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红薯 分级 设计 分选 CAD 图纸

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红薯分级机设计-分选机设计（含6张CAD图纸）,红薯,分级,设计,分选,CAD,图纸

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大 学毕业设计（论文）任务书题目 滚筒式红薯分级机设计 （任务起止日期 年 3 月 3 日 2013年 6 月 29 日） 机械工程学院 学院 机械设计制造及其自动化 专业 09421 班学生姓名 学 号 指导教师 系 主 任 二级学院院长 课题内容本课题的内容是关于红薯分选机的设计，主要包括红薯分选机的结构设计以及对现有产品的结构优化和创新。能够实现较高红薯分选效率和提高红薯的加工质量度，例如，1）实现红薯按大小分级分选，并对大多数圆形红薯通用；2）优化结构减少分选红薯所用的时间，提高工作效率；3）设计简易的上下料装置和红薯传送装置以保护红薯，防止因红薯受伤而降低红薯品质。主要研究对象是红薯分选机的结构设计，通过Solidworks等三维建模软件对设计的分选机进行三维造型并仿真，利用有限元分析等计算合理的传动速度等。分析红薯分选机的工作特性等，设计合理的分选机构。然后再将三维造型图转化为工程图，并且计算确定具体结构的参数，同时完成零件图的绘制和相关标注等。最后完成对本课题的论文撰写。课题任务要求1.查阅红薯分选机相关文献并进行收集和整理，完成毕业设计前期工作：任务书、文献综述、开题报告、外文翻译；2.查阅大量关于分选机结构设计的资料、传动机构相关资料。整理后确定红薯分选机的具体设计方案；3.进行必要的设计计算和结构设计，如传动比、进出料口传送带尺寸设计，凸形圆盘的结构和尺寸的设计。保证具备良好的机械性能；4.运用CAD等软件，对所设计的红薯分选机进行三维建模，绘制装配图，零件图以及重要机构的运动仿真，并进行有限元分析；5利用三维建模完成工程图的转换，工程图需要体现出具体结构的尺寸参数等；6.最终设计出的红薯分选机要具备比现有同类产品更方便高效的性能，同时保证分选红薯品质完整。主要参考文献（由指导教师选定）1张龙. 机械设计课程设计手册. 国防工业出版社 2006.2陈海魁. 机械基础. 中国劳动社会保障出版社 2001.3邱宣怀. 机械设计. 高等教育出版社 1997.4张春林 .机械创新设计. 机械工业出版社 2007.5孙桓 陈作模 葛文杰. 机械原理. 高等教育出版社 2006.6 詹启贤.自动机械设计M.北京:轻工业出版社,1987:30-200.7 单明彻，徐朗.苹果机械特性和机械损伤.农业机械学报J，1988.8 曹其新蔬菜和红薯分选机器人的发展状况机械设计与研究，2002，9 唐伟强. 食品通用机械与设备. 广州：华南理工大学出版社，201010 肖旭霖. 食品通用机械与设备. 北京：科学出版社，2006.11 殷涌光食品机械与设备北京：化学工业出版社，2006. 同组设计者注：1、任务书由指导教师填写；2、任务书在第七学期第15周前下达给学生。学生完成毕业设计（论文）工作进度计划表序号毕业设计（论文）工作任务工 作 进 度 日 程 安 排周次1234567891011121314151617181查找整理课题相关资料文献等2撰写开题报告、文献综述、任务书3阅读英文文献并翻译一篇英文文献4前期工作的汇总整理5确定具体方案以及整理思路6设计计算、结构设计、三维建模、完成造型设计7完成装配图、零件图8完成课题论文的撰写注：1、此表由指导教师填写；2、此表每个学生一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3、进度安排用“”在相应位置画出。毕业设计（论文）阶段工作情况检查表时间第 一 阶 段（撰写开题报告、外文翻译、文献综述）第 二 阶 段（论文初稿撰写或方案设计）第 三 阶 段（论文终稿或图纸绘制）内容组织纪律完 成 任 务 情 况组织纪律完 成 任 务 情 况组织纪律完 成 任 务 情 况检查情况教师签字签字 日期 签字 日期签字 日期注：1、此表由指导教师认真填写；2、“组织纪律”一栏根据学生具体执行情况如实填写；3、“完成任务情况”一栏按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写；4、对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或不能参加答辩的建议。 大 学毕 业 设 计（论文）开 题 报 告题 目 红薯分级机设计 二级学院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 指导教师 系 主 任 时 间 年3月 1、本课题的研究目的及意义目的：近年来，随着农业科技的发展和人民生活水平的提高，国内外红薯品种越来越多，人们对红薯的品质也有了更高的要求。为了提高红薯的加工质量和出品等级，需要对红薯进行严格的质量分级和大小分级。现有的红薯分选机大多结构较为复杂，一般多以大型生产线为主，制造成本较高，分选效率也较低，分选成本较高，现有的红薯分选机又以重量分选机为主，而农产品基地的红薯销售多以尺寸大小、质地为衡量标准，重量分选机就不适合在农产品基地使用。意义：红薯分选是红薯进入流通领域的一个重要环节，直接关系到红薯生产的效益。在市场经济高度发达的今天，异地销售、大宗农产品交易和农产品国际贸易等均离不开标准化。而红薯分选就是实现苹果商品标准化的最基础的一步。我国是红薯生产大国，但绝大部分苹果来源于农村集体和个体种植户，其品质差别很大，加上采摘及运输过程中不同程度的损伤等影响，给红薯的分选工作带来一定的困难。目前苹果分选工作多由人工完成，缺点是劳动强度大，生产率低且分选精度不稳定。采用微机控制的机电一体化设备来代替人工作业，可以实现苹果分选的自动化，有效地提高分选效率和分选精度。因此，研究开发红薯采后的自动化处理设备，对苹果进行分级筛选然后销售或加工2、本人对课题任务书提出的任务要求及实现目标的可行性分析任务要求：1、完成红薯输送大小分类的主要功能的工作原理方案制定。2、完成设计计算和结构设计。3、完成三维建模及装配。4、完成仿真及重要零部件的CAE分析可行性分析：目前，苹果类圆形红薯种类很多，但同一种类圆形红薯的密度差异甚小，因此按大小对此类红薯分级是科学的。通过大量调查，分析研究，目前可用于苹果类圆形红薯分级的分选机大致可分为大小分选机、重量分选机、外观品质分选机和内部品质分选机。该红薯分级分选机是由分级滚筒、传动机构和电动机组成。采用电动机提供动力，通过带轮传动机构，将运动和动力传送到直齿圆柱齿轮减速器，然后再通过链轮传动机构，将所需的运动和动力传送至分级滚筒上，从而实现红薯的分选。整个机构简单且易于操作，便于维护，提高了生产效率，降低了劳动强度，为实现红薯加工机械化与规模化提供了前提。结合实际情况及需要，我们选择用大小分级法对红薯进行分级工作，该分选设备简易，应用广，较容易实现。3、本课题的关键问题及解决问题的思路设计中参考了一些食品机械（如分选机）的结构设计，在这基础上我根据分选机的原理对整个机器的分选部分做了简单的设计。整体的设计涉及到红薯分选方式的选择、电动机的选型、二级减速器结构设计、传感器选型、传动等方面的内容。本设计能实现分选这个主要方面的功能，能实现最基本的分选红薯的动作要求。需要解决的问题：(1) 红薯分选机分类方式的确定；(2) 如何实现该类分选方式对红薯的自动分级；(3) 传动方式的设计，选择和计算；本设计的总体方案：1.进行红薯自动分选机的结构设计，简单的受力分析；2.根据设计的需要合理布置分选机的空间位置；3.整体结构的安装方案；4.在设计中要综合考虑机构的设计，要针对客观实际综合进行设计。4、完成本课题所需的工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法1）1张龙. 机械设计课程设计手册. 国防工业出版社 2006.2陈海魁. 机械基础. 中国劳动社会保障出版社 2001.3邱宣怀. 机械设计. 高等教育出版社 1997.4张春林 .机械创新设计. 机械工业出版社 2007.5孙桓 陈作模 葛文杰. 机械原理. 高等教育出版社 2006.6 詹启贤.自动机械设计M.北京:轻工业出版社,1987:30-200.7 单明彻，徐朗.苹果机械特性和机械损伤.农业机械学报J，1988，19（2）8 曹其新蔬菜和红薯分选机器人的发展状况机械设计与研究，2002，49 唐伟强. 食品通用机械与设备. 广州：华南理工大学出版社，2010：30-40 10 肖旭霖. 食品通用机械与设备. 北京：科学出版社，2006：25-45.11 殷涌光食品机械与设备北京：化学工业出版社，2006：35-50.12 林国祥. 旋转式红薯分选机P.中国:CN 200954505 Y13 李玉东. 变幅式蔬菜红薯分选机P.中国:CN 202762652 U14 冷贞勇. 蔬菜红薯分选机P.中国:CN 2608154 Y2）科学计算器，计算机，三维建模软件（Solidworks、AutoCAD等），学校图书馆、数据库；3）红薯分选机厂实地调研以及向专业工程师请教。5、工作方案分析及进度计划工作方案分析第一阶段：准备阶段。大致了解需要收集的资料的来源和相关课题内容的了解；第二阶段：资料收集阶段。通过书籍、网站等查找与课题相关的资料；第三阶段：资料分析阶段。把收集回来的资料进行整理、归类分析，及时纠正错误；第四阶段：编写工作说明书。资料分析后草拟工作说明书。；第五阶段：反馈、修改工作说明书。进度计划1-4周 完成英文文献翻译、文献综述、任务书以及开题报告5-7周 红薯分选机工艺分析，确定总体方案设计8-9周 三维建模、初步造型及设计10-11周 运动仿真以及具体结构的设计12-13周 工程图的绘制13-14周 完成课题论文的撰写15-16周 准备毕业论文答辩报告人： 年 月 日指导教师意见 指导教师： 年 月 日开题报告应根据教师下发的设计（论文）任务书，在指导教师的指导下由学生独立撰写。 