水果分級(jí)機(jī)設(shè)計(jì)（含CAD圖紙和說明書）

水果分級(jí)機(jī)設(shè)計(jì)（含CAD圖紙和說明書）,水果,生果,瓜果,分級(jí),設(shè)計(jì),cad,圖紙,以及,說明書,仿單 目 錄 摘要…………………………………………………………………………………………1 關(guān)鍵詞………………………………………………………………………………………1 1 前言………………………………………………………………………………………2 2 總體方案的擬定…………………………………………………………………………3 2.1 原理分析…………………………………………………………………………3 2.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………5 3 主要零件的選擇和設(shè)計(jì)………………………………………………………………6 3.1 皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………7 3.2 直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………8 4 結(jié)束語…………………………………………………………………………………9 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………10 致謝……………………………………………………………………………………11 水果分選機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要：本文分析了中國國內(nèi)外水果分級(jí)分選機(jī)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)未來進(jìn)行了展望，設(shè)計(jì)出了一種新型水果分級(jí)分選機(jī)構(gòu)。該水果分級(jí)分選機(jī)是由分級(jí)滾筒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)組成。采用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送到直齒圓柱齒輪減速器，然后再通過鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將所需的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送至分級(jí)滾筒上，從而實(shí)現(xiàn)水果的分選。整個(gè)機(jī)構(gòu)簡單且易于操作，便于維護(hù)，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)水果加工機(jī)械化與規(guī)模化提供了前提。 關(guān)鍵詞：水果；形狀；分選機(jī)構(gòu)；分級(jí)滾筒； The design of fruit sorting machine 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 Words: fruit; shape; the grading mechanism; grading cylinder 1 前言 1.1 選題研究意義 水果分選是水果進(jìn)入流通領(lǐng)域的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到水果生產(chǎn)的效益。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的今天，異地銷售、大宗農(nóng)產(chǎn)品交易和農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易等均離不開標(biāo)準(zhǔn)化。而水果分選就是實(shí)現(xiàn)蘋果商品標(biāo)準(zhǔn)化的最基礎(chǔ)的一步。我國是水果生產(chǎn)大國，但絕大部分蘋果來源于農(nóng)村集體和個(gè)體種植戶，其品質(zhì)差別很大，加上采摘及運(yùn)輸過程中不同程度的損傷等影響，給水果的分選工作帶來一定的困難。目前蘋果分選工作多由人工完成，缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低且分選精度不穩(wěn)定。采用微機(jī)控制的機(jī)電一體化設(shè)備來代替人工作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)蘋果分選的自動(dòng)化，有效地提高分選效率和分選精度。因此，研究開發(fā)水果采后的自動(dòng)化處理設(shè)備，對(duì)蘋果進(jìn)行分級(jí)篩選然后銷售或加工。 1.2 國內(nèi)外水果機(jī)械化發(fā)展概況 我國是世界水果生產(chǎn)消費(fèi)大國，但還不是水果加工強(qiáng)國。水果的品質(zhì)還難以完全滿足國內(nèi)外消費(fèi)者的要求，水果市場(chǎng)主要還在國內(nèi)。隨著我國加入WTO，水果生產(chǎn)銷售面臨著激烈的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，因此必須盡快提升我國水果種植和加工的水平，縮短與國外的差距。近幾十年來，我國的水果加工水平提高緩慢，主要是我國的水果機(jī)械加工技術(shù)水平落后造成的。20世紀(jì)50年代以前，我國幾乎沒有食品機(jī)械工業(yè)，更不用說水果加工。水果的生產(chǎn)加工主要以手工操作為主，基本屬于傳統(tǒng)作坊生產(chǎn)方式。僅在沿海一些大城市有少量工業(yè)化生產(chǎn)方式的水果加工廠，所用設(shè)備幾乎是國外設(shè)備。進(jìn)入20世紀(jì)50～70年代，水果加工業(yè)及水果機(jī)械行業(yè)得到一定的發(fā)展，全國各地新建了一大批水果加工工廠。 1.3 國內(nèi)水果機(jī)械化未來發(fā)展方向 水果在中國食品產(chǎn)業(yè)占有重要地位，隨著社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步，水果不但是人們生活的必需品，而且對(duì)經(jīng)濟(jì)起了很好的作用，而水果分選機(jī)是水果生產(chǎn)中的一種主要機(jī)械。 21世紀(jì)，中國將實(shí)現(xiàn)水果生產(chǎn)和加工全程機(jī)械化，以滿足水果生產(chǎn)規(guī)模化、經(jīng)營產(chǎn)業(yè)化、水果產(chǎn)品多元化、水果質(zhì)量無公害化的要求。水果機(jī)械將集機(jī)、電、液于一體，向智能化、自動(dòng)化跨越。 1.4 目前國內(nèi)常見的水果分選機(jī)主要有以下幾種類型 目前我國水果業(yè)生產(chǎn)上使用的分選機(jī)類型很多，大小不一。根據(jù)水果檢測(cè)指標(biāo)的不同，水果分選機(jī)大致可以分為大小分選機(jī)、重量分選機(jī)、外觀品質(zhì)分選機(jī)和內(nèi)部品質(zhì)分選機(jī)。本課題主要研究的是大小分選機(jī)，而根據(jù)其結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，大小分選機(jī)可分為篩子分選機(jī)、回轉(zhuǎn)帶分選機(jī)、輥軸分選機(jī)、滾筒式分選機(jī)。 2 總體方案的擬定 2.1 原理分析 分選機(jī)上的分級(jí)裝置的孔眼的大小和形狀必須根椐水果的大小、形狀和產(chǎn)品工藝要求確定。特別注意分級(jí)級(jí)數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算，提高分選質(zhì)量，以保證后序工序的順利進(jìn)行。水果分選機(jī)是由分選機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)組成。水果分選時(shí)將水果運(yùn)送至進(jìn)料斗，然后流入到分級(jí)滾筒或擺動(dòng)篩中，使水果在滾筒里滾轉(zhuǎn)和移動(dòng)或在擺動(dòng)篩中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并在此過程中通過相應(yīng)的孔流出，以達(dá)到分級(jí)目的。 