小型户用清粮机结构设计

本科论文目录TOC\o"1-2"\h\z\u21005摘要 I6263Abstract II6523绪言 112991清粮机的背景介绍 2297141.1实用价值与理论意义 2227101.2国内外现状 22781.3设计中需要注意的问题 48941.4设计步骤及成果要求 4200592小型户用清粮机的整体设计 6270012.1可行性分析 638882.2整体方案设计 6149172.3总体机构设计 781982.4传动系统的设计 10181023小型户用清粮机机构设计过程 12255923.1电机的选择 12196273.2三角绞带设计计算 12132723.3带传动设计计算 14129133.4偏心机构计算 1747253.5中心轴计算 19139323.6清粮筛设计 21143833.7风机设计 25319664清粮机三维建模 28225544.1各主要零件设计 28299504.2小型清粮机的整体装配 33213045安装与保养 3560865.1安装 35293385.2润滑与保养 3522039结论 3618274参考文献 3731019致谢 39本科论文摘要在我国农业发展历史中，清粮机是近几年来农业最需求的产物之一，它需要将收割的谷物脱壳，且筛选其中的杂物，并且需要保证谷物的清洁率不低于94%-97%，且不能损坏谷物，这也是设计清粮机的目的。在我国的农业发展史上，农民非常需要一种小型清粮机来满足他们的需求，大型清粮机的成本过高，适合大型农场使用，但是如果小户使用的话就存在很多弊端，成本过高，使用不方便，需要到指定地点去使用，这就简接造成了农民的麻烦，所以，我们需要保证小型清粮机的效率，便捷，以及对成本的控制。在本设计中，我们要求的是结构简单，小巧方便，且对谷物的筛选也必须细致，主要是为农民的便捷性而考虑。所以，本设计中的清粮机采用的二级传动，利用电机传动，保证清粮机的效率，筛选方式采用风选与筛选，风选阶段利用风机吹出一些杂物，再通过鱼鳞筛筛选出谷物，通过两次筛选，可以保证谷物的纯净度；当然，在风机运转的时候，非常容易使清粮机震动，所以我们选用偏心轴机构，减小机械的震动，保证机器的使用寿命；且我们需要尽可能的减小农民使用的成本，将成本控制在农民可以接受的范围。关键词：清粮机；筛；风机；传动

AbstractInthehistoryofagriculturaldevelopmentinChina,thegraincleaningmachineisoneofthemostneededproductsinagricultureinrecentyears.ItneedstoHusktheharvestedgrainandscreenthesundries,anditalsoneedstoensurethatthecleaningrateofgrainisnotlessthan94%-97%,withoutdamagingthegrain,whichiswhatthegrain-cleaningmachineisdesignedtodo.Inthehistoryofagriculturaldevelopmentinourcountry,farmersareingreatneedofasmallgrain-cleaningmachinetomeettheirneeds.Thecostofalargegrain-cleaningmachineistoohigh,anditissuitablefortheuseoflargefarms.However,ifsmallfarmersuseit,therearemanydisadvantagesandthecostistoohigh,it'snoteasytouse,itneedstobeusedinadesignatedplace,andthat'saproblemforfarmers,soweneedtomakesurethatthesmallgraincleanerisefficient,convenient,andcost-effective.Inthisdesign,werequireasimplestructure,compactandconvenient,andthescreeningofgrainmustalsobecareful,mainlyfortheconvenienceoffarmersandconsider.Therefore,thegraincleaningmachineinthisdesignusesthetwo-stagedrive,theuseofmotordrivetoensuretheefficiencyofthegraincleaningmachine,thescreeningmethodusestheairscreeningandthescreening,theairscreeningstageusestheairblowertoblowoutsomesundries,andthenthroughthefishscalescreeningoutthegrain,aftertwicescreening,canensurethepurityofgrain,ofcourse,inthefanoperation,itisveryeasytoshakethegraincleaningmachine,sowechooseeccentricshaftmechanism,reducethevibrationofmachinery,toensuretheservicelifeofthemachine;Andweneedtoreducethecostofusebyfarmersasmuchaspossible,tocontrolthecostwithinthefarmersacceptablerange.Keywords:Graincleaningmachine;screen;Fan;Transmission绪言在现如今中国的农村，由于经济发展不如城市，所以在很多方面都较费力，既浪费了体力，又浪费了时间，所以设计一款适合个体使用的小型清粮机是非常有必要的。根据国内外资料显示，使用大型清粮机已经成为了普遍，但是大型清粮机具有局限性，它没有办法为个人服务，造成了使用成本过多，达不到小批量清粮，且农民也不具备大批量的使用条件，他们大多采用先收割，再场上脱粒、清粮，所以小型清粮机很符合他们的实际情况，在国内外市场具有发展前景，设计小型清粮机也具有一定的意义。

