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湘潭大學興湘學院
畢業(yè)論文（設計）任務書
論文（設計）題目： 番茄打漿機設計
學號： 2006183826 姓名： 李少云 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化
指導教師： 周善炳 系主任： 周友行
一、主要內容及基本要求
1繪測裝配圖A0一張，其余主要零件圖折合為1.5張A0圖紙（AutoCAD）
2說明書1份，要求10000字以上，全部打印
3英文翻譯文獻一份(要求機械相關,3000字符以上)
4主盤兩張
二、重點研究的問題
1、熟悉打漿機的結構、工作原理、以及了解打漿機的發(fā)展方向。
2、完成對中等復雜程度機械的計算、結構設計等工作。
3.、以打漿機為對象進行機械設計，完成打漿機裝配圖的設計和非零件的設計工作，并編寫設計說明書
三、進度安排
序號
各階段完成的內容
完成時間
1
查閱資料、調研
2010年3月上旬
2
開題報告、制訂設計方案
2010年3月中、下旬
3
設計
2010年4月
4
分析、驗證
2010年5月上旬
5
寫出初稿
2010年5月中旬
6
修改，寫出第二稿
2010年5月下旬
7
寫出正式稿
2010年6月初
8
答辯
2010年6月7日
四、應收集的資料及主要參考文獻
[1] 葉興乾/等.《出口加工蔬菜》[M]. 中國農業(yè)出版社. 1997-05 P35-65
[2] 鄒學校. 番茄主要加工工藝[M]. 北京科技術出版社. 2010-03-29 P12-17
[3] 李喜秋.畫法幾何及機械制圖習題集[M].華中科技大學2008.4 P99-120
[4] 郭新明.中國番茄產業(yè)發(fā)展問題研究[J]. 《西部金融》2009年第11期 P88-111
[5] 紀名剛等.機械設計.高等教育出版社[M].2005.12
[6] 周良德，朱泗芳等編著．現(xiàn)代工程圖學[M]．湖南科學技術出版社.2000.8
[7] 羅迎社.材料力學.武漢理工出版社[M].2000.10 P23-55
[8] 席偉光.機械設計課程設計.高等教育出版社[M].2002.9
湘潭大學興湘學院
畢業(yè)論文（設計）評閱表
學號 2006183826 姓名 李少云 專業(yè) 機械設計制造及其自動化
畢業(yè)論文（設計）題目： 番茄打漿機設計
評價項目
評 價 內 容
選題
1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的；
2.難度、份量是否適當；
3.是否與生產、科研、社會等實際相結合。
能力
1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力；
2.是否有綜合運用知識的能力；
3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力；
4.是否具備一定的外文與計算機應用能力；
5.工科是否有經濟分析能力。
論文
（設計）質量
1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；
2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；
3.有無理論價值或實際應用價值，有無創(chuàng)新之處。
綜
合
評
價
評閱人：
2010年5月 日
湘潭大學興湘學院
畢業(yè)論文（設計）鑒定意見
學號： 2006183826 姓名： 李少云 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化
畢業(yè)論文（設計說明書） 25 頁 圖 表 5 張
論文（設計）題目： 番茄打漿機設計
內容提要：本課題就是基于人們生活水平極大提高,對番茄制品極大需求的大前提上開
展的，無論番茄做成何種制品，打漿都是其必不可少的環(huán)節(jié)，所以發(fā)展番茄打漿機是有
大的市場的。打漿效率的高低將和衛(wèi)生條件狀況將直接影響生產效益，由此可見打漿
在整個番茄的加工流程中占有極其重要的作用，本設計是從給定的生產量，結合實際生
產條件而設計的，以電動機為原動力，帶動主軸轉動，原料進入滾筒經過破碎槳葉的破
碎和經過棍棒的擦碎作用而達到皮、籽和漿分離的目的，使得番茄的肉、汁與皮、籽分
離，肉和汁通過篩網上的小孔從出料口排出，皮和籽則向軸端推進經過排渣口排出。
番茄打漿機的開發(fā),能將番茄打成漿而制成各種番茄產品，具有生產效率高，衛(wèi)生
條件好，能連續(xù)生產工作的特點。本打漿機的生產能力較大達2.5T/h，能將產品和廢品
有效區(qū)分開來，該打漿機克服了傳統(tǒng)打漿機生產能力小，設計不夠合理的缺點，在打漿
機的進料口處設置了控制板，在機器出現(xiàn)故障時能快速控制進料。
指導教師評語
指導教師：
