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红枣
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摘 要目前，我国具备先进红枣分选设备的企业很少，因此市场上销售的红枣大多数依靠机械配合人工的方式实现分选。人工分选的主要缺点是：劳动量大、生产率低而且分选精度不稳定；红枣分选难以实现快速、准确和无损坏制约了红枣产业的发展。因此实行红枣智能分选机机械化作业是红枣发展的一种必然趋势。本次设计的红枣分选机构采用带式分级机构。该分级机的设计思路为：小于分级皮带之间间隙的枣便落进出枣斗进入集枣箱,不会出现卡枣、破枣现象。本次设计首先，对红枣分选机现状进行分析并根据红枣特点，确定其方案及主要参数；接着，对其主要零部件进行相关的设计计算与校核；然后，对其装配工艺进行设计；最后，运用AutoCAD制图软件绘制其装配图及主要零部件图。通过本次设计巩固了大学所学专业知识，也掌握了普通机械的设计理论和流程，熟悉了AutoCAD制图软件的使用。关键词：红枣；分选机；皮带；设计AbstractAt present, there are few enterprises with advanced jujube sorting equipment in China, so most of the jujubes sold on the market rely on mechanical and manual methods to achieve sorting. The main shortcomings of manual sorting are: large labor, low productivity and unstable sorting accuracy; the difficulty of rapid, accurate and undamaged sorting of jujube restricts the development of jujube industry. Therefore, the implementation of mechanized operation of jujube intelligent sorter is an inevitable trend in the development of jujube.The design of jujube sorting mechanism uses belt classification mechanism. The design idea of the classifier is that the jujube which is less than the gap between the grading belts falls into and out of the jujube hopper and enters the jujube collection box, so that the phenomenon of jujube cards and broken jujube will not occur.Firstly, the current situation of jujube sorter is analyzed and its scheme and main parameters are determined according to the characteristics of jujube. Secondly, the relevant design calculation and verification of its main components are carried out. Secondly, the assembly process is designed. Finally, the assembly drawings and main components drawings are drawn by using AutoCAD drawing software.Through this design, we have consolidated our professional knowledge, mastered the design theory and process of ordinary machinery, and familiarized ourselves with the use of AutoCAD drawing software.Key words: Jujube; Sorting Machine; Belt; Design目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1课题的背景及意义11.2国内外研究现况21.2.1国外研究现状21.2.2国内研究现状3第2章 总体设计42.1设计要求42.2方案设计42.2.1红枣特点分析42.2.2方案选定42.3总体参数计算52.3.1电动机的选择52.3.2分配传动比52.3.3运动和动力参数计算6第3章 