剝麻機的設(shè)計與仿真【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】

購買設(shè)計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預(yù)覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請見文件預(yù)覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814

前 言 在研究設(shè)計苧麻剝制加工機械的過程中，研究重點往往在機械結(jié)構(gòu)方面，側(cè)重于機械材料和關(guān)鍵部件的選擇與設(shè)計，而忽視了對被加工物料苧麻莖稈的力學(xué)特性的研究，僅限經(jīng)驗估計。故在基于對麻桿進(jìn)行物理機械特性分析的基礎(chǔ)上，科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計。通過擠壓、劃破、刮打等連續(xù)的工序，實現(xiàn)苧麻的完整剝制過程。工作原理仍然為壓輥擠壓、劃破和剝麻滾筒刮打。不過在具體的機構(gòu)和傳動設(shè)計上作出了改進(jìn)和創(chuàng)新,借鑒食品機械的部分機構(gòu)，增加齒輪機構(gòu)，可適應(yīng)多變的加工環(huán)境；簡化了刀片割麻的復(fù)雜過程，直接在壓輥上設(shè)計滾刀，功能容易實現(xiàn)。設(shè)計中著重考慮實用原則、經(jīng)濟原則，優(yōu)先選用常見的標(biāo)準(zhǔn)件、優(yōu)先的公差配合、來源廣泛的工程材料。降低制造成本，提高農(nóng)機在農(nóng)村地區(qū)的推廣度，打破我國農(nóng)機面臨的現(xiàn)狀，為農(nóng)民帶來實實在在的好處。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 目 錄 1引論 1 1.1本課題來源及研究的目的和意義 1 1.2本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 1 1.3對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 1 1.4本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 2 1.5完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃 2 2剝麻機總體設(shè)計 2 3主要工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 3.1喂料板 3 3.2壓輥的設(shè)計 3 3.3導(dǎo)向板 4 3.4剝麻滾筒的設(shè)計 4 3.5機架和出料槽 5 4傳動系統(tǒng)的設(shè)計 6 4.1電動機的選擇 6 4.2V帶傳動的設(shè)計 7 4.3滾子鏈傳動的設(shè)計 9 5軸的設(shè)計 11 5.1主動剝麻滾筒軸的設(shè)計 11 6安裝和潤滑維護 12 6.1安裝事項 12 6.2軸承和齒輪的潤滑 12 6.3機器的使用維護 12 結(jié)論 13 致 謝 14 參考文獻(xiàn) 15 1引論 1.1本課題來源及研究的目的和意義 中國是世界上麻類資源豐富的國家，種植的主要麻類作物有苧麻、亞麻、紅麻、黃麻、劍麻、工業(yè)大麻（又稱漢麻）。苧麻、亞麻和紅麻的常年種植面積分別為世界種植面積第一。第二、和第三位[1].其中苧麻是我國極具特色的纖維作物，苧麻是蕁麻科苧麻屬多年生草本植物，俗稱“中國草”，原產(chǎn)于我國，栽培歷史悠久，作為紡織原料在我國已有近5000年的歷史[2]. 人們生活水平的不斷提高，各類天然纖維制品因其具有色澤自然、透氣性強、防腐抗菌等優(yōu)良特性，越來越被人們所青睞，具有廣闊的市場前景和經(jīng)濟價值。然而原料生產(chǎn)一直在高成本、低效益上徘徊。 1.2本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 苧麻纖維需要通過剝制（俗稱剝麻/刮麻）和脫膠才能得到用于精紡的苧麻纖維。因此，苧麻的剝制加工是苧麻生產(chǎn)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其剝制加工質(zhì)量直接影響到苧麻織品的品質(zhì)。但傳統(tǒng)的手工剝麻效率低，勞動強度大，技術(shù)要求高，已很難滿足苧麻的生產(chǎn)發(fā)展和市場需求，因此研制出一種簡單而實用的動力剝麻機已成為國內(nèi)一項重要的研究課題，2008年以來，全球遭遇前所未有的世界性經(jīng)濟危機，麻類生產(chǎn)步入歷史低谷，出口市場比較疲軟。因受人民幣升值、生產(chǎn)成本上漲和世界經(jīng)濟發(fā)展減速的影響，麻紡企業(yè)正承受著巨大的壓力。盡管如此，我國麻類產(chǎn)業(yè)仍呈現(xiàn)出旺盛的生命力[3]. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析 新中國成立前，苧麻纖維的收獲為人工扯皮，手工刮制。新中國成立后，麻類機械科研、生產(chǎn)發(fā)展迅速。先后開發(fā)出浣江2號、631型和72型等苧麻刮麻器[4], 在苧麻生產(chǎn)中大量推廣使用，僅72型刮麻器就推廣了150多萬套。成為我國苧麻剝制加工的主要工具之一。同時，中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院、南京農(nóng)機化研究院、湖南省農(nóng)機研究院和中國農(nóng)科院麻類研究所等單位組合聯(lián)合開發(fā)小組，開展苧麻剝麻機研制工作，但由于當(dāng)時受各種條件限制，技術(shù)難度較大，未研制成樣機投入生產(chǎn)使用。 