1、1振动式红薯清洗机设计摘 要：振动式红薯清洗机的基本工作原理是利用筛箱的振动，使红薯在其中不断地碰撞和摩擦，同时用高压水冲洗，以达到去泥沙和清洗的效果。本文包括原动部分，传动部分，执行部分以及各零部件的设计计算。本设计的主要特点是：结构简单，节省投资，工作高效，能很好地实现红薯清洗的机械化。关键词：传动系统；连杆机构；振动；喷淋Design of vibrating sweet potato washing machineAbstract: In order to achieve to sediment and cleaning effect,basic working principle o
2、f vibrating sweet potato washing machine is the use of the vibration of the sieve box, making sweet potato in constant collision and friction, rinsing with high pressure water at the same time.In this paper, including the original part, transmission part, execute part and the design and calculation
3、of components. The design of the main features are: simple structure, saving investment, working efficient, it can well realize sweet potato mechanization cleaning.Key word: The transmission system; Linkage; Vibration;Spray1 前言红薯含有丰富的淀粉、膳食纤维、胡萝卜素、维生素 A、维生素 B、维生素 C、维生素 E 以及钾、铁、铜、硒、钙等 10 余种微量元素和亚油酸等，营
4、养价值很高，被营养学家们称为营养最均衡的保健食品。但红薯不可避免地与泥土相粘连。这些泥土、杂质的存在,将会对产品的加工质量带来极为不利的影响，所以必须将这些泥沙、杂质洗涤除去。在设计清洗工艺及清洗设备时，主要从以下几个方面进行考虑：1. 可靠性 要求选用的清洗工艺及设备有稳定的清洗质量，能达到所要求的洗净程度；2. 对待清洗对象的影响 要求在清洗过程中对待清洗对象造成的损伤尽可能小，2并且不能对待清洗对象产生新的二次污染；3. 利于自然环境的保护 要求清洗工艺及设备能够防止或尽可能减少清洗废液、噪声、废气等对自然环境造成的破坏；4. 效率 要求清洗工艺及设备具有效率高、节约劳动力的特点。2 方
5、案比较查阅相关资料，根据振动式红薯清洗机的工况要求，有以下三种方案：方案一：直接运用步进电动机和带传动来实现滑架的往复运动，通过步进电动机的正反转程序控制往返运动，用单片机控制驱动电路来设置相关的运动参数。方案二：运用步进电机和齿轮齿条来实现滑架的往返运动，通过步进电机的正反转，齿条固定在滑架上，利用齿轮齿条间的传动来实现往返运动。方案三：运用普通电动机，带传动，连杆机构。通过电动机可以获得运动需要的动力，带传动提供相应的速度，连杆机构实现振动。经过对比，发现方案三是合理的，也是最有实际意义的，同时，经济性也能很好的实现，方案一中步进电机的功率和工况要求中的中度冲击问题对步进电机的影响不能很好
6、的解决，虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。而必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。方案二也存在类似的问题，而方案三都能很好的实现，而且普通电动机容易选择，带传动和连杆机构，结构可靠，稳定性高,可以允许有一定的冲击，故此方案较合理。在整个设计过程中，带传动部分和连杆机构的设计和分析应是本课题的重点，运用机械设计和机械原理的相关内容来设计。方案示意图如下：3图 1 方案示意图Fig1 Solution diagram3 执行机构3.1 连杆机构的特点连杆机
