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1、了。洛）存孚It 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 論文題目：水果分選機(jī)設(shè)計(jì) 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)：2015級(jí)5班 學(xué)生姓名：耿梓榕 學(xué) 號(hào)：03991505008 指導(dǎo)教師：閆恒興 答辯日期：2019年5月25日 黑龍江工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系 第2章總體方案的擬定 2. 1原理分析 分揀機(jī)上的分選裝置的穿孔的尺寸和形狀必須由果實(shí)的大小，形狀和產(chǎn)品工藝 要求來確定。要特別注意的是分級(jí)數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算，提高分揀質(zhì)量，以保證后續(xù)過程 的順利進(jìn)行。水果分揀機(jī)包括一個(gè)分選機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)。當(dāng)水果進(jìn)行排序, 果實(shí)被輸送到進(jìn)料斗，然后流入分級(jí)滾筒或振動(dòng)篩，從而使水果滾動(dòng)

2、并在滾筒上移 動(dòng)或相對(duì)移動(dòng)，并流入相應(yīng)的孔達(dá)到分選的目的。 2. 1. 1方案選擇 為了達(dá)到設(shè)計(jì)目的，提高分選機(jī)的工作效率，有兩種方案可供參考：（如下圖2.1、 方案一采用擺動(dòng)篩式水果分選機(jī) 圖2.1方案一示意圖 方案二采用滾筒式進(jìn)行水果分選 圖2.2方案二示意圖 2. 1.2方案的比較 方案1：搖擺篩類型水果分選機(jī)。機(jī)械振動(dòng)裝置由帶驅(qū)動(dòng)以旋轉(zhuǎn)偏心輪和偏心 輪驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)線性往復(fù)擺動(dòng)。擺動(dòng)分揀機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制 造和安裝，便于調(diào)整篩面，利用率高，并且主要是在一條直線上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)被 補(bǔ)充，并有較少的材料損壞。

3、缺點(diǎn)：難功率平衡，高噪音，不方便清洗等。 方案2：滾筒式類型水果分選機(jī)。傳動(dòng)系統(tǒng)使?jié)L筒轉(zhuǎn)動(dòng)。水果從進(jìn)料口進(jìn)入滾 筒內(nèi)，隨著滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)水果在內(nèi)部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且通過在該過程中相應(yīng)的孔流出， 實(shí)現(xiàn)分類的目的。滾動(dòng)分揀機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高分級(jí)效率，運(yùn)行穩(wěn)定，并沒有 功率不平衡。缺點(diǎn)：該機(jī)器包括一個(gè)大的面積，篩面的表面的利用率低；由于在調(diào)整 網(wǎng)眼孔上的困難，自適應(yīng)原料較差。這項(xiàng)研究的主要目的是實(shí)現(xiàn)水果生產(chǎn)的規(guī)?；? 機(jī)械化，主要?dú)w類單一材料，并為了使的在分選過程中不造成水果的浪費(fèi)，通過以 上兩種方案的對(duì)比，方案二更合理。 2. 2總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2. 2. 1總體的結(jié)構(gòu) 總體結(jié)構(gòu)如

4、圖2. 3所示： 總體結(jié)構(gòu)有傳動(dòng)系統(tǒng)，分選機(jī)機(jī)架，進(jìn)料斗，收集料斗，滾筒和滾圈。 傳動(dòng)裝置 醐斗 圖2.3水果分選機(jī)結(jié)構(gòu)圖 2. 2.2傳動(dòng)路線 圖2.4為水果分選機(jī)的傳動(dòng)路線圖示，從下圖可以看到電動(dòng)機(jī)為主要驅(qū)動(dòng)裝置, 通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)，力被傳送到5處的減速器，被減速器減速后，又 被6處的鏈輪傳到4處摩擦輪在摩擦輪的帶動(dòng)下，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水果的分級(jí)分選。 1 x 2 1 .電機(jī)2.皮帶輪3.摩擦輪4.摩擦輪軸5.單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器6.鏈傳動(dòng) 圖2.4水果分選機(jī)的傳動(dòng)路線 2. 3各執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的計(jì)算 2.3.1滾

5、筒設(shè)計(jì) 滾筒的設(shè)計(jì)考慮的因素是水果的大小和形狀的不同的設(shè)定為6級(jí)。在實(shí)際的分 級(jí)，在相鄰的兩階段料斗可以被組合成一個(gè)級(jí)，來實(shí)現(xiàn)各種分級(jí)的要求。本設(shè)計(jì)主 要使用6級(jí)分級(jí)，5節(jié)滾筒。 2. 3. 2滾筒孔眼總數(shù)的確定 生產(chǎn)能力G可由下式計(jì)算： €， 1 OOO X 1 OOO （.2-1 ） 上式中Z表示滾筒表面孔的總和；G表示分選機(jī)的產(chǎn)能；4表示單位時(shí)間內(nèi)每秒 從滾筒內(nèi)部孔中掉落水果的系數(shù)，因?yàn)闈L筒材料的不同，排序模型的不同，滾筒式 分選機(jī)系數(shù)可以取1%和2.5%之間的任何數(shù)，徂表示滾筒材料的質(zhì)量。參考2-1公式 要求給定的參數(shù)G=12 t/h, m=400g,入=2.0%,

6、可求出z =1000X 1000G / 3600 X m =1000X 1000X12 / 3600X0.02X400 =417 （個(gè)） 2. 3. 3滾筒直徑D、長(zhǎng)度L以及各級(jí)排數(shù)P和各排孔數(shù)Z的確定 在給定產(chǎn)能數(shù)量的前提下，根據(jù)2-1公式計(jì)算滾筒表面應(yīng)設(shè)孔數(shù)的多少。因?yàn)? 滾筒周長(zhǎng)的不同所以各滾筒表面的過濾孔的直徑也不同，所以各滾筒表面的孔數(shù)不 能設(shè)置一樣多，這時(shí)應(yīng)該根據(jù)水果的實(shí)際大小以及工藝設(shè)定將其分廠若干個(gè)大小不 一的尺寸，然后根據(jù)滾筒級(jí)數(shù)確定每一機(jī)每一排的孔數(shù)。將滾筒看成一個(gè)平面，則 他們其中的關(guān)系為 每個(gè)滾筒上孔數(shù)=總排數(shù)x滾筒表面每排孔數(shù) 每=個(gè)滾筒（每個(gè)滾筒孔數(shù)

7、直徑X每排的孔數(shù)）（網(wǎng)眼間隙X孔的數(shù)目） 則 滾筒的圓周長(zhǎng)度=（行數(shù)X水平孔）+ （行數(shù)X孔徑） 從理論上講，每級(jí)的孔的數(shù)量的總和等于孔Z的總數(shù)，并且每一階段的長(zhǎng)度之和 是所設(shè)計(jì)的滾筒的長(zhǎng)度，但每級(jí)的滾筒的直徑被設(shè)計(jì)成不同的并且不能被連接在一 起。因此一般取滾筒中直徑較大的一級(jí)作為整個(gè)滾筒的直徑。 初步確定滾筒直徑和長(zhǎng)度后，用D:L=1:4?6進(jìn)行校核，如果不在這個(gè)范圍之內(nèi), 就要求重新設(shè)定每級(jí)滾筒表面孔的排數(shù)和孔的總數(shù)，一直設(shè)定到到達(dá)比例規(guī)定的范 圍內(nèi)才算合格。假設(shè)￡>6。，則應(yīng)該縮減每一排孔的數(shù)量，增加孔的排數(shù)；假設(shè) L<6D,則應(yīng)該減少孔的排數(shù)，反過來增加每一排上孔的數(shù)