1980年中國農(nóng)科院麻類研究所成功研制6BZ-400型苧麻剝麻機后，才初步解決了苧麻剝制難的問題。在生產(chǎn)使用的苧麻機有6BM-40A型、6BM-400型和DT-0201型，但由于存在工效較低，麻紡企業(yè)拒收剝麻機等現(xiàn)象，剝麻機的推廣使用十分困難。而農(nóng)民對苧麻機械收獲的呼聲很高，研制高效、性能穩(wěn)定的苧麻剝麻機是目前生產(chǎn)上迫切需要解決的實際問題。它將作為發(fā)展苧麻生產(chǎn)的技術(shù)載體和支撐條件，為推動我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和苧麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要作用。 國外研究現(xiàn)狀及分析 國外從19世紀(jì)即開展苧麻收剝機械的研究。法國、德國、意大利、日本等國先后研制出多種型號的剝麻機，1903-1904年美國就有2000多件剝麻機專利，但均不是很理想。直到第一次世界大戰(zhàn)，苧麻加工才去的顯著進(jìn)展。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于苧麻纖維用于軍事目的而引起重視[5]。但是，縱觀國外剝麻機的現(xiàn)狀及當(dāng)前發(fā)展趨勢，我們認(rèn)為,國外的大型麻類機械由于機型龐大，造價高，收剝質(zhì)量不能完全滿足我國麻類收獲的農(nóng)藝和麻紡要求，難以使用我國市場，但可供研發(fā)借鑒。 1.3對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 成功設(shè)計出苧麻剝麻機應(yīng)有以下幾個任務(wù)要求 (1)剝麻質(zhì)量好。剝出的麻皮含雜率低，確保麻皮的質(zhì)量，提高出麻率，且外觀色澤較好，能滿足麻紡工業(yè)的要求， (2)生產(chǎn)功效較高。能滿足一般植麻戶的需要。 (3)極具操作簡單，加工速度快，工作效率高，勞動強度輕。配用電動機或柴油機作動力，可以適合農(nóng)戶場上集中作業(yè)或田間地頭使用。在勞動緊張、新擴苧麻產(chǎn)業(yè)區(qū)以及種植叫集中的地區(qū)更為適用[6]。 (4)各部件結(jié)構(gòu)緊湊，配合自如，可靠性、安全性高。 (5)解決纖維纏繞和變色問題。 優(yōu)質(zhì)苧麻織品必須有優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的原料庫作保證。這就要求我國苧麻種植從目前小面積、個體化向區(qū)域化、良種化方向轉(zhuǎn)變。大規(guī)模苧麻的及時收獲需要有質(zhì)優(yōu)、高效的收剝機器作保證，為此，要研制大、中型苧麻剝麻機，走集中化加工的道路。苧麻是季節(jié)性很強的纖維作物，大規(guī)模的苧麻收剝就必須有高效的大型苧麻剝麻機作保證。為適應(yīng)苧麻生產(chǎn)發(fā)展的需要，應(yīng)投入足夠的人力物力，著手開發(fā)自動化程度高的大型苧麻剝麻機，這樣不僅解決了麻竹原料及時收剝的問題，同時也解決了從個體農(nóng)戶收購的苧麻原料質(zhì)差、摻假問題[7]。 1.4本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 在研究設(shè)計苧麻剝制加工機械的過程中，研究重點往往在機械結(jié)構(gòu)方面，側(cè)重于機械材料和關(guān)鍵部件的選擇與設(shè)計，而忽視了對被加工物料苧麻莖稈的力學(xué)特性的研究，僅限經(jīng)驗估計，故在基于對麻桿進(jìn)行物理機械特性分析的基礎(chǔ)上，科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計，通過擠壓、劃破、刮打等連續(xù)的工序，實現(xiàn)苧麻的完整剝制過程。解決了出麻率低、纖維色變和纏繞等問題！ 解決思路如下： (1)剝麻機的總體設(shè)計 (2)主要工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (3)傳動系統(tǒng)的設(shè)計 (4)軸的設(shè)計 (5)畫出裝配圖 1.5完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃 完成本課題的方案：本課題在研究苧麻桿莖的力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，探索剝麻機的脫皮原理，通過分析現(xiàn)有各種麻類加工機械存在的不足和可鑒之處，比較優(yōu)缺點，在前人研究的基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)改進(jìn)和簡化，同時也參考了其他類似在實際應(yīng)用中的農(nóng)業(yè)加工機械的設(shè)計，以進(jìn)一步完善設(shè)計中存在的的不足之處. 2剝麻機總體設(shè)計 因本設(shè)計是面向廣大的農(nóng)戶，故在設(shè)計結(jié)構(gòu)和傳動系統(tǒng)的時候盡量考慮到選材和制造的通用性，初步設(shè)計思路是以電動機為原動力，必要的情況下也可用柴油機作為原動力，柴油機可直接從拖拉機上獲取，使剝麻機使用范圍不受電源的限制。 圖2-1 剝麻機工作原理示意圖 完成一次原料的加工又分以下幾個工序：上料、送料、壓麻、剝麻。上料采用人工的方式，操作人員只需將麻桿放入導(dǎo)料板中，麻桿便會沿著導(dǎo)料板送入兩壓輥之間，一旦麻桿進(jìn)入壓輥后，便自動完成后面的加工過程。壓麻會對麻桿的組織結(jié)構(gòu)起到一個預(yù)先的破壞作用，使其表皮和芯骨之間產(chǎn)生相對滑移，并可使較脆的芯骨壓碎，有利于出麻率的提高。