毕业论文 文献综述 滚筒式红薯分级机设计 摘 要：本文分析了红薯分级分选机的研究和发展现状，对未来进行了展望，设计出了一种新型红薯分级分选机构。该分级分级分选机是由分级凸轮圆盘、传动机构和电动机组成。采用电动机提供动力，通过带轮传动机构，将运动和动力传送到直齿圆柱齿轮减速器，然后再通过链轮传动机构，将所需的运动和动力传送至分级凸轮圆盘上，从而实现红薯的分选。整个机构简单且易于操作，便于维护，提高了生产效率，降低了劳动强度，为实现红薯加工机械化与规模化提供了前提。关键词：红薯；形状；分级机构；分级滚筒；Abstract: This paper analyzes the present situation of the Chinese domestic and foreign fruit sorting machine research and development, on the future prospects, we design a new type of fruit sorting mechanism. The fruit sorting machine is composed of grading cylinder, transmission mechanism and a motor. The power provided by a motor, through a belt pulley transmission mechanism, the movement and power is transmitted to the straight tooth cylindrical gear reducer, and then through the chain wheel transmission mechanism, the required movement and power is transmitted to the classification on the drum, thereby we can realize the separation of fruit. The entire mechanism is simple and easy to operate, easy to maintain, improve production efficiency, reduce labor intensity, which help to achieve the fruit processing mechanization and scale and to provide the premise. Key word: fruit; shape; the grading mechanism; grading cylinder1.1前言近年来，随着农业科技的发展和人民生活水平的提高，国内外红薯品种越来越多，人们对红薯的品质也有了更高的要求。为了提高红薯的加工质量和出品等级，需要对红薯进行严格的质量分级和大小分级。现有的红薯分选机大多结构较为复杂，一般多以大型生产线为主，制造成本较高，分选效率也较低，分选成本较高，现有的红薯分选机又以重量分选机为主，而农产品基地的红薯销售多以尺寸大小、质地为衡量标准，重量分选机就不适合在农产品基地使用。因此有必要要设计一种成本较低，容易操作，适合中小型企业和红薯产地使用的红薯分选机。目前，我国具备先进红薯分选设备的企业很少，有大型生产线的企业也仅仅是对质量和大小进行分选,装备比较落后。因此，市场上销售的红薯大多数依靠机械配合人工的方式实现分级。人工分级的主要缺点是：劳动量大、生产率低而且分选精度不稳定；红薯分选难以实现快速、准确和无损化。截止到目前为止，国内外已有不少学者及科研人员在此领域取得了重大进展。根据红薯检测指标的不同，红薯分选机大致可分为大小分选机、重量分选机、外观品质分选机和内部品质分选机。1.2发展现状 （1）大小分选机大小分选机是按照红薯大小进行分选，在红薯分选机中应用最为广泛。目前可用于苹果类圆形红薯分选的方法有筛子分选法、回转带分选法、辊轴分选法、滚筒式分选法等。其中，前3种方法由于各自存在不同的缺点而未能推广使用。滚筒式分选法其分选装置主要由喂料机构、V型槽导果板、分选滚筒、接果盘及传动系统组成。工作时，红薯由倾斜输送器提升后，先经手选装置由人工剔除伤残果，然后通过输送带送入果箱，打开料门，输送至导果槽板。在此，红薯自然分行滚动，不会出现红薯堆积和阻碍现象。分选滚筒开有孔径逐级增大的圆孔，红薯从V型导果槽板流至滚筒外边进行自动校径的分选。小于分选孔的红薯先从第一滚筒分选孔落入接果盘，大于分选孔的则经V型导果槽继续向前滚动，直至遇到相应分选孔落下，于是在不同的接果盘可得到不同等级的红薯。此分选装置结构简单，对红薯损伤小，成本较低，分选精度和效率较高，适用于球形和近似球形物料的分选，在国外应用较广。为了减少红薯碰撞，提高好果率，有的大小分选机是利用浮力、振动和网格相配合的办法进行分选，但有关此方面的报道较少。由以上可知，红薯大小机械式分选法中，滚筒式分选法是最优的一种。另外，随着电子技术和计算机图像技术的发展，采用光电传感器或CCD摄像机对红薯的大小进行测量判别已成为此类分选机的研究热点。因为它们是对红薯的大小进行不损伤的非接触性计量，适用于任何种类的红薯。研究了一种基于计算机视觉的红薯大小检测方法，试验表明该方法检测速度快、正确率高、适用范围宽，能够满足红薯自动检测要求。（2）重量分选机按重量进行分选的分选机械早期是利用杠杆原理进行分选的。目前，机械式重量分选机主要有固定衡量秤体、运动输送盘式和固定限位装置、运动衡量秤体式两种机型。机械式重量分选对红薯的损伤较小，而且具有较广的通用性，但是由于各种误差及摩擦影响等使分选精度不是很高。近年来，随着计算机和称重传感技术的迅速发展和现代科学技术的相互渗透，电子称重技术及应用有了新的发展。基于此，国内外已开始研制电子称重式分选机。电子称重式分选机一般采用压力传感器称量红薯，微机系统对传感器输出信号进行采样、放大、滤波、模数转换、运算和处理，并控制机械执行机构进行分选。在现有电子称重式红薯分选台的基础上，对其测控系统进行了重新研制，将原有的PC机控制替代为单片机控制。由于系统采用微机控制，可按需选择准确的分选基准，具有更高精度和更高的控制灵活度，在实际中具有更广的应用前景。但是由于该设备操作较为复杂，而且设备成本较高，难以在我国推广使用。我国对该类型红薯分选机的研制尚处于起步阶段，需要科研人员充分利用国外已经取得的研究成果，研制适合于我国实际情况的电子称重式分选机。（3）外观品质分选机外观品质分选机是按红薯的大小、表面缺陷、色泽、形状、成熟度等进行分选的分选机。其分选方法包括：光电式色泽分选法和计算机图像处理分选法。色泽分选法是根据颜色不同反射光的波长就不同的原理对红薯颜色进行区分。而计算机图像处理分选法是利用计算机视觉技术一次性完成果梗完整性、果形、红薯尺寸、果面损伤、成熟度等检测,可以测得红薯大小、果面损伤面积等具体数值,并根据其数值大小进行分类。国内外学者在利用计算机视觉技术对红薯外部品质检测方面进行了大量的研究，并取得了重大进展。（4）内部品质分选机内部品质包括红薯的糖度、硬度、酸度和内部缺陷等指标，通常红薯内部品质主要依靠破坏性检验方法。目前用于红薯硬度的检测方法主要有变形法和声学法。核磁共振技术作为一项新的检测技术在红薯内部品质检测方面也有着较大的发展潜力。下面介绍几种不同类型的红薯分选机：1.盘式红薯分选机红薯从料斗进入机体后，通过隔板12导入分级器，为了使红薯能顺利滚入分级器，设定隔板的倾角为。隔板左右两端应向上进行一定尺寸折边，保证红薯顺利进入下一级分级器而不会从隔板两端掉落。并且，隔板靠近分级器一端应向下进行一定尺寸的折边，这样可避免损伤物料，同时是为了防止所需分选的物料未经分选直接进入下一分级器。结构如图2图22.1分级机构的设计 分级器的主要目的是根据分选对象的差异进行设计的。连接杆6与圆管4之间的间隙尺寸为分级器的分选尺寸，具体尺寸根据需要具体定制。整个红薯分选机主要由多个不同型号的分级器构成，分级器的分级尺寸从大到小依次排列，每个分级器（如图3）由传动轴8、连接杆6、滑动轴承5、扇形盘3、固定圆盘2等零件组成。分级器的固定圆盘2与传动轴8是通过锥端紧固螺钉7固定在一起的，连接杆6也固定在圆盘2上，并随传动轴8一起转动。而圆管4与滑动轴承5则是通过过盈配合固定在一起，扇形盘3与滑动轴承5之间为间隙配合，扇形盘3因重力作用不随传动轴转动。扇形盘3是为了防止分选的物料从传动轴的下方穿过，并且当分选的物料挤在圆管4与连接杆6之间下不来时将其顶出的作用。圆管4设计成较大尺寸是为了防止需分选的物料从传动轴上方直接穿过。图32.2系统示意图下面将个分机构组合，形成完整的系统原理图。如图5图 5此旋转式红薯分选机，包括机体15、传动轴8、链轮17、进料口11、出料口10和电机9等组成，其技术要点是：机体15内装置多个分级器，所述的分级器是：传动轴8上的滑动轴承5之间套装圆管4，圆管4上装置扇形盘3，传动轴8的两端装置凸形的固定圆盘2，固定圆盘2之间由连接杆6紧固。所述的凸形圆盘2开设4个定位孔，扇形盘3的中间装置重力板16，机体内装置隔板12。2.3工作原理工作过程如下：首先该红薯分选机是通过链轮带动传动轴从而使分级器转动来实现分选目的的，物料从进料口11进入，沿隔板12进入分级器，分级器初定为2级，尺寸最大的物料被第一级分级器输送到出料口一13一端，而较小的则从第一级分级器漏过，进入第二级分级器进行分选，尺寸较大的从出料口二14一端进入收集盒，尺寸最小的从出料口10一端进入收集盒，分选结束。分选原理如图6图62.蔬菜红薯分选机本实用新型的目的是：提供一种分选效率高、分选尺寸可以任意调节、并且在分选蔬果时不损伤蔬果的蔬菜红薯分选机，以克服现有技术的不足。 