土豆搓泥机的设计

本科毕业设计（论文）第一稿(设计（论文）题目)学 号： 学生姓名： 日期： 2019 年 4 月 3 日修改意见： 指导老师签名：日 期： 年 月 日注：此页背面可以继续填写修改意见。目 录摘要1关键词11 前言22 土豆搓泥机的结构及工作原理32.1土豆搓泥机的结构32.2土豆搓泥机的工作原理33 总体方案的论证44 总体方案的论证44.1 方案一 齿轮传动44.2 方案二 带传动54.3 方案三 链传动55 结构设计65.1 选用电动机65.2 机械传动装置的总体设计与计算85.3 机械传动件的设计计算95.3.1 链条的设计与计算105.3.2 滚子链的静强度计算115.4 链轮基本参数和主要尺寸115.5 摩擦轮的设计与计算145.5.1 摩擦轮方案选择145.5.2 摩擦轮的材料165.5.3 摩擦轮传动的设计和计算165.6 轴的设计和计算185.6.1 轴的材料185.6.2 轴的结构设计185.6.3轴的强度的校核185.7轴承盖的设计计算215.8 联轴器计算及选择225.8.1 联轴器的选用225.8.2 联轴器的型号和主要尺寸225.9 轴承的选择和润滑及其寿命计算235.9.1 轴承的选择235.9.2 轴承寿命计算235.9.3轴承的润滑245.10 滚筒材料的选择246 结论257 总结26参考文献26致谢271土豆搓泥机的设计摘 要：土豆搓泥机是借圆形滚筒的转动，使原料在其中不断地翻转，同时用水管喷射高压水来冲洗翻动的原料，以达到清洗目的。污水和泥沙由滚筒的网孔经底部集水斗排出。该机用于搓去土豆上的泥。本土豆搓泥机，是一种比较实用的食品初加工机械，它是由机架、电机、皮带传动系统、减速器、联轴器、链轮传动系统、轴承、螺旋式滚筒、冲洗水管、进出料机构组成。电机、减速器固定在机架上，电机通过皮带传动系统与减速机相连，减速机通过联轴器与小链轮相连，大链轮带动滚筒上的摩擦轮而使得滚筒转动，滚筒内部有螺旋导板，在旋转的同时，通过螺旋导轨实行原料的推进。本土豆清洗机具有结构简单、能耗低、工作可靠、制造成本低的优点。关键词：搓泥机； 加工机械； 滚筒式； 螺旋； 摩擦轮 2The Design of the Sweet Potato Washing MachineAbstract：Drum type washing machine is a circular cylinder by rotation, in which the raw materials continue to flip, while high-pressure water spray with a hose to wash turning raw materials to achieve the cleaning purpose. Water and sediment from the bottom of the drum set by Pelton mesh discharged. Washing machine for sweet potato. The drum washing machine, is a relatively early use of food processing machinery, which is from the rack , motor, belt drive system, reducer, coupling, sprocket drive system, bearings, spiral rollers, wash water ,block plate, the material agencies. Motor, gear rack fixed to the motor through the belt drive system is connected with the reducer, speed reducer is connected through the coupling and the small sprocket, large sprocket driving the friction wheel roller and makes rotating drum, drum