2.1.1 方案選擇 為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功用，有兩套方案可以實(shí)現(xiàn)：(參見圖1、圖2) 方案一 采用擺動(dòng)篩式進(jìn)行水果的分選 圖1方案一 示意圖 Fig1 The figure of program 1 方案二 采用滾筒式進(jìn)行水果分選 圖2 方案二 示意圖 Fig2 The figure of program 2 2.1.2 方案的比較 方案一采用擺動(dòng)篩式來進(jìn)行水果的分選，其機(jī)械振動(dòng)裝置由皮帶傳動(dòng)使偏心輪回轉(zhuǎn)，偏心輪帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)體的直線往返式擺動(dòng)。擺動(dòng)篩分選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝容易；篩面調(diào)整方便，利用率高；以直線往復(fù)擺動(dòng)為主。振動(dòng)為輔，對(duì)物料損傷少；適用多物料及同一物料多種不同規(guī)格的分級(jí)。缺點(diǎn)為：動(dòng)力平衡困難，噪音大，清洗不方便等。方案二采用滾筒式來進(jìn)行水果的分選，其滾筒由摩擦輪帶動(dòng)，物料通過料斗流入到滾筒時(shí)，在其間滾轉(zhuǎn)和移動(dòng)，并在此過程中通過相應(yīng)的孔流出，以達(dá)到分級(jí)目的。滾動(dòng)式分選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡單，分級(jí)效率高，工作平穩(wěn)，不存在動(dòng)力不平衡現(xiàn)象。缺點(diǎn)為：機(jī)器占地面積大，篩面利用率低；由于篩孔調(diào)整困難，對(duì)原料的適應(yīng)性差。本課題研究的主要目的是實(shí)現(xiàn)水果生產(chǎn)的規(guī)模化和機(jī)械化，而且主要針對(duì)單一物料進(jìn)行分級(jí)，對(duì)水果的損傷情況不做過多要求，故采用方案二比較合理。 2.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1 總體結(jié)構(gòu) 總體結(jié)構(gòu)分為以下主要部分（如圖3所示）： 進(jìn)料斗、滾筒、收集料斗、機(jī)架、傳動(dòng)裝置、摩擦輪等。 圖3 水果分選機(jī)結(jié)構(gòu)圖 Fig3 The principle figure of the structure of the fruit sorter 2.2.2 傳動(dòng)路線 水果分選機(jī)的傳動(dòng)路線如圖4所示，該機(jī)構(gòu)是通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶傳動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力直齒圓柱齒輪減速器，通過減速器減速后，再由鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給摩擦輪，在摩擦輪的帶動(dòng)下，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水果的分級(jí)。 1.電機(jī) 2.皮帶輪 3.摩擦輪 4.摩擦輪軸 5.單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 6.鏈傳動(dòng) 圖4 水果分選機(jī)的傳動(dòng)路線 Fig4 The transmission route of the fruit sorter 3 主要零件的選擇和設(shè)計(jì) 3.1 皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)可知皮帶輪傳動(dòng)比為3，因傳動(dòng)速度較快，處于高速端，故采用帶傳動(dòng)來提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性。并旋轉(zhuǎn)方向一致 ，帶輪的傳動(dòng)是通過帶與帶輪之間的摩擦來實(shí)現(xiàn)的。帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)，造價(jià)低廉以及緩沖吸振等特點(diǎn)。根據(jù)槽面摩擦原理，在同樣的張緊力下，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。再加上V帶傳動(dòng)允許傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及V帶以標(biāo)準(zhǔn)化并且大量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，所以這里高速軸傳動(dòng)選用V帶傳動(dòng)。 3.1.1 確定計(jì)算功率 Pca 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7 查得工作情況系數(shù)K A =1.1 故 Pca = K A P = 1.1×2.2=2.42 kW 3.2 直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （1）按圖4所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （2）滾筒為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB 10095-88） （3）材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。 （4）選小齒輪齒數(shù)z1=24，大齒輪齒數(shù)z2=4×24=96 3.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行試算，即 d1t≥2.32 3√KT1/φd·(u±1)/u·(ZE/〔σH〕)2 （3-17） （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù)Kt=1.3。 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 T1 = 9550 P1/ n1=9550×2.11/237 =85.02 N·m=8.502×104 N·mm 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7選取齒寬系數(shù)φd=1.2。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8 MPa1/2。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2=550MPa。  4 結(jié)束語 這次設(shè)計(jì)是我對(duì)大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,。在設(shè)計(jì)中應(yīng)熟悉和正確采用各種有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)格，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，并應(yīng)注意一些尺寸需圓整為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。同時(shí)設(shè)計(jì)中應(yīng)減少材料的品種和標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格。 參考文獻(xiàn) [1] 唐偉強(qiáng). 食品通用機(jī)械與設(shè)備. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2010：30-40. 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