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編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 題 目： 系 別： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)： 題目類(lèi)型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā) 應(yīng)用研究 2017 年 5 月 19 日 獨(dú) 創(chuàng) 性 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得 的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò) 的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人 完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 關(guān)于學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)的說(shuō)明 本人完全了解桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的以下規(guī) 定：學(xué)院有權(quán)采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)院有權(quán)提供本學(xué)位論 文全文或者部分內(nèi)容的閱覽服務(wù)；學(xué)院有權(quán)將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn) 行檢索、交流；學(xué)院有權(quán)向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 導(dǎo) 師 簽 名： 日期： I 摘 要 我國(guó)目前的蘋(píng)果去皮設(shè)備大多都停留在手動(dòng)去皮程度，靠人工轉(zhuǎn)動(dòng)手柄、手動(dòng)將蘋(píng)果逐 個(gè)插到固定針上或者手工持刀去皮，不僅生產(chǎn)效率低，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且很容 易造成工傷事故；因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種自動(dòng)化蘋(píng)果去皮能有效地解決加工過(guò)程自動(dòng)化及連續(xù)化 水平低的問(wèn)題，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和事故率，對(duì)其他果品加工也同樣適用。 本次設(shè)計(jì)首先，調(diào)查了蘋(píng)果去皮機(jī)的研究及發(fā)展現(xiàn)況；接著，通過(guò)現(xiàn)有蘋(píng)果去皮機(jī)原理 進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了總體結(jié)構(gòu)方案；然后，對(duì)各主要機(jī)構(gòu)及其零件進(jìn)行設(shè)計(jì)； 最后，繪制了本去皮機(jī)的裝配圖和主要零件圖并采用 Pro/E 三維設(shè)計(jì)軟件構(gòu)建了三維模型。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、公差 與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法并能夠熟練使用 AutoCAD、Pro/E 軟件，對(duì)今后的工作與生活具有極大意義。 關(guān)鍵詞：蘋(píng)果；去皮；設(shè)計(jì)；仿真 II Abstract At present, most of the apple peeling equipment in our country are stuck in the degree of manual peeling. By manually turning the handle, manually inserting the apple to the fixed needle or hand holding the skin, not only is the production efficiency low, time-consuming, laborious, and the labor intensity is great, but also it is easy to cause industrial accidents. Therefore, a kind of automatic apple is designed and developed. Peeling can effectively solve the problem of low level of automation and continuity in processing, reduce labor intensity and accident rate, and also apply to other fruit processing. First, the research and development of apple peeling machine are investigated. Then, the principle of the existing apple peeling machine is analyzed. On the basis of the analysis, the overall structure scheme is put forward. Then, the main bodies and their parts are designed. Finally, the assembly drawings and main parts drawings of the peeling machine are drawn. Three dimensional model is built by using Pro/E 3D design software. Through this design, it has consolidated the professional knowledge of the University, such as mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing, and so on. It has mastered the design method of ordinary mechanical products and can use AutoCAD and Pro/E software skillfully, which is of great significance to the work and life of the future. Key words: Apple; Peeling; Pesign; Simulation III 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................................I ABSTRACT ......................................................II 引言 ...........................................................1 1 緒論 ........................................................1 1.1 課題背景及意義 .......................................................1 1.2 蘋(píng)果去皮機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 .................................................2 1.2.1 蘋(píng)果去皮機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................................2 1.1.2 幾種典型的蘋(píng)果去皮機(jī) .............................................2 2 總體方案設(shè)計(jì) ................................................3 2.1 動(dòng)力類(lèi)型的選擇 .......................................................3 2.2 減速器類(lèi)型的選擇 .....................................................4 2.3 主要機(jī)構(gòu)方案選擇 .....................................................4 2.3.1 去皮動(dòng)作機(jī)構(gòu)選擇 .................................................4 2.3.2 插果機(jī)構(gòu)選擇 .....................................................4 2.3.3 間歇進(jìn)排料機(jī)構(gòu)選擇 ...............................................4 2.3.4 切塊機(jī)構(gòu)和卸載機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ...........................................5 2.4 蘋(píng)果去皮機(jī)方案確定 ...................................................5 2.4.1 最終方案 .........................................................5 2.4.1 工作原理 .........................................................5 3 整機(jī)參數(shù)選擇與計(jì)算 ..........................................6 3.1 電動(dòng)機(jī)選擇 ...........................................................6 3.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)系列 ...................................................6 3.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)功率 ...................................................6 3.2 減速器選擇 ...........................................................7 3.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ...................................................7 4 主要零部件的設(shè)計(jì)與校核 ......................................8 IV 4.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .......................................................8 4.1.1V 帶的基本參數(shù)計(jì)算 ................................................8 4.1.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..................................................10 4.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) ......................................................10 4.2.1 選精度等級(jí)、材料和齒數(shù) ..........................................10 4.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ..........................................10 4.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ..............................................12 4.2.4 幾何尺寸計(jì)算 ....................................................13 4.3 槽輪機(jī)構(gòu) ............................................................13 4.3.1 槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) ....................................................13 4.3.2 槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù) ................................................14 4.4 分度轉(zhuǎn)盤(pán) ............................................................14 4.4.1 轉(zhuǎn)材料 ..........................................................14 4.4.2 轉(zhuǎn)盤(pán)尺寸 ........................................................15 4.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) ........................................................15 4.5.1 尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 ..............................................15 4.5.2 強(qiáng)度校核計(jì)算 ....................................................15 4.6 軸承及鍵的選用與校核 ................................................17 4.6.1 軸承 ............................................................17 4.6.2 鍵 ..............................................................18 5 基于 PRO/E的三維設(shè)計(jì)及仿真 .................................18 5.1 PRO/E三維設(shè)計(jì)軟件概述 ...............................................18 5.2 三維設(shè)計(jì) ............................................................19 5.3 運(yùn)動(dòng)仿真 ............................................................19 6 結(jié)論 .......................................................19 謝 辭 .........................................................21 參考文獻(xiàn) ......................................................21 第 1 頁(yè) 共 22 頁(yè) 1 引言 由 2010 年統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)得出，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，兩者均連續(xù) 8 年穩(wěn)居世界第 一，并且我國(guó)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。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)了上料、削皮、去核與卸果整個(gè)工作過(guò)程的全 自動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)增加了全自動(dòng)上料系統(tǒng),可完成蘋(píng)果自動(dòng)輸送、擺正、插果的動(dòng)作；自仿形 刀架驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),可根據(jù)蘋(píng)果橢圓度的不同，完成準(zhǔn)確去皮，保留了原自動(dòng)轉(zhuǎn)位工作臺(tái)機(jī)構(gòu)。 該全自動(dòng)蘋(píng)果削皮機(jī)機(jī)構(gòu)緊湊，節(jié)省人力，生產(chǎn)率和制成率高。 1 緒論 1.1 課題背景及意義 隨著我國(guó)水果罐頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及世界其他國(guó)家對(duì)水果罐頭越來(lái)越多的需求，我國(guó)水果 罐頭出口的發(fā)展面臨著良好的機(jī)遇。