8、量。 現(xiàn)在，通過選擇需要的水果，篩筒的孔徑規(guī)定如下： 表1篩孔孔徑的參數(shù) 篩孔 孔徑長(zhǎng)X寬(mm) 孔隙(mm) 粒徑分布比例 系數(shù)禽 軸向分布比例 系數(shù)bi 第一級(jí) 80X40 15 1/8 1/2 第二級(jí) 85X45 20 1/2 1/4 第三級(jí) 90X50 25 1/4 1/8 第四級(jí) 95X55 30 1/8 1/8 第五級(jí) 100X60 35 1/8 1/8 2. 3. 4各級(jí)篩孔數(shù)的計(jì)算 (1) 各級(jí)篩孔的孔數(shù) Z1 = aQiZ (2-2) 式中：乙―分選機(jī)滾筒內(nèi)部孔的數(shù)量，單位 個(gè)； %一水果直徑

9、比例系數(shù)； 々一水果物料與軸向分布比例系數(shù)； 乞一滾筒內(nèi)基準(zhǔn)孔個(gè)數(shù)。 (2) 基準(zhǔn)孔數(shù)為 N 三=Wg登 (2-3) 則 Z。二417/( 1/8X1/2 + 1/2X1/4+1/4X1/8 + 1/8X1/8+1/8X1/8) =1668 （個(gè)） 則，可求 bi Ze =1/8X 1/2X1668=104 Z2=ai bi Z. =1/2X1/4X 1668=209 Z3二禽 bi Zo =1/4X1/8X1668=52 Zf bi Z. =1/8X 1/8X 1668=26 Z5二禽 bi Z° 二 1/8X1/8X1668二26 （3）篩孔排數(shù)與每排孔數(shù)的計(jì)

10、算 已知 乙 "=— （2-4） 表達(dá)式：〃一滾筒長(zhǎng)度與篩孔直徑的比值； ￡一分選機(jī)內(nèi)部滾筒長(zhǎng)度，單位米； 。一分選機(jī)內(nèi)部滾筒直徑，單位米； 分選機(jī)內(nèi)部滾筒的長(zhǎng)度表達(dá)式為 Zi fb ' G(劣 + 氣) (2-5) 上式中：*—基準(zhǔn)排數(shù)，大于一級(jí)； 力一分選機(jī)滾筒內(nèi)部各級(jí)孔的直徑大小，單位m； 弓一孔徑 G一孔徑，孔間距影響排數(shù)的比例系數(shù)。 已知 廠?一 P1 1 (2-6) 式中：P-各級(jí)篩孔的排數(shù) 因 Si= di + ei 故 已二2 JiD / Si 將以上公式結(jié)合化簡(jiǎn)得：L = # =1/%￡乙/曲+烏) L=2 Ji D / V3

11、Si (Zi (di + ej 2+Z2 (d2+e2) 2 + Z3(d34-e3) 2 + Z4 (d4 + e4) 2 + Z5 (d5+e5) 又估計(jì)u二L/D=4貝l」D=1/4L 則L2=2V3 / Ji (104X (0. 080 + 0. 015)2+209X (0. 085 + 0. 020)2 + 52X (0. 090 + 0. 025)2+26X (0. 095 + 0. 030)2+26X (0. 100 + 0. 035)2) 解得L二2. 3 m 則D= 1/4L=0. 575 m 則由 Pi=2 n D / V3 Si，得 Pi=2 兀 X0.

12、 575 P2=2 n X0. 575 XO. 575 P4=2 兀 XO. 575 P5=2 ji 由此可得各級(jí)滾筒每排孔數(shù): 由Zpi=Zi/Pi可得 XO. 575 / V3 / V3 / V3 / V3 / V3 (0. 080 + 0. 015)=23 (0. 085 + 0. 020)=20 (0. 090 + 0. 025)=18 (0. 095 + 0. 030)=17 (0. 100 + 0. 035)=15 Zi/Pj = 104 / 23 =5 Zp2 二 Z2/P2 二 209 / 20 =10 Zp3= Z3/P3

13、= 52 / 18 =3 Zp4 二 Z4/P4 二 26 / 17 Z5/P5 = 經(jīng)圓整后，各級(jí)滾筒每排的孔數(shù)為： Zp5= 26 / 15 =2 Zpi = 4 Zp2 = 7 Zp3 = 3 Zp4 = 3 Zp5 = 2 （4）滾筒直徑的確定 各級(jí)滾筒的周長(zhǎng)為 (2-7) 11 = ”3/2 (山 + %片］=占/2 12 = 7 3/2 (d2+e2)P2=V3/2 13 = "3/2 (d3+e3)P3=V3/2 14 = ”3/2 (d.4 + e4)P4=V3/2 15 = "3/2 (d5+e5)P5=V3/2 (0. 0

14、80 + 0.015) X 23=1. 892 m (0. 085 + 0. 020) X 20=1. 819 m (0. 090 + 0. 025)X 18=1.793 m (0. 095 + 0. 030) X 17=1. 840 m (0.100 + 0. 035)X 15=1.754 m 滾筒各級(jí)周長(zhǎng)的計(jì)算, 通常滾筒中最大的那個(gè)為其周長(zhǎng)，所以，=1?892仞。 （5）篩孔間隙修正 因?yàn)闈L筒每級(jí)的周長(zhǎng)和被設(shè)計(jì)的滾筒軸長(zhǎng)度1之間的差，用以下式進(jìn)行校正: ei = Pi - di V3 (2-8) ei =2X 1. 892/V3 X23-0. 080

15、=0.015 e2 =2X 1. 892/V3 X20-0. 085 e3 =2X 1. 892/V3 X 18-0. 090 e4 =2X 1. 892/V3 X 17-0. 095 e5 =2X 1.892/73 X15-0. 100 =0. 024 =0. 031 =0. 034 =0. 046 (6) 滾筒直徑 則 (7)長(zhǎng)徑比驗(yàn)算 71 D二 1.892/Ji 二0. 60 m (2-9) (2-10) 1 f.=M 2 2(《+q) 又知 總長(zhǎng)度的確定，應(yīng)將各級(jí)的一側(cè)邊緣尺寸fi計(jì)入，因此 (2-11) 則滾筒

16、的長(zhǎng)度為 (2-12) L = ￡Z pj(dj + /) + y + /) (2-13) L = ￡Z pj(dj + Cj) + —+ 句) A L = [4X (0. 080 + 0.015) + 7X (0. 085 + 0. 020) + 3X (0. 090 + 0. 025) + 3X (0. 095 + 0. 030) + 2X (0. 100 + 0. 035) ] + 1/2 [ (0. 080 ) 0.015) + (0. 085 + 0. 020) + (0. 090 + 0. 025) + (0. 095 + 0. 030) + (0. 100 + 0

