炒茶機(jī)及其控制系統(tǒng)設(shè)計

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(論文 題目：炒茶機(jī)及其控制系統(tǒng)設(shè)計 院 （系） ： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 學(xué) 生： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2011 年 6 月 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 I 摘要 在各方面日益現(xiàn)代化的今天， ，炒茶機(jī)也應(yīng)該在技術(shù)上不斷改進(jìn)，向自動化、 機(jī)電一體化方向發(fā)展。既能滿足茶葉制成的一系列過程，包括對茶葉的殺青、理 條、壓扁、成型等作業(yè)，而且結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單，容易維修和維護(hù)。 此炒茶機(jī)以電動機(jī)為動力源來獲得一個速度， 然后通過一個二級減速裝置獲 得合理的速度，再通過偏心輪、連桿使料倉可以來回遠(yuǎn)動。所以電動機(jī)的選取和 二級減速裝置的選取都是該設(shè)計的主

2、要任務(wù)。 最終經(jīng)過計算分析分別選擇步進(jìn)電 動機(jī) JY7134 型和帶傳動形式。再設(shè)計一調(diào)速輪使其可以改變使料倉的速度并且 可以在一定的幅度內(nèi)調(diào)節(jié)。經(jīng)過分析，確定調(diào)速輪安裝在電動機(jī)輸出端可以改變 中心距來調(diào)速，料倉采用槽鍋式?？偟膩碚f就是通過各控制系統(tǒng)可以使其在機(jī)體 上進(jìn)行可調(diào)速的來回，再加上料倉的功能來實現(xiàn)其對茶葉的殺青、理條、壓扁、 成型等作業(yè)。 本機(jī)械將單片機(jī)的體積小、功耗低、價格低、品種規(guī)格系列化、硬件具有廣 泛的通用性、有專門的開發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點結(jié)合起來，對制茶機(jī)的炒制方法跟對炒鍋 溫度的控制結(jié)合在一起，實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)。 根據(jù)熱電偶測溫再經(jīng)過放大器放大后把模擬量經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)

3、字信 號傳送給單片機(jī)， 數(shù)字量經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)的比較再經(jīng)過光電隔離再控制可 控硅進(jìn)行對溫度的控制。 本設(shè)計以單片機(jī)為主體的控制系統(tǒng)構(gòu)成一個能進(jìn)行較復(fù) 雜的數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜控制功能的智能控制器，使其既可與微機(jī)配合構(gòu)成控制系 統(tǒng)，又可作為一個獨(dú)立的單片機(jī)控制系統(tǒng)，具有較高的靈活性和可靠性。單片機(jī) 根據(jù)輸入的各種命令，進(jìn)行智能算法得到控制值，輸出脈沖觸發(fā)信號，通過過零 觸發(fā)電路驅(qū)動雙向可控硅，從而加熱電爐。 關(guān)鍵詞：炒茶機(jī)，溫度控制，單片機(jī) 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 II Abstract In all aspects of the modernization of today, and tea

4、 also should make continuous improvement in technology, automation, electromechanical integration development direction.functional fry tea tea made a series of functional meet process, including for tea, wrap, crushed, molding, and simple structure, simple operation, easy maintenance and maintenance

5、. The function fry with moto r power for tea machine to obtain a speed, then through a reasonable level of speed reducer device, again through the eccentric, connecting to move back and forth far bunker. So the motor and reducer level is the selection of equipment, the main task of the design. Final

6、ly through calculation and analysis to choose JY7134 stepper motor respectively and belt forms. To design a speed which can change the wheel speed and can make the machine in certain range. Through analysis, speed wheels motor output can be installed in the center, to change speed by slot machine po

7、t.Overall function machine is through the Fried tea can make its control system in the body to and fro on the adjustable, plus the function to realize its bunker shot for tea, squash, molding, etc. This machinery the monolithic integrated circuit volume small, thepower loss low, the price is low, th

8、e variety specification seriation,the hardware has the widespread versatility, has merit and so onspecial development system unifies, fries the system method to thesystem tea machine with to the wok temperature control to unify intogether, has realized the automated production. This article accordin

9、g to the thermo-element to measure warm enlargesagain after the amplifier, the simulation quantity transforms thedigital signal after the A/D switch to transmit gives the monolithicintegrated circuit, the digital quantity after the monolithicintegrated circuit interior stored datum comparison, again

10、 passesthrough the photoelectricity isolation, thus controls thesilicon-controlled rectifier to carry on the temperature the control.This design constitutes take monolithic integrated circuits asthe main body control system to be able to carry on the more complexdata processing and the plurality of

11、controls function intelligentcontroller, causes its both 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 III to be possible with the microcomputercoordination constitution control system, and may take an independentmonolithic integrated circuit control system, has a higher flexibilityand the reliability. The monolithic integrated ci

12、rcuit basis inputseach kind of order, carries on the intelligent algorithm to obtain thecontrol value, the output pulse trigger pip, has triggered theelectric circuit through zero to actuate the bidirectionalsilicon-controlled rectifier, thus heats up the electric stove. Keywords: Stir-fry tea machi

13、ne ,Temperature control, monolithic integrated circuit. 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 IV 目錄 摘要.I Abstract .II 1 緒 論 .1 1.1 前言.1 1.2 國內(nèi)外茶葉機(jī) 械的發(fā)展?fàn)顩r以及控制技術(shù)的發(fā)展.1 1.2.1 國內(nèi)茶葉加工機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀 .1 1.2.2 國外茶葉加工機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀 .3 1.3 主要工作內(nèi)容 .5 2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 .6 2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 .6 2.2 部分零件設(shè)計計算：.9 2.2.1 確定電動機(jī)的型號及安裝尺寸.9 2.2.2 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比.11 2.2.3 確定

14、 V 帶型號和帶輪直徑及中心距.12 2.2.4 軸的設(shè)計計算.15 2.3 主要的局部結(jié)構(gòu)設(shè)計.24 2.3.1 傳動裝置中的主要傳動輪.24 2.3.3 料倉的設(shè)計.24 3 硬件控制設(shè)計 .26 3.1 單片機(jī)對炒茶溫度控制系統(tǒng)框圖.26 3.2 單片機(jī)對溫度傳感器的控制過程.26 3.2.1 溫度傳感器選擇.26 3.2.2 集成運(yùn)算放大器 .27 3.2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器 .28 4 單片機(jī)系統(tǒng)硬件的擴(kuò)展 .32 4.1 系統(tǒng)硬件擴(kuò)展概述.32 4.1.1 常用擴(kuò)展器件簡介 .32 4.2 存儲器的擴(kuò)展.33 4.2.1 程序存儲器的擴(kuò)展 .33 4.2.2 數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展.34

