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目錄
1 引言 1
1.1 提出課題的背景 1
1.2 蠶豆脫殼機的發(fā)展現狀 1
1.3 項目研究的目的和意義 2
1.4 主要設計內容和關鍵技術問題 2
1.5 研究方法與技術路線 3
2 技術任務書（JR） 4
2.1產品設計的依據 4
2.2 產品的用途及使用范圍 8
2.3主要技術參數和性能指標 8
2.4主要工作原理 8
2.5總體結構概述 9
3 設計計算說明書（SM） 10
3.1設計前各項參數的確定 10
3.2 V帶傳動 13
3.3 軸 16
3.4 刮板結構 18
3.5柵籠 19
3.6 箱體 20
3.7 殼仁分離裝置 20
3.8機架 20
3.9附件 20
4使用說明 21
4.1 使用前的準備 21
4.2工作中的管理 21
4.3維護與保養(yǎng) 22
4.4機械安全操作規(guī)程 22
5 標準化審查報告（BS） 23
5.1產品圖樣的審查 23
5.2產品技術文件的審查 23
5.3標準件的使用情況 23
5.4審查結論 24
6 總結 24
參考文獻 25
致謝 26
畢業(yè)設計說明書 中文摘要
蠶豆脫殼機
摘要：
蠶豆脫殼機是將蠶豆莢果去掉外殼而得到蠶豆仁的場上作業(yè)機械。由于蠶豆本身的生理特點決定了蠶豆脫殼不能與蠶豆的田間收獲一起進行聯(lián)合作業(yè)，而只能在蠶豆莢果的含水率降到一定程度后才能進行脫殼。隨著蠶豆種植業(yè)的不斷發(fā)展，蠶豆手工脫殼已無法滿足高效生產的要求，實行脫殼機械化迫在眉睫。
蠶豆去殼機能否正常運轉，看的是其主要部件的設計，如果設計不合理，機器就不能正常運轉或者說不能運轉，那么生產出來的這臺機器就是一堆費品。設計合理，機器就能正常的運轉對并對蠶豆果進行剝殼。因此，刮板式蠶豆去殼機的主要部件的設計在整個設計過程中顯得尤為重要，合理的設計將提供給使用者更多的方便和實惠。
關鍵詞 蠶豆脫殼機 皮帶傳動 反復脫殼
畢業(yè)設計說明書 外文摘要
Broad bean shelling machine
Abstract
Vicia huller is the fruit throw away outer shell but get shelled Vicia of field top homework machine. Because the physiology characteristics of Vicia comes to a decision Vicia to take off hull and can't be together carry on uniting homework with the in the field results of Vicia, but can then can carry on taking off hull after the Vicia the contain of the fruit water rate decline to certain degree. Because the Vicia plants a continuously develop of the industry, Vicia handicraft's taking off hull has already can't satisfy to efficiently produce of request, practice to turn of the utmost urgency.?
Pare off a plank type Vicia to deny a normal operation to the hull function, what to see is it the design of main parts, if design not reasonable, the machine can't normally revolve perhaps say that can't revolve, so the production come out of this set machine is a heap of fee article. Design reasonable, machine ability normal of operation to also carry on shelling hull to the Vicia fruit. Pare off a plank type Vicia to the design of the main parts of hull machine in the whole design process seem to be is importance, reasonable of the design will provide more to the user of convenience and real benefit.
Keyword Vicia huller Belt transmission Repeatedly shell
?
