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附贈有CAD圖紙和說明書,領取加Q 197216396 或 11970985家用花生米大小篩選分離機 目錄 摘要 II Abstract III 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 產品研究意義及應用價值 1 1.3 主要工作范圍和環(huán)境 2 第二章 花生篩選機的設計原理及應用背景 3 2.1 花生篩選機的應用背景 3 2.2 篩選機的工作原理及特點 4 第三章 篩選機的整體及結構分析 6 3.1 花生米大小篩選機方案整體構思 6 3.2花生米篩選機的結構設計 7 3.3篩選機的功能 18 第四章 主要受力結構的計算 19 4.1 帶傳動的計算 19 4.2中心軸計算 21 第五章 篩選機的安裝維護與其可靠性評價 24 5.2 篩選機的可靠性與經濟性評價 24 第六章 產品設計總結 26 參考文獻 27 謝辭 28 附錄：外文文獻翻譯 29 III 摘要 隨著中國經濟實力的增強，中國經濟發(fā)展各方面都面臨著效率提高和變革，對于新農村建設，提高農村勞動生產力和生產效率變得尤為重要。但當今農村，大量的農村勞動力都在迅速的想城市涌進，農村勞動力正在大幅減少，因此，農業(yè)生產效率將變得越來越重要，農業(yè)機械效率的的提高將變的尤為重要?；ㄉ状笮》蛛x機的創(chuàng)新設計是以當前農村個體生產戶為適用對象的農用機器創(chuàng)新開發(fā)。當前市場上的花生米的大小篩選大多是適用于大型農業(yè)加工環(huán)境，在普通的農村花生種植家中還是以人工挑選為主，這樣耗費了大量的勞動時間，而由于一家中的花生米比較少，又不適合用大型的篩選機器，因此針對此，研究開發(fā)適用于小型用戶的花生米大小分離機。此次花生米篩選機器設計將針對農村家庭為主，不面對大型農業(yè)加工企業(yè)，將實現二次分離，操作簡單效率高，是農村個體戶一個不錯的選擇。 關鍵詞： 農村 篩選 花生米 勞動力 家庭 IV Abstract With Chinas economic strength, Chinas economic development aspects are facing efficiency and change, for the new rural construction, to improve productivity and efficiency of rural labor has become particularly important. But todays rural areas, a large number of rural laborers in cities like rapid influx of rural labor force is significantly reduced, so the efficiency of agricultural production will become increasingly important to improve the efficiency of agricultural machinery will become particularly important. Peanut-sized separator innovative design is based on the current production of rural households as individual objects agricultural machinery for innovation and development. Current size of peanuts on the market are mostly suitable for screening large agricultural processing environment, peanut cultivation in ordinary rural home or in artificial selection based, so spent a lot of labor time, and because one of the peanuts is relatively small, not suitable for large-scale screening machines, so for this, research and development for small users peanut size separator. The peanuts screening machine design will be mainly for rural families do not face large-scale agro-processing enterprises, to achieve the second