我國(guó)果品罐頭產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)和一定的 市場(chǎng)份額。盡管高新技術(shù)在我國(guó)果品加工業(yè)得到了逐步應(yīng)用，加工裝備水平也得到了明顯提 高，但是由于缺乏有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的皮心技術(shù)與管家制造技術(shù)，造成了我國(guó)果品加工業(yè)總體 與加工裝備的最大問(wèn)題就是加工過(guò)程中自動(dòng)化、連續(xù)化程度低，對(duì)先進(jìn)技術(shù)的掌握、使用、 引進(jìn)、消化能力差。以蘋(píng)果罐頭為例：目前蘋(píng)果罐頭加工的主要工序仍要停留在人工操作水 平上，機(jī)械化水平極低，這將在很大程度上限制生產(chǎn)效率及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 相比于蘋(píng)果生產(chǎn)，我國(guó)蘋(píng)果加工業(yè)整體能力薄弱，發(fā)展明顯弱勢(shì)，機(jī)械自動(dòng)化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn) 落后于西方國(guó)家。蘋(píng)果削皮是罐頭加工企業(yè)所必須的工藝流程，目前去皮設(shè)備大多都停留在 手動(dòng)去皮程度，靠人工轉(zhuǎn)動(dòng)手柄、手動(dòng)將蘋(píng)果逐個(gè)插到固定針上或者手工持刀去皮，不僅生 產(chǎn)效率低，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且很容易造成工傷事故；因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種自動(dòng)化 蘋(píng)果去皮能有效地解決加工過(guò)程自動(dòng)化及連續(xù)化水平低的問(wèn)題，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和事故率，對(duì) 第 2 頁(yè) 共 22 頁(yè) 2 其他果品加工也同樣適用。 1.2 蘋(píng)果去皮機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 1.2.1 蘋(píng)果去皮機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 通過(guò)大量的閱讀資料和調(diào)查網(wǎng)絡(luò)上已有的蘋(píng)果削皮機(jī)得出了結(jié)論。在現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)社會(huì)中， 生活中已經(jīng)存在了大量的蘋(píng)果削皮機(jī)，但是，在生活中的只是個(gè)人應(yīng)用的蘋(píng)果削皮機(jī)，于工 業(yè)上應(yīng)用的大型蘋(píng)果削皮機(jī)微乎其微。而工業(yè)上應(yīng)用于水果罐頭和飲料及飲食等水果加工的 機(jī)械還是比較少的，隨著我國(guó)的發(fā)展腳步前進(jìn)，造成了我國(guó)果品加工總體加工技術(shù)與加工裝 備制造技術(shù)水平偏低。目前罐頭及水果加工領(lǐng)域存在的最大問(wèn)題就是加工過(guò)程中自動(dòng)化、連 續(xù)化程度低，對(duì)先進(jìn)技術(shù)的消化能力差。去皮設(shè)備都停留在半自動(dòng)程度，靠人工將蘋(píng)果逐個(gè) 插到固定針上，不僅生產(chǎn)效率低，而親容易造成工傷事故；因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種全自動(dòng)蘋(píng)果去 皮機(jī)能有效的解決加工過(guò)程自動(dòng)化及連續(xù)化水平低的問(wèn)題，對(duì)其他果品加工同樣適用。朋友 來(lái)時(shí)或自己需要品嘗水果時(shí)，它可以給你帶來(lái)方便和清潔衛(wèi)生的感受。有了它，你的家居生 活更加干凈清爽；有了它，水果的滋味更加的清甜、美味。它能免去您削皮的麻煩，輕輕搖 一搖，果皮不見(jiàn)了！人性化的設(shè)計(jì)讓小孩老人都能安全操作。不再擔(dān)心用水果刀削皮而削傷 手指的危險(xiǎn)了。水果削皮機(jī)外形雅致。是您家居理想裝飾品。無(wú)論是蘋(píng)果還是梨，三五秒鐘 自動(dòng)削皮，為您節(jié)省時(shí)間，減少親朋聚會(huì)及獨(dú)自休閑的費(fèi)時(shí)勞動(dòng)。輕輕松松，閑情逸致。削 皮機(jī)削的果皮薄不斷線。不同于水果刀削皮時(shí)多削去果肉果皮滿地，事后掃地及手掌貼 果肉不衛(wèi)生的情況，不浪費(fèi)衛(wèi)生省事。無(wú)論是個(gè)人食用還是招待親朋；家居還是酒店餐 飲及會(huì)議；整果還是水果拼盤(pán)。水果削皮機(jī)都是您必備的家居利器。 1.1.2 幾種典型的蘋(píng)果去皮機(jī) 當(dāng)前蘋(píng)果去皮機(jī)大體分為如下幾類(lèi)： (1)單果手動(dòng)削皮機(jī)，如圖 1-1 所示。其插針冒內(nèi)有用于插蘋(píng)果的插針，機(jī)器不用時(shí)插針 冒用于保護(hù)作用，防止扎傷。使用時(shí)將蘋(píng)果插與插針上，手搖搖柄，插針帶動(dòng)蘋(píng)果轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí) 將蘋(píng)果向右推進(jìn)，其仿形刀具在彈簧的作用下緊壓于蘋(píng)果表皮，蘋(píng)果一邊轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊削皮。 該機(jī)用于個(gè)人及家庭使用，由于其削皮速度極慢，勞動(dòng)強(qiáng)度高，不宜生產(chǎn)使用。 圖 1-1 手動(dòng)去皮機(jī) (2)多果自動(dòng)去皮機(jī)，如圖 1-2 所示。首先由人工將蘋(píng)果以蘋(píng)果梗垂直于水平面的方向放 置于蘋(píng)果槽內(nèi)，氣缸推桿伸出帶動(dòng)升降板及其上的電動(dòng)機(jī)、插針等一同向下移動(dòng)，直到將蘋(píng) 果插于插針，之后氣缸推桿回縮，將蘋(píng)果提升至月帔刀高度，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)插針、蘋(píng)果一起旋 轉(zhuǎn)，直到完成蘋(píng)果削皮工作，最后由人工將蘋(píng)果卸下。該類(lèi)去皮機(jī)每臺(tái)機(jī)器至少一人、甚至 第 3 頁(yè) 共 22 頁(yè) 3 兩人負(fù)責(zé)放果和卸果，該機(jī)之勞動(dòng)強(qiáng)度屬三類(lèi)去皮機(jī)中最大者，生產(chǎn)效率較低 H。 1 氣缸 2 升降板 3 電動(dòng)機(jī) 4 插針 5 削皮刀 6 蘋(píng)果槽 圖 1-3 第二類(lèi)去皮機(jī)示意圖 (3)單果自動(dòng)去皮機(jī)，其工作原理如圖 1-3 所示。該類(lèi)去皮機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)有數(shù)個(gè)蘋(píng)果轉(zhuǎn)動(dòng) 插針，均勻分布于圓盤(pán)的圓周之內(nèi)。首先由人工將蘋(píng)果插于蘋(píng)果插針，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度， 蘋(píng)果被送于去皮工位，完成去皮工作，圓盤(pán)再轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，蘋(píng)果完成切片工作，圓盤(pán)繼續(xù) 轉(zhuǎn)動(dòng)，蘋(píng)果被送于去核工位，蘋(píng)果核在該工位被除去，至此完成一個(gè)工作循環(huán)。此類(lèi)去皮機(jī) 較(1) 去皮速度快，但其仍然依靠人工上果，生產(chǎn)速度多由人工的熟練程度決定。 圖 l-3 第三類(lèi)去皮機(jī)原理圖 2 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 動(dòng)力類(lèi)型的選擇 在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，原動(dòng)機(jī)的選擇是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)樗苯佑绊懙絼?dòng)力 輸出的穩(wěn)定性、系統(tǒng)運(yùn)行效率和總體結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代機(jī)械中，常見(jiàn)的原動(dòng)機(jī)有熱機(jī)、電動(dòng)機(jī)、液 動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)機(jī)，各自具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用。 