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本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的設(shè)計(jì)
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摘要
作為農(nóng)業(yè)機(jī)械的一種，甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)通過(guò)人工將甘蔗放入甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)中，由自動(dòng)送料滾輪對(duì)甘蔗進(jìn)行自動(dòng)送料，當(dāng)甘蔗進(jìn)入到了剝皮輪的位置后，由于剝皮輪是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)V帶傳動(dòng)使剝皮輪旋轉(zhuǎn)從而來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)甘蔗的自動(dòng)剝皮，然后隨著送進(jìn)滾筒的繼續(xù)動(dòng)作，剝好皮的甘蔗進(jìn)入到切斷工序的位置，由氣缸驅(qū)動(dòng)切斷刀具對(duì)甘蔗進(jìn)行自動(dòng)切斷，切斷好的甘蔗自動(dòng)落入到了該甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)內(nèi)部的箱體里面，從而完成對(duì)甘蔗的自動(dòng)剝皮和切斷。
本次設(shè)計(jì)的題目是甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的設(shè)計(jì)，目前，國(guó)內(nèi)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的研發(fā)也在向朝著運(yùn)行高速化、功能復(fù)合化、控制智能化的方向發(fā)展，廉價(jià)，簡(jiǎn)單，方便成了甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)發(fā)展的主題。
關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品；甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)；制造；主題
I
Abstract
This graduation design is the optimization design of driving roller conveyor, first on the driving roller type conveyer is summarized; then analyzed the selection principle and calculating method of driving roller conveyor; then calculated based on these design criteria and abase is designed; then checked on the main parts selected conveyor. Is the drive roller conveyor consists of four main parts: driving device, tension device, middle rack, and the moving part. Finally, a simple description of the installation and maintenance of transport. At present, the drive roller conveyor is moving towards long distance, high speed, low friction direction, air cushion conveyor in recent years is one of the. the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking motion, robot. The miniature walking robot is mainly driven by DC servo motor, so as to drive the leg action driven synchronous belt wheel by a crank and rocker mechanism.
In the design, driving roller type conveyer manufacture and application, at present our country compared with foreign advanced level there are still large gaps, domestic in the design and manufacture of driving .This design is the optimization design of driving roller conveyor.
Keywords：Driving roller ;Crankshaft ;Processing craft ;Significance
目 錄
第一章 緒 論 1
1.1課題的來(lái)源與研究的目的和意義 1
1.2本課題研究的內(nèi)容 3
1.3研究的意義 4
第二章 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4
2.1切斷部分設(shè)計(jì)方案的選擇 6
2.2切斷部分的工作原理 6
第三章 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 7
3.1電機(jī)的選型計(jì)算 8
3.2帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 10
3.3直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 11
3.4氣缸的選型計(jì)算 12
第四章 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)中主要零件的三維建模 13
4.1剝皮輪的三維建模 15
4.2 V帶輪的三維建模 17
4.3氣缸的三維建模 18
4.4甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的三維建模 19
第五章 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)中主要零件的強(qiáng)度分析與校核 20
5.1滾動(dòng)軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 22
5.2機(jī)架強(qiáng)度的校核計(jì)算 24
結(jié) 論 25
參考文獻(xiàn) 26
致 謝 27
第一章 緒論
1.1 課題的來(lái)源與研究的目的和意義
我國(guó)生產(chǎn)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，皮切斷效率始終不高，雖然經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國(guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國(guó)目前生產(chǎn)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開發(fā)出一種新型的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)勢(shì)在必行！
