滚筒式蔬菜清洗机设计【毕业论文答辩资料】

充值下载文档就送全套 纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 纸 扣扣加 414951605 毕业设计说明书 题目名称 ： 滚筒式清洗机 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘要 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。 关键字：清洗机 加工机械 系统 转动 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 is a by in to a to to of he is a of is to is is a in at of of 文档送全套图纸 扣扣 414951605 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 1 引言 . 1 2 总体方案的论证 . 2 3 传动方案的 论证 . 3 案一 齿轮传动 . 3 案二 带传动 . 3 案三 链传动 . 4 . 5 用电动机 . 5 械传 动装置的总体设计与计算 1 . 6 械传动件的设计计算 . 8 传动的设计与计算 . 8 条的设计与计算 . 8 要失效形式 . 9 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 . 9 轮基本参数和主要尺寸 . 10 子链传动的故障与维修 . 11 擦轮的设计与计算 . 12 擦轮方案选择 . 13 方案一 圆柱平摩擦轮传动 . 13 方案二 圆柱槽摩擦轮传动 . 13 方案三 端面摩擦轮传动 . 14 擦轮传动的主要失效形式 . 15 擦轮的材料 . 15 擦轮传动的设计和计算 . 15 的设计和 计算 . 17 的材料 . 17 的结构设计 . 17 承盖的设计计算 1 . 18 承的选择和润滑及其寿命计算： . 19 承的选择： . 19 承的润滑 . 20 5 结论 . 21 致 谢 . 22 参考文献 . 23 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 1 1 引言 食品机械行业是直接为食品工业服务的行业。食品工业的发展带动了食品机械的发展； 而食品机械行业的科技进步与发展，又为食品工业发展创造了有利的物质条件，大大推动食品工业向前发展。 随着食品工业的发展，食品机械在食品工业中的地位越来越重要。现代化的 食品机械不仅可以生产出高附加值的产品，而且可以提高资源的利用率。 由于食品工业原料和产品的品种繁多，加工工艺各异，因此食品机械也相应 是门类各异，品种多样。目前，中国的食品机械分类是按机械工业部制定的分类标准（ 行的，分为食品加工专用机械和食品加工通用设备。专用机械按加工对象或生产品种不同分为 23 类，通用设备按功能不同分为 10 类， 据有关部门 1995 年统计，全国专业食品加工机械企业，约有 1920 多家，工业总产值 110 亿元，产品品种 1700 多种，近十几年来，全国食品机械行业保持年增长率 20%以上的水平。 近年来，在食品机械行业中已经形成一批不仅能够满足国内市场的需要，而且能打入国际市场的优良产品，出口创汇约 5000 万美元。 全国食品机械行业发展比较快的有北京、上海、天津、江苏、浙江、山东、辽宁、广东、福建、四川等省市。 中国许多部委都有一批力量在从事食品机械研究和开发工作。其中原机械工业部，原国内贸易部和原轻工总会下属从事食 品机械的企业数量最多，规模最大，力量最强，代表了中国食品机械发展总体水平，形成了科研、生产、销售的完整体系。 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 2 2 总体方案的论证 滚筒清洗机机的清洗机器为主要实行机构，其性能的好坏直接影响清洗机机的效率，还有传动系统和集尘装置也是清洗机机的主要机构。 方案一 清洗机器传动：由电动机经皮带轮传动主轴使摩擦轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经链轮传动带动托轮，再以摩擦传动滚筒。 方案二 清洗机器传动：由电动机经齿轮传动主轴使摩擦轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经由皮带轮传动带动托轮，再 以齿轮传动滚筒 方案三 清洗机器传动：由电动机经链轮主轴使得摩擦轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经由齿轮传动带动托轮，再以齿轮传动滚筒。 方案一结构紧凑，布局合理，传动简单，可靠性高，使用寿命可以得到保障，制造成本低，加工简单。方案二、三效率比较低，加工成本高。经过三个方案的比较，选用方案一。 图 2装图 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 3 3 传动方案的 论证 案一 齿轮传动 图 3轮传动 齿轮传动的主要优点是：瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用于功率和速度范围广，功率从接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到 300m/s；传动效率高， =常用的机械传动中，齿轮的传动效率较高；工作可靠，使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。 