圓盤式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+PDF圖紙+說明書】

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3600 萬畝、產(chǎn)量超過百萬噸雄踞全球之首，主要種植在西北西南。核桃是一種營養(yǎng)價(jià)值很高的食品，核桃仁中含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物及微量元素，除此之外，還含有對(duì)人體有特殊功效的營養(yǎng)物質(zhì)。在當(dāng)今發(fā)達(dá)國家和地區(qū)視核桃油為高級(jí)保健專用油脂，核桃作為保健食品早已被國內(nèi)外所認(rèn)識(shí)了。核桃是我國傳統(tǒng)的出口商品，我國的核桃仁品質(zhì)好。在國際上聲譽(yù)很高，主要出口到德國、英國、瑞士、新加坡、加拿大、敘利亞、約旦、科威特、澳大利亞等國家。出口量約占世界核桃市場(chǎng)的 40一 50，但是出口的核桃?guī)缀醵家栽闲问?，造成核桃的附加值?。而目前市售的核桃仁幾乎全部是手工砸取，勞動(dòng)生產(chǎn)率極其低下，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)核桃破殼的生產(chǎn)效率低下，破殼難，成本高，加工存在的問題和市場(chǎng)的需求，現(xiàn)在不得不設(shè)計(jì)出適合市場(chǎng)的核桃破殼機(jī)2。本課題利用碾搓和剪切共同作用，設(shè)計(jì)出圓盤式核桃破殼機(jī)。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，并在使用中破殼率低，破殼后的籽仁破碎率高，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。研制圓盤式核桃破殼機(jī)械，提高手剝核桃加工的機(jī)械化與自動(dòng)化水平，對(duì)提高生產(chǎn)效率與增加產(chǎn)量，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民收入提高有重要意義。1.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析1.2.1 國外研究現(xiàn)狀及分析 國外早在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、意大利、法國等已相繼推出了各種破殼機(jī)。經(jīng)過這么多年，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) 3。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)4。該機(jī)包括機(jī)架、主軸、核桃夾持裝置、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)；核桃夾持裝置、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 研制的公開號(hào)為 US4246699 核桃破殼機(jī)5。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 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析 我國在傳統(tǒng)的脫殼設(shè)備的基礎(chǔ)上，盡管正在研制和開發(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。（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題。目前，具有代表性的核桃破殼機(jī)主要有：史建新,董詩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)形核桃剝殼型腔大小；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)簡單、破殼品種多樣化,能實(shí)現(xiàn)核桃的機(jī)械化剝殼6。李長泰發(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7。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 8。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 9。1.3 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問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，選出了圓盤式核桃破殼機(jī)。