新型玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)設(shè)計【含SW三維圖和CAD圖紙】

畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）論文題目：新型玉米脫粒機的設(shè)計系 部：專 業(yè)：班 級：學(xué)生姓名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：2018 年 4 月 27 日I摘 要隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展運用，計算機進行仿真已成為現(xiàn)代機構(gòu)學(xué)研究中一種重要的科研手段，它在可行性論證、機械設(shè)計和尋求最佳方案等方面發(fā)揮著重要作用。目前關(guān)于機構(gòu)運動仿真的研究已經(jīng)向三維實體化方向發(fā)展。本文在對玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)部件進行建模仿真的基礎(chǔ)上，介紹了利用 Solidworks 軟件對該機構(gòu)進行零件三維建模、零件裝配和運動仿真的方法和具體步驟?；谌S建模設(shè)計出該玉米脫粒機的模型并對其進行反復(fù)改造，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷并給予改正，與傳統(tǒng)釘齒式玉米脫粒機相比，該玉米脫粒機具有高脫凈率、低破碎率和低功耗等優(yōu)點，是產(chǎn)品在設(shè)計階段更加生動形象，并大大減少研發(fā)成本。關(guān)鍵詞：三維建模；Solidworks；玉米脫粒機的設(shè)計IIAbstractWiththedevelopmentandapplicationofcomputerapplicationtechnology,computersimulationhasbecomeanimportantscientificresearchmeansinmodernmechanismresearch.Itplaysanimportantroleinfeasibilitydemonstration,mechanicaldesignandseekingthebestscheme.Atpresent,theresearchonmechanismmotionsimulationhasdevelopedtowardsthree-dimensionalentity.Onthebasisofmodelingandsimulationofthestructurepartsofcornthresher,thispaperintroducesthemethodandconcretestepsof3Dmodeling,assemblyandmotionsimulationofthemechanismbyusingSolidworkssoftware.Themodelofcornthresherwasdesignedbasedon3Dmodelingandcheckedrepeatedly.Afterchecking,thedesigndefectswerediscoveredandcorrectedintime.Comparedwiththetraditionalnail-toothcornthresher,thecornthresherhastheadvantagesofhighremovalrate,lowbreakagerateandlowpowerconsumption.Itismorevividandvividinthedesignphase.Andgreatlyreducethecostofresearchanddevelopment.Keywords:Dmodeling；Solidworks；CornthresherIII目 錄摘 要 .IAbstract .II前言 .1第一章玉米脫粒機設(shè)計方案 .31.1 傳統(tǒng)玉米脫粒機與現(xiàn)代玉米脫粒機的比較 .31.1.1 主要技術(shù)性能指標(biāo)的比較 .31.2 玉米脫粒機的工作原理 .4第二章玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .62.1 機架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .62.2 篩體結(jié)構(gòu)設(shè)計 .72.3 脫粒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .82.4 帶輪和傳送帶的設(shè)計 .92.5 下滑板和雜質(zhì)處理風(fēng)扇 .132.6 電動機的選用及設(shè)計 .142.7 入料口 .15第三章玉米脫粒機的裝配和運動仿真 .183.1 玉米脫粒機的裝配 .183.2 玉米脫粒機的運動仿真 .203.2.1Solidworks 運動仿真簡介 .203.2.2 玉米脫粒機的運動仿真 .20IV3.2.3 玉米脫粒機的爆炸視圖 .213.3 Solidworks 的高級渲染功能 .21第四章總結(jié) .23致謝 .24參考文獻 .251前言1. 