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生姜清洗机设计【10张图纸】【优秀】

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生姜 清洗机 设计 10 图纸 优秀 优良
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生姜清洗机设计

36页 18000字数+说明书+6张CAD图纸【详情如下】

机架A3.dwg

毕业论文封面.doc

滚筒A2.dwg

生姜清洗机设计说明书.doc

目 录.doc

端盖.dwg

端盖1.dwg

箱座.dwg

装配图1.dwg

装配图2.dwg

轴1.dwg

轴2.dwg

齿轮.dwg


目    录

摘要……………………………………………………………………………1

关键词…………………………………………………………………1

1  前言………………………………………………………………………………2

2  清洗机的概况及现状分析………………………………………………………2

   2.1  概况………………………………………………………………………2

   2.2  现状分析…………………………………………………………………3

3  清洗机的结构及工作原理………………………………………………………4

   3.1  清洗机结构………………………………………………………………4

   3.2  工作原理…………………………………………………………………4

4  设计方案的确定…………………………………………………………………5

   4.1  原始资料及数据…………………………………………………………5

   4.2  整体方案的确定…………………………………………………………5

        4.2.1  确定传动方案……………………………………………………5

     4.2.2  机构类型的选择…………………………………………………6

     4.2.3  比较确定方案……………………………………………………7

5  运动和动力参数的设计计算……………………………………………………8

   5.1  生姜在倾斜滚筒的运动及其轨迹………………………………………8

   5.2  滚筒材料及驱动方式的选择……………………………………………12

     5.2.1  滚筒材料的选择…………………………………………………12

     5.2.2  筒体最小壁厚计算………………………………………………12

     5.2.3  滚筒转动驱动方式的选择………………………………………13

   5.3  功率的计算及电动机的选择……………………………………………13

     5.3.1  功率的计算………………………………………………………13

     5.3.2  电动机的选择……………………………………………………15

   5.4  传动装置的运动和动力参数的计算……………………………………16

     5.4.1  计算总传动比……………………………………………………16

     5.4.2  传动比的分配……………………………………………………17

     5.4.3 各轴和滚筒的转速计算…………………………………………17

     5.4.4 各轴输入功率的计算……………………………………………17

     5.4.5 各轴的转矩计算…………………………………………………18

   5.5  齿轮的设计计算…………………………………………………………18

     5.5.1  低速级齿轮设计计算……………………………………………18

     5.5.2  高速级齿轮设计计算……………………………………………22

   5.6  联轴器的选择……………………………………………………………23

   5.7  轴的设计计算……………………………………………………………23

       5.7.1  滚筒中心轴的设计………………………………………………23

       5.7.2  轴的强度校核……………………………………………………24

   5.8  轴承及轴承座的选择……………………………………………………27

     5.8.1 类型选择…………………………………………………………27

     5.8.2 型号选择…………………………………………………………27

     5.8.3 轴承的的结构和定位方法………………………………………29

     5.8.4 滚动轴承的润滑和密封…………………………………………29

     5.8.5 滚动轴承座的选择及其配置……………………………………30

6  滚筒结构的设计…………………………………………………………………30

7  总结………………………………………………………………………………32

参考文献……………………………………………………………………………32

致谢…………………………………………………………………………………34


   摘  要:通过对生姜清洗的相关资料的查阅与正确分析,设计了清洗装置。其目的是解决生姜体型匀称,不易清洗,靠人工清洗费力的技术问题,主要是对茎累物质的清洗。对生姜清洗机的组成:电动机,减速器,轴,滚筒,轴承等的选用及设计,校核齿轮、轴以及轴承的使用强度:分析重要零部件的受力及载荷分布情况。用AutoCAD画出了生姜清洗机装置的零件图和装配图。

   关键词:生姜清洗机;机械设计;减速器;滚筒   Abstract: Design of cleaning device based on the related data cleaning ginger access and correct analysis. Its purpose is to solve the ginger shape well-balanced, not easy clean, clean easily by artificial, the technical problem is mainly to the stem of material tired cleaning. The composition of ginger cleaning machine, electric motor and reducer, pulleys, roller, bearing choose and design, check gears, axis and the use of bearing strength: analysis of the stress and load the important parts distribution. Use AutoCAD draw the ginger cleaner device the parts drawing and assembly drawing.

   Keywords:ginger cleaning machine; Mechanical design; Reducer; roller


   按照清洗精度的要求不同,主要分为一般工业清洗,精密工业清洗和超精密工业清洗三大类。一般工业清洗包括车辆,轮船、飞机表面的清洗,一般只能去掉比较粗大的污垢;精密工业清洗包括各种产品加工生产过程中的清洗,各种材料及设备表面的清洗等,以能够去除微小的污垢粒子为特点;超精密清洗包括精密工业生产过程中对机械零件、电子元件,光学部件等的超精密清洗,以清除极微小污垢颗粒为目的[5]。近年来,干式清洗发展迅速.如激光清洗、紫外线清洗、等离子清洗、干冰清洗、真空清洗等。在高,精,尖工业技术领域得到快速发展.尤其是碳氢真空清洗技术的引入已在形成现在精密五金零件的主要清洗趋势,是目前替代ODS最好工艺路线。中国清洗行业的现状我国到处都在建设新的工厂和生产线.正在逐步成为“世界加工厂”,巨大的市场需求,为工业清洗设备制造商和专业清洗剂生产供应商提供了快速发展的良机。目前,各种清洗设备生产制造经营企业已达1000多家,其中,超声波清洗机生产企业已从20世纪90年代初的几家发展到现在的200多家,从而形成了一个巨大的产业.清洗行业概念的首次出现,是在1992年由原国家环保局{现国家环保总局}[7]组织北京大学等单位编制,并得到国务院批准的<中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案> [7]中,一些从事清洗设备,清洗剂,清洗技术生产应用和研究的企事业单位和个人,开始发起筹备成立一个全国性的清洗行业组织[8]。1994年5月1 7日,中国洗净工程技术合作协会正式得到国家批准,并在民政部登记注册。

3  清洗机的结构及工作原理

3.1  结构

   设计的生姜清洗机主要由滚筒、传动装置、喷淋、水箱池、电机、进出料斗、出泥斗等组成[9] (如下图1),通常称为滚筒式生姜清洗机或鼠笼式生姜清洗机[10]。电机固定在机架上,电动机与减速器直接联式,减速器采用的是摆线针轮减速器。滚筒被两个支座支撑,滚筒的主轴通过金属滑块联轴器和减速器的输出轴相联。滚筒的主轴与焊接在滚筒内口上的连接件相互固定在一起。电机带动减速机,清洗滚筒由很多根直径8mm的圆钢绕滚筒直径方向焊接而成,滚筒式生姜清洗机的动力来自电动机,通过滚筒在水池中旋转,以达到清洗的目的。在水池的底部设有淤泥清除口,此出泥口也具有聚集淤泥的作用,为清除淤泥带来很大方便。

