摘 要
在加工的過程中,許多水果和蔬菜的外表皮是不需要或者不可使用的,需要去除，而且還可以提高成品的外觀。主要要注意的是盡可能的去除果蔬材料外表皮并且能減少勞動力,能源和原材料的成本,減少總成本。本文設(shè)計介紹是摩擦去皮的方法:將馬鈴薯在放置在排砂滾筒的內(nèi)壁,通過摩擦力將水果和蔬菜去皮,然后用大量的水清洗。此方法的優(yōu) 勢在于整個脫皮過程不需要加熱，故能源的消耗就少，所需的成本相對較少，在常溫條件下不造成過熱損傷，使加工的食品具備良好的外觀特點，但因為食品外層表面的不規(guī)則（例如馬鈴薯表皮上的“孔洞”）會使加工的產(chǎn)品外觀破損，故還要附加人工的手動除皮。
關(guān)鍵詞：馬鈴薯；摩擦力；脫皮；清洗；
壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985
Abstract
In the whole process of the processed foods, most outer layer of skin is not to need to fruit and vegetable materials or inedible parts, need to eliminate, and it also can improve the appearance of the finished products after processing. Mainly need to pay attention to the aspects including the removal of fruits and vegetables as much as possible the outer epidermis part, reduce the labor, reduce energy and material spending, so as to realize the ultimate goal of reducing costs. This design is the method of using friction peeling: place the potatoes in the sand roller lining, using the friction to remove the outer epidermis of fruit or vegetable, and then through the use of large amounts of water for cleaning. This method has the advantage of the peeling process don't need to be heated, so the energy consumption is less, the cost is relatively small, at room temperature under the condition of not overheating damage, make food with good appearance of the processing characteristics, but because of the food the outer surface of the irregular (such as potato "holes") on the skin can make the processing of product appearance, so the human to be manually in addition to the skin.
Key words: The potato; The frictional force; Fruit and vegetable machine； Cleaning
目錄
1 前言 2
2 馬鈴薯脫皮機的加工方式的選用及計算 3
2.1 根據(jù)加工原理的分類及本文選用的加工方式 3
2.2 脫皮設(shè)備： 4
2.3 馬鈴薯脫皮機的計算 6
3.傳動方案的設(shè)計選用 10
3.1 電動機的選用 10
3.2 傳動方案的論證與設(shè)計 13
4. 軸的設(shè)計 18
4.1 軸的材料選用 19
4.2 軸的結(jié)構(gòu)的設(shè)計 19
4.3 軸的設(shè)計計算 20
5. 軸承的選擇 23
5.1 類型選擇 23
5.2 軸承壽命計算 23
5.3 軸承端蓋的設(shè)計 24
5.4 套筒的設(shè)計 24
5.5 軸承的安裝形式 25
5.6 軸承潤滑選擇 25
6 各部件的設(shè)計說明 26
6.1. 機筒部分的設(shè)計說明 26
6.2 轉(zhuǎn)盤的設(shè)計 27
總結(jié) 28
致謝 29
參考文獻 30
1 前言
現(xiàn)如今中國的馬鈴薯產(chǎn)量大約占到全球馬鈴薯產(chǎn)量的近三成，在全球排名首位。伴隨著馬鈴薯生產(chǎn)制造業(yè)最近幾年來的快速迅猛發(fā)展，特別是在一些西方歐美和發(fā)達國家，在發(fā)展具備優(yōu)良性質(zhì)的馬鈴薯品種這方面投入了大量的物力、人力和財力，也因此研發(fā)出了許多具有實際使用意義的裝置。與此同時， 在生產(chǎn)方式方面選擇較為先進的領(lǐng)域化模式也在一定程度上推動著馬鈴薯生產(chǎn)
加工行業(yè)的快速穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。