7、构是一种应用十分广泛的机构，机械手的传动机构，折叠伞的收放机构以及人体假肢的设计等，都是连杆机构。连杆机构具有以下特点:1)连杆机构中的运动副一般均为低副，低副两元素为面接触，故在传递同样载荷的条件下，两元素间的压强较小，可以承受较大的载荷。低副两元素间便于润滑，所以两元素不易产生大的磨损。这些条件都能较好的满足重型机械的要求。此外,低副两元素的几何形状也比较简单，便于制造。2)在连杆机构中，当原动件以同样的运动规律运动时，如果改变各构件的相对长度关系，便可以使从动件得到不同的运动规律。3)在连杆机构中，连杆上各不同点的轨迹是各种不同形状的曲线，称为连杆曲线，而且随着各构件相对长短关系的改变，
8、这些连杆曲线的形状也将发生改变，从而可以得到各种不同形状的曲线，我们可以利用这些曲线来满足不同的轨迹要求。由于连杆机构有了上述优点，所以在各种机械和仪表中得到了广泛的应用。4)此外，利用连杆机构可以满足各种运动规律和运动轨迹的设计要求，但要设计一种能够准确实现这种要求的连杆机构却是十分困难的。而且在多数情况下一般只能近似地得以满足。正因为如此，所以如何根据最优化要求来设计四杆机构,使其能够最佳地满足设计要求，一直是连杆机构研究的一个重要课题。近年来对平面连杆机构的研究，不论从研究范围上还是方法上都有很大的进展。从研究范围来说，已不再局限于单自由度四连杆机构的研究,也已注意到对多杆，多自由度平面
9、连杆机构的研究，4并且已提出了一些有关这类机构的分析与综合的方法。3.2 连杆机构的选择另一方面,在设计要求上也不再局限于运动学要求的范围内，而且已注意到考虑机构的动力特性。根据构成连杆机构的各构件间的相对运动为平面运动还是空间运动，连杆机构可分为平面连杆机构和空间连杆机构两大类，在一般机械中采用的多数是平面连杆机构经分析，参考方案中给出的工作机构是铰链四连杆机构。图 2 铰链四杆机构Fig2 Enchain four rod organization构件之间都是用转动副连接的四杆机构，成为铰链四杆机构。如图所示：其中，固定不动的杆 4 称为机架，与机架相连的杆 1 和杆 3 称为连架杆，而连
10、接两连架杆的杆 2 称为连杆。连杆 2 通常做平面运动，而连架杆 1 和 3 则绕各自回转中心 A 和 D 转动。其中能做整周回转运动的连架杆称为曲柄，仅能在小于 360 的某一角度范围内往复摆动的连架杆称为摇杆。在铰链四杆机构中，按照连架杆是曲柄还是摇杆，将其分为三种基本形式：曲柄摇杆机构；双曲柄机构和双摇杆机构。1 ）曲柄摇杆机构在铰链四杆机构中，若两连架杆中，有一杆为曲柄，另一杆为摇杆。2 ）双曲柄机构具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。双曲柄机构中，通常主动曲柄做等速运动，从动曲柄做变速转动。3 ）双摇杆机构若两连杆均为摇杆，则成为双摇杆机构。根据设计要求，机器工作时，振动箱支承
11、摆杆 CD 绕垂面左右做对称摆动。我们可以判断连架杆 CD 为摇杆，连架杆 AB 可做整周回转运动，因此它是曲柄。综上所述，选择方案（1）中的曲柄摇杆机构。53.3 平面四杆机构有曲柄的条件1.）最短杆与最长杆的长度和应小于或等于其他两杆的长度和,此条件通常为杆长条件。2.）组成该周转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆。上述条件表明:当四杆机构各杆的长度满足杆长条件时,其最短杆参与构成的转动副都是周转副。由此可知,上述四杆机构中的转动副亦为周转副,而转动副则只能的摆转副。于是,四杆机构有曲柄的条件是各杆的长度需要满足杆长条件,且其最短杆为连架杆或机架。当最短杆为连架杆时,该四杆机构将成为曲柄摇
12、杆机构。3.4 无急回特性杆长的设计曲柄摇杆机构在机械中应用很广泛，急回特性是曲柄摇杆机构的重要特性之一。为缩短空行程时间，提高生产效率，通常要利用曲柄摇杆机构的急回特性。事物也是一分为二的，急回特性虽然对摇杆去程为工作行程，回程为空行程的机械有利，但对摇杆去程和回程均为工作行程的机械却有害。近年来出现了越来越多的摇杆去程和回程均是工作行程的机械，如风扇的摇头机构，有株距要求的播种机，空调摆风机构，故对曲柄摇杆机构的设计提出了新要求。目前许多文献介绍的用于设计具有给定急回特性的曲柄摇杆机构的图解法似乎也能用于无急回特性的曲柄摇杆设计，实际上不仅无急回特性时图解法所用圆半径趋于无限大而使图解法失
