3339 全自動檳榔切片機設計與仿真

3339 全自動檳榔切片機設計與仿真,全自動,檳榔,切片機,設計,仿真 目 錄中文摘要、關鍵詞......................................................................................................................1英文摘要、關鍵詞.....................................................................................................................2第 1 章 緒 論 .....................................................................................................................31.1 引 言 ..............................................................................................................................31.1.1 湘潭的檳榔文化 .........................................................................................................31.1.2 設計全自動檳榔開邊機的目的 .................................................................................31.1.3 國內外的研究現(xiàn)狀 .....................................................................................................41.2 研究的主要內容及意義 .....................................................................................................51.2.1 主要研究內容及基本要求 .........................................................................................51.2.2 本次設計的意義 .........................................................................................................5第 2 章 全自動檳榔開邊機輸送系統(tǒng)的總體方案與分析 .......................................................72.1.1 傳輸部分設計 ..............................................................................................................72.1.2 分選機構設計 ..............................................................................................................82.1.3 總結 ..............................................................................................................................9第 3 章 全自動檳榔開邊輸送系統(tǒng)的結構設計及校核 .......................................................103.1 鏈傳動的設計計算 ...........................................................................................................103.1.1 鏈傳動的特點類型 ...................................................................................................103.1.2 鏈傳動的參數(shù)選擇 ..................................................................................................103.1.3 鏈條的選擇 ...............................................................................................................113.1.4 鏈輪的設計計算 .......................................................................................................123.2 傳動軸的設計與校核 .......................................................................................................153.2.1 傳動軸的設計 ..........................................................................................................153.2.2 傳動軸的校核 ...........................................................................................................17第 4 章 UG 建模 ..................................................................................................................204.1 U G 軟件的介紹 ...............................................................................................................204.2 部分零件的建模 ...............................................................................................................214.2.1 主動軸的 UG 建模 ...................................................................................................21 4.2.2 鏈輪的 UG 建模 .........................................................................................................224.4 檳榔輸送系統(tǒng)的 UG 裝配 ..............................................................................................224.5 UG 裝介……………………………………………………………………………….23 參考文獻 ...................................................................................................................................24致 謝 ...................................................................................................................................25 1全自動檳榔切片機設計與仿真-檳榔輸送系統(tǒng)的設計摘要：本畢業(yè)設計說明書檳榔切片機的研究情況，介紹了全自動檳榔切片的結構特點及工作原理。以前國內研究的自動檳榔切片機存在許多問題，切出的檳榔形狀不規(guī)格，切片效率低，對工人人身不安全，本設計通過鏈條傳動送料，凸輪振動把那些形狀不規(guī)格的檳榔送到刀片下，切出合格的產品，可切圓形片，弧形片，斜片三種不同形狀的檳榔 ，其切片效果極佳 ，切片厚度均勻，穩(wěn)定性能好 ，切片性質可連續(xù)，效率高，本設計的檳榔切片機工作原理比較簡單，本機通過鏈條上面的板子把多個檳榔送到 V型糟內，再通過凸輪振動，把那些形狀不規(guī)格的擺正再送到刀架下，再通過氣缸推動刀片連續(xù)的運動，把檳榔切成一片一片的。關鍵詞：檳榔，開邊，鏈傳動，擺正裝置，UG 建模與仿真。 2Automatic Betel-nut Squarecut Machine’s Design Abstract:This study on the graduation project instruction of betel nut slice machine, introduced the automatic betel nut slice structure features and how it works. Yiqian domestic research of automatically betel nut slicer exists many problem, cut out of betel nut shape does not specifications, slice efficiency low, on workers personal does not security, this design by