壓麻不光是對麻桿的進(jìn)一步破壞同時滾筒上的滾刀會將麻皮割破使麻骨直接暴露出來，便于兩者的分離。緊接著利用滾筒的高速旋轉(zhuǎn)刮打來實現(xiàn)麻皮和碎骨的分離，通過壓輥與剝麻滾筒的轉(zhuǎn)速之差對麻皮進(jìn)行刮打，去除麻皮上的膠原物質(zhì)，露出所需的粗纖維。利用滾筒的高速旋轉(zhuǎn)刮打來實現(xiàn)麻皮和碎骨的分離，最后纖維落于機體外并搜集起來。 根據(jù)工作原理和傳動的要求，確定剝麻機的傳動系統(tǒng)框架見圖2-2所示 圖2-2 傳動結(jié)構(gòu)示意圖 3主要工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1喂料板 在正常的生長條件下，麻桿的粗細(xì)范圍一般在8-10mm，取其平均直徑為10mm，平均麻桿長度為1.5米。由于麻桿在送入壓輥之前，需要人工上料，再送入的過程中需要支撐板扶持。 本設(shè)計所用較為常見的T型槽作為喂料板，對麻桿起到一個徑向的定位作用。 （1）喂料板基本尺寸的確定：考慮到為了提高剝麻的效率，故作一個長為320mm、寬為90mm的喂料口。支撐板為T型，高度700mm。上底寬600mm，下底寬320mm。 （2）喂料板的制造：選用GB/709-88熱軋鋼板，公稱厚度為2mm，凹槽由焊接成型，并在喂料板的下面焊接兩個頂柱，用來固定喂料板。具體結(jié)構(gòu)見圖3-1所示。 圖3-1 喂料板結(jié)構(gòu)示意圖 3.2壓輥的設(shè)計 3.2.1工作原理 兩個做相對旋轉(zhuǎn)的壓輥對物料加以擠壓、摩擦，從而使麻桿在通過壓輥的時候，受到向前的牽引力，同時在力的作用下被壓扁成一定得厚度，其厚度取決于間隙e的大小，決定著壓輥的加工性能。 3.2.2徑向喂入麻桿的輸送條件 在麻桿開始喂入的瞬間，其所受到的力見圖3-2所示，到麻桿完全進(jìn)入壓輥的過程中，莖稈受到壓輥的法向反力N和切向摩擦力T的合力不斷增大，并向著有利于輸送莖稈的方向變化。在喂料的瞬間，能使莖稈順利的進(jìn)入壓輥間隙的條件為 （3-1） 由于初始施加的推力 Q 不大，可以忽略不計，因此上公式可以進(jìn)一步簡化為 （3-2） 圖3-2 麻桿送入瞬間的受力圖 式中@—壓輥對麻桿的起始輸入角，與壓輥的直徑機麻桿的直徑有關(guān)； fo－壓輥與麻桿之間的摩擦系數(shù) 根據(jù)相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)，以及為了獲得一應(yīng)的擠壓效果，間隙e的取值在2-10mm之間變化時，可以滿足輸送和擠壓的要求。 考慮到壓麻桿的工作面無需作特殊的處理，故選用熱軋鋼管作為壓輥的工作面，截取一定長度以焊接的形式固定在軸上。壓輥間隙固定。 3.2.3壓輥的主要參數(shù)的選擇 （1）壓輥的直徑和間隙：選用熱軋鋼管GB8162-87 102×3.5，故壓輥的直徑D=102mm，若兩壓輥之間的間隙e在2-8范圍內(nèi)變化，設(shè)麻桿的平均直徑d =10mm，則麻桿進(jìn)入壓輥錢后的直徑變化d=2-8mm，起始輸送角a、壓輥直徑D、直徑變動d滿足 （3-3） 解得，滿足在之間變化要求。初定壓輥之間的間隙e=4mm。 （2）壓輥速度的選擇：喂料保證剝麻的質(zhì)量，同時考慮到生產(chǎn)效率，根據(jù)實際經(jīng)驗的數(shù)據(jù)，初定壓輥的圓周速度為0.34m/s。 3.3導(dǎo)向板 為了使壓制好的麻桿順利進(jìn)入剝麻滾筒，以及對麻骨進(jìn)行彎折起進(jìn)一步的破壞作用，達(dá)到最終剝麻的目的，故考慮在壓輥和剝麻滾筒之間加入一塊導(dǎo)向板，形成過道，改變麻桿的前進(jìn)方向。材料選用公稱厚度為1mm的熱軋鋼板，具體結(jié)構(gòu)見圖3-3 圖3-3 導(dǎo)向板 3.4剝麻滾筒的設(shè)計 3.4.1麻桿的受力分析 麻桿在一對剝麻滾筒的受力分析見圖 2-4 所示，由圖可知，滾筒對麻桿的打擊力為： （3-4） -剝麻滾筒的反拉力；-滾筒對麻桿的摩擦力； 、-滾筒對麻桿的法向擠壓力；-麻桿受到的重力。 圖3-4 剝麻滾筒受力分析 3.4.2基本結(jié)構(gòu)設(shè)計 剝麻滾筒是本設(shè)計的最關(guān)鍵的工作部件，考慮到本設(shè)計主要是面向普通的農(nóng)戶，為了降低成本和簡化制造工藝，剝麻滾筒主要是由打板、圓盤和支撐軸三部分組成。剝麻滾筒選用規(guī)格為GB 709-88 3的熱軋鋼板用氣割的方式切割出所需尺寸的環(huán)狀圓盤，并在其邊緣焊接一段規(guī)格為 GB8162-87 100×5 結(jié)構(gòu)用熱軋無縫鋼管，再將兩個組合體固定在支撐軸的兩端。為了便于安裝和維護，打板用碳素結(jié)構(gòu)鋼代替，選用規(guī)格為Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，依次將其焊接在圓盤外邊沿的鐵圈上。 3.4.3主要參數(shù)的選擇 參考以在實際生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的各種機型，了解到一剝麻滾筒的直徑范圍在180-400之間變化，綜合本設(shè)計的特點，麻桿在正式剝制前麻骨和麻皮已有相當(dāng)?shù)姆蛛x和粉碎，以及為了減少機器的體積，直徑可選較小的值，根據(jù)前面的選材，可知剝麻滾筒的直徑為 故環(huán)狀圓盤的直徑 考慮到打板應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙，選取打板數(shù)為 m =12 上下兩滾筒的打板有一定的嚙合，以起到刮麻、打麻的作用，取其重合度 則兩剝麻滾筒的中心距 滾筒速度的選擇：參考文獻(xiàn)可知，滾筒速度高時，會影響到剝麻質(zhì)量，速度低時，機器的抖動較厲害，通常滾筒的轉(zhuǎn)速在200-500之間選取，處定滾筒的轉(zhuǎn)速n=300r/min。 