3127 螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī)
3127 螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī),螺紋,羅紋,螺旋式,變形,恒定,核桃,破殼機(jī)
螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書學(xué)生姓名 張婷婷 學(xué) 號(hào) 8031208140 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 農(nóng)機(jī) 12-1 指導(dǎo)教師 蘭海鵬 日 期 2012.06 塔里木大學(xué)教務(wù)處制12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 前 言我國(guó)的核桃栽培面積約 130萬(wàn) hm2以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國(guó)際市場(chǎng)上,核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4大干果,核桃作為保健食品早已被國(guó)內(nèi)外所認(rèn)識(shí)。我國(guó)核桃總產(chǎn)量約 31萬(wàn)噸,全國(guó)人均占有 0.24kg。這與國(guó)際上一些國(guó)家相比相差甚遠(yuǎn),如美國(guó)人均占有核桃1.5kg,是我國(guó)的 6倍。是我國(guó)主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達(dá)300萬(wàn)畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來(lái)增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國(guó)核桃栽培面積大，產(chǎn)量高，但是加工技術(shù)落后，沒(méi)有成熟的核桃破殼機(jī)械。實(shí)現(xiàn)核桃加工機(jī)械化,有利于我們搶時(shí)間,爭(zhēng)速度, 支援外貿(mào)機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯,同時(shí),大規(guī)模集中加工,便于綜合利用。核桃仁中約占 5%的碎末可以集中榨油, 核桃殼可以制成活性炭、過(guò)濾器中的濾料和堵漏材料等推進(jìn)堅(jiān)果類破殼機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步。本課題研究通過(guò)對(duì)核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對(duì)核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn)，設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。結(jié)合核桃的加工工藝，研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施，可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識(shí)的空白，對(duì)提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障，具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。 目 錄1 緒論 -----------------------------------------------------------------------------11.1研究的目的和意義 -------------------------------------------------------------11.2本課題的研究現(xiàn)狀和分析 -------------------------------------------------------11.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀及分析 ---------------------------------------------------------11.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析 ---------------------------------------------------------11.3本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路 ---------------------------------22 螺旋式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)說(shuō)明 ------------------------------------------------------22.1螺旋式核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖 ---------------------------------------------22.2螺旋式核桃破殼機(jī)的工作原理 ---------------------------------------------------23 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) --------------------------------------------------------------------33.1電動(dòng)機(jī)選擇 -------------------------------------------------------------------33.2帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 -------------------------------------------------------------33.3帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ---------------------------------------------------------------44 