枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計(含CAD源文件圖紙),枳殼,自動,切割機(jī),設(shè)計,cad,源文件,圖紙 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目： 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 學(xué) 院： 工 學(xué) 院 姓 名： 徐杰峰 學(xué) 號： 20050456 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 05 級 指導(dǎo)教師： 趙進(jìn)輝 二 OO 九年 五 月 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 摘 要 枳殼為蕓香科植物枸橘、酸橙、香圓或玳玳花等將近成熟的果實(shí)。植物形 態(tài)像“枸橘” 、 “枳實(shí)” 、 “香櫞” 、 “玳玳花”條。而本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于枳殼自 動切割機(jī)的設(shè)計，是一種中藥飲片枳殼加工機(jī)械。該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計簡單， 易操作，主要由機(jī)架，傳動機(jī)構(gòu)，壓料機(jī)構(gòu)，傳送機(jī)構(gòu)，切割機(jī)構(gòu)組成。其特 征是將從料斗進(jìn)入切割槽的枳殼進(jìn)行剖半處理，然后將剖半的枳殼通過輸送槽 輸送到出料口陰干、風(fēng)干或微火烘干。這樣就能以工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模將枳殼自鮮果 經(jīng)剖半直接加工成半球狀，工作效率高，成品質(zhì)量高而穩(wěn)定，使手工制作枳殼 飲片的狀況得到根本改觀。加工料 78 月采收時直徑為 56 厘米，烘干后直 徑為 35cm，形狀為球形，厚 0.41.3cm。這就對機(jī)械加工提供了數(shù)據(jù)要求： 1出料口大小在 25 厘米。 2切割刀選用 0.20.4 厘米厚高硬度材料。 3. 該機(jī)的整體結(jié)構(gòu)造型要求其長寬高不能大于 1.2 米。 在枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計、制造以及應(yīng)用方面,目前我國與國外先進(jìn)水平相 比仍有較大差距,國內(nèi)在設(shè)計制造枳殼自動切割機(jī)過程中存在著很多不足。本次 枳殼自動切割機(jī)設(shè)計代表了設(shè)計的一般過程, 對今后的選型設(shè)計工作有一定的 參考價值。 關(guān)鍵詞：枳殼自動切割機(jī)；傳送鏈；割刀 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 Abstract Aurantii for Rutaceae Poncirus plants, lime, or Turpinia Dai Dai spent nearly ripe fruit and so on. Plant morphology such as Poncirus, bitter orange, citron, Dai Dai Hua section. And the graduation project is about the automatic cutting machine Aurantii design, is a traditional Chinese medicine processing machinery Aurantii Pieces.It is compact and is designed to be simple, easy-to-use, mainly by the rack, transmission, body binder, transmission organizations, cutting agencies. Characterized by cutting from the hopper into the trough of the Aurantii treatment for post-mortem, and then a half Aurantii autopsy groove through the transmission of material transported to dry mouth, dry or drying wei huo.This will be an industrial scale of production by Poncirus trifoliata fruit from the semi-direct post-mortem into hemispherical processing, efficient and stable high quality products to make hand- made pieces Aurantii