糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書

第一章緒論1.1課題的來源與研究的目的和意義在對散裝糧食進(jìn)行收集的過程中，通過工程實踐確定采用自動收集輸送方式糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的效率最高，并通過查找資料發(fā)現(xiàn)糧食收集裝袋的機械化程度也是最高，幾乎所有的大型的對散裝糧食進(jìn)行加工的廠家都具備這種設(shè)備。目前中、小型散裝糧食收集機生產(chǎn)企業(yè)所使用的大部分設(shè)備為我國自行設(shè)計制造的輸送帶式輸送方式的收集器是為中、小型散裝糧食加工企業(yè)所設(shè)計的較為理想的收集各種散裝糧食的機械。該輸送方式的收集器作為對散裝糧食進(jìn)行加工的必備設(shè)備的一種，它的設(shè)計和研發(fā)就極為重要。糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)自從上世紀(jì)九十年代開始就陸續(xù)地被應(yīng)用在散裝糧食的收集方面，但傳統(tǒng)的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)由于收集精度不高，速度緩慢，有好多工廠仍然采用其他的收集方式，但其他散裝糧食收集方式的勞動效率低下，所以此次設(shè)計的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)以及動力機構(gòu)，從而來克服以往的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)所不能克服的問題，對后續(xù)的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的設(shè)計制造有一定的參考意義和價值。目前，市面上的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品圖片如下圖1-1，圖1-2所示：圖1-1糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)產(chǎn)品圖圖1-2糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)產(chǎn)品圖糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)設(shè)計選題概述：隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，糧食收獲后需要進(jìn)行有效的處理和包裝，以方便儲存和運輸。糧食收集裝袋機作為這一流程中的關(guān)鍵設(shè)備，具有不可替代的作用。設(shè)計一款高效、穩(wěn)定、易于操作的糧食收集裝袋機成為了當(dāng)前研究的熱點問題。本研究旨在設(shè)計一款結(jié)構(gòu)合理、性能優(yōu)良的糧食收集裝袋機。通過深入分析現(xiàn)有設(shè)備的優(yōu)缺點，結(jié)合實際生產(chǎn)需求，提出一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。該方案將重點考慮以下幾個方面：高效性：優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高裝袋效率，降低勞動強度，滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要。穩(wěn)定性：確保設(shè)備在連續(xù)作業(yè)中穩(wěn)定可靠，減少故障率，提高生產(chǎn)效率。易操作性：簡化操作流程，降低使用難度，方便用戶快速掌握設(shè)備操作。維護性：合理設(shè)計結(jié)構(gòu)，便于設(shè)備的日常維護和保養(yǎng)，降低維護成本。經(jīng)濟性：在滿足性能要求的前提下，盡量降低設(shè)備制造成本，提高市場競爭力。通過理論分析和實驗驗證，不斷優(yōu)化和完善設(shè)計方案，最終形成一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的糧食收集裝袋機。本設(shè)計可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)支持，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。1.1.1糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)總體工作步驟分析糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)是對糧食集中收集一體構(gòu)成的一種農(nóng)業(yè)工具，經(jīng)過初步的分析大致得出糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的總體工作步驟圖如下圖1-1。圖1-1工作步驟分析圖1.1.2整體結(jié)構(gòu)設(shè)計本次糧食裝袋機的主要任務(wù)：1.確定機架的選擇及設(shè)計；2.確定機構(gòu)組成部件的選擇及設(shè)計；3.確定每個部件的安裝位置；4.將每個部件和機構(gòu)通過機架構(gòu)成一個整體。糧食裝袋機的總體布局要求：操作簡單方便、美觀節(jié)能、機構(gòu)最簡化、模版化的設(shè)計、零件易于更換與維修。根據(jù)要求裝袋機采用立體式布局。1.2本課題研究的內(nèi)容本論文主要研究運用SolidWorks對糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計過程中，了解SolidWorks的各種功能。本設(shè)計主要針對糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，先規(guī)劃出糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)方案，然后從這個方案入手，具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個方面：1、糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的收集裝置的設(shè)計，確實具體結(jié)構(gòu)是回轉(zhuǎn)式或者是直線式。2、糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的執(zhí)行機構(gòu)的選擇，從齒輪傳動、鏈輪傳動，V帶傳動中經(jīng)過思量選擇V帶傳動機構(gòu)。3、該糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)自動收集散裝糧食，能夠通過人工通過控制按鈕操作，可以實現(xiàn)散裝糧食的自動收集。4、糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計,通過了解實際糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的相關(guān)結(jié)構(gòu)組成以及在網(wǎng)上查找大量關(guān)于糧食收集器的資料，經(jīng)過考證，該糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計思路可以引用，并為之后的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)帶來一定的參考價值和借鑒意義。

