【正文】 NK ， ?HNK 。 3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)軸上零件定位，裝配及軸的工藝性要求，參考機械原理課程設(shè)計 [2]中表 、圖 ，初步確定出中間軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下： 1） 各軸段直徑的確定 根據(jù)機械設(shè)計手冊新版第三卷中對兩級圓錐 — 圓柱齒輪減速器的介紹，其軸承選擇圓錐滾子軸承，代號為 32909，軸承內(nèi)徑 mmd 451 ? 。39。39。 M P aWM Cc a CbC 10404 339。39。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 42 頁 ④ 作合成彎矩圖，如圖 52（ e）所示。 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 mmmzd n o s o s11 ????? ? mmmzd n o s o s22 ????? ? 4）計算齒輪寬度 mmdb d ???? ? 圓整后取 mmB 552 ? ， mmB 601 ? 。 4）計算小齒輪傳遞的力矩。 11）計算帶傳動的壓軸力 pF ? ? ? ? 2s in2F 1m in0m inp ?Fz? N5 2 821 7 2 . 8 7s 3 232 ????? 式中， 1? 為小帶輪包角。 ? ? ? ? mma ddddaL02122100 422 ????? ? 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁 = ? ? ? ?4504 902800829025002 2? ????? ? = 圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計算長度 Ld=1600mm，經(jīng)查表 Ld0=1600 mm，修正值 KL=。可取各級傳動比分配為帶傳動 i 帶 =3， i 斜齒 =， i 錐齒 =。由于商用軟件己經(jīng)針對多種模型進行過驗證運算，因此只需要按照提示輸入各種條件 ，包括收斂的方法 (在軟件中，這常被稱為求解器 )等，計算機就可以進行計算，得到計算結(jié)果。最常用的集合剛度矩陣的方法是直接剛度法。 有限元法的分析過程 有限元分析計算的步驟可歸納如下： 結(jié)構(gòu)的離散化 結(jié)構(gòu)的離散化就是將分析的結(jié)構(gòu)體劃分為有限個單元體，將原來連續(xù)的單元體假想地分割成為一個離散的結(jié)構(gòu)，這一離散化的結(jié)構(gòu)由有限多個 形狀簡單的構(gòu)件組成，這些有限大小的構(gòu)件稱為有限單元或簡稱單元，相鄰單元在節(jié)點處連接在一起，并在單元體的指定點設(shè)置節(jié)點，使相鄰單元的有關(guān)參數(shù)具有一定的連續(xù)性，并構(gòu)成一個單元的集合體，以它代替原來的結(jié)構(gòu)。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 在使用揉捻機集中控制系統(tǒng)的過程中，取得權(quán)限的用戶可根據(jù)自己的實際情況對揉捻機各個工藝方案進行微調(diào)，大為增加了系統(tǒng)的適應(yīng)性。揉盤由三個支座支承，其中一個支座分為上下兩節(jié)，上面一節(jié)兼作減速箱。這里的變頻調(diào)速是開環(huán)控制，控制指令直接來自于上位機中輸入的參數(shù)。打開電源后，首先進行觸摸屏操作，輸入工作組、用戶名與密碼，驗證無誤后，才能進入茶葉揉捻機的控制系統(tǒng)，然后或更改 生產(chǎn)參數(shù)，或進入監(jiān)視界面。 在上述研究工作的基礎(chǔ)上，以我省名優(yōu)綠茶品牌 —— “ 綠寶石 ” 的揉捻加工為應(yīng)用對象，建立高適應(yīng)性茶葉揉捻加工示范基地，推動我省綠茶生產(chǎn)向優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、名品牌方向發(fā)展，提升我省的綠茶產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。 關(guān)鍵字： 自動化盤式揉捻機，揉桶，加壓裝置，自動化 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 IV 頁 Automation of tea twisting machine to rub disc plate design Abstract Automation of tea twisting machine to rub disc plate and knead barrel is the major parts of intermittent twisted by the kneading drums, rubbing plates, crank rotation body position and automatic pression device. Operations, with tea and kneading drums in the concave disc with inner edge of bone rubbing a