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分類號(hào) 編號(hào)
煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
馬鈴薯篩選機(jī)設(shè)計(jì)
Design of Potato Screening Machine
申請(qǐng)學(xué)位: 學(xué)士學(xué)位
系 別: 機(jī)電工程系
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：機(jī)1601-1
姓 名：王勛皓
學(xué) 號(hào)：201604501151
指導(dǎo)老師：申剛（副教授）
2020年5月30日
煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院
馬鈴薯篩選機(jī)設(shè)計(jì)
姓 名： 王勛皓
導(dǎo) 師： 申剛 （副教授）
2020年5月30日
煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院
煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
系（部）：機(jī)電工程系
姓名
王勛皓
學(xué)號(hào)
201604501151
畢業(yè)
屆別
2020
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
馬鈴薯篩選機(jī)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
申剛
學(xué)歷
研究生
職稱
副教授
所學(xué)專業(yè)
導(dǎo)彈地面設(shè)備
1、 具體要求(主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等)：
主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)馬鈴薯篩選機(jī)，主要對(duì)馬鈴薯大小進(jìn)行分類處理，對(duì)篩面進(jìn)行設(shè)計(jì)。篩面的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1200mm，寬度為1000mm，因此滾筒的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成1000mm，直徑為25mm，兩端固定在軸承座內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)軸承座，從而改變滾筒的間距。
基本要求：1.設(shè)計(jì)確定總體工作原理，給出原理圖；2.完成詳細(xì)設(shè)計(jì)，給出設(shè)備整體、專用機(jī)構(gòu)、非標(biāo)零件等的必要的原理圖，裝配圖，零件圖等；3.按要求提交開(kāi)題報(bào)告、論文等文檔；4.準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯材料，完成答辯。
主要參考資料：1.理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等的教科書(shū)。2. 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，版本較新即可。3.自行搜集的馬鈴薯篩選機(jī)的其他相關(guān)資料、論文等。
2、進(jìn)度安排：
2月25日-3月15日：搜集、整理、熟悉分析相關(guān)資料，寫出開(kāi)題報(bào)告；
3月15日-3月31日：確定總體方案，給出原理圖；
4月1日-4月30日：完成詳細(xì)設(shè)計(jì)，繪制必要的圖紙；
5月1日-5月30日：修改完善設(shè)計(jì)，撰寫論文；
6月1日- ：做好答辯準(zhǔn)備。
指導(dǎo)教師（簽字）：
2020 年 1 月 10 日
系（部）意見(jiàn)： 同意
系主任（簽字）：
2020 年 1 月 11 日
備注：
【摘 要】：在農(nóng)作物豐收的季節(jié)，隨著馬鈴薯畝產(chǎn)值越來(lái)越高，產(chǎn)量越來(lái)越大。然而目前在有關(guān)馬鈴薯篩選的機(jī)器，在對(duì)于相異尺寸的對(duì)象進(jìn)行篩選時(shí)，效果往往不是很好，本文基于此，試圖設(shè)計(jì)一種新的該方面設(shè)備。此設(shè)備能夠?qū)Y面的尺寸作出調(diào)整，以此來(lái)對(duì)直徑相異的對(duì)象組抽分類，同時(shí)如果不止馬鈴薯一種作物，也能夠?qū)崿F(xiàn)篩選及分類。就結(jié)構(gòu)而言，整個(gè)設(shè)備的構(gòu)成模塊分成以下幾方面：機(jī)架、篩箱、篩面、出料口、進(jìn)料口。借助同步帶及皮帶聯(lián)合傳動(dòng)的模式，其最核心的創(chuàng)新之處為滾軸支座卡緊定位設(shè)施及滑道構(gòu)建，通過(guò)以上兩個(gè)模塊，能夠?qū)A柱滾筒間距作出調(diào)整，從而完成對(duì)尺寸相異對(duì)象的篩選，能夠很大程度上降低成本方面的支出，又能夠最大限度的增強(qiáng)效率。最后采用UG進(jìn)行建模和虛擬裝配，并用CAD軟件繪制出相應(yīng)零部件圖紙。
【關(guān)鍵詞】：馬鈴薯篩選機(jī)；效率；傳動(dòng)設(shè)計(jì)
Abstract：In the harvest season of crops, with the increasing yield of potatoes per mu higher and higher. However, the current potato screening machine, for the different size of the object screening, the effect is often not very good, this paper based on this, trying to design a new device in this area. The equipment can adjust the size of the screen surface to classify different diameter groups of objects, and also can select and classify if there is more than one crop. As far as the structure is concerned, the composition module of the whole equipment is divided into the following aspects: Feed Inlet, screen surface, screen box, feed outlet and rack. With the help of synchronous belt and belt combined transmission mode, the most core innovation is the construction of roller bearing clamping and positioning facilities and slideway. Through the above two modules, the distance between the cylindrical rollers can be adjusted, in order to complete the screening of different size objects, can greatly reduce the cost of the expenditure, but also to maximize the efficiency. Finally, Ug is used for modeling and virtual assembly, and CAD software is used to draw the corresponding parts drawings.