年 月 日
答辯簡要情況及評語
答辯小組組長：
年 月 日
答辯委員會意見
答辯委員會主任：
年 月 日
目錄
第1章 緒論 1
1.1畢業(yè)設計目的 3
1.2畢業(yè)設計任務 1
1.2.1畢業(yè)設計條件 1
1.2.2畢業(yè)設計的內容 1
1.2.3畢業(yè)設計的關鍵 2
1.2.4畢業(yè)設計的要求 2
第2章 引言 3
2.2研究番茄打漿機的意義和國內外現(xiàn)狀概況 4
2.2番茄原料加工預處理工藝流程簡介 4
2.3國內外番茄打漿設備 5
第3章 打漿機的結構設計 7
3.1打漿機的基本結構 7
3.1.1圓筒 7
3.1.2破碎槳葉 7
3.1.3傳動系統(tǒng) 8
3.1.4機架 8
3.1.5其它 8
第4章 打漿機的參數(shù)確定 9
4.1滾筒的設計 9
4.1.1滾筒的長度設計 9
4.1.2物料在滾筒內的時間 9
4.1.3棍棒與篩筒之間的間隙 10
4.1.4 圓筒篩消耗功率的計算 10
4.2電動機的選擇 10
第5章 主要零件的結構設計與計算 12
5.1計算皮帶，設計皮帶輪 12
5.2傳動主軸的結構設計計算 15
5.2.1初步計算軸的直徑 15
5.2.2軸的結構設計 16
5.2.3. 根據(jù)定位要求確定軸的各段直徑和長度 16
5.3軸上零件的定位 17
5.4確定軸上的圓角和倒角 17
5.5滾動軸承 17
第6章 主要零件的校核 18
6.1軸的強度校核計算 18
6.1.1按扭轉強度條件計算 18
6.1.2按彎扭合成強度條件計算 19
6.2軸的扭轉剛度校核計算 20
總結 21
致謝 22
參考文獻 23
附錄1 外國文獻翻譯
附錄2 外國文獻原文
附錄3 番茄打漿機裝配圖A0
附錄4 空心軸A1
附錄5 長實心軸A2
附錄6 軸承座A2
附錄7 大帶輪A2
附錄8 小帶輪A2
附錄9 短實心軸A2
番茄打漿機
摘 要：番茄打漿機適用于多種新鮮的果品和蔬菜打漿分離之用, 隨著人們生活水平的提高，西紅柿打漿機在人們的生活中扮演的角色越來越重要。對于打漿機，在工程設計及使用中還存在一些的缺陷，如參數(shù)選擇不合理等。目前，打漿機的設計仍是依靠經驗公式計算，在經驗公式中許多參數(shù)的選擇是在一定范圍內憑經驗選取的，這使得打漿機的設計較落后，無法提高其設計水平和提高產品的性能。
關鍵詞：打漿機、經驗公式、西紅柿、設計
Tomatoes beater
Abstract：Tomatoes beater for a variety of fresh fruits and vegetables with isolated beating, with the improvement of living standard, tomatoes beater in people's lives more and more important role. The beater, the engineering design and the use there are still some defects, such as the parameters unreasonable. At present, the beater is still relying on experience in the design formula, the empirical formula is the choice of many parameters within a certain range of the selected rule of thumb, which makes the design beater than backward, unable to raise design standards and improve performance .
Keywords: beater, empirical formula, tomatoes, design
III
第1章 緒論
1.1 畢業(yè)設計的目的
通過本次畢業(yè)設計，我們能夠達到以下目的：
（1）培養(yǎng)我們綜合運用和鞏固擴展所學知識，提高理論聯(lián)系實際的能力；
（2）培養(yǎng)我們收集、閱讀、分析和運用各種資料，手冊等科技文獻的能力；
（3）使我們更加熟練的運用AUTOCAD、Word 等計算機辦公軟件，提高計算機輔助設計的能力；
（4）訓練和提高機械設計的基本理論和
技能
（5）培養(yǎng)獨立思考，獨立工作的能力；
（6）培養(yǎng)我們的團隊合作意識。
1.2 畢業(yè)設計的任務
（1）繪測裝配圖A0一張，其余主要零件圖折合為1.5張A0圖紙（AutoCAD）
（2）說明書1份，要求10000字以上，全部打印
（3）英文翻譯文獻一份(要求機械相關,3000字符以上)
（4）主盤兩張