chain drive sent material, cam vibration to those shape does not specifications of betel nut sent to blade Xia, cut out qualified of products, can cut round tablets, arc tablets, oblique tablets three species different shape of betel nut, its slice effect very better, slice thickness uniform, stability performance good, slice nature can continuous, efficiency high, this design of betel nut slicer work principle comparison simple, This machine through a chain of betel nut to the v-more above board in the worst, then cam vibrations, shape those specifications under the pendulum are then sent to the head, then through the cylinder to promote the continuous movement of the blade, cut a piece of betel nut Keywords：Betel nuts, open edge, chain, 7 fonts, modeling and simulation of UG 3第 1 章 緒 論 1.1 引 言1.1.1 湘潭的檳榔文化說到檳榔（圖 1-1） ，湘潭人嚼檳榔已有三百余年的歷史了。湘潭人喜愛嚼檳榔盛極湘潭城鄉(xiāng)，將它視為生命中不可缺少的因素。有首民謠形象地描述湘潭人嚼檳榔“越嚼越有勁，這口出來那口進” ；湘潭人出外辦事，必帶上檳榔一包作為見面禮；如果在路上遇上親朋好友，連忙從口袋掏出檳榔相敬，以示友好；如果平時客人來家寒暄，也是立即遞上檳榔，然后才是泡茶款待。至于婚喪喜慶做酒請客之時，則進門一口檳榔一根香煙，離席時還要打發(fā)一包檳榔一包香煙，以表示濃重的謝意。檳榔食品在湘潭有著巨大的市場。在 20 世紀 50 圖 1-1 檳榔年代初期，湘潭檳榔業(yè)還處在家庭手工作坊制作階段。90 年代中期，隨著改革開放的深入發(fā)展，湘潭檳榔產業(yè)蓬勃興起，從以家庭作坊、地攤小賣為特征的檳榔業(yè)，迅速拓展成為一個擁有相當規(guī)模的獨特新興產業(yè)。到了現(xiàn)在，嚼食檳榔在湘潭乃至湖南已成為全民性的嗜好，檳榔的嚼食已形成了一種特殊的文化景觀。有人用“五步一攤、十步一鋪”來描述湘潭檳榔銷售的盛況，一點也不為過。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年僅湖南一個省，檳榔的產值就達到了 50 億元。 ，因而檳榔也被譽為“中國的綠箭口香糖” 。隨著長株潭地區(qū)、湖南省及其周邊地區(qū)人們對食用檳榔的需求量日益增大，其帶來的巨大商機和利潤也促使整個檳榔行業(yè)迅猛發(fā)展。檳榔一直是湘潭的傳統(tǒng)支柱產業(yè)，目前湘潭市的檳榔消費者占到了全市人口的 40%以上，截至去年，全市檳榔產品的年銷售額達到了 6.8 億元，不僅在湖南嚼食成風，而且全國眾多省市包括東南亞國家和地區(qū)在湘潭都有訂單。1.1.2 設計全自動檳榔開邊機的目的全自動檳榔開邊機，是檳榔自動化生產線中的重要設備，因為加工后檳榔產品的外形合格與否完全由開邊機的開邊效果決定，它是整個檳榔加工過程的核心部分。在指導老師的幫助下，本人在某知名檳榔加工廠進行實地考察證實： 4目前在檳榔生產加工中主要使用的開邊裝置仍然是手持式檳榔開邊機，自動的切片機則應用較少。究其原因，主要是手人工開邊裝置依靠人工擺正檳榔，使得開邊后的兩片檳榔大小形狀保持一致，符合成品要求，但是由于依靠人工擺正和開邊，生產效率低下，并且整個過程與工人的直接參與檳榔開邊使得其衛(wèi)生狀況存在一定的隱患。相比于手持式檳榔開邊機，自動給料檳榔切片機市場上絕大多數(shù)的自動給料檳榔開邊機的擺正效果不理想，有的機器甚至沒有擺正這個工藝，從而使得開邊后的檳榔形狀大小不一，成品率低下。由于還沒有一種理想的檳榔開邊機產品誕生，故全自動檳榔開邊機在檳榔生產過程中的應用很少，而檳榔行業(yè)內現(xiàn)迫切需要真正能代替人工開邊的機器來帶動整個檳榔行業(yè)的全新變革和跨越式發(fā)展。因此，選擇全自動檳榔開邊機的設計與仿真這個課題，不但能夠培養(yǎng)本人自身機械設計制造的專業(yè)能力，更重要的是，該課題的內容切合實際，能緊跟市場需求。1.1.3 國內外的研究現(xiàn)狀本人檢索出中華人民共和國國家知識產權局中所有有關檳榔開邊機的專利，如：專利 ZL92239043.6 手持式檳榔切割機，專利 ZL91221251.9 檳榔切片機，專利ZL00225666.5 一種自動給料檳榔切片機 ，專利 ZL03227399.1 檳榔切片機，專利ZL200810031583.9 一字型檳榔加工機，專利 ZL03227185.9 檳榔切片機自動給料機構等等。