馬鈴薯是我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｒ姷牡氖巢?，關(guān)于它的做法也有很多種，除了蒸、燉和烤這三種主要的制作方法，在國外還能制成馬鈴薯沙拉和咖喱飯等美味的菜品，當(dāng)然還有人們普遍喜愛的快餐、休閑以及便利食品，通常包括有油炸薯條、土豆泥以及一系列由馬鈴薯制作成的膨化類休閑食品等，因為富含大量的淀粉，所以被廣泛的用來制作相應(yīng)的方便面和美味的粉條粉絲等食材。除此之外，在提取馬鈴薯當(dāng)中所含有的淀粉成分以后，馬鈴薯剩下的部分通常情況下用于制造用于飼養(yǎng)家禽的發(fā)酵飼料以及蛋白質(zhì)成分的提取等等。由此看來，馬鈴薯在我們的日常生活中存在極大的食用和使用價值。
那么大量的食用和使用馬鈴薯，肯定就要伴隨著大量的加工，在這個科技發(fā)達的社會，光靠人力來加工肯定是不現(xiàn)實的了，所以為了解決馬鈴薯脫皮的難題，經(jīng)過大量資料的查詢，本文就我如何設(shè)計制作一個馬鈴薯脫皮機展開說明。
32
2 馬鈴薯脫皮機的加工方式的選用及計算
2.1 根據(jù)加工原理的分類及本文選用的加工方式
在日常加工蔬菜和水果的時候，怎樣快速高效的將這些塊莖類植物的外層表皮完全清理干凈尤為重要，對于不同的蔬菜以及水果而言，它們的內(nèi)部果肉和外層表皮之間形成的連接程度也是不相同的，同時在加工不同的產(chǎn)品時對應(yīng)的要求也不盡相同，因此所對應(yīng)的脫皮方法存在著較大的差異。
蔬菜和水果在實際的脫皮過程中，需要實現(xiàn)材料盡可能少的消耗、對應(yīng)的加工成本低廉以及脫皮的完全徹底和加工成品的清潔等。先如今果蔬脫皮的加工方法主要可以分為機械、蒸汽以及化學(xué)這幾種，各有對應(yīng)的優(yōu)點和缺點。在這幾種脫皮方式中，運用最普遍的當(dāng)屬機械形式的脫皮方式，對應(yīng)不同的加工原理能夠劃分為以下幾種：
(1) 機械切削式：此種方法是通過利用較為尖銳的刀片將所需加工的材料上所對應(yīng)的表面皮層剝離開來，對應(yīng)的脫皮速度相對較快，可是脫皮的整體效果相對較差，加工過程中損失的果肉較其他方法多，通過此種方法實現(xiàn)脫皮后的材料還需要利用人工處理進行一定程度上的修整，并不可以達到百分之百機械化的加工生產(chǎn)狀態(tài)。這種機械式脫皮法通常用于那些果實相對較大、肉質(zhì)相對較硬而且表皮較薄的果蔬。
(2) 機械摩擦式:此種方法是通過利用摩擦力的作用將蔬菜和水果材料外層 的表皮經(jīng)過不斷的持續(xù)摩擦從而產(chǎn)生破損脫離以致最后被完全的除去。一般情 況下利用機械摩擦實現(xiàn)脫皮操作的機械裝置主要是我們所熟悉的干法脫皮機[1]。
(3) 機械磨削式：通過增添由特殊磨削材料制作而成的構(gòu)件去除材料外層的表皮。但是經(jīng)過此種方式脫皮后的材料表面相對較為粗糙。故此種方式比較適合用于那些果實相對較硬、外層表皮相對較薄以及外在形狀相對較為整齊光滑的果蔬，日常常見的西紅柿和胡蘿卜等通常情況下都通過機械磨剝機實現(xiàn)脫皮操作。
(4) 化學(xué)方式:此種方法又被大家稱做是堿液脫皮，所謂的堿液脫皮就是在設(shè)定的溫度方位內(nèi)利用堿液來處理相應(yīng)的材料，特定溫度下的堿液可以腐蝕甚至溶解去除材料外層的表皮，防止一定的時間以后，對材料使用大量的清水進行沖洗或者搓擦，材料的外皮很容易就能夠?qū)崿F(xiàn)脫落，清水的沖洗同時能夠洗去留存在材料表層的殘余堿液。這種利用堿液實現(xiàn)脫皮的方法一般情況下用于蘋果、梨和桃子等果蔬的脫皮操作。
（5）蒸汽式：此種方法是把需要脫皮處理的果蔬放置在對應(yīng)的高壓容器里面，通過高壓的蒸汽所產(chǎn)生的液化作用使得果蔬所對應(yīng)的塊莖部分產(chǎn)生一定量的卡路里，果蔬對應(yīng)的塊莖部分上的外層表皮此時將會受熱，此刻打開高壓容器的時候因為內(nèi)外存在的壓力差將會在一定程度上致使果蔬材料上的內(nèi)部果肉和外層表皮之間可以實現(xiàn)互相的分離。這種方法在實際使用時需要相關(guān)的加熱裝置和持續(xù)不斷的加熱操作，故其對應(yīng)的加工生產(chǎn)成本相對較為昂貴并且具有相對較大的危險發(fā)生[2]。
對比而言，本人認為利用機械摩擦來實現(xiàn)的脫皮方法相對合理。
2.2 脫皮設(shè)備：
本論文所設(shè)計的馬鈴薯脫皮機采用的是一種結(jié)構(gòu)上屬于中小型，工作方式為間歇式工作的脫皮機裝置。脫皮機在實際工作時通過摩擦部件的不停旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)果蔬材料的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，讓果蔬材料在離心力的不斷作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)在脫皮機內(nèi)部上下運動翻轉(zhuǎn)的同時與脫皮機中有關(guān)的部件摩擦作用，來實現(xiàn)果蔬外皮的脫落，實現(xiàn)脫皮機的去皮功用。
通常情況下采用擦皮式實現(xiàn)脫皮時，果蔬材料上的絕大多數(shù)塊莖組織將會承受相對較為嚴重的破損，同時最后加工制作而成的產(chǎn)品外層表面尤為粗糙不光滑。故通常情況下加工生產(chǎn)馬鈴薯、胡蘿卜等果蔬時可以選擇離心式的脫皮方式。
1-電動機，2-主動輪，3-清理曹，4-軸承座總成，5-旋轉(zhuǎn)圓盤，6-圓筒壁， 7-傳動輪，8-軸承，9-傳動軸
圖 2.1 本設(shè)計的馬鈴薯脫皮機整體結(jié)構(gòu)示意
在馬鈴薯脫皮機加工生產(chǎn)的過程中，利用脫皮機上的噴嘴部件輸送清水， 可以借助手柄實現(xiàn)匣門的開閉，脫皮機除去的殘渣在水流的驅(qū)動下排出對應(yīng)的排污口，最終借助于脫皮機內(nèi)部產(chǎn)生的離心力將脫皮后的果蔬成品輸送到卸料口最后排出。