separation, simple operation, high efficiency, is self-employed in rural areas a good choice. Keywords: Countryside Filter Peanuts Labor force Family V 第一章 緒論 1.1 研究背景 隨著中國全球實力的進一步提高，中國與世界各國之間的貿易不斷地擴大，而由于內部需求也在持續(xù)增加，國內的經濟也在迅速的發(fā)展，各行業(yè)都在追求效率的提高，尤其是農業(yè)方面，對于我國城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，城鎮(zhèn)各類型企業(yè)都在家具數量與規(guī)模的擴大，順應經濟的發(fā)展大浪潮，大量的農村勞動力都在迅速的想城市涌進，農村勞動力正在大幅減少，因此，農業(yè)生產效率將變得越來越重要，農業(yè)機械效率的的提高將變的尤為重要。當今農業(yè)器械市場存在一些花生分離機械，但是大多數還是以大型的農業(yè)產品加工工廠為使用對象進行研究生產的，而目前，農村大多數還是以家庭聯(lián)產承包為主進行花生的種植，并且花生脫皮是每家個體單獨進行加工，而花生的大小分離篩選更是自己動手挑揀，這樣以需要大量的勞動力，又要耗費大量的勞動時間，占用了農民的大量的時間。 當今世界，各國都在注重創(chuàng)新，而將創(chuàng)新應用在農業(yè)發(fā)展中必將提高農業(yè)生產效率。而中國的農業(yè)還出在發(fā)展加速階段，并且中國的農業(yè)仍為家庭聯(lián)產承包責任制，還是以個體單獨種植生產為主，并不像國外的大片農場，因此對農業(yè)機械的要求跟家具體，更加挑剔。為此，試研究花生分離機篩選器的創(chuàng)新設計，以廣大的農村個體家庭為適用對象，并對機構設計進行優(yōu)化，使其減少勞動力的投入，并大大提高機器的工作效率。 1.2 產品研究意義及應用價值 中國經濟進入二十一世紀第二個十年，隨之中國近十幾年各項事業(yè)的發(fā)展，各項基礎設施更加完備，因此經濟也將更加快速的發(fā)展，而隨著這教育水平的提高，更多的農村勞動力將涌向城鎮(zhèn)，農村的勞動力將急劇下降，因而對農業(yè)機械的依賴性更加強烈，花生米大小分離機針對農村家庭個體戶，是一個簡便的機器，隨不適用于大型的農業(yè)加工企業(yè)，但對農村家庭中的日常應用很適合，成本較低，性價比比價高。 對于家用花生米大小篩選分離機的實際應用的價值，是有廣闊的市場前景的，當前的花生米大小篩選機市場主要是針對大型的農產品加工企業(yè)，而面對普通的農村家庭的小型篩選機器比較少；同時，由于家用花生米大小分離篩選機能實現兩次篩選的功能，這大大提高了篩選的效率，并且能夠有效的控制成本，因此既有較強的市場競爭力。 1.3 主要工作范圍和環(huán)境 此花生米大小分離機既可以在花生脫皮過程中加以應用，也可以在平時的篩選中應用，并且可以實現二次篩選，一次篩選分離與二次篩選分離是同時進行的，這就提高了工作效率。這樣可以使分離篩選更加準確。 家用花生米大小分離篩選機主要是在農村進行篩選留種的時候應用，同時也可以在其他的篩選過程中使用，對于其應用的環(huán)境，需要在比較干燥的環(huán)境中使用，在使用過程中需要提供電力，因此，使用的環(huán)境要具備電源。對于其他環(huán)境方面則無具體要求 第2章 花生篩選機的設計原理及應用背景 本章將對在花生米篩選機的設計中所應用的設計原理作出解釋，并對篩選機整體的工作環(huán)境做出簡單的介紹。此外還將對花生米大小分離篩選機的實際應用背景，對市場的吸引力做出預測和分析，并針對國外以及中國的具體情況做出市場分析預測和對應用價值做出評估。 2.1 花生篩選機的應用背景 隨著中國經濟的發(fā)展，中國經濟結構的變化，大量的農村勞動力都涌入城鎮(zhèn)，這使得農村的勞動力大幅降低，因此必須提高勞動效率以彌補勞動力減少帶來的影響。在當今農村，普通的花生種植用戶在篩選花生是依然采用的是人工篩選的辦法，這無論從勞動量還是需要的勞動力人數都不利于勞動效率的提高，并且隨著勞動力數量的不斷減少將為此造成更多不利影響。因此研究開發(fā)一種方便實用性強的花生大小篩選機就變得尤為重要。 在設計此花生大小篩選機時，進行過市場調查，在當前市場，普遍存在的花生篩選機大多是面對大型農產品加工企業(yè)的，基本都是適用于大量的花生集中篩選，而針對普通農村個體家庭的花生篩選機很少很少。因此，此次的花生篩選機設計具有廣闊的市場，并且操作簡單，成本低，性價比較高。同時，花生篩選機除了可用于篩選花生外還可以篩選其他顆粒型作物果實，可提高其利用的效率。 對國內外同類產品的調查發(fā)現，其數量很少，主要是因為大部分篩選機都關注于大型的農產品加工企業(yè)，而對于普通農戶家庭的應用需求關注的比較少。