軸的設(shè)計(jì) ------------------------------------------------------------------------64.1軸的設(shè)計(jì) ---------------------------------------------------------------------64.1.1軸的計(jì)算 -------------------------------------------------------------------64.1.2求作用在齒輪上的力 ---------------------------------------------------------64.1.3初步確定軸的最小直徑 -------------------------------------------------------64.1.4擬定軸上零件的裝配方案 -----------------------------------------------------64.1.5根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 -----------------------------------64.1.6軸承端蓋的選擇： -----------------------------------------------------------74.1.7求輸入軸上的功率 -----------------------------------------------------------74.1.8求作用在齒輪上的力 ---------------------------------------------------------74.2軸的校核 ---------------------------------------------------------------------74.2.1軸的剛度校核 ---------------------------------------------------------------74.2.2軸的強(qiáng)度校核 ---------------------------------------------------------------84.2.3求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 -------------------------------------------------------------94.2.4求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 -------------------------------------------------------94.2.5計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 -----------------------------------------------------94.3附件的設(shè)計(jì) -------------------------------------------------------------------94.3.1軸系零件的定位與軸承的選擇 -------------------------------------------------94.3.2軸承的選擇 -----------------------------------------------------------------9總結(jié) ------------------------------------------------------------------------------11致謝 ------------------------------------------------------------------------------12參考文獻(xiàn) --------------------------------------------------------------------------13塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1 1 緒論1.1 研究的目的和意義 我國(guó)的核桃栽培面積約 130萬(wàn) hm2以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國(guó)際市場(chǎng)上,核桃與杏A仁、腰果、榛子一起并列為世界 4大干果,核桃作為保健食品早已被國(guó)內(nèi)外所認(rèn)識(shí)。我國(guó)核桃總產(chǎn)量約 31萬(wàn)噸,全國(guó)人均占有 0.24kg。這與國(guó)際上一些國(guó)家相比相差甚遠(yuǎn),如美國(guó)人均占有核桃1.5kg,是我國(guó)的 6倍。是我國(guó)主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達(dá) 300萬(wàn)畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來(lái)增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國(guó)核桃栽培面積大，產(chǎn)量高，但是加工技術(shù)落后，沒(méi)有成熟的核桃破殼機(jī)械。針對(duì)核桃加工存在的問(wèn)題和市場(chǎng)的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級(jí)、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進(jìn)一步深加工。在加工中,存在的問(wèn)題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,這就迫切需要設(shè)計(jì)生產(chǎn)出能進(jìn)行機(jī)械或半機(jī)械化加工的核桃破殼機(jī)，以提高核桃剝殼的生產(chǎn)效率。針對(duì)市場(chǎng)上各種核桃破殼機(jī)破殼的生產(chǎn)效率低，破殼難，成本高，加工不方便的問(wèn)題及市場(chǎng)的需求不能滿足需求的狀況，本課題研究通過(guò)對(duì)核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對(duì)核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn)，設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。