17、. 035) ] =2. 393 米代入計(jì)算出的滾筒的長(zhǎng)度和直徑為長(zhǎng)度的公式與直徑比檢查計(jì)算如果它不超過規(guī) 定長(zhǎng)度由計(jì)算知D=0.6。m L=2.393 m 則 u = L/D=2.393/0.60=3.99 規(guī)定的u = L/D=4則相差值為4-3. 99=0. 01<5%,符合要求。 故可確定滾筒 D=0.60 m L=2.393 m 2. 3. 5轉(zhuǎn)速n及水平傾角a的確定 滾筒的旋轉(zhuǎn)速度，會(huì)影響分級(jí)效率和生產(chǎn)能力，滾筒的旋轉(zhuǎn)速度取決于直徑。 滾筒通常位于傾斜的角度，轉(zhuǎn)速可以用下列式子確定： 12 ?14 (2-14) n =——=— 根據(jù)滾筒各尺寸的參數(shù)運(yùn)算得知

18、D = 0.60m，則根據(jù)公式分析得出本課題滾筒轉(zhuǎn)速范 圍如下式所示 n = 12?14 / JR二 12?14 / "0.60=15?18 r/min 考慮到滾筒的轉(zhuǎn)速一般為10~15 r/min, 一般不超過30 r/min。再結(jié)合實(shí)際生 產(chǎn)的需求，最終，確定滾筒的轉(zhuǎn)速n=18 r/min。 依據(jù)上述可得：〃與而成反比關(guān)系，即滾筒轉(zhuǎn)速越小則滾筒的周長(zhǎng)越大。 另一參數(shù)滾筒的傾斜角，和滾筒本身的長(zhǎng)度有關(guān)聯(lián)，通常取3度到5度之間，而 滾筒越長(zhǎng)傾斜角越小，短滾筒取大值。本設(shè)計(jì)中滾筒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2.393 m,結(jié)合實(shí)際 生產(chǎn)的需要，所以取a=4。。 2. 3.6滾輪和摩擦輪 分選

19、機(jī)內(nèi)部滾輪和摩擦輪是相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，是通過摩擦力和滾圈之間產(chǎn)生的摩 擦力而相互動(dòng)作的，為了提供修復(fù)和更換零件的方便性，摩擦輪被選擇為具有比滾 圈更低的耐磨損性，以便放置在摩擦輪的磨損。摩擦輪和滾圈的結(jié)構(gòu)示于圖2.5。 滾圈的常用材料為Q235、Q255、40號(hào)碳素鋼。摩擦輪的材料常為HT250、HT200 等。為節(jié)約成本這里取滾圈的材料為Q235,分選機(jī)摩擦輪的材料選擇HT200。 由下圖可知，由于滾筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)摩擦產(chǎn)生熱量，為了避免滾筒的熱脹冷縮 以及軸向振動(dòng)過大的現(xiàn)象，通常摩擦輪的寬度b大于滾群的寬度B 30到40mm,通過 公式計(jì)算分選機(jī)摩擦輪外徑，寬度分別為375mm和90

20、mm（根據(jù)分選機(jī)滾圈寬度60mm 運(yùn)算得到） 1 .滾筒2.摩擦輪3.滾圈 圖2.5摩擦輪與滾圈 (2-15) (2-16) 2. 3.7功率計(jì)算 功率計(jì)算公式如下式： Rn + 1 3^2 )g P= 6^ 上式中P一分選機(jī)電動(dòng)機(jī)額定功率，單位W； R一分選機(jī)滾筒內(nèi)部半徑，單位M； 〃一分選機(jī)滾筒額定轉(zhuǎn)速，單位r/min; 昭一分選機(jī)滾筒重量，單位kg ； 叫一分選機(jī)滾筒內(nèi)水果重量，單位施; 本設(shè)計(jì)中取叮=0.6° 〃一分選機(jī)傳動(dòng)系數(shù)，取0.6-0.7； m2 = 7iR2Lr}(/) L一分選機(jī)滾筒長(zhǎng)度，單位”； *一分選機(jī)內(nèi)部水果的密度，單位的/宏

21、 ?一水果在分選機(jī)中填充系數(shù)，取0.05-0.1之間。 因?yàn)楸菊n題所設(shè)計(jì)分選機(jī)主要用來分選水果，所以考慮質(zhì)量和水果半徑，近似 得出分選機(jī)水果密度為1?2乂1。3間矛，滾筒內(nèi)部填充系數(shù)選取。=。.07,貝！j □中=3. 14X ( (0 . 60-0. 002 X 2) /2 ) 2 X 2 . 393X 1. 2X 103 X 0. 07=56 kg 將以上結(jié)果代入滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的電動(dòng)機(jī)功率P的計(jì)算公式中： 黑龍江工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在指 導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已 經(jīng)注明引用的

22、內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng) 發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人 和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明 的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期：2019年 月 日 P二Rn (mi +13m2) g/60 n 二((0.60-0.002X2) /2 ) X 18X (62 + 13X56) X9. 81/60X0. 6-1155 W 2. 3. 8篩孔的設(shè)計(jì) 篩孔是分揀機(jī)的主要工作部件，以及其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)直接影響分類效果。該網(wǎng)孔 被布置成方形，矩形，一個(gè)等邊三角形，等等。據(jù)計(jì)算，正三角形排列屏幕表面的 有效系數(shù)提高了 1

23、6%與正方形布置相比。如圖2.6所示，有效屏幕面積較大，所以 等邊三角形布置在設(shè)計(jì)中采用。 圖2.6正三角形排列 2. 3. 9選擇電動(dòng)機(jī) （1）選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 一般在生產(chǎn)制造中，三相交流異步電機(jī)為使用最廣泛的一種電機(jī)，沒有特殊說 明（如需要大范圍的平滑速度調(diào)節(jié)，頻繁起動(dòng)和反向旋轉(zhuǎn)等）三相異步電動(dòng)機(jī)，通 常使用。Y系列，這已在中國(guó)被開發(fā)出來，是一個(gè)通用的，鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)是整 體式全封閉的電動(dòng)機(jī)，廣泛應(yīng)用于沒有易燃易爆物質(zhì)的場(chǎng)合使用，適用于無造成電 機(jī)腐蝕的環(huán)境，適合機(jī)械特性無特別要求的情況，比方說物料運(yùn)輸機(jī)，物料攪拌機(jī), 農(nóng)場(chǎng)品機(jī)械加工等。由于星型接法的

24、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特性比較好，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，所以 經(jīng)常用于一些機(jī)床、加壓機(jī)、壓縮機(jī)等對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求比較高的場(chǎng)合。YZ型和YZR 型電動(dòng)機(jī)，他們的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，過負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)能力哦強(qiáng)，所以他們常用于經(jīng)常停車和 反向轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合。 三相交流異步機(jī)根據(jù)其額定功率：是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行(額定電壓，額定頻 率，額定負(fù)載)條件下，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。還依據(jù)其滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，指 的是在電機(jī)額定功率的條件下負(fù)載降低，電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，但會(huì)低于同步轉(zhuǎn)速。由 于上述兩者的關(guān)系科已看出，為了滿足本設(shè)計(jì)方案的各種條件我們將選擇星型三相 異步電動(dòng)機(jī)。各個(gè)電動(dòng)機(jī)的外形尺寸，安裝方式，每種型號(hào)的電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、 星

