摘 要

大米作为一种粮食资源是我国源远流长的历史中维持着我国的繁荣与昌盛的根本。谷糙分离过程作为大米加工过程中必不可少的一部分，其在大米加工工厂中主要由重力谷糙分离机来完成。本文所研究的重力谷糙分离机主要功能是将糙米和稻谷以及糠皮等杂物的混合物中将糙米和稻谷分离出来。

本课题将以谷糙分离机作为研究对象，以现代机械设计理论为基础，通过对谷糙分离机现场工作情况的考察，实际测量谷糙分离机各部件的尺寸，合理分析设计谷糙分离机的机构；通过三维CAD软件构建重力谷糙分离机的三维实体模型，然后以x_t格式导进动态仿真软件Adams以创建谷糙分离机的动力学仿真模型，对仿真运算的结果进行分析，以获得部分主要传动机构的位移和受力的曲线图，然后对尺寸参数进行更改，以获得较好的谷糙分离效果所需的运动轨迹；再使用有限元分析软件ANSYS对主要部件完成静力学剖析，对等效应力云图进行分析并对零件结构进行改进使其满足强度要求。

通过对各种参数的分析结果来改变结构参数，以满足实际生产需求来确定最终参数，避免谷糙分离机在设计过程中实际生产实验带来的昂贵开支，并且可以在减少制造生产的周期前提下提高谷糙分离机的工艺效果。

关键词：谷糙分离机；Adams；动力学仿真；ANSYS；有限元分析

Abstract

Rice is the foundation of China's long-standing history to maintain China's prosperity. The grain-rough separation process is an integral part of the rice processing, which is mainly carried out in a rice processing plant by a gravity-grain separator. The main function of the gravity grain coarse separator studied in this paper is to separate brown rice and rice from a mixture of brown rice and rice.

This topic will be based on the theory of modern mechanical design, based on the modern mechanical design theory, through the analysis of the field work of the grain separator, to actually measure the size of the various components of the grain separator, to analyze the design of the grain roughness and the mechanism of the separator; the 3D solid model of the gravity valley rough separator is constructed by 3D CAD software, and then the dynamic simulation software Adams is introduced into the x_t pattern to create the dynamic simulation model of the grain coarse separator, and the results of the simulation calculation are analyzed. Obtain the displacement, velocity, acceleration rate and force curve of some main transmission mechanisms, and then change the dimensional parameters to obtain the motion trajectory required for better grain separation effect; then use the finite element analysis software ANSYS The main components complete the static analysis, analyze the equivalent stress cloud map and improve the part structure to meet the strength and use requirements.

Through the analysis of various parameters to change the structural parameters to meet the actual production requirements to determine the final parameters, to avoid the expensive costs of the actual production experiment in the design process, and can reduce the cycle of manufacturing production Improve the process effect of the grain separator.

Key Words: paddy and rice; Adams; dynamics simulation; ANSYS; finite element analysis

目 录

第一章 绪论 1

1.1 本课题研究背景 1

1.2 国内外谷糙分离机的研究和发展过程 1

1.2.1 国内谷糙分离机的研究和发展现状 1

1.2.2 国外谷糙分离机的研究情况 2

1.3 本课题研究内容与意义 2

1.3.1 本课题的主要研究内容 2

1.3.2 研究方法以及技术路线 3

1.3.3 本课题的研究意义 4

1.4 本章小结 4

第二章 重力谷糙分离机的整体结构设计 5

2.1 重力谷糙分离机的结构分析 5

2.2 谷糙分离工艺流程分析 9

2.3 重力谷糙分离机的整体结构设计 10

2.4 本章小结 10

第三章 重力谷糙分离机的设计建模与选型 11

3.1 电动机的选择 11

3.2 主轴相关的设计计算及建模 12

3.3 偏心轮的设计及建模 14

3.4 连杆的设计及建模 15

3.5 动力轴相关的设计及建模 16

3.6 支撑轴承的设计及建模 18

3.7 井字架的设计及建模 19

3.8 重力谷糙分离机的装配体 20

3.9 本章小结 21

第四章 重力谷糙分离机的动力学仿真 22

4.1 Adams的介绍与运用 22

4.2 模型的制作与导入 22

4.3 参数设置与模型设置 22

4.4 约束设置与运动加载 23

4.5 仿真运算与结构优化 23

4.6 本章小结 26

第五章 重力谷糙分离机重要部件的有限元分析 27

5.1 ANSYS的介绍与运用 27

5.2 连杆的有限元静力分析 27

5.3 井字架的有限元静力分析 29

5.4 支撑轴承的有限元静力分析 31

5.5 本章小结 33

第六章 总结与展望 34

6.1总结 34

6.2展望 34

参考文献 35

致 谢 37

第一章 绪论

1.1 本课题研究背景

在几千年的中华大地上，农业始终支撑着我国经济的发展，大米又是我国农业最主要的经济作物之一。在大米加工的不同环节通过最新技术来提高产量是一个需要解决的重要问题^[1]。谷糙分离工艺对于大米的加工质量以及产量的关键性作用使得其在大米加工关键处于一个必不可少的地位。重力谷糙分离机的功能，主要是把砻谷机生产出来的谷糙混合物中所含的未脱壳的水稻分离出来，返回砻谷机再进行二次脱壳，同时还将糙米分离出来以进行下一步加工。

目前市面上有单筛和双筛两种筛型重力谷糙机，本课题所研究的MGCZ型重力谷糙分离机就属于双筛型重力谷糙分离机。重力谷糙分离机是借助糙米和稻谷的比重及摩擦系数的差别，在筛板倾斜方向平面往复运动下完成谷糙分离过程^[2]。