3127 螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī)
3127 螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī),螺紋,羅紋,螺旋式,變形,恒定,核桃,破殼機(jī)
塔里木大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告課題名稱 螺旋式核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 張婷婷 學(xué) 號(hào) 8031208140 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-1 指導(dǎo)教師 蘭海鵬 起止時(shí)間 2012.3.1-2021.5.28 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制填 表 說(shuō) 明一、學(xué)生撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告應(yīng)包含的內(nèi)容:1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義;2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析;3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析;4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路;5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法;6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃;7、主要參考文獻(xiàn)(不少于 7 篇)。二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫(xiě)完成,并交指導(dǎo)教師審閱。三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫(xiě)體,字?jǐn)?shù)在 3000 字以上,由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫(xiě),頁(yè)面不夠可自行添加 A4 紙張。四、每個(gè)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題須提交開(kāi)題報(bào)告一式三份,一份學(xué)生本人留存,一份指導(dǎo)教師存閱,一份學(xué)生所在學(xué)院存檔,備檢備查。開(kāi)題報(bào)告正文一、 本課題研究的目的和意義我國(guó)的核桃栽培面積約 130 萬(wàn) hm2 以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國(guó)際市場(chǎng)上,核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4 大干果,核桃作為保健食品早已被國(guó)內(nèi)外所認(rèn)識(shí)。我國(guó)核桃總產(chǎn)量約 31 萬(wàn)噸,全國(guó)人均占有 0. 24kg。這與國(guó)際上一些國(guó)家相比相差甚遠(yuǎn),如美國(guó)人均占有核桃 1. 5kg,是我國(guó)的 6 倍。是我國(guó)主產(chǎn)核桃的基地之一,種植歷史悠久,品種資源豐富,主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū),種植面積已達(dá) 300 萬(wàn)畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整,核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一,且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來(lái)增加收入,而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國(guó)核桃栽培面積大,產(chǎn)量高, 但是加工技術(shù)落后, 沒(méi)有成熟的核桃破殼機(jī)械。針對(duì)核桃加工存在的問(wèn)題和市場(chǎng)的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級(jí)、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進(jìn)一步深加工。在加工中,存在的問(wèn)題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,故研制高效剝殼機(jī)已成當(dāng)務(wù)之急。研制核桃取仁機(jī)的具體任務(wù)是尋找適當(dāng)?shù)?、特別是保證取仁質(zhì)量的破殼工藝方法,研究實(shí)現(xiàn)這一工藝方法所要求的機(jī)器。本課題研究通過(guò)對(duì)核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究,采用有限單元法,根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù),對(duì)核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn),設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。實(shí)際上實(shí)現(xiàn)核桃取仁機(jī)械化, 對(duì)解放勞動(dòng)力, 支援農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義,同時(shí)避免衛(wèi)生狀況難以達(dá)標(biāo)和造成核桃殼的浪費(fèi)。核桃出口國(guó)家較多, 進(jìn)口國(guó)家比較集中, 國(guó)際市場(chǎng)斗爭(zhēng)十分激烈, 實(shí)現(xiàn)核桃加工機(jī)械化, 有利于我們搶時(shí)間 , 爭(zhēng)速度, 支援外貿(mào)。機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯, 同時(shí), 大規(guī)模集中加工, 便于綜合利用。核桃仁中約占5%的碎末可以集中榨油, 核桃殼可以制成活性炭、過(guò)濾器中的濾料和堵漏材料等。因此,結(jié)合核桃的加工工藝,研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施,可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識(shí)的空白,推進(jìn)堅(jiān)果類破殼機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步,提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障,具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。二、 本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析1. 國(guó)外的研究現(xiàn)狀堅(jiān)果類破殼問(wèn)題的研究, 國(guó)外早在20世紀(jì)60年代初,就著手研制各種堅(jiān)果破殼機(jī)具,至80年代初,美國(guó)、意大利、法國(guó)等已相繼推出了各種堅(jiān)果破殼機(jī),如夏威夷、杏仁破殼機(jī)等。