分级挤压式核桃破壳机的设计

前言
我国从20世纪80年代开始着手破壳机的研究和开发，但由于存在一些技术难点，至今此类机器没有得到大范围的推广和应用。

实现核桃加工的机械化生产，有利于提高核桃加工的效率，提高取仁质量。

本次设计的重点是对核桃进行分级以及核桃的破壳，所以所设计的机器名为分级挤压式核桃破壳机的设计。

本次设计所做的主要工作是介绍国内现存的核桃分级、破壳、壳仁分离技术，进行分级、破壳部分的设计，形成整体的机型。

最后对所设计的机子进行电机的选择，带轮的选择，以及带的选择，并进行轴的计算及选择。

设计的目的是大大提高核桃破壳的效率，并且保持核桃仁的完整度较高。

关键词：分级；破壳，效率；完整度
目录
1 绪论 (1)
1.1 课题研究的背景 (1)
1.2 国内核桃破壳研究的现状分析 (2)
1.3 核桃破壳机的市场预测 (3)
2 市场上核桃分级、破壳、壳仁分离装置的研究 (3)
2.1 核桃分级装置 (3)
2.2 核桃破壳装置 (4)
2.3 核桃壳仁分离装置 (7)
3 核桃破壳机的设计 (8)
3.1 核桃破壳机设计方案的制定 (8)
3.2 核桃破壳机的总体结构及工作原理 (9)
3.3 核桃破壳机分级筛网结构设计 (9)
3.4 核桃破壳机破壳结构设计 (10)
4 各部分零件的选择与校核计算 (11)
4.1 电动机的选择 (12)
4.2 带轮的选择 (12)
4.3 带的选择 (13)
4.4 轴的计算 (13)
4.5 选择键联接的类型和尺寸 (14)
5 结论与发展方向 (15)
5.1 结论 (15)
5.2 发展方向 (15)
总结 (16)
致谢 (17)
参考文献 (18)
1 绪论
1.1 课题研究的背景
核桃为胡桃科、胡桃属植物，乔木，高达20.25米；树干较别的种类矮，树冠广阔；树皮幼时灰绿色，老时则灰白色而纵向浅裂；小枝无毛，具光泽，被盾状着生的腺体，灰绿色，后来带褐色。

核桃皮毒性较大，可入药，治疗皮肤脓疖等。

核桃果仁具有很高的营养价值，含有丰富的蛋白质、氨基酸及矿物原素，并具有润肺强肾、降低血脂，预防冠心病之功效，长期食用具有益寿养颜，抗衰老等作用。

核桃果仁具有很高的药用价值，核桃仁有“补气养血，润燥化痰，益命门，处三焦，温肺润肠，治虚寒喘咳，腰脚重疼，心腹疝痛，血痢肠风”等功效。

长期食用益寿养颜、抗衰老，孕妇食用对胎儿智力发育有神奇功效。

核桃果仁具有很高的食用价值，用东北山核桃加工而成的高级食用植物油，油色清味香，品位高档，含有脂肪酸、油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸占88%-96%之间，高于油茶油，也高于食用橄榄油。