課題的背景與意義本課題來源于生產(chǎn)實踐，基于 Solidworks 玉米脫粒機的三維建模與仿真。熟悉和掌握玉米脫粒機的基本組成結(jié)構(gòu)、工作原理和特點。為了能夠?qū)崿F(xiàn)玉米的自動脫粒，在人工脫粒的基礎(chǔ)上面大大地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動成本，提出了本課題。通過本畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)習(xí)三維模軟件，并熟練地使用 Solidworks 簡單設(shè)計零件，實現(xiàn)零件間的裝配，培養(yǎng)我獨立分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力，培養(yǎng)我查閱科技方面資料、并鍛煉我理論聯(lián)系實際，綜合運用知識的能力。2. 玉米脫粒機的背景和發(fā)展歷程脫粒機在我國許多農(nóng)村地區(qū)廣泛使用，大約有數(shù)十年的歷史。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國正以年產(chǎn)量 30 萬臺左右的速度生產(chǎn)各種類型的脫粒機。脫粒機相關(guān)企業(yè)大約有 500 余家1，遍布全國各地。其中，生產(chǎn)大型玉米、水稻脫粒機的企業(yè)主要集中在東北 3 省，這一區(qū)域的脫粒機結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、技術(shù)含量高且功能齊全，多用于商業(yè)化作業(yè)；生產(chǎn)中型玉米脫粒機的企業(yè)多數(shù)分布于中原地區(qū)，產(chǎn)量較大；生產(chǎn)小型稻麥、玉米脫粒機的企業(yè)主要集中在南方地區(qū)，這一區(qū)域的脫粒機大多數(shù)是由簡易腳踏式脫粒機增加動力改裝實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)含量低，多用于庭院和田間地頭作業(yè)。為滿足用戶的不同需求，不僅脫粒機尺寸不同，脫粒機的脫粒方式也不相同。20 世紀(jì) 70 年代初，我國自行研制的沖擊式玉米脫粒機得到廣泛普及。20 世紀(jì) 80年代初，我國從國外引進一批成套的種子加工設(shè)備，后自主研發(fā)的搓擦式玉米脫粒機也得到大力推廣，典型代表是重慶市農(nóng)機所研發(fā)的 5TY-0.2 型玉米脫粒機。近年來，我國在引進、消化吸收國外先進設(shè)備的基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)，由農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院研發(fā)的新型擠搓式玉米脫粒機成果顯著。隨后，北京豐田、北京西達農(nóng)業(yè)工程及甘肅酒泉也相繼生產(chǎn)出各種系列的擠搓式玉米脫粒機。2007 年，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)李心平成功研發(fā)出差速式玉米脫粒機。隨著科技的的發(fā)展和技術(shù)的成熟，慢慢的淘汰了傳統(tǒng)的釘齒形玉米脫粒機，而選用揉搓板齒式玉米脫粒機。23. 本課題研究的主要內(nèi)容本課題是學(xué)習(xí) Solidworks 的各種功能，利用 Solidworks 設(shè)計出玉米脫粒機的建模零件、實現(xiàn)零件間的裝配、進行模擬仿真以及從三維圖轉(zhuǎn)化成二維圖。以生產(chǎn)實踐為基礎(chǔ)?；谌S建模軟件設(shè)計出模型，設(shè)計出的玉米脫粒機相比于傳統(tǒng)釘齒形玉米脫粒機具有高脫凈率、低破碎率、大大地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動成本，并且制作成本低廉，經(jīng)濟適用并且耐用。特別與發(fā)達國家的玉米脫粒設(shè)備相比，還是有一定的差距，因此新型玉米脫粒機的設(shè)計具有重要意義。