fundamentally changed the situation.Processing of materials from 7 to harvesting in August, when a diameter of 5 to 6 centimeters in diameter after drying for 3 5cm, for the spherical shape, thickness 0.4 1.3cm. This provides a mechanical processing of data requirements: 1. Entrance and exit of 10 cm in size. 2. Cutter selection of 0.2 0.4 cm thick high hardness materials. 3. It shapes the overall structure of its dimensions can not be greater than 1.2 meters. Aurantii automatic cutting machine in the design, manufacture and application in China, compared with foreign advanced level there is still a wide gap between the domestic manufacturers in the design process Aurantii automatic cutting machine, there are many deficiencies.The automatic cutting machine Aurantii design on behalf of the general process of design, type design for the future that there is a reference value. Key words: Automatic cutting machine Aurantii; transmission chain; cutting knife 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 目 錄 1 緒論 .1 1.1 藥理作用 .1 1.1.1 對心血管系統(tǒng)的作用 .1 1.1.2 對心、腦、腎等血流量的影響 .1 1.1.3 利尿作用 .2 1.1.4 對胃腸平滑肌的作用 .2 1.1.5 對子宮平滑肌的作用 .2 1.1.6 抗變態(tài)反應(yīng)的作用 .2 1.2 設(shè)計任務(wù) .2 1.2.1 設(shè)計任務(wù) .2 1.2.2 設(shè)計要求 .2 1.2.3 設(shè)計步驟 .3 2.總體方案及工作原理 .4 2.1 總體結(jié)構(gòu) .4 2.2 工作原理 .4 3.機(jī)械的設(shè)計與計算 .5 3.1 機(jī)架的設(shè)計 .5 3.1.1 機(jī)架的分類 .5 3.1.2 機(jī)架上承受著力和和力矩（彎矩及轉(zhuǎn)矩） .6 3.2 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計 .7 3.2.1 普通 V 帶的傳動設(shè)計 .8 3.3 傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計 .10 3.3.1 鏈傳動的設(shè)計 .11 3.3.2 軸的設(shè)計 .13 3.4 切割機(jī)構(gòu)的設(shè)計 .16 3.4.1 飛輪的設(shè)計 .16 3.4.2 圓形割刀的設(shè)計 .17 3.5 進(jìn)料口和出料口的設(shè)計 .17 總結(jié) .18 參考文獻(xiàn) .19 致謝 .20 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 1 1 緒論 枳殼自動切割機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的切割設(shè)備，在中藥的制作方面主要用來對枳 殼進(jìn)行剖半處理，烘干。能以工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模將枳殼自鮮果經(jīng)剖半直接加工成半 球狀，工作效率高，成品質(zhì)量高而穩(wěn)定，使手工制作枳殼飲片的狀況得到根本 改觀。 枳殼為蕓香科植物枸橘、酸橙、香圓或玳玳花等將近成熟的果實(shí)。植物形 態(tài)像“枸橘” 、 “枳實(shí)” 、 “香櫞” 、 “玳玳花”條。78 月間采收，直徑 56 厘 米，從中部橫切成兩半，陰干、風(fēng)干或微火烘干。本品呈半球形，直徑 35cm。外果皮棕褐色或褐色，有顆粒狀突起，突起的頂端有凹點(diǎn)狀油室；有 明顯的花柱殘跡或果梗痕。切面中果皮黃白色，光滑而稍隆起，厚 0.41.3cm，邊緣散有 12 列油室，瓤囊 712 瓣，少數(shù)至 15 瓣，汁囊干縮 呈棕色至棕褐色，內(nèi)藏種子。