-饲料上料机的设计

编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 饲料上料机的设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 0923054 学生姓名： 吕 娟 指导教师： 俞经虎 （职称：副教授 ） （职称： ） 2013年5月25日V无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 饲料上料机的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械92 学 号： 0923054 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院信 机系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目饲料上料机的设计 2、专题 二、课题来源及选题依据目前宠物饲料以颗粒状和长条状居多，其中长条形宠物饲料的加工多以手工为主。如制造、计数、包装成袋等。生产效率极其底下，很难完成客户的供货需求，同时，工人的劳动强度也很大。而对于宠物饲料，进行生产自动化的关键难题是难以对饲料进行有序排列，从而利用光电技术和包装技术完成自动化计数包装。因为对于宠物饲料，如长条型宠物饲料尺寸形状不规则，直径和长度尺寸变化大，这些都给自动化上料设备的研制带来很大的困难。本课题就是设计针对不规则长条形宠物饲料设计上料排序装置，完成宠物饲料排序、计数和自动化包装，提高企业的生产效率，降低工人的劳动强度。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1. 根据所要设计的课题以及相关设计资料，明确设计目标。2. 根据所需要零件确定饲料机结构，尺寸方案。3. 对饲料机进行三维建模，生成装配图及零件图，并制作动画进行仿真。4. 完成爆炸图及上料的动作演示5. 阅读和翻译英文文献。 6. 撰写毕业设计论文 四、接受任务学生： 机械92 班 姓名 吕 娟 五、开始及完成日期：自2012年11月7日 至2012年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名2012年11月7日摘 要上料机是生产流水线里必备的产品。主要用于生产加工企业，上料机还分为单体式全自动真空上料机与分体式大功率全自动真空上料机。当前社会发展迅速,人们生活水平不断提高,饲养宠物越来越成为家庭的一种习惯,因此宠物饲料的发展得到较大的发展.目前我国的宠物饲料的加工生产,包装等都还很低端化,企业都是劳动密集型的加工企业,依靠劳动力去发展的企业效率低下,企业利润空间有限,因此宠物饲料的自动化加工生产势在必行。上料机种类众多，用途各异。宠物饲料的上料设备是一种机械化,自动化设备,把饲料送至输送带,进行包装,目前国内发展还很缓慢, 而且宠物饲料以颗粒状和长条状居多，其中长条形宠物饲料的加工多以手工为主。如制造、计数、包装成袋等。生产效率极其底下，很难完成客户的供货需求，同时，工人的劳动强度也很大。而对于宠物饲料，进行生产自动化的关键难题是难以对饲料进行有序排列，从而利用光电技术和包装技术完成自动化计数包装。因为对于宠物饲料，如长条型宠物饲料尺寸形状不规则，直径和长度尺寸变化大，这些都给自动化上料设备的研制带来很大的困难。本设备就是设计针对不规则长条形宠物饲料设计上料排序装置，完成宠物饲料排序、计数和自动化包装，提高企业的生产效率，降低工人的劳动强度。同时，绘图过程中也借助于CAD进行了辅助设计，提高了设计效率。关键词：上料机；不规则长条形宠物饲料；自动化；上料；CADAbstractABSTRACTFeeding machine is necessary in the production line of products. Mainly for the production and processing enterprises, feeding machine is divided into monomer type automatic vacuum feeder and high power fission automatic vacuum feeder. The current social development is rapid, people life level increases, keeping pets has become more and more family a habit, so the development of pet food to get bigger development. At present our countrys pet food processing