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煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計作品及畢業(yè)設(shè)計 原創(chuàng)性聲明和答辯申請 學(xué)生姓名：王勛皓 學(xué)號： 201604501151 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師： 申剛（副教授） 論文（設(shè)計）題目： 馬鈴薯篩選機設(shè)計 本人鄭重聲明： 所呈交的畢業(yè)設(shè)計是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立工作取得的成果，所涉及到的其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果均已經(jīng)在設(shè)計中注明引用。對我提供指導(dǎo)的教師和與我共同工作的同學(xué)已在設(shè)計中作了說明并表示謝意。 供驗收的畢業(yè)設(shè)計作品符合下面第 1 的情形： 1、完全獨立完成，所使用的平臺、工具及資源（包括商業(yè)的和開源的）均已經(jīng)在論文（設(shè)計）中說明； 2、與他人合作完成，或者是作為 中的一部分，與團(tuán)隊成員共同完成，本人負(fù)責(zé)的部分是 ； 3、在他人工作（來源： ）的基礎(chǔ)上，本人作了擴充，擴充的部分是 ； 4、在他人工作（來源： ）的基礎(chǔ)上，本人對其中的部分工作進(jìn)行了改寫，改寫的部分是 ； 5、其他 。 本人完全清楚學(xué)院及本系針對學(xué)術(shù)不端行為處理的有關(guān)規(guī)定，并對以上聲明負(fù)完全的責(zé)任。 鑒于本人認(rèn)真完成了畢業(yè)論文（設(shè)計）的各個環(huán)節(jié)，以此為基礎(chǔ)撰寫了畢業(yè)論文（設(shè)計），并如實地對作品的原創(chuàng)性進(jìn)行了聲明，特提出畢業(yè)答辯申請，請予以批準(zhǔn)。 學(xué)生： 王勛皓 （簽名） 2020 年 5 月 30 日 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計開題報告 學(xué)生姓名： 王勛皓 學(xué) 號： 201604501151 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計題目： 馬鈴薯篩選機設(shè)計 指導(dǎo)教師： 申剛（副教授） 2020 年3 月12日 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 1．本課題的研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢 課題的研究意義：隨著人口的迅速增加，人們對農(nóng)作物的需求也日益增加。我國目前東北三省等地區(qū)馬鈴薯種植面積迅速擴大，每年秋收季節(jié)，每個種植戶在售賣時都會事先將馬鈴薯按不同大小分類，以此能高價賣出。但與此同時，大量的馬鈴薯篩選會浪費很多人力和時間，延期馬鈴薯的銷售，可能會使馬鈴薯滯銷等不良情況發(fā)生。針對農(nóng)民這一現(xiàn)實現(xiàn)象，我們?yōu)榇搜芯狂R鈴薯篩選機來解決他們的難題，自動篩選不同大小的馬鈴薯或其他農(nóng)作物，節(jié)省生產(chǎn)時間，提高工作效率。 在部分農(nóng)村里，農(nóng)民為了規(guī)避風(fēng)險和有更好的經(jīng)濟(jì)收入，并不是種植單一的農(nóng)作物，而是種植多種農(nóng)作物。然而目前市場上已有的篩選機性能較為單一，只能實現(xiàn)一種農(nóng)作物的篩選。因此，如果農(nóng)民種植多種農(nóng)作物時，需要購買不同篩選機來滿足生產(chǎn)需求，這樣子對于個人農(nóng)戶來說是一筆很大的支出，增加了勞動成本，從短期利益方面看，大部分農(nóng)民是不會選擇購買各種農(nóng)作物的篩選機。當(dāng)我們把多種農(nóng)作物篩選的功能集中于一臺機器時，農(nóng)民只需買一臺機器就能滿足生產(chǎn)需求，可以節(jié)約占地面積，極大吸引農(nóng)民的關(guān)注。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀水平和發(fā)展趨勢： 對于企業(yè)化生產(chǎn)來說，由于全國氣候、文化氛圍的差異，種植戶的作物種類千差萬別，針對這一情況，廠家需要制造不同作物的篩選機，大量的消耗資本和人力，種類的多化隨之增加了庫存，占用面積。為此解決這一難題，設(shè)計多功能馬鈴薯篩選機，極大降低生產(chǎn)成本，增加廠家的利潤，為社會可持續(xù)做出貢獻(xiàn)。 本次設(shè)計的馬鈴薯篩選機整體結(jié)構(gòu)簡易緊湊，其主要工作原理是，篩選機接通220V電源插頭，打開電機開頭通電運轉(zhuǎn)，通過皮帶傳遞帶動同步帶傳動，同步帶從而帶動圓柱滾筒作旋轉(zhuǎn)運動。作物從進(jìn)料口導(dǎo)入后，沿著軌道進(jìn)入篩面，由于滾筒間距不同，產(chǎn)生不同的間隙，作物在滾筒旋轉(zhuǎn)的推動和重力驅(qū)使下沿滾筒切向運動，不同大小作物落進(jìn)不同間隙的滾筒之間，從而進(jìn)入篩箱收集分類，其余作物或雜物沿著出料口方向出去，多品種馬鈴薯篩選機的篩面圓柱滾筒組的各個滾軸定位裝置，可以通過手動調(diào)節(jié)卡緊位置，從而產(chǎn)生不同的間隙，來篩選大小不同的物料。 我們國家在工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的生產(chǎn)污染是非常嚴(yán)重的，致力于保護(hù)環(huán)境和低能減排是國家奮斗的目標(biāo)，這次研究的馬鈴薯篩選機最大優(yōu)點在于低能耗、高效率，走綠色環(huán)保道路，完全符合我國國情所需。 