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畢業(yè)論文（設計）中期檢查表 學 部： 理工學部 學生姓名 學 號 年級專業(yè)及班級 指導教師姓名 指導教師職稱 畢業(yè)論文題目 小型菠蘿削皮機 畢業(yè)論文工作進度 已完成的主要內容 尚需解決的主要問題 1.查找并閱讀相關資料文獻，完成開題報告，并認閱讀參考資料后，初步確定了設計方案， 2.確定小型菠蘿削皮機的總體結構方案，結構分析，根據設計要求，選定了電機型號 3.進行小型菠蘿削皮機設計的有關計算 4.繪制了小型菠蘿削皮機的原理圖及其部分零件圖 5.初步擬定傳動控制機構 1.裝配圖和零件圖的近一步完善 2.優(yōu)化傳動設計及傳動控制系統(tǒng) 3.整理修改及提交畢業(yè)設計說明書和設計圖紙。 4.總體設計方案有待改善 指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 檢查（考核）小組意見 檢查小組組長簽名： 年 月 日 ? 畢業(yè)論文（設計）任務書 ? ? ? ? ? ? ? ? 學生姓名 學 號 年級專業(yè)及班級 指導教師及職稱 學 部 ? ? ? ? ? ? 20??? 年???? 月???? 填 寫 說 明 ? 一、畢業(yè)論文（設計）任務書是學院根據已經確定的畢業(yè)論文（設計）題目下達給學生的一種教學文件，是學生在指導教師指導下獨立從事畢業(yè)論文（設計）工作的依據。此表由指導教師填寫。 二、此任務書必須針對每一位學生，不能多人共用。 三、選題要恰當，任務要明確，難度要適中，份量要合理，使每個學生在規(guī)定的時限內，經過自己的努力，可以完成任務書規(guī)定的設計研究內容。 四、任務書一經下達，不得隨意更改。 五、各欄填寫基本要求。 （一）主要內容和要求： 1．工程設計類選題 明確設計具體任務，設計原始條件及主要技術指標；設計方案的形成（比較與論證）；該生的側重點；應完成的工作量，如圖紙、譯文及計算機應用等要求。 2．實驗研究類選題 明確選題的來源，具體任務與目標，國內外相關的研究現狀及其評述；該生的研究重點，研究的實驗內容、實驗原理及實驗方案；計算機應用及工作量要求，如論文、文獻綜述報告、譯文等。 3．文法經管類論文 明確選題的任務、方向、研究范圍和目標；對相關的研究歷史和研究現狀簡要介紹，明確該生的研究重點；要求完成的工作量，如論文、文獻綜述報告、譯文等。 （二）主要參考文獻與外文資料： 在確定了畢業(yè)論文（設計）題目和明確了要求后，指導教師應給學生提供一些相關資料和相關信息，或劃定參考資料的范圍，指導學生收集反映當前研究進展的近1－3年參考資料和文獻。外文資料是指導老師根據選題情況明確學生需要閱讀或翻譯成中文的外文文獻。 （三）畢業(yè)論文（設計）的進度安排： 1．設計類、實驗研究類課題 實習、調研、收集資料、方案制定約占總時間的20%；主體工作，包括設計、計算、繪制圖紙、實驗及結果分析等約占總時間的50%；撰寫初稿、修改、定稿約占總時間的30%。 2．文法經管類論文 實習、調研、資料收集、歸檔整理、形成提綱約占總時間的60%；撰寫論文初稿，修改、定稿約占總時間的40%。 六、各欄填寫完整、字跡清楚。應用黑色簽字筆填寫，也可使用打印稿，但簽名欄必須相應責任人親筆簽名。 ? ?畢業(yè)論文（設計）題目 ?小型菠蘿削皮機的設計 主要內容和要求（宋體五號，行間距單倍行距） 1主要內容包括: 1.1本項目研究的目的、意義、國內外研究的動態(tài)； 1.2總體方案的擬定和主要參數的設計計算； 1.3傳動方案的確定及設計計算，主要工作部件的設計； 1.4主要受力零件的強度或壽命校核計算； 1.5裝配總圖、部件圖、零件工作圖的繪制。 2要求 2.1主要技術參數：生產率 2.2查閱資料15篇以上，翻譯一定數量的外文資料； 2.3機構設計可靠、布局合理、與各執(zhí)行機構協(xié)調工作； 2.4畫圖相當于3-4張A0圖紙的工作量（包括2張以上CAD圖紙）； 2.5設計計算說明書1萬字以上，條理清楚，計算有據。格式按湖南農業(yè)大學全日制普通本科生畢業(yè)論文（設計）規(guī)范化要求； 2.6設計說明書的內容包括：課題的目的、意義、國內外動態(tài)；研究的主要內容；總體方案的擬定和主要參數的設計計算；傳動方案的確定及設計計算，主要工作部件的設計；主要零件分析計算和校核；參考文獻；鳴謝。 注：此表如不夠填寫，可另加附頁。 主要參考資料（具體格式以規(guī)范化要求規(guī)定為準） ??[1]劉曉杰 食品加工機械與設備 高等教育出版社 2010 ?[2]厲建國、趙濤.食品加工機械[M].成都.四川科學技術出版社出版.1984.130-152 [3] 許學勤.食品工廠機械與設備[M]. 北京.中國輕工業(yè)出版社.2008.138-142 [4] 馬海樂.食品機械與設備[M]. 北京.中國農業(yè)出版社.2004.75-85 [5] 肖旭霖. 食品機械與設備[M]. 北京.科學出版社.2006.75-8 [6] 中國農業(yè)機械化科學研究院.實用機械設計手冊[M].北京.中國農業(yè)機械出版社.1984 [7] 谷文英.配合飼料工藝學[M].北京.中國輕工業(yè)出版社.1999. 88-92 [8] 沈再春.農產品加工機械與設備[M].北京.中國輕工業(yè)出版社.1993. 105-120 [9] 龐聲海、饒應昌.