1清粮机的背景介绍1.1实用价值与理论意义本研究工作的内容就是设计小型的户用清粮机。在我国的农业发展史上，农民非常需要一种小型清粮机来满足他们的需求，大型清粮机的成本过高，适合大型农场使用，但是如果小户使用的话就存在很多弊端，成本过高，使用不方便，需要到指定地点去使用，这就简接造成了农民的麻烦，所以，我们需要保证小型清粮机的效率，便捷，以及对成本的控制。在本设计中，我们要求的是结构简单，小巧方便，且对谷物的筛选也必须细致，主要是为农民的便捷性而考虑。所以，本设计中的清粮机采用的二级传动，利用电机传动，保证清粮机的效率，筛选方式采用风选与筛选，风选阶段利用风机吹出一些杂物，再通过鱼鳞筛筛选出谷物，通过两次筛选，可以保证谷物的纯净度。1.2国内外现状在机械行业中，清粮机已经很早便由专业人员研发出来了，且在国内外发展都相对的成熟，且发展规模也非常的快，我们都可以知道，清粮机在农业发展中是不可缺少的设备，它操作简便，且效率高，节省了农民的成本以及时间。国内发展趋势：我国机械发展较晚，从20世纪50年代最开始的手动清粮发展到60年代的电动清粮，虽然效率高，但是筛选不彻底，筛选完的谷物还是有很多杂物，70年代开始了粮食震动分选机，直至90年我国机械行业开始发展，直到新技术，新工艺的出现才让我国农业开始了发展。随着我国的经济发展的迅速，尤其是食品行业，更需要严格把控，例如面粉加工前必须使用清粮机设备，清理小麦的杂质，清粮机在国内也有很多类型，大部分都是大中型的，但是就大中型清粮机而言，农民很少可以直接使用，且使用成本大，所以中小型清粮机在国内很具有现实意义；根据调查国内清粮机，我了解到了圆筒清粮机，它采用的是脉冲除尘环保清理筛，可以大规模的清理水稻，玉米，小麦等谷物，采用的是组合清理筛，经过两次过滤，可以有效的筛选出谷物来，圆筒清粮机使用环保，效率较好，价格在15000-35000元之间；另外我也调查到了一种小型清粮机：小型粮食振动筛选机，它采用的是靠振动来筛选粮食，这种清粮机在70年代便有了一定的基础，筛子选用的是机电筛子，小型粮食振动筛选机虽然可以有效筛选谷物，但是只经过一次过滤，这也导致清选出来的谷物不够纯净，价格在1500-2800元之间REF_Ref22309\n\h[1]；国外发展趋势：我们也都知道国外机械发展较下早，在很早之前他们的农业设备就已经非常成熟了，我们可以通过国外食用的面包了解到，国外对于谷物清洁度要求非常严格。我了解到，国外清粮机技术十分先进，清净程度高，效率快，性能稳定，噪声相对于国内也较低，在20世纪70年代，国外便兴起了通过风选来筛选谷物，其中美国的布朗特公司，德国的勒贝尔公司，丹麦的达马斯公司以及意大利的巴拉里尼公司历史较为悠久。国外利用的是利用种子的形状，重量以及空气动力学特性来筛选出谷物，他们主要靠风选，比重，窝眼筒式，复式来筛选谷物，这四种设计比较繁琐，但是筛选出来的谷物洁净度非常的高，本次设计便选用风选作为筛选粮食的第一步，选择风选的原因便是可以非常有效率的筛选出谷物之外的杂物REF_Ref22309\n\h[2]。下面是我经过调查研究发现清粮机的几种分类：HYL-8系列清粮机，效率为8000kg/h，配用动力7kw，电源电压要求380V，采用风选，筛选，为大功率清粮机，效率明显，移动灵活，缺点是成本过大，适合企业使用，如图1.1所示：图1.1HYL-8清粮机TZD/C系列清粮机，额定功率2kw，采用的是磁滞同电动机，此清粮机利用电机的高速选择带动筛子，采用离心将杂物分离出去，效率较高，缺点是使用不便捷，耗电过高，如下图1.2所示：图1.2TZD/C清粮机1.3设计中需要注意的问题本论文设计的是一种小型清粮机，并且需要解决上下两筛的问题以及机械化程度低，生产效率低的问题。