6 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 2．本課題的基本內(nèi)容，預(yù)計可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施 基本內(nèi)容： 一、篩面的設(shè)計 二、滾軸支座的卡緊定位裝置及滑道的設(shè)計 三、進(jìn)料口的設(shè)計 四、篩箱的設(shè)計 五、機架的設(shè)計 六、物料的受力分析 七、篩選機零件的選擇和計算 7.1軸承的選擇 7.2皮帶的選擇 7.3同步齒形帶輪的設(shè)計與計算 7.4滾軸的強度與剛度計算 八、篩選機的效果圖? 預(yù)計的困難、問題和解決措施 1.如何設(shè)計可調(diào)節(jié)滾筒、整體機械機構(gòu)、傳動部分的設(shè)計和其余部件的設(shè)計 2.在運用工業(yè)設(shè)計軟件UG對篩選機模型進(jìn)行建模造型和虛擬裝配時，也是考驗對軟件的熟練程度。 自己查閱機械書籍資料和請教老師，逐漸清晰設(shè)計思路，慢慢解決各個難題，經(jīng)過一段時間的軟件學(xué)習(xí)，我最終才把模型建立完成，并繪制相應(yīng)的工程圖。 3．本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析 研究手段（途徑）： 通過網(wǎng)絡(luò)查找技術(shù)比較成熟的資料，參考一些市場上已有的篩選機的機構(gòu)進(jìn)行更加合理的優(yōu)化。 可行性分析： 從篩選機近幾年來的銷售量上可以觀察出，篩選機在工業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣闊，無論是書籍資料還是通過網(wǎng)絡(luò)查閱都可以得到很多可以借鑒的資料。同時也是對自己四年知識的綜合應(yīng)用，熟練運用機械設(shè)計和機械原理等知識去發(fā)現(xiàn)和解決問題。熟練掌握畫圖工具UG和CAD的使用，建立模型進(jìn)行具體分析。：搜集、整理、熟悉分析相關(guān)資料，寫出開題報告； 1.確定總體方案，給出原理圖； 2.完成詳細(xì)設(shè)計，繪制必要的圖紙； 3.修改完善設(shè)計，撰寫論文； 4.做好答辯準(zhǔn)備。 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見： （對本課題的深度、廣度及工作量的意見） 論文選題與專業(yè)結(jié)合緊密，選題的范圍比較適中，該選題的研究具有一定的實踐指導(dǎo)意義。開題報告中研究的基本內(nèi)容、研究的主要問題、研究的方向明確；研究的方法及措施可行；研究工作的步驟、進(jìn)度安排合理。 同意開題。 指導(dǎo)教師： 2020年 3 月 14 日 教研室審查意見： 同意開題 教研室負(fù)責(zé)人： 2020 年 3 月 15 日 畢業(yè)設(shè)計題目變更申請表 系（部）：機電工程系 姓名 王勛皓 班級 機1601-1 學(xué)號 201604501151 原 定 題 目 起落架模擬負(fù)載裝置設(shè)計 變更后題目 馬鈴薯篩選機設(shè)計 變 更 理 由 起落架模擬負(fù)載裝置設(shè)計生活中不易見到，無法對其進(jìn)行設(shè)計，并且不能貼近生活，解決不了在生活中的問題。 申請人簽名:王勛皓 2020年3月5日 指導(dǎo)教師意見 同意 簽名： 2020 年 3 月 6 日 教研室意見 同意 教研室主任簽名： 2020 年 3 月 7 日 分類號 編號 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 馬鈴薯篩選機設(shè)計 Design of Potato Screening Machine 申請學(xué)位: 學(xué)士學(xué)位 系 別: 機電工程系 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班 級：機1601-1 姓 名：王勛皓 學(xué) 號：201604501151 指導(dǎo)老師：申剛（副教授） 2020年5月30日 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院 馬鈴薯篩選機設(shè)計 姓 名： 王勛皓 導(dǎo) 師： 申剛 （副教授） 2020年5月30日 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 系（部）：機電工程系 姓名 王勛皓 學(xué)號 201604501151 畢業(yè) 屆別 2020 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)設(shè)計題目 馬鈴薯篩選機設(shè)計 指導(dǎo)教師 申剛 學(xué)歷 研究生 職稱 副教授 所學(xué)專業(yè) 導(dǎo)彈地面設(shè)備 1、 具體要求(主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等)： 主要內(nèi)容：設(shè)計馬鈴薯篩選機，主要對馬鈴薯大小進(jìn)行分類處理，對篩面進(jìn)行設(shè)計。篩面的設(shè)計長度為1200mm，寬度為1000mm，因此滾筒的長度設(shè)計成1000mm，直徑為25mm，兩端固定在軸承座內(nèi)，通過調(diào)節(jié)軸承座，從而改變滾筒的間距。 基本要求：1.設(shè)計確定總體工作原理，給出原理圖；2.完成詳細(xì)設(shè)計，給出設(shè)備整體、專用機構(gòu)、非標(biāo)零件等的必要的原理圖，裝配圖，零件圖等；3.