谷物晒收一体机的设计
摘要：本文主要针对目前国内谷物晾晒、收集工作存在劳动强度大、效率低等问题，设计一种谷物晒收一体机。假定该机器由摊粮机构、翻晒机构、收集机构组成，集谷物晾晒、收集等功能于一体。通过对于传统机器的优缺点分析设计机器的大体框架，然后从网络、期刊上查阅资料对机器的各部件进行设计并通过构建虚拟样机，讨论其功能的可行性。设计各部件尺寸，验证其工作强度是否合格。讨论设计方案在实际生产过程中的可能遭遇的问题，以适应各种不同地形的谷物的收获与晾晒。
关键词：谷物；摊粮机构；翻晒机构；收集机构；传动机构
第一章绪论
1.1研究意义和研究内容
不论是哪个国家，为了保证谷物在收割后可以长时间的存储，谷物收集后一般都需要进行干燥的工作。由于粮食烘干的机器需要耗费的电能巨大，所以目前在我国粮食的机械烘的使用率还是比较少的;而且机械烘干的烘干率也不高,所以无论是专业的农场粮仓还是个体种粮农户都更倾向于使用自然光晾晒的方法进行烘干作业。每年晒谷厂晾晒粮食的总量基数非常大,而晾晒和收集的方式却主要为人工晾晒、收集。农村传统的谷物晾晒方法是由农户将谷物倒出之后再用耙子铺开,晾晒过程中还要不断的用耙子将粮食反复翻开以此保证粮食晾晒充分;收集则是用扫帚和簸箕将谷物聚拢再将谷物装进粮袋中。这个过程劳动量很大,而且效率很低。若是遇上雷雨天气,若不及时收粮,则有可能导致谷物遇水发霉变质从而造成经济损失。国内部分晒谷厂也在使用自动化的谷物收集机器如扒谷机、吸粮机等机器。但是普及的概率还不是很高，因为此类机器大多有着不同程度的缺点，而且很多机器仅针对收集部分，而没有晾晒的部分。晾晒部分依旧是使用货车箱直接倾泻然后人为的铺平。本文的目的是为了讨论和设计一种能减少经济损失、提高劳动生产率,需要设计一种操控方便、工作效率高且性能可靠的集合谷物晾晒、收集于一体的机器。
该研究主要围绕谷物晒收一体的设计进行，从原有的机器的优、劣性分析为出发点，以符合设计要求的机器为框架。然后从网络、期刊上查阅资料对机器的各部件进行设计并通过构建虚拟样机，讨论其功能的可行性。设计各部件尺寸，验证其工作强度是否合格。讨论设计方案在实际生产过程中的可能遭遇的问题，以适应各种不同地形的谷物的收获与晾晒。
1.2实施思路
（1）收集测量企业里老式机型的各部件尺寸、动力源参数等信息
(2)在草纸上绘制设计出基本草图，得到简单的谷物晒、收一体机模型
（3）在UG软件里绘制出谷物晒收一体机的简单模型
（4）对所设计的机器进行功能的可行性分析
（5）对机器各部件参数进行强度分析
1.3预期目标
通过本次的研究，预计达到以下结果，构建各机构部分的设计草图，与同学或老师讨论分析其功能实施的可能性加以修改。然后构建谷物晒收一体机整体结构绘制几何模型，对其设计的成品能够完成谷物的晾晒、收集预期设计的成品能完成谷物晾晒过程中对谷物的翻散工作；预期完成的机器参数可以满足强度要求。
1.4技术及软件
本文研究的内容是关于如何设计一种谷物晒收一体机，运用机械设计以及工程力学相关知识研究比较合适。一般在研究机械设计有关问题的时候，主要研究传动系统的设计及各部件参数的设计。顾本文主要采用的软件为UG和CAD。利用UG画出机器的整体模型并附加上爆炸图，可以给人直观的显示机器的各零件外貌和整体工作情况；而CAD软件主要运用于画出在模型中难以观察到的部分的平面图。
在课题研究过程中，采用的主要是UG10.0和CAD2013。
1.5本章小结
本章简单介绍了本次论文的研究对象谷物晒收一体机，对现阶段谷物晒收方式劳动量大以及可能造成的经济损失进行了分析，并对现有的机器进行了简单的说明，设计出实施的思路并对可能产生的预期结果进行预测。
第二章谷物晒收一体机的设计思路
2.1典型谷物收集机械优缺点分析
