前 言大蒜又名胡蒜，百合科蔥屬多年生草本植物，原產(chǎn)于中亞地區(qū)。早在公元前 3200 年，埃及就己經(jīng)開始種植大蒜，后來通過“絲綢之路”被引入我國陜西關(guān)中地區(qū)，在我國己有 2000 多年的栽培歷史。一直以來，大蒜因其獨(dú)特的風(fēng)味，常被作為食品配料，是地中海地區(qū)、歐洲和亞洲飲食文化的重要組成部分。隨著研究開發(fā)的不斷深入，大蒜作為營養(yǎng)保健品和藥品的巨大價(jià)值不斷被開發(fā)利用，其在抗菌抑菌、預(yù)防癌癥、治療心血管疾病和糖尿病等方面有獨(dú)特的功效。隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，越來越多的農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力來到城市、發(fā)達(dá)地區(qū)從事非農(nóng)產(chǎn)業(yè)，致使農(nóng)村勞動(dòng)力用工緊張，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本大幅上升、效率明顯降低，特別是在大蒜收獲環(huán)節(jié)尤為明顯，制約了我國大蒜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。機(jī)械化收獲是解決當(dāng)前大蒜生產(chǎn)過程中生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低等問題的有效手段。我國大蒜生產(chǎn)機(jī)械化研究起步晚，技術(shù)水平不成熟，與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距。大蒜收獲需完成的主要工序有挖掘、清土、切頸、切須等，大蒜收獲中的機(jī)械化挖掘、清土相對容易實(shí)現(xiàn)，機(jī)械化切頸、切須難度較大。機(jī)械化切頸己有技術(shù)突破和成型機(jī)構(gòu)，但機(jī)械化切須目前還尚無成熟技術(shù)和相關(guān)報(bào)道。因此，加快大蒜機(jī)械切須技術(shù)研發(fā)則顯得尤為重要。本文將介紹一種大蒜切須機(jī)。主有以下內(nèi)容，從課題的提出，大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前大蒜機(jī)械切須技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，提出了本文的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行相關(guān)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核，繪制了二維工程圖，最后在 SoildWorks 中建立了其三維模型，為加快大蒜機(jī)械切須技術(shù)的研發(fā)做出了貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：大蒜；機(jī)械；切須技術(shù)目 錄1 引言 .11.1 研究目的和意義 .12 設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇 .22.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 .22.2 方案選擇 .23 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 43.1 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu) .43.2 大蒜切須機(jī)的工作原理 .64 大蒜切須機(jī)主要零件的設(shè)計(jì) .74.1 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 .74.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .104.3 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 .134.4 軸承的選擇及校核 .18總 結(jié) 19致 謝 20參考文獻(xiàn) .21大蒜收獲機(jī)切根裝置設(shè)計(jì)316 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)大蒜收獲機(jī)切根裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué) 號所屬學(xué)院專 業(yè)班 級指導(dǎo)教師日 期前 言大蒜又名胡蒜，百合科蔥屬多年生草本植物，原產(chǎn)于中亞地區(qū)。早在公元前 3200 年，埃及就己經(jīng)開始種植大蒜，后來通過“絲綢之路”被引入我國陜西關(guān)中地區(qū)，在我國己有 2000 多年的栽培歷史。一直以來，大蒜因其獨(dú)特的風(fēng)味，常被作為食品配料，是地中海地區(qū)、歐洲和亞洲飲食文化的重要組成部分。隨著研究開發(fā)的不斷深入，大蒜作為營養(yǎng)保健品和藥品的巨大價(jià)值不斷被開發(fā)利用，其在抗菌抑菌、預(yù)防癌癥、治療心血管疾病和糖尿病等方面有獨(dú)特的功效。隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，越來越多的農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力來到城市、發(fā)達(dá)地區(qū)從事非農(nóng)產(chǎn)業(yè)，致使農(nóng)村勞動(dòng)力用工緊張，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本大幅上升、效率明顯降低，特別是在大蒜收獲環(huán)節(jié)尤為明顯，制約了我國大蒜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。機(jī)械化收獲是解決當(dāng)前大蒜生產(chǎn)過程中生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低等問題的有效手段。我國大蒜生產(chǎn)機(jī)械化研究起步晚，技術(shù)水平不成熟，與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距。大蒜收獲需完成的主要工序有挖掘、清土、切頸、切須等，大蒜收獲中的機(jī)械化挖掘、清土相對容易實(shí)現(xiàn)，機(jī)械化切頸、切須難度較大。機(jī)械化切頸己有技術(shù)突破和成型機(jī)構(gòu)，但機(jī)械化切須目前還尚無成熟技術(shù)和相關(guān)報(bào)道。