二级学院 重庆汽车学院专 业 机械设计制造及其自动化班 级 2009级机械设计5 班学生姓名 王铁柱 学号 10804020127指导教师 王黎明 职称 讲师时 间 2013年 5月 20 日目 录摘要 (1)关键词 (1)1 前言 (2)2 总体方案的拟定 (3)2.1 原理分析 (3)2.2 总体结构设计 (5)2.3 各执行机构主要参数的计算 (6)2.4 传动装置的运动和动力参数的计算 (13)3 主要零件的选择和设计 (15)3.1 皮带传动的设计计算 (15)3.2 直齿圆柱齿轮的设计计算 (17)3.3 滚子链传动的设计计算 (20)3.4 轴的设计计算 (21)3.4.1 高速轴的设计计算 (21)3.4.2 低速轴的设计计算 (24)3.5 轴承的校核 (27)3.6 键的设计计算与校核 (27)3.7 润滑与密封 (28)3.8 主要缺点和有待进一步改进的地方 (29)4 结束语 (29)参考文献 (31)致谢 (32)水果分选机的设计学 生：王铁柱指导老师：王黎明摘 要：本文分析了中国国内外水果分级分选机的研究和发展现状，对未来进行了展望，设 计出了一种新型水果分级分选机构。

该水果分级分选机是由分级滚筒、传动机构和电动机组成。

采 用电动机提供动力，通过带轮传动机构，将运动和动力传送到直齿圆柱齿轮减速器，然后再通过链 轮传动机构，将所需的运动和动力传送至分级滚筒上，从而实现水果的分选。

整个机构简单且易于 操作，便于维护，提高了生产效率，降低了劳动强度，为实现水果加工机械化与规模化提供了前提。

关键词：水果；形状；分选机构；分级滚筒；The design of fruit sorting machineStudents: Wang TiezhuTutor: Wang LimingAbstract: This paper analyzes the present situation of the Chinese domestic and foreign fruit sorting machine research and development, on the future prospects, we design a new type of fruit sorting mechanism. The fruit sorting machine is composed of grading cylinder, transmission mechanism and a motor. The power provided by a motor, through a belt pulley transmission mechanism, the movement and power is transmitted to the straight tooth cylindrical gear reducer, and then through the chain wheel transmission mechanism, the required movement and power is transmitted to the classification on the drum, thereby we can realize the separation of fruit. The entire mechanism is simple and easy to operate, easy to maintain, improve production efficiency, reduce labor intensity, which help to achieve the fruit processing mechanization and scale and to provide the premise.Key Words: fruit; shape; the grading mechanism; grading cylinder1 前言1.1 选题研究意义水果分选是水果进入流通领域的一个重要环节，直接关系到水果生产的效益。

在 市场经济高度发达的今天，异地销售、大宗农产品交易和农产品国际贸易等均离不开 标准化。

而水果分选就是实现苹果商品标准化的最基础的一步。

我国是水果生产大国， 但绝大部分苹果来源于农村集体和个体种植户，其品质差别很大，加上采摘及运输过 程中不同程度的损伤等影响，给水果的分选工作带来一定的困难。

目前苹果分选工作 多由人工完成，缺点是劳动强度大，生产率低且分选精度不稳定。

采用微机控制的机 电一体化设备来代替人工作业，可以实现苹果分选的自动化，有效地提高分选效率和 分选精度。

因此，研究开发水果采后的自动化处理设备，对苹果进行分级筛选然后销 售或加工。

1.2 国内外水果机械化发展概况我国是世界水果生产消费大国，但还不是水果加工强国。

水果的品质还难以完全 满足国内外消费者的要求，水果市场主要还在国内。

随着我国加入WTO，水果生产销售 面临着激烈的全球市场竞争，因此必须尽快提升我国水果种植和加工的水平，缩短与 国外的差距。

近几十年来，我国的水果加工水平提高缓慢，主要是我国的水果机械加 工技术水平落后造成的。

20世纪50年代以前，我国几乎没有食品机械工业，更不用说 水果加工。

水果的生产加工主要以手工操作为主，基本属于传统作坊生产方式。

仅在 沿海一些大城市有少量工业化生产方式的水果加工厂，所用设备几乎是国外设备。

进 入 20 世纪 50～70 年代，水果加工业及水果机械行业得到一定的发展，全国各地新建 了一大批水果加工工厂。

但这样依然没有从根本上改变水果加工落后的面貌，这些加 工厂尚处于半机械半手工的生产方式，机械加工仅用于一些主要的工序中，而其他生 产工序仍沿用传统的手工操作方式。

