螺旋式散装物料收集器设计论文说明书

本科毕业设计（论文） 题 目: 散装物料收集器的设计 英文题目：The design of sprial bulk matiar collection 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 学 号： 指导教师： 毕业设计（论文）独创性声明该毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名： 日期： 年 月 日 毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解青岛滨海学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留送交毕业设计（论文）的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计（论文）。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要本次设计的题目是螺旋式散装物料收集器的设计，此种螺旋式散装物料收集器的出现不仅能够大大提高生产效率，也可以实现农业的自动化大生产，当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对螺旋式散装物料收集器的设计及制造提出了更高的要求,要求新型的螺旋式散装物料收集器能够承载更多的散装物料，并且能够做到高精度，高效率来对散装物料进行收集作业。以螺旋式散装物料收集机构为研究对象,探讨一种形式简洁、方便控制的自动收集器模型,从产能规划和收集速度两个层面上研究提高该螺旋式散装物料收集器的速度与产能的方法,对于推动螺旋式散装物料收集器机械基础理论和关键技术研究,提高我国在自动化行业的竞争实力将具有非常深远的意义。 本课题研究一种螺旋式散装物料收集器，研究一种高速、轻型、低成本,高速的螺旋物料收集器，该种类型设备的设计，不但在自动化领域是一个新的突破，对物料的输送领域的理论和应用来说，也是一个新的发展方向。对推动机构设计理论、散装物料收集技术、计算机控制技术、技术经济分析等多学科交叉，具有重要理论意义和工程实用价值。关键词：螺旋式散装物料收集器，制造，效率，重要意义1 ABSTRACTThis paper mainly introduces the current situation and development prospect of automotive beauty decoration industry, car beauty industry is experiencing a hitherto unknown development opportunity, there are good prospects for development. But due to the current situation of enterprise development disorder, not standardized, quality of personnel is low, which seriously restrict the development of the industry. With car ownership in China increased year by year, change the status quo is imminent, and at the same time, through the practice in developed countries concluded that car decoration and beauty will be the century of Chinas most promising gold industry, known as the automotive industry second gold, is a sunshine industry. his paper mainly to the four bar mechanism as the main execution elements to design of micro walking the whole scheme of the four bar mechanism. Its principle is diagonal synchronization, leg activity by the structure of the crank