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一种蔬菜清洗机的设计【食品机械】【9张图纸】【优秀】

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大链轮3.dwg

套筒3.dwg

小链轮3.dwg

总装配图0.dwg

支座2.dwg

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轮芯2.dwg

轴2.dwg

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关键词：: 一种蔬菜清洗机的设计

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一种蔬菜清洗机的设计

39页 15000字数+说明书+答辩稿+9张CAD图纸【详情如下】

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大链轮3.dwg

套筒3.dwg

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摘要1

第一章绪论3

1.1 蔬菜清洗的目的及意义3

1.2 清洗工艺及设备设计的要求3

1.3 蔬菜清洗机的工作原理 3

1.4蔬菜清洗机的研究现状4

1.5 我国蔬菜清洗技术存在的问题及发展趋势5

第二章方案设计6

2.1 总体方案的论证6

2.2 传动方案的论证6

第三章结构设计9

3.1 电动机的选用9

3.2 减速器的选择10

3.3 机械传动装置的总体设计与计算11

3.4 机械传动件的设计与计算12

3.4.1 链传动的设计与计算12

3.4.2 链条的设计与计算13

3.4.3 链传动的主要失效形式14

3.4.4 滚子链的静强度计算15

3.5链轮的基本参数和尺寸15

3.6 滚子链传动的故障与维修17

3.7 摩擦轮的设计与计算18

3.7.1摩擦轮方案的选择18

3.7.2 摩擦轮的主要失效形式21

3.7.3 摩擦轮的材料21

3.7.4 摩擦轮传动的设计与计算21

3.8轴的设计与计算23

3.8.1 轴的材料23

3.8.2 轴的结构设计23

3.9 轴承盖的设计与计算24

3.10轴承的选择和润滑及其寿命的计算25

3.10.1 轴承的选择25

3.10.2 轴承的润滑26

第四章超声波清洗装置的运用28

4.1 超声波清洗的原理28

4.2超声波清洗的方式28

4.3 超声波清洗的特点29

4.4 超声波清洗的主要技术参数29

4.5 超声波清洗装置的设备组成及特点29

4.6 超声波清洗装置的操作流程30

清洗废水的处理32

结论33

设计感言34

致谢35

参考文献36

蔬菜是人们日常生活所必需的主要食品之一，也是人们必需的维生素、矿物质、有机酸、食用纤维等的主要来源，这些都是人体不可或缺的营养成分，它在人们的日常生活中起着重要的作用。蔬菜清洗主要是为了清除蔬菜表面的泥沙、杂质、寄生虫卵等，为后续的蔬菜加工提供干净的菜源，它是蔬菜加工过程中的重要环节。净菜加工是新鲜蔬菜经过挑选、清洗、整理、沥干、包装等工序处理后，以小包装的形式上市销售的洁净型商品蔬菜，净菜具有干净、卫生、方便、安全等特点，它的发展前途和市场前景十分广阔[1]。当前，我国的蔬菜清洗仍以手工为主的清洗方式，手工清洗具有劳动强度大、效率低、耗水量大、清洗分散等缺点，而蔬菜加工将朝着保鲜、营养、方便的方向发展，手工清洗自然不能满足蔬菜加工的需要。因此，采用蔬菜清洗机或清洗设备，可以提高劳动生产效率。针对目前状况设计了蔬菜清洗机械，已有的蔬菜清洗机械清洗叶类蔬菜时对蔬菜损伤较大，不适用。为此本文综述了一些新型蔬菜清洗机。该类清洗机械能有效去除蔬菜表面的污染物，对蔬菜（包括叶类蔬菜）结构无损伤且对蔬菜中的细菌也有一定的杀灭作用。

关键词：蔬菜；清洗机械；超声波；气泡；灭菌

.1蔬菜清洗的目的及意义

　　　采摘后的蔬菜表面往往带有泥土、沙尘、残余农药、腐殖质污染物等，清洗是去除这些污染物，降低细菌总数的有效手段。蔬菜表面上的细菌总数越少，蔬菜的保存时间就越长，故清洗干净也是延长蔬菜保存时间的重要手段。目前，我国蔬菜的清洗一般用水浸泡和手工清洗来完成。蔬菜清洗的机械化程度很低，所以对蔬菜清洗机的研究势在必行。

1.2 清洗工艺及设备设计的要求

　　　在选择清洗工艺及设备，必须考虑清洗要求达到的洗净程度。对不同洗净程度要求的清洗应选择不同的清洗工艺和设备。洗净程度要求越高，清洗成本也越高，而且生产成本是以几何级数递增的。

