水果分選機(jī)設(shè)計(jì)

水果分選機(jī)設(shè)計(jì),水果分選機(jī)設(shè)計(jì),水果,生果,瓜果,分選,設(shè)計(jì) 重 慶 理 工 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)題目 水果分選機(jī)設(shè)計(jì) （任務(wù)起止日期 2013 年 3 月 3 日 2013年 6 月 29 日） 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 09421 班學(xué)生姓名 王鐵柱 學(xué) 號(hào) 10804020127 指導(dǎo)教師 王黎明 系 主 任 二級(jí)學(xué)院院長(zhǎng) 課題內(nèi)容本課題的內(nèi)容是關(guān)于水果分選機(jī)的設(shè)計(jì)，主要包括水果分選機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和創(chuàng)新。能夠?qū)崿F(xiàn)較高水果分選效率和提高水果的加工質(zhì)量度，例如，1）實(shí)現(xiàn)水果按大小分級(jí)分選，并對(duì)大多數(shù)圓形水果通用；2）優(yōu)化結(jié)構(gòu)減少分選水果所用的時(shí)間，提高工作效率；3）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的上下料裝置和水果傳送裝置以保護(hù)水果，防止因水果受傷而降低水果品質(zhì)。主要研究對(duì)象是水果分選機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)Solidworks等三維建模軟件對(duì)設(shè)計(jì)的分選機(jī)進(jìn)行三維造型并仿真，利用有限元分析等計(jì)算合理的傳動(dòng)速度等。分析水果分選機(jī)的工作特性等，設(shè)計(jì)合理的分選機(jī)構(gòu)。然后再將三維造型圖轉(zhuǎn)化為工程圖，并且計(jì)算確定具體結(jié)構(gòu)的參數(shù)，同時(shí)完成零件圖的繪制和相關(guān)標(biāo)注等。最后完成對(duì)本課題的論文撰寫(xiě)。課題任務(wù)要求1.查閱水果分選機(jī)相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行收集和整理，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)前期工作：任務(wù)書(shū)、文獻(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯；2.查閱大量關(guān)于分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的資料、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相關(guān)資料。整理后確定水果分選機(jī)的具體設(shè)計(jì)方案；3.進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如傳動(dòng)比、進(jìn)出料口傳送帶尺寸設(shè)計(jì)，凸形圓盤(pán)的結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì)。保證具備良好的機(jī)械性能；4.運(yùn)用CAD等軟件，對(duì)所設(shè)計(jì)的水果分選機(jī)進(jìn)行三維建模，繪制裝配圖，零件圖以及重要機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真，并進(jìn)行有限元分析；5利用三維建模完成工程圖的轉(zhuǎn)換，工程圖需要體現(xiàn)出具體結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)等；6.最終設(shè)計(jì)出的水果分選機(jī)要具備比現(xiàn)有同類產(chǎn)品更方便高效的性能，同時(shí)保證分選水果品質(zhì)完整。主要參考文獻(xiàn)（由指導(dǎo)教師選定）1張龍. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 國(guó)防工業(yè)出版社 2006.2陳?？? 機(jī)械基礎(chǔ). 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 2001.3邱宣懷. 機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社 1997.4張春林 .機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社 2007.5孫桓 陳作模 葛文杰. 機(jī)械原理. 高等教育出版社 2006.6 詹啟賢.自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:輕工業(yè)出版社,1987:30-200.7 單明徹，徐朗.蘋(píng)果機(jī)械特性和機(jī)械損傷.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)J，1988.8 曹其新蔬菜和水果分選機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2002，9 唐偉強(qiáng). 食品通用機(jī)械與設(shè)備. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，201010 肖旭霖. 食品通用機(jī)械與設(shè)備. 北京：科學(xué)出版社，2006.11 殷涌光食品機(jī)械與設(shè)備北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006. 同組設(shè)計(jì)者注：1、任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)；2、任務(wù)書(shū)在第七學(xué)期第15周前下達(dá)給學(xué)生。學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃表序號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作任務(wù)工 作 進(jìn) 度 日 程 安 排周次1234567891011121314151617181查找整理課題相關(guān)資料文獻(xiàn)等2撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、任務(wù)書(shū)3閱讀英文文獻(xiàn)并翻譯一篇英文文獻(xiàn)4前期工作的匯總整理5確定具體方案以及整理思路6設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維建模、完成造型設(shè)計(jì)7完成裝配圖、零件圖8完成課題論文的撰寫(xiě)注：1、此表由指導(dǎo)教師填寫(xiě)；2、此表每個(gè)學(xué)生一份，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檢查工作進(jìn)度之依據(jù)；3、進(jìn)度安排用“”在相應(yīng)位置畫(huà)出。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）階段工作情況檢查表時(shí)間第 一 階 段（撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯、文獻(xiàn)綜述）第 二 階 段（論文初稿撰寫(xiě)或方案設(shè)計(jì)）第 三 階 段（論文終稿或圖紙繪制）內(nèi)容組織紀(jì)律完 成 任 務(wù) 情 況組織紀(jì)律完 成 任 務(wù) 情 況組織紀(jì)律完 成 任 務(wù) 情 況檢查情況教師簽字簽字 日期 簽字 日期簽字 日期注：1、此表由指導(dǎo)教師認(rèn)真填寫(xiě)；2、“組織紀(jì)律”一欄根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況如實(shí)填寫(xiě)；3、“完成任務(wù)情況”一欄按學(xué)生是否按進(jìn)度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫(xiě)；4、對(duì)違紀(jì)和不能按時(shí)完成任務(wù)者，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對(duì)該生提出警告或不能參加答辯的建議。重 慶 理 工 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告題 目 水果分選機(jī)設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 09421 姓 名 王鐵柱 學(xué) 號(hào) 10804020127指導(dǎo)教師 王黎明 系 主 任 時(shí) 間 2013年3月 1、本課題的研究目的及意義目的：近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，國(guó)內(nèi)外水果品種越來(lái)越多，人們對(duì)水果的品質(zhì)也有了更高的要求。為了提高水果的加工質(zhì)量和出品等級(jí)，需要對(duì)水果進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量分級(jí)和大小分級(jí)?，F(xiàn)有的水果分選機(jī)大多結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般多以大型生產(chǎn)線為主，制造成本較高，分選效率也較低，分選成本較高，現(xiàn)有的水果分選機(jī)又以重量分選機(jī)為主，而農(nóng)產(chǎn)品基地的水果銷售多以尺寸大小、質(zhì)地為衡量標(biāo)準(zhǔn)，重量分選機(jī)就不適合在農(nóng)產(chǎn)品基地使用。意義：水果分選是水果進(jìn)入流通領(lǐng)域的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到水果生產(chǎn)的效益。在市場(chǎng)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(guó)際貿(mào)易等均離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)化。而水果分選就是實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果商品標(biāo)準(zhǔn)化的最基礎(chǔ)的一步。我國(guó)是水果生產(chǎn)大國(guó)，但絕大部分蘋(píng)果來(lái)源于農(nóng)村集體和個(gè)體種植戶，其品質(zhì)差別很大，加上采摘及運(yùn)輸過(guò)程中不同程度的損傷等影響，給水果的分選工作帶來(lái)一定的困難。目前蘋(píng)果分選工作多由人工完成，缺點(diǎn)是勞動(dòng)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(lái)代替人工作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果分選的自動(dòng)化，有效地提高分選效率和分選精度。因此，研究開(kāi)發(fā)水果采后的自動(dòng)化處理設(shè)備，對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行分級(jí)篩選然后銷售或加工2、本人對(duì)課題任務(wù)書(shū)提出的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可行性分析任務(wù)要求：1、完成水果輸送大小分類的主要功能的工作原理方案制定。2、完成設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3、完成三維建模及裝配。4、完成仿真及重要零部件的CAE分析可行性分析：目前，蘋(píng)果類圓形水果種類很多，但同一種類圓形水果的密度差異甚小，因此按大小對(duì)此類水果分級(jí)是科學(xué)的。通過(guò)大量調(diào)查，分析研究，目前可用于蘋(píng)果類圓形水果分級(jí)的分選機(jī)大致可分為大小分選機(jī)、重量分選機(jī)、外觀品質(zhì)分選機(jī)和內(nèi)部品質(zhì)分選機(jī)。該水果分級(jí)分選機(jī)是由分級(jí)滾筒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)組成。采用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送到直齒圓柱齒輪減速器，然后再通過(guò)鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將所需的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送至分級(jí)滾筒上，從而實(shí)現(xiàn)水果的分選。整個(gè)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于操作，便于維護(hù)，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)水果加工機(jī)械化與規(guī)?；峁┝饲疤?。結(jié)合實(shí)際情況及需要，我們選擇用大小分級(jí)法對(duì)水果進(jìn)行分級(jí)工作，該分選設(shè)備簡(jiǎn)易，應(yīng)用廣，較容易實(shí)現(xiàn)。3、本課題的關(guān)鍵問(wèn)題及解決問(wèn)題的思路設(shè)計(jì)中參考了一些食品機(jī)械（如分選機(jī)）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在這基礎(chǔ)上我根據(jù)分選機(jī)的原理對(duì)整個(gè)機(jī)器的分選部分做了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。