本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目: 揉搓板齒式玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 英文題目: The Design of Corns Threshers 院 部: 專 業(yè): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師:  畢業(yè)設(shè)計(jì)獨(dú)創(chuàng)性聲明 該畢業(yè)設(shè)計(jì)是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。其他同志對(duì)本研究的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的聲明并表示了謝意。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)使用授權(quán)聲明 本人完全了解青島濱海學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交畢業(yè)設(shè)計(jì)的復(fù)印件，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨既炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存該畢業(yè)設(shè)計(jì)。保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)在解密后遵守此規(guī)定。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 （理科類） 題 目： 揉搓板齒式玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 英文題目：________________________ 學(xué) 院：________________________ 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名：________________________ 學(xué) 號(hào)：________________________ 指導(dǎo)教師：________________________ 年11月9日 一、課題來源、研究目的（選題的意義和預(yù)期應(yīng)用價(jià)值） 近年以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速增長，機(jī)械設(shè)備在機(jī)械工業(yè)中的地位也日益顯著，當(dāng)今世界電子技術(shù)迅速發(fā)展，微處理器、微型計(jì)算機(jī)在各技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)各領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機(jī)電一體化是系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。 對(duì)于選擇玉米脫粒機(jī)作為這次的題目，我覺得農(nóng)業(yè)機(jī)械正在不斷地在實(shí)際中出現(xiàn)從而來代替人工勞作，此種玉米脫粒機(jī)的出現(xiàn)不僅能夠大大提高生產(chǎn)效率，也可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化大生產(chǎn)，并且玉米脫粒機(jī)更接近我們的生活實(shí)際。玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品的質(zhì)量，工作效率、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。然而機(jī)械設(shè)備又是機(jī)械工業(yè)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)的脫粒設(shè)備，還是現(xiàn)代脫粒設(shè)備，玉米脫粒機(jī)都是十分重要的。因此，好的玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。 當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對(duì)玉米脫粒設(shè)備的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學(xué)畢業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，要進(jìn)行對(duì)本專業(yè)所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行綜合的運(yùn)用和掌握，為此我們要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，要自己動(dòng)手進(jìn)行思考問題，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價(jià)值的第一步。 傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)玉米脫粒的方法都是依靠人工的方式，這樣工作效率低下，質(zhì)量得不到保證，而本課題所設(shè)計(jì)的玉米脫粒機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)玉米的自動(dòng)脫粒，在人工脫粒的基礎(chǔ)上面大大地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)成本，特別與發(fā)達(dá)國家的玉米脫粒設(shè)備相比，還是有一定的差距，因此新型玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)具有重要意義。 二、與本課題相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀（文獻(xiàn)綜述），預(yù)計(jì)可能創(chuàng)新的方面 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。 機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。玉米脫粒機(jī)自1795年被發(fā)明以來，經(jīng)過兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)廣泛采用。特別是第三次工業(yè)革命帶來了新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，使玉米脫粒機(jī)的發(fā)展步入了一個(gè)新紀(jì)元。不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨(dú)立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn)；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。 玉米脫粒機(jī)自從上世紀(jì)九十年代開始就陸續(xù)地被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)方面，但傳統(tǒng)的玉米脫粒機(jī)由于脫粒精度不高，速度緩慢，有好多工廠仍然采用人工脫粒的方式，這種人工脫粒的方式勞動(dòng)效率低下，所以此次設(shè)計(jì)的玉米脫粒機(jī)，在傳統(tǒng)的玉米脫粒機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力機(jī)構(gòu)，從而來克服以往的玉米脫粒機(jī)所不能克服的問題，對(duì)后續(xù)的玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)制造有一定的參考意義和價(jià)值。 三、研究的主要內(nèi)容與可行性分析 本次設(shè)計(jì)的題目是玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)，其主要研究內(nèi)容如下： （1）到圖書館里查閱大量相關(guān)知識(shí)的資料，搜集各類玉米脫粒機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)，挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí)。 （2）分析玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)與參數(shù) （3）確定設(shè)計(jì)總體方案 （4）確定具體設(shè)計(jì)方案（包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇，脫粒機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，電機(jī)，軸承等的選型設(shè)計(jì)等等） （5）玉米脫粒機(jī)的三維圖的繪制、CAD裝配圖、零件圖的繪制。 （6）說明書的整理 可行性： 首先本科期間學(xué)習(xí)過《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械原理》《工程材料》《控制工程基礎(chǔ)》《公差與技術(shù)測量》《工程圖學(xué)》《機(jī)械制造工藝學(xué)》《工業(yè)機(jī)器人》等相關(guān)課程，對(duì)玉米脫粒機(jī)的一些基礎(chǔ)知識(shí)有一定的了解，其次通過本人對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)原理相關(guān)知識(shí)深入研究學(xué)習(xí)，并閱讀大量的文獻(xiàn)期刊以及實(shí)地的考察研究來完成本論文。 