蠶豆脫殼機設計
1 引言
1.1 提出課題的背景
蠶豆中富含脂肪和蛋白質，是主要的食用植物蛋白質的來源，而且又可提供豐富的淀粉。傳統(tǒng)的中國蠶豆加工品，在口味、口感和形態(tài)等很多方面具有獨特的風格，如發(fā)酵類的醬菜；膨化類的香酥豆；淀粉類的粉絲、涼粉及各種干籽粒、鮮籽粒的罐頭、芽豆等等。作為小食品、蔬菜和食品調料，由于具有別樣的類型和特異的口感而深受海內外消費者的歡迎。利用蠶豆或脫脂后的蠶豆餅粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作為肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加劑。以蠶豆蛋白粉為原料或添加劑制成的食品，既提高了蛋白質含量，又改善了其功能特性。蠶豆蛋白粉還可以通過高壓膨化制成蛋白肉。蠶豆除經簡單加工就可食用外，經深加工還可以制成營養(yǎng)豐富，色、香、味俱佳的各種食品和保健品。蠶豆加工副產品蠶豆殼和蠶豆餅粕等可以綜合利用，加工增值，提高經濟效益。
蠶豆在制取淀粉、制取蠶豆蛋白、生產蠶豆儀器以及在蠶豆貿易出口時，都需要對蠶豆進行預處理加工。蠶豆的預處理主要包括蠶豆的剝殼和分級、破碎、軋胚和蒸炒等。
蠶豆在加工或作為出口商品時，需要進行剝殼加工。蠶豆在制取蛋白質時，剝殼的目的是為了提高出蛋白質率， 提高蛋白質和餅粕的質量，利于軋胚等后續(xù)工序的進行和皮殼的綜合利用。傳統(tǒng)的剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以蠶豆產區(qū)廣大農民迫切要求用機器來代替手工剝殼。蠶豆剝殼機的誕生在很大程度上改變了這種局面，使蠶豆產區(qū)的農民不必再采用最原始的剝殼方法進行剝殼，從而大大地減輕了農民的體力勞動，同時還提高了蠶豆剝殼的效率。
1.2 蠶豆脫殼機的發(fā)展現狀
蠶豆脫殼機是將蠶豆莢果去掉外殼而得到蠶豆仁的場上作業(yè)機械。由于蠶豆本身的生理特點決定了蠶豆脫殼不能與蠶豆的田間收獲一起進行聯(lián)合作業(yè)，而只能在蠶豆莢果的含水率降到一定程度后才能進行脫殼。隨著蠶豆種植業(yè)的不斷發(fā)展，蠶豆手工脫殼已無法滿足高效生產的要求，實行脫殼機械化迫在眉睫。
1.3 項目研究的目的和意義
蠶豆生產機械化是農業(yè)現代化的重要組成部分，是農業(yè)和農村經濟持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，近年來，蠶豆機械裝備總量不斷穩(wěn)步增長，作業(yè)水平進一步提高，社會化服務規(guī)模不斷擴大，雖然目前蠶豆脫殼機械化水平較高，但是多應用于經濟發(fā)達地區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機械多、大型機械少，低檔機械多、高性能機械少。在一些地區(qū)，用作種子和特殊用途的蠶豆仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝殼，勞動生產率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡。進入21世紀，我國蠶豆生產機械化開始了新的發(fā)展階段，農業(yè)結構調整發(fā)生了新的變化，也對蠶豆機械的發(fā)展產生了積極而深遠的影響，不僅拉動了新的有效需求，而且構筑了適合蠶豆生產機械化發(fā)展的新舞臺，為蠶豆生產機械化真正成為農村經濟發(fā)展的推動器提供了廣闊的市場發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進蠶豆生產機械化的過程中，相繼出臺了鼓勵和扶持農民購買蠶豆機械、開展蠶豆機械作業(yè)服務的優(yōu)惠政策和措施，調動了農民購買蠶豆機械的積極性，形成了新的市場需求。隨著蠶豆種植業(yè)的不斷發(fā)展，國內外對蠶豆深加工產品的需求不斷增大，提高蠶豆脫殼機械化作業(yè)水平成為必然。蠶豆脫殼機在提高勞動生產率，減輕勞動強度方面起到了積極的作用，促進了蠶豆加工業(yè)的科技進步，為蠶豆脫殼機械的發(fā)展提供了空間。
1.4 主要設計內容和關鍵技術問題
1.4.1 設計的內容
（1）刮板的設計與計算
（2）箱體和箱蓋的設計及計算
（3）傳動系統(tǒng)的設計與傳動比的確定
（4）各零件的強度校核
1.4.2 關鍵技術問題
