蘋(píng)果切片機(jī)的設(shè)計(jì)

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V帶的設(shè)計(jì)96.1 選擇V帶的型號(hào)96.2 確定帶輪基準(zhǔn)直徑96.3 確定V帶長(zhǎng)及中心距106.4 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角106.5 確定帶的根數(shù)106.6 計(jì)算帶的張緊力和壓軸力107. V帶輪的設(shè)計(jì)117.1 小V帶輪軸的設(shè)計(jì)117.2 大V帶輪軸的設(shè)計(jì)117.3 小V帶輪的設(shè)計(jì)127.4 大V帶輪的設(shè)計(jì)128. 物料箱的選擇139. 壓緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)149.1 壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)149.2 齒輪齒條的設(shè)計(jì)149.3 彈簧材料的選定169.4 彈簧尺寸的計(jì)算169.5 壓縮彈簧的穩(wěn)定性16結(jié)束語(yǔ)17致 謝18參考文獻(xiàn)19塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 蘋(píng)果切片機(jī)的設(shè)計(jì)1. 國(guó)內(nèi)外切片機(jī)現(xiàn)狀1.1 國(guó)外切片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外的切片機(jī)技術(shù)始于六十年代，到七十年代已經(jīng)發(fā)展成熟，八十年代中期，大部分切片機(jī)都可以加工125MM以上大直徑單晶，像瑞士的邁爾-布格耶斯公司的臥室內(nèi)圓切片機(jī)，切割棒料直徑最大可以達(dá)到304.8mm。八十年代中后期的一兩年，切片技術(shù)發(fā)展到了鼎盛時(shí)期，相當(dāng)多的多功能全自動(dòng)切片機(jī)相繼商品化。從而誕生了世界上續(xù)道著名的切片機(jī)廠家，如瑞士AG公司的TS系列機(jī)、日本TOkyo Semisu 朱式會(huì)社的TSK系列機(jī)、ASM系列機(jī)、美國(guó)STC公司的STC系列機(jī)等，就切片機(jī)的結(jié)構(gòu)而言，主軸以空氣軸承火滾動(dòng)軸承為支撐方式的臥式和立式兩種。發(fā)展到現(xiàn)在就切片機(jī)的功能而言，已經(jīng)相當(dāng)齊全，而且復(fù)合化，切片方式也有很多種類。目前，全球水果加工機(jī)械需求每年以5.3%的速度增長(zhǎng)。美國(guó)擁有最大的水果加工設(shè)備生產(chǎn)商，其次是日本，其他的主要生產(chǎn)商則來(lái)自德國(guó)、意大利和中國(guó)，目前水果加工設(shè)備生產(chǎn)增長(zhǎng)最快的是發(fā)展中國(guó)家和地區(qū)。據(jù)了解，美國(guó)包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的3%。其包裝機(jī)械最大使用行業(yè)是食品產(chǎn)業(yè)，其次是飲料產(chǎn)業(yè)、家庭清潔用品與化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。在美國(guó)食品產(chǎn)業(yè)中，蔬菜和水果每年需要的食品機(jī)械所占比重最大，而美國(guó)進(jìn)口的食品加工機(jī)械主要來(lái)自德國(guó)、墨西哥、加拿大和中國(guó)。在俄羅斯，機(jī)械制造業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了農(nóng)產(chǎn)品加工和食品生產(chǎn)等行業(yè)的需求。據(jù)了解，俄羅斯水果加工機(jī)械的市場(chǎng)容量為每年20億美元至40億美元，但是俄羅斯的制造商只占有20%的份額，并且這些制造商主要生產(chǎn)半自動(dòng)化的設(shè)備，目前還沒(méi)有能力去滿足俄羅斯食品生產(chǎn)加工行業(yè)的整體需求。在亞洲，越南市場(chǎng)則對(duì)食品機(jī)械如食品切片機(jī)等成套加工設(shè)備的需求日益旺盛，尤其是在水果加工設(shè)備方面。越南出產(chǎn)豐富的熱帶水果，年產(chǎn)量達(dá)380多萬(wàn)噸，但水果加工技術(shù)落后，致使出口仍以鮮果為主。1.2 國(guó)內(nèi)切片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)的切片機(jī)技術(shù)始于其實(shí)年代初期，我國(guó)的切片機(jī)廣泛應(yīng)用于蔬菜、中藥、凍肉等領(lǐng)域，其中土豆的應(yīng)用最為顯著，目前我國(guó)的切片機(jī)主要方式有以下幾種：1、 直線往復(fù)式切片機(jī)，直線往復(fù)式切片機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效益低，因此它應(yīng)用于工作要求不高，效率低得場(chǎng)合2、 圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)式切片機(jī)，圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)式切片機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單也有較高的生產(chǎn)效益，因此它廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。