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,堅(jiān)果破殼機(jī)具已日趨成熟,目前正朝著機(jī)電一體化方向發(fā)展。如蘇聯(lián)專利破裂松果的方法,日本專利破除栗殼的方法。2. 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀目前, 國(guó)內(nèi)研制的機(jī)械擠壓式核桃破殼機(jī)有多種, 實(shí)現(xiàn)核桃破殼的結(jié)構(gòu)主要有: 雙齒盤(pán)齒板式、對(duì)輥窩眼式、內(nèi)磨與外磨式、圓盤(pán)與圓盤(pán)式、圓盤(pán)與偏心圓弧板式、圓盤(pán)與直板式 1 。其原理都是利用擠壓破殼間距與核桃外形尺寸形成間距差, 通過(guò)間距差使核桃殼破裂。但這幾種核桃破殼結(jié)構(gòu)在控制間距差方面均不理想, 因而破殼取仁效果較差。就說(shuō)我國(guó)對(duì)棉核桃殼剝?nèi)∪蕶C(jī)理的研究,在理論和實(shí)踐方面都做了有益的探討,但均未解決好核桃去殼取仁的問(wèn)題。如陜西、山西的核桃剝殼機(jī),性能不甚好,勞動(dòng)生產(chǎn)率低,且菌感染指數(shù)高于國(guó)際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),影響了桃仁的品質(zhì),降低了換匯率。3. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析日前核桃破殼取仁有以下幾種方法:離心碰撞式破殼往?;瘜W(xué)腐蝕法。真空破殼取仁法。超聲波破殼法。定向擠壓破殼法。第一種方法,碎仁太多所以應(yīng)用很少;第二種方法,由于在實(shí)際操作中不好控制仁易受到腐蝕,處理不好還會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染,因此人們不愿接受;第三、四種方法設(shè)備昂貴,破殼成本高,且破殼效果不夠理想;只有第五種方法值得探索。但由于核桃品種繁雜,尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、殼仁間隙小,所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需進(jìn)行殼仁分離。鑒于殼仁密度相差不大,加之碎殼、碎仁上有許多毛刺,所以殼仁分離也有相當(dāng)難度。解決以上難題的方法就是將破殼取仁分解為分緩、導(dǎo)向、擠壓殼(多點(diǎn))、殼仁分離四部分,逐一加以解決。三、 對(duì)本課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析1. 任務(wù)要求(1) 通過(guò)查找文獻(xiàn)、試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)等多種方法確定設(shè)計(jì)方案;(2)對(duì)核桃破殼機(jī)械的破殼裝置進(jìn)行研究,進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集;(3)了解核桃破殼裝置的工作原理和核桃的物理特性,提出主要問(wèn)題,給出初步的設(shè)計(jì)方案;(4)完成關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì),并在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,找出各參數(shù)的最佳組合。 2.可行性分析本課題要求設(shè)計(jì)螺旋式核桃破殼取仁機(jī),設(shè)計(jì)過(guò)程中主要是對(duì)破殼機(jī)的破殼裝置進(jìn)行分析研究,掌握其工作原理,動(dòng)力特性,破殼強(qiáng)度,工作轉(zhuǎn)速等。采用理論分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,采用 CAD、Solid works 繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)涉及結(jié)果進(jìn)行分析,對(duì)核桃破殼機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。理論分析采用概率統(tǒng)計(jì)學(xué)和力學(xué)分析法,分析并計(jì)算各個(gè)實(shí)際參數(shù)和運(yùn)動(dòng)條件,設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的核桃破殼機(jī)。 。四、 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決的思路本課題重點(diǎn)研究的是:依據(jù)核桃的品質(zhì)分級(jí)和核桃破殼機(jī)的檢測(cè)現(xiàn)狀及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件,采集有關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)行破殼裝置的實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵是:分析核桃破殼機(jī)破殼裝置和核桃物理特性的特點(diǎn),設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)破殼效率高的實(shí)驗(yàn)裝置,畫(huà)出初步的裝置框圖。解決思路:查閱參考有關(guān)核桃破殼裝置和核桃物理特性的文獻(xiàn)。核桃大小有異,所以要求核桃剝殼機(jī)要具有分級(jí)裝置,主要是可進(jìn)行破殼定量調(diào)控,實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就可提高破殼機(jī)的利用率。五、 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法完成本課題,首先,要對(duì)計(jì)算機(jī)繪圖有熟練的掌握和技巧;其次,要了解核桃破殼機(jī)的工作原理和核心部件的零件組成。還有,收集到核桃破殼機(jī)分級(jí)裝置、破殼裝置、分離裝置的技術(shù)參數(shù),最后就是要靜下心來(lái),仔細(xì)畫(huà)圖。其中計(jì)算機(jī)繪圖有一定基礎(chǔ),需要在不斷的深入工程中不斷加強(qiáng)。核桃破殼機(jī)的工作原理也知道,對(duì)于其核心部件的外形和尺寸可以查閱資料得知。技術(shù)參數(shù)的話現(xiàn)有的資料有限,可以去相關(guān)工廠采集數(shù)據(jù)參數(shù)。最重要的還是能否在規(guī)定的計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成繪圖工作,前面的基礎(chǔ)根本不足以去完成工作,這樣邊學(xué)邊畫(huà)效率無(wú)法提高。所以一定要安安靜靜的去繪圖,認(rèn)認(rèn)真真的對(duì)待這份工作,才能達(dá)成最終目的。六、 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃本課題的完成方式是以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 和 Solid works 為依托,仿真、模擬出螺旋式核桃剝殼機(jī)的工作原理和動(dòng)畫(huà),通過(guò)對(duì)核桃剝殼機(jī)實(shí)際工作工程中的數(shù)據(jù)采集,植入真實(shí)數(shù)據(jù),將核桃剝殼機(jī)的全過(guò)程以動(dòng)畫(huà)形式呈現(xiàn)出來(lái)。