蘋果自動去皮機設計與研究【含14張CAD圖紙、文檔全套】【NJ系列】

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中國地質(zhì)大學長城學院 本科畢業(yè)論文外文資料翻譯 系 別： 工程技術系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 姓 名： 王東升 學 號： 05211618 2015年 4月 1日 外文資料翻譯譯文 蘋果去皮結構設計 摘要：本次畢業(yè)設計主要研究了以摩擦原理為基礎的蘋果去皮機的設計要點、工作原理及設備的組成。通過對原始數(shù)據(jù)的分析、方案的論證及其相關數(shù)據(jù)的分析計算，完成蘋果去皮機的總體設計，是一種新形式去皮機械結構，能夠更好地服務于蔬果去皮行業(yè)的發(fā)展，更好地適應國內(nèi)外市場的需求，因此具有良好的市場前景。 關鍵詞：蘋果去皮結構； 摩擦； 傳動 1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 技術工藝是衡量一個企業(yè)是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領先于競爭者的重要指標依據(jù)。隨著國內(nèi)蘋果去皮機構市場的迅猛發(fā)展，與之相關的核心生產(chǎn)技術應用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關注的焦點。了解國內(nèi)外蘋果去皮機生產(chǎn)核心技術的研發(fā)動向、工藝設備、技術應用及趨勢，對于企業(yè)提升產(chǎn)品技術規(guī)格，提高市場競爭力十分關鍵。 蘋果制品的主要品種有蘋果條、蘋果片、脫水蘋果泥等。不論何種制品，其加工工藝都要求必須對原料蘋果進行去皮處理，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，保證其外觀、色澤和口感。蘋果去皮的方法主要有人工去皮、化學去皮、機械去皮等。人工去皮的去皮效果較好，但效率低、損失率高，顯然不能適應蘋果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要；化學去皮有熱堿法和低溫去皮液法兩種形式，主要依賴強堿溶液及特配化學去皮液的作用，軟化和松馳蘋果的表皮和芽眼，然后用高壓冷水噴射，達到去皮目的。這種方法對去皮前后的沖洗工藝要求較高，且堿液或去皮液消耗量過大，成本較高，而且這種方法嚴重影響了產(chǎn)品的口感。機械去皮是摩擦去皮形式，主依賴蘋果與蘋果之間及蘋果與金剛砂或橡膠之間的磨擦作用而達到去皮的目的，這種方法去皮效果好、降低了生產(chǎn)成本、減少了環(huán)境污染、操作簡單、速度快、可一人操作、效率高能實現(xiàn)產(chǎn)品利益的最大化。 2 蘋果去皮機的工作原理 蘋果去皮機采用臥式機型，主要包括工作圓筒，工作轉(zhuǎn)盤，機架和傳動部分（詳見原理圖）。當去蘋果去皮機工作時，工作轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，物料由斗形進料口加入，物料落到旋轉(zhuǎn)刷輥表面上的波紋凸起上時，受離心力的作用由刷輥切線方向向上運動，物料不斷的沿工作圓筒壁運動，上升到頂部，又被頂部擋回落入工作盤表面。落到刷輥的粗糙表面并產(chǎn)生摩擦。物料在這樣的往復運動過程中，被猛烈翻滾攪動，從而形成了與刷輥、筒壁及顆粒之間的以翻轉(zhuǎn)、揉搓摩擦為主，撞擊為輔的綜合機械作用效果，從而達到去皮的目的。在摩擦去皮的同時，從進水孔注入清水，及時將擦下的皮通過刷輥與刷輥的縫隙沖至排渣口排出機體。在不停機的情況下，打開出料口的活門，物料由撥盤從出料口卸出。去皮后的蘋果由去皮機構出料口滑槽進入輔助機構，經(jīng)過篩選等輔助工作后再進入下道工序。 3 總結 相信在不久的將來，一旦該產(chǎn)品應用到實際，將大大節(jié)省工作時間，提高工作效率，提高經(jīng)濟效益，同時將為大批量蘋果生產(chǎn)做出巨大貢獻，帶動蘋果產(chǎn)業(yè)更快更好的發(fā)展。機械去皮，以電機為動力，通過帶輪帶動圓筒底部的磨盤旋轉(zhuǎn)。磨盤上表面中間低、邊緣高，呈波浪形。塊莖加入圓筒內(nèi)，因離心力和相互摩擦作用，在圓筒內(nèi)上、下、左、右翻動，并不斷地滾動；而圓筒內(nèi)壁的橡膠，將塊莖彈回，在磨盤和圓筒內(nèi)壁橡膠共同作用下土豆塊莖被均勻地磨去外皮，實現(xiàn)蘋果去皮的目的。去皮時加入清水，再打開側(cè)門，塊莖從側(cè)門排出，皮屑隨水流從磨盤的周圍間隙排出。該機為間歇生產(chǎn)，去皮機工作時，磨盤以一定的速度旋轉(zhuǎn)，滾筒內(nèi)的蘋果在離心力、重力和摩擦力共同作用下，利用蘋果相對于工作磨盤間的相對速度差，將蘋果的皮去掉。 外文原文 Potatoes peeled structure design Abstract: the graduation design is mainly studied on the basis of the principle of friction of potato peeling machine design, working principle and the composition of the equipment. Through the analysis of original data, project demonstration and related data analysis and calculation, the overall design of a complete potato peeler to peel and mechanical structure is a new form, to better serve the fruits and vegetables to the development of leather industry, better adapt to the demand of the market both at home and abroad, so has the good market prospect. Keywords: potatoes peeled structure； Friction； drive 1 the domestic research status Technology is to measure whether an enterprise has the advanced nature, whether have market competitiveness, whether can keep ahead of competitors' important index. With the rapid development of domestic potato peeling agency market, the core of the related production technology and research and development will certainly has become the focus of the industry enterprises. Understand the potato peeling machine in the production of the core technology research and development at home and abroad, process equipment, technology, application and trend, for an enterprise to improve product technical specification, improve the market competitiveness is critical. Potato products the main varieties of potatoes, potato chips, dehydrated mashed potatoes, etc. No matter what kind of products, its processing technology requirements of raw materials to deal with the peel potatoes, to guarantee the quality of the products, ensure its appearance, color