机械毕业设计（论文）-禽蛋旋转装置及输送装置的设计【全套图纸】

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1、 禽蛋旋转装置及输送装置的禽蛋旋转装置及输送装置的 设计说明书设计说明书 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 13-2 指导老师 日 期 2013 .05 塔里木大学机械电气化工程学院制 13 届毕业设计 前前 言言 禽蛋是世界上最广泛的食用动物蛋白，自 2006 年以来我国产蛋量和进出口禽蛋量巨大， 每年可达 3000 万吨左右。相比全世界范围内巨大的禽蛋市场，我国的禽蛋加工机械化程度 相对低下，仅限于传统产品（皮蛋，咸蛋等再制蛋）且蛋制品加工只占同期产量的 5%。 综合分析我国市场现状及未来发展趋势，提升禽蛋产品的深加工技术水平非常重要。

2、本文查阅了多数禽蛋智能监测装置的工作方式而设计一种利于禽蛋监测系统装置更加方便 快捷的旋转及传输机构。有异于禽蛋翻滚输送装置的特点，本设计由旋转装置和链条输送 装置组成。旋转装置固定与链条上随链盘的转动而移动，并且在移动中完成设计任务。 本文计划以此设计来填补现有禽蛋检测装置中遗漏的检测位置，起到查漏补缺的目的。 并且在设计中证明其可行性。 关键词：关键词：禽蛋；旋转装置；输送装置 完整说明书全套图纸，加完整说明书全套图纸，加 153893706 目目 录录 1 绪论绪论1 1.1 课题来源及研究目的意义.1 1.2 本课题在国内外研究现状及分析.1 1.3 课题设计的任务要求及实现预期目标的

3、可行性分析.1 1.4 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路.2 2 设计设计内容内容.2 3 设计设计内容与原理内容与原理.2 3.1 工作原理.2 3.2 各部件设计与原理分析.2 3.3 整体工作原理.4 3.4 相关设备.4 4 运动方案的设计运动方案的设计.6 4.1 运动简图.6 4.2 主要技术参数.7 4.3 电动机的选择.7 4.4 链传动设计.8 4.5 减速器的设计.12 5 零件的设计计算零件的设计计算.13 5.1 链轮的设计计算.13 5.2 轴的设计计算.14 总总 结结15 致致 谢谢16 参考文献参考文献.17 塔里木大学毕业设计 1 1 绪论绪论 1

4、.1 课题来源及研究目的意义课题来源及研究目的意义 禽蛋是世界上最广泛食用的动物性蛋白，是人类最好的营养来源之一，其中含有大量 的维生素和矿物质及有高生物价值的蛋白质。对人而言，鸡蛋的蛋白质品质最佳，仅次于 母乳。一个鸡蛋所含的热量，相当于半个苹果或半杯牛奶的热量，但是它还拥有 8%的磷、 4%的锌、4%的铁、12. 6%的蛋白质、6%的维生素 D、3%的维生素 E、6%的维生素 A、2%的 维生素 D、5%的维生素 B2. 4%的维生素 B6。这些营养都是人体必不可少的，它们起着极 其重要的作用，如修复人体组织、形成新的组织、消耗能量和参与复杂的新陈代谢过程等。 其生产和加工在畜牧业发展中都

5、具有重要的位置 。亚洲的 15 个国家人口超过 30 亿，每个 国家的语言、文化、宗教、经济、结构和蛋品消费情况都不相同。到 2015 年，世界禽蛋消 费预期从目前的 6 亿吨增加到 7 亿吨。约 70的增长是在亚洲。 基于禽蛋的营养非常高，并且来源广泛，加工潜力大，市场巨大而我国禽蛋检测的整 体流程并不先进的基本情况，我依照设计题目和思路提出一个对禽蛋精深加工的机械设备 的设计。 1.2 本课题在国内外研究现状及分析本课题在国内外研究现状及分析 今天，全球超过一半的国际集团中国区销售总监的禽蛋生产企业在亚洲，但是各国人 均消费水平非常不均衡。亚洲的禽蛋加工仍然处于起步阶段。大约有 110 个