主要零部件的设计83.1减速器齿轮传动设计83.1.1选精度等级、材料和齿数83.1.2按齿面接触疲劳强度设计83.1.3按齿根弯曲强度设计103.1.4几何尺寸计算113.1.5验算113.2 V带传动的设计123.2.1 V带的基本参数123.2.2 带轮结构的设计143.3轴及轴承、键的设计143.3.1高速轴及轴承、键的设计143.3.2低速轴及轴承、键的设计173.4滚动轴承及键的校和计算寿命203.4.1输入轴的轴承203.4.2 输入轴的键203.4.3 输出轴的轴承213.4.4输出轴的键223.5进、出料斗设计223.5.1进料斗设计223.5.2出料斗设计233.6分级皮带轮的设计233.7分级皮带的选择233.8机架设计253.8.1结构尺寸的设计253.8.2支架的校核253.8.3机架连接螺栓的校核26第4章 装配工艺设计284.1机器装配的基本概念284.2制定装配工艺过程的基本原则284.3制订装配工艺规程的步骤284.4装配工艺过程卡29总 结31致 谢32参考文献3334红枣分选机构设计第1章 绪 论1.1课题的背景及意义1.1.1研究目的红枣又名大枣,含有丰富的营养成分。红枣在国内和国外都有着广阔的市场前景。近年来国内外市场对红枣需求量的逐年增加,由于我国拥有全世界98%的枣树资源和近100%的枣产品国际贸易额,因而我国在红枣种植和贸易领域中占有主导地位。在国际贸易中,我国出口的红枣大部分是未经任何处理的红枣或其初级产品,品质差并且销售价格较低。随着生活水平的不断提高,国内消费者对红枣的消费理念己经由数量型向质量型转变,不仅要求口味纯正,而且要求形靓物美。因此经过分级处理、打蜡和精美包装的红枣受到越来越多消费者的青睐。而目前我国红枣的后期处理率仅为1%,采后产值和收获时自然产值比仅有0.5/1。究其原因,是国内对于红枣的商品化处理能力较低。商品化处理是红枣采后的加工增值过程,包括分级、清洗、催熟、打蜡和包装等环节,分级是红枣进入流通市场前首要的、关键的基础加工环节,其结果直接关系到后续的精深加工产品质量,并对红枣产业的经济效益影响较大。分级处理是按照分级标准中对果实大小、颜色、品质和缺陷等多个指标的规定,将红枣分成相应级别的工艺过程。在细致、合理和有效分级的基础上才能对其进行后处理或者深加工,从而提高产品的竞争力。红枣使我们生活中常见的水果，当前，枣产业正处于蓬勃发展。从全球角度来看，中国枣产业的超强地位进一步得到巩固。近年来，我国枣树面积和产量每年都以10%以上的速度增长。据中国农业年鉴统计资料，2008年我国枣产量为171万吨，估计2015年总产量可达300多万吨，面积约150万公顷，占全世界的99%左右。我国正凭借其得天独厚的自然条件优势打造世界上最大的优质红枣生产基地。另外，北方的鲜食枣、贮藏加工和营销产业正在崛起!但是，近年来一些发达国家进军我国枣产业特别是枣加工业的势头正在显现。红枣属于耐旱作物，种植简单，收益高又便于管理。近年来，随着农业科技的发展和人民生活水平的提高，国内外红枣的加工品种越来越多，人们对红枣的的品质也有了更高的要求。但红枣的加工工业却没跟上时代的步伐，红枣的很多加工环节还是传统的手工作业。其重要原因是我国红枣采后处理加工技术和加工设备落后，而红枣分级加工和分选是采后处理加工技术中的重要环节，这一方面制约了红枣产业的快速发展，同时也阻碍了红枣产品档次的提高。为了提高红枣的加工质量和出品等级，需要对红枣进行严格的质量分级和大小的分级。1.1.2研究的意义消费者对红枣品质需求的提高和红枣市场的开拓,给红枣产业带来巨大的机遇的同时也带来了新的挑战。红枣企业要在最短时间内生产出优质新鲜、包装精美和标准化的产品,就要首先实现红枣采后处理自动化和产品高档化,其中的关键技术问题就是红枣采后无损检测及标准化分级。枣果有优劣之分,不同枣果的形状、大小和着色程度并不完全一致,部分枣果甚至有碰伤和病虫伤害等。不同的枣果采后混在一起既不便于贮藏和运输,也不便于以质定价。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均离不开标准化,红枣分级就是实现其商品标准化的第一步。然而,由于我国红枣采后处理技术水平低下,部分红枣采后仍由人工分选,其分选过程依靠人工感官进行识别判断。受分选者的情绪、色彩分辨力、疲劳程度和能力等条件影响,这种主观评判效率低且误差较大,红枣的标准化分级难以实现;且操作人员与枣果直接接触,不符合食品加工生产的要求。部分地区使用机械式红枣分级设备,如滚筒式分选机、轴辊式分选机和重量分级机等,仍需要配合以繁重的体力劳动;此类设备仅能按尺寸大小等单一指标分级,无法满足现阶段对于红枣分级的需求。同时机械式分选所带来的枣果损伤降低了红枣品质,使得其市场销售价格低于应有价值,极大地损害了枣农和相关企业的利益,阻碍了我国红枣产业的良性发展。因此,红枣的快速无损分级己成为提高其市场竞争力的关键因素。1.2国内外研究现况1.2.1国外研究现状自20世纪70年代起,国外公司和研究机构对红枣自动分级技术进行了大量研究(Leemans V and Destain MF2004;Leemans Vet al.2002),并己将部分成果产业化。