常食山核桃仁、油产品，具有健脾开胃、润沛强肾、滋补康复、预防冠心病和降低血脂的功效。

是一种健康味美、营养丰富的天然绿色营养食品。

种仁多破碎成不规则的块状，完整者类球形，由二瓣种仁合成，皱缩多沟，凹凸不平。

外被棕褐色薄膜状的种皮包围，剥去种皮显黄白色。

质脆，子叶富油质。

气微弱，子叶味淡，油样，种皮味涩。

以色黄、个大、饱满、油多者为佳。

近年来，随着经济的迅猛发展、人民生活水平的不断提高，核桃的价值与功能进一步被世人所认识，在国内外的市场上，人们对核桃及其加工品的需求量不断增加。

这就为核桃的发展提供了广阔的市场，同时也对核桃的安全生产和加工质量提出了更高的要求。

但由于核桃品种繁杂，尺寸各异、形状不规则、核仁与核壳间隙小，这个间隙小于壳完全破裂时的变形量，这大大增加了核桃的破壳取仁难度。

破壳后还有很多的工作要完成，怎样实现壳仁分离是面临的又一大难题。

这是核桃破壳技术方面存在的主要问题。

性能良好的破壳机有以下三个特点：
（1）破壳效率高；
（2）破壳后核仁的清洁度高；
（3）破壳机自动化程度高。

1.2 国内核桃破壳研究的现状分析
陕西科技大学的硕士研究生高警进行了核桃破壳机理研究及破壳机的设计，依据核桃破壳机理研究的结果，并结合目前国外成熟的核桃破壳机械的工作原理，本课题中采用定间隙挤压破壳法和定向击打法设计破壳设备。

在课题研究的过程中,由于各个核桃之间的尺寸存在差异，需要根据实际的尺寸条件设计破壳机构，并设计简单的调节装置以适应不同大小的核桃。

先根据破壳方案运用UG 设计出核桃破壳机的三维模型，并根据机械设计理论和优化设计理论对核桃破壳机的三维模型进行优化，最后确定设备的尺寸并加工出样机。

最后,对样机进行试验，确定最终的设计方案。

偏心挤压式核桃破壳机和击打式核桃破壳机在原理上都能够对核桃进行破壳，但是两种设备的破壳效果不尽相同，所以本课题用两种设备利用正交试验对不同种类的核桃进行破壳，通过从破壳效果、破壳机加工成本、操作方便性、设备寿命、环境影响等方面进行比较，确定出最终的设计方案以适应薄皮核桃品种。

山西农业大学的硕士研究生刘德华进行了核桃分级破壳机的设计与试验研究，运用机械设计理论，对核桃分级破壳机的上料装置、传送装置、分级装置以及破壳装置四部分进行了设计，其中上料装置中的隔料器实现均匀喂料，传送装置将样本传送至分级装置，分级装置对样本进行分级处理，最后在破壳装置中进行破壳操作。

利用三维建模软件Solid Works对核桃分级破壳机各部分零件进行建模，并装配以验证有关设计。

新疆农业大学的硕士研究生何义川进行了气动击打式核桃破壳机的设计及试验研究，该机的主要特点是喂料箱里的核桃由喂料拨轮不停地转动将核桃送到喂料箱的出口，并将喂料箱出口多余的核桃往回拨从而防止核桃在喂料箱中出现搭桥；设计出了由两条平行的驱动链和输送核桃盒子组成的输送装置，该装置可以保证核桃被单一连续地输送到破壳工位；同时,设计出了防止核桃在输送过程中有跳动和偏出现象的导向护送装置。

通过对气动击打式核桃破壳机的二次回归正交试验，得到了在不同试验指标下破壳机的破壳回归方程和最优方案。

青岛理工大学的硕士研究生刘明政进行了核桃剪切挤压柔性破壳取仁的机理分析与实验研究，目前所存在的核桃破壳取仁设备主要采用刚性元件，存在破壳率和露仁率低的问题，多数剥壳机一味追求剥壳率的提高，导致高的核桃仁破碎率，损失率较高，并且对不同品种的核桃适应性差。

采用柔性元件并设计合理的机构能有效提高破壳率和露仁率，减少对核桃仁损害，提高了整仁率。

本研究课题利用自行研制的核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离设备，重点对柔性带剪切挤压破壳及脱壳取仁系统进行结构设计与破壳取仁机理分析，并对柔性带剪切挤压破壳及脱壳取仁效果进行实验验证具体研究内容如下:
（1）针对目前核桃生产加工中破壳取仁工序存在的问题，分析了目前核桃破壳取仁方法的优劣，得出机械装置的方法较为理想；针对不同的机械破壳方法，综述了国内外核桃破壳以及脱壳取仁机械设备研究现状，并对坚果破壳过程中的力学特性的国内外研究现状进行了分析。

