業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               1 目錄  1 緒論 . 1 課題的目的與意義 . 2  國內(nèi)外研究情況 . 3  研究目的 . 關(guān)于柑橘分級機(jī)的初步設(shè)計(jì) .形狀式柑橘分級機(jī)初步尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .形狀式柑橘分級機(jī)的基本結(jié)構(gòu) . 3 柑橘的尺寸分布和密度分布 . 系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 1 系統(tǒng)功能的描述 . 2 系統(tǒng)功能的分解 . 3 系統(tǒng)功能求解 . 4 分級機(jī)分級原理 . 主要部件的運(yùn) 動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 . 1 分級機(jī)的主要部件的運(yùn)動(dòng)和功能求解 . 2 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) . 柑橘分級機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算 .傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .     業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               2 的受力分析 . 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 4 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 本機(jī)的一些性能參數(shù)和維護(hù)調(diào)試工作 .機(jī)與其他同類機(jī)械個(gè)性能參數(shù)的比較 .橘分級機(jī)的使用與維護(hù) .機(jī)未能解決的一些問題 . 水果分級機(jī)的研究情況 .果自動(dòng)分級技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 .果 自動(dòng)分機(jī)設(shè)備的產(chǎn)品化狀況 .結(jié) .考文獻(xiàn) .謝 .     業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               1 1 緒論  進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，我國柑橘生產(chǎn)快速持續(xù)發(fā)展，柑橘既是南方主產(chǎn)省、市、自治區(qū) 促進(jìn)農(nóng)民致富的支柱產(chǎn)業(yè)，又極大地滿足了廣大消費(fèi)者對各種柑橘果品、加工品的需求。但也應(yīng)看到：大發(fā)展中急待解決的柑橘難賣 ,柑橘的分級分類等問題?，F(xiàn)就柑橘的全國、各主產(chǎn)省市區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展前景談點(diǎn)淺見。  國柑橘生產(chǎn)現(xiàn)狀  （ 1） 面積和產(chǎn)量  2011 年，全國柑橘栽培面積 公頃（ 3432 萬畝），總產(chǎn)量 噸，與 2010 年面積 公頃（ 畝）相比，凈增面積 公頃（ 增長 總產(chǎn)量由 2010 年的 噸上升到 噸，凈增 長 柑橘的平均畝產(chǎn)由 2010 年的 克上升到 克，凈增 克，增長   我國不論是柑橘栽培面積還是總產(chǎn)量均居世界首位，栽培面積占全球的 30%左右，產(chǎn)量占全球的 26%左右。平均畝產(chǎn)與世界平均畝產(chǎn) 1000 千克比較差距也不斷縮小。柑橘產(chǎn)業(yè)正在由生產(chǎn)大國向生產(chǎn)強(qiáng)國邁進(jìn)。  （ 2） 優(yōu)勢和差距   是品種結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。經(jīng)多年的柑橘品種結(jié)構(gòu)調(diào)整，市場需求的優(yōu)新品種比例明顯提高：從上世紀(jì)末的 60%上升到目前的 80%左右。早、中、晚熟品種 比例調(diào)整也取得大的進(jìn)展：年內(nèi) 11 月、 12 月成熟的中熟品種比例由 85%以上下降至 75%左右，早熟品種由不足 10%上升到 20%以上，翌年成熟的晚熟品種由不足 2%上升到面積、產(chǎn)量分別接近 4%和 3%。一批優(yōu)新品種，如甜橙中的晚熟臍橙鮑威爾、棱晚、奉晚，次年 1 月底至 2 月初成熟的塔羅科血橙和塔羅科血橙新系；橘類中的沙糖橘、南豐蜜橘、早熟、特早熟蜜柑，雜柑中的黙科特和少核默科特，不知火、清見、春見，以及良種柚中的紅肉蜜柚等，果農(nóng)愿種植，市場受歡迎。   是平均單產(chǎn)進(jìn)一步提高。近幾年來，我國柑橘連年增產(chǎn)，平均單產(chǎn)也不 斷提高。2006 年至 2011 年間增速較快： 2006 年平均畝產(chǎn) 克、 2007 軍 克、 2008年 克、 2009 年 767 千克、 2010 年 克、 2011 年達(dá)到 克， 2011年至 2006 年的 5 年間，平均畝產(chǎn)凈增 克，增長   是商品果率進(jìn)一步提高。從 21 世紀(jì)初開始，隨著柑橘產(chǎn)量的上升，柑橘供應(yīng)也由賣方市場轉(zhuǎn)向買方市場。由此，進(jìn)一步抓了柑橘品質(zhì)的提高并取得顯著成效：上世紀(jì)末柑橘的商品果率不足 60%，優(yōu)質(zhì)果率 20%左右，到 2011 年商品果 率、優(yōu)質(zhì)果      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               2 率分別上升到 80%和 40%以上。特別是近幾年來，農(nóng)業(yè)部和全國供銷總社抓標(biāo)準(zhǔn)化柑橘園建設(shè)，抓優(yōu)質(zhì)柑橘規(guī)范技術(shù)實(shí)施和果品標(biāo)準(zhǔn)制定、實(shí)施，有力促進(jìn)了柑橘品質(zhì)的大幅度提高。   是柑橘產(chǎn)后的商品化處理和柑橘加工進(jìn)一步提升。