熱機(jī)包括蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，其應(yīng)用范圍相對(duì)單一，主要用于經(jīng)常變換工作場(chǎng)所的機(jī)械設(shè) 備和運(yùn)輸車(chē)輛。 電動(dòng)機(jī)在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛，尤其是交流異步電動(dòng)機(jī)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低 廉，動(dòng)力源方便等優(yōu)點(diǎn)，但功率系數(shù)較低，且調(diào)速不便，適用于運(yùn)行環(huán)境比較穩(wěn)定、調(diào)速范 圍窄的場(chǎng)合。 液動(dòng)機(jī)一般調(diào)速方便，且傳動(dòng)鏈較短，但需配備液壓站，成本較高。當(dāng)只需實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的 運(yùn)動(dòng)變換時(shí)，氣動(dòng)機(jī)較為方便，其缺點(diǎn)是有一定的噪聲。 本設(shè)計(jì)中對(duì)原動(dòng)機(jī)的要求為：運(yùn)行環(huán)境穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，綜合以上各種原動(dòng) 機(jī)的特點(diǎn)，選擇交流異步電動(dòng)機(jī)作為蘋(píng)果去皮機(jī)的原動(dòng)機(jī)。 2.2 減速器類(lèi)型的選擇 第 4 頁(yè) 共 22 頁(yè) 4 減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封鎖式傳動(dòng)裝置，用來(lái)減低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。 減速器種類(lèi)繁多，一般可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。 齒輪減速器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安裝方便，其缺點(diǎn)是傳動(dòng)比的分配比較麻煩； 而蝸桿減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，噪音低等優(yōu)點(diǎn)，但容易引起發(fā)熱、漏油、渦輪磨損 等問(wèn)題。 行星齒輪減速器的主要特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、傳動(dòng)比大等優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié) 構(gòu)比較復(fù)雜，制造和安裝較為困難，成本也高。 在本設(shè)計(jì)中，對(duì)減速器要求為：傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，成本低廉，制造安裝方便。 綜合以上各種減速器的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇蝸桿減速器作為蘋(píng)果去皮機(jī)的減速器。 2.3 主要機(jī)構(gòu)方案選擇 2.3.1 去皮動(dòng)作機(jī)構(gòu)選擇 采用仿形刀具在彈簧的作用下緊壓于蘋(píng)果表皮，蘋(píng)果一邊轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊削皮。 2.3.2 插果機(jī)構(gòu)選擇 由人工將蘋(píng)果以蘋(píng)果梗垂直于水平面的方向放置于蘋(píng)果槽內(nèi)，氣缸推桿伸出帶動(dòng)升降板 及其上的電動(dòng)機(jī)、插針等一同向下移動(dòng)，直到將蘋(píng)果插于插針，之后氣缸推桿回縮，將蘋(píng)果 提升至月帔刀高度，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)插針、蘋(píng)果一起旋轉(zhuǎn)。 2.3.3 間歇進(jìn)排料機(jī)構(gòu)選擇 （1）槽輪機(jī)構(gòu) 進(jìn)排料動(dòng)作須由間歇機(jī)構(gòu)完成，槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，易加 工，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。常被用來(lái)將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)件的帶有停歇的單向 周期性轉(zhuǎn)動(dòng)。故進(jìn)排料機(jī)構(gòu)選取槽輪機(jī)構(gòu)。但是其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、 停時(shí)的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速。 圖 2-1 單銷(xiāo)四槽外槽輪機(jī)構(gòu) （2）不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu) 圖 2-2 不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu) 不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，允許選擇的范圍比棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪 機(jī)構(gòu)的大，因而設(shè)計(jì)靈活。其缺點(diǎn)是從動(dòng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始和終止時(shí)，角速度有突變，沖擊較大， 第 5 頁(yè) 共 22 頁(yè) 5 故一般只適用于低速、輕載的工作條件。 綜合以上分析，結(jié)合去皮機(jī)的工作條件，選擇槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。 2.3.4 切塊機(jī)構(gòu)和卸載機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 切塊機(jī)構(gòu)、卸載機(jī)構(gòu)均利用導(dǎo)向氣缸或者滑動(dòng)導(dǎo)軌組成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)完成各自功能。 切塊刀設(shè)計(jì)為八片刀片放射型分布于大小圓環(huán)中間，刀具垂直于蘋(píng)果軸線運(yùn)動(dòng)可將蘋(píng)果切為 八塊，中間的圓形刀刃將蘋(píng)果核切下留在蘋(píng)果插針上。 卸載機(jī)構(gòu)卸載托板上開(kāi)有圓形槽，導(dǎo)向氣缸伸出可將蘋(píng)果插針座上的蘋(píng)果托板含入槽中， 卸載氣缸推桿伸出便將蘋(píng)果核卸載。 2.4 蘋(píng)果去皮機(jī)方案確定 2.4.1 最終方案 綜合以上的分析，最終確定的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案見(jiàn)下表： 表 2-1 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案 原動(dòng)機(jī) 減速器 去皮機(jī)構(gòu) 間歇進(jìn)排料機(jī)構(gòu) 插果、卸載、切塊 交流異步電動(dòng)機(jī) 渦輪蝸桿減速器 仿型刀具 槽輪機(jī)構(gòu) 氣缸 蘋(píng)果去皮機(jī)由插果機(jī)構(gòu)、去皮機(jī)構(gòu)、切塊機(jī)構(gòu)、卸料機(jī)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)組成，如圖 2-3 所示。 圖 2-3 蘋(píng)果去皮機(jī)結(jié)構(gòu)圖 2.4.1 工作原理 首先由人工將蘋(píng)果以蘋(píng)果梗垂直于水平面的方向放置于蘋(píng)果槽內(nèi)，氣缸推桿伸出，壓板 把蘋(píng)果壓向插針，直到將蘋(píng)果插于插針，之后氣缸推桿回縮；接著，轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)被插針插上的 蘋(píng)果轉(zhuǎn)動(dòng)到去皮工位，此時(shí)在插針下方的齒輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的齒輪嚙合，隨之電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪 傳動(dòng)帶動(dòng)插針、蘋(píng)果一起旋轉(zhuǎn)，與仿型刀片接觸完成蘋(píng)果削皮工作；然后，轉(zhuǎn)盤(pán)再次帶動(dòng)去 皮完的的蘋(píng)果轉(zhuǎn)動(dòng)到切塊工位，此時(shí)氣缸推桿伸出帶動(dòng)切塊刀片壓向蘋(píng)果，蘋(píng)果果肉即被分 第 6 頁(yè) 共 22 頁(yè) 6 成多塊需要的形狀并掉落到傳送帶送走；最后轉(zhuǎn)盤(pán)再次帶動(dòng)插針上剩下的蘋(píng)果核轉(zhuǎn)動(dòng)到卸載 工位，卡入與氣缸連接的卸料板，此時(shí)氣缸上升，卸料板把蘋(píng)果核拔出落入廢了箱。 