山楂去核機設計【說明書+CAD+UG】,說明書+CAD+UG,山楂去核機設計【說明書+CAD+UG】,山楂,山查,去核機,設計,說明書,仿單,cad,ug 山楂去核機設計方案 首先整個設計思路是這樣的： 一． 轉盤部分： 1． 電機選低速電機選：90TDY060-3A 2.轉盤上放12個山楂固定位，轉動過程中實現(xiàn)3秒轉動一個固定位，也就是說山楂固定轉盤轉速為3秒轉動12°其中2秒多為停頓時間，方便手工放入山楂。 3.減速方案: 我們選用的電機轉速為每秒一轉，而間歇機構要實現(xiàn)3秒一轉，才行能大轉盤3秒轉動12°，所以這里我們只需把電機輸出速度降低到三分之一就能實現(xiàn)轉盤的轉速需求，這里參考到別的山楂機的多個案例決定采用皮帶減速機構實現(xiàn)， 二． 去核部分 1.去核部分運動采用曲柄連桿機構來實現(xiàn)。 2.首先電機選擇 考慮到轉盤需要3秒轉動一個工位，所以對應刀具也要3秒一個行程，如上圖所示原理，即曲柄轉動一周為一個行程為3秒 所以我們采用相同電機，所以也需降速三分之一，這里我們用齒輪減速，一個用模數(shù)1.5齒數(shù)12主動齒輪帶動模數(shù)1.5齒數(shù)36的從動輪。 3刀內(nèi)殘渣 為了去除刀具中的殘渣，我們在刀具中安裝了一個小彈簧，擠壓時彈簧壓縮，當不受外力時彈簧能把殘渣彈出去。 編號(學號)：******** 畢 業(yè) 設 計 ( ****屆本科) 題 目： 山楂山楂機主要部件設計 學 院： * * * * 專 業(yè)： ******************** 姓 名： **** 指導教師： ****** 完成日期： **** 年 ** 月 ** 日 目錄 摘要 1 Abstract 2 1 前言 3 1.1本論文研究的目的和意義 3 1.2國內(nèi)外果核類山楂機械的發(fā)展情況 3 1.3山楂的特性和山楂山楂機的應用前景 5 2 山楂山楂機的設計 5 2.1 馬達的選擇 6 2.1.1 選擇馬達系列 6 2.1.2 選擇馬達功率 7 2.2 傳動裝置的選擇 7 2.2.1 傳動的選擇 7 2.2.2 V帶傳動的設計 8 3 山楂山楂機關鍵部件設計 10 3.1 去核的刀具 10 3.1.1 去核的刀具材料及尺寸 10 3.2 山楂定位盤 10 3.2.1 山楂定位盤材料 10 3.2.2 山楂定位盤尺寸 10 3.3 山楂機定位盤主軸 11 3.3.1 軸的材料選擇 11 3.3.2 初步估算軸徑 11 3.3.3 軸的結構設計 11 3.3.4 軸的強度驗算 12 3.4 山楂機主軸間歇輪 13 3.5 山楂機傳動圓盤 13 3.6 山楂機傳動軸 14 3.6.1 軸的材料選擇 14 3.6.2 初步估算軸徑 14 3.6.3 軸的結構設計 14 3.6.4 軸的強度驗算 14 3.7 軸承的選擇 15 3.7.1 載荷條件 16 3.7.2 軸承轉速 16 3.7.3 調心性能 16 3.7.4 軸承剛度 16 3.7.5 安裝及拆卸要求 16 3.7.6 經(jīng)濟性 16 3.7.7 軸承壽命 16 3.8 連桿設計 18 3.9 山楂去核機裝配圖 18 4 總結 20 參考文獻 21 致謝 23 ********** 摘要 我國目前的山楂山楂機械的發(fā)展情況比較落后，由于缺少良好的設備，加工手段落后，生產(chǎn)效率低，致使一些地區(qū)出現(xiàn)水果積壓腐爛現(xiàn)象，給果農(nóng)造成很大的經(jīng)濟損失。山楂去核手工作業(yè)現(xiàn)在在中國仍然是主要的加工手段，不僅占用大量的勞動力、勞動強度大、生產(chǎn)率低，而且衛(wèi)生安全也得不到有效保障。去核作業(yè)是山楂加工工序中十分重要的前處理工序。以往的手工操作遠不能滿足現(xiàn)代山楂加工的需求，不僅占用大量的勞力，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，且產(chǎn)品質量難以控制。本設計主要是為了解決山楂去核作業(yè)的勞動強度大，安全衛(wèi)生，提高生產(chǎn)效率，降低山楂果實破損率，保證山楂產(chǎn)品的質量。因此，小型山楂山楂機有非常好的應用前景。 