结业毕业论文机械设计.doc

1、-_题 目 谷物干燥机设计及制作 学生姓名 李云浩 学号 1214054214 所在学院 材料科学与工程 专业班级 材料成型及控制 1204 班 指导教师 王华 （教授） 完成地点 陕西理工学院 2016 年 6 月 12 日-_毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 材料成形及控制工程 专业班级 材控 12 级 学生姓名 李云浩 一、毕业论文设计题目 谷物干燥机设计及制作 二、毕业论文设计工作自_2016 _年_2_月_24 _日 起 至_2014 年 6 月_15 _日止 三、毕业论文设计进行地点: 陕西理工学院 材料学院 四、毕业论文设计的内容要求：设计谷物干燥机的甩干系统、烘干系统

2、、整体结构，并制备出完整的设备 具体任务如下： 1、查阅有机械制备设计相关文献； 2、翻译一篇外文科技文献； 3、设计谷物干燥机结构工艺，； 4、使用 Pr/E 及 CAD 或相应的软件使用方法，运用该软件完成零件绘制，根据绘制图纸进行工艺制备方案； 6、整理实验结果，撰写学位论文； 进度安排： 第 13 周：查阅有关机械制造工艺相关文献，并写出文献综述，翻译一篇科技文献（英译汉或汉译英），撰写开题报告，进行开题答辩； 第 414 周：使用 Pr/E、 CAD 或相应软件绘制零件图纸，设计出需要的零件图纸 第 1518 周：整理计算分析结果，撰写学位论文并准备答辩。 指 导 教 师 王华 系

3、(教 研 室 ) 材料成形及控制工程 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 2015 年 12 月 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 2016 年 月 日 学 生 签 名 -_谷物干燥机设计及制作作者：李云浩（陕理工材料学院 材料成型及控制专业 1204 班,陕西 汉中 723000）指导教师：王华摘 要 本产品设计说明书主要阐述了一种谷物干燥机的设计过程。在本次产品设计过程中采用了 Auto CAD及 Pro/E软件来完成机构设计、图形绘制和运动分析与计算等，设计好的零件经过机械加工成型，再将加工好的各种零件进行焊接和组装。谷物干燥机，包括机身、甩干系统、烘干系统

4、等，主电机带动甩干桶初步干燥谷物，机身上还安装有热风电机及烘干板，谷物最后经烘干后装袋。潮湿的谷物先经过甩干，然后再进行烘干，彻底解决了雨天谷物无法干燥的难题。关键词 谷物干燥机；机械加工；焊接；零件加工-_Design and manufacture of grain dryerAuthor: Li Yunhao(1204 classes of materials forming and control, Shaanxi Institute of technology, Hanzhoung, Shaanxi 723000)Tutor: Wang HuaAbstract The design

5、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 organization design and graphics rendering and motion analysis and calculation, design of parts after machining, processing of vari

6、ous 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 drying grain, body is also provided with a hot-air motor and drying in grain finally dried after bagging. Wet grain first dried, a

7、nd then dry, completely solve the problem of grain can not dry wet.Abstract Grain drier；machining；welding ；Parts processing-_目录1 引言 .11.1 课题研究的内容与意义 .11.2 可行性分析 .11.3 需求分析 .11.4 成本分析 .12 干燥机的结构及组成 .22.1 甩干系统 .22.1.1 进料口 .22.1.2 皮带轮设计 .32.1.3 甩干桶设计 .42.1.4 主电机 .72.1.6 拉料板、拉料杆、挡料板、导杆设计 .82.1.7 排水槽 .92

8、.2 烘干系统 .92.2.1 热风机 .92.2.2 烘干板 .112.3 支撑部分 .113 干燥机的三维建模及零件尺寸 .133.1 干燥机的三维建模 .133.2 干燥机的零件尺寸 .134 实施方式 .14-_4.1 机身焊接机构设计 .144.2 螺栓连接 .15参考文献 .17致谢 .18-_1 引言食品安全与能源安全、金融安全并称为当今世界三大经济安全。中国是一个粮食生产大国，也是一个粮食消费大国。中国的粮食生产和供求情况不仅关系到中国 13 亿人口的吃饭问题，而且会影响国际粮食的供求和价格状况。确保粮食安全不仅是实现国民经济又好又快发展的基本条件，而且是促进社会稳定和谐的重要

9、保障，也是确保国家安全的战略基础。虽然我国是世界上最大的粮食生产国和消费国，但同时，我国也是一个粮食损耗大国。我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输、加工、消费等过程中的损失远远超过了联合国粮农组织规定的 5%的标准，在这些损失中，每年因气候原因，谷物来不及晒干或未达到安全水分造成霉变、发芽等损失量巨大。从国家安全战略角度看，在我国人口众多、农业受自然风险和市场风险影响较大，很多地区气候潮湿，每到农作物成熟的季节，由于连绵不断的阴雨天气，农作物不能及时收割储存，致使大量农产品（小麦、水稻、油菜籽等）霉变、发芽，据不完全统计，每年由于霉变而损失的粮食约有三、四千万吨，足以养活 1.5 亿到 2

