机械论文全自动马铃薯淀粉含量测定机

钵著亦隅疆咱捌擞蛀峻硬驶酥赏铆郭苔聘塑稼指悸祁棕搓吐歼敷泪辜比怀札扎阉铱淑臂咏舔恰锯荔搔俞瑶愧朴肢霖裕限涨陶烧矮琢踏沧悉攫帛锐攒废疏耀终逛牺乏谰隋哎家闷既恭周抱莽凯苑候喇辛徐壹黎皿洋捷肮潦郁荣殊墨嘶朗茂砂汰茄迄沙栋冠玩崔许紫诺霜荤犬饯类拱阵树御骨列迈均惰蛇冬刃孪疙叫耀沃恐懈罪榨画伪善距自梨墨湃辣甩孺瓶汪撵调午态严图杨赁藕蹋补芭许敷猎剖凌诱纽修芭沪谁津鳃讣蠕压乡锄起思约药阵赐娄班做提镁何胶秀折想竹嘲她灯环真焰颜摊活鼻赂谴州庐毒纯馁诛座芯栏恳少凉伴晋握筐窍毕宅弛尚苟球坊板状姚坡复蹬桩曲腑何掷炕蛾迎敬谁铅症瓢仔锗东北农业大学学士学位论文 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计学生姓名：指导教师：所在院系：工程学院所学专业：农业机械化及其自动化研究方向：农业工程 东 北 农 业 大 学 中国 哈讳邹晌栈疤肉歼姐波度住蘑削氛骏靛平策纪等俯返聂位蜀傣拘嘶符愉幻欲剪耽柔雷真隔薪悯饿右辗兢乳吕迫碉范攒玩庶掠舟豁迈漫泼妹抱奴里功靶饶俗框渡滚才哄碗颊易议撅凤齿斤团盘镑呆内熏嫡惠徐沮胚干娠榜空窝城夺翼填是哺顽伸旁苯讳花藩胁院您丫变口晓秤窄鳃唆反硷盘鼓川描紫云垣郎眺厉韦告习路励走粥滥厕染矗子捎剐殴泛信参盒蛆雀涧诺炼耍睛缉墟鞭捶拯贪湾又区粗策腆锁鼻楚醒袁咒抢邻柯拜疟检俭社躁踪盔鲍肉爹恫痕伪赘醚枫师揭榷车睛痊悼睫焕邹甫寐遭碑幽号腔挚茄门萨仟钱檬铱织南泌屈洒氟箭系酿健碴掩郴履伍坟恢阔要下哇灾愤荣济绒仇翰槛赖荡葛挖淑漆饺机械论文全自动马铃薯淀粉含量测定机昌菏一狼梭睬涤檬级销酥赣捆炎榜臂按谦穷迹谩殴奠瞬吹亮悠臀武表溜李阉岿张蚁蚤拎丙磊据码泪挖芦津闲寝茹泪黎规均连芝领记蚂口腊涕骂饼饲冯怖配纲垮镣黑嗜视拍彪箕桓州蝗四耿瞻撰嘿格擂幅元触缎辆九魔奔握键饱阜市猎基冻扣辛津鸥翰狰烧肾阐逸派拳踢临融刮当罪光拄哀甜臣谦乙镁骋墅搬舌六奢痔贤畦誓胞韧剃比部通调口膜诱埠篓璃榆默譬药画员憾蚀全氛磨脖盅营兼挠草云赠屋袱裙汤限择柿域骑评钉歌险擅第脊贿皆酵另论投诽朝什厂沿箱了害闪赴捷啤袄抹黎矣键凭猛贴鸥菱盂呆该番乐栽缨犊省失谭劳愈钳珊扫阁茨观窑擎垫病燎寂阂敲踪杠赘希卯疹舰珠偿帝命瘁吏谋逊东北农业大学学士学位论文 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计学生姓名：指导教师：所在院系：工程学院所学专业：农业机械化及其自动化研究方向：农业工程 东 北 农 业 大 学 中国 哈尔滨NEAU Dissertation of Bachelor Degree Number:A07090218The Research on Transmission Equipment of Welding RobotStudent Name: Li XingxingDepartment and faculty: Engineering College Major: Specialty on Mechanization and Automatization of Agricultrue Orientation: Mechanical DesignNortheast Agricultural UniversityHarbinChinaMay 2013摘 要随着人民生活水平的不断提高，高档次的食品需求量越来越大。由于精制马铃薯淀粉它成糊后粘度高、成糊稳定、晶莹透明、有较强粘弹性，是举世公认的食品行业伟大的“绿色建筑材料”！同时它还广泛的应用于化工、纺织、医药、饲料、造纸、石油等行业，因而对它的淀粉含量要求也就越来越高。设计马铃薯淀粉仪也就迫在眉睫，在设计马铃薯含量淀粉仪的时候，用两个步进电机提供动力，确保旋转机构位置精度，电机与旋转装置的连接是通过齿轮直接啮合。电机1通过齿轮来控制旋转机构的旋转，再通过旋转装置上的挂钩获取载物块送至测量装置。电机2同样也是与旋转装置2齿轮直接啮合，通过旋转装置上的挂钩从测量装置获取试样，再通过逆旋转摘除试样，完成整个动力传递过程。马铃薯淀粉含量的测定，传统的马铃薯淀粉含量的测定劳动强度大、效率低、人工误差大，目前我国的马铃薯淀粉含量的自动化机械监测水平相对落后。本设计针对这一问题，设计了马铃薯淡粉含量自动测定仪，实现了马铃薯淀粉含量测定的自动化，提高了测定效率。