脐橙分级机分级部分设计PPT答辩稿课件

江西农业大学学士学位论文脐橙分级机分级部分设计设计：徐慧强专业：农业机械化及其制动化指导老师：曾一凡副教授

国内果蔬尺寸分级机机械

多采用倾斜辊轴式、转辊辅送器式、楔形输送带回转式、辊轴输送带式和滚筒式、链板式等型式。通过对现有的尺寸分级试验发现，现有的果蔬尺寸分级机存在间隙改变过程不平滑，分级精度不高、尤其对脐橙果肉易产生挤压、碰撞损伤等问题。目前国内现有的传统的尺寸分级方式分级后的脐橙尺寸和分级后的果肉损伤状态不能满足要求。因此研究运动平稳、分级精度高的分级装置对脐橙的销售具有重大意义。本文通过对脐橙外形尺寸分布查阅文献，确定了适合脐橙尺寸分布区间，并以为依据确定螺旋分级工作段的螺距变化。目录1.绪论2.脐橙分级机的机构设计及工作原理3.脐橙分级机零件设计4.结论5.参考文献6.致谢1.绪论

研究的目的及意义

由于我省是赣南脐橙的主要产地，赣南脐橙在国内外也享誉盛名，人们对赣南脐橙的需求也越来越大，促成了脐橙产业的形成。市场对高精度的赣南脐橙大小分级机的需求也越来越大，急需设计分级精度较高的辊轴式赣南脐橙大小分级机。高精度的脐橙分级机有利于提高我省赣南脐橙的卖相，从而有利于提高我省赣南脐橙的产品竞争力，开拓国外市场。增加果农收益，提高我省经济发展。2.脐橙的结构设计及工作原理

一种可变间隙辊轴式脐橙分级机，如下图所示包括在机架上通过轴承座安装的主动链轮，主动链轮通过链条带动从动链轮转动，在链条上横向均布设置着分级辊，使上层链条上均布的分级辊辊面构成平面分级床，其特征是：在每根分级辊轴的两端位于链条外侧的分级辊轴的两轴端件与螺旋轨道轴的轨道配合，位于链条内侧的分级辊轴上固装着与水平导轨相配合的导向滚轮，在机架上纵向两边分别通过轴承座安装着相互平行的具有变螺距螺旋推进槽的螺旋输送轴，电动机通过传动装置使两根螺旋输送轴转速一致，转向相反，螺旋输送轴螺旋推进槽的螺距分为二段，其中Ⅰ段的螺距大于Ⅱ段的螺距，位于平面分级床的分级辊轴上的推进滚轮与螺旋输送轴的螺旋推进槽相配合，螺旋输送轴Ⅱ段的螺距大小，以运行到螺旋输送轴Ⅱ段的分级辊之间的间隙大于应选果品的直径。

脐橙分级机俯视图脐橙分级机正视图脐橙分级机左视图分级辊安装图

动力通过电机输入，再通过联轴器与CW-100-10减速器的输入轴相连，将动力输入到CW-100-10减速器当中，减速器通过两级减速通过输出轴，经过联轴器将动力传递到CW-100-5减速器输入轴上，CW-100-5减速器的输出轴通过联轴器将动力传输到主动链轮轴上，链轮带动分级辊移动;另一个输出轴通过链条将动力传送到螺旋轨道轴上,螺旋轨道轴的转动是的分级辊在变间隙的螺旋轨道中实现变间隙的前移，并且螺旋轨道轴上的圆锥齿轮通过传动中间轴上的圆锥齿轮带动另一个螺旋轨道轴实现反向转动。

3.脐橙分级机零件设计根据生产实际的需要，脐橙大小分级机的主要技术参数应设置为：外形尺寸（长×宽×高）7400×1840×600配套功率1.5kw分级尺寸范围4695mm加工效率（10-27）t/h分级床面尺寸(长×宽)5952×1100分级数6电机选择根据设计原理的说明，分级机的电机同时为螺旋轨道轴和主动链轮提供动力，所以需要两部分的的功率相加。P=P1+P2=P==经查表和设计计算得V=0.3m/s在后面螺旋轨道轴的设计中我们求得：F=1143.575NT=8.51N.M

n=96r/minP=P1+P2=0.613KW+0.15KW=0.76KW查表选取电N动机的型号是Y100L-6额定功率为1.5kw，转速为940r/min，效率n=0.775。减速器的设计计算

因为电机需要同时向螺旋轨道轴和主动链轮提供动力，所以需要两个减速器。因为电机的安装位置和传动方向的需要，所以需要CW圆弧圆柱蜗杆减速器。根据使用效果和计算功率，所选的两个减速器是CW-100-10，CW-100-5。