3、 水槍式切片機(jī)，水槍式耗水量大，只能切出平直的片，因此它的應(yīng)用不是十分廣泛。4、 圓形切片機(jī)，圓形式切片機(jī)有很高的工作效率，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)比較困難，因此它應(yīng)用于工作效率要求相當(dāng)高的專業(yè)領(lǐng)域。 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)在的切片機(jī)類型有輪轉(zhuǎn)切片機(jī)、振動(dòng)切片機(jī)、立式薄片切片機(jī)、凍肉切片機(jī)、中藥切片機(jī)、木材切片機(jī)、果蔬切片機(jī)等等。我國(guó)的切片研究開(kāi)發(fā)方面雖然已經(jīng)有30年的歷史，近幾年來(lái)切片機(jī)的研制發(fā)展也非常迅速，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比目前仍有一段距離，研制切片機(jī)沒(méi)有得到大面積的推廣應(yīng)用，雖然現(xiàn)在已經(jīng)有很多的切片機(jī)生產(chǎn)廠家，但是我國(guó)的切片機(jī)方面仍然處于較低得發(fā)展水平。2. 設(shè)計(jì)思路及整體方案2.1 整體設(shè)計(jì)思路 本人設(shè)計(jì)的旋切式蘋(píng)果切片機(jī)，主要是由電動(dòng)機(jī)經(jīng)V帶降速并傳遞給平帶動(dòng)力，從而使平帶進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使刀片對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行旋切。由齒條和彈簧的的配合使得刀片在切完一箱蘋(píng)果后，立即更換物料箱，并且壓緊物料進(jìn)行切割。見(jiàn)圖2.1。2.2 設(shè)計(jì)方案 通過(guò)平帶的傳動(dòng)與切割，完成切片過(guò)程；同時(shí)使用齒條和彈簧使得壓緊元件能夠很好的壓緊，在即將切完時(shí)迅速的退出并且更換物料箱；至于刀片，將其用鉚釘釘入平帶中，物料箱固定在機(jī)架上的導(dǎo)軌上，隨著平帶的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀片也跟著運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，在平帶上安裝了8把刀片，設(shè)定的切削速度為1m/s,切削厚度為3mm，在保證了切片質(zhì)量的同時(shí)，切削效率也是比較好的。2.3 機(jī)構(gòu)示意圖小平帶輪1通過(guò)它的軸與V帶軸連接，為主動(dòng)輪；機(jī)架2通過(guò)它支撐與連接機(jī)架平臺(tái)，起到固定的作用； 機(jī)架平臺(tái)3用來(lái)支撐物料箱上的導(dǎo)軌；平帶4在上面安裝刀片，切片的同時(shí)也支撐物料；定位元件5用電機(jī)控制它的運(yùn)動(dòng)情況，在切片的時(shí)候固定物料箱；壓緊輪6用來(lái)壓緊平帶，保證平帶的強(qiáng)度；刀片7用鉚釘鉚在平帶上，切片的元件；壓緊機(jī)構(gòu)8它與電機(jī)配合，用來(lái)壓緊物料；物料箱9用來(lái)盛放物料的裝置；導(dǎo)軌10設(shè)計(jì)在物料箱的兩側(cè)，正好架在機(jī)架平臺(tái)上；支撐板11支撐平帶；大帶輪12機(jī)構(gòu)的從動(dòng)部件；擋料板13用來(lái)防止料亂飛；接料板14接住出料。 1-小平帶輪 2-機(jī)架 3-機(jī)架平臺(tái) 4-平帶 5-定位元件 6-刀片7-壓緊機(jī)構(gòu) 8-壓緊板 9-導(dǎo)軌 10-物料箱 11-支撐板 12-大平帶輪 13-擋料板 14-接料板圖2.1 切片機(jī)示意圖3. 電動(dòng)機(jī)的選擇 作為動(dòng)力源頭，它的選擇是否恰當(dāng)，關(guān)系到整個(gè)機(jī)構(gòu)的性能。它的選擇包括選擇類型、結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速，并確定型號(hào)。 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式要根據(jù)電源（交流或直流），工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過(guò)載情況）來(lái)選擇。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式等，可根據(jù)防護(hù)要求來(lái)選擇。同一類型的電動(dòng)機(jī)又具有幾種安裝形式，應(yīng)根據(jù)安裝條件來(lái)確定。 