and taste. Peel potatoes peeled methods mainly include artificial, chemical peeling, mechanical peeling, etc. Artificial to skin peeling effect is better, but low efficiency, high loss rate, obviously can not adapt to the needs of the development of the potato industrialization; Chemical peeling a hot alkaline or peel and low temperature liquid method in two forms, mainly rely on the strong alkali solution and liquid chemical peeling effect, softening and relaxation potato skins and body-to keep, then use high pressure water jet, peeled. This method the flushing process of before and after peeling the demand is higher, and liquid alkali, peel or consumption is too large, the cost is higher, and this way the serious influence the taste of the product. Mechanical peeling is friction peel form, the main dependence between potato and potato and potato with silicon carbide or rubber friction between role and achieve the goal of peel, good effect of this approach to skin, reduce the production cost, reduced environmental pollution, simple operation, fast speed, can one person operation, high energy efficiency to maximize the interests of the products. 2. the working principle of the potato peeler The potato peeling machine adopts horizontal machine, mainly including working cylinder, work table, frame and transmission parts (see diagram). When to work in the potato peeling machine, wheel rotation, the material by a bucket shape inlet, material fall on the surface of a rotating brush roller corrugated bulge, the effect of the centrifugal force by the brush roller tangent upward movement, material constant along the motion for a cylindrical wall, rise to the top, was at the top of the block back into the working surface of the plate. Into the rough surface and friction brush roll. The reciprocating movement of the material in this process, by violent agitation, and formed with a brush roller, wall and between particles is given priority to with flip, rubbing friction, impact of comprehensive mechanical effects, so as to achieve the aim of the skin. At the same time of friction peel, from inject water into the hole, in a timely manner will be wiped off the skin of the through brush brush roll and roll gap to discharge mouth eduction body. In the case of non-stop, open the discharge valve of mouth, material by dial discharged through the discharge port. After peeling potatoes peel by institutions discharging chute into the auxiliary body, after screening and other auxiliary work again into the next procedure. 3. summary Believe in the near future, once the product is applied to the actual, will greatly save the working time, improve work efficiency, improve the economic benefit, at the same time will make a great contribution for the mass production, giving impetus to the development of potato industry better and faster. Mechanical peeling, powered by motor, through the pulley drive cylinder at the bottom of the spinning mill. Low middle, high edge mill wheel surface, undulate. Tubers to join the cylinder, each other due to centrifugal force and the friction effect, within the cylinder up, down, left, right turn, and constantly rolling; And the rubber cylinder lining, will rebound tuber, in the mill and the cylinder wall under the function of rubber potato tuber is grinding to the skin evenly, achieve the goal of potato peeling. To skin with clear water, and then open the side door, tuber discharge from a side door, dander with flow from the discharge gap around the millstone. The machine for batch production, peeling machine, mill rotate at a certain speed, roller potato in under the action of centrifugal force, gravity and the friction, using potato work relative to the mill, the relative speed difference between the potato skin removed. 