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山楂去核機的設(shè)計 學生姓名 李明原 學 號 8031212407 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 16 4 指導(dǎo)老師 肖愛玲 日 期 2016 05 塔里木大學機械電氣化工程學院制 16 屆畢業(yè)設(shè)計 前言 我國目前的山楂山楂機械的發(fā)展情況比較落后 由于缺少良好的設(shè)備 加工手段落后 生產(chǎn)效率低 致使一些地區(qū)出現(xiàn)水果積壓腐爛現(xiàn)象 給果農(nóng)造成很大的經(jīng)濟損失 山楂去核手工作業(yè)現(xiàn)在在中國仍然是主要的加工手段 不僅占用大量的勞動力 勞動 強度大 生產(chǎn)率低 而且衛(wèi)生安全也得不到有效保障 去核作業(yè)是山楂加工工序中十分重 要的前處理工序 以往的手工操作遠不能滿足現(xiàn)代山楂加工的需求 不僅占用大量的勞力 勞動強度大 生產(chǎn)效率低 且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制 本設(shè)計主要是為了解決山楂去核作業(yè)的 勞動強度大 安全衛(wèi)生 提高生產(chǎn)效率 降低山楂果實破損率 保證山楂產(chǎn)品的質(zhì)量 因 此 小型山楂山楂機有非常好的應(yīng)用前景 關(guān)鍵詞 山楂 山楂機 刀具設(shè)計 目 錄 1 前言 1 1 1 本論文研究的目的和意義 1 1 2 國內(nèi)外果核類山楂機械的發(fā)展情況 1 1 3 山楂的特性和山楂山楂機的應(yīng)用前景 2 2 山楂山楂機設(shè)計 3 2 1 馬達的選擇 4 2 2 傳動裝置的選擇 6 3 山楂山楂機關(guān)鍵部件設(shè)計 9 3 1 去核的刀具 9 3 2 山楂定位盤 10 3 3 山楂機定位盤主軸 10 3 4 山楂機主軸間歇輪 12 3 5 山楂機傳動圓盤 13 3 6 山楂機傳動盤的軸 13 3 7 軸承選擇 16 總 結(jié) 17 致 謝 18 參考文獻 19 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 0 1 前言 1 1 本論文研究的目的和意義 我國的地域遼闊 資源豐富 具有得天獨厚的發(fā)展水果加工業(yè)的良好條件 水果深加 工已成了農(nóng)民致富的一條主要途徑 不論社會效益還是經(jīng)濟效益都是十分可觀的 果核類 水果主要是指桃 杏 李 山楂 紅棗及橄欖等 它們在水果總產(chǎn)量中占有較大比例 以 它們?yōu)樵?加工成飲料 罐頭 果脯及果干制品時 去核作業(yè)是水果加工業(yè)中十分重要 的前處理工序 以前的手工操作遠不能滿足現(xiàn)代水果加工的需求 不僅占用大量的勞力 勞動強度大 生產(chǎn)效率低 且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制 但是我們也看到 在果樹種植業(yè)蓬勃發(fā) 展的今天 由于缺少性能良好的設(shè)備 加工的手段落后 生產(chǎn)效率低 有些地區(qū)還出現(xiàn)鮮 果品積壓腐爛現(xiàn)象 給果農(nóng)造成不應(yīng)有的經(jīng)濟損失 許多地區(qū)的果品加工廠 其前處理生 產(chǎn)環(huán)節(jié) 如去核 去皮 清洗等 至今基本上仍靠手工或十分簡陋的工具完成 因此 在 我國發(fā)展山楂機械等前處理設(shè)備 取代手工作業(yè)是必然趨勢 針對中國水果資源豐富 分 布廣泛的特點 特別要加大對中小型山楂去核機具的研制 以適應(yīng)廣大果農(nóng)及小型果品加 工廠的需求 只有這樣 才會有豐富多樣的食品來滿足人們的需求 才能保護果農(nóng)種植的 積極性 1 1 2 國內(nèi)外果核類山楂機械的發(fā)展情況 國外 20 世紀 60 年代著手研制水果山楂機 至 20 世紀 80 年代初美國 意大利 荷蘭 等國已相繼推出了粘核桃山楂機 橄欖山楂機等 去核工序基本上實現(xiàn)了自動化 數(shù)十年 的發(fā)展 已日趨完善 成熟 目前 