inside have a spiral Guides in the rotation ,at the same time, promote food discharge. This new type of drum type washing machine has benefits of simple structure, low energy consumption, reliable, low manufacturing cost.Key words：Washing Machine； Food Processing Machinery； Drum Type；Spiral； Friction Wheel31 前言食品机械行业是直接为食品工业服务的行业。食品工业的发展带动了食品机械的发展，而食品机械行业的科技进步与发展，又为食品工业发展创造了有利的物质条件，大大推动食品工业向前发展随着食品工业的发展，食品机械在食品工业中的地位越来越重要。现代化的食品机械不仅可以生产出高附加值的产品，而且可以提高资源的利用率。制造业的高速发展，也促进了清洗设备、清洗剂等企业的快速进步。民用、工业两大清洗领域巨大的市场需求，造就了中国清洗行业崭新的未来。为适应我国农产品快速发展需要，农产品清洗设备在我国逐步发展起来。许多农作物由于生长过程中必然会带有泥土和农药，所以清洗农作物的大量劳动是影响我国农作物一个重要问题，如果采用大量人力的话必然导致劳动力资源的浪费，所以生产一种农作物清洗机械对提高生产力具有重要影响。清洗按照精度的要求不同，主要分为一般工业清洗，精密工业清洗和超精密工业清洗三大类。一般工业清洗包括车辆、轮船、飞机表面的清洗，一般只能去掉比较粗大的污垢；精密工业清洗包括各种产品加工生产过程中的清洗，各种材料及设备表面的清洗等，以能够去除微小的污垢粒子为特点；超精密清洗包括精密工业生产过程中对机械零件、电子元件，光学部件等的超精密清洗，以清除极微小污垢颗粒为目的。近年来，干式清洗发展迅速，如激光清洗、紫外线清洗、等离子清洗、干冰清洗、真空清洗等。在高、精、尖工业技术领域得到快速发展，尤其是碳氢真空清洗技术的引入已在形成现在精密五金零件的主要清洗趋势，是目前替代 ODS 最好工艺路线。中国清洗行业的现状我国到处都在建设新的工厂和生产线,正在逐步成为“世界加工厂”，巨大的市场需求，为工业清洗设备制造商和专业清洗剂生产供应商提供了快速发展的良机。目前，各种清洗设备生产制造经营企业已达 1000 多家 1。所以，农作物清洗机械的优化、改进、创新是极其重要的。42 土豆搓泥机的结构及工作原理2.1 土豆搓泥机的结构设计的土豆搓泥机主要由滚筒、传动装置、喷淋水管、电机、进出料斗、出泥斗等组成,通常称为滚筒式土豆搓泥机或鼠笼式土豆搓泥机。电机固定在机架上,主动轴从传动系统中得到动力后带动其上的摩擦轮转动，摩擦轮紧贴滚圈，摩擦轮与滚圈相互间产生的摩擦力驱动滚筒转动。滚筒是带有网面的内壁有螺旋导轨的圆柱形圆柱筒，滚筒被四个支座支撑。2.2 土豆搓泥机的工作原理图 1 总装图Fig 1 Assembly Diagram土豆搓泥机的工作原理是土豆经进料斗进入到旋转的滚筒内，喷头进行喷水，滚筒在水池中旋转，滚筒旋转时利用筒内壁螺旋导轨实现土豆的推进。土豆沿滚筒壁向前运动，在运动过程中土豆不断被水刷洗，土豆之间的摩擦、翻转间的刷洗，土豆与滚筒壁之间的磨擦，在共同作用下完成土豆表面的清洗过程。以达到搓泥清洗的目的。在滚筒的下面设有淤泥清除口。3 总体方案的论证土豆搓泥机的清洗机器为主要实行机构，其性能的好坏直接影响搓泥机的5效率，还有传动系统和集尘装置也是搓泥机的主要机构。方案一 搓泥机器传动：由电动机经皮带轮传动主轴使摩擦轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经链轮传动带动托轮，再以摩擦传动滚筒。方案二 搓泥机器传动：由电动机经齿轮传动主轴使摩擦轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经由皮带轮传动带动托轮，再以齿轮传动滚筒方案三 搓泥机器传动：由电动机经链轮主轴使得摩擦轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经由齿轮传动带动托轮，再以齿轮传动滚筒。