　　　在设计清洗工艺及清洗设备时，主要从以下几个方面进行考虑：

　　　1. 可靠性要求选用的清洗工艺及设备有稳定的清洗质量，能达到所要求的洗净程度；

　　　2. 对待清洗对象的影响要求在清洗过程中对待清洗对象造成的损伤尽可能小，并且不能对待清洗对象产生新的二次污染；

　　　3. 利于自然环境的保护要求清洗工艺及设备能够防止或尽可能减少清洗废液、噪声、废气等对自然环境造成的破坏；

　　　4. 效率要求清洗工艺及设备具有效率高、节约劳动力的特点；

　　　5. 良好的作业环境要求所用的清洗工艺及设备能保持良好的作业环境，使工人的健康和安全得到保证；

　　　6. 经济性要求采用既能达到洗净程度要求，成本又低的清洗工艺及要求。

　　　食品加工原料在其成熟阶段以及运输、贮藏过程中常常受尘埃、沙粒及微生物等污染，因此，在加工前必须认真清洗，并清除杂物及不合格部分，以便后道工序加工。

1.3蔬菜清洗机的工作原理

　　　滚筒式清洗机是借圆形滚筒的转动，使原料在其中不断地翻转，同时用水管喷射高压水来冲洗翻动的原料，以达到清洗目的。污水和泥沙由滚筒的网孔经底部集水斗排出。该机适合清洗柑橘，橙，马铃薯等质地较硬的物料。本滚筒式清洗机，是一种比较实用的食品初加工机械，它是由机架、电机、皮带传动系统、减速器、联轴器、链轮传动系统、轴承、螺旋式滚筒、冲洗水管、挡料板、出料机构组成。电机、减速器固定在机架上，电机通过皮带传动系统与减速机相连，减速机通过联轴器与小链轮相连，大链轮带动滚筒上的摩擦轮而使得滚筒转动，滚筒内部有螺旋导板，在旋转的同时，带动食品排出，本新型滚筒式清洗机具有结构简单、能耗低、工作可靠、制造成本低和节约用水的优点。

