栅条滚筒式分级机论文.doc

毕业设计(论文)题 目： 栅条滚筒式干果分级机设计 学 院： 农业工程与食品科学学院 专 业： 机械设计 姓 名： 学 号： 指导教师： 毕业设计（论文）时间：二一 年 三 月一日 六月 十七 日 共 十五 周摘 要在国内外干果分级设备研究的基础上，开发出一种生产率高、作业质量好、能耗低的新型干果分级设备栅条滚筒式干果分级机。通过对各文献的阅读及经验借鉴，对栅条滚筒式干果分级机某些细节进行必要的改进和技术上的提高，以使其更适合生产要求及有更强的适应性。然后，按照设计要求，对栅条滚筒式干果分级机的参数进行选定，并通过已知公式的计算，确定该机械的各部分的尺寸，依据各尺寸对该机器的各零件进行选用校核，并最终将各零件装配成形，在设计计算的前提下，得到所需要的新型栅条滚筒式干果分级机。关键词：干果，栅条滚筒式，分级，设计AbstractOn the basis of research on s dried fruit sorting machine at home and abroad , a new-type dried fruit sorting machine with high productivity, high processing quality and low energy consumption-dried fruit sorting machine of grid cylinderBy reading the literature and learning experience from it,there are some improving enhancing on the details of the sorting machine and its technical,to make it more suitable for production requirements and more adaptive.Then,in accordance with the design requirements,we select the parameters for dried fruit sorting machine of grid cylinder,and according to the calculation of the known formula to determine the mechanicals all parts of the size, based on the size of various parts of the machinery we do the checking and selection of the parts.After all the work being done, we assembly forming the various parts in the design.Ultimately we have the machine that we needed. Keywords: dried fruit, grid cylinder，sorting machine, improved design目 录摘 要.I4Abstract（英文摘要）.目 录.