板栗切口機設計【9張CAD圖紙、說明書完整打包】

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Birth Chestnut incision machine replaces the manual opening. To achieve the era of manual processing into the machining, thus greatly improving the efficiency of chestnut processing, human hands has been liberated, and chestnut cut more health and safety, after machining tidier, greatly reducing the damage to the flesh.The design of the main needle Chestnut incision machine design. First, Chestnut incision machine structure and analysis of the principle, the principle is: chestnut from the doghouse to join, feeding room into a funnel-shaped design enables batch processing. Cut machine transmission chain plate, tilt design doghouse at the conveyor chain can be realized chestnut automatic winding. Pole plate and high-speed rotating cutter, cut work performed chestnut. Chestnut incision is complete, the conveyor chain is delivered to the discharge port, using gravity to fall off from the conveyor chain, complete the chestnut cut processing, in this analysis is proposed on the basis of the overall structure of the program; then, the main technical parameters were calculated selection; then, all the major parts and components for the design and verification; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw the chestnut cut machine assembly diagram, gearing assembly drawing and major components Fig.Keywords: Chestnut.；Incision；Disc knife；Conveyor chain I目 錄目 錄摘 要IAbstractII1 緒論11.1 論文研究背景與意義11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3社會效益和經(jīng)濟效益12 總體設計22.1總體方案設計22.2工作原理分析23 主要零部件的設計33.1傳送系統(tǒng)的設計33.1.1傳送電機的選擇33.1.2 動力參數(shù)計算43.1.3齒輪傳動的設計53.1.4鏈傳動的設計83.1.5軸及軸承、鍵的設計103.1.6軸承及鍵的校核與壽命計算123.2 切口裝置設計133.2.1 切口電機的選擇133.2.2動力參數(shù)的計算143.2.3齒輪傳動的設計153.2.4軸及軸承、鍵的設計183.2.5軸承及鍵的校核與壽命計算213.2.6刀盤的設計213.3 箱體設計223.3.1箱體的結構設計223.3.2機架的結構設計22結論22參考文獻24致謝24II8 1 緒論 1.1 論文研究背景與意義板栗切口機背景：由于栗子是中國特有的干果。中就有“山有漆，隰有栗之句。說，“果之美者，江浦之橘，箕山之栗”，把栗子作為中國果品類代表；炒栗子是我國是我國美食文化，流傳至今；而炒板栗，板栗開口，古老方式已跟不上社會發(fā)展需求，設計合適的板栗切口機變得尤其重要。板栗甘甜芳香，含51到60的淀粉，白質(zhì)5.4 -10.3，2.1-7.5的脂肪，胡蘿卜素，維生素A鉀等礦物質(zhì)，營養(yǎng)素被人體吸收并且利用率高達97。十粒板栗大約含卡路里的熱量為和小于1克的脂肪含量，是在殼類果實含量最低的。19廣泛被應用于食品加工，烹調(diào)宴席。板生食，炒食皆宜，清香可口，也可以被做成多種菜肴，糕點，罐頭食品等。板栗便于貯存和保鮮，可以長期在市場上銷售。板栗多產(chǎn)于山地，國外稱之為“健康食品”，屬于健胃補腎的最佳之選。本課題研究的目的就是在總結了早期的板栗切口技術的基礎上，尋找早期切口技術的不足以及切口設備的缺陷，經(jīng)過改進與創(chuàng)新，最后用一個新的方案思路和創(chuàng)新設備來突破傳統(tǒng)板栗切口機的種種缺陷，提高板栗加工的效率。