蘋(píng)果去皮機(jī)設(shè)計(jì)-臥式滾筒型【含CAD圖紙】
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山西工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)生姓名:賀旭健專(zhuān)業(yè):機(jī)械電子工程學(xué)號(hào):180533031指導(dǎo)教師:鄭曉霞所屬系(部):機(jī)械電子工程系二二年五月蘋(píng)果去皮機(jī)設(shè)計(jì)摘 要現(xiàn)在盡管蘋(píng)果的去皮作業(yè)已經(jīng)慢慢的開(kāi)始向機(jī)械化轉(zhuǎn)變,但相對(duì)而言其勞動(dòng)強(qiáng)度較大,生產(chǎn)作業(yè)效率較低。我國(guó)現(xiàn)有的蘋(píng)果剝皮設(shè)備還存在著諸多問(wèn)題。本設(shè)計(jì)中我設(shè)計(jì)了一種使用摩擦原理的小型蘋(píng)果剝皮的機(jī)械設(shè)備,不再需要人工將所有蘋(píng)果逐一插到固定針上固定了。本文設(shè)計(jì)的機(jī)器設(shè)備主要由傳動(dòng)作業(yè)機(jī)構(gòu)、存儲(chǔ)作業(yè)機(jī)構(gòu)和電氣作業(yè)機(jī)構(gòu)組成,蘋(píng)果從進(jìn)料口進(jìn)入到機(jī)器設(shè)備里面,通過(guò)電機(jī)、減速器的驅(qū)動(dòng),螺旋撥料盤(pán)的旋轉(zhuǎn)對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行摩擦作業(yè),從而滿足對(duì)蘋(píng)果的去皮的目的。這次的設(shè)計(jì)研究的對(duì)現(xiàn)有機(jī)器設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)予以一定的分析研究,結(jié)合真實(shí)的作業(yè)情況完成了蘋(píng)果去皮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),蘋(píng)果去皮機(jī)器的運(yùn)行操作能夠更加穩(wěn)定、安全,從而提高了蘋(píng)果去皮加工的機(jī)械化程度。關(guān)鍵詞:蘋(píng)果去皮機(jī);機(jī)械化;去皮 Apple automatic peeling machineABSTRACTAlthoughApplespeelingoperationhasslowlybeguntoshifttomechanization,relativelyspeaking,itslaborintensityisrelativelylarge,andproductionefficiencyislow.TherearestillmanyproblemsinChinasexistingapplepeelingequipment.Inthisdesign,Idesignedasmallapplepeelingmechanicaldevicethatusestheprincipleoffriction.Thereisnoneedtomanuallyinsertalltheapplesonebyoneonthefixedpin.Themachineequipmentdesignedinthispaperismainlycomposedofatransmissionoperationmechanism,astorageoperationmechanismandanelectricaloperationmechanism.Appleentersthemachineandequipmentfromthefeedport,andisdrivenbythemotorandreducer.,Tomeetthepurposeofpeelingapples.Inthisdesignstudy,therelevantdataoftheexistingmachineequipmentisanalyzedandcombinedwiththeactualoperatingconditionstocompletetheoverallstructuredesignoftheApplepeeler.TheoperationoftheApplepeelercanbemorestableandsafe.Increasedthedegreeofmechanizationofapplepeelingprocessing.Keywords: apple automatic peeling machine; mechanization; peelingiii 目 錄摘 要iAbstractii1引言12蘋(píng)果加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及蘋(píng)果的功效22.1蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀22.2蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)中存在的一些問(wèn)題22.3蘋(píng)果的作用32.4蘋(píng)果的存儲(chǔ)32.5蘋(píng)果的加工處理流程簡(jiǎn)介42.5.1蘋(píng)果的等級(jí)劃分42.5.2蘋(píng)果的清洗52.5.3蘋(píng)果的去皮52.6蘋(píng)果去皮清洗的必要性52.7蘋(píng)果去皮機(jī)械化的意義63蘋(píng)果清洗以及去皮設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.1工作原理83.2基本結(jié)構(gòu)83.2.1去皮機(jī)構(gòu)83.2.2清洗機(jī)構(gòu)94撥料盤(pán)結(jié)構(gòu)和刷輥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)104.1撥料盤(pán)的設(shè)計(jì)104.1.1撥料盤(pán)的設(shè)計(jì)104.1.2螺旋機(jī)功率的確定104.1.3螺旋直徑的確定114.1.4螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定114.1.5螺距的確定124.1.6物料輸送速度的確定124.2刷輥部件的設(shè)計(jì)135電動(dòng)機(jī)的選型145.1電動(dòng)機(jī)的選擇145.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型145.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量145.2傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的參數(shù)大小的求解145.2.1各軸轉(zhuǎn)速155.2.2各軸輸入的功率155.2.3各軸輸出的功率165.2.4各軸輸入轉(zhuǎn)矩165.2.5各軸輸出轉(zhuǎn)矩166減速裝置的設(shè)計(jì)以及求解186.1齒輪設(shè)計(jì)186.2減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)226.2.1機(jī)體結(jié)構(gòu)226.2.2鑄鐵型減速裝置的尺寸226.3軸設(shè)計(jì)246.3.1計(jì)算齒輪受力256.3.2計(jì)算支承反力256.3.3畫(huà)軸轉(zhuǎn)矩圖256.3.4許用應(yīng)力266.3.5校核軸徑276.4軸承的選型276.5鍵的選型286.5.1輸入軸與帶輪的聯(lián)接286.5.2輸出軸與大齒輪的聯(lián)接29參考文獻(xiàn)31結(jié)束語(yǔ)33外文文獻(xiàn)34中文翻譯42致 謝47山西工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 引言我們國(guó)家的蘋(píng)果、梨、桔子的產(chǎn)量均穩(wěn)居世界第一,水果總產(chǎn)量達(dá)到21401萬(wàn)多噸,果園面積也達(dá)到了11543千余公頃,并且我國(guó)幅員遼闊,水果的種類(lèi)很多,成色也很好,因此我國(guó)被稱(chēng)之為是一個(gè)水果超級(jí)大國(guó),水果的發(fā)展有很大的前景。