在對它們進行仔細研究分析得出一個共同的結論：雖然他們都提出了自己許多獨特的看法，但都在不同程度上存在各種各樣的問題。例如一字型檳榔加工機，雖然該機器包括了檳榔加工的各個工藝（工藝原則為：逐個、連續(xù)地對每顆檳榔從投料開始依次切片、除核、點鹵、烘烤，直至成為成品） ，但它在開邊工藝（由原料由料斗口落入小車，隨著鏈輪的轉動，檳榔進入檳榔固定裝置，被圓刀片均勻切開）并沒有提出檳榔的擺正工藝，無法保證檳榔切片的均與；又例如檳榔切片機的給料機構，它的工藝（由馬達經減速機帶動偏心輪，偏心輪活接連桿驅動送料棘輪帶動轉軸，轉軸上固接多個給料盤，盤的周邊表面均布圓孔，其孔徑限納一個檳榔，盤上圓孔轉至檳榔原料輸送端口時接納檳榔，再轉至切片機構的入料孔前使檳榔準確落入而被剖切）也沒有涉及到檳榔的擺正步驟所以也就不能夠保證最后檳榔切片的均勻。綜合上述我們認識到設計一個成功的全自動檳榔切片機，我們還需要不斷地去開拓創(chuàng)新。 51.2 研究的主要內容及意義1.2.1 主要研究內容及基本要求研究內容1、檳榔的輸送問題：包括檳榔擺正及擺正后的平穩(wěn)運輸。2、檳榔的分選問題研究：如何從一堆無序的檳榔堆中分選出單個的檳榔。3、檳榔的送料問題：包括檳榔由橫向向豎向的轉變以及準確送到切割裝置?；疽笤O計一臺用于全自動檳榔切片機的檳榔輸送設備，要求對無序堆放檳榔進行自動分選、進料、傳輸?shù)裙δ埽?、利用鏈條輸送線實現(xiàn)檳榔的輸送。2、通過撥片實現(xiàn)檳榔的分選。3、利用換向導軌實現(xiàn)檳榔的送料。技術指標1、輸送的時間間隔周期 2s 2、每次送料 8 顆檳榔 3、檳榔出料時為縱向方向1.2.2 本次設計的意義近段時間我國出臺的新《中華人民共和國食品安全法》和《新勞動合同法》使得檳榔行業(yè)的發(fā)展瓶頸日益凸顯，即：由于檳榔的加工工藝幾乎是 100%完全依靠人工完成，勞動力的需求量大，屬于勞動密集型生產方式，勞動的監(jiān)督管理困難，手工生產的效率低下，仍保留著原始加工的簡單化，食品的安全性也存在較大的隱患，這些問題都嚴重的影響到了整個檳榔的行業(yè)的健康快速發(fā)展。 6從目前市場上來看，一條勞動生產率高、生產成品率高、衛(wèi)生條件優(yōu)良、節(jié)能降耗理想、占地及勞動力需求少的機械氣動全自動檳榔加工生產線絕對有著巨大的研發(fā)意義和廣闊的市場空間。全自動檳榔開邊機的設計符合檳榔行業(yè)在生產工藝領域深化發(fā)展的要求，它在極大地解放勞動力的同時能夠有效地提高勞動生產率，使檳榔行業(yè)的人力資源得到優(yōu)化，使整個檳榔行業(yè)全面協(xié)調而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因而，全自動檳榔開邊機的研發(fā)有著巨大的市場和深遠意義。 7第 2 章 全自動檳榔開邊機的總體方案與分析2.1 檳榔輸送系統(tǒng)的設計全自動檳榔切片機的檳榔輸送設備，要求對無序堆放檳榔進行自動分選、進料、傳輸?shù)裙δ堋? 2.1.1 傳輸部分設計輸送線主要是完成其物料的輸送任務。在環(huán)繞庫房、生產車間和包裝車間的場地，設置有由許多皮帶輸送機、滾筒輸送機等組成的一條條輸送鏈，經首尾連接形成連續(xù)的輸送線。在物料的入口處和出口處設有和路徑叉口裝置、升降機和地面輸送線。這樣在庫房、生產車間和包裝車間范圍內形成了一個既可順暢到達各個生產位置同時又是封閉的循環(huán)輸送線系統(tǒng)。所有生產過程中使用的有關材料、零件、部件和成品的等物料，都須裝在貼有條形碼的托盤箱里才能進入輸送線系統(tǒng)。在生產管理系統(tǒng)發(fā)出的生產指令的作用下，裝有物料的托盤箱從指定的入口處進入輸送線系統(tǒng)。檳榔輸送設備輸送線的主要功能是帶動檳榔進行直線運動，直到輸送到指定位置（打包機打包工作區(qū)或轉彎區(qū)位） 。根據(jù)這種需求，目前可采用的輸送方法主要有帶式輸送和鏈式輸送兩種。帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續(xù)方式運輸物料的機械。主要由機架、輸送皮帶、皮帶輥筒、張緊裝置、傳動裝置等組成。它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。帶式輸送機又稱膠帶輸送機，俗稱"皮帶輸送機" 。目前輸送帶除了橡膠帶外，還有其他材料的輸送帶（如 pvc、PU、特氟龍、尼龍帶等） 。 帶式輸送機由驅動裝置拉緊輸送帶，中部構架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構件，借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。帶式輸送機可以用于水平運輸或傾斜運輸，使用非常方便，廣泛應用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中，如：礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中。由于帶式輸送線不能承載質量較大的物體進行輸送，因此不符合磚塊輸送的工作條件。鏈式輸送線是利用鏈條牽引、承載，或由鏈條上安裝的板條、金屬網帶、輥道等承載物料的輸送機。