相信此種甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的皮切斷能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來(lái)顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。
隨著國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),19世紀(jì)80年代，美國(guó)的HUGER公司將新開發(fā)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)應(yīng)用到該公司的子公司---一個(gè)生產(chǎn)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的機(jī)械公司，經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤(rùn)。繼美國(guó)HUGER公司之后，德國(guó)的DESTO公司也看到了甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)皮切斷機(jī)的利潤(rùn)所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來(lái)開發(fā)研制甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)皮切斷機(jī)，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場(chǎng)。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，都大力進(jìn)行甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的研發(fā)工作。現(xiàn)在國(guó)外等著名甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的品牌中，都有甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的銷售，全世界甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的市場(chǎng)，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)，因此甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)是當(dāng)今甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。西方資本主義國(guó)家有巨大的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)銷售市場(chǎng)，機(jī)械人工業(yè)是西方資本主義國(guó)家的機(jī)械工業(yè)之一。
目前國(guó)外特別是美國(guó)正在考慮發(fā)展甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問(wèn)題。自“九·五”期間甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國(guó)的重大科技攻關(guān)計(jì)劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合美國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)。
我國(guó)從1953年開始生產(chǎn)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)，于1958年自行設(shè)計(jì)制造皮切斷半徑在50、70、90、120、500等甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)之后，為了適應(yīng)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)生產(chǎn)廠家的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大直徑的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)。
為了滿足甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國(guó)于1970年研制了大型甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外來(lái)技術(shù)人才，全身心地投入到了甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)皮切斷機(jī)的研發(fā)中，利用豐富的人力資源和設(shè)備，研發(fā)出了多種可夾持不同直徑甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的皮切斷機(jī)，與同年12也投入市場(chǎng)，獲得了非常大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。近幾年又研制出PX1400/170甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)，其設(shè)計(jì)能力為1750t/h，實(shí)際達(dá)到2508t/h，是設(shè)計(jì)值的1.6倍。
目前機(jī)械式甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)將逐漸被全自動(dòng)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)所代替。傳統(tǒng)的機(jī)械式的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場(chǎng)的需要，迫切需要各種多功能的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)來(lái)滿足市場(chǎng)需求，如是福建金明公司加大人力開發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十四種類型的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)，然而我國(guó)機(jī)械人業(yè)所需的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)全部依賴進(jìn)口，這使得國(guó)產(chǎn)機(jī)械人配備甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)，其成本提高不大，說(shuō)明甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的市場(chǎng)前景令人樂(lè)觀。傳統(tǒng)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的產(chǎn)品圖如下圖1-1、圖1-2所示：
圖1-1 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)
圖1-2 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)
1.2 本課題研究的內(nèi)容
本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的整體方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)方面：
