番茄篩選機(jī)的設(shè)計(jì)【農(nóng)業(yè)用機(jī)械設(shè)計(jì)】
番茄篩選機(jī)的設(shè)計(jì)【農(nóng)業(yè)用機(jī)械設(shè)計(jì)】,農(nóng)業(yè)用機(jī)械設(shè)計(jì),番茄篩選機(jī)的設(shè)計(jì)【農(nóng)業(yè)用機(jī)械設(shè)計(jì)】,番茄,篩選,挑選,設(shè)計(jì),農(nóng)業(yè),機(jī)械設(shè)計(jì)
各位老師、同學(xué)大家好！題目：番茄篩選機(jī)-江西農(nóng)業(yè)大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué) 院：工 學(xué) 院 姓 名：許威 學(xué) 號(hào)：20101136 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)：機(jī)制1004班 指導(dǎo)教師：蔡金平一.前言據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最新調(diào)查結(jié)果顯示2013年全國(guó)番茄種植面積穩(wěn)定到約6369萬(wàn)畝，單產(chǎn)達(dá)到1600公斤，總產(chǎn)番茄10650萬(wàn)噸，產(chǎn)品加工率30%，產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值8700億元。聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織2013年8月的網(wǎng)站數(shù)據(jù)分析我過(guò)近年的番茄的種植面積穩(wěn)步增多，我國(guó)的番茄產(chǎn)量從2010年到2013年增大了將近兩成?？梢?jiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展步伐逐年加快，科技力量在不斷的加強(qiáng)，我國(guó)農(nóng)業(yè)必將朝著機(jī)械化，自動(dòng)化，現(xiàn)代化的方向發(fā)展。這就為篩選機(jī)帶來(lái)無(wú)比廣闊的發(fā)展空間。根據(jù)市場(chǎng)導(dǎo)向，消費(fèi)者的需求，科技的發(fā)展方向，我們構(gòu)想了番茄篩選機(jī)器的這一概念。最近幾年，節(jié)能、環(huán)保、減耗成了國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的主要方向。我國(guó)既是生產(chǎn)大國(guó)又是能源消耗大國(guó)。如何高效的利用資源已成為重要的國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。中央的發(fā)展規(guī)劃給振動(dòng)篩分機(jī)械行業(yè)帶來(lái)了重大的發(fā)展機(jī)會(huì)。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制有重大影響的技術(shù)裝備，其中包括冶金設(shè)備、篩分洗選設(shè)備等。二、篩選機(jī)的發(fā)展概況 三、番茄篩選機(jī)的工作原理番茄篩選機(jī)通過(guò)滾筒上不同直徑的圓孔篩選不同大小規(guī)格的番茄。滾筒呈圓錐臺(tái)狀水平放置，從左端送料口向滾筒內(nèi)輸送番茄，滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和皮帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，番茄在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沿著滾筒的錐度自然的向下滾動(dòng)，接著從各種規(guī)格的圓孔內(nèi)掉落達(dá)到篩選目的。四番茄篩選機(jī)的特點(diǎn)番茄篩選機(jī)作為一種篩分設(shè)備，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：(1)故障少，操作、維修方便；(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清洗方便、快捷；(3)耗能低、機(jī)器壽命長(zhǎng)；(4)高抗壓強(qiáng)度、耐磨性好；(5)工作穩(wěn)定可靠、篩分效率高。5.1篩選滾筒的設(shè)計(jì)篩筒是選機(jī)承受被篩物料自身重力并完成篩分過(guò)程的最重要的工作部件之一。常用篩有滾筒篩、編織篩、條縫篩、棒條篩和非金屬篩五種。為了提高篩分效果和保證工作的可靠性，一般要按篩分物料的粒度和篩分作業(yè)的工藝要求來(lái)選擇篩面。番茄篩選機(jī)篩選番茄是通過(guò)圓筒篩來(lái)完成篩選的，對(duì)篩面的基本要求是：有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、剛度、耐腐蝕、耐磨損、篩孔不容易堵塞。五、番茄篩選機(jī)的組成和設(shè)計(jì)5.1.1 物料的受力分析 我們?cè)O(shè)計(jì)的番茄篩選的目的是使作物能夠滾落到不同直徑的篩孔里面，從而進(jìn)行全面的篩選。因此，可以對(duì)篩滾筒進(jìn)行傾角設(shè)計(jì)，這樣可以使作物更好的被篩分。不妨假設(shè)作物是一個(gè)方形物體，在篩面上的受力分析如下：通過(guò)計(jì)算得：tan=arctan查表得，45號(hào)鋼與番茄的靜摩擦系數(shù)為=0.20.3，設(shè)計(jì)的角度為12，符合要求。5.1.2 篩筒及篩孔的尺寸滾筒的長(zhǎng)度為1800mm，呈圓錐臺(tái)狀水平放置，滾筒小端的直徑為117mm,大端的直徑為500mm，滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和皮帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，番茄在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沿著滾筒的錐度自然的向下滾動(dòng)，接著從各種規(guī)格的圓孔內(nèi)掉落達(dá)到篩選目的。根據(jù)篩分的要求，番茄的直徑為30mm-80mm，為了保證番茄的精確篩分，我們篩選機(jī)的滾筒上的孔的直徑尺寸分別選為50mm、80mm。5.1.3 篩筒和軸的固定設(shè)計(jì)篩選機(jī)篩選番茄主要是有軸帶動(dòng)滾筒完成轉(zhuǎn)動(dòng)，所以滾筒和軸必須固定在一起，我們通過(guò)在軸和篩選圓柱上焊接圓柱條的方法讓篩選圓柱和軸固定在一起，讓圓柱能夠和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)從而完成篩選。5.1.4 篩筒的傳動(dòng)設(shè)計(jì)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)是電動(dòng)機(jī)上的小帶輪通過(guò)皮帶帶動(dòng)軸上的大帶輪完成的。5.2 機(jī)架的設(shè)計(jì)番茄篩選機(jī)的長(zhǎng)、寬、高、分別設(shè)計(jì)為2200mm、1200mm、1380mm、機(jī)架是采用鑄鐵焊接而成的，機(jī)架的主要設(shè)計(jì)理念要求是要整體比較簡(jiǎn)潔，能夠承受整體的一個(gè)重量。5.3進(jìn)料口的設(shè)計(jì)進(jìn)料口采用螺栓固定的方式固定在機(jī)架上，且采用一定角度的固定，使物料在投入的時(shí)候能夠以一定的速度進(jìn)入篩選箱，既避免了物體速度過(guò)大，也避免了番茄的堆積。5.4篩選的零件的選擇番茄篩選機(jī)選用的是普通V帶，普通V帶是市場(chǎng)上最常見(jiàn)的一種。用于工農(nóng)業(yè)各種動(dòng)力傳送。傳動(dòng)比的大小也能達(dá)到要求。5.5大小帶輪、帶的尺寸我們所設(shè)計(jì)的番茄篩選機(jī)的皮帶回轉(zhuǎn)速度為0.05m/s-0.2m/s。篩圓錐臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度為每分鐘12轉(zhuǎn)。電機(jī)是選擇市場(chǎng)上的永磁低速電機(jī)140TYD,電機(jī)的轉(zhuǎn)速為每分鐘60轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比為5，符合帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比要求，該電機(jī)的功率為1.5KW。經(jīng)過(guò)計(jì)算的得到小帶輪的直徑大帶輪的直徑初定中心距帶長(zhǎng)實(shí)際中心距根數(shù)Z=45.6轉(zhuǎn)軸的計(jì)算圓柱形滾動(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。