我國蠶豆脫殼機的研制自1965年原八機部下達蠶豆脫殼機的研制課題以來，已有幾十種蠶豆脫殼機問世。只進行單一脫殼功能的蠶豆脫殼機結構簡單，價格便宜，以小型家用為主的蠶豆脫殼機在我國一些地區(qū)廣泛應用，能夠完成脫殼、分離、清選和分級功能的較大型蠶豆脫殼機在一些大批量蠶豆加工的企業(yè)中應用較為普遍。國內現有的蠶豆脫殼機種類很多，如6BH一60型蠶豆剝殼機、6BH一20B型蠶豆剝殼機、6BH一20型蠶豆脫殼機等(技術參數見附表)，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的2O～60倍以上。錦州俏牌集團生產的TFHS1500型蠶豆除雜脫殼分選機組一次能實現蠶豆原料的脫殼、除皮、分選，是一種比較先進的蠶豆后期生產機械。偉民牌6BH一720型蠶豆脫殼機帶有復脫、分級裝置，采用搓板式脫殼、風力初選、比重分離清選等裝置，具有結構緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動力小等特點。6BK一22型蠶豆脫殼機是一種一次喂料就可完成蠶豆脫殼工作的機械，經風力初選、風扇振動、分層分離、復脫清選分級后的蠶豆仁可直接裝袋入庫。6BH一1800型蠶豆脫殼機械采用了三軋輥混合脫殼結構，能夠進行二次脫殼。而隨著我國蠶豆產業(yè)的進一步調整，蠶豆產量逐年增加，蠶豆的機械化脫殼程度將大幅提高，蠶豆脫殼機械將擁有廣闊的發(fā)展前景。
蠶豆剝殼的原理很多，因此產生了很多種不同的蠶豆剝殼機械。蠶豆剝殼部件是蠶豆剝殼機的關鍵工作部件，剝殼部件的技術水平決定了機具作業(yè)剛蠶豆仁破碎率、蠶豆果一次剝凈率及生產效率等重要的經濟指標。在目前的生產銷售中，蠶豆仁破碎率是社會最為關心的主要指標。
1.5 研究方法與技術路線
根據電動機的轉速與與機器正常工作時速度相適應，直到傳動機構的輸入轉速，算出其傳動比，還要注意轉向問題。根據V帶傳動選取軸承并計算軸承的各項系數。最后，定刮板和機架，箱體和箱蓋的尺寸。在設計柵板的時候還應注意柵板之間的距離。在設計過程中還應注意下研究的技術路線。
1.5.1 提高蠶豆脫殼機械化發(fā)展
提高蠶豆脫殼機械化發(fā)展仍是當前的主要研究方向，許多蠶豆脫殼機械只是針對某一蠶豆品種和所在地區(qū)的生長環(huán)境來設計，其通用性、兼容性和適應性較差。提高蠶豆脫殼機械的通用性和兼容性，使研制的蠶豆脫殼機械通過更換主要部件能夠同時對其他帶殼物料進行脫殼加工。研制通過變換主要工作部件即能滿足不同堅果脫殼作業(yè)需要的脫殼機具，并提高制造工藝水平，降低制造成本，以適應不同加工企業(yè)的需要。蠶豆脫殼機械能否適應這種發(fā)展趨勢，將直接影響到蠶豆脫殼機械能否更好的推廣應用與健康發(fā)展。
1.5.2 提高機械脫殼率,降低破損率。
對蠶豆脫殼機械的關鍵技術與工作部件進行重點攻關，改革傳統(tǒng)結構，研究新的脫殼機理，優(yōu)化結構設計；同時在整體配置上進一步改進和完善，提高脫殼率，降低籽仁破損率。目前國內外的蠶豆脫殼機械均存在脫殼率和破損率之間的矛盾，處理好這一關鍵技術將關系到蠶豆脫殼機械的發(fā)展前景。
1.5.3 綜合的提高科技應用水平
向自動控制和自動化方向發(fā)展大多數機具目前仍依賴人工喂料或定位，影響了作業(yè)速度和作業(yè)質量。因此應通過機電一體化手段，開發(fā)設計自動喂料、自動定位脫殼裝置，保證均勻喂料與有效定位，實現機組自動化操作，進一步提高作業(yè)精確性和作業(yè)速度，提高產品質量與生產率，滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開拓國內和國外市場。
新技術原理、新結構材料、新工藝將不斷應用于蠶豆機械的研制開發(fā)中，隨著液壓技術、電子技術、控制技術以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展，許多復雜的機械機構、動力傳遞、笨重的材料和落后的工藝將逐漸被取代。減輕重量，減少阻力，簡化操作，減少輔助工作時間，延長使用壽命，降低勞動使用費用等將作為主要設計目標應用于脫殼機械的設計制造。隨著國內外高新技術的進一步發(fā)展，如何將這些高新技術更好的應用到實際生產中，也是目前蠶豆脫殼機械需要盡快解決的問題。
2 技術任務書（JR）
2.1 產品設計的依據