2 2 圓盤式核桃破殼機(jī)設(shè)計(jì)方案圓盤式核桃破殼機(jī)設(shè)計(jì)方案選擇選擇2.1 圓盤式核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖經(jīng)過探討，確定圓盤式核桃破殼機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，包括圓盤、破殼軸軸、喂料口、閘板、出料口、破殼室、機(jī)架等。1.快盤破殼軸 2.慢盤破殼軸 3.快破殼盤 4.慢破殼盤 5.減速器 6.萬向節(jié) 7.軸承座 8.帶輪 9.機(jī)架圖 2-1 圓盤式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)圖2.2 圓盤式核桃破殼機(jī)的工作原理該機(jī)主要由機(jī)架、喂料斗、破殼圓盤、輔助破殼圓盤、擠壓間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、擋板、出料斗、軸、帶、電機(jī)等。破殼圓盤與輔助破殼圓盤的主要部件，兩圓盤構(gòu)成連續(xù)碾挫破殼工作區(qū)，核桃在該區(qū)受到連續(xù)碾挫，受碾挫的核桃沒有很快進(jìn)行二次碾挫，核桃仁損傷程度??；伸進(jìn)喂料斗內(nèi)的輔助破殼圓盤有助于均勻單層喂料；當(dāng)兩圓盤以一定速度相對(duì)旋轉(zhuǎn)，工作時(shí)核桃受力方向一致，不會(huì)造成核桃的兩半破裂，擠壓間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可改變擠壓破殼工作區(qū)的大小，以適應(yīng)不同大小的核桃。2.3 圓盤式核桃破殼裝置的設(shè)計(jì)2.3.1 破殼裝置的材料及表面形狀破殼裝置的材料選用 45 號(hào)鋼,可在破殼盤表面焊三角形凸起。45 鋼的硬度較高 ,但彈性較差 ,破殼變形小,對(duì)核桃的擠壓力大,容易使核桃充分破殼。2.3.2 核桃進(jìn)入破殼盤間隙的條件 核桃能否順利地進(jìn)入核桃盤擠壓間隙,取決于核桃盤間隙大小以及與核桃接觸的情況。核桃以厚度方向進(jìn)入擠壓間隙 ,其受力分析如圖 2-2 所示。圖 2-2 核桃的受力分析圖 要使核桃能在兩搓破殼盤的間隙被擠壓破殼 ,核桃首先必須被進(jìn)入破殼盤間 ,然后卷入兩板間隙被擠壓破殼。在進(jìn)入瞬間 ,可按剛性體分析受力情況。在這個(gè)過程中 ,單個(gè)核桃要受到 5 個(gè)力的作用 ,分別是核桃的重力 mg、 快破殼盤對(duì)核桃的正壓力 R、慢破殼盤對(duì)核桃的正壓力 N 及快盤和慢盤與核桃表面間的摩擦力和。力 R 在 Y 軸上的分量 R sin 的方向向上 ,有阻rFnF止核桃進(jìn)入間隙的作用。核桃剛喂入時(shí) ,受 R 和 N 力的作用 ,有脫離破殼區(qū)的趨勢(shì) ,故摩擦力方向向下 ,力 mg、和方向向下 ,有促使核桃進(jìn)入間隙的作用。其中 , , cosrFnFrFR , 為摩擦系數(shù)。欲使核桃能順利地進(jìn)入擠壓間隙 ,則必須使nFN (2-1)cossinmgNRR由于 ,將帶入式(2-1)得0Fx cossinNRR (2-2)22cossinsinmgRRR式 (2-2)中 , R, m , g 為已知量; 角為變量 ,它隨破殼盤的間隙和角度的改變而改變 ,從式 (2-2 )中可求出 值。 (2-2)式移項(xiàng)得 (2-3)22 cos1 sin/mg R將代入式 (2-3) ,整理后得tan (2-4)arcsincos22mgR式中 R 慢破殼盤對(duì)核桃的正壓力; N 快破殼盤對(duì)核桃的正壓力; - 正壓力 R 與水平線的夾角 ,也稱進(jìn)入角; -兩破殼盤與核桃表面間的摩擦角; - 兩破殼盤與核桃表面間的摩擦系數(shù) , ;tan mg 核桃的質(zhì)量。式 (2-4)為破殼盤夾住核桃的條件。由圖可知 ,當(dāng)兩破殼盤的間隙越小時(shí) , 角越大 ,使得時(shí)不能正arcsincos22mgR常工作。實(shí)際上 ,在破殼機(jī)構(gòu)上方的核桃群體物料對(duì)兩破殼盤間隙上的核桃有一定的壓力 ,這個(gè)壓力促使核桃進(jìn)入兩盤的間隙，再加上慢盤的引入作用。因此 ,實(shí)際的 角可以比理論的計(jì)算值大 ,即最小破殼間隙可以比理論計(jì)算值小。2.3.4 擠壓間隙計(jì)算快圓盤和慢圓盤之間的間隙大小直接關(guān)系到核桃的整仁率和核桃的脫殼率。碾搓盤之間的間隙如圖2-2示。擠壓盤之間間隙由入口間隙逐漸減小到出口間隙。，為maxeminemaxminee 核桃破殼加工時(shí)的擠壓平均變形量。、和值均由核桃的幾何參數(shù)確定。maxemine (2-5)maxeD (2-6)mineD式中D 核桃的平均寬度，mm 慢盤引料端的平均寬度，mm殼內(nèi)表面與核桃仁之間的平均間隙，mm一般情況下入口間隙可適當(dāng)增大有利于核桃進(jìn)入擠壓區(qū), 出口間隙可根據(jù)核桃的品maxemine種增大或減小, 增大有利于提高整仁率但脫殼率將降低, 反之減小有利于提高脫殼率但minemine整仁率有可能降低。根據(jù)使用要求和使用者提供的核桃, 經(jīng)測(cè)定分組10，核桃核桃的尺寸一般在 2737mm 之間。則，。