作為本次設(shè)計(jì)需要，重點(diǎn)在電動(dòng)機(jī)的選擇上，而功率又是選擇的根本，針對(duì)此機(jī)構(gòu)工作特點(diǎn)，將其歸入平穩(wěn)負(fù)載連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)功率的選擇。額定功率的計(jì)算： （3.1） 式中 pe-電動(dòng)機(jī)額定功率（kw）； Pz-負(fù)載功率（kw）； -折算到電動(dòng)機(jī)軸上的靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩（n.m）； ne-電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）。帶輪軸所需功率為 （3.2）考慮到傳動(dòng)裝置的功率消耗，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 （3.3）式中，為從電動(dòng)機(jī)到小帶輪軸之間的總效率，= =0.903 , =0.99為彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，=0.98為一對(duì)滾動(dòng)軸承效率，=0.98為一對(duì)滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率，=0.95為彈性聯(lián)軸器與v帶的傳動(dòng)效率。電動(dòng)機(jī)的輸出功率為=2.2 kW，因此本人的設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-6，額定功率為3kW，轉(zhuǎn)速為960r/min。4. 聯(lián)軸器的選擇 普通的聯(lián)軸器有剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器之分，剛性聯(lián)軸器由剛性零件組成，無(wú)緩沖減振能力，適用于無(wú)沖擊，被聯(lián)接的兩軸中心線嚴(yán)格對(duì)中，而且機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不發(fā)生相對(duì)位移的地方。撓性聯(lián)軸器容許兩軸有一定的安裝誤差，兩軸間的偏移靠元件的相對(duì)位移或者靠彈性元件的彈性變形補(bǔ)償位移。4.1 小V帶軸和電動(dòng)機(jī)軸之間聯(lián)軸器的選擇 因切片機(jī)的載荷變化大，選用緩沖較好的，同時(shí)具有可移性的彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。Y132S-6電動(dòng)機(jī)軸的直徑為38mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)軸徑和計(jì)算轉(zhuǎn)矩選用TL6聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:選擇工作情況系數(shù)K,查表取K=1.5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩:其許用最大扭矩,許用最高轉(zhuǎn)速 此聯(lián)軸器合用。4.2 大V帶軸和小平帶軸之間聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)兩軸的直徑大小,選擇彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器TL5:聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:選擇工作情況系數(shù)K,查表K=1.5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩:其許用最大扭矩,許用最高轉(zhuǎn)速 此聯(lián)軸器合用。5. 平帶的設(shè)計(jì)5.1 平帶及帶輪材料的選擇 首先平帶的材料選取為膠帆布平帶，這是由于帶輪的工作環(huán)境比較干燥，工作量比較小。至于帶輪，選取為普通的滾筒，由于其所要承受的載荷不是很大，因此滾筒的結(jié)構(gòu)形式為輪輻式。5.2 平帶及帶輪的機(jī)構(gòu)示意圖5.3 平帶及帶輪的一些基本尺寸及計(jì)算（1）由于在切削過(guò)程中，帶容易產(chǎn)生振動(dòng)，為了減小在切削過(guò)程中帶的上下振動(dòng)，產(chǎn)生切削不均勻，所以帶速不能過(guò)高，先初選帶速v=1m/s 。 （2）小帶輪的直徑 (5.1) 由初選速度1m/s，查表選得平帶小帶輪的直徑取315mm，大帶輪的直徑取400mm，所以小帶輪軸的轉(zhuǎn)速為（3）大帶輪的直徑 （?。?(5.2)所以大帶輪軸的轉(zhuǎn)速為n=234.1r/min帶長(zhǎng) =2a+（d+ d）+ (5.3)將數(shù)字代入=3983.8mm 考慮到膠帆布平帶用硫化接頭聯(lián)接，由表得，選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L為4000mm。 圖5.1 平帶及帶輪的示意圖（5） 如果帶傳動(dòng)的中心距過(guò)小，則帶長(zhǎng)較小，在速度一定時(shí)，帶的循環(huán)次數(shù)多，對(duì)帶的壽命不利，同時(shí)包角也減小，因此帶傳動(dòng)的中心距不宜過(guò)小，也不宜過(guò)大，否則引起帶的跳動(dòng)。 