美国、法国和新西兰部分公司是果品分级设备研制的主力军(BENEDETTI,A 2007)。目前国外公司所生产的红枣分选线可对红枣进行大小、形状、缺陷和成熟度等多方面的检测(Unay Detal.2011),并辅助以人工神经网络等方法(Nakano K 1997),其准确率大大提高。法国MAF RODA公司的红枣分级分选线有自动化的田间大木箱处理机,大木箱清洗机、纸箱自动包装、码垛和木托盘的处理。其用户遍布全球60多个主要国家。美国AUTOLINE公司研发的红枣分级机最多可9条通道、60个等级出口同时作业,并可针对用户的需求进行改装。韩国SEHAN-TECH株式会社是红枣分选机的专业生产厂家,其产品包括小型分选机和多通道分选机等,能够按照大小、重量、缺陷、颜色和含糖量等标准进行红枣分级。计算机分析系统能够提供红枣分级的各种信息,包括各等级红枣的数量、单位时间处理量和红枣的优质度等。09国外的红枣分选技术己经取得很大发展。以美国AUTOLINE、法国MAF RODA和新西兰COMPAC公司为代表的企业己开发出多手段同步检测的分级装置(Unay,Detal.2011),其准确率较高且速度快(Liming X and Yanchao Z 2010) ,部分处理算法己经硬件化,处理过程迅速可靠,给红枣产业带来了巨大的经济效益。1.2.2国内研究现状我国学者从90年代开始对分选技术进行研究,但大部分停留在单一品质检测和静态分析阶段,远没有达到实时检测分级的水平。中国农业大学学者李庆中开发了一种基于的新型苹果实时分级试验系统。由于在输送机构两侧放置了反光镜,可将苹果4个表面快速呈现给视觉检测系统,采集图像更完整。针对国内外苹果分选机在图像处理时对梗凹陷和苹果缺陷易于混淆,学者周钦红对此问题设计了一种苹果分选输送定位机构。该机构可在图像采集段之前实现果梗垂直于水平面的定位并绕竖直轴旋转,定位成功率达94%,但其定位速度较慢不满足在线检测的需求。浙江大学学者应义斌研究了一种用于柑橘自动分级系统的同步跟踪自动控制装置。该装置利用涡流式接近开关产生的脉冲作为移位信号,使处理结果在移位寄存器的位置与水果实时位置保持一致饶秀勤。徐惠荣、蒋焕煌等研制的能实现准球形水果自动单列输送并均匀翻转的装置,指出输送和翻转机构参数的选择原则和结构设计中需要注意的问题。学者应义斌对水果实时分级机构和水果分级控制系统进行了设计和试验验证,并基于此设计了“基于的水果品质智能化实时检测与分级生产线”。该系统分级误差约为5%,且主要针对柑橘等尺寸较大的水果,浙江大学所研制的水果分级生产线主要针对柑橘等水果,难以应用于红枣自动分选;且果蔬窜级率约为5%,准确率还不能满足实时分级的要求,并且其上料装置的振动对红枣有损伤,在一定程度上影响了红枣品质,并未实现无损分选。目前，我国具备先进红枣分选设备的企业很少，因此市场上销售的红枣大多数依靠机械配合人工的方式实现分选。人工分选的主要缺点是：劳动量大、生产率低而且分选精度不稳定；红枣分选难以实现快速、准确和无损坏制约了红枣产业的发展。因此实行红枣智能分选机机械化作业是红枣发展的一种必然趋势。利用智能机械化作业来分选红枣大大提高了红枣产品的质量、降低了人工分选作业的劳动强度和提高了生产率分选精度。目前可用于红枣类圆形水果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。 我国是主要的枣出口国，占有绝对的贸易主导地位。广阔的市场意味着高的商品质量与标准。分级的意义在于使产品的在大小、成熟度、色泽和品质等方面基本达到一致，有利于产品的包装、运输和储存；有利于提高产品市场竞争力、减少损失。而杆式红枣分级机具有操作简单，分级效果明显，不易顺坏红枣等优势。具有很好的发展前景。第2章 总体设计2.1设计要求本次课题要求设计一红枣分选机构，可实现红枣按照大小不同自动分成三级。2.2方案设计2.2.1红枣特点分析红枣(干枣)在外观特征上基本呈现圆台形，少数呈现较规则的圆柱形。针对本分级机的结构特点和原理，红枣在分级的过程中实际依据的是红枣腰径方向的最大尺寸。通过对大批量红枣最大腰径的观察和尺寸检测后，利用MATLAB软件的图像处理和曲线模拟技术对红枣最大腰径尺寸进行分析，可以知道红枣的最大腰径主要呈现3种特征。曲线部分即为红枣最大腰径截面的轮廓线。红枣最大腰径截面的形态特征大致可以分为以下3种：:红枣的最大腰径截面的长径和短径尺寸比较接近;红枣的最大腰径截面的长径和短径尺寸相差较大;红枣的最大腰径截面的长径和短径尺寸没有固定的差别关系。2.2.2方案选定本次采用带式红枣自动分级机构。该分级机的设计思路为：小于分级皮带之间间隙的枣便落进出枣斗进入集枣箱,不会出现卡枣、破枣现象。留在一级分级皮带上的红枣由后面的溜枣板迸入下一级差速带式红枣分级装置,后一级的皮带间的间隙大于上级的间隙,故落下的红枣大于上一级的红枣,依此将红枣分成大小不同的级别。图2-1红枣分级机方案简图红枣分级机主要是利用分级皮带之间的间隙与红枣腰径的最大尺寸差来实现分级的。经过对大量红枣进行实际测量得知，各种形态特征的红枣其腰径最大尺寸最小为l0mm，最大为35mm，红枣最小长径为18 mm，最大长径为50mm(极少的超过50mm)，红枣的长径比腰径尺寸要大。