3.5機架和出料槽 機架選擇采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，規(guī)格選用Q235，以焊接的方式結(jié)合，參考零件圖。在焊接好機架后，在機架的上方焊接熱軋鋼板GB709-88，厚度選用10mm，在安裝軸承的位置鉆孔，寬度略大于軸徑，以便于焊接好的工作件的裝入，軸承與機殼的連接采用螺栓GB/5780 M14×60。機架下端的出料槽是鑄造為一個整體，便于簡化機器的結(jié)構(gòu)，采用焊接的方式與機架連接。剝麻機在打擊和擠壓麻桿的過程中，會產(chǎn)生麻骨碎屑，其于剝出的麻皮一并從出料槽出來，并有人工將其取走，將之分離開。機架的外形輪廓見圖2-5所示，機殼的厚度為10mm，安裝軸承處厚度為20mm，為了加強機殼的穩(wěn)定性添加了緊固件，與機殼采用螺栓定位的地方機殼厚度為15mm。 圖3-5 機架的輪廓 4傳動系統(tǒng)的設(shè)計 4.1電動機的選擇 (1) 電動機的類型和結(jié)構(gòu)型號：按剝麻的工作條件和工作要求，選用一般用途的 Y (IP44)系列三相異步電動機，臥式封閉型。 (2) 電動機的容量 a)定義電動機軸為0軸，主動剝麻滾筒軸為1軸，從動剝麻軸為2軸，主動壓輥軸為3軸，被動壓輥軸4軸。 b)參考相關(guān)資料，當(dāng)剝麻滾筒的轉(zhuǎn)速n=300r/min 時，其軸需要輸出的功率大致為1-2.5kW，各軸功率表如3-2所示。 c)確定各級主動軸、電動機的傳動效率。由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表1-7查得滾子鏈；V帶傳動；圓柱齒輪傳動，則各級傳動效率分別為： （4-1） （4-2） （4-3） （4-4） d)計算總功率。考慮到傳動裝置的功率的損耗，則實際電動機軸上需要的輸出總功率 (4-5) （3）電動機的額定功率 由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表12-1選取電動機的額定功率Ped=1.5kW 根據(jù)滾筒的轉(zhuǎn)速，選擇同步轉(zhuǎn)速為1400r/min的Y90-L4型電動機 相關(guān)數(shù)據(jù)表 表4-1 電動機參數(shù)表 電動機的型號 額定 功率 電動機轉(zhuǎn)速 （r/min） 額定 轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 （kg） Y90-L4 1.5 同步轉(zhuǎn)速 滿載 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 22 - - 1500 1400 2.3 2.3 - 表4-2 傳動參數(shù)表 項目 0軸 1軸 2軸 3軸 4軸 轉(zhuǎn)速（r/min） 1400 300 300 75 75 功率（kW） 1.5 1.0 0.41 0.1 0.10 轉(zhuǎn)矩 10.23 14.32 13.05 12.75 12.73 4.2V帶傳動的設(shè)計 電動機與剝麻滾筒之間的V帶傳動運動見圖4-1 圖4-1 V帶傳動簡圖 電動機的輸出功率，小帶輪的轉(zhuǎn)速，大帶輪的轉(zhuǎn)速 4.2.1計算功率 （4-6） 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-7，考慮載荷性質(zhì)和運轉(zhuǎn)時間，取=1.0，則 （4-7） 4.2.2選擇帶型 根據(jù)和，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-9選取V帶型號為A型， 4.2.3確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶速 確定小帶輪的直徑 （4-8） 取 小帶輪的速度為 （4-9） 帶速在s范圍內(nèi)，合適。 4.2.4計算V帶基準(zhǔn)長度和中心距a （4-10） 得， 考慮到要有足夠的空間安裝電動機，因此選取中心距 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》式13-2 (4-11) 可得 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-2選取基準(zhǔn)長度 求實際中心距a (4-12） 4.2.5驗算小帶輪包角 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》式13-1得 （4-13） 滿足的要求。 4.2.6確定V帶根數(shù) 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》式13-15 可計算出帶的根數(shù) (4-14) 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-3知，基本額定功率，額定功率增量 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》式13-9的傳動比 (4-15) 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-5得 由查＜機械設(shè)計基礎(chǔ)＞表13-7得，查表13-2得，由此可得 (4-16) 結(jié)合實際取2根。 