（1）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和圖書館查找各種關(guān)于甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)皮切斷機(jī)的相關(guān)資料，對(duì)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)進(jìn)行方案的比較和預(yù)定。
（2）分析甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)
（3）確定設(shè)計(jì)總體方案
（4）確定具體設(shè)計(jì)方案
（5）甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)圖紙的繪制。
（6）說(shuō)明書的整理
1.3 研究的意義
本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對(duì)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，來(lái)了解甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及以后的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀。該課題來(lái)自于甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)機(jī)械公司的生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)設(shè)計(jì)出甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)，從而來(lái)掌握甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識(shí)。
我國(guó)生產(chǎn)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，皮切斷效率始終不高，雖然經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國(guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國(guó)目前生產(chǎn)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開發(fā)出一種新型的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)勢(shì)在必行！本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且校正質(zhì)量高，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。
通過(guò)設(shè)計(jì)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)，要求學(xué)生掌握大學(xué)四年所學(xué)到的知識(shí)，了解機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，綜合運(yùn)用三維繪圖軟件，二維繪圖軟件對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用水平和設(shè)計(jì)能力。
相信此種甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的皮切斷能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來(lái)顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。
第二章 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.1切斷部分設(shè)計(jì)方案的選擇
本次設(shè)計(jì)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)通過(guò)人工將甘蔗放入甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)中，由自動(dòng)送料滾輪對(duì)甘蔗進(jìn)行自動(dòng)送料，當(dāng)甘蔗進(jìn)入到了剝皮輪的位置后，由于剝皮輪是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)V帶傳動(dòng)使剝皮輪旋轉(zhuǎn)從而來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)甘蔗的自動(dòng)剝皮，然后隨著送進(jìn)滾筒的繼續(xù)動(dòng)作，剝好皮的甘蔗進(jìn)入到切斷工序的位置，由氣缸驅(qū)動(dòng)切斷刀具對(duì)甘蔗進(jìn)行自動(dòng)切斷，切斷好的甘蔗自動(dòng)落入到了該甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)內(nèi)部的箱體里面，從而完成對(duì)甘蔗的自動(dòng)剝皮和切斷。本次設(shè)計(jì)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)方案簡(jiǎn)圖如下圖2-1所示：
圖2-1 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)方案簡(jiǎn)圖
2.2甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的工作原理
本次設(shè)計(jì)的甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的工作原理為：通過(guò)人工將甘蔗放入甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)中，由自動(dòng)送料滾輪對(duì)甘蔗進(jìn)行自動(dòng)送料，當(dāng)甘蔗進(jìn)入到了剝皮輪的位置后，由于剝皮輪是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)V帶傳動(dòng)使剝皮輪旋轉(zhuǎn)從而來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)甘蔗的自動(dòng)剝皮，然后隨著送進(jìn)滾筒的繼續(xù)動(dòng)作，剝好皮的甘蔗進(jìn)入到切斷工序的位置，由氣缸驅(qū)動(dòng)切斷刀具對(duì)甘蔗進(jìn)行自動(dòng)切斷，切斷好的甘蔗自動(dòng)落入到了該甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)內(nèi)部的箱體里面，從而完成對(duì)甘蔗的自動(dòng)剝皮和切斷其中電動(dòng)機(jī)和氣缸電磁閥都需要通過(guò)由PLC控制系統(tǒng)來(lái)控制，實(shí)現(xiàn)其按照順序完成動(dòng)作。
第三章 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1電機(jī)的選型計(jì)算