第一章 绪 论1.1 课题研究的目的及意义.11.2 国内外研究现状.21.3 研究内容及方向.7第二章栅条滚筒式干果分级机总体方案的确定. .92.1 技术关键.92.2 工作结构设计.92.3 主要工作参数的确定.102.4 整机结构及技术参数特征.13第三章 栅条滚筒式干果分级机零部件的设定. .153.1 传动部分设计.153.2 栅条滚筒的设计.173.3 轴的设计. 203.4 其它主要部件的设计.21第四章 社会经济效益分析.23结 论.24致 谢.25参考文献.26第一章 绪论1.1 课题研究的目的及意义 改革开放以来，我国林果业发展取得了巨大成绩。近几年，干果的年产量逐年大幅度增加，总产量及增产速度也在世界名列前茅。林果业种植面积和产量的增加，对于干果的加工也提出了的新的要求。干果的等级差价较大，每级的差价为310元/公斤，而红枣、核桃、杏干、巴旦杏、无花果等干果机械化分级是个空白，人工分级劳动强度大，效率低，成本高且不准确。林果业种植地区干果增值低，市场销售的干果大多数是通货或少量的人工分级，大部分以原料形式出售，附加值低，竞争处于劣势，干果加工的滞后制约林果业种植区干果业的发展。目前，随着人民消费水平不断提高，消费者对于高品质干果的需求也不断增加。作为果农既要满足消费者需求又要使干果增值，只有通过干果的加工才能同时满足二者的要求。干果分级机是干果加工必不可缺的初级设备，该设备的研制成功对林果种植区干果加工具有十分重要的意义。据相关市场调查和掌握的信息，很多林果种植区的果农急需干果分级机，初步估算，需求量在1000余台，干果分级机的研制非常必要，而且市场潜力巨大。因此，研制出适合林果种植区农村的干果分级机是当务之急！1.2 国内外研究现状1.2.1国外现状国外的干果加工业已经相当成熟并且形成了一定的规模。美国、欧洲以及澳大利亚等发达国家，干果几乎100的都经过机械化的分级、清洗、烘干、包装等生产线，进行分级、商品化处理后，再投放市场。国外水果分级机的分级方式主要有以下三种：重量分级机、色泽分级机、色泽重量分级机。这些分级方式同样可以适用于干果分级当中。果实重量分级机按重量分级的分级机械是利用杠杆原理进行的。在杠杆的一端装有盛果斗，盛果斗与杠杆间是铰链连结，杠杆的另一端上部由平衡重压住，下部有支撑导杆以保持水平状态，杠杆中间由铰链点支撑，当盛果斗的果实重量超过平衡重时，杠杆倾斜，盛果斗翻到，抛出果实。承载轻果的杠杆越过此平衡重的位置沿导杆继续前移，当遇到小于果实重量的平衡重时，杠杆才倾斜，盛果斗翻到在新的位置抛出较轻的果实，由此，果实可按重量不同被分成若干等级。目前较先进的微机控制的重量分级机，采用最新电子仪器测定重量，可按需选择准确的分级基准，分级精度高，使用特别的滑槽，落差小，水果不受冲击、不损伤。分级、装箱所需时间为传统的1/2。美国Penwalt公司Decco型分级机是一种新型果实分级机，具有速度快、性能好、通用性强的特点。它根据“体积”分级的原理进行工作，综合了大小和重量分级机最突出的优点，同时消除了二者的缺点，使分级作业真正得以柔和平缓地进行。Decco型分级机工作原理是：提升机辊子将待分级的果实送入四星装料斗，星轮与提升机以链条驱动的各对定距辊子同步，辊子承载水果通过分级全程，这样的装置，星轮可以很柔和地将水果从提升机传送到由一对滚子形成的凹槽中，根据选用分级机规格的不同，分级部分包括6-9行高度可调的“摩擦指”，滚子从摩擦指下通过，缓缓地作反时针回转，水果则作顺时针转动，当水果遇到摩擦指（最大的水果首先接触摩擦指），由于转动与摩擦的组合，水果极柔和地从滚子上移动并落入弹性的摆动活动门上，水果自重足够使其滑出并滚到输送皮带上，然后由皮带送入包装槽中。由于水果没有摔落，也没有其他任何典型的引起损伤的动作，分级柔和。果实色泽分级机按色泽分级的分级机工作原理是：果实从电子发光点前面通过时，反射光被测定波长的光电管接受，颜色不同，反射光的波长就不同，再由系统根据波长进行分析和确定取舍，达到分级效果。