平板擠壓式核桃破殼機的設計含開題及9張CAD圖

平板擠壓式核桃破殼機的設計含開題及9張CAD圖,平板,擠壓,核桃,破殼機,設計,開題,cad XXXXX XX（設計）任務書 學院 班級 學生姓名 學號 課題名稱 平板擠壓式核桃破殼機的設計 起止時間 年 月 日—— 年 月 日（共14周） 指導教師 職稱 課題內容 設計一種由一對端面呈傾斜、上寬下窄的破殼板組成。動破殼板一端通過鉸鏈連接到殼體， 一端可由偏心軸帶動做往復曲線運動； 定破殼板是一可調擠壓直板，上方一端與機體鉸接， 下方與調距手柄相連， 手柄由可轉動的一段螺栓組成。 旋轉手柄可推動定破殼板前后運動， 用來調節(jié)兩板之間的間隙和角度， 使擠壓間隙的最小寬度小于果殼的直徑， 并接近于核桃果仁最大外徑。兩破殼板表面焊有魚鱗狀鐵網(wǎng)， 有許多細小的橫紋， 用于增加與核桃接觸的粗糙度。 落入破殼板狹縫的核桃，隨動破殼板運動經(jīng)最窄處破殼后， 經(jīng)出料口甩出。 擬定工作進度（以周為單位） 第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解核桃破殼的國內外現(xiàn)狀。 第2周—第5周 設計平板擠壓式核桃的總體方案。 第6周—第9周 對平板擠壓式核桃的結構進行具體設計。 第10周—第12周 撰寫設計說明書，對部分問題修改、調整。 主要參考文獻 [1]吳子岳.棉核桃剝殼取仁機械的研究.農業(yè)工程學報，1995，n(4):164-169 [2]吳子岳.核桃剝殼的力學分析.南京農業(yè)大學學報，1995，18(3):116-123 [3]謝麗娟，宗力.蓮子受力有限元分析.農業(yè)機械學報，2006，37(6):94-97 [4]楊德勇，王博.新型杏核破殼機的研究.農機與食品機械，1996(06):20 [5]余家沛，王越，劉磊.松籽殼力學性能的試驗研究.吉林大學學報，1988，2:53-58 [6]楊巧絨.板栗脫殼工藝及其設備的設計.包裝與食品機械，1999，17(2):12-13 [7]袁巧霞，陳紅，劉清生.輥板式銀杏脫殼裝置的試驗研究.農業(yè)機械學報，2004，35(3):181-183 任務下達人（簽字） 年 月 日 任務接受人意見 任務接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務書由指導教師填寫，任務下達人為指導教師。 2、此任務書須在學生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學生本人。 3、此任務書一式三份，一份留學院存檔，一份學生本人留存， XXXXX XX（設計）開題報告 課題名稱 平板擠壓式核桃破殼機的設計 學生姓名 學 號 所屬學院 專 業(yè) 班 級 指導教師 起止時間 20XX-12-1----20XX5-20 XXXXXX 開題報告正文 核桃，落葉喬木，羽狀復葉，小葉橢圓形，核果球形，外果皮平滑，內果皮堅硬，有皺紋。木材堅韌，可以做器物，果仁可以吃，可以榨油，也可以入藥。 屬于堅果類。核桃果在國外，人稱“大力士食品”、“營養(yǎng)豐富的堅果”、“益智果”；在國內享有“萬歲子”、“長壽果”、“養(yǎng)人之寶”的美稱。其卓著的健腦效果和豐富的營養(yǎng)價值，已經(jīng)為越來越多的人所推崇。 現(xiàn)在 剝核桃的方法很多比說門縫里夾，錘子砸等等，都解決不了批量剝殼的問題，核桃破殼是核桃深加工的第一步，必須首先解決.經(jīng)實測發(fā)現(xiàn)核桃形狀不規(guī)則、殼仁間隙小，試驗證明核桃殼完全破裂所需的變形量大于殼仁間隙,用一般的機械擠壓方法破殼必將造成大量的碎仁，隨著逐年核桃產量的增加，如何對核桃深加工問題也隨而來之，核桃破殼取仁技術也突顯出來了。 如今國內外核桃破殼有以下幾個方法：（1）離心式碰撞破殼法（2）化學腐蝕法（3）真空破殼取仁法（4）超聲波破殼法（5）定間隙擠壓破殼法。這下方法第一種碎仁太多，所以應用很少。第二種 在實際操作中不容易控制，仁容易受到腐蝕，處理不好還造成環(huán)境污染，很少有人采用。第三種第四種，設備昂貴，破殼成本高，效果不夠理想。第五種 最理想，值得探索。 現(xiàn)在核桃品種多，只能制造出適合大多數(shù)品種的適應，擠壓式屬于定間隙擠壓式破殼法，研究很有意義，符合現(xiàn)階段的需要，適宜大產量的生產，進一步深加工。 