層疊式紅棗分級機(jī)的設(shè)計【說明書+CAD】,說明書+CAD,層疊式紅棗分級機(jī)的設(shè)計【說明書+CAD】,層疊,紅棗,分級,設(shè)計,說明書,仿單,cad 前 言 紅棗的分選是紅棗的進(jìn)入流通領(lǐng)域的一個重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到紅棗的生產(chǎn)的效益。 在市場經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的今天，異地銷售、大宗農(nóng)產(chǎn)品交易和農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易等均離不開標(biāo) 準(zhǔn)化。而紅棗的分選就是實(shí)現(xiàn)紅棗的商品標(biāo)準(zhǔn)化的最基礎(chǔ)的一步。我國是紅棗的生產(chǎn)大國， 但絕大部分紅棗的來源于農(nóng)村集體和個體種植戶，其品質(zhì)差別很大，加上采摘及運(yùn)輸過程 中不同程度的損傷等影響，給紅棗的分選工作帶來一定的困難。尤其是在出口的紅棗的當(dāng) 中，由于大部分沒有經(jīng)過嚴(yán)格的分級處理，致使出口價格偏低，每年的經(jīng)濟(jì)損失上億美元。 目前我國的紅棗的分選工作多由人工完成，缺點(diǎn)是勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低且分選精度不穩(wěn) 定。采用微機(jī)控制的機(jī)電一體化設(shè)備來代替人工作業(yè),可以實(shí)現(xiàn)紅棗的分選的自動化，有效 地提高分選效率和分選精度。因此，研究開發(fā)紅棗的采后的自動化處理設(shè)備，對紅棗的進(jìn) 行分級篩選然后銷售或加工,是我國目前農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究的重要課題。本論文的研究主要以 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、建立在電腦同步系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)之上，主要研究和設(shè)計了主要研究和設(shè)計 了紅棗智能分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容如下： 1.設(shè)計制作了紅棗分選過程中的輸送裝置，輸送裝置采用鏈傳動帶動紅棗支撐滾子的 傳動。 2.設(shè)計了紅棗分選過程中分選執(zhí)行系統(tǒng)。分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用杠桿式撬動分選，能夠?qū)?現(xiàn)紅棗能夠快速準(zhǔn)確的被收集，并且要有良好的機(jī)械特性。 3.設(shè)計了紅棗的分選過程中從卸料到分選機(jī)構(gòu)的輸送裝置。 層疊式紅棗分級機(jī)的設(shè)計 目 錄 1.緒論 .1 1.1 選題的意義和目的 .1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .1 1.3 存在問題 .1 1.4 主要研究內(nèi)容 .2 1.5 可行性分析 .2 2.紅棗分選機(jī)的主要組成及工作原理 .2 3 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計 .3 3.1 機(jī)體框架的設(shè)計及其上的組件布置 .3 3.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 .3 3.2.1 電動機(jī)和減速器的選擇 .3 3.2.2 輸送鏈的設(shè)計 .4 3.3 鏈傳動的設(shè)計計算 .5 4 軸選擇和校核 .7 4.1 軸承的選擇 .7 4.2 軸的剛度校核 .7 4.3 軸的強(qiáng)度校核 .8 4.3.1 求垂直面的支承反力 .8 4.3.2 求水平面的支承反力 .8 4.3.3 F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 .9 5.紅棗質(zhì)量的理論計算 .9 6 其它零部件 .10 6.1 分選機(jī)支架的設(shè)計 .10 6.2 輸送帶的設(shè)計 .10 6.3 輥?zhàn)虞斔偷脑O(shè)計 .10 7 總 結(jié) .11 致 謝 .12 參 考文獻(xiàn) .13 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 1.緒論 1.1 選題的意義和目的 當(dāng)前，棗產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展。從全球角度來看，中國棗產(chǎn)業(yè)的超強(qiáng)地位進(jìn)一步得到鞏固。 近年來，我國棗樹面積和產(chǎn)量每年都以 10%以上的速度增長。據(jù)中國農(nóng)業(yè)年鑒統(tǒng)計資料，2003 年 我國棗產(chǎn)量為 171 萬噸，估計 2008 年總產(chǎn)量可達(dá) 300 多萬噸，面積約 150 萬公頃，占全世界的 99%左右。正憑借其得天獨(dú)厚的自然條件優(yōu)勢打造中國和世界上最大的優(yōu)質(zhì)干棗生產(chǎn)基地，僅 阿克蘇地區(qū)就要在 35 年內(nèi)發(fā)展 10 萬公頃棗樹；另外，北方的鮮食棗、貯藏加工和營銷產(chǎn)業(yè)正在 崛起!但是，近年來一些發(fā)達(dá)國家進(jìn)軍我國棗產(chǎn)業(yè)特別是棗加工業(yè)的勢頭正在顯現(xiàn)。 的地理位置，特別是南疆的地理位置，氣候干燥，降雨量少，晝夜溫差大，光照時間長， 熱量資源非常豐富，這些特殊的氣候環(huán)境都造就了紅棗的勝產(chǎn)。