2766 慣性式紅棗分級的設(shè)計,慣性,紅棗,分級,設(shè)計 慣性式紅棗分級裝置開題報告1、本課題來源及研究的目的和意義目前，全國紅棗種植面積約 2300 萬畝，總產(chǎn)量 350 萬噸以上，平均單產(chǎn)越140 公斤，但內(nèi)地大部分紅棗產(chǎn)區(qū)降雨量較多，病蟲害比較嚴(yán)重，紅棗之制干后質(zhì)較差，近年來感知紅棗主產(chǎn)區(qū)已慢慢向轉(zhuǎn)移。南疆地區(qū)有著優(yōu)越的光熱資源，很適合紅棗的大面積種植，而且非常有利于紅棗自然成熟和質(zhì)制干，品質(zhì)好，單產(chǎn)高，吸引了大量內(nèi)地紅棗加工企業(yè)落戶。的紅棗形成了獨(dú)特的品牌，如“和田玉棗，天山玉棗，四木王”等。的紅棗產(chǎn)業(yè)處于快熟發(fā)展中，兵團(tuán)規(guī)劃到 2012 年建設(shè)高產(chǎn)高效紅棗園 200 萬畝，紅棗總產(chǎn)量80 萬噸以上，紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆＜t棗分級是紅棗干制過程中一個重要的環(huán)節(jié)，紅棗分級質(zhì)量的好壞直接影響到紅棗經(jīng)濟(jì)效益，目前主要采用人工分級，勞動強(qiáng)度大，成本高，而且分及質(zhì)量受人為因素影響較大，分級質(zhì)量無法確保，紅棗的自動分集技術(shù)已成為影響其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要因素。本設(shè)計通過研究紅棗分級工藝及分級標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行紅棗分級裝置喂料.分級等關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，最終設(shè)計成慣性式紅棗分級裝置，解決人工分級中存在的問題，提升紅棗加工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，解放勞動力，提高紅棗經(jīng)濟(jì)效益。2、本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析目前，國外的果蔬自動分選機(jī)較為先進(jìn)，自動化.標(biāo)準(zhǔn)化水平較高，很值得我們借鑒。而國內(nèi)紅棗分級裝置多而雜，我國對智能化程度較高的果品分選機(jī)的研制尚處于起步階段，對水果品質(zhì)檢測及自動分級研究時間不長，國內(nèi)目前生產(chǎn)的水果分級設(shè)備基本還限于機(jī)械分級階段，主要進(jìn)行大小、重量的分級，自動分級設(shè)備基本還處于實(shí)驗(yàn)室階段，依舊存在著很多問題亟待解決。目前我國的紅棗分級機(jī)主要有以下幾種：一種是按重量分級，同時可進(jìn)行色澤進(jìn)行選別的電腦控制的全自動代設(shè)備，此設(shè)備技術(shù)含量高，價格昂貴，國內(nèi)少數(shù)企業(yè)能做。一種是很早以前的滾筒式分級機(jī)，現(xiàn)已經(jīng)被大多數(shù)廠淘汰不用，主要原因是在分級過程中，因棗子為橢圓形，會卡入分級條形欄中，產(chǎn)量小，并影響棗子的質(zhì)量，及分級效果，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。第三種，就是皮帶程 V 字形，下面加 V 字形滾杠的傳輸，此種分級方式理論上應(yīng)是很好的，類似于以前的菠蘿分級機(jī)，在其基礎(chǔ)上加上 V 字形皮帶，因此分級機(jī)本人未能實(shí)際接觸，不加以過多評價。第四種，是三滾杠式分級機(jī)，此種分級機(jī)，由三根滾杠，上兩下一，托住物料前進(jìn)，但因滾杠的轉(zhuǎn)動，物料在里面受的壓力增大，所以會有擠壓的現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致成大棗子在擠壓的情況下進(jìn)入小棗子的出料處，分級不均，目前一些廠已經(jīng)不再生產(chǎn)此設(shè)備。第五種，是雙滾杠，級別之間有落差的分級機(jī)，采用兩根滾杠帶動物料，前進(jìn)，滾杠之間距離固定，下一級滾杠間距大于上一級，此種分級機(jī)由我公司工程師安有成設(shè)計而成，但因滾杠之間跟離不變，存在同樣的與滾筒式分級機(jī)一樣的卡棗問題，雖經(jīng)改進(jìn)，仍未能完全克服，并此設(shè)備占地面積大，成本高。第六種，雙滾杠分級機(jī)，此種分級機(jī)是我公司最新完成的分級機(jī)，借助國外成功經(jīng)驗(yàn)，完全克服了卡棗的問題。物料由兩根滾杠帶動前進(jìn)，滾杠自身間距慢慢變大，不存在卡棗的地方，并且成本相對低，效率好，產(chǎn)量大，占地小。盡管機(jī)械式紅棗分級技術(shù)存在明顯的缺陷，但由于一方面使用對象大多是種植規(guī)模較小的棗農(nóng); 另一方面我國基于機(jī)器視覺紅棗 級技術(shù)大都處于試驗(yàn)室及探索階段，且價格昂貴，機(jī)械式紅棗分級機(jī)在一段時間內(nèi)還有廣大市場。隨著紅棗分級技術(shù)的發(fā)展，基于機(jī)器視覺的紅棗分級機(jī)在特定使用對象方面取代現(xiàn)有的機(jī)械式紅棗分級機(jī)是必然趨勢3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析成功設(shè)計出紅棗分級機(jī)應(yīng)有以下幾個任務(wù)要求：1、省電耐用、方便快捷、外形美觀、操作簡便、效率高、體積小、壽命長、安全等優(yōu)點(diǎn)。2、結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便。3、可將不同形狀的紅棗按形狀和質(zhì)量進(jìn)行分級。4、多用途，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)后可進(jìn)行其他干果的分級挑選。4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路4.1 研究內(nèi)容本課題重點(diǎn)研究慣性式紅棗分級裝置的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)紅棗慣性式分級。