在上述分析的基础上，提出了基于剪切挤压机理柔性带核桃破壳取仁的研究课题。

（2）进行了核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离装置的结构设计，设计了柔性带剪切挤压破壳及脱壳系统，柔性叶片锤击取仁系统，气力与柔性螺旋叶片耦合作用下核桃壳仁滚筒双向分离系统，并分析了每个系统中的关键技术和工作原理；对核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离装置的有益效果进行了分析；设计了新型核桃分级设备，并对核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离装置三个系统中各自相应的部件进行改进设计。

1.3 核桃破壳机的市场预测
随着社会的进步与人们生活水平的提高以及核桃市场的发展，核桃破壳机的市场肯定会越来越好，需求量会越来越大，所以说这一块的市场市很好的。

但是目前这一市场还不成熟，技术也不是很成熟，急需大量的科技工作者涌入这一领域。

2 市场上核桃分级、破壳、壳仁分离装置的研究
2.1 核桃分级装置
①锥辊式分级装置，如图2-1所示，该装置用一对相对转动的锥形辊挤压核桃，核桃在两锥形辊的带动下不停地翻动，核桃在重力和上端核桃对其侧向挤压力的共同作用沿锥形辊向下移动直至两锥形辊的间隙大于核桃的直径时，核桃通过间隙落下。

理论上锥辊也可用圆辊，只要两端的间距不同即可，且线速度相同，锥辊则线速度不同。

该装置分级时如果核桃进料过多会造成上层核桃无法及时与下层核桃进行交换，使前一级的核桃在后一级甚至后几级才被分离出去，出现分级混杂现象。

另外有的核桃是椭球形的，这些核桃在下滑时，会因下滚姿态的不同，而在不同的位置下落，从而造成分级误差。

1.锥辊
2.核桃 1.进料斗 2.出料斗
3.栅式滚
图2-1 锥辊式分级装置图2-2 栅式滚筒分级装置
②栅式滚筒分级装置，如图2-2所示，该装置由栅条组成的有一定锥度滚筒构成，滚筒的转动带动核桃不停地上升和下落，并在重力和离心力的驱动下向前移动，直至从滚筒中脱出。

该装置结构简单，能耗低、分级均匀度高。

1.窝眼辊
2.核桃 1.核桃 2.齿盘
3.齿板
图2-3 对辊窝眼式破壳装置图2-4 双齿盘-齿板式破壳装置
2.2 核桃破壳装置
①对辊窝眼式破壳装置，如图2-3所示，对辊窝眼式开口装置的每个辊上同一个圆周平均分布着8个窝眼。

窝眼在整个挤压辊表面上呈交错排列，窝眼纵向间距为54mm，所有窝眼开口半径均为30mm，但不在同一圆周的窝眼的深度都不相同，从13mm 依次增加 0.5mm 直到 20mm 为止，辊的长度870mm。

该装置能对大小不同的核桃进行定距离挤压，同时挤压时用窝眼抓取核桃，抓取可靠，核桃挤压时不会窜动，能进行可靠的挤压。

破壳的核桃需进行进一步的脱壳。

该装置生产能力>150kg/h，
核桃按粒径大小自动分级的准确率>95%，开口率>95%，破碎率<2%。

②双齿盘—齿板式破壳机，如图2-4所示，齿盘旋转带动核桃边旋转边挤进由齿盘、偏心圆弧齿板组成的剥壳区，受到挤压作用，核桃表面产生裂纹并逐渐扩展，直至最终完全破裂，碎壳和仁从最小间隙处掉下。