關鍵詞：山楂；山楂機；設計 Abstract Development situation of China's current Hawthorn nuclear machinery is relatively backward, due to the lack of good equipment, processing methods are backward, low production efficiency, resulting in some areas appear fruit backlog rotten phenomenon, caused great economic losses to farmers. Hawthorn nuclear manual operation now in China is still the main means of processing, not only takes up a lot of labor, high labor intensity, low productivity, and health and safety are not effectively guarantee. Pitted pretreatment procedure is very important in the process of hawthorn processing. The old manual operation cannot meet the modern Hawthorn processing requirements, not only takes up a lot of labor, labor intensity is high, the production efficiency is low, and the product quality is difficult to control. This design is mainly to solve the Hawthorn nuclear operation labor intensity, safety and health, improve production efficiency, reduce the damage rate of hawthorn hawthorn fruit, guarantee the quality of the products. Therefore, application prospect of small Hawthorn nuclear machine has a very good. Keywords: haw；stoner；design 1 前言 1.1本論文研究的目的和意義 我國的地域遼闊、資源豐富。具有得天獨厚的發(fā)展水果加工業(yè)的良好條件。水果深加工已成了農(nóng)民致富的一條主要途徑，不論社會效益還是經(jīng)濟效益都是十分可觀的。果核類水果主要是指桃、杏、李、山楂、紅棗及橄欖等。它們在水果總產(chǎn)量中占有較大比例，以它們?yōu)樵?，加工成飲料、罐頭、果脯及果干制品時，去核作業(yè)是水果加工業(yè)中十分重要的前處理工序。以前的手工操作遠不能滿足現(xiàn)代水果加工的需求，不僅占用大量的勞力，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，且產(chǎn)品質量難以控制。但是我們也看到，在果樹種植業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，由于缺少性能良好的設備，加工的手段落后，生產(chǎn)效率低，有些地區(qū)還出現(xiàn)鮮果品積壓腐爛現(xiàn)象，給果農(nóng)造成不應有的經(jīng)濟損失。許多地區(qū)的果品加工廠，其前處理生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如去核、去皮、清洗等，至今基本上仍靠手工或十分簡陋的工具完成。因此，在我國發(fā)展山楂機械等前處理設備，取代手工作業(yè)是必然趨勢。針對中國水果資源豐富、分布廣泛的特點，特別要加大對中小型山楂去核機具的研制，以適應廣大果農(nóng)及小型果品加工廠的需求。