本裝置根據(jù)慣性原理，可將紅棗按形狀質(zhì)量及其慣性的不同進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化.自動化分級。并且可根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后可對其他干果進(jìn)行分級，如杏干.銀杏等。4.2 解決思路解決的思路如下：（1）動力源的選擇；（2）確定傳動機(jī)構(gòu)；（3）慣性分級機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計；（4）畫出裝配圖。（5）對傳動軸、鏈輪及連桿進(jìn)行受力分析。5、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃完成本課題的方案：在原紅棗分級機(jī)基礎(chǔ)上，對分級裝置進(jìn)行設(shè)計，采用慣性分級原理，改進(jìn)紅棗分級裝置，達(dá)到效率高、壽命長、造作簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。第 1-2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報告。第 3-4 周 調(diào)查走訪紅棗加工企業(yè)，進(jìn)行測量，比較，決定設(shè)計方案。第 5-6 周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對各部分機(jī)構(gòu)設(shè)計、計算，畫草圖。第 7-8 周 運(yùn)用 AutoCAD 軟件，畫裝配圖。第 9-10 周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價，校核，修正。第 11-12 周 完成產(chǎn)品說明書，準(zhǔn)備答辯。6、主要參考文獻(xiàn)[1] 馬學(xué)武,何建國. 基于機(jī)器視覺紅棗無損自動分級設(shè)備的研制[J]. 寧夏工程技術(shù), 2008,(03) .[2] 王松磊,何建國, 賀曉光, 張冬,詹志彪. 紅棗自動分級機(jī)分級執(zhí)行系統(tǒng)的研制[J]. 寧夏工程技術(shù), 2009,(03[3]賀曉光,何建國, 王松磊. 靈武長棗自動分級機(jī)輸送系統(tǒng)的研制[J]. 寧夏農(nóng)林科技, 2008,(06) .[4]張雪松. 基于線陣 CCD 的紅棗分選技術(shù)[J]. 食品與機(jī)械 , 2008,(03) .[5]袁麗,努爾夏提· 朱馬西, 楊軍,李忠新,沈衛(wèi)強(qiáng). 柵條滾筒式杏干分級機(jī)的試驗(yàn)研究[J]. 農(nóng)機(jī)化研究, 2006,(06) .[6]李彩云,吳曉君, 郝博揚(yáng). 基于 USS 協(xié)議下 PLC 在紅棗加工系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)機(jī)化研究, 2009,(06) .[7]李湘萍. 6ZF—0.5 型紅棗分級機(jī)的試驗(yàn)研究 [J]. 山西農(nóng)機(jī), 2000,(S1) .[8]張雪松,神會存. 基于單片機(jī)的光電式紅棗分選技術(shù)研究[J]. 中原工學(xué)院學(xué)報, 2007,(02) .塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計11 緒論1.1 本課題研究的背景、目的和意義目前，全國紅棗種植面積約 2300 萬畝，總產(chǎn)量 350 萬噸以上，平均單產(chǎn)越 140公斤，但內(nèi)地大部分紅棗產(chǎn)區(qū)降雨量較多，病蟲害比較嚴(yán)重，紅棗之制干后質(zhì)較差，近年來感知紅棗主產(chǎn)區(qū)已慢慢向轉(zhuǎn)移。南疆地區(qū)有著優(yōu)越的光熱資源，很適合紅棗的大面積種植，而且非常有利于紅棗自然成熟和質(zhì)制干，品質(zhì)好，單產(chǎn)高，吸引了大量內(nèi)地紅棗加工企業(yè)落戶。的紅棗形成了獨(dú)特的品牌，如“和田玉棗，天山玉棗，四木王”等。的紅棗產(chǎn)業(yè)處于快熟發(fā)展中，兵團(tuán)規(guī)劃到 2012 年建設(shè)高產(chǎn)高效紅棗園 200 萬畝，紅棗總產(chǎn)量 80 萬噸以上，紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。紅棗分級是紅棗干制過程中一個重要的環(huán)節(jié)，紅棗分級質(zhì)量的好壞直接影響到紅棗經(jīng)濟(jì)效益，目前主要采用人工分級，勞動強(qiáng)度大，成本高，而且分及質(zhì)量受人為因素影響較大，分級質(zhì)量無法確保，紅棗的自動分集技術(shù)已成為影響其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要因素。本設(shè)計通過研究紅棗分級工藝及分級標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行紅棗分級裝置喂料.分級等關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，最終設(shè)計成慣性式紅棗分級裝置，解決人工分級中存在的問題，提升紅棗加工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，解放勞動力，提高紅棗經(jīng)濟(jì)效益。1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析目前，國外的果蔬自動分選機(jī)較為先進(jìn)，自動化.標(biāo)準(zhǔn)化水平較高，很值得我們借鑒。而國內(nèi)紅棗分級裝置多而雜，我國對智能化程度較高的果品分選機(jī)的研制尚處于起步階段，對水果品質(zhì)檢測及自動分級研究時間不長，國內(nèi)目前生產(chǎn)的水果分級設(shè)備基本還限于機(jī)械分級階段，主要進(jìn)行大小、重量的分級，自動分級設(shè)備基本還處于實(shí)驗(yàn)室階段，依舊存在著很多問題亟待解決。