畢業(yè)論文機械設計

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1、 陜西理工學院畢業(yè)設計 題 目 谷物干燥機設計及制作 學生姓名 李云浩 學號 1214054214 所在學院 材料科學與工程 專業(yè)班級 材料成型及控制1204班 指導教師 王華 （教授）

2、 完成地點 陜西理工學院 2016年6月12日 畢業(yè)論文﹙設計﹚任務書 院(系) 材料成形及控制工程 專業(yè)班級 材控12級 學生姓名 李云浩 一、畢業(yè)論文﹙設計﹚題目 谷物干燥機設計及制作 二、畢業(yè)論文﹙設計﹚工作自_2016 _年_2_月__24 _日 起 至_2014年 6 月_15 _日止

3、 三、畢業(yè)論文﹙設計﹚進行地點: 陜西理工學院 材料學院 四、畢業(yè)論文﹙設計﹚的內容要求： 設計谷物干燥機的甩干系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、整體結構，并制備出完整的設備 具體任務如下： 1、查閱有機械制備設計相關文獻；

4、 2、翻譯一篇外文科技文獻； 3、設計谷物干燥機結構工藝，； 4、使用Pr/E及CAD或相應的軟件使用方法，運用該軟件完成零件繪制，根據(jù)繪制圖紙進行工藝制備方案；

5、 6、整理實驗結果，撰寫學位論文； 進度安排： 第1~3周：查閱有關機械制造工藝相關文獻，并寫出文獻綜述，翻譯一篇科技文獻（英譯漢或漢譯英），撰寫開題報告，進行開題答辯；

6、 第4~14周：使用Pr/E、CAD或相應軟件繪制零件圖紙，設計出需要的零件圖紙 第15~18周：整理計算分析結果，撰寫學位論文并準備答辯。 指 導 教 師 王華 系(教 研 室) 材料成形及控制工程 系(教研室)主任簽名

7、 批準日期 2015年12月 接受論文 (設計)任務開始執(zhí)行日期 2016年 月 日 學生簽名 谷物干燥機設計及制作 作者：李云浩 （陜理工材料學院 材料成型及控制專業(yè)1204班,陜西 漢中 723000） 指導教師：王華 [摘 要] 本產品設計說明書主要闡述了一種谷物干燥機的設計過程。在本次產品設計過程中采用了Auto CAD及Pro/E軟件來完成機構設計、圖形繪制和運

8、動分析與計算等，設計好的零件經過機械加工成型，再將加工好的各種零件進行焊接和組裝。谷物干燥機，包括機身、甩干系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)等，主電機帶動甩干桶初步干燥谷物，機身上還安裝有熱風電機及烘干板，谷物最后經烘干后裝袋。潮濕的谷物先經過甩干，然后再進行烘干，徹底解決了雨天谷物無法干燥的難題。 [關鍵詞] 谷物干燥機；機械加工；焊接；零件加工 Design and manufacture of grain dryer Author: Li Yunhao (1204 classes of materials fo

9、rming and control, Shaanxi Institute of technology, Hanzhoung, Shaanxi 723000) Tutor: Wang Hua [Abstract] The design specification of this product mainly describes the design process of a grain dryer. In the process of product design using Auto CAD and Pro / E software to complete the organi

10、zation design and graphics rendering and motion analysis and calculation, design of parts after machining, processing of various parts of the welding and assembly. Grain drier comprises a machine body, a drying system and drying system, etc., the main motor drives the drying barrel preliminary dryin

11、g grain, body is also provided with a hot-air motor and drying in grain finally dried after bagging. Wet grain first dried, and then dry, completely solve the problem of grain can not dry wet. [Abstract] Grain drier；machining；welding；Parts processing 目錄 1引言 1

12、 1.1課題研究的內容與意義 1 1.2可行性分析 1 1.3需求分析 1 1.4成本分析 1 2干燥機的結構及組成 2 2.1甩干系統(tǒng) 2 2.1.1 進料口 2 2.1.2皮帶輪設計 3 2.1.3甩干桶設計 4 2.1.4主電機 7 2.1.6拉料板、拉料桿、擋料板、導桿設計 8 2.1.7排水槽 9 2.2烘干系統(tǒng) 9 2.2.1熱風機 9 2.2.2烘干板 11 2.3支撐部分 11 3干燥機的三維建模及零件尺寸 13 3.1干燥機的三維建模 13 3.2干燥機的零件尺寸 13 4實施方式 14 4.1機身焊接機構設計 14 4.2螺栓連接

13、 15 參考文獻 17 致謝 18 1引言 食品安全與能源安全、金融安全并稱為當今世界三大經濟安全。中國是一個糧食生產大國，也是一個糧食消費大國。中國的糧食生產和供求情況不僅關系到中國13億人口的吃飯問題，而且會影響國際糧食的供求和價格狀況。確保糧食安全不僅是實現(xiàn)國民經濟又好又快發(fā)展的基本條件，而且是促進社會穩(wěn)定和諧的重要保障，也是確保國家安全的戰(zhàn)略基礎。雖然我國是世界上最大的糧食生產國和消費國，但同時，我國也是一個糧食損耗大國。我國糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運輸、加工、消費等過程中的損失遠遠超過了聯(lián)合國糧農組織規(guī)定的5%的標準，在這些損失中，每年因氣候原因，谷物來不及