按要求提交開題報告、論文等文檔；4.準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯材料，完成答辯。 主要參考資料：1.理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計等的教科書。2. 《機械設(shè)計手冊》，版本較新即可。3.自行搜集的馬鈴薯篩選機的其他相關(guān)資料、論文等。 2、進(jìn)度安排： 2月25日-3月15日：搜集、整理、熟悉分析相關(guān)資料，寫出開題報告； 3月15日-3月31日：確定總體方案，給出原理圖； 4月1日-4月30日：完成詳細(xì)設(shè)計，繪制必要的圖紙； 5月1日-5月30日：修改完善設(shè)計，撰寫論文； 6月1日- ：做好答辯準(zhǔn)備。 指導(dǎo)教師（簽字）： 2020 年 1 月 10 日 系（部）意見： 同意 系主任（簽字）： 2020 年 1 月 11 日 備注： 【摘 要】：在農(nóng)作物豐收的季節(jié)，隨著馬鈴薯畝產(chǎn)值越來越高，產(chǎn)量越來越大。然而目前在有關(guān)馬鈴薯篩選的機器，在對于相異尺寸的對象進(jìn)行篩選時，效果往往不是很好，本文基于此，試圖設(shè)計一種新的該方面設(shè)備。此設(shè)備能夠?qū)Y面的尺寸作出調(diào)整，以此來對直徑相異的對象組抽分類，同時如果不止馬鈴薯一種作物，也能夠?qū)崿F(xiàn)篩選及分類。就結(jié)構(gòu)而言，整個設(shè)備的構(gòu)成模塊分成以下幾方面：機架、篩箱、篩面、出料口、進(jìn)料口。借助同步帶及皮帶聯(lián)合傳動的模式，其最核心的創(chuàng)新之處為滾軸支座卡緊定位設(shè)施及滑道構(gòu)建，通過以上兩個模塊，能夠?qū)A柱滾筒間距作出調(diào)整，從而完成對尺寸相異對象的篩選，能夠很大程度上降低成本方面的支出，又能夠最大限度的增強效率。最后采用UG進(jìn)行建模和虛擬裝配，并用CAD軟件繪制出相應(yīng)零部件圖紙。 【關(guān)鍵詞】：馬鈴薯篩選機；效率；傳動設(shè)計 Abstract：In the harvest season of crops, with the increasing yield of potatoes per mu higher and higher. However, the current potato screening machine, for the different size of the object screening, the effect is often not very good, this paper based on this, trying to design a new device in this area. The equipment can adjust the size of the screen surface to classify different diameter groups of objects, and also can select and classify if there is more than one crop. As far as the structure is concerned, the composition module of the whole equipment is divided into the following aspects: Feed Inlet, screen surface, screen box, feed outlet and rack. With the help of synchronous belt and belt combined transmission mode, the most core innovation is the construction of roller bearing clamping and positioning facilities and slideway. Through the above two modules, the distance between the cylindrical rollers can be adjusted, in order to complete the screening of different size objects, can greatly reduce the cost of the expenditure, but also to maximize the efficiency. Finally, Ug is used for modeling and virtual assembly, and CAD software is used to draw the corresponding parts drawings. Key words: Potato Sifter; Efficiency; Transmission design 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 目錄 第一章 緒論 1 1.1馬鈴薯的發(fā)展與現(xiàn)狀 1 1.2篩選機的研究背景和意義 1 1.3篩選機的發(fā)展概況 2 1.4本課題的主要工作 3 第二章 篩選機的總體方案設(shè)計 4 2.1 篩選機分類 4 2.2篩選機應(yīng)用 5 2.3 本課題篩選機工作機理 5 2.4 本課題篩選機的特點 6 第三章 篩選機結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 3.1篩面設(shè)計 8 3.1.1 圓柱滾筒設(shè)計 8 3.1.2 滾筒的傳動設(shè)計 10 3.1.3 滾軸支座的卡緊定位裝置及滑道的設(shè)計 10 3.2 進(jìn)料口設(shè)計 13 3.3 篩箱設(shè)計 13 3.4.1機架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 3.4.2萬向輪 14 第四章 篩選機零件選擇及計算 16 4.1物料受力分析 16 4.2軸承選擇 16 4.3皮帶選擇? 17 4.4同步齒形帶輪設(shè)計及計算 17 4.5滾軸的強度及剛度測算 18 4.6篩選機的裝配圖? 