茶叶送料与烘干机构计算机模拟设计

说明书题 目茶叶送料与烘干机构计算机模拟设计指导教师 院 别 班 级 学 号 姓 名 年 月 日茶叶送料与烘干机构计算机模拟设计摘要1丽水学院 2013届学生设计在各方面日益现代化的今天，制茶机也应该在技术上不断改进，向多功能、自动化、机电一体化方向发展。既能满足茶叶制成的一系列过程，包括对茶叶的杀青、理条、压扁、烘干等作业，而且机械结构简单、操作简单，容易维修和维护。 此茶叶烘干机以电动机为动力源来获得一个速度，然后以提升机为基体实现茶叶从杀青机到烘干机的传送。所以电动机的选取和提升装置的选取都是该设计的主要任务。最终经过计算分析分别选择单相异步电动机YY80型和带式提升形式。再设计一机械机构在提升机与烘箱之间达到茶叶的梳理与均匀机构。总的来说就是通过各控制系统可以使茶叶可以均匀分布在传送带上。 本课题通过对烘干机的节能改进以及提升机的设计，以期能达到茶叶的连续性作业。关键词：茶叶烘干机；提升机；梳理与均匀机构；节能；连续性Multifunctional tea machine mechanical structure designAbstractIncreasingly modern in all respects, tea machine should also be continuous technical improvements to the development of multi-functional, automation, mechatronics direction. That meets the tea made of a series of processes, including the fixing of tea, the rationale strips, flattening, drying operations, and a simple mechanical structure, simple operation, easy repair and maintenance.This tea dryer motor as power source to get a speed, and then hoist the matrix to achieve the transfer of tea from the fixation machine and dryer. Therefore, the selection and the lifting device of the motor select this design tasks. After the final calculation and analysis were selected the YY80 type of single-phase induction motor and belt to enhance the form. Design a mechanical hoist oven to reach tea comb and uniformity institutions. In general is through the control system can make tea can be uniformly distributed on the conveyor.This issue through the dryer energy efficiency improvements and hoist design, in order to achieve the continuity of operations of the tea.Keywords: Tea dryers; hoist; the combing and uniformity institutions; energy-saving; continuity 目录绪论11.1综述11.1.1设计的题目11.1.2设计的目的11.1.3题目背景及研究意义11.2国内外茶叶加工机械发展现状21.2.1国内茶叶加工机械发展现状21.2.2国外茶叶加工机械发展现状21.3设计的主要内容与要求31.3.1设计的主要内容31.3.2设计的要求32机械结构设计42.1本课题研究的主要内容42.2拟采用的研究方案、研究方法或措施42.2.1烘箱整体机构42.3部分零件设计计算112.3.1传送带的设计112.3.2传送带电机参数选择112.3.2微波抑制器的设计122.3.3链传动的设计计算错误！