本实用新型是这样实现的：它包括机架(1)和传动电机(2)，在机架(1)的一端装有传动轴(3)，在机架(1)的另一端装有两个水平辅助传动链轮(4)和四个链条间距调整链轮(5)，在机架(1)的下方还装有四个辅助传动链轮(6)和四个链条张紧链轮(7)，在传动轴(3)上装有四个转动链轮(8)，四根传动链条(9)分别套在四个传动链轮(8)、两个水平辅助传动链轮(4)、两个链条间距调整链轮(5)、四个辅助传动链轮(6)和四个链条张紧链轮(7)上，在靠近机架(1)两外侧边的两根传动链条(9)上平行装有一组长圆形分极棒(IO)，并且另外两个链条间距调整链轮(5)分别压在该两根传动链条(9)上，在另外两根传动链条(9)上平行装有另一组短圆形分极棒(11)，安装在传动链条(9)之间的每根长圆形分极棒(IO)或短圆形分极棒(11)都可绕其自身轴线转动，并且长圆形分极棒(10)与短圆形分极棒(11)之间都相互平行，而且在每两根长圆形分极棒( 10)之间平行设置有另一组的一根短圆形分极棒(11)，在机架(1)中部位置处的上层长圆形分极棒(IO)和短圆形分极棒(11)的下方并排设有若干个选出物送出输送带(12)；在上层长圆形分极棒(10)和短圆形分极棒(11)的下方的两边都分别设有活动式摩擦轨( 13)，可以控制活动式摩擦轨(13)与长圆形分极棒(10)或与短圆形分极棒(11)接触或分离的操作手柄(14)连接在机架(1)和活动式摩擦轨(13)上。由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，本实用新型具有分选效率高、分选尺寸可以任意调节、并且在分选蔬果时不损伤蔬果的优点。使用本实用新型时，可将需分选的蔬菜或红薯放在机架(1)上层的相互平行的两组圆形分极棒上，并根据分选蔬菜或红薯的具体需要，通过四个链条间距调整链轮(5)调节两组圆形分极棒移动时其相互之间运动方向的夹角，从而达到任意调整圆形分极棒之间分选间隙大小的目的。由于本实用新型在分选蔬果的过程中可以根据蔬果的特点，使蔬果在随着圆形分极棒移动时，可通过圆形分极棒的转动而带动其蔬果作转动，或使圆形分极棒不转动从而使蔬果只随圆形分极棒一起移动而不转动，这样就可减少或防止在分选时对蔬果的损伤。当需要圆形分极棒转动时，只需通过操作手柄(14)使活动式摩擦轨(13)与长圆形分极棒(10)或与短圆形分极捧(11)接触，这样这些圆形分极棒在移动的过程中就会在活动式摩擦轨(13)的作用下而转动。本实用新型适用于对圆形、椭圆形、扁圆形、长圆形、锥形等形状的蔬菜红薯进行分选，并且还可对带有果柄或果叶的红薯进行分选，本实用新型特别适应于对鲜嫩忌碰的蔬菜红薯进行分选。 附图说明； 附图1为本实用新型装置的结构示意图； 附图2为附图1的A向示意图； 附图3为附图2的B-B剖视示意图。 具体实施方式： 本实用新型的实施例：先制作出机架(1)，然后在机架(l)的一端装上被传动电机(2)传动的传动轴(3)，传动电机(2)可采用市场上出售的变速电机或定速电机，当采用定速电机时，最好按常规通过一个齿轮变速箱后再传动传动轴(3)，在机架(1)的另一端装上两个水平辅助传动链轮(4)和四个链条间距调整链轮(5)，在机架(1)的下方装上四个辅助传动链轮(6)和四个链条张紧链轮(7)，在传动轴(3)上装上四个转动链轮(8)，将四根传动链条(9)分别套在四个传动链轮(8)、两个水平辅助传动链轮(4)、两个链条间距调整链轮(5)、四个辅助传动链轮(6)和四个链条张紧链轮(7)上，在靠近机架(1)两外侧边的两根传动链条(9)上平行装上一组长圆形分极棒(10)，并且将另外两个链条间距调整链轮(5)分别压在该两根传动链条(9)上，在另外两根传动链条(9)上平行装有另一组短圆形分极棒(11)，两组中的长圆形分极棒(10)和短圆形分极棒(11)的根数可根据制作出的机架(1)大小和使用所需的长度确定，在安装传动链条(9)之间的每根长圆形分极棒(IO)或短圆形分极棒(11)时，要使每根长圆形分极棒(10)或短圆形分极棒(Il)都可绕其自身轴线转动，并且使长圆形分极棒(10)与短圆形分极棒(11)之间都相互平行，而且使每两根长圆形分极棒(10)之间平行设置有另一组的一根短圆形分极棒(11)，在将长圆形分极棒(10)和短圆形分极棒(11)连接在传动链条(9)上时，最好采用螺纹连接的方式，这样便于在使用时调整每组长圆形分极棒(10)或短圆形分极棒(11)相互之间的距离，一般将每组的圆形分极棒的间距控制在530厘米的可调范围即可，在机架(1)中部位置处的上层长圆形分极棒(10)和短圆形分极棒(11)的下方并排设有若干个选出物送出输送带(12)，输送带(12)可采用市场上出售的输送带成品进行安装，并且最好在输送带的表面上再安装一层柔软的软垫层，这样能够更好地防止被分选出的蔬果被碰伤；为了使机架(1)上层的长圆形分极棒(10)和短圆形分极棒(11)在移动的过程根据需要再绕其自身轴线转动，可在上层长圆形分极棒(10)和短圆形分极棒(11)的下方的两边都分别设一根活动式摩擦轨(13)，将可以控制活动式摩擦轨(13)与长圆形分极棒(10)或与短圆形分极棒( 11)接触或分离的操作手柄(14)连接在机架(1)和活动式摩擦轨（13）上即成。3.传送带式红薯分选机图l是本实用新型主视结构的示意图。图2是本实用新型俯视结构的示意图。图3是I的A向局部放大结构的示意剖。图4是图3的B向局部结构的示意图。图5是图3的c-c结构的示意图。图6是本实用新型实施例的小意图，附图标记：电机l、变速箱2、分选输送带3、红薯输送带4、添果输送台6、清洗装置6、进料斗7、脚轮8、水泵9、水箱10、滚筒ll、分级出果传送特l2、分级调杆13、分级板14、平行辊轴15、分数辊轴16、红薯17、成品箱子18。以下结合附图及实施例对本实用新型红薯分选机作进一步的说明。如图13所示，本实用新型包括电机1、变速箱2、分选输送带3、红薯输送带4、添果输送台j、清洗装置6、进料斗7、脚轮8、水泵9、水箱10、滚筒11、分级出果传送带L2、分级调节打l3、分级板14、平行辊轴15和分级辊轴l6，添果输送台5与分选输送带3放置十地向，它们的底部均世有脚轮8，红薯输送带1的一端与添果输送台5连接，另端I司定在分选输送带3上，分选输送带3由电机l带动，经变速箱2速箱将动力传送到滚筒1L和传动链条进行循环式转动，在添果输送台5上还自进制斗7和清洗装置6，底部白水泵9引水箱10。如图1-5所示，在分选输送带3上设有辊轴，分选输送带3的左右埘侧上安装有分级调节打l3和分级板l4，分级板l4上开有圆孔或长槽，辊轴有下行辊轴I5和分级辊轴16，平行辊轴15的两端穿过分级板14的圆孔；分级辊轴16的两端穿过分级板14的长槽。本红薯分选机的原理：平行辊轴15的两端穿过分级板14的圆孔，由于圆孔的Z方向的位移是不变的，它运动的轨迹足下移，而分级辊轴16的两端穿过分级板14的长槽，因长槽的Z方向的位移是时刻变化的，它的运动的轨迹是根据分级调节杆13的倾斜角度向前移动，于是，由于平行辊轴15和分级辊轴l6相互间发生上下位移的变化，使得红薯由小到人渐次通过辊轴大小不同的缝隙进行机械筛选，跌落到分级出果传送带12上，从而实现分级。如图6所示，利用本实用新型红薯分选机分选红薯17，打开电源，电机1和水泵9起动，动力经变速箱2的变速，由皮带将动力传入链条，带动滚筒11转动，使得分选输送带3、红薯输送带4和添果输送台5循环运动，将采摘到新鲜的红薯17以整箱倒入添果输送台5的进料斗7内，水箱10的水由水泵9特动到清洗装置6内对红薯17进行喷射清洗，干净的红薯17经过红薯输送带1匀速前进到达分选输送带3，在平行辊轴15和分级辊轴16的分级下，最小的红薯17成品流入第一个分级出果传送带12内并进入了第一个成品箱子18，满箱后包装入库，同理第一、二、三、四、五、六级的红薯l7成品分别以它们同级大小也依次进入了各白的成品箱子L8，满箱后亦分别包装入库，等待运输发往外地。4.变幅式红薯分选机本实用新型所需解决的技术问题是提供一种单位生产量大，分选精度高，无机械伤，适用性广泛的一种蔬果机械分选装置。本实用新型取得了以下的技术效果：本实用新型分选精度高，无机械伤，大大提高蔬果分选效率，以前由50左右工人12小时完成的工作量，利H用本实用新型存4小时内全部完成，操作工人仅需两名。具体实施方式：如图1所示一种变幅式红薯分选机，机架3，机架内设有旋转轴旋转轴上间隔设有多个旋转皮带轮，皮带轮下设有蔬果储藏箱4，其特征在于：所述的旋转轴包括一端的主动旋转轴和另端的从动旋转轴，主动旋转轴和从动旋转轴均具有上下两个，两个主动旋转轴通过链轮传动，下主动旋转轴与电机相连，上下主动旋转轴5、6均包括间隔设置的多节传动节和自由节，上主动旋转轴上的自由节和下主动旋转轴上的传动节上下对应，传动节和自由节上均设有一根皮带轮1、2，传动节与皮带轮之间键连接，用于传动扭矩，自由节与皮带轮之间通过轴承连接，不传递扭矩，从动旋转轴的长度大于从动旋转轴，相邻皮带之间的距离从主动旋转轴端到从动旋转轴端逐渐增大。所述的链轮包括上主动旋转轴链轮和下主动旋转轴链轮，两个链轮之间的齿数不同。上下链轮齿数不同，则上下主动旋转的转速并不相同，输送皮带的线速度也不相同。这样蔬果被托在两条运动速度不同的皮带上时，会由于皮带的速度差使其自旋。这种设计理念是为了消除因为上料量大而在分选机上产生堆积叠加，使蔬果在分选时产生越级，分选精度下降现象的产生。比如，分选机上的输送皮带呈辐射状布置，每条皮带之间具有一定夹角，刚不平行布置，这样输送皮带在每隔700mm的距离时相邻两输送带之间的间距就会增5mm。即起点位置相邻俩输送带间距是65mm，在往后700mm的位置间距则为70mm，1400mm的位置问距为75mm。依此类推，由输送带之间间距的逐渐递增来完成蔬果蔬菜由小到大的分选工作。5主要缺点和有待进一步改进的地方缺点:（1）还需人工调节，劳动强度较大（2）该机是间歇性工作，生产连续性不高有待进一步改进的地方:（1）采用自动控制装置（2）采用自动送料机构 （3）分机滚筒还需进一步的改进结束语:这次毕业设计是我对大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。通过这次毕业设计对自己的四年的大学生活做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的工作和生活打下一个良好的基础。这次设计其实是综合运用本专业知识，分析并解决设计中遇到的问题，进一步巩固、加深和拓宽所学知识。