在周老師的帶領下，首先我搜集各方面的資料，在圖書館和網上查詢各類資料，初步了解打漿機的用途以及它的應用場合，發(fā)展的歷史現(xiàn)狀，現(xiàn)在的發(fā)展狀況以及將來可能的發(fā)展趨勢。接下來就是拿到數(shù)據(jù)開始主體設計，論證是否符合實際要求；再后來就開始計算，由生產能力入手，選擇合適的電動機等，初步算出各類數(shù)據(jù)；下一步就是繪制裝配圖和主要零件圖，在繪制圖的過程中，結合生產實際條件，再修改數(shù)據(jù)，最后撰寫說明書做最后的定論，翻譯外文相關機械資料，打印圖紙準備答辯?？偣泊蟾呕巳齻€月的時間。
1.2.1設計條件
1、原料：西紅柿
2、生產能力：2.5T/h
3、軸轉速：970r/min
4、篩孔孔徑：直徑0.6mm
5、工作時間：兩班/8h 壽命：5年
1.2.2 設計內容
1、設計方案的選擇與計算。
2、總體結構的設計，成套圖紙及說明書。
1.2.3 設計關鍵
1、仔細分析打漿機的工作原理
2、根據(jù)輸送要求選擇恰當?shù)碾妱訖C
3、保證設計的打漿機能夠滿足工作要求
1.2.4 設計要求
(1) 能保證正常的打漿工作
保證正常打漿是必須首先滿足的要求。 打漿量為每小時2.5T,關鍵就在于正確選定螺旋直徑、合適的電機。
(2) 要有合適的螺旋轉速
為避免出現(xiàn)物料被螺旋葉片拋起而無法輸送的現(xiàn)象，螺旋轉速應小于某一極限轉速。
(3) 能提高生產效率，降低成本
應盡量采用各種快速高效的結構，縮短輔助時間，提高生產率。同時盡可能采用標準元件與標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低制造成本。
(4) 操作方便、省力和安全
在客觀條件許可且又經濟的前提下，盡可能的采用氣動、液壓和氣液等機械化夾具裝置，以減輕操作者的勞動強度。
(5) 有良好的結構工藝性
所設計的打漿機機應便于制造、安裝、檢驗、調整、清洗、維修等。
第2章 引言
2.1研究番茄打漿機目的和國內外現(xiàn)狀概況
茄科草本植物番茄的果實。又稱西紅柿、番柿、洋柿子、六月柿。有蘋果青、粉紅甜肉、桔黃嘉辰等品種。我國大部分地區(qū)均有栽培。夏季采收，洗凈鮮用。番茄是世界范圍內廣泛栽培的作物，也是營養(yǎng)價值極高的植物。據(jù)營養(yǎng)學家研究測定：每人每天食用50克－100克鮮番茄，即可滿足人體對幾種維生素和礦物質的需要。番茄含的“番茄素”，有抑制細菌的作用；含的蘋果酸、檸檬酸和糖類，有助消化的功能。番茄含有豐富的營養(yǎng)，又有多種功用被稱為神奇的菜中之果。它所富含的維生素A原，在人體內轉化為維生素A，能促進骨骼生長，防治佝僂病、眼干燥癥、夜盲癥及某些皮膚病的良好功效?，F(xiàn)代醫(yī)學研究表明，人體獲得維生素C的量，是控制和提高肌體抗癌能力的決定因素。番茄內的蘋果酸和檸檬酸等有機酸，還有增加胃液酸度，幫助消化，調整胃腸功能的作用。番茄中含有果酸，能降低膽固醇的含量，對高血脂癥很有益處。番茄富含維生素A、C、B1、B2以及胡蘿卜素和鈣、磷、鉀、鎂、鐵、鋅、銅和碘等多種元素，還含有蛋白質、糖類、有機酸、纖維素。
目前，世界上有三大番茄主產區(qū)：美國、意大利和中國。美國所產的番茄醬主要提供美國國內食用，其出口量僅占全球貿易總量的6%-7%；意大利和中國的出口量各占到全球貿易總量的30%。近兩年美國番茄大幅減產，歐盟番茄種植加工量急劇下降，中國番茄醬市場占用份額逐年加大。
近幾十年來，世界范圍內的番茄產量和制品貿易增長迅速，中國番茄及制品貿易在世界番茄貿易的地位也越來越重要，對世界番茄貿易產生了重要的影響。
中國番茄加工產業(yè)的迅速崛起和發(fā)展，使中國已經躋身世界主要生產國家的行列。
作為新鮮番茄食用消費大國，據(jù)不完全統(tǒng)計，中國全國每年新鮮番茄的消費量達到二千六百萬噸，與全球番茄加工數(shù)字相近。今后中國番茄制品消費將呈現(xiàn)每年增長百分之十五的發(fā)展趨勢。
目前中國擁有麥當勞、肯德基快餐店三千余家，每天快餐消費超過三百萬人次，油炸土豆條配有番茄沙司，成為中國消費者消費番茄制品的最佳方式。
中國番茄原料種植面積達一百萬畝，主要分布在、內蒙和甘肅，是全世界三大主要種植區(qū)域之一。其中番茄種植面積八十萬畝，是中國加工番茄種植最大的省區(qū)。中國番茄醬紅色素高，色差、粘稠度和霉菌均達到世界同類產品先進水平，而相對低廉的制造成本，構建了產品的競爭力。
番茄醬和番茄漿番茄醬罐頭是世界上主要的蔬菜罐頭之一，它由番茄經打漿、濃縮而成，是番茄的主要加工品。世界年貿易量100萬t左右，主要作調料或湯料，同時是加工番茄沙司的主要原料，也是加工混合蔬菜、茄汁魚、豆等屹頭的輔料。番茄醬根據(jù)其濃縮程度不同有?。?4％—27.9％）、中（28％—31.9％）、濃（32％—39.3％）和超濃（大于39.3％）幾種。還有低于24％的產品，稱番茄漿或番茄泥，常見的為稀（8.0％—10.1％）、中等（10.2％—11.2％）和濃（15.0％—24.0％）幾種。
