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胡萝卜自动清洗系统的设计【全套7张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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摘要4

Abstract5

第一章前言6

第二章清洗机的发展现状7

2.1 概况7

2.2 现状分析7

第三章胡萝卜清洗机总体方案设计9

3.1 清洗机结构设计9

3.2 工作原理9

3.3 传动方案的确定10

第四章胡萝卜清洗系统的设计12

4.1驱动电动机的选择12

4.1.1 功率的计算12

4.1.3 链传动的设计与计算14

4.2 轴承套的设计校核16

4.3毛刷辊轴的设计校核17

4.4 毛刷辊轴的设计及强度校核18

4.4.1 毛刷辊轴强度计算18

4.4.2 毛刷辊轴的疲劳强度校核19

4.4.3 毛刷辊轴的接触应力校核22

结论28

致谢29

参考文献30

摘要

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。

根据实际生产需要，设计一款胡胡萝卜自动清洗系统，能够实现胡胡萝卜的自动清洗，安全可靠，可在较大程度上降低劳动强度，提高生产效率。设计内容：胡胡萝卜自动清洗系统的总体方案设计；根据设计要求，对动力设备计算选型；动力传动系统的设计；清洗方式的选择；清洗装置的设计；绘制胡胡萝卜自动清洗系统的零件图及总装图；编写设计说明书。

关键词：胡胡萝卜；自动清洗；清洗装置

Abstract

Cleaning is a relationship with the people's life practice very close labor, human began to engage in this work from ancient times. Because the traditional cleaning has the advantages of simple operation, or just as a process dependent on the production process, no attention. Entered in twenty-first Century, people's life has entered the food from the stage to the comfortable time for cleaning products, increasing demand, accelerate the pace of new product development; at the same time, the rapid development of manufacturing industry, promote the rapid progress of cleaning equipment, cleaning agents and other enterprises. Civil, industrial two cleaning areas of the huge market demand, creating a new future Chinese cleaning industry.

According to the actual needs of production, automatic cleaning system and design a carrot, automatic cleaning, can realize the carrot is safe and reliable, and can reduce the labor intensity greatly, improve production efficiency. Design: the design of the whole system automatic cleaning carrot; according to the requirements of the design, calculation and selection of power equipment; design of power transmission system; clean way choice; design for the cleaning device; draw the carrot of the automatic cleaning system part drawing and assembly drawing; write design specifications.

Keywords:Carrot；Automatic Cleaning；Cleaning Device

第一章前言

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。而胡萝卜，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，胡萝卜的价值已深入到医疗功效，药材，食品加工等等。胡萝卜，十字花科二年或一年生草本植物，根茎类蔬菜，又名莱菔、土人参。高20-100厘米根肉质，长圆形、球形或圆锥形。中国各地均有栽培。胡萝卜品种极多。根可作蔬菜食用；种子、鲜根、枯根、叶皆入药：种子消食化痰；鲜根止渴、助消化，枯根利二便；叶治初痢，能预防痢疾；种子可供榨油工业用及食用、药用。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。生吃胡萝卜后半小时均不宜吃其他食物，以免抗癌活性物质被稀释或破坏。胡萝卜不宜与橘子、梨、苹果、葡萄等富含植物色素的水果同食。若同时吃橘子等水果，可能会诱发和导致甲状腺肿。科学家研究发现，生吃胡萝卜不仅能提高人体免疫力，并且还具有良好的防癌、抗病作用。生吃胡萝卜的好处主要表现在：

（1）生胡萝卜中含有丰富的维生素C，其含量比梨高8～10倍，而维生素C是防癌、抗癌的能手。

（2）生胡萝卜中含有一种抗肿瘤活性物质，这种物质对食道癌、胃癌、鼻咽癌、子宫颈癌等均有显著的抑制作用。

（3）胡萝卜中丰富的纤维素可促进肠蠕动，减少粪便在肠道内的停留时间，及时把肠道中的有毒物质排出体外，有利降低结肠癌的发病率。

（4）胡萝卜中的木质素可使巨噬细胞的活力提高2～3倍，提高机体的抗病能力。

可见，生胡萝卜中含有多种抗癌活性物质，它们发挥着很好的防癌、抗癌作用。这些抗癌活性物质遇热会被破坏，因此要保持胡萝卜防癌、抗癌的良好作用，必须生吃、细嚼。在这样的背景下，我们研究胡萝卜清洗机就有了现实的意义。