初定中心距： ，取a=1430mm (5.4) 計(jì)算實(shí)際中心距： (5.5) （6）在帶的最大有效拉力的分析中可知，小帶輪包角取得過(guò)小，將影響帶傳動(dòng)能力，一般小平帶輪的包角應(yīng)不小于，如果設(shè)計(jì)時(shí)包角太小，應(yīng)增大中心距或張緊輪。 a =176.59 (5.6)（7）帶層：初選速度為1m/s，小帶輪直徑為315mm，查表得Z=6 （8）帶厚 =7.5mm 這里取帶厚為9.6mm （9）帶寬 b=355mm（10）輪緣寬度取400mm（11）計(jì)算帶的張緊力和壓軸力 帶的截面積A= 查表得 =1.1，=0.97，=1.0，=1.2 得A=2.37 (5.7)-工作情況系數(shù)-小帶輪的包角系數(shù)-傳動(dòng)布置系數(shù)-平帶單位截面積所能傳遞的額定功率帶的正常張緊應(yīng)力，短距離普通傳動(dòng)取=1.6，作用在軸上的壓軸力： =7.93N (5.8)由小帶輪軸的轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以將v帶的傳動(dòng)比算出來(lái)，i=960/303.3=3.17，同時(shí)計(jì)算出從電動(dòng)機(jī)的輸出軸到平帶輪輸出軸的功率、扭矩，計(jì)算過(guò)程中將效率算進(jìn)去?？傻孟卤恚罕?-1 軸的轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、效率電動(dòng)機(jī)軸小v帶軸大v帶軸小平帶軸大平帶軸轉(zhuǎn)速功率效率轉(zhuǎn)矩9603 0.97 29.89602.91 0.9428.9303.32.740.9786.3 303.32.650.9483.4 234.12.49101.6（r/min）（KW）（NM） （式中0.94為平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率）5.4 平帶上的刀片的設(shè)計(jì) 因?yàn)楦鶕?jù)設(shè)計(jì)要求，刀片既要一邊支撐物料，又要一邊切削。所以我將它與平帶設(shè)計(jì)在一起，隨著平帶的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。 同時(shí)考慮到箱子不能跟平帶一起運(yùn)動(dòng)，必須另外有裝置固定它，所以，我設(shè)計(jì)支架通過(guò)它支撐箱子，又為了避免妨礙刀片運(yùn)動(dòng)，就將刀片寬度設(shè)定為箱子寬度。考慮到平帶是圓周運(yùn)動(dòng)，因此我設(shè)計(jì)在每隔一定的距離安裝一把刀片，有效的利用圓周運(yùn)動(dòng)，大大的提高工作效率。由平帶的轉(zhuǎn)速、帶長(zhǎng)和物料箱的長(zhǎng)度決定每隔500mm安裝一把刀片，這樣在整個(gè)平帶上就有8把刀片，即在平帶運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，刀片切削8次。刀片的尺寸為寬300mm，長(zhǎng)10mm，高3mm。，用鉚釘將刀片鉚上去。鉚釘?shù)拇笮∵x取：采用沉頭的型式， 。同時(shí)，為防止平帶的強(qiáng)度由于有溝槽而降低，在平帶上裝有刀片的地方也鉚上薄鐵皮，能有效的減少因開(kāi)有溝槽而造成的強(qiáng)度降低。1-刀片 2-溝槽 3-平帶 4-鉚釘 5-鐵片圖5.2 刀片示意圖5.5 帶輪軸的設(shè)計(jì)與校核5.5.1 小帶輪軸的設(shè)計(jì)與校核 選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力：選用45號(hào)鋼正火處理，查表軸的常用材料及其主要力學(xué)性能和應(yīng)用得強(qiáng)度極限，其許用彎曲。確定軸的直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算，取C=110，則 （5.9） 考慮到軸上有鍵槽，將軸的直徑增大5%，則 此段軸的直徑和長(zhǎng)度應(yīng)與聯(lián)軸器相符，聯(lián)軸器TL5型彈性圈柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，起軸孔直徑為25mm，與軸配合部分長(zhǎng)度為62mm，故此段軸的直徑為25mm。軸的基本數(shù)據(jù)如下： 此段軸上裝有鍵槽，其尺寸為bh=87 , L=40mm 此段軸主要是用于安裝軸承，主要按軸承內(nèi)徑尺寸系列確定，初選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6306，內(nèi)徑為30mm，外徑為72mm，寬度為19mm。 此段軸主要考慮軸上的鍵槽，取其數(shù)值為 此段只要也是安裝軸承，選取軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6306?？紤]到C、D處為可能的危險(xiǎn)截面，計(jì)算出C、D處的彎矩。 由于軸主要是承受轉(zhuǎn)矩， 支點(diǎn)反力NC點(diǎn)彎矩：D 點(diǎn)彎矩：計(jì)算支點(diǎn)反力和C、D兩處的彎矩。支點(diǎn)反力C點(diǎn)彎矩：D點(diǎn)彎矩：求合成彎矩。C點(diǎn)合成彎矩：D點(diǎn)合成彎矩：計(jì)算C、D點(diǎn)的當(dāng)量彎矩。