3 整機(jī)參數(shù)選擇與計(jì)算 3.1 電動(dòng)機(jī)選擇 3.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)系列 電動(dòng)機(jī)選擇應(yīng)保證： rP0 式中：P0 電動(dòng)機(jī)額定功率， kW； Pr工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率，kW。 所需電動(dòng)機(jī)功率由下式計(jì)算： Pr=Pw/ 式中：Pr工作機(jī)所需有效功率，由工作機(jī)的工藝阻力及運(yùn)行參數(shù)確定； 電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率，%。 皮帶運(yùn)輸機(jī)的 PW 計(jì)算方法： PW=Fv/1000 (kW) 式中：F 工作機(jī)的圓周力，例如運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)輸帶的有效拉力，N ； v工作機(jī)的線速度，例如運(yùn)輸帶的帶速，m/s； D帶運(yùn)輸機(jī)主動(dòng)滾筒的直徑，mm； n轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速，r/min。 按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V，Y 系列。 3.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)功率 PW=0.27 kW，=0.990.950.960.950.9940.96=0.7698 Pr1=PW/ 1=0.36 kW 查表 4.12-1，可選 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y802-4 型，額定功率 P0=0.75kW，或選 Y 系 列三相異步電動(dòng)機(jī) Y90S-4 型，額定功率 P0=0.75kW。 以同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 及 1000r/min 兩種方案進(jìn)行比較，由表 4.12.1 查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)， 計(jì)算出傳動(dòng)比如下表。 表 3-1 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)表 方 案 電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 額定功率 /kW 同步轉(zhuǎn)速 /(r/min) 滿載轉(zhuǎn)速 /(r/min) 總傳動(dòng)比 質(zhì)量 /kg 價(jià)格 /元 1 2 Y802-4 Y90S-4 0.75 0.75 1500 1000 1390 910 57.92 37.92 18 23 475 570 比較兩方案可見(jiàn)，方案 1 選用的電動(dòng)機(jī)雖然質(zhì)量和價(jià)格較低，但總傳動(dòng)比大。為使傳動(dòng) 裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案 2。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y90S-4，額定功率為 0.75 kW，同步轉(zhuǎn)速為 1000 r/min，滿載轉(zhuǎn)速為 910 r/min。 第 7 頁(yè) 共 22 頁(yè) 7 3.2 減速器選擇 （1）總傳動(dòng)比 蘋(píng)果定位轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速應(yīng)合理選擇，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致蘋(píng)果甩出，過(guò)小去皮效率低，參考市場(chǎng)現(xiàn) 有蘋(píng)果去皮機(jī)，取轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速為 ，而：min/20rnw 電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速： 。i/91m 故總傳動(dòng)比為： 5.42091wmi （2）分配傳動(dòng)比 為使傳動(dòng)裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱(chēng)、不發(fā)生干涉現(xiàn)象，選 V 帶傳動(dòng)比： ；2帶i 則減速器的傳動(dòng)比為： 75.2.4帶減 i 因此減速器傳動(dòng)比較大，為了保證結(jié)構(gòu)緊湊性，本去皮機(jī)選用蝸桿減速器，查機(jī)械設(shè)計(jì) 手冊(cè)型號(hào)為：CW-80-22.5 3.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 （1）各軸的轉(zhuǎn)速： 1 軸 ；min/9101rn 2 軸 ； i/4.5.212ri 3 軸 in/.02in 轉(zhuǎn)盤(pán)軸 m.3rw （2）各軸的輸入功率： 1 軸 ；kwP675.09.75.0101 2 軸 ；322 3 軸 ；4..3 （3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 電機(jī)軸 ； mNnPT 87.9105.9500 1 軸 ； .6.11 第 8 頁(yè) 共 22 頁(yè) 8 2 軸 ； mNnPT 61.94.0595022 3 軸 ； 58.2.33 （4）整理列表 軸名 功率 kwP/轉(zhuǎn)矩 mNT/轉(zhuǎn)速 in)/(r傳動(dòng)比 電機(jī)軸 0.75 7.87 910 1 軸 0.675 7.08 910 1 2 軸 0.506 119.61 40.4 22.5 3 軸 0.456 215.58 20.2 2 4 主要零部件的設(shè)計(jì)與校核 4.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 4.1.1V 帶的基本參數(shù)計(jì)算 1）確定計(jì)算功率 cP 根據(jù)上述所選電機(jī)參數(shù)： ； ；kw506.min/4.0rnm 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-8 得工況系數(shù)： ；251AK 則： KAc 2..2.1 2）選取 V 帶型號(hào) 根據(jù) 、 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 13-15 選用 A 型 V 帶,cPmn 3）確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑 d （1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑： ；m751 （2）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑： ；midd 147520.12 ）（帶 圓整取 ，誤差小于 5%，是允許的。md1502 4）驗(yàn)算帶速 ，帶的速度合適。 ssmnvd /)25,(/9.71064.3106 5）確定 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距： 中心距： )(2)(7. 21021 dda 初選中心距 ma35 （2）基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 第 9 頁(yè) 共 22 頁(yè) 9 maddaLd1.03504)71()507(24.35222210 對(duì)于 A 型帶選用 Ld 6）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 ：1 由 ad 3.57)(1802 得 1207.60.11 主動(dòng)輪上的包角合適。 7）計(jì)算 V 帶的根數(shù) ：zLArKPzc )(0 ， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-3 得： ；min/91nmmd751 kwP35.0 （2） ，查表得： ；2帶， ir kwP17.0 （3）由 查表得，包角修正系數(shù) .62195K （4）由 ，與 V 帶型號(hào) A 型查表得： Ld0 .l 綜上數(shù)據(jù)，得 68.10.95)17.35.