經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算可得：經(jīng)過(guò)剛度計(jì)算所以選擇軸的直徑=60mm，符合要求。6.5軸承的選擇在篩選機(jī)正常工作過(guò)程中，軸承的主要作用是支撐滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，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(mǎn)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(lái)承受純軸向載荷。通過(guò)計(jì)算選擇的軸承型號(hào)為6211，外徑為100mm,厚度為21mm。圖為深溝球軸承6.6軸承座的選擇軸承座是用來(lái)固定軸承的，固定軸承的外圈，讓軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈保持不懂始終和傳動(dòng)的方向一致，并且保持平衡，根據(jù)軸承的型號(hào),查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，我們選擇的軸承座的型號(hào)是SN211。七.總結(jié)經(jīng)過(guò)兩個(gè)月努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)已經(jīng)順利完成，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期設(shè)想的功能。畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)。切身體會(huì)到，設(shè)計(jì)過(guò)程要總體考慮，總體設(shè)計(jì)，要有全盤(pán)思想和意識(shí)。在大體功能滿(mǎn)足的情況下，進(jìn)一步設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)、零件來(lái)滿(mǎn)足尺寸要求、安裝要求和使用要求。設(shè)計(jì)過(guò)程中感覺(jué)最困難的是在零件的選擇上，對(duì)著機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)要求、結(jié)構(gòu)要求，不停地選擇，有的經(jīng)過(guò)了幾個(gè)反復(fù)。本設(shè)計(jì)有不少優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著不足，需要在以后的研究中不斷改進(jìn)和完善。致謝歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這個(gè)設(shè)計(jì)做完，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了很多的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師蔡金平老師，他對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助我進(jìn)行設(shè)計(jì)的修改和改進(jìn)。感謝我的機(jī)制1004全體同學(xué)，在我設(shè)計(jì)的過(guò)程中給予我了很多的設(shè)計(jì)理念，還在制作圖紙過(guò)程中提供熱情的幫助。更感謝各位審閱此篇論文的諸位老師，謝謝你們的辛勤審閱，懇請(qǐng)您們批評(píng)指正。
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY
本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）
題目： 番茄篩選機(jī)
學(xué) 院： 工學(xué)院
姓 名： 許威
學(xué) 號(hào)： 20101136
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
年 級(jí)： 2010級(jí)
指導(dǎo)教師： 蔡金平 職 稱(chēng)：講師
二0一四 年 五 月
目錄
前言 1
一、 課程研究的背景和意義 2
二、 篩選機(jī)的發(fā)展概況 2
三、 篩選機(jī)的分類(lèi)、工作原理及特點(diǎn) 3
3.1 篩選機(jī)的分類(lèi) 3
3.2 番茄篩選機(jī)的工作原理 3
3.3 番茄篩選機(jī)的特點(diǎn) 4
四、 篩選機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用 4
五、 篩選機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計(jì) 5
5．1 篩滾筒的設(shè)計(jì) 5
5.1.1 滾筒的尺寸 5
5.1.2 滾筒的圓孔的設(shè)計(jì) 6
5.1.3 滾筒的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 6
5.1.4 滾筒和軸的固定 6
5.2 機(jī)架的設(shè)計(jì) 7
5.3 進(jìn)料口的設(shè)計(jì) 7
5.4 物料的受力分析 8
六、 篩選機(jī)的零件的選擇 8
6.1 皮帶的選擇 9
6.2 V帶輪的選擇 9
6.3 大小帶輪、帶的尺寸和相互安裝的尺寸的計(jì)算 9
6.4 轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 12
6.5 軸承的選擇 12
6.6 軸承座的選擇 13
6.7 篩選機(jī)的裝配圖 13
結(jié)論 15
參考文獻(xiàn) 16
致謝 17
摘要
在收獲的季節(jié)，番茄篩選機(jī)將各種不同直徑的番茄進(jìn)行分類(lèi)篩選。
番茄篩選機(jī)是通過(guò)圓錐滾筒上的不同大小的孔篩選不同大小規(guī)格的番茄，圓錐臺(tái)呈水平放置，番茄從左端的送料口向滾筒內(nèi)送入，滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和皮帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，番茄在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沿著滾筒的錐度自然的向下滾動(dòng)，接著從各種規(guī)格的圓孔內(nèi)掉落達(dá)到篩選目的。番茄篩選機(jī)的運(yùn)用可以大大提高農(nóng)戶(hù)篩選番茄的效率。
關(guān)鍵詞：番茄篩選機(jī)；圓錐
Abstract
在收獲的季節(jié)，番茄篩選機(jī)將各種不同直徑的番茄進(jìn)行分類(lèi)篩選。
In the season of harvest, tomato and screening machine will different diameter of tomato classification screening.
番茄篩選機(jī)是通過(guò)圓錐滾筒上的不同大小的孔篩選不同大小規(guī)格的番茄，圓錐臺(tái)呈水平放置，番茄從左端的送料口向滾筒內(nèi)送入，滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和皮帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，番茄在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沿著滾筒的錐度自然的向下滾動(dòng)，接著從各種規(guī)格的圓孔內(nèi)掉落達(dá)到篩選目的。番茄篩選機(jī)的運(yùn)用可以大大提高農(nóng)戶(hù)篩選番茄的效率，增高效率。
Tomato screening machine is through the holes of various sizes of tapered roller on the screening of different sizes of tomatoes, the cone is horizontally placed, tomato fed from the feeding end of the port to the drum, drum is driven by the motor and belt drive to achieve, tomato in the drum rotation process scroll down along the drum taper nature, then hole in the various specifications inner drop achieve screening purposes. Using tomato screening machine can greatly improve the efficiency of screening of tomato farmers.