15、 4.3 單片機(jī) I/O 口的擴(kuò)展（8155 擴(kuò)展芯片）.35 4.3.1 8155 的結(jié)構(gòu)和引腳 .35 4.4 看門狗、報警、復(fù)位和時鐘電路的設(shè)計 .37 4.4.1 看門狗電路的設(shè)計.37 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 V 4.4.2 報警電路設(shè)計.37 4.4.3 復(fù)位電路的設(shè)計 .38 4.4.4 時鐘電路的設(shè)計.39 4.5 人機(jī)界面設(shè)計 .39 4.6 DAC7521 數(shù)模轉(zhuǎn)換接口.40 4.7 隔離放大器的設(shè)計 .41 6.8 單片機(jī)開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計 .42 5 軟件控制程序設(shè)計 .43 6 結(jié)論. .44 參考文獻(xiàn) .45 致謝.47 畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明.48 畢業(yè)設(shè)

16、計（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 .49 附錄.50 1 緒論 1 1 緒 論 1.1 前言 隨著現(xiàn)代科學(xué)的不斷發(fā)展，近年來茶葉的加工技術(shù)日趨先進(jìn)，特別是機(jī)電 一體化、計算機(jī)與自動化控制、酶膜工程和現(xiàn)代保鮮等高新技術(shù)在茶葉加工中的 普遍應(yīng)用，使各種新型茶產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，各類茶葉加工升值創(chuàng)造了更為良好的條 件。品質(zhì)良好的鮮葉，通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)加工而使香氣成分逐步優(yōu)化，成為有 良好色、香、味、形的成品茶，既能滿足市場需求，也為茶業(yè)企業(yè)帶來良好的經(jīng) 濟(jì)效益。 自動化茶制機(jī)的研究意義是將茶葉加工機(jī)械和微型計算機(jī)的控制相結(jié)合， 使 其具有“安全、智能、多功能、節(jié)能和環(huán)?！钡膬?yōu)勢，給人們的工作帶來了許多 便利。本設(shè)計

17、希望將目前用于工業(yè)化生產(chǎn)的炒茶機(jī)改型，提供技術(shù)設(shè)備支持 1.2 國內(nèi)外茶葉機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r以及控制技術(shù)的發(fā)展 1.2.1 國內(nèi)茶葉加工機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 90 年代，國內(nèi)名優(yōu)茶生產(chǎn)發(fā)展迅速，同時我國從日本引進(jìn)數(shù)十條蒸 青綠茶生產(chǎn)線.用以生產(chǎn)蒸青綠茶返銷日本與中國綠茶相比，日本蒸青綠茶具有 色綠、湯綠、葉綠、新鮮感強(qiáng)的特點，不足之處是它不像中國綠茶那樣以炒干或 烘干方式干燥，故不及中國綠茶香高味醇。為此，國內(nèi)有關(guān)科研部門開始嘗試使 用日本蒸青機(jī)進(jìn)行綠茶殺青，后接炒青綠茶十燥方式干燥.試圖獲得色澤鮮綠、 香高味醇的新型綠茶產(chǎn)品但由于用日本蒸青機(jī)蒸青后的蒸青葉表面水分含量高 a、殺青機(jī) 20 世

18、紀(jì) 50 年代前，我國茶葉加工中的殺青作業(yè)均是在斜鍋殺青灶上用手工 進(jìn)行的在 1958 年的群眾技術(shù)革新運(yùn)動中.我國綠茶產(chǎn)區(qū)根據(jù)斜鍋殺青原理， 研制 成功鍋式殺青機(jī)、并在成套的長炒青綠茶設(shè)備中被命名為“58 型鍋式殺青機(jī)”， 后又不斷改進(jìn)，正式定型為 6CS84 型鍋式殺青機(jī)，在全國茶區(qū)廣泛應(yīng)用。6CS84 型鍋式殺青機(jī)曾是 20 世紀(jì) 70 年代以前我國綠茶加工中使用最普遍的殺青機(jī)， 并 且作為成套綠茶加工設(shè)備中的殺青機(jī)種，60 年代還出口到非洲幾內(nèi)亞等國家但 鍋式殺青機(jī)存在因出葉不凈而產(chǎn)生焦葉，不能連續(xù)作業(yè)和作業(yè)效率低等缺點。 20 世紀(jì) 60 年代，為克服鍋式殺青機(jī)存在的不足，并有利于連

19、續(xù)化作業(yè)，我 國研制成功滾筒式茶葉殺青機(jī)，幾經(jīng)改進(jìn)，于 70 年代普遍在 國內(nèi)綠茶產(chǎn)區(qū)推廣， 并被廣泛用作其他需要?dú)⑶嗖桀惖臍⑶嘧鳂I(yè)， 后義被小型化設(shè)計用于名優(yōu)茶的殺 青。直至目前，滾筒殺青機(jī)仍然是我國茶葉加工中應(yīng)用最普遍的殺青機(jī)類型。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 2 很難順利進(jìn)人下一步揉捻工序， 難以實現(xiàn)與中國炒青綠茶一干燥工藝的結(jié)合為了 克服上述不足， 有關(guān)科研部門專門研制了一種實驗型的網(wǎng)帶式蒸青機(jī)用于鮮葉蒸 青，然后進(jìn)行脫水、揉捻、炒干或烘干實驗表明，所制綠茶產(chǎn)品，色澤綠、香氣 較獨(dú)特 90 年代后期，浙江省有關(guān)茶機(jī)生產(chǎn)廠吸取國內(nèi)網(wǎng)帶式蒸青機(jī)和配套工藝 試驗研究經(jīng)驗，研制開發(fā)出網(wǎng)帶式茶葉