Key words: Potato Sifter; Efficiency; Transmission design
煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
目錄
第一章 緒論 1
1.1馬鈴薯的發(fā)展與現(xiàn)狀 1
1.2篩選機(jī)的研究背景和意義 1
1.3篩選機(jī)的發(fā)展概況 2
1.4本課題的主要工作 3
第二章 篩選機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 4
2.1 篩選機(jī)分類 4
2.2篩選機(jī)應(yīng)用 5
2.3 本課題篩選機(jī)工作機(jī)理 5
2.4 本課題篩選機(jī)的特點(diǎn) 6
第三章 篩選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
3.1篩面設(shè)計(jì) 8
3.1.1 圓柱滾筒設(shè)計(jì) 8
3.1.2 滾筒的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10
3.1.3 滾軸支座的卡緊定位裝置及滑道的設(shè)計(jì) 10
3.2 進(jìn)料口設(shè)計(jì) 13
3.3 篩箱設(shè)計(jì) 13
3.4.1機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
3.4.2萬(wàn)向輪 14
第四章 篩選機(jī)零件選擇及計(jì)算 16
4.1物料受力分析 16
4.2軸承選擇 16
4.3皮帶選擇? 17
4.4同步齒形帶輪設(shè)計(jì)及計(jì)算 17
4.5滾軸的強(qiáng)度及剛度測(cè)算 18
4.6篩選機(jī)的裝配圖? 18
參考文獻(xiàn) 20
致謝 21
第一章 緒論
1.1馬鈴薯的發(fā)展與現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)部出臺(tái)的《關(guān)于推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，提出到2020年為止，我國(guó)種植馬鈴薯的面積應(yīng)當(dāng)要超過(guò)1億畝，每畝的產(chǎn)量要大于1500公斤，以這個(gè)數(shù)值來(lái)算，總的產(chǎn)量為1.5億噸，其中要求能夠進(jìn)行加工的該方面產(chǎn)品比例要在30%左右，產(chǎn)值要超過(guò)7700億元。目前我國(guó)主要的馬鈴薯種植區(qū)域在西南、內(nèi)蒙古、東北、西北等區(qū)域，而在這些區(qū)域當(dāng)中，又是西南地區(qū)的種植面積最大，其達(dá)到了我國(guó)馬鈴薯種植總總面積的三分之一以上。
根據(jù)以上信息不難得出，我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展還存在很大潛力，將來(lái)還有很大的增長(zhǎng)空間。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)正處于人工轉(zhuǎn)向機(jī)械化的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，而面對(duì)如此數(shù)量龐大的馬鈴薯，如果僅僅借助手工來(lái)進(jìn)行篩選，無(wú)疑是不符合我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的要求的，并且也會(huì)極大地浪費(fèi)資源與人力，所以很有必要加快該方面的機(jī)械化建設(shè)步伐，這樣不難能夠解放人力，還能夠極大程度地增強(qiáng)效率?；诖?，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多篩選農(nóng)作物的機(jī)器，但是在很多方面仍有不足，因此，越來(lái)越多的學(xué)者聚焦于該領(lǐng)域，持續(xù)地對(duì)其作出調(diào)整及優(yōu)化。