通过这次设计实践，使我逐步树立了正确的设计思想，增强了创新意识，熟悉并掌握了机械设计中的一般规律和方法，培养了我的分析问题和解决问题能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，使我进行了较全面的机械设计基本技能训练。另外通过本次设计使我领悟出机械设计的一般进程：设计准备、传动装置总体设计、传动零件设计计算、装配图设计、零件工作图设计、编写设计说明书。如果随意打乱这个过程则在设计过程中定会多走弯路。在设计过程中在独立完成的同时，还要及时跟指导老师沟通和请教。每个阶段完成后要认真检查，有错误要认真修改，精益求精。毕业设计的各个阶段是相互联系的。设计时，零、部件的结构尺寸不是完全由计算确定的，还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求。由于影响零、部件尺寸的因素很多，随着设计的进展，考虑的问题要更全面和合理，故后阶段设计要对前阶段设计中的不合理结构尺寸进行必要的修改。所以，设计要边计算、边绘图，反复修改，设计计算和绘图交替进行。在设计中要贯彻标准化、系列化与通用化可以保证互换性、减低成本、缩短设计周期，这是机械设计应遵循的原则之一，也是设计质量的一项评价指标。在设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标准与规格，尽量采用标准件，并应注意一些尺寸需圆整为标准尺寸。同时设计中应减少材料的品种和标准件的规格。【参考文献】 1 张龙. 机械设计课程设计手册. 国防工业出版社 2006. 2 陈海魁. 机械基础. 中国劳动社会保障出版社 2001. 3 邱宣怀. 机械设计. 高等教育出版社 1997. 4 张春林 .机械创新设计. 机械工业出版社 2007. 5 孙桓 陈作模 葛文杰. 机械原理. 高等教育出版社 2006. 6 唐伟强. 食品通用机械与设备. 广州：华南理工大学出版社，2010：30-40. 7 肖旭霖. 食品通用机械与设备. 北京：科学出版社，2006. 8 殷涌光食品机械与设备北京：化学工业出版社，2006。 9 吴守一. 农业机械学. 北京：中国农业机械出版社，1981. 10 马海乐. 食品机械与设备M. 北京：中国农业出版社，2004. 11 吕明. 机械制造技术基础. 武汉：武汉理工大学出版社，2010. 12 刘鸿文. 材料力学. 北京：高等教育出版社，2004. 13 徐学林互换性与测量技术基础长沙：湖南大学出版社，2009. 14 林国祥. 旋转式红薯分选机P.中国:CN 200954505 Y 15 李玉东. 变幅式蔬菜红薯分选机P.中国:CN 202762652 U 16 冷贞勇. 蔬菜红薯分选机P.中国:CN 2608154 Y15毕业设计（论文）题目 滚筒式红薯分级机设计 二级学院 学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 班 学生姓名 学号 指导教师 职称 时 间 年月日 目 录摘要1关键词11 前言22 总体方案的拟定32.1 原理分析32.2 总体结构设计52.3 各执行机构主要参数的计算62.4 传动装置的运动和动力参数的计算133 主要零件的选择和设计153.1 皮带传动的设计计算153.2 直齿圆柱齿轮的设计计算173.3 滚子链传动的设计计算203.4 轴的设计计算213.4.1 高速轴的设计计算21 3.4.2 低速轴的设计计算243.5 轴承的校核273.6 键的设计计算与校核273.7 润滑与密封283.8 主要缺点和有待进一步改进的地方294 结束语29参考文献31致谢32滚筒式红薯分级机设计 学 生： 指导老师：摘 要：本文分析了中国国内外红薯分级分选机的研究和发展现状，对未来进行了展望，设计出了一种新型红薯分级分选机构。该红薯分级分选机是由分级滚筒、传动机构和电动机组成。采用电动机提供动力，通过带轮传动机构，将运动和动力传送到直齿圆柱齿轮减速器，然后再通过链轮传动机构，将所需的运动和动力传送至分级滚筒上，从而实现红薯的分选。整个机构简单且易于操作，便于维护，提高了生产效率，降低了劳动强度，为实现红薯加工机械化与规模化提供了前提。关键词：红薯；形状；分选机构；分级滚筒； The design of fruit sorting machineStudents: Wang TiezhuTutor: Wang LimingAbstract: This paper analyzes the present situation of the Chinese domestic and foreign fruit sorting machine research and development, on the future prospects, we design a new type of fruit sorting mechanism. The fruit sorting machine is composed of grading cylinder, transmission mechanism and a motor. The power provided by a motor, through a belt pulley transmission mechanism, the movement and power is transmitted to the straight tooth cylindrical gear reducer, and then through the chain wheel transmission mechanism, the required movement and power is transmitted to the classification on the drum, thereby we can realize the separation of fruit. The entire mechanism is simple and easy to operate, easy to maintain, improve production efficiency, reduce labor intensity, which help to achieve the fruit processing mechanization and scale and to provide the premise.Key Words: fruit; shape; the grading mechanism; grading cylinder1 前言1.1 选题研究意义 红薯分选是红薯进入流通领域的一个重要环节，直接关系到红薯生产的效益。在市场经济高度发达的今天，异地销售、大宗农产品交易和农产品国际贸易等均离不开标准化。而红薯分选就是实现苹果商品标准化的最基础的一步。我国是红薯生产大国，但绝大部分苹果来源于农村集体和个体种植户，其品质差别很大，加上采摘及运输过程中不同程度的损伤等影响，给红薯的分选工作带来一定的困难。目前苹果分选工作多由人工完成，缺点是劳动强度大，生产率低且分选精度不稳定。采用微机控制的机电一体化设备来代替人工作业，可以实现苹果分选的自动化，有效地提高分选效率和分选精度。因此，研究开发红薯采后的自动化处理设备，对苹果进行分级筛选然后销售或加工。1.2 国内外红薯机械化发展概况我国是世界红薯生产消费大国，但还不是红薯加工强国。红薯的品质还难以完全满足国内外消费者的要求，红薯市场主要还在国内。随着我国加入WTO，红薯生产销售面临着激烈的全球市场竞争，因此必须尽快提升我国红薯种植和加工的水平，缩短与国外的差距。近几十年来，我国的红薯加工水平提高缓慢，主要是我国的红薯机械加工技术水平落后造成的。20世纪50年代以前，我国几乎没有食品机械工业，更不用说红薯加工。红薯的生产加工主要以手工操作为主，基本属于传统作坊生产方式。仅在沿海一些大城市有少量工业化生产方式的红薯加工厂，所用设备几乎是国外设备。进入20世纪5070年代，红薯加工业及红薯机械行业得到一定的发展，全国各地新建了一大批红薯加工工厂。但这样依然没有从根本上改变红薯加工落后的面貌，这些加工厂尚处于半机械半手工的生产方式，机械加工仅用于一些主要的工序中，而其他生产工序仍沿用传统的手工操作方式。到了20世纪80年代以后，红薯工业发展迅速。这得益于80年代以后的改革开放政策。随着外资的引入，出现很多独资、合资等形式的外商红薯加工企业。这些企业在将先进的红薯生产技术引进国内的同时，也将大量先进的红薯机械带入国内。再加上社会对红薯加工质量、品种、数量要求的不断提高，极大地推进了我国红薯工业以及红薯机械制造业的发展。通过消化吸收国外先进的红薯机械技术，使我国的红薯机械工业的发展水平得到很大提高。20世纪80年代中期，我国红薯工业实现了机械化和自动化。进入20世纪90年代以后，又进行了新一轮的技术改造工程。在这一轮的技术改造工程中，许多红薯加工厂对设备进行了更新换代，或直接引进全套的国外先进设备，或采用国内厂家消化吸收生产出的新型机械设备。经过两轮的技术改造工程，极大推进了我国红薯机械工业的发展，红薯机械工业现已形成门类齐全、品种配套的产业，已经为机械工业中的重要产业之一。1.3 国内红薯机械化未来发展方向红薯在中国食品产业占有重要地位，随着社会发展和进步，红薯不但是人们生活的必需品，而且对经济起了很好的作用，而红薯分选机是红薯生产中的一种主要机械。21世纪，中国将实现红薯生产和加工全程机械化，以满足红薯生产规模化、经营产业化、红薯产品多元化、红薯质量无公害化的要求。红薯机械将集机、电、液于一体，向智能化、自动化跨越。1.4 目前国内常见的红薯分选机主要有以下几种类型目前我国红薯业生产上使用的分选机类型很多，大小不一。根据红薯检测指标的不同，红薯分选机大致可以分为大小分选机、重量分选机、外观品质分选机和内部品质分选机。本课题主要研究的是大小分选机，而根据其结构和工作原理的不同，大小分选机可分为筛子分选机、回转带分选机、辊轴分选机、滚筒式分选机。2 总体方案的拟定2.1 原理分析分选机上的分级装置的孔眼的大小和形状必须根椐红薯的大小、形状和产品工艺要求确定。特别注意分级级数的设计计算，提高分选质量，以保证后序工序的顺利进行。红薯分选机是由分选机构、传动机构和电动机组成。