13、效，而且当系数 K 较小时图解法所用半径变很大而使图解法不好用。查阅相关文献 20曲柄摇杆机构无急回特性的充分必要条件是曲柄与机架的长度平方和等于连杆与摇杆长度平方和。而且无急回特性的曲柄摇杆机构具备以下性质：第一，特殊位置上四杆两两正交，即无急回特性的曲柄摇杆机构运行时，存在一个特殊位置：当摇杆与连杆垂直时曲柄与机架亦必定垂直。第二，机架是最长杆，若一个曲柄摇杆机构的机架不是最长杆，则该机构一定有急回特性；若机架是最长杆，则该机构才有可能无急回特性。第三，摇杆摆角仅与曲柄和摇杆长度比有关，根据振动式红薯清洗机的工作原理，即不需要曲柄摇杆机构具有急回特性。按照上述理论以及参考相关资料 16已知
14、摇杆往复运动次数约为 4 次/s，初定曲柄，连杆以及摇杆的长度分别为6a=134mm,b=800mm,c=b=800mm，则可根据上述无急回特性的条件，计算得出机架杆长即 d=1123mm3.5 校核最小传动角在机构运动过程中,传动角的大小是变化的,为了保证机构的传动性能要求,设计时应使 40传递力矩较大时，则应使 ；对于一些受力很小或不常使min min50用的操纵机构，则可允许传动角小些，只要不发生自锁即可。最小传动角与机构中的各杆的长度有关，按参考文献 2（1）22()arcosbdac2280(134)r 81.80o40故满足最小传动角的要求。所以：L =a=134mm,L =b=8
15、00mm,L =c=b=800mm,L =d=1123mm.ABBCCDAD以上 L 为杆件 AB 的长度，L 为杆件 BC 的长度，L 为杆件 CD 的长度，LC为杆件 AD 的长度。AD3.6 杆件的设计3.6.1 杆件材料的选择杆件是四连杆机构，综合性能要求比较高，根据经验选择 45 钢，有关的质量系数见下表表 1 杆件材料的质量系数Table1 The quality of the bar material coefficient材料 MPaB MPaS %5 3kgmEGPa45 600 350 16 7.8 2063.6.2 杆件截面直径的确定设计机构往复次数为 3.4/s，即曲柄
16、的转速为 204r/min。取特殊位置的机构进行分析，如下图所示杆 AB 绕 A 转动，杆 CD 绕 D 摆动，杆 BC 作平面运动，选取适当的长度比例尺和速度比例尺作出相应的杆件的速度平行四边形如图，有 134./0.45/BVlmrsms方向如图，按参考文献 157对于平面运动的杆 BC，可以点 B 为基点：(2)CBV由此瞬时的几何关系，可得 C0.32/,=0.32/CBmss杆 CD 的角速度： CDV.=.5/130rsl为点 C 相对于 B 的速度：B(3)lCBV0.32=.5/1rsl图 3 速度平行四边形Fig3 parallelogram of velocities由参考
17、资料 15杆件的转动惯量J= ml (4)12转矩(5)M=J再由参考资料 198(6)maxaxMW其中圆杆：W=d3/32 (7)由：以及上述公式可得：max(8)32ld其中安全系数取 1.1；由上式可求得各杆件的最小直径如下：AB 杆：28mm；BC 杆和 CD 杆均为：27mm,圆整后各杆直径均取 30mm。3.6.3 稳定性校核当作用在细长杆的轴向力到达或超过一定限度时，杆件可能突然弯曲，即产生失稳现象。根据红薯清洗机实际工作情况，当机器工作时，CD 杆受压最大，所以对于摇杆 CD，还应对其进行稳定性校核。临界载荷的计算该连杆为两端铰支细长压杆，由参考文献 19可知其临界载荷为(9
18、)243426crEdPll代入数据可计算得 3342.1406068cr N临界载荷与实际最大压力之比，为压杆的稳定安全因数，根据振动式红薯清洗机的实际工作需求，每次清洗红薯质量最大为 40kg，即压杆所受的最大压力约为F=400N。由(10)46201crFn工况为一般中度冲击条件，所以 4st取所以摇杆 CD 满足稳定要求。94 原动部分参考机械设计课程设计手册表 13-1（常用原动机特点） ，分析比较各类原动机的特点，发现电动机功率较大，驱动效率高，调速性能好，对环境影响小，并且与被驱动的工作机械连接简便，其种类和型号较多，可满足不同类型机械的工作要求，因此选用电动机作为原动部分：Y