飼料加工機械使用與維修[M].北京.中國農業(yè)出版社.2000. ? ? 工作進度安排（宋體五號，行間距固定值22磅） 起止日期 主要工作內容 ?2011.09.10-2011.09.20 選題 2011.09.21-2011.09.24 下達任務書 ?2011.09.25-2011.09.30 查找資料，開題 ?2011.10.01-2012.03.03 設計計算,畫圖 2012.04.01-2012.04.05 中期考核 2012.04.06-2012.05.04 完善，交設計初稿 ?2012.05.05-2012.05.06 完善，交設計二稿 ?2012.05.07-2012.05.20 修改，答辯，交終稿 要求完成日期：20 年 月 日 指導教師簽名： 接受任務日期：20 年 月 日； 學生本人簽名： 注：簽名欄必須由相應責任人親筆簽名。 本科生畢業(yè)設計 小型菠蘿削皮機的設計 THE MINI PINEAPPLE PEELING MACHINE DESIGN 學生姓名： 學 號： 年級專業(yè)及班級： 指導老師及職稱： 學 部：理工學部 提交日期： 全日制普通本科生 畢業(yè)設計誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時，本論文的著作權由本人與湖南農業(yè)大學東方科技學院、指導教師共同擁有。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 畢業(yè)設計作者簽名： 年 月 日 開題論證審批表 學生姓名 學號 年級專業(yè)及班級 指導教師及職稱 開題時間 年 月 日 畢業(yè)論文（設計）題目 小型菠蘿削皮機的設計 文獻綜述（選題研究意義、國內外研究現狀、主要參考文獻等） 一、菠蘿的概述及國內外研究的現狀 菠蘿原名鳳梨，原產巴西, 16世紀時傳入中國, 有70多個品種, 嶺南四大名果之一。菠蘿含用大量的果糖，葡萄糖，維生素A、B、C，磷，檸檬酸和蛋白酶等物。味甘性溫，具有解暑止渴、消食止瀉之功，為夏令醫(yī)食兼優(yōu)的時令佳果，是世界重要的果樹之一。 菠蘿屬于菠蘿科，菠蘿屬多年生草本果樹植物，營養(yǎng)生長迅速，生產周期短，年平均氣溫23℃以上的地區(qū)終年可以生長。菠蘿果頂有冠芽，性喜溫暖。臺灣菠蘿表皮沒有大陸產的菠蘿那么粗糙，有的略呈倒圓錐型，肉質比普通菠蘿細膩得多，基本沒澀味，水分充足。菠蘿果形美觀，汁多味甜，有特殊香味，是深受人們喜愛的水果。 普通的菠蘿的栽培品種分4類， 即卡因類、皇后類、西班牙類和雜交種類。 菠蘿的經濟用途：菠蘿既可鮮食，又可加工，可加工成糖水菠蘿罐頭、菠蘿果汁等，菠蘿鮮果還可速凍：經洗滌、除皮、通芯、切塊，經-35℃冷凍處理，保存在-20℃低溫，可使營養(yǎng)與鮮菠蘿一樣。此外，菠蘿加工中副產品，可制糖、制酒精、制味精、檸檬酸等 菠蘿的營養(yǎng)分析： 1. 菠蘿含有一種叫“菠蘿朊酶”的物質，它能分解蛋白質，溶解阻塞于組織中的纖維蛋白和血凝塊，改善局部的血液循環(huán)，消除炎癥和水腫； 　　 2. 菠蘿中所含糖、鹽類和酶有利尿作用，適當食用對腎炎，高血壓病患者有益； 　 3. 菠蘿性味甘平，具有健胃消食、補脾止瀉、清胃解渴等功用。 隨著食品工業(yè)的發(fā)展，食品深加工已經越來越被世界重視，特別是便餐和方便食品的誕生，促使保鮮脫水蔬菜工業(yè)迅速發(fā)展起來，這更要求原料的深加工伴隨著發(fā)展。其中菠蘿原料的深加工就是受到人們高度重視且發(fā)展較快的產業(yè)之一。 二、菠蘿加工預處理流程 1、原料的分級：果蔬的分級可按照不同的加工品的要求，采用不同的分級方式分級，包括大小分級、成熟度分級和色澤分級等幾種。在我國成熟度分級常用目視估測的方法進行，而大小分級是分級的主要內容，幾乎所有的加工果蔬均需大小分級，分級的方法有手工分級和機械分級。 2、原料的清洗：果蔬原料清洗的目的在于洗去果疏表麗附著的塵土、泥沙和大量的微生物以及部分的化學農藥，保證產品的清潔衛(wèi)生，從而保證產品品質。對于農藥殘留的果蔬，洗滌時常在水中加化學洗滌劑，常用的有鹽堿地酸、醋酸，有時也用氫氧化鈉等強堿及漂白粉、高錳酸鉀等強氧化劑。果蔬清洗的方法須根據果蔬形狀、質地、表面狀態(tài)、污染程度、夾帶泥土量以及加工方法而定。主要有手工清洗和機械清洗。后者需配置滾筒式、噴淋式、壓氣式、漿葉式等設備。 3、果蔬的去皮：凡是果蔬原料果皮粗糙、堅硬，具有不良風味的均應去皮，以利于提高品質。 三、國內外典型的菠蘿削皮設備 （1）菠蘿去皮捅芯機：這是國內菠蘿去皮設備，適合小量生產 （2）切半去皮的菠蘿榨汁機：這是集合去皮與榨汁為一體的綜合機器，適合大批量生產 四、參考文獻 【1】蔡春元主編. 新編機械設計實用手冊. 北京學苑出版社，2002.3 【2】羅迎社主編. 材料力學. 武漢理工大學出版社 【3】王景彬. 試論國內外果蔬脫皮方法及設備. 農牧與食品機械，1991.2 研究方案（研究目的、內容、方法、預期成果、條件保障等） 研究目的：根據菠蘿的結構特點，進行結構設計。 研究內容：1.研究菠蘿削皮機的工作原理 2.進行菠蘿削皮機的可行性分析 3.書寫設計說明書、繪制圖紙。 研究方法：1.查找資料，并整理資料。 2.對削皮機進行尺寸及結構分析，設計出基本結構，并繪出總裝圖及零件圖。 預期成果：設計出結構合理、操作簡單、動作可靠，使用壽命長的削皮機。 條件保障：1.有高教授對一些疑難的悉心指導 2.