18 參考文獻(xiàn) 20 致謝 21 第一章 緒論 1.1馬鈴薯的發(fā)展與現(xiàn)狀 農(nóng)業(yè)部出臺的《關(guān)于推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)的指導(dǎo)意見》指出，提出到2020年為止，我國種植馬鈴薯的面積應(yīng)當(dāng)要超過1億畝，每畝的產(chǎn)量要大于1500公斤，以這個數(shù)值來算，總的產(chǎn)量為1.5億噸，其中要求能夠進(jìn)行加工的該方面產(chǎn)品比例要在30%左右，產(chǎn)值要超過7700億元。目前我國主要的馬鈴薯種植區(qū)域在西南、內(nèi)蒙古、東北、西北等區(qū)域，而在這些區(qū)域當(dāng)中，又是西南地區(qū)的種植面積最大，其達(dá)到了我國馬鈴薯種植總總面積的三分之一以上。 根據(jù)以上信息不難得出，我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展還存在很大潛力，將來還有很大的增長空間。目前我國農(nóng)業(yè)正處于人工轉(zhuǎn)向機械化的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，而面對如此數(shù)量龐大的馬鈴薯，如果僅僅借助手工來進(jìn)行篩選，無疑是不符合我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的要求的，并且也會極大地浪費資源與人力，所以很有必要加快該方面的機械化建設(shè)步伐，這樣不難能夠解放人力，還能夠極大程度地增強效率?；诖耍壳笆袌錾铣霈F(xiàn)了很多篩選農(nóng)作物的機器，但是在很多方面仍有不足，因此，越來越多的學(xué)者聚焦于該領(lǐng)域，持續(xù)地對其作出調(diào)整及優(yōu)化。 篩選機為我國近年來發(fā)展速率及規(guī)模比較快的農(nóng)業(yè)設(shè)施，到目前為止，已經(jīng)普遍地用在了工農(nóng)業(yè)的各個領(lǐng)域，所以目前市場當(dāng)中該類設(shè)施的模式及種類是相當(dāng)豐富的。其中最為普遍的當(dāng)屬直線式篩選機，之所以稱為直線式，是由于自進(jìn)料到出料，全部是一條線運作。在我國農(nóng)業(yè)自動化建設(shè)持續(xù)加快的背景下，篩選機也必須與時俱進(jìn)地作出革新，然后目前諸多該類設(shè)施僅僅能夠針對同一類型的農(nóng)作物進(jìn)行篩選，另外，運輸層面也不是很完善，同時生命周期及質(zhì)量同樣有待改進(jìn)。所以，該類設(shè)施必須與時俱進(jìn)，參照現(xiàn)實的需要來進(jìn)行設(shè)計，另外，要將其功能進(jìn)行延伸，這也是未來該方面發(fā)展要關(guān)注的重點。此次設(shè)計的設(shè)備能夠?qū)Τ叽缦喈惖鸟R鈴薯作出篩選，并且假設(shè)對象是混合的農(nóng)產(chǎn)品，同樣可以實現(xiàn)篩選，篩選結(jié)設(shè)計成則規(guī)定為圓柱滾筒，其能夠自主調(diào)整，因此效率極高，同時成本費用也不大。 此設(shè)備在滿足基本功能的前提下，應(yīng)當(dāng)綜合生產(chǎn)規(guī)模及節(jié)能方面的要求，制造出能耗不大、功能齊全、且較為環(huán)保的設(shè)施。 1.2篩選機的研究背景和意義 當(dāng)前，我國馬鈴薯在東三省的種植面積持續(xù)上升，每到收獲的時候，種植戶在對產(chǎn)品進(jìn)行銷售的時候，必須要做的一件事就是以尺寸為標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行分類，以此來使得銷售的價格上升。但是目前，其普遍采用的還是人工的方式，因此經(jīng)濟(jì)及時間成本都非常高，另外還會讓產(chǎn)品無法在對應(yīng)的時間上市，會極大地影響區(qū)銷售。為了處理該種狀況，本文設(shè)計了本次的馬鈴薯篩選機，其能夠?qū)ο喈惓叽绲鸟R鈴薯及另外的農(nóng)作物作出篩選，降低處理時間，增強效率。 在我國很多的農(nóng)村，農(nóng)戶為了增強自身的收入以及盡可能地降低風(fēng)險，其往往會種植多類作物，但是當(dāng)前市場上的篩選機卻沒有跟上這一現(xiàn)實，其性能還不夠綜合，往往只可以針對一類作物進(jìn)行篩選。所以，假設(shè)農(nóng)戶種植了不止一種的作物，為了篩選，其就需要購買相異類型的篩選機，這無疑使得其成本大大上升，而且還會讓人力成本上升，從短期的角度來看，諸多農(nóng)戶均不會作出購買多類篩選機的行為。鑒于此，如果能把不同農(nóng)作物的篩選要求匯聚于一個設(shè)備，那么無疑能夠減少農(nóng)戶的支出，必然擁有廣闊的市場。 就企業(yè)的生產(chǎn)而言，因為我國復(fù)原遼闊，不同地域的種植歷史、氣候條件等存在很大不同，因此農(nóng)戶種植的對象也有很大不同，鑒于此，生產(chǎn)者必須生產(chǎn)不同類型的篩選機，這會讓資金及人力得到極大的損耗，另外，也會讓庫存大大上升，不利于庫存管理。為了使以上問題得到解決，其也有涉及多功能篩選機的需要，以此來使得各方面成本下降，從而擴大其獲利空間。 