【正文】 ( )21?????? 輸送帶受到下方支撐板的摩擦，所受摩擦力為： uFn Fn?? 式中： u 為摩擦系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知：塑料聚氯乙烯與鋼的動(dòng)摩擦系數(shù)，取 u=； 由平衡條件知： sin 30T f G? ? ? cos 30Fn G?? 計(jì)算得牽引力： ? 所需的傳動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)力： T N?? 按照通用帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) [29]，為避免打滑以及輸送帶的劇烈磨損，并考慮軸承等傳動(dòng)損耗，將所計(jì)算得需要的傳動(dòng)滾筒的驅(qū)動(dòng)能力進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?；則傳動(dòng)滾筒可能傳遞的最大驅(qū)動(dòng)力： NFF a x ???? ? 式中： F 為傳動(dòng)滾筒需要傳遞的驅(qū)動(dòng)力， N； Fmax為傳動(dòng)滾筒可能傳遞的最大驅(qū)動(dòng)力， N； ? 為傳動(dòng)滾筒傳遞動(dòng)力的備用系數(shù)，取 ~? ? 。 如圖 35 所示為胡蘿卜從出料口落到分級(jí)裝置后的示意圖，分析可知，胡蘿卜 2 從點(diǎn)A 運(yùn)動(dòng)到 D 點(diǎn)時(shí)，胡蘿卜 1 在分級(jí)裝置上從點(diǎn) D 運(yùn)動(dòng)到了點(diǎn) E， 因 此分級(jí)裝置從點(diǎn) D 運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) E 的時(shí)間 t1應(yīng)該為胡蘿卜在勻果裝置內(nèi)從點(diǎn) A 轉(zhuǎn)到點(diǎn) B 的時(shí)間 t在出料口從點(diǎn) B運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) C 的時(shí)間 t從點(diǎn) C 落到分級(jí)裝置上點(diǎn) D 的時(shí)間 t3的時(shí)間的總和。又由于 BC 與隔板基本呈垂直狀態(tài)，故認(rèn)為胡蘿卜在沿著 BC 方向的速度為零。 圖 36 胡蘿卜的受力狀況 將重力分解為 F1與 F2，由平衡條件知： 12cos 45sin 45 ooF F n GFG??? 則胡蘿卜在 BC 兩點(diǎn)間做勻加速運(yùn)動(dòng)，其中加速度 a ： 2 si n 45 si n 45 /o oFGa g m smm? ? ? ? 按照勻加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律計(jì)算胡蘿卜從點(diǎn) B 運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) C 的時(shí)間 t2為： 2 2 2 0 . 0 4 0 . 1 07 . 0 7 /BClmtsa m s?? ? ? 在 C 點(diǎn)處胡蘿卜的速度： 2 7 .0 7 0 .1 5 1 .0 6 /v a t m s? ? ? ? 方向與水平面呈 45176。角，則胡蘿卜從點(diǎn) C 運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) D 所用的時(shí)間 t3按照公式計(jì)算： 2331ta n 4 5 2ov t g t h?? 式中： h 為胡蘿卜從點(diǎn) C 運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) D 重心移動(dòng)的垂直距離，取 60h mm? ； 計(jì)算得： 3 ? 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 （ 4）點(diǎn) D— 點(diǎn) E 輸送鏈條從點(diǎn) D 運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) E 的總時(shí)間 t0為： 0 1 2 3 0 . 3 8 0 . 1 0 0 . 0 5 0 . 5 3t t t t s s s s? ? ? ? ? ? ? 則輸送鏈條的鏈速 v 為： 00 . 0 8 5 0 . 1 6 /0 . 5 3DElv m st? ? ? 電機(jī)的選擇 電機(jī)功率的計(jì)算 電機(jī)的功率主要由勻果上料裝置以及分級(jí)裝箱裝置兩部分組成，采用鏈傳動(dòng)的方式將電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行分配，以減少電機(jī)的數(shù)量，降低成本。 故勻果上料裝置所需功率為 。 電機(jī)型號(hào)的選擇 電機(jī)總功率為勻果上 料裝置與分級(jí)裝箱裝置兩部分的功率之和： 12 = 0 . 0 4 7 + 0 . 0 1 1 = 0 . 0 5 8P P P k w k w k w??總 啟 動(dòng) 啟 動(dòng) 所選電機(jī)功率應(yīng)大于兩者功率之和，則初選標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)功率 P=，轉(zhuǎn)速 1400r/min； 電機(jī)型號(hào) YS6324 的三相異步電機(jī)。