黑豆挑選機(jī)的設(shè)計(jì)含5張CAD圖,黑豆,挑選,挑揀,篩選,設(shè)計(jì),cad 中期進(jìn)展情況檢查表 學(xué)生姓名 班級(jí) 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)（論文）題目 黑豆挑選機(jī)的設(shè)計(jì) 目前已完成 的任務(wù) 1. 查閱資料；整理資料；撰寫開題報(bào)告 2. 黑豆挑選機(jī)的方案原理設(shè)計(jì) 3. 黑豆挑選機(jī)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的參數(shù)擬定 4. 黑豆挑選機(jī)的電機(jī)選擇、傳動(dòng)比分配、 是否符合任務(wù)書要求進(jìn)度 符合任務(wù)書要求進(jìn)度 尚須完成的任務(wù) 1. 齒輪及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2. 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3. 設(shè)計(jì)說明書的撰寫及修改 4. 本課題所需裝配圖、零件圖的繪制CAD 能否按期完成設(shè)計(jì)（論文） 能按期完成設(shè)計(jì)論文 存在的問題和解決辦法 存在的問題 對(duì)黑豆挑選機(jī)的結(jié)構(gòu)如何設(shè)計(jì)，針對(duì)工況要求、剛度要求強(qiáng)度要求、穩(wěn)定性要求等如何進(jìn)行布置，并且同時(shí)怎樣考慮材料的選擇 擬采取的辦法 查取資料，根據(jù)資料對(duì)每一項(xiàng)進(jìn)行分析，然后根據(jù)實(shí)際可行性進(jìn)行綜合考慮 指導(dǎo)教師意見 檢查日期： 年 月 日 I 摘 要 本文以黑豆挑選機(jī)為研究對(duì)象，主要研究?jī)?nèi)容：在黑豆特性和力學(xué)特 性研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定黑豆選機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，開展黑 豆挑選機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并分析主要零部件的受力情況，得到工作過程中驅(qū) 動(dòng)力矩的變化規(guī)律和最大驅(qū)動(dòng)功率。 黑豆是世界上廣泛栽培的主要油料和經(jīng)濟(jì)作物，市場(chǎng)需求巨大，同時(shí) 也是主要的創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一。針對(duì)這一問題，本文針對(duì)黑豆加工環(huán)節(jié)中的 去雜質(zhì)工序進(jìn)行了機(jī)械化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)本臺(tái)黑豆挑選機(jī)。本黑豆挑選機(jī)采用 兩種精選方式達(dá)到精選目的，黑豆經(jīng)過挑選機(jī)，首選經(jīng)過風(fēng)選，將較輕雜 質(zhì)吹出，然后經(jīng)過篩選，將黑豆較重雜質(zhì)過濾去。 本文首先分析原始參數(shù)，并以此參數(shù)設(shè)計(jì)并選定了電動(dòng)機(jī)，然后對(duì)齒 輪及軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)其它結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并繪制出整機(jī)裝配 圖及零件圖。 本文所設(shè)計(jì)的黑豆挑選機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。 關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪傳動(dòng) 軸 鼓風(fēng)機(jī) II Abstract On the basis of the research results of the characteristics and mechanical properties of black beans, the paper determined the overall structure and key structural parameters of the black bean selection machine, carried out the structure design of the black bean selection machine, and analyzed the force situation of the main parts, and got the change rule of the driving torque during the work. And the maximum driving power. Black bean is the main oil and economic crop widely cultivated in the world. The market demand is huge, and it is also one of the main agricultural products of foreign exchange .The black bean has a rich battalion to deal with this problem. In this paper, we designed the process of black bean processing, and designed the black bean selection machine. The black bean selection machine is selected by two selection methods. The black bean is selected through the selection machine, the first choice is through the wind selection, the lighter impurities are blown out, and then the black bean is filtered through the filtration. In this paper, the original parameters are analyzed, and the motor is designed and selected by these parameters. Then the gear and shaft are designed and calculated. The other structures are designed in detail, and the assembly drawing and part drawing are drawn. The black bean sorting machine designed in this paper is simple in structure and easy to operate. III Key words: Structural design gear shaft blower 目 錄 摘 要 ...................................................................................................I ABSTRACT......................................................................................II 第一章 緒論 ......................................................................................1 1.1 課題來源及研究的目的和意義 ............................................................1 1.2 黑豆清洗加工簡(jiǎn)述 ................................................................................2 1.2.1 初步清理 ...................................................................................2 1.2.2 去石 ...........................................................................................3 1.3 黑豆挑選機(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ........................................................3 1.4 