從國(guó)家的扶農(nóng)政策下來(lái)之后,我們的水果產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了大約20年的快速發(fā)展,但是由于我國(guó)水果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起步比較晚,水果產(chǎn)后商品化手段仍然還是大大的落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,一直以來(lái)的發(fā)展速度并不是很快速,可以說(shuō)是很緩慢。多年來(lái)通過(guò)研究各方面的原因,水果的產(chǎn)后商品化處理成為了水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸,而美國(guó),日本等水果產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明水果產(chǎn)業(yè)的主要收益是由水果采后處理和采后加工獲取的,然而我國(guó)水果采后簡(jiǎn)單商品化處理率仍不足10,大部分的水果都是沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何的分級(jí)操作就進(jìn)入市場(chǎng)供應(yīng),而水果發(fā)展強(qiáng)國(guó)的水果采后簡(jiǎn)單商品化處理率達(dá)到了95以上,這里就形成的了很大的對(duì)比,也是我們務(wù)必需要改進(jìn)和完善的地方。最近幾年隨著人民生活水平的提高和食品安全意識(shí)的提高,國(guó)內(nèi)外引進(jìn)的水果品種愈來(lái)愈多,不但關(guān)系到廣大消費(fèi)者的食用安全和能否滿足消費(fèi)者對(duì)優(yōu)質(zhì)安全水果的需求,而且也將大大影響水果產(chǎn)業(yè)的出口貿(mào)易,提高我國(guó)水果的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,將很大程度上促進(jìn)我國(guó)水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)民收入的增加。由于水果罐頭行業(yè)發(fā)展快速,且水果罐頭行業(yè)發(fā)展前景相對(duì)較樂(lè)觀,故不少小型水果罐頭企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn),企業(yè)要加工過(guò)罐頭首要問(wèn)題就是加工設(shè)備,對(duì)生產(chǎn)蘋(píng)果罐頭的企業(yè)而言,蘋(píng)果自動(dòng)去皮設(shè)備是重中之重,相對(duì)大型罐頭企業(yè)應(yīng)用的大型流水線型的生產(chǎn)方式,對(duì)小型加工企業(yè)并不適合,因此廣大加工廠家就迫切需要有一種小型蘋(píng)果自動(dòng)去皮設(shè)備的出現(xiàn),且該設(shè)備生產(chǎn)效率要高,安全性高。自從上個(gè)世紀(jì)90年代,水果強(qiáng)國(guó)就開(kāi)始大量應(yīng)用水果削皮機(jī),提高水果的削皮效率,在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)已有產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行比較與研究分析,開(kāi)發(fā)了一種新的全自動(dòng)蘋(píng)果削皮機(jī),實(shí)現(xiàn)了削皮過(guò)程的全自動(dòng)。本設(shè)計(jì)能夠較好適用于小型罐頭加工企業(yè)的生產(chǎn)。2 蘋(píng)果加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及蘋(píng)果的功效2.1 蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀最近幾年我們國(guó)家的蘋(píng)果水果的行業(yè)的發(fā)展的十分的快,從2008年到2010年,蘋(píng)果種植的面積大小增加了百分之四,在2010年的時(shí)候,蘋(píng)果的種植基本面積大小達(dá)到了213.10萬(wàn)平方米。我們國(guó)家水果的產(chǎn)量大小是世界領(lǐng)域的基本總產(chǎn)量大小的百分之二十八,基本穩(wěn)居世界領(lǐng)域的第一的基本位置。近年來(lái)蘋(píng)果的生產(chǎn)和加工發(fā)展非常迅猛,特別是在美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)發(fā)展高質(zhì)量和專(zhuān)用蘋(píng)果品種,先進(jìn)適用的技術(shù)和設(shè)備,加工產(chǎn)品的高品質(zhì)和大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理模式,特別是經(jīng)過(guò)加工的蘋(píng)果食品受到許多消費(fèi)者的青睞,而在食品工業(yè)中占有舉足輕重的地位。近年來(lái)居民的生活水平有了明顯提高,我國(guó)蘋(píng)果加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也出現(xiàn)了很多新的變化。蘋(píng)果加工產(chǎn)品也迅速增長(zhǎng),很多國(guó)外的蘋(píng)果加工企業(yè)也陸續(xù)在中國(guó)投資。然而由于我國(guó)蘋(píng)果加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)落后,加工技術(shù)水平不高,現(xiàn)在蘋(píng)果的產(chǎn)量和品種都不能滿足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的需求需要。伴隨著蘋(píng)果加工技術(shù)的不斷改善,一系列產(chǎn)品的不斷研發(fā)以及各種媒體的大力推廣和引導(dǎo),蘋(píng)果食品也將逐漸成為我國(guó)城鄉(xiāng)調(diào)整的主要內(nèi)容和豐富人們的日常飲食結(jié)構(gòu)。2.2 蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)中存在的一些問(wèn)題目前蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)正快速發(fā)展,但是其中也存在著諸多問(wèn)題。我國(guó)目前城市化進(jìn)程發(fā)展較快,農(nóng)村地區(qū)的大多數(shù)青壯年、知識(shí)分子和更多具有工作能力的人大多離開(kāi)農(nóng)村到城里打工,在農(nóng)村從事種植的人們基本都是一些老年人以及婦女等。