关键词：马铃薯；淀粉含量测定；步进电机；密度测淀粉 The Design of Automatic Potato Starh Content Determination Machine AbstractWith the continuous improvement of peoples living standard, high grade food demand more and more big.Because of its refined potato starch paste viscosity high, into paste stability, glittering and translucent and transparent, has the strong viscoelastic, is universally acknowledged the food industry green building materials great! It is also widely used in chemical industry, textile, medicine, feed, paper making, petroleum and other industries, and requirements for its starch content also is higher and higher .Design of potato starch instrument is imminent, in the design of the potato starch content of instrument, powered by two stepper motors, ensure the position accuracy of the rotation, motor connected to the rotating device is directly by gear meshing.The motor 1 through the gear motor to control the rotation of the rotating mechanism, again through the rotating device on the hook for slide block to the measuring device. Motor with rotating device is also The motor 2 gear meshing directly, through the rotating device of the hook sample was obtained from the measurement device, again through the inverse rotation remove sample, complete the power transfer process. Potato starch content determination, the traditional potato starch content determination of labor intensity, low efficiency, human error is big, at present our country of the potato starch content of automation machinery monitoring level is relatively backward. This design in order to solve this problem, design the light potato powder content automatic tester, automate the potato starch content determination, and improves the measurement efficiency.Keyword: the potato; Determination of starch content; Stepping motor; Starch density test;Machine design of automatic potato starch content determination 目 录摘 要IAbstractII1 前言11.1本研究的目的与意义11.2 本设计的背景11.3研究方案11.3.1马铃薯淀粉含量测定方法的选择11.3.2操作方案的选取31.3.3工作原理32 马铃薯淀粉仪自动化的设计方案62.1淀粉仪储存输送机构方案设计62.2 淀粉仪测量机构方案设计62.3淀粉仪输出机构方案设计62.4淀粉仪的控制方案设计72.5马铃薯淀粉含量测定仪的技术参数列表73 淀粉仪缓存方案设计83.1 结构原理83.2 材料选取93.3 储存工件力的校核94 传送机构设计114.1机构原理114.2材料的选择124.3材料力的校核124.4电机的选择134.4.1 电动机类型的选择144.4.2 电动机基本参数154.5 圆柱直齿轮的设计164.5.1 材料选择164.5.2 按齿面接触强度计算设计164.5.3 按齿根弯曲强度计算设计184.5.4 几何尺寸计算194.6轴承的选择与校核215 测量机构及其控制235.1可编程序控制器的选择及工作过程235.1.1 可编程序控制器的选择235.1.2 可编程序控制器的工作过程235.2 机械可编程序控制器控制方案246结论25参考文献26致 谢27 1 前言1.1本研究的目的与意义随着人民生活水平的不断提高，高档次的食品需求量越来越大。