正向著節(jié)能型和機電一體化方向發(fā)展 以電腦自控作 業(yè)為主 但中國的水果山楂機具發(fā)展緩慢 遠遠落后于種植業(yè)的發(fā)展 日本生產(chǎn)的一種刮板式山楂機 去核后的果肉可達 5 毫米左右 由篩孔排出 桃核從 尾端排出 該機適用于粘核型桃的去核加工 它具有成本較低 生產(chǎn)率高 去核效果好等 特點 國外也研制出了橄欖山楂機 它可以依靠果模組裝在鏈條或滾筒上 形成輸送和定 位 并采用一排刀具 包括上刀和下刀 對橄欖進行多刀去核作業(yè) 其生產(chǎn)效率比使用 單刀的設(shè)備高得多 美國 FMC 公司 80 年代初向市場推出一種自動轉(zhuǎn)矩式粘核桃山楂機 每分鐘可加工 80 個桃子 其生產(chǎn)率約 800 kg h 左右 該機采用 14 個小杯對桃子進行定位和輸送 每個杯 子底部有一帶凸起的小轉(zhuǎn)軸 小軸在鏈條帶動下始終旋轉(zhuǎn)著 只要杯內(nèi)桃子的凹部不在小 凸起的上方 桃子外圈就會與凸起接觸并被其帶動旋轉(zhuǎn)著 直到圖示正確位置為止 這時 桃子保持直立狀態(tài) 劈刀將果內(nèi)劈成兩半后 夾持挑子的兩個橡膠夾板相向轉(zhuǎn)動 150 使 果肉與桃核分離 該機可以整個加工季節(jié)連續(xù)工作而不必停機潤滑 調(diào)節(jié)與清洗也十分方 便 由于它保持了去核后果肉的完整性 因此比較適合于罐頭 果脯和果干加工廠使用 由于該機結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 成本較高 而國內(nèi)罐頭 果脯等食品均屬微利產(chǎn)品 因此 在我國 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 1 推廣起來存在一些難度 中國研制出的核果水果山楂機具 按其結(jié)構(gòu)特點和工作部件的不同 大體可分為剖分 式 對輥式和捅桿式等幾大類 目前中國的山楂機械有剖分式山楂機 對輥式山楂機 捅 桿式山楂機 打漿式山楂機 刮板式山楂機 凸齒滾筒分離凹板式山楂機幾種形式 中國 山楂機械存在突出的問題有果肉損失率較高 去核后果實破損率高 機械性能不穩(wěn)定 通 用性差 作業(yè)成本高 科技含量低 生產(chǎn)效率低等 1 3 山楂的特性和山楂山楂機的應(yīng)用前景 山楂 是可食用植物 果核類水果 質(zhì)硬 果肉薄 味微酸澀 落葉灌木 枝密生 有細刺 幼枝有柔毛 小枝紫褐色 老枝灰褐色 能防治心血管疾病 山楂是我國特有的 藥果兼用樹種 山楂的主要成分 可食用部分 76 每 100g 中含能量 397kJ 水分 73g 蛋白質(zhì) 0 5g 脂肪 0 6g 膳食纖維 3 1g 碳水化合物 22g 胡蘿卜素 100 g 維生素 A 17 g 硫胺素 0 02mg 核黃素 0 02mg 尼克酸 0 4mg 維生素 C 53mg 維生素 E 7 32mg 鉀 299mg 鈉 5 4mg 鈣 52mg 鎂 19mg 鐵 0 9mg 錳 0 24mg 鋅 0 28mg 銅 0 11mg 磷 24mg 硒 1 22 g 含解脂酶 鞣質(zhì)等以及對大腸桿菌 綠膿桿菌 痢疾桿菌 有抑制作用的成分 山楂能防治心血管疾病 具有擴張血管 強心 增加冠脈血流量 改善心臟活力 興 奮中樞神經(jīng)系統(tǒng) 降低血壓和膽固醇 軟化血管及利尿和鎮(zhèn)靜作用 防治動脈硬化 防衰 老 抗癌的作用 山楂酸還有強心作用 對老年性心臟病也有益處 它能開胃消食 對消 肉食積滯作用更好 很多助消化的藥中都采用了山楂 山楂對子宮有收縮作用 在孕婦臨 產(chǎn)時有催生之效 并能促進產(chǎn)后子宮復(fù)原 能增強機體的免疫力 有防衰老 抗癌的作用 山楂中有平喘化痰 抑制細菌 治療腹痛腹瀉的成分 近年來 隨著人民生活水平的不斷提高 人民對食品質(zhì)量的要求也越來越嚴格 生產(chǎn) 廠家也意識到前處理工序?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量有著不可忽視的影響 各廠家紛紛尋找合適的前處理 設(shè)備 由于許多前處理設(shè)備在國內(nèi)尚屬空白 因此 開發(fā)性能優(yōu)良的山楂機及其它前處理 設(shè)備是形勢所需 果核類水果主要指桃 李 杏 山楂 紅棗及橄欖等 它們在水果總產(chǎn) 量中占有較大的比例 在以它們?yōu)樵霞庸わ嬃?