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购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业 设计说明书 题目名称 ： 向日葵脱粒机设计说明书 院系名称 ： 机械设计制造及其自动化 班 级 ： 学 号 ： 学生姓名 ： 指导教师 ： 2015 年 3 月 I 摘 要 本课题来源于当今社会机械工业农用机械设备的创新和更新换代基础之上，通过设计出向日葵脱粒机，从而来满足当今社会向日葵脱粒效果设备脱粒效果不足以及维修困难、成本高等缺陷。 国内 向日葵脱粒机 的研发及制造要与全球号召的高效经济、脱粒质量好，效率高等主题保持一致。近 期对机械行业中向日葵脱粒机的使用情况进行了调查，发现在机械行业中，脱粒机作为农业机械的一种，使用的非常普遍。自然而然在机械设备中它们的安装也非常频繁。传动的向日葵脱粒机在没有自动脱粒设备而需要人工脱粒的情况下，脱粒效率低下，劳动强度大，所以设计一个专用的向日葵脱粒机势在必行。 本文运用大学所学的知识，提出了向日葵脱粒机的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了向日葵脱粒机总的指导思想，从而得出了该向日葵脱粒机的优点是高效，经济，并且生产质量高，运行平稳的结论。 关键字 ： 向日葵脱粒机，脱粒，设备，高效 of of is a to do to a to or It in to in to in of is to a by is a It is as an to as of of of is a to on by in to of is of 录 摘要 . I . 引言 . 1 题的来源与研究的目的和意义 . 1 日葵脱粒机的发展现状 . 2 课题研究的内容 . 3 图绘制 . 5 准特征，参考几何体的创建 . 6 伸、旋转、扫描和放样特征建 . 7 程图的设计 . 10 配设计 . 11 2 向日葵脱粒机总体结构的设计 . 12 日葵脱粒机的总体方案图 . 12 日葵脱粒机的工作原理 . 15 械传动部分的设计计算 . 17 机的选型计算 . 18 带传动的设计计算 . 19 承座的选型计算 . 20 的选型计算 . 20 动轴的设计 . 20 3 各主要零部件强度的校核 . 21 架的设计及强度校核 . 23 动轴的设计及强度校核 . 23 承的强度校核 . 26 4 向日葵脱粒机中主要零件的三维建模 . 29 轮的三维建模 . 30 动筛的三维建模 . 31 罩的三维建模 . 32 日葵脱粒机的三维建模 . 34 5 三维软件设计总结 . 35 结论 . 36 致谢 . 37 参考文献 . 38 引言 题的来源与研究的目的和意义 由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有，一些专业知识是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作 中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器能完成人的手和脚，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜入 海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。人类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中，以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。 大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智能硬件还需要使用机械制造。在过去，各种机械离不 开人类的操作和控制，反应速度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统，人工智能将消除这种限制。相互促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更高层次的新一轮发展的开始使机械工程。在第十九世纪，机械工程的知识总量仍然是有限的，大学在欧洲，它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为土木工程，下半场的第十九个世纪成为一门独立的学科。在第二十世纪，随着机械工程和知识增长的发展开始分解，机械工程专业，有分支机构。在第二十世纪中期趋势分解，在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。由于机械工程的知识总量已 经远远从个 V 人掌握所有，一些专业是必不可少的。但是过度的专业知识使分割，视野狭隘，可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块的技术，外部条件变化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。综合职业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要的。从不同的专业和专业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看其他学科和项目作为一个整体，从而形成一种 相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有机械工程全面而专业的冲突；在综合性工程技术也有综合和专业问题。