在以下我将简述：我的小型户用清粮机生产率约每小时两吨，需要解决的问题是输出与传递问题，风机的参数问题以及筛选杂物需要完善。1.4设计步骤及成果要求设计步骤：(1)清粮机机构的选用。(2)电机参数的选用。(3)小型户用清粮机主要零部件的设计。(4)小型户用清粮机参数的精确调节。(5)绘制所有零部件，各零部件尺寸要啮合达到合适效果。成果要求：(1)毕业设计说明书1份，不少于40页；(2)零件三维造型及装配模型，电子文件：一套；(3)所有非标零件图（标准CAD图电子文件）电子文件：一套；(4)相对复杂的非标零件打印图纸：3张，A3图幅；(5)装配图（标准CAD图电子文件）：1张；（6）装配图打印图纸：1张，A1或A0图幅；2小型户用清粮机的整体设计2.1可行性分析(1)减少包装设备成本。与大型的清粮机比可以通过减少包装设计而有效的控制成本。(2)扩大了末端分级机构的试用范围。在不同的机构具有不同的运动学和动力学特性，所以可以筛选各种杂质，具有通用性。(3)本清粮机动作用力适当、可控，实现带轮机构参数精确调节；并可实现对电机对本清粮机机构的筛选达到了精确控制。2.2整体方案设计本清粮机所处理的谷物是大豆和玉米，由于国外清粮机风选效果较好，所以在第一次筛选我选用的是风选，利用风机将谷物与体积较大的杂物分离，体积较大的是杂物被分离，谷物到达鱼鳞筛上面进行二次筛选，二次少选则选用传统的筛子筛选，利用电机的传动让筛面进行运动，谷物与小型杂物通过筛孔而过滤出去，达到了较完美的清粮效果，最后，谷物通过出料口进入袋子中。首先，将要清理的谷物放入清粮机进料口，通过散料器到达散风机位置，开始第一次除尘，利用风机将大型杂物分离出去，而谷物通过长孔筛到达了鱼鳞筛，也就是第二次筛选，利用分级振动将谷物再次进行筛选，最后将粮食与杂物分离开来，清理好的谷物通过输送机进入了粮仓，如图2.1所示：图2.1清粮机工作原理图2.3总体机构设计偏心轴的设计使得筛架在满足筛体震动要求的情况下震动更小，偏心轴与拉杆的接触端使用轴瓦连接，最大限度的减小摩擦，同时更换零件时更方便，轴瓦处要经常上润滑油REF_Ref22309\n\h[3]，如图2.2所示：图2.2偏心轴摇臂机结构采用上下两筛式，上筛清理除谷物以外的杂物，也就是风选阶段，经过风选之后的作物落在下筛上面，下筛开始清理草籽等比谷物小的杂物。如图2.3所示：图2.3双筛机构上筛采用长孔筛，清理除谷物以外的杂物，我们可以看出，长孔筛的孔与鱼鳞筛相比较大，可以在风选阶段通过风机筛选出的谷物有效的进入鱼鳞筛面上，如图2.4所示：图2.4长孔筛下筛采用鱼鳞筛，清理草籽等比谷物小的杂物，我们可以通过图片看出，鱼鳞筛的孔较小，且分布均匀，风选出来的谷物通过鱼鳞筛的振动可以有效的过滤出谷物，如图2.5所示：图2.5鱼鳞筛筛子的震动方向相反，可大大的抵消一部分惯性，从而使得整个机体的震动达到最小，同时双筛的震动稳定，筛子保持确定的关系运动，同时双筛的相互运动可以有效的清理出谷的杂质，且配合良好，如图2.6所示：图2.6双筛机构风机采用的是大众性农用风机，风机的叶片较大，能产生很大的风力，在风机的轴座处采用的是禁锢螺钉与大架相连，可调整皮带的松紧度，同时也可小范围的调整风机转速，农用型风机的结构简单价格较低，性能稳定，是清粮机设计的首选，同时我们的风机叶片角度30度，此风机叶片是按照国外尺寸作为参考REF_Ref22309\n\h[4]，如图2.7所示：图2.7风机机构2.4传动系统的设计户用小型清粮机采用的是二级传动，在中间加上一个两个同轴的一大一小皮带轮，这样可以缩短轮的中心距，使机构变的比较紧凑，而且有利于保证传动的有效性，如果选用一级传动的话，会让整体传动不紧凑，造成整体效率低，所以我们选用二级传动，由电机运转让电机带轮带动偏心轴大带轮，偏心轴大带轮与偏心轴小带轮在一个中心轴上，利用轴的转动带动偏心轴小带轮，再由偏心轴小带轮带动风机轮，由此，便可以使风机运转REF_Ref22309\n\h[5]，如图2.8所示：1.