擬定工作進(jìn)度是(以周為單位)1、第 1 周,任務(wù)書(shū)制定,確定設(shè)計(jì)計(jì)劃。2、第 2-3 周,撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告,確定課題研究的意義和方法。3、第 4-6 周,進(jìn)行可行性論證,確定設(shè)計(jì)方案和草圖。4、第 7-10 周,繪制模型零件圖、裝配圖、3D 實(shí)體圖、動(dòng)畫(huà)模擬圖。5、第 11-12 周,設(shè)計(jì)說(shuō)明和對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行修改、分析。6、第 13 周,設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備工作。7、第 14 周,最后修正,提交設(shè)計(jì)。七、 主要參考文獻(xiàn)1. 史建新 6PH-150 型核桃破殼機(jī)期刊論文-糧油加工與食品機(jī)械 2000(01)2. 張仲欣,對(duì)輥窩眼式核桃開(kāi)口機(jī)設(shè)計(jì)洛陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào) 199920(4):8113. 吳斌方等綿核桃剝殼取仁機(jī)的研制,湖北工學(xué)院學(xué)報(bào)1995 4. 陳秉均,美國(guó)胡桃加工技術(shù)的新進(jìn)展農(nóng)機(jī)情報(bào)資料1985(9)38435. 史建新,辛動(dòng)軍,國(guó)內(nèi)外核桃破殼取仁機(jī)械的現(xiàn)狀及問(wèn)題探討.農(nóng)機(jī)化,2001.(6):29-326. 張林泉,龔麗,剝殼機(jī)具的現(xiàn)狀及效果改進(jìn)方法的探討.食品機(jī)械,2006, (7):72-747. 趙學(xué)篤,陳元生,張守勤,農(nóng)業(yè)物科學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1986 年8. 辛動(dòng)軍,核桃破殼取仁方法及試驗(yàn)研究,農(nóng)業(yè)大學(xué).2002 年 5 月9. 吳守一,郭永宏.農(nóng)業(yè)物料空氣動(dòng)力學(xué)特性的研究.種子加工技術(shù),1986, (1):16-18 學(xué)生簽名 年 月 日 指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 螺旋式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì),學(xué)生姓名:張婷婷指導(dǎo)老師:蘭海鵬 班 級(jí):農(nóng)機(jī)12-1,本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,研究本設(shè)計(jì)的目的和意義方案的選擇和確定破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程破殼機(jī)構(gòu)主要的部件結(jié)論,本設(shè)計(jì)研究的目的和意義,目的:本課題的主要?jiǎng)恿?lái)源于電動(dòng)機(jī),通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋輸送器,使核桃與套筒擠壓并向前輸送,從而達(dá)到尺寸各異的核桃的破殼目的。意義:結(jié)合核桃的加工工藝,研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施,可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識(shí)的空白,對(duì)提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障,具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。,方案確立,結(jié)合目前的研究條件,此破殼機(jī)采用環(huán)階梯擠壓破殼,將核桃送入螺旋式輸送軸,通過(guò)與套筒不同間隙的配合將不同尺寸的核桃剝殼,這種機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉,傳動(dòng)效率高、噪聲小,中小型農(nóng)戶都可適用。,螺旋式核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu),經(jīng)過(guò)多次的討論和實(shí)地的考察,確定了破殼機(jī)所需要的結(jié)構(gòu),主要包括螺旋輸送軸、套筒、動(dòng)力傳遞系統(tǒng)等,螺旋軸設(shè)計(jì),套筒設(shè)計(jì),套筒1、套筒2、套筒3,機(jī)架的設(shè)計(jì),入料口、出料口設(shè)計(jì),帶輪設(shè)計(jì),小帶輪 大帶輪,螺旋式核桃破殼機(jī)的工作過(guò)程,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,通過(guò)螺旋輸送軸與套筒將不同尺寸的核桃送入間隙內(nèi),大小不一的核桃在套筒與螺旋軸的配合下從套筒內(nèi)破殼擠出。,設(shè)計(jì)小結(jié),該方案圍繞核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行,主要對(duì)核桃破殼方式加以整合,重點(diǎn)對(duì)核桃破殼方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)與探索。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于它不需要進(jìn)行分級(jí)處理,能對(duì)各種尺寸的堅(jiān)果(不僅針對(duì)核桃)進(jìn)行破殼,并填補(bǔ)了螺旋式破殼機(jī)械的空白。缺點(diǎn)在于,它還沒(méi)有進(jìn)行試驗(yàn)研究,缺乏實(shí)踐證明,在工作過(guò)程中有可能造成堵塞問(wèn)題。,設(shè)計(jì)心得,通過(guò)這次設(shè)計(jì),我認(rèn)真地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)既定的目標(biāo),綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和繪圖機(jī)能,使自己得到了一次實(shí)質(zhì)的鍛煉。在過(guò)程中也暴露了一些問(wèn)題 。通過(guò)這次設(shè)計(jì),我將在以后的學(xué)習(xí)和工作中更加努力,不斷改正不足,提升自我。,請(qǐng)各位老師批評(píng)指正! 謝謝, 螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)生姓名 張婷婷 學(xué) 號(hào) 8031208140 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 農(nóng)機(jī) 12-1 指導(dǎo)教師 蘭海鵬 日 期 2012.06 塔里木大學(xué)教務(wù)處制12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 前 言我國(guó)的核桃栽培面積約 130萬(wàn) hm2以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國(guó)際市場(chǎng)上,核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4大干果,核桃作為保健食品早已被國(guó)內(nèi)外所認(rèn)識(shí)。