目前我國的紅棗分級機(jī)主要有以下幾種：一種是按重量分級，同時可進(jìn)行色澤進(jìn)行選別的電腦控制的全自動代設(shè)備，此設(shè)備技術(shù)含量高，價格昂貴，國內(nèi)少數(shù)企業(yè)能做。一種是很早以前的滾筒式分級機(jī)，現(xiàn)已經(jīng)被大多數(shù)廠淘汰不用，主要原因是在分級過程中，因棗子為橢圓形，會卡入分級條形欄中，產(chǎn)量小，并影響棗子的質(zhì)量，及分級效果，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。第三種，就是皮帶程 V 字形，下面加 V 字形滾杠的傳輸，此種分級方式理論上應(yīng)是很好的，類似于以前的菠蘿分級機(jī)，在其基礎(chǔ)上加上 V 字形皮帶，因此分級機(jī)本人未能實(shí)際接觸，不加以過多評價。第四種，是三滾杠式分級機(jī)，此種分級機(jī)，由三根滾杠，上兩下一，托住物料前進(jìn)，但因滾杠的轉(zhuǎn)動，物料在里面受的壓力增大，所以會有擠壓的現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致成大棗子在擠壓的情況下進(jìn)入小棗子的出料處，分級不均，目前一些廠已經(jīng)不再生產(chǎn)此設(shè)備。第五種，是雙滾杠，級別之間有落差的分級機(jī)，采用兩根滾杠帶動物料，前進(jìn)，滾杠之間距離固定，下一級滾杠間距大于上一級，此種分級機(jī)由我公司工程師安有成設(shè)計而成，但因滾杠之間跟離不變，存在同樣的與滾筒式分級機(jī)一樣的卡棗問題，雖經(jīng)改進(jìn)，仍未能完全克服，并此設(shè)備占地面積大，成本高。第六種，雙滾杠分級機(jī)，此種分級機(jī)是我公司最新完成的分級機(jī)，借助國外成功經(jīng)驗(yàn)，完全克服了卡棗的問題。物料由兩根滾杠帶動前進(jìn)，滾杠自身間距慢慢變大，不存在塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計2卡棗的地方，并且成本相對低，效率好，產(chǎn)量大，占地小。盡管機(jī)械式紅棗分級技術(shù)存在明顯的缺陷，但由于一方面使用對象大多是種植規(guī)模較小的棗農(nóng); 另一方面我國基于機(jī)器視覺紅棗 級技術(shù)大都處于試驗(yàn)室及探索階段，且價格昂貴，機(jī)械式紅棗分級機(jī)在一段時間內(nèi)還有廣大市場。隨著紅棗分級技術(shù)的發(fā)展，基于機(jī)器視覺的紅棗分級機(jī)在特定使用對象方面取代現(xiàn)有的機(jī)械式紅棗分級機(jī)是必然趨勢1.3 慣性式紅棗分級裝置性能的要求本課題重點(diǎn)研究慣性式紅棗分級裝置的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)紅棗慣性式分級。本裝置根據(jù)慣性原理，可將紅棗按形狀質(zhì)量及其慣性的不同進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化.自動化分級。并且可根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后可對其他干果進(jìn)行分級，如杏干.銀杏等。成功設(shè)計出紅棗分級機(jī)應(yīng)有以下幾個任務(wù)要求：(1) 省電耐用、方便快捷、外形美觀、操作簡便、效率高、體積小、壽命長、安全等優(yōu)點(diǎn)。(2) 結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便。（3）可將不同形狀的紅棗按形狀和質(zhì)量進(jìn)行分級。（4）多用途，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)后可進(jìn)行其他干果的分級挑選。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計32 慣性式紅棗分級機(jī)的總體設(shè)計2.1 設(shè)計題目分析（1）給定數(shù)據(jù)生產(chǎn)率： 20kg/min驅(qū)動電機(jī)： 3KW 1500r/min灰棗分級規(guī)格： 寬 b 質(zhì)量b>26mm m>6.5gb=23-25 m=5g-6.4gb=21-23 m=4.1g-4.9gb 2/ E ,分母大于0, 分子中帶根號項的絕對值大于前一項的絕對值。所以, 根號前的符號只能取正號。即222(1)4)acFccFbE???如果c< 2/ E , 式中的分母小于0, 分子中帶根號項的絕對值小于前一項絕對值。要保證b 大于0, 就必須保證F 大于0, 即 < 。公式( 4) 根號內(nèi)的代數(shù)式必須大于或等于0。由此可解得兩組根1?2和 。第二組根不符合雙2cos(/+)//cE?1212cos(/+ )/E??柄機(jī)構(gòu)存在條件,所以應(yīng)當(dāng)舍去。此外, 考慮到機(jī)構(gòu)尺寸因素, 根號前面的符號推薦使用?+ 號,這樣使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊。綜上所述, 設(shè)計的使用條件為:塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計10如果 且12??12cos(/ /)E???ce?如果 利用 與 是單調(diào)減函數(shù)的特性, 當(dāng)給定 時, 用Kc 0K?簡單迭代法( 一元方程求根方法) 很容易求出c 值。下面是根據(jù)區(qū)間二分法改造的計算過程:① 給定初值c, 迭代精度 , 迭代步長 ;?h② 計算 , ;0()hsign??③ , 計算 , 直到 ;c?K0?④ , 計算 , 直到 0.5???0.5()hsignKh????曲柄及連桿的長度計算在本設(shè)計中 2.?13??24?取初值 2 c8??