結(jié)合我門(mén)國(guó)家的山東省的不完全的統(tǒng)計(jì),在蘋(píng)果這類(lèi)型的食材種植者中二十九到三十九歲占9.82%、四十一到五十一歲的占42.85、51-60歲的占33.05、61-70歲的占13.35、71-80歲的占0.85,即29-49歲的人和49-69歲的人各占一半左右,青壯年輕人的比例在總體比例中是非常匱乏的。在很多的地域在豐收的時(shí)候很難得找到適合的勞動(dòng)力的情況。我國(guó)種植蘋(píng)果種類(lèi)相對(duì)比較的單一,大部分都是富士品種。在我們國(guó)家蘋(píng)果的種植沒(méi)有科學(xué)的管理以及部署,在現(xiàn)有主要品種中有全國(guó)種植區(qū)劃分的只有新紅星蘋(píng)果,其余的品種蘋(píng)果都沒(méi)有劃分區(qū)域,幾乎都是盲目種植。2.3 蘋(píng)果的作用蘋(píng)果屬于一種水果類(lèi)型的里面的薔薇類(lèi)型科,其味道酸甜,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比較的高。根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果顯示,每100蘋(píng)果中含有果糖含量為6.411.1克,蔗糖含量為1.15.1克,葡萄糖含量為2.43.4克;它還包含鋅、鈣、磷、鐵、鉀等微量元素和胡蘿卜素及維生素等。在美國(guó)俗語(yǔ)說(shuō):每頓要吃一個(gè)蘋(píng)果,不用問(wèn)醫(yī)生。雖然有點(diǎn)被夸大,但可以看出蘋(píng)果的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值非同一般。蘋(píng)果這一食材的營(yíng)養(yǎng)綜合性比較的強(qiáng),能夠適合各種類(lèi)型的人群進(jìn)行食用。蘋(píng)果也被稱(chēng)之為“記憶果”、“智慧果”。在我門(mén)國(guó)家的古代就知道,吃蘋(píng)果有益于人們提高其記憶力。在蘋(píng)果中不但含有豐富的糖份、維生素和礦物質(zhì)以及其他重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)大腦有益,而且鋅元素的含量很高,這些都對(duì)大腦有著很好的促進(jìn)作用。鋅是人體十分重要的元素,缺鋅會(huì)影響大腦皮層記憶的邊緣,實(shí)驗(yàn)也表明減少鋅食品的攝入,年輕兒童的記憶和學(xué)習(xí)能力的的嚴(yán)重受阻礙。鋅基本元素能夠產(chǎn)生一定的抗體,增強(qiáng)人體免疫能力。2.4 蘋(píng)果的存儲(chǔ)蘋(píng)果存放的位置需要注意避陽(yáng)處理,選擇陰涼位置,把蘋(píng)果放在一個(gè)塑料袋里面之后再放到冰箱里面,如此能夠保存比較長(zhǎng)的時(shí)間。如果將沒(méi)有成熟的梨或者桃等水果放入已經(jīng)裝有蘋(píng)果的袋子中,蘋(píng)果便會(huì)釋放出乙烯,乙烯對(duì)其他水果有催熟作用還能使其他放入的水果軟化更好吃。但是如果將已經(jīng)成熟的水果或蔬菜放入裝有蘋(píng)果的袋子中,這樣就會(huì)加速它們的變質(zhì)腐爛,所以必須避免這樣情況的發(fā)生。 如果需要對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行大量保存,在房子里常見(jiàn)的容器有罐、缸、木盒、紙盒等,以上品種的容器都可用來(lái)蘋(píng)果的儲(chǔ)存。使用的罐器材、缸器材等需要進(jìn)行有效的進(jìn)行清洗作業(yè)干凈后,并將其擦干到?jīng)]有水分,并采用白酒基本市場(chǎng)涂擦在罐器材、缸器材等容器的里面的表面位置,根據(jù)存放量的不同可倒入60140克不等,用棉花蓋在上面再蒙上一層塑料布封口,為了防止酒氣揮發(fā),吃蘋(píng)果時(shí)隨取隨蓋,這樣處理之后的蘋(píng)果便可以存放半年以上。2.5 蘋(píng)果的加工處理流程簡(jiǎn)介2.5.1 蘋(píng)果的等級(jí)劃分蘋(píng)果等級(jí)大小分為3A、2A、A三個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)。3A等級(jí)滿足的要求:經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人員的精心采摘作業(yè)以及清洗作業(yè)。具有十分完整的該品種果的形狀并且果梗需要保存完好。大型果的果實(shí)的直徑大小不少于61毫米,中等類(lèi)型的果其直徑大小不小于54毫米。在蘋(píng)果的顏色方面元帥類(lèi)型的品種要求顏色在百分之八十七以上,其他類(lèi)型的果百分之六十六以上。果實(shí)的成熟度不能過(guò)熟。紅色品種的果實(shí)允許細(xì)小類(lèi)型的壓碰傷總面積大小不得大于1。無(wú)其他額外損傷劃痕。2A等級(jí)滿足的要求:同3A級(jí)中的、條。其條所規(guī)定的在的顏色方面元帥類(lèi)型的蘋(píng)果品種要求顏色在百分之六十九以上,其他類(lèi)型的蘋(píng)果百分之四十九以上。其條的基本規(guī)定下列損傷中不得超過(guò)二項(xiàng):a.碰壓傷的面積大小需要小于1平方的厘米,最大位置碰壓傷需要小于0.5。b.葉、枝的最大磨傷情況需要小于1。c.金冠類(lèi)型的銹斑情況需要小于3。d.水銹、蠅點(diǎn)病的情況需要小于1。e.可以滿足2處位置沒(méi)有破皮的的雹傷,但總面積的大小需要小于0.6。A基本等級(jí)滿足的要?dú)猓和?A級(jí)中的、條。其條規(guī)定著在基本的顏色方面元帥類(lèi)型的基恩品種要求顏色在百分之四十八以上,其他類(lèi)型的果百分之三十八以上,其條規(guī)定的基本下列損傷中不得超過(guò)三項(xiàng):a.碰壓傷需要小于1,其中最大需要小于0.4。b.枝葉磨傷需要小于1。c.金冠網(wǎng)狀銹斑面積需要小于果面的17,超過(guò)肩部的磨銹面積需要小于0.9。d.水銹、蠅點(diǎn)面積需要小于0.9。e.藥害需要小于I9。f.輕微雹傷面積需要小于0.9。g.日灼需要小于1.4。h.允許3處其他干枯蟲(chóng)傷,每處面積需要小于0.04。I.不超過(guò)5個(gè)小疵點(diǎn)。2.5.2 蘋(píng)果的清洗常見(jiàn)的清洗蘋(píng)果的方法有以下幾種:(1)淘米水:就是日常的淘米所用的水能夠進(jìn)行蘋(píng)果的清洗。(2)醋:醋也可以用來(lái)清洗水果等。將蘋(píng)果浸泡在醋里數(shù)分鐘后再清洗,不但蘋(píng)果的營(yíng)養(yǎng)成分不會(huì)損失而且可以較容易軟化蘋(píng)果皮表面的污漬。(3)食鹽:采用食鹽進(jìn)行蘋(píng)果的清洗能夠快速的擦洗蘋(píng)果表皮位置的臟物。(4)溫水:將蘋(píng)果在溫?zé)崴锝菀欢螘r(shí)間后在清洗也是個(gè)很好的清洗蘋(píng)果的方法,這樣也更容易將蘋(píng)果表皮的殘留物質(zhì)清除掉。這樣洗出來(lái)的水果就可以放心吃了。(5)牙膏:牙齒清潔劑用來(lái)清洗蘋(píng)果。2.5.3 蘋(píng)果的去皮現(xiàn)在大多數(shù)蘋(píng)果種植的過(guò)程中都離不開(kāi)農(nóng)藥及化學(xué)試劑,所以應(yīng)去皮,當(dāng)今蘋(píng)果去皮的方法種類(lèi)有以下幾種:手工去皮:運(yùn)用基本的工具部件和刀部件等,予以人工手動(dòng)的去皮處理方式。