鏈傳動(dòng)是通過(guò)鏈條與鏈輪的嚙合作用進(jìn)行動(dòng)力的傳遞，相比于帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)具有平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)的功率大，在傳遞相同載荷的情況下傳動(dòng)結(jié)構(gòu)小，且能在環(huán)境較惡劣的工況下可靠工作等優(yōu)點(diǎn)，但由于鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)，導(dǎo)致其瞬時(shí)傳動(dòng)比不相同，動(dòng)載荷大的問(wèn)題，故鏈傳動(dòng)常用于低速的場(chǎng)合 [31]。 減速器選用渦輪減速器，渦輪蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大，改變動(dòng)力傳遞方向，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低，且結(jié)構(gòu)緊湊。本裝置采用渦輪減速器能夠減小結(jié)構(gòu)尺寸且具有較大的傳動(dòng)比。 電機(jī)轉(zhuǎn)速為： n 額定 =1400r/min 則總傳動(dòng)比： m in/40n 1 rni ?? 額定總 減速器選用渦輪減速器Ⅰ，其型號(hào)為 RV 63 15 F，其傳動(dòng)比 1 15i? ； 鏈傳動(dòng)Ⅱ，傳動(dòng)比 2 ? 進(jìn)行二級(jí)增扭減速； 鏈傳動(dòng)Ⅲ傳動(dòng)比為 3 1i? ， 以保證勻果輸送裝置與分級(jí)裝置有相同的轉(zhuǎn)速，胡蘿卜能夠很好的在兩者之間銜接。 （ 2）鏈傳動(dòng)的計(jì)算功率 1 . 1 1 . 5 2 0 . 1 8 0 . 3AZP c a K K P k w? ? ? ? ? 式中： 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查得 ? ， ? （ 3）選擇鏈條型號(hào) 根據(jù) kw? 以及 min93r/n? 查機(jī)械設(shè)計(jì)可選用 08A1，鏈條節(jié)距為 ? 。 （ 2）鏈傳動(dòng)的計(jì)算功率 1 . 1 1 . 5 2 0 . 1 8 0 . 3AZP c a K K P k w? ? ? ? ? 式中： 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查得 ? ， ? （ 3）選擇鏈條型號(hào) 根據(jù) kw? 以及 min40r/n? 查機(jī)械設(shè)計(jì)可選用 10A1， 鏈條節(jié)距為 ? 。 計(jì)算壓軸力為： 2 1 . 1 9 0 0 9 9 0P F PF K F e N? ? ? ? 鏈輪的設(shè)計(jì) 各鏈輪均采用整體式鏈輪，其中鏈輪Ⅰ與 081A 型號(hào)的鏈條配合使用，齒數(shù) 191?Z 。 表 41 各鏈輪詳細(xì)尺寸 名稱(chēng) 鏈條型號(hào) 齒數(shù) Z 分度圓直徑 d 齒頂圓直徑 da 最大軸凸緣直徑dg 齒寬 b 鏈輪Ⅰ 08A1 Z1=19 d= damin= damax= dg= 鏈輪Ⅱ 08A1 Z2=43 d= damin=178mm damax=182mm dg=160mm 鏈輪Ⅲ 10A1 Z3=19 d= damin= damax= dg= 鏈輪Ⅳ 10A1 Z4=19 d= damin= damax= dg= 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 鏈輪 在運(yùn)行 的過(guò)程中受到?jīng)_擊較大，要求有較好的耐磨性和強(qiáng)度，故鏈輪采用中碳鋼，牌號(hào)為 35。輸送帶為包膠 3mm，帶寬為 270mm的食品用 PVC 輸送帶。 實(shí)際帶長(zhǎng)： 0 4 6 8 0 3 6 8 0L N l m m? ? ? ? ? 實(shí)際中心距： 00 3 6 8 0 3 7 1 41 7 0 0 1 6 8 322dLLa a m m??? ? ? ? ? 分級(jí)裝箱裝置輸送鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸送鏈輪的轉(zhuǎn)速 n=40r/min，在鏈速 v=，計(jì)算得鏈輪的分度圓直徑 D 為： 6 0 6 0 0 . 1 6 / = 7 7 m m3 . 1 4 4 0 r /m inv m sD n? ??? ? 取鏈輪的齒數(shù) 19z? ,則鏈輪的節(jié)距 p 由公式： 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 0180()sin 19pd ? 計(jì)算得 6712? ； 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》給出的標(biāo)準(zhǔn)鏈條節(jié)距，選擇鏈條的型號(hào)為 08B，節(jié)距 712? 。 再重新反計(jì)算的輸送鏈條的實(shí)際鏈速 v 為： 00 .1 0 1 6 0 .1 9 /0 .5 3DElv m st? ? ? 采用定期人工潤(rùn)滑的方式。 重計(jì)算鏈輪的分度圓直徑為： 0180( ) n 23pd mm?? 初選中心距為： 0 1200a mm? 