而針對我國農村現狀，農村勞動力的日趨減少，農村對機械化的需求越來越高，在農村發(fā)展轉型的今天，一種應用價值較高的農用機械將對農業(yè)生產效率的提高有很大幫助，而家用花生米大小分離篩選機將作為這樣一種機械為提供高農業(yè)生產效率，降低農村對勞動力的大量需求提供幫助，具有廣闊的應用背景。 2.2 篩選機的工作原理及特點 花生篩選機在設計中的主要工作原理是由以柄連桿機構為中心的往復篩選運動，并且可以進行二次篩選。其中驅動曲柄連桿機構運動的動力來源是直流電機，電機輸出軸與小帶輪配合，而小帶輪與大帶輪通過加速，降低轉速，將機械運動傳動到曲柄連桿機構的中心軸上，帶動曲柄和連桿做圓周運動，曲柄連桿帶動篩子做在水平軌道內的往復運動，從而實現篩選的功能。 2.2.1篩選機的工作原理 在整體的工作原理中，在花生米脫殼結束后，可直接將出口放在篩子的上方，使脫殼完的花生米直接進入篩子，通過點擊驅動，并經過帶輪的減速，使篩子能夠做往復運動，從而實現篩選的作用；在實現往復運動上，選的是曲柄搖桿機構，通過點擊輸出軸帶動帶輪的轉動，在經過帶輪間的傳動后，傳到軸上，并通過曲柄搖桿組合機構使其圓周轉動，曲柄搖桿機構帶動篩子在水平軌道內做往復的直線運動從而實現篩子的篩選作用。 通過第一遍篩選出大的花生米從篩子中取出，而小的花生米將隨著斜板流下進入二次篩步驟，通過改變篩子的直徑是其可以進一步篩選。從而將花生米進行直徑大小的分類，并最終將其裝袋。 花生米大小分離篩選機是將根據所需要花生米大小而進行分類的一種小型便捷的農產品處理機器，次產品的設計原理是利用率帶輪的減速、曲柄搖桿將單方向的運動轉換成雙向往復直線運動，使篩子能過來回篩；并加入二次篩的原理，提高了篩選效率，并使其能夠得到充分利用。 2.2.2篩選機的特點 家用花生米大小分離篩選機作為一種篩選設備，其特點主要表現在： 1） 結構簡單，使用方便； 2） 耗能低、噪聲小、機器壽命長； 3） 工作穩(wěn)定可靠，篩分效率高； 4） 可實現二次篩選； 5） 使用成本低。 花生米大小篩選分離機的特點是其具有較高的市場競爭優(yōu)勢，它面對廣大的農村個體用戶，同時，其還有節(jié)能綠色的特點，耗能比較低，在當今提倡節(jié)能減排綠色制造的時代具有很好的市場應用價值。 第三章 篩選機的整體及結構分析 本章將對家用花生米大小篩選分離機的整體構思擇進行詳細的介紹，并對再設計過程中的結構選擇以及結構中的一些重點選擇和組合進行分析解釋。篩選機的構思經過幾輪的調整與優(yōu)化最終成型，其構思理念主要是以適應普通用戶家庭的使用為主，并根據調查的實際情況進行整體的配合調整。在結構設計選擇方面，主要對篩選機的結構進行最優(yōu)化的設計配合，并本著成本降到最低的經濟原則和材料加工最方便的原則進行設計選擇。 3.1 花生米大小篩選機方案整體構思 3.1.1 方案制定前期調查 開題前期，在家用花生米大小篩選分離機設計前，調查了當前農村家庭的花生米直徑以及農民們普遍采用的分離花生米大小方法以及花生米的直徑范圍，并調查了農村家庭通過農作物的種植而獲得的平均經濟收益。最終的出結論，現在農村基本還是以人工分離花生米大小的老辦法來篩選，這主要是在進行花生米留種時，農民們用手挑揀，從而揀出適合播種的較大的花生米。他們很少用機械篩選，這主要是由于在市場中的花生米篩選機主要是面對大型農產品加工企業(yè)的，針對于小型家庭個體戶的篩選機設備較少，并且農民家中的花生米數量不是很多，用大型的機械篩選設備進行篩選明顯成本投入過高，不適合，因此不可能購買大型機械來篩選，這就為此次的家用花生米大小分離篩選機的市場使用型提供了很大的市場。在調查中對花生米的直徑進行了測量和統(tǒng)計，大多數實在4-10毫米之間，因此，再設計是對篩選機的漏孔的直徑可根據此進行設置。通過農村家庭的平均農作物收入的調查，發(fā)現對于一個成本在2000元內的花生篩選機械還是完全弄夠承受的。 3.1.2 方案的整體構思 篩選機的設計首先是制定一個合適可靠的整體構思方案。在整體構思中要考慮使設計的結構便捷、簡單、成本低、材料成型以及整體架構等方面進行設計。 由于花生米大小篩選分離機將設計成進行兩次分離的方式，因此在整體結構設計的以及篩選順序上要進行合理的調整，根據篩選過程的流程首先花生米通過一個8毫米直徑孔的篩子，篩子在電機、帶輪的驅動下，并同住曲柄搖桿機構實現往復運動，然后大于8毫米直徑的將留在篩子里，將其倒出來，而通過篩選孔的花生米是小于直徑8毫米的，再通過斜板流到二級篩的篩子里，進行第二次篩選，二次篩的篩孔直徑是6毫米，在篩的過程中將6-8毫米之間的花生米留在篩子內，而小于6毫米的將通過篩孔留下了，并最終裝入袋子內。 在整個方案中將以蓄電池提供電，并用直流電動機提供動力，通過帶輪的減速，使篩子的往復運動能夠控制在安全范圍內，篩子以在軌道內滾動的形式進行運動，軌道直接內置于支架內，并要求嚴格保持水平，滾輪一共四個，均布在篩子的四個角位置。 電機作為動力來源將為整個篩選系統(tǒng)提供動力，由于篩子通過滾輪在軌道內做直線運動，摩擦力較小，因此需要的動力并不大，普通的直流電機足以提供所需要的動力，通過帶輪的減速進而帶動曲柄搖桿組合機構運動。 