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畢業(yè)設計(論文)任務書、指導書
1．畢業(yè)設計（論文）題目：
雞蛋裂紋檢測機構設計
2．本畢業(yè)設計（論文）課題的目的：
通過完成本次畢業(yè)設計，達到了解壓雞蛋裂紋檢測機構的整體設計方法，掌握壓雞蛋裂紋檢測機構設計的理論分析及其設計方法，掌握一般機械結構的設計方法和公差配合的應用方法。
3．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術參數、工作要求等）：
一、課題任務的內容
1、 完成雞蛋裂紋檢測機構設計。
2、 完成雞蛋裂紋檢測機構設計圖紙和部分零部件的圖紙。
3、 完成雞蛋裂紋檢測機構設計計算。
二、課題任務的要求
1、完成雞蛋裂紋檢測機構設計圖。
2、完成雞蛋裂紋檢測機構零部件圖。
3、完成雞蛋裂紋檢測機構設計說明書。
4.所有尺寸由所選發(fā)動機和所用標準件自行確定。（符合生產實際即可）
5、機械機構為此次設計的重點檢測部分附加說明即可。（有興趣可以設計出來）
4．課題的成果要求〔包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等〕：
1、總圖紙量不少于：0號圖1張為總裝圖（三維）；折合圖紙總量不少于3張0號圖。
設計說明書要求15000字符30頁紙以上，采用WORD軟件進行文字處理。
2、 完成設計任務書：對設計依據，即課題來源、設計方案（工藝方案）選擇、設計計算、計算數據，調查數據的處理和分析要有詳細說明，引用數據必須真實可信、設計參數確認、技術經濟分析必須詳實可靠。
3、 設計說明書要求中英文摘要200-300字，中文文獻15篇以上的參考資料。
4、 與課題相關的英文翻譯4000-5000字。
5、 設計說明書以及附件必須裝訂成冊（裝訂順序：１.資料清單目錄；２.設計說明書；３.譯文（英文.中文）；４.任務書；５.指導書；６.開題報告；７.實習報告；８.評閱書）。圖紙單獨裝訂，并交電子文檔。
5．課題完成步驟和方法（收集資料或采集數據的方法和地點，分析技術，制作技巧，設計使用的工具等）：
1、 研讀指定的參考文獻。
2、 通過網絡和圖書館查找相關資料。
3、 熟悉機械設計手冊，讀懂并熟悉機械零件的基本結構和公差配合的選用方法。
4、 完全讀相關發(fā)動機的圖紙。
5、 在老師指導下開始設計。
6．主要參考文獻：
7．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：
起 迄 日 期
工 作 內 容
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
學院意見：
院領導：
年 月 日
3
開題報告
1.1課題的目的，意義
課題的目的
我國是禽蛋生產大國，已連續(xù)５ 年禽蛋生產總量居世界首位。但是我國禽蛋出口總量很低，國際市場份額占有很少，從經濟角度看，這對我國禽蛋生產行業(yè)是較大的損失。究其原因，主要在于我國禽蛋生產加工的規(guī)?；潭炔桓撸瑳]有形成產品的標準化，在國際市場上沒有優(yōu)勢；再就是我國禽蛋銷售生產模式存在某些問題，尤其加入ＷＴＯ 以后，難以適應國際市場帶來的沖擊。但是加入WTO后，因我國蛋品出口價格比一般國外蛋價低，出口是很有潛力的。因此提高我國蛋品加工業(yè)的機械化程度，是一個急待解決的問題。禽蛋品質檢測的完善與成熟將成為我國21世紀的禽蛋業(yè)的一項革命。另外近幾年來我國的禽蛋年產量 均在2500萬噸以上，人口數量大消費需求量大，在1998年人均占有量接近14千克，已經超過了發(fā)達國家的消費水平，2008年我國人均蛋占有量達到20.4千克，而中國有著13億的人口，因此其消費的總量是一個驚人的數字。由此可見我國任有著廣闊的消費市場。因此，著眼于我國禽蛋生產的長遠發(fā)展，必須積極研究禽蛋自動化生產的技術，提高禽蛋生產加工的技術水平，努力實現生產加工的全自動化，而裂紋的檢測是其中的重要環(huán)節(jié)之一。
課題的意義
蛋殼裂紋是禽蛋質量檢測的重要指標之一。隨著蛋制品加工產業(yè)各個環(huán)節(jié)的自動化和工業(yè)化的實現，傳統(tǒng)人工的檢測手段顯然難以滿足這種要求，快速、無損、精確的檢測方法更加適合現代農業(yè)化發(fā)展的需求。但是目前在完成這些工作方面，國內多數企業(yè)仍沿用人工作業(yè)，無論是在加工質量方面，還是在加工效率方面，我國都與發(fā)達國家存在較大差距。鑒于國外成套機電一體化禽蛋檢測設備價格太高(一般在500～l 000萬元人民幣)，我國中小規(guī)模禽蛋生產加工企業(yè)難以承受，利用現代計算機信息技術已取得的成果(如機器視覺、智能機械人等)，結合中國企業(yè)實際情況，研究適合中小規(guī)模生產加工企業(yè)的造價低廉，機動靈活，適應性強的輕型禽蛋檢測機構刻不容緩。