1、目錄一、引言 02二、大蒜分選機總體結構說明 04三、輸送裝置 05四、分選裝置 11五、自動稱重裝置 141 引言1.1 大蒜分選機的設計背景 在大面積種植大蒜的地方，對于收獲好的大蒜，工人們要分選出優劣級別， 個頭較大分為優等， 個頭較小的則相對較次， 賣出的價格也就較低， 因此把大蒜 分類也成為大蒜加工的必要工作環節。 以前工人們把包裝好的原料再重新篩選一 邊進行大蒜分級， 大小要分開， 分好極才能獲取更大的利潤， 根據市場統計把大 蒜分級能獲取比之前不分級多百分之 20 的利潤。工廠中工人篩選大蒜單純是用 簡單的人工勞力， 使用市場上一種簡單的劃級板， 也就是一種簡單的分隔板， 他 能

2、按照大蒜的大小個進行分選大小， 這種大蒜分選器由六瓣組成， 每一瓣由一個 圓環組成， 每個圓環的直徑不同， 每種規格大小的大蒜只能對應一種圓環孔， 這 樣工人們就對照著圓環的大小以及自己的經驗對大蒜進行分類篩選， 工人們每人 只篩選一種大小的大蒜通過團隊合作就能把大小不同的大蒜分開， 對于熟練地工 人來說，只需要目測就估計出大蒜的類別， 通過這種經驗再加上大蒜分選器的幫 助就大大提高了分選大蒜的效率，一個熟練的工人一天下來能夠分選出 1000 多 公斤大蒜。這種篩選還是存在很多的弊端， 篩選出的大蒜還是有一些規格不符的， 工人們這樣勞累一天也是很辛苦的， 最主要的是還是存在錯誤率的， 對一些大

3、型 出口企業，這種現象是不允許出現的。人工分選大蒜雖然簡單，但是需要來回分選，勞動過程就會有多余的消耗， 所以相對來說并不輕松， 面對這么多的大蒜， 難道沒有機器來代替人工嗎？經過 調查社會上還是存在有很多經過簡易改制做成大大蒜分選機， 大蒜分類毅然成為 大蒜行業最大的問題， 通過人工費事費力，于是就慢慢衍生出用機器分選的想法， 這種簡單的大蒜分選機比人工省點勁，它的結構就像咱們生活中的滾筒洗衣機， 它的內壁散步著許多圓孔， 根據現實的需要可以確定圓孔直徑的大小， 工作時把 大蒜從一端倒進去， 隨著滾筒的轉動大蒜也從相應的圓孔掉下去， 但是這種分選 方式也存在它的弊端， 這種分選方式遠遠達不到

4、現代化生產的要求， 這種機器分 選下來的大蒜， 原來好好的皮子都給掉下來， 大蒜也分瓣了， 要求是必須是一個 完整的大蒜， 這種破壞了的大蒜只能是廢品了， 造成資源浪費經濟的損失， 在一 個就是大蒜的規格，有很多分選出的大蒜達不到規格的要求，還得重新量一遍， 費時費力。這種大蒜分選機效率不高工作也不盡人意。1.2 大蒜分選機的工作原理大蒜分選機能夠完成對不同規格的大蒜的分選工作， 分選的規格一般為 4、 4.5 、5、5.5 、6等。其工作裝置包括振動篩部分、上料部分和分選部分；振動 篩部分通過振動振動掉大蒜上的泥土和部分蒜皮，完成對大蒜的大部分清理工 作，以免對后續的分選工作造成影響； 上料

5、部分功能是將振動篩過來的大蒜傳送 給分選裝置完成對大蒜不同規格的分選； 分選部分即完成大蒜的分選工作。 目前 社會上對大蒜特別是獨蒜進行分選主要是靠人工手選或篩選， 這兩種方法勞動強 度大，成本高、效率低、質量差，越來越趕不上社會的供應要求，嚴重阻礙了經 濟的發展。 本設計根據實際存在的問題， 通過逐步探索改善和完善， 基本上能適 應生產的需要，設計提供的的大蒜分選機，包括機架、給料振動篩、分選裝置、 蒜皮處理裝置、自動稱重裝置，其結構簡單、使用方便，分選效果好，工作效率 高。本次設計開發采用 SolidWorks 軟件完成，大蒜分選機總體外觀如圖 1.1 ：圖 1.1 大蒜分選機外觀圖2 大