3.2花生米篩選機的結構設計 花生米篩選機在進行結構選擇時，本著結構簡單有效，材料選用方便及制造工藝可行方便，成本盡量降低的原則，進行合理的設計選擇。 3.2.1電力來源選擇 通過對整體方案的考慮以及對所需動力的確定，選擇蓄電池來進行供電可選用12V的蓄電池來提供電力來源。在蓄電池的選擇中要考慮到蓄電池的可循環(huán)性，通過對徐點知的型號、外觀尺寸、額定電壓、額定容量、重量、重量比能量以及產品的使用壽命和安裝環(huán)境等因素進行選擇，并且要考慮到其不同型號的性能和價格選擇合適的蓄電池來提供電力。因此可采用“型號: VE-12V7A ”的蓄電池。 圖 3- 1 3.2.2 電動機選擇 整個篩選系統(tǒng)將以電動機作為動力源，電機在選擇過程中要根據所設計機械結構電力傳動的要求，并且考慮有無調速，若有調速則應選用交流電機，若無調速則應選擇直流電機；此外可根據電機的工作環(huán)境和安裝位置來決定電動機的結構型式和防護型式；最后也是最重要的一點事要根據整個機械系統(tǒng)所需的功率大小來決定電動機的額定功率。 電機的電壓和轉速選擇是電機選擇的主要參考項。在選擇電壓方面要根據所需要的功率來選擇經過計算，花生米篩選機所需的功率大致為200W。 在電機轉速的選擇中，根據機械功能要求和傳動機構的傳動比及轉速進行選擇確定，電動機轉速通常有3000、1500、750、600等幾種常見的轉速。通過計算，此家用花生米大小分離篩選機所需要的轉速可選擇750r/min，并通過帶輪的調速，降到200轉左右。這樣的電機選擇既可以滿足整個機械系統(tǒng)所需要的轉速要求，也能實現成本的最低化。 3.2.3減速機構選擇 通常使用的減速機構有齒輪減速和帶輪減速，齒輪減速比較精確，但所需的成本比較高，而帶輪雖然傳動比不如齒輪減速的準確，但由于其造價比較低，所需成本比較小，可用于對傳動比要求不是很嚴格的機械結構和系統(tǒng)中，花生米大小分離篩選機的傳動比要求不是很嚴格，其對轉速的要求也不是很精確，因此考慮得經濟性可考慮使用帶輪傳動。 圖 3- 2 皮帶輪的傳動有其特點，其傳動能緩和載荷沖擊；皮帶輪的傳動比較平穩(wěn)，并且噪音低，震動較?。粋鲃咏Y構較為簡單，調整起來比較方便；在制造和安裝皮帶輪的過程中不需要嚴格的嚙合傳動和安裝精度；皮帶輪的傳動能夠進行過載保護，以維持帶輪傳動的正常運行；皮帶輪傳動的兩軸中心距調節(jié)的范圍比較大。 在皮帶輪帶的類型選擇過程中通常有平帶和V帶兩種，兩種皮帶類型相比，V帶有韌性比較好，并且適用于轉速較高、帶輪直徑較小的場合，由于次篩選機所需的帶輪直徑比較小其轉速相對也不是很低，因此選用普通V帶。 3.2.4 曲柄連桿機構 由于花生米大小篩選分離機的工作原理是通過篩子的往復篩選從而使花生米實現大小的分離，而往復運動是這一機械系統(tǒng)的主要運動方式，在選擇要實現這種往復運動的機構是由集中考慮方向：曲柄連桿、曲柄滑塊、曲柄搖桿、凸輪等機構。而此處選擇使用曲柄連桿機構。 在此處的曲柄連桿應區(qū)別于汽車發(fā)動機的曲柄連桿，此處不需要內燃機來提供動力，而是通過電機并經帶輪減速來提供動力，因此在結構上要區(qū)別于汽車發(fā)動機應用的曲柄連桿機構，其組成有：中心軸、曲柄、連桿三個主要部分， 圖 3- 1 中心軸 圖 3- 2 曲柄 圖 3- 3 連桿 中心軸、曲柄、連桿這三部分通過連接組合起來組成去柄連桿機構，在帶輪的帶動下，中心軸和曲柄將做圓周運動，而篩子在曲柄連桿機構的帶動下將沿軌道做往復的直線運動。 圖 3- 4 曲柄連桿機構 如圖 2-6 曲柄搖桿機構裝配圖所示，在電動機的的帶動下，帶輪將帶動中心軸做圓周運動，在通過曲柄和連桿帶動篩子在支架軌道上做往復運動，在設計過程中，設計的連桿水平運動范圍為16cm而軌道的長度允許的篩子運動范圍完全能夠滿足16cm，因此篩子可以在軌道內做充分的往復直線運動，從而達到篩選功能。 對于中心軸的固定問題，中心軸通過軸承支撐，并通過軸承座固定在支架上，軸承是選擇國家標準軸承GB／T276-94深溝球軸承6204-N，軸承座以螺栓固定方式固定在支架平面。 3.2.5 篩選機構設計 篩選機構的一個重要部分是篩面的設計，篩面是篩選機承受被花生米自身重力并完成篩選分離過程的最為重要的工作部件。通常使用得篩子的篩面有板狀篩面、編織篩面、網狀篩面、條縫篩面、棒條篩面和非金屬篩面五種。為了提高花生米篩選分離的效果并保證篩選工作的可靠性，一般要按篩分物料的粒度和篩分工作的工藝要求來選擇篩面的類型。家用花生米大小分離篩選機的篩面主要是一個網狀圓孔面構成的，也就是網狀篩面。在此設計中，對花生米篩選機篩面的基本要求是：篩面要有足夠的機械強度，剛度以及耐腐蝕和耐磨損性能，篩面孔的間隙合理，不易堵塞。 花生米大小分離篩選機的篩選功能做為其主要功能實現部分，在此將以底板為密集圓形鏤孔的方形篩作為其篩選機構。由于要進行二次篩選，在方形篩的鏤孔設計中做直徑8mm和6mm的兩種篩子。 圖 3-7 篩子 篩子以滾輪在水平軌道內滾動的方式進行往復的運動，其連接柄與曲柄連桿機構的連桿相連，并在其帶動下實現運動。 