番茄制品的主要產品有番茄紅素、大包裝番茄醬、小罐番茄調味醬、番茄沙司、以番茄汁等，但無論何種制品，都要對番茄進行打漿，打漿的方法主要有人工打漿，機械打漿，人工打漿效果低，加工條件質量不夠好，產量低，顯然不能滿足番茄加工行業(yè)的需求，加工時番茄進入頭道物料桶內，主軸帶動葉輪高速旋轉，物料被葉輪帶動與篩網磨擦擠壓，使得番茄的肉、汁與皮、籽分離，肉和汁通過篩網上的小孔從出料口排出，皮和籽則向軸端推進經過排渣口排出。
2.2番茄原料加工預處理工藝流程簡介
番茄醬的生產工藝為原料的清洗、分級、破碎、加熱、打漿、濃縮、升溫、裝罐、密封、殺菌、冷卻。
（1）番茄漿原料
加工番茄醬的原料果要求果實鮮紅、茄紅素含量高，如可溶性固形物為4％左右，茄紅素含量最好在6mg/100g番茄以上；果實紅熟一致，無青肩或青斑、黃暈等；胎座紅色或粉紅色，種子周圍膠狀物最好紅色；出汁率和可溶性固形物高；抗裂性好，糖酸比適中，維生素C含量高；原料要求成熟。
我國曾有浙紅1號、浙紅2號、浦紅2號、揚州紅、佳麗矮紅、揚州24、羅城1號、渝紅1號、渝紅2號、穗圓、滿絲等品種。但世界范圍內的番茄醬用種換代很快，特別是雜種的應用和無支架品種的應用非常迅速，應隨時注意。
（2）原料的處理
進廠的原料果實應嚴格剔除霉爛及成熟不足的果實，在流動水槽內浸泡預洗，除去雜質，再經鼓風洗滌機和噴淋高壓水將表面徹底洗凈。
洗凈后的果實進行修整，在滾動工作輸送臺中專人將有疤的果、蟲果和裂果等部位用刀修割干凈。再一次將爛果除去，并噴淋洗凈其余果實。
(3)破碎、脫籽、預熱
果實進入破碎機軋碎、有時破碎和脫籽聯(lián)合進行，之后立即加熱至85℃，以抑制果膠酶，保證稠度。
(4)打漿
送入專用的三道番茄打漿機進行打漿，篩孔直徑分別是1.0mm、0.5mm和0.4mm。果漿流入帶攪拌器的貯槽。出汁率控制在手捏果渣不出汁為止。
(5)濃縮
將漿體及時泵入濃縮鍋內，在真空條件下低溫濃縮，番茄醬最好采用雙效或多效逆流真空濃縮設備，最終濃度依要求而定。濃度測定時要注意由于溫度而引起的誤差。
(6)預熱、裝罐
濃縮后的番茄醬，經列管式加熱器加熱至90—97℃，立即趁熱裝罐。番茄醬在我國常采用539號罐（凈重70g）、668號罐（198g）、15267號罐（5000g）等罐形包裝。在美國，為了便于運輸和再加工，常用55加侖大桶無菌裝運，歐洲地區(qū)也大量推廣200kg鋁箔復合無菌包裝。
(7)殺菌、冷卻
裝罐后的番茄醬應立即殺菌，一般沸水殺菌25—35分鐘。之后及時冷卻。
2.3國內外番茄打漿設備
當前國內外番茄的打漿方式主要是通過打漿機打漿，各式各樣的打漿機但都大同小異，有單道打漿機，二道打漿機，甚至多道打漿機，但他們的原理都是主軸帶動葉輪高速旋轉，物料被葉輪帶動與篩網磨擦擠壓，使得番茄的肉、汁與皮、籽分離，肉和汁通過篩網上的小孔，產品由出料口排出，廢品由排渣口排出；如果是雙道打漿或者多道打漿，就是第一道的產品進入第二道繼續(xù)打漿，以此類推。
打漿機的工作原理：
圖1
如上圖所示，它具有開口的圓筒篩水平安裝在機殼內部,筒身用0.35-1.20毫米厚的不銹鋼板（在其上面沖有孔眼）彎曲成圓厚焊接而成，并在其兩邊焊上加強圈以增加其強度。但也有用兩個半圓體由螺釘連接而成筒體。軸支撐在軸承上，在軸上裝有使物料移向破碎槳葉的螺旋推進器以及擦碎物料用的兩根棍棒（棍棒又稱刮板），棍棒是用螺栓和安裝在軸上的夾持器相連的，通過調整螺栓可以調整棍棒與篩筒壁之間的距離。棍棒對稱安裝于軸的兩側，而且與軸線有一夾角，這夾角叫導程角。棍棒用不銹鋼制造，實際上是一塊長方形的不銹鋼板，為了保護圓筒篩，有時還在棍棒上裝上耐酸橡膠板。還有下料斗、收集漏斗及機架、傳動系統(tǒng)等。
物料進入篩筒后，由于棍棒的回轉作用和導程角的存在，使物料沿著圓筒向出口端移動，移動的軌跡實際上是一條螺旋線。物料就在棍棒與篩筒之間的移動過程中守離心力作用而被擦碎，汁液和肉質（已成漿狀）從篩孔中通過到收集器中送到下一道工序。皮和籽等則從圓筒另一開口端排出，以此達到分離的目的。
第3章 打漿機的結構設計
3.1打漿機的基本結構
如上圖1所示打漿機的結構原理簡圖，打漿機的基本結構主要包括圓筒篩，破碎槳葉，傳動部分以及機架
3.1.1圓筒
圓筒的設計首先考慮的問題是能夠滿足正常的生產需要，它由不銹鋼半圓筒上下焊接而成，采用不銹鋼的原因是因為所做的加工為食品加工，必須能夠耐腐蝕和防銹，不能因為材料本身而對食品造成污染，它的食品衛(wèi)生條件較好，且具有一定的耐沖擊和耐磨性故選用45鋼作為圓筒設計的圓材料；在靠近滾筒內壁處焊接有帶有篩孔的鋼制金屬網；圓筒的外壁上方有一個開口，在發(fā)生問題時通過它能夠觀察到滾筒里面的情況。出料口和進料口，出渣口的設計應該根據(jù)具體的收集裝置的位置和實際條件來確定
3.1.2破碎槳葉
碎槳葉在整個工作過程中起著初步粉碎番茄的作用，當番茄由進料口進入，經螺旋傳輸進入滾筒，首先要通過破碎槳葉的破碎作用再進入滾筒打漿。破碎槳葉通過軸套焊接安裝在轉軸上，一端通過軸肩固定，因為打漿機的設計并不要求十分精密，故另一端可通過開口銷固定。
圖2
3.1.3傳動部分