解得 1.9107 1.5036 1.5241ba3.2 雙曲柄機(jī)構(gòu)的確定由上解得的 1.9107 1.5036 1.5241 分別將其擴(kuò)大 10 倍c??1d得：圖 3-2 雙曲柄機(jī)構(gòu)AB= =15cm BC= =15cm CD= =19cm AD= =10cm 1l2l3l4lCQ= DQ= 56l3.3 雙曲柄機(jī)構(gòu)校核在圖 2-3 中，分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況，得到了速度、加速度和位移的計算公式。A 點(diǎn)的加速度:塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計11當(dāng) 時，0??2max(1)R???式中，已知 n=120r/minR=0.1m解得 2 2ax 0.9().()/32ms???當(dāng) 時，180??min1????解得 in27/sA 點(diǎn)的慣性力:當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)至位置 1 時，慣性力 Pa（ 為慣性篩質(zhì)量， 為篩面上物體的質(zhì)量）12?2慣性篩質(zhì)量約為 25kg，每分鐘加工紅棗 20kg平均速度 0.9.3/6Rnvms???物料移過 1.5m 篩體所需時間 158.篩面上的物料 23.8/0kgs此時 2(1)904/9.Pmam????當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)到位置 2 時，使連桿產(chǎn)生壓縮，此時： 25(.0)76/8kgs??連桿均采用雙頭鉸鏈?zhǔn)剑?dāng)曲柄、連桿、篩體上的移動點(diǎn) A 三點(diǎn)在一條直線上時，連桿內(nèi)部不是受最大拉力就是受最大壓力。曲柄轉(zhuǎn) n 次近似對應(yīng)變化了 n 次。所以連的破壞認(rèn)為是疲勞破壞。受變動應(yīng)力決定連桿截面積：對稱循環(huán)下的許用應(yīng)力 ??1???n 為強(qiáng)度裕度,變動載荷時一般取 5.0~變動彎曲時： 1(.4)B??變動拉伸時： 1.P材料取 60 Mn 鋼， 2/Bkgm?=45~551(0.5~.)??=20~3014P 2/連桿截面積的選?。???1/S??，20kgm?213.5~4/Pkg??取 則14/P26Sm塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計12圖 3-3 連桿截面由圖可知 ，連桿截面積遠(yuǎn)大于計算面積，符合要求，同理可校核其它連桿均符合要求。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計134 鏈輪傳動的設(shè)計4.1 滾子鏈傳動的設(shè)計鏈輪齒數(shù)選 =27 由于采用 傳動，所以本機(jī)械中鏈輪齒數(shù)均相等。1z1:鏈條節(jié)數(shù)初定中心距 則:032ap?01PaLz?=96 節(jié)32p?計算功率 1.43.capKkW???鏈條節(jié)距 0czmP1.089K???????1.0827????采用單排鏈，故 04.1PkW?實(shí)際中心距 0325.812.apm??計算鏈速 1740.37/66znv s??符合要求作用在軸上的壓力取 則：??.2~3QF?1.QF?4.2100576CPNv?.57694.2 鏈傳動的布置、張緊和潤滑⑴鏈傳動的布置鏈傳動一般應(yīng)布置在鉛垂平面內(nèi)，盡可能避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)。如確有需要，則應(yīng)考慮加脫板或張緊輪等裝置，并且設(shè)計較緊湊的中心距。⑵鏈傳動的張緊鏈傳動張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的垂度過大時產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動現(xiàn)象；同時也為了增加鏈條與嚙合包角。當(dāng)兩輪軸心連線傾斜角大于 60 度時，通常設(shè)有張緊裝置。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計14由于本設(shè)計傾斜角在 60 度的范圍內(nèi)，故不需要有張緊裝置。⑶鏈傳動的潤滑鏈傳動的潤滑十分重要，對高速、重載的鏈傳動更為重要。良好的潤滑可緩和沖擊，減輕磨損，延長鏈條使用壽命。潤滑油推薦采用牌號為 L-AN32，L-AN46，L-AN68 的全損耗系統(tǒng)用油。溫度低時取前者。對于開式重載低速傳動，可在潤滑油中加入 MoS2,WS2 等添加劑。對用潤滑油不便的場合，允許涂抹潤滑脂，但應(yīng)定期清洗和涂抹。4.3 鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料鏈輪的齒廓形狀對傳動質(zhì)量有重要的影響，正確的鏈輪齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)的進(jìn)入和退出嚙合，盡量降低接觸應(yīng)力，減小磨損和沖擊，還應(yīng)便于加工。目前常用的一種是三圓弧一直線齒形（如圖 4-1（a）所示，由三圓弧、a⌒a、a⌒b、c⌒d 和一直線 bc 組成） ，并用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，只需一把滾刀便可切制節(jié)距相同而齒數(shù)不同的鏈輪。在鏈輪工作圖中，端面齒形不必畫出，但要在圖上注明“齒形按 3R GB1244—1985 規(guī)定制造” 。鏈輪的軸面齒形需畫出如（圖 4-1(b)），兩側(cè)齒廓為圓弧狀，以利于鏈節(jié)進(jìn)入和退出嚙合。圖 4-1（a）端面齒形 圖 4-1（b）軸面齒形鏈輪的主要尺寸：滾子外徑 md40.251?鏈輪節(jié)距 p=24.45mm軸孔直徑 dk分度圓弦齒高 mpha 0.1245.27.0.???齒側(cè)凸緣直徑 ??hzg 6.7918cot??分度圓直徑 .sin齒頂圓直徑 ??zpda 4.1250t54.???o齒根圓 f 07.1?