根據(jù)鏈條上安裝的承載面的不同，可分：鏈條式/鏈板式/ 鏈網式/板條式/鏈斗式/托盤式/臺車式，此外，也常與其他輸送機、升降裝置等組成各種功能的生產線。一、鏈板輸送線鏈板輸送機可以滿足飲料貼標、灌裝、清洗等設備的單列輸送的要求，同樣也可以使單列變成多列并行走緩慢，從而產生儲存量，滿足殺菌機、儲瓶臺、冷瓶機的大量供料的要求，我們可以將兩條鏈板輸送機的頭尾部做成重疊式的混合鏈，使得瓶（罐）體處于動態(tài)過度狀態(tài)，使輸送線上不滯留瓶子，可以滿足空瓶及實瓶的壓力和無壓力輸送。 8鏈板材質：碳鋼、不銹鋼、熱塑鏈，根據(jù)您的產品的需要可選取不同寬度、不同形狀的鏈板來完成平面輸送、平面轉彎、提升、下降等要求。 二、懸掛鏈輸送線懸掛鏈是一種三維空間閉環(huán)連續(xù)輸送系統(tǒng)，適用于車間內部和車間之間成件物品的自動化輸送。根據(jù)輸送物件的方法，可分為通用和輕型的牽引式懸掛輸送、通用積放式和輕型積放式的推式懸掛輸送。 懸掛鏈，采用滾珠軸承作為鏈條走輪，導軌均選用 16Mn 材質經過深加工而成，使用壽命在 5 年以上。鏈條節(jié)距常用的有150/200/240/250 等，單點承重也各不一樣。同時通過選擇吊具類型，可增加鏈條的單點承重。該輸送線能隨意轉彎、爬升，能適應各種地理環(huán)境條件。該輸送線主要用在車間內的物料空中配送上，設計合理的方案，能將倉庫、裝配線等相關節(jié)點有機的結合起來，可在最大程度上理順車間的物流，產生更大的效益。該輸送線也能用作摩托車車架的部裝，以及噴涂設備的烘干輸送設備。 三、網帶輸送線網帶輸送機:模塊式網帶用延伸在輸送帶整個寬度上的塑料鉸接銷，把注塑成型的網帶組裝成互鎖單元。這種方法增加了輸送帶的強度，并可以組接成任何需要的寬度和長度。擋板和側板也可以用鉸接銷互鎖，成為輸送帶整體部件之一。 輸送帶的材質有：碳鋼、不銹鋼、熱塑鏈，根據(jù)您的產品的需要可選取不同寬度、不同形狀的鏈板來完成平面輸送、平面轉彎、提升、下降等要求。 網帶輸送機結構形式有：水平直線輸送、提升爬坡輸送等形式，輸送帶可增設提升擋板、側擋板。 四、插件線輸送線插件線輸送機采用專用鋁合金導軌，靠近操作面一邊的導軌固定，另一邊可調節(jié)移動，保證操作每一次拾取元件距離最小，提高生產效率。該設備對于電子基板的流水作業(yè)非常適合，其導軌間可調，各式基板懸空流動，帶動基板引走的鏈條有不銹鋼鏈條、碳鋼鏈條、塑鋼鏈條、導軌及機架有鋁型材、不銹鋼、碳鋼等多種材質，可供選擇。五、鏈條輸送線鏈條輸送線是以鏈條作為牽引和承載體進行輸送物料的設備，鏈條可以采用普通的套筒滾子輸送鏈,也可采用其它各種特種鏈條（如積放鏈,倍速鏈） 。鏈條輸送線是在承載鏈條上，每節(jié)之間再加上一較高的承載滾子附件來承載貨物。而鏈條是以滾子來與軌道滾動滑行。由于鏈條上的滾子與軌道是以滾動接觸，摩擦阻力小，動力損耗低且可承載較重的荷重。其荷重能力與支架強度、鏈條大小及滾子尺寸、材質均有關系，而滾子材質一般為鋼制，但有些場合為了降低噪音，而采用耐磨耗的工程塑料制造。結合上述，和全自動檳榔切割機的實際，我們綜合考慮選用鏈條輸送線 。選用特種鏈條利用鏈條本身作為牽引和承載體實現(xiàn)檳榔的輸送。2.1.2 分選機構的設計檳榔首先是無序的一堆擺放在那里，如何把檳榔從無序的一堆中分選出來，實現(xiàn)檳榔單個整齊的輸送，對于整個全自動檳榔切片系統(tǒng)的實現(xiàn)，有著重要的作用。結合工廠的考察和檳榔的形狀，我們設計一個 7 字型撥片來進行檳榔的分選。撥片機構如下圖 2.1 所示 9圖 2.1 長撥塊可分為依次相距 50mm 的 8 塊 7 字型撥塊，相鄰長撥塊間相距 30mm。檳榔無序的堆放在在撥塊組成的平面內，撥塊隨著鏈條一起運動，鏈條的運動軌道設計為水平運動和斜面運動。水平運動中，夾在撥塊間的檳榔被分選出來，在經過一個斜面運動多余的檳榔也因為自身重力的原因掉落下來，最終實現(xiàn)檳榔的整個分選過程。2.1.3 總 結綜合輸送部分，送料部分，分選部分就完成了全自動檳榔切片機設計與仿真-檳榔輸送系統(tǒng)的設計，本系統(tǒng)成功的實現(xiàn)了檳榔從無序的一堆到單個、有序的分選、輸送、送料全過程。 10第 3 章 全自動檳榔開邊的結構設計及校核3.1 鏈傳動的設計計算3.1.1 鏈傳動的特點和類型1、鏈傳動的類型鏈傳動是以鏈條為中間傳動件的嚙合傳動。如圖 3-1 所示鏈傳動由主動鏈輪 1、從動鏈輪 2 和繞在鏈輪上并與鏈輪嚙合的鏈條3 組成。按照用途不同，鏈可分為起重鏈、牽引鏈和傳動鏈三大類。起重鏈主要用于起重機械 圖 3-1 鏈傳動中提起重物，其工作速度 v≤0.25m/s；牽引鏈主要用于鏈式輸送機中移動重物，其工作速度 v≤4m/s；傳動鏈用于一般機械中傳遞運動和動力，通常工作速度 v≤15m/s。2、鏈傳動的特點(1)和帶傳動相比。鏈傳動能保持平均傳動比不變；傳動效率高；張緊力小，因此作用在軸上的壓力較小；能在低速重載和高溫條件下及塵土飛揚的不良環(huán)境中工作。 (2)和齒輪傳動相比。鏈傳動可用于中心距較大的場合且制造精度較低。(3)只能傳遞平行軸之間的同向運動，不能保持恒定的瞬時傳動比，運動平穩(wěn)性差，工作時有噪聲。通常鏈傳動傳遞的功率 P≤100KW，中心距 a≤5～6m,傳動比 i≤8,線速度 v≤15m/s,廣泛應用于農業(yè)機械、建筑工程機械、輕紡機械、石油機械等各種機械傳動中。