整體的設(shè)計(jì)涉及到水果分選方式的選擇、電動(dòng)機(jī)的選型、二級(jí)減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳感器選型、傳動(dòng)等方面的內(nèi)容。本設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)分選這個(gè)主要方面的功能，能實(shí)現(xiàn)最基本的分選水果的動(dòng)作要求。需要解決的問(wèn)題：(1) 水果分選機(jī)分類方式的確定；(2) 如何實(shí)現(xiàn)該類分選方式對(duì)水果的自動(dòng)分級(jí)；(3) 傳動(dòng)方式的設(shè)計(jì)，選擇和計(jì)算；本設(shè)計(jì)的總體方案：1.進(jìn)行水果自動(dòng)分選機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單的受力分析；2.根據(jù)設(shè)計(jì)的需要合理布置分選機(jī)的空間位置；3.整體結(jié)構(gòu)的安裝方案；4.在設(shè)計(jì)中要綜合考慮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要針對(duì)客觀實(shí)際綜合進(jìn)行設(shè)計(jì)。4、完成本課題所需的工作條件（如工具書(shū)、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研等）及解決辦法1）1張龍. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 國(guó)防工業(yè)出版社 2006.2陳?？? 機(jī)械基礎(chǔ). 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 2001.3邱宣懷. 機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社 1997.4張春林 .機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社 2007.5孫桓 陳作模 葛文杰. 機(jī)械原理. 高等教育出版社 2006.6 詹啟賢.自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:輕工業(yè)出版社,1987:30-200.7 單明徹，徐朗.蘋(píng)果機(jī)械特性和機(jī)械損傷.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)J，1988，19（2）8 曹其新蔬菜和水果分選機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2002，49 唐偉強(qiáng). 食品通用機(jī)械與設(shè)備. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2010：30-40 10 肖旭霖. 食品通用機(jī)械與設(shè)備. 北京：科學(xué)出版社，2006：25-45.11 殷涌光食品機(jī)械與設(shè)備北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：35-50.12 林國(guó)祥. 旋轉(zhuǎn)式水果分選機(jī)P.中國(guó):CN 200954505 Y13 李玉東. 變幅式蔬菜水果分選機(jī)P.中國(guó):CN 202762652 U14 冷貞勇. 蔬菜水果分選機(jī)P.中國(guó):CN 2608154 Y2）科學(xué)計(jì)算器，計(jì)算機(jī)，三維建模軟件（Solidworks、AutoCAD等），學(xué)校圖書(shū)館、數(shù)據(jù)庫(kù)；3）水果分選機(jī)廠實(shí)地調(diào)研以及向?qū)I(yè)工程師請(qǐng)教。5、工作方案分析及進(jìn)度計(jì)劃工作方案分析第一階段：準(zhǔn)備階段。大致了解需要收集的資料的來(lái)源和相關(guān)課題內(nèi)容的了解；第二階段：資料收集階段。通過(guò)書(shū)籍、網(wǎng)站等查找與課題相關(guān)的資料；第三階段：資料分析階段。把收集回來(lái)的資料進(jìn)行整理、歸類分析，及時(shí)糾正錯(cuò)誤；第四階段：編寫(xiě)工作說(shuō)明書(shū)。資料分析后草擬工作說(shuō)明書(shū)。；第五階段：反饋、修改工作說(shuō)明書(shū)。進(jìn)度計(jì)劃1-4周 完成英文文獻(xiàn)翻譯、文獻(xiàn)綜述、任務(wù)書(shū)以及開(kāi)題報(bào)告5-7周 水果分選機(jī)工藝分析，確定總體方案設(shè)計(jì)8-9周 三維建模、初步造型及設(shè)計(jì)10-11周 運(yùn)動(dòng)仿真以及具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)12-13周 工程圖的繪制13-14周 完成課題論文的撰寫(xiě)15-16周 準(zhǔn)備畢業(yè)論文答辯報(bào)告人： 年 月 日指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師： 年 月 日開(kāi)題報(bào)告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫(xiě)。重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 文獻(xiàn)綜述水果分選機(jī)設(shè)計(jì)王鐵柱摘 要：本文分析了水果分級(jí)分選機(jī)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)未來(lái)進(jìn)行了展望，設(shè)計(jì)出了一種新型水果分級(jí)分選機(jī)構(gòu)。該分級(jí)分級(jí)分選機(jī)是由分級(jí)凸輪圓盤(pán)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)組成。采用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送到直齒圓柱齒輪減速器，然后再通過(guò)鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將所需的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送至分級(jí)凸輪圓盤(pán)上，從而實(shí)現(xiàn)水果的分選。整個(gè)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于操作，便于維護(hù)，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)水果加工機(jī)械化與規(guī)?；峁┝饲疤?。關(guān)鍵詞：水果；形狀；分級(jí)機(jī)構(gòu)；分級(jí)滾筒；Abstract: This paper analyzes the present situation of the Chinese domestic and foreign fruit sorting machine research and development, on the future prospects, we design a new type of fruit sorting mechanism. The fruit sorting machine is composed of grading cylinder, transmission mechanism and a motor. The power provided by a motor, through a belt pulley transmission mechanism, the movement and power is transmitted to the straight tooth cylindrical gear reducer, and then through the chain wheel transmission mechanism, the required movement and power is transmitted to the classification on the drum, thereby we can realize the separation of fruit. The entire mechanism is simple and easy to operate, easy to maintain, improve production efficiency, reduce labor intensity, which help to achieve the fruit processing mechanization and scale and to provide the premise. Key word: fruit; shape; the grading mechanism; grading cylinder1.1前言近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，國(guó)內(nèi)外水果品種越來(lái)越多，人們對(duì)水果的品質(zhì)也有了更高的要求。為了提高水果的加工質(zhì)量和出品等級(jí)，需要對(duì)水果進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量分級(jí)和大小分級(jí)。現(xiàn)有的水果分選機(jī)大多結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般多以大型生產(chǎn)線為主，制造成本較高，分選效率也較低，分選成本較高，現(xiàn)有的水果分選機(jī)又以重量分選機(jī)為主，而農(nóng)產(chǎn)品基地的水果銷售多以尺寸大小、質(zhì)地為衡量標(biāo)準(zhǔn)，重量分選機(jī)就不適合在農(nóng)產(chǎn)品基地使用。因此有必要要設(shè)計(jì)一種成本較低，容易操作，適合中小型企業(yè)和水果產(chǎn)地使用的水果分選機(jī)。目前，我國(guó)具備先進(jìn)水果分選設(shè)備的企業(yè)很少，有大型生產(chǎn)線的企業(yè)也僅僅是對(duì)質(zhì)量和大小進(jìn)行分選,裝備比較落后。因此，市場(chǎng)上銷售的水果大多數(shù)依靠機(jī)械配合人工的方式實(shí)現(xiàn)分級(jí)。人工分級(jí)的主要缺點(diǎn)是：勞動(dòng)量大、生產(chǎn)率低而且分選精度不穩(wěn)定；水果分選難以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和無(wú)損化。截止到目前為止，國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者及科研人員在此領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。根據(jù)水果檢測(cè)指標(biāo)的不同，水果分選機(jī)大致可分為大小分選機(jī)、重量分選機(jī)、外觀品質(zhì)分選機(jī)和內(nèi)部品質(zhì)分選機(jī)。1.2發(fā)展現(xiàn)狀 （1）大小分選機(jī)大小分選機(jī)是按照水果大小進(jìn)行分選，在水果分選機(jī)中應(yīng)用最為廣泛。目前可用于蘋(píng)果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。其中，前3種方法由于各自存在不同的缺點(diǎn)而未能推廣使用。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(pán)及傳動(dòng)系統(tǒng)組成。工作時(shí)，水果由傾斜輸送器提升后，先經(jīng)手選裝置由人工剔除傷殘果，然后通過(guò)輸送帶送入果箱，打開(kāi)料門(mén)，輸送至導(dǎo)果槽板。在此，水果自然分行滾動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)水果堆積和阻礙現(xiàn)象。分選滾筒開(kāi)有孔徑逐級(jí)增大的圓孔，水果從V型導(dǎo)果槽板流至滾筒外邊進(jìn)行自動(dòng)校徑的分選。小于分選孔的水果先從第一滾筒分選孔落入接果盤(pán)，大于分選孔的則經(jīng)V型導(dǎo)果槽繼續(xù)向前滾動(dòng)，直至遇到相應(yīng)分選孔落下，于是在不同的接果盤(pán)可得到不同等級(jí)的水果。此分選裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)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(guó)外應(yīng)用較廣。為了減少水果碰撞，提高好果率，有的大小分選機(jī)是利用浮力、振動(dòng)和網(wǎng)格相配合的辦法進(jìn)行分選，但有關(guān)此方面的報(bào)道較少。由以上可知，水果大小機(jī)械式分選法中，滾筒式分選法是最優(yōu)的一種。另外，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的發(fā)展，采用光電傳感器或CCD攝像機(jī)對(duì)水果的大小進(jìn)行測(cè)量判別已成為此類分選機(jī)的研究熱點(diǎn)。因?yàn)樗鼈兪菍?duì)水果的大小進(jìn)行不損傷的非接觸性計(jì)量，適用于任何種類的水果。研究了一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的水果大小檢測(cè)方法，試驗(yàn)表明該方法檢測(cè)速度快、正確率高、適用范圍寬，能夠滿足水果自動(dòng)檢測(cè)要求。（2）重量分選機(jī)按重量進(jìn)行分選的分選機(jī)械早期是利用杠桿原理進(jìn)行分選的。目前，機(jī)械式重量分選機(jī)主要有固定衡量秤體、運(yùn)動(dòng)輸送盤(pán)式和固定限位裝置、運(yùn)動(dòng)衡量秤體式兩種機(jī)型。機(jī)械式重量分選對(duì)水果的損傷較小，而且具有較廣的通用性，但是由于各種誤差及摩擦影響等使分選精度不是很高。