25、三角接法等技術(shù)參數(shù)均能通過資料查詢到，通過資料書籍的查找，最終選擇出一 種適合本次設(shè)計(jì)的異步電機(jī)。 (2) 選擇電動(dòng)機(jī)類型的功率 電動(dòng)機(jī)出書功率通過計(jì)算得出P為： 綜出功率=l?55kw 驅(qū)動(dòng)電機(jī)與皮帶的總工作效率： 3 2 n總二n皮帶n齒輪n滾動(dòng)軸承n鏈輪n摩擦輪 二0. 96X0.97X0. 993X0. 96X0. 902 =0. 703 所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為 P電動(dòng)機(jī)輸入二P工作輸出/ n總 =1. 155/0. 703 =1.64 kW (3) 初選同步轉(zhuǎn)速為750r/min的電動(dòng)機(jī) 由于靖入功率V玲定功率，所以根據(jù)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表12_1,得出電機(jī)的

26、具體型號(hào) Y132S-8,電機(jī)額定功率為2.2kw,額定轉(zhuǎn)速為710r/min. 4定功率=2?2kw 〃額定轉(zhuǎn)速=710 r/min 2. 4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 2. 4. 1各傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算的計(jì)算 計(jì)算傳動(dòng)比所需要考慮的因素： (1) 每個(gè)級(jí)的變速比機(jī)構(gòu)的變速比應(yīng)的建議范圍內(nèi)，直到它的性能和它的緊湊 性是有利的不應(yīng)超過的最大值。傳輸?shù)母骷?jí)的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)該協(xié)調(diào)的和對(duì)稱的。例如, 由V型皮帶驅(qū)動(dòng)和齒輪傳動(dòng)裝置的傳輸，V型皮帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不應(yīng)過大，否則大帶輪的半徑將超過傳輸?shù)闹行母叨龋斐刹粎f(xié)調(diào)的大小和設(shè)計(jì)和安裝基座的。這是 困難的。 （2）

27、 傳輸應(yīng)是尺寸緊湊和重量輕。具有相同的總中心的距離和總傳動(dòng)比，有一 個(gè)更小的輪廓尺寸。 （3） 在實(shí)際傳輸中，大齒輪的直徑是類似的，從而使大齒輪具有相似油穿透深 度。在高速和低速兩個(gè)大齒輪的直徑相似，和低速齒輪具有稍大的直徑，并且所述 油穿透深度也略深，這時(shí)油潤(rùn)滑有利。 （5）應(yīng)該避免傳動(dòng)部件之間的干擾碰撞。高速大齒輪與所述低速軸，當(dāng)高速齒 輪比過大時(shí)可能發(fā)生干涉。除了考慮上訴的問題，有必要在理論結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行 連接，并考慮特殊因素，如機(jī)器的工作環(huán)境和安裝。以這種方式，我們可以通過實(shí) 際測(cè)量和理論計(jì)算將傳動(dòng)比逐級(jí)分配。 已知電機(jī)額定轉(zhuǎn)速710,輸出轉(zhuǎn)速18,求傳動(dòng)比： n

28、u/n = 710/18?39.44 V型帶傳功比系數(shù)常用取值范圍i<7； 分選機(jī)齒輪與減速器傳動(dòng)比系數(shù)取值范圍iV4?6； 鏈傳動(dòng)比系數(shù)取值范圍iV6； 滾筒摩擦輪傳動(dòng)比系數(shù)取值范圍iV5。 所以得出各級(jí)傳動(dòng)比： 第一級(jí) V型帶傳功比系數(shù)L=3； 第二級(jí) 齒輪與減速器傳動(dòng)比系i2=4； 第三級(jí) 鏈傳動(dòng)比系數(shù)％ = 2； 第四級(jí) 滾筒摩擦輪傳動(dòng)比系數(shù)i4=6。 分選機(jī)內(nèi)部機(jī)構(gòu)各軸的轉(zhuǎn)速分別如下，下標(biāo)0到3分別為電機(jī)軸、減速器軸、 減速器低速軸、滾筒摩擦輪軸。 no二 ru二710 r/min nF n0/ 金二710/3二237 r/min n2= m/ i2=23

29、7/4=59 r/min n3= n2/ i3=59/2=30 r/min n4= n3/ i4=30/l. 6=18 r/min 2. 4. 2各軸輸入功率的計(jì)算 機(jī)械輸入功率即：機(jī)械效率值分別為：V型帶傳功,軸承傳動(dòng)億=。?泌； 齒輪傳動(dòng)%=。?97 ；鏈傳動(dòng)74=0-96.滾筒摩擦輪傳動(dòng)〃5=。?90。各軸輸入功率的計(jì) 算是通過電機(jī)額定功率依據(jù)，每根軸輸入功率即： P0 = Pw = 2.2 kW Pi = P0ni=2. 2X0. 96=2. 11 kW P2 = P1n2n3=2. 11X0. 99X0. 97=2. 03 kW P3 = P2n4 =2. 03

30、X0. 96=1.95 kW P4 = P3 n 2 H 5=1. 95 X 0. 99 X 0. 90=1. 74 kW 2.4.3各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 To = 9550 Po/ n°=9550X2. 2/710 =29. 59 N ? m L = 9550 Pt/ MF9550X2. 11/237 =85. 02 N ? m T2 = 9550 P2/ n2=9550X2. 03/59 =325. 58 N ? m T3 = 9550 P3/ 113=9550X 1. 95/30 =620. 75 N ? m 第3章 主要零部件的選擇以及設(shè)計(jì) 3. 1皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 依照

31、前面的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算，我們得知道皮帶傳動(dòng)部分滑輪的傳動(dòng)比是3,這 就表明了該分選機(jī)的物體傳送因速度不低，算高速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，帶傳動(dòng)是用來改善傳 輸?shù)姆€(wěn)定性。旋轉(zhuǎn)的方向是相同的，并且?guī)л喌膫鬏斢善c皮帶輪之間的摩擦來 實(shí)現(xiàn)。皮帶傳動(dòng)裝置具有穩(wěn)定的傳輸，成本低和減震的特性。根據(jù)溝槽表面摩擦原 理，相同的張力的作用下，V型帶驅(qū)動(dòng)器可以產(chǎn)生比平皮帶驅(qū)動(dòng)更多的摩擦。此外, V形皮帶傳輸允許變速器是相對(duì)大的，結(jié)構(gòu)是相對(duì)緊湊的，并且V形帶具有流水化 和批量化加工制造的優(yōu)勢(shì)，所以，對(duì)該分選設(shè)備的傳輸功能，將通過V型帶來實(shí)現(xiàn)。 3. 1. 1確定計(jì)算功率Pea 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7查得工作情況系