未定义书签。2.4主要的局部结构设计142.4.1挡板设计142.4.2齿轮换向装置143 零部件及装配图的绘制164 设计总结175 主要参考文献19绪论 1.1综述1.1.1设计的题目题目是：茶叶送料与烘干机构计算机模拟设计1.1.2设计的目的本次设计的目的是培养我们综合运用学过的理论知识，从而进一步提高我们的分析问题和解决问题的能力，同时还可以巩固所学过的知识，熟练掌握学过的计算机辅助工具，例如：Unigraphics等制图软件。茶叶烘干机机械结构的设计更是对我的一个巨大的挑战，同时这也是一个很好的机会，因为这个东西在专业课领域很少接触，可以通过本次的设计很好的锻炼一下自己，从而为以后的工作做一个很好的铺垫。1.1.3题目背景及研究意义中国是茶的故乡，制茶、饮茶已有几千年历史，名品荟萃。未来我国茶产业的增长潜力巨大。因为国内外市场需求稳定增长。茶是世界三大饮料之一，而中国是世界茶产量第一大国、茶出口第二大国。从国内来看，喝茶已成为多数中国人的一种生活习惯，茶已成为社会生活中不可缺少的健康饮品和精神饮品，而且，随着人们健康消费观念的普及，茶正在被越来越多的人接受、喜爱和追求。从国际需求来看，中国茶出口一直保持稳定增长态势。 另外中国茶产业已得到当地政府的大力支持与扶持，也得到投资者的关注，茶产业开始走向规模化、现代化、正规化，未来增长潜力很大。浙江、江苏、福建等产茶地区已经把茶产业作为重要的扶持产业，茶产业基地蓬勃兴起。制造茶的工艺技术开始从手工化向机械化、自动化、现代化过渡，制造企业也加强了茶品牌的建设。然而高强度、低效率的手工炒制技术已难以与之相适应，机械化茶叶加工设备在茶农中的呼声日趋强烈。茶叶烘干是茶叶加工过程中的重要一环。烘制质量的好否,对于茶叶成品后的品质、质量影响很大。烘干机是茶叶机械的一部分,烘干机存在的问题也是目前整个茶叶机械行业存在的问题。目前,市场上得茶机产品大部分还是纯粹的机械产品，即使用电也仅仅是为了提高电力。极少数的茶机也只是实现了时间程序的自动控制，没有在线监测茶叶加工状况并能即使调整加工状态的反馈自动控制系统。茶叶机械在加工茶叶的时候，必须由具有经验的工人，根据茶叶加工状况随时调整茶机的加工温度、压力和加工时间等工作状态。现有的茶叶加工机械，重要是为了减轻操作人员的体力劳动，不能根据茶叶的加工工艺要求，实现茶叶全过程的自动加工。现有制茶机多是单功能的，包括杀青机、揉捻机、烘干机等等。这些单功能茶叶机械已较完善，产品很多。但通过一台机械实现多项工艺流程的综合功能制茶机尚不多见。综合功能茶叶加工机械，可减轻劳动强度，降低加工工本，提高工作效率。既适应家庭作坊式生产，又适应工厂化生产，所以，市场前景看好。1.2国内外茶叶加工机械发展现状1.2.1国内茶叶加工机械发展现状中国在20世纪50年代初，创造了手摇杀青机、手推揉捻机、手拉百页烘干机等模拟传统手工工艺的半机械化制茶设备，1958年有浙江的科研、教学、贸易等部门联合研制成功“58型”杀青机、揉捻机等机种，由此，中国茶叶加工行业逐步走上了机械加工的道路，也为茶叶机械化发展奠定了基础。60年代后期开始，茶叶机械研究改变了以往单机孤立设计的方法，逐步转向了前后工序生产平衡的配套设计，这期间，名优茶的成套加工设备研究的比较少。70年代，为了提高茶叶的生产效率，连续化和系列化作业的茶叶加工机械成为主要研究方向，槽式连续杀青机在云南风庆开发成功。80年代，浙江和安徽的茶叶机械科研与生产单位，对炒青绿茶连续化生产成套设备作了重点研究，相继推出了6CL-110型、6CMCL-10型等炒青绿茶初制连续化生产线。90年代，在茶叶组合机械的基础上，类似的机炉一体化结构成为主要研究方向。 