中國地質(zhì)大學長城學院畢業(yè)論文開題報告 學生姓名 王東升 學號 05211618 專業(yè)班級 機制6班 指導教師 牛博英 職稱 講師 單 位 長城學院 課題性質(zhì) 設計■ 論文□ 課題來源 科研□ 教學□ 生產(chǎn)■ 其它□ 畢業(yè)設計（論文）題目 蘋果自動去皮結構設計 1、 課題研究的目的和意義 結合當前我們大學所學的機械知識和對蘋果自動去皮機技術的掌握，在目前技術和消費條件允許的情況下，研究設計一種操作更加簡單安全，壽命更長，生產(chǎn)效率更高的蘋果自動去皮機來代替人的手工操作，以提高工作效率、節(jié)省人力資源。通過對蘋果自動去皮機主工作系統(tǒng)的設計，使蘋果自動去皮機能夠更加安全、穩(wěn)定、正常的運行，來提高蘋果自動去皮工序的機械化程度。該方法是在室溫下進行，具有能源消耗低、成本低、無破損、食品外觀良好的優(yōu)點。 本次畢業(yè)設計主要研究了以摩擦原理為基礎的蘋果自動去皮機的設計要點、工作原理及設備的組成。蘋果自動去皮機主要有動力部分、傳動部分、料倉部分和機架部分組成，此次通過對原始數(shù)據(jù)的分析、方案的論證及其相關數(shù)據(jù)的分析計算，完成蘋果自動去皮機的總體設計。 2、 蘋果自動去皮機的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，世界上有79%以上的國家栽種蘋果水果，其種植面積達2000萬公頃，產(chǎn)量3億多噸，位居世界第四名，薯類種植在我國布極非常廣，主要集中在四川、甘肅、黑龍江、河北、內(nèi)蒙、陜西、山西、貴州、云南等地，據(jù)2010年統(tǒng)計，我國蘋果水果種植接近7900萬畝，產(chǎn)量8200萬噸，居世界第一。 國外的蘋果水果制品，如蘋果水果條、蘋果水果片是一種很受歡迎的快餐食品，現(xiàn)已風靡世界的麥當勞、肯德雞等快餐店，其主打產(chǎn)品就是蘋果水果制品。我國的蘋果水果產(chǎn)品加工起步較晚，工藝技術比較落后，還不能形成大規(guī)模，蘋果水果制品的質(zhì)量趕不上國外水平，產(chǎn)量也遠遠滿足不了市場需求，因而加快我國蘋果水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高蘋果水果的附加值，不但能滿足消費者的需求，而且也加快我國貧困地區(qū)的發(fā)展，尤其是西部蘋果水果產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的一條重要途徑。中央關于西部大開發(fā)的決議又為蘋果水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了很好的機會，蘋果水果產(chǎn)業(yè)將大有可為。 蘋果水果制品的主要品種有蘋果水果條、蘋果水果片、脫水蘋果水果泥等。不論何種制品，其加工工藝都要求必須對原料蘋果水果進行去皮處理，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，保證其外觀、色澤和口感。蘋果自動去皮的方法主要有人工去皮、化學去皮、機械去皮等。人工去皮的去皮效果較好，但效率低、損失率高，顯然不能適應蘋果水果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要；化學去皮有熱堿法和低溫去皮液法兩種形式，主要依賴強堿溶液及特配化學去皮液的作用，軟化和松馳蘋果水果的表皮和芽眼，然后用高壓冷水噴射，達到去皮目的。這種方法對去皮前后的沖洗工藝要求較高，且堿液或去皮液消耗量過大，成本較高，而且這種方法嚴重影響了產(chǎn)品的口感。機械去皮是摩擦去皮形式，主依賴蘋果水果與蘋果水果之間及蘋果水果與金剛砂或橡膠之間的磨擦作用而達到去皮的目的，這種方法去皮效果好、降低了生產(chǎn)成本、減少了環(huán)境污染、操作簡單、速度快、可一人操作、效率高能實現(xiàn)產(chǎn)品利益的最大化。 3、 研究內(nèi)容 首先閱讀大量相關文獻資料，教材，包括機械設計制造的原理及方法，總結蘋果自動去皮機在實際應用中的優(yōu)缺點，并針對優(yōu)缺點進行分析。然后針對使用場合和使用環(huán)境，初步確定設計方案，通過對結構的進一步分析優(yōu)化，盡可能的是結構合理化，簡單化。明確該系統(tǒng)的主要組成部分。并針對各個重要組成部分如電動機、帶、帶輪、 鏈條、鏈輪及軸承進行尺寸計算、加工精度的設計及材料的選擇。并且盡量多的使用標準件，以節(jié)約制作加工成本。計算齒輪以及各個重要部件的耐久度，使成品更加耐用。然后對所需部件的優(yōu)化設計，使蘋果自動去皮機更平穩(wěn)，快速，安全的舉到目的，便于生產(chǎn)。最后繪制出一蘋果自動去皮機的機械部分的零件圖和裝配圖。 4、 研究方案 1） 利用中國知網(wǎng)、維普、萬方等數(shù)據(jù)庫完成與畢業(yè)論文相關內(nèi)容的論文的檢索；利用圖書館的圖書資源查閱相關的理論內(nèi)容；充分的利用互聯(lián)網(wǎng)進行資料的檢索收集； 2）查閱資料，掌握現(xiàn)在蘋果自動去皮機設計的一般規(guī)程，了解其在實際使用過程中的利與弊； 3）查閱中英文資料，研究國內(nèi)外蘋果自動去皮機的概況、技術核心及應用發(fā)展情況； 4）整體方案的設計：電動機、帶、帶輪、 鏈條、鏈輪及軸承等的設計； 5）可行性分析：對數(shù)據(jù)進行假設、分析經(jīng)過資料收集確定方案實施； 6）材料的選擇：根據(jù)所設計的蘋果自動去皮機的要求，選擇合適的材料，使其滿足所有強度要求； 7）工藝，尺寸參數(shù)計算：對其中的參數(shù)等進行計算，對材料就行工藝的選擇； 8）零件圖、裝配圖的繪制：用CAD進行繪圖； 9）設計說明書：根據(jù)繪制的圖紙和查的資料撰寫該設計的說明書。 5、 進度安排 2014年12月21日--31日，在指導教師指導下查閱資料，結合畢業(yè)設計課題進行外文資料閱讀，并翻譯外文資料； 2015年1月1日--1月20日，向指導教師匯報開發(fā)設計進展、文獻閱讀情況，并撰寫文獻綜述。完成文獻綜述、外文翻譯的指導工作，將文獻綜述和外文翻譯定稿交與指導老師。經(jīng)指導教師審閱通過后著手畢業(yè)設計的繪圖及設計說明的寫作。 2015年1月21日--3月6日，開始編寫畢業(yè)設計工作計劃，進入畢業(yè)設計的撰寫階段。在假期內(nèi)利用電子郵件等方式與指導教師溝通，修改計劃和設計，指導教師填寫“指導記錄表”。進入畢業(yè)設計繪圖、實驗、實習等階段。 2015年3月8日前，接受學院、系對開題報告、文獻綜述、外文譯文的隨機抽查。提交畢業(yè)設計工作計劃，經(jīng)指導教師審閱同意后實施。 2015年3月9日--3月31日，完成畢業(yè)設計雛形，并定期向指導教師匯報進度，聽取指導教師的意見和指導。 2015年4月1日--4月15日，進入中期檢查階段，根據(jù)檢查情況，填寫“中期檢查表”。 2015年4月17日前，根據(jù)《中國地質(zhì)大學長城學院畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范》完成畢業(yè)設計的寫作。 6、 預期結果 通過對蘋果自動去皮機的設計與研究，全面掌握蘋果自動去皮機基本結構、工作原理以及工作性能特點。并針對現(xiàn)有的一些設計方面的不足之處提出自己的觀點、與改進。并繪制出系統(tǒng)中各主要機構的零件圖和裝配圖。之后設計出一套蘋果自動去皮機的系統(tǒng)，為以后參加工作打下堅實的基礎。 7、 參考文獻 [1] 楊高峰 主編. 本科畢業(yè)論文（設計）指導. --武漢：中國地質(zhì)大學出版社有限責任公司. 2013.2. [2] 濮良貴 陳國定 吳立言 主編. 機械設計. 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編著. --九版. --北京：高等教育出版社，2013.5. [3] 袁祖強 編. 機械設計基礎課程設計指導書. --北京：北京航空航天大學出版社. 2013.2. [4] 付求涯 邱小童 主編. 互換性與技術測量. --北京：北京航空航天大學出版社. 2011.7. [5] 郭克希 王建國 主編. 機械制圖. --2版. --北京：機械工業(yè)出版社. 2009.7. [6] 孫桓 陳作模 葛文杰 主編. 機械原理. 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編. --7版. --北京：高等教育出版社. 