6、蒜分選機的總體結構設計經過我們的調查研究我們設計的這款機器分為上料裝置、蒜皮處理裝置、 多級分選裝置和稱重裝置。 分選時首先將大蒜放在放料平臺上， 接著經過機器的 傳輸，大蒜經過分選裝置， 分選裝置從小到大依次排列， 這個分選裝置可以根據 現實的需要調整分選孔的大小以及分選數量， 上面布滿了相應大小的篩孔， 首先 最小的大蒜被篩網分選出去， 剩下的大蒜就進入下一個分選區域， 這樣一次進行， 各種大小的大蒜就進入相應的區域，進入接料裝置。圖 2.1 分選機側面圖我們這款分選機只設置了兩個接料口，兩個分選孔，現實中可以根據需要 自由加減。使用簡單方便，工作效率高。3 輸送裝置機器放料裝置實際上是一

7、個震動篩，大蒜放在左端的上料裝置上，裝置下 面安裝了一個震動裝置從而引起該裝置的不斷震動， 震動的作用是去掉大蒜身上 的泥土以及一些老皮， 起到一個清理大蒜的作用。 震動篩用到了機械中凸輪傳動 的原理，由發動機的齒輪傳動轉換成我們所需要的震動這種運動， 經過查閱資料 我們感覺這種裝置效果明顯，所以采用這種機械裝置。圖 3.1 振動篩凸輪機構是由凸輪，從動件和機架三個基本構件組成的高副機構。 凸輪是 一個具有曲線輪廓或凹槽的構件， 一般為主動件， 作等速回轉運動或往復直線運 動。與凸輪輪廓接觸， 并傳遞動力和實現預定的運動規律的構件， 一般做往復直 線運動或擺動，稱為從動件。凸輪機構在應用中的基

8、本特點在于能使從動件獲得較復雜的運動規律。 因為 從動件的運動規律取決于凸輪輪廓曲線， 所以在應用時， 只要根據從動件的運動 規律來設計凸輪的輪廓曲線就可以了。 由凸輪的回轉運動或往復運動推動從動件 作規定往復移動或擺動的機構。 凸輪具有曲線輪廓或凹槽， 有盤形凸輪、 圓柱凸 輪和移動凸輪等， 其中圓柱凸輪的凹槽曲線是空間曲線， 因而屬于空間凸輪。 從 動件與凸輪作點接觸或線接觸， 有滾子從動件、 平底從動件和尖端從動件等。 尖 端從動件能與任意復雜的凸輪輪廓保持接觸， 可實現任意運動， 但尖端容易磨損， 適用于傳力較小的低速機構中。 為了使從動件與凸輪始終保持接觸， 可采用簧或 施加重力。具

9、有凹槽的凸輪可使從動件傳遞確定的運動，為確動凸輪的一種。一般情況下凸輪是主動的， 但也有從動或固定的凸輪。 多數凸輪是單自由度 的，但也有雙自由度的劈錐凸輪。 凸輪機構結構緊湊， 最適用于要求從動件作間 歇運動的場合。它與液壓和氣動的類似機構比較，運動可靠，因此在自動機床、 內燃機、印刷機和紡織機中得到廣泛應用。但凸輪機構易磨損，有噪聲，高速凸 輪的設計比較復雜， 制造要求較高。 凸輪容易磨損， 主要原因之一是接觸應力較 大。凸輪與滾子的接觸應力可以看作是半徑分別等于凸輪接觸處的曲率半徑和滾 子半徑的兩圓柱面接觸時的壓應力， 可用赫芝公式進行計算， 應使計算應力小于 許用應力。促使凸輪磨損的因