内容简介:
湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计 生姜清洗机设计THE DESIGN OF THE GINGER CLEANER学生姓名: 肖洪亮学 号: 200841914612年级专业及班级: 2008级机械设计制造及其自化(6)班指导老师及职称: 张岚 副教授学 部: 理工学部湖南长沙提交日期:2012 年 5月目 录摘要1关键词11 前言22 清洗机的概况及现状分析22.1 概况22.2 现状分析33 清洗机的结构及工作原理43.1 清洗机结构43.2 工作原理44 设计方案的确定54.1 原始资料及数据54.2 整体方案的确定5 4.2.1 确定传动方案54.2.2 机构类型的选择64.2.3 比较确定方案75 运动和动力参数的设计计算85.1 生姜在倾斜滚筒的运动及其轨迹85.2 滚筒材料及驱动方式的选择125.2.1 滚筒材料的选择125.2.2 筒体最小壁厚计算125.2.3 滚筒转动驱动方式的选择135.3 功率的计算及电动机的选择135.3.1 功率的计算135.3.2 电动机的选择155.4 传动装置的运动和动力参数的计算165.4.1 计算总传动比165.4.2 传动比的分配175.4.3 各轴和滚筒的转速计算175.4.4 各轴输入功率的计算175.4.5 各轴的转矩计算185.5 齿轮的设计计算185.5.1 低速级齿轮设计计算185.5.2 高速级齿轮设计计算225.6 联轴器的选择235.7 轴的设计计算23 5.7.1 滚筒中心轴的设计23 5.7.2 轴的强度校核245.8 轴承及轴承座的选择275.8.1 类型选择275.8.2 型号选择275.8.3 轴承的的结构和定位方法295.8.4 滚动轴承的润滑和密封295.8.5 滚动轴承座的选择及其配置306 滚筒结构的设计307 总结32参考文献32致谢34生姜清洗机设计 学 生: 肖洪亮指导老师:张岚(湖南农业大学东方科技学院,长沙 410128)摘 要:通过对生姜清洗的相关资料的查阅与正确分析,设计了清洗装置。其目的是解决生姜体型匀称,不易清洗,靠人工清洗费力的技术问题,主要是对茎累物质的清洗。对生姜清洗机的组成:电动机,减速器,轴,滚筒,轴承等的选用及设计,校核齿轮、轴以及轴承的使用强度:分析重要零部件的受力及载荷分布情况。用AutoCAD画出了生姜清洗机装置的零件图和装配图。关键词:生姜清洗机;机械设计;减速器;滚筒Design of the Ginger cleanerAuthor: xiao hongliangTutor: zhang lan(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: Design of cleaning device based on the related data cleaning ginger access and correct analysis. Its purpose is to solve the ginger shape well-balanced, not easy clean, clean easily by artificial, the technical problem is mainly to the stem of material tired cleaning. The composition of ginger cleaning machine, electric motor and reducer, pulleys, roller, bearing choose and design, check gears, axis and the use of bearing strength: analysis of the stress and load the important parts distribution. Use AutoCAD draw the ginger cleaner device the parts drawing and assembly drawing. Keywords:ginger cleaning machine; Mechanical design; Reducer; roller 1 前言 近些年来,中国经济快速增长,人民的生活水平也大大提高了,而在食品生产方面的质量也要求更高。而生姜,是我们日常生活中一种很普通的调料菜,几乎在餐桌上随意可见。现在,生姜的价值已深入到医疗功效,药材,食品加工等等。味辛,性温。能开胃止呕,化痰止咳,发汗解表。口嚼生姜,可引起血压升高。姜辣素对口腔和胃粘膜有刺激作用,能促进消化液分泌,增进食欲。可使肠张力、节律和蠕动增加。有末梢性镇吐作用,有效成分为姜酮和姜烯酮的混合物。对呼吸和血管运动中枢有兴奋作用,能促进血液循环。体外实验,对伤寒杆菌、霍乱弧菌有明显的抑制作用。用于脾胃虚寒,食欲减退,恶心呕吐,或痰饮呕吐,胃气不和的呕吐;风寒或寒痰咳嗽;感冒风寒,恶风发热,鼻塞头痛。生姜中所含的姜辣素和二苯基庚烷类化合物的结构均具有很强的抗氧化和清除自由基作用;抑制肿瘤作用;吃姜能抗衰老,老年人常吃生姜可除“老人斑” 1。生姜能开胃健脾,促进食欲,在炎热的夏天,因为人体唾液、胃液分泌会减少,因而影响食欲,如果饭前吃几片生姜,可刺激唾液、胃液和消化液的分泌,增加胃肠蠕动,增进食欲。这就是人们常说的“冬吃萝卜,夏吃姜”,“饭不香,吃生姜”的道理 2。在炎热的气温下吃一些生姜能起到兴奋、排汗、降温,提神的作用。对于有一般暑热表现,如头昏、心悸、胸闷、恶心等情况的病人,适当喝点姜汤是大有裨益的。中国传统的防暑中成药人丹就含有生姜成分,其作用就是健胃、提神、醒脑。姜的营养成分和葱蒜相似,同样含有蛋白质、糖类、维生素等物质,并含有植物抗菌素,其杀菌作用不亚于葱和蒜。生姜还含有较多的挥发油,可以抑制人体对胆固醇的吸收,防止肝脏和血清胆固醇的蓄积 3。用生姜、红糖熬制的姜汤可活血驱寒,防治感冒,自古就是风寒感冒的食疗良药。生姜的用途是越来越广泛,以至于很多的农户都种植生姜,在这快速的社会发展中,生姜的需求量会越来越大。在这样的背景下,我们研究生姜清洗机就有了现实的意义。因为在生姜在做成这些产品之前,有一道必须的工序,就是清洗干净。所以我们的研究对象是为了解决生产,生活的实际问题,具有很大的可行性。在接下来的篇章中,将具体来对生姜清洗机进行设计计算。2 清洗机的概况及现状分析2.1 概况清洗是一种与人们生活实践关系十分密切的劳动,人类从远古时期就开始从事这种劳动。