此種核桃破殼機(jī)可以破殼品種繁雜、尺寸差異較大、形狀不規(guī)則的核桃，并在使用中破殼率高，破殼后的籽仁破碎率低，損失小，成本低，機(jī)具的運(yùn)動(dòng)性穩(wěn)定，能夠投入生產(chǎn)。則該方法破殼值得投入設(shè)計(jì)，具有很好的前景。1.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀及分析國(guó)外早在 20世紀(jì) 60年代，就著手研制核桃破殼機(jī)具，至 80年代，美國(guó)、意大利、法國(guó)等已相繼推出了各種破殼機(jī)。經(jīng)過(guò)這么多年，核桃破殼機(jī)以及堅(jiān)果破殼機(jī)具已日趨成熟。主要的核桃破殼機(jī)研究有：JEAN-PIERRE LACOMBE研制的申請(qǐng)?zhí)枮?FR9009864A核桃破殼機(jī) [1]。該機(jī)包括一四周封閉,底部連接出料斗,頂部設(shè)置喂料斗的長(zhǎng)方形空腔體?？涨惑w的底部靠支腿支撐?？涨恢邪仓糜?上、下傳動(dòng)軸,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)上傳動(dòng)軸一起運(yùn)動(dòng)。上、下傳動(dòng)軸依靠輸送鏈實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。在上傳動(dòng)軸的一端上裝設(shè)有支撐法蘭盤。在支撐法蘭盤的一周上固定若干個(gè)小氣缸。每個(gè)小氣缸內(nèi)裝設(shè)有一個(gè)氣錘。氣泵工作時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣氣壓、復(fù)位氣壓、泄氣氣壓的壓力大小可實(shí)現(xiàn)高壓氣流在小氣缸內(nèi)推動(dòng)氣錘做往復(fù)運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)氣錘的撞擊破殼。輸送鏈和氣錘的運(yùn)動(dòng)依靠電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)。該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,操作輕便省力,破殼速度快且核桃的破損率低。MTCHEDLIDZE VAKHTAN 研制的申請(qǐng)?zhí)?KR20097000061核桃破殼機(jī) [2]。該機(jī)包括機(jī)架、主軸、核桃?jiàn)A持裝置、擊打裝置、料箱、撥輪、出料裝置、減速器、輸送裝置等；擊打裝置進(jìn)氣管、夾持裝置進(jìn)氣管、擊打氣缸穩(wěn)壓罐、夾持氣缸穩(wěn)壓罐組成核桃破殼裝置的氣動(dòng)系統(tǒng)；擊打裝置控制閥、夾持裝置控制閥、傳感器和控制器組成核桃破殼裝置的控制系統(tǒng)；導(dǎo)向滾輪驅(qū)動(dòng)鏈、輸送裝置驅(qū)動(dòng)鏈輪、毛刷、護(hù)板、核桃壓板等組成核桃破殼裝置的輸送系統(tǒng)；核桃?jiàn)A持裝置、擊打裝置在主軸驅(qū)動(dòng)鏈輪的驅(qū)動(dòng)下隨著主軸一同旋轉(zhuǎn)構(gòu)成一個(gè)多工位氣動(dòng)式核桃破殼裝置,該裝置與核桃輸送裝置同步運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)核桃輸送、定位、喂入夾持、破殼和卸料的連續(xù)作業(yè)。VAN RIPER CLIFF研制的公開(kāi)號(hào)為 US4246699 核桃破殼機(jī) [3]。該機(jī)是螺旋碾桶和軋輥配合,實(shí)現(xiàn)核桃破殼。選擇軋楞傾角、碾桶螺距和軋輥轉(zhuǎn)速為正交試驗(yàn)的 3個(gè)因素,并通過(guò)極差分析和方差分析,確定軋楞傾角為 15°、軋輥轉(zhuǎn)速 20 r/m in和碾桶螺距為 2倍柵格寬度為其最優(yōu)組合。試驗(yàn)結(jié)果表明,該設(shè)備破殼率 99.4%、碎仁率為 0.6%,改善了破殼質(zhì)量,并提升了核桃破殼機(jī)械化生產(chǎn)水平。1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析我國(guó)在傳統(tǒng)的脫殼設(shè)備的基礎(chǔ)上，盡管正在研制和開(kāi)發(fā)各種類破殼機(jī)械，但其發(fā)展相當(dāng)緩慢，同時(shí)成熟的機(jī)型及進(jìn)行批量生產(chǎn)的不多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于農(nóng)產(chǎn)品深加工的需求。在技術(shù)上還存在如下問(wèn)題：（1）破殼率低，破殼后的籽仁破碎率高，損失大。（2）機(jī)具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。（3）作業(yè)成本偏高，我國(guó)破殼機(jī)械尚未形成規(guī)模和系列，多數(shù)單機(jī)制造，制造工藝水平較低，故制造成本偏高。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2 （4）有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn)，未進(jìn)行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用，作業(yè)性能、可靠性、耐久性及商品性等方面還存在不少問(wèn)題。目前，具有代表性的核桃破殼機(jī)主要有：史建新,董詩(shī)韓等研制一種核桃剝殼機(jī),該機(jī)包括機(jī)架、喂料斗、定錐形筒、動(dòng)錐形筒、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、出料斗、布料蓋板、帶傳動(dòng)、電機(jī)等。動(dòng)錐形筒上部安裝有布料蓋板；定錐形筒同心套裝在動(dòng)錐形筒外部,形成錐環(huán)形核桃剝殼型腔；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可上下移動(dòng)定錐形筒,從而改變錐環(huán)形核桃剝殼型腔大??