雞蛋富含蛋白質、脂肪、多種維生素和微量元素， 是人們日常生活中重要的食品。但是由于蛋殼薄且易破碎，一旦破碎，細菌會很快侵入和繁殖， 引起禽蛋的腐敗、變質， 影響消費者的身體健康，因此裂紋雞蛋的檢測是雞蛋生產、經營和加工中的重要環(huán)節(jié)之一。另外我國消費者所食用的雞蛋主要從農貿市場購買，人們對蛋殼表面上的血漬、禽糞等污物早已司空見慣，這些被雞糞和其他有害物質污染了的雞蛋表面帶有大量對人體有害的細菌，特別是沙門氏菌等致病微生物會通過蛋殼上的無數氣孔進入蛋內并大量繁殖，嚴重影響蛋品質量，對人體健康造成危害。抽樣調查表明，目前消費者所食用的雞蛋中，10％的雞蛋其表面攜帶有沙門氏菌，64％的雞蛋其表面大腸桿菌嚴重超標。為了防止消費者食用被嚴重污染了的裂紋蛋，因此剔除掉有裂紋的蛋非常的重要，相應技術的研究十分有市場價值。
1.2課題的研究現狀
傳統(tǒng)的檢測方法是依靠人工照蛋觀察和聽蛋殼發(fā)出的聲音兩種方法剔除裂紋雞蛋。這類方法應用于大批量雞蛋生產時， 由于勞動強度大、生產效率低而使人為破損量大， 而且檢測精度易受人工注意力、體力、經驗和工作態(tài)度的影響。
當前禽蛋裂紋的自動檢測普遍基于機器視覺和蛋的聲學特性，一般利用機器視覺技術檢測蛋的破損或內品質，利用蛋的聲學特性檢測蛋的破損 。
光照鑒定法是基于機器視覺的一種方法。光照鑒定是采用光照透視法鑒別鮮殼蛋是否有裂紋。光照透視法的原理是根據禽蛋蛋殼上有氣孔能透光和蛋內容物發(fā)生變化形成不同的質量狀況，在燈光透視下，可觀察蛋殼、氣室高度、蛋白、蛋黃、系帶和胚胎狀況，鑒別蛋的品質，做出綜合評定。該法準確、快速、簡便。我國和世界各國在鮮殼蛋銷售、蛋品加工時普遍采用這種方法。但是光照法速度慢，主觀性強，無法在線檢測，制約了我國雞蛋的自動檢測分級與產品增值的要求。
利用農產品的聲學特性對其品質進行無損檢測和分級是近30 年來發(fā)展形成的新技術。農產品的聲學特性是指農產品在聲波作用下的反射特性、散射特性、透射特性、吸收特性、衰減系數和傳播速度及其本身的聲阻抗與固有頻率等，它們反映了聲波與農產品相互作用的基本規(guī)律。利用農產品聲學特性進行品質無損檢測的有關理論和數字信號處理和計算機音頻處理的相關技術試驗研究損殼蛋和未損殼蛋的聲學特性差異，旨在尋求對
蛋破損的快速自動檢測與分級的方法。聲學檢測禽蛋裂紋是利用好殼蛋和破損蛋的聲學特性差異判斷蛋殼是否破損。好蛋殼敲擊后的共振峰比較突出，聲音清脆，破損蛋殼敲擊聲音比較沉悶，這樣根據敲打禽蛋所產生的聲脈震動頻率特性，結合數字信息處理和計算機音頻處理，進行頻譜分析，比較，判斷，就可以檢測蛋殼的裂紋情況。但加工生產過程中的噪音比較多從而影響了計算機的識別，準確度受到影響。
另外也有人利用氣味進行檢測，通過電子鼻進行氣味的采集再利用氣味傳感器分析法進行分析比較，從而判別出是否為裂紋蛋。
1991年，Elster，R.T.and Goodrum，J.M. 采用直方圖均衡化和sobel算子相結合的方法檢測雞蛋表面裂紋，從而將雞蛋分為合格和次品兩類，檢測準確性達到96%；但該方法有時會將雞蛋圖像中連在一起的白點誤判為裂紋，而且檢測時間長無法滿足生產的實際需求。
近幾年來為了實現裂紋雞蛋的自動化檢測，代替人工，中國農業(yè)科學家從2O04年便開始在國家自然科學基金和科技部“863” 項目支持下， 開展對雞蛋裂紋檢測的無損技術研究，分別采用單一的數字圖像技術、聲學敲擊響應技術以及二者信息融合技術檢測雞蛋裂紋， 分別模擬人的眼睛、耳朵以及2者并用的方法來檢測裂紋雞蛋。結果表明，新技術采用兩種技術信息融合模式的方法對裂紋雞蛋的檢出率可達98％， 能夠充分避免裂紋對雞蛋安全造成的隱患， 保證產品質量。
1.3研究方案的構思
1.4參考文獻
1.文友先;陳紅;丁幼春鴨蛋破損檢測試驗研究[期刊論文]-華中農業(yè)大學學報 2002(03)
2.陳紅.王巧華.文友先無損檢測技術在禽蛋破損自動檢測中的應用[期刊論文]-食品與機械 2003(5)
3.寧欣禽蛋的分級、檢測與包裝[期刊論文]-中國家禽 2004(12)
4.廖一峰.黃大星.劉群禽蛋品質及蛋殼破損檢測研究[期刊論文]-畜牧獸醫(yī)科技信息 2006(9)
5.丁幼春.文友先鴨蛋蛋殼破損檢測方法及其發(fā)展趨勢[期刊論文]-中國家禽 2007(6)
6.周平.劉儉英.文友先基于支持向量機的鴨蛋破損檢測技術[期刊論文]-農業(yè)機械學報 2008(1)
7.陳冬嬌.陳家焱.黃偉莉基于Bayes判別的禽蛋破損檢測模型研究[期刊論文]-農機化研究 2008(1)
8.王樹才;文友先;蘇工兵禽蛋檢測與分級智能機器人系統(tǒng)的設計[期刊論文]-機械工程學報 2008(02)
9.楊旭.鄭麗敏計算機視覺在禽蛋品質檢測中的應用研究進展[期刊論文]-農機化研究 2008(9)
