畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)

李雨衡：南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)緒論1.1研究背景南瓜籽營養(yǎng)價(jià)值高，同時(shí)還具有藥物功效。當(dāng)代醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)，南瓜子能夠有效的改善貧血，降低血糖，為人身體提供能量的食療產(chǎn)品[1]。南瓜子也是堅(jiān)果的一種，通過不同的制作方法，可以制作出不同口味的食品。南瓜子中含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有非常高的營養(yǎng)價(jià)值。南瓜子中油的含量在350~500/kg，通常情況下，會(huì)用南瓜子制作色拉油[2]。由于南瓜子具有多重的藥物功效，引起了人們對(duì)它的大量關(guān)注，以及更多的高血糖，高血壓，高血脂的人去選擇食用南瓜籽油，隨著人們對(duì)身體健康越來越重視，對(duì)南瓜子的需求量越來越大[3]，就此，設(shè)計(jì)一款南瓜種子分選機(jī)，使分選出來的南瓜種子成熟度高，果仁優(yōu)質(zhì)飽滿，可以滿足人們多樣的食用需求。1.2國內(nèi)外研究概況振動(dòng)篩的主要作用是將物料進(jìn)行篩分和傳送，它廣泛的應(yīng)用在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，是工業(yè)生產(chǎn)中最重要的工業(yè)設(shè)備之一，篩分的機(jī)械振動(dòng)篩的工作原理是通過物料的質(zhì)量，大小的不同，在篩體的震動(dòng)作用下，將它們進(jìn)行分類別等級(jí)；用于傳送的振動(dòng)篩則是通過震動(dòng)給物料一個(gè)向前的加速度，從而物料進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，完成傳送過程?！罢駝?dòng)篩”從機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式分類，可分兩類:其一用帶轉(zhuǎn)子型激振器來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)篩。造價(jià)高，并未大規(guī)模應(yīng)用。其二:利用連桿，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)篩來實(shí)現(xiàn)物料運(yùn)動(dòng)，可分為以下幾種類型:動(dòng)定、平面、搖動(dòng)篩。此機(jī)械的優(yōu)點(diǎn):振動(dòng)強(qiáng)度較大，能夠做到大量的物料投入進(jìn)行篩分。因此，這類振動(dòng)篩廣泛的應(yīng)用在工業(yè)篩分清選的裝置當(dāng)中[4]。1.2.1國外研究發(fā)展現(xiàn)狀從1901年起，很多國家就研究過篩分機(jī)械，但是發(fā)展速度很慢，但是隨著時(shí)間的變更，技術(shù)的推進(jìn)，第一次工業(yè)革命后，各種機(jī)械研究發(fā)展迅速，其中分選振動(dòng)篩也在此時(shí)被研制成功，該裝置的成功問世被廣泛應(yīng)用在多種加工領(lǐng)域，德國盛科研究所研制出300余種振動(dòng)分選裝備，但是盛科所研制的分選振動(dòng)篩的科技水平?jīng)]有德國斯塔克研究所研制的振動(dòng)篩的型號(hào)齊全，其制造水平也比盛科公司先進(jìn)[5]。德國的K.D公司所生產(chǎn)的分選振動(dòng)機(jī)無論從制造水平還是機(jī)型方面都沒有上述兩家公司制造水平高，但是該公司生產(chǎn)的分選振動(dòng)篩可以應(yīng)用在多種分選領(lǐng)域，其使用范圍較廣[6]。具有新型產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)的公司如DD.K公司，該公司成功發(fā)明多傾角的分選振動(dòng)機(jī)。美國PMb公司發(fā)明的多頻率分選振動(dòng)裝置，該裝置通過對(duì)不同激振器的選型來獲取不同頻率的振動(dòng)篩。美國R.a公司研制的高速電機(jī)振動(dòng)篩，其動(dòng)力源可以一分為三，完成高效的篩選。1.2.2國內(nèi)研究發(fā)展現(xiàn)狀很多國家的機(jī)械研究都非常的先進(jìn)，而我國的工業(yè)機(jī)械研究時(shí)間段，進(jìn)度慢，在理論以及技術(shù)等方面都比較落后，對(duì)分篩機(jī)械的研究只有50多年，總體來說，可將篩分機(jī)械的研發(fā)分為三個(gè)階段[7]。(1)仿制階段：在這期間，我國向工業(yè)發(fā)達(dá)的國家前蘇聯(lián)以及波蘭模仿學(xué)習(xí)，模仿制作了圓振動(dòng)篩，之后又仿制了直線振動(dòng)篩，通過這兩次的仿制，我國在篩分機(jī)械方面的研究有了很大的突破，于此同時(shí)培養(yǎng)出了一批理論扎實(shí)，技術(shù)過硬的專業(yè)研究人員。(2)自行研制階段：通過第一階段的經(jīng)驗(yàn)，我國已經(jīng)基本熟識(shí)了研制分篩機(jī)械的核心技術(shù)。從1967年直到以后的13年，我國獨(dú)自成功的研制出篩分設(shè)備，不僅產(chǎn)量多，而且實(shí)用性強(qiáng)。有共振篩及系列，重型振動(dòng)篩，和煤用振動(dòng)篩，以及同步直線振動(dòng)篩等。雖然說這一系列篩分機(jī)械并不十分的完美，但是，這些篩分機(jī)填充了國內(nèi)當(dāng)時(shí)篩分機(jī)的空白，是我國自制篩分機(jī)誕生的重要標(biāo)志。(3)提高階段：自從我國改革開放以來，我國的國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，與此同時(shí)，促進(jìn)了我國工業(yè)的快速發(fā)展，篩分機(jī)械設(shè)備研制速度、質(zhì)量達(dá)到了一個(gè)新的高潮，從最開始只能簡單的將物料分成兩類，直到現(xiàn)如今能將物料篩分成多種類型。從最開始不斷的出現(xiàn)故障，直到現(xiàn)如今的幾乎無故障。從最開始的僅適用于某種行業(yè)，直到現(xiàn)如今應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，各個(gè)行業(yè)?？傮w來說，不管是從理論的研究，技術(shù)的提升，以及制造的方法等多方面，都體現(xiàn)出一個(gè)跳躍性的變化。目前國內(nèi)自主生產(chǎn)的分選振動(dòng)機(jī)較之前取得了長足的進(jìn)步，雖然研制出多種型號(hào)以及多種公共的分選振動(dòng)機(jī)，但我國的整體研發(fā)水平與國外先進(jìn)技術(shù)存在這一定差距。1.2.3分選機(jī)的研究現(xiàn)狀1）斜坡分選機(jī)該機(jī)型的工作原理為篩體與水平面具有一定的夾角，斜坡可以由皮帶或者是其他承載分選物體的傾斜的斜面組成。被分選的物體由低向高處運(yùn)行，其分選的原理，在輸送承載面中倒入一定量的南瓜種子，其中承受摩擦力較小的南瓜種子會(huì)沿著輸送平面向下移動(dòng)，進(jìn)而完成分選工作。該種機(jī)型一般不單獨(dú)使用通常與其他篩選設(shè)備共同工作。2）篩分式分選機(jī)該種機(jī)型的篩選原理是根據(jù)被篩選物體的物理屬性不同，進(jìn)而完成篩選工作。將被篩選物體倒入該機(jī)器的篩體上，其外形較大的種子會(huì)停留在篩面上，外形較小的種子會(huì)透過篩。通常果實(shí)的種子會(huì)選用這種設(shè)備進(jìn)行種子的篩分。被篩分的物體往往成散料狀,如葵花籽、南瓜種子等等。該種物料在篩面上運(yùn)動(dòng)時(shí)一般會(huì)根據(jù)其外形尺寸以及自重等因素，自動(dòng)分離。比重大一般會(huì)運(yùn)動(dòng)大下層，反之會(huì)運(yùn)動(dòng)到上層，市面上好多分選機(jī)的工作原理都是根據(jù)這種特性制作而成。