1.3篩選機的發(fā)展概況 我國始終將環(huán)境保護(hù)作為基本國策，近年來，綠水青山就是金山銀山的思想也被全面貫徹，在經(jīng)濟(jì)和科技持續(xù)進(jìn)步的情況下，該類設(shè)備未來的發(fā)展趨勢必然是低能耗的。 就該類設(shè)施近年來的銷售數(shù)額不難得出，其在工農(nóng)業(yè)層面獲得了越來越普遍的運用，并且農(nóng)戶在該方面的需求也不斷上升，因此銷售額是逐年增長的。但是當(dāng)前在現(xiàn)實的生產(chǎn)狀況下，該類設(shè)備需要達(dá)到的品質(zhì)及功能必須與時俱進(jìn)，所以其設(shè)備在將來必然會擁有更多的發(fā)展空間。 綜合國內(nèi)外該類設(shè)施的發(fā)展?fàn)顩r，能夠得出其未來的發(fā)展方向為： （1） 標(biāo)準(zhǔn)化、高品質(zhì)、智能化，增強維修和設(shè)計的簡便度，增強專業(yè)化能力，提升性價比。 （2） 能耗越來越低、結(jié)構(gòu)更加簡潔、穩(wěn)定能力上升。 （3） 優(yōu)化設(shè)施，不再選用以往的結(jié)構(gòu)，增強其性能。 （4） 增強設(shè)備的穩(wěn)定能力，讓傳動結(jié)構(gòu)更為簡潔，使設(shè)備重量盡可能地低。 （5） 增強效率，將不同功能匯聚其上。 1.4本課題的主要工作 1.設(shè)計調(diào)節(jié)滾筒、傳動結(jié)構(gòu)以及另外的輔助模塊； 2.運用工業(yè)設(shè)計軟件UG對篩選機模型進(jìn)行建模造型和虛擬裝配； 3.并繪制相應(yīng)的工程圖。  第二章 篩選機的總體方案設(shè)計 2.1 篩選機分類 目前市場上的該類設(shè)備類型繁多，參照相異行業(yè)的要求，其分類也不盡相同。從本質(zhì)上來說，該類機器的目的是解放人力，增強篩選的效率。就外型而言，其能夠分成重型及輕型兩類。前者以篩面運動軌跡為標(biāo)準(zhǔn)，又能夠細(xì)分成直線式、圓形式、橢圓式、可變軌跡式幾類，通常而言都會用在大型生產(chǎn)商及實驗方面。后者的體型通常不大，傳動和篩選機為豎直方向，該方面普遍運用的為旋轉(zhuǎn)式設(shè)施，能夠根據(jù)具體要求來對運動軌跡作出調(diào)整，被普遍用在食品、制藥、作物等行業(yè)。 以下將展示某些設(shè)備機器圖，具體如下： 圖2-1 直線式篩選機 圖2-2 圓形式振動篩選機 圖2-3 旋轉(zhuǎn)式篩選機 2.2篩選機應(yīng)用 由于我國相異行業(yè)的生產(chǎn)需求是存在差異的，因此篩選模式也存在很大差異，在此基礎(chǔ)上，篩選設(shè)施的款式也是普遍存在差異的，這樣做的目的也是為和行業(yè)要求相契合。比如就煉金工業(yè)層面而言，搜集及分類礦石的過程會首先借助振動式篩選機對目標(biāo)作出預(yù)分類及檢查，然后借助高精度設(shè)備對磨礦機產(chǎn)品作出細(xì)致的二次篩選，通過這樣的模式來提升對象精度；再比如化工工業(yè)層面，對原料作出篩選時，常借助振動式篩選機來對化肥及復(fù)合化肥進(jìn)行分類。 另外我國在農(nóng)業(yè)方面的關(guān)注度一直沒有降低，目前糧食總量持續(xù)上升，因此，需要篩選機來對番薯、馬鈴薯、板栗等作出分類。 2.3 本課題篩選機工作機理 本次設(shè)計的設(shè)備結(jié)構(gòu)間隙不大，其具體運作機理為：設(shè)備電源插頭，啟動電機，使電流通入，讓設(shè)備運轉(zhuǎn)起來，借助皮帶傳遞來使同步帶傳動，然后后者促使圓柱滾筒旋轉(zhuǎn)運作。作物自進(jìn)料口進(jìn)入后，沿軌道進(jìn)入篩面內(nèi)，因為滾筒間距存在差異，因此會帶來相異的間隙。作物于滾筒旋轉(zhuǎn)推動及重力作用下，會沿滾筒切向運動，相異尺寸的作物進(jìn)入相異間隙滾筒間，然后進(jìn)入篩箱搜集分類，另外的作物及雜質(zhì)則沿出料口流出，針對相異品種打造的設(shè)備的篩面圓柱滾筒組的不同滾軸定位設(shè)施，能夠借助人工的模式來對卡緊位置做出調(diào)整，以此帶來相異間距，從而完成對相異直徑對象的篩選。如圖2-4所示。 圖2-4 1.支撐桿2.進(jìn)料口3.皮帶4.出料口5.電機6.萬向輪7.篩箱8.側(cè)板 2.4 本課題篩選機的特點 本次設(shè)計的多品種馬鈴薯篩選機為擁有創(chuàng)新點的設(shè)備，特征如下： （1） 結(jié)構(gòu)間間隙不大，且較為簡單，所以維護(hù)及使用難度不高； （2） 操作難度不大，同時清洗及搬運也比較便捷； （3） 設(shè)備的質(zhì)量較輕，底座擁有可鎖的萬向輪，移動能力強； （4） 能耗不高，運作時不會產(chǎn)生過高的分貝，效率有保證； （5） 密封性有保證，生命周期長； （6） 結(jié)構(gòu)強度及耐磨能力強，能夠有效抗擊外部干擾。  第三章 篩選機結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1篩面設(shè)計 對于整個設(shè)備而言，篩面是相當(dāng)核心的，在設(shè)備運行的時候，該模塊不但要承擔(dān)目標(biāo)對象重量，另外也需要進(jìn)行篩分操作，從這不難得出，該模塊對于整個設(shè)備的設(shè)計而言是非常重要的。當(dāng)前市面上較為普遍的該方面設(shè)備有棒條、板狀、編織、條縫、非金屬篩面幾類，參照相異的對象及工藝，應(yīng)當(dāng)選擇相異結(jié)構(gòu)的設(shè)備，本次設(shè)計考量到具體情況，最終選擇了多滾筒轉(zhuǎn)動，也就是棒條篩面。篩面結(jié)構(gòu)要求滾筒有較高強度及剛度，同時在耐磨損及腐蝕方面的性能要好，可以較為敏捷地對不同滾筒軸的間距作出調(diào)整，避免堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生。