绿豆精选机设计

摘  要
    绿豆有着丰富的营养价值和药用价值，是世界上广泛栽培的主要油料和经济作物，同时也是主要的创汇农产品之一。
    本文针对绿豆加工环节中的去杂质工序进行了机械化设计，设计本台绿豆精选机。本绿豆精选机采用两种精选方式达到精选目的，绿豆经过精选机，首选经过风选，将较轻杂质吹出，然后经过筛选，将绿豆较重杂质过滤去。
    本文首先分析计算出了原始参数，并以此参数设计并选定了电动机，然后对齿轮及轴进行了设计计算，对其它结构进行了详细设计，并绘制出整机装配图及零件图。
    本文所设计的绿豆精选机结构简单，操作方便。
    关键词：绿豆精选；齿轮传动；轴；鼓风机

Abstract
Mung bean is rich in nutritional value and medicinal value, is one of the important oil and economic crop widely cultivated in the world, is also one of the main export agricultural products.
In this paper, mechanical design for mung bean processing link in the process of the design to the impurity, the mung bean sorting machine. The mung bean sorting machine using a selection of two way to select, mung bean after selecting machine, preferred by winnowing, lighter impurities will blow out, and after screening, the heavier impurities filtration to mung bean.
This paper first analyzes the original parameters were calculated, and the parameters of the motor design and selected, and then the gear and shaft design calculation, the other structures are designed in detail, and draw the assembly drawing and parts drawing.
Keywords: mung bean selection; gear shaft; blower

目  录
摘  要 I
Abstract II
目  录 III
一 绪 论 1
1.1 课题研究意义 1
1.2.绿豆清洗加工简述 2
1.3 绿豆精选机研究现状及发展趋势 2
1.4 AutoCAD概述 4
二 方案原理设计 5
2.1 原理方案一 5
2.2 原理方案二 6
2.2 原理方案确定 7
三 传动设计 8
3.1 原始参数拟定 8
3.2 电机选择 9
3.3 传动比的分配 10
3.4 齿轮传动设计 10
3.4.1选精度等级、材料及齿数 10
3.4.2 按齿面接触强度设计 11
3.4.3按齿根弯曲强度设计 13
3.4.4 几何尺寸计算 15
3.5 齿轮结构设计 16
3.6齿轮及齿轮副精度的检验项目计算（大齿轮） 19
3.7 传动轴的设计 20
四 风机的设计计算 26
4.1 风机全压计算 26
4.2电机及风机的选用 27
四 结构设计 28
4.1 机架设计 28
4.2 振动筛结构设计 30
4.3风选分离装置 31
五 结论 33
参考文献 34
致 谢 35
一 绪 论
1.1 课题研究意义
绿豆具有广泛的用途，被誉为粮食中的绿色珍珠，是调节饮食的佳品又是食品工业和酿酒工业的重要原料。自古以来我国城乡人民把绿豆作为防暑和高温作业者的优良饮料。
绿豆有着丰富的营养价值和药理价值：
绿豆营养丰富，绿豆子粒中含蛋白质22～28%、脂肪2%、碳水化合物54.8%、粗纤维4.2%，另外还有矿物质与维生素，每百克籽粒中含钙49mg、磷268mg、铁3.2mg、胡萝卜素0.22mg、硫胺素0.53mg、核黄素0.12mg、尼克酸1.8mg。此外还含有丰富的维生素B，特别是绿豆蛋白质中含有较多的赖氨酸。传统绿豆制品有绿豆糕、绿豆酒、绿豆饼、绿豆沙、绿豆粉皮等。
绿豆的药理作用为降血脂、降胆固醇、抗过敏、抗菌、抗肿瘤、增强食欲、保肝护肾。
绿豆粉有显著降脂作用，绿豆中含有一种球蛋白和多糖，能促进动物体内胆固醇在肝脏分解成胆酸，加速胆汁中胆盐分泌和降低小肠对胆固醇的吸收。
绿豆的有效成分具有抗过敏作用，可辅助治疗荨麻疹等过敏反应。绿豆对葡萄球菌有抑制作用。绿豆中所含蛋白质、磷脂均有兴奋神经，增进食欲的功能。绿豆含丰富胰蛋白酶抑制剂，可以保护肝脏，减少蛋白分解，减少氮质血症，因而保护肾脏。
随着我国人民生活水平不断提高，尤其是人民收入的增加，对粮食豆类的需逐渐走向多样化、多层次化，为粮食豆类加工工业的发展提供了广阔的市场。该设备是粮食精加工系列设备的主要设备之一，可提高绿豆质量。相比起传统筛选方法，选题基于风选原理进行作业的粮豆加工机器在机械化、加工精度以及自动化程度等方面都大大提升。从而极大地提高了粮食精加工产品的产量和质量。