有圖書館的設計手冊進行資料查找 3.利用網絡軟件資源進行設計 時間進程安排（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等） 1、知識準備 1-2周 2、主題方案設計 3-5周 3、設計計算、結構設計、制圖 6-10周 4、整理設計說明書 11-12周 5、準備答辯 13周 開題論證小組意見 組長簽名： 年 月 日 專業(yè)委員會意見 專業(yè)教研室主任簽名： 年 月 日 注：此表意見欄必須由相應責任人親筆填寫。專業(yè)名稱必須是全稱，例如“會計學專業(yè)”，班序號用阿拉伯數字“1”、“2”標注。此表如不夠填寫，可另加頁。 ?畢業(yè)論文（設計）選題審批表 學? 部：??? 理工學部??? ????????????專業(yè)：??? 機械設計制造及其自動化??? 畢業(yè)論文題目 小型菠蘿削皮機的設計 選題來源 （? ）結合科研課題?? 課題名稱： （ ）生產實際或社會實際??????????? （√）其他 選題性質 （√）基礎研究???? （? ）應用研究?? （? ）其他 選題完成形式 （√）畢業(yè)論文???? （? ）畢業(yè)設計?? （? ）提交作品，并撰寫論文 指導教師姓名 高英武 職稱 教授 是否主持或參 與過科研課題 （√）是（? ）否 選題依據（科學性、可行性論證）和內容簡要（宋體五號，行間距單倍行距） 菠蘿營養(yǎng)價值豐富，是人們重要的食用水果之一，味道好，深受人們喜愛。菠蘿使用前必須削皮，在菠蘿收獲旺季，人們往往把菠蘿制成菠蘿干等深加工產品。在菠蘿深加工前也必須削皮，削皮中實現機械化可以幫助人們減輕勞動強度，提高勞動效率。菠蘿削皮機構的設計顯得非常重要。國內外已有專家對食品削皮機械作過多年研究,有資料參考，菠蘿削皮機構的設計的設計運用本專業(yè)四年所學知識就能完成，同學們通過設計可以綜合所學課程，鞏固專業(yè)知識，發(fā)揮創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為今后進行機械設計打下基礎。 專業(yè)委員會意見 ? ? ? ? 專業(yè)委員會主任簽名： ???????????????????????????????????????????????????????????????? 年? 月?? 日 注：請在選項前的“（ ）”內打“√”；意見欄必須由相應責任人親筆填寫，不夠填寫時可另加頁。 ? 壓縮包內含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 小型菠蘿削皮機的設計 摘 要：在我們日常生活中，水果是必不可少的一部分，菠蘿就是其中的一種。所以無論是國內市場還是國外市場，它的前景都是相當廣闊的。菠蘿除了水果鮮食外，還可以作為美味的菜肴，設計一種安全衛(wèi)生的削皮去刺工具，已越來越成為人們的迫切需求。本文設計一種機器，由皮帶輪傳動、齒輪傳動、三角爪和絲桿傳動實現菠蘿的削皮去刺，代替目前人工削皮，操作方便，使用簡單，提高了生活效率。 關鍵詞:削皮去刺；皮帶輪傳動；齒輪傳動；三角爪；絲桿傳動 The Mini Pineapple Peeling Machine Design Abstract:In our daily life,the fruit is an essential part of the pineapple,is one of a kind. So whether it is domestic or foreign market,its prospects are very broad.In addition to fresh pineapple fruit, can also be used as a tasty dish, design a safe and sanitary peeling deburring tools, has increasingly become the people's urgent needs. This paper designed a machine,composed of a belt pulley drive, gear drive, the triangular claw and a screw rod drive to achieve the pineapple peel to the thorn, replace the artificial skin, convenient operation, simple to use, improve the efficiency of life. Key word: peeling deburring; pulley drive; gear drive; triangular claw; screw drive  目 錄 摘要……………………………………………………………………………………1 關鍵詞…………………………………………………………………………………1 1 前言………………………………………………………………………………2 1.1 菠蘿削皮機的概述………………………………………………………2 2 菠蘿削皮機的研究現狀…………………………………………………………2 3 論文的主要任務和內容內容……………………………………………………2 4 菠蘿削皮機的系統(tǒng)設計思路……………………………………………………3 