土豆篩選機(jī)的設(shè)計(jì)-馬鈴薯篩選機(jī)【含三維UG模型及CAD圖紙】

土豆篩選機(jī)的設(shè)計(jì)-馬鈴薯篩選機(jī)【含三維UG模型及CAD圖紙】,含三維UG模型及CAD圖紙,土豆,篩選,設(shè)計(jì),馬鈴薯,三維,UG,模型,CAD,圖紙 土豆篩選機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)科代碼：0101 學(xué) 號(hào)：XXXXXXXXX 大 學(xué)（本 科） 畢 業(yè) 論 文 題 目：土豆篩選機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 年 級(jí)：2013級(jí) 姓 名： 指導(dǎo)教師： ×××（職稱） 摘 要 在農(nóng)作物豐收的季節(jié)，針對(duì)不同尺寸大小的土豆篩選存在的不足，設(shè)計(jì)出一種全新的土豆篩選機(jī)。這種篩選機(jī)可以調(diào)節(jié)篩面大小，將直徑大小不同的土豆進(jìn)行分類，而且在多農(nóng)作物混雜的情況，亦可進(jìn)行分類篩選。土豆篩選機(jī)的整體結(jié)構(gòu)主要由進(jìn)料口、篩面、篩箱、出料口和機(jī)架組成，采用同步帶和皮帶聯(lián)合的傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案，主要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)在于滾軸支座的卡緊定位裝置及滑道的設(shè)計(jì)，可以調(diào)節(jié)圓柱滾筒的間距，實(shí)現(xiàn)篩選不同大小農(nóng)作物的功能，解決了農(nóng)民們篩選土豆損耗精力的問題，同時(shí)減少了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞：土豆篩選機(jī)；篩面；傳動(dòng)設(shè)計(jì)； Abstract In the season of crop harvesting, a new potato screening machine was designed for the shortcomings of different sizes of potatoes. This screening machine can adjust the size of the screen surface, the diameter of different potatoes are classified, and in the case of multi-crop mixed, can also be classified screening. The overall structure of the potato filter is mainly composed of the inlet, the screen, the screen box, the outlet and the rack. The main design is the combination of the belt and the belt. The main innovation design is the clamping device of the roller bearing And slide design, you can adjust the spacing of cylindrical drums to achieve the function of screening different sizes of crops to solve the problem of farmers to filter the energy loss of potatoes, while reducing production costs and improve production efficiency. Key words: Potato screening machine; Screen surface; Transmission design; 目錄 引言 一、課題研究背景和意義 6 二、篩選機(jī)的發(fā)展概況 7 三、篩選機(jī)的分類和應(yīng)用、工作原理及特點(diǎn) 8 3.1 篩選機(jī)的分類 8 3.2 篩選機(jī)的應(yīng)用 10 3.3 篩選機(jī)的工作原理 10 3.4 篩選機(jī)的特點(diǎn) 11 四、篩選機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 4.1篩面的設(shè)計(jì) 12 4.1.1 圓柱滾筒的設(shè)計(jì) 13 4.1.2 滾筒的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 13 4.1.3 滾軸支座的卡緊定位裝置及滑道的設(shè)計(jì) 15 4.2 進(jìn)料口的設(shè)計(jì) 19 4.3 篩箱的設(shè)計(jì) 19 4.4 機(jī)架的設(shè)計(jì) 20 五、物料的受力分析 22 六、篩選機(jī)零件的選擇和計(jì)算 