14、曬干或未達到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失量巨大。從國家安全戰(zhàn)略角度看，在我國人口眾多、農業(yè)受自然風險和市場風險影響較大，很多地區(qū)氣候潮濕，每到農作物成熟的季節(jié)，由于連綿不斷的陰雨天氣，農作物不能及時收割儲存，致使大量農產品（小麥、水稻、油菜籽等）霉變、發(fā)芽，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年由于霉變而損失的糧食約有三、四千萬噸，足以養(yǎng)活1.5億到2億人口。因此，農產品的干燥就顯得尤為重要，大力發(fā)展谷物干燥機也就是大勢所趨。 1.1課題研究的內容與意義 本設計旨在研制一種農作物干燥設備，使被雨水淋濕的農產品及時得到干燥，方便作物儲存。 設計思路是提供一種谷物干燥機，結構簡單、使用方便，通過

15、設置甩干系統(tǒng)，使其對潮濕的谷物先進行甩干、再進過烘干系統(tǒng)，使谷物進一步得到干燥，解決了陰雨天氣谷物難以干燥的難題。 1.2可行性分析 本產品的設計與加工主要采用Pro/E、AutoCAD2008軟件進行。在制造方面，面臨的關鍵問題分兩步，第一步：谷物甩干系統(tǒng)，主要涉及連續(xù)甩干過程谷物輸入及輸出控制和甩干過程轉動穩(wěn)定性及轉速的控制；第二步：烘干系統(tǒng)，涉及烘干時效率及溫度的控制。 解決思路： 1）甩干系統(tǒng)：甩干桶采用臥式轉動方式，以便于實現(xiàn)谷物連續(xù)輸入及連續(xù)甩干；擬采用皮帶傳動方式來控制甩干桶旋轉，可有效的減小了噪音； 2）干燥系統(tǒng)：谷物甩干后自動流入干燥器；干燥器由干燥板和熱風

16、機組成，熱風系統(tǒng)的熱風大小與溫度高低可以調節(jié)，實現(xiàn)了溫度的測定與控制。 1.3需求分析 消費者對設備的要求是： a、實用，能達到干燥效果； b、操作方便，便于移動； c、成本低； d、烤漆面不易生銹和脫落。 1.4成本分析 設計成本主要包括電動機（160元），軸承及軸承座（60元），甩干桶及皮帶輪（200元），機身架子（350元），熱風機（100元），其它（130元），成本大約為1000元。 2干燥機的結構及組成 圖2.1為設計的谷物干燥機結構示意圖。 圖2.1 谷物干燥機結構示意圖 1.入料槽，2.

17、皮帶輪，3.甩干桶，4.主電機，5.軸承，6.拉料板，7.拉料桿，8.擋料板，9.導桿，10.支撐輪11.熱風機，12.烘干板，13.固定架，14.排水槽，15.機身。 如圖2.1所示，包括機身15，機身15上固定安裝有固定架13，固定架13上固定安裝有主電機4，同時固定架13上固定安裝有熱風電機11。機身15上還通過軸承5安裝有甩干桶3。主電機4的輸出軸通過皮帶輪2與甩干桶3的一端相連，甩干桶3的一端還與入料槽1相連通；甩干桶3的側壁開有用于甩水的通孔，甩干桶3的內壁設置有鐵絲網(wǎng)。甩干桶3不與入料槽1相連的一端設置有開口，甩干桶3內部兩端之間固接（可以焊接）有支撐桿9，甩

18、干桶3的內部位于支撐桿9的下方安裝有拉料板6、拉料桿7、擋料板8（拉料板6、拉料桿7、擋料板8焊接在一起），拉料板6位于靠近入料槽1的一端，擋料板8位于另一端，拉料桿7固接在拉料板6及擋料板8之間。熱風電機10的輸出軸與風扇11相連，風扇11旁邊安裝有熱阻絲，機身15上固定安裝烘干板12，烘干板12安裝在熱阻絲遠離風扇10的一側，且烘干板12位于甩干桶3遠離入料槽1一側的側下方位置處。機身15上位于甩干桶3的下方位置處設置有排水槽14。 設計的谷物干燥機主要分為三個系統(tǒng)：甩干系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、支撐部分。 ①甩干系統(tǒng)包括： 1.入料槽，2.皮帶輪，3.甩干桶，4.主電機，5.

19、軸承，6.拉料板，7.拉料桿，8.擋料板，9.導桿，13.排水槽。 ②烘干系統(tǒng)包括： 11.熱風機，12.烘干板。 ③支撐部分包括：10.支撐輪，13.固定架，15.機身。 工作原理： 甩干系統(tǒng)： 谷物干燥機的甩干系統(tǒng)設計主要是根據(jù)洗衣機甩衣服的原理進行設計的，它由甩干內桶、外桶、軸承座等組成。甩干內桶呈圓形，在桶壁上有許多圓孔，工作時，甩干內桶作高速旋轉，靠離心力將谷物中的水分甩出桶外，起到甩干作用，而甩干外桶將甩出的水分擋住并聚集排出。 烘干系統(tǒng)： 烘干系統(tǒng)主要是根據(jù)熱風機吹干頭發(fā)的原理進行設計的，它由電動機、風葉、電熱元件等組成。電動機帶動風葉轉動，吹出的風經過電熱