4.2.7求作用在帶輪軸上的壓力 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-1得， 故由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》式13-17得單根V帶的初拉力 (4-17) 作用在軸上的壓力 (4-18) 4.2.8帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由前后的設(shè)計知，電動機的軸徑為28mm，主動剝麻滾筒的最小軸徑為30mm，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑與孔徑的尺寸關(guān)系，小帶輪選用實心式，大帶輪選用腹板式，將計算結(jié)果整理見表3-3所示 表4-3 帶輪參數(shù)表 帶型 A 實際軸間距 472 小帶輪基準(zhǔn)直徑 90 V帶的根數(shù) 2 小帶輪孔徑 28 小帶輪包角 140 大帶輪基準(zhǔn)直徑 420 壓軸力 394 大帶輪孔徑 30 輪緣長度 45 帶長 1800 輪緣長度 35 4.2.9帶傳動的張緊裝置 采用滑道式張緊裝置，將電動機安裝在由GB/709-88熱軋鋼板焊接而成形的滑道上，通過調(diào)節(jié)螺栓的位置，可以改變帶傳動的中心距，方便簡單。 4.3滾子鏈傳動的設(shè)計 4.3.1鏈輪齒數(shù) 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-12選。 大鏈輪齒數(shù) 取。 實際傳動比 誤差遠(yuǎn)小于，故允許。 4.3.2鏈條節(jié)數(shù) 初定中心距。由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》式13-22可得 (4-19) 4.3.3計算功率 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-14差得,故 (4-20) 4.3.4鏈條節(jié)距 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》式13-25 (4-21) 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-13得 (4-22) 采用單排鏈，，故 (4-23) 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖13-33查得當(dāng)時，08A鏈條能傳遞的功率為1.7kw（＞0.81kW），故采用08A鏈條，節(jié)距 4.3.5實際中心距 (4-24) 4.3.6計算鏈速 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》式13-20 (4-25) 符合原來的假定。 4.3.7作用在軸上的壓力 如前所述,取 (4-26) 4.4齒輪傳動的設(shè)計 剝麻滾筒兩軸之間的齒輪傳動的運動簡圖見圖3-2 圖4-2 齒輪傳動運動簡圖 4.4.1計算兩軸之間的傳動比 4.4.2選擇材料及確定許用應(yīng)力 考慮到軸的轉(zhuǎn)速和功率不是很高，對傳動比的精度要求不是很高，故齒輪采用45號剛，調(diào)制處理，齒面硬度197-286HBS，（《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-1）由表11-5，取,， (4-27) (4-28) 4.4.3按齒面接觸強度設(shè)計 設(shè)齒輪按8級精度制造。去載荷系數(shù)K=1.5（＜機械設(shè)計基礎(chǔ)＞表11-3），齒寬系數(shù)（＜機械設(shè)計基礎(chǔ)＞表11-6）齒輪的轉(zhuǎn)矩 (4-29) 取(《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-4) (4-30) 初定d=190mm 齒數(shù)取z=45，模數(shù) 齒寬 中心距 4.4.4驗算齒輪彎曲強度 齒形系數(shù)（《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11-8），（《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11-9） 由（《機械設(shè)計基礎(chǔ)》式11-5） (4-31) 4.4.5齒輪的圓周速度 (4-32) 對照《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-2可知選用8精度和合適的。 考慮齒輪的徑向尺寸、材料、使用要求和經(jīng)濟等因素，選用鍛造方式生產(chǎn)毛坯，根據(jù)齒輪的分度圓直徑，齒輪選用實心式，具體結(jié)構(gòu)尺寸見裝配圖。 5軸的設(shè)計 5.1主動剝麻滾筒軸的設(shè)計 5.1.1選擇材料和熱處理 根據(jù)軸的使用，選用45號鋼，正火，硬度為170-217HBS 5.1.2按扭矩強度估計軸徑 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表14-2，取C=118，則由公式14-2得 （5-1） 按帶輪的標(biāo)準(zhǔn)系列，取其最小軸徑 5.1.3軸向定位 軸承的右端采用軸承座自身固定，左端采用軸肩定位，為了使軸肩通過軸承座的大端孔徑，取其孔徑d=31mm 齒輪和帶輪的徑向定位采用楔形鍵連接，由于對傳動的精度要求比較一般，故兩者與軸的配合公差均采用。 由于剝麻滾筒在工作面受到的載荷不均勻，且軸傳遞的動力不大，對軸的校核不是不設(shè)計的重點，所以省略。 5.2其他軸的設(shè)計 壓輥軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，軸的許用應(yīng)力，軸的長度， 軸在全長的扭矩不得超過，剛的切變模量。 圖4-1 壓輥的結(jié)構(gòu)簡圖 5.2.1壓輥軸的強度校核 按強度要求，應(yīng)使 （5-2） 故軸的直徑 （5-3） 按扭轉(zhuǎn)剛度要求，應(yīng)使 （5-4） 由l=830mm，在軸的全長上，。故 （5-5） 該軸的直徑取決于剛度要求。圓整后去d=25mm。 