rocker, front leg movements around the same, it detailed performance curve characteristics of the connecting rod,when the curve trajectory diagonal straight line segment, the robot is stationary, the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking motion, robot. Key words: corn thresher;reame;processing;meaningful.2 目 录摘要IABSTRACTII1引言1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义1 1.2 本课题研究的内容32螺旋式散装物料收集器总体结构的设计5 2.1螺旋式散装物料收集器的结构原理7 2.2螺旋式散装物料收集器的结构8 2.2.1进料机构9 2.2.2输送机构10 2.2.3驱动机构103机械传动部分的设计计算11 3.1电机的选型计算12 3.2 V带传动的设计计算14 3.3带传动的设计10 3.3.1设计功率10 3.3.2 选定带型10 3.3.3 传动比14 3.3.4 小带轮基准直径15 3.3.5 大带轮基准直径15 3.3.6 带速验算15 3.3.7 初定轴间距15 3.3.8 所需带的基准长度16 3.3.9 实际轴间距17 3.3.10 小带轮包角17 3.3.11单根V带的基本额定功率18 3.3.12 时单根V带型额定功率增量18 3.3.13 V带的根数19 3.3.14 单根V带的预紧力20 3.3.15作用在轴上的力20 3.3.16带轮的结构和尺寸21 3.4传动轴的设计计算214各主要零部件强度的校核22 4.1轴承强度的校核计算255电气控制部分的设计与安装26结论27致谢28参考文献294 1 绪论1.1 课题的来源与研究的目的和意义在对散装物料进行收集的过程中，通过工程实践确定采用螺旋式输送方式的收集，并通过查找资料发现螺旋式物料收集器的机械化程度最高，几乎所有的大型的对散装物料进行加工的厂家都具备这种设备。国内一些大型螺旋式散装物料收集器先后从西德、丹麦、瑞士、日本等引进了先进的收集器设备，但其价格十分昂贵。目前中、小型散装物料收集企业所使用的大部分设备为我国自行设计制造的螺旋式输送方式的收集器是为中、小型散装物料加工企业所设计的较为理想的收集各种散装物料的机械。螺旋式输送方式的收集器作为对散装物料进行加工的必备设备的一种，它的设计和研发就极为重要。螺旋式散装物料收集器自从上世纪九十年代开始就陆续地被应用在散装物料的收集方面，但传统的螺旋式散装物料收集器由于收集精度不高，速度缓慢，有好多工厂仍然采用其他的收集方式，但其他散装物料收集方式的劳动效率低下，所以此次设计的螺旋式散装物料收集器，在传统的螺旋式散装物料收集器的基础上进行改进创新，应用合理的结构以及动力机构，从而来克服以往的螺旋式散装物料收集器所不能克服的问题，对后续的螺旋式散装物料收集器的设计制造有一定的参考意义和价值。目前，市面上的螺旋式散装物料收集器的产品图片如下图1，图2，图3所示：图1 图2图31.2 本课题研究的内容 本论文主要研究运用SolidWorks对螺旋式散装物料收集器进行设计。在设计过程中，了解SolidWorks的各种功能。 本设计主要针对螺旋式散装物料收集器进行设计，先规划出螺旋式散装物料收集器的整体结构方案，然后从这个方案入手，具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面：1、螺旋式散装物料收集器的收集装置的设计，确实具体结构是回转式或者是直线式。2、螺旋式散装物料收集器的执行机构的选择，从齿轮传动、链轮传动，V带传动中经过思量选择齿轮传动机构。3、该螺旋式散装物料收集器可以实现自动收集散装物料，能够通过人工单手操作，可以实现散装物料的自动收集。4、螺旋式散装物料收集器的结构的设计。通过了解实际螺旋式散装物料收集器的相关结构组成以及在网上查找大量关于物料收集器的资料，经过考证，该螺旋式散装物料收集器的设计方案可行，能够为后续的螺旋式散装物料收集器的生产带来一定的参考价值和借鉴意义。