只有這樣，才會有豐富多樣的食品來滿足人們的需求，才能保護果農(nóng)種植的積極性。 1.2 國內(nèi)外果核類山楂機械的發(fā)展情況 國外20世紀60年代著手研制水果山楂機，至20世紀80年代初美國、意大利、荷蘭等國已相繼推出了粘核桃山楂機、橄欖山楂機等。去核工序基本上實現(xiàn)了自動化。數(shù)十年的發(fā)展，已日趨完善、成熟。目前，正向著節(jié)能型和機電一體化方向發(fā)展，以電腦自控作業(yè)為主。但中國的水果山楂機具發(fā)展緩慢，遠遠落后于種植業(yè)的發(fā)展。 日本生產(chǎn)的一種刮板式山楂機，去核后的果肉可達5毫米左右，由篩孔排出，桃核從尾端排出，該機適用于粘核型桃的去核加工，它具有成本較低，生產(chǎn)率高，去核效果好等特點。國外也研制出了橄欖山楂機，它可以依靠果模組裝在鏈條或滾筒上，形成輸送和定位，并采用一排刀具（包括上刀和下刀），對橄欖進行多刀去核作業(yè)，其生產(chǎn)效率比使用單刀的設備高得多。 美國FMC公司80年代初向市場推出一種自動轉矩式粘核桃山楂機。每分鐘可加工80個桃子，其生產(chǎn)率約800 kg/h左右。該機采用14個小杯對桃子進行定位和輸送。每個杯子底部有一帶凸起的小轉軸（見圖1）。小軸在鏈條帶動下始終旋轉著，只要杯內(nèi)桃子的凹部不在小凸起的上方，桃子外圈就會與凸起接觸并被其帶動旋轉著，直到圖示正確位置為止。這時，桃子保持直立狀態(tài)，劈刀將果內(nèi)劈成兩半后，夾持挑子的兩個橡膠夾板相向轉動150°使果肉與桃核分離。該機可以整個加工季節(jié)連續(xù)工作而不必停機潤滑，調節(jié)與清洗也十分方便。由于它保持了去核后果肉的完整性，因此比較適合于罐頭、果脯和果干加工廠使用。由于該機結構較復雜，成本較高，而國內(nèi)罐頭、果脯等食品均屬微利產(chǎn)品，因此，在我國推廣起來存在一些難度。 圖1 桃子自動定位示意圖 1轉軸2果杯3夾板 意大利BERTUZZI公司推出了一種滾子山楂機，其原理如圖2所示。它適合于離核型桃、杏、李等核果的果肉與果核分離。圖中滾子2心部材料為碳鋼，外面覆蓋一層彈性適中的橡膠層，輥子3由數(shù)個齒狀圓盤組成，各盤間有一定間隔，在兩輥子上方有一推壓裝置，當它將物料推入兩輥子之間時，物料1在兩輥子的擠壓下，果肉被擠入齒輥中的齒間間隔（圖中5），而果核則使?jié)L子2的橡膠層變形而凹入橡膠層中（圖中4）。當轉過一定角度后，橡膠的彈性作用使果核脫離滾子2而進入果核收集斗。在輥子下方有一可調的分離裝置使肉核有效分離，在齒輥下方還有一個類似梳子的裝置將嵌在滾子3齒盤間的果肉梳出，落入果肉收集斗。從而達到核肉分離的目的。它適用于帶肉果汁飲料、果漿、果醬、果汁飲料等品種的去核工序，具有生產(chǎn)效率高等特點，有較高的推廣價值。 圖2 滾子山楂機去核原理圖 中國研制出的核果水果山楂機具，按其結構特點和工作部件的不同，大體可分為剖分式、對輥式和捅桿式等幾大類。目前中國的山楂機械有剖分式山楂機、對輥式山楂機、捅桿式山楂機、打漿式山楂機、刮板式山楂機、凸齒滾筒分離凹板式山楂機幾種形式。中國山楂機械存在突出的問題有果肉損失率較高、去核后果實破損率高、機械性能不穩(wěn)定、通用性差、作業(yè)成本高、科技含量低、生產(chǎn)效率低等。 1.3 山楂的特性和山楂山楂機的應用前景 山楂，是可食用植物，果核類水果，質硬，果肉薄，味微酸澀。落葉灌木，枝密生，有細刺，幼枝有柔毛。小枝紫褐色，老枝灰褐色。能防治心血管疾病。山楂是我國特有的藥果兼用樹種。山楂的主要成分：可食用部分76%。每100g中含能量397kJ、水分73g、蛋白質0.5g、脂肪0.6g、膳食纖維3.1g、碳水化合物22g、胡蘿卜素100μg、維生素A 17μg；硫胺素0.02mg、核黃素0.02mg、尼克酸0.4mg；維生素C 53mg、維生素E 7.32mg；鉀 299mg、鈉5.4mg、鈣52mg、鎂19mg、鐵0.9mg、錳0.24mg、鋅0.28mg、銅0.11mg、磷24mg、硒1.22μg。含解脂酶、鞣質等以及對大腸桿菌、綠膿桿菌、痢疾桿菌有抑制作用的成分。 山楂能防治心血管疾病，具有擴張血管、強心、增加冠脈血流量、改善心臟活力、興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)、降低血壓和膽固醇、軟化血管及利尿和鎮(zhèn)靜作用；防治動脈硬化，防衰老、抗癌的作用。