19、系列三相异步电动机是按照国际电工委员会（IEC）标准设计的，具有国际互换性的特点。其中，Y 系列（IP44）电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，B 级绝缘，工作环境温度不超过+40，相对湿度不超过 95，海拔高度不超过 1000m，额定电压 380V，频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上，如机床、泵、风机、运输机、搅拌机、农业机械等。而且 Y 系列电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪音低、寿命长、可靠性高、维护方便、启动转巨大等优点。查阅相关资料，可知曲柄摇杆机构杆件做功为(11)1W=M2t所以功率计算为(12)P21J=
20、Jml再 由 ， 可 得各杆件的功率分别为 0.89,0.12ABBCDPkWPk所以曲柄摇杆机构的总功率为 1.13kW，查参考资料 18带传动的效率概值为 0.920.97，取 ，计算得电动机所需最小功率为0.971.2kW。再已知曲柄转速为 3.4r/s,即 204r/min，查参考资料 18带传动的传动比一般为 ，推荐值为 ，则电动机的转速范围为7i25i4081020r/min。查参考资料 17，选择电动机型号为 Y112M-6，具体参数如下表表 2 电动机的型号Table 2 the side of the electrical machinery电动机型号 额定功率/kW 满载转
21、速/(r/min)10Y112M-6 2.2 9405 传动部分 5.1 传动方案对比一台完整的机器，总是由原动部分，传动部分，和执行部分所组成，而传动部分的功能是将原动机的动力或运动形式传递给执行部分或转换成执行机构预期的动作。实践证明，传动部分的质量和成本在整个机器中所占的比例很大，传动方案的选择及布局是否合理在很大程度上决定了机器的工作性能和运转费用。因此，合理拟定与选择传动方案具有十分重要的意义。合理的传动方案，除应满足工作机的性能要求，使用条件和工作可靠外，还应使结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高及使用维护便利等。要同时满足这许多要求，常常是困难的，实际上只能照顾重点
22、要求。综合考虑红薯清洗机的传动比和效益问题，优先选择带传动：带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。主要类型与应用a.平型带传动最简单，适合于中心距 a 较大的情况b. V 带传动三角带c.多楔带传动适于传递功率较大要求结构紧凑场合d.同步带传动啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻图 4 带的类型Fig 4 The type of belt而其中的 V 带传动是靠 V 带的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力进行动力传递的。与平带传动比较，V 带传动的摩擦力大，因此可以传
23、递较大功率。V 带较平带结构紧凑，而且 V 带是无接头的传动带，所以传动较平稳，是带传动中应用最广的一种11传动。故选用 V 带。5.2 V 带传动的设计计算5.2.1 确定计算功率查参考文献 18P156 表 8-7 得工作情况系数： =1.4AK= P=1.42.2=3.08kW (13)caPAK5.2.2 选择 V 带的带型根据计算功率 和小带轮转速 ，由 P157 图 8-11 选择 V 带的带型为：A 型caP1n5.2.3 初选小带轮的基准直径 d查参考文献 18P155 表 8-6 得： =75min)(根据 查参考文献 18P157 表 8-8 取： =1121dmin)(
