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1、毕业设计（论文）论文题目：新型玉米脱粒机的设计系 部：专 业：班 级：学生姓名：学 号：指导教师：2018年4月27日摘 要随着计算机应用技术的发展运用，计算机进行仿真已成为现代机构学研究中一种重要的科研手段，它在可行性论证、机械设计和寻求最佳方案等方面发挥着重要作用。目前关于机构运动仿真的研究已经向三维实体化方向发展。本文在对玉米脱粒机的结构部件进行建模仿真的基础上，介绍了利用Solidworks软件对该机构进行零件三维建模、零件装配和运动仿真的方法和具体步骤。基于三维建模设计出该玉米脱粒机的模型并对其进行反复改造，及时发现设计缺陷并给予改正，与传统钉齿式玉米脱粒机相比，该玉米脱粒机具有高脱
2、净率、低破碎率和低功耗等优点，是产品在设计阶段更加生动形象，并大大减少研发成本。关键词：三维建模；Solidworks；玉米脱粒机的设计AbstractWiththedevelopmentandapplicationofcomputerapplicationtechnology,computersimulationhasbecomeanimportantscientificresearchmeansinmodernmechanismresearch.Itplaysanimportantroleinfeasibilitydemonstration,mechanicaldesignandseeki
3、ngthebestscheme.Atpresent,theresearchonmechanismmotionsimulationhasdevelopedtowardsthree-dimensionalentity.Onthebasisofmodelingandsimulationofthestructurepartsofcornthresher,thispaperintroducesthemethodandconcretestepsof3Dmodeling,assemblyandmotionsimulationofthemechanismbyusingSolidworkssoftware.Th
4、emodelofcornthresherwasdesignedbasedon3Dmodelingandcheckedrepeatedly.Afterchecking,thedesigndefectswerediscoveredandcorrectedintime.Comparedwiththetraditionalnail-toothcornthresher,thecornthresherhastheadvantagesofhighremovalrate,lowbreakagerateandlowpowerconsumption.Itismorevividandvividinthedesign
5、phase.Andgreatlyreducethecostofresearchanddevelopment.Keywords:Dmodeling；Solidworks；Cornthresher目 录摘 要IAbstractII前言1第一章玉米脱粒机设计方案31.1传统玉米脱粒机与现代玉米脱粒机的比较31.1.1 主要技术性能指标的比较31.2玉米脱粒机的工作原理4第二章玉米脱粒机的结构设计62.1机架的结构设计62.2筛体结构设计72.3脱粒体的结构设计82.4带轮和传送带的设计92.5下滑板和杂质处理风扇132.6电动机的选用及设计142.7入料口15第三章玉米脱粒机的装配和运动仿真183.
6、1玉米脱粒机的装配183.2玉米脱粒机的运动仿真203.2.1Solidworks运动仿真简介203.2.2玉米脱粒机的运动仿真203.2.3玉米脱粒机的爆炸视图213.3 Solidworks的高级渲染功能21第四章总结23致谢24参考文献25I前言1. 课题的背景与意义本课题来源于生产实践，基于Solidworks玉米脱粒机的三维建模与仿真。熟悉和掌握玉米脱粒机的基本组成结构、工作原理和特点。为了能够实现玉米的自动脱粒，在人工脱粒的基础上面大大地提高了生产效率，降低了劳动成本，提出了本课题。通过本毕业设计使我学习三维模软件，并熟练地使用Solidworks简单设计零件，实现零件间的装配，培
7、养我独立分析和解决生产实际问题的能力，培养我查阅科技方面资料、并锻炼我理论联系实际，综合运用知识的能力。2. 玉米脱粒机的背景和发展历程脱粒机在我国许多农村地区广泛使用，大约有数十年的历史。据不完全统计，目前我国正以年产量30万台左右的速度生产各种类型的脱粒机。脱粒机相关企业大约有500余家1，遍布全国各地。其中，生产大型玉米、水稻脱粒机的企业主要集中在东北3省，这一区域的脱粒机结构设计合理、技术含量高且功能齐全，多用于商业化作业；生产中型玉米脱粒机的企业多数分布于中原地区，产量较大；生产小型稻麦、玉米脱粒机的企业主要集中在南方地区，这一区域的脱粒机大多数是由简易脚踏式脱粒机增加动力改装实现，
8、结构简单，技术含量低，多用于庭院和田间地头作业。为满足用户的不同需求，不仅脱粒机尺寸不同，脱粒机的脱粒方式也不相同。20世纪70年代初，我国自行研制的冲击式玉米脱粒机得到广泛普及。20世纪80年代初，我国从国外引进一批成套的种子加工设备，后自主研发的搓擦式玉米脱粒机也得到大力推广，典型代表是重庆市农机所研发的5TY-0.2型玉米脱粒机。近年来，我国在引进、消化吸收国外先进设备的基础上进行自主研发，由农业部规划设计研究院研发的新型挤搓式玉米脱粒机成果显著。随后，北京丰田、北京西达农业工程及甘肃酒泉也相继生产出各种系列的挤搓式玉米脱粒机。2007年，沈阳农业大学李心平成功研发出差速式玉米脱粒机。随