2006.5（2012.11重?。? [7] 哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室編. 理論力學.Ⅰ. --7版. --北京：高等教育出版社. 2009.7 [8] 王旭東 周嶺 主編. 機械制圖零部件測繪. --廣州： 暨南大學出版社. [9] 無錫輕工業(yè)學院 天津輕工業(yè)學院 編著．北京輕工業(yè)出版社．1981. [10] 溫詩鑄 黃平 著．摩擦學原理[M] ．清華大學出版社．2002. [11] 張淑娟 編著．立式半夏去皮機的設計與研究 農(nóng)機與食品機械[J] ． 1997年第2期. [12] 于永泗，齊民 主編. 機械工程材料. --8版. --大連：大連理工大學出版社. 2010.1. 指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見： 審查結果： 同 意□ 不 同 意□ 教研室主任簽名： 年 月 日 中國地質(zhì)大學長城學院 本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述 系 別： 工程技術系 專 　業(yè)： 機械設計制造及其自動化 姓 名： 王東升 學 號： 05211618 2015年　4月　1日 引言 隨著我國蘋果產(chǎn)量的不斷發(fā)展和壯大，蘋果的加工數(shù)量也不斷的發(fā)展起來了，蘋果制的產(chǎn)品也越來越多，不論蘋果最終做出什么樣的成品，它的之前都會經(jīng)過清洗、去皮這兩道工序，因為清洗保證了食品的安全衛(wèi)生，去皮保證了成品的口感，所以在加工前，必須將其進行清洗和去皮這兩道工序?，F(xiàn)有的各種去皮方法都各自有一定的局限性。隨著產(chǎn)業(yè)的壯大發(fā)展和社會經(jīng)濟的進步，這就需要一種功能化的機械來提高人們的工作效率，滿足人們對現(xiàn)代化生活的需求，尋找一種優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保的蘋果去皮方法己成為蘋果加工工藝過程中迫切需要解決的問題。 1、 蘋果去皮機的發(fā)展 蘋果制品的主要品種有蘋果條、蘋果片、脫水蘋果泥等。不論何種制品，其加工工藝都要求必須對原料蘋果進行去皮處理，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，保證其外觀、色澤和口感。蘋果去皮的方法主要有人工去皮、化學去皮、機械去皮等。人工去皮的去皮效果較好，但效率低、損失率高，顯然不能適應蘋果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要；化學去皮有熱堿法和低溫去皮液法兩種形式，主要依賴強堿溶液及特配化學去皮液的作用，軟化和松馳蘋果的表皮和芽眼，然后用高壓冷水噴射，達到去皮目的。這種方法對去皮前后的沖洗工藝要求較高，且堿液或去皮液消耗量過大，成本較高，而且這種方法嚴重影響了產(chǎn)品的口感。機械去皮是摩擦去皮形式，主依賴蘋果與蘋果之間及蘋果與金剛砂或橡膠之間的磨擦作用而達到去皮的目的，這種方法去皮效果好、降低了生產(chǎn)成本、減少了環(huán)境污染、操作簡單、速度快、可一人操作、效率高能實現(xiàn)產(chǎn)品利益的最大化。 2、 蘋果去皮機的工作原理 蘋果去皮機采用臥式機型，主要包括工作圓筒，工作轉(zhuǎn)盤，機架和傳動部分（詳見原理圖）。當去蘋果去皮機工作時，工作轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，物料由斗形進料口加入，物料落到旋轉(zhuǎn)刷輥表面上的波紋凸起上時，受離心力的作用由刷輥切線方向向上運動，物料不斷的沿工作圓筒壁運動，上升到頂部，又被頂部擋回落入工作盤表面。落到刷輥的粗糙表面并產(chǎn)生摩擦。物料在這樣的往復運動過程中，被猛烈翻滾攪動，從而形成了與刷輥、筒壁及顆粒之間的以翻轉(zhuǎn)、揉搓摩擦為主，撞擊為輔的綜合機械作用效果，從而達到去皮的目的。在摩擦去皮的同時，從進水孔注入清水，及時將擦下的皮通過刷輥與刷輥的縫隙沖至排渣口排出機體。在不停機的情況下，打開出料口的活門，物料由撥盤從出料口卸出。去皮后的蘋果由去皮機構出料口滑槽進入輔助機構，經(jīng)過篩選等輔助工作后再進入下道工序。 3、 總結 相信在不久的將來，一旦該產(chǎn)品應用到實際，將大大節(jié)省工作時間，提高工作效率，提高經(jīng)濟效益，同時將為大批量蘋果生產(chǎn)做出巨大貢獻，帶動蘋果產(chǎn)業(yè)更快更好的發(fā)展。機械去皮，以電機為動力，通過帶輪帶動圓筒底部的磨盤旋轉(zhuǎn)。磨盤上表面中間低、邊緣高，呈波浪形。塊莖加入圓筒內(nèi)，因離心力和相互摩擦作用，在圓筒內(nèi)上、下、左、右翻動，并不斷地滾動；而圓筒內(nèi)壁的橡膠，將塊莖彈回，在磨盤和圓筒內(nèi)壁橡膠共同作用下土豆塊莖被均勻地磨去外皮，實現(xiàn)蘋果去皮的目的。去皮時加入清水，再打開側(cè)門，塊莖從側(cè)門排出，皮屑隨水流從磨盤的周圍間隙排出。該機為間歇生產(chǎn)，去皮機工作時，磨盤以一定的速度旋轉(zhuǎn)，滾筒內(nèi)的蘋果在離心力、重力和摩擦力共同作用下，利用蘋果相對于工作磨盤間的相對速度差，將蘋果的皮去掉。 參考文獻 [1] 張淑娟 編著．立式半夏去皮機的設計與研究 農(nóng)機與食品機械[J] ． 1997年第2期. [2] 溫詩鑄 黃平 著．摩擦學原理[M] ．清華大學出版社．2002. [3] 王旭東 周嶺 主編. 機械制圖零部件測繪. --廣州： 暨南大學出版社. [4] 哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室編. 理論力學.Ⅰ. --7版. --北京：高等教育出版社. 2009.7 [5] 無錫輕工業(yè)學院 天津輕工業(yè)學院 編著．食品工廠機械與設備[M]/北京輕工業(yè)出版社．1981. [6] 袁祖強 編. 機械設計基礎課程設計指導書. --北京：北京航空航天大學出版社. 2013.2. 長城學院本科畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 系：工程技術系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 檢查日期：2015年4月10日 學生姓名 王東升 論文題目 蘋果去皮結構設計 任務書 已完成（√），進行中（ ） 參考文獻 15篇：其中外文文獻 篇 外文翻譯 已完成（√），進行中（ ）；完成字數(shù)約： 1500 字（翻譯成的漢字字數(shù)） 開題報告 已完成（√），進行中（ ）；完成字數(shù)約： 1200 字 正文 已完成（ ），進行中（√）；完成比比例： 50 % 已完成的 任務 任務書；外文翻譯；開題報告；正文的一部分 待完成的 任務 說明書；CAD圖紙 存在的 問題 說明書計算量比較大 采取的 辦法 多次計算， 指導教師 意見 指導教師簽名： 注：按表中的要求填寫，選項打鉤（√） 1 中國地質(zhì)大學長城學院2015屆畢業(yè)設計 中國地質(zhì)大學長城學院 本 科 畢 業(yè) 設 計 題目 蘋果去皮結構設計 系 別 工程技術系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 王東升 學 號 05211618 指導教師 牛博英 職 稱 講師 2015 年 04 月 20 日 摘 要 蘋果去皮是蘋果進行深加工的主要工序之一。目前，蘋果去皮雖然已經(jīng)開始依靠機械進行生產(chǎn)，但勞動的強度也比較大、生產(chǎn)效率低下。結合當前對蘋果去皮技術的調(diào)研和分析,在目前技術和消費條件允許的情況下研究和設計改造一款操作更加簡單安全,使用壽命更長的蘋果去皮機，使之生產(chǎn)效率更高,以便于節(jié)省人力資源。本文設計了一種基于摩擦原理的小型機械式蘋果去皮結構設備。該設備主要由電動部分、傳動部分和存儲部分組成，該系統(tǒng)通過電動機連接一級減速器帶動滾刷和傳動結構摩擦旋轉(zhuǎn)，由進料口把物料放入滾筒進行工作，通過卸料口卸出物料，從而達到對蘋果去皮的目的，該設計通過對現(xiàn)有設備的數(shù)據(jù)進行分析、方案的研究和數(shù)據(jù)的計算,完成了該蘋果去皮機構的總體設計，通過蘋果去皮機的設計主要工作系統(tǒng),這樣蘋果去皮機可以更安全,穩(wěn)定和正常運行,提高蘋果去皮過程的機械化程度。 