傳動采用皮帶一級傳動，電動機固定在機架底部。
3.1.4機架
機架的設計應該能夠較好的使機器穩(wěn)定工作，不發(fā)生強烈的震動；整架采用HT150鑄造而成。
3.1.4其它
滾筒的右端設有廢品出料口，下端設有產品出料口，左上部有進料口。
第4章 打漿機設計參數(shù)的確定
4.1滾筒的設計
根據(jù)生產能力和實際要求情況，初定篩筒內徑為D=0.8m。
初選篩孔的工作系數(shù)為0.25，導程角a=1.8度。
4.1.1滾筒長度
(1) 由實驗公式
得滾圓長度：
（米）
式中
G-----打漿機生產能力（公斤/時）
D-----篩筒內徑（米）
L-----篩筒長度（米）
n------刮板轉速（轉/分）
-----篩筒有效截面（%）即篩孔真正工作的系數(shù)，占篩孔總數(shù)的1/2左右，而篩孔占篩筒全部表面積的50%，故一般=0.5x50%=25%
-----導程角（度）
必須著重說明，以上公式計算出的生產能力，是指通過篩孔的產品量，而非處理原料的量。因為若不考慮出漿率，供應再多原料也不能視為打漿機的真正生產能力，進料再多，若來不及打漿的話，只能是從一頭進去從另一頭出來，沒有計算的實際意義。
4.1.2物料在滾筒內的時間
物料在篩筒內沿棍棒運動的時間為：
==1.88s
式中 ------物料沿棍棒運動線速度（米/秒）
4.1.3棍棒與篩筒之間的間隙
中心截面與篩筒壁間隙最大為h=6mm。
兩端處至篩筒壁間隙最小：
由于有導程角的存在，間隙之差為：
6-4.2=1.8(毫米)
式中 -------棍棒最遠點截面至篩筒的間隙（米）
R -------篩筒內半徑（米）
L--------棍棒長度（米）
a--------導程角（度）
h--------截面II-II處棍棒至篩筒間隙（米）
4.1.4圓筒篩消耗功率的計算
由于是單機工作，所以取W=4000（牛米/公斤）
傳動效率=0.75
式中 G-----生產能力（公斤/時）
W-----打漿機操作的能量消耗比率（牛x米/公斤）其值決定于原料的種類、溫度、棍棒轉速和篩筒的有效截面等。若概略計算，單機時可取平均值W=3920-4410（牛x米/公斤），聯(lián)動時取W=4900-5800（牛x米/公斤）
-------傳動效率（0.7-0.8）
4.2電動機的選擇
該電動打漿機的生產能力為2.5T/h，每天兩班制，每班八小時，工作壽命為5年，軸轉速為970轉/分。
查閱機械設計手冊和考慮實際生產條件，取帶傳動效率為0.7，，則所需電動機的功率為：
考慮電動機的效率問題和意外情況，初選電動機為 Y132M-4
電動機的參數(shù)如下：
型號：Y2-160L-4
功率：7.5KW
電流：15.4A
轉速：1460r/min
效率：87%
功率因數(shù)：0.85
重量：84
第5章 主要零件的結構設計與計算
5.1計算皮帶，設計皮帶輪
由上述可知，電動機的額定轉速為1460r/min,額定功率為15KW，傳動比=1.5，一臺運轉時間大于10h。
（1）.設計功率
機器每天工作小時數(shù)16h，載荷變動較大，查閱機械設計手冊表6-1-11得=1.4。
（2）.選定帶型
根據(jù)=21kw和=1460r/min，查閱機械設計手冊圖6-1-3得：
選擇B帶型
（3）傳動比
其中: 為大帶輪的轉速
為小帶輪節(jié)圓直徑
為大帶輪節(jié)圓直徑
（4）小帶輪基準直徑
為了提高V帶的壽命在結構允許條件下，宜選較大的基準直徑。
由機械設計手冊表6-1-22和表6-1-23選定
=125mm 所以取=200mm
(5) 大帶輪基準直徑
=i =1.5x200=300mm
查機械設計手冊表6-1-22得：
=315mm
（6）帶速V
符合要求
說明：一般V不要低于5m/s，為了充分發(fā)揮V帶的傳動能力，應使V20m/s
(7) 初定軸間距
0.7（+）
360.51030
初選軸間距=600（視具體結構而定）
（8）所需帶的基準長度
=
=
由表6-1-19選擇帶的基準長度=2000mm
(9) 實際軸間距 a
（10）小帶輪包角
一般，最小不低于，如果較小，應增大或用張緊輪
（11）單根V帶的基本額定功率
根據(jù)帶的型號，和普通V帶查表得
=5.14kw
單根普通V帶額定功率的增量=0.41
于是
（12）V帶的根數(shù)Z
取4跟皮帶
（13）單根V帶的預緊力
=
（14）作用在軸上的力（或稱壓軸力）
(15)帶輪的結構和尺寸
設計Ｖ帶輪時應滿足的要求有：質量小，結構工藝性好，無過大的鑄造內應力；質量分布均勻，輪槽工作面要精細加工（表面粗糙度一般應為3.2）,以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。
帶輪上帶速，所以選用HT150材料制作。
查機械設計手冊6-1-22：
小帶輪的直徑為207mm帶輪的直徑為322mm
查手冊表6-1-27得：
選小帶輪的孔徑=50 則小帶輪為實心輪
大帶輪的孔徑=55
帶輪寬度的選擇：
