-《 水果分選機設(shè)計》

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1、了。洛）存孚It本科畢業(yè)設(shè)計（論文）論文題目：水果分選機設(shè)計專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班 級：2015級5班學生姓名：耿梓榕學 號：03991505008指導(dǎo)教師：閆恒興答辯日期：2019年5月25日黑龍江工業(yè)學院機械工程系第2章總體方案的擬定2. 1原理分析分揀機上的分選裝置的穿孔的尺寸和形狀必須由果實的大小，形狀和產(chǎn)品工藝要求來確定。要特別注意的是分級數(shù)的設(shè)計計算，提高分揀質(zhì)量，以保證后續(xù)過程的順利進行。水果分揀機包括一個分選機構(gòu)，傳動機構(gòu)和電動機。當水果進行排序,果實被輸送到進料斗，然后流入分級滾筒或振動篩，從而使水果滾動并在滾筒上移動或相對移動，并流入相應(yīng)的孔達到分選的目的。2.

2、1. 1方案選擇為了達到設(shè)計目的，提高分選機的工作效率，有兩種方案可供參考：（如下圖2.1、方案一采用擺動篩式水果分選機圖2.1方案一示意圖方案二采用滾筒式進行水果分選圖2.2方案二示意圖2. 1.2方案的比較方案1：搖擺篩類型水果分選機。機械振動裝置由帶驅(qū)動以旋轉(zhuǎn)偏心輪和偏心輪驅(qū)動曲柄連桿機構(gòu)，實現(xiàn)線性往復(fù)擺動。擺動分揀機的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，容易制造和安裝，便于調(diào)整篩面，利用率高，并且主要是在一條直線上往復(fù)運動。振動被補充，并有較少的材料損壞。缺點：難功率平衡，高噪音，不方便清洗等。方案2：滾筒式類型水果分選機。傳動系統(tǒng)使?jié)L筒轉(zhuǎn)動。水果從進料口進入滾筒內(nèi)，隨著滾筒的轉(zhuǎn)動水果在內(nèi)部進行旋轉(zhuǎn)，并且

3、通過在該過程中相應(yīng)的孔流出，實現(xiàn)分類的目的。滾動分揀機的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，高分級效率，運行穩(wěn)定，并沒有功率不平衡。缺點：該機器包括一個大的面積，篩面的表面的利用率低；由于在調(diào)整網(wǎng)眼孔上的困難，自適應(yīng)原料較差。這項研究的主要目的是實現(xiàn)水果生產(chǎn)的規(guī)?；?機械化，主要歸類單一材料，并為了使的在分選過程中不造成水果的浪費，通過以上兩種方案的對比，方案二更合理。2. 2總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計2. 2. 1總體的結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)如圖2. 3所示：總體結(jié)構(gòu)有傳動系統(tǒng)，分選機機架，進料斗，收集料斗，滾筒和滾圈。傳動裝置醐斗圖2.3水果分選機結(jié)構(gòu)圖2. 2.2傳動路線圖2.4為水果分選機的傳動路線圖示，從下圖可以看到電動機為

4、主要驅(qū)動裝置,通過電機轉(zhuǎn)動從而帶動皮帶運動，力被傳送到5處的減速器，被減速器減速后，又被6處的鏈輪傳到4處摩擦輪在摩擦輪的帶動下，以實現(xiàn)對水果的分級分選。1x21 .電機2.皮帶輪3.摩擦輪4.摩擦輪軸5.單級直齒圓柱齒輪減速器6.鏈傳動圖2.4水果分選機的傳動路線2. 3各執(zhí)行機構(gòu)主要參數(shù)的計算2.3.1滾筒設(shè)計滾筒的設(shè)計考慮的因素是水果的大小和形狀的不同的設(shè)定為6級。在實際的分級，在相鄰的兩階段料斗可以被組合成一個級，來實現(xiàn)各種分級的要求。本設(shè)計主要使用6級分級，5節(jié)滾筒。2. 3. 2滾筒孔眼總數(shù)的確定生產(chǎn)能力G可由下式計算：，1 OOO X 1 OOO（.2-1 ）上式中Z表示滾筒表面

5、孔的總和；G表示分選機的產(chǎn)能；4表示單位時間內(nèi)每秒從滾筒內(nèi)部孔中掉落水果的系數(shù)，因為滾筒材料的不同，排序模型的不同，滾筒式分選機系數(shù)可以取1%和2.5%之間的任何數(shù)，徂表示滾筒材料的質(zhì)量。參考2-1公式要求給定的參數(shù)G=12 t/h, m=400g,入=2.0%,可求出z =1000X 1000G / 3600 X m=1000X 1000X12 / 3600X0.02X400 =417 （個）2. 3. 3滾筒直徑D、長度L以及各級排數(shù)P和各排孔數(shù)Z的確定在給定產(chǎn)能數(shù)量的前提下，根據(jù)2-1公式計算滾筒表面應(yīng)設(shè)孔數(shù)的多少。因為滾筒周長的不同所以各滾筒表面的過濾孔的直徑也不同，所以各滾筒表面的孔