因为在胡萝卜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，将具体来对胡萝卜清洗机进行设计计算。

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内容简介：: ntsntsntsntsntsntsnts青岛农业大学毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目胡萝卜自动清洗系统的设计要求完成时间 2014.06.16 论文（设计）内容（需明确列出研究的问题）：根据实际生产需要，设计一款胡萝卜自动清洗系统，能够实现胡萝卜的自动清洗，安全可靠，可在较大程度上降低劳动强度，提高生产效率。设计内容： 1、胡萝卜自动清洗系统的总体方案设计； 2、根据设计要求，对动力设备计算选型； 3、动力传动系统的设计； 4、清洗方式的选择； 5、清洗装置的设计； 6、绘制胡萝卜自动清洗系统的零件图及总装图； 7、编写设计说明书。资料、数据、技术水平等方面的要求 1、配套动力（ kw）： 6-10kw； 2、工作效率： 5 吨 /每小时； 3、所有计算准确，公式注明来源； 4、绘图清晰，布局合理，明确表达机器工作原理； 5、论文格式规范，条理清楚，叙述完整，重点突出。指导教师签名： 2013 年 12 月 16 日 nts 1 青岛农业大学毕业论文 (设计 )说明书题目：胡胡萝卜自动清洗系统设计姓名：孙一琛学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级： 2010.01 学号： 20102882 指导教师：潘志国 2014 年 4 月 8 日 nts 2 目录摘要 . 4 Abstract . 5 第一章前言 . 6 第二章清洗机的发展现状 . 7 2.1 概况 . 7 2.2 现状分析 . 7 第三章胡萝卜清洗机总体方案设计 . 10 3.1 清洗机结构设计 . 10 3.2 工作原理 . 10 3.3 传动方案的确定 . 11 第四章胡萝卜清洗系统的设计 . 13 4.1 驱动电动机的选择 . 13 4.1.1 功率的计算 . 13 4.1.3 链传动的设计与计算 . 15 4.2 轴承套的设计校核 . 17 4.3 毛刷辊轴的设计校核 . 18 4.4 毛刷辊轴的设计及强度校核 . 19 4.4.1 毛刷辊轴强度计算 . 19 4.4.2 毛刷辊轴的疲劳强度校核 . 20 4.4.3 毛刷辊轴的接触应力校核 . 23 nts 3 结论 . 27 致谢 . 28 参考文献 . 30 nts 4 摘要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。根据实际生产需要，设计一款胡胡萝卜自动清洗系统，能够实现胡胡萝卜的自动清洗，安全可靠，可在较大程度上降低劳动强度，提高生产效率。设计内容：胡胡萝卜自动清洗系统的总体方案设计；根据设计要求，对动力设备计算选型；动力传动系统的设计；清洗方式的选择；清洗装置的设计；绘制胡胡萝卜自动清洗系统的零件图及总装图；编写设计说明书。关键词：胡胡萝卜；自动清洗；清洗装置 nts 5 Abstract Cleaning is a relationship with the peoples life practice very close labor, human began to engage in this work from ancient times. Because the traditional cleaning has the advantages of simple operation, or just as a process dependent on the production process, no attention. Entered in twenty-first Century, peoples life has entered the food from the stage to the comfortable time for cleaning products, increasing demand, accelerate the pace of new product development; at the same time, the rapid development of manufacturing industry, promote the rapid progress of cleaning equipment, cleaning agents and other enterprises. Civil, industrial two cleaning areas of the huge market demand, creating a new future Chinese cleaning industry. According to the actual needs of production, automatic cleaning system and design a carrot, automatic cleaning, can realize the carrot is safe and reliable, and can reduce the labor intensity greatly, improve production efficiency. Design: the design of the whole system automatic cleaning carrot; according to