研究方案和預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) ................................................................5 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 ..........................................................................7 2.1 方案原理設(shè)計(jì) ........................................................................................7 2.1.1 原理方案一 ...............................................................................8 2.1.2 原理方案二 ...............................................................................9 2.1.3 原理方案確定 .........................................................................10 2.2 傳動(dòng)設(shè)計(jì) ..............................................................................................11 2.2.1 原始參數(shù)擬定 .........................................................................11 2.2.2 電機(jī)選擇 .................................................................................12 2.2.3 傳動(dòng)比的分配 .........................................................................13 2.2.4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) .........................................................................14 2.2.5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .........................................................................21 2.2.6 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算（大齒輪） .................25 2.2.7 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .........................................................................27 2.3 風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................................................................34 2.3.1 風(fēng)機(jī)全壓計(jì)算 .........................................................................34 2.3.2 電機(jī)及風(fēng)機(jī)的選用 .................................................................35 2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..............................................................................................35 2.4.1 機(jī)架設(shè)計(jì) .................................................................................35 2.4.2 振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .....................................................................38 2.4.3 風(fēng)選分離裝置 .........................................................................40 總結(jié) ..................................................................................................41 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................43 致 謝 ................................................................................................45 1 第一章 緒論 1.1 課題來源及研究的目的和意義 黑豆具有廣泛的用途，被譽(yù)為糧食中的綠色珍珠，是調(diào)節(jié)飲食的佳品 又是食品工業(yè)和釀酒工業(yè)的重要原料。 黑豆有著豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥理價(jià)值：黑豆?fàn)I養(yǎng)全面，含有豐富的蛋 白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)，有活血、利水、祛風(fēng)、解毒之功效;黑豆中微量 元素如鋅、銅、鎂、鉬、硒、氟等的含量都很高，而這些微量元素對(duì)延緩 人體衰老、降低血液粘稠度等非常重要;黑豆皮為黑色，含有花青素，花 青素是很好的抗氧化劑來源，能清除體內(nèi)自由基，尤其是在胃的酸性環(huán)境 下，抗氧化效果好，養(yǎng)顏美容，增加腸胃蠕動(dòng)。 黑豆的藥理作用黑豆性平、味甘;歸脾、腎經(jīng);具有消腫下氣、潤(rùn)肺 燥熱、活血利水、祛風(fēng)除痹、補(bǔ)血安神、明目健脾、補(bǔ)腎益陰、解毒的作 用;用于水腫脹滿、風(fēng)毒腳氣、黃疸浮腫、風(fēng)痹痙攣、產(chǎn)后風(fēng)疼、口噤、 癰腫瘡毒，可解藥毒，制風(fēng)熱而止盜汗，烏發(fā)黑發(fā)以及延年益壽的功能。 黑豆粉有顯著降脂作用，黑豆中含有一種球蛋白和多糖，能促進(jìn)動(dòng)物 體內(nèi)膽固醇在肝臟分解成膽酸，加速膽汁中膽鹽分泌和降低小腸對(duì)膽固醇 的吸收。 黑豆的有效成分具有抗過敏作用，可輔助治療蕁麻疹等過敏反應(yīng)。黑 豆對(duì)葡萄球菌有抑制作用。黑豆中所含蛋白質(zhì)、磷脂均有興奮神經(jīng)，增進(jìn) 食欲的功能。黑豆含豐富胰蛋白酶抑制劑，可以保護(hù)肝臟，減少蛋白分解， 減少氮質(zhì)血癥，因而保護(hù)腎臟。 隨著我國(guó)人民生活水平不斷提高，尤其是人民收入的增加，對(duì)糧食豆 類的需逐漸走向多樣化、多層次化， 2 為糧食豆類加工工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)。該設(shè)備是糧食精加工系列 設(shè)備的主要設(shè)備之一，可提高黑豆質(zhì)量。相比起傳統(tǒng)篩選方法，選題基于 風(fēng)選原理進(jìn)行作業(yè)的糧豆加工機(jī)器在機(jī)械化、加工精度以及自動(dòng)化程度等 方面都大大提升。從而極大地提高了糧食精加工產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。 黑豆挑選機(jī)是糧食精加工系列設(shè)備的主要設(shè)備之一，可提高黑豆質(zhì)量。 通過該課題的研發(fā)工作，使學(xué)生能夠正確運(yùn)用所學(xué)課程的基本理論和有關(guān) 知識(shí)，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)方案的擬定、比較、分析及進(jìn)行必要的計(jì)算,提高學(xué)生應(yīng) 用工程技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)以及編寫文件的能力。論述了黑豆挑選機(jī)的結(jié) 構(gòu)、功能、原理，自動(dòng)控制部分包括自動(dòng)調(diào)節(jié)擋板的移動(dòng)控制等，以及各 種零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和選材。