根據(jù)（式(2-5)和(2-6)） ，由 D、 、的值，得：32Dmm4mm 8mm max325082eDmmmin32428eDmm 為保證進(jìn)料口的暢通和進(jìn)料量適當(dāng)，本設(shè)計(jì)入口間隙適當(dāng)增大，有利于核桃進(jìn)入擠壓區(qū)。maxe為提高整仁率和脫殼率可適當(dāng)調(diào)整，由于新疆地區(qū)核桃較飽滿, 出口間隙適當(dāng)增大, 以保證mine脫殼率核整仁率的要求。2.3.5 擠壓盤尺寸及速度擠壓盤的直徑和速度由生產(chǎn)率確定。生產(chǎn)率由兩擠壓盤的線速度和核桃的數(shù)量共同決定, 即由每小時(shí)能夠進(jìn)入擠壓區(qū)核桃的個(gè)數(shù)決定?？鞌D壓盤的線速度為： (2-7)D60nv快快慢擠壓盤的線速度為： (2-8)D60nv慢慢式中、分別是快、慢盤的線速度( m/ s)v快v慢D 兩擠壓盤的直徑( m)、- 分別為快、慢擠壓盤的轉(zhuǎn)速( r/ min)n快n慢核桃擠壓碾搓的平均速度 (2-9)2cpvvv快慢核桃進(jìn)入破殼區(qū)，圓盤式核桃破殼機(jī)的生產(chǎn)率可用下式近似計(jì)算： (2-10)113600Q=221000cpv Ddb式中 生產(chǎn)率（kg/h）Q 核桃擠壓碾搓的平均速度( m/s)；cpv D兩擠壓盤的直徑( m)； 核桃的長度( m)；12d 核桃的寬度( m)；12b 物料密度( kg / 粒)；核桃進(jìn)入破殼區(qū)的連續(xù)系數(shù)，一般為0.5；物料進(jìn)入破殼區(qū)的充滿系數(shù)，可取0.60.7破殼率（%）由式(2-10) 可知: 擠壓盤的直徑和速度與生產(chǎn)率成正比, 擠壓盤直徑大生產(chǎn)率高, 有利于核桃的夾持、擠壓和多工位加工, 但結(jié)構(gòu)尺寸，較低的速度可提高機(jī)器工作的平穩(wěn)性。因此, 在滿足生產(chǎn)率的條件下, 應(yīng)盡量采用較大的擠壓盤直徑和較低的速度。根據(jù)生產(chǎn)率要求, 取擠壓盤直徑 D= 800mm, n = 80r/min 時(shí), 核桃填充系數(shù)= 0. 7,并考慮時(shí)間利用系數(shù)取為 0. 711, 由式(2-10)計(jì)算 12可得該機(jī)的生產(chǎn)率約為:101.2Nkg h生產(chǎn)率滿足設(shè)計(jì)要求。圖 2-3 慢破殼盤的圖圖 2-4 快破殼盤的圖2.3.6 破殼盤的硬度破殼盤硬度對(duì)破殼有較大影響 ,適當(dāng)?shù)挠捕燃皬椥钥色@得與核桃殼之間所需的摩擦力。若硬度太低 ,破殼盤容易摩擦受熱發(fā)軟而過快磨損 ,使用壽命短;若硬度太大 ,則彈性差 ,對(duì)核桃擠壓力大容易傷核桃仁 ,同時(shí)變形小 ,與核桃殼之間摩擦減小,使搓剝作用相對(duì)較弱 ,影響破殼。試驗(yàn)結(jié)果證明 ,采用 HRC 硬度為 4050 的 45 鋼較合適。2.3.7 進(jìn)料口的設(shè)計(jì)經(jīng)過查找資料，我們可以知道當(dāng)進(jìn)料口與水平面夾角為時(shí)，更加的有利于核桃的導(dǎo)向與37進(jìn)入工作區(qū)6。因此設(shè)計(jì)的進(jìn)料口一邊與水平面夾角為，另一邊為與水平面垂直，與輔料斗37相貼，與箱體用螺栓連接。其結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖 2-5 核桃破殼機(jī)進(jìn)料口結(jié)構(gòu)圖圖 2-6 核桃破殼機(jī)出料口結(jié)構(gòu)圖2.3.8 主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料由于該軸沒有特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的 45 鋼2、求軸的功率 P 和扭矩 TKW221.1 0.971.034PP6631.0349.55 109.55 1012331080.08PTNmmn3、初步估算最小軸徑 33min1.03411025.3880.08PdCmmn4、主傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下圖給出了軸上主要零件的相互位置關(guān)系，軸兩端用軸承固定，軸承裝在軸承座上，還裝有彈性擋圈，圓螺母，皮帶輪，破殼盤等，設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的尺寸確定軸上主要零件的相互位置，根據(jù)要求確定了各軸段的直徑和長度，如下圖所示。