在意大利的果品贮藏加工业生产中，使用颜色分级机较早，主要是对苹果进行颜色分级，其原理是按照绿色苹果比红色苹果的反射光强的道理进行的。工作时，果实在松软的传送带上跳跃移动，光线可照射到水果的大多部位，这样就避免了水果单面被照射。反射光传递给电脑，由电脑按照反射率的不同来将果实分开，一般分为全绿果、半绿（半红）果、全红果等级别。日本三菱电器公司研制的水果成熟度分级机，是利用传感器综合测出梨的表面颜色、对特定光的透光率、形状和大小，并与事先贮存在计算机中的优良梨的数据进行对比，推算出成熟度和糖分。果实色泽重量分级机既按果实着色程度又按果实大小来进行分级，是当今世界生产上最先进的果实采后处理技术，该机首先在意大利研制成功并应用于生产。工作原理是；将上述的自动化色泽分级和自动化大小分级相结合。首先是带有可变孔径的传送带进行大小分级，在传送带的下边装有光源，传送带上漏下的果实经光源照射，反射光又传送给电脑，由电脑根据光的反射情况不同，将每一级漏下的果实又分为全绿果、半绿半红果、全红果等级别，又通过不同的传送带输送出去。该生产线每小时可处理苹果15-20吨。美国俄勒冈州的Alle Electronics公司生产能分选果实、蔬菜、果仁及各种小食品的装置。该装置采用高晰像度的CCD摄像机，能识别以每分钟580英尺速度在传送带上移动的产品上仅1mm大小的变色部分和缺陷部分。在进料传送带与接取传送带之间用空气输送产品之际，计算机使128个次品排除器中的1个工作，排除次品。排除时能控制空气吹在次品的中心部位，几乎不发生错误排除现象。该分选装置能按产品的色泽或大小进行分选，并能将特定产品分选内容参数编成程序预先储存在存储器内。 1.2.2 国内现状我国对于分级技术的研究经历了如下三个阶段：20世纪70年代末，以引进国外技术及设备为主，国内对此基本上是空白的；20世纪80至90年代，我国加工技术逐步发展起来，人们逐渐认识到了分级技术的重要性，于是开始引进、学习国外先进技术，并开始进行新设备的开发工作，国内开始出现分级设备的研究机构和生产厂家，20世纪90年代中期以来，由于市场对分级技术及设备的要求越来越高，并且此时国内对分级技术的研究积累也达到了一定程度，且取得了显著进步，并开发出了诸多具有自主知识产权的新技术、新设备。但尽管如此，与发达国家相比，中国目前在分级领域仍然存在大型设备不足、工艺控制技术落后、磨耗和单位产品能耗偏高、特殊粒形的生产工艺和设备落后等问题。下面就应用于干果分级机上的分级装置的类型介绍如下：1.锥辊式分级装置 锥辊式分级装置采用的是一对相对转动的锥形辊，如图1-1（图中各参数的单位为mm），干果在两锥形辊的带动下不停地上升和下落，同时，干果在重力和上端干果对其侧向挤压力的共同作用下沿锥形辊向下移动，直至两锥形辊的间隙大于干果的直径时，干果通过间隙落下。该装置分级效果不好，因为： 干果大量喂入时，上层的干果无法及时地与下层干果进行交换，造成前一级干果在后一级甚至后几级才被分离出去，出现分级混杂、混级率增大的现象。 由于有相当一部分干果是椭球形的，这些干果在下滑的时候，会因下滚姿态的不同，而在不同的位置下落，从而造成分级误差。2.圆孔筛分级装置图1-2是圆孔筛分级原理图，该圆孔筛与水平线的夹角为。筛孔由右往左逐渐变大，干果在重力和离心力的共同作用下沿筛壁下滑并通过合适的孔口落下。该圆孔筛的转速范围为：（R干果半径m，n圆孔筛转速r/min）该装置的一个缺点是：在分级的过程中，有时会出现干果堵塞筛孔的现象，尤其是在干果大量喂入时。3.平面振动筛分级装置图1-3为平面振动筛装置简图。该振动筛分级装置是由三个筛子组成。