紅棗切片機的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

紅棗切片機的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,紅棗切片機的設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,紅棗,切片機,設計,說明書,仿單,cad,solidworks 塔里木大學 畢業(yè)論文開題報告 題 目 全自動紅棗切片機 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 姓 名 張建春 班 級 16-4班 學 號 8031212410 指導教師 賀小偉 一、研究背景、國內外研究概況、研究目標和意義 （一）研究背景 中國是大棗的原產(chǎn)國，也是世界上最大的大棗生產(chǎn)國，據(jù)《中國農(nóng)業(yè)年鑒》統(tǒng)計資料1979年至2005年的27年間，我國的紅棗產(chǎn)量由33.89萬噸上升到280萬噸，國際貿易的大棗幾乎100%來自中國。但鮮棗不易保存，每年都有20%左右的大棗因腐爛而浪費掉。而整個鮮棗晾曬干，所需時間長，但將其先切成薄片，然后晾干，會大大縮短其加工時間，而且能保存大棗本身的營養(yǎng)。所以有必要對大棗進行深加工來減少損失。本課題首先是大棗全自動切片機的設計。大棗全自動切片機是一種可以將去核后的大棗快速輸送，自動定向，并高速切削成環(huán)狀片的加工設備。所以設計該機器來滿足高效將大棗切片的工序，使大棗加工更加清潔，高效，安全。 （二）國內外研究概況 首先大棗加工現(xiàn)狀及大棗切片機的現(xiàn)狀。棗加工主要分為棗脯類加工，棗發(fā)酵產(chǎn)品，棗粉加工，棗多糖加工，棗新產(chǎn)品加工及副產(chǎn)品的綜合利用。而大棗切片作為一種能夠保證原汁原味的方式也越來越受到人們的喜愛。我國大多數(shù)棗加工采用人工去核，人工切片的方式，生產(chǎn)效率低，存在衛(wèi)生安全隱患。 國內已有一些科研院校和企業(yè)正在進行大棗切片機的研制工作。為提高大棗切片 機的自動化程度和切片效率，陜西省農(nóng)業(yè)機械研究所研制“轉盤式多工位大棗切片機”已研制成功，它主要由棗盤輸送裝置、切刀機構、傳動系統(tǒng)等組成、結構簡單。工作原理是將去過核的大棗放置在棗盤圓孔內，經(jīng)過切刀工位后，大棗被橫向切成均勻片狀。該設備對物料的放置還需人工輔助，當大棗直徑不同時需要制作不同孔徑的棗盤，成本高，更換麻煩且旋轉為間歇式，效率低。江蘇省昆山市億鴻食品機械有限公司生產(chǎn)的大棗切片機，切削的產(chǎn)品片形整齊，薄厚均勻，但機器本身結構過于復雜。國內專利200920033989.0提出一種大棗自動切片機，采用鋸齒形動力機構送料，有定向機構切片。鋸齒形動力機構容易損壞大棗，增加造碎率。國內專利201020648383.0提出一種全自動定向大棗切片機。切片結構復雜，制造難度大。國內專利201010133266.5提出一種紅棗去核及切片集成裝置，其定向輸送，進料不便。滄州廣達科技機械有限公司生產(chǎn)的ZQP型紅棗切片機，其輸送和切片機構都非常復雜，制造成本高，每次只能切一顆大棗，生產(chǎn)效率低。國內外大棗切片機種類繁多，各有利弊。因大棗大小不一，而對棗片厚度有均勻的要求，對整齊性要求比較高。自動化，多功能集成化是大棗切片機的方向發(fā)展。 （三）研究目標和意義 （1）研究目標 設計一種大棗全自動切片機，可以將去核后的大棗快速輸送，自動定向，并高速切削成環(huán)狀片的加工設備。該機器能夠滿足高效將大棗切片的工序，使大棗加工更加清潔，高效，安全。 （2） 研究意義 面對當今機械化及自動化發(fā)展趨勢，全自動紅棗切片機的研制有利于提高紅棗加工的效率和質量，和節(jié)約成本，符合當今農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢。 二、研究的基本內容及基本框架 （1）確定大棗全自動切片機的工作原理和總體設計方案。 （2）確定大棗全自動切片機的功能。 （3）確定大棗全自動切片機關鍵部件的尺寸。 （4）對現(xiàn)有的大棗切片機改進。 （5）大棗全自動切片機的圖紙繪制。 （6）說明書的編寫。 三、研究方法、預期成果及創(chuàng)新點 1.研究方法 1.1根據(jù)需要大棗全自動切片機實現(xiàn)的功能，我們可以根據(jù)大棗大小進行統(tǒng)計計算 來確定護板對棍子的距離，并設置為可調節(jié)。 1.2計算大棗大小和輥子距離的關系，然后選用合理的輥子大小和直徑，能夠提高大棗輸送的效率。 1.3對現(xiàn)有的大棗切片機進行研究，然后針對其缺陷進行改進。 1.4查有關專利，可以對自己的設計提供參考。 2. 預期成果 設計出能夠在紅棗切片過程中實現(xiàn)全程自動化的設備。 3. 創(chuàng)新點 3.1針對現(xiàn)有紅棗切片機上料過程需要人工上料，設計自動的上料裝置 3.2針對現(xiàn)有紅棗切片機需要人工調整紅棗進入切片機構前的擺放形態(tài)，通過震動和傳輸帶帶槽大小的相互配合實現(xiàn)自動調整紅棗進入切片裝置的形態(tài) 四、研究工作進度 序號 時間 內容 1 1-3周 了解大棗全自動切片機，收集相關資料 2 4-5周 確定大棗全自動切片機的工作原理和總體設計方案 3 6-7周 確定大棗全自動切片機的功能 4 8-9周 對現(xiàn)在的大棗切片機進行改進 5 10-13周 完成大棗全自動切片機的圖紙繪制 6 14-15周 說明說的編寫 7 16周 準備畢業(yè)設計答辯 五、主要參考文獻（論文：作者?題目?刊名?卷（期）?頁碼；著作：作者?書名?出版社?年份） [1]文懷興，史鵬濤，王寧俠，大棗全自動輸送定向切片機設計與應用效果[J]，農(nóng)業(yè)工程學報，2012.28（24）：28-34. [2]畢金峰，于靜靜，白沙沙，等。國內外棗加工技術研究現(xiàn)狀[J],農(nóng)機文摘，2010，（3）：34-36. [3]黨凱峰，張鵬霞，張毅，楊振，李明振，大棗切片設備的研制[J].包裝與食品機械，2012,30（5）：23-24. [4]史鵬濤，文懷興，王寧霞，全自動大棗輸送定向切片機的設計與試驗分析[J].農(nóng)機化研究,2013,(11):171-175. [5]張振福，高馨蕾，呂興強。大棗加工存在的問題及技術對策探討[J],武漢食品工業(yè)學院學報，1999，（01）. [6]閻錫海，大棗加工技術及其發(fā)展前景[J],中國果品研究，1995，（02）：24-27. 六、指導教師審核意見 指導教師簽字： 　　 年　　月　　日 七、答辯小組評議意見： 答辯小組組長簽字： 　　 年　　月　　日 八、學院領導審核意見 1．