到了 20 世纪 80 年代以后，水果工业发展迅速。

这得益于80年代以后的改革开放政策。

随着外资的引入，出现很多独资、合资等形式 的外商水果加工企业。

这些企业在将先进的水果生产技术引进国内的同时，也将大量 先进的水果机械带入国内。

再加上社会对水果加工质量、品种、数量要求的不断提高， 极大地推进了我国水果工业以及水果机械制造业的发展。

通过消化吸收国外先进的水 果机械技术，使我国的水果机械工业的发展水平得到很大提高。

20世纪80年代中期， 我国水果工业实现了机械化和自动化。

进入 20 世纪 90 年代以后，又进行了新一轮的 技术改造工程。

在这一轮的技术改造工程中，许多水果加工厂对设备进行了更新换代， 或直接引进全套的国外先进设备，或采用国内厂家消化吸收生产出的新型机械设备。

经过两轮的技术改造工程，极大推进了我国水果机械工业的发展，水果机械工业现已 形成门类齐全、品种配套的产业，已经为机械工业中的重要产业之一。

1.3 国内水果机械化未来发展方向水果在中国食品产业占有重要地位，随着社会发展和进步，水果不但是人们生活 的必需品，而且对经济起了很好的作用，而水果分选机是水果生产中的一种主要机械。

21 世纪，中国将实现水果生产和加工全程机械化，以满足水果生产规模化、经营 产业化、水果产品多元化、水果质量无公害化的要求。

水果机械将集机、电、液于一 体，向智能化、自动化跨越。

1.4 目前国内常见的水果分选机主要有以下几种类型目前我国水果业生产上使用的分选机类型很多，大小不一。

根据水果检测指标的 不同，水果分选机大致可以分为大小分选机、重量分选机、外观品质分选机和内部品 质分选机。

本课题主要研究的是大小分选机，而根据其结构和工作原理的不同，大小 分选机可分为筛子分选机、回转带分选机、辊轴分选机、滚筒式分选机。

2 总体方案的拟定2.1 原理分析分选机上的分级装置的孔眼的大小和形状必须根椐水果的大小、形状和产品工艺 要求确定。

特别注意分级级数的设计计算，提高分选质量，以保证后序工序的顺利进 行。

水果分选机是由分选机构、传动机构和电动机组成。

水果分选时将水果运送至进 料斗，然后流入到分级滚筒或摆动筛中，使水果在滚筒里滚转和移动或在摆动筛中作 相对运动，并在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级目的。

2.1.1 方案选择为了实现预定的功用，有两套方案可以实现：(参见图1、图2)方案一 采用摆动筛式进行水果的分选图 1 方案一 示意图Fig1 The figure of program 1方案二 采用滚筒式进行水果分选图 2 方案二 示意图Fig2 The figure of program 22.1.2 方案的比较方案一采用摆动筛式来进行水果的分选，其机械振动装置由皮带传动使偏心轮回 转，偏心轮带动曲柄连杆机构实现机体的直线往返式摆动。

摆动筛分选机的优点为： 结构简单，制造、安装容易；筛面调整方便，利用率高；以直线往复摆动为主。

振动为辅，对物料损伤少；适用多物料及同一物料多种不同规格的分级。

缺点为：动力平 衡困难，噪音大，清洗不方便等。

方案二采用滚筒式来进行水果的分选，其滚筒由摩 擦轮带动，物料通过料斗流入到滚筒时，在其间滚转和移动，并在此过程中通过相应 的孔流出，以达到分级目的。

滚动式分选机的优点为：结构简单，分级效率高，工作 平稳，不存在动力不平衡现象。

缺点为：机器占地面积大，筛面利用率低；由于筛孔 调整困难，对原料的适应性差。

本课题研究的主要目的是实现水果生产的规模化和机 械化，而且主要针对单一物料进行分级，对水果的损伤情况不做过多要求，故采用方 案二比较合理。

2.2 总体结构设计2.2.1 总体结构总体结构分为以下主要部分（如图3所示）：进料斗、滚筒、收集料斗、机架、传动装置、摩擦轮等。

图 3 水果分选机结构图Fig3 The principle figure of the structure of the fruit sorter2.2.2 传动路线水果分选机的传动路线如图 4 所示，该机构是通过电动机驱动皮带传动，将运动 和动力直齿圆柱齿轮减速器，通过减速器减速后，再由链轮传动机构将运动和动力传 递给摩擦轮，在摩擦轮的带动下，以实现对水果的分级。

1.电机2.皮带轮3.摩擦轮4.摩擦轮轴5.单级直齿圆柱齿轮减速器6.链传动图4 水果分选机的传动路线Fig4 The transmission route of the fruit sorter2.3 各执行机构主要参数的计算2.3.1 滚筒设计考虑到水果大小形状的差异，将滚筒的分级情况定为 6 级。

在实际分级中，可以 将相邻的两级料斗合为一级，以满足不同分级的需要。

现在设计采用5节筛筒，6级分 级。

2.3.2 滚筒孔眼总数的确定生产能力G可由下式计算：G＝ 3600zλm／1000×1000 （2-1） 式中：z为滚筒上的孔眼总数；G为生产能力；λ为在同一秒内从筛孔掉下物料的 系数，因分选机型和物料性质不同而异，滚筒式可取1．0％～2．5％；m为物料的平均 质量。