山楂酸還有強心作用，對老年性心臟病也有益處。它能開胃消食，對消肉食積滯作用更好，很多助消化的藥中都采用了山楂；山楂對子宮有收縮作用，在孕婦臨產(chǎn)時有催生之效，并能促進產(chǎn)后子宮復原；能增強機體的免疫力，有防衰老、抗癌的作用。山楂中有平喘化痰、抑制細菌、治療腹痛腹瀉的成分。 近年來，隨著人民生活水平的不斷提高，人民對食品質量的要求也越來越嚴格。生產(chǎn)廠家也意識到前處理工序對產(chǎn)品質量有著不可忽視的影響，各廠家紛紛尋找合適的前處理設備。由于許多前處理設備在國內(nèi)尚屬空白，因此，開發(fā)性能優(yōu)良的山楂機及其它前處理設備是形勢所需。果核類水果主要指桃、李、杏、山楂、紅棗及橄欖等，它們在水果總產(chǎn)量中占有較大的比例。在以它們?yōu)樵霞庸わ嬃?、罐頭、果脯及果干制品時，去核作業(yè)是一項十分重要的前處理工序。以往所采用人工作業(yè)，不僅占用大量勞動力、勞動強度大、生產(chǎn)率低，并且產(chǎn)品質量難以控制。因此，實行水果去核的機械化作業(yè)是水果加工業(yè)中必然的發(fā)展趨勢，所以山楂山楂機的應用有非常良好的前景。 2 山楂山楂機設計 如圖3所示為小型山楂山楂機，主要包括1去核刀具、2山楂定位盤、3定位盤主軸、4傳動間歇輪、5傳動圓輪、6傳動軸、7連桿、8轉盤、9擋板。其中，去核刀具能夠去掉山楂的內(nèi)核，且保證山楂不破碎；山楂定位盤能夠給山楂定位，確保去核刀具能夠準確的去掉山楂的內(nèi)核；傳動間歇輪，能夠在傳動圓輪的運轉過程中，每30°轉動一下，進而使山楂定位盤間歇轉動；傳動圓輪，每轉動一圈，帶動間歇輪轉過30°一次；轉動軸保證傳動圓輪平穩(wěn)傳動；連桿在轉盤圓周運動過程中，分別帶動傳動圓輪轉動和去核刀具的上下運動；轉盤做圓周運動帶動連桿運動；擋板的作用是收集去核后的山楂。山楂山楂機工作原理是：發(fā)動機發(fā)動后，通過皮帶輪把動力傳給減速器，減速器減速后帶動轉盤轉動，轉盤轉動帶動連桿做往復運動，一邊連桿帶動刀具上下運動完成山楂的去核工作，另一邊連桿帶動傳動盤，傳動盤每轉動一周，帶動間歇輪轉動一次(30°)，在主軸的轉動下使山楂定位盤轉動。(當轉盤帶動連桿運動到最上方的時候，傳動的轉動裝置帶動間歇輪轉動，進而使定位盤帶動山楂轉動到刀具下方，當轉盤向下運動時，傳動裝置離開間歇輪做圓周運動，刀具在連桿作用下，向下運動完成山楂的去核工作，如此反復。山楂隨刀具向上時，遇到擋板脫落到定位盤上隨定位盤轉動，當遇到第二個擋板的時候被剝落下去，掉落到收集帶中。) 2.1馬達的選擇 2.1.1 選擇馬達系列 馬達選擇應保證： 式中：P0——馬達額定功率，kW； Pr——工作機所需馬達功率，kW。 所需馬達功率由下式計算： Pr=Pw/η 式中：Pr——工作機所需有效功率，由工作機的工藝阻力及運行參數(shù)確定； η——馬達到工作機的總效率，%。 皮帶運輸機的PW計算方法： PW=F×v/1000 (kW) 式中：F——工作機的圓周力，例如運輸機上運輸帶的有效拉力，N； v——工作機的線速度，例如運輸帶的帶速，m/s； D——帶運輸機主動滾筒的直徑，mm； n——工作機卷筒軸的轉速，r/min。 按工作要求及工作條件選用三相異步馬達，封閉式結構，電壓380V，Y系列。 2.1.2 選擇馬達功率 PW1=0.27 kW，η1=0.99×0.95×0.96×0.95×0.994×0.96=0.7698 ∴Pr1=PW/η1=0.36 kW PW2=0.15 kW，η2=0.95×0.825×0.982×0.99×0.90=0.6885 ∴Pr2=PW/η2=0.22 kW 查表4.12-1，可選Y系列三相異步馬達Y802-4型，額定功率P0=0.75kW，或選Y系列三相異步馬達Y90S-4型，額定功率P0=0.75kW。 以同步轉速為1500r/min及1000r/min兩種方案進行比較，由表4.12.1查得馬達數(shù)據(jù)，計算出傳動比如下表。 