最大齒根距離（奇數(shù)） ??mdLx 6.9cos塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計155 傳動系統(tǒng)分析計算5.1 分析傳動系統(tǒng)工作情況⑴傳動系統(tǒng)的作用作用：介于機(jī)械中原動機(jī)與工作機(jī)之間，主要將原動機(jī)的運(yùn)動和動力傳給工作機(jī)，在此起減速作用，并協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。⑵傳動方案的特點(diǎn)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護(hù)方便。由于電動機(jī)、減速器與滾筒并列，導(dǎo)致橫向尺寸較大，機(jī)器不緊湊。但齒輪的位置不對稱，高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分地抵消，以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象。⑶電機(jī)和工作機(jī)的安裝位置電機(jī)安裝在遠(yuǎn)離高速軸齒輪的一端,并用聯(lián)軸器連接；工作機(jī)安裝在遠(yuǎn)離低速軸齒輪的一端，并用聯(lián)軸器連接。計算總傳動比 i,總效率 η，傳動系統(tǒng)簡圖如下圖 5-1 傳動系統(tǒng)5.2 確定電機(jī)型號根據(jù)工作條件：室內(nèi)常溫、灰塵較大、兩班制、連續(xù)單向運(yùn)行，載荷較平穩(wěn)，電壓為 380V 的三相交流電源，電動機(jī)輸出功率 P=3kw，及同步轉(zhuǎn)速 n=1500r/min 等，選用 Y 系列三相異步電動機(jī)，型號為 Y100L2-4，其主要性能數(shù)據(jù)如表 5.1：塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計16表 5.1 主要性能數(shù)據(jù)電機(jī)型號 額定功率PM滿載轉(zhuǎn)速nm同步轉(zhuǎn)速ns凈重Y100L2-4 3kw 1430r/min 1500r/min 38kg⑴計算傳動裝置各級傳動比和效率1、各級傳動比：其余傳動比均為 1430 1.2ai?2、各級效率： 123.9506..8????3234?⑵計算各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩如表 4.2表 5.2 主要參數(shù)功率 P（kw） 轉(zhuǎn)矩 T（N*m）軸名輸入 輸出 輸入 輸出轉(zhuǎn)數(shù) nr/min傳動比i電動機(jī)軸 3 19.03 1430 11.2Ⅰ軸 2.88 2.73 205.34 194.6 1341Ⅱ軸 2.63 2.58 187.5 183.95 134Ⅲ軸 2.48 2.38 176.8 169.7 13415.3 軸的設(shè)計⑴軸的最小直徑的確定按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算這種方法是只按軸所受的扭矩來計算軸的強(qiáng)度；如果還受有不大的彎矩時，則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法初步估算軸徑。對于不大重要塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計17的軸，也可作為最后計算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為3950[].2TTPnWd?????式中： —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 MPa;T—軸所受的扭矩，單位為 N mm；?—軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 mm3 —軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min;n—軸傳遞的功率，單位為 Kw;P—計算截面處軸的直徑，單位為 mm；d—需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 MPa;[]T?表 5.3 軸常用幾種材料的 及[]T?0A軸的材料 Q235-A、20Q275、35 45 4rC[]/tMPa?15-25 20-35 25-45 35-550149-126 135-112 126-203 112-97軸的直徑333950950.2[].2[]TTPPdnn??????式中 0/A取 ??MaT4531min02.71dm???32in0.58A?33min0.19d???⑵軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計①擬定軸上零件的裝配方案，確定軸的各段直徑和長度。1 號軸：塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計18圖 5-2 第一軸第一段的直徑 為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，第一段軸左端需制出一段鍵槽，故第148d?二段軸的直徑 ，用來配合軸承座。第三段軸 中間開鍵槽，用來固定鏈輪。第四25035d?段軸直徑 ，用來配合軸承座。第五段軸直徑 右端開鍵槽，用來固定曲柄。4 42 號和 3 號軸圖 5-3 第二、三軸第一段軸直徑 ，用來配合軸承座。第二段軸直徑 ，軸上開鍵槽用來固125dm?230dm?定鏈輪。第三段軸直徑 ，用來配合軸承座。第四段軸直徑 ，右端開鍵槽，3 4用來固定主動曲柄。4 號軸圖 5-4 第四軸第一段軸直徑 ，第二段軸直徑 ，用來配合軸承座。第三段軸直徑130dm?25dm?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計19，右端開鍵槽，用來固定從動曲柄。320dm?②軸上零件的周向定位鏈輪、與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。由機(jī)械設(shè)計教材表 4-1,查得平鍵截面當(dāng)時 ，當(dāng) 時 。當(dāng) 時6bhm??30d?108bhm??5dm?。當(dāng) 時 。