我國(guó)核桃總產(chǎn)量約 31萬(wàn)噸,全國(guó)人均占有 0.24kg。這與國(guó)際上一些國(guó)家相比相差甚遠(yuǎn),如美國(guó)人均占有核桃1.5kg,是我國(guó)的 6倍。是我國(guó)主產(chǎn)核桃的基地之一,種植歷史悠久,品種資源豐富,主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū),種植面積已達(dá)300萬(wàn)畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整,核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一,且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來(lái)增加收入,而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國(guó)核桃栽培面積大,產(chǎn)量高,但是加工技術(shù)落后,沒(méi)有成熟的核桃破殼機(jī)械。實(shí)現(xiàn)核桃加工機(jī)械化,有利于我們搶時(shí)間,爭(zhēng)速度, 支援外貿(mào)機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯,同時(shí),大規(guī)模集中加工,便于綜合利用。核桃仁中約占 5%的碎末可以集中榨油, 核桃殼可以制成活性炭、過(guò)濾器中的濾料和堵漏材料等推進(jìn)堅(jiān)果類破殼機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步。本課題研究通過(guò)對(duì)核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究,根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù),對(duì)核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn),設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。結(jié)合核桃的加工工藝,研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施,可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識(shí)的空白,對(duì)提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障,具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。 目 錄1 緒論 -11.1研究的目的和意義 -11.2本課題的研究現(xiàn)狀和分析 -11.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀及分析 -11.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析 -11.3本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路 -22 螺旋式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)說(shuō)明 -22.1螺旋式核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖 -22.2螺旋式核桃破殼機(jī)的工作原理 -23 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) -33.1電動(dòng)機(jī)選擇 -33.2帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 -33.3帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -44 軸的設(shè)計(jì) -64.1軸的設(shè)計(jì) -64.1.1軸的計(jì)算 -64.1.2求作用在齒輪上的力 -64.1.3初步確定軸的最小直徑 -64.1.4擬定軸上零件的裝配方案 -64.1.5根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 -64.1.6軸承端蓋的選擇: -74.1.7求輸入軸上的功率 -74.1.8求作用在齒輪上的力 -74.2軸的校核 -74.2.1軸的剛度校核 -74.2.2軸的強(qiáng)度校核 -84.2.3求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 -94.2.4求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 -94.2.5計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 -94.3附件的設(shè)計(jì) -94.3.1軸系零件的定位與軸承的選擇 -94.3.2軸承的選擇 -9總結(jié) -11致謝 -12參考文獻(xiàn) -13塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1 1 緒論1.1 研究的目的和意義 我國(guó)的核桃栽培面積約 130萬(wàn) hm2以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國(guó)際市場(chǎng)上,核桃與杏A仁、腰果、榛子一起并列為世界 4大干果,核桃作為保健食品早已被國(guó)內(nèi)外所認(rèn)識(shí)。我國(guó)核桃總產(chǎn)量約 31萬(wàn)噸,全國(guó)人均占有 0.24kg。這與國(guó)際上一些國(guó)家相比相差甚遠(yuǎn),如美國(guó)人均占有核桃1.5kg,是我國(guó)的 6倍。是我國(guó)主產(chǎn)核桃的基地之一,種植歷史悠久,品種資源豐富,主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū),種植面積已達(dá) 300萬(wàn)畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整,核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一,且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來(lái)增加收入,而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國(guó)核桃栽培面積大,產(chǎn)量高,但是加工技術(shù)落后,沒(méi)有成熟的核桃破殼機(jī)械。針對(duì)核桃加工存在的問(wèn)題和市場(chǎng)的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級(jí)、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進(jìn)一步深加工。