在人类所有的知识，包括社会科学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问题。 在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工作机械。但当时的煤矿、锡矿、铜矿等矿井中的地下水，仍只能用大量畜力来提升和排除。在这样的生产需要下， 18 世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上只应用于煤矿。 1765 年，瓦特发明了有 分开的冷凝器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。 1781 年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是 19 世纪唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重，应用很不方便。 19 世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。 20 世纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。 发电站初期应用蒸汽机为原动力。 20 世纪初期，出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机，也出现了适应各种水利资源的水轮机，促进了电力供应系统的蓬勃发展。 19 世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时启动的原动机。它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机械和轮船，到 20 世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在汽轮机和内燃机的排挤下，已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。 业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手 工制成。金属 (主要是铜、铁 )仅用以制造仪器、锁、钟表、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作，以达到需要的精度。蒸汽机动力装置的推广，以及随之出现的矿山、冶金、轮船、机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，越来越大，要求的精度也越来越高。应用的金属材料从铜、铁发展到以钢为主。 机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展生产所需的机械装备的供应。 社会经济的发展，对机 械产品的需求猛增。生产批量的增大和精密加工技术的进展，促进了大量生产方法的形成，如零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等。 简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。在机械工程中，互换性最早体现在莫茨利于 1797 年利用其创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火枪，显示了互换性的可行性和优越性。这种生产方法在美国逐渐推广，形成了所谓“美国生产方法”。 20 世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在19 世纪末创 立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。 20 世纪中、后期，机械加工的主要特点是：不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高到近于大量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。 18 世纪以前，机械匠师全凭经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几乎不发生联系。到 18 19 世纪，在新兴的资本主义经济的促进下，掌握科学知识的人士开始注意生产，而直接进行生产的匠师则开始学习科学文化知识，他们之间的交流和互相启发取得很大的成果。在这个过程中，逐渐形成一整套围绕机械工程的基础理论。 日葵脱粒机的发展现状 脱粒机 是用于对小麦、水稻、玉米、高粱、大豆及其它杂粮等作物进行脱粒作业的重要收获机械，在我国广大农村使用十分广泛。脱粒机在我国生产 使用已有数十年的历史，我们在 1986 之向日葵脱粒机基础钻研了多向日葵脱粒机制造的来历，来自于王健的以前的资料，他数十年的废寝忘食建造了一个单体产品脱粒机，开创脱粒机设计的先例。王健更设计出复合式脱粒机，创建王氏脱粒机。在这之后，台湾教授颜洪森以王氏脱粒机为基础，开发了一系列的脱粒机，查建中和其他人一起以单体脱粒机作为对象，共同钻研考虑怎样改良按压力引发的角度以及零部件的分理。总之，传统的对象加上科学的分析和先进的理论，使得脱粒机在国内的研究范围和深度得到了极大的丰富和发展。何人最先取得此项专利已无可知晓，只 了解到外国科学家在十九世纪末建造出了一部脱粒机，可以脱粒不同的农作物，但是却没有做出实物来加以佐证 纪初又有人运用新的体系制造出类似的产品脱粒机，然而相关资料中并没有找到对这个作品的介绍，所以那个时候有关脱粒机的研究。 20 世纪中期 然放进产品脱粒研究的思维制造，同期，又有两位发明家麦吉以及弗兰科创作了首部彻底用计算机操纵的向日葵脱粒机。