創(chuàng)新點(diǎn)： 本設(shè)計(jì)擬開發(fā)的玉米脫粒機(jī)可在實(shí)現(xiàn)玉米的自動(dòng)脫粒，產(chǎn)能高，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，可代替人工24小時(shí)不停斷脫粒，效率明顯。 四、本課題研究的主要方法和步驟 調(diào)查研究→查閱資料→撰寫開題報(bào)告→確定總體方案→配套動(dòng)力設(shè)備計(jì)算及選型→動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算→繪制玉米脫粒機(jī)的零件圖和總裝配圖，并生成二維圖紙→撰寫設(shè)計(jì)說明書。 5、 研究進(jìn)度安排 2015年10月 搜集畢業(yè)設(shè)計(jì)材料及完成開題報(bào)告 2015年11月—2016年1月 總體方案設(shè)計(jì) 2016年1月—2016年2月 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、完成裝配圖設(shè)計(jì) 2016年2月—2016年3月 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2016年3月—2016年4月 零件工作圖設(shè)計(jì)及整理說明書 2016年4月—2016年6月 評(píng)閱、準(zhǔn)備答辯 六、參考文獻(xiàn) 1） 濮良貴，紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）.高等教育出版社，2001 2） 張建民. 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) .北京：北京理工大學(xué)出版社，1992 3） 馬香峰.機(jī)器人結(jié)構(gòu)學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991 4） [俄]IO.M.索羅門采夫.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，1993 5） 黃繼昌，徐巧魚，張海貴.實(shí)用機(jī)械機(jī)構(gòu)圖冊(cè)[B].北京：人民郵電出版社，1996 6） 天津大學(xué)《工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》編寫組. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).天津科學(xué)技術(shù)出版社，1981 7） 黃宜，章宏甲.液壓傳動(dòng).機(jī)械工業(yè)出版社，1994 8） 孫桓，陳作模.機(jī)械原理（第六版）.高等教育出版社，2001 9） 盧光賢. 機(jī)床傳動(dòng)與控制.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1993 七、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 八、院（部）本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見 組長簽字： 年 月 日 論文名稱玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)師 答辯人 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 1 課題的來源與研究的目的和意義2 本課題研究的內(nèi)容3 玉米脫粒機(jī)工作方式的選擇4 玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)原理5 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算6 關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核7 總結(jié)8 致謝 提綱 課題的來源與研究的目的和意義 目前半自動(dòng)玉米脫粒機(jī)將逐漸被全自動(dòng)玉米脫粒機(jī)所代替 傳統(tǒng)的機(jī)械式的玉米脫粒機(jī)已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場的需要 迫切需要各種多功能的玉米脫粒機(jī)來滿足市場需求 因此上海格爾公司加大人力開發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十種類型的玉米脫粒機(jī) 然而我國所需的玉米脫粒機(jī)全部依賴進(jìn)口 這使得國產(chǎn)機(jī)械人配備玉米脫粒機(jī)后 成本增加很大 而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)玉米脫粒機(jī) 其成本提高不大 說明玉米脫粒機(jī)的市場前景令人樂觀 本次設(shè)計(jì)的此種玉米脫粒機(jī)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高玉米的脫粒能力和質(zhì)量 為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面 以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來顯著的進(jìn)步 同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展 本課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對(duì)玉米脫粒機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)過程中 了解SolidWorks的各種功能 本次設(shè)計(jì)的題目是玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 其主要研究內(nèi)容如下 1 到圖書館里查閱大量相關(guān)知識(shí)的資料 搜集各類玉米脫粒機(jī)的原理及結(jié)構(gòu) 挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí) 2 分析玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)與參數(shù) 3 確定設(shè)計(jì)總體方案 4 確定具體設(shè)計(jì)方案 包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 脫粒機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 電機(jī) 軸承等的選型設(shè)計(jì)等等 5 玉米脫粒機(jī)的三維圖的繪制 CAD裝配圖 零件圖的繪制 6 說明書的整理 玉米脫粒機(jī)工作方式的選擇 玉米脫粒機(jī)作為我國農(nóng)業(yè)機(jī)械的一種 在各個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械公司都有研發(fā)和設(shè)計(jì) 并且隨時(shí)科技的發(fā)展和人類的進(jìn)步 至今為止 已經(jīng)開發(fā)出了多種玉米脫粒機(jī) 一般玉米脫粒機(jī)的類型有多種 傳統(tǒng)的玉米脫粒機(jī)釘齒滾筒和柵板摩擦擠壓玉米脫粒 脫粒方式反映了以下幾點(diǎn) 耳到水是低 低于15 它很容易被折斷玉米粒 中間水分 15 19 易引起顆粒表面的皮膚損傷耳朵 高水分含量 19 的耳朵 不僅可以去除凈率會(huì)降低 個(gè)別谷物表皮損傷嚴(yán)重 導(dǎo)致總損失率增加 在一般情況下 傳統(tǒng)的脫粒率總損失超過2 而較為優(yōu)秀且實(shí)用的脫粒方式還有采用兩組滾筒對(duì)滾來脫粒 該中脫粒機(jī)構(gòu)針對(duì)一些大的玉米的脫粒是可行的 但對(duì)于一些顆粒較小的玉米就不能起到很大的作用 基于上述 本文采用摩擦板齒式脫粒的工作方式 因?yàn)檫@種方式的玉米脫粒方式更能夠更高效率地對(duì)玉米進(jìn)行脫粒 玉米脫粒機(jī)工作方式的選擇 其工作原理是 玉米通過人工輸入供給口 在一個(gè)螺旋形導(dǎo)板進(jìn)入脫粒的作用下 網(wǎng)格板的脫粒區(qū)由鋼焊接而成 所述間隙大于所述玉米粒的寬度 玉米?？梢酝ㄟ^網(wǎng)格 網(wǎng)格板被焊接與屏體 可以有效地降低玉米穗的流動(dòng)阻力 以提高脫凈速率 摩擦板齒式脫粒的脫粒方式如下圖1所示 玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)原理 該玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì) 采用摩擦板齒式脫粒的形式來進(jìn)行 人們把玉米放入到玉米脫粒機(jī)的里面 玉米由于螺旋導(dǎo)料板的作用下就自動(dòng)進(jìn)入脫粒區(qū) 因?yàn)槊摿^(qū)的柵格板由鋼焊制而成 其間隙大于玉米籽粒的寬度 使得玉米粒能夠從柵格板穿過 柵格板下焊有篩體 可有效的降低對(duì)玉米果穗的流動(dòng)阻力 提高脫凈率 其具體結(jié)構(gòu)原理圖如下圖2所示 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 玉米脫粒機(jī)是通過電機(jī)通過V帶傳動(dòng)帶動(dòng)脫離體旋轉(zhuǎn) 從而實(shí)現(xiàn)玉米的脫粒功能 該玉米脫粒機(jī)采用普通三相電機(jī)通過帶動(dòng)帶傳動(dòng)從而使脫離體旋轉(zhuǎn) 脫粒方式采用摩擦板齒式脫粒進(jìn)行對(duì)玉米的脫粒 具體的電機(jī)選型計(jì)算過程如下 N 4 KW G 玉米脫粒機(jī)的生產(chǎn)能力 1000kg hW 切割1kg物料耗用能量 其值與玉米直徑有關(guān) d小則w大 當(dāng)d 3mm 取w 0 0030kw h kg 傳動(dòng)效率 取0 75 所以根據(jù)N 4kw n 1500r min得Y112M 