紅棗屬于耐旱作物，種植簡單， 收益高又便于管理。近年來，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，國內(nèi)外紅棗的加工品 種越來越多，人們對紅棗的的品質(zhì)也有了更高的要求。但紅棗的加工工業(yè)卻沒跟上時代的步伐， 紅棗的很多加工環(huán)節(jié)還是傳統(tǒng)的手工作業(yè)。其重要原因是我國紅棗采后處理加工技術(shù)和加工設(shè)備 落后，而紅棗分級加工和分選是采后處理加工技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，這一方面制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的快 速發(fā)展，同時也阻礙了紅棗產(chǎn)品檔次的提高。為了提高紅棗的加工質(zhì)量和出品等級，需要對紅棗 進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量分級和大小的分級。目前，我國具備先進(jìn)紅棗分選設(shè)備的企業(yè)很少，因此市場上 銷售的紅棗大多數(shù)依靠機(jī)械配合人工的方式實(shí)現(xiàn)分選。人工分選的主要缺點(diǎn)是：勞動量大、生產(chǎn) 率低而且分選精度不穩(wěn)定；紅棗分選難以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和無損壞制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此 實(shí)行紅棗智能分選機(jī)機(jī)械化作業(yè)是紅棗發(fā)展的一種必然趨勢。利用智能機(jī)械化作業(yè)來分選紅棗大 大提高了紅棗產(chǎn)品的質(zhì)量、降低了人工分選作業(yè)的勞動強(qiáng)度和提高了生產(chǎn)率分選精度。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前可用于紅棗類圓形水果分選的方法有篩子分選法、回轉(zhuǎn)帶分選法、輥軸分選法、滾筒式 分選法等。篩子分選法采用的是振動原理，果品易損壞，因此不宜采用?；剞D(zhuǎn)帶分選法的工作方 式是將水果置于兩條分離帶之間，若果徑小于兩帶之間的距離，水果便從中落下。由于兩條選果 帶之間的距離沿水果運(yùn)行方向不斷增大，使不同尺寸的水果落在下方相應(yīng)的輸送帶上，該方法從 結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)、簡單、故障少，但分選精度不高。輥軸分選法分選較為準(zhǔn)確，但從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn) 較為復(fù)雜，機(jī)器成本較高。滾筒式分選法其分選裝置主要由喂料機(jī)構(gòu)、V 型槽導(dǎo)果板、分選滾筒、 接果盤及傳動系統(tǒng)組成。此分選裝置機(jī)構(gòu)簡單，對水果損傷小、成本較低、分選精度和效率較高， 適用于球形和近似球形物料的分選，在國外應(yīng)用較廣。為減少果實(shí)碰撞, 提高好果率, 有的分級 機(jī)是利用浮力、振動和網(wǎng)格相配合的辦法進(jìn)行分級。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是避免了果實(shí)間的互相碰撞, 在分級的同時可對果實(shí)進(jìn)行清洗和消毒作業(yè)。 國內(nèi)現(xiàn)狀 對于我國紅棗產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，從全球的角度來看，中國紅棗產(chǎn)業(yè)的超強(qiáng)地位進(jìn)一步鞏固。近年 來，我國的紅棗面積和產(chǎn)量都在以 10%以上的速度增長。隨著我國紅棗種植面積的擴(kuò)增和產(chǎn)量的 提高，在國內(nèi)紅棗主要產(chǎn)區(qū)涌現(xiàn)一大批紅棗加工企業(yè)。層疊式紅棗分級機(jī)在紅棗的加工系統(tǒng)也有 應(yīng)用，主要是為了更好的更細(xì)致的分選紅棗，分選效果還還以。紅棗分選的目的就是為了實(shí)現(xiàn)更 好、均勻的分級。層疊式紅棗分級機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)多層的排列，分選流暢，分選大小均勻。從分選的 效果來看，分選的大小沒有太大的問題，主要問題是在喂料時紅棗的質(zhì)量，比如霉?fàn)€，漿口等因 素影響紅棗分選品質(zhì)。 國外研究現(xiàn)狀 相比較中國的大面積的種植和加工，外國的種植和生產(chǎn)規(guī)模雖然不大，但是加工技術(shù)成熟。 國外紅棗加工技術(shù)已經(jīng)能夠進(jìn)行多項深加工，并且自動化水平較高。國外的紅棗加工技術(shù)可以加 工棗酒，棗飲料，棗醋，棗粉等等。紅棗分級機(jī)是紅棗加工的第一步，為了保證紅棗后期的加工 比如脫核，烘干，榨汁順利進(jìn)行，紅棗的分級起著重要的作用。所以國外在紅棗的分級機(jī)上的技 術(shù)是很先進(jìn)的 1.3 存在問題 紅棗的加工機(jī)械有紅棗清洗機(jī)，紅棗風(fēng)干機(jī)，紅棗分級機(jī)等等。 國內(nèi)的紅棗分級機(jī)的分選水 平還是比較高的。國內(nèi)在分選的過程中，通過不斷的摸索和實(shí)踐在紅棗的分選上也有一些新的想 法和創(chuàng)新，對于實(shí)現(xiàn)紅棗更優(yōu)質(zhì)的分級提供了可靠的保證。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 1.4 主要研究內(nèi)容 針對目前紅棗的分選機(jī)械研究方面存在的問題，本設(shè)計主要研究設(shè)計了紅棗的智能分選機(jī)機(jī) 械部分的設(shè)計，在電腦同步控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上通過對紅棗的重量的綜合檢測和分析，從而達(dá)到 對紅棗大小的分選。