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和稱重傳感技術(shù)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的相互滲透，電子稱重技術(shù)及應(yīng)用有了新的發(fā)展?；诖耍瑖?guó)內(nèi)外已開(kāi)始研制電子稱重式分選機(jī)。電子稱重式分選機(jī)一般采用壓力傳感器稱量水果，微機(jī)系統(tǒng)對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行采樣、放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、運(yùn)算和處理，并控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分選。在現(xiàn)有電子稱重式水果分選臺(tái)的基礎(chǔ)上，對(duì)其測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了重新研制，將原有的PC機(jī)控制替代為單片機(jī)控制。由于系統(tǒng)采用微機(jī)控制，可按需選擇準(zhǔn)確的分選基準(zhǔn)，具有更高精度和更高的控制靈活度，在實(shí)際中具有更廣的應(yīng)用前景。但是由于該設(shè)備操作較為復(fù)雜，而且設(shè)備成本較高，難以在我國(guó)推廣使用。我國(guó)對(duì)該類型水果分選機(jī)的研制尚處于起步階段，需要科研人員充分利用國(guó)外已經(jīng)取得的研究成果，研制適合于我國(guó)實(shí)際情況的電子稱重式分選機(jī)。（3）外觀品質(zhì)分選機(jī)外觀品質(zhì)分選機(jī)是按水果的大小、表面缺陷、色澤、形狀、成熟度等進(jìn)行分選的分選機(jī)。其分選方法包括：光電式色澤分選法和計(jì)算機(jī)圖像處理分選法。色澤分選法是根據(jù)顏色不同反射光的波長(zhǎng)就不同的原理對(duì)水果顏色進(jìn)行區(qū)分。而計(jì)算機(jī)圖像處理分選法是利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)一次性完成果梗完整性、果形、水果尺寸、果面損傷、成熟度等檢測(cè),可以測(cè)得水果大小、果面損傷面積等具體數(shù)值,并根據(jù)其數(shù)值大小進(jìn)行分類。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)水果外部品質(zhì)檢測(cè)方面進(jìn)行了大量的研究，并取得了重大進(jìn)展。（4）內(nèi)部品質(zhì)分選機(jī)內(nèi)部品質(zhì)包括水果的糖度、硬度、酸度和內(nèi)部缺陷等指標(biāo)，通常水果內(nèi)部品質(zhì)主要依靠破壞性檢驗(yàn)方法。目前用于水果硬度的檢測(cè)方法主要有變形法和聲學(xué)法。核磁共振技術(shù)作為一項(xiàng)新的檢測(cè)技術(shù)在水果內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)方面也有著較大的發(fā)展?jié)摿?。下面介紹幾種不同類型的水果分選機(jī)：1.盤(pán)式水果分選機(jī)水果從料斗進(jìn)入機(jī)體后，通過(guò)隔板12導(dǎo)入分級(jí)器，為了使水果能順利滾入分級(jí)器，設(shè)定隔板的傾角為。隔板左右兩端應(yīng)向上進(jìn)行一定尺寸折邊，保證水果順利進(jìn)入下一級(jí)分級(jí)器而不會(huì)從隔板兩端掉落。并且，隔板靠近分級(jí)器一端應(yīng)向下進(jìn)行一定尺寸的折邊，這樣可避免損傷物料，同時(shí)是為了防止所需分選的物料未經(jīng)分選直接進(jìn)入下一分級(jí)器。結(jié)構(gòu)如圖2圖22.1分級(jí)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 分級(jí)器的主要目的是根據(jù)分選對(duì)象的差異進(jìn)行設(shè)計(jì)的。連接桿6與圓管4之間的間隙尺寸為分級(jí)器的分選尺寸，具體尺寸根據(jù)需要具體定制。整個(gè)水果分選機(jī)主要由多個(gè)不同型號(hào)的分級(jí)器構(gòu)成，分級(jí)器的分級(jí)尺寸從大到小依次排列，每個(gè)分級(jí)器（如圖3）由傳動(dòng)軸8、連接桿6、滑動(dòng)軸承5、扇形盤(pán)3、固定圓盤(pán)2等零件組成。分級(jí)器的固定圓盤(pán)2與傳動(dòng)軸8是通過(guò)錐端緊固螺釘7固定在一起的，連接桿6也固定在圓盤(pán)2上，并隨傳動(dòng)軸8一起轉(zhuǎn)動(dòng)。而圓管4與滑動(dòng)軸承5則是通過(guò)過(guò)盈配合固定在一起，扇形盤(pán)3與滑動(dòng)軸承5之間為間隙配合，扇形盤(pán)3因重力作用不隨傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。扇形盤(pán)3是為了防止分選的物料從傳動(dòng)軸的下方穿過(guò)，并且當(dāng)分選的物料擠在圓管4與連接桿6之間下不來(lái)時(shí)將其頂出的作用。圓管4設(shè)計(jì)成較大尺寸是為了防止需分選的物料從傳動(dòng)軸上方直接穿過(guò)。圖32.2系統(tǒng)示意圖下面將個(gè)分機(jī)構(gòu)組合，形成完整的系統(tǒng)原理圖。如圖5圖 5此旋轉(zhuǎn)式水果分選機(jī)，包括機(jī)體15、傳動(dòng)軸8、鏈輪17、進(jìn)料口11、出料口10和電機(jī)9等組成，其技術(shù)要點(diǎn)是：機(jī)體15內(nèi)裝置多個(gè)分級(jí)器，所述的分級(jí)器是：傳動(dòng)軸8上的滑動(dòng)軸承5之間套裝圓管4，圓管4上裝置扇形盤(pán)3，傳動(dòng)軸8的兩端裝置凸形的固定圓盤(pán)2，固定圓盤(pán)2之間由連接桿6緊固。所述的凸形圓盤(pán)2開(kāi)設(shè)4個(gè)定位孔，扇形盤(pán)3的中間裝置重力板16，機(jī)體內(nèi)裝置隔板12。2.3工作原理工作過(guò)程如下：首先該水果分選機(jī)是通過(guò)鏈輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸從而使分級(jí)器轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)分選目的的，物料從進(jìn)料口11進(jìn)入，沿隔板12進(jìn)入分級(jí)器，分級(jí)器初定為2級(jí)，尺寸最大的物料被第一級(jí)分級(jí)器輸送到出料口一13一端，而較小的則從第一級(jí)分級(jí)器漏過(guò)，進(jìn)入第二級(jí)分級(jí)器進(jìn)行分選，尺寸較大的從出料口二14一端進(jìn)入收集盒，尺寸最小的從出料口10一端進(jìn)入收集盒，分選結(jié)束。分選原理如圖6圖62.蔬菜水果分選機(jī)本實(shí)用新型的目的是：提供一種分選效率高、分選尺寸可以任意調(diào)節(jié)、并且在分選蔬果時(shí)不損傷蔬果的蔬菜水果分選機(jī)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：它包括機(jī)架(1)和傳動(dòng)電機(jī)(2)，在機(jī)架(1)的一端裝有傳動(dòng)軸(3)，在機(jī)架(1)的另一端裝有兩個(gè)水平輔助傳動(dòng)鏈輪(4)和四個(gè)鏈條間距調(diào)整鏈輪(5)，在機(jī)架(1)的下方還裝有四個(gè)輔助傳動(dòng)鏈輪(6)和四個(gè)鏈條張緊鏈輪(7)，在傳動(dòng)軸(3)上裝有四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鏈輪(8)，四根傳動(dòng)鏈條(9)分別套在四個(gè)傳動(dòng)鏈輪(8)、兩個(gè)水平輔助傳動(dòng)鏈輪(4)、兩個(gè)鏈條間距調(diào)整鏈輪(5)、四個(gè)輔助傳動(dòng)鏈輪(6)和四個(gè)鏈條張緊鏈輪(7)上，在靠近機(jī)架(1)兩外側(cè)邊的兩根傳動(dòng)鏈條(9)上平行裝有一組長(zhǎng)圓形分極棒(IO)，并且另外兩個(gè)鏈條間距調(diào)整鏈輪(5)分別壓在該兩根傳動(dòng)鏈條(9)上，在另外兩根傳動(dòng)鏈條(9)上平行裝有另一組短圓形分極棒(11)，安裝在傳動(dòng)鏈條(9)之間的每根長(zhǎng)圓形分極棒(IO)或短圓形分極棒(11)都可繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且長(zhǎng)圓形分極棒(10)與短圓形分極棒(11)之間都相互平行，而且在每?jī)筛L(zhǎng)圓形分極棒( 10)之間平行設(shè)置有另一組的一根短圓形分極棒(11)，在機(jī)架(1)中部位置處的上層長(zhǎng)圓形分極棒(IO)和短圓形分極棒(11)的下方并排設(shè)有若干個(gè)選出物送出輸送帶(12)；在上層長(zhǎng)圓形分極棒(10)和短圓形分極棒(11)的下方的兩邊都分別設(shè)有活動(dòng)式摩擦軌( 13)，可以控制活動(dòng)式摩擦軌(13)與長(zhǎng)圓形分極棒(10)或與短圓形分極棒(11)接觸或分離的操作手柄(14)連接在機(jī)架(1)和活動(dòng)式摩擦軌(13)上。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有分選效率高、分選尺寸可以任意調(diào)節(jié)、并且在分選蔬果時(shí)不損傷蔬果的優(yōu)點(diǎn)。使用本實(shí)用新型時(shí)，可將需分選的蔬菜或水果放在機(jī)架(1)上層的相互平行的兩組圓形分極棒上，并根據(jù)分選蔬菜或水果的具體需要，通過(guò)四個(gè)鏈條間距調(diào)整鏈輪(5)調(diào)節(jié)兩組圓形分極棒移動(dòng)時(shí)其相互之間運(yùn)動(dòng)方向的夾角，從而達(dá)到任意調(diào)整圓形分極棒之間分選間隙大小的目的。由于本實(shí)用新型在分選蔬果的過(guò)程中可以根據(jù)蔬果的特點(diǎn)，使蔬果在隨著圓形分極棒移動(dòng)時(shí)，可通過(guò)圓形分極棒的轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)其蔬果作轉(zhuǎn)動(dòng)，或使圓形分極棒不轉(zhuǎn)動(dòng)從而使蔬果只隨圓形分極棒一起移動(dòng)而不轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可減少或防止在分選時(shí)對(duì)蔬果的損傷。當(dāng)需要圓形分極棒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只需通過(guò)操作手柄(14)使活動(dòng)式摩擦軌(13)與長(zhǎng)圓形分極棒(10)或與短圓形分極捧(11)接觸，這樣這些圓形分極棒在移動(dòng)的過(guò)程中就會(huì)在活動(dòng)式摩擦軌(13)的作用下而轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型適用于對(duì)圓形、橢圓形、扁圓形、長(zhǎng)圓形、錐形等形狀的蔬菜水果進(jìn)行分選，并且還可對(duì)帶有果柄或果葉的水果進(jìn)行分選，本實(shí)用新型特別適應(yīng)于對(duì)鮮嫩忌碰的蔬菜水果進(jìn)行分選。 附圖說(shuō)明； 附圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為附圖1的A向示意圖； 附圖3為附圖2的B-B剖視示意圖。 具體實(shí)施方式： 本實(shí)用新型的實(shí)施例：先制作出機(jī)架(1)，然后在機(jī)架(l)的一端裝上被傳動(dòng)電機(jī)(2)傳動(dòng)的傳動(dòng)軸(3)，傳動(dòng)電機(jī)(2)可采用市場(chǎng)上出售的變速電機(jī)或定速電機(jī)，當(dāng)采用定速電機(jī)時(shí)，最好按常規(guī)通過(guò)一個(gè)齒輪變速箱后再傳動(dòng)傳動(dòng)軸(3)，在機(jī)架(1)的另一端裝上兩個(gè)水平輔助傳動(dòng)鏈輪(4)和四個(gè)鏈條間距調(diào)整鏈輪(5)，在機(jī)架(1)的下方裝上四個(gè)輔助傳動(dòng)鏈輪(6)和四個(gè)鏈條張緊鏈輪(7)，在傳動(dòng)軸(3)上裝上四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鏈輪(8)，將四根傳動(dòng)鏈條(9)分別套在四個(gè)傳動(dòng)鏈輪(8)、兩個(gè)水平輔助傳動(dòng)鏈輪(4)、兩個(gè)鏈條間距調(diào)整鏈輪(5)、四個(gè)輔助傳動(dòng)鏈輪(6)和四個(gè)鏈條張緊鏈輪(7)上，在靠近機(jī)架(1)兩外側(cè)邊的兩根傳動(dòng)鏈條(9)上平行裝上一組長(zhǎng)圓形分極棒(10)，并且將另外兩個(gè)鏈條間距調(diào)整鏈輪(5)分別壓在該兩根傳動(dòng)鏈條(9)上，在另外兩根傳動(dòng)鏈條(9)上平行裝有另一組短圓形分極棒(11)，兩組中的長(zhǎng)圓形分極棒(10)和短圓形分極棒(11)的根數(shù)可根據(jù)制作出的機(jī)架(1)大小和使用所需的長(zhǎng)度確定，在安裝傳動(dòng)鏈條(9)之間的每根長(zhǎng)圓形分極棒(IO)或短圓形分極棒(11)時(shí)，要使每根長(zhǎng)圓形分極棒(10)或短圓形分極棒(Il)都可繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且使長(zhǎng)圓形分極棒(10)與短圓形分極棒(11)之間都相互平行，而且使每?jī)筛L(zhǎng)圓形分極棒(10)之間平行設(shè)置有另一組的一根短圓形分極棒(11)，在將長(zhǎng)圓形分極棒(10)和短圓形分極棒(11)連接在傳動(dòng)鏈條(9)上時(shí)，最好采用螺紋連接的方式，這樣便于在使用時(shí)調(diào)整每組長(zhǎng)圓形分極棒(10)或短圓形分極棒(11)相互之間的距離，一般將每組的圓形分極棒的間距控制在530厘米的可調(diào)范圍即可，在機(jī)架(1)中部位置處的上層長(zhǎng)圓形分極棒(10)和短圓形分極棒(11)的下方并排設(shè)有若干個(gè)選出物送出輸送帶(12)，輸送帶(12)可采用市場(chǎng)上出售的輸送帶成品進(jìn)行安裝，并且最好在輸送帶的表面上再安裝一層柔軟的軟墊層，這樣能夠更好地防止被分選出的蔬果被碰傷；為了使機(jī)架(1)上層的長(zhǎng)圓形分極棒(10)和短圓形分極棒(11)在移動(dòng)的過(guò)程根據(jù)需要再繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，可在上層長(zhǎng)圓形分極棒(10)和短圓形分極棒(11)的下方的兩邊都分別設(shè)一根活動(dòng)式摩擦軌(13)，將可以控制活動(dòng)式摩擦軌(13)與長(zhǎng)圓形分極棒(10)或與短圓形分極棒( 11)接觸或分離的操作手柄(14)連接在機(jī)架(1)和活動(dòng)式摩擦軌（13）上即成。