the requirements of the design, calculation and selection of power equipment; design of power transmission system; clean way choice; design for the cleaning device; draw the carrot of the automatic cleaning system part drawing and assembly drawing; write design specifications. Keywords:Carrot； Automatic Cleaning； Cleaning Device nts 6 第一章前言近些年来，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。而胡萝卜，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，胡萝卜的价值已深入到医疗功效，药材，食品加工等等。胡萝卜，十字花科二年或一年生草本植物，根茎类蔬菜，又名莱菔、土人参。高 20-100 厘米根肉质，长圆形、球形或圆锥形。中国各地均有栽培。胡萝卜品种极多。根可作蔬菜食用；种子、鲜根、枯根、叶皆入药：种子消食化痰；鲜根止渴、助消化，枯根利二便；叶治初痢，能预防痢疾；种子可供榨油工业用及食用、药用。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。生吃胡萝卜后半小时均不宜吃其他食物，以免抗癌活性物质被稀释或破坏。胡萝卜不宜与橘子、梨、苹果、葡萄等富含植物色素的水果同食。若同时吃橘子等水果，可能会诱发和导致甲状腺肿。科学家研究发现，生吃胡萝卜不仅能提高人体免疫力，并且还具有良好的防癌、抗病作用。生吃胡萝卜的好处主要表现在：（ 1）生胡萝卜中含有丰富的维生素 C，其含量比梨高 8 10 倍，而维生素 C是防癌、抗癌的能手。（ 2）生胡萝卜中含有一种抗肿瘤活性物质，这种物质对食道癌、胃癌、鼻咽癌、子宫颈癌等均有显著的抑制作用。（ 3）胡萝卜中丰富的纤维素可促进肠蠕动，减少粪便在肠道内的停留时间，及时把肠道中的有毒物质排出体外，有利降低结肠癌的发病率。（ 4）胡萝卜中的木质素可使巨噬细胞的活力提高 2 3 倍，提高机体的抗病能力。可见，生胡萝卜中含有多种抗癌活性物质，它们发挥着很好的防癌、抗癌作用。这些抗癌活性物质遇热会被破坏，因此要保持胡萝卜防癌、抗癌的良好作用，必须生吃、细嚼。在这样的背景下，我们研究胡萝卜清洗机就有了现实的意义。因为在胡萝卜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，将具体来对胡萝卜清洗机进行设计计算。 nts 7 第二章清洗机的发展现状 2.1 概况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。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。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nts 8 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。 1996 年袁巧霞等研制的 GL-I 型蔬菜清洗机 ,其回转滚筒的截面为六边形，由横向板条焊接而成，利用滚筒回转时与物料的撞击作用达到清洗的目的 ,同时在沿滚筒长度方向设有喷水管，使进料口至出料口以同样大小的水量喷洗。但此种方法不断换水，耗水量大。 2000 年高英武等研制的震动喷淋式清洗机，分析了蔬菜在清洗过程中的运动与受力情况并建立了运动、速度与加速度方程，同时分析了叶类蔬菜的损伤机理。但运动参数有待进一步优化。 2001 年李云飞等论述了蔬菜清洗中气流的强化对洗净率的作用机理，研究了气流对蔬菜与水的扰动状况对蔬菜清洗效果的影响。实验的结果表明，大量的气泡聚集在水的上部并且使清洗槽的液面膨胀 30mm。但仅靠气泡带动水流的运动对蔬菜进行清洗，于是水流对蔬菜的作用力影响有限，从而导致清洗时间过长，效率不高。 2003 年高翔等利用超声波气泡清洗鲜切的西洋芹进行保险处理，通过实验得出超声波气泡清洗鲜切蔬菜 10min，有利于除菌灭酶与保险，延长货架期。该清洗方式只对清洗或半清洗以后的蔬菜实行第二次清洗有较大效果，不适合对蔬菜的初次清洗。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。如图 1 所示： nts 9 图 1：国产胡胡萝卜清洗机 nts 10 第三章胡萝卜清洗机总体方案设计 3.1 清洗机结构设计根据实际生产需要，设计一款胡胡萝卜自动清洗系统，能够实现胡胡萝卜的自动清洗，安全可靠，可在较大程度上降低劳动强度，提高生产效率。设计内容是胡胡萝卜自动清洗系统的总体方案设计；根据设计要求，对动力设备计算选型；动力传动系统的设计；清洗方式的选择；清洗装置的设计；绘制胡胡萝卜自动清洗系统的零件图及总装图；编写设计说明书。设计的胡萝卜清洗机主要由毛刷辊筒、传动装置、喷淋、水箱、电机、链轮、链条等组成 9 (如下图 2） ,通常称为胡萝卜清洗机 10。电机固定在机架上，电动机与减速器直接联式。图 2 毛刷滚筒清洗机方案图 3.2 工作原理胡萝卜清洗机的工作原理是胡萝卜在清洗机中被水喷淋浸泡后，附着在表面的相当一部分大块泥土脱落，经传毛辊刷洗刷，在清洗机中旋转，实现胡萝卜的自动清洗 11。