Key words：tomato screening machine; conical
前言
據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最新調(diào)查結(jié)果顯示：2013年全國(guó)番茄種植面積穩(wěn)定到約 6369萬(wàn)畝，單產(chǎn)達(dá)到 1600公斤，總產(chǎn)番茄10650萬(wàn)噸，產(chǎn)品加工率 30%，產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值 8700億元。據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家研究測(cè)定：每人每天食用50～100克鮮番茄，即可滿(mǎn)足人體對(duì)幾種維生素和礦物質(zhì)的需要。番茄含的“番茄素”，有抑制細(xì)菌的作用；含的蘋(píng)果酸、糖類(lèi)和檸檬酸，番茄富含胡蘿卜素、維生素C、維生素B以及維生素B2和鈣、磷、鉀、鎂、鐵、和碘等多種元素，還含有蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，所以廣受人們的喜愛(ài)，是餐桌必不可少的一件食材。聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織2013年8月的網(wǎng)站數(shù)據(jù)分析我過(guò)近年的番茄的種植面積穩(wěn)步增多，我國(guó)的番茄產(chǎn)量從2010年到2013年增大了將近一半。
可見(jiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展步伐逐年加快，科技力量在不斷的加強(qiáng)，我國(guó)農(nóng)業(yè)必將朝著自動(dòng)化，機(jī)械化，現(xiàn)代化的方向發(fā)展。這就為篩選機(jī)帶來(lái)非常寬廣的發(fā)展空間。根據(jù)消費(fèi)者的需求，市場(chǎng)導(dǎo)向，科技的發(fā)展方向，我們構(gòu)想了番茄篩選機(jī)器的這一概念。人們追求高效率的時(shí)代，各項(xiàng)資料已經(jīng)表明：在農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的人力篩選已經(jīng)不能滿(mǎn)足時(shí)代發(fā)展的要求，從節(jié)約成本和時(shí)間成本來(lái)看，番茄篩選機(jī)器是種植番茄這一行業(yè)節(jié)約成本的一大法寶。
篩選機(jī)器是近幾十年來(lái)得到很快發(fā)展的一種新型的機(jī)械，已經(jīng)廣泛運(yùn)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中；其中圓筒篩選是應(yīng)用比較廣泛的一種篩分產(chǎn)品。隨著我國(guó)工業(yè)，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中機(jī)械化要求的提高，應(yīng)用篩選機(jī)器的行業(yè)對(duì)其要求的也越來(lái)越高。篩選機(jī)在我國(guó)推廣使用的幾十年間發(fā)現(xiàn)了許多使用不太方便、設(shè)計(jì)不盡合理等問(wèn)題。我國(guó)篩選機(jī)的無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間與使用壽命相對(duì)于國(guó)外水平也有著很大的差距。也正應(yīng)為這樣，研究，設(shè)計(jì)和制造篩選機(jī)就成為非常重要的課題。
一、 課程研究的背景和意義
目前全國(guó)的番茄種植面積正在逐漸擴(kuò)大，到收獲的時(shí)候由于番茄畝產(chǎn)產(chǎn)量高，每個(gè)農(nóng)戶(hù)會(huì)對(duì)番茄按照大小分類(lèi)，希望能賣(mài)個(gè)好價(jià)錢(qián)。但這樣往往會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間和人力，到頭來(lái)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，篩分效果還不好。針對(duì)農(nóng)戶(hù)的這一現(xiàn)實(shí)狀況，我們研究的番茄篩選機(jī)會(huì)有效的為農(nóng)戶(hù)們解決此類(lèi)難題。番茄從進(jìn)料口進(jìn)入后，篩選機(jī)會(huì)自動(dòng)將其分成從小到大的若干類(lèi)。這就為農(nóng)民們解決了篩分番茄費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問(wèn)題，同時(shí)又可以達(dá)到好的篩分效果。
我們國(guó)家由于工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境污染是非常嚴(yán)重的，我國(guó)也一直在致力于減少環(huán)境危害的工作。我們研究設(shè)計(jì)的番茄篩選機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)就是低能耗、噪聲小，走“綠色”環(huán)保之路，完全符合我國(guó)的國(guó)情需要。
二、 篩選機(jī)的發(fā)展概況
近年來(lái),節(jié)能、降耗、環(huán)保已成為可持續(xù)發(fā)展的主要方向。我國(guó)既是一個(gè)生產(chǎn)者和能源消耗的力量。如何有效利用資源已成為重要的國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。中央發(fā)展規(guī)劃篩選機(jī)械行業(yè)帶來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇。中央政府的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要指出,開(kāi)發(fā)技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)生重大影響,包括冶金設(shè)備、篩選、清洗設(shè)備等。
篩分機(jī)的發(fā)展方向是非常明確的,可以說(shuō),會(huì)占據(jù)整個(gè)屏幕的重點(diǎn)市場(chǎng)地位,從近年來(lái)的銷(xiāo)售,篩分機(jī)的應(yīng)用范圍更大,所以銷(xiāo)售穩(wěn)步上升。工業(yè)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)篩選機(jī)品種和質(zhì)量要求越來(lái)越高,使篩分機(jī)到一個(gè)新的發(fā)展階段。
綜合國(guó)內(nèi)外篩選機(jī)狀況，篩選機(jī)將會(huì)向以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（1）向著系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，通用化發(fā)展：這是便于設(shè)計(jì)、組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)、保證質(zhì)量和降低成本的途徑
（2）定量向效率高:高發(fā)展工業(yè)現(xiàn)代化,促進(jìn)企業(yè)規(guī)模,生產(chǎn)能力大大增加,需要一套有效的高通量篩選機(jī)器
（3）向著輕型、環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化方向發(fā)展：80年代的老式篩選機(jī)換網(wǎng)特別不方便、壓網(wǎng)螺栓每層就有48支.換一個(gè)網(wǎng)需要很長(zhǎng)時(shí)間、且高目數(shù)的粉體容易從螺栓處泄漏出去
（4）振動(dòng)強(qiáng)度的增加,篩選機(jī)的振動(dòng)過(guò)程逐漸加強(qiáng),即提高篩機(jī)振動(dòng)參數(shù),以獲得更大的速度和加速度,從而提高生產(chǎn)率和篩分效率。
三、 篩選機(jī)的分類(lèi)、工作原理及特點(diǎn)
3.1 篩選機(jī)的分類(lèi)
振動(dòng)篩的振動(dòng)是取代人工篩選機(jī)械,根據(jù)篩選的準(zhǔn)確性可分為輕質(zhì)混凝土振動(dòng)篩、重型振動(dòng)篩,實(shí)驗(yàn)室的振動(dòng)篩。包括重型振動(dòng)篩根據(jù)軌跡可以分為:橢圓振動(dòng)篩,圓振動(dòng)篩、直線振動(dòng)篩,自固定中心振動(dòng)篩、等;振動(dòng)篩的主要代表三維振動(dòng)篩過(guò)濾器,也稱(chēng)為自旋振篩,可以調(diào)整軌跡,廣泛用于制藥、食品、化工、油漆、飲料過(guò)濾、磨料等行業(yè)。
3.2 番茄篩選機(jī)的工作原理
番茄篩選機(jī)通過(guò)圓柱滾筒上不同直徑的圓孔篩選不同大小規(guī)格的番茄。滾筒呈圓臺(tái)狀水平放置，從左端送料口向滾筒內(nèi)輸送番茄，滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和皮帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，番茄在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沿著滾筒的錐度自然的向下滾動(dòng)，接著從各種規(guī)格的圓孔內(nèi)掉落達(dá)到篩選目的。
3.3 番茄篩選機(jī)的特點(diǎn)
番茄篩選機(jī)作為一種篩分設(shè)備，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：
(1)設(shè)計(jì)耐用精巧，故障少，操作，維修方便；
(2)結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，清洗方便，快捷；
(3)噪聲小，耗能低，機(jī)器壽命長(zhǎng)；
(4)耐磨性，高抗壓強(qiáng)度好；
(5)篩分效率高，工作穩(wěn)定可靠。
四、 篩選機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用
基振動(dòng)篩的三種不同的運(yùn)動(dòng)軌跡就采用不同的篩分方法，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中各行業(yè)特殊要求，形成各種形式的振動(dòng)篩分設(shè)備，并且使其在工業(yè)部門(mén)得到非常廣泛的應(yīng)用。在治金工業(yè)的部門(mén)，選礦廠普遍采用振動(dòng)篩對(duì)礦石進(jìn)行預(yù)先的篩分和檢查篩分，用振動(dòng)篩對(duì)磨礦機(jī)的產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí)提高精礦品。在煤炭工業(yè)部門(mén)，用振動(dòng)篩作為精煤和末煤的脫水、脫介、針對(duì)5mm以下含水8%~15%的潮濕細(xì)煤粒的分級(jí)采用了高頻細(xì)篩來(lái)解決脫水的問(wèn)題；在水利電力的部門(mén)，火電廠對(duì)煤預(yù)先篩分是通過(guò)高頻振動(dòng)篩來(lái)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(mén)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；在化工部門(mén)、對(duì)于化工原料產(chǎn)品的篩分，復(fù)合肥和化肥的分級(jí)，都離不開(kāi)振動(dòng)篩。此外，針對(duì)環(huán)保部門(mén)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。?