在加工中,存在的問(wèn)題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,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)市場(chǎng)上各種核桃破殼機(jī)破殼的生產(chǎn)效率低,破殼難,成本高,加工不方便的問(wèn)題及市場(chǎng)的需求不能滿足需求的狀況,本課題研究通過(guò)對(duì)核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究,根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù),對(duì)核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn),設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。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,并在使用中破殼率高,破殼后的籽仁破碎率低,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。1.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀及分析國(guó)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(guó)、意大利、法國(guó)等已相繼推出了各種破殼機(jī)。經(jīng)過(guò)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) 1。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(zhǎng)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(guò)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(pán)。在支撐法蘭盤(pán)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(guò)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(lái)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) 2。該機(jī)包括機(jī)架、主軸、核桃?jiàn)A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?jiàn)A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(kāi)號(hào)為 US4246699 核桃破殼機(jī) 3。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(guò)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(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析我國(guó)在傳統(tǒng)的脫殼設(shè)備的基礎(chǔ)上,盡管正在研制和開(kāi)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(wèn)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(guó)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。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2 (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(wèn)題。目前,具有代表性的核桃破殼機(jī)主要有:史建新,董詩(shī)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??;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(jiǎn)單、破殼品種多樣化,能實(shí)現(xiàn)核桃的機(jī)械化剝殼 4。李長(zhǎng)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(wèn)題。自動(dòng)核桃破殼機(jī),包括可間隙轉(zhuǎn)動(dòng)的送料盤(pán),送料盤(pán)上沿圓形軌跡均布有若干圓孔,送料盤(pán)的下方為工作面,送料盤(pán)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 5。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(pán)、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(pán)在軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),導(dǎo)料板焊接在機(jī)體上??蓪?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。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(guò)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(guò)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 7。1.3 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)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(wèn)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(wú)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,選出了螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī)。2 螺旋式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)說(shuō)明2.1 螺旋式核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖1.喂料口 2.套筒 3.螺旋軸 4.出料口 5.機(jī)架 圖2-1 螺旋式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu) 經(jīng)過(guò)探討,確定圓盤(pán)式核桃破殼機(jī)的總體結(jié)構(gòu),包括螺旋軸、喂料口、套筒、出料口、破殼室、機(jī)架等。2.2 螺旋式核桃破殼機(jī)的工作原理該機(jī)主要由機(jī)架、喂料斗、破殼螺旋軸、套筒、出料斗、軸、帶、電機(jī)等組成,螺旋軸與套筒是主要破殼部件,它們構(gòu)成破殼工作區(qū),核桃在該區(qū)受到連續(xù)擠壓,受擠壓的核桃沒(méi)有很好的破殼,塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3 還可以再次進(jìn)行擠壓,這樣核桃的破殼率就會(huì)相對(duì)比較高;另外,因?yàn)樘淄彩菆A錐形的,與螺旋軸水平放置,所以擠壓間距是變化的,以適應(yīng)不同大小的核桃;套筒是階梯型的,我們可以根據(jù)不同的核桃品種及其大小范圍來(lái)增加或減少套筒的最佳使用數(shù)量。3 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(jiǎn)單,成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。