板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì)

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湘潭大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 論文（設(shè)計(jì)）題目： 板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)號： 姓名： 專業(yè)： 指 導(dǎo)教師： 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)板栗脫毛殼機(jī)，要求能對剛采摘的板栗苞進(jìn)行外層毛殼的剝落工作；機(jī)械作為家庭用農(nóng)用機(jī)械；要求工作效率為 450KG/h 以上；整個(gè)機(jī)械的高度不能超過 ；機(jī)械工作環(huán)境要求不高；易于維修。 圖表要求：設(shè)計(jì)的圖紙工作量不少于一張 應(yīng)該對整個(gè)機(jī)械和重要零件表達(dá)清楚；圖紙要求打印紙質(zhì)版；對整個(gè)機(jī)械進(jìn)行三維建模。 論文要求：設(shè)計(jì)的說明書總字 數(shù)不少于 8000 字，按照規(guī)定模板進(jìn)行排版，目錄做成鏈接形式，英文文獻(xiàn)和文獻(xiàn)譯文作為說明書的附錄附在說明書正文后。 二、重點(diǎn)研究的問題 1、該機(jī)器的工作原 理； 2、機(jī)架的設(shè)計(jì)； 3、其他零部件的設(shè)計(jì)； - 2 - - 2 - 三、進(jìn)度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間 1 查閱資料、調(diào)研 1 至 2 周 2 開題報(bào)告、制定設(shè)計(jì)方案 第 3 周 3 設(shè)計(jì) 第 6 周 4 分析、仿真 第 7 周 5 初稿 4 月 10 日 6 修 改，出第二稿 4 月·· 7 正式稿 5 月 8 日 8 達(dá)辯 5 月 27、 28 日 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1]、宋 超 《板栗精加工技術(shù)》 [期刊論文 ]1993(06) [2]、孫繼臣 常顯伶 王志軍 劉文華 劉建 《 板栗脫蓬機(jī)的設(shè)計(jì)研究》（學(xué)術(shù)期刊論文） 計(jì)制造 2011 [3]、陳俊紅 鄢豐霞 《國內(nèi)外板栗產(chǎn)業(yè)研究進(jìn)展》 （學(xué)術(shù)期刊） 板栗產(chǎn)業(yè)·產(chǎn)業(yè)化 2012 [4]、 D. ]of 1993. [5]、 ](2) 53~60. - 3 - - 3 - 湘 潭 大 學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題 目 板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué)號 專 業(yè) 班級 指導(dǎo)教師 職稱 填寫時(shí)間 20**年 3 月 - 4 - - 4 - 一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況 1、 選題依據(jù)：畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們畢業(yè)需完成的畢業(yè)任務(wù)，之前在 教頻道看到《我愛發(fā)明》欄目，里面有一期是《擠栗子》，那時(shí)候?qū)@個(gè)已經(jīng)有了興趣。 在選題的時(shí)候秦老師這里正好有這個(gè)課題，這就是我的選題依據(jù)。 2、 課題的意義：每到秋天的收獲季節(jié)，板栗樹上都是一簇簇帶滿刺的板栗包，板栗好吃，可是打開它卻很是麻煩，特別是在工業(yè)化發(fā)展的情況下，我們要對板栗進(jìn)行加工，就必須生產(chǎn)出能很好完成去殼任務(wù)，而且工作效率高的機(jī)械來代替人工去殼操作，減輕勞動強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率。 3、國內(nèi)外基本研究情況：國內(nèi)普遍采用旋轉(zhuǎn)揉搓原理，在主脫蓬軸的正常運(yùn)轉(zhuǎn)下，由于脫蓬軸加工成上小下大形狀，當(dāng)有不同大小的板栗蓬放入機(jī)器，板栗蓬會在主脫蓬軸的帶動下在不同位置將板栗球搓開（既大的板栗蓬在靠上 位置被搓開，小的板栗蓬在靠下位置被搓開。板栗蓬被搓開后板栗米和刺 同時(shí)掉到下面的震動篩上，在震動篩的震動作用下，板栗米從篩子上掉到 下面的接米板上，板栗刺順著篩子滾到了地上，實(shí)現(xiàn)了板栗脫蓬、毛刺分 離的理想效果。 立式板栗脫蓬機(jī)特點(diǎn)： 轉(zhuǎn)子為錐度保證了大小板栗在不用挑揀就可以全部剝殼，大小板栗在不同的區(qū)位剝開。揉搓式原理保證了板栗的光澤和品質(zhì)，不會有劃傷，和碎米。還有一種原理是 通過一對相向轉(zhuǎn)動的輥輪將帶蓬的板栗擠入輥中，在不斷旋轉(zhuǎn)的脫蓬輥的擠壓 、 揉搓中，將外部的蓬體與內(nèi)部的板栗剝離開來，再利用抖動的篩體將 比重相差較大的蓬皮和板栗籽粒分開，實(shí)現(xiàn)作業(yè)目標(biāo)。 - 5 - - 5 - 二．研究內(nèi)容、預(yù)計(jì)達(dá)到的目標(biāo)、關(guān)鍵理論和技術(shù)、技術(shù)指標(biāo)完成課題的 方案和主要措施 1、研究內(nèi)容：板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì) 2、預(yù)計(jì)達(dá)到的目標(biāo)：板栗脫毛殼機(jī)的原理設(shè)計(jì)、三維圖設(shè)計(jì)、平面圖，包括裝配圖和零件圖，總量不少于 1 張 紙、完成 6 頁左右的英文參考文獻(xiàn)的翻譯、不少于 30頁的 3關(guān)鍵理論和技術(shù)： （ 1）、揉碎板栗毛殼的機(jī)構(gòu)。采用雙輥輪式反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)板栗毛刺的剝落操作，輥輪的結(jié)構(gòu)是里面為鋼滾筒，外層是橡膠皮套，皮套上有凸起的橡膠齒，兩 個(gè)輥輪反轉(zhuǎn)，人工喂養(yǎng)的板栗苞進(jìn)入兩輥輪之間，通過擠壓和揉搓作用使毛殼脫落，實(shí)現(xiàn)毛殼和板栗的分離。