預計設計一種由一對端面呈傾斜、上寬下窄的破殼板組成。動破殼板一端通過鉸鏈連接到殼體， 一端可由偏心軸帶動做往復曲線運動； 定破殼板是一可調擠壓直板，上方一端與機體鉸接， 下方與調距手柄相連， 手柄由可轉動的一段螺栓組成。 旋轉手柄可推動定破殼板前后運動， 用來調節(jié)兩板之間的間隙和角度， 使擠壓間隙的最小寬度小于果殼的直徑， 并接近于核桃果仁最大外徑。兩破殼板表面焊有魚鱗狀鐵網(wǎng)， 有許多細小的橫紋， 用于增加與核桃接觸的粗糙度。 落入破殼板狹縫的核桃，隨動破殼板運動經(jīng)最窄處破殼后， 經(jīng)出料口甩出。 該機可破大小混雜在一起的核桃。這樣的裝置成本低，沒污染。適合大中型企業(yè)生產需要。 本課題主要研究真?zhèn)€裝置的機構，動破殼板強度，以及與定板之間距離，提高剝殼機精度。預計要大量的實驗，仿真。在前期找大量有關破殼機器的文獻，經(jīng)過分析大致繪制出結構圖，簡述工作原理。最后繪制裝備圖，學習軟件，以及用仿真軟件仿真。 期間，安排好作息時間，學習有關設計的軟件：CAD制圖，仿真軟件。積極與指導教師溝通。及時的解決遇到的難題。著重設計動板的形狀，表面結構，以及調隙裝置。利用寒假期間有機會去實地考察，了解有關核桃剝殼機的發(fā)展。假期過后。開始畫圖，仿真，以及寫論文。 五月底完工 參考文獻： [1]辛動軍;國內外核桃破殼取仁機械的現(xiàn)狀及問題探討 《農機化》 2001年06期史建新 [2]張林泉;龔麗;剝殼機具的現(xiàn)狀及效果改進方法的探討;食品與機械;2006年04期 [3]董詩韓 史建新;多輥擠壓式核桃破殼機的設計與試驗；《農業(yè)大學學報》； [4]袁麗;柵條滾筒式干果分級機的試驗研究;農業(yè)大學;2006 [5]史建新,趙海軍,辛動軍;基于有限元分析的核桃脫殼技術研究;農業(yè)工程學報;2005年03期 [6]楊巧絨.板栗脫殼工藝及其設備的設計.包裝與食品機械，1999，17(2):12-13 [7]袁巧霞，陳紅，劉清生.輥板式銀杏脫殼裝置的試驗研究.農業(yè)機械學報，2004，35(3):181-183 學生簽名 年 月 日 指導教師審閱意見 指導教師簽名 年 月 日 目錄 1.緒論 1 1.1選題的意義和目的 1 1.2本課題所涉及的問題及國內（外）研究現(xiàn)狀及分析 1 1.2.1國外研究現(xiàn)狀及分析 1 1.2.2國內研究現(xiàn)狀及分析 1 1.3核桃破殼機的技術現(xiàn)狀及存在的問題 2 1.4方案的確定 2 2.設計方案的選擇 3 2.1進料口的設計 3 2.2核桃破殼部分的設計 4 2.3核桃破殼機的仁殼分離部分的設計 4 2.4板的設計 5 2.4.1 板的選擇 5 2.4.2 板的設計 5 2.5軸的設計 5 2.5.1軸的設計 5 2.5.2軸的校核 7 2.5.3軸系零件的定位 8 2.6 軸承的選擇 8 2.7 鍵聯(lián)結的選擇與校核 10 2.7.1鍵的選擇 10 2.7.2 鍵的安裝 10 2.7.3校核鍵聯(lián)接的強度 10 2.8軸承端蓋的設計 10 3.帶輪和鏈輪的選擇 11 3.1帶輪的設計 11 3.2鏈傳動的部分計算 12 4.電動機選擇 13 5.電動機尺寸安裝 14 5.1電機的安裝 14 5.2電機的調整 14 6.固定支撐的部分設計 14 6.1機架的設計 14 6.2軸承座的安放 15 7.安裝質量 15 8.總結 15 致 謝 16 參考文獻 17 前 言 為了使堅果食品增值，近年來在各國都在加工制造成品方面想辦法。目前整體核桃核仁在國際市場的價格是帶殼核桃的幾十倍，且核桃?guī)け４嫒菀酌範€。因此，尋求效率高，質量好的脫殼方法，是發(fā)展的必然。 人工剝殼速度難以滿足生產發(fā)展的要求，故研制高效剝殼機已經(jīng)成當務之急?，F(xiàn)在剝核桃的方法很多比說門縫里夾，錘子砸等等，都解決不了批量剝殼的問題，核桃破殼是核桃深加工的第一步，必須首先解決.經(jīng)實測發(fā)現(xiàn)核桃形狀不規(guī)則、殼仁間隙小，試驗證明核桃殼完全破裂所需的變形量大于殼仁間隙,用一般的機械擠壓方法破殼必將造成大量的碎仁，隨著逐年核桃產量的增加，如何對核桃深加工問題也隨而來之，核桃破殼取仁技術也突顯出來了。 我設計的是一種由一對端面呈傾斜、上寬下窄的破殼板組成。