接下来几年有关此机器的设计被充分的融入了运行操纵理论。 1979 年席罗思在行进多向日葵脱粒机里加入了操纵水平行走的仪器，同样在机械加入了保持和校对偏向的装置 。 20 世纪末布朗、罗布特以及莎普恩斯研究了加入了液压部件和直流电机驱动的向日葵脱粒机。这都意味着人类对脱粒体系的认识已从简单的考虑迈入了整体操纵、计算机和高新科技的相互融汇贯通的康庄大道。 课题研究的内容 本论文主要研究运用 向日葵脱粒机进行设计。在设计过程中，了解 各种功能。 司成立于 1993 年，由 司的技术 副 总 裁 与 司 的 副 总 裁 发 起 ， 总 部 位 于 马 萨 诸 州 的 康 克 尔 郡（ 。当初的目 标是希望在每一个工程师的 桌面 上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从 1995 年推出第一套 维机械设计 软件 至今已经拥有位于全球的办事处，并经由 300 家经销商在全球 140 个国家进行销售与分销该产品。 1997 年， 法国 达索（ 司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。 件是世界上第一个基于 发的三维 统。由于技术创新符合 术的发 潮流和趋势， 司于两年间成为 业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该 系统在 1995获得全球微机平台 统评比第一名。从 1995 年至今，已经累计获得十七项国际大奖。其中仅从 1999 年起， 美国 权威的 业杂志 续 4 年授予 佳编辑奖，以表彰 创新、活力和简明。至此， 遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它， 设计师 大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于 色的技术和市场表现，不仅成为 业的一颗耀眼的明星，也成为 华尔街 青睐的对象。终于在 1997 年由法国 达索公司 以三亿一千万美元的高额市值将 资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 业的世界纪录。并购后的原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为 业一家高素质的专业化公司。 维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的品。 由于使用了 术、直观式设计技术、先进的 核（由剑桥 提供）以及良好的与 第三方软件 的集成技术。 为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的 件使用许可约 28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品 /消费品、离散制 造等分布于全球 100 多个国家的约 3 万 1千家企业。在教育市场上，每年来自全球 4， 300 所教育机构的近 145， 000 名学生通过 培训课程。 据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它 3D 件相比， 一事实说明了越来越多的工程师和设计者使用 维软件，越来越多的企业需要 才。件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是五大特点。使得 维软件成为目前全球领先的三维 设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛选，工程师能从中选择合适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高产品质量。在目前市场上所见到的三维 决方案中， 设计过程 较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人性化的系统，同时对每个工程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。 件是世界上第一个基于 发的三维 统，由于技术创新符合 术的发展潮流和趋势， 司于两年间成为 业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在 1995获得全球微机平台 统评比第一名；从 1995 年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从 1999 年起，美国权威的 业杂志 续 4 年授予 佳编辑奖，以表彰 创新、活力和简明。至此， 遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它， 设计师 大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于 色的技术和市场表现，不仅成为 业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司 以三亿一千万美元的高额市值将 资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 购后的 原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为 业一家高素质的专业化公司， 维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的 品。 