4電機(jī)的結(jié)構(gòu) 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 具體的電機(jī)外觀圖如下圖所示 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算初步確定軸的直徑 mm根據(jù)工作條件 取mm 其中傳動(dòng)軸圖如下圖所示 關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核 機(jī)架的選擇根據(jù)玉米脫粒機(jī)上面的所有組成部件 脫粒量的多少和重量來定 方通機(jī)架受力分析得出 由分析得出玉米脫粒機(jī)機(jī)架在平衡狀態(tài)下只受地面對(duì)其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力 本次設(shè)計(jì)的機(jī)架圖紙如下圖7所示 關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核 即機(jī)架和脫粒體以及軸承等等給的壓力為G G1 零部件重量 20000N 10000Kg 1000X20N 30000N 根據(jù)方通承載力計(jì)算公式 M Pac L M 彎矩 P集中力 a集中力距支座距離 c集中力距另一支座距離 L跨度 L a c 僅用于截面 f M W 材料的許用應(yīng)力 彈性抗拉強(qiáng)度 安全系數(shù) M Pac L 11960 xL 本次設(shè)計(jì)初定L為1200mm則M 13456N M 初定方通為140 x40 x6 計(jì)算W得出 關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核 折算后位270Mpa查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A的抗拉強(qiáng)度為375 500Mpa 由于270Mpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于375Mpa 所以方通滿足強(qiáng)度要求 總結(jié) 時(shí)間似流水 到今天 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算完成了 心里充滿感概和辛酸 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟 不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí) 而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示 在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 會(huì)遇到不清楚的作業(yè) 老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo) 確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 通過初期的定稿 查資料和開始正式做畢設(shè) 讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性 從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易 需要不斷鉆研 不斷進(jìn)取才可要做的好 總之 本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下 在大學(xué)研究的最后 感謝幫助過我的老師和同學(xué) 是大家的幫助才使我的論文得以通過 在這里 我要對(duì)我的老師和同學(xué)們表示由衷的謝意 致謝 在這個(gè)時(shí)候 我的心里特別想感謝我的父母 朋友和同學(xué)們的幫助 在做設(shè)計(jì)感覺受挫 枯燥與迷茫時(shí) 是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?鼓勵(lì)我不要?dú)怵H 勇敢面對(duì) 每周一次和父母的通話 與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松 斗志倍增 以飽滿的熱情重新投入到工作中去 感謝他們 正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 有了他們的支持和鼓勵(lì) 我才有今天 謝謝各位答辯老師 謝謝大家 I 揉搓板齒式玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要 本次設(shè)計(jì)的題目是玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 此種玉米脫粒機(jī)的出現(xiàn)不僅能夠大大提 高生產(chǎn)效率 也可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化大生產(chǎn) 并且玉米脫粒機(jī)更接近我們的生活 實(shí)際 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品的質(zhì)量 工作效率 節(jié)約能源 降低成本的重 要手段 是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備 計(jì)劃調(diào)度 加工操作 生產(chǎn)安全 技術(shù)檢測和健全 勞動(dòng)組織的重要依據(jù) 也是企業(yè)上品種 上質(zhì)量 上水平 加速產(chǎn)品更新 提高經(jīng) 濟(jì)效益的技術(shù)保證 然而機(jī)械設(shè)備又是機(jī)械工業(yè)的重要組成部分 不論是傳統(tǒng)的脫 粒設(shè)備 還是現(xiàn)代脫粒設(shè)備 玉米脫粒機(jī)都是十分重要的 因此 好的玉米脫粒機(jī) 的設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率 保證和提高加工精度 降低生產(chǎn)成本等 從而使 產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率 降低成本 當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求 企業(yè)對(duì)玉米脫粒設(shè)備的設(shè)計(jì)及制造提 出了更高的要求 我們這些即將大學(xué)畢業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生 要進(jìn)行對(duì)本專業(yè)所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行綜合的運(yùn)用和掌握 為此我們要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì) 要自己動(dòng)手進(jìn)行思考問題 為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量 也要從此邁出 展現(xiàn)自己價(jià)值的第一步 傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)玉米脫粒的方法都是依靠人工的方式 這樣工作效率低下 質(zhì)量得 不到保證 而本課題所設(shè)計(jì)的玉米脫粒機(jī) 能夠?qū)崿F(xiàn)玉米的自動(dòng)脫粒 在人工脫粒 的基礎(chǔ)上面大大地提高了生產(chǎn)效率 降低了勞動(dòng)成本 特別與發(fā)達(dá)國家的玉米脫粒 設(shè)備相比 還是有一定的差距 因此新型玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)具有重要意義 關(guān)鍵詞 玉米脫粒機(jī) 制造 效率 重要意義 II ABSTRACT With development of all kind of science technology and global economy manipulator is a automated 16 devices that can mimic the human hand and arm movements to do something aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools It can replace the heay labor in order to achieve the production mechanization and automation and can work in dangerous working environments to protect the personal safety Therefore widely used in machine building metallurgy electronics light industry and atomic energy sectors The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop by controlling and regulating pressure flow atcompress engt ththdirec tionpro cedurework not only can be used for minced meat can also be used with crushed peanuts crushed ice It spices and other food small power requirements powered by the motor drive reasonable structure design can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required it get the necessary strength speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work Small