動破殼板一端通過鉸鏈連接到殼體， 一端可由偏心軸帶動做往復曲線運動； 定破殼板是一可調擠壓直板，上方一端與機體鉸接， 下方與調距手柄相連， 手柄由可轉動的一段螺栓組成。 旋轉手柄可推動定破殼板前后運動， 用來調節(jié)兩板之間的間隙和角度， 使擠壓間隙的最小寬度小于果殼的直徑， 并接近于核桃果仁最大外徑。兩破殼板表面焊有魚鱗狀鐵網(wǎng)， 有許多細小的橫紋， 用于增加與核桃接觸的粗糙度。 落入破殼板狹縫的核桃，隨動破殼板運動經(jīng)最窄處破殼后， 經(jīng)出料口甩出。 本設計因為自己學術不精，如有不足之處望讀者能提出寶貴意見。 前 言 為了使堅果食品增值，近年來在各國都在加工制造成品方面想辦法。目前整體核桃核仁在國際市場的價格是帶殼核桃的幾十倍，且核桃?guī)け４嫒菀酌範€。因此，尋求效率高，質量好的脫殼方法，是發(fā)展的必然。 人工剝殼速度難以滿足生產發(fā)展的要求，故研制高效剝殼機已經(jīng)成當務之急?，F(xiàn)在剝核桃的方法很多比說門縫里夾，錘子砸等等，都解決不了批量剝殼的問題，核桃破殼是核桃深加工的第一步，必須首先解決.經(jīng)實測發(fā)現(xiàn)核桃形狀不規(guī)則、殼仁間隙小，試驗證明核桃殼完全破裂所需的變形量大于殼仁間隙,用一般的機械擠壓方法破殼必將造成大量的碎仁，隨著逐年核桃產量的增加，如何對核桃深加工問題也隨而來之，核桃破殼取仁技術也突顯出來了。 我設計的是一種由一對端面呈傾斜、上寬下窄的破殼板組成。動破殼板一端通過鉸鏈連接到殼體， 一端可由偏心軸帶動做往復曲線運動； 定破殼板是一可調擠壓直板，上方一端與機體鉸接， 下方與調距手柄相連， 手柄由可轉動的一段螺栓組成。 旋轉手柄可推動定破殼板前后運動， 用來調節(jié)兩板之間的間隙和角度， 使擠壓間隙的最小寬度小于果殼的直徑， 并接近于核桃果仁最大外徑。兩破殼板表面焊有魚鱗狀鐵網(wǎng)， 有許多細小的橫紋， 用于增加與核桃接觸的粗糙度。 落入破殼板狹縫的核桃，隨動破殼板運動經(jīng)最窄處破殼后， 經(jīng)出料口甩出。 本設計因為自己學術不精，如有不足之處望讀者能提出寶貴意見。  1.緒論 1.1選題的意義和目的 為了使堅果食品增值，近年來在各國都在加工制造成品方面很想辦法。目前整體核桃核仁在國際市場上的價格是帶殼核桃的幾十倍，且核桃?guī)け４嬉酌範€。因此，尋求效率高，質量好的脫殼方法，是必然發(fā)展的。我國核桃資源豐富，如何的有效去殼，對滿足人們生活需要和換取外匯都有著很重要的意義。 現(xiàn)在剝核桃的方法很多比說門縫里夾，錘子砸等等，都解決不了批量剝殼的問題，核桃破殼是核桃深加工的第一步，必須首先解決.經(jīng)實測發(fā)現(xiàn)核桃形狀的不規(guī)則、殼仁的間隙小，試驗證明核桃殼完全破裂所需的變形量大于殼仁的間隙,用一般的機械擠壓方法破殼必然會造成大量的碎仁，隨著逐年核桃產量的猛增加，如何對核桃深加工問題也就隨而來之，核桃破殼取仁技術也突顯出來了。實際上人工剝殼速度難以滿足生產發(fā)展的要求，故研制高效剝殼機已經(jīng)成當務之急[1]。 針對核桃加工存在的問題和市場需求，確定核桃加工的工藝，除脫青皮、分級、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外，還可進一步的深加工。在加工中，存在的問題是核桃脫殼比較困難，主要都由人工完成。人工剝殼難以滿足生產的發(fā)展的要求，故研制高效剝殼機已成當務之急[2]。我國的核桃栽培面積約130萬hm2以上，主要種植區(qū)域在西南與西北。在國際的市場上，核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界的4大干果，核桃作為保健食品早已經(jīng)被國內外所認識。我國核桃總產量約1萬t，全國人均占有為0.24kg。這與國際上一些國家相比相差很遠，如美國人均占有核桃量為1.5kg，是我國國民的6倍。核桃系胡桃科核桃屬。原產我國的有4個種和1個雜交種，栽培較多的有普通核桃和云南薄殼核。目前我國核桃面積約為66．7公頃，年產量約20多萬噸。核桃出仁率達50％左右，優(yōu)質的核桃仁為淡黃色或琥珀色，營養(yǎng)豐富而味美，可以生食，是很好的滋養(yǎng)品，也是制作糕點的好原料。很多國家有消費核桃的習慣，美國的膳食指南將核桃與大豆列為同類食物。