外層的橡膠皮套硬度不高，能有效的減少因擠壓造成的辦理破碎情況，同時(shí)凸起的橡膠齒能對那些尺寸比較小的辦理進(jìn)行擠壓和揉搓，可實(shí)現(xiàn)不經(jīng)人工挑選就可直接進(jìn)行板栗脫蓬，提高了工作效率也減輕了人的勞動量。 （ 2）、傳動機(jī)構(gòu)。板栗脫毛殼機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)采用帶傳動。由于本機(jī)械的使用環(huán)境大多是在山區(qū)，甚至經(jīng)常在果園內(nèi)，灰塵和雜物都比較多，不宜采用齒輪或其他需要潤滑的傳動機(jī)構(gòu)，另外帶傳動輕便、易維修和更換。本機(jī)械的動力機(jī)構(gòu)采用普通 單相電機(jī)，為實(shí)現(xiàn)野外工作，可設(shè)計(jì)放置農(nóng)用柴油機(jī)的框架，供野外動力源。 （ 3）分離清選機(jī)構(gòu)：經(jīng)過揉搓的板栗是毛殼和板栗混在一起的，我們要把板栗從里面清選出來。本機(jī)械采用抖動式塞孔板加鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行板栗的清選操作。揉碎的板栗和毛殼通過重力作用掉入塞孔板，孔的尺寸和比板栗稍大，可以使板栗和碎的毛殼掉落，大于孔尺寸的毛殼通過塞孔板的抖動作用被送到毛殼區(qū)。掉落的板栗和小的毛刺通過鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)力作用，是板栗和毛殼被分離，板栗繼續(xù)掉落到集栗漏斗，再落入框中，完成分離操作。 3、技術(shù)指標(biāo)：脫凈率 >99%、破碎率 98%、生產(chǎn)率≥ 500KG/h - 6 - - 6 - 三、主要特色及工作進(jìn)度 主要特色 ： 可顯著提高生產(chǎn)效率和減輕勞動量、能獲得滿意的脫毛殼效果、設(shè)計(jì)有帶農(nóng)用柴油機(jī)的裝置，方便野外作業(yè)、單人操作即可完成、維修簡便、價(jià)格和設(shè)計(jì)成本低廉等。 工作進(jìn)度 ： 1. 查閱資料、調(diào)研 1 周 2. 開題報(bào)告、任務(wù)書 2~3 周 3. 方案，結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì) 4~5 周 4. 總裝配圖 ，零部件圖的繪制 6~10 周 5. 寫出初稿 11~12 周 6. 修改，寫出正式稿 13 周 7. 答辯 14 周 - 7 - - 7 - 四、主要參考文獻(xiàn) [1]、王民等 .《 秸稈制作成型燃料的試驗(yàn)與研究》 1993， 9（ Ⅱ ）：99- 103. [2]、郭康權(quán)，趙東等 .《 植物材料壓縮成型時(shí)，粒子的變化及結(jié)合形式》 1995， 11（ 1）： 138- 143. [3]、成大先 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第三版）第 2 卷 械工業(yè)出版社， 2004. [4]、宋 超 《板栗精加工技術(shù)》 [期刊論文 ]1993(06) [5]、中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 《 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 國工業(yè)出版社，1971. [6]、孫繼臣 常顯伶 王志軍 劉文華 劉建 《 板栗脫蓬機(jī)的設(shè)計(jì)研究》（學(xué)術(shù)期刊論文） 計(jì)制造 2011 - 8 - - 8 - 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系意見 系主任簽名： 年 月 日 院意見 教學(xué)院長簽名： 年 月 日 - 9 - - 9 - 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評閱表 學(xué)號 姓名 專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì) 評價(jià)項(xiàng)目 評 價(jià) 內(nèi) 容 選題 現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 量是否適當(dāng)； 研、社會等實(shí)際相結(jié)合。 能力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運(yùn)用能力； 與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力； 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價(jià) 評閱人： 年 月 日 - 10 - - 10 - 湘 潭 大 學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文）中期報(bào)告 題 目 板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué)號 專 業(yè) 班級 指導(dǎo)教師 職稱 填寫時(shí)間 20**年 4 月 - 11 - - 11 - 一、總體方案的確定 方案一：板栗脫毛機(jī)的工作原理是兩個(gè)向相反方向轉(zhuǎn)動的輥輪通過對板栗外殼的相互擠壓和滑擦，擠壓的作用是將包裹在板栗果實(shí)上面的毛殼擠碎，是毛殼與果實(shí)相分離，滑擦的作用是將已經(jīng)擠碎或者粘附在果實(shí)上的細(xì)小的毛殼和毛刺掃落下來，以增加工作機(jī)對板栗毛殼脫毛的去殼率，然后分離的板栗果實(shí)和毛殼經(jīng)過抖動帶孔的篩板的 篩選，讓比較大的毛殼與果實(shí)分離，細(xì)小的毛刺和板栗果實(shí)進(jìn)入下一級篩選機(jī)構(gòu) —— 鼓風(fēng)機(jī)篩選，鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)力作用，將細(xì)小的毛刺徹底地從板栗果實(shí)和毛刺的混合物中分離出來，達(dá)到果實(shí)與毛殼的徹底分離，最后果實(shí)落入已放置好的集物箱。 該方案的主要工作部件是兩個(gè)輥輪、篩板、鼓風(fēng)機(jī)、電機(jī)、導(dǎo)向槽、外殼、電源開關(guān)，機(jī)構(gòu)有電機(jī)提供動力源，輥輪、篩板、鼓風(fēng)機(jī)和導(dǎo)向槽是工作部分，電源開關(guān)是控制部分。所有的運(yùn)動傳遞都采用帶傳動，并在相互嚙合的部位上加潤滑油。