鍵槽用鍵槽銑刀加工，同時1045~49為了保證鏈輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，曲柄與軸67/nH的聯(lián)接，選用平鍵連接，帶輪與軸的配合為 。滾動軸承軸的周向定位是借過度配合來保證67/nH的，此處選軸的直徑尺寸公差為 。6③確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 ，各軸肩處的圓角半徑見軸零件圖。245??⑶軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承的支承點(diǎn)位置時，應(yīng)從手冊中查取 B 值（參看機(jī)械設(shè)計教材圖 15-23）。對于 6211 型深溝球軸承，由手冊查得 B=21mm.因此，作為簡支梁的軸的支承跨距。5.4 軸的校核⑴鏈輪的力分析計算I 軸： 圓周力 329645873.9tLTFNd???徑向力 tr 08.24tan.2an??o?⑵支座反力分析①定跨距測得： ； ；681?L7923?L②水平反力：NFRtBH 6.17942.32???BHtD 84350.6????③垂直反力：LrV34.15832??NRFDVrB7??⑶當(dāng)量彎矩①水平彎矩：塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計20mNLRMBH ????? 62.18709.23②垂直面彎距：V??.64921D5032③合成彎矩：mNVH ?????? 30.1948.62.1879221M6502；取 得：mNT?9740.?④當(dāng)量彎矩：22)(IeT????mN?82.7963?30.1941⑷校核強(qiáng)度按扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。由軸的結(jié)構(gòu)簡圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面 C 處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險截面。進(jìn)行校核時，只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的截面的強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度校核公式][1????WMe其中：①因?yàn)檩S的直徑為 d=55mm 的實(shí)心圓軸，故取31.0d??②因?yàn)檩S的材料為 45 鋼、調(diào)質(zhì)處理查[1]P330 取軸的許用彎曲應(yīng)力為：#合格 ??MPaWMe 60475.82796132 ??????⑸結(jié)論根據(jù)軸承號 6211 查表取軸承基本額定動載荷為：C=43200N；基本額定靜載荷為：Cor=29200N由軸承壽命公式得：hFnLph 952.74631.245306016013??????????????????因?yàn)閷?shí)際壽命 hh88'所以 故軸承使用壽命足夠、合格。`h?結(jié)論在設(shè)計方面，本設(shè)計采用機(jī)械式分級原理，主要采用雙曲柄機(jī)構(gòu)將電機(jī)的的輸出轉(zhuǎn)化為塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計21慣性力機(jī)械造價成本較低，節(jié)省勞動力，節(jié)省了農(nóng)機(jī)戶的生產(chǎn)成本，同時產(chǎn)品經(jīng)過分處理后價值大大提高，可有效增加農(nóng)機(jī)戶的收入。而技術(shù)方面，慣性式紅棗分級裝置是根據(jù)慣性原理，將不同尺寸的紅棗進(jìn)行分級，分級效率適中，適合一些小型紅棗加工企業(yè)和農(nóng)戶自我加工使用，該裝置成本較低，使用方便，操作簡單，維護(hù)修理容易。在對網(wǎng)篩進(jìn)行更換后可對其他干果進(jìn)行分級，用途廣泛。但分級效率較低，不適宜大仙加工企業(yè)使用，還有待改進(jìn)。致 謝自2011年11月接受課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計，衷心的感謝我的指導(dǎo)老師李宜峰安老師給予了塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計22精心的指導(dǎo)和熱情的幫助,在我設(shè)計初期由于對畫圖軟件的不熟悉，使我感到迷茫和恢心的時候，李宜峰老師及時的開導(dǎo)我，鼓勵我，幫助我。李宜峰老師能夠從忙碌的工作中抽出時間悉心教導(dǎo)我，督促我，使我在軟件的應(yīng)用上有了很大進(jìn)步。同時也學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識，受益匪淺，這樣使得我得以順利的完成畢業(yè)設(shè)計的工作 ,而且將繼續(xù)激勵我在今后的人生旅途上不斷進(jìn)取，謹(jǐn)此向李宜峰老師表示衷心的感謝和崇高的敬意！在此我還要感謝王老師，雖然肖老師有事不能帶我完成整個畢業(yè)設(shè)計，但是在我有困惑的時候，肖老師仍會百忙之中抽出時間給我講解，并給我一些寶貴的意見，這也是我可以完成設(shè)計的一個重要原因；最后感謝所有課題組的輔導(dǎo)老師，在你們的辛苦輔導(dǎo)，監(jiān)督下我們才可以完成設(shè)計，向所有的輔導(dǎo)老師中心的說一聲：老師，您辛苦了！大學(xué)四年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學(xué)們、表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高。塔里木大學(xué)四季如歌的校園，美麗如詩的風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴的學(xué)習(xí)期間，讓我的知識體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉?！白詮?qiáng)不息，求真務(wù)實(shí)” 的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。