3.傳送帶式水果分選機(jī)圖l是本實(shí)用新型主視結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是本實(shí)用新型俯視結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是I的A向局部放大結(jié)構(gòu)的示意剖。圖4是圖3的B向局部結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是圖3的c-c結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的小意圖，附圖標(biāo)記：電機(jī)l、變速箱2、分選輸送帶3、水果輸送帶4、添果輸送臺(tái)6、清洗裝置6、進(jìn)料斗7、腳輪8、水泵9、水箱10、滾筒ll、分級(jí)出果傳送特l2、分級(jí)調(diào)桿13、分級(jí)板14、平行輥軸15、分?jǐn)?shù)輥軸16、水果17、成品箱子18。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型水果分選機(jī)作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖13所示，本實(shí)用新型包括電機(jī)1、變速箱2、分選輸送帶3、水果輸送帶4、添果輸送臺(tái)j、清洗裝置6、進(jìn)料斗7、腳輪8、水泵9、水箱10、滾筒11、分級(jí)出果傳送帶L2、分級(jí)調(diào)節(jié)打l3、分級(jí)板14、平行輥軸15和分級(jí)輥軸l6，添果輸送臺(tái)5與分選輸送帶3放置十地向，它們的底部均世有腳輪8，水果輸送帶1的一端與添果輸送臺(tái)5連接，另端I司定在分選輸送帶3上，分選輸送帶3由電機(jī)l帶動(dòng)，經(jīng)變速箱2速箱將動(dòng)力傳送到滾筒1L和傳動(dòng)鏈條進(jìn)行循環(huán)式轉(zhuǎn)動(dòng)，在添果輸送臺(tái)5上還自進(jìn)制斗7和清洗裝置6，底部白水泵9引水箱10。如圖1-5所示，在分選輸送帶3上設(shè)有輥軸，分選輸送帶3的左右塒側(cè)上安裝有分級(jí)調(diào)節(jié)打l3和分級(jí)板l4，分級(jí)板l4上開(kāi)有圓孔或長(zhǎng)槽，輥軸有下行輥軸I5和分級(jí)輥軸16，平行輥軸15的兩端穿過(guò)分級(jí)板14的圓孔；分級(jí)輥軸16的兩端穿過(guò)分級(jí)板14的長(zhǎng)槽。本水果分選機(jī)的原理：平行輥軸15的兩端穿過(guò)分級(jí)板14的圓孔，由于圓孔的Z方向的位移是不變的，它運(yùn)動(dòng)的軌跡足下移，而分級(jí)輥軸16的兩端穿過(guò)分級(jí)板14的長(zhǎng)槽，因長(zhǎng)槽的Z方向的位移是時(shí)刻變化的，它的運(yùn)動(dòng)的軌跡是根據(jù)分級(jí)調(diào)節(jié)桿13的傾斜角度向前移動(dòng)，于是，由于平行輥軸15和分級(jí)輥軸l6相互間發(fā)生上下位移的變化，使得水果由小到人漸次通過(guò)輥軸大小不同的縫隙進(jìn)行機(jī)械篩選，跌落到分級(jí)出果傳送帶12上，從而實(shí)現(xiàn)分級(jí)。如圖6所示，利用本實(shí)用新型水果分選機(jī)分選水果17，打開(kāi)電源，電機(jī)1和水泵9起動(dòng)，動(dòng)力經(jīng)變速箱2的變速，由皮帶將動(dòng)力傳入鏈條，帶動(dòng)滾筒11轉(zhuǎn)動(dòng)，使得分選輸送帶3、水果輸送帶4和添果輸送臺(tái)5循環(huán)運(yùn)動(dòng)，將采摘到新鮮的水果17以整箱倒入添果輸送臺(tái)5的進(jìn)料斗7內(nèi)，水箱10的水由水泵9特動(dòng)到清洗裝置6內(nèi)對(duì)水果17進(jìn)行噴射清洗，干凈的水果17經(jīng)過(guò)水果輸送帶1勻速前進(jìn)到達(dá)分選輸送帶3，在平行輥軸15和分級(jí)輥軸16的分級(jí)下，最小的水果17成品流入第一個(gè)分級(jí)出果傳送帶12內(nèi)并進(jìn)入了第一個(gè)成品箱子18，滿箱后包裝入庫(kù)，同理第一、二、三、四、五、六級(jí)的水果l7成品分別以它們同級(jí)大小也依次進(jìn)入了各白的成品箱子L8，滿箱后亦分別包裝入庫(kù)，等待運(yùn)輸發(fā)往外地。4.變幅式水果分選機(jī)本實(shí)用新型所需解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種單位生產(chǎn)量大，分選精度高，無(wú)機(jī)械傷，適用性廣泛的一種蔬果機(jī)械分選裝置。本實(shí)用新型取得了以下的技術(shù)效果：本實(shí)用新型分選精度高，無(wú)機(jī)械傷，大大提高蔬果分選效率，以前由50左右工人12小時(shí)完成的工作量，利H用本實(shí)用新型存4小時(shí)內(nèi)全部完成，操作工人僅需兩名。具體實(shí)施方式：如圖1所示一種變幅式水果分選機(jī)，機(jī)架3，機(jī)架內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸上間隔設(shè)有多個(gè)旋轉(zhuǎn)皮帶輪，皮帶輪下設(shè)有蔬果儲(chǔ)藏箱4，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)軸包括一端的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸和另端的從動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸和從動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸均具有上下兩個(gè)，兩個(gè)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)鏈輪傳動(dòng)，下主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)相連，上下主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸5、6均包括間隔設(shè)置的多節(jié)傳動(dòng)節(jié)和自由節(jié)，上主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸上的自由節(jié)和下主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸上的傳動(dòng)節(jié)上下對(duì)應(yīng)，傳動(dòng)節(jié)和自由節(jié)上均設(shè)有一根皮帶輪1、2，傳動(dòng)節(jié)與皮帶輪之間鍵連接，用于傳動(dòng)扭矩，自由節(jié)與皮帶輪之間通過(guò)軸承連接，不傳遞扭矩，從動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度大于從動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，相鄰皮帶之間的距離從主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸端到從動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸端逐漸增大。所述的鏈輪包括上主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸鏈輪和下主動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸鏈輪，兩個(gè)鏈輪之間的齒數(shù)不同。上下鏈輪齒數(shù)不同，則上下主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速并不相同，輸送皮帶的線速度也不相同。這樣蔬果被托在兩條運(yùn)動(dòng)速度不同的皮帶上時(shí)，會(huì)由于皮帶的速度差使其自旋。這種設(shè)計(jì)理念是為了消除因?yàn)樯狭狭看蠖诜诌x機(jī)上產(chǎn)生堆積疊加，使蔬果在分選時(shí)產(chǎn)生越級(jí)，分選精度下降現(xiàn)象的產(chǎn)生。比如，分選機(jī)上的輸送皮帶呈輻射狀布置，每條皮帶之間具有一定夾角，剛不平行布置，這樣輸送皮帶在每隔700mm的距離時(shí)相鄰兩輸送帶之間的間距就會(huì)增5mm。即起點(diǎn)位置相鄰倆輸送帶間距是65mm，在往后700mm的位置間距則為70mm，1400mm的位置問(wèn)距為75mm。依此類推，由輸送帶之間間距的逐漸遞增來(lái)完成蔬果蔬菜由小到大的分選工作。5主要缺點(diǎn)和有待進(jìn)一步改進(jìn)的地方缺點(diǎn):（1）還需人工調(diào)節(jié)，勞動(dòng)強(qiáng)度較大（2）該機(jī)是間歇性工作，生產(chǎn)連續(xù)性不高有待進(jìn)一步改進(jìn)的地方:（1）采用自動(dòng)控制裝置（2）采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu) （3）分機(jī)滾筒還需進(jìn)一步的改進(jìn)結(jié)束語(yǔ):這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己的四年的大學(xué)生活做出總結(jié),同時(shí)為將來(lái)工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉了自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后自己的工作和生活打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。這次設(shè)計(jì)其實(shí)是綜合運(yùn)用本專業(yè)知識(shí)，分析并解決設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)知識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我逐步樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)，熟悉并掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)中的一般規(guī)律和方法，培養(yǎng)了我的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，使我進(jìn)行了較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能訓(xùn)練。另外通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我領(lǐng)悟出機(jī)械設(shè)計(jì)的一般進(jìn)程：設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算、裝配圖設(shè)計(jì)、零件工作圖設(shè)計(jì)、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。如果隨意打亂這個(gè)過(guò)程則在設(shè)計(jì)過(guò)程中定會(huì)多走彎路。在設(shè)計(jì)過(guò)程中在獨(dú)立完成的同時(shí)，還要及時(shí)跟指導(dǎo)老師溝通和請(qǐng)教。每個(gè)階段完成后要認(rèn)真檢查，有錯(cuò)誤要認(rèn)真修改，精益求精。畢業(yè)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段是相互聯(lián)系的。設(shè)計(jì)時(shí)，零、部件的結(jié)構(gòu)尺寸不是完全由計(jì)算確定的，還要考慮結(jié)構(gòu)、工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及標(biāo)準(zhǔn)化、系列化等要求。由于影響零、部件尺寸的因素很多，隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)展，考慮的問(wèn)題要更全面和合理，故后階段設(shè)計(jì)要對(duì)前階段設(shè)計(jì)中的不合理結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行必要的修改。所以，設(shè)計(jì)要邊計(jì)算、邊繪圖，反復(fù)修改，設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖交替進(jìn)行。在設(shè)計(jì)中要貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化可以保證互換性、減低成本、縮短設(shè)計(jì)周期，這是機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則之一，也是設(shè)計(jì)質(zhì)量的一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。在設(shè)計(jì)中應(yīng)熟悉和正確采用各種有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)格，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，并應(yīng)注意一些尺寸需圓整為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。