红薯分选时将红薯运送至进料斗，然后流入到分级滚筒或摆动筛中，使红薯在滚筒里滚转和移动或在摆动筛中作相对运动，并在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级目的。2.1.1 方案选择为了实现预定的功用，有两套方案可以实现：(参见图1、图2)方案一 采用摆动筛式进行红薯的分选图1方案一 示意图Fig1 The figure of program 1方案二 采用滚筒式进行红薯分选图2 方案二 示意图Fig2 The figure of program 22.1.2 方案的比较方案一采用摆动筛式来进行红薯的分选，其机械振动装置由皮带传动使偏心轮回转，偏心轮带动曲柄连杆机构实现机体的直线往返式摆动。摆动筛分选机的优点为：结构简单，制造、安装容易；筛面调整方便，利用率高；以直线往复摆动为主。振动为辅，对物料损伤少；适用多物料及同一物料多种不同规格的分级。缺点为：动力平衡困难，噪音大，清洗不方便等。方案二采用滚筒式来进行红薯的分选，其滚筒由摩擦轮带动，物料通过料斗流入到滚筒时，在其间滚转和移动，并在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级目的。滚动式分选机的优点为：结构简单，分级效率高，工作平稳，不存在动力不平衡现象。缺点为：机器占地面积大，筛面利用率低；由于筛孔调整困难，对原料的适应性差。本课题研究的主要目的是实现红薯生产的规模化和机械化，而且主要针对单一物料进行分级，对红薯的损伤情况不做过多要求，故采用方案二比较合理。2.2 总体结构设计2.2.1 总体结构总体结构分为以下主要部分（如图3所示）：进料斗、滚筒、收集料斗、机架、传动装置、摩擦轮等。 图3 红薯分选机结构图Fig3 The principle figure of the structure of the fruit sorter2.2.2 传动路线红薯分选机的传动路线如图4所示，该机构是通过电动机驱动皮带传动，将运动和动力直齿圆柱齿轮减速器，通过减速器减速后，再由链轮传动机构将运动和动力传递给摩擦轮，在摩擦轮的带动下，以实现对红薯的分级。1.电机 2.皮带轮 3.摩擦轮 4.摩擦轮轴 5.单级直齿圆柱齿轮减速器 6.链传动 图4 红薯分选机的传动路线Fig4 The transmission route of the fruit sorter2.3 各执行机构主要参数的计算2.3.1 滚筒设计考虑到红薯大小形状的差异，将滚筒的分级情况定为6级。在实际分级中，可以将相邻的两级料斗合为一级，以满足不同分级的需要。现在设计采用5节筛筒，6级分级。2.3.2 滚筒孔眼总数的确定生产能力G可由下式计算： G 3600zm10001000 （2-1）式中：z为滚筒上的孔眼总数；G为生产能力；为在同一秒内从筛孔掉下物料的系数，因分选机型和物料性质不同而异，滚筒式可取1025；m为物料的平均质量。根据设计要求给定的参数G=12 t/h，m=400g，= 2.0可求出z =10001000G3600m =100010001236000.02400 =417（个）2.3.3 滚筒直径D、长度L以及各级排数P和各排孔数Z的确定在生产能力已知的情况下，通过式（2-1）求取的Z为滚筒上所需的孔数。但由于各级筛孔孔径不同而滚筒直径相同，所以这个总孔数不能平均分配在各级中，而应根据工艺的要求分成不同直径的若干级别，再依级数设每级排数以确定同一级每排筛孔数。若把滚筒展开成平面，则其关系为每级孔数=排数每排孔数每级长度=（每级筛孔直径每排孔数）（筛孔间隙各排孔数）则 滚筒的圆周长度=（排数各级孔径）（排数孔径）理论上，每级的孔数之和等于总孔数Z，每级长度之和是所设计的滚筒长度，但这样设计计算各级滚筒的直径各不相同，无法连接在一起。因此一般取滚筒中直径较大的一级作为整个滚筒的直径。初步确定滚筒直径和长度后，用D:L=1:46进行校核，若不在此范围内，就应重新调整每级排数或孔数，直至达到此比例范围内为止。一般若L6D，则可适当增加排数，减少每排孔数；若L6D，则应增加每排孔数，减少排数。现在由分选所需红薯的需求，对筛筒孔径作如下估计：表1 筛孔孔径的参数Table 2 the parameter of screen size筛孔 孔径长宽（mm）孔隙（mm）粒径分布比例系数ai轴向分布比例系数bi第一级8040151/81/2第二级8545201/21/4第三级9050251/41/8第四级9555301/81/8第五级10060351/81/82.3.4 各级筛孔数的计算（1）各级筛孔的孔数 Z1=ai bi Z。 （2-2） 式中：Z1每个筛孔的个数，个；ai原料粒径分布比例系数；bi原料沿滚筒轴向分布比例系数；Z。基准孔数，个。（2）基准孔数为 Z。=Z/ai bi （2-3）则 Z。=417 /（ 1/81/21/21/41/41/81/81/81/81/8）=1668（个）则，可求 Z1=ai bi Z。=1/81/21668=104 Z2=ai bi Z。=1/21/41668=209Z3=ai bi Z。=1/41/81668=52Z4=ai bi Z。=1/81/81668=26Z5=ai bi Z。=1/81/81668=26（3）筛孔排数与每排孔数的计算已知u = L/D （2-4）式中：u长度与直径之比；L滚筒的长度，m；D滚筒的直径，m。又知滚筒的长度可表示为L=Li =1/P0Zi/Ci(diei) （2-5）式中：P0基准排数，通常以第一级为基准；di各级筛孔的直径，m；ei个级筛孔的孔径，m；Ci筛孔的直径及间隙对排数的影响比例系数。又知CI= P1P0 （2-6）式中：P1各级筛孔的排数因 Si= diei故 Pi=2D / Si则将这些转换式对L=Li =1/P0Zi/Ci(diei)进行化简，得L=2D / SiZ1(d1e1)2Z2(d2e2)2Z3(d3e3)2Z4(d4e4)2Z5(d5e5)2又估计u = L/D=4 则D= 1/4L则L2=2 / 104(0.0800.015)2209(0.0850.020)252(0.0900.025)226(0.0950.030)226(0.1000.035)2解得L=2.3 m则D= 1/4L=0.575 m则由Pi=2D / Si ，得P1=20.575 / (0.0800.015)=23P2=20.575 / (0.0850.020)=20P3=20.575 / (0.0900.025)=18P4=20.575 / (0.0950.030)=17P5=20.575 / (0.1000.035)=15由此可得各级滚筒每排孔数：由ZPi=Zi/Pi 可得 ZP1= Z1/P1 = 10423 =5 ZP2= Z2/P2 = 20920 =10ZP3= Z3/P3 = 5218 =3ZP4= Z4/P4 = 2617 =2ZP5= Z5/P5 = 2615 =2经圆整后，各级滚筒每排的孔数为：ZP1=4 ZP2=7 ZP3=3 ZP4=3 ZP5=2（4）滚筒直径的确定各级滚筒的周长为 li = /2 (diei)Pi （2-7） l1 = 3/2 (d1e1)P1=/2 (0.0800.015)23=1.892 ml2 = 3/2 (d2e2)P2=/2 (0.0850.020)20=1.819 ml3 = 3/2 (d3e3)P3=/2 (0.0900.025)18=1.793 ml4 = 3/2 (d4e4)P4=/2 (0.0950.030)17=1.840 ml5 = 3/2 (d5e5)P5=/2 (0.1000.035)15=1.754 m各级计算周长中，最长的作为整个滚筒的周长，则l=1.892 m。（5）筛孔间隙修正因为各级计算周长与确定的滚筒轴长l存在差值，则按下式修正： ei=2l/ Pidi （2-8）则 e1 =21.892/230.080 =0.015e2 =21.892/200.085 =0.024e3 =21.892/180.090 =0.031e4 =21.892/170.095 =0.034e5 =21.892/150.100 =0.046（6）滚筒直径 D=l/ （2-9）则 D=1.892/=0.60 m（7）长径比验算总长度的确定，应将各级的一侧边缘尺寸fi计入，因此 L=Lifi （2-10）又知 fi= Si 2=1/2(diei) （2-11）则滚筒的长度为 L=ZPi(diei)1/2(diei) （2-12）则 L=ZPi(diei)1/2(diei) （2-13）L=4(0.0800.015)7(0.0850.020)3(0.0900.025)3(0.0950.030)2(0.1000.035) 1/2(0.0800.015)(0.0850.020)(0.0900.025)(0.0950.030)(0.1000.035)=2.393 m将计算出的滚筒长度和直径代入长径比公式中进行验算，若不超过规定长度比的5，则可确定长度和直径；否则要重新进行校正。由计算知 D=0.60 m L=2.393 m则u = L/D=2.393/0.60=3.99规定的u = L/D=4 则相差值为4-3.99=0.015，符合要求。故可确定滚筒 D=0.60 m L=2.393 m2.3.5 转速n及水平倾角a的确定滚筒的转速影响分级效率及生产能力，而滚筒的转速取决于直径。滚筒一般呈倾斜放置，则通常转速可由以下公式确定： n = 1214 /R （2-14）则由前面滚筒尺寸参数计算中，知D=0.60 m，根据公式可得本设计中的转速范围n = 1214 /R=1214 /0.60=1518 r/min又考虑滚筒的转速一般为1015 r/min，一般不超过30 r/min。在结合实际生产需求，最终确定滚筒的转速n=18 r/min。 由上式可知，n与R成反比，即滚筒直径越大，其转速越小。而滚筒的倾角a与滚筒的长度有关，一般约为3 o5 o，长的滚筒取小值，短的取大值。本设计中滚筒的长度为L=2.393 m，结合实际生产的需要，取a=4 o。2.3.6 滚轮和摩擦轮滚轮和摩擦轮工作时，滚圈的动力是由摩擦轮与之摩擦所产生的，她们是一对相对运动的部件。