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谷子脱粒装置性能试验台的设计与研究

作　者: 刘文智
导　师: 郑德聪
学　校: 山西农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 脱粒装置拍搓板四杆机构振动筛仿真有限元分析
分类号: S226.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 22次
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内容摘要

在山西农业大学研制的5TG-3型谷子脱粒机基础上,面对谷子脱粒劳动强度大、季节性强、生产效率不高,如不及时脱粒会导致谷子霉烂和虫蚀的严重损失的特性下。通过研究发现可采用先脱后拍的方式,实现谷子损失率小、破碎率和含杂率低、增强谷子脱粒的质量。因此,对谷子脱粒装置性能试验台的创新设计具有重要的现实意义。设计研究以拍搓板和脱粒滚筒为研究对象,以减轻谷子破碎率、损失率为目的,通过Matlab/Simulink软件对关键部件进行运动学和动力学分析,并进行运动学和动力学仿真。应用农业机械设计理论和SolidWorks、Ansys等软件,完成了脱粒装置性能试验台的总体设计,包括拍搓板机构、振动筛、脱粒滚筒、风机等设计。主要研究结论如下：(1)进行了适合谷子的脱粒装置性能试验台的改进设计,选用新型的螺旋钉齿滚筒脱粒装置,对谷穗进行打击,脱下的籽粒由导向板落入拍搓式脱粒装置,对谷壳进行挤压,在振动筛和离心风机的共同工作下,对谷物进行筛选,完成整个脱粒过程。(2)对振动筛机构进行运动学,由于振动筛的往复运动会影响脱粒后谷物的筛选,在振动筛往复运动的情况下,得出各个杆上的角位移图、角速度图、角加速度图,确定了振动筛的工作稳定性。(3)对拍搓板机构进行运动学和动力学分析,得到了拍搓板四连杆机构的运动学规律,确定了各个杆的尺寸,再对拍搓板四连杆机构进行动力学的仿真,确定了各个杆上的约束力和曲柄摇杆上的扭矩,应用Ansys软件对拍搓板连杆机构进行静力学分析,得到连杆机构的x、y、z方向上的位移等值线图和应力云图。确定拍搓板连杆机构的变形情况。(4)在分析的基础上,确定了相关参数,以此为依据进行了相关部件的设计计算,并对整机结构及主要工作部件进行了相关设计,利用SolidWorks软件作出了相关部件的三维设计图。

全文目录

摘要  6-7
1 绪论  7-10
  1.1 研究的目的及意义  7
  1.2 国内外研究动态  7-10
  1.3 主要研究内容  10
2 谷子脱粒装置性能试验台的总体结构和工作原理  10-12
  2.1 总体结构  10-11
  2.2 工作原理  11
  2.3 主要技术参数  11-12
3 轴流钉齿式脱粒装置的性能试验台设计  12-16
  3.1 螺旋钉齿滚筒脱粒装置的设计  12-16
    3.1.1 脱粒工艺流程的布置  12
    3.1.2 滚筒的设计  12-14
    3.1.3 凹板  14-15
    3.1.4 脱粒间隙和脱粒速度  15-16
4 拍搓式二次脱粒装置性能试验台的设计  16-32
  4.1 拍搓式二次脱粒装置的设计  16-20
  4.2 拍搓板机构的动力学分析  20-26
    4.2.1 拍搓板机构的力学模型  20
    4.2.2 拍搓板机构的动力学数学建模  20-23
    4.2.3 拍搓板机构的动力学仿真模型的建立  23-24
    4.2.4 仿真结果及分析  24-26
  4.3 拍搓机构连杆的有限元分析  26-32
    4.3.1 连杆实体模型的建立  26-27
    4.3.2 有限元模型的建立  27-28
    4.3.3 边界条件处理  28
    4.3.4 计算结果分析  28-32
  4.4 技术参数调整  32
    4.4.1 曲柄转速  32
    4.4.2 拍搓间隙  32
5 清选装置性能试验台的设计  32-47
  5.1 离心式风机的设计  32-34
  5.2 振动筛的设计  34-39
  5.3 振动筛及传动机构的运动学分析  39-46
    5.3.1 振动筛机构的力学模型  39
    5.3.2 振动筛机构的数学模型  39-42
    5.3.3 振动筛机构的动态仿真模型的建立  42-43
    5.3.4 仿真结果及分析  43-46
  5.4 技术参数调整  46-47
    5.4.1 风机转速  46-47
    5.4.2 出风口角度  47
    5.4.3 振动筛曲柄转速  47
    5.4.4 传动方向角  47
6 谷子脱粒装置性能试验台的装配  47-48
7 研究结论  48-50
  7.1 主要研究结论  48-49
  7.2 进一步改进意见  49-50
参考文献  50-53
附录  53-55
Abstract  55-57
致谢  57

谷子脱粒装置性能试验台的设计与研究

内容摘要

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