湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计 红薯分级分选机的设计THE DESIGN OF SWEET POTATO SORTING MACHINE学生姓名：杨 彪学 号：200841914307年级专业及班级：2008级机械设计制造及其自动化(3)班指导老师及职称：高英武 教授学 部：理工学部湖南长沙提交日期：2012年5月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录摘要1关键词11 前言2 2 总体方案的拟定32.1 原理分析32.2 总体结构设计52.3 各执行机构主要参数的计算62.4 传动装置的运动和动力参数的计算133 主要零件的选择和设计153.1 皮带传动的设计计算153.2 直齿圆柱齿轮的设计计算173.3 滚子链传动的设计计算203.4 轴的设计计算213.4.1 高速轴的设计计算21 3.4.2 低速轴的设计计算243.5 轴承的校核273.6 键的设计计算与校核273.7 润滑与密封283.8 主要缺点和有待进一步改进的地方294 结束语29参考文献30致谢31附录32红薯分级分选机的设计 学 生：杨 彪 指导老师：高英武(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128)摘 要：本文分析了中国国内外红薯分级分选机的研究和发展现状，对未来进行了展望，设计出了一种新型红薯分级分选机构。该红薯分级分选机是由分级滚筒、传动机构和电动机组成。采用电动机提供动力，通过带轮传动机构，将运动和动力传送到直齿圆柱齿轮减速器，然后再通过链轮传动机构，将所需的运动和动力传送至分级滚筒上，从而实现红薯的分选。整个机构简单且易于操作，便于维护，提高了生产效率，降低了劳动强度，为实现红薯加工机械化与规模化提供了前提。关键词：红薯；形状；分级机构；分级滚筒； The design of sweet potato sorting machineStudents: Yang BiaoTutor: Gao Yingwu(Orient Science & Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: This paper analyzes the present situation of the Chinese domestic and foreign sweet potato sorting machine research and development, on the future prospects, we design a new type of sweet potato sorting mechanism. The sweet potato 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 sweet potato. The entire mechanism is simple and easy to operate, easy to maintain, improve production efficiency, reduce labor intensity, which help to achieve the sweet potato processing mechanization and scale and to provide the premise.Key Words: sweet potato; shape; the grading mechanism; grading cylinder1 前言1.1 选题研究意义 红薯具有很高的营养价值，含有丰富的淀粉、膳食纤维、胡萝卜素、维生素A、B、C、E以及钾、铁、铜、硒、钙等10余种微量元素和亚油酸等，被营养学家们称为营养最均衡的保健食品。同时红薯既是美味可口的食物，又具有药用价值，尤其在抗癌蔬菜方面，它的抗癌能力排名第一，正因为红薯具有如此多的价值，市场认可度高，所以对红薯的深加工势在必行，而实现这一目标的前提是红薯的加工必须实现规模化与机械化，作为红薯加工工序之一的分级工序起到了承上启下的关键作用，其主要作用包括：一是保证产品的规格和质量指标；二是降低加工过程中原料的损耗率，提高原料利用率，从而降低产品的成本；三是提高劳动生产率，改善工作环境；四是有利于生产的连续化和自动化1。1.2 国内外红薯机械化发展概况我国是世界红薯生产消费大国，但还不是红薯加工强国。红薯的品质还难以完全满足国内外消费者的要求，红薯市场主要还在国内。随着我国加入WTO，红薯生产销售面临着激烈的全球市场竞争，因此必须尽快提升我国红薯种植和加工的水平，缩短与国外的差距。近几十年来，我国的红薯加工水平提高缓慢，主要是我国的红薯机械加工技术水平落后造成的2。20世纪50年代以前，我国几乎没有食品机械工业，更不用说红薯加工。红薯的生产加工主要以手工操作为主，基本属于传统作坊生产方式。仅在沿海一些大城市有少量工业化生产方式的红薯加工厂，所用设备几乎是国外设备。进入20世纪5070年代，红薯加工业及红薯机械行业得到一定的发展，全国各地新建了一大批红薯加工工厂。但这样依然没有从根本上改变红薯加工落后的面貌，这些加工厂尚处于半机械半手工的生产方式，机械加工仅用于一些主要的工序中，而其他生产工序仍沿用传统的手工操作方式。到了20世纪80年代以后，红薯工业发展迅速。这得益于80年代以后的改革开放政策。随着外资的引入，出现很多独资、合资等形式的外商红薯加工企业。这些企业在将先进的红薯生产技术引进国内的同时，也将大量先进的红薯机械带入国内。再加上社会对红薯加工质量、品种、数量要求的不断提高，极大地推进了我国红薯工业以及红薯机械制造业的发展。通过消化吸收国外先进的红薯机械技术，使我国的红薯机械工业的发展水平得到很大提高。20世纪80年代中期，我国红薯工业实现了机械化和自动化。进入20世纪90年代以后，又进行了新一轮的技术改造工程。在这一轮的技术改造工程中，许多红薯加工厂对设备进行了更新换代，或直接引进全套的国外先进设备，或采用国内厂家消化吸收生产出的新型机械设备。经过两轮的技术改造工程，极大推进了我国红薯机械工业的发展，红薯机械工业现已形成门类齐全、品种配套的产业，已经为机械工业中的重要产业之一3。1.3 国内红薯机械化未来发展方向红薯在中国食品产业占有重要地位，随着社会发展和进步，红薯不但是人们生活的必需品，而且对经济起了很好的作用，而红薯分选机是红薯生产中的一种主要机械。21世纪，中国将实现红薯生产和加工全程机械化，以满足红薯生产规模化、经营产业化、红薯产品多元化、红薯质量无公害化的要求。红薯机械将集机、电、液于一体，向智能化、自动化跨越4。1.4 目前国内常见的红薯分选机主要有以下几种类型目前我国红薯业生产上使用的分选机类型很多，大小不一。根据红薯检测指标的不同，红薯分选机大致可以分为大小分选机、重量分选机、外观品质分选机和内部品质分选机。本课题主要研究的是大小分选机，而根据其结构和工作原理的不同，大小分选机可分为筛子分选机、回转带分选机、辊轴分选机、滚筒式分选机5。2 总体方案的拟定2.1 原理分析分级机上的分级装置的孔眼的大小和形状必须根椐红薯的大小、形状和产品工艺要求确定。特别注意分级级数的设计计算，提高分选质量，以保证后序工序的顺利进行。红薯分选机是由分级机构、传动机构和电动机组成。红薯分选时将红薯运送至进料斗，然后流入到分级滚筒或摆动筛中，使红薯在滚筒里滚转和移动或在摆动筛中作相对运动，并在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级目的。2.1.1 方案选择为了实现预定的功用，有两套方案可以实现：(参见图1、图2)方案一 采用摆动筛式进行红薯的分选图1方案一 示意图Fig1 The figure of program 1方案二 采用滚筒式进行红薯分选图2 方案二 示意图Fig2 The figure of program 22.1.2 方案的比较方案一采用摆动筛式来进行红薯的分选，其机械振动装置由皮带传动使偏心轮回转，偏心轮带动曲柄连杆机构实现机体的直线往返式摆动。摆动筛分级机的优点为：结构简单，制造、安装容易；筛面调整方便，利用率高；以直线往复摆动为主。振动为辅，对物料损伤少；适用多物料及同一物料多种不同规格的分级。缺点为：动力平衡困难