10.伍廣.江章應.陳長有.廖生平國內外蛋品加工技術的研究進展[期刊論文]-大眾科技 2008(12)
11.何麗紅.劉金剛.文友先基于粗糙集與支持向量機的禽蛋蛋殼無損檢測[期刊論文]-農業(yè)機械學報 2009(3)
12.王栓巧;郁志宏基于機器視覺雞蛋品質檢測機構的研究[期刊論文]-機械設計與制造 2009(12)
13.江洪.張叢.唐寧.祁晨宇禽蛋自動分級生產線中檢測裝置的設計及分析[期刊論文]-工程圖學學報 2011(4)
14.賈超;郁志宏基于機器視覺的禽蛋圖像分割方法研究[期刊論文]-東北農業(yè)大學學報 2011(05)
15.李斌雞蛋自動分級生產線中檢測裝置的設計探討[期刊論文]-湖南農機 2012(11)
畢業(yè)設計（論文）報告紙
摘要
蛋殼裂紋是禽蛋質量檢測的重要指標之一。隨著蛋制品加工產業(yè)各個環(huán)節(jié)的自動化和工業(yè)化的實現，傳統(tǒng)人工的檢測手段顯然難以滿足這種要求，快速、無損、精確的檢測方法更加適合現代農業(yè)化發(fā)展的需求。
本設計一種雞蛋裂紋檢測機，本機的檢測原理是敲擊振動檢測，雞蛋通過輸送裝置經過敲擊器敲擊，產生振動，從而產生聲音。聲音信號經過麥克風輸送到檢測單元，檢測單元通過判斷不同的音波情況從而判斷雞蛋的好壞。本雞蛋裂紋檢測機機械機構包括，動力單元，傳動系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)，敲擊器和機架組成。動力單元提供動力，通過傳動系統(tǒng)傳遞給輸送系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)把雞蛋輸送到敲擊器安裝處進行檢測。本文利用SOLIDWORKS軟件對整個雞蛋裂紋檢測機整機進行三維建模，并導出二維工程圖。
關鍵詞：雞蛋裂紋檢測，輸送系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)，三維建模
Abstract
Eggshell crack is one of the important indicators of egg quality detection. With the implementation of each link of egg products processing industry automation and industrialization, the traditional artificial detection method is obviously difficult to meet this requirement, rapid, nondestructive, precise detection method is more suitable for modern agricultural development needs.
The design of an egg crack detection machine, the detection principle of this machine is knocking vibration detection, egg by conveying device through the knocker percussion, vibration, thus produce sound. The sound signal through the microphone is transmitted to the detection unit, detection unit through the judgment of sonic conditions different to judge the quality of egg. The egg crack detection machine mechanism includes, power unit, transmission system, transmission system, a device and a frame. Power unit provides power, delivered to the delivery system through the transmission system, transmission system the egg conveying to detect knocking device installation. In this paper, the 3D modeling on the whole egg crack detection machine using the SOLIDWORKS software, and derive the two-dimensional engineering drawing.
