摘 要
食用菌在我国农业经济中位居第6位，仅次于粮、棉、油、菜、果。它由于富含蛋白质、维生素及多种人体所必需的氨基酸而日益受到消费者的青睐。
食用菌生产为我国的农业结构调整、农民脱贫致富和发展外向型农业发挥了重要作用。食用菌的生产种植是属于非耕地生产，是立体、高效的生产，它可利用沙石地、坡地、荒地、盐碱地、林地、房前屋后等各类非耕地，在我国耕地紧缺，食物安全形势严峻的条件下，充分利用非耕地生产食用菌，增加食物供给，其潜力和意义巨大。
本次设计是对食用菌生产棒料打孔机具设计设计的设计。在这里主要包括:传动系统的设计、带式输送机构部位系统的设计这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。
整机结构主要由电动机产生动力通过联轴器将需要的动力传递到带轮上，带轮带动输送机构，从而带动整机运动，提高劳动生产率和生产自动化水平。更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本论文研究内容：
(1) 食用菌生产棒料打孔机具设计总体结构设计。
(2) 食用菌生产棒料打孔机具设计工作性能分析。
(3)电动机的选择。
(4) 食用菌生产棒料打孔机具设计的传动系统、执行部件及机架设计。
(5)对设计零件进行设计计算分析和校核。
(6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。
关键词：食用菌生产棒料打孔机具设计, 阀门系统，转运，传动
Abstract
Edible fungus ranked sixth in China's agricultural economy, after the grain, cotton, oil, vegetables, fruit. It is because of the essential amino acids are rich in protein, vitamins and a variety of body and increasingly favored by consumers.
Mushroom production has played an important role in the adjustment of agricultural structure, China's poverty alleviation and development of export-oriented agriculture. Edible mushroom production plant is belongs to the non arable production, is three-dimensional and highly efficient production, it can use sand land, sloping land, wasteland, saline alkali land, woodland, Fangqianwuhou, all kinds of non cultivated land, under the conditions of China's cultivated land shortage and the situation of food safety is severe, make full use of non cultivated land production of edible fungi, increase the supply of food, a huge potential and significance.
This design is the design of edible material punching machines design design of bacteria producing rod. Here mainly includes: transmission system design, belt conveyor structure of the parts of the system design of the graduation design on the design of the basic skills training, enhancing the analysis and to solve engineering problems, and for general mechanical design created certain conditions.
Whole structure mainly by the motor generate power through the coupling will need the power delivered to the band wheel, belt wheel drives a conveying mechanism, which led to the movement of the entire machine, improve labor productivity and automation level of production. But also show its superiority, there are broad prospects for the development.
The content of this paper:
(1) the production of edible mushroom rod drilling machines design overall structure design.
(2) the production of edible mushroom rod drilling equipment design performance analysis.
(3) the choice of motor.
(4) the production of edible mushroom rod transmission system, execution unit and drilling machine rack design.
(5) the design of parts design calculation and check.
(6) drawing machine assembly and important parts assembly drawings and parts drawings design.