4.1 菠蘿削皮機的性能要求…………………………………………………3 5 菠蘿削皮機的基本結構及工作原理……………………………………………3 5.1 整機機構…………………………………………………………………3 5.2 液壓控制系統(tǒng)……………………………………………………………4 5.3 電氣控制系統(tǒng)……………………………………………………………4 5.4 傳感器與檢測系統(tǒng)………………………………………………………5 5.5 傳動機構…………………………………………………………………5 6 工作機構的設計與計算…………………………………………………………6 6.1 運行阻力的計算…………………………………………………………6 6.2 電動機功率的計算………………………………………………………6 7 傳動機構的設計與計算…………………………………………………………6 7.1 絲桿的設計與計算………………………………………………………6 7.1.1 設計選擇絲桿傳動的原因………………………………………6 7.1.2 絲桿的運動形式及其載荷分析…………………………………7 7.1.3 絲桿設計的基本尺寸等參數計算………………………………8 7.1.4 絲桿的材料與許用應力…………………………………………10 7.2 齒輪機構的設計與計算…………………………………………………11 7.2.1 設計選擇齒輪傳動的原因………………………………………11 7.2.2 齒輪的設計及其參數的計算……………………………………11 7.2.3 主軸齒輪的設計…………………………………………………12 7.3 皮帶輪的設計與計算……………………………………………………17 7.4 聯(lián)軸器的選擇……………………………………………………………19 7.4.1 聯(lián)軸器的分類……………………………………………………19 7.4.2 聯(lián)軸器的選用……………………………………………………20 7.4.3 確定聯(lián)軸器的型號………………………………………………21 8 結論………………………………………………………………………………22 參考文獻………………………………………………………………………………23 致謝……………………………………………………………………………………24 1 前言 1.1 菠蘿削皮機的概述 菠蘿成為了人們在生活中很好的一種水果之一，菠蘿的去皮不僅僅是必須的，更重要的是防止皮中殘留的農藥的等有害物質傷害人體的一種最有效辦法。然而，傳統(tǒng)的人工一刀一刀削皮的方式不僅浪費時間，費力傷神還不衛(wèi)生。于是本課題設計的菠蘿削皮機就應運而生了。 本設計的菠蘿削皮機是由人工控制刀頭的夾持與松開，刀頭的向上運動與向下運動，電動機的正反轉，汽缸控制的上爪的上升與下降，從而來完成菠蘿的削皮動作。在菠蘿的削皮生產中，應用本設計生產的菠蘿削皮機可以提高生產的質量和生產效率，從而可以實現減輕人工的工作強度，保證產品質量，實現快速生產，在各個方面的意義都很重大，因此本設計的菠蘿削皮機可以在餐飲行業(yè)中廣泛應用。 2 菠蘿削皮機的研究現狀 近年來，我國的水果蔬菜的加工業(yè)取得了巨大的成就，水果蔬菜速凍食品在我國農產品貿易中占據了重要地位。目前，我國的果蔬加工業(yè)已具備了一定的技術水平和較大的生產規(guī)模，外向型果蔬加工產業(yè)布局已基本形成。 先進的設計理念和全新的控制方式，是菠蘿削皮的使用靈活性更高，性能更穩(wěn)定，效率更高。對于食品加工等行業(yè)來講，生產用的菠蘿削皮機給行業(yè)的就是效率和效益，所以，人們對菠蘿削皮機的各項功能要求越來越多，削皮機的發(fā)展完善速度也是比較快速的。 隨著食品加工工業(yè)的發(fā)展，食品深入加工已越來越受到各種餐飲行業(yè)的重視，特別是高級的餐飲行業(yè)酒店，這更要求原材料的深入加工。其中菠蘿的原料的削皮加工就收到了人們的高度重視。 但是目前國內還沒有這樣的大型去皮設備，所以值得我們去研究，設計開發(fā)和生產。 3 論文的主要任務和研究內容 本課題研究主要是對菠蘿的削皮機的整個裝置設計和計算進行分析探討，然后對液壓控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，傳感器與檢測系統(tǒng)，傳動機構和工作機構等部分組成部分進行設計和計算。 該課題設計要就的主要流程如下所示： 設計背景分析總體方案分析結構與案例分析系統(tǒng)適用性分析 4 菠蘿削皮機的系統(tǒng)設計思路 目前菠蘿的加工行業(yè)中還是廣泛的使用人工削皮，費時費力，勞動強度大，為解決上述不足而提供一種降低勞動強度，提高勞動效率的半自動菠蘿削皮機裝置。 4.1 菠蘿削皮機的性能要求 菠蘿削皮機應滿足半自動化程度高，去皮效率高，系統(tǒng)穩(wěn)定，安全性能高等為前提，做到技術先進，結構巧妙合理，經濟合理等。 本課題設計的菠蘿削皮機應該具備以下性能： 方便操作的使用性能 （1）系統(tǒng)的穩(wěn)定性及運動的平穩(wěn)性準確，能保證規(guī)定的運動精度和運動位移等； （2）工作的可靠性即能根據功能要求完成既定的動作，而且各個動作必需穩(wěn)定協(xié)調； （3）結構簡單，制造容易，成本低； （4）生產效率高，能耗少； （5）減輕勞動強度，不污染環(huán)境，創(chuàng)造文明生產條件； （6）留有發(fā)展余地，需要改進時而不至于造成全機廢棄。 