國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)的支持力度正逐年加大，我國(guó)的糧食總產(chǎn)量連續(xù)六年增產(chǎn)。番茄、板栗等作物的篩分生產(chǎn)都可以應(yīng)用到篩選機(jī)，這也為篩選機(jī)帶來(lái)了廣闊的發(fā)展前景。
五、 篩選機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計(jì)
5．1 篩滾筒的設(shè)計(jì)
圖1 篩筒
篩筒是選機(jī)承受被篩物料自身重力并完成篩分過(guò)程的最重要的工作部件。常用篩有滾筒篩、編織篩、條縫篩、棒條篩和非金屬篩五種。為了提高篩分效果和保證工作的可靠性，一般要按篩分物料的粒度和篩分作業(yè)的工藝要求來(lái)選擇篩面。番茄篩選機(jī)篩選番茄是通過(guò)圓筒篩來(lái)完成篩選的，對(duì)篩面的基本要求是：有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、剛度、耐腐蝕、耐磨損、篩孔不容易堵塞。
5.1.1 滾筒的尺寸
滾筒的長(zhǎng)度為1800mm，呈圓臺(tái)狀水平放置，滾筒小端的直徑為117mm,大端的直徑為500mm，滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和皮帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，番茄在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沿著滾筒的錐度自然的向下滾動(dòng)，接著從各種規(guī)格的圓孔內(nèi)掉落達(dá)到篩選目的。
5.1.2 滾筒的圓孔的設(shè)計(jì)
根據(jù)篩分的要求，番茄的直徑為30mm-90mm，為了保證番茄的精確篩分，我們篩選機(jī)的滾筒上的孔的直徑尺寸分別選為50mm、80mm,大于80mm的直徑從滾筒末端掉落進(jìn)行篩選。
5.1.3 滾筒的傳動(dòng)設(shè)計(jì)
滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)上的同步齒形小帶輪通過(guò)同步齒形帶帶動(dòng)軸上的大同步齒形帶輪完成。大同步齒形帶輪固定在軸上，軸的兩端是通過(guò)軸承固定在軸承座上的。
5.1.4 滾筒和軸的固定
我們?cè)O(shè)計(jì)的番茄篩選機(jī)的中滾筒是完成篩選的最主要的一個(gè)部件，篩選機(jī)篩選番茄主要是有軸帶動(dòng)滾筒完成自轉(zhuǎn)，所以滾筒和軸必須固定在一起，我們通過(guò)在軸和篩選圓柱上焊接圓柱條的方法讓篩選圓柱和軸固定在一起，讓圓柱能夠和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)從而完成篩選。圖示軸和篩選圓柱的固定方式：
圖2 軸和篩圓錐臺(tái)的固定
5.2 機(jī)架的設(shè)計(jì)
機(jī)架是篩選機(jī)的重要組成部分，番茄篩選機(jī)的長(zhǎng)、寬、高、分別設(shè)計(jì)為2200mm、1200mm、1380mm、機(jī)架的材料是采用鑄鋼焊接而成的，機(jī)架的主要設(shè)計(jì)理念要求是要整體比較簡(jiǎn)潔，能夠承受整體的一個(gè)重量。
圖3 機(jī)架
5.3 進(jìn)料口的設(shè)計(jì)
進(jìn)料口采用螺栓固定的方式固定在機(jī)架上，且采用一定角度的固定，使物料在投入的時(shí)候能夠以一定的速度進(jìn)入篩選箱，既避免了物體速度過(guò)大，也避免了番茄的堆積。
圖4 送料口
5.4 物料的受力分析
我們?cè)O(shè)計(jì)的番茄篩選的目的是使作物能夠滾落到不同直徑的篩孔里面，從而進(jìn)行全面的篩選。因此，可以對(duì)篩滾筒進(jìn)行傾角設(shè)計(jì)，這樣可以使作物更好的被篩分。不妨假設(shè)作物是一個(gè)方形物體，在篩面上的受力分析如下：
通過(guò)計(jì)算得：
tan α= μ
α= arctan μ
查表得，45號(hào)鋼與番茄的靜摩擦系數(shù)為μ=0.2—0.3，經(jīng)過(guò)計(jì)算得 α=14.3—16.7。
篩筒的傾斜度太大了不好。如果角度太大，下料時(shí)由于慣性，會(huì)導(dǎo)致番茄一涌而下，不能進(jìn)行精確的篩分，失去設(shè)計(jì)意義；但是角度也不能太小，太小了物料容易堆積，所以需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整篩筒角度，我們?cè)O(shè)計(jì)的角度為 12，符合要求。
六、 篩選機(jī)的零件的選擇
6.1 皮帶的選擇
圖5皮帶
我們所選用的皮帶是市場(chǎng)上最普通的普通V帶，普通V帶市場(chǎng)上的價(jià)格相對(duì)實(shí)惠便宜，很適合用在我們的番茄篩選機(jī)上。
6.2 V帶輪的選擇
番茄篩選機(jī)的帶輪應(yīng)該要有足夠的強(qiáng)度，質(zhì)量輕而且價(jià)格便宜，所以我們選擇了V帶輪，V帶輪采用的是鑄鐵材料。
6.3 大小帶輪、帶的尺寸和相互安裝的尺寸的計(jì)算
我們所設(shè)計(jì)的番茄篩選機(jī)的皮帶回轉(zhuǎn)速度為0.05m/s-0.2m/s。計(jì)算得出篩圓錐臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度為每分鐘12轉(zhuǎn)。電機(jī)是選擇市場(chǎng)上的永磁低速電機(jī)140 TYD,電機(jī)的轉(zhuǎn)速為每分鐘60轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比為5，符合帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比要求，該電機(jī)的功率為1.5KW。
設(shè)計(jì)計(jì) 算 ：
（1） 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 由機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)查得工況系數(shù)=1.3，
==1.95KW
（2） 小帶輪直徑 根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)選擇=112mm
（3） 大帶輪直徑
==548.8mm
（4） 初定中心距 根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，取=600mm，應(yīng)
（5） 計(jì)算帶長(zhǎng)
=2316.9mm
查機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè) =2240mm
（6） 計(jì)算實(shí)際中心距
=561.6mm
=524.44mm
張緊或者補(bǔ)償伸長(zhǎng)，所需要的最大中心距為
=606.4 mm
（7） 計(jì)算V帶的根數(shù)Z
Z=
根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)查得需要的根數(shù) Z=4
經(jīng)過(guò)計(jì)算得到了帶輪的尺寸和兩個(gè)帶輪之間的實(shí)際中心距，確定了他們的安裝。圖是大帶輪和小帶輪：
圖6 大帶輪
圖7 大帶輪
6.4 轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度與剛度計(jì)算
圓柱形滾軸兩端是固定的，當(dāng)機(jī)器正常運(yùn)作時(shí)，圓柱形滾軸上承載作用力，理論分析時(shí)，假設(shè)均勻載荷分布。番茄篩選機(jī)的
根據(jù)強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)直徑計(jì)算可得：
根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)直徑
59mm
通過(guò)計(jì)算和查表試驗(yàn)可得最小滾軸的直徑可選為d= 60mm ,既能滿(mǎn)足機(jī)器正常工作的強(qiáng)度條件，又能節(jié)約成本。
6.5 軸承的選擇
在篩選機(jī)正常工作過(guò)程中，軸承的主要作用是支撐滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，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(mǎn)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(lái)承受純軸向載荷。通過(guò)計(jì)算選擇的軸承型號(hào)為6211，外徑為100mm,厚度為21mm。圖為深溝球軸承
6.6 軸承座的選擇
軸承座是用來(lái)固定軸承的，固定軸承的外圈，讓軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈保持不動(dòng)始終和傳動(dòng)的方向一致，并且保持平衡，我們選擇的軸承的外徑是100mm,所以承座的內(nèi)徑應(yīng)該是100mm,查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，我們選擇的軸承座的型號(hào)是SN211。
圖8 軸承座
6.7 篩選機(jī)的裝配圖
圖9 篩選機(jī)的裝配圖
結(jié)論
經(jīng)過(guò)了2個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)順利完成了，基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了所預(yù)期設(shè)想的功能。畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科的學(xué)習(xí)階段一次很難得的實(shí)踐與理論相互結(jié)合的機(jī)會(huì)。通過(guò)對(duì)番茄篩選機(jī)的設(shè)計(jì)，擺脫了以前單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中不僅提升了我綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而且也大大的提高了我查閱文獻(xiàn)資料、獨(dú)立設(shè)計(jì)及其他專(zhuān)業(yè)能力的水平；通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志力也得到了一定程度的提升，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。