通過； 2．完善后通過；　　　　 3．未通過 學院領導簽字： 　　 年　　月　　日 塔里木大學畢業(yè)設計答辯塔里木大學畢業(yè)設計答辯紅棗切片機的設計學生姓名：學生姓名：張建春張建春指導老師：指導老師：賀小偉賀小偉答辯時間：答辯時間：2012016.066.061 12 23 34 4課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義課題研究的主要內容課題研究的主要內容關鍵部件的設計關鍵部件的設計創(chuàng)新與改進創(chuàng)新與改進v1 1 課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義 我國紅棗切片機械相對落后，生產(chǎn)效率低，人我國紅棗切片機械相對落后，生產(chǎn)效率低，人工成本較高，中國是大棗的原產(chǎn)國，也是世界上工成本較高，中國是大棗的原產(chǎn)國，也是世界上最大的大棗生產(chǎn)國，但鮮棗不易保存，每年都有最大的大棗生產(chǎn)國，但鮮棗不易保存，每年都有20%20%左右的大棗因腐爛而浪費掉。而整個鮮棗晾曬左右的大棗因腐爛而浪費掉。而整個鮮棗晾曬干，所需時間長，但將其先切成薄片，然后晾干，干，所需時間長，但將其先切成薄片，然后晾干，會大大縮短其加工時間，而且能保存大棗本身的會大大縮短其加工時間，而且能保存大棗本身的營養(yǎng)。對紅棗切片機的研究有利于大棗加工更加營養(yǎng)。對紅棗切片機的研究有利于大棗加工更加清潔，高效，安全。清潔，高效，安全。v2 2 課題研究的主要內容課題研究的主要內容 涉及一種大棗全自動切片機，可將去核后的大涉及一種大棗全自動切片機，可將去核后的大棗快速輸送，自動定向，并高速切削成環(huán)狀片的棗快速輸送，自動定向，并高速切削成環(huán)狀片的加工設備加工設備2 2.1.1工作原理工作原理 全自動紅棗切片機裝置的工作流程全自動紅棗切片機裝置的工作流程 紅棗加入料箱后在下料滾軸的作用下落到傳送帶上，紅棗加入料箱后在下料滾軸的作用下落到傳送帶上，傳送帶采用有槽的傳送帶，經(jīng)過平板震動器的作用紅棗均傳送帶采用有槽的傳送帶，經(jīng)過平板震動器的作用紅棗均勻橫向排列在傳送帶槽里送至導料板，滾入圓盤刀內，在勻橫向排列在傳送帶槽里送至導料板，滾入圓盤刀內，在圓盤刀與橡膠輥的作用下被切片，由集料裝置收集，從而圓盤刀與橡膠輥的作用下被切片，由集料裝置收集，從而完成全部過程完成全部過程2.2.紅棗切片機機整體結構紅棗切片機機整體結構 v3 3 關鍵部件的設計關鍵部件的設計3.13.1紅棗切片總成紅棗切片總成 總成由電機，傳送帶，圓盤刀總成由電機，傳送帶，圓盤刀橡膠輥，平板振動器，下料及集料裝置橡膠輥，平板振動器，下料及集料裝置3.2.1 輸送帶 傳送帶采用帶有凹槽的傳送帶，在平板震動器的作用下將紅棗均勻排布在槽內v4 4 創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計 （1）用導料板代替插刀機構，簡化結構 （2）用橡膠輥與刀盤配合減少刀具的磨損，降低噪音 （3）采用槽型傳送帶和平板振動器將紅棗均勻橫向送入滾刀，保證切片質量謝謝大家！謝謝大家！誠請各位老師指正！誠請各位老師指正！塔里木大學畢業(yè)設計 16 屆畢業(yè)設計 紅棗切片機的設計 學生姓名 張建春 學 號 8031212410 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 指導老師 賀小偉 日 期 2016.05 塔里木大學機械電氣化工程學院制  目 錄 1緒 論 2 1.1 選題的背景和目的 2 1.2 圓盤式剪切機國內外的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3 剪切機設計內容和方法 3 2.紅棗切片機的研制方案 3 2.1紅棗切片機機的要求 3 2.2系統(tǒng)方案原理圖 4 3.結構設計計算 4 3.1傳動部分的設計 4 3.2傳送部分的設計 8 3.3機殼設計 9 4各部分結構的校核與計算 10 4.1軸承的校核 10 4.2鍵的校核 11 4.3軸的計算校核 12 總 結 15 致 謝 16 參考文獻 17 1緒 論 1.1 選題的背景和目的 剪切機有各種類型，平刃剪、斜刃剪、圓盤剪和飛剪。平刃剪用于剪切方坯，斜刃剪用于剪切板材，而圓盤剪廣泛用于縱向剪切厚度小于20~30毫米的鋼板及薄帶鋼。而飛剪用于剪切運動著的軋件，其剪刃有平刃、斜刃和圓盤式飛剪。 圓盤式剪切機由于刀片是旋轉的圓盤，因而可連續(xù)縱向剪切運動鋼板和帶鋼。圓盤式剪切機通常設置在精整作業(yè)線上用于將運動著的鋼板縱向邊緣切齊和剪切或者切成窄帶鋼，根據(jù)其用途可分為剪切板邊的圓盤剪和剪切帶鋼的圓盤剪。 剪切板邊的圓盤剪，每個圓盤刀片均以懸臂的形式固定在單獨傳動的軸上，刀片的數(shù)目為兩對。這種圓盤剪用于厚板精整加工線。板卷的橫切機組和連續(xù)酸洗機組等作業(yè)線。剪切帶鋼的圓盤剪用于板卷的縱切機組，連續(xù)退火和渡鋅機組等作業(yè)線上。將板卷切成窄帶鋼，作為焊管坯料和車圈的坯料等。這種圓盤剪的刀片數(shù)目是多對的，一般刀片都固定在兩根公用的運動軸上，也有少數(shù)的圓盤刀片是固定在獨立的傳動軸上的。 這次選圓盤式剪切機作為設計題目是在對1700橫切機組的調研的背景下進行的。1700橫切機組使用多年，其中圓盤剪使用過程中存在一些問題。該廠對該剪切機也進行了多次改造。圓盤剪使用過程中傳動系統(tǒng)精度底，徑向調整機構和刀片側向調整精度低，迫切要求更新和改造設計。 這次設計的目的就是通過設計對主軸傳動系統(tǒng)，刀片側向調整機構，特別是各個機構中的傳動部分進行設計。通過設計過程掌握圓盤剪單體機械設備的設計方法，使所學的理論知識和實際結合起來，提高設計能力，獨立分析能力和繪圖技術，進行規(guī)范化的的訓練為今后的工作打下有力的基礎。 1.2 圓盤式剪切機國內外的發(fā)展現(xiàn)狀 剪切機有下列幾個機構組成：刀盤旋轉傳動系統(tǒng)，刀盤徑向調整和刀片的側向調整，剪切寬度的調整等。剪切寬度的調整實際上就是對機架的距離調整。 早期圓盤式剪切機速度較低，圓盤式剪切機刀片旋轉是用電機通過齒輪傳動，以及和萬向連接軸來實現(xiàn)的。刀盤徑向間隙調整用電機通過蝸桿蝸輪傳動是偏心套轉動來實現(xiàn)的。而刀片側向間隙是 用手動通過蝸輪傳動使刀片軸軸向移動來完成的。 圓盤剪后設置碎邊剪，將剪切下來的板邊剪成碎段送到下面的滑槽中，也可對剪下來的薄板邊用卷取機卷起來，然后停車卸卷。為了使切下來的板邊的鋼板平直，在出圓盤剪時切邊應向下彎曲，現(xiàn)在采用上刀片軸相對下刀片軸移動一個不大的距離或者上刀片直徑比下刀片直徑小一些來實現(xiàn)。 