方案一结构紧凑，布局合理，传动简单，可靠性高，使用寿命可以得到保障，制造成本低，加工简单。方案二、三效率比较低，加工成本高。经过三个方案的比较，选用方案一。4 传动方案的论证4.1 方案一 齿轮传动图 2 齿轮传动Fig 2 Gear Drive齿轮传动在本设计中优势体现在瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，适用于功率和速度范围广，传动效率高，使用寿命长。但需专门设备制造，成本较高。4.2 方案二 带传动 带传动带传动在本设计中优势体现在缓冲和吸振，传动平稳、噪声小，靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件，结构简单，制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。但是不能保证准确的传动比，需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的受力，带的寿命较短，传动效率较低。4.3 方案三 链传动6链传动在本设计中优势体现在链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小；承载能力大；效率高（=0.950.98） 。同时；链传动能吸振与缓和冲击，结构简单，加工成本低廉，安装精度要求低，适合较大中心距的传动，并能在温度较高、湿度较大、油污较重等恶劣环境中工作。但是高速运转时不够平稳；传动中有冲击和噪声；不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中使用；只能用于平行轴间的传动；安装精度和制造费用比带传动高 2。图 3 带传动Fig 3 Belt Drive图 4 链传动Fig 4 Chain Drive综合分析上述三种方案，从传动效率、传动比范围、传动速度、制造成本和安装精度、传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，本设计课题的传动方案采用方案三，即采用链传动。75 结构设计5.1 选用电动机电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。 根据设计设 r1 为滚筒外壁半径 ；r2 为滚筒内壁半径；r3 为滚筒螺旋导轨外圈半径；r4 为滚筒螺旋导轨内圈半径；r5 为滚筒滚圈半径；b 为滚圈长度；b1 为滚筒总长度；b2 为螺旋导轨总长度。取 mrrmrrmr 67.0,5.,2.0,57.,9.04321 bb41,7.滚筒外壳体积：(1)3322121 057.)57.09.(5.3)(rv 壳摩擦圆体积：3322215 4.).6.(.4)( mbr圆螺旋导轨体积：查表得 33/109.,/108.7kgmkg橡 胶铸 铁 滚筒外壳质量：(2)vm465.3壳铸 铁壳摩擦圆质量：8kgkvm54.3108.743.0圆铸 铁圆 螺旋导轨质量：滚筒总质量：滚筒重力：(3)NgmG782.43.95860总清洗机机的最大装载量: k1.件工件所受重力：NgmG78.14.98件件满载时每个托轮所受切向力：(4)NF 7.20643cos).2.3(/cos)( 件滚筒线速度：(5)smsDnvw /56.0/84.160/ 滚滚筒所需功率：(6)kwFP31.256.723滚查表得：93.0链 轮8.0摩 擦轴 承 9齿 轮电动机至滚筒的总效率(7)8.09.08.3轴 承摩 擦链 轮 电动机所需功率(8)kwP.21.0/2/0滚所以选用电动机额定功率 kwm39由于滚筒转速不高，可选用 Y 系列三相异步电动机，根据额定功率选用Y132M-8 型。 5.2机械传动装置的总体设计与计算图 5 机械传动装置Fig 5 Mechanical Transmission Device电动机选定后，根据电动机的满载转速n m 及工作轴的转速n w 即可确定传动装置的总传动比 。