在整個脫皮的過程中，為了確?？梢酝耆_到脫皮所需要的加工生產(chǎn)效果， 不但需要圓筒在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生足夠的離心力可以拋起待加工的果蔬材料[3]，
以確保在脫皮機的擦皮室內(nèi)果蔬材料可以實現(xiàn)不間斷的持續(xù)翻轉(zhuǎn)運動，只有做到以上的設(shè)計要求才可以確保摩擦力對于待加工果蔬材料上所有部位都可以產(chǎn)生相同效果的影響，從而最終實現(xiàn)快速高效的脫皮操作，并保證蔬果材料可以被完全拋至脫皮機的內(nèi)筒壁，以確保蔬果材料在脫皮操作后可以實現(xiàn)較為方便
的排出。工作圓筒內(nèi)表面是粗糙的，圓盤表面呈波紋狀，波紋角α =20°～30°， 兩者大多采用金剛砂黏結(jié)表面，均為擦皮工作表面。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，摩擦圓盤
線速度 Vmax=5.67m/s 時，對馬鈴薯的去皮效果最好，馬鈴薯果肉損失最少，在實際的加工生產(chǎn)過程中務(wù)必要確保脫皮機內(nèi)部圓筒放置的果蔬材料不應(yīng)該太多，
通常情況下大概裝滿整個圓筒容積大小的一半，對應(yīng)的系數(shù)選擇則根據(jù)實際的加工生產(chǎn)現(xiàn)況而定，一般選用物料料充填系數(shù)為 0.50～0.65,依此進行生產(chǎn)能力計算[4]
2.3 馬鈴薯脫皮機的計算
2.3.1 此次設(shè)計的主要內(nèi)容： 本次設(shè)計的參數(shù)：
1、 材料名稱:馬鈴薯
2、 容積 800kg/m3
3、 生產(chǎn)形式：間接性生產(chǎn)
4、 工作效率 200kg/h
5、 材料大?。?0mm
2.3.2 生產(chǎn)能力的校核
實際的生產(chǎn)力為：
3600
pD2 H
t
G =
1
+t 2
′ ry
+t 3 4
G =
30 +
3600 ′ p
240 + 90
′ 0.42
4
′ 0.4
′ 0.52 ′
800
= 209
> 200kg / h
2.3.3 擦皮機理論主軸轉(zhuǎn)速的計算
若馬鈴薯為球形顆粒狀，設(shè)一個馬鈴薯質(zhì)量為m，那么它在工作時必須會有相對轉(zhuǎn)盤的移動。以下是馬鈴薯在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時的受力情況圖。
垂直
假設(shè)波紋角為a ，物料的運動速度為v。當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時帶動材料A 運動， 運動方向垂直于波紋切線。v 分解為V 垂直和V 水平，CB 與轉(zhuǎn)盤平面平行，
轉(zhuǎn)盤的圓周速度ω R， 故
V = wRSina
(m s)
式中：
ω 為角速度；
R 為轉(zhuǎn)盤半徑（m）
V垂直
= VCosx = wRSinaCosa = wR Sina (m s)
2
根據(jù)動力學(xué)，物料垂直拋起的動能為
E = 1 mV 2 = 1 mw 2 R 2 Sin 2 2a (N × m)
垂直 2 垂直 8
物料拋起后的勢能 mhg。為了正常運轉(zhuǎn)，拋高 h 一定要超過所以
用d 代替h，又因為
w = pn
30
可得
1 (pD ) 2 R 2 Sin 2 2a = gd
8 30
化簡得：
n = 60 2d
1 RSin2a
(r min)
α 角一般取20° - 30°
拋向側(cè)壁的力靠離心力C
C =
m(wR) 2 = GRn2
（N）
R 900
此離心力應(yīng)大于波紋對物料的摩擦力 T,才能使物料拋向側(cè)壁。
T = Gf
（N） f 為摩擦系數(shù)
使 C>T，則有
n2 > 30
（ r min ）
取物料層厚度δ
d = 3 H = 3 ′ 400 = 300
(mm)
4 4
摩擦系數(shù)f 為 1.1～1.4，設(shè)計中取 1.1， 波紋角a = 20° 代入（2），（3）得：
n 3 60 2d = 60
1 RSin2a
2′ 0.3
0.2′ Sin(2′ 30°)
= 268
（ r min ）
n2 > 30
= 30
= 70.35
（ r min ）
轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速應(yīng)在n1 及n1 中取最大者，n=268（ r min ）
驗算圓盤轉(zhuǎn)速n
V = 2p × Dn = 2′ 3.14′ 0.4′ 268
（m/s）
4′ 60 4′ 60
=5.61 < Vmax=5.67(m/s)
根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，摩擦圓盤線速度為Vmax=5.67m/s 時，馬鈴薯的去皮效果最好，果肉損失最少。
2.3.4 脫皮機所消耗的功率的計算
所消耗的總功率
P = Mn
h
(W)
M 為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)矩(N·m),η 為傳動效率;
M = fGR
R 為摩擦臂矩，R=0.4D（D 為轉(zhuǎn)盤直徑）
η =(0.75～0.84),設(shè)計中選 0.80
假設(shè)馬鈴薯為球形，馬鈴薯粒徑﹤90 ㎜，設(shè)計中取 90mm， 馬鈴薯密度ρ =1.0～1.2g/cm3，設(shè)計中取ρ =1.1g/cm3
則單個馬鈴薯的體積V1
4 ? d ?3 4 ? 8 ?3
3
V1 =
p ×? 1 ÷ = ′ 3.14′ ? ÷ ? 268
(cm )
3 è 2 ? 3
è 2 ?