该设备是粮食精加工系列设备的主要设备之一，可提高绿豆质量。通过该课题的研发工作，使学生能够正确运用所学课程的基本理论和有关知识，学会设计方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算, 提高学生应用工程技术设计手册、标准以及编写文件的能力。论述了绿豆精选机的结构、功能、原理，并且重点分析设计了其中的几个重要部件，例如电磁振动给料机、滑槽等。自动控制部分包括自动调节挡板的移动控制等，以及各种零件的设计计算和选材。其中涉及到机械设计中的结构、强度设计以及机械产品整机的设计思想、方法等内容。
1.2.绿豆清洗加工简述 
绿豆经脱皮，清洗，并制成成品豆的工业生产过程称作绿豆加工。由于绿豆外皮含有粗纤维和灰分不能食用，必须经过加工才能制成松酥可口、易于消化的产品，加工皮和碎豆等副产品也有多种开发和利用途径。绿豆加工的工艺过程可分为绿豆脱壳、清理、及分离及成品豆整理等工序。下面简要介绍一下和本课题密切相关的清洗过程。
绿豆中混有一定数量的多种杂质，必须首先清除。清理绿豆中杂质的方法很多，主要是借助杂质与绿豆之间物理性质的差异进行分选。通常根据绿豆含杂情况，按以下主要工序进行清理：
1.初步清理 
清除绿豆中比较容易清除的杂质，如形状大小与豆粒差异很大的豆荚、杂草种子等。主要采用筛选、风选，或风筛结合，即借助静止或运动的筛面进行筛选，或者利用绿豆和杂质的悬浮速度等空气动力学性质的差异进行风选，附带除去瘪豆等一类的轻型杂质。清理设备则用带金属筛面的初清筛和自衡振动筛等。
2.去石
    除去绿豆中那些粒子与绿豆接近平肩石和平肩泥，用筛选法不能除去，必需采用专门的去石工序才能有效地清除。去石设备用得最广的是比重去石机，该机备有往复簸动的筛板，并从筛板下部引入气流，根据豆石比重的不同和自动分级作用使豆石分离。此机去石效率高，结构紧凑，占地面积小。
1.3 绿豆精选机研究现状及发展趋势
精选机国内发展现状：
粮食加工机的发展有赖于深化改革。我国粮食加工机的发展依靠深化国有企业改革，建立现代企业制度，加强企业科学管理；合理调整优化行业结构、产品结构和地区布局；大力加强基础技术、基础件、基础材料和基础单元操作″四基″工作；提高产品质量，加强产品可靠性研究，提高单机和联线可靠性研究，易损件和关键件使用寿命和外观质量研究；通过引进增强自主开发能力；促进机电一体化和高新技术的产业化、商品化；重点开发我国急需的成套设备，增加品种，以高效、高质量的设备来装备食品工业，提高经济效益，积极扩大出口。从“九五”开始每年增加粮食加工机产品100种，到2010年达3100种，基本上能满足国内需求，补齐已有生产线所缺的单机或设备；加大研制高生产效率的机械，届时成套设备比现有的最高每小时生产率至少提高1倍，粮食加工机出口额以年均12%的速度递增，2010年出口额达12.7亿美元，占该年粮食加工机总产值的20%。节能型粮食加工机：加快研制食品工业中杀菌、蒸发、浓缩、干燥等单元操作的节能技术与设备。粮食加工机的高新技术应用：到2010年，我国粮食加工机主导产品达到发达国家20世纪90年代中期水平的应占80%，达到20世纪90年代初水平的应占15%，达到国际当时顶尖水平的应占5%。  
有效的对策是科技进步  
  研究区域分布，促进行业整体协调发展。我国幅员广大，地域性差异很大，为了制定符合国情的粮食加工机发展战略，就要研究影响粮食加工机品种数量发展的地域性差异。根据区域自然资源和农业资源制定科学合理的粮机发展区划，这是科学预测全国粮机品种、数量的发展趋势，促进行业布局合理和整体协调发展的重要依据。
国外精选机发展状况：
发达国家粮食加工机企业把科技开发投入、科技队伍、实验基地的建设都放在重要的位置。科技开发的费用占销售额的8%～10%；不惜重金招聘科技人才，企业科技人员占总员工的30%～50%；企业设有新产品开发部、研究中心、试验中心等机构；拥有先进的科研设备、测试仪器和新产品科技开发试验、检测的完备程序。
发达国家粮食加工机企业管理水平高，例如瑞士布勒公司目前在100多个国家与地区设有子公司，以追求生产技术先进和高效率而著称，从零部件投入、产出，到半成品库存等都实行了计算机管理，形成了一套自上而下的调度、统计、生产、营销自动化管理网络，完全实现了现代化文明生产，全员平均劳动生产率是我国同行业的20～30倍；仅总部就有90%的产品出口。
发达国家粮食加工机工业重视信息的收集，一般公司都有专门由搜集、整理、分析市场信息的机构，并及时为公司决策提供可靠有据的市场预测分析。中小型企业采取加盟协会或集团来获取所需信息及对外宣传自己的产品。    如果按2010年粮机产值占食品工业总产值3.5%来计算，则产值达580～756亿元，是2000年的2.8～3.5倍。由此可见我国今后十几年食品工业发展为粮食加工机行业的发展提供了难得的契机，国内外拥有极大市场。  
1.4 AutoCAD概述
    AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是Autodesk（欧特克）公司首次于1982年开发的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行。 