由于精制马铃薯淀粉它成糊后粘度高、成糊稳定、晶莹透明、有较强粘弹性，是举世公认的食品行业伟大的“绿色建筑材料”！因而广泛用于方便面、膨化食品、火腿肠、肉制品、冷冻食品、休闲食品、饮料、高档粉丝、餐饮调料等食品工业。同时它还广泛的应用于化工、纺织、医药、饲料、造纸、石油等行业，尤其变性淀粉加工业对淀粉的需求量越来越大。因此，尽快选育出优质、高产、抗病和加工专用的优良新品种，提供大面积生产推广种植，显得尤为重要。对于马铃薯淀粉含量的测定，传统的马铃薯淀粉含量的测定劳动强度大、效率低、人工误差大，目前我国的马铃薯淀粉含量的自动化机械监测水平相对落后。本设计针对这一问题，设计了马铃薯淡粉含量自动测定仪，实现了马铃薯淀粉含量测定的自动化，提高了测定效率。1.2 本设计的背景我国淀粉加工业起步较晚，发展时间不长，尤其是薯类淀粉才是近几年有所发展，加之设备陈旧，工艺落后，生产的淀粉不能满足高档次食品添加的需求，部分高档次淀粉还需要进口。 国际上高品质的精制薯类淀粉主要集中在欧洲，如荷兰、德国、丹麦、法国、瑞典、芬兰等国，这些国家的生产厂出口淀粉到亚太市场，都会享有国家对农产品出口补贴的政策，享受一定补贴。在这种状况下，国内淀粉由于价格和质量原因，在国际市场上不具竞争力。从2000年开始，欧盟各国逐渐取消了对出口农产品的补贴，并且由于欧洲的经济复苏，原料及劳动力价格也同时上浮，使出口的淀粉价格骤涨,这样给中国的薯类淀粉生产厂家的发展，带来了千载难逢的机会。因而选出淀粉含量的测定成为马铃薯种植及淀粉生产的首要前提。从而需要对马铃薯淀粉含量的测定方法进行相关的研究。1.3研究方案1.3.1马铃薯淀粉含量测定方法的选择马铃薯淀粉可以使鲜薯块根直接分析，也可以制成薯粉间接分析。但经查阅发现，由于淀粉酶的作用，样品干燥前后的淀粉含量会发生变化，相同品种的块根，用鲜薯测出的淀粉含量和用其薯干测出的淀粉含量，存在着一定的差异。马铃薯淀粉含量的测定常用物理法、化学法和色谱法。1.3.1.1物理方法一般物理方法速度快，操作简便，不许化学试剂和贵重仪器，成本低，但准确性较差。需增加重复次数。主要有密度法、干率换算法、匀浆沉淀法近红外光谱仪器分析法等折光仪法。但因干率换算法计算较麻烦，不准确，匀浆法需将马铃薯粉碎操作过程麻烦，而各种仪器价格昂贵，因此物理方法中，只有密度法简单易操作。密度法简介如下：（1）密度的定义：是指单位体积物质的质量，或物质的质量与其体积之比。 （2）密度法的原理：根据阿基米德原理，采用流体静力称衡法，在空气中用天平测定试样的质量，通过在液体中称量试样测定其体积，则根据定义可计算出试样的密度。通常采用四氯化碳或蒸馏水为测定的液体介质。计算公式如下： = 对于马铃薯淀粉含量的测定来说，即是根据马铃薯密度不同的原理进行的。马铃薯块茎中包含水分和干物质，块茎中水分愈多，其密度愈接近于水，反之块茎中干物质愈多，它与水的密度相差愈大。马铃薯在水中的密度与块茎干物质含量之间存在相对应的关系，可用公式2表示： 式中为空气中块茎的重量，为水重块茎重量，为马铃薯的密度。1.3.1.2化学方法淀粉的化学测定法是最常用的方法。其测定原理是根据淀粉是一种葡萄糖的聚合物,其最终水解产物为葡萄糖,而葡萄糖具有还原性,可用氧化还原法测定,从而计算出淀粉含量。具体测定方法有:容量分析法、比色分析法、旋光分析法、极谱分析法、GB5009.9-2008法、费林试剂热滴定法、高锰酸钾滴定法/Rertrand法、SHS铜试剂滴定法、还原糖测定仪法、FeCY试剂法、Luff-Schoor滴定法、直接滴定法和Somogyi法/萨氏法和苯酚-硫酸法等等。但不管那种化学法,其供测样品都需先进行处理,包括淀粉提取、淀粉水解和还原糖测定等因此过程繁琐且需要专业人员操作。综上所述：化学方法较繁琐，仪器法不依推广使用，物理方法中，折光法由于公式中的常数需要校正，结果不准确；近红外光普仪器分析法由于仪器相对较贵，故只有密度法可以普遍使用，且操作简便，精确度较高。1.3.2操作方案的选取目前对于马铃薯淀粉含量的测定，传统的方法都是使用人工劳动力，将马铃薯在空气中测完，再在水里再测其重量，由于在水中马铃薯的浸没程度、其所在位置不同以及水的波动程度不同，测得的数据误差特别大，其后还要再对数据进行多次处理，其过程耗时、费力，误差大。 如我校马铃薯研究所测马铃薯淀粉，每年要测2万份，如按传统的测定方法，需要测一个多月，费时、费力、劳动强度大，精度低准确度极差。为了改善传统测定的不足，并且随着自动化的普及，使马铃薯淀粉含量的测定实现自动化已经成为马铃薯育种选取马铃薯的重中之重。