茶叶机械从60年代的单动力、开式齿轮传动的型式发展到80年代中期自控技术、光电技术、静电技术和计算机控制技术等新技术在名优茶叶加工机械上得到应用，使以往间歇作业向连续作业转变。90年代初研制成功了热源装置与主体一体化的全金属滚筒式杀青机，产品由单机向成套设备发展，由单一产品向系列产品发展。从国内茶叶机械发展现状看，茶叶加工机械正向系列化、大型化、智能化方向发展，多功能制茶机的机械种类很少。1.2.2国外茶叶加工机械发展现状 国外茶叶机械起步较早。1895年S.C.戴维逊设计了杀青滚筒，应用32-38的气流进行杀青。1908年，爪哇人博卡设计了一长型六面网笼软型杀青机器。1955年前后，出现了多种杀青机械，杀青洞道、托克莱伊连续杀青机、俄罗斯杀青机等。20世纪80年代，在日本出现了利用蒸青机进行杀青。近年来，日本、新加坡、印尼、俄罗斯等国家，将微波加热技术应用于茶叶杀青、烘干工序中，在微波加热过程中，微波直接作用于茶叶。 揉捻机也相继出现。1930年，麦克尔彻创制了CTC机。1958年，出现了麦克蒂尔洛托凡连续揉茶机，以后相继发明了多种揉捻机，如锡兰连续茶叶加工机、托克莱伊连续揉捻机(TCR机)、巴博拉茶叶转子机（BLC机)、苏联连续揉捻机、托勒斯揉捻机等。近年出现了一批揉捻茶叶的新技术，在前苏联格鲁吉亚利用超声波发生器有效的破坏茶叶细胞壁已经实验成功，改变了原固体接触的揉捻方式，但这种技术能否应用于生产上以制造优质茶叶尚有待进一步研究。 烘干机整体设计没有大的变化，现有的主要烘干机有热喂入式烘干机、双层烘干机和托克莱伊连续茶叶烘干机。近年设计了一些新型烘干机，如双座烘干机和自动或半自动循环式增压烘干机。 在国外，茶叶加工机械的研究主要是大宗绿茶加工机械，茶叶加工机械功能单一，适合大规模生产，很少有多功能制茶机。1.3设计的主要内容与要求1.3.1设计的主要内容1.了解茶叶加工机械技术发展现状及其未来发展趋势，主要掌握烘箱的基本构造和控制工作原理。2.根据目前市场上成品烘干机，通过实验与计算，根据半成品茶叶在微波烘箱当中的烘干所需时间12min，以及所涉及的烘箱最大承受茶叶量20Kg/h，设计出简单有效烘干机的基本构造。3.运用Unigraphics等造型软件设计机构的计算机模拟产品及完成工程图设计。4.根据机构本身功能要求，完成主要零部件的设计。1.3.2设计的要求1. 开题报告一份；2. 英文资料翻译一份（附资料原文）；3. 文献综述一份；4. 论文（1.52万字）一份，并与原文一起装订成册。5. 二维工程图一套2机械结构设计2.1本课题研究的主要内容本课题拟设计出一台茶叶理条机，自动完成茶叶的理条、炒制、烘干，以期能实现茶叶制作的自动化和机械化，提高生产效率。本文主要负责茶叶的烘干部分。2.2拟采用的研究方案、研究方法或措施2.2.1烘箱整体机构本课题拟解决的茶叶烘干问题提出了两种方案的对比，第一种是采用热风循环烘干的烘干箱（见图2-1），另一种是微波烘干（见图2-2）。l 方案一：热风干燥是空气导热为主，传热较快，叶温上升较缓和，干燥过程中，热风是传热和传质（脱湿）的主要媒介。使大量被干燥的物料在干燥全过程中按需要和适宜温度、湿度和流速的均匀的热风接触，来满足干燥曲线的要求，使干燥全过程中热交换和湿交换均匀协调地进行。干燥过程中热风的温度和湿度是决定干燥效果的两大要素。图2-1 方案一烘箱效果图本课题所研究的烘箱是基于我国多数产品的干燥操作是在单一干燥设备内在一种干燥参数下完成烘干的烘干机基础上进行改进的产品。其采用组合干燥方式，使烘干机的工况结合茶叶的干燥特性，对风温风速的合理分配，在结构上实现了茶叶的变温优化干燥工艺，并利用干燥节能设备改进的茶叶烘干机。通过计算机的模拟实验，验证得到烘干机温度场均匀、干燥品质好，热能利用率高。l 方案二：微波干燥的原理是微波发生器将微波辐射到干燥的茶叶上，诱使茶叶水等极性分子随微波的频率作同步高速旋转，使茶叶瞬时产生摩擦热，导致茶叶表面和内部同时升温，使大量的水分子从茶叶中逸出而被蒸发，达到干燥茶叶的效果，与微波干燥处理效果密切相关的是茶叶的比表面积和比热容。