關鍵詞： 蘋果去皮機； 摩擦；傳動； 去皮 ABSTRACT The potato skin is one of the main processes, deep processing of potato at present, peel the potatoes have begun to rely on mechanical production, but the production efficiency is low, and the labor intensity is relatively large. Combined with the mechanical knowledge of our university and the potato peeler to master technology, research and design a more simple and safe operation in the current technology and consumption conditions allow, potato peeling machine is longer, the higher production efficiency, in order to save human resources. This paper describes the design of a small friction principle of mechanical equipment based on the potato skin structure. The device is mainly composed of a power part, transmission part and the storage part, when the motor is energized, through a speed reducer drives the rolling brush and transmission structure of friction spinning, and feeding the materials into the cylinder to work, after work is completed, through the discharge port of discharge, so as to achieve the purpose of potato peel the design, calculation and analysis, research and data solutions through the existing equipment data, complete the overall design of the potato peeling mechanism, through the design of the main system of potato peeling machine, such as potato to skin machine can be more secure, stable and normal operation, improve the degree of mechanization of potato peeling process. The design of a reasonable structure, carried out at room temperature, the safe and reliable operation, low energy consumption, low cost, no damage, can protect the good food appearance, high rate of production material. Key words：The potato peeling machine； Friction； Peel； drive 目 錄 1 緒論 1 1.1 蘋果加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢 1 1.2 蘋果原料加工預處理工藝流程簡介 1 1.2.1 蘋果的分級 1 1.2.2 蘋果的清洗 1 1.2.3 蘋果的去皮 2 2 蘋果清洗去皮機的結構設計 2 2.1 工作原理 2 2.2 基本結構 3 2.2.1 去皮機構 3 2.2.2 清洗機構 3 3 撥料盤和刷輥的設計 4 3.1 撥料盤部件的設計 4 3.1.1 螺旋機輸送量的確定 5 3.1.2 螺旋機功率的確定 5 3.1.3 螺旋直徑的確定 5 3.1.4 螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定 6 3.1.5 螺距的確定 7 3.1.6 物料輸送速度的確定 7 3.2 刷輥部件的設計 8 4 電動機的計算選型 9 4.1 電動機的選擇 9 4.1.1 選擇電動機類型和結構型式 9 4.1.2 選擇電動機的容量 9 4.2　傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 9 4.2.1 各軸轉(zhuǎn)速 10 4.2.2 各軸輸入功率 10 4.2.3 各軸輸出功率 11 4.2.4 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 11 4.2.5 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 11 5 減速器設計計算 12 5.1 齒輪設計 12 5.2 減速器結構設計 16 5.2.1機體結構 16 5.2.2鑄鐵減速器機體的結構尺寸 16 5.3 軸設計 18 5.3.1 計算齒輪受力 18 5.3.2 計算支承反力 19 5.3.3 畫軸轉(zhuǎn)矩圖 19 5.3.4 許用應力 20 5.3.5 校核軸徑 20 5.4 軸承的選型 20 5.5 鍵的選型 21 5.5.1 輸入軸軸與帶輪的聯(lián)接 21 5.5.2 輸出軸與大齒輪的聯(lián)接 22 參考文獻 24 致 謝 25 1 緒論 1.1蘋果加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢 目前, 世界上有超過79%的國家種植蘋果,種植面積達到2000萬公頃,產(chǎn)量3億噸,居小麥、玉米、水稻產(chǎn)量之后位于世界第四名,蘋果種植在我國分布很廣,主要集中在山西、甘肅、四川、云南、黑龍江、內(nèi)蒙古、河北、陜西、貴州等地,根據(jù)2010年的統(tǒng)計數(shù)據(jù),中國的蘋果種植近7900萬畝,產(chǎn)量8200萬噸,居世界第一。 國外蘋果主要加工用于，小比例用于新鮮食品,美國80%的用于加工,在法國有62%,在荷蘭有41%,在英國有42%，而中國的蘋果用于蔬菜形式,用于加工處理所占的比例還不到12%。蘋果蔬菜味道很差,不是很受歡迎,所以價格很低,每年會有15%的蘋果腐爛,浪費,嚴重影響農(nóng)民的經(jīng)濟利益和發(fā)展的熱情,這種現(xiàn)象是不利于中國蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 蘋果產(chǎn)品主要在國外,比如薯條、薯片是一種流行的快餐,麥當勞,肯德基快餐店風靡全球,其旗艦產(chǎn)品全是蘋果產(chǎn)品。我國蘋果制品加工起步較晚,技術相對落后,還不能形成一個大規(guī)模,蘋果制品質(zhì)量比外國產(chǎn)出水平較落后,照目前的發(fā)展來看，蘋果遠不能滿足市場的需求,從而加速我國蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提高蘋果的附加值,不僅要滿足消費者的需求,而且在中國貧困地區(qū)加快發(fā)展,特別是重要的經(jīng)濟發(fā)展西部地區(qū)的蘋果帶來一個很好的機會來解決西部地區(qū)的發(fā)展蘋果產(chǎn)業(yè),蘋果產(chǎn)業(yè)將有一個輝煌的未來。 蘋果產(chǎn)品有薯片、薯條、脫水蘋果泥。不管什么樣的產(chǎn)品,原材料的處理是需要去皮加工,保證產(chǎn)品質(zhì)量,外觀,顏色和味道?，F(xiàn)有的蘋果去皮方法有人工去皮、機械去皮、化學去皮等。人工去皮效果好,但效率低,損失率高,顯然不能滿足蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,化學處理主要依賴于堿性液和特殊化學脫皮液,然后使用高壓水流沖洗實現(xiàn)去皮。