圖 2-7 軸的結(jié)構(gòu)圖裝圓盤段 1-2，；121230,45dmm lmm裝軸承段 2-3 ； 232335,70dmm lmm裝帶輪段 3-4，； 343440,100dmm lmm軸環(huán)段 4-5，；454550,10dmm lmm自由段 5-6，；565640,100dmm lmm裝軸承段 6-7，；676735,70dmm lmm5、軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 1）帶輪上作用力的大小帶輪的分度圓直徑為 280tdm zmm則 3222 123310308380tTFNd tan1135cosnrtFFNtan441atFFN2）計(jì)算軸承的支反力(1)水平面上支反力 323083 1632214227tHBFLRNL 2233083 2271794227 163tHDFLRNLL(2)垂直面上支反力 2321135 163441 402737227raVBdFLFRNL 22231135 227441 402111227 163raVDdFLFRNLL(3)畫彎矩圖（1）水平面上的彎矩 231400HCMNmm 圖 2-8 軸的受力圖（2）垂平面上的彎矩 132400VCMNmm2164000VCMNmm（3）合成彎矩 M 2211141345CHCVCMMMNmm 2222152316CHCVCMMMNmm4）扭矩 123310TNmm5）計(jì)算彎矩 因單向回轉(zhuǎn)，可將扭矩視為脈動(dòng)循環(huán)則截面 D 處的當(dāng)量彎矩為 22152316eCMMNmm6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度截面 D 的當(dāng)量彎矩最大，故校核該截面的強(qiáng)度 131595384.70.1 70eeMMPaW。因，故安全160bMPa1eb3 3 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)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)簡單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)13。3.1 電動(dòng)機(jī)選擇 (1)配用的電動(dòng)機(jī)的功率 P(KW)的大小，要根據(jù)核桃破殼機(jī)的生產(chǎn)能力 Q(t/h)來決定，不宜過大或過小。一般應(yīng)按下式計(jì)算：P=(6.410.5)Q。如要求破殼得較多，系數(shù)的值可取大一點(diǎn)， ，如要求破殼得較少，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=10.5100103=1.05kw，查機(jī)械手冊(cè)14綜合考慮選用 Y 型三相異步電動(dòng)機(jī) Y90s-2。表表 3-13-1 電動(dòng)機(jī)主要性能電動(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-21.528403.44780.782.322表表 3-23-2 電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸電動(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)的結(jié)構(gòu)圖3.2 減速器的選擇由實(shí)驗(yàn)15得核桃平均 92 個(gè)/kg,為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的生產(chǎn)率,在并排兩個(gè)圓盤的條件下，每個(gè)圓盤每小時(shí)應(yīng)完成 4600 個(gè)。每個(gè)工作循環(huán)周期為 0.75s減速器的傳動(dòng)比為 i=910/80.08=11.363由以上數(shù)據(jù)按強(qiáng)度并校核散熱功率，確定選擇減速器 ZLA112-11.23.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 、確定計(jì)算功率cP =1.1KWcAPK P中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底腳安裝尺寸AB地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸DE裝鍵部位尺寸 F903102451901901401024508（2） 、選擇 V 帶型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速cP1n當(dāng)在兩種型號(hào)的交線附近時(shí)，可以對(duì)兩種型號(hào)同時(shí)計(jì)算，最后選擇較好的一種。（3） 、確定帶輪基準(zhǔn)直徑和1dd2dd為了減小帶的彎曲應(yīng)力應(yīng)采用較大的帶輪直徑，但這使傳動(dòng)的輪廓尺寸增大。一般取，并取標(biāo)準(zhǔn)值1mindddd（4） 、驗(yàn)算帶的速度v由可知，當(dāng)傳遞的功率一定時(shí)，帶速愈高，則所需有效圓周力 F 愈小，因而 V 帶的1000FVP 根數(shù)可減少。此處=0.37（m/s）1 160 1000dd nV（5） 、確定中心距和 V 帶基準(zhǔn)長度adL根據(jù)結(jié)構(gòu)要求初定中心距。