這個設備和方案的完成將可能會解決板栗加工家庭生產(chǎn)低迷的現(xiàn)象，進而推動了板栗加工業(yè)的發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在世界上，板栗切口技術已經(jīng)在很多國家得到了研究與應用，一些歐洲國家更是走在了世界的前沿，這其中意大利和法國最為先進。板栗的加工已經(jīng)非常成熟，清洗、分級等都應經(jīng)是工業(yè)化，隨著智能機器人的誕生，一些發(fā)達國家已經(jīng)在板栗的生產(chǎn)過程中加入了智能機器人。在亞洲，日本是板栗加工行業(yè)的領頭羊。而我雖然是板栗生產(chǎn)大國，但是在改革開放前由于加工技術的缺乏與落后。一直沒有形成板栗加工的工業(yè)化，隨著改革開放，我國在于世界一些板栗加工的發(fā)達國家的交流中，學習到了很多板栗加工的先進技術例如微波去皮，鹽水去皮等等。尤其是現(xiàn)在中國進入了經(jīng)濟新常態(tài)，在板栗的加工方面有了很多新的技術。從而形成了適合我國板栗加工的新技術，開拓了中國板栗加工之路。1.3社會效益和經(jīng)濟效益目前，在我國的市場上很難找到一種經(jīng)過深加工過后的板栗產(chǎn)品。雖然有時候會卡鬧一些板栗的零食，但這種食品并不能拓展板栗產(chǎn)品的市場銷量，從這幾年的銷售狀況來看，板栗深加工產(chǎn)品并沒有一個好的市場銷路，并且需求量也不是很高。主要是因為板栗切口難，至今還不能形成一類具有影響力的商品，特別是根據(jù)國出口日本的板栗在日本被加工成高檔食品在香港和歐洲的銷售市場情況來看，板栗深加工產(chǎn)品的市場前景很好，深加工的板栗除了滿足國內(nèi)場的需求之外，還可以出口取一定的外匯。本板栗切口機的成功研究，將大大提高板栗加工生產(chǎn)效率，讓板栗生產(chǎn)走入家庭，普及板栗的深加工處理，讓農(nóng)民足不出戶就可以增加收入，增長農(nóng)民種植板栗的積極性，擴大辦理的市場銷路，讓農(nóng)民過上小康生活。10隨著板栗加工向家庭化生的發(fā)展，由此又將帶動板栗種植業(yè)的快速發(fā)展，而這在當前進行的西部大開發(fā)，開展再造山川秀美大西北的工程中，為實施退耕還林保護生態(tài)環(huán)境方面都將起到十分積極的推動作用，能夠起到很好的社會效益和生態(tài)效益。2 總體設計2.1總體方案設計板栗切口機又稱為板栗劃口機，是在加工板栗中給板栗開口的一種設備，為了使板栗在后續(xù)加工中更容易入味，就需要在板栗炒制、浸味、淹制前在板栗上開一道口。板栗切口機的成功研制讓手工開口走下了歷史舞臺。這么些年來一些板栗加工的家庭作坊一直為了如后高效的板栗切口而痛苦不已。并且工作強度大、效率過低、切口形狀不同等等困擾著大家。由于板栗品種不一，大小各異，各地的板栗皮薄厚，形狀不一樣都是不易機械化加工的技術難題。并且市場調(diào)查，板栗切口機的家庭設備比較少，生產(chǎn)成本高等。基于以上的調(diào)查，為了滿足家庭與小規(guī)模的生產(chǎn)，研究了一種適合家庭與小規(guī)模生產(chǎn)的小型板栗切口機。2.2工作原理分析板栗切口加工為板栗深加工，在板栗切口前需要先將板栗篩選為三級，分別為大、中、小，直徑大約為20mm50mm。形狀為橢圓或者圓形。因為板栗篩選技術已經(jīng)相當?shù)某墒?，故不需設計板栗的篩選機構?？梢灾苯佑煤Y選后的板栗進行加工。板栗從投料口1加入，投料室設計成漏斗狀可實現(xiàn)批量加工。切口機采用鏈板式傳送，投料口處傳送鏈2的傾斜設計可實現(xiàn)板栗自動上鏈，傳送鏈由電動機2通過4個鏈輪進行驅(qū)動。傳送鏈根據(jù)板栗切口要求進行設計，鏈板上有漏斗狀的圓形凹槽，板栗進入凹槽后可實現(xiàn)自動加緊在被切割時不會隨刀盤4轉動，大大提高了切口效率，保證了切口均勻工整。切口機由小型電機1通過一級減速帶動雙刀盤和刀具高速旋轉，進行板栗的切口工作。板栗切口完成后，被傳送鏈輸送到出料口3，利用重力從傳送鏈上自行脫落，完成整個的板栗切口加工。預計實現(xiàn)開口長5mm15mm；深0.5mm2.5mm，不會切傷內(nèi)仁，切口效率為99.4%。板栗切口機結構如下圖1所示圖1 板栗切口機原理簡圖3 主要零部件的設計3.1傳送系統(tǒng)的設計3.1.1傳送電機的選擇（1）選擇電動機類型因為電動機是標準件，所以只需要根據(jù)生產(chǎn)情況選取即可。本設計中電動機工作環(huán)境為室內(nèi)工作且運動載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的三相異步電動機。（2）電動機容量的選擇由調(diào)研數(shù)據(jù)得知板栗傳送鏈抗運行阻力：F=600N板栗傳送過程中，速度應選擇合適，速度過大板栗容易被甩出且，速度過小生產(chǎn)率小，因此在保證板栗不被甩出的情況下盡量選取大的運行速度，通常板栗切口機運行速度為0.51.0m/s，本次選用板栗傳送速度為：v=0.8m/s則，工作機所需功率為： 3.1 3.2電動機至滾筒軸的傳動裝置總效率。選取工作中的圓柱齒輪傳動效率，軸承效率，鏈板傳動效率，所以電動機至滾筒軸的傳動裝置總效率為：電動機的輸出功率為電動機額定功率只需略大于即可，查機械設計手冊表19-1選取電動機額定功率為550W。 （3）電動機轉速的選擇為使板栗切割機結構緊湊性，本次初取傳送鏈主動鏈輪分度圓直徑為：傳送鏈主動軸工作轉速： 3.3單級圓柱齒輪的傳動比為：所以電動機實際轉速的推薦值為：查表得知在這一范圍有750 r/min、1000r/min的電動機。綜合考慮傳動裝置機構緊湊性和經(jīng)濟性，選用同步轉速750r/min的電機。型號為Y60M-4，滿載轉速，功率0.55。3.1.2 動力參數(shù)計算（1）總傳動比滿載轉速。故總傳動比為：?。?）