質(zhì)堅硬，不易折斷。氣清香，味苦、微酸。 其制成的枳殼飲片功能主治：理氣寬中，行滯消脹。用于胸脅氣滯，脹滿 疼痛，食積不化，痰飲內(nèi)停；胃下垂，脫肛，子宮脫垂。 1.1 藥理作用 1.1.1 對心血管系統(tǒng)的作用 枳殼中所含的 N甲基酪胺增加冠脈流量和腎血流血，降低心肌氧耗量和 明顯的利尿作用。麻醉犬靜脈注射 0.02-0.5mg/kg，均呈升壓效應(yīng)，劑量大，升 壓明顯。靜脈灌注每分鐘 0.2mg/kg， ；腎血流量增加 75%，尿量增加一倍。有 很強(qiáng)的誘發(fā)心肌節(jié)律的作用，其強(qiáng)度與腎上腺素相當(dāng)，而比多巴胺和辛弗林強(qiáng)。 枳殼中所含的辛弗林為腎上腺素 a-受體興奮劑，對心臟 B-受體也有一定的興奮 作用。有收縮血管，產(chǎn)生升高血壓的作用。 1.1.2 對心、腦、腎等血流量的影響 麻醉犬靜脈注射枳實(shí)注射液（每 1ml4g 生藥）1ml/kg ，有顯著的增加腦 血流量的作用。注射后腦血流量平均增加 82.620.56ml/100g 腦重/ 分鐘 （P0.01） 。平均增加數(shù)相當(dāng)于注射前腦血流量的 86.4%。腦血管阻力指數(shù)平均 降低 0.4280.12（P0.01 ） ，有顯著降低腦血管阻力的作用。靜脈滴注 1.5ml/kg 對腦血流量的影響不明顯。麻醉犬靜脈注射枳實(shí)注射液 1.5ml/kg 有顯著的增加 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 2 腎血流量的作用，平均增加 64.594ml/100g 腎重/ 分鐘（P0.01） ，平均增加 數(shù)相當(dāng)于注射前腎血流量的 53.9%，腎血管阻力指數(shù)平均降低 0.5190.176（P0.05） ，有顯著的降低腎血管阻力的作用，但同樣劑量靜脈滴 注則作用不明顯。上述劑量靜脈注射后在血壓升高的同時，股動脈血流量均減 少，平均減少量為用藥前的 41.3%，血管阻力亦增加。 1.1.3 利尿作用 犬靜脈注射枳實(shí)注射液和 N甲基酪胺都有明顯增加尿量的作用，同時血 壓與腎血管阻力明顯增高。其利尿作用可能是通過抑制腎小管重吸收等其他作 用而產(chǎn)生。另有研究認(rèn)為枳實(shí)通過強(qiáng)心收縮腎血管，增高濾過壓而發(fā)揮排鈉利 尿作用。 1.1.4 對胃腸平滑肌的作用 枳實(shí)煎劑對小鼠離體腸管部分呈抑制作用，而兔離體腸管則全部表現(xiàn)抑制。 此作用可被乙酰膽堿所拮抗。但給胃痿及腸痿的犬灌胃 100%枳實(shí)后卻有興奮作 用，能使胃腸運(yùn)動收縮節(jié)律增加。給犬灌胃 100%濃縮枳實(shí)液 1ml/kg，可見小 腸消化間期綜合肌電的周期和相時程縮短，相時程延長。表明枳實(shí)有增強(qiáng) 小腸平滑肌緊張程度和位相性收縮功能。 1.1.5 對子宮平滑肌的作用 枳實(shí)煎劑對未孕及已孕的兔離體子宮、在位子宮和未孕兔的子宮痿均有明 顯的興奮作用，能使子宮收縮節(jié)律增加。但對小鼠離體子宮不論已孕或未孕部 分起抑制作用。 1.1.6 抗變態(tài)反應(yīng)的作用 枳實(shí)的熱水溶性凍干的浸膏用于大鼠被動皮膚過敏反應(yīng)（PCA）試驗(yàn)，100- 3200mg/kg 靜脈注射，具有明顯抑制能力。體外檢測對大鼠腹膜肥大細(xì)胞釋放 組胺的能力亦顯示較強(qiáng)的抗過敏活性，其主要有效成分為蜜桔黃素、柑桔黃酮 和 3，5，6，7，8，3，4- 七甲氧基黃酮。 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 3 1.2 設(shè)計任務(wù) 1.2.1 設(shè)計任務(wù) 根據(jù)設(shè)計的要求以及枳殼自動切割機(jī)價格的承受能力, 設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、 機(jī)型小、轉(zhuǎn)向靈活、重量輕、價格低廉的枳殼自動切割機(jī)具已勢在必行，并同時 應(yīng)該能滿足其技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。 1.2.2 設(shè)計要求 1. 要求在完成論文期間，積極主動，查閱大量文獻(xiàn)，獨(dú)立創(chuàng)新，在指導(dǎo)教師 的指導(dǎo)下，能獨(dú)立擬定設(shè)計方案，提出方案的構(gòu)思以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等方面的可 行性認(rèn)證報告； 2. 能訓(xùn)練應(yīng)用已學(xué)過的理論知識，對機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計有較深入的理解和 認(rèn)識； 3. 能熟練掌握機(jī)械制圖的方法和技巧，并運(yùn)用計算機(jī)繪圖、計算機(jī)輔助設(shè)計 等，按國家標(biāo)準(zhǔn)正確地完成繪圖工作，獨(dú)立繪制裝配圖和零件圖，圖紙量不少于 1.5 張 A0； 4. 獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計說明書，格式正確，要求字?jǐn)?shù)不少于 4000 字； 5. 