查機械設計手冊表6-1-21得，對于B槽型
基準寬度
基準線上槽深
取 =4
基準線下槽深=10.8或14.0
取=14
槽間距e=190.4
取e=19.4
槽邊距
取=14
最小輪緣厚 =7.5
取t=9
帶輪寬 B=（Z-1）xe+2f=(4-1)x19.4+2x14=86.2
所以小帶輪的直徑為：
大帶輪的直徑為 ：
小帶輪直接與電動機相連，無較大載荷 的孔徑可以安全工作
大帶輪的的重量mg=3.14x157.5x0.0862x7.8
=52371N
5.2傳動主軸的結構設計計算
5.2.1初步計算軸的直徑
根據(jù)強度扭轉發(fā)初步估算軸的直徑
P=6.24KW n=970r/min
式中Ｐ為軸傳遞的功率，kw; n為軸的轉速，r/min; 為由軸的材料和受載情況確定的系數(shù)。軸用45號鋼材料，取120。
計算得最小直徑為=22mm
有一個鍵槽時，軸徑增大，于是
=23.5
軸端接在大帶輪上，考慮到軸上打有螺孔和上面查表得到的參考值取軸的最小值
=55mm
5.2.2軸的結構設計
軸的結構設計根據(jù)取定的最小值和各配件的安裝，設計結構圖見裝配圖軸的結果設計。根據(jù)滾筒的長度和其它零件的安裝，初步計算得軸的長度有3米，這在實際中很難加工出來，不利于機器的大批量生產制造，故采用實心軸套空心軸的方式，這樣不僅僅節(jié)省材料，減輕整機的重量，也易于制造安裝，軸的兩端裝有圓錐滾子軸承。
5.2.3 根據(jù)定位要求確定軸的各段直徑和長度
（1）實心軸的設計
實心軸零件圖從左至右起第1段端部裝有大帶輪，軸上開有鍵槽，考慮安裝方便，此段長度取110mm，直徑為軸最小直徑55mm
第2段上安裝有軸承，軸承安裝在軸承座里面，通過氈圈密封，軸承座通過螺栓固定在機架上，此段周長去145mm,直徑為60mm。
第3段上裝有螺旋推進器和破碎物料用的破碎槳葉，此段軸大部分位于滾筒里面，考慮到夾持器的軸肩定位，此軸的長度取968mm,直徑為74mm，在距離此段左端632mm處有凸臺，用于破碎槳葉的定位。
第4段插入空心軸以便與之相連，軸上開有一個10mm的螺栓孔，用于連接實心軸和空心軸,此段的直徑去為40mm，全軸長度為1426mm
（2）空心軸的設計
空心軸開有1662mm的空心孔，這樣能節(jié)省材料也減輕機身重量，如裝配圖空心軸所示
從左至右第一段的長度為1498mm，此段裝有夾持器，直徑為70mm，空心部分直徑為40mm
第二段上也裝有夾持器，考慮到有軸肩定位，此段長度取493，直徑為63mm
第三段裝有軸承，有軸肩定位，此段長度取82mm，直徑為最小直徑55mm
5.3軸上零件的定位
(1)實心軸與大帶輪的連接采用平鍵連接，根據(jù)機械設計手冊表5-2-1普通平鍵的型式和尺寸(GB/T1096-79),d=55mm所選用的鍵為16x10, 鍵槽用鍵槽銑刀加工,鍵的長度取60mm
(2)螺旋輸送采用焊接方式連接在軸上，螺旋槳葉采用軸套套在軸上，左端用開口銷定位，右端用凸臺定位，滾動軸承安裝在軸承座里面，軸承座通過螺栓連接在機架上定位
5.4確定軸上的圓角和倒角
參考機械設計書表15-2可知圓角和倒角（C或R）大于（1.2或1.6），取
5.5滾動軸承
打漿機在高速運動時,會產生較大的軸向力和徑向力,在軸的兩端各安裝一個圓錐滾子軸承,可以抵消軸向力的同時也能承受較大載荷,由于安裝軸承位置的軸徑大小分別為55mm和60mm,于是選擇0基本游隙組、軸承代號為30211和30212的圓錐滾子軸承，它們的基本尺寸分別為和，成對安裝在軸承座內。
軸承的潤滑方式采用脂潤滑。
第6章 主要零件的校核
6.1軸的強度校核計算
6.1.1按扭轉強度條件計算
軸的扭轉強度條件為:
式中： —扭轉切應力，單位為；
Ｔ—軸所受的扭矩，單位為；
—軸的抗扭截面系數(shù)，單位為mm；
n —軸的轉速，單位為r/min；
Ｐ—軸傳遞的功率，單位為ＫＷ；
d—計算截面處軸的直徑，單位為mm
—許用扭轉切應力，單位為
軸的材料為45號鋼，查機械設計書表15-3的值在25-45 之間。
可知軸的扭轉強度是合適的
中心轉軸承受4根皮帶的張力和帶輪本身的重量
皮帶輪距離軸承的距離200
則中心軸承受的彎矩：
大帶輪的孔徑為55mm
則對實心軸的剪力
61Mpa =135Mpa
能滿足設計要求
根據(jù)軸的受力情況知軸的最大危險截面在左端軸承截面處
圓筒篩的體積
經測算得西紅柿的密度為
假設西紅柿全部裝滿圓筒，此時的重量:
運行時的最大扭矩為:
軸的最大剪應變：
是可以滿足設計要求的。
6.1.2.按彎扭合成強度條件計算
該扭轉切應力為靜應力時，取 0.3
==5.38
軸的材料為45號鋼，由機械設計書表15-1查得＝60
所以是安全的
6.2軸的扭轉剛度校核計算
軸的扭轉變形用每米長的扭轉角來表示，階梯軸的計算公式：
＝
式中：Ｔ—軸所受的扭矩，單位為
?。恰S的材料的剪切彈性模量，單位為，對于鋼材，Ｇ＝
—軸截面的極慣性矩，單位為mm，對于圓軸，＝
Ｌ—階梯軸受扭轉作用的長度，單位為m.