23 6.1軸承的選擇 23 6.2皮帶的選擇 23 6.3同步齒形帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 24 6.4滾軸的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 25 6.5篩選機(jī)的效果圖 26 總結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 致謝 31 4 引言 根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最新調(diào)查可知，到2010年，全國(guó)土豆種植面積約5369萬畝，單產(chǎn)1200公斤，總產(chǎn)量為9600萬噸，土豆加工率為20%，產(chǎn)值大約7700億元人民幣。中國(guó)西南地區(qū)、內(nèi)蒙古、東北地區(qū)和西北地區(qū)為主產(chǎn)區(qū)，其中西南山區(qū)種植面積最大，約占全國(guó)總面積三分之一。?? 由此可見，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展處于上升階段，連年增長(zhǎng)。我國(guó)的農(nóng)業(yè)也因此走向機(jī)械化和自動(dòng)化發(fā)展方向，數(shù)量不菲的土豆無疑不能純手工篩選分類，機(jī)械化的需求由此大大提高，基于節(jié)約農(nóng)民勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)效率的宗旨設(shè)計(jì)研發(fā)出了許多種農(nóng)作物的篩選機(jī)，激發(fā)了科學(xué)技術(shù)人員的創(chuàng)思維，而且不斷地對(duì)機(jī)器進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。 篩選機(jī)是我國(guó)這幾十年來發(fā)展較快的一種新型機(jī)器，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)上，因此市場(chǎng)上篩選機(jī)的種類較多，各種篩選方式都齊全。應(yīng)用最廣泛的是直線式篩選機(jī)，農(nóng)作物從進(jìn)料，然后篩選，再出料和分類直線式工作。隨著我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的規(guī)劃發(fā)展，行業(yè)對(duì)篩選機(jī)的功能要求逐漸提高，許多篩選機(jī)只能完成單一農(nóng)作物的篩選功能，還有在運(yùn)輸方面也是存在缺陷，在使用壽命和質(zhì)量方面還存在較大的問題。因此，篩選機(jī)的改進(jìn)是時(shí)代所需要的，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，設(shè)計(jì)多功能于一體的篩選機(jī)是一項(xiàng)十分有意義的課題研究。本次課題設(shè)計(jì)的土豆篩選機(jī)可以實(shí)現(xiàn)篩選不同尺寸大小的土豆，而且可以篩選不同農(nóng)作物，其中篩選結(jié)設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)間距的圓柱滾筒，大大提高了篩選效率，降低勞動(dòng)成本。 土豆篩選機(jī)的設(shè)計(jì)不僅要考慮功能的實(shí)現(xiàn)，而且要結(jié)合生產(chǎn)規(guī)模和節(jié)能問題，設(shè)計(jì)一種真正實(shí)現(xiàn)低消耗、多功能、環(huán)保型的篩選機(jī)，迎合我國(guó)節(jié)能減排的召喚，走可持續(xù)發(fā)展的道路。 一、課題研究背景和意義 隨著人口的迅速增加，人們對(duì)農(nóng)作物的需求也日益增加。我國(guó)目前東北三省等地區(qū)土豆種植面積迅速擴(kuò)大，每年秋收季節(jié)，每個(gè)種植戶在售賣時(shí)都會(huì)事先將土豆按不同大小分類，以此能高價(jià)賣出。但與此同時(shí)，大量的土豆篩選會(huì)浪費(fèi)很多人力和時(shí)間，延期土豆的銷售，可能會(huì)使土豆滯銷等不良情況發(fā)生。針對(duì)農(nóng)民這一現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象，我們?yōu)榇搜芯客炼购Y選機(jī)來解決他們的難題，自動(dòng)篩選不同大小的土豆或其他農(nóng)作物，節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，提高工作效率。 在部分農(nóng)村里，農(nóng)民為了規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)和有更好的經(jīng)濟(jì)收入，并不是種植單一的農(nóng)作物，而是種植多種農(nóng)作物。然而目前市場(chǎng)上已有的篩選機(jī)性能較為單一，只能實(shí)現(xiàn)一種農(nóng)作物的篩選。