切身體會(huì)到，設(shè)計(jì)的過(guò)程要總體充分的考慮，總體的設(shè)計(jì)，要有全盤(pán)的意識(shí)與思想。在大體功能滿(mǎn)足的情況下，進(jìn)一步來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的零件、機(jī)構(gòu)來(lái)滿(mǎn)足安裝要求、尺寸要求、和使用要求。設(shè)計(jì)過(guò)程中感覺(jué)最最困難的是在零件的選擇，對(duì)著機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)要求，數(shù)據(jù)要求，不停地進(jìn)行選擇，有的經(jīng)過(guò)了好幾個(gè)反復(fù)。
本設(shè)計(jì)有不少的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著一些不足，需要在以后的研究中不斷完善和改進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
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致謝
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在蔡金平老師的精心指導(dǎo)下完成，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，蔡老師多次與我們討論、分析設(shè)計(jì)的內(nèi)容、原理和結(jié)構(gòu)，感謝蔡老師的諄諄教誨和悉心指導(dǎo)。
另外，在信息流通便捷的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，我通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜尋到許多有參考價(jià)值的信息，感謝互聯(lián)網(wǎng)給了普通大眾一個(gè)這么好的平臺(tái)。
最后，感謝機(jī)制四班的全體同學(xué)，沒(méi)有你們的陪伴我的論文將遜色不少。感謝你們。更加的感謝各位審閱此篇論文的各位老師們，謝謝您們的辛勤審閱，懇請(qǐng)你們批評(píng)指正。
17
編號(hào)
無(wú)錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
相關(guān)資料
題目： 偏心導(dǎo)桿調(diào)速器
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923188
學(xué)生姓名： 趙操超
指導(dǎo)教師： 唐正寧 （職稱(chēng)：副教授 ）
（職稱(chēng)： ）
2013年5月25日
目 錄
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯及原文
三、學(xué)生“畢業(yè)論文（論文）計(jì)劃、進(jìn)度、檢查及落實(shí)表”
四、實(shí)習(xí)鑒定表
無(wú)錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開(kāi)題報(bào)告
題目： 偏心導(dǎo)桿調(diào)速器
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923188
學(xué)生姓名： 趙操超
指導(dǎo)教師： 唐正寧 （職稱(chēng)：副教授 ）
（職稱(chēng)： ）
2012年 11月12日
課題來(lái)源
自擬題目
科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國(guó)內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用前景等）
（1） 課題科學(xué)意義
調(diào)速器用于減小某些機(jī)器非周期性速度波動(dòng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置?？墒箼C(jī)器轉(zhuǎn)速保持定值或接近設(shè)定值。水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和內(nèi)燃機(jī)等與電動(dòng)機(jī)不同，其輸出的力矩不能自動(dòng)適應(yīng)本身的載荷變化，因而當(dāng)載荷變動(dòng)時(shí)，由它們驅(qū)動(dòng)的機(jī)組就會(huì)失去穩(wěn)定性。這類(lèi)機(jī)組必須設(shè)置調(diào)速器，使其能隨著載荷等條件變化，隨時(shí)建立載荷與能源供給量之間的適應(yīng)關(guān)系，以保證機(jī)組作正常運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)速器的理論和設(shè)計(jì)問(wèn)題，是機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容。調(diào)速器的種類(lèi)很多。其中應(yīng)用最廣泛的是機(jī)械式離心調(diào)速器。而以測(cè)速發(fā)電機(jī)或其他電子器件作為傳感器的調(diào)速器，已在各個(gè)工業(yè)部門(mén)中廣為應(yīng)用。
調(diào)速器的種類(lèi)很多，按其工作原理的不同可分為機(jī)械式、氣動(dòng)式、液動(dòng)式、機(jī)械氣動(dòng)復(fù)合式和電子式等多種形式。目前應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬機(jī)械式調(diào)速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、性能良好。偏心導(dǎo)桿調(diào)速器也屬于機(jī)械式調(diào)速器。
（2） 偏心導(dǎo)桿調(diào)速器的研究狀況及其發(fā)展前景
目前中國(guó)從事自動(dòng)調(diào)速器生產(chǎn)的企業(yè)共有20多家，根據(jù)這些企業(yè)的已建產(chǎn)能和在建產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)，2015年中國(guó)自動(dòng)調(diào)速器產(chǎn)能將達(dá)到775萬(wàn)臺(tái)。
解放初期，我國(guó)調(diào)速器事業(yè)一片空白，幾乎從零開(kāi)始，大部分產(chǎn)品從蘇聯(lián)購(gòu)買(mǎi)，少量制造亦是照搬蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)。50～60年代，我國(guó)調(diào)速器大部分系機(jī)械液壓型調(diào)速器。在大躍進(jìn)年代，當(dāng)時(shí)的水利水電科學(xué)研究院、哈爾濱電機(jī)廠等單位曾聯(lián)合研制了我國(guó)第一臺(tái)調(diào)速器，并安裝在廣東從化流溪河水電站運(yùn)行了一段時(shí)間。60年代初，當(dāng)時(shí)的水利水電科學(xué)研究院、天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所、長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室等單位聯(lián)合研制了我國(guó)第一臺(tái)晶體管電液調(diào)速器，并在湖北陸水試驗(yàn)電站運(yùn)行了相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。70年代至80年代初，新建的大中型水電站較多地采用了電子管、晶體管或小規(guī)模集成電路電液調(diào)速器，一些小型水電站也少量采用了電液調(diào)速器，此階段可算是機(jī)械液壓調(diào)速器與電氣液壓調(diào)速器并重。但電氣液壓調(diào)速器由于所選用的主要電子元件組件質(zhì)量不過(guò)關(guān)，其長(zhǎng)期使用的可靠性普遍較低。
研究?jī)?nèi)容
1. 閱讀外文資料，翻譯與所學(xué)專(zhuān)業(yè)或課題相關(guān)的外文文獻(xiàn)5000字左右，語(yǔ)句通順、流暢、準(zhǔn)確；
2．了解偏心導(dǎo)桿調(diào)速器的工作原理；
3．根據(jù)具體結(jié)構(gòu)，擬定分析設(shè)備設(shè)計(jì)方案；
4．繪制整套零件圖，裝配圖；
5. 用Pro/E進(jìn)行造型，裝配后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真；
6. 撰寫(xiě)論文，要求符合本科論文的格式要求，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、流暢、層次分明。上機(jī)時(shí)數(shù)不少于200小時(shí)，整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程的技術(shù)工作要嚴(yán)謹(jǐn)、靈活、工作要有主動(dòng)性，計(jì)算方法、計(jì)算的程序、計(jì)算結(jié)果、結(jié)論要正確。
擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析
偏心導(dǎo)桿調(diào)速器主要由錐齒輪、主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪、導(dǎo)桿、曲柄、滑塊、標(biāo)尺、等部分組成。其工作原理是：當(dāng)主動(dòng)鏈輪輸入等角速度時(shí)，由于導(dǎo)桿和曲柄的軸心線偏置，從動(dòng)鏈輪就輸出周期性的變角速度。
先松開(kāi)帶柄螺母，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手柄對(duì)照標(biāo)尺進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完畢后，再將帶柄螺母重新固緊。
可行性分析：通過(guò)各主要部分系統(tǒng)的確定，主要問(wèn)題可以解決。細(xì)節(jié)問(wèn)題也可以方便的處理，總的來(lái)說(shuō)，此方案的可行性沒(méi)有問(wèn)題。
研究計(jì)劃及預(yù)期成果
研究計(jì)劃：
2012年11月25日-2012年12月25日：按照任務(wù)書(shū)要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告書(shū)。
2013年1月11日-2013年3月5日：填寫(xiě)畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告。