該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是去殼和脫毛率都能到到要求，并且制造成本和精度都不是很高，就是 普通農(nóng)用機(jī)械的制造精度，還有由于是帶傳動，所以對工作環(huán)境的要求不是很高，能適應(yīng)在果園現(xiàn)場作業(yè)，機(jī)構(gòu)的去毛率和工作效率都比較高，缺點(diǎn)是帶傳動需要定期的進(jìn)行張緊操作，工作久了之后容易出現(xiàn)整體打滑的情況。 方案二：板栗脫毛機(jī)的工作原理是通過一個(gè)兩端大小不一的圓錐形滾筒轉(zhuǎn)動，然后使板栗苞擠壓到滾筒和機(jī)器外殼之間，通過擠壓是板栗苞和果實(shí)之間實(shí)現(xiàn)分離操作。分離后的毛殼和果實(shí)落入第一級篩選機(jī)構(gòu)，抖動篩板，將大的毛殼分離出去，細(xì)小的毛刺和板栗果實(shí)落入第二級篩選機(jī)構(gòu)，鼓風(fēng)機(jī)篩選，將細(xì)小的毛刺徹底地與辦理果實(shí)分離，最后果實(shí)落入 集物箱，完成整個(gè)去毛 - 12 - - 12 - 殼工作。 該機(jī)構(gòu)的工作部分是滾筒、兩級分離機(jī)構(gòu)，動力部分是電機(jī)，控制部分是電源開關(guān)。所有的運(yùn)動都由帶傳動來傳遞，由電機(jī)到抖動篩板和滾筒，相互嚙合的機(jī)械部分需加入潤滑油潤滑。機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是整體機(jī)構(gòu)比較簡單，部件和傳動路線少，易于維護(hù)和修理，制造成本和制造精度不高，帶傳動對機(jī)器的工作環(huán)境要求不高，能滿足果園現(xiàn)場操作的要求，缺點(diǎn)是帶傳動需要電器張緊操作，長時(shí)間使用后容易出現(xiàn)整體打滑的現(xiàn)象，該機(jī)構(gòu)的去毛率和工作效率并不是很高，并且很難再設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行調(diào)節(jié)。 綜上所述，最終的設(shè)計(jì)方案 選擇方案一。 - 13 - - 13 - 二． 已完成的工作情況 1、傳動系統(tǒng)的確定 該機(jī)構(gòu)的傳動全部是帶傳動。傳動路線是是電機(jī)通過帶傳動帶動主動輥輪的轉(zhuǎn)動，主動輥輪通過傳動帶帶動從動輥輪轉(zhuǎn)動，并且是反向轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)最主要工作部分的運(yùn)動；第一級篩選機(jī)構(gòu)的運(yùn)動是由電機(jī)到主動輥輪之間的傳動帶與第一級篩選機(jī)構(gòu)的帶輪作用，帶動與帶輪相配合的凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，凸輪機(jī)構(gòu)與抖動篩板組成凸輪推桿機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)篩板的抖動運(yùn)動；第二級篩選機(jī)構(gòu)的運(yùn)動直接由電源開關(guān)控制電路的通斷來控制。 2、標(biāo)準(zhǔn)零部件的類型確定 該機(jī)構(gòu)是作為普 通低檔農(nóng)用機(jī)械使用，因此制作成本和精度都要求不高，所以能使用標(biāo)準(zhǔn)零件的盡量使用標(biāo)準(zhǔn)零部件。由于機(jī)械的工作環(huán)境要滿足果園現(xiàn)場工作的要求，并且主要工作部分承受的是輕載中等速度，主要的工作力是在徑向方向上，軸向力很小，故在轉(zhuǎn)動部件端部的支撐零部件的選用上選用深溝球軸承，潤滑油選用 1992年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 軸承油；機(jī)械的運(yùn)動傳遞是帶傳動，作為農(nóng)用機(jī)械，要求耐用，能滿足比較惡劣的工作環(huán)境，而且價(jià)格適中，所以選擇普通 V 帶傳動；由于用戶使用的基本上都是普通照明電路，所以電機(jī)選用普通的單相電機(jī)作為動力；鼓風(fēng)機(jī)可 直接由市場上采購合適尺寸和功率的機(jī)子。 3、輥輪的初步設(shè)計(jì) 輥輪是該機(jī)械最為重要的工作部分，經(jīng)過參閱其他農(nóng)用機(jī)械的使用和設(shè)計(jì)情況，初期決定輥輪內(nèi)圈由鋼結(jié)構(gòu)支撐，外圈是橡膠圈，并且?guī)в型蛊鸬妮嘄X。外圈的尺寸是 420*205齒的齒高為 15有 45°的傾角。滾輪內(nèi)部與軸之間相配合的部位暫未設(shè)計(jì)。 - 14 - - 14 - 三、本階段工作總結(jié) 1、 工作總結(jié)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期完成的工作比較少，主要是自己還沒有全心全力的去做，加上找工作、入黨等事情都堆積在了一起，時(shí)間和精力上都有沖突，最終導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程慢，已經(jīng)超出 了預(yù)算的時(shí)間限額。 在完成前期的工作的過程中，還遇到了一些困難，其一是機(jī)械的各項(xiàng)數(shù)據(jù)無法計(jì)算和查閱，圖書館幾乎沒有這方面的書籍或者資料，在網(wǎng)上搜索的也都是一些農(nóng)用機(jī)械生產(chǎn)廠家的成品，也只有一些外形整體尺寸和基本的使用參數(shù)，而如何或者這些參數(shù)我還不清楚，導(dǎo)致還不能很精確的確定生產(chǎn)率等基本工作參數(shù)；第二是覺得自己在設(shè)計(jì)這個(gè)課題任務(wù)時(shí)候很多知識點(diǎn)都已經(jīng)忘記，以至于需要重新查找資料和書籍，在三維建模的時(shí)候也是，會忘記一些操作指令，這也給工作效率帶來一定的影響；第三是在搜集材料的過程中發(fā)現(xiàn)本課題能夠借鑒的材料實(shí)在很少 ，而且很多是沒有什么實(shí)質(zhì)性的材料，所以很多部件和工作原理還要自己通過想象去尋找。 現(xiàn)在對板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì)都只停留在理論部分上，沒有具體的檢測和測試條件以及設(shè)備，所以在很多方面都只是模擬和理論計(jì)算。 盡管有這些困難，盡管時(shí)間已經(jīng)超出了前期的預(yù)算，但我相信在后期我會全力以赴的做這個(gè)工作，在額定的時(shí)間內(nèi)做好這個(gè)課題任務(wù)。 - 15 - - 15 - 四、下一步需要完成的任務(wù) 1、 各零部件的尺寸設(shè)計(jì)； 2、 根據(jù)所設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)零件尺寸，選擇標(biāo)準(zhǔn)零件與之配合； 3、 零部件的三維模型以及整個(gè)機(jī)械的裝配模型； 4、 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書； 5、 翻譯英 文參考文獻(xiàn)； 6、 導(dǎo)出二維工程圖以及修改和打印工程圖； 7、 準(zhǔn)備答辯。 - 16 - - 16 - 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 - 17 - - 17 - 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見 學(xué)號： 姓名： 專業(yè)： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 54 頁 圖 表 34 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要： 該設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)能脫除板栗最外層殼刺的小型家庭農(nóng)用機(jī)械。 該機(jī)械的作用是對板栗進(jìn)行脫毛殼，并將脫殼后的板栗進(jìn)行分離清理，最后的產(chǎn)品是板 栗果實(shí)，要求有較高的生產(chǎn)效率、較高的脫殼率等等。 該設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是機(jī)械是作為家庭用的小型農(nóng)用機(jī)械，電機(jī)為普通家庭照明電路供電 的單相交流電動機(jī)；工作原理是一對相互反向轉(zhuǎn)動的輥輪對板栗的擠壓和滑擦 使板栗毛 殼脫落，抖動篩板作為大毛殼的清選工作，鼓風(fēng)機(jī)作為細(xì)小毛殼及碎屑的清選機(jī)構(gòu)，整 個(gè)機(jī)械能完成板栗從脫毛殼到清選的全部工作。 在該設(shè)計(jì)的機(jī)械中，最重要的工作部件是雙輥輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，該機(jī)構(gòu)要求相互反轉(zhuǎn) 的運(yùn)動，同時(shí)有一個(gè)轉(zhuǎn)速差，通過查找資料和相類似機(jī)械的文獻(xiàn)得知轉(zhuǎn)速差在 合 適，為了保護(hù)板栗不被破壞，故將輥輪混設(shè)計(jì)為外層是帶輪齒的橡膠外殼，該機(jī)構(gòu)能較 好的完成板栗的脫毛殼作業(yè)。除此之外是下殼體的設(shè)計(jì)，該零件是作為雙輥輪機(jī)構(gòu)和抖 動篩板機(jī)構(gòu)的支撐件，設(shè)計(jì)結(jié)果為采用鑄件，軸承安裝 處參考減速器殼體的設(shè)計(jì)結(jié)果來 做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 整個(gè)設(shè)計(jì)能較好的完成板栗脫毛殼作業(yè)，基本能達(dá)到任務(wù)要求。 - 18 - - 18 - 指導(dǎo)教師評語 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 答辯委員會主任： 年 月 日 - 19 - - 19 - 目錄 摘要： ............................................................................................................................ I ...................................................................................................................... I 第一章 緒論 ........................................................................................................... - 1 - 設(shè)計(jì)的研究背景 ............................................................................................ - 1 - 題研究的目的和意義 .................................................................................... - 2 - 獻(xiàn)綜述 ............................................................................................................ - 2 - 論文的 目的和現(xiàn)實(shí)意義 ........................................................................................ - 2 - 內(nèi)外研究情況 ......................................................................................................... - 2 - 設(shè)計(jì)的主要概況 ..................................................................................................... - 4 - 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................. - 5 - 第二章 總體方案的擬定與分析 ........................................................................... - 6 - 方案的比較與選擇 .......................................................................................... - 