八十年代以前的蠶豆剝殼機械，破碎率一般都大于8%，有時高達l5%以上。加工出的蠶豆仁，只能用來榨油，不能作種用，也達不到出口標準。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理，研制新式剝殼部件，便成為蠶豆剝殼機械的重要研究課題。從六十年代初，開始在我國出現了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式蠶豆剝殼機。自1983年以來，在已有的蠶豆剝殼部件的研制基礎上，我國又相繼研制了多種不同結構型式的新式剝殼部件，其主要經濟技術指標，特別是破殼率指標大有改善。
以下介紹一下我國上個世紀幾種主要的蠶豆剝殼部件
1.封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式蠶豆剝殼部件
六十年代初， 我國在吸收國外技術的基礎上，研制了TH-340型蠶豆剝殼機，其剝殼部件是在一個圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板，如圖2.1所示。
圖 2.1
在該機構中蠶豆進口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作時，蠶豆果在滾筒的推動下由進口向出口端運動，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接脫殼，蠶豆受列剝殼機的直接搓擦作用，系強制脫殼，故破碎率高。剝殼時， 直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來，所以一次剝凈率低，最高80％。為了將混在一起的蠶豆仁和未脫果分離開來，采用柵條式凹板的剝殼機一般要配置分離機構。后來研制并生產的TH-47O型，6 BH-570型等型式的剝殼機，結構與其大同小異，剝殼質量均不理想。
2． 封閉橡膠板滾筒，直立橡膠板式剝殼部件
該機的剝殼部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝殼原理系擠壓式，如圖2.2所示
圖2.2
作業(yè)時，蠶豆果在膠輥的推動下，通過剝殼間隙(5—20毫米)，由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼，避開了剝殼部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，因直徑小于剝殼間隙的小果未經剝殼便被分離出來，故一次剝凈率很低，只有30%左右。所以不得不增設循環(huán)機構，以使蠶豆經多次擠壓脫殼，致使機器結構復雜、龐大，造價較高。
3． 開式紋桿滾筒，編織凹板式蠶豆剝殼部件
剝殼部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開式紋桿滾筒和用編織絲網制成的編織凹板，其結構如圖2.3所示
圖2.3
作業(yè)時，蠶豆果在滾筒的推動下，受擠壓揉搓脫殼，該結構與封閉滾筒式不同，蠶豆果受到開式滾筒的攪拌作用，剝殼力帶有柔性，故其破碎率較低，可控制在3%-5% 。另外，與柵條式凹板不同，因系編織網孔凹板，剝殼時，只有直徑小于網孔尺寸的單粒癟果末脫殼而被網孔分離，雙粒長果則漏不出來，仍被剝殼，故剝凈率較高。
4． 立式剝殼機構
剝殼部件采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉子，下面裝著用編織絲網制成的編織平底篩，該剝殼部件如圖2.4所示。
圖2.4
在剝殼室內，蠶豆果受立式轉子的推動而相互磨擦，從而達到剝殼的目的，此方法系柔性揉搓剝殼。實踐證明，該機破碎率較低，可控制在3％以下。其缺點是由于采用立式傳動， 故傳動機構較為復雜。
5.開式扁條滾筒，編織凹板式蠶豆剝殼部件
采用了由三根扁鋼條制成的開式扁條滾筒，和用編織絲網制成的凹板結構，如圖2.55所示。作業(yè)時，蠶豆果在扁條的推動下隨滾筒轉動，在滾筒和凹板之間形
圖2.5
成一個活動層，蠶豆果在該活動層內互相揉搓而脫殼。由于在該機構中，避開了剝殼部件的直接擠壓， 沖擊的作用，而是蠶豆搓蠶豆，系柔性剝殼，故破碎率較低， 該機鑒定時實測破傷率(破碎率+損傷率)為0．91。另外脫凈率及生產效率等指標亦較理想
2.2 產品的用途及使用范圍
產品設計主要是用于有硬皮殼的作物脫殼，從而實現蠶豆脫殼的機械化，為農民的提前收獲蠶豆做了充分準備。還有小商小販，對農民征收蠶豆進行加工提供了有力的條件。
2.3主要技術參數
表2.1 主要技術參數
技術參數
參數值
結構尺寸
1230×1180×1600
重量 kg
15
物料含水量 %
5
軸的功率 kw
1.35
2.4 主要工作原理