各軸的轉速電機軸 傳送鏈主軸；（3）各軸的輸入功率電機軸 ；傳送鏈主軸；（4）各軸的輸入轉矩電機軸 ； 3.4傳送鏈主軸；（5）整理列表，如表1所示：表1 傳送裝置軸軸名功率轉矩轉速傳動比電機軸0.5427.29 7103.0傳送鏈主軸0.51520.78 236.673.1.3齒輪傳動的設計（1）選精度等級、材料和齒數(shù)根據(jù)以上計算應采用級精度，因傳動尺寸無嚴格限制,故根據(jù)機械設計手冊選擇小齒輪材料為40，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241 -286 ，平均為260 ,大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229 -286 ，平均為240 。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取則實際傳動比：傳動誤差小于5，符合要求。（2）按齒面接觸疲勞強度設計由設計計算公式進行試算，即確定公式各計算數(shù)值 試選載荷系數(shù) 計算小齒輪傳遞的轉矩 小齒輪相對兩支承非對稱分布，選取齒寬系數(shù) 由機械設計表6.3查得材料的彈性影響系數(shù) 由機械設計圖6.14按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限大齒輪的接觸疲勞強度極限 由機械設計式6.11計算應力循環(huán)次數(shù) 由機械設計圖查得接觸疲勞強度壽命系數(shù) 計算接觸疲勞強度許用應力根據(jù)工作情況選擇失效概率為1，安全系數(shù)為S=1，由機械設計式10-12得 計算試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值計算圓周速度v 3.5計算齒寬b計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)齒高計算載荷系數(shù)K根據(jù)，7級精度，查得動載荷系數(shù)假設，由表查得由機械設計表5.2查得使用系數(shù)由表查得查得故載荷系數(shù) 3.6 按實際的的分度圓直徑，由式可得 3.7 計算模數(shù)（3）按齒根彎曲強度設計彎曲強度的設計公式為 3.8確定公式內(nèi)的計算數(shù)值由機械設計圖6.15查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限大齒輪的彎曲疲勞強度極限由機械設計圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 計算彎曲疲勞許用應力取失效概率為1，安全系數(shù)為=1.3，由式得 3.9計算載荷系數(shù)查取齒形系數(shù)由機械設計表6.4查得查取應力校正系數(shù) 由機械設計表6.4查得計算大小齒輪的，并比較 大齒輪的數(shù)據(jù)設計計算對比計算結果，因為根據(jù)齒面接觸疲勞強度所算得的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度所算得的模數(shù)，可取有彎曲強度算得的模數(shù)，并選取標準值為1.25，按接觸強度算得的分度圓的直徑算出小齒輪齒數(shù)取大齒輪齒數(shù)?。?）幾何尺寸計算1）計算分度圓直徑2）計算中心距 3）計算齒寬寬度取30mm（5）驗算 符合要求兩齒輪數(shù)據(jù)如表2所示：表2 傳送裝置傳動齒輪序號名稱符號計算公式及參數(shù)選擇1齒數(shù)Z24，722模數(shù)m1.25mm3分度圓直徑4齒頂高5齒根高6全齒高7頂隙8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距3.1.4鏈傳動的設計為了是板栗在切口過程中切口深度一致，并且辦理不易隨著圓刀盤轉動，特殊設計了切口凹槽如圖2所示已知主動鏈輪轉速為，選用的傳動比為（1）鏈輪齒數(shù)：取則（2）設計功率由機械設計表14.2查的，（3）選擇鏈條型號和節(jié)距圖2 鏈板凹槽根據(jù)及查機械設計14.17圖，可選08A。查表14-1，鏈條的節(jié)距為（4）確定鏈條的鏈節(jié)數(shù)LP初定中心距，取則鏈節(jié)數(shù)為：圓整為偶數(shù)取，但因為自板栗切口機構需要板栗自動上鏈，故傳送鏈的節(jié)數(shù)需要有增加，總節(jié)數(shù)為94節(jié)。（5）確定鏈條長度及中心距中心距減少量實際中心距（6）演算鏈速與假設速度相符 3.1008A滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù)（mm），如表3所示（7）鏈輪輪廓計算鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸基本參數(shù)鏈輪齒數(shù)：表3 滾子鏈參數(shù)鏈號節(jié)距p滾子直徑d1內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1銷軸直徑d2內(nèi)鏈板厚度08A16.51010612.5配用鏈條的節(jié)距：配用鏈條的滾子外徑d：分度圓直徑d取100mm 3.11齒頂圓直徑齒根圓直徑分度圓弦齒高 3.12 3.13鏈輪材料及熱處理材料15、20鋼，熱處理：滲碳、淬火、回火3.1.5軸及軸承、鍵的設計（1）尺寸與結構設計計算軸上的功率P1,轉速n1和轉矩T1，初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設計表11.3，取，于是得：該處開有鍵槽故軸徑加大510，且驅(qū)動鏈軸的最小直徑顯然是安裝大傳動齒輪處的直徑。??