C點(diǎn)當(dāng)量彎矩：D點(diǎn)當(dāng)量彎矩：校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)彎矩的大小及軸的直徑選定C、D兩截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。C截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力 （因C截面有鍵槽，考慮對(duì)軸強(qiáng)度的削弱影響，故乘以0.95）。 C、D兩截面均安全。5.5.2 大帶輪軸的設(shè)計(jì)選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力：選用45號(hào)鋼正火處理，查得強(qiáng)度極限，得其許用彎曲。確定軸的直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算，取C=110，軸的簡(jiǎn)圖和受力分析如下：圖5.3 軸的分析圖 （5.10） 考慮到軸上有鍵槽，將軸的直徑增大5%，則 這里d取30mm。軸的基本數(shù)據(jù)如下 此兩段軸主要是用于安裝軸承，主要按軸承內(nèi)徑尺寸系列確定，初選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6306，內(nèi)徑為30mm，外徑為72mm，寬度為19mm。 d = 50mm L= 400mm 此段軸主要考慮軸上的鍵槽，查表取其數(shù)值為 bh=149 L=180mm軸的示意圖如下：圖5.4 軸的示意圖6. V帶的設(shè)計(jì) V帶有普通V帶、窄V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶等類型。其中普通V帶和窄V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，帶的尺寸按GB/T11544-1989規(guī)定，因?yàn)槠胀╒帶的摩擦力大，允許包角小，傳動(dòng)比大，所以在這里我使用普通V帶。6.1 選擇V帶的型號(hào) 首先確定V帶每天的工作時(shí)間，為1016小時(shí)內(nèi)，查表工作情況系數(shù)K 查得K=1.1，所以計(jì)算功率 KW （6.1）P-傳遞的名義功率-工作情況系數(shù)根據(jù)和由圖普通V帶選型圖確定選用A帶。6.2 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 帶的彎曲應(yīng)力是引起帶的疲勞破壞的重要原因，帶輪越小，帶的彎曲應(yīng)力越大，因此小帶輪的直徑不能太小，由表V帶輪的最小直徑取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為d=100mm 計(jì)算從動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑： (6.2)取=0.02，以知i=3.17 得=310.66按GB/T135751-1992規(guī)定，V帶輪的基準(zhǔn)直徑標(biāo)準(zhǔn)系列取=315mm實(shí)際的傳動(dòng)比 (6.3)傳動(dòng)比誤差相對(duì)值 一般允許誤差5%，所選大帶輪直徑可用6.3 確定V帶長(zhǎng)及中心距 根據(jù)0.55（d+ d）2（d+ d），初定中心距=420 ，根據(jù)下式計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L=2+（d+ d）+ （6.4） = =1511.8 mm根據(jù)表V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L選取帶長(zhǎng)為1600 mm。 mm （6.5）6.4 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 （6.6） 主動(dòng)輪上包角合適。6.5 確定帶的根數(shù) （6.7）取4根，上式=0.97 kW，=0.11 kW，=0.93，=0.99，系數(shù)的選取。6.6 計(jì)算帶的張緊力和壓軸力 單根帶的張緊力為：=140.9N (6.8) q-單位長(zhǎng)度質(zhì)量，A帶取0.1帶輪軸的壓軸力為： (6.9)7. V帶輪的設(shè)計(jì)7.1 小V帶輪軸的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力：選用45號(hào)鋼正火處理，查表軸的常用材料及其主要力學(xué)性能和應(yīng)用得強(qiáng)度極限=600MPa，其許用彎曲=55MPa。確定軸的直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算，取C=110，則d=C=110=15.92 mm 考慮到軸上有鍵槽，將軸的直徑增大5%，則 d=15.92（1+5%）=16.72 此段軸的直徑和長(zhǎng)度應(yīng)與聯(lián)軸器相符，聯(lián)軸器TL6型彈性圈柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，起軸孔直徑為38mm，與軸配合部分長(zhǎng)度為60mm，故此段軸的直徑為38mm。