production, packing and so on are the low end, enterprise are labor-intensive processing enterprise, rely on labor to the development of the enterprise the efficiency is low, the enterprise profit space is limited, so the automation of pet food processing production is imperative. Feeder are numerous, USES each different. Pet food feeding equipment is a mechanical, automation equipment, the feed sent to the conveyor belt, for packaging, the current domestic development is slow, and pet food with granular and strip shape is in the majority, which strip form pet food processing by hand to give priority to. Such as manufacturing, counting, packing into a bag, etc. The production efficiency under extremely, it is difficult to complete customer delivery requirements, at the same time, labor intensity of the workers are also great. And for pet feed for production of the key problem is difficult to automation to feed the orderly arrangement, thus using photoelectric technology and packaging technology complete automation count packaging. Because for pet food, such as strip type pet feed size irregular shape, size and length size change big, these to automatic feeding device a lot of difficulties. This equipment is designed for irregular elongated pet food material sorting device design, and complete the pet food, sort and count and automatic packaging, enhances the enterprise the production efficiency, reduce the labor intensity of the workers. And the means of CAD-aided design is applied in drawing process to improve efficiency. Keywords: Feeder ; Irregular elongated pet food; Automation; Feeding;CAD目 录摘 要IIIABSTRACTIV目 录V1 绪论11.1 宠物饲料上料设备概述11.2 宠物饲料上料设备发展现状及问题21.3 课题研究内容31.4 课题研究的目的和意义42 设备整体方案设计52.1 产品介绍52.2 设备系统分析52.2 设备零部件分析72.2.1 减速电机72.2.2 电机座82.2.3 前底板92.2.4 连杆92.2.5 上料架102.2.6 横杆112.2.7 动上料层122.2.8 定上料层122.2.9 侧箱体132.2.10 后底板142.2.11 支柱152.2.12 滚动轴承座162.2.13 滚动轴承172.2.14 杆172.2.15 轴承盖182.2.16 从动轴182.2.17 主动轴192.2.18 带轮192.2.19 下料槽212.2.20 输送带223 重要零部件强度验算253.1 电机的动力提供253.2 连杆强度校核253.3 横杆强度校核273.4 带传动和主动轴的强度验算273.5 重要零部件保养的重要性284 UG三维仿真304.1 UG三维仿真304.2 结构分析304.3 仿真的意义355 结论与展望375.1 结论375.2 不足之处及未来展望37致 谢38参考文献393737宠物饲料上料设备设计1 绪论1.1 宠物饲料上料设备概述机械设计是根据用户的使用要求对专用机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。 