罐頭 果脯及果干制品時 去核作業(yè)是 一項十分重要的前處理工序 以往所采用人工作業(yè) 不僅占用大量勞動力 勞動強度大 生產(chǎn)率低 并且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制 因此 實行水果去核的機械化作業(yè)是水果加工業(yè)中必 然的發(fā)展趨勢 所以山楂山楂機的應(yīng)用有非常良好的前景 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 2 2 山楂山楂機設(shè)計 如圖 2 1 所示為小型山楂山楂機 主要包括 1 去核刀具 2 山楂定位盤 3 定位盤主 軸 4 傳動間歇輪 5 傳動圓輪 6 傳動軸 7 連桿 8 轉(zhuǎn)盤 9 擋板 其中 去核刀具能夠 去掉山楂的內(nèi)核 且保證山楂不破碎 山楂定位盤能夠給山楂定位 確保去核刀具能夠準 確的去掉山楂的內(nèi)核 傳動間歇輪 能夠在傳動圓輪的運轉(zhuǎn)過程中 每 30 轉(zhuǎn)動一下 進 而使山楂定位盤間歇轉(zhuǎn)動 傳動圓輪 每轉(zhuǎn)動一圈 帶動間歇輪轉(zhuǎn)過 30 一次 轉(zhuǎn)動軸保 證傳動圓輪平穩(wěn)傳動 連桿在轉(zhuǎn)盤圓周運動過程中 分別帶動傳動圓輪轉(zhuǎn)動和去核刀具的 上下運動 轉(zhuǎn)盤做圓周運動帶動連桿運動 擋板的作用是收集去核后的山楂 山楂山楂機 工作原理是 發(fā)動機發(fā)動后 通過皮帶輪把動力傳給減速器 減速器減速后帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動帶動連桿做往復(fù)運動 一邊連桿帶動刀具上下運動完成山楂的去核工作 另一邊 連桿帶動傳動盤 傳動盤每轉(zhuǎn)動一周 帶動間歇輪轉(zhuǎn)動一次 30 在主軸的轉(zhuǎn)動下使山 楂定位盤轉(zhuǎn)動 當轉(zhuǎn)盤帶動連桿運動到最上方的時候 傳動的轉(zhuǎn)動裝置帶動間歇輪轉(zhuǎn)動 進而使定位盤帶動山楂轉(zhuǎn)動到刀具下方 當轉(zhuǎn)盤向下運動時 傳動裝置離開間歇輪做圓周 運動 刀具在連桿作用下 向下運動完成山楂的去核工作 如此反復(fù) 山楂隨刀具向上時 遇到擋板脫落到定位盤上隨定位盤轉(zhuǎn)動 當遇到第二個擋板的時候被剝落下去 掉落到收 集帶中 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 3 圖 2 1 山楂去核機零件 2 2 圖 1 電機 2 減速齒輪 3 曲柄連桿 4 道具模塊 5 轉(zhuǎn)盤 6 山楂擋板 7 間隙機構(gòu) 8 軸心 9 皮帶 10 轉(zhuǎn)盤軸承組 11 大皮 帶輪 2 1 馬達的選擇 2 1 1 選擇馬達系列 馬達選擇應(yīng)保證 r P 0 2 1 式中 P0 馬達額定功率 kW Pr 工作機所需馬達功率 kW 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 4 所需馬達功率由下式計算 Pr Pw 式中 Pr 工作機所需有效功率 由工作機的工藝阻力及運行參數(shù)確定 馬達到工作機的總效率 皮帶運輸機的 PW 計算方法 PW F v 1000 kW 2 2 式中 F 工作機的圓周力 例如運輸機上運輸帶的有效拉力 N v 工作機的線速度 例如運輸帶的帶速 m s D 帶運輸機主動滾筒的直徑 mm n 工作機卷筒軸的轉(zhuǎn)速 r min 按工作要求及工作條件選用三相異步馬達 封閉式結(jié)構(gòu) 電壓 380V Y 系列 2 1 2 選擇馬達功率 PW1 0 27 kW 1 0 99 0 95 0 96 0 95 0 994 0 96 0 7698 Pr1 PW 1 0 36 kW PW2 0 15 kW 2 0 95 0 825 0 982 0 99 0 90 0 6885 Pr2 PW 2 0 22 kW 查表 2 3 可選 Y 系列三相異步馬達 Y802 4 型 額定功率 P0 0 75kW 或選 Y 系 列三相異步馬達 Y90S 4 型 額定功率 