由于使用了 术、 直观式设计技术、先进的 （由剑桥 提供）以及良好的与 第三方软件 的集成技术， 为全球装机 量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的 件使用许可约 28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品 /消费品、离散制造等分布于全球 100 多个国家的约 3 万 1千家企业。在教育市场上，每年来自全球 4， 300 所教育机构的近 145， 000 名学生通过 培训课程。 据世界上著名的人才网站检索，与其它 3D 统相比，与 关的招聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用 来越多的企业雇佣 才。据统计，全世界用户每年使用 时间已达 5500 万小时。在美国，包括 麻省理工学院 （ 斯坦福大学 等在内的著名大学已经把 为制造专业的必修课，国内的一些大学 （教育机构）如 哈尔滨工业大学 、 清华大学 、 浙江工业大学 、 浙江大学 、 X 华中科技大学 、 北京航空航天大学 、 大连理工大学 、 北京理工大学 、 武汉理工大学 等也在应用 行教学。 件功能强大，组件繁多。 功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得 为领先的、主流的三维 决方案。 够提供不同的设计方案、减少 设计过程中的错误以及提高产品质量。 仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 现今社会阶段逐渐广泛应用，并且 司对中国市场重点开发，日后 用将会更加完善，更加普遍。通过前文对深入了解后，往后会对 行个别应用的分析，如建模，装配，工程图，力学分析等。 近期对机械行业中向日葵脱粒机的使用情况进行了调查，发现在机械行业中向日葵脱粒机是使用 很广泛的机器。自然而然在装配中它们的安装也非常平凡。在安装向日葵脱粒机时如果使用人工压配不但劳动强度太大而且相互尺寸不易保证，所以设计一个专用的向日葵脱粒机势在必行。本次的毕业设计课题的是向日葵脱粒机的设计。本文介绍了向日葵脱粒机的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，该向日葵脱粒机的优点是高效，经济，并且安全系数高，运行平稳。在某种程度上大大提升了该设备在国内外的竞争力，体现了机械工业重要性这一核心价值。 图绘制 熟悉 工作环境；了 解 命令，掌握在 存、导入等基本操作，掌握三维建模流程。 掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几何图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束；熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成草图绘。 准特征 清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准点的方法；灵活运用各种建立基准轴方法；灵活运 用各种建立基准面的方法；灵活运用坐标系的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。 伸、旋转、扫描和放样特征建模 灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法；掌 扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通过实践能够准确分析零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。 程图设计 灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖视图，断面图，局部图，辅 助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。 配设计 灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运用能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够在装配体中设计子装配体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法；灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的方法。 2 向日葵脱粒机总体结构的设计 日葵脱粒机的总体方案图 本次设计的向日葵脱粒机采取 的方案是： 在进行向日葵脱粒时，利用转轴体回转运动与底筛之间的间隙相配合，使向日葵粒拖下（转轴体上的齿条和底筛之间的揉搓作用，将向日葵籽脱离向日葵盘，并借助其他的机械机构将向日葵籽和向日葵盘分别从两个不同的出口排出机体之外，循环脱粒，不断的进行填入 具体方案布局图如下： 日葵脱粒机的工作原理 向日葵脱粒机在工作时，利用转轴体回转运动与底筛之间的间隙相配合，使向日葵粒拖下（转轴体上的齿条和底筛之间的揉搓作用，将向日葵籽脱离向日葵盘，由 于重力的作用，向日葵粒会自动落入到下面的出料斗里面，如此循环脱粒。 械传动部分的设计计算 电机的选型计算 已知整个设备上向日葵与零件的重量，我们取总重量为 150日葵脱粒机转动速度为 12r/： m m m g = 2 0 0 1 0 = 2 0 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 / 具体的电机设计计算如下 : 1、确定运行时间 本次设计加速时间 01(t 60 m/ 有速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0 电 机 左右水平运动2220 . 