传动装置的计算：wmni（1）电动机转速 i/710r滚筒转速 n6.2nw传动装置的总传动比 (9)8.326.1/70wmi（2）分配各级传动比因 ，取 321i2.1.i则 76/8/（3） 计算传动装置的运动参数和动力参数a）各轴转速1 轴 min/7101rn2 轴 min/32i/.22 ri103 轴 min/147i/2.3/23 rrin滚筒转速 n4174b）各轴功率1 轴 kwP3012 轴 kw79.2.2 链 轮3 轴 303齿 轮滚筒的滚动功率kP7.29.7234 摩 擦 轮c）各轴转矩轴 (10) mNnT 5.401/350/5011轴 P78279.2922将运动和动力参数计算结果整理并列于表 1表 1 运动和动力参数表Table 1 Kinematic and Dynamic Parameters Table参数 1 轴 2 轴 转速 710 322 1min/r功率 3 2.79kwP转矩 40.5 82.7NT/传动比 2.2 2.2i效率 0.93 0.935.3 机械传动件的设计计算5.3.1 链条的设计与计算取小链轮齿数 15Z则大链轮齿数 ，取 (11)5.37.22i 382Z11初定中心距，一般取 ，取 pa)503(0pa30以节距计的初定中心距 (12)/p链条节数 (13)2121021 /)(/)( ZZLpp 4.35833857取 （取偶）pL计算额定功率 (14)kwKPmlzA 8.1965.07.310 链查表得 ,5.,.1AK3,965.0ml ）（ 查 表 并 用 线 性 插 值 得为工况系数，A为齿数系数，z为链长系数，lK为排数系数，m根据 查得：应选用单排 12A 型滚子链，p=19.05mm01,Pn链条长度(15)mpL68.15.98计算中心距，查表 4apckZa)2(21245.0a83850.9实际中心距,一般 (16)acca)04.2.(m580链条速度 smsPnZv /23.0/1065.94816有效圆周力 12(17)NvPFt 7.65213.041作用在轴上的力 FtAK)2.5(NF705.3.2 滚子链的静强度计算在低速（ ）重载链传动中，链条的静强度占主要地位。如果仍用.6m/sv额定功率曲线选择计算，结果常不经济，因为额定功率曲线上各点相应的条件性安全系数 S 为 820，远比静强度安全系数大。当进行耐疲劳和耐磨损工作能力计算时，若要求的使命寿命过短，传动功率过大，也需进行行链条的静强度验算 5。链条静强度计算公式为6 QKSminSFA（18） 式中 为静强度安全系数；为工况系数；AK为排数系数； m为有效圆周力。F,并查表得 ， ， 7kN5217.6.1AKmkNQ1.3in所以 84.3S为许用安全系数，一般为 48；如果按最大尖峰载荷 来代替 进 maxFKA行计算，则可为 368；若速度较低，从动系统惯性较小，不太重要的传动或作用力的确定比较准确时, 可取小值；S为单排链极限拉伸载荷。minQ因为此传动速度较低 可取最小值，取4S所以 满足要求S5.4 链轮基本参数和主要尺寸链轮齿数 38,152Z配用链条的节距 mp0.9配用链条的滚子外径 d113小链轮分度圆直径9 (19)mZpd25.9sin0.1i58801 小链轮齿顶圆直径(20)dpda2.1mx1m15.07)9.105.59( Za)6.11min1.5(2. 取 da01小链轮齿根圆直径 mf 35.891.25.1 大链轮分度圆直径Zpd0sin.i381021802大链轮齿顶圆直径dpa5.2mx2 m9.241)9.10.13( Zda)622min2.38.5.38.(0取 a42大链轮齿根圆直径mdf 1.289.1302链轮齿宽 bf5查表得 , 为链条内节内宽7.所以 f1pba .20.93014图 6 齿形Fig 6 Tooth5.5 摩擦轮的设计与计算土豆搓泥机的工作原理是土豆经进料斗进最简单的摩擦轮传动是由两个直接接触并相互压紧的摩擦轮组成，靠两轮接触面所产生的摩擦力来传递运动和动力。摩擦轮传动结构简单，传动平稳，噪声小，有过载打滑保护作用，可无级调速；但由于在传动中存在弹性滑动与打滑，传动效率低，磨损快，不能保持准确的传动比，同时，作用在轴与轴承上的力较大，只宜于中小功率的传动。