twisted paper broken machine for ordinary home not only can be used for minced meat It can also be used with crushed peanuts crushed ice spices and other food small power requirements powered by the motor drive reasonable structure design can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools Key words corn thresher reame processing meaningful III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 引 言 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(nèi) 容 3 2 玉 米 脫 粒 機(jī) 總 體 結(jié) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 5 2 1 玉 米 脫 粒 機(jī) 工 作 方 式 的 選 擇 7 2 2 玉 米 脫 粒 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 原 理 10 2 3 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 分 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 11 2 3 1 電 機(jī) 的 選 型 計(jì) 算 12 2 3 2 V 帶 傳 動(dòng) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 14 2 3 3 傳 動(dòng) 軸 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 15 3 各 主 要 零 部 件 強(qiáng) 度 的 校 核 16 3 1 機(jī) 架 強(qiáng) 度 的 校 核 與 計(jì) 算 17 3 2 軸 承 強(qiáng) 度 的 校 核 計(jì) 算 19 4 玉 米 脫 粒 機(jī) 中 主 要 零 件 的 三 維 建 模 20 4 1 篩 體 的 三 維 建 模 21 4 2 機(jī) 架 的 三 維 建 模 21 4 3 V 帶 輪 的 三 維 建 模 22 4 4 玉 米 脫 粒 機(jī) 的 三 維 建 模 24 5 三 維 軟 件 設(shè) 計(jì) 總 結(jié) 25 結(jié) 論 26 致 謝 27 參 考 文 獻(xiàn) 28 1 1 緒論 1 1 課 題 的 來 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 食品工業(yè)是一個(gè)國家的重要產(chǎn)業(yè)之一 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的 提高 人民對(duì)食品工業(yè)提出了更高的要求 現(xiàn)代食品已朝著營養(yǎng) 綠色 方便 功 能食品的方向發(fā)展 且功能食品將成為新世紀(jì)的主流食品 食品工業(yè)也成為國民經(jīng) 濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè) 作為裝備食品工業(yè)的食品機(jī)械工業(yè)發(fā)展尤為迅猛 食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平 在很大程度上依賴于食品機(jī)械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水 離開現(xiàn)代儀器和設(shè)備 現(xiàn)代食品工業(yè)就無從談起 食品工業(yè)的發(fā)展是設(shè)備和工藝共 同發(fā)展的結(jié)果 應(yīng)使設(shè)備和工藝達(dá)到最佳配合 以設(shè)備革新和創(chuàng)新促進(jìn)工藝的改進(jìn) 和發(fā)展 以工藝的發(fā)展進(jìn)一部促進(jìn)設(shè)備的發(fā)展和完善 兩者互相促進(jìn) 互相完善 是使整個(gè)食品工業(yè)向現(xiàn)代化邁進(jìn)的必要條件 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部 是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi) 品的產(chǎn)業(yè) 不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 還是新興產(chǎn)業(yè) 都離不開各種各樣的機(jī)械裝備 機(jī)械 工業(yè)所提供裝備的性能 質(zhì)量和成本 對(duì)國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很 大的和直接的影響 機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水 平的重要標(biāo)志 因此 世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之 一 機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面 凡是使用機(jī)械 工具 以至能源和材料生產(chǎn) 的部門 都需要機(jī)械工程的服務(wù) 概括說來 現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域 研制 和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械 研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械 研制和提供從事各種 服務(wù)的機(jī)械 研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械 研制和提供各種機(jī)械武器 玉米脫粒機(jī)自 1795 年被發(fā)明以來 經(jīng)過兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展 已被電力 冶金 煤炭 化工 礦山 港口等各行各業(yè)廣泛采用 特別是第三次工業(yè)革命帶來了新材料 新 技術(shù)的應(yīng)用 使玉米脫粒機(jī)的發(fā)展步入了一個(gè)新紀(jì)元 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域 機(jī)械 工程的工作內(nèi)容基本相同 主要有 建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ) 例如 研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué) 研究金屬和非金屬材料的性能 及其應(yīng)用的 工程材料學(xué) 研究熱能的產(chǎn)生 傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué) 研究各類有獨(dú)立功能的機(jī)械 元件的工作原理 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué) 研究金屬和非金屬 2 的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等 研究 設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品 不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn) 品 以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn) 包括 生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn) 生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度 編制和貫徹制造工藝 設(shè)計(jì)和制造工具 模具 確定 勞動(dòng)定額和材料定額 組織加工 裝配 試車和包裝發(fā)運(yùn) 對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的 控制 機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理 機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形 加工過程 的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品 生產(chǎn)批量有單件和小批 也有中批 大批 直 至大量生產(chǎn) 銷售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人 家庭 而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的 影響下 可能出現(xiàn)很大的波動(dòng) 因此 機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜 企業(yè) 的生產(chǎn)管理 規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè) 玉米脫粒機(jī)自從上世紀(jì)九十年代開始就陸續(xù)地被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)方面 但傳統(tǒng)的玉 米脫粒機(jī)由于脫粒精度不高 速度緩慢 有好多工廠仍然采用人工脫粒的方式 這 種人工脫粒的方式勞動(dòng)效率低下 所以此次設(shè)計(jì)的玉米脫粒機(jī) 在傳統(tǒng)的玉米脫粒 