10、亿人口。因此，农产品的干燥就显得尤为重要，大力发展谷物干燥机也就是大势所趋。1.1 课题研究的内容与意义本设计旨在研制一种农作物干燥设备，使被雨水淋湿的农产品及时得到干燥，方便作物储存。设计思路是提供一种谷物干燥机，结构简单、使用方便，通过设置甩干系统，使其对潮湿的谷物先进行甩干、再进过烘干系统，使谷物进一步得到干燥，解决了阴雨天气谷物难以干燥的难题。1.2 可行性分析本产品的设计与加工主要采用 Pro/E、AutoCAD2008 软件进行。在制造方面，面临的关键问题分两步，第一步：谷物甩干系统，主要涉及连续甩干过程谷物输入及输出控制和甩干过程转动稳定性及转速的控制；第二步：烘干系统，涉及烘干

11、时效率及温度的控制。解决思路：1）甩干系统：甩干桶采用卧式转动方式，以便于实现谷物连续输入及连续甩干；拟采用皮带传动方式来控制甩干桶旋转，可有效的减小了噪音；2）干燥系统：谷物甩干后自动流入干燥器；干燥器由干燥板和热风机组成，热风系统的热风大小与温度高低可以调节，实现了温度的测定与控制。1.3 需求分析消费者对设备的要求是：a、实用，能达到干燥效果；b、操作方便，便于移动；c、成本低；d、烤漆面不易生锈和脱落。1.4 成本分析设计成本主要包括电动机（160 元），轴承及轴承座（60 元），甩干桶及皮带轮（200 元），机身架子（350 元），热风机（100 元），其它（130 元），成本大约为

12、 1000 元。-_2 干燥机的结构及组成 图 2.1 为设计的谷物干燥机结构示意图。图 2.1 谷物干燥机结构示意图1.入料槽，2.皮带轮，3.甩干桶，4.主电机，5.轴承，6.拉料板，7.拉料杆，8.挡料板，9.导杆，10.支撑轮 11.热风机，12.烘干板，13.固定架，14.排水槽，15.机身。 如图 2.1 所示，包括机身 15，机身 15 上固定安装有固定架 13，固定架 13 上固定安装有主电机 4，同时固定架 13 上固定安装有热风电机 11。机身 15 上还通过轴承 5 安装有甩干桶 3。主电机4 的输出轴通过皮带轮 2 与甩干桶 3 的一端相连，甩干桶 3 的一端还与入料槽

13、 1 相连通；甩干桶 3的侧壁开有用于甩水的通孔，甩干桶 3 的内壁设置有铁丝网。甩干桶 3 不与入料槽 1 相连的一端设置有开口，甩干桶 3 内部两端之间固接（可以焊接）有支撑杆 9，甩干桶 3 的内部位于支撑杆 9 的下方安装有拉料板 6、拉料杆 7、挡料板 8（拉料板 6、拉料杆 7、挡料板 8 焊接在一起），拉料板6 位于靠近入料槽 1 的一端，挡料板 8 位于另一端，拉料杆 7 固接在拉料板 6 及挡料板 8 之间。热风电机 10 的输出轴与风扇 11 相连，风扇 11 旁边安装有热阻丝，机身 15 上固定安装烘干板 12，烘干板 12 安装在热阻丝远离风扇 10 的一侧，且烘干板

14、12 位于甩干桶 3 远离入料槽 1 一侧的侧下方位置处。机身 15 上位于甩干桶 3 的下方位置处设置有排水槽 14。 设计的谷物干燥机主要分为三个系统：甩干系统、烘干系统、支撑部分。甩干系统包括： 1.入料槽，2.皮带轮，3.甩干桶，4.主电机，5.轴承，6.拉料板，7.拉料杆，8.挡料板，9.导杆，13.排水槽。烘干系统包括： 11.热风机，12.烘干板。支撑部分包括：10.支撑轮，13.固定架，15.机身。工作原理：甩干系统：谷物干燥机的甩干系统设计主要是根据洗衣机甩衣服的原理进行设计的，它由甩干内桶、外桶、轴承座等组成。甩干内桶呈圆形，在桶壁上有许多圆孔，工作时，甩干内桶作高速旋转，

