谷物清洗机的结构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 摘要 洗米机是一种粮食加工机械，用于洗米的装置。本设计的螺旋洗米机由电动机、水平螺旋轴、倾斜螺旋轴及与其相对应的减速器、机架等结构组成。米由进料口进入洗米机，经过螺旋轴的输送进行揉搓洗涤，水流与米流逆流流动，米中的漂浮杂质在此过程中漂浮，与洗涤的浊水一起从溢流口排出，达到洗米的目的。其结构简单，占地面积小，集搓米、洗米、除去漂浮杂质、砂石等为一体，用水量少洗涤效果好，是一种高效的连续洗米机，是食堂、大型饭店、快餐中心等较为理想的粮食洗涤机械。 本设计拟订了洗米机的总体结构方案，进行了运动和动力参数的计算； 完成了水平螺旋轴、倾斜螺旋轴及与其相对应的减速器传动、机架等结构设计。 关键词 ： 螺旋洗米机；减速器；水平螺旋轴；倾斜螺旋轴；机架 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 is a of of is of a by to in of It of of as as is a of is of of ey 文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章前言 . 1 米机设计目的及意义 . 2 国洗米行业发展概况 . 2 类洗米机简介 . 3 章小结 . 4 第二章总体结构方案设计及运动和动力参数计算 . 5 体结构方案 设计 . 5 机的选择 . 6 平螺旋运动和动力参数计算 . 7 算总传动比及分配各轴传动比 . 7 轴的功率转速扭钜的计算 . 7 斜螺旋运动和动力参数计算 . 8 算总传动比及分配各轴传动比 . 8 轴的功率转速扭钜的计算 . 8 章小结 . 8 第三章水平螺旋减速器设计 . 10 速级齿轮传动设计 . 10 速级齿轮传动设计 . 12 轴的结构设计与强度校核 . 15 入轴的设计 . 15 间轴的设计 . 17 出轴的设计 . 18 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 轴轴承与键的设计 . 22 章小结 . 23 第四章倾斜螺旋减速器设计 . 24 速级齿轮传动设计 . 24 速级齿轮传动设计 . 26 轴的结构设计与强度校核 . 29 入轴的设计 . 29 间轴的设计 . 30 出轴的设计 . 32 轴轴承与键的设计 . 35 章小结 . 37 第五章螺旋轴及机架结构设计 . 38 平及倾斜螺旋轴设计 . 38 平螺旋轴的设计 . 38 斜螺旋轴的设计 . 40 架结构的确定 . 42 斗及出料口设计 . 43 滑方案 . 43 封方案 . 43 章小结 . 43 结论 . 44 参考文献 . 45 致谢 . 46 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第一章 前言 米机设计目的及意义 洗米机是一种粮食加工机械，用于洗米的装置。为了适应食堂、大型饭店、快餐中心等的需要，因此 设计了一种螺旋输送式连续洗米机，该机包括电动机、齿轮减速传动、机壳、进料口、出料口、螺旋推进器等结构。通过水的冲刷及沙石自身沉降达到清洗大米的目的。 在米深度加工中，洗米是第一道工序。在传统的加工中，洗米是手工劳动，不仅劳动强度大，而且效果差。螺旋式洗米机结构简单、占地面积小，集搓米、洗米、除去漂浮杂质、沙石等于一体，用水量少、洗涤效果好，大大降低了劳动强度。还具有水力输送作用，可以将洗净的米输送到设计位置，是一种高效的连续式洗米机械。适合于大米、玉米、小麦、豆类等颗粒粮食的洗涤及输送，还适用于米制品厂、豆 类制品厂等的原料洗涤，也是食堂、大型饭店、快餐中心及酿造、豆类加工作业中较为理想的粮食洗涤机械。 国洗米行业发展概况 随着我国经济的迅速发展，国民生活水平的不断提高，在工业、农业及第三产业的发展中其机械化水平得到空前的提高。在传统的服务业 餐营业中其机械作业也日趋普遍化 ,从而大大的降低了劳动者的劳动强度，也降低了劳资成本。 目前，在欧美发达国家洗米机的应用以达到相当大的普及，由于其人口密度不大，因此中小型洗米机的需求量比较大。从在洗米机的构造来看，国外的洗米机趋于小型化，高效率，结 构简单等特点。由于在国内人口众多，不管是学校、餐饮和工厂都存在大量学生、顾客和工人。因此，国内的食品机械工厂在洗米机的生产上是以大中型洗米机为主。在洗米机的结构上，欧美及日本等发达国家以从过去的一次性洗涤发展到现在的连续式洗涤方式，并且工作机构也以从过去的搅拌型发展到现在的电磁振动和螺旋输送揉搓等方式。国内在这一领域也逐步发展，现在市场中也出现了螺旋输送揉搓洗涤的新型洗涤方式。洗米机的研究在于提高对大米的洗涤效率，减少对水源的浪费，并可大大的降低食品加工人员的工作量，以实现优质高效的洗涤效果。