胡萝卜沿滚毛刷辊滚动，在滚动运动过程中胡萝卜不断被水刷洗，胡萝卜之间的摩擦、翻转间的刷洗，胡萝卜与毛辊刷之间的磨擦，在共同作用下完成胡萝卜表面的清洗过nts 11 程。 3.3 传动方案的确定机器通常由原动机、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。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。胡萝卜清洗机的结构装置，主要是针对胡萝卜等茎类植物的清洗，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。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。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。 nts 12 （ 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。 nts 13 第四章胡萝卜清洗系统的设计 4.1 驱动电动机的选择 4.1.1 功率的计算下面来计算毛刷滚筒工作所需的功率： 60 nM=N其中： n 毛刷滚筒的转速， r/min； M 驱动毛刷滚筒转动所需的力矩， N.m；传动的效率。由力矩计算公式得： 2GDM =D 毛刷滚筒直径， m； G 毛刷滚筒本身重量 G1 与毛刷滚筒内原料重量 G2 之和。 G1=G3 +G4 +G5 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。 QLYRG 122 R 毛刷滚筒内半径， m； L 毛刷滚筒长度， m； Y1 物料重度， N/m3； Q 胡萝卜在毛刷滚筒中的充填系数。 21 GGG 5431 GGGG nts 14 gnPLSG 3 gnPLr 2S 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= 62 10-6 2 7.85 103 9.8 8=139 N G4= S L P n g =73 N G5=S d P g n = 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=5000+1271.3=6271.3N 2GDT 得 T = 6271.3 1/2 = 3135.65 N m ww TnP 9500/已知配套动力为 6-10KW，本次设计选取 7.5KW。 4.1.2 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，nts 15 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 dP 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 dP 。由计算已知电动机所需功率为： dP =6 kw ,所以我们可选择电动机功率为 7.5 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。由于工作机毛刷滚筒的转速很低，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 7.5kw，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，选取的电机型号为 Y160M-6。 4.1.3 链传动的设计与计算近年来，随着我国链条热处理技术和产品性能质量的不断发展、提高，伴随着新的链传动张紧机构的不断合理、完善，链条传动已在国产中、插秧机得到广泛使用。本设计采用技术新颖、结构简单，工作可靠的单排滚子链条传动机构 08A 链条。链节距 t的确定根据：传动功率为 7.5KW 计算功率 NKNc F =7.5 0.7=5.25KW 式中 FK 为载荷系数特定条件下单排链传递的功率 ON paZCO KKKKNN 1/ 5 . 2 5 / 0 . 5 6 0 . 8 5 0 . 8 7 1 . 7 8 7 . 1 2 kw nts 16 式中： ZK 小链轮的齿数系数 1K 传动比系数 aK 中心距系数 pK 链的多排系数因为，角速度秒弧度 /2560/14.32240 根据，和 ON 可由功率曲线图查的链节距 t的值为 12.7，故选用链 08A。大、小链轮齿数大Z 、小Z 的计算：在原有最小齿数的基础上来综合考虑受力磨损、重量的总体结构等因素，选出Z大 =17，再从所需工作转速链n=210r/min，计算出 Z小。查设计插秧机手册传动轴转速210n 转转 /分。因为： 210 大Z / 小Z =210转 /分所以： Z小 =210Z大 / 转n =210 17/210=12 圆整后取：大Z =17 齿小Z =12 齿实轴转速：链n=E 大Z / 小Z =210 17/12=297.5 转 /分选定中心距 A 根据本设计总体布置和机动草图的要求，用作图法初定中心距 514OA mm。链轮轴孔直径 hd 查表有： hd =20mm 作用在轴上的压力 Q 考虑机械传动效率为 0.8和输出轴功率按 0.85计算，扭矩功率为扭N 。 5 . 2 5 0 . 8 0 . 8 5 3 . 5 7N k w 扭圆周力 NkgfP 2.5 42 95 541 1PKQ y =6786.5N nts 17 式中 yK 轴上的压力系数链条节数 pL 200 2/(/t2/2 ）（小大小大 ZZAZZtAL p =40节链条长度 L L= pL t=40 13.62=551mm 链条速度 V V=znt/60 1000=17 210 13.62/60 1000=0.81m/s 4.2 轴承套的设计校核轴承套的材料为 45 钢。