篩選機(jī)為我國(guó)近年來(lái)發(fā)展速率及規(guī)模比較快的農(nóng)業(yè)設(shè)施，到目前為止，已經(jīng)普遍地用在了工農(nóng)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，所以目前市場(chǎng)當(dāng)中該類設(shè)施的模式及種類是相當(dāng)豐富的。其中最為普遍的當(dāng)屬直線式篩選機(jī)，之所以稱為直線式，是由于自進(jìn)料到出料，全部是一條線運(yùn)作。在我國(guó)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化建設(shè)持續(xù)加快的背景下，篩選機(jī)也必須與時(shí)俱進(jìn)地作出革新，然后目前諸多該類設(shè)施僅僅能夠針對(duì)同一類型的農(nóng)作物進(jìn)行篩選，另外，運(yùn)輸層面也不是很完善，同時(shí)生命周期及質(zhì)量同樣有待改進(jìn)。所以，該類設(shè)施必須與時(shí)俱進(jìn)，參照現(xiàn)實(shí)的需要來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，另外，要將其功能進(jìn)行延伸，這也是未來(lái)該方面發(fā)展要關(guān)注的重點(diǎn)。此次設(shè)計(jì)的設(shè)備能夠?qū)Τ叽缦喈惖鸟R鈴薯作出篩選，并且假設(shè)對(duì)象是混合的農(nóng)產(chǎn)品，同樣可以實(shí)現(xiàn)篩選，篩選結(jié)設(shè)計(jì)成則規(guī)定為圓柱滾筒，其能夠自主調(diào)整，因此效率極高，同時(shí)成本費(fèi)用也不大。
此設(shè)備在滿足基本功能的前提下，應(yīng)當(dāng)綜合生產(chǎn)規(guī)模及節(jié)能方面的要求，制造出能耗不大、功能齊全、且較為環(huán)保的設(shè)施。
1.2篩選機(jī)的研究背景和意義
當(dāng)前，我國(guó)馬鈴薯在東三省的種植面積持續(xù)上升，每到收獲的時(shí)候，種植戶在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行銷售的時(shí)候，必須要做的一件事就是以尺寸為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行分類，以此來(lái)使得銷售的價(jià)格上升。但是目前，其普遍采用的還是人工的方式，因此經(jīng)濟(jì)及時(shí)間成本都非常高，另外還會(huì)讓產(chǎn)品無(wú)法在對(duì)應(yīng)的時(shí)間上市，會(huì)極大地影響區(qū)銷售。為了處理該種狀況，本文設(shè)計(jì)了本次的馬鈴薯篩選機(jī)，其能夠?qū)ο喈惓叽绲鸟R鈴薯及另外的農(nóng)作物作出篩選，降低處理時(shí)間，增強(qiáng)效率。
在我國(guó)很多的農(nóng)村，農(nóng)戶為了增強(qiáng)自身的收入以及盡可能地降低風(fēng)險(xiǎn)，其往往會(huì)種植多類作物，但是當(dāng)前市場(chǎng)上的篩選機(jī)卻沒(méi)有跟上這一現(xiàn)實(shí)，其性能還不夠綜合，往往只可以針對(duì)一類作物進(jìn)行篩選。所以，假設(shè)農(nóng)戶種植了不止一種的作物，為了篩選，其就需要購(gòu)買相異類型的篩選機(jī)，這無(wú)疑使得其成本大大上升，而且還會(huì)讓人力成本上升，從短期的角度來(lái)看，諸多農(nóng)戶均不會(huì)作出購(gòu)買多類篩選機(jī)的行為。鑒于此，如果能把不同農(nóng)作物的篩選要求匯聚于一個(gè)設(shè)備，那么無(wú)疑能夠減少農(nóng)戶的支出，必然擁有廣闊的市場(chǎng)。
就企業(yè)的生產(chǎn)而言，因?yàn)槲覈?guó)復(fù)原遼闊，不同地域的種植歷史、氣候條件等存在很大不同，因此農(nóng)戶種植的對(duì)象也有很大不同，鑒于此，生產(chǎn)者必須生產(chǎn)不同類型的篩選機(jī)，這會(huì)讓資金及人力得到極大的損耗，另外，也會(huì)讓庫(kù)存大大上升，不利于庫(kù)存管理。為了使以上問(wèn)題得到解決，其也有涉及多功能篩選機(jī)的需要，以此來(lái)使得各方面成本下降，從而擴(kuò)大其獲利空間。
1.3篩選機(jī)的發(fā)展概況
我國(guó)始終將環(huán)境保護(hù)作為基本國(guó)策，近年來(lái)，綠水青山就是金山銀山的思想也被全面貫徹，在經(jīng)濟(jì)和科技持續(xù)進(jìn)步的情況下，該類設(shè)備未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)必然是低能耗的。
就該類設(shè)施近年來(lái)的銷售數(shù)額不難得出，其在工農(nóng)業(yè)層面獲得了越來(lái)越普遍的運(yùn)用，并且農(nóng)戶在該方面的需求也不斷上升，因此銷售額是逐年增長(zhǎng)的。但是當(dāng)前在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)狀況下，該類設(shè)備需要達(dá)到的品質(zhì)及功能必須與時(shí)俱進(jìn)，所以其設(shè)備在將來(lái)必然會(huì)擁有更多的發(fā)展空間。
綜合國(guó)內(nèi)外該類設(shè)施的發(fā)展?fàn)顩r，能夠得出其未來(lái)的發(fā)展方向?yàn)椋?