3.1 電動(dòng)機(jī)選擇由配用的電動(dòng)機(jī)的功率 P(kW)的大小,要根據(jù)破殼機(jī)破開(kāi)核桃的生產(chǎn)能力 Q(t/h)來(lái)決定,不宜過(guò)大或過(guò)小。一般應(yīng)按下式計(jì)算:P=(6.410.5)Q。如要求破開(kāi)得較細(xì),系數(shù)的值可以取大一點(diǎn),如要求破開(kāi)得較粗,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) 8綜合考慮選用 Y型三相異步電動(dòng)機(jī) Y90s-2。表 3-1 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-2 1.5 2840 3.44 78 0.78 2.3 22表 3-2 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)3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)確定計(jì)算功率wPKAca k10.50.1其中 為工作系數(shù) , 為傳動(dòng)的額定功率。AKP(2)選擇 V帶的帶型根據(jù) 、 由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 8-11選用 Y型帶。ca1n(3)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)算帶速dV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軸伸出尺寸DE安裝鍵部位尺寸F90 310245190 190140 10 2450 8塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4 初選主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 8-6和表 8-8,取大帶輪的基準(zhǔn)直1d徑: 。 mmd40)(75in1驗(yàn)算帶速 Vsmnd /15.10628475.36.1因?yàn)?, 故帶速合適。svs/305/計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-15a) ,計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 2d5.89724d12di。 機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 8-8,圓整為 。 md2(4)確定中心距 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 。aL由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-20),初定中心距 。 40a由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-22),計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度102m4)()104(2.3)()(214.302120 ddaLdo由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-2)選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 。 mdL按機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-23)計(jì)算實(shí)際中心距 a89204200 a中心距的變化 : d47115.-8915.min 33axL驗(yàn)算小帶輪上的包角 1 20.6589.)2(0.7)(8021 d計(jì)算帶的根數(shù) z由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-19)知.kw1.3)(.6K)P(0 Lr,取 2根。6.1.0Pzca求作用在在帶輪軸上的壓力 0F由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 8-3得 Y型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 ,mkgq/02.所以: NvzKPca 8.3915.02.15.2936.05.)( 220 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉 ,作用在軸上的壓力為min0)(Fz .40.6sin8.39)s(2)(i0in3.3 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 。因此小帶mdmd 753.2571 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5 輪可采用實(shí)心式;由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表8-10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺寸 , ,m3.5bd6.1ha, , ,m8e2zhdaa 2.436.102。m81)-(1-fB)(圖3-2 小帶輪結(jié)構(gòu)圖3-3 大帶輪結(jié)構(gòu)大帶輪的材料選擇 ,由大帶輪的基準(zhǔn)直徑,150HT,mdmd 753.2.29因此大帶輪可采用腹板式,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表8-10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺 ,mbd3.5塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6 , , , ,mha6.18e2Zmhdaa 2.1036.102。mfZB06)1-(2)(4 軸的設(shè)計(jì)4.1 軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的軸長(zhǎng)是 1007m,分為 5 段,其結(jié)構(gòu)示意圖如下:圖 4-1 軸的結(jié)構(gòu)軸的材料:軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜,對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低,同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度,所以本設(shè)計(jì)采用 45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。第二段軸軸表面淬火,增加其表面的耐磨性能。4.1.1 軸的計(jì)算 軸上的功率 , ,則4kw.1P750r/min1179549NPT4.1.2 求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑 因?yàn)槭菢?biāo)準(zhǔn)齒輪所以 ,所以其1d20圓周力:N 7.4875921t F徑向力:.10tan.48tan軸向力:= aFt 9.37/cos2.17cos4.1.3 初步確定軸的最小直徑軸的估算如下:初選材料為 45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,由于軸即傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩,故式:npAPt 303632.059d查表 15-3取 =110,且 , ,則0A14kw.Pmi/751rnAt 4.330取 。