6 - 第三章 電機(jī)以及其他配件的選擇 ....................................................................... - 7 - 電機(jī)的選擇 ...................................................................................................... - 7 - 機(jī)器的整體設(shè)計(jì) .............................................................................................. - 7 - 第四章 零部件的設(shè)計(jì)和選擇 ............................................................................... - 9 - 各部分傳動比的確定 ...................................................................................... - 9 - 執(zhí)行部件的設(shè)計(jì) .............................................................................................. - 9 - 雙輥輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .................................................................................................. - 9 - 輥輪軸的設(shè)計(jì) ........................................................................................................ - 10 - 抖動篩板的設(shè)計(jì) .................................................................................................... - 12 - 凸輪的設(shè)計(jì) ............................................................................................................ - 13 - 凸輪軸的設(shè)計(jì) ........................................................................................................ - 14 - 傳動部件的設(shè)計(jì) ............................................................................................ - 15 - 電機(jī)至主動輥輪的傳動設(shè)計(jì) ................................................................................ - 15 - 主動輥輪至凸輪機(jī)構(gòu)的傳動設(shè)計(jì) ........................................................................ - 18 - 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇及校核 .................................................................................... - 21 - 滾動軸承的選擇及校核 ........................................................................................ - 21 - 鍵的選擇計(jì)算及校核 ............................................................................................ - 23 - 支架結(jié)構(gòu)和尺寸的確定及其附件的選擇 .................................................... - 25 - 支架結(jié)構(gòu)的確定 .................................................................................................... - 25 - 附件的選擇 ............................................................................................................ - 26 - 第五章 機(jī)器的潤滑與防護(hù) ................................................................................. - 29 - - 20 - - 20 - 第六章 總結(jié) ......................................................................................................... - 30 - 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. - 31 - 附錄 Ⅰ ： 英文文獻(xiàn)原文 ......................................................................................... - 32 - 附錄 Ⅱ ： 英文文獻(xiàn)譯文 ......................................................................................... - 47 - I 板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要： 板栗脫毛殼機(jī)是一 種專門去除板栗最外層毛殼的半自動中小型農(nóng)用機(jī)械，設(shè)計(jì)的主要目的是減輕板栗去毛殼工作的勞動強(qiáng)度、提高生產(chǎn)工作效率。