齿轮传动的主要缺点：制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高，不宜用于较远距离两轴之间的传动。 齿轮传动应满足的基本要求是：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；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。 案二 带传动 图 3传动 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 4 带传动的主要优点：缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；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；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：不能保证准确的传动比；需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的受力；整个传动装置 的外廓尺寸较大，不够紧凑；带的寿命较短，传动效率较低。 鉴于上述特点，带传动主要适用于：速度较高的场合，多用于原动机输出的第一级传动。中小功率传动，通常不超过 50 传动比一般不超过 7，最大用到 10。传动比不要求十分准确。 案三 链传动 图 3传动 链传动具有带传动和啮合传动的一些特点，其优点是：链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；传动尺寸比较紧凑；不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小；承载能力大；效率高（ =同时；链传动能吸 振与缓和冲击，结构简单，加工成本低廉，安装精度要求低，适合较大中心距的传动，并能在温度较高、湿度较大、油污较重等恶劣环境中工作。 链传动的缺点是：高速运转时不够平稳；传动中有冲击和噪声；不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中使用；只能用于平行轴间的传动；安装精度和制造费用比带传动高。 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 100下，链速在 15m/s 以下，传动比 I=7。目前其最大传递功率可达 500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。 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 5 用电动机 电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。电机的 选用要点： 选用要点一 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 选用要点二 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 选用要点三 根据使用场所的环境，选择电动机的防护等级和结构型式 选用要点四 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 选用要点五 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 选用要点六 根据电网电压、频率，选 择电动机的额定电压、频率 总结 在选用电动机时，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 表 4据设计取 7 1 滚筒外壳体积： 332212221 )( 壳 摩擦圆体积： 33222125 0 4 4 2 圆 护板体积： 332222423 ( 护 查表得 3333 /108.7 橡胶铸铁 滚筒外壳质量： 壳铸铁壳 摩擦圆质量： 圆铸铁圆 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 6 护板质量： 护橡胶护 滚筒总质量： 0) 4( 护圆壳总滚筒重力： 8 3 0 总清洗机机的最大装载量 : 工件所受重力： 7 件件满载时每个托轮所受切向力： o s)( 件滚筒线速度： 0/ 滚滚筒所需功率： 滚查表得： 轮擦承轮电动机至滚筒的总效率 轴承摩擦链轮 电动机所需功率 滚所以选用电动机额定功率 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 械传动装置的总体设计与计算 1 图 4械传动装置 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 7 电动机选定后，根据电动机的满载转速 n n 可确定传动装置的总传动比wm 。 具体分配传动比时，应注意以下几点： a. 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。 b. 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。 c. 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。 d. 应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。 传动装置的计算： A. 