6、數(shù)不能設(shè)置一樣多，這時應(yīng)該根據(jù)水果的實際大小以及工藝設(shè)定將其分廠若干個大小不一的尺寸，然后根據(jù)滾筒級數(shù)確定每一機每一排的孔數(shù)。將滾筒看成一個平面，則他們其中的關(guān)系為每個滾筒上孔數(shù)=總排數(shù)x滾筒表面每排孔數(shù)每=個滾筒（每個滾筒孔數(shù)直徑X每排的孔數(shù)）（網(wǎng)眼間隙X孔的數(shù)目）則 滾筒的圓周長度=（行數(shù)X水平孔）+ （行數(shù)X孔徑）從理論上講，每級的孔的數(shù)量的總和等于孔Z的總數(shù)，并且每一階段的長度之和是所設(shè)計的滾筒的長度，但每級的滾筒的直徑被設(shè)計成不同的并且不能被連接在一起。因此一般取滾筒中直徑較大的一級作為整個滾筒的直徑。初步確定滾筒直徑和長度后，用D:L=1:46進行校核，如果不在這個范圍之內(nèi),就要求

7、重新設(shè)定每級滾筒表面孔的排數(shù)和孔的總數(shù)，一直設(shè)定到到達比例規(guī)定的范圍內(nèi)才算合格。假設(shè)6。，則應(yīng)該縮減每一排孔的數(shù)量，增加孔的排數(shù)；假設(shè)L6D,則應(yīng)該減少孔的排數(shù)，反過來增加每一排上孔的數(shù)量?，F(xiàn)在，通過選擇需要的水果，篩筒的孔徑規(guī)定如下：表1篩孔孔徑的參數(shù)篩孔孔徑長X寬(mm)孔隙(mm)粒徑分布比例系數(shù)禽軸向分布比例系數(shù)bi第一級80X40151/81/2第二級85X45201/21/4第三級90X50251/41/8第四級95X55301/81/8第五級100X60351/81/82. 3. 4各級篩孔數(shù)的計算(1) 各級篩孔的孔數(shù)Z1 = aQiZ(2-2)式中：乙分選機滾筒內(nèi)部孔的數(shù)量，

8、單位 個；%一水果直徑比例系數(shù)；一水果物料與軸向分布比例系數(shù)；乞一滾筒內(nèi)基準孔個數(shù)。(2) 基準孔數(shù)為N三=Wg登(2-3)則 Z。二417/( 1/8X1/2 + 1/2X1/4+1/4X1/8 + 1/8X1/8+1/8X1/8) =1668（個）則，可求bi Ze =1/8X 1/2X1668=104Z2=ai bi Z. =1/2X1/4X 1668=209Z3二禽 bi Zo =1/4X1/8X1668=52Zf bi Z. =1/8X 1/8X 1668=26Z5二禽 bi Z 二 1/8X1/8X1668二26（3）篩孔排數(shù)與每排孔數(shù)的計算已知乙=（2-4）表達式：一滾筒長度與篩

9、孔直徑的比值；一分選機內(nèi)部滾筒長度，單位米；。一分選機內(nèi)部滾筒直徑，單位米；分選機內(nèi)部滾筒的長度表達式為Zifb G(劣 + 氣)(2-5)上式中：*基準排數(shù)，大于一級；力一分選機滾筒內(nèi)部各級孔的直徑大小，單位m；弓一孔徑G一孔徑，孔間距影響排數(shù)的比例系數(shù)。已知廠一 P11(2-6)式中：P-各級篩孔的排數(shù)因Si= di + ei故已二2 JiD /Si將以上公式結(jié)合化簡得：L = # =1/%乙/曲+烏)L=2 Ji D / V3 Si (Zi (di + ej 2+Z2 (d2+e2) 2 + Z3(d34-e3) 2 + Z4 (d4 + e4) 2 + Z5 (d5+e5)又估計u二L

10、/D=4貝lD=1/4L則L2=2V3 / Ji (104X (0. 080 + 0. 015)2+209X (0. 085 + 0. 020)2 + 52X (0. 090+ 0. 025)2+26X (0. 095 + 0. 030)2+26X (0. 100 + 0. 035)2)解得L二2. 3 m則D= 1/4L=0. 575 m則由 Pi=2 n D / V3 Si，得Pi=2 兀X0. 575P2=2 nX0. 575XO. 575P4=2 兀XO. 575P5=2 ji由此可得各級滾筒每排孔數(shù):由Zpi=Zi/Pi可得XO. 575/ V3/ V3/ V3/ V3/ V3(0.

11、 080 + 0. 015)=23(0. 085 + 0. 020)=20(0. 090 + 0. 025)=18(0. 095 + 0. 030)=17(0. 100 + 0. 035)=15Zi/Pj =104 / 23 =5Zp2 二Z2/P2 二209 / 20 =10Zp3=Z3/P3 =52 / 18=3Zp4 二Z4/P4 二26 / 17Z5/P5 =經(jīng)圓整后，各級滾筒每排的孔數(shù)為：Zp5=26 / 15=2Zpi = 4Zp2 = 7Zp3 = 3Zp4 = 3Zp5 = 2（4）滾筒直徑的確定各級滾筒的周長為(2-7)11 = ”3/2 (山 + %片=占/212 = 7