完成電子文檔及 PPT 文檔，并打印裝訂成冊。 1.2.3 設(shè)計步驟 1. 課題準(zhǔn)備階段，收集材料，了解課題內(nèi)容，初步確定解決方案； 2. 根據(jù)提供的計算參數(shù)和相關(guān)參考資料，確定枳殼自動切割機(jī)總體設(shè)計； 3. 根據(jù)計算出的外形尺寸，確定枳殼自動切割機(jī)其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計； 4. 撰寫畢業(yè)論文及畫出裝配圖和相關(guān)零件圖； 5. 申報審核。 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 4 2 總體方案及工作原理 2.1 總體結(jié)構(gòu) 該機(jī)主要由機(jī)架、傳動機(jī)構(gòu)、壓料機(jī)構(gòu)、傳送機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)組成，如圖 2.1。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為： 電動機(jī)轉(zhuǎn)速為 960r/min,帶輪的轉(zhuǎn)速為 600r/min。 整機(jī)外型尺寸：機(jī)架的長寬高不大于 1.2 米。 1.出料口； 2.電動機(jī)； 3.皮帶輪； 4.鏈傳動； 5.進(jìn)料口 圖 2.1 枳殼自動切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖 2.2 工作原理 工作時，電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過皮帶輪帶動傳動鏈條，以逆時針方向作旋轉(zhuǎn)運(yùn) 轉(zhuǎn)，從而使枳殼從入料口進(jìn)入切割槽中。切割槽與上擋板成固定枳殼作用，當(dāng) 切割槽旋轉(zhuǎn)至圓形切割刀時，完成切割，并自動掉出切割槽。 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 5 3 機(jī)械的設(shè)計與計算 3.1 機(jī)架的設(shè)計 機(jī)架的設(shè)計是設(shè)計的基礎(chǔ)，是機(jī)械所有部件的載體。機(jī)架起基準(zhǔn)作用，以 保證各部件間正確的相對位置，并且使整個機(jī)器組成一個整體。在其他部件及 工件本身的重量與工作過程中的載荷（包括各種沖擊力）作用下，機(jī)架要有足 夠的強(qiáng)度，而且變形部超過允許值。此外還應(yīng)考慮機(jī)架的動剛度，阻尼，熱變 形性，尺寸穩(wěn)定性，疲勞強(qiáng)度等。 機(jī)架在機(jī)器中的尺寸一般較大，它往往與機(jī)器的整體布局，機(jī)器的造型美 觀，操作方便，加工工藝性好。 3.1.1 機(jī)架的分類 為了便于比較，下面機(jī)架的幾種分類： 按機(jī)型可分為：臥式、立式 臥式則分：橫梁式機(jī)架、平板式機(jī)架 立式則分：單立柱、雙立柱、多立柱 按材料及制造方法分：金屬機(jī)架、非金屬機(jī)架 金屬機(jī)架：鑄造機(jī)架、焊接機(jī)架、組合機(jī)架 非金屬機(jī)架：花崗巖機(jī)架、混凝土機(jī)架、塑料機(jī)架 本設(shè)備的機(jī)架屬于金屬焊接機(jī)架。機(jī)架上擋板與切割機(jī)構(gòu)邊接，是切割機(jī) 構(gòu)的擋板，共同完成切割過程，所以用材為鋼板，厚度為 0.80.9 厘米。在這 里我選用 80*80*8 Q235B 的角鋼做機(jī)架。鋼材的穩(wěn)定系數(shù)為 1.53.0 之間，機(jī) 架長寬高不大于 1.2 米，如圖 3.1。 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 6 圖3.1 機(jī)架簡圖 3.1.2 機(jī)架上承受著力和和力矩 1. 工藝力：這是最重要、最基本的力，即機(jī)器在完成相應(yīng)的主要工藝過程 中所產(chǎn)生的力量。 2. 對于同一臺機(jī)器；由于完成的工藝不同，工藝力也相應(yīng)的有所變化。在 同一道工序中，變形力隨工作行程的增加而上升，且在鍛件厚度越薄時；變形 力上升越快。如圖3.2所示： 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 7 圖3.2 受力變形簡圖 在許多機(jī)械中，工藝力隨眾多因素變化而變化。因此，在一般機(jī)械中，機(jī) 架的受力分析按額定負(fù)載（公稱負(fù)載）來進(jìn)行。額定負(fù)載示該機(jī)械所允許的最 大負(fù)荷。超過此負(fù)荷，過負(fù)荷保險機(jī)構(gòu)應(yīng)起作用，以防事故發(fā)生。 還應(yīng)注意，工藝力的作用位置或方式不同，機(jī)架的受力情況也會改變。 