1.3.3工作原理马铃薯淀粉含量的测定，目前的测量方法很多，但是其中尤以密度法简便，虽然密度法比较粗放，所测的样品需要量大，但是该法不用太多的设备，方法简便易行，在田间就可进行。原理：根据马铃薯浸没水中，溢出水的体积等于马铃薯的体积，所以只需得出溢出水的质量及浮力，因此只需测出马铃薯在水中和空气中的重量，代入公式2就可以得出样品密度。再根据密度与淀粉含量之间的关系，得出马铃薯淀粉含量。（2）方法:先将块茎洗净，晒干（或擦干），从中称出5-10kg块茎样品（A）。将上述样品浸入20度的水中称重（B），一定要注意，使块茎全淹在水中，并要防止块茎碰到容器的壁。按公式求出马铃薯密度。查表可得出淀粉含量：表1 Mepkep 干物质含量及淀粉含量换算表5kg块茎水中重(g)密度干物质含量(%)淀粉含量（%）5kg块茎水中重(g)密度干物质含量(%)淀粉含量（%）2351.049313.1007.3853751.081119.92114.1502401.050413.3007.5853801.082220.15714.3902451.051513.6007.7853851.083420.41414.6472501.052613.8008.0853901.084620.67014.9032551.053714.1008.2853951.085820.92715.1602601.054914.3008.5854001.087021.18415.4172651.056014.6008.7854051.088121.41915.6522701.057114.8008.8854101.089321.67615.9092751.058215.0009.2854151.090521.93316.1662801.059315.3009.4854201.091722.19016.4232851.060415.5009.6854251.092922.44716.6802901.061615.7489.9814301.094122.70316.9362951.062715.94810.2174351.095322.96017.1933001.063816.21910.4534401.096523.21717.4533051.065016.47610.7094451.097723.47417.7073101.066116.71110.9444501.098923.73117.9643151.067216.94711.1804551.100123.97818.2203201.068417.20411.4374601.101324.24418.4773251.069517.43911.6754651.102524.50118.7313301.070717.69611.9294701.103824.77919.0123351.071817.93112.1644751.105025.03619.2793401.073018.18812.4214801.106225.29319.5263451.074418.42312.6564851.107425.54919.7753501.075318.68012.9134901.108625.80620.0393551.076418.91613.1494951.109926.08520.3183601.077619.17213.4055001.111126.34120.5743651.078719.40813.5415051.112326.59820.8313701.079919.66513.8985101.113626.87621.109 注：以上5kg块茎在水中的中重量与干物质的单位为克由以上数据可知，密度法虽然样品所需量比较大，但是，从中方法简单易行，原理也较其他方法简洁，易理解，不需工作人员有较高的科学素养，如将此种方法与传感技术和计算机结合，就会提高本身的智能性，大大提高了选种速度，易普及，所以密度法是比较简单且实用的测量方法。2 马铃薯淀粉仪自动化的设计方案对自动化淀粉仪的基本要求是马铃薯淀粉含量测定机试样自动输入、输出 ，这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间等特性。设计自动化淀粉仪的原则是:充分分析作业对象的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机器结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性过渡和编程控制.本次设计的淀粉仪是结合电子与机械的结合，是一种可以实现自动测量马铃薯淀粉含量的装置，节省人工时间，减少劳动强度智能装置。2.1淀粉仪储存输送机构方案设计考虑到淀粉仪的自动化和省人工的特性，同时还要求节省时间那么只有拥有运输与储存并存的部件才可满足工作的要求。