根據(jù)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)系統(tǒng)的要求，應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的種類、型式、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速和額定功率、工作方式，在決定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)考慮到電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，允許過(guò)載能力啟動(dòng)能力等問(wèn)題，現(xiàn)選用比較適合的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，這是由于Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)和安裝尺寸與國(guó)外同類型的先進(jìn)產(chǎn)品相當(dāng)，因而具有與國(guó)外同類型產(chǎn)品之間良好的互換性，供配套出口及引進(jìn)設(shè)備替換。選取功率為 1.0KW，額定電壓：380V， 頻率：50HZ ,額定轉(zhuǎn)速為1440rpm，額定轉(zhuǎn)矩2.3N .m，型號(hào)為Y100-2，電動(dòng)機(jī)選用三角型啟動(dòng)方法啟動(dòng)。具體電機(jī)選型計(jì)算方法如下：
N=＝4(KW)
G－甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的生產(chǎn)能力，1000kg/h
W－切斷1kg甘蔗耗用能量，其值與甘蔗直徑有關(guān)，d小則w大，當(dāng)d＝60mm，
取w＝0.0030kw.h/kg。
－傳動(dòng)效率，取0.75
所以根據(jù)N＝4kw，n＝1500r/min得Y112M-4電機(jī)的結(jié)構(gòu)。
具體的電機(jī)外觀圖如下圖3-1所示：
圖3-1 電機(jī)外觀圖
3.2 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）設(shè)計(jì)功率
＝1.2
P－傳遞的功率
（2）選定帶型
根據(jù)和選取普通V帶C型，－小帶輪轉(zhuǎn)速，為1350r/min
（3）傳動(dòng)比
1.76 ＝＝
（4）小帶輪基準(zhǔn)直徑（mm）
由B1表8－1－12和表8－1－14選定
＝100mm>＝75r/min
（5）大帶輪基準(zhǔn)直徑（mm）
由B3表8－7得=150mm
（6）帶速驗(yàn)算
（7）初定軸間距（mm）
（8）所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度（mm）
＝
＝650mm
帶型選擇為A－900
（9）實(shí)際軸間距
（10）小帶輪包角
=
=
（11）單根V帶的基本額定功率
根據(jù)系統(tǒng)工況，我們可以取=0.37kw
（12）時(shí)單根V帶型額定功率增量
根據(jù)系統(tǒng)工礦，在這里我們?nèi)?0.15kw
（13）V帶的根數(shù)Z
Z =
－小帶輪包角修正系數(shù)取0.96
－帶長(zhǎng)修正系數(shù)查取0.87
（14） 單根V帶的預(yù)緊力
=
=134（N）
m－V帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm
（15）作用在軸上的力
－考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的1.5倍
（16）帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
帶輪是傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組件之一，需要有足夠的剛度和強(qiáng)度才能滿足要求。根據(jù)系統(tǒng)的需求，我們可以選擇鑄鐵作為帶輪的材料，因?yàn)殍T鐵的強(qiáng)度和剛度方面度能夠滿足系統(tǒng)的需求。
帶輪的材料為HT200，查B1表8－1－10得基準(zhǔn)寬度制V帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑查B1。
3.2.2直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算
直線導(dǎo)軌在機(jī)械傳動(dòng)中經(jīng)常遇到，主要用在移動(dòng)部分，在甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)中，主要是和汽缸配合使用的，直線導(dǎo)軌的傳動(dòng)精度的好壞，與甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的皮切斷效果有直接的關(guān)系。
1直線軸承的選擇
用于測(cè)試的POM工程塑料支架；鋼架適用于工作溫度；不銹鋼軸承適用于水，蒸汽，硝酸等腐蝕性介質(zhì)和真空的工作場(chǎng)所，按下列公式確定型軸承的計(jì)算。
硬度：硬度系數(shù)FH HRC58的硬度，hrc52-58，F(xiàn)H=0.6-1.0FH =1。
FT的溫度系數(shù)：工作溫度小于100C，F(xiàn)T = 1，溫度100oc-125oc，F(xiàn)T = 1.0-0.95。
接觸系數(shù)FC：
每根軸裝一套軸承，F(xiàn)C=1.0
每根軸裝二套軸承，F(xiàn)C=0.81
每根軸裝三套軸承，F(xiàn)C=0.72
每根軸裝四套軸承，F(xiàn)C=0.66
載荷系數(shù)FW：
小于15米/分鐘的速度，無(wú)沖擊，無(wú)振動(dòng)，F(xiàn)W = 1.0-1.5；
小于60米/分鐘的速度，超調(diào)量小或振蕩，F(xiàn)W = 1.5~2.0；
運(yùn)行速度大于60米/分鐘，或有更大的沖擊，振動(dòng)，F(xiàn)W = 2.0～5.0。
時(shí)間是生命的LH =（10000×1）/ 2 * L（S * N1 * 60）（單位：小時(shí)）L：長(zhǎng)度壽命 (萬(wàn)米)，
LS：工作行程 (米)，
N1：每分鐘往復(fù)次數(shù)
根據(jù)系統(tǒng)工況，我們知道，皮切斷部位的往返移動(dòng)形成為300MM，工作時(shí)間每天8小時(shí)，負(fù)載15KG，期望壽命Lh=5000小時(shí)，試選擇軸承型號(hào)。
按以上工作條件：
直線軸承潤(rùn)滑和灰塵：軸承廠是涂上防銹油，使用時(shí)需要添加潤(rùn)滑油。低噪音潤(rùn)滑脂，常用的有2鋰基潤(rùn)滑脂和低噪音軸承潤(rùn)滑脂填脂量為邊間隙1 / 3，在軸承使軸的摩擦，造成非預(yù)期的軸承損壞。鐵將大大降低軸承的使用壽命，灰塵和污物阻塞球體保持航道，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，造成損壞，橡膠球架。密封軸承可用于一般的無(wú)塵車間，如木工機(jī)械，在塵土中鑄造機(jī)械等許多場(chǎng)合，在兩端的軸承和密封，以防止灰塵和降低油品損耗。
軸承載荷和沖擊載荷下的生活：運(yùn)動(dòng)和變化，或當(dāng)軸承是固定的，本機(jī)和其他因素的振動(dòng)會(huì)使與形成凹坑接觸。外部硬盤進(jìn)入軸承，而且在表面壓痕的形成，超過(guò)一定限度，直線的永久變形，這將阻礙運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)和噪聲引起的振動(dòng)，將進(jìn)一步削弱周圍的物質(zhì)，造成惡性循環(huán)，凹面積擴(kuò)大，基本額定靜載荷由永久變形有限公司。靜態(tài)負(fù)荷容量等于鋼球直徑的1 / 10000球環(huán)的兩個(gè)時(shí)間之間的接觸點(diǎn)的永久變形，稱為基本額定靜載荷C0。軸承的使用，影響是難以衡量的，常用的靜態(tài)負(fù)荷選擇適當(dāng)?shù)陌踩到y(tǒng)，保證軸承靜負(fù)荷不超過(guò)額定靜負(fù)荷。靜載荷P0=C0 /FS選擇軸承，振動(dòng)和沖擊。FS1FS2~ 71.5，由振動(dòng)和沖擊的場(chǎng)所。