机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累，以及计算机的推广应用，优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。上料机是生产流水线里必备的产品。主要用于生产加工企业，目前国内主要是振动上料机，在机械加工和包装领域的众多。供料装置中，由于振动上料具有众多优势，自动上料系统常常由振动给料装置组成。但是振动上料由于振幅不稳定、物料移动平均速度波动、工件分拣成功率低等因素，使得与后续生产工序产生能力失配等问题，制约了上料系统的自动化发展。本文基于目前轻工上料领域存在的以上问题，提出了一种针对不规则物料实施等间距上料控制的方法，试图解决实际生产中自动上料过程能力匹配的问题。当前社会发展迅速，人们生活水平不断提高，饲养宠物越来越成为家庭的一种习惯，因此宠物饲料的发展得到较大的发展.目前我国的宠物饲料的加工生产，装等都还很低端化，企业都是劳动密集型的加工企业，依靠劳动力去发展的企业效率低下，企业利润空间有限，因此宠物饲料的自动化加工生产势在必行。上料机种类众多，用途各异。宠物饲料的上料设备是一种机械化，自动化设备，把饲料送至输送带，进行包装，目前国内发展还很缓慢，而且宠物饲料以颗粒状和长条状居多，其中长条形宠物饲料的加工多以手工为主。如制造、计数、包装成袋等。生产效率极其底下，很难完成客户的供货需求，同时，工人的劳动强度也很大。而对于宠物饲料，进行生产自动化的关键难题是难以对饲料进行有序排列，从而利用光电技术和包装技术完成自动化计数包装。因为对于宠物饲料，如长条型宠物饲料尺寸形状不规则，直径和长度尺寸变化大，这些都给自动化上料设备的研制带来很大的困难。本设备就是设计针对不规则长条形宠物饲料设计上料排序装置，完成宠物饲料排序、计数和自动化包装，提高企业的生产效率，降低工人的劳动强度。本设备区别于其他上料设备的不同之处在于多层式上料机构,当前的国内的一些如香烟,玩具的上料设备多为一层式上料设备,且大多数利用振动原理。多层式上料设备的优点在克服了剧烈震动，保护了产品，本设备主要由动力系统，传动系统，上料系统和输送系统组成，与传统自动化机械一脉相承。本设备需要克服的难点在于动力的输送上，在保证效率的同时，保护好设备是关键，上料机构的快速运动对设备本身是一种最大的损伤，运动的冲击损伤较大，此外输送装置的设计对产品的计数，包装影响也很大，需要考虑各方面的因素。1.2 宠物饲料上料设备发展现状及问题从世界给料机的发展状况来看，德国、日本等国家工业发展起步较早，联邦德国于20世纪40年代就开始研制振动上料设备，包括振动上料斗、振动输送机等；日本50年代末期通过仿制联邦德国的振动电机，由安川电机（株）和井上精机（株）共同开发出新型的振动电机，生产出RFH型惯性共振给料机等。经过多年的发展，目前这些国家的给料机技术已经比较成熟、产品质量较好。我国上料机行业起步相对稍晚，由于整体制造业技术水平的相对落后，国产给料机产品普遍在工作性能和通用化等方面与国际水平相比存在着一定差距。其主要表现在上料机性能、可靠耐用程度及处理能力、自动化控制与监控技术以及环保和人性化设计能力等方面有待进一步提高。但是随着国民经济的快速增长以及国家政策的扶持力度的加大，我国上料机行业的发展速度较快，技术水平也有了较大程度的提高。纵观国内上料机的发展历程，20世纪50年代，国内应用的主要是K型机械往复式上料机，该机型结构简单，动力消耗较大，设备笨重，处理量小且成间接成堆式不均匀给料；60年代出现了电磁振动上料机，其主要利用电磁感应原理进行给料工作，具有处理能力大、结构紧凑、质量轻、可无级调速以及电耗少等特点，然而该型上料机局限于非防爆场合，并且不适合于密度较大矿石的给料工作；70年代末至80年代初，旨在改进电磁振动上料机缺点的电机振动上料机应运而生，该机型结构简单，自动调节同步运动，但由于电机参振，使得该型给料机在使用过程中出现电机寿命较短等一系列技术缺陷；90年代，相继出现了共振式振动给料机以及链式给料机，链式给料机是一种连续给料机，很好解决了以往振动给料机不能连续给料的缺点。到目前为止，我国已经拥有带式给料机、甲带式给料机、链式给料机等多种类型的连续给料机。其中，带式给料机具有传动平稳、运行效率高、噪音低、给料量大、结构简单等特点，适用于多种物料的给料作业；甲带式给料机本质上仍是带式给料机，区别在于在给料机的承载胶带外侧包裹了一层铠甲，旨在提高带式给料机的抗冲击性和耐磨性能；链式给料机具有给料均匀、不受物料水分影响、运转平稳及噪音较小等特点。