滚筒式红薯清洗机设计-鼠笼式红薯清洗机（全套含CAD图纸）
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湖 南 农 业 大 学
全日制普通本科生毕业设计
滚筒式红薯清洗机的设计
DESIGN OF THE SWEET POTATO WASHING MACHINE
学生姓名： 李文韬
学 号： 200940614127
年级专业及班级： 2009级机械设计制造及其自动 ` 化(1)班
指导老师及职称： 张岚 副教授
学 院： 工学院
湖南·长沙
提交日期：20 年 月
湖南农业大学全日制普通本科生毕业设计
诚 信 声 明
本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学工学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
毕业设计作者签名：
年 月 日
目 录
摘要…………………………………………………………………………………1
关键词………………………………………………………………………………1
1 前言………………………………………………………………………………2
2 清洗机的结构及工作原理…………………………………………………3
2.1 清洗机的结构…………………………………………………………3
2.2 红薯清洗机的工作原理………………………………………………3
3 总体方案的论证……………………………………………………………4
4 总体方案的论证……………………………………………………………4
4.1 方案一 齿轮传动………………………………………………………4
4.2 方案二 带传动……………………………………………………………5
4.3 方案三 链传动……………………………………………………………5
5 结构设计…………………………………………………………………………6
5.1 选用电动机…………………………………………………………………6
5.2 机械传动装置的总体设计与计算……………………………………………8
5.3 机械传动件的设计计算………………………………………………………9
5.4 带的设计与计算………………………………………………………10
5.5 摩擦轮的设计与计算………………………………………………………11
5.5.1 摩擦轮方案选择………………………………………………………12
5.5.2 摩擦轮的材料…………………………………………………………14
5.5.3 摩擦轮传动的设计和计算……………………………………………15
5.6 轴的设计和计算…………………………………………………………15
5.6.1 轴的材料…………………………………………………………………16
5.6.2 轴的结构设计………………………………………………………………17
5.6.3 轴的强度的校核……………………………………………………………18
5.7 轴承盖的设计计算…………………………………………………………19
5.8 联轴器计算及选择…………………………………………………………19
5.8.1 联轴器的选用………………………………………………………20
5.8.2 联轴器的型号和主要尺寸…………………………………………20
5.9 轴承的选择和润滑及其寿命计算………………………………………21
5.9.1 轴承的选择……………………………………………………………21
5.9.2 轴承寿命计算…………………………………………………………21
5.9.3 轴承的润滑…………………………………………………………22
5.10 滚筒材料的选择………………………………………………………22
6 结论………………………………………………………………………………22
7 总结………………………………………………………………………………23
参考文献………………………………………………………………………………24
致谢………………………………………………………………………………25
滚筒式红薯清洗机的设计
学 生：李文韬
指导老师：张 岚
(湖南农业大学工学院，长沙 410128)
摘 要：滚筒式清洗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。该机用于清洗红薯。本滚筒式清洗机，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器相连，减速器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。本新型滚筒式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：清洗机； 加工机械； 滚筒式； 螺旋； 摩擦轮
Design of the Sweet Potato Washing Machine
Author: Li Wentao
Tutor: Zhang Lan
(College of engineering ,Hunan Agricultural University, Changsha 410128)
Abstract：Drum type washing machine for sweet potato 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 Pelt mesh discharged. 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 Wheel
1 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。
2 清洗机的结构及工作原理
2.1 清洗机的结构
设计的红薯清洗机主要由滚筒、传动装置、喷淋水管、电机、进出料斗、出泥斗等组成,通常称为滚筒式红薯清洗机或鼠笼式红薯清洗机。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 红薯清洗机的工作原理
图1 总装图