微波加热技术杀青干燥茶叶的特点是加热时间短、内、外温度基本一致，其热传递方向从内向外且与湿传递方向一致；而常规加热方式杀青干燥茶叶却需要一定的时间才能将热量从外表面传递到茶叶内部，存在内、外温度差和湿、热传递方向相反的问题。（a）常规加热 （b）微波加热1温度梯度方向 蒸汽（质量）迁移方向 热量传导方向图2-2 微波加热示意图2.2.2.1两个现有方案的比较：u 方案一： 该烘箱由箱体、传送带、送料机构、热风输送机构、废热收集利用装置。箱体内均匀分布了10层传送装置，该传送系统由一台无级调速电机带动，而运行速度自下向上逐层降低，层间传动采用套筒滚子链，速比渐次减慢，符合茶叶失水规律。同时该烘箱设有合理的分层进风机构，使传送带各层组间不断获得干燥的热空气，提高了上几层的温度，减小了各层温度梯度，改善了以往烘干机各层温度上低小高的情况，而在下几层，利用热泵收集的废热空气通过合理利用进入烘箱底部，维持了烘箱下几层的温度。通过研究表明，可以得出100，0.41m/s和变温干燥100-70是干燥最佳状态，而通过温度计的测试得出废热的温度在75左右，所以利用废热足以维持下层的温度所需。通过资料发现热风（余热）的温度随干燥过程的继续而升高，而湿度则随之降低，说明热量前期主要用于茶叶的升温和脱水，而后期主要以余热形式排出，所以该烘箱强化恒速干燥阶段的强化干燥，对降速干燥阶段低温处理，防止干燥过度，减少不必要的浪费。u 方案二：茶叶干燥后的含水率应为46%，加工后的茶叶要求保持原味、原样、原色，基本营养成份不散失、安全卫生，且制成的茶叶经开水泡开，其色泽、形状、味道与新鲜茶叶基本一致。茶叶的实际情况是不同季节所产的茶叶其生理结构就会有所不同，组织的含水率和细嫩程度不同，用于制茶的原料就不同。如清明前后的茶叶大多是组织较嫩、含水率较高的叶芽，而夏秋季用于制茶的原料大多是组织较老的叶片，不同季节所产鲜叶，其杀青干燥的工艺要求不同，这就给杀青、烘干的设备及技术带来了一定难度。目前茶叶的炒青工艺和热风干燥工艺随意性较大，设备的加热温度难以控制，在加工过程中，茶叶易产生红梗、红叶，叶片焦黄、色泽不匀等现象，茶叶品质难以保证。微波具有穿透性及非热效应，能快速升温至茶叶杀青、烘干所需温度，破坏鲜叶中酶的活性，制止酶促反应，针对茶叶的生物和物理特性，充分利用微波的基本特性，通过对设备结构的合理优化设计，可以较好地解决传统杀青、烘干工艺中所存在的一系列降低茶叶品质的问题。通过两个现有方案的比较，发现微波烘干更具有优越性，所以本课题采用微波烘干的方式。2.2.2.2微波烘箱设计1. 磁控管工作频率的选定目前广泛用于工业微波加热的磁控管工作频率有915MHZ和2450MHZ两种，在具体选择与确定微波加热设备工作频率时应考虑以下几个方面的因素：1.1 被加工物料的体积及厚度。由于微波穿透物料的深度与加工时选用的工作频率、被加工物料的介电常数及介质损耗有关，因此当物料在915MHZ和2450MHZ两种工作频率下介电常数及介质损耗相差不大时，选用915MHZ微波工作频率穿透物料的深度就大，此时可加工较厚、体积较大的物料。1.2 物料的含水量及介质损耗。一般来说，被加工物料的含水量越大，其介质损耗也越大。对于含水量高的物料，可以采用915MHZ的微波工作频率，在此工作频率下物料的介质损耗相应也会越大，对于含水量低的物料，选用2450MHZ的微波工作频率比较恰当，但实际应用中究竟选用哪种频率，最好通过实验确定。1.3 总加工量及加工成本。微波电子可能获得的功率与磁控管工作频率有关。例如：频率为915MHZ磁控管的单管可以获得30KW或60KW的功率，频率为2450MHZ的磁控管单管最大输出功率只可达10KW，915MHZ磁控管的工作效率一般比2450MHZ磁控管的工作效率高1020%，如果要在2450MHZ频率上获得30KW以上的功率，就必须采用几个磁控管并联，或采用价格较高的速调管，两者的特点是：前者单管输出功率大，穿透能力强，但炉体体积大，后者穿透能力较弱，但炉体体积小。综上所述，本课题采用的2450MHZ磁控管。1.4 设备的体积。一般来说，2450MHZ频率的磁控管及其波导均比915MHZ磁控管的体积小，因此具体到加热器的尺寸，2450MHZ工作频率的要比915MHZ的小巧。