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湘潭大學 畢業(yè)設計說明書 題 目： 板栗脫毛殼機的設計 學 院： 專 業(yè)： 學 號： 姓 名： 指導教師： 完成日期： 湘 潭 大 學 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目： 板栗脫毛殼機的設計 學號： 姓名： 專業(yè)： 指 導教師： 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 設計要求：設計板栗脫毛殼機，要求能對剛采摘的板栗苞進行外層毛殼的剝落工作；機械作為家庭用農(nóng)用機械；要求工作效率為 450KG/h 以上；整個機械的高度不能超過 ；機械工作環(huán)境要求不高；易于維修。 圖表要求：設計的圖紙工作量不少于一張 應該對整個機械和重要零件表達清楚；圖紙要求打印紙質(zhì)版；對整個機械進行三維建模。 論文要求：設計的說明書總字 數(shù)不少于 8000 字，按照規(guī)定模板進行排版，目錄做成鏈接形式，英文文獻和文獻譯文作為說明書的附錄附在說明書正文后。 二、重點研究的問題 1、該機器的工作原 理； 2、機架的設計； 3、其他零部件的設計； - 2 - - 2 - 三、進度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 1 查閱資料、調(diào)研 1 至 2 周 2 開題報告、制定設計方案 第 3 周 3 設計 第 6 周 4 分析、仿真 第 7 周 5 初稿 4 月 10 日 6 修 改，出第二稿 4 月·· 7 正式稿 5 月 8 日 8 達辯 5 月 27、 28 日 四、應收集的資料及主要參考文獻 [1]、宋 超 《板栗精加工技術》 [期刊論文 ]1993(06) [2]、孫繼臣 常顯伶 王志軍 劉文華 劉建 《 板栗脫蓬機的設計研究》（學術期刊論文） 計制造 2011 [3]、陳俊紅 鄢豐霞 《國內(nèi)外板栗產(chǎn)業(yè)研究進展》 （學術期刊） 板栗產(chǎn)業(yè)·產(chǎn)業(yè)化 2012 [4]、 D. ]of 1993. [5]、 ](2) 53~60. - 3 - - 3 - 湘 潭 大 學 機械工程學院 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 板栗脫毛殼機的設計 姓 名 學號 專 業(yè) 班級 指導教師 職稱 填寫時間 20**年 3 月 - 4 - - 4 - 一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況 1、 選題依據(jù)：畢業(yè)設計是我們畢業(yè)需完成的畢業(yè)任務，之前在 教頻道看到《我愛發(fā)明》欄目，里面有一期是《擠栗子》，那時候?qū)@個已經(jīng)有了興趣。 在選題的時候秦老師這里正好有這個課題，這就是我的選題依據(jù)。 2、 課題的意義：每到秋天的收獲季節(jié)，板栗樹上都是一簇簇帶滿刺的板栗包，板栗好吃，可是打開它卻很是麻煩，特別是在工業(yè)化發(fā)展的情況下，我們要對板栗進行加工，就必須生產(chǎn)出能很好完成去殼任務，而且工作效率高的機械來代替人工去殼操作，減輕勞動強度和提高生產(chǎn)效率。 3、國內(nèi)外基本研究情況：國內(nèi)普遍采用旋轉(zhuǎn)揉搓原理，在主脫蓬軸的正常運轉(zhuǎn)下，由于脫蓬軸加工成上小下大形狀，當有不同大小的板栗蓬放入機器，板栗蓬會在主脫蓬軸的帶動下在不同位置將板栗球搓開（既大的板栗蓬在靠上 位置被搓開，小的板栗蓬在靠下位置被搓開。板栗蓬被搓開后板栗米和刺 同時掉到下面的震動篩上，在震動篩的震動作用下，板栗米從篩子上掉到 下面的接米板上，板栗刺順著篩子滾到了地上，實現(xiàn)了板栗脫蓬、毛刺分 離的理想效果。 立式板栗脫蓬機特點： 轉(zhuǎn)子為錐度保證了大小板栗在不用挑揀就可以全部剝殼，大小板栗在不同的區(qū)位剝開。揉搓式原理保證了板栗的光澤和品質(zhì)，不會有劃傷，和碎米。還有一種原理是 通過一對相向轉(zhuǎn)動的輥輪將帶蓬的板栗擠入輥中，在不斷旋轉(zhuǎn)的脫蓬輥的擠壓 、 揉搓中，將外部的蓬體與內(nèi)部的板栗剝離開來，再利用抖動的篩體將 比重相差較大的蓬皮和板栗籽粒分開，實現(xiàn)作業(yè)目標。 - 5 - - 5 - 二．研究內(nèi)容、預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標完成課題的 方案和主要措施 1、研究內(nèi)容：板栗脫毛殼機的設計 2、預計達到的目標：板栗脫毛殼機的原理設計、三維圖設計、平面圖，包括裝配圖和零件圖，總量不少于 1 張 紙、完成 6 頁左右的英文參考文獻的翻譯、不少于 30頁的 3關鍵理論和技術： （ 1）、揉碎板栗毛殼的機構。采用雙輥輪式反轉(zhuǎn)結(jié)構來實現(xiàn)板栗毛刺的剝落操作，輥輪的結(jié)構是里面為鋼滾筒，外層是橡膠皮套，皮套上有凸起的橡膠齒，兩 個輥輪反轉(zhuǎn)，人工喂養(yǎng)的板栗苞進入兩輥輪之間，通過擠壓和揉搓作用使毛殼脫落，實現(xiàn)毛殼和板栗的分離。