一個馬鈴薯的質(zhì)量m1
m1 = V1 × r = 268′1.1 = 294.8 （g）=0.2498 (kg) 放入馬鈴薯的個數(shù)為N
p ? D ?2 p ? 40 ?2
V ? ÷ ×d
? ÷ ′ 30
N = ×y = 2 è 2 ? ×y = 2 è 2 ? ′ 0.52 ? 37
(個)
V1 V1
268
則消耗的總功率P 為：
P = Mn =
fGRn =
fNmg(0.4D)n = 1.1′37 ′ 0.2948′ 9.8′ 0.4′ 0.4′ 268
(W)
h h 4h 4′ 0.8
= 63W =6.3 KW
3.傳動方案的設(shè)計選用
3.1 電動機的選用
3.1.1 幾種常見的電動機
廣泛應(yīng)用于電機，種類繁多。我們通常根據(jù)電動機在交易中使用電動機之間的差的分類。馬達詳細分類如下：
1. 根據(jù)工作電源品種劃分：可分為直流電動機和交流電機。無刷直流電動機和無刷直流電動機：直流電動機可根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理進行分割。電刷直流電動機可分為：永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機劃分：串聯(lián)傷口直流電動機，分流直流電機，復(fù)合直流電動機他勵直流電機。永磁直流電機師：稀土永磁直流電動機，鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。交流電機也可以是點：單相電機和三相電機。
2. 根據(jù)該結(jié)構(gòu)和劃分的工作原理：可分為直流電動機，異步電動機，同步電動機。同步電動機可分為：永磁同步電動機，同步電動機和磁阻磁滯同步電動機。異步電動機可分為：交流感應(yīng)電動機和電動機換向器。感應(yīng)電動機可分為：三相異步電動機，單相異步電動機并覆蓋極異步電動機等交流換向器電動機可分為：單相串激電機，AC / DC 電機和電機排斥。
3. 按照啟動和操作模式：分為單相電容啟動式異步電動機，電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機，單相電容運轉(zhuǎn)啟動式異步電動機和分相單相異步電動機。
4. 師：根據(jù)使用驅(qū)動電機和電機控制。驅(qū)動電機事業(yè)部：電動工具（包括鉆孔，拋光，打磨，開槽，切割，擴孔等工具電機，家用電器，包括洗衣機， 電風(fēng)扇，電冰箱，空調(diào)器，錄音機，錄像機，VCD，吸塵器，照相機，電吹風(fēng)， 電動剃須刀等），電機等通用小型機械設(shè)備（包括各種小型機床，小型機械， 醫(yī)療器械，電子儀器等）馬達?？刂齐姍C又分：步進電機和伺服電機等。
5. 根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)劃分：式異步電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠式異步電動機） 和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機（繞線異步電動機被稱為舊標(biāo)準(zhǔn)）。
6.）的運行速度，高速電機，電機以低速，恒速電機和調(diào)速電機。低速電機分為減速電機，電磁減速馬達，力矩電機和爪極同步電動機等。調(diào)速除了水平電動機可分為恒速電機和恒速電機，變速電機和無級變速電機，也可以分為
電磁調(diào)速電機，直流調(diào)速電機，PWM 變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻調(diào)速電機控制。異步電動機轉(zhuǎn)子速度總是比旋轉(zhuǎn)磁場的同步速度更小。同步電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速無
關(guān)，與負載的大小，始終保持了同步速度。各類電機的分類特征。
3.1.2 電動機容量的選擇
馬鈴薯脫皮需要功率 P=6.302kw，因為在從電動機到氣缸變速器的設(shè)計有一對軸承，磁帶驅(qū)動器的
所以一個電動機來驅(qū)動圓筒的總效率
η 0=η 滾 *η 帶
其中：
η 滾=0.98,η 帶=0.95
η 0=η 滾 *η 帶 =0.98*0.95=0.931 P1=P/η 0=6.302/0.931=6.77 KW
3.1.3 電動機的選型
選擇電機的步驟和所述內(nèi)容包括：應(yīng)與被拖動到機械，設(shè)備的具體要求，
考慮到電源，工作環(huán)境，使用地方和保護等級，以及電動機的功率因數(shù)，效率， 過載能力，安裝方法，傳輸設(shè)備，產(chǎn)品，價格，運營和維護成本，等等等等，
選擇電機的電氣性能和機械性能，使電動安全，經(jīng)濟，節(jié)能的選擇的功能，合理運行。其在選擇電機的過程中的功率的確定是非常重要的，應(yīng)選擇原則是在電機可滿足負荷要求的前提下，下被拖動的最經(jīng)濟和合理地確定電機的功率的大小。如果電機功率選擇過大，不僅增加了設(shè)備投資成本，而且還因為其較低的運行功率因數(shù)和效率長期輕載;相反，如果電機功率選擇太小，馬達會經(jīng)常過載運行，使得電動機溫度上升越高，絕緣老化，使得縮短使用壽命;除了可能的
起動困難和承受沖擊載荷，等等。因此，必須仔細權(quán)衡，合理正確選擇電動機的功率。