最后，祝愿各位老師身體健康，工作順利，學(xué)校越辦越好，桃李滿天下！參考文獻(xiàn)[1] 蔣新麗,ZKK3642 型寬篩面強(qiáng)迫同步直線振動篩在現(xiàn)場的應(yīng)用[J].煤質(zhì)技術(shù).2012.01,7~8[2] 溫義德,HDZK3645 型直線振動篩的應(yīng)用與改造 [J].煤炭加工與綜合利用, 2011.02,20~24塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計23[3] 穆存遠(yuǎn),慣性振動篩運(yùn)動主參數(shù)設(shè)計[J]. 機(jī)械設(shè)計. 2000(08),65~68[4] 王峰,篩分機(jī)的電機(jī)功率的選擇和計算[J]. 選煤技術(shù). 1991(04) ,25~27[5] 張會芳,沈惠平,楊廷力,黃秀芹, 一種新型并聯(lián)運(yùn)動振動篩主機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動學(xué)分析[J]. 江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2007(02),20~22[6] 李玉鳳,李永志,潘東明,張學(xué)成,鮑玉新,直線振動篩運(yùn)動學(xué)參數(shù)的確定[J].煤礦機(jī)械. 2008(03) ,54~56[7] 劉少剛,韓繼光,對心雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)急回特性研究[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2004(02) ,37~40[8] 韓繼光,劉少剛,按傳動角設(shè)計尺寸和最小的雙曲柄機(jī)構(gòu)設(shè)計 [J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2004(09) ,47~50[9] 張春雨,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的解析新法[J]. 安徽農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報 . 2000(03),4~6 12 屆畢業(yè)設(shè)計慣性式紅棗分級裝置的設(shè)計設(shè)計說明書學(xué)生姓名 孫國良 學(xué) 號 8031208108 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 班 級 12-1 指導(dǎo)教師 李宜峰 日 期 2012.06 前 言隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，紅棗種植面積和產(chǎn)量迅速擴(kuò)大，已經(jīng)成一些地區(qū)主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)之一。人們消費(fèi)理念和水平的提高也帶動了紅棗加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在紅棗加工工程中，紅棗分級是一個重要的環(huán)節(jié)，無論是鮮棗收購，貯藏保鮮，還是紅棗制干，定量包裝等環(huán)節(jié)，作為紅棗商品化加工的第一步，就是對紅棗進(jìn)行分級分選，以便于以后加工和產(chǎn)品附加值的提高。據(jù)調(diào)查，分級包裝后優(yōu)質(zhì)的“和田玉棗”可以達(dá)到260 元/kg，但如果未經(jīng)分級大小混雜統(tǒng)一銷售，其售價將遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低。傳統(tǒng)紅棗分級多采用人工分級或簡單的機(jī)械分級，不僅分級速度慢效率低，且成本高，分級不精確。很難適應(yīng)紅棗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式，因此，紅棗分級機(jī)的研究與發(fā)展將有助于解決目前紅棗加工過程中對機(jī)械設(shè)備的需求，同時提高紅棗生產(chǎn)率及其商品價值。目前，國外的果蔬自動分選機(jī)較為先進(jìn)，自動化.標(biāo)準(zhǔn)化水平較高，很值得我們借鑒。而國內(nèi)紅棗分級裝置多而雜，我國對智能化程度較高的果品分選機(jī)的研制尚處于起步階段，對水果品質(zhì)檢測及自動分級研究時間不長，國內(nèi)目前生產(chǎn)的水果分級設(shè)備基本還限于機(jī)械分級階段，主要進(jìn)行大小、重量的分級，自動分級設(shè)備基本還處于實(shí)驗(yàn)室階段，依舊存在著很多問題亟待解決。目 錄1 緒論 ...........................................................................................................................................................11.1 本課題研究的背景、目的和意義 .........................................................................................11.