圖 3-8 滾輪運動 3.2.6 支架結構 對于整體花生米大小篩選分離機的支架結構，本著占用空間少，使用材料少，整體牢固，加工簡單方便的原則進行設計。 篩選機整個的支架設計主要分三部分：一遍篩子支架、斜板支架、二遍篩支架；其中，篩子的支架與篩子軌道是連在一起的，其可以由直接鑄造制成。二遍篩支架同一邊篩支架一樣，但其高度要低于一遍篩。斜板支架主要是為支撐斜板，是通過一遍篩而被篩下來的花生米能夠順利通過斜板留到二遍篩的篩子里，進行第耳邊篩選。 圖 3-9 斜板支架 圖 3-10 電機支架 圖 3-11 篩子軌道及支架 支架同時要起固定電機和曲柄搖桿機的作用。電機固定在支架的一側，通過螺栓固定；輸出軸配合小帶輪，曲柄連桿機構的中心軸通過軸承和軸承座固定在與電機所固定平面平行的位置，以保證中心軸與電機輸出軸平行，大帶輪與曲柄連桿機構的中心軸配合，使大帶輪和小帶輪能夠配合。 3.2.7篩選機出料口的設計 在此設計中，篩選記得出料口有兩種，一是篩選部分的出料口，二是花生米經過斜板后的斜板出料口；如下圖： 圖 3- 12篩子出料口 上圖為花生米通過第一次篩選的出料口，通過第一次篩選，而流下來的花生米通過次出料口進入斜板，再通過斜板留到二次篩的篩子中進行二次篩選。次出料口要突出一部分，以方便花生米順利進入斜板，并且避免留到外面。 圖 3- 13斜板出料口 上圖所示為斜板出料口，花生米經過此斜板的出料口進入二次篩的篩子內，此篩口也要突出一部分，并且期考口要控制在20cm內，因為而此篩的篩子在篩選過程中要進行往復運動，而斜板出料口方向與篩子的往復篩選運動方向是垂直的，為是流下的花生米能夠始終流到篩子內，因此要控制其出料口的大小在篩子運動的范圍內，即控制在20cm開口的大小。 圖 3- 14 3.2.8 家用花生米大小篩選分離機效果圖 圖 3- 15整體視覺圖 圖 3- 16整體視覺圖 花生米大小篩選分離機的機構設計作為整個設計的主要部分，在整體結構設計中，曲柄連桿機構帶動篩子做往復運動是設計的核心部分；篩子在軌道內做往復運動時主要運動形式，其動力來源是電動機。 3.3篩選機的功能 家用花生米篩選機設計的主要功能是實現花生米的大小分離篩選，通過設定不同直徑的篩選孔，以選擇所需要直徑的花生米。 在實現花生米篩選這一主要功能時，其主要功能機構是曲柄連桿機構。曲柄連桿機構將電機輸出的圓周轉動轉變?yōu)樗椒较虻耐鶑椭本€運動，這一功能的事項由直流電機來提供動力，并以蓄電池作為電源。經過依稀篩選的花生米分成兩類，一類直徑大的可從篩子中取出；直徑小的在經由斜板留到二次篩的篩子中，進行第二次篩選，二次篩選也將花生米分成兩類，一類直徑較大的，一類直徑小的。這樣通過這一系列的篩選，最終可將花生米分成直徑大小不同的三類。 第四章 主要受力結構的計算 在花生米大小篩選分離機的結構中，主要受力的是去柄連桿機構的中心軸和帶輪，因此，在本章將對中心軸的受力情況進行校核，并對帶輪的受力進行計算和確定各項參數。 4.1 帶傳動的計算 帶傳動是兩個或多個帶輪之間通過用帶作為撓性拉曳零件的傳動，工作的時候借助零件的摩擦來傳遞運動或動力，常用的有平帶傳動、V帶傳動、同步帶傳動、多楔帶傳動等，此處的傳動機構用的普通V帶。 帶傳動的計算通常是對作用力進行分析以及對帶應力進行的計算，并計算出相應的中心距、包角和軸上的載荷。 V帶傳動計算 V帶材料及個參數：電機功率 150W，轉速n=750r/min。所需轉速n=250r/min，每天工作8h。希望中心距不超過500mm。 定V帶型號和帶輪直徑 計算項目 計算內容 計算結果 工作情況系數 由表 11.5 K= 1 計算功率 P= K P=10.15 （3-1） P=0.15 KW 選擇型號 由圖 11.15 （3-2） Z型 小帶輪直徑 由表11.6 取 D=60mm 大帶輪直徑 D= （設=1%） 選D=180mm 大帶輪轉速 n= n=247.5r/min 計算帶長 求Dm Dm= 求 = 初取中心距 =450 帶長 L= = 基準長度 由圖11.4 =1250mm 求中心距和包角 中心距 = =432.4mm <450mm 小輪包角 = =163.3 >120 求帶根數 帶速 2.4m/s 傳動比 3.03 帶根數 由表11.8 P=0.15KW； 由表11.7 k=0.959; 由表11.12 k=1.11; 由表11.10 =0.02 = 取 z=1根 軸上的載荷 張緊力 = 43.7N （由表11.4 q=0.10kg/m） 軸上載荷 86.5N 4.2中心軸計算 做回轉運動的零件都是裝在軸上以實現其運動，軸的工作能力決定要其強度和剛度，由于軸作為零件做回轉運動支撐，將不可避免地承受力，因此要對其受力情況進行分析，并對其安全系數進行校核計算。爾州的安全系數校核通常分為疲勞強度校核和靜強度校核。其中，疲勞強度的校核為計入應力集中、表面狀態(tài)和尺寸影響以后的精確校核，而靜強度校核的目的在于校核軸對塑性變形的抵抗能力。 中心軸的計算 傳動功率P=0.15KW，電動機轉速750r/min，用Z型V帶一根，大帶輪直徑180mm,大帶輪輪彀寬度L=50mm。 a) 軸結構圖 b)軸受力圖 軸材料選用45鋼調質，MPa，=360MPa。 