20、元件，變成熱風吹出，熱風由開關控制可分檔調溫。通常只有當電動機通電時，電熱元件才能接通加熱，以避免機件過熱而損壞。 2.1甩干系統(tǒng) 2.1.1 進料口 進料口結構如圖2.2所示 圖2.2 進料口結構圖 圖2.2進料口為漏斗形，方便與谷物順利進入甩干桶。其大端直徑為100mm，小端直徑為25mm，漏斗高度為65mm，漏斗形入料槽下面是豎直的空心管，其外徑為25mm，長度為82mm，其壁厚為1mm，豎直空心管下面是圓形拐角，直徑與壁厚和豎直管一樣，外徑為35mm，拐角右邊是水平管，其長度為150mm。 2.1.2皮帶輪設計 皮帶傳動是一種依靠摩擦力來傳遞運動和動力的機

21、械傳動。它的優(yōu)點主要表現(xiàn)在： ①皮帶有良好的彈性，在工作中能緩和沖擊和振動，運動平穩(wěn)無噪音。 ②載荷過大時皮帶在輪上打滑，因而可以防止其他零件損壞，起安全保護作用。 ③皮帶是中間零件。它可以在一定范圍內根據(jù)需要來選定長度，以適應中心距要求較大的工作條件。 ④結構簡單制造容易，安裝和維修方便，成本較低。 缺點是： ①靠摩擦力傳動，不能傳遞大功率。傳動中有滑動，不能保持準確的傳動比，效率較低。 ②在傳遞同樣大的圓周力時，外廓尺寸和軸上受力都比齒輪傳動等嚙合傳動大。 ③皮帶磨損較快，壽命較短 本谷物干燥機的設計傳動功率不大，且要求運動平穩(wěn)無噪音、成本低，所以選擇皮帶傳動。下

22、面是設計的皮帶輪的結構示意圖，如圖2.3和圖2.4 圖2.3 電機皮帶輪示意圖 如圖2.3所示為電動機上的皮帶輪，其中皮帶輪部分厚度為20mm，小軸部分厚度為15mm，皮帶輪大端寬度為14mm，小端寬度為5mm，皮帶輪深度為13mm，裝電動機主軸的孔直徑為Φ15mm，孔為半圓形，有一個寬度為10mm的部分沒有切除。 圖2.4 甩干桶皮帶輪示意圖 如圖2.4所示，是安裝在甩干桶上的皮帶輪，皮帶輪的最大直徑為Φ100mm，厚度為20mm，皮帶輪槽的最大寬度為14mm，最小寬度為5mm，皮帶輪深13mm，皮帶輪一側有一個突出部位，其外徑Φ75mm，內徑為Φ50mm

23、，寬度為15mm，在其上面有一個M10的螺紋孔，將來在里面裝一個頂釘，在皮帶輪內側有一個寬為8mm，深為3mm的鍵槽。將要安裝的鍵的寬度為7mm，長度為20mm，厚度為6mm。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算甩干桶的轉速： 電動機所帶皮帶輪的直徑為： （2.1） 甩干桶上皮帶輪的直徑為： （2.2） 電動機的轉速為： （2.3） 則甩干桶的轉速 （2.4） 皮帶傳動的具體要求 ①、三角皮帶線速度不

24、宜超過25米／秒，平皮帶線速度一般為10～20米／秒，特殊情況下可以降低。皮帶線速度可按下式計算： （2.5） 式中V——皮帶線速度，（米／秒） D——皮帶輪直徑，（mm） n——皮帶輪轉速，（r/min） 通過計算： （2.6） 符合要求。 ②、平皮帶每秒鐘經過小皮帶輪的次數(shù)C不宜超過3～5次，三角皮帶不宜超過20次。 （2.7） 式中L——皮帶長度（m） 經過測量皮帶輪的長度L=0.6m，所以計算：

25、（2.8） 符合要求 ③、小三角皮帶輪包角不應小于120（平皮帶150），否則應減小兩皮帶輪的直徑差值，或增大中心距離，或加裝壓帶輪。 ④、小皮帶輪直徑不能太小，以免皮帶彎曲過度，縮短使用壽命。對于平皮帶傳動，小皮帶輪直徑一般要大于夾布膠帶厚度的25～30倍。 ⑤皮帶初拉緊力，以每平方厘米皮帶斷面積用16～18kg左右的力拉緊較為合適。 2.1.3甩干桶設計 （1）甩干桶的甩干方式確定 洗衣機甩干桶主要分為立式、臥式兩類， ①臥式設備谷物平均分布在甩干桶內轉動，甩干均勻程度高，不留死角，轉動速度快，性能高；而立式設備因谷物由于重力作用會聚集在桶底，甩干的均勻程度

26、較低，是針對一部分谷物轉動上拋的原理構成，谷物的甩干質量不被保證。性能較低，攪拌效果不理想。 ②臥式設備轉動軸承在設備的兩側，谷物不易包住軸承，操作簡單，使用方便，主要是谷物甩干后方便取出；而立式設備谷物在桶底部分甩干時不能遺漏，所以甩干后取出也不方便 ③立式設備設備的維修率相對較高，轉動軸承在設備下端，軸承易被谷物包住而發(fā)生故障。 根據(jù)以上分析，選用臥式甩干桶。 （2）甩干桶結構如圖2.5所示： 圖2.5 甩干桶結構圖 甩干桶如水桶形狀，在桶底中心部位去掉一個Φ35mm的同心圓，同時，在桶底部位焊接一個內徑為Φ35mm的同心軸，如圖所示甩干桶的外徑為