外層的橡膠皮套硬度不高，能有效的減少因擠壓造成的辦理破碎情況，同時凸起的橡膠齒能對那些尺寸比較小的辦理進行擠壓和揉搓，可實現(xiàn)不經(jīng)人工挑選就可直接進行板栗脫蓬，提高了工作效率也減輕了人的勞動量。 （ 2）、傳動機構。板栗脫毛殼機的傳動機構采用帶傳動。由于本機械的使用環(huán)境大多是在山區(qū)，甚至經(jīng)常在果園內(nèi)，灰塵和雜物都比較多，不宜采用齒輪或其他需要潤滑的傳動機構，另外帶傳動輕便、易維修和更換。本機械的動力機構采用普通 單相電機，為實現(xiàn)野外工作，可設計放置農(nóng)用柴油機的框架，供野外動力源。 （ 3）分離清選機構：經(jīng)過揉搓的板栗是毛殼和板栗混在一起的，我們要把板栗從里面清選出來。本機械采用抖動式塞孔板加鼓風機結(jié)構進行板栗的清選操作。揉碎的板栗和毛殼通過重力作用掉入塞孔板，孔的尺寸和比板栗稍大，可以使板栗和碎的毛殼掉落，大于孔尺寸的毛殼通過塞孔板的抖動作用被送到毛殼區(qū)。掉落的板栗和小的毛刺通過鼓風機的風力作用，是板栗和毛殼被分離，板栗繼續(xù)掉落到集栗漏斗，再落入框中，完成分離操作。 3、技術指標：脫凈率 >99%、破碎率 98%、生產(chǎn)率≥ 500KG/h - 6 - - 6 - 三、主要特色及工作進度 主要特色 ： 可顯著提高生產(chǎn)效率和減輕勞動量、能獲得滿意的脫毛殼效果、設計有帶農(nóng)用柴油機的裝置，方便野外作業(yè)、單人操作即可完成、維修簡便、價格和設計成本低廉等。 工作進度 ： 1. 查閱資料、調(diào)研 1 周 2. 開題報告、任務書 2~3 周 3. 方案，結(jié)構原理設計 4~5 周 4. 總裝配圖 ，零部件圖的繪制 6~10 周 5. 寫出初稿 11~12 周 6. 修改，寫出正式稿 13 周 7. 答辯 14 周 - 7 - - 7 - 四、主要參考文獻 [1]、王民等 .《 秸稈制作成型燃料的試驗與研究》 1993， 9（ Ⅱ ）：99- 103. [2]、郭康權，趙東等 .《 植物材料壓縮成型時，粒子的變化及結(jié)合形式》 1995， 11（ 1）： 138- 143. [3]、成大先 《機械設計手冊》（第三版）第 2 卷 械工業(yè)出版社， 2004. [4]、宋 超 《板栗精加工技術》 [期刊論文 ]1993(06) [5]、中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院 《 農(nóng)業(yè)機械設計手冊》 國工業(yè)出版社，1971. [6]、孫繼臣 常顯伶 王志軍 劉文華 劉建 《 板栗脫蓬機的設計研究》（學術期刊論文） 計制造 2011 - 8 - - 8 - 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 系意見 系主任簽名： 年 月 日 院意見 教學院長簽名： 年 月 日 - 9 - - 9 - 湘 潭 大 學 畢業(yè)論文（設計）評閱表 學號 姓名 專業(yè) 畢業(yè)論文（設計）題目： 板栗脫毛殼機的設計 評價項目 評 價 內(nèi) 容 選題 現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的； 量是否適當； 研、社會等實際相結(jié)合。 能力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運用能力； 與計算機應用能力； 論文 （設計）質(zhì)量 述是否充分，結(jié)構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無觀點提煉，綜合概括能力如何； 無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 評閱人： 年 月 日 - 10 - - 10 - 湘 潭 大 學 機械工程學院 本科畢業(yè)設計（ 論文）中期報告 題 目 板栗脫毛殼機的設計 姓 名 學號 專 業(yè) 班級 指導教師 職稱 填寫時間 20**年 4 月 - 11 - - 11 - 一、總體方案的確定 方案一：板栗脫毛機的工作原理是兩個向相反方向轉(zhuǎn)動的輥輪通過對板栗外殼的相互擠壓和滑擦，擠壓的作用是將包裹在板栗果實上面的毛殼擠碎，是毛殼與果實相分離，滑擦的作用是將已經(jīng)擠碎或者粘附在果實上的細小的毛殼和毛刺掃落下來，以增加工作機對板栗毛殼脫毛的去殼率，然后分離的板栗果實和毛殼經(jīng)過抖動帶孔的篩板的 篩選，讓比較大的毛殼與果實分離，細小的毛刺和板栗果實進入下一級篩選機構 —— 鼓風機篩選，鼓風機的風力作用，將細小的毛刺徹底地從板栗果實和毛刺的混合物中分離出來，達到果實與毛殼的徹底分離，最后果實落入已放置好的集物箱。 該方案的主要工作部件是兩個輥輪、篩板、鼓風機、電機、導向槽、外殼、電源開關，機構有電機提供動力源，輥輪、篩板、鼓風機和導向槽是工作部分，電源開關是控制部分。所有的運動傳遞都采用帶傳動，并在相互嚙合的部位上加潤滑油。