機械工程及其自動化專業(yè) 一種蔬菜清洗機的設計和實現(xiàn)

蔬菜清洗裝置的研究摘要：蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧闹饕澄镏弧Ｋ鼈円彩蔷S生素、礦物質、有機酸、食用纖維等的主要來源。這些是人體不可缺少的營養(yǎng)物質。它們在人們的日常生活中發(fā)揮著重要作用。蔬菜清洗是蔬菜加工過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。目前蔬菜清洗的主要方法是人工清洗,效率低,不能滿足工業(yè)化和集約化生產(chǎn)的要求。針對目前的情況,設計了一種帶葉輪的旋轉蔬菜清洗裝置。本文設計了傳動裝置和清洗裝置的結構。葉輪的工作半徑是根據(jù)卷心菜、菠菜和上海綠色蔬菜的大小確定的。在此基礎上,確定了葉輪的半徑,確定了清洗缸的內(nèi)徑和高度。分析了蔬菜清洗裝置的工作原理和水流的運動規(guī)律。關鍵詞：蔬菜；葉輪；清洗裝置目錄第一章緒論 21.1蔬菜清洗簡述 21.2我國蔬菜清洗技術的研究現(xiàn)狀 21.3我國蔬菜清洗技術存在的問題與發(fā)展趨勢 51.4研究的目的與意義 61.5研究的主要內(nèi)容 7第二章結構設計與計算 82.1清洗裝置葉輪工作半徑的確定 82.1.1蔬菜的選定 82.1.2蔬菜相關參數(shù)的測定 82.1.3葉輪工作半徑的確定 92.2總體結構設計與工作原理 122.2.1總體結構 122.2.2工作原理 122.3傳動機構的設計 132.3.1圓柱直齒輪的設計 132.3.2圓錐直齒輪的設計 142.4清洗裝置的設計與計算 152.4.1清洗裝置方案的確定 152.4.2清洗裝置尺寸的確定 162.5清洗裝置的工作原理 172.6葉輪片數(shù)的確定 172.7葉輪結構孔的分布 192.8三維實體模型的創(chuàng)建 202.8.1軟件介紹 202.8.2傳動裝置參數(shù)化實體模型的創(chuàng)建 21第三章總結 26致謝 27參考文獻 28

第一章緒論1.1蔬菜清洗簡述蔬菜是我們?nèi)粘Ｉ钪行枰闹饕澄镏?。它們也是維生素、礦物質、有機酸、食用纖維等的主要來源。這些是人體不可缺少的營養(yǎng)物質。它們在人們的日常生活中發(fā)揮著重要作用。蔬菜清洗主要是去除蔬菜表面的沉淀物、雜質、寄生蟲卵,并為蔬菜后續(xù)加工提供清潔的蔬菜來源。它是蔬菜加工過程中的一個重要環(huán)節(jié)。清潔蔬菜加工[1]是一種清潔商品蔬菜,在選擇、清洗、分類、排水和包裝新鮮蔬菜后,以小包裝銷售。清潔蔬菜具有清潔、衛(wèi)生、方便、安全等特點。其發(fā)展前景和市場前景非常廣闊。目前,我國蔬菜清洗的主要方法是人工清洗。人工清洗有勞動強度高、效率低、耗水量大、清洗分散等缺點。蔬菜加工將朝著保存、營養(yǎng)、方便的方向發(fā)展。人工清潔自然不能滿足蔬菜加工的需要。因此,使用蔬菜清潔劑或清潔設備可以提高勞動效率,降低勞動強度,及時滿足人們對新鮮蔬菜的需求。1.2我國蔬菜清洗技術的研究現(xiàn)狀隨著生物技術和蔬菜加工技術的快速發(fā)展,將成為生產(chǎn)新鮮蔬菜清潔、衛(wèi)生、無污染、無公害的主流。在蔬菜消費量高的學校、賓館、工廠食堂和各種蔬菜加工廠,迫切需要蔬菜清洗設備來滿足生產(chǎn)和生活的需要。最初的蔬菜清洗是通過人工操作去除蔬菜上的土壤、沙子、污垢和雜質。人工清洗是家庭單位的主要清洗方法。然而,人工清洗既耗時又費力,每月耗水,不能滿足大規(guī)模蔬菜加工生產(chǎn)的要求。有必要采用機器或設備清洗,以滿足人們生產(chǎn)和生活的需要。是的。我國蔬菜清洗技術的研究始于中后期,經(jīng)過多年的努力,取得了一定的成績。元橋峽等人研制的根莖蔬菜清潔劑,具有六角形、橫向板材焊接的轉鼓橫截面。清潔的目的是通過鼓和蔬菜在旋轉時的沖擊來實現(xiàn)的。同時,沿著鼓的長度方向安裝了噴水管道,將蔬菜從入口噴到出口的相同量的水。高英武等人研制的振動噴淋蔬菜清洗機分析了蔬菜在清洗過程中的運動和應力,建立了運動學和動力學模型,分析了葉菜的損傷機理。其工作原理是振動清洗中的振動發(fā)生器是具有兩個移動對的可調(diào)曲柄滑塊機構。無級變速器與往復式振動發(fā)生器連接。往復式振動發(fā)生器與振動床連接。振動機驅動菜籃子在清洗液中相互振蕩。電機驅動噴頭在清洗池中通過偏心輪相互振蕩,以便連續(xù)進行噴淋清洗。結果表明,當慣性力和耐水性矢量的最大總和大于附著的粘附力時,可以從蔬菜中洗脫附著物,并建立相應的數(shù)學模型。