345第一章玉米脫粒機設(shè)計方案1.1 傳統(tǒng)玉米脫粒機與現(xiàn)代玉米脫粒機的比較近年來，在國內(nèi)玉米脫粒機市場上，出現(xiàn)了一種研學(xué)國外先進技術(shù)改進設(shè)計的、利用擠搓原理、寬板齒、低轉(zhuǎn)速脫粒滾筒及柵格式凹板結(jié)構(gòu)的玉米脫粒機。這種脫粒機與傳統(tǒng)脫粒機相比，具有脫凈率高、破碎率低、適應(yīng)玉米籽粒含水率范圍廣等優(yōu)點。它可以減少玉米種子在脫粒過程中的損失，提高經(jīng)濟效益，對種子加工企業(yè)具有重要的意義。傳統(tǒng)玉米脫粒機玉米的脫粒只能采用打擊原理設(shè)計的普通脫粒機,各種傳統(tǒng)普通機型的滾筒轉(zhuǎn)速都在 700r/min 以上、滾筒外緣( 板齒頂部)線速度均>8m/s,是靠釘齒或窄板齒高速打擊玉米果穗實現(xiàn)脫粒的,對玉米籽粒傷害較大。但由于普通脫粒機個別主要性能指標(biāo)偏低:由脫粒原理決定的破碎率偏高 (>1%),致使玉米制種企業(yè)多年來受脫粒環(huán)節(jié)損失量偏大的困擾。我國每年玉米制種量約 180 萬噸,損失增加值按 0.5%計算 ,將造成 0.9 萬 t 的玉米種子損失。目前發(fā)達國家如美國已將以打擊原理為主的玉米脫粒機淘汰,用一種擠搓板齒式脫粒技術(shù)原理脫粒機取代,并已得到推廣應(yīng)用。這種技術(shù)符合脫凈率高、破碎率低的要求,全面克服了老式脫粒機存在的缺點。新機型脫粒損失至少比老機型減少0.5%,而且對種子玉米和普通玉米均適合。1.1.1 主要技術(shù)性能指標(biāo)的比較筆者對國內(nèi)廣泛應(yīng)用的生產(chǎn)率為 1t/h 的兩種機型（即 5TY-10 型釘齒式和TY-17 型板齒式玉米脫粒機）進行了比較。玉米脫粒機的滾筒轉(zhuǎn)速由滾筒外緣的齒頂線速度決定，滾筒外緣的線速度是以保證脫粒時玉米籽粒破碎最少為前提條件來設(shè)計的。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可知，含水率為 13%左右的玉米穗（此含水率的玉米最易破碎）在齒頂線速度小于 4m/s 時，破碎率最低。1. 5TY-10 型釘齒式的滾筒轉(zhuǎn)速由于釘齒式脫粒機需要采用打擊來脫粒，因此TY-10 的滾筒轉(zhuǎn)速設(shè)計為700900r/min，其釘齒齒頂直徑為 210mm。VDn/60式中 n滾筒的轉(zhuǎn)速(r/min)；6v齒頂線速度（m/s）；D滾筒齒頂直徑（m）。由此可知，n=700r/min 時， v=7.3m/s；n=900r/min 時，v=9.4m/s。2. TY-17 型板齒式的滾筒轉(zhuǎn)速為了減少破碎，TY-17 型板齒式的滾筒轉(zhuǎn)速設(shè)計為 340r/min，板齒齒頂直徑為 190mm。根據(jù)公式 vDn/60，計算得 v=3.4m/s3. 脫粒特性比較1) 由于釘齒式的滾筒線速度為 7.39.4m/s，超過了 4m/s 這個限值，故產(chǎn)生的破碎率要高于板齒式脫粒機的破碎率。2) 當(dāng)玉米含水率在 13%20%范圍內(nèi)時，兩種機型的技術(shù)性能指標(biāo)比較穩(wěn)定；當(dāng)玉米含水率高于 20%時，釘齒式脫粒機的脫凈率和破碎率指標(biāo)明顯下降，板齒式脫粒機的脫凈率和破碎率稍有下降。3) 板齒式脫粒機的單位功率生產(chǎn)率要高于釘齒式脫粒機。4) 板齒式脫粒機由于具有高脫凈率、低破碎率和低功耗等優(yōu)點，將會被越來越多的種子企業(yè)所可，其市場前景良好。同時，國內(nèi)的傳統(tǒng)玉米脫粒機也會逐漸被其替代。1.2 玉米脫粒機的工作原理本課題采用揉搓板齒式脫粒裝置。它的工作原理是將剝過皮的玉米放入傾斜的入料口，在傾斜的入料口下進入脫粒區(qū)，甩刀的高速運動擊打玉米穗子，破碎，脫粒，震動。玉米芯借助于滾筒上螺旋排列的甩刀的螺旋推力和螺旋導(dǎo)向作用，由入料口的另一端（即出料口）排出機體之外。而玉米粒和玉米谷粒中的雜質(zhì)經(jīng)過篩體掉落，掉到下滑板，在雜質(zhì)經(jīng)過下滑板的篩選掉落，玉米則從下滑板排除。其主要結(jié)構(gòu)如下圖所示：7圖 1-2 玉米脫粒機的主要結(jié)構(gòu)1. 機架體 2.玉米芯擋板 3.進料口 4.篩體 5.電動機 6.帶輪 7.下滑板89第二章玉米脫粒機的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 機架的結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 機架的結(jié)構(gòu)設(shè)計機架是安裝和固定脫粒機各個部件的機械部件，起到了支撐整個裝置的作用。脫粒機的重量，以及工作時的負(fù)載和力矩都由機架承載。首先確定一個草圖尺寸然后利用拉伸命令拉起機架的一個橫向零件體，對其進行抽殼命令，其他的依次畫出來，在進行裝配，將三個零件裝配城一個完整的機架。