（1） 標(biāo)準(zhǔn)化、高品質(zhì)、智能化，增強(qiáng)維修和設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便度，增強(qiáng)專業(yè)化能力，提升性價(jià)比。
（2） 能耗越來(lái)越低、結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定能力上升。
（3） 優(yōu)化設(shè)施，不再選用以往的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其性能。
（4） 增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定能力，讓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔，使設(shè)備重量盡可能地低。
（5） 增強(qiáng)效率，將不同功能匯聚其上。
1.4本課題的主要工作
1.設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)滾筒、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)以及另外的輔助模塊；
2.運(yùn)用工業(yè)設(shè)計(jì)軟件UG對(duì)篩選機(jī)模型進(jìn)行建模造型和虛擬裝配；
3.并繪制相應(yīng)的工程圖。
第二章 篩選機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)
2.1 篩選機(jī)分類
目前市場(chǎng)上的該類設(shè)備類型繁多，參照相異行業(yè)的要求，其分類也不盡相同。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，該類機(jī)器的目的是解放人力，增強(qiáng)篩選的效率。就外型而言，其能夠分成重型及輕型兩類。前者以篩面運(yùn)動(dòng)軌跡為標(biāo)準(zhǔn)，又能夠細(xì)分成直線式、圓形式、橢圓式、可變軌跡式幾類，通常而言都會(huì)用在大型生產(chǎn)商及實(shí)驗(yàn)方面。后者的體型通常不大，傳動(dòng)和篩選機(jī)為豎直方向，該方面普遍運(yùn)用的為旋轉(zhuǎn)式設(shè)施，能夠根據(jù)具體要求來(lái)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡作出調(diào)整，被普遍用在食品、制藥、作物等行業(yè)。
以下將展示某些設(shè)備機(jī)器圖，具體如下：
圖2-1 直線式篩選機(jī)
圖2-2 圓形式振動(dòng)篩選機(jī)
圖2-3 旋轉(zhuǎn)式篩選機(jī)
2.2篩選機(jī)應(yīng)用
由于我國(guó)相異行業(yè)的生產(chǎn)需求是存在差異的，因此篩選模式也存在很大差異，在此基礎(chǔ)上，篩選設(shè)施的款式也是普遍存在差異的，這樣做的目的也是為和行業(yè)要求相契合。比如就煉金工業(yè)層面而言，搜集及分類礦石的過(guò)程會(huì)首先借助振動(dòng)式篩選機(jī)對(duì)目標(biāo)作出預(yù)分類及檢查，然后借助高精度設(shè)備對(duì)磨礦機(jī)產(chǎn)品作出細(xì)致的二次篩選，通過(guò)這樣的模式來(lái)提升對(duì)象精度；再比如化工工業(yè)層面，對(duì)原料作出篩選時(shí)，常借助振動(dòng)式篩選機(jī)來(lái)對(duì)化肥及復(fù)合化肥進(jìn)行分類。
另外我國(guó)在農(nóng)業(yè)方面的關(guān)注度一直沒(méi)有降低，目前糧食總量持續(xù)上升，因此，需要篩選機(jī)來(lái)對(duì)番薯、馬鈴薯、板栗等作出分類。
2.3 本課題篩選機(jī)工作機(jī)理
本次設(shè)計(jì)的設(shè)備結(jié)構(gòu)間隙不大，其具體運(yùn)作機(jī)理為：設(shè)備電源插頭，啟動(dòng)電機(jī)，使電流通入，讓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，借助皮帶傳遞來(lái)使同步帶傳動(dòng)，然后后者促使圓柱滾筒旋轉(zhuǎn)運(yùn)作。作物自進(jìn)料口進(jìn)入后，沿軌道進(jìn)入篩面內(nèi)，因?yàn)闈L筒間距存在差異，因此會(huì)帶來(lái)相異的間隙。作物于滾筒旋轉(zhuǎn)推動(dòng)及重力作用下，會(huì)沿滾筒切向運(yùn)動(dòng)，相異尺寸的作物進(jìn)入相異間隙滾筒間，然后進(jìn)入篩箱搜集分類，另外的作物及雜質(zhì)則沿出料口流出，針對(duì)相異品種打造的設(shè)備的篩面圓柱滾筒組的不同滾軸定位設(shè)施，能夠借助人工的模式來(lái)對(duì)卡緊位置做出調(diào)整，以此帶來(lái)相異間距，從而完成對(duì)相異直徑對(duì)象的篩選。如圖2-4所示。