同時,速度和加速度越大,慣性力和水的阻力越大,越容易克服污垢粘附在蔬菜上,清潔越干凈,但速度和加速度越高,沖擊越大,影響越大,影響越大,影響越大,影響越大,影響越大,影響越大,影響越大,影響越大,影響越大,蔬菜擠壓,蔬菜的損傷率越大。清洗機可以在早期回收清洗水,后期使用清潔水。李云飛等人探討了蔬菜清洗中加強氣流的機理,研究了氣流對蔬菜和水的干擾對蔬菜清洗效果的影響。實驗結果表明,大量氣泡聚集在水的上半部分,以擴大清洗槽的液位。同時,由于噴射機的夾帶和氣泡的崩塌,蔬菜的洗滌效果增強。然而,只有由氣泡驅動的水流運動來清洗蔬菜,其效果是有限的,而且不容易去除蔬菜表面的雜質具有較大的附著力,所以蔬菜的清洗時間更長,導致效率低下。高祥等人[6]用超聲波泡泡清洗新鮮切芹菜。保鮮后可去除上述微生物菌落,多酚氧化酶活性保持在較低水平,多酚氧化酶活性降低,呼吸強度明顯降低,無明顯對維生素的損害,也不會造成機械損傷。。通過實驗分析,得出鮮切蔬菜超聲波氣泡清洗有利于殺菌、酶殺菌、保質期延長和蔬菜保鮮的結論。陳玉凡[6]從理論上分析了高壓水射流清洗機兩個主要參數(shù)、壓力和流量對清洗效果的影響。噴射光束在噴嘴的中心軸對稱地分布,并呈錐形分布。其工作原理是通過高壓水泵將普通水加壓到數(shù)百或數(shù)千個大氣壓力中,然后通過噴嘴的細孔排出高能量濃度的高壓水流或高壓水流。它的速度通常在亞音速和超音速之間。它有類似的能量與子彈,它打擊和沖洗污垢。它對鱗片和堵塞有很大的影響。武力和破壞力。該方法能更徹底地去除雜質和污垢,方便、快捷、高效。然而,大的噴射能很容易破壞蔬菜組織,不適合蔬菜清洗,但高壓水射流技術對蔬菜清洗的研究具有一定的參考價值。吳玉發(fā)等人于1997年研制了一種水氣浴葉類蔬菜清洗機。洗衣機利用空氣泵在水下產(chǎn)生的氣體,在上升和滾動振蕩的過程中沖擊葉類蔬菜。當水波和氣泡破裂時,濺起的水霧進入葉類蔬菜表面的凹狀和凸面裂縫和莖間的裂縫,沖擊沉淀物和雜質,達到蔬菜清洗的目的。清洗方法是將要清洗的葉類蔬菜放入清洗槽中,然后將清洗槽尾部的水放入清洗池中進行清洗。在噴管的噴涂作用下,淹沒在水中的葉菜受到底部空氣噴嘴氣泡和爆裂氣體涌動水波的影響,使半淹沒狀態(tài)下的蔬菜振動和轉動結束,并使淤泥,沙子和其他碎片松動的振動。而在沖刷下,蔬菜脫落,使蔬菜被向下噴灑效果和罐中的底部氣泡激增沖刷,達到清洗蔬菜的目的。楊宏兵等人在分析超聲波和氣泡作為蔬菜清潔動力的機理的基礎上,設計制造了一種以超聲波和氣泡為動力的蔬菜清洗試驗機,并進行了正交試驗實驗,以確定清洗過程參數(shù)。蔬菜清洗機的實驗裝置由氣泵、氣閥、流量計、清洗罐和氣孔板表面組成?？諝獗檬菤饬鞯膩碓?。它用于產(chǎn)生一定大小的氣流閥,以調(diào)節(jié)進入清洗槽的氣流。通過改變閥門的開口,達到了調(diào)節(jié)氣流的目的。流量計用于測量氣流。該儀器可以測量清洗槽中的氣流網(wǎng)孔板,用于產(chǎn)生氣泡。具有一定強度的氣流通過網(wǎng)狀面板分流,產(chǎn)生具有一定壓力和速度的小氣流,使清洗槽中的液體能夠產(chǎn)生氣泡并翻滾。通過改變網(wǎng)格面板上的網(wǎng)孔來調(diào)整清洗槽中氣泡的大小,將要清洗的蔬菜放入清洗槽中。打開開關一段時間后,蔬菜就會清洗干凈。。王力等研究了采用水下水射流和清洗試驗裝置進行蔬菜清洗的工藝,重點研究了水下水射流清洗蔬菜的種類、清洗能力和限制因素。通過菠菜和油菜的清洗試驗,研究了清洗時間對清洗效果的影響。用濁度指數(shù)研究了蔬菜清洗累積測量對水質的影響規(guī)律。研究了濁度變化對蔬菜洗滌率的影響。該方法適用于評價豆莢蔬菜的清洗指標。王林安研究了蔬菜清洗過程中的用水量與用水量模式的關系,提出了一種科學的洗衣機設備用水量評價方法,設計了各種用水量在蔬菜清洗模式下,建立了清洗過程中清洗水濁度變化的數(shù)學模型,計算了不同臟度蔬菜清洗所需的用水量,結果表明:多罐清洗方式是可行的。為大大降低用水量,為清洗工藝參數(shù)的制定提供了參考。趙長斌等人[1998年研制了一種裝有爆炸性氣體的防水蔬菜洗衣機]。為了防止水流在清洗過程中趨于穩(wěn)定或死區(qū),采用兩組氣孔間歇性工作。氣泡與水面或蔬菜發(fā)生碰撞,產(chǎn)生高速微射流和沖擊力,消除對蔬菜表面的污染。清洗過程是打開電源,自動運行空氣泵,按供水按鈕,加水到溢流位置,將籃子支架抬到頂部,將含有蔬菜的籃子放在支架上,按下掉落按鈕,按下跌落位置微型開關,清洗過程自動啟動約幾分鐘后,按下升降按鈕,氣動系統(tǒng)自動停止工作?