；當(dāng)動(dòng)錐形筒旋轉(zhuǎn)時(shí)核桃依靠動(dòng)錐形筒和定錐形筒對(duì)核桃的擠壓和剪切作用下破裂核桃,破裂的核桃從出料口排出。本核桃剝殼機(jī),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、破殼品種多樣化,能實(shí)現(xiàn)核桃的機(jī)械化剝殼 [4]。李長(zhǎng)泰發(fā)明的一種自動(dòng)核桃破殼機(jī),該機(jī)解決了現(xiàn)有核桃破殼設(shè)備勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低的問(wèn)題。自動(dòng)核桃破殼機(jī),包括可間隙轉(zhuǎn)動(dòng)的送料盤,送料盤上沿圓形軌跡均布有若干圓孔,送料盤的下方為工作面,送料盤的上方為可間歇升降的壓頭。自動(dòng)化程度高,破殼效率高,破殼質(zhì)量好 [5]。李忠新,楊軍,楊莉玲,帕哈爾鼎,楊忠強(qiáng),劉奎,崔寬波,劉佳,沈曉賀,朱占江,買合木江等研制的一種核桃破殼機(jī)，該機(jī)由進(jìn)料口、轉(zhuǎn)盤、導(dǎo)向板、通風(fēng)道、機(jī)體、導(dǎo)料板、出料口、電機(jī)、皮帶輪、軸等組成；機(jī)體頂部連接有箱蓋,在箱蓋的中間部位連接有進(jìn)料口；轉(zhuǎn)盤在軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),導(dǎo)料板焊接在機(jī)體上。可對(duì)不同種類核桃進(jìn)行破殼,核桃仁破碎率低,表面磨損少、生產(chǎn)率高。李忠新,楊軍,韓小軍,楊莉玲,李新明,王釗英,齊新洲等人員研制的平板擠壓式核桃破殼機(jī)，該機(jī)包括殼體、底座、傳動(dòng)電機(jī)、主動(dòng)破殼板、被動(dòng)破殼板、調(diào)距手輪、進(jìn)料斗、導(dǎo)料斗組成。殼體頂部設(shè)置進(jìn)料斗,殼體的底部靠底座支撐。殼體空腔中分別裝設(shè)有主動(dòng)、被動(dòng)破殼板,主動(dòng)破殼板通過(guò)偏心軸的從動(dòng)齒輪與調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)軸上的主動(dòng)齒輪嚙合一起運(yùn)動(dòng)。被動(dòng)破殼板與殼體外側(cè)的螺紋管連接,螺紋管與螺紋頂桿相配合,螺紋頂桿的外側(cè)固定一調(diào)距手輪,通過(guò)調(diào)距手輪的旋轉(zhuǎn),可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)兩破殼板之間的間隙。可對(duì)各種類 型的堅(jiān)果類進(jìn)行破殼,不會(huì)將果仁破碎,破殼時(shí)果殼不會(huì)四處飛濺,該機(jī)使用安全、可靠、方便,特別適合于核桃種植戶和核桃加工企業(yè)使用 [7]。1.3 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路重點(diǎn)設(shè)計(jì)機(jī)架部分和工作部分，機(jī)架內(nèi)容要包含核桃破殼整體裝置，以實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確的整體，以及破殼的受力分析，確定破殼的形狀大小。核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，所牽涉的問(wèn)題也很多，如功能、強(qiáng)度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和標(biāo)準(zhǔn)化等。無(wú)論是總體布局、傳動(dòng)方式還是零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都必須綜合考慮各方面的因素，仔細(xì)分析比較，選擇最優(yōu)化方案，選出了螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī)。2 螺旋式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)說(shuō)明2.1 螺旋式核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖1.喂料口 2.套筒 3.螺旋軸 4.出料口 5.機(jī)架 圖2-1 螺旋式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu) 經(jīng)過(guò)探討，確定圓盤式核桃破殼機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，包括螺旋軸、喂料口、套筒、出料口、破殼室、機(jī)架等。2.2 螺旋式核桃破殼機(jī)的工作原理該機(jī)主要由機(jī)架、喂料斗、破殼螺旋軸、套筒、出料斗、軸、帶、電機(jī)等組成，螺旋軸與套筒是主要破殼部件，它們構(gòu)成破殼工作區(qū)，核桃在該區(qū)受到連續(xù)擠壓，受擠壓的核桃沒(méi)有很好的破殼，塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3 還可以再次進(jìn)行擠壓，這樣核桃的破殼率就會(huì)相對(duì)比較高；另外，因?yàn)樘淄彩菆A錐形的，與螺旋軸水平放置，所以擠壓間距是變化的，以適應(yīng)不同大小的核桃；套筒是階梯型的，我們可以根據(jù)不同的核桃品種及其大小范圍來(lái)增加或減少套筒的最佳使用數(shù)量。3 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 綜合考慮效率、質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)性能、生產(chǎn)條件。選擇用普通 V帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。3.1 電動(dòng)機(jī)選擇由配用的電動(dòng)機(jī)的功率 P(kW)的大小，要根據(jù)破殼機(jī)破開(kāi)核桃的生產(chǎn)能力 Q(t/h)來(lái)決定，不宜過(guò)大或過(guò)小。一般應(yīng)按下式計(jì)算：P=(6.4～10.5)Q。如要求破開(kāi)得較細(xì)，系數(shù)的值可以取大一點(diǎn)，，如要求破開(kāi)得較粗，系數(shù)的值可取小一點(diǎn)。