一种蔬菜清洗机的设计.gif

内容简介：: 课题：蔬菜清洗机的设计 1. 课题相关调查 2.方案思路设计 3.最终方案确定 4.相关参数确定 5. 致谢词 1.课题相关调查背景蔬菜是人们日常生活所必需的主要食品之一，也是人们必需的维生素、矿物质、有机酸、食用纤维等的主要来源，这些都是人体不可或缺的营养成分，它在人们的日常生活中起着重要的作用。蔬菜清洗主要是为了清除蔬菜表面的泥沙、杂质、寄生虫卵等，为后续的蔬菜加工提供干净的菜源，它是蔬菜加工过程中的重要环节。净菜加工是新鲜蔬菜经过挑选、清洗、整理、沥干、包装等工序处理后，以小包装的形式上市销售的洁净型商品蔬菜，净菜具有干净、卫生、方便、安全等特点，它的发展前途和市场前景十分广阔 1。当前，我国的蔬菜清洗仍以手工为主的清洗方式，手工清洗具有劳动强度大、效率低、耗水量大、清洗分散等缺点，而蔬菜加工将朝着保鲜、营养、方便的方向发展，手工清洗自然不能满足蔬菜加工的需要。因此，采用蔬菜清洗机或清洗设备，可以提高劳动生产效率。针对目前状况设计了蔬菜清洗机械，已有的蔬菜清洗机械清洗叶类蔬菜时对蔬菜损伤较大，不适用。为此本文综述了一些新型蔬菜清洗机。该类清洗机械能有效去除蔬菜表面的污染物，对蔬菜（包括叶类蔬菜）结构无损伤且对蔬菜中的细菌也有一定的杀灭作用。目的意义：采摘后的蔬菜表面往往带有泥土、沙尘、残余农药、腐殖质污染物等，清洗是去除这些污染物，降低细菌总数的有效手段。蔬菜表面上的细菌总数越少，蔬菜的保存时间就越长，故清洗干净也是延长蔬菜保存时间的重要手段。目前，我国蔬菜的清洗一般用水浸泡和手工清洗来完成。蔬菜清洗的机械化程度很低，所以对蔬菜清洗机的研究势在必行。工作原理：借圆形滚筒的转动，使原料在其中不断地翻转，同时翻滚的原料与滚筒内壁相互摩擦及其原料之间的相互摩擦，以达到清洗目的。用水管把泥沙由滚筒的网孔经底部排出。该机适合清洗柑橘，橙，马铃薯等质地较硬的物料。 2.方案思路设计动力部分设计由于滚筒转速不高，选用一般的 Y系列三相异步电动机就可以了，又根据相关公式计算出电动机的额定功率 Pm=3Kw，所以根据额定功率选用电动机的型号为 Y132M-8型传动部分设计：由俯视图所示：动力传动过程：由电动机通过联轴器带动小链轮转动，然后通过链条带动大链轮转动，而大链轮与小摩擦轮在同一根轴上面，大链轮的转动通过键连接带动轴上面的小摩擦轮转动，然后小摩擦轮带动大摩擦轮转动，大摩擦轮与滚筒焊接在一起，因此最终实现滚筒的转动滚筒部分设计：本机采用的圆筒形铸铁件清洗部分设计：清洗部分是：螺旋导板通过螺栓连接在滚筒内部，滚筒内部还设有超声波发射装置。当滚筒转动后，螺旋导板会随着滚筒一起转动，在超声波发射装置的作用下清洗工作开始进行。里面的螺旋齿在转动的过程中，会慢慢地把洗净的食品排出 Y132M-8型三相异步电动机 1 动力部分 2 动力传动部分由电动机经小链轮带动主轴上的大链轮低速旋转。 3 滚筒传动由链轮传动带动小摩擦轮带动大摩擦轮传动滚筒。 3.最终方案确定 4.减速器的设计因为该清洗机中传送带的转速较慢，根据蔬菜自身的特点与性质，选择传动比较大的摆线针轮减速机。摆线针轮减速机的适用范围：分为单极摆线针轮和两级摆线针轮。其中又分为立式和卧式；双轴型和直联型摆线针轮减速机。适用于冶金、矿山、化工、纺织、轻工等行业。根据前面的设计要求，最终选用单级卧式摆线针轮减高速轴的转速不大于1500r/min，减速机可用于正反两向运转。速机，型号是： BDY2215-3517-0.34 此减速器的输出转速是 2.5r/min， P=0.24kw 5.机械传动件的设计 5.1链传动的设计根据计算选用单排 12A型滚子链 p=19.05mm .小链轮分度圆直径小链轮齿顶圆直径 d1amax=107.15 d1amin=100.5,所以 d1a=105mm 小链轮齿根圆直径同样，大链轮分度圆直径 d2=230mm,大链轮齿顶圆直径 d2a= 240mm，大链轮齿根圆直径 d2f=218.1mm mmmmZpd 25.95s in05.19s in 1518011801 mmmmddd f 35.8391.1125.9511 5.2.摩擦轮的设计综合考虑各种摩擦轮的优缺点最终选择圆柱平摩擦轮传动。摩擦轮的主要失效形式： a）疲劳点蚀和表面压溃多发生在闭式传动中，主要是由于高的接触应力而造成。 b）轮面胶合压紧力大，且转速很高时，摩擦表面时温度升高，导致润滑油膜破裂而造成。 c）表面磨损多发生在开式传动中。摩擦轮的材料：根据此装置的结构和设计需要，选用铸铁为材料。摩擦轮参数确定：中心距 a=770mm，摩擦轮宽度 b=154mm，小摩擦轮直径 d1=200mm，大摩擦轮直径d2=1340mm 超声波清洗装置的应用超声波清洗的原理：超声波清洗的原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转化成高频机械振荡从而传播到介质-清洗溶剂中，超声波在清洗溶剂中向前辐射，使清洗溶剂流动并且产生很多的微小气泡。这些微小气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，最后在正压去迅速闭合。在这种“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过 1000个气压的瞬间高压，连续不断地产生瞬间高压就像小爆炸物不断地冲击物件表面，从而使物件的表面及空隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的。超声波清洗的方式：一般我们都是采用气泡发生器 +合适的超声波功率的形式，这种架构直接影响清洗效果，加速清洗的过程。超声波清洗的特点：清洗效果好，清洁度高而且全部工件清洁度一致。清洗的速度较快，清洗效果好，提高生产率，不需人手接触洗衣液，安全可靠。对表面结构复杂的果蔬也可以清洗干净。对果蔬没有影响。致谢接近四个月的毕业设计结束了，我的大学生活也接近了尾声，在这里，我要感谢我的导师蒋雪松老师，设计期间我经历过茫然、领悟与喜悦，每次在我设计瓶颈到来时，蒋老师总能给予我莫大的帮助与信心，让我能顺利完成我的毕业设计。