3.2 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計 設(shè)計中傳動機(jī)構(gòu)是機(jī)械的所有動力來源，動力系統(tǒng)選用每秒小于或等于16 轉(zhuǎn)的電機(jī)，如下圖3.3所示：1，2，3為切割機(jī)構(gòu)上的動力層，1為電動轉(zhuǎn)輪的16 倍，2為10倍，3為同等速比，以這種設(shè)計來控制機(jī)械切割的速度。 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 8 1.電動機(jī)；2.大帶輪；3.鏈輪 圖 3.3 傳動機(jī)構(gòu) =16r/s=960r/min ， = =10r/s=600r/min。1n2n3 由此查表可選用型號為 Y132S-6 型電動機(jī)， 查表功率 P=3kw。 3.2.1 普通 V 帶的傳動設(shè)計 （1） 計算功率 Pc 由于載荷變動小，查表得工作情況系數(shù) =1.1。AK Pc= *P=1.1*3=3.3kw。AK （2） 選取普通 V 帶的型號 根據(jù) Pc=3.3kw， =16r/s=960r/min ，查表確定選用 Z 型。1n （3） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 和D2 由表取 =100mm，w =1%。1D = / * (1-w )=960/600*100*(1-1%)=158.4mm2n 由表查可取 =160mm。2D 大帶輪轉(zhuǎn)速： = * (1- w)/12D =960*100*(1-1%)/160 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 9 =594r/min 其誤差 1%5%,故允許。 （4） 驗(yàn)算帶速 = /60*1000v1Dn =3.14*100*960/60*1000 =5.024m/s 在 525m/s 范圍內(nèi)，其帶速合適。 （5） 確定帶長和中心距 初步選取中心距 a ,h1.2m,取 h=0.3m(帶高)。 0.55（ + ）+ha2( + )1D21D2 0.55(100+160)+300a2(100+160) 443a479mm （6） 驗(yàn)算小帶輪包角 =1800-( - )*57.30/a2D1 =1800-(160-100)* 57.30/495 = 179.2 所以合適。 （7） 確定 V 帶的根數(shù) Z 傳動比：i= / =960/594=1.621n2 由此查表得：Po=0.28kw, Po=0.02kw , =1.00, =1.14。 kL 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 10 Z=P/(Po+ Po) =3.3/(0.28+0.02)*1.00*1.14=4.35kL 取 Z=4 根。 （8） 求作用在帶輪軸上的壓力 F0 由表查得：q=0.06kg/mm 。 計算單根 V 帶張緊力： F=500P/Z (2.5/ -1)+q *vkv =500*3.3/4*5.024 *（2.5-1 ）+0.06*5.024*5.024 =56.25N 作用在帶輪軸上的壓力為： F0=2Z F *sin /2=2*4*56.25*sin /2=450N179. 179. （9） V 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 V 帶輪設(shè)計的主要要求是質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力； 質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡；輪槽工作面粗糙度要合適，以減少帶 的磨損；輪槽尺寸和槽面角應(yīng)保持一定得精度，以使載荷分布較為均勻等。 帶輪的材料主要是鑄鐵，材料牌號為 HT200，小帶輪和大帶輪采用實(shí)心式， 具體尺寸詳見圖紙。 3.3 傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計 傳送機(jī)構(gòu)基于鏈條設(shè)計原理，共分為兩層；外層為輸送槽，內(nèi)層為鏈條。 如圖 3.4 所示三種立面中，左 1 為枳殼的切割槽，切割槽內(nèi)部空心設(shè)計為圓形 直徑為 7 厘米厚 1 厘米，中間的是里層鏈條設(shè)計，3 為地步立面，切割槽底部 開口，開口寬為 0.3 厘米。 1. 輸送槽； 2.出料口； 3.進(jìn)料口 圖 3.4 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 11 3.3.1 鏈傳動的設(shè)計 查表帶輪上功率的損失在 0.850.95 之間，即 P=0.9*3=2.7kw, =600r/min。3n (1) 選擇鏈輪的齒數(shù) 傳動比：i= / =1, =232Z3 鏈的速度： v= /1.6= * p/60*1000vn = =314/12.7=24.723 所以 = =25。