將里面給抽空。因此，對于機架的設(shè)計首先要保證強度和剛度，確保工作時各個工作部件的穩(wěn)定，保證在各個工況下機架能夠承受相應(yīng)的載荷。鑄鐵流動性好表面光滑，成本相對較低，易于大批量生產(chǎn)同規(guī)格零件。但是鑄鐵的焊接性太差，所以，機架的選擇是由型材焊接而成，選擇的材料為普通碳素鋼 Q235，如圖 2-1 所示圖 2-1 機架的主要結(jié)構(gòu)2. 機架強度的校核與計算機架的選擇根據(jù)玉米脫粒機上面的所有組成部件，脫粒量的多少和重量來定，10方知機架受力分析得出，由分析得出玉米脫粒機機架在平衡狀態(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。即篩體和脫粒體以及軸承等等給的壓力為 G+G1（零部件重量）=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N;根據(jù)9得知：方通承載力計算公式：M=Pac/L(M：彎矩，P 集中力，a 集中力距支座距離，c 集中力距另一支座距離，L 跨度，L=a+c)（僅用于截面)bhW=12f=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，初定方通為 140x40x6。計算 W 得出bhW=12 210.4cm462M3456f=1.350a=12.a0.cm由 于 NP折算后位 270Mpa查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A 的抗拉強度為 375500Mpa，由于 270Mpa 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 375Mpa，所以方通滿足強度要求。2.2 篩體結(jié)構(gòu)設(shè)計沖孔板的作用主要有三個：首先，在脫粒過程中，凹板的弧面與脫粒滾筒配合能夠?qū)τ衩坠氘a(chǎn)生搓擦作用，有助于脫粒；其次，凹板上分布有篩孔，使得脫落的玉米籽粒一方面通過篩孔掉入收集箱內(nèi)，同時隔離玉米芯，由此便起到了篩分作用；第三，該凹板可以配合多個不同長度的脫粒滾筒使用。如圖 2-2 所示11圖 2-2 玉米脫粒機沖孔板建模2.3 脫粒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖所示的是玉米脫粒體，它是玉米脫粒時的主要工作部件之一。它是一個裝配體，有脫粒體固定板、傳動軸、若干小甩刀裝配而成，脫粒滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個玉米脫粒機設(shè)計過中的一個重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計脫粒體采用三角形，因為脫粒體是玉米脫粒機中作為重要的部分，玉米的破損率和脫凈率都是有脫粒體的性能來決定的，考慮到玉米在滾筒內(nèi)的撞擊、摩擦、震動等等因素，所以利用三角形的穩(wěn)定性做成三角形固定板。若干小甩刀采用 3221 和 1411 的布局。如圖 2-3所示12圖 2-3 玉米脫粒機篩體的結(jié)構(gòu)2.4 帶輪和傳送帶的設(shè)計根據(jù)玉米脫粒機的具體傳動要求，本次傳動選用帶傳動的方式。帶傳動是利用帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力的，有野依靠代合帶輪上齒的嚙合來傳遞運動和動力的，也有依靠帶和帶輪上齒的嚙合來傳遞運動和動力的。帶傳動按帶的界面形狀不同可分為 V 帶傳動、平帶傳動和同步帶傳動。帶傳動結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)，由于傳送帶的彈性，具有吸振、緩沖作用，過載的大話能夠起到安全保護作用，能適應(yīng)兩軸中心距較大的傳動。所以可選取電動機和主軸之間用 V 帶和帶輪的傳動方式傳動，因為在脫粒機的工作過程中，傳動件 V 帶是一個撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，因而使玉米脫粒機工作平穩(wěn)，噪音小等優(yōu)點。雖然在傳動過程中 V 帶與帶輪之間存在著一些摩擦，導(dǎo)致兩者的相對滑動，使傳動比不精確但不會影響玉米脫粒機的傳動，因為玉米脫粒機不需要精確的傳動比，只要傳動比比較準(zhǔn)確就可以滿足要求，而且 V 帶的彈性滑動對脫粒機的一些重要部件是一種過載保護，不會造成機體部件的嚴(yán)重?fù)p壞，還有 V 帶及帶倫的結(jié)構(gòu)簡單、制造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以，在電動機與玉米脫粒機之間選用 V 帶與帶輪的傳動配合是很合理的。