5 菠蘿削皮機的基本結構及工作原理 5.1 整機機構 菠蘿削皮機由液壓控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，液壓與檢測系統(tǒng)，傳動機構和工作機構組成。 圖1 機構示意圖 Fig1 Organization chart 如圖1所示，菠蘿削皮機工作時，由工作人員將菠蘿放在下爪上，踩下液壓缸1號腳踏板，上爪下降爪掐住菠蘿，在將刀頭手柄推進，是刀頭貼在菠蘿表面。按下啟動按鈕，菠蘿在自身旋轉運動和刀頭在絲桿作用下的上下運動的配合中完成削皮動作。削皮完成后，踩下液壓缸2號腳踏板，上爪上升放開菠蘿，再由工作人員取下菠蘿，完成一個菠蘿的削皮工作。 5.2 液壓控制系統(tǒng) 液壓控制系統(tǒng)的原理圖： 圖2 液壓原理圖 Fig2 Hydraulic schematic diagram 這里我選用的是一個單向減壓回路，用以保證三角爪的上下抓緊活動可以順利的進行。 液壓缸的主要尺寸的確定 1) 工作壓力P的確定。工作壓力P可根據機器的類型來初步確定，這里的工作壓力P取1500N。 2) 確定液壓缸內徑D和活塞桿直徑d。查液壓與氣壓傳動表2-3可知液壓缸的內徑D為100mm,活塞桿直徑d為20mm。 3) 計算在各個工作階段液壓缸所需的流量 所以液壓缸選擇單作用液壓缸，可以選用單作用活塞缸。 5.3 電氣控制系統(tǒng) 該菠蘿削皮機采用的是照明用220伏交流電作為動力源，其負載只由一個交流電動機組成。電氣控制系統(tǒng)由簡單的plc電路組成，其主要功能是控制電動機的正反轉和實現正反轉的互鎖。 為了使電機能夠實現正反轉，可以采用兩只接觸器KM1，KM2換接電動機三相電源的相序，為了防止短路事故，電路中應采取按鈕和接觸器的雙重互鎖。正反轉電路如圖3所示。 圖3 正反轉電路圖 Fig3 Positive inversion circuit diagram 5.4 傳感器與檢測系統(tǒng) 傳感器與檢測系統(tǒng)在本設計中的主要作用是起一個限位的作用，即限制刀架的上極限位移和下極限位移。 5.5 傳動機構 該裝置機箱內部軸之間的所有傳動均采用圓柱齒輪傳動。因為它具有瞬時傳動比恒定，傳動效率高，壽命長結構緊湊等特點。因為這些優(yōu)點為菠蘿加工提供了很好的條件，加工效率高，加工質量好，不會出現削去果肉過多或是削皮不完全等現象。 在設計過程中要求齒輪在傳動過程中瞬時角速度比恒定不變，以免產生動載荷，沖擊，振動和噪聲。這與齒輪的齒廓形狀和制造安裝精度等因素有關。 齒輪的承受載荷能力要強，要求齒輪在傳動過程中有足夠的強度，剛度并能傳動較大的動力，在使用壽命內不出現斷齒，點蝕，過度磨損等現象。這與齒輪的材料，尺寸和熱處理等很多因素有關[1]。 6 工作機構的設計與計算 6.1 運行阻力的計算 該裝置的運行阻力主要是上下爪所在軸旋轉時的運行靜阻力，即為摩擦總阻力。 運行靜阻力（摩擦總阻力）為： = (1) ---菠蘿及旋轉軸的自重N，N取500N K --- 滾動摩擦系數，由菠蘿直徑=150mm 取K=0.0004 --- 旋轉軸承摩擦系數，=0.02 --- 附加阻力系數，取=2 =2×2×500×（0.0004+0.02×0.02/2）/0.15 1400N 6.2 電動機功率的計算 =V/1000 (2) ---------傳動系統(tǒng)總效率，= --------齒輪減速器效率，取0.95 --------帶傳動效率，取0.96 =0.9×0.95×0.96=0.82 =1400×1/1000×0.821.15KW 電機選擇，p203 7 傳動機構的設計與計算 7.1 絲杠的設計與計算 7.1.1 設計選擇絲桿傳動的原因 絲桿是一種螺旋傳動的典型代表，它是將螺旋運動轉變?yōu)橹本€運動，或者反過來將直線運動轉換為螺旋傳動，并同時進行能量和力的轉換[2]。 絲桿的螺旋傳動分為滑動螺旋，滾動螺旋和靜壓螺旋，本設計所選擇的是滑動螺旋，因為其具備一下特點： 1) 結構簡單，加工方便，從而其成本低。 2) 當螺紋升角小于摩擦角時能實現自鎖。 3) 傳動平穩(wěn)。 4) 摩擦阻力較小，傳動效率一般，比較適合本課題設計的動力傳動。 對于一般的螺旋傳動，其主要失效形式是絲桿表面的螺旋的磨損，，螺桿的拉斷或是剪斷以及螺紋牙根部的剪斷或是彎斷。設計時常以耐磨性和強度的計算確定螺紋傳動的主要尺寸。 對于絲桿螺旋傳動，其失效主要是由于磨損而產生的過大間隙或是變形造成的運動精度下降，設計時應以螺紋的耐磨性計算和絲桿的剛度計算來確定傳動的主要尺寸參數[3]。 對于像本設計所設計的受壓較大的長絲桿還要進行壓桿穩(wěn)定性計算，還要審核其是否會產生橫向振動，限制其臨界轉速。 所以本設計選擇的是梯形的華東螺紋絲桿。 7.1.2 絲桿的運動形式及其載荷分析 本設計的螺旋絲桿裝置是絲桿轉動，螺母帶動刀頭做上下的直線運動，其載荷分析如圖4所示。 圖4 絲桿載荷分析圖 Fig4 Wire rod load analysis diagram 7.1.3 絲桿設計的基本尺寸等參數計算 設計刀片寬度為30.00mm，由此可以推論出，菠蘿旋轉一周，刀片上升的距離為30.00mm，即刀片走動30.00mm的螺距；絲桿旋轉一周，刀片上升的距離為一個螺距。 設計選擇的絲桿是M48，由表1可知，其螺距可選擇5.00mm，由表2可知，絲桿的公稱直徑可選擇48.00mm，由表3可知，絲桿的余程可選擇20.00mm。 