由于我买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 国人口众 多特别是在学校、工厂及餐饮行业都需解决对大量米的洗涤工作，通过对国内相关食品机械的调查可看出，目前对洗米机的需求量呈增长趋势。所以说开发洗米机有着重要的实际意义。 本次洗米机的设计可实现操作安全方便以及制造成本低等优点。通过对 1000 小时，用水量在 6500L 左右，且只需 1操作工人。从这一洗涤过程来看与人工洗涤相比可大量节省洗涤成本，且大大的提高了其洗涤效率。 类洗米机简介 （ 1） 水压式洗米机 如图 1 所示，此类洗米机采用自来水为动力，自来水通过本产品 的主体水阀进行加压，将一束急流的水从小口径孔射出，从而具有足够的能量把漏斗中流下的大米进行输送和清洗，对大米的表面进行摩擦和冲击，使表面和背沟的糠皮得到彻底清涮，对其他颗粒物也能起到清洗和运输的目的。在洗米的过程中，能将大米的上浮物质通过洗米机溢水面进行排放，进行过清洗的大米能保证干净卫生。 特点：提高洗米质量，减少浪费，节省能源，适用于大米、黄豆、小麦、玉米、豆类等的淘洗。 图 1 水压式洗米机 （ 2）循环式洗米机 如图 2 所示，由分离器和供水桶构成一体，在分离器的内腔按纵向依次设置有落米室、米砂分离室、存米室及漂浮物排出室，水泵和落米室及供水桶相接，米泵分别通过输米管和送米管与存米室及米水分离器相接，它是利用各种物质不同比重，将砂石、米虫、糠皮、尘埃等杂物清除掉。使用时把大米投入不锈钢料斗中，洗米机通买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 过高水压从料斗底部将大米吸走流入下一个不锈钢容器中，然后从这个容器底部吸走，再从顶端流入。洗米机这个动作循环一个周期，使大米得到了充分的清洗和浸洗，最后通过自动程式控制吸入另一个米水分离装置将水分滤去。 特点：清除效 果好，其用水可反复使用，节约用水，体积小，重量轻，操作方便，淘米量大，可广泛用于家庭、集体食堂和宾馆等单位。 图 2 循环式洗米机 章小结 本章分析了洗米机设计的目的及意义，介绍了我国洗米机行业的发展概况，列举了几类洗米机的特点和工作原理。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第二章 总体结构方案设计及运动和动力参数计算 体结构方案设计 螺旋式洗米机结构简图如图 3所示。大米至料斗 1加入，在水平螺旋 2的输送过程中进行揉搓洗涤， 大米中的漂浮杂质在此过程中漂浮，与洗涤的浊水一起从溢流口12排出。而大米则被水平螺旋推进器从进料口运输到倾斜螺旋 9的入口处。在此处，米开始随倾斜螺旋向上运输，由于水的冲刷浸泡，沉降速度较快的沙石则被沉降在沙石沉积槽 8 内（小槽下有螺孔，可定时拆下进行清洗），米最后经过喷水装置以上的沥干段后从排料口 10 排出，完成洗米操作。而洗涤水在洗米过程中从喷水装置 11喷入，沿倾斜螺旋往下流动，经水平螺旋，最后从溢流口流出。机组在整个洗米过程中水流与米成逆流流动，在倾斜输送螺旋上钻有小孔，并使倾斜螺旋的上盖与螺旋留有一定间隙 。水平螺旋则采用敞盖，也便于漂浮杂质浮出。 图 3 洗米机结构简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 机的选择 利用阻力系数法计算所需电机功率，水平螺旋电机所需额定功率13 6 7N 0101 电电(2)(3 6 7 )(N 0202 电电(2式中：电K 功率备用系数，取电=1； 传动效率，取 = L 螺旋长度，水平螺旋长度 倾斜螺旋长度 倾斜螺旋的倾角=30 度； 0W 阻力系数，此取0W= G 螺旋输送机生产能力（ T/h）。 考虑到水（介质）充满螺旋，计算阻力时除输送阻力外，还应有介质阻力较难计算，此外可假设输送充填系数为 1 的水来作为其生产能力，以次来近似计算总阻力，由此可按公式： )/(14 2 得： ) , =) 以上各数值代入式 (2式 (2可得： N 1 =述计算是稳定运转功率，由于计算值可看出，所需功率较小，考虑到运转中冲击等突发载荷，参考有关其它机械的经验及有关试验和电机效率，最终选取水平螺旋电机功率位 120W，电机用型号为 速为 1400r/率为 50%）倾斜螺旋电机功率为 250W，型号为 速为 1400r/率为 58%）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 平螺旋运动和动力参数计算 算总传动比及分配各轴传动比 因为水平减速器电机功率为 120W， 400r/i=N1/n=1400/80=展开式二级减速器，可取 221 ).1 1i 高速级传动比， 2i 低速级传动比； 2使21, i=n=1400/80=17.5 i=轴的功率转速扭钜的计算 1 4 0 0 r / m i 1 2 k w , . 