；@子停在水槽的頂部,拿出干凈的蔬菜。。1.3我國蔬菜清洗技術存在的問題與發(fā)展趨勢我國蔬菜清洗技術的研究已經(jīng)發(fā)展多年,雖然取得了一些成績,但蔬菜清洗機仍有許多問題需要解決,如蔬菜清洗機的種類體積小,蔬菜清洗機種類單一。目前,蔬菜清洗劑主要有轉鼓式蔬菜清洗劑、振動噴霧式蔬菜清洗劑、水風沐浴葉蔬菜清洗劑、超聲波和泡泡式蔬菜清洗機。(2)機電一體化和自動化程度不高。目前,大多數(shù)蔬菜洗衣機都是通過機械手段開發(fā)的,但機電一體化和自動化水平較低,智能技術和計算機技術幾乎沒有應用。因此,科技含量不高。清洗結構單一,通用性差。由于設計的不同,各種蔬菜清潔劑的結構和零件不同,不利于零部件的普遍性,因此維護不方便?；旧显谘芯侩A段,還有一定的距離進入工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。目前,由于我國大部分蔬菜清潔劑都處于各高校或科研院所的發(fā)展階段,生產(chǎn)模式較少,工業(yè)化還有很長的路要走。它們遠遠不能滿足蔬菜加工產(chǎn)業(yè)化和集約化生產(chǎn)規(guī)模的需要,供求矛盾更加突出?？v觀國內(nèi)外清潔技術的研究成果,發(fā)達國家蔬菜清洗技術的發(fā)展已滲透到生物科學、生物工程等跨學科領域。我國蔬菜清洗技術仍處于機械化研究和應用階段,電氣化程度不高。目前,隨著計算機技術、仿真技術和高速攝影技術的普遍應用和發(fā)展,為清洗方法、操作規(guī)程和清洗軌跡的研究提供了新的途徑和方法。蔬菜清潔劑,使其能夠建立更復雜的運動學和動力學模型,并更真實地模擬機構部件在運動和傳輸過程中的特性。并能優(yōu)化研究對象的設計。因此,蔬菜清洗技術的研究應采用更現(xiàn)代的設計方法,不斷采用機電一體化技術、自動化、智能技術和計算技術,以提高整體水平和水平。產(chǎn)品的技術含量滿足了大規(guī)模集約化蔬菜清洗生產(chǎn)的需要。雅雅。1.4研究的目的與意義蔬菜是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡氖澄?在人們的日常生活中發(fā)揮著非常重要的作用。隨著社會主義現(xiàn)代化建設的加快,人民生活水平的提高和我國蔬菜加工業(yè)的進一步發(fā)展,蔬菜生產(chǎn)不僅解決了市民菜籃子的問題,也解決了蔬菜籃的問題基本實現(xiàn)全年持續(xù)供應新鮮蔬菜,滿足市場對蔬菜的需求。中國是一個大的蔬菜生產(chǎn)國。據(jù)《表》統(tǒng)計,中國蔬菜總量每年約為1億噸、1億噸,與上年同期相比有所增加,年均增長率達到。據(jù)海關統(tǒng)計,中國蔬菜出口總量為每年1萬噸,達到每年1萬噸。與年增長率相比,年平均增長率約為1萬噸。隨著蔬菜產(chǎn)量和出口量的巨大,我們面臨的首要問題是如何提供清潔的蔬菜來源,即蔬菜清潔問題。顯然,只有人工清洗不能滿足蔬菜批處理的需要。因此,研究了蔬菜清洗的相關理論和技術,生產(chǎn)了相應的蔬菜清洗設備,以滿足批量清潔蔬菜的需要。蔬菜清洗是蔬菜加工中的一個重要過程。除了去除蔬菜表面的雜質、寄生蟲卵和蔬菜中的大多數(shù)農(nóng)藥殘留外,蔬菜清潔還為隨后的加工提供了清潔的蔬菜來源。科學技術的進步和經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,在蔬菜加工方面取得了顯著的成績,已經(jīng)具備了一定的技術水平和生產(chǎn)加工規(guī)模。蔬菜加工在我國農(nóng)業(yè)貿(mào)易中占有重要地位。隨著人們生活水平的不斷提高和生活節(jié)奏的加快,人們不再滿足于單一形式的新鮮蔬菜。迫切需要一系列營養(yǎng)、安全、健康、經(jīng)濟效益和多樣化口味的蔬菜加工產(chǎn)品。。與冷凍蔬菜相比,新鮮蔬菜的保質期較短,但它們能保持蔬菜的新鮮特性和營養(yǎng)價值。它們不需要被凍結或解凍。它們的生產(chǎn)成本低,容易食用。鮮切蔬菜代表著蔬菜循環(huán)和消費的發(fā)展趨勢。隨著生物技術和蔬菜加工技術的快速發(fā)展,為公眾生產(chǎn)新鮮蔬菜清潔、衛(wèi)生、無污染將成為主流。蔬菜清潔是新鮮蔬菜中不可缺少的環(huán)節(jié)。蔬菜清洗后可直接用作炒菜的原料來源,也可作為蔬菜深加工的主要產(chǎn)品,如使用清潔蔬菜。腌制蔬菜在脫水后加工成干菜。因此,清潔作業(yè)對蔬菜加工質量有重要影響。