(.z 取 合適。12z 8）計(jì)算預(yù)緊力 （初拉力）：0F 根據(jù)帶型 A 型查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-1 得： mkgq/1.0NqvkzvPc4.529.71095.276.01.520 9）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 ：QF 第 10 頁(yè) 共 22 頁(yè) 10 NZFQ2012.160sin4.5i0 其中 為小帶輪的包角。 10）V 帶傳動(dòng)的主要參數(shù)整理并列表： 帶型 帶輪基準(zhǔn)直徑 (mm) 傳動(dòng)比 基準(zhǔn)長(zhǎng)度(mm) B 751d02 2 1000 中心距（mm） 根數(shù) 初拉力 (N) 壓軸力 (N) 350 2 52.4 201 4.1.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) （1）帶輪的材料 采用鑄鐵帶輪（常用材料 HT150） （2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 V 帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接減速機(jī)， 較小，所以md751 采用腹板式結(jié)構(gòu)帶輪；大帶輪接減速器， ，所以采用孔板式結(jié)構(gòu)帶輪。md1502 4.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 去皮機(jī)構(gòu)由電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)確定蘋(píng)果旋轉(zhuǎn)在仿型刀具壓緊下實(shí)現(xiàn)去皮。 4.2.1 選精度等級(jí)、材料和齒數(shù) 采用 7 級(jí)精度由表 6.1 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料 為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS。 選小齒輪齒數(shù) 201Z 大齒輪齒數(shù) ，取4i402Z 4.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 3211)(2.HEdtt ZuTkd 1） 確定公式各計(jì)算數(shù)值 （1）試選載荷系數(shù) .tK （2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNT87.501 第 11 頁(yè) 共 22 頁(yè) 11 （3）小齒輪相對(duì)兩支承對(duì)稱(chēng)分布，選取齒寬系數(shù) 0.1d （4）由表 6.3 查得材料的彈性影響系數(shù) 2/8.9MPaZE （5）由圖 6.14 按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 H601lim 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 a52li （6）由式 6.11 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 106.)2830(7606 hjLnN921.5. （7）由圖 6.16 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) .01NZ4.02NZ （8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=1，由式 10-12 得 MPaSHNH 54069.01lim1 Z174.2li2 （9）計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中的較小值td1Hm54.38)17.9(3.40.187532. 2 計(jì)算圓周速度 v sndt /.65.2.16 計(jì)算齒寬 b mbtd 4.38.01 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) mZdmtn927.054.381 齒高 ./.2/ 1.56hbnt 計(jì)算載荷系數(shù) K 根據(jù) ，7 級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)sv/68.1 05.1VK 假設(shè) ，由表查得mNFtA/0 第 12 頁(yè) 共 22 頁(yè) 12 1FHK 由表 6.2 查得使用系數(shù) .051AK 由表查得 3.1H 查得 28FK 故載荷系數(shù) 4.130.51. HVA （10）計(jì)算模數(shù) mZdm927./4./1 4.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 321FSdnYZKT （1）確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值 由圖 6.15 查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE501 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 382 由圖 6.16 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 8.01NZ9.2N 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=1.3，由式得MPaSZFENF 5.38.10819.26.922 計(jì)算載荷系數(shù) 41.80.15. FVAK （2）查取齒形系數(shù) 由表 6.4 查得 8.21FaY26.Fa （3）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 6.4 查得 5.1SaY74.12Sa （4）計(jì)算大小齒輪的 ，并比較F 第 13 頁(yè) 共 22 頁(yè) 13 01462.9.2687.5.321FSaFY 大齒輪的數(shù)據(jù)大 （5）設(shè)計(jì)計(jì)算 mm 74.1062.20.175433 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模 數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 1.74，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m2mm 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d54.381 算出小齒輪齒數(shù) 取 92/./1mZ201Z 大齒輪齒數(shù) 取02i 4.2.4 幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算分度圓直徑 mmZd802421 （2）計(jì)算中心距 a6/)(/)(21 （3）計(jì)算齒寬寬度 取 B2=18mm, B1=20mmbd05. 圓柱齒輪參數(shù)數(shù)據(jù)整理如下： 序號(hào) 名稱(chēng) 符號(hào) 計(jì)算公式及參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 20，40 2 模數(shù) m 2mm 3 分度圓直徑 21dm80,4 4 齒頂高 ah2 5 齒根高 f 5. 6 全齒高 4 7 頂隙 c.0 8 齒頂圓直徑 21dm8, 9 齒根圓直徑 43f 753 10 中心距 a60 4.3 槽輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)又稱(chēng)為馬耳他機(jī)構(gòu)，能把主動(dòng)軸的勻速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)軸的周期性間歇運(yùn) 第 14 頁(yè) 共 22 頁(yè) 14 動(dòng)。槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作可靠；且轉(zhuǎn)位時(shí)間與靜止時(shí)間之比為定值，能平穩(wěn)地改 變從動(dòng)件的角速度；在 拔銷(xiāo)進(jìn)人和脫出槽輪時(shí)運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，但槽輪的轉(zhuǎn)角大小不能凋節(jié)，當(dāng)精度要求較高時(shí) 需另加定位裝置。 4.3.1 槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 圖 4-3 槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位簡(jiǎn)圖 如圖 4-3 所示，槽輪的圓弧面定位是最常用的定位方法。