由于该装置能较好满足“四点加压”原理，且可实现核桃的滚动挤压，因此破裂效果好、碎仁率低。

最大生产率 180kg/h，破壳率 90%以上，高路仁率 70%-90%，其中一路仁率 30%-40%。

1.挤压辊
2.核桃 1.外磨 2.核桃
3.内磨
4.挡板
图2-5 变形恒定破壳装置图2-6 内外磨破壳装置
③变形恒定破壳装置，如图2-5所示，该破壳装置是由一对螺纹螺方向相反的滚柱组成，在滚柱上切制有螺距恒定的梯形栅纹，栅纹滚柱在结构上保证了核桃的实际变形能随果径的增大而增大。

当核桃夹在一对左、右螺纹之间时，形成了四点加压。

不同果径的核桃可在不同开度处壳。

为避免核桃与滚柱间发生相对滑移，滚柱面进行了“滚花”处理。

④内外磨核桃破壳装置，如图2-6所示，外磨1固定在机架上，内磨3在电机的带动下转动。

核桃2在内外磨之间的间隙内破裂脱壳，当破碎到合适的粒度后，由挡板4与内磨下底之间的缝隙落到落料扳上。

因该机不能自动适应核桃的大小，又由于目前核桃品种不纯、大小不一，因此该机在实际使用中存在一定缺陷，破裂果径不同的核桃，需更换尺寸大小不同的内外磨。

⑤圆盘破壳装置，如图2-7所示，该装置由一对端面呈倾斜、上宽下窄的破壳盘3组成的。

两破壳盘用等速万向节5偶合。

狭缝角度通过动轴承组件1、4可调，狭缝宽度通过破壳盘上的固定螺钉2可调。

落人破壳盘狭缝一侧的核桃6，随盘旋转经最窄处破壳后从另一侧甩出。

该机可破大小混杂在一起的核桃。

1.主动轴
2.螺钉
3.破壳盘 1.定破壳板 2.调距手柄 3.偏心轴
4.从动轴
5.万向节
6. 核桃 4.动破壳板
图2-7 圆盘破壳装置图2-8 6PK-400核桃破壳机简图
⑥平板挤压破壳装置，李忠新等人选用平板挤压破壳方法，采用了一对端面呈倾斜、上宽下窄的破壳板作为核桃破壳工作部件，对核桃进行破壳取仁。

并设计出了 6PK-400 核桃破壳机，如图2-8所示，该装置由一对端面呈倾斜、上宽下窄的破壳板组成。

动破壳板一端通过铰链连接到壳体，一端可由偏心轴带动做往复曲线运动；定破壳板是一可调挤压直板，上方一端与机体铰接，下方与调距手柄相连，手柄由可转动的一段螺栓组成。

旋转手柄可推动定破壳板前后运动，用来调节两板之间的间隙和角度，使挤压间隙的最小宽度小于果壳的直径，并近于核桃果仁最大外径。

破壳板表面焊有鱼鳞状铁网，有许多细小的横纹，用于增加与核桃接触的粗糙度。

落入破壳板狭缝的核桃，随动破壳板运动经最窄处破壳后，经出料口甩出。

该机可破大小混杂在一起的核桃。

⑦弧板—滚筒破壳装置，如图2-9所示，该装置是由弧形板2和滚筒1组成，在滚筒上装有两个角度成 180°的活塞，两活塞由弹簧支撑。

当分级后的核桃喂入旋转滚筒后，自行定位在活塞的顶端，随滚筒转动，在活塞和弧板的共同挤压下破裂，而后进入料斗。

半仁以上的占 75%，碎仁占 15%，未破壳的约占 6%，生产能力 30kg/h。

1.滚筒
2.弧板
3.活塞
4.弹簧 1.机架 2.出料口 3.主滚筒 4.进料
5.电机
5.气压装载系统
6.敲击臂
7.压杆滚筒
8.电机
图2-9 弧板-滚筒破壳装置图2-10 机械打击破壳装置
⑧机械击打破壳装置，如图2-10所示，打击方式破壳能得到较多的高路仁，破壳后的核桃壳较碎，有利于实现核桃的机械破壳，破壳的综合效果优与挤压破壳。