因此，如果農(nóng)民種植多種農(nóng)作物時(shí)，需要購買不同篩選機(jī)來滿足生產(chǎn)需求，這樣子對(duì)于個(gè)人農(nóng)戶來說是一筆很大的支出，增加了勞動(dòng)成本，從短期利益方面看，大部分農(nóng)民是不會(huì)選擇購買各種農(nóng)作物的篩選機(jī)。當(dāng)我們把多種農(nóng)作物篩選的功能集中于一臺(tái)機(jī)器時(shí)，農(nóng)民只需買一臺(tái)機(jī)器就能滿足生產(chǎn)需求，可以節(jié)約占地面積，極大吸引農(nóng)民的關(guān)注。 對(duì)于企業(yè)化生產(chǎn)來說，由于全國(guó)氣候、文化氛圍的差異，種植戶的作物種類千差萬別，針對(duì)這一情況，廠家需要制造不同作物的篩選機(jī)，大量的消耗資本和人力，種類的多化隨之增加了庫存，占用面積。為此解決這一難題，設(shè)計(jì)多功能土豆篩選機(jī)，極大降低生產(chǎn)成本，增加廠家的利潤(rùn)，為社會(huì)可持續(xù)做出貢獻(xiàn)。 我們國(guó)家在工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的生產(chǎn)污染是非常嚴(yán)重的，致力于保護(hù)環(huán)境和低能減排是國(guó)家奮斗的目標(biāo)，這次研究的土豆篩選機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)在于低能耗、高效率，走綠色環(huán)保道路，完全符合我國(guó)國(guó)情所需。 二、篩選機(jī)的發(fā)展概況 節(jié)能減排和綠色環(huán)保是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的主要發(fā)展目標(biāo)，在經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力提升的同時(shí)，保護(hù)環(huán)境、合理利用資源和走低能耗路線。中央政府在《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》已明確指出要研發(fā)有重大影響的技術(shù)裝備和機(jī)械，其中包括冶金設(shè)備、篩分設(shè)備等。?????? 從篩選機(jī)近幾年來的銷售量上可以觀察出，篩選機(jī)在工業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣闊，需求逐漸增大，銷售額隨之穩(wěn)定上升。篩選機(jī)帶來利潤(rùn)的同時(shí)，實(shí)際生產(chǎn)要求對(duì)其質(zhì)量和功能等越來越嚴(yán)格，從而使篩選機(jī)的發(fā)展提升到一個(gè)新的階段。 結(jié)合國(guó)內(nèi)外篩選機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，篩選機(jī)會(huì)逐漸往以下幾個(gè)方向發(fā)展：? （1） 向標(biāo)準(zhǔn)化、高質(zhì)量化、自動(dòng)化發(fā)展，便于設(shè)計(jì)與維修，從而專業(yè)化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。 （2） 向低能耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、穩(wěn)定型方向發(fā)展。 （3） 篩選機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，拋棄傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，向高性能方向發(fā)展。 （4） 提高整體機(jī)器穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使篩選機(jī)質(zhì)量較輕。 （5） 提高篩選效率，實(shí)現(xiàn)多功能篩選農(nóng)作物，具有人性化。 三、篩選機(jī)的分類和應(yīng)用、工作原理及特點(diǎn) 3.1 篩選機(jī)的分類 市面上篩選機(jī)種類較多，根據(jù)不同行業(yè)需求劃分不同的篩選機(jī)。篩選機(jī)是代替人工篩選的一種器械，從外形上可分為重型篩選機(jī)和輕型篩選機(jī)。其中重型篩選機(jī)根據(jù)起篩面運(yùn)動(dòng)軌跡可再劃分為直線式篩選機(jī)、圓形式振動(dòng)篩選機(jī)、橢圓式振動(dòng)篩選機(jī)和可變軌跡式篩選機(jī)，一般應(yīng)用于大型生產(chǎn)商或?qū)嶒?yàn)使用。而輕型篩選機(jī)體型一般比較細(xì)小，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與篩選機(jī)構(gòu)成豎直方向，應(yīng)用最廣泛的主要是旋轉(zhuǎn)式篩選機(jī)，運(yùn)動(dòng)軌跡亦可調(diào)節(jié)，實(shí)際應(yīng)用于食品、制藥、作物、化工等行業(yè)領(lǐng)域。 