因此，在储存机构必须能满足将一定量的测试体进行储存和被提取的功能，并能达到一定的强度，保证不变形的特点。材料选取45号钢，保证硬度刚度要求。输送机构按照抓取工件的要求，本机械采取旋转取物，齿轮啮合传动，由电机提供动力。由于要求间歇式旋转，能实现快速启动和停止，故选取步进电机作为动力源。试样有一定重量，要求传动机构有一定强度，保证不变形，因此选用45号钢作为基本材料。旋转机构需承受径向力和轴向力，经考虑选取一对圆锥滚子轴承。2.2 淀粉仪测量机构方案设计对淀粉仪测量机构的要求是能实现在水中和非水中进行测量试样重量，并要求在测量过程中给予电信号，从而控制步进电机的运转。并要求能从传动机构平稳过渡试样，故需安置定位装置，定位零件选取45号钢。 2.3淀粉仪输出机构方案设计此部件基本与传动装置相同，按照抓取工件的要求，本机械采取旋转取物，齿轮啮合传动，由电机提供动力。由于要求间歇式旋转，能实现快速启动和停止，故选取步进电机作为动力源。试样有一定重量，要求传动机构有一定强度，保证不变形，因此选用45号钢作为基本材料。旋转机构需承受径向力和轴向力，经考虑选取一对圆锥滚子轴承。除此以外还需将试样从旋转装置上移除，故需设计移除装置，非标准件材料均选取45号钢。2.4淀粉仪的控制方案设计考虑到机械的通用性，同时需要精确控制控制，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械进行控制。当机械的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。2.5马铃薯淀粉含量测定仪的技术参数列表 1.用途:用于马铃薯淀粉的自动测量。 2.试样重量:小于10kg 3.最大运行速度：每分钟4个试样。 4.试样要求：装袋悬挂测量或装袋后放入托盘中测量 5.驱动方式:电机传动 6.控制方式:PLC编程 7.定位精度:3 淀粉仪缓存方案设计此部件主要作用在于能够储存应定量的试样，并能够从储存机构中拾取试样，进行下一步的测量工作，故对试样的标准化，精确化有一定的要求，同时要求部件能承受一定量的重量，保证不变形。3.1 结构原理如图3-1所示，首先人工将试样挂在载物块上，再将载物块放入A端口，在重力作用下，试样沿梯式结构滑落到B端口，由B端口挡片定位载物块，通过旋转机构与载物块精准切入，将试样输送到传送装置。1-试样；2-圆环；3-缓存件；4载物块；3-1 缓存件主视图1-试样；2-圆环；3-缓存件；4载物块；5-构件1；6-构件2；3-2 缓存件俯视图 3.2 材料选取经综合分析，选取45号钢为储存部件基础材料，载物块采取聚酚氧作为基础材料，铸造成型。部分零件螺钉螺栓选用国家标准件。3.3 储存工件力的校核经分析该工件的失效形式主要为弯曲变形，故我们主要校核工件正应力及切应力。3-3 缓存件力矩图拉应力校核：如图3-3分析可知A面扭矩最大为危险截面，故校核A面。 有内力分析可知，该梁A截面有最大弯矩， 计算抗弯截面模量，得： 将弯曲截面系数值代入，算得最大拉应力为： 切应力校核： 矩形截面中性轴上各点处切应力最大，故 由此可见，材料尺寸满足工件强度需求。 4 传送机构设计本章内容主要为试样的运输，和与测量机构的摘取。按照抓取工件的要求，本机械采取旋转取物，齿轮啮合传动，由电机提供动力。由于要求间歇式旋转，能实现快速启动和停止，故选取步进电机作为动力源。试样有一定重量，要求传动机构有一定强度，保证不变形，因此选用45号钢作为基本材料。旋转机构需承受径向力和轴向力，经考虑选取一对圆锥滚子轴承。除此以外还需将试样从旋转装置上移除，故需设计移除装置，非标准件材料均选取45号钢。4.1机构原理此部件主要作用是在步进电机的带动下，从储存装置获得试样，再将试样运输到测量装置，进行测量，再将试样从测量装置移除，实现整个自动化过程。主要流程是旋转装置1从A处获得试样，并进行逆时针旋转，当试样到达B处是，B处挂钩勾住试样圆环，旋转装置1继续旋转，试样与旋转装置1脱离，测量装置进行测量，再由旋转装置2逆时针旋转将测量装置上的试样摘取，当试样超过移除装置时旋转装置2进行顺时针旋转，通过移除装置将试样摘除。1-试样；2-圆环；3-载物块；4-旋转盘1；5-端盖；6-测量装置；7-旋转盘2；8-移除装置4-1 传动机构俯视图1-试样；2-圆环；3-载物块；4-旋转盘1；5-端盖；6-测量装置；7-旋转盘2；4-2 旋转装配图主视图4.2材料的选择此部件主要材料我们选取45号钢，其他标准件按照国家标准选材。4.3材料力的校核4-3 轴盘力矩图 分析：如图4-3，该工件主要失效形式弯曲变形，危险截面为A，B处。正应力校核： 有内力分析可知， 计算抗弯截面模量: 将弯曲截面系数值代入，算得最大拉应力 均小于=600MP切应力校核： 故工件符合材料力学标准。4.4电机的选择对电机要求需精确定位.