洪翎等人采用仿生机械敲击臂敲击山核桃使其破壳，研制了一种采用机械击打方式的实用高效手剥山核桃破壳机。

该机主要由输送机构、破壳机构、传动机构、电机及机架等组成，不受山核桃形状和大小限制，免除了分级步骤。

⑨碰撞碎壳装置，如图2-11所示，该装置由上机壳10与下机壳4，以及传动部件组成。

上机壳下部设置和传动部件相连的脱辊，脱棍与上机壳的外壁之间设置数根固连在上机壳两侧与脱辊平行的辐条筛9，相邻辐条筛的间距为18-20mm，辐条筛与脱棍之间形成上大下小漏斗形状的脱壳室 8，辐条筛的下部和脱辊之间形成脱壳室的咽喉，进入脱壳室的核桃在凸筋的抛送下与辐条筛碰撞击碎核桃壳，为碰撞的核桃在咽喉处被搓擦挤压破碎。

脱出的核桃仁一、二等品占 70%以上。

1.料斗
2.挡板
3.绒辊
4.出料斗
图2-11 碰撞破壳装置图2-12 绒辊壳仁分离装置
2.3 核桃壳仁分离装置
①绒辊壳仁分离机，如图2-12所示，由一对外表面包着绒布2的辊子3组成。

两个辊子全程彼此接触反向转动且相对于水平面倾斜。

当壳和仁从料斗1喂入后表面光滑的仁不易被绒毛粘附沿两辊之间的凹槽向下滑移，直至从底端排出。

端口粗糙的壳被绒毛粘附经过绒辊落入排料斗4。

为了达到一定的分离效果，一般该装置由多对绒辊组成，进行反复分离。

由于仁的断裂端口也有毛刺易被毛绒粘附，因此分离效果不好。

1.接壳斗
2.进料斗
3.分离带
4.接仁斗
图2-13 带式壳仁分离装置图2-14 分选式壳仁分离装置
②带式分离壳仁，如图2-13所示，环形带沿长度方向与水平面倾斜，带面由低端向高端运行。

表面光滑的仁沿带面下行从底端排出端口粗糙的充顺带面上行，从高端排出。

为了达到分离精度，一般采用多层分离带分离。

由于仁的断裂端口也会有毛刺，所以该装置也不能很好地分离壳和仁。

③风选式分离壳仁，如图2-14所示，运用气流分选法分离核桃壳仁，气流由风机提供，可以调节风量。

新疆农大核桃壳仁分选机包括喂料斗1、机架2、物料输送装置3、抖动装置4、风机10和 R 型分选装置17。

机架2上方设喂料斗1，喂料斗1下方设输送装置3；抖动装置4位于输送装置3下方，抖动装置4和分选装置17间设喂料淌板16；支架11上安装风机10，风机出口接入分选装置17；分选装置17由中空通风腔22，气流入口21、节流器13、仁出口通道15、物料入口通道23、壳出口通道14和泄压口18等7部分组成。

本实用新型具有较高的壳、仁分选率，且结构简单、操作方便等特点。

3 核桃破壳机的设计
3.1 核桃破壳机设计方案的制定
核桃破壳机设计方案的制定是一个相当复杂的过程，要想设计出一款好的机器，就要在经济性和实用性上下功夫。

要综合考虑诸多方面的因素，包括产品实用性、经济性，安全性，实用性就要要求所设计的产品便于操作，经济性则要求产品效率高，同时自动化程度高，节省劳动力，降低劳动成本。