由于重復(fù)荷載作用下軸承工作在地表以下一定深度，對(duì)裂紋形成的較弱的部分，然后用金屬片狀剝離表面的接觸，這被稱為疲勞剝落。在安裝過(guò)程中，潤(rùn)滑，密封在正常情況下，軸承失效是絕大多數(shù)人的疲勞失效，壽命一般在軸承，是指軸承疲勞壽命。額定壽命直線軸承是50000米，通過(guò)定義基本額定動(dòng)載荷確保。由于軸承的壽命是分散的，使用同樣的材料，同樣的過(guò)程，使用相同的軸承壽命的條件是不一樣的，所以軸承基本額定動(dòng)載荷C被定義為一組相同的軸承在相同的條件下運(yùn)行50000米，沒有任何疲勞剝落現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)承載能力。
由于本次汽缸通過(guò)直線導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)皮切斷部位往復(fù)移動(dòng)，其中皮切斷部位的重量為15KG，我們可以采用一邊一組直線導(dǎo)軌，兩邊軸承座為固定式的，中間六個(gè)為可以隨著絲桿螺母上下滑動(dòng)。六個(gè)導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個(gè)導(dǎo)向光桿的滑動(dòng)軸承處的所受負(fù)載為166N。根據(jù)此次的皮切斷部位的移動(dòng)方式和距離，我們選擇HNK系列直線導(dǎo)軌系列。
3.2.3 氣缸的選型計(jì)算
根據(jù)系統(tǒng)工況可知，甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的是通過(guò)氣缸推動(dòng)鎖緊塊來(lái)進(jìn)行皮切斷裝置的水平移動(dòng)的，根據(jù)已知條件可知：對(duì)皮切斷裝置的制動(dòng)所需要的力為120N。
已知甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)皮切斷裝置部位各個(gè)零件的重量以及其他零部件的總重量為30KG，根據(jù)公式F=P*S=0.5(取氣壓0.6Mpa）*S,可得S=31.5mm。式中：
F是所需要的輸出力；
P是系統(tǒng)壓力；
S就是活塞面積；
n是安全系數(shù)，一般氣缸水平使用取1.5，垂直使用取2.0；
于是算出氣缸缸徑為63mm，行程根據(jù)實(shí)際情況我們選擇150，所以我們選擇AIRTAC63X150標(biāo)準(zhǔn)型氣缸。
第四章 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)中主要零件的三維建模
4.1剝皮輪的三維建模
圖4-1 剝皮輪三維圖
4.2 V帶輪的三維建模
圖4-2 V帶輪三維圖
4.3氣缸的三維建模
圖4-3 氣缸三維圖
4.4甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的三維建模
圖4-4 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)三維圖
第五章 甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)中主要零件的強(qiáng)度分析與校核
5.1滾動(dòng)軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算
本次甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的設(shè)計(jì)選取的軸承是深溝球軸承，具體的滾動(dòng)軸承的選取過(guò)程如下：
（1）滾動(dòng)軸承的選擇
滾動(dòng)軸承為深溝球軸承6205，KN，KN，，。
（2）壽命驗(yàn)算
軸承所受支反力合力
N;
對(duì)于深溝球軸承，派生軸向力互相抵消。
，N;
得 ；
N；
按軸承B的受力大小驗(yàn)算:
h;
h=年;
所以此軸承合格。
5.2機(jī)架強(qiáng)度的校核與計(jì)算
機(jī)架的選擇根據(jù)甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)上面的所有組成部件，剝皮量的多少和重量來(lái)定，方通機(jī)架受力分析得出，由分析得出甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)機(jī)架在平衡狀態(tài)下只受地面對(duì)其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。本次設(shè)計(jì)的機(jī)架圖紙如下圖7所示：
圖7 機(jī)架圖
即機(jī)架和切斷裝置以及軸承等等給的壓力為G+G1（零部件重量）=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N;
根據(jù)方通承載力計(jì)算公式：
M=Pac/L(M：彎矩，P集中力，a集中力距支座距離，c集中力距另一支座距離，L跨度，L=a+c)
（僅用于截面)
f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強(qiáng)度/安全系數(shù)）。
M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計(jì)初定L為1200mm
則M=13456N.M
，初定方通為140x40x6。計(jì)算W得出
折算后位270Mpa查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A的抗拉強(qiáng)度為375~500Mpa，由于270Mpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于375Mpa，所以方通滿足強(qiáng)度要求。
結(jié)論與展望
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的設(shè)計(jì)，直到今天，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過(guò)這次對(duì)于甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。
回憶過(guò)去，展望未來(lái)，我感概良深，覺得以后還有很長(zhǎng)一段路要走，我必須努力工作，用自己的實(shí)際行動(dòng)來(lái)回報(bào)社會(huì)和父母。
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[16] Queen Y. Beardsly, Mechanical Engineering, Regents Publishing Company,Inc,2003.99—103
致謝
在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過(guò)去的那個(gè)愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無(wú)私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過(guò)近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類甘蔗自動(dòng)剝皮切斷機(jī)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲模@是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來(lái)自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。
另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?，鼓?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
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