目前,蔬菜加工主要朝著保鮮、營養(yǎng)、方便、美味的方向發(fā)展。蔬菜清洗是蔬菜加工中不可缺少的重要工藝。研究了蔬菜清洗的方法,以滿足人們生產(chǎn)和生活的需要。蔬菜清洗在蔬菜加工質量中起著重要的作用。我國蔬菜加工主要包括以下五個方面:(1)速凍蔬菜。速凍蔬菜是一種先洗的蔬菜。沖洗后,將其置于11°c的環(huán)境中,并在短時間內(nèi)迅速結冰。在低溫環(huán)境下,原有的顏色、香味、口感和各種營養(yǎng)成分都得到了很好的維護。速凍蔬菜解凍后恢復良好,各項指標接近新鮮蔬菜。脫水蔬菜。脫水蔬菜是一種干菜,即加熱蔬菜以去除蔬菜中的水分。食用后,蔬菜在加水后會恢復,蔬菜的原營養(yǎng)價值得以維持。脫水蔬菜在中國占有巨大的市場份額,其需求主要集中在大中城市的超市和方便面制造商。中國是脫水蔬菜生產(chǎn)和出口的主要國家之一。年出口量超過1萬噸。出口收入超過1億美元,進口噸,進口量1萬美元。據(jù)海關總署、國家商檢局統(tǒng)計,20世紀以來,中國脫水蔬菜出口量呈年均增長趨勢。目前,中國脫水蔬菜出口約占世界出口總量。泡菜。美味的泡菜深受公眾歡迎,是人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾母笔称贰Ｅ莶擞泻芏喾N,包括泡菜、泡菜、泡菜、鹽漬蔬菜、谷物和醋。2000年,中國泡菜產(chǎn)品出口量超過10,000噸,其中包括醋蔬菜、水果、泡菜和鹽水蔬菜。出口量約為1萬噸,泡菜為1萬噸。罐裝蔬菜。罐裝蔬菜是一種蔬菜,經(jīng)過灌裝和消毒,長期存放在密封的容器中。罐裝蔬菜具有清潔、保質期長、儲存、運輸方便等特點。。中國罐裝蔬菜出口量達1萬噸,出口收入1億美元,占果蔬罐頭出口量的一部分。主要銷往日本、美國、歐盟等國家和地區(qū)。蔬菜汁。蔬菜汁是一種由新鮮蔬菜擠壓而制成的果汁。將蔬菜加工成各種蔬菜汁飲料是近年來國內(nèi)外番茄汁、胡蘿卜汁、黃瓜汁等的新趨勢。因為蔬菜汁基本上保留了新鮮蔬菜的原有風味和營養(yǎng)價值,所以很受歡迎。蔬菜需要先清洗一下,然后才能加工或食用。為了防止原生蔬菜組織被破壞,保持其營養(yǎng)價值,有必要選擇科學合理的清洗方法,研制高效、低能、低能耗的蔬菜清洗機損壞和高清潔效率。因此,使用蔬菜清潔劑不僅可以降低勞動強度,提高清潔效率,還可以激活蔬菜加工市場,節(jié)省人力和物力資源,保持蔬菜營養(yǎng)價值和健康指標將具有重要的現(xiàn)實意義。。1.5研究的主要內(nèi)容在全面分析我國現(xiàn)行清潔技術和國情的基礎上,為滿足蔬菜清潔中"高清洗率、低破損率、節(jié)能節(jié)水"的要求,提出了使用葉輪旋轉驅動水流和蔬菜運動,同時利用水與蔬菜相互摩擦的原理,達到清洗蔬菜的目的。在清洗過程中,為了防止水流與蔬菜之間的運動趨于穩(wěn)定或出現(xiàn)死區(qū)的運動,采用了在葉片上開孔的方法,使一些液體回流到下一個清洗區(qū)域時。葉片正在運行,以增強水流的干擾和沖刷效果,最終達到去除蔬菜表面污染物的功能。。第二章結構設計與計算2.1清洗裝置葉輪工作半徑的確定2.1.1蔬菜的選定蔬菜有很多種。葉輪的工作半徑由蔬菜的高度決定。為了便于實驗研究,降低樣機成本,所選蔬菜的高度不應過大。通過市場調(diào)查,選取白菜、菠菜和上海綠三種葉類蔬菜,通過測量相應的高度尺寸,確定葉輪的工作半徑。。2.1.2蔬菜相關參數(shù)的測定實驗中使用的蔬菜都來自蘇州科技大學的農(nóng)業(yè)市場。下面列出了白菜、菠菜和上海綠葉蔬菜的相關尺寸,為清洗裝置的設計提供參考。。表2.1小白菜的相關尺寸參數(shù)表2.2菠菜的相關尺寸參數(shù)表2.3上海青的相關尺寸參數(shù)2.1.3葉輪工作半徑的確定如圖所示,假設葉輪的工作半徑小于蔬菜的總高度,則蔬菜被放置在與葉輪方向平行的清潔裝置中,而蔬菜則不會折疊,而蔬菜則放置在高度范圍為三,一些蔬菜的葉子折疊會發(fā)生。同一批蔬菜中的蔬菜高度比可以按照以下方法計算。圖2.1陰影部分的面積和陰影部分的面積可以忽略,因為R>r。陰影零件的面積可以根據(jù)單一的清洗區(qū)域來計算：列出了白菜、菠菜和上海的總高度、莖高、葉高、最大值和最小值等相對參數(shù),并進行了比較,如表2.4所示。表2.4蔬菜清洗過程中相關尺寸參數(shù)的比較,允許蔬菜彈性變形,不允許斷裂,否則破壞纖維組織,降低蔬菜營養(yǎng)價值。蔬菜現(xiàn)在被放置在清潔裝置的方向平行的葉輪半徑,假設秸稈不是彎曲的,只有少量的折疊蔬菜的葉子是允許的。葉輪的半徑應介于最大閥桿高度和最大總高度之間,即33。