按照經(jīng)驗(yàn)取 Q=100kg/h，則電動(dòng)機(jī)的功率P=10.5×100×103=1.05kW，查機(jī)械手冊(cè) [8]綜合考慮選用 Y型三相異步電動(dòng)機(jī) Y90s-2。表 3-1 電動(dòng)機(jī)主要性能型 號(hào) 額定功率 kw滿載轉(zhuǎn)速 minr額定電流A效 率% 功率因數(shù) 額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 kgY90s-2 1.5 2840 3.44 78 0.78 2.3 22表 3-2 電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸電動(dòng)機(jī)主要外形安裝尺寸如圖 3-1圖3-1 電動(dòng)機(jī)3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）確定計(jì)算功率wPKAca k10.50.1???其中 為工作系數(shù) , 為傳動(dòng)的額定功率。AKP（2）選擇 V帶的帶型根據(jù) 、 由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 8-11選用 Y型帶。ca1n（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)算帶速dV中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸出尺寸D×E安裝鍵部位尺寸F90 310×245×190 190×140 10 24×50 8塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4 ①初選主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 8-6和表 8-8，取大帶輪的基準(zhǔn)直1d徑: 。 mmd40)(75in1???②驗(yàn)算帶速 Vsmnd /15.10628475.36.1????因?yàn)?, 故帶速合適。svs/305/?③計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-15a) ，計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 2d5.89724d12???di。 機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 8-8，圓整為 。 md2(4)確定中心距 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 。aL①由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-20),初定中心距 。 40?a②由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-22),計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度102m4)()104(2.3)()(214.302120 ??????????ddaLdo由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-2)選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 。 m?dL③按機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距 a89204200 ???a中心距的變化 ： d47115.-8915.min ???33ax??L④驗(yàn)算小帶輪上的包角 1??????? 20.6589.)2(0.7)(8021 ????d⑤計(jì)算帶的根數(shù) z由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-19)知.kw1.3)(.6K)P(0 ????????Lr?，取 2根。6.1.0??Pzca⑥求作用在在帶輪軸上的壓力 0F由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 8-3得 Y型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 ,mkgq/02.?所以： ?? NvzKPca 8.3915.02.15.2936.05.)( 220 ???????應(yīng)使帶的實(shí)際初拉 ，作用在軸上的壓力為min0)(F?z .40.6sin8.39)s(2)(i0in?3.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小帶輪的材料選擇HT150，由小帶輪的基準(zhǔn)直徑 。因此小帶mdmd 753.2571 ???塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5 輪可采用實(shí)心式；由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表8-10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺寸 ， ,m3.5bd?6.1ha?, ， ，m8e?2zhdaa 2.436.102????。m81)-(1-?fB）（圖3-2 小帶輪結(jié)構(gòu)圖3-3 大帶輪結(jié)構(gòu)大帶輪的材料選擇 ，由大帶輪的基準(zhǔn)直徑，150HT，mdmd 753.2.29????因此大帶輪可采用腹板式,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表8-10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺 ,mbd3.5?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6 ， , ， ，mha6.1?8e2?Zmhdaa 2.1036.102???。mfZB06)1-(2)(????4 軸的設(shè)計(jì)4.1 軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的軸長(zhǎng)是 1007m，分為 5 段，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖 4-1 軸的結(jié)構(gòu)軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用 45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。