P0 0 75kW 以同步轉(zhuǎn)速為 1500r min 及 1000r min 兩種方案進行比較 由表 2 3 查得馬達數(shù) 據(jù) 計算出傳動比如下表 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 5 表 2 3 馬達數(shù)據(jù)表 方 案 馬達型 號 額定 功率 kW 同步 轉(zhuǎn)速 r mi n 滿載 轉(zhuǎn)速 r mi n 總傳 動比 質(zhì) 量 k g 價 格 元 1 2 Y802 4 Y90S 4 0 75 0 75 1500 1000 1390 910 57 92 37 92 1 8 2 3 4 75 5 70 比較兩方案可見 方案 1 選用的馬達雖然質(zhì)量和價格較低 但總傳動比大 為使傳動 裝置結(jié)構(gòu)緊湊 決定選用方案 2 馬達型號為 Y90S 4 額定功率為 0 75 kW 同步轉(zhuǎn)速為 1000 r min 滿載轉(zhuǎn)速為 910 r min 由機械設(shè)計課程設(shè)計表 4 12 2 查得馬達中心高 H 90mm 外伸軸段 D E 24mm 50mm 2 2 傳動裝置的選擇 2 2 1 傳動的選擇 1 帶傳動 帶傳動是具有中間撓性件 靠摩擦工作的傳動 如圖 4 所示 所以具有如 下優(yōu)點 能緩沖吸振 傳動平穩(wěn) 噪聲小 過載時 帶將在帶輪上打滑 可防止其他零件 損壞 結(jié)構(gòu)簡單 成本低 允許有較大的中心距 可達 15m 帶傳動的缺點 由于帶與帶輪面之間的滑動 不能保證定傳動比 在傳遞相同大小的 圓周力時 結(jié)構(gòu)尺寸和軸上壓力都比嚙合傳動大 效率低 帶的壽命短 圖 2 4 帶傳動 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 6 2 鏈傳動 鏈傳動是一種用鏈條做中間撓性件的嚙合傳動 它由鏈條 主動輪和從動 輪組成 如圖 5 所示 鏈傳動具有如下優(yōu)點 無彈性滑動和打滑現(xiàn)象 平均傳動比準確 效率較高 0 98 結(jié)構(gòu)尺寸比較緊湊 由于不需要很大的張緊力 所以作用在軸上的 載荷較小 可以在溫度較高及灰塵較大的環(huán)境下工作 鏈傳動的缺點 a 不能保證恒定的瞬時傳動比 b 只能用于平行軸間同向回轉(zhuǎn)的傳動 c 不適宜在載荷變化很大和急促反向的傳動中應(yīng)用 d 工作時存在噪聲 e 制造費用比帶 傳動高 f 磨損鏈節(jié)伸長后運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定 易跳齒等 3 齒輪傳動 如圖 6 所示 齒輪傳動優(yōu)點主要有 a 傳動效率高 b 結(jié)構(gòu)緊湊 c 工 作可靠 傳動比穩(wěn)定 壽命長 齒輪傳動缺點 a 制造和安裝精度要求高 b 不宜遠距離傳動 c 成本高 綜合以上三種傳動的優(yōu)缺點 結(jié)合本設(shè)計的山楂山楂機的特點 選擇具有傳動平穩(wěn) 噪聲小 結(jié)構(gòu)簡單 成本低的帶傳動作為傳動裝置比較適合 2 2 2 V 帶傳動的設(shè)計 1 選擇 V 帶型號 V 帶傳動的功率計算公式為 Pca KAP 2 3 式中 Pca 計算功率 kW P 傳遞的額定功率 如 電機的額定功率 kW KA 工作情況系數(shù) 表 6 9 由表 6 9 查得工作情況系數(shù) KA 1 2 所以計算功率 Pca KAP 1 2 0 75 9 kW 根據(jù) Pca 和 n1 由圖 6 9 確定選用 Z 型帶 2 確定帶輪基準直徑 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 7 取主動輪基準直徑 dd1 67mm 驗算帶速 v 6 38 25 m s 2 4 dn60 1000 帶速合適 計算從動輪基準直徑 dd2 dd2 i dd1 2 37 67 158 79 mm 根據(jù)表 6 10 取 dd2 160 mm 3 確定 V 帶的基準長度和傳動的中心距 根據(jù) 0 7 dd1 dd2 a0 2 dd1 dd2 得到 158 9 a 454 初定中心距 a0 350mm 由基準長度公式 L d 2a0 dd1 dd2 