自动穿串机适用于新型食品加工行业。目的是研制一种自动穿插机构，能够代替手工
劳动， 提高工作效率， 降低劳动强度。 本文针对传动系统， 进给机构及自动控制系统设计。
并对所用的齿轮传动和轴进行计算。本产品采用电动机带动，通过各系统的相互协作，实
现穿插动作。本机构是在食品装料机械的基础上设计的。此机构具有结构简单、体积小、
成本低的优点。
设计要求完成入料、动力源的选定、传动系统、执行机构、落料机构。
入料选用排序机构，动力源的选定选用电动机，传动系统采用 V 带传动、齿轮传动、
连续传送机构，执行机构采用插签机构、压盘装置，落料机构一个挡棒和盘子。
关键词自动穿插；传动系统；自动控制系统
1 绪论..1
1.1 序言 ....1
1.2 自动穿串机的设计思路 .1
2 自动穿串机各机构的选择及设计设计思路......2
2.1 入料机构的选择及设计 .2
2.2 振动筛的设计2
2.3 穿插机构的设计 ...5
2.3.1 插签机构 ..5
2.3.2 压盘装置 ..5
2.4 落料机构的设计 ...6
3 轴承的选定......7
3.1 概述 7
3.2 滚动轴承的主要类型、特点和代号
8
3.3 轴承的寿命计算 .10
3.3.1 滚动轴承的基本额定寿命 ....10
3.3.2 基本额定动负荷......10
3.3.3 寿命计算公式 .....11
3.3.4 额定寿命的修正 ......11
3.3.5 滚动轴承的当量动载荷 ....11
3.3.6 角接触轴承的计算 .......12
3.3.7 主动轴轴承的校核......12
3.3.8 从动轴轴承的校核......13
4 传动机构设计....14
4.1 传动系统的选择 .....14
4.1.1 带传动的类型和特点......14
4.1.2 V 带传动的设计......15
4.2 电动机的选择 ........18
4.2.1 电动机类型和结构的选择......18
4.2.2 电动机功率的选择......18
4.2.3 确定电动机转速......18
4.2.4 电动机型号的确定......18
4.3 齿轮传动的设计 .........19
I
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(论文 )
4.3.1 选择齿轮材料并确定许应应力......19
4.3.2 按齿面接触强度设计计算 ........19
4.4 传动装置运动、动力参数计算 ........21
4.4.1 总传动比的确定 ..........21
4.4.2 分配各级传动比 ..........21
4.4.3 计算各轴转速 .........21
4.4.4 计算各轴的功率 ..........21
4.4.5 计算各轴转矩
..........21
4.4.6 传动装置运动、动力参数汇总表 ......22
4.5 轴的设计计算 ........22
4.5.1 输入轴的设计计算 ...........22
4.5.2 输出轴的设计计算
........25
4.6 输送机的设计 ........26
5 减速器的选择....31
5.1 概述 ..........31
5.2 减速器的机构和附件的设计 ........31
5.3 减速器的润滑和密封 ..............32
结论.......33
致谢.......34
参考文献.......35
附录.......36
附录 1 ..........................................47
II
1.1 序言
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1 绪论
(论文 )
目前，许多生产食品串类的厂家，穿串的工序都是靠手工来完成的，手工穿串不仅
劳动强度大、生产效率低，食品串形状不规则，但是由于穿串耗费时间长，串类的食品极
其容易变质，从而难以达到食品卫生标准。因此，传统的手工操作存在的弊端是本设计有
待解决的难题。
有鉴于此，本实用新型的设计主要目的在于提供一种自动完成穿串，减少劳动力的投
入，提高生产效率高，可达到卫生质量要求的设备。
在我国的食品机械行业中，这类机械还是新型行业，主要用于一些小型机械。
1.2 自动穿串机的设计思路
自动穿串机要完成入料、动力源的选定、传动系统、执行机构、落料机构。
入料机构的选择很重要，它包括入料口和排序机构，排序机构在这里是个重点，因
为面团是有黏性，所以如果选择以它的自重来排序就不稳当，要重新选择排序机构，我
选择的是振动筛，在振动筛出料口有一个类似于齿轮形状的花盘。
动力源是电动机， 自动穿串机虽然不是大型机器， 但是它对速度的要求还是很严格的，
在穿串的时候输送机是要停止输送的，然后进行穿串。最后考虑到缓冲加了个减速器。
传动系统首先是 V 带传动、齿轮传动、连续输送传动。带传动和齿轮传动不用多说。
连续输送机构采用的是凹槽形状的输送链。
执行机构就是插签机构。插签机构采用多排。因为工作需要一次达到 20 串，在插签
机构的上面有个压盘机构，大小和插签机构差不多大。压盘装置的齿和输送链上的齿结构
一样。面团在这两个齿的中间。
落料机构为设置在所述连续传送链上方的档棒。在面团到达传送链的末端有个档棒挡
住面团上的签，使穿好的面团掉落在下面的盘子中。
1
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(论文 )
2 穿串机各机构的设计思路
2.1 入料机构的选择及设计
入料机构的选择很重要，它包括入料口和排序机构，排序机构在这里是个重点，因
为面团是有黏性，所以如果选择以它的自重来排序就不稳当，要重新选择排序机构，我
选择的是振动筛，在振动筛出料口有一个类似于齿轮形状的花盘。
2.2 振动筛的设计
2.2.1 振动筛的用途
振动筛是利用振动的大小孔工作面将颗粒大小不同的混合物料按粒度进行分级的机
械。筛分工作一般适用于尺寸为 1~300 毫米或更细物料的分级。当用于分级时，一层筛面
可以获得两种产品；用 n 层筛面分级，可得到 n+1 种产品。
振动筛除了用于分级之外，还常用于物料的脱水，即除去物料中的水分；脱介，即在
筛机中用水清洗并回收重要介质微粒；振动筛也常用于清洗物料表面的污泥。
2.2.2 筛分的方法
目前已在工业中获得应用的筛分方法，有普通筛分法、薄层筛分法、概率筛分法、等
厚筛分法和概率等厚筛分法等。本设计只要介绍普通筛分法。
在工业部门中长期沿用的筛分法就是普通筛分法，这是一种中等料层厚度的筛分方
法，在普通振动筛和共振筛中进行筛分就是利用这种筛分方法。它的特点如下。
（1）料层厚度一般为筛孔尺寸的 3~6 倍。
（2）筛面层数位 1~2 层。
（3）物料颗粒的透筛是在筛面连续振动的情况下按照筛孔的大小进行的。小于筛孔
的物料颗粒在沿筛长方向运动的过程中，不断透过筛孔；而大于筛孔的物料颗粒沿筛面方
向移动，最后从筛面上方排出。