表1 馬達數(shù)據(jù)表 方案 馬達型號 額定功率 /kW 同步轉速 /(r/min) 滿載轉速 /(r/min) 總傳動比 質量 /kg 價格 /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，方案1選用的馬達雖然質量和價格較低，但總傳動比大。為使傳動裝置結構緊湊，決定選用方案2。馬達型號為Y90S-4，額定功率為0.75 kW，同步轉速為1000 r/min，滿載轉速為910 r/min。由機械設計課程設計表4.12-2查得馬達中心高H = 90mm，外伸軸段D × E = 24mm × 50mm。 2.2 傳動裝置的選擇 2.2.1 傳動的選擇 (1)帶傳動：帶傳動是具有中間撓性件、靠摩擦工作的傳動，如圖4所示，所以具有如下優(yōu)點：能緩沖吸振；傳動平穩(wěn)，噪聲小；過載時，帶將在帶輪上打滑，可防止其他零件損壞；結構簡單、成本低；允許有較大的中心距(可達15m)。 帶傳動的缺點：由于帶與帶輪面之間的滑動，不能保證定傳動比；在傳遞相同大小的圓周力時，結構尺寸和軸上壓力都比嚙合傳動大；效率低、帶的壽命短。 圖4 帶傳動 (2)鏈傳動：鏈傳動是一種用鏈條做中間撓性件的嚙合傳動，它由鏈條、主動輪和從動輪組成，如圖5所示。鏈傳動具有如下優(yōu)點：無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準確；效率較高，η≈0.98；結構尺寸比較緊湊；由于不需要很大的張緊力，所以作用在軸上的載荷較??；可以在溫度較高及灰塵較大的環(huán)境下工作。 圖5 鏈傳動 鏈傳動的缺點：a.不能保證恒定的瞬時傳動比；b.只能用于平行軸間同向回轉的傳動；c.不適宜在載荷變化很大和急促反向的傳動中應用；d.工作時存在噪聲；e.制造費用比帶傳動高；f.磨損鏈節(jié)伸長后運轉不穩(wěn)定，易跳齒等。 (3)齒輪傳動：如圖6所示，齒輪傳動優(yōu)點主要有：a.傳動效率高；b.結構緊湊；c.工作可靠、傳動比穩(wěn)定、壽命長。 圖6 齒輪傳動 齒輪傳動缺點：a.制造和安裝精度要求高；b.不宜遠距離傳動；c.成本高。 綜合以上三種傳動的優(yōu)缺點，結合本設計的山楂山楂機的特點，選擇具有傳動平穩(wěn)、噪聲小、結構簡單、成本低的帶傳動作為傳動裝置比較適合。 2.2.2 V帶傳動的設計 (1)選擇V帶型號 V帶傳動的功率計算公式為： Pca=KAP 式中：Pca——計算功率，kW； P——傳遞的額定功率(如：電機的額定功率)，kW； KA ——工作情況系數(shù)(表6-9)。 由表6-9查得工作情況系數(shù)KA=1.2，所以計算功率： Pca=KAP=1.2×0.75=9 kW 根據(jù)Pca和n1由圖6-9確定選用Z型帶。 (2)確定帶輪基準直徑 由表6-7和表6-10，取主動輪基準直徑dd1=67mm。 驗算帶速： v= =6.38＜25(m/s) 帶速合適。 計算從動輪基準直徑dd2： dd2=i×dd1=2.37×67=158.79 mm 根據(jù)表6-10，取dd2=160 mm。 (3)確定V帶的基準長度和傳動的中心距 根據(jù)0.7(dd1+dd2)＜a0＜2(dd1+dd2)，得到158.9＜a＜454。 初定中心距a0 = 350mm。 由基準長度公式： L‘d=2a0+π(dd1 + dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0 ∴L‘d=2×350+π(67+160)/2+(160-67)2/4×350=1062.7(mm) 根據(jù)表6-5選取帶的基準長度Ld=1120mm。 實際中心距a≈a0+(Ld-L‘d)/2=350+(1120–1062.7/2=378.7(mm) (4)驗算主動帶輪上的包角a1 a1=180-(dd2-dd1)×57.3°/a=165.9°＞120° 主動帶輪上的包角合適。 (5)確定帶的根數(shù)z 根據(jù)ａ1=165.9°，查表6-11，得Ka=0.966； 根據(jù)Ld=1120mm，查表6-5，得KL=1.08； 由n1=910r/min、i=2.37、dd1=67mm； 查表6-8a和表6-8b，得P0=0.15kW，△P0=0.02kW。 z=Pca/(P0+△P0)KａKL=0.9/[(0.15+0.02)×0.966×1.08]=5.07=6 取z=6根。 (6)確定帶的張緊力F0 查表6-6，Z型普通V帶單位長度質量q=0.06kg/m。 F0=500Pca(2.5/Kа-1)/(z×v)+ qv2 F0=500×0.9(2.5/0.966-1)/6×6.38+0.06×6.382 = 90.0(N) (6)計算帶傳動作用在軸上的載荷FQ FQ=2zF0cos(r/2)=2zF0sin(а1/2) 式中：z——帶的根數(shù)； F0——單根帶的張緊力，N； а1——主動帶輪上的包角，rad。 FQ=2×6×90.0×sin=1071.8(N) 3 山楂山楂機關鍵部件設計 3.1 去核的刀具 由于山楂山楂機刀具用于直接接觸山楂果實，材料的選擇應考慮材料容易加工切削、干凈衛(wèi)生、成本低且容易清洗等特點，所以本設計選用45號鋼作為山楂定位盤的材料。 查閱資料得到我國北方山楂直徑在10mm-14mm之間，根據(jù)山楂直徑本設計選取刀具的外徑為8mm，詳細尺寸如圖7。彈簧選擇不銹鋼絲（1Cr18Ni91Cr18Ni9Ti），耐腐蝕性好，工藝性好，彈簧中徑為5mm。 圖7 去核的刀具 3.2 山楂定位盤 3.2.1 山楂定位盤材料 由于山楂山楂機屬于常用食品加工類機械，材料的選擇應考慮到材料易得、材料容易加工切削、干凈衛(wèi)生、成本低且容易清洗等特點，所以本設計選用45號鋼作為山楂定位盤的材料。 3.2.2 山楂定位盤尺寸 山楂定位盤如圖8所示。考慮到人工放置山楂的舒適度問題以及作業(yè)的工作效率，本設計采用直徑300mm的圓盤作為定位盤，圓盤上均勻分布12個直徑10mm的山楂定位孔，為了使定位盤工作穩(wěn)定可靠不產(chǎn)生傾斜本設計采用雙鍵連接軸，基孔制配合為H7。 圖8 山楂定位盤 3.3 山楂機定位盤主軸 3.3.1 軸的材料選擇 該軸的無特殊要求，選用45鋼調質處理230-280，查表得σB=640MPa。 3.3.2 初步估算軸徑 取軸d=20 mm。 3.3.3 軸的結構設計 根據(jù)估算軸徑和軸上零件的布置，進行軸的結構設計，確定軸上與定位盤聯(lián)接鍵截面尺寸為b×h=8mm×7mm配合為H7/r6。滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸的尺寸公差m6。在軸的兩端均制成2×45°倒角。軸的詳細尺寸如圖9所示。 圖9 定位盤主軸 3.3.4 軸的強度驗算 (1)主軸間歇輪上的作用力的大小 轉矩： T=95.5×105×=95.5×105×=81170(Nmm) 圓作用直徑： d1=39.9(mm) 圓周力： Ft=2T/d1=2×81170/39.9=4069(N) 徑向力： Fr=Ft/2.653=1534(N) 軸向力： Fа=Ft/3.734=1090(N) (2)求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 FBV=(Fr×29.5+Fа×d1/2)/210.5+29.5=279(N) FDV=Fr-FBV=1534-279=1255(N) 截面C處彎矩為: MCV左=FBV×210.5=58730(Nmm) MCV右=FDV× 29.5=37023(Nmm) (3)求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 FBH=Ft×29.5/(210.5+29.5)=4069×29.5/240=500(N) FDH=Ft-FBH=4069-500=3569(N) 截面C處彎矩為： MCH=FBH×210.5=500×210.5=105250(Nmm) (4)截面C處垂直和水平的合成彎矩 (5)按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，由公式： 式中：а——應力折算系數(shù)； Mv——軸上危險截面處的當量彎矩，Nmm； W ——軸上危險截面處的抗彎矩截面系數(shù)，mm3； [σ-1] ——軸在對稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應力,MPa，見表11-1； d ——軸上危險截面處直徑，mm。當此段軸上有一個鍵槽時，直徑應加大3%；有兩個鍵槽時，應加大7%。 