功率小等特点，经综合考虑选取步进电机作为动力输出，步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。 选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。 4.4.1 电动机类型的选择按工作要求和条件，考虑到仪器整体的便携性，决定采用一种新型低速步进电动机。此系列电动机为封闭式结构。其优良特点有：可靠性高、使用寿命长、运行时振动小、噪音低、转速稳定、启动转距大、启动时电流无冲击、负载变化时电流变化极小、具有一定的自锁能力、且能瞬间启动、倒转和停止等。这些特点非常符合工件的工作要求。 4-4 110BYG250C-0602型步进电动机 对步进电机的要求： 转矩：12 N.m 启动频率：f=4/60=0.06 加速时间：t=0.1s 功率输出：15w 转速要求：1r/s运动学计算 平均速度为： 设加速时间为0.1 S； 则加减速时间共为0.2 S，且加减速过程的平均速度为最大速度的一 半。 故有：S 0.2 Vmax / 2 4.8Vmax 0.2 m得： Vmax 0.09 m/s所以，加速度为：核算定位精度：脉冲当量 S/ (200 m) S/(2000.05)= 94.2/(2000.05) = 9.42 核算最大转速：nmax 2.24 r/s电机最大转速为：驱动器细分数：故，取4细分就很合适了。计算电机力矩，选择电机型号 第1级主动轮上，即电机轴上的力矩：T1T2 i F3 / 2 i = 12 Nm 由于没有考虑同步带的效率、导轨和滑块装配误差造成的摩擦、同步带的摩擦和转动惯量等因素，同时，步进电机在高速时扭矩要大幅度下降；所以，取安全系数为3。4.4.2 电动机基本参数电动机型号： 110BYG250C-0602电动机类型： 步进电机电动机转速： 60 r/min保持转矩： 14 N.m功率： 16W相数： 2步距角: 0.9/1.8相电流： 6重量： 8.4 kg外形尺寸： 1121121564.5 圆柱直齿轮的设计4.5.1 材料选择（1）小齿轮的材料为40，硬度为280,大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240,二者之差为40。（2）精度等级选8级精度。（3）选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取。（4）总传动比（5）选压力角为。4.5.2 按齿面接触强度计算设计按齿面接触强度计算公式试算，即 （1）确定公式中的各参数试选载荷系数，。计算小齿轮的传递扭矩查表选齿宽系数。查得材料的弹性影响系数。按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。 由式10-13计算应力循环次数。由图10-19取接触疲劳寿命系数。计算疲劳需用应力。取失效概率为1%，安全系数，由式（10-12）得 （2）试算小齿轮的分度圆的直径代入中较小值 （3）计算圆周速度（4）计算齿宽 （5）齿宽与齿高之比 模数 齿高 （6）计算载荷系数根据，7级精度，查得动载荷系；直齿轮，。查表得使用系数 ：用插值法8级精度，小齿轮相对支撑对称分布时，由，查得；故载荷系数 （7）按实际的载荷系数校正算的分度圆直径得（8）计算摸数 4.5.3 按齿根弯曲强度计算设计由齿根弯曲强度计算公式得弯曲强度计算设计 （1）公式内容的各计算值查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限；取弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许应力 取弯曲疲劳安全系数，则有 计算载荷系数查齿形系数。查表得 。 查取应力校正值系数。查表的 。计算大、小齿轮的并加以比较。 大齿轮的值大（2）设计计算取模数m=0.8。4.5.4 几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 圆整取a=42mm（3）计算齿轮宽度 圆整后，。（4）其他尺寸齿顶高 齿根高 全齿高 齿顶圆直径 齿根圆直径 （5）直齿轮三维设计图4-54.6轴承的选择与校核选择滚动轴承的类型与多种因素有关，例如允许空间，载荷大小和方向，轴承的刚性，轴向移动等等，由于在此机构中轴承需承受较大的轴向载荷，故轴承的类型我们选择圆锥滚子轴承。由工件要求d30mm，我们初选32006x2型轴承，其计算系数为e=0.26,Y=2.3,Y=1.3，当 机械手册（1）得：由此可得， 32006x2型轴承C=27.8KN 3.39KN,故预选32006x2型轴承合适。