該機構的優(yōu)點是去殼和脫毛率都能到到要求，并且制造成本和精度都不是很高，就是 普通農(nóng)用機械的制造精度，還有由于是帶傳動，所以對工作環(huán)境的要求不是很高，能適應在果園現(xiàn)場作業(yè)，機構的去毛率和工作效率都比較高，缺點是帶傳動需要定期的進行張緊操作，工作久了之后容易出現(xiàn)整體打滑的情況。 方案二：板栗脫毛機的工作原理是通過一個兩端大小不一的圓錐形滾筒轉(zhuǎn)動，然后使板栗苞擠壓到滾筒和機器外殼之間，通過擠壓是板栗苞和果實之間實現(xiàn)分離操作。分離后的毛殼和果實落入第一級篩選機構，抖動篩板，將大的毛殼分離出去，細小的毛刺和板栗果實落入第二級篩選機構，鼓風機篩選，將細小的毛刺徹底地與辦理果實分離，最后果實落入 集物箱，完成整個去毛 - 12 - - 12 - 殼工作。 該機構的工作部分是滾筒、兩級分離機構，動力部分是電機，控制部分是電源開關。所有的運動都由帶傳動來傳遞，由電機到抖動篩板和滾筒，相互嚙合的機械部分需加入潤滑油潤滑。機構的優(yōu)點是整體機構比較簡單，部件和傳動路線少，易于維護和修理，制造成本和制造精度不高，帶傳動對機器的工作環(huán)境要求不高，能滿足果園現(xiàn)場操作的要求，缺點是帶傳動需要電器張緊操作，長時間使用后容易出現(xiàn)整體打滑的現(xiàn)象，該機構的去毛率和工作效率并不是很高，并且很難再設計過程中進行調(diào)節(jié)。 綜上所述，最終的設計方案 選擇方案一。 - 13 - - 13 - 二． 已完成的工作情況 1、傳動系統(tǒng)的確定 該機構的傳動全部是帶傳動。傳動路線是是電機通過帶傳動帶動主動輥輪的轉(zhuǎn)動，主動輥輪通過傳動帶帶動從動輥輪轉(zhuǎn)動，并且是反向轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)最主要工作部分的運動；第一級篩選機構的運動是由電機到主動輥輪之間的傳動帶與第一級篩選機構的帶輪作用，帶動與帶輪相配合的凸輪機構轉(zhuǎn)動，凸輪機構與抖動篩板組成凸輪推桿機構，從而實現(xiàn)篩板的抖動運動；第二級篩選機構的運動直接由電源開關控制電路的通斷來控制。 2、標準零部件的類型確定 該機構是作為普 通低檔農(nóng)用機械使用，因此制作成本和精度都要求不高，所以能使用標準零件的盡量使用標準零部件。由于機械的工作環(huán)境要滿足果園現(xiàn)場工作的要求，并且主要工作部分承受的是輕載中等速度，主要的工作力是在徑向方向上，軸向力很小，故在轉(zhuǎn)動部件端部的支撐零部件的選用上選用深溝球軸承，潤滑油選用 1992年行業(yè)標準 軸承油；機械的運動傳遞是帶傳動，作為農(nóng)用機械，要求耐用，能滿足比較惡劣的工作環(huán)境，而且價格適中，所以選擇普通 V 帶傳動；由于用戶使用的基本上都是普通照明電路，所以電機選用普通的單相電機作為動力；鼓風機可 直接由市場上采購合適尺寸和功率的機子。 3、輥輪的初步設計 輥輪是該機械最為重要的工作部分，經(jīng)過參閱其他農(nóng)用機械的使用和設計情況，初期決定輥輪內(nèi)圈由鋼結(jié)構支撐，外圈是橡膠圈，并且?guī)в型蛊鸬妮嘄X。外圈的尺寸是 420*205齒的齒高為 15有 45°的傾角。滾輪內(nèi)部與軸之間相配合的部位暫未設計。 - 14 - - 14 - 三、本階段工作總結(jié) 1、 工作總結(jié)： 畢業(yè)設計的前期完成的工作比較少，主要是自己還沒有全心全力的去做，加上找工作、入黨等事情都堆積在了一起，時間和精力上都有沖突，最終導致畢業(yè)設計的進程慢，已經(jīng)超出 了預算的時間限額。 在完成前期的工作的過程中，還遇到了一些困難，其一是機械的各項數(shù)據(jù)無法計算和查閱，圖書館幾乎沒有這方面的書籍或者資料，在網(wǎng)上搜索的也都是一些農(nóng)用機械生產(chǎn)廠家的成品，也只有一些外形整體尺寸和基本的使用參數(shù)，而如何或者這些參數(shù)我還不清楚，導致還不能很精確的確定生產(chǎn)率等基本工作參數(shù)；第二是覺得自己在設計這個課題任務時候很多知識點都已經(jīng)忘記，以至于需要重新查找資料和書籍，在三維建模的時候也是，會忘記一些操作指令，這也給工作效率帶來一定的影響；第三是在搜集材料的過程中發(fā)現(xiàn)本課題能夠借鑒的材料實在很少 ，而且很多是沒有什么實質(zhì)性的材料，所以很多部件和工作原理還要自己通過想象去尋找。 現(xiàn)在對板栗脫毛殼機的設計都只停留在理論部分上，沒有具體的檢測和測試條件以及設備，所以在很多方面都只是模擬和理論計算。 盡管有這些困難，盡管時間已經(jīng)超出了前期的預算，但我相信在后期我會全力以赴的做這個工作，在額定的時間內(nèi)做好這個課題任務。 - 15 - - 15 - 四、下一步需要完成的任務 1、 各零部件的尺寸設計； 2、 根據(jù)所設計的非標準零件尺寸，選擇標準零件與之配合； 3、 零部件的三維模型以及整個機械的裝配模型； 4、 編寫設計計算說明書； 5、 翻譯英 文參考文獻； 6、 導出二維工程圖以及修改和打印工程圖； 7、 準備答辯。 - 16 - - 16 - 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 - 17 - - 17 - 湘 潭 大 學 畢業(yè)論文（設計）鑒定意見 學號： 姓名： 專業(yè)： 畢業(yè)論文（設計說明書） 54 頁 圖 表 34 張 論文（設計）題目： 板栗脫毛殼機的設計 內(nèi)容提要： 該設計的主要內(nèi)容是設計一個能脫除板栗最外層殼刺的小型家庭農(nóng)用機械。 該機械的作用是對板栗進行脫毛殼，并將脫殼后的板栗進行分離清理，最后的產(chǎn)品是板 栗果實，要求有較高的生產(chǎn)效率、較高的脫殼率等等。 該設計的特點是機械是作為家庭用的小型農(nóng)用機械，電機為普通家庭照明電路供電 的單相交流電動機；工作原理是一對相互反向轉(zhuǎn)動的輥輪對板栗的擠壓和滑擦 使板栗毛 殼脫落，抖動篩板作為大毛殼的清選工作，鼓風機作為細小毛殼及碎屑的清選機構，整 個機械能完成板栗從脫毛殼到清選的全部工作。 在該設計的機械中，最重要的工作部件是雙輥輪機構的設計，該機構要求相互反轉(zhuǎn) 的運動，同時有一個轉(zhuǎn)速差，通過查找資料和相類似機械的文獻得知轉(zhuǎn)速差在 合 適，為了保護板栗不被破壞，故將輥輪混設計為外層是帶輪齒的橡膠外殼，該機構能較 好的完成板栗的脫毛殼作業(yè)。除此之外是下殼體的設計，該零件是作為雙輥輪機構和抖 動篩板機構的支撐件，設計結(jié)果為采用鑄件，軸承安裝 處參考減速器殼體的設計結(jié)果來 做結(jié)構設計。 整個設計能較好的完成板栗脫毛殼作業(yè)，基本能達到任務要求。 - 18 - - 18 - 指導教師評語 指導教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 答辯委員會主任： 年 月 日 - 19 - - 19 - 目錄 摘要： ............................................................................................................................ I ...................................................................................................................... I 第一章 緒論 ........................................................................................................... - 1 - 設計的研究背景 ............................................................................................ - 1 - 題研究的目的和意義 .................................................................................... - 2 - 獻綜述 ............................................................................................................ - 2 - 論文的 目的和現(xiàn)實意義 ........................................................................................ - 2 - 內(nèi)外研究情況 ......................................................................................................... - 2 - 設計的主要概況 ..................................................................................................... - 4 - 參考文獻 .................................................................................................................. - 5 - 第二章 總體方案的擬定與分析 ........................................................................... - 6 - 方案的比較與選擇 .......................................................................................... - 6 - 第三章 電機以及其他配件的選擇 ....................................................................... - 7 - 電機的選擇 ...................................................................................................... - 7 - 機器的整體設計 .............................................................................................. - 7 - 第四章 零部件的設計和選擇 ............................................................................... - 9 - 各部分傳動比的確定 ...................................................................................... - 9 - 執(zhí)行部件的設計 .............................................................................................. - 9 - 雙輥輪機構的設計 .................................................................................................. - 9 - 輥輪軸的設計 ........................................................................................................ - 10 - 抖動篩板的設計 .................................................................................................... - 12 - 凸輪的設計 ............................................................................................................ - 13 - 凸輪軸的設計 ........................................................................................................ - 14 - 傳動部件的設計 ............................................................................................ - 15 - 電機至主動輥輪的傳動設計 ................................................................................ - 15 - 主動輥輪至凸輪機構的傳動設計 ........................................................................ - 18 - 標準件的選擇及校核 .................................................................................... - 21 - 滾動軸承的選擇及校核 ........................................................................................ - 21 - 鍵的選擇計算及校核 ............................................................................................ - 23 - 支架結(jié)構和尺寸的確定及其附件的選擇 .................................................... - 25 - 支架結(jié)構的確定 .................................................................................................... - 25 - 附件的選擇 ............................................................................................................ - 26 - 第五章 機器的潤滑與防護 ................................................................................. - 29 - - 20 - - 20 - 第六章 