由于传统清洗操作简单,或只是作为一道工序依附于生产过程中,没有引起广泛关注。进入21世纪,人们生活已经从温饱阶段进入到舒适时代,对于清洗产品越来越多的需求,加速了新产品研发步伐;同时,制造业的高速发展,也促进了清洗设备、清洗剂等企业的快速进步。民用、工业两大清洗领域巨大的市场需求,造就了中国清洗行业崭新的未来。清洗可以从不同的角度进行分类,根据清洗范围的不同,目前通常将清洗分为民用清洗和工业清洗两类。在日常生活中,与个人和家庭生活密切相关的洗涤,包括衣物清洗,人体皮肤,头发清洗,家庭用品,房屋的清洗等,通常称为民用清洗。在工业生产劳动过程中涉及到的清洗都属于工业清洗的范畴4,食品工业、纺织工业、造纸工业、印刷工业、石油加工业、交通运输业、电力工业、金属加工业、机械工业、汽车制造、仪器仪表、电子工业、邮电通讯、家用电器、医疗仪器。光学产品、军事装备,航空航天,原子能工业等都大量应用到清洗技术。清洗机的发展与清洗机电源的发展息息相关,而开关型电源发展又与电力电子开关器件的发展紧密相连。发展可以分为三个大的阶段;第一个阶段是采用电子管放大器;第二个阶段是采用晶体管模拟放大器;第三个阶段是采用晶体管数字(开关)放大器。今后,清洗技术的发展将更加迅速普及,大批的大专院校、科研院所、专业公司的科技人员将加入清洗技术研究开发队伍,一些现在存在的行业技术问题得到解决,行业总体技术水平大幅度提高。新技术、新产品大量涌现,各种新颖的清洗设备进入市场和人们的日常生活。人们将不再只是依靠经验来清洗各种实用化的计算机软件将问世;行业分工更加专业、细致,行业标准和技术规范得到推广普及,行业管理规范有序,清洗行业的前景无限美好。2.2 现状分析按照清洗精度的要求不同,主要分为一般工业清洗,精密工业清洗和超精密工业清洗三大类。一般工业清洗包括车辆,轮船、飞机表面的清洗,一般只能去掉比较粗大的污垢;精密工业清洗包括各种产品加工生产过程中的清洗,各种材料及设备表面的清洗等,以能够去除微小的污垢粒子为特点;超精密清洗包括精密工业生产过程中对机械零件、电子元件,光学部件等的超精密清洗,以清除极微小污垢颗粒为目的5。近年来,干式清洗发展迅速如激光清洗、紫外线清洗、等离子清洗、干冰清洗、真空清洗等。在高,精,尖工业技术领域得到快速发展尤其是碳氢真空清洗技术的引入已在形成现在精密五金零件的主要清洗趋势,是目前替代ODS最好工艺路线。中国清洗行业的现状我国到处都在建设新的工厂和生产线正在逐步成为“世界加工厂”,巨大的市场需求,为工业清洗设备制造商和专业清洗剂生产供应商提供了快速发展的良机。目前,各种清洗设备生产制造经营企业已达1000多家,其中,超声波清洗机生产企业已从20世纪90年代初的几家发展到现在的200多家,从而形成了一个巨大的产业清洗行业概念的首次出现,是在1992年由原国家环保局现国家环保总局7组织北京大学等单位编制,并得到国务院批准的 7中,一些从事清洗设备,清洗剂,清洗技术生产应用和研究的企事业单位和个人,开始发起筹备成立一个全国性的清洗行业组织8。1994年5月1 7日,中国洗净工程技术合作协会正式得到国家批准,并在民政部登记注册。3 清洗机的结构及工作原理3.1 结构设计的生姜清洗机主要由滚筒、传动装置、喷淋、水箱池、电机、进出料斗、出泥斗等组成9 (如下图1),通常称为滚筒式生姜清洗机或鼠笼式生姜清洗机10。电机固定在机架上,电动机与减速器直接联式,减速器采用的是摆线针轮减速器。滚筒被两个支座支撑,滚筒的主轴通过金属滑块联轴器和减速器的输出轴相联。滚筒的主轴与焊接在滚筒内口上的连接件相互固定在一起。电机带动减速机,清洗滚筒由很多根直径8mm的圆钢绕滚筒直径方向焊接而成,滚筒式生姜清洗机的动力来自电动机,通过滚筒在水池中旋转,以达到清洗的目的。在水池的底部设有淤泥清除口,此出泥口也具有聚集淤泥的作用,为清除淤泥带来很大方便。 图1 滚筒清洗机结构图 Fig1 The structure roller washing machine 3.2 工作原理滚筒式生姜清洗机的工作原理是生姜在清洗沟槽中被水浸泡后,附着在表面的相当一部分大块泥土脱落,经传送带送入滚筒式生姜清洗机进料口,生姜经进料斗进入到旋转的滚筒内,滚筒在水池中旋转,利用生姜自身的重力的分力作为推进力,实现生姜的自动推进11。生姜沿滚筒壁向前运动,在运动过程中生姜不断被水刷洗,生姜之间的摩擦、翻转间的刷洗,生姜与滚筒壁之间的磨擦,在共同作用下完成生姜表面的清洗过程。4 设计方案的确定4.1 原始资料及数据 容重1.5吨/米3; 工作方式:连续; 物料名称:生姜; 生产率2t/h。4.2 整体方案的确定4.2.1 确定传动方案 机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置位于原动机和工作机之间,用来传递运动和动力,并可以改变转速、转矩的太小或运动形式,以适应工作机功能的要求12。传动装置的设计对整台机器的性能、尺寸、重量和成本都有很大影响,因此,应当合理地拟定传动方案。 生姜清洗机的结构装置,主要是针对生姜等茎类植物的清洗,但该装置也要适用于农业生产操作,价格要适中,使用方便,可以有效的代替手工操作。 根据工作机的功能要求和工作条件,初步给出以下传动装置的运动简图。 1-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器 5-工作机 (A) 1 电动机 2 摩擦轮 3 工作机(B) 1 电动机 2 减速器 3 联轴器 4 工作机(C) 图2 装置的运动简图Fig2 Sport stetch of the device在本传动装置中,电机带动第一级减速机构降低轴的转速,再通过输送装置将力传递并使轴达到一定的转速,带动第二级减速机构降低轴的转速,从而带动工作执行机构进行运转。4.2.2 机构类型的选择 选择传动机构类型时应综合考虑各有关要求和工作条件 13:(1)工作机或执行机构件的工况。工作机的种类繁多,工况也较复杂,考虑其转矩T(或力F),转速n(或线速度v),功率p等主要参数间相互关系及变化规律,确定系统的状态是稳定还是非稳定状态。(2)原动机的机械特性和调速性能,要考虑原动机的起动特性,平稳性,过载能力,调速范围等方面的性能。在一般情况下,采用二次原动机,其中以电动机应用最为广泛。(3)对传动的尺寸、重量和布置方面要求。一般情况下,尽量是传动系统尺寸小、重量轻、方便安装。 (4)工作环境的要求。要根据工作环境选择传动类型。在多粉尘、潮湿、易燃、易爆的场合,宜选用闭式齿轮传动,蜗杆传动,而不采用带式传动或摩擦传动。(5)技术经济要求。在满足使用前提下,尽量降低成本,提高性价比。