12、3/2 (d2+e2)P2=V3/213 = 3/2 (d3+e3)P3=V3/214 = ”3/2 (d.4 + e4)P4=V3/215 = 3/2 (d5+e5)P5=V3/2(0. 080 + 0.015) X 23=1. 892 m(0. 085 + 0. 020) X 20=1. 819 m(0. 090 + 0. 025)X 18=1.793 m(0. 095 + 0. 030) X 17=1. 840 m(0.100 + 0. 035)X 15=1.754 m滾筒各級周長的計算,通常滾筒中最大的那個為其周長，所以，=1892仞。（5）篩孔間隙修正因為滾筒每級的周長和被設(shè)計的滾筒

13、軸長度1之間的差，用以下式進行校正:ei = Pi - diV3(2-8)ei =2X 1. 892/V3 X23-0. 080 =0.015e2 =2X 1. 892/V3 X20-0. 085e3 =2X 1. 892/V3 X 18-0. 090e4 =2X 1. 892/V3 X 17-0. 095e5 =2X 1.892/73 X15-0. 100=0. 024=0. 031=0. 034=0. 046(6) 滾筒直徑則(7)長徑比驗算71D二 1.892/Ji 二0. 60 m(2-9)(2-10)1f.=M22(+q)又知總長度的確定，應(yīng)將各級的一側(cè)邊緣尺寸fi計入，因此(2-1

14、1)則滾筒的長度為(2-12)L = Z pj(dj + /) + y+ /)(2-13)L = Z pj(dj + Cj) + + 句)AL = 4X (0. 080 + 0.015) + 7X (0. 085 + 0. 020) + 3X (0. 090 + 0. 025)+ 3X (0. 095 + 0. 030) + 2X (0. 100 + 0. 035) + 1/2 (0. 080 ) 0.015) +(0. 085 + 0. 020) + (0. 090 + 0. 025) + (0. 095 + 0. 030) + (0. 100 + 0. 035) =2. 393米代入計算出

15、的滾筒的長度和直徑為長度的公式與直徑比檢查計算如果它不超過規(guī)定長度由計算知D=0.6。m L=2.393 m則 u = L/D=2.393/0.60=3.99規(guī)定的u = L/D=4則相差值為4-3. 99=0. 015%,符合要求。故可確定滾筒 D=0.60 m L=2.393 m2. 3. 5轉(zhuǎn)速n及水平傾角a的確定滾筒的旋轉(zhuǎn)速度，會影響分級效率和生產(chǎn)能力，滾筒的旋轉(zhuǎn)速度取決于直徑。滾筒通常位于傾斜的角度，轉(zhuǎn)速可以用下列式子確定：12 14(2-14)n =根據(jù)滾筒各尺寸的參數(shù)運算得知D = 0.60m，則根據(jù)公式分析得出本課題滾筒轉(zhuǎn)速范圍如下式所示n = 1214 / JR二 1214

16、/ 0.60=1518 r/min考慮到滾筒的轉(zhuǎn)速一般為1015 r/min, 一般不超過30 r/min。再結(jié)合實際生產(chǎn)的需求，最終，確定滾筒的轉(zhuǎn)速n=18 r/min。依據(jù)上述可得：與而成反比關(guān)系，即滾筒轉(zhuǎn)速越小則滾筒的周長越大。另一參數(shù)滾筒的傾斜角，和滾筒本身的長度有關(guān)聯(lián)，通常取3度到5度之間，而滾筒越長傾斜角越小，短滾筒取大值。本設(shè)計中滾筒的長度為L=2.393 m,結(jié)合實際生產(chǎn)的需要，所以取a=4。2. 3.6滾輪和摩擦輪分選機內(nèi)部滾輪和摩擦輪是相對運動關(guān)系，是通過摩擦力和滾圈之間產(chǎn)生的摩擦力而相互動作的，為了提供修復(fù)和更換零件的方便性，摩擦輪被選擇為具有比滾圈更低的耐磨損性，以便放

17、置在摩擦輪的磨損。摩擦輪和滾圈的結(jié)構(gòu)示于圖2.5。滾圈的常用材料為Q235、Q255、40號碳素鋼。摩擦輪的材料常為HT250、HT200等。為節(jié)約成本這里取滾圈的材料為Q235,分選機摩擦輪的材料選擇HT200。由下圖可知，由于滾筒在轉(zhuǎn)動時會摩擦產(chǎn)生熱量，為了避免滾筒的熱脹冷縮以及軸向振動過大的現(xiàn)象，通常摩擦輪的寬度b大于滾群的寬度B 30到40mm,通過公式計算分選機摩擦輪外徑，寬度分別為375mm和90mm（根據(jù)分選機滾圈寬度60mm運算得到）1 .滾筒2.摩擦輪3.滾圈圖2.5摩擦輪與滾圈(2-15)(2-16)2. 3.7功率計算功率計算公式如下式：Rn+ 1 32 )gP= 6上式

18、中P一分選機電動機額定功率，單位W；R一分選機滾筒內(nèi)部半徑，單位M；一分選機滾筒額定轉(zhuǎn)速，單位r/min;昭一分選機滾筒重量，單位kg ；叫一分選機滾筒內(nèi)水果重量，單位施;本設(shè)計中取叮=0.6 一分選機傳動系數(shù)，取0.6-0.7；m2 = 7iR2Lr(/)L一分選機滾筒長度，單位”；*一分選機內(nèi)部水果的密度，單位的/宏一水果在分選機中填充系數(shù)，取0.05-0.1之間。因為本課題所設(shè)計分選機主要用來分選水果，所以考慮質(zhì)量和水果半徑，近似得出分選機水果密度為12乂1。3間矛，滾筒內(nèi)部填充系數(shù)選取。=。.07,貝！j中=3. 14X ( (0 . 60-0. 002 X 2) /2 ) 2 X 2