2螺旋式散装物料收集器总体结构的设计2.1 螺旋式散装物料收集器的结构原理该螺旋式散装物料收集器的工作原理为：人工或者其他配套设备将物料倒入进料斗，然后里面的螺旋式收集器对物料进行收集并沿着传动轴储料管上移，直到储料管的顶端的物料出口自动排出，达到物料收集的作用，其工作方式：由电机带动传动轴转动，向上运输物料其具体的结构原理图分析如下图所示：2.2螺旋式散装物料收集器的结构该螺旋式散装物料收集器的具体结构为：螺旋收集器的进料口放置于成堆堆放的散装物料里面，然后里面的螺旋式收集器对物料进行收集并沿着储料管上移，直到储料管的顶端的物料出口自动排出。 2.2.1送料机构 送料机构主要有料筒和螺旋收集器组成，通过将螺旋收集器的进料端放入散装物料里面来进行送料。2.2.2输送机构输送机构主要由螺旋收集器和传动轴，轴承座等组成，是该螺旋式散装物料收集器的核心部件。2.2.3驱动机构 驱动机构主要电机通过带传动实现传动轴的转动，而螺旋式收集器是与传动轴通过键槽固结的，所以从而带动了螺旋式收集器的转动来进行散装物料的收集，并提高了效率。3 机械传动部分的设计计算3.1电机的选型计算 螺旋式散装物料收集器是通过电机通过V带传动带动传动轴旋转，而螺旋式收集器是与传动轴通过键槽固结的，这样就带动了螺旋式收集器的转动来进行散装物料的收集。具体的电机选型计算过程如下：N=3(KW)G螺旋式散装物料收集器的生产能力，1000kg/hW收集2kg物料耗用能量，其值与玉米直径有关，d小则w大，当d3mm，取w0.0030kw.h/kg。（查B5p） 传动效率，取0.75所以根据N3 kw，n1500r/min，查B1表10-4-1选用Y112M-4，再查表得Y112M-4电机的结构。 3.2 V带传动的设计计算3.2.1 设计功率 工况系数，查B1表8122 ，取1.2 P传递的功率3.2.2选定带型根据和查B1图812选取普通V带A型，小带轮转速，为1440r/min3.2.3传动比 1.76 3.2.4小带轮基准直径（MM） 由B1表8112和表8114选定 100mm75r/min 3.2.5大带轮基准直径（MM） 由B3表87得=180mm3.2.6带速验算 3.2.7初定轴间距（MM） 3.2.8所需带的基准长度（MM） 886mm 依B1表818取900mm，即带型为A9003.2.9实际轴间距 3.2.10小带轮包角 = = 3.2.11单根V带的基本额定功率 根据带型号、和普通V带查B1表8127（c） 取1.32kw3.2.12时单根V带型额定功率增量根据带型号、和查B1表8127（c） 取0.15kw3.2.13 V带的根数ZZ =小带轮包角修正系数查B1表8123,取0.96带长修正系数查B1表818，取0.873.2.14单根V带的预紧力 = =134（N） mV带每米长的质量（kg/m）查B1表8124，取0.1k/gm3.2.15 作用在轴上的力 考虑新带初预紧力为正常预紧力的1.5倍3.2.16 带轮的结构和尺寸带轮应既有足够的强度，又应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造而产生过大的应力。轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度）以减轻带的磨损和功率损失。带轮的材料为HT200。3.3传动轴的设计计算轴体的研究需要凭借扭转强度来调整弯曲的强度，因为可用作轴的原料比较多，所以必须得明确轴的应用环境，还有规定诸如刚度，强度以及别的机构机能。可以使用热处理这种方法，当然也要琢磨怎样使加工简单并且花费较少，用研究计算所得的数据以确定轴体的用料，综上所述：故采取45号钢当成轴体的原料，它需要40MPa的切应力。然后需要做正火或者调质处理来确保它的力学性能。装有密封元件和滚动轴承处的直径，应与密封元件和轴承的内孔径尺寸保持一致。轴体上面存在两支点的轴承要选用一样的标准，方便加工轴承的座孔，并减少生产中的误差。挨着的轴段，应使直径不一样构成轴肩，轴肩在轴体上部件定位以及承受轴向力时要提供相应的高度，轴肩的直径差通常选5到10mm，本文轴肩处采取5毫米的直径差，接着把每段轴体的长度尺寸匹配到一块，还要注意轴承座的安装以及结构是否合理。其中轴的设计计算步骤如下：（1）初步确定轴的直径mm （3.32）根据工作条件，取mm（2）传动轴受力分析N （3.33） N （3.34） N （3.35）（3）绘制传动轴的受力简图如下图所示，求支座反力垂直面支反力：由，得： （3.36） 由，得： N （3.37）水平面支反力：由，得： （3.38） N由，得： N （3.39） （4）作弯矩图：垂直面弯矩图：C点 Nmm （3.40）水平面弯矩图： C点 Nmm （3.41）合成弯矩图：C点Nmm （3.42） （5）作转矩T图： Nmm （6）校核轴的强度：按弯扭合成应力校核轴的强度校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。