(6)操作和控制方式。在工作机的工况多变,动作五固定规定,利用率不高时,一般采用人工操纵方式。当工作机有规律,或按预定的程序多次重复,或许连续工作时,应采用自动给控制。 选择不同机构类型的基本原则 14:(1)对小功率传动,在满足工作性能的前提下,应选用结构简单,费用低的传动装置。(2)对大功率传动,应优先选用传动效率高的传动装置,以节约能源,降低运转和维修费用。(3)当工作机要求变速时,当其调速比与原动机的调速比相适应时,课采用定 比装置;当原动机的调速比不能适应工作机的调速比时,则应采用变速传动比装置;除非工作机要求连续无极调速,尽量采用有级变速传动。(4)当载荷变化频繁,且可能出现过载情况时,应装设过载保护装置。(5)当工作机要求与原动机严格同步时,应采用无滑动的传动装置。4.2.3 比较确定方案以下是三种传动设计方案的论证过程。方案(A),首先通过皮带的一级减速,然后由两级圆柱齿轮减速器把速度降到工作机的转速要求。在这一方案中转速能够比较容易降到工作机的要求,而且带传动具有一定的减振作用。这是一种常见的传动方式。但它也有一个突出的缺点,就是减速装置不易于安装和维护,而且减速器不易固定,且齿轮减速器尺寸较大,使的整机占用较大的工作空间。 方案(B),摩擦轮装在一个长轴上滚筒两边,而且滚筒两边均有摩擦轮,并且相互对称,其夹角为90,长轴的一端与传动装置相连;另一端装有托轮,不与传动系统相连。主动轴从传动系统中得到动力后带动其上的摩擦轮转动,摩擦轮紧贴滚圈3,滚圈3固接在转筒上,因此,摩擦轮与滚圈相互间产生的摩擦力驱动滚筒转动。这种传动简单,运行平稳,但会出现滚筒与摩擦轮之间打滑的现象,运行情况很差。方案(C),电动机与减速器相连,减速器采用展开式二级圆柱齿轮减速器。省去了皮带传动,这样结构方案就得到了简化。减速器工艺性较好,性能强,适合在各种复杂的工况下工作,且其寿命较长。一个好的传动方案,出了首先满足机器的功能要求外,还应当工作可靠,结构简单,尺寸紧凑,传动效率高,成本低廉以及使用维护方便。 针对(A)、(B)及(C)所示的三种传动方案进行分析:方案(A)制造时间比其它两个方案都要长,其宽度尺寸也大,带的寿命短,结构不够紧凑。方案(B)其内部结构紧凑,但不宜在潮湿恶劣环境中工作。方案(C)工作可能,传动效率高,总体结构简单,也宜在潮湿恶劣环境中工作。 表1 生姜清洗机的方案比较 Tab1 The comparation of the Ginger cleaner项目 结构尺寸 传动效率 工作寿命 成本 连续工作 环境适应性方案一 较大 低 中等 高 好 好方案二 小高 短 高间歇差方案三 小较高 长 低较好较好由上表,综合考虑采用方案C,采用电机带动减速器减速,再用减速器输出轴与滚筒中心轴用联轴器相连,从而带动滚筒旋转。5 运动和动力参数的设计计算5.1 生姜在倾斜滚筒的运动及其运动轨迹首先推导滚筒的转速时以假设滚筒水平放置来推导,在实际中,滚筒是倾斜成一定的角度。那么滚筒为何要设置一定的倾角呢?我们知道由于滚筒的转动,物料在水平的滚筒上的相对运动轨迹是个正圆。这时,生姜没受到其它向前推进力的作用,只能在面上周而复始地作圆周运动,不能由一端向另一端推进。即使与滚筒壁接触的那部分物料也只能沿壁作逆向旋转。这与要求生姜从滚筒的一端向另一端移动并不相符合。因此,仅依靠生姜与滚筒壁接触的摩擦力来推进生姜移动的方法并不能完成清洗任务。常用的物料的推进方法: 利用物料的压力进行自身推进。当生姜连续不断的进入滚筒,在滚筒进口处将形成堆积高度。在滚筒的回转运动中,借助物料的自身的落差,向出口处推进。由于水的大量存在,水可以把物料向另一端起冲击的作用,但由于生姜之间的滑动很困难,这样便形成一端物料堆积严重,而另一端物料缺少的现象,从而起不到推进的效果。这种方式一般应用在物料之间的摩擦特别小的情况。 利用螺旋推进器进行物料的推进。这种方式既有较快的推进速度,又可促进物料的搅动。但这种方式制造工艺比较复杂,成本较高,不易维修。 滚筒与水平面成一定角度。这种方法是利用生姜自身的重力的分力 作为推进力,实现生姜的自动推进。对于生姜来说,只要使滚筒倾斜一个很小的角度就可使其向前移动。这种方法易于实现,而且制造比较简单,实际意义更大。在本设计中将采用这种方法。现在就倾斜的滚筒来分析生姜的受力,生姜的受力如下(图3)所示使生姜向前推进。 图3 单个生姜块存在的受力 Fig3 Existing stress of a single ginger piece 物料受到自身重力G ,惯性离心力P ,摩擦力F ,滚筒对物料的法向反力N 的共同作用,在这种情况下,物料沿滚筒向下运动的条件是: (1) (2) (3)生姜与滚筒的静摩擦角。由上式可得滚筒内物料向下运动的最低速度与转速为: (4) (5) 同理分析可推导出滚筒内物料向上运动的最低转速为: (6) 生姜在倾斜滚筒内运动时,由于受到物料自身重力在滚筒倾斜方向下滑力的作用;物料在滚筒内受到一定大小的加速度,其运动轨迹不再是一个正圆,而是一条封闭的螺旋线。 图4 物料在倾斜的滚筒内的运动Fig4 Material in the tile of the roller in the movement假使沿滚筒倾斜方向取x 轴,沿滚筒横向取y 轴。在 xo1y 坐标中,生姜颗粒M的运动的速度为: (7) (8) 因为 故得: (9) (10)t生姜颗粒理论每旋转一周所用的时间,s;两边积分得: (11) (12) 当t = 0 时,x = 0 、y = 0 求得C1 = rr 、C2 =0 。代入(11)和(12)即得在xo1y坐标中生姜颗粒的相对运动轨迹方程式: (13) (14) 根据(13)和(14)两式即可作出生姜颗粒在倾斜滚筒内的运动轨迹。其轨迹如图5所示: 图5 物料颗粒在倾斜滚筒内的运动轨迹Fig5 Materials particles in tilt the trajectory所以得出物料为套圈状或螺旋状向前推进。由图5可知,物料在倾斜滚筒内每旋转一圈,物料沿滚筒倾斜方向前进的距离 S 为15: (15) 当时, 故 (16)因此,物料在滚筒内的前进速度为: (17) 由式(17)可知,物料在滚筒内的前进速度与滚筒倾角成正比,即滚筒倾斜角愈大,则物料前进速度愈大,与滚筒回转速度成反比,即速度越高,物料前进速度越慢。对于大斜面滚筒,物料可能没有O2 到O3 ,因为物料的最大惯性力可能还小于摩擦力与重力分力之和,其临界条件为: (18) 由此可得,临界倾斜角为: (19)当滚筒倾斜角大于ac 时,物料在滚筒内的运动将不再是套圈形而是蛇形轨迹。