1342第二章糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計2.1糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理該糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的工作原理為：通過動力裝置驅(qū)動該糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)到存放糧食的場地，然后糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的鏟斗會對糧食進(jìn)行收集并沿著帶刮板的輸送帶上移，直到輸送愛的頂端的糧食出口自動落入料斗，達(dá)到糧食收集的作用，其工作方式：由電機帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，向上運輸糧食至料斗，其具體的結(jié)構(gòu)原理圖分析如下圖2-1所示：圖2-1結(jié)構(gòu)原理圖2.2糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)該糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為：糧食由動力裝置推動鏟斗進(jìn)行收集，然后通過帶刮板的輸送線將糧食輸送到料斗處，由于輸送線是做圓周運動，所以收集上來的糧食在刮板的作用下被帶到料斗里面進(jìn)行后續(xù)的裝袋作業(yè)。具體結(jié)構(gòu)圖如下圖2-2所示：2-2具體結(jié)構(gòu)圖1-地板2-料斗3-機架4-從動液筒5-傳送帶6-電機7-萬向輪8-鏟斗9-V帶輪10-軸承座2.2.1收集機構(gòu)收集機構(gòu)主要有鏟斗和帶刮板輸送線組成，通過動力裝置將糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)驅(qū)動到待收集糧食的位置進(jìn)行收集。2.2.2輸送機構(gòu)輸送機構(gòu)主要由帶刮板輸送帶和傳動軸，軸承座等組成，是該糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的核心部件。下圖2-3即為糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的輸送機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖：圖2-3輸送機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖2.2.3驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動機構(gòu)主要電機通過帶傳動實現(xiàn)輸送線滾筒的轉(zhuǎn)動，而輸送線滾筒是與傳動軸通過鍵槽固結(jié)的，從而通過輸送線刮板來進(jìn)行散裝糧食的收集，并提高了效率。2.2.4糧食收集儲存設(shè)計糧食收集儲存具體設(shè)計要求：人力換袋，當(dāng)糧食袋裝滿將要更換另一個糧食袋時，裝袋機構(gòu)處于停止?fàn)顟B(tài)，不輸送糧食，不會使糧食在儲糧漏斗中堆積，也避免占用儲存漏斗儲糧空間導(dǎo)致糧食灑落。（2）在儲糧漏斗下料口采用較大的開口設(shè)計，并安裝操作把手，加裝滿足固定糧食袋袋口的夾子，方便一次性裝袋。（3）滿足設(shè)計工藝，節(jié)約材料又減輕重量，提高儲糧漏斗邊口從而增大儲存量。本次糧食裝袋收集機采用輸送帶運上來囤積到一個儲存漏斗裝置，經(jīng)過漏斗收集滑漏到匝口糧食口袋中，儲存漏斗采用普通鋁合金焊接而成并符合硬度要求，如圖2-4所示。圖2-4儲糧漏斗

第三章機械傳動部分的設(shè)計計算3.1電機的選型計算糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)是通過電機通過V帶傳動帶動輸送線滾筒旋轉(zhuǎn)，而輸送線滾筒是與傳動軸通過鍵槽固結(jié)的，這樣就帶動了整個收集輸送線的轉(zhuǎn)動來進(jìn)行散裝糧食的收集。具體的電機選型計算過程如下：G－糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)能力，1000kg/hW－收集1kg糧食耗用能量，其值與糧食的重量有關(guān)，d小則w大，當(dāng)d＝3mm，取w＝0.0030kw.h/kg。（查B5p）－傳動效率，取0.75所以根據(jù)驅(qū)動功率N＝3kw，轉(zhuǎn)速n＝1500r/min，查B1表10-4-1選用Y112M-4，再查表得Y112M-4電機的結(jié)構(gòu)。電機的具體產(chǎn)品圖如下圖3-1所示：圖3-1電機產(chǎn)品圖3.2帶傳動的設(shè)計計算1設(shè)計功率其中：—工作情況系數(shù)—電動機的功率查《傳動件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查》一書中的表1-19可知：2選定帶型因為計算功率和電動機上小帶輪的轉(zhuǎn)速是一樣的，所以查《傳動件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查》一書中圖1-4，V帶可以選擇的型號為A型。為小帶輪轉(zhuǎn)速，為1440r/min。3傳動比由傳動比標(biāo)準(zhǔn)系列，取1.76＝＝4小帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)查《傳動件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查》一書中圖1-4工作點所在區(qū)域，小帶輪直徑在75-100mm之間，可選小帶輪直徑＝100mm。5大帶輪基準(zhǔn)直徑（mm）忽略彈性滑動影響因素，大帶輪直徑通過查《傳動件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查》一書，選取標(biāo)準(zhǔn)值=180mm6帶速v7初定軸間距8所需帶的基準(zhǔn)長度＝＝886mm查《傳動件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查》一書中表1-2，選擇與計算帶長相近長度，取＝900mm，即帶型為A－900。9實際軸間距