27、217mm，內徑為204mm長度為300mm，桶深為290mm，而在桶身上鉆有六行四列直徑為Φ15mm的孔，最左側的孔距離底部的長度為80mm，其他的依次為45mm等距排列，在甩干桶高速旋轉的作用下，通過這些小孔可以使水分甩出。而桶底的空心軸是由Φ6010mm和Φ5090mm的兩端內徑都為Φ35mm的軸組成。在較小的軸上有一個寬為8mm，深為3mm，長為28mm的鍵槽。設計將軸承與皮帶輪將安裝在Φ50mm的軸上，谷物將從Φ35的空管進入甩干桶，甩干桶內側安裝有鐵網(wǎng)，以防谷物從Φ15mm的孔內漏出，且水分可以順利的被甩出。 （3）甩干桶的相關計算 ①甩干桶的最大容量為：

28、 （2.9） 式中：R---甩干桶內半徑（mm） H---甩干桶內深度（mm） 計算得甩干桶最大容量為： （2.10） 大約等于9.47L ②甩干桶的合理甩干量（單次甩干量）： 由于谷物在甩干桶內還要進行旋轉，將水分均勻充分的甩出，甩干桶的合理甩干量為最大甩干量的1/3～1/4左右。 （2.11） 取平均值為2.8L ③谷物干燥機每小時甩干量： 根據(jù)洗衣機的甩干時間估算谷物干燥機的甩干時間，洗衣機每桶甩干時間大約為5min，估算每桶谷物的甩干時間

29、為10min，每小時可以甩干6次，所以谷物干燥機每小時甩干量為： （2.12） 根據(jù)糧食的密度計算每小時烘干的谷物重量，不同的糧食,密度是不一樣的,糧食的密度叫做“容重”，常見的幾種谷物容重有： 小麥：一等大于790,二等大于770,三等大于750,四等大于730,五等大于710,單位g/L 玉米：一等大于720,二等大于685,三等大于650,四等大于620,五等大于590,單位g/L 稻谷：沒有容重之說,在清倉查庫中就叫糧食密度,一般530~580kg/m3. 取其平均值：小麥為750g/L；玉米為653g/L；稻

30、谷為555kg/m3 所以計算谷物干燥機的單位時間（h）烘干量為： 小麥：m=750g/L16.8L/h=12600g=12.6kg/h 玉米：m=653g/L16.8L/h=10970g=10.97kg/h 稻谷：m=555kg/m3（16.810-3m3/h）=9.32kg/h 欲設計實際甩干桶的內徑R’=340mm,桶深為H’=500mm，則每小時要處理80L谷物，每小時處理50kg谷物。 ④甩干桶的轉動慣量 轉動慣量是剛體繞軸轉動時慣性（回轉物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性）的量度，用字母I或J表示。在經典力學中，轉動慣量（又稱質量慣性矩，簡稱慣距）通常以I或J

31、表示，單位為 kgm。對于一個質點，I=mr，其中 m 是其質量，r是質點和轉軸的垂直距離。轉動慣量在旋轉動力學中的角色相當于線性動力學中的質量，可形式地理解為一個物體對于旋轉運動的慣性，用于建立角動量、角速度、力矩和角加速度等數(shù)個量之間的關系。 本產品甩干桶的轉動慣量要分為四個部分計算，Ⅰ甩干桶外壁空心圓柱部分、Ⅱ甩干桶底部圓盤部分、Ⅲ甩干桶主軸小空心圓柱部分、Ⅳ甩干桶主軸大空心圓柱部分。 ㈠計算四個部分的體積V（cm3） Ⅰ甩干桶外壁空心圓柱部分： （2.13） 式中：R---甩干桶外壁外半徑（mm） r---甩干桶外壁內半徑（

32、mm） H---甩干桶高度（mm） （2.14） Ⅱ甩干桶底部圓盤部分： （2.15） 式中：R---甩干桶底部圓盤外半徑（mm） r---甩干桶底部圓盤內半徑（mm） h---甩干桶底部圓盤厚度（mm） （2.16） Ⅲ甩干桶主軸小空心圓柱部分： （2.17） Ⅳ甩干桶主軸大空心圓柱部分： （2.18） ㈡計算四個部分的質量M（kg）：根據(jù)甩干桶的密度為7.85g/cm3，

33、 （2.19） 式中：---甩干桶的密度（g/cm3） V---甩干桶外壁空心圓柱部分體積（cm3） Ⅰ甩干桶外壁空心圓柱部分： （2.20） Ⅱ甩干桶底部圓盤部分： （2.21） Ⅲ甩干桶主軸小空心圓柱部分： （2.22） Ⅳ甩干桶主軸大空心圓柱部分： （2.23） 根據(jù)計算甩干桶的總質量為: （2.24） ㈢轉動慣量的計算

34、I（kgm2）： 空心圓柱的轉動慣量計算公式為： （2.25） 式中：m---甩干桶相對應的質量（kg） r1---甩干桶相應的內半徑（m） r2---甩干桶相應的外半徑（m） Ⅰ甩干桶外壁空心圓柱部分： （2.26） Ⅱ甩干桶底部圓盤部分： （2.27） Ⅲ甩干桶主軸小空心圓柱部分： （2.28） Ⅳ甩干桶主軸大空心圓柱部分： （2.29） 甩干桶的總體轉動慣量為：

35、 （2.30） 2.1.4主電機 電動機選用時應根據(jù)工作載荷、電動機性能、工作環(huán)境、電源種類、轉速高低等條件來選擇。 電動機功率有額定功率表示，所選電動機的功率應等于或者稍大于工作要求的功率。功率選擇合適與否，對電動機工作性能和經濟性都有影響。功率小于工作要求，則不能保證其正常工作，或者將其損壞，而功率過大，會造成浪費。 電動機的功率主要根據(jù)電動機運行是的發(fā)熱條件來決定，傳動裝置的工作條件一般不變或變換很小的載荷下長期連續(xù)工作，只要電動機負載不超過額定值就可以。 選擇電動機功率的基本公式為： （2.31） 式中 P—電動機功率（KW）