分條圓盤剪為了提高工作效率，從而采用了兩套機架，輪流使用，整體更換使設備的維修性提高，但投資費用大。 1.3 剪切機設計內容和方法 1、通過靠工廠調研，了解同類圓盤剪生產(chǎn)中存在的問題，查閱相關資料掌握圓盤剪的發(fā)展現(xiàn)狀。 2、制定圓盤剪設計方案，在認真研究，有創(chuàng)新和改進，方案合理，并進行方案評述。 3、進行設計計算，保證機件強度和剛度，計算公式采用要有依據(jù)。 4、畫出總圖，部分部件圖和零件圖，利用計算機繪圖。 5、對設計中控制系統(tǒng)提出要求，選擇潤滑方法。 6、試車方法和維修技術，保證維修方便。 7、對設備進行經(jīng)濟分析和評價，降低設計成本。 2紅棗切片機的研制方案 2.1紅棗切片機機的要求 2.1.1主要技術參數(shù)要求： 電源：220V 50Hz 功率：370W 工作方式：電動 生產(chǎn)能力：100kg/小時左右 適用紅棗尺寸：長 30mm 寬 20mm 　外型尺寸：1500×1200×800mm 重量：65kg 2.1.2 產(chǎn)品設計要求 (1)提高效率：一臺設備的工作效率等同于20個人工的工作效率； (2)使用安全，維修方便：在整體設計中考慮機器的安裝、調整和開機以及設備的維修、保養(yǎng)和維護，使零部件更換方便，盡量做到通用化、標準化； (3)降低成本：為了提高產(chǎn)品質量，要求設備精度和自動化程度高，但設備的售價也相應提高，因此設計時，要結合生產(chǎn)工藝要求，對相關因素進行綜合考慮。 (4)加工質量高：確保紅棗被軸向切成圓片狀 2.2系統(tǒng)方案原理圖 2.2.1紅棗切片機的工作原理 紅棗切片機通過料斗將紅棗置于槽型傳送帶上，由槽型傳送帶和平板震動器的作用下將紅棗均勻整齊排列在輸送帶上，經(jīng)過導料板，將紅棗以統(tǒng)一形態(tài)送至圓盤刀處，經(jīng)過圓盤刀和橡膠輥的作用達到切片的目的。 2.2.2系統(tǒng)方案構成 切片機主要構成,如圖2-1所示： 圖2-1 總體三維圖 1.橡膠輥 2.圓盤切刀 3.傳送帶主動輪 4.傳送帶 5.下料滾軸 6.皮帶輪 3結構設計計算 根據(jù)本課題所選的方案，將該半自動旋蓋機的結構分為四個部分：動力部分、剪切部分、物料輸送部分和機殼部分。 3.1傳動部分的設計 3.1.1電動機的選擇 其技術數(shù)據(jù)如下：額定功率：0.75KW，滿載轉速：1400r/min 。電機所需功率為P=P/η=1900×1.3/1000×0.759=3.25KW。根據(jù)2.2轉速轉矩計算，電動機軸轉矩Td=5.1N?M 各轉動軸功率P1=0.72KW P2=0.68KW，所以確定Y系列電動機。 Y系列三相異步電動機具有國際互換性特點其中，Y系列（IP44）電動機為一般用途全封閉自扇式籠型三相異步電動機，具有防止灰塵鐵屑等雜物侵入電電動機內部之特點，B級絕緣，工作環(huán)境不超過＋40°C相對濕度不超過95％，海拔不超過1000m，額定電壓220V，頻率50Hz。適用于無特殊要求的機械上。這里即選用此系列電動機。 查取電動機參數(shù)。比較選擇Y系列三項異步電動機在2.2節(jié)中求出工作機至少需要功率3.25kW，在不小于此功率前提下，選取額定功率至少4kW的電動機，有如下備選型號Y112M-2，Y112M-4，Y132M1-6，Y160M1-8，其中Y112M-2型磁極少體積小，價格較低，但其轉速高會使傳動比增大；Y160M1-8型轉速低，磁極多，重量大，成本高，這兩種電動機不宜在此處選用，通過比較選用Y112M-4-B3型電動機。扭轉轉矩：2.2，額定轉矩：2.3 3.1.2傳動裝置總體傳動比的確定及傳動比的分配 總傳動比 3.1.3確定各軸轉速、轉矩 3.1.4轉速計算 小錐齒輪軸轉速 大錐齒輪轉速 3.1.5轉矩計算 對電動機軸： 對各轉動軸： 功率： 轉矩： 3.1.2 帶傳動設計計算 (1)確定設計功率PC 由《機械設計基礎》表13—8查得=1.1 PC=×P （3-5） =1.1×0.3=0.33 kw (2)選取V帶的型號 根據(jù)PC和n0由《機械設計基礎》圖13-15確定，因工作點處于Z型區(qū)，故選Z型。 (3)確定帶輪基準直徑、 ①選擇小帶輪直徑 由《機械設計基礎》表13-9確定=80mm ②驗算帶速V V==5.78m/s （3-6） 在5—25m/s之間，故合乎要求 ③確定從動輪基準直徑 查《機械設計基礎》表的13-9取=200mm =2.5=200mm ④實際從動輪轉速和實際傳動比i 不計ε影響，若算得與預定轉速相差5％為允許。 ==2OO/80=2.5(誤差為0) (4)確定中心距a和帶的基準長度Ld ①初定中心a0 本題目沒有給定中心距，初步選定中心距 0.7(dd2+dd1)≤≤2(dd2+dd1) （3-7） 0.7（80+200）≤≤2(80+200) 196≤≤560 取=200mm ②確定帶的計算基準長度Lc按式 ≈2+(+)+ =1051.6㎜ （3-8） ③取標準Ld按《機械設計基礎》表的13-9取=200mm 表13-2取=1000㎜ ④確定中心距a按《機械設計基礎》式13-16 =+=225.8㎜ （3-9） 調整范圍 amax=a+0.03Ld=255.8mm （3-10） amin=a-0.015Ld=210.8mm （3-11） (5)驗算包角α α≈180°+×60° （3-12） =152°＞1200 符合要求 (6)確定帶根數(shù)z按《機械設計基礎》式13-15 Z≥ （3-13） 由式13-14單根V帶所能傳遞的功率 =(++ ) （3-14） 由《機械設計基礎》表13-7包角修正系數(shù) =0.92 =(++)=0.62kw （3-15） V帶的根數(shù) Z≥=0.33/0.62=0.53 取Z=1根 (7)確定初拉力F0按《機械設計基礎》式13-1 F0=500(-1)+q （3-16） =47.55N (8)計算軸壓力Q 按《機械設計基礎》式13-1 Q=2F0zsin=95.55Ｎ （3-17） 3.2傳送部分的設計 3.2.1傳送帶的機械結構 工作原理如下：傳送帶采用帶有槽的傳送帶，當紅棗置于傳送帶上時，通過控制紅棗的大小和槽的大小，在平板振動器的高頻震動作用下使紅棗均勻定向排列在輸送帶上，傳送帶由傳送帶主動輪帶動，以一定速度運動，從而達到將紅棗均勻定向輸送到圓盤刀處。 3.2.2圓盤刀與橡膠輥組成的切片裝置的機械結構 工作原理如下：排列均勻的紅棗通過輸送帶傳送至導料板，平順的滾入圓盤刀和橡膠輥的交接處，圓盤刀是等距排列的刀片組成，將紅棗切成符合工藝要求的圓片狀棗片，由下方的集料器收集，從而完成剪切過程。 3.3機殼設計 3.4.1機殼材料 機座材料應根據(jù)其結構、工藝、成本、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)周期等要求正確選擇，常用的有： 鑄鐵和鋼。 