蠶豆脫殼機以前也稱為刀籠剝殼機，是借助轉動軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將蠶豆果外殼破碎的一種機械設備，其特點是結構簡單、操作方便。其結構如圖2.6所示。它主要由進料機構、剝殼機構和支承機構等部分組成。
圖2.6
蠶豆果進入存料斗后，經下部的入料窄口形成薄層流落下來進入剝殼箱內，與高速旋轉的刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，蠶豆殼發(fā)生破裂，從而進行第一次剝殼。部分蠶豆果在下落過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而蠶豆殼卻未撞裂，這部分蠶豆落入到由圓鋼棒排列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉外徑間的間距不足以容納一個蠶豆果，因此蠶豆果將在落入柵格的同時被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些蠶豆果的果殼也被壓碎。剝殼后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時，受到風機吹來的經調節(jié)好的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而蠶豆仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達到了殼仁分離的目的。
2.5 總體結構概述
根據蠶豆脫殼機的剝殼原理可知道，蠶豆是從上至下依次經過集料斗、剝殼箱、柵格、下箱出口、分選口，蠶豆仁收集斗這些部件的，因此設計剝殼機的整體結構的依據就出來了。
設計過程是從上往下，從蠶豆的裝集開始，最上面是集料斗，集料斗下方是剝殼箱，集料斗可與剝殼箱設計為一個整體。在剝殼箱內，蠶豆必須經過刮板的撞擊和擠壓作用才能進行剝殼，因此，將刮板設計置在剝殼箱內。蠶豆經過刮板的撞擊和擠壓進行剝殼后，要經過位于剝殼箱底部的柵格，于是可以把柵格設計成一個半圓柵籠，將其固定在剝殼箱的下半箱內。蠶豆穿過柵格后經過剝殼箱底部的出口往下落，在下落過程中，設計一個風機的吹入口，其作用是將經過剝殼的蠶豆殼與蠶豆仁進行分離，重量稍重的不被風吹走，而重量較輕的蠶豆殼將被風機吹來的氣流帶入到蠶豆殼收集通道，通道的底部設計成一定角度。經過分離的蠶豆仁往下落，落入蠶豆仁收集通道，將此通道與蠶豆殼收集通道的底面設計成一個整體，這樣的設計可以讓被風吹走的蠶豆仁通過自身的重量往下回滾到花仁收集通道。
為保證整機的各部分的安裝，需設計一個機架，機架起到其它幾個部分的支承、定位、連接作用，并將電機安裝在機架里面，剝殼機安裝在機架的上方。其結構簡圖如圖2.7所示。
圖2.7
3 設計計算說明書（SM）
3.1設計前各項參數的確定
3．1．1 刮板的初定
刮板的旋轉必須確保能將部分蠶豆殼撞碎，當蠶豆果與鋼質物體相對速度達到5時，可使蠶豆殼破碎而不會破壞到蠶豆仁，可根據此依據設計刮板的轉速與半徑。
如圖3.1所示，蠶豆下落位置在之間，設計時采用最小碰撞半徑為計算半徑
圖3.1
取半徑R=250mm，則n=382.2r/min
結論：R=250mm，
n=382.2r/min
3．1．2 刮板所需功率計算
根據公式可計算出刮板所需的功率
刮板對蠶豆做功
：刮板改變蠶豆的動能
：刮板改變蠶豆的勢能
根據所給產量要求 1500kg/h,即0.417kg/s,此為蠶豆仁的產量，折合蠶豆果產量為0.417/純仁率,根據國家標準，湖南所處地理位置可取蠶豆的純仁率為69%,折合蠶豆果產量為0.604kg/s,此即每秒進入剝殼箱內被破碎的蠶豆果的重量。蠶豆接觸刮板時初速度設為1m/s，方向向下，脫離刮板時速度為15m/s,方向向左，脫離刮板時相對初位置高度為500mm
t=1s
m=0.604kg/s
=1m/s
=15m/s
R=0.5m
=(0.302+67.95+2.96)W=71.212w
加上刮板與蠶豆在柵格中擠壓所需要的能量，P也不會超過500w。為計算電動機的所需工率Pd，先要確定從電動機到工作機之間的總效率。設、分別為滾動軸承和V帶傳動的效率，于是有
=-0.8668
電動機所需功率不會超過700W，由于給定電動機的功率為1.5kW，遠大于此計算值，故所給電動機的功率完全符合要求。
3．1．3 擬定傳動方案