8 2 1 2 / 1 4 0 09550T d ； 0 . 1 1 9 k 9 9 20 . 1 2 . 8 1 9 9 210 . 8 210 ； 0 . 1 1 7 k 9 8 50 . 1 1 9 3 . 9 20 . 9 8 51121 ； 0 . 1 1 5 k 9 8 50 . 1 1 7 1 3 . 70 . 9 8 5232 表 1 水平螺旋减速器参数 电机轴 轴 轴 轴 转速 n（ r/ 1400 1400 285 80 功率 p（ 矩 T(N m) 动比 i 1 率 ,985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 斜螺旋运动和动力参数计算 算总传动比及分配各轴传动比 倾 斜减速器功率为 250i=N1/n=1400/100=14； i=轴的功率转速扭钜的计算 0 . 2 5 k wP, 7 2 5 / 1 4 0 09550T d ； 0 . 2 4 80 . 9 9 20 . 2 5P, 6 4 9 9 211 . 710 ； 0 . 2 4 4 30 . 9 8 50 . 2 4 8 . 3 80 . 9 8 511211 ， ； 0 . 2 4 4 30 . 9 8 50 . 2 4 8P, . 3 80 . 9 8 511211 表 2 倾斜螺旋减速器参数 电机轴 轴 轴 轴 转速 n（ r/ 1400 1400 316 100 功率 p（ 矩 T(N m) 动比 i 1 率 ,985 章小结 本章主要进行了洗米机总体结构方案的设计及运动和动力参数的计算。设计过程中的难点主要在电机功率的计算上，利用阻力系数法 来确定及验算电机的功率，确定了水平电动机型号为 斜电动机型号为 成了水平减速器和倾买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 斜减速器各级传动比及各轴转速、功率、扭矩的计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第三章水平螺旋减速器设计 速级齿轮传动设计 1选择齿轮材料及热处理，齿面硬度，精度等级，齿数 （ 1）因为齿轮传动功率不大，转速不太高，选用软齿面齿轮传动。 （ 2）小齿轮： 45 钢（调质），硬度为： 240齿轮： 45 钢（常化），硬度为： 200 3）运输机为一般工作的机器，转速不高，故齿轮选用 8 级精度 （ 4）选择齿数 4. 9 11 984 . 9202 （ 5）因选用闭式软齿面传动，故采用接触疲劳强度设计，用弯曲疲劳强度校核的设计方法。 2齿面接触疲劳强度计算 321 （ 3 确定公式内的各计算参数值。试选载荷系数 K= （ 1）选齿宽系数 1d 。 （ 2）小齿轮扭矩261 T m（ 3）查取弹性影响系数 4）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度 00齿轮的接触疲劳强度 50算应力循环次数，（工作寿命为 10 年，每年 300 工作日单班值） 911 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 计算许用应力。取失效概率为 1%，接触强度最小安全系数1 MP 00160011 1 （ 3 MP 50155012li （ 3 （ 5）设计计算 试算 小齿轮分度圆直径 221 圆周速度 1 定载荷系数 查设计书表 10使用系数1 （直齿轮）， 由设计书图 10得 设计书表 10插值法查得 8 级精度小齿轮支撑非对称布置时 H。 db d 23 6 025. 6）按实际载荷系数教正小齿轮分度圆直径计算值： 31 3确定主要几何尺寸和参数 （ 1）确定模数61 （ 2）计算分度圆直径020111 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 89812 计算中心距 72 21 （ 4）计算齿宽d 2020111 核齿根弯曲疲劳强度 （ 1）确定计算参数 由设计书图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度MP 001大齿轮的弯曲疲劳强度802由图 10取弯曲疲劳强度寿命系数： 11 1111 MP 3801222 查设计书表 10a；查设计书表 10力校正系数 2）校核计算 212020 1 111 012020 2 222 符合要求 速级齿轮传动设计 1选择齿轮材料及热处理，齿面硬度， 精度等级，齿数 （ 1）因为齿轮传动功率不大，转速不太高，选用软齿面齿轮传动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 （ 2）小齿轮： 45 钢（调质），硬度为： 240齿轮： 45 钢（常化），硬度为： 200 3）运输机为一般工作的机器，转速不高，故齿轮选用 8 级精度 （ 4）选择齿数 1 0 0 11 11 5）因选用闭式软齿面传动，故采用接触疲劳强度设计，用弯曲疲劳强度校核的设计方法。 