10、素還有載荷特性、幾何參數、材料、表面粗糙度、 腐蝕、滑動、潤滑和加工情況等。 其中潤滑情況和材料選擇對磨損壽命影響尤大。 為了減小磨損、 提高使用壽命， 除限制接觸應力外還要采取表面化學熱處理和低 載跑合等措施，以提高材料的表面硬度。為使凸輪機構運動的加速度及其速度變化率都不太大， 同時考慮動量、振動、 凸輪尺寸、 彈簧尺寸和工藝要求等問題， 還可設計出其他各種運動規律。 應用較 多的有用幾段曲線組合而成的運動規律， 諸如變形正弦加速度、 變形梯形加速度 和變形等速的運動規律等， 利用電子計算機也可以隨意組合成各種運動規律。 還 可以采用多項式表示的運動規律， 以獲得一連續的加速度曲線。 為了

11、獲得最滿意 的加速度曲線， 還可以任意用數值形式給出一條加速度曲線， 然后用有限差分法 求出位移曲線， 最后設計出凸輪廓線。 和降低表面粗糙度。 凸輪的工作條件是空 氣干燥、潤滑油潔凈， 或采用加有各種添加劑的潤滑油。 潤滑油的粘度和供油方 式的選擇要考慮從動件的形狀和凸輪的轉速等。凸輪和從動件的材料匹配應適 當，如硬鋼和鑄鐵價廉，適用于高速滑動；硬鋼和磷青銅的振動和噪聲小，還能 補償輪廓的不精確。 鑄鐵和鑄鐵配對使用效果尚可。 但硬鎳鋼和硬鎳鋼、 軟鋼和 軟鋼等的組合則效果不佳。對于幾何參數、潤滑、材料和表面粗糙度等，也可采用彈性流體動壓潤滑理論進行綜合計算，以減少磨損凸輪結構簡單、緊湊、設

12、計方便，可實現從動件任意預期運動，在各種機 械中廣泛使用。 我們運用凸輪的知識， 根據所需要的震動效果， 用電機的傳動作 為動力源，加上凸輪這個結構，連接好震動篩，就能滿足現實的需要。圖 3.2 振動機構 這是我們的輸送裝置也是震動篩， 輸送裝置由于震動的緣故， 裝置下面會不 可避免的出現很多泥土和老皮，因此盡快的處理掉他們也是一個很重要的問題。 我們采用吹風機安裝在橫梁架上， 然后加上去皮底板， 這樣問題就迎刃而解。 吹 風機我們也是根據分選機的實際尺寸以及形狀進行了設計和組裝。 幾個去皮底板 并排在輸送裝置下面接著泥土和蒜皮， 還可以把該裝置下面四周密封起來， 不會 造成環境的污染。圖 3

13、.3 去皮底板另外一部分是上料裝置， 該裝置處在分選裝置和振動裝置之間。 該裝置和之前平的上料7裝置上滾動的軸棍是由齒輪轉動帶動起來不停地轉動， 帶動大蒜不停地向前運輸， 還起到摩 擦蒜皮，去泥土的作用。經過查閱資料我們知道鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運 動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。 鏈傳動有許多優點，與帶傳動 相比，無彈性滑動和打滑現象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能 力強，相同工況下的傳動尺寸小；所需張緊力小，作用于軸上的壓力小；能在高溫、潮濕、 多塵、有污染等惡劣環境中工作。 鏈傳動的缺點主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動；成 本