20、蒸汽殺青機(jī)，并在生產(chǎn)中使用。 進(jìn)人 21 世紀(jì)，我國微波式殺青機(jī)的研究提上日程，江蘇先后研制成功系列 微波式殺青設(shè)備，在茶產(chǎn)區(qū)使用，尤其在四川等茶區(qū)，應(yīng)用效果較好。同時，四 川省也研制了微波式茶葉殺青機(jī)，附加熱風(fēng)包，在鮮葉殺青過程中，不斷補(bǔ)充熱 風(fēng).殺青質(zhì)量明顯提高，并且機(jī)器的制造工藝水平也高，在一些茶廠中應(yīng)用，獲 得好評為了保證殺青質(zhì)量，浙江省有關(guān)茶機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，近兩年又研制開發(fā)成功一 種熱風(fēng)式殺青機(jī)，由于殺青原理新穎，殺青葉香氣良好，普及速度較快，是目前 生產(chǎn)上應(yīng)用的最新型的殺青機(jī)。按殺青原理和主要結(jié)構(gòu)類型分，目前茶加工中常 見的殺青機(jī)主要有鍋式殺青機(jī)、滾筒式殺青機(jī)、網(wǎng)帶式蒸汽殺青機(jī)、微波式

21、殺青 機(jī)和熱風(fēng)式殺青機(jī)等。各類殺青機(jī)由于它們的工作原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同，殺青 性能和效果等差異較大。 b、揉捻機(jī) 20 世紀(jì) 40 年代以前及 50 年代初,茶葉加工均系手工勞作。手揉腳踩的揉捻 方式,不僅勞動強(qiáng)度大,而且工效低,很難滿足茶業(yè)的發(fā)展需要。1952 年,臨安上東 鄉(xiāng)石橋村張福林,組織能工巧匠,就地取材研制成功本地第 1 臺全木質(zhì)雙人手推揉 捻機(jī)。與原先的手揉腳踩勞作方式相比較,主要有二方面優(yōu)點：(1工效高 (2茶葉 質(zhì)量好。 1957 年臨安青云木業(yè)社理事蔡順德在水碓水輪驅(qū)動磨盤原理的啟示下,產(chǎn)生 了利用水力實現(xiàn)揉捻機(jī)自動揉捻的想法并制作了水力自動揉捻機(jī)， 水力自動揉捻 機(jī)的優(yōu)點

22、是：工效高,力節(jié)約;揉捻程度容易掌握,能適應(yīng)不同老嫩程度茶葉的揉制 需要;機(jī)揉制成的成品茶,條索緊結(jié)、 均勻,色澤也好,茶葉品質(zhì)比手揉可提高二個等 級。 進(jìn)入 70 年代后,茶葉生產(chǎn)得到了快速發(fā)展。 與此同時,森林資源卻在大幅度減 少。隨著鋼材供求矛盾的逐漸緩解,當(dāng)時的臨安茶葉機(jī)械實驗廠(后改為臨安茶葉 機(jī)械廠擔(dān)負(fù)起了成套新茶機(jī)的研制任務(wù),以取代原有的木制茶葉機(jī)械。1973 年臨 安茶 機(jī)廠便已試制成功 73-55 型揉捻機(jī),除揉盤外其余均為金屬結(jié)構(gòu),每臺消耗木 材僅為 0.2m3。然而揉盤采用的是整塊木頭制作,木材浪費(fèi)較多。再者,木揉盤容 易變形開裂,茶葉嵌入裂縫會發(fā)霉變質(zhì),對揉制茶葉的品質(zhì)

23、有一定的影響。到了 1975 年,揉盤也改成了鋼結(jié)構(gòu),型號也相應(yīng)改為 6CR-55 型。正式定型后,投入了批 量生產(chǎn)。該機(jī)采用彈簧絲桿加壓,使用方便,操作輕便,很受用戶歡迎。 到了 80 年代后期,大宗茶產(chǎn)銷量開始大幅度下滑,名優(yōu)茶則開始走俏市場。 1989 年,臨安茶機(jī)廠把名優(yōu)茶機(jī)的研制工作擺到了重要的議事日程上。經(jīng)過二年 左右時間的研制、試驗與改進(jìn),于 1991 年推出了 6CR-25 型揉捻機(jī)。該微型機(jī)每 桶可揉殺青葉 3kg,揉捻時間只需 56min。由于該機(jī)體積小、重量輕、搬移方便、 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 3 使用靈便,很快就得到了推廣應(yīng)用。直至目前,該機(jī)仍是臨安市茶機(jī)企業(yè)的一

24、種較 為俏銷的產(chǎn)品。 C、 炒干機(jī) 我國是茶葉的故鄉(xiāng)，具有悠久的茶葉種植、加工歷史，形成了各具特色的 六大茶類加工藝。茶葉性味甘，苦，微寒，是我國傳統(tǒng)的天然保健飲料。人們已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)茶葉中所含的化學(xué)成分達(dá) 500 多種，其中主要成分有咖啡堿、茶多酚、蛋 白質(zhì)、氨基酸、糖類、維生素、脂質(zhì)、有機(jī)酸等有機(jī)化合物，還含有鉀、鈉、鎂、 銅等 28 種無機(jī)營養(yǎng)元素，各種化學(xué)成分之間的組合比例十分協(xié)調(diào)。茶葉加工機(jī) 械經(jīng)過長期的探索、發(fā)展，機(jī)械化程度大大提高，紅(碎茶加工已基本實現(xiàn)機(jī)械 化;炒青綠茶加工機(jī)械較完整、配套;珠茶加工，由于 60 年代珠茶炒干機(jī)的出現(xiàn)， 極大地降低了勞動強(qiáng)度和提高了生產(chǎn)能力， 茶機(jī)有

25、力地促進(jìn)了茶葉生產(chǎn)的迅速發(fā) 展。近年來，我國茶葉產(chǎn)品有了較大變化，特別是茶葉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的大幅調(diào)整，已 從以大宗茶生產(chǎn)為主轉(zhuǎn)向以名優(yōu)茶的生產(chǎn)為主，名優(yōu)茶產(chǎn)品成為主導(dǎo)產(chǎn)品，帶動 了名優(yōu)茶機(jī)械的大發(fā)展，先后出現(xiàn)了名優(yōu)茶整形機(jī)、理條機(jī)、扁形茶多功能機(jī)等 一系列適合各種名優(yōu)茶外形的名茶加工機(jī)械。 但制茶機(jī)械的自動化和連續(xù)化程度 仍然較低。近年來在制茶機(jī)械自動控制方面也有所突破，如以繼電器為基礎(chǔ)控制 元件的自動控制技術(shù)在勻堆拼配設(shè)備中應(yīng)用;機(jī)電控制系統(tǒng)在揉捻機(jī)上的應(yīng) 用;1987 年通過部級鑒定的“計算機(jī)控制茶葉烘干機(jī)”及在烏龍茶做青工藝中的 應(yīng)用;電腦控制型龍井茶炒制機(jī)的研制成功等，這些研究成果對我國茶葉