32、數(shù)Ka =1.1故Pea = KaP= 1.1X2.2=2.42 kW 3. 1.2選擇V帶的帶型 依照Pea的值為2.42 KW,以及小帶的輪轉(zhuǎn)速m是710r/min,那么根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 中的圖8-11,設(shè)計(jì)里將擇取A型的V帶。 3. 1.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v （1） 小帶輪基準(zhǔn)直徑的初步核算 對(duì)于小帶輪的直徑核算，將采用查表法獲得，通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表8-6與 表8-8,這里將小帶輪的基準(zhǔn)直徑ddi初步定為140毫米。 （2） 驗(yàn)算帶速v 按式v=7cddi ni/60X 1000驗(yàn)算帶的速度 v =7iddi ni/60X 1000 =7tX1

33、40 X710/60X1000 =5.20 m/s 從帶速的計(jì)算結(jié)果來看，在5 -30m/s的范圍內(nèi)，符合相關(guān)規(guī)定，所以這里的帶速選擇準(zhǔn)確。 (3) 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 依照公式計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑為dd2 = iddl =3x140 = 420mm,依照《機(jī)械設(shè) 計(jì)》中的表8-8的整定規(guī)定，這里的直徑dd2選擇為400毫米。 3. 1.4確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 根據(jù)公式0.7 (ddi+dd2)Wao根2 (dai + dd2)初步確定中心距ao =750mm 由式： L d=2a()+7c/2 X (d(ii+ dd2)/+ (ddi- dd2)2/4ao

34、 =2 X 750+71/2 X( 140+400)+(400-140)2/4 X 750 =2371 mm 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=2240mm。 計(jì)算實(shí)際中心距 a=ao+ (Ld- Ld) /2=750+ (2240-2371) /2=685 mm 3. 1.5驗(yàn)算小帶輪上的包角印 ai =180° -57.5 °(dd2- ddi)/a =180°-57.5 °(400-140)/685=158 °3120° 取a=158°。 3. 1.6計(jì)算帶的根數(shù)z (1) 計(jì)算單根V帶的額定功率Pr 由ddi=140mm和ni=710r/min,查《機(jī)械設(shè)計(jì)

35、》表8-4a得Po=l.26kW。 根據(jù)ni=710r/min, i=3和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4b得△P()=0.09kW。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5得Ka=0.95,表8-2得Kl=1.06,于是 Pr=( Po+ APo) ? Ka ? Kl=( 1.26+0.09) X 0.95 X 1.06= 1.36 kW (2) 計(jì)算V帶的根數(shù)z z= Pca/Pr=2.42/l.36=l.78 取2根。 3. 1.7計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(F。)min 該值先要通過查表法獲得其單位長(zhǎng)度的重量，通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表8-3,我 們可以獲知A型帶相關(guān)質(zhì)量，這里q取0.

36、1 kg/m,那么拉力計(jì)算則為 (Fo)rnin=500 X (2.5-Ka) Pea / Ka ZV +qV2 =500X (2.5-0.95) X2.42/ (0.95X2X5.20) +0.1 X5.202=193N 3. 1.8計(jì)算軸壓力Fp 由式(Fp) =2Z (Fo ) min sin(ai/2)=2X2X 193Xsin(158/2)=758N 3.1.9帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該部分的設(shè)計(jì)在此簡(jiǎn)略。 3. 1. 10帶的張緊裝置 由于不同材質(zhì)的傳送帶具有的彈力大小不同，那么因?yàn)槠涔ぷ髦蓄A(yù)緊力的影響, 傳送帶使用一定的時(shí)間后它的塑性會(huì)發(fā)生變形，從而導(dǎo)致松弛并讓彈性發(fā)生

37、改變， 最終影響到預(yù)緊力Fo會(huì)逐步的減小。因此為了確保傳送帶的輸送能力滿足使用要 求，需定期對(duì)其采取張緊操作，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到張緊裝置的設(shè)計(jì)。 3.2直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 3. 2. 1選擇齒輪類型、精度等級(jí)' 材料及齒數(shù) (1) 依照上面的傳動(dòng)方案，設(shè)計(jì)中齒輪將澤卻直齒的圓柱齒輪來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能。 (2) 雖然滾筒為轉(zhuǎn)動(dòng)部件，但因?yàn)樗霓D(zhuǎn)速很低，所以此處的精度將選擇7級(jí) 精度。 (3) 材質(zhì)選型。通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》里表10-1的規(guī)定，這里的小齒輪用材選取材 調(diào)質(zhì)處理后的40Cr,其硬度是280 HBS,另外對(duì)于大齒輪，其加工材質(zhì)選擇調(diào)質(zhì)處理 后的45#鋼，其硬度是240 H

38、BS,在此大小齒輪的加工用材的硬度差是40HBS。 (4) 齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)選擇。本設(shè)計(jì)里的小齒輪齒數(shù)zi選擇為24,那么對(duì)于大齒 輪的齒數(shù)選擇將為z2 = 4x24 = 96。 3.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)中的計(jì)算公式(10-9a),經(jīng)過計(jì)算，結(jié)果為 (3-17) (1) 相關(guān)參數(shù)的數(shù)值確定 在此，先將載荷系數(shù)Kt按照1.3進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 Ti = 9550 Pi/ni=9550X2.11/237 =85.02 N ? m=8.502X 104 N ? mm 通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表10-7,這里的齒寬系數(shù)6d定為1.2。 通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中

39、的表10-6,查表獲得該材料的彈性影響系數(shù)Ze是189.8 MPa"。 通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的圖10-21,獲得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限OHliml，這里選 取600MPa；另外對(duì)于大齒輪的。Hiim2選取550MPa進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) Ni=60mjLh=60 X237XlX(2X8X300X 15)=1.024 X 109 Ni=1.024X 109/4=0.256X IO。 另外，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的圖10-19,先將其抗疲勞壽命系數(shù)Khni定為0.90； Khni定為0.95來進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 在對(duì)其接觸疲勞許用應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。 這里

40、的失效概率取值是百分之一，它的安全系數(shù)S則定為1,那么通過《機(jī)械設(shè) 計(jì)》里的計(jì)算公式(10-12),我們計(jì)算出以下的結(jié)果， 〔oh) i= KHNioiimi/S=0.9X600 MPa=540 MPa 〔OH) 2= KHN2Oiim2/S=0.95 X 550 MPa=522.5 MPa (2) 計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑dn,代入〔oh)中較小的值 dn 3 2.32 3 V KTi/。d ?(u+l)/u ?(ZE/ ( oh )尹=2.32 3 V 1.3 X 8.502 X 104/1.2 ?(4+1)/4 ?(189.8/522.5)2=57.459 mm 計(jì)算圓

41、周速度v v =7idit ni/60X 1000 =7rX 57.459 X 237/60 X 1000 =0.71 m/s 計(jì)算齒寬b b = 4>d ? dit= 1.2X57.459=68.951 mm 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) mt= du/ zi =57.459/24=2.394 mm 齒高 h= 2.25 mt=2.25 X 2.394=5.39 mm b/h=68.951/5.39=12.79 齒輪的負(fù)載常數(shù)計(jì)算： 首選查表獲取載荷系數(shù)Kv,這里查表獲取Kv是1.04,然后依照v取值0.71 m/s, 7 級(jí)精度等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。 在此，由于