Keywords: edible fungi production of the bar punching machines design, valve system, transfer, transmission
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 IV
第1章 绪论 1
1.1课题背景及目的 1
1.2自动化输送线定义 2
1.3 国内食用菌发展现状 2
1.4 外国食用菌发展现状 3
1.5 国内的技术装备现状 3
第2章 食用菌生产棒料打孔机具设计要求与方案 5
2.1 传送机构的总体设计 5
2.2 电动机的选择 5
第3章 输送机构设计计算 9
3.1同步带的概述 9
3.1.1同步带介绍 9
3.1.2 同步带的特点 10
3.1.3 同步带传动的主要失效形式 10
3.1.4 同步带传动的设计准则 12
3.1.5 同步带分类 13
3.2 电机的选取 13
3.3 同步带传动计算 16
3.3.1 同步带计算选型 16
3.3.2 同步带的主要参数（结构部分） 19
3.3.3 同步带的设计 21
3.3.4 同步带轮的设计 22
3.4 轴的设计及校核 22
3.5 键的校核 24
3.6 轴承的校核 25
3.7打孔机具气缸设计计算 27
3.7.1 初步确系统压力 27
3.7.2气缸计算 27
3.7.3 活塞杆的计算校核 30
3.7.4 气缸工作行程的确定 30
3.7.5 活塞的设计 31
3.7.6 导向套的设计与计算 31
3.7.7 端盖和缸底的计算校核 32
3.7.8 缸体长度的确定 32
3.7.9 缓冲装置的设计 32
3.8 气压元件选取及工作原理 33
3.8.1 气源装置 33
3.8.2 执行元件 34
3.8.3 控制元件 34
3.8.4 辅助元件 35
3.8.5 真空发生器 36
总结 37
参考文献 38
致 谢 39
第1章 绪论
1.1课题背景及目的
由于现代科学技术的发展，制造业历来是国民经济的重要组成部分为了提高制造业的技术水平，制造业在其发展历程中一直在进行着不同水平、不同类型的自动化。进人8十年代后，随着微电子技术和通信技术的吃速发展，制造业自动化进人到一个新的姗代一基于计算机的集成制造时代，并且正在向基于人工智能，人—机协调，人—自然协调的生态工厂时代迈进。促使制造业自动化发展的3个技术因素是:自动化单元技术:自动化的方法学或哲理;与制造业自动化有关的基础技术。
工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。
工业自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。无论高速大批量制造企业还是追求灵活、柔性和定制化企业，都必须依靠自动化技术的应用。自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用：
（1）提高生产过程的安全性；
（2）提高生产效率；
（3）提高产品质量；
（4）减少生产过程的原材料、能源损耗。
据国际权威咨询机构统计，对自动化系统投入和企业效益方面提升产出比约1：4至1：6之间。
特别在资金密集型企业中，自动化系统占设备总投资10%以下，起到“四两拨千金”的作用。
传统的工业自动化系统即机电一体化系统主要是对设备和生产过程的控制，即由机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、驱动部分、控制及信号处理单元、接口等硬件元素，在软件程序和电子电路逻辑的有目的的信息流引导下，相互协调、有机融合和集成，形成物质和能量的有序规则运动，从而组成工业自动化系统或产品。
在工业自动化领域，传统的控制系统经历了继基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统和集散式控制系统DCS的发展历程。
近年来，随着控制技术、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交互沟通的领域正迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理各个层次。工业控制机系统一般是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制的自动化技术工具(包括自动测量仪表、控制装置)的总称。今天，对自动化最简单的理解也转变为：用广义的机器（包括计算机）来部分代替或完全取代或超越人的体力。
1.2自动化输送线定义