14、高，易磨損，易伸長，傳動平穩性差，運轉時會產生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不 宜用在急速反向的傳動中。圖 3.4 上料輸送裝置圖 3.5 吹風機鏈傳動是嚙合傳動，平均傳動比是準確的。它是利用鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞動力和 運動的機械傳動。鏈條長度以鏈節數來表示。鏈節數最好取為偶數，以便鏈條聯成環形時正好是外 鏈板與內鏈板相接， 接頭處可用彈簧夾或開口銷鎖緊。 若鏈節數為奇數時， 則需采用過渡鏈 節。齒形鏈由許多沖壓而成的齒形鏈板用鉸鏈聯接而成，為避免嚙合時掉鏈，鏈條應有 導向板 （分為內導式和外導式 ） 。齒形鏈板的兩側是直邊， 工作時鏈板側邊與鏈輪齒廓相嚙合。 鉸鏈可做成滑動副或滾動副，滾

15、柱式可減少摩擦和磨損，效果較軸瓦式好。與滾子鏈相比， 齒形鏈運轉平穩、噪聲小、承受沖擊載荷的能力高；但結構復雜、價格較貴、也較重，所以 它的應用沒有滾子鏈那樣廣泛。齒形鏈多用于高速（鏈速可達 40m/s）或運動精度要求較高的傳動。國家標準僅規定了滾子鏈鏈輪齒槽的齒面圓弧半徑 、齒溝圓弧半徑 和齒溝角 的最大 和最小值 （詳見 GB1244-85） 。各種鏈輪的實際端面齒形均應在最大和最小齒槽形狀之間。這 樣處理使鏈輪齒廓曲線設計有很大的靈活性。 但齒形應保證鏈節能平穩自如地進入和退出嚙 合，并便于加工。 符合上述要求的端面齒形曲線有多種。 最常用的齒形是 “三圓弧一直線” 即端面齒形由三段圓弧

16、和一段直線組成。圖 3.6 鏈傳動模型與帶傳動相比，鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的平均傳動比；需要的張緊力小，作用于軸的壓力也小，可減少軸承的摩擦損失；結構緊湊；能在溫度較高、 有油污等惡劣環境條件下工作。與齒輪傳動相比， 鏈傳動的制造和安裝精度要求較低； 中心距較大時其傳動結構簡單。 瞬時 鏈速和瞬時傳動比不是常數，因此傳動平穩性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲。 鏈傳動平均傳動比準確 ,傳動效率高，軸間距離適應范圍較大，能在溫度較高、濕度較大的 環境中使用；但鏈傳動一般只能用作平行軸間傳動，且其瞬時傳動比波動，傳動噪聲較大。 由于鏈節是剛性的， 因而存在多邊形效應 （即運動不均勻性）

17、 ，這種運動特性使鏈傳動的瞬 時傳動比變化并引起附加動載荷和振動， 在選用鏈傳動參數時須加以考慮。 鏈傳動廣泛用于 交通運輸、農業、輕工、礦山、石油化工和機床工業等。為提高鏈傳動的運動平穩性、降低動載荷，小鏈輪齒數多一些為好。但小鏈 輪齒數也不宜過多，否則 i 會很大，從而使鏈傳動較早發生跳齒失效。鏈條工作一段時間后，磨損使銷軸變細、使套筒和滾子變薄，在拉伸載荷 F 的作用下，鏈條的節距伸長。 鏈條節距變長后、 鏈繞上鏈輪時節圓 d 向齒頂移動。一般鏈條節數為偶數以避免使用過渡接頭。為使磨損均勻，提高壽命，鏈輪 齒數最好與鏈節數互質，若不能保證互質，也應使其公因數盡可能小。鏈的節距越大，理論上

18、承載能力越高。但如上節所述：節距越大，由鏈條速 度變化和鏈節嚙入鏈輪產生沖擊所引起的動載荷越大， 反而使鏈承載能力和壽命 降低。因此， 設計時應盡可能選用小節距的鏈， 重載時選取小節距多排鏈的實際 效果往往比選取大節距單排鏈的效果更好。經過綜合考慮我們選用了結構簡單的鏈傳動， 這種傳動方式簡單， 能最簡單最直接的帶 給我們想要的運動方式。104 分選裝置分選裝置是系統的關鍵部分， 是整個機器的中樞。 大蒜經過送料裝置的去皮去土等處理 到達我們的分選裝置， 進入分選裝置后， 大蒜會根據我們設計的篩選孔大小進行分類然后經 過分類掉下到相應的區域，進行接料稱重。我們先來介紹篩選孔這一個裝置， 我們可