6、禽蛋加工企业， 大多数位于日本。世界蛋品工业的发展已有百年的历史，随着蛋品深加工科技水平的不断 提高，逐步形成了专业化、机械化、规模化、集约化的生产模式。目前，美国、日本、加 拿大、意大利、澳大利亚、德国等发达国家的养禽业和蛋品加工业已形成现代化的大工业 生产体系。 中国禽蛋资源丰富，品种多样，是世界禽蛋生产和消费大国。中国的禽蛋业曾经长期 沿袭小农经济的分散生产方式，生产发展缓慢。无论是为了提高鲜蛋出口,还是进行禽蛋的 纵深加工,都必须对禽蛋进行清洗，消毒，检测和分级而目前在完成这些工作方面,我国多数 企业仍沿用人工作业,无论是在加工质量方面,还是在加工效率方面,我们与发达国家都存在 较大差

7、距在美国,禽蛋的采集、保鲜、分级、包装均采用机械操作、自动化程度高、成本低 等。 如何高效的利用我国禽蛋资源扩大市场占有率成为一个至关重要的因素。如今我国引 用了大部分国外科技技术弥补国内禽蛋加工机械化水平的举动虽然能带动产业链条的发展， 但是并不能解决技术限制的根本问题。现在国内外主流的禽蛋检测分级装置有 Moba Omnia 全自动禽蛋分级，检验，包装机械；日本 NABEL 公司鲜蛋分级包装机，大小头定 向排列系统等。 1.3 课题设计的任务要求及实现预期目标的可行性分析课题设计的任务要求及实现预期目标的可行性分析 以上设计和装置虽然能检测大部分禽蛋的品级，裂纹和大小头排列等问题，但是依旧

8、 存在检测不完全和检测率不完全的问题。而现今的科技发展迅速，食品的精加工技术发展 已经迈入一个新的台阶，人们对禽蛋产品的需求不再是限于日常的食用和烹调。禽蛋产品 的精深加工和涉及基因工程的技术带来的禽蛋高效率 的利用已经成为不能延缓的事实。但 是以现有的禽蛋加工机械水平想要达到禽蛋精深加工大范围应用的限制还有一定距离。 几乎所有的禽蛋检测装置都是胶辊式输送装置，只能使禽蛋延长轴方向做 360翻滚 前进检测。能够检测 90%的禽蛋质量，品级，裂纹等需要检测的步骤。主要机构部件是机 架，动力系统，胶辊，检测装置。其中主要由机架、链辊输送系统、限位导向系统、调速 系统等组成。 为了完善最后 10%的

9、检测能力，本次设计我以链轮式传动输送为主，在其中加载能够 塔里木大学毕业设计 2 夹抓禽蛋的旋转式托盘机构。由于本设计是整个禽蛋检测装置中添加的优化部分，所以禽 蛋输送装置的速度已定，禽蛋检测装置的工作速度也是由前一部分胶辊的输送量和输送速 度来决定的。本设计思路清晰，任务明确，可行性高。 1.4 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 在我们了解研究重点，关键问题时我们必须要先找到研究的重点对象和关键问题，因 此我们必要要熟知此设计的大体的工作过程和设计构思。本设计主要解决禽蛋智能检测中 机械设备的设计。难点是由于本人基础水平较差，经验欠缺，

10、所以只在本设计题目的范围 对禽蛋加工的整体工艺流程的一部分进行研究，并且将设计任务完成。 禽蛋检测所必须的机械传动部分未来发展趋势预测： （1）未来的禽蛋检测机械必将向着产业大型化发展，随着禽蛋产量不断提升，禽蛋加 工量必将是限制禽蛋市场发张的重要因素。 （2）更加智能化的发展，现在已经有很多对于禽蛋智能机器人检测技术的研究。 （3）禽蛋检测机械部分的优化，机械传动部分必将是具有更高效率，更加复杂的设计。 （4）禽蛋生产，检测分级，禽蛋粗加工，禽蛋精加工一体化。实现从产蛋地点就能生 产完全蛋制品的工艺。 （5）为禽蛋精深加工设定更严格的检测标准。 2 设计要求设计要求 本设计的主旨是在禽蛋检测