表1 絲桿螺距表 Table1 Screw pitch gauge 標準規(guī)格(mm) M45 M48 M52 M56 M64 螺距 4.5 4 5 4 5 4 5.5 4 6 4 表2 絲桿公稱直徑表 Table2 Nominal diameter of wire rod surface 螺距 3 4 5 6 8 公稱直徑(mm) 10-60 16-80 22-100 30-100 32-100 表3 絲桿的余程 Table3 Screw the remaining distance 螺距P 2 3 4 5 6 余程Le(mm) 10 12 16 20 24 絲桿螺紋的有效長度Lu計算公式為： Lu=L-2Le=840-2x20=800mm (3) L為絲桿的螺紋長度，Le為絲桿的余程，其代表意義如圖5所示 圖5 絲桿 Fig5 Wire rod 查機械設計手冊表11-1[4]由所設計的參數可知，絲桿的中徑D2或d2為44.752mm，絲桿的小徑為42.587mm 。 螺母的軸向位移L為： L= (4) -----絲桿的轉交，rad S------導程，mm P------螺距，mm x------螺紋線數 由此可計算：L==11.94mm 螺母的軸向移動速度v為： v=（mm/s） (5) -------絲桿的角速度，rad/s 由此可計算：v==286.62mm 驅動功率的計算P1為：P1 =V/1000 ---------傳動系統(tǒng)總效率，= --------齒輪減速器效率，取0.95 --------帶傳動效率，取0.96 =0.9×0.95×0.96=0.82 由此可計算：P1=1400×1/1000×0.821.15KW 耐磨性的計算： 絲桿螺紋的中徑D2或d2由查機械設計手冊表11-9表可知為44.752mm 螺母的高度H為：H=D2（mm） (6) ------設計時根據螺母的形式選定[5]，整體式螺母取1.2-2.5 由此可計算出：H=244.752=89.504mm 基本牙型高度H1計算： 梯形螺紋（GB 5796-1986）規(guī)定H1=0.5P（mm） (7) 由此可計算出：H1=0.55=2.5mm 工作強度p的計算： p= (8) F------軸向載荷，N ----螺紋副許用壓強，N/ 7.1.4 絲桿的材料與許用應力 滑動螺旋傳動的主要零件是絲桿和螺母[7]。絲桿的材料應具有足夠的強度耐磨性，以及良好的加工性。本設計的絲桿要求不是很高，不需要淬硬處理，可選用T12為材料。螺母為低速輕載，所以螺母材料可選擇35剛或球墨鑄鐵。 常見材料的許用壓強如表4所示，許用拉應力，許用彎曲應力，許用剪應力如表5所示。 表4 滑動螺旋傳動的許用壓強 Table4 Sliding spiral transmission allowable pressure 螺紋副材料 速度范圍，m/s 許用壓強 鋼對青銅 低速 小于0.5 0.1-0.2 18-25 11-18 7-10 鋼對耐磨鑄鐵 0.1-0.2 6-8 鋼對鑄鐵 小于0.04 0.1-0.2 13-18 4-7 鋼對鋼 低速 7.5-13 淬火鋼對青銅 0.1-0.2 10-13 表5 絲桿與螺母的許用應力 Table5 The screw rod and the nut of the allowable stress 材料 許用拉應力 許用彎曲應力 許用剪應力 絲桿 鋼 - - 螺母 青銅 耐磨鑄鐵 鑄鐵 鋼 - - - - 40-60 50-60 45-55 （11.2） 30-40 40 40 0．6 7.2 齒輪機構的設計與計算 7.2.1 設計選擇齒輪傳動的原因 本設計在設計初期軸與軸之間的傳動考慮了兩種傳動方式：齒輪傳動和帶輪傳動，最終選擇了齒輪傳動。它雖然相對于帶輪傳動來說安裝精度要求和制造成本都相對較高，但是其優(yōu)點能在本課題的設計中得到很好的發(fā)揮，即其瞬時傳動比恒定，傳動效率高，壽命長，結構緊湊等特點。它能為菠蘿的削皮加工提供很好的質量保證[8]。 本設計由于需要的是一個平面內的傳動，所以選擇的是圓柱形齒輪。 7.2.2 齒輪的設計及其參數的計算 機構內部各個齒輪之間的裝配關系如圖5所示 圖6 齒輪裝配關系 Fig6 Gear assembly 7.2.3 主動軸齒輪的設計 選取傳動比i=3,工作壽命10年,每天工作1小時,每年工作300天,小齒輪轉速=384.6/2=192.3r/min,選取大齒輪傳動效率=0.95,則功率=0.52250.95=0.496375kW。 一、選定精度等級,材料及齒數 1) 選8級精度[9] 2) 選取小齒輪材料為45鋼,齒面硬度為200-230HBS. 3) 選取大齒輪材料為45鋼,齒面硬度為170-200HBS 4) 選小齒輪齒數=24 選大齒輪齒數 5) 按齒面接觸強度設計由接觸強度的設計公式[10]為 (9) 確定各個公式內的計算數值 試選取載荷=1.3 二、計算小齒輪傳遞的轉矩 =24.65N·m=2.465N·mm 選取齒寬系數 =0.5 查機械設計表10-3得材料的彈性影響系數=189.8MPa 按齒面硬度中值查機械設計表12-6得小齒輪的接疲勞強度極限為=565MPa, 大齒輪的接疲勞強度極限為=545MPa. 