2 dd2 dd1 2 4a0 L d 2 350 67 160 2 160 67 2 4 350 1062 7 mm 根據(jù)表 6 5 選取帶的基準長度 Ld 1120mm 實際中心距 a a0 Ld L d 2 350 1120 1062 7 2 378 7 mm 4 驗算主動帶輪上的包角 1 1 180 dd2 dd1 57 3 a 165 9 120 主動帶輪上的包角合適 5 確定帶的根數(shù) z 根據(jù) 1 165 9 得 Ka 0 966 根據(jù) Ld 1120mm 得 KL 1 08 由 n1 910r min i 2 37 dd1 67mm 查表 2 3 得 P0 0 15kW P0 0 02kW z Pca P0 P0 K KL 0 9 0 15 0 02 0 966 1 08 5 07 6 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 8 取 z 6 根 6 確定帶的張緊力 F0 查表 6 6 Z 型普通 V 帶單位長度質(zhì)量 q 0 06kg m F0 500Pca 2 5 K 1 z v qv2 F0 500 0 9 2 5 0 966 1 6 6 38 0 06 6 382 90 0 N 6 計算帶傳動作用在軸上的載荷 FQ FQ 2zF0cos r 2 2zF0sin 1 2 2 5 式中 z 帶的根數(shù) F0 單根帶的張緊力 N 1 主動帶輪上的包角 rad FQ 2 6 90 0 sin 1071 8 N 2 6 165 9 2 3 山楂山楂機關(guān)鍵部件設(shè)計 3 1 去核的刀具 由于山楂山楂機刀具用于直接接觸山楂果實 材料的選擇應(yīng)考慮材料容易加工切削 干凈衛(wèi)生 成本低且容易清洗等特點 所以本設(shè)計選用 45 號鋼作為山楂定位盤的材料 查閱資料得到我國北方山楂直徑在 10mm 14mm 之間 根據(jù)山楂直徑本設(shè)計選取刀具的 外徑為 8mm 詳細尺寸如 3 1 彈簧選擇不銹鋼絲 1Cr18Ni91Cr18Ni9Ti 耐腐蝕性好 工藝性好 彈簧中徑為 5mm 圖 3 1 去核的刀具 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 9 3 2 山楂定位盤 3 2 1 山楂定位盤材料 由于山楂山楂機屬于常用食品加工類機械 材料的選擇應(yīng)考慮到材料易得 材料容易 加工切削 干凈衛(wèi)生 成本低且容易清洗等特點 所以本設(shè)計選用 45 號鋼作為山楂定位盤 的材料 3 2 2 山楂定位盤尺寸 山楂定位盤如圖 8 所示 考慮到人工放置山楂的舒適度問題以及作業(yè)的工作效率 本 設(shè)計采用直徑 300mm 的圓盤作為定位盤 圓盤上均勻分布 12 個直徑 10mm 的山楂定位孔 為了使定位盤工作穩(wěn)定可靠不產(chǎn)生傾斜本設(shè)計采用雙鍵連接軸 基孔制配合為 H7 3 3 山楂機定位盤主軸 3 3 1 軸的材料選擇 該軸的無特殊要求 選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理 230 280 查表得 B 640MPa 3 3 2 初步估算軸徑 NPCd5 3 1 圖 3 2 山楂定位盤 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 10 md192034 15min 3 2 取軸 d 20 mm 3 3 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)估算軸徑和軸上零件的布置 進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 確定軸上與定位盤聯(lián)接鍵截面 尺寸為 b h 8mm 7mm 配合為 H7 r6 滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制 軸的尺寸公 差 m6 在軸的兩端均制成 2 45 倒角 軸的詳細尺寸如圖 9 所示 3 3 4 軸的強度驗算 1 主軸間歇輪上的作用力的大小 轉(zhuǎn)矩 T 95 5 105 95 5 105 81170 N mm 3 3 Pn 0 3420 圓作用直徑 