2 所需功率和传送速度的确定在计算茶叶微波杀青烘干机功率时，首先要考虑的是茶叶由初始平均含水率60%左右快速脱水至烘干后的最佳平均含水率6%，能快速升温到最佳温度80时茶叶所需吸收的热量Q，可由下式计算得出。(1)M 每分钟处理茶叶量，即生产率，以本课题所设计的小机型0.5/min为准W1 烘干前初始含水率平均为60%W2烘干后的最佳平均含水率6%T1茶叶叶烘干前的初始温度平均为20T2烘干应达到的最佳温度80C茶叶的比热1.63 将以上数据代入式（1），则可得：Q=0.50.6(8020)11.63(10.6)(8020)539(0.60.06)= 75kcal/min 所需微波总功率 P=0.07Q12(2)其中：1微波工作频率转换效率，一般为90% 2微波加热转换效率，一般为80% 将1、2代入式(2)得所需微波总功率： P=0.07750.90.87KW 根据以上计算，结合目前国内所产工作频率为2450MHZ磁控管的规格、型号及参数情况，考虑到保证加热均匀等因素，当要达到处理茶叶生产率为30kg/h时，选用9只单管功率为850W的磁控管分为3组配置较为合适。茶叶的工作时间是12.5min,所以传送带的传送速度为： 3 加热器结构型式的选定微波加热技术是比较成熟的技术，用微波对物料进行加热的方式有多种多样，因而加热器型式也有多种，目前常用的有微波箱式加热器、行波场波导式加热器、辐射型微波加热器、慢波型微波加热器、梯形加热器，具体选择什么型式的加热器则要取决于物料的形状、数量及加工要求。例如当物料需流水线连续生产时，为了获得均匀的加热，可以利用传送带或靠物料本身的传送，这时往往采用隧道式谐振腔加热器；对于小批量生产或实验室取样试验物料，一般可以采用单个小型谐振腔式加热器；对于薄片物料，根据待加工物品的不同可以选择不同型式的加热器，如采用慢波结构的加热器。在设计茶叶微波杀青烘干设备时，根据各微波加热器的特点，综合考虑茶叶本身的生物、物理特性及设备加工、操作、维护等方面的一些相关因素， 采用连续多谐振腔式微波加热器作为基本设计机型较合适，实践证明具有明显的优点。4.1 物料出口散热装置用微波加热技术杀青、烘干后的茶叶表面温度、湿度都较高，若不能迅速使加工完的茶叶降温，除湿，就容易影响茶叶的色泽和品质。为解决此问题，可在茶叶出口处配套设计吹风散热装置，一可以将茶叶散热除湿，二可以将茶叶中的一些老叶吹出去。4.2 内密封杀青室为了防止微波能直接辐射于茶叶，并解决微波能辐射并非理想化绝对均匀的问题，我们在设计过程中，通过反复的实践摸索，采用下图所示的方案， 即在微波辐射箱内设计内密封烘干室，这样可以保证烘干后茶叶的色泽和品质达到名优茶的标准。（见图2-3）1. 箱体 2.复合材料密封装置 3.茶叶 4.输送带图2-3 烘箱示意图5 烘箱结构原理图：6 烘箱传动系统设计：7 烘箱总效果图：链传动机构 链传动由两个链轮和绕在两轮上的中间挠性件链条所组成。靠链条与链轮之间的啮合来传递两平行轴之间的运动和动力，属于具有啮合性质的强迫传动。其中，应用最广泛的是滚子链传动。 图2-4 链传动简图 图2-5 链条实物与带传动、齿轮传动相比，链传动的主要特点是：没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，传动效率较高（封闭式链传动传动效率=0.950.98）；链条不需要象带那样张得很紧，所以压轴力较小；传递功率大，过载能力强；能在低速重载下较好工作；能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。但链传动也有一些缺点：瞬时链速和瞬时传动比不为常数，工作中有冲击和噪声，磨损后易发生跳齿，不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。（见图2-6）图2-6 滚子链结构滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。销轴3与外链板2、套筒4与内链板1分别用过盈配合联接。而销轴3与套筒4、滚子5与套筒4之间则为间隙配合，所以，当链条与链轮轮齿啮合时，滚子与轮齿间基本上为滚动摩擦。