方案 1 的比例為 5.37，計劃 2 傳動比為 3.62，相比之下方案中，在為了使結(jié)構(gòu)緊湊，并可選擇傳輸，綜合考慮，選擇 2 模式，所以這樣的設(shè)計選用1000r/min，全面提速至 970r/min 的發(fā)動機，參照標(biāo)準(zhǔn)表 7-2-2 選擇 Y160M -
6 型電機。在這種電機數(shù)據(jù)如下：
圖 3 電動機結(jié)構(gòu)簡圖
3.2 傳動方案的論證與設(shè)計
3.2.1 傳動方案的選擇
去皮機轉(zhuǎn)速 n=268r/min,所選電動機空載轉(zhuǎn)速為 1000r/min 滿載轉(zhuǎn)速為970r/min,因此擦皮機的總傳動比為 i=970/268=3.62。
三種傳動的特點是： 帶傳動的特點：
帶傳動比為 3～5，帶傳動應(yīng)用:傳動比要求不高，要求過載保護，中心距較大的場合，不用于易燃易爆場合。
帶傳動的優(yōu)點：
1） 結(jié)構(gòu)簡單，成本低使用維護方便
2） 帶具有良好的撓性和彈性能緩沖運行平穩(wěn)噪聲小
3） 適合大中心距傳動
4） 過載時打滑防治零部件損壞帶傳動缺點： 1）不能保證正常的傳動比
2） 傳遞相同的工作轉(zhuǎn)矩外廓尺寸大
3） 需要張緊在軸上的載荷大 平帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，但傳動效率高
帶中可能產(chǎn)生的瞬時最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊剛開始繞上小帶輪處。 彈性滑動產(chǎn)生的原因：帶傳動中的彈性形變而引起的帶與帶輪之間的滑動
鏈傳動的特點：
優(yōu)點： 1）承載能力高；2）適用于惡劣的工作環(huán)境；3）效率高； 4）作于軸上的力小。
缺點： 1）工作時有噪聲； 2）存在沖擊、振動； 3）對安裝精度要求高。
齒輪傳動的特點：
優(yōu)點：1 傳動效率高 2 傳動比大 3 傳遞轉(zhuǎn)矩大 4 壽命長
缺點：1 重量大 2 噪音大 3 傳動距離小 4 需要經(jīng)常潤滑
以上這三種傳動方案都能滿足圓盤給料機的功能要求，但結(jié)構(gòu)、性能、經(jīng)濟性和工作環(huán)境不同。本文選擇齒輪傳動作為傳動方案。
3.2.2 安裝形式
立式電動機,傳動軸向上,用電動機的軸直接與主動齒輪連接，電動機的傳動軸向上。這個方案傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝維護方便。根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)，擦皮機的容重 0.8 噸/米 3,處理能力 200 公斤/小時，求出總傳動比為3.63。
3.3 齒輪的設(shè)計選用
3.3.1 齒輪的設(shè)計計算
2)選齒型
根據(jù)Pd=8.25kw 和 n=970r/min,查表
3）確定主動輪和從動輪的直徑
分度圓直徑
= 50 mm =136mm
齒頂圓直徑
=54mm =140mm
齒根圓直徑
=45mm =31.5mm
中心距
= 0.5*（50+136）
=93
得 m=2 , z1 = 25 , z2 = 68
那么
齒高 h ＝ ha＋hf = 2.25m =5 齒頂高 ha = m = 2
齒根高 hf = 1.25m = 3 齒距 p =π m = 2π
1. 材料：
各種齒輪材料的主要制造鋼，接著鐵等非金屬材料;齒輪材料選擇的基本原理是：齒輪材料必須滿足的工作條件，如強度，壽命，可靠性，經(jīng)濟性等方面的要求;
A） 鋼鍛鋼和鑄鋼，只有尺寸較大（D> 400?600 MM），鑄鋼齒輪宜采用形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，一般由鍛鋼齒輪。軟齒面齒調(diào)制或正火處理后，通常使用的 45 40 Gr 和等等，所以齒面硬度不高，容易制造，成本低，適用范圍廣，通常用于大小和重量而對之際嚴格的限制。為了使齒輪接近壽命的大小，應(yīng)大于
大齒輪 30?50 的 HBS 更高的小齒輪齒的表面硬度。對于運行高超載或重要齒輪， 可以組合使用齒面硬度的，齒面硬度可以是大致相同的。通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砘?
表面處理許多鋼，可以通常使用的齒輪材料;
B） 的鑄鐵，由于耐沖擊鑄鐵等性能都較差，所以不重復(fù)開型發(fā)送的， 主要用于在低功率小齒輪的制造中，通常使用的材料具有 HT250，HT300，等， 常被用作低速，輕載時齒輪材料不太重要的場合; 。
C） 的非金屬材料，對于高速輕載和齒輪的齒輪傳動的低噪聲要求，非金屬材料是可用的，并且還添加織物電木，尼龍等常用齒輪材料，熱處理，硬度，應(yīng)用實例示于表 6，如圖 4 所示，適用于高速，輕負荷，并降低噪音。
2）熱處理：齒輪尺寸，應(yīng)考慮空白成形方法和熱處理和制造工藝;軟齒面齒輪鋼，其匹配兩段齒面硬度差應(yīng)保持在 30?50 個或更多 HBS。
A）表面硬化
通常用于中碳鋼，中碳合金鋼，如 45，40 鉻，齒變形后表面淬火小， 不研磨，硬度可以達 52?56 HRC，表面硬芯是軟的，可承受的沖擊加載。
A） 滲碳淬火
滲碳鋼碳（低碳鋼及碳素鋼 0.15?0.25％，如 20，20 C 等的齒面硬
度
至 56-62 HRC，具有強度高，耐磨性好，韌性高，牙芯沖擊載荷的重要傳輸中使用齒面接觸。通常滲碳淬火或研磨。
B） 空調(diào)
