329 枳殼自動切割機的設計,枳殼,自動,切割機,設計 枳殼自動切割機的設計學校代碼：10410序 號：050456本 科 畢 業(yè) 設 計題目： 枳殼自動切割機的設計 學 院： 工 學 院 姓 名： 徐杰峰 學 號： 20050456 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 年 級： 05 級 指導教師： 趙進輝 二 OO 九年 五 月枳殼自動切割機的設計摘 要枳殼為蕓香科植物枸橘、酸橙、香圓或玳玳花等將近成熟的果實。植物形態(tài)像“枸橘” 、 “枳實” 、 “香櫞” 、 “玳玳花”條。而本次畢業(yè)設計是關于枳殼自動切割機的設計，是一種中藥飲片枳殼加工機械。該機結構緊湊，設計簡單，易操作，主要由機架，傳動機構，壓料機構，傳送機構，切割機構組成。其特征是將從料斗進入切割槽的枳殼進行剖半處理，然后將剖半的枳殼通過輸送槽輸送到出料口陰干、風干或微火烘干。這樣就能以工業(yè)生產規(guī)模將枳殼自鮮果經(jīng)剖半直接加工成半球狀，工作效率高，成品質量高而穩(wěn)定，使手工制作枳殼飲片的狀況得到根本改觀。加工料 7～8 月采收時直徑為 5～6 厘米，烘干后直徑為 3～5cm，形狀為球形，厚 0.4～1.3cm。這就對機械加工提供了數(shù)據(jù)要求：1．出料口大小在 25 厘米。2．切割刀選用 0.2～0.4 厘米厚高硬度材料。3. 該機的整體結構造型要求其長寬高不能大于 1.2 米。在枳殼自動切割機的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內在設計制造枳殼自動切割機過程中存在著很多不足。本次枳殼自動切割機設計代表了設計的一般過程, 對今后的選型設計工作有一定的參考價值。關鍵詞：枳殼自動切割機；傳送鏈；割刀枳殼自動切割機的設計AbstractAurantii for Rutaceae Poncirus plants, lime, or Turpinia Dai Dai spent nearly ripe fruit and so on. Plant morphology such as "Poncirus", "bitter orange", "citron", "Dai Dai Hua" section. And the graduation project is about the automatic cutting machine Aurantii design, is a traditional Chinese medicine processing machinery Aurantii Pieces.It is compact and is designed to be simple, easy-to-use, mainly by the rack, transmission, body binder, transmission organizations, cutting agencies. Characterized by cutting from the hopper into the trough of the Aurantii treatment for post-mortem, and then a half Aurantii autopsy groove through the transmission of material transported to dry mouth, dry or drying wei huo.This will be an industrial scale of production by Poncirus trifoliata fruit from the semi-direct post-mortem into hemispherical processing, efficient and stable high quality products to make hand-made pieces Aurantii fundamentally changed the situation.Processing of materials from 7 to harvesting in August, when a diameter of 5 to 6 centimeters in diameter after drying for 3 ~ 5cm, for the spherical shape, thickness 0.4 ~ 1.3cm. This provides a mechanical processing of data requirements:1. Entrance and exit of 10 cm in size. 2. Cutter selection of 0.2 ~ 0.4 cm thick high hardness materials. 