19、 . 393X 1. 2X 103 X 0. 07=56 kg將以上結(jié)果代入滾筒轉(zhuǎn)動時所需的電動機功率P的計算公式中：黑龍江工業(yè)學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。作者簽名：日期：2019年 月 日P二Rn (mi +13m2) g/60 n二(0.60-0.002X2) /2 ) X 18X (62 + 13X

20、56) X9. 81/60X0. 6-1155 W2. 3. 8篩孔的設(shè)計篩孔是分揀機的主要工作部件，以及其優(yōu)點和缺點直接影響分類效果。該網(wǎng)孔被布置成方形，矩形，一個等邊三角形，等等。據(jù)計算，正三角形排列屏幕表面的有效系數(shù)提高了 16%與正方形布置相比。如圖2.6所示，有效屏幕面積較大，所以等邊三角形布置在設(shè)計中采用。圖2.6正三角形排列2. 3. 9選擇電動機（1）選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)形式一般在生產(chǎn)制造中，三相交流異步電機為使用最廣泛的一種電機，沒有特殊說明（如需要大范圍的平滑速度調(diào)節(jié)，頻繁起動和反向旋轉(zhuǎn)等）三相異步電動機，通常使用。Y系列，這已在中國被開發(fā)出來，是一個通用的，鼠籠型異步電動

21、機是整體式全封閉的電動機，廣泛應(yīng)用于沒有易燃易爆物質(zhì)的場合使用，適用于無造成電機腐蝕的環(huán)境，適合機械特性無特別要求的情況，比方說物料運輸機，物料攪拌機,農(nóng)場品機械加工等。由于星型接法的電動機啟動特性比較好，起動轉(zhuǎn)矩較大，所以經(jīng)常用于一些機床、加壓機、壓縮機等對啟動轉(zhuǎn)矩要求比較高的場合。YZ型和YZR型電動機，他們的轉(zhuǎn)動慣性小，過負荷運轉(zhuǎn)能力哦強，所以他們常用于經(jīng)常停車和反向轉(zhuǎn)動的場合。三相交流異步機根據(jù)其額定功率：是指電動機在額定運行(額定電壓，額定頻率，額定負載)條件下，轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率。還依據(jù)其滿負荷運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，指的是在電機額定功率的條件下負載降低，電機的轉(zhuǎn)速增大，但會低于同步轉(zhuǎn)速。由

22、于上述兩者的關(guān)系科已看出，為了滿足本設(shè)計方案的各種條件我們將選擇星型三相異步電動機。各個電動機的外形尺寸，安裝方式，每種型號的電機的功率、轉(zhuǎn)速、星三角接法等技術(shù)參數(shù)均能通過資料查詢到，通過資料書籍的查找，最終選擇出一種適合本次設(shè)計的異步電機。(2) 選擇電動機類型的功率電動機出書功率通過計算得出P為：綜出功率=l55kw驅(qū)動電機與皮帶的總工作效率：32n總二n皮帶n齒輪n滾動軸承n鏈輪n摩擦輪二0. 96X0.97X0. 993X0. 96X0. 902=0. 703所以電動機的輸入功率為P電動機輸入二P工作輸出/ n總=1. 155/0. 703=1.64 kW(3) 初選同步轉(zhuǎn)速為750r

23、/min的電動機由于靖入功率V玲定功率，所以根據(jù)課程設(shè)計手冊表12_1,得出電機的具體型號Y132S-8,電機額定功率為2.2kw,額定轉(zhuǎn)速為710r/min.4定功率=22kw額定轉(zhuǎn)速=710 r/min2. 4傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算2. 4. 1各傳動裝置的總傳動比及各軸轉(zhuǎn)速的計算的計算計算傳動比所需要考慮的因素：(1) 每個級的變速比機構(gòu)的變速比應(yīng)的建議范圍內(nèi)，直到它的性能和它的緊湊性是有利的不應(yīng)超過的最大值。傳輸?shù)母骷壍慕Y(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)該協(xié)調(diào)的和對稱的。例如,由V型皮帶驅(qū)動和齒輪傳動裝置的傳輸，V型皮帶傳動的傳動比不應(yīng)過大，否則大帶輪的半徑將超過傳輸?shù)闹行母叨?，造成不協(xié)調(diào)的大小和設(shè)計

24、和安裝基座的。這是困難的。（2）傳輸應(yīng)是尺寸緊湊和重量輕。具有相同的總中心的距離和總傳動比，有一個更小的輪廓尺寸。（3）在實際傳輸中，大齒輪的直徑是類似的，從而使大齒輪具有相似油穿透深度。在高速和低速兩個大齒輪的直徑相似，和低速齒輪具有稍大的直徑，并且所述油穿透深度也略深，這時油潤滑有利。（5）應(yīng)該避免傳動部件之間的干擾碰撞。高速大齒輪與所述低速軸，當高速齒輪比過大時可能發(fā)生干涉。除了考慮上訴的問題，有必要在理論結(jié)合實際情況進行連接，并考慮特殊因素，如機器的工作環(huán)境和安裝。以這種方式，我們可以通過實際測量和理論計算將傳動比逐級分配。已知電機額定轉(zhuǎn)速710,輸出轉(zhuǎn)速18,求傳動比：nu/n =