該機(jī)械的動力源是 單相電動機(jī)，主要的工作執(zhí)行部件是兩個(gè)相反轉(zhuǎn)動的輥輪，機(jī)械的傳動方式是帶傳動，在目前的市場上已經(jīng)有幾個(gè)農(nóng)用機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)該作用的機(jī)械。本論文以理論設(shè)計(jì)計(jì)算為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)三維建模和二維圖紙生成為輔助手段，全面詳細(xì)的表述了本課題板栗脫毛殼機(jī)的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)成果。 關(guān)鍵詞： 半自動去殼，農(nóng)用機(jī)械，帶傳動，電力驅(qū)動。 of is a to of is to of A of C is in of of in In D D as of - 1 - 第一章 緒論 設(shè)計(jì)的研究背景 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對無害的農(nóng)副產(chǎn)品以及他們的加工食品的需求量越來越大，有些農(nóng)產(chǎn)品甚至已經(jīng)形成了一條完整的種植、采摘、收購、加工和銷售的產(chǎn)業(yè)鏈，給果農(nóng)、生產(chǎn)銷售商以及消費(fèi)者帶來了很大的方便、有保障的農(nóng)副食品。 板栗是我國的一個(gè)傳統(tǒng)的堅(jiān)果類美食，在今天，板栗不僅僅是作為我們一種新鮮的蔬果類 食品，由它加工而成的副產(chǎn)品也深受消費(fèi)者的喜愛，比如炒板栗、板栗脯、板栗罐頭等等，也將板栗作為一種食用材料加入到烹飪中去。但是，消費(fèi)市場需求的擴(kuò)大，并沒有導(dǎo)致板栗加工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，在板栗的采摘和去殼以及加工的工程中，我國的現(xiàn)狀還是大部分停留在人力手工操作的層次上。果農(nóng)在板栗成熟的季節(jié)里用竹竿將板栗從樹上打落下來，然后將板栗苞搬運(yùn)回家中，用剪刀或者其他尖銳的工具將板栗苞撬開，取出苞里面的板栗，通常做到這一步后才能將板栗賣給采購商。這種方法是最簡單、最原始的方法，勞動強(qiáng)度很大、生產(chǎn)效率很低，而且很容易對操作者 造成意外傷害。這種傳統(tǒng)的去毛殼方法由于效率低，在先前完成去殼的板栗在存放時(shí)候也會出現(xiàn)一定的困難。通常去殼后的板栗還是比較多的水分的，假如長時(shí)間堆積在倉庫中，勢必會造成最底層的板栗發(fā)生霉變，影響了果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收益，也給消費(fèi)者的食品安全帶來了一個(gè)隱患。 在這個(gè)情況下，設(shè)計(jì)生產(chǎn)處一個(gè)能夠半自動或者自動去除板栗毛殼的機(jī)械已經(jīng)是時(shí)不可待。 對此，我通過查找資料等途徑，在理論上設(shè)計(jì)了一種能夠進(jìn)行板栗去毛殼的機(jī)器。該機(jī)器使板栗苞在一對相互反轉(zhuǎn)的輥輪之間，通過擠壓和滑擦作用將最外層的毛刺剝離下來，機(jī)器并設(shè)計(jì)有分離和篩選機(jī)構(gòu)， 能夠?qū)冸x后的板栗果實(shí)和粗細(xì)毛殼進(jìn)行進(jìn)一步的分離，使板栗果實(shí)完全從苞中分離出來，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工板栗剝殼作業(yè)，切實(shí)解決板栗去毛殼難的問題。 - 2 - 題研究的目的和意義 目的：用現(xiàn)代化的機(jī)械作業(yè)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板栗去毛殼操作，減輕勞動者的勞動強(qiáng)度，提高去毛殼工作效率，切實(shí)解決板栗去毛殼的難題。 意義：本設(shè)計(jì)目前只是在理論的層面上對板栗脫毛殼機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)包括圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)算說明書兩個(gè)部分。該設(shè)計(jì)的理論成果能應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)出來的機(jī)器是板栗果農(nóng)和板栗加工商之間的一條強(qiáng)韌的紐帶。目前，我國的板栗從種 植到食品銷售還未形成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈，本設(shè)計(jì)的另一個(gè)意義是希望能夠帶動板栗行業(yè)，促進(jìn)板栗初級加工和精加工機(jī)械和設(shè)備的研發(fā)和制造，進(jìn)一步加快板栗產(chǎn)業(yè)鏈的形成，加快板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 獻(xiàn)綜述 論文的目的和現(xiàn)實(shí)意義 本論文是本科階段最后一次全面的自我檢測，論文介紹了板栗脫毛殼機(jī)的方案選擇、工作原理、部件設(shè)計(jì)和校核、總體設(shè)計(jì)等等，是本設(shè)計(jì)的文件指導(dǎo)。設(shè)計(jì)計(jì)算部分詳細(xì)的介紹了零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算過程以及必要的校核過程。包括雙滾輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、輥輪端軸的設(shè)計(jì)、各個(gè)帶輪的設(shè)計(jì)、凸輪以及凸輪軸的設(shè)計(jì)、 電機(jī)的選擇等等，是本設(shè)計(jì)文件敘述部分中最重要的語言文字。 本設(shè)計(jì)的最終目的是要制造出板栗脫毛殼機(jī)，因此在現(xiàn)實(shí)中，本論文是除了工程圖和三維模型之外的最全面的對本機(jī)器的介紹和解剖。本論文表述了零部件選擇的材料、各個(gè)尺寸的設(shè)計(jì)、組件間尺寸的配合等等要求，是工程圖紙外對本設(shè)計(jì)的要詳細(xì)要求。