这时,物料在滚筒内的停留时间短,总行程小,翻滚效果也不好,不利于提高清洗效果,因此,滚筒倾角ac 不宜太大,一般为3度到5度最好,在此次设计中取滚筒的倾角为5度。5.2 滚筒材料及驱动方式的选择5.2.1 滚筒材料的选择筒体部分的质量占到整机的70%80%, 因此筒体的材质和壁厚是决定设备制作成本的重要因素。筒体的大小标准着规格和生产能力16。筒体应具有足够的刚度和强度。在安装和运行中应保持规范化,这对减小运转阻力及功率消耗、减轻不均匀磨损、减少机械事故、保证长期安全高效运转、延长回转圆筒的寿命都十分重要,必须根据这一要求来设计筒体。筒体的刚度主要是筒体截面在较大力作用下,抵抗径向变性的能力。同体的强度问题表现为筒体在载荷作用下产生裂纹及变形。筒体材料一般用A3钢、普通低合金钢,其中以16Mn用的较多;也可以用锅炉钢。要求耐腐蚀时,用不锈钢。本设计中筒体材料选用A3钢。5.2.2 筒体最小壁厚计算筒体的最小壁厚按下式核算: (20)式中:R筒体半径,R=D/2=50cm 筒体材料在操作温度下的屈服应力(温度为150) K抄板与筒体壁重量比的系数,对于举升式抄板,K=1.6C材料腐蚀欲度,C=0.3cm表2 筒体厚度与直径的关系(统计值) Tab2 The cylinder of dryer and diameter (statistics)筒体直径D (m)11.11.31.3222.62.633.33.63.34筒体厚度(mm)8101214161820/D0.0080.0090.00770.00920.0060.0070.00540.00620.00530.0060.0050.0060.005当工作条件较差时(如物料对筒体磨损严重),一般可增加2mm;长度较短时,可适当减薄;如果筒体只因刚度较差,其他都可以满足条件时,除增加壁厚外,还可以通过其他途径来增加筒体的刚度。5.2.3 滚筒转动驱动方式的选择 滚筒的最大生产能力为每小时2吨,设计的滚筒的内径为1米,长度为2米,这在制造中也比较容易。这里就可以计算出滚筒的大致转速范围了。由滚筒的转速计算公式: (21)可得 = 11.319.8 r/min所选滚筒驱动方式是采用中间轴式传动。在滚筒的中心线上设有传动轴,用支承臂与滚筒相连,电动机通过减速器把动力传到中心轴,由中心轴带动滚筒转动。这种传动方式比较简单。由于所设计要求的滚筒长度不长,转动比较平稳。但是,生姜有时会和中心轴及支撑臂发生碰撞,生姜重量及体积又不大 ,而且滚筒的转速和倾角都不是太大,故一般生姜颗粒不会对中心轴及支承臂造成太大的冲击力16。所以我们选择中心轴驱动的方式。5.3 功率的计算及电动机的选择5.3.1 功率的计算下面来计算滚筒工作所需的功率: (22) 其中: n滚筒的转速,r/min; M驱动滚筒转动所需的力矩,N.m; 传动的效率。 由力矩计算公式得: (23) D滚筒直径,m; G滚筒本身重量G1 与滚筒内原料重量G2 之和。G1=G3 +G4 +G5 (24) G3 横向支撑臂的重量,N; G4 纵向支撑臂的重量,N; G5 两端铁皮的重量,N。 (25) R 滚筒内半径,m; L 滚筒长度,m; Y1物料重度,N/m3; Q 生姜在滚筒中的充填系数。(在理论上应按物料升角来计算物料在滚筒中的充填系数)物料的升角为3545度,这样其滚筒的利用率应为1/61/9。由于物料瞬间移动等因素的存在,物料充填系数比理论上要小的多。一般取Q为0.010.1,在此我们选Q为0.024。从以上的计算中知道传动效率为0.60.7。 在(23)中,由上述可知:D = 1 m (26) (27) (28) S 支撑臂的截面积,m2; L 支撑臂的长度,m; P 材料的密度,kg/m3; n 所用材料的数量; r 支撑臂的截面半径,m;所以 G3=6210-627.851039.88=139 N G4= SLPng =73 N G5=SdPgn = 290 N 式中:S铁皮的表面积 d铁皮材料的厚度 n铁皮的数量 G2 =R2LY1Q =769.3 N G = G1 +G2=G2+G3+G4+G5= 1271.3 N (29) 得 = 1271.31/2 = 635.65 Nm (30) 将w的取值代入得: =1.26 kw工作机的功率;工作机的效率,一般取0.90.97。经过计算可得理论上工作机达到所需转速需要的最低功率为1.26kw。下面计算电动机的所需功率Pd 。首先确定从电动机到工作机之间的总效率。 设1 ,2 ,3 ,4 ,分别为,齿轮,联轴器,滚动轴承,滚筒的效率。由机械设计手册17表22查得:1 =0.96 ,2=0.98 ,3=0.97 ,4 =0.99 . 则传动装置的总效率为: (31) = 0.960.960.980.980.970.970.99 = 0.8588 (32) =1.260.8588= 1.47(kw) 5.3.2 电动机的选择 (1)电动机功率的选择。选择电动机包括选择电动机的类型、结构、功率、转速和型号。在工业上一般采用三相交流电动机,Y系列三相交流异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、维护方便等特点,故一般应优先考虑。当转动惯量和启动力矩较小时,可选用Y系列三相交流异步电动机,在经常启动、制动和反转、间歇或短时工作的场合,要求电动机的转动惯量小和过载能力大,应选用YZ和YZR系列三相交流异步电动机,电动机的结构有开启式、防护式、封闭式、防爆式22。在此可选用封闭式的电动机。 所以选用Y系列全封闭式笼型三相异步电动机。 选择原则:功率选的过小,不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏;功率选的过大,则电动机价格高,且常不在满载下运行,功率因素很低,造成浪费。对于长期连续工作负荷较稳定的负载机械,可根据电动机所需要的功率来选择,选择时应使电动机的额定功率PN稍大于电动机的所需功率。由计算已知电动机所需功率为:=1.47 kw ,所以我们可选择电动机功率为1.5 kw 。(2)确定电动机的转速。同一功率的异步电动机的同步转速有3000r/min、1500 r/min、1000 r/min和750 r/min四种。一般来说,电动机的同步转速高,磁极对数少,轮廓尺寸小、价格低;反之,转速愈低,外轮廓尺寸愈大,价格愈高。由于工作机滚筒的转速很低,所以不易选用高速电动机,一般应选择同步转速为1500或1000 r/min 的电动机。(3)电动机的型号的确定。根据所要求的的转速和功率选择Y系列三相异步电动机,由机械设计课程设计手册查得可选用电动机Y100L-6,功率1.5kw,转速940r/min。