所以将分级皮带分为3段，第1段分级皮带之间间隙为1019mm，第2段分级皮带之间间隙为1927 mm，第2段分级皮带之间间隙为2735mm，即将红枣分为3个等级。2.3总体参数计算2.3.1电动机的选择（1）选择电动机类型电动机是标准部件。因为室内工作，运动载荷冲击不大，所以选择Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。（2）电动机容量的选择红枣分选机在动力方面的优点就是配套动力小，目前市场上的红枣分选机约需配置3.5KW的动力，电动机额定功率只需略大于即可，查机械设计手册表19-1选取电动机额定功率为4 kw。目前市场上的红枣分选机分选皮带轮转速通常为一般为50100r/min。而转速大小与单位时间内分选的红枣成正比，因此适当地提高分选机转数可以加快肥料的循环速度，提高生产率。本红枣分选机选用转数72r/min。展开式单级减速器推荐的传动比为：V带推荐的传动比为：得总推荐传动比为：所以电动机实际转速的推荐值为：符合这一范围的同步转速为750、1000、1500r/min。综合考虑经济性，选用同步转速1000r/min的电机。综合上述（1）（2）（3）电机型号为Y132M1-6，其额定功率4 kw，满载转速。2.3.2分配传动比满载转速。故总传动比为：为使传动装置尺寸协调、结构匀称不发生干涉现象，选V带传动比；则减速器的传动比为：；传动误差，合适2.3.3运动和动力参数计算（1）各轴的转速电机轴1轴 ；2轴 ；滚筒轴 （2）各轴的输入功率1轴 ；2轴 ；滚筒轴 ；（3）各轴的输入转矩电机轴 ；1轴 ；2轴 ；滚筒轴 ；（4）整理列表轴名功率转矩转速传动比电机轴3.9439.19 9601轴3.784167.78213.334.52轴3.746503.0871.113滚筒轴3.6483.48 71.111第3章 主要零部件的设计3.1减速器齿轮传动设计3.1.1选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表6.1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。选小齿轮齿数大齿轮齿数，取3.1.2按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即1） 确定公式各计算数值（1）试选载荷系数（2）计算小齿轮传递的转矩（3）小齿轮相对两支承对称分布，选取齿宽系数（4）由表6.3查得材料的弹性影响系数（5）由图6.14按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限（6）由式6.11计算应力循环次数（7）由图6.16查得接触疲劳强度寿命系数 （8）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1，安全系数为S=1，由式10-12得（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高计算载荷系数K根据，7级精度，查得动载荷系数假设，由表查得由表6.2查得使用系数.1由表查得查得故载荷系数（10）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得（11）计算模数3.1.3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的计算数值由图6.15查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限由图6.16查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数为S=1.2，由式得计算载荷系数（2）查取齿形系数由表6.4查得（3）查取应力校正系数 由表6.4查得（4）计算大小齿轮的，并比较 大齿轮的数据大（5）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数2.2，并就近圆整为标准值m2.5mm按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数取大齿轮齿数取3.1.4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 （3）计算齿宽宽度取B2=70mm, B1=75mm3.1.5验算 合适圆柱齿轮参数数据整理如下：序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z28，1262模数m2.5mm3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距3.2 V带传动的设计3.2.1 V带的基本参数1）确定计算功率：已知：；查机械设计基础表13-8得工况系数：；则：2）选取V带型号：根据、查机械设计基础图13-15选用A型V带,3）确定大、小带轮的基准直径（1）初选小带轮的基准直径：；（2）计算大带轮基准直径：；圆整取，误差小于5%，是允许的。