36、 M—電動機轉矩（Nm） n—電動機轉速（r/min） F—作用力（N） υ—運動速度（m/s） η—傳動效率 w—電動機角速度（rad/s） 電動機的轉矩=皮帶輪拖動皮帶的力X皮帶輪的半徑，設計中甩干系統(tǒng)重量為13.45KG左右，再加上谷物的重量最多為15KG，直接按重力計算力： （2.32） 皮帶輪的半徑為0.05m，則電動機的轉矩為 （2.33） 電動機的角速度1280（r/min）約等于21（r/s） 所以根據(jù)公式

37、 （2.34） 所以選擇電動機的功率為0.55KW。 根據(jù)功率選擇電動機為Y系列的Y80M1-4電動機，Y系列電動機效率高、節(jié)能、堵轉轉矩高、噪音低、振動小、運行安全可靠；電動機運行地點的海拔不超過1000m；環(huán)境空氣溫度隨季節(jié)變化，但不超過40℃；最低環(huán)境空氣溫度為-15℃；最濕月月平均最高相對濕度為90%；同時該月月平均最低溫度不高于25℃。電動機有一個軸伸，也可制成雙軸伸，第二軸伸亦能傳遞額定功率，但只能用聯(lián)軸器傳動。 Y80M1-4電動機的參數(shù)如下表2.1 表2.1 電動機參數(shù)表 額定功率 額定電流 轉速 效率 功率 因素 堵轉轉矩 堵轉電流 最大轉

38、矩 噪聲 振動速度 重量 額定轉矩 額定電流 額定轉矩 1級 2級 kW A r/min % COSФ 倍 倍 倍 dB(A) mm/s kg 0.55 1.5 1280 73 0.76 2.4 6.0 2.3 56 67 1.8 17 2.1.5軸承 能否正確選用滾動軸承，對主機能否獲得良好的工作性能，延長使用壽命；能否縮短維修時間，減少維修費用，提高機器的運轉率，都有著十分重要的作用。因此，在選擇滾動軸承時都必須高度重視。 一般來說，選擇軸承的步驟可能概括為： 1.根據(jù)軸承工作條件（包括載荷方向及載荷類型、轉速、

39、潤滑方式、同軸度要求、定位或非定位、安裝和維修環(huán)境、環(huán)境溫度等），選擇軸承基本類型、公差等級和游隙。 2.根據(jù)軸承的工作條件和受力情況和壽命要求，通過計算確定軸承型號，或根據(jù)使用要求，選定軸承型號，再驗算壽命。 3.驗算所選軸承的額定載荷和極限轉速。選擇軸承的主要考慮因素是極限轉速、要求的確良壽命和載荷能力，其它的因素則有助于確定軸承類型、結構、尺寸及公差等級和游隙工求的最終方案。 由于本設計軸承所占空間位置不大，所承受的載荷也不大，主要承受徑向拉力，且要求軸承的內徑為50mm，根據(jù)國標：GB/T

40、276--1994選擇深溝球軸承6010 圖2.6 軸承尺寸參數(shù)圖 表2.2 深溝球軸承6010尺寸參數(shù)表 基本尺寸/mm 安裝尺寸/mm 基本額定動載荷Cr 基本額定動載荷C0r 極限轉速/（rmin-1） d D B Rs min ds min Ds max ras max KN 脂潤滑 油潤滑 50 80 16 1 56 74 1 22.0 16.2 7000 9000 2.1.6拉料板、拉料桿、擋料板、導桿設計 （1） 拉料板、拉料桿、擋料板 圖2.7 拉料板、拉料桿、擋料板示意圖 拉料板、拉料桿、擋

41、料板如圖2.7所示，其中拉料板是直徑為Φ200mm，厚度為2mm的圓板，拉料桿是長度為340mm，直徑為Φ5mm的長桿，將拉料桿一端焊接在距離拉料板圓心63mm的位置，擋料板為直徑為Φ217mm，厚度為2mm的圓板，與拉料板的距離為270mm，再將拉料桿另一端用直徑為Φ5mm的長桿連接起來。 拉料板的主要作用是，當谷物在甩干桶內甩干后，通過拉料板順利的將谷物拉出送入烘干系統(tǒng)；擋料板的主要作用是，當谷物在甩干桶內高速旋轉的時候防止谷物從側邊甩出。 （2）導桿 圖2.8 導桿示意圖 如圖2.8導桿是兩根直徑為Φ5mm，長度為310mm的長桿，兩桿之間相距126mm，導桿的主要

42、作用是對拉料板與擋料板起定位作用，同時在拉料桿拉出谷物的時候起到導軌的作用。 將導桿焊接在長度為200mm，寬度為10mm的長板上，長板距導桿一端為10mm，長板的作用是固定導桿的穩(wěn)定，加強導桿軸向的強度。 2.1.7排水槽 排水槽是在甩干桶外將安裝一個不銹鋼外套防止甩出的水分，在不銹鋼外套下面開一個小孔，直接安裝一個水管，將甩出的水分引走。 2.2烘干系統(tǒng) 2.2.1熱風機 （1）烘干系統(tǒng)采用了熱吹風的原理，熱風機工作原理示意圖如圖2.9 圖2.9 熱風機工作原理圖 熱風機-構造組成 電吹風主要由外殼、電動機、風葉和電熱元件組成。外殼既是結構保護