筛子振动时，干果与筛面产生相对滑动，尺寸小于筛孔的干果有可能通过筛孔，掉入下筛，其余的留在筛面上，并沿筛面流向一侧，由集料口收集。通过干果分级试验表明这种分级装置分级效果差，基本不能实现正常分级。4.栅条滚筒式分级装置如图1-4所示，筛分部分由三段滚筒组成，每段滚筒的栅条间隙不同，第一级到第三级栅条的间隙逐渐增大。干果在筛筒内轴向随着滚筒一起做圆周运动；轴向上由于干果具有弹性而且筛筒与水平面有一定的夹角所以作曲线或直线运动。当干果进入筛筒时，厚度尺寸小的干果在离心力的作用下从第一级被分离出来，厚度尺寸较大的干果在滚筒的带动下运动到下一级继续筛选，如此重复直到第四级干果从侧面出料斗分出为止。1.3 研究内容及方向我国对于干果分级机械的研究较晚，并且多以小型设备为主。上海市已经研制出6GZ4.0智能瓜果精选分级机。其主要设备包括:瓜果外部品质、大小判别系统(图像识别);瓜果自动传输、分选机械装置;瓜果精选、分级设备的电气控制系统;智能学习模块等。山西农机研究所也研制成功了6ZF-0.5型红枣分级机。但是同发达国家相比，我国仍是干果加工落后的国家。其中存在的主要差距有：（1）干果分级、商品化处理滞后。我国的干果处理量仅在15左右，而绝大部分的干果加工都采用人工分级、挑选，采用普通纸箱或网袋、塑料袋、编织袋包装，基本上以初级产品形式进入市场。在同等干果的条件下，我国干果价格低于国际市场价格4至7成；（2）加工转化量小。先进干果生产国的加工能力在4070，而我国企业加工能力只有10左右。在国外干果深加工产品比较多，有蜜枣、去核红枣、枣片、低硫低糖果脯等各种深加工干果。国外机械化程度较高、效率高、生产加工成本低，主要有红枣去核器、切片机、坚果破壳机等。加工工艺为分级、清洗、脱水、烘干、包装等。我国干果在价格竞争方面处于劣势，原因之一就是我国机械加工及技术与国外有一定的差距。考虑到我国林果区果农的实际情况，我们将干果分级机的消费者定位在中小农户上。这就要求我们必须研制出一款技术性能好，价格低廉的机型。因此我们选择了栅条滚筒式分级机。它与目前普遍采用的振动滚筒式分级机相比具有以下一些优点：.结构简单 .效率高 .价格低廉 .功耗小 .伤果率低。栅条滚筒式分级机存在的缺点是分级精度不高。我国林业区干果资源丰富，但是对于干果的深加工尚处于起步阶段，仍然是以家庭为主的小作坊式的生产。针对于我国林业区农村的这种情况，我们的干果分级机由于其技术性能好、造价低等特点，正好可以满足农户对于机械分级的需求。同时可以为干果深加工走向产业化奠定一定的基础。因此，我们所进行的干果分级机的试验研究是非常必要的。第二章 栅条滚筒式机总体方案确定2.1 技术关键（1）重点研究干果分级机的工作原理和核心部件的结构参数；（2）着重解决分级精度，各等级混级率不得超过5；（3）通过替换核心部件筛筒，用以达到对于不同物料进行分级的目的。技术性能考核指标：生产率：500kgh；伤果率：3；分级级数：34级；混级率：5；配套动力：0.7kw；操作人员：23人；设备可靠性：952.2 工作结构设计 2.2.1 总体布局栅条滚筒式干果分级机整机由进料斗、筛笼、钢圈、槽圈、圆柱形摩擦轮、V型摩擦轮、出料斗、清筛橡胶片和倾斜度调整螺栓等组成，每个筛笼是由若干筛条与两个连接环焊接而成的圆柱形条孔筛笼，筛条间隔尺寸根据干果外形尺寸及分级要求确定，各个筛笼之间靠螺栓联结，且按照筛条间隔尺寸由小到大的顺序联结。整个筛笼由两个圆柱形摩擦轮和两个V型摩擦轮支撑，工作时，摩擦轮转动带动整个筛笼转动，将干果分为多个等级。该新型机具结构简单，造价低，效率高，可一次将干果安外形尺寸分为几级，损伤率小。