其中涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)以及 機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)的設(shè)計(jì)思想、方法等內(nèi)容。 1.2 黑豆清洗加工簡(jiǎn)述 國(guó)外黑豆經(jīng)脫皮，清洗，并制成成品豆的工業(yè)生產(chǎn)過程稱作黑豆加工。 由于黑豆外皮含有粗纖維和灰分不能食用，必須經(jīng)過加工才能制成松酥可 口、易于消化的產(chǎn)品，加工皮和碎豆等副產(chǎn)品也有多種開發(fā)和利用途徑。 黑豆加工的工藝過程可分為黑豆脫殼、清理、及分離及成品豆整理等工序。 下面簡(jiǎn)要介紹一下和本課題密切相關(guān)的清洗過程。 黑豆中混有一定數(shù)量的多種雜質(zhì)，必須首先清除。清理黑豆中雜質(zhì)的 方法很多，主要是借助雜質(zhì)與黑豆之間物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分選。通常根 據(jù)黑豆含雜情況，按以下主要工序進(jìn)行清理： 1.2.1 初步清理 清除黑豆中比較容易清除的雜質(zhì)，如形狀大小與豆粒差異很大的豆莢、 3 雜草種子等。主要采用篩選、風(fēng)選，或風(fēng)篩結(jié)合，即借助靜止或運(yùn)動(dòng)的篩 面進(jìn)行篩選，或者利用黑豆和雜質(zhì)的懸浮速度等空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的差異進(jìn) 行風(fēng)選，附帶除去癟豆等一類的輕型雜質(zhì)。清理設(shè)備則用帶金屬篩面的初 清篩和自衡振動(dòng)篩等。 1.2.2 去石 除去黑豆中那些粒子與黑豆接近平肩石和平肩泥，用篩選法不能除去， 必需采用專門的去石工序才能有效地清除。去石設(shè)備用得最廣的是比重去 石機(jī)，該機(jī)備有往復(fù)簸動(dòng)的篩板，并從篩板下部引入氣流，根據(jù)豆石比重 的不同和自動(dòng)分級(jí)作用使豆石分離。此機(jī)去石效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面 積小。 1.3 黑豆挑選機(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 挑選機(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀：糧食加工機(jī)的發(fā)展有賴于深化改革。我國(guó)糧食 加工機(jī)的發(fā)展依靠深化國(guó)有企業(yè)改革，建立現(xiàn)代企業(yè)制度，加強(qiáng)企業(yè)科學(xué) 管理；合理調(diào)整優(yōu)化行業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和地區(qū)布局；大力加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)、 基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)材料和基礎(chǔ)單元操作″四基″工作；提高產(chǎn)品質(zhì)量，加強(qiáng)產(chǎn) 品可靠性研究，提高單機(jī)和聯(lián)線可靠性研究，易損件和關(guān)鍵件使用壽命和 外觀質(zhì)量研究；通過引進(jìn)增強(qiáng)自主開發(fā)能力；促進(jìn)機(jī)電一體化和高新技術(shù) 的產(chǎn)業(yè)化、商品化；重點(diǎn)開發(fā)我國(guó)急需的成套設(shè)備，增加品種，以高效、 高質(zhì)量的設(shè)備來裝備食品工業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)效益，積極擴(kuò)大出口。從“九五” 開始每年增加糧食加工機(jī)產(chǎn)品 100 種，到 2017 年達(dá) 3100 種，基本上能滿 足國(guó)內(nèi)需求，補(bǔ)齊已有生產(chǎn)線所缺的單機(jī)或設(shè)備；加大研制高生產(chǎn)效率的 機(jī)械，屆時(shí)成套設(shè)備比現(xiàn)有的最高每小時(shí)生產(chǎn)率至少提高 1 倍，糧食加工 4 機(jī)出口額以年均 12%的速度遞增，2017 年出口額達(dá) 12.7 億美元，占該年 糧食加工機(jī)總產(chǎn)值的 20%。節(jié)能型糧食加工機(jī)：加快研制食品工業(yè)中殺菌、 蒸發(fā)、濃縮、干燥等單元操作的節(jié)能技術(shù)與設(shè)備。糧食加工機(jī)的高新技術(shù) 應(yīng)用：到 2017 年，我國(guó)糧食加工機(jī)主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家 20 世紀(jì) 90 年 代中期水平的應(yīng)占 80%，達(dá)到 20 世紀(jì) 90 年代初水平的應(yīng)占 15%，達(dá)到國(guó) 際當(dāng)時(shí)頂尖水平的應(yīng)占 5%。有效的對(duì)策是科技進(jìn)步。 研究區(qū)域分布，促進(jìn)行業(yè)整體協(xié)調(diào)發(fā)展。我國(guó)幅員廣大，地域性差異 很大，為了制定符合國(guó)情的糧食加工機(jī)發(fā)展戰(zhàn)略，就要研究影響糧食加工 機(jī)品種數(shù)量發(fā)展的地域性差異。根據(jù)區(qū)域自然資源和農(nóng)業(yè)資源制定科學(xué)合 理的糧機(jī)發(fā)展區(qū)劃，這是科學(xué)預(yù)測(cè)全國(guó)糧機(jī)品種、數(shù)量的發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn) 行業(yè)布局合理和整體協(xié)調(diào)發(fā)展的重要依據(jù)。 發(fā)達(dá)國(guó)家糧食加工機(jī)企業(yè)把科技開發(fā)投入、科技隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)基地的建 設(shè)都放在重要的位置?？萍奸_發(fā)的費(fèi)用占銷售額的 8%～10%；不惜重金 招聘科技人才，企業(yè)科技人員占總員工的 30%～50%；企業(yè)設(shè)有新產(chǎn)品開 發(fā)部、研究中心、試驗(yàn)中心等機(jī)構(gòu)；擁有先進(jìn)的科研設(shè)備、測(cè)試儀器和新 產(chǎn)品科技開發(fā)試驗(yàn)、檢測(cè)的完備程序。 發(fā)達(dá)國(guó)家糧食加工機(jī)企業(yè)管理水平高，例如瑞士布勒公司目前在 100 多個(gè)國(guó)家與地區(qū)設(shè)有子公司，以追求生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)和高效率而著稱，從零 部件投入、產(chǎn)出，到半成品庫(kù)存等都實(shí)行了計(jì)算機(jī)管理，形成了一套自上 而下的調(diào)度、統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)、營(yíng)銷自動(dòng)化管理網(wǎng)絡(luò)，完全實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化文明 生產(chǎn)，全員平均勞動(dòng)生產(chǎn)率是我國(guó)同行業(yè)的 20～30 倍；僅總部就有 90% 的產(chǎn)品出口。 發(fā)達(dá)國(guó)家糧食加工機(jī)工業(yè)重視信息的收集，一般公司都有專門由搜集、 5 整理、分析市場(chǎng)信息的機(jī)構(gòu)，并及時(shí)為公司決策提供可靠有據(jù)的市場(chǎng)預(yù)測(cè) 分析。中小型企業(yè)采取加盟協(xié)會(huì)或集團(tuán)來獲取所需信息及對(duì)外宣傳自己的 產(chǎn)品。如果按 2017 年糧機(jī)產(chǎn)值占食品工業(yè)總產(chǎn)值 3.5%來計(jì)算，則產(chǎn)值達(dá) 580～756 億元，是 2000 年的 2.8～3.5 倍。由此可見我國(guó)今后十幾年食品 工業(yè)發(fā)展為糧食加工機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了難得的契機(jī)，國(guó)內(nèi)外擁有極大市 場(chǎng)。 1.4 研究方案和預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) AutoCAD 是由美國(guó) Autodesk 公司于二十世紀(jì)八十年代初為計(jì)算機(jī)應(yīng) 用 CAD 技術(shù)而開發(fā)的繪圖程序軟件包，它易于使用、適應(yīng)性強(qiáng)、易于二 次開發(fā)，經(jīng)過不斷的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。 