3.1.2 鏈傳動的參數(shù)選擇鏈傳動的主要運動參數(shù)主要有：1、鏈輪齒數(shù) Z1 和 Z2；2、傳動比 i；3、中心距 a；4、鏈的節(jié)距 p 和排數(shù)；表 3-1 鏈傳動的主要成參數(shù)名 稱 符 號 單 位 計算結果鏈輪 1 齒數(shù) Z1 / 12 11鏈輪 2 齒數(shù) Z2 / 12傳動比 i / 1中心距 a mm 600鏈的節(jié)距 P mm 31.75排數(shù) / / 單排3.1.3 鏈條的選擇滾子鏈由內鏈板 1、套筒 2、銷軸 3、外鏈板 4和滾子 5 組成，如圖 3-2 所示。內鏈板和套筒、外鏈板和銷軸用過盈配合固定，構成內鏈節(jié)和外鏈節(jié)。銷軸和套筒之間為間隙配合，構成鉸鏈，將若干內外鏈節(jié)依次鉸接形成鏈條。滾子松套在套筒上可自由轉動，鏈輪輪齒與滾子之間的摩擦主要是滾動摩擦。鏈條上相鄰兩銷軸中心的距離稱為節(jié)距,用 p 表示，節(jié)距是鏈 圖 3-2 滾子鏈結構傳動的重要參數(shù)。節(jié)距 p 越大，鏈的各部分尺寸和重量也越大,承載能力越高，且在鏈輪齒數(shù)一定時，鏈輪尺寸和重量隨之增大。因此，設計時在保證承載能力的前提下，應盡量采取較小的節(jié)距。 表 3-2A 系列滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸 (GB/T1243-97)鏈號 節(jié)距p(mm) 排距Pt(mm) 滾子外徑 d1(mm) 內鏈節(jié)內寬 b1(mm) 銷軸直徑 d2(mm) 內鏈板高度 h2(mm)單排極限拉伸載荷FQ（KN）單排每米質量 q(kg/m)08A 12.70 14.38 7.92 7.85 3.98 12.07 13.8 0.6010A 15.875 18.11 10.16 9.40 5.09 15.09 21.8 1.0012A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.96 18.08 31.1 1.5016A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.94 24.13 55.6 2.6020A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.54 30.18 86.7 3.8024A 38.10 45.44 22.23 25.22 11.11 36.20 124.6 5.6028A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.71 42.24 169.0 7.5032A 50.80 58.55 28.58 31.55 14.29 48.26 222.4 10.1040A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.85 60.33 347.0 16.1048A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.81 72.39 500.4 22.60根據(jù)全自動檳榔開邊機的設計要求結合表 3-9，確定本次設計選擇的鏈條型號為：20A-1-108 GB/T 1243-1997 123.1.4 鏈輪的設計計算1、鏈輪的基本參數(shù)及主要尺寸鏈輪的基本參數(shù)為：鏈輪的齒數(shù) z、配用鏈條的節(jié)距 p、滾子外徑 d1 及排距 pt。鏈輪的主要尺寸及計算公式如表 3-3 所示。表 3-3 滾子鏈鏈輪主要尺寸（mm）名 稱 代 號 計 算 公 式分度圓直徑 dzpd??180sin/齒頂圓直徑 a1max25.d??in)6(z分度圓弦齒高 ah1max.08.ph?)(5ind?齒根圓直徑 fddf = d－d1齒側凸緣直徑 g 76.0418cot2??hzpgh2—內鏈板高度注：da、dg 值取整數(shù)，其他尺寸精確到 0.01mm.根據(jù)鏈傳動的主要運動參數(shù)，將其代入表 3-3 計算得到鏈輪的主要尺寸參數(shù)。具體如下表：表 3-4 鏈輪的主要尺寸參數(shù)名 稱 代號 單位 計算結果分度圓直徑 dmm 123齒頂圓直徑 amm 132 13齒根圓直徑 fdmm 104齒側凸緣直徑 gmm 601、鏈輪的結構和材料鏈輪的結構鏈輪的結構如表 3-5 中的圖所示。直徑小的鏈輪常制成實心式；中等直徑的鏈輪常制成輻板式；大直徑（ d >200mm）的鏈輪常制成組合式，可將齒圈焊接在輪轂上或采用螺栓聯(lián)接。表 3-5 滾子鏈鏈輪的齒槽尺寸計算公式計 算 公 式名 稱 單 位最 大 齒 槽 形 狀 最 小 齒 槽 形 狀齒面圓弧半徑 re mm )180(.02min??zdre )2(1.0max??zdre齒溝圓弧半徑 ri mm 3ax69.5i ?1i5n齒溝角 ?(°) z?120min??z?940max??注：鏈輪的實際齒槽形狀，應在最大齒槽形狀和最小齒槽形狀范圍內表 3-5 是根據(jù)上表所計算得到的全自動檳榔開邊機的滾子鏈鏈輪齒槽尺寸參數(shù)表 3-6 開邊機滾子鏈鏈輪的齒槽尺寸參數(shù)名 稱 代號 單位 計算結果齒面圓弧半徑 re mm 10齒溝圓弧半徑 ri mm 10 14表 3-7 滾子鏈鏈輪軸向齒廓尺寸計算公式計 算 公 式名 稱 代 號 p≤12.7 p>12..7 備 注齒寬單排雙排、三排四排以上bf10.93 b10.91 b10.88 b10.95 b10.93 b10.93 b1P>12.7 時，經制造廠同意亦可使用 P≤12.7時的齒寬。