电动机转速 10 滚筒转速 传动装置的总传动比 1 0 wm 分配各级传动比 因321 ，取 i i 则 12 C. 计算传动装置的运动参数和动力参数 a）各轴转速 1轴 101 m 2轴 m 2 2m 1 0/12 m 3轴 m 47m 22/223 滚筒转速 m 474 b）各轴功率 1轴 01 2轴 链轮3轴 齿轮滚筒的滚动功率 摩擦轮c）各轴转矩 轴 9 5 5 0/9 5 5 0 111 轴 550 222 将运动和动力参数计算结果整理并列于表 4 4动和动力参数表 参数 轴名 1轴 2轴 转速 1710 322 功率 3 矩 械传动件的设计计算 传动的设计与计算 图 4传动 条的设计与计算 取小链轮齿数 151 Z 则大链轮齿数 取 382 Z 初定中心距，一般取 5030(0 ，取 00 以节距计的初定中心距 30/00 1210021 2/)(22/)( 21 )1538(303022/)3815( 87 取 88偶） 计算额定功率 KP 10 链 查表得 ,7 K 1, K ）（查表并用线性插值得 工况系数， 齿数系数， 链长系数， 排数系数， 根据 01,得：应选用单排 12p=条长度 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 9 p 计算中心距 2( 21 ，查表 24825.0c 5822 4 8 815882( 实际中心距 c ,一般 80 链条速度 00060 1 有效圆周力 F t 作用在轴上的力 F 500 要失效形式 a）链条疲劳破坏 在闭式链传动中：链条零件受循环应力作用，经过一定的循环次数链板发生疲劳断裂，滚子、套筒发生冲击疲劳破裂。在正常润滑情况下疲劳破坏是决定链传动能力的主要因素。 b）链条铰链磨损 主要发生在销轴和套筒上。磨损后链条总长伸长，因而链条垂度增大，导致啮合情况恶化。如动载荷增大易发生跳齿传动时振动噪声增大。润滑不良。开式传动多发生磨损失效。 c) 胶合 润滑不当或转速过高时销轴和套筒构成的摩擦表面易发生胶合。 d）链条过载拉断 常发生于低速重载情况下。 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 m （ 4 式中 S 为静强度安全系数； 工况系数； 排数系数； F 为有效圆周力； 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 10 2 1 2 1 ,并查表得 1 1 所以 SS 为许用安全系数，一般为 48；如果按最大尖峰载荷 代替 行计算，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 , S 可取小值； 单排链极限拉伸载荷。 因为此传动速度较低 S 可取最小值，取 4 S 所以 满足要求 轮基本参数和主要尺寸 链轮齿数 38,15 21 配用链条的节距 配用链条的滚子外径 小链轮分度圆直径 518011801 小链轮齿顶圆直径 a a a )11m 5 取 a 1051 小链轮齿根圆直径 f 大链轮分度圆直径 30s 大链轮齿顶圆直径 a a a )22m 8 30 取 a 2402 大链轮齿根圆直径 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 11 f 链轮齿宽 查表得 , b 为链条内节内宽 所以 f a 图 4形 子链传动的故障与维修 表 4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 严重 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： 3 控制或减弱负载和动力源的冲击振动 滚子提前碎裂 销轴磨损或销轴与套筒胶合 链条铰链元件的磨损是最常见的现象之一。正 常磨损是一个缓慢发展的过程。如果发展过快则 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 12 续表 6障 原因 维修措施 外链节外侧擦伤 生跳动，从而与邻近物体碰撞 楚杂物 链条跳齿或抖动 节距和垂度过大 链轮齿磨损严重 面硬度不足 转 180再装上，则可利用齿廓的另一侧而延长使用寿命 卡簧、开口销等链条锁止元件松脱 振动剧烈、噪声过大 3改善润滑条件 动 擦轮的设计与计算 最简单的摩擦轮传动是由两个直接接触并相互压紧的摩擦轮组成，靠两轮接触面所产生的摩擦力来传递运动和动力。 摩擦轮传动结构简单，传动平稳，噪声小，有过载打滑保护作用，可无级调速；但由于在传动中存在弹性滑动与打滑，传动效率低，磨损快，不能保持准确的传动比，同时，作用在轴与轴承上的力较大，只宜于中小功率的传动。 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 13 擦轮方案选择 方案一 圆柱平摩擦轮传动 圆柱平摩擦轮传动的特点与应用： a）结构简单，制造容易 b）压紧 力大，宜用于小功率传动 c）为了减小压紧力，可将轮面之一用非金属材料作覆面 d）大功率传动，摩擦轮常采用淬火钢（如 硬至 60并采用自动压紧卸载环 e）为降低两轴的平行度要求，可将轮面之一制成鼓形，轴系刚性差时亦应如此 f）用于回转简驱动装置、仪表调节装置等 图 4柱平摩擦轮传动 方案二 圆柱槽摩擦轮传动 圆柱槽摩擦轮传动的特点与应用： a）压紧力较圆柱平摩擦轮传动小，当 15 时，约为其 30% b）有几何滑动，易发热与磨损，故应限制沟槽高 度为 )h 155(1 c）加工和安装要求较高 d）传动比随载荷和压紧力的变化有少量变动 e）用于绞车驱动装置等 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 14 图 4柱槽摩擦轮传动 方案三 端面摩擦轮传动 端面摩擦轮传动的特点与应用： a）结构简单，容易制造； b）压紧力大，有几何滑动，易发热和磨损； c）将小轮制成鼓形，可减少几何滑动，降低安装精度； d）轴向移动小轮，可实现正反向无机变速，但应避免在 02d 附近运转； e）要注意 大轮的刚度，并控制二轴线的垂直度； f）用于摩擦压力机等。 