套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。链板一般做成8字形，以使各截面接近等强度，并可减轻重量和运动时的惯性。链传动的使用范围是：传动功率一般为100kW以下，效率在0.920.96之间，传动比i不超过7，传动速度一般小于15m/s。2.3部分零件设计计算2.3.1传送带的设计2.3.2.1带宽的选择本课题研究是的茶叶烘箱，所以传送带输送的是散装物体，而茶叶在传送带上的厚度不超过8mm,而又由于传送带进入烘箱之前得通过抑制器，所以传送带选择带宽为820mm。2.3.2.2带速的选择茶叶的工作时间是12.5min,所以传送带的传送速度为 滚筒的转速：2.3.2传送带电机参数选择YS系列三相异步电动机功率较小，具有启动转矩大、功能指标高、运行指标高、运行可靠、维护方便的特点。符合国际电工委员会推荐标准中得有关规定。可广泛用于小功率机械传动设备上。YS系列为全封闭式结构电动机，其外壳防护等级是IP141。采用B极绝缘，ICO141冷却方式。部分YS系列的性能指标如下：电动机功率计算： =70w其中 K功率备用系数，取1. N传动滚筒轴功率，kw 总传动效率。对于光面滚筒取值0.88，对于胶面滚筒取值0.9由计算得电机功率70kw，同时由于烘箱底部的安装位置关系，所以我们选用减速电机，由于实际用到的功率较小，转速较低，所以选择电机为YYWJ90-90，电机电压220V，功率90w，电机经过减速后输出的转数为108r/min2.3.2微波抑制器的设计2.3.2.1抑制方法选用原则抑制微波能的泄漏有很多方法，根据不同原理可分为电抗性漏能抑制器、电阻性漏能抑制器、屏蔽式漏能抑制器3种。电抗性漏能抑制器根据抑制器形状有梳状板式和1/4波长波导槽式等抑制器；电阻性漏能抑制器根据吸收材料有角锥式泡沫材料、硅橡胶材料、液态水等抑制器。屏蔽式漏能抑制器有防微波炉门和防微波布帘门等抑制器。食品工业多用隧道式工业微波加热设备进行干燥、杀菌，其设备结构是一边为入料口，一边为出料口，这样有利于连续自动化生产。食品工业要求被加工的食品物料不能受到干燥过程中的污染，这样就对微波能泄漏的抑制有更高的要求。由于屏蔽式漏能抑制器不能使微波加热设备实现连续化生产，因此其抑制效果虽最好，但作为隧道式工业微波加热设备却不是最理想的。电抗性漏能抑制器可对微波的几种主要传输模式进行抑制，若要对各种模式都有抑制作用，则要求抑制器的长度要足够长，设备占地空间大；电阻式漏能抑制器如铁氧体、石墨或活性碳、水等属于耗散性衰减材料，对各种工作频率模式的微波均能起吸收作用，抑制器会吸收微波能，不利于设备的高效、节能由于水具有经济、清洁、可循环利用、取用方便等特性，所以用水作为微波能泄漏的抑制器材料适合于各类企业尤其是食品企业的生产实际要求。但若要求水对所有传输模式进行抑制，则需要大量的水作为负载，这样给水负载设备制造与加工带来困难。故由上可知，理想的抑制器应为以电抗性漏能抑制器为主，电阻式漏能抑制器为辅，电抗性漏能抑制器可把部分微波能量反射回加热器中，部分耗散在加热器的皮导壁上。如果还有部分能量泄漏，可在抑制器末端放置电阻式漏能抑制器，直到漏能在安全标准以内为止。图2-7 几种不同结构形式的漏能抑制器2.3.2.2抑制器的设计1） 电抗式漏能抑制器（1/4长波导槽抑制器设计）。由电磁场辐射理论可知，当切断（诸如，在波导上开槽或者开孔，又或者是加热器箱体周围的接缝不严密等）壁面电流的通路时，将引起波导内能量向外辐射。利用这个特性，常在波导壁上适当位置开槽或开孔，以达到微波能量激励或耦合轼能。对于各特定的场型模式，在端口的宽边上加上一组短路波导槽（抗流片、柱），其长度为该模式的1/4波长，可使微波能量传播呈现开路状态。 对于1/4长波导槽抑制器，应首先确定传输模式及其截止波长：由波导传输理论可知，波导中波型只有TE波和TM波，空矩形波导的TEmn各TMmn模式截止波长由式（1）求解：式中：a输入、输出口截面尺寸的宽度； b输入、输出口截面尺寸的高度。