柑橘鮮銷果采后的商品化處理能力較快的提升，分級、打蠟和包裝的果實(shí)占鮮銷果的 50%左右，不少柑橘主產(chǎn)區(qū)，如江西贛南、南豐的臍橙和南豐蜜橘，湖北宜昌的早熟溫州蜜柑和臍橙，福建的平和、永春的琯溪蜜柚和蘆柑（椪柑），浙江的臺州、衢州的本地早、早熟溫州蜜柑和椪柑，四川資陽的早熟蜜柑和尤力克檸 檬，重慶奉節(jié)的臍橙，廣東的沙糖橘，廣西的沙田柚，湖南湘西的椪柑、湘南的臍橙，柑橘果品的商品化處理率高達(dá) 60%一 85%。  柑橘加工業(yè)，除橘瓣罐頭年生產(chǎn)量約 100 萬噸，出口 20 萬噸一 25 萬噸，繼續(xù)保持國內(nèi)、外市場的優(yōu)勢外，橙汁加工業(yè)也從無到有發(fā)展較快，從加工能力 100 萬噸一120 萬噸，實(shí)際加工量、綜合利用到加工原料和基地建設(shè)都有較大變化。  值得指出的是：與世界主產(chǎn)柑橘的其他國家相比差距仍不小，主要表現(xiàn)在柑橘產(chǎn)區(qū)種植柑橘的效益相差大，不少果農(nóng)種果出現(xiàn)賣果難，效益下滑，究其原因主要是種植面積過大，管 理參差不齊所致，這些問題如長此下去會(huì)影響柑橘產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展 我國整體水果產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱 ,水果產(chǎn)業(yè)化不高 ,經(jīng)濟(jì)效益不高 ,特別是柑橘出現(xiàn)了嚴(yán)重的滯銷現(xiàn)象 , 使得水果種植者的積極性受挫 ,柑橘產(chǎn)業(yè)面臨嚴(yán)重的局面 我國農(nóng)村勞動(dòng)力充足 ,但是這些柑橘產(chǎn)收在高溫高濕季節(jié) ,容易腐爛變質(zhì) 采后處理能力不到產(chǎn)量的百分之五 ,多數(shù)柑橘的采后爛果率高達(dá)了 25%缺乏先進(jìn)有效的分級系統(tǒng) ,外銷柑橘渾等混跡，良莠不齊是爛果率高的主要原因之一。初選整齊，均勻， 美觀的高品質(zhì)柑橘，形成系統(tǒng)化，規(guī)格化的產(chǎn)品，既有利于包裝，又能增強(qiáng)國際競爭力，提高產(chǎn)品價(jià)格，無論是對儲(chǔ)存還是銷售，都大有益處。                                題的目的和意義  柑橘是我國一種非常重要的經(jīng)濟(jì)作物，對我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，柑橘的質(zhì)量不僅關(guān)系到我國柑橘行業(yè)在國際市場上的競爭力，更關(guān)系到廣大社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，關(guān)系廣大果農(nóng)生活水平的提高。  內(nèi)外研究情況   品質(zhì)分級是水果產(chǎn)后處理和市場銷售的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，主要依靠其形狀，大小 ，顏色，果徑的大小，各類缺陷等指標(biāo)進(jìn)行。柑橘是我國和我省主要的水果產(chǎn)品，對其      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               3 進(jìn)行分級將有助于提高產(chǎn)品的附加值，符合農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化要求。形狀是其主要的分級依據(jù)之一。傳統(tǒng)的分級的手工分級方式存在客觀性和穩(wěn)定性，效率低等特點(diǎn)。  在國際市場上，果品絕大多采用分級裝袋銷售。國內(nèi)市場也正向分級銷售發(fā)展。目前我國出的水果分選均采用人工用校徑板逐個(gè)分選。人工分選水果效率低。由于加工時(shí)間緊迫，所以要谷清大量的工人來完成。同時(shí)質(zhì)量很不穩(wěn)定，根據(jù)外貿(mào)部門反映，人工分級出的柑橘的準(zhǔn)確度誤差一般都在 1015%之間，與出口要求的 在 5%以下相距很遠(yuǎn)。其次人為造成的損傷也較嚴(yán)重。國內(nèi)近幾年有許多部門進(jìn)行了機(jī)械分選的研究，但大多因?yàn)闄C(jī)械孫過濾太高或造價(jià)太高而不能使用。  究目的  水果產(chǎn)后處理和市場銷售的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，主要依據(jù)其形狀顏色郭靖大小和各類缺陷等指標(biāo)進(jìn)行。柑橘是我國和我省主要水果產(chǎn)品，對其進(jìn)行分級將有助于提高產(chǎn)品的附加值，符合農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的要求。形狀是其主要的分級依據(jù)之一，傳統(tǒng)的手工分級方式存在客觀性和穩(wěn)定性差，效率低等缺點(diǎn)。而其他柑橘分級機(jī)的結(jié)構(gòu)相對來說比較復(fù)雜，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性從而使得柑橘分級機(jī)的造價(jià)太高，同時(shí) 其使用壽命也相對就受到了限制。此外，由于分級機(jī)的原理的不同，目前市場上的柑橘分級機(jī)的總體尺寸和重量都比較大，在我國廣大農(nóng)村特別是那些丘陵地帶和山區(qū)的果林廠，由于水果批發(fā)商都是到現(xiàn)場去才收購的，同時(shí)這些采購商對柑橘的分級也有不同的要求，如果自帶傳統(tǒng)柑橘分級機(jī)的話就比較麻煩，不僅運(yùn)費(fèi)成本很高同時(shí)又有諸多不便，因此我們就本次設(shè)計(jì)的主題主要面向那些去我國廣大農(nóng)村和丘陵地帶以及山區(qū)的柑橘的果林地帶的現(xiàn)場收購商。當(dāng)然我們本次設(shè)計(jì)的柑橘分級機(jī)也面向廣大直銷商。所以本次設(shè)計(jì)的目的對柑橘分級機(jī)的重量和尺寸都提出了比較高的硬性 要求。總而言之，本設(shè)計(jì)的目的在于設(shè)計(jì)一套柑橘機(jī)械分級裝置，可針對柑橘按形狀大小進(jìn)行分級，主要面向我國廣大農(nóng)村和丘陵地帶以及山區(qū)的柑橘種植地帶，因此力求做到整機(jī)質(zhì)量較小而整機(jī)的尺寸也較小。        