由于蠶豆脫殼機的工作軸旋轉速度較高，達到=382.2r/min可有兩種選擇，第一種是采用一級V帶傳動，第二種是采用兩級混合傳動，而很明顯的，若采用兩級傳動方案，將會致使機器的結構復雜，而且成本升高，所以選用一級V帶傳動。
3．1．4 電動機的選擇
根據所給的功率及同步轉速，可選用的電機型號有兩種 Y90L-4型 和 Y100L-6型。
根據電動機的滿載轉速和刮板轉速可算出總傳動比，現將此兩種電動機的數據和傳動比列于下表：
表3.1倆種電動機的對比
方案號
電機型號
額定功率kw
同步轉速r/min
滿載轉速r/min
總傳動比 i
1
Y100L-6
1．5
1000
940
2．459
2
Y90L-4
1．5
1500
1400
3．663
由上表可知：方案1總傳動比雖小，轉速低，但價格高，作為家用機械的電機不是太合算，故選擇方案2，即電機型號為Y90L-4。
查表得此種電動機的中心高H=90mm，外伸軸徑為24mm，軸的外伸長度為50mm。
3．1．5 傳動裝置的運動和參數計算
軸的轉速
軸的輸入功率
=1.35kw
軸的轉矩
3.2 V帶傳動
首先列出設計的基本條件
電機型號：Y90L-4
額定功率：1.5kw
轉速：=1400r/min
傳動比：=3.663
假設每天運轉時間t<10h
1.確定計算功率
查表得工作情況系數 =1.1
==1.1×1.5=1.65(kw)
2．選擇V帶帶型
根據、查得最適合的帶型為A型
3．確定帶輪基準直徑
由主動輪基準直徑系中選取，從動輪基準直徑為
驗算帶的速度
v=<=
因此所選帶的速度合適
4．確定中心距a和帶的基準長度
根據初步確定中心距，計算帶的基準長度
=1972.36mm
由V帶的基準長度系中選取基準長度
計算實際中心距a
5．驗算主動輪上的包角
主動輪包角合適
6．計算V帶的根數z
由,,=3.663查表得
，，，
代入數值，經計算
Z=1.984
取z=2
7.計算預緊力
8．計算作用在軸上的壓軸力
代入數值計算得
=482.7N
9.V帶輪的結構尺寸計算及選用
帶輪材料選用HT200
根據基準直徑的大小選用不同的帶輪類型，小徑帶輪采用實心式，大徑帶輪采用輪輻式，主要結構尺寸如下：
表3.2主要結構尺寸
尺寸類型
小帶輪
大帶輪
mm
75
280
基準寬度 mm
11.0
11.0
基準線上槽深 mm
2.75
2.75
基準線下槽深 mm
8.7
8.7
槽間距e
15±0.3
15±0.3
第一槽對稱面至端面距離f mm
輪緣厚d mm
12
12
帶輪寬B mm
35
35
外徑 mm
80.5
285.5
輪槽角
極限偏差
孔徑 mm
26
16
輪轂長 mm
50
35
mm
48
32
輪輻厚 mm
8
mm
20
mm
16
mm
230.5
具體結構設計見零件圖
3.3 軸
軸的轉速
軸的輸入功率
=1.35kw
軸的轉矩
1 初步確定軸的最小直徑
先按經驗公式算郵軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調質處理。查表選取，于是得
2擬定軸上零件的裝配方案
通過對各種方案的比較，現選用圖3.2所示裝配方案
圖3.2
3 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
（1）為滿足V帶輪的軸向定位，1-2軸右端制一軸肩，故取2-3段直徑=22mm，左端用軸端擋圈定位，取直徑D=22mm。V帶輪與軸配合的轂孔長試為35mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故1-2段長度取為
（2）初步選擇滾動軸承 因軸承只承受徑向力，故先用深溝球軸承。參照工作要求并根據，初步選取深溝球軸承6205,其基本參數如下表
表3.3深溝球軸承6205基本參數
6204
基本尺寸
安裝尺寸
極限轉速
D
B
脂潤滑
油潤滑
25
52
15
1
31
46
1
12000
16000
（3）安裝刮板架段軸直徑。刮板架段安裝寬度取，
（4） 軸承端蓋總厚度20mm，取端蓋外端與V帶輪右端面間的距離，故取
（5）取刮板距箱體內壁，取，。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。
（6）軸上零件的周向固定
V帶輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按其直徑查手冊得平鍵截面如下
長度取22mm
V帶輪與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。