总之，现有的连续给料机在低噪音、低功耗、大运量和连续给料等方面都具有各自的优势和适用范围，不同的应用条件对于给料机的功能要求也不同，因此，给料机在技术设计上更加具有针对性。国内上料机的市场分析： 从下游行业对于上料机的应用情况来看，煤炭行业是给料机最主要的下游行业之一，从存量设备来看，2010年全国共有在籍煤矿15,119处，选煤厂1,800座，给料机的使用寿命一般为5-7年，因而每年都有大量给料机需要更换；从新增煤炭设备来看，“十一五”期间我国煤炭矿采选设备投资复合增长率达到27.41%，到2010年设备投资达到1,256.86亿元 ，选煤厂使用的振动设备约占设备总量的11%13%。“十二五”期间，我国的煤炭消费比重仍将维持在较高的水平，预计2010-2015年我国煤炭消费复合增长率为5.13%，到2015年我国煤炭市场需求将达到40亿吨，煤炭投资增速仍将维持在较高水平。因此，保守预计，当前煤炭行业给料机（不包括称重用给料机）的市场年需求额为12.94亿元。同样，钢铁行业也是上料机比较重要的下游行业，在钢铁生产过程中，各种原料的搬运和加工量约在十亿吨以上，加上矿物加工工序之间的运输量往往高达几十亿吨。在这些物料的搬运和加工过程中，需要采用大量给料、输送和筛分等设备来完成各种中间环节，因此在钢铁行业投资中，必然涉及到大量给料机等搬运设备的投资。“十一五”期间，我国的钢铁行业总投资复合增长率达到11.2%，其中设备投资复合增长率10.43%。除了煤炭和钢铁行业之外，电力、化工、水泥、冶金等行业对上料机也有较大的需求，在这些行业需求的拉动下，近年来国产给料机的销售量呈现逐年增多的趋势。我国给料机行业的需求趋势： 伴随着下游行业对给料机需求量的不断增加，市场对于给料机的品种、质量和功能的要求也越来越高，综合国内外给料机的应用状况，我国给料机行业的需求趋势如下：（1）下游市场对给料机的运行速度要求越来越高。随着国家对工业发展的大力支持与资助，整个机械行业产业链的发展越来越稳定，同时对相关支柱产业的发展要求也越来越高。并且，随着煤炭等下游行业的快速发展，对生产效率的要求也不断提高，作为物料搬运设备的给料机在转换、给料、输送等环节的作用也越来越突出，因此，高速性的发展趋势对所有给料设备企业提出了更高的要求。（2）上料机性能和可靠性要求的提高。高端产品需求将持续增加，虽然不同需求领域对于高端给料机的定位不同，但整体表现为给料机的性能较好、耐用程度较高、维护量较少、使用寿命较长、安全可靠等方面。新技术的应用是提高产品性能的重要手段，如采用高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术将使给料机性能得到进一步提高。同时，产品的性能和耐用程度及可靠性等还取决于元部件的性能，提高给料机部件的性能可靠性，不仅仅能够降低产品维护量，还能提高产品的使用寿命，增加使用安全性。目前，我国的中低端给料机产品相对较多，占据整个市场销售量的90%，而随着我国“调结构”力度的不断加大，各下游行业对产品性能较好、耐用程度较高、维护量少、使用寿命较长、安全可靠的给料机的需求将持续增大。（3）个性化的服务将成为上游企业的必然选择。工业的现代化进程促使上游企业规模增大、生产能力大大提高，需要高效、高可靠性给料机与之配套，为满足生产给料要求，上游企业必然会要求上料机企业提供个性化的服务，开发与其他设备相配套的专用上料机。（4）节能、环保以及具备人性化设计的上料机将成为未来市场需求的主要方向1.3 课题研究内容本课题设计的宠物饲料上料设备包括饲料的上料装置和饲料的传送计数装置.用UG作三维设计工具，AutoCAD作二维设计工具，完成上料设备的总体方案设计、电动机动力传动结构的设计、上料架的设计与校核和重要零部件的简单造型设计，并对传动计数包装进行简单的设计，主要为了实现上料到包装的一体化设计,最后绘制出主要部件的装配图并进行简单的运动仿真。本课题主要作了以下工作：1 通过参照现有上料设备的模型，设计出符合要求的上料设备；2 通过参考网上的资料进行总体方案设计和设备系统分析；3 对上料架进行设计并进行校核，以确保工作的安全性；4 通过对上料设备的工作要求的研究，确定主要零部件的尺寸及参数；5 利用UG进行运动三维造型并进行简单的运动仿真；6 由UG三维实体转出CAD二维图,并对其进行修改、完善,编写说明书；1.4 课题研究的目的和意义我国上料设备发展还不如发达国家，重要技术上还存在不足。此外上料机是生产流水线里必备的产品，主要用于生产加工企业，大多数上料机依靠振动原理。此外，上料机还分为单体式全自动真空上料机与分体式大功率全自动真空上料机。当前社会发展迅速，人们生活水平不断提高，饲养宠物越来越成为家庭的一种习惯，因此宠物饲料的发展得到较大的发展。