由于各軸所安裝的工作部件尺寸基本相同，為了便于安裝和設(shè)計，軸承均采用GB/T7810型深溝球軸承，中間部分固定工作部件處的結(jié)構(gòu)基本相同，其余結(jié)構(gòu)設(shè)計、步驟與前面類似，根據(jù)具體的傳動零件的定位和安裝需要而定，具體設(shè)計結(jié)果可參見裝配圖。 6安裝和潤滑維護 6.1安裝事項 安裝整機時，先焊接好機架和工作部件，在機架上固定好軸座，再分別將工作部件 和軸的焊接整體部件從上或下的位置套入機架，固定好軸后，在將各傳動部件依次定位同時要檢查各工作部件裝好后能否靈活轉(zhuǎn)動。 6.2軸承和齒輪的潤滑 剝麻機的工作環(huán)境含水量較高、載荷輕，滾動軸承的潤滑選用潤滑脂潤滑。查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-7，齒輪傳動的潤滑，選用L-CKH普通開式齒輪油。 6.3機器的使用維護 機架和箱壁表面涂牌號F53-32灰酚醛防銹漆，可防止鋼材的氧化生銹，并可起到一定程度的美觀作用。由于麻桿的生產(chǎn)加工具有季節(jié)性，機器閑置時間較長，要注意防止各主要工作部件的生銹，因為苧麻中有單寧，會與鐵離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀物質(zhì)污染原料，生銹程度較嚴(yán)重的話，會影響纖維的成色，使用完一段時間后，要涂防銹油保存，再次使用時，要用堿液去除油、除銹，并做定期的清理。 結(jié)論 本設(shè)計的剝麻機的總體外形尺寸是2350×600×1250，具有機型小，操作簡單安全，使用常用的工程材料和標(biāo)準(zhǔn)零件易于生產(chǎn)制造等特點，可一次實現(xiàn)對原料的加工。在原有的基礎(chǔ)上新增的結(jié)構(gòu)使所設(shè)計的機器具有更好的適應(yīng)性，提高生產(chǎn)效率和剝麻的質(zhì)量。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我深深體會到自己在理論知識方面的欠缺，同時也感到自己在知識的運用上也不夠靈活，這也說明我在學(xué)習(xí)知識的過程中存在著一些缺點，總結(jié)有以下幾點： (1).在初定方案過程中，由于自己所見實物過少，零部件的尺寸不能確定，使方案進(jìn)行了多次修改，耽誤了大量時間。在計算過程中，對于帶輪和齒輪的基本尺寸，計算結(jié)果與實際生產(chǎn)加工有偏差，也相應(yīng)作了修改。 (2).在剝麻機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計上，由于計算量過大，導(dǎo)致剝麻機的結(jié)構(gòu)布置不是很合理，而且機架尺寸的確定也比較麻煩。 (3).在四根軸的設(shè)計過程中，其基本尺寸進(jìn)行了多次修改，最后利用三維實體軟件進(jìn)行實體繪制與仿真，由于工作量太大，軸的校核部分沒有計算。 總體來說，在這次畢業(yè)設(shè)計中，收獲很大，平時在學(xué)習(xí)知識的時候，總是認(rèn)為好多知識用不到，所以就沒有更深一步去理解。在此次設(shè)計中，我感到自己的知識面很窄，對知識掌握得不夠，在設(shè)計時，考慮問題太片面，導(dǎo)致零部件進(jìn)行多次修改。由于工作量較大和時間緊張，在仿真這部分沒有完全表達(dá)出我的設(shè)計意圖，這也是遺憾之處。同時也期望在今后有其他畢業(yè)生能夠克服，做到十全十美。 致 謝 對于這次畢業(yè)設(shè)計的完成，首先感謝母校---塔里木大學(xué)的辛勤培育，感謝學(xué)校給我提供了如此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機會，使我將以前學(xué)到的知識又重新回顧了一遍，知道了學(xué)習(xí)的可貴與獲取知識的辛勤。承蒙指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)，使我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計。在此，深深地感謝指導(dǎo)老師，給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助，體現(xiàn)出了他對工作高度負(fù)責(zé)的精神，特別是王旭峰老師，他利用上班的休息時間趕來為我指導(dǎo)，同時，在周末他也會隨時過來檢查進(jìn)度。在整個設(shè)計的過程中，他耐心的指導(dǎo)，才使我的設(shè)計順利完成，同時也感謝在這幾年中給予我知識的各位老師。 對于這次畢業(yè)設(shè)計，由于時間倉促和自己所學(xué)軟件掌握熟練程度等因素，使這次畢業(yè)設(shè)計的仿真沒有達(dá)到最完美的效果，這不能不說是本次設(shè)計的遺憾之處。不過，它至少啟發(fā)了我的思維，提高了我的動手能力，使我應(yīng)用了以前solid works軟件中沒有用到的工具，同時，使我將以前所學(xué)的書本知識又重新復(fù)習(xí)了一遍，這為我在今后的工作崗位上發(fā)揮自己的才能奠定了堅實的基礎(chǔ)。 最后，再一次衷心的感謝學(xué)校能夠給予我這次機會，使我將所學(xué)理論知識與實踐相結(jié)合，以及在這次設(shè)計中給予我指導(dǎo)的所有老師。你們傳授的知識使我受用一生，你們的恩情我會銘記一生。 參考文獻(xiàn) [1]何宏彬,馬蘭,呂江南等.苧麻動力剝麻機的研究與應(yīng)用平[J].中國麻業(yè)科學(xué),2008,30（5）：1-5. [2]王邵文,麻類作物生產(chǎn)機械[J].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1997.25(8)2-6. [3]熊和平,我國麻類產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與對策[J].