設(shè)計內(nèi)容主要包括紅棗輸送機(jī)構(gòu)、分選部分機(jī)械系統(tǒng)、稱重模塊的設(shè)計及研 制。具體研究內(nèi)容如下：1）紅棗智能分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計。主要包括紅棗的輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、分 級卸料裝置等的設(shè)計及研制。2）稱重試驗臺的設(shè)計。包括稱臺的設(shè)計 3）紅棗從卸料到分選過程 中的輸送器械的設(shè)計。本課題擬解決的關(guān)鍵問題是設(shè)計稱重模塊及紅棗的分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)，在同 步控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上完成輸送線上紅棗的動態(tài)位置的實(shí)時檢測和連續(xù)跟蹤，及紅棗的大小重量、 紅棗的等級和紅棗的位置信息的正確配準(zhǔn)。從而最終將紅棗按大小重量的不同進(jìn)行等級劃分。 1.5 可行性分析 了解和知道紅棗的特點(diǎn)和外觀形狀，要考慮到不同大小紅棗的需求，為紅棗的優(yōu)質(zhì)分級做準(zhǔn)備。 層疊式分級每一級的所涉及層疊的間距尺寸，根據(jù)紅棗的大致形狀擬定每一層?xùn)艡谥g的間距。層 疊式分級機(jī)機(jī)構(gòu)在設(shè)計時應(yīng)該考慮的因素： （1） 機(jī)構(gòu)的用電耗能。 （2） 機(jī)構(gòu)的層面振動頻率，工作的負(fù)荷。 （3） 機(jī)構(gòu)的啟動的安全性，平穩(wěn)性，持久性。 （4） 機(jī)構(gòu)的安全調(diào)速范圍以及振動的劇烈程度。 （5） 分級的流利和分級的準(zhǔn)確性。 （6） 分級機(jī)構(gòu)在工作時的可靠性，安全性。 （7） 系統(tǒng)的操作和維修的難易程度。 （8） 紅棗分級機(jī)構(gòu)的總體成本。 紅棗在上料時喂料要均勻，可以提高工作效率高，振動的目的是將紅棗精確分級，要求執(zhí)行 的機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，均勻。以滿足分選級別的需求。分級機(jī)構(gòu)要適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求，保證正常的 工作。還要重點(diǎn)考慮分級機(jī)構(gòu)的工作環(huán)境，工作負(fù)荷以及工作效率。 重點(diǎn)研究 (1)如何更好更均勻的實(shí)現(xiàn)喂料。 (2)分級過程中每一層的間距大小。 (3)每一個層面的平面往復(fù)振動的頻率以及速度的可調(diào)節(jié)性。 (4)喂料的重量與分級機(jī)構(gòu)的工作負(fù)荷相關(guān)性。 (5)每一層的工作任務(wù)量和工作時間的一致性。 本課題所涉及的關(guān)鍵問題是分選的問題。因紅棗自身的特點(diǎn)的不同，品種的不同，直徑的不 同。本課題針對各種紅棗的種類以及尺寸進(jìn)行分析研究。在本課題中加入振動機(jī)構(gòu)，以提高在分 級中得工作效率和分選質(zhì)量。為了保證分級的準(zhǔn)確性和可調(diào)節(jié)性，在每一層的兩側(cè)面預(yù)留出和分 級柵欄粗細(xì)的空間，柵欄可以在預(yù)留的空間中滑動，根據(jù)不同的紅棗尺寸調(diào)節(jié)分級的間距。在降 低成本方面首先通過組裝想辦法，盡量用較少種類的部件生產(chǎn)更多種類的組合件。其次是優(yōu)化生 產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)損耗，降低人工設(shè)備成本。最后采用新工藝，降低材料動力的使用。在選擇分 級柵欄的時候盡量選擇質(zhì)量輕，價格適中的合金材料。為了使安裝方便，在安裝方面盡量減少齒 輪的使用，在設(shè)計機(jī)構(gòu)的時候盡量對一些重要的參數(shù)要計算準(zhǔn)確，有焊接的部位要保證焊接的牢 固性 研究紅棗的運(yùn)動機(jī)理。在紅棗喂料的過程中盡量保證喂料的均勻性?？紤]到紅棗的品種 和大小的不同，要精確的計算每一級的間距以及每一層?xùn)艡诘拈g距。在分選時采用振動，要采用 工作穩(wěn)定，工作效率高的電機(jī)。所選用的電機(jī)要時也要考慮喂料的質(zhì)量。保證電機(jī)的正常工作。 2.紅棗分選機(jī)的主要組成及工作原理 該分選機(jī)主要由紅棗輸送機(jī)構(gòu)、分選機(jī)械系統(tǒng)、稱重模塊組成。分選紅棗的重量范圍 10g- 50g，橫徑大約范圍為 30mm-50mm，紅棗輸送速度為 0.38m/s。分選機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 圖 2-1 紅棗分選機(jī)的工作原理圖 1、 入料斗 2、鏈條 3、軸承座 4、鏈輪 5、 彈性擋圈 6、 減速器 7 、帶輪 8、 電動 機(jī) 9、 緊固螺栓 10、紅棗收集箱 紅棗的支承滾子和紅棗的分選杠桿都安裝在循環(huán)輸送鏈上，并隨輸送鏈一起向前運(yùn)動。輸送鏈的 鏈節(jié)距為 31.75mm，相鄰滾子之間的間距為兩個鏈節(jié)距，即為 63.5 mm。滾子呈雙錐凹形，紅棗支承 在兩個相鄰滾子之間，分選杠桿則正好處于紅棗的的正下方。在圖像采集區(qū)域設(shè)置有光照箱，滾子下 面還設(shè)置有摩擦帶。