24、1d验算带速 v：根据 P150 公式 8-13 得：13.40695.1/601d s（14）因为 5m/s0Fmin)(5.2.9 计算压轴力压轴力的最小值根据参考文献 18P159 式 8-28 得：=2z =8609N （21）min)(pF2si105.3 V 带轮的设计5.3.1 确定小带轮的材料本设计中，小带轮转速要求不高，材料可采用HT200。5.3.2 确定小带轮结构形式由电动机型号，查参考文献 18P168 表 12-3 可知，电动机外伸轴直径 d=28mm，长度为 60mm。小带轮直径 106mm 采用腹板式，大带轮直径 500mm 则采用轮辐式。轮毂和轮辐的尺寸参见参考
25、文献 18中 P160 图 8-14 中的经验公式，小带轮的具体尺寸参见零件图。5.4 V带传动的张紧13V 带传动一段时间后，会因为带的塑性变形和磨损而松弛。为了保证传动正常工作，应定期检查带的松弛程度，本方案中采用定期张紧装置滑道式；详见装配图。图5 三角带轮的结构Fig5 The structure of the triangle belt wheel6 零部件的结构和尺寸的确定6.1 大带轮轴的设计6.1.1 轴的强度校核计算当轴的支承距离未定时，无法由强度确定轴径，要用初步估算的办法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径 d，参考文献 18计算公式：dA （22）3nP式中： P-
26、表示轴所传递的功率，KW；n-表示轴的转速， ；minrA-表示由轴的许用切应力所确定的系数。轴常用材料及 A 的关系见下表表 3 轴常用材料表Table3 Axis table commonly used materials14材料 Q235 35 45 40Cr、 35NiSnA 160135 135118 118107 10798求出大带轮轴上的功率 P，转速 n 和转矩 T查参考文献 18P141 表 2，取 ，则0.97（23）02.97.134PkW（24）14/min.6nri（25）21349500TN根据上述公式，确定轴的最小直径选取轴的材料为 45 钢，调质处理，根据表 3
27、，取 A=110，于是得：33min2.140PAmd考虑到键槽的影响，轴的最小直径为 24（1+0.15）=27.6mm，圆整后取 30mm6.1.2 拟定轴上零件的装配方案拟定轴上零件的装配方案是进行轴的结构设计的前提，它决定着轴的基本形式。轴的结构设计时,既要满足强度的要求,又要保证轴上零件的定位,固定和装配方便,并有良好的加工工艺性,所以轴的结构一般都做成阶梯形。阶梯轴的径向尺寸的变化是根据轴上零件的受力情况，安装，固定及对表面粗糙度，加工精度等要求而定的。阶梯轴轴向尺寸则根据轴上零件的位置，配合长度及支撑结构确定，根据振动式红薯清洗机的实际工作情况，拟定大带轮轴的装配方案如下图15图
28、 6 轴上零件装配方案Fig6 Shaft assembly6.1.3 根据轴向定位确定轴的各段直径和长度（1）为了满足曲柄杆件的轴向定位要求，如上图所示右端采用轴端挡圈定位，保证轴端挡圈直接压在轴的断面上，按轴端直径取挡圈直径 D=40mm。（2）初步选择滚动轴承。因轴承几乎无轴向力，只需要考虑所受径向力，参照轴的直径和参考文献 17由轴承产品目录中选取 6006 GB/T 276-1994，其尺寸为 3051dDB（3）滚动轴承与曲柄杆件之间，以及滚动轴承与带轮之间采用套筒定位，套筒厚度取 4mm，长度取 10mm；那么 5 段的轴的长度为 78mm。（4）取安装带轮的轴段 4 的直径为
29、36mm，带轮左端采用轴肩定位，定位轴肩的高度 h 一般取为 h=(0.070.1)d，所以左端轴肩直径为 42mm；带轮右端采用套筒定位，套筒厚度选为 4mm，长度为 10mm，为了使套筒断面可靠地压紧带轮，此轴段应略短于轮毂宽度。在此，根据参考文献 18可算得大带轮的基本尺寸，如下： 136,27,50,6dadmm48.5LB48ZaB(26)331 21.90,.8320aPhhZn(27)1 1.46,.8.bmbm所以轴端 4 长度取为 46mm。16（5）轴的左端依次安装轴承端盖，滚动轴承。滚动轴承右端采用轴肩定位，同理轴肩高度取为 3mm，轴段 1 的长度为 15mm。考虑到加