從上面可以看出,葉子的最大高度和最大高度是菠菜葉。如果菠菜葉子的最大高度是折疊的,那么有"如果葉子是朝外折疊的,那么如果葉子向外折疊,則有一個或兩個,如果葉子向外折疊,則有一個。然后,葉輪的工作半徑分別對應于一個對一個。此時,大白菜、菠菜和上海清分別放入與葉輪平行方向的清洗裝置中,葉片的折疊率分別為__(2)11,此時,白菜、菠菜和上海清分別放入清洗裝置在與葉輪平行的方向上,葉片的折疊率為,。此時,大白菜、菠菜和上海清分別以葉輪平行的方向進入清洗裝置,葉片的折疊率分別為。此時,大白菜、菠菜和上海清分別放入與葉輪半徑平行的清洗裝置中,葉片的折疊率分別如下。通過數(shù)值比較和分析可以看出,只要清洗裝置滿足菠菜的儲存要求,也能滿足其他兩種蔬菜的儲存要求。選擇菠菜葉折疊率的計算要求,即當葉輪工作半徑時,其他兩種蔬菜在平行葉輪半徑的方向上進入清洗裝置不會折疊,工作半徑被視為一個整數(shù),即。此時,可以容納和不產(chǎn)生折疊的蔬菜的最大高度是一兩個。一個。表2.4相關尺寸參數(shù)的比較2.2總體結構設計與工作原理2.2.1總體結構蔬菜清洗裝置由清洗缸、刀片、電機、底板和附件裝置組成。錐齒輪、固定板、圓柱齒輪、調(diào)速裝置和結構示意圖如圖2.2所示雅雅。圖2.2清洗裝置總體結構圖2.2.2工作原理在樣機的試生產(chǎn)過程中,為了使蔬菜與清洗過程中的水流相對流動,在每片葉子上都打了一些洞。當清洗裝置工作時,葉片的旋轉運動促進蔬菜和水體的一部分運動。蔬菜是漂浮在水中的固體物質,液態(tài)水具有一定的粘性作用。為了使蔬菜與水體之間產(chǎn)生相對運動,要求蔬菜的運動主要取決于葉片的動力,以降低水粘度的驅動效果,從而采用葉片上的開孔方法。當葉片旋轉時,相當一部分水回流到下一個清洗區(qū),因此水流與蔬菜之間的相對運動會產(chǎn)生洗滌、摩擦和干擾,從而達到蔬菜清洗的目的。當葉片轉速增加時,蔬菜的洗滌、摩擦和干擾作用增加,蔬菜的清潔更加清潔。但當力太大,蔬菜就會受損。因此,有必要合理選擇葉片的轉速,以滿足蔬菜清洗率和破損率的要求。2.3傳動機構的設計2.3.1圓柱直齒輪的設計在直齒齒輪現(xiàn)有的加工條件和工作環(huán)境下,材料由有機玻璃制成,并通過激光雕刻進行加工。對于漸開線標準圓柱齒輪的傳動角度,為了避免夾緊現(xiàn)象,選擇了小齒輪齒的數(shù)量。為了獲得雙倍以上的減速,采用了傳動比。兩。有兩個。同時,為了使齒輪嚙合平穩(wěn),磨損均勻,并采取質數(shù),如此。采用國家標準值,即最高高度系數(shù)Wa2和頂部間隙系數(shù)。這里的中間齒輪是惰性車輪的齒數(shù)。齒輪參數(shù)的設計和計算分別見表2.5、表2.6和表2.7。。表2.5小齒輪相關尺寸參數(shù)的計算表2.6中齒輪。惰輪相關尺寸參數(shù)的計算表2.7大齒輪相關尺寸參數(shù)的計算2.3.2圓錐直齒輪的設計由于錐齒輪難以加工,因此不是直接加工,而是通過設計后從市場上購買的方式獲得的。選擇帶有金屬零件的錐形直齒。為了便于安裝和傳動的穩(wěn)定性,采用了傳動比,即選擇同步齒輪。參照國家標準川,選擇了大端的模量、壓力角、頂高系數(shù)和頂部間隙系數(shù)。`.選擇兩個錐齒輪軸之間的常見交點技術進行驅動,選擇齒22數(shù),然后在表2.8中列出錐齒輪同步齒輪的相關參數(shù)和計算結果。。表2.8圓錐直齒輪相關尺寸參數(shù)的計算錐齒輪的正常嚙合需要滿足兩個齒輪的大端模量和壓力角分別相等的條件。傳動重合度近似由等效齒輪傳動重合度計算。如果等量的齒是氣體,齒輪不進行下切的條件如下所示。2.4清洗裝置的設計與計算2.4.1清洗裝置方案的確定清洗裝置的直接工作部分是整機的核心部分。如果設計不合理,將直接影響清洗的質量水平。清洗裝置的主要工作部分是刀片和清洗缸以及它們之間的合理配合。因此,清洗裝置的結構和清洗機理一直是蔬菜清洗研究的關鍵。我國蔬菜清洗技術研究取得了巨大成就,達到了一定水平。通過查閱相關文獻,了解到國外關于蔬菜清洗技術的報道很少。目前,常見的蔬菜清潔劑主要有四種類型:噴病毒蔬菜清潔劑、轉鼓蔬菜清潔劑、空氣浴葉式蔬菜清洗劑、超聲波和泡泡式蔬菜清洗機。這四種類型中的每一種都有其優(yōu)點和缺點。振動噴涂機構簡單,易于制造,適合推廣應用。不過,籃子的活動范圍很大,清洗罐需要更大,所以目前還沒有工業(yè)化。旋轉滾筒結構簡單,焊接方便,但清洗后的蔬菜容易雜亂,不適合蔬菜的大規(guī)模清洗。水空氣浴類型操作方便。它只需要把氣管放在底部,但沖刷力很小,導致清洗時間長,不適合大規(guī)模清洗蔬菜。