圖2-4
1.支撐桿2.進(jìn)料口3.皮帶4.出料口5.電機(jī)6.萬(wàn)向輪7.篩箱8.側(cè)板
2.4 本課題篩選機(jī)的特點(diǎn)
本次設(shè)計(jì)的多品種馬鈴薯篩選機(jī)為擁有創(chuàng)新點(diǎn)的設(shè)備，特征如下：
（1） 結(jié)構(gòu)間間隙不大，且較為簡(jiǎn)單，所以維護(hù)及使用難度不高；
（2） 操作難度不大，同時(shí)清洗及搬運(yùn)也比較便捷；
（3） 設(shè)備的質(zhì)量較輕，底座擁有可鎖的萬(wàn)向輪，移動(dòng)能力強(qiáng)；
（4） 能耗不高，運(yùn)作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的分貝，效率有保證；
（5） 密封性有保證，生命周期長(zhǎng)；
（6） 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐磨能力強(qiáng)，能夠有效抗擊外部干擾。
第三章 篩選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1篩面設(shè)計(jì)
對(duì)于整個(gè)設(shè)備而言，篩面是相當(dāng)核心的，在設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候，該模塊不但要承擔(dān)目標(biāo)對(duì)象重量，另外也需要進(jìn)行篩分操作，從這不難得出，該模塊對(duì)于整個(gè)設(shè)備的設(shè)計(jì)而言是非常重要的。當(dāng)前市面上較為普遍的該方面設(shè)備有棒條、板狀、編織、條縫、非金屬篩面幾類，參照相異的對(duì)象及工藝，應(yīng)當(dāng)選擇相異結(jié)構(gòu)的設(shè)備，本次設(shè)計(jì)考量到具體情況，最終選擇了多滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是棒條篩面。篩面結(jié)構(gòu)要求滾筒有較高強(qiáng)度及剛度，同時(shí)在耐磨損及腐蝕方面的性能要好，可以較為敏捷地對(duì)不同滾筒軸的間距作出調(diào)整，避免堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生。為使得滾筒和對(duì)象間的摩擦盡可能地大，同時(shí)運(yùn)作時(shí)的分貝盡可能地小，本次設(shè)計(jì)于滾筒表面鋪設(shè)了橡膠套，另外為使得構(gòu)件可靠程度上升，滾軸選擇不銹鋼材質(zhì)，其根數(shù)不能太多，不然就會(huì)使得傳動(dòng)結(jié)構(gòu)負(fù)載過(guò)重，帶來(lái)不必要的障礙，綜合考慮后，本次設(shè)計(jì)確定9根，最后的篩面見(jiàn)下圖：
圖3-1 篩面
3.1.1 圓柱滾筒設(shè)計(jì)
進(jìn)行該方面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)參考篩面設(shè)計(jì)，本次篩面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度及寬度分別是1200mm和1000mm，針對(duì)此，滾筒長(zhǎng)度及直徑分別是1000mm和25mm，兩邊固定在軸承座，以此來(lái)對(duì)滾筒間距作出變動(dòng)。滾筒單端配備同步帶異形齒輪，外圓直徑35mm，齒數(shù)是8，和同步帶嚙合傳動(dòng)，借助傳動(dòng)讓滾筒定軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)被篩選作物往下滾動(dòng)，通過(guò)相異間距滾筒時(shí)落入篩箱同時(shí)搜集，最后滾筒結(jié)構(gòu)件見(jiàn)圖3-2。二維圖如3-3和3-4所示。
圖3-2 圓柱滾筒
圖3-3
圖3-4
3.1.2 滾筒的傳動(dòng)設(shè)計(jì)
滾筒傳動(dòng)為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)借助皮帶傳動(dòng)促使同步帶傳動(dòng)，以此來(lái)借助同步帶上異形齒和滾筒上齒輪嚙合，促進(jìn)定軸旋轉(zhuǎn)，此時(shí)要使得滾軸擁有較強(qiáng)的穩(wěn)定能力，不至于產(chǎn)生滑動(dòng)狀況，因此軸承座必須具有很強(qiáng)的穩(wěn)定能力，這樣才可以讓滾筒的傳動(dòng)擁有穩(wěn)定能力，增強(qiáng)傳動(dòng)效率，減少能耗，滾筒傳動(dòng)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3-5與圖3-6。