近些年來，核桃除銷售干果或核桃仁外，核桃乳、核桃速食粉、核桃精等加工品也進入市場，另有少量的核桃油產品的銷售，但是核桃的深加工產品很少見，隨著核桃生產的發(fā)展，其后續(xù)產品的開發(fā)和加工迫在眉[2] 。 1.2本課題所涉及的問題及國內（外）研究現(xiàn)狀及分析 1.2.1國外研究現(xiàn)狀及分析 國外堅果類破殼問題的研究，如蘇聯(lián)專利的破裂松果的方法，日本專利的破除栗殼的方法，我國對棉核桃剝取仁的研究，在理論和實踐方面都做了許多探討，但均未解決好核桃去殼取仁的問題。 目前核桃核桃生產國中最有代表性的、生產水平最高的、市場占有份額最大的當數(shù)美國。美國可謂核桃生產上年輕而又強大的王國。美國核桃采收的機械化的程度很高，先是噴灑乙烯利，然后采用振落機采收，再用脫青皮機脫皮，用清洗機清洗，用烘干機再烘干、利用冷庫再進行干燥處理和貯藏。如加工果仁， 采用破殼機破殼， 通過氣流分選機進行殼仁分離， 然后用分色機將果仁分為深色和淺色， 再分出全仁和碎仁， 最后分別稱重包裝銷售。 國外早在20世紀60年代初,就著手研制堅果剝殼機具,到80年代初,美國、意大利、法國等已相繼推出了各種堅果剝殼機,如夏威夷果剝殼機、杏仁剝殼機等。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,堅果剝殼機具已日趨成熟,目前,正朝著機電一體化方向發(fā)展[3]。 1.2.2國內研究現(xiàn)狀及分析 在我國，如山西、陜西的核桃剝殼機，性能不甚好，我國出口的核桃仁全都是手工砸取，勞動生產率低，且菌感染指數(shù)高于國際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標準，影響了核仁的品質，降低了換匯率。在國內的市場銷售，對人民不利。 如今國內外核桃破殼有以下幾個方法：（1）離心式碰撞破殼法（2）化學腐蝕法（3）真空破殼取仁法（4）超聲波破殼法（5）定間隙擠壓破殼法。這些方法第一種碎仁太多，所以應用很少。第二種 在實際操作中不容易控制，仁容易受到腐蝕，處理不好還造成環(huán)境污染，很少有人采用。第三種第四種，設備昂貴，破殼成本高，效果我國堅果剝殼機具發(fā)展緩慢,遠遠落后于種植業(yè)的發(fā)展,在一些生產應用的機具中,存在如下幾個突出的問題,因而,難以推廣應用[4],不夠理想。第五種 最理想，值得探索。還有： (1)機器剝殼率低。不少剝殼機有漏剝或剝殼不完全,果仁去凈率不高,有些剝殼機剝殼率只有50%。這機器是堅果剝殼機推廣使用的最大障礙。 (2)損失率高。由于參數(shù)的選擇不合理,造成剝殼不完全現(xiàn)象嚴重,碎仁夾帶在碎殼中難以回收而被棄除。有些機具的果仁損失率高達20%。 (3)果仁的完整性差。有些機具設計,為了減少漏剝或剝殼不完全現(xiàn)象,一味追求剝殼率,導致高的破碎率,從而降低產品的商品價值。 (4)設備的通用性差。一般剝殼機僅能用于某一品種堅果的剝殼作業(yè),對于不同品種的堅果,不能通過更換主要的零部件來實現(xiàn)一機多用。 (5)機具性能的不穩(wěn)定,適應性差。為某類堅果專門開發(fā)的專用機型,在該堅果品種、大小規(guī)格、外殼形狀和含水量等因素出現(xiàn)變化時,剝殼機具的剝殼性能就變差。 (6)設備的作業(yè)成本的偏高。我國堅果剝殼機具還未形成規(guī)模和系列,多數(shù)都是單機制造,制造工藝水平低、成本高、也因為通用性差,不能一機多用,使得生產企業(yè)設備配置成本高,致使加工堅果作業(yè)的成本增加。 1.3核桃破殼機的技術現(xiàn)狀及存在的問題 現(xiàn)在核桃品種多，只能制造出適合大多數(shù)品種的適應，擠壓式屬于定間隙擠壓式破殼法，研究很有意義，符合現(xiàn)階段的需要，適宜大產量的生產，進一步的深加工。 目前，雖然我國已研制開發(fā)出了一些堅果破殼機械，但是核桃破殼機的發(fā)展相當緩慢，并且能進行批量生產的成熟機型不多，遠不能滿足實際的生產需要。具有代表性核桃破的殼機主要有：①農業(yè)大學史建新、喬園園、董遠德等研究人員研制的新型核桃破殼機。該新型核桃破殼機結構簡單、破殼效率高，能實現(xiàn)核桃的機械化破殼取仁。 目前核桃破殼取仁有下列幾種方法：①離心碰撞式破殼法②化學腐蝕法③真空破殼取仁法④超聲波破殼法⑤定問隙擠壓破殼法。