業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               4 2 關(guān)于柑橘分級機(jī)的初步設(shè)計(jì)  狀式柑橘分級機(jī)的初步尺寸和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)  形狀式柑橘分級機(jī)目前有篩板式，滾筒式，導(dǎo)軌式等，本設(shè)計(jì)是導(dǎo)軌式的形狀柑橘分級機(jī)設(shè)計(jì)。  根據(jù)本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)，以及我國柑橘的種植情況，我國廣大農(nóng)村柑橘種植的實(shí)際情況，我國柑橘有很大一部分種植在丘陵和山區(qū)地帶，因此我們需要跟據(jù)此種情況設(shè)計(jì)出總 體尺寸小，整機(jī)重量不大，且生產(chǎn)效率高的柑橘分級機(jī)。為此我們根據(jù)實(shí)際初步擬定尺寸如下：  柑橘分級機(jī)的整機(jī)尺寸設(shè)計(jì)為： 長 寬 高  2 6 0 0 5 2 0 6 0 0（  柑橘分級機(jī)的實(shí)際工作承載尺寸為： 長 寬  2 5 0 0 4 0 0 （  由于柑橘分級機(jī)的分級范圍為 6090們可以將此柑橘分級機(jī)的級數(shù)設(shè)為 4，為了能夠流暢連續(xù)的將柑橘分級出來，我們因此設(shè)置了 較長的柑橘傳送裝置，共有 21個(gè)毛刷輥?zhàn)樱總€(gè)分級間隙之前有 5 個(gè)毛刷輥?zhàn)幼鳛榫彺娓涕俚目臻g，我們可以藉此初步設(shè)計(jì)出這些毛刷輥?zhàn)拥拇篌w尺寸，第一組輥?zhàn)庸参鍌€(gè)的尺寸較第二級的毛刷輥?zhàn)拥某叽绱笠粋€(gè)級數(shù)，設(shè)為 d ，設(shè)最后一級的毛刷輥?zhàn)拥闹睆綖?4d ,由下式可得：  1 2 30 1 2 3 4 45 ( )l d d d d  0 1 2 3 4 45 ( 4 3 )l d d  其 中：   0l 是柑橘分級機(jī)的實(shí)際工作承載長度，設(shè)為 2500 1 是柑橘分級機(jī)第一分級尺寸，取為 60是柑橘分級機(jī)第四分級尺寸，取為 703 是柑橘分級機(jī)第四分級尺寸，取為 80; 3 是柑橘分級機(jī)第四分級尺寸，取為 901d 是柑橘分級機(jī)第一 組毛刷輥?zhàn)拥闹睆匠叽?; 2d 是柑橘分級機(jī)第二分組毛刷輥?zhàn)拥闹睆匠叽?; 3d 是第三組毛刷輥?zhàn)拥闹睆匠叽?; 4d 是柑橘分級機(jī)第三組毛刷輥?zhàn)拥闹睆匠叽纾? d 是相鄰兩組毛刷輥?zhàn)拥闹睆街?; 而事實(shí)上我們在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中我們可以看出在本次設(shè)計(jì)中，由于分級機(jī)的級數(shù)為4 級，并且級差為 10此我們不妨設(shè) d 為 10們對最小毛刷輥?zhàn)又睆?      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               5 的尺寸設(shè)定也應(yīng)在 6090間，我們不妨先取為 70是我們代入數(shù)據(jù)有：  1d  2d  3d  4d  由于我們的設(shè)計(jì)任務(wù)對整機(jī)的重量提出了要求，因此我們采用塑料制的毛刷輥?zhàn)樱⑶也捎每招耐彩降拿⑤佔(zhàn)觼硗瓿筛涕俚膫魉汀? 狀式柑橘分級機(jī)的基本結(jié)構(gòu)  本設(shè)計(jì)形狀是柑橘分級機(jī)主要由未料機(jī)構(gòu)提升機(jī)構(gòu)出料機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和分選機(jī)構(gòu)等構(gòu)成，主要部件有  電動(dòng)機(jī)  傳動(dòng)箱  主軸  料斗  v 帶  導(dǎo)軌  柑橘收集框等。  橘的尺寸和密度分布  在我們的日常生活中，柑橘的形狀絕大多 數(shù)的形狀是扁平的近似球體，因此我們在這里將我們所要進(jìn)行分級的柑橘看做成一個(gè)球體，事實(shí)上經(jīng)過日常生活經(jīng)驗(yàn)和查看各種水果資料我們也可以得出關(guān)于我國柑橘的大體尺寸范圍，我國的柑橘的實(shí)際尺寸大多為 6090以每 10一個(gè)級數(shù)，本設(shè)計(jì)共分 4 級，分別為 60000四個(gè)柑橘的分級對象。        業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               6 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)  統(tǒng)功能的描述：  圖 統(tǒng)功能的描述  能分解  為 了完成對不同大小 的柑橘進(jìn)行分級，分級機(jī)應(yīng)能承接  輸送  分級  柑橘，提升柑橘，并能對不同大小的柑橘在指定位置進(jìn)行分級，收集。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，形狀柑橘分級機(jī)需要有提升和分級功能。  分級經(jīng)過，得出形狀是柑橘分級機(jī)的功能樹，如下圖  圖 能分解  級機(jī)分級原理：  隨著果品貯藏加工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對水果質(zhì)量的要求越來越高，水果采后分級工作顯得日益重要，而采后分級工作時(shí)效性強(qiáng)，作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高，      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               7 因此，實(shí)現(xiàn)機(jī)械 化、自動(dòng)化作業(yè)勢在必行。水果生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化，使實(shí)現(xiàn)水果采后分級機(jī)械化與自動(dòng)化技術(shù)成為可能。  果實(shí)分級機(jī)械按工作原理可分為大小分級機(jī)、重量分級機(jī)、果實(shí)色澤分級機(jī)和既按大小又按色澤進(jìn)行分級的果實(shí)色澤重量分級機(jī)。  （ 1） 果實(shí)大小分級機(jī)  按果實(shí)大小進(jìn)行分級，由于選出果實(shí)大小形狀基本一致 ,有利于包裝貯存和加工處理，故在果實(shí)分級機(jī)中應(yīng)用最廣泛。  工作原理：使果實(shí)沿著具有不同尺寸的網(wǎng)格或縫隙的分級篩移動(dòng)，最小果實(shí)先從最小網(wǎng)格漏出，較大果實(shí)從較大網(wǎng)格漏出，按網(wǎng)格尺寸的差別，依次選出不同級別的果實(shí) 。樹種和品種不同，果實(shí)的大小尺寸不同，分級數(shù)也不盡一致，梨一般分為 34 級，蘋果分為 5 級。目前日本研制的水果大小分級機(jī)，采用先進(jìn)的輥、帶間隙分級原理，工作時(shí)分級輥?zhàn)鲃蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，輸送帶作直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)果實(shí)直徑小于分級輥與輸送帶之間的間隙時(shí)，則順間隙掉入水果槽，在機(jī)器工作過程中，果實(shí)因直徑不同而通過不同的間隙落到相應(yīng)級別的水果槽。分級精度  95，生產(chǎn)率 h。  為減少果實(shí)碰撞，提高好果率，有的分級機(jī)是利用浮力、振動(dòng)和網(wǎng)格相配合的辦法進(jìn)行分級。在選果槽的上部裝設(shè)網(wǎng)眼尺寸不同的選果篩，水槽里面設(shè)振 動(dòng)部件。分選時(shí)，先將果實(shí)送入水槽里面，振動(dòng)部件振動(dòng)時(shí)，槽中果實(shí)獲得動(dòng)能而移動(dòng)，當(dāng)果實(shí)移到與其大小相應(yīng)的網(wǎng)眼時(shí)，果實(shí)便通過網(wǎng)眼浮出水面，停留在相應(yīng)的格槽中，然后收取，即完成果實(shí)分級工序。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是避免了果實(shí)間的互相碰撞，在分級的同時(shí)可對果實(shí)進(jìn)行清洗和消毒作業(yè)。  （ 2） 果實(shí)重量分級機(jī)  按重量分級的分級機(jī)械是利用杠桿原理進(jìn)行的。在杠桿的一端裝有盛果斗，盛果斗與杠桿間是鉸鏈連結(jié)，杠桿的另一端上部由平衡重壓住，下部有支撐導(dǎo)桿以保證水平狀態(tài)，杠桿中間由鉸鏈點(diǎn)支撐，當(dāng)盛果斗的果實(shí)重量超過平衡重時(shí)，杠桿傾斜 ，盛果斗翻倒，拋出果實(shí)。承載輕果的杠桿越過此平衡重的位置沿導(dǎo)桿繼續(xù)前移，當(dāng)遇到小于果實(shí)重量的平衡重時(shí)，杠桿才傾斜，盛果斗翻倒在新的位置拋出較輕的果實(shí)，由此，果實(shí)可按重量不同被分成若干等級。  目前較先進(jìn)的微機(jī)控制的重量分級機(jī)，采用最新電子儀器測定重量，可按需選擇準(zhǔn)確的分級基準(zhǔn)，分級精度高，使用特別的滑槽，落差小，水果不受沖擊、不損傷。分級、裝箱所需時(shí)間為傳統(tǒng)的 1/2。  美國 司 分級機(jī)是一種新型果實(shí)分級機(jī)，具有速度快、性能      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               8 好、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。它根據(jù) “體積 ”分級的原理 進(jìn)行工作，綜合了大小和重量分級機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)消除了二者的缺點(diǎn)，使分級作業(yè)真正得以柔和平緩地進(jìn)行。 升機(jī)輥?zhàn)訉⒋旨壍墓麑?shí)送入四星裝料斗，星輪與提升機(jī)以鏈條驅(qū)動(dòng)的各對定距輥?zhàn)油?，輥?zhàn)映休d水果通過分級全程，這樣的裝置，星輪可以很柔和地將水果從提升機(jī)傳送到由一對滾子形成的凹槽中，根據(jù)選用分級機(jī)規(guī)格的不同，分級部分包括 6高度可調(diào)的 “摩擦指 ”，滾子從摩擦指下通過，緩緩地作反時(shí)針回轉(zhuǎn)，水果則作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)水果遇到摩擦指（最大的水果首先接觸摩擦指），由于轉(zhuǎn)動(dòng)與摩擦的組合，水果極 柔和地從滾子上移動(dòng)并落入彈性的擺動(dòng)活動(dòng)門上，水果自重足夠使其滑出并滾到輸送皮帶上，然后由皮帶送入包裝槽中。由于水果沒有摔落，也沒有其他任何典型的引起損傷的動(dòng)作，分級柔和。  （ 3）果實(shí)色澤分級機(jī)  按色澤分級的分級機(jī)工作原理是：果實(shí)從電子發(fā)光點(diǎn)前面通過時(shí)，反射光被測定波長的光電管接受，顏色不同，反射光的波長就不同，再由系統(tǒng)根據(jù)波長進(jìn)行分析和確定取舍，達(dá)到分級效果。在意大利的果品貯藏加工業(yè)生產(chǎn)中，使用顏色分級機(jī)較早，主要是對蘋果進(jìn)行顏色分級，其原理是按照綠色蘋果比紅色蘋果的反射光強(qiáng)的道理進(jìn)行的。工作時(shí)， 果實(shí)在松軟的傳送帶上跳躍移動(dòng)，光線可照射到水果的大多部位，這樣就避免了水果單面被照射。反射光傳遞給電腦，由電腦按照反射率的不同來將果實(shí)分開，一般分為全綠果、半綠（半紅）果、全紅果等級別。  日本三菱電器公司研制的水果成熟度分級機(jī)，是利用傳感器綜合測出梨的表面顏色、對特定光的透光率、形狀和大小，并與事先貯存在計(jì)算機(jī)中的優(yōu)良梨的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，推算出成熟度和糖分。  （ 4）果實(shí)色澤重量分級機(jī)  既按果實(shí)著色程度又按果實(shí)大小來進(jìn)行分級，是當(dāng)今世界生產(chǎn)上最先進(jìn)的果實(shí)采后處理技術(shù)，該機(jī)首先在意大利研制成功 并應(yīng)用于生產(chǎn)。工作原理是；將上述的自動(dòng)化色澤分級和自動(dòng)化大小分級相結(jié)合。首先是帶有可變孔徑的傳送帶進(jìn)行大小分級，在傳送帶的下邊裝有光源，傳送帶上漏下的果實(shí)經(jīng)光源照射，反射光又傳送給電腦，由電腦根據(jù)光的反射情況不同，將每一級漏下的果實(shí)又分為全綠果、半綠半紅果、全紅果等級別，又通過不同的傳送帶輸送出去。