再根据公式进一步计算输入、输出通道中所能传输的各模式的波导波长 gmn的求解公式为： 因为本课题采用的微波干燥设备是2450MHz的频率，所以式中的求解，由上面公式计算： 其中m/s,可知mm以现有生产设备为例，计算出波导中各模式相应的波长数值以及其截止波长，设备的输入、输出口截面尺寸的宽度a=410mm，高度b=120mm。计算的结果如表1.由于在实际应用中通道常被物料部分填表充，因此所得估算数据应作适当修正。为分析简便起见，作空波导近似处理。由表1可知，如果限不同的波导波长g组面一系列g/4深度的波导槽，可对不同的模式进行衰减，起到抑制漏能作用，但根据设备实际输入、输出口的情况，只能选择小于40mm的波导槽。因为若要对全部模式进行抑制，则进出料口的尺寸将很小，茶叶无法通过。表2-22）电阻式漏能抑制器（水负载设计）由于电抗式漏能抑制器不能完全抑制微波能的各种模式，所以需要引入电阻式漏能抑制器，即水负载。根据现有实验设备的出入料口大小及安装方式，首先要考虑物料进出生产红方便、连续，同时还应保持最大水量来吸收剩余泄漏的佩波能量，综合以上各因素，设计水负载抑制器。将水负载安装于进出料口的两端，即在电抗式漏能抑制器的后面接着安装水负载，这样就可达到很好的漏能抑制效果2.4主要的局部结构设计主要结构在烘箱进料以及除了口的时候的防止微波泄漏的抑制器设计和防止茶叶过于集中的挡板设计，以及多层传送带之间的方向转换设计。2.4.1挡板设计由于茶叶进入微波烘箱的厚度不得超过5mm,所以在进入抑制器之前在抑制器的前端加设一块挡板，以防止茶叶的过厚进入烘箱，导致茶叶烘干的不均匀。2.4.2齿轮换向装置(1)轴的材料和热处理方法轴采用45钢正火处理。查表b=600Mpa。(2)估算轴的最小直径已知轴的最大扭矩为65kg/m,则查表得C=110 考虑键的削弱因输入轴与减速机相连，转速高，转矩小，选择弹性套柱销联轴器，根据弹性套柱销联轴器的规格取d=50mm(3)轴的结构设计及绘制结构草图图2-8 轴3 零部件及装配图的绘制（见附页）图3-1方案成型效果图4 设计总结本设计是以是将茶叶加工机械和微型计算机的控制相结合， 使其具有 “安全、智能、多功能、节能和环保”的优势，给人们的工作带来了许多便利。通过自己对茶烘干机与送料机构的设计，具体做了以下几点工作： （1） 查阅国内外关于茶叶机械发展状况以及控制系统在茶叶机械上的应用，根据自己任务书上的要求确定自己的论文方向。 （2） 根据多个机械结构设计方案， 选择自己的方案。 进行基本设计计算并绘制工程图和三维零件图。 （3） 硬件电路设计： 根据传感器-放大器-A/D-单片机的方案来选取相关的硬件电器来实现单片机对茶烘干的控制。 （4） 利用单片机控制系统来控制烘箱的温度来控制加热系统， 是烘干更具有灵活性。 通过烘箱内的温度传感器将信号传递给放大电路， 在经过 A/D 转换传递给单片机来控制加热管的温度和风机的风速。用 MCS-51 汇编语言来编写程序实现单片机控制的基本功能。 经过对现有茶烘干机的简单设计计算并且利用对单片机控制的设计， 使茶制更具有“安全、智能、多功能、节能和环保”的优势，满足人们的要求。使具有自动化程度较高，大大降低了工作人员的劳动强度，提高了茶炒制效率，达到了所设计的目的。这次设计是我对大学的全部基础专业课的一次深入的综合性的复习，也是一次理论结合实践的训练，因此，它在我们大学生活中占有很重要的地位。通过这次设计对自己的四年大学生活做出总结，同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼了自己的分析问题、解决问题的能力，为今后自己的工作和生活打下一个良好的基础。此次设计是综合运用了本专业知识，分析并解决设计中所遇到的问题，进一步巩固、加深和拓宽所学知识。通过这次设计实践，是逐步树立了正确的设计思路，增强了创新意识，熟悉并掌握了机械设计中的一般规律和方法，培养了我的分析问题解决问题的能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，使我进行了较全面的机械设计基本技能的训练。另外通过此次设计使我领悟出机械设计的一般进程：