25、710/1839.44V型帶傳功比系數(shù)常用取值范圍id dit= 1.2X57.459=68.951 mm計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)mt= du/ zi =57.459/24=2.394 mm齒高h= 2.25 mt=2.25 X 2.394=5.39 mmb/h=68.951/5.39=12.79齒輪的負載常數(shù)計算：首選查表獲取載荷系數(shù)Kv,這里查表獲取Kv是1.04,然后依照v取值0.71 m/s, 7級精度等相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算。在此，由于是直齒輪，那么KHa、KFa的值相同，都取1；另外使用系數(shù)Ka通過機械設(shè)計里的表10-2查閱得知其值為1；另外根據(jù)機械設(shè)計里的表10-4,查表得知其精度

26、為7級，并在布置形式為相對支撐的時候，其Khb=1.315由b/h=12.79, Khb=1.315查機械設(shè)計圖10-13得Kfb=1.28；故載荷系數(shù)K= Ka Kv KHa Khb=1 X 1.04X1X 1.315=1.368接下來的計算要注意根據(jù)實際的載荷系數(shù)在校正后獲取的分度圓直徑進行計算，那么，利用機械設(shè)計里的計算公式（10-10a）,就可以計算出di=dit3 VK/ Kt=57.459X3V1.368/ 1.3=58.436 mm計算模數(shù)mm = di/ zi=58.436/24=3.43 mm3. 2. 3按齒根彎曲強度設(shè)計根據(jù)機械設(shè)計中的計算公式（10-5）,這里的彎曲強度

27、計算方法與過程如下，（1）對相關(guān)參數(shù)的數(shù)值進行確定。通過機械設(shè)計里的圖10-20C,能夠知道小齒輪它的彎曲疲勞強度上限范圍OFEI是500 MPa；另外大齒輪的該參數(shù)的上限范圍WE2為380 MPa；摘要論文對中國國內(nèi)和國外水果分級分選機的研究和發(fā)展現(xiàn)狀進行了詳細分析并且對中國未來水果分級分選技術(shù)進行了預(yù)測和分析，根據(jù)當前大部分已有的水果分選機存在的問題，對其開展了優(yōu)化與改進，以此實現(xiàn)分選精度增強、分選效率提升；另外從整個的分選設(shè)備在加工制造中的規(guī)?；a(chǎn)上出發(fā)，對其的制造，使用過程中的維護等進行相關(guān)改進。該水果分選機屬于新型的分選設(shè)備。該分選裝置在工作中會依照水果形狀大小設(shè)計由6級分級5節(jié)滾

28、筒、兩個傳動機構(gòu)和一個電動機組成。采用電動機作為機構(gòu)的動力源，通過帶輪傳動機構(gòu)，該動力通過直齒圓柱齒輪的減速后，把工作中需要的動力利用鏈輪傳遞機構(gòu)傳遞到分類滾輪從而實現(xiàn)水果的分類和排序。該機構(gòu)操作簡單，生產(chǎn)成本不高，維修方便，有望于市場推廣普及。關(guān)鍵詞：水果；形狀大??；傳動機構(gòu)；6級分級5節(jié)滾筒；通過機械設(shè)計里的圖10-18,這里的彎曲抗疲勞Kfni是0.85,而Kfni則為0.88；在上述相關(guān)參數(shù)的取值確定后，下來就進行相關(guān)計算，在此，其安全系數(shù)S取值1.4,那么通過機械設(shè)計里的公式(10-12),我們計算得出of) i= KfniOfei/S=0.85X500/1.4 MPa=303.57

29、 MPaof) 2= Kfn2Ofe2/S=0.88X 380/1.4 MPa=238.86 MPa計算載荷系數(shù)K。K= Ka Kv KFa Kfb=1 x 1.04X 1 X 1.28=1.331齒形系數(shù)通過查表法獲得，通過相應(yīng)規(guī)范的查表，這里的系數(shù)YFal取值2.65；而系數(shù)YFa2取值2.196o應(yīng)力校正系數(shù)也是通過查表法獲得，這里，通過機械設(shè)計中的表10-5獲知Ysal = 1.58； Ysa2=1.786。計算大、小齒輪的Y Fa Ysa / (of)并加以比較。YFal Ysai / (of) =2.65X 1.58/303.57=0.01379YFa2YSa2/ oF= 2.19

30、6x1.786/23886 = 0.01642通過計算結(jié)果的對比，這里大齒輪的數(shù)值最大。(2) 設(shè)計計算m3 2X 1.331 X8.502X 104/1.2 X 242 (0.01642)=1.75 mm通過對計算結(jié)果的分析可以看出，因為其齒面接觸強度的模數(shù)m比齒根彎曲疲勞強度的模數(shù)大，再因為齒輪模數(shù)m主要受彎曲強度表現(xiàn)出來的承載能力大小的影響，以及齒面受力能力只和齒輪的直徑有關(guān)系，那么這里的模數(shù)要進行整定，1.75毫米整定后取2.0毫米，另外分度圓的直徑di按照58.436毫米來計算小齒輪的齒數(shù)，其結(jié)果為zi = di/ m=58.436/229大齒輪齒數(shù)Z2 = 4X29=1163.2.