b1—內鏈節(jié)內寬（見表9-1）倒 角 寬倒 角 半 徑倒 角 深圓 角 半 徑鏈 輪 齒 總 寬barxhrabfmba = (0.1～0.15) prx ≥ ph = 0.5 pra≈ 0.04 pbfm = ( m － 1) pt+ bf1 m—排數(shù)僅適用于 B 型表 3-8 開邊機滾子鏈鏈輪軸向齒廓尺寸參數(shù)齒溝角 ??120?名 稱 代 號 單 位 計算結果齒 寬 bf1 mm 10倒 角 寬 ba mm 2.48倒角半徑 rx mm 10 15鏈輪的材料鏈輪的材料應有足夠的強度和耐磨性，齒面要經過熱處理。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)多，受沖擊也比較大，因此所用材料應優(yōu)于大鏈輪。鏈輪所用材料及熱處理工藝見表 3-9。表 3-9 鏈輪材料及熱處理材 料 熱 處 理 齒 面 硬 度 應 用 范 圍15、20 滲碳淬火、 回火 50～60HRC z≤25有沖擊載荷的鏈輪35 正 火 160～200HBS z >25 的主、從動鏈輪45、5045Mn、ZG310-570淬火、回火 40～50HRC 無劇烈沖擊振動和要求耐 磨的主、從動鏈輪15Cr、20Cr 滲碳淬火、 回火 55～60HRC z 50 的從動鏈輪及外形復雜或強度要求一般的鏈輪夾布膠木 P< 6KW, 速度較高，要求傳動平穩(wěn)和噪聲小的鏈輪全自動檳榔開邊機的鏈輪齒數(shù) Z 等于 12，且無劇烈沖擊振動和要求耐磨，故鏈輪材料選為 45。3.2 傳動軸的設計及校核3.2.1 傳動軸的設計鏈條輸送機構的鏈輪傳動軸和凸輪軸都采用平鍵。電動機正常工作的轉速為n0=960r/min。根據(jù)帶輪的傳動比為 i1=2：1 和齒輪的傳動比為 i2=1：1 得傳動軸的轉速n1=n0/i1=960/2(r/min)=480r/min；功率 P1=10KW。從動軸的轉速 n2=n1/i2=480r/min； 功率 P2=10KW。因此各軸的轉速如下：鏈輪主傳動軸 1： n1=480r/min 16鏈輪從傳動軸 2： n2=480r/min1． 確定軸 1 最小直徑軸的扭轉強度條件為： （3-1）][2.0953TTdnPW?????式中： ——扭轉切應力，單位 MPa；T?T ——軸所受的扭距，單位 N*mm；——軸的抗扭截面系數(shù)，單位 ；W3mn ——軸的轉速，單位 r/min；P ——軸傳遞的功率。單位 KW；d ——計算截面處軸的直徑，單位 mm；[ ]——許用扭轉切應力，單位 MPaT?由上式可得軸的直徑 30333 ][2.095][2.095nPAnPdTT ???????選取軸的材料為 45 鋼，調質處理。A 0查表取 112，P=10KW，n=480r/min 帶入得：軸最小直徑的初始值：d 19.65mm。?根據(jù)送退帶機構軸上各齒輪、摩擦輪以及帶輪與支架以及相互之間的尺寸關系確定軸 1 的各部分軸徑及長度如圖 3.1： 17圖 3.3 軸 12.確定其它兩根軸的尺寸用同樣方法確定軸 2 的尺寸如下；圖 3.4 軸 23.2.2 軸的校核進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。取 ，用公1??式 3-2 計算軸的應力：（3-2）WTMca22)(????——軸的計算應力，單位 MPa；cM ——軸所受的彎距，單位 N.mm；T ——軸所受的扭距，單位 N.mm；W ——軸的抗彎截面系數(shù)，單位 。計算公式如 3-3：3m（3-324 45.93])()([Dzbdd??????3）從軸的結構圖 3.3 可以看到軸的危險截面，現(xiàn)將計算出的截面處的 、 及 的HMV總 18值列出表 3-10：表 3-10載 荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F NFNN5.237,8.3021?? NFFNVN85.4,53.12??彎矩 M mH?956 mMV?74總彎矩 m??30457.1422總扭矩 T N??.807畫出軸的載荷分析圖。如圖 3.5： 19圖 3.5 軸的載荷分析圖圖 3.5 中 c 截面為危險截面。帶入公式 3-2 中得：MPaWTca 93.56)(22?????前已選定軸的材料為 45 鋼，調質處理，查得 。因此， ，故0][1??][1???ca安全。 20第 4 章 UG 建模4.1 UG 簡介UG 軟件是 Unigraphics Solutions 公司(簡稱 UGS)推出的一款三維設計軟件。它是一個交互式的計算機輔助設計和計算機輔助制造系統(tǒng)， 具備當今機械加工領域所需的大多數(shù)工程設計和制圖功能。它還是一個全三維、雙精度的造型系統(tǒng)，使用戶幾乎能夠精確地描述任何幾何形體，通過對這些形體的組合, 就可以對產品進行設計、分析和制圖。UG 具有豐富的曲面建模工具。