通常为了维修及更换零件的方便，在设计上，摩擦轮所选择的材料要比滚圈耐磨性差，以便把磨损落在摩擦轮上。摩擦轮和滚圈的结构如图5所示。滚圈的常用材料为Q235、Q255、40号碳素钢。摩擦轮的材料常为HT250、HT200等。这里取滚圈的材料为Q235，摩擦轮的材料为HT200。 摩擦轮的宽度b一般比滚圈宽度B大3040 mm，以补偿筒体热胀冷缩和轴向窜动的需要，经计算摩擦轮外径为d=375 mm，宽度为90 mm（由与滚圈宽60 mm关系式计算得出）。1.滚筒 2.摩擦轮 3.滚圈图5 摩擦轮与滚圈Fig5 The friction wheel and the rolling ring2.3.7 功率计算对于摩擦轮传动式，其功率可用下式计算： P=Rn(m113m2)g/60 （2-15） 式中：P滚筒转动所需要的电动机功率，W；R滚筒内半径，m；n滚筒转速，r/min；m1滚筒本身质量，kg；m2滚筒内原料质量，kg；传动效率，一般取0.60.7。本设计中取=0.6。 m2=R2Lr1 （2-16） 式中：L滚筒的长度，m；r1物料的密度，kg/m3； 物料在滚筒中的填充系数，一般为0.050.10。 在本设计中，所涉及的滚筒用来筛选红薯，按其平均质量和半径，估算出物料密度1.2103 kg/m3，填充系数选取=0.07，则m2=R2Lr1=3.14（0.60-0.0022）/222.3931.21030.07=56 kg 将以上结果代入滚筒转动时所需的电动机功率P的计算公式中：P=Rn(m113m2)g/60=（0.60-0.0022）/218(621356) 9.81/600.6=1155 W2.3.8 筛孔的设计筛孔是分选机械的主要工作部分，其优劣程度直接影响分级效果。筛孔有正方形、矩形、正三角形等排列。经计算，正三角形排列筛面的有效系数比正方形排列增加16，如图6所示，其有效筛面面积更大，故在设计中采取正三角形排列。图6 正三角形排列Fig6 The equilateral triangle arrangement2.3.9 选择电动机（1）选择电动机类型和结构形式生产单位一般用三相交流电源，如无特殊要求(如在较大范围内平稳地调速，经常起动和反转等)，通常都采用三相交流异步电动机。我国已制订统一标准的Y系列是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械，如金属切削机床、风机、输送机、搅拌机、农业机械和食品机械等。由于Y系列电动机还具有较好的起动性能，因此也适用于某些对起动转矩有较高要求的机械(如压缩机等)。在经常起动，制动和反转的场合，要求电动机转动惯量小和过载能力大，此时宜选用起重及冶金用的YZ型或YZR型三相异步电动机。 三相交流异步电动机根据其额定功率(指连续运转下电机发热不超过许可温升的最大功率，其数值标在电动机铭牌上)和满载转速(指负荷相当于额定功率时的电动机转速，当负荷减小时，电机实际转速略有升高，但不会超过同步转速磁场转速)的不同，具有系列型号。为适应不同的安装需要，同一类型的电动机结构又制成若干种安装形式。各型号电动机的技术数据(如额定功率、满载转速、堵转转矩与额定转矩之比、最大转矩与额定转矩之比等)、外形及安装尺寸可查阅产品目录或有关机械设计手册。按已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。（2）选择电动机类型的功率由前面设计计算已知，工作机所需的电动机输出功率为P工作输出=1.155 KW 电动机至运输带之间的总效率为总=皮带齿轮3滚动轴承链轮2摩擦轮 =0.960.970.9930.960.902 =0.703 所以电动机的输入功率为P电动机输入= P工作输出/总=1.155/0.703 =1.64 kW（3）初选同步转速为750 r/min的电动机由P电动机输入P电动机额定，故根据机械设计课程设计手册表12-1，选择电动机型号为Y132S-8，其额定功率为2.2 KW，满载转速为710 r/min，即P电动机额定=2.2 kWn电动机额定=710 r/min2.4 传动装置的运动和动力参数的计算2.4.1 各传动装置的总传动比及各轴转速的计算的计算分配各级传动比时应考虑的问题：（1）各级传动比机构的传动比应在推荐值的范围内，不应超过最大值，已利于发挥其性能，并使其结构紧凑。（2）应使各级传动的结构尺寸协调、匀称。例如：由V带传动和齿轮传动组成的传动装置，V带传动的传动比不能过大，否则会使大带轮半径超过变速器的中心高，造成尺寸不协调，并给机座设计和安装带来困难。（3）应使传动装置外廓尺寸紧凑，重量轻。在相同的总中心距和总传动比情况下，具有较小的外廓尺寸。（4）在变速器实际中常使各级大齿轮直径相近，使大齿轮有相近的侵油深度。高、低速两极大齿轮直径相近，且低速级大齿轮直径稍大，其侵油深度也稍深些有利于侵油润滑。（5）应避免传动零件之间发生干涉碰撞。高速级大齿轮与低速轴发生干涉，当高速级传动比过大时就可能产生这种情况。除考虑上诉几点还要理论联系实际，思考机器的工作环境、安装等特殊因素。这样我们就可以通过实测与理论计算来分配各级的传动比了。电动机的满载转速为710 r/min, 要求的输出为18r/min，则总的传动比为：nm / n=710/1839.44V带传动比常用范围i7；圆柱齿轮传动单级减速器传动比的范围i46；链传动传动比的范围i6；摩擦轮传动传动比的范围i5。故设计分配传动比如下： 第一级V带传动比 i1=3；第二级齿轮传动传动比 i2=4； 第三级链传动传动比 i3=2；第二级摩擦轮传动传动比 i4=1.6。 电动机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，低速轴为2轴，摩擦轮轴为3轴，各轴转速为：n0= nw=710 r/min n1= n0/ i1=710/3=237 r/min n2= n1/ i2=237/4=59 r/min n3= n2/ i3=59/2=30 r/min n4= n3/ i4=30/1.6=18 r/min2.4.2 各轴输入功率的计算机械效率分布如下：V带传动1=0.96；滚动轴承2=0.99；圆柱齿轮传动3=0.97；链传动4=0.96；摩擦轮传动5=0.90。各轴输入功率按电动机额定功率计算，各轴输入功率即：P0 = PW = 2.2 kWP1 = P01=2.20.96=2.11 kWP2 = P123=2.110.990.97=2.03 kWP3 = P24 =2.030.96=1.95 kWP4 = P325=1.950.990.90=1.74 kW2.4.3 各轴转矩的计算T0 = 9550 P0/ n0=95502.2/710 =29.59 NmT1 = 9550 P1/ n1=95502.11/237 =85.02 NmT2 = 9550 P2/ n2=95502.03/59 =325.58 NmT3 = 9550 P3/ n3=95501.95/30 =620.75 Nm3 主要零件的选择和设计3.1 皮带传动的设计计算根据设计可知皮带轮传动比为3，因传动速度较快，处于高速端，故采用带传动来提高传动的平稳性。并旋转方向一致 ，带轮的传动是通过带与带轮之间的摩擦来实现的。带传动具有传动平稳，造价低廉以及缓冲吸振等特点。根据槽面摩擦原理，在同样的张紧力下，V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。再加上V带传动允许传动比较大，结构较紧凑，以及V带以标准化并且大量生产的优点，所以这里高速轴传动选用V带传动。3.1.1 确定计算功率 Pca由机械设计表8-7 查得工作情况系数K A =1.1 故 Pca = K A P = 1.12.2=2.42 kW3.1.2 选择V带的带型根据Pca=2.42 KW,小带轮转速n1=710r/min,由机械设计图8-11选用A型。3.1.3 确定带轮的基准直径dd并验算带速v（1）初选小带轮的基准直径dd由机械设计表8-6和表8-8，取基准直径dd1=140 mm。（2）验算带速v按式v=dd1 n1/601000验算带的速度v =dd1 n1/601000 =140 710/601000 = 5.20 m/s 因为5 m/sv30 m/s，故带速合适。（3）计算大带轮的基准直径根据式dd2= idd1=3140=420 mm，根据机械设计表8-8，圆整为dd2= 400 mm。3.1.4 确定V带的中心距a和基准长度L d根据公式0.7（dd1 +dd2）a0 2（dd1 + dd2）初步确定中心距a0 =750mm由式：Ld=2a0+/2(dd1+ dd2)/+ (dd1- dd2)2/4a0 = 2750+/2(140+400)+(400-140)2/4750 = 2371 mm由机械设计表8-2 选带的基准长度 Ld=2240 mm。计算实际中心距 a =a 0 +（L d- Ld）/2=750+（22402371）/2=685 mm3.1.5 验算小带轮上的包角a1 a1 =180 o -57.5 o(dd2- dd1)/a =180 o -57.5 o(400140)/685=158 o120 o取a=158 o。3.1.6 计算带的根数z（1）计算单根V带的额定功率Pr由dd1=140 mm和n1=710r/min，查机械设计表8-4a得 P0=1.26 kW。根据n1=710r/min，i=3和A型带，查机械设计表8-4b得 P0=0.09 kW。查机械设计表8-5得Ka=0.95，表8-2得KL=1.06，于是Pr=( P0+ P0)KaKL=(1.26+0.09)0.951.06=1.36 kW（2）计算V带的根数zz= Pca/ Pr=2.42/1.36=1.78取2根。3.1.7 计算单根V带的初拉力的最小值（FO）min由机械设计表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1 kg/m，所以（FO ）min=500(2.5Ka) Pca / Ka zv +qv2=500（2.5-0.95）2.42/（0.9525.20）+0.15.202 =193N3.1.8 计算轴压力FP由式（FP）=2Z（FO ）min sin(a1/2)=22193sin(158/2)=758N3.1.9 带轮的结构设计V 带轮结构设计从略。