；。根據(jù)軸向定位要求來計算求得軸每段直徑和長度（a）因為在大齒輪的軸向定位中需在2軸段的左端車制一個軸肩，軸肩高度軸肩高度，取，并且該段為驅(qū)動鏈輪的位置故取該段的直徑，長度。3軸段為一過度軸段，軸頸為。（b）初步選擇滾動軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。根據(jù)，標準精度級的深溝球軸承6204，故，軸承采用軸肩進行軸向定位，軸肩高度軸肩高度，取，因此，取。（c）考慮到齒輪端面與箱體間距以及兩級齒輪間位置配比，取，總長。軸上零件的周向定位查機械設計表，聯(lián)接大齒輪的平鍵截面。（2）強度校核計算求作用在軸上的力已知大齒輪的分度圓直徑為，則鏈輪上的的受力;求軸上的載荷首先根據(jù)以上的計算軸的結構簡圖，確定軸的形狀尺然后，根據(jù)軸的受力情況軸的彎矩扭矩圖，查出危險，最后校核危險截面。確定軸承的支點位置，根據(jù)手冊查出號深溝球軸承的寬度為=14mm，因此軸的支撐跨距為L1=225。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的和扭矩圖，如圖2 所示。從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截是軸的危險截面。先計算出截面處的MH、MV及M的值。水平支反力 ，垂直支反力 ，截面水平彎矩 截面垂直彎矩 總彎矩 扭矩 按彎扭合成應力校核軸的強度圖3 彎矩扭矩圖根據(jù)以上計算的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉，扭轉切應力，取，軸的計算應力 3.15已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機械設計手冊表15-1查得。因此，故安全。鍵的選擇采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 10961979）連接，聯(lián)接大齒輪的平鍵截面，。齒輪與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。3.1.6軸承及鍵的校核與壽命計算（1）軸承按承載較大的選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端軸承組合方式。軸承類型選為，軸承的預期壽命取為：29200h由上面的計算結果有軸承受的徑向力為Fr1=443.09N，軸向力為Fa1=159.90N，初步選擇深溝球軸承6204，其基本額定動載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。徑向當量動載荷 動載荷為，查得，則有 根據(jù)計算公式得 滿足要求。（2）鍵選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸大齒輪處選用單圓頭平鍵，尺寸為校核鍵聯(lián)接的強度鍵、軸材料都是鋼，由機械設計查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為鍵的工作長度，符合要求3.2 切口裝置設計3.2.1 切口電機的選擇（1）選擇電動機類型因為電動機是標準部件，所以只需要根據(jù)生產(chǎn)情況選取即可。本設計中電動機工作環(huán)境為室內(nèi)工作且運動載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的三相異步電動機。（2）電動機容量的選擇取板栗切刀切割扭矩為：T=10N.m刀片切割轉速為：n=450r/min則，工作機所需功率為：電動機至滾筒軸的傳動裝置總效率。圓柱齒輪傳動效率，軸承效率，電動機至滾筒軸的傳動裝置總效率為：電動機的輸出功率為電動機額定功率只需略大于即可，查機械設計手冊表19-1選取電動機額定功率為500W。 （3）電動機轉速的選擇刀片工作轉速：單級圓柱齒輪的傳動比為：所以電動機實際轉速的推薦值為：符合這一范圍的同步轉速為1000、1500r/min。綜合考慮傳動裝置機構緊湊性和經(jīng)濟性，選用同步轉速1000r/min的電機。型號為Y50M-2，滿載轉速，功率0.5。3.2.2動力參數(shù)的計算（1）總傳動比滿載轉速。故總傳動比為：取（2）各軸的轉速電機軸 切口主軸；（3）各軸的輸入功率電機軸 ；切口軸；（4）各軸的輸入轉矩電機軸 ；切口軸 ；（5）整理列表如下，如表4所示軸名功率轉矩轉速傳動比電機軸0.4955.199102.0切口主軸0.4719.89455表4 切口軸3.2.3齒輪傳動的設計（1）選精度等級、材料和齒數(shù)根據(jù)以上計算應采用7級精度，因傳動尺寸無嚴格限制故根據(jù)機械設計手冊表6.1選擇小齒輪材料為40，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241 -286，平均為260,大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229 -286，平均為240。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取則實際傳動比：傳動誤差小于5，合適。