超聲波和氣泡驅動的蔬菜清潔劑具有較好的清潔效果,適合蔬菜的大規(guī)模清洗,但結構復雜,成本高。超聲波工作時容易產(chǎn)生噪音,攜帶不方便。由于蔬菜形狀不均勻,且在水中的運動規(guī)律不容易把握,綜合考慮各種因素,決定采用葉輪旋轉蔬菜清洗裝置。2.4.2清洗裝置尺寸的確定要確定清洗缸的尺寸,所選氣缸的承載能力可達到20公斤。葉輪支承環(huán)尼龍桿的直徑為25毫米,開槽深度為4mm。然后確定葉輪的直徑：氣缸內(nèi)徑應大于葉輪的直徑,即誘餌?？紤]到由于手工加工,某些部件的尺寸偏差可能較大,葉輪的實際偏差較大,原因是旋轉過程中的安裝位置和機械振動,因此葉片與內(nèi)部之間的距離較大。清洗缸的壁應合理選擇?？紤]到這些因素,如果考慮到它們之間的距離,清洗缸的內(nèi)徑將是誘餌。清洗缸的最小高度是根據(jù)以下公式計算的：用于確定支承環(huán)尺寸的清洗裝置主要由三個葉輪、清洗缸和傳動裝置組成。這三個葉輪都是透明的塑料板,上面有洞。清洗缸由無縫的白色鐵片軋制和焊接。內(nèi)徑485毫米,高度150毫米。軸套是由實心尼龍桿與一個中央孔10毫米沿軸。作為與傳動軸的連接,三個凹槽均勻分布在外周,凹槽寬度為2毫米,深度為4毫米。這三個凹槽用于與刀片的連接。。2.5清洗裝置的工作原理葉輪旋轉蔬菜清洗裝置采用葉輪旋轉方式驅動水流和蔬菜運動,并利用水流和蔬菜生產(chǎn)的相對運動來清洗和摩擦蔬菜。由于蔬菜在水中漂浮時漂浮在水面上,為了使蔬菜在清洗過程中相對于水流移動,采用葉輪上的開口方式,使葉輪產(chǎn)生多水射流撞擊水蔬菜表面在運行過程中,從而提高了去除表面污染的能力。。2.6葉輪片數(shù)的確定葉輪葉片數(shù)的選擇應滿足基本條件。在清潔區(qū),蔬菜運動空間最大,蔬菜損傷程度最小。由于葉輪在一個圓圈內(nèi)移動,水流一般近似地在一個圓圈中移動。有必要找出清洗區(qū)最大的圓圈占空間的最大比例,需要相應數(shù)量的葉輪葉片。葉輪的直徑由前部決定,即D2=471毫米。如果葉輪葉片的數(shù)量為N,則當N=1時,清洗裝置的平面如圖2.3所示。從葉輪的半徑來看,清洗裝置中的最大圓,即陰影部分的面積,被發(fā)現(xiàn)是多個與該區(qū)域中的區(qū)域大小相同的圓圈,其半徑是一側。因此,在這一地區(qū),一個圓圈與水體面積的比例為2英尺。當N=2時,清潔裝置的平面如圖2.4所示。從葉輪的半徑來看,清洗裝置中的最大圓,即陰影部分的面積,其半徑是側面,占據(jù)了該區(qū)域水體表面長矛的面積。產(chǎn)品的比例是"川蘭"和"麗縣"。。''圖2.3葉片數(shù)為的清洗裝置平面圖2.4葉片數(shù)為2的清洗裝置平面圖2.7最大圓半徑與葉片個數(shù)關系圖2.8最大圓所占比例與葉片個數(shù)關系圖2.7顯示,隨著葉片數(shù)量的增加,圓的最大半徑減小。為了保證蔬菜運動空間更大,應選擇與較大半徑圓相對應的葉子數(shù)量。圖2.8顯示,最大圓形面積的比例隨開始時的葉子數(shù)量而增加,在四片葉子之后達到最大值,然后隨著葉片數(shù)的增加而減小。根據(jù)兩組數(shù)據(jù),葉輪葉片的數(shù)量為3或4。為了使蔬菜活動面積擴大,增加蔬菜的侵蝕途徑,葉輪葉片的數(shù)量為3。。2.7葉輪結構孔的分布因為清洗缸的內(nèi)徑是485毫米,內(nèi)部高度是150毫米。為了避免葉片旋轉時與清洗缸內(nèi)壁發(fā)生摩擦或碰撞,應合理選擇兩者之間的距離。如果距離太小,蔬菜很容易卡在這個區(qū)域。如果距離太大,水利用率就會下降。為了提高水射流在運動過程中的干擾和沖刷效果,在葉片的同一水平線上采用了開啟法?？紤]到葉片和孔的加工容易實現(xiàn),后續(xù)試驗具有可操作性,刀片采用扁平材料和直接在板材上鉆孔的方法。開口直徑為5.0毫米,水平距離為12毫米,垂直距離為10毫米。最外層孔的直徑為3.0mm,與保護對象連接。目的是避免蔬菜在旋轉過程中進入葉片與氣缸內(nèi)壁之間區(qū)域所造成的損害。葉片結構和孔的分布如圖2.9所示。圖2.9葉片的結構圖2.8三維實體模型的創(chuàng)建2.8.1軟件介紹Procnes之所以是由參數(shù)化技術公司PTC開發(fā)的集成產(chǎn)品開發(fā)軟件。它是世界上最流行的設計軟件。公司自1988年成立以來,已廣泛應用于機械、電子、家用電器、汽車制造、航空航天等領域。1993年,該軟件正式引入中國。當時,都是英文版,對硬件的要求相對較高。