d1 39 9 mm 圓周力 Ft 2T d1 2 81170 39 9 4069 N 3 4 圖 3 3 定位盤主軸 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 11 徑向力 Fr Ft 2 653 1534 N 軸向力 F Ft 3 734 1090 N 2 求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 FBV Fr 29 5 F d1 2 210 5 29 5 279 N 3 5 FDV Fr FBV 1534 279 1255 N 截面 C 處彎矩為 MCV 左 FBV 210 5 58730 N mm 3 6 MCV 右 FDV 29 5 37023 N mm 3 7 4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 進行校核時 只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度 由公式 122 WTMv 3 8 式中 應(yīng)力折算系數(shù) Mv 軸上危險截面處的當量彎矩 N mm W 軸上危險截面處的抗彎矩截面系數(shù) mm3 1 軸在對稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力 MPa 見表 11 1 d 軸上危險截面處直徑 mm 當此段軸上有一個鍵槽時 直徑應(yīng)加大 3 有兩個鍵槽時 應(yīng)加大 7 取 0 6 計算截面上的應(yīng)力 56 37261 0805732MPaV 3 9 前面已選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由表 11 1 查得 1 60MPa 由于 v 1 故安全 3 4 山楂機主軸間歇輪 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 12 山楂山楂機主軸間歇輪如圖 10 所示 材料選用容易加工的 45 號鋼 該輪總直徑 100mm 確定軸上與定位盤聯(lián)接鍵截面尺寸為 b h 8mm 7mm 配合為 H7 r6 間歇輪與軸的 配合采用基孔制 軸的尺寸公差為 r6 粗糙度要求為 1 6 圖 10 山楂機主軸間歇輪 3 5 山楂機傳動圓盤 山楂山楂機傳動圓盤如圖 11 所示 材料選擇 45 號鋼 傳動圓盤外圓直徑為 70mm 確 定軸上與傳動盤聯(lián)接鍵截面尺寸為 b h 6mm 6mm 配合為 H7 r6 傳動圓盤與軸的配合采 用基孔制 軸的尺寸公差 r6 傳動圓盤孔的粗糙度 1 6 其余 6 3 圖 11 山楂機傳動圓盤 3 6 山楂機傳動盤的軸 圖 12 定位盤主軸 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 13 3 6 1 軸的材料選擇 該軸的無特殊要求 選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理 230 280 查表得 B 640MPa 3 6 2 初步估算軸徑 NPCd5 3 12 m182436 015min 3 11 取軸 d 20 mm 3 6 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)估算軸徑和軸上零件的布置 進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 確定軸上與傳動盤聯(lián)接鍵截面 尺寸為 b h 6mm 6mm 配合為 H7 r6 滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制 軸的尺寸公 差 m6 在軸的兩端均制成 2 45 倒角 軸的詳細尺寸如圖 12 所示 3 6 4 軸的強度驗算 1 主軸間歇輪上的作用力的大小 轉(zhuǎn)矩 T 95 5 105 95 5 105 83140 N mm 3 12 Pn 0 3624 圓作用直徑 d1 26 mm 圓周力 Ft 2T d1 2 83140 26 6395 N 徑向力 Fr Ft 2 653 2311 N 軸向力 F Ft 3 734 1613 N 3 13 2 