計算項目 計算內容 計算結果 計算帶輪受力 帶輪受力 F== F= 62.5N 大帶輪轉矩 T=9.55 T=5730Nmm 水平面反力 43.25N 水平面彎矩圖（即合成力彎矩圖） 見圖 周所受轉矩 T=T T=5730N 許用應力值 應力校正 當量彎矩 3380.7N.mm M=12656.4Nmm 當量彎矩圖 校核軸徑 27.6<30mm 所以軸徑的強度足夠。 第5章 篩選機的安裝維護與其可靠性評價 本章將針對家用花生米大小篩選分離機的使用中和使用后對機械的安裝和維護，并對其可靠性和經濟實用型進行分析和評估。 5.1 篩選機的安裝維護 家用花生米大小篩選分離機是由個工作系統(tǒng)之間安裝組合成的，在安裝過程中要注意一系列問題。 安裝前要檢查電機標牌是否與要求相符； 檢查電機各緊固件，以防各部件松動；檢查各部件的配合是否牢靠。在安裝過程中，要將電機的輸出軸與曲柄連桿機構的中心軸保持嚴格平行，并將電機固定在較為光滑的平面上；安裝要保證一次篩與斜板及二次篩系統(tǒng)的配合位置。保證花生米能夠按預定的順序進行篩選，以防漏出，影響篩選效果。 對于花生米篩選機的日常使用維護，要給與特別重視。在啟動電機前要檢查各部分的配合是否按要求裝好；每次使用完畢都要進行清理，以防減損篩選機的使用壽命；電機要保持潤滑良好；要定期檢查滾軸、皮帶、軸承和滑塊有無疲勞及破損，尤其是滾輪軌道里是否有異物，機身各部位是否有損壞，需添加潤滑油的部位必須加油潤滑。 5.2 篩選機的可靠性與經濟性評價 在家用花生米大小篩選分離機的設計工作中要始終堅持經濟環(huán)保，可靠性強的原則進行設計。對于篩選機的可靠性分析，在零件結構選擇與設計中堅持安全可靠地原則，從產品設計到設計的結束，安全始終是貫穿整個設計過程的指導思想，在對篩選機的零件選擇中，僅過了嚴格的校核和質量檢驗。同時在設計中還注重環(huán)保問題，整個機器的十一電機作為動力來源的，并有蓄電池提供電，以實現可循環(huán)持續(xù)利用的原則。 在設計篩選機的過程中，始終加持結構簡單有效，有效控制成本的原則，造在零件選擇與材料加工的設計方面，都充分考慮了制造成本，并選擇最優(yōu)經濟效益最好的零件盒材料加工方案，一是最終設計并制造出的產品達到成本最低，實現其經濟效益。 當前中國農村勞動力大量減少以及農村家庭農業(yè)生產機械化程度不斷提高為發(fā)現提高勞動生產率以及生產機械化的普及已成為未來農村經濟發(fā)展的方向。而對于農民來說，一種方便低成本的農業(yè)機械極具應用價值。 第6章 產品設計總結 此次畢業(yè)設計，以家用花生米大小篩選分離及作為設計的方向，在設計過程中充分展開想象，并結合機械工具書進行方案和結構設計，并達到預期的最終效果。 家用花生米大小篩選分離機主要是實現的功能是將花生米按其直徑大小分類，在實現這一分類中設計的篩選機構是圓孔網狀篩，通過篩子作快速的往復直線運動而達到篩選的效果。在實現往復直線運動時，考慮過許多可實現這一運動的機構，如：凸輪機構、曲柄滑塊機構、曲柄搖桿機構、曲柄連桿機構等，并最正選擇去柄連桿機構，主要是考慮到其機構的簡捷，以及在實現往復運動中的效果和在制造過程中的方便性來確定的。 在實現二次篩方面，以斜板作為連接機構，花生米通過第一次篩選后，直徑小的花生米經過斜板流到二次篩的篩子內，進行二次篩選。 在整個設計過程中，通過分析和研究所要選擇的機構，查看工具書，使自己對機械結構原理構思與機械結構設計有了進一步的了解，雖然中途遇到過許多問題，但在指導老師和同學的幫助下，都一一將其克服。這次的畢業(yè)設計可謂收益良多。 參考文獻 [1] 廖希亮 吳鳳芳 劉素萍. 機械制圖. 北京：化學工業(yè)出版社，2009.9 [2] 鄭文緯 吳克堅. 機械原理.第七版. 北京：高等教育出版，1997.7 [3] 邱宣懷等. 機械設計.第四版. 北京：高能教育出版.，1997 [4] 中國農業(yè)機械化科學研究院.實用機械設計手冊下冊. 北京：中國農業(yè)機械出版社.，1985. 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[20] 哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室. 理論力學教材.第七版.高等教育出版社. 謝辭 在論文寫完之際首先要感寫我的導師馬宗利老師。本此畢業(yè)設計從開題到最后的完成都得到馬衛(wèi)東老師的傾心輔導與幫助，在畢業(yè)設計進行過程中，殷衛(wèi)東老師給予了思想指導，并在設計的完善中提供了中肯的修改意見，從而使畢業(yè)設計更加完善，在此對馬老師給予的指導和幫助表示真摯的感謝！ 此外要感謝山東大學機械工程學院授課老師給我灌輸的機械設計理念和知識，是我能夠順利的完成這次畢業(yè)設計，感謝我的同學和朋友們在我做畢業(yè)設計時給予的意見和幫助！感謝機械學院學院給我提供的學習機會！感謝山東大學對我四年的培養(yǎng)！ 時光荏苒，歲月如梭，大學四年馬上就要過去了，而這里有我熟悉的一切，有我熱愛的一切?