下图是栅条滚筒式干果分级机使用状态剖面结构图，图中，l-钢圈;2-清筛橡胶片;3-筛笼;4-筛笼;5-筛条;6-连接环;7-筛笼;8-v形钢圈;9-V型摩擦轮;10、11、12、13-出料斗;14-调整螺栓;15-减速电机;16-主动圆柱形摩擦轮;17-进料斗;18-被动圆柱形摩裸轮;l9-橡胶片固定板。2.2.2 具体实施形式工作时，先调整螺栓14，使整机倾斜度达到要求，电机动力由链条传递到传动轴，并驱动主动圆柱形摩擦轮16和主动v型摩擦轮9转动，最后带动整个筛笼在两个圆柱形摩擦轮和两个v型摩擦轮上转动。由于V型摩擦轮和v形圈8始终啮合，对整个筛笼起轴向定位作用，所以筛笼转动平稳。干果由进料斗17进入筛笼3，最小外形尺寸小于筛笼3筛条间距的干果从筛笼3中分离落入出料斗13，其余干果在倾斜筛笼转动下进入筛笼4，同样，最小外形尺寸小于筛笼4筛条间距而大于筛笼3筛条间距的干果从筛笼4中分离落入出料斗12，最小外形尺寸小于筛笼7筛条间距而大于筛笼4筛条间距的干果从筛笼7中分离，落入出料斗11，其余的干果都落入出料斗10，由此，干果由小到大被分为四级。在分级过程中，如有干果卡在筛条间，在随筛笼转动与清筛橡胶片2相碰后掉回筛笼。2.3 主要工作参数的确定2.3.1下落物料的脱落条件及相应转速。为研究方便起见，仍取垂直于轴线的任一平面I-I内的一粒物料来分析。由于物料的宽度尺寸和栅条的半径r，与筛筒半径R相比，要小的多，可忽略不计。物料在平面的受力如图2-2。设物料的质量为m，重力在该平面的分力为mgcos。N两栅条对物料支反力的合力；F两栅条对其摩擦力的合力；离心惯性力。若其它物料对该粒物料的作用力不计，又平衡条件知：平衡时N+mgcoscos(180-)-=0 即：N=+mgcoscos 当N0时，物料脱离栅条而下落 即：+mgcoscos0-mgcoscos n为物料下落的转速。（2-1）式中cos0，必须cos0，（2-1）式方可成立。通过正交试验确定分级机滚筒转速25r/min30r/min2.3.2 栅条滚筒筛内物料轴向移动的基本分析栅条滚筒筛分选干果时的工作状况如下图所示，筛筒轴线与水平线呈角放置。工作时，物料在滚筒内的厚度沿整个筛筒长度并不相同，首端较末端厚些。任取一垂直与轴线的平面I-I来看，静止时，物料上层表面AB在水平位置如下图(c)。当筛筒转动时，物料层徐徐上升，其表面AB的位置逐渐改变。转速稳定后，AB与水平面成角（角大于或接近于物料的自然休止角）。其中A点到筛筒中心连线与铅垂线的夹角滑为物料在栅条滚筒筛内的下滑起始角如图(a)。当物料的宽、厚尺寸小于栅条间隙时，在离心力和重力的作用下通过栅条间隙而分离。大于栅条间隙者，必须移动到栅条间隙较大处，方可实现分级分离。很明显，物料在滚筒筛内能否轴向移动，是实现物料完全分级的关键。经观察分析：物料在栅条滚筒筛内的轴向移动有两种情形：（1）紧靠栅条和栅条间的物料。这部分物料在筛筒底部时，由于受上部物料和栅条轴向的阻碍，基本上不发生任何轴向位移，只随筛筒转动，当转到一定高度，物料被带到大于滑后，其中部分物料将沿栅条下滑于A点后，再沿AB滑动方可发生轴向移动。其轴向移动规律与A点附近物料的运动一样。其余部分物料则必须被带到足够高度，脱离栅条而下落，落于AB线的N点后，又沿AB下滑到B点，在其下落和下滑的同时，实现一定的轴向移动。这后一部分的物料以下称为下落物料。（2）栅条以内离栅条较远的物料，即AB线附近的物料。该部分物料在筛筒转动时，受重力沿AB方向的分力mgcoscos(90-)和轴向分力mgsin的联合作用，既沿AB线下滑又沿筛筒轴线移动。