軸的基本數(shù)據(jù)如下 此段軸主要考慮軸上的鍵槽，查表取其數(shù)值為 此段軸主要是用于安裝軸承，主要按軸承內(nèi)徑尺寸系列確定，初選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6305，內(nèi)徑為40mm，外徑為90mm，寬度為23mm。 軸的簡(jiǎn)圖如下：圖7.1 軸的簡(jiǎn)圖7.2 大V帶輪軸的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力：選用45號(hào)鋼正火處理，查表軸的常用材料及其主要力學(xué)性能和應(yīng)用得強(qiáng)度極限=600MPa，其許用彎曲=55MPa。確定軸的直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算，取C=110，則 考慮到軸上有鍵槽，將軸的直徑增大5%則d=22.9（1+5%）=24.045 mm 此段軸的直徑和長(zhǎng)度應(yīng)與聯(lián)軸器相符，聯(lián)軸器TL5型彈性圈柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，起軸孔直徑為25mm，與軸配合部分長(zhǎng)度為62mm，故此段軸的直徑為25mm。軸的基本數(shù)據(jù)如下 此段軸主要考慮軸上的鍵槽，查表取其數(shù)值為 L=52mm 此段軸主要是用于安裝軸承，主要按軸承內(nèi)徑尺寸系列確定，初選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6305，內(nèi)徑為25mm，外徑為62mm，寬度為17mm。 軸的簡(jiǎn)圖：圖7.2 軸的示意圖7.3 小V帶輪的設(shè)計(jì) 輪類零件（齒輪、帶輪、鏈輪及蝸輪等）的功能是在軸與軸之間傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。V帶輪的材料的選擇主要用鑄鐵HT150或HT200，本機(jī)構(gòu)選用HT200，小V帶輪的直徑較小，在這里采用實(shí)心式。 輪槽的契角 ，節(jié)寬 ，槽間距 ，基準(zhǔn)線上槽深 ，最小槽緣厚度 ，外徑 =105.5其結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖7.3 V帶小輪7.4 大V帶輪的設(shè)計(jì) V帶輪的材料的選擇主要用鑄鐵HT150或HT200，本機(jī)構(gòu)選用HT200，大V帶輪的直徑大于300mm時(shí)，其帶輪結(jié)構(gòu)采用輪輻式，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖7.4 V帶大輪示意圖帶寬： 查表得A帶： f=9 輪槽的契角 ，節(jié)寬，槽間距，基準(zhǔn)線上槽深 ，最小槽緣厚度 ，外徑 =320.5。7.5 V帶的張緊 由于各種材質(zhì)的V帶都不是完全的彈性體，因而V帶在張緊里的作用下，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，就會(huì)由于塑性變形而松弛，是張緊力減小，傳遞動(dòng)力的能力降低。因此，帶傳動(dòng)必須設(shè)計(jì)張緊裝置，最常見(jiàn)的有定期張緊和自動(dòng)張緊兩類。由于本人設(shè)計(jì)與選用的V帶的中心距不可調(diào)，因此選用張緊輪裝置，張緊輪放在松邊的內(nèi)側(cè)，是帶只手單向彎曲。同時(shí)，放置張緊輪時(shí)，使其盡量的靠近大帶輪，以免影響帶在小輪上的包角。張緊輪的輪槽與帶輪相同，且直徑小于小帶輪。張緊輪定期張緊裝置的示意圖如下1-小V帶輪 2-大V帶輪 3-V帶 4-張緊輪 5-張緊輪機(jī)架圖7.5 V帶張緊裝置的示意圖8. 物料箱的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，物料箱兩旁裝有導(dǎo)軌，使得它能夠在有外力作用的時(shí)候能夠沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。根據(jù)物料蘋(píng)果的型狀大小，設(shè)計(jì)得出它的長(zhǎng)為150mm，它的寬度為300mm，主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)與選用的平帶的帶寬為355mm；由于蘋(píng)果的平均直徑為70mm，物料箱中一般放有8個(gè)蘋(píng)果，物料箱的高度為100mm。9. 壓緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)9.1 壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了使壓緊機(jī)構(gòu)與刀片的密切配合，在切片的行程里緩慢的壓緊蘋(píng)果，并隨時(shí)調(diào)整距離，在即將切完時(shí)，能夠迅速的松開(kāi)，以配合供給機(jī)構(gòu)的送料，當(dāng)更換完物料箱之后，又進(jìn)入壓緊過(guò)程，使切片順利。