這些因素制約了其在中國的推廣和應用。自2001年推出中文版以來,其在中國的應用不斷擴大,不斷更新和完善。2003年,該公司推出了野火版本。與2001年版本相比,野火版的界面和操作風格發(fā)生了很大變化。圖形界面主要用于操作面板。界面更加直觀,提高了建模的速度和效率。主要操作模塊包括以下幾個方面:(小、"參數(shù)化素描環(huán)境模塊"、"基本功能創(chuàng)建模塊"、"工程特征創(chuàng)建和修改模塊"、"基準特征創(chuàng)建模塊"、"表面特征"創(chuàng)建模塊、"零件裝配操作模塊"、"工程圖創(chuàng)建和生成模塊"、"機構運動和仿真分析模塊"、"結構和熱分析模塊"。。2.8.2傳動裝置參數(shù)化實體模型的創(chuàng)建通過參數(shù)分配和基本框架結構,建立了直齒齒輪的參數(shù)化實體模型。以雙齒大直齒齒輪為例,在環(huán)境中建立參數(shù)化固體模型。剩余的兩個齒輪可以通過改變相應的參數(shù)來獲得。首先,分配齒輪的參數(shù),并在標題欄中選擇"工具"菜單下的"參數(shù)"。分別設置了模量、齒數(shù)、壓力角、頂高系數(shù)和頂部間隙系數(shù)。在數(shù)字類型中,選擇"實數(shù)"。齒輪的相關參數(shù)如表2.9所示,并通過單擊"確定"完成齒輪參數(shù)的設置。。表2.9圓柱直齒輪相關參數(shù)點擊拉伸工具尸體按鈕,以橫截面為草圖平面,輸入草圖環(huán)境,選擇標題欄的"工具"菜單下的"關系"。在彈出式關系窗口中,將外部圓大小設置為關系公式,完成草圖繪圖,選擇對稱拉伸,輸入厚度值,并生成基本框架,如圖2.10所示。。設置和約束四個圓的直徑,單擊草繪工具桶的按鈕,以曲面作為素描平面,在草繪環(huán)境中從外部到內(nèi)部繪制同心圓,并在""關系"標題欄下"工具"設計如下的關系式：漸開線齒形的建立在基準曲線上單擊以生成按鈕。在"曲線選項"中,選擇"從公式",在"菜單管理器"選項中,選擇圓的中心作為坐標系,并將坐標系的類型定義為"笛卡爾"。在彈出式筆記本中,根據(jù)以下要求輸入數(shù)學參數(shù)公式：輸入完成后,筆記本將被保存并退出,并且在確定后可以生成漸開線曲線,即齒輪的齒形,如圖2.11所示。建立對稱齒形點擊基準工具的八個按鈕,點擊漸開線,此時按住鍵,然后點擊索引圓。此時,將生成交點,如圖2.12所示。。圖2.11漸開線曲線圖2.12漸開線與分度圓的交點單擊基準平面工具按鈕,單擊點PNT0,按住Ctrl鍵,然后單擊中心軸A-2生成平面DTMI。計算預先生成的平面和已知平面之間的角度。由公式:單擊基準飛機工具包按鈕,單擊中心軸,然后按住并再次單擊以生成平面。對于對稱平面,將對漸開線輪廓進行鏡像以生成對稱漸開線,如圖2.13所示。(5)通過單擊拉伸工具的每日按鈕,選擇剪切按鈕B,選擇前曲面作為草繪平面,進入草圖環(huán)境,創(chuàng)建齒形曲面。單擊邊緣以創(chuàng)建基元。選擇已創(chuàng)建的兩個漸開線的齒形和基圓,然后在交點處創(chuàng)建齒形曲面,如圖2.14所示。。選擇自行生成的齒形曲面的特征模型,點擊陣列盤的按鈕,以齒輪中心軸為中心的圓形陣列,輸入陣列91的個數(shù)數(shù),并將旋轉角度設置為360/,即360/91=3.956044度。點鉤鍵可以生成所有的齒形模型,隱藏草圖曲線,最后生成三維圓柱形直齒齒輪。實體模型如圖2.15所示。在上述參數(shù)化設計的基礎上,可以通過改變相應的參數(shù)來改變齒輪的實體模型。根據(jù)機械原理,齒輪正確傳動的條件是模量和壓力角分別相等。因此,對于表2.10,只需根據(jù)本設計的要求,更改齒輪的齒數(shù)即可。單擊標題欄中"工具"菜單下的"參數(shù)",并在與齒數(shù)相對應的參數(shù)欄中對其進行修改。然后根據(jù)參數(shù)的變化自動計算后一關系中的方程。首先,計算平面DTM2和DTM1之間的角度。。在模型樹下,單擊DTM2,右鍵單擊,選擇"編輯定義",將旋轉角度更改為5.294118。同樣,在模型樹下,單擊數(shù)組,右鍵單擊,選擇"編輯定義",將左側數(shù)據(jù)從91更改為17,并根據(jù)公式360/z將右數(shù)據(jù)根據(jù)公式360/z此時z=17輸入21.17467。點鉤子鍵完成參數(shù)修改。最后,生成了圓柱形直齒齒輪的修正實體模型,如圖2.16所示。當數(shù)字Z=14時,以相同的方式修改相應的參數(shù),并獲得相應的齒輪實體模型,如圖2.17所示。。