此外，由于我国宠物饲料开发尚处于萌芽阶段，宠物饲料具有广阔的市场空间，这当中谁掌握了先进的宠物饲料上料设备技术，早一步实现自动化上料包装在，则掌握了占据市场的钥匙。目前我国的宠物饲料的加工生产，包装等都还很低端化，企业都是劳动密集型的加工企业，依靠劳动力去发展的企业效率低下，企业利润空间有限，因此宠物饲料的自动化加工生产势在必行。宠物饲料上料设备设计2 设备整体方案设计2.1 产品介绍本设备全称宠物饲料上料设备，是一种小型的自动化上料机械。本设备能解决其技术问题所采用是我技术方案是：通过降低高度的方式将一层式输送斜面改为多层式输送斜面，这样每层的高度降低，振动降低，输送斜面整体呈阶梯状，振动强度小，在上料传输大小不一，规格不等的饲料时，不易使食物从棍棒上脱落下来，并实现技术到包装一体化。本设备上料的宠物饲料棒尺寸规格大概是：160-250 mm，直径7-10 mm，重量3-6g.在国内目前存在的重型设备上料机中，如煤炭上料机，金属上料机等，本设备是一种轻，小型设备。上料与输送计数间的衔接是关键，保证饲料顺利上料的核心。2.2 设备系统分析设备由动力系统，传动系统，上料系统，输送系统，计数系统，包装系统构成，实现上料到计数包装一体化目的。设备的设计是根据宠物饲料的特点和实际需求来决定的，首先饲料大小不一，长短不同，规格不等，且饲料易脱落（饲料附在小塑料棒上），所能承受的振动有限；其次，厂家对设备的上料效率有要求；最后，在国内目前的发展行情下有所突破。一下是系统分析：（1）动力系统：本设备动力机构为减速电机，固定在底板上。因为上料速度不大，根据厂家需求，普通电机的高速运转已不适宜上料需求，故选择减速电机，减速电机可提供各种转速，此外减速电机工作稳定，空间需求小。免去了再设计减速器的过程，缩短了传动距离，一定程度上保证了传动效率。（2）传动系统：本设备传动方式为连杆带动，连杆连接电机与上料设备，通过曲柄滑块理论，把电机的回转运动，转化为上料机构的上下来回运动。（3）上料系统：鉴于产品特性，本宠物饲料大小不一，规格不等，食物易脱落等特性，国内目前的一层式上料特点已不能适合要求，选择多层式上料机构在所难免，原因如下：1，一层式上料振动大，造成饲料棒上的食物易脱落。2，一层式上料距离不宜大，过大设备损害强，不利快速上料和计数包装。3，多层式上料机构距离小，上料快，效率高。4，多层式上料层数可控制，这里我们选择四层式上料机构，设备高度适宜，便于输送和计数包装。图2.2 四层式上料机构图2-2为上料机构主视图，图中1是上料层，共四层，每层的厚度是15mm,这是根据宠物饲料棒的直径大约9mm选定的，2是上料架上料架的上下来回运动带动1的上下来回运动（1和2是焊接在一起的）。从结构上分析，上料架与水平面的倾斜角是15度，这个角度不是凭空设计的，首先角度过大如30度，则带动其运动的电动机需要倾斜30度，这个角度下对整个设备的影响是巨大的，虽然饲料在台阶间的移动速度加快了，但电机倾斜过大，振动强烈的情况下是不容易保持高效率的。相反如果角度过小，即动上料层的倾斜角度过小，饲料不易滑下。造成上料效率低下。这里我们来分析下上料架倾斜15度时的情况。这里介绍下304不锈钢材料之间的滑动摩擦摩擦系数1，有润滑：0.15 0.30无润滑：0.30-0.40.当饲料从第一层运至第二层时需要定上料层的过度，定上料层的截面宽度是0.015m，动上料层的来回时间是0.5s，即二个饲料棒之间只有0.5s时间去过度，所以第一根饲料棒需要在0.5s的时间内从定上料层上滑到第二个动上料层上。这里运用物理学公式 ： 其中是位移，是初速度，是加速度，是时间。这里-u：是倾斜角15度，t是0.5s，u是摩擦系数，这里定为0.15.这里初速度为零。带入公式可得S=0.31m。故符合实际要求。（4）输送系统：皮带输送是本设备的输送方式，饲料经过上料后将被直接送至皮带上，经皮带送至多斗称中，此过程会有计数过程，便于最后包装。输送系统由减速电机通过带传动带动输送带的主动轴运动，主动轴通过滚动轴承固定在支架上，从动轴接到上料层最后层的出口处，通过滑动紧定装置安置在设备二侧面板上。 （5）计数系统：本设备要利用计数器来实现技术为实现计数效果，需要使用计数器，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。计数器可以用来显示产品的工作状态，一般来说主要是用来表示产品已经完成了多少份的折页配页工作。它主要的指标在于计数器的位数，常见的有3位和4位的。很显然，3位数的计数器最大可以显示到999，4位数的最大可以显示到9999。这里选用光电感应计数器。（6）包装系统：包装为在流通过程中保护产品，方便储运，促进销售，按一定的技术方法所用的容器、材料和辅助物等的总体名称；也指为达到上述目的在采用容器，材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。