同時(shí)設(shè)計(jì)中應(yīng)減少材料的品種和標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格。【參考文獻(xiàn)】 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學(xué)生姓名 王鐵柱 學(xué)號(hào) 10804020127 指導(dǎo)教師 王黎明 職稱 講師 時(shí) 間 2013年5月20日 目 錄摘要1關(guān)鍵詞11 前言22 總體方案的擬定32.1 原理分析32.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52.3 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的計(jì)算62.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算133 主要零件的選擇和設(shè)計(jì)153.1 皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算153.2 直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算173.3 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算203.4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算213.4.1 高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算21 3.4.2 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算243.5 軸承的校核273.6 鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核273.7 潤(rùn)滑與密封283.8 主要缺點(diǎn)和有待進(jìn)一步改進(jìn)的地方294 結(jié)束語(yǔ)29參考文獻(xiàn)31致謝32水果分選機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 生：王鐵柱 指導(dǎo)老師：王黎明摘 要：本文分析了中國(guó)國(guó)內(nèi)外水果分級(jí)分選機(jī)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)未來(lái)進(jìn)行了展望，設(shè)計(jì)出了一種新型水果分級(jí)分選機(jī)構(gòu)。該水果分級(jí)分選機(jī)是由分級(jí)滾筒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)組成。采用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送到直齒圓柱齒輪減速器，然后再通過(guò)鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將所需的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送至分級(jí)滾筒上，從而實(shí)現(xiàn)水果的分選。整個(gè)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于操作，便于維護(hù)，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)水果加工機(jī)械化與規(guī)模化提供了前提。關(guān)鍵詞：水果；形狀；分選機(jī)構(gòu)；分級(jí)滾筒； The design of fruit sorting machineStudents: Wang TiezhuTutor: Wang LimingAbstract: This paper analyzes the present situation of the Chinese domestic and foreign fruit sorting machine research and development, on the future prospects, we design a new type of fruit sorting mechanism. The fruit sorting machine is composed of grading cylinder, transmission mechanism and a motor. The power provided by a motor, through a belt pulley transmission mechanism, the movement and power is transmitted to the straight tooth cylindrical gear reducer, and then through the chain wheel transmission mechanism, the required movement and power is transmitted to the classification on the drum, thereby we can realize the separation of fruit. The entire mechanism is simple and easy to operate, easy to maintain, improve production efficiency, reduce labor intensity, which help to achieve the fruit processing mechanization and scale and to provide the premise.Key Words: fruit; shape; the grading mechanism; grading cylinder1 前言1.1 選題研究意義 水果分選是水果進(jìn)入流通領(lǐng)域的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到水果生產(chǎn)的效益。在市場(chǎng)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(guó)際貿(mào)易等均離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)化。而水果分選就是實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果商品標(biāo)準(zhǔn)化的最基礎(chǔ)的一步。我國(guó)是水果生產(chǎn)大國(guó)，但絕大部分蘋(píng)果來(lái)源于農(nóng)村集體和個(gè)體種植戶，其品質(zhì)差別很大，加上采摘及運(yùn)輸過(guò)程中不同程度的損傷等影響，給水果的分選工作帶來(lái)一定的困難。目前蘋(píng)果分選工作多由人工完成，缺點(diǎn)是勞動(dòng)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(lái)代替人工作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果分選的自動(dòng)化，有效地提高分選效率和分選精度。因此，研究開(kāi)發(fā)水果采后的自動(dòng)化處理設(shè)備，對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行分級(jí)篩選然后銷售或加工。1.2 國(guó)內(nèi)外水果機(jī)械化發(fā)展概況我國(guó)是世界水果生產(chǎn)消費(fèi)大國(guó)，但還不是水果加工強(qiáng)國(guó)。水果的品質(zhì)還難以完全滿足國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者的要求，水果市場(chǎng)主要還在國(guó)內(nèi)。隨著我國(guó)加入WTO，水果生產(chǎn)銷售面臨著激烈的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，因此必須盡快提升我國(guó)水果種植和加工的水平，縮短與國(guó)外的差距。近幾十年來(lái)，我國(guó)的水果加工水平提高緩慢，主要是我國(guó)的水果機(jī)械加工技術(shù)水平落后造成的。20世紀(jì)50年代以前，我國(guó)幾乎沒(méi)有食品機(jī)械工業(yè)，更不用說(shuō)水果加工。水果的生產(chǎn)加工主要以手工操作為主，基本屬于傳統(tǒng)作坊生產(chǎn)方式。僅在沿海一些大城市有少量工業(yè)化生產(chǎn)方式的水果加工廠，所用設(shè)備幾乎是國(guó)外設(shè)備。進(jìn)入20世紀(jì)5070年代，水果加工業(yè)及水果機(jī)械行業(yè)得到一定的發(fā)展，全國(guó)各地新建了一大批水果加工工廠。但這樣依然沒(méi)有從根本上改變水果加工落后的面貌，這些加工廠尚處于半機(jī)械半手工的生產(chǎn)方式，機(jī)械加工僅用于一些主要的工序中，而其他生產(chǎn)工序仍沿用傳統(tǒng)的手工操作方式。到了20世紀(jì)80年代以后，水果工業(yè)發(fā)展迅速。這得益于80年代以后的改革開(kāi)放政策。隨著外資的引入，出現(xiàn)很多獨(dú)資、合資等形式的外商水果加工企業(yè)。這些企業(yè)在將先進(jìn)的水果生產(chǎn)技術(shù)引進(jìn)國(guó)內(nèi)的同時(shí)，也將大量先進(jìn)的水果機(jī)械帶入國(guó)內(nèi)。再加上社會(huì)對(duì)水果加工質(zhì)量、品種、數(shù)量要求的不斷提高，極大地推進(jìn)了我國(guó)水果工業(yè)以及水果機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。通過(guò)消化吸收國(guó)外先進(jìn)的水果機(jī)械技術(shù)，使我國(guó)的水果機(jī)械工業(yè)的發(fā)展水平得到很大提高。20世紀(jì)80年代中期，我國(guó)水果工業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，又進(jìn)行了新一輪的技術(shù)改造工程。在這一輪的技術(shù)改造工程中，許多水果加工廠對(duì)設(shè)備進(jìn)行了更新?lián)Q代，或直接引進(jìn)全套的國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，或采用國(guó)內(nèi)廠家消化吸收生產(chǎn)出的新型機(jī)械設(shè)備。經(jīng)過(guò)兩輪的技術(shù)改造工程，極大推進(jìn)了我國(guó)水果機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，水果機(jī)械工業(yè)現(xiàn)已形成門(mén)類齊全、品種配套的產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)為機(jī)械工業(yè)中的重要產(chǎn)業(yè)之一。1.3 國(guó)內(nèi)水果機(jī)械化未來(lái)發(fā)展方向水果在中國(guó)食品產(chǎn)業(yè)占有重要地位，隨著社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步，水果不但是人們生活的必需品，而且對(duì)經(jīng)濟(jì)起了很好的作用，而水果分選機(jī)是水果生產(chǎn)中的一種主要機(jī)械。21世紀(jì)，中國(guó)將實(shí)現(xiàn)水果生產(chǎn)和加工全程機(jī)械化，以滿足水果生產(chǎn)規(guī)?；?、經(jīng)營(yíng)產(chǎn)業(yè)化、水果產(chǎn)品多元化、水果質(zhì)量無(wú)公害化的要求。水果機(jī)械將集機(jī)、電、液于一體，向智能化、自動(dòng)化跨越。1.4 目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的水果分選機(jī)主要有以下幾種類型目前我國(guó)水果業(yè)生產(chǎn)上使用的分選機(jī)類型很多，大小不一。根據(jù)水果檢測(cè)指標(biāo)的不同，水果分選機(jī)大致可以分為大小分選機(jī)、重量分選機(jī)、外觀品質(zhì)分選機(jī)和內(nèi)部品質(zhì)分選機(jī)。本課題主要研究的是大小分選機(jī)，而根據(jù)其結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，大小分選機(jī)可分為篩子分選機(jī)、回轉(zhuǎn)帶分選機(jī)、輥軸分選機(jī)、滾筒式分選機(jī)。2 總體方案的擬定2.1 原理分析分選機(jī)上的分級(jí)裝置的孔眼的大小和形狀必須根椐水果的大小、形狀和產(chǎn)品工藝要求確定。特別注意分級(jí)級(jí)數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算，提高分選質(zhì)量，以保證后序工序的順利進(jìn)行。水果分選機(jī)是由分選機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)組成。水果分選時(shí)將水果運(yùn)送至進(jìn)料斗，然后流入到分級(jí)滾筒或擺動(dòng)篩中，使水果在滾筒里滾轉(zhuǎn)和移動(dòng)或在擺動(dòng)篩中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并在此過(guò)程中通過(guò)相應(yīng)的孔流出，以達(dá)到分級(jí)目的。2.1.1 方案選擇為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功用，有兩套方案可以實(shí)現(xiàn)：(參見(jiàn)圖1、圖2)方案一 采用擺動(dòng)篩式進(jìn)行水果的分選圖1方案一 示意圖Fig1 The figure of program 1方案二 采用滾筒式進(jìn)行水果分選圖2 方案二 示意圖Fig2 The figure of program 22.1.2 方案的比較方案一采用擺動(dòng)篩式來(lái)進(jìn)行水果的分選，其機(jī)械振動(dòng)裝置由皮帶傳動(dòng)使偏心輪回轉(zhuǎn)，偏心輪帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)體的直線往返式擺動(dòng)。