电机轮2偏心轴小轮3偏心轴大轮4风机轮图2.8传动布置方式示意图中心轴在本此设计中起到传动的作用，由于选用的是一级传动轴，在运转机器过程中容易损坏，所以我们将其材质选为45号钢，我们可以由下图看见，利用传送带被带动的大带轮在中心轴上，而中心轴的另一端便是小带轮，大带轮带动小带轮，通过中心轴传递的运动，再通过另一端的带轮机构实现了风机的运转REF_Ref22309\n\h[6]，如图2.9所示：图2.9中心轴运动简图3小型户用清粮机机构设计过程3.1电机的选择根据中国广大农民的实情，初步拟定该清粮机的生产率为2t/h。经过粗略的计算和以前的经验，选择额定功率为4.0kw，效率为83%，型号为Y132M1--6的电动机；其转速为n1=950r/min。电机轴基准直径为D=22mm（依照此确定电机皮带轮的孔径）REF_Ref22309\n\h[7]。Y132M1-6电机参数型号功率/W电流/A电压/V转速/（r/min）效率/%功率因数/cosψ外形尺寸（长×宽×高）/（mm×mm×mm）Y132M1--6400019.9220950830.9222×15×103.2三角绞带设计计算（1）确定计算功率计算功率是根据传递的功率，和工作的状况（及工作时长，工作环境）决定的，即：(3-1)式中：传递的额定功率工作状况系数，取1.3则：（2）选择带型根据计算功率和小带轮的转速，选定带型为B型普通V带。验算带速，满足条件。其中：为电动机带轮的基准直径（初步选定的）为电动机的转速设传动比为，则由(3-2)得：中间大轮转速为：验算，根据机械手册上的数据选定D2=400mm即：中间大带轮的基准直径。（3）确定中心距初定中心距：取450mm，胶带长度：根据实用机械手册，确定带长之尺寸。所以准确中心距为：其中：，（4）验算主动轮的包角（即小带轮包角）查表得：包角系数=0.95（5）确定三角带根数(3-3)式中：单根V带的基本额定功率，取2.6kw单根V带额定功率的增量，取0.28kw长度系数，取0.88从而可计算出根，取3根REF_Ref22309\n\h[8]。（6）计算预紧力带所能传递的最大有效拉力，当考虑离心力的不利影响时，单根带所需的预紧力，用代入前式，并考虑包角对所需预紧力的影响，可将F0的计算式子写为：(3-4)式中：q为v带单位长度质量，0.17kg/m将数据代入(4)式，（7）计算带传动作用在轴上的力（简称压轴力）Q如果想计算出压轴力Q，那么我们不需要考虑轴两边的拉力差，计算出压轴力的作用是满足轴与轴承之间的配合REF_Ref22309\n\h[9]。合力来计算：(3-5)3.3带传动设计计算设计V带轮时应满足的要求有：质量小，结构工艺性好，无过大的铸造内应力，转速高时要经过平衡，轮槽工作面要精细加工（表面粗糙度一般为3.2），防止带轮之间的配合导致带轮过度的损耗，如果带轮损耗，会使清粮机成本大大提高，所以在计算方面要精细。依照此要求，作出结构设计如下：电动机带轮：选用的腹板轮，根据电机轴的直径确定各相关尺寸（电机轴直径为）。中间大轮：选用直径为的六孔板轮。风机带轮：选用直径为的腹板轮。各轮具体尺寸如图3.1、图3.2REF_Ref22309\n\h[10]。图3.1小带轮电机带轮：槽宽风机带轮：槽宽大带轮因为尺寸比较大，所以采用六孔板轮的形式，大带轮因为尺寸比较大，所以采用六孔板轮的形式，其具体尺寸如图3.2。