（7）確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角，各軸肩處圓角半徑見零件圖
3.4 刮板結構
刮板結構是整個機器的關鍵部分，它的作用就是對蠶豆果進行剝殼。此結構采用四鋼板十字交叉固定在旋轉筒架上，其結構如圖10所示
圖3.3
因為采用的是打擊和擠壓兩種方式配合進行剝殼，所以對刮板的強度有一定要求，采用材料是45號鋼，而且刮板的表面必須進行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四塊8mm厚鋼板，長′寬=500mm′129mm，刮板外緣距旋轉中心距離250mm。固定刮板的筒架結構，其內徑為26mm，外徑120mm，刮板固定支架長度為140mm，截面尺寸40mm′20mm，每塊刮板由兩根固定支架固定，兩者間采用M10螺栓聯(lián)接。
3.5柵籠
半柵籠在機器中的作用是讓已經被剝殼的蠶豆與未被剝殼的蠶豆進行分離，其分離的原理就是“小個通過，大個不過”。半柵籠的每一個柵格都只能容許一個蠶豆仁大小的物體通過，被剝殼的蠶豆由于蠶豆殼的破裂，被變成破碎的蠶豆殼和整粒的蠶豆仁，蠶豆仁的大小剛好可以穿過柵格，而蠶豆果因為太大，無法通過柵格，將被阻擋在剝殼箱內，繼續(xù)進行剝殼直到其外殼破碎為止。其結構如圖3.4所示。
圖3.4
柵條是利用兩塊墻板對兩端進行固定的，墻板材料為HT200，柵條材料為20號鋼。柵條采用圓截面長條，長度為538mm，因其特殊的作用，還需對其進行表面處理，要求滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。柵條的兩頭裝砌在墻板的圓形槽內，組成半圓柵籠，柵條間距為10mm，這樣可使剝出的蠶豆仁能通過柵格，而未剝殼的剛不能通過。
裝砌完成后要太上鎖緊條，防止柵條松動。半柵籠內徑為。
3.6 箱體
箱體的作用是提供給刮板一個封閉的剝殼環(huán)境，并對相關結構起到支承和定位作用。
為了便于軸系部件的安裝和拆卸，將箱體做成剖分式，箱由箱座和箱蓋組成，，取軸的中心線所在平面為剖分面。箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)接，用圓錐銷定位。箱體的材料選用HT200，鑄造成型。具體結構設計見零件圖。
3.7 殼仁分離裝置
殼仁分離裝置分為兩個部分，一個是氣流通道，它的一端接風機，另一端安裝在箱體的下方，還有就是殼與仁的收集板，它同樣也安裝在箱體下方。蠶豆經過箱體內的剝殼過程后，將由此裝置對其進行殼仁分離，分離的基本原理是利用蠶豆殼與蠶豆仁的重量及受力面積的不同，用氣流對其進行分離。重量稍重的不被氣流吹走，直接下落到蠶豆仁收集通道，而重量較輕的蠶豆殼將被風機吹來的氣流帶入到蠶豆殼收集通道。具體結構見裝配圖。
3.8 機架
整個機架采用L63×63×6角鋼焊接而成，起到其它幾個部分的支承、定位、連接作用，并將電機安裝在機架里面。剝殼機安裝在機架上面，聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接。具體結構見裝配圖。
3.9 附件
蠶豆脫殼的附件包括裝料斗，軸承蓋，風量調節(jié)裝置。
4 使用說明書(SM)
4.1 使用前的準備
1. 接好電源，經過試車，如果機器各部分運轉正常且無異常聲響，即可投料生產。
2. 蠶豆不要太干，否則易碎。含水量應保持在9%左右。否則破碎率將增大，這種情況下，最好先用水潮一下，冬天等4個小時（春天等2個小時）即可投料生產。
4.2工作中的管理
1. 操作過程中，投料應保持均勻，以20—30公斤/分鐘蠶豆果為宜。如發(fā)現二次風送口回料過多以致堵塞 ，應減少投料，并將風送機下部除雜門打開排出?；亓线^多的原因可能是篩孔間隙大而蠶豆果小。 選四、五十粒最大的蠶豆仁從篩面向下放，如果有1/4下不去，應加大篩號。
2. 開機前先將出仁口的擋板關閉，暫不讓蠶豆仁流出。待篩面上的蠶豆仁約30mm厚時，再徐徐開啟擋仁板，使蠶豆仁、小果沿不同方向流出，以后經常調整擋仁板的開啟度，使擋仁板后面的蠶豆仁盡量流出而帶皮小蠶豆果不出為度，否則將影響脫殼質量。
3. 使用過程中如果發(fā)現大量蠶豆仁聚集在出仁口處，擋仁板全部開啟仍不能順利流出，這時可將導向輪略墊高一下，蠶豆仁即可順利流出。
4.在使用過程中若發(fā)現回料中蠶豆皮多，應將上風機擋風板，調大加大進風量。反之若發(fā)現吹出機外的蠶豆皮中含仁多，應調小進風量，出皮口也有擋板，可以上調或下降，以獲得滿意效果。