包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組類正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標準二次曲線方法放樣、等半徑和變半徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光順橋接、動態(tài)拉動調整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁減、編輯、點云生成、曲面編輯。UG 的特點：1、建模的靈活性 復合建模：無需草圖,需要時可進行全參數(shù)設計,無需定義和參數(shù)化新曲線——可直接利用實體邊緣。幾何特征 ：具有凸墊、鍵槽、凸臺、斜角、挖殼等特征、用戶自定義特征 、引用模式 。光順倒圓: 業(yè)界最好的倒圓技術 ，可自適應于切口、陡峭邊緣及兩非鄰接面等幾何構形，變半徑倒圓的最小半徑值可退化至極限零。2、協(xié)同化裝配建模 可提供自頂向下、自底向上兩種產品結構定義方式并可在上下文中設計／編輯 ，高級的裝配導航工具 ，可圖示裝配樹結構，可方便快速的確定部件位置 ， 對裝配件的簡化表達，隱藏或關掉特定組件。局部著色 ，強大的零件間的相關性 ，配對條件，零件間的表達式（關系） ，協(xié)同化團隊工作 ，可方便的替換產品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，團隊成員可并行設計產品中各子裝配或零件，3、直觀的二維繪圖 對制圖員來講，簡單并富于邏輯性 ，剖視圖自動相關于模型和剖切線位置 ，正交視圖的計算和定位可簡便的由一次鼠標操作完成 ，自動隱藏線消除 ，自動尺寸排列——不需要了解設計意圖 ，自動工程圖草圖尺寸標注。 4、被業(yè)界證實的數(shù)控加工２～５軸銑 ，車加工， 線切割， 鈑金件制造 ，刀軌仿真和驗證 ，刀具庫／標準工藝數(shù)據(jù)庫功能 。5、領先的鈑金件制造 21可在成型或展開的情況下設計或修改產品結構 ，折彎工序可仿真工藝成型過程 ，鈑料展開幾何自動與產品設計相關 ，可在一幅工程圖中直接展示產品設計和鈑料展開幾何 。6、集成的數(shù)字分析 機構運動學分析 ，硬干涉檢查和軟干涉檢查 ，運動仿真和分析 ，動畫過程中的動態(tài)干涉檢查。 7、廣泛的用戶開發(fā)工具 用戶命令宏 ，高級編程語言 ，可自定義裁剪的用戶界面。 8、內嵌的工程電子表格 可與其他表格軟件交換數(shù)據(jù) ，可簡便定義零件系列 ，可方便修改表達式 ，可生成扇形圖、直方圖和曲線圖等 。9、照片真實效果渲染 利用基于數(shù)字的設計審視，加快產品上市時間 ，快速成型。 10、可分階段實施的數(shù)據(jù)管理 業(yè)界最緊密的ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ與ＰＤＭ集成 ，可管理ＣＡＤ數(shù)據(jù)以及整個產品開發(fā)周期中所有相關數(shù)據(jù) 。4.2 檳榔輸送機構各零部件的三維建模4.2.1 傳動軸 UG 建模傳動軸零件及建模過程，如圖 4.1 所示：1）通過命令 基準平面來設定建模所需的基準平面2）通過命令 圓柱來完成從動軸的主體部分建模3）通過命令 鍵槽來完成從動軸上面的鍵槽建模 圖 4.1 224.2.2 鏈輪 UG 建模鏈輪 UG 建模過程，圖 4.2圖 4.24.3 檳榔輸送系統(tǒng) UG 裝配檳榔輸送系統(tǒng)裝配過程 圖 4.3圖 4.34.4 UG 裝配簡介裝配是一個集成的 NX 應用。它幫助構造零件的裝配，在裝配的上下文范圍內建立個別零件的模型，并產生裝配圖的零件明細表。裝配的主要特征如下： 231.組件幾何體被虛擬指向裝配件，而不是復制到裝配件。2.利用自頂向下或從底向上的方法建立裝配。3.多零件可以同時被打開和編輯。4.組件幾何體可以在裝配的上下文范圍中建立和編輯。5.相關性被維護在全裝配件中，而不管編輯是在何處和怎樣做的。6.一個裝配的圖形表示可以被簡化，而不必編輯下屬幾何體。7.裝配件自動更新反映引用部件的最后版本。8.配對條件通過規(guī)定在組件間的約束關系，在裝配件中定位組件。9.裝配導航器提供一裝配結構的圖形顯示,為在其他功能中使用選擇和操縱組件。10.可以在其他應用中,特別是在制圖和制造應用中利用裝配功能。4.5 本章小結本章詳細的介紹了 UG 設計軟件以及用 UG 軟件對檳榔輸送部分各主要零件的三維建模。并對檳榔輸送的整體機構進行了裝配，使我們清晰直觀的了解了檳榔輸送部分的結構和工作原理。 24參考文獻［1］劉靜. 雙凸輪聯(lián)動自動換刀技術的研究[D]. 大連：大連理工大學，2008. ［2］殷涌光. 食品機械與設備[M].化學工業(yè)出版社,2007. [3] 許學勤 . 食品工廠機械與設備[M]. 中國輕工業(yè)出版社,2008. [4] SMC（中國）有限公司. 現(xiàn)代實用氣動技術第 3 版 SMC 培訓教材[M].機械工業(yè)出版社, 2008. [5] 機械設計的相關手冊. [6] UG 建模的相關書籍. [7] 輸送設備的相關專利. 25致 謝在畢業(yè)設計完成之際，首先，我要感謝馬秋成教授給我細心的幫助和悉心指導，馬老師以其嚴謹?shù)闹螌W精神、淵博的專業(yè)知識、豐富的實踐經驗，為我日后的學習樹立了楷模，在馬老師的嚴格要求下，我得以順利地完成畢業(yè)設計，在此，我向馬老師表示衷心的感謝和深深的敬意！