擺動(dòng)篩分選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝容易；篩面調(diào)整方便，利用率高；以直線往復(fù)擺動(dòng)為主。振動(dòng)為輔，對(duì)物料損傷少；適用多物料及同一物料多種不同規(guī)格的分級(jí)。缺點(diǎn)為：動(dòng)力平衡困難，噪音大，清洗不方便等。方案二采用滾筒式來(lái)進(jìn)行水果的分選，其滾筒由摩擦輪帶動(dòng)，物料通過(guò)料斗流入到滾筒時(shí)，在其間滾轉(zhuǎn)和移動(dòng)，并在此過(guò)程中通過(guò)相應(yīng)的孔流出，以達(dá)到分級(jí)目的。滾動(dòng)式分選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分級(jí)效率高，工作平穩(wěn)，不存在動(dòng)力不平衡現(xiàn)象。缺點(diǎn)為：機(jī)器占地面積大，篩面利用率低；由于篩孔調(diào)整困難，對(duì)原料的適應(yīng)性差。本課題研究的主要目的是實(shí)現(xiàn)水果生產(chǎn)的規(guī)模化和機(jī)械化，而且主要針對(duì)單一物料進(jìn)行分級(jí)，對(duì)水果的損傷情況不做過(guò)多要求，故采用方案二比較合理。2.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1 總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)分為以下主要部分（如圖3所示）：進(jìn)料斗、滾筒、收集料斗、機(jī)架、傳動(dòng)裝置、摩擦輪等。 圖3 水果分選機(jī)結(jié)構(gòu)圖Fig3 The principle figure of the structure of the fruit sorter2.2.2 傳動(dòng)路線水果分選機(jī)的傳動(dòng)路線如圖4所示，該機(jī)構(gòu)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶傳動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力直齒圓柱齒輪減速器，通過(guò)減速器減速后，再由鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給摩擦輪，在摩擦輪的帶動(dòng)下，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水果的分級(jí)。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4 水果分選機(jī)的傳動(dòng)路線Fig4 The transmission route of the fruit sorter2.3 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的計(jì)算2.3.1 滾筒設(shè)計(jì)考慮到水果大小形狀的差異，將滾筒的分級(jí)情況定為6級(jí)。在實(shí)際分級(jí)中，可以將相鄰的兩級(jí)料斗合為一級(jí)，以滿足不同分級(jí)的需要?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)采用5節(jié)篩筒，6級(jí)分級(jí)。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： G 3600zm10001000 （2-1）式中：z為滾筒上的孔眼總數(shù)；G為生產(chǎn)能力；為在同一秒內(nèi)從篩孔掉下物料的系數(shù)，因分選機(jī)型和物料性質(zhì)不同而異，滾筒式可取1025；m為物料的平均質(zhì)量。根據(jù)設(shè)計(jì)要求給定的參數(shù)G=12 t/h，m=400g，= 2.0可求出z =10001000G3600m =100010001236000.02400 =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的確定在生產(chǎn)能力已知的情況下，通過(guò)式（2-1）求取的Z為滾筒上所需的孔數(shù)。但由于各級(jí)篩孔孔徑不同而滾筒直徑相同，所以這個(gè)總孔數(shù)不能平均分配在各級(jí)中，而應(yīng)根據(jù)工藝的要求分成不同直徑的若干級(jí)別，再依級(jí)數(shù)設(shè)每級(jí)排數(shù)以確定同一級(jí)每排篩孔數(shù)。若把滾筒展開(kāi)成平面，則其關(guān)系為每級(jí)孔數(shù)=排數(shù)每排孔數(shù)每級(jí)長(zhǎng)度=（每級(jí)篩孔直徑每排孔數(shù)）（篩孔間隙各排孔數(shù)）則 滾筒的圓周長(zhǎng)度=（排數(shù)各級(jí)孔徑）（排數(shù)孔徑）理論上，每級(jí)的孔數(shù)之和等于總孔數(shù)Z，每級(jí)長(zhǎng)度之和是所設(shè)計(jì)的滾筒長(zhǎng)度，但這樣設(shè)計(jì)計(jì)算各級(jí)滾筒的直徑各不相同，無(wú)法連接在一起。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=1:46進(jìn)行校核，若不在此范圍內(nèi)，就應(yīng)重新調(diào)整每級(jí)排數(shù)或孔數(shù)，直至達(dá)到此比例范圍內(nèi)為止。一般若L6D，則可適當(dāng)增加排數(shù)，減少每排孔數(shù)；若L6D，則應(yīng)增加每排孔數(shù)，減少排數(shù)?，F(xiàn)在由分選所需水果的需求，對(duì)篩筒孔徑作如下估計(jì)：表1 篩孔孔徑的參數(shù)Table 2 the parameter of screen size篩孔 孔徑長(zhǎng)寬（mm）孔隙（mm）粒徑分布比例系數(shù)ai軸向分布比例系數(shù)bi第一級(jí)8040151/81/2第二級(jí)8545201/21/4第三級(jí)9050251/41/8第四級(jí)9555301/81/8第五級(jí)10060351/81/82.3.4 各級(jí)篩孔數(shù)的計(jì)算（1）各級(jí)篩孔的孔數(shù) Z1=ai bi Z。 （2-2） 式中：Z1每個(gè)篩孔的個(gè)數(shù)，個(gè)；ai原料粒徑分布比例系數(shù)；bi原料沿滾筒軸向分布比例系數(shù)；Z。基準(zhǔn)孔數(shù)，個(gè)。（2）基準(zhǔn)孔數(shù)為 Z。=Z/ai bi （2-3）則 Z。=417 /（ 1/81/21/21/41/41/81/81/81/81/8）=1668（個(gè)）則，可求 Z1=ai bi Z。=1/81/21668=104 Z2=ai bi Z。=1/21/41668=209Z3=ai bi Z。=1/41/81668=52Z4=ai bi Z。=1/81/81668=26Z5=ai bi Z。=1/81/81668=26（3）篩孔排數(shù)與每排孔數(shù)的計(jì)算已知u = L/D （2-4）式中：u長(zhǎng)度與直徑之比；L滾筒的長(zhǎng)度，m；D滾筒的直徑，m。又知滾筒的長(zhǎng)度可表示為L(zhǎng)=Li =1/P0Zi/Ci(diei) （2-5）式中：P0基準(zhǔn)排數(shù)，通常以第一級(jí)為基準(zhǔn)；di各級(jí)篩孔的直徑，m；ei個(gè)級(jí)篩孔的孔徑，m；Ci篩孔的直徑及間隙對(duì)排數(shù)的影響比例系數(shù)。又知CI= P1P0 （2-6）式中：P1各級(jí)篩孔的排數(shù)因 Si= diei故 Pi=2D / Si則將這些轉(zhuǎn)換式對(duì)L=Li =1/P0Zi/Ci(diei)進(jìn)行化簡(jiǎn)，得L=2D / SiZ1(d1e1)2Z2(d2e2)2Z3(d3e3)2Z4(d4e4)2Z5(d5e5)2又估計(jì)u = L/D=4 則D= 1/4L則L2=2 / 104(0.0800.015)2209(0.0850.020)252(0.0900.025)226(0.0950.030)226(0.1000.035)2解得L=2.3 m則D= 1/4L=0.575 m則由Pi=2D / Si ，得P1=20.575 / (0.0800.015)=23P2=20.575 / (0.0850.020)=20P3=20.575 / (0.0900.025)=18P4=20.575 / (0.0950.030)=17P5=20.575 / (0.1000.035)=15由此可得各級(jí)滾筒每排孔數(shù)：由ZPi=Zi/Pi 可得 ZP1= Z1/P1 = 10423 =5 ZP2= Z2/P2 = 20920 =10ZP3= Z3/P3 = 5218 =3ZP4= Z4/P4 = 2617 =2ZP5= Z5/P5 = 2615 =2經(jīng)圓整后，各級(jí)滾筒每排的孔數(shù)為：ZP1=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 li = /2 (diei)Pi （2-7） l1 = 3/2 (d1e1)P1=/2 (0.0800.015)23=1.892 ml2 = 3/2 (d2e2)P2=/2 (0.0850.020)20=1.819 ml3 = 3/2 (d3e3)P3=/2 (0.0900.025)18=1.793 ml4 = 3/2 (d4e4)P4=/2 (0.0950.030)17=1.840 ml5 = 3/2 (d5e5)P5=/2 (0.1000.035)15=1.754 m各級(jí)計(jì)算周長(zhǎng)中，最長(zhǎng)的作為整個(gè)滾筒的周長(zhǎng)，則l=1.892 m。（5）篩孔間隙修正因?yàn)楦骷?jí)計(jì)算周長(zhǎng)與確定的滾筒軸長(zhǎng)l存在差值，則按下式修正： ei=2l/ Pidi （2-8）則 e1 =21.892/230.080 =0.015e2 =21.892/200.085 =0.024e3 =21.892/180.090 =0.031e4 =21.892/170.095 =0.034e5 =21.892/150.100 =0.046（6）滾筒直徑 D=l/ （2-9）則 D=1.892/=0.60 m（7）長(zhǎng)徑比驗(yàn)算總長(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 L=Lifi （2-10）又知 fi= Si 2=1/2(diei) （2-11）則滾筒的長(zhǎng)度為 L=ZPi(diei)1/2(diei) （2-12）則 L=ZPi(diei)1/2(diei) （2-13）L=4(0.0800.015)7(0.0850.020)3(0.0900.025)3(0.0950.030)2(0.1000.035) 1/2(0.0800.015)(0.0850.020)(0.0900.025)(0.0950.030)(0.1000.035)=2.393 m將計(jì)算出的滾筒長(zhǎng)度和直徑代入長(zhǎng)徑比公式中進(jìn)行驗(yàn)算，若不超過(guò)規(guī)定長(zhǎng)度比的5，則可確定長(zhǎng)度和直徑；否則要重新進(jìn)行校正。由計(jì)算知 D=0.60 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=0.015，符合要求。故可確定滾筒 D=0.60 m L=2.393 m2.3.5 轉(zhuǎn)速n及水平傾角a的確定滾筒的轉(zhuǎn)速影響分級(jí)效率及生產(chǎn)能力，而滾筒的轉(zhuǎn)速取決于直徑。滾筒一般呈傾斜放置，則通常轉(zhuǎn)速可由以下公式確定： n = 1214 /R （2-14）則由前面滾筒尺寸參數(shù)計(jì)算中，知D=0.60 m，根據(jù)公式可得本設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)速范圍n = 1214 /R=1214 /0.60=1518 r/min又考慮滾筒的轉(zhuǎn)速一般為1015 r/min，一般不超過(guò)30 r/min。在結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，最終確定滾筒的轉(zhuǎn)速n=18 r/min。 由上式可知，n與R成反比，即滾筒直徑越大，其轉(zhuǎn)速越小。而滾筒的傾角a與滾筒的長(zhǎng)度有關(guān)，一般約為3 o5 o，長(zhǎng)的滾筒取小值，短的取大值。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，取a=4 o。2.3.6 滾輪和摩擦輪滾輪和摩擦輪工作時(shí)，滾圈的動(dòng)力是由摩擦輪與之摩擦所產(chǎn)生的，她們是一對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件。通常為了維修及更換零件的方便，在設(shè)計(jì)上，摩擦輪所選擇的材料要比滾圈耐磨性差，以便把磨損落在摩擦輪上。摩擦輪和滾圈的結(jié)構(gòu)如圖5所示。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。這里取滾圈的材料為Q235，摩擦輪的材料為HT200。 摩擦輪的寬度b一般比滾圈寬度B大3040 mm，以補(bǔ)償筒體熱脹冷縮和軸向竄動(dòng)的需要，經(jīng)計(jì)算摩擦輪外徑為d=375 mm，寬度為90 mm（由與滾圈寬60 mm關(guān)系式計(jì)算得出）。1.滾筒 2.摩擦輪 3.滾圈圖5 摩擦輪與滾圈Fig5 The friction wheel and the rolling ring2.3.7 功率計(jì)算對(duì)于摩擦輪傳動(dòng)式，其功率可用下式計(jì)算： P=Rn(m113m2)g/60 （2-15） 式中：P滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的電動(dòng)機(jī)功率，W；R滾筒內(nèi)半徑，m；n滾筒轉(zhuǎn)速，r/min；m1滾筒本身質(zhì)量，kg；m2滾筒內(nèi)原料質(zhì)量，kg；傳動(dòng)效率，一般取0.60.7。本設(shè)計(jì)中取=0.6。 m2=R2Lr1 （2-16） 式中：L滾筒的長(zhǎng)度，m；r1物料的密度，kg/m3； 物料在滾筒中的填充系數(shù)，一般為0.050.10。 