AutoCAD 可以繪制任意二維和三維圖形，并且同傳統(tǒng)的手工繪圖相比，用 AutoCAD 繪圖速度更快、精度更高、而且便于個(gè)性，它已經(jīng)在航空航天、 造船、建筑、機(jī)械、電子、化工、美工、輕紡等很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用， 并取得了豐碩的成果和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而 AutoCAD2014 版本以它能在 windows 平臺(tái)下更方便的更快捷的進(jìn)行繪圖和設(shè)計(jì)工作，以它更高質(zhì)量和 更高速度的超強(qiáng)圖形功能、三維功能、internet 功能，而為廣大用戶所喜愛 并廣泛流行。 AutoCAD 不僅具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可 以進(jìn)行各種操作；而且具有減小繪圖量、縮短設(shè)計(jì)周期、易于建立和使用 標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)及改善繪圖質(zhì)量、提高設(shè)計(jì)及管理水平等一系列優(yōu)點(diǎn)，并且能根 據(jù)用戶的指令迅速而準(zhǔn)確地繪制出所需要的圖形，具有易于校正錯(cuò)誤以及 大量修改圖形而無需重新繪制的特點(diǎn)，而且能輸出清晰、準(zhǔn)確的圖紙，是 6 手工繪制根本無法比擬的一種高效繪圖工具。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非 計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過程中更好地掌握它 的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。 隨著 CAD 基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì) CAD 系統(tǒng)的功能要求 也越來越高。設(shè)計(jì)人員不再僅僅滿足于借助 CAD 系統(tǒng)來達(dá)到“甩圖板” 的 目的，而是希望它能本質(zhì)上減輕大量簡(jiǎn)單繁瑣的工作，使他們能集中精力 于那些富有創(chuàng)造性的高層次思維活動(dòng)中。 以二維形式表達(dá)的工程圖是工程技術(shù)人員反映其設(shè)計(jì)思想的語(yǔ)言，還 包含著一些行業(yè)約定和簡(jiǎn)化，通過選擇最合理的投影面、剖切位置、剖切 方式來表達(dá)零件的幾何和加工信息，具有簡(jiǎn)單、完整、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，這種 以投影原理為基礎(chǔ)的工程圖能夠表達(dá)的零件的復(fù)雜性幾乎是無限的，人類 近 200 年的使用充分證明了工程圖表征零件的合理性。 由于二維 CAD 能很好的滿足我的畢業(yè)設(shè)計(jì)繪圖軟件需求，因此我選 擇了二維 CAD。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為黑豆挑選機(jī)設(shè)計(jì)，借助 AutoCAD 軟件，先設(shè)計(jì)繪 制圖形，然后編制設(shè)計(jì)和制造工藝，通過車、銑床進(jìn)行加工，從而實(shí)現(xiàn)零 件的設(shè)計(jì)、制造一體化的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和圖紙制造，具有相當(dāng)大的實(shí)用價(jià)值和 發(fā)展空間。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，希望用 AutoCAD 軟件把設(shè)計(jì)和制造為一體，并 解決從設(shè)計(jì)到制造成型的一系列實(shí)際問題。 7 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 2.1 方案原理設(shè)計(jì) 本次課題所設(shè)計(jì)的黑豆挑選機(jī)是糧豆生產(chǎn)線上的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。該 設(shè)備是將脫莢后的黑豆進(jìn)行精細(xì)分選，把質(zhì)量輕的碎豆和雜質(zhì)去除，分 選精度要求達(dá)到 98%。 所設(shè)計(jì)的黑豆挑選機(jī)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面產(chǎn)品要求： 1、具有預(yù)定功能的要求 所設(shè)計(jì)制造的黑豆挑選機(jī)必須實(shí)現(xiàn)預(yù)定 的解決生產(chǎn)問題的功能，這是機(jī)器設(shè)計(jì)的最基本出發(fā)點(diǎn)。為使所設(shè)計(jì)的 機(jī)器具有預(yù)定功能，合理選擇機(jī)器的工作原理是最重要的。顯然，預(yù)定 實(shí)現(xiàn)的功能不同，設(shè)計(jì)的要求也不同。 2、經(jīng)濟(jì)性要求，機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)綜合指標(biāo)，在挑選機(jī)的設(shè)計(jì)、 制造、使用、銷售、維修、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)?？傊?，經(jīng)濟(jì)性 要求就是在滿足功能要求的前提下使機(jī)器的總費(fèi)用最低。 3、安全性要求，在黑豆挑選機(jī)的設(shè)計(jì)階段就必須對(duì)機(jī)器的使用安 全予以足夠的重視。特別是生產(chǎn)使用者的安全。因此，要采用各種各樣 的防護(hù)措施，使運(yùn)行時(shí)刀具不會(huì)與人體直接接觸 4、可靠性要求，可靠性就是黑豆挑選機(jī)在使用中性能的穩(wěn)定性， 它是黑豆挑選機(jī)的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)?？煽啃运皆礁?，說明機(jī)器在使 用過程中發(fā)生故障的概率越小，能正常工作的時(shí)間就越長(zhǎng)。 5、操作使用方便的要求，在設(shè)計(jì)黑豆挑選機(jī)時(shí)必須注意操作時(shí)要 8 輕便省力；操作機(jī)構(gòu)要適應(yīng)人的生理?xiàng)l件；挑選機(jī)的噪聲要小；防止污 染等，提高機(jī)器的使用性能和保證機(jī)器的工作質(zhì)量。 2.1.1 原理方案一 挑選機(jī)如下原理圖 2-1，挑選機(jī)主要由漏斗、鼓風(fēng)機(jī)、編織振動(dòng)篩 等組成，由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)篩子往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 圖 2-1 在該挑選機(jī)內(nèi)，黑豆經(jīng)過二次精選，首先經(jīng)過風(fēng)選，風(fēng)選是利用不 同的物料有不同的懸浮速度，不同的物料由于其物理性質(zhì)不同，在氣流 中的飛行系數(shù)也不一樣，飛行系數(shù)大的物料比飛行系數(shù)小的物料飛行過 的距離更遠(yuǎn)。氣流風(fēng)選就是利用飛行系數(shù)的不同進(jìn)行除雜的。 9 黑豆經(jīng)過風(fēng)選后，二次經(jīng)過振動(dòng)篩將風(fēng)選未盡的重雜質(zhì)（如：砂子 等）進(jìn)行二次精選。從而最后得到高質(zhì)量的精選黑豆。 振動(dòng)篩由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其往復(fù)運(yùn)動(dòng)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)由齒輪減速 裝置帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)。 2.1.2 原理方案二 挑選機(jī)如下原理圖 2-2，挑選機(jī)主要由漏斗、鼓風(fēng)機(jī)等組成。 料斗用支架固定在上支撐板上，料斗下是振動(dòng)給料機(jī)，振動(dòng)給料機(jī) 的板彈簧下端固定在上支撐板上，上端固定在給料機(jī)的給料槽上。上支 撐板用角鋼支撐連接是焊合?；塾寐菟ê徒卿摍C(jī)架連接固定。機(jī)器的 下支撐板和機(jī)架連接，下支撐板上固定吹風(fēng)裝置，出料箱用螺栓和下支 撐板連接。電機(jī)和軸承座的支撐架固定在底座上，連接是焊合。 在該挑選機(jī)內(nèi)，黑豆經(jīng)過斜向風(fēng)選，風(fēng)選是利用不同的物料有不同 的懸浮速度,不同的物料由于其物理性質(zhì)不同，在氣流中的飛行系數(shù)也 不一樣，飛行系數(shù)大的物料比飛行系數(shù)小的物料飛行過的距離更遠(yuǎn)。氣 流風(fēng)選就是利用飛行系數(shù)的不同進(jìn)行除雜的。 