鑄鐵容易鑄成形狀復雜的零件；價格較便宜；鑄鐵的內摩擦大，有良好的抗振性。其缺點是生產(chǎn)周期長，單件生產(chǎn)成本較高；鑄件易產(chǎn)生廢品，質量不易控制；鑄件的加工余量大，機械加工費用大。 常用的灰口鑄鐵有兩種：HT200適用于外形較簡單，單位壓力較大（p>5公斤/厘米2）的導軌，或彎曲應力較大的（σ≥300公斤/厘米2）床身等；HT150的流動性較好，但機械性能稍差，適用于形狀復雜而載荷不大的機座。若灰口鑄鐵不能滿足耐磨性要求，應采用耐磨鑄鐵。 用鋼材焊接成機架。鋼的彈性模量比鑄鐵大，焊接機架的壁厚較薄，其重量比同樣剛度的機座約輕20%~50%；在單件小批量生產(chǎn)情況下，生產(chǎn)周期較短，所需設備簡單；焊接機架的缺點是鋼的抗振性能較差，在結構上需采取防振措施；鉗工工作量較大；成批生產(chǎn)時成本較高。 本設計的機座采用的是45鋼，45鋼屬于調質鋼，經(jīng)淬火加高溫回火后，具有良好的綜合力學性能，主要用于要求強度、塑性和韌性都較高的機械零件，如軸類零件。這類鋼在機械制造中應用最廣泛，其中以45鋼最為突出。 3.4.2時效處理 制造機座時，鑄造（或焊接）、熱處理及機加工等都會產(chǎn)生高溫，因各部分冷卻速度不同而收縮不均勻，使金屬內部產(chǎn)生內應力。如果不進行時效處理，將因內應力的逐漸重新分布而變形，使機座喪失原有的精度。 時效處理就是在精加工之前，使機座充分變形，消除內應力，提高其尺寸的穩(wěn)定性。常見的方法有自然時效、人工時效和振動時效等幾種，其中以人工時效應用最廣。 4各部分結構的校核與計算 4.1軸承的校核 凸輪軸深溝球軸承6206的校核: 此凸輪軸承是一對深溝球軸承。參照設計手冊，設定其工作壽命為5000h。 在鎖蓋機中，該軸承在正常情況下不受或者受輕微的軸向載荷。但是考慮到不正常情況的發(fā)生，設所受軸向載荷與徑向動載荷之間有 （4-1） 則根據(jù)《機械設計》表13-5，可知求該情況下當量動載荷應用《機械設計》式（13-8a）有 （4-2） 參照《機械設計》，取； 參照《機械設計手冊》，??； 參照《機械設計手冊》，取其極大值； 設該軸承對上的單個軸承的軸向載荷 ， 取其徑向載荷。 則： 取轉速 根據(jù)《機械設計》，求軸承應有的基本額定動載荷值 （4-3） 參照《機械設計手冊》知，6205軸承的基本額定動載荷 驗算6205軸承的壽命，根據(jù)《機械設計》式13-5 （4-4） 故選擇該對深溝球軸承6205符合設計要求。 4.2鍵的校核 普通平鍵（A型）的強度條件為 （4-5） 普通平鍵（C型）的強度條件為 （4-6） 式中 ——傳遞的轉矩，單位為； ——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，此處為鍵的高度，單位為； ——鍵的工作長度，單位為，A型圓頭平鍵，C型圓頭平鍵這里為鍵的公稱長度，單位為；為鍵的寬度，單位為； ——軸的直徑，單位為； ——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應力，單位為； 對于C型 公稱轉矩為 （4-7） 在傳動過程中，考慮每級功率傳遞效率為0.9。則過渡齒輪軸49、凸輪軸28、主軸71的相應公稱轉矩為： 對于三根軸來說，過渡齒輪軸49和凸輪軸28上面的鍵均較為安全。下面對主軸71上的鍵進行校核。均選擇其最危險的鍵進行校核。 取主軸71上最危險的鍵進行校核 （4-8） 故此主軸71上鍵安全。 4.3軸的計算校核 根據(jù)軸的強度條件 (4-9) =60Mpa 故得到過渡齒輪軸49、凸輪軸28以及主軸71的最小直徑為 而實際過渡齒輪軸49的最小直徑為25mm，凸輪軸28的最小直徑為25mm，主軸71的最小直徑為22mm，均大于所求的最小直徑，可以證明，上述各軸均符合強度要求。 由于主軸71受力較過渡齒輪軸49及凸輪軸28復雜，再按彎扭合成應力校核軸的強度。 根據(jù)軸的結構圖(圖9)，深溝球軸承作為支點，因此作為簡支梁的軸的支撐跨距為113mm。 圖 4-1 主軸的結構圖 從主軸的結構圖可以看出截面B是主軸的危險截面，為了計算需要，將支反力取為一瓶裝滿1000水的瓶子的重力的20倍。 現(xiàn)將計算出截面B處得，,及的值如下。 彎矩： 所以總彎矩為： 所以扭矩為： 按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面B)。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，及軸單項旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的計算應力 (4-10) 前以確定主軸的材料為Q235A， 。因此， 故主軸安全。  總 結 本課題所設計的自動紅棗切片機以電機為動力，巧妙運用震動和槽型傳送帶解決紅棗在進入切刀時的形態(tài)，切片工藝性能好，生產(chǎn)能力高，具有良好的應用價值及市場潛力。 此畢業(yè)設計是我對大學四年學習的總結和考驗。此次畢業(yè)設計總和運用了我大學四年所學的專業(yè)知識和理論知識。通過本次設計，使我進一步認識了并設計了一臺完整機器的全過程。鞏固了我學的知識，為以后的工作打下了一定基礎。 由于本次是基于理論的，缺乏實踐經(jīng)驗，本次設計成果如用于實踐生產(chǎn)中會造成或多或少的材料浪費，也可能會有設計不過合理的地方，導致機器不能正常工作。 總的來說通過此次畢業(yè)設計也有一些心得：設計中，曾多次到學校圖書館查閱資料相關的資料，使我增強了個人查閱資料的能力，還讓我開闊了視野。在此次畢業(yè)設計中采用了autoCAD、solidworks等軟件進行輔助設計，讓我對這些的理解和熟悉程度得到很好的提高。在設計過程出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，沒有實踐的條件，缺乏實踐經(jīng)驗。 致 謝 經(jīng)過這幾個月的努力，在各位老師的督促指導，以及一起學習的同學們的支持下，本次畢業(yè)設計已圓滿結束，由于自身經(jīng)驗的匱乏和學習上的欠缺，整個設計中肯定還存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤，設計上還有許多考慮不周全的地方，懇請評閱的各位老師，多予指正，不勝感激在我將在以后工作中一定會逐步改正。 首先，我要特別感謝指導老師這段時間對我的悉心指導。每次與導師見面的時候，指導老師總是會仔細詢問我們的設計狀況，我設計內容中遇到困難，指導在百忙之中通過郵件來給我指出錯誤并附加說明，細心的為我講解設計中的疑惑，讓我改正，讓我能更好的完成畢業(yè)設計。他嚴謹?shù)闹螌W和科研精神是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 其次，我要感謝大學里所有給予我知識的老師。