三、計算應力循環(huán)次數 由機械原理表12-8查得接觸疲勞壽命系數=0.95; =1.0 四、計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1%,安全系數S=1[11] =536.75MPa （10） =545MPa （11） 五、計算齒輪數據 1) 試算小齒輪分度圓直徑 ,代入中較小值 =50.58mm 2) 計算圓周速度v =0.51m/s （12） 3) 計算齒寬b =25.29mm （13） 4) 計算齒寬與齒高這比b/h[12] 模數 =50.58/24=2.1mm （14） 齒高 =4.725mm （15） b/h=25.29/4.725=5.35 六、計算載荷系數 根據 v=0.51m/s,8級精度，查機械設計表9-5得動載荷系數 假設,查得=1.2 由參考資料機械設計表9-6查得使用系數=1 由參考資料機械設計表10-5查得8級精度,小齒輪相對支承皮懸臂時, =1.278 由b/h=5.35,,查得=1.22 故載荷系數 （16） 1) 按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑 （17） 2) 計算模數m =54.83/24=2.28mm 七、按齒根彎曲強度設計 彎曲強度的設計公式為 （18） 1) 確定公式內的各種計算數值 由參考資料機械原理表12-7查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限,大齒輪的彎曲疲勞強度極限 2) 由參考資料機械設計原理表12-8查得彎曲疲勞壽命系數 , 3) 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數S=1.4[13] 由參考資料機械設計原理表12-7得 =373.2MPa (19) =364MPa (20) 4) 計算載荷系數K =1.58112 (21) 5) 查取齒形系數 由參考資料機械設計基礎表6-8查得, 6) 查取應力校正系數 由參考資料機械設計基礎表6-8查得, 7) 計算大、小齒輪的,并加以比較 (21) (22) 小齒輪的數值大,用小齒輪的數值[14]。 三、設計計算 =1.448mm (23) 對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數,由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力[15],而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑有關,可取由彎曲強度算得的模數1.448并就近圓整為標準值1.5,按接觸強度算得的分度圓直徑54.83mm，算出小齒輪齒數=54.83/1.5=36.5 取 大齒輪齒數 這樣設計出的齒輪傳動,既滿足了齒面接觸疲勞強度,又滿足了齒根疲勞強度。 四、幾何計算 1) 計算分度圓直徑 2) 計算中心距 (24) 3) 計算齒輪寬度 (25) 取, （考慮到實際需要） 五、驗算 (26) (27) 所以選用的齒輪是合適的。 7.3 皮帶輪的設計 設計皮帶輪時應滿足的要求有：質量?。唤Y構工藝性好，無過大的鑄造內應力，質量分布均勻，轉速高時要經過動平衡，輪槽工作面要經過精細加工（表面粗糙度一般應為3.2）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等[16]。 一 、皮帶輪的材料 皮帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號為HT200。 二 、皮帶輪的計算 已知電動機的額定功率為1.15KW,轉速n1=1500r/min,選取傳動比為i=3.9, 采用普通皮帶傳動. 1) 確定計算功率P 由參考資料機械設計基礎表11-9查得工作情況系數 KA=1.1,故 P=KAP=1.11.15=1.265KW (28) 2) 選取帶型 根據P，確定選用Z型。 3) 確定皮帶輪基準直徑 取主動輪基準直徑 d=91mm 則從動輪基準直徑 d=i d=3.991=354.9mm 根據參考資料機械設計基礎表11-13取d=360mm 按參考資料機械設計基礎驗算帶的速度 V==m/s=7.14<35m/s (29) 所以選擇的帶的速度合適 4) 確定皮帶的基準長度和傳動中心距 根據 0.7(dd1+dd2)120° (33) 主輪上的包角合適 6) 計算根數Z 由參考資料機械設計基礎表11-21知 (34) 由n1=1500r/min, dd1=71mm, i=3.9 得 P=0.31kw, △P=0.03kw K=0.92 K=1.14 則=1.697 取z=2 在上面的式子中，K為包角系數，K為長度系數，P為單根皮帶的基本額定功率，△P為計入傳動比的影響時,單根皮帶額定功率的增量[17]。 7) 計算預緊力F 由參考資料機械設計原理知 F= (35) 查參考資料機械設計基礎表11-25得q=0.06kg/m,故 F==79.687584N 8) 計算作用在軸上的壓軸力F 由參考資料機械設計基礎[19]得 F===310N (36) 三、皮帶輪的結構設計 皮帶輪的結構設計，主要是根據帶輪的基準直徑選擇結構形式，根據帶的截型確定輪槽尺寸，帶輪的其它結構尺寸可列公式計算，確定了帶輪的各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應的技術條件等[20]。 由以上的計算可知：主軸皮帶輪選腹板式。 7.4 聯(lián)軸器的選擇 7.4.1 聯(lián)軸器的選用 一般聯(lián)軸器的選用依據是其工作條件和結構形式。