2013年3月8 日-2013年3月14日：按照要求修改畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告。
2013年3月15日-2013年3月21日：學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的英文材料。
2013年3月22日-2013年4月11日：繪制二維零件圖。
2013年4月12日-2013年4月25日：繪制三維圖。
2013年4月26日-2013年5月20日：畢業(yè)論文撰寫(xiě)和修改工作。
預(yù)期成果：
明確偏心導(dǎo)桿調(diào)速器預(yù)期達(dá)到的性能指標(biāo)和工作路線?？傮w方案的設(shè)計(jì)，可行性的分析。偏心導(dǎo)桿調(diào)速器的初步設(shè)計(jì)，總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，各部件的參數(shù)設(shè)計(jì)。強(qiáng)度計(jì)算，分析驗(yàn)證,優(yōu)化設(shè)計(jì)。完成二維圖和三維圖的繪制。完成三維總裝圖的動(dòng)態(tài)展示。完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
特色或創(chuàng)新之處
偏心導(dǎo)桿調(diào)速器屬于常用的機(jī)械式調(diào)速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、安全性高。其特色在于能按刻度調(diào)節(jié)速度的大小，壽命長(zhǎng)，不易損壞。
已具備的條件和尚需解決的問(wèn)題
① 各類(lèi)資料比較齊全查閱方便；
偏心導(dǎo)桿調(diào)速器已有類(lèi)似的產(chǎn)品可以參考。
② 錐齒輪的計(jì)算，軸承的壽命，標(biāo)尺的刻度等等。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名：
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教研室（學(xué)科組、研究所）意見(jiàn)
教研室主任簽名：
年 月 日
系意見(jiàn)
主管領(lǐng)導(dǎo)簽名：
年 月 日
英文原文
A knowledge-based system for materials selection in mechanical engineering design
Abstract
This paper studies various work on the development of computerized material selection system. The importance of Knowledge-based system (KBS) in the context of concurrent engineering is explained. The study of KBS in material selection in an engineering design process is described. The development in materials databases, which sometimes serve as material selection packages, is also discussed. The use of KBS in material selection and the application in the domain of polymeric-based composite are chosen as typical examples. 2001 Published by Else vier Science Ltd.
Introduction
Materials selection is a task normally carried out by design and materials engineers. Gutte ridge and Water- man [1] described the aim of materials selection as the identification of materials, which after appropriate manufacturing operations, will have the dimensions, shape and properties necessary for the product or component to demonstrate its required function at the lowest cost. For the purpose of material selection, thousands of data would be needed to characterize all the grades of materials. Many selection systems are available to help design engineers to choose the most suitable materials. At the most basic level, design engineers could use tables of material properties in data books. However, data sheets are incomplete and once published, they are difficult to update. Dadd and Fair-full [2] described how information about engineering materials, can be divided into two main categories, i.e. data and knowledge. Data is defined as the results of measurements, whereas knowledge represents the connections between items of data, the source of this knowledge, which contributes to an understanding of the results. Both the computerized database and the KBS of material selection will be described in the following sections.
The material database for materials selection
2.1. Supporting data and rigorous logic for the hypothesis and observation.
In recent years, attention is being made to the use of computer systems to store and process data regarding the properties of materials. It enables the designers to achieve large capacity and rapid retrieval from a computer database to provide easy access to the materials data.According to Prada [3], materials are the common elements enumerating parts in a product realization process. Nowadays, design engineers normally rely on the materials that they are familiar with. However, when design requirements exceed the constraints of such materials or exceed the constraints on material properties, concurrent engineering teams must consider alternative materials. With direct online access to a materials database, the concurrent engineering teams could select materials that are lighter, stronger and lower in cost. Assuming that the impact of such substitutions can be analyzed or simulated, the teams could easily make an optimum selection of materials for the available processes,conserve materials for each process and thus, reduce material waste. White [4] emphasized the importance of computer aided materials selection as books have several drawbacks as they are often outdated before reaching the bookshelves. It is very difficult to index them to find answers or to sort data in the manner of your choice. A computerized system, which provides access to materials data, is not necessarily a materials selection system, although access to data is essential to facilitate selection.
2.2. Critical review
This section reviews the development of computerized materials databases that enabled designers to select the materials in mechanical engineering design application. The development of material databases has been reported by Harmer [5] , Breuer et al [6-10], Baur [11-12] , Michael [13] , Ashby [14-15] and C ebon and Ashby [16-17] .