正是有了你們的教導，我學到了豐富的專業(yè)知識，使自己的知識儲備得到了升華。你們無私的奉獻促使我們盡早的成長起來，我們堅實的翅膀源于你們不懈的滋養(yǎng)。等到參加工作時，我們將去實現(xiàn)我們的偉大理想，將你們所授盡數(shù)回報社會。我還要感謝這段時間同學們對我的幫助，當我遇到不懂的題目時，他們也是盡自己所能來為我講解。 最后，我要感謝我偉大的母校，感謝與我朝夕相伴四年的朋友。四年時光，如梭如夢，我們又要各自奔天涯。留戀學校的一草一木，懷念那平凡的每一天。四年的學習生活，酸甜苦辣一一飽嘗，無論是開心時的愉悅，還是失落時的惆悵；無論是入校時的迷茫，還是畢業(yè)時的感傷，都將化作永久的記憶深深地鐫刻在我心里。相信這份緣分，更要珍惜這份緣分。 再一次感謝所有給予我?guī)椭娜?，愿你們永遠快樂！愿母校明天會更好！  參考文獻 [1] 楊可楨,程光蘊,李仲生.機械設計基礎[M].北京：高等教育出版社，2006 [2] 成大先.機械設計手冊 第三卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006 [3] 劉家仁.機械設計常用元件手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008 [4] 王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008 [5] 吳宗澤,羅圣國. 機械設計課程設計手冊第3版[M].高等教育出版社，2007 [6] 龔溎義.機械設計課程設計指導書-2版.北京：高等教育出版社，2011 [7] 蔣健蘭 肖杰明.《一種中紅棗切片機設計的新思路》[J] 機電信息 ，2009年 26期，34-35 [8] 韋恩鑄 胡建平.《蓮藕切片機推料裝置的設計》[J] 農(nóng)機化研究，2008年 11期，104-106。 [9] 汪虹， 張永林．《高效核桃仁切片機的設計》[J]糧油食品科技，2006年 14卷 4期：6-7。 [10] 王文奎．《直線往復式紅棗切片機原理》[J] 機床與液壓 ，2004．No．2：19—20． [11] 劉峰．《蔬菜切絲切片機》[J] 沿海企業(yè)與科技，2004年 6期：24-24． [12] 梁銳．《小型糧食制品切片機的設計[J] 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，2003年 5期，64-66。 [13] 周勇生．《菠蘿立式切片機的設計》[J] 食品與機械，2003年 1期：38-38． [14] 李天元．《簡明機械工程師手冊》 昆明：云南科技出版社，1992．． [15] 陳家新 譚羽非.《擺動式帶鋸石料切片機》[J] 建筑機械，2001年 2期，55-56 [16] 種寶春.《切片機主軸系統(tǒng)的設計、裝配與維修》[J] 電子工業(yè)專用設備，2001年 30卷 4期，22-26 [17]《齒輪國家標準匯編》[M] 北京：中國標準出版社，1992 [18]朱冬梅等主編 《畫法幾何及機械制圖》[M]第五版 北京：高等教育出版社 [19]劉鴻文主編 《材料力學》[M]第三版 北京：高等教育出版社，2004 [20]孫恒，陳作模主編 《機械原理》[M] 北京：高等教育出版社 2001 17 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文） Study and Improvement for Slice Smoothness in Slicing Machine of Lotus Root De-yong YANG ,Jian-ping HU , En-zhu WEI , Heng-qun LEI ,and Xiang-ci KONG Key Laboratory of Modern Agricultural Equipment and Technology Ministry of Education Jiangsu Province Jiangsu University . Zhenjiang . Jiangsu Province .P.R.China212013 Tel.: +86-511-8;Fax:+86-511-8 yangdy@163.com Jinhu Agricultural Mechanization Technology Extension Station . Jinhu county Jiangsu Province .P.R.China 211600 Abstract: Concerning the problem of the low cutting quality and the bevel edge in the piece of lotus root, the reason was analyzed and the method of improvement was to reduce the force in the vertical direction of link to knife. 3D parts and assemblies of cutting mechanism in slicing machine of lotus were created under PRO/E circumstance. Based on virtual prototype technology, the kinematics and dynamics analysis of cutting mechanism was simulated with ADAMS software, the best slice of time that is 0.2s~0.3s was obtained，and the curve of the force in the vertical direction of link to knife was obtained. The vertical force of knife was changed according with the change of the offset distance of crank. Optimization results of the offest distance of crank showed the vertical force in slice time almost is zero when the offset distance of crank is -80mm. Tests show that relative error of thickness of slicing is less than 10% after improved design, which is able to fully meet the