5.5.1 摩擦轮方案选择 方案一 圆柱平摩擦轮传动（图 7）圆柱平摩擦轮传动的特点与应用：a）结构简单，制造容易b）压紧力大，宜用于小功率传动c）为了减小压紧力，可将轮面之一用非金属材料作覆面d）大功率传动，摩擦轮常采用淬火钢（如 GCr15，淬硬至 60HRC） ，并采用自动压紧卸载环e）为降低两轴的平行度要求，可将轮面之一制成鼓形，轴系刚性差时亦应如此 10方案二 圆柱槽摩擦轮传动圆柱槽摩擦轮传动的特点与应用（图8）：a）压紧力较圆柱平摩擦轮传动小，当 时，约为其 30%15b）有几何滑动，易发热与磨损，故应限制沟槽高度为 )06.4.(hmd)15(15c）加工和安装要求较高d）传动比随载荷和压紧力的变化有少量变动图 7 圆柱平摩擦轮传动Fig 7 Cylindrical Flat Friction Wheel Drive图 8 圆柱槽摩擦轮传动Fig 8 Cylindrical Groove Friction Wheel Drive方案三 端面摩擦轮传动端面摩擦轮传动的特点与应用（图 9）：a）结构简单，容易制造；b）压紧力大，有几何滑动，易发热和磨损；c）将小轮制成鼓形，可减少几何滑动，降低安装精度；d）轴向移动小轮，可实现正反向无机变速，但应避免在 附近运02d转；e）要注意大轮的刚度，并控制二轴线的垂直度 11；16图 9 端面摩擦轮传动Fig 9 Friction Wheel Drive综合以上叙述和此次设计的结构要求，选择第一种方案5.5.2 摩擦轮的材料摩擦轮材料应满足弹性模量大、耐磨性好、接触疲劳强度高、价格低且热处理及加工性能好等要求。选用原则：a）要求结构紧凑、传动效率高时采用淬火钢对淬火钢或钢对钢。b）对于尺寸较大、转速较低、且为干摩擦的开式传动，一般选用铸铁对铸铁或铸铁对钢。c）要求传动平稳、不添加润滑剂，噪声小和摩擦系数高的场合，可选用铸铁（或钢）对酚醛层压布材、皮革、橡胶或压制石棉纤维等 12。根据此装置的结构和设计需要，选用铸铁为材料。5.5.3 摩擦轮传动的设计和计算传动比 4.62i摩擦系数查表取 05.载荷系数 ，取1.K.K齿宽系数 ab取4.02a 2.0综合弹性模量 13 (21)1Ed, 为主、从动轮材料的弹性模量1E217查表得 MPaE5210.所以 MPad 55521 101. 许用接触应力查表得 H730取 MPaH60初算中心距 (22)322219)1(HadniPfKEim1.7562019.4305.5.)4.6(3 取 ma7式中 为摩擦因数，查表取 ；f .f为传递功率；2P为小摩擦轮转速；n摩擦轮宽度 mab154702.所以每个托轮的宽度 /小摩擦轮直径 miad 5.198)02.1(4.67)1(21 取 md大摩擦轮直径 ad134027021实际中心距 (23)md7021主动转距 NnPT6.52.193509218图 10 摩擦传动示意图Fig 10 Friction Drive Diagram5.6 轴的设计和计算5.6.1 轴的材料轴的常用材料是优质碳素钢，如35、45和50，其中以45号钢最为常用。根据本设计的要求，选45号钢作材料5.6.2 轴的结构设计轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。由材料力学可知，轴的扭转强度条件为14 （24）2.015936TnPTdW式中 为轴的扭转切应力，单位为 ;T Ma为轴传递的转矩，单位为 ;mN为轴传递的功率，单位为 ；Pkw为轴的转速，单位为 ;nr/in为轴的抗扭截面系数，单位为 ；TW3为许用扭转切应力，单位为 。 Pa由此推得实心圆轴的最小直径 (单位为 )为min0d19(25)336min02.1059nPCdT式中 为计算常数，C6取决于轴的材料和受载情况查表取 12所以 mnPd8.452.1933mi0 当轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的强度的削弱：时，单键槽增大 3%，双键槽增大 7%； 时，单键槽增大1 d105%7%，双键槽增大 10%15%。最后应对 进行圆整。