求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 FBV Fr 51 5 F d1 2 182 51 5 820 N FDV Fr FBV 2311 820 1491 N 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 14 截面 C 處彎矩為 MCV 左 FBV 182 74620 N mm 3 14 MCV 右 FDV 51 5 38368 N mm 3 求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 FBH Ft 51 5 182 51 5 6395 51 5 233 5 1410 N FDH Ft FBH 6395 1410 4985 N 截面 C 處彎矩為 MCH FBH 210 5 1410 182 128310 N mm 3 15 4 截面 C 處垂直和水平的合成彎矩 148302746022 mNMchcvc 左左 923822chcvC右右 5 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 進行校核時 只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度 由公式 122 WTMv 3 16 式中 應(yīng)力折算系數(shù) Mv 軸上危險截面處的當量彎矩 N mm W 軸上危險截面處的抗彎矩截面系數(shù) mm3 1 軸在對稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力 MPa 見表 11 1 d 軸上危險截面處直徑 mm 當此段軸上有一個鍵槽時 直徑應(yīng)加大 3 有兩個鍵槽時 應(yīng)加大 7 取 0 6 計算截面上的應(yīng)力 58 46201 836482MPaV 3 17 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 15 前面已選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由表 11 1 查得 1 60MPa 由于 v 1 故安全 3 7 軸承選擇 設(shè)計機械時 應(yīng)根據(jù)載荷情況 轉(zhuǎn)速高低 空間位置 調(diào)心性能以及其他要求 選定 合適的滾動軸承類型 具體選擇時可參考下列原則 3 7 1 載荷條件 軸承所受載荷的大小 方向和性質(zhì) 是選擇軸承類型的主要依據(jù) 當軸承承受純徑向 載荷時 應(yīng)選用向心軸承 當承受純軸向載荷且轉(zhuǎn)速不很高時 宜采用推力軸承 如轉(zhuǎn)速 很高 則因離心力使?jié)L動體與保持架之間的壓力增大 摩擦加劇而使壽命顯著縮短 此時 應(yīng)選用角接觸球軸承 當同時承受徑向載荷和軸向載荷時 如果以徑向載荷為主 可選用 深溝球軸承或接觸角較小的角接觸軸承 以軸向載荷為主 可選擇接觸角較大的角接觸軸 承 也可采用向心軸承和推力軸承組合在一起的方式 分別承受徑向載荷和軸向載荷 3 7 2 軸承轉(zhuǎn)速 一般來講 軸承轉(zhuǎn)速較高時 應(yīng)優(yōu)先選用球軸承 在內(nèi)徑相同的情況下 外徑愈小 則滾動體愈小 運轉(zhuǎn)時 滾動體的慣性離心力也就愈小 因而適于在更高的轉(zhuǎn)速下工作 因此 在高速條件下 宜選用外徑和滾動體較小的軸承 此外 軸承的接觸角越小 其座圈承受滾動體慣性離心力的條件越好 所以 在高速 性能方面 接觸角 a 為零的向心軸承優(yōu)于角接觸軸承和推力軸承 3 7 3 調(diào)心性能 當軸在工作時彎曲變形較大 或軸的跨距較大 或軸承座制造安裝精度較低時 則要 求軸承內(nèi) 外圈能有一定的相對角位移 此時應(yīng)采用調(diào)心軸承 3 7 4 軸承剛度 一般情況下 滾子軸承的剛度比球軸承高 在要求軸承剛度高的場合 應(yīng)選用滾子軸 承 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 16 總 結(jié) 我國目前的山楂山楂機械的發(fā)展情況比較落后 由于缺少良好的設(shè)備 加工手段落后 