（2）按齒面接觸疲勞強度設計由設計計算公式進行試算，即確定公式各計算數(shù)值試選載荷系數(shù)計算小齒輪傳遞的轉矩小齒輪相對兩支承非對稱分布，選取齒寬系數(shù)查得材料的彈性影響系數(shù)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限大齒輪的接觸疲勞強度極限由機械設計式6.11計算應力循環(huán)次數(shù)由機械設計圖6.16查得接觸疲勞強度壽命系數(shù) 計算接觸疲勞強度許用應力根據(jù)工作情況選擇失效概率為1，安全系數(shù)為=1，由公式得計算試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值計算圓周速度v計算齒寬b計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)齒高計算載荷系數(shù)K根據(jù)，7級精度，查得動載荷系數(shù)假設，由表查得由機械設計手冊表5.2查得使用系數(shù)由表查得查得故載荷系數(shù)按實際的載荷系數(shù)所算得的分度圓直徑，由式可得計算模數(shù)（3）按齒根彎曲強度設計彎曲強度的設計公式為確定公式內(nèi)的計算數(shù)值由機械設計圖6.15查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限大齒輪的彎曲疲勞強度極限由機械設計圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 計算彎曲疲勞許用應力取失效概率為1，安全系數(shù)為S=1.3，得計算載荷系數(shù)查取齒形系數(shù)由機械設計手冊表6.4查得查取應力校正系數(shù) 由表6.4查得計算大小齒輪的，并比較 大齒輪的數(shù)據(jù)設計計算對比計算結果，由計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，可取有算得的模數(shù)，并圓整為標準值1mm，按接觸強度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)取大齒輪齒數(shù)取（4）幾何尺寸計算計算分度圓直徑計算中心距 計算齒寬寬度取20mm（5）驗算 符合要求，大小齒輪數(shù)據(jù)如表5所示3.2.4軸及軸承、鍵的設計（1）尺寸與結構設計計算切口軸上的功率P1,轉速n1和轉矩T1，初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設計表11.3，取，于是得：該處開有鍵槽故軸徑加大510，且高速軸的最小直徑顯然是安裝傳動大齒輪處的直徑。??；。根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（a）為了滿足大帶輪的軸向定位的要求2軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度，取故取2段的直徑，長度。（b）初步選擇滾動軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。根據(jù)，標準精度級的深溝球軸承6203，故，軸承采用軸肩進行軸向定表5 切口裝置傳動齒輪序號名稱符號計算公式及參數(shù)選擇1齒數(shù)Z30，602模數(shù)m1mm3分度圓直徑4齒頂高5齒根高6全齒高7頂隙8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距位，軸肩高度軸肩高度，取，因此，取。（c）另考慮到齒輪端面與箱體間距10mm以及兩級齒輪間位置配比，取。 軸上零件的周向定位查機械設計表，聯(lián)接切口大齒輪的平鍵截面。（2）強度校核計算求作用在軸上的力已知齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)機械設計，則刀盤上的的受力;求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結構圖軸的計算簡圖。在確定軸承位置時，從手冊中查取b值。對于6203型深溝球軸承，由手冊中查得。因此，軸的支撐跨距為。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖4所示圖4 彎矩扭矩圖從軸的結構圖以及圖可以看出截面D是軸的危險截面。先計算出截面D處的MH、MV及的值。水平支反力 ，垂直支反力 ，D截面水平彎矩 D截面垂直彎矩 總彎矩 扭矩 按彎扭合成應力校核軸的強度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉，扭轉切應力，取，軸的計算應力已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得。因此，故安全。鍵的選擇采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 10961979）連接，聯(lián)接大齒輪的平鍵截面，。齒輪與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。3.2.5軸承及鍵的校核與壽命計算（1）軸承按承載較大的選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端軸承組合方式。軸承類型選為，軸承的預期壽命取為：Lh29200h由上面的計算結果有軸承受的徑向力為Fr1=1012.99N，軸向力為Fa1=316.56N，初步選擇深溝球軸承6203，其基本額定動載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。 動載荷為，查得，則有由計算公式得滿足要求。