Keywords: egg crack detection, transmission system, transmission system, 3D modeling
目錄
摘要 i
Abstract ii
第一章 引言 1
1.1 課題研究的目的及意義 1
1.1.1 課題的目的 1
1.1.2 課題的意義 1
1.2課題的研究現狀 2
1.3 課題設計思路 3
1.4 課題設計結構 3
第二章 雞蛋裂紋檢測機的總體設計方案 4
2.1雞蛋裂紋檢測機的組成及各部分關系概述 4
2.2 雞蛋裂紋檢測機的方案的確認 4
2.2.1 驅動方案的選擇 4
2.2.2 傳動方案的選取 4
2.2.3 總體方案擬定 5
第三章 雞蛋檢測機整體結構的設計計算 7
3.1 擬定設計參數 7
3.2 驅動電機功率計算 7
3.2.1 輸送線所需拉力的確認 7
3.2.2 電動機的功率 7
3.2.3 選擇電動機的型號 7
3.3 減速機的選擇計算 8
3.3.1 分配傳動比 8
3.3.2 選擇減速機的型號 8
3.4 軸的設計 8
3.4.1 主傳動軸的設計 8
3.4.3 從動軸的設計 11
3.5 軸承的選擇與壽命計算 11
3.5.1 主動軸方形帶座軸承的選擇與壽命計算 11
3.5.2 從動軸帶撥輪座軸承選擇與壽命計算 12
4.1 Solidworks軟件簡介 14
4.2 零件建模 16
4.2.1軸三維建模的形成 16
4.2.2 敲擊器的三維建模形成 16
4.2.3其他零件的三維模型造型 17
4.3零件裝配 18
4.4三維向二維的轉換 20
5.1 本論文所取得的結果 23
5.2 技術展望 23
參考文獻 24
致謝 26
1
第一章 引言
1.1 課題研究的目的及意義
1.1.1 課題的目的
我國是禽蛋生產大國，已連續(xù)５ 年禽蛋生產總量居世界首位。但是我國禽蛋出口總量很低，國際市場份額占有很少，從經濟角度看，這對我國禽蛋生產行業(yè)是較大的損失。究其原因，主要在于我國禽蛋生產加工的規(guī)?；潭炔桓?，沒有形成產品的標準化，在國際市場上沒有優(yōu)勢；再就是我國禽蛋銷售生產模式存在某些問題，尤其加入ＷＴＯ 以后，難以適應國際市場帶來的沖擊。但是加入WTO后，因我國蛋品出口價格比一般國外蛋價低，出口是很有潛力的。因此提高我國蛋品加工業(yè)的機械化程度，是一個急待解決的問題。禽蛋品質檢測的完善與成熟將成為我國21世紀的禽蛋業(yè)的一項革命。另外近幾年來我國的禽蛋年產量 均在2500萬噸以上，人口數量大消費需求量大，在1998年人均占有量接近14千克，已經超過了發(fā)達國家的消費水平，2008年我國人均蛋占有量達到20.4千克，而中國有著13億的人口，因此其消費的總量是一個驚人的數字。由此可見我國任有著廣闊的消費市場。因此，著眼于我國禽蛋生產的長遠發(fā)展，必須積極研究禽蛋自動化生產的技術，提高禽蛋生產加工的技術水平，努力實現生產加工的全自動化，而裂紋的檢測是其中的重要環(huán)節(jié)之一。
1.1.2 課題的意義
蛋殼裂紋是禽蛋質量檢測的重要指標之一。隨著蛋制品加工產業(yè)各個環(huán)節(jié)的自動化和工業(yè)化的實現，傳統(tǒng)人工的檢測手段顯然難以滿足這種要求，快速、無損、精確的檢測方法更加適合現代農業(yè)化發(fā)展的需求。但是目前在完成這些工作方面，國內多數企業(yè)仍沿用人工作業(yè)，無論是在加工質量方面，還是在加工效率方面，我國都與發(fā)達國家存在較大差距。鑒于國外成套機電一體化禽蛋檢測設備價格太高(一般在500～l 000萬元人民幣)，我國中小規(guī)模禽蛋生產加工企業(yè)難以承受，利用現代計算機信息技術已取得的成果(如機器視覺、智能機械人等)，結合中國企業(yè)實際情況，研究適合中小規(guī)模生產加工企業(yè)的造價低廉，機動靈活，適應性強的輕型禽蛋檢測機構刻不容緩。雞蛋富含蛋白質、脂肪、多種維生素和微量元素， 是人們日常生活中重要的食品。但是由于蛋殼薄且易破碎，一旦破碎，細菌會很快侵入和繁殖， 引起禽蛋的腐敗、變質， 影響消費者的身體健康，因此裂紋雞蛋的檢測是雞蛋生產、經營和加工中的重要環(huán)節(jié)之一。另外我國消費者所食用的雞蛋主要從農貿市場購買，人們對蛋殼表
畢業(yè)設計
題 目
雞蛋裂紋檢測機購設計
學生姓名
學 號
系 部
專 業(yè)
班 級
指導教師
二〇一四年X月
畢業(yè)設計（論文）報告紙
摘要
蛋殼裂紋是禽蛋質量檢測的重要指標之一。隨著蛋制品加工產業(yè)各個環(huán)節(jié)的自動化和工業(yè)化的實現，傳統(tǒng)人工的檢測手段顯然難以滿足這種要求，快速、無損、精確的檢測方法更加適合現代農業(yè)化發(fā)展的需求。
本設計一種雞蛋裂紋檢測機，本機的檢測原理是敲擊振動檢測，雞蛋通過輸送裝置經過敲擊器敲擊，產生振動，從而產生聲音。聲音信號經過麥克風輸送到檢測單元，檢測單元通過判斷不同的音波情況從而判斷雞蛋的好壞。本雞蛋裂紋檢測機機械機構包括，動力單元，傳動系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)，敲擊器和機架組成。動力單元提供動力，通過傳動系統(tǒng)傳遞給輸送系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)把雞蛋輸送到敲擊器安裝處進行檢測。本文利用SOLIDWORKS軟件對整個雞蛋裂紋檢測機整機進行三維建模，并導出二維工程圖。
關鍵詞：雞蛋裂紋檢測，輸送系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)，三維建模
Abstract
Eggshell crack is one of the important indicators of egg quality detection. With the implementation of each link of egg products processing industry automation and industrialization, the traditional artificial detection method is obviously difficult to meet this requirement, rapid, nondestructive, precise detection method is more suitable for modern agricultural development needs.