3. It shapes the overall structure of its dimensions can not be greater than 1.2 meters.Aurantii automatic cutting machine in the design, manufacture and application in China, compared with foreign advanced level there is still a wide gap between the domestic manufacturers in the design process Aurantii automatic cutting machine, there are many deficiencies.The automatic cutting machine Aurantii design on behalf of the general process of design, type design for the future that there is a reference value.Key words: Automatic cutting machine Aurantii; transmission chain; cutting knife枳殼自動切割機的設計目 錄1 緒論 ............................................................................11.1 藥理作用 ....................................................................11.1.1 對心血管系統(tǒng)的作用 ....................................................11.1.2 對心、腦、腎等血流量的影響 ............................................11.1.3 利尿作用 ..............................................................21.1.4 對胃腸平滑肌的作用 ....................................................21.1.5 對子宮平滑肌的作用 ....................................................21.1.6 抗變態(tài)反應的作用 ......................................................21.2 設計任務 ....................................................................21.2.1 設計任務 ...............................................................21.2.2 設計要求 ...............................................................21.2.3 設計步驟 ...............................................................32.總體方案及工作原理 .............................................................42.1 總體結構 ....................................................................42.2 工作原理 ....................................................................43.機械的設計與計算 ...............................................................53.1 機架的設計 ..................................................................53.1.1 機架的分類 .............................................................53.1.2 機架上承受著力和和力矩（彎矩及轉矩） ....................................63.2 傳動機構的設計 ..............................................................73.2.1 普通 V 帶的傳動設計 .....................................................83.3 傳送機構的設計 .............................................................103.3.1 