30、工情况，轴段 2,3 的长度均取为 5mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。（6）轴端倒角为 1.6*45，各轴肩的圆角半径见零件图。6.2 轴的校核轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工作，甚至会丧失机器应有的工作性能。例如，安装齿轮的轴，若弯曲刚度（或扭转刚度）不足而导致挠度或者扭转角过大时，将会影响齿轮的正确啮合，使齿轮沿着齿宽和齿高方向接触不良，造成载荷在齿面上严重分布不均。同理。因此在设计时应进行刚度的校核计算。轴的弯曲刚度以挠度或偏转角来度量；扭转刚度以扭转角来度量。轴的刚度校核计算通常是计算出轴在受载时的变形量，并控制其不大于
31、允许值。轴的弯曲刚度校核计算：常见的轴大多数可视为简支梁。若是光轴，可直接用材料力学中的公式计算其挠度或偏转角；若是阶梯轴，如果对计算精度要求不高，则可用当量直径法作近似计算。即把阶梯轴看成是当量直径为 的光轴，然后再按材料力学中的公式计算。当量直径 （单vd vd位为 mm）为(28)41vziLdl式中： 阶梯轴第 i 段的长度il阶梯轴第 i 段的直径idL阶梯轴的计算长度Z阶梯轴计算长度内的轴段数。当载荷作用于两轴承之间时，L=l（l）为支撑跨距；轴的弯曲刚度条件为挠度：yb，在 处）23lb代入数据得 ，0.50.5rad0.175(.)ymyl经校核，轴的设计符合要求。6.3 轴承
32、的校核由于承受径向力作用，且右边轴承受力大于左边轴承，所以仅校核右边轴承，故 2234.8PFVN预期计算轴承寿命（按工作 10 年，年工作 200 天，4 小时工作制） ，则有100hLh轴承所需的基本额定动载荷：18(31)1010336642.80. 123hnLCPN查参考文献 176006 型轴承的额定动载荷 Cr=13.2KN，因此 CCr，故安全。6.4 键的选择和校核设计键联接时，通常被联接的材料，构造和尺寸已初步决定，联接的载荷也已求得。因此可以根据联接的结构特点，使用要求和工作条件来选择键的类型，再根据轴的直径从标准中选出键的截面尺寸，并参考毂长选出键的长度，然后用校合公式
33、进行校合。选择一般的普通平键(GB1096-2003)，根据挤压强度或耐磨性条件计算,求得联结所能传递的转矩为见式T= (32)14phld式中： h-表示键的高度；-表示键的接触长度；l-表示轴的直径；d 许用挤压应力见下表 5(单位 MPa)p表 5 材料的许用挤压应力Table5 The material allowable compressive stress联结的方式 材料 静载荷 轻微冲击载荷 冲击载荷静联结 锻钢,铸钢 125-150 100-120 60-90各键的校核见下表 6表 6 键的校核Table6 Key of the check键名 h 键的高度 键的接触l长度轴的
34、直径d 许用挤压应p力T= 14phld小带轮轴 1 7 28 28 100 137.2NM大带轮轴 2 8 20 36 100 144.0NM连 杆 轴 3 7 20 30 100 105.0NM经校核，各键符合要求。6.5 滑动轴承19根据轴承中摩擦性质的不同，可以把轴承分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承两大类。滚动轴承由于摩擦系数小，起动阻力小，而且它已经标准化，选用、润滑、维护都很方便，因此在一些机械中应用较广。但由于滑动轴承本身具有的一些独特的优点，是的它在某些不能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合，如在高速转动、特大冲击与振动、径向尺寸受到限制或必须剖分安装、以及需在水或腐蚀性介质场合