如圖 2-4 所示13圖 2-4a 玉米脫粒機傳送帶14圖 2-4b 所示玉米脫粒機 V 帶輪1. 設(shè)計功率 dPkwKAd 8.42.1工況系數(shù)，查 B1 表 8122，取 1.2AKP傳遞的功率2. 選定帶型根據(jù) 和 查 B1 圖 812 選取普通 V 帶 A 型， 小帶輪轉(zhuǎn)速dp1n 1n1440r/min3. 傳動比1.76 0i2ni1min/81076.4r4. 小帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）1d由 B1 表 8112 和表 8114 選定15100mm> 75r/min1dmind5. 大帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）2cidd 1760.12 由 B3 表 87 得 =180mm2d6. 帶速驗算 smvsmnvd /3025/54.7106106 ax7. 初定軸間距 （mm）ada280)(2108. 所需帶的基準(zhǔn)長度 （mm）0dL0204)()(212210 aaLddd 288886mm依 B1 表 818 取 900mm，即帶型為 A900dL9. 實際軸間距 amad2876902800 10. 小帶輪包角 13.5718012ad=.16= 16411. 單根 V 帶的基本額定功率 1p根據(jù)帶型號、 和 普通 V 帶查 B1 表 8127 （c）取 1.32kw1dn12. 時單根 V 帶型額定功率增量i P根據(jù)帶型號、 和 查 B1 表 8127（c）取 0.15kw1i13. V 帶的根數(shù) ZZ=49.387.096)15.032.(4)(1 LadkpP小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8123,取 0.96ak帶長修正系數(shù)查 B1 表 818，取 0.87L14. 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F20)15.2(mvZPkFda=254.710.48)96.0(5=134（ N）mV 帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查 B1 表 8124，取 0.1k/gm15. 作用在軸上的力 F)(10682sin4132sin20 NZF 593max 17考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1.5 倍maxF16. 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸帶輪應(yīng)既有足夠的強度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度 ）以減輕帶的磨損。帶輪的材mRa2.3料為 HT200。2.5 下滑板和雜質(zhì)處理風(fēng)扇本次設(shè)計中特別考慮到了當(dāng)玉米在脫粒過程中，會伴隨著一些玉米小碎粒和玉米掉落到一起，所以為了處理小碎粒在下滑板中做了很多得到篩孔，這種篩孔的大小小于玉米粒的大小，卻大于小碎粒。而風(fēng)扇帶輪則與電機帶輪連著，在電機轉(zhuǎn)動的同時也會帶動風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動，防止玉米小碎粒下落的太快對下滑板造成堵塞。降低了在玉米脫粒機上安裝鼓風(fēng)機來排除雜質(zhì)的成本。而下滑板和機架固定板之間有間隙，可以利用掃帚將其進行清理干凈。如圖 2-5 所示圖 2-5a 下滑板18圖 2-5b 玉米穗清理風(fēng)扇2.6 電動機的選用及設(shè)計玉米脫粒機是通過電機通過 V 帶傳動帶動脫離體旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)玉米的脫粒功能，具體的電機選型計算過程如下：N= 4(KW)WGG玉米脫粒機的生產(chǎn)能力，1000kg/hW切割 1kg 物料耗用能量，其值與玉米直徑有關(guān)，d 小則 w 大，當(dāng)d3mm，取 w0.0030kw.h/kg。（查 B5p ）75傳動效率，取 0.75所以根據(jù) N4kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 選用 Y112M-4，再查 B1表 10-4-2 得 Y112M-4 電機的結(jié)構(gòu)。如圖 2-6 所示19圖 2-6 電動機的結(jié)構(gòu)2.7 入料口入料口一方面可以起到存儲玉米果穗的作用，不讓玉米果穗進入脫粒腔的時間出現(xiàn)間隔，避免工作時脫粒機滾筒出現(xiàn)空轉(zhuǎn)，從而提高生產(chǎn)效率。