图3.2大带轮中间大带轮：户用小型清粮机采用的是二级传动，在中间加上一个两个同轴的一大一小皮带轮，这样可以缩短轮的中心距，使机构变的比较紧凑，而且有利于保证传动的有效性，如果选用一级传动的话，会让整体传动不紧凑，造成整体效率低，所以我们选用二级传动，由电机运转让电机带轮带动偏心轴大带轮，偏心轴大带轮与偏心轴小带轮在一个中心轴上，利用轴的转动带动偏心轴小带轮，再由偏心轴小带轮带动风机轮，各轮的中心距为，其中中间小轮、风机轮为同样的轮，带轮传动布置方式如图REF_Ref22309\n\h[11]。1.电机轮2偏心轴小轮3偏心轴大轮4风机轮图3.3带轮安装方式传动示意图。3.4偏心机构计算根据筛孔分离率与振幅频率关系曲线，选择筛子的震动频率为400-450r/min，振幅为9mmREF_Ref22309\n\h[12]。图3.4偏心机构图3.5偏心机构设定底架OO2=245mm，偏心距OF=6.5，摇杆O2B=86.6mm,连架杆FB=240,则震动角度为,由此计算振幅误差在指定范围，所以，偏心机构符合要求，可以与轴相配合。3.5中心轴计算（1）由于45号钢硬度强，成本小，所以材料选为45钢。查表得REF_Ref22309\n\h[13]：（2）初步确定轴端直径取系数A为103，轴的输入端直径为，取（3）轴的结构设计取轴肩处的直径为25㎜，轴颈处配合为，轴的结构草图见图3-7。计算支承反力、弯矩及扭矩。（图3.7）（1）支承反力(3-6)（2）弯矩(3-7)（3）扭矩（取扭矩折合系数为0.6）中间大带轮传递的转矩：（3-7）（4）计算弯矩按第三强度理论，根据已求出的弯矩图和扭矩图，求出计算弯矩(3-8)（5）校核轴的强度对危险截面A处进行校核，先求出轴的抗弯截面模量。(3-9)(3-10)式中：扭转剪应力，许用扭转剪应力，取由计算结果得知，此轴的设计符合机械要求，可以和带轮配合，我们将中心轴选为一级中心轴，一级中心轴质量较低，在使用期间我们应多使用润滑油来保养REF_Ref22309\n\h[14]。图3.7中心轴根据所学的内容得知，需要有轴承与轴相互配合，才能让轴传动，在轴承的安装时，我们需要注意，轴承与轴的接触需要涂抹润滑油，且轴与轴承之间配合需严谨，允许存在一定的误差，但是误差不可以多大，误差过大的话，会影响轴的使用寿命以及影响机械的正常运转，导致机械运转时没有效率。鉴于此，查机械手册，确定了轴与滑动轴承的配合为，基孔制H8/f9。现在查表确定ф22H8/f9配合中孔与轴的极限偏差REF_Ref22309\n\h[15]。基本尺寸ф22属于大于18㎜～30㎜尺寸段，查表得IT8=33，IT9=52对于基准孔H8的EI=0，其ES=EI+IT8=+33对于f9,由表得es=-20,其ei=es-IT9=-20-52=-72所以，3.6清粮筛设计为了使本清粮机能够适应较宽的范围，上筛即颖壳筛选用开度可调的鱼鳞筛。因为它本身就具有较大的下移能力，而且还有气流的吹送，故筛面选择上倾，下倾角α为正值，这样可以增加筛落强度，取α1=2o；下筛即谷粒筛倾角很小，选择下倾，α2=-4o，选用长孔筛，筛长筛宽筛子的驱动：上下筛组成一筛箱，一起由偏心轴连杆机构驱动，二者惯性力得以平衡。筛箱振动频率与大带轮转速相同均为次/分钟，振幅9mm。在本设计中采用的是偏心轮连杆机构，为了便于分析讨论，现将其简化为曲柄连杆机构，则曲柄圆心到偏心轮圆心的偏心距，即：谷粒在筛面上，必须对筛面有相对运动才能落入筛孔，而这种相对运动是由筛体运动传来的。本清粮机的筛体是由双偏心轮连杆机构驱动的REF_Ref22309\n\h[16]。图3.8筛子的运动机构曲柄中心与连杆在筛体上的铰接点的连线即筛子的运动方向，其余水平方向的夹角叫振动方向角，以逆时针方向为正，顺时针为负。筛面与水平面的夹角为，小于谷粒与筛面的摩擦角设筛体的两吊杆长度相等且互相平行，吊杆长度和连杆长度远大于筛子的振幅，则筛上各点的运动轨迹相同，并近似于一直线。因此可将筛体的运动看作简谐运动。