機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新 應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力機(jī)構(gòu) 從而來克服以往的玉米 脫粒機(jī)所不能克服的問題 對(duì)后續(xù)的玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)制造有一定的參考意義和價(jià) 值 1 2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 本論文主要研究運(yùn)用 SolidWorks 對(duì)玉米脫粒機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)過程中 了解 SolidWorks 的各種功能 SolidWorks 公司成立于 1993 年 由 PTC 公司的技術(shù)副總裁與 CV 公司的副總裁 發(fā)起 總部位于馬薩諸州的康克爾郡 Concord Massachusetts 內(nèi) 當(dāng)初的目標(biāo)是 希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng) 從 1995 年 推出第一套 SolidWorks 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處 并經(jīng)由 300 家經(jīng)銷商在全球 140 個(gè)國家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品 1997 年 Solidworks 被法 國達(dá)索 Dassault Systemes 公司收購 作為達(dá)索中端主流市場的主打品牌 SolidWorks 軟件是世界上第一個(gè)基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng) 由于技術(shù)創(chuàng)新 符合 CAD 技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢 SolidWorks 公司于兩年間成為 CAD CAM 產(chǎn)業(yè)中獲 利最高的公司 良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 SolidWorks 每年都有數(shù)十乃至數(shù)百 3 項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新 公司也獲得了很多榮譽(yù) 該系統(tǒng)在 1995 1999 年獲得全球微機(jī)平臺(tái) CAD 系統(tǒng)評(píng)比第一名 從 1995 年至今 已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng) 其中僅從 1999 年起 美國權(quán)威的 CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予 SolidWorks 最佳編輯 獎(jiǎng) 以表彰 SolidWorks 的創(chuàng)新 活力和簡明 至此 SolidWorks 所遵循的易用 穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明 使用它 設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí) 間 產(chǎn)品快速 高效地投向了市場 由于 SolidWorks 出色的技術(shù)和市場表現(xiàn) 不僅成為 CAD 行業(yè)的一顆耀眼的明 星 也成為華爾街青睞的對(duì)象 終于在 1997 年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的 高額市值將 SolidWorks 全資并購 公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東 以一千三百萬美 元的風(fēng)險(xiǎn)投資 獲得了高額的回報(bào) 創(chuàng)造了 CAD 行業(yè)的世界紀(jì)錄 并購后的 SolidWorks 以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作 成為 CAD 行業(yè)一家高素質(zhì) 的專業(yè)化公司 SolidWorks 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的 CAD 產(chǎn)品 由于使用了 Windows OLE 技術(shù) 直觀式設(shè)計(jì)技術(shù) 先進(jìn)的 parasolid 內(nèi)核 由 劍橋提供 以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù) SolidWorks 成為全球裝機(jī)量最大 最好用的軟件 資料顯示 目前全球發(fā)放的 SolidWorks 軟件使用許可約 28 萬 涉 及航空航天 機(jī)車 食品 機(jī)械 國防 交通 模具 電子通訊 醫(yī)療器械 娛樂 工業(yè) 日用品 消費(fèi)品 離散制造等分布于全球 100 多個(gè)國家的約 3 萬 1 千家企業(yè) 在教育市場上 每年來自全球 4 300 所教育機(jī)構(gòu)的近 145 000 名學(xué)生通過 SolidWorks 的培訓(xùn)課程 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索 與其它 3D CAD 軟件相比 SolidWorks 相 關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多 這一事實(shí)說明了越來越多的工程師和設(shè)計(jì) 者使用 SolidWorks 三維軟件 越來越多的企業(yè)需要 SolidWorks 人才 Solidworks 軟件功能強(qiáng)大 易于操作 界面人性化 技術(shù)創(chuàng)新 組件繁多是 SolidWorks 的五大 特點(diǎn) 使得 SolidWorks 三維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三維 CAD 解決方案 SolidWorks 在設(shè)計(jì)時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌脑O(shè)計(jì)方案 通過方案的篩選 工程師能 從中選擇合適的方案 從而在設(shè)計(jì)過程中降低設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量 在目 前市場上所見到的三維 CAD 解決方案中 SolidWorks 是設(shè)計(jì)過程比較簡便又通俗易 4 懂的軟件之一 它不僅提供如此人性化的系統(tǒng) 同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者 乃至 整個(gè)機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ) SolidWorks 軟件是世界上第一個(gè)基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng) 由于技術(shù)創(chuàng)新符合 CAD 技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢 SolidWorks 公司于兩年間成為 CAD CAM 產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司 良好的財(cái)務(wù)狀況和 用戶支持使得 SolidWorks 每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新 公司也獲得了很多 榮譽(yù) 該系統(tǒng)在 1995 1999 年獲得全球微機(jī)平臺(tái) CAD 系統(tǒng)評(píng)比第一名 從 1995 年至 今 已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng) 其中僅從 1999 年起 美國權(quán)威的 CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予 SolidWorks 最佳編輯獎(jiǎng) 以表彰 SolidWorks 的創(chuàng)新 活力 和簡明 至此 SolidWorks 所遵循的易用 穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí) 和證明 使用它 設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間 產(chǎn)品快速 高效地投向了市場 由 于 SolidWorks 出色的技術(shù)和市場表現(xiàn) 不僅成為 CAD 行業(yè)的一顆耀眼的明星 也成 為華爾街青睞的對(duì)象 終于在 1997 年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值 將 SolidWorks 全資并購 公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東 以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn) 投資 獲得了高額的回報(bào) 創(chuàng)造了 CAD 行業(yè)的世界紀(jì)錄 并購后的 SolidWorks 以原 來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作 成為 CAD 行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司 SolidWorks 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的 CAD 產(chǎn)品 由于使用了 Windows OLE 