Z (2) 確定節(jié)數(shù) 初定中心距：a=40p Lp=2a/p+( + )/2+p/a*( - )/2*3.14*( - )/2*3.142Z323Z23Z =80+25 =105 取 Lp=106 節(jié) （取偶數(shù)） 。 (3) 確定鏈條節(jié)距 p 由于鏈傳動中等沖擊，查表得工作情況系數(shù): =1.3，K 鏈齒輪系數(shù): =1.11,鏈長度系數(shù): =1.06,多排系數(shù): =1.0，zKl m 因此，實(shí)際工作條件下傳動功率為： Po= p/ * * =1.3*2.7/1.11*1.06*1.0=2.98kwzlm 根據(jù) =600r/min 和功率 Po=2.98kw,可選滾子鏈型號為 08A,其節(jié)距為:3n p=12.7mm。 (4) 確定鏈長 L 和中心距 a L=LpP/1000=106*12.7/1000=1.35mm 22/423(3)/8(3)/apZLpZZ（ （ ） / =12.7/4*(106-25)+(106-25) =514.35mm 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 12 中心距減小量: a=(0.0020.004)a=(0.0020.004) *514.35 =1.032.06mm 實(shí)際中心距:a=514.35-(1.032.06) =513.32512.29mm 所以取 a=513mm。 (5) 鏈速 v= /1.6=5.024/1.6=3.14m/sv (6) 求作用在軸上的壓力 Fq 工作拉力: F=1000P/V=1000 *2.7/3.14=859.9N 工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù):Kq=1.2 。 軸上壓力:Fq=Kq*F=1.2*859.9=1031.88N (7) 根據(jù)鏈速 V=3.14m/s,鏈節(jié)距 p=12.7mm， 所以鏈傳動選擇滴油潤滑。 (8) 鏈輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計（見圖） 滾子鏈型號為 08A 所以 p=12.7mm,滾子鏈外徑： =7.95mm，排距：Pt=14.38mm，1d 套筒內(nèi)徑： =4.01mm，銷軸直徑： =3.96mm，內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬：3d2 =7.85mm，1b 銷軸長度： =17.8mm，極限拉伸載荷：Q=1380daN，齒寬 7.3mm，4 分度圓直徑：D=12.7/0.125=101.6mm 齒頂圓直徑： (max)=D+1.25p-aD1d =101.6+1.25 *12.7-7.95 =109.53mm (min)=D+(1-1.6/Z)p- a1 =101.6+(1-1.6/25) *12.7-7.95 =105.5mm 分度圓弦齒高： (max)=(0.625+0.8/Z)p-0.5aH1d 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 13 =(0.625+0.8/25) *12.7-0.5*7.95 =4.37mm (min)=0.5(p- )aH1d =0.5*(12.7-7.95) =2.38mm 齒根圓直徑： =D- =1001.6-7.95=93.65mmfD1 量柱測量矩 ： =Dcos90/Z +rMr 而量柱直徑 等于滾子外徑 ,所以 = mm。即 1dD0.1795 =101.6*cos90/25+7.95= mmr 0.2593 3.3.2 軸的設(shè)計 軸是機(jī)械傳動系統(tǒng)中的重要零件，設(shè)計時應(yīng)滿足合理的結(jié)構(gòu)，足夠得強(qiáng)度， 必要的強(qiáng)度和振動穩(wěn)定性，以及良好的工藝性等?？傊?，所謂軸的設(shè)計，就是 根據(jù)軸上零件的定位和固定要求，以及加工和裝配要求，合理定出軸的結(jié)構(gòu)外 形和全部尺寸過程。 (1) 選擇軸的材料 軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼，根據(jù)傳動功率和一些參數(shù)，選擇材料。 最常用的材料是 45 鋼，經(jīng)過調(diào)制處理，得到的組織具有良好的綜合力學(xué)性能， 即有較高的強(qiáng)度，同時具有良好的塑性和韌性。因無特殊需要，選用 45 號鋼， 調(diào)制處理，由機(jī)械設(shè)計表 11.1 查得，材料直徑200mm,硬度 217 255HBS，抗拉強(qiáng)度極限為 640Mpa，屈服強(qiáng)度極限為 275Mpa，彎曲疲勞極限 為 275Mpa，剪切疲勞極限為 155Mpa。 (2) 求輸出軸上功率 P，轉(zhuǎn)速 n，和轉(zhuǎn)矩 T P=2.7kw，n=600r/min 所以: T=9550000*P/n=9550000*2.7/600=43000Nmm (3) 初步確定軸的最小直徑 查表去 C=112， = = =18.5mmmind3/cP312.7/60 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 14 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選直徑與聯(lián)軸 器的孔徑相適應(yīng)，故需選擇聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩 = *T,考慮caTK 到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 =1.3。則 : K = *T =1.3*43000=55900NmmcaT 按要求計算轉(zhuǎn)矩 Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB5014-85， 選用 GL2 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 63000Nmm,聯(lián)軸器孔徑為 20mm， 聯(lián)軸器長度為 52mm,與軸配合孔長度為 38mm。 (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的速度為 5.024m/s，功率為 2.7kw。 水平方向的受力： 圖 3.5 水平方向受力簡圖 A 和 D 點(diǎn)為軸兩端點(diǎn)，B 處為鏈輪，C 處為大帶輪且鏈輪給軸上的壓力為 =1031.88N，大帶輪給軸上的壓力為 =450N。bFF =0 , *900+ *820+ *410=0aMdcb =0 , *900- *490- *80=0bb = *cot ，因?yàn)?得角度很小，所以可以得出 趨于 0。c c 所以得出： =1031.88*410/900=561.8NaF =1031.88*490/900=470.1Nd 軸水平方向的彎矩計算： B 點(diǎn)彎矩為： =- *410=-561.8*410=-230.3NmbMa 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 15 C 點(diǎn)彎矩為： =- *820+ *(820-410)cMaFd =-561.8*820+1031.88*410 =-37.6Nm 垂直方向受力： = =450N1cF 圖 3.6 垂直方向受力簡圖 =0 , *900- *820+ *410=0aM1dF1c1bF =0 , - *490- *410+ *410=0b a 所以得出： =940N ， =410N1a1d 軸垂直方向的彎矩計算： B 點(diǎn)彎矩為： =- *410=-940*410=-87Nm1baF C 點(diǎn)彎矩為： =- *80=-940*810=-176NmcM 計算合成彎矩： B 點(diǎn)合成彎矩： =90.7Nm()b C 點(diǎn)合成彎矩： =176Nm()c 是考慮扭矩和彎矩的加載情況及產(chǎn)生應(yīng)力的循環(huán)特性差異的系數(shù)，取 =0.6,T 為軸受到的扭矩，所以得： =90.7Nm ， =177.9Nm1caM2ca 校核軸的強(qiáng)度，根據(jù)彎矩的大小及軸的直徑選定 B 和 C 截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。 B 截面當(dāng)量彎矩應(yīng)力為： = /W= /0.1*d*d*d*0.95()sb1ca1ca 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 16 =90.7/0.1*32*32*32*0.95 =32.3Mpa C 截面當(dāng)量彎矩應(yīng)力為： = /W= /0.1*d*d*d*0.95()sc2aM2ca =177.7/0.1*38*38*38*0.95 =37.8MPa 由表查得，45 號鋼軸的彎曲應(yīng)力為 =60 Mpa,所以 B 和 C 截面均安全s （W 為軸的抗彎截面模量，因?yàn)?B 和 C 截面有鍵槽，考慮對軸強(qiáng)度削弱的影響， 故 d 乘以 0.95。所以 B 和 C 截面均安全） 。 圖 3.7 各彎矩簡圖 3.4 切割機(jī)構(gòu)的設(shè)計 切割機(jī)構(gòu)的設(shè)計分為三層：如下圖所示，最外層為飛輪，設(shè)置三種傳動比;中 間層為圓形切割刀，采用高速合金鋼作為道具材料，刀片厚度不大于 0.2 厘米； 第三層為傳送鏈輪。第一層與第二層間隙為 4.5 厘米，第二層與第三層間距為 4.5 厘米。 3.4.1 飛輪的設(shè)計 飛輪的設(shè)計是根據(jù)機(jī)器實(shí)際所需的平均速度和許可的不均勻系數(shù)來確定飛 輪的轉(zhuǎn)慣量，為了調(diào)節(jié)等效構(gòu)件的周期性速度波動或者為了節(jié)省動力起見，需 安裝輪形飛輪。 = =m*=( * + * )/4 *m/2=m/4 *( * +h*h)Jf1D2D 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 17 因?yàn)?h 比 d 小的多，故 =m*d*d/4。