26、機(jī)械的 自動化和連續(xù)化必將起到推動作用。 茶葉機(jī)械存在問題是經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國制茶基本實現(xiàn)了機(jī)械化，自 動控制也在某些機(jī)型上得到應(yīng)用。主要反映 在茶葉機(jī)械技術(shù)含量不高，雖然從茶 機(jī)發(fā)展之初起，我國茶業(yè)界與茶機(jī)界人士一直在思考、探索茶葉加工自動化、連 續(xù)化，經(jīng)過多年的發(fā)展一些機(jī)型也基本實現(xiàn)自動化，但僅局限單機(jī)作業(yè)，離機(jī)電 一體化程度差距較大。近幾年各種名茶加工機(jī)械如雨后春筍不斷出現(xiàn)，這從歷年 浙江省茶機(jī)公司舉辦的茶葉機(jī)械展銷會就能得到印證。 單片機(jī)在炒茶控制中的應(yīng)用 單片微型計算機(jī)簡稱為單片機(jī)， 是在一塊芯片上集成了一臺微型計算機(jī)所需 的 CPU、存儲器、輸入/輸出部件和時鐘電路等。自問世以

27、來，性能不斷提高和 完善，加之具有集成度高，功能強(qiáng)，體積小，供耗低，性能可靠，價格低廉等特 點，因此，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信系統(tǒng)、高級計算 機(jī)、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系 統(tǒng)，數(shù)字單片機(jī)的位數(shù)越來越多，精度也越來越高。另外，在需要極高響應(yīng)速度 的控制場合，還出現(xiàn)了模糊單片機(jī)，它是專門執(zhí)行模糊邏輯信號的器件，具有極 高的模糊推理速度。 1.2.2 國外茶葉加工機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀 a、殺青機(jī) 1830 年，爪哇茶葉工業(yè)創(chuàng)始人.J.JLL 雅各布森就發(fā)明了一臺殺青機(jī)，這臺機(jī) 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 4 器有一個裝滿鮮葉的六面箱體，在該機(jī)轉(zhuǎn)

28、動時熱空氣就打入機(jī)內(nèi)，由于溫度過高 及茶葉受到損傷，這種機(jī)器和其后制造的同類型機(jī)械都失敗了。1895 年 S.C.戴 維遜設(shè)計了殺青滾筒，應(yīng)用 32 一 38的氣流進(jìn)行殺青。1908 年，爪哇人博卡設(shè) 計了一種軟型機(jī)器，為一長型六面網(wǎng)籠，在籠內(nèi) 35的熱氣流中只需 hl 就可完 成殺青，1951 年，在斯里蘭卡對這種滾筒進(jìn)行實驗，結(jié)果表明效果不是很理想， 破壞了部分優(yōu)質(zhì)茶葉的品質(zhì)，卻使較差的茶葉產(chǎn)生了一些優(yōu)良的品質(zhì)。1955 年 前后，麥克蒂爾在托克萊伊茶葉實驗站設(shè)計了殺青洞道，以運(yùn)載鮮葉進(jìn)入密閉熱 風(fēng)室在熱氣流中進(jìn)行殺青，實踐證明這種裝置是實用的，但工作效率不高，以后 又出現(xiàn)了多種殺青機(jī)械，

29、如托克萊伊連續(xù)殺青機(jī)、俄羅斯殺青機(jī)等。20 世紀(jì) 80 年代，在日本出現(xiàn)了利用蒸青機(jī)進(jìn)行殺青，使用 100的蒸氣對鮮葉進(jìn)行蒸青， 采用蒸氣殺青工藝改變了原固體接觸的殺青方式， 采用高溫蒸氣和茶葉葉片接觸 的方式達(dá)到殺青目的，氣體有較好的滲透能力，比傳統(tǒng)的殺青效果好。近年來， 日本、新加坡、印尼、俄羅斯等國家，將微波加熱技術(shù)應(yīng)用于茶葉殺青、烘干工 序中，在微波加熱過程中，微波直接作用于茶葉。使茶葉中的極性分子(如水分 子的極性取向隨外電磁場的變化而變化， 使分子間產(chǎn)生急劇碰撞、摩擦，茶葉 的溫度升高而達(dá)到殺青目的，由于微波能穿透茶葉內(nèi)部，茶葉內(nèi)外同時升溫，因 而微波加熱具有快速、加熱均勻的特點。

30、 b、揉捻機(jī) 1930 年，麥克爾徹在阿薩姆創(chuàng)制了 CTC(Curshing/Tearing/Curling機(jī)，能對 殺青后的茶葉進(jìn)行充分破碎，該機(jī)有兩個刻有花紋的金屬輥，兩個輥在一起緊密 轉(zhuǎn)動像一個碾壓機(jī)，一個輥轉(zhuǎn)速大約 70/rmin，另一個輥轉(zhuǎn)速大約 700/rmin，殺 青后的茶葉輸送到表面帶有鋸齒形的小間隙內(nèi)進(jìn)行切斷、撕碎和卷緊，TCT 機(jī) 是制茶工藝的一個重要改革。1958 年，麥克蒂爾在托克萊伊發(fā)明了麥克蒂爾洛 托凡連續(xù)揉茶機(jī)，該機(jī)是比較完善的揉捻機(jī)，投入市場后被迅速采用，以后相繼 發(fā)明了多種揉捻機(jī)，如錫蘭連續(xù)茶葉加工機(jī)、托克萊伊連續(xù)揉捻機(jī) T(CR 機(jī)、巴 博拉茶葉轉(zhuǎn)子機(jī) B(