生產(chǎn)效率低 致使一些地區(qū)出現(xiàn)水果積壓腐爛現(xiàn)象 給果農(nóng)造成很大的經(jīng)濟損失 山楂去 核手工作業(yè)現(xiàn)在在中國仍然是主要的加工手段 不僅占用大量的勞動力 勞動強度大 生 產(chǎn)率低 而且衛(wèi)生安全也得不到有效保障 大力推進山楂去核的機械化進程是社會發(fā)展的 需要 山楂山楂機不但提高了生產(chǎn)效率 而且安全衛(wèi)生也能夠得到有效的加強 山楂去核在整個山楂加工工序中 不僅勞動強度大 而且人工作業(yè)生產(chǎn)效率低 安全 衛(wèi)生達不到要求 所以考慮中國目前的情況 設(shè)計了這種小型山楂山楂機 我設(shè)計的山楂 山楂機生產(chǎn)效率得到了顯著的提高 山楂破損率低 同時安全衛(wèi)生的問題也得到了有效的 解決 本山楂山楂機是根據(jù)山楂的物理特性 結(jié)合目前山楂山楂機的現(xiàn)狀 運用所學機械原 理 機械設(shè)計等相關(guān)知識 進行的相關(guān)設(shè)計 由于沒有加工制作樣機 山楂山楂機的運行 狀況未進行實驗 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 17 致 謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作 本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲 作為一個塔里木本科生的畢業(yè)設(shè)計 由于經(jīng)驗的匱乏 畢業(yè)設(shè)計中有許多不足的地方需要修改 在設(shè)計之初 由于畢業(yè)設(shè)計題 目不能夠確定出來 出現(xiàn)了許多問題 然后我就去求助我的導(dǎo)師 肖愛玲老師 老師聽了 我的疑問 然后給我推薦我愛發(fā)明這個節(jié)目 讓我從這個欄目中 發(fā)現(xiàn)了靈感 從而設(shè)計 了山楂去核機這個題目 在設(shè)計的時候 也有很多問題 導(dǎo)師都一一解惑 讓我感覺受益 匪淺 其中我還要感謝我 16 4 班的全體同學 在畫三維圖的時候 遇到了許多不懂得地方 同學們都發(fā)揚樂于助人的精神 使我很感到 讓我在三維圖設(shè)計上能夠順利完成 在經(jīng)過 幾個月的設(shè)計后 終于完成了這次畢業(yè)設(shè)計 我知道 我的設(shè)計中存在很多不足的地方 需要修改 希望各位老師 評委能夠給出我改進的地方 我會耐心聽取 謝謝各位老師們 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 18 參考文獻 1 劉暢 宿敬 山楂機的發(fā)展現(xiàn)狀 J 黑龍江科技信息 2009 33 136 139 2 陳佳 宋少江 果核類山楂機的研究進展 J 中藥研究與信息 2005 07 121 127 3 陳芳 中心定位式果核類山楂機的設(shè)計 J 糧油加工與食品機械 1997 05 56 59 4 金瑩 何蔚娟 張秀軍 果核類水果山楂機現(xiàn)狀的分析 J 中國農(nóng)村小康科技 2005 03 83 87 5 陳芳 劉法治 鄧春巖 去核定位機理的研究與定位機構(gòu)的初步設(shè)計 J 河南職技師院 學報 1999 01 123 126 6 李明 連文偉 鄧干然 我國果核類水果山楂機具的現(xiàn)狀及亟待研究的技術(shù)問題探討 J 糧 油加工與食品機械 1999 03 56 59 7 陳芳 鄧春巖 鄭玉才 山楂山楂機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 J 河北農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學院學報 1997 02 74 77 8 王群 邵長發(fā) 水果去核 去芯 機械的現(xiàn)狀及發(fā)展前景 J 包裝與食品機械 1993 03 156 159 9 李明 鄧干然 連文偉 連仕華 龍眼鮮果剝殼脫核機的試驗研究 J 農(nóng)業(yè)工程學報 1999 02 35 39 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 19