該生產(chǎn)線每小時(shí)可處理蘋果 15。  美國俄勒岡州的 司生產(chǎn)能分選果實(shí)、蔬菜、果仁及各種小食品的裝置。該裝置采用高晰像度的 像機(jī)，能識別以每分鐘 580 英尺速度在傳送帶上移動(dòng) 的產(chǎn)品上僅 1小的變色部分和缺陷部分。在進(jìn)料傳送帶與接取傳送帶      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               9 之間用空氣輸送產(chǎn)品之際，計(jì)算機(jī)使 128 個(gè)次品排除器中的 1 個(gè)工作，排除次品。排除時(shí)能控制空氣吹在次品的中心部位，幾乎不發(fā)生錯(cuò)誤排除現(xiàn)象。該分選裝置能按產(chǎn)品的色澤或大小進(jìn)行分選，并能將特定產(chǎn)品分選內(nèi)容參數(shù)編成程序預(yù)先儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器內(nèi)。  本次設(shè)計(jì)的形狀式柑橘分級機(jī)正是基于果實(shí)大小來進(jìn)行分級的，工作時(shí)，柑橘從進(jìn)料槽倒進(jìn)去，進(jìn)入分級機(jī)的主體功能機(jī)構(gòu)，通過毛刷輥?zhàn)訋?dòng)柑橘向垂直于出料槽的方向跳動(dòng)波浪式前進(jìn)，由于每兩個(gè)毛刷輥?zhàn)又g存在的間隙，這些間隙是根據(jù)柑 橘的尺寸范圍的大小而劃分的等級間距，當(dāng)柑橘行進(jìn)到某個(gè)間隙時(shí)，尺寸在這個(gè)等級范圍內(nèi)的柑橘就會(huì)通過每兩個(gè)毛刷輥?zhàn)又g的間隙分選出來二樓如下面相對應(yīng)的出料槽中，從而完成一個(gè)尺寸范圍內(nèi)柑橘的分選。而尺寸較大的柑橘就進(jìn)入下一級的分級間隙進(jìn)行分級，直至所有柑橘都分級完畢。        業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               10 4 主要部件的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算  級機(jī)的主要部件的運(yùn)動(dòng)和功能求解  本次設(shè)計(jì)的柑橘分級機(jī)有以下主要部件組成：進(jìn)料槽，毛刷滾子，出料槽，帶輪，帶減速箱的電機(jī)，機(jī)架，撐桿等等。  (1)進(jìn)料槽的結(jié)構(gòu) 如下圖所示：  圖 料槽結(jié)構(gòu)圖  如圖中所示，進(jìn)料槽為圖中 6 所示，為一傾斜的安裝位置，其中的 4 為撐桿。其具體結(jié)構(gòu)如下：  圖      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               11 (2 ) 如圖中所示，毛刷輥?zhàn)訛閳D中 15 所示， 處于平行的安裝位置，所謂毛刷輥?zhàn)右簿褪怯衫锩嬉粚铀芰虾屯饷嬉粚铀芰辖q狀物套裝組成，這樣在工作時(shí)，柑橘就能靠這層毛刷的接觸來增加摩察力，從而達(dá)到將柑橘傳遞到分級間隙的目的。  圖 橘分級機(jī)的工作機(jī)  而這些毛刷輥?zhàn)又饕蓛煞N規(guī)格組成，一種規(guī)格直徑較大，一種直徑規(guī)格較小，由于本次設(shè)計(jì)的柑橘分級機(jī)的分級范圍為 60 90在本次柑橘分級機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)中將這一范圍分為四級，分別為 600090對應(yīng)的出料槽的寬度尺寸也應(yīng)對應(yīng)四種尺寸規(guī)格。在這里我們?yōu)榱四茏尭涕倌苓B續(xù)的在柑橘分級機(jī)中分級，我們在一臺柑橘分級機(jī)中就將總共安排 2024 個(gè)這兩種規(guī)格的毛刷輥?zhàn)?，正如上圖中所示，每 56 個(gè)毛刷輥?zhàn)幼鳛橐唤M無間隙排在一起。通過一系列間距不等的帶輪的傳遞將起始的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩連續(xù)傳遞到后續(xù)的各個(gè)分級的毛刷輥?zhàn)由?，從而能夠連續(xù)承載柑橘向前繼續(xù)分級，其具體結(jié)構(gòu)如下圖：  圖 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖  由上圖中可以看出來，各個(gè)毛刷輥?zhàn)?之間的動(dòng)力傳遞通過交錯(cuò)帶輪的帶傳動(dòng)來傳遞。        業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               12 (3) 如下圖所示，出料槽的安裝位置在形狀式分級機(jī)中的安裝位置如下圖所示（圖中斜置安裝的寬槽，從柑橘流動(dòng)的方向看）  圖 料槽的結(jié)構(gòu)圖  出料槽的具體結(jié)構(gòu)如下所示：  圖 料槽的具體結(jié)構(gòu)  圖中的 B 值有幾個(gè)，因此一臺分級機(jī)的出料槽也有幾種不同的尺寸，具體對應(yīng)每一組柑橘的尺寸分界線。  柑橘分級機(jī)的動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算：  根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)柑橘的一些資料我們得出柑橘的一些物理參數(shù)：  將柑橘理想化為球形 ；  柑橘的密度： 30  0 g c m；  柑橘的實(shí)際尺寸范圍： 6090柑橘的占有率： 70%80%; 根據(jù)我們的設(shè)計(jì)任務(wù)和市場需求我們初步將柑橘分級機(jī)的一些參數(shù)擬定如下：  柑橘分級機(jī)的實(shí)際工作尺寸：  2 5 0 0 4 0 0 9 0( 柑橘的生產(chǎn)效率： 34t/h;       業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               13 柑橘的總體尺寸： 2 6 0 0 5 2 0 6 0 0( 柑橘分級機(jī)工作時(shí)我們要考慮的因素：  柑橘分級機(jī)的設(shè)計(jì)安全裕量 