鏈傳動的設計 ..........................................................113.3.2 軸的設計 ..............................................................133.4 切割機構的設計 .............................................................163.4.1 飛輪的設計 .............................................................163.4.2 圓形割刀的設計 .........................................................173.5 進料口和出料口的設計 .......................................................17總結 ............................................................................18參考文獻 ........................................................................19致謝 ............................................................................20枳殼自動切割機的設計11 緒論枳殼自動切割機是連續(xù)運行的切割設備，在中藥的制作方面主要用來對枳殼進行剖半處理，烘干。能以工業(yè)生產規(guī)模將枳殼自鮮果經(jīng)剖半直接加工成半球狀，工作效率高，成品質量高而穩(wěn)定，使手工制作枳殼飲片的狀況得到根本改觀。枳殼為蕓香科植物枸橘、酸橙、香圓或玳玳花等將近成熟的果實。植物形態(tài)像“枸橘” 、 “枳實” 、 “香櫞” 、 “玳玳花”條。7～8 月間采收，直徑 5～6 厘米，從中部橫切成兩半，陰干、風干或微火烘干。本品呈半球形，直徑3～5cm。外果皮棕褐色或褐色，有顆粒狀突起，突起的頂端有凹點狀油室；有明顯的花柱殘跡或果梗痕。切面中果皮黃白色，光滑而稍隆起，厚0.4～1.3cm，邊緣散有 1～2 列油室，瓤囊 7～12 瓣，少數(shù)至 15 瓣，汁囊干縮呈棕色至棕褐色，內藏種子。質堅硬，不易折斷。氣清香，味苦、微酸。其制成的枳殼飲片功能主治：理氣寬中，行滯消脹。用于胸脅氣滯，脹滿疼痛，食積不化，痰飲內停；胃下垂，脫肛，子宮脫垂。1.1 藥理作用1.1.1 對心血管系統(tǒng)的作用枳殼中所含的 N－甲基酪胺增加冠脈流量和腎血流血，降低心肌氧耗量和明顯的利尿作用。麻醉犬靜脈注射 0.02-0.5mg/kg，均呈升壓效應，劑量大，升壓明顯。靜脈灌注每分鐘 0.2mg/kg， ；腎血流量增加 75%，尿量增加一倍。有很強的誘發(fā)心肌節(jié)律的作用，其強度與腎上腺素相當，而比多巴胺和辛弗林強。枳殼中所含的辛弗林為腎上腺素 a-受體興奮劑，對心臟 B-受體也有一定的興奮作用。有收縮血管，產生升高血壓的作用。 1.1.2 對心、腦、腎等血流量的影響 麻醉犬靜脈注射枳實注射液（每 1ml＝4g 生藥）1ml/kg ，有顯著的增加腦血流量的作用。注射后腦血流量平均增加 82.6±20.56ml/100g 腦重/ 分鐘（P479mm（6） 驗算小帶輪包角 αα=1800-( - )*57.30/a2D1=1800-(160-100)* 57.30/495 = > 179.?2所以合適。（7） 確定 V 帶的根數(shù) Z傳動比：i= / =960/594=1.621n2由此查表得：Po=0.28kw, Po=0.02kw , =1.00, =1.14。 ?k?L枳殼自動切割機的設計10Z=P/(Po+ Po) =3.3/(0.28+0.02)*1.00*1.14=4.35?k?L取 Z=4 根。（8） 求作用在帶輪軸上的壓力 F0由表查得：q=0.06kg/mm 。 計算單根 V 帶張緊力：F=500P/Z (2.5/ -1)+q *vk?v=500*3.3/4*5.024 *（2.5-1 ）+0.06*5.024*5.024=56.25N作用在帶輪軸上的壓力為：F0=2Z F *sin /2=2*4*56.25*sin /2=450N179.? 179.?（9） V 帶輪的結構設計V 帶輪設計的主要要求是質量小，結構工藝性好；無過大的鑄造內應力；質量分布均勻，轉速高時要經(jīng)過動平衡；輪槽工作面粗糙度要合適，以減少帶的磨損；輪槽尺寸和槽面角應保持一定得精度，以使載荷分布較為均勻等。帶輪的材料主要是鑄鐵，材料牌號為 HT200，小帶輪和大帶輪采用實心式，具體尺寸詳見圖紙。3.3 傳送機構的設計傳送機構基于鏈條設計原理，共分為兩層；外層為輸送槽，內層為鏈條。