42、是直齒輪，那么KHa、KFa的值相同，都取1； 另外使用系數(shù)Ka通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的表10-2查閱得知其值為1；另外根據(jù)《機(jī) 械設(shè)計(jì)》里的表10-4,查表得知其精度為7級(jí)，并在布置形式為相對(duì)支撐的時(shí)候，其 Khb=1.315 由b/h=12.79, Khb=1.315查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得Kfb=1.28；故載荷系數(shù) K= Ka Kv KHa Khb=1 X 1.04X1X 1.315=1.368 接下來的計(jì)算要注意根據(jù)實(shí)際的載荷系數(shù)在校正后獲取的分度圓直徑進(jìn)行計(jì)算， 那么，利用《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的計(jì)算公式（10-10a）,就可以計(jì)算出 di=dit3 VK/ Kt=57.4

43、59X3V1.368/ 1.3=58.436 mm 計(jì)算模數(shù)m m = di/ zi=58.436/24=3.43 mm 3. 2. 3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的計(jì)算公式（10-5）,這里的彎曲強(qiáng)度計(jì)算方法與過程如 下， （1）對(duì)相關(guān)參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行確定。 通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的圖10-20C,能夠知道小齒輪它的彎曲疲勞強(qiáng)度上限范圍OFEI 是500 MPa；另外大齒輪的該參數(shù)的上限范圍WE2為380 MPa； 摘要 論文對(duì)中國(guó)國(guó)內(nèi)和國(guó)外水果分級(jí)分選機(jī)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)分析并且 對(duì)中國(guó)未來水果分級(jí)分選技術(shù)進(jìn)行了預(yù)測(cè)和分析，根據(jù)當(dāng)前大部分已有的水

44、果分選 機(jī)存在的問題，對(duì)其開展了優(yōu)化與改進(jìn)，以此實(shí)現(xiàn)分選精度增強(qiáng)、分選效率提升； 另外從整個(gè)的分選設(shè)備在加工制造中的規(guī)?；a(chǎn)上出發(fā)，對(duì)其的制造，使用過程 中的維護(hù)等進(jìn)行相關(guān)改進(jìn)。該水果分選機(jī)屬于新型的分選設(shè)備。該分選裝置在工作 中會(huì)依照水果形狀大小設(shè)計(jì)由6級(jí)分級(jí)5節(jié)滾筒、兩個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)組成。 采用電動(dòng)機(jī)作為機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源，通過帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該動(dòng)力通過直齒圓柱齒輪的減 速后，把工作中需要的動(dòng)力利用鏈輪傳遞機(jī)構(gòu)傳遞到分類滾輪從而實(shí)現(xiàn)水果的分類 和排序。該機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本不高，維修方便，有望于市場(chǎng)推廣普及。 關(guān)鍵詞：水果；形狀大小；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；6級(jí)分級(jí)5節(jié)滾筒； 通過

45、《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的圖10-18,這里的彎曲抗疲勞Kfni是0.85,而Kfni則為0.88； 在上述相關(guān)參數(shù)的取值確定后，下來就進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，在此，其安全系數(shù)S取 值1.4,那么通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的公式(10-12),我們計(jì)算得出 〔of) i= KfniOfei/S=0.85X500/1.4 MPa=303.57 MPa 〔of) 2= Kfn2Ofe2/S=0.88X 380/1.4 MPa=238.86 MPa 計(jì)算載荷系數(shù)K。 K= Ka Kv KFa Kfb=1 x 1.04X 1 X 1.28=1.331 齒形系數(shù)通過查表法獲得，通過相應(yīng)規(guī)范的查表，這里的系數(shù)YFal取

46、值2.65；而 系數(shù)YFa2取值2.196o 應(yīng)力校正系數(shù)也是通過查表法獲得，這里，通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表10-5獲知 Ysal = 1.58； Ysa2=1.786。 計(jì)算大、小齒輪的Y Fa Ysa / (of)并加以比較。 YFal Ysai / (of) =2.65X 1.58/303.57=0.01379 YFa2YSa2/[ oF〕= 2.196x1.786/23886 = 0.01642 通過計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，這里大齒輪的數(shù)值最大。 (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 m》3 " 2X 1.331 X8.502X 104/1.2 X 242 ?(0.01642)=1.75 mm

47、通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析可以看出，因?yàn)槠潺X面接觸強(qiáng)度的模數(shù)m比齒根彎曲疲 勞強(qiáng)度的模數(shù)大，再因?yàn)辇X輪模數(shù)m主要受彎曲強(qiáng)度表現(xiàn)出來的承載能力大小的影 響，以及齒面受力能力只和齒輪的直徑有關(guān)系，那么這里的模數(shù)要進(jìn)行整定，1.75 毫米整定后取2.0毫米，另外分度圓的直徑di按照58.436毫米來計(jì)算小齒輪的齒數(shù)， 其結(jié)果為 zi = di/ m=58.436/2^29 大齒輪齒數(shù) Z2 = 4X29=116 3.2.4幾何尺寸計(jì)算 (1) 計(jì)算分度圓直徑 di= zim=29 X 2=58 mm d2= Z2Hi= 116X2=232 mm (2) 計(jì)算中心距 a =(di+

48、d2)/2=(58+232)/2=145 mm (3) 計(jì)算齒輪寬度 b = 4>d di=1.2 X 58=69.6 mm 取B2=70 mm, Bi=75 mm。 (4) 本設(shè)計(jì)里的相關(guān)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與齒輪零件圖在此省略。 3. 3滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1選擇鏈輪齒數(shù) 根據(jù)上述的計(jì)算，如果小鏈輪的齒數(shù)zi是19,那么大鏈輪的齒數(shù)則通過計(jì)算是 zl = zlx2 = 2x19 = 38 3.3.2確定計(jì)算功率 通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》規(guī)范里的表9-7,首先查取Ka取值1.0,而Kz取值1.52,單排鏈, 那么功率是 Pca= KaKzP=1.0X 1.52X2.2=3.3

49、4 kW 3.3.3選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 利用Pea計(jì)算結(jié)果是3.34 kW. 8是59r/min,通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的圖9-11可以知 道，鏈條的型號(hào)選擇是20A-1,再通過查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的表9-1,就能確定改鏈 條的每節(jié)間隔p為31.75毫米。 3.3.4計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 先對(duì)鏈節(jié)的中心距離進(jìn)行初步計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為 a0 = (3g50)p = (30-50)x31.75 = 952. Al 587.5mm 這里取ao為1000毫米，那么其節(jié)數(shù)計(jì)算結(jié)果是 Lp()=2 a()/p+( zi+ z2)/2+ (( Z2-zi)/2兀)2 p/ a()=2X 1000/3

50、1.75 + ( 19+38)/2 + (38-19)/2兀)2 X 31.75/ 1000^91.78 結(jié)合上面的計(jì)算結(jié)果，本設(shè)計(jì)里鏈長(zhǎng)的節(jié)數(shù)L定為92節(jié)。 通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表9-7,就得獲知到得其有關(guān)系數(shù)￡的值為0.24883,那么 它的中心距離上限值是 a = ￡p (2Lp-(zi+z2)) =0.24883X31.75X (2 X92-( 19+ 38)) ^987 mm 3.3.5計(jì)算鏈速v,確定潤(rùn)滑方式 v = n2zip/60X 1000=59 X 19 X 31.75/60 X 1000^0.6 m/s 利用鏈速與鏈號(hào)的數(shù)值，通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖9-14