19、以根據現實的需要設計調整孔的大小， 這里不 做多余的解釋， 大蒜經過篩選孔的時候， 篩選網本身是不斷滾動的， 這樣帶動大蒜不斷運動 進行分類， 比此處孔小的大蒜就會掉到該區域， 就是我們要的這種規格的大蒜， 比較大的大 蒜進入到下一個區域。圖 4.1 篩選孔這里篩選網的傳動這是運用了鏈傳動的原理，和之前介紹的圓柱轉動異曲同圖 4.2 分選裝置11工，非常簡單直接明了的表現出我們想要的運動形式。電機齒輪轉動帶動大軸的轉動進行傳圖 4.3 電動機輸力的運動。 電機的選擇也是一個很有難度的問題， 電機輸出轉矩的大小取決負 載的大小，電機輸出轉矩是為了對抗負載而存在的； 依據此結論， 本期我們將由 電

20、機端來為各位介紹電機的種類，特性與負載動作需求的關系。1. 電機的種類 細分電機的用途種類有將近幾百種， 會因不同環境場合及動作功能需求繁衍 出不同的用途別族群，甚至為了區隔用途或特性而賦予不同的名稱（如：AC 伺服電機， DC伺服電機， DD電機，轉矩電機，直線電機，風車電機，抽水電機， 反作用式同步電機，超低速同步電機，永磁式同步電機，減速電機，無段變速電 機，渦輪減速電機等）。2. 電機與負載的關系 負載為了達到使用者某一程度運動條件的要求，如：（1）運轉動作的時間周期：激活停止，正轉逆轉的時間及每分鐘的頻度或長時 間連續運轉。（2）速度的變化：最高速度，最低速度，緩慢激活，緩慢停止或多

21、段速度切 換。（ 3）運轉距離的變化：長距離，短距離或往復來回移動。（4 ）動作位置定位及定位精度：電氣式剎車，機械式剎車，利用電機本身的特 性達到剎車定位（如步進電機）或藉由減速機（如游星式，諧和式減速機）提高12定位精度。（5）速度響應特性的要求：激活時的響應特性，加速度響應特性，負載變動時 的速度安定性。（6）電機輸出轉矩的要求：速度改變時電機的輸出轉矩不變，與負載的大小產 生對抗性的拘束轉矩，停止時具保持力矩，激活時可以有較大的瞬間激活轉 矩。圖 4.4 電機的型號型號說明： Y 全封閉自扇冷卻三相異步電動機。冷卻方式為 IC411，即風 扇自冷卻。額 定電壓為 380V/3000V/

22、6000V/10000V，50Hz。防護等級一般為 IP23 、 IP44，可根據要求做成 IP54 或 IP55。F級絕緣，B級溫升考核。工作制為 SI 。 YKS 全封閉空水冷卻三相異步電動機。冷卻方式為IC81W，即空氣強冷加 水冷卻。額定電壓為 3000V/6000V/10000V，50Hz。防護等級 IP44 或 IP54。F 級絕緣， B 級溫升考核。 工作制為 SI 。 YKK全封閉空空冷卻三相異步電動機。 冷卻 方式為 IC611，即空氣強制冷卻。135 自動稱重裝置5.1：圖 5.1 稱重裝置分選下來的大蒜經過傳輸帶的運送落到接料裝置，進行稱重打包，稱重裝置如圖5.1 工作原