蒋老师为人随和热情，治学严谨细心。每次设计中出现什么问题，只要提问，他总是能耐心地给我解答，直到我明白为止。在我的设计中，不仅有我的思考，更是凝聚了蒋老师多年的经验。正是蒋老师这种很强的责任心，加上他温和的脾气，才能让我一步步紧跟他的步伐，学习到了许多平时在课堂里没有学到的知识。蒋老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在蒋老师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向蒋老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！对于我的同学们，在我遇到困难的时候，你们是第一时间能与我一同思考，并给我帮助的人，在这里，我表示衷心地感谢！由于自己能力所限，时间仓促 ,设计中还存在许多不足之处，恳请各位老师同学给予批评指正。南京林业大学本科毕业设计（论文）南京林业大学本科毕业设计（论文）题目：一种蔬菜清洗机的设计学院：南方学院专业：机械设计及其自动化学号：学生姓名：指导教师：职称：讲师二 O 一三年 5 月 20 日南京林业大学本科毕业设计（论文）I目录摘要 .1第一章绪论 .31.1 蔬菜清洗的目的及意义 .31.2 清洗工艺及设备设计的要求 .31.3 蔬菜清洗机的工作原理 .31.4 蔬菜清洗机的研究现状 .41.5 我国蔬菜清洗技术存在的问题及发展趋势 .5第二章方案设计 .62.1 总体方案的论证 .62.2 传动方案的论证 .6第三章结构设计 .93.1 电动机的选用 .93.2 减速器的选择 .103.3 机械传动装置的总体设计与计算 .113.4 机械传动件的设计与计算 .123.4.1 链传动的设计与计算 .123.4.2 链条的设计与计算 .133.4.3 链传动的主要失效形式 .143.4.4 滚子链的静强度计算 .153.5 链轮的基本参数和尺寸 .153.6 滚子链传动的故障与维修 .173.7 摩擦轮的设计与计算 .183.7.1 摩擦轮方案的选择 .183.7.2 摩擦轮的主要失效形式 .213.7.3 摩擦轮的材料 .213.7.4 摩擦轮传动的设计与计算 .213.8 轴的设计与计算 .233.8.1 轴的材料 .233.8.2 轴的结构设计 .233.9 轴承盖的设计与计算 .243.10 轴承的选择和润滑及其寿命的计算 .253.10.1 轴承的选择 .253.10.2 轴承的润滑 .26第四章超声波清洗装置的运用 .284.1 超声波清洗的原理 .284.2 超声波清洗的方式 .284.3 超声波清洗的特点 .294.4 超声波清洗的主要技术参数 .29南京林业大学本科毕业设计（论文）II4.5 超声波清洗装置的设备组成及特点 .294.6 超声波清洗装置的操作流程 .30清洗废水的处理 .32结论 .33设计感言 .34致谢 .35参考文献 .36南京林业大学本科毕业设计（论文）第 0 页共 40 页摘要蔬菜是人们日常生活所必需的主要食品之一，也是人们必需的维生素、矿物质、有机酸、食用纤维等的主要来源，这些都是人体不可或缺的营养成分，它在人们的日常生活中起着重要的作用。蔬菜清洗主要是为了清除蔬菜表面的泥沙、杂质、寄生虫卵等，为后续的蔬菜加工提供干净的菜源，它是蔬菜加工过程中的重要环节。净菜加工是新鲜蔬菜经过挑选、清洗、整理、沥干、包装等工序处理后，以小包装的形式上市销售的洁净型商品蔬菜，净菜具有干净、卫生、方便、安全等特点，它的发展前途和市场前景十分广阔 1。当前，我国的蔬菜清洗仍以手工为主的清洗方式，手工清洗具有劳动强度大、效率低、耗水量大、清洗分散等缺点，而蔬菜加工将朝着保鲜、营养、方便的方向发展，手工清洗自然不能满足蔬菜加工的需要。因此，采用蔬菜清洗机或清洗设备，可以提高劳动生产效率。针对目前状况设计了蔬菜清洗机械，已有的蔬菜清洗机械清洗叶类蔬菜时对蔬菜损伤较大，不适用。为此本文综述了一些新型蔬菜清洗机。该类清洗机械能有效去除蔬菜表面的污染物，对蔬菜（包括叶类蔬菜）结构无损伤且对蔬菜中的细菌也有一定的杀灭作用。关键词：蔬菜；清洗机械；超声波；气泡；灭菌南京林业大学本科毕业设计（论文）第 1 页共 40 页AbstractVegetable is the stable food that people necessarily acquire in everyday life , and the vital source of vitamin, mineral substance, dietary fiber and so on. Vegetable is the indispensable nutrition in our bodies , and play a role in daily life. Vegetables cleaning is to remove the surface of the sediment, impurities and parasite eggs, vegetables for subsequent processing to provide a clean source of food, it is the important link in the process of vegetable processing. Clean vegetables processing is a fresh vegetable after picking, cleaning, sorting, drain well, packing and so on process after processing, the sale in the form of small package of clean vegetables type goods, clean vegetables has many characteristics, such as clean, hygiene, convenience, safety, and the future