材料力學(xué)（第二版）.高等教育出版社.[12] 吳宗澤.機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè).高等教育出版社.[13] 濮良貴,紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)第六版:高等教育出版社.2001.