安全性要考虑所设计的产品在生产加工过程中安全系数要高，充分考虑工人的人身安全。

基于以上所要考虑的各个方面，我们要通过所学的专业知识对所设计的产品进行全面的分析，使得产品在后期的工作中没有后顾之忧。

通过对国内外核桃破壳机的分析，以及查阅大量文献资料，此次我设计的是分级挤压式核桃破壳机。

整个装配图由进料口、机架、分级部分、挤压部分、传动部分、电动机等组成。

核桃由入料
口进入分级部分然后经过挤压部分破壳最后进行收集。

3.2 核桃破壳机的总体结构及工作原理
分级挤压式核桃破壳机的总体结构包括：进料口，分级筛网，筛轴，挤压板，辊子，机架，电动机，大皮带轮，小皮带轮等组成。

工作原理：核桃经由进料口进入破壳机，先进入分级筛网进行分级，经过分级处理后，核桃按照其大小的不同被分为若干等级，被分级好的核桃掉落至核桃挤压装置中，可以根据核桃的大小来制定核桃破壳挤压的具体距离，在发动电动机以后，辊子转动，核桃在该挤压区受到连续四点挤压，最后破壳成功。

下图3-1为本次设计机器总体装配图：
图3-1 分级挤压式核桃破壳机
3.3 核桃破壳机分级筛网结构设计
对比我们前面提到的各种分级装置，栅式滚筒分级装置结构比较简单，耗能少，并且分级精度也比较理想，分级均匀度高，所以我们选用此装置作为本机的分级装置，如图3-2所示：
图3-2 栅式滚筒分级装置
为了防止核桃在两条栅条之间移动混乱，在此对栅条滚筒进行改进，我在栅条的垂直方向上加上一圈一圈的钢圈，如图3-3所示，滚筒的转动带动核桃不停地上升和下落，并在重力和离心力的驱动下向前移动，直至从滚筒中脱出。

因为核桃是不规则的近似圆形，并且单靠重力与离心力的作用很难使核桃向前移动（栅条的锥度也并不是很大），所以我在滚筒内设计加上一个像弹簧一样的螺旋装置，，螺旋的厚度为5厘米，使滚筒和螺旋装置一块旋转，这样核桃就会随着螺旋方向在滚筒内向前移动。

图3-3 分级筛选装置
3.4 核桃破壳机破壳结构设计
根据我们前面提供的几种破壳方式，综合分析利弊，我们在这里选择变形恒定破壳装置，该破壳装置是由一对螺纹方向相反的滚柱组成，在滚柱上切制有螺距恒定的梯形栅纹，栅纹滚柱在结构
上保证了核桃的实际变形能随果径的增大而增大，如图3-4所示：当核桃夹在一对左、右螺纹之间时，形成了四点加压，两个滚柱发生相对转动，核桃在压力的作用下，进行破壳。

图3-4 变形恒定破壳装置
但是此装置也有一些不足之处，最大的弊端就是两个滚柱之间的距离是不可调整的，虽然说两个滚柱之间的距离根据滚柱上螺纹的直径大小的改变是能够改变的，但是因为滚柱整体的直径不会很大，所以这个距离的改变是非常有限的。

并且由于是两个滚柱，四点加压只有一个地方，会影响破壳的效果。

最后由于滚柱的表面比较光滑，可能在挤压时发生打滑。

我在此基础上对此进行了改进如图3-5所示，让其中的一个滚柱固定，不再转动，并且去掉螺纹，在上面加一个锯齿形的板子，形成挤压板。

另一个滚柱设计成一个辊子，不再用螺旋结构，在挤压部分设计成锯齿形，辊子与挤压板的距离可以通过手轮调节，在辊子的锯齿形部分加上一条筋。

这样设计最大的好处就是可以根据核桃的大小自由的调节挤压板与辊子之间的距离，以适应实际情况，并且由于挤压板上面是一个锯齿形的板子，在破壳的过程中可以持续的四点加压，由于有筋的缘故，所以会减小打滑的情况，提高破壳的效率。