43、層，又是外表裝件，要求造型美、重量輕，一般用金屬薄板沖制后表面鍍鉻或用工程塑料壓制而成。永磁式電動機和串激式電動機轉速高，多用于軸流式電吹風；感應式電動機轉速低，多用于離心式電吹風。風葉用金屬薄板或塑料制成，要求其風量大、效率高、風損小。電熱元件一般用鎳鉻絲纏繞在瓷質或云母支架上構成，大多數(shù)電熱元件上裝有過熱保護裝置，并可調節(jié)加熱溫度。較新型的電吹風采用PTC元件作電熱元件,其本身即有過熱保護功能。 熱風機-工作原理 電動機和風葉直接相連，通電后電動機帶動風葉轉動,從進風口吸入的空氣經過電熱元件，由開關控制，變成從出風口送出的熱風或冷風。通常只有當電動機通電時，電熱元件才能接通加熱

44、,以避免機件過熱而損壞。吹風機調節(jié)風溫的簡易方法是轉動外殼上的檔板；有控制開關時，可分檔調溫；用PTC元件時可自動控溫。有的電吹風通過改變外接電源電壓，實現(xiàn)風溫和風量的無級調節(jié)。 是由一組電熱絲和一個小風扇組合而成的。通電時，電熱絲會產生熱量，風扇吹出的風經過電熱絲，就變成熱風。如果只是小風扇轉動，而電熱絲不熱，那么吹出來的就只是風而不熱了。吹風機吹出來的風屬于干風，若使用的時間過長，很容易會造成水分的流失，造成熱傷害。 （2）下面是設計熱風機的繪圖過程，如圖2.10： a

45、 b c d 圖2.10 熱風機繪圖過程示意圖 （3）烘干系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)計算： ①單次烘干量 根據(jù)2.1.3甩干桶內的計算，單次甩干量為2.8L，所以單次烘干的谷物也為2.8L。 ②單次烘干時間 烘干系統(tǒng)是根據(jù)熱吹風原理設計的，烘干時間根據(jù)熱吹風吹頭發(fā)來估算，一般情況下，熱吹風將頭發(fā)吹干，一般需要3～8min，結合甩干系統(tǒng)，單次甩干時間為10min，所以確定烘干系統(tǒng)單次烘干時間為T=10min。 ③每小時烘干量 通過

46、初步估算得，甩干量、甩干時間與烘干量、烘干時間同步，所以每小時烘干量為V=16.8L/h。 計算谷物干燥機的單位時間（h）烘干重量量為： 小麥：m=750g/L16.8L/h=12600g=12.6kg/h 玉米：m=653g/L16.8L/h=10970g=10.97kg/h 稻谷：m=555kg/m3（16.810-3m3/h）=9.32kg/h 2.2.2烘干板 圖2.11 烘干板 烘干板如圖2.11所示，將細鐵網(wǎng)四周固定在寬度為10mm的不銹鋼板上，再在其左右及后面焊接一個高為50mm的不銹鋼板，防止谷物漏出。而細鐵網(wǎng)可以通風，熱風機的風將通過細鐵網(wǎng)吹向谷物

47、使甩干的谷物進一步得到烘干。 根據(jù)前面，甩干桶單次甩干量為2.8L，單次甩干時間10min， 2.3支撐部分 支撐輪、固定架、機身 谷物干燥機的所有零件都要靠支撐部分來連接與平衡，所以支撐部分可以說是一個完整的組合，也是整個機體非常重要的部分。 由于支撐部分相互連接，所以將整體設計如圖2.12 圖2.12（a） 機身架子圖 圖2.12（b） 機身尺寸圖 3干燥機的三維建模及零件尺寸 3.1干燥機的三維建模 本次產品設計的全過程采用的軟件為Pro/E軟件，本軟件的制圖功能較強，由于課程中開設了本課程，加上平時的自由練習，所以能夠輕松的構建出簡單

48、的產品三維模形，如圖3.1 圖3.1 干燥機三維模型圖 3.2干燥機的零件尺寸 利用Auto CAD2008繪制干燥機的主要零件結構示意圖。具體零件圖見附圖 4實施方式 4.1機身焊接機構設計 對于產品的結構設計，在很多地方都用到了焊接，比如谷物干燥機身架子、甩干桶的結構與主軸之間、拉料干與拉料板及擋料板之間等，都需要焊接來完成。本產品選用電弧焊的焊接方式。電弧焊是工業(yè)生產中應用最廣泛的焊接方法，它的原理是利用電弧放電（俗稱電弧燃燒）所產生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程。 （1）焊前準備 ①根據(jù)施焊結構鋼材

49、的強度等級，各種接頭形式選擇相等強度等級牌號和合適焊條直徑。 ②當施工環(huán)境溫度低于0℃，或鋼材的碳當量大于0.41％及結構剛性過大，構件較厚時應采用焊前預熱措施，預熱溫度為80℃～100℃，預熱范圍為板厚的5倍，但不小于100mm。 ③工件厚度大于6 mm對接焊時，為確保焊透強度，在板材的對接邊沿開切V形或X形坡口，坡口角度α為60，鈍邊p=0～1 mm ,裝配間隙b＝0～1 mm，如圖4.2。當板厚差≥4 mm時，應對較厚板材的對接邊緣進行削斜處理，如圖4.3。 圖4.2 V形或X形坡口圖 圖4.3 削斜處理焊接示意圖 ④4.焊條烘焙：酸性藥皮類型焊條焊前烘焙150