因为工作环境,如果不加防护,水有可能进入电动机中导致电机短路而烧坏,于是在设计中选择电机的防护等级为IP44。现在将这种电动机的数据列于下表3中。表3 电动机型号Tab3 Motor model 电动机型号额定功率(kW)最大转矩堵转转矩满载转速()额定转矩质量(kg)Y100L-61.52.02.09402.033电动机的结构简图如下(图6)所示 图6 电动机的结构简图Fig6 Motor structure diagram5.4 传动装置的运动和动力参数的计算5.4.1 计算总传动比 初步设计减速器是展开式二级齿轮减速器,其传动比的范围较大,而且其体积比较小,重量比较轻,传动效率良好,工作效率较其他较大。减速器输出端通过联轴器直接与传动轴相连,所以不存在传动比的分配。 由上述理由,此处根据所选电动机的满载转速和减速器的传动比可以得出滚筒的工作转速。 由传动比公式: (33) 因为滚筒的转速比较低,一般低于30,而前面计算所得的转速范围在11.320.8 r/min,这里取滚筒转速为。 式中: :电动机满载转速,; :执行机构转速,。由电动机的满载转速和工作机滚筒的转速,则可以确定转动装置应有的总传动比,代入数据得:= = =(34)5.4.2 传动比的分配设计的减速器是展开式二级齿轮减速器,其中有 =(1.31.5) , 取 =1.4 (35)故算得 =8.10 ; = 5.79 5.4.3 各轴和滚筒的转速计算电动机轴为0轴,减速器输入轴为1轴,减速器输出轴为2轴,滚筒为3轴。则各转动轴的转速为 =940r/min=116.04r/min=20r/min=20r/min5.4.4 各轴输入功率的计算按电动机额定功率计算各轴输入功率,即 =1.5Kw=1.3687Kw=1.2947Kw=1.2784Kw5.4.5 各轴的转矩计算电动机的输出转矩 =14934.57N.mm 则有=14934.570.98=14635.88N.mm=14635.880.960.978.10=139887.60 N.mm=139887.600.960.975.79=642075.69 N.mm=642075.690.980.99=622941.83 N.mm现将以上计算结果整理后列于下表:表4 传动装置的结构参数Tab4 The result of movement installment项目电动机轴减速器输入轴减速器输出轴滚筒转速(r/min)940116.042020功率(Kw)1.51.36874.75234.4672转矩(N.mm)14635.88139887.60642075.69622941.83传动比-8.105.79-效率0.980.930.930.975.5 齿轮传动的设计5.5.1 低速级齿轮设计(1)选择齿轮精度等级,材料及齿数由于清洗机为一般工作机器,速度不是很高,故选用8级精度。参照参考资料17由表10-1选择小齿轮的材料为40Cr(调质),硬度为280HBS;大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS。 许用接触应力与齿轮材料、热处理方法、齿面硬度、应力循环次数等因素有关。 其计算公式为:(36) 接触疲劳极限 参照参考资料查1图10-21d得:接触强度寿命系数 应用循环次数N 由17中式1013:按一天工作8小时,一年最少使用300天,机器使用10年计算。 =609401(830010)=1.3536 (37) =0.1671(38)查参考资料17图10-19得; 接触强度最小安全系数:,则 所以取许用弯曲应力 :弯曲疲劳强度极限 查17图10-20c 弯曲强度寿命系数 查17图10-18弯曲强度尺寸系数 查17图1019 弯曲强度最小安全系数:则: ; (2)齿面接触疲劳强度设计计算齿轮为: 8级精度小轮分度圆直径,由17式10-21得 (39)齿宽系数 查17表10.9,按齿轮相对轴承为非对称布置小轮齿数, 在推荐值2040中选大轮齿数: =145.33,圆整取145小轮转矩: =14635.88N.mm 初取载荷系数K: 使用系数 查17表10.3得动载系数 由推荐值1.051.4,取齿间载荷分配系数 由推荐值1.01.2,取齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2,取载荷系数K:=1.82材料弹性系数 查17表10.4得节点区域系数 查1图1013() 螺旋角系数:重合度系数 ,由推荐值0.750.88取0.78,故可以算得=72.88mm ; 取=73mm齿轮模数m =2.19(40)按17表10.6圆整m2标准中心距a =186.14mm(41) 圆整后取: a=186mm分度圆螺旋角:=12.56(42)=12.56小轮分度圆直径 : (43) 圆周速度v : =1.2413m/s (44) 齿宽b : ,(45)大轮齿宽: =83mm(46)小轮齿宽 : (47)(3)齿根弯曲疲劳强度校核计算由17式1010 (48) 当量齿数 齿形系数 查表10.5 小轮; 大轮应力修正系数 查表10.5 小轮 ; 大轮重合度 : (49)解得: 重合度系数: (50) 解得:故 (4)齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径: =234.44mm(51)根圆直径: (52) =226.94mm(53)顶圆直径 (54) =240.44mm(55)将以上算得的低速级圆柱齿轮几何参数列于下表:表5 低速级圆柱齿轮几何参数Tab5 Low speed tow-stage cylindrical geometric parameters of gear项目小齿轮大齿轮模数m22齿数Z27145压力角2020分度圆直径d83234.44齿顶高ha33齿根高hf3.753.75齿顶圆直径da89240.44齿根圆直径df75.5226.94标准中心距a186齿宽b88835.5.2高速级圆柱齿轮设计及计算高速级圆柱齿轮几何参数如下表6:表6 高速级齿轮几何参数Tab6 The speed tow-stage cylindrical geometric parameters of gear项目小齿轮大齿轮模数m22齿数Z21109压力角2020分度圆直径d64195齿顶高ha33齿根高hf22齿顶圆直径da73.5204.5齿根圆直径df56187标准中心距a147齿宽b6664选择齿轮材料,确定许用应力 由表1710-1选:小齿轮40Cr调质:大齿轮45正火: 高速级齿轮设计跟低速级一样,将齿宽系数改为0.8。