综合以上取 md5162轴的结构设计如下图：图 11 主轴Fig 11 Spindle5.6.3 轴的强度校核查资料选择轴的材料为:45 号钢,正火,硬度 170-217HB,抗拉强度 b=590Mpa， s=295MPa 。轴为水平放置。因本设计中轴为转轴，轴主要受转矩和弯矩，由于对滚筒有三个支撑轮限制其水平移动，滚筒水平方向固定稳定，所以此轴只在垂直方向有力的作用，水平方向没有受力。轴的受力情况如图 12（a）所示：计算弯矩：根据材料力学上的弯矩的公式 15:lFM（26）其中：20所受的力，单位 N；F对应力臂，单位 m。l (a)(b)(c)(d)图 12 轴的校核Fig 12 Verification of the Shaft由力矩平衡，可得 A 点的受力为：lFBCRA同理可得 B 点的受力为：lACRB由先前计算可知：C 点的受力 ,NF3.127， mllml BCAC100230代入数据得= 608 NRAF= 663.3 NB21再代入公式(26)，得=729.6 NmM轴的弯矩图见图 12(b)所示。计算转矩：根据材料力学转矩公式 11：(27)nPe954其中：该点处的转矩，单位 Nm；M某点处的的功率，单位 kw；P对应某点的转速，单位 r/min。n根据所得数据功率为 1.26kw，转速 16r/min，将数据代入得，= 635.65 Nm；CMeT轴的扭矩图见图 12(c)所示。求当量弯矩图：根据机械设计中的当量弯矩公式 16：(28)22 T式中：应力校正系数，对于不变的转矩，取 ；对于脉b1动的转矩，取 ；对于对称循环的转矩，取 =1；b01弯矩，单位 Nm；M转矩，单位 Nm。T本设计滚筒连续工作，滚筒中的土豆重量相对稳定，于是取公式 ，b1查机械设计表 16.3 得， 。28.075则当量转矩 Nm。16.328.0CT以上数据代入(27)得，222 1786.9CM742 Nm当量弯矩图见图 12(d)所示。校核轴径 ，所以设计的轴符合mdbCC 506.42751.0.331 要求。由图可知危险截面是 C 处。根据材料力学上的公式 11：tWT/max(29)验算轴的强度是否符合要求。对于工作机轴： tWT/max=75216/(5010 -3)3=61Mpa。值查表得到 45 号钢的=370Mpa,故此轴满足要求。5.7 轴承盖的设计与计算螺钉连接式轴承盖调整轴承间隙方便，密封性好，应用广泛。轴承外径 mD10根据轴承外径取螺钉直径 d3螺钉孔直径 m10130dD2505.25.20908)1()1(4取 9mde20.32.D976)43(1)4(5 取 96由结构确定，m23查表得 , mb7, B8,D612代号入下图所示：图 13 轴承盖Fig 13 Bearing Cap5.8 联轴器的计算与选择5.8.1 联轴器的选用这里选择金属滑块联轴器。金属滑块联轴器是利用中间滑块，在其两侧半联轴器端面的相应径向槽内滑动，以实现两半联轴器的联接，并补偿两轴的相应位移。金属滑块联轴器适应于低速重载的场合。且金属滑块联轴器制造工艺成熟，加工成本低，考虑到经济性，这里选择金属滑块联轴器。5.8.2 联轴器的型号和主要尺寸从机械传动装置设计手册 的表 162417金属滑块联轴器的主要尺寸和特性参数可以查得 ，所以应选 WH7，轴孔直径为 55mm。如图 14 所示：24图 14 金属滑块联轴器Fig 14 Metal Slider Coupling5.9 轴承的选择和润滑及其寿命计算5.9.1 轴承类型选择轴承的选择要考虑一下几个因素：（1）载荷的方向、大小和性质向心轴承主要承受径向载荷，推力轴承主要承受轴向载荷。当滚动轴承同时承受径向和轴向载荷时，可选用角接触球轴承、圆锥滚子轴承；当轴向载荷较小时可选用深沟球轴承。角接触球轴承和圆锥滚子轴承需成对安装使用，一般滚子轴承比球轴承的承载能力大，且承受冲击载荷的能力强。本设计中，载荷的方向同时来自轴向和径向两个方向，而且轴向载荷与径向载荷相比径向载荷要远远大于轴向载荷。 （2）转速一般轴承的工作转速应低于极限转速 。深沟球轴承、角接触轴承和圆limn柱滚子轴承的极限转速较高，适用于高速运转场合。推力轴承的极限转速较低。本设计工作转速只有 16 转/分钟，小于一般轴承的的极限转速。