當(dāng)滾子在摩擦帶上滾動時，紅棗就一面在滾子上翻轉(zhuǎn)滾動，一面隨滾子和輸送鏈 一起向前輸送，層疊式紅棗分級機(jī)總共分為三級，每一級的分級桿之間的間距不同。根據(jù)紅棗一般的 大小情況確定紅棗分級杠桿的間距。第一級分級杠桿間距為 30mm，第二級分級杠桿間距為 40mm，第 三級分級杠桿間距為 50mm。通過電機(jī)帶動鏈輪，鏈條傳動實(shí)現(xiàn)紅棗大小分選。前面的分級杠桿間距小， 最后的分級杠桿間距大。機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中采用鏈傳動，每一級都有相應(yīng)的一條傳送鏈，在兩級相接 處有兩個鏈輪，內(nèi)側(cè)的鏈輪與下一級的內(nèi)側(cè)鏈輪相連。保證整個機(jī)器的側(cè)面在一個平面。紅棗分級落 入相應(yīng)的紅棗收集箱內(nèi)。 3 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)主要由機(jī)體框架、傳動系統(tǒng)、水果輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、分級卸料裝置和稱重 臺等組成。主要作用是為整個分選系統(tǒng)提供支承和安裝基礎(chǔ)，并完成水果的上料、輸送、翻轉(zhuǎn)、 重量檢測和分級卸料過程。 3.1 機(jī)體框架的設(shè)計及其上的組件布置 機(jī)體框架為分選機(jī)的所有其他部件提供安裝和支承基礎(chǔ)。分選系統(tǒng)的主要尺寸為 2400mm300 mm1000 mm。沿著輸送鏈輸送方向，自從動鏈輪一側(cè)開始，在輸送鏈上依次布置 圖 3-1 紅棗分選機(jī)布置示意圖 3.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 傳動系統(tǒng)主要由電動機(jī)、減速器、鏈輪和一條封閉的循環(huán)輸送鏈組成。循環(huán)輸送鏈布置在與 地面垂直的平面內(nèi)，在輸送鏈緊邊的下面設(shè)置有支承導(dǎo)板，以保持輸送鏈緊邊處于水平狀態(tài)，從 而為紅棗的、輸送、圖像采集、重量大小檢測以及分級卸料提供一個包括圖像采集區(qū)、重量大小 檢測區(qū)和分級卸料區(qū)三部分的水平工作表面。傳動系統(tǒng)主要采用三級傳動：電動機(jī)驅(qū)動減速器輸 入軸為第一級，減速器輸入、輸出軸之間為第二級，減速器輸出軸驅(qū)動輸送鏈主動輪為第三級。 第一級采用聯(lián)軸器傳動；第二級就采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱齒輪傳動；第三級由于轉(zhuǎn)速較低（減速器輸出 軸轉(zhuǎn)速約為 60 r/min）采用鏈傳動。 3.2.1 電動機(jī)和減速器的選擇 進(jìn)過查閱機(jī)械設(shè)計和相關(guān)資料，確定鏈輪的轉(zhuǎn)速為 50-70r/min，選擇 60r/min,確定鏈輪所 需功率為 1.5KW，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為：查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊第 167 頁表 12-1 可知有： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 表 3-1 電動機(jī)的類型 方案 電動機(jī) 型號 額定功率 kw同步轉(zhuǎn)速 minr滿載轉(zhuǎn)速 inr電動機(jī)質(zhì)量 kg參考價 格 傳動裝 置 傳動比 1 Y90S-2 1.5 3000 2840 22 5.00 47 2 Y90L-4 1.5 1500 1400 27 3.48 23 3 Y100L-6 1.5 1000 940 25 2.22 15 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸，質(zhì)量，價格以及傳動比，可見第二種方案比較合適，因 此選定電動機(jī)的型號是 Y90L-4。 該電動機(jī)的安裝尺寸如下表 32： 表 3-2 電動機(jī)主要外形尺寸 確定總的傳動比： 由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 =1400r/min 和工作機(jī)的主軸的轉(zhuǎn)速 n=60r/min，可得傳動裝置mn 的總的傳動比是： (3-1) 236014ia 由于傳動比為 23，大于 8，故初步選擇減速器為展開式二級圓柱齒輪減速器，由于該類型減 速器 ， ，故確定減速器的 、 分別為 5、3.2。215.3ii1 1i2 減速器選用 JZQ 型系列減速器，型號為 JZQ200，速比為 23。由于電動機(jī)輸出軸的直徑為 24mm，故選擇減速器高速軸的直徑為 24mm，此時低速軸的直徑為 30mm。 3.2.2 輸送鏈的設(shè)計 試驗臺輸送機(jī)構(gòu)采用帶附件的雙節(jié)距大滾子輸送鏈鏈條，在附件上安裝水果支承滾子組件。 水果放置在相鄰的兩個滾子上，水果分選杠桿的正上方，并隨輸送鏈條一起向前輸送。 （1）輸送鏈鏈條型號的選擇 由于輸送鏈主要是傳遞運(yùn)動，而不是傳遞動力，所受阻力只有鏈條與導(dǎo)板間的摩擦力和鏈條 在鏈輪上轉(zhuǎn)彎時的慣性力，所以對鏈條的載荷要求較小，所以選擇 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈， 由于鏈條在輸送過程中，鏈條滾子可在支承導(dǎo)板上滾動，從而減少摩擦和磨損。 通過查閱有關(guān)資料，最終選擇了 C210H 型 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈鏈條，其結(jié)構(gòu)和具體參 數(shù)如圖 3-2 和表 3-3 所示 表 3-3 鏈條型號的選擇 （2）輸送鏈附件的選擇 紅棗在輸送過程中，隨紅棗支承滾子組件一起運(yùn)動，而紅棗支承滾子組件又隨著輸送鏈條一 起運(yùn)動。