Harmer [5] reported that various database systems have been developed for plastics, elastomers and rubbers such as the Cambridge Materials Selector (CMS) , CAMPUS, Selector II, Specula, Cen-base/Materials, Mat. DB, Plastics Design Library .Engineered Materials Abstracts, FUNDUS, Prospector Plus, Poly mat, SPAO, Pro-Concept, Explorer, Plata’polymerically, Standards Info-disk, Piura Abstracts, Packaging Science and Technology Abstracts, Chem-In-tell and Welda-search.
Computer-aided material pre-selection by uniform standards (CAMPUS) is a widely used materials database for plastics [6-10]. A product similar to that of CAMPUS is a database concerned with the selection of long fiber reinforced plastics. This system is called FUNDUS and it allows the distribution of material information from the producer to the designer end-user [11-13]. As such, it is of interest to all who work with sheet molding compound (SMC) , bulk molding compound ?.BMC or glass-mat thermoplastic (GMT) materials as reported by Baur [11-12] and Michael i et al. [13] . CAMPUS and FUNDUS have features, which allow the user to view all properties for any listed product, print the data for any product search the database for products satisfying specific property requirements, select and view properties for comparison, and sort according to specific requirement in ascending or descending order. Ashby[14, 15] and C ebon and Ashby [16-17] developed a computerized materials selection system called Cambridge Materials Selector (CMS).
The system uses materials selection charts, which are a way of displaying material property data through the use of optimization procedures. The selection process depends on implementing performance Indices, a combination of material properties, which if maximized, optimizes performance. The charts are developed to present the materials,and the performance Indices, so that the most suitable selection of materials and shape can be carried out.
Machine Design
The complete design of a machine is a complex process. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechanical drawing, kinematics, engineering material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledge. One of the first steps in the design of any product is to select the material from which each part is to be made. Numerous materials are available to today's designers. The function of the product, its appearance, the cost of the material, and the cost of fabrication are important in making a selection. A careful evaluation of the properties of a. material must be made prior to any calculations. Careful calculations are necessary to ensure the validity of a design. In case of any part failures, it is desirable to know what was done in originally designing the defective components. The checking of calculations (and drawing dimensions) is of utmost importance. The misplacement of one decimal point can ruin an otherwise acceptable project. All aspects of design work should be checked and rechecked.
The computer is a tool helpful to mechanical designers to lighten tedious calculations, and provide extended analysis of available data. Interactive systems, based on computer capabilities, have made possible the concepts of computer aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM). How does the psychologist frequently discuss causes the machine which the people adapts them to operate. Designs personnel''s basic responsibility is diligently causes the machine to adapt the people. This certainly is not an easy work, because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process. Another important question, project engineer must be able to carry on the exchange and the consultation with other concerned personnel. In the initial stage, designs the personnel to have to carry on the exchange and the consultation on the preliminary design with the administrative personnel, and is approved. This generally is through the oral discussion, the schematic diagram and the writing material carries on.
If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of product Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand, should be earnest precisely carries on all operations. For example, even if places wrong a decimal point position, also can cause the correct design to turn wrongly.
A good design personnel should dare to propose the new idea, moreover is willing to undertake the certain risk, when the new method is not suitable, use original method. Therefore, designs the personnel to have to have to have the patience, because spends the time and the endeavor certainly cannot guarantee brings successfully. A brand-new design, the request screen abandons obsoletely many, knows very well the method for the people. Because many person of conservativeness, does this certainly is not an easy matter. A mechanical designer should unceasingly explore the improvement existing product the method, should earnestly choose originally, the process confirmation principle of design in this process, with has not unified it after the confirmation new idea.
中文譯文
機(jī)械工程設(shè)計(jì)選材基礎(chǔ)知識(shí)
摘要
本文致力于研究對(duì)各種材料選擇的電腦化系統(tǒng)發(fā)展。并對(duì)以基礎(chǔ)知識(shí)的系統(tǒng)在并行工程環(huán)境（KBS）的重要性進(jìn)行了解釋。KBS的研究在材料選擇方面由一個(gè)工程設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)描述。材料數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展，和選材服務(wù)，也被討論到了。在材料選擇KBS和使用中的聚合物基復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用是選材典型的例子。2001年由Else-vier科學(xué)有限公司出版。?
1. 簡(jiǎn)介?
材料選擇通常是設(shè)計(jì)和材料工程師一項(xiàng)任務(wù)。加特里奇和水人[1]中是這樣描述選擇材料的:經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)闹圃鞓I(yè)務(wù)，將有尺寸，形狀和性能的產(chǎn)品或組件要以最低的成本展示其規(guī)定功能的材料選擇的目標(biāo)。對(duì)于選材的目的，成千上萬(wàn)的數(shù)據(jù)將需要所有的材料的特性。許多選擇系統(tǒng)可以幫助設(shè)計(jì)工程師選擇最合適的材料。在最基本的層面上，設(shè)計(jì)工程師可利用材料性能數(shù)據(jù)手冊(cè)表。但是，數(shù)據(jù)表是不完整的，一旦公布，他們是難以更新。多德和范福?[2]描述了有關(guān)工程材料的資料，可分為兩大類(lèi)，即數(shù)據(jù)和知識(shí)的分歧。數(shù)據(jù)被定義為測(cè)量的結(jié)果，而信息代表之間的數(shù)據(jù)，在這方面的知識(shí)，這有助于對(duì)結(jié)果的認(rèn)識(shí)源項(xiàng)目的連接。無(wú)論是計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫(kù)和材料選擇的KBS將在以下各節(jié)描述。??
2. 針對(duì)對(duì)材料選擇的材料數(shù)據(jù)庫(kù)?
2.1 支持這一假設(shè)的數(shù)據(jù)和嚴(yán)密的邏輯
近年來(lái)，關(guān)注正在面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的有關(guān)材料的性能。它使得設(shè)計(jì)者能夠在實(shí)現(xiàn)大容量和快速的從一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)里檢索到資料數(shù)據(jù)。據(jù)普拉薩德[3]，材料是在列舉部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程的共同要素。如今，設(shè)計(jì)工程師通常依賴(lài)于材料，他們所熟悉的。然而，當(dāng)超過(guò)設(shè)計(jì)要求這些材料的限制或超過(guò)材料特性的限制，并行工程團(tuán)隊(duì)必須考慮替代材料。隨著直接在線訪問(wèn)材料數(shù)據(jù)庫(kù)，并行工程團(tuán)隊(duì)可以選擇的材料，重量更輕，更強(qiáng)，成本更低。假設(shè)，這種替代的影響可以分析或模擬，團(tuán)隊(duì)可以輕而易舉地把一個(gè)可用進(jìn)程的最佳選擇材料，節(jié)約每一個(gè)程序的材料，因此，減少材料浪費(fèi)是必須的。白[4]強(qiáng)調(diào)了計(jì)算機(jī)選型輔助材料的重要性，圖書(shū)有幾個(gè)缺點(diǎn)，他們往往在到達(dá)的書(shū)架得時(shí)候已經(jīng)過(guò)時(shí)。這使得他們很難找到答案指標(biāo)進(jìn)行排序或在您選擇的方式的數(shù)據(jù)。電腦化系統(tǒng)，它提供了訪問(wèn)數(shù)據(jù)的材料，并不一定是材料選擇系統(tǒng)，雖然對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)是必要的，以方便選擇。??