AutoCAD软件是由美国欧特克有限公司（Autodesk）出品的一款自动计算机辅助设计软件，可以用于绘制二维制图和基本三维设计，通过它无需懂得编程，即可自动制图，因此它在全球广泛使用，可以用于土木建筑，装饰装潢，工业制图，工程制图，电子工业，服装加工等多方面领域。
1 AutoCAD基本特点
⑴具有完善的图形绘制功能。
⑵有强大的图形编辑功能。
⑶可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。
⑷可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力。
⑸支持多种硬件设备。
⑹支持多种操作平台
⑺具有通用性、易用性，适用于各类用户，此外，从AutoCAD2000开始，该系统又增添了许多强大的功能，如AutoCAD设计中心（ADC）、多文档设计环境（MDE）、Internet驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能。
2 AutoCAD应用领域
工程制图：建筑工程、装饰设计、环境艺术设计、水电工程、土木施工等等。
工业制图：精密零件、模具、设备等。
服装加工：服装制版。
电子工业：印刷电路板设计。
广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、服装鞋帽、航空航天、轻工化工等诸多领域。
在不同的行业中，Autodesk（欧特克）开发了行业专用的版本和插件，在机械设计与制造行业中发行了AutoCAD Mechanical版本。
在电子电路设计行业中发行了AutoCAD Electrical 版本。
在勘测、土方工程与道路设计发行了 Autodesk Civil 3D版本。
而学校里教学、培训中所用的一般都是AutoCAD 简体中文 (Simplified Chinese)版本。
一般没有特殊要求的服装、机械、电子、建筑行业的公司都是用的AutoCAD Simplified 版本。
所以AutoCAD Simplified基本上算是通用版本。
而对于机械，当然也有相应的AutoCAD Mechanical（机械版）。
3 AutoCAD基本功能
1）平面绘图
能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。
绘图辅助工具。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。
2）编辑图形
AutoCAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。
标注尺寸。可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。
书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。
图层管理功能。图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。
3）三维绘图
可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。
网络功能。可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。
数据交换。AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。
二次开发。AutoCAD允许用户定制菜单和工具栏，并能利用内嵌语言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等进行二次开发

二 方案原理设计
本次课题所设计的绿豆精选机是粮豆生产线上的一个关键设备。该设备是将脱荚后的绿豆进行精细分选，把质量轻的碎豆和杂质去除，分选精度要求达到98%。
所设计的绿豆精选机应满足以下几个方面产品要求：
     1、具有预定功能的要求  所设计制造的绿豆精选机必须实现预定的解决生产问题的功能，这是机器设计的最基本出发点。为使所设计的机器具有预定功能，合理选择机器的工作原理是最重要的。显然，预定实现的功能不同，设计的要求也不同。
    2、经济性要求，机器的经济性是一个综合指标，在精选机的设计、制造、使用、销售、维修、管理等各个环节均有所体现。总之，经济性要求就是在满足功能要求的前提下使机器的总费用最低。
    3、安全性要求，在绿豆精选机的设计阶段就必须对机器的使用安全予以足够的重视。特别是生产使用者的安全。因此，要采用各种各样的防护措施，使运行时刀具不会与人体直接接触
     4、可靠性要求，可靠性就是绿豆精选机在使用中性能的稳定性，它是绿豆精选机的一个重要质量指标。可靠性水平越高，说明机器在使用过程中发生故障的概率越小，能正常工作的时间就越长。
     5、操作使用方便的要求，在设计绿豆精选机时必须注意操作时要轻便省力；操作机构要适应人的生理条件；精选机的噪声要小；防止污染等，提高机器的使用性能和保证机器的工作质量。
2.1 原理方案一
精选机如下原理图2-1，精选机主要由漏斗、鼓风机、编织振动筛等组成，由曲柄滑块机构实现振动筛子往复运动。