本设备为求精确采用多斗称进行质量区分，其特点是高精度数字式传感器使精确计量瞬间得以实现。微电脑控制系统，技术先进，操作简单，使用更可靠快慢振动给料，自动修正误差，实现高精度包装，四秤交替工作，包装速度快，与物料接触部分采用优质不锈钢，防腐防尘易清洗，兼容性强，易于其他包装设备配合使用。2.2 设备零部件分析2.2.1 减速电机减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速电机广泛应用于钢铁行业、机械行业等。使用减速电机的优点是简化设计、节省空间。根据厂家需要一小时上料10万只宠物饲料棒，经计算一秒需上料2至3只，减速电机的转速需在120转每分以上，因为电机转一圈上料机构上料一次，因此选择YTC-205型减速电机，下图为减速电机外观。功率选择2.2kw，图2.3减速电机图2.3是减速电机的外观图。为满足实际需求选择121r/min档转速。电机通过双头螺柱固定在电机座上，电机座焊接在设备底板上。2.2.2 电机座电机固定在特制的电机座上主要是因为电机固定在底板上影响上料机构的运转，故需要固定在电机座上，用双头螺柱固定，螺柱型号选用GB/T 898 AM18-M18*1*45和GB/T 898 AM18-M18*1*65各一个.因为电机座斜面的螺纹深度不相同，故螺柱型号不同。图2.4电机座上图2.4为电机座的三视图，材料HT200图中螺纹直径根据电机得来为18mm，中心距离前端面33mm及斜面长度290mm也是根据电机的安装尺寸来的。根据电机的重量105kg左右加上上料架的重量大约一共305kg左右，电机座为实心材质。2.2.3 前底板前底板是安置整个动力系统和传动系统，上料系统的部件，其强度和硬度决定着整个设备运行的稳定性和安全性，因此在实际设计中是不可忽视的一环。图2.5前底板上图2.5为前底板的主视图和俯视图2，材料45号钢。厚度40mm，抗压强度达到要求 ，符合实际需求，此外四个角处安置地脚螺钉，地脚螺钉型号为SF2015080，共八个，因为后底板也需要四个地脚螺钉。长和宽是根据上料架的尺寸和电机安装尺寸设计而来，符合实际要求。2.2.4 连杆连杆机构可虚拟出已知的运动规律和轨迹，是因为构件运动形式很多，例如摆动、转动、移动和平面或空间复杂运动。此外，因为连杆机构具有低副面接触的结构特点，所以有很多优点：在单位面积内运动副承受的压力比较小，接触面也很容易进行润滑，所以会有较小的磨损；较高的精度获得也很容易，而且制造很简单方便；他被广泛应用于不同机械和机电产品之中的主要原因是他可以靠自身的几何封闭来维系，而凸轮机构还需要弹簧等力的封闭来保持接触。平面连杆机构具有以下缺点：正常情况下，比较复杂的设计只能实现给定的一些运动规律或者运动轨迹；如果会发生自锁性，而且工作效率降低，那么对于给定的运动要求肯定比较多而且复杂；机构中难以平衡的惯性力作复杂运动和作往复运动会产生，连杆常用于速度较低的场合是因为在高速时会引起较大的振动和动载荷。本设备连杆的作用是把电机的转动运动转化成上料架的上下来回运动，连杆的材质性能直接决定着整个传动的效果和整套设备的工作效率，连杆在机械设备里具有举足轻重的作用，本设备对连杆的要求更加严格，其一，连杆一端与电机相连必须保证连杆与电机结合的牢固性，使其不易松动，其二，连杆的另一端与上料架相连，一方面要带动上料架运动，另一方面还承担着上料系统的重量。故对连杆的要求不言而喻，下图是本设备设计的连杆。图2.6连杆材料45号钢。从图2-6中可知连杆中心距为100.5mm，这个尺寸是上料架的层距的二分之一（原则上是相等的，但为了上料的效果更好所以连杆的中心距比上料架的层距的二分之一略大），因为连杆转一圈，上料架运动一个来回，上料层把饲料送上一个台阶。连杆与电机相连的一端的内径比电机直径略小，为的是造成它们之间是过盈配合以便紧紧固定在一起。连杆的另一端是实心相连的整体，60mm的长度是用来带动上料架上料运动的。此外，连杆与电机输出轴之间用螺栓固定，螺栓型号为GB/T 5783 M16*50，用六角头螺母紧定。2.2.5 上料架上料架是用来固定动上料层的，承担着上料的重任，底端与连杆相接，侧面沿着机体滑动，其对强度和刚度的要求较高，这里采用的材料是304号不锈钢，304不锈钢是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，一般使用温度极限小于650。304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在实验中得出：浓度65%的沸腾温度以下的硝酸中，304不锈钢具有很强的抗腐蚀性3。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。