31、Lc 機(jī)、蘇聯(lián)連續(xù)揉捻機(jī)、托勒斯揉捻機(jī)等。這些機(jī)械都是在 前人工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行特別設(shè)計的，能很好的控制揉捻，并被大量應(yīng)用于茶葉加 工工廠。近年出現(xiàn)了一批揉捻茶葉的新技術(shù)，在前蘇聯(lián)格魯吉亞利用超聲波發(fā)生 器有效的破壞茶葉細(xì)胞壁已經(jīng)實驗成功，改變了原固體接觸的揉捻方式，但這種 技術(shù)能否應(yīng)用于生產(chǎn)上以制造優(yōu)質(zhì)茶葉尚有待進(jìn)一步研究。 c、烘干機(jī) 烘干機(jī)整體設(shè)計沒有大的變化，現(xiàn)有的主要烘干機(jī)有熱喂入式烘干機(jī)，溫度 為 93的熱風(fēng)分別供應(yīng)給喂料器，可迅速制止發(fā)酵，優(yōu)點是增大了總的頁板烘 干面積和增大風(fēng)量而大大提高了產(chǎn)量。雙層烘干機(jī)，其頁板系統(tǒng)有更為有效的布 局，而且降低了高度，較低的風(fēng)速大大減少了茶葉的攪

32、動，在前一部分有定向氣 流進(jìn)行快速烘干，到第二層顯著減少，其結(jié)果是優(yōu)質(zhì)茶可保持其優(yōu)良品質(zhì)。托克 萊伊連續(xù)茶葉烘干機(jī)，一連串裝有寬輪的頁板來回行駛，進(jìn)出烘干室，茶葉則留 在同一個葉板上，可以伴隨著盡可能低容量的空氣以進(jìn)行均勻烘干，不產(chǎn)生經(jīng)常 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 5 出現(xiàn)的由于出口溫度低而造成的悶熟現(xiàn)象。近年設(shè)計了一些新型烘干機(jī)，如雙座 烘干機(jī)和自動或半自動循環(huán)式增壓烘干機(jī)，所有設(shè)計都采用加熱空氣進(jìn)行干燥， 屬于間接加熱法， 即先加熱一種介質(zhì)， 再利用這種被加熱的介質(zhì)去加熱烘干茶葉。 在有些烘干機(jī)上，采用了直接加熱法，如采用低硫石油直接進(jìn)行加熱，還有些采 用高頻處理來停止酶的活性能使烘干在

33、低溫下進(jìn)行。 1.3 主要工作內(nèi)容 設(shè)計出炒茶機(jī)的基本構(gòu)造和利用控制系統(tǒng)來實現(xiàn)基本功能。 運(yùn)用 AUTOCAD 繪 制出裝配圖。借鑒目前常用的控制系統(tǒng)設(shè)計出相關(guān)電子線路圖，并使用 MCS-51 編制 相關(guān)控制程序，實現(xiàn)相關(guān)控制功能。繪制炒茶機(jī)裝配圖，撰寫設(shè)計說明書。 （1） 查閱國內(nèi)外相關(guān)茶炒制機(jī)的資料，提出多種方案設(shè)計并選定方案。 （2） 設(shè)計出機(jī)械總體結(jié)構(gòu)并對部分零件設(shè)計計算。 （3） 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計并選擇元器件。 （4） 設(shè)計軟件控制程序?qū)崿F(xiàn)炒茶機(jī)的基本控制。 2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 1、旋轉(zhuǎn)長板式茶炒制機(jī)構(gòu) 這種茶炒制機(jī)，由長形半圓炒葉鍋、長形炒

34、葉板、傳動機(jī)構(gòu)、熱源裝置、控 溫儀表和機(jī)架等組成。半圓形炒茶鍋用薄鋼板卷制，直徑約 60cm，安裝在機(jī)架 上，鍋的上口后半部裝有擋葉罩板，中部裝有主軸，主軸兩端分別裝有 4 根放射 形的撐桿，每兩根撐桿間沿軸向裝置一塊長形炒葉板，形成 4 塊長板形炒手，炒 板上敷有彈性層，彈性層用無毒纖維材料上覆棉布而制成。鍋的下方裝有熱源裝 置，熱源形式有電、炭、煤和柴等，在用電時，使用溫控儀調(diào)控鍋溫。由傳動機(jī) 構(gòu)帶動主軸和炒手機(jī)構(gòu)作 360。旋轉(zhuǎn)，由于主軸兩端系彈性懸掛在機(jī)架上，并由 兩根吊桿與機(jī)器下方的踏板相連，當(dāng)操作者用腳踩壓踏板時，長形炒葉板即會對 加工葉加壓。該機(jī)作業(yè)時，將炒手與鍋體的間隙調(diào)整到合

35、適位置，以保證對加工 葉的正常翻動和理條。如圖所示： 圖 2.1 旋轉(zhuǎn)長板式茶炒制機(jī)構(gòu) 1）炒鍋 2）抄手 3）主軸 4）壓板 5）出茶門手柄 6）停電備用搖手柄 7）茶盤 8）炒鍋升降手柄 9）控制面板 10）電熱板 2、往復(fù)長板式茶炒制結(jié)構(gòu) 這種形式的茶炒制機(jī)， 系上述旋轉(zhuǎn)形式茶炒制機(jī)的改進(jìn)型， 機(jī)器的總體結(jié)構(gòu)、 主要作業(yè)部件和作業(yè)形式與前者相同。不同處在于炒板的運(yùn)動方式為往復(fù)式，并 且在傳動機(jī)構(gòu)中增加了一組機(jī)構(gòu)，使炒板在對加工葉加壓時，增加了一個或兩個 前進(jìn)和后退的磨捺動作，這樣就對茶葉增加一次或兩次磨光，目的在于強(qiáng)化炒制 中的磨光功能。該機(jī)作業(yè)時有三種動作方式可以使用，其過程如下:熱源