10小帶輪包角==11單根V帶的基本額定功率根據(jù)帶型號、和普通V帶取1.32kw-基本額定功率；-帶輪基圓直徑；-帶輪轉(zhuǎn)速；12時單根V帶型額定功率增量根據(jù)帶型號、和取0.15kw13V帶的根數(shù)ZZ=14單根V帶的預(yù)緊力==134（N）m－V帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查《傳動件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查》一書中表1-1，可知A型帶單位長度的質(zhì)量。15作用在軸上的力-作用在軸上的力－考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的1.5倍16帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸帶輪的強度應(yīng)該足夠，結(jié)構(gòu)工藝性也應(yīng)該較好，質(zhì)量應(yīng)該均勻分布，并盡量避免由于鑄造產(chǎn)生的過大的應(yīng)力。輪槽工作表面應(yīng)該較為光滑（表面粗糙度）以減輕V帶的磨損,帶輪的材料選擇為HT200。查《傳動件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查》一書，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑確定輪輻及主動帶輪各個結(jié)構(gòu)的參數(shù)，主動帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2-3，其它相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗公式計算求得[4]。表2-3帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)單位（mm）帶的型號A12111381510116主動帶輪的厚度：公式：即：本次設(shè)計中大V帶輪和小V帶輪的圖紙分別如下圖3-2、3-3所示：圖3-2大V帶輪圖3-3小V帶輪3.3傳動軸的設(shè)計計算（1）初步確定軸的直徑mm（3.32）根據(jù)工作條件，取mm,其中傳動軸圖如下圖6所示：圖6傳動軸（2）傳動軸受力分析N（3.33）N（3.34）N（3.35）繪制傳動軸的受力簡圖，求支座反力①垂直面支反力：由，得：（3.36）由，得：N（3.37）②水平面支反力：由，得：（3.38）N由，得：N（3.39）（4）作彎矩圖：①垂直面彎矩圖：C點N·mm（3.40）②水平面彎矩圖：C點N·mm（3.41）③合成彎矩圖：C點N·mm（3.42）（5）作轉(zhuǎn)矩T圖：N·mm（6）校核軸的強度：按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度，取，軸的計算應(yīng)力MPa（3.43）選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，MPa。因此，，故安全。（7）精確校核軸的疲勞強度①判斷危險截面從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，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。②截面V左側(cè)抗彎截面系數(shù)mm（3.44）抗扭截面系數(shù)mm（3.45）截面V左側(cè)的彎矩M為Mpa（3.46）截面V上的扭矩T為MPa截面上的彎曲應(yīng)Mpa（3.47）截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa（3.48）軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。MPa，MPa，MPa。用插入法求出，軸按精車加工，表面質(zhì)量系數(shù)為：軸未經(jīng)表面強化處理，固得綜合系數(shù)為（3.49）碳鋼的特性系數(shù)取取所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為（3.50）（3.51）（3.52）故該軸在截面V左側(cè)的強度是足夠的。③截面V右側(cè)抗彎截面系數(shù)mm抗扭截面系數(shù)mm截面V左側(cè)的彎矩M為MPa截面V上的扭矩T為MPa截面上的彎曲應(yīng)力MPa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及因，，，軸的材料的敏感系數(shù)為，故有效應(yīng)力集中系數(shù)為（3.53）軸的截面形狀系數(shù)為軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為綜合系數(shù)為所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為故該軸在截面V左側(cè)的強度是足夠的。第四章各主要零部件強度的校核4.1軸承強度的校核計算（1）滾動軸承的選擇滾動軸承為深溝球軸承6205，由文獻(xiàn)[10]表得KN，KN，，。（2）壽命驗算軸承所受支反力合力:N（4.1）對于深溝球軸承，派生軸向力互相抵消。，N由文獻(xiàn)[2]表得，，N（4.2）按軸承B的受力大小驗算h（4.3）h=年由于糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)傳動軸的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)和受力結(jié)構(gòu)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計算的壽命。經(jīng)審核后，此軸承合格。4.2機架強度的校核計算機架的選擇根據(jù)整個系統(tǒng)的總重量來定，方管機架受力分析得出，由分析得出底架在平衡狀態(tài)下只受地面對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。見下圖：即物料和底架上面的所有零部件等等給的壓力為G=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N;根據(jù)方管承載力計算公式：M=Pac/L（僅用于截面)f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強度/安全系數(shù)）。M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計初定L為1200mm則M=13456N.M，初定方管為40x40x5。計算W得出10.42cm2折算后位270Mpa查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A的抗拉強度為375~500Mpa，由于270Mpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于375Mpa，所以初定方管滿足要求。