下面列舉一些篩選機(jī)的機(jī)器圖，重型篩選機(jī)如圖3.1直線式篩選機(jī)和如圖3.2所示的圓形式振動(dòng)篩選機(jī)。 圖3.1 圖3.2 輕型篩選機(jī)如圖3.3所示的旋轉(zhuǎn)式篩選機(jī)。 圖3.3 3.2 篩選機(jī)的應(yīng)用 基于我國(guó)經(jīng)濟(jì)行業(yè)的不同生產(chǎn)要求，采用了不同結(jié)構(gòu)的篩選方式，從而形成了不同款式的篩選設(shè)備，滿足不同行業(yè)需求。在煉金工業(yè)領(lǐng)域，礦石的采取和分類普通采用振動(dòng)式篩選機(jī)對(duì)初始散亂礦石進(jìn)行預(yù)分類和檢查，再用高精度篩選機(jī)對(duì)磨礦機(jī)的產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)分篩選，以提高礦石的精度；在化工工業(yè)領(lǐng)域，在對(duì)化工原料的篩選，化肥和復(fù)合化肥的分類，采用振動(dòng)式篩選機(jī)；在煤炭工業(yè)領(lǐng)域，用振動(dòng)篩作為精煤和末煤的脫水、脫介、針對(duì)6mm以下含水7%~14%的潮濕細(xì)煤粒的分級(jí)采用了高頻細(xì)篩來解決脫水問題；在水利電力領(lǐng)域，火電廠對(duì)煤預(yù)先篩分是通過高頻振動(dòng)篩來實(shí)現(xiàn)的，在水電站的建設(shè)工作中如三峽工程需要各種振動(dòng)篩對(duì)沙石進(jìn)行分級(jí)；在交通部門針對(duì)鐵路石渣的清沙和初泥進(jìn)行篩選，及對(duì)瀝青混泥土的石頭進(jìn)行篩選，其在高速工路建設(shè)中起著重要的作用；此外，針對(duì)環(huán)保部門的垃圾處理及水煤漿在電廠的應(yīng)用，振動(dòng)篩均成為關(guān)健篩分設(shè)備。?? 同時(shí)國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展持續(xù)關(guān)注，我國(guó)的糧食總產(chǎn)量連年增長(zhǎng)，番薯、土豆、板栗等農(nóng)作物的篩選分類都可以應(yīng)用到篩選機(jī)，這為篩選機(jī)的研發(fā)生產(chǎn)帶來了廣闊的發(fā)展前景。 3.3 篩選機(jī)的工作原理 本次設(shè)計(jì)的土豆篩選機(jī)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易緊湊，其主要工作原理是，篩選機(jī)接通220V電源插頭，打開電機(jī)開頭通電運(yùn)轉(zhuǎn)，通過皮帶傳遞帶動(dòng)同步帶傳動(dòng)，同步帶從而帶動(dòng)圓柱滾筒作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。作物從進(jìn)料口導(dǎo)入后，沿著軌道進(jìn)入篩面，由于滾筒間距不同，產(chǎn)生不同的間隙，作物在滾筒旋轉(zhuǎn)的推動(dòng)和重力驅(qū)使下沿滾筒切向運(yùn)動(dòng)，不同大小作物落進(jìn)不同間隙的滾筒之間，從而進(jìn)入篩箱收集分類，其余作物或雜物沿著出料口方向出去，多品種土豆篩選機(jī)的篩面圓柱滾筒組的各個(gè)滾軸定位裝置，可以通過手動(dòng)調(diào)節(jié)卡緊位置，從而產(chǎn)生不同的間隙，來篩選大小不同的物料。 3.4 篩選機(jī)的特點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)的多品種土豆篩選機(jī)是一種富有創(chuàng)新型的篩分機(jī)械，其特點(diǎn)主要是： （1） 整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易緊湊，容易維修和使用； （2） 篩選操作簡(jiǎn)易，而且方便清洗和搬運(yùn)； （3） 機(jī)器整體重量輕，底座配有可鎖萬向輪，方便移動(dòng)； （4） 低能耗、篩選效率高，噪聲??； （5） 機(jī)器密封性好、灰塵污染少、使用壽命長(zhǎng)； （6） 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐磨性好，適應(yīng)戶外等不良環(huán)境。 四、篩選機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1篩面的設(shè)計(jì) 篩面是土豆篩選機(jī)的重要工作部件，在整機(jī)篩選運(yùn)作時(shí)，篩面不僅要承受被篩選農(nóng)作物的重量，而且還有完成篩分作業(yè)，由此可知，篩面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)的重要性。市面上常用的篩面有棒條篩面、板狀篩面、編織篩面、條縫篩面和非金屬篩面五種，根據(jù)不同篩選物和作業(yè)的工藝要求選用不同結(jié)構(gòu)的篩面，這次土豆篩選機(jī)是采用多滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行篩選，即棒條篩面結(jié)構(gòu)。