由文献1，15-5可知，取，轴的计算应力 MPa （3.43）选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献1表可知，MPa。因此，故安全。（7）精确校核轴的疲劳强度判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面IV和V引起的应力集中最严重，而V受的弯矩较大；从受载的情况来看，截面C的应力最大，但应力集中不大，所以C面不用校核。只需校核截面V的应力。截面V左侧抗弯截面系数 mm （3.44）抗扭截面系数 mm （3.45）截面V左侧的弯矩M为 Mpa （3.46）截面V上的扭矩T为 MPa 截面上的弯曲应 Mpa （3.47） 截面上的扭转切应力MPa （3.48）轴的材料为45钢，调质处理。由文献1表可知，MPa，MPa，MPa。由文献1 附表可知，用插入法求出 ，轴应按精车加工，由文献1 附图可知，表面质量系数为： 轴未经表面强化处理，固得综合系数为 （3.49） 由文献1 ，可知，碳钢的特性系数 取 取所以轴在截面V左侧的安全系数为 （3.50） （3.51） （3.52）综上：该轴在截面V左侧的强度是足够的。截面V右侧抗弯截面系数 mm抗扭截面系数 mm截面V左侧的弯矩M为 MPa截面V上的扭矩T为 MPa 截面上的弯曲应力 MPa截面上的扭转切应力 MPa截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按文献1附表查取。因， ，又由文献1附图可得轴的材料的敏感系数为 ，故有效应力集中系数按文献1，附为 （3.53） 由文献1附图可得轴的截面形状系数为由文献1附图可得轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为综合系数为 所以轴在截面V左侧的安全系数为 故该轴在截面V左侧的强度是足够的。4各主要零部件强度的校核4.1轴承强度的校核计算（1）滚动轴承的选择滚动轴承为深沟球轴承6205，由文献2表得KN，KN，。（2）寿命验算 轴承所受支反力合力 N （4.1）对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N由文献2表得， ， N （4.2）按轴承B的受力大小验算 h （4.3）h=年 由于螺旋式散装物料收集器传动轴的运转平稳和受力结构，必须选择较大寿命的轴承，轴承能达到所计算的寿命。 经审核后，此轴承合格。5电气控制部分的设计与安装 此次设计的螺旋式散装物料收集器的电器部分主要是针对控制三相电机这个部分，一本都是通过变频器来控制，通常由于该收集器都是固定在一个部位或者移动的，所以一般电气控制箱体根据该散装物料收集器的类型来选择，固定式的就是固定在散装物料收集器或者其他地方就行，在需要开机操作的时候，人工只要按下按钮就可以。 一般此类设备的控制可以直接采用单片机控制，因为单片机成本低廉且电路简单，能够实现对该螺旋式散装物料分割器的控制。总 结 时间似流水，到今天，我的毕业设计总算完成了，心里充满感概和辛酸，本次设计的题目是螺旋式散装物料收集器的设计，经过查找各类资料和参考文献，到今天总算完成了，通过本次设计，再次提出了利用三维软件CAD-CAM的水平和CAD的熟练操作能力，并吸收了大量的经验，总结出以下几点：关于图纸的绘制方面，当零件的尺寸已经给出，不考虑图纸尺寸不合适的，基于三维零件图，装配时必须考虑的大小是合适的，因为AutoCAD绘图效果不好，也会引起的尺寸误差，和甚至出现欠定义大小，因此，必须通过在这个时候对零件进行测量，进行修改，直到符合要求。该工具是方便的输入数据映射，通过选择部分的类型，标准件，可以生成，但有时需要在工具集使用部分可能找不到，所以在这个时候随机应变，其他部分而不是通过修改或满足要求增加组件的使用。三维地图应该是灵活的，解决问题的方法总比问题多，当一个方法正常行不通时，试试另一种方法，它不仅可以完成零件的生产，而且还可以发现一个更好的主意，并打破了新思想的规则，使自己学到了新的东西。 学习使用一些可以节省时间的命令，如“镜像、阵列、旋转、移动等命令可以提高效率。在装配过沉重，曾给了我一个很大的障碍，是要花很多时间去找出为什么。在一个活跃的子组件，虽然活动范围会产生干扰，可以设置该复合物的活动范围，如先进的范围内，和角度范围，即使在这个范围内不影响母配体，不能设置。因为一旦设定的范围内，在父组件将被视为完全定义的组件模型，它将冲突分总成，将无法完成装配。