36、對炒葉 鍋加熱，將炒手板與鍋壁間的間隙調(diào)整到適當(dāng)位置，向炒葉鍋內(nèi)投人鮮葉，開動 機(jī)器并操作換擋按鈕使炒葉板作第一步動作的運(yùn)轉(zhuǎn)和炒制， 這時炒葉板即往復(fù)運(yùn) 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 7 轉(zhuǎn)，首先對鮮葉進(jìn)行翻炒殺青和理條，待殺青理條結(jié)束加工葉已失去一定水分變 軟時，用腳踩壓踏板，帶動炒板對加工葉進(jìn)行適當(dāng)加壓，使茶條初步形成扁形; 然后將作業(yè)狀態(tài)用換擋按鈕換至第二步動作，即炒板每加壓一次，跟著就往返磨 一下，茶葉失水到一定程度，再更換動作至第三步，即每壓一下磨兩 次，直到炒 至含水率為 25%左右，再次操作換擋按鈕，使炒板回到第一步動作位置，即完成 青鍋的炒制，出鍋攤涼。輝鍋作業(yè)與青鍋的炒制方法基

37、本一樣，只是溫度要適當(dāng) 低些，第一步動作時間要短，只要葉溫上升即馬上轉(zhuǎn)向第二步和第三步的交替作 業(yè)，直至茶葉含水率達(dá)到 7%以下并被磨光成型，完成茶的全部炒制過程。 3、壓頭式茶炒制結(jié)構(gòu) 這種茶炒制機(jī)型的主要結(jié)構(gòu)由炒葉鍋、壓頭裝置、爐灶和傳動機(jī)構(gòu)組成。炒 葉鍋和爐灶與一般炒制茶用的電炒鍋相似，在其上部裝置機(jī)架，用以裝置傳動機(jī) 構(gòu)和懸掛、吊裝壓頭裝置，傳動機(jī)構(gòu)帶動壓頭旋轉(zhuǎn)。壓頭直徑約 15cm，壓頭表 面敷有彈性層，彈性層同樣用無毒纖維材料上覆白色棉布制成，整個壓頭和傳動 機(jī)構(gòu)可由操作者用手自由拉動，以改變其在鍋內(nèi)外的位置。使用該機(jī)，鮮葉最好 先行殺青和理條，然后投人該機(jī)炒制。作業(yè)時爐灶對炒鍋加

38、熱，用手操作壓頭機(jī) 構(gòu)使其對鍋內(nèi)的加工葉進(jìn)行炒制，由于壓頭軸末端有一定彎曲，故壓頭的旋轉(zhuǎn)可 使加工葉在鍋中一定區(qū)域內(nèi)作圓周運(yùn)動，從而達(dá)到理條目的。同時每隔適當(dāng)時間 用手操縱壓頭對茶葉加壓，則茶條一邊被壓扁，一邊被磨光，交替進(jìn)行，直至完 成茶的炒制。 4、扁形茶炒制結(jié)構(gòu) 由鍋體、炒板機(jī)構(gòu)、調(diào)壓機(jī)構(gòu)、溫控系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)及機(jī)架等組成。 三心微凸炒制鍋由鍋面和側(cè)板組成,鍋面分切入段、加壓段、減壓段,每段均 為圓弧面,每段圓弧面的圓弧半徑各不相同,在減壓段有一條向內(nèi)凸筋,側(cè)板固定 在鍋面兩端并嵌入鍋面內(nèi),工作時,由加熱機(jī)構(gòu)對炒制鍋進(jìn)行加熱,同時炒板機(jī)構(gòu) 作逆時針旋轉(zhuǎn),鍋體到預(yù)定溫度時,鮮茶葉進(jìn)入鍋體,在

39、旋轉(zhuǎn)的炒板作用下,經(jīng)過 鍋面的切入段、加壓段、減壓段進(jìn)行反復(fù)炒制,由于每段圓弧面的圓弧半徑各不 相同,而炒板的回轉(zhuǎn)中心固定不動,從而滿足“輕重輕”的扁形茶炒制工藝, 減壓段的凸筋設(shè)計,使茶葉在炒制過程中翻轉(zhuǎn)充分,提高炒制茶葉質(zhì)量的穩(wěn)定性。 如下圖所示： 圖 2.2 三心微凸炒制鍋 1. 鍋底； 2.側(cè)板； 3.炒板機(jī)構(gòu)； 4.機(jī)架； 5.加熱機(jī)構(gòu)； R1、R2、R3、R4切入段、加壓段、減壓段及凸筋圓弧半徑 無級調(diào)壓機(jī)構(gòu) 壓力是扁形茶炒制的關(guān)鍵工作參數(shù)之一,茶葉炒制過程中需 通過不斷調(diào)整炒板與炒鍋底面之間的間隙而進(jìn)行控制。目前,單鍋炒制機(jī)壓力調(diào) 整為杠桿檔位式,并均分為數(shù)檔。這種機(jī)構(gòu)簡單,調(diào)整

40、精度受限。無級調(diào)壓機(jī)構(gòu)的 功能由螺母在絲桿軸上移動完成,機(jī)構(gòu)工作時,啟動電機(jī),電機(jī)軸通過鍵和連接套 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 8 帶動絲桿軸轉(zhuǎn) 動,絲桿軸轉(zhuǎn)動使螺母在絲桿軸上移動,螺母的移動帶動杠桿機(jī)構(gòu) 運(yùn)動使炒鍋繞鉸鏈轉(zhuǎn)動,炒鍋的轉(zhuǎn)動改變鍋體底部與炒板之間的間隙,從而改變 炒板對茶葉的壓力。通過控制電機(jī)運(yùn)行時間,扁形茶單鍋炒制機(jī)具有了無級調(diào)壓 機(jī)構(gòu)的功能,在茶葉炒制過程中,根據(jù)實際情況準(zhǔn)確調(diào)整茶葉炒制所需要的壓力, 以達(dá)到提高茶葉炒制質(zhì)量的目的。如下圖所示： 圖 2.3 無級調(diào)壓機(jī)構(gòu) 1.杠桿機(jī)構(gòu); 2.頂桿導(dǎo)套; 3.機(jī)架; 4.炒鍋;5.電機(jī); 6.鍵；7.軸承座; 8.絲桿; 9.螺