technical requirements. Keywords: lotus root; cutting mechanism; smoothness; optimization 1 Introduction China is a country of producing lotus toot, lotus root system of semi-finished products of domestic consumption and external demand for exports is relatively large. In order to improve efficiency, reduce labor intensity, the group work, drawing on the principle of the artificial slice based on the design and development of a new type of lotus root slice (Bi Wei and Hu Jianping, 2006). This new type of slice solved easily broken cutting, stick knives, hard to clean up and other issues, but the process appears less smooth cutting, and some have a problem of hypotenuse piece of root. In this paper, analyzing cutting through the course of slice knife, the reasons causing hypotenuse was found, and the corresponding improvement of methods was proposed and was verified by the experiments. 2 Structure of Cutting Mechanism of Slicing Machine Cutting mechanism of the quality of slice lotus root is the core of the machine, the performance of its direct impact on the quality of slice. Virtual prototyping of cutting mechanism of slice lotus root (Fig.1) was built by using PRO/E, and mechanism diagram of the body is shown in Fig.2. Cutting principle of lotus slicer adopted in the cardiac type of slider-crank mechanism was to add materials inside, which can be stacked several lotus root, lotus root to rely on the upper part of the self and the lower part of the lotus press down, so that it arrives in the material under the surface of the baffle. While slider-crank mechanism was driven by motor, the knife installed on the slider cut lotus root. In the slice-cutting process it was found that parallelism of the surface at both ends of part of piece lotus was not enough, which can not meet the technical requirements for processing. Fig.1 Virtual prototyping of cutting mechanism Fig.2 Diagram of cutting mechanism Study and improvement for slice smoothness in slicing machine of lotus root. 3 The Cause of the Bevel Edge Uneven thickness and bevel edge of cutting were related with forces on the slice knife in the process of cutting. In accordance with cutting mechanism (Fig.2), without taking into account the friction and weight, the direction of force F of point C was along the link. Force F may be decomposed with a horizontal direction force component and a vertical direction force component. The horizontal force component pushed the knife moving for cutting, but the vertical force component caused the knife moving along the vertical direction. Because of the gap between the slider and the rail, the vertical force component made the blade deforming during the movement, and knife could not move along the horizontal direction to cut lotus root, which caused the emergence of bevel edge. Thus, to reduce or eliminate the vertical force component in the cutting-chip was key to solve the problem of bevel edge and improve the quality of cutting. When