—分別代表階梯軸第段上所受的扭矩、長度和極慣性矩，單位同前
Ｚ—階梯軸受扭轉作用的軸段數(shù)
綜合上式計算出；為軸每米長的允許扭轉角，與軸的使用均合有關，對于一般的傳動軸，可?。?；對于精密傳動軸可取＝。對于精度要求不高的軸，可大于。顯然對于本設計中所涉及的軸為一般的傳動軸，，符合扭轉剛度要求。
綜上所述，該軸是滿足設計要求的
參考文獻
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附錄1 外國文獻翻譯：
液壓氣動
從海上到航空航天的應用，液壓系統(tǒng)可在實驗室或條件惡劣情況下,比如溫度的極端變化，沖擊，振動，電磁干擾（EMI），射頻干擾（RFI）和脈動。電子控制作為一個新的控制系統(tǒng)出現(xiàn)于20世紀70年代初，電動水力學開始進入了工業(yè)化國家。這些早期的控制系統(tǒng)開始了工業(yè)的自動化革命。
隨著時間的推移，更好的傳感技術和低成本的微處理器和控制器的供應加速液壓控制的增長。今天，壓力測量通過整體性能，安全手段和反饋方式在確定液壓系統(tǒng)健康的起了重要作用。根據(jù)不同的應用，最先進的液壓系統(tǒng)工作于1000至10,000磅/平方英寸的，但也有一些可能會高達60,000磅/平方英寸的。
壓力測量一個簡單的開關壓力轉換或一個電子壓力傳感器就可以完成，這種電子壓力傳感器提供了一個線性電子輸出信號。由于其靈活性和其它方面的優(yōu)良性能，電子壓力傳感器正在逐步取代換壓力開關，但是，在液壓應用的性能和可靠性方面還有一些必須解決的課題。壓力傳感技術，傳感器封裝，液壓系統(tǒng)暫態(tài)保護和EMI / RFI保護，這些方面的應用都必須仔細考慮。
圖1。一個典型的電容傳感器包含一個固定和移動盤。
壓力傳感技術
傳感壓力的兩個主要技術是電容和壓阻。電容技術采用一兩個板塊之間的電容變化的差距的手段，固定一個和移動其他的，如圖1所示。該電容通常是連接到一個復雜的電子電路，可以轉換如1-5 V或4-20毫安輸出的電容信號。因為電容變化在1微法拉到1法拉級，電子電路安裝的位置很接近感應板，以減少雜散電容。由于這種媒體和電容之間的距離很短，能夠限制了傳感器的工作溫度。
如果是金屬或摻雜半導體拉伸或壓縮，因為尺寸變化（長度和橫截面積的電阻變化）和電阻率變化（這后者的屬性稱為壓阻）它的抵抗力會改變。
應變傳感器技術是用來測量當長度由L變到ΔL和阻力從R變到ΔR的變化。應變計的敏感性因素，可以計算G：
變化（ΔR注冊商標）（ΔL長）
金屬應變計，典型的應變系數(shù)為2。這些應變電測設備，因為其不同的大小通常稱為應變計。圖2顯示了一個保稅箔應變計的輪廓。保稅箔應變計是由鎳鉻或鎳康斯坦丁物質通常具有絕緣聚酯薄膜作后盾。這種可以粘一個金屬或陶瓷基片。薄膜測量儀通過濺射金屬而焊接在金屬絕緣基片上，所以不需要任何粘合膠。在20世紀60年代初，開發(fā)半導體測量儀提供更高的量規(guī)因素（55-200），具有更小的封裝尺寸。半導體壓力表制作方法有兩種：散裝硅或鍺材料，現(xiàn)有的任一P型如硼或N型材料如磷，能摻雜使用以提供電力和熱性能;使用磷，離子植入n組的材料在一起，形成一個PN結。這些應變計通常是連接在一個惠斯通電橋配置如圖3（4活性武器是為最高賠償所示）提供有限的溫度補償。對于金屬或薄膜應變計，1100顯微應變才輸出信號3mV/V，而半導體計300微變將提供高達50mV/V。
壓力傳感器包裝
最初的壓力傳感包裝是基于傳感技術的應用程序和經營條件。作為這次討論的一部分，信號調理電路和電氣接口可被視為次要問題。讓我們回顧其中一些包裝的優(yōu)點和問題。
大多數(shù)低成本的陶瓷電容傳感元件采用了陶瓷膜與氧化鋁96個，機械壓力，扣環(huán)，外殼和O型環(huán)。通常陶瓷膜片由O形圈連接。一個O形圈是用于與對面扣環(huán)連接的陶瓷膜片受到壓力時應用。在這個設計中，媒介用來連接陶瓷隔膜，小學的O型環(huán)接觸和壓力材料。對于低壓應用中，往往是陶瓷膜片大而薄。這就在高沖擊和振動條件下可能導致失敗。
陶瓷傳感器用于工業(yè)和越野高達1500 磅/平方英寸的應用，然而，耐壓（也稱為壓力超負荷）被限制到1.2倍額定壓力。如今，這項技術已高于1500磅/平方英寸的用途有限，因為與更好的性能和壽命的低成本應變片技術的可用性。在循環(huán)的環(huán)境中，證明壓力等級必須減少到相同的操作壓力范圍，以避免對O形圈密封失效。由于這種設計沒有納入一個密封蓋章，這些傳感器不適合操作氨，氫，石油和天然氣生產，液壓系統(tǒng)，氧氣服務，以及許多其他關鍵輕度到苛刻的應用程序。O形圈可在指定的材料范圍受到特定媒介的攻擊，可能會導致在某些惡劣環(huán)境的系統(tǒng)故障。傳感器制造商通常提供的O型圈材料，如丁腈橡膠，氟橡膠清單，三元乙丙橡膠，可以由客戶指定。
由于金屬箔應變計往往會相當多，他們通常把一前束或膜片焊接壓力端口。薄膜傳感器體積更小，但他們還需要焊接壓力端口。在這兩種情況下，焊接需要足夠深，使他們不超過載情況下--- 2500磅/平方英寸以上的操作。