篩面結(jié)構(gòu)對(duì)滾筒要求較高，需要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨損和耐腐蝕，能靈活調(diào)節(jié)各個(gè)滾筒軸的間距，保證篩面不堵塞。為了增大滾筒與被篩選作物的摩擦和減小作業(yè)噪音，我們?cè)跐L筒表面增加一層橡膠套，同時(shí)為了滿足零件的可靠性，滾軸采用不銹鋼材質(zhì)，滾軸根數(shù)不易過多，可能會(huì)增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致后期機(jī)器故障多，故本次土豆篩選機(jī)滾筒根數(shù)取9根，最終篩面結(jié)構(gòu)示意圖如圖4.1所示。 圖4.1 4.1.1 圓柱滾筒的設(shè)計(jì) 圓柱滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要結(jié)合篩面的整體設(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)，通過調(diào)節(jié)軸承座，從而改變滾筒的間距。滾筒單端設(shè)計(jì)同步帶異形齒輪，外圓直徑為35mm，齒數(shù)為8，與同步帶嚙合傳動(dòng)，通過傳動(dòng)使圓柱滾筒做定軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)被篩選作物向下滾動(dòng)，經(jīng)過不同間距的滾筒時(shí)會(huì)自動(dòng)掉落入篩箱并收集，最終圓柱滾筒結(jié)構(gòu)示意圖如圖4.2所示。 圖4.2 4.1.2 滾筒的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 滾筒的傳動(dòng)是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)同步帶傳動(dòng)，從而通過同步帶上異形齒與滾筒上齒輪嚙合帶動(dòng)滾筒定軸旋轉(zhuǎn)，滾筒旋轉(zhuǎn)的時(shí)候要保證滾軸的穩(wěn)定性，不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)或松動(dòng)的現(xiàn)象，為此軸承座的穩(wěn)定性要好才能保證滾筒的傳動(dòng)穩(wěn)定性，提高傳動(dòng)效率，降低電機(jī)能耗，最終滾筒傳動(dòng)設(shè)計(jì)示意圖如圖4.3和圖4.3所示。 圖4.3 圖4.4 4.1.3 滾軸支座的卡緊定位裝置及滑道的設(shè)計(jì) 根據(jù)傳統(tǒng)篩選機(jī)可知，只能對(duì)單一農(nóng)作物進(jìn)行篩選分類，其主要原因是滾軸設(shè)計(jì)成間距不可調(diào)節(jié)，故只能固定篩選一種農(nóng)作物。想要使篩選機(jī)可以篩選多品種尺寸的農(nóng)作物，在機(jī)器正常運(yùn)作的條件下，滾筒間距必須是可以精確調(diào)節(jié)定位的，為了解決這一技術(shù)難題，需要對(duì)滾軸支座結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，因此本次研究設(shè)計(jì)一種支座卡緊定位裝置及配合定位的滑道，結(jié)構(gòu)如圖4.5、4.6所示。 圖4.5 圖4.6 由圖可知，在每個(gè)軸承座背面都裝有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)卡條，而滑道上面設(shè)計(jì)了間距相等且等寬度的凹槽，與卡條配合。當(dāng)軸承座上的卡條嵌入滑道凹槽時(shí)，軸承座水平方向被固定，從而固定滾軸，當(dāng)需要調(diào)節(jié)滾筒間距時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)卡條離開凹槽即可接觸支座水平約束，自由移動(dòng)調(diào)節(jié)。為了精準(zhǔn)定位，卡條和凹槽寬度設(shè)計(jì)為8mm，凹槽間距為10mm，即滾筒最小調(diào)節(jié)單位為10mm，模型利用UG進(jìn)行建模造型，使用設(shè)計(jì)特征“拉伸”、“陣列”等命令，結(jié)果如圖4.7和4.8所示。 圖4.7 圖4.8 接著是滑道的設(shè)計(jì)，需要通過滑道與軸承座的配合使得滾軸豎直定位，因此滑道內(nèi)部設(shè)計(jì)成燕尾槽形，與軸承座尾過渡配合，使之不易松動(dòng)。這種配合方式在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用較廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易且能滿足定位的需求，一條滑道實(shí)現(xiàn)兩種定位功能，符合設(shè)計(jì)理念，降低制造成本。滑道結(jié)構(gòu)和軸承座結(jié)構(gòu)分別如圖4.9和4.10所示。 