51、的數(shù)值查閱，確定改分選 設(shè)備的給油脂方式為滴油形式。 3. 3. 6計(jì)算壓軸力Fp 首先，這里的有效圓周力計(jì)算結(jié)果是； Fe = 1000P/v= lOOOx 2.2/0.6=3667 N 另外，由于鏈輪以水平形式布置后它壓軸力的系數(shù)Kfp是1.15,那么其壓軸力 計(jì)算結(jié)果是 Fp^KFpFe=l.15X3667^4217 No 3. 4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.4.1高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 利用《機(jī)械設(shè)計(jì)》的公式(15-2),高速軸的初步最小軸徑計(jì)算公式是： ^nin = (3-19) 首選對(duì)上面計(jì)算方法里涉及的相關(guān)參數(shù)取值進(jìn)行確定。軸加工選用材質(zhì)是調(diào)質(zhì) 處理后的45#鋼，

52、再通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的表15-3,取4=112 由前面的設(shè)計(jì)算得Pi=2.11kW, ni=237 r/min (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算：dmin= Ao3 VPi/m=112X3 72.11/237=23.3 mm 軸最小軸的直徑計(jì)算則是d = (1 + 0.14)= 26.6mm,對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行圓整處理后取 27毫米。 (3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)初步確定軸上相關(guān)零件的裝配圖 按照設(shè)計(jì)的相關(guān)要求與規(guī)定，在此將采取如圖3.1描述的方案完成軸的裝配。 so 75 24 - 19.75 * \8x7x4。 A 89,9 s Iff B 64.5 c_ VI 5 4.

53、 6 圖3.1局速軸的裝配方案 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 a、 為了確保小皮帶輪在軸向定位符合要求，在加工中I-II軸的右端部分應(yīng)有 軸肩，因此對(duì)于所II-III段來說，其直徑將定為34毫米；在其左端部位將選取 擋圈對(duì)軸端完成定位，擋圈直徑D規(guī)格按照37毫米的要求選擇制作。另外用于小 皮帶輪和軸之間的配合轂，它的孔長(zhǎng)度Li規(guī)格應(yīng)為48毫米，在此需注意在使用中 軸端擋圈不會(huì)壓在小皮帶輪的軸端面之上，因此對(duì)I-II段的長(zhǎng)度來說，必須滿足和 Li相比要短一點(diǎn)，在此15的數(shù)值取為46毫米。 b、 滾動(dòng)軸承的初步選型?；谳S承在工作中受到徑向力與軸向力共同影響，

54、因 此要注意，在應(yīng)用上必須具有一個(gè)單列的圓錐滾子形式的軸承。所以根據(jù)dzi的取 值是34毫米，通過對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》里的相關(guān)要求，初步采用了基本 游隙組為零，并且具備標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列形式的滾錐軸承30208型號(hào)，其外形規(guī)格 大小是dxDxT = 40mmx80mmxl9.75mm,所以這里的血小與血一訓(xùn)相同，都是40 毫米，另外而Ivm-伽則為19.75毫米。 這里選擇軸肩定位的方式實(shí)現(xiàn)軸承右端的定位。通過《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 可以獲知30208型軸承其定位軸肩的高度h大小是4.5毫米，所以這里的山…取值 為49毫米。 c、 對(duì)齒輪裝配位置的軸端分段IV-V的直徑

55、d\f取值為50毫米進(jìn)行測(cè)算驗(yàn)證 后，因?yàn)樾↓X輪的齒根部位與鍵槽的底部之間的長(zhǎng)度e小于端面的模數(shù)，那么此設(shè) 計(jì)里齒輪與軸在制作時(shí)應(yīng)按照一體的要求進(jìn)行加工，也就是常說的齒輪軸。 d、 軸承蓋的總寬度取值為20毫米，參照軸承蓋與潤(rùn)滑給油處對(duì)于軸承要具備 便于拆裝的性能，那么端帽的外端表面和所述小鏈輪的左端兩部分間的長(zhǎng)度1取值 為30毫米，那么Imw的長(zhǎng)度計(jì)算則為50毫米。 e、 在此，對(duì)齒輪與箱體內(nèi)部的間隔距離a取值為16毫米。在此要注意箱體在 加工中存在的誤差因素，對(duì)滾動(dòng)軸承的位置進(jìn)行確立定位時(shí)，還要放有一定的余量 s,在此s數(shù)值定為8毫米，先前我們對(duì)滾動(dòng)軸承的寬度T已經(jīng)明確，

56、是19.75毫米, 則 hi-v=T+s+a= 19.75+8+16=43.75 mm lvi-vn= s+a=8+16=24 mm 經(jīng)過上面的查表與計(jì)算，軸的相關(guān)規(guī)格尺寸已經(jīng)明確。 (4) 軸上零件的周向定位 本設(shè)計(jì)里，分選機(jī)的小皮帶輪圓周定位是利用平鍵來實(shí)現(xiàn)的。這里的d頃是通 過查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表6-1獲知，數(shù)值大小為bxh = 8mmx7mni,選用的鍵槽 是通鍵槽專用的銃刀來實(shí)現(xiàn)制作，它的長(zhǎng)度是40毫米，另外為了確保齒輪和軸在, 在進(jìn)行滾動(dòng)軸承和軸的周向定位的裝配時(shí)，應(yīng)當(dāng)有過度配部件，這里軸的直徑尺大 小的允許公差應(yīng)控制在m6范圍。 (5) 確定軸上圓角和倒角

57、尺寸 通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表15-2提供數(shù)據(jù)，這里的軸左端的倒角應(yīng)是1.0X45°, 對(duì)于軸右端的倒角應(yīng)是1.6X45。另外相關(guān)的各軸的軸肩位置的圓角半徑要求如表 15-2所示。 (6) 求軸上的載荷 首先利用軸的結(jié)構(gòu)圖3.1對(duì)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行繪制。對(duì)于軸承的支點(diǎn)具體定位, 通過查表法獲得，具體參照《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的圖15-23。通過查表，獲知a的數(shù)值為 16.9毫米。所以其支撐的間距是64.35+64.35= 128.7mmo在依照繪制好的軸計(jì)算 簡(jiǎn)圖進(jìn)行軸彎矩圖以及扭矩圖的繪制，繪制完成后的圖見圖7.1o 通過圖7.1,我們能夠得出軸的危險(xiǎn)截面為C截面部分。下來對(duì)截面C處的

58、Mh 等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算等，整理后如表2。 表2截面C的支反力、彎矩及扭矩?cái)?shù)值 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F Fnhi=1466N, Fxh2=1466N Fnvi=533. 5N, FW2=-533. 5N Mh=94557 N ? mm Mvi=34410. 75N ? min Mv2=-34410. 75 N ? nun 總彎矩 Mi= M2= V945572+34410. 752=100624 N - m 扭矩T Ti=85020 N ? mm （7）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行該性能的計(jì)算核對(duì)時(shí)，常規(guī)的做法就是對(duì)該軸上的C危險(xiǎn)截面