（2）鍵選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸大齒輪處選用單圓頭平鍵，尺寸為校核鍵聯(lián)接的強度鍵、軸材料都是鋼，由機械設計查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為鍵的工作長度，符合要求。3.2.6刀盤的設計本次采用盤型刀片，刀片采用65Mn表面淬火處理，因為板栗在加工前被分成了三個級別分別為大、中、小，栗子采用仿形切割，實現(xiàn)了適應強，切口刀盤如圖5所示：圖5 切口刀盤3.3 箱體設計3.3.1箱體的結構設計根據(jù)板栗切口機安裝與成本的實際情況來看，應設計一機架來支撐各零件。從經(jīng)濟角度來看，支撐架全件應采用焊接件其中包括方管，5mm鐵板等。首先，將角鐵支柱和各支撐件焊接在一起，然后把剪板、折彎后的鐵板焊接在機架的外層。實現(xiàn)板栗切口機的切口區(qū)域和傳動區(qū)域封閉工作，使板栗切口機能夠保持正常的切口運動和傳動精度，并且起到了的作用，同時還能增加一定程度的、隔溫、防噪音的作用。由于板栗切口機需加工大中小不三種型號的板栗，這就需要更換刀具，并且在板栗切口機工作一段時間后，圓盤刀將板栗切口后所遺留的板栗殼碎屑，應及時清理出去，以免造成機器運轉不流暢、加工的板栗外殼粘黏大量的板栗外殼碎屑?；谝陨系囊螅O計的箱體必須可以靈活打開與關閉，為此將板栗切口機的工作室上蓋上安裝一個合頁和一個簡易的鎖緊裝置。3.3.2機架的結構設計機架本著簡單實用，安全可靠的原則，如圖8所示：圖6 板栗切口機機架結論隨著家庭式小規(guī)模的板栗生產(chǎn)越來越多，以往的板栗切口機已不能適應市場的需求。而新型的板栗切口機應解決已有機械設備的缺點，具有以下優(yōu)點:(1) 適應性好，由于合理設計了，可確保每一個栗子無論大小，均可進入模腔受到同樣工序的處理。(2) 劃口均勻，割痕深度可調(diào)并一致由于栗子緊緊的被卡在鏈板凹槽里，接受切割刀的劃割，因此，其切割深度均相等通過微調(diào)刀架，可調(diào)整切割刀劃入深度。 (3) 速度快，效率高由于采用鏈條帶動模板運行的模式，物料在連續(xù)輸送過程實現(xiàn)瞬間劃割本機設計的劃口速度是已知采用激光劃口的生產(chǎn)設備的倍。但是本產(chǎn)品也有不足之處：(1) 切口的清洗技術還不是很成熟，板栗切口后的碎屑不易排除，還需繼續(xù)改進。(2) 本板栗切口機在工作時，需要人為添加板栗，還不能實現(xiàn)自動化無人生產(chǎn)。(3) 板栗切口機只適合了家庭生產(chǎn)，不適用于大工廠的連續(xù)加工，有待改進。參考文獻1 高楠，孔曉玲，王衛(wèi)等 板栗切口對微波干燥工藝的影響研究J包裝與食品機械，2009，27(3) :11142 肖紅偉，林海，高振江，等 板栗激光劃口機設計J農(nóng)業(yè)機械學報，2010，54( 11) :1381413 陳紅，楊銳 激光加工技術在板栗劃口中的試驗研究J. 糧油加工，2009，40( 4) :1421444 張有良，常曉煜，張國安，等 屋頂形包裝機的關鍵技術J 包裝與食品機械，2010，28( 3) :9135 張有良 無菌空氣沖瓶機設計探討J 包裝與食品機械，2006，24( 6) :2325，316 張有良 屋頂包裝機的控制技術J 食品開發(fā)，2003，19( 3) :3840.7 吳宗澤.機械設計師手冊M. 機械工業(yè)出版社，2002.8 鄭傳祥.板栗干燥特性試驗研究J.食品工業(yè)科技,2000, (5): 1519.9 鄭傳祥.錐栗脫殼去衣技術及設備的開發(fā)J.農(nóng)業(yè)工程學報，2003,(1):165-167. 10 鄭傳祥.板栗切割脫殼機P.專利號:99210024. 0. 11 Werner J Glantschnis. Green design: An introduction to issues and challenges J IEEE Transactions on Components. Packaging and Manufacturing Technology.Part-A.1994.17(4).12 Alvisi F. Economics and Commercial Aspeets of Chestnut Growing Z) Proceedings of the International Congressing on Chestnut, 1993.13 張素梅.錐栗果外殼劃口機的設計分析J.福建林學院學報，2001,21(3):276-278. 14 楊巧絨.板栗脫殼工藝及其設備的設計J.包裝與食品機械,1999,(2):12-13. 15 張文波.新型板栗脫殼技術與機械研究D.材料與化工學院:浙江大學,2002,(3).15 藍衛(wèi)宗.板栗栽培技術問答M.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998 16 王凌詩, 藍衛(wèi)宗，曹慶昌.名優(yōu)板栗、核桃、棗高產(chǎn)栽培技術M.北京：中國人事出版社，1996 17 王福堂.我國板栗研究進展 J.河北省農(nóng)林科學院昌黎果樹研究所,1996-3. 18 羅風蓮，夏延斌.我國板栗制品加工現(xiàn)狀與思索J.食品與機械，2004（2）：45-47. 19 續(xù)九如，張莉，柳玉明等.板栗不同品種果品分析初報J.河北林業(yè)科技，1998（3）：6-9 20 張袖麗，胡穎惠.板栗品質(zhì)的化學成分分析和評價J.安徽農(nóng)業(yè)科學，1996，24（4）：330-331 21 高海生，常學東，蔡金星等.