第二段軸軸表面淬火，增加其表面的耐磨性能。4.1.1 軸的計(jì)算 Ⅰ軸上的功率 ， ，則4kw.1?P750r/min1179549???NPT4.1.2 求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑 因?yàn)槭菢?biāo)準(zhǔn)齒輪所以 ，所以其1d?20??圓周力：N 7.4875921t ???F徑向力：.10tan.48tan???軸向力：= aFt 9.37/cos2.17cos????4.1.3 初步確定軸的最小直徑軸的估算如下：初選材料為 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由于軸即傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，故式：??npAP t 303632.059d???查表 15-3取 =110，且 ， ，則0A14kw.?Pmi/751rn?At 4.330?取 。md6in?輸入軸的最小直徑顯然是安裝凸輪的孔徑，故凸輪的孔徑為 。604.1.4 擬定軸上零件的裝配方案軸承座-圓柱套筒和圓錐套筒-軸承-軸承端蓋-帶輪4.1.5 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。第一段：圓錐滾子軸承，查手冊(cè)， md751?l71第二段： d72?l802第三段：圓錐滾子軸承，查手冊(cè)， , 3203塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7 第四段： , md684?l154第五段： , 95604.1.6 軸承端蓋的選擇選擇凸緣式聯(lián)軸承端蓋（根據(jù)結(jié)構(gòu)）HT150。 （查表 11-10） , 。 2ee?1螺釘直徑 ，螺釘個(gè)數(shù)： 個(gè)。其參數(shù)如下：d03?4md9130??D085.2.??1e6..3其中： ,取 ，em2?2.19則軸端蓋： 。L8.56?4.1.7 求輸入軸上的功率， ，則kwP4.1輸 min/7.4rn輸mNPT ??????? 555 104.376.4109109輸 輸輸4.1.8 求作用在齒輪上已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 2d則：TFt 120498.521???Ntr 8.tanan??3coscos4.2 軸的校核4.2.1 軸的剛度校核軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用 45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。經(jīng)過(guò)分析，主軸軸的受力最大，而且軸的周向受力是主要的，因此，對(duì)該軸進(jìn)行扭矩校核。軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 4-1。軸的扭矩計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：NMnpTmd02.6385.1950d ???式中： 為電動(dòng)機(jī)額定功率， 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。dp主軸輸入轉(zhuǎn)矩：id .19.2..621???為帶輪的傳動(dòng)效率初選1?9.0為軸承的傳動(dòng)效率初選2 82根據(jù)要求，軸要滿足下列條軸的強(qiáng)度條件：][053.2.16.033 ?? ????MPadWT塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8 式中： 為軸的切應(yīng)力，單位 ； 為轉(zhuǎn)矩，單位 ； 為抗扭截面系數(shù)，單位 ；?MPaTmN?TW3m為許用扭切應(yīng)力，單位 。][表 4-1 常用材料的值和 值C該軸的材料為 45號(hào)鋼，則滿足強(qiáng)度條件，軸是安全的 [11]。軸的剛度計(jì)算][689.035.10.82463244 ???? ?????radGTlIlP式中： 為轉(zhuǎn)矩； 為受轉(zhuǎn)矩作用的長(zhǎng)度， ；G 為材料的切變模量， ； 為軸徑，Tl mMPad； 為軸截面的極慣性距。 , ，故軸是安全的。mPI][??4.2.2 軸的強(qiáng)度校核圓周力：NdTFt 4675108.21???徑向力：tr .23tan4675an??軸向力：Ft 9.80cos/cos???求垂直面的支承反力（圖 b） NLdFarv 2.5.847792016.20531 ??????NFvv?求水平面的支承反力（圖 c）FtH5.3724621??F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力（圖 d）NLKF.15.87301?F612??外力 作用方向與帶傳動(dòng)的布置有關(guān)，在尚未確定具體布置前，可按最不利情況考慮。繪垂直面的彎矩圖（圖 b）mMZva 9.4532.07??NLFva.1'?軸的材料 Q235,20 35 45 40Cr，35SiMnPa/][?12-20 20-30 30-40 40-52C 160-135 135-118 118-107 107-98塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9 繪水平面的彎矩圖（圖 c）NmLFMH39628475.0231a ???F力產(chǎn)生的彎矩圖（圖 d）KF.1.2?作用在軸右端的外力：NdT02/3894/??mLMFa 6.537.612求合成彎矩圖（圖 e）考慮到最不利的情況，把 與 直接相加。aHv?NFava 9.3876.5392.452 ????41)(a'' m8.072NM4.2.3 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖 f）dFT3..4651t ???4.2.4 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩從圖可見(jiàn)，a-a 截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為:??2eTa??