機(jī)械去皮:主要用于水果和蔬菜水果。操作使用比較的簡(jiǎn)單,作業(yè)的效率比較的高?;瘜W(xué)脫皮:用一定濃度的稀堿液腐蝕表面溶解水果。2.6 蘋(píng)果去皮清洗的必要性成熟的蘋(píng)果從果園的果樹(shù)上采摘下來(lái),經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的工序和過(guò)程才可以到農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)或超市中分發(fā)銷(xiāo)售,再到消費(fèi)者手中往往經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。在此期間蘋(píng)果果皮可能會(huì)沾染許多無(wú)形的細(xì)菌如大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌和諾沃克病毒等。如果蘋(píng)果不干凈食用后可能會(huì)生病。據(jù)德國(guó)數(shù)據(jù)中心控制和預(yù)防疾病中心調(diào)查,每年約有900萬(wàn)德國(guó)人因食用受細(xì)菌污染的食物引發(fā)腹瀉、發(fā)燒等癥狀,其中44%就是來(lái)自于不干凈的食物就是蔬菜和水果,對(duì)水果這類(lèi)食材進(jìn)行噴灑農(nóng)藥等進(jìn)行殺蟲(chóng),確保它們能夠進(jìn)行健康的成長(zhǎng)。但是如果使用農(nóng)藥后沒(méi)有及時(shí)處理蘋(píng)果表面上殘留的農(nóng)藥或化學(xué)試劑,人吃了含有農(nóng)藥和化學(xué)試劑的蘋(píng)果以后會(huì)出現(xiàn)慢性中毒的現(xiàn)象,可能誘發(fā)癌癥或基因突變及下一代畸形等多種并發(fā)癥。在現(xiàn)代果蔬種植過(guò)程中使用了大量農(nóng)藥以及各種化學(xué)保鮮劑及防腐劑、各種生長(zhǎng)激素,每個(gè)家庭的成員都只能接受這一現(xiàn)實(shí),對(duì)于這種情況完全處于無(wú)抵抗的狀態(tài),每天在農(nóng)藥和其他化學(xué)品中毒的過(guò)程中,各種心腦血管疾病及癌癥的發(fā)生都可能與攝入過(guò)量農(nóng)藥及各種化學(xué)品有一定的關(guān)系。在國(guó)際上允許用打蠟的方法給水果保鮮。在我們國(guó)家的食品添加劑的使用標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中,在新鮮的水果表面位置打蠟作業(yè)也是能夠被國(guó)家相關(guān)部門(mén)所允許的,但需要使用能夠食用的食用蠟,需要有合適的量。然而少量的供應(yīng)商在市場(chǎng)上為了削減成本,使水果和蔬菜看起來(lái)更有吸引力,會(huì)給水果打大量的工業(yè)蠟。這種蠟中含有大量的重金屬物質(zhì),這些物質(zhì)可以滲透到果肉內(nèi)部污染水果,經(jīng)常吃這些被污染的水果是對(duì)人體有害的。世界衛(wèi)生組織建議吃蘋(píng)果需要?jiǎng)兤ぁ?.7 蘋(píng)果去皮機(jī)械化的意義機(jī)械產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),是為人民生活質(zhì)量提供基本保證的產(chǎn)業(yè),在我國(guó)無(wú)論是傳統(tǒng)領(lǐng)域還是新興領(lǐng)域都與機(jī)械產(chǎn)品息息相關(guān),而各類(lèi)機(jī)械設(shè)備的基本作業(yè)性能,工作質(zhì)量以及制造成本等對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部門(mén)起著各種直接和間接的影響。目前機(jī)械行業(yè)的總體水平以及發(fā)展規(guī)模成為了一個(gè)國(guó)家和民族的先進(jìn)的重要標(biāo)志,故越來(lái)越多的國(guó)家把機(jī)械行業(yè)作為了本國(guó)的龍頭行業(yè)。總體來(lái)說(shuō)機(jī)械產(chǎn)品主要服務(wù)于下面五個(gè)基本領(lǐng)域:開(kāi)發(fā)以及轉(zhuǎn)換能量的機(jī)械產(chǎn)品,用于制造加工各種產(chǎn)品的機(jī)械,用于各種生活服務(wù)的機(jī)械,用于各種航天和武器裝備的機(jī)械,用于各種家庭生活的機(jī)械等等。其實(shí)無(wú)論在任何一個(gè)領(lǐng)域,機(jī)械行業(yè)的基本作業(yè)性質(zhì)以及內(nèi)容是相似的,基本包括分析和求解機(jī)械行業(yè)的工程類(lèi)基本理論,比如分析位移和動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué),分析金屬類(lèi)以及非金屬類(lèi)材料的基本作業(yè)性能,分析熱能的基本由來(lái)以及其相互的轉(zhuǎn)換,分析各種不同類(lèi)型機(jī)械產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)組成、作業(yè)原理、加工工藝等等。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)新代的設(shè)備產(chǎn)品是與時(shí)俱進(jìn)以及滿足未來(lái)市場(chǎng)的必然趨勢(shì)。通常情況下,機(jī)械類(lèi)型設(shè)備產(chǎn)品的基本制造過(guò)程往往包括了用于生產(chǎn)的設(shè)備的計(jì)劃與購(gòu)買(mǎi),制造計(jì)劃的基本規(guī)劃以及過(guò)程中的調(diào)度,編寫(xiě)產(chǎn)品的基本加工工藝,以及制造所需要的基本模具設(shè)備、量具等等,以及針對(duì)所對(duì)應(yīng)的小批量、中批量、大批量生產(chǎn)編制基本的各種定額等等。機(jī)械類(lèi)型產(chǎn)品設(shè)備的基本運(yùn)用往往包含了選取、采購(gòu)、驗(yàn)貨、裝配、修整、加工、修養(yǎng)等等過(guò)程中需要的設(shè)備產(chǎn)品,從而才能確保產(chǎn)品在作業(yè)過(guò)程中的運(yùn)行可靠性能和基本成本經(jīng)濟(jì)性。在開(kāi)發(fā)各類(lèi)型產(chǎn)品的過(guò)程中,特別是在使用過(guò)程中對(duì)自然資源產(chǎn)生的破壞以及過(guò)分的資源浪費(fèi)等問(wèn)題,以及其相應(yīng)的解決方法。這是目前機(jī)械類(lèi)型領(lǐng)域中一個(gè)十分重要的問(wèn)題以及任務(wù)。目前機(jī)械的種類(lèi)十分的多,根據(jù)不同的性質(zhì)有多種分類(lèi),比如依據(jù)不同機(jī)械的作業(yè)功能可以分為動(dòng)力類(lèi)型的機(jī)械產(chǎn)品、搬轉(zhuǎn)類(lèi)型的機(jī)械產(chǎn)品、用于破碎類(lèi)型的機(jī)械產(chǎn)品等等。依據(jù)其用于服務(wù)的對(duì)象可以分為用于耕種的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品、用于采礦的機(jī)械產(chǎn)品、用于織布的機(jī)械產(chǎn)品等等。