第一種方法：碎仁太多，所以應用很少；第二種方法：由于在實際操作中不好控制，仁易受到腐蝕，處理不好還對環(huán)境會造成污染的，因此人們都不愿接受；第三、四種方法，設備昂貴、破殼成本高，且破殼效果不夠理想；只有第五種方法值得探索。但由于核桃品種繁雜、尺寸的差異較大、形狀的不規(guī)則、殼仁的間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需進行殼仁分離，鑒于殼仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多的毛刺，所以殼仁的分離也有相當難度。解決以上難題的方法就是將破殼取仁分解為分級、導向、擠壓破殼、殼仁分離四部分，逐一俄的加以解決。 1.4方案的確定 我的設計是一種由一對端面呈傾斜、上寬下窄的破殼板組成。動破殼板一端通過鉸鏈連接到殼體， 一端可由偏心軸帶動做往復曲線運動； 定破殼板是一可調擠壓直板，上方一端與機體鉸接， 下方與調距手柄相連， 手柄由可轉動的一段螺栓組成。 旋轉手柄可推動定破殼板前后運動， 用來調節(jié)兩板之間的間隙和角度， 使擠壓間隙的最小寬度小于果殼的直徑， 并接近于核桃果仁最大外徑。兩破殼板表面焊有魚鱗狀鐵網(wǎng)， 有許多細小的橫紋， 用于增加與核桃接觸的粗糙度。 落入破殼板狹縫的核桃，隨動破殼板運動經(jīng)最窄處破殼后， 經(jīng)出料口甩出。 該機可破分級的核桃。這樣的裝置成本低，沒污染。適合大中型企業(yè)生產需要。 其結構如下圖所示： 1. 調隙手輪 2.定板 3.動板 4.進料口 5.排料器 6.彈簧 7.偏心軸 8.電動機 2. 圖1—4 核桃破殼機的結構示意圖 工作過程：由于用兩板擠壓破殼，故需要先對核桃進行預處理—將核桃分級處理后。核桃進入進料口后，掉入動板和定板組成的破殼間隙，動板工作，核桃受到擠壓作用，核桃表面產生裂紋并逐漸擴展，直至最終完全破裂，碎殼和仁從最小間隙處掉下。 2.設計方案的選擇 經(jīng)過多次查閱相關資料和同學探討，最終確定設計的部分包括定板，動板，進料口，出料口，調隙裝置，電動機，皮帶輪鏈輪等等。 2.1進料口的設計 經(jīng)過查找資料，可以知道當進料口與水平面夾角為時，更加有利于核桃的導向與進入工作區(qū)[6]。因此設計進料口一邊與水平面夾角為，另一邊與水平面垂直，與箱體用螺栓連接。其結構示意圖如下： 圖2—1核桃破殼機進料口結構示意圖 在此之上，我在進料口上加了一個類似于外槽輪排種器的裝置，這樣的裝置可以實現(xiàn)核桃一排一排的往破殼板之間的間隙掉落，其結構示意圖如下： 1.盛料斗 2.排料器 3.排料舌 圖2—1.1核桃破殼機排料口結構示意圖 工作過程：核桃經(jīng)過分選后進入盛料斗中，來不及一字排開，核桃靠重力堆積在排料器上，并被排料器帶著一起旋轉進行強制排料：處在排料器外面的一層核桃在排料器的撥動和核桃之間的摩擦力的作用下也被帶動起來了，其運動速度從排料器圓周線速度逐漸向外遞減之靜止層。由排料器強制帶出的核桃從排料舌上掉入破殼板的間隙中，然后進行破殼。 2.2核桃破殼部分的設計 其結構示意圖如圖2—2所示： 1.定破板 2.動破板 3.核桃 4.偏心軸接觸板 5.偏心軸 圖2—2 核桃破殼機的破殼部分的結構示意圖 工作過程：核桃由排料裝置掉入動板和定板板表面造成的縫隙后，偏心軸轉動過程中強制推動動板移動，使得動板與定板之間的間隙變小，從而使得核桃受壓破裂，動板靠重力和彈簧的拉力使得動板回位，完成一次破殼。 在整機工作中，不停地重復這個動作。 2.4板的設計 2.4.1 板的選擇 根據(jù)查找資料，為了增加板與核桃殼之間的摩擦，我選用菱形花紋鋼板，面積為240000mm2 定板結構示意圖如圖2—4所示： 1.定板 2.定位空 3.螺栓空 圖2—3 核桃破殼機的破殼板定板的結構示意圖 定板在破殼機中很重要，它的作用是實現(xiàn)間隙的變化，它的背部安裝一調隙裝置來推動板的移動實現(xiàn)間隙變化，在此之上為了防止定板的旋轉和晃動我設計了一個定位空，此空裝一個扁平的鋼板，另一頭用螺栓固定在機架上。 2.4.2 板的設計 板的寬確定為400mm后，采用黃金矩形求出擠壓輥的長度L 黃金矩形為：長/寬 板長度L=647mm，取L=600mm 板厚為10mm 2.5軸的設計 2.5.1軸的設計 設計的軸長為594mm，軸分為4段。