為了在輸送紅棗的同時檢測紅棗的重量，紅棗支承滾子組件與輸送鏈鏈條之間必須是鉸 接安裝，且能夠繞著平行于輸送鏈鏈條運(yùn)動方向的縱向水平軸在垂直于鏈條運(yùn)動方向的豎直平面 內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，從而在組件的另一端通過稱重傳感器檢測組件重量，進(jìn)而可以判斷出紅棗的等級。 中心高 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸 90 335180190 125140 10 5024 8 節(jié)距 P(mm) 滾子直 徑 d1 (mm) 內(nèi)鏈板 內(nèi)節(jié)寬 度 b1 銷軸直 徑 d2(mm) 銷軸長 度(mm b4 內(nèi)鏈板 高度 h2 鏈板厚 度 （mm） 抗拉強(qiáng)度 KN C210H 12.7 7.6 3.76 2.036 8.7 6.03 1.6 8.72 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 同時，紅棗分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用杠桿式撬動分選，紅棗分選杠桿也必須能夠繞著平行于輸送鏈條運(yùn) 動方向的轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動。所以，為了安裝紅棗支承滾子組件和紅棗分選杠桿組件，必須在輸送鏈 的每個鏈節(jié)處提供一個平行于輸送鏈條運(yùn)動方向的縱向水平軸。為此選用 A2 型雙節(jié)距直板輸送鏈 附件，其結(jié)構(gòu)如圖 3-3 所示，具體參數(shù)如表 3-4 所示。在 A2 型附件上再安裝一個 U 型支架，在支 架上安裝所需的縱向水平軸. 表 3-4 鏈條參數(shù)的選擇 ANSI 鏈號 節(jié)距 P(mm) 兩安裝孔 中心距 g (mm) 中心孔距鏈條中 心線距離 f(mm) 平臺高度 h4 (mm) 安裝孔直徑 d4 (mm) C210H 31.75 11.9 15.9 11.1 3.3 所以，最終選擇 C210H 型雙節(jié)距大滾子輸送鏈和 A2 型節(jié)距直板輸送鏈附件作為該傳動系統(tǒng)的 輸送鏈條。 （3）輸送鏈鏈傳動的設(shè)計鏈傳動結(jié)構(gòu)簡圖如圖 3-2 所示。 圖 3-2 鏈條結(jié)構(gòu)簡圖 3.3 鏈傳動的設(shè)計計算 輸送鏈鏈條型號的選擇 由于輸送鏈主要是傳遞運(yùn)動，而不是傳遞動力，所受阻力只有鏈條與導(dǎo)板間的摩擦力和鏈條在鏈 輪上轉(zhuǎn)彎時的慣性力，所以對鏈條的載荷要求較小，所以選擇 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈，由于 鏈條在輸送過程中，鏈條滾子可在支承導(dǎo)板上滾動，從而減少摩擦和磨損 （1）鏈輪公差 查文獻(xiàn)8表 13-16 與表 13-19 有： 齒表面粗糙度： a6.3Rm 齒根圓極限偏差 量柱測量距極限偏差： 由于： ，查文獻(xiàn)8表 13-6 有：上偏差 0，下偏差-0.25。125fd 量柱測量距：查文獻(xiàn)8表 13-17 得， （3-1909cos6.4cos7.2.1RMdmZ 2） 式中： 量柱直徑， ，量柱的技術(shù)要求為：極限偏差為：上偏差+0.01，下偏差dRr 0；表面粗糙度 ；表面硬度為：55-60HRC。a.m 鏈輪孔和根圓直徑之間的跳動量： 不能超過 fx08 +,0.15=. 軸孔到鏈輪齒側(cè)平直部分的端面跳動量： 不能超過 fa.9d.4m 孔徑：H8 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 齒頂圓直徑：h11 齒寬：h14 （2）選擇鏈輪齒數(shù) 取傳動比為 i=1 參照鏈速和傳動比查文獻(xiàn)11表 8-2-5 取 Z1=21 （3）選擇大鏈輪齒數(shù) =iz1=121=21120 故合理2 （4）確定計算功率 已知鏈傳動工作平穩(wěn)，設(shè)計功率為： (3-3)41.301.8mkZpAd 式中：P傳遞功率 KW 工況系數(shù)，查文獻(xiàn)11表 11-3，取 =1.0Ak A 鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查文獻(xiàn)12表 13-13，取 =1.114z zk 多排鏈系數(shù)，查文獻(xiàn)12 表 13-14，取m 0.1m （5）鏈條節(jié)距選用 根據(jù)設(shè)計功率 （取 = ）和小鏈輪轉(zhuǎn)速 ，由文獻(xiàn)11表 11-1 選用 40A 號鏈條，查表pdpn 11-1 節(jié)距 P=63.50 （6）驗算鏈輪輪轂孔徑 max3134kkd1060d 式中： 由支承軸的設(shè)計確定 kd 鏈輪輪轂孔的最大許用直徑，查文獻(xiàn)11表 11-4 得 =310mmmax maxkd 故鏈輪輪轂孔徑滿足設(shè)計要求。 （7）計算鏈輪尺寸 圖 3-3 鏈輪的結(jié)構(gòu)簡圖 分度圓的直徑： mm (3-4)06.42)1/80sin(5.63)/180sin( ozpd 齒頂圓直徑： mm75.468.395.2.max rd 齒根圓直徑： mm.94rf 分度圓的弦齒高： (3-5)mpzhra 2.0.63)218.5.0(.)8.0625.( （8）初定中心距 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 51108.962xdm73768(0)3.24x ?。?12.4m 則可得中心距： 213813()4axd22180(763.5)180m2466.4.4 （9）鏈條長度及鏈長節(jié)數(shù) 鏈長： 8012Lxxm 鏈長節(jié)數(shù)： （3-29.7p 6） 圓整成偶數(shù)節(jié)，取 630 節(jié)。 （10）實(shí)際中心距 由文獻(xiàn)11表 8-2-5 有 ，通常， 。a(0.2.4)aa 因中心距可調(diào)，取 ，則 0.44138.1879.m4265026350a （11）鏈速 （3-17.n4/./60pzVs 7） 屬于低速傳動。 （12）有效圓周力 （3-10.713854pFNV 8） （13）作用于軸上的拉力 對于傾斜傳動有： （3-(1.20)1.381596.2QAKF 9） （14）潤滑方式 根據(jù) p12.7mm、 v = 由文獻(xiàn)11圖 8-2-4 查出宜用油刷或油壺人工定期潤滑。.54m/s 4 軸選擇和校核 4.1 軸承的選擇 軸兩端由軸承固定在機(jī)架上。根據(jù)軸受力和軸徑的不同，本設(shè)計選用的軸承是：深溝球軸 承 已知此處軸徑 ，所以選內(nèi)徑為 40mm 的軸承，在機(jī)械設(shè)計手冊中選擇深溝球軸承；d40 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 查表 6-1，選擇型號為 6008 GB/T2761994 的軸承。另一處已知軸徑為 ，所以選內(nèi)徑md40 也為 40mm 的軸承，選擇型號也為 6008 GB/T2761994 的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下：12 軸承外徑：B =15mm，D=68mm 基本額定動載荷：C =16.2KNr 4.2 軸的剛度校核 軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感 性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計采用 45 號剛作為軸的材料。調(diào)制處理。 軸的扭矩計算 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： T = = （4-dmdnp950NM46.2510 1） 式中： 為電動機(jī)額定功率， 為電動機(jī)轉(zhuǎn)速dp 主軸輸入轉(zhuǎn)矩： （4-1235.4620.96.7084.5Ti N 2） 為聯(lián)軸器的傳動效率根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)書參考表 1 初選1 9. 為軸承的傳動效率初選2 8.3 為內(nèi)外磨的傳動效率初選3 9604 根據(jù)要求，軸要滿足下列條 軸的強(qiáng)度條件： （4- 53.2.7.533 MPadWT 3） 式中： 為軸的切應(yīng)力，MPa;T 為轉(zhuǎn)矩，N.mm; 為抗扭截面系數(shù)， ; 為許用扭切應(yīng)TW3m 力，MPa. 表 4-1 常用材料的 值和 C 值 軸的材料 Q235,20 35 45 40Cr，35SiMn 12-20 20-30 30-40 40-52 C 160-135 135-118 118-107 107-98 該軸的材料為 45 號鋼，則滿足強(qiáng)度條件，軸是安全的。 軸的剛度計算 （4- 689.035.10.824.73244 radGTlIlP 4） 式中：T 為轉(zhuǎn)矩； 為受轉(zhuǎn)矩作用的長度， mm;G 為材料的切變模量，MPa;d 為軸徑，mm;l 為軸截面的極慣性距。 , ，故軸是安全的。PI 4.3 軸的強(qiáng)度校核 已知：軸的結(jié)構(gòu)如下頁圖。L=224mm，K=128.5 mm 齒輪的嚙合力： 圓周力：F = N (4-5)t 2.45.70321d 徑向力：F = F =2445.22 =910.01N (4-6)rtan0tan 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 法向力： =2445.22/cos20=513.06 N (4-7)costnF 4.3.1 求垂直面的支承反力 N (4-8)35.29417.5821LrV F = F F =294.35 Nvrv 4.3.2 求水平面的支承反力 F =F = N (4-9)H12 7.80.6t 4.3.3 F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 F = N (4-10)3.145.3LK F =F+ F =6486.3 N21 外力 F 作用方向與帶傳動的布置有關(guān)，在尚未確定具體布置前， 可按最不利情況考慮。 5.紅棗質(zhì)量的理論計算 由于所設(shè)計的稱臺長度能同時支承兩個滾子，而兩個滾子上面正好容納一個紅棗，滾子、紅 棗、滾子軸及滾子軸支架等會產(chǎn)生一個相對于 o 點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩（如圖 3-7 所示） 。所以，稱重傳感器所 稱的總重量應(yīng)為一個紅棗和兩個滾子及附件（滾子軸及滾子軸支架等）相對于鏈條的轉(zhuǎn)矩在稱重 傳感器上的等效重量與稱臺的重量之和。 受力分析如上圖所示。稱重模塊各部分在自重的作用下產(chǎn)生一個相對于 o 點(diǎn)的力矩，用 M 表 示。其力臂的大小分別設(shè)為 ， ， ,即各部分的重心到通過 o 點(diǎn)的垂直線的距離。由合力矩定1l23l 理可得， （5-)()()(50400GMG 1） 又有力矩計算公式得， （5-2250 41320)()(lGl ） 式中： 滾子、滾子軸及滾子軸支架作用在稱臺上的等效重力 2G 滾子軸支架所受的重力3 滾子軸所受的重力4 滾子所受的重力5 又由力矩平衡得， （5-)()(00GM 3） 其中， 3002)(l 式中： 紅棗所受的重力G 紅棗作用在稱臺上的等效重力0 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 設(shè)兩稱重傳感器所稱的總重量為 w kg，則有:20mw 式中： 紅棗的等效質(zhì)量 承臺質(zhì)量1 滾子、滾子軸及滾子軸支架在稱臺上的等效質(zhì)量2 其中，紅棗支撐滾子所用的材料為尼龍 6，取密度為 1.14g/cm3。