另一方面玉米果入料口是將玉米填入玉米脫粒機機體內(nèi)的一個途徑，它是玉米脫粒機上的一個部件，它的作用在于通過入料口可以將玉米順利的填入機體內(nèi)，而且在填入的過程中或是填入后的工作過程中，脫粒機能安全的工作，而且不會將玉米玉米?；蚴怯衩仔緩娜肓峡陲w濺出來，造成人員傷害等事故發(fā)生，因此，玉米脫粒機的入料口的設(shè)計，關(guān)系到玉米脫粒機的工作質(zhì)量。因為在將玉米添入脫粒機時，電動機在高速的旋轉(zhuǎn)，連同它的主軸一起旋轉(zhuǎn)，如果入料口的填料方式不利于主軸的工作，此時，這種填料方式對主軸、對機體都有很大的副作用，有可能瞬時加大主軸的承擔(dān)負(fù)載，即同時加大主軸的壓力，同時也加大了篩體上甩刀的磨損和老化等。如果入料口的設(shè)計不當(dāng)，會造成主軸的瞬時被卡死，電動機悶死等現(xiàn)象發(fā)生，這些現(xiàn)象對電動機和玉米脫粒機的主軸有及大的破壞性。傳統(tǒng)玉米脫粒機的入料口多是采用的直立式和螺旋導(dǎo)板式等入料方式。但是這種方式對玉米脫粒機的損害是比較大的，直立式和螺旋導(dǎo)板式的入料方式，玉米的慣力非常的大，對脫粒區(qū)的甩刀造成的傷害比較大，日積月累甩刀將會守沖擊而壞掉，減少使用壽命，增加了維修成本，而本次的玉米脫粒機所采用的是傾斜式20的入料口，入料口傾斜的角度小但是能保證玉米可以進入到脫粒區(qū)進行脫粒篩選。因此在入料口的三結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用傾斜滑板式的入料方式，是為了減少玉米穗對其篩體的沖擊力，給予力一個緩沖。玉米利用自身的重力在傾斜的入料口上進入脫粒區(qū)。該入料口和機架形成很好的密封性，即使玉米粒和碎屑四濺也不會傷到人的。如圖 2-7 所示圖 2-7a 直立式入料口21圖 2-7b 傾斜式入料口22第三章玉米脫粒機的裝配和運動仿真3.1 玉米脫粒機的裝配Solidworks 的裝配功能相對于其他軟件比較簡單上手，容易裝配，不需要太復(fù)雜的指令，比較直觀的表達出設(shè)計者的思想。最主要的就是能夠直接對裝配體進行修改，省去了翻找零件修改的時間了，而且如果說你對一個零件進行了修改，那么在裝配體中也會進行相應(yīng)的修改的。這個功能十分的強大，對我這種初學(xué)者是一個非常方便的功能。在 SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，SolidWorks 的性能得到極大的提高。 SolidWorks 可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。一、在本次玉米脫粒機三維建模零件的裝配中用到的主要的裝配術(shù)語。1.零部件在 SolidWorks 中，零部件就是裝配體中的一個組件（組成部件） o 零部件可以是單個部件（即零件），也可以是一個子裝配。零部件是由裝配體引用而不是復(fù)制到裝配體中。2. 子裝配體組成裝配體的這些零件稱為子裝配體。當(dāng)一個裝配體成為另一個裝配體的零部件時，這個裝配體也可稱為子裝配體。3. 裝配體裝配體是由多個零部件或其他子裝配體所組成的一個組合體。裝配體文件的擴展名為【sldasm】。裝配體文件中保存了兩個方面的內(nèi)容：一是進入裝配體中各零件的路徑，二是各零件之間的配合關(guān)系。一個零件放入裝配體中時，這個零件文件會與裝配體文件產(chǎn)生鏈接的關(guān)系。在打開裝配體文件時，SolidWorks 要根據(jù)各零件的存放路徑找出零件，并將其調(diào)入裝配體環(huán)境。所以裝配體文件不能單獨存在，要和零件文件一起存在才有意義。23首先打開 Solidworks 的裝配圖功能，先添加機架后點擊零件命令添加沖孔板，首先使用面與面的配合，將機架的上表面與篩體下平面配合，使其在同一個平面上，然后再用線與線的配合使其達到自己預(yù)定的位置，再將沖孔板半圓的平面和機架的后平面配合，達到固定的效果。其中比較復(fù)雜的就是篩體的裝配了，首先先要把軸承座裝配到機架上，一開始是死后都不知道怎么樣才能夠把軸承座放到正中心的位置，使其對稱，還在裝配體上畫出了草圖標(biāo)好了尺寸，讓裝配體與其線與線配合，但是裝配很是難看，后來通過問老師才知道可以是有面面為基準(zhǔn)的指令，可以以機架的兩個面為基準(zhǔn)，然后是軸承座的兩邊面與機架的面進行對稱。老師的一句話就解決了讓我頭疼的問題，這再次讓我認(rèn)識到了知識是無窮盡的。兩邊的軸承座裝配好之后，在進行傳動軸和固定甩到桿的裝配這個過程比較簡單就不多說了。最難的還是傳動部分的裝配，在帶輪與傳送帶之間的裝配是比較麻煩的，這個應(yīng)用的命令和配合很多，首先是篩體帶輪和電機帶輪的裝配，以電機帶輪為例子，首先使用同軸心的命令，使其處于同一個圓心，然后進行定位銷的裝配使其完全與電機傳動軸吻合。