其結構示意圖如下： 圖2—4 傳動軸結構示意圖 第一段軸與皮帶輪連接，其直徑為24mm；第二段軸用來裝軸承的，還需要設計一個軸肩，用來固定軸承：第三段是偏心軸，其基準直徑為36mm，偏心距為5mm。第四段軸與大鏈輪連接。 軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價格便宜，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，所以本設計采用45號剛作為軸的材料。調制處理。第三段軸軸表面淬火，增加其表面的耐磨性能。 2.5.2軸的校核 經(jīng)過分析，主軸軸的受力最大，而且軸的周向受力是主要的，因此，對該軸進行扭矩校核。軸的結構見圖2-6 (1) 主軸轉速 根據(jù)公式 （2—5） 其中h為板的高度0.6m，g為10m/s2 t為時間 得時間t約為0.35s 取t為0.4s 既得主軸0.4s轉一圈 所以主軸轉速至少為150r/min 取其整數(shù)倍 (2)軸的扭矩計算 電動機輸出轉矩： T== （2—6） 式中：為電動機額定功率，為電動機轉速 主軸輸入轉矩： （2—7） 為皮帶輪的傳動效率根據(jù)設計指導書參考初選 為軸承的傳動效率初選 為鏈輪的傳動效率初選 根據(jù)要求，軸要滿足下列條 (3)軸的強度條件： （2—8） 式中：為軸的切應力，MPa;T為轉矩，N.mm;為抗扭截面系數(shù)，;為許用扭切應力，MPa. 表2—4 常用材料的值和C值 軸的材料 Q235,20 35 45 40Cr，35SiMn 12-20 20-30 30-40 40-52 C 160-135 135-118 118-107 107-98 該軸的材料為45號鋼，則滿足強度條件，軸是安全的。[11] (4)軸傳遞的轉矩 （2—9） （2—10） 軸的扭矩圖： 圖2-7 扭矩圖 （5）軸的剛度計算 （2—11） 式中：T為轉矩；為受轉矩作用的長度， mm;G為材料的切變模量，MPa;d為軸徑，mm;為軸截面的極慣性距。,，故軸是安全的。 2.5.3軸系零件的定位 (1)軸向定位 為了防止軸上零件發(fā)生沿軸向的移動，必須對其進行定位，來保證齒輪的正確嚙合，根據(jù)軸上零件的的安裝要求和對軸的結要求，要選擇不同的定位方式，常用的定位方式主要有軸肩定位、套筒定位、軸端擋圈和彈性擋圈，軸間定位方式在本設計中有用到，具體的結構和參數(shù)見零件圖和明細表。 (2)周向定位 鍵主要是為了實現(xiàn)軸上零件的周向定位來傳遞轉距，鍵的形式用多種，因此要根據(jù)不同的要求來選擇不同型號的鍵，根據(jù)傳動的要求，本設計全部采用圓頭普通平鍵（A型），它的兩個側面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，其主要特點是定心性好、拆裝方便。 2.6 軸承的選擇 主軸通過粉碎室內腔，其兩端由軸承固定在機架上。根據(jù)軸受力和軸徑的不同，，本設計選用的軸承是：深溝球軸承 已知此處軸徑，所以選內徑為35mm的軸承，在機械設計手冊中選擇深溝球軸承；查表6-1，選擇型號為6007 GB/T276—94的軸承。另一處已知軸徑為，所以選內徑也為25mm的軸承，選擇型號61805 GB/T276—94的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下：[12] 軸承內徑： d=35mm D=72mm B=17mm 基本額定動載荷：C=19.8KN 基本額定靜載荷：C=13.5KN 軸承內徑： d=25mm D=52mm B=15mm 基本額定動載荷：C=10.8KN 基本額定靜載荷：C=6.95KN 滾動軸承的壽命計算： 2.7 鍵聯(lián)結的選擇與校核 2.7.1鍵的選擇 根據(jù)軸的直徑的不同，應該選擇不同型號的鍵，另外，鍵的長度也有一系列的標準，應該優(yōu)先選用第一系列，在以上的說明書中知道安裝鍵的軸有兩處，分別是第一段和第二段。第一段的直徑為25mm。 從機械設計手冊表中查得鍵的截面尺寸為：寬度，高度。 2.7.2 鍵的安裝 鍵的安裝位置見零件圖。 2.7.3校核鍵聯(lián)接的強度 軸和帶輪的材料是鋼和鑄鐵，且屬于靜聯(lián)接由文獻12的表6-2查得許用擠壓應力為[σp]=120-150MPa,取其平均值，[σp]=135MPa。鍵的工作長度為，鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為。