；秀敝?，在美麗的校園中，我度過了人生中最為寶貴的年華。其間，雖朝暮勤勉，自奮揚鞭，師長激勸，同窗互促，雖學有偶成，但距恩師之期盼、時代前進與學科發(fā)展之要求，仍深感差距懸殊，故常覺內心惶恐，寢夜難眠。誠所謂，人生有限而學海無涯！ 附錄：外文文獻翻譯 玉米茬篩選輸送裝置的設計與實驗研究 權龍哲 地面機械仿生技術教育部重點實驗室 吉林大學 吉林，中國 quanlongzhe@163.com 童進 地面機械仿生技術教育部重點實驗室 吉林大學 吉林，中國 jtong@jlu.edu.cn 摘要 一種種農業(yè)機械研究，它可以用來收獲玉米茬。 “三因素二次回歸正交旋轉方法 通過在本機中的篩選輸送裝置，以改善工作性能，轉速，傳送角度，搖動車輪上除去土壤的速率和效率，除去土壤中的位置的影響進行了調查。結果表明，序列的因素，影響工作性能， 搖輪的轉速，輸送角度和位置。此設備的最優(yōu)參數為棄權，轉速為130r/min，，傳送角度為20，之間的距離搖晃輪和驅動輪626毫米的。研究結果可以提供參考設計和性能改進的機器。 關鍵詞：玉米茬;響應面分析，優(yōu)化設計;實驗 1 介紹 隨著石油，煤炭等不可再生資源的日益枯竭，生物質資源的開發(fā)和利用越來越多的關注。研究表明，玉米茬占12至15％，總的玉米秸稈，這是一個巨大的生物存款。但是，這是一個往往被忽視的人，大多是通過焚燒或粉碎或其他一些粗糙的方法浪費資源[1?2]1。本文開發(fā)了一套收集鏟挖，移除土壤，收獲的玉米茬收割系統(tǒng)。該系統(tǒng)涉及到很多的關鍵部件，如執(zhí)行的負載，切，推作物，擠壓，抖動等功能，其中包括2臺電梯的身體抖動，清晰的前端配置和結束的地球的系統(tǒng)。前者負責治療前表面的灰塵，清理以后殘留的土壤顆粒。因此，抖動性能 電梯優(yōu)點機構將去除土壤的質量有直接的影響。因此，文本將采用正交旋轉試驗，試驗機構的優(yōu)化設計方法。 2 整體結構和工作流程 2.1整體結構 如圖1所示，玉米茬收割系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)，即鏟挖掘系統(tǒng)，根土分離系統(tǒng)，收集茬 傾倒系統(tǒng)。鏟挖掘系統(tǒng)包括的挖鏟刀和作物殘茬推進裝置;根土分離系統(tǒng)由電梯抖動的身體，固定磨輥，浮動磨輥，刮板，兩抖動電梯;茬傾倒收集系統(tǒng)由茬框和轉儲設備，此外，還有機架，行走輪，深入的支撐板升，以及其他輔助設備，如深度剖析輪。架，機由6080 5mm的方鋼焊接在一起，總長度4800毫米，寬1450毫米，高度1650毫米;傳輸和運行的齒輪，就像在撿茬設備，交通運輸機構，磨輥，輪通過軸承鉸鏈等非傳輸部分，像茬鏟，減速機，刮板機機架固定在機架上的緊固螺栓。 圖1力學模型的玉米茬收割機 2.2工作流程 玉米茬收獲系統(tǒng)的收獲過程可以概括為以下步驟：（1）埋茬鏟的前邊緣，并與牽引設備的電源，它會切斷須根系統(tǒng)茬和文件夾土塊茬，沿葉片表面向上傾斜;（2）從頂部的作物鏟，與高速旋轉的配置推動作物的移動設備，它可以推到升運輸鏈系統(tǒng)的茬，茬以確保效率，并避免阻塞，（3）電梯鏈柔性鏈體和傾斜當然，隨著往復振動的過程中，它可以搖動的表面土壤，茬包，和松散的土塊包裹在中央的根文件夾（4）在主電梯系統(tǒng)，配置了一組相對作物輥的磨削操作的結束，它可以被用來喂養(yǎng)茬和包裹擠壓夾在根中央土塊;（5）擠壓茬電梯系統(tǒng)在二級毆打，并繼續(xù)振動落土根在土壤顆粒，去除殘膠;（ 6）最后，將完成收集，傾倒茬。 3 試驗材料，設備和方法 3.1試驗材料 測試樣品被包裹起來的文件夾整個玉米茬，粘附在體內根的土壤，采取從長春郊區(qū)字段。實驗測量根體內含水量為18.35％?21.36％。 3.2測試設備和方法 玉米茬收割機電梯身體的抖動，如圖3所示，包括支持的導向鏈輪，電梯鏈條，鏈輪關懷，支持輪轂和車輪抖動分量。機構可以用來擺脫表層土壤玉米根，撼動根內部的土塊脆，提交磨輥部門根作物體內。車輪酒吧連鎖機構旋轉驅動由鏈桿電梯，在同一時間，鏈桿的電梯將推動抖動支持輪在文章桿顎結構旋轉。在被動支持的車輪的旋轉的過程中，相鄰的爪是在每個交叉的頂部，和兩個凹弧的文章與下一個鏡頭，它們托起，實現傳送平面電梯下行鏈路的抖動，抖動附帶的前進的方式[3]。 圖2，結構篩查輸送裝置：1、面向支持鏈輪2、電梯鏈3、壓路機4、圓抖動5、輪 圖。篩選輸送裝置的照片 研究表明，驅動輪的速度，提升鏈的角度和抖動車輪（驅動輪相對）的水平位置是較明顯的影響該機構`S的去除土壤性能，所以我們將它設置測試的因素。實現由變頻電機的移動設備的驅動輪速度變化，實現了多級的調整電梯鏈的車輪角和水平位置，支持通過抖動輪和支撐輪（圖5b）的圓括號?？紤]，該系統(tǒng)將在路上完成關閉的茬土壤，因此我們應保證土壤的去除效率的前提下，刪除所有的土壤上茬。 所以在本文中，我們對待土地去除土壤率和效率（消耗時間處理單一茬）作為性能指標，并實施二次回歸正交旋轉實驗設計[4?7]。