篩體帶輪也是如此。下面就是傳送帶的裝配，首先在裝配圖中使用測量命令，測量出兩個中心距然后在零件圖中根據(jù)尺寸畫出來傳送帶，在進行裝配。傳送帶與帶輪的裝配中也要使用到同軸心的命令，然后在進行面與面之間的配合，這樣就完成了裝配。然后就是點擊帶輪和風(fēng)扇帶輪之間傳送帶的裝配，在這個裝配中我又學(xué)到一個新技能，可以在裝配體中直接建立新的零件，然后直接多其進行配合。就用這次的電機帶輪和風(fēng)扇帶輪來說，首先將兩個帶輪配合好了之后，點擊“插入零部件”下面的小三角，選擇“新零件”然后再選擇一個模板就可以先畫出草圖了。選擇“測量”測出帶輪的直徑尺寸，在帶輪表面畫出兩個圓，在兩個圓邊上畫兩條直線，使用相切命令，然后使用“剪裁實體”命令去除多余的圓，再使用“等距實體”命令，就可以生成一個可以使用的傳送帶了。然后和上面一樣進行裝配。其他的就是像玉米芯擋板、下滑板的裝配等等，因為三維建模最終是要轉(zhuǎn)化成實際實體的，所以在這些零件的裝配中，定位銷、螺栓、螺母還是要有的，就不具體一一敘述了。24253.2 玉米脫粒機的運動仿真3.2.1Solidworks 運動仿真簡介運動算例是裝配體模型運動的圖形模擬。您可將諸如光源和相機透視圖之類的視覺屬性融合到運動算例中。運動算例不更改裝配體模型或其屬性。它們模擬并動畫您給模型規(guī)定的運動。您可使用 SolidWorks 配合在您建模運動時約束零部件在裝配體中的運動。一、可以基于時間線的界面，包括有以下運動算例工具1. 動畫（可在核心 SolidWorks 內(nèi)使用）?？墒褂脛赢媮韯赢嬔b配體的運動：添加馬達來驅(qū)動裝配體一個或多個零件的運動。使用設(shè)定鍵碼點在不同時間規(guī)定裝配體零部件的位置。動畫使用插值來定義鍵碼點之間裝配體零部件的運動。2. 基本運動（可在核心 SolidWorks 內(nèi)使用）。您可使用基本運動在裝配體上模仿馬達、彈簧、接觸、以及引力?；具\動在計算運動時考慮到質(zhì)量?；具\動計算相當(dāng)快，所以您可將之用來生成使用基于物理的模擬的演示性動畫。3. 運動分析（可在 SolidWorkspremium 的 SolidWorksMotionTM 插件中使用）。您可使用運動分析裝配體上精確模擬和分析運動單元的效果（包括力、彈簧、阻尼、以及摩擦）。運動分析使用計算能力和強大的動力求解器，在計算中考慮到材料屬性和質(zhì)量及慣性。您還可使用運動分析來標(biāo)繪模擬結(jié)果供進一步分析。此外，還可使用 MotionManager 工具欄：更改視點。顯示屬性。生成描繪裝配體運動的可分發(fā)的演示性動畫3.2.2 玉米脫粒機的運動仿真打開玉米脫粒機的裝配圖，電機文件選項進入到仿真模塊：入下圖所示26如圖 3-1 運動仿真示例圖通過分析可知道玉米脫粒機的運動仿真主要是由電機軸、篩體傳動軸和風(fēng)扇傳動軸的轉(zhuǎn)動所完成的。因為其結(jié)構(gòu)是由傳送帶所連接的傳動機構(gòu)，所以其速度是相等的。首先運用虛擬馬達在其上面添加三個虛擬的轉(zhuǎn)動速度和力的方向，設(shè)置完成后由軟件進行運動算例計算變可以運動了。3.2.3 玉米脫粒機的爆炸視圖如果想更加清晰的表達出內(nèi)部零件構(gòu)造的話，還可以使用爆炸視圖模塊。可以將自己做的爆炸視圖模型加入到運動仿真當(dāng)中。玉米脫粒機的仿真比較簡單，不需要限制多少自由度，只需要在兩個帶輪上加上兩個虛擬的馬達，在仿真中將其轉(zhuǎn)動就行了，直觀的來說，仿真就是給你一個虛擬的力來轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實的存在，我使用將爆炸視圖視頻和運動算例仿真視頻利用“愛剪輯”軟件進行編輯合成到一起，變完成了玉米脫粒機的仿真。3.3 Solidworks 的高級渲染功能與 SolidWorks 完全集成的高級渲染軟件有效地展示概念設(shè)計，減少樣機的制作費用，快速地將產(chǎn)品投放入市場。PhotoWorks 為你提供方便易用的、最品質(zhì)的渲染功能。通過在 Windows 環(huán)境下，與三維機械設(shè)計軟件的標(biāo)準(zhǔn) SolidWorks 的無縫集成，PhotoWorks 幫助你方便制作出真實質(zhì)感和視覺效果的圖片，并向客戶發(fā)布。27Solidworks 自帶的渲染功能渲染出來的效果不理想，于是借助第三方工具RealHack3.0 的作用，使渲染出來的成品圖更加的真實化，在視覺上給人一種真好的效果。如圖 3-2 所示圖 3-2 Solidworks 高級渲染功能28第四章總結(jié)隨著我國機械制造業(yè)的快速發(fā)展，給我們畢業(yè)生帶來了很大的機遇，國家提出了“中國制造 2025”等都是提升我國工業(yè)化水平的提現(xiàn)。