md6in輸入軸的最小直徑顯然是安裝凸輪的孔徑,故凸輪的孔徑為 。604.1.4 擬定軸上零件的裝配方案軸承座-圓柱套筒和圓錐套筒-軸承-軸承端蓋-帶輪4.1.5 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。第一段:圓錐滾子軸承,查手冊(cè), md751l71第二段: d72l802第三段:圓錐滾子軸承,查手冊(cè), , 3203塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7 第四段: , md684l154第五段: , 95604.1.6 軸承端蓋的選擇選擇凸緣式聯(lián)軸承端蓋(根據(jù)結(jié)構(gòu))HT150。 (查表 11-10) , 。 2ee1螺釘直徑 ,螺釘個(gè)數(shù): 個(gè)。其參數(shù)如下:d034md9130D085.2.1e6.3其中: ,取 ,em22.19則軸端蓋: 。L8.564.1.7 求輸入軸上的功率, ,則kwP4.1輸 min/7.4rn輸mNPT 555 104.376.4109109輸 輸輸4.1.8 求作用在齒輪上已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 2d則:TFt 120498.521Ntr 8.tanan3coscos4.2 軸的校核4.2.1 軸的剛度校核軸的材料:軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜,對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低,同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度,所以本設(shè)計(jì)采用 45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。經(jīng)過(guò)分析,主軸軸的受力最大,而且軸的周向受力是主要的,因此,對(duì)該軸進(jìn)行扭矩校核。軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 4-1。軸的扭矩計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩:NMnpTmd02.6385.1950d 式中: 為電動(dòng)機(jī)額定功率, 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。dp主軸輸入轉(zhuǎn)矩:id .19.2.621為帶輪的傳動(dòng)效率初選19.0為軸承的傳動(dòng)效率初選2 82根據(jù)要求,軸要滿足下列條軸的強(qiáng)度條件:053.2.16.033 MPadWT塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8 式中: 為軸的切應(yīng)力,單位 ; 為轉(zhuǎn)矩,單位 ; 為抗扭截面系數(shù),單位 ;MPaTmNTW3m為許用扭切應(yīng)力,單位 。表 4-1 常用材料的值和 值C該軸的材料為 45號(hào)鋼,則滿足強(qiáng)度條件,軸是安全的 11。軸的剛度計(jì)算689.035.10.82463244 radGTlIlP式中: 為轉(zhuǎn)矩; 為受轉(zhuǎn)矩作用的長(zhǎng)度, ;G 為材料的切變模量, ; 為軸徑,Tl mMPad; 為軸截面的極慣性距。 , ,故軸是安全的。mPI4.2.2 軸的強(qiáng)度校核圓周力:NdTFt 4675108.21徑向力:tr .23tan4675an軸向力:Ft 9.80cos/cos求垂直面的支承反力(圖 b) NLdFarv 2.5.847792016.20531 NFvv求水平面的支承反力(圖 c)FtH5.3724621F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力(圖 d)NLKF.15.87301F612外力 作用方向與帶傳動(dòng)的布置有關(guān),在尚未確定具體布置前,可按最不利情況考慮。繪垂直面的彎矩圖(圖 b)mMZva 9.4532.07NLFva.1軸的材料 Q235,20 35 45 40Cr,35SiMnPa/12-20 20-30 30-40 40-52C 160-135 135-118 118-107 107-98塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9 繪水平面的彎矩圖(圖 c)NmLFMH39628475.0231a F力產(chǎn)生的彎矩圖(圖 d)KF.1.2作用在軸右端的外力:NdT02/3894/mLMFa 6.537.612求合成彎矩圖(圖 e)考慮到最不利的情況,把 與 直接相加。aHvNFava 9.3876.5392.452 41)(a m8.072NM4.2.3 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩(圖 f)dFT3.4651t 4.2.4 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩從圖可見(jiàn),a-a 截面最危險(xiǎn),其當(dāng)量彎矩為:2eTa取折合系數(shù) ,代入上式得 :6.0NmM39816.09.3872e 4.2.5 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸的材料為 45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,由表 141查得 ,由表 14-3查的許用應(yīng)力MPaB75,則 。 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱,將Pab601dbe .4.01.0333值加大 ,故 ,粗取軸徑為 ,合適,安全。d4%2m584604.3 附件的設(shè)計(jì)4.3.1 軸系零件的定位與軸承的選擇軸向定位 為了防止軸上零件發(fā)生沿軸向的移動(dòng),必須對(duì)其進(jìn)行定位,來(lái)保證齒輪的正確嚙合,根據(jù)軸上零件的的安裝要求和對(duì)軸的結(jié)要求,要選擇不同的定位方式,常用的定位方式主要有軸肩定位、套筒定位、軸端擋圈和彈性擋圈,軸間定位方式在本設(shè)計(jì)中有用到,具體的結(jié)構(gòu)和參數(shù)見(jiàn)零件圖和明細(xì)表。周向定位鍵主要是為了實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位來(lái)傳遞轉(zhuǎn)距,鍵的形式用多種,因此要根據(jù)不同的要求來(lái)選擇不同型號(hào)的鍵,根據(jù)傳動(dòng)的要求,本設(shè)計(jì)全部采用圓頭普通平鍵(A 型),它的兩個(gè)側(cè)面是工作面,上表面與輪轂槽底之間留有間隙,其主要特點(diǎn)是定心性好、拆裝方便。4.3.2 軸承的選擇主軸通過(guò)粉碎室內(nèi)腔,其兩端由軸承固定在機(jī)架上。根據(jù)軸受力和軸徑的不同,本設(shè)計(jì)選用的軸承是:深溝球軸承。 已知此處軸徑 ,所以選內(nèi)徑為 的軸承,在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇深溝球軸承;md75m75塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10 查表 6-1,選擇型號(hào)為 6015 GB/T2761994的軸承。