4）验算带速：带的速度合适。5）确定V带的基准长度和传动中心距：中心距：初选中心距（2）基准长度：对于A型带选用（3）实际中心距：6）验算主动轮上的包角：由得,主动轮上的包角合适。7）计算V带的根数：，查机械设计基础表13-3 得：；（2），查表得：；（3）由查表得，包角修正系数（4）由，与V带型号A型查表得： 综上数据，得取合适。8）计算预紧力（初拉力）：根据带型A型查机械设计基础表13-1得：9）计算作用在轴上的压轴力：其中为小带轮的包角。10）V带传动的主要参数整理并列表：带型带轮基准直径(mm)传动比基准长度(mm)A31600中心距（mm）根数初拉力(N)压轴力(N)3003110.81095.53.2.2 带轮结构的设计1）带轮的材料：采用铸铁带轮（常用材料HT200）2）带轮的结构形式：V带轮的结构形式与V带的基准直径有关。小带轮接电动机，较小，所以采用实心式结构带轮。3.3轴及轴承、键的设计3.3.1高速轴及轴承、键的设计（1）尺寸与结构设计计算1）高速轴上的功率P1,转速n1和转矩T1，2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计表11.3，取，于是得：该处开有键槽故轴径加大510，且高速轴的最小直径显然是安装大带轮处的直径。取；。3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（a）为了满足大带轮的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度，取故取2段的直径，长度。(b) 初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。根据，查机械设计手册选取0基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承6205，故，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度轴肩高度，取，因此，取。(c) 齿轮处由于齿轮分度圆直径，故采用齿轮轴形式，齿轮宽度B=47mm，齿故取。另考虑到齿轮端面与箱体间距10mm以及两级齿轮间位置配比，取，。4）轴上零件的周向定位查机械设计表，联接大带轮的平键截面。（2）强度校核计算1）求作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为，根据机械设计（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则2）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于6205型深沟球轴承，由手册中查得a=16mm。因此，轴的支撑跨距为L1=72mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出截面C处的MH、MV及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力F，C截面弯矩M总弯矩扭矩3）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力已选定轴的材料为45Cr，调质处理。由表15-1查得。因此，故安全。4）键的选择采用圆头普通平键A型（GB/T 10961979）连接，联接大带轮的平键截面，。齿轮与轴的配合为，滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为。3.3.2低速轴及轴承、键的设计（1）尺寸与结构设计计算1）低速轴上的功率P2,转速n2和转矩T2，2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计表11.3，取，于是得：该处开有键槽故轴径加大510，且轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，取。按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册选用HL3型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为630N.m。半联轴器的孔径为45mm，故取，半联轴器长度为，半联轴器与轴配合的长度。3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（a）为了满足半联轴器的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度，取故取2段的直径，长度。(b) 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承。