總結(jié) ......................................................................................................... - 30 - 參考文獻 ................................................................................................................. - 31 - 附錄 Ⅰ ： 英文文獻原文 ......................................................................................... - 32 - 附錄 Ⅱ ： 英文文獻譯文 ......................................................................................... - 47 - I 板栗脫毛殼機的設計 摘要： 板栗脫毛殼機是一 種專門去除板栗最外層毛殼的半自動中小型農(nóng)用機械，設計的主要目的是減輕板栗去毛殼工作的勞動強度、提高生產(chǎn)工作效率。該機械的動力源是 單相電動機，主要的工作執(zhí)行部件是兩個相反轉(zhuǎn)動的輥輪，機械的傳動方式是帶傳動，在目前的市場上已經(jīng)有幾個農(nóng)用機械生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)該作用的機械。本論文以理論設計計算為基礎，計算機三維建模和二維圖紙生成為輔助手段，全面詳細的表述了本課題板栗脫毛殼機的設計過程和設計成果。 關鍵詞： 半自動去殼，農(nóng)用機械，帶傳動，電力驅(qū)動。 of is a to of is to of A of C is in of of in In D D as of - 1 - 第一章 緒論 設計的研究背景 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對無害的農(nóng)副產(chǎn)品以及他們的加工食品的需求量越來越大，有些農(nóng)產(chǎn)品甚至已經(jīng)形成了一條完整的種植、采摘、收購、加工和銷售的產(chǎn)業(yè)鏈，給果農(nóng)、生產(chǎn)銷售商以及消費者帶來了很大的方便、有保障的農(nóng)副食品。 板栗是我國的一個傳統(tǒng)的堅果類美食，在今天，板栗不僅僅是作為我們一種新鮮的蔬果類 食品，由它加工而成的副產(chǎn)品也深受消費者的喜愛，比如炒板栗、板栗脯、板栗罐頭等等，也將板栗作為一種食用材料加入到烹飪中去。但是，消費市場需求的擴大，并沒有導致板栗加工產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，在板栗的采摘和去殼以及加工的工程中，我國的現(xiàn)狀還是大部分停留在人力手工操作的層次上。果農(nóng)在板栗成熟的季節(jié)里用竹竿將板栗從樹上打落下來，然后將板栗苞搬運回家中，用剪刀或者其他尖銳的工具將板栗苞撬開，取出苞里面的板栗，通常做到這一步后才能將板栗賣給采購商。這種方法是最簡單、最原始的方法，勞動強度很大、生產(chǎn)效率很低，而且很容易對操作者 造成意外傷害。這種傳統(tǒng)的去毛殼方法由于效率低，在先前完成去殼的板栗在存放時候也會出現(xiàn)一定的困難。通常去殼后的板栗還是比較多的水分的，假如長時間堆積在倉庫中，勢必會造成最底層的板栗發(fā)生霉變，影響了果農(nóng)的經(jīng)濟收益，也給消費者的食品安全帶來了一個隱患。 在這個情況下，設計生產(chǎn)處一個能夠半自動或者自動去除板栗毛殼的機械已經(jīng)是時不可待。 對此，我通過查找資料等途徑，在理論上設計了一種能夠進行板栗去毛殼的機器。該機器使板栗苞在一對相互反轉(zhuǎn)的輥輪之間，通過擠壓和滑擦作用將最外層的毛刺剝離下來，機器并設計有分離和篩選機構， 能夠?qū)冸x后的板栗果實和粗細毛殼進行進一步的分離，使板栗果實完全從苞中分離出來，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工板栗剝殼作業(yè)，切實解決板栗去毛殼難的問題。 - 2 - 題研究的目的和意義 目的：用現(xiàn)代化的機械作業(yè)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板栗去毛殼操作，減輕勞動者的勞動強度，提高去毛殼工作效率，切實解決板栗去毛殼的難題。 意義：本設計目前只是在理論的層面上對板栗脫毛殼機進行設計，設計包括圖紙和設計計算說明書兩個部分。該設計的理論成果能應用到實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)出來的機器是板栗果農(nóng)和板栗加工商之間的一條強韌的紐帶。