plane turning, rubbing barrel, rubbing plate relative motion and automatic pression device loads to be there rubbing the barrel of tea flip and rub the law, leaf cell damage, tea out of, the cable and tight, thereby enhancing the degree of automation, rolling machine, adaptability, quality and stability of rolling. Tea twisting is the important process in the tea processing, through the Tea twisting, part of tea cells will be destroyed, then containing ingredients will transform and synthesize, aroma lasting longer time, the appearance is more orderly. Therefore, Tea twisting is the key procedure in the forming of high quality tea. Tea twisting leaf quality first depends on fresh leaves physical properties (including soft, toughness, plasticity and sticky and tender), next decided to the function of the tea twisting machine. And the damage rate of twisted shrinkage leaf cells and the rate of article into Tealike strip in the procedure of twisting is a significant index. Keywords: automated disc rolling machine, kneading drums, pressurized equipment, automation 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 第一章 自動化盤式揉捻機介紹 茶葉揉捻工藝簡介 揉捻，是一種茶葉 初制的塑型工序 ，主要是運用搓揉方法破壞茶葉的組織細(xì)胞，擠出茶汁，使葉片成條。揉捻是初步做形，除了白茶類和綠、黃茶中有些不要揉捻外，一般在制茶過程中都有揉捻工序。 茶葉產(chǎn)業(yè)在我省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中具有非常重要的地位，發(fā)展茶葉產(chǎn)業(yè)對于促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)建設(shè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，增加農(nóng)民收入，推進社會主義新農(nóng)村建設(shè)，具有十分重要的意義。按下開始按鈕，茶葉揉捻機會進入自動運行狀態(tài)，隨后進入初始化狀態(tài)，再進行故障自檢，一切正常后，如果沒有新的數(shù)據(jù)輸入，系統(tǒng)會自動載入上次數(shù)據(jù)。 壓力控制介紹 壓力控制是整個控制系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，利用壓蓋的升降來控制桶內(nèi)茶葉所受到的壓力。三個支座同時也兼作機架，帶動揉桶框架運轉(zhuǎn)的三只曲臂就裝在三個支座中的三根立軸上，其中一只為主動曲臂，揉盤的中心裝有可供開啟和關(guān)閉的出茶門。 自動化盤式揉捻機總裝立體圖如圖 所示： 圖 第三章 自動化盤式揉捻機結(jié)構(gòu)設(shè)計 自動化盤式揉捻機結(jié)構(gòu) 自動化盤式揉捻機結(jié)構(gòu)示意圖 自動化盤式揉捻機總體主要結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示： 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 圖 1三相異步電動機、 2減速箱、 3步進電動機、 4步進電動機固定架 5副軸、 6懸臂、7加壓蓋組件 8揉桶、 9揉桶固定架、 10曲臂、 11揉盤、 12出茶門組件、 13揉捻機支撐件 自動化盤式揉捻機結(jié)構(gòu)示意圖 揉捻機主要參數(shù)如下表 所示： 揉桶（直徑 x高） ? 550x400 揉桶容葉量 3040kg 曲臂中心距 200mm 配用電機 揉桶回轉(zhuǎn)速度 4648r/min 外形尺寸（長 x寬 x高） 1700x1650x1520mm 自動化盤式揉捻機機架設(shè)計 自動化盤式揉捻機機架設(shè)計是指揉捻機各機械部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中主要包括揉捻機腿部支撐件設(shè)計、轉(zhuǎn)動曲臂設(shè)計、揉桶固定架設(shè)計、自動化加壓裝置副軸、步進電動機固定結(jié)構(gòu)設(shè)計、異步電動機減速箱作為支撐件的簡化設(shè)計。