其他各部分選用材料為 45 號鋼，密度為 7.85g/cm3。經(jīng)計算： 稱臺的質(zhì)量 =1.083 kg1m 滾子軸支架的質(zhì)量 =0.0783 kg3 滾子軸的質(zhì)量 =0.0517 kg4 滾子的質(zhì)量 =0.495 kg5 而 =39 mm， =104.3 mm， =144.3mm1l2l3l 求解以上各式可得， kgwm)92.1(8. 式中：m紅棗的質(zhì)量 由于稱重是一個動態(tài)過程，由沖擊等各方面影響使得所測數(shù)據(jù)變化較大，可采取多次試驗取 平均值的方法可找出所測數(shù)據(jù)與實(shí)際重量之間的關(guān)系，最后測得數(shù)據(jù)證號為紅棗的重量值。 6 其它零部件 6.1 分選機(jī)支架的設(shè)計 （1）支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計 考慮到軸的安裝，故機(jī)體壁的一邊從和軸中心上下分成兩半，軸裝上以后，用一個端蓋通過 螺栓連接再連接到一起。為減少機(jī)體的重量，故只在與軸配合的地方，增加厚度，其他的地方用 薄壁板進(jìn)行加工。支架安裝在分選機(jī)右側(cè)，滾子處于懸起狀態(tài)。支架尺寸為：2800 mm100mm1000mm。 （2）支架材料的選擇 為防止生銹，故整個機(jī)體均采用通用的不銹鋼型號 SUS304 進(jìn)行制造，這樣也能保證機(jī)體有足 夠的強(qiáng)度和硬度。 6.2 輸送帶的設(shè)計 由于用于紅棗的輸送，則輸送帶類型選用平帶輸送。 為了后面分選機(jī)構(gòu)的精確分選，前面的輸送裝置必須將紅棗在輸送帶上的分布面積擴(kuò)大，所 以帶寬應(yīng)選擇較大帶寬，即平帶設(shè)計尺寸為：4000mm1000mm。帶輪直徑為 640mm。支架設(shè)計尺 寸為：2000mm1200mm1500mm。 帶結(jié)構(gòu)選棉帆布普通輸送帶，輸送帶型號為 CC-56，規(guī)格及技術(shù)參數(shù)見表 6-1： 表 6-1 織物輸送帶的規(guī)格及技術(shù)參數(shù) 輸送帶 型號 扯斷強(qiáng)度 （N/mm） 每層質(zhì)量 （kg/ ）3m 每層 厚度 mm 伸長率 （定負(fù)荷） （%） 帶寬 范圍 mm 層數(shù)范 圍 棉帆布 CC-56 56 1.5 1.36 1.52 1000 3 平帶輸送的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 6-1： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 圖 6-1 平帶輸送的結(jié)構(gòu)示意圖 1 支架 2 帶輪 3 帶 6.3 輥?zhàn)虞斔偷脑O(shè)計 根據(jù)查找機(jī)械設(shè)計選用手冊相關(guān)內(nèi)容，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)選用 GZT9 轉(zhuǎn)軸無動力式圓柱形長輥輸 送機(jī)，其相關(guān)設(shè)計參數(shù)如表 6-2： 表 6-2 長輥輸送機(jī)技術(shù)參數(shù) 輥?zhàn)虞斔?機(jī)型式 輥?zhàn)又睆?D（mm） 輥?zhàn)娱L度 l(mm) 機(jī)架長度 L（mm） 輥?zhàn)娱g距 P 輸送機(jī)高度 H 輸送速度 m/s GZT9 50 1000 5000 100 800 0.125 根據(jù)紅棗輸送的工作環(huán)境，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的輥?zhàn)舆x用碳鋼制造。 7 總結(jié) 了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，參考大量文獻(xiàn)及輔導(dǎo)老師幫助的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了紅棗智能分選機(jī)機(jī) 械部分的內(nèi)容。主要結(jié)論如下： （1）根據(jù)紅棗外形的各方面因素，制定出了分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的整體設(shè)計方案，并根據(jù)方案制作完 成了紅棗智能分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)。通過理論計算表明，機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行正常，滿足預(yù)期設(shè)計要求。 （2）設(shè)計制作了紅棗分選過程中的輸送裝置，輸送裝置采用鏈傳動帶動紅棗支撐滾子的傳動。 （3）設(shè)計了紅棗分選過程中分選執(zhí)行系統(tǒng)。分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用層疊式分選，能夠?qū)崿F(xiàn)紅棗能夠快 速準(zhǔn)確的被收集，并且要有良好的機(jī)械特性。 （4）設(shè)計了紅棗的分選過程中從卸料到分選機(jī)構(gòu)的輸送裝置。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 致 謝 首先感謝的是我的指導(dǎo)老師，設(shè)計是在張宏老師的悉心指導(dǎo)下完成的。