41、母 機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)、翻盤機(jī)構(gòu)和杠桿限位機(jī)構(gòu)等。該裝置工作時,動力輸入,齒輪滾 筒向內(nèi)旋轉(zhuǎn),料斗內(nèi)茶葉經(jīng)兩滾筒間隙落入托盤中,當(dāng)托盤中茶葉重量達(dá)到設(shè)定 值時,杠桿尾部抬起,紅外線接通時,動力輸入被切斷,加料停止,電機(jī)啟動,電機(jī) 軸帶動撥桿撥動托盤,托盤翻轉(zhuǎn)時,托盤中茶葉落下。 增設(shè)鮮茶葉的稱量投加機(jī)構(gòu) 后,鮮葉投加時的投加量可以定量控制,使鮮葉投加均勻,提高茶葉的炒制質(zhì)量。 如下圖所示： 圖 2.4 稱量式茶葉投加裝置 1.支撐側(cè)壁; 2.料斗; 3.滾筒機(jī)構(gòu); 4.翻盤機(jī)構(gòu); 5.杠桿機(jī)構(gòu); 6.機(jī)架; 7.托盤機(jī)構(gòu) 機(jī)械方案的確定: 設(shè)計茶炒制機(jī)要結(jié)構(gòu)輕型，價格便宜，深受用戶和消費(fèi)者的喜愛。

42、 炒茶機(jī)要求具有殺青、理條、壓扁、成型等功能，且料倉的速度可以在一定 幅度內(nèi)調(diào)節(jié)。由于料倉在熱源上能往返運(yùn)動，料倉的槽鍋底部放置一木棒，在來 回運(yùn)動的過程中，茶葉便被炒殺后壓扁成型。茶葉多用機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要求料倉 能夠在機(jī)架上來回運(yùn)動， 并且在茶葉進(jìn)行炒殺的不同階段， 料倉具有不同的速度， 以利于茶葉被均勻殺透。 在實現(xiàn)料倉的往返運(yùn)動上，茶炒制機(jī)采用偏心輪傳動機(jī)構(gòu)。所謂偏心輪就是稱量式茶葉投加裝置 稱量式茶葉投加裝置包括料斗、雙滾筒機(jī)構(gòu)、托盤裝在軸上的輪形零件,軸孔偏向一邊.軸旋轉(zhuǎn)時,輪的外緣推動另一機(jī)件,產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動。多用來帶動機(jī)械的開關(guān)、活門等。偏心輪機(jī)構(gòu)是由凸輪演化而成的。凸輪是指一個具

43、有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，一般為主動件，作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動或往復(fù)直線運(yùn)動。與凸輪輪廓接觸，并傳遞動力和實現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律的構(gòu)件，一般做往復(fù)直線運(yùn)動或擺動，稱為從動件。凸輪機(jī)構(gòu)在應(yīng)用中的基本特點在于能使從動件獲得較復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律。因為從動件的運(yùn)動規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線，所以在應(yīng)用時，只要根據(jù)從動件的運(yùn)動規(guī)律來設(shè)計凸輪的輪廓曲線就可以了。 在改變料倉移動速度上，茶炒制機(jī)的電動機(jī)輸出軸上安裝一調(diào)速輪，用于調(diào)節(jié)偏心輪的轉(zhuǎn)速大小。 茶炒制機(jī)傳動機(jī)構(gòu)采用帶傳動形式， 具有二級減速的作用。 在組成 茶葉機(jī)械的機(jī)構(gòu)上，經(jīng)常使用的有齒輪傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu)、帶傳動機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)。 由于一般茶葉機(jī)械

44、的轉(zhuǎn)速很低，每分鐘只有幾十轉(zhuǎn)，而且常用的電動機(jī)每分鐘約一千四百多轉(zhuǎn)，因此茶葉機(jī)械中常用的變速機(jī)構(gòu)的減速機(jī)構(gòu)。常用的變速傳動機(jī)構(gòu)有：摩擦輪傳動、帶傳動、齒輪傳動及蝸桿傳動機(jī)構(gòu)等。其中摩擦傳動、帶傳動是靠摩擦力來傳動的，屬于摩擦傳動，而齒輪、蝸桿、鏈傳動是靠輪齒嚙合來傳動的，屬于嚙合傳動。 炒茶機(jī)采用帶傳動形式，因為： （1）.炒茶機(jī)要求結(jié)構(gòu)輕型簡便，帶傳動結(jié)構(gòu)簡單。 （2）.炒茶機(jī)要求料倉能夠在機(jī)架上來回運(yùn)動，偏心輪可以實現(xiàn)這一要求。 （3）.炒茶機(jī)要求料倉速度可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 調(diào)速輪可滿足這一要求。 （4）.帶傳動運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，緩沖吸震性能較好，傳動中心距可以較大。 2.2 部分零件設(shè)計

45、計算： 2.2.1 確定電動機(jī)的型號及安裝尺寸 多功能炒茶機(jī)要求料倉的速度可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 則在選擇電動機(jī) 容量時應(yīng)以料倉最大速度來確定。 在設(shè)計多功能炒茶機(jī)時要求偏心輪的轉(zhuǎn)速為 110160 轉(zhuǎn)/分。 2.2.1.1 求料倉的速度 偏心輪轉(zhuǎn)動一周，料倉移動的距離為 S S=2 R = 64 . 552 88 14 . 3 2 = × × mm (2-1 偏心輪移動一周所需要的時間T ( 110 60 160 60 1 S n T = = (2-2 由(4-1 (4-2兩式得料倉的速度V 60 160 64 . 552 60 110 64 . 552 ×

46、 × = =T S V 1.01 / 1.47 / m s m s = 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 10 2.2.1.2 求連桿的拉力 估計料倉的重量 料倉四周用角鋼 （ 4 40× ） 組成， 查表知 （ 4 40× ） 的角鋼理論重量為 2.422kg/m 經(jīng)估算角鋼的總長度為（ 2 650 2 850 × + × ）mm 則角鋼的質(zhì)量 1 m kg m 75 . 7 422 . 2 2 650 850 ( 1 = × × + = (2-3 料倉的槽鍋由五片組成，每片約 1 kg，則槽鍋的總質(zhì)量為 5 2= m kg 在

47、槽鍋中每個槽鍋放有一木棒，每個木棒的質(zhì)量為 1 kg，則木棒的總質(zhì)量為 5 3= m kg 當(dāng)茶葉放入料倉時,茶葉的濕度很大，當(dāng)茶葉放入時，初始質(zhì)量估計有 2kg， 即 2 4= m kg 所以料倉的總質(zhì)量 M M= 4 3 2 1 m m m m + + + =7.75+5+5+2 =19.75 kg 則壓力 N=G=Mg=197.5 N (2-4 料倉與機(jī)架的接觸為滾動接觸，且是鋼與鋼的接觸，查表得： 15 . 0 = µ 得摩擦力 f µ N f = =197.5×0.15 =29.63 N (2-5 由于是偏心輪傳動，則連接桿的拉力是一變量。當(dāng)偏心輪的傳