為使得滾筒和對象間的摩擦盡可能地大，同時運作時的分貝盡可能地小，本次設(shè)計于滾筒表面鋪設(shè)了橡膠套，另外為使得構(gòu)件可靠程度上升，滾軸選擇不銹鋼材質(zhì)，其根數(shù)不能太多，不然就會使得傳動結(jié)構(gòu)負(fù)載過重，帶來不必要的障礙，綜合考慮后，本次設(shè)計確定9根，最后的篩面見下圖： 圖3-1 篩面 3.1.1 圓柱滾筒設(shè)計 進(jìn)行該方面設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)參考篩面設(shè)計，本次篩面設(shè)計長度及寬度分別是1200mm和1000mm，針對此，滾筒長度及直徑分別是1000mm和25mm，兩邊固定在軸承座，以此來對滾筒間距作出變動。滾筒單端配備同步帶異形齒輪，外圓直徑35mm，齒數(shù)是8，和同步帶嚙合傳動，借助傳動讓滾筒定軸旋轉(zhuǎn)，帶動被篩選作物往下滾動，通過相異間距滾筒時落入篩箱同時搜集，最后滾筒結(jié)構(gòu)件見圖3-2。二維圖如3-3和3-4所示。 圖3-2 圓柱滾筒 圖3-3 圖3-4 3.1.2 滾筒的傳動設(shè)計 滾筒傳動為電機轉(zhuǎn)動借助皮帶傳動促使同步帶傳動，以此來借助同步帶上異形齒和滾筒上齒輪嚙合，促進(jìn)定軸旋轉(zhuǎn)，此時要使得滾軸擁有較強的穩(wěn)定能力，不至于產(chǎn)生滑動狀況，因此軸承座必須具有很強的穩(wěn)定能力，這樣才可以讓滾筒的傳動擁有穩(wěn)定能力，增強傳動效率，減少能耗，滾筒傳動設(shè)計見圖3-5與圖3-6。 圖3-5 圖3-6 3.1.3 滾軸支座的卡緊定位裝置及滑道的設(shè)計 參照以往的設(shè)備不難得出，其大多數(shù)針對的都是一種農(nóng)作物，產(chǎn)生該種狀況的因素在于滾軸間距沒有可調(diào)節(jié)性，因此針對的都是一種農(nóng)作物。所以如果要讓設(shè)備能夠針對不同類型及尺寸的對象，那么在正常運作狀況下，比如要求其滾筒間距具備可調(diào)整性，為了達(dá)到這一效果，必須要對滾軸支座架構(gòu)作出設(shè)計及優(yōu)化，基于此，本文構(gòu)造了支座卡緊定位設(shè)備和與其配合的滑道，具體見圖3-7及3-8。 圖3-7 圖3-8 個根據(jù)上圖不難得出，任一軸承座背后均具備可旋轉(zhuǎn)卡條，滑道上則配置了間距及寬度一致的凹槽，以此來其配合作用。一旦卡條融入凹槽，軸承座水平方向就無法變更，所以滾軸就會固定下來，如果要對滾筒間距作出調(diào)整，那么需要使卡條脫離凹槽，這樣就能夠讓方向不再固定，可供調(diào)整。為使得定位的準(zhǔn)確度能夠得到保證，卡條及凹槽寬度確定成8mm，凹槽間距是10mm，換言之，就是滾筒最低調(diào)節(jié)單位是10mm，借助UG建模，結(jié)果見圖3-9及3-10。 圖3-9卡條 圖3-10滑道 完成以上部分后，要對滑到進(jìn)行設(shè)計，借助其和軸承座的配合來推動滾軸豎直定位，所以滑道內(nèi)部要設(shè)置成燕尾槽形，以此來跟軸承座尾進(jìn)行配合，增強其緊密度。該種模式目前的農(nóng)業(yè)器械當(dāng)中被普遍運用，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，同時定位要求能夠?qū)崿F(xiàn)，僅需一條滑道，就能夠完成兩類定位功能，與理想效果一致，同時成本費用不高。滑道及軸承座結(jié)構(gòu)各自見圖3-11及3-12。 圖3-11滑道 圖3-12 軸承座 3.2 進(jìn)料口設(shè)計 該方面確定為漏斗形入口，這是出于盡可能避免馬鈴薯溢出狀況的考慮，通道方面，則選擇了曲面結(jié)構(gòu)，這樣就能夠最大程度地讓進(jìn)入對象得到緩沖，避免快速進(jìn)入的對象和滾筒產(chǎn)生撞擊，盡可能地降低馬鈴薯受到損害的概率，降低故障產(chǎn)生率。站在人體工程學(xué)的角度，該方面高度一定要和操作者相適應(yīng)，綜合考慮后，將高度設(shè)置成1600mm，有效長度及寬度各自是1000mm及800mm。該模塊由4塊鐵板焊接，借助封閉結(jié)構(gòu)，避免作物飛出，鐵板厚度是8mm，同時結(jié)構(gòu)的剛度及耐磨損能力要得到保證，借助UG軟件建模，具體見圖3-13。 圖3-13 進(jìn)料口 3.3 篩箱設(shè)計 配備篩箱的目的在于搜集借助篩面得到的馬鈴薯或另外的對象，底部選擇光順曲面造型，這是為了避免落下的對象累積起來，同時有緩沖效果，防止對象掉落產(chǎn)生損壞，借助鐵板使相異出口分離，以此來避免實現(xiàn)篩分的對象混合。該模塊的出口尺寸參照對象遲鈍，因為最大對象直徑是150mm，最小是30mm,因此出口高度是150mm，四周倒圓角，以此來避免出口對象產(chǎn)生損壞。設(shè)備的材質(zhì)確定成鐵板，厚度確定是8mm，這種狀況下結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。然后借助UG軟件建模，具體見圖3-14。 圖3-14 篩箱 3.4 機架的設(shè)計 3.4.1機架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 該方面的設(shè)計應(yīng)當(dāng)參照篩面、篩箱、內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)來作出設(shè)計。綜合現(xiàn)實及裝配的需要，機架由角鋼焊接，由于其承受另外模塊的重力，因此對強度及穩(wěn)定能力要求很高，不應(yīng)當(dāng)借助螺栓來固定，強度不大，因此確定成焊接模式，這對于裝配及結(jié)構(gòu)緊湊而言，都是有益的。 3.4.2萬向輪 機架底部配置自鎖萬向輪，這是為了便于整個設(shè)備的位移，假設(shè)沒有位移方面的需求，那么只需要鎖定即可，因此靈活度是非常高的。 