设筛子的运动以方向为正，谷粒沿筛面的相对运动以沿筛面向上为正，则筛子的运动可用下式表示REF_Ref22309\n\h[17]：位移速度加速度式中r:曲柄半径w:曲柄角速度t:时间在时间内筛体的加速度为负值，方向向左，在时间内，加速度为正值，方向向右。惯性力则与加速度方向相反。设曲柄位于、象限时，加速度为正指向右方，此时作用于谷粒的力有重力，筛面法向反力，惯性力，其中。设谷粒沿筛向上滑动的加速度为，则：(3-11)化简后可得：设，则：(3-12)当>时，>0,谷粒将沿筛面上滑，当时，即可求出谷粒的上滑的极限角速度REF_Ref22309\n\h[18]。即令，，则时谷粒将向上滑动，因此可得使谷粒向上移动的曲柄极限转速为：(3-13)当曲柄位于、象限内时，筛体具有负加速度，使谷粒沿筛面向下移动的力为：(3-14)将代入上式，有(3-15)令，则上式可写作(3-16)式中不同点在于前是负号，而是向下的。由于，在左向时限内筛体的加速度为负，最小值为，故在时，相对加速度等于零。令此时的为，则被筛物沿筛面向下移动的筛体运动体制限界指标为REF_Ref22309\n\h[19]：(3-17)当时，。当时，谷粒才能向下滑动，此时曲柄的极限转速为(3-18)当时，由于当时谷粒被抛起，即>即：因为最大值为1，当时，谷粒即被抛起。令，则时谷粒将被抛起。谷粒在筛面上的运动状态取决于筛子的运动指数与、间的关系。随着相互关系的不同，可能有下列不同的状态：，相对静止仅向下运动，只有后移无前移仅向上运动，只有前移无后移可向上和向下运动，下滑>上滑可向下和向上运动，上滑>下滑经过以上的分析可以得出抛离条件为：抛离只能出现在右半周内即在内，即在后移过程中，，时，脱出物抛离筛面。抛离极限转速为。在本设计中，所设计的是清粮筛，要求无抛离，后移大于前移，运动特征值状态为：，所取参数值为：，，，将这些数据代人上述相关表达式有：很明显，前面所取的运动特征值满足清粮筛的条件REF_Ref22309\n\h[20]。由上述计算得出，上筛应选长孔筛，下筛应选鱼鳞筛，故筛面选择上倾，上倾角α为a=2度；下筛谷粒筛倾角很小，选择下倾a=-2度，选择鱼鳞筛。3.7风机设计风机采用的是大众性农用风机，风机的叶片较大，能产生很大的风力，在风机的轴座处采用的是禁锢螺钉与大架相连，可调整皮带的松紧度，同时也可小范围的调整风机转速，农用型风机的结构简单价格较低，性能稳定，是清粮机设计的首选，同时我们的风机叶片角度30度，此风机叶片是按照国外尺寸作为参考，如图3.9所示：图3.9风机简图叶片的画法：本设计中风机叶片采用的是后向直叶片，初步确定了为在风机叶片的设计中，我们模仿了国外的风机叶片设计，国外风机叶片较为成熟，且效果良好。V2与Q具有确定的关系。我们应当计算出风机的空气流量Q，风机的压力PO，出风口处气流速度V2对清选质量的影响很大，在我们设计好风机的叶片，重量以及形状时，V2与Q具有确定的关系REF_Ref22309\n\h[21]。利用所学公式，风机空气流量计算：(3-19)式中：B:风机出口宽度S:风机出口高度苏联杜尔宾教授建议以下式计算(3-20)（3-20）式中：V:谷粒最低临界速度（大豆、玉米为）筛片与水平面的夹角谷粒与筛片的摩擦角空气密度现知玉米、大豆与钢板的摩擦角为，若取，将以上数据代入（4-2）式，有：，取平均值因此风机全压计算公式：(3-21)式中：气流出口动压，，若以代入则：，因为平均速度，而且出口处的速度之均匀性较差，故动压应乘以修正系数，若取则：。风机出口处静压，用来克服气流通过筛子和清粮室的阻力和运送轻杂物，我国农业机械手册根据前苏联的资料，建议双筛结构，取REF_Ref22309\n\h[22]因此风机全压清粮室作为气流通道，其阻力甚小，风机出口处动压在清粮室中有一部分转换成静压后可用于克服清粮室阻力，所以在出风管处气流静压很小。