根据，查机械设计手册选取0基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承6207，其尺寸为，故，考虑到还需安装档油环取，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度，取，因此，取。(c)取安装齿轮处的轴的直径；齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为55mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，取，则。因三根轴在箱体内的长度大致相等，取， 。4）轴上零件的周向定位查机械设计表，联接联轴器的平键截面；联接圆柱齿轮的平键截面（2）强度校核计算1）求作用在轴上的力已知低速级齿轮的分度圆直径为，根据式(10-14)，则2）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于6207型深沟球轴承，由手册中查得a=17mm。因此，轴的支撑跨距为根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面B是轴的危险截面。先计算出截面B处的MH、MV及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力FB截面弯矩M总弯矩扭矩3）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力已选定轴的材料为45Cr，调质处理。由表15-1查得。因此，故安全。4）键的选择（a）采用圆头普通平键A型（GB/T 10961979）连接，查机械设计表，联接联轴器的平键截面；联接圆柱齿轮的平键截面，。齿轮与轴的配合为，滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为。3.4滚动轴承及键的校和计算寿命3.4.1输入轴的轴承1）.按承载较大的滚动轴承选择其型号，因支承跨距不大，故采用两端固定式轴承组合方式。轴承类型选为深沟球轴承，轴承的预期寿命取为：Lh29200h由上面的计算结果有轴承受的径向力为Fr1=340.43N，轴向力为Fa1=159.90N，2）初步选择深沟球轴承6205，其基本额定动载荷为Cr=51.8KN，基本额定静载荷为C0r=63.8KN。3）径向当量动载荷 动载荷为，查得，则有 由式13-5得 满足要求。3.4.2 输入轴的键1）选择键联接的类型和尺寸小带轮处选用单圆头平键，尺寸为2)校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为键的工作长度，合适3.4.3 输出轴的轴承（1）选择的深沟球轴承6207，尺寸为，基本额定动载荷。（2） 当量动载荷前面已求得，轴承1、2受到的径向载荷为：轴承1、2受到的轴向载荷为：查简明机械工程手册-表7.7-39得轴承的当量动载荷为：按机械设计查得 （3）验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力验算。对于滚子轴承，。减速器的预定寿命 ，合适。3.4.4输出轴的键1）选择键联接的类型和尺寸联轴器处选用单圆头平键，尺寸为 圆柱齿轮处选用普通平头圆键，尺寸为。2)校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为。键的工作长度，合适，合适3.5进、出料斗设计为了使装卸肥料更加方便，减少死角，采用圆筒形进出料口。料斗均采用5mm冷轧钢板焊接而成。红枣分选机进料口、出料口同用户现场开设，一般应从尾部进料，头部出料，但也可以从头部进料尾部出料，如需要中部进料，头部、尾部出料，或头部进料，中间出料，则为非标准制法，须由用户提供简图。出料口横截面的计算因为输送量为30m3/h；轴向输送速度为=所以截面积为s=因此进、出料口的横截面要大于0.01m2。3.5.1进料斗设计进料口是用以连接红枣分选机和进料漏斗的部件，其由盖寸口夹紧在机盖上，也可用焊接的方法与机盖相联，装置进料口时应在所装的机盖上按进料口内孔开尺寸。3.5.2出料斗设计出料斗的作用主要是让经过分级的物料从相应的出料槽划出，达到分级效果。出料斗有一个出料槽，倾斜角度为30，这样有利于红枣划出，同时也避免本级红枣掉入其它槽中。出料口由钢板及扁钢焊接而成，使用时将出料口焊在机壳上，其法兰石与溜槽法兰相连接，出料口的机壳应按出料口的内孔尺寸开孔。3.6分级皮带轮的设计分级皮带轮的设计过程与V带轮的设计过程类似，本次不一一复述，设计后分级皮带轮的结构尺寸如下图所示。3.7分级皮带的选择为了确保红枣在分级时不会损伤，因此分级皮带采用圆带。圆带，皮带的一种，和带轮一起组成圆带带传动，圆带传动是摩擦传动的一种。圆带也称聚氨酯圆带、可接圆带，通常为PU材质，PU是Polyurethane的缩写，中文名为聚氨基甲酸酯简称聚氨酯。（1）工作原理圆带传动为摩擦带传动，传动带紧套在两带轮上，使带与带轮接触面之间产生压力，当主动轮回转时，带与主动轮接触面之间产生的摩擦力使带运动，同时带又靠与从动轮接触面间的摩擦力，驱使从动轮回转，从而传递运动和动力。