0 0 5( ) 2 0 0 0 . 0 0 0 1 2 6 7 7 9 ( . )22 M M k g m电机惯量4 3 4 5 27 . 8 7 1 0 0 . 4 0 . 2 3 . 7 2 1 0 ( . )3 2 3 2 L D k g m总惯量20 . 0 0 0 3 2 ( . ) L L M J k g 启动转矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2 J M J L J 必须转矩 2 . 3 6 . T M T L T S S N m S 为安全系数，这里取 根据以上得出数据，我们选用直流无刷电机型号为 92无刷直流步进电机厂家为南京森宇机电的产品。根据电机的特性曲线以及参数表如下： 据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用直流无刷电机型号为 92机额定功率为 定转矩为 大转矩为 定转速为 3000r/机大致图如下： 形尺寸 80机输出轴径为 16 带传动的设计计算 1）设计功率 工况系数，查 1 22 ，取 传递的功率 2）选定带型 根据 1n 查 1 2选取普通 型， 1n 小带轮转速，为 1440r/ 传动比 0i 2n m 1 8 0 1 4 0 r 3）小带轮基准直径 1 由 1 12 和表 8 1 14选定 1 100 75r/4）大带轮基准直径 2 XV 7 61 0 由 7得 2180）带速验算 d /3025/ 0 060 1 4 4 01 0 01 0 0 060 m a 6）初定轴间距 0a （ 80)(2 210 7）所需带的基准长度 0 020 4)()(22 12210 2 8 04 802 8 022 8 022 886 1 8取 900带型为 A 900 8）实际轴间距 a 8 72 8 8 69 0 02 8 02 00 9）小带轮包角 1 0 121 a dd = = 164 10)单根 p 根据带型号、 1 1n 普通 1表 8 1 27（ c） 取 1) 1i 时单根 P 根据带型号、 1n 和 i 查 1 27（ c） 取 2) Z = 11 小带轮包角修正系数查 1 23,取 带长修正系数查 1 8，取 3)单根 F 20 ) 0 0 = 00 =134（ N） m kg/m）查 1 24，取 4)作用在轴上的力 F )(106182s i i 0 )(159282s i i 0m a x 考虑新带初预紧力为正常预紧力的 15)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。 带轮的材料为 8 1 10 得基准宽度制 V 带轮轮槽尺寸，根据带轮的基准直径查 8 1 16 确定轮辐 轴承座的选型计算 滚动轴承为双列圆锥滚子轴承 350324B，由文献 2表 得 862N，1490N， 83.0e ， Y 。 （ 2）寿命验算 轴承所受支反力合力 222 （ 对于双列圆锥滚子轴承，派生轴向力互相抵消。 0 F N 由文献 2表 得， ， 0 0 51 （ 按轴承 9310366 h （ hL h= 年 由于脱粒机运转平稳，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。 动轴的设计 轴作为机器的一个关键组成部分 ，其为各类传动部件的安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的全部零碎部件融合在一起。 为用于振动的传递的轴体不仅要传送扭矩，还得经受住弯矩，是以本人研究的阶梯性轴是转动轴。因为确定了小带轮的参数，相应的大带轮随之确定。接下来的工作就是计算轴体的直径了。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，故采取 45 号钢当成轴体的原料，它需要 40后需要做正火或者调质处理来确保它的力学性能。 1、初步计算轴的直径 扭转强度估计轴的最小直径 d，轴的最小直径 633m i n 9 . 5 5 1 00 . 2 表 16.2，c=112, p= n=851,代入设计公式得 虑键槽等要素对轴的影响，轴的直径应增加以弥补轴的键槽强度减弱。取轴直径 d=20是最右边装带轮处直径等于 20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。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 10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，同样，螺钉等部件的长度和别的的因素，这样即可确定出轴的各段长度了。 3 各主要零部件强度的校核 架的设计及强度校核 机架的设计主要要保证刚度、强度、及稳定性。其中，刚度是评定大多数机架工作能力的主要准则；强度是定重载机架工作性能的基本准则，机架的强度应根据机器在运转过程中可能发生最大载荷或安全装置所能传递的最大载荷来校核其静强度，有时还要校核其疲劳强度。机架的强度和刚度都 需要从静态和动态两方面来考虑。动刚度是衡量机架抗振能力的指标，而提高机架的抗 振性能应从提高机架的构件的静刚度方面入手，合理设计机架构件的截面形状和尺寸。稳定性是保证机架正常工作的基本条件，必须要注意。 其中，机架设计的一般要求包括： 1） 在满足强度和刚度的前提下，机架的重量应要求轻、成本底； ） 抗振性好； 3） 由于内应力及温度变化引起的结构变形应力最小； 4） 结构力求便于安装与调整，方便修理和更换零部件； 初步确定机架的形状和尺寸，机架的结构形状和尺寸，取决于安装在它们内部与外部的零部件的形状和尺寸，配置情况、安装与拆卸等要求。