图 4面摩擦轮传动 综合以上叙述和此次设计的结构要求，选择第一种方案 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 15 擦轮传动的主要失效形式 摩擦轮传动的主要失效形式： 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。 擦轮的材料 摩擦轮材料应满足弹性模量大、耐磨性好、接触疲劳强度高、价格低且热处理及加工性能 好等要求。 选用原则： a）要求结构紧凑、传动效率高时采用淬火钢对淬火钢或钢对钢。 b）对于尺寸较大、转速较低、且为干摩擦的开式传动，一般选用铸铁对铸铁或铸铁对钢。 c）要求传动平稳、不添加润滑剂，噪声小和摩擦系数高的场合，可选用铸铁（或钢）对酚醛层压布材、皮革、橡胶或压制石棉纤维等。 根据此装置的结构和设计需要，选用铸铁为材料。 擦轮传动的设计和计算 传动比 i 摩擦系数查表取 载荷系数 ，取 齿宽系数 .0a 取 2.0a 综合弹性模量21212 1E , 2E 为主、从动轮材料的弹性模量 查表得 M P 21 所以 M P EE d 555552121 许用接触应力查表得 M P 00530 取 20 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 16 图 4擦传动示意图 初算中心距 3222221 2 9 0)1( )325 取 70 式中 f 为摩擦因数，查表取 05.0f ； 2P 为传递功率； 2n 为小摩擦轮转速； 摩擦轮宽度 a 1 5 47 7 所以每个托轮的宽度 72/ 小摩擦轮直径 702)1(1 221 取 001 大摩擦轮直径 3 4 02 0 07 7 022 12 实际中心距 702 1 3 402002 21 主动转距 2 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 17 的设计和计算 的材料 应用于轴的材料种类很多，主要根据轴的使用条件，对轴的强度、刚度和其他机械性能等的要求，采用的热处理方式，同时考虑制造加工工艺，并力求经济合理来选择轴的材料。 轴的常用材料是优质碳素钢，如 35、 45和 50，其中以 45号钢最为常用。 根据本设计的要求，选 45号钢作材料 的结构设计 轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。 一般轴的结构 设计原则： a）节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状； b）易于轴上零件的精确定位、稳固、装配、拆卸、和调整； c）采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施； d）便于加工制造和保证精度。 由材料力学可知，轴的扭转强度条件为 6 （ 4 式中 T 为轴的扭转切应力，单位为 T 为轴传递的转矩，单位为 ; P 为轴传递的功率，单位为 n 为轴的转速，单位为 r/ 轴的抗扭截面系数，单位为 3 T 为许用扭转切应力，单位为 由此推得实心圆轴的最小直径 单位为 为 336m 055.9 (4式中 C 为计算常数， 3 6 ，取决于轴的材料和受载情况 查表取 112C 所以 2 33m i 当轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的强度的削弱：00 时，单键槽增大 3%，双键槽增大 7%； 00 时，单键槽增大 5%7%，双键槽增大 10%15%。最后应对 d 进行圆整。 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 18 综合以上取 51 ， 52 轴的结构设计如下 图： 图 4轴 承盖的设计计算 1 螺钉联接式轴承盖调整轴承间隙方便，密封性好，应用广泛。 轴承外径 00 根据轴承外径取螺钉直径 03 螺钉孔直径 1110130 085)1510(100)1510(4 取 04 796)43(100)43(5 取 65 m 由结构确定， 查表得 , , 61 , 26 代号入下图 所示： 需要 购买对应 纸 咨询 14951605 19 图 4承盖 承的选择和润滑及其寿命计算： 承的选择： 选择滚动轴承的类型与多种因素有关，通常根据下列几个主要因素： 负荷是选择轴承最主要的依据，通常应根据负荷的大小，方向和性质来选择轴承。 a)负荷大小：一般情况下，滚子轴承由于是线接触，承载能力大，适用于承受较大负荷，球轴承由于是点接触，承载能力小，适用于轻，中等负荷。 b)负荷方向：纯径向力作用，宜选用深沟球轴承，圆柱滚子轴承或滚针轴承。纯轴向负荷作用，选用推力球轴承或推力滚子轴承。径向负荷和轴 向负荷联合作用时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。若径向负荷较大而轴向负荷较小时，也可选用深沟球轴承和内外圈都有挡边的圆柱滚子轴承。若轴向负荷较大而径向负荷小时，可选用推力角接触轴承，推力圆锥滚子轴承。 c)负荷性质：有冲击负荷时，宜选用滚子轴承。 球轴