與此之外,一般情況下,機(jī)械產(chǎn)品在其分析設(shè)計(jì)、加工使用的過(guò)程中又需要經(jīng)過(guò)幾個(gè)不同階段,分別有機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)、機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、機(jī)械產(chǎn)品的建模、機(jī)械產(chǎn)品的加工、機(jī)械產(chǎn)品的操作使用以及機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)備保養(yǎng)和維修等等。伴隨經(jīng)濟(jì)的快速不斷發(fā)展,世界范圍內(nèi)的工業(yè)技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步,人們的生活標(biāo)準(zhǔn)和期待也越來(lái)越高,流水線設(shè)備是近些年發(fā)展的重要輸送工具,對(duì)物料的運(yùn)輸方式提供了非常大的幫助。目前流水線設(shè)備的發(fā)展尤為的激烈,人們對(duì)設(shè)備的動(dòng)力性能、安全性能、經(jīng)濟(jì)性能等等都有著越來(lái)越高的期望。機(jī)械制造業(yè)自其發(fā)展至今,一直都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱,其發(fā)展經(jīng)歷了簡(jiǎn)單機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化的的發(fā)展階段?,F(xiàn)在有了水果清洗機(jī)就可以使每個(gè)使用它的家庭有了一種先進(jìn)的保護(hù)方法,在這種生活中他們可以吃很少的農(nóng)藥和化學(xué)藥品,可以減少得疾病的可能性。蘋(píng)果去皮清洗機(jī)就是一種很好很實(shí)用的產(chǎn)品。蘋(píng)果去皮清洗機(jī)的特點(diǎn)有:使用壽命長(zhǎng)、清洗去皮體積較大、操作靈敏快速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單外形美觀、效率高耗能低,可連續(xù)清洗使用等。與人工使用工具去皮相比具有去皮效率高、去皮厚薄均勻、果損少、安全衛(wèi)生等特點(diǎn)。經(jīng)特殊工藝處理材料制成的刷輥耐磨性能好經(jīng)久耐用。箱體的主要材質(zhì)我們采用優(yōu)質(zhì)的不銹鋼材質(zhì)制成耐銹蝕。由于在傳統(tǒng)食品生產(chǎn)企業(yè)中大部分都存在生產(chǎn)工藝落后繁雜,生產(chǎn)效率低、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等缺點(diǎn),難以滿足現(xiàn)代市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求。那么傳統(tǒng)食品的發(fā)展第一要進(jìn)行現(xiàn)代化類(lèi)型的基本改革,賦予食品現(xiàn)代加工的技術(shù),只有這樣傳統(tǒng)食品的發(fā)展才能規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化來(lái)滿足日新月異的市場(chǎng)需求。3 蘋(píng)果清洗以及去皮設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)農(nóng)產(chǎn)品的深加工在食品工業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。蘋(píng)果的深加工越來(lái)越受到重視和發(fā)展,而蘋(píng)果削皮機(jī)越來(lái)越受到人們的廣泛認(rèn)可和使用。3.1 工作原理蘋(píng)果去皮機(jī)器設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)原理如下圖3-1能夠看到:圖3-1蘋(píng)果去皮機(jī)器的結(jié)構(gòu)蘋(píng)果去皮機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)作業(yè),蘋(píng)果從進(jìn)料口進(jìn)到蘋(píng)果去皮機(jī)里,在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的刷輥的表面上因慣性以及離心力的作用,隨著刷輥旋轉(zhuǎn)作業(yè)蘋(píng)果順著缸內(nèi)擋板壁運(yùn)動(dòng)、上升到頂部的位置,蘋(píng)果的表面和粗糙摩擦輥結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行直接的接觸,通過(guò)了摩擦作業(yè)達(dá)到磨去的蘋(píng)果果皮的目的。3.2 基本結(jié)構(gòu)3.2.1 去皮機(jī)構(gòu)本文研究開(kāi)發(fā)設(shè)備的去皮機(jī)器設(shè)備為臥式類(lèi)型的基本機(jī)型。其中由轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)、工作圓筒、機(jī)架部件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等其他部分組成。1、機(jī)架機(jī)架結(jié)構(gòu)部件是整機(jī)的基本支撐部件,他應(yīng)該具有足夠的作業(yè)剛度和作業(yè)強(qiáng)度,整體的基本結(jié)構(gòu)需要合理,而且比較的緊湊。2、撥料輸送裝置物料基本物質(zhì)從進(jìn)料口的基本位置進(jìn)入機(jī)器設(shè)備里面,旋轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)部件便開(kāi)始慢慢的轉(zhuǎn)動(dòng),物料能夠受到螺旋葉片的載荷沿軸方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。3、傳動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)形式有如下幾種:1、皮帶類(lèi)型的傳動(dòng)2、齒輪類(lèi)型的傳動(dòng)3、鏈類(lèi)型的傳動(dòng)4、蝸輪蝸桿類(lèi)型的傳動(dòng)因?yàn)檠b料作業(yè)裝置的設(shè)計(jì)和刷輥結(jié)構(gòu)部件的轉(zhuǎn)速大小是不一樣的,經(jīng)過(guò)綜合的分析研究本文采用混合傳動(dòng)模式,也就是帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的組合。選定8級(jí)類(lèi)型的電機(jī)結(jié)構(gòu)部件。3.2.2 清洗機(jī)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)部件由不銹鋼類(lèi)型的基本材質(zhì)加工而成的,能夠有效的進(jìn)行耐腐蝕,比較容易清潔衛(wèi)生。334 撥料盤(pán)結(jié)構(gòu)和刷輥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1 撥料盤(pán)的設(shè)計(jì)撥料盤(pán)由刷輥結(jié)構(gòu)部件、半圓槽結(jié)構(gòu)部件、安裝軸承結(jié)構(gòu)部件、螺桿類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)部件、物料結(jié)構(gòu)部件通過(guò)進(jìn)料口位置進(jìn)行進(jìn)入,從卸料口位置進(jìn)行提取。