圖3-5
圖3-6
3.1.3 滾軸支座的卡緊定位裝置及滑道的設(shè)計(jì)
參照以往的設(shè)備不難得出，其大多數(shù)針對(duì)的都是一種農(nóng)作物，產(chǎn)生該種狀況的因素在于滾軸間距沒(méi)有可調(diào)節(jié)性，因此針對(duì)的都是一種農(nóng)作物。所以如果要讓設(shè)備能夠針對(duì)不同類型及尺寸的對(duì)象，那么在正常運(yùn)作狀況下，比如要求其滾筒間距具備可調(diào)整性，為了達(dá)到這一效果，必須要對(duì)滾軸支座架構(gòu)作出設(shè)計(jì)及優(yōu)化，基于此，本文構(gòu)造了支座卡緊定位設(shè)備和與其配合的滑道，具體見(jiàn)圖3-7及3-8。
圖3-7
圖3-8
個(gè)根據(jù)上圖不難得出，任一軸承座背后均具備可旋轉(zhuǎn)卡條，滑道上則配置了間距及寬度一致的凹槽，以此來(lái)其配合作用。一旦卡條融入凹槽，軸承座水平方向就無(wú)法變更，所以滾軸就會(huì)固定下來(lái)，如果要對(duì)滾筒間距作出調(diào)整，那么需要使卡條脫離凹槽，這樣就能夠讓方向不再固定，可供調(diào)整。為使得定位的準(zhǔn)確度能夠得到保證，卡條及凹槽寬度確定成8mm，凹槽間距是10mm，換言之，就是滾筒最低調(diào)節(jié)單位是10mm，借助UG建模，結(jié)果見(jiàn)圖3-9及3-10。
圖3-9卡條
圖3-10滑道
完成以上部分后，要對(duì)滑到進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助其和軸承座的配合來(lái)推動(dòng)滾軸豎直定位，所以滑道內(nèi)部要設(shè)置成燕尾槽形，以此來(lái)跟軸承座尾進(jìn)行配合，增強(qiáng)其緊密度。該種模式目前的農(nóng)業(yè)器械當(dāng)中被普遍運(yùn)用，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，同時(shí)定位要求能夠?qū)崿F(xiàn)，僅需一條滑道，就能夠完成兩類定位功能，與理想效果一致，同時(shí)成本費(fèi)用不高?；兰拜S承座結(jié)構(gòu)各自見(jiàn)圖3-11及3-12。
圖3-11滑道
圖3-12 軸承座
3.2 進(jìn)料口設(shè)計(jì)
該方面確定為漏斗形入口，這是出于盡可能避免馬鈴薯溢出狀況的考慮，通道方面，則選擇了曲面結(jié)構(gòu)，這樣就能夠最大程度地讓進(jìn)入對(duì)象得到緩沖，避免快速進(jìn)入的對(duì)象和滾筒產(chǎn)生撞擊，盡可能地降低馬鈴薯受到損害的概率，降低故障產(chǎn)生率。站在人體工程學(xué)的角度，該方面高度一定要和操作者相適應(yīng)，綜合考慮后，將高度設(shè)置成1600mm，有效長(zhǎng)度及寬度各自是1000mm及800mm。該模塊由4塊鐵板焊接，借助封閉結(jié)構(gòu)，避免作物飛出，鐵板厚度是8mm，同時(shí)結(jié)構(gòu)的剛度及耐磨損能力要得到保證，借助UG軟件建模，具體見(jiàn)圖3-13。
圖3-13 進(jìn)料口
3.3 篩箱設(shè)計(jì)
配備篩箱的目的在于搜集借助篩面得到的馬鈴薯或另外的對(duì)象，底部選擇光順曲面造型，這是為了避免落下的對(duì)象累積起來(lái)，同時(shí)有緩沖效果，防止對(duì)象掉落產(chǎn)生損壞，借助鐵板使相異出口分離，以此來(lái)避免實(shí)現(xiàn)篩分的對(duì)象混合。該模塊的出口尺寸參照對(duì)象遲鈍，因?yàn)樽畲髮?duì)象直徑是150mm，最小是30mm,因此出口高度是150mm，四周倒圓角，以此來(lái)避免出口對(duì)象產(chǎn)生損壞。設(shè)備的材質(zhì)確定成鐵板，厚度確定是8mm，這種狀況下結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。然后借助UG軟件建模，具體見(jiàn)圖3-14。
圖3-14 篩箱
3.4 機(jī)架的設(shè)計(jì)
3.4.1機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該方面的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)參照篩面、篩箱、內(nèi)部傳動(dòng)結(jié)構(gòu)來(lái)作出設(shè)計(jì)。綜合現(xiàn)實(shí)及裝配的需要，機(jī)架由角鋼焊接，由于其承受另外模塊的重力，因此對(duì)強(qiáng)度及穩(wěn)定能力要求很高，不應(yīng)當(dāng)借助螺栓來(lái)固定，強(qiáng)度不大，因此確定成焊接模式，這對(duì)于裝配及結(jié)構(gòu)緊湊而言，都是有益的。