取折合系數(shù) ，代入上式得 :6.0??NmM39816.09.3872e ???4.2.5 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸的材料為 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 14—1查得 ，由表 14-3查的許用應(yīng)力MPaB75?，則 。 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將??Pab601?????dbe .4.01.0333???值加大 ，故 ，粗取軸徑為 ，合適，安全。d4%2m584??604.3 附件的設(shè)計(jì)4.3.1 軸系零件的定位與軸承的選擇軸向定位 為了防止軸上零件發(fā)生沿軸向的移動(dòng)，必須對(duì)其進(jìn)行定位，來(lái)保證齒輪的正確嚙合，根據(jù)軸上零件的的安裝要求和對(duì)軸的結(jié)要求，要選擇不同的定位方式，常用的定位方式主要有軸肩定位、套筒定位、軸端擋圈和彈性擋圈，軸間定位方式在本設(shè)計(jì)中有用到，具體的結(jié)構(gòu)和參數(shù)見(jiàn)零件圖和明細(xì)表。周向定位鍵主要是為了實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位來(lái)傳遞轉(zhuǎn)距，鍵的形式用多種，因此要根據(jù)不同的要求來(lái)選擇不同型號(hào)的鍵，根據(jù)傳動(dòng)的要求，本設(shè)計(jì)全部采用圓頭普通平鍵（A 型），它的兩個(gè)側(cè)面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，其主要特點(diǎn)是定心性好、拆裝方便。4.3.2 軸承的選擇主軸通過(guò)粉碎室內(nèi)腔，其兩端由軸承固定在機(jī)架上。根據(jù)軸受力和軸徑的不同，本設(shè)計(jì)選用的軸承是：深溝球軸承。 已知此處軸徑 ，所以選內(nèi)徑為 的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇深溝球軸承；md75?m75塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10 查表 6-1，選擇型號(hào)為 6015 GB/T276—1994的軸承。另一處已知軸徑為 ，所以選內(nèi)徑md75?也為 的軸承，選擇型號(hào)也為 6015 GB/T276—1994的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下：m75軸承外徑： d75?mD1B20基本額定動(dòng)載荷： KNCr.6基本額定靜載荷：圖 4-2 軸的受力分析塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 總結(jié)通過(guò)此次設(shè)計(jì)使我掌握了科學(xué)研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的日子我將會(huì)繼續(xù)保持這份做學(xué)問(wèn)的態(tài)度和熱情。我所選設(shè)計(jì)題目是“螺紋螺旋式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)”。經(jīng)過(guò)查找資料和老師的指導(dǎo)，以及上網(wǎng)搜集更多的相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書籍等，終于對(duì)核桃破殼機(jī)有了一定得了解，心里有了大體的思路。最終確定的核桃破殼機(jī)為螺旋式破殼機(jī)。該機(jī)主要由機(jī)架、喂料斗、破殼螺旋軸、套筒、出料斗、軸、帶、電機(jī)等。螺旋軸與套筒是主要破殼部件，它們構(gòu)成破殼工作區(qū)，核桃在該區(qū)受到連續(xù)擠壓，受擠壓的核桃沒(méi)有很好的破殼，還可以再次進(jìn)行擠壓，這樣核桃的破殼率就會(huì)相對(duì)比較高；另外，因?yàn)樘淄彩菆A錐形的，與螺旋軸水平放置，所以擠壓間距是變化的，以適應(yīng)不同大小的核桃；套筒是階梯型的，我們可以根據(jù)不同的核桃品種及其大小范圍來(lái)增加或減少套筒的最佳使用數(shù)量。通過(guò)這段時(shí)間的努立，我基本上按要求完成了機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中指定的各項(xiàng)任務(wù)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了我的機(jī)械知識(shí)水平，鞏固了所學(xué)課程；無(wú)論是看圖能力還是畫圖能力都得到了較大的提高，使我們對(duì)機(jī)械有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和資料的缺乏，加之時(shí)間緊迫，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，大部分問(wèn)題在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下下得以解決。但也有很多地方設(shè)計(jì)的不近人意，例如所繪制的圖紙有些地方表達(dá)的不是很清楚，希望各位老師給予諒解。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12 致 謝對(duì)于這次設(shè)計(jì)的完成,首先感謝母?！锬敬髮W(xué)的辛勤培育，感謝學(xué)校給我提供了如此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機(jī)會(huì)，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)、知道了知識(shí)的可貴與獲取知識(shí)的辛勤。承蒙蘭海鵬老師的耐心指導(dǎo)，我順利地完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此深深感謝我的蘭老師給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助,表現(xiàn)了他對(duì)工作高度負(fù)責(zé)的精神，同時(shí)也感謝給給我?guī)А懂嫹◣缀巍返睦钇嚼蠋?