上述的分選機(jī)的工作原理是根據(jù)被篩選物體的外形尺寸進(jìn)行篩分的。通常情況下，篩體的網(wǎng)孔一般為矩形，其網(wǎng)眼的大小是根據(jù)被篩選物體的厚度所確定的，用來分離不同尺寸的物體。圓形的網(wǎng)眼是用來分選被篩選物體在直徑上區(qū)別的，用來分選不同直徑的物體。最后篩體的網(wǎng)眼為三角篩，三角篩是用來區(qū)分不通過形狀的物體的。3）氣流式分選機(jī)該機(jī)型的工作原理是根據(jù)被篩選物體之間的重量的區(qū)別以及被篩選物體在空氣中分力學(xué)特性的區(qū)別完成篩選工作的。不同屬性的物質(zhì)在空氣流的作用下其受力存在一定的區(qū)別，其漂浮狀態(tài)也存在一定的區(qū)別，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也有所區(qū)別；根據(jù)上述的不同性質(zhì)，進(jìn)而完成分選工作。該分選裝置主要分離質(zhì)地較為輕盈分物體，如煙草、谷物等。只要物料在空氣中的懸浮差異較大，其分選效果越好，分選效率越高。該種分選機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過程時(shí)實(shí)現(xiàn)其分選功能困難相對(duì)較大4）介電法分選機(jī)該機(jī)型的工作原理為根據(jù)被篩選物體在磁場中的介點(diǎn)性質(zhì)的不同進(jìn)而完成物體的分選工作。當(dāng)被篩選物體進(jìn)入到強(qiáng)電場時(shí)，由于其介電性質(zhì)的不同，在磁場中所受的磁力不同，從而移動(dòng)的距離不同，進(jìn)而完成物體的分選的工作。該機(jī)械設(shè)備主要分選農(nóng)作物的果實(shí)（種子）或者籽核等較小的籽粒狀物體，在篩選時(shí)由于被篩選物體的含水率不同其所需的磁場強(qiáng)度也有所差異。強(qiáng)磁場會(huì)產(chǎn)生較高的生產(chǎn)成本其工人的安全性也難有所保障。該機(jī)型的分選機(jī)開發(fā)成本也相對(duì)較高。以上就是介紹振動(dòng)篩在不同時(shí)間的發(fā)展過程中根據(jù)社會(huì)各個(gè)行業(yè)，各個(gè)部門不同的需求，研制了不同功能的篩分機(jī)械。由于各行業(yè)，各部門對(duì)振動(dòng)篩的需求越來越大，功能需求越來越廣泛，致使我國越來越多的人對(duì)振動(dòng)篩分機(jī)械的研制提高了重視。對(duì)振動(dòng)篩分機(jī)械的要求提高了很大的程度，不僅是從功能上，規(guī)格上，還對(duì)機(jī)器的質(zhì)量和使用時(shí)長等各方面的要求都更加嚴(yán)格。當(dāng)前，我國的南瓜子專用篩粉機(jī)械設(shè)備很稀少，絕大多數(shù)種植地區(qū)仍然采用人工挑選，或者是非專業(yè)的通用性篩分機(jī)械設(shè)備進(jìn)行分選。對(duì)比國內(nèi)和國外的發(fā)展?fàn)顟B(tài)通過對(duì)南瓜子的物理特性研究，以及力學(xué)的研究和清洗等設(shè)備的研發(fā)仍然屬于發(fā)展前期，能夠研究出專業(yè)的南瓜子分選設(shè)備，會(huì)大大的提高生產(chǎn)效率，減少勞動(dòng)投入，增大收益等對(duì)各個(gè)方面都有很大的作用。1.3研究意義對(duì)成熟的果實(shí)加工是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)，其中分選成熟飽滿的種子尤為重要，成熟的種子分分選對(duì)下一年種子的發(fā)芽率以及產(chǎn)量有著重要影響，是完成種子商業(yè)化一種重要生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)。也是提高種子質(zhì)量或者提高食用價(jià)值的一項(xiàng)重要舉措。對(duì)種子的完成分選機(jī)械化，自動(dòng)化可以減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)還可提高分選效率以及籽粒的純凈度。并且可以增加市場競爭力。其中種子的分選為重要的工序，也是種子加工必不可少的環(huán)節(jié)，是提高南瓜種子質(zhì)量的重要方法。因此本文針對(duì)成熟的南瓜種子設(shè)計(jì)一款南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)，進(jìn)而提高成熟的南瓜種子的分選效率，加快優(yōu)良的南瓜種子與劣質(zhì)的南瓜種子的分離的過程。由上文所查的文獻(xiàn)可知，國內(nèi)外針對(duì)種子的分選一般采用氣流式分選、振動(dòng)篩是篩選、雙圓筒式篩選或者離心式篩選的工作原理。氣流式篩選裝置工作可靠，穩(wěn)定性高，生產(chǎn)成本低，但是只要工藝?yán)щy，產(chǎn)生的振動(dòng)較大。不能適用于濕式分離。雙圓筒式和離心式分選裝置，制造工藝簡單，可以適用于濕式分選，但干式分選能力不足。由于上述幾種分選裝置的局限性，本文選用結(jié)構(gòu)簡單，具有干濕分選能力的振動(dòng)式分選機(jī)構(gòu)。到目前為止，針對(duì)南瓜種子篩選效率低且篩選效果差，進(jìn)行人為分選勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低等問題，現(xiàn)在亟需開發(fā)一款新型、高效的南瓜種子篩選設(shè)備。該設(shè)備不僅可以提高南瓜種子分選效率，還可以提高優(yōu)質(zhì)南瓜種子的純凈度以及降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)南瓜種子的商業(yè)化以及規(guī)模化有著十分重要的意義。1.4技術(shù)路線及研究內(nèi)容1.4.1技術(shù)路線圖1-1技術(shù)路線Figure1-1technicalroute1.4.2主要研究內(nèi)容1）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)南瓜籽分選機(jī)主要結(jié)構(gòu)包括：機(jī)架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、料斗、分選裝置、擺臂、過濾篩等。2）工作原理簡述本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的工作原理為：采用人為喂料的方式將南瓜種子從進(jìn)料口倒入，從而使南瓜種子均勻落在振動(dòng)篩的表面，此時(shí)振動(dòng)篩在電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)后將動(dòng)力傳遞給曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)振動(dòng)篩做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)篩的篩體由兩層篩面組成加一層兜底篩組成，南瓜種子根據(jù)網(wǎng)眼的大小落入相應(yīng)的篩面后被移送至出料口完成分選工作。3)主要問題及解決方法（1）結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需要，解決南瓜種子分選效率低，設(shè)計(jì)一種南瓜種子分選機(jī)。（2）設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)由分選裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及固定架構(gòu)成。（3）本文設(shè)計(jì)的南瓜種子喂料機(jī)構(gòu)選用喂料口為矩形的漏斗式喂料裝置，喂料裝置被固定在機(jī)架上，其喂料方式主要采用人工喂料的形式。（4）驅(qū)動(dòng)裝置為變頻調(diào)速電機(jī)，被安裝在整機(jī)的側(cè)下方，傳動(dòng)方式為帶傳動(dòng)。