结构如图 3 所示，长度为 201mm。图 3：轴承套零件图 nts 18 在实际工作中轴承套只受到支撑力的作用，因此只要校核轴承套的支撑应力即可。从图 3 可以看出，轴承套在连接处的面积最小，即属于危险截面。 201 1 3 4 ( )1 . 5ss M P an 右端连接处最大应力 m a x 1 2 5 6 . 6 6 1 4 1 . 8 8 9 ( )0 . 0 0 2 5 0 . 0 0 6 2NN F M P aA 左端连接处的最大应力 m a x 1 2 5 6 . 6 6 1 1 2 . 5 6 7 ( )0 . 0 1 0 . 0 1NN F M P aA 4.3 毛刷辊轴的设计校核本次设计的毛刷辊轴如图 4所示：图 4：毛刷辊轴零件图毛刷辊轴长度为 1200mm 0)(435)( cbabaFaF BA 0)(435)( cbacbFcF AB nts 19 BA FF ； 4 3 5 1 2 0 0 1305040ABF F N 许用应力用插入法查得： 0 1 0 2 .5b M P a 许用应力值 1 60b M Pa 应力校正系数 1060 0 . 5 81 0 2 . 5bb 当量弯矩 0 . 5 9 1 5 3 8 . 6 9 0 7 . 7T N m m 22( ) 5 3 . 8 7AM M T N m m ( ) .B 设计的最小直径 min 15d mm毛刷辊轴直径 31200 . 1 AAbMd m m minAdd；验算合格。 4.4 毛刷辊轴的设计及强度校核 4.4.1 毛刷辊轴强度计算 nts 20 1 16136 1 7 9 2 9 N / m0 . 9Pq b 式中： 1q 毛刷辊轴的均布载荷； P 力； b 宽度。 2 22 1 6 1 3 6 2 6 0 0 8 4 5 7 N / m2 . 0 5 0WRFqL 式中： 2q 均布载荷； R 反力； 2L 长度 103 127 7 0 . 6 N / m2 2 0 . 9TTq b 式中： 3q 前后均布载荷 1 0 13 () 1 2 7 0 . 3 8 8 2 7 3 7 6 N / m2 2 0 . 9T T Rm b 式中： 3m 平面上附加的均布力矩按扭转条件计算截面的强度 MP a1159.1751.02.0 4 7 6 0 1 3 13 M P aW TTca 因此截面安全。按弯扭合成条件计算截面 M P a1333.387760.1.0 )5.2 3 8 0 0 66.0(7 8 4 0 2 21) 13 2222 M P aW TMca（因此截面安全。 4.4.2 毛刷辊轴的疲劳强度校核截面直径最小，且有应力集中；截面为连接处，由于直径发生实然变化，产nts 21 生明显的应力集中；由于直径最大且无应力集中，故不必对其他地方处进行校核，而只需对、截面进行校核。截面右侧 MP a94.1751.02.0 4 7 6 0 1 32.04 7 6 0 1 3 33 dWTT 因为截面受扭矩作用，所以 M Pa97.8 ma 由于变化形成的理论应力集中系数由表查取。因 0.0165108 dr， 1.05510538 dD，经插值后可查得 5.2 轴的材料的敏性系数为 85.0q 有效应力集中系数为 28.2)15.2(85.01)1(1 qk 尺寸系数 75.0表面质量系数为 88.0 处未经表面强化处理，即 1q，则得综合系数值为 18.3188.0 175.0 28.211 kK取 05.0计算安全系数 5.197.397.805.097.818.31 1 51 SKS maca 可知其安全。截面左侧弯曲应力 M P a7.11542.01.0 1 8 6 2 6 01.01 8 6 2 6 0 33 dWMbnts 22 所以 MPaa 7.11， 0m扭转应力 M P a9.14542.02.04 7 6 0 1 32.04 7 6 0 1 333 dWTTT 所以 M Pa45.7ma 由于轴径变化形成的理论应力集中系数因 0.08354245 dr， 1.33542720 dD，经插值后可查得 8.1 ， 53.1 轴的材料的敏性系数为 83.0q ， 85.0q 有效应力集中系数为 66.1)18.1(83.01)1(1 qk 45.1)153.1(85.01)1(1 qk 尺寸系数 55.0尺寸系数 75.0表面质量系数为 91.0 此处未经表面强化处理，即 1q，则得综合系数值为 12.3191.0 155.0 66.111 kK03.2191.0 175.0 45.111 kK取 1.0， 05.0计算系数值 caS 64.3005.07.1112.3 1331 maKS nts 23 64.745.705.045.703.2 1151 maKS 5.129.364.764.3 64.764.3 2222 SSS SSS ca故安全。 4.4.3 毛刷辊轴的接触应力校核最大压应力 Hbq 2m ax 637.0式中： 2q 均布载荷； Hb 接触区宽度的一半。 m005.0814.0388.010200 814.0388.0845700052.152.1 921 212 RRE RRqb H式中： E 模数； 1R 半径； 2R 半径。所以 2m a x 84570 . 6 3 7 0 . 6 3 7 1 . 0 7 7 2 . 2 M P a0 . 0 0 5Hq M P ab m a x4 5 m a x 0 . 3 0 4 0 . 3 0 4 1 . 0 7 7 3 . 2 7 4 6 . 