為此，我選擇用電機(jī)和齒條的配合來(lái)壓緊， 由平帶的速度1m/s和平帶上的刀片數(shù)8把，得出壓緊機(jī)構(gòu)以每秒6mm的速度向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓緊機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)了120mm時(shí)，此時(shí)，松開(kāi)手動(dòng)搖柄，這時(shí)機(jī)構(gòu)依靠彈簧中的儲(chǔ)能向上彈，等另一物料箱到預(yù)定位置后，搖動(dòng)搖柄，然后又一輪的壓緊行程開(kāi)始。壓緊機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)示意圖如下所示壓料元件1用彈性較大的材料制成，其底部粘貼一層橡皮，使得它在壓緊的過(guò)程中始終能緊密的貼著物料；螺栓2將壓料元件1和桿6連接起來(lái)；擋板3用螺栓將它固定在基架上；彈簧4連接壓緊連桿6和擋板3，在壓緊連桿6向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到擋板3的時(shí)候，它開(kāi)始儲(chǔ)能，最后利用彈簧的彈力使壓緊機(jī)構(gòu)退出物料箱；保護(hù)桿5它卡在機(jī)架中的槽中，使得壓緊機(jī)構(gòu)不能做水平方向上的運(yùn)動(dòng)，只能上下運(yùn)動(dòng)；壓緊連桿6用于連接和傳遞動(dòng)力；齒條7在連桿上加工出來(lái)的齒條，通過(guò)它與電機(jī)的配合運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞動(dòng)力。 1-壓料元件 2-螺栓 3-擋板 4-彈簧 5-保護(hù)桿 6-壓緊連桿 7-齒條 圖9.1 壓緊機(jī)構(gòu)示意圖9.2 齒輪齒條的設(shè)計(jì) 選擇齒輪材料為40，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241286HBS，已知壓緊機(jī)構(gòu)每秒6mm的速度向下運(yùn)動(dòng)，由公式： (9.1)n-齒輪轉(zhuǎn)速D-齒輪分度圓直徑V-齒輪線速度 初選D=47.8mm，得n=4 取Z=21 mZ=D=47.8 得=2.27 查表取=2.5Z-齒輪齒數(shù)m-齒輪模數(shù)由表得，軟齒面齒輪，不對(duì)稱安裝，取齒寬系數(shù)，b=按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算公式按式 = (9.2) -齒形系數(shù) -應(yīng)力修正系數(shù) -重合度系數(shù)查表得，小齒輪齒形系數(shù)=2.18，齒條的齒形系數(shù)=2.1，小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)=1.8，齒條應(yīng)力修正系數(shù)=1.89。由表得重合度系數(shù)=0.75。查表得使用系數(shù)，試取動(dòng)載系數(shù)，按齒輪軸承中間不對(duì)稱布置，取，按齒面未硬化，直齒輪，取 (9.3)按式6-14得彎曲疲勞許用應(yīng)力 = (9.4)按表得，查取齒輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力=300Mpa，=240Mpa。由表計(jì)算彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) ，由表查取尺寸系數(shù)，=1，由式6-14取=2彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)由表得 (9.5)同理的 =414.72Mpa比較和的大小的到,所以應(yīng)該按齒輪校核齒輪彎曲疲勞度=97.69Mpa=414.72 Mpa,彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 (9.6)根據(jù)壓緊機(jī)構(gòu)的工作行程，選定齒條的工作長(zhǎng)為200mm，齒條寬度為55mm,分度圓齒厚s=3.14mm，分度圓齒間寬e=3.14mm，齒距為6.28，故齒條上共有32個(gè)齒。9.3 彈簧材料的選定 彈簧在工作中承受變載荷或沖擊載荷，其主要失效形式是疲勞破壞。因此，要求彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，良好的韌性及熱處理性能。同時(shí)，價(jià)格要便宜，易于購(gòu)買(mǎi)。在日常生活中，常用的彈簧材料有：碳素彈簧鋼絲、合金彈簧鋼絲、彈簧用不銹鋼絲及銅合金等。近年來(lái)，非金屬?gòu)椈刹牧弦灿辛撕艽蟮陌l(fā)展，如塑料、橡膠等。選擇材料時(shí)，主要考慮彈簧的功能，載荷的性質(zhì)，工作持續(xù)時(shí)間，介質(zhì)情況等工作條件及其在機(jī)械中的重要性等因素。綜合以上考慮，本機(jī)構(gòu)中的彈簧材料選用碳素彈簧鋼絲。碳素彈簧鋼絲按用途又分為3級(jí)：B級(jí)用于低應(yīng)力彈簧；C級(jí)用于中等應(yīng)力彈簧；D級(jí)用于高應(yīng)力彈簧。由于本機(jī)構(gòu)中的彈簧主要用做儲(chǔ)能緩沖等用途，故本機(jī)構(gòu)選用B級(jí)彈簧。9.4 彈簧尺寸的計(jì)算表9-1 彈簧的尺寸 名稱與代號(hào) 壓縮螺旋彈簧 彈簧絲直徑d 彈簧中徑D 彈簧外徑D 彈簧內(nèi)徑D 彈簧指數(shù)C 工作圈數(shù)z 總?cè)?shù) 自由高度H 節(jié)距p 高徑比 彈簧絲展開(kāi)長(zhǎng)L 108109.5 壓縮彈簧的穩(wěn)定性 圓柱螺旋彈簧承壓時(shí)，如果彈簧自由高度和中徑比例不當(dāng)，會(huì)喪失穩(wěn)定而無(wú)法工作，為了保證壓縮彈簧的穩(wěn)定性，彈簧的高徑比不能太大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮控制高徑比b值。