（2）圆带应用圆带应用于圆带传动，圆带传动靠带与轮槽压紧产生摩擦力，有很好的弹性，在运行过程中缓解冲击振动，运动平稳，噪音低，载荷过大时皮带打滑，起到保护机械作用。圆带传动应用于低速小功率传动，如缝纫机、磁带盘的传动等一些小动力或手动机械上作为传动。（3）工作特点圆带优点a.因圆带是弹性体，能缓和载荷冲击，运动平稳无噪声。b.过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件损坏。c.制造和安装精度不像啮合传动那样严格。d.可增加带长以适应中心距较大的工作条件。圆带缺点a.带与带轮的弹性滑动使传动比不准确，效率较低，寿命较短。b.传递同样大的圆周力时，外廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大。c.不适于高温、易燃等场合。 （4）圆带圆带种类圆带一般分为光面圆带和粗面圆带：圆型光带为橙色，圆型粗面带为深绿色。光带表面光洁度好，色泽鲜艳，粗带表面粗糙，颗粒均匀整齐，手感舒适，适用范围广。按材质分为：pu圆带、tpu圆带和volta圆带。其规格从230均可生产。可应用作业方式：包装机、印刷机、纺织机、传动轮、陶磁砖、水泥砖、地砖、食品、木制产品、罐头、报纸、印刷品等之输送。（5）圆带传动与其他带传动根据传动原理不同，带传动可分为摩擦型和啮合带传动类型两大类，其中最常见的是摩擦型带传动。摩擦型带传动根据带的截面形状分为平带传动、V 带传动、多楔带传动和圆带传动等。a.平带传动平带传动靠带的环形内表面与带轮外表面压紧产生摩擦力。平带传动结构简单,带的挠性好,带轮容易制造，大多用于传动中心距较大的场合。b.圆带V 带传动V 带传动靠带的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力。与i平带传动比较，当带对带轮的压力相同时，V 带传动的摩擦力更大，故能传递较大功率,结构也较紧凑，且V 带无接头,传动较平稳，因此V 带传动应用最广。c.圆带多楔带传动多楔带(又称复合v 带) 传动靠多个带和带轮的楔面之间产生的摩擦力工作。它兼有平带和V 带的优点，适宜于要求结构紧凑且传递功率较大的场合，特别适用于要求V 带根数较多或带轮轴线垂直于地面的传动。d.圆带圆带传动圆带传动靠带与轮槽压紧产生摩擦力。它用于低速小功率传动，如缝纫机、磁带盘的传动等。e.圆带啮合型带传动啮合型带传动仅有同步带一种，靠带内侧的齿与同步带轮啮合传动。适用于传动比要求准确的中、小功率传动中，如电子计算机、磨床、纺织机械及烟草机械等。3.8机架设计在机器中支承或容纳零部件称为支架。如支承罐的塔架、容纳传动齿轮的减速器的壳体，机床的床身等等统称为支架。3.8.1结构尺寸的设计经过多方面的考虑后，决定选用焊接式的金属支架。支架结构的设计考虑到轴的安装，故机体壁的一边从和轴中心上下分成两半，轴装上以后，用一个端盖通过螺 栓连接再连接到一起。为减少机体的重量，故只在与轴配合的地方，增加厚度，其他的地方用薄壁 板进行加工。 支架安装在分选机右侧， 滚子处于悬起状态。 支架尺寸为： 2800 mm100mm1000mm。支架材料的选择，为防止生锈，故整个机体均采用通用的不锈钢型号 SUS304 进行制造，这样也能保证机体有足 够的强度和硬度3.8.2支架的校核机架的刚度决定了机架在工作过程中变形的大小，其实对于机架的设计而言，刚度的研究比强度更有意义，因为机架由于压力的作用而被破坏的情况是比较少的。但机架随着工作时间的增加会慢慢的变形，这就要求机架有足够的刚度，否则随着机架的变形而导致传动件位置的变动，机器的工作能力就会降低。根据压杆保持平衡能力的最小临界力公式 临界力 单位N；E 材料的弹性模量 单位Gpa，对槽钢材料为205GPa；I 惯性矩 单位，对18号槽钢为1369.9；机架高度 单位m。在实际工作机架只受到支撑力的作用，因此只要校核机架的支撑应力即可。机架在连接处的面积最小，即属于危险截面。右端连接处最大应力左端连接处的最大应力根据机架一的设计高度为0.46m，再由公式（3-4）及已知数据得13.1，比较可知机架一受到的力远远小于，也就是机架具有足够的强度，满足要求。机架二、机架三所受的力较机架一而言要小，几何尺寸也相差无几，根据机架一校核所的数据知道，无论是强度还是刚度都远远满足，所以据经验判断肯定满足。反而是机架一与二之间的连接螺栓由于皮带对轴拉力作用产生弯矩，受拉一边的螺栓受力比较大需要进行校核。3.8.3机架连接螺栓的校核在校核之前我们必须算出皮带通过带轮作用于轴上的力，因为这个力是直接通过机架传递给螺栓的。下面是求对轴作用力的公式：轴所受的拉力 单位N：z 皮带根数，从同组人员那得到的数据为5根；单根皮带初拉力 单位N；小带轮的包角；计算功率=，工况系数，P实际功率；带轮的圆周速度 单位m/s；小带轮的包角系数；q每米带长的质量 单位kg/m。根据机架的受力位置我们得到这样一个力学模型如图3-6：图3-6 机架的受力模型螺栓对机架的作用力 单位 。由于是四个螺栓作用我们根据关系可以得到： 由公式及已知的数据我们可以得到。再参照选粉机电机机架设计时螺栓连接处预紧力一般取以上，所以螺栓的总受力为安全起见下面就可以根据公式求拉应力：螺栓受到的拉应力 单位；S 螺栓的截面积 单位。