在特定的時(shí)間里面輸送端位置所需的材料量也就是螺旋機(jī)器設(shè)備的輸送作業(yè)的能力,因?yàn)樵谀Σ磷鳂I(yè)的過(guò)程中設(shè)備的去除,蘋(píng)果需要在去皮機(jī)中不停地進(jìn)行滾動(dòng)作業(yè)摩擦以及達(dá)到去皮的目的。這次我設(shè)計(jì)的輸送量:Q=100(kg/h)。4.1.2 螺旋機(jī)功率的確定螺旋機(jī)制形成的運(yùn)行作業(yè)的阻力載荷大小決定了以螺旋撥料盤(pán)類(lèi)型為主的機(jī)器設(shè)備的功率大小。其阻力包括以下幾類(lèi):1)刷輥與物料的磨擦力2)螺旋葉片與材料的磨擦阻力3)材料被攪拌所產(chǎn)生的摩擦阻力4)軸承的磨擦力計(jì)算:N0=N0為螺旋軸上所需功率(kW)K為功率貯備系數(shù)(1.21.4)Q為輸送量(t/h)0為物料阻力系數(shù)(選6.2)L為螺旋類(lèi)型的機(jī)器設(shè)備的進(jìn)出位置的水平結(jié)構(gòu)的投影的基本長(zhǎng)度大小(m)H為螺旋類(lèi)型的機(jī)器設(shè)備的進(jìn)出位置的垂直結(jié)構(gòu)的投影的基本長(zhǎng)度大小(m)N0=kQ/367(0L+H)=1.42/367(6.210.2)=45.8W額定功率為N1=N0/(12)1為減速機(jī)傳動(dòng)效率,1=0.92為三角帶傳動(dòng)效率,2=0.95N1=N0/(12)=45.8/0.9/0.95=53.6W4.1.3 螺旋直徑的確定因?yàn)椋篞=47k1AcD2.5(t/h)所以: 令: (m)式中,K值見(jiàn)表3-1。表3-1 K值物料塊物料的磨磋性物料種類(lèi)填充系數(shù)推薦的螺旋葉片KA粉狀無(wú)磨性、半磨磋性石灰粉、石墨0.350.40全葉式0.041575粉狀磨磋性干爐灰、水泥0.250.30全葉式0.056535粒狀無(wú)磨性、半磨磋性谷物、泥煤0.250.35全葉式0.049050粒狀磨磋性砂、型砂、爐渣0.250.30全葉式0.060030小塊狀a60mm無(wú)磨性、半磨磋性煤、石灰石0.250.30全葉式0.053740小塊狀a60mm無(wú)磨性、半磨磋性塊煤、塊石灰0.200.25全葉式或帶式0.060030大塊度a60mm磨磋性干粘土、硫礦石0.1250.20全葉式或帶式0.079515表3-2 撥料盤(pán)的修正參數(shù)c傾斜角05101520c1.000.900.800.700.654.1.4 螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定轉(zhuǎn)速大小的求解公式:即: 式中: -常數(shù) (見(jiàn)表3-2)。D-螺旋外徑 (m)表3-3 螺旋撥料盤(pán)軸零件系列的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速大小(轉(zhuǎn)/分鐘)203035456075901201501904.1.5 螺距的確定螺距h通常為: h=k1D (m)式中k1為基本螺距參數(shù)大小和螺桿結(jié)構(gòu)部件的基本直徑大小之比,和基本材質(zhì)的的基本性質(zhì)有關(guān),通常k1=0.70.9。h=k1D=0.70.5=0.35 (m)4.1.6 物料輸送速度的確定計(jì)算物料的軸向輸送速度:(m/s)式中:h為螺旋節(jié)距(m);ns為螺旋轉(zhuǎn)速度(r/min)。(m/s)(1)螺旋直徑(m)根據(jù)上表選擇各參數(shù)(m)撥料盤(pán)結(jié)構(gòu)部件的基本螺旋作業(yè)的直徑大小圓整D=500mm。(2)螺距h=0.7D h=k1D=0.70.5=0.35(m)所以螺距為350mm。(3)軸徑d=(0.20.35)D取 d=0.2D=0.2500=100mm所以軸徑為100mm。(4)進(jìn)料口、出料口進(jìn)料口位置與螺桿機(jī)結(jié)構(gòu)部件、加料斗結(jié)構(gòu)部件予以連接,機(jī)蓋結(jié)構(gòu)部件上應(yīng)裝進(jìn)料口位置。出料結(jié)構(gòu)由鋼板直接焊接在螺旋軸上。4.2 刷輥部件的設(shè)計(jì)刷輥轉(zhuǎn)速初選650r/min。根據(jù)設(shè)計(jì)要求:工作效率:100(kg/h)作業(yè)的時(shí)候時(shí)物料的基本介質(zhì)分布在各個(gè)刷輥結(jié)構(gòu)部件上面,刷輥結(jié)構(gòu)部件和物料基本介質(zhì)之間的摩擦作業(yè)的基本系數(shù)大小為0.4,刷輥結(jié)構(gòu)部件的基本直徑大小為100毫米,求解刷輥結(jié)構(gòu)部件所受的最大的基本扭矩大小T:T=FL=10000.50.05=25Nm其所需功率:N=Tn/9550=25650/9550=1.7KW刷輥結(jié)構(gòu)部件的基本驅(qū)動(dòng)作業(yè)裝置的額定時(shí)候的基本功率大小N2=1為減速機(jī)傳動(dòng)效率,1=0.92為三角帶傳動(dòng)效率,2=0.95N2=N/(12)=1.7/0.9/0.95=1.99KW5 電動(dòng)機(jī)選型5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇5.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型電機(jī)一般我們能夠分為交流電機(jī)和直流電機(jī)這兩種。因?yàn)橹绷麟姍C(jī)往往需要直流類(lèi)型的電源,而且他的結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較的復(fù)雜,總體的價(jià)格不高,維修起來(lái)不是很方便,所以一般不選擇使用。5.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量由上面計(jì)算可得:=N1+N2=0.535+1.99=2.435KW本文設(shè)計(jì)研究開(kāi)發(fā)的機(jī)器設(shè)備設(shè)計(jì)的溫度設(shè)定在常溫的情況下,采用三相交流電,所用的電壓大小380伏特。根據(jù)以上兩點(diǎn)選用Y2-132M-8型3KW電動(dòng)機(jī)。Y2-132M-8類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)的主要性能大小如下表格所示:表51 Y2-132M-8電動(dòng)機(jī)的主要性能額定功率(kw)額定轉(zhuǎn)速(r/min)額定電流(A)額定效率(%)功率應(yīng)數(shù)(cos)額定轉(zhuǎn)矩37057.9790.7325.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)作業(yè)和動(dòng)力作業(yè)的參數(shù)大小的求解螺旋軸的轉(zhuǎn)速度的大小為,查閱相關(guān)的基本手冊(cè)Y2-131M-8型2KW電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)部件的轉(zhuǎn)速的大小,則總傳動(dòng)比i=705/45=15.6。分配傳動(dòng)比:傳動(dòng)帶傳動(dòng)比i1=3.3,齒輪傳動(dòng)比i1=4.7。由于本文設(shè)計(jì)研究的減速器撞猴子的的基本傳動(dòng)比大小為4.7,圓柱類(lèi)型的齒輪結(jié)構(gòu)部件的減速撞猴子即可,能夠滿足條件。連接順序 1.