調(diào)理通常在中碳鋼，中碳合金鋼中，如 45，45 C，35 SIMN 等調(diào)理處理后的牙齒表面硬度：220?260 HBS。因為硬度不高，因此，可以在熱處理后細齒形狀，并且在使用中是很容易執(zhí)行。
C） 是火
正火可以消除內(nèi)應(yīng)力，微細晶粒和改善的機械性能和機械加工性。請求不是齒輪的機械強度高可用介質(zhì)碳鋼是火災(zāi)?？捎玫拇笾睆烬X輪的鑄鋼歸處理。
D） 氮化
滲氮是一種化學(xué)處理。氮化的 60?62 氮化處理溫度 HBC 齒面硬度后低， 齒變形，適于磨削硬的情況下，例如內(nèi)齒輪。
特性及用途：回火，正火處理，硬度低，HBS 350 后，屬于軟齒面， 工藝簡單，用于一般的傳輸。當(dāng)齒輪齒表面的尺寸是軟的。因為小牙齒很薄， 抗彎強度低，所以當(dāng)選擇材料及熱處理，小圓比大輪硬度 20?50 HBS。表面硬化，滲碳和淬火，滲氮處理后齒面硬度，硬齒面。其高承載能力，但一般需要打磨。結(jié)構(gòu)緊湊的場合常用。
因此，方便制造，吃用柔軟的意大利面，齒輪的大小是由 45 號鋼，齒輪調(diào)制處理，吃表面硬度：229?286 HBS，規(guī)范加工，表面硬度：169?217 H BS
4. 軸的設(shè)計
軸是機器的主要部分之一。傳動部件（例如齒輪，蝸輪等）的所有旋轉(zhuǎn)運動，必須安裝在軸向運動和動力傳輸。這樣的軸線是支承旋轉(zhuǎn)部件，傳遞動力和運動的主要功能。
在機械傳動的設(shè)計過程剝皮機中，為了確保在剝皮機和正常傳輸?shù)挠嘘P(guān)動力傳遞部件的動作，所有的傳動件的旋轉(zhuǎn)運動，必須在軸上安裝。如果在實際
設(shè)計過程剝皮機軸結(jié)構(gòu)選擇不是很合理，因此在工作中剝皮機的動力傳動性能， 在軸部件的安裝位置和方向，該剝皮機工作性能的穩(wěn)定性將打折，在一定程度
上，但也將增加在生產(chǎn)和軸部件組裝困難的過程中的成本，因此在軸的設(shè)計是特別重要和關(guān)鍵。
4.1 軸的材料選用
材料在機械設(shè)計中軸線的選擇通常包括碳鋼和合金鋼都用最自然的 45＃鋼。但在該設(shè)計中，因為該軸的應(yīng)力是相對小的尺寸，不需要軸的強度太大，并考
慮到成本的原因，最終的選擇強度比較低的普通碳鋼如剝皮機軸的材料。
材料硬化性能和力學(xué)性能，碳鋼相比處于劣勢的合金鋼，所以需要減小尺寸，傳輸功率，降低該軸的質(zhì)量，以提高磨損軸的直徑和撕裂強度并需要工作在低溫和高溫環(huán)境下，相應(yīng)的軸合金鋼材料的選擇應(yīng)該是合理的。
通過查詢機械設(shè)計和剝皮機器的軸的設(shè)計對應(yīng)的材料應(yīng)選擇 45＃鋼，相應(yīng)的機械性能如下：
毛坯的直徑不大于 100mm，
硬度的取值范圍為 170～217HBS， 最大的抗拉強度大小為 590MPa，
最大的彎曲疲勞強度大小為 255MPa， 最大的屈服強度大小為 295MPa。
選用正火作為熱處理的方法。
4.2 軸的結(jié)構(gòu)的設(shè)計
這樣的設(shè)計主要考慮以下幾個問題：所選擇的材料的強度，硬度和熱處理狀態(tài)，在特殊情況下，如耐腐蝕性和耐高溫性能也應(yīng)考慮。此外，還應(yīng)該考慮是否材料價格，易于加工和購買方便等特點;是否滿足強度，剛度和規(guī)則的使用
壽命的要求;軸和軸系統(tǒng)的規(guī)模，結(jié)構(gòu)和配置是與整個機兼容;滑輪，的連接方法，位置，諸如固定的，裝拆等是合理的;軸加工方便，可行的;軸和正常條件下的軸系統(tǒng)的振動，應(yīng)在允許的范圍之內(nèi);裝配計劃，安裝，拆卸和軸承的潤滑是合理的;軸密封裝置的選擇是合理的;軸類零件及其安裝和拆卸序列之間的每
個位置;組裝時的調(diào)整方法的軸向位置和所述測試裝置;在操作中不正常的現(xiàn)象， 如振動，噪聲，熱加工。
指定半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括所有尺寸的合理的形狀和結(jié)構(gòu)。軸結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：安裝在機器和形式的軸;軸被安裝在零件，尺寸，數(shù)量，和的方法和軸的連接的類型;的負載，大小，方向和分布的性質(zhì);軸等的加工技術(shù)由于
影響軸結(jié)構(gòu)因素，其結(jié)構(gòu)形式，并與不同的特定條件下，使軸的結(jié)構(gòu)沒有標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計，具體的分析應(yīng)該針對不同的情況下進行。但是，不管什么樣的特定條件
下，該軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足： 1）軸和安裝在軸部件必須工作位置;
2） 在軸部分應(yīng)該是便于安裝和調(diào)節(jié);
3） 軸應(yīng)具有良好的工藝性等。
我們根據(jù)軸系統(tǒng)的不同要求，根據(jù)該關(guān)系，并加工，安裝，拆卸，保養(yǎng)， 如綜合考慮要求分離軸的部分。
4.3 軸的設(shè)計計算
由前面知軸的最小直徑dmin=45mm，大帶輪輪轂直徑為 d1=50mm
4.3.1 繪制軸的結(jié)構(gòu)簡圖
圖 10 軸的結(jié)構(gòu)圖
4.3.2 確定各軸段尺寸
1） 確定各軸段直徑
1 段：d1=φ 28mm, 根據(jù)轉(zhuǎn)盤的內(nèi)徑；
2 段：d2=φ 30mm, 取決于密封擋圈的大?。?