crank speed was 69~90r/min, the horizontal and vertical direction of the force curve of point C connecting link and the blade hinge are shown in Fig.3 and Fig.4 respectively. As can be seen from the chart, with the crank speed improvement the horizontal and vertical direction of the force in point C also increased. The horizontal force changed relatively stable during 0s~0.2s, which was conducive to cutting lotus, but the vertical force increased gradually. The more the vertical force was, the more detrimental to the quality cutting. Fig.3 Horizontal force of C Fig.4 Vertical force of C 4 Simulation and Optimization If improving flatness of the slicer, the structure was optimized to reduce the vertical force component, so as far as possible the level of cutting blade. When crank speed was 60~90r/min the velocity curve and acceleration curve of the knife center of mass are shown in Fig.5 and Fig.6 respectively. According to the speed curve, the speed of the knife center of mass was relatively large in a period of 0.2s~0.3s. In accordance with the requirements that the knife should have a higher speed during cutting lotus, so this period time was more advantageous to cutting than other terms. According to acceleration curve. When calculates by one cycle, the acceleration value was relatively quite small in the period of time, 0.15s~0.3s compared with other time section. Which indicated that the change of velocity was relatively small, simultaneously the force of inertia was small, and the influence of vibration caused by the force was small to the slicer. Therefore,this period of time, 0.2s~0.3s, to cut root piece was advantageous in enhances the cutting quality of lotus root piece. Fig.5 Velocity curve of center of mass of knife Fig.6 Acceleration curve of center of mass of knife Based on the above analysis, the vertical force component between link and the knife was the main reason for bevel edge. According to the characteristics of slider-crank mechanism, reducing the vertical force on the knife in the period of cutting time by altering crank offest was tried to enhance the quality of the cutting. When crank speed was 60r/min, the crank eccentricity was optimized. When the offest of the crank was 40mm, 20mm, 0mm, -20mm, -40mm, -80mm, -120mm respectively, the mechanism was simulated and the vertical force curves under different crank eccentricity were obtained, as shown in Fig.7. Fig.7 vertical force curves in different offest Fig.7 indicates that: When the eccentricity was positive, the vertical force on point C increased gradually in 0.2s~0.3s with the increase of crank oddest: When the eccentricity was negative, the force decreased gradually first and then begun to increase along with -80mm. So when the offest was -80mm, the numerical of the force in 0.2s~0.3s achieved the minimum and the quality of cutting was the best. When the crank rotated in the other speed, there were the same optimization results. Fig.8 