中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊，但使小帶輪上包角減小，降低傳動(dòng)的工a作能力，同時(shí)由于中心距小，V 帶的長度短，在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多而導(dǎo)致使用壽命的降低，所以中心距不宜取得太小。一般初定中心距為可取0a120120.72ddddddadd初選后，V 帶初算的基準(zhǔn)長度可根據(jù)幾何關(guān)系由下式計(jì)算：0acL 2210120258224ddcddddLaddmma由于 V 帶傳動(dòng)的中心距一般是可以調(diào)整的，所以可用下式近似計(jì)算值 03102dcLLamm考慮到為安裝 V 帶而必須的調(diào)整余量，因此，最小中心距為考慮到為安裝 V 帶而必須的調(diào)整余量，因此，最小中心距為min0.015180daaLmmmm如 V 帶的初拉力靠加大中心距獲得，則實(shí)際中心距應(yīng)能調(diào)大。又考慮到使用中的多次調(diào)整，最大中心距應(yīng)為max0.03210daaLmmmm（6） 、計(jì)算小帶輪上的包角1小帶輪上的包角可按式 121118057.3180ooodddda（7） 、確定 V 帶根數(shù)z根據(jù)計(jì)算功率由下式確定cP 0003ccaLPPzPPvP K K（8） 、確定初拉力0F適當(dāng)?shù)某趵κ潜ＷC帶傳動(dòng)正常工作的重要因素之一。初拉力小，則摩擦力小，易出現(xiàn)打滑。反之，初拉力過大，會(huì)使 V 帶的拉應(yīng)力增加而降低壽命，并使軸和軸承的壓力增大。對(duì)于非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)，由于帶的松馳作用，過高的初拉力也不易保持。為了保證所需的傳遞功率，又不出現(xiàn)打滑，并考慮離心力的不利影響時(shí)，單根 V 帶適當(dāng)?shù)某趵?05002.5133cPKFqvNzvK（9） 、確定作用在軸上的壓力QF傳動(dòng)帶的緊邊拉力和松邊拉力對(duì)軸產(chǎn)生壓力，它等于緊邊和松邊拉力的向量和。但一般多用初拉力用下式求得QF102sin7982QFzFN（10） 、V 帶傳動(dòng)的張緊、安裝及維護(hù)膠帶經(jīng)過一段時(shí)間的工作后，其塑性變形和磨損會(huì)導(dǎo)致帶松弛，張緊力減小，帶的傳動(dòng)能力因之下降。因此偉動(dòng)機(jī)構(gòu)必須具有將帶再度張緊的裝置，使帶保持傳動(dòng)所需的張緊力，定期檢查膠帶，發(fā)現(xiàn)其中一根松弛或有損壞，就應(yīng)該全部換上新帶，不能新舊帶并用。舊膠帶如尚可使用，可測(cè)量其長度，先長度相同的舊帶組合使用。嚴(yán)防膠帶與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免變質(zhì)；膠帶不宜在陽光下暴曬。3.4 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=40mm2.5d=2.520=50mm，因此小帶輪1dd可采用實(shí)心式；由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表810得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺寸bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，da=dd+2ha=40+21.6=43.2mm，B=(Z1)e2f=(21)8+26=20mm。 大帶輪的材料選擇HT150，由大帶輪的基準(zhǔn)直徑=100mm2.5d=2.524=60mm，因此大帶2dd輪可采用腹板式,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表810得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，da=dd+2ha=100+21.6=103.2mm，B=(Z1)e2f=(21)8+26=20mm。圖3-2 帶輪結(jié)構(gòu)4 4 其它一些零部件的選擇其它一些零部件的選擇4.1 軸承與軸承座的選擇軸承是用來支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度和減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損，滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)低，起動(dòng)阻力小等，在一般的機(jī)器中獲得了廣泛應(yīng)用。