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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
二〇二〇年五月 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 machine
ABSTRACT
Although?Apple's?peeling?operation?has?slowly?begun?to?shift?to?mechanization,?relatively?speaking,?its?labor?intensity?is?relatively?large,?and?production?efficiency?is?low.?There?are?still?many?problems?in?China's?existing?apple?peeling?equipment.
In?this?design,?I?designed?a?small?apple?peeling?mechanical?device?that?uses?the?principle?of?friction.?There?is?no?need?to?manually?insert?all?the?apples?one?by?one?on?the?fixed?pin.?The?machine?equipment?designed?in?this?paper?is?mainly?composed?of?a?transmission?operation?mechanism,?a?storage?operation?mechanism?and?an?electrical?operation?mechanism.?Apple?enters?the?machine?and?equipment?from?the?feed?port,?and?is?driven?by?the?motor?and?reducer.?,?To?meet?the?purpose?of?peeling?apples.?In?this?design?study,?the?relevant?data?of?the?existing?machine?equipment?is?analyzed?and?combined?with?the?actual?operating?conditions?to?complete?the?overall?structure?design?of?the?Apple?peeler.?The?operation?of?the?Apple?peeler?can?be?more?stable?and?safe.?Increased?the?degree?of?mechanization?of?apple?peeling?processing.
Keywords: apple automatic peeling machine; mechanization; peeling
iii
目 錄
摘 要 i
Abstract ii
1引言 1
2蘋(píng)果加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及蘋(píng)果的功效 2
2.1蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 2
2.2蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)中存在的一些問(wèn)題 2
2.3蘋(píng)果的作用 3
2.4蘋(píng)果的存儲(chǔ) 3
2.5蘋(píng)果的加工處理流程簡(jiǎn)介 4
2.5.1蘋(píng)果的等級(jí)劃分 4
2.5.2蘋(píng)果的清洗 5
2.5.3蘋(píng)果的去皮 5
2.6蘋(píng)果去皮清洗的必要性 5
2.7蘋(píng)果去皮機(jī)械化的意義 6
3蘋(píng)果清洗以及去皮設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
3.1工作原理 8
3.2基本結(jié)構(gòu) 8
3.2.1去皮機(jī)構(gòu) 8
3.2.2清洗機(jī)構(gòu) 9
4撥料盤(pán)結(jié)構(gòu)和刷輥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10
4.1撥料盤(pán)的設(shè)計(jì) 10
4.1.1撥料盤(pán)的設(shè)計(jì) 10
4.1.2螺旋機(jī)功率的確定 10
4.1.3螺旋直徑的確定 11
4.1.4螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定 11
4.1.5螺距的確定 12
4.1.6物料輸送速度的確定 12
4.2刷輥部件的設(shè)計(jì) 13
5電動(dòng)機(jī)的選型 14
5.1電動(dòng)機(jī)的選擇 14
5.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型 14
5.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量 14
5.2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 14
5.2.1各軸轉(zhuǎn)速 15
5.2.2各軸輸入的功率 15
5.2.3各軸輸出的功率 16
5.2.4各軸輸入轉(zhuǎn)矩 16
5.2.5各軸輸出轉(zhuǎn)矩 16
6減速裝置的設(shè)計(jì)以及求解 18
6.1齒輪設(shè)計(jì) 18
6.2減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
6.2.1機(jī)體結(jié)構(gòu) 22
6.2.2鑄鐵型減速裝置的尺寸 22
6.3軸設(shè)計(jì) 24
6.3.1計(jì)算齒輪受力 25
6.3.2計(jì)算支承反力 25
6.3.3畫(huà)軸轉(zhuǎn)矩圖 25
6.3.4許用應(yīng)力 26
6.3.5校核軸徑 27
6.4軸承的選型 27
6.5鍵的選型 28
6.5.1輸入軸與帶輪的聯(lián)接 28
6.5.2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，水果的種類很多，成色也很好，因此我國(guó)被稱之為是一個(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)果屬于一種水果類型的里面的薔薇類型科，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6.4～11.1克，蔗糖含量為1.1～5.1克，葡萄糖含量為2.4～3.4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),能夠適合各種類型的人群進(jìn)行食用。
蘋(píng)果也被稱之為“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60—140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)專業(yè)人員的精心采摘作業(yè)以及清洗作業(yè)。
②具有十分完整的該品種果的形狀并且果梗需要保存完好。
③大型果的果實(shí)的直徑大小不少于61毫米，中等類型的果其直徑大小不小于54毫米。