11、过程中能够多方位，多角度的进行检测。提升禽蛋的检测 完全度，以满足现代食品业中对禽蛋检测质量的更高要求。那么完成禽蛋一系列检测任务 的机械设备的设计为本次设计任务的主要目标。本设计参阅了很多现代检测设备后提出了 自己的设计思路： （1）完成禽蛋 360无死角检测。 （2）输送装置能完成旋转装置的输送任务。 （3）研究对象为鸡蛋。 3 设计设计内容与原理内容与原理 3.1 工作原理工作原理 本设计总的来说是由禽蛋旋转装置和链条输送装置组成。在旋转装置的轴承下安装一 个支撑板驱动旋转装置上下移动来夹持托盘内禽蛋，机架与旋转装置机身处固定连接一个 驱动齿条驱动机身旋转齿轮旋转带动托盘旋转，在此过程中

12、，通过各种智能检测装置完成 检测。 整体机身和主要部件设计图： 塔里木大学毕业设计 3 图图3-1 总体图总体图 1.机架 2.灯箱 3.链条和旋转装置 4.链盘 5.轴承及轴承座 6.禽蛋溜板 7.电机 3.2 各部件设计与原理分析各部件设计与原理分析 3.2.1 禽蛋托盘装置的设计 图3-2托蛋槽 根据禽蛋中基本尺寸设计蛋盘为长80mm，宽60mm,深30的托蛋槽，此蛋槽可完全放入禽蛋 蛋体并且不使之溢出。托蛋槽下加装基座和翻蛋辊子，如下图: 图3-3基座 图3-4翻蛋辊子 塔里木大学毕业设计 4 图3-5基座与翻蛋辊子的组合方式 根据禽蛋尺寸和蛋槽尺寸依次设计出基座和翻蛋滚子的大小和直径

13、。将整个部件配合 好之后安装在一个下端有旋转齿轮的旋转芯体上，并且是固定联接。通过轴心夹爪底部支 撑轴承在支撑板上的运动抬升夹爪的高度从而夹持禽蛋的上表面，使其在旋转过程中不会 随之飞出。旋转齿轮在经过驱动齿条驱动时旋转带动整个旋转装置转动使禽蛋水平180旋 转。翻蛋辊子经过导轨时旋转使禽蛋沿水平轴心旋转达到翻转目的。 图3-6禽蛋旋转芯体 图3-7轴心夹爪部件 图3-8 旋转芯体 1.旋转装置支撑滚轮 2.旋转齿轮 3.复位弹簧4.禽蛋翻转辊子 5.蛋托 6.定位凹槽 当禽蛋落入蛋托中，旋转轴心装置随着机身一起运动，经过灯箱位置时旋转齿轮与齿 条啮合一定距离使旋转轴心转动180，由于定位销子

14、的固定作用，定位凹槽转动180由 于蛋托和旋转轴心是固定联接，则禽蛋也相应的转动180完成长短轴的检测。 当旋转工作完成后再由导轨驱使禽蛋翻转辊子转动有限转数使禽蛋完成水平轴心上的 塔里木大学毕业设计 5 180翻转使得禽蛋的下表面也能受到灯箱的照射检测，此时禽蛋完成两次检测。滚轮可以减 少旋转芯体和支撑板的摩擦，更加有利于旋转装置的轨迹运动。 3.2.2 机身及定位销 机身是整个旋转装置的承载装置。其中心设有圆形方形通孔，在圆形阶梯通孔的两侧 对称设有方孔，方孔的中心轴线与圆形阶梯通孔的中心轴线垂直，旋转芯体置于机身的圆 形阶梯通孔内形成间隙配合，在方孔内设有定位销和定位弹簧，定位销与方孔的

15、底部接触。 由于有定位销，装置有了自动调心功能，对齿条的齿数要求不倒旋转齿轮的一半齿数 时，也不会影响禽蛋转动效果。 如下图所示： 图3-9 机身和定位销 塔里木大学毕业设计 6 此处已删除此处已删除 为了保证链条松边有一个合理的安装垂度，理论中心距会比实际中心距大一些，即 a = a a ，为（0.0020.004），对于中心距可以调整的链传动，可取较大值aaa （张祖立等2004） ，故取 。aa004 . 0 a = a a = 7279 0.004 7279 =7250mm （5）圆周力和作用于轴上的拉力计算 有效圆周力F计算： N v P F 4 . 1071 7 . 0 75 .