由于我们选的是M16的螺栓，危险截面对应螺纹小径处的面积约为140，根据公式（3-8）得43，除拉应力外，在螺栓受拉的过程中还受到螺纹副间摩擦阻矩的作用产生切应力，对于M10M64的螺栓=0.5，再根据第四强度理论：57Mpa螺栓的抗拉伸强度极限为，动载情况下许用应力安全系数为S=2.54，我们取4计算得到许用应力=82.5Mpa，由于，所以满足要求。第4章 装配工艺设计4.1机器装配的基本概念根据规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的过程，称为装配。机器的装配是机器制造过程中最后一个环节，它包括装配、调整、检验和试验等工作。装配过程使零件、套件、组件和部件间获得一定的相互位置关系，所以装配过程也是一种工艺过程。为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的装配单元。零件：是组成机器的最小单元，由整块金属或其它材料制成的。套件（合件）：是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。是最小的装配单元。组件：是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的。如，主轴组件。部件：是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件而构成的。如，车床的主轴箱。 部件的特征：是在机器中能完成一定的、完整的功能。4.2制定装配工艺过程的基本原则保证产品的装配质量，以延长产品的使用寿命；合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率；尽量减少装配占地面积；尽量减少装配工作的成本。4.3制订装配工艺规程的步骤（1）研究产品的装配图及验收技术条件：审核产品图样的完整性、正确性分析产品的结构工艺性；审核产品装配的技术要求和验收标准；分析和计算产品装配尺寸链。（2）确定装配方法与组织形式：装配方法的确定：主要取决于产品结构的尺寸大小和重量，以及产品的生产纲领。装配组织形式：1） 固定式装配：全部装配工作在一固定的地点完成。适用于单件小批生产和体积、重量大的设备的装配。2） 移动式装配：是将零部件按装配顺序从一个装配地点移动到下一个装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配点工作的总和就是整个产品的全部装配工作。适用于大批量生产。（3）划分装配单元，确定装配顺序：将产品划分为套件、组件和部件等装配单元，进行分级装配；确定装配单元的基准零件；根据基准零件确定装配单元的装配顺序。（4）划分装配工序：划分装配工序，确定工序内容（如清洗、刮削、平衡、过盈连接、螺纹连接、校正、检验、试运转、油漆、包装等）；确定各工序所需的设备和工具；制定各工序装配操作规范：如过盈配合的压入力等；制定各工序装配质量要求与检验方法；确定各工序的时间定额，平衡各工序的工作节拍。（5）编制装配工艺文件。4.4装配工艺过程卡机械装配工艺过程卡片产品名称共1页产品型号第1页重量kg部件图号数量部件名称红枣分选机装配工序号工序名称工序内容技术要求及注意事项工 具1支架焊接将所有支架角钢焊接按照图纸焊接成支架3检验安装位面、孔焊接后精度。精度要求控制在0.52装减速机用煤油将零件擦洗干净。将减速机与其支座用螺栓固定:把小齿轮压在低速轴上,然后依次串上轴套、透盖和密封圈,再压装轴承,把轴承座套在轴承上并装上闷盖,最后用螺栓固定；用螺栓将轴承座支座和轴承座固定在 一 起；调整小齿轮和卷筒装置的大齿轮啮合间隙、接触斑点及对中确定减速机位置，将轴承支座和减速机支座点焊在机架上:把制动轮压装在减速机高速轴上并用螺帽和挡圈固定；把外齿圈用螺栓固定在制动轮上。齿轮安装按规范DL/T5019中5.1.7.5条接触斑点的规定、5.1.7.6条最小侧隙的规定及5.1.7.7条齿顶间隙的规定进行4检验安装位置、啮合间隙、接触斑点及转动灵活性。5装电动机用煤油将零件擦洗干净。将电动机与其支座用螺栓固定；然后依次把盖、油封、及盖板套在外齿轴套上并将外齿轴套压装在电动机轴上用螺栓和档圈固定；调整内、外齿套啮合然后注满黄油；用螺栓固定盖板；最后把电动机支座点焊在机架上。齿轮安装按规范DL/T5019中5.1.7.5条接触斑点的规定、5.1.7.6条最小侧隙的规定及5.1.7.7条齿顶间隙的规定进行6检验安装位置、啮合间隙、接触斑点及转动灵活性。7装轴承座支座用螺栓把轴承座和支架固定在 一 起。8安装轴承先将内侧挡圈、透盖及防尘垫套在卷筒轴上,再压入轴承。9检验安装位置及尺寸,转动灵活性。8检验10装V带轮及V带把V带轮装到减速器输出轴及分级机构主动轴上，并套上V带。11装分级皮带轮及皮带把分级皮带轮装到轴上，并套上皮带。12检验安装位置及尺寸,转动灵活性。总 结红枣分选机的设计，本课题来源于生产实际应用。近些年来，随着我国
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