35、等，仍占有重要地位。本设计为振动式红薯清洗机，而且属于有水潮湿场合和振动场合，因此对于曲柄摇杆机构中摇杆的底座选用滑动摩擦轴承。根据实际情况，查参考文献 18选用整体式径向滑动轴承，这种轴承的优点是结构简单，成本低廉。具体尺寸和结构参见零件图。6.6 轴端挡圈为保证轴上零件的轴向定位，查参考文献 18，选择轴端挡圈，轴端挡圈适用于固定轴端零件，可以承受较大的轴向力。轴端挡圈可采用单螺钉固定，为了防止轴端挡圈转动造成螺钉松脱，可加圆柱销锁定轴端挡圈，也可以采用双螺钉加止动垫片防松等固定方法。综合比较，本设计采用双螺钉加止动垫片的方案，参见装配图。6.7 支架稳定性校核滚动轴承座支架采用热轧等边角
36、钢与底座焊接，角钢号数 3.0，边宽 b=30mm，长度为 l=712mm。当作用在细长杆的轴向力到达或超过一定限度时，杆件可能突然弯曲，即产生失稳现象。根据红薯清洗机实际工作情况，当机器工作时，会产生轻微振动，应对支架杆进行稳定性校核。临界载荷的计算该支架可以简化成两端固定端的压杆，由参考文献 19可知其临界载荷为(9)2()crEIpl代入数据可计算得 23423.1406.81027697()crp N20临界载荷与实际最大压力之比，为压杆的稳定安全因数，已知最大压轴力为8609N由(10)2076948crFn工况为一般中度冲击条件，所以 4st取所以摇杆 CD 满足稳定要求。7 振动
37、清洗箱考虑实际生产效率，查参考文献 17，清洗振动箱的四周采用 5mm 厚的冷轧钢板焊接而成，其内壁可固定毛刷，便于更干净地清洗红薯，底部则采用直径 5.5mm 的热轧圆钢，与四壁呈栅栏式焊接，间距为 3cm，振动箱的尺寸为：603lhm清洗振动箱的具体结构参见零件图。8 箱体机架的确定机座和箱体等零件，在一台机器中很大程度上影响着机器中各部分的装配精度，工作精度和抗振性能。所以正确选择机座等零件的材料和正确设计其结构形式及尺寸，是减小机器质量、节约金属材料、提高工作精度、增强机器刚度及耐磨性等的重要途径。考虑到红薯清洗机的实际工作情况，查参考文献 17，选用灰铸铁作为箱体的材料。灰铸铁牌号为
38、 HT200（GB/T 9439-1988） 。为了加固箱体，可用地脚螺栓固定箱体四角；箱体的具体结构和尺寸见零件图。9 清洗喷头红薯在清洗振动箱中振动的同时，采用高压水泵通过喷头供水冲洗，根据实际设计喷头为圆弧面，上面均匀分布直径为 5mm 的孔，具体结构见装配图。10 出水槽为了节约材料，以及不需要考虑污水的再循环利用，所以采用塑料槽置于振动箱的下方直接将泥沙污水排出。11 润滑由于转速不是很高，且也不好设计油沟，所以采用脂润滑，查参考文献 17，选用21钙基润滑脂代号 1 号，因其有较好的抗水性，适用于工业、农业等机械设备轴承的润滑，特别是有水或潮湿的场合。12 结论民以食为天，随着人们
39、生活水平的提高，大家对食品的要求也越来越高，食品机械就是为了提高食品质量安全程度而生的，所以现在越来越多的人们开始关注食品生产加工机械这一产业，面对其广阔的市场，我们有必要进行研究和发现。振动式红薯清洗机就是在这个背景下产生的，作为一个大学生用时刻关注社会民生，努力学习开拓创新，将自己的所学应用到生活中。在振动式红薯清洗机的设计过程中，我学到，一种生产方法工艺，可以根据原理通过改进之后应用到生产加工中。设计的时候，给我最深刻的感觉就是，一切机械都是由哪些基础的结构，如通过多种组合方式，从而形成各种各样的机构和机械，这些都是我在大二学的知识，我认识到基础的重要性，以后我要继续学习并温习以前的知识
40、，不断提高自己。 “纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行” ，这次毕业设计对我来说是一次洗礼，四年的时间也不算短，一路走来觉得自己学到的东西很多，可以用起来才发现自己还有很多东西要学习，机械设计、机械制造、加工工艺、技术要求、精度要求，各种零件，传动方式等等，这些东西要想灵活运用，就必须进行实践，因此这次设计就是一次大练兵，是我在温习过去的知识的同时，发现了自己过去以往的知识，也加深了对所学知识的理解。这次毕业设计与以往的每学期做的课程设计有很大不同，以往的课程设计所要完成的任务较少，用到的知识也是局限于当学期刚刚学习的课程，属于趁热打铁，而这次毕业设计是将过去几年来学的东西进行综合应用。以前的设计