老款的谷物收集机器主要有扒谷机、吸粮机等机器, 而新式的谷物收集机器大多在此基础之上进行一定的改良得来，现在的小型收集机器 有自走式谷物装袋机、手推式颗粒收集机等各种机器，为了能够更好的设计新式的机型，对原有机械的功能以及结构进行分析是很有必要的。扒谷机主要用于散粮收装，使用时往往与输送机进行配合。可以完成对谷物的堆屯、装车等工作。其特点是可可单人操作，具备自动行走、转向的功能。也是目前大多数手推式小型收集机器的模板。其伸缩部分和自动输送部分是该机器的关键。前者的作用是使扒谷机扒完粮后不用移动，后者直接将谷物收集输送到储粮设备中。缺点是在收集粮食的过程中，机器的转向不够灵活。吸粮机主要通过管道收集输送谷物至储粮设备,其工作原理为空气的自吸性，大多采用风机运动。移动性强,且收集过程中遗漏较少,可适应坑洼不平的地面。但是其工作面积、功率都较小。而且对输送的物体有局限性，不能输送薄、脆易碎的物品。如果要进行运粮作业的话，就既要将谷物吸入，也要输出。关键部分在于分离机的使用。综上,考虑到吸粮机工作时带起的风较大，以及机器工作时的效率等因素,应将扒谷机的机械结构作为该设计机器的大体采用结构。
2.2机器整体结构设计思路
谷物晒收一体机集晒、收为一体，考虑到使用的便携性，应将晒、收结构分开。其收集机构应考虑到灰尘以及效率的因素，暂不考虑吸气原理，而主要采用扒谷传输的大体结构，考虑到设计物轴距较大，传动需求平稳，优先考虑带传动，初设运输载体为大号的皮带，若仅使用平的皮带进行运输，运输时主要通过摩擦力进行输送，谷物中仅有最底下一部分可以与传输带进行接触，上面的大部分与谷物接触，如果运输量较大，可能会导致传输过程中谷物的坍塌，应考虑在传输带上加上隔板，使谷物运载过程比较平顺。其晾晒结构考虑到摊粮过程中粮食铺开的并不均匀，应考虑加入一个将粮食铺匀的机构。翻晒机构应考虑到铺晒粮食的高度的问题，为防止翻晒过程中翻晒机构过高不能很好的翻散谷物，或是过低而与地面发生碰撞，应考虑将翻晒机构设计成可调节高度的结构。
2.3机器收集机构设计思路
谷物的收集过程应尽量简单且实用，应为不考虑吸气式的收集方式，但是谷物的晾晒场地往往很大，为了使机器能够适应大型晒粮厂的需求，机器必须具有一定的机动性。因此在机架上要安排行驶使用的轮子，或是以小型的货车为载体，仅将收集机构作为外挂式部件。
为了照顾整体的设计需求，收集系统需要将收集的谷物提升至较高的储粮桶中，因此收集传输部分做好使用各类提升机器。
2.4机器晾晒机构设计思路
相对于收集机构而言晾晒机构的设计比较简单，只需要保证谷物能够从粮仓中落下来即可，难点在于如何使粮食下落至地面后保证谷物分布的均匀，暂设定机器中有一种类似于推土机推杆的部件能够将食物推平。还有一点就是在晾晒过程中如何将谷物翻的均匀，并且不能伤害到机器。初拟定实施该目的的物体为与农村使用的扒爪类似的结构，当然如果能使用机械化的翻晒方式，可以将谷物翻晒的更均匀的话优先考虑。
2.5本章小结
本章主要讲述的是谷物晒收一体机的设计思路，以已有机器的优缺点为起点，将现有机型的优点吸收，探索设计机器所使用的大体框架。提出设计机器可能面临的问题，并在正式设计的过程中加以注意
第一章绪论 1
1.1研究意义和研究内容 1
1.2实施思路 1
1.3预期目标 1
1.4技术及软件 1
1.5本章小结 2
第二章谷物晒收一体机的设计思路 2
2.1典型谷物收集机械优缺点分析 2
2.2机器整体结构设计思路 2
2.3机器收集机构设计思路 2
2.4机器晾晒机构设计思路 2
2.5本章小结 2
第三章 谷物晒收一体机的设计 3
3.1机器收集机构设计 3
3.2机器传动机构的设计 4
3.3机器晾晒机构部分的设计 8
3.4整体机构模型的构建 10
第四章机器传动系统关键尺寸的校核 11
4.1齿轮弯曲疲劳强度的校核 11
4.2键强度的校核 11
第五章总结与致谢 12
5.1结论 12
5.2致谢 12
参考文献
（1）金旭星、朱耀武 机械设计基础[Z]. 2018年8月
（2）李俊儒、宋欣 晾晒谷物自动收集装袋机的设计[P]. 2020年7月
（3）刘思俊 工程力学 第三版 机械工业出版社[Z] 2014年7月
（4）姚克恒，彭卓敏 我国粮食晾晒收集现状与机械化发展对策分析[P] 2014年11月