5. 本機固定安裝一定要保持前后左右水平（根據蠶豆仁的流動情況來判斷），否則會出現出口仁果混雜的現象。調平的方法是：蠶豆仁較多的一邊表示偏低，應用木板或麻袋把此邊的輪子墊高；小蠶豆果較多的一邊表示偏高，應減少這邊輪子下面的墊高；小果的出口處如果夾雜果仁表示此端偏底，應把導向輪墊高。
4.3維護與保養(yǎng)
1.本機采用V帶傳動。新帶在使用一段時間后，由于拉力的作用會逐漸伸長松弛，應根據情況予以調整，各部位都有調緊拉絲和張緊輪。
2. 對篩體吊軸及一切活節(jié)的軸承應及時檢查有無缺油磨損，一旦缺油磨損應及時加油更換。
3. 電機的溫度不能超過60攝氏度，軸承的溫度不應超過25攝氏度，發(fā)現溫度過高應及時查出原因并排除。
4. 機器在使用時，應經常注意各部位運轉情況，檢查各部位緊固螺栓是否松動，如發(fā)現松動應隨時緊固。
4.4機械安全操作規(guī)程
1. 剝殼作業(yè)前應對所有參加剝殼作業(yè)人員進行安全教育，熟悉剝殼的結構、性能和操作方法。
2.參加剝殼作業(yè)人員應穿工作衣，女同志應把長發(fā)戴入工作帽內，不準佩帶圍巾作業(yè)，閑雜人員或未成年人不準靠近作業(yè)區(qū)域。
3. 開機前，操作人員應對剝殼機技術狀態(tài)全面檢查一遍，特別是對各安全防護部件的檢查，要求不松、不缺，嚴禁違章使用。
4. 剝殼機所用一切工具、金屬物等嚴禁放在機架、蓋板及喂料工作臺上。
5. 開機前應發(fā)出各自規(guī)定的信號，待剝殼機空轉3—5分鐘，確無異常情況后方可均勻連續(xù)喂料進行作業(yè)。停機前應有3—5分鐘空轉時間，將蠶豆仁、殼清理干凈。
6.剝殼機運轉中應經常注意其轉速、聲音、軸承升溫，發(fā)現異常應立即停機檢查，待排除后，方可繼續(xù)作業(yè)。
7.每連續(xù)工作一天，應停機檢查滾筒、風扇、篩箱及風送機及各軸承座等部件緊固件是否松動，并隨時加以緊固。
8.嚴禁在剝殼機運轉時進行檢修和調試，嚴禁身體和其他異物靠近傳動部位。
9. 剝殼機運轉時，不允許把手或其他異物伸入滾筒喂料口、風送機進料斗、大小風機進風口。
10.開機前必須安裝皮帶安全罩，牢固可靠。
5 標準化審查報告（BS）
5.1 產品圖樣的審查
蠶豆脫殼機設計已基本完成,現具備全套圖紙和一線基本數據,根據有關規(guī)定,對其進行標準化審查,結果如下:
（1）產品圖樣完整、統(tǒng)一、表達準確清楚、圖樣清楚,符合GB4460-84、GB-83《機械制圖》的規(guī)定。
（2）產品圖樣公差與配合的選擇與標準符合GB-T200、3-1998的規(guī)定。
（3）產品圖樣的編號符合JB/T5054.5-2000《中華人民共和國機械行業(yè)標準》產品圖樣及設計的完整性。
（4）圖紙的標題欄與明細欄符合GB/T10609.1-1989GB、GB/T10690.2-1989的規(guī)定。
（5）產品圖樣粗糙度的標注符合GB131-83《表面特征代號及注法》的規(guī)定。
（6）產品圖樣焊縫的代號符合GB324-80《焊縫代號》的規(guī)定。
5.2 產品技術文件的審查
（1）產品技術文件名詞、術語符合ZB/TJ01和0351-90《產品圖樣及設計文件術語》及有關標準的規(guī)定。
（2）量和單位符合GB3100-GB3102-93的規(guī)定。
（3）技術文件所用的編號符合JB/T 8823-1998《機械工業(yè)企業(yè)計算機輔助管理信息分類編碼導則》的規(guī)定。
（4）技術文件的完整性符合JB/T 5054.5-2000《產品圖樣及技術文件完整性》的規(guī)定及農機部門有關具體要求。
5.3 標準件的使用情況
本設計所用的緊固件均采用標準的螺栓，材料及材料代號也符合國家標準和部頒標準的相關規(guī)定。
5.4 審查結論
經過對蠶豆脫殼機的標準化審查，認為該設計基本貫徹了國家最新頒發(fā)的各種標準，圖紙和設計文件完整齊全，符合標準化得要求。
6 總結
在整個設計過程中，實際方法采用的是從內向外，從倆中間到倆頭的計算方法，因此本次設計達到了使用的要求。蠶豆脫殼機是在傳統(tǒng)脫殼機的基礎上，把膠皮搓揉脫殼改為刮板脫，有柵板控制其大粒的下落，從而可以循環(huán)反復的脫殼，減少農民手動反復把下面沒脫殼的蠶豆放入機器，從而大大節(jié)省了勞力。在這次設計中由于使用的是皮帶輪，可能有些地方的設計，配合沒有考慮周到，因此，各軸的支撐，定位做的可能不夠。
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