在本設(shè)計(jì)中，所涉及的滾筒用來(lái)篩選水果，按其平均質(zhì)量和半徑，估算出物料密度1.2103 kg/m3，填充系數(shù)選取=0.07，則m2=R2Lr1=3.14（0.60-0.0022）/222.3931.21030.07=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：P=Rn(m113m2)g/60=（0.60-0.0022）/218(621356) 9.81/600.6=1155 W2.3.8 篩孔的設(shè)計(jì)篩孔是分選機(jī)械的主要工作部分，其優(yōu)劣程度直接影響分級(jí)效果。篩孔有正方形、矩形、正三角形等排列。經(jīng)計(jì)算，正三角形排列篩面的有效系數(shù)比正方形排列增加16，如圖6所示，其有效篩面面積更大，故在設(shè)計(jì)中采取正三角形排列。圖6 正三角形排列Fig6 The equilateral triangle arrangement2.3.9 選擇電動(dòng)機(jī)（1）選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，如無(wú)特殊要求(如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常起動(dòng)和反轉(zhuǎn)等)，通常都采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。我國(guó)已制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的Y系列是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、風(fēng)機(jī)、輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和食品機(jī)械等。由于Y系列電動(dòng)機(jī)還具有較好的起動(dòng)性能，因此也適用于某些對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有較高要求的機(jī)械(如壓縮機(jī)等)。在經(jīng)常起動(dòng)，制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過(guò)載能力大，此時(shí)宜選用起重及冶金用的YZ型或YZR型三相異步電動(dòng)機(jī)。 三相交流異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)其額定功率(指連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下電機(jī)發(fā)熱不超過(guò)許可溫升的最大功率，其數(shù)值標(biāo)在電動(dòng)機(jī)銘牌上)和滿載轉(zhuǎn)速(指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速略有升高，但不會(huì)超過(guò)同步轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速)的不同，具有系列型號(hào)。為適應(yīng)不同的安裝需要，同一類型的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各型號(hào)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)(如額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比、最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比等)、外形及安裝尺寸可查閱產(chǎn)品目錄或有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）選擇電動(dòng)機(jī)類型的功率由前面設(shè)計(jì)計(jì)算已知，工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為P工作輸出=1.155 KW 電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶之間的總效率為總=皮帶齒輪3滾動(dòng)軸承鏈輪2摩擦輪 =0.960.970.9930.960.902 =0.703 所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P電動(dòng)機(jī)輸入= P工作輸出/總=1.155/0.703 =1.64 kW（3）初選同步轉(zhuǎn)速為750 r/min的電動(dòng)機(jī)由P電動(dòng)機(jī)輸入P電動(dòng)機(jī)額定，故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-8，其額定功率為2.2 KW，滿載轉(zhuǎn)速為710 r/min，即P電動(dòng)機(jī)額定=2.2 kWn電動(dòng)機(jī)額定=710 r/min2.4 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)算分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題：（1）各級(jí)傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比應(yīng)在推薦值的范圍內(nèi)，不應(yīng)超過(guò)最大值，已利于發(fā)揮其性能，并使其結(jié)構(gòu)緊湊。（2）應(yīng)使各級(jí)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)、勻稱。例如：由V帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成的傳動(dòng)裝置，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不能過(guò)大，否則會(huì)使大帶輪半徑超過(guò)變速器的中心高，造成尺寸不協(xié)調(diào)，并給機(jī)座設(shè)計(jì)和安裝帶來(lái)困難。（3）應(yīng)使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊，重量輕。在相同的總中心距和總傳動(dòng)比情況下，具有較小的外廓尺寸。（4）在變速器實(shí)際中常使各級(jí)大齒輪直徑相近，使大齒輪有相近的侵油深度。高、低速兩極大齒輪直徑相近，且低速級(jí)大齒輪直徑稍大，其侵油深度也稍深些有利于侵油潤(rùn)滑。（5）應(yīng)避免傳動(dòng)零件之間發(fā)生干涉碰撞。高速級(jí)大齒輪與低速軸發(fā)生干涉，當(dāng)高速級(jí)傳動(dòng)比過(guò)大時(shí)就可能產(chǎn)生這種情況。除考慮上訴幾點(diǎn)還要理論聯(lián)系實(shí)際，思考機(jī)器的工作環(huán)境、安裝等特殊因素。這樣我們就可以通過(guò)實(shí)測(cè)與理論計(jì)算來(lái)分配各級(jí)的傳動(dòng)比了。電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為710 r/min, 要求的輸出為18r/min，則總的傳動(dòng)比為：nm / n=710/1839.44V帶傳動(dòng)比常用范圍i7；圓柱齒輪傳動(dòng)單級(jí)減速器傳動(dòng)比的范圍i46；鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比的范圍i6；摩擦輪傳動(dòng)傳動(dòng)比的范圍i5。故設(shè)計(jì)分配傳動(dòng)比如下： 第一級(jí)V帶傳動(dòng)比 i1=3；第二級(jí)齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比 i2=4； 第三級(jí)鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比 i3=2；第二級(jí)摩擦輪傳動(dòng)傳動(dòng)比 i4=1.6。 電動(dòng)機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為1軸，低速軸為2軸，摩擦輪軸為3軸，各軸轉(zhuǎn)速為：n0= nw=710 r/min n1= n0/ i1=710/3=237 r/min n2= n1/ i2=237/4=59 r/min n3= n2/ i3=59/2=30 r/min n4= n3/ i4=30/1.6=18 r/min2.4.2 各軸輸入功率的計(jì)算機(jī)械效率分布如下：V帶傳動(dòng)1=0.96；滾動(dòng)軸承2=0.99；圓柱齒輪傳動(dòng)3=0.97；鏈傳動(dòng)4=0.96；摩擦輪傳動(dòng)5=0.90。各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算，各軸輸入功率即：P0 = PW = 2.2 kWP1 = P01=2.20.96=2.11 kWP2 = P123=2.110.990.97=2.03 kWP3 = P24 =2.030.96=1.95 kWP4 = P325=1.950.990.90=1.74 kW2.4.3 各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算T0 = 9550 P0/ n0=95502.2/710 =29.59 NmT1 = 9550 P1/ n1=95502.11/237 =85.02 NmT2 = 9550 P2/ n2=95502.03/59 =325.58 NmT3 = 9550 P3/ n3=95501.95/30 =620.75 Nm3 主要零件的選擇和設(shè)計(jì)3.1 皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)可知皮帶輪傳動(dòng)比為3，因傳動(dòng)速度較快，處于高速端，故采用帶傳動(dòng)來(lái)提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性。并旋轉(zhuǎn)方向一致 ，帶輪的傳動(dòng)是通過(guò)帶與帶輪之間的摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)的。帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)，造價(jià)低廉以及緩沖吸振等特點(diǎn)。根據(jù)槽面摩擦原理，在同樣的張緊力下，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。再加上V帶傳動(dòng)允許傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及V帶以標(biāo)準(zhǔn)化并且大量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，所以這里高速軸傳動(dòng)選用V帶傳動(dòng)。3.1.1 確定計(jì)算功率 Pca由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-7 查得工作情況系數(shù)K A =1.1 故 Pca = K A P = 1.12.2=2.42 kW3.1.2 選擇V帶的帶型根據(jù)Pca=2.42 KW,小帶輪轉(zhuǎn)速n1=710r/min,由機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-11選用A型。3.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-6和表8-8，取基準(zhǔn)直徑dd1=140 mm。（2）驗(yàn)算帶速v按式v=dd1 n1/601000驗(yàn)算帶的速度v =dd1 n1/601000 =140 710/601000 = 5.20 m/s 因?yàn)? m/sv30 m/s，故帶速合適。（3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)式dd2= idd1=3140=420 mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表8-8，圓整為dd2= 400 mm。3.1.4 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度L d根據(jù)公式0.7（dd1 +dd2）a0 2（dd1 + dd2）初步確定中心距a0 =750mm由式：Ld=2a0+/2(dd1+ dd2)/+ (dd1- dd2)2/4a0 = 2750+/2(140+400)+(400-140)2/4750 = 2371 mm由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=2240 mm。計(jì)算實(shí)際中心距 a =a 0 +（L d- Ld）/2=750+（22402371）/2=685 mm3.1.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角a1 a1 =180 o -57.5 o(dd2- dd1)/a =180 o -57.5 o(400140)/685=158 o120 o取a=158 o。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dd1=140 mm和n1=710r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4a得 P0=1.26 kW。根據(jù)n1=710r/min，i=3和A型帶，查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4b得 P0=0.09 kW。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=( P0+ P0)KaKL=(1.26+0.09)0.951.06=1.36 kW（2）計(jì)算V帶的根數(shù)zz= Pca/ Pr=2.42/1.36=1.78取2根。