7 M P aM P a 4.5 轴承的选择和润滑及其寿命计算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nts 24 的承载能力大，且承受冲击载荷的能力强。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径向载荷要远远大于轴向载荷。（ 2）转速一般轴承的工作转速应低于极限转速 limn 。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。（ 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。（ 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。（ 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。轴的径向负荷较大，有来自滚筒、原料和水的压力共同作用，对轴承的刚度要求较高，并要能承受一定冲击力，圆锥滚子轴承采用预紧方法可以提高支承的刚度。根据计算出的轴的尺寸，可从机械传动装置设计手册的圆锥滚子轴承尺寸与性能参数表中选择。所以，选择 6206型号轴承。对于选用的轴承需要进行可靠度和疲劳寿命的校核。根据机械设计可知，先计算当量动载荷，载荷分为轴向和径向，但此轴为水平放置，轴向力可以忽略不计，所以只受径向力。当量动载荷的公式： ar YFXFP 式中： P 当量动载荷， N rF 径向载荷， N； aF 轴向载荷， N； X、 Y 径向动载荷系数和轴向动载荷系数。 nts 25 所以根据机械设计中表 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， 3.12711P N3.1271 所以圆锥滚子轴承的基本额定寿命计算根据公式 21： rPCL 610 10 式中： P 当量动载荷， N； 10L 基本额定寿命，常以 106r为单位；寿命指数，球轴承 3 ，滚子轴承 310 。若轴承的工作转速为 n r/min，可求出以小时为单位的基本额定寿命公式： hPCnL h 1 6 6 7 010 代入数据得， hLh31010 3.1 2 7 11 3 0 0 0 08 7 5.1 0 4 1 = h91021.5 应取 hh LL 10 。 hL 为轴承的预期使用寿命。由于本设备使用于毛刷与水混合时的清洗过程，而且毛刷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表 7 2知，可选用的性能比较好的通用锂基润滑脂（ GB/T 7324 1994）。由于工作机的转速低，所以温度在 100 C以下，所以根据机械传动装置设计手册表 30 2 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。最终设计的螺旋给料定量包装机本体设计如图 5 所示 : nts 26 nts 27 结论通过这次胡萝卜自动清洗系统的设计，我认识到了单纯的理论知识学习和实际设计之间的差距。通过这次毕业设计既锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际应用问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力的水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且使我的毅力，意志力以及耐力都得到了不同程度的提高。这些都是我希望得到的也是毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐，但我的收获也是非常的多。各种设计方案的适用条件，各种零部件的选用标准，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。从毕业设计中学来的这些宝贵的知识和经验，必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。本次设计参考了许多资料，吸取了其优点，并在考虑我国实际的基础上完成了胡萝卜自动清洗系统的设计，表达了自己的设计思想，完成了设计任务。但是由于缺乏生产和设计经验，问题一定很多，这些都需要老师改正，使之更合乎生产实际。 nts 28 致谢本文是在老师的精心指导下完成的。老师师渊博的学识、开阔的视野、敏锐的洞察力、严谨的治学态度、求实创新的工作作风，永远是我学习的榜样，也将始终引导和激励着学生在科学技术的殿堂里探索前进。老师令人敬佩的平易近人的处世方式也为学生树立了榜样。本毕业设计的完成是在导师的指导下完成的，在整个过程中同时也得到了其他老师的指导和大力支持。在此我向老师们表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢他们对我在学习上的耐心指导、以及做人做事方面的悉心教诲，使我在解决问题的方法策略和为人处事上都有了很大提高。同时祝愿他们工作顺利，身体健康！在这个设计过程中，我得到了很多同学、朋友及老师的支持和帮助，他们给予了极大的帮助和支持。在此我对他们表示衷心的感谢，同时我也感谢我的家人，是他们的理解和默默支持使我的毕业设计能得以顺利按时的完成。最后，借此机会谨向所有关心、支持和帮助我的老师、同学、家人、朋友以及所有默默支持我的人致以最衷心的感谢。谨以此文献给所有关心和帮助我的人。学生所取得的每一点点成绩和每一次的进步，无不凝聚着老师大量的心

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