可用任一种轴承。（3）支撑限位要求固定支承限制两个方向的轴向位移，可选用能承受双向轴向载荷的轴承；单向限位支承可选用能承受单方向轴向载荷的轴承；游动支承轴向不限位，可选用内、外圈不可分离的向心支承。本设计需要限制单向轴向位移，防止轴向窜动。（4）调心性能当两个轴承座孔同轴度不能保证或轴的挠度较大时，应选用调心性能好的调心球轴承和调心滚子轴承。25（5）刚度要求一般滚子轴承的刚度大，球轴承的的刚度小。角接触球轴承、圆锥滚子轴承采用预紧方法可以提高支承的刚度。本设计轴的径向负荷较大，有来自滚筒、原料和水的压力共同作用，对轴承的刚度要求较高，并要能承受一定冲击力，圆锥滚子轴承采用预紧方法可以提高支承的刚度。根据计算出的轴的尺寸，可从机械传动装置设计手册的圆锥滚子轴承尺寸与性能参数表中选择 18。所以，选择 30311 型号的圆锥滚子轴承。5.9.2 轴承寿命计算对于选用的轴承需要进行可靠度和疲劳寿命的校核。根据机械设计可知，先计算当量动载荷，载荷分为轴向和径向，但此轴为水平放置，轴向力可以忽略不计，所以只受径向力，由前面设计可知径向力为 1271.3N19。当量动载荷的公式：arYFXP（30）式中： 当量动载荷，NP径向载荷，N；rF轴向载荷，N；aX、Y径向动载荷系数和轴向动载荷系数。所以根据机械设计中表 18.7 可得本设计的当量动载荷的 X 和 Y 分别为1 和 020。将数据代入得，3.127PN所以圆锥滚子轴承的基本额定寿命计算根据公式 21：rPCL610（31）式中：当量动载荷， N；P26基本额定寿命，常以 106r 为单位；10L寿命指数，球轴承 ，滚子轴承 。3310若轴承的工作转速为 r/min，可求出以小时为单位的基本额定寿命公式：nhPCnLh16700（32）代入数据得，hLh 31010.2785.4= 9.应取 。 为轴承的预期使用寿命。根据本设计滚筒筛为 24 小时hL10连续使用的，不是满载荷使用，中断会引起比较严重的后果的机械，在机械设计表 18.922中查得预期寿命的推荐值为 。故本设计选用轴承满h10足要求。由于在查圆锥滚子轴承的安装参数中有一个参数是阶梯轴的最小直径是 65mm，而设计中阶梯轴只有 60mm，所以为使安装的合理性和安全性，此处增加一个轴肩挡圈。查机械设计课程设计手册表 5123,可查到 GB/T88619865565 的轴肩挡圈。其轮廓图如下图所示：图 15 轴肩挡圈Fig 15 Shaft Shoulder Retaining Ring5.9.3 轴承的润滑由于本设备使用于土豆与水混合时的清洗过程，而且滚筒要连续工作不可能手工润滑虽然转速很低但长时间工作也会使内部温度升高，所以要选择耐水和耐热的油脂润滑。查机械设计课程设计手册表 72 知，可选用的性能比较好的通用锂基润滑脂（GB/T 73241994） 。由于工作机的转速低，所以温度在 100C 以下，所以根据机械传动装置设计手册表 302 得，轴承座的密封可采用垫密封的材料为天然橡胶的橡胶垫片。 275.10 滚筒材料的选择筒体部分的质量占到整机的 70%80%, 因此筒体的材质和壁厚是决定设备制作成本的重要因素。筒体的大小标准着规格和生产能力。筒体应具有足够的刚度和强度。在安装和运行中应保持规范化，这对减小运转阻力及功率消耗、减轻不均匀磨损、减少机械事故、保证长期安全高效运转、延长回转圆筒的寿命都十分重要，必须根据这一要求来设计筒体。筒体的刚度主要是筒体截面在较大力作用下，抵抗径向变性的能力。同体的强度问题表现为筒体在载荷作用下产生裂纹及变形。筒体材料一般用 A3 钢、普通低合金钢，其中以 16Mn 用的较多；也可以用锅炉钢。要求耐腐蚀时，用不锈钢。本设计中筒体材料选用 A3钢。6 结论在本设计中，执行工作的从动件能满足生产工艺提出的运动形式、运动规律、功能范围和运动性能等诸方面的具体要求。结构简单，尺寸大小适度，在整体布置上占有空间小，布局紧凑。制造加工容易，维修拆装方便，工作中稳定可靠，使用安全，具有足够的寿命。滚筒与电动机的运动方式，功率、转矩及其载荷特性能够相互协调，与其他相邻机构的衔接正常，传动运动和力可靠，不会发生运动干涉。本机符合生产的需要，具有较高的生产率和经济效益。