我國板栗加工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢J中國食品學報.2006,6（1）：429-435.致謝經(jīng)過這幾個月的忙碌，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及同學們的幫助與支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里我首先要感謝我的導師劉長榮老師。劉長榮老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從現(xiàn)場到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，論文寫作等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是他們?nèi)匀患毿牡丶m正我論文中的錯誤。其次，我還要特別感謝我的母校，為我提供了一個先進的學習、工作環(huán)境，能讓我順利完成自學考試的各個課程。特別是學院的各位老師，為我們打下了堅實的機械專業(yè)知識；老師們不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向老師們致以誠摯的謝意和崇高的敬意。還要感謝所有的同學，在這四年里給予我的支持與幫助。 最后，請讓我將這篇學士學位論文獻給我的父母親，感謝他們的養(yǎng)育之恩，感謝他們使我成為一個對社會有用的人，他們的關懷、支持和鼓勵是我所有信念的力量源泉。24 本科畢業(yè)設計任務書板栗切口機的設計院（系、部）名 稱 ： 專 業(yè) 名 稱： 學 生 姓 名： 學 生 學 號： 指 導 教 師： 2014年10月25日 一、主要研究內(nèi)容1. 查閱相關文獻資料，進行市場調(diào)研2. 進行結構分析，確定設計方案3. 驅(qū)動電機的選擇4. 傳送鏈的設計5. 切口裝置的設計(包括刀具刀盤的設計)6. 機架的設計二、基本要求根據(jù)河北科技師范學院關于畢業(yè)設計的相關規(guī)定，主要完成如下任務：通過調(diào)查研究，查閱相關資料，撰寫畢業(yè)設計開題報告、文獻綜述（3000-5000字）、外文翻譯（不少于3000漢字）；寫出設計說明書一份（不少于10000字），完成各非標準零件的零件圖和整機裝配圖的繪制，至少0號圖紙兩張；畢業(yè)設計完成時，提交畢業(yè)設計要求的全部資料并刻成光盤；其它要求參見河北科技師范學院本科畢業(yè)論文（設計）條例校教字 201112號。三、工作進度2014年10月2015年3月：根據(jù)指導教師下達畢業(yè)設計任務書，搜集資料，完成文獻綜述，外文翻譯等工作，為進一步設計打好基礎。 2015年3月102015年3月22日：確定方案，完成開題報告；2015年3月23日2015年5月初：完成裝配圖、主要零部件圖和畢業(yè)設計說明書2015年5月初2015年5中旬：在老師的建議下對畢業(yè)設計文獻進行修改整理2015年5月中旬：完成畢業(yè)設計全部資料，答辯。四、參考文獻1高楠，孔曉玲，王衛(wèi)等 板栗切口對微波干燥工藝的影響研究J包裝與食品機械，2009，27(3) :11142肖紅偉，林海，高振江，等 板栗激光劃口機設計J農(nóng)業(yè)機械學報，2010，54( 11) :1381413陳紅，楊銳 激光加工技術在板栗劃口中的試驗研究J. 糧油加工，2009，40( 4) :1421444張有良，常曉煜，張國安，等 屋頂形包裝機的關鍵技術J 包裝與食品機械，2010，28( 3) :9135張有良 無菌空氣沖瓶機設計探討J 包裝與食品機械，2006，24( 6) :2325，316張有良 屋頂包裝機的控制技術J 食品開發(fā)，2003，19( 3) :3840.7 吳宗澤.機械設計師手冊M. 機械工業(yè)出版社，2002.8 鄭傳祥.板栗干燥特性試驗研究J.食品工業(yè)科技,2000, (5): 1519.9 鄭傳祥.錐栗脫殼去衣技術及設備的開發(fā)J.農(nóng)業(yè)工程學報，2003,(1):165-167. 10 鄭傳祥.板栗切割脫殼機P.專利號:99210024. 0. 11 Werner J Glantschnis. Green design: An introduction to issues and challenges J IEEE Transactions on Components. Packaging and Manufacturing Technology.Part-A.1994.17(4).指導教師簽名： 教研室主任審查簽名： 本科畢業(yè)設計開題報告板栗切口機的設計院（系、部）名 稱 ： 專 業(yè) 名 稱： 學 生 姓 名： 學 生 學 號： 指 導 教 師： 2014年12月25日一、課題來源: 指導教師擬題。二、主要依據(jù)1.設計目的和意義板栗切口機設計課題研究的目的就是對前人所進行的板栗脫殼研究加以總結，探索以往各種切口設備存在的主要缺陷和不足從而為板栗的切口技術提供一種新的理論基礎，該項技術的成功有可能解決板栗深加工的瓶頸，進而推動我國板栗深加工行業(yè)的發(fā)展，避免山區(qū)農(nóng)民出現(xiàn)板栗“增產(chǎn)不增收”，“果賤傷農(nóng)”的現(xiàn)象。2.國內(nèi)外板栗切口機現(xiàn)狀在世界上,板栗切口技術在很多國家都有研究,其中在歐洲以法國和意大利這兩個板栗消費大國技術最為先進,板栗采收后清洗、分級、拋光、包裝、儲藏都已經(jīng)工廠化,而且板栗精加工產(chǎn)品種類繁多,制作精美。