50、℃2保溫2小時；堿性藥皮類焊條焊前必須進行300～350℃2烘焙，并保溫2小時才能使用。 ⑤焊前接頭清潔要求，在坡口或焊接處兩側30 mm范圍內影響焊縫質量的毛刺、油污、水、鐵銹等臟物及氧化皮，必須清除干凈。 ⑥在板縫兩端如余量小于50 mm時，焊前兩端應加引弧、熄弧板，其規(guī)格不小于5050 mm。 （2）焊接規(guī)范 ①應根據(jù)板厚選擇焊條直徑，確定焊接電流，如表4.1。 表4.1 焊接電流參數(shù)表 板厚(mm) 焊條直徑(mm) 焊接電流(A) 備 注 3 2.5 80～90 不開口 8 3.2 110～150 開V形坡口 16 4.0 160～180

51、 開X形坡口 20 4.0 180～200 開X形坡口 本產品甩干桶焊接厚度為8mm，需要開V形坡口，機身架子板厚3mm，不需要開口。 當電流為平焊位置焊接，立、橫、仰焊時焊接電流應降低10～15％；>16 mm板厚焊接底層選φ3.2 mm焊條，角焊焊接電流應比對接焊焊接電流稍大。 ②為使對接焊縫焊透，其底層焊接應選用比其他層焊接的焊條直徑較小。 ③厚件焊接，應嚴格控制層間溫度，各層焊縫不宜過寬，應考慮多道多層焊接。 ④對接焊縫正面焊接厚，反面使用碳氣刨扣槽，并進行封底焊接。 （3）焊接程序 ①焊接板縫：有縱橫交叉的焊縫，應現(xiàn)漢端接縫厚焊邊接

52、縫。 ②焊縫長度超過米以上，應采用分中對稱漢發(fā)或逐步退焊法。 ③結構上對接焊縫余角接焊縫同時存在時：應先焊板的對接焊縫，厚焊物架的對接焊縫，最后焊物架與板的角焊縫。 ④凡對稱物件：應從中央向前尾方向開始焊接并焊接左、右方向對稱進行。 ⑤構件上平、立角焊同時存在時：應先焊立角焊后焊平角焊，先焊短焊縫后焊長焊縫。 ⑥一切吊運“馬”都應用低氫焊條，焊后必須及時打渣，認真檢查焊腳尺寸要求及四周焊縫包角。 ⑦部件焊縫質量不好應在部件上進行返修處理合格，不得留在整體安裝焊接時進行。 （4）操作要點 ①焊接重要結構時，使用低氫焊條，必須

53、經300～350℃2小時烘干，一次領用不超過4小時用量，并裝在保溫筒內，其他焊條也應放在焊條箱妥善保管。 ②根據(jù)焊條的直徑和型號、焊接位置等調試焊接電流和選擇極性。 ③在保證接頭不致爆裂的前提下進行焊接，根部焊道應可能薄。 ④多層焊接時，下一層焊開始前應將上層焊縫的藥皮、飛濺等清除干凈，多層焊每層焊縫厚度不超過3～4mm。 ⑤焊前工件有預熱要求時，多層多道焊應盡量連續(xù)完成，保證層間溫度部不低于最低預熱溫度。 ⑥多層焊起弧接頭應相互錯開30～40mm，“T”和“－”字縫交叉處50mm范圍內不準起弧和熄弧。 ⑦低氫型焊條應采用短弧焊進行焊接，選擇

54、直流電源反極性接法。 （5）焊縫質量要求 ①焊縫直線度：任何部位在≤100mm內直線度應≤2mm。 ②焊縫過渡光順：不能突變<90過渡角度。 ③焊縫高低差：在長度25mm，其高低差應≤1.5mm。 ④角焊縫K值公差：當構件厚度≤1.5mm時，0.9K0≤K≤K0＋1； 當構件厚度≤4mm時，0.9K0≤K≤K0+2，(K0為設計焊腳尺寸) ⑤焊縫咬邊：當板厚≤6mm，d≤0.3mm，局部d≤0.5mm； 當板厚>6mm，d≤0.3mm，局部d≤0.5mm，(d為咬邊深度) ⑥焊縫不允許低于工件表面及裂縫，未熔合為缺陷存在。

55、 ⑦多道焊縫表面堆疊相交處下凹深度應≤1mm。 ⑧全部焊接缺陷允許進行修補，修補后應打磨光順。 4.2螺栓連接 本產品設計部分結構需要螺栓緊固，軸承座與機身的連接、電動機與機身的連接都需要螺栓連接。一般螺栓按連接的受力方式分：分普通的和有鉸制孔用的；按頭部形狀分：有六角頭的、圓頭的、方形頭的、沉頭的等，螺栓的產品等級分為a、b、c三級。其中a級最精確，c級精度最差。a級用于承載較大，要求精度高或受沖擊、振動載荷的場合。螺栓的性能等級有3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個等級，其中8.8級及以上螺栓材質為低碳合金鋼或中碳鋼

56、并經熱處理（淬火、回火），通稱為高強度螺栓，其余通稱為普通螺栓。 螺栓連接的優(yōu)點有：裝配件單、拆卸方便、效率高、成本低。 根據(jù)實際需求，選擇六角頭全螺紋螺栓結構，示意圖如圖4.4 圖4.4 六角頭全螺紋螺栓圖 （1）電動機緊固 電動機上的螺栓孔如圖4.5，螺栓孔的直徑為Φ10mm，所以選擇M8六角頭全螺紋螺栓。 圖4.5 電動機上的螺栓孔示意圖 M8六角頭全螺紋螺栓尺寸（GB/T5783--2000）在表4.2 表4.2 M8六角頭全螺紋螺栓尺寸表 螺紋規(guī)格d a c dw e K r s l max max min min min