可看成先在I-I平面内滑动，然后再做轴向移动。这部分物料称为下滑物料，（包括沿栅条下滑的物料）。当筛筒转速较高时，由于离心力的作用，物料上表面AB线与水平线的夹角有所增加，略大于角。计算时，角的值由具体的物料而定。其轴向移动由下滑到B点的下落高度来确定。2.3.3 栅条滚筒筛内物料的轴向运动由于栅条滚筒筛转动时，其内部物料的运动规律不一致，其轴向移动的距离与速度应分别计算。下落物料轴向移动的距离及速度：由于下落物料紧靠栅条或在栅条间，I-I平面内两栅条任一物料质点M的运动如下图所示。A点为滑动起始点，滑AOC=，C点为过圆心铅垂线与圆的交点。MOC为m点的转动角，为求物料抛落后的轴向移动距离，先求出在该平面内的下落高度。由下图看出物料在m点脱落时，以V0的初速度沿切线方向抛出，经过一段时间后，落于AB线的N点，然后沿AB由N点滑动到B点，其下落高度为抛后下降高度与滑动下降高度之和。即：H=Rcos(180-)+RcosBOC 过圆心O点作OKAB，则KOC=因I-I平面与铅垂面成角，当滚筒筛转一圈时，物料抛落一次，其下落高度H的同时，沿轴向移动距离S，由几何关系可知：式中n物料脱离栅条下落时滚筒筛的转速；滚筒筛的倾角，一般=06下滑物料轴向移动的距离及速度：由于下滑物料都是沿AB线由A点滑动到B点，其下滑过程中下降的高度滑H由上图可知：由此可得，栅条滚筒筛分选物料时，筛筒内物料的轴向移动，都受筛筒转动和倾角的明显影响。栅条滚筒筛内物料的轴向移动，主要与筛筒转速和倾角有关，增大转速和倾角，将明显提高其轴向移动的速度向分力增大，导致物料在滚筒内的轴向流速加快，减少了物料在筛筒内的滞留时间。通过正交试验确定分级机筛筒的倾角 3- 5。2.3.4栅条筛筒直径 长度和栅条间隙的确定有经验确定栅条滚筒的直径为400mm，滚筒的长度为1600mm。滚筒是有三个筛笼组成，每个筛笼是由若干筛条与两个连接环焊接而成的圆柱形条孔筛笼，筛条间隔尺寸根据干果外形尺寸及分级要求确定，各个筛笼之间靠螺栓联结，且按照筛条间隔尺寸由小到大的顺序联结。分级机的滚筒设计不同的几种，通过替换核心部件滚筒，用以达到对于不同物料进行分级的目的。目前国内并没有制定统一的关于红枣、杏干、核桃等干果大小等级的国家标准，因此根据所测得的物料厚度尺寸和相关市场调查，三种物料的各级间的栅条间隙由农业科学院农机化研究所的专家定出，如下表所示。2.3.5 电机功率N的确定及电机型号的选择栅条滚筒式干果分级机需要的功率很小，但现在并没有确定的公式来计算，通过查阅相关资料确定电机功率为0.75kw。栅条滚筒式干果分级机需要有一定的调速范围，综合考虑一些因素和查阅相关资料，选择调速电机。电机型号为GH单项卧式齿轮调速速电机，调速范围：60r/min500r/min，功率0.75kw。2.36 小结 主要参数具体如下：栅条滚筒长度 L=1600mm 栅条滚筒直径 D=400mm 滚筒转速 N=25r/min-35r/min 滚筒倾角 =06 电机功率 N=0.75kw第三章 栅条滚筒式干果分级机零部件设定3.1 传动部分设计传动装置由无极变速器 链条传和摩擦轮传动组成。