48、動力 變成推力時，可估計最大推力為 90N 2.2.1.3 初選電動機(jī) 按工作條件和要求，選用單相電容異步電動機(jī)的電壓為 220V，JY 型。 2.2.1.4 選擇電動機(jī)的容量 a n d P P = 則 1000 FV P P a d w = = KW 得 a d FV P 1000 = KW (2-6 其中F 為料倉的最大工作阻力 取 120 max= F N 其中V 為最大線速度，由于料倉的平均速度為 1.01m/s1.47m/s. 可估計料倉的最大線速度V =2 m/s。 由電動機(jī)至料倉的轉(zhuǎn)動效率為 a 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 11 3 2 2 1 = a (2-7 因為傳動效率

49、a 為組成傳動裝置的各部分運(yùn)動副效率之乘積。 同類型的幾對傳動副，軸承或聯(lián)軸器要分別考慮效率。 軸承效率均指一對軸承而言。 本設(shè)計中 2 1, 分別為帶傳動，滾子軸承的傳動效率 取 96 . 0 1= 、 98 . 0 2= 則 3 2 2 1 = a 3 2 98 . 0 96 . 0 × = 87 . 0 = (2-8 所以 a d FV P 1000 = 87 . 0 1000 2 90 × × = 207 w (2-9 取 V 帶傳動比為 i=24,則總傳動比為 416，故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍 d N (4 16 160 = × 640 2560

50、 = m/s (2-10 最后確定電動機(jī)為下表： 表 2.1 電動機(jī)型號及其參數(shù) 滿載時 電動機(jī) 型號 額定 功率（W） 轉(zhuǎn)速（r/min） 電流（3800 時 A） JY7134 370 1400 4.3 由于料倉的速度較慢，所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速較慢，為 1400r/min，故選用單相 電容異步電動機(jī)。 2.2.2 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 m n 和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n， 可得轉(zhuǎn)動裝置的總轉(zhuǎn)動 比為 ai m a n i n = = 1400 110 160=8.7512.7 (2-11 總傳動又為1i ，2i 的乘積 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 12 即 1

51、2 ai i i = (2-12 分配傳動比，即各級傳動比如何取值是該設(shè)計中的重要問題。傳動比分配的 合理，可以使傳動裝置得到較小的外廓尺寸或較輕質(zhì)量，以實現(xiàn)降低成本和結(jié)構(gòu) 緊湊的目的。 考慮到1i 是在一定范圍內(nèi)可以變化，又知 V 帶傳動時傳動比為 24 之間，且 V 帶傳動的外廓尺寸不致過大。 故取 2i =3.57 1i =2.453.56 2.2.3 確定 V 帶型號和帶輪直徑及中心距 炒茶機(jī)的轉(zhuǎn)動裝置為帶轉(zhuǎn)動，帶轉(zhuǎn)動主要靠帶與帶輪之間的摩 擦力傳動動 力，因此，帶傳動的參數(shù)選取、工作能力和設(shè)計依據(jù)都與接觸表面的摩擦有關(guān)。 本機(jī)構(gòu)的傳動帶為三角膠帶 B 型帶。 三角膠帶傳動的主要參數(shù)

52、小帶輪包角 1 小帶輪包角 1 愈大，帶和帶輪接觸弧愈長，其接觸面間產(chǎn)生的摩擦力愈大， 因此，帶傳動的承載能力也愈大。 1 過小時，帶容易在帶輪上打滑。為了保證 一定的工作能力，一般要求 2 1 D iD = 1 120 o，包角 1 的近似計算公式為 2 1 1 180 57.5 D D a = × o o (2-13 帶的速度 V 和傳動比 i 帶的速度一般控制在 V=(525m/s 的范圍內(nèi)，最高不超過 30m/s。當(dāng)傳遞功 率一定時，若速度過低，圓周力就增大，帶的斷截面尺寸和根數(shù)就要增加。 帶傳動的傳動比 1 2 2 1 n D i n D = ,為使帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸不致過大

53、，包角不致過 小，對三角膠帶傳動，一般取 7 i 。本設(shè)計1 2.45 3.56 i = ，2 3.57 i = 。 帶輪直徑 1 D 2 D 若主動帶輪直徑為 1 D ，則從動帶輪直徑為 2 1 D iD = 。顯然，減小直徑 1 D ，就 可以減小直徑 2 D ， 從而減小傳動的外廓尺寸。 雖然對于 B 型帶要求 1 125 D mm ， 但考慮到炒茶機(jī)的機(jī)體大小，不應(yīng)允許傳動輪的外廓尺寸過大，所以出現(xiàn) 60 95 mm mm 1 125 D mm < 。當(dāng) 1 D 偏小后，帶輪的包角增大，傳動效率增強(qiáng)， 這樣由于摩擦力的增大，帶的壽命減弱，所以多功能炒茶機(jī)應(yīng)有專門的傳送帶， 使其既

54、符合過小的帶輪的直徑，又能有較高壽命。 中心距 包角的大小與中心距有關(guān)，為了保證得到較大的包角，中心距不能過小。此 外，中心距過小，皮帶長度就短。但由于 1 D 偏小，所以中心距也會相應(yīng)的縮短， 不至于使包角過大。皮帶長度愈短，在速度一定小呆繞過帶輪次數(shù)就越多。從而 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文 13 降低皮帶壽命。但是帶輪傳動的中心距也不宜過大，否則，帶太長易引起顫動。 在設(shè)計中，考慮到機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸的大小，中心距偏小，則帶的壽命會減弱， 所以炒茶機(jī)要求專業(yè)用帶。 2.2.3.1 第 I 級傳動系統(tǒng) 由于調(diào)速輪的帶輪直徑可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 可取其帶輪直徑最大時 計算，然后再確定最小帶輪直徑。本機(jī)構(gòu)的傳動帶為三角膠帶 B 型帶。計算如 下表 2.2： 表 2.2 第 I 級中帶輪的參數(shù)計算及結(jié)果 計算