图3-5 分级挤压装置
4 各部分零件的选择与校核计算
4.1 电动机的选择
按工作要求和条件，选用三相变频异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型，功率为5.5KW ，电动机的转速为1440min r ，根据转速和功率，由设计文献３查出的电动机型号，因此有以下三种传动比选择方案，如4-1表所示：
表4-1 电动机型号与功率转数的对应关系
综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量，功率，以及转速，可见第1种方案比较合适，因此选定电动机的型号是Y132M-4。

4.2 带轮的选择
确定带轮基准直径：查表知道主动轮的最小基准直径为： 1min 75d d mm = （4-1） 根据带轮的基准直径系列与实际情况：
取 1100d d mm = （4-2） 计算从动轮（大皮带轮）的基准直径，取传动比为1:3：
211003300d d d d i mm ==⨯= （4-3） 根据基准直径系列，取：
2300d d mm = （4-4） 验算带的速度：
11 3.1410014407.54/601000601000
d m
d n V m s π⨯⨯===⨯⨯ （4-5） 速度在 5-25m/s 内，合适。

4.3 带的选择
确定设计功率Pc ，选取V 带类型：查表可得工作情况系数 ：
1.2A K =，
1.2 5.5 6.6c A P K P kw ==⨯= （4-6） 依据 6.6,1440/min c m P kw n r ==，所以选取普通A 型V 带。

确定普通V 带的基准长度和传动中心距：
0(0.72)(100300)280800a mm =⨯+= （4-7） 初步确定中心距：0500a mm =，
计算带的初选长度：
2
2100120()2()24d d d d d d L a d d a π
-≈+++，带入： 2
(300100)2500(100300)24500π
-⨯+++⨯， =1630mm （4-8） 选取带的基准长度:
1800d L mm = （4-9） 计算带的实际中心距 a 为:
001800163050058522
d L L a a mm --=+=+= （4-10） 带的中心距离在一定范围内是可以调节的。

4.4 轴的计算
初步确定主动轴的最小直径，根据课本中的公式初步估算主动轴的最小直径，选取的材料为45#钢，调质处理，根据文献1中的表15-3，取：
0120A =，
1p =1
p η•=5.5⨯0.99=5.445KW （4-11）
则：min 12018.7mm d A === （4-12）
取整数，所以d=19mm 。

筛轴的从动功率为：
2p =321p ηη••=5.445×0.8×0.98=4.27KW （4-13） 按文献1中的公式初步估算筛轴的最小直径，选取的材料为45#钢，调质处理，根据文献1中的表15-3，取：
0112A =，
2n =1440/3=480
则：min 11221.58mm d A === （4-14）
取整数，所以d=22mm 。

4.5 选择键联接的类型和尺寸
本设计中有四处要求使用键联接，一处为电机轴处与小皮带轮的连接键，此处为键1，此处轴的直径d1=19mm 。

一处是在筛轴与大皮带轮的连接处，此处为键2，此处轴的直径d2=22mm ，一处是辊子与小皮带轮的连接处，此处的键为键3，此处轴的直径d3=21mm ，最后一处为调整丝杠与手轮的连接处，此处的键为键4，此处轴的直径d4=18mm 。

一般8级以上的精度要有定心精度的要求，所以选择用平键联接，此处用圆头普通平键（A ）型。

根据以上的数据，从机械设计手册中53页查得键1的截面尺寸，并且根据课本106页表6-1的尺寸的基本规定,把键的尺寸确定为：宽度b=6mm ，高度h=6mm ，参考小皮带轮的轮毂的宽度和键的长度系列，可以确定取此键的长度L=80mm 。

查得键2的截面尺寸为：宽度b=6mm ，高度h=6mm ，根据大皮带轮的轮毂宽度取此键的长度L=40mm 。

查得键3的截面尺寸为：宽度b=6mm ，高度h=6mm 。

由轮毂的宽度并参考键的长度系列，取该键的键长L=40mm 。

查得键4的截面尺寸为：宽度b=6mm ，高度h=6mm ，由手轮的轮毂宽度结合长度系列取此键的键长为：16mm 。