同时也取决于工艺、所承受的载荷、运动等情况。机架材 料的选用主要根据机架的使用要求，多数机架形状较复杂，故一般采用铸造，由于铸铁的铸造性能好，价廉和吸振能力强，所以应用最广。 由于本设计是用于淀粉的加工设备中，属于重型机架，而圆锥筛的设备可以从淀粉的加工工艺流程图可以看到，此设备一般会布置到二搂，而不会在底层，这就 要求机架的重量轻，所以采用焊接机架，而且焊接机架具有制造周期短、重量轻、成本底且强度和刚度高、施工简便等优点，主要由钢板、型钢或铸钢件等焊接而成。左端架起筛筒那部分采用板焊结构，主要就是钢板拼焊而成，右端机架采用型钢结构，主要由槽钢，角钢，和钢板焊接而成，重量轻，成本底，材料利用充分。焊接时应注意以下几点： 1） 材料的可焊性 可焊性差的材料会造成焊接困难，焊缝的可靠性降低 所以本设计考虑到材料的可焊性选用 25钢； 2） 合理布置焊缝 焊缝应位于低应力区，以获得承载能力大，变形小的构件，焊缝布置要尽可能对称和减少焊缝的 数量、尺寸，且焊线要短，主要焊线要连续； 3） 提高抗振能力 普通钢材的吸振能力低于铸铁，对抗振能力要求高的焊接件应采取抗振措施，可利用钢板间的摩擦力来吸收振动； 4） 合理选择截面形状 提高焊接接头抗疲劳能力和抗脆断能力。 5） 尽可能选用标准型材、板材，合理确定焊缝尺寸。 在机器中支撑或容纳零部件的零件称之为机架，所以机架是底座、机体、床身、桥架、壳体、箱体以及基础平台等零件的统称。按机架分类所用材料分类，圆锥筛采用的是金属焊接机架。主要是焊接机架结构设计灵活、壁厚可以相差很大，并且可根据工况需要不同部位选用不同性能的材 料，但其抗振性能比较差。强度、刚度、稳定性是机架设计的主要准则，也是评价机架工作能力的主要标准，合理的设计机架的截面形状和尺寸、注意机架的整体布局。设计机架通过了以下几个设计步骤： （ 1） 初定机架的形状和尺寸 机架的结构形状和尺寸取决于安装在它内部的零件和部件的 形状和尺寸，配置情况、安装与拆卸等要求。同时也取决与所受载荷、运动等情况，然后，综合上述情况和有关资料，并参考现有同类型机架，初定拟定出机架的结构形状和尺寸。由于在小麦谷朊粉的加工过程中，由其加工工艺流程图可知，离心筛的装置都在上层，所以不可能采用 又重又笨的铸铁机架，所以采用由钢板、型钢、铸钢焊接而成的机架。机架的大致尺寸为高 1117 、长 993 、宽 750 ，要考虑起具体形状 电机、轴承座的安装还有带轮罩的固定。 （ 2） 机架的造型设计，虽然材料一定，但机架也要求内外质量的统一，考虑到角钢的等边性把角钢用于底座和支撑轴承座，外观上做成梯形架子，两边角钢分别向两边斜去，这样既增加了机架的稳定性、又使整个机架看上去简单轻便。同样角钢上面是四块角钢焊接的一个长方形用来支撑板，板在角钢上焊接，下空，因而有利于在板上打通孔和轴承的调节，轴承调节是通过连接部分的 螺栓孔做成长圆状的来实现。而下面是由两个空心钢来支撑电机下的板，空心钢强度和刚度都很高，所以不会出现强度或刚度不足现象。 （ 3） 作为焊接机架应合理布置焊缝和提高焊缝的可靠性，而且焊缝应位于低应力区，以获得承载能力大，变形小的构件；焊缝布置应尽量对称，最好至中性轴的距离 相等；尽量减少焊缝的数量和尺寸，且焊线要短；焊缝要不要布置在加工面和需要进行表面处理的部位上；更要注意不要让焊缝汇交和密集，让次要焊缝中断，主要焊缝联系。减少应力集中，如尽量采用对接接头；减少残余应力，焊后热处理等。 （ 4） 尽可能采用标准型材 ，板材，减少加工量。机架主要由空心钢、角钢、钢板等型钢焊接拼而成，它们性能的好坏直接决定着机架整体性联结结构的刚度直接影响机器的工作性能。为保证机架刚度应注意改善联结部位的受力状况、合理提高接触表面的平面度公差等级及改善其表面粗糙度、螺栓最好前后、左右对称布置。 整个机架设计完以后，既要注意满足强度、刚度、稳定性的要求，又要注意外形的美观和人机工程性，方便操作。造型好，使其既适用经济，又美观大方。 动轴的设计及强度校核 轴的强度计算一般可分为三种： 1）按扭转强度或刚度计算； 2）按弯扭合成强 度计算； 3）精确强度校核计算。 当轴的支撑位置和轴所受的载荷大小、方向、作用点及载荷种类均已确定，支撑反力及弯矩可求得时，可按照弯曲或者弯扭合成强度进行轴的强度计算。作用在轴上的载荷一般按集中载荷考虑，如本设计中的带传动对轴的力，其作用点取在轮缘宽度的中点。计算时，通常把轴当作置于铰链支座上的双支点梁，一般轴的支点近似取为轴承宽度中点。 由于本设计所用轴主要是受弯曲强度，很少的扭转强度，是根据扭转强度设计，应 核轴的弯曲强度，首先分析轴的受力，左端受的是圆锥筛的重力，右端是带轮对轴的力，中间是轴承座 的两个支撑力。 左端的作用力包括筛自身的重力、物料的重力、物料旋转产生的离心力。所以考虑圆锥筛对轴产生作用力时，仅是一个经验数据。在这里，假设圆锥筛为实心，对轴的作用力取其重力的 41 。 筛的材料为不锈钢，密度是,锥筛大端直径为 D= 小端直径是d=360 H=1140 h=510所以锥筛的体积 22( ) ( )3 2 3 2 h 即 2 2 38 5 0 3 6 0( ) 1 1 4 0 ( ) 5 1 0 1 9 8 3 2 7 1 7 2 . 73 2 3 2V m m m ; 所以 ,筛的重力约 为 30 . 2 7 . 8 5 1 0 1 5 7 0m V p K g 1 5 7 0 9 . 8 / 1 5 3 8 6G K g N K g N 故取 G= 轴径是按扭转强度初步设计的，所以要校核轴的弯曲强度，轴的强度校核也就是找出危险截面，看危险截面是否满足轴径条件，如果危险截面满 足，那么别的轴径肯定满足；根据轴的实际尺寸，承受的弯矩、扭矩图考虑应力集中，表
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