10 圖 2-2 黑豆挑選機(jī)原理圖 2.1.3 原理方案確定 綜合分析以上兩種方案： 方案一首先經(jīng)過風(fēng)選，繼而接著進(jìn)行第二次振動(dòng)篩選，該種方案精選 效果好，不但可以去除黑豆中較輕的渣殼、灰塵、雜皮等雜質(zhì)，而且還能 去除黑豆中較重的砂子、鐵屑等雜質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理方案可行。 方案二只經(jīng)過了風(fēng)選，因此，對(duì)黑豆的精選效果沒有第一種方案好。 而且，方案二采用了絲杠步進(jìn)電機(jī)等進(jìn)行傳動(dòng)控制出料速度，這樣使結(jié)構(gòu) 更加復(fù)雜，而且沒必要這么做。 本文認(rèn)為第一種方案更合理，因此，本設(shè)計(jì)采用方案一。 11 2.2 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2.2.1 原始參數(shù)擬定 1．生產(chǎn)率：7-8 噸/小時(shí) 2．分選精度：98% 振動(dòng)篩需功率計(jì)算： 根據(jù)公式 P?Qt可計(jì)算出振動(dòng)篩所需的功率 振動(dòng)篩對(duì)黑豆做功： kpE?? ：振動(dòng)篩改變黑豆的動(dòng)能k ：振動(dòng)篩改變黑豆的勢(shì)能 p 22121kEmv??gh 式中 ——黑豆果的初動(dòng)能1 J（ ） ——黑豆果的末動(dòng)能2E（ ） ——黑豆果的初速度1v??/ms ——黑豆果地末速度2 ?21()Qvgh??2Pt 12 設(shè)計(jì)的產(chǎn)量要求為 7000-8000 ，即平均 2.22 。振動(dòng)篩自身/kgh/kgs 重量為 ，黑豆接觸振動(dòng)篩時(shí)初速度設(shè)為 1 ，方向向下，脫離振動(dòng)13kg /m 篩時(shí)速度為 15 ，方向向左，脫離振動(dòng)篩時(shí)相對(duì)初位置高度為/ms 120 。 =1ts (2.22+13)?kg 1vm/s 152 0.12h? 式21()QPvght?23.59.801)728W??? 加上振動(dòng)篩滑套與導(dǎo)桿摩擦所需要的能量，P 也不會(huì)超過 2500W。我 們以 2500W 作為設(shè)計(jì)選擇電機(jī)的參數(shù)。 振動(dòng)篩曲柄運(yùn)動(dòng)速度擬為： 。240/minr? 2.2.2 電機(jī)選擇 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)； 1. 電動(dòng)機(jī)功率選擇： 工作機(jī)所需轉(zhuǎn)速： ；240/minr? 工作機(jī)所需輸入功率： ；.5WPk 電機(jī)所需功率： ；d? 13 120.864w??? 其中， 為振動(dòng)篩工作效率， 0.9；WW?= 為齒輪效率， 0.97；11 為軸承效率， 0.99；2?2 所以電動(dòng)機(jī)所需功率 ＝2.89KW 。.50864WdP?? 2. 電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇 輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速： ；24/minwnr 電機(jī)同步轉(zhuǎn)速選：960 ； 3. 電機(jī)型號(hào)確定 所以查表選電機(jī)型號(hào)為：Y132S-6 電機(jī)參數(shù)： 額定功率： 3kwmp? 滿載轉(zhuǎn)速： ＝960n/inr 2.2.3 傳動(dòng)比的分配 1. 總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比分配： 96042mwni?總 其中： 為齒輪傳動(dòng)比i總 2. 曲柄軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： ；2.8PkW? 14 ；1/960/42/minwnir?? ；2.85.65PTN?g 2.2.4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1. 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）為提高傳動(dòng)平穩(wěn)性及強(qiáng)度，選用斜齒圓柱齒輪 小齒輪材料：45 鋼調(diào)質(zhì) HBS1=280 接觸疲勞強(qiáng)度極限 （由[1]P207 圖 10-60lim?H?MPa 21d） 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 （由[1]P204 圖 10-15FE 20c） 大齒輪材料：45 號(hào)鋼正火 HBS2=240 接觸疲勞強(qiáng)度極限 （由[1]P206 圖 10-502lim?H? MPa 21c） 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 （由[1]P204 圖 10-20b）382FE 2) 精度等級(jí)選用 7 級(jí)精度； 3) 初選小齒輪齒數(shù) 24； 大齒輪齒數(shù) Z2 = Z1 = 24×4=95 取 96。'hi? 4) 初選螺旋角 4t??? 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 計(jì)算公式： 15 （由[1]P216 式 10-21）??3 2112?????????HEdtt ZuTK????m （1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)數(shù)值 初選載荷系數(shù) 6.1?t 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 285TNmg 齒寬系數(shù) （由[1]P201 表 10-7） 0.1d? 材料的彈性影響系數(shù) Mpa1/2 （由[1]P198 表 10-6）8.19?EZ 區(qū)域系數(shù) （由[1]P215 圖 10-30）2.4H ，1078???0.7?? ， （由[1]P214 圖 10-26）.2.1.65???? 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 10901(3016)hNnjL???2.98125.2104hi? 接觸疲勞壽命系數(shù) 10.HNK2.9HN （由[1]P203 圖 10-19） 接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù) .21?HS 16 1lim0.946[] 7012HNKMPaS?????2li2.53.4? ∴ 取 ??43.Hpa （2） 計(jì)算 1) 試算小齒輪分度圓直徑 td13 21 )][(2HEdtt ZTK?????????μμ 23.6854.01.89.()0354??? =42.7mm 2) 計(jì)算圓周速度 142.79601.2560tdnv????/ms 3) 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm1.427.dt???1cos.cos1.72tntmZ????2.5.3.8nthm? =10.99/b 4) 計(jì)算縱向重合度 ?? =2.0933?? 17 5) 計(jì)算載荷系數(shù) ??HVAHKK??? ① 使用系數(shù) A 根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)得 1.0 ② 動(dòng)載系數(shù) VK 根據(jù) v=2.22m/s、7 級(jí)精度 ＝1.1 V ③ 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的齒向載荷分布系數(shù) ?HK 根據(jù)小齒輪相對(duì)支承為非對(duì)稱布置、 7 級(jí)精度、 =1.0、 mm，得 d?4.28b? =1.41831.208(6)0.1HdKb? ?????φ φ ④ 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的齒向載荷分布系數(shù) ?HK 根據(jù) b/h=10.99、 1.48? 1.43FK?? ⑤ 齒向載荷分配系數(shù) 、?HKF 假設(shè) ，根據(jù) 7 級(jí)/10/AtbNm?＜ 精度，軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，得 1.4HFK?? ∴ =2.18??HVAK?? 18 6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑 1d 331/42.7.18/647.3tHtdK????m 7) 計(jì)算模數(shù) nm221cos47.3cos14.857ndz????? 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 231maxcos[]FaSndKTYYmZ?????????????