5.6联轴器的选择 由于传动装置要求,需要一个联轴器把电动机轴与减速箱输入轴相连接,进行高速转动。为减小起动载荷,缓和冲击,应首先考虑具有较小惯量和具有弹性的联轴器,有前面电动机的选择可得知,电动机功率为5.5Kw,转速为1440r/min。由电动机轴伸的直径d=38mm,而公称转矩T=36176.74N/mm=36.18N/m参照参考资料1表14-1,查得=1.5,则计算转矩为 =T=1.536.18N/m=54.27 N/m (56)从GB/T5323-2002中查得,LT6型弹性套柱销联轴器的需用转矩为250 N/m,许用放大转速为3800 r/min轴颈为3242mm之间,故可用。减速器与中心轴相连接,这里选择金属滑块联轴器。金属滑块联轴器是利用中间滑块,在其两侧半联轴器端面的相应径向槽内滑动,以实现两半联轴器的联接,并补偿两轴的相应位移。金属滑块联轴器适应于低速重载的场合。且金属滑块联轴器制造工艺成熟,加工成本低,考虑到经济性,这里选择金属滑块联轴器。从机械设计手册18 的表1624金属滑块联轴器的主要尺寸和特性参数可以查得 ,所以应选WH7,轴孔直径为55mm。5.7轴的设计5.7.1 滚筒轴的结构的设计初算轴的最小直径为50mm,根据设计需要要设计成阶梯轴来放置轴承和联轴器。根据以上计算可知轴上所承受的最大转矩 TP =636N.m 根据工况的要求选择的是金属滑块联轴器19。选择的材料为45号钢,45号钢经调质后,b =637 Mpa , E =210Gpa。由以上计算知轴径可为45mm,考虑装联轴器加键的影响13,故取轴和联轴器相连部分的直径为50mm。我们知道轴上要安装滚动轴承,为便于轴承的装配,取装轴承处的直径为55mm。本设计滚动轴承中所选的型号为30311型,其宽度为29mm ,根据结构要求选用轴肩挡圈GB886-86 5565,由于在入料口处需布置料斗,所以轴承应安装在料斗的外端20,以免和料斗发生干涉,根据生产能力为2吨/小时,再加上入料中混有大量的水,所以料斗设置应足够的大,料口长为300mm, 在高度上为便于安装在机架上且不和主轴发生干涉,结构设置请参见装配图。在滚筒内主轴上要焊接肋条,以支撑滚筒,所以在焊接处取主轴直径为60mm,在滚筒的尾端要支撑和安装联轴器和电动机。如果在入料口端安装驱动装置的话,这样就不好布置入料输送装置,而尾端则不会发生这些现象,因为尾端的出料口在机架的底部,所以应在尾端安装联轴器和电动机。轴承在轴上的固定,由于轴承安装在轴承座内,轴承可以通过轴上设置台阶来固定,也可以通过台阶和止推环来固定,这样轴承在轴承座内就不会发生径向的游动,在本设计中选用台阶固定,因为这样容易密封而且所选的30000系列的圆锥滚子轴承有一定的径向补偿,因圆锥滚子轴承轴承成对使用这样就解决了转动轴轴向窜动的问题。动力通过联轴器传给工作机的主轴,联轴器和主轴是通过键槽来联结的。在联轴器的选用中,我们选用的是WH7型联轴器,轴孔直径为55mm。具体轴承的选用理由与相关校核过程会在后面滚动轴承的选择中加以详述。因轴的校核需要有轴的预设长度,所以需要根据选用零件和滚筒设计的各个尺寸来确定轴的长度。下面是各个零件的所需长度和设计选用长度:表7 轴的长度初选Tab7 The length of the shaft零件名称所需轴向长度(mm)设计长度(mm)滚筒长20002200联轴器84100轴承与轴承座(一对)1801800总计22642480 根据5.1和表7设计的轴的轮廓如下图7所示:图7 滚筒中心轴Fig7 Roller center axis5.7.2 轴的强度校核查资料选择轴的材料为:45号钢,正火,硬度170-217HB,抗拉强度b=590Mpa,s=295MPa.因倾角为5非常小21,可以在轴的强度校核中以水平方式的轴作替代。因本设计中轴为转轴,轴主要受转矩和弯矩,由于传动采用中间轴传动所以只在垂直方向有力的作用,水平方向没有受力。轴的受力情况如图8(a)所示: 图8 轴的校核 Fig8 Axis of checking计算弯矩:根据材料力学22上的弯矩的公式: (57) 其中: 所受的力,单位N; 对应力臂,单位m。由力矩平衡,可得A点的受力为: (58)同理可得B点的受力为: (59) 由先前计算可知:C点的受力,代入数据得, = 608 N = 663.3 N再代入公式,得 =729.6 Nm轴的弯矩图见图8(b)所示。计算转矩:根据材料力学22转矩公式: (60)其中: 该点处的转矩,单位Nm;某点处的的功率,单位kw; 对应某点的转速,单位r/min。根据所得数据功率为1.26kw,转速16r/min,将数据代入得,= 635.65 Nm;(61)轴的扭矩图见图8(c)所示。求当量弯矩图:根据机械设计17中的当量弯矩公式: (62)式中:应力校正系数,对于不变的转矩,取;对于脉动的转矩,取;对于对称循环的转矩,取=1;弯矩,单位Nm; 转矩,单位Nm。本设计滚筒连续工作,滚筒中的生姜重量相对稳定,于是取公式,查机械制造工程学23表16.3得,。则当量转矩Nm。以上数据代入公式得: 742 Nm当量弯矩图见图8(d)所示。校核轴径 (63)所以设计的轴符合要求。由图可知危险截面是C处。根据材料力学上的公式22: (64)验算轴的强度是否符合要求。对于工作机轴:=75216/(5010-3)3=61Mpa。值查表得到45号钢的=370Mpa,故此轴满足要求。5.8 滚动轴承及轴承座的选择5.8.1 类型选择轴承的选择要考虑一下几个因素:(1)载荷的方向、大小和性质。向心轴承主要承受径向载荷,推力轴承主要承受轴向载荷。当滚动轴承同时承受径向和轴向载荷时,可选用角接触球轴承、圆锥滚子轴承;当轴向载荷较小时可选用深沟球轴承。角接触球轴承和圆锥滚子轴承需成对安装使用,一般滚子轴承比球轴承的承载能力大,且承受冲击载荷的能力强。本设计中,主轴放置有一个5的倾角中,载荷的方向同时来自轴向和径向两个方向,而且轴向载荷与径向载荷相比轴向载荷要远远大于径向载荷。 (2)转速。一般轴承的工作转速应低于极限转速。深沟球轴承、角接触轴承和圆柱滚子轴承的极限转速较高,适用于高速运转场合。推力轴承的极限转速较低。本设计工作转速只有16转/分钟,小于一般轴承的的极限转速。可用任一种轴承。(3)支撑限位要求。固定支承限制两个方向的轴向位移,可选用能承受双向轴向载荷的轴承;单向限位支承可选用能承受单方向轴向载荷的轴承;游动支承轴向不限位,可选用内、外圈不可分离的向心支承。本设计需要限制单向轴向位移,防止轴向窜动。(4)调心性能。