机械设计毕业论文_全自动马铃薯淀粉含量测定机设计(编辑修改稿)

机械设计毕业论文_全自动马铃薯淀粉含量测定机设计(编辑修改稿)内容摘要：

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。 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 : ①先将块茎洗净，晒干（或擦干），从中称出 510kg 块茎样品（ A）。 ②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。 ③按公式求出马铃薯密度。 ④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（ %） 235 375 240 380 245 385 250 390 255 395 260 400 265 405 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 4 0 270 410 275 415 280 420 285 425 290 430 295 435 300 440 305 445 310 450 315 455 320 460 325 465 330 470 335 475 340 480 345 485 350 490 355 495 360 500 365 505 370 510 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。 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 5 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 6 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。 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。 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。 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。 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 7 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。 马铃薯淀粉含量测定仪的技术参数列表 :用于马铃薯淀粉的自动测量。 :小于 10kg ：每分钟 4 个试样。 ：装袋悬挂测量或装 袋后放入托盘中测量 :电机传动 :PLC编程 : mm1 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 8 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。 结构原理 如图 31 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； 31 缓存件主视图 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 9 1试样； 2圆环； 3缓存件； 4 载物块； 5构件 1； 6构件 2； 32 缓存件俯视图 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。 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。 33 缓存件力矩图 拉应力校核：如图 33 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， 3max 104 M 计算抗弯截面模量，得： 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 10 522 103 . 3( 0 . 0 1 )0 . 261bh61w  将弯曲截面系数值代入，算得最大拉应力为： am a xam a xm a x6 00 M P[σσσ1 21 M PwMσ 切应力校核： 矩形截面中性轴上各 点处切应力最大，故 4 0 0 M P[τττ3 7 5 M PbhF23ττ sm a x 由此可见，材料尺寸满足工件强度需求。 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 11 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。 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 41 传动机构俯视图 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 12 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； 42 旋转装配图主视图 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。 材料力的校核 43 轴盘力矩图 分析：如图 43，该工件主要失效形式弯曲变形，危险截面为 A， B 处。 全自动马铃薯淀粉含量测定机设计 13 正应力校核： 有内力分析可知， ( K N . m )101 . 8M ( K N . m )101 . 5M 2B3A  计算抗弯截面模量 : 53B62A107 . 8 532πdW105 . 06bhW 将弯曲截面系数值代入，算得最大拉应力 2 2 9 . 3 ( M P )wMσ3 0 0 ( M P )wMσBBBAAA 均小于 ][ =600MP 切应力校核： )42 4. 6 M P (AF3。