看地图是最重要的任务是理解零件图，图表工具，没有工具是没有法律的零件图，所以不要急着写，想通过零件的结构，并认为通过线图，这是重中之重，映射。部分建模，一般应的特点进行深入分析，找出零件是由几个特点，摆脱所有的形状特点，它们之间的连接相对位置、表面，然后按主次特征造型的关系，按一定的顺序。一个复杂的部分，有许多简单的功能，通过切除或重叠相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，虽然不同的建模过程可以构造出相同的实体部分，但其建模过程和实体结构的稳定性有直接的影响，实体模型可以修改应用程序，可理解性和实体模型。特别是在二维图纸，我们只能看到元器件的布局，并用虚线给说的内部特征，除了部分的相贯线，这条线各特征在路口出现。在选择修改过程中零件，必须选择第一个草图平面，这是非常重要的，决定了非常重要的快捷方式的使用的命令，使用简单的说，一个圆柱形围成一个圈，然后绘制，也可以作为一个长方体旋转，虽然他们的结果都是一样的，但草图平面和命令的使用。如果我们想要一个轴，那么我们应该选择第二个方法以及三维画图方式。 由于该零件的设计不规则零件，用于为拉伸和旋转命令，许多零部件都是对称的，所以为了节省时间，提高效率，通常用于镜像、旋转特性。 一个完整的工程图纸应该包含以下4个方面： 一组视图：一组视图（包括视图，剖面，断面，局部视图）是正确的，完整的， 对各部分的结构和形状表达清楚。 尺寸：尺寸的确定和零件的形状各部分的位置 技术要求：表明部分的一些要求必须在制造和检验完成，如表面粗糙度，尺寸 公差，形位公差，材料和热处理的方法和指标。 标题栏：注明产品名称，材料，数量，拉伸比和拉伸，等。单击新建图标以显示新的文件系统，SolidWorks文件”对话框中，单击“选项”对话框中的组件，你可以进入装配工作模式，进行以后的设计工作。致 谢 现在，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理，由衷地感谢我亲爱的老师，您不仅在毕业设计上对我精心指导，在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，给了我许多在毕业设计中的灵感和启发，所以我才能顺利地完成大学阶段的毕业设计，也学到了很多有用的知识，同时我的生活中的也有了一个明确的目标。使我懂得了：“纸上学来终觉浅，绝知此事要躬行”的道理。并且在做毕业设计过程中，我想了很多，关于以后规划的问题，知道想要什么，我不再是过去的那个懵懂少年和调皮的我啦。导师严谨的指导的态度，耐心细致中的讲解，认真负责，无私奉献，宽容豁达的教学态度都是我们应该学习和提倡的。通过近半年的设计计算和查找资料，查找各类螺旋式散装物料收集器的相关资料，毕业设计终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然它是不完美的，也不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想的，这是我付出的汗水获得的成果，是我在大学四年知识的运用和总结。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，明白了一个重要道理，切勿纸上谈兵，更重要的是来自老师和同学的潜移默化让我学到很多有用的知识，在这里，谢谢老师以及所有关心我和帮助我的人，谢谢大家。在以后的工作中，我们将继续努力，争取把自己的本职工作做好。 另外也感谢我的父母，朋友的帮助。在做设计感觉受挫，枯燥与迷茫时，是他们在悉心的鼓励为我释放压力，鼓励我不要气馁，不忘来时的路，勇敢面对。每周一次和父母的通话，与朋友和同学的长谈后都使我精神放松，斗志倍增，以饱满的热情重新投入到完成毕业设计的工作上来，感谢他们，正是他们的不懈支持和充分理解才能使我顺利完成毕业设计。 最后，感谢我的导师，祝愿导师在以后的日子了工作顺利，心想事成；祝同学早日找到自己满意的工作，事业有成。参考文献1 邓星钟. 螺旋式散装物料收集器设计手册M. 华中科技大学出版社， 2002。 2 孙志礼、冷兴聚、魏延刚等 . 螺旋式散装物料收集器中的应用M. 东北大学出版社， 2003。 3 徐灏. 机械设计手册M第5卷. 机械机械出版社， 1992。 4 吴宗泽. 机械设计师手册M. 机械机械出版社， 2002 。5 成大先. 机械设计图册M. 化学机械出版社， 2002年。6 罗洪量 . 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