目前，我國的板栗從種 植到食品銷售還未形成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈，本設計的另一個意義是希望能夠帶動板栗行業(yè)，促進板栗初級加工和精加工機械和設備的研發(fā)和制造，進一步加快板栗產(chǎn)業(yè)鏈的形成，加快板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 獻綜述 論文的目的和現(xiàn)實意義 本論文是本科階段最后一次全面的自我檢測，論文介紹了板栗脫毛殼機的方案選擇、工作原理、部件設計和校核、總體設計等等，是本設計的文件指導。設計計算部分詳細的介紹了零部件的設計計算過程以及必要的校核過程。包括雙滾輪機構的設計、輥輪端軸的設計、各個帶輪的設計、凸輪以及凸輪軸的設計、 電機的選擇等等，是本設計文件敘述部分中最重要的語言文字。 本設計的最終目的是要制造出板栗脫毛殼機，因此在現(xiàn)實中，本論文是除了工程圖和三維模型之外的最全面的對本機器的介紹和解剖。本論文表述了零部件選擇的材料、各個尺寸的設計、組件間尺寸的配合等等要求，是工程圖紙外對本設計的要詳細要求。實際生產(chǎn)和使用中，使用本論文也具有相當大的指導意義，讓生產(chǎn)者和使用者更清晰地了解本機器的結(jié)構、工作原理以及重要注意事項。保證產(chǎn)品能順利生產(chǎn)和順利投入到顯示的使用中去，切實解決果農(nóng)板栗去殼的難題。 本論文最后階段所列出的參考文獻，是 本人在整個設計過程中所參閱的文獻，包括書籍、期刊等等，衷心的感謝他們給我提供了這么好的學習機會！ 內(nèi)外研究情況 國外研究情況：國外辦理去殼機械設備比國內(nèi)的先進而且要完善，以葡萄牙為首的板栗生產(chǎn)和銷售大國，已經(jīng)形成了基本的板栗種植到銷售的產(chǎn)業(yè)鏈，能較方便、高效率地對板栗進行去毛殼、去硬殼等操作。歐洲板栗產(chǎn)業(yè)是全球最大的 - 3 - 板栗生產(chǎn)區(qū)域，占全世界板栗銷售的 50%左右。相比于中國板栗，歐洲板栗殼較硬，不易脫落，也可能正是由于這個原因，歐洲的板栗加工方面的機械設備比我國的走在前面。 國內(nèi)研究情況：國內(nèi)的板 栗出口主要是出口日本，占據(jù)我夠板栗出口的 90%的份額。相比于其他品種的板栗來講，我國的板栗殼較軟，比較容易剝削，所以傳統(tǒng)的手工脫殼操作還保留至今，甚至在板栗大量收獲季節(jié)，果農(nóng)也依舊采用這種操作方式，給生產(chǎn)帶來了很大的時間上的弊端，同時，該方式勞動強度偏大。我國的板栗去毛殼機械初步生產(chǎn)大致始于本世紀初，目前已經(jīng)有幾個企業(yè)生產(chǎn)出來了能應用于實際中的板栗脫毛殼機。比如富康食品機械廠生產(chǎn)的辦理去殼機（圖 1）， 是 該廠 工廠工程師根據(jù)市場需求研制的板栗去毛刺機專用來解決板栗怎么去皮等板栗加工難題。板栗去殼機使用簡單，只需 簡單閱讀說明書即會操作 。采用 220個機械的 功率 為 機器的 型號 是 產(chǎn)品 的 尺寸： 780品 凈重： 43用工作 效率：每小時可剝凈板粟300 圖 1 富康食品機械生產(chǎn)的 - 4 - 另一代表型的板栗去殼機是京山縣沃仕力農(nóng)機制造廠生產(chǎn)的沃仕力牌板栗脫毛殼機（圖 2），該板栗脫殼機解決了板栗收獲季節(jié)時沉重的勞動強度和生產(chǎn)效率低下的難題，采用單相電源，耗電低、體積小、重量輕，便于安裝和移 動。該板栗脫蓬機由機架、不劃傷板栗籽的不銹鋼振動篩、脫蓬軸、脫蓬外筒、電機架、電機、鼓風機、籽殼分離裝置、傳動裝置等組成，工作過程中采用螺旋式推進揉搓原理，整個機械是立式機械，自下而上進行機械的安裝，自上而下機械進行板栗脫毛殼作業(yè)。 圖 2沃仕力牌板栗脫蓬機 設計的主要概況 本次設計的板栗脫毛機的工作原理是兩個向相反方向轉(zhuǎn)動的輥輪通過對板栗外殼的相互擠壓和滑擦，使板栗苞和栗子相互分離，擠壓的作用是將包裹在板栗果實上面的毛殼擠碎，使毛殼與果實相分離，滑擦的作用是將已經(jīng)擠碎或者粘附在果實上的細小的 毛殼和毛刺掃落下來，以增加工作機對板栗毛殼脫毛的去殼率，然后分離后的板栗果實和毛殼經(jīng)過抖動帶孔的篩板的篩選，讓比較大的毛殼與果實分離，細小的毛刺和板栗果實進入下一級篩選機構 —— 鼓風機篩選，鼓風 - 5 - 機的風力作用，將細小的毛徹底地從板栗果實和毛刺的混合物中分離出來，達到果實與毛殼的徹底分離，最后果實落入已放置好的集物箱，這是整個機械的工作原理。 該方案的主要工作部件是兩個輥輪、篩板、鼓風機、電機、導向槽、外殼、電源開關，機構有電機提供動力源，輥輪、篩板、鼓風機和導向槽是工作部分，電源開關是控制部分。所有的運動傳遞都 采用帶傳動，由電機到主運動的輥輪上的運動傳遞采用普通 主動輥輪到從動輥輪和凸輪軸的運動也采用普通 動輥輪的帶輪在帶的外側(cè)，實現(xiàn)其與主動輥輪的反向轉(zhuǎn)動，也在這個帶傳動中起張緊作用，并在整個機械相互配合的部位上加潤滑油。該機構的優(yōu)點是去殼和脫毛率都能達到要求，并且制造成本和精度都不是很高，就是普通農(nóng)用機械的制造精度，還有由于是帶傳動，所以對工作環(huán)境的要求不是很高，能適應在果園現(xiàn)場作業(yè)，機構的去毛率和工作效率都比較高，缺點是帶傳動需要定期的進行張緊操作，工作久了之后容易出現(xiàn)整體打滑的情況。 