（1）有效功率即输出功率：(3-22)（2）轴功率轴功率就是风机轴上的输入功率，若风机的全压效率为则：（3）电机功率（即风机需要的电机功率）REF_Ref22309\n\h[23](3-23)式中：风机传动效率（取）电机容量储备系数（取）所以，取4清粮机三维建模4.1各主要零件设计风机的建模过程：新建【草图】，画一个直径为300mm的圆，退出【草图】，拉伸，长度为476mm，点击拉伸圆柱体的一面，画出如下【草图】：图4.1草图选择【拉伸切除】，完全贯穿，得到如下图所示的模型：图4.2风机模型摇筛杆的建模过程：点击【草图】指令，画出如下图所示的草图：图4.3摇筛杆草图选择【拉伸】指令，拉伸长度为15mm，将各边【倒角】，角度为10mm，建好的模型如图4.4所示：图4.4摇筛杆下筛的建模过程：新建模型，点击【草图】命令，画出下筛的二维草图，在点击【拉伸】命令，输入下图中的数据，完成拉伸，如图4.5所示：图4.5下筛草图在拉伸好的下筛选择【拉伸切除】命令，将画好的草图逐一拉伸切除，最后得到了如图4.6所示的下筛模型：图4.6下筛大带轮的建模过程：新建模型，点击【草图】命令，画出大带轮的二维草图，点击【旋转】命令，输入数据，完成旋转，选择上基准面，点击【草图】命令，画出要切除的草图，点击【旋转切除】命令，点击【圆角】命令，输入数值10mm，在大带轮面上建立一个直径为40的圆，【退出草图】，选择【拉伸切除】，完全贯穿，点击旋转阵列，阵列出6个圆孔，最后得出大带轮如下图所示：图4.7大带轮摇架轴的建模过程：新建模型，点击【凸台】命令，画出凸台，再继续在画出的凸台上面建立凸台，选择【拉伸】命令，按照上述过程建立5个凸台，选择【建立草图】命令，点击【拉伸切除】命令，最后得出摇架轴如下图所示：图4.8摇架轴出料板的建模过程：新建模型，点击【凸台】命令，画出凸台，再继续在画出的凸台上面建立凸台，选择【拉伸】命令，选择【建立草图】命令，点击【拉伸切除】命令，最后得出出料板如下图所示：图4.9摇架轴4.2小型清粮机的整体装配打开SOLIWOKE，新建装配体，点击【插入零部件】命令，选择清粮机中的全部零件，点击【配合】命令，选择【重合】命令，输入数据，重复操作，完成清粮机框架的装配，然后点击【配合】命令，选择【重合】和【平行】命令，输入数据，完成轮子装配。再依次点击【配合】命令，选择【重合】和【平行】命令，输入数据，完成工作台与筛子之间的装配，再将大带轮，小带轮，以及风机，上下两筛装配好。最终清粮机整体装配模型如图4.10所示：图4-10总体装配图5安装与保养5.1安装在清粮机的安装上，我们需要严格按照流程走，需要注意的是轮带应该和带轮紧凑一些，防止因为机械运转而导致轮带损坏，在摇筛杆方面，需要注意的是在安装之前涂抹一些润滑油，防止新零件之间的摩擦，在筛子位置，我们需要保证上下两筛之间的距离，如果上下两筛距离过近会导致谷物筛选不彻底，如果距离过远则会导致风选出来的谷物到达不了下筛位置，无法进行二次筛选，在底部轮子位置，我们需要注意的是要保证轮子的稳定性，因为我所设计的清粮机是可以移动的REF_Ref22309\n\h[24]。5.2润滑与保养我们知道，对于机械的润滑与保养是可以有效的增加机械的使用寿命，进而保障机械的正常运行，对于小型户用清粮机的保养，我们需要注意的是在电机传动位置以及轴承位置和摇筛杆需要定时涂抹润滑油，建议选用耐高温的润滑油，这样可以有效的防止零件的损坏，由于清粮机采用的是轮带传动，我们也需要定时更换轮带，防止轮带因为长时间的运转而损坏。在清粮筛方面，我们需要定时的清理筛子的缝隙，因为长时间的筛选容易让部分谷物留在筛子缝隙中REF_Ref22309\n\h[25]。