57、公稱 min 公稱 范圍 M8 3.75 0.6 0.15 11.5 14.2 5.3 0.4 13 35～80 （2）軸承座緊固 軸承座上的螺栓孔如圖4.6，螺栓孔的直徑為Φ20mm，所以選擇M18六角頭全螺紋螺栓。 圖4.6 軸承座上的螺栓孔示意圖 M18六角頭全螺紋螺栓尺寸（GB/T5783--2000）在表4.3 表4.3 M18六角頭全螺紋螺栓尺寸表 螺紋規(guī)格d a c dw e K r s l max max min min min 公稱 min 公稱 范圍 M18 7.5 0

58、.8 0.2 24.9 29.56 11.5 0.6 27 60～180 參考文獻 [1] 吳宗澤，羅圣國. 機械設計課程設計手冊[M]. 3版. 北京：高等教育出版社，2006. [2] 倪森壽. 機械制造工藝與裝備. 北京：化學工業(yè)出版社，2003. [3] 詹友剛. Pro/ENGINEER野火版5.0機械設計教程. 北京：機械工業(yè)出版社，2011. [4] 陳立德. 機械設計基礎. 北京：高等教育出版社，2004. [5] 薛焱，王新平. 中文版AutoCAD2007基礎教程. 北京：清華大學出版社，2007. [6] 甘永立. 幾何量公差與

59、檢測. 上海：上?？茖W技術出版社，2010. [7] 龔溎義.機械設計課程設計圖冊. 北京：高等教育出版社，1994. [8] 濮良貴，紀名剛. 機械設計[M]. 8版. 北京：高等教育出版社，2006. [9] 黃石生. 現(xiàn)代焊接電源及設備[M]. 廣州：華南理工大學出版社，1990. [10] 羅振才. 機械設計方法. 北京：冶金工業(yè)出版社. 致謝 此次畢業(yè)設計，時間很長，我們忙碌，我們緊張。但回顧這充實的設計和學習過程，著實讓人欣慰，因為我了解了自己學到了些什么，同時也看到了自己的不足，通

60、過向老師和同學請教解決了一個個的難點、疑點，所以我以這封致謝信來為我的論文畫上一個圓滿的句號。 在本次畢業(yè)設計中，指導老師----王華老師給了我很大的幫助，平時的他和我們打成一片，會常開些玩笑來使氣氛活躍，但在理論性的知識和實際操作中他又是那么的嚴肅、認真，他說過，在操作設計中來不得半點馬虎，做設計就要做到完美無缺，他負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我受益匪淺。無論在理論上還是在實踐中，只要有問題他總會耐心地分析給我們聽，然后再講解，使我了解到問題的本質所在，這樣解決起來也有了頭緒。在撰寫論文階段，王老師也幾次提出他寶貴意見，讓我們的論文完善，沒有他的指導，我就不能較成功地

61、完成課題設計的任務。當然也還是感謝我們一起學習，一起奮斗的同學，在設計的過程中他們也對我有許多幫助。同樣也感謝這兩年來我們所有的任課老師，每門課程的設立都有它獨特的意義，不論是理論性的還是實踐性的都能讓我們從不同方面不同層次的得到提升。 畢業(yè)設計到此已經告一段落了，通過這個產品的三維設計，我對三維制圖軟件Pro/E有了更為深刻的理解。掌握了大部分的功能，主要用到了拉伸、鉆孔、在實體上建曲面、曲面的合并、混合法去除材料、拔模等，同時也對AutoCAD2008有了更深一步的掌握與理解，更熟練的掌握了基本繪制以及鏡像、陣列、合并等等技能，對那些不常用的命令由生到熟，也學會了怎樣將將三維圖轉化為工程

62、圖。通過數(shù)控工藝分析過程，從分析零件圖、工件到繪制出二維及三維圖等，這些都是以前所學知識的匯總，同時也知道自己還有很多沒掌握的知識，因為有的內容是我查閱了大量的書籍才得到的，所以在許多方面還得努力。 谷物干燥機是農林領域的一個新的課題，尤其是谷物干燥劑誕生后，各種不同方式的谷物干燥劑如雨后春筍般涌現(xiàn)入市場。本論文研究的谷物干燥劑屬于新型的，半智能式的低成本谷物干燥劑產品，儀器的控制系統(tǒng)基于機械原理設計與開發(fā)，從總體結構到系統(tǒng)原理，再到硬件電路與功能程序設計，形成了完整的模塊化設計過程。對于谷物干燥機的控制系統(tǒng)進行具體的可行性分析與需求分析，設計出控制系統(tǒng)的功能結構與總體結構框架，完成控制系統(tǒng)的工作原理設計，進行項目開發(fā)的設備選型。從設計到制圖繪制，最終得到完整的設備。 我覺得畢業(yè)設計是我們在大學的最大收獲，是一筆不小的財富。因為設計的路程并不輕松，我們每跨一步都會遇到難題，這就需要獨立思考、或向老師請教、與同學討論，那么在這過程中我們則是受益匪淺的，同時也檢查出了自己知識上的漏洞。我知道人生路上需要不停的學習、追求知識，那我們才能成功。 第 17 頁 共 24 頁