計(jì)算鏈節(jié)數(shù) L po為： 20 1 1 2 20202 ( )221 2 0 0 2 3 2 3 2 3 2 32 ( )1 2 .7 2 22 1 6 .0poa z z z z pLpapa????? ? ???? ? ?? 為避免使用過(guò)度鏈節(jié)，圓整鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù) 216?PL , 輸送推板的個(gè)數(shù)： 2 1 6 / 8 2 7N ??個(gè) 計(jì)算壓軸力 PF 為： 1 1 . 1 5 2 4 2 7 . 6P F PF K F e N? ? ? ? 式中： = 1 . 1 5F P F PKK ；為 壓 軸 力 系 數(shù) ， 取 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 24F e F e F N??牽 引 力為 有 效 圓 周 力 ； 取 ； 輸送鏈輪的設(shè)計(jì) 輸送鏈輪均采用整體式鏈輪， 鏈輪詳細(xì)尺寸如表 42 所示。 功率： 10 0 .1 6P P k w????減 速 器 鏈 式中： ?減速器 為減速器傳動(dòng)效率，取 ? ?減 速 器 ?鏈 — 輸送鏈傳動(dòng)效率，取 ? ?鏈 轉(zhuǎn)矩： 11 19 5 5 0 0 0 0 3 8 2 0 0 .PT N m mn?? 作用在軸上的力 滾筒所受壓軸力 1 279pFN? 以及鏈輪壓軸力 2 990pFN? ； 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45，調(diào)制處理。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的裝配方案以及結(jié)構(gòu)尺寸如圖 51 所示，軸承選用帶座球軸承 UCP205； 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 51 滾筒主動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)與裝配 軸上零件的定位 軸承采用緊定螺釘實(shí)現(xiàn)軸向定位，滾筒與軸之間采用全焊接實(shí)現(xiàn)軸向定位，并加裝平鍵傳遞動(dòng)力，進(jìn)行周向定位；選用平鍵的型號(hào)為 8mm 7mm 36mm。 軸上載荷 軸承支點(diǎn)位置，由手冊(cè)查得 ? ，鏈輪以及滾筒輪轂的支點(diǎn)取中點(diǎn)處，支撐跨距長(zhǎng)度如圖 52 所示。 該截面的受力情況如下表： 載荷 水平面 支反力 F Fn1=； Fn2= 彎矩 M M3= 扭矩 T T1= 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 只需校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 a=,則 22223133 5 4 3 4 . 5 (0 . 6 3 8 2 0 0 ) 2 7 . 00 . 1 2 5ca MT M P aW ?? ???? ? ?? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理， 1[ ] 60MPa? ? ? 。 軸承的校核 對(duì)于帶座外球面球軸承，只承受徑向力；故： 對(duì)軸承 1： Fr1=Fn1=； Fa=0 11 1 . 2 4 0 5 . 7 = 4 8 6 . 8prP f F N? ? ? 對(duì)軸承 2： Fr2=Fn2=； Fa=0 22 1 . 2 8 3 7 . 7 = 1 0 0 5 . 2 4prP f F N? ? ? 只需對(duì)軸承 2 進(jìn)行壽命校核。 滾筒從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 如圖 53 所示為從動(dòng)軸的裝配方案，其直徑最小處為 25mm，由于其只受到輸送帶的壓軸力，故其受力相比于主動(dòng)軸小，滿足強(qiáng)度要求。由 2mm 的 Q235 鋼板焊接 而成。 為了保證進(jìn)料斗的體積大小合適，結(jié)合胡蘿卜清洗機(jī)的工作情況，計(jì)算進(jìn)料斗的尺寸： 其中胡蘿卜清洗機(jī)的產(chǎn)量為 ，每五秒出料一次，則每次出料的胡蘿卜個(gè)數(shù)： 35 5 1 . 5 1 0 133 6 0 0 0 . 1 63600 QN m ??? ? ?? 個(gè) 式中： Q 為胡蘿卜清洗機(jī)的產(chǎn)量， Q= 考慮到胡蘿卜落入進(jìn)料斗存在間隙，且留出一部分余量，將胡蘿卜實(shí)際占的體積放大青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 K 倍，取 K=5，則進(jìn)料斗的體積： 35 1 3 1 7 4 9 6 4 . 8 1 1 3 7 2 7 1 2V K N V m m? ? ? ? ? 式中： 胡蘿卜的平均體積為 ? 出料斗內(nèi)安放胡蘿卜空間的寬度為一定值 B，其中 B=270mm。的直角三角形，設(shè)其中一邊長(zhǎng)為 h，根據(jù)體積公式 。 圖 54 進(jìn)料斗結(jié)構(gòu)示意圖 出料斗的 設(shè)計(jì) 出料斗安裝與機(jī)架的末端，用于控制勻果上料裝置在固定的位置下料，保證與下一級(jí)的分級(jí)裝置可靠的鏈接。為了保證所有胡蘿卜能夠從出料口落出，以最大胡蘿卜直徑為依據(jù)設(shè)計(jì)胡蘿卜出料口的尺寸。當(dāng)隔板與點(diǎn) A 的距離與胡蘿卜的最大直徑相同時(shí)，到達(dá)胡蘿卜落下的臨界狀態(tài)，當(dāng)輸