2設(shè)計(jì)方案的確定2.1南瓜種子性狀成熟的南瓜種子為扁長且中間較兩頭寬的橢圓形狀，中間厚兩邊薄。成熟的南瓜種子其長度一般10至15毫米。成熟的南瓜中單莢中包含的南瓜種子的數(shù)量約為3個(gè)左右，其中每莢中數(shù)量最多的為2到3個(gè)南瓜種子，占據(jù)整個(gè)南瓜的86%左右。南瓜種子在南瓜中成數(shù)值排列，且每個(gè)南瓜種子之間留有一定的縫隙，受外力擠壓時(shí)會(huì)從莢殼中脫落。成熟的南瓜種子要及時(shí)分選出，因?yàn)閷⒊墒斓哪瞎喜烧蠓胖闷浒雮€(gè)月左右時(shí)，其發(fā)芽率最高?；蛘吣瞎戏N子入藥或者使用時(shí)，不及時(shí)分選出優(yōu)質(zhì)的南瓜種子會(huì)導(dǎo)致?lián)诫s在南瓜種子的雜質(zhì)使其發(fā)霉，影響其使用價(jià)值，南瓜種子的基本外形尺寸及物理屬性如表2-1所示。表2-1南瓜籽特性Table2-1pumpkinseedcharacteristics名稱數(shù)值長度（L）13.985mm寬度（B）8.906mm厚度（T）0.785mm彎曲半徑（r)15.115mm重心(C)距頂端12.050mm偏距(e)1.4433mm摩擦角()23°35′摩擦系數(shù)()0.473極限拉伸力(P)38.024N屈服極限()1.753N/極限彎曲力(W)45.835N極限擠壓力(Q)5.953N2.2振動(dòng)機(jī)組成及工作原理本文主要是為了挑分南瓜子而設(shè)計(jì)，研究制作的振動(dòng)機(jī)，主要結(jié)構(gòu)是由篩體和機(jī)架，這兩部分的組成以及動(dòng)力傳動(dòng)，偏心驅(qū)動(dòng)裝置，還有輔助部件，加料斗以及接料斗等。本機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如2-1所示。該機(jī)械的工作原理如下：它所采用的是對(duì)稱支座軸承，偏心輪和連桿帶動(dòng)的篩體共有3層，相互作用使機(jī)器機(jī)體往復(fù)震動(dòng)，最終南瓜子通過慣力和振動(dòng)機(jī)的共同作用下，實(shí)現(xiàn)篩選，分離，而得到二級(jí)的南瓜子分別篩選，從而自動(dòng)入袋。1.電機(jī)2.小帶輪3.偏心驅(qū)動(dòng)裝置4.大帶輪5.加料斗6.機(jī)架7.篩體組合圖2-1南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖fig.2-1structurediagramofvibrationmotorforpumpkinseedsorting因?yàn)槲锪媳旧矶季哂幸欢ǖ馁|(zhì)量，但是質(zhì)量卻不相同，這是物料所帶有的速度也就不同，以及本身所擁有的能量也就不同。質(zhì)量小的物料與質(zhì)量大的物料想對(duì)比在篩上的運(yùn)動(dòng)不夠強(qiáng)烈，一般物料質(zhì)量小的處于上層，而質(zhì)量大的物料處在物料的下層。該設(shè)計(jì)，物料中不成熟的種子，不優(yōu)質(zhì)的種子它們的體積，質(zhì)量，厚度，都不如成熟性良好的種子。通過機(jī)體的震動(dòng)，使它們分級(jí)最后落到下層。振動(dòng)篩的篩選質(zhì)量對(duì)工作速度的提高產(chǎn)生了很大的影響，它的振動(dòng)方式是往返的振動(dòng)，通過加速度和速度的不同進(jìn)行周期性的變化，物料在上面相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這樣的目標(biāo)就是使物料均勻的分散，從而通過質(zhì)量的不同而進(jìn)行物料間的分離。物料的動(dòng)能由它的質(zhì)量所決定，在同樣的狀態(tài)下，質(zhì)量小，動(dòng)能?。毁|(zhì)量大，動(dòng)能大。物料與篩體有4種相對(duì)關(guān)系：1）物料與篩面相對(duì)靜止；2）物料與篩面相對(duì)上移；3）物料與篩面相對(duì)下移；4）物料被篩面拋離分選。當(dāng)南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)進(jìn)行分選作業(yè)時(shí)，其優(yōu)質(zhì)的南瓜種子不會(huì)透過第一層篩體，稍微次之的不會(huì)有過第二層篩體，劣質(zhì)的種子會(huì)被底篩收集，篩體從上到下依次收集的南瓜種子品質(zhì)為：優(yōu)、良、差的等級(jí)裝袋。2.3南瓜種子進(jìn)行篩分的條件1)成熟的南瓜種子的厚度要大于第一層篩體的網(wǎng)眼的直徑，成熟度欠佳的南瓜種子的厚度要小于第一層篩體的網(wǎng)眼的直徑，以此類推。本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)總共設(shè)計(jì)三級(jí)分選。2)有充分的透篩機(jī)會(huì)。雖然在理論上成熟度欠佳的種子在厚度方向上小于篩體的網(wǎng)眼的直徑，但是當(dāng)南瓜種子只沿振動(dòng)篩的篩體做單向移動(dòng)時(shí)，當(dāng)南瓜種子在篩面上移動(dòng)速度較快時(shí)，其南瓜種子也很難透過篩體的網(wǎng)眼掉入下層篩體中，成熟度欠佳的南瓜種子依舊留在篩面上,這樣篩選效果和效率將會(huì)大大降低;又假如種子的尺寸小于篩孔孔徑,但一次性喂入過量的南瓜種子，導(dǎo)致篩體表面的南瓜種子堆積,從而阻止不飽滿種子通過篩孔;再假如種子的尺寸小于孔徑,但由于振動(dòng)被拋離了篩面,那么就會(huì)使種子與篩孔的接觸機(jī)會(huì)大大減少,從而降低篩選效果。上述幾種問題是在實(shí)際加工中遇到的問題，出現(xiàn)上述幾種問題的影響原因?yàn)檎駝?dòng)篩移動(dòng)過快，或者振動(dòng)篩的振幅不夠，影響振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)鍵部件為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，因此設(shè)計(jì)分選振動(dòng)機(jī)時(shí)，對(duì)曲柄（偏心輪）的轉(zhuǎn)速以及長度極為重要。2.4分選工藝路線圖2-2工藝路線圖fig.2-2processroadmap1）從南瓜中脫粒后的南瓜種子人工倒入南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的喂料口，南瓜種子均勻分布在第一層篩體的表面，在振動(dòng)篩的激勵(lì)和南瓜種子慣性聯(lián)合作用下南瓜種子被均勻分散在篩體的表面，并且尺寸較小的南瓜種子落入到第二層篩體表面中，最上層的篩體的種子隨傾斜的篩體運(yùn)動(dòng)到卸料口后裝袋。2）在第二層二等篩體中完成二級(jí)種子與劣質(zhì)種子的分選工作，劣質(zhì)的種子會(huì)透過第二層篩體掉入最底層篩底，第二層篩體與第三層篩體的卸料入袋方式與第一層篩體卸料入袋的工作原理一致。3分選振動(dòng)機(jī)總體設(shè)計(jì)3.1振動(dòng)篩設(shè)計(jì)被篩選物體在篩體上的運(yùn)動(dòng)軌跡影響著分選振動(dòng)機(jī)的工作效率，其篩體的孔的形狀與被篩選物體（南爪籽）的移動(dòng)軌跡對(duì)分選振動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)效率的主要原因，所以，對(duì)篩分裝置篩面的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式的研究具有深遠(yuǎn)的意義?，F(xiàn)今篩分裝置中，篩體通常被設(shè)計(jì)為兩層振動(dòng)篩，運(yùn)動(dòng)方式為往復(fù)形式[8]。一般情況下設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的分選振動(dòng)機(jī)的工作原理為：通過對(duì)篩體網(wǎng)孔的變化和改變被篩選物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，使得被篩選物體具有良好的篩選效果。