41、都是大家一起做一种东西，即使有所不同，也只是某些设计参数的不同，原理上都是一样的本次设计则完全不同，每个人设计的都不一样，甚至有些机械设备比较复杂的都需要几个人共同完成，这就需要很好协作、讨论，不然的话，就有可能每个人设计出来的东西装配不到一块去。这在以前从来没有过，此次毕业设计用到了多方面的知识，并且根据课题的要求首先要确定整体方案，然后是如何具体实现，用什么方法实现，这就要求我们有设计一个课题的整体思路和解决问题、分析问题的能力，是对我们综合实力的考察。通过这次的毕业设计，我发现我自身的很多问题。首先就是基础知识的掌握情况，在这次设计的过程中，我发现我对过去的知识有些都淡忘了，但通过这次毕
42、业设计就像重新学习了一次大学课程，使我巩固了以往的知识，又发现很多心知识。相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。所以，我很用心的把它完成了。在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。22参考文献1 杨可桢,程光蕴.机械设计基础第四版M.高等教育出版社.1999. 2 孙桓,陈作模.机械原理第 7 版M.高等教育出版社.2006. 3 王昆,何小柏,汪信远.机械设计课程设计M.高等教育出版社.1996:117196 4 濮良贵，纪名刚.机械设计(第 8 版) M.北京：机械工业出版社.2006,5:140318 5 黄平.常用机械零件及机构图册M .上海科学技术出版社.1979. 6 孔凌嘉，
43、张春林.机械基础综合课程设计M.北京理工大学出版社.2004 7 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册.中国工业出版社.1971.9 蒋秀珍.“机械学基础”综合训练图册M.科学出版社.200210 史美堂.金属材料M.上海科学技术出版社.2003 11 陈侍良.农产品加工机械与设备M.北京:北京农业工程大学出版社.1998.12 朱冬梅,胥北澜主编.画法几何及机械制图M.高等教育出版社.199913 Kelley Manufacture Co Peanut harvesting equipmentIN.199214 Busono S Studies on the mechanical h
44、arvesting of peanuts，4：Peanut harvester improvementN，199015 哈工大理论力学教研室.理论力学（第 7 版）.高等教育出版社.201016 高英武等.振动喷淋式蔬菜清洗机的研究.农业工程学报.200017 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册（第 3 版）.高等教育出版社.200918 濮良贵，纪名刚.机械设计（第 8 版）.高等教育出版社.201119 刘鸿文.材料力学（第 5 版）.高等教育出版社.201120 元增民，马璇.曲柄摇杆机构无急回特性的条件及其应用.邢台职业技术学院学报.2000致 谢随着这次本科毕业设计的最后落笔，我四
45、年的大学生活也即将划上一个圆满的句号。回忆这四年生活的点点滴滴，从入学时对大学生活的无限憧憬到课堂上对各位老师学术学识的深沉沉湎，从奔波于教室图书馆的来去匆匆到业余生活的五彩缤纷，一切中的一切都是历历在目，让人倍感留恋，倍感珍惜。四年湖南农业大学的学习生活注定将成为我人生中的一段重要旅程。四年来，我的师长、我的领导、我的同学给予我的关心和帮助，使我终身收益，我真心地感谢他们。23在本次毕业设计的过程中，张岚老师作为我的指导老师，他治学严谨，学识渊博，视野广阔，为我营造了一种良好的学术氛围。置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，领会了基本的思考方式，而且还明白了许多待人接物与为人处世的道理。正是由于他在百忙之中多次指导，对细节进行修改，并为本次设计提供了许多中肯而且宝贵的意见，本此设计才得以完成。在此特向张岚老师致以衷心的谢意！向他无可挑剔的敬业精神、严谨认真的治学态度、深厚的专业修养表示深深的敬意！同时本次设计的顺利完成，也离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助！