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析 .........................................................................................................................11.3 慣性式紅棗分級裝置性能的要求 .........................................................................................22 慣性式紅棗分級機(jī)的總體設(shè)計 ............................................................................................32.1 設(shè)計題目分析 ..................................................................................................................................32.2 工作原理 ..........................................................................................................................................32.3 機(jī)械運(yùn)動方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計 ..............................................................................................................43 慣性機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ....................................................................................................................63.1 雙曲柄機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ..........................................................................................................................63.2 雙曲柄機(jī)構(gòu)的確定 ........................................................................................................................103.3 雙曲柄機(jī)構(gòu)校核 ............................................................................................................................104 鏈輪傳動的設(shè)計 ..................................................................................................................134.1 滾子鏈傳動的設(shè)計 ........................................................................................................................134.2 鏈傳動的布置、張緊和潤滑 ........................................................................................................134.3 鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 ........................................................................................................................145 傳動系統(tǒng)分析計算 ..............................................................................................................155.1 分析傳動系統(tǒng)工作情況 ................................................................................................................155.2 確定電機(jī)型號 ................................................................................................................................155.3 軸的設(shè)計 ........................................................................................................................................165.4 軸的校核 ........................................................................................................................................19結(jié)論 .........................................................................................................................................21致 謝 .....................................................................................................................................22參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................23