3.1.7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（FO）min由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1 kg/m，所以（FO ）min=500(2.5Ka) Pca / Ka zv +qv2=500（2.5-0.95）2.42/（0.9525.20）+0.15.202 =193N3.1.8 計(jì)算軸壓力FP由式（FP）=2Z（FO ）min sin(a1/2)=22193sin(158/2)=758N3.1.9 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)V 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從略。3.1.10 帶的張緊裝置各種材質(zhì)的V 帶都不是完全的彈性體，在預(yù)緊力的作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，就會(huì)由于塑性變形而松弛。使預(yù)緊力FO 降低。為保證帶傳動(dòng)的能力，應(yīng)定期張緊。此處采用定期張緊裝置。 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）按圖4所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）滾筒為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB 10095-88）（3）材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。（4）選小齒輪齒數(shù)z1=24，大齒輪齒數(shù)z2=424=963.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行試算，即 d1t2.32 3KT1/d(u1)/u(ZE/H)2 （3-17）（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt=1.3。 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。T1 = 9550 P1/ n1=95502.11/237 =85.02 Nm=8.502104 Nmm由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7選取齒寬系數(shù)d=1.2。由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8 MPa1/2。由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2=550MPa。由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=602371(2830015)=1.024109N1=1.024109/4=0.256109由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90；KHN1=0.95。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1，安全系數(shù)S=1，由由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-12）得H1= KHN1lim1/S=0.9600 MPa=540 MPaH2= KHN2lim2/S=0.95550 MPa=522.5 MPa（2）計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入H中較小的值。d1t2.32 3KT1/d(u+1)/u(ZE/H)2=2.32 31.38.502104/1.2(4+1)/4(189.8/522.5)2=57.459 mm計(jì)算圓周速度v。v =d1t n1/601000 =57.459237/601000 = 0.71 m/s計(jì)算齒寬b。b =dd1t=1.257.459=68.951 mm計(jì)算齒寬與齒高之比b/h。模數(shù) mt= d1t/ z1=57.459/24=2.394 mm齒高 h= 2.25 mt=2.252.394=5.39 mmb/h=68.951/5.39=12.79計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)v=0.71 m/s，7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.04；直齒輪，KHa= KFa=1；由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查得使用系數(shù)KA=1；由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱布置時(shí)，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=11.0411.315=1.368按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-10a）得d1= d1t 3K/ Kt=57.45931.368/ 1.3=58.436 mm計(jì)算模數(shù) m。m = d1/ z1=58.436/24=3.43 mm3.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m32KT1/d z12 (YFa YSa /F) （3-18）（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1=500 MPa；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限FE2=380 MPa；由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85，KFN1=0.88；計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-12）得F1= KFN1FE1/S=0.85500/1.4 MPa=303.57 MPaF2= KFN2FE2/S=0.88380/1.4 MPa=238.86 MPa計(jì)算載荷系數(shù)K。K= KA Kv KFa KFB=11.0411.28=1.331查取齒形系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5查得 YFa1=2.65；YFa2=2.196。查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5查得 YSa1=1.58；YSa2=1.786。計(jì)算大、小齒輪的YFa YSa /F并加以比較。YFa1 YSa1 /F=2.651.58/303.57=0.01379YFa2 YSa2 /F=2.1961.786/238.86=0.01642大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算m321.3318.502104 /1.2242 (0.01642)=1.75 mm對(duì)于計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.75并就圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m= 2.0 mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=58.436 mm，算出小齒輪齒數(shù)z1 = d1/ m=58.436/229大齒輪齒數(shù) z2 = 429=116這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。3.2.4 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑d1= z1m=292=58 mmd2= z2m=1162=232 mm（2）計(jì)算中心距a = (d1+ d2)/2=(58+232)/2=145 mm（3）計(jì)算齒輪寬度b =d d1=1.258=69.6 mm取B2=70 mm，B1=75 mm。（4）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖（從略）。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)取小鏈輪齒數(shù)z1=19，大鏈輪的齒數(shù)為z1=iz2=219=38。3.3.2 確定計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)表9-7查得KA=1.0，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖9-13查得KZ=1.52，單排鏈，則計(jì)算功率為Pca= KAKzP=1.01.522.2=3.34 kW3.3.3 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù)Pca=3.34 kW及n2=59 r/min查機(jī)械設(shè)計(jì)圖9-11，可選20A-1。查機(jī)械設(shè)計(jì)表9-1，鏈條節(jié)距為p=31.75 mm。3.3.4 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距a0=(3050)p=(3050) 31.75=952.51587.5 mm。取a0=1000 mm。相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為L(zhǎng)p0=2 a0/p+( z1+ z2)/2+( z2-z1)/22 p/ a0=21000/31.75 + ( 19+38)/2 + ( 38-19)/22 31.75/ 100091.78 取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)L=92節(jié)。 查機(jī)械設(shè)計(jì)表9-7得到中心距計(jì)算系數(shù)fi=0.24883，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為a = fip2 Lp-( z1+ z2)=0.2488331.752 92-( 19+ 38)987 mm3.3.5 計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式v = n2z1p /601000 =591931.75/6010000.6 m/s由v=0.6 m/s和鏈號(hào)20A-1，查機(jī)械設(shè)計(jì)圖9-14可知應(yīng)采用滴油潤(rùn)滑。3.3.6 計(jì)算壓軸力Fp有效圓周力為：Fe=1000P/v=10002.2/0.63667 N 鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)KFp=1.15，則壓軸力為FpKFpFe =1.1536674217 N。 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）由機(jī)械設(shè)計(jì)式（15-2）初步估算軸的最小軸徑： dmin= A03P1/n1 （3-19）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153，取=112由前面的設(shè)計(jì)算得 P1=2.11 kW，n1=237 r/min（2）設(shè)計(jì)計(jì)算：dmin= A03P1/n1=11232.11/237=23.3 mm軸的最小軸徑為d=(1+0.14)=26.6mm 圓整后取27mm。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)選用圖7所示的裝配方案。圖7 高速軸的裝配方案 Fig 7 The assemble program of high speed shaft2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度a、為了滿足小皮帶輪的軸向定位要求，-軸的右端需制出一軸肩，故取-段的直徑d-=34 mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=37 mm。小皮帶輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=48 mm，為了保證軸端擋圈只壓在小皮帶輪上而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取l-=46 mm。b、初步選擇滾動(dòng)軸承。應(yīng)軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=34 mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列滾錐軸承30208，其尺寸為dDT=40 mm80 mm19.75 mm，故d-= d-=40 mm；而l-=19.75 mm。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩定位。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)查得30208型軸承的定位軸肩高度h=4.5 mm，因此，取d-=49 mm。c、取安裝齒輪處的軸端段-的直徑d-=50 mm，經(jīng)計(jì)算，由于小齒輪的齒根圓到鍵槽底部的距離e2mt(mt為端面模數(shù))，故將齒輪和軸做成一體，即齒輪軸的形式。d、軸承蓋的總寬度為20 mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與小皮帶輪右端面的距離l=30 mm，故l-=50 mm。e、取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=16 mm。考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8 mm，已知滾動(dòng)軸承寬度T=19.75 mm，則l-=T+s+a=19.75+8+16=43.75 mml-= s+a=8+16=24 mm至此，已經(jīng)確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。（4）軸上零件的周向定位小皮帶輪的周向定位采用平鍵連接。