development of it market prospect is very broad. Dominated by hand at present, Chinas vegetable cleaning method, manual cleaning, with large labor intensity, low efficiency, high water consumption, and clean dispersion, etc, and vegetable processing will develop in the direction of the preservation, nutrition, convenience, manual cleaning cannot meet the needs of vegetable processing. Therefore, using vegetable cleaner or cleaning equipment, can improve labor productivity. According to the resent position, the vegetable cleaning device was designed, the existing washen of vegetable is prone to damage the leaf-vegetable and is unfit for leaf-vegetable cleaning. Therefore, A new-style washer of vegetable was developed. The machines washing force is ultrasonic and air bubble. When the washer is used to clean vegetable, the contamination of vegetable surface is clear away effectively and the bacterium is killed to a certain extent and the vegetable organizational structure (including leaf-vegetable) is not damaged.Key Word: vegetable; washer; ultrasonic; air bubble; killing bacteria南京林业大学本科毕业设计（论文）第 2 页共 40 页第一章绪论1.1 蔬菜清洗的目的及意义采摘后的蔬菜表面往往带有泥土、沙尘、残余农药、腐殖质污染物等，清洗是去除这些污染物，降低细菌总数的有效手段。蔬菜表面上的细菌总数越少，蔬菜的保存时间就越长，故清洗干净也是延长蔬菜保存时间的重要手段。目前，我国蔬菜的清洗一般用水浸泡和手工清洗来完成。蔬菜清洗的机械化程度很低，所以对蔬菜清洗机的研究势在必行。 1.2 清洗工艺及设备设计的要求在选择清洗工艺及设备，必须考虑清洗要求达到的洗净程度。对不同洗净程度要求的清洗应选择不同的清洗工艺和设备。洗净程度要求越高，清洗成本也越高，而且生产成本是以几何级数递增的。在设计清洗工艺及清洗设备时，主要从以下几个方面进行考虑：1. 可靠性要求选用的清洗工艺及设备有稳定的清洗质量，能达到所要求的洗净程度；2. 对待清洗对象的影响要求在清洗过程中对待清洗对象造成的损伤尽可能小，并且不能对待清洗对象产生新的二次污染；3. 利于自然环境的保护要求清洗工艺及设备能够防止或尽可能减少清洗废液、噪声、废气等对自然环境造成的破坏；4. 效率要求清洗工艺及设备具有效率高、节约劳动力的特点；5. 良好的作业环境要求所用的清洗工艺及设备能保持良好的作业环境，使工人的健康和安全得到保证；6. 经济性要求采用既能达到洗净程度要求，成本又低的清洗工艺及要求。食品加工原料在其成熟阶段以及运输、贮藏过程中常常受尘埃、沙粒及微生物等污染，因此，在加工前必须认真清洗，并清除杂物及不合格部分，以便后道工序加工。1.3 蔬菜清洗机的工作原理滚筒式清洗机是借圆形滚筒的转动，使原料在其中不断地翻转，同时用水管喷射高压水来冲洗翻动的原料，以达到清洗目的。污水和泥沙由滚筒的网孔经底部集水斗排出。该机适合清洗柑橘，橙，马铃薯等质地较硬的物料。本滚筒式清洗机，是一种比较实用的食品初加工机械，它是由机架、电机、皮带传动系统、减速器、联轴器、链轮传动系统、轴承、螺旋式滚筒、冲洗水管、挡料板、出料机构组成。电机、减速器固定在机架上，电机通过皮带传动系统与减速机相连，减速机通过联轴器与小链轮相连，大链轮带动滚筒上的摩擦轮而使得滚筒转动，滚筒内部有螺旋导板，在旋转的同时，带动食品排南京林业大学本科毕业设计（论文）第 3 页共 40 页出，本新型滚筒式清洗机具有结构简单、能耗低、工作可靠、制造成本低和节约用水的优点。1.4 蔬菜清洗机的研究现状随着生物技术、蔬菜加工技术的迅速发展，使人们获得干净卫生、无公害、无污染的新鲜蔬菜将成为当前的主流。在蔬菜消耗量较大的学校、酒店、工厂食堂以及各种蔬菜加工厂等，手工清洗显然不能满足其需要。我国对蔬菜清洗技术的研究于 20 世纪 90年代中后期开始兴起的，科学家们经过多年的努力研究终于取得了一定的成就 3。1.4.1 国内蔬菜清洗机的发展情况1996年袁巧霞等研制的GL-I型根茎类蔬菜清洗机,其回转滚筒的截面为六边形，由横向板条焊接而成，利用滚筒回转时与物料的撞击作用达到清洗的目的,同时在沿滚筒长度方向设有喷水管，使进料口至出料口以同样大小的水量喷洗。但此种方法不断换水，耗水量大 4。2000年高英武等研制的震动喷淋式清洗机，分析了蔬菜在清洗过程中的运动与受力情况并建立了运动、速度与加速度方程，同时分析了叶类蔬菜的损伤机理。但运动参数有待进一步优化 5。2001年李云飞等论述了蔬菜清洗中气流的强化对洗净率的作用机理，研究了气流对蔬菜与水的扰动状况对蔬菜清洗效果的影响。实验的结果表明，大量的气泡聚集在水的上部并且使清洗槽的液面膨胀30mm。