The design of an egg crack detection machine, the detection principle of this machine is knocking vibration detection, egg by conveying device through the knocker percussion, vibration, thus produce sound. The sound signal through the microphone is transmitted to the detection unit, detection unit through the judgment of sonic conditions different to judge the quality of egg. The egg crack detection machine mechanism includes, power unit, transmission system, transmission system, a device and a frame. Power unit provides power, delivered to the delivery system through the transmission system, transmission system the egg conveying to detect knocking device installation. In this paper, the 3D modeling on the whole egg crack detection machine using the SOLIDWORKS software, and derive the two-dimensional engineering drawing.
Keywords: egg crack detection, transmission system, transmission system, 3D modeling
目錄
摘要 i
Abstract ii
第一章 引言 1
1.1 課題研究的目的及意義 1
1.1.1 課題的目的 1
1.1.2 課題的意義 1
1.2課題的研究現狀 2
1.3 課題設計思路 3
1.4 課題設計結構 3
第二章 雞蛋裂紋檢測機的總體設計方案 4
2.1雞蛋裂紋檢測機的組成及各部分關系概述 4
2.2 雞蛋裂紋檢測機的方案的確認 4
2.2.1 驅動方案的選擇 4
2.2.2 傳動方案的選取 4
2.2.3 總體方案擬定 5
第三章 雞蛋檢測機整體結構的設計計算 7
3.1 擬定設計參數 7
3.2 驅動電機功率計算 7
3.2.1 輸送線所需拉力的確認 7
3.2.2 電動機的功率 7
3.2.3 選擇電動機的型號 7
3.3 減速機的選擇計算 8
3.3.1 分配傳動比 8
3.3.2 選擇減速機的型號 8
3.4 軸的設計 8
3.4.1 主傳動軸的設計 8
3.4.3 從動軸的設計 11
3.5 軸承的選擇與壽命計算 11
3.5.1 主動軸方形帶座軸承的選擇與壽命計算 11
3.5.2 從動軸帶撥輪座軸承選擇與壽命計算 12
4.1 Solidworks軟件簡介 14
4.2 零件建模 16
4.2.1軸三維建模的形成 16
4.2.2 敲擊器的三維建模形成 16
4.2.3其他零件的三維模型造型 17
4.3零件裝配 18
4.4三維向二維的轉換 20
5.1 本論文所取得的結果 23
5.2 技術展望 23
參考文獻 24
致謝 26
iii
第一章 引言
1.1 課題研究的目的及意義
1.1.1 課題的目的
我國是禽蛋生產大國，已連續(xù)５ 年禽蛋生產總量居世界首位。但是我國禽蛋出口總量很低，國際市場份額占有很少，從經濟角度看，這對我國禽蛋生產行業(yè)是較大的損失。究其原因，主要在于我國禽蛋生產加工的規(guī)?；潭炔桓?，沒有形成產品的標準化，在國際市場上沒有優(yōu)勢；再就是我國禽蛋銷售生產模式存在某些問題，尤其加入ＷＴＯ 以后，難以適應國際市場帶來的沖擊。但是加入WTO后，因我國蛋品出口價格比一般國外蛋價低，出口是很有潛力的。因此提高我國蛋品加工業(yè)的機械化程度，是一個急待解決的問題。禽蛋品質檢測的完善與成熟將成為我國21世紀的禽蛋業(yè)的一項革命。另外近幾年來我國的禽蛋年產量 均在2500萬噸以上，人口數量大消費需求量大，在1998年人均占有量接近14千克，已經超過了發(fā)達國家的消費水平，2008年我國人均蛋占有量達到20.4千克，而中國有著13億的人口，因此其消費的總量是一個驚人的數字。由此可見我國任有著廣闊的消費市場。因此，著眼于我國禽蛋生產的長遠發(fā)展，必須積極研究禽蛋自動化生產的技術，提高禽蛋生產加工的技術水平，努力實現生產加工的全自動化，而裂紋的檢測是其中的重要環(huán)節(jié)之一。