（1）篩體長和寬a.編制篩b.魚鱗篩c.魚眼篩d.長方形沖孔篩e.圓形沖孔篩圖3-1篩孔的類型Fig.3-1typesofmeshholes分選振動(dòng)機(jī)發(fā)展到目前為止，其篩體的結(jié)構(gòu)形式如圖3-1所示，上述四種篩體具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)被篩選物體的屬性，具體選用哪種結(jié)構(gòu)形式的篩體，一般情況下編織曬是由鋼絲制成，其網(wǎng)眼的形狀一般為矩形，由于其篩體的結(jié)構(gòu)其透篩效果好，有效的工作面積較大，篩選效率高等優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)為編織篩不能改變網(wǎng)眼的大小。編織曬主要被應(yīng)用在雜質(zhì)與精料直徑差別較大的物體。被廣泛應(yīng)用的篩體為魚鱗篩，其篩體由沖壓而成，由于其篩體的網(wǎng)眼的大小可調(diào)節(jié)，因此可以根據(jù)不同的篩選物體的物理屬性去調(diào)節(jié)網(wǎng)眼的大小，其魚鱗篩的通用性最高。但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不容易維修，通常被應(yīng)用在粗篩選。魚眼篩的制作原理與魚鱗篩的制作原理相同，都是經(jīng)過沖壓制成的，鋼板被沖壓制成的，該結(jié)構(gòu)的篩眼具有良好的篩選效果，但是由于其僅支持單向篩選，因此該結(jié)構(gòu)的篩體分選效率低。沖孔篩與上述兩種篩體的制作過程一致，都經(jīng)過沖壓模具制作而成，其篩面的網(wǎng)眼一般為圓形孔或者矩形孔，由于其制作工藝的特點(diǎn)，其網(wǎng)眼的大小一致，在分選物體時(shí)較為準(zhǔn)確。在對(duì)篩選物體進(jìn)行篩分時(shí)可根據(jù)精選物質(zhì)與雜質(zhì)的特定的區(qū)別進(jìn)行分選。例如在分選南瓜籽時(shí)其南瓜籽與雜質(zhì)在寬度方向上不同，可選用矩形篩眼進(jìn)行分選，無論是南瓜籽以任何姿態(tài)停留在篩面其寬度較小的都可經(jīng)過篩眼完成分選。如兩者薄厚不同，可選用圓形篩眼進(jìn)行分選，由于其薄厚不同，厚度較大的可停留在篩體的表面，厚度小的透過篩眼以完成最終的篩選。在進(jìn)行分選工作時(shí)，可提前根據(jù)被篩選物體與雜質(zhì)的區(qū)別合理的選擇篩體的結(jié)構(gòu)類型，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式的篩體不僅可以提高分選效率還可以提高分選的精度[9]。由于本次設(shè)計(jì)的分選機(jī)是對(duì)南瓜籽的好壞進(jìn)行分選，優(yōu)質(zhì)的南瓜種子果實(shí)飽滿，劣質(zhì)的南瓜種子果實(shí)發(fā)癟，因此優(yōu)質(zhì)的南瓜種子與劣質(zhì)的種子在厚度方面有所差異。故本次設(shè)計(jì)針對(duì)優(yōu)良與劣質(zhì)南瓜種子的厚度存在差異，選取使用長方孔的沖孔篩。（2）振動(dòng)篩選取本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的核心部件為篩體，其篩體的振動(dòng)的效果直接影響南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的工作效率及分選效果。振動(dòng)篩體的工作原理為，篩體給被篩選物體一個(gè)激勵(lì)作用，使得精料與雜質(zhì)完成分選的過程，從而得到純凈度較高的南瓜種子。本文針對(duì)的分選物料包括飽滿優(yōu)質(zhì)和不飽滿劣質(zhì)的南瓜種子，篩體選用雙層結(jié)構(gòu)，上下篩體間距為，第一層篩針對(duì)最優(yōu)質(zhì)南瓜種子的分選工作，下篩主要分選出不飽滿、干癟、劣質(zhì)的南瓜種子。（3）針對(duì)本文所分選的南瓜種子的實(shí)際需求，所設(shè)計(jì)的分選振動(dòng)機(jī)的篩體的尺寸為，上下篩體之間的間距為90mm，選取矩形沖孔篩的篩面的結(jié)構(gòu)形式，篩孔寬分別為12mm,8mm，篩板所占面積比分別為66.5%，76.16%。到目前為止，國內(nèi)外的眾多專家已經(jīng)對(duì)分選振動(dòng)機(jī)的篩體的布置形式以及尺寸進(jìn)行理論研究和工業(yè)性的試驗(yàn)，已經(jīng)積累了一定研究成果[10]。例如，分選振動(dòng)篩篩體的長度與被選物體的透篩點(diǎn)的關(guān)系以及被篩選物體的精度的關(guān)系，從而得到選取篩體的長度在一定的范圍內(nèi)才具有高效以及精確的效果。因此本文所設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)應(yīng)充分考慮南瓜種子自身的的物理屬性以及工作時(shí)一次性的篩選量，當(dāng)南瓜種子較小時(shí)，所設(shè)計(jì)的篩體應(yīng)相應(yīng)的變小，反之篩體相應(yīng)的增長。當(dāng)每小時(shí)分選的工作量一定時(shí)，當(dāng)篩體越寬時(shí)，南瓜種子在篩面的表面積越大，其分選效率越高。但是篩體也不能設(shè)計(jì)的叫寬，如果太寬，導(dǎo)致南瓜種子過薄，反而導(dǎo)致分選振動(dòng)機(jī)在工作時(shí)會(huì)增加南瓜種子跳動(dòng)次數(shù)，反而會(huì)降低分選效率[11]。因此，結(jié)合本次設(shè)計(jì)的實(shí)際生產(chǎn)的需要，本為所選的振動(dòng)篩篩體的尺寸為。3.2傳動(dòng)方案的分析擬定為確定南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本文首先從下列相關(guān)參數(shù)開始分析：表3-1傳動(dòng)系統(tǒng)的屬性及應(yīng)用領(lǐng)域Table.3-1Performanceandapplicationscopeofcommonmechanismsusedtotransmitcontinuousrotarymotion傳動(dòng)機(jī)構(gòu)普通平帶傳動(dòng)普通V帶傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)鏈傳動(dòng)普通齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)漸開線齒擺線針齒諧波齒輪常用功率kw≤20≤100≤20≤100最大達(dá)5000≤50最大達(dá)3500≤100≤100單級(jí)傳動(dòng)比常用值2~42~45~72~5圓柱3~5圓錐2~37~403~8311~8750~500傳動(dòng)效率中中中中高低中許用的線速度m/s≤25≤25~30≤15~25≤40直齒≤18,非直齒<=36≤15~35基本同普通齒輪傳動(dòng)外廓尺寸大大大大小小小傳動(dòng)精度低低低中等高高高工作平穩(wěn)性好好好較差一般好一般自鎖能力無無無無無可有無過載保護(hù)作用有有有無無無無使用壽命短短短中等長中等長緩沖吸振能力好好好中等差差差制造及安裝精度低低中等中等高高高潤滑條件無無無中等有有有環(huán)境適應(yīng)性隔絕腐蝕性及危險(xiǎn)物質(zhì)一般好一般一般一般成本低低低中中高高在機(jī)械設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)要結(jié)構(gòu)合理、安裝布置正確，除了考慮傳動(dòng)效率以及傳動(dòng)比等重要因素以外，還應(yīng)該考慮下列幾種因素：1）帶傳動(dòng)一般被應(yīng)用在高速傳動(dòng)，由于其承受沖擊能力不足，在相同的傳動(dòng)比下帶傳動(dòng)可以吸收震動(dòng)的能量保證傳動(dòng)的穩(wěn)定性，因此一般被應(yīng)用在一級(jí)傳動(dòng)部位。2）由于滾子鏈在傳動(dòng)時(shí)吸震效果較差，且傳動(dòng)不平穩(wěn)，一般將其安裝在速度較低的傳動(dòng)系統(tǒng)中。