20%30%；  柑橘分級機(jī)的 工況系數(shù)  柑橘分級機(jī)的突發(fā)過載狀況 ,柑橘的層高設(shè)為 75柑橘分級機(jī)的生產(chǎn)能力的預(yù)留量，設(shè)為 4t/h; 計(jì)算毛刷輥?zhàn)拥木€速度 v  v=                (1)    其中：  0l =2500柑橘分級機(jī)的實(shí)際承載工作區(qū)；  l 按下式 (2)計(jì)算為 4 噸柑橘在柑橘分級機(jī)的毛刷輥?zhàn)由纤嫉牧飨蜷L度 ; t=1h=3600s,為柑橘分級機(jī)處理四噸柑橘所需的時(shí)間；  l                  (2) 其中：  0m 是柑橘分級機(jī)每小時(shí)處理的柑橘的重量  是柑橘的密度  是柑橘在工作機(jī)上所占實(shí)際寬度 v 是柑橘的空間占有率  是在理想化的設(shè)想時(shí)，將柑橘想象成一層緊密排列鋪在工作機(jī)的毛刷輥?zhàn)拥纳厦妫? 將數(shù)據(jù)代入（ 2）中有：  l=    0 (將（ 2）中的數(shù)據(jù)代入（ 1）中有  v   5 8 . 5 9 /m m s  01000331 0 0 0 4 1 0 1 00 . 8 4 0 0 7 5 8 0 % 7104852 . 0 8 4 1 0 2 5 0 036002109003600      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               14 同時(shí)又因?yàn)楦涕僭诿⑤佔(zhàn)咏M成的工作機(jī)上走的是 半圓弧，所以毛刷輥?zhàn)拥木€速度是上述速度的 ，即取為 s. 計(jì)算柑橘分級機(jī)工作機(jī)的功率：  柑橘在毛刷輥?zhàn)拥淖饔孟聫倪M(jìn)料槽一直到出料槽這個(gè)過程中，毛刷輥?zhàn)訉Ω涕僮鞯墓Ψ譃閮刹糠?，而這個(gè)做功的力是毛刷輥?zhàn)优c柑橘之間接觸部分之間的摩擦力，它一方面將柑橘的底部從毛刷輥?zhàn)又g的交界處提升到毛刷輥?zhàn)拥捻敹颂幩龅墓Γ硪环矫嫠鼘⒏涕購倪M(jìn)料槽帶到出料槽時(shí)所做的功；我們在處理這個(gè)功率時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)從分級機(jī)在一個(gè)小時(shí)內(nèi) 將 4 噸柑橘從進(jìn)料槽帶送到出料槽時(shí)所作的總功求出來，然后再求其功率。  我們從能量守恒和宏觀上來把握這個(gè)總功的求解：  柑橘分級機(jī)在整個(gè)過程中對柑橘的重力所做的功為 1W   1W 0mg h  其中：  g 是地球上的重力加速度，單位為 ; h 是柑橘被提升的總高度， 代入數(shù)據(jù)有：  1W 5 （ 30+35+40+45） 310 34 1 0 1 0  30000J 柑橘分級機(jī)在整個(gè)過程中摩擦力對柑橘所做的功為2W: 2W 00()m g l l 其中：   是柑橘和毛刷輥?zhàn)咏佑|部分之間的摩擦系數(shù)，經(jīng)查表可知可取為 慮到設(shè)計(jì)的實(shí)用裕量可取為  代入數(shù)據(jù)有：  2W          2713085. 75 J 計(jì)算每小時(shí)柑橘分級機(jī)所做的總功 W：  12W W W 3 0 0 0 0 2 7 1 3 0 8 5 . 7 5  2743085. 75 J 3 - 3 12121 0 ( 2 1 0 9 0 0 2 5 0 0 2 5 0 0 ) 1 00 . 4 4 1 0      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               15 從而柑橘分級機(jī)的工作機(jī)的功率7 6 1  8 ( w )  動(dòng)方案的設(shè)計(jì) ：   動(dòng)機(jī)的選擇  (1)電動(dòng)機(jī)類型的選擇：   一般選擇： Y 系列（常用，三相異步交流電動(dòng)機(jī)，節(jié)能）  (2)確定電動(dòng)機(jī)的功率  先計(jì)算工作機(jī)的功率    6 1  8 ( w )  工作機(jī)效率 : 根據(jù)柑橘分級機(jī)的傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)和種類，我們可以看出本機(jī)的傳動(dòng)裝置是由帶傳動(dòng)帶動(dòng)的，共有 21 毛刷輥?zhàn)?，但由于是帶的交錯(cuò)布置，可知共有 20 根帶，而 w 帶傳動(dòng)的效率為 查表表 2,第 141 頁）。此處我們把不同輥?zhàn)又g的帶傳動(dòng)的不同帶傳動(dòng)的效率都看做是相同的，因此我們可以簡化為以下模型：  設(shè)每個(gè)輥?zhàn)拥墓β蕿?0P ,則  0P  其中 n 是帶傳動(dòng)的數(shù)目；  代入數(shù)據(jù)有  0P  38 （ w）  工作機(jī)的總效率為 w ：  w 0l   2743085. 753600 ( 0 . 9 7 0 . 5 4 )2 P      業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               16 減速箱輸出功率為    =w）  (3)計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率   減速箱的總效率為（其示意圖如下）  圖 速箱的結(jié)構(gòu)示意圖  其中：  ' 是減速箱的總效率；  1, 2, 3 分別是減速箱內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的效率；       業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               17 經(jīng)查表 2,(141) 有 ' 0 . 9 6 0 . 9 6 0 . 