自动化输送线生产是生产组织的一种形式。把生产过程划分为在时间上相等或成倍比的若干工序，并将其分别固定于按工艺过程顺序排列的各工作地，劳动对象按一定的节拍或速度，顺次流过各工作地进行加工。对不能或不便移动的操作对象（如建筑物，大型船舶，大型机器及其部件），也可由执行各工序的工人，按规定速度在劳动对象上顺序连续进行各工序加工。诞生于第二次工业革命时期。
亨利.福特(Henry Ford)于1913年在密歇根州的Highland Park，建立的生产系统。
输送线生产通过一系列的生产方法，包括使用通用的设备，使生产线上的每项任务都有稳定的周期时间，并按照加工工序的顺序，使产品能够迅速、平稳的由一个工位“流动”到下一个工位。经由生产控制系统，使产品的生产率与最终装配线上的使用率相符合。
输送线生产进一步加大了工人的劳动强度，它要求工人进行高强度，高密度作业，因此它刚诞生时饱受争议。但时间证明，它是一种极其有效的生产组织。
由于劳动单位不用移动，输送线生产有极高的效率，它使大规模批量化生产成为可能。同时，因为生产单位只用对劳动对象进行一部分操作，而无须像以前对劳动对象整体负责，因此使工人技术进一步专业化。
1.3 国内食用菌发展现状
我国食用菌是伴随着改革开放而迅速发展起来的，只有30年的发展历史。但是，在这30年中，却经历了房前屋后的庭院经济、特种蔬菜生产、成片的集约化和工厂化生产的4大阶段。目前集约化的规模栽培已经占到总产量的80%以上[1-3]。产区由70年代的浙江、福建、广州、广西等南方产区逐渐北扩，进入21世纪以来，食用菌生产已经遍及全国大江南北，成为我国重要的经济作物。成为世界食用菌生产第一大国，全球总产的70%以上。
我国的食用菌产业发展基本上还属于一家一户的家庭式分散小生产，随着我国经济的发展和国际市场质量要求的不断提高，这种一家一户家庭式分散小生产的产品质量所具有的不稳定性，特别是食品安全不能得到有效控制，不能满足市场对食品安全要求的需要。特别是我国加入WTO后，国际市场农产品门槛不断提高，这种分散生产方式难以建立生产的可追溯体系，国际市场的开拓受到严重制约。这种国内外市场要求成为让我国食用菌生产方式走向组织化、规模化、规范化、标准化的强大推动力[4]。
1.4 外国食用菌发展现状
从总体上来说，世界各国食用菌生产的发展模式大体都会经历由分散、粗放的个体生产到机械化、规模化、标准化大生产转变的发展历程。而对于发达国家的食用菌生产来说，他们的机械化生产起步早、投入大、发展快。
国际上最早实现工厂化周期生产的食用菌是双孢蘑菇，距今已有60年的发展历史。1947年，荷兰在控制温度、湿度和通风的条件下进行工厂化生产，并由此开辟了草腐菌工业化生产的先河。而此后美国、德国、意大利等国相继实现了对于双孢蘑菇的机械化与工厂化生产。近年来，东欧的波兰等国也在迅猛发展食用菌生产种植。就亚洲而言，日本在20世纪50年代开始，创立了金针菇等木腐菌瓶栽和袋栽的工厂化周年生产模式。20世纪80年代韩国也引进日本生产模式，并根据自身条件加以改进，生产规模不断扩大，栽培技术日臻成熟。现在已实现从拌料、堆肥、装袋到发酵、接种、覆土、喷水、采菇及清床等各个生产环节的机械化[5]。同时，他们还采用空调设备，各种测量仪器以及自动化调节控制湿度、水分、温度、通风、光照等设备与设施，创造出最适宜食用菌生长发育的环境，实现了对于鲜菇的周年化均衡生产和市场供给。
发达国家在食用菌机械化、工业化生产方面，其技术积累与沉淀虽已相当深厚。但随着信息、自动控制等高新技术在传统产业中的快速渗透，为巩固和扩大竞争优势，其技术创新力度还将不断加大，并向着自动化、智能化、精细化、优质化、国际化方向发展。规模以及效益还将进一步加大和提高。
1.5 国内的技术装备现状
自改革开放以来，我国在消化吸收台湾、日本知名食用菌生产企业先进技术的基础上，相继自主研发出了应用于食用菌生产和加工关键环节的一些相关设备。这些设备的出现对于推动食用菌的生产向机械化、工厂化和规模化发展起到了积极的作用[6]。但就总体而言，我国目前的食用菌设备的生产设计还是处于比较低的水平，原有的一些食用菌生产设备制造企业由于自身技术力量的薄弱，还只是能够生产一些简单设备，如小型装袋机、简易搅拌机等单独机械，故食用菌生产的自动化程度低，成套性差，耗时长，生产效率低，劳动强度大，无法满足我国农业对于食用菌工业化、产业化大规模生产的要求。
因此，总的说来，对于我国食用菌生产的机械化，无论是对于技术的研究开发还是技术在生产中的应用均处于起步和发展的初期阶段，与国际先进水平相距较大。
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