清洗裝置的傳動齒輪是用參數(shù)化設計方法創(chuàng)建的,簡化了繁瑣的建模過程。通過更改相關參數(shù),可以改變模型的形狀和大小。參數(shù)化設計方法縮短了建模時間和開發(fā)周期,提高了設計質量和效率。。第三章總結通過白菜、菠菜和上海綠色蔬菜的大小,確定葉輪的工作半徑為227毫米。在此基礎上,確定葉輪半徑為235.5毫米,清洗缸內(nèi)壁直徑和高度分別為485毫米和150毫米。為了使蔬菜的運動主要來自葉片的動力,降低水粘度的驅動效果,使蔬菜與水流之間的相對運動,采用葉片上的開口方式。當葉片旋轉時,部分水流入下一個清洗區(qū),以達到蔬菜的清洗和干擾,從而達到蔬菜清洗的目的。根據(jù)齒輪設計計算得到的相應數(shù)值,在軟件環(huán)境下,采用參數(shù)化建模方法建立齒輪傳動裝置的實體模型,為試驗處理做好準備原型。通過理論研究和分析以及相關的實驗研究和論證,得出以下結論:根據(jù)白菜、菠菜和上海綠色蔬菜的大小,設計了清洗裝置的結構尺寸,葉輪的工作半徑確定為227毫米,在此基礎上,葉輪半徑確定為235.5,清洗缸內(nèi)徑確定為485毫米,高度為150毫米。根據(jù)清洗裝置的特點,設計了齒輪傳動能量的傳遞方式。利用結構設計參數(shù),對葉輪旋轉蔬菜清洗裝置的實驗樣機進行了加工和制作。該樣機具有結構簡單、操作方便、操作方便、能耗低等優(yōu)點。由于水能和蔬菜的動力來自葉片,通過葉片結構的有限元分析,分析了葉片的變形和節(jié)點的位移。節(jié)點單元的最大位移是另一個",節(jié)理單元的位移是另一個"通過分析各單元節(jié)點的約束反應,分別得到了空間、方向的總約束反應。通過對等效應力的分析,計算出葉片上的空間合力為__。獲取最大值和最小值。為葉片材料選擇的合理性和運行的可靠性提供了定量參數(shù)。葉輪旋轉蔬菜清洗裝置是實現(xiàn)蔬菜清洗方案的可行方法。利用該裝置進行了蔬菜清洗試驗。在各種可能的因素中,考慮了葉輪的轉速、清洗時間和清洗量,并選擇了葉輪進行實驗研究。通過多因素正交試驗,找到了適宜的蔬菜清洗工藝參數(shù),即轉速、清洗時間、清洗量、最佳水平和最佳組合試驗。蔬菜的洗滌率基本保持在兩者之間,蔬菜的表面組織基本不受損,能滿足蔬菜營養(yǎng)價值的要求。。葉輪旋轉蔬菜清洗裝置基本滿足蔬菜洗滌率的要求,但由于時間和試驗條件的限制,樣機的結構尺寸不大。在滿足蔬菜洗滌率要求的基礎上,一次性蔬菜清洗質量不能超過,但可以通過增加電機功率來實現(xiàn)。由于試驗條件的限制,在蔬菜清洗過程中,它與負載一起運行,控制電路對電機的調(diào)節(jié)范圍不夠大,這限制了葉片的轉速和產(chǎn)生的水射流。刀片運行時的開倉位置。用試驗方法量化對蔬菜清洗效果的影響力。(3)由于離心力的作用,部分蔬菜會移動到清洗缸內(nèi)壁之間的區(qū)域。為了防止蔬菜進入該地區(qū),保護線只能手動加工,這是很難克服的。蔬菜偶爾會進入該區(qū)域,增加葉片的阻力,從而增加電機的輸出功率。為了防止這種現(xiàn)象,可以做進一步的改進來避免這種現(xiàn)象。以蔬菜的洗滌率和破碎率作為清潔效果的評價指標。評價方法是以感覺器官為基礎,評價清洗效果。由于試驗條件的限制,只考慮物理評價指標,而不考慮化學評價指標。除上述評價指標外,農(nóng)藥殘留和微生物殘留等客觀指標也是評價蔬菜清潔效果的重要指標。通過電子電路的設計,可以控制葉片的前后運動,增加對蔬菜的沖擊力,但要考慮植物纖維組織的正向和后向運動,以免受損在沖擊力下。。致謝時光飛逝，終于到了論文定稿的這一刻。雖然文章顯得有些粗糙，但畢竟凝聚了自己的心血，在此謹向曾經(jīng)關心、幫助、支持和鼓勵我的老師、同事、同學、親人和朋友們致以最誠摯的謝意和最衷心的祝福衷心感謝我的導師謝鐵兔。老師對我兩年來的學習、生活給予了悉心的關懷，在本論文的開題、寫作、修改、定稿方面更是給予了悉心指導和匠心點撥，論文凝結著導師的汗水和心血。在這兩年多的學習和生活過程中，我要向老師們表示衷心的感謝是他們給了我熱情的關懷、支持和幫助，使我得以順利完成學業(yè)。同時，衷心感謝我的父母、家人以及和我一起學習的各位同學，是他們在我學習和論文寫作過程中，給予我了莫大的支持和鼓勵。最后，再一次感謝所有關心和支持我的人們，我一定會用所學知識更好地做好本職工作來報答你們。參考文獻[1]陳湘寧,艾啟俊,黃漫青,等.HACCP在凈菜加工中的應用初探[J].糧油加一工與食品機械,2003,(4):59-62.[2]袁巧霞,張華珍,萬蜀淵,等GL-I型根莖類蔬菜