實(shí)際生產(chǎn)和使用中，使用本論文也具有相當(dāng)大的指導(dǎo)意義，讓生產(chǎn)者和使用者更清晰地了解本機(jī)器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及重要注意事項(xiàng)。保證產(chǎn)品能順利生產(chǎn)和順利投入到顯示的使用中去，切實(shí)解決果農(nóng)板栗去殼的難題。 本論文最后階段所列出的參考文獻(xiàn)，是 本人在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中所參閱的文獻(xiàn)，包括書籍、期刊等等，衷心的感謝他們給我提供了這么好的學(xué)習(xí)機(jī)會！ 內(nèi)外研究情況 國外研究情況：國外辦理去殼機(jī)械設(shè)備比國內(nèi)的先進(jìn)而且要完善，以葡萄牙為首的板栗生產(chǎn)和銷售大國，已經(jīng)形成了基本的板栗種植到銷售的產(chǎn)業(yè)鏈，能較方便、高效率地對板栗進(jìn)行去毛殼、去硬殼等操作。歐洲板栗產(chǎn)業(yè)是全球最大的 - 3 - 板栗生產(chǎn)區(qū)域，占全世界板栗銷售的 50%左右。相比于中國板栗，歐洲板栗殼較硬，不易脫落，也可能正是由于這個(gè)原因，歐洲的板栗加工方面的機(jī)械設(shè)備比我國的走在前面。 國內(nèi)研究情況：國內(nèi)的板 栗出口主要是出口日本，占據(jù)我夠板栗出口的 90%的份額。相比于其他品種的板栗來講，我國的板栗殼較軟，比較容易剝削，所以傳統(tǒng)的手工脫殼操作還保留至今，甚至在板栗大量收獲季節(jié)，果農(nóng)也依舊采用這種操作方式，給生產(chǎn)帶來了很大的時(shí)間上的弊端，同時(shí)，該方式勞動強(qiáng)度偏大。我國的板栗去毛殼機(jī)械初步生產(chǎn)大致始于本世紀(jì)初，目前已經(jīng)有幾個(gè)企業(yè)生產(chǎn)出來了能應(yīng)用于實(shí)際中的板栗脫毛殼機(jī)。比如富康食品機(jī)械廠生產(chǎn)的辦理去殼機(jī)（圖 1）， 是 該廠 工廠工程師根據(jù)市場需求研制的板栗去毛刺機(jī)專用來解決板栗怎么去皮等板栗加工難題。板栗去殼機(jī)使用簡單，只需 簡單閱讀說明書即會操作 。采用 220個(gè)機(jī)械的 功率 為 機(jī)器的 型號 是 產(chǎn)品 的 尺寸： 780品 凈重： 43用工作 效率：每小時(shí)可剝凈板粟300 圖 1 富康食品機(jī)械生產(chǎn)的 - 4 - 另一代表型的板栗去殼機(jī)是京山縣沃仕力農(nóng)機(jī)制造廠生產(chǎn)的沃仕力牌板栗脫毛殼機(jī)（圖 2），該板栗脫殼機(jī)解決了板栗收獲季節(jié)時(shí)沉重的勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)效率低下的難題，采用單相電源，耗電低、體積小、重量輕，便于安裝和移 動。該板栗脫蓬機(jī)由機(jī)架、不劃傷板栗籽的不銹鋼振動篩、脫蓬軸、脫蓬外筒、電機(jī)架、電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、籽殼分離裝置、傳動裝置等組成，工作過程中采用螺旋式推進(jìn)揉搓原理，整個(gè)機(jī)械是立式機(jī)械，自下而上進(jìn)行機(jī)械的安裝，自上而下機(jī)械進(jìn)行板栗脫毛殼作業(yè)。 圖 2沃仕力牌板栗脫蓬機(jī) 設(shè)計(jì)的主要概況 本次設(shè)計(jì)的板栗脫毛機(jī)的工作原理是兩個(gè)向相反方向轉(zhuǎn)動的輥輪通過對板栗外殼的相互擠壓和滑擦，使板栗苞和栗子相互分離，擠壓的作用是將包裹在板栗果實(shí)上面的毛殼擠碎，使毛殼與果實(shí)相分離，滑擦的作用是將已經(jīng)擠碎或者粘附在果實(shí)上的細(xì)小的 毛殼和毛刺掃落下來，以增加工作機(jī)對板栗毛殼脫毛的去殼率，然后分離后的板栗果實(shí)和毛殼經(jīng)過抖動帶孔的篩板的篩選，讓比較大的毛殼與果實(shí)分離，細(xì)小的毛刺和板栗果實(shí)進(jìn)入下一級篩選機(jī)構(gòu) —— 鼓風(fēng)機(jī)篩選，鼓風(fēng) - 5 - 機(jī)的風(fēng)力作用，將細(xì)小的毛徹底地從板栗果實(shí)和毛刺的混合物中分離出來，達(dá)到果實(shí)與毛殼的徹底分離，最后果實(shí)落入已放置好的集物箱，這是整個(gè)機(jī)械的工作原理。 該方案的主要工作部件是兩個(gè)輥輪、篩板、鼓風(fēng)機(jī)、電機(jī)、導(dǎo)向槽、外殼、電源開關(guān)，機(jī)構(gòu)有電機(jī)提供動力源，輥輪、篩板、鼓風(fēng)機(jī)和導(dǎo)向槽是工作部分，電源開關(guān)是控制部分。所有的運(yùn)動傳遞都 采用帶傳動，由電機(jī)到主運(yùn)動的輥輪上的運(yùn)動傳遞采用普通 主動輥輪到從動輥輪和凸輪軸的運(yùn)動也采用普通 動輥輪的帶輪在帶的外側(cè)，實(shí)現(xiàn)其與主動輥輪的反向轉(zhuǎn)動，也在這個(gè)帶傳動中起張緊作用，并在整個(gè)機(jī)械相互配合的部位上加潤滑油。該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是去殼和脫毛率都能達(dá)到要求，并且制造成本和精度都不是很高，就是普通農(nóng)用機(jī)械的制造精度，還有由于是帶傳動，所以對工作環(huán)境的要求不是很高，能適應(yīng)在果園現(xiàn)場作業(yè)，機(jī)構(gòu)的去毛率和工作效率都比較高，缺點(diǎn)是帶傳動需要定期的進(jìn)行張緊操作，工作久了之后容易出現(xiàn)整體打滑的情況。 參考文獻(xiàn) [1]、王民等 .《 秸稈制作成型燃料的試驗(yàn)與研究》 1993， 9（ Ⅱ ）：99- 103. [2]、郭康權(quán)，趙東等 .