1.1.2 課題的意義
蛋殼裂紋是禽蛋質量檢測的重要指標之一。隨著蛋制品加工產業(yè)各個環(huán)節(jié)的自動化和工業(yè)化的實現，傳統(tǒng)人工的檢測手段顯然難以滿足這種要求，快速、無損、精確的檢測方法更加適合現代農業(yè)化發(fā)展的需求。但是目前在完成這些工作方面，國內多數企業(yè)仍沿用人工作業(yè)，無論是在加工質量方面，還是在加工效率方面，我國都與發(fā)達國家存在較大差距。鑒于國外成套機電一體化禽蛋檢測設備價格太高(一般在500～l 000萬元人民幣)，我國中小規(guī)模禽蛋生產加工企業(yè)難以承受，利用現代計算機信息技術已取得的成果(如機器視覺、智能機械人等)，結合中國企業(yè)實際情況，研究適合中小規(guī)模生產加工企業(yè)的造價低廉，機動靈活，適應性強的輕型禽蛋檢測機構刻不容緩。雞蛋富含蛋白質、脂肪、多種維生素和微量元素， 是人們日常生活中重要的食品。但是由于蛋殼薄且易破碎，一旦破碎，細菌會很快侵入和繁殖， 引起禽蛋的腐敗、變質， 影響消費者的身體健康，因此裂紋雞蛋的檢測是雞蛋生產、經營和加工中的重要環(huán)節(jié)之一。另外我國消費者所食用的雞蛋主要從農貿市場購買，人們對蛋殼表面上的血漬、禽糞等污物早已司空見慣，這些被雞糞和其他有害物質污染了的雞蛋表面帶有大量對人體有害的細菌，特別是沙門氏菌等致病微生物會通過蛋殼上的無數氣孔進入蛋內并大量繁殖，嚴重影響蛋品質量，對人體健康造成危害。抽樣調查表明，目前消費者所食用的雞蛋中，10％的雞蛋其表面攜帶有沙門氏菌，64％的雞蛋其表面大腸桿菌嚴重超標。為了防止消費者食用被嚴重污染了的裂紋蛋，因此剔除掉有裂紋的蛋非常的重要，相應技術的研究十分有市場價值。
1.2課題的研究現狀
傳統(tǒng)的檢測方法是依靠人工照蛋觀察和聽蛋殼發(fā)出的聲音兩種方法剔除裂紋雞蛋。這類方法應用于大批量雞蛋生產時， 由于勞動強度大、生產效率低而使人為破損量大， 而且檢測精度易受人工注意力、體力、經驗和工作態(tài)度的影響。
當前禽蛋裂紋的自動檢測普遍基于機器視覺和蛋的聲學特性，一般利用機器視覺技術檢測蛋的破損或內品質，利用蛋的聲學特性檢測蛋的破損 。
光照鑒定法是基于機器視覺的一種方法。光照鑒定是采用光照透視法鑒別鮮殼蛋是否有裂紋。光照透視法的原理是根據禽蛋蛋殼上有氣孔能透光和蛋內容物發(fā)生變化形成不同的質量狀況，在燈光透視下，可觀察蛋殼、氣室高度、蛋白、蛋黃、系帶和胚胎狀況，鑒別蛋的品質，做出綜合評定。該法準確、快速、簡便。我國和世界各國在鮮殼蛋銷售、蛋品加工時普遍采用這種方法。但是光照法速度慢，主觀性強，無法在線檢測，制約了我國雞蛋的自動檢測分級與產品增值的要求。
利用農產品的聲學特性對其品質進行無損檢測和分級是近30 年來發(fā)展形成的新技術。農產品的聲學特性是指農產品在聲波作用下的反射特性、散射特性、透射特性、吸收特性、衰減系數和傳播速度及其本身的聲阻抗與固有頻率等，它們反映了聲波與農產品相互作用的基本規(guī)律。利用農產品聲學特性進行品質無損檢測的有關理論和數字信號處理和計算機音頻處理的相關技術試驗研究損殼蛋和未損殼蛋的聲學特性差異，旨在尋求對
蛋破損的快速自動檢測與分級的方法。聲學檢測禽蛋裂紋是利用好殼蛋和破損蛋的聲學特性差異判斷蛋殼是否破損。好蛋殼敲擊后的共振峰比較突出，聲音清脆，破損蛋殼敲擊聲音比較沉悶，這樣根據敲打禽蛋所產生的聲脈震動頻率特性，結合數字信息處理和計算機音頻處理，進行頻譜分析，比較，判斷，就可以檢測蛋殼的裂紋情況。但加工生產過程中的噪音比較多從而影響了計算機的識別，準確度受到影響。
另外也有人利用氣味進行檢測，通過電子鼻進行氣味的采集再利用氣味傳感器分析法進行分析比較，從而判別出是否為裂紋蛋。