3.1.1 链传动设计 计算项目 计算内容 计算结果 选择链轮齿数传动比 由机械设计手册的 i1=2小链轮齿数 自定 z1=17大链轮齿数 z2=i1z1=2*17 z2=34 选取链节踞初定中心距 取a=77p链节数 Lp=(z1+z2)/2+2*a/p+ 取 Lp=180（z2-z1）/22p/a传动功率 P00.75kw链节距 根据P00.75kw n1=60r/min-500r/min 由机械设计手册查表得 取p=12.7mm确定实际中心距中心距 a=p/4（Lp-（z1+z2）/2+ 取a=978mm计算作用轴上的载荷链速 v= v=0.2-1.8m/s有效拉力 F1= F1=416N轴上载荷 FQ=1.2KAF1 （取KA=1.2） FQ=600N 定润滑方式润滑方式 由机械设计手册查出 滴油润滑小链轮分度圆直径 d = d=69.02mm齿顶圆直径 da=p（0.54+cot） da=74.77mm齿根圆直径 df=d-dr（滚子外径 dr=7.92） df=61.1mm最大齿根距离 奇数齿 Lx=dcos-dr Lx=60.8mm齿侧凸缘直径 dgpcot-1.04h-0.76 dg54.6mm大链轮分度圆直径 d = d=138.04mm齿顶圆直径 da=p（0.54+cot） da=143.86mm齿根圆直径 df=d-dr（滚子外径 dr=7.92） df=130.12mm最大齿根距离 奇数齿 Lx=dcos-dr Lx=129.97mm齿侧凸缘直径 dgpcot-1.04h-0.76 dg123.69mm3.1.2圆柱摩擦轮传动设计 计算项目 计算内容 计算结果求传动尺寸确定传动比 i2= 取i2=4从动轮直径 栅条滚筒的直径为400mm 取D1=410mm主动轮直径 D2= D2=104mm定中心距 a=（D1+D2） a=257mm摩擦轮宽度 b=a （=0.3） b=51.4mm求压紧力 选择主动摩擦轮材料为摩擦系数 橡胶，从动轮材料为钢 =0.5 查机械设计手册得摩擦系数 栅条滚筒式分级机正常工作传动的功率 需要的功率很小，需要传递的 功率也很小 取p=0.02kw压紧力 FN=19 F=80N（压紧力很小，利用重力压紧可以满足）作用在轴上的力总压力 R1= R1=87N3.1.3V型摩擦轮传动设计计算项目 计算内容 计算结果求传动尺寸确定传动比 i2= 取i2=4从动轮直径 栅条滚筒的直径为400mm 取D1=410mm主动轮直径 D2= D2=104mm定中心距 a=（D1+D2） a=257mm摩擦轮宽度 b=2z b=8.5mm求压紧力 选择主动摩擦轮材料为摩擦系数 橡胶，从动轮材料为钢 =0.5 查机械设计手册得摩擦系数 压紧力 FQ=FNsin F=21N（压紧力很小，利用重力压紧可以满足）作用在轴上的力总压力 R2= R2=18.7N3.2传动轴的设计 估算轴最小直径选择轴材料 假设轴的材料为45钢调质估算轴径 d=8.9mm主动轴的最小直径是大链轮的轴段的直径，取为20mm，链轮宽度为30mm。传动轴的结构草图如下：轴的结构设计圆柱摩擦轮段（B段）的轴径 取轴径25mm 长145mm轴承段（C段）轴径 取轴径30mm 长16mmV型摩擦轮段（D 段）轴径 取轴径25mm 长70mm轴的总长度 取1765mm滚动轴承的初选轴承型号 轴承主要受径向力作用 选择6206型轴承 相应的轴径为30mm 按许用弯曲应力校核轴受力： 大链轮 FQ=600N 圆柱形摩擦轮 R1=87N V形摩擦轮 R2=18.7N计算支承反力F1 F1= F1=850NF2 F2= F2=144.3N 最大弯矩Mmax 在轴承处取的最大弯矩 Mmax=100800N/mm许用应力许用应力值 查机械设计手册 =60Mpa应力校核系数 a= a=0.59 校核轴径轴径 d d=30轴上零件的轴向定位：采用轴肩、套筒及间管等定位。3.3栅条滚筒的设计栅条滚筒的直径为400mm，滚筒的长度为1600mm。滚筒由三个筛笼靠螺栓联接而成，且按照筛条间隔尺寸由小到大的顺序联结。每个筛笼是由若干筛条与两个连接环焊接而成的圆柱形条孔筛笼，筛条间隔尺寸根据干果外形尺寸及分级要求确定。