3）渦輪蝸桿可以承載較大的傳動(dòng)比，但是其不能承受較大的轉(zhuǎn)矩，一般將其安裝在高速傳動(dòng)系統(tǒng)中，并且具有占據(jù)結(jié)構(gòu)空間小的優(yōu)勢(shì)。4）錐齒輪不易生產(chǎn)，尤其是尺寸較大或者模數(shù)較大的錐齒輪更不易加工，因此一般將其安裝在高速傳動(dòng)系統(tǒng)中，錐齒輪速度越快其制造的精度也需要增加，因此在選擇錐齒輪傳動(dòng)時(shí)應(yīng)考慮成本因素。5）開放式齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)一般應(yīng)用在環(huán)境良好的工況，由于開始齒輪潤滑條件差，不適用于高速傳動(dòng)，一般被應(yīng)用在低速傳動(dòng)系統(tǒng)中。6）正常情況下，在傳動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)器應(yīng)被安裝在高速級(jí)中，制動(dòng)器后邊不宜應(yīng)用帶傳動(dòng)的傳動(dòng)方式，因?yàn)樵跈C(jī)器負(fù)荷較大時(shí)容易發(fā)生打滑現(xiàn)象。7）為降低傳動(dòng)裝置占用整機(jī)空間，一般將換向機(jī)構(gòu)或者改變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu)安裝在尾端，一般應(yīng)用在傳動(dòng)系統(tǒng)控制裝置也應(yīng)該布置在其終端以提高控制精度。8)傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該結(jié)構(gòu)合理，布置緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，并且應(yīng)該符合人體工程學(xué)，方便維護(hù)等基本設(shè)計(jì)要求。9）在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)添加防護(hù)裝置，以防機(jī)器超負(fù)荷工作或者工人的操作失誤所導(dǎo)致的系列問題。因此需根據(jù)實(shí)際工況添加防護(hù)裝置。10）在機(jī)器的實(shí)際工作過程中，由于工作需要，可以設(shè)置多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)系統(tǒng)，也可設(shè)置一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置和多個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的組成的形式分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)機(jī)構(gòu)工作。綜上所述考慮本文的實(shí)際工況及傳動(dòng)要求，本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)所選用的傳動(dòng)系統(tǒng)采用帶傳動(dòng)的方式，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用電機(jī)的形式。3.3振動(dòng)篩碰撞球分選振動(dòng)機(jī)在工作過程中對(duì)其工作影響最大的因素就是被篩選物體將篩體的網(wǎng)眼堵塞，由于其篩體的網(wǎng)眼的堵塞導(dǎo)致其篩體的有效的工作面積減少，導(dǎo)致被篩選物體的透篩率降低，進(jìn)而影響整機(jī)的分選效率[12]。為此本文設(shè)計(jì)分選振動(dòng)機(jī)的篩體時(shí)首先從上述原因開始分析，為了增加被篩選物體的透網(wǎng)率，本次設(shè)計(jì)的南瓜種子分選機(jī)選用兩層篩體架構(gòu)，并采用硅膠碰撞形式。在振動(dòng)篩處于分選物體時(shí)，在雙層篩中間的硅膠球在篩體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的激勵(lì)作用下不斷碰撞上篩體和下篩體，防止被篩選物體堵塞篩體的網(wǎng)眼。振動(dòng)篩的內(nèi)部的硅膠球的工作原理就是通過振動(dòng)篩發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的激勵(lì)作用導(dǎo)致其不斷上下跳動(dòng)，使其不斷撞擊篩面以增加被篩選物體的透篩率。但是選擇合理的硅膠球碰撞數(shù)量也對(duì)整機(jī)的穩(wěn)定性及可靠性也存在一定的影響，較多的硅膠碰撞球會(huì)使上下篩體受力過大，導(dǎo)致?lián)p壞。較少的碰撞球達(dá)不到防止篩面堵塞的效果。因此選擇合適數(shù)量的硅膠球的也是十分必要的。硅膠碰撞球隨著篩體的激勵(lì)上下跳動(dòng)，透過上層篩體的物料在下層出料口卸料，不能透過上層篩體的物質(zhì)在上層出料口卸料，從而達(dá)到分選的目的。所以振動(dòng)篩碰撞球在工作中主要起到清網(wǎng)的作用，提高篩分效率和產(chǎn)量。當(dāng)不規(guī)則的物料卡在篩孔之間，物料和篩網(wǎng)達(dá)到一個(gè)微妙的平衡，再靠振動(dòng)篩本身的振幅和頻率是很難將堵塞的物料清除下來的。這時(shí)候就需要一個(gè)外力。于是防堵碰撞球出現(xiàn)了，當(dāng)振動(dòng)篩工作時(shí)，碰撞球不斷碰撞，沖擊篩網(wǎng)，給予篩網(wǎng)第二次振動(dòng)，達(dá)到清除堵孔物料的目的。橡膠球安裝在篩網(wǎng)處，因?yàn)檎駝?dòng)篩能夠提供振動(dòng)，它本身也具有彈性所以設(shè)備一運(yùn)行它就可以撞擊篩網(wǎng)，起到清理堵塞的作用[13]。1.分級(jí)篩2.底篩3.碰撞球圖3-2篩體組合結(jié)構(gòu)簡圖fig.3-2schematicdiagramofscreenbodycombinationstructure普遍振動(dòng)篩分機(jī)碰撞球的規(guī)格通常有Φ10、Φ15、Φ20、Φ25、Φ28、Φ30、Φ40等。①.塑膠碰撞球橡膠碰撞球通常適用一般物料的篩分全過程。②.硅膠碰撞球硅膠碰撞球相較塑膠碰撞球具備延展性更強(qiáng)，耐磨性能更強(qiáng)，不適合掉下來等優(yōu)勢(shì)，通常適用食品類、藥業(yè)等物料的篩分。圖3-3碰撞球fig.3-3collisionball多層直線振動(dòng)篩，下層的篩網(wǎng)，可以用繩索，一條套一個(gè)球，繩索上端固定在上層篩網(wǎng)的支撐梁上，下端連著碰撞球放在篩網(wǎng)面上；或者用一條繩索串一串碰撞球，有間隔地放在篩網(wǎng)面上。普通直線振動(dòng)篩可以將碰撞球安裝在振動(dòng)篩的沖板孔和網(wǎng)架之間。這些安裝方法都可以視振動(dòng)篩的類型和所需碰撞球的大小情況來選擇。振動(dòng)篩分機(jī)碰撞球盡管是一個(gè)小零件，但它的功效則是非常大的，可增加被篩選物體的透篩率，進(jìn)而保證整機(jī)的工作效率，調(diào)高篩分高效率，提升篩分生產(chǎn)量。3.4偏心驅(qū)動(dòng)裝置在南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中其振動(dòng)篩的振幅以及整機(jī)的震動(dòng)都取決于偏心驅(qū)動(dòng)裝置。偏心裝置可以將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€循環(huán)運(yùn)動(dòng)的裝置，一般偏心裝置有兩種形式分別為：曲柄連桿裝置、偏心輪裝置。本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)所選用的偏心裝置為偏心輪，采用對(duì)稱簡支梁布置形式，此種布局可以使整機(jī)受力較為均勻，并且整體緊湊，降低整機(jī)的共振頻率，并且易于整機(jī)的維護(hù)。