而在亞洲日本則是最先開展這項研究的國家,其板栗切口加工技術在亞洲也處于領先地位。我國雖然是世界板栗生產(chǎn)第一大國,但是長久以來一直是板栗原料出口大國,板栗的深加工十分落后。改革開放之后,隨著人們的消費需求的提高,國內(nèi)開始逐漸將板栗的深加工提上日程,從七十年代末八十年代初到現(xiàn)在,技術人員在板栗脫殼方面做了大量的研究工作,充分吸收了歐洲和日本技術的先進技術思想,為我國的板栗深加工產(chǎn)品進入廣大人民生活及國際市場,開拓了一條嶄新的道路。3.板栗切口機的社會效益和經(jīng)濟效益目前，國內(nèi)市面上的板栗深加工產(chǎn)品幾乎難尋蹤跡。偶爾可以看到有板栗罐頭出售，但這并不能說明板栗深加工產(chǎn)品的市場銷路，市場容量和年需求量不好。主要是因為板栗切口難，至今還不能形成一類具有影響力的商品，特別是根據(jù)中國出口日本的板栗在日本被加工成高檔食品在香港和歐洲的銷售市場情況來看，板栗深加工產(chǎn)品的市場前景很好，深加工的板栗除了滿足國內(nèi)市場的需求之外，還可以出口換取一定的外匯。該項研究取得成功，可以推動板栗深加工業(yè)的發(fā)展，使其走上規(guī)?；a(chǎn)的道路，而且該項技術可以給板栗加工廠帶來豐厚的經(jīng)濟效益，也可以增加農(nóng)民的收入，有利于板栗種植面積的推廣。隨著板栗加工向規(guī)模化生產(chǎn)的發(fā)展，由此又將帶動板栗種植業(yè)的快速發(fā)展，而這在當前進行的西部大開發(fā)，開展再造山川秀美大西北的工程中，為實施退耕還林保護生態(tài)環(huán)境方面都將起到十分積極的推動作用，能夠起到很好的社會效益和生態(tài)效益。三、研究內(nèi)容板栗切口機又稱板栗劃口機，板栗開口機，是在板栗加工過程中給板栗開口、切口、劃口的設備，代替手工剪刀剪口，刀片劃口，板栗割開一道口子后，在炒制、浸味、淹制、切口才更加容易一直以來為板栗開口都是一個讓板栗炒貨商和板栗深加工企業(yè)頭痛的工作。效率低，工作強度高，切口深淺不一、勞動力成本大等等困擾著我們。由于板栗大小不一，形狀不同，各產(chǎn)地的板栗皮薄厚不一樣都是阻礙機械化加工的技術難題。研究內(nèi)容如下：1板栗切口機結構如圖所示： 3.工作原理：板栗從投料口加入，投料室設計成漏斗狀可實現(xiàn)批量加工。切口機采用鏈板式傳送，投料口處傳送鏈的傾斜設計可實現(xiàn)板栗自動上鏈，傳送鏈由電動機2通過4個鏈輪進行驅(qū)動。傳送鏈根據(jù)板栗切口要求進行設計，鏈板上有漏斗狀的圓形凹槽，板栗進入凹槽后可實現(xiàn)自動加緊在被切割時不會隨刀具轉動，大大提高了切口效率，保證了切口均勻工整。切口機由小型電機1通過一級減速帶動雙刀盤和刀具高速旋轉，進行板栗的切口工作。板栗切口完成后，被傳送鏈輸送到出料口，利用重力從傳送鏈上自行脫落，完成整個的板栗切口加工。4.主要完成的設計任務：(1) 驅(qū)動電機的選擇(2) 傳送鏈的設計(3) 切口裝置的設計(包括刀具刀盤的設計)(4) 機架的設計5.技術設計路線：調(diào)研板栗切口機的結構和工作原理確定主要零部件設計板栗切口機的工作原理圖畫出CAD各主要部件的結構計算各部件的設計參數(shù)。四、研究計劃及預期成果研究計劃： 2014年10月2015年3月：根據(jù)指導教師下達畢業(yè)設計任務書，搜集資料，完成文獻綜述，外文翻譯等工作，為進一步設計打好基礎。2015年3月102015年3月22日：確定方案，完成開題報告；2015年3月23日2015年5月初：完成裝配圖、主要零部件圖和畢業(yè)設計說明書2015年5月初2015年5中旬：在老師的建議下對畢業(yè)設計文獻進行修改整理2015年5月中旬：完成畢業(yè)設計全部資料，答辯。預期成果： 1 裝配圖、主要零件圖和畢業(yè)設計說明書2 包括根據(jù)設計方案做好的設計說明書等文字性和計算性的部分，并且完成CAD總裝圖、部件圖及零件圖。對板栗切口機的改進設計，在具體的設計過程中，采用新式的傳送鏈設計使大小板栗均能得到開口，并經(jīng)行優(yōu)化系統(tǒng)的設計和計算。采用雙刀設計提高其工作效率和刀具的使用壽命，并將綠色生產(chǎn)理念整合與該設備中，經(jīng)行整體的分析、計算、發(fā)現(xiàn)問題并及時調(diào)整解決，以使完善。五、特色或創(chuàng)新之處1.本板栗切口機的設計特點經(jīng)過充分調(diào)查研究我認為該切口機的優(yōu)點如下：(1) 適應性好，結構簡單，維護方便。 (2) 劃口能力強，切口深度和長度均勻可調(diào)。(3) 外形尺寸小，重量輕，安全可靠使用壽命長。2.創(chuàng)新之處：(1)本切口機采用了傳送鏈板式設計，提高了板栗的切口效率。(2)雙刀片的設計有效的提高了刀具的使用壽命。(3)本切口機結構簡單體積小成本低可適用于大中小規(guī)模的生產(chǎn)。(4)傳送鏈上的凹槽設計，確保每一個栗子無論大小，均可進入模腔受到同樣工序的處理。六、已具備的條件和尚需解決的問題已具備的條件：1.收集了大量的相關文獻資料，查看了機械設計手冊關于板栗切口機設計方面的相關內(nèi)容。2.板栗切口機的工作原理及其設計方法步驟。有待解決的問題：1.若板栗的大小差別較大，還不能實現(xiàn)切口均勻化，需要進一步進行改進，達到真正實現(xiàn)大小不一的板栗切口。2.板栗切口機的結構改進設計，實現(xiàn)工作效率提高。3.切口機的定時清洗設計還不完善，需進一步改進。4.實現(xiàn)高效節(jié)能，綠色環(huán)保，及一體化生產(chǎn)的設計方法。七、指導教師意見指導教師簽名：年 月 日