④在蘋(píng)果的顏色方面元帥類型的品種要求顏色在百分之八十七以上，其他類型的果百分之六十六以上。
⑤果實(shí)的成熟度不能過(guò)熟。
⑥紅色品種的果實(shí)允許細(xì)小類型的壓碰傷總面積大小不得大于1。
⑦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①、②、③、⑤條。其④條所規(guī)定的在的顏色方面元帥類型的蘋(píng)果品種要求顏色在百分之六十九以上，其他類型的蘋(píng)果百分之四十九以上。其⑥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①、②、③、⑤條。
其④條規(guī)定著在基本的顏色方面元帥類型的基恩品種要求顏色在百分之四十八以上，其他類型的果百分之三十八以上，其⑥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1／7，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I／9。
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。
化學(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?
2.7 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)，分析金屬類以及非金屬類材料的基本作業(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，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)械的種類十分的多，根據(jù)不同的性質(zhì)有多種分類，比如依據(jù)不同機(jī)械的作業(yè)功能可以分為動(dòng)力類型的機(jī)械產(chǎn)品、搬轉(zhuǎn)類型的機(jī)械產(chǎn)品、用于破碎類型的機(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。
現(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)?；a(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、皮帶類型的傳動(dòng)
2、齒輪類型的傳動(dòng)
3、鏈類型的傳動(dòng)
4、蝸輪蝸桿類型的傳動(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。
33
4 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)類型為主的機(jī)器設(shè)備的功率大小。
其阻力包括以下幾類:
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)(1.2～1.4)
Q為輸送量(t/h)
ω0為物料阻力系數(shù)（選6.2）
L為螺旋類型的機(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·(ω0L+H)=1.4×2/367×（6.2×10.2）=45.8W
額定功率為
N1=N0/（η1η2）
η1為減速機(jī)傳動(dòng)效率，η1=0.9
η2為三角帶傳動(dòng)效率，η2=0.95
N1=N0/（η1η2）=45.8/0.9/0.95=53.6W
4.1.3 螺旋直徑的確定
因?yàn)椋篞=47k1AψcρD2.5（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
填充系數(shù)
推薦的螺旋葉片
K
A
粉狀
無(wú)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(wú)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a<60mm
無(wú)磨性、半磨磋性
煤、石灰石
0.25~0.30
全葉式
0.0537
40
小塊狀a<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a>60mm
無(wú)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a>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(pán)的修正參數(shù)c
傾斜角β
0°
≤5°
≤10°
≤15°
≤20°
c
1.00
0.90
0.80
0.70
0.65
4.1.4 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)
20
30
35
45
60
75
90
120
150
190
4.1.5 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=0.7–0.9。
h=k1D=0.7×0.5=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ν:
(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=0.7×0.5=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(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=1000×0.5×0.05=25N·m
其所需功率：
N=Tn/9550=25×650/9550=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=
η1為減速機(jī)傳動(dòng)效率，η1=0.9
η2為三角帶傳動(dòng)效率，η2=0.95
N2=N/（η1·η2）=1.7/0.9/0.95=1.99KW
5 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類型的電動(dòng)機(jī)的主要性能大小如下表格所示：
表5－1 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)（cosΦ）
額定轉(zhuǎn)矩
3
705
7.9
79
0.73
2
5.2 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
0.94
5.2.1 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
5.2.2 各軸輸入的功率
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
5.2.3 各軸輸出的功率
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
5.2.4 各軸輸入轉(zhuǎn)矩
電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 Td=9550×
=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
5.2.5 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