3.5機(jī)架機(jī)架在機(jī)械設(shè)備中占據(jù)重要地位，任何一款機(jī)械產(chǎn)品都離不開機(jī)架，本文所設(shè)計(jì)的南瓜種子分選機(jī)的機(jī)架由三部分組成分別為：傳動(dòng)系統(tǒng)支架、工作體支架以及用于固定整機(jī)的底座構(gòu)成。為保證整機(jī)的穩(wěn)定性，需要在機(jī)架的側(cè)面加拉筋，本文所設(shè)計(jì)的機(jī)架采用型材焊接而成。3.6底座的設(shè)計(jì)3.6.1底座的功用本機(jī)設(shè)計(jì)的底座的作用是構(gòu)成整機(jī)的基礎(chǔ)，其用來安裝定位整機(jī)的各部件，并且保證整機(jī)在工作時(shí)的平穩(wěn)性以及可靠性，由于其往往僅用來支撐整體機(jī)構(gòu)的作用，其制作精度要求較低，采用一般制造精度即可[14]。3.6.2底座材料的選擇由上述分析可知，本文預(yù)選兩種材料進(jìn)行底座的加工：1）底座采用整體澆注的形式，采用選用，由于材料較為常見，并且造價(jià)低，其澆注性能優(yōu)良，制造工藝較為簡單，在澆注時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力較小，因此不需要人為干預(yù)，灰鑄鐵具有一定的強(qiáng)度和剛度。2）底座整機(jī)選用焊接的結(jié)構(gòu)形式，選用型材，將其焊接成底座，焊接的底座較上述澆注的底座具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及剛度，其整體強(qiáng)度較上述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的3倍，并且焊接結(jié)構(gòu)的底座較上述澆注的底座輕25%左右，并且加工時(shí)間短，可以較好的適用市場的需求，也不需要開模，產(chǎn)品靈活性較好，適用于小批量生產(chǎn)。本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)為家用小型化設(shè)備，在制造過程中為小型化生產(chǎn)，因此存在開模成本較高的情況，且生產(chǎn)工藝較焊接復(fù)雜，因此選用型材焊接的方式加工底座，從而降低制造成本。3.7加料斗在南瓜種子分選機(jī)工作時(shí)，其分選的效果與一次性喂入多少南瓜種子有直接關(guān)系，而單次喂入的多少量與進(jìn)料口有關(guān)，為保證整機(jī)的分選效果本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選機(jī)的進(jìn)料口的尺寸小于篩體的寬度的矩形料口，此料口可以使南瓜種子均勻?yàn)⒙湓谡駝?dòng)篩的篩體上，本機(jī)型采用料口的大小控制南瓜種子單次的喂入量的多少。圖3-4三維模型fig.3-43Dmodel4分選振動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1振動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)(1)拋擲指數(shù)D一般情況下，拋擲指數(shù)根據(jù)所篩選的物理屬性選取，當(dāng)拋擲指數(shù)為1時(shí)，被篩選的物體與分離篩的表面剛好接觸，但物料不能被拋擲，當(dāng)拋擲指數(shù)大于1時(shí)，被篩選的物體可以被篩面拋擲，實(shí)現(xiàn)物料的篩選的作用。通常拋擲指數(shù)的取值范圍在3~6，當(dāng)被篩選的物質(zhì)不容易分離時(shí)，拋擲指數(shù)選取的數(shù)值較大，反之選取的數(shù)值較小，當(dāng)振動(dòng)篩的孔徑與拋擲指數(shù)的取值成負(fù)相關(guān)。當(dāng)拋擲指數(shù)不能選取過小，如果選取過小，被篩選的物體拋擲高度不夠，會(huì)導(dǎo)致真狠東篩的網(wǎng)孔堵塞，影響篩選效率。如果篩選過大，在振動(dòng)篩將篩選物體向空中拋擲一次時(shí)，會(huì)使篩面往復(fù)運(yùn)動(dòng)數(shù)次，導(dǎo)致篩面出現(xiàn)無效運(yùn)動(dòng)，影響加工效率[15]。(2)篩面傾角α振動(dòng)篩與水平面的夾角被稱為篩面傾角，選取合適的篩面傾角對(duì)提高整機(jī)的生產(chǎn)效率有著極大的幫助[16]。當(dāng)α增大時(shí)，篩面的有效工作面積減少，被篩選物體通過網(wǎng)孔的概率變小的同時(shí)，也加速被篩選物體在篩面的移動(dòng)速度，從而達(dá)不到篩選效果，反之，當(dāng)α選取過小時(shí)，隨增大有效工作面積，但不利于物料的移動(dòng)，從而影響生產(chǎn)效率，α的大小的選取一般根據(jù)所篩選的物料種類不同，選取的角度不同，通常取15°~15°,并且根據(jù)振動(dòng)篩的移動(dòng)幅值選取合適的傾角，正常情況下，傾角的大小與振幅成負(fù)相關(guān)。(3)振動(dòng)方向角β篩面的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向與振動(dòng)篩所成的夾角被叫做振動(dòng)方向角，正常情況下β取值范圍為，其取值的大小與被篩選的物體有關(guān)，與被篩選的物體成正相關(guān)，一般β取40°，在該角度下即可保證振動(dòng)篩擁有高的振動(dòng)幅度，又可保證生產(chǎn)效率。(4)篩箱振幅A振動(dòng)篩的箱體的振動(dòng)幅度為設(shè)計(jì)整機(jī)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，選取的振幅一定要保證合理，保證振幅的合理就是保證被篩選物體中雜質(zhì)與精料之間的完全分離的前提，進(jìn)而提高被篩選物體的篩面通過率，一般情況下振幅取值范圍為2~7mm,其取值的大小與篩面網(wǎng)孔的大小成正相關(guān)。由公式（4-1）可確定振動(dòng)篩箱體的振動(dòng)幅度以及振動(dòng)頻率。（4-1）式中：p——篩面振動(dòng)頻率；A——篩面振幅；α——篩體傾角；Φ——被篩選物體和篩體靜摩擦角；g——重力加速度。（4-2）確定p=240r／min，A=116mm，α=4°11′（5）振頻f篩體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率與想象著整機(jī)的生產(chǎn)效率，通常當(dāng)篩體往復(fù)移動(dòng)的頻率低于10赫茲時(shí)，被篩選物體通過篩面網(wǎng)孔的概率與篩體的振頻成正相關(guān)，當(dāng)篩體的振頻大于10赫茲時(shí)，其透網(wǎng)率與振頻成負(fù)相關(guān)[17]。（4-3）（6）振動(dòng)強(qiáng)度K由（4-4）可知，其篩體的振動(dòng)強(qiáng)度與振頻的二次方成正相關(guān)，一般情況下，篩體的振頻不大于22赫茲，正常振動(dòng)強(qiáng)度的取值范圍為2~9。（4-4）4.2電機(jī)的選型和計(jì)算到目前為止，動(dòng)力源有很多，由于電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)成本低、穩(wěn)定性高，方便維修等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用多種領(lǐng)域。現(xiàn)在電機(jī)的產(chǎn)業(yè)鏈完整，其被專門的研發(fā)公司生產(chǎn)，本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)電動(dòng)機(jī)直接選型即可。電動(dòng)機(jī)形式選取主要考慮因素有：安裝方式、額定功率、額定轉(zhuǎn)速等。通常情況下一般生產(chǎn)場所對(duì)電機(jī)無特殊要求時(shí)，選取的電機(jī)結(jié)構(gòu)類型為Y型三相交流異步電動(dòng)機(jī)。