另一處已知軸徑為 ,所以選內(nèi)徑md75也為 的軸承,選擇型號(hào)也為 6015 GB/T2761994的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下:m75軸承外徑: d75mD1B20基本額定動(dòng)載荷: KNCr.6基本額定靜載荷:圖 4-2 軸的受力分析塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 總結(jié)通過(guò)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(wèn)的態(tài)度和熱情。我所選設(shè)計(jì)題目是“螺紋螺旋式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)”。經(jīng)過(guò)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(shū)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。最終確定的核桃破殼機(jī)為螺旋式破殼機(jī)。該機(jī)主要由機(jī)架、喂料斗、破殼螺旋軸、套筒、出料斗、軸、帶、電機(jī)等。螺旋軸與套筒是主要破殼部件,它們構(gòu)成破殼工作區(qū),核桃在該區(qū)受到連續(xù)擠壓,受擠壓的核桃沒(méi)有很好的破殼,還可以再次進(jìn)行擠壓,這樣核桃的破殼率就會(huì)相對(duì)比較高;另外,因?yàn)樘淄彩菆A錐形的,與螺旋軸水平放置,所以擠壓間距是變化的,以適應(yīng)不同大小的核桃;套筒是階梯型的,我們可以根據(jù)不同的核桃品種及其大小范圍來(lái)增加或減少套筒的最佳使用數(shù)量。通過(guò)這段時(shí)間的努立,我基本上按要求完成了機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中指定的各項(xiàng)任務(wù),通過(guò)這次設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高了我的機(jī)械知識(shí)水平,鞏固了所學(xué)課程;無(wú)論是看圖能力還是畫(huà)圖能力都得到了較大的提高,使我們對(duì)機(jī)械有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí),培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和資料的缺乏,加之時(shí)間緊迫,在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題,大部分問(wèn)題在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下下得以解決。但也有很多地方設(shè)計(jì)的不近人意,例如所繪制的圖紙有些地方表達(dá)的不是很清楚,希望各位老師給予諒解。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12 致 謝對(duì)于這次設(shè)計(jì)的完成,首先感謝母校塔里木大學(xué)的辛勤培育,感謝學(xué)校給我提供了如此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機(jī)會(huì),使我學(xué)到了許多新的知識(shí)、知道了知識(shí)的可貴與獲取知識(shí)的辛勤。承蒙蘭海鵬老師的耐心指導(dǎo),我順利地完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此深深感謝我的蘭老師給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助,表現(xiàn)了他對(duì)工作高度負(fù)責(zé)的精神,同時(shí)也感謝給給我?guī)М?huà)法幾何的李平老師,機(jī)械工程材料的張有強(qiáng)老師,互換性與測(cè)量技術(shù)的王旭峰老師,材料力學(xué)的李平老師,沒(méi)有這些課程做基礎(chǔ),是無(wú)法完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的,感謝你們!在我的設(shè)計(jì)過(guò)程中,還得到了眾多同學(xué)的支持和幫助,在此,我對(duì)這些同學(xué)表示我衷心的感謝和永遠(yuǎn)的祝福! 對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì),還有許多美好的設(shè)想由于時(shí)間緊湊和自身因素?zé)o法得以實(shí)現(xiàn),這不能不說(shuō)是本次設(shè)計(jì)的遺憾之處。不過(guò),至少它啟發(fā)了我的思維,提高了我的動(dòng)手能力,豐富了我為人處世的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步鞏固了所學(xué)知識(shí),這為我在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。同時(shí)為以后在自己的工作崗位上發(fā)揮才能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。四年的大學(xué)生活即將結(jié)束,在這四年里,我體會(huì)頗多。首先感謝所有老師,尤其是這四年來(lái)帶過(guò)我課的老師,沒(méi)有你們就沒(méi)有今天的我,你們不僅教會(huì)了我書(shū)本上的知識(shí),而且還教會(huì)了我做人的道理。在這里,學(xué)生真誠(chéng)的向你們說(shuō)聲感謝。老師,謝謝您!再次感謝農(nóng)機(jī)班的所有同學(xué)們,謝謝你們?cè)谄饺绽锝o我的幫助和照顧,祝愿你們?cè)谝院蟮墓ぷ骱蜕钪卸寄芤环L(fēng)順。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13 參考文獻(xiàn)1 沈再春主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備M.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1993,204-265.2 史建新,辛動(dòng)軍. 國(guó)內(nèi)外核桃破殼取仁機(jī)械的現(xiàn)狀及問(wèn)題探討J.農(nóng)機(jī)化,2001,2-5.3 王高平.一種新型核桃加工設(shè)備的研究J.南方農(nóng)機(jī),2002,67-109.4 史建新.新型核桃破殼機(jī)P.中國(guó)專利,2008.05.21,2-4.5 王琦祥.核桃破殼機(jī)P.中國(guó)專利,1985,2-5.6 吳子岳.綿核桃剝殼取仁機(jī)械的研究J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),1995,2-7.7 馮光旭.核桃破殼機(jī)P.中國(guó)專利,2008.10.01,2-4.8 董詩(shī)韓,史建新.多輥擠壓式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)J.農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011, 2.9 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,2007,4.10 李良藻,湯楚宙主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械M.長(zhǎng)沙:湖南教育出版社,1989.78-113.11 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