9 2 =動(dòng)機(jī)的額定功率計(jì)算可得  =1183(w) (4)確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：  毛刷輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速                               代入數(shù)據(jù)有  2 2 / m  電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速                  其中：   1, 2, 3 . ni i 電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的各個(gè)傳動(dòng)比，一般不限范圍 ; 例如本設(shè)計(jì)中 i 可以取 3540 之間的數(shù)，當(dāng)然也可去其他的傳動(dòng)比，具體根據(jù)自己的需要和減速器的選擇來決定。  電機(jī)至工作機(jī)的總傳動(dòng)比為 i 電機(jī)同步轉(zhuǎn)速： 3000,1500,1000,750r/速越高，電機(jī)質(zhì)量和尺寸就越小，價(jià)格就低  傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比加大，尺寸和重量增加，價(jià)格提高  較低轉(zhuǎn)速，情況正好相反。  根據(jù)同步電機(jī)轉(zhuǎn)速 n 和額定功率 表選取電機(jī)型號  'wd 1 0 0 2 8 4 7 8 7 26 0 1 0 0 0 5 8 . 5 9 121 0 2 . 55 8 . 5 9 12 6 01 0 2 . 5 wm nn i 1 . 2 3 . . . i i       業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               18 5 柑橘分級機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算  傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算：  我們在這里只以第一組的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)和計(jì)算為例，從上面的計(jì)算和初步設(shè)計(jì)的尺寸來說，第一根帶傳動(dòng)的中心距 a0 帶輪的直徑  100060 0   00000     由公式  020 4)()(212 22210 此處的 0相應(yīng)的帶長 ; 2,1 帶傳動(dòng)中兩個(gè)帶輪的不同直徑；  在此分級機(jī)的第一組帶傳動(dòng)中，我們的前四個(gè)帶輪之間的中心距都相等，因此我們在此處的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中二者的大小相等，都為  于是我們代入數(shù)據(jù)就可得到帶的計(jì)算長度為 至于后面的帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)以此類推，不難將后面各組的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)出來。                                                                                           的受力分析：  在本柑橘分級機(jī)中我們只對軸進(jìn)行校核計(jì)算，因?yàn)樵诒緳C(jī)中所能承受的柑橘的總質(zhì)量不大，因而平攤到每根軸的受力就很小了，因此本機(jī)中兩小半軸的承載受力可不予考慮。此外，我們在軸的受力分析中我們也應(yīng)該看到在每根軸上都受到了徑向力，但是都不大，我們在后面的校核中會(huì)考慮到。  的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：        業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               19 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸 。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式 ;軸上安裝的零件的類型 、尺寸、數(shù)量以及和軸接連的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等 。 由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素有很多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式 。 設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)不同情況進(jìn)行具體的分析 。 但是，不論何種具體情況，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置 ;軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等 。 本機(jī)中每個(gè)毛刷滾子都采用兩根半軸，并且都采用階梯軸，以便于定位和連接，這兩半軸很短，因此設(shè)計(jì)時(shí)只需校核即可。  的設(shè)計(jì)與計(jì)算：  扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件 初步估算軸的直徑   機(jī)器的運(yùn)動(dòng)簡圖確定后，各軸傳遞的 P 和 n 為已知，在軸的結(jié)構(gòu)具體化之前，只能計(jì)算出軸所傳遞的扭矩，而所受的彎矩是未知的。這時(shí)只能按扭矩初步估算軸的直徑，作為軸受轉(zhuǎn)矩作用段最細(xì)處的直徑 般是軸端直徑  。    根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件確定的最小直徑為：   （   式中： P 為軸所傳遞的功率（  n 為軸的轉(zhuǎn)速（ r/ 計(jì)算系數(shù)， 代入數(shù)據(jù)我們可以計(jì)算得到 若計(jì)算的軸段有鍵槽，則會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，此時(shí)應(yīng)將計(jì)算所得的直徑適當(dāng)增大，若有一個(gè)鍵槽，將 大 5，若同一剖面有兩個(gè)鍵槽，則增大 10 ,本軸中有一個(gè)鍵槽，我們可以算出所需的軸的尺寸為 16 以 基礎(chǔ)，考慮軸上零件的裝拆、定位、軸的加工、整體布局、作出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在軸的結(jié)構(gòu)具體化之后進(jìn)行以下計(jì)算。  