因此，加快大蒜機(jī)械切須技術(shù)研發(fā)則顯得尤為重要。本文將介紹一種大蒜切須機(jī)。主有以下內(nèi)容，從課題的提出，大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前大蒜機(jī)械切須技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，提出了本文的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行相關(guān)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核，繪制了二維工程圖，最后在 SoildWorks 中建立了其三維模型，為加快大蒜機(jī)械切須技術(shù)的研發(fā)做出了貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：大蒜；機(jī)械；切須技術(shù)目 錄1 引言 .11.1 研究目的和意義 .12 設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇 .22.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 .22.2 方案選擇 .23 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 43.1 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu) .43.2 大蒜切須機(jī)的工作原理 .64 大蒜切須機(jī)主要零件的設(shè)計(jì) .74.1 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 .74.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .104.3 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 .134.4 軸承的選擇及校核 .18總 結(jié) 19致 謝 20參考文獻(xiàn) .21塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 引言我國是大蒜種植、加工、出口的主要國家之一，近年來中國大蒜出口一直保持著續(xù)性增長的態(tài)勢，自 2002 年之后連續(xù) 12 年年出口量保持在 100 萬 t 以上。種植面積正在持續(xù)擴(kuò)大，統(tǒng)計(jì)部門的數(shù)據(jù)顯示，至 2008 年全國的大蒜種植面積在 67. 3 萬公頃，總產(chǎn)量達(dá) 1 035 萬 t 。為了保持我國大蒜的出口優(yōu)勢與增加農(nóng)民的收入，我們的生產(chǎn)方針和加工技術(shù)必須根據(jù)國際市場的需求和我國大蒜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存問題，進(jìn)行必要的調(diào)整。必須在提高大蒜產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本以提高產(chǎn)品的競爭能力方面下功夫。特別是必須加快實(shí)現(xiàn)我國大蒜生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，在采取諸多農(nóng)業(yè)措施的同時(shí)，快速發(fā)展大蒜加工業(yè)。大蒜加工行業(yè)正在蓬勃發(fā)展。在大蒜深加工的前期，需將大蒜莖須去掉，以滿足后續(xù)生產(chǎn)工序的基本要求。傳統(tǒng)的大蒜切須多采用手工處理，不僅效率低下，大蒜損傷率高，而且極易傷手。因此設(shè)計(jì)一款高效率的大蒜切須機(jī)刻不容緩。1.1 研究目的和意義大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)研究主要為大蒜收獲加工提供方便，為大蒜加工提供更為便利的方式。與傳統(tǒng)的人工切須相比，研究設(shè)計(jì)大蒜切須機(jī)的目的主要是：（1）降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低加工成本。（2）提高加工效率，防止由于切須時(shí)間過長導(dǎo)致的大蒜變質(zhì)腐爛。大蒜切須作為大蒜加工中最重要的一部分，其加工過程的機(jī)械化所產(chǎn)生的意義在于：（1）降低了加工成本，提高了我國出口大蒜的競爭力。（2）大蒜加工產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，有利于我國大蒜的出口。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22 設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一種大蒜切須機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)輸送未切須大蒜，自動(dòng)切須。分析：本課題設(shè)計(jì)的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的大蒜自動(dòng)切須機(jī)械，它的功能包括自動(dòng)輸送、切割，該機(jī)擬采用電機(jī)帶動(dòng)減速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送、切割，通過機(jī)械傳動(dòng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大蒜的自動(dòng)切須。2.2 方案選擇圖 2-1 老式大蒜切須機(jī)圖 2-2 傳送帶三維示意圖塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3圖 2-1 ，2-2 為一款老式的大蒜切莖須機(jī)，其原理是通過夾持帶把帶莖的大蒜夾持住并把其輸送至圓盤刀處進(jìn)行切莖須，但是由于有的大蒜聯(lián)合收獲機(jī)其自己就能實(shí)現(xiàn)挖掘、清土、切頸的功能導(dǎo)致其從田地里收獲的大蒜切須時(shí)已經(jīng)沒有足夠長的莖干供其夾持如圖 2-3。 圖 2-3 已切頸未切須大蒜 圖 2-4 切須后的大蒜所以為了完成大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該另行設(shè)計(jì)一種能夠夾持住已經(jīng)切去了莖頸大蒜的大蒜切須機(jī)，通過翻閱大量資料以及借鑒類似機(jī)械的設(shè)計(jì)，本人最終設(shè)計(jì)出了一款新型的大蒜切須機(jī)，其主要是利用鏈板輸送裝置輸送未切須大蒜至旋轉(zhuǎn)的圓盤刀處進(jìn)行切須，大蒜的夾持裝置固定在被改造的鏈板上。