中國麻業(yè)科學(xué),2009.31(2):1-6. [4]龍超海,我國麻類作物生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀發(fā)展機遇與目標(biāo)[J].中國農(nóng)科院，1998,33(2)：2-5. [5]龍超海.呂江南等,國內(nèi)外苧麻剝制加工機械的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國農(nóng)科院.1999,25(4):3-6. [6]何宏彬,龍超海等,推廣苧麻剝麻機勢在必行[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所,2001.36(2):2-7. [7]呂江南,龍超海等,苧麻纖維出加工機械的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2000,16(4):3-9. [8]機械工程手冊,專用機械(1),北京:機械工業(yè)出版社,1997:456-564. [9]吳宗澤,羅盛國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].3版,北京:高等教育出版社2006.5:64-76. [10]楊可幀,程光蘊,機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].5版,北京:高等教育出版,2006.5:204-239. 15 12 屆畢業(yè)設(shè)計 剝麻機的設(shè)計與仿真 設(shè)計說明書 學(xué)生姓名 馬永濤 學(xué) 號 8031208207 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-2 指導(dǎo)教師 王旭峰 日 期 2012.6 塔里木大學(xué)教務(wù)處制 1、本課題來源及研究的目的和意義 中國是世界上麻類資源豐富的國家，種植的主要麻類作物有苧麻、亞麻、紅麻、黃麻、劍麻、工業(yè)大麻（又稱漢麻）。苧麻、亞麻和紅麻的常年種植面積分別為世界種植面積第一。第二、和第三位 [1].其中苧麻是我國極具特色的纖維作物，苧麻是蕁麻科苧麻屬多年生草本植物，俗稱“中國草”，原產(chǎn)于我國，栽培歷史悠久，作為紡織原料在我國已有近5000年的歷史[2]. 人們生活水平的不斷提高，各類天然纖維制品因其具有色澤自然、透氣性強、防腐抗菌等優(yōu)良特性，越來越被人們所青睞，具有廣闊的市場前景和經(jīng)濟價值。然而原料生產(chǎn)一直在高成本、低效益上徘徊。 2、本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 苧麻纖維需要通過剝制（俗稱剝麻/刮麻）和脫膠才能得到用于精紡的苧麻纖維。因此，苧麻的剝制加工是苧麻生產(chǎn)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其剝制加工質(zhì)量直接影響到苧麻織品的品質(zhì)。但傳統(tǒng)的手工剝麻效率低，勞動強度大，技術(shù)要求高，已很難滿足苧麻的生產(chǎn)發(fā)展和市場需求，因此研制出一種簡單而實用的動力剝麻機已成為國內(nèi)一項重要的研究課題，2008年以來，全球遭遇前所未有的世界性經(jīng)濟危機，麻類生產(chǎn)步入歷史低谷，出口市場比較疲軟。因受人民幣升值、生產(chǎn)成本上漲和世界經(jīng)濟發(fā)展減速的影響，麻紡企業(yè)正承受著巨大的壓力。盡管如此，我國麻類產(chǎn)業(yè)仍呈現(xiàn)出旺盛的生命力[3]. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析 新中國成立前，苧麻纖維的收獲為人工扯皮，手工刮制。新中國成立后，麻類機械科研、生產(chǎn)發(fā)展迅速。先后開發(fā)出浣江2號、631型和72型等苧麻刮麻器[4], 在苧麻生產(chǎn)中大量推廣使用，僅72型刮麻器就推廣了150多萬套。成為我國苧麻剝制加工的主要工具之一。同時，中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院、南京農(nóng)機化研究院、湖南省農(nóng)機研究院和中國農(nóng)科院麻類研究所等單位組合聯(lián)合開發(fā)小組，開展苧麻剝麻機研制工作，但由于當(dāng)時受各種條件限制，技術(shù)難度較大，未研制成樣機投入生產(chǎn)使用。 1980年中國農(nóng)科院麻類研究所成功研制6BZ-400型苧麻剝麻機后，才初步解決了苧麻剝制難的問題。在生產(chǎn)使用的苧麻機有6BM-40A型、6BM-400型和DT-0201型，但由于存在工效較低，麻紡企業(yè)拒收剝麻機等現(xiàn)象，谷剝麻機的推廣使用十分困難。而農(nóng)民對苧麻機械收獲的呼聲很高，研制高效、性能穩(wěn)定的苧麻剝麻機是目前生產(chǎn)上迫切需要解決的實際問題。它將作為發(fā)展苧麻生產(chǎn)的技術(shù)載體和支撐條件，為推動我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和苧麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要作用。 國外研究現(xiàn)狀及分析 國外從19世紀(jì)即開展苧麻收剝機械的研究。法國、德國、意大利、日本等國先后研制出多種型號的剝麻機，1903~1904年美國就有2000多件剝麻機專利，但均不是很理想。直到第一次世界大戰(zhàn)，苧麻加工才去的顯著進(jìn)展。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于苧麻纖維用于軍事目的而引起重視[5]。