這種去皮的方法脫皮液體消耗太大,成本高,嚴重影響產(chǎn)品的味道。機械去皮主要依賴蘋果的摩擦達到目的,這種方法具有良好的效果,并降低生產(chǎn)成本,減少環(huán)境污染,操作簡單,速度快,可以最大限度地操作,效率高,實現(xiàn)產(chǎn)品的好處。 1.2 蘋果原料加工預處理工藝流程簡介 1.2.1 蘋果的分級 蘋果根據(jù)不同的分級分類,包括成熟度分級,大小分級和顏色分級。常見的蘋果分級方法有手工分類和機械的分類。 1.2.2 蘋果的清洗 蘋果清洗的主要是清洗附加表面灰塵和沉積物中微生物和化學產(chǎn)品,確保清潔對農(nóng)藥的殘留,主要有手工清洗和機械清洗兩種。 1.2.3 蘋果的去皮 基本上所有的蘋果皮膚粗糙、不規(guī)范應該削皮,提高蘋果去皮的質(zhì)量方法目前,如下: 手工剝皮: 通過刀和工具達到人工去皮,去皮清潔、低損耗、低效率。 機械去皮: 主要用于常規(guī)的生水果和蔬菜的形狀。 化學去皮: 利用堿腐蝕表層溶解在蔬菜?；瘜W處理后的水果和蔬菜應浸泡在水里,清洗,反復修改直到表面是干凈的,沒有味道咸。 2 蘋果清洗去皮機的結構設計 在蘋果去皮過程中主要考慮摩擦表面光滑,沒有傷害,剝落的過程中沒有污染。同時,考慮到經(jīng)濟和實用，用較少的投入獲得更好的經(jīng)濟效益。 2.1工作原理 蘋果去皮機的結構如圖2-1所示： 圖2-1蘋果去皮機結構圖 蘋果去皮機工作時，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn),蘋果由進料口進入,蘋果在旋轉(zhuǎn)毛刷輥表面,從離心力的作用毛刷輥切方向,材料常沿滾筒壁運動,上升到頂部,轉(zhuǎn)到最高職位。粗糙表面和摩擦輥。材料的過程中輥的往復運動,實現(xiàn)摩擦去皮的目的。摩擦皮膚的同時,從進水口洞水同時,擦拭表面去除的污漬。最后材料從出料口卸出。 2.2基本結構 2.2.1 去皮機構 本次設計蘋果去皮機采用臥式機型，主要包括工作圓筒，工作轉(zhuǎn)盤，機架和傳動部分。（見原理圖） 一、機架 機架作為輔助材料 ,要有足夠的強度和剛度,可以整個鑄鐵鑄造,加工復雜。電機安裝在框架的下部,這樣整個結構緊湊合理。 二、撥料輸送裝置 材料從進料口加入,轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時,材料受到螺旋葉片沿軸向方向的作用力軸向移動。 三、傳動系統(tǒng) 常用的機械傳動方法又可供選擇： ① 帶傳動 通過皮帶傳動,它具有過載保護功能,緩沖吸收效果,穩(wěn)定操作,沒有噪音,適合長距離傳動,制造和安裝精度不高、低成本、傳動范圍通常是2～5。 ② 齒輪傳動 傳動效率高,恒定傳動比,結構緊湊,使用壽命長,但制造、安裝精度高,中心距較大,可以實現(xiàn)大傳動比(i = 60)。 ③ 鏈傳動 實現(xiàn)平行軸傳動,不能保持恒定傳動比操作,傳動不平穩(wěn),用于低速傳輸(i = 8)。 ④ 蝸桿傳動 結構緊湊，傳動平穩(wěn)，效率低，制造要求精度高，成本較高（i≤120）。 因為裝料裝置的設計和毛刷輥需要不同的速度,從整體和經(jīng)濟因素考慮采用混合傳動皮帶傳動和齒輪傳動組合。因為不要求高轉(zhuǎn)速,預選8級電動機。 2.2.2 清洗機構 箱體采用不銹鋼材質(zhì)、不腐蝕,干凈衛(wèi)生,下部有排渣口,經(jīng)水洗系統(tǒng)不斷沖洗,皮屑脫落可以流到儲存器中，見圖2-2。 圖2-2蘋果去皮機清洗機構 3 撥料盤和刷輥的設計 3.1 撥料盤部件的設計 撥料盤如圖3 - 1所示,其結構由一個毛刷輥、半圓槽和其安裝軸承、螺旋旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，材料通過入口進入,從另一端的卸料口取出。 圖3 - 1撥料盤 3.1.1 螺旋機輸送量的確定 螺旋機的輸送量是指在特定的時間內(nèi)輸送完所需的物料量，由于去皮機構在摩擦去皮過程中，蘋果要不停翻滾碰撞摩擦，需要較大空間，以達到徹底清理。本設計選取的輸送量為：Q=100(kg/h)。 3.1.2 螺旋機功率的確定 螺旋機的功率由螺旋機制的運行阻力決定。其阻力包括以下幾類: 1）物料與刷輥的磨擦力 2）物料與螺旋葉片的磨擦力 3）物料被攪拌產(chǎn)生的阻力 4）軸承的磨擦力 因為這些阻力計比較抽象,一般根據(jù)以下公式計算: N0=kQ/367(ω0L+H) N0—螺旋軸上所需功率(kW) k—功率貯備系數(shù)(1.2～1.4) Q—輸送量(t/h) ω0—物料阻力系數(shù) （選6.2） L —螺旋機進出口水平投影長度(m) H —螺旋機進出口垂直投影長度(m) N0=kQ/367·(ω0L+H)=1.4×2/367×（6.2×10.2）=45.8W 那么螺旋機驅(qū)動裝置的額定功率為 N1=N0/（η1η2） η1—減速機的傳動效率，η1=0.9 η2—三角帶的傳動效率，η2=0.95 N1=N0/（η1η2）=45.8/0.9/0.95=53.6W 3.1.3 螺旋直徑的確定 因為：Q=47 k1AψcρD2.5 （t/h） 所以：　　 令：　　　　　　　(m)　 　　　　　　　 式中，K值見表3-1。 表3-1 ψ、K、A值 物料塊度 物料的磨磋性 物料種類 填充系數(shù)ψ 推薦的螺旋葉片形狀 K A 粉 狀 無磨性、半磨磋性 石灰粉、石墨 0.35~0.40 全葉式 0.0415 75 粉 狀 磨磋性 干爐灰、水泥 0.25~0.30 全葉式 0.0565 35 粒 狀 無磨性、半磨磋性 谷物、泥煤 0.25~0.35 全葉式 0.0490 50 粒 狀 磨磋性 砂、型砂、爐渣 0.25~0.30 全葉式 0.0600 30 小塊狀 α＜60mm 無磨性、半磨磋性 煤、石灰石 0.25~0.30 全葉式 0.0537 40 小塊狀 α＜60mm 磨磋性 卵石、砂巖 0.20~0.25 全葉式或帶式 0.0645 25 中等及大塊 α＞60mm 無磨性、半磨磋性 塊煤、塊石灰 0.20~0.25 全葉式或帶式 0.0600 30 大塊度 α＞60mm 磨磋性 干粘土、硫礦石 0.125~0.20 全葉式或帶式 0.0795 15 表3-2 撥料盤傾斜修正系數(shù)c 傾斜角β 0° ≤5° ≤10° ≤15° ≤20° c 1.00 0.90 0.80 0.70 0.65 3.1.4 螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定 輸送物料時,應控制在一定螺旋轉(zhuǎn)數(shù),物料運動不影響其特性,如果速度太低運輸量達不到。因此,螺桿的旋轉(zhuǎn)速度是決定根據(jù)運輸能力和材料的特點,應該保證一定的輸送量,不使物料受力太大而被拋起,以致降低傳動效率,因此有一定的實際速度和最大速度之間的關系,即： 即： 式中： ----常數(shù) （見表3-2）。 D----螺旋外徑 （m） 求得的螺旋軸轉(zhuǎn)速，應圓整為表3-3所列的螺旋軸標準轉(zhuǎn)速。 表3-3 撥料盤螺旋軸轉(zhuǎn)速系列(r/min) 20 30 35 45 60 75 90 120 150 190 3.1.5 螺距的確定 螺距h通常為： h=k1D (m) 式中：k1——螺距和螺桿直徑的比值,和材料的性質(zhì)有關,通常k1 = 0.7 ~ 1。 h=k1D=0.7×0.5=0.35 (m) 3.1.6 物料輸送速度的確定 物料的軸向輸送速度ν的計算: (m/s) 式中：h---螺旋節(jié)距(m)； ns---螺旋轉(zhuǎn)速(r/min)。 (m/s) （1）螺旋直徑 (m) 根據(jù)上表選擇各參數(shù) (m) 因為撥料盤的螺旋直徑應進行圓整，取D=500mm。 （2）螺距 h=0.7D h=k1D=0.7×0.5=0.35 [m] 所以螺距為350mm。 （3）軸徑 d=(0.2~0.35)D 取 d=0.2D=0.2×500=100mm 所以軸徑為100mm。 （4）進料口、出料口 進料口連接螺旋機和進料漏斗,進料口應該安裝在機蓋根據(jù)材料入口的大小。 出料口由鋼板焊接而成，直接開在輸入軸的對側(cè)。 3.2 刷輥部件的設計 刷輥材料通過特殊處理,耐用,耐磨性好,表面粗糙度旋轉(zhuǎn)清洗毛刷輥材料表面粗糙。 箱體內(nèi)共18支刷輥，刷輥直徑為20mm，刷輥兩端由軸承支撐，兩側(cè)刷輥轉(zhuǎn)向相反，左側(cè)刷輥逆時針轉(zhuǎn)動，右側(cè)刷輥順時針轉(zhuǎn)動，保證物料受摩擦力切線方向向上。刷輥轉(zhuǎn)速初選650r/min。 根據(jù)設計要求：工作效率：100（kg/h）。