23、理我們設定好稱重重量， 落下的大蒜達到設定值時， 重量傳感器發出信號， 信 號經過放大處理發送給電機和氣缸， 氣缸控制落料口的開關， 得到電信號后氣缸 關閉落料口， 停止落料； 電機得到電信號后啟動將稱重后的大蒜輸送到稱重臺前 段，通過工作人員卸料，同時后面的接料裝置傳送到落料口，停頓2s 后給氣缸一個電信號，打開落料口，開始落料，進行下一個工作循環， 整個過程通過 PLC 控制。接料裝置如圖 5.2，需要工人事先準備好，需要人工安放在輸送帶上，接 料裝置上裝有接料袋， 進行下一次接料前需要工人重新套上包裝袋， 此過程可以 在工作循環過程中完成，期間不需要停止機器的運行。14圖 5.2 接料裝

24、置5.2 重量傳感器 我們此處采用了重量傳感器， 重量傳感器是一種將質量信號轉化為可測量的電信號的裝置。 用傳感器應先要考慮傳感器所處的實際工作環境， 這點對正確選 用稱重傳感器至關重要，它關系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽 命，乃至整個衡器的可靠性和安全性。 在稱重傳感器主要技術指標的基本概念和 評價方法上，新舊國標有質的差異。主要有 S 型、懸臂型、輪輻式、板環式、膜 盒式、橋式、柱筒式等幾種樣式。1、結構組成主要由承載器、稱重顯示儀表（下簡稱儀表） 、稱重傳感器（下簡稱傳感器） 、 連接件、限位裝置及接線盒等零部件組成， 還可以選配打印大屏幕顯示器、 計算 機和穩壓電源等外部設

25、備。2、工作原理被稱重物或載重汽車置于承載器臺面上， 在重力作用下， 通過承載器將重力 傳遞至稱重傳感器， 使稱重傳感器彈性體產生變形， 貼附于彈性體上的應變計橋 路失去平衡， 輸出與重量數值成正比例的電信號， 經線性放大器將信號放大。 再 經 A/D 轉換為數字信號，由儀表的微處理機（ CPU）對重量信號進行處理后直接 顯示重量數據。 稱重傳感器從原理上分有很多種，包括電阻應變式、壓磁式、電容式、 振弦式、電感式、核輻射式等，但從準確度、重復性、經濟性、使用方便等方面綜合15 考慮，目前大量生產的仍然是電阻應變式傳感器。它在稱重傳感器中所占的比例 達 90以上。電阻應變式稱重傳感器是基于這樣

26、一個原理：彈性體（彈性元件，敏感梁） 在外力作用下產生彈性變形， 使粘貼在它表面的電阻應變片 （轉換元件） 也隨同 產生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發生變化（增大或減小），再經相應 的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號 （電壓或電流） ，從而完成了將外力變 換為電信號的過程。由此可見，電阻應變片、 彈性體和檢測電路是電阻應變式稱重傳感器中不可 缺少的幾個主要部分。一、電阻應變片 電阻應變片是把一根電阻絲機械的分布在一塊有機材料制成的基底上， 即成 為一片應變片。他的一個重要參數是靈敏系數 K 。我們來介紹一下它的意義。 設有一個金屬電阻絲，其長度為 L，橫截面是半徑為 r 的圓形，其面積

27、記作 S， 其電阻率記作 ，這種材料的泊松系數是 。當這根電阻絲未受外力作用時， 它 的電阻值為 R：R = L/S（ ）（51）當他的兩端受 F 力作用時，將會伸長，也就是說產生變形。設其伸長 L， 其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少 r。此外，還可用實驗證明，此金 屬電阻絲在變形后，電阻率也會有所改變，記作 。對式（ 2-1）求全微分， 即求出電阻絲伸長后，他的電阻值改變了多少。我們有：R = L/S + L/S SL/S2（52）用式（ 5-1）去除式（ 5-2）得到：R/R = / + L/L S/S（53）另外，我們知道導線的橫截面積 S = r2，則 s = 2r* r，所以 S/S = 2r/r（54）從材料力學我們知道r/r = - L/L（55）其中，負號表示伸長時， 半徑方向是縮小的。 是表示材料橫向效應泊松系 數。把式（ 54）（55）代入（ 5-3），有16 R/R = / + L/L + 2 L/L