但仅靠气泡带动水流的运动对蔬菜进行清洗，于是水流对蔬菜的作用力影响有限，从而导致清洗时间过长，效率不高 6。2003年高翔等利用超声波气泡清洗鲜切的西洋芹进行保险处理，通过实验得出超声波气泡清洗鲜切蔬菜10min，有利于除菌灭酶与保险，延长货架期。该清洗方式只对清洗或半清洗以后的蔬菜实行第二次清洗有较大效果，不适合对蔬菜的初次清洗 7。陈玉凡从理论上分析了高压水射流清洗机的两个主要参数(压力与流量)对清洗效果的影响，该射流束以喷嘴中心轴呈对称分布并且为锥形发散分布。其工作原理为:将普通水经过高压水泵加压到数百甚至数千个大气压以后，通过喷嘴的细孔喷射出来的一股或多股能量高度集中的高压水流(亦称水弹)，其速度通常在亚音速与超音速之间，它与子弹具有相似的能量，对污物进行打击冲洗，它对结垢物与堵塞物具有极大的打击力和破坏力。此种方法能对杂质、污垢等清除更彻底，而且方便快洁、清洗效率高。但较大的射流能量容易破坏蔬菜组织，不适合于蔬菜清洗，但高压水射流技术对蔬菜清洗的研究具有一定的参考价值 8。2004年吴玉发等研究了水气浴叶猜清洗机，该清洗机利用气泵在水下产生的气体，使气体在向上冒的过程中冲击叶菜，并将其振荡翻滚，气体拥动的水浪以及气泡爆裂以后溅开的水花进入菜叶表面凹凸缝隙和茎杆夹缝处，冲击泥沙杂物达到清洗目的。但水流的运动主要来源于喷淋水管的作用，从而使得远离喷淋水管的蔬菜清洗作用下降，并且耗水量较大 9。2008年赵长兵等研制了爆气扰水式蔬菜清洗机。该清洗机为了防止清洗时水流的运南京林业大学本科毕业设计（论文）第 4 页共 40 页动趋于稳态或者出现运动死区，采用了两组气孔间歇工作的方式，利用气泡与水面或者蔬菜相碰撞，使得气泡溃灭产生高速微射流和冲击力，从而清除蔬菜表面的污质。但在底部气泡对蔬菜向上的冲击力的双重作用下，使得蔬菜表面的受力减少，削弱了蔬菜的翻转，延长了清洗时间，于是降低了蔬菜表面的清洗作用 10。1.4.2 对国内蔬菜清洗技术的展望我国自2001年加入WTO以后，已有8年的时间，特别自2008年世界经济出现危机以来，世界工业的步伐开始放缓，甚至出现倒退现象 11。在这种新形势、新情况下，我国的蔬菜清洗技术 12需努力向以下方向发展：（1）建立产、学、研相结合的运行模式，提高产品的研发水平与科技创新能力。目前的蔬菜清洗机对根茎类蔬菜（如土豆、马铃薯、番茄等）的清洗效果较好，而对叶类蔬菜（如菠菜、小白菜等）的清洗效果不够理想，由于叶类蔬菜在清洗时受力过大或者运动无规律，则茎、叶容易损伤，使得营养价值下降。故对于叶类蔬菜来说，需综合考虑运动方式与速度、蔬菜的受力大小、清洗装置的安装位置与高度等因素，不仅满足清洗率的要求，还要满足蔬菜不受损伤以保持营养价值的要求。（2）加大对蔬菜清洗技术的研究投入力度，同时注重对节水、节电的研究。由于蔬菜清洗装置消耗了整个清洗机的大部分能量以及清洗时消耗大量的生活用水，故在保证蔬菜清洗效果的同时，如何降低能源消耗、充分利用水资源等方面还需科研工作者不断研究与改进。（3）注重高新技术的转化与应用，不断地将电气化、自动化、智能化、计算机技术等融入对蔬菜清洗技术的研究，提高产品的科技含量水平，从而获得科学利用价值，又可产生产生较大的社会效益和经济效益。1.5 我国蔬菜清洗技术存在的问题与发展趋势我国对蔬菜清洗技术的研究经过多年的发展，虽然取得了一定的成绩 13但纵观各类蔬菜清洗机可知，还存在许多有待解决的问题：（1）蔬菜清洗机的种类少，品种单一 14。目前的蔬菜清洗机主要有回转滚筒式蔬菜清洗机、震动喷淋式蔬菜清洗机、水气浴叶菜清洗机、以超声波和气泡为动力的蔬菜清洗机。（2）机电一体化程度不高。目前研制的蔬菜清洗机大多是以机械的方式实现对蔬菜的清洗，而机电一体化与自动化程度水平应用较少，几乎没有应用智能化。（3）技术与计算机技术。因此科技含量不高。（4）清洗结构单一，通用性较差。由于设计的差异性，使得各类蔬菜清洗机的结构与零部件各不相同，故不利于零部件上的通用性，从而维修起来不方便。（5）基本处于研究阶段，进入产业化生产规模还有一定距离。目前，我国的蔬菜清洗机由于大多数处于在各类大学或研究机构的研制阶段，则生产的机型就更少，距离产业化还有较长的路要走，远远不能满足蔬菜加工的产业化。集约化生产规模的需求，供求矛盾较为突出 15。南京林业大学本科毕业设计（论文）第 5 页共 40 页第二章方案设计2.1 总体方案的论证清洗机的效率主要取决于清洗机的清洗机器，清洗机还有一些其他的主要机构如传动系统和集成装置。下面论证一些常用的传动系统。方案一清洗机器的传动：电动机高速运转经过皮带轮传动主轴使摩擦轮高速旋转。滚筒的传动：由电动机经链轮传动带动托轮，再经过摩擦传动滚筒。方案二清洗机器的传动：电动机高速运转经齿轮传动主轴使摩擦轮高速旋转。滚筒的传动：由电动机经由皮带轮传动带动托轮，再由齿轮传动滚筒方案三清洗机器的传动：电动机高速旋转经过链轮主轴使得摩擦轮高速旋转。滚筒的传动：由电动机经过齿轮传动带动托轮，再经过齿轮传动滚筒。三种方案的比较：方案一结构紧凑，布局合理，传动简单，可靠性高，相对使用寿命较长，成本低加工简单，综合比较选用方案一。2.2 传动方案的论证2.2.1 方案一：齿轮传动图 2-1 齿轮传动齿轮传动的主要优点是：1）效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动的传动效率最高。南京林业大学本科毕业设计（论文）第 6 页共 40 页2）结构紧凑在相同的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。3）工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可达一、二十年，这也是其他机械传动所不能比拟的。4）传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛运用，也就是由于具有这一特点。不过，齿轮传动同样存在着一些缺点。齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。