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（N·m）
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
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
6 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(yīng)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=ψdd1=0.5×40=20
b=20mm
2.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ν
ν=πd1n1/(60×1000)
=π×40×213.6/（60×1000）
=0.5
ν=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=4.7×10=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(dòng)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(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH
ZH=2.5
接觸最小安全系數(shù)SHmin
SHmin=1.05
總工作時(shí)間th
th=10×300×8×0.2
th=4800h
應(yīng)力循環(huán)系數(shù)NL
估計(jì)107
1.2δ
10
齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離
Δ2
>δ
10
軸承端蓋凸緣厚度
t
(1～1.2)d3
7
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（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(tái)半徑
R1
c2
11
外機(jī)壁位置到軸承截部件座端面距離
l1
c1+c2+（8～12）
50
大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離
Δ1
>1.2δ
10
齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離
Δ2
>δ
10
接下頁(yè)
接上頁(yè)
軸承端蓋凸緣厚度
t
(1～1.2)d3
7
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（5～5.5）d3
D+40
表6-4 c值
螺栓直徑
M8
M10
M12
M16
M20
M24
30
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
6.3 軸設(shè)計(jì)
輸入軸結(jié)構(gòu)部件為齒輪類型的軸結(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6－1 小齒輪軸
輸出軸的材料為40Cr?？估鳂I(yè)的基本強(qiáng)度大小σb=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σs=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=175980N·mm
圓周力：
徑向力： Fr=Ft·tanα=1872.1×tan20°=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+Fr×33=0 =－300N
Fr×42－×75=0 =381.6N
垂直面受力（見(jiàn)圖d） ×75－Ft×33=0 =823.7N
Ft×42－×75=0 =1048.4N
6.3.3 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
合成類型的彎矩作業(yè)大小圖(見(jiàn)圖f)M合
軸受轉(zhuǎn)矩 T=T2=175980N·mm
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： [σ0b]=140MPa
[σ-1b]=82.5MPa
應(yīng)力校正系數(shù)
當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 αT=0.59×175980=103828.2N·mm
當(dāng)量類型的彎矩
在小齒輪截面處
6.3.5 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(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型是一對(duì)GB/T276－6009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)類型的GB301－8208的推力球軸承結(jié)構(gòu)部件和兩對(duì)位置GB/T276－6308深溝球類型的基本軸承結(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類型的基本軸承與6308兩種類型的深溝球軸承結(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/N
C0r/N
D/mm
B/mm
N0/(r/min)
1
6208
29500
18000
80
18
8000
2
6308
40800
24000
90
22
7000
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/C0r
Fa/C0r=0/C0r
0
0
e
--
--
Fa/Fr
Fa/Fr=0
Fa/Fr≤e
Fa/Fr≤e
X、Y
X=1,Y=0
X=1,Y=0
沖擊類型的基本載荷系數(shù)大小fd
1.2
1.2
當(dāng)量動(dòng)載荷P
P=fd(XFr+YFa)=1.2(1×828.88+0)
994.66N
994.66N
計(jì)算額定動(dòng)載荷
4002N
4002N
基本額定時(shí)候的基本動(dòng)載荷的大小Cr
29500>
40800>
結(jié)論:選用6208和6308深溝球類型的軸承結(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b×h×l=12×8×30mm；
傳遞的扭轉(zhuǎn)力偶矩Me=40.2N·m,鍵的許用應(yīng)力[τ]=100Mpa；
許用壓強(qiáng)[σbs]=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=Aτ=blτ 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b×h×l=12×8×28mm,扭轉(zhuǎn)力偶矩Me=175.98N·m,平鍵的許用應(yīng)力為[τ]=100Mpa,許用壓強(qiáng)為[σbs]=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=Aτ=blτ
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