電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)部件 2.平鍵結(jié)構(gòu)部件 3.帶輪減速器結(jié)構(gòu)部件 4.平鍵結(jié)構(gòu)部件 5.齒輪減速器結(jié)構(gòu)部件 6.花鍵結(jié)構(gòu)部件 7.螺旋軸輸送機(jī)結(jié)構(gòu)部件 軸承結(jié)構(gòu)部件、齒輪結(jié)構(gòu)部件等的基本效率大小表5-2 各零件間的傳動(dòng)效率項(xiàng)目效率滾動(dòng)軸承(每對(duì))0.97-0.994滑動(dòng)齒輪(每對(duì))0.96-0.98彈性聯(lián)軸器0.99-0.994齒輪聯(lián)軸器0.98萬(wàn)向聯(lián)軸器0.96-0.97具有中間可動(dòng)元件的聯(lián)軸器0.96-0.98一對(duì)齒輪(開(kāi)式)0.93-0.95一對(duì)齒輪(閉式)0.95-0.98一對(duì)三角帶0.945.2.1 各軸轉(zhuǎn)速軸 n1=nm/i1=705/3.3 =213.6r/min軸 n2=n1/i2=213.6/4.7=45.4r/min螺旋軸 n3=n2=45.4r/min5.2.2 各軸輸入的功率軸 P1=P額帶輪=30.95 =2.85KW軸 P2=P1軸承1軸承2齒輪=2.850.980.990.96=2.65KW螺旋軸 P3=P2聯(lián) =2.650.99 =2.62KW5.2.3 各軸輸出的功率軸 P1=P1軸承=2.850.98=2.793KW軸 P2=P2軸承=2.650.98 =2.597KW螺旋軸 P3=P3軸承=2.620.98 =2.57KW5.2.4 各軸輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 Td=9550=95503/705 =40.6Nm軸 T1=Td帶輪=40.60.99 =40.2Nm軸 T2=T1i軸承1軸承2齒輪=40.24.70.980.990.96 =175.98Nm主軸 T3=T2聯(lián)=175.980.99 =174.22Nm5.2.5 各軸輸出轉(zhuǎn)矩軸 T1=T1軸承=40.20.98 =39.4Nm 軸 T2=T2軸承=175.980.98 =172.46Nm主軸 T3=T3軸承=174.220.98=170.74Nm表5-3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)求解統(tǒng)計(jì)表軸名功率P(KW)轉(zhuǎn)矩T(Nm)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸340.6144010.99 軸2.852.79340.239.414404.70.93 軸2.652.597175.98172.46308.3510.99螺旋軸2.622.57174.22170.74308.356 減速裝置的設(shè)計(jì)以及求解6.1 齒輪設(shè)計(jì)齒輪結(jié)構(gòu)部件的材質(zhì)的選著要符合下面的基本條件:1)齒面基本位置需要具有足夠的作業(yè)的硬度大??;2)具有特別好的的熱處理工藝的能力;3)變載荷以及沖擊類(lèi)型的基本載荷的彎曲作業(yè)的疲勞強(qiáng)度大??;4)較低的價(jià)格。根據(jù)上述情況,采用合金鋼淬火齒輪是目前發(fā)展的趨勢(shì)以保證其抗彎強(qiáng)度。本文選擇基本對(duì)20CrMnTi齒輪結(jié)構(gòu)部件的基本材質(zhì)的,淬火作業(yè)進(jìn)行處理,基本的硬度大小為59HRC。齒數(shù)比u=i=4.7計(jì)算步驟如下:表6-1 齒輪的校核計(jì)算求解的項(xiàng)目求解的內(nèi)容求解的結(jié)果齒面位置的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1.初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩T1T1=40.2NmT1=402000Nmm齒寬系數(shù)d取d=0.5d=0.5解除疲勞極限HlimHlim1=1650MpaHlim2=1400Mpa許用接觸應(yīng)力HH10.9Hlim1=0.91650H20.9Hlim2=0.91400H1=1485MpaH2=1260MpaAd值取Ad=85Ad=85小齒輪直徑d1d1Ad=85=33.5取d1=40mm初步齒寬bb=dd1=0.540=20b=20mm2.校核計(jì)算接下頁(yè)接上頁(yè)求解的項(xiàng)目求解的內(nèi)容求解的結(jié)果圓周速度=d1n1/(601000)=40213.6/(601000)=0.5=0.5m/s精度等級(jí)選8級(jí)精度齒數(shù)z和模數(shù)m初取齒數(shù)z1=10,z2=iz1=4.710=47m=d1/z1=40/10=4取m=4則z1= d1/m=40/4=10z2= iz1=4.710=47m=4z1=10z2=47使用系數(shù)KAKA=1.75動(dòng)載系數(shù)KVKV=1.18齒向載荷分布系數(shù)載荷系數(shù)K=1.751.181.211.23=3.07K=3.07彈性系數(shù)ZEZE=189.8MPa節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZHZH=2.5接觸最小安全系數(shù)SHminSHmin=1.05總工作時(shí)間thth=1030080.2th=4800h應(yīng)力循環(huán)系數(shù)NL估計(jì)107NL109,則指數(shù)m=8.78原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確NL2=NL1/I=1.27107/4.7=2.7106NL1=1.27107NL2=2.7106接觸壽命系數(shù)ZNZN1=0.98ZN2=1.13接下頁(yè)接上頁(yè)求解的項(xiàng)目求解的內(nèi)容求解的結(jié)果許用接觸應(yīng)力HH1=1540MPaH2=1506.67MPa驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果表明,接觸強(qiáng)度較為合適,齒輪尺寸無(wú)需調(diào)整H=1320.7MPaH23.確定傳動(dòng)主要尺寸實(shí)際分度圓直徑d因?yàn)槟?shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),齒數(shù)已重新確定,但未圓整,故分度圓直徑不會(huì)改變,即d1=mz1=410=40mmd2=mz2=447=188mmd1=40mmd2=188mm中心距aa=114mm齒寬bb=d1=0.540=20mm取b1=30mmb2=20mm齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合系數(shù)齒間載荷分配系齒向載荷分布系載荷系數(shù)KK=KAKVKFaKF=1.751.181.331.18K=3.24齒形系數(shù)YFaYFa1=2.96YFa2=2.35載荷系數(shù)KK=KAKVKFaKF=1.751.181.331.18K=3.24齒形系數(shù)YFaYFa1=2.96YFa2=2.35接下頁(yè)接上頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果載荷系數(shù)KK=KAKVKFaKF=1.751.181.331.18K=3.24齒形系數(shù)YFaYFa1=2.96YFa2=2.35應(yīng)力修正系數(shù)YSaYSa1=1.52YSa2=1.7彎曲疲勞極限FlimFlim1=750MPaFlim2=600MPa彎曲最小安全系SFminSFmin=1.25應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL估計(jì)3106NL1010則指數(shù)m=49.91原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確NL2=NL1I=1.231074.7NL1=1.23107NL2=2.6106彎曲壽命系數(shù)YNYN1=0.95YN2=0.98尺寸系數(shù)YXYX=1.0許用彎曲應(yīng)力FF1=570MPaF2=470.4MPa驗(yàn)算傳動(dòng)無(wú)嚴(yán)重過(guò)載。