該方面同樣運用了理論聯(lián)系實際的要求，也就是說其一開始就是為了實踐考慮的，因此是把現(xiàn)實生產(chǎn)及需要為切入點的。然后借助UG軟件建模，結(jié)果見圖3-15。 圖3-15 機架  第四章 篩選機零件選擇及計算 4.1物料受力分析 本次設(shè)計的設(shè)施的最終目的是對馬鈴薯作出篩選，為了讓整個過程的準(zhǔn)確度及全面度更高，必須使得目標(biāo)沿篩面滾動。所以，篩面應(yīng)當(dāng)傾斜，在此狀況下，對象就擁有特定重力加速度，更加便利與篩分。除此之外，也要確定恰當(dāng)?shù)膬A角，如果太大，那么對象則會飛滾，不利于其自滾筒間隙下落，但是也不能過小，不然其就不能夠全部花落。因此，要對目標(biāo)作出受力分析，為了更好地進(jìn)行這一流程，將其視作方形，具體如下： 根據(jù)靜力分析，有： tan a =μ （4-1） a =arctanμ （4-2） 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，45號鋼和馬鈴薯靜摩擦系數(shù)是μ=0.2—0.3，通過測算有α=9.3°—13.5°。此次設(shè)計角度是10°，達(dá)標(biāo)。 4.2軸承選擇 該方面設(shè)施正常運行時，軸承主要作用為支持滾軸轉(zhuǎn)動，讓滾筒軸向定位，軸承受到徑向載荷，所以確定為深溝球軸承，這樣不但能夠使得設(shè)備在運行時受到這一載荷，另外，也能夠承擔(dān)較小的軸向載荷。如果量摩擦系數(shù)不大，那么高轉(zhuǎn)速時，能夠承受純軸向載荷。借助測算獲得滾軸軸頸是17mm，參照滾軸選擇的深溝球軸承結(jié)構(gòu)代號是6803，具體見圖4-1。 圖4-1 深溝球軸承 4.3皮帶選擇? 本次設(shè)計該方面選擇了氯丁橡膠同步帶，其擁有耐水解、耐熱，耐沖擊的特點，因此比一般的聚氨酯同步帶效果更好，其傳動功率范圍大，尤其是對于大功率而言，擁有更好的特性。其工作溫度區(qū)間通常是-34～100℃。具體見圖4-2。 圖4-2 氯丁橡膠同步帶 4.4同步齒形帶輪設(shè)計及計算 該方面見圖4-3，先測度齒面接觸疲勞強度：? 因為其嚙合產(chǎn)生于皮帶及鋼之間，因此關(guān)鍵的疲勞損壞為齒面磨損，所以將校核齒面疲勞強度作為核心。? 借助測算有，當(dāng)σH≤[σH]時，達(dá)標(biāo)。 圖4-3 同步齒形帶輪 4.5滾軸的強度及剛度測算 滾軸在既定載荷下不會損壞，也就是滾軸要具有足夠抗擊破壞的水平；參照其滿足強度要求條件來得到其截面尺寸。? 圓柱形滾動軸兩端固定，如果設(shè)備處于正常運作，那么圓柱形滾動軸承受載荷，從理論上而言，如果其分布均勻，那么是能夠視作簡支梁測算的。 測算有：? ?????????????d≥3 測度最小直徑d=9.75mm，通過相關(guān)數(shù)據(jù)可知，最小滾軸直徑是d≥10mm,該狀態(tài)下性價比最高。 滾軸不但應(yīng)當(dāng)具備足夠抗擊損壞的水平，另外在抗擊形變方面也要有必將強的水平，也就是其要具備一定的剛度，對其而言，形變主要來源于彎曲，衡量該方面的關(guān)鍵指標(biāo)為撓度和轉(zhuǎn)角。? 借助測算可知，滾軸直徑d≥21mm,為和現(xiàn)實生產(chǎn)需求契合，本次規(guī)定滾軸外圓直徑是d=25mm。此狀況下，不但使生產(chǎn)強度及剛度需要得到落實，另外費用也不高，穩(wěn)定度有保證。 4.6篩選機的裝配圖? 零件全部建完型后，參照其互相間的約束、層次及裝配聯(lián)系，于虛擬現(xiàn)實環(huán)境中參照自下至上次數(shù)作出設(shè)計組裝，借助公差分析獲得不同零部件間的公差分配，在此基礎(chǔ)上，得到最優(yōu)裝配次序，同時來作出檢驗，對于不科學(xué)指出，及時作出調(diào)整及優(yōu)化。 篩選機總裝配圖如圖4-4和4-5所示。 圖4-4 總裝配圖 圖4-5 總裝配圖 參考文獻(xiàn) [1]?濮良貴，紀(jì)名剛.?機械設(shè)計.?7版.?北京：高等教育出版社，2001.? [2]?濮良貴.?機械設(shè)計.?5版.?北京：高等教育出版社，?1989.? [3]?邱宣懷.?機械設(shè)計.?4版.?北京：高等教育出版社，?1997. [4]?余俊等.?機械設(shè)計.?2版.?北京：高等教育出版社，?1986.? [5]?吳宗澤.?機械設(shè)計.?北京：?中央廣播電視大學(xué)出版社，?1998.? [6]?濮良貴，紀(jì)名剛.?機械設(shè)計學(xué)習(xí)指南.?4版.?北京：高等教育出版社，2001.? [7]?周開勤.?機械零件手冊.?4版.?北京：高等教育出版社，?1994.? [8]?卜炎.??螺紋聯(lián)接設(shè)計與計算.?北京：高等教育出版社，1993.? [9]?鄒慧君.?機械運動方案設(shè)計手冊M.?上海：上海交通大學(xué)出版社，1994.? [10]?謝黎明.?機械工程與技術(shù)創(chuàng)新M.?北京：北京工業(yè)出版社，2005.? [11]?諾頓RL.?機械設(shè)計—機器和機構(gòu)綜合分析M.?陳立周，等譯.?北京：機械工業(yè)出版社，1997.? [12]?吳宗澤.?機械結(jié)構(gòu)設(shè)計.?北京：機械工業(yè)出版社，1998.? [13]?呂仲文.?機械創(chuàng)新設(shè)計M.?北京：輕工業(yè)出版社，1994.? [14]?國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的有關(guān)的中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2007。? [15]?張世昌，李旦，高航.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版.?北京:高等教育出版社,2007. [16]?