1991年，Elster，R.T.and Goodrum，J.M. 采用直方圖均衡化和sobel算子相結合的方法檢測雞蛋表面裂紋，從而將雞蛋分為合格和次品兩類，檢測準確性達到96%；但該方法有時會將雞蛋圖像中連在一起的白點誤判為裂紋，而且檢測時間長無法滿足生產的實際需求。
近幾年來為了實現裂紋雞蛋的自動化檢測，代替人工，中國農業(yè)科學家從2O04年便開始在國家自然科學基金和科技部“863” 項目支持下， 開展對雞蛋裂紋檢測的無損技術研究，分別采用單一的數字圖像技術、聲學敲擊響應技術以及二者信息融合技術檢測雞蛋裂紋， 分別模擬人的眼睛、耳朵以及2者并用的方法來檢測裂紋雞蛋。結果表明，新技術采用兩種技術信息融合模式的方法對裂紋雞蛋的檢出率可達98％， 能夠充分避免裂紋對雞蛋安全造成的隱患， 保證產品質量。
1.3 課題設計思路
1） 參考所有與雞蛋檢測產品相關數據，了解整個雞蛋檢測機的整機系統(tǒng)的組成。
2）雞蛋檢測機整機方案的確認。
3）雞蛋檢測機整機的設計計算，并對主要零部件進行設計校核。
4）雞蛋檢測機整機三維建模。
1.4 課題設計結構
本文以雞蛋裂紋檢測機項目作為應用背景，對其機械結構進行了研究。全文共分為五章，各章的主要內容如下：
第一章前言部分，主要介紹雞蛋裂紋檢測機的研究現狀和課題研究的目的及意義；
第二章對整個雞蛋裂紋檢測機的整機方案進行確認，包括傳動系統(tǒng)，驅動系統(tǒng)等確認。
第三章完成整個雞蛋裂紋檢測機的設計計算；
第四章對雞蛋裂紋檢測機進行三維建模；
第五章總結了全文的研究工作，給出了存在的問題和進一步研究的方向。
第二章 雞蛋裂紋檢測機的總體設計方案
2.1雞蛋裂紋檢測機的組成及各部分關系概述
雞蛋裂紋檢測機主要由機械系統(tǒng)(執(zhí)行系統(tǒng)、驅動系統(tǒng))、控制檢測系統(tǒng)組成。
執(zhí)行系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)是雞蛋裂紋檢測機完成雞蛋輸送的部件。
驅動系統(tǒng)：為執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動力，并驅動其動力的裝置。常用的有機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動和電傳動。
控制系統(tǒng)：通過對驅動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照規(guī)定的要求進行工作，當發(fā)生錯誤或故障時發(fā)出報警信號。
檢測系統(tǒng)：作用是通過各種檢測裝置、傳感裝置檢測雞蛋的好壞情況，根據需要反饋給控制系統(tǒng)，與設定進行比較，以保證運動符合要求。
2.2 雞蛋裂紋檢測機的方案的確認
2.2.1 驅動方案的選擇
目前機械設備的主要驅動形式有三大類：液壓驅動、氣動驅動和電機驅動。
液壓驅動具有輸出功率大、控制精度高、可無級調速，反應靈敏，可實現連續(xù)軌跡控制等優(yōu)點。但是液壓傳動有較多的能量損失(泄漏損失、壓力損失等)，傳動效率相對低。液壓傳動需要配套設備如：液壓站、各種液壓控制閥等，它適用于重載、低速驅動，成本高，體積大。并不適合。
氣動驅動功率/質量比大，體積小，結構緊湊，密封問題較小，成本低。但是由于氣體壓縮性大，精度低，低速時不易控制，需要專門的氣源輸送站。所以這種驅動方式和液壓驅動一樣，不符合本課題的設計方向。
電機驅動與氣動驅動和液壓驅動相比，具有能精確定位，反應靈敏，可實現高速、高精度的連續(xù)軌跡控制，伺服性好等優(yōu)點；另外結構簡單、易于控制、使用維修方便、不污染環(huán)境，比較適合本課題的設計要求，因此本設備采用電機驅動。
2.2.2 傳動方案的選取
機械傳動按傳力方式分，可分為摩擦傳動和嚙合傳動，摩擦傳動又分為摩擦輪傳動和帶傳動等，嚙合傳動可分為齒輪傳動、渦輪蝸桿傳動、鏈傳動等等；按傳動比又可分為定傳動比和變傳動比傳動。
皮帶傳動是由主動輪、從動輪和緊張在兩輪上的皮帶所組成。由于張緊，在皮帶和皮帶輪的接觸面間產生了壓緊力，當主動輪旋轉時，借摩擦力帶動從動輪旋轉，這樣就把主動軸的動力傳給從動軸。由于皮帶在工作中有滑動，故不能保持精確的傳動比。
齒輪傳動是由分別安裝在主動軸及從動軸上的兩個齒輪相互嚙合而成。齒輪傳動是應用最多的一種傳動形式，它有如下特點