當(dāng)彈簧兩端固定時(shí)，則應(yīng)取.b5.3；當(dāng)彈簧一端固定時(shí)，另一端自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就取b3.7；當(dāng)兩端均可自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)取b2.6。而本機(jī)構(gòu)中的b=3.435.3，滿足穩(wěn)定性的要求，故彈簧選取合理。結(jié)束語(yǔ) 在這段時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)的運(yùn)用了以前所學(xué)的知識(shí)，在XXXX院長(zhǎng)的細(xì)致的指導(dǎo)下，我完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)更深的感悟，同時(shí)也對(duì)自己的不足有了新的認(rèn)識(shí)。 我設(shè)計(jì)的旋切式蘋(píng)果切片機(jī)，雖然是針對(duì)蘋(píng)果而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，但也可以用到其它的相關(guān)領(lǐng)域，其主要特點(diǎn)是效率較高。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于本人的知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的缺乏，對(duì)實(shí)際工作過(guò)程的控制不夠，未能達(dá)到預(yù)期效果。各個(gè)部件都有一定的上升空間，加上其它方面的原因，使得本次設(shè)計(jì)還有很大的改善空間。 另外，本設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的市場(chǎng)價(jià)值還沒(méi)有通過(guò)實(shí)際的考驗(yàn)，由于種種原因，使得本設(shè)計(jì)只是停留在設(shè)計(jì)階段而不能立即投放市場(chǎng)。致 謝 在幾個(gè)月的努力下，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成，首先要感謝XXXX院長(zhǎng)的耐心指導(dǎo)，他多次詢問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更加清楚的了解了自己在學(xué)習(xí)上那些方面不足，使我對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步了解。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人獨(dú)立思考、研究及動(dòng)手能力的一次非常好的鍛煉機(jī)會(huì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我覺(jué)得自己在各個(gè)方面的能力都有了很大的提高，在以后的學(xué)習(xí)和生活中，我將會(huì)抓住每一個(gè)機(jī)會(huì)，努力提高自己。 最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。在這里請(qǐng)接受我最真誠(chéng)的謝意。參考文獻(xiàn)1 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第3卷.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992年 21-2352 戈振揚(yáng), 余揚(yáng). 脫水蜜菠蘿切片方法的研究J. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1990, (04)3 謝中生.國(guó)外切片機(jī)發(fā)展述評(píng).電子工業(yè)部第45研究所.1996.34 屠用利. 罐藏果蔬原料處理設(shè)備(三)J. 食品工業(yè), 1985, (02)5 方大千.電動(dòng)機(jī)速查速算手冊(cè)M .中國(guó)水利水電出版社 ，2004年 99-1016 陳立周等機(jī)械設(shè)計(jì)(原書(shū)第二版) M .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年 68-707 姜雪鷹,馮小氟. 計(jì)算機(jī)控制螺旋切片機(jī)的設(shè)計(jì)J. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 1995, (04)8 李仕坦. 鮮菇切片機(jī)聞世J. 食用菌, 2003, (02)9 手電動(dòng)兩用蔬菜切絲切片機(jī)J. 農(nóng)村新技術(shù), 2010, (20)10 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