综合考虑齿轮传动的优缺点，齿轮传动应满足的基本要求是：1）瞬时传动比不变，冲击、振动和噪声小，能保证较好的传动平稳性和较高的运动精度；2）在尺寸小、质量轻的前提下，轮齿的强度高，耐磨性好，承载能力大，能达到预期的工作寿命。2.2.2 方案二：带传动图 2-2 带传动带传动的主要优点是：1）缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；2）带传动靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；3）适用于两轴中心矩较大的场合；结构简单，制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。带传动的缺点:1)传动比不能保证准确；2)需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的受力；3)整个传动装置的外廓尺寸较大，不够紧凑；4）带的寿命较短，传动效率较低。南京林业大学本科毕业设计（论文）第 7 页共 40 页综合考虑带传动的优缺点，带传动主要用于：1）度较高的场合，多用于原动机输出的第一级传动。2）中小功率传动，通常不超过 50 kw。3）传动比一般不超过 7，最大用到 10。4）传动比不要求十分准确。2.2.3 方案三：链传动图 2-3 链传动链传动综合拥有带传动和啮合传动的一些特点，其优点是：1）链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高。2）链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑。3）链传动能在高温和潮湿的环境中工作。4）链传动的制造与安装精度要求较低，成本也抵。链传动的缺点是：1）只能实现平行轴间链轮的同向传动，运转时不能保持恒定的瞬时传动比。2）磨损后易发生跳齿，工作时有噪声。3）不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中。链传动的适用场合：广泛应用于中心距较大、多轴、平均传动比要求准确的传动。环境恶劣的开式传动、低速重载传动及润滑良好的高速传动，均可采用链传动。滚子链传递的功率通常在 100kw 以下，链速在 15m/s 以下，传动比i=7。目前其最大传递功率可达 500kw，最高中心距可达 8m。综合分析上述三种方案，从传动效率、传动比范围、传动速度、制造成本和安装精度、传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，本设计课题的传动方案采用方案三，即采用链传动。南京林业大学本科毕业设计（论文）第 8 页共 40 页第三章结构设计3.1 电动机的选用电动机的功率选的是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。如果功率选得小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，也有可能电动机因长期过载而过早损坏；而如果功率选的大于工作要求时，一方面电动机的价格过高，能量得不到充分利用，另一方面，电动机因经常不能在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。选用电动机应遵循以下几个要点:1)根据机械负载特性、生产工艺、电网要求、建设费用、运行费用等综合指标，合理选择电动机的类型2)根据机械负载所要求的过载能力、起动转矩、工作制及工况条件，合理选择电动机的功率，力求运行安全、可靠而经济3)根据使用场所的环境，选择电动机的防护等级和结构型式4)根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求，选择电动机的转速5)根据使用环境温度，维护检修方便、安全可靠等要求，选择电动机的绝缘等级和安装方式6)根据电网电压、频率，选择电动机的额定电压、频率综上所述，在选用电动机的时候，要努力执行国家技术经济政策，积极采用节能产品和新产品，提高综合经济效益。根据设计取 mrrmrrmr 67.0,5.,2.0,57.,9.04321 bb34,5.,07.2滚筒外壳体积： 3322121 057.)57.09.(5.)(rv 壳摩擦圆体积： 3322215 4.).6.(.43)( mbr圆护板体积：南京林业大学本科毕业设计（论文）第 9 页共 40 页3322423 0867.)5.0(354.1)( mbrv 护查表得 /19,/08.7kgmkg橡胶铸铁滚筒外壳质量：vm46.31.5.壳铸铁壳摩擦圆质量：kgk5.08.743.03圆铸铁圆护板质量：vm9.819.6.3护橡胶护滚筒总质量：kgk59.860).54.4( 护圆壳总滚筒重力：NgmG782.3.95860总清洗机机的最大装载量: k1.件工件所受重力：NgmG78.14.98件件满载时每个托轮所受切向力：NF 7.20643cos).2.3(/cos)( 件滚筒线速度：smsDnvw /56.0/84.160/ 滚滚筒所需功率：kwFP31.256.723滚查表得：93.0链轮8.0摩擦9.0轴承9.0齿轮电动机至滚筒的总效率 8.9.轴承摩擦链轮电动机所需功率 kwP.21.0/32/0 滚南京林业大学本科毕业设计（论文）第 10 页共 40 页所以选用电动机额定功率 kwPm3由于滚筒转速不高，可选用 Y 系列三相异步电动机，根据额定功率选用 Y132M-8 型。3.2 减速器的选择因为该清洗机中传送带的转速较慢，根据蔬菜自身的特点与性质，选择传动比较大的摆线针轮减速机。摆线针轮减速机的适用范围：分为单极摆线针轮和两级摆线针轮。其中又分为立式和卧式；双轴型和直联型摆线针轮减速机。适用于冶金、矿山、化工、纺织、轻工等行业，其适用条件如下：输入功率 PI：单级 0.6-75kw；两级 0.052-13.41kw；传动比：单级 11-87，共九种；两级 121-7569，共 18 种根据前面的设计要求，最终选用单级卧式摆线针轮减高速轴的转速不大于1500r/min，减速机可用于正反两向运转。