304不锈钢的一些物理性能如下：抗拉强度 b (MPa)520，条件屈服强度 0.2 (MPa)205，伸长率 5 (%)40，断面收缩率 (%)50，硬度：187HB;90HRB;200HV。它的密度是7.93 g/cm3。下图是上料架的三视图。图2.7上料架材料304不锈钢。从上图2.7中可知上料架的厚度是20mm,整个上料架的高度是800mm,则每个台阶的高度是200mm，宽度是31mm，主要考虑到宠物饲料的直径在10mm左右，一次上料要求是一根，所以上料层的宽度设为15mm，这样多出1mm作为间隙，防止动上料层和静上料层之间的摩擦。2.2.6 横杆横杆与上料架相连，为焊接在一起。二横杆间与连杆相接，为上料架上下运动提供动力，是重要的组成部件，形状为长方体，结构简单.45号钢的力学性能如下，正火：850 淬火：840 回火：600 抗拉强度：不小于600Mpa 屈服强度：不小于355Mpa 伸长率：16% 收缩率：40% 冲击功：39J 钢材交货状态硬度：不大于 未热处理：229HBS 退火钢：197HBS。下图为其三视图。图2.8横杆材料45号钢。从图2.8中知横杆的厚度是30mm,高度是50mm。2.2.7 动上料层上料层是直接将宠物饲料送至输送带的部件，焊接在上料架上，随着上料架的上下来回运动而来回运动，其中第一层的上料层把饲料槽的饲料送至第二层，以此往后至第四层后，直接送至输送带。动上料层的材料是304不锈钢的，之所以选择304不锈钢，是因为宠物饲料属于一种食物，必须不能在上料过程中染上不安全因素，以致出现宠物食用后出现中毒的现象，另一方面材料的防锈防腐性能要好。而304不锈钢材是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，能高到到1000-1200度。304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在实验中得出：浓度65%的沸腾温度以下的硝酸中，304不锈钢具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。304不锈钢化学成份为C Si Mn P S Cr Ni（镍） Mo，综上可见选择304不锈钢是合理的。下图是动上料层的三视图，图2.9动上料层材料304不锈钢。从上图2.9中可知动上料层的长度是1000mm，原因是每个饲料棒的长度大概在200mm左右，为了实现一次上料四根的目的，故选择1000mm的动上料层的长度。高度是200mm,原因是连杆的长度是100.1mm，为实现顺利的上料动上料层的高度在200mm上是最好的，厚度是15mm，原因是宠物棒的直径在10mm左右，为了一次上料只上一根的目的，故这个厚度刚好。2.2.8 定上料层定上料层过度饲料的部件，其形状尺寸与动上料层相差不大，除了最高层的定上料层，因为宠物饲料棒需要从其顶面滑下，故需要一个斜面，斜面下用足够的空间安置输送带。定上料层的材料也是304不锈钢，原因与动上料层的原因一样，304不锈钢的耐磨，耐腐蚀，无毒是首要优势,另外具有良好的加工性能和可焊性也是选择它的另一原因，因为动上料层和横杆都要焊接在上料架上。本设备的定上料层分二种，前三层的定上料层与最后一层的定上料层是不同的。下图是他们的三视图，图2.10定上料层材料304不锈钢。图2.10是前三层的定上料层的三视图，图中高度是210mm,比动上料层低，主要是便于安装，因为动上料层上升到顶端时需与定上料层的上端面在同一面上，而动上料层的下端面与上料架相连，故定上料架的高度不能大于动上料层，否则定上料层的下端面会与上料架碰撞。定上料层的长度是1020mm，比动上料层长，原因是定上料层不运动，焊接在设备的二侧箱体上。下图2.11是最顶层的定上料层的三视图。图2.11定上料层材料304不锈钢。从图中可知这个定上料层比其他定上料层多了一个横面，横面长度是60mm,厚度是5mm,这样做的目的是使斜面下能顺利安装输送带，饲料棒能顺利滑下，因为其他的定上料层的厚度只有15mm，不易送至输送带上，故多加一个斜面，这样也给输送带的轴的安装给足了空间。2.2.9 侧箱体侧箱体是设备的重要组成部件，本设备的箱体是一个半封闭式的左右界面，设备前面是下料槽，后面是电动机。故本设备的箱体是不健全的侧箱体。作用是一方面封闭设备，防止饲料从上料架上滑下。另一方面参与设备的整体运行，它的内面有根导轨，使上料架沿其滑行。它的上端面有槽形导轨，用来安置滚动轴承座，这样滚动轴承座可以有紧定装置，以致与其连接的轴能够带着输送带实现定期的紧定5。本设备的侧箱体焊接在前底板上，左右对称，下图是其三视图：图2.12侧箱体材料HT200.从图图2.12可知侧箱体的厚度是140mm，强度足以支撑上料架沿其导轨滑动，大导轨是根据上料架的滑块设计而来，其上端面的导轨是根据滚动轴承座的尺寸规格设计而来，右边是螺母紧定装置。