Fig 1 Assembly Diagram
红薯清洗机的工作原理是红薯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红薯的推进。红薯沿滚筒壁向前运动，在运动过程中红薯不断被水刷洗，红薯之间的摩擦、翻转间的刷洗，红薯与滚筒壁之间的磨擦，在共同作用下完成红薯表面的清洗过程。以达到清洗的目的。在滚筒的下面设有淤泥清除口。
3 总体方案的论证
滚筒清洗机机的清洗机器为主要实行机构，其性能的好坏直接影响清洗机机的效率，还有传动系统和集尘装置也是清洗机机的主要机构。
方案一 清洗机器传动：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 清洗机器传动：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 清洗机器传动：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，选用方二。
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
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（η=0.95～0.98）。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二，即采用带传动。
5 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
设滚筒清洗的工作效率为1.5/；
为滚筒外壁半径；
为滚筒内壁半径；
为滚筒总长度；
为螺旋导轨总长度；
为螺旋导轨螺距；
为螺旋导轨宽度；
为螺旋导轨高度。
取
则
滚筒外壳体积：
(1)
螺旋导轨体积：
滚筒容积：
(2)
查表得：
滚筒外壳质量：
（4）
导轨质量：
滚筒的最大装载量:
（5）
则满载时整个滚筒所受重力：
（6）
满载时每个托轮所受切向力：
根据滚筒清洗机的效率为1.5t/h，即每分钟清洗红薯25kg。红薯在滚筒内清洗随着螺旋导轨做螺旋运动，其螺旋运动轨迹长度为18m，则其螺旋运动速度；设滚筒线速度为
滚筒线速度：
其中：
得： (7)
则滚筒所需功率：
查表得：
电动机至滚筒的总效率：
(8)
电动机所需功率
(9)
所以选用电动机额定功率
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：
（1）电动机转速
滚筒转速
传动装置的总传动比 (9)
（2）分配各级传动比
因，取
则
（3） 计算传动装置的运动参数和动力参数
a）各轴转速
1轴
2轴
3轴
b）各轴功率
1轴
2轴
3轴 w
滚筒的滚动功率v
w
c）各轴转矩
轴 (10)
轴
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 710 284
功率 3 2.79
转矩 40.5 82.7
传动比 2.5 2.4
效率 0.93 0.93
5.3 机械传动件的设计计算
5.3.1 带传动的设计与计算
(1) 确定计算功率:
带的传递功率 （11）
（12）
式中：
则： （13）
(2) 选择V带的带型：
由小带轮的转速及计算功率，查机械设计图8-11，选取B型V带。
(3) 确定带轮的基准直径并验算带速：
1)初选小带轮的基准直径
查机械设计表8-6及表8-8选小带轮的基准直径；
2）验算带速
据机械设计 8-13有：
（14）
3）计算大带轮的基准直径
，查表8-8圆整后取
（4）确定中心距，并选择V带的基准长度：
1）初定中心距
(15)
即
取
2）计算相应的带长
(16)
查表8-2取
3）计算中心距及其变动范围
传动的实际中心距近似为
(17)
中心距变动范围
5)验算小带轮上的包角，应保证其包角大于
(18)
（6）确定带的根数：
(19)
取
（7）计算带的初拉力：
由机械设计式8-6，得单根V带所需的最小初拉力为
（20）
对于新安装的V带，初拉力应为；对于运转后的V带，初拉力应为。
（8）计算带传动压轴力
（9）带轮结构形式：小带轮结构采用腹板式，大带轮结构采用轮辐式。
5.5 摩擦轮的设计与计算
红薯清洗机的工作原理是红薯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%
b）有几何滑动，易发热与磨损，故应限制沟槽高度为
c）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，但应避免在附近运转；
e）要注意大轮的刚度，并控制二轴线的垂直度[11]；
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
摩擦系数查表取
载荷系数 ，取
齿宽系数
取
综合弹性模量[13] (21)
,为主、从动轮材料的弹性模量
查表得
所以
许用接触应力查表得
取
初算中心距 (22)
取
式中 为摩擦因数，查表取；
为传递功率；
为小摩擦轮转速；
摩擦轮宽度
所以每个托轮的宽度
小摩擦轮直径
取
大摩擦轮直径
实际中心距
(23)
主动转距
图10 摩擦传动示意图
Fig 10 Friction Drive Diagram
5.6 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)
式中 为轴的扭转切应力，单位为;
为轴传递的转矩，单位为;
为轴传递的功率，单位为；
为轴的转速，单位为;
为轴的抗扭截面系数，单位为；
为许用扭转切应力，单位为。
由此推得实心圆轴的最小直径(单位为)为
(25)
式中为计算常数，
取决于轴的材料和受载情况
查表取
所以
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5%~7%，双键槽增大10%~15%。最后应对进行圆整。
综合以上取
轴的结构设计如下图：
图11 主轴
Fig 11 Spindle
5.6.3 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бb=590Mpa，бs=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]:
（26）
其中：
—所受的力，单位N；
—对应力臂，单位m。
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：
同理可得B点的受力为：
由先前计算可知：
C点的受力,
代入数据得
= 608 N
= 663.3 N
再代入公式(26)，得
=729.6 N·m
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)
其中：
—该点处的转矩，单位N·m；
—某点处的的功率，单位kw；
—对应某点的转速，单位r/min。
根据所得数据功率为1.26kw，转速16r/min，将数据代入得，
= 635.65 N·m；
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)
式中：
—应力校正系数，对于不变的转矩，取；对于脉动的转矩，取；对于对称循环的转矩，取=1；
—弯矩，单位N·m；
—转矩，单位N·m。
本设计滚筒连续工作，滚筒中的马铃薯重量相对稳定，于是取公式，查《机械设计》表16.3得，。
则当量转矩N·m。
以上数据代入(27)得，
742 N·m
当量弯矩图见图12(d)所示。
校核轴径，所以设计的轴符合要求。
由图可知危险截面是C处。
根据《材料力学》上的公式[11]：
(29)
验算轴的强度是否符合要求。对于工作机轴：
=752×16/[π(50×10-3)3]
=61Mpa＜[τ]。
[τ]值查表得到45号钢的[τ]=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
根据轴承外径取螺钉直径
螺钉孔直径
取
取
由结构确定，
查表得 ,
,
,
代号入下图所示：
图13 轴承盖
Fig 13 Bearing Cap
5.8 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16—24[17]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：
图14 金属滑块联轴器
Fig 14 Metal Slider Coupling
5.9 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。
（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1271.3N[19]。
当量动载荷的公式：
（30）
式中：
—当量动载荷，N
—径向载荷，N；
—轴向载荷，N；
X、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0[20]。将数据代入得，
所以圆锥滚子轴承的基本额定寿命计算根据公式[21]：
（31）
式中：
—当量动载荷，N；
—基本额定寿命，常以106r为单位；
ε—寿命指数，球轴承，滚子轴承。
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：
（32）
代入数据得，
=
应取。为轴承的预期使用寿命。根据本设计滚筒筛为24小时连续使用的，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18.9[22]中查得预期寿命的推荐值为。故本设计选用轴承满足要求。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5—1[23],可查到GB/T886—1986—55×65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 Ring
5.9.3 轴承的润滑
由于本设备使用于红薯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7—2知，可选用的性能比较好的通用锂基润滑脂（GB/T 7324—1994）。由于工作机的转速低，所以温度在100°C以下，所以根据《机械传动装置设计手册》表30—2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。
5.10 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。
7 总结
为期三个多月的毕业设计已经接近尾声，回顾整个过程，我深有感受。在设计过程中，我翻阅了很多与我课题相关的资料，同时将以前所学的有直接联系的相关专业科目认真的温习了一遍，丰富了许多理论方面的知识。这次设计使我四年中学到的基础知识得到了一次综合的应用，使学过的知识结构得到了科学的组合，同时也从理论到实践发生了一次质的飞跃，可以说这次设计是理论知识与实践运用之间相互过渡的桥梁，是我们即将踏上工作岗位的台阶。
在毕业设计的过程中，我发现自身的许多不足，理论知识不够扎实，设计经验不足，同时又缺乏实践工作的磨砺，从而导致在设计时难以做出正确的选择，对课题的内容茫然不知所措。对资料的应用也不够确切，对设计产品的具体形状、运作方式、性能指标也不能有一个准确的定位。缺乏对具体产品的想象力，这一切都可能导致我本次设计有不足之处。
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致 谢
在整个设计过程中，张老师总是耐心地给我们讲解有关方面的知识，及时了解我们设计中遇到的难题，使我们在短时间内完成设计工作。同时他还教导我们不管是在以后的工作还是学习中，都要保持治学严谨的态度。在历经两个多月的设计过程中，他一直为我热心地指导，经常为我解答一系列的疑难问题，以及指导我设计思路。另外，本次毕业设计的圆满结束，也离不开我们本小组其他成员的帮助。我和他们在一起做毕业设计时，经常互相交流，共同探讨问题，从中我也得到了他们的许多帮助。在此，我衷心地向各位指导老师和我同组人表示感谢！
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