圖4.9 圖4.10 4.2 進(jìn)料口的設(shè)計(jì) 進(jìn)料口的設(shè)計(jì)采用漏斗形入口，防止過多的土豆溢出，通道部分采用曲面結(jié)構(gòu)，可以對(duì)倒入的土豆起到緩沖的作用，防止高速滑落的土豆沖擊滾筒，減小土豆破損率和避免造成故障。結(jié)合人體工程學(xué)，進(jìn)料口的設(shè)計(jì)高度要適宜農(nóng)戶使用，故本次進(jìn)料口設(shè)計(jì)高度為1600,mm，有效長(zhǎng)度為1000mm，寬度為800mm。進(jìn)料口為4塊鐵板焊接而成，采用封閉型結(jié)構(gòu)，防止作物飛出，采用厚度8mm的鐵板，保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐腐蝕性，最后運(yùn)用UG軟件進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，結(jié)果如圖4.11所示。 圖4.11 4.3 篩箱的設(shè)計(jì) 篩箱的作用主要是收集通過篩面篩分出來的土豆或其他農(nóng)作物，篩箱底部采用光順曲面造型，防止落入的土豆堆積，起到一定的緩沖作用，避免土豆掉落時(shí)造成的破損，不同出口之間用鐵板隔開，這樣可以防止篩分好的土豆又混雜到了一起。篩箱出口尺寸大小根據(jù)實(shí)際土豆尺寸來定，已知土豆最大的直接為150mm，最小為30mm,故設(shè)計(jì)出口高度為150mm，四周倒圓角，防止從出口滑出的土豆發(fā)生刮損。篩箱材質(zhì)選擇鐵板制成，厚度為8mm即可保證結(jié)構(gòu)可靠性。最后運(yùn)用UG軟件對(duì)其進(jìn)行建模造型，使用設(shè)計(jì)特征進(jìn)行建模，結(jié)果如圖4.12所示。 圖4.12 4.4 機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要結(jié)合篩面結(jié)構(gòu)、篩箱和內(nèi)部傳動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的布置去設(shè)計(jì)合理緊湊的機(jī)架框架。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)和裝配要求，機(jī)架采用角鋼焊接而成，因?yàn)闄C(jī)架承受其他部件重力，需要很高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，不宜采用螺栓固定，強(qiáng)度較低，故選擇焊接，又方便機(jī)架的裝配，整體結(jié)構(gòu)緊湊。機(jī)架底部采用自鎖萬向輪，方便土豆篩選機(jī)的移動(dòng)和搬運(yùn)，不需要移動(dòng)時(shí)，只需鎖定萬向輪，極大人性化和富有靈活性。 萬向輪的設(shè)計(jì)同時(shí)也展現(xiàn)了理論與實(shí)踐相結(jié)合，設(shè)計(jì)的宗旨是能夠付之于實(shí)踐，所以設(shè)計(jì)是從實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)需求出發(fā)。最后運(yùn)用UG軟件對(duì)其進(jìn)行建模造型，使用設(shè)計(jì)特征進(jìn)行建模，結(jié)果如圖4.13所示。 圖4.13 五、物料的受力分析 本次設(shè)計(jì)的土豆篩選機(jī)是為了將雜亂的土豆有序地滑落到篩面進(jìn)行篩分，為了使得土豆全面被篩分，得保證土豆能沿著篩面滾動(dòng)。因此，對(duì)篩面進(jìn)行傾斜設(shè)計(jì)，這樣土豆可以獲得一定的重力加速度，完成篩分作業(yè)。另一方面，傾角的大小需要適宜，過大的話會(huì)導(dǎo)致土豆飛滾，無法從滾筒間隙下掉落，過小的話也無法保證土豆完全滑落。為此，對(duì)土豆作物進(jìn)行受力分析，不妨假設(shè)土豆是一個(gè)方形物體，在篩面的受力圖如下： 由靜力分析可得： tan a =μ a =arctanμ 查表可知，45號(hào)鋼與土豆的靜摩擦系數(shù)為μ=0.2—0.3，經(jīng)過計(jì)算得α=9.3°-o13.5°。這次設(shè)計(jì)的角度為10°，符合設(shè)計(jì)要求。 6、 篩選機(jī)零件的選擇和計(jì)算 6.1軸承的選擇 在土豆篩選機(jī)正常運(yùn)作的過程中，軸承的主要作用是支撐滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得滾筒軸向定位，軸承主要承受徑向載荷，因此我們選擇深溝球軸承，既可以滿足機(jī)器工作中主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受小的軸向載荷的設(shè)計(jì)要求。當(dāng)量摩擦系數(shù)最小，在高轉(zhuǎn)速時(shí)，可用來承受純軸向載荷。通過計(jì)算可得出所選用的滾軸軸頸為17mm，根據(jù)滾軸選擇的深溝球軸承結(jié)構(gòu)代號(hào)為6803，如圖6.1所示的深溝球軸承。 圖6.1 6.2皮帶的選擇? 