但是，縱觀國外剝麻機的現(xiàn)狀及當(dāng)前發(fā)展趨勢，我們認(rèn)為：國外的大型麻類機械由于機型龐大，造價高，收剝質(zhì)量不能完全滿足我國麻類收獲的農(nóng)藝和麻紡要求，難以使用我國市場，但可供研發(fā)借鑒。 3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 成功設(shè)計出苧麻剝麻機應(yīng)有以下幾個任務(wù)要求 1、剝麻質(zhì)量好。剝出的麻皮含雜率低，確保麻皮的質(zhì)量，提高出麻率，且外觀色澤較好，能滿足麻紡工業(yè)的要求， 2、生產(chǎn)功效較高。能滿足一般植麻戶的需要。 3、極具操作簡單，加工速度快，工作效率高，勞動強度輕。配用電動機或柴油機作動力，可以適合農(nóng)戶場上集中作業(yè)或田間地頭使用。在勞動緊張、新擴苧麻產(chǎn)業(yè)區(qū)以及種植叫集中的地區(qū)更為適用[6]。 4、各部件結(jié)構(gòu)緊湊，配合自如，可靠性、安全性高。 5、解決纖維纏繞和變色問題。 優(yōu)質(zhì)苧麻織品必須有優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的原料庫作保證。這就要求我國苧麻種植從目前小面積、個體化向區(qū)域化、良種化方向轉(zhuǎn)變。大規(guī)模苧麻的及時收獲需要有質(zhì)優(yōu)、高效的收剝機器作保證，為此，要研制大、中型苧麻剝麻機，走集中化加工的道路。苧麻是季節(jié)性很強的纖維作物，大規(guī)模的苧麻收剝就必須有高效的大型苧麻剝麻機作保證。為適應(yīng)苧麻生產(chǎn)發(fā)展的需要，應(yīng)投入足夠的人力物力，著手開發(fā)自動化程度高的大型苧麻剝麻機，這樣不僅解決了麻竹原料及時收剝的問題，同時也解決了從個體農(nóng)戶收購的苧麻原料質(zhì)差、摻假問題[7]。 4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 在研究設(shè)計苧麻剝制加工機械的過程中，研究重點往往在機械結(jié)構(gòu)方面，側(cè)重于機械材料和關(guān)鍵部件的選擇與設(shè)計，而忽視了對被加工物料苧麻莖稈的力學(xué)特性的研究，僅限經(jīng)驗估計，故在基于對麻桿進(jìn)行物理機械特性分析的基礎(chǔ)上，科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計，通過擠壓、劃破、刮打等連續(xù)的工序，實現(xiàn)苧麻的完整剝制過程。解決了出麻率低、纖維色變和纏繞等問題！ 解決思路如下： 1.動力的選擇 2.傳動系統(tǒng)的設(shè)計 3.主要工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.軸的設(shè)計 5.畫出裝配圖 5、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃 完成本課題的方案：本課題在研究苧麻桿莖的力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，探索剝麻機的脫皮原理，通過分析現(xiàn)有各種麻類加工機械存在的不足和可鑒之處，比較優(yōu)缺點，在前人研究的基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)改進(jìn)和簡化，同時也參考了其他類似在實際應(yīng)用中的農(nóng)業(yè)加工機械的設(shè)計，以進(jìn)一步完善設(shè)計中存在的的不足之處 第1-2周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報告。 第3-4周 走訪機械廠，進(jìn)行測量，比較，決定設(shè)計方案。 第5-6周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對各部分機構(gòu)設(shè)計、計算，畫草圖。 第7-8周 運用AutoCAD軟件，設(shè)計工作視圖。 第9-10周 從工藝性能，經(jīng)濟性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價，校核，修正。 第11-12周 完成產(chǎn)品說明書，準(zhǔn)備答辯。 6、主要參考文獻(xiàn) [1],何宏彬，馬蘭，呂江南 等，苧麻動力剝麻機的研究與應(yīng)用 中國麻業(yè)科學(xué)，2008年 [2],王邵文 等，麻類作物生產(chǎn)機械。北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1997 [3],熊和平 我國麻類產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與對策 中國麻業(yè)科學(xué)，2009 [4],龍超海 我國麻類作物生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀、發(fā)展機遇與目標(biāo)，1998(02) [5],龍超海，呂江南 等，國內(nèi)外苧麻剝制加工機械的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 中國農(nóng)科院。 [6],何宏彬，龍超海 等，推廣苧麻剝麻機勢在必行 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所 2001年 [7],呂江南，龍超海 等，苧麻纖維出加工機械的研究現(xiàn)狀與發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 2000年1月。 [8],機械工程手冊，專用機械(1)/北京 機械工業(yè)出版社 1997.。