当两个轴承座孔同轴度不能保证或轴的挠度较大时,应选用调心性能好的调心球轴承和调心滚子轴承24。本设计,因为应用的金属滑块联轴器,轴承座的同轴度可以保证。(5)刚度要求。一般滚子轴承的刚度大,球轴承的的刚度小。角接触球轴承、圆锥滚子轴承采用预紧方法可以提高支承的刚度。(6)其他要求。径向空间受限制的场合可选用滚针轴承或滚针和保持架组件;对轴承振动、噪声有要求的场合,可选用低噪音轴承;此外,还应考虑经济性和市场供应情况等。 根据上述各种因素综合考虑于是选择圆锥滚子轴承(30000型)。5.8.2 型号选择根据计算出的轴的尺寸为55mm,我们可从机械设计手册25的圆锥滚子轴承尺寸与性能参数表中选择;选择30311型号的圆锥滚子轴承。轮廓见下图9:对于选用的轴承需要进行可靠度和疲劳寿命的校核。根据机械设计26可知,先计算当量动载荷,载荷分为轴向和径向,但此轴的倾斜角为5,轴向力可以忽略不计,所以只受径向力,由前面设计可知径向力为1271.3N。当量动载荷的公式10: (65) 式中: 当量动载荷,N径向载荷,N; 轴向载荷,N; X、Y径向动载荷系数和轴向动载荷系数。 图9 圆锥滚子轴承Fig9 Tapered roller bearings所以根据机械设计26中表18.7可得本设计的当量动载荷的X和Y分别为1和0。将数据代入得, 所以圆锥滚子轴承的基本额定寿命计算根据公式: (66) 式中: 当量动载荷,N; 基本额定寿命,常以106r为单位; 寿命指数,球轴承,滚子轴承。若轴承的工作转速为 r/min,可求出以小时为单位的基本额定寿命公式: (67) 代入数据得, = 应取。为轴承的预期使用寿命。根据本设计滚筒筛为24小时连续使用的,不是满载荷使用,中断会引起比较严重的后果的机械,在表18.9中查得预期寿命的推荐值为。故本设计选用轴承满足要求。由于在查圆锥滚子轴承的安装参数中有一个参数是阶梯轴的最小直径是65mm,而设计中阶梯轴只有60mm,所以为使安装的合理性和安全性,此处增加一个轴肩挡圈。查机械设计课程设计手册27表51,可查到GB/T88619865565的轴肩挡圈。其轮廓图如下图10所示: 图10 轴肩挡圈 Fig10 Shaft shoulder block circle5.8.3 轴承的结构和定位方法 圆锥滚子轴承是由圆锥滚子,轴承外圈和轴承内圈组成。其固定方式是装在与机架相联接的轴承座内。5.8.4 滚动轴承润滑和密封由于本设备使用于生姜与水混合时的清洗过程,而且滚筒要连续工作不可能手工润滑虽然转速很低但长时间工作也会使内部温度升高,所以要选择耐水和耐热的油脂润滑。查机械设计课程设计手册27表72知,可选用的性能比较好的通用锂基润滑脂(GB/T 73241994)。由于工作机的转速低,所以温度在100以下,所以根据机械传动装置设计手册27表302得,轴承座的密封可采用垫密封的材料为天然橡胶的橡胶垫片。 5.8.5 滚动轴承座的选择及其配置由于选择的滚动轴承为圆锥滚子轴承,根据本设计的要求未找到适合的轴承座,于是在参照已有轴承座的基础上,稍作改动设计了一个轴承座。其轮廓见下图11、12。 图11 轴承座 Fig11 The housing 图12 轴承压盖Fig12 Bearing gland6 滚筒结构的设计 设计的生姜清洗机主要由滚筒、传动装置、机架、水箱池、电机、进出料斗、出泥斗等组成。电机固定在机架上,电动机与减速器相连。滚筒被两个支座支撑,滚筒的主轴通过金属滑块联轴器和减速器的输出轴相联。滚筒的主轴与焊接在滚筒内口上的连接件相互固定在一起17。电机带动减速机,清洗滚筒由很多根直径8mm的圆钢绕滚筒直径方向焊接而成,滚筒式生姜清洗机的动力来自电动机,通过滚筒在水池中旋转,以达到清洗的目的。在水池的底部设有淤泥清除口,此出泥口也具有聚集淤泥的作用,为清除淤泥带来很大方便。从生产能力计算中我们得知所设计的滚筒的直径为1米、长度为2米,滚筒固定在滚筒支架上,滚筒支架为矩形钢焊接而成,刚性好15。由于滚筒是中心轴驱动,那么滚筒和中心轴必须通过支撑杆连接起来,如支撑杆设置在两头,那么就会和出料口和进料口发生碰撞。而且由于滚筒的长度是2米,设置在两头会使中间部分负荷太重。滚筒的肋条主要起到支撑的径向力的作用。滚筒是圆柱型,在滚筒的前后30cm处采用纵向肋条支撑。各处的联结方式主要采用焊接的方式。熔焊接头是由焊逢、熔合区、热影响区及邻近的母材组成。焊接接头是组成焊接结构的关键元件,它起着联结金属和传力的双重作用。焊逢可分为对焊焊逢和角接焊逢两种。接头的基本型式可分对接接头、搭接接头、丁字(十字)接头、角接接头和塞焊接头。在纵向肋条和轴的联结处采用丁字接头,它是将相互垂直的联接件用角焊缝连接起来,它能承受各方向的力和力矩。由于丁字接头过渡处有很大的应力集中,所以在丁字接头必须开坡口或采用保熔焊法进行焊接。横向肋条和纵向肋条都焊在一个圆形的支架上,圆形肋条的截面直径为8mm,它主要起到连接过渡支承的作用,两端的铁皮也都是焊在其上的,纵横向肋条和圆形支架也采用丁字接头连接。铁皮和圆形支架采用角接头,它不需承载很大的力,焊接比较容易且经济省时。在箱体、进出料斗、出泥口的联结中也采用焊接的方式,其焊接方式主要采用角接头的形式,它们不需要承受很大的力。滚筒结构图如下图13所示:1-进料斗 2、4、21-螺拴 3-支撑架 5、22-螺母 6、23-弹簧垫圈 7、8-滚筒 9-圆钢筋 10-肋条 11-中心轴 12-轴承座 13-圆锥滚子轴承 14-密封圈 15-金属滑块联轴器 16-套筒 17-平键 18-摆线针轮减速器 19-电动机 20-支撑座 24-机架 25-出料斗 26-出泥口 图13 滚筒结构图 Fig13 Roller structure7 总 结 毕业设计是考验我们大学生的最后一道大关,能检验我们到底学到了些什么,能不能把我们所学的专业知识很好的用到具体的机械设计上面去,毕业设计可谓是意义非凡。我的毕业课题是关于生姜的清洗,为了提高生产过程中的生产效率而设计的清洗装备,其结构的有点是操作简单,适用性强,能耗低;并且能实现高的生产率。这次设计从最初选题、开题到计算、绘图直到完成设计,都很好的综合了我这四年来我们所学到的专业知识,分析并解决在设计中所遇到的问题,试一次理论联系实际的训练,同时也是进一步巩固、加深和拓宽了我们所学的专业知识,对于我们大学四年的学习起到了总结作用。通过这次设计实践,让我逐步树立了正确的设计思想,增强了创新意识,熟悉并掌握了机械设计中的一般规律和方法,培养了我的分析问
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