fJ m 為飛輪質(zhì)量， 為其外徑，d 為平均直徑， 為內(nèi)徑，h 為輪緣厚度。1D2D 查表輪形飛輪（設(shè)計手冊）得： m=3kg, =150,d=137.5mm, =125mm。12 所以得： =3/4 *（137.5*137.5+25*25）=0.015kgmJ 3.4.2 圓形割刀的設(shè)計 枳殼的切割槽，切割槽內(nèi)部空心設(shè)計為圓形直徑為 7 厘米厚 1 厘米，切割 槽底部開口，開口寬為 0.3 厘米。所以刀片厚度小于 0.3 厘米。在這里我取刀 片的厚度為 0.2 厘米。 鏈輪的齒頂圓直徑： (max)=109.53mm ，則aD 圓形割刀的最大直徑為： (max)=109.53mm+7cm+1cm =189.53mm 取圓形割刀的最小直徑： (min)=180mm 由上面計算知： 軸的最小直徑： = = =18.5mmmind3/cP312.7/60 圓形刀片的內(nèi)徑 d 大于 ，我取 d=60mm，這樣就可設(shè)計出圓形割刀。i 3.5 進(jìn)料口和出料口的設(shè)計 進(jìn)料口上端口直徑為 40cm，下端口直徑為 8cm，高 25cm，壁厚 0.4cm。 出料口寬 25cm，長 50cm，壁厚 0.4cm，見圖 3.4。 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 18 總 結(jié) 經(jīng)過兩個月左右的準(zhǔn)備工作，在趙老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助下，此次畢業(yè) 設(shè)計順利完成。本次設(shè)計總體上所設(shè)計的方案是合理正確的，但是由于時間及 資料的不足，更加上自身知識有限，難免有設(shè)計上的缺陷。實(shí)際應(yīng)用上會有很 多問題，比如，加工工藝，制造成本，還有就是設(shè)備的穩(wěn)定性保證和壽命的預(yù) 測。 通過這些天的設(shè)計，讓我再一次明白很多東西，但還是有許多不知其所以 然，不知道為什么要這樣，這也許是我們什么都學(xué)，什么都學(xué)不精，有點(diǎn)像猴 子下山。當(dāng)然，每做一件事都事有收獲的。也許你現(xiàn)在還每察覺到，但卻影響 了你。為了完成這個課題設(shè)計，我花了很多時間，去圖書館查閱這方面的資料， 上網(wǎng)下載有關(guān)案例。我做了比較充分的準(zhǔn)備，頭腦中以初具模型，但是，當(dāng)要 真正地寫出來，卻犯難了，通過好幾次的通宵，終于做好了，有了那么點(diǎn)成就 感。在這次課程設(shè)計過程中，我重新梳理了過去學(xué)過的知識，并溫習(xí)了 CAD 以 及 Word 和 Excel 辦公軟件。更讓我明白了世上無難事，只要去做了，一定能行 的道理！ 枳殼自動切割機(jī)的設(shè)計 19 參考文獻(xiàn) 1 黃 平 ， 朱 文 堅 主 編 .機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) M.華 南 理 工 大 學(xué) 出 版 社 ， 2006 2 鄭 文 緯 ， 吳 克 堅 主 編 .機(jī) 械 原 理 M.高 等 教 育 出 版 社 ， 第 1 版 3 譚 建 榮 等 編 .圖 學(xué) 基 礎(chǔ) 教 程 M.高 等 教 育 出 版 社 ， 第 1 版 4 張 展 主 編 .機(jī) 械 設(shè) 計 通 用 手 冊 M.中 國 勞 動 出 版 社 ， 1994 5 曹 志 超 主 編 .常 用 機(jī) 械 電 器 實(shí) 用 手 冊 M.化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2000 6 陸 玉 主 編 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是 本 專 業(yè) 或 相 關(guān) 專 業(yè) 知 識 , 還 有 更 珍 貴 是 對 自 己 在 今 后 的 路 上 要 面 對 的 為 人 處 事 ,解 決 問 題 的 思 路 與 方 案 ,還 有 個 人 修 養(yǎng) 方 面 等 都 受 到 了 很 大 的 啟 發(fā) 為 此 我 要 特 別 感 謝 趙 進(jìn) 輝 老 師 ， 其 導(dǎo) 師 風(fēng) 范 和 人 格 魅 力 ， 無 時 無 刻 不 在 設(shè) 計 流 程 中 影 響 著 我 ， 雖 然 趙 老 師 公 務(wù) 繁 忙 ， 但 每 次 去 老 師 辦 公 室 時 ， 都 會 指 導(dǎo) 和 催 促 我 抓 緊 時 間 完 成 設(shè) 計 ， 可 見 關(guān) 切 之 至 ！ 還 有 在 設(shè) 計 過 程 中 一 直 指 導(dǎo) 我 的 同 學(xué) ， 他 們 的 悉 心 指 教 ， 把 每 個 細(xì) 節(jié) 都 講 的 較 清 楚 ， 無 以 言 表 ， 只 想 再 說 一 聲 謝 謝 ！ 相 信 你 們 的 教 導(dǎo) 、 幫 助 與 支 持 會 激 發(fā) 我 更 好 的 前 行 ， 謝 謝 ！