31、4幾何尺寸計算(1) 計算分度圓直徑di= zim=29 X 2=58 mmd2= Z2Hi= 116X2=232 mm(2) 計算中心距a =(di+ d2)/2=(58+232)/2=145 mm(3) 計算齒輪寬度b = 4d di=1.2 X 58=69.6 mm取B2=70 mm, Bi=75 mm。(4) 本設(shè)計里的相關(guān)機構(gòu)設(shè)計與齒輪零件圖在此省略。3. 3滾子鏈傳動的設(shè)計計算3.3.1選擇鏈輪齒數(shù)根據(jù)上述的計算，如果小鏈輪的齒數(shù)zi是19,那么大鏈輪的齒數(shù)則通過計算是zl = zlx2 = 2x19 = 383.3.2確定計算功率通過機械設(shè)計規(guī)范里的表9-7,首先查取Ka取值1.

32、0,而Kz取值1.52,單排鏈,那么功率是Pca= KaKzP=1.0X 1.52X2.2=3.34 kW3.3.3選擇鏈條型號和節(jié)距利用Pea計算結(jié)果是3.34 kW. 8是59r/min,通過機械設(shè)計中的圖9-11可以知道，鏈條的型號選擇是20A-1,再通過查閱機械設(shè)計里的表9-1,就能確定改鏈條的每節(jié)間隔p為31.75毫米。3.3.4計算鏈節(jié)數(shù)和中心距先對鏈節(jié)的中心距離進行初步計算，計算結(jié)果為a0 = (3g50)p = (30-50)x31.75 = 952. Al 587.5mm這里取ao為1000毫米，那么其節(jié)數(shù)計算結(jié)果是Lp()=2 a()/p+( zi+ z2)/2+ ( Z2

33、-zi)/2兀)2 p/ a()=2X 1000/31.75 + ( 19+38)/2 +(38-19)/2兀)2 X 31.75/ 100091.78結(jié)合上面的計算結(jié)果，本設(shè)計里鏈長的節(jié)數(shù)L定為92節(jié)。通過機械設(shè)計中的表9-7,就得獲知到得其有關(guān)系數(shù)的值為0.24883,那么它的中心距離上限值是a = p (2Lp-(zi+z2) =0.24883X31.75X (2 X92-( 19+ 38) 987 mm3.3.5計算鏈速v,確定潤滑方式v = n2zip/60X 1000=59 X 19 X 31.75/60 X 10000.6 m/s利用鏈速與鏈號的數(shù)值，通過機械設(shè)計中圖9-14的數(shù)

34、值查閱，確定改分選設(shè)備的給油脂方式為滴油形式。3. 3. 6計算壓軸力Fp首先，這里的有效圓周力計算結(jié)果是；Fe = 1000P/v= lOOOx 2.2/0.6=3667 N另外，由于鏈輪以水平形式布置后它壓軸力的系數(shù)Kfp是1.15,那么其壓軸力計算結(jié)果是 FpKFpFe=l.15X36674217 No3. 4軸的設(shè)計計算3.4.1高速軸的設(shè)計計算(1) 利用機械設(shè)計的公式(15-2),高速軸的初步最小軸徑計算公式是：nin =(3-19)首選對上面計算方法里涉及的相關(guān)參數(shù)取值進行確定。軸加工選用材質(zhì)是調(diào)質(zhì)處理后的45#鋼，再通過機械設(shè)計里的表15-3,取4=112由前面的設(shè)計算得Pi=

35、2.11kW, ni=237 r/min(2) 設(shè)計計算：dmin= Ao3 VPi/m=112X3 72.11/237=23.3 mm軸最小軸的直徑計算則是d = (1 + 0.14)= 26.6mm,對其數(shù)據(jù)進行圓整處理后取27毫米。(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)初步確定軸上相關(guān)零件的裝配圖按照設(shè)計的相關(guān)要求與規(guī)定，在此將采取如圖3.1描述的方案完成軸的裝配。so7524 - 19.75* 8x7x4。A89,9sIffB 64.5c_VI54.6圖3.1局速軸的裝配方案2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度a、為了確保小皮帶輪在軸向定位符合要求，在加工中I-II軸的右端部分應(yīng)有軸肩，因此

36、對于所II-III段來說，其直徑將定為34毫米；在其左端部位將選取擋圈對軸端完成定位，擋圈直徑D規(guī)格按照37毫米的要求選擇制作。另外用于小皮帶輪和軸之間的配合轂，它的孔長度Li規(guī)格應(yīng)為48毫米，在此需注意在使用中軸端擋圈不會壓在小皮帶輪的軸端面之上，因此對I-II段的長度來說，必須滿足和Li相比要短一點，在此15的數(shù)值取為46毫米。b、滾動軸承的初步選型?；谳S承在工作中受到徑向力與軸向力共同影響，因此要注意，在應(yīng)用上必須具有一個單列的圓錐滾子形式的軸承。所以根據(jù)dzi的取值是34毫米，通過對機械設(shè)計課程設(shè)計手冊里的相關(guān)要求，初步采用了基本游隙組為零，并且具備標準精度級的單列形式的滾錐軸承30