本文設(shè)計(jì)的機(jī)器應(yīng)用在一般加工場所，因此本文選取該系列普通電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)選取的規(guī)則：功率不能過大或者過過小，要保證電機(jī)的功率適中，功率過大電機(jī)成本高，且造成部分動(dòng)力浪費(fèi)，功率過低導(dǎo)致電機(jī)長期負(fù)荷運(yùn)行，不僅影響生產(chǎn)效率還降低電機(jī)的使用壽命，經(jīng)過計(jì)算本文選取的電動(dòng)機(jī)所需的功率為。4.2.1確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為適應(yīng)同一功率下，不同工況下所需的轉(zhuǎn)速不同的需求，經(jīng)過多年的研制，相同功率的電機(jī)具有多種不同的轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)速越快其內(nèi)部磁極數(shù)約少，且成本低。反之生產(chǎn)成本高。為適用本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)需要，本文選取電機(jī)轉(zhuǎn)速為960轉(zhuǎn)/分。4.2.2電動(dòng)機(jī)的型號(hào)的確定根據(jù)上文計(jì)算的三相異步電動(dòng)機(jī)的基本信息，選取相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，經(jīng)查選取電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為，由于在篩選南瓜種子時(shí)，會(huì)有水參與輔助加工，因此本文選取的三相異步電動(dòng)機(jī)的防護(hù)等級(jí)為。具體參數(shù)如表4-1所示。表4-1電動(dòng)機(jī)型號(hào)電機(jī)型號(hào)額定功率（kW）最大扭矩堵轉(zhuǎn)扭矩額定轉(zhuǎn)速（r/min）額定扭矩質(zhì)量（kg）Y100L-61.52.02.09602.0334.3主要傳動(dòng)計(jì)算與驗(yàn)算經(jīng)過上述分析本文設(shè)計(jì)的南瓜子分選振動(dòng)機(jī)初選振動(dòng)頻率為，選用的動(dòng)力輸出裝置的轉(zhuǎn)速為，經(jīng)計(jì)算傳動(dòng)比為：（4-5）經(jīng)計(jì)算傳動(dòng)比為4，因此本文選用帶傳動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)減速要求，帶傳動(dòng)的帶速由下式計(jì)算：（4-6）經(jīng)過計(jì)算符合設(shè)計(jì)要求。由電動(dòng)機(jī)的型號(hào)可知電機(jī)的輸出軸的直徑為，安裝振動(dòng)篩上的皮帶輪的直徑為：（4-7）驗(yàn)算兩個(gè)帶輪的中心距，經(jīng)計(jì)算兩帶輪的中心距為568mm，本文設(shè)計(jì)的南瓜子分選振動(dòng)機(jī)的軸距為900mm，因此符合設(shè)計(jì)要求。皮帶長度計(jì)算：（4-8）查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)確定選用V型帶A2034。小帶輪包角驗(yàn)算：（4-9）經(jīng)驗(yàn)算符合設(shè)計(jì)要求。5有限元分析5.1概述本章首先對(duì)南瓜子分選振動(dòng)機(jī)進(jìn)行三維建模，然后對(duì)南瓜子分選機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)分析，對(duì)南瓜子分選振動(dòng)機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)分析是對(duì)整機(jī)優(yōu)化和疲勞壽命分析的前提[18]。本文設(shè)計(jì)的基于偏置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，因此在實(shí)際工作中,對(duì)傳動(dòng)桿的剛度、強(qiáng)度會(huì)有比較高的要求。對(duì)于一些非關(guān)鍵部位的尺寸及結(jié)構(gòu)我們可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定,但對(duì)于關(guān)鍵部位零件的設(shè)計(jì),需要通過有限元軟件設(shè)計(jì)實(shí)際工作過程中關(guān)鍵部件所承受的沖擊載荷的大小、形變量等進(jìn)行定量的分析[19]。對(duì)于結(jié)構(gòu)材料的一些指標(biāo)需要明確,工業(yè)生產(chǎn)中常用強(qiáng)度、剛度等基本信息表達(dá)所選材料的基本屬性。強(qiáng)度包含：拉壓強(qiáng)度、抗剪切力強(qiáng)度、抗彎曲強(qiáng)度以及屈服極限等[19]。材料的剛度與材料的物理屬性有關(guān)，其剛度與彈性迷=模量有關(guān)，并且與其成正相關(guān)。(彈性模量是在變形允許的范圍內(nèi),應(yīng)力值比上應(yīng)力對(duì)應(yīng)的形變值)。因此剛度對(duì)于傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)桿來說至關(guān)重要。在有限元仿真結(jié)果分析時(shí),對(duì)單個(gè)零件取極限沖擊載荷，并通過施加極限沖擊載荷后通過零件發(fā)生的最大變形量來判別能否符合生產(chǎn)目的。5.2傳動(dòng)桿的靜態(tài)應(yīng)力有限元分析在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于非關(guān)鍵部位的尺寸及結(jié)構(gòu)我們可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定,但對(duì)于關(guān)鍵部位的零件,須通過強(qiáng)度校核,才能滿足整機(jī)在工作時(shí)具有高的可靠性與穩(wěn)定性的要求。這里對(duì)傳動(dòng)桿進(jìn)行有限元分析。電機(jī)的材料為鑄鐵，框架由角鋼和槽鋼焊接而成，傳動(dòng)桿的材料為合金鋼，其余材料為45鋼。篩體質(zhì)量為24kg。圖5-1篩體重量fig.5-1screenweight圖5-2傳動(dòng)桿fig.5-2drivingrod(1)創(chuàng)建算例選擇創(chuàng)建“新算例”,右擊“算例1”選“靜應(yīng)力分析”(操作如圖5-3所示)。圖5-3創(chuàng)建新算例fig.5-3creatinganewexample(2)指定材料屬性Solidworks中，模塊中，其提供了眾多常見的工程材料，我們可以直接在材料庫選取我們所需要的材料即可，本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選機(jī)的偏心連桿裝置需要實(shí)現(xiàn)規(guī)定的運(yùn)動(dòng)路線，偏心機(jī)構(gòu)對(duì)整機(jī)的功能具有十分重要的意義，不僅要保證足夠強(qiáng)度的同時(shí)，還要具有一定的剛度，在傳動(dòng)過程中也不能具有較大的質(zhì)量，在因此本文在軟件中賦予的材料類型為輕型。所以綜合考慮選取連接桿的材料為“合金鋼”，由于連接桿主要運(yùn)動(dòng)是帶動(dòng)篩體做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其余零件由于影響不大全部進(jìn)行鋼化處理,材料屬性窗口見圖5-4。圖5-4連接桿材料屬性fig.5-4materialpropertiesofconnectingrod（3）為了減少計(jì)算量，將原本銷、螺紋連接處進(jìn)行接頭處理，去掉與連接桿無接觸的無關(guān)零件，減少計(jì)算資源。圖5-5接頭處理fig.5-5jointtreatment(4)定義虛擬固定件在“夾具顧問”中選擇“固定幾何體”,選取機(jī)架下平面做固定處理。