≥ （1） 確定計(jì)算參數(shù) 1) 計(jì)算載荷系數(shù) K 2.183AVFK?????? 2) 螺旋角影響系數(shù) Y 根據(jù)縱向重合系數(shù) ，得2.093??? 0.92??Y 3) 彎曲疲勞系數(shù) KFN 得 10.87FN?20.8FN? 4) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 F][? 19 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 得1[]30.7FNEKMPaS???28.? 5) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) ZV133426.7cosVZ???? 取 27 23396105.cos4VZ???? 取 105 6) 查取齒型系數(shù) YFα 應(yīng)力校正系數(shù) YSα 得 12.57FaY?2.16Fa? .9S.83SY 7) 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較FaS?[]?10.315[]FaSY???2.648[]FaS? 比較 20 <1][FSaY??2][FSa 所以大齒輪的數(shù)值大，故取 0.0165488 （2） 計(jì)算 231maxcos[]FaSndKTYYmZ??????????????232.846590.s140.6582???? =1.233mm 取 1.5 （3） 分析對(duì)比計(jì)算結(jié)果 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取 =1.5 已可滿足齒根彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足nm 接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的 ＝42.7 來計(jì)算應(yīng)有的 、1dm1Z 。2Z 取 311cos47.3cos0.615ndm??????1Z 取 12021.09.8Zu2 需滿足 Z1、Z 2 互質(zhì)。 4. 幾何尺寸計(jì)算 （1） 計(jì)算中心距 a12()(3120)19.8coscos4nZmam?????? 21 將 圓整為 120mma （2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 β12()(3124)rcosarcos.36150nZm???????? （3） 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 d1、d2 48.013.5cos461nd??2.92Z????m （4） 計(jì)算齒寬度 B= 125045Bm， ＝ 取 =50 ， ＝45 2.2.5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪(包括圓柱齒輪和錐齒輪)的主參數(shù)，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、齒高、 螺旋角、分度圓直徑等，是通過強(qiáng)度計(jì)算確定的，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要確定輪 輻、輪轂的形式和尺寸。齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要同時(shí)考慮加工、裝配、強(qiáng)度、 回用等多項(xiàng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，通過對(duì)輪輻、輪轂的形狀、尺寸進(jìn)行變換，設(shè)計(jì)出 符合要求的齒輪結(jié)構(gòu)。齒輪的直徑大小是影響輪輻、輪轂形狀尺寸的主要 因素，通常是先根據(jù)齒輪直徑確定合適的結(jié)構(gòu)形式，然后再考慮其他因素 對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善，有關(guān)細(xì)部結(jié)構(gòu)的具體尺寸數(shù)值，可參閱相關(guān)手冊(cè)。 齒輪結(jié)構(gòu)可分成四種基本形式： 1、齒輪軸 對(duì)于直徑很小的齒輪，如果從鍵槽底面到齒根的距離 ≤ 2.5 ，錐齒enm 輪 ≤ 1.6 。em 22 值得注意的是，齒輪軸雖簡(jiǎn)化了裝配，但整體長(zhǎng)度大，給輪齒加工帶 來不便，而且齒輪損壞后，軸也隨之報(bào)廢，不利于回用。故當(dāng) ＞2.5 enm (圓柱齒輪 )或 ＞1.6 (錐齒輪)時(shí)，應(yīng)將齒輪與軸分開制造。則此處的強(qiáng)em 度可能不足，易發(fā)生斷裂，此時(shí)應(yīng)將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸(圖 3-1)，齒輪與軸的材料相同。 (a)圓柱齒輪軸 b)錐齒輪軸 圖 3-1 齒輪軸 2、實(shí)心式齒輪 當(dāng)輪輻的寬度與齒寬相等時(shí)得到實(shí)心式齒輪結(jié)構(gòu)(圖 3-2)，它的結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、制造方便。 適用條件： 1) 齒頂圓直徑 ≤200 ；(b)對(duì)可靠性有特殊要求；(c)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)降adm 低噪聲。 2) 為便于裝配和減少邊緣應(yīng)力集中，孔邊及齒頂邊緣應(yīng)切制倒角。對(duì)于 錐齒輪，輪轂的寬度應(yīng)大于齒寬，以利于加工時(shí)裝夾。 23 (a)實(shí)心式圓柱齒輪 (b)實(shí)心式錐齒輪 圖 3-2 實(shí)心式齒輪 3、腹板式齒輪 當(dāng)齒頂圓直徑 200～500 時(shí)，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，以節(jié)省材料、ad＞ m 減輕重量?？紤]到加工時(shí)夾緊及搬運(yùn)的需要，腹板上常對(duì)稱的開出 4～6 個(gè)孔。直徑較小時(shí)，腹板式齒輪的毛坯常用可鍛材料通過鍛造得到，批量 小時(shí)采用自由鍛( 圖 3-4)，批量大時(shí)采用模鍛。直徑較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，毛 坯通常用鑄鐵、鑄鋼等材料鑄造而成。對(duì)于模鍛和鑄造齒輪，為便于起模， 應(yīng)設(shè)計(jì)必要的拔模斜度和較大的過渡圓角。 (a)自由鍛圓柱齒輪 (a)自由鍛圓柱齒輪 24 (b)自由鍛錐齒輪 圖 3-4 腹板式自由鍛齒輪 4、輪輻式齒輪 當(dāng)齒頂圓直徑 ＞400～100 時(shí)，為減輕重量，可做成輪輻式鑄造adm 齒輪( 圖 3-5)，輪輻剖面常為 “+”字形。 圖 3-5 輪幅式鑄造齒輪 25 由上分析可知，本文中所設(shè)計(jì)的大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)，小齒輪采用 實(shí)心式結(jié)構(gòu)。 圖 3-6 大齒輪 2.2.6 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算（大齒輪） 1、確定齒厚偏差代號(hào) 確定齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB10095—88（參考[2]表 8—3—54 查?。?4.3.5.2 確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考[2]表 8— 3—58 查?。?第Ⅰ公差組檢驗(yàn)切向綜合公差 ， 0.063 + 0.009 = 1iFi?P?fF 0.072 ,(按[2] 表 8—3—69 計(jì)算，由[2]表 8—3—60，表 8—3—59 查取)；m 26 第Ⅱ公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 ， 0.6（ ）= 0.61ifi?ptf?t ，（按[2] 表 8—3—69 計(jì)算，由[2]表 8—3—590.9.10.2??（ ） m 查?。?； 第Ⅲ公差組檢驗(yàn)齒向公差 =0.012（由[2]表 8—3—61 查?。?。F? 2、確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考[2]表 8—3—58 選擇） 對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度的偏差 。按齒厚偏差的代號(hào) KL，根據(jù)表wE 8—3—53 的計(jì)算式求得齒厚的上偏差 = 12 = 12 0.009=-s?ptf? 0.108 ，齒厚下偏差 = = 0.009=-0.144 ；msi16?ptf?m 公法線的平均長(zhǎng)度上偏差： = 0.72 = 0.108 0.72 0.36 0.108WSEs?TFsin?cos02??? =0sin2.1,? 