取а=0.6，計算截面上的應力： 前面已選定軸的材料為45鋼，調質處理，由表11-1查得[σ-1]=60MPa，由于σv＜[σ-1]，故安全。 3.4 山楂機主軸間歇輪 山楂山楂機主軸間歇輪如圖10所示，材料選用容易加工的45號鋼，該輪總直徑100mm，確定軸上與定位盤聯(lián)接鍵截面尺寸為b×h=8mm×7mm配合為H7/r6，間歇輪與軸的配合采用基孔制，軸的尺寸公差為r6，粗糙度要求為1.6。 圖10 山楂機主軸間歇輪 3.5 山楂機傳動圓盤 山楂山楂機傳動圓盤如圖11所示，材料選擇45號鋼，傳動圓盤外圓直徑為70mm，確定軸上與傳動盤聯(lián)接鍵截面尺寸為b×h=6mm×6mm配合為H7/r6。傳動圓盤與軸的配合采用基孔制，軸的尺寸公差r6，傳動圓盤孔的粗糙度1.6，其余6.3。 圖11 山楂機傳動圓盤 3.6 山楂機傳動盤的軸 圖12 定位盤主軸 3.6.1 軸的材料選擇 該軸的無特殊要求，選用45鋼調質處理230-280，查表得σB=640MPa。 3.6.2 初步估算軸徑 取軸d = 20 mm。 3.6.3 軸的結構設計 根據(jù)估算軸徑和軸上零件的布置，進行軸的結構設計，確定軸上與傳動盤聯(lián)接鍵截面尺寸為b×h=6mm×6mm配合為H7/r6。滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸的尺寸公差m6。在軸的兩端均制成2×45°倒角。軸的詳細尺寸如圖12所示。 3.6.4 軸的強度驗算 (1)主軸間歇輪上的作用力的大小 轉矩： T=95.5×105×=95.5×105×=83140(Nmm) 圓作用直徑： d1=26(mm) 圓周力： Ft=2T/d1=2×83140/26=6395(N) 徑向力： Fr=Ft/2.653=2311(N) 軸向力： Fа=Ft/3.734=1613(N) (2)求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 FBV=(Fr×51.5+Fа×d1/2)/182+51.5=820(N) FDV=Fr-FBV=2311-820=1491(N) 截面C處彎矩為: MCV左=FBV×182=74620(Nmm) MCV右=FDV× 51.5=38368(Nmm) (3)求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 FBH=Ft×51.5/(182+51.5)=6395×51.5/233.5=1410(N) FDH=Ft-FBH=6395-1410=4985(N) 截面C處彎矩為： MCH=FBH×210.5=1410×182=128310 (Nmm) (4)截面C處垂直和水平的合成彎矩 (5)按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，由公式： 式中：а——應力折算系數(shù)； Mv——軸上危險截面處的當量彎矩，Nmm； W ——軸上危險截面處的抗彎矩截面系數(shù)，mm3； [σ-1] ——軸在對稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應力,MPa，見表11-1； d ——軸上危險截面處直徑，mm。當此段軸上有一個鍵槽時，直徑應加大3%；有兩個鍵槽時，應加大7%。 取а=0.6，計算截面上的應力： 前面已選定軸的材料為45鋼，調質處理，由表11-1查得[σ-1]=60MPa，由于σv＜[σ-1]，故安全。 3.7 軸承選擇 設計機械時，應根據(jù)載荷情況、轉速高低、空間位置、調心性能以及其他要求，選定合適的滾動軸承類型。具體選擇時可參考下列原則。 3.7.1 載荷條件 軸承所受載荷的大小、方向和性質，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。當軸承承受純徑向載荷時，應選用向心軸承。當承受純軸向載荷且轉速不很高時，宜采用推力軸承；如轉速很高，則因離心力使?jié)L動體與保持架之間的壓力增大，摩擦加劇而使壽命顯著縮短，此時應選用角接觸球軸承。當同時承受徑向載荷和軸向載荷時，如果以徑向載荷為主，可選用深溝球軸承或接觸角較小的角接觸軸承；以軸向載荷為主，可選擇接觸角較大的角接觸軸承，也可采用向心軸承和推力軸承組合在一起的方式，分別承受徑向載荷和軸向載荷。 