技術(shù) 直觀式設(shè)計(jì)技術(shù) 先進(jìn)的 parasolid 內(nèi) 由劍 橋提供 以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù) SolidWorks 成為全球裝機(jī)量最大 最好用的軟件 資料顯示 目前全球發(fā)放的 SolidWorks 軟件使用許可約 28 萬 涉 及航空航天 機(jī)車 食品 機(jī)械 國防 交通 模具 電子通訊 醫(yī)療器械 娛樂 工業(yè) 日用品 消費(fèi)品 離散制造等分布于全球 100 多個(gè)國家的約 3 萬 1 千家企業(yè) 在教育市場上 每年來自全球 4 300 所教育機(jī)構(gòu)的近 145 000 名學(xué)生通過 SolidWorks 的培訓(xùn)課程 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索 與其它 3D CAD 系統(tǒng)相比 與 SolidWorks 相關(guān) 的招聘廣告比其它軟件的總和還要多 這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用 SolidWorks 越來越多的企業(yè)雇傭 SolidWorks 人才 據(jù)統(tǒng)計(jì) 全世界用戶每年使用 SolidWorks 的時(shí)間已達(dá) 5500 萬小時(shí) 在美國 包括麻省理工學(xué)院 MIT 斯坦福 大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把 SolidWorks 列為制造專業(yè)的必修課 國內(nèi)的一些大學(xué) 5 教育機(jī)構(gòu) 如哈爾濱工業(yè)大學(xué) 清華大學(xué) 浙江工業(yè)大學(xué) 浙江大學(xué) 華中科技 大學(xué) 北京航空航天大學(xué) 大連理工大學(xué) 北京理工大學(xué) 武漢理工大學(xué)等也在應(yīng) 用 SolidWorks 進(jìn)行教學(xué) 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)者來說 操作簡單方便 易學(xué)易用 SolidWorks 在現(xiàn)今社會(huì)階段逐漸廣泛應(yīng)用 并且 SolidWorks 公司對(duì)中國市場 重點(diǎn)開發(fā) 日后 SolidWorks 應(yīng)用將會(huì)更加完善 更加普遍 通過前文對(duì) SolidWorks 的深入了解后 往后會(huì)對(duì) SolidWorks 進(jìn)行個(gè)別應(yīng)用的分析 如建模 裝配 工程圖 力學(xué)分析等 2 玉米脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2 1 玉 米 脫 粒 機(jī) 工 作 方 式 的 選 擇 傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)采用釘齒滾筒與柵格板摩擦擠壓玉米來進(jìn)行脫粒 這種脫粒方 式反映出的問題是 對(duì)水分較低 15 以下 的果穗 易將玉米籽粒打碎 對(duì)中等水分 15 19 的果穗 易造成籽粒表皮的傷害 對(duì)水分較高 19 以上 的果穗 不僅脫凈率 會(huì)降低 而且個(gè)別籽粒表皮損傷嚴(yán)重 導(dǎo)致總損失率增高 一般來說 傳統(tǒng)脫粒方式總 損失率要超過 2 綜合以上所述 本課題采用揉搓板齒式脫粒裝置 它的工作原理是 玉米經(jīng)人 工送進(jìn)入料口 在螺旋導(dǎo)料板的作用下進(jìn)入脫粒區(qū) 脫粒區(qū)的柵格板由鋼焊制而成 其間隙大于玉米籽粒的寬度 使得玉米粒能夠從柵格板穿過 柵格板下焊有篩體 可有效的降低對(duì)玉米果穗的流動(dòng)阻力 提高脫凈率 2 2 玉 米 脫 粒 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 原 理 本次設(shè)計(jì)的是玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 玉米經(jīng)人工送進(jìn)入料口 在螺旋導(dǎo)料板的作 用下進(jìn)入脫粒區(qū) 脫粒區(qū)的柵格板由鋼焊制而成 其間隙大于玉米籽粒的寬度 使 得玉米粒能夠從柵格板穿過 柵格板下焊有篩體 可有效的降低對(duì)玉米果穗的流動(dòng) 阻力 提高脫凈率 其具體結(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示 6 2 3 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 分 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 2 3 1 電 機(jī) 的 選 型 計(jì) 算 玉米脫粒機(jī)是通過電機(jī)通過 V 帶傳動(dòng)帶動(dòng)脫離體旋轉(zhuǎn) 從而實(shí)現(xiàn)玉米的脫粒功 能 具體的電機(jī)選型計(jì)算過程如下 N 4 KW WG G 玉米脫粒機(jī)的生產(chǎn)能力 1000kg h W 切割 1kg 物料耗用能量 其值與玉米直徑有關(guān) d 小則 w 大 當(dāng) d 3mm 取 w 0 0030kw h kg 查 B5p 75 傳動(dòng)效率 取 0 75 所以根據(jù) N 4kw n 1500r min 查 B1 表 10 4 1 選用 Y112M 4 再查 B1 表 10 4 2 得 Y112M 4 電機(jī)的結(jié)構(gòu) 7 圖 4 1 Y112M 4 電動(dòng)機(jī)的外觀圖 2 3 2 V 帶 傳 動(dòng) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 1 設(shè)計(jì)功率 dP kwKA8 42 1 工況系數(shù) 查 B1 表 8 1 22 取 1 2AK P 傳遞的功率 2 選定帶型 根據(jù) 和 查 B1 圖 8 1 2 選取普通 V 帶 A 型 小帶輪轉(zhuǎn)速 為dp1n 1n 1440r min 3 傳動(dòng)比 1 76 0i2ni1min 81076 4r 4 小帶輪基準(zhǔn)直徑 mm 1d 由 B1 表 8 1 12 和表 8 1 14 選定 100mm 75r min 1dmind 5 大帶輪基準(zhǔn)直徑 mm 2 cidd 1760 12 由 B3 表 8 7 得 180mm2d 6 帶速驗(yàn)算 smvsm ndv 3025 54 10610ax 8 7 初定軸間距 mm 0a md28 210 8 所需帶的基準(zhǔn)長度 mm 0L 0 204 212210 adaLdd 88 886mm 依 B1 表 8 1 8 取 900mm 即帶型為 A 900dL 9 實(shí)際軸間距 a md287690200 10 小帶輪包角 1 3 578121 ad 0 164 11 單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號(hào) 和 普通 V 帶查 B1 表 8 1 27 c 取 1 32kw1dn 12 時(shí)單根 V 帶型額定功率增量1 i 1P 根據(jù)帶型號(hào) 和 查 B1 表 8 1 27 c 取 0 15kw1i 13 V 帶的根數(shù) Z Z 49 387 096 15 032 4 1 LadkpP 小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8 1 23 取 0 96ak 帶長修正系數(shù)查 B1 表 8 1 8 取 0 87L 14 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F 9 20 15 2 mvZPkFda 254 710 4896 134 N m V 帶每米長的質(zhì)量 kg m 查 B1 表 8 1 24 取 0 1k gm 15 作用在軸上的力 F 062sin4132sin20 NZF 1598ii310max 考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1 5 倍ax F 16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度 又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好 質(zhì)量分布均勻 重量輕 并 避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力 輪槽工作表面應(yīng)光滑 表面粗糙度 以減輕帶的磨損 mRa 2 3 帶輪的材料為 HT200 查 B1 表 8 1 10 得基準(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸 根據(jù) 帶輪的基準(zhǔn)直徑查 B1 表 8 1 16 確定輪輻 圖 4 2 小帶輪 10 圖 4 3 大帶輪 2 3 3 傳 動(dòng) 軸 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 1 初步確定軸的直徑 mm 3 32 5 610 npAd 根據(jù)工作條件 取 mmd 2 傳動(dòng)軸受力分析 N 3 33 4 513602 91 mtdTF N 3 34 54 173062cos0 cos 1 tgtgr N 3 35 2in4 52in ta 3 繪制傳動(dòng)軸的受力簡圖 求支座反力 垂直面支反力 由 得 0CM 3 36 025732 arBYFLR 圖 4 1 傳動(dòng)軸的受力簡圖 11 NL FRarBY 13 6295 761 30204 132 603 由 得 N 3 37 230 954 173 BYrCYRF 水平面支反力 由 得 0CM 3 38 32 LFRtBZ N02 13685 762412 t 由 得 0Z N 3 39 3092 184 3 BrCRF 4 作彎矩圖 垂直面彎矩 圖 YM C 點(diǎn) N mm 3 40 495 70825 