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)43 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.1 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)圖 3-1 大蒜切須機(jī)裝配示意圖1.減速器 2.大電機(jī) 3.刀軸 4.小電機(jī) 5.料杯 6.鏈板輸送裝置如圖 3-1 所示大蒜切須機(jī)主要由大電機(jī)、小電機(jī)、減速器、鏈板輸送裝置組成，鏈板輸送裝置上的鏈板被固定上了一個(gè)大蒜的夾持裝置（料杯）。3.1.1 切削部分結(jié)構(gòu)圖 3-21.圓盤刀刀托 2.圓盤刀塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5圖 3-3如圖 3-2，3-3 所示切割用的圓盤刀被焊接在圓盤刀刀托上，圓盤刀刀托利用鍵連接固定在刀軸上被刀軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)切割。3.1.2 夾持結(jié)構(gòu)圖 3-4 圖 3-5圖 3-4，3-5 為料杯即大蒜的夾持零件，把未切須大蒜底部朝上倒插入料杯中，大蒜的殘莖被下方小圓筒固定，大蒜橫徑處被卡在上方大圓筒處，蒜須露出。圖 3-6 鏈板俯視圖塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖 3-7 鏈板裝配圖如圖 3-6，3-7 所示料杯穿過鏈板上的孔，為了使料杯固定在鏈板上鏈板上先放一個(gè)支撐圓筒，料杯下方用一個(gè)開口銷穿過防止鏈板轉(zhuǎn)到機(jī)架下方時(shí)掉落。3.2 大蒜切須機(jī)的工作原理圖 3-8 大蒜切須機(jī)俯視結(jié)構(gòu)圖如圖 3-1，3-8 所示，大蒜切須機(jī)的工作原理為：小電機(jī)通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)的圓盤刀旋轉(zhuǎn)切割，由大電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩通過聯(lián)軸器把轉(zhuǎn)矩傳輸給減速器，減速器通過帶輪把轉(zhuǎn)矩傳輸給鏈板輸送裝置以帶動(dòng)被固定在鏈板上的大蒜使其被輸送至切須位置被圓盤刀切須。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)74 大蒜切須機(jī)主要零件的設(shè)計(jì)大蒜切須機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，看的是其主要部件的設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)不合理，機(jī)器就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者說不能運(yùn)轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來的這臺機(jī)器就是一堆廢鐵。設(shè)計(jì)合理，機(jī)器就能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)對大蒜進(jìn)行切須。因此，大蒜切須機(jī)的主要部件的設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中顯得尤為重要，合理的設(shè)計(jì)將提供給使用者更多的方便。4.1 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定4.1.1 傳動(dòng)方案的擬定 由于考慮到人工上料的速度，所以大蒜切須機(jī)中鏈板輸送裝置的主動(dòng)鏈輪軸旋轉(zhuǎn)速度較低，僅為 12r/min 到 6r/min，傳動(dòng)比較大，固減速器選擇一級渦輪蝸桿減速器，減速器與鏈板輸送裝置之間用 v 帶傳動(dòng)。4.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇查表機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副效率概略值，確定部分效率為：帶輪效率 =0.93，蝸輪蝸桿減速器傳1η動(dòng)效率 =0.50，深溝球軸承 =0.98，聯(lián)軸器 =0.972η3η4η代入得=0.93×0.50×0.98×0.97=0.44?a查詢同類鏈板輸送裝置可得輸入功率約為 1.5kw，故大電機(jī)功率應(yīng)大于P= =1.5/0.44=3.4KW awpη由于主動(dòng)鏈輪軸轉(zhuǎn)速較低，所以大電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)為 750r/min綜合以上信息，最終選擇型號為 Y160M1-8 的電機(jī),外形結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示。外形參數(shù)如表 4-1所示，技術(shù)參數(shù)如表 4-2 所示圖 4-1 電機(jī)結(jié)構(gòu)及尺寸塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8表 4-1 電機(jī)外形參數(shù)型號 A B C D E F G H KY160M1-825421010842 11012 37 16014.5表 4-2 電機(jī)技術(shù)參數(shù)電機(jī)型號 額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩Y160M1-8 4 720 2.0 2.0小電機(jī)最終選擇型號為 Y90S-6 的電機(jī),外形結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示。外形參數(shù)如表 4-3 所示，技術(shù)參數(shù)如表 4-4 所示表 4-3 電機(jī)外形參數(shù)型號 A B C D E F G H KY90S-614010056 24 50 8 20 90 10表 4-4 電機(jī)技術(shù)參數(shù)電機(jī)型號 額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩Y90S-6 0.75 910 2.0 2.2塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)94.1.3 減速器的選擇(1