圖5-6固定夾具fig.5-6fixingfixture(5)添加載荷由上面可知，篩體整體的重量為24kg,添加載荷250N,順著連接桿方向。圖5-7添加載荷fig.5-7addingloads(7)網(wǎng)格劃分對(duì)整機(jī)進(jìn)行網(wǎng)格劃分,取消“自動(dòng)過度”選項(xiàng),如圖5-8所示。圖5-8網(wǎng)格劃分fig.5-8griddivision(8)運(yùn)行分析點(diǎn)擊“運(yùn)行”在求解時(shí)，注意求解器發(fā)出關(guān)于大位移警告,單擊“否”。(9)圖解顯示結(jié)果的分析是非常重要的，如下圖所示，可以進(jìn)行不同的顯示程度和選項(xiàng)進(jìn)行；如下圖是顯示應(yīng)力變形結(jié)果的；圖5-9應(yīng)力圖fig.5-9straindiagram如下圖所示是顯示位移的；圖5-10合位移圖fig.5-10combineddisplacementdiagram如下圖是顯示應(yīng)變的；圖5-11應(yīng)變圖fig.5-11straindiagram由應(yīng)力分析圖可知連接桿所受最大應(yīng)力為0.314MPa，足夠滿足強(qiáng)度要求。5.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化通常情況下，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往采用有限元對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零部件進(jìn)行應(yīng)力分析，通過該種方法可以較為直觀的觀察的機(jī)械結(jié)構(gòu)重要部件的應(yīng)以應(yīng)變的情況。有限元的應(yīng)用對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)有著極為重要的作用，不僅可以選擇較為合理的材料，還可以降低成本[20]。（1）選擇運(yùn)動(dòng)算例設(shè)定變量參數(shù)圖5-12設(shè)定變量fig.5-12settingvariables（2）添加simulation傳感器參數(shù)圖5-13添加傳感器參數(shù)fig.5-13addingsensorparameters（3）添加最優(yōu)目標(biāo)圖5-14添加目標(biāo)參數(shù)fig.5-14addingatargetparameter（4）得到最終優(yōu)化圖5-15優(yōu)化結(jié)果fig.5-15optimizationresults由此可知，當(dāng)前為最優(yōu)結(jié)構(gòu)形態(tài)，說明連接桿的設(shè)計(jì)尺寸及選用材料可以滿足南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的工作要求，為實(shí)體南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)提供可靠參考，同時(shí)能夠促進(jìn)南瓜子農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展。6技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)的工作原理為，篩體利用自身產(chǎn)生的速度和振幅的規(guī)律性變化，使的篩體表面被篩選的物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)分選機(jī)是進(jìn)幾十年新興的一種產(chǎn)物，現(xiàn)在分選振動(dòng)篩已經(jīng)被廣泛用于食品、加工、開采等多種行業(yè)。隨著生產(chǎn)力的不斷提高，對(duì)振動(dòng)篩的研發(fā)力度也不斷增加，目前它也朝著多元化的方向發(fā)展，振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)方式不同導(dǎo)致的振動(dòng)效果也不盡相同，其對(duì)篩選物體的分選效果也不同。按照振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)原理不同，其可以分為：直線、圓形、橢圓形、振動(dòng)篩，其中直線型篩選設(shè)備篩選效率高、可靠性高、易于維護(hù)，因此該類型的振動(dòng)篩被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。由于振動(dòng)篩現(xiàn)在已經(jīng)被多種行業(yè)首選為篩選裝置，因此振動(dòng)篩的通用性也備受廣泛關(guān)注。本文設(shè)計(jì)的南瓜種子分選振動(dòng)機(jī)可以完成的功能有，自動(dòng)篩選南瓜種子，并將南瓜種子按照優(yōu)劣等級(jí)進(jìn)行裝袋。該機(jī)型具有安裝簡單，方便維護(hù)，可靠性較高，高生產(chǎn)率，工作穩(wěn)定調(diào)換篩板方便等特點(diǎn)，同時(shí)全封閉結(jié)構(gòu)，減少對(duì)環(huán)境的污染是較理想的南瓜子分級(jí)篩選機(jī)。并且可以根據(jù)所篩選物料的屬性對(duì)分選振動(dòng)機(jī)的篩面的網(wǎng)孔大小進(jìn)行選型。由于本文設(shè)計(jì)的分選振動(dòng)篩具有三層篩面，真正實(shí)現(xiàn)了一機(jī)三篩的功能。本文設(shè)計(jì)的分選振動(dòng)機(jī)不僅提高了南瓜種子的純凈度，還提高了生產(chǎn)加工效率，并且具有工藝簡單，投資少，能有效的篩分種子的優(yōu)劣，大量節(jié)省人力、物力，廣泛用于倉庫、加工廠等，為廣大用戶創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。致謝四年的校園生活已經(jīng)接近尾聲，由于疫情的原因，總是感覺似乎缺少了什么，不免有些遺憾，在此，要感謝的是培養(yǎng)我的母校，我在今后的日子里將會(huì)牢記自己是遼寧工大的學(xué)子，在這四年的母校生活中有喜有悲，在機(jī)械學(xué)院學(xué)習(xí)的日子歷歷在目，如今到了說再見的時(shí)候真有些許的不舍，也只有到了這個(gè)時(shí)候才發(fā)現(xiàn)自己四年學(xué)到的知識(shí)是多么的淺顯，為當(dāng)初沒有好好學(xué)習(xí)感到深深的懊悔。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文的完成是對(duì)我大學(xué)四年中所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和很好地檢驗(yàn)。感謝機(jī)械學(xué)院所有的老師，是他們教會(huì)了我機(jī)械方面的相關(guān)知識(shí)，為我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中、乃至以后的學(xué)習(xí)工作中打下了基礎(chǔ)。也十分感謝網(wǎng)絡(luò)上素未謀面的好心人，當(dāng)我在3D建模、應(yīng)力分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化中遇到問題時(shí)，我習(xí)慣問問他們，他們就會(huì)慷慨的通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)我進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)，幫助我完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。這里最想感謝的是指導(dǎo)我的老師，老師從選題開始就悉心地指導(dǎo)我。經(jīng)常督促我向她匯報(bào)進(jìn)度、以及畢業(yè)設(shè)計(jì)中所遇到的問題；剛開始的我只有書本上的理論知識(shí)，基本上沒有實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，老師根