按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 軸的直徑  l）繪出軸的結(jié)構(gòu)圖  2）繪出軸的空間受力圖   3）繪出軸的水平面的彎矩圖    4）繪出軸的垂直面的彎矩圖        業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               20 5）繪出軸的合成彎矩圖            6）繪出軸的扭矩圖  7）繪出軸的計(jì)算彎矩圖  8）按第三強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量彎矩：  式中： 為將扭矩折合為當(dāng)量彎矩的折合系數(shù)，按扭切應(yīng)力的循環(huán)特性取值 : a）扭切應(yīng)力理論上為靜應(yīng)力時(shí)，取 = b）考慮到運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻、振動(dòng)、啟動(dòng)、停車等影響因素，假定為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力  ，取  = c）對于經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)的軸，把扭剪應(yīng)力視為對稱循環(huán)應(yīng)力，取  =1（因?yàn)樵趶澗刈饔孟?，轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力屬于對稱循環(huán)應(yīng)力）。  9）校核危險(xiǎn)斷面的當(dāng)量彎曲應(yīng)力（計(jì)算應(yīng)力）：  式中： W 為抗扭截面摸量（   為對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力。  如計(jì)算應(yīng)力超 出許用值，應(yīng)增大軸危險(xiǎn)斷面的直徑。如計(jì)算應(yīng)力比許用值小很多，一般不改小軸的直徑。因?yàn)檩S的直徑還受結(jié)構(gòu)因素的影響。  一般的轉(zhuǎn)軸，強(qiáng)度計(jì)算到此為止。對于重要的轉(zhuǎn)軸還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確校核。此外，對于瞬時(shí)過載很大或應(yīng)力循環(huán)不對稱性較為嚴(yán)重的軸，還應(yīng)按峰尖載荷校核其靜強(qiáng)度，以免產(chǎn)生過量的塑性變形。  疲勞強(qiáng)度精確校核  按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸的強(qiáng)度中沒有考慮軸的應(yīng)力集中、軸徑尺寸和表面品質(zhì)等因素對軸的疲勞強(qiáng)度的影響，因此，對于重要的軸，還需要進(jìn)行軸危險(xiǎn)截面處的疲勞安全系數(shù)的精確計(jì)算，評定軸的安全裕度。即 建立軸在危險(xiǎn)截面的安全系數(shù)的校核條件。   安全系數(shù)條件為：         業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               21 式中： 為計(jì)算安全系數(shù)；  、 分別為受彎矩和扭矩作用時(shí)的安全系數(shù)；  、 為對稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)材料試件的彎曲和扭轉(zhuǎn)疲勞極限；  、 為彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)，  為彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)；  、 為彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的絕對尺寸系數(shù)；  、 為彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)平均應(yīng)力折合應(yīng)力幅的等效系數(shù)；  、 為彎曲和扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力幅；  、 為彎曲和扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力。                                          S 為 最 小 許 用 安 全 系 數(shù) ：                                                                               于 材 料 均 勻 ， 載 荷 與 應(yīng) 力 計(jì) 算 精 確 時(shí) ；                             于 材 料 不 夠 均 勻 ， 載 荷 與 應(yīng) 力 計(jì) 算 精 確 度 較 低 時(shí) ；                  于材料均勻性及載荷與應(yīng)力計(jì)算精確度很低時(shí)或軸徑 200。   靜強(qiáng)度條件進(jìn)行校核  靜強(qiáng)度校核的目的在于評定軸對塑性變形的抵抗能力。這對那些瞬時(shí)過載很大，或應(yīng)力循環(huán)的不對稱性較為嚴(yán)重的的軸 是很有必要的。軸的靜強(qiáng)度是根據(jù)軸上作用的最大瞬時(shí)載荷來校核的。  靜強(qiáng)度校核時(shí)的強(qiáng)度條件是：        業(yè)設(shè)計(jì)（論文 )                               22 式中： 危險(xiǎn)截面靜強(qiáng)度的計(jì)算安全系數(shù)；  按屈服強(qiáng)度的設(shè)計(jì)安全系數(shù)；   于高塑性材料（ 成的鋼軸；   于中等塑性材料（ 成的鋼軸；   ，用于低塑性材料制成的鋼軸；   23，用于鑄造軸；  只考慮安全彎曲時(shí)的安全系數(shù)；  只考慮安全扭轉(zhuǎn)時(shí)的安全系數(shù)                               &nbs