3.4.2萬(wàn)向輪
機(jī)架底部配置自鎖萬(wàn)向輪，這是為了便于整個(gè)設(shè)備的位移，假設(shè)沒(méi)有位移方面的需求，那么只需要鎖定即可，因此靈活度是非常高的。
該方面同樣運(yùn)用了理論聯(lián)系實(shí)際的要求，也就是說(shuō)其一開(kāi)始就是為了實(shí)踐考慮的，因此是把現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)及需要為切入點(diǎn)的。然后借助UG軟件建模，結(jié)果見(jiàn)圖3-15。
圖3-15 機(jī)架
第四章 篩選機(jī)零件選擇及計(jì)算
4.1物料受力分析
本次設(shè)計(jì)的設(shè)施的最終目的是對(duì)馬鈴薯作出篩選，為了讓整個(gè)過(guò)程的準(zhǔn)確度及全面度更高，必須使得目標(biāo)沿篩面滾動(dòng)。所以，篩面應(yīng)當(dāng)傾斜，在此狀況下，對(duì)象就擁有特定重力加速度，更加便利與篩分。除此之外，也要確定恰當(dāng)?shù)膬A角，如果太大，那么對(duì)象則會(huì)飛滾，不利于其自滾筒間隙下落，但是也不能過(guò)小，不然其就不能夠全部花落。因此，要對(duì)目標(biāo)作出受力分析，為了更好地進(jìn)行這一流程，將其視作方形，具體如下：
根據(jù)靜力分析，有：
tan a =μ （4-1）
a =arctanμ （4-2）
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，45號(hào)鋼和馬鈴薯靜摩擦系數(shù)是μ=0.2—0.3，通過(guò)測(cè)算有α=9.3°—13.5°。此次設(shè)計(jì)角度是10°，達(dá)標(biāo)。
4.2軸承選擇
該方面設(shè)施正常運(yùn)行時(shí)，軸承主要作用為支持滾軸轉(zhuǎn)動(dòng)，讓滾筒軸向定位，軸承受到徑向載荷，所以確定為深溝球軸承，這樣不但能夠使得設(shè)備在運(yùn)行時(shí)受到這一載荷，另外，也能夠承擔(dān)較小的軸向載荷。如果量摩擦系數(shù)不大，那么高轉(zhuǎn)速時(shí)，能夠承受純軸向載荷。借助測(cè)算獲得滾軸軸頸是17mm，參照滾軸選擇的深溝球軸承結(jié)構(gòu)代號(hào)是6803，具體見(jiàn)圖4-1。
圖4-1 深溝球軸承
4.3皮帶選擇?
本次設(shè)計(jì)該方面選擇了氯丁橡膠同步帶，其擁有耐水解、耐熱，耐沖擊的特點(diǎn)，因此比一般的聚氨酯同步帶效果更好，其傳動(dòng)功率范圍大，尤其是對(duì)于大功率而言，擁有更好的特性。其工作溫度區(qū)間通常是-34～100℃。具體見(jiàn)圖4-2。
圖4-2 氯丁橡膠同步帶
4.4同步齒形帶輪設(shè)計(jì)及計(jì)算
該方面見(jiàn)圖4-3，先測(cè)度齒面接觸疲勞強(qiáng)度：?
因?yàn)槠鋰Ш袭a(chǎn)生于皮帶及鋼之間，因此關(guān)鍵的疲勞損壞為齒面磨損，所以將校核齒面疲勞強(qiáng)度作為核心。?
借助測(cè)算有，當(dāng)σH≤[σH]時(shí)，達(dá)標(biāo)。
圖4-3 同步齒形帶輪
4.5滾軸的強(qiáng)度及剛度測(cè)算
滾軸在既定載荷下不會(huì)損壞，也就是滾軸要具有足夠抗擊破壞的水平；參照其滿足強(qiáng)度要求條件來(lái)得到其截面尺寸。?
圓柱形滾動(dòng)軸兩端固定，如果設(shè)備處于正常運(yùn)作，那么圓柱形滾動(dòng)軸承受載荷，從理論上而言，如果其分布均勻，那么是能夠視作簡(jiǎn)支梁測(cè)算的。
測(cè)算有：?
?????????????d≥3
測(cè)度最小直徑d=9.75mm，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)可知，最小滾軸直徑是d≥10mm,該狀態(tài)下性價(jià)比最高。
滾軸不但應(yīng)當(dāng)具備足夠抗擊損壞的水平，另外在抗擊形變方面也要有必將強(qiáng)的水平，也就是其要具備一定的剛度，對(duì)其而言，形變主要來(lái)源于彎曲，衡量該方面的關(guān)鍵指標(biāo)為撓度和轉(zhuǎn)角。?
借助測(cè)算可知，滾軸直徑d≥21mm,為和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)需求契合，本次規(guī)定滾軸外圓直徑是d=25mm。此狀況下，不但使生產(chǎn)強(qiáng)度及剛度需要得到落實(shí)，另外費(fèi)用也不高，穩(wěn)定度有保證。
4.6篩選機(jī)的裝配圖?