2.2?嚴(yán)格審查??
本節(jié)回顧了計(jì)算機(jī)化的材料數(shù)據(jù)庫(kù)，使設(shè)計(jì)人員選擇了機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用材料的發(fā)展。材料數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展哈默曾報(bào)道[5]，布魯爾等[6-10]，鮑爾[11-12]，Michael i?[13]，阿什比[14-15]和C ebon和Ashby?[16-17]?。哈默[5]報(bào)道，各種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已用于塑料，橡膠等材料的選擇劍橋（CMS）校園，選擇二，材料，橡膠墊發(fā)展。數(shù)據(jù)庫(kù)，塑料設(shè)計(jì)庫(kù)。文摘工程材料，眼底，勘探者另外，市產(chǎn)管辦，臨概念，探險(xiǎn)家，普拉特的Polymers-can，標(biāo)準(zhǔn)Info-disk，皮拉文摘，包裝科學(xué)與技術(shù)文摘，化學(xué)，網(wǎng)絡(luò)和搜索。?
計(jì)算機(jī)輔助材料前通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的選擇（CAMPUS）是一種廣泛使用的塑料材料數(shù)據(jù)庫(kù)[6-10]。一個(gè)產(chǎn)品類(lèi)似CAMPUS，與長(zhǎng)纖維選擇有關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)增強(qiáng)塑料。這個(gè)系統(tǒng)被稱(chēng)為眼底，它允許信息從材料到設(shè)計(jì)生產(chǎn)銷(xiāo)售的最終用戶(hù)[11-13]。因此，它是關(guān)系到所有誰(shuí)與片狀模塑料（SMC）的，散裝模塑料(BMC)或玻璃墊熱塑性（GMT）的材料由鮑爾報(bào)道[11-12]和Michael i等。?[13]。校園及眼底有特點(diǎn)，它允許用戶(hù)查看任何列出的產(chǎn)品的所有屬性，打印任何產(chǎn)品搜索數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足特定性能要求，選擇和查看比較性質(zhì)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)，并按照升序排序的具體要求或降序。阿什比[14，15]和C ebon和Ashby?[16-17]開(kāi)發(fā)一個(gè)計(jì)算機(jī)化的材料選擇系統(tǒng)，稱(chēng)為劍橋材料選擇器（CMS）的。該系統(tǒng)使用材料的選擇圖表，這是一種顯示，通過(guò)優(yōu)化程序使用材料性能數(shù)據(jù)的方法。甄選過(guò)程由實(shí)施性能指標(biāo)而定，一個(gè)物質(zhì)屬性的組合，而如果最優(yōu)化性能。圖表的開(kāi)發(fā)，以目前的材料，和性能指標(biāo)，使最合適的材料和形狀可以進(jìn)行選擇。?
機(jī)械設(shè)計(jì)
一臺(tái)完整機(jī)器的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。設(shè)計(jì)工程師不僅在工作上要有創(chuàng)造性，還必須在機(jī)械制圖、運(yùn)動(dòng)學(xué)、工程材料、材料力學(xué)和機(jī)械制造工藝學(xué)等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識(shí)。
任何產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)第一步就是選擇產(chǎn)品每個(gè)部分的構(gòu)成材料。許多的材料被今天的設(shè)計(jì)師所使用。對(duì)產(chǎn)品的功能，它的外觀、材料的成本、制造的成本作出必要的選擇是十分重要的。對(duì)材料的特性必須事先作出仔細(xì)的評(píng)估。
仔細(xì)精確的計(jì)算是必要的，以確保設(shè)計(jì)的有效性。在任何失敗的情況下，最好知道在最初設(shè)計(jì)中有有缺陷的部件。計(jì)算（圖紙尺寸）檢查是非常重要的。一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的位置放錯(cuò)就可以導(dǎo)致一個(gè)本可以完成的項(xiàng)目失敗。設(shè)計(jì)工作的各個(gè)方面都應(yīng)該檢查和復(fù)查。
計(jì)算機(jī)是一種工具,它能夠幫助機(jī)械設(shè)計(jì)師減輕繁瑣的計(jì)算，并對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)提供進(jìn)一步的分析?；?dòng)系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)的能力，已經(jīng)使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）成為了可能。心理學(xué)家經(jīng)常談?wù)撊绾问谷藗冞m應(yīng)他們所操作的機(jī)器。設(shè)計(jì)人員的基本職責(zé)是努力使機(jī)器來(lái)適應(yīng)人們。這并不是一項(xiàng)容易的工作，因?yàn)閷?shí)際上并不存在著一個(gè)對(duì)所有人來(lái)說(shuō)都是最優(yōu)的操作范圍和操作過(guò)程。另一個(gè)重要問(wèn)題，設(shè)計(jì)工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進(jìn)行交流和磋商。在開(kāi)始階段設(shè)計(jì)人員必須就初步設(shè)計(jì)同管理人員進(jìn)行交流和磋商，并得到批準(zhǔn)。這一般是通過(guò)口頭討論，草圖和文字材料進(jìn)行的。
如前所訴，機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是生產(chǎn)能夠滿(mǎn)足人類(lèi)需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科技知識(shí)本身并不一定能給人類(lèi)帶來(lái)好處，只有當(dāng)它們被應(yīng)用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。因而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在一個(gè)特定的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。
應(yīng)當(dāng)把機(jī)械設(shè)計(jì)看成是機(jī)械設(shè)計(jì)人員運(yùn)用創(chuàng)造性的才能進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析和制定產(chǎn)品的制造工藝學(xué)的一個(gè)良機(jī)。掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)要比熟記一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。僅僅使用數(shù)據(jù)和公式是不足以在一個(gè)好的設(shè)計(jì)中做出所需的全部決定的。另一方面，應(yīng)該認(rèn)真精確的進(jìn)行所有運(yùn)算。例如，即使將一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的位置放錯(cuò)，也會(huì)使正確的設(shè)計(jì)變成錯(cuò)誤的。
一個(gè)好的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)新的方法不適用時(shí)，就使用原來(lái)的方法。因此，設(shè)計(jì)人員必須要有耐心，因?yàn)?，所花費(fèi)的時(shí)間和努力并不能保證帶來(lái)成功。一個(gè)全新的設(shè)計(jì)，要求屏棄許多陳舊的，為人們所熟知的方法。由于許多人墨守成規(guī)，這樣做并不是一件容易的事。一位機(jī)械設(shè)計(jì)師應(yīng)該不斷地探索改進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品的方法，在此過(guò)程中應(yīng)該認(rèn)真選擇原有的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)原理，將其與未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的新觀念結(jié)合起來(lái)。
新設(shè)計(jì)本身會(huì)有許多缺陷和未能預(yù)料的問(wèn)題發(fā)生，只有當(dāng)這些缺陷和問(wèn)題被解決之后，才能體現(xiàn)出新產(chǎn)品的優(yōu)越性。因此，一個(gè)性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時(shí)，也伴隨著較高的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，如果設(shè)計(jì)本身不要求采用全新的方法，就沒(méi)有必要僅僅為了變革的目的而采用新方法。
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