在高循環(huán)和壓力條件下，的壓力傳感器的壓力脈動可以在相差50％范圍內變動，傳感器包裝設計必須包括一個機制，確保焊縫壓縮條件下，以避免傳感器故障。因為這兩個金屬箔和薄膜技術，在高工作壓力（通常為1000微觀）低產出，膜片材料必須是經過精心挑選，以便有足夠的空間用于超壓傳感器的性能而不犧牲的轉變。普通隔膜在金屬箔和薄膜傳感器使用的材料往往是15-5，17-4和17-7 PH值與屈服強度高強度不銹鋼達190,000磅/平方英寸和低熱膨脹系數(shù)。壓力端口必須是相同的隔膜材料，以避免任何溫度條件下焊接分離。
傳感器采用半導體應變計技術可分為兩類，一類充油傳感器采用薄的隔離膜片和離子注入技術和新興的保稅體硅克里斯塔爾擴散焊工藝。充油壓阻式傳感器主要采用與硅芯片植入離子小應變計，孤立于真實世界的一個薄金屬膜（介乎0.0010.0015英寸典型厚度的手段，這取決于壓力范圍）。
隨著批量半導體應變計技術，應變計是直接安裝到一個加工傳感元件，其中光圈和壓力端口是在同一進程中加工的。這消除了與焊接有關的問題，油填充了空腔以及內部O形圈。一個直接的擴散過程中使用的無機半導體測量儀器，以使被放置在一個金屬膜片準確高效，準確地對是不會受到媒體的隔膜一側。該密封設計與液壓泵和馬達相關的高循環(huán)環(huán)境優(yōu)良。高應變系數(shù)，以及低操作壓力，使膈肌要厚。這提供了強有力的證明。
圖2。查看一個典型的保稅箔應變計。
圖3。半導體測量儀使用惠斯通電橋電路。
壓力尖峰和瞬態(tài)保護迅速開放和閥和液壓系統(tǒng)電磁閥關閉往往產生快速、高頻尖峰和瞬態(tài)壓力可能從幾微秒到最后的幾百毫秒。這些快速移動瞬變幅度可高達20倍的一個系統(tǒng)的額定壓力，而且會破壞電子壓力傳感器，除非它們是受保護的使用緩沖器和節(jié)流器。
這些保護裝置可以安裝在傳感器作為一個不可分割的組成部分或作為一個獨立的設備。這些設備，同時保護損壞移動瞬變快速傳感器，可以挫傷傳感器（取決于設計反應時間）。圖4顯示詳細積分和外部壓力穗冷落技術。對于系統(tǒng)優(yōu)化，如響應時間，長度L和直徑必須仔細挑選。在理想的條件下，緩沖器必須能夠緩慢對100-150之間的所有信號的施加壓力，以保持快速吞吐量，但仍然依靠傳感技術和包裝類型而定。
電磁干擾/射頻干擾在移動式液壓應用的保護，在快速電瞬態(tài)電污染，靜電放電（ESD）和電磁干擾/射頻干擾，必須對系統(tǒng)的控制保持穩(wěn)定。這種干擾的例子包括通信設備，開關電源，焊接設備，電動馬達。該傳感器包不能產生或受到從100千赫信號至2千兆赫的不必要的外部電力的影響。它也必須能夠抵御輻射，并進行了敏感性，并在其發(fā)布的規(guī)格嚴格運作，如移動式起重機，剪式千斤頂，叉車和許多其他關鍵應用。典型的保護使用中可以看到圖5。
圖4。緩沖器可以使用內部或外部的技術，以減少壓力尖峰
圖5。典型的EMC公司，公共服務電子化，并在壓力傳感器，電快速瞬變保護計劃。
壓力峰值壓力峰值危險微秒到毫秒的壓力，可以達到15倍，正常的系統(tǒng)操作壓力掃射。例如，如果一個閥門突然轉向以阻止流動，產生的沖擊波可以在系統(tǒng)內產生。同樣，如果是移動的液壓系統(tǒng)負載和負載突然停止，系統(tǒng)可能會作出反應，系統(tǒng)的壓力可能短時間激增。
電子控制系統(tǒng) - 例如與微差掃描時間 - 沒有足夠快，檢測時間短穗的PLC等。通常，第一個跡象是生成一個系統(tǒng)壓力尖峰，是在一個壓力傳感器的零輸出的積極轉變。電子控制系統(tǒng)中的傳感器通常表明輸出作為轉移的需求壓力范圍外的條件，這可能導致系統(tǒng)控制器關閉。
壓力傳感器組件最容易受到壓力尖峰的損害。傳感器的反應很快，能作出反應的峰值有跡象顯示壓力已經過度。這是不是因為換能器是小于機械衡量它取代耐用。其實，一個傳感器服務，旨在為嚴重的應該已被指定。斯派克斯也破壞產生他們的機器。不穩(wěn)定流動的液體一般在系統(tǒng)產生不穩(wěn)定的尖峰流量，降低效率，加快閥門和密封件的磨損。
(請注意，不構成壓力峰值在氣動系統(tǒng)的嚴重問題，因為空氣是可壓縮的，這往往會挫傷休克。循環(huán)壓力驟增，由壓縮機脈動造成的，構成一個更大的潛在問題，因為壓力驟增 - 而不是劇增 – 是經常反復發(fā)生。）
壓力峰值通?？梢酝ㄟ^一個換能器來檢測，例如，5倍的正常工作壓力范圍示波器。一旦確定存在于一個系統(tǒng)尖峰脈沖，這些應用中的任何一個都可以用來防止損害他們的傳感器。具有更高壓力等級傳感器都可以使用。但是，這樣做犧牲在正常范圍的準確性，因為一個擁有更廣泛的工作范圍傳感器它的解決方案會更難。
作為替代方案，一個緩沖可以用來限制峰值脈沖。是一個緩沖的傳感器之間和峰值脈沖源管道安裝一孔。這種做法的潛在缺點是，它減緩了測量反應。如果測量途徑和反應都能被控制，則對可以耐受峰值脈沖傳感器應作出具體規(guī)定。顯然，這些傳感器成本更高.
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