故不做靜強(qiáng)度校核F1=274.7MPaF1F2=243.9MPa1.210齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離210軸承端蓋凸緣厚度t(11.2)d37凸臺(tái)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(55.5)d3D+40窺視孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4)df6定位銷(xiāo)直徑d(0.70.8)d26軸承旁凸臺(tái)半徑R1c211外機(jī)壁位置到軸承截部件座端面距離l1c1+c2+(812)50大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離11.210齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離210接下頁(yè)接上頁(yè)軸承端蓋凸緣厚度t(11.2)d37凸臺(tái)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(55.5)d3D+40表6-4 c值螺栓直徑M8M10M12M16M20M2430C1min13161822263440C2min11141620242834沉頭座直徑202426324048606.3 軸設(shè)計(jì)輸入軸結(jié)構(gòu)部件為齒輪類(lèi)型的軸結(jié)構(gòu)部件,基本材質(zhì)為20CrMnTi并通過(guò)一定的熱處理進(jìn)行加工制作而成。查相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)取A=101于是得:輸入軸草圖如下:圖61 小齒輪軸輸出軸的材料為40Cr。抗拉作業(yè)的基本強(qiáng)度大小b=970兆帕,抗拉作業(yè)的基本強(qiáng)度大小,屈服作業(yè)的基本強(qiáng)度大小s=782兆帕,取A=101于是得:6.3.1 計(jì)算齒輪受力大齒輪直徑: d2=186mm轉(zhuǎn)矩: T2=175980Nmm圓周力: 徑向力: Fr=Fttan=1872.1tan20=681.4N軸向力: 因?yàn)橹饼X輪傳動(dòng),所以Fa=0小齒輪結(jié)構(gòu)部件的軸受力載荷大小分析圖(見(jiàn)圖a)6.3.2 計(jì)算支承反力水平面受力(見(jiàn)圖b) 75+Fr33=0 =300NFr4275=0 =381.6N垂直面受力(見(jiàn)圖d) 75Ft33=0 =823.7NFt4275=0 =1048.4N6.3.3 畫(huà)軸轉(zhuǎn)矩圖水平彎矩圖(見(jiàn)圖c)Mxy垂直彎矩圖(見(jiàn)圖e)Mxz合成類(lèi)型的彎矩作業(yè)大小圖(見(jiàn)圖f)M合軸受轉(zhuǎn)矩 T=T2=175980Nmm圖6-3 各軸的受力圖6.3.4 許用應(yīng)力許用應(yīng)力值查表得: 0b=140MPa -1b=82.5MPa應(yīng)力校正系數(shù) 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 T=0.59175980=103828.2Nmm當(dāng)量類(lèi)型的彎矩在小齒輪截面處6.3.5 校核軸徑齒根圓直徑df2=d22(ha+c)mn =1882(1+0.25)4=178mm軸徑 所以軸徑檢驗(yàn)合格。6.4 軸承的選型輸入軸結(jié)構(gòu)部件的軸承部件選用的類(lèi)型是一對(duì)GB/T2766009的深溝球軸承結(jié)構(gòu)部件。輸出軸結(jié)構(gòu)部件的軸承部件選用一對(duì)類(lèi)型的GB3018208的推力球軸承結(jié)構(gòu)部件和兩對(duì)位置GB/T2766308深溝球類(lèi)型的基本軸承結(jié)構(gòu)部件。輸出軸結(jié)構(gòu)部件上深溝球類(lèi)型的軸承結(jié)構(gòu)部件的選擇求解:因?yàn)檩S承基本的型號(hào)還沒(méi)有確定,C0r、e、X、Y值大小沒(méi)有基本的辦法進(jìn)行確定,先予以試行求解。下面采用預(yù)選軸承的方法。(軸承預(yù)期使用壽命=24001h)首先基本的選取6208類(lèi)型的基本軸承與6308兩種類(lèi)型的深溝球軸承結(jié)構(gòu)部件予以求解。軸承結(jié)構(gòu)部件的基本數(shù)據(jù)如下。表6-4 軸承數(shù)據(jù)方案軸承型號(hào)Cr/NC0r/ND/mmB/mmN0/(r/min)1620829500180008018800026308408002400090227000計(jì)算步驟與結(jié)果列于下表表6-5 計(jì)算步驟求解的基本項(xiàng)目求解的基本內(nèi)容求解的基本結(jié)果6208軸承6308軸承Fa/C0rFa/C0r=0/C0r00e-Fa/FrFa/Fr=0Fa/FreFa/FreX、YX=1,Y=0X=1,Y=0沖擊類(lèi)型的基本載荷系數(shù)大小fd1.21.2當(dāng)量動(dòng)載荷PP=fd(XFr+YFa)=1.2(1828.88+0)994.66N994.66N計(jì)算額定動(dòng)載荷4002N4002N基本額定時(shí)候的基本動(dòng)載荷的大小Cr2950040800結(jié)論:選用6208和6308深溝球類(lèi)型的軸承結(jié)構(gòu)部件滿足基本壽命的要求。6.5 鍵的選型6.5.1 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bhl=12830mm;傳遞的扭轉(zhuǎn)力偶矩Me=40.2Nm,鍵的許用應(yīng)力=100Mpa;許用壓強(qiáng)bs=35Mpa.首先校核一下該平鍵的剪切強(qiáng)度。n-n截面上的剪力Fs為: Fs=A=bl 式(5.1)對(duì)軸心位置的取矩由平衡的基本方程大小,得 故有圖6-5 鍵受力圖滿足設(shè)計(jì)要求。右側(cè)面上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(qiáng)度要求。6.5.2 輸出軸與大齒輪的聯(lián)接鍵的校核:已知軸直徑d=40mm,鍵尺寸為bhl=12828mm,扭轉(zhuǎn)力偶矩Me=175.98Nm,平鍵的許用應(yīng)力為=100Mpa,許用壓強(qiáng)為bs=100Mpa。首先校核一下該鍵的剪切強(qiáng)度。n-n截面上的剪力Fs為:Fs=A=bl對(duì)軸心位置的取矩由平衡作業(yè)的方程大小,得所以所以計(jì)算后強(qiáng)度條件。右側(cè)面
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