速机，型号是：BDY2215-35 17-0.34此减速器的输出转速是 2.5r/min， P=0.24kw3.3 机械传动装置的总体设计与计算图 3-1 机械传动装置因为电动机已经选择了 Y132M-8 型电动机，所以电动机的满载转速，min/710rn工作轴的转速，因此就可以分配传动比min/6.21rnw wmni但是，在分配传动比的时候要注意以下几个要点：南京林业大学本科毕业设计（论文）第 11 页共 40 页1）各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过其允许的最大值。2）应注意使传动级数少传动机构数少传动系统简单，以提高和减少精度的降低。3）应使各级传动的结构尺寸协调匀称利于安装，绝不能造成互相干涉。4）应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。由此分配各级传动比 8.326.1/70wmni因，取 321i.i则 7/计算传动装置的运动参数和动力参数a）计算各轴的转速1 轴 min/7101rn2 轴 min/32i/.22 ri3 轴 1473/23r滚筒转速 in/4.174nb）计算各轴功率1 轴 kwP3012 轴 kw79.2.2 链轮3 轴 303齿轮 kP.9.74摩擦轮c）计算各轴转矩轴 mNnT 5.4071/350/5011轴 P7829.29223.4 机械传动件的设计与计算3.4.1 链传动的设计与计算南京林业大学本科毕业设计（论文）第 12 页共 40 页图 3-2 链传动3.4.2 链条的设计与计算初取小链轮齿数 15Z则大链轮齿数，取5.37.22i 382Z初定中心距，一般取，取pa)0(0 pa0以节距计的初定中心距 /p链条节数 2121021 /)(/)( ZZLpp 2)4.3(5833857取（取偶）pL计算额定功率 kwKPmlzA 8.1965.07.310 链查表得 ,5.,.1AK,965.0l ）（查表并用线性插值得为工况系数，A为齿数系数，z为链长系数，lK为排数系数，m根据查得：应选用单排 12A 型滚子链，p=19.05mm01,Pn链条长度南京林业大学本科毕业设计（论文）第 13 页共 40 页mpL68.105.981计算中心距，查表apckZa)2(21245.0a83850.9实际中心距,一般acca)04.2.(m580链条速度 smsPnZv /23.0/1065.94816有效圆周力 NvFt 7.23.0作用在轴上的力 FtAK).15(N703.4.3 链传动的主要失效形式a.链的疲劳破坏链在运动过程中，其上的各个原件都在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将会因疲劳而断裂；套筒、滚子表面将会因冲击而出现疲劳点蚀。因此，链条的疲劳强度就成为决定链传动承载能力的主要因素。b.链条铰链的磨损链条在工作过程中，铰链中的销轴和套筒不仅承受较大的压力，而且还有相对转动，导致铰链磨损，其结果使链节距增大，链条总长度增加，从而使链的松边垂度发生变化，同时增大了运动的不均匀性和动载荷，引起跳齿。c.链条铰链的胶合当链速较高时，链节受到的冲击增大，铰链中的销轴和套筒在高压下直接接触，同时两者相对转动产生摩擦热，从而导致胶合。因此，胶合在一定程度上限制了链传动的极限转速。d.链条的静力破坏当链条的速度较低时如果链条负载不增加而变形持续增加，即认为链条)/6.0(smv正在被破坏。导致链条变形持续增加的最小负载将限制链条能够承受的最南京林业大学本科毕业设计（论文）第 14 页共 40 页大载荷。3.4.4 滚子链的静强度计算在低速（）重载链传动中，链条的静强度占主要地位。如果仍用额定功率0.6m/sv曲线选择计算，结果常不经济，因为额定功率曲线上各点相应的条件性安全系数 S 为820，远比静强度安全系数大。当进行耐疲劳和耐磨损工作能力计算时，若要求的使命寿命过短，传动功率过大，也需进行行链条的静强度验算。链条静强度计算公式为QKSminSFA式中为静强度安全系数；为工况系数；为排数系数；m为有效圆周力；,并查表得，，kNF5217.6.1AKmkNQ1.3in所以 84.3S为许用安全系数，一般为 48；如果按最大尖峰载荷来代替进行计算， maxFKA则可为 36；若速度较低，从动系统惯性较小，不太重要的传动或作用力的确定比较准确时, 可取小值；S为单排链极限拉伸载荷。minQ因为此传动速度较低可取最小值，取S4S所以满足要求S3.5 链轮的基本参数和尺寸链轮齿数 38,152Z配用链条的节距 mp0.9配用链条的滚子外径 d1小链轮分度圆直径Zpd25.9sin0.1i58801 小链轮齿顶圆直径南京林业大学本科毕业设计（论文）第 15 页共 40 页dpda25.1mx1m15.07)9.10.9( Za)6.11min1.5.(25. 取 da01小链轮齿根圆直径mf 35.891.25.1 大链轮分度圆直径Zpd0sin.i381021802大链轮齿顶圆直径dpa5.2mx2 m9.241)9.10.13( Zda)622min2.38.5.38.(0取 a42大链轮齿根圆直径mdf 1.289.102链轮齿宽 bf5查表得 , 为链条内节内宽7.所以 f1pba .20.93.0图 3-3 齿形南京林业大学本科毕业设计（论文）第 16 页共 40 页3.6 滚子链传动的故障与维修表 3-1 滚子链传动的故障与维修故障原因维修措施链板或链轮齿严重侧磨1.各链轮不共面2.链轮端面跳动严重3.链轮支承刚度差4.链条扭曲严重1.提高加工与安装精度2.提高支承件刚度3.更换合格链条链板早期疲劳开裂润滑条件良好的中低速链传动，链板的疲劳是主要矛盾，但若过早失效则有问题：1.链条规格选择不当2.链条品质差3.动力源或负载动载荷大1.重新选用合适规格的链条2.更换只连合格的链条3 控制或减弱负载和动力

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