下偏差： = 0.72 = 0.144 0.72 0.036wiEsico??TFsin??cos02?? = 0.126 ；按表 8—3—19 及其表注說明求得公法線長(zhǎng)度0sn2?m =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長(zhǎng)度偏差可表示為：kW 0.1.26875? 對(duì)齒輪傳動(dòng)，檢驗(yàn)中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=120 ，由表f?m 查得 8—3—65 查得 0.023；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8—3—64 查得接f??? 觸斑點(diǎn)沿齒高不小于 40 ，沿齒長(zhǎng)不小于 70 ；檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合%% 公差 0.05 0.072 0.125 （根據(jù) B1 表 8—3—58 的表注 3，由[2]icF??m 27 表 8—3—69，B1 表 8—3—59 及 B1 表 8—3—60 計(jì)算與查?。?；檢驗(yàn)齒切 向綜合公差 =0.0228 .（根據(jù)[2]表 8—3—58 的表注 3，由 B1 表 8—icfm 3—69，[2]表 8—3—59 計(jì)算與查?。?。 對(duì)箱體，檢驗(yàn)軸線的平行度公差， =0.012 ， =0.006 （由xfmyf B1 表 8—3—63 查?。?。 3、確定齒坯的精度要求按[2]表 8—3—66 和 8—3—67 查取。 根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔徑為 45 ，其尺寸和形狀公差均 為 6 級(jí)，即 0.016 ，齒輪的徑向和端面跳動(dòng)公差為 0.014 。mm 2.2.7 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1、確定各軸段直徑 1）計(jì)算最小軸段直徑。 因?yàn)檩S主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，由式 14-2 得： 考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取3312.71084.PdCmn???? 28 d=30mm， 由曲柄的尺寸決定 。1l 15lLm? 2）為使聯(lián)軸器軸向定位，在外伸端設(shè)置軸肩，則第二段軸徑 。因此取 ， =15 。37dm?237d2 3）設(shè)計(jì)軸段 ，為使軸承裝拆方便，由套筒定位，選軸承 7208, 3 ， 32.5 。40L?m 4）齒輪孔徑為 45 ,因此 ，齒輪由軸肩定位，因此45d? L4=43 , L5=8 。59d? 5）軸承由軸肩定位， ，L 6=8 。6dm 6） 。在這兩段中，在安裝軸承處精加工，其它部分只730d 粗加工 因?yàn)檩S長(zhǎng)要比齒輪寬短 2 ， 18 。7L? 2、校核該軸： 求作用力、力矩和和力矩、危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩。 作用在齒輪上的圓周力： 2194tTFNd? 徑向力： /cos275.rtgN??? 軸向力： an046at?? 29 可知： 139Lm?24L?34Lm? 求水平面的支承力： 2157tHNlF?219tHN?? 計(jì)算、繪制水平面彎矩圖： 16.7HMmg 30 求垂直面的支反力： 2132/147.8raVNlFdNl????219rV 計(jì)算垂直彎矩： 6.51vM?2VNFlmg 13.1 合成彎矩： 271?NA127g 131.222Mm 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，則折合系數(shù) =0.6，則軸的計(jì)算應(yīng)力：? ? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由（2）表??13.29ca TpaW????? 15-1 查得： ，因此 ，故安全。??10.8M? ??1ca??? 3、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面,從應(yīng)力集中對(duì)軸疲勞強(qiáng)度的影響，截面 4 應(yīng)力集中 最嚴(yán)重，因此需校核截面 4 兩側(cè) 校核危險(xiǎn)截面右側(cè)： 抗彎截面系數(shù)： 3330.1.45912.Wdm??? 31 抗扭截面系數(shù)： 330.2185TWdm? 彎矩及彎曲應(yīng)力： 9MN?.bpa? 扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 1084T?g6.TW? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由（2）表 15-1 查得： ， ，640bMpa??175pa???15Mpa??? 應(yīng)力集中系數(shù)： ， ，查附表 3-20.rd4.20Dd 得： ， 由附表 3-1 得軸的敏性系數(shù)為：2.0??.3T? ， 8q?85q?? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)： ??11.2k?????.635q???? 由附圖 3-2 得尺寸系數(shù)： 0.7?? 由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)： .82? 查附圖 3-4 表面質(zhì)量系數(shù)為： 0.9???? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，則： 1q 綜合系數(shù)值： 32 1.8212.80067.9kK?????????..6782.? 碳鋼的特性系數(shù)： ，?。?.1???:0.15??? ，?。?5.? .8? 則計(jì)算安全系數(shù) ，得：caS175amK???????1aS???24.71.5ca S?????? 軸左截面安全 4、校核危險(xiǎn)截面右側(cè)： 抗彎截面系數(shù)： 3330.1.406Wdm??? 抗扭截面系數(shù)： 28T 彎矩及彎曲應(yīng)力： 9MN?1.6bpa?? 扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 084Tm? 33 8.6TMpaW?? 過盈配合處的 值，由附表 3-8 用插入法求出，并取k?? ，于是得：0.8k??? ，3.1?2.48k??? 軸按磨削加工，由附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為：0.92??? 故得綜合系數(shù)為： 13.87kK??????2.56? 所以軸在危險(xiǎn)截面右側(cè)的安全系數(shù)為： 146.37amSK???????1.8a???26.371.5caSS?????? 34 2.3 風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.1 風(fēng)機(jī)全壓計(jì)算 風(fēng)機(jī)全壓是配風(fēng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，由于空氣流動(dòng)是依靠風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的 吹動(dòng)作用產(chǎn)生的。因此，風(fēng)機(jī)全壓的計(jì)算尤其重要。風(fēng)機(jī)全壓 的計(jì)算包wP 括：吸風(fēng)罩和吸風(fēng)管的總壓力損失 ；過濾筒的壓力損失 ，設(shè)備出風(fēng)1wP2 品的壓力損失 ；機(jī)外必要的余壓 。3wP4 吸風(fēng)罩及的總壓力損失： 239.1wfjPPa?? 式中 ——沿程壓力損失，fP 214.fvld??? ——沿程阻力系數(shù)，根據(jù)已知條件，查文獻(xiàn)[8]， =0.013? ? ——空氣密度 =1.293kg/m3?? ——局部壓力損失，局部壓力損失由 90 度彎形引起jP22112jjjvP????7.934a 式中： ——風(fēng)罩局部壓力損失；1jP 35 ——彎形局部壓力損失：2jP ——吸風(fēng)罩局部壓力損失系數(shù)，根據(jù)已知條件， ；1? 10.43?? ——彎形局部壓力損失系數(shù) ；2 10.?? 設(shè)備出風(fēng)口的壓力損失取 ；機(jī)外必要的余壓取35wPa ，則風(fēng)機(jī)全壓 。40wPa?12342wPa?? 2.3.2 電機(jī)及風(fēng)機(jī)的選用 風(fēng)選的工作機(jī)理是含雜質(zhì)的黑豆,被風(fēng)吹過后，較輕的雜質(zhì)被吹出，而 較重的黑豆則直接落下去，達(dá)到分離的目的。 處理風(fēng)量決定著風(fēng)選裝置的規(guī)格大小。