工作時，物料分布在各刷輥上,刷輥與物料之間的摩擦系數(shù)為0.5，刷輥直徑100mm，刷輥所受最大扭矩T計算如下： T=FL=1000×0.5×0.05=25N·m 其所需功率： N=Tn/9550=25×650/9550=1.7KW 那么刷輥驅(qū)動裝置的額定功率為 N2=N/（η1·η2） η1—減速機的傳動效率，η1=0.9 η2—三角帶的傳動效率，η2=0.95 N2=N/（η1·η2）=1.7/0.9/0.95=1.99KW 4 電動機的計算選型 4.1 電動機的選擇 4.1.1 選擇電動機類型和結構型式 電動機有交流電機和直流電機。由于直流電機需要直流電源,,結構復雜,價格高,維護不方便,所以沒有特殊要求不應使用。 電動機類型根據(jù)電源類型、工作條件、負荷特性、起動、制動和起動性能,逆轉(zhuǎn)的頻繁程度、速度和速度性能要求確定。 4.1.2 選擇電動機的容量 電動機的容量是根據(jù)電動機運行時發(fā)熱條件下決定的。其發(fā)熱與電機的運行狀態(tài)。有三種運行態(tài),長期連續(xù)操作,短期操作和重復短期操作。根據(jù)等效功率法計算并檢查過載能力和起動轉(zhuǎn)矩,短期運行的長期運行加載和重復短時操作能力。 由上面計算可得： =N1+N2=0.536+1.99=2.436KW 該蘋果去皮機在常溫下工作,采用三相交流電,電壓380V。根據(jù)以上兩點選用Y2-132M-8型3KW電動機。 Y2-132M-8電動機的主要性能如下表格所示： 表4－1 Y2-132M-8電動機的主要性能 額定功率（kw） 轉(zhuǎn)速（r/min） 電流（A） 效率（%） 功率應數(shù)（cosφ） 額定轉(zhuǎn)矩 3 705 7.9 79 0.73 2 4.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 螺旋軸轉(zhuǎn)速，查設計手冊知Y2-132M-8型3KW電動機轉(zhuǎn)速 ，則總傳動比i=705/45=15.6。分配傳動比：傳動帶傳動比i1=3.3，齒輪傳動比i1=4.7。 因為設計減速器的傳動比為4.7,所以直齒圓柱齒輪傳動減速機可以滿足條件。 連接順序 1.電動機-2.平鍵-3.帶輪減速器-4.平鍵-5.齒輪減速器-6.花鍵-7.螺旋軸輸送機 軸承、齒輪等的效率查機械設計手冊得 表4-2 各零件間的傳動效率 項目 效率 滾動軸承（每對） 0.98~0.995 滑動齒輪（每對） 0.97~0.99 彈性聯(lián)軸器 0.99~0.995 齒輪聯(lián)軸器 0.99 萬向聯(lián)軸器 0.97~0.98 具有中間可動元件的聯(lián)軸器 0.97~0.99 一對齒輪（開式） 0.94~0.96 一對齒輪（閉式） 0.96~0.99 一對三角帶 0.95 4.2.1 各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ 軸 n1=nm/i1 =705/3.3 =213.6r/min Ⅱ軸 n2=n1/i2 =213.6/4.7 =45.4r/min 螺旋軸 n3=n2=45.4r/min 4.2.2 各軸輸入功率 Ⅰ 軸 P1 =P額·η帶輪 =3×0.95 =2.85KW Ⅱ 軸 P2 =P1·η軸承1·η軸承2·η齒輪 =2.85×0.98×0.99×0.96 =2.65KW 螺旋軸 P3=P2·η聯(lián) =2.65×0.99 =2.62KW 4.2.3 各軸輸出功率 Ⅰ 軸 P1＇=P1·η軸承 =2.85×0.98 =2.793KW Ⅱ軸 P2＇= P2·η軸承 =2.65×0.98 =2.597KW 螺旋軸 P3＇= P3·η軸承 =2.62×0.98 =2.57KW 4.2.4 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機的輸出轉(zhuǎn)矩 Td=9550×Pd/nm =9550×3/705 =40.6N·m Ⅰ軸 T1= Td·η帶輪 =40.6×0.99 =40.2N·m Ⅱ軸 T2= T1·i·η軸承1·η軸承2·η齒輪 =40.2×4.7×0.98×0.99×0.96 =175.98N·m 主軸 T3= T2·η聯(lián) =175.98×0.99 =174.22N·m 4.2.5 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 Ⅰ 軸 T1＇= T1·η軸承 =40.2×0.98 =39.4N·m Ⅱ 軸 T2＇= T2·η軸承 =175.98×0.98 =172.46N·m 主軸 T3＇= T3·η軸承 =174.22×0.98 =170.74N·m 運動和動力參數(shù)計算結果整理于下表： 表4-3 運動和動力參數(shù)計算 軸 名 功 率 P (KW) 轉(zhuǎn) 矩 T（N·m） 轉(zhuǎn)速 n (r/min) 傳動比i 效 率 輸 入 輸 出 輸 入 輸 出 電動機軸 3 40.6 1440 1 0.99 Ⅰ 軸 2.85 2.793 40.2 39.4 1440 4.7 0.93 Ⅱ 軸 2.65 2.597 175.98 172.46 308.35 1 0.99 螺旋軸 2.62 2.57 174.22 170.74 308.35 5 減速器設計計算 5.1 齒輪設計 齒輪材料應滿足以下條件： 1) 齒面有足夠的硬度,為了獲得較高的點狀腐蝕和耐磨料磨損和塑性流動的阻力; 2) 有足夠的可變負荷和沖擊載荷下的彎曲疲勞強度; 3）具有良好的加工及熱處理工藝； 4）較低的價格。 根據(jù)以上條件使用合金鋼，硬齒面齒輪是目前的發(fā)展趨勢，以保證其齒根彎曲強度。 本次設計的任務是預期壽命10年，每年達到工作300個工作日，在投入使用期限內(nèi)，工作時間占其20%。 根據(jù)以上要求，該設計選用的齒輪材料為20CrMnTi，滲碳淬火處理，硬度60HRC。齒數(shù)比u=i=4.7計算步驟如下： 表5-1 齒輪的校核計算 計算項目 計算內(nèi)容 計算結果 齒面接觸疲勞強度計算 1.初步計算 轉(zhuǎn)矩T1 T1=40.2N·m T1=402000N·mm 齒寬系數(shù)Φd 取Φd=0.5 Φd=0.5 解除疲勞極限σHlim σHlim1=1650Mpa σHlim2=1400Mpa 許用接觸應力[σH] [σH1]≈0.9σHlim1=0.9×1650 [σH2]≈0.9σHlim2=0.9×1400 [σH1]=1485Mpa [σH2]=1260Mpa Ad值 取Ad=85 Ad=85 小齒輪直徑d1 d1≥Ad =85×=33.5 取d1=40mm 初步齒寬b b=ψd d1=0.5×40=20 b=20mm 2. 校核計算 圓周速度ν ν=πd1n1/(60×1000) =π×40×213.6/（60×1000） =0.5 ν=0.5m/s 精度等級 選8級精度 齒數(shù)z和模數(shù)m 初取齒數(shù)z1=10, z2= iz1=4.7×10=47 m= d1/z1=40/10=4 取m=4 則z1= d1/m=40/4=10 z2= iz1=4.7×10=47 m=4 z1=10 z2=47 使用系數(shù)KA KA=1.75 動載系數(shù)KV KV=1.18 齒向載荷分布系數(shù) 載荷系數(shù)K =1.75×1.18×1.21×1.23 =3.07 K=3.07 彈性系數(shù)ZE ZE=189.8MPa 節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH ZH=2.5 續(xù) 表 計算項目 計算內(nèi)容 計算結果 接觸最小安全系數(shù)SHmin SHmin=1.05 總工作時間th th=10×300×8×0.2 th=4800h 應力循環(huán)系數(shù)NL 估計1071.2δ 10 齒輪端面與內(nèi)機壁距離 Δ2 >δ 10 軸承端蓋凸緣厚度 t (1～1.2)d3 7 凸臺高度 h 根據(jù)低速軸承外徑確定 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 s 盡量靠近 D2 軸承端蓋外徑 D2 軸承孔直徑（5～5.5）d3 D+40 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 (0.3～0.4) df 6 定位銷直徑 d (0.7～0.8) d2 6 軸承旁凸臺半徑 R1 c2 11 外機壁至軸承座端面距離 l1 c1+c2+（8～12） 50 大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離 Δ1 >1.2δ 10 齒輪端面與內(nèi)機壁距離 Δ2 >δ 10 軸承端蓋凸緣厚度 t (1～1.2)d3 7 凸臺高度 h 根據(jù)低速軸承外徑確定 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 s 盡量靠近 D2 軸承端蓋外徑 D2 軸承孔直徑（5～5.5）d3 D+40 表5-4 c值 螺栓直徑 M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 C1min 13 16 18 22 26 34 40 C2min 11 14 16 20 24 28 34 沉頭座直徑 20 24 26 32 40 48 60 5.3 軸設計 輸入軸采用齒輪軸，材料是20CrMnTi。