他無論是在資料的整 理，還是在設(shè)計的畫圖等各個方面都給予了我大量的指導(dǎo)和幫助，在他的精心指導(dǎo)下，才使得我 的設(shè)計一步一步的有序的完成，同時也學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識，受益匪淺，特致以深深 的感謝。同時也要感謝學(xué)科組每一位老師們在百忙中抽出時間對我的問題進(jìn)行了詳細(xì)的解答和指 導(dǎo)，也給我提供了充足完備的條件和寶貴的學(xué)習(xí)交流機(jī)會，而且在我沒有想到的方面還給予我詳 細(xì)的指導(dǎo)，為我改進(jìn)設(shè)計，提供了寶貴的建議，學(xué)生深表謝意。 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。 “自強(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。 再次,感謝我的同學(xué)們,在畢業(yè)設(shè)計過程中得到了他們無私的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導(dǎo)和建議。 在此向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示由衷的感謝!祝他們永遠(yuǎn)健康、幸福! 最后，感謝我的父母親人們對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持，使我能順利完成學(xué)業(yè)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 參考文獻(xiàn) 1 金農(nóng).我國棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀J.農(nóng)產(chǎn)品加工,2007.(01). 2 郭滿玲.我國鮮食棗品種資源及分布研究D.西北農(nóng)林科技大學(xué),2004.3:42-45. 3 劉孟軍河北省棗樹業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題及建議河北果樹，1998.(2):6-7. 4 梁鴻.中國紅棗及紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、存在問題和對策的研究D.陜西師范大學(xué),2006.25(9):8- 10. 5 李光梅. 水果分選機(jī)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展?fàn)顩r. 農(nóng)機(jī)化研究，2007.09. 6 王明俊.稱重式水果分選機(jī)傳感信息采集方法研究.農(nóng)機(jī)化研究. 2009.31(05). 7 高海生. 果實(shí)采后分級處理的自動化技術(shù). 糧油加工與食品機(jī)械，2002.2:34-35. 8 白菲.水果自動分級技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展. 食品科學(xué)，2005.26:145-148. 9 曹樂平.基于計算機(jī)視覺技術(shù)的水果分級研究進(jìn)展J.農(nóng)機(jī)化研究,2007.15(11):79-81. 10 魏新華,胡學(xué)同等.水果機(jī)器視覺自動分選機(jī)同步控制系統(tǒng)設(shè)計J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2008,(11). 11 魏新華.水果自動分選機(jī)分級卸料實(shí)時控制系統(tǒng)的設(shè)計.儀器儀表學(xué)報. 2008.29(5):85-88. 12 馮斌.基于計算機(jī)視覺的水果大小檢測方法J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2003.42(01):69-71. 13 魏新華.杠桿式水果高速分級卸料裝置的優(yōu)化設(shè)計.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2007.38(10):57-59. 14 魏新華.水果視覺分選機(jī)滾子式輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2007.38(9):98- 102. 15 應(yīng)義斌,徐惠榮等.能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)球形水果自動成單列輸送并均勻翻轉(zhuǎn)的裝置.中國,02136379.XP. 2003-02-05. 16 應(yīng)義斌,饒秀勤等.水果高速實(shí)時分級機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2004.35(5):117-121. 17 黃秀玲,鄭加強(qiáng)等.水果分級支撐技術(shù)的研究進(jìn)展J.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2007,(02). 18 卜炎主編.機(jī)械傳動裝置設(shè)計手冊.上冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998.12：29-34. 19 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計使用手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1998.7. 20 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊.單行本.軸及其聯(lián)接.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1:54-58.