3.7.2 軸承轉速 一般來講，軸承轉速較高時，應優(yōu)先選用球軸承。在內(nèi)徑相同的情況下，外徑愈小，則滾動體愈小，運轉時，滾動體的慣性離心力也就愈小，因而適于在更高的轉速下工作。因此，在高速條件下，宜選用外徑和滾動體較小的軸承。 此外，軸承的接觸角越小，其座圈承受滾動體慣性離心力的條件越好，所以，在高速性能方面，接觸角a為零的向心軸承優(yōu)于角接觸軸承和推力軸承。 3.7.3 調心性能 當軸在工作時彎曲變形較大，或軸的跨距較大，或軸承座制造安裝精度較低時，則要求軸承內(nèi)、外圈能有一定的相對角位移，此時應采用調心軸承。 3.7.4 軸承剛度 一般情況下，滾子軸承的剛度比球軸承高，在要求軸承剛度高的場合，應選用滾子軸承。 3.7.5 安裝及拆卸要求 在需要經(jīng)常裝拆或裝拆困難的場合，可選用內(nèi)、外圈可分離的軸承，如圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承。 3.7.6 經(jīng)濟性 一般地說，球軸承比滾子軸承價格便宜，向心軸承比角接觸軸承便宜。軸承的精度等級越高，其價格就越貴。因此，選用高精度軸承時應慎重。 根據(jù)以上所述，結合本設計經(jīng)濟實用的特點，選擇軸承型號為6204的深溝球軸承為本設計所使用軸承。 3.7.7 軸承壽命 所選軸承型號為6905ZZ和6902ZZ的深溝球軸承。 (1)求兩軸承的計算軸向力和。 軸承6905ZZ軸向力， 取e＝0.42。 N N N N 由插值法計算得、 再計算 N N N N 確定 、 ，N、N (2)求軸承當量動載荷和。 分別進行查表或插值計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)： 軸承1 軸承2 X2=1 因軸承運轉中有中等沖擊載荷，按表13.6 取 N N (3)驗算軸承壽命。 因為所以按軸承1得受力大小驗算： h 已知本機器使用10年，一班制，預期壽命為： h 故本軸承能夠滿足設計要求 3.8 連桿 山楂山楂機連桿如圖13所示，材料選擇45號鋼。 圖13連桿 3.9 山楂去核機裝配圖（圖14） 圖14 山楂去核機裝配圖 4 結論 設計目的；主要研究內(nèi)容；結果和結論 我國目前的山楂山楂機械的發(fā)展情況比較落后，由于缺少良好的設備，加工手段落后，生產(chǎn)效率低，致使一些地區(qū)出現(xiàn)水果積壓腐爛現(xiàn)象，給果農(nóng)造成很大的經(jīng)濟損失。山楂去核手工作業(yè)現(xiàn)在在中國仍然是主要的加工手段，不僅占用大量的勞動力、勞動強度大、生產(chǎn)率低，而且衛(wèi)生安全也得不到有效保障，大力推進山楂去核的機械化進程是社會發(fā)展的需要。山楂山楂機不但提高了生產(chǎn)效率，而且安全衛(wèi)生也能夠得到有效的加強。 山楂去核在整個山楂加工工序中，不僅勞動強度大，而且人工作業(yè)生產(chǎn)效率低，安全衛(wèi)生達不到要求。所以考慮中國目前的情況，設計了這種小型山楂山楂機，我設計的山楂山楂機生產(chǎn)效率得到了顯著的提高，山楂破損率低，同時安全衛(wèi)生的問題也得到了有效的解決。 本山楂山楂機是根據(jù)山楂的物理特性，結合目前山楂山楂機的現(xiàn)狀，運用所學機械原理、機械設計等相關知識，進行的相關設計。由于沒有加工制作樣機，山楂山楂機的運行狀況未進行實驗。 參考文獻 [1]劉暢，宿敬.山楂機的發(fā)展現(xiàn)狀[J].黑龍江科技信息.2009(33)：136-139 [2]陳佳，宋少江.果核類山楂機的研究進展[J].中藥研究與信息.2005(07)：121-127 [3]陳芳.中心定位式果核類山楂機的設計[J].糧油加工與食品機械.1997(05)：56-59 [4]金瑩，何蔚娟，張秀軍.果核類水果山楂機現(xiàn)狀的分析[J].中國農(nóng)村小康科技.2005(03)：83-87 [5]陳芳，劉法治，鄧春巖.去核定位機理的研究與定位機構的初步設計[J].河南職技師院學報.1999(01)：123-126 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