（详细设计见零件图）下图为栅条滚筒结构示意图。3.4其它零部件的设计3.4.1进料斗的设计进料装置由进料斗和插板活门共同组成。进料斗采用顶置式，其下表面与水平面成一定的角度，便于物料的滚动流下；插板活门附加在进料斗与机架的联结处，用以控制物料的喂入量及喂入速度。3.4.2出料斗的设计干果分级机的出料部分共包括四个出料斗，其中三个均匀地分布在机体正面的一侧、一个放置在侧面。出料斗的底面与水平面夹角成30，便于物料的滚动流下；并且在出料斗的两侧装有吊钩，便于集料袋挂放固定。3.4.3清筛装置的设计清筛装置采用的材料是无毒无污染的天然橡胶，被安置在机架的顶部，天然橡胶与栅条滚筒接触。当有物料被夹在两根栅条之间无法移动而随着滚筒一起运转时，由于被夹的物料高出滚筒一部分，就会与清筛部分相接触，从而产生摩擦碰撞，使被夹物料脱落，保证滚筒的正常运转。3.4.4调整螺栓的设计栅条滚筒式分级机正常工作的关键是物料能在滚筒中轴向移动，这样就需要滚筒轴线和水平线有一定的夹角，这个夹角的实现就是靠调节螺栓。调节螺栓安装在机架的底部，具体位置见装配图。通过调节调节调整螺栓可以改变滚筒的倾角。通过对正交试验可得，认为杏干分级滚筒倾角为3滚筒转速为30r/min，此时分级机的综合性能指标最大；而核桃滚筒倾角为5、滚筒转速为25r/min，此时分级机的综合性能指标最大。改变倾角和滚筒可以分级不同的干果，我们可以通过调整螺栓，根据计算，分级机平面上工作时，当调整螺栓下调91.5mm时对应滚筒倾角为3，当调整螺栓下调152mm时对应滚筒倾角为5。3.4.5机架的设计机架是栅条滚筒式分级机的主要支撑部件，它是承担所有来自轴及电动机、圆柱摩擦轮、v形摩擦轮、滚筒的冲击和应力，机架的坚固是栅条滚筒式分级机的工作稳定、运转平稳的基础，因此机架无论是从结构上还是从材料上，都应该采用坚固的稳定的材料和样式制成机架。选用50 厚5mm的角钢作为其主要焊接材料，为增加机架刚度，另配有一定角钢，作为机架加强肋。主动轴长度为1765m，考虑到轴的位置，可确定机架的长度为1865mm。栅条滚筒的直径为400mm，考虑到装配位置，可以确定机架的宽度为820mm，高度为920mm。整个机架有角钢焊接而成，焊接要牢固美观。第四章 社会经济效益分析2000年年初我国政府在下发的关于调整优化农业产品产业结构，大力发展特色农业的意见中提出，要加快林果业的发展，使其成为本世纪初我国农村的优势支柱产业。这就给我国林果业的大发展带来了机遇。近年来我国很多地区大力发展林果业，推行规模种植，使得干果的年产量为75万吨，并在逐年大幅增加。林果业种植面积和产量的增加，对于干果的加工也提出了新的要求。干果的等级差价较大，每级的差价为310元/公斤，而红枣、核桃、杏干、巴旦杏、无花果等干果机械化分级是个空白，人工分级劳动强度大，效率低，成本高且不准确。林果区干果的增值低，市场销售的干果大多数是通货或少量的人工分级，大部分以原料形式出售，附加值低，竞争处于劣势，干果加工的滞后制约林果区干果业的发展。目前，随着人民消费水平不断提高，消费者对于高品质干果的需求也不断增加。作为农民既要满足消费者需求又要使干果增值，只有通过干果的加工才能同时满足二者的要求。干果分级机是干果加工必不可缺的初级设备，该设备的研制成功对林果区干果加工具有十分重要的意义。据相关市场调查和掌握的信息，很多林果种植区的果农急需干果分级机，初步估算，需求量在1000余台，干果分级机的研制非常必要，而且市场潜力巨大。因此，研制出适合林果区农村的干果分级机很有必要的！结 论 机械化是农业发展的方向,是减轻劳动者