圖 4-3(a)銷(xiāo)輪滾子剛進(jìn)入徑向 槽；圖 4-3 0，Z 3，在 工作時(shí)槽輪的角速度和角加速度變化很大，在撥銷(xiāo)進(jìn)人和脫出徑向槽的瞬間，槽輪的角加速 度發(fā)生突變，引起的震動(dòng)和沖擊力也很大。因 0.5，可采用多圓銷(xiāo)槽輪機(jī)構(gòu)，設(shè)均勻分布 的圓銷(xiāo)數(shù)目為 R，則一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是單圓銷(xiāo)時(shí)的 R 倍，故 = R ( Z2 ) / ( 2Z )。又因?yàn)? 1，故 R < 2Z/ ( Z2 ) ，由此可知： Z = 3 時(shí)，R 可為 l 5；Z = 4 或 5 第 15 頁(yè) 共 22 頁(yè) 15 時(shí)，R 可為 1 3 ；Z 6 時(shí)，R 可為 1 2。中心距 a 和圓銷(xiāo)半徑 r 的確定要根據(jù) 受力情況和該機(jī)構(gòu)所占用空間位置大小。 4.4 分度轉(zhuǎn)盤(pán) 4.4.1 轉(zhuǎn)材料 由于蘋(píng)果去皮機(jī)屬于常用食品加工類(lèi)機(jī)械，材料的選擇應(yīng)考慮到材料易得、材料容易加 工切削、干凈衛(wèi)生、成本低且容易清洗等特點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)選用 45 號(hào)鋼作為蘋(píng)果定位盤(pán)的 材料。 4.4.2 轉(zhuǎn)盤(pán)尺寸 蘋(píng)果分度盤(pán)如圖 8 所示。考慮到人工放置蘋(píng)果的舒適度問(wèn)題以及作業(yè)的工作效率，本設(shè) 計(jì)采用直徑 900mm 的圓盤(pán)作為定位盤(pán)，圓盤(pán)上均勻分布 12 個(gè)直徑 30mm 的蘋(píng)果定位孔，為 了使定位盤(pán)工作穩(wěn)定可靠不產(chǎn)生傾斜本設(shè)計(jì)采用雙鍵連接軸，基孔制配合為 H7。 4.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 軸的設(shè)計(jì)以轉(zhuǎn)盤(pán)軸為例，其他軸與之類(lèi)似： 4.5.1 尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）轉(zhuǎn)盤(pán)軸上的功率 P1,轉(zhuǎn)速 n1 和轉(zhuǎn)矩 T1 ， ，kwP456.0min/2.01rnmNT58.21 （2）初步確定軸的最小直徑 先按式 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械 3PdC 設(shè)計(jì)表 11.3，取 ，于是得：12 mPC6.182.0451nd332 （3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 該處開(kāi)有鍵槽故軸徑加大 510，且這是蘋(píng)果定位轉(zhuǎn)盤(pán)的直徑，取 20mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 為了滿足帶輪的軸向定位，-軸段右端要有一軸肩，故取-段直徑為 d- =24mm。 初步選定滾動(dòng)軸承，因軸承受徑向力和軸向力，根據(jù) d-=24mm，取用 6205 型深溝 球軸承，其尺寸為 dDT=25mm62mm15mm，則有 d-=d- =25mm，L=15mm ，軸承中間處用軸肩定位，這段取直徑 d-=30mm。 右端軸承與齒輪之間應(yīng)有一套同固定，-長(zhǎng)應(yīng)為：取套同長(zhǎng) 12mm，則 L- =32mm。 取軸承端蓋總寬為 32mm，外端面與大帶輪右端面間距離為 10mm，故取 L- =42mm。 結(jié)合箱體結(jié)構(gòu)，取 L- =76mm。 第 16 頁(yè) 共 22 頁(yè) 16 （4）軸上零件的周向定位 軸上零件的周向定位：聯(lián)軸器與軸的周向定位均用平鍵聯(lián)接。按 d-=20mm 查得平 鍵截面 bh=6mm6mm，鍵槽用銑刀加工，長(zhǎng) 28mm，同時(shí)為了保證轉(zhuǎn)盤(pán)與軸配合有良好 的對(duì)中性，故選擇輪轂與軸配合為 H7/n6。 4.5.2 強(qiáng)度校核計(jì)算 （1）求作用在軸上的力 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) （軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）式(10-14)，則NFNtgdTantrt06.1320.16cos.759.823p.5 （2）求軸上的載荷（詳細(xì)過(guò)程以軸 2 為例，其他軸類(lèi)似不一一復(fù)述） 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取 a 值。 對(duì)于 6207 型深溝球軸承，由手冊(cè)中查得 a=17mm。因此，軸的支撐跨距為 L1=172mm。 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出 截面 C 是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面 C 處的 MH、MV 及 M 的值列于下表。 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F ，NNH143NF126 ，NFNV237156 C 截面 彎矩 M mL8532 mLaV432 總彎矩 NMVH 16851822max 扭矩 NT0 第 17 頁(yè) 共 22 頁(yè) 17 （3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)6.0 力 MpaWTMca 61.28401.86968)(32222 已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 。因此 ，故70P-1-ca 安全。 4.6 軸承及鍵的選用與校核 4.6.1 軸承 1）.按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合 方式。軸承類(lèi)型選為深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命取為：Lh29200h 由上面的計(jì)算結(jié)果有軸承受的徑向力為 Fr1=340.43N， 軸向力為 Fa1=159.90N， 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承型號(hào)為 6205，其基本額定動(dòng)載荷為 Cr=51.8KN，基本額定靜載 第 18 頁(yè) 共 22 頁(yè) 18 荷為 C0r=63.8KN。 3） 徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 NFNVHr 43.06.187.543 2221211 r 859222 動(dòng)載荷為 ，查得 ，則有arYFP4.06.r 0139.1563. 由 式 13-5 得a hrh LPCnL 4.5012.3986601 63 滿足要求。 4.6.2 鍵 1）選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸 聯(lián)軸器處選用單圓頭平鍵，尺寸為 mlhb286 2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為 MPaP10 鍵的工作長(zhǎng)度 mbl25681 ，合適 PP MadlkT1.305.022131 5 基于 Pro/E的三維設(shè)計(jì)及仿真 5.1 Pro/E三維設(shè)計(jì)軟件概述 Pro/Engineer 操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一體化的三維 軟件。Pro/Engineer 軟件以參數(shù)化著稱(chēng)，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟 件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer 作為當(dāng)今世界 機(jī)械 CAD/CAE/CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而 得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的 CAD/CAM/CAE 軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì) 領(lǐng)域占據(jù)重要位置。 Pro/E 第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn) 題。