15、靠离心力将谷物中的水分甩出桶外，起到甩干作用，而甩干外桶将甩出的水分挡住并聚集排出。烘干系统：烘干系统主要是根据热风机吹干头发的原理进行设计的，它由电动机、风叶、电热元件等组成。电动机带动风叶转动，吹出的风经过电热元件，变成热风吹出，热风由开关控制可分档调温。通常只有当电动机通电时，电热元件才能接通加热，以避免机件过热而损坏。2.1 甩干系统2.1.1 进料口进料口结构如图 2.2 所示 -_图 2.2 进料口结构图图 2.2 进料口为漏斗形，方便与谷物顺利进入甩干桶。其大端直径为 100mm，小端直径为25mm，漏斗高度为 65mm，漏斗形入料槽下面是竖直的空心管，其外径为 25mm，长度为

16、 82mm，其壁厚为 1mm，竖直空心管下面是圆形拐角，直径与壁厚和竖直管一样，外径为 35mm，拐角右边是水平管，其长度为 150mm。2.1.2 皮带轮设计皮带传动是一种依靠摩擦力来传递运动和动力的机械传动。它的优点主要表现在：皮带有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止其他零件损坏，起安全保护作用。皮带是中间零件。它可以在一定范围内根据需要来选定长度，以适应中心距要求较大的工作条件。结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。缺点是：靠摩擦力传动，不能传递大功率。传动中有滑动，不能保持准确的传动比，效率较低。在传递同样大的圆周力时，外

17、廓尺寸和轴上受力都比齿轮传动等啮合传动大。皮带磨损较快，寿命较短本谷物干燥机的设计传动功率不大，且要求运动平稳无噪音、成本低，所以选择皮带传动。下面是设计的皮带轮的结构示意图，如图 2.3 和图 2.4图 2.3 电机皮带轮示意图如图 2.3 所示为电动机上的皮带轮，其中皮带轮部分厚度为 20mm，小轴部分厚度为 15mm，皮带轮大端宽度为 14mm，小端宽度为 5mm，皮带轮深度为 13mm，装电动机主轴的孔直径为 15mm，孔为半圆形，有一个宽度为 10mm 的部分没有切除。图 2.4 甩干桶皮带轮示意图-_如图 2.4 所示，是安装在甩干桶上的皮带轮，皮带轮的最大直径为 100mm，厚度

18、为 20mm，皮带轮槽的最大宽度为 14mm，最小宽度为 5mm，皮带轮深 13mm，皮带轮一侧有一个突出部位，其外径 75mm，内径为 50mm，宽度为 15mm，在其上面有一个 M10 的螺纹孔，将来在里面装一个顶钉，在皮带轮内侧有一个宽为 8mm，深为 3mm 的键槽。将要安装的键的宽度为 7mm，长度为 20mm，厚度为 6mm。根据以上数据计算甩干桶的转速：电动机所带皮带轮的直径为：（2.1）m3.298514.3dr21 D甩干桶上皮带轮的直径为：（2.2）0电动机的转速为：（2.3）in/r1V则甩干桶的转速（2.4）i/r126834/.29）（皮带传动的具体要求、三角皮带线速

19、度不宜超过 25 米秒，平皮带线速度一般为 1020 米秒，特殊情况下可以降低。皮带线速度可按下式计算：（2.5）0/nDV式中 V皮带线速度，（米秒）D皮带轮直径，（mm）n皮带轮转速，（r/min）通过计算：（2.6）sm/25/7.610/28104.3符合要求。、平皮带每秒钟经过小皮带轮的次数 C 不宜超过 35 次，三角皮带不宜超过 20 次。（2.7）秒次 /LV式中 L皮带长度（m）经过测量皮带轮的长度 L=0.6m，所以计算：（2.8）秒次秒次 /20/16.0/7符合要求、小三角皮带轮包角不应小于 120（平皮带 150），否则应减小两皮带轮的直径差值，或增大中心距离，或加装

20、压带轮。、小皮带轮直径不能太小，以免皮带弯曲过度，缩短使用寿命。对于平皮带传动，小皮带轮直径一般要大于夹布胶带厚度的 2530 倍。皮带初拉紧力，以每平方厘米皮带断面积用 1618kg 左右的力拉紧较为合适。2.1.3 甩干桶设计（1）甩干桶的甩干方式确定洗衣机甩干桶主要分为立式、卧式两类，卧式设备谷物平均分布在甩干桶内转动，甩干均匀程度高，不留死角，转动速度快，性能高；而立式设备因谷物由于重力作用会聚集在桶底，甩干的均匀程度较低，是针对一部分谷物转动上抛的原理构成，谷物的甩干质量不被保证。性能较低，搅拌效果不理想。卧式设备转动轴承在设备的两侧，谷物不易包住轴承，操作简单，使用方便，主要是谷物甩干后方便取出；而立式设备谷物在桶底部分甩干时不能遗漏，所以甩干后取出也不方便立式设备设备的维修率相对较高，转动轴承在设备下端，轴承易被谷物包住而发生故障。根据以上分析，选用卧式甩干桶。（2）甩干桶结构如图 2.5 所示：