3 段：d3=φ 35mm, 取決于軸承內(nèi)圈的高度；
4 段：d4=φ 25mm, 取決于軸承內(nèi)徑的大?。?
5 段：d5=φ 24mm, 過度；
6 段：d5=φ 25mm, 取決于軸承內(nèi)徑的大?。?
7 段：d5=φ 24mm, 取決于圓螺母直徑。
8 段：d5=φ 20mm, 取決于從動齒輪的內(nèi)徑。
2） 確定軸上各軸段長
1 段： l1=60mm,取決于轉(zhuǎn)盤的寬度；
2 段： l2=37mm,根據(jù)轉(zhuǎn)盤到軸承總座的距離； 3 段： l3=2 mm,
4 段： l4=31mm, 根據(jù)軸承寬度；
5 段： l5=28mm,
6 段： l5=29mm, 根據(jù)軸承寬度。
5 段： l5=25mm,根據(jù)圓螺母寬度；
6 段： l5=38mm, 根據(jù)從動齒輪的寬度。
2）軸的疲勞強度
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后還要檢查危險地段能否使用。馬鈴薯脫皮機工作時軸向力小，相對于轉(zhuǎn)矩彎曲力矩是小的。
主軸所受的扭矩 T:
2
T = 9550′ P2 = 9550′ P ′h 帶 = 9550′ 7.5′ 0.98′ 3.62 = 262
N.m
n2 n1 / i
970
扭矩圖為：
圖 11 扭矩示意圖
o M 2
+ (aT 2)
強度校核：
ca =
1 MPa
W
5. 軸承的選擇
5.1 類型選擇
這種設(shè)計剝皮機軸承類型的選擇將基于所述工作狀況的實際工作和一系列相關(guān)計算，以獲取所獲得的數(shù)據(jù)的大小。
1. 方法和步驟的選擇
軸能正確使用滾動軸承的種類，主機能獲得良好的工作表現(xiàn)，延長使用壽命。對企業(yè)來說，可縮短維修時間，降低維修成本，提高了整機的運行速度， 具有非常重要的作用。因此，設(shè)計和制造單位或維護單位是否使用，必須高度重視，一般來說，軸承的步驟的選擇可概括為：
1.根據(jù)軸承的工作條件（包括載荷方向及載荷，轉(zhuǎn)速，潤滑方式的類型和同軸度要求的方向，還是不行，安裝和維護，環(huán)境溫度等），選擇基本型，寬容檔次， 2，根據(jù)軸承和受力情況和壽命要求的工作條件，通過計算確定軸承類型，或根據(jù)選定的軸承型號的需求，再計算壽命 3.選定軸承額定負荷和極端速度的計算。選擇軸承極限轉(zhuǎn)速的主要因素，滌綸壽命和承載能力，其他因素有助于確定軸承類型，結(jié)構(gòu)，尺寸和公差等級和通關(guān)為最終解決方案。
5.2 軸承壽命計算
L = C e
10 ( P )
5.3 軸承端蓋的設(shè)計
這里軸承端蓋主要起到滾動軸承的軸向定位的作用，密封就可以了。這主
15
要是為了防止?jié)L動軸承潤滑油的泄漏和污染對混合材料。結(jié)合到驅(qū)動軸和軸承， 用于以下設(shè)計軸承蓋的大小的深溝球外徑尺寸的大小。的示意圖示于圖 12。
14°
10
圖 12 軸承端蓋
5.4 套筒的設(shè)計
因為與精度需求軸承外圈較高，若直接與框架合作，堅持高精度加工機架上的不便，該套筒被采用更合適。大小如下：
圖 13 套筒的尺寸圖
5.5 軸承的安裝形式
圖 14 軸承的安裝形式
1-套筒；2-圓錐滾子軸承；3-軸承壓蓋；4-氈毛圈；5-螺栓；6-軸
5.6 軸承潤滑選擇
潤滑脂潤滑軸承極限轉(zhuǎn)速比油潤滑軸承極限轉(zhuǎn)速低，軸承供油方式有限制速度的影響可以實現(xiàn)的。必須注意的是，在潤滑脂潤滑軸承，其極限轉(zhuǎn)速通常
是只有軸承采用高品質(zhì)的油再循環(huán)系統(tǒng)時的 80％的極限速度，但油霧潤滑系統(tǒng)， 其極限轉(zhuǎn)速一般比更高相同的基本潤滑系統(tǒng) 50％。
凱奇設(shè)計和結(jié)構(gòu)也影響軸承的極限轉(zhuǎn)速，由于滾動體和保持架的表面滑動接觸，使用更昂貴的，設(shè)計合理，具有高品質(zhì)和籠子的低摩擦材料，不僅可以分離到滾筒，并有助于保持滑動接觸潤滑膜。但是，像沖壓保持架價格便宜的籠子里，往往只是不停地滾動體分離。其結(jié)果是，它們的存在事故傾向性和痛苦滑動接觸，導(dǎo)致較低的速度的限制。
一般來說，在高速工作的情況宜選用深溝球軸承，角接觸軸承，圓柱滾子
軸承;在低轉(zhuǎn)速工作的情況下，可以選擇圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承極限轉(zhuǎn)速， 深溝球軸承一般約 65％，圓柱滾子軸承，的角接觸球軸承的 60％?70％。推力球軸承極限轉(zhuǎn)速較低，只能用于低速場合。
對于相同種軸承，較小的尺寸，允許轉(zhuǎn)速較高。當(dāng)選擇軸承時，應(yīng)注意使實際速度超過限制速度。
6 各部件的設(shè)計說明
6.1. 機筒部分的設(shè)計說明
圖 15 機筒的設(shè)計
1-進料口；2-進水口；3-機筒；4-插板；5-活動門；6-出水口