如圖 3.4 所示三種立面中，左 1 為枳殼的切割槽，切割槽內部空心設計為圓形直徑為 7 厘米厚 1 厘米，中間的是里層鏈條設計，3 為地步立面，切割槽底部開口，開口寬為 0.3 厘米。 1. 輸送槽； 2.出料口； 3.進料口圖 3.4枳殼自動切割機的設計113.3.1 鏈傳動的設計查表帶輪上功率的損失在 0.85～0.95 之間，即P=0.9*3=2.7kw, =600r/min。3n(1) 選擇鏈輪的齒數(shù)傳動比：i= / =1, =232Z3鏈的速度： v= /1.6= * p/60*1000vn= =314/12.7=24.723所以 = =25。Z(2) 確定節(jié)數(shù)初定中心距：a=40pLp=2a/p+( + )/2+p/a*( - )/2*3.14*( - )/2*3.142Z323Z23Z=80+25=105取 Lp=106 節(jié) （取偶數(shù)） 。(3) 確定鏈條節(jié)距 p由于鏈傳動中等沖擊，查表得工作情況系數(shù): =1.3，K?鏈齒輪系數(shù): =1.11,鏈長度系數(shù): =1.06,多排系數(shù): =1.0，zKl m因此，實際工作條件下傳動功率為：Po= p/ * * =1.3*2.7/1.11*1.06*1.0=2.98kw?zlm根據(jù) =600r/min 和功率 Po=2.98kw,可選滾子鏈型號為 08A,其節(jié)距為:3np=12.7mm。(4) 確定鏈長 L 和中心距 aL=LpP/1000=106*12.7/1000=1.35mm 22/4{23[(3)/]8[(3)/]apZLpZZ???????（ （ ） /=12.7/4*[(106-25)+(106-25)]=514.35mm枳殼自動切割機的設計12中心距減小量: a=(0.002～0.004)a=(0.002～0.004) *514.35?=1.03～2.06mm實際中心距:a=514.35-(1.03～2.06)=513.32～512.29mm所以取 a=513mm。(5) 鏈速v= /1.6=5.024/1.6=3.14m/sv(6) 求作用在軸上的壓力 Fq工作拉力: F=1000P/V=1000 *2.7/3.14=859.9N 工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù):Kq=1.2 。軸上壓力:Fq=Kq*F=1.2*859.9=1031.88N(7) 根據(jù)鏈速 V=3.14m/s,鏈節(jié)距 p=12.7mm，所以鏈傳動選擇滴油潤滑。(8) 鏈輪結構的設計（見圖）滾子鏈型號為 08A所以 p=12.7mm,滾子鏈外徑： =7.95mm，排距：Pt=14.38mm，1d套筒內徑： =4.01mm，銷軸直徑： =3.96mm，內鏈節(jié)內寬：3d2=7.85mm，1b銷軸長度： =17.8mm，極限拉伸載荷：Q=1380daN，齒寬 7.3mm，4分度圓直徑：D=12.7/0.125=101.6mm齒頂圓直徑： (max)=D+1.25p-aD1d=101.6+1.25 *12.7-7.95=109.53mm(min)=D+(1-1.6/Z)p- a1=101.6+(1-1.6/25) *12.7-7.95=105.5mm分度圓弦齒高： (max)=(0.625+0.8/Z)p-0.5aH1d枳殼自動切割機的設計13=(0.625+0.8/25) *12.7-0.5*7.95=4.37mm(min)=0.5(p- )aH1d=0.5*(12.7-7.95)=2.38mm齒根圓直徑： =D- =1001.6-7.95=93.65mmfD1量柱測量矩 ： =Dcos90/Z +rMr而量柱直徑 等于滾子外徑 ,所以 = mm。即 1dD0.1795?=101.6*cos90/25+7.95= mmr 0.2593?3.3.2 軸的設計軸是機械傳動系統(tǒng)中的重要零件，設計時應滿足合理的結構，足夠得強度，必要的強度和振動穩(wěn)定性，以及良好的工藝性等?？傊?，所謂軸的設計，就是根據(jù)軸上零件的定位和固定要求，以及加工和裝配要求，合理定出軸的結構外形和全部尺寸過程。(1) 選擇軸的材料軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼，根據(jù)傳動功率和一些參數(shù)，選擇材料。最常用的材料是 45 鋼，經(jīng)過調制處理，得到的組織具有良好的綜合力學性能，即有較高的強度，同時具有良好的塑性和韌性。因無特殊需要，選用 45 號鋼，調制處理，由《機械設計》表 11.1 查得，材料直徑<200mm,硬度 217 ~255HBS，抗拉強度極限為 640Mpa，屈服強度極限為 275Mpa，彎曲疲勞極限為 275Mpa，剪切疲勞極限為 155Mpa。(2) 求輸出軸上功率 P，轉速 n，和轉矩 TP=2.7kw，n=600r/min所以: T=9550000*P/n=9550000*2.7/600=43000Nmm(3) 初步確定軸的最小直徑查表去 C=112，= = =18.5mmmind3/cP312.7/60?