show the curve of vertical force in the offest of 0mm and -80mm when the speed of crank was 80r/min. From the Fig.8 it is obvious that vertical direction of the force of point C in 0.2s~0.3s reduced a lot when the eccentricity is -80mm. Therefore, the vertical force could be reduced by optimizing the slider-crank mechanism of eccentricity. Fig.8 Vertical force of C 5 Experimental Analysis The relative error of thickness of lotus root piece reflects the quality of cutting. Which is generally controlled of 10%. There always existed bevel edge phenomenon and the relative error of thickness was about 15% before structural optimization and improvement, which was difficult to meet the technical requirements. The offset in the slider-crank mechanism was optimized, and its structure was improved according to the results of optimization. After improvement cutting test were done in the conditions of crank speed for 80~110r/min and statistical data about the relative error of thickness was shown in Table.1. Four levels were separated in the experiment, three times for each level. Table 1 Relative error of thickness of slicing NO Crank speed (r/min) 80 90 100 110 1 6.6% 6.4% 8.2% 9.5% 2 5.3% 6.1% 8.5% 9.2% 2 6.4% 7.9% 7.9% 9.4% Average 6.1% 6.8% 8.2% 9.4% It is derived from Table.1 that the relative error of the thickness of slices could meet the technical indicators when the crank speed was 80~110r/min, especially in the crank rotation speed 80r/min, 90r/min the relative error of thickness was less than 7%,and high quality was achieved. 6 Conclusion The vertical force component acted on the knife in the process of cutting was the main reason for surface formation and bevel edge, so the key of improving the quality was to reduce the vertical force. Through slice knife and velocity acceleration simulation analysis the best time for slicing, 0.2s~0.3s, was obtained. By optimizing the offset of the crank the vertical force during cutting time was greatly reduced when the offset was -80mm. Experiments were made after improving the design of lotus root slicer, which results showed that by changing the offset of the crank, the relative error of the thickness could fully meet the requirements of less than 10%. So the problem was basically solved that the flatness was not ideal and was the issue of bevel edge.1 References [1] Wei,B . jianping,H.: Study of lotus root slicing techniques and design of new model,Journal of agricultural mechanization research (12),112-114(2006)(in Chinese) [2] Enzhu, w.:the simulation and optimization on the new slicing machine of lotus root based on virtual prototype technology .jiangsu university [2008)[in Chinese) [3] Ce ,Z .:mechanical dynamics .higher education press[1999) [4]Xiuning ,C.:optimal design of machinery .zhejiang university press[1999) [5]Liping,C.,yunqing,Z.,weiqun,R.: dynamic analysis of mechanical systems and application Guide ADAMS . Tsinghua university press ,Beijing(2005) Page 8 of 8