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基于SolidWorks的玉米脱粒机建模案例综述

本文所用的三维建模软件是SolidWorks程序，通常用于绘制机械设备的三维模型。SolidWorks仿真功能可以直观地显示零件和设备的内部结构和装配，为设计师提供合理设计的参考。同时，该软件作为常用的机械设计软件，包括齿轮、螺钉、螺栓、螺母等常用的机械零件，可以节省设计人员模拟这些标准零件的时间，丰富设计方法。目前，SolidWorks软件是机械设计师最有用的设计方法。同时，SolidWorks软件还包含实用的机械设计模块，如有限元分析模块、工程制图模块和结构建模模块，可用于完成机械设备的总体设计。

1.1整体系统结构设计

零件设计根据上述主题，完成零件的三维建模，然后根据这些零件的装配关系将零件装配到装配体上。装配过程使用标准件(如螺钉、弹簧、螺母)，可以在SolidWorks提供的库中快速调用。将这些零件翻译成零件文件后，需要根据这些零件的空间关系，将零件从空间离散状态装配到设计的实际装配状态。为了显示不同零件的空间特征，可以使用颜色编辑命令改变零件的外观颜色，以便更直观地观察零件的实际结构特征。

本文设计的玉米脱粒机，其组成结构主要包括脱粒盘、驱动电机、机架等结构，将这些结构的主要零件分别完成建模，同时，一些较为复杂的部件需要先进行装配之后，再总体装配在一起，装配过程中，需要考虑各零件是否存在干涉，保证各个零件的装配关系较为合理，具体结构如下图所示。

图5-1玉米脱粒及玉米棒粉碎机三维模型

1.2主要部件结构设计

1.2.1机架结构

由于整机结构复杂，考虑到零件加工的舒适性和经济性，本设计的零件以中碳钢和低碳钢为主，以Q235和45钢为主。这些材料都是市场上常用的钢材，硬度适中，加工成本低，符合本项目的要求，降低了整机的制造成本。根据不同零件的形状，所有零件实际上都是机械和焊接的，所有零件都配有螺纹或带孔的螺纹连接，以方便不同零件之间的连接。

图5-2机架结构

1.2.2破碎驱动机构

本项目选择的传动方案是采用齿轮与电机搭配运动的传动方案，驱动的动力源是采用电能的供电方式，这种供电方式不需要像气动和液压外接动力源，就可以实现整机的高效工作。同时，根据本项目的电机选用较为常用的三相异步电动机，这种电机的成本较低，运行较为可靠。电动机的工作输出轴与破碎装置破碎辊工作传动轴相连接，具体传动系统如下图所示。

图5-4动力驱动机构

1.3基于SolidWorks的虚拟装配

此次项目设计过程中，一些较为复杂的安装操作主要利用三维软件进行设计，最常使用的是SolidWorks软件，这是一款较为强大的三维模拟装配软件。根据分析各个零件的外形大小以及实际安装结构规定，实现各个零件的模拟安装和加工状况。我们利用这样的虚拟安装设备，可以对较为复杂的机构在初步设计中提前做出复查，以及问题检查，该项目设计过程中最重要的步骤就是对零件的加工以及安装设备的设计。

此次项目设计过程中所使用的玉米脱粒及玉米棒粉碎机各个部位的元件比较丰富，主要结构为电机、带轮、皮带等，我们再进行安装之前需要进行一次虚拟安装，这样可以确保各个零件设计安装的准确性和可靠性。

玉米脱粒机零件的安装需要通过一定的流程进行，从上到下、从小到大、从内到外这样的方式进行安装，进行安装时不仅需要对各个部位的元件安装的高效性和可行性进行模拟预判，还可以提高整体安装效率。在进行安装过程中还可以结合相应的辅助工具，利用加热的方式可以解决零件在安装时太过困难的问题，使得各个部位的缝隙尽可能的减小。这些操作的可能性可以利用SolidWorks的虚拟安装软件进行验证。

图5-5爆炸视图