613 29 LRBY 水平面彎矩 圖 Z C 點(diǎn) N mm 3 41 675 48035 267 302 LRMBZ 合成彎矩 圖 C 點(diǎn) N mm 3 42 153 6785 4780395 470222 CZY 5 作轉(zhuǎn)矩 T 圖 N mm61 3 6 校核軸的強(qiáng)度 12 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 即危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度 由文獻(xiàn) 1 15 5 可 知 取 軸的計(jì)算應(yīng)力6 0 MPa 3 43 3 14150 26 9 3678 3 252232 WTMc 選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由文獻(xiàn) 1 表 可知 MPa 因此 601 故安全 1 ca 7 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看 截面 IV 和 V 引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重 而 V 受的彎矩較大 從受載的情況來看 截面 C 的應(yīng)力最大 但應(yīng)力集中不大 故 C 面不用校核 只需校核截面 V 截面 V 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 3 44 27401 0 33 dW3 抗扭截面系數(shù) mm 3 45 582T 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 Mpa 3 46 62 70 6153 678 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 201 截面上的彎曲應(yīng) Mpa 3 47 8 74 Wb 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 3 48 3 5031 T 軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由文獻(xiàn) 1 表 可知 MPa 1 640 B MPa MPa 2751 15 由文獻(xiàn) 1 附表 可知 用插入法求出83 13 8 2 k24 8 0 k 軸按精車加工 由文獻(xiàn) 1 附圖 可知 表面質(zhì)量系數(shù)為 3 84 0 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 1q 固得綜合系數(shù)為 3 49 9 284 021 kK 43 1 由文獻(xiàn) 1 可知 碳鋼的特性系數(shù)13 2 取 0 0 取5 5 所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為 3 50 34 01 289 751 mbKS 3 51 2 9 3 41a 3 52 5 1 702 19 2 SSca 故該軸在截面 V 左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的 截面 V 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm219703 01 3 dW3 抗扭截面系數(shù) mm42T 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 14 MPa628 570 6153 678 M 截面 V 上的扭矩 T 為 MPa 20 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa 92 Wb 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa8 74301 T 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及 按文獻(xiàn) 1 附表 查取 23 因 023 1 dr 8 104 dD 5 3 又由文獻(xiàn) 1 附圖 可得軸的材料的敏感系數(shù)為 8 0 q7 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn) 1 附 為43 3 53 87 1 05 2 1 1 k 687 q 由文獻(xiàn) 1 附圖 可得軸的截面形狀系數(shù)為235 0 由文獻(xiàn) 1 附圖 可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 76 0 綜合系數(shù)為 41 38 05 71 kK 6 2 所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為 29 801 8524 371 maKS 6 423 1a 15 5 172 896 24 82 SSca 故該軸在截面 V 左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的 3 各主要零部件強(qiáng)度的校核 3 1 機(jī) 架 強(qiáng) 度 的 校 核 與 計(jì) 算 機(jī)架的選擇根據(jù)玉米脫粒機(jī)上面的所有組成部件 脫粒量的多少和重量來定 方通機(jī)架受力分析得出 由分析得出玉米脫粒機(jī)機(jī)架在平衡狀態(tài)下只受地面對(duì)其的 支撐力和在其表面上物體所給的壓力 見下圖 即篩體和脫粒體以及軸承等等給的壓力為 G G1 零部件重量 20000N 10000Kg 1000X20N 30000N 根據(jù)方通承載力計(jì)算公式 M Pac L M 彎矩 P 集中力 a 集中力距支座距離 c 集中力距另一支座距離 L 跨 度 L a c 僅用于截面 bhW 12 f M W 材料的許用應(yīng)力 彈性抗拉強(qiáng)度 安全系數(shù) M Pac L 11960 xL 本次設(shè)計(jì)初定 L 為 1200mm 則 M 13456N M 初定方通為 140 x40 x6 計(jì)算 W 得出 bh 12 210 4cm462M3456f 1 350a 12 aW0 cm由 于 NP 折算后位 270Mpa 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A 的抗拉強(qiáng)度為 375 500Mpa 由于 270Mpa 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 375Mpa 所以方通滿足強(qiáng)度要求 16 3 2 軸 承 強(qiáng) 度 的 校 核 計(jì) 算 1 滾動(dòng)軸承的選擇 滾動(dòng)軸承為深溝球軸承 6205 由文獻(xiàn) 2 表 得24 39 KN KN 862 rC1490 or 8 e01 Y 2 壽命驗(yàn)算 軸承所受支反力合力 N 4 1 74 1502 3681 292 BZYBR 對(duì)于深溝球軸承 派生軸向力互相抵消 N0BaF7 aCF 由文獻(xiàn) 2 表 得 24 39 eRB N 4 2 74 1508 7150 BaBrYRP 按軸承 B 的受力大小驗(yàn)算 h 4 3 9 31066 78 4 5820101 BrhPCnL h 年978 4 54 由于玉米脫粒機(jī)脫粒體的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 必須選擇較大壽命的軸承 軸承能達(dá)到所 計(jì)算的壽命 經(jīng)審核后 此軸承合格 17 4 玉米脫粒機(jī)中主要零件的三維建模 4 1 篩 體 的 三 維 建 模 4 2 機(jī) 架 的 三 維 建 模 18 4 3 V 帶 輪 的 三 維 建 模 4 4 玉 米 脫 粒 機(jī) 的 三 維 建 模 19 5 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 本次設(shè)計(jì)的題目是玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 經(jīng)過查找各類資料和參考文獻(xiàn) 到今天 總算完成了 通過本次設(shè)計(jì) 再次提出了利用三維軟件的水平 并吸收了大量的經(jīng) 驗(yàn) 總結(jié)出以下幾點(diǎn) 關(guān)于圖紙的繪制方面 當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出 不考慮圖紙 尺寸不合適的 基于三維零件圖 裝配時(shí)必須考慮的大小是合適的 因?yàn)?AutoCAD 繪圖效果不好 也會(huì)引起的尺寸誤差 和甚至出現(xiàn)欠定義大小 因此 必須通過在 這個(gè)時(shí)候?qū)α慵M(jìn)行測量 進(jìn)行修改 直到符合要求 該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映 射 通過選擇部分的類型 標(biāo)準(zhǔn)件 可以生成 但有時(shí)需要在工具集使用部分可能 找不到 所以在這個(gè)時(shí)候隨機(jī)應(yīng)變 其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件 的使用 三維地圖應(yīng)該是靈活的 解決問題的方法總比問題多 當(dāng)一個(gè)方法不能正 常映射 試試另一種方法 它不僅可以完成零件的生產(chǎn) 而且還可以開發(fā)映射一個(gè) 更好的主意 并打破了新思想的規(guī)則 學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時(shí)間的命令 如鏡像 陣列 能省則省 在裝配過沉 重 曾給了我一個(gè)很大的障礙 是要花很多時(shí)間去找出為什么 在一個(gè)活躍的子組 件 雖然活動(dòng)范圍會(huì)產(chǎn)生干擾 可以設(shè)置該復(fù)合物的活動(dòng)范圍 如先進(jìn)的范圍內(nèi) 和角度范圍 即使在這個(gè)范圍內(nèi)不影響母配體 不能設(shè)置 