依据该条件，为了使螺旋轨道轴的转速时链轮的5倍，根据分级辊的移动速度是0.3m/s，我选取减速比分别为10,5的CW-63-10，CW-63-5。

分级辊在分级机的作用主要是承载和传递脐橙，分级辊直径大小决定着分级装置螺旋长度，分级辊直径过小，分级辊产生的自转速度过快，对物料起不到有效的摩擦滚动作用；分级辊直径过大，分级辊间的有效分级间隙过小，使得螺旋螺距过大，导致整个螺旋的工作长度过长，所以分级辊直径初定为D节=75mm，螺旋直径定为D1=100mm，链节距尺寸P=44.45mm，为了链节在L段内实现折弯，每根分级辊之间间距设计为4个链节。所以在这里主要需要校核分级辊的弯曲应力。

分级辊的设计分级辊结构图

分级辊的结构设计如图所示。分级辊的中间部分是由壁厚为1.6mm的不锈钢管。分级辊的两端部分是由45号钢做成的。分级辊的两端是直径为12mm的球体，之后是直径为10mm的圆柱体，其间有安装链条，之后是直径为30mm的圆柱体它的作用是安装导轨轮。分级部分链条的设计根据脐橙物理特性和分级辊的直径，我们初步选择美标28A。由于开始已经初步确定的链条的速度为0.3m/s，所以该链条的润滑方式为定期人工润滑。链条链板结构设计链轮的设计链轮轴的设计传动中间轴设计螺旋轨道轴设计螺旋轨道轴轴端件螺旋轨道轴轴端件螺旋轨道轴螺距变化规律

根据脐橙可加工尺寸分布和分级辊不同工作段工作状态要求、分级辊直径大小，确定螺旋螺距的尺寸分布，为了各工作段分级辊运动速度的平稳性，各工作段的螺距变化呈线性分布。脐橙横径尺寸分布统计为66mm～96mm，将螺旋工作段L2划分为30个螺距，工作段L2螺距计算式为：P=D+K+ΔSm(ΔS=1,m取整),(D为分级辊直径，K为最小分级尺寸66mm)螺旋螺距的初始螺距为177.8mm，逐渐变化至分级工作段初始螺距141mm，为了保证运动的平稳性，螺距设计变化值△s=4.6mm，则分级辊分级准备段L1螺距计算式为：P1=4×44.45－K2×ΔS(K2=1-8)。等级 1 2 3 4 5 6螺距范围 142-144 145-149 150-156 157-163 164-168 169-172螺旋轨道轴螺旋轨道轴焊合图，根据螺距的设计要求，L1段为准备阶段，L2段为工作阶段，有两段的螺距的变化规律，求得L1=1256.8，L2=4695。在安装螺旋轨道轴与链轮的时候一定要注意相位的变化，就是链轮的链齿必须对准螺旋轨道轴的开头。目的就是使螺旋轨道轴每旋转一周就有一个分级辊进入螺旋轨道中。圆锥齿轮设计圆锥齿轮结构图圆锥齿轮在本设计中主要是安装在传动中间轴和螺旋轨道轴上从而实现传动方向的变化以及是两个螺旋轨道轴的转速相反。由于螺旋轨道轴与传动中间轴是正交的，所以此处的圆锥齿轮的锥角是45度。4.结 论

本设计根据国内外水果分级机的研究现状和实际应用，在了解我国现有市场上的分级机械和我国的国情的前提下，进行了分级的整机设计，主要结论如下；对于小型水果的分级方法，多采用大小分级且一般都以机械式进行大小的鉴别，筛选。主要是由于小型水果质量轻，体积小的原因。质量小，用称量的方式分级，分级的精度不易保证。用光电式分级方法的成本高，且对光电设备的要求高，目前光电式主要应用于像荔枝这种容易损伤的水果分级。使用固定间隙的分级机械，分级过程必须对水果进行多次转移，才能实现分级过程。对于易损的水果必然会对水果造成损害。减小水果转移的次数，是这种分级机械的关键。本设计在同一水平面实现间隙的动态变化，很好的解决了这一问题。

设计中注意到实际劳动者的需求，讲人性化的理念考虑其中，减少劳动者的劳动强度。面对小型农户这样的市场主体，水果分级机的体积小，操作简单，分级较为精准，能实现一机多用。这样的设计将会有很好的市场竞争力。本设计存在的问题：变距螺杆的设计过于粗狂，加工后的螺距固定，功能有局限性。通过精巧的设计，实现螺距可根据需要调整。变距螺杆的直径大小的确定需要优化，直径过大，圆周线的速度过大会产热，直径过小导程角过大，不利于分级辊向前运动，需要经过优化设计确定最优值。5.参考文献[1]

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