參考文獻 [1]、王民等 .《 秸稈制作成型燃料的試驗與研究》 1993， 9（ Ⅱ ）：99- 103. [2]、郭康權，趙東等 .《 植物材料壓縮成型時，粒子的變化及結(jié)合形式》 1995， 11（ 1）： 138- 143. [3]、成大先 《機械設計手冊》（第三版）第 2 卷 械工業(yè)出版社， 2004. [4]、宋 超 《板栗精加工技術》 [期刊論文 ]1993(06) [5]、中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院 《 農(nóng)業(yè)機械設計手冊》 國工業(yè)出版社，1971. [6]、孫繼臣 常顯伶 王志軍 劉文華 劉建 《 板栗脫蓬機的設計研究》（學術期刊論文） 計制造 2011 [7]、陳俊紅 鄢豐霞 《國內(nèi)外板栗產(chǎn)業(yè)研究進展》 （學術期刊） 板栗產(chǎn)業(yè)·產(chǎn)業(yè)化 2012 [8]、鄭傳祥 《新型板栗脫殼機及其技術經(jīng)濟分析》 （學術期刊） 設計·研究·制造 2001 [9]、 D. ]of 1993. [10]、 ](2) 53~60. [11]、濮良貴 紀名剛 《機械設計》（第八版）北京：高等教育出版社。 - 6 - 第二章 總體方案的擬定與分析 方案的比較與選擇 方案一：板栗脫毛機的工作原理是兩個向相反方向轉(zhuǎn)動的輥輪通過對板栗外殼的相互擠壓和滑擦，擠壓的作用是將包裹在板栗果實上面的毛殼擠碎，是毛殼與果實相分離，滑擦的作用是將已經(jīng)擠碎或者粘附在果實上的細小的毛殼和毛刺掃落下來，以增 加工作機對板栗毛殼脫毛的去殼率，然后分離的板栗果實和毛殼經(jīng)過抖動帶孔的篩板的篩選，讓比較大的毛殼與果實分離，細小的毛刺和板栗果實進入下一級篩選機構 —— 鼓風機篩選，鼓風機的風力作用，將細小的毛刺徹底地從板栗果實和毛刺的混合物中分離出來，達到果實與毛殼的徹底分離，最后果實落入已放置好的集物箱。 該方案的主要工作部件是兩個輥輪、篩板、鼓風機、電機、導向槽、外殼、電源開關，機構有電機提供動力源，輥輪、篩板、鼓風機和導向槽是工作部分，電源開關是控制部分。所有的運動傳遞都采用帶傳動，并在相互嚙合的部位上加潤滑油 。該機構的優(yōu)點是去殼和脫毛率都能到到要求，并且制造成本和精度都不是很高，就是普通農(nóng)用機械的制造精度，還有由于是帶傳動，所以對工作環(huán)境的要求不是很高，能適應在果園現(xiàn)場作業(yè)，機構的去毛率和工作效率都比較高，缺點是帶傳動需要定期的進行張緊操作，工作久了之后容易出現(xiàn)整體打滑的情況。 方案二：板栗脫毛機的工作原理是通過一個兩端大小不一的圓錐形滾筒轉(zhuǎn)動，然后使板栗苞擠壓到滾筒和機器外殼之間，通過擠壓是板栗苞和果實之間實現(xiàn)分離操作。分離后的毛殼和果實落入第一級篩選機構，抖動篩板，將大的毛殼分離出去，細小的毛刺和板栗果實落 入第二級篩選機構，鼓風機篩選，將細小的毛刺徹底地與辦理果實分離，最后果實落入集物箱，完成整個去毛殼工作。 該機構的工作部分是滾筒、兩級分離機構，動力部分是電機，控制部分是電源開關。所有的運動都由帶傳動來傳遞，由電機到抖動篩板和滾筒，相互嚙合的機械部分需加入潤滑油潤滑。機構的優(yōu)點是整體機構比較簡單，部件和傳動路線少，易于維護和修理，制造成本和制造精度不高，帶傳動對機器的工作環(huán)境要求不高，能滿足果園現(xiàn)場操作的要求，缺點是帶傳動需要電器張緊操作，長時間使用后容易出現(xiàn)整體打滑的現(xiàn)象，該機構的去毛率和工作效率 并不是很高，并且很難再設計過程中進行調(diào)節(jié)。 綜上所述，最終的設計方案選擇方案一。 - 7 - 第三章 電機以及其他配件的選擇 電機的選擇 電動機類型的選擇： 該機械是小型農(nóng)用機械，動力驅(qū)動是電源，通常是普通家庭單相電源，即220V 交流電源。在單相電機中， 1011系列的單相電容啟動異步電動機，啟動力矩大，啟動電流小，適用于滿載啟動的機械，如空壓機、磨粉機等等，使用環(huán)境沒有很大的限制，能在較為臟亂的環(huán)境中正常使用，滿足本機械的使用情況，因此電機選用 選擇電動機的容量： 電動機所需功率? 取電動機工作功率： 行機構所需功率：1000w 電動機至輸送鏈的傳動總功率為 錯誤 !未找到引用源。 上式中 錯誤 !未找到引用源。 =帶傳動的效率； 錯誤 !未找到引用 源。=滾動軸承的效率 將各個數(shù)據(jù)代入上式可得： η=作機所需功率為： ?根據(jù)農(nóng)用機械手冊，小型家庭型農(nóng)用機械的工作轉(zhuǎn)速約為 700r/傳動的傳動比≤ 7，因此可選用的電機轉(zhuǎn)速范圍為≤ 4900r/由以上計算數(shù)據(jù)，根據(jù)《機械設計課程設計手冊》，選擇電機型號為定功率為 定轉(zhuǎn)速為 1450r/體尺寸為430*260*260。 機器的整體設計 通過初步的設計計算過程，利用現(xiàn)代化的信息科學技術，我對本機器的整體設計 結(jié)構作出如下圖所示的三維模型：