單元節(jié)點的設(shè)置、性質(zhì)、數(shù)目等應(yīng)視問題的性質(zhì)、描述變形形態(tài)的需要和計算精度而定。一般來說，集合所依據(jù)的理由是要求所有相臨的單元在公共結(jié)點處的 位移相等。 (3) 后處理是對計算結(jié)果 (應(yīng)力、應(yīng)變或振型等 )進行必要的處理，并按一定有限單元法具有如下優(yōu)點： 1） 分析對象的幾何形狀適應(yīng)性強； 2） 適用范圍廣； 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 3） 較好的穩(wěn)定性和收斂性。 三角帶傳動的計算 三角帶傳動中，軸間距 A 可以較大。 6） .驗算三角帶的擾曲次數(shù) u Lmv1000u? ≤ 40 次 /s （則合格） 式中： m— 帶輪個數(shù)，如 u 超限，可加大 L（加大 a）或降低 u（減少 d d2）來解決。 12） .帶輪的的設(shè)計 （ 1）、小帶輪的設(shè)計根據(jù) 型4Y100L1 電機參數(shù)設(shè)計： mmD 28? 小帶輪結(jié)構(gòu)如圖示：由機械設(shè)計[1]中 810 可得小帶輪的結(jié)構(gòu)如圖所示 該帶輪轉(zhuǎn)速材料： HT200 小帶輪參數(shù)如下：?34921??????????mmfmmemmhmmhmmbfad 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 33 頁 鍵的選擇及校核 電動機端帶輪處鍵的選擇校核 1. 選擇鍵連接的類型和尺寸 根據(jù)茶葉揉捻機的工作情況和該處載荷的分布情況，該處有定心精度的要求，應(yīng)選用平鍵連接，由于小帶輪在軸端，故采用單圓頭普通平鍵。 由電動機的轉(zhuǎn)速 n=1430 轉(zhuǎn) /min,功率 P=。 中間軸的設(shè)計及校核 茶葉揉捻機設(shè)備工作較為平穩(wěn)，在動力輸入減速器中，使用兩級圓錐 — 圓柱齒輪減速器。 mN mNMMM HBVBB ?? ??????275 )(22239。 ???? TmNMM Bc a B mN mNTMM Bc a B ?? ?????? 8 8 )1 2 (2 7 8)()(222239。39。39。 mN mNMMM HBVBB ?? ??????2 7 8 )66(3 9 7 022239。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 39 頁 2. 軸的初步估算 由 機械設(shè)計 [1]中表 153 查得 A0=126，因此 mmnPAd 33220 ????? 考慮該處軸末端安裝軸承需要，取該軸徑 mmd 35min ? 。 6）查圖得小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 6001lim ?? ，大齒輪 MPaH 5502lim ?? 。 2. 校核鍵連接的強度 鍵和軸的材料都是鋼，而帶輪的材料是 HT200，由 機械設(shè)計 [1]中表 62 查得許用擠應(yīng)力 ? ? M p a60~50??? ， 取 其 平 均 值 ? ? Mpa55??? 。 7） .確定實際中心距 a mmLLdaa 2 000 ??? = 2 5 9 81 6 0 05 0 0 ?? = 8） .驗算小帶輪包角 1? 1? ≈ 180176。帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸，機床中多用于電機輸出軸的定比傳動。有限單元法采用矩陣式和單元組裝方法，每一個步驟都便于實現(xiàn)計算機軟件模塊化，有利于計算機軟件的處理。 求解未知節(jié)點位移 由集合起來的平衡方程組 (45)解出未知位移。 選擇位移模式 在完成結(jié)構(gòu)的離散化之后，就可以對單元進行特性分析。其固定螺栓選擇M10x30，設(shè)計三維圖如圖 所示： 圖 貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 自動化盤式揉捻機揉桶固定架設(shè)計 揉桶固定架主要是用來固定揉桶，在其中一個臂上固定步進電動機及其自動化加壓裝置的副軸，并且在揉捻機工作時受到茶葉的反作用力，故在固定自動化加壓裝置的副軸處進行加厚，其材料選擇為 HT200，固定軸的固定螺栓選擇 M14，固定揉桶的半圓頭螺栓選擇 M14，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 所示： 圖 自動化盤式揉捻機自動化加壓裝置副軸設(shè)計 揉捻機在經(jīng)過自動化改造后，將在副軸頂端加裝上一個傳感器，來控制工作時加壓蓋對茶葉的壓力，并將數(shù)據(jù)傳遞給步進電動機，副軸一側(cè)開槽，將內(nèi)部裝有的絲杠的轉(zhuǎn)動，變成直線移動輸出，從而實現(xiàn)自動化控制。揉捻機以其揉筒外徑厘米數(shù)作為型號標(biāo)定依據(jù)，如 6CR． 55C 型揉捻機，即揉桶外徑為 55cm 的揉捻機，大宗茶加工常用的揉捻機型號有 6CR． 45 型、 型和 6CR． 65