一般處理風(fēng)量都用工況風(fēng)量。 設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意風(fēng)量，風(fēng)量設(shè)計(jì)指值在正常風(fēng)量基礎(chǔ)上要增加 5%～10%的 保險(xiǎn)系數(shù),否則今后一旦工藝調(diào)整增加風(fēng)量,將無法達(dá)到風(fēng)選的目的,但若保 險(xiǎn)系數(shù)過大,將會(huì)使黑豆也隨同質(zhì)雜被吹出。 基于以上分析及上面計(jì)算，參考額定處理風(fēng)量及所計(jì)算風(fēng)機(jī)全壓，風(fēng) 機(jī)選用 CF-2A-1 型離心風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)參數(shù)為： 風(fēng)量：2258m 3/h 全壓：500Pa 2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.4.1 機(jī)架設(shè)計(jì) 1.機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 底座、機(jī)架、箱體、基板等零件都屬于機(jī)架零件。 36 機(jī)架零件可劃分為四大類：即機(jī)座類、機(jī)架類、基板類和箱殼類，對(duì) 機(jī)架零件一般可提出下列要求: (1)工況要求：即任何機(jī)架的設(shè)計(jì)首先必須保證機(jī)器的特定工作要求。 例如，保證機(jī)架上安裝的零部件能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致 有阻礙運(yùn)動(dòng)件通過的突起,設(shè)置執(zhí)行某一工況所必需的平臺(tái)；保證上下料的 要求、人工操作的方便及安全等。 (2)剛度要求：在必須保證特定的外形條件下，對(duì)機(jī)架的主要要求是剛 度。如果基礎(chǔ)部件的剛性不足，則在工作的重力、夾緊力、摩擦力、慣性 力和工作載荷等的作用下，就會(huì)產(chǎn)生變形，振動(dòng)或爬行，而影響產(chǎn)品定位 精度、加工精度及其它性能。例如機(jī)床的零部件中，床身的剛度則決定了 機(jī)床的生產(chǎn)率和加工產(chǎn)品的精度。 (3)強(qiáng)度要求：對(duì)于一般設(shè)備的機(jī)架，剛度達(dá)到要求，同時(shí)也能滿足強(qiáng) 度的要求 (4)穩(wěn)定性要求：對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的或薄壁的受壓結(jié)構(gòu)及受彎-壓結(jié)構(gòu)存在失 穩(wěn)問題，某些板殼結(jié)構(gòu)也存在失穩(wěn)問題或局部失穩(wěn)問題。失穩(wěn)對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn) 生很大的破壞，設(shè)計(jì)時(shí)必須校核。 (5)美觀：目前對(duì)機(jī)器的要求不僅要能完成特定的工作，還要使外形美 觀。 (6)其它：如散熱的要求，防腐蝕及特定環(huán)境的要求。 在滿足機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的前提下，必須根據(jù)機(jī)架的不同用途和所處環(huán)境， 考慮下列各項(xiàng)要求，并有所偏重。 (1)機(jī)架的重量輕，材料選擇合適，成本低。 (2)結(jié)構(gòu)合理，便于制造。 37 (3)結(jié)構(gòu)應(yīng)使機(jī)架上的零部件安裝、調(diào)整、修理和更換都方便。 (4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性好，還應(yīng)使機(jī)架本身的內(nèi)應(yīng)力小，由溫度變 化引起的變形應(yīng)力小。 (5)抗振性能好。 2.材料選擇 1）進(jìn)料斗、通道、出料箱的選材： 選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼薄鋼板（GB710——88）鋼牌號(hào) Q235 厚度 5mm 該型材用于汽車制造、拖拉機(jī)、輕工普通沖壓成型型材，由于上述部件的 承力不大，考慮到造價(jià)，選用易于鍛造成型的薄鋼板。 2）上支撐板及下支撐板的選材： 選用熱軋鋼板（GB709——88）公稱厚度 10mm，該型材主要用于受 高溫高壓的民用及工業(yè)用途的鍋爐，由于該部位承受了料斗和吹風(fēng)機(jī)的重 量，故在強(qiáng)度上有一定要求，所以選用較厚的耐溫耐壓的鋼材料。 機(jī)架與鋼板焊接或螺母連接。螺栓的選擇根據(jù)所連接部件或零件的工 作要求和所受力的大小進(jìn)行選擇。整機(jī)結(jié)構(gòu)中，焊接結(jié)構(gòu)很重要。本機(jī)器 中焊合部件很多。因?yàn)楹附咏Y(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)： 1.接頭形式合理化，應(yīng)力集中系數(shù)可以降低。 2.能有效的發(fā)揮原材料的性能，改善機(jī)器性能，節(jié)省金屬、減輕重量。 3.水密性和氣密性好。 4.設(shè)計(jì)自由度大，壁厚不受限制，可根據(jù)承載情況確定結(jié)構(gòu)單元尺寸。 5.生產(chǎn)周期短，經(jīng)濟(jì)效益高，利于不斷改型和創(chuàng)新。 38 圖 4-1 整體機(jī)架 2.4.2 振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 振動(dòng)篩在機(jī)器中的作用是讓黑豆與較重的砂子等進(jìn)行分離，其分離的 原理就是“砂子通過，黑豆不過”。黑豆果因?yàn)樘?，無法通過柵格，將 被阻擋在編織網(wǎng)上。 振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)是整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對(duì)黑豆果進(jìn)行篩選。 其結(jié)構(gòu)如圖 4-2 所示 39 圖 4-2 因?yàn)檎駝?dòng)篩要往復(fù)振動(dòng)，所以對(duì)振動(dòng)篩的強(qiáng)度有一定要求，滑動(dòng)套材 料是 45 號(hào)鋼，而且滑套的內(nèi)表面必須進(jìn)行處理，表面滲碳 1-1.5mm，熱 處理硬度 HRC56-62。振動(dòng)篩選用 5 塊 5mm 厚鋼板，篩子由 2mm 鋼絲編 織而成，通過螺釘與篩主體連接在一起。 40 圖 4-3 編織網(wǎng)與篩體連接 2.4.3 風(fēng)選分離裝置 分離裝置分為兩個(gè)部分，一個(gè)是氣流通道，它的一端接風(fēng) 機(jī)，另一端安裝在箱體的下方。黑豆經(jīng)過箱體內(nèi)的風(fēng)選過程后， 將把輕渣分離，分離的基本原理是利用輕渣與黑豆的重量及受 力面積的不同，用氣流對(duì)其進(jìn)行分離。重量稍重的黑豆不被氣 流吹走，直接下落到篩選裝置，而重量較輕的黑豆殼渣等將被 風(fēng)機(jī)吹來的氣流吹出渣子通道。 圖 4-4 分離裝置 41 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)生在校得最后一個(gè)環(huán)節(jié)，認(rèn)真做好畢 業(yè)設(shè)計(jì)，不斷提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，是現(xiàn)階段的重要任務(wù)，也 是提高自己的好機(jī)會(huì)。 為期一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，也就意味著我們的大學(xué) 生活將要落幕。在這一個(gè)學(xué)期的時(shí)間里我學(xué)到了許多的專業(yè)知 識(shí)，同時(shí)體會(huì)到了作為一名設(shè)計(jì)者，設(shè)計(jì)的過程是異常十分艱 難的，在此階段要接受實(shí)踐的考驗(yàn)，要對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)有充分的掌 握。在設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，通過老師的耐心指導(dǎo)，自己不斷的 查找翻閱資料加上同學(xué)的幫助，我在規(guī)定時(shí)間里努力地完成了 設(shè)計(jì)任務(wù)；在此同時(shí)我各方面的能力得到了一定的提升。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了原來自己知識(shí)比較欠缺，基礎(chǔ)知 識(shí)不扎實(shí)，自己要學(xué)的知識(shí)還很多。以前沒有認(rèn)真學(xué)習(xí)，現(xiàn)在 要用起來發(fā)現(xiàn)很多地方都不怎么清楚。后悔沒好好學(xué)習(xí)。這次 設(shè)計(jì)，我明白了學(xué)