1） 能保證傳動比穩(wěn)定不變。
2） 能傳遞很大的動力。
3） 結構緊湊、效率高。
4） 制造和安裝的精度要求較高。
5） 當兩軸間距較大時，采用齒輪傳動就比較笨重
鏈傳動是由兩個具有特殊齒形的的齒輪和一條閉合的鏈條所組成，工作時主動連輪的齒與鏈條的鏈節(jié)相嚙合帶動與鏈條相嚙合的從動鏈輪傳動。這就是我們常見的自行車鏈輪鏈條傳動原理。鏈條傳動主要用于傳動比要求較準確，且兩軸相距離較遠，而且不宜采用齒輪的地方。鏈傳動的傳動比計算與齒輪傳動相同。
蝸輪蝸桿傳動用于兩軸交叉成90度，但彼此既不平行又不相交的情況下，通常在蝸輪傳動中，蝸桿是主動件，而蝸輪是被動件。本文為了方便傳動系統(tǒng)的安裝，采用渦輪蝸桿傳動形式。
2.2.3 總體方案擬定
本設計雞蛋裂紋檢測機的最終目的是實現雞蛋的輸送并使其產生振動。本次設計就是在這一思維下展開的。根據設計內容和需求確定雞蛋裂紋檢測機，利用三相異步電機驅動渦輪蝸桿減速機帶動雞蛋輸送裝置輸送雞蛋；其雞蛋裂紋檢測機的外形圖可見圖2-1：
圖2-1 雞蛋檢測機結構圖
第三章 雞蛋檢測機整體結構的設計計算
3.1 擬定設計參數
輸送裝置總長：3030mm
輸送線排滿雞蛋個數：36只
輸送速度：0.2m/s
3.2 驅動電機功率計算
3.2.1 輸送線所需拉力的確認
已知條件：可得出排滿后的電瓷帽的個數為36個。單個雞蛋的總量50g，
即：
輸送線的最大拉力為：
功率
pw=vF=1.8×0.2=0.36kw
3.2.2 電動機的功率
（1）傳動裝置的總效率η
由參考文獻[1]表1-2查得：
滾筒效率η1=0.96；
減速器效率η2=0.9；
滾動軸承效率η3=0.98；
鏈輪傳動效率η4=0.97；
輸送鏈傳動效率η5=0.95；
總效率η=η12η22η33η4η5=0.962×0.92×0.983×0.97×0.95=0.7834
（2）所需電動機的功率
Pr=Pw/η=0.36/0.7834=0.425kw
3.2.3 選擇電動機的型號
根據工作條件：為一般工作場合使用，選用常用的三相異步電機。查參考文獻[2]表7-2-2選擇電動機的型號為Y2-80M-4，額定功率0.55kw，滿載轉速1450r/min,電動機軸伸直徑19mm。
3.3 減速機的選擇計算
3.3.1 分配傳動比
3.3.2 選擇減速機的型號
根據工作條件：為一般工作場合使用，選用常用的擺線減速機。選擇減速機的型號為RNYM05-1420-AV,EV-B，額定功率0.55kw，減速比為25
3.4 軸的設計
3.4.1 主傳動軸的設計
（1）選擇材料
由于傳遞中小功率，轉速不太高，故選用45優(yōu)質碳素結構鋼，經調質處理，查參考文獻[4]表12-1得材料的力學性能數據為：
MPa MPa MPa
（2）初步估算軸徑
由于材料為45鋼，查參考文獻[3]表19.3-2選取A=115，則得：
=25.04㎜
考慮裝齒輪加鍵需將其軸徑增加4%～5%，故取軸的最小直徑為30㎜
（3）軸的結構設計
如圖3-1所示，.
圖3-1 主傳動軸
（4）軸上受力分析（如圖3-2a所示）
①鏈輪上的作用力
圓周力：
=1812.298N
徑向力：=635.078
軸向力：=178.098
②求軸承的支反力
水平面上支反力：
圖3-2受力分析
垂直面上支反力：
=487.649N
=1065.057N
（5）畫彎矩圖（如圖3-2b、c）
剖面B處彎矩：
水平面上彎矩=233.8N·m
垂直面上彎矩
=72.2N·m
合成彎矩=244.694
剖面C處彎矩：=9.7N·m
（6）畫轉矩圖（如圖4d）
98.6N·m
（7）計算當量彎矩
因單向回轉，視轉矩為脈動循環(huán)，，則=0.602
剖面B處當量彎矩
=251.3N·m
剖面C處當量彎矩
=60.1N·m
（8）判斷危險剖面并驗算強度
①剖面B處當量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，故剖面B為危險剖面
=MPa=39.3MPa<59MPa
②剖面C處直徑最小，為危險剖面
MPa=22.3MPa
e=0.37
查[4]表14-12，=1.5
=1.5×(0.4×1474.555+1.6×1233.19)=3844.389N
軸承Ⅱ:=1055.095/3376.293=0.313
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