這種清潔機馬鈴薯脫皮，馬鈴薯可以在內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦，如果容器壁太薄， 會縮短使用壽命;如果過厚，雖然壽命得到保證，而且還嚴重浪費，所以壁厚應(yīng)設(shè)計出合理的值。工作筒體被分成上下兩部分，上部，根據(jù)經(jīng)驗，采取桶壁厚 5 ㎜。工作筒體，計算機氣缸即為 400 毫米，400 毫米內(nèi)徑，壁厚 5.打開 160
毫米的高度，弦長的口為 220 毫米，如馬鈴薯的排出口，筒體向下從上面 385 毫米高度需要被鍍金剛砂，墻壁，厚 2.5 毫米，是向馬鈴薯剝離，1 CR13 不銹
鋼桶材料選擇是有益的。在下面的部分主要是用于水和排水，它的焊接排水管， 下面材料也是 1 CR13 30 內(nèi)徑為 35 毫米，中間為圓弧過渡外徑。桶的底部是圓弧面，具有一定的坡度，終點是所述出口的位置。在氣缸體并與所述軸承的四
個螺栓連接的底部。
6.2 轉(zhuǎn)盤的設(shè)計
圖 16 轉(zhuǎn)盤
轉(zhuǎn)盤是剝離的摩擦材料的動力源，和它的設(shè)計的材料的關(guān)鍵點必須能夠使飛高到一個圓的圓周，并拋出一定高度，其撥號下頻繁跳動，的材料，設(shè)計碰撞和摩擦此轉(zhuǎn)盤形式，如所示的表的底部是平的，它增加為中心向四周輻射波紋與旋轉(zhuǎn)輪摩擦材料還倒出磨料，波紋喇叭阿爾法= 20°?30°，底中間高兩邊。車輪直徑和與缸內(nèi)徑 10mm 之間空間的工作，從而使馬鈴薯和水的混合物的皮膚能排出
總結(jié)
馬鈴薯是由薯片，薯條的主要原料，并與麥當(dāng)勞，肯德基快餐店賣食品的原料。中國應(yīng)把握市場需求，大力發(fā)展馬鈴薯加工業(yè)。
在我們國內(nèi)，馬鈴薯主要用于生鮮食品，只有約八馬鈴薯％將用于出售的次級生產(chǎn)進行處理。但是，吃新鮮的土豆口感不好，是不是受歡迎的人，因此價格總是電梯會不會來，年年下，土豆的百分之二十左右不能賣，因為囤積和腐爛，浪費現(xiàn)象比較嚴重，不有利于農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)在我國的發(fā)展。
馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)在中國起步較晚，與其他國家，落后的技術(shù)相比，不足以形成產(chǎn)業(yè)鏈。生產(chǎn)馬鈴薯產(chǎn)品品質(zhì)口感也比美國，英國，法國，日本等國家那樣，已經(jīng)遠遠不能滿足生產(chǎn)的國內(nèi)消費者在我們國家的要求，從而加快馬鈴薯加工業(yè)的發(fā)展在中國，土豆，水果和蔬菜加工等輔助原料，提高農(nóng)產(chǎn)品的潛在價值，以迎合消費廣大在我國的需求。
根據(jù)我國西部大開發(fā)的相關(guān)文章，先后成立了貴州省等地區(qū)重點發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的城市，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如馬鈴薯創(chuàng)造了良好的條件和機遇。只要保持試圖建立一個美好的前景。
隨著科學(xué)技術(shù)的進步和人民生活水平的生活需求的不斷增加，可能的形式多樣，我國應(yīng)順應(yīng)時代潮流的最前沿，把握市場需求的動態(tài)，馬鈴薯的發(fā)展方向等農(nóng)產(chǎn)品深加工，盡快和方法。
通過畢業(yè)設(shè)計論文的過程中，使我系統(tǒng)四年學(xué)習(xí)的知識，雖然許多研究前
再次審查了大學(xué)，卻忘了，還是沒有模糊知識的深刻記憶是，他走過去拉出來， 同時通過時間的反復(fù)使用一些公式也讓我加深對機械設(shè)計在這方面的認識。使
我掌握的知識和了解這一領(lǐng)域在機械剝離的同時，知識的機械剝離對行業(yè)更全面的了解。
致謝
由于畢業(yè)設(shè)計論文的最后，我的大學(xué)生活也走到了盡頭，在大四下學(xué)期三個月，有而一段時間學(xué)習(xí)工作，讓我用不同的時間實現(xiàn)了在過去三年我度過了最充實的大學(xué)了三個月，獲得知識的理論和實踐融合的第一桶金。
在三個月的畢業(yè)設(shè)計，我要感謝我的指導(dǎo)老師，我的畢業(yè)設(shè)計論文順利細致的指導(dǎo)教師嚴格要求是分不開的。在畢業(yè)設(shè)計論文，老師也涉及了一些其他
的學(xué)生，工作任務(wù)相對緊湊繁忙的工作時間，但老師對待每一個學(xué)生左右認真， 負責(zé)每一個學(xué)生就是這樣，不遺余力地引導(dǎo)我們，讓我們在每一個設(shè)計可避免
彎路。
畢業(yè)設(shè)計論文過程后，我也收到很多同學(xué)的幫助，表示衷心的感謝您，在此，感謝我的同學(xué)等方面的理論知識，一步并在支持和鼓勵的方法。
最終的設(shè)計工作，關(guān)心和支持我的畢業(yè)論文的朋友用最崇高的謝意。
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