我們所選用的皮帶是氯丁橡膠同步帶，氯丁橡膠同步帶耐水解、耐熱，并且耐沖擊性能優(yōu)于常用的聚氨酯同步帶，它的傳動(dòng)功率范圍大，特別在大功率傳動(dòng)中，聚氨酯同步帶是無法與之相比的。工作溫度一般為-34～100?℃。? 選擇氯丁橡膠同步帶對(duì)于篩選機(jī)而言是比較理想的，這也是市場(chǎng)上普遍選擇的優(yōu)質(zhì)同步齒形帶，如圖6.2所示。 圖6.2 6.3同步齒形帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 同步齒形帶輪如圖6.3所示，首先對(duì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算：? 由于該機(jī)器的嚙合為皮帶和鋼的捏合，所以主要的疲勞損壞是齒面磨損，因此以校核齒面疲勞強(qiáng)度為主。? 通過計(jì)算得，當(dāng)σH≤[σH]時(shí)，可以滿足設(shè)計(jì)要求。 圖6.3 6.4滾軸的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 首先滾軸在規(guī)定載荷作用下不應(yīng)破壞，即滾軸應(yīng)有足夠的抵抗破壞的能力；根據(jù)滾軸滿足強(qiáng)度要求的條件設(shè)計(jì)滾軸的截面尺寸。? 圓柱形滾動(dòng)軸兩端固定，當(dāng)機(jī)器正常工作時(shí)，圓柱形滾動(dòng)軸上承受著載荷作用力，理論分析時(shí)，假設(shè)載荷均勻分布，可以當(dāng)做簡(jiǎn)支梁來設(shè)計(jì)計(jì)算。????????? 經(jīng)計(jì)算得：? ?????????????d?≥?3? 計(jì)算其最小直徑d?=9.75mm?通過計(jì)算和查表試驗(yàn)可得最小滾軸的直徑可選為d?≥?10mm?,既能滿足機(jī)器正常工作的強(qiáng)度條件，又能節(jié)約成本。? 滾軸不僅要有足夠的抵抗破壞的能力，而且應(yīng)有足夠的抵抗變形的能力，即滾軸必須滿足剛度要求，滾軸變形主要是彎曲變形，撓度與轉(zhuǎn)角是度量彎曲變形的兩個(gè)基本量。? 通過計(jì)算可得，滾軸的直徑d?≥?21mm,?為了滿足實(shí)際的生產(chǎn)需要，我們?cè)O(shè)計(jì)選擇滾軸的外圓直徑為d?=?25mm。這樣既能滿足滾軸生產(chǎn)的強(qiáng)度和剛度要求，而且能節(jié)約材料和成本，增加滾軸工作的穩(wěn)定性。 6.5篩選機(jī)的效果圖? 篩選機(jī)總裝配圖如圖6.4和6.5所示。 圖6.4 圖6.5 總結(jié) 通過完成這次土豆篩選機(jī)的設(shè)計(jì)，我基本掌握了如何去設(shè)計(jì)一種機(jī)器。在設(shè)計(jì)之前應(yīng)該先調(diào)查產(chǎn)品的基本現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，捉住其中設(shè)計(jì)的不足，并對(duì)其進(jìn)行完善。在設(shè)計(jì)的同時(shí)，需要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)設(shè)計(jì)等方面的理論知識(shí)十分熟悉，為此需要我花費(fèi)很多精力去回顧和加深學(xué)習(xí)。 在一開始設(shè)計(jì)土豆篩選機(jī)的時(shí)候，我遇到許多難點(diǎn)，比如如何設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)滾筒、整體機(jī)械機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)和其余部件的設(shè)計(jì)，在老師和同學(xué)的指導(dǎo)下，再結(jié)合自己查閱機(jī)械書籍資料，逐漸清晰設(shè)計(jì)思路，慢慢解決各個(gè)難題。在運(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時(shí)，也是考驗(yàn)對(duì)軟件的熟練程度，經(jīng)過一段時(shí)間的軟件學(xué)習(xí)，我最終才把模型建立完成，并繪制相應(yīng)的工程圖。 通過土豆篩選機(jī)的設(shè)計(jì)，我深刻體會(huì)到設(shè)計(jì)研發(fā)產(chǎn)品要考慮很多因素，才能真正成功研制出好的產(chǎn)品。對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)技術(shù)要求比較高，這正是當(dāng)今社會(huì)所欠缺的綜合型人才，本次設(shè)計(jì)為了以后發(fā)展道路奠定了基礎(chǔ)，以后必將繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，絕不氣餒。 本次設(shè)計(jì)雖然基本完成，但仍舊存在缺陷和不足，會(huì)在以后的研究設(shè)計(jì)中逐漸完善和改進(jìn)。 參考文獻(xiàn) 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