37、208型號，其外形規(guī)格大小是dxDxT = 40mmx80mmxl9.75mm,所以這里的血小與血一訓(xùn)相同，都是40毫米，另外而Ivm-伽則為19.75毫米。這里選擇軸肩定位的方式實現(xiàn)軸承右端的定位。通過機械設(shè)計課程設(shè)計手冊可以獲知30208型軸承其定位軸肩的高度h大小是4.5毫米，所以這里的山取值為49毫米。c、對齒輪裝配位置的軸端分段IV-V的直徑df取值為50毫米進行測算驗證后，因為小齒輪的齒根部位與鍵槽的底部之間的長度e小于端面的模數(shù)，那么此設(shè)計里齒輪與軸在制作時應(yīng)按照一體的要求進行加工，也就是常說的齒輪軸。d、軸承蓋的總寬度取值為20毫米，參照軸承蓋與潤滑給油處對于軸承要具備便于拆裝

38、的性能，那么端帽的外端表面和所述小鏈輪的左端兩部分間的長度1取值為30毫米，那么Imw的長度計算則為50毫米。e、在此，對齒輪與箱體內(nèi)部的間隔距離a取值為16毫米。在此要注意箱體在加工中存在的誤差因素，對滾動軸承的位置進行確立定位時，還要放有一定的余量s,在此s數(shù)值定為8毫米，先前我們對滾動軸承的寬度T已經(jīng)明確，是19.75毫米,則hi-v=T+s+a= 19.75+8+16=43.75 mmlvi-vn= s+a=8+16=24 mm經(jīng)過上面的查表與計算，軸的相關(guān)規(guī)格尺寸已經(jīng)明確。(4) 軸上零件的周向定位本設(shè)計里，分選機的小皮帶輪圓周定位是利用平鍵來實現(xiàn)的。這里的d頃是通過查閱機械設(shè)計中的

39、表6-1獲知，數(shù)值大小為bxh = 8mmx7mni,選用的鍵槽是通鍵槽專用的銃刀來實現(xiàn)制作，它的長度是40毫米，另外為了確保齒輪和軸在,在進行滾動軸承和軸的周向定位的裝配時，應(yīng)當有過度配部件，這里軸的直徑尺大小的允許公差應(yīng)控制在m6范圍。(5) 確定軸上圓角和倒角尺寸通過機械設(shè)計中的表15-2提供數(shù)據(jù)，這里的軸左端的倒角應(yīng)是1.0X45,對于軸右端的倒角應(yīng)是1.6X45。另外相關(guān)的各軸的軸肩位置的圓角半徑要求如表15-2所示。(6) 求軸上的載荷首先利用軸的結(jié)構(gòu)圖3.1對軸的計算簡圖進行繪制。對于軸承的支點具體定位,通過查表法獲得，具體參照機械設(shè)計里的圖15-23。通過查表，獲知a的數(shù)值為1

40、6.9毫米。所以其支撐的間距是64.35+64.35= 128.7mmo在依照繪制好的軸計算簡圖進行軸彎矩圖以及扭矩圖的繪制，繪制完成后的圖見圖7.1o通過圖7.1,我們能夠得出軸的危險截面為C截面部分。下來對截面C處的Mh等相關(guān)參數(shù)進行計算等，整理后如表2。表2截面C的支反力、彎矩及扭矩數(shù)值載荷水平面H垂直面V支反力FFnhi=1466N, Fxh2=1466NFnvi=533. 5N, FW2=-533. 5NMh=94557 N mmMvi=34410. 75N minMv2=-34410. 75 N nun總彎矩Mi= M2= V945572+34410. 752=100624 N -

41、 m扭矩TTi=85020 N mm（7）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行該性能的計算核對時，常規(guī)的做法就是對該軸上的C危險截面的強度就行核算。通過機械設(shè)計里的公式（15.5）與上表里的相關(guān)數(shù)值，以及軸在單向旋轉(zhuǎn)時，其扭轉(zhuǎn)的切應(yīng)力就是脈動循環(huán)的變應(yīng)力情況下，對系數(shù)a取值為0.6后進行計算，那么它的應(yīng)力大小為Jca= VMi2+(aTi)2 /W= V 1006242+(0.6X85020)2 /0.1X70M.3 MPa在前面的計算與確定過程里，軸的選材為調(diào)質(zhì)后的45#鋼，那么根據(jù)機械設(shè)計里的表15-1,就能知道 Si)的數(shù)值是60 MPao由于此時的。ca不大于(61),那么該抽的強度能滿足使

42、用要求。3. 4. 2低速軸的設(shè)計計算(1)通過機械設(shè)計中的計算公式(15-2)初步估算軸的最小軸徑:(3-20)確定公式內(nèi)的各種計算數(shù)值選軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由機械設(shè)計表153,取4=112由前面的設(shè)計算得P2=2.03kW, m=59 r/min(2) 設(shè)計計算：dmin= Ao3 VPi/ni=l 12X3 V2.03/59=36.4 mm該低速軸的最小軸徑計算是d=min x(1+0.14)=41.5 mm ,對計算結(jié)果按照相關(guān)要求進行圓整處理，其數(shù)值為42毫米。(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)初步確立擬軸上相關(guān)構(gòu)件的裝配方案按照設(shè)計有關(guān)規(guī)定，在此將采取現(xiàn)圖3.3所描述的方案實施軸的裝配