结论通过以上分析我们可以看出，我所设计的小型户用清粮机有利有弊，采用了二级传动让清粮机更具有效率，且结构简单，让大家一看就能看出整体原理，然而我们需要注意，在传动部分以及轴承部分，需要经常护理，且采用风选以及筛选，风选采用的是长孔筛，筛选采用鱼鳞筛，可以更好的清理谷物中的杂物，我们可以看到，户用清粮机体积小，效率高，虽不及大型清粮机，但是适合个体使用，为广大人民节省了很多成本。然而，也有不足之处，由于户用清粮机使用时需要连电，需要在有电源插口地方使用，这也局限了它的方便性，且本清粮机只适合小户使用，若是工程巨大，还需使用大型清粮机，由此可见，每一个工业设计都有它的局限性，还需努力创新。

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致谢首先，感谢姜娇与薄磊老师多日来的耐心教导。在这次毕业设计中，让我充分发挥了在大学期间老师所教导的内容，充分利用所学到的知识设计出了本次设计，从一开始的开题报告到三维建模再到修改再到得出成品，我经历了许多。首先，我利用软件solidworks设计出来了清粮机的三维模型，再进行装配，运动仿真，利用CAD导出了二维图纸以及明细表。在论文部分，我利用了老师所教会的公式计算出了清粮机的工作效率，以及各机构的计算。在此期间，非常感谢我的导师对我的教导，让我的专业知识得到了巩固，以及在我对自己没有信心的时候，导师鼓励我，专心致志的辅导我，同时也让我学到了老师对工作的要求非常严谨，且注意细节，总是在我马虎的时候急时的提醒我，这也是在面临毕业的我所需要学习的，在此，我向我的两位导师姜娇，薄磊表达最真挚的感谢，非常感谢他们对我的悉心教导。且我还需感谢我的母校沈阳城市学院，是它让我的人生多了一笔色彩，让我这四年得到了很大的成长，在此，也祝我的母校，沈阳城市学院越来越强。

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理学领域中的诸多理论。

（二）研究步骤

1.明确观察对象

在选择和确定研究问题的基础上确定观察者与观察对象。

2.制定观察计划

在观察计划中要规定明确的观察目的、重点、范围以及要搜集的材料。

3.做好观察准备

观察准备是否充分，往往影响观察的成败。

4.做好记录

在观察过程中要时时记录，不放掉任何一个关键信息。

（三）特点

观察法具有拓展人们的感性知识、启发思想等优点，但是由于其强调研究要在自然环境下进行，且不允许掺杂个人的偏见，确为实际操作带来了一定困难。

（3）实验法

实验法是指经过精心设计，在高度控制的条件下，通过操纵某些因素，从而发现变量间因果关系以验证预定假设的研究方法。核心在于对所要研究的对象在条件方面加以适当的控制，排除自然状态下无关因素的干扰。

（一）典型例子

采取实验法的一个典例是罗森塔尔效应的提出，美国心理学家罗森塔尔和L.雅各布森通过对小学生进行“未来发展趋势测验”，发现人们对他人行为的期望通常可以导致他人向期望方向改变。

（二）研究步骤

1.发现并提出问题