第五章主要部分的三維建模5.1糧食收集機架的設(shè)計機架是糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的漏斗、從動液筒、傳送帶等機構(gòu)的載體，它主要承載重要部分機構(gòu)的重力骨架，并有效配合所以機構(gòu)的重要機構(gòu)裝置，一般都主要以方鋼為機架的主要材料，如下是糧食收集機架結(jié)構(gòu)的設(shè)計及布局圖5-1。圖5-1機架結(jié)構(gòu)圖收集漏斗支架2．地板3．輸送帶支架5.2滾筒輸送線和電機的三維建模圖5-2滾筒輸送線三維圖圖5-3電機三維圖

5.3行走部件的設(shè)計行走部件一般要滿足雙排雙列共四個輪子的設(shè)計，因此我們采用前排兩個行走輪采用材質(zhì)為聚氯乙烯與聚乙烯合成的合成物的單輪；后排選擇安裝兩個萬向輪，方便人工轉(zhuǎn)向。萬向輪就是所謂的活動腳輪，應(yīng)為它的結(jié)構(gòu)允許水平360度旋轉(zhuǎn)。萬向輪安裝在腳輪輪子的支架能在動載或者靜載中水平360度旋轉(zhuǎn)并隨時隨地轉(zhuǎn)化方向，其滿足支架的移動的靈活性。其軸承以鐵芯或鋁芯為重型承重輪并滿足糧食收集承重量需求，如下是行走部件零件圖5-4。圖5-4萬向輪5.4糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的三維建模圖5-5糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)三維圖第六章電氣控制部分的設(shè)計與安裝此次設(shè)計的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的電器部分主要是針對控制三相電機這個部分，一本都是通過變頻器來控制，通常由于該收集器都是隨車固定在一個部位的，所以一般電氣控制箱體根據(jù)該糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的類型來選擇，固定式的就是固定在糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)或者其他地方就行，在需要開機操作的時候，人工只要按下按鈕就可以。1.電路分析：本次設(shè)計的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)主要采用PLC控制系統(tǒng)對該收集裝袋機進(jìn)行控制，其中主電路的設(shè)計尤為關(guān)鍵，因為它影響到整機的收集糧食的質(zhì)量。該糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)主電路主要有一個啟動按鈕和停止按鈕組成，通過時間繼電器對系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)匮訒r處理。通過人工按下啟動按鈕開始設(shè)備開始動作，按下停止按鈕設(shè)備停止運行。2.本次糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的主電路圖如下圖6-2所示：圖6-2主電路圖結(jié)論本課題是糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的設(shè)計，本次設(shè)計糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的目的是為了提高此種機械的工作效率，本機主要用于糧食的自動收集。根據(jù)不同的收集物體和收集要求，可以對傳統(tǒng)的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈活的調(diào)整。糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)能滿足糧食收集的要求，且結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)，工作可靠，易于調(diào)整工作日程，便于維修保養(yǎng)?？紤]到設(shè)計的軸過于長，如果用角接觸球軸承需要經(jīng)常更換，用圓錐滾子軸承則不要經(jīng)常更換。本次設(shè)計的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)，工作效率高，它可以精確的運動，傳輸是穩(wěn)定可靠的，使用安全，易于維護，滿足收集要求，工作行程很容易調(diào)整，能保證所需皮革樣式準(zhǔn)確切除。在設(shè)計中，設(shè)計精度有待提高和完善，相信隨著社會發(fā)展，糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)應(yīng)用會更加廣泛，未來糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)會得到更廣泛的應(yīng)用。未來的糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)將會得到更廣泛的應(yīng)用，人們也對糧食收集裝袋自動化會有更新的詮釋和啟迪，糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)也將會實現(xiàn)真正的機電一體化無人操控，未來將會應(yīng)用太陽能電池板作為主要的綠色能源，采用雷達(dá)或成像技術(shù)來區(qū)別糧食分類。未來糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)不僅會收集糧食，而且可能將會晾曬糧食及更多的綠色設(shè)計和綠色創(chuàng)新。參考文獻(xiàn)[1]鄧星鐘.糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M].華中科技大學(xué)出版社，2002。[2]孫志禮、冷興聚、魏延剛等.糧食收集裝袋機結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[M].東北大學(xué)出版社，2003。[3]徐灝.機械設(shè)計手冊[M]第5卷.機械機械出版社，1992。[4]吳宗澤.機械設(shè)計師手冊[M].機械機械出版社，2002。[5]成大先.機械設(shè)計圖冊[M].化學(xué)機械出版社