枳殼自動切割機的設計14輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需選擇聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器計算轉矩 = *T,考慮caTK?到轉矩變化很小，故取 =1.3。則 : K?= *T =1.3*43000=55900NmmcaT按要求計算轉矩 Tca 應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查標準 GB5014-85，選用 GL2 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為 63000Nmm,聯(lián)軸器孔徑為 20mm，聯(lián)軸器長度為 52mm,與軸配合孔長度為 38mm。(4) 軸的結構設計軸的速度為 5.024m/s，功率為 2.7kw。水平方向的受力：圖 3.5 水平方向受力簡圖A 和 D 點為軸兩端點，B 處為鏈輪，C 處為大帶輪且鏈輪給軸上的壓力為=1031.88N，大帶輪給軸上的壓力為 =450N。bFF=0 , *900+ *820+ *410=0aMdcb=0 , *900- *490- *80=0bb= *cot ，因為 得角度很小，所以可以得出 趨于 0。c? c所以得出：=1031.88*410/900=561.8NaF=1031.88*490/900=470.1Nd軸水平方向的彎矩計算：B 點彎矩為： =- *410=-561.8*410=-230.3NmbMa枳殼自動切割機的設計15C 點彎矩為： =- *820+ *(820-410)cMaFd=-561.8*820+1031.88*410=-37.6Nm垂直方向受力：= =450N1cF圖 3.6 垂直方向受力簡圖=0 , *900- *820+ *410=0aM1dF1c1bF=0 , - *490- *410+ *410=0b a所以得出： =940N ， =410N1a1d軸垂直方向的彎矩計算：B 點彎矩為： =- *410=-940*410=-87Nm1baFC 點彎矩為： =- *80=-940*810=-176NmcM計算合成彎矩：B 點合成彎矩： =90.7Nm()bC 點合成彎矩： =176Nm()c是考慮扭矩和彎矩的加載情況及產生應力的循環(huán)特性差異的系數(shù)，取?=0.6,T 為軸受到的扭矩，所以得：=90.7Nm ， =177.9Nm1caM2ca校核軸的強度，根據(jù)彎矩的大小及軸的直徑選定 B 和 C 截面進行強度校核。B 截面當量彎矩應力為：= /W= /0.1*d*d*d*0.95()sb?1ca1ca枳殼自動切割機的設計16=90.7/0.1*32*32*32*0.95=32.3MpaC 截面當量彎矩應力為：= /W= /0.1*d*d*d*0.95()sc?2aM2ca=177.7/0.1*38*38*38*0.95=37.8MPa由表查得，45 號鋼軸的彎曲應力為[ ]=60 Mpa,所以 B 和 C 截面均安全s?（W 為軸的抗彎截面模量，因為 B 和 C 截面有鍵槽，考慮對軸強度削弱的影響，故 d 乘以 0.95。所以 B 和 C 截面均安全） 。圖 3.7 各彎矩簡圖3.4 切割機構的設計切割機構的設計分為三層：如下圖所示，最外層為飛輪，設置三種傳動比;中間層為圓形切割刀，采用高速合金鋼作為道具材料，刀片厚度不大于 0.2 厘米；第三層為傳送鏈輪。第一層與第二層間隙為 4.5 厘米，第二層與第三層間距為4.5 厘米。3.4.1 飛輪的設計飛輪的設計是根據(jù)機器實際所需的平均速度和許可的不均勻系數(shù)來確定飛輪的轉慣量，為了調節(jié)等效構件的周期性速度波動或者為了節(jié)省動力起見，需安裝輪形飛輪。= =mρ*ρ=( * + * )/4 *m/2=m/4 *( * +h*h)Jf1D2D枳殼自動切割機的設計17因為 h 比 d 小的多，故 =m*d*d/4。fJm 為飛輪質量， 為其外徑，d 為平均直徑， 為內徑，h 為輪緣厚度。1D2D查表輪形飛輪（設計手冊）得：m=3kg, =150,d=137.5mm, =125mm。12所以得： =3/4 *（137.5*137.5+25*25）=0.015kgmJ3.4.2 圓形割刀的設計枳殼的切割槽，切割槽內部空心設計為圓形直徑為 7 厘米厚 1 厘米，切割槽底部開口，開口寬為 0.3 厘米。所以刀片厚度小于 0.3 厘米。在這里我取刀片的厚度為 0.2 厘米。鏈輪的齒頂圓直徑： (max)=109.53mm ，則aD圓形割刀的最大直徑為： (max)=109.53mm+7cm+1cm=189.53mm取圓形割刀的最小直徑： (min)=180mm由上面計算知：軸的最小直徑： = = =18.5mmmind3/cP312.7/60?圓形刀片的內徑 d 大于 ，我取 d=60mm，這樣就可設計出圓形割刀。