16、0 10001000 作用在轴上的拉力FQ计算： NFffFQ1232 4 . 10710 . 115 . 1 15 塔里木大学毕业设计 7 其中：压轴力系数，对于水平传动，对于垂直传动； 5 f15 . 1 5 f20 . 1 5 f 工况系数，经查。 1 f0 . 1 1 f （6）低速链传动的静力强度计算 当输送链条速度v0.6m/s时为低速链传动，此时链条的静强度占主要地位，因而抗拉 静力强度不够而破坏的几率很大（张祖立等 2004） ，在本设计中生产线速度可调，链轮的 转速有可能低于0.6m/s，因而需要进行抗拉静力强度计算，因为在链条速度很低时，圆周 力远远大于，离心拉力和悬垂拉力

17、，故而紧边拉力。FF 1 84 6 . 24 5 . 25241 1000 1 . 312 111 Ff FZ Ff FZ S QPQP ca 其中：链排数，取； P Z2 P Z 双排链的极限拉伸载荷，经查； Q FKNFQ 1 . 31 工况系数，经查； 1 f0 . 1 1 f F有效圆周力。 ，因而链条在低速运行时安全。84 ca S 4.5 减速器的设计减速器的设计 4.5.1 确定总的传动比 由选定的电动机满载转速 nm和工作机的主轴的转速 n，可得传动装置的总的传动比是： （4-17）16.26 51.53 1400 n n i m i在6-24范围内可以选用 故采用耳机展开式齿

18、轮传动减速器，为使两大齿轮浸油深度相近，故取i1=1.3i2 4.5.2 分配传动比 4.49 （4-18）3 . 1/16.263 . 1/ 2 ii （4-19）83 . 5 49 . 4 16.26 2 1 i i i 校核实际传动比： 18.2683 . 5 49 . 4 i 传动比误差： （4-20）%064 . 0 %100 16.26 16.2618.26 4.5.3 计算传动装置运动和动力参数 塔里木大学毕业设计 8 如图，减速箱内三根轴的转速如下： I 轴： min/1400rnn mI II 轴： （4-21）min/14.240 83 . 5 1400 1 r i n n

19、 I II III轴： （4-22）min/48.53 49 . 4 14.240 2 r i n n II III 各轴的输入功率为： I轴: （4-23）KWpp d 44 . 1 96 . 0 5 . 1 11 II轴： （4-24）KWpp III 28 . 1 9 . 099 . 0 44 . 1 32 III轴： （4-25）KWpp IIIII 14 . 1 9 . 099 . 0 28 . 1 32 计算各轴的输出功率： I轴： （4-26） I pKWp43 . 1 99. 044 . 1 21 II轴： （4-27） II pKWpII27 . 1 99 . 0 28. 1

20、 2 III轴： （4-28） III pKWpIII13. 199 . 0 14 . 1 2 各轴输入转矩 （4-30）mN n P T I d d 23.10 1400 5 . 1 95509550 （4-31）mNiTT d 3 . 5796 . 0 83 . 5 23.10 111 =57.34.490.960.99=244.5 Nm （4-32） II T T 2 i 1 2 =244.50.990.9=217.9Nm （4-33） T T 2 3 输出转矩： 0.99=56.7Nm （4-34） T T 0.99=242.1Nm （4-35） T T 塔里木大学毕业设计 9 0.9

21、9=215.7Nm （4-36） T T 5 零件的设计计算零件的设计计算 5.1 链轮的设计计算链轮的设计计算 分度圆直径： （5-1）mm z p d928 38 180 sin 62.76 180 sin 00 齿顶圆直径： (5-2)mm z pda966) 38 180 cot54 . 0 (62.76) 180 cot54 . 0 ( 00 齿根圆直径： (5-3) rf ddd 式中：.为辊子直径（mm） r d 5.2 轴的设计计算轴的设计计算 5.2.1 主动轴的设计 (1).求链轮轴上的功率 P、转速 n 和转矩 T (5-4) III pP kM08. 196 . 0 1