因?yàn)橐坏┰O(shè)定的范圍內(nèi) 在父組件將被視為完全定義的組件模型 它將沖突分總成 將無法完成裝配 看地 圖是最重要的任務(wù)是理解零件圖 圖表工具 沒有工具是沒有法律的零件圖 所以 不要急著寫 想通過零件的結(jié)構(gòu) 并認(rèn)為通過線圖 這是重中之重 映射 部分建 模 一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析 找出零件是由幾個(gè)特點(diǎn) 擺脫所有的形狀特點(diǎn) 它們之間的連接相對(duì)位置 表面 然后按主次特征造型的關(guān)系 按一定的順序 一 個(gè)復(fù)雜的部分 有許多簡單的功能 通過切除或重疊相交 所以部分建模 序列特 征是很重要的 雖然不同的建模過程可以構(gòu)造出相同的實(shí)體部分 但其建模過程和 實(shí)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響 實(shí)體模型可以修改應(yīng)用程序 可理解性和實(shí)體模 型 特別是在二維圖紙 我們只能看到元器件的布局 并用虛線給說的內(nèi)部特征 除了部分的相貫線 這條線各特征在路口出現(xiàn) 在選秀過程中零件 必須選擇第一 個(gè)草圖平面 這是非常重要的 決定了后續(xù)的模型飛機(jī)的命令 使用簡單的說 一 個(gè)圓柱形圍成一個(gè)圈 然后繪制 也可以作為一個(gè)長方體旋轉(zhuǎn) 雖然他們的結(jié)果都 20 是一樣的 但草圖平面和命令的使用 如果我們想要一個(gè)軸 那么我們應(yīng)該選擇第 二個(gè)方法以及 由于該零件的設(shè)計(jì)不規(guī)則零件 用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令 許多零部件都是對(duì)稱 的 所以為了節(jié)省時(shí)間 提高效率 通常用于指揮鏡特性 一個(gè)完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下 4 個(gè)方面 一組視圖 一組視圖 包括視圖 剖面 斷面 局部視圖 是正確的 完整的 對(duì) 各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚 尺寸 尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術(shù)要求 表明部分的一些要求必須在制造和檢驗(yàn)完成 如表面粗糙度 尺寸公差 形位公差 材料和熱處理的方法和指標(biāo) 標(biāo)題欄 注明產(chǎn)品名稱 材料 數(shù)量 拉伸比和拉伸 等 單擊 新建 圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng) SolidWorks 文件 對(duì)話框中 單擊 選項(xiàng) 對(duì)話框中的組件 你可以進(jìn)入裝配工作模式 進(jìn)行以后的設(shè)計(jì)工作 21 總 結(jié) 時(shí)間似流水 到今天 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算完成了 心里充滿感概和辛酸 在最 近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟 不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知 識(shí) 而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示 在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 會(huì)遇 到不清楚的作業(yè) 老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo) 確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是 玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì) 通過初期的定稿 查資料和開始正式做畢設(shè) 讓我系統(tǒng)地了解 到了所學(xué)知識(shí)的重要性 從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易 需要不斷鉆 研 不斷進(jìn)取才可要做的好 總之 本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下 在大學(xué)研 究的最后 感謝幫助過我的老師和同學(xué) 是大家的幫助才使我的論文得以通過 在 這里 我要對(duì)我的老師和同學(xué)們表示由衷的謝意 22 致 謝 直到今天 論文總算完成了 我的心里感到特別高興和激動(dòng) 在這里 我打 心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝 因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo) 才讓我學(xué) 到了很多知識(shí)和做人的道理 由衷地感謝我親愛的老師 您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精 心指導(dǎo) 在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解 在我的生命中給予的 靈感 所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè) 也學(xué)到了很多有用的知識(shí) 同時(shí) 我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo) 知道想要什么 不再是過去的那個(gè)愛玩的 我了 導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格 認(rèn)真負(fù)責(zé) 無私奉獻(xiàn) 寬容豁達(dá) 的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的 通過近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算 查找各類玉米 脫粒機(jī)的相關(guān)資料 論文終于完成了 我感到非常興奮和高興 雖然它是不完美 的 是不是最好的 但在我心中 它是我最珍惜的 因?yàn)槲沂窃趺聪氲?這是我 付出的汗水獲得的成果 是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映 四年的學(xué)習(xí)和生活 不 僅豐富了我的知識(shí) 而且鍛煉了我的個(gè)人能力 更重要的是來自老師和同學(xué)的潛 移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí) 在這里 謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的 人 謝謝大家 在以后的工作中 我們將繼續(xù)努力 爭取把自己的本質(zhì)工作做好 23 參考文獻(xiàn) 1 張福學(xué)編著 玉米脫粒機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用 北京 電子工業(yè)出版社 2000 2 何發(fā)昌著 邵遠(yuǎn)編著 玉米脫粒機(jī)的原理及應(yīng)用 北京 高等教育出版社 1996 3 張利平著 實(shí)用技術(shù)速查手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 12 4 李寶仁著 氣動(dòng)技術(shù) 低成本綜合自動(dòng)化 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 9 5 宋學(xué)義著 玉米脫粒機(jī)速查手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 3 6 陳奎生著 氣與氣壓傳動(dòng) 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2008 5 7 SMC 中國 有限公司 玉米脫粒機(jī)實(shí)用技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 10 8 徐文燦著 玉米脫粒機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 9 曾孔庚 玉米脫粒機(jī)的發(fā)展趨勢 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇 10 高微 楊中平 趙榮飛等 玉米脫粒機(jī)臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2006 1 11 孫兵 趙斌 施永輝 玉米脫粒機(jī)的研制 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 12 馬光 申桂英 工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 2002 年 13 李如松 玉米脫粒機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 1994 年第 4 期 14 李明 單臂回轉(zhuǎn)式移動(dòng)玉米脫粒機(jī)設(shè)計(jì) 制造技術(shù)與機(jī)床 2005 年第 7 期 15 李杜莉 武洪恩 劉志海 玉米脫粒機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 煤礦機(jī)械 2007 年 2 月 16 成大先主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1994 17 Hirohiko Arai Kazuo Tanie and Susumu Tachi Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space