59、的強(qiáng)度就行 核算。通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的公式（15.5）與上表里的相關(guān)數(shù)值，以及軸在單向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其扭轉(zhuǎn)的切應(yīng)力就是脈動(dòng)循環(huán)的變應(yīng)力情況下，對(duì)系數(shù)a取值為0.6后進(jìn)行計(jì) 算，那么它的應(yīng)力大小為

60、)初步估算軸的最小軸徑: (3-20) 確定公式內(nèi)的各種計(jì)算數(shù)值 選軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15—3,取4=112 由前面的設(shè)計(jì)算得P2=2.03kW, m=59 r/min (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算：dmin= Ao3 VPi/ni=l 12X3 V2.03/59=36.4 mm 該低速軸的最小軸徑計(jì)算是d=』min x(1+0.14)=41.5 mm ,對(duì)計(jì)算結(jié)果按照相關(guān) 要求進(jìn)行圓整處理，其數(shù)值為42毫米。 (3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)初步確立擬軸上相關(guān)構(gòu)件的裝配方案 按照設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定，在此將采取現(xiàn)圖3.3所描述的方案實(shí)施軸的裝配操作。 m SS 0

61、 H -4- g 0 0 VI 9 夜 0 5 20x12x56 A 60.75 B 60.75 85 12x8x2  圖3.3低速軸的裝配方案 2）參考軸向的定位有關(guān)規(guī)范實(shí)現(xiàn)其每段的直徑與長(zhǎng)度的確立。 a、 按照設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于軸向定位的規(guī)定，應(yīng)當(dāng)確保VII-VIII軸的左端為與肩部制 造，所以VII-VIII截面的直徑是DVII-VIII =49毫米;右端通過軸端保持環(huán)定位時(shí)，根 據(jù)軸端的直徑以保持環(huán)直徑d =52毫米。小鏈輪和所述軸的所述輪轂孔的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 =28毫米。為了確保該軸端保持環(huán)僅在小鏈輪壓不按壓在軸的端面上，所述VII-VIII 截

62、面的長(zhǎng)度應(yīng)比L1稍短?，F(xiàn)在采取LI-II =26毫米。 b、 滾動(dòng)軸承的初步選型。基于軸承在工作中受到徑向力與軸向力共同影響，因 此要注意，在應(yīng)用上必須具有一個(gè)單列的圓錐滾子形式的軸承。所以根據(jù)DVII-VIII =49毫米，所述單排滾動(dòng)錐形軸承的基本游隙組和標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的30211最初由機(jī) 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇，并且其大小為dXdXT=55毫米X 100毫米X22.75毫米, 所以DI-II = DV-VII = 55毫米;和Li-II =22.75毫米。左端滾動(dòng)軸承采用軸肩定位。對(duì) 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》進(jìn)行查表，就可以確定30211型的軸承相關(guān)參數(shù)，這里 定位軸肩的高度

63、h取值4.5毫米，那么的數(shù)值將為64毫米。 c、 對(duì)齒輪裝配位置的軸端分段IV-V的直徑山5取值為70毫米進(jìn)行測(cè)算驗(yàn)證 后，該設(shè)計(jì)里齒輪的右端和右軸承兩者間的定位方法選取套筒定位形式。在此，齒 輪的輪轂寬大小是70毫米，為了確保裝配后套筒的端面能后和齒輪緊密的接觸， 要讓次軸段的寬度稍微小一些，所以這里的lw_v取值為66毫米，對(duì)于齒輪的右端裝 配，將選取軸肩定位方法，因?yàn)檩S肩的高度h比0.07d大一些，所以這里的高度h 取值為6毫米，另外其軸環(huán)處的直徑由質(zhì)規(guī)格大小為82毫米。同時(shí)由于軸環(huán)的寬 度b大于1.4個(gè)h,那么Iiimv取值為12 mm。 d、 軸承蓋的總寬度取值為20

64、毫米，參照軸承蓋與潤(rùn)滑給油處對(duì)于軸承要具備 便于拆裝的性能，那么端帽的外端表面和所述小鏈輪的左端兩部分間的長(zhǎng)度1取值 為30毫米，那么Iwn的長(zhǎng)度計(jì)算則為50毫米。 e、 在此，對(duì)齒輪與箱體內(nèi)部的間隔距離a取值為16毫米。在此要注意箱體在 加工中存在的誤差因素，對(duì)滾動(dòng)軸承的位置進(jìn)行確立定位時(shí)，還要放有一定的余量 s,在此s數(shù)值定為8毫米，先前我們對(duì)滾動(dòng)軸承的寬度T己經(jīng)明確，是22.75毫米, 則 lv-vi=T+s+a+ （70-66） =22.75+8+16+4=50.75 mm 1 ii .in=s+a=8+16=24 mm 經(jīng)過上面的查表與計(jì)算，軸的相關(guān)規(guī)格尺寸已經(jīng)明

65、確。 (4) 軸上零件的周向定位 本設(shè)計(jì)里，分選機(jī)的齒輪與小鏈輪之間的圓周定位是利用平鍵來實(shí)現(xiàn)的。這里 的dw-v是通過查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表6-1獲知，數(shù)值大小為b*h = 20rnrnxl2mrn, 選用的鍵槽是通鍵槽專用的銃刀來實(shí)現(xiàn)制作，它的長(zhǎng)度是56毫米，另外為了確保 齒輪和軸在裝配過程里的對(duì)中性滿足要求，這里的小皮帶輪的輪轂和軸的吻合比最 好是H7/n6；另外在小鏈輪和軸的裝配連接里，應(yīng)采取規(guī)格12mmX8mmX22 mm 的平鍵進(jìn)行連接，其溫和比控制在H7/k6o同時(shí)，在進(jìn)行滾動(dòng)軸承和軸的周向定位 的裝配時(shí)，應(yīng)當(dāng)有過度配部件，這里軸的直徑尺大小的允許公差應(yīng)控制在m6

66、范圍。 (5) 確定軸上圓角和倒角尺寸 通過《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表15-2提供數(shù)據(jù)，這里的軸端倒角應(yīng)是1.6X45。，另外 相關(guān)的各軸的軸肩位置的圓角半徑要求如表15-2所示。 (6) 求軸上的載荷 首先利用軸的結(jié)構(gòu)圖3.3對(duì)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行繪制。對(duì)于軸承的支點(diǎn)具體定位, 通過查表法獲得，具體參照《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的圖15-23o通過查表，獲知a的數(shù)值大 小是21毫米。所以其支撐的間距是60.75+60.75= 121.5mmo在依照繪制好的軸計(jì) 算簡(jiǎn)圖進(jìn)行軸彎矩圖以及扭矩圖的繪制，繪制完成后的圖見圖3.4O 通過圖3.4,我們能夠得出軸的危險(xiǎn)截面為B截面部分。下來對(duì)截面C處的Mh 等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算等，整理后如表3。 表3截面B的支反力、彎矩及扭矩?cái)?shù)值 載荷 水平面II 垂直面V 支反力 F Fni11=1403. 5N, Fmi2=1403. 5N Fnvi=511N, FW2=-511N 彎矩 M Mh=85263 N - mm Mvi=31043. 25N ? mm Mv2=-31043. 25 N ? mm 總彎矩 Mi= M2= V852632+31