43、操作。mSS0H-4-g00VI9夜0520x12x56A 60.75B 60.758512x8x2圖3.3低速軸的裝配方案2）參考軸向的定位有關(guān)規(guī)范實現(xiàn)其每段的直徑與長度的確立。a、按照設(shè)計規(guī)范對于軸向定位的規(guī)定，應(yīng)當確保VII-VIII軸的左端為與肩部制造，所以VII-VIII截面的直徑是DVII-VIII =49毫米;右端通過軸端保持環(huán)定位時，根據(jù)軸端的直徑以保持環(huán)直徑d =52毫米。小鏈輪和所述軸的所述輪轂孔的長度為L1=28毫米。為了確保該軸端保持環(huán)僅在小鏈輪壓不按壓在軸的端面上，所述VII-VIII截面的長度應(yīng)比L1稍短?，F(xiàn)在采取LI-II =26毫米。b、滾動軸承的初步選型?；?/p>

44、軸承在工作中受到徑向力與軸向力共同影響，因此要注意，在應(yīng)用上必須具有一個單列的圓錐滾子形式的軸承。所以根據(jù)DVII-VIII=49毫米，所述單排滾動錐形軸承的基本游隙組和標準精度等級的30211最初由機械設(shè)計課程設(shè)計手冊選擇，并且其大小為dXdXT=55毫米X 100毫米X22.75毫米,所以DI-II = DV-VII = 55毫米;和Li-II =22.75毫米。左端滾動軸承采用軸肩定位。對機械設(shè)計課程設(shè)計手冊進行查表，就可以確定30211型的軸承相關(guān)參數(shù)，這里定位軸肩的高度h取值4.5毫米，那么的數(shù)值將為64毫米。c、對齒輪裝配位置的軸端分段IV-V的直徑山5取值為70毫米進行測算驗證后

45、，該設(shè)計里齒輪的右端和右軸承兩者間的定位方法選取套筒定位形式。在此，齒輪的輪轂寬大小是70毫米，為了確保裝配后套筒的端面能后和齒輪緊密的接觸，要讓次軸段的寬度稍微小一些，所以這里的lw_v取值為66毫米，對于齒輪的右端裝配，將選取軸肩定位方法，因為軸肩的高度h比0.07d大一些，所以這里的高度h取值為6毫米，另外其軸環(huán)處的直徑由質(zhì)規(guī)格大小為82毫米。同時由于軸環(huán)的寬度b大于1.4個h,那么Iiimv取值為12 mm。d、軸承蓋的總寬度取值為20毫米，參照軸承蓋與潤滑給油處對于軸承要具備便于拆裝的性能，那么端帽的外端表面和所述小鏈輪的左端兩部分間的長度1取值為30毫米，那么Iwn的長度計算則為5

46、0毫米。e、在此，對齒輪與箱體內(nèi)部的間隔距離a取值為16毫米。在此要注意箱體在加工中存在的誤差因素，對滾動軸承的位置進行確立定位時，還要放有一定的余量s,在此s數(shù)值定為8毫米，先前我們對滾動軸承的寬度T己經(jīng)明確，是22.75毫米,則lv-vi=T+s+a+ （70-66） =22.75+8+16+4=50.75 mm1 ii .in=s+a=8+16=24 mm經(jīng)過上面的查表與計算，軸的相關(guān)規(guī)格尺寸已經(jīng)明確。(4) 軸上零件的周向定位本設(shè)計里，分選機的齒輪與小鏈輪之間的圓周定位是利用平鍵來實現(xiàn)的。這里的dw-v是通過查閱機械設(shè)計中的表6-1獲知，數(shù)值大小為b*h = 20rnrnxl2mrn,

47、選用的鍵槽是通鍵槽專用的銃刀來實現(xiàn)制作，它的長度是56毫米，另外為了確保齒輪和軸在裝配過程里的對中性滿足要求，這里的小皮帶輪的輪轂和軸的吻合比最好是H7/n6；另外在小鏈輪和軸的裝配連接里，應(yīng)采取規(guī)格12mmX8mmX22 mm的平鍵進行連接，其溫和比控制在H7/k6o同時，在進行滾動軸承和軸的周向定位的裝配時，應(yīng)當有過度配部件，這里軸的直徑尺大小的允許公差應(yīng)控制在m6范圍。(5) 確定軸上圓角和倒角尺寸通過機械設(shè)計中的表15-2提供數(shù)據(jù)，這里的軸端倒角應(yīng)是1.6X45。，另外相關(guān)的各軸的軸肩位置的圓角半徑要求如表15-2所示。(6) 求軸上的載荷首先利用軸的結(jié)構(gòu)圖3.3對軸的計算簡圖進行繪制

48、。對于軸承的支點具體定位,通過查表法獲得，具體參照機械設(shè)計里的圖15-23o通過查表，獲知a的數(shù)值大小是21毫米。所以其支撐的間距是60.75+60.75= 121.5mmo在依照繪制好的軸計算簡圖進行軸彎矩圖以及扭矩圖的繪制，繪制完成后的圖見圖3.4O通過圖3.4,我們能夠得出軸的危險截面為B截面部分。下來對截面C處的Mh等相關(guān)參數(shù)進行計算等，整理后如表3。表3截面B的支反力、彎矩及扭矩數(shù)值載荷水平面II垂直面V支反力 FFni11=1403. 5N, Fmi2=1403. 5NFnvi=511N, FW2=-511N彎矩 MMh=85263 N - mmMvi=31043. 25N mmMv2=-31043. 25 N mm總彎矩Mi= M2= V852632+31