零件全部建完型后，參照其互相間的約束、層次及裝配聯(lián)系，于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中參照自下至上次數(shù)作出設(shè)計(jì)組裝，借助公差分析獲得不同零部件間的公差分配，在此基礎(chǔ)上，得到最優(yōu)裝配次序，同時(shí)來(lái)作出檢驗(yàn)，對(duì)于不科學(xué)指出，及時(shí)作出調(diào)整及優(yōu)化。
篩選機(jī)總裝配圖如圖4-4和4-5所示。
圖4-4 總裝配圖
圖4-5 總裝配圖
參考文獻(xiàn)
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[14]?國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的有關(guān)的中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2007。?
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致謝
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，離不開(kāi)導(dǎo)師及朋友的幫助，在我遇到困難的時(shí)候，是他們第一時(shí)間給予我思路，給予我鼓勵(lì)，支持著我繼續(xù)往前走，對(duì)于我設(shè)計(jì)當(dāng)中的錯(cuò)誤，其也能夠一針見(jiàn)血地指出，沒(méi)有他們，我絕不可能如此順利完成此次設(shè)計(jì)。
另外，也要感謝學(xué)校這個(gè)平臺(tái)，讓我學(xué)到了很多很多，感謝！
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煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審表（指導(dǎo)教師用）
題 目
馬鈴薯篩選機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
王勛皓
學(xué)號(hào)
201604501151
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
姓 名
申剛
職稱
副教授
所學(xué)專業(yè)
導(dǎo)彈地面設(shè)備
是否同意參加答辯：同意答辯
得分
75
評(píng)語(yǔ)：
本文選題符合機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)，該生查閱了一定量的文獻(xiàn)，分析論證合理，設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范，設(shè)計(jì)過(guò)程比較完整，設(shè)計(jì)結(jié)果合理可行，具有一定的參考價(jià)值。論文格式比較規(guī)范，邏輯層次合理，表述通順。
該生專業(yè)知識(shí)熟練，具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。
同意該同學(xué)參加畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
指導(dǎo)教師（簽字）：
2020年 5月28 日
煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審表（評(píng)閱人用）
題 目
馬鈴薯篩選機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
王勛皓
學(xué)號(hào)
201604501151
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
姓 名
申剛
職稱
副教授
所學(xué)專業(yè)
導(dǎo)彈地面設(shè)備
是否同意參加答辯：同意答辯
得分
74
評(píng)語(yǔ)：
該生論文選題難度適中，完全符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，工作量較大，選題具有一定的應(yīng)用研究和推廣價(jià)值，該生具有一定的查閱文獻(xiàn)能力，能夠較好分析文獻(xiàn)信息，綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題能力一般。論文內(nèi)容完整，前后邏輯得當(dāng)，層次結(jié)構(gòu)安排較為合理。該生論文語(yǔ)言表達(dá)流暢，格式符合要求；完全符合本科生畢業(yè)答辯條件，同意答辯。
評(píng)閱人（簽字）：
2020年 5月29 日
煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審表(評(píng)閱人用)
題 目
馬鈴薯篩選機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
王勛皓
學(xué)號(hào)
201604501151
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
姓 名
申剛
職稱
副教授
所學(xué)專業(yè)
導(dǎo)彈地面設(shè)備
是否同意參加答辯：同意答辯
得分
70
評(píng)語(yǔ)：
論文選題源于生產(chǎn)實(shí)際，符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，具有一定的實(shí)際意義。該生查閱參考文獻(xiàn)能力一般，能運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)完成相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)思路基本合理，專業(yè)軟件應(yīng)用能力一般，圖紙基本正確，論文書(shū)寫規(guī)范，工作量適中，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，
同意該同學(xué)參加畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
評(píng)閱人（簽字）：
2020年 5月 29日
煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審表（答辯小組用）
題 目
馬鈴薯篩選機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
王勛皓
學(xué)號(hào)
201604501151
指導(dǎo)教師
姓 名
申剛
職稱
副教授
得分
71
評(píng)語(yǔ)：
自述表達(dá)一般，表達(dá)正確，能夠回答大部分問(wèn)題。答辯時(shí)，能夠簡(jiǎn)明的闡述設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，對(duì)主要問(wèn)題的回答基本正確，或經(jīng)教師啟發(fā)后正確地回答。
圖紙視圖表達(dá)基本合理，結(jié)構(gòu)表達(dá)基本完整，尺寸標(biāo)注個(gè)別不規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；論文思路基本清晰條理，格式基本規(guī)范。
答辯委員會(huì)（小組）（全體成員簽字）：
2020年 5月 30日
煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合評(píng)定成績(jī)表
指導(dǎo)教師評(píng)分
75
評(píng)閱人評(píng)分
72
答辯評(píng)分
71
綜合評(píng)定成績(jī)(按4：2：4)
73
答辯委員會(huì)負(fù)責(zé)人（簽字）：
2020年 5月 30日