由文獻1的式6-1可得 M—傳遞的轉矩（N.M） d—軸的直徑（mm） l—鍵的工作長度（mm）;A型，l=L－b k—鍵與輪轂的接觸高度（mm）;k=h－t,h為鍵的高度， b—鍵的寬度（mm） t—切向鍵工作面寬度（mm） —鍵的許用切應力（MPa） —鍵連接的許用擠壓應力，/ MPa 可見聯(lián)接的擠壓強度滿足，即該鍵可以正常工作。 2.8軸承端蓋的設計 所選軸承外徑為62mm,在45-65的范圍內，所以選擇螺釘直徑 d=6mm，螺釘數(shù)4個 b=5~10 b取5mm h=（0.8~1）b=8mm 3. 帶輪和鏈輪的選擇 帶輪是依靠帶與帶輪接觸面間的摩擦傳動的，它可以吸收和緩沖振動，結構簡單，成本低廉。 3.1帶輪的結構設計 小帶輪的材料選擇HT150，由小帶輪的基準直徑=40mm<2.5d=2.5×20=50mm，因此小帶輪可采用實心式；由機械設計第八版表8—10得Y型槽的結構尺寸bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，da=dd+2ha=40+2×1.6=43.2mm， B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。 圖3-1小帶輪結構 大帶輪的材料選擇HT150，由大帶輪的基準直徑=100mm<2.5d=2.5×24=60mm，因此大帶輪可采用腹板式,由機械設計第八版表8—10得Y型槽的結構尺bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，da=dd+2ha=100+2×1.6=103.2mm，B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。 圖3-2 大帶輪結構 3.2 鏈輪傳動部分計算： （1） 選擇鏈輪齒數(shù)： Z1=34 Z2=17 中心距：500mm （2） 確定鏈節(jié)數(shù) （3） 驗算鏈速： （4） 作用在軸上的壓力： ①離心力 ②懸垂壓力 水平布置時垂度系數(shù) ③緊邊拉力和松邊拉力 圓周拉力 緊邊拉力 松邊拉力 （3） 最后選定的鏈型號：12A-1-112 GB1243.1-83 4. 電動機的選擇 進過多方查閱資料，確定偏心軸轉速為300r/min，所需功率為3KW，符合這一范圍的同步轉速為：查機械設計文獻３第155頁表12-1可知 根據(jù)容量和轉速，由設計手冊查出的電動機型號，因此有以下三種傳動比選擇方案，如下表4—1 4—1電動機的類型 方方案 電動機型號 額定功率 同步轉速 滿載轉速 電動機質量 參考價格 傳動裝置傳動比 1 Y-160M1-8 4 750 720 118 5.00 10.21 2 Y132M1-6 4 1000 960 73 3.48 13.61 3 Y112M-4 4 1500 1440 43 2.22 20.42 ①本參考價格為4極，同步轉速為750r\min,功率為4kw的電動機價格為1計算，表中數(shù)值為相對值，僅供參考。 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸，質量，價格以及傳動比，可見第三種方案比較合適，因此選定電動機的型號是Y-160M1-8。 5電機的尺寸及安裝 5.1電機的安裝 電機選定后，可根據(jù)其安裝尺寸設計機架及調節(jié)裝置，考慮到V帶傳動運轉一段時間以后，會因為帶的塑性變形和磨損而松弛。為了保證帶傳動正常工作，應定期檢查帶的松弛程度，做相應的調整[10]。 設計采用定期張緊裝置，通過人為定期改變中心距的方法來調節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。將電機安放在角鐵上，通過調節(jié)螺栓來改變中心距， 使V帶保持張緊狀態(tài)，將效率損失降到最低。電動機的安裝尺寸見表4-2該電動機的主要外型和安裝尺寸如下表4—2： 表4—2電動機主要外形尺寸 中心高 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸 112 38×265×190 190×140 12 28×60 8 其主要外形安裝尺寸如圖4-3 圖4-3電動機主要外形安裝尺寸 5.2電機的調整 電機底座安放在的等邊角鋼的平面上，角鐵通過四根的全螺線螺栓固定在總機架上，定期檢查帶的松緊程度，如果需要調整中心距，可通過調節(jié)四根螺栓上鎖緊螺母的位置來實現(xiàn)。