i3.5 進料口和出料口的設計進料口上端口直徑為 40cm，下端口直徑為 8cm，高 25cm，壁厚 0.4cm。出料口寬 25cm，長 50cm，壁厚 0.4cm，見圖 3.4。枳殼自動切割機的設計18總 結經(jīng)過兩個月左右的準備工作，在趙老師和同學的指導和幫助下，此次畢業(yè)設計順利完成。本次設計總體上所設計的方案是合理正確的，但是由于時間及資料的不足，更加上自身知識有限，難免有設計上的缺陷。實際應用上會有很多問題，比如，加工工藝，制造成本，還有就是設備的穩(wěn)定性保證和壽命的預測。通過這些天的設計，讓我再一次明白很多東西，但還是有許多不知其所以然，不知道為什么要這樣，這也許是我們什么都學，什么都學不精，有點像猴子下山。當然，每做一件事都事有收獲的。也許你現(xiàn)在還每察覺到，但卻影響了你。為了完成這個課題設計，我花了很多時間，去圖書館查閱這方面的資料，上網(wǎng)下載有關案例。我做了比較充分的準備，頭腦中以初具模型，但是，當要真正地寫出來，卻犯難了，通過好幾次的通宵，終于做好了，有了那么點成就感。在這次課程設計過程中，我重新梳理了過去學過的知識，并溫習了 CAD 以及 Word 和 Excel 辦公軟件。更讓我明白了世上無難事，只要去做了，一定能行的道理！枳殼自動切割機的設計19參考文獻[1] 黃 平 ， 朱 文 堅 主 編 .機 械 設 計 基 礎 [M].華 南 理 工 大 學 出 版 社 ， 2006[2] 鄭 文 緯 ， 吳 克 堅 主 編 .機 械 原 理 [M].高 等 教 育 出 版 社 ， 第 1 版[3] 譚 建 榮 等 編 .圖 學 基 礎 教 程 [M].高 等 教 育 出 版 社 ， 第 1 版[4] 張 展 主 編 .機 械 設 計 通 用 手 冊 [M].中 國 勞 動 出 版 社 ， 1994[5] 曹 志 超 主 編 .常 用 機 械 電 器 實 用 手 冊 [M].化 學 工 業(yè) 出 版 社 ， 2000[6] 陸 玉 主 編 .機 械 設 計 課 程 設 計 [M].機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2006[7] 于 永 泗 等 主 編 .機 械 工 程 材 料 [M].大 連 理 工 大 學 出 版 社 ， 2006[8] 曾 志 新 主 編 .機 械 制 造 技 術 基 礎 [M].武 漢 理 工 大 學 出 版 社 ， 2002 [9] 楊 明 忠 等 主 編 .機 械 設 計 [M]. 武 漢 理 工 大 學 出 版 社 , 2001[10] 劉 鴻 文 主 編 .材 料 力 學 [M].高 等 教 育 出 版 社 , 第 4 版[11] 中 國 農 業(yè) 機 械 化 科 學 研 究 院 編 .實 用 機 械 設 計 手 冊 [M].中 國 農 業(yè) 機 械 出版 社[12] 成 大 先 主 編 .機 械 設 計 手 冊 [M].化 學 工 業(yè) 出 版 社 ， 第 三 版[13] 維 普 資 訊 http://www.cqvip.com[14] 北京農業(yè)機械化學院主編.農業(yè)機械學[M].中國農業(yè)出版社， 2001[15] 哈 工 大 理 論 力 學 交 研 室 編 .理 論 力 學 [M].高 等 教 育 出 版 社 , 第 6 版[16] 汝 元 功 ， 唐 照 民 主 編 .機 械 設 計 手 冊 [M].高 等 教 育 出 版 社枳殼自動切割機的設計20致 謝在 這 次 畢 業(yè) 設 計 過 程 中 ,除 了 完 成 要 求 的 設 計 任 務 外 ,讓 自 己 的 專業(yè) 知 識 得 到 了 一 定 的 鞏 固 和 提 高 ,在 一 些 認 知 深 度 上 也 有 所 增 強 ,但畢 竟 這 只 是 事 件 本 身 而 已 ,更 難 人 可 貴 的 是 在 設 計 過 程 中 接 觸 的 人 ,在 與 他 們 的 相 處 過 程 中 ,收 獲 的 就 不 單 單 是 本 專 業(yè) 或 相 關 專 業(yè) 知 識 ,還 有 更 珍 貴 是 對 自 己 在 今 后 的 路 上 要 面 對 的 為 人 處 事 ,解 決 問 題 的 思路 與 方 案 ,還 有 個 人 修 養(yǎng) 方 面 等 都 受 到 了 很 大 的 啟 發(fā) ……為 此 我 要 特 別 感 謝 趙 進 輝 老 師 ， 其 導 師 風 范 和 人 格 魅 力 ， 無 時 無 刻 不在 設 計 流 程 中 影 響 著 我 ， 雖 然 趙 老 師 公 務 繁 忙 ， 但 每 次 去 老 師 辦 公 室 時 ，都 會 指 導 和 催 促 我 抓 緊 時 間 完 成 設 計 ， 可 見 關 切 之 至 ！ 還 有 在 設 計 過 程中 一 直 指 導 我 的 同 學 ， 他 們 的 悉 心 指 教 ， 把 每 個 細 節(jié) 都 講 的 較 清 楚 ， 無以 言 表 ， 只 想 再 說 一 聲 謝 謝 ！相 信 你 們 的 教 導 、 幫 助 與 支 持 會 激 發(fā) 我 更 好 的 前 行 ， 謝 謝 ！