《 植物材料壓縮成型時(shí)，粒子的變化及結(jié)合形式》 1995， 11（ 1）： 138- 143. [3]、成大先 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第三版）第 2 卷 械工業(yè)出版社， 2004. [4]、宋 超 《板栗精加工技術(shù)》 [期刊論文 ]1993(06) [5]、中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 《 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 國工業(yè)出版社，1971. [6]、孫繼臣 常顯伶 王志軍 劉文華 劉建 《 板栗脫蓬機(jī)的設(shè)計(jì)研究》（學(xué)術(shù)期刊論文） 計(jì)制造 2011 [7]、陳俊紅 鄢豐霞 《國內(nèi)外板栗產(chǎn)業(yè)研究進(jìn)展》 （學(xué)術(shù)期刊） 板栗產(chǎn)業(yè)·產(chǎn)業(yè)化 2012 [8]、鄭傳祥 《新型板栗脫殼機(jī)及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析》 （學(xué)術(shù)期刊） 設(shè)計(jì)·研究·制造 2001 [9]、 D. ]of 1993. [10]、 ](2) 53~60. [11]、濮良貴 紀(jì)名剛 《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）北京：高等教育出版社。 - 6 - 第二章 總體方案的擬定與分析 方案的比較與選擇 方案一：板栗脫毛機(jī)的工作原理是兩個(gè)向相反方向轉(zhuǎn)動的輥輪通過對板栗外殼的相互擠壓和滑擦，擠壓的作用是將包裹在板栗果實(shí)上面的毛殼擠碎，是毛殼與果實(shí)相分離，滑擦的作用是將已經(jīng)擠碎或者粘附在果實(shí)上的細(xì)小的毛殼和毛刺掃落下來，以增 加工作機(jī)對板栗毛殼脫毛的去殼率，然后分離的板栗果實(shí)和毛殼經(jīng)過抖動帶孔的篩板的篩選，讓比較大的毛殼與果實(shí)分離，細(xì)小的毛刺和板栗果實(shí)進(jìn)入下一級篩選機(jī)構(gòu) —— 鼓風(fēng)機(jī)篩選，鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)力作用，將細(xì)小的毛刺徹底地從板栗果實(shí)和毛刺的混合物中分離出來，達(dá)到果實(shí)與毛殼的徹底分離，最后果實(shí)落入已放置好的集物箱。 該方案的主要工作部件是兩個(gè)輥輪、篩板、鼓風(fēng)機(jī)、電機(jī)、導(dǎo)向槽、外殼、電源開關(guān)，機(jī)構(gòu)有電機(jī)提供動力源，輥輪、篩板、鼓風(fēng)機(jī)和導(dǎo)向槽是工作部分，電源開關(guān)是控制部分。所有的運(yùn)動傳遞都采用帶傳動，并在相互嚙合的部位上加潤滑油 。該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是去殼和脫毛率都能到到要求，并且制造成本和精度都不是很高，就是普通農(nóng)用機(jī)械的制造精度，還有由于是帶傳動，所以對工作環(huán)境的要求不是很高，能適應(yīng)在果園現(xiàn)場作業(yè)，機(jī)構(gòu)的去毛率和工作效率都比較高，缺點(diǎn)是帶傳動需要定期的進(jìn)行張緊操作，工作久了之后容易出現(xiàn)整體打滑的情況。 方案二：板栗脫毛機(jī)的工作原理是通過一個(gè)兩端大小不一的圓錐形滾筒轉(zhuǎn)動，然后使板栗苞擠壓到滾筒和機(jī)器外殼之間，通過擠壓是板栗苞和果實(shí)之間實(shí)現(xiàn)分離操作。分離后的毛殼和果實(shí)落入第一級篩選機(jī)構(gòu)，抖動篩板，將大的毛殼分離出去，細(xì)小的毛刺和板栗果實(shí)落 入第二級篩選機(jī)構(gòu)，鼓風(fēng)機(jī)篩選，將細(xì)小的毛刺徹底地與辦理果實(shí)分離，最后果實(shí)落入集物箱，完成整個(gè)去毛殼工作。 該機(jī)構(gòu)的工作部分是滾筒、兩級分離機(jī)構(gòu)，動力部分是電機(jī)，控制部分是電源開關(guān)。所有的運(yùn)動都由帶傳動來傳遞，由電機(jī)到抖動篩板和滾筒，相互嚙合的機(jī)械部分需加入潤滑油潤滑。機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是整體機(jī)構(gòu)比較簡單，部件和傳動路線少，易于維護(hù)和修理，制造成本和制造精度不高，帶傳動對機(jī)器的工作環(huán)境要求不高，能滿足果園現(xiàn)場操作的要求，缺點(diǎn)是帶傳動需要電器張緊操作，長時(shí)間使用后容易出現(xiàn)整體打滑的現(xiàn)象，該機(jī)構(gòu)的去毛率和工作效率 并不是很高，并且很難再設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行調(diào)節(jié)。 綜上所述，最終的設(shè)計(jì)方案選擇方案一。 - 7 - 第三章 電機(jī)以及其他配件的選擇 電機(jī)的選擇 電動機(jī)類型的選擇： 該機(jī)械是小型農(nóng)用機(jī)械，動力驅(qū)動是電源，通常是普通家庭單相電源，即220V 交流電源。在單相電機(jī)中， 1011系列的單相電容啟動異步電動機(jī)，啟動力矩大，啟動電流小，適用于滿載啟動的機(jī)械，如空壓機(jī)、磨粉機(jī)等等，使用環(huán)境沒有很大的限制，能在較為臟亂的環(huán)境中正常使用，滿足本機(jī)械的使用情況，因此電機(jī)選用 選擇電動機(jī)的容量： 電動機(jī)所需功率? 取電動機(jī)工作功率： 行機(jī)構(gòu)所需功率：1000w 電動機(jī)至輸送鏈的傳動總功率為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 上式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =帶傳動的效率； 錯(cuò)誤 !未找到引用 源。=滾動軸承的效率 將各個(gè)數(shù)據(jù)代入上式可得： η=作機(jī)所需功率為： ?根據(jù)農(nóng)用機(jī)械手冊，小型家庭型農(nóng)用機(jī)械的工作轉(zhuǎn)速約為 700r/傳動的傳動比≤ 7，因此可選用的電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為≤ 4900r/由以上計(jì)算數(shù)據(jù)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》，選擇電機(jī)型號為定功率為 定轉(zhuǎn)速為 1450r/體尺寸為430*260*260。 機(jī)器的整體設(shè)計(jì) 通過初步的設(shè)計(jì)計(jì)算過程，利用現(xiàn)代化的信息科學(xué)技術(shù)，我對本機(jī)器的整體設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)作出如下圖所示的三維模型：