在選型時，主要考慮以下幾點： 1) 選擇聯(lián)軸器的類型 根據傳遞的轉矩大小和轉速高低，以及對緩沖和振動的要求，參考各類聯(lián)軸器的特點，選擇適用的聯(lián)軸器類型[21]。 2) 計算聯(lián)軸器的轉矩 傳動軸上的公稱轉矩T(N.m)可用下式進行計算： (37) 式中 P-----傳遞的功率，單位為KW； n-----軸的轉速，單位為r/min。 實際計算時，應將公稱轉矩T乘以工作情況系數，得到計算轉矩。工作情況系數如下表6所示。 表6 工作情況系數 Table6 Work factor 原動機 工作機 Ⅰ類 Ⅱ類 Ⅲ類 Ⅳ類 Ⅴ類 Ⅵ類 電動機、汽輪機 1.3 1.5 1.7 1.9 2.3 3.1 四缸及四缸以上內燃機 1.5 1.7 1.9 2.1 2.5 3.3 雙缸內燃機 1.8 2.0 2.2 2.4 2.8 3.6 單缸內燃機 2.2 2.4 2.6 2.8 3.2 4.0 注：工作機分類 Ⅰ類 轉矩變化很小的機械，如發(fā)電機、小型通風機、小型離心泵 Ⅱ類 轉矩變化小的機械，如透平壓縮機、木工機床、運輸機。 Ⅲ類 轉矩變化中等的機械，如攪拌機、增壓泵、有飛輪發(fā)壓縮機、沖床。 Ⅳ類 轉矩變化和沖擊載荷中等的機械，如織布機、水泥攪拌機、拖拉機。 Ⅴ類 轉矩變化和沖擊載荷大的機械，如造紙機、挖掘機、起重機、碎石機。 Ⅵ類 轉矩變化大并有極強沖擊載荷的機械，如壓延機、無飛輪發(fā)活塞泵、重型初軋機。 7.4.2確定聯(lián)軸器的型號 1) 根據計算轉矩及所選的聯(lián)軸器類型，在聯(lián)軸器的標準中按照下式： (38) 的條件確定聯(lián)軸器的型號。式中，[T]為所選型號聯(lián)軸器的許用轉矩。 2) 校核最高轉速 聯(lián)軸器工作過程中的最高轉速n，不應超過其允許的最高轉速,即； (39) 3) 協(xié)調軸孔直徑 多數情況下，每一型號聯(lián)軸器適用軸的直徑均有一個范圍，被聯(lián)接兩軸的直徑應當在此范圍之內。 另外，還要根據所選聯(lián)軸器允許的軸的相對位移偏差，規(guī)定部件相應的安裝精度。使用有非金屬彈性元件的聯(lián)軸器時，還應注意聯(lián)軸器所在部位的工作溫度不要超過該材所允許的最高溫度[22]。 8 結論 一個機電一體化裝置的質量好壞取決于各個零件的設計和整體的設計，合理的設計和恰當的計算成就一個完美的產品。本課題設計全力打造一種新型菠蘿削皮機，具有省工省時快速高效的特點，而且削皮均勻，柿果質量好等特點。 本課題所設計的菠蘿削皮機的可以達到如下的預期效果： 機器外形收尺寸長為1166mm，寬為700mm，高為2089mm ，并且該裝置具備以下特點： 特點一：采用旋轉式去皮原理，脫皮時間3-6個/分鐘, 　　特點二：時產200公斤以上,產品重量1.5千克左右， 　　特點三：去皮率高，可達到97%左右， 特點四：本產品采用的是照明用220V電壓作為動力源，功率1.15KW的電機。 特點五：最大的削皮量度為250mm 200mm 該菠蘿削皮機用于菠蘿快速去皮、效率高，采用氣缸為動力、進行自動旋轉削皮、設計獨特，是和先進的簡單一點一體化裝置設備。 畢業(yè)設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。通過本次的畢業(yè)設計，我學會了熟練運用所學課程（如機械制圖，機械基礎結構及設計，液壓與啟動，傳感器與檢測技術，AUTOCAD等等一系列課程表）的理論知識，解決一個機電一體化裝置設備從加工對象考察，設計思路，計算，繪圖等很多方面的問題；也使我明白了自己的差距和不足之處，特別是對于知識的總體把握上有所欠缺，以及對于零件分析得不夠透徹，編制出的工藝不是很符合工廠實際加工的情況，零件的設計其結構也不是很合理，但是通過指導老師的幫助，已基本解決這些問題。 在設計的過程當中，讓自己體會到了設計的樂趣，體會到戰(zhàn)勝困難的激動，體會到了成功所帶來了喜悅，為以后更好地投入到工作中積累一定的經驗最后，在設計的過程中我體會到設計人員一定要認真、仔細，做事要考慮周全，不能偷懶，更不照搬照抄，要腳踏實地才會有收獲。 ? ? 畢業(yè)設計不是幾天就可以完成的，而是通過努力和思考，給自己一個精彩的過程，我想我做到了，雖然不完美。年輕人是祖國的未來，如果連我們也懼怕困難，那民族便不會進步，更談不上富強，所以讓我們把握好時光，不斷探索，不斷前進。 本次設計幾乎融匯大學幾年來我們學到各門專業(yè)知識，使我們有了一個綜合運用以往所學知識的機會。在設計過程中我發(fā)現自己以往所學的知識不夠扎實，在設計過程中，遇到了許多的困難，但在攻克這些困難的同時，不僅加深了我對已所學知識的熟悉程度，提高了實際動手能力，更重要的是，培養(yǎng)了我們面對困難時用于取勝的精神，可以說，這極大地提高了我們的自信心和挑戰(zhàn)困難的勇氣，這對于我們今后進入工作崗位后的發(fā)展相會有極大的幫助。 當然，由于設計者本人水平的限制，經驗的欠缺，考慮不夠周全等，本次設計一定還存在這樣或那樣的缺陷和漏洞，設計尚有不足之處，需要我們在今后的工作實踐中不斷改進和提高，懇請各位答辯的老師批評和指正。 參考文獻 [1]焦永和.機械制圖[M].北京：北京理工大學出版社，2001: 23-46. 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