9、着科技的的发展和技术的成熟，慢慢的淘汰了传统的钉齿形玉米脱粒机，而选用揉搓板齿式玉米脱粒机。3. 本课题研究的主要内容本课题是学习Solidworks的各种功能，利用Solidworks设计出玉米脱粒机的建模零件、实现零件间的装配、进行模拟仿真以及从三维图转化成二维图。以生产实践为基础。基于三维建模软件设计出模型，设计出的玉米脱粒机相比于传统钉齿形玉米脱粒机具有高脱净率、低破碎率、大大地提高了生产效率，降低了劳动成本，并且制作成本低廉，经济适用并且耐用。特别与发达国家的玉米脱粒设备相比，还是有一定的差距，因此新型玉米脱粒机的设计具有重要意义。第一章玉米脱粒机设计方案1.1传统玉米脱粒机与现代玉
10、米脱粒机的比较近年来，在国内玉米脱粒机市场上，出现了一种研学国外先进技术改进设计的、利用挤搓原理、宽板齿、低转速脱粒滚筒及栅格式凹板结构的玉米脱粒机。这种脱粒机与传统脱粒机相比，具有脱净率高、破碎率低、适应玉米籽粒含水率范围广等优点。它可以减少玉米种子在脱粒过程中的损失，提高经济效益，对种子加工企业具有重要的意义。传统玉米脱粒机玉米的脱粒只能采用打击原理设计的普通脱粒机,各种传统普通机型的滚筒转速都在700r/min以上、滚筒外缘(板齿顶部)线速度均8m/s,是靠钉齿或窄板齿高速打击玉米果穗实现脱粒的,对玉米籽粒伤害较大。但由于普通脱粒机个别主要性能指标偏低:由脱粒原理决定的破碎率偏高(1%)
11、,致使玉米制种企业多年来受脱粒环节损失量偏大的困扰。我国每年玉米制种量约180万吨,损失增加值按0.5%计算,将造成0.9万t的玉米种子损失。目前发达国家如美国已将以打击原理为主的玉米脱粒机淘汰,用一种挤搓板齿式脱粒技术原理脱粒机取代,并已得到推广应用。这种技术符合脱净率高、破碎率低的要求,全面克服了老式脱粒机存在的缺点。新机型脱粒损失至少比老机型减少0.5%,而且对种子玉米和普通玉米均适合。1.1.1 主要技术性能指标的比较笔者对国内广泛应用的生产率为1t/h的两种机型（即5TY-10型钉齿式和TY-17型板齿式玉米脱粒机）进行了比较。玉米脱粒机的滚筒转速由滚筒外缘的齿顶线速度决定，滚筒外缘
12、的线速度是以保证脱粒时玉米籽粒破碎最少为前提条件来设计的。根据试验数据可知，含水率为13%左右的玉米穗（此含水率的玉米最易破碎）在齿顶线速度小于4m/s时，破碎率最低。1. 5TY-10型钉齿式的滚筒转速由于钉齿式脱粒机需要采用打击来脱粒，因此TY-10的滚筒转速设计为700900r/min，其钉齿齿顶直径为210mm。VDn/60式中n滚筒的转速(r/min)；v齿顶线速度（m/s）；D滚筒齿顶直径（m）。由此可知，n=700r/min时，v=7.3m/s；n=900r/min时，v=9.4m/s。2. TY-17型板齿式的滚筒转速为了减少破碎，TY-17型板齿式的滚筒转速设计为340r/m
13、in，板齿齿顶直径为190mm。根据公式vDn/60，计算得v=3.4m/s3. 脱粒特性比较1) 由于钉齿式的滚筒线速度为7.39.4m/s，超过了4m/s这个限值，故产生的破碎率要高于板齿式脱粒机的破碎率。2) 当玉米含水率在13%20%范围内时，两种机型的技术性能指标比较稳定；当玉米含水率高于20%时，钉齿式脱粒机的脱净率和破碎率指标明显下降，板齿式脱粒机的脱净率和破碎率稍有下降。3) 板齿式脱粒机的单位功率生产率要高于钉齿式脱粒机。4) 板齿式脱粒机由于具有高脱净率、低破碎率和低功耗等优点，将会被越来越多的种子企业所可，其市场前景良好。同时，国内的传统玉米脱粒机也会逐渐被其替代。1.2
14、玉米脱粒机的工作原理本课题采用揉搓板齿式脱粒装置。它的工作原理是将剥过皮的玉米放入倾斜的入料口，在倾斜的入料口下进入脱粒区，甩刀的高速运动击打玉米穗子，破碎，脱粒，震动。玉米芯借助于滚筒上螺旋排列的甩刀的螺旋推力和螺旋导向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出机体之外。而玉米粒和玉米谷粒中的杂质经过筛体掉落，掉到下滑板，在杂质经过下滑板的筛选掉落，玉米则从下滑板排除。其主要结构如下图所示：图1-2玉米脱粒机的主要结构1. 机架体2.玉米芯挡板3.进料口4.筛体5.电动机6.带轮7.下滑板第二章玉米脱粒机的结构设计2.1机架的结构设计1. 机架的结构设计机架是安装和固定脱粒机各个部件的机械部件，
15、起到了支撑整个装置的作用。脱粒机的重量，以及工作时的负载和力矩都由机架承载。首先确定一个草图尺寸然后利用拉伸命令拉起机架的一个横向零件体，对其进行抽壳命令，其他的依次画出来，在进行装配，将三个零件装配城一个完整的机架。将里面给抽空。因此，对于机架的设计首先要保证强度和刚度，确保工作时各个工作部件的稳定，保证在各个工况下机架能够承受相应的载荷。铸铁流动性好表面光滑，成本相对较低，易于大批量生产同规格零件。但是铸铁的焊接性太差，所以，机架的选择是由型材焊接而成，选择的材料为普通碳素钢Q235，如图2-1所示图2-1机架的主要结构2. 机架强度的校核与计算机架的选择根据玉米脱粒机上面的所有组成部件，脱粒量的多少和重量来定，方知机架受力分析得出，由分析得出玉米脱粒机机架在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。即筛体和脱粒体以及轴承等等给的压力为G+G1（零部件重量）=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N;根据9得知：方