根據(jù)機械設計手冊表15-3 取A= 102 于是得： 輸入軸草圖如下： 圖5－1 小齒輪軸 輸出軸的材料為40Cr?？估瓘姸圈襜= 980MPa抗拉強度，屈服強度σs= 785MPa，根據(jù)機械設計手冊表15-3 取A= 102 于是得 輸出軸草圖如下 圖5－2 輸出軸 5.3.1 計算齒輪受力 大齒輪直徑： d2=188mm 轉(zhuǎn)矩： T2=175980N·mm 圓周力： 徑向力： Fr= Ft·tanα=1872.1×tan20°=681.4N 軸向力： 因為直齒輪傳動，所以Fa=0 畫小齒輪軸受力圖（見圖a） 5.3.2 計算支承反力 水平面受力（見圖b） ×75+Fr×33=0 =－300N Fr×42－×75=0 =381.6N 垂直面受力（見圖d） ×75－Ft×33=0 =823.7N Ft×42－×75=0 =1048.4N 5.3.3 畫軸轉(zhuǎn)矩圖 水平彎矩圖(見圖c) Mxy 垂直彎矩圖(見圖e) Mxz 合成彎矩圖(見圖f) M合 軸受轉(zhuǎn)矩 T=T2=175980 N·mm 圖5-3 各軸的受力圖 5.3.4 許用應力 許用應力值 用插入法查表得： [σ0b]=140MPa [σ-1b]=82.5MPa 應力校正系數(shù) 當量轉(zhuǎn)矩 αT=0.59×175980=103828.2N·mm 當量彎矩 在小齒輪中間截面處 5.3.5 校核軸徑 齒根圓直徑 df2=d2－2(ha+c)mn =188－2(1+0.25)×4 =178mm 軸徑 所以軸徑檢驗合格。 5.4 軸承的選型 輸入軸的軸承選用一對GB/T276－6009的深溝球軸承。 輸出軸的軸承選用一對GB301－8208的推力球軸承和兩對GB/T276－6308的深溝球軸承。 輸出軸上深溝球軸承的選擇計算： 由于軸承型號未確定，C0r、e、X、Y值都沒有辦法確定，先采用試行計算。下面采用預選軸承的方法。(軸承預期使用壽命=24000h) 首先選取6208與6308兩種深溝球軸承進行計算，由機械設計手冊查得軸承數(shù)據(jù)如下表。 表5-4 軸承數(shù)據(jù) 方案 軸承型號 Cr/N C0r/N D/mm B/mm N0/(r/min) 1 6208 29500 18000 80 18 8000 2 6308 40800 24000 90 23 7000 計算步驟與結果列于下表 表5-5 計算步驟 計算項目 計算內(nèi)容 計算結果 6208軸承 6308軸承 Fa/C0r Fa/C0r=0/ C0r 0 0 e 查機械設計手冊表18-7 -- -- Fa/Fr Fa/Fr=0 Fa/Fr≤e Fa/Fr≤e X、Y 查機械設計手冊表18-7 X=1,Y=0 X=1,Y=0 沖擊載荷系數(shù)fd 查機械設計手冊表18-8 1.2 1.2 當量動載荷P P=fd(XFr+YFa)=1.2(1×828.88+0) 994.66N 994.66N 計算額定動載荷 4002N 4002N 基本額定動載荷Cr 查機械設計手冊手冊 29500> 40800> 結論:選用6208和6308深溝球軸承都可以滿足軸承壽命的要求。 5.5 鍵的選型 5.5.1 輸入軸與帶輪的聯(lián)接 鍵的校核： 已知軸直徑d=42mm，鍵的尺寸為b×h×l=12×8×30mm,傳遞的扭轉(zhuǎn)力偶矩Me=40.2N·m,鍵的許用應力[τ]=100Mpa,許用壓強[σbs]=35Mpa. 首先校核一下該平鍵的剪切強度。將該平鍵沿n-n截面分成兩個部分，并把n-n下面和軸作為一個整體考慮。假設n-n截面上的切應力分布均勻，所以n-n截面上的剪力Fs為： Fs=Aτ=blτ 式(5.1) 對軸心取矩，由平衡方程,得 故有 圖5-5 鍵受力圖 因此平鍵滿足剪切強度條件。 再次校核該平鍵的擠壓強度?？紤]該平鍵在n-n截面以上的部分的力分布均勻平衡，在n-n截面上的剪力應為Fs= blτ，右側(cè)面上的擠壓力為 投影于水平方向，由平衡方程得 Fs=F 由此求得 所以該平鍵也滿足擠壓強度要求。 5.5.2 輸出軸與大齒輪的聯(lián)接 鍵的校核： 已知軸直徑d=40mm，鍵的尺寸為b×h×l=12×8×28mm,扭轉(zhuǎn)力偶矩Me=175.98N·m,平鍵的許用應力為[τ]=100Mpa,許用壓強為[σbs]=100Mpa。 首先校核一下該鍵的剪切強度。將該平鍵沿n-n截面分成兩個部分，并把n-n下面和軸作為一個整體考慮。假設n-n截面上的切應力分布均勻，所以n-n截面上的剪力Fs為： Fs=Aτ=blτ 對軸心取矩，由平衡方程, 得 所以 所以平鍵滿足剪切強度條件。 再次校核該平鍵的擠壓強度?？紤]該平鍵在n-n截面以上的部分的力分布均勻平衡，在n-n截面上的剪力應為Fs= blτ，右側(cè)面上的擠壓力為 投影于水平方向，由平衡方程得 Fs=F 因此 所以平鍵也滿足擠壓強度要求。 參考文獻 [1] 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[15] 徐灝 主編．機械設計手冊[M]．北京機械工業(yè)出版社．1999.1. 致 謝 本次畢業(yè)設計任務是完成蘋果去皮結構的設計。這次的設計涉及的內(nèi)容非常全面，并鞏固在大學四年的學習知識的全面總結，幫助我了解和掌握從事設計的基本方法，通過這次設計把理論和實踐連接起來。貫穿大學四年的綜合知識，使理論與實踐緊密結合在一起，為我今后的工作奠定了堅實的基礎。這是一個非常全面的、系統(tǒng)的設計，很鍛煉人。從開始的搜集資料到最終的設計，涉及到的領域包括：機械制圖，機械原理，機械設計，工程材料，材料力學等等。通過設計實踐，提高自己的計算，繪圖能力；使我能夠熟練使用參考資料，計算圖表，設計手冊，熟悉相關的國家標準。主要內(nèi)容包括蘋果去皮機的結構設計，材料的應力分析，主要參數(shù)的選擇，對主要零件進行了計算和分析，一個完整的理論和設計計算，結合組件和整個設計的零件圖，更加直觀的證明。一個蘋果去皮機的關鍵部件——驅(qū)動軸進行了詳細的力學分析和計算，得出彎曲扭矩圖，通過理論和大量的計算表明，該傳動軸結構的可行性和性能特點。結構設計也是基于的理論基礎，相應的計算，文獻閱讀，在出售其機械產(chǎn)品公司在線訪問，了解其相關知識。從以上搜集、論證和查閱蘋果去皮機的基本設計，本次設計方案是可行的。 我深深地意識到，要成為一個合格的工程技術人員只是僅僅掌握專業(yè)知識是不夠的，應該有一個更深刻的認識，如在計算機領域的應用，各種產(chǎn)品性能的認識，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀和其他各種方面的能力。 本次畢業(yè)設計工作量巨大，從一開始的什么都不知道不了解到找到信息完成設計過程中，花費了我大量的時間和精力，從經(jīng)驗中了解到作為一個工程的學生必須要有耐心、踏實、嚴謹?shù)膽B(tài)度，持久穩(wěn)定，更對自己的職業(yè)情感和精神。通過幾個月的努力，這是我創(chuàng)作的設計要完成的任務，充滿了喜悅和成就感。在設計過程中，在老師的精心指導，從整個過程一步一步的話題總是細心指導我確定設計步驟，讓我從中受益很多，充實了許多教科書不扎實的知識，這樣的設計能夠按計劃完成在設計過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關的書籍、手冊以及老師的精心指導，都得到了解決，設計過程基本順利完成。 這最后的設計結果，不是我一個人的勞動，而是所有幫助過我的人和我的杰作。因此，在這種場合的成功完成的設計，我再次向所有給予指導，幫助和鼓勵我完成設計的人，致以最誠摯的感謝！同時也感謝百忙之中抽出時間來審閱我的老師致以親切的問候！當然，由于時間較短，我的設計還存在者許多不足，也希望老師給與指正！ 25