2.2.10 后底板后底板主要是承载输送装置的部件，上面安置减速电动机，轴承，转轴，输送带等部件。是前底板的补充，之所以把前底板和后底板分开是因为这样可以有自由控制输送带的空间，前后底板的距离安置大一点则输送带需要长一点，反之带的长度小一点。再者这样分开可减小振动，便于拆装。下图是后底板的三视图：图2.13后底板材料45号钢。从图2.13可知后底板的厚度是40mm，与前底板厚度相同。其次四个拐角处安置地脚螺钉。中间的四个孔是为了安装电机用的，电机用螺柱固定。螺栓规格为GB/T 898 AM10*1*50，数量是4个。电机是YTC-112型减速电机，功率是0.75kw，从图中可知各种转速。2.2.11 支柱后底板上有四个支柱，支柱的作用是安装输送带和轴，支柱焊接在后底板上，下图是支柱的三视图：图2.14支柱材料45号钢。从图2.14中可知支柱的高1060mm，长100mm，宽70mm，从支柱所承载的重量来看，支柱的强度是够的。2.2.12 滚动轴承座众所周知，有轴承的地方就要有支撑点，轴承的内支撑点是轴，外支撑就是常说的轴承座6。由于一个轴承可以选用不同的轴承座，而一个轴承座同时又可以选用不同类型的轴承。因此，带来轴承座的品种很多，许多国外大的轴承公司也都有自己的轴承座型录。但是同样的轴承座型号在不同的公司样本里的标记也不完全相同。轴承座规格多元化等因素就给设备设计带来了许多使用上的不方便。对于标准轴承座不适合的应用场合，可选择不同材料的轴承座如:灰口铸铁铁、球墨铸铁和铸钢、不锈钢、塑料的特殊轴承座。根据轴承和轴承座的不同要求，轴承座的分类也不完全相同，在使用的时候要根据设计，认真核对选用。本设备选择GB/T7813 SN等径型孔，SN305。图2.15轴承座本设备的滚动轴承座固定在侧箱体上，采用螺栓固定，螺栓型号为GB/T 5782 M12*50并配有螺旋进给装置，螺栓型号为GB/T 5783 M12*50。2.2.13 滚动轴承滚动轴承有良好的启动性能，维护方便，红做可靠等优点，在中等速度下承载能力较高。与滑动轴承相比 图2.16滚动轴承减振能力较低，径向尺寸大，寿命低，噪声大。选择滚动轴承的优点有：(1) 尺寸标准化，具有互换性，便于安装拆卸，维修方便。 (2) 精度高，转速高，磨损小，使用寿命长。 (3) 部分轴承具有自动调心的性能。 (4) 适用于大批量生产，质量稳定可靠，生产效率高。 (5) 传动摩擦力矩比流体动压轴承低得多，因此摩擦温升与功耗较低； (6) 起动摩擦力矩仅略高于转动摩擦力矩； (7) 轴承变形对载荷变化的敏感性小于流体动压轴承； (8) 只需要少量的润滑剂便能正常运行，运行时能够长时间提供润滑剂； (9) 轴向尺寸小于传统流体动压轴承；(10) 摩擦阻力小，功率消耗小，机械效率高，易起动(11) 可以同时承受径向和推力组合载荷；(12) 结构紧凑，重量轻，轴向尺寸更为缩小(13) 在很大的载荷-速度范围内，独特的设计可以获得优良的性能； (14) 轴承性能对载荷、速度和运行速度的波动相对不敏感。2.2.14 杆杆是用来安置轴承和主动轴的，焊接在支柱上，这里的杆比支柱间的距离略大一点，也是为了给输送带的控制留了一点空间，杆的一头留有滚动轴承凹槽，是装轴承所用。下图是杆的三视图 图2.17杆材料45号钢。从图2.17中可知杆的长宽高分别是500mm,80mm，70mm,考虑到杆的承载量不是很大，所以这个尺寸下的杆强度是可以符合实际要求的，杆右边的凹槽是安装滚动轴承的，尺寸的选定是根据轴承的尺寸来的，所安装的轴承是深沟球轴承6206型，凹槽左右二个螺旋孔是用来固定轴承的，上面还有一个轴承盖。2.2.15 轴承盖轴承盖是固定轴承的，是本设备专门设计而来的，下图是其三视图图2.18轴承盖材料45号钢。从图2.17和2.18可知，轴承盖是杆的补充部件，共同固定一个轴承，其中轴承盖是用螺柱固定在杆上的，螺柱型号是GB/T 898 AM10-M10*1*387.2.2.16 从动轴轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。本设备的轴既有传统轴的特点又有既定轴的特点，本设备的轴作为输送带的“从动轮”之用，一方面二端安装滚动轴承，另一方面轴上安装输送带。承受载荷不大，考虑到轴表面需要的摩擦系数要大一点，增大与带之间的摩擦力，轴的材料选择45号钢。下图是从动轴的三视图：图2.19从动轴材料45号钢。从图2.19中可知轴的主体长度是1143mm,用来安装输送带，带宽250mm左右，共四根。轴二端安装深沟球轴承6305，轴承内径25mm,外径62mm，宽17mm,从动轴主体充当轴肩，从动轴主体直径35mm,轴承右端用轴用弹性挡圈固定，挡圈型号为GB/T 894.1-1986 30，轴承外径固定在滚动轴承座上。2.2.17 主动轴本设备的主动轴是一根多功能轴，一方面作为输送带的“主动轮”，为输送带提供动力，另一方面支撑安装带轮，既是受力体又是提供