3.1.10 带的张紧装置各种材质的V 带都不是完全的弹性体，在预紧力的作用下，经过一段时间的运转后，就会由于塑性变形而松弛。使预紧力FO 降低。为保证带传动的能力，应定期张紧。此处采用定期张紧装置。 3.2 直齿圆柱齿轮的设计计算3.2.1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图4所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）滚筒为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）（3）材料选择。由机械设计表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280 HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240 HBS，二者材料硬度差为40 HBS。（4）选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=424=963.2.2 按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-9a）进行试算，即 d1t2.32 3KT1/d(u1)/u(ZE/H)2 （3-17）（1）确定公式内的各计算数值试选载荷系数Kt=1.3。 计算小齿轮传递的转矩。T1 = 9550 P1/ n1=95502.11/237 =85.02 Nm=8.502104 Nmm由机械设计表10-7选取齿宽系数d=1.2。由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8 MPa1/2。由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2=550MPa。由机械设计式10-13计算应力循环次数N1=60n1jLh=602371(2830015)=1.024109N1=1.024109/4=0.256109由机械设计图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90；KHN1=0.95。计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1，安全系数S=1，由由机械设计式（10-12）得H1= KHN1lim1/S=0.9600 MPa=540 MPaH2= KHN2lim2/S=0.95550 MPa=522.5 MPa（2）计算试算小齿轮分度圆直径d1t，代入H中较小的值。d1t2.32 3KT1/d(u+1)/u(ZE/H)2=2.32 31.38.502104/1.2(4+1)/4(189.8/522.5)2=57.459 mm计算圆周速度v。v =d1t n1/601000 =57.459237/601000 = 0.71 m/s计算齿宽b。b =dd1t=1.257.459=68.951 mm计算齿宽与齿高之比b/h。模数 mt= d1t/ z1=57.459/24=2.394 mm齿高 h= 2.25 mt=2.252.394=5.39 mmb/h=68.951/5.39=12.79计算载荷系数。根据v=0.71 m/s，7级精度，由机械设计图10-8查得动载荷系数Kv=1.04；直齿轮，KHa= KFa=1；由机械设计表10-2查得使用系数KA=1；由机械设计表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时，KHB=1.315。由b/h=12.79，KHB=1.315查机械设计图10-13得KFB=1.28；故载荷系数K= KA Kv KHa KHB=11.0411.315=1.368按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由机械设计式（10-10a）得d1= d1t 3K/ Kt=57.45931.368/ 1.3=58.436 mm计算模数 m。m = d1/ z1=58.436/24=3.43 mm3.2.3 按齿根弯曲强度设计由机械设计式（10-5）得弯曲强度的设计公式为 m32KT1/d z12 (YFa YSa /F) （3-18）（1）确定公式内的各计算数值由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500 MPa；大齿轮的弯曲强度极限FE2=380 MPa；由机械设计图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85，KFN1=0.88；计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由机械设计式（10-12）得F1= KFN1FE1/S=0.85500/1.4 MPa=303.57 MPaF2= KFN2FE2/S=0.88380/1.4 MPa=238.86 MPa计算载荷系数K。K= KA Kv KFa KFB=11.0411.28=1.331查取齿形系数。由机械设计表10-5查得 YFa1=2.65；YFa2=2.196。查取应力校正系数。由机械设计表10-5查得 YSa1=1.58；YSa2=1.786。计算大、小齿轮的YFa YSa /F并加以比较。YFa1 YSa1 /F=2.651.58/303.57=0.01379YFa2 YSa2 /F=2.1961.786/238.86=0.01642大齿轮的数值大。（2）设计计算m321.3318.502104 /1.2242 (0.01642)=1.75 mm对于计算结果，由齿面接触强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.75并就圆整为标准值m= 2.0 mm，按接触强度算得的分度圆直径d1=58.436 mm，算出小齿轮齿数z1 = d1/ m=58.436/229大齿轮齿数 z2 = 429=116这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。3.2.4 几何尺寸计算（1）计算分度圆直径d1= z1m=292=58 mmd2= z2m=1162=232 mm（2）计算中心距a = (d1+ d2)/2=(58+232)/2=145 mm（3）计算齿轮宽度b =d d1=1.258=69.6 mm取B2=70 mm，B1=75 mm。（4）机构设计及绘制齿轮零件图（从略）。3.3 滚子链传动的设计计算3.3.1 选择链轮齿数取小链轮齿数z1=19，大链轮的齿数为z1=iz2=219=38。3.3.2 确定计算功率由机械设计表9-7查得KA=1.0，由机械设计图9-13查得KZ=1.52，单排链，则计算功率为Pca= KAKzP=1.01.522.2=3.34 kW3.3.3 选择链条型号和节距根据Pca=3.34 kW及n2=59 r/min查机械设计图9-11，可选20A-1。查机械设计表9-1，链条节距为p=31.75 mm。3.3.4 计算链节数和中心距初选中心距a0=(3050)p=(3050) 31.75=952.51587.5 mm。取a0=1000 mm。相应的链长节数为Lp0=2 a0/p+( z1+ z2)/2+( z2-z1)/22 p/ a0=21000/31.75 + ( 19+38)/2 + ( 38-19)/22 31.75/ 100091.78 取链长节数L=92节。 查机械设计表9-7得到中心距计算系数fi=0.24883，则链传动的最大中心距为a = fip2 Lp-( z1+ z2)=0.2488331.752 92-( 19+ 38)987 mm3.3.5 计算链速v，确定润滑方式v = n2z1p /601000 =591931.75/6010000.6 m/s由v=0.6 m/s和链号20A-1，查机械设计图9-14可知应采用滴油润滑。3.3.6 计算压轴力Fp有效圆周力为：Fe=1000P/v=10002.2/0.63667 N 链轮水平布置时的压轴力系数KFp=1.15，则压轴力为FpKFpFe =1.1536674217 N。 3.4 轴的设计计算3.4.1 高速轴的设计计算（1）由机械设计式（15-2）初步估算轴的最小轴径： dmin= A03P1/n1 （3-19）确定公式内的各种计算数值选轴的材料为45钢（调质），由机械设计表153，取=112由前面的设计算得 P1=2.11 kW，n1=237 r/min（2）设计计算：dmin= A03P1/n1=11232.11/237=23.3 mm轴的最小轴径为d=(1+0.14)=26.6mm 圆整后取27mm。（3）轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配方案根据设计要求，现选用图7所示的装配方案。图7 高速轴的装配方案 Fig 7 The assemble program of high speed shaft2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度a、为了满足小皮带轮的轴向定位要求，-轴的右端需制出一轴肩，故取-段的直径d-=34 mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=37 mm。小皮带轮与轴配合的毂孔长度L1=48 mm，为了保证轴端挡圈只压在小皮带轮上而不压在轴的端面上，故-段的长度应比L1略短一些，现取l-=46 mm。b、初步选择滚动轴承。应轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d-=34 mm，由机械设计课程设计手册初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列滚锥轴承30208，其尺寸为dDT=40 mm80 mm19.75 mm，故d-= d-=40 mm；而l-=19.75 mm。右端滚动轴承采用轴肩定位。由机械设计课程设计手册查得30208型轴承的定位轴肩高度h=4.5 mm，因此，取d-=49 mm。c、取安装齿轮处的轴端段-的直径d-=50 mm，经计算，由于小齿轮的齿根圆到键槽底部的距离e2mt(mt为端面模数)，故将齿轮和轴做成一体，即齿轮轴的形式。d、轴承盖的总宽度为20 mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与小皮带轮右端面的距离l=30 mm，故l-=50 mm。e、取齿轮距箱体内壁之距离a=16 mm。考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s=8 mm，已知滚动轴承宽度T=19.75 mm，则l-=T+s+a=19.75+8+16=43.75 mml-= s+a=8+16=24 mm至此，已经确定了轴的各段直径和长度。（4）轴上零件的周向定位小皮带轮的周向定位采用平键连接。按d-由机械设计表6-1查得平键截面bh=8 mm7 mm，键槽用键槽铣刀加工，长为40 mm，同时为了保证小皮带轮与轴配合良好的对中性，故选择小皮带轮轮毂与轴的配合为H7/ k6。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处轴的直径尺寸公差为m6。（5）确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计表15-2，取轴左端倒角为1.045 o，轴右端倒角为1.645 o，各轴肩处的圆角半径见表15-2。（6）求轴上的载荷首先根据轴的结构图（图7）做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值（参看机械设计图15-23）。对于30208型圆锥滚子轴承，由机械设计课程设计手册查得a= 16.9 mm。因此，作为简支梁的轴的支承跨距64.35+64.35=128.7 mm。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图，如图7所示。从轴弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计算出的截面C处的MH、MV及M的值列与下表（参看图8）。表2 截面C的支反力、弯矩及扭矩数值Table 2 the section C of the reacting force, bending moment and torque value 载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=1466N, FNH2=1466NFNV1=533.5N, FNV2=-533.5N弯矩MMH=94557 NmmMV1=34410.75NmmMV2=-34410.75 Nmm总弯矩M1= M2=945572+34410.752=100624 Nm扭矩TT1=85020 Nmm图8 轴的载荷分析图Fig8 The analysis of the small gear wheel axle load（7）按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据机械设计式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取a=0.6，轴的计算应力ca=M12+(aT1)2 /W=1006242+(0.685020)2 /0.1703=3.3 MPa前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表15-1查得-1=60 MPa。因此ca0.07d，故取h=6 mm，则轴环处的直径d-=82 mm。轴环宽度b1.4h，取l-=12 mm。d、轴承盖的总宽度为20 mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与小链轮左端面的距离l=30 mm，故l-=50 mm。e、取齿轮距箱体内壁之距离a=16 mm。考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s=8 mm，已知滚动轴承宽度T=22.75 mm，则l-=T+s+a+（70-66）=22.75+8+16+4=50.75 mml-=s+a=8+16=24 mm至此，已经确定了轴的各段直径和长度。（4）轴上零件的周向定位齿轮、小链轮的周向定位采用平键连接。按d-由机械设计表6-1查得平键截面bh=20 mm12 mm，键槽用键槽铣刀加工，长为56 mm，同时为了保证齿轮与轴配合良好的对中性，故选择小皮带轮轮毂与轴的配合为H7/ n6；同样，小链轮与轴的连接，选用平键12 mm8 mm22 mm，小链轮与轴配合为H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处轴的直径尺寸公差为m6。（5）确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计表15-2，取轴端倒角为1.645 o，各轴肩处的圆角半径见表15-2。（6）求轴上的载荷首先根据轴的结构图（图9）做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值（参看机械设计图15-23）。对于30211型圆锥滚子轴承，由机械设计课程设计手册查得a= 21 mm。因此，作为简支梁的轴的支承跨距60.75+60.75=121.5 mm。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图，如图10所示。从轴弯矩和扭矩图中可以看出截面B是轴的危险截面。现将计算出的截面C处的MH、MV及M的值列与下表（参看图10）。表3 截面B的支反力、弯矩及扭矩数值Table 3 the section B of the reacting force, bending moment and torque value 载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=1403.5N, FNH2=1403.5NFNV1=511N, FNV2=-511N弯矩MMH=85263 NmmMV1=31043.25NmmMV2=-31043.25 Nmm总弯矩M1= M2=852632+31043.252=90738 Nmm扭矩TT1=325580 Nmm图10 轴的载荷分析图Fig10 The analysis of the small gear wheel axle load（7）按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据机械设计式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取a=0.6，轴的计算应力ca=M12+(aT1)2 /W=907382+(0.6325580)2 /0.1703=1.4 MPa前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表15-1查得-1=60 MPa。因此ca-1,故安全。3.5 轴承的校核3.5.1 高速轴轴承的校核由于同时承受轴向力和径向力的作用，且左右轴承受力大小相同，所以在这里仅需校核其中任意一个轴承即可，现取右轴承进行校核，故P=FNH22+FNV22 =14662+533.52 = 1560 N。预期计算轴承寿命（按工作10年，年工作200天，4小时工作制），则有：Lh =102004=8000h右轴承所需的基本额定动载荷 C = P60 n Lh/106=1560 10/360237 8000/106=6455 N查机械设计课程设计 表15-6可知，30208型滚动轴承的额定动载荷Cr=63.0 kN。此，C, 故安全！同理左边轴承C ，也安全！3.5.2 低速轴轴承的校核 由于同时承受轴向力和径向力的作用，且左右轴承受力大小相同，所以在这里仅需校核其中任意一个轴承即可，现取左轴承进行校核，故P=FNH22+FNV22 =1403.52+5112 = 1494 N。预期计算轴承寿命（按工作10年，年工作200天，4小时工作制），则有：Lh =102004=8000h右轴承所需的基本额定动载荷 C = P60 n Lh/106=1494 10/36059 8000/106=4074 N查机械设计课程设计 表15-6可知，30208型滚动轴承的额定动载荷Cr=90.8 kN。此，C, 故安全！同理右边轴承C ，也安全！3.6 键的设计计算与校核3.6.1 高速轴上联接的键的校核 已知装小带轮处的轴径 d = 27，高速轴上的转矩是85.02 Nm，载荷有轻微冲击。（1）选择键联结的类型和尺寸一般8级以上精度的带轮有定心精度要求，应选用平键联接。由于带轮在轴端，故选用单圆头平键（A型）。根据 d = 27，由机械设计 表6-1查得键的截面尺寸为：宽度 b = 8，高度 h = 7。由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长 L = 40（比轮毂宽度要小些）。（2）校核键联接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由机械设计表6-2查得许用挤压应力p = 100120MPa，取其平均值，p = 110 MPa。键的工作长度 l = L b/2 = 40 8/2 =36,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.57=3.5mm。由机械设计式（6-1）可得：p =2T103/kld=