而此次畢業(yè)設(shè)計是對我們畢業(yè)生踏入社會的第一步考驗。隨著全球工業(yè)化的發(fā)展，三維建模技術(shù)越來越重要，三維數(shù)字化是人們工業(yè)發(fā)展的一個大跨步，明確了自己以后想要往三維上發(fā)展后，決定深入的學(xué)習(xí) Solidworks 的各種功能，利用 Solidworks 來設(shè)計玉米脫粒機。首先在網(wǎng)上和圖書館查找與關(guān)玉米脫粒機相關(guān)的資料，了解其工作原理、工作方式等等，建立與傳統(tǒng)玉米脫機相比，具有高脫凈率和低破碎率和降低成本等等，然后使用 Solidworks 來設(shè)計出玉米脫粒機的模型。并對其進行零件建模、零件裝配、運動仿真和從裝配圖到工程圖的轉(zhuǎn)化。確保其在其結(jié)構(gòu)合理，外觀精美，在理論上保證其可運行。對于我一個新手來說是一個很緩慢的過程，在建模設(shè)計過程中遇到了很多的問題，多虧了老師和同學(xué)們的幫助，每突破一個難題，就學(xué)會一項新的命令，對我以后的發(fā)展具有很大的幫助。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對 Solidworks 有了進一步的認(rèn)識，了解到了其功能的強大。在這一個多月的設(shè)計過程中使我學(xué)到了許多東西，提高了動手查閱資料的能力，更加提高了自己思維開拓，創(chuàng)新的能力。老師和同學(xué)對我有很大的幫助，通過畢業(yè)設(shè)計不僅僅是理論知識對實際生產(chǎn)的一個轉(zhuǎn)變，更是提高了我們獨立思考和創(chuàng)新的能力，對我以后的工作有很大的幫助。29致謝畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題的能力，是對學(xué)生三年來所學(xué)知識的一個總結(jié)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，三維建模技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今空前活躍的領(lǐng)域，應(yīng)用于我國的各行各業(yè)，在生活中與我們息息相關(guān)，如果畢業(yè)后想要向設(shè)計方向發(fā)展的話，那么三維建模軟件的熟練使用與你密不可分。隨著三年大學(xué)生活的結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計也到了關(guān)鍵的時刻，經(jīng)過兩個月的奮戰(zhàn)，完成了我的畢業(yè)設(shè)計，我原先以為畢業(yè)設(shè)計僅僅是對我三年知識的一個總結(jié)而已，但是后來發(fā)現(xiàn)太過于片面，畢業(yè)設(shè)計是對我們各方面能力的提高，以及可以通過畢業(yè)設(shè)計明確一下自己未來的發(fā)展方向。以前，總覺得自己什么都會，眼高手低，但是后來發(fā)現(xiàn)自己錯的太過于離譜。在以后的工作中，都要保持一個虛心求學(xué)的態(tài)度，努力提升自己的知識和綜合素質(zhì)。之前在實訓(xùn)當(dāng)中做過類似的設(shè)計，但是在畢業(yè)設(shè)計的時候遇到很多難題，特么是在拿到課題后不知道怎么入手，經(jīng)過老師和同學(xué)們的幫助使我完成了本次的畢業(yè)設(shè)計，在我完成畢業(yè)設(shè)計的時候，我有一鐘莫名的成就感，或許是對自己知識能力的一個肯定，在此次畢業(yè)設(shè)計中最大的感悟就是：知識必須通過實際的轉(zhuǎn)變才能夠?qū)崿F(xiàn)其價值，不要眼高手低，以為自己學(xué)會了結(jié)果做的時候做不出來，當(dāng)你能夠把你所學(xué)的理論知識能應(yīng)用于實際生活的時候才能夠算是真的學(xué)會了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師老師對我的悉心照顧，感謝老師給我的幫助。在本次設(shè)計過程中，我通過查閱資料，了解玉米脫粒機的設(shè)計。向老師的請教，同學(xué)的幫助，網(wǎng)上知識的查詢。使自己學(xué)到不少的知識，過程很艱難，但是也收獲了很多的東西。在整個設(shè)計中使我學(xué)到的不僅僅是知識，而且很大程度上對我畢業(yè)后的發(fā)展方向也是有很大的幫助的。在本次的畢業(yè)設(shè)計中也存在著很多的不足之處，但是在本次設(shè)計過程中學(xué)到的東西是我最大的收獲，使我終身受益。30參考文獻1 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