22、3 . 1 1 又 n=53.51r/min 于是： (5-5)mmN n P T192749 51.53 08 . 1 95500009550000 （2）确定轴的最小直径 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。取 A0=110， (5-6) 9550000 t T t n P W T 由上式可得轴的直径： (5-7)mm n P A n P d T 4 . 64 51.53 08 . 1 110 2 . 0 9550000 33 0 3 3 min 式中：为扭转切应力（MPa） ； t T 为轴所受的扭矩（） ；mN 为轴的抗扭截面系数（mm3）； T W n 为轴的转速（r/min） ；

23、P 为轴传递的功率（kw） ； 塔里木大学毕业设计 10 d 为计算截面处轴的直径（mm)； 为许用扭转切应力(MPa)。 t 5.2.2 从动轴的设计 从动轴的要求比主动轴的要求低，即在从动轴的设计上选取与主动轴相同的规格即可。 总总 结结 通过本次课程设计，通过仔细思考整个设计的总体思路和过程，发现一些问题 总结如下： (1)禽蛋旋转装置的一些零件尺寸过大，还可继续优化。 (2)装置设定单排通道效率不高，可安装多排装置组成多通道提高效率。 (3)设想与生产线同步能力较弱，需要调节次数可能过多。 此次课程设计，收获了很多，懂得了理论与实际相结合，不是只靠凭空想像和纸上谈 兵，而是现实生活相结

24、合，在勤奋中踏实做事的道理。 塔里木大学毕业设计 11 致致 谢谢 在完成了自己的艰辛任务和目标后我并没有沾沾自喜，我深深的明白这一切的成果离 不开老师的指导同学的帮助！感谢母校提供了如此一个能够表达自己专业知识和表现自己 舞台的机会。这次毕业设计使我学到了许多新的知识，知道了学习的可贵与获取知识的辛 苦。承蒙老师的耐心指导，使我顺利完成了我的毕业设计。 在此，深深感谢我的指导老师肖爱玲老师。肖老师对我的整体方案的设计提出了建设 性的意见。给予了我耐心的指导，表现了她对工作负责的精神。在整个设计的过程中，有 了老师的耐心指导，才使我的设计顺利完成。 同时也感谢在这几年中给予我知识的各科老师。只

25、有在各科老师的呕心呖血的教育后， 我才能顺利的用知识丰富自己的知识面并且武装自己，做出设计。在为各种各样的小知识 塔里木大学毕业设计 12 点磕磕绊绊时，是同学们给与了我力量，帮助我走到现在。 衷心的感谢各位老师同学的帮助！ 参考文献参考文献 1姜松,王国江,漆虹,吕日琴,朱婷,蒋玉香.禽蛋大小头自动定向排列系统设计J.农业 机械学报，2012，43（6）：113-117. 2胡忠阳,颉潭成,南翔,任备.孵化鸡蛋胚体缺陷在线图像检测系统J.机械设计与制造, 2010（10）：81-83. 3姜松.禽蛋在输送支撑辊上倾角影响因素的理论分析与试验验证J.农业工程学报, 2012，28（13）：24

26、4-250. 4李宝筏.农业机械学M.中国农业出版社,2003:201. 5吴宗泽.机械设计使用手册M.化学工业出版社,1999:1242. 6杨可桢.机械设计基础第五版M.高等教育出版社,2006:245. 7吴宗泽. 机械设计课程设计手册第三版M.高等教育出版社,2006:65. 塔里木大学毕业设计 13 8蔡春源.机械零件设计手册第三版上M.冶金工业出版社,1995:725. 9机械工程手册编辑委员会编机械设计手册M第 3 版北京：机械工业出版社， 2008. 10刘鹏.基于虚拟仪器和神经网络的禽蛋检测系统设计J.农业工程学报.2009，25（1）： 158-163. 11王鹏云.鸡蛋分级包装设备主要结构设计与运动仿真D.浙江大学生科院.2011:7-16 12江红,李超.禽蛋自动分级生产线中的间歇传输链优化设计J.机械设计与制造. 2010（11）. 13马美胡.我国禽蛋产业发展现状及需解决的重大科技问题J.华中农业大学大学学报.2015 （5）. 14葛继帅.水果分选机械系统和称重模块的设计与实现D.西北农林科技大学.2010（5）.