馮之敬等．機械制造工程原理．北京：清華大學(xué)出版社,1999.? [17]?呂仲文．機械創(chuàng)新設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004.? [18]?Kuehnle?M?R.Toroidal?Drive?Combines?Concepts.Product?Engineering.Aug.1979.? [19]?Loewenthal?S?H.et.al.Evaluation?of?a?high?Performance?Fixed?Ratio?Traction?Drive.Trans.ASME.80-C2/DET-38,Apr.1981. 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計的順利完成，離不開導(dǎo)師及朋友的幫助，在我遇到困難的時候，是他們第一時間給予我思路，給予我鼓勵，支持著我繼續(xù)往前走，對于我設(shè)計當(dāng)中的錯誤，其也能夠一針見血地指出，沒有他們，我絕不可能如此順利完成此次設(shè)計。 另外，也要感謝學(xué)校這個平臺，讓我學(xué)到了很多很多，感謝！ 24 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評審表（指導(dǎo)教師用） 題 目 馬鈴薯篩選機設(shè)計 學(xué)生姓名 王勛皓 學(xué)號 201604501151 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 所學(xué)專業(yè) 導(dǎo)彈地面設(shè)備 是否同意參加答辯：同意答辯 得分 75 評語： 本文選題符合機械類畢業(yè)設(shè)計的要求。針對設(shè)計任務(wù)，該生查閱了一定量的文獻(xiàn)，分析論證合理，設(shè)計圖紙比較規(guī)范，設(shè)計過程比較完整，設(shè)計結(jié)果合理可行，具有一定的參考價值。論文格式比較規(guī)范，邏輯層次合理，表述通順。 該生專業(yè)知識熟練，具備分析問題、解決問題的能力，完成了設(shè)計任務(wù)。 同意該同學(xué)參加畢業(yè)設(shè)計答辯。 指導(dǎo)教師（簽字）： 2020年 5月28 日 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評審表（評閱人用） 題 目 馬鈴薯篩選機設(shè)計 學(xué)生姓名 王勛皓 學(xué)號 201604501151 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 所學(xué)專業(yè) 導(dǎo)彈地面設(shè)備 是否同意參加答辯：同意答辯 得分 74 評語： 該生論文選題難度適中，完全符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，工作量較大，選題具有一定的應(yīng)用研究和推廣價值，該生具有一定的查閱文獻(xiàn)能力，能夠較好分析文獻(xiàn)信息，綜合運用知識解決問題能力一般。論文內(nèi)容完整，前后邏輯得當(dāng)，層次結(jié)構(gòu)安排較為合理。該生論文語言表達(dá)流暢，格式符合要求；完全符合本科生畢業(yè)答辯條件，同意答辯。 評閱人（簽字）： 2020年 5月29 日  煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評審表(評閱人用) 題 目 馬鈴薯篩選機設(shè)計 學(xué)生姓名 王勛皓 學(xué)號 201604501151 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 所學(xué)專業(yè) 導(dǎo)彈地面設(shè)備 是否同意參加答辯：同意答辯 得分 70 評語： 論文選題源于生產(chǎn)實際，符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，具有一定的實際意義。該生查閱參考文獻(xiàn)能力一般，能運用專業(yè)基礎(chǔ)知識完成相關(guān)設(shè)計計算，設(shè)計思路基本合理，專業(yè)軟件應(yīng)用能力一般，圖紙基本正確，論文書寫規(guī)范，工作量適中，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計的要求， 同意該同學(xué)參加畢業(yè)設(shè)計答辯。 評閱人（簽字）： 2020年 5月 29日 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評審表（答辯小組用） 題 目 馬鈴薯篩選機設(shè)計 學(xué)生姓名 王勛皓 學(xué)號 201604501151 指導(dǎo)教師 姓 名 申剛 職稱 副教授 得分 71 評語： 自述表達(dá)一般，表達(dá)正確，能夠回答大部分問題。答辯時，能夠簡明的闡述設(shè)計的主要內(nèi)容，對主要問題的回答基本正確，或經(jīng)教師啟發(fā)后正確地回答。 圖紙視圖表達(dá)基本合理，結(jié)構(gòu)表達(dá)基本完整，尺寸標(biāo)注個別不規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；論文思路基本清晰條理，格式基本規(guī)范。 答辯委員會（小組）（全體成員簽字）： 2020年 5月 30日 煙臺大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計綜合評定成績表 指導(dǎo)教師評分 75 評閱人評分 72 答辯評分 71 綜合評定成績(按4：2：4) 73 答辯委員會負(fù)責(zé)人（簽字）： 2020年 5月 30日