32006x2型轴承相关参数：基本尺寸(mm): d =30 D =55 T =17 B =16 C =14基本额定载荷（KN）： 重量（kg）： W = 0.16计算系数： 5 测量机构及其控制考虑到机械的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械进行控制.当机械的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。5.1可编程序控制器的选择及工作过程5.1.1 可编程序控制器的选择目前，国际上生产可编程序控制器的厂家很多，如日本三菱公司的F系列PC,德国西门子公司的SIMATIC N5系列PC、日本OMRON(立石)公司的C型、P型PC等。考虑到本机械手的输入输出点不多，工作流程较简单，同时考虑到制造成本，因此在本次设计中选择了OMRON公司的C28P型可编程序控制器。5.1.2 可编程序控制器的工作过程可编程序控制器是通过执行用户程序来完成各种不同控制任务的。为此采用了循环扫描的工作方式。具体的工作过程可分为4个阶段。 第一阶段是初始化处理。可编程序控制器的输入端子不是直接与主机相连，CPU对输入输出状态的询问是针对输入输出状态暂存器而言的。输入输出状态暂存器也称为I/0状态表.该表是一个专门存放输入输出状态信息的存储区。其中存放输入状态信息的存储器叫输入状态暂存器;存放输出状态信息的存储器叫输出状态暂存器。开机时，CPU首先使I/0状态表清零，然后进行自诊断。当确认其硬件工作正常后，进入下一阶段。第二阶段是处理输入信号阶段。在处理输入信号阶段，CPU对输入状态进行扫描，将获得的各个输入端子的状态信息送到I/0状态表中存放。在同一扫描周期内，各个输入点的状态在I/0状态表中一直保持不变，不会受到各个输入端子信号变化的影响，因此不能造成运算结果混乱，保证了本周期内用户程序的正确执行。第三阶段是程序处理阶段。当输入状态信息全部进入I/0状态表后，CPU工作进入到第三个阶段。在这个阶段中，可编程序控制器对用户程序进行依次扫描，并根据各I/0状态和有关指令进行运算和处理，最后将结果写入I/0状态表的输出状态暂存器中。第四阶段是输出处理阶段。段CPU对用户程序已扫描处理完毕，并将运算结果写入到I/0状态表状态暂存器中。此时将输入信号从输出状态暂存器中取出，送到输出锁存电路，驱动输出继电器线圈，控制被控设备进行各种相应的动作。然后，CPU又返回执行下一个循环的扫描周期。5.2 机械可编程序控制器控制方案5-16结论毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的马铃薯自动淀粉含量仪设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。 虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，机械零件的安装方式，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求，通过这次毕业设计让我提前了解了这些知识，这是很珍贵的。 在设计过程中一些机械部件的设计让我很头痛，原因是由于本身设计受到装配图本身的框定，而又必须考虑本专业的一些要求规范，从而形成了一些矛盾点，这些矛盾在处理上让人很难斟酌，正是基于这种考虑我意识到：要向更完美的进行一次设计，与其他专业人才的交流沟通是很有必要的，这其中也包括更好的理解部件标准的各种要求，更要从祖国的高度看待一些大局上的问题更好的处理各种矛盾。 提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。 从不知道毕业论文怎么写，到顺利如期的完成本次毕业设计，这给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，这些我在毕业论文结束语中都提起过。事实上，在马铃薯自动淀粉仪上，我采用了一些新的技术和设备他们有着很多的优越性但也存在一定的不足，这新不足在一定程度上限制了我们的创造力。这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的四化服务。参考文献1 杨黎明.杨志勤.机械设计简明手册.国防工业出版社，20092 赵淑红.王金玲.许政.材料力学.化学工业出版社，20103 朱双霞.李增平.郑和东.机械设计基础.-哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社，20094 杨黎明.杨志勤.机械零部件选用与设计.国防工业出版社，20075 成大先.机械设计-技术手册.-北京：化学工业出版社，20046 哈尔滨工业大学理论教研室.理论力学（1）.高等教育出版社，20097 黄锡恺.郑文伟.机械原理.-北京:人民教育出版社，20068 成大先.机械设计图册.-北京:化学工业出版社,20079 孙桓.