，《機(jī)械工程材料》的張有強(qiáng)老師，《互換性與測(cè)量技術(shù)》的王旭峰老師，《材料力學(xué)》的李平老師，沒(méi)有這些課程做基礎(chǔ)，是無(wú)法完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的，感謝你們！在我的設(shè)計(jì)過(guò)程中，還得到了眾多同學(xué)的支持和幫助，在此，我對(duì)這些同學(xué)表示我衷心的感謝和永遠(yuǎn)的祝福！ 對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，還有許多美好的設(shè)想由于時(shí)間緊湊和自身因素?zé)o法得以實(shí)現(xiàn)，這不能不說(shuō)是本次設(shè)計(jì)的遺憾之處。不過(guò)，至少它啟發(fā)了我的思維，提高了我的動(dòng)手能力，豐富了我為人處世的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步鞏固了所學(xué)知識(shí)，這為我在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。同時(shí)為以后在自己的工作崗位上發(fā)揮才能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在這四年里，我體會(huì)頗多。首先感謝所有老師，尤其是這四年來(lái)帶過(guò)我課的老師，沒(méi)有你們就沒(méi)有今天的我，你們不僅教會(huì)了我書本上的知識(shí)，而且還教會(huì)了我做人的道理。在這里，學(xué)生真誠(chéng)的向你們說(shuō)聲感謝。老師，謝謝您！再次感謝農(nóng)機(jī)班的所有同學(xué)們，謝謝你們?cè)谄饺绽锝o我的幫助和照顧，祝愿你們?cè)谝院蟮墓ぷ骱蜕钪卸寄芤环L(fēng)順。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13 參考文獻(xiàn)[1] 沈再春主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1993,204-265.[2] 史建新,辛動(dòng)軍. 國(guó)內(nèi)外核桃破殼取仁機(jī)械的現(xiàn)狀及問(wèn)題探討[J].農(nóng)機(jī)化,2001,2-5.[3] 王高平.一種新型核桃加工設(shè)備的研究[J].南方農(nóng)機(jī),2002,67-109.[4] 史建新.新型核桃破殼機(jī)[P].中國(guó)專利,2008.05.21,2-4.[5] 王琦祥.核桃破殼機(jī)[P].中國(guó)專利,1985,2-5.[6] 吳子岳.綿核桃剝殼取仁機(jī)械的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),1995,2-7.[7] 馮光旭.核桃破殼機(jī)[P].中國(guó)專利,2008.10.01,2-4.[8] 董詩(shī)韓,史建新.多輥擠壓式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011, 2.[9] 李曉霞,郭玉明.帶殼物料脫殼方法及脫殼裝備現(xiàn)狀與分析[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2007，4.[10] 李良藻,湯楚宙主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械[M].長(zhǎng)沙:湖南教育出版社，1989.78-113.[11] 無(wú)錫輕工業(yè)學(xué)院主編.食品工廠機(jī)械與設(shè)備[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)版社,1993,75-89.[12] 第一機(jī)械工業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(上、下冊(cè))[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1972,65-89.[13] 吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,2006.05,22-73.[14] 鞠魯粵.機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,2007,34-56.[15] 趙韓,黃康,陳科.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2005.03,41-65.[16] 裘建新.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京:高等教育出版社,2005.04,23-34.[17] 龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(第二版)[M].高等教育出版社,23-48.[18] 龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)(第三版)[M].高等教育出版社,40-50. [19] 劉小年,劉大魁.機(jī)械制圖[M].高等教育出版社出版,314-341.[20] 何志剛.互換性與測(cè)量技術(shù)(第三版)[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,128-135.[21] 單輝祖.材料力學(xué)（第二版)[M].高等教育出版社,54-199.[22] 戴枝榮.工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)(Ⅰ-工程材料)[M].東南大學(xué)主編高等教育出版社,202-205. [23] 朱冬梅,胥北瀾.畫法幾何及機(jī)械制圖[M].北京:高等教育出版社,2000.12,53-67.[24] 楊可幀,程光蘊(yùn),李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2006.5,23-78.[25] 朱張校.工程材料[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001.01,65-87.
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