在這里選用滾動(dòng)軸承 7207AC GB/T292，該軸承的基本尺寸為： 35dmm72Dmm17Bmm 將軸承放在軸承座里，利用兩邊支承固定一根軸，這里選用 CKS1507 型向心球面滾動(dòng)軸承座4.2 鍵、圓螺母、止動(dòng)墊圈、彈性擋圈的選擇4.2.1 鍵的型號(hào)軸上的零件與軸應(yīng)有可靠的定位和固定，這樣才能傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸上的零件與軸的定位和固定分為軸向和周向兩個(gè)方面：軸向的定位和固定常使用軸肩和套筒等；周向的定位和固定則常用鍵和花鍵以及其他的連接方式，這里周向定位和固定選用鍵，選用了鍵 825GB/T 1096-2003，鍵 1236 GB/T 1096-2003，鍵 1228GB/T 1096-2003。如下圖：圖 4-1 鍵的結(jié)構(gòu)圖4.2.2 圓螺母和止動(dòng)墊圈的型號(hào)左凸輪的右邊用軸肩定位，左邊用圓螺母定位，圓螺母用止動(dòng)墊圈，如下圖：圖 4-2 圓螺母的結(jié)構(gòu)圖 這里選用了螺母 GB/T 812 M421.5 和墊圈 GB/T 858-1988 40，螺母 GB/T 812 M271.5 和墊圈 GB/T 858-1988 24，螺母 GB/T 812 M331.5 和墊圈 GB/T 858-1988 244.2.3 彈性擋圈的型號(hào)利用彈性擋圈也是軸向固定的一種方法，一般用于結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、裝拆方便，但受力較小，且軸上切槽將引起應(yīng)力集中。選用了擋圈 GB/T 894.1 24, 擋圈 GB/T 894.1 30, 擋圈 GB/T 894.1 40,如下圖：圖 4-3 彈性擋圈的結(jié)構(gòu)圖5 5 總結(jié)總結(jié)通過此次設(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)問的態(tài)度和熱情。我所選設(shè)計(jì)題目是“圓盤式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)”，之所以選擇這個(gè)題目，是因?yàn)槲覍?duì)這個(gè)課題比較的感興趣。在我的生活里，核桃破殼主要是在門縫里夾碎，這樣力道不容易把握，不是夾得太碎就是破裂程度很小，同時(shí)對(duì)門也造成了一定程度的破壞。因此，就想設(shè)計(jì)一款既省力又快速且破殼完整的機(jī)械。經(jīng)過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。根據(jù)核桃破殼機(jī)有幾種形式：最終確定為圓盤式核桃破殼機(jī)。對(duì)于這一破殼機(jī)械有以下的結(jié)論：（1）通過對(duì)核桃物理機(jī)械特性的測(cè)定和內(nèi)力分析，提出了剝殼取仁原理破裂核桃殼，并研制了圓盤破殼裝置 ；對(duì)盤的作用機(jī)理進(jìn)行分析，認(rèn)為采用大尺寸的盤和低的轉(zhuǎn)速，有利于裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展，提高破殼性能。（2）最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)：圓盤半徑 800mm，進(jìn)料間隙為 82mm，擠壓間隙為 28mm，生產(chǎn)率為 100kg/h。致致 謝謝經(jīng)過近半年的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。首先感謝我的指導(dǎo)老師蘭海鵬老師，本設(shè)計(jì)是在蘭老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從整理資料，到設(shè)計(jì)的畫圖，說明書的編寫都給予我精心的指導(dǎo)，到后期的說明書的排版和設(shè)計(jì)圖紙的查缺補(bǔ)漏，蘭老師都給予我很大的鼓勵(lì)和幫助，同時(shí)也感謝教機(jī)械制圖的馬少輝老師、教畫法幾何的李平老師、教機(jī)械工程材料的張有強(qiáng)老師、教液壓與傳動(dòng)的萬暢老師、教互換性與技術(shù)測(cè)量的王旭峰老師和教機(jī)械基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)的張涵老師，有了你們的傳道授業(yè)才能讓我順利的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)在即，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！同時(shí)也向支持、關(guān)心、幫助過我的人表示感謝!祝他們健康、工作順利、前程似錦!參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1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(學(xué)刊),2007， （04）:2325.2王高平. 一種新型核桃加工設(shè)備的研究J. 南方農(nóng)機(jī),2002,2(2):2932.3JEAN-PIERRE LACOMBE. 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