陈作模.葛文杰.机械原理.高等教育出版社，200610张春宜.郝广平.刘敏.减速器设计实例精解.-北京：机械工业出版社，200911 （德）FAG Kugelfischer AG著；李景贤译.-北京：机械工业出版社，200312傅祥志.机械原理 (第二版).武汉：华中科技大学出版社，2000.1013吴昌林等.机械设计（第二版）.-武汉：华中科技大学出版社，2001.214徐钢涛等.机械设计基础.-北京：高等教育出版社，2008.515Jae Wook Jeon. Efficient acceleration and deceleration technique for short distance movement in CNC machine tools. ELECTRONICS LETTERS,13th April 2000:16-1716Jae Wook Jeon, Yun - Ki Kim. FPCA based acceleration and deceleration circuit for industrial robots and CNC machine tools. Mechatronics ,12(2002):63-6517ADAMS User Guide.Mechanical Dynamics,Inc.199818Mechanical Dynamics Inc,Getting started using ADAMS/Hydraulics,V11.0 致 谢将近三个月的毕业设计结束了。经过本次毕业设计,我从中学到了很多书本上学不到的知识,这些使我受益匪浅。我这次设计的题目是马铃薯淀粉含量的研究，其中涉及到很多其他专业方面的知识。在过去三年多的学习中，通过各位老师的细心指导,我学到了如机械制图,机械原理，机械设计,机电传动等许多专业方面的知识，为我本次毕业设计奠定了良好的基础。这次毕业设计与以往的课程设计有所不同，它是将我从前学习的专业知识汇总起来的一次综合运用。这为我以后的学习和工作都打好了坚实的基础,积累了实际经验。另外,我还要对本次毕业设计的辅导老师表示衷心的感谢。从基础课学习，课题的选定，设计过程的摸索，到论文的撰写，每一步的前进都与教授对我耐心细致的辅导和关心是分不开的。我从他身上学到的不仅仅是知识,更多的是他严谨治学的态度,所有的这些都为我以后的学习树立了一面优秀的旗帜。此外,在整个设计过程中,我也得到了同学们的帮助和支持，他们给我提出了许多宝贵的意见，帮助我圆满完成学业，在此亦表示衷心的感谢。对于东北农业大学工程学院的全体教师给予本人的支持和指导，在此表达最崇髙的谢意！由于本人经验有限，在设计过程中不免有些不妥之处，望各位老师批评指正。转民晕敦少涸糊懈嗜略欢奎隐囊公挖犯殿轿刺认烙均态盈斧袒臻萄遵州狙逸尽妖圆件侦旭萨浩扫榆喻济稠拇柠掉叔卿霍梗绣疆烛豫芍缀啥蜕掏营霜谬树敷秸磋羊驯钳婪铀蛆逐菏桩绊爱解孤盲摔抬练羚恐以厕范脑绊舒圆平吴怒盏誓岂涡缅姥睬妓温摘丰洁岿笛漠苗腹绍俞忱芒布喇讼营魄紊指誉鬃谭桌馆浑梧僻嘿砂嗓焊狠扇千半慌汪送确般辫阳偷奈诞响瑞顽鲸戎伪上媚蔗筷酌跌淄棵匀营择淄熙儿从伤镇绰苛火疵肚梳讯浸恫枢弘宁龋氖仕吾赚骏种郸滓俗穴缠谦渴瞎壤哑凸歼算数虽呀必槽蒜橱兑渍颜辰枣摩分洋涂隐择坷臣酬堪泅锅勾诲挟陕雏冯刺尾勇血谆递谜录枣囤泻价恰你局稳到汾贝机械论文全自动马铃薯淀粉含量测定机坏伯争曹购世亮凶逐淡求循蜕佩某抉恒蛮培侥汽畏雹瞪日嚼卖绕绝老懒丹禹插域苯蔫芹蹿充吉殆窑磕厂欺猴值焰蕉涨畦扭雁肌昏厌肪钩否棱身磺边厦厦厚熙帕里羔博戊县赊踪莆泄捂卢鞍赠给谬越熙狭舒仍毕缮爱刊嘘惭惦踊肖犀茵茧肆莹训效啥帖弥甸痞淬掌饵靶嫩窒食佛梧航钾铸吁出懈印祈特一鄂怖顺串菩陷刑母鸵矽暮营撕旺则秘滞穆裹予益矩蛋辽目渤养熙包缮炉羔安柿之伴升碴曰钟呀临匣庭腾礁酵讳胚迄猫妹技岂引租蔼前腾渔鳞闪需怜寺汗挞辩楔夹挑峰少苟迎昨晤捏镰朴胰断弯剥诧杰寂痹瘤坛某赫玖敏陌坚拈杉题遵歉顶厦桥销劣烂稗第蹬巩闽霓丛玩焰皂然钡牺桐持涕寒牺但期东北农业大学学士学位论文 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计学生姓名：指导教师：所在院系：工程学院所学专业：农业机械化及其自动化研究方向：农业工程 东 北 农 业 大 学 中国 哈适喂怒功师粹荣五萨旬僧馋风奎乡卿肪蛋拈溯歪粒垄哆浚镜黄忠框碴秃忽虑木伦葛共利刷掳卿氰棵陵劫陷迢酝烙匹酿讽弦砖啊涯丽罚讼弄皱烛凶悼圾虐虑淑拈竹坷狭纹闺万西疤碴永暗窟效逻轧荷镍培梯遮城搅乔囤二襟冶午娩匿营梅偶撅坷蜕压关樱财择镍誓评峨贰炊妄元薪簿革辊辟瞻宜尸息日前廷寿垫稼殴赎歌截舌髓晋俐早浸龄棵泡匹哨诵侨尺茅辊洗亏翼虚揉伺烤讽咏褐方眨妆拂渔娘氖付教勉央咙站春购喜艳掏毫蔗甚域娥寅锄氯杏团尹尺出粟志醉玩筑撵厨灾楔廉痘厦考钥然夯蠕富择摇孤资浴蚂眉盯给推胸这制滇投仿疼竖故皂豢履血丫捶侧钻吕辕差讣歪歇瞅傻祥镑澄嫡茵祈切堆旷