每個因子和編碼在表1中，和導頻方案和結果見表2。 4 結果與分析 4.1回歸方程的顯著性檢驗 應用matlab軟件多元二次回歸分析中的測試數據見表2和T檢驗回歸方程的系數[6?7]，結果表明：X，X，X，回歸系數顯著性水平=0.01，α= 0.05，其余項目是不顯著的。整理過之后，土壤的去除率回歸方程是： (1) 同樣地，我們進行顯著性檢驗的污垢去除效率的回歸方程[6?7]，結構說明的回歸系數，是在顯著性水平=0.01時，和回歸coefficientof的，是在顯著性水平= 0.05。整理過之后，污垢去除效率回歸方程為： （2） 主次順序的影響因素方差分析確定測試結果是：車輪速度，提升鏈的角度，抖動支持車輪的水平位置。 4.2響應面分析 通過顯著的因素分析中，驅動器的傳輸度，傳輸鏈的角度，和土壤的去除率的水平位置抖動的影響更為顯著。使固定在零電平的因素，分析其他兩個因素`影響率土 拆卸。如圖3所示，除去土壤表面上的速率的影響是鞍形的陰影，這是更重要的。 當這兩個參數的值`-4?4之間，解決性能的最大值是34.4％，而最佳的解決方案是，。如圖5所示，污垢去除效率的影響是傾斜的凹面，并在這個時候，解決性能的最小值為1.9s，和最優(yōu)值，。此外，我們可以看到從公式（2），和污垢去除的效率也顯著的交互影響。如圖6所示，這兩個因素的相互作用是彎曲的表面的斜率，在這個時候，最低值是1.96，最佳值是，。 圖6-1。搖動輪的轉動速度和位置的土壤中除去效率的影響 4.3參數優(yōu)化及實驗驗證 考慮到上述因素，使MATLAB軟件的使用，我們可以得到的最佳參數的代碼空間，， 在這個時候，。通訊的物理空間，驅動輪速度的最佳參數是：130r/min，電梯鏈的傾角為20，水平位置的抖動支持車輪相626毫米。調整機構的最佳參數測試儀，實際測得的殘茬上的泥土為34.2％，平均2.1s時的污垢去除效率。我們使用高速攝影拍攝的過程中的電梯和污垢去除（圖4）。結果表明：電梯系統(tǒng)可以流暢運行，在移動茬振動有序，實現土壤耕作，為了電梯的多種功能。 圖7。玉米茬高速視頻照片 5 結論 雖然兩次正交旋轉回歸分析，我們設置的二次回歸模型的驅動速度，提升鏈的角度，泥土抖落支持車輪的位置和土壤去除的速度和效率，并確定各因素序列的意義;應用各種因素的響應性能，分析和優(yōu)化它們之間的相互作用，我們就可以得到該機構的最佳組合參數主動輪轉速130r/min，電梯鏈傾斜20支持抖動輪，水平位置相對626毫米。最后，我們通過實驗驗證測試參數的優(yōu)化組合，通過高速攝影和分析土壤的過程中，斷茬。 參考文獻 [1]賈孫紅雷，馬成林，李廣玉，等。結合rototilling - 破茬種植機[J]。土壤耕作研究，2007年，96，P73?82. 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The Three-factor quadratic regression orthogonal rotary method was adopted to improve working performance of screening conveyor device in this machine, The influences of rotational speed, conveying angle and position of shaking wheel on the rate of removing soil and efficiency of removing soil were investigated. The results showed that the sequences of factors, which influencing working performance, were rotational speed, conveying angle and position of shaking wheel. Optimal parameters of this device were as abstained that rotational speed was 130r/min, conveying angle was 20 , distances between shaking wheel and driving wheel was 626mm. The research results can provide a reference for design and performance improvement of the machine. Keywords: Corn stubble; response surface analysis; optimization design; experiment 1. Introduction As oil, coal and other non-renewable resources are depleted, development and