2齿面接触疲劳强度计算 确定公式（ 的各计算参数值。试选 载荷系数 K= （ 1）选齿宽系数1d（ 2）小齿轮扭矩361161 11 m（ 3）查取弹性影响系数 4）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度 00齿轮的接触疲劳强度 50算应力循环次数，（工作寿命为 10 年，每年 300 工作日单班值） 811 失效概率为 1%，接触强度最小安全系数1式（ 3 3算得 001 ， 502 。 (5)设计计算 据式（ 算小齿轮分度圆直径 圆周速度 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 定载荷系数 查设计书表 10使用系数1 （直齿轮）， 由设计书图 10得： 设计书表 10插值法查得 8 级精度小齿轮支撑非对称布置时 td 34. 6）按实际载荷系数教正小齿轮分度圆直径计算值 t 31 3确定主要几何尺寸和参数 （ 1） 取（ 2）计算分度圆直 径013011 z 10510522计算中心距 1（ 4）计算齿宽d 3030111 （ 1）定计算参数 由设计书图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度MP 001大齿轮的弯曲疲劳强度802由图 10取弯曲疲劳强度寿命系数： 11纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 1111 MP 3801222 查设计书表 100力校正系数 111 2 013030 31 111 2 222 713030 32 222 符合要求 轴的结构设计与强度校核 入轴的设计 1 求轴传递扭矩 8 121 40 01 作用在齿轮上的力 NF 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 3初步估算轴的最小直径，选取联轴器 安装联轴器处轴的直径据 A=102126 3 011 10 3 33 考虑轴上键槽 的削弱，轴径需加大 3%7%，则取d=9 选取联轴器：按扭矩 T=812手册，选用 弹性柱销联轴器其半联轴器的孔径2d=9半联轴器长 4轴的结构设计 拟定轴上的零件装配方案，轴上的零件包括左端轴承和轴承端盖及联轴器依次由左端装配，仅右端轴承和轴承端盖由右端装配。 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 装联轴器段 A：1d=9l=18半联轴器与轴配合各部分长 为保证轴挡圈压紧联轴器。0，可取l=18 装轴承段 B：562 ，这段（两）轴 径由滚动轴承的内圈孔径决定，选用深沟球轴承 6002，其尺寸为932 。562 ，4。 轴肩段 C： 8,18 33 。 装齿轮段 D：0,20 44 经计算圆柱齿轮齿根圆到键槽底部尺寸 应做成齿轮轴。 轴肩段 E：9,18 33 。 装轴承段 F：l 8,15 66 。 轴上零件的周向固定，半联轴器与轴的周向固定均采用平键联接，同时为了保证半联轴器与轴的配合有良好对中性，采用 H7/动轴承与轴采用 H7/ （ 10）定出轴肩处的圆角半径 R=1，轴端倒角取 145。 5. 选择轴的材料为 45 钢，调质处理。由设计书表 15得轴的主要力学性能 22 /355,/640 211 /155,/275 20 /98 ， 21 /60 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 间轴的设计 1 求轴传递的扭矩 39 2 NF 6111 09839212222 2 03 33 （ 1）拟定轴上的零件装配方案，轴上的大部分零件包括齿轮，套筒，左端轴承和轴承端盖依次由左端装配，仅右端轴承和轴承端盖由右端装配。 （ 2）根据轴向定位的 要求确定轴的各段直径和长度。 （ 3）装左端轴承段 A：d=17上面所求第二段轴的直径d=20则d，取=17mm，1。 （ 4）轴肩段 B：2,20 22 （ 5）装齿轮段 C： 15,25 33。 保证套筒紧靠齿轮左端面使齿轮轴向固定。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 （ 6）轴环段 D：,35 4（ 7）装右端齿轮段 E：,39,32 55 计算圆柱齿轮齿根圆到键槽底部尺寸 应做成齿轮轴。 （ 8）轴肩段 F：3,20 66 （ 9）装右端轴承段 G：7=17mm，7. （ 10）轴上零件的周向固定，采用平键联接，同时为了保证齿轮与轴的配合有良好对中性，采用 H7/动轴承与轴采用 H7/ （ 11）定出轴肩处的圆角半径 R=1，轴端倒角取 145。 5. 选择轴的材料为 45 钢，调质处理，由设计书表 15得轴的主要力学性能22 /355,/640 211 /155,/275 20 /98 21 /60 。 出轴的设计 1 求轴传递扭矩 13 72 作用在齿轮上的力 NF 6 110 513 72 822 3初步估算轴的最小直径，选取 联轴器 安装联轴器处轴的直径据表， A=103126 10 3 33 取d=14选取联轴器：按扭矩 T=13728手册，选用 弹性柱销联轴器其半联轴器买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 的孔径2d=14半联轴器长 轴的结构设计 （ 1）拟定轴上的零件装配方案，轴上的零件包括左端轴承和轴承端盖及联轴器依次由左端装配，齿轮、右端轴承和轴承端盖由右端装配。 （ 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 （ 3）装联轴器段 A：1d=14l=30半联轴器与轴配合各部分长 为保证轴挡圈压紧联 轴器。2，可取l=30 （ 4）装轴承段 B： 772 ，这段（两）轴径由滚动轴承的内圈孔径决定。选用深沟球轴承 6003。l 552。 （ 5）轴肩段 C： 9,20 33 。 （ 6）轴环段 D：,30 44。 （ 7）装齿轮段 E：d 23,26 55 。 （ 8）轴肩段 F：7,20 66。 （ 9）装轴承段 G：0,17 77 。 （ 10）轴上零件的周向固定，半联轴器与轴的周向固定均采用平键联接，同时为了保证半联轴器与轴的配合有良好对中性，采用 H7/动轴承与轴采用 H7/ （ 11）定出轴肩处的圆角半径 R=1，轴端倒角取 145。 5. 选择轴的材料为 45 钢，调质处理，由设计书表 15得轴的主要力学性能 22 /355,/640 211 /155,/275 20 /98 21 /60 。 6画轴的结构简图 如图（ 示，确定出轴承的支点跨距 2 ，悬臂 51 由此可画出轴的水平面的支反力： R 32 2 , 垂直面支反力： R ， 7画弯矩图，转矩图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 （ 1）水平弯矩图 (在 C 截面处 )。 （ 2）垂直面弯矩图如图 ( (在 C 截面处 )。 （ 3）合成弯矩图如图 (在 C 截面处， 710 322 （ 4）转矩图如图 ( T=13728a)(b)(c)( d )(e)(f)(g)图 4 水平螺旋减速器输出轴弯矩、扭矩图 8按弯矩合成应力校核轴的强度 由弯矩图知 C 处的弯矩 最大，校核该截面强度。截面 C 处的当量弯矩，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 710 322 ， ，可得： 233 41.0 校核结果： 21 275 ， C 截面强度足够。 9按疲劳强度精度校核轴的安全系数 根据轴的结构和弯矩图及转矩图可见， C C 截面为危险截面，故校核此截面，查表， 渐开线花键查得。 。 查表得表面质量系数= 。 查表许用安全系数 弯曲应力幅 23 / 。 扭转应力幅：23 /6137 28 。 只考虑弯矩作用时的安全系数 2751 只考虑转矩作用时的安全系数 安全系数：22= 6 ，满足强度要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 轴轴承与键的设计 各轴轴承选用如表 3 表 3 各轴轴承型号及尺寸 输入轴 中间轴 输出轴 型号 6002 6003 6003 尺寸（ d D B） 15 35 10 17 35 10 17 35 10 输出轴轴承的校核 因输出轴选用深沟球轴承 6003，轴上所承受的最大径向力的轴承是靠近齿轮端的其F F r= 222 R N 计算轴承寿命 由式 L h= 366010 计算 其中：由表查得 取 由表查得基本额定载荷 580N；轴转速 n=80r/沟球轴承 =3； L h= 3 2 1 7 8 1 6 9 636 按每年 300 日工作日，每天 8 小时可知轴承使用年限为 L = 1 34 0 7583 003 21 7 81 6 8983 00 计年限 10 年 所以轴承满足使用要求。 各轴键的选用 各轴上的键皆选用 A 型平键，其尺寸如表 4 各轴键的选用 输入轴 中间轴 输出轴 联轴器键（ b h L） 3 3 10 5 5 25 齿轮键（ b h L） 8 7 10 8 7 18