Pro/E 采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加 工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。功能如下： （1）特征驅(qū)動(dòng)（例如：凸臺(tái)、槽、倒角、腔、殼等） ； （2）參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等） ； （3）通過(guò)零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來(lái) 進(jìn)行設(shè)計(jì)； （4）支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)（規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro/PROGRAM 第 19 頁(yè) 共 22 頁(yè) 19 的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等） 。 （5）貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性。 5.2 三維設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的蘋(píng)果去皮機(jī)的總體裝配模型如下圖示： 圖 4-1 總體裝配模型 5.3 運(yùn)動(dòng)仿真 在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，建立模型后設(shè)計(jì)者往往需要通過(guò)虛擬的手段，在電腦上模擬所設(shè)計(jì) 的機(jī)構(gòu)，來(lái)達(dá)到在虛擬的環(huán)境中模擬現(xiàn)實(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的目的。對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率降低成本有很 大的作用。Pro/E 中“機(jī)構(gòu)” 模塊是專(zhuān)門(mén)用來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和動(dòng)態(tài)分析的模塊。PROE 的運(yùn)動(dòng) 仿真與動(dòng)態(tài)分析功能集成在“機(jī)構(gòu)” 模塊中，包括 Mechanism design（機(jī)械設(shè)計(jì)）和 Mechanism dynamics（機(jī)械動(dòng)態(tài)）兩個(gè)方面的分析功能。 使用“機(jī)械設(shè)計(jì) ”分析功能相當(dāng)于進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真，使用“機(jī)械設(shè)計(jì)”分析功能來(lái)創(chuàng)建某 種機(jī)構(gòu)，定義特定運(yùn)動(dòng)副，創(chuàng)建能使其運(yùn)動(dòng)起來(lái)的伺服電動(dòng)機(jī)，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬。使 第 20 頁(yè) 共 22 頁(yè) 20 用“機(jī)械動(dòng)態(tài) ”分析功能可在機(jī)構(gòu)上定義重力，力和力矩，彈簧，阻尼等等特征?？梢栽O(shè)置機(jī) 構(gòu)的材料，密度等特征，使其更加接近現(xiàn)實(shí)中的結(jié)構(gòu)，到達(dá)真實(shí)的模擬現(xiàn)實(shí)的目的。 本次僅做運(yùn)動(dòng)仿真，即采用 Pro/E “機(jī)構(gòu)”模塊中機(jī)械設(shè)計(jì)功能進(jìn)行，首先在裝配時(shí)設(shè)置 好約束類(lèi)型（包括對(duì)齊、同軸、銷(xiāo)連接、滑動(dòng)連接等） ，接著定義運(yùn)動(dòng)副，然后在各運(yùn)動(dòng)副 處定義伺服電機(jī)，最后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬并生成運(yùn)動(dòng)仿真視頻。 6 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，通過(guò)這次理論 知識(shí)和實(shí)際設(shè)計(jì)的相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力， 同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范能力以及其他專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平，而且通過(guò) 對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得 到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。 這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在，提高是有限的但卻是全面 的，正是這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我積累了許多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝起來(lái)，也 必然讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 順利如期的完成本此畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專(zhuān)業(yè) 的發(fā)展前景充滿信心，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足與欠缺，留下了些許遺憾，不過(guò)不足 與遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新科技新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)， 并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)知識(shí)，更好的為祖國(guó)的四化服務(wù)。 第 21 頁(yè) 共 22 頁(yè) 21 謝 辭 大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的幾年里，讓我結(jié)識(shí)了許許多多熱心的朋友、工作嚴(yán)謹(jǐn)教 學(xué)相幫的教師。畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在 此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠(chéng)摯的感謝。 首先，向本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示最誠(chéng)摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時(shí) 間對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。老師給予的幫助貫穿于 設(shè)計(jì)的全過(guò)程，從借閱參考資料到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我學(xué)會(huì)書(shū)本中 的知識(shí)，更學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計(jì)重點(diǎn)，如何合理安排時(shí)間和論文的 編寫(xiě)，同時(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，她和我們?cè)谝黄鸸餐鉀Q了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。 其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠(chéng)摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò) 程中，他們也給我很多幫助和無(wú)私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在 此感謝他們，沒(méi)有這些資料就不是一個(gè)完整的論文。 另外，也向給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示感謝。 總之，本次的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計(jì)的一個(gè)月里，我們合作的非常 愉快，教會(huì)了大我許多道理，是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示 感謝！ 第 22 頁(yè) 共 22 頁(yè) 22 參