這樣有效的防止了帶的打滑，減小了機械效率損失。使電機功率得到合理應用[1]。 6 固定支撐部分的設計 6.1機架的設計 機架采用角鐵焊接而成，根據(jù)需要選擇熱軋槽鋼（GB/T707-1988）。 基本尺寸見表5-1 表 5-1 槽鋼尺寸 槽鋼 號數(shù) 尺寸/mm b h d t r r1 8 43 80 5.0 8.0 8.0 4.0 6.2軸承座的安放 由于軸承座為標準件，在選定軸承后，查手冊可知軸承座的安裝尺寸[10]，見表5-2 表 5-2滾動軸承座安裝尺寸 型號 A1 L J S N1 N 質量/（kg） SN205 46 165 130 M12 15 20 1.3 7 裝配質量 （1）整機零部件完整，無缺件，安裝方便； （2）運動件操作靈活，無有卡死、磕碰現(xiàn)象； （3）非運動件無明顯偏移、翹曲等現(xiàn)象； （4）緊固件緊固可靠； （5）電動機、帶輪、鏈輪安裝牢固、可靠。 8.總結 通過此次設計使我掌握了科學研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎，在以后的日子我將會繼續(xù)保持這份做學問的態(tài)度和熱情。 我所選設計題目是“平板擠壓式核桃破殼機的設計”，之所以選擇這個題目，是因為我對這個課題比較的感興趣。在我的生活里，核桃破殼主要是在門縫里夾碎，這樣力道不容易把握，不是夾得太碎就是破裂程度很小，同時對門也造成了一定程度的破壞。因此，就想設計一款既省力又快速且破殼完整的機械。 經(jīng)過查找資料和老師的指導，以及上網(wǎng)搜集更多的相關學術論文、核心期刊、書籍等，終于對核桃破殼機有了一定得了解，心里有了大體的思路。最終確定的核桃破殼機有平板擠壓式破殼機。對于這一破殼機械有以下的結論： （1）通過對核桃物理機械特性的測定和內力分析，提出了剝殼取仁原理破裂核桃殼，并研制了入料裝置 ，使得核桃成排狀向下落，有利于擠壓，有利于裂紋的產生與擴展，提高剝殼性能。 （2） 設備結構參數(shù)：定板和破板一樣大其尺寸為長600mm，寬400mm。間距L和最小間隙s根據(jù)核桃尺寸等級在理論最佳值附近加以選擇。最佳運動參數(shù)：偏心軸轉速300 r／min，以每個核桃10g計，則最大生產率為18Okg/h。 致 謝 在這做畢業(yè)設計的過程中，我學到了很多，許多人也幫助了我。首先我要感謝我的指導老師，是他不停的督促我，在設計中告訴我不同的傳動連接方式，使我學會了許多東西，尤其是想問題和解決問題的思路，對我以后有很大的幫助。還有我的同學，隨時都會幫助我，這次最大收獲是掌握 了Autocad制圖。謝謝他們幫助了我，使我順利的完成畢業(yè)設計。 - 18 - 參考文獻 [1] 吳子岳. 綿核桃剝殼機的研制[J]包裝與食品機械, 1995,(02) ：54～56 [2] 王高平. 一種新型核桃加工設備的研究[J]南方農機, 2002,(02) ： 113～115 [3] 喬園園,史建新,董遠德. 影響核桃殼仁脫離的主要因素[J]農機化研究, 2008,(04)：43～44 [4] 郗榮庭，劉夢軍．中國干果[M]．北京：中國林業(yè)出版社，2005．34～37 [5] 史建新,辛動軍. 國內外核桃破殼取仁機械的現(xiàn)狀及問題探討[J]農機化, 2001,(06)： 127～129 [6] 辛動軍,史建新. 核桃剝殼機導向裝置試驗研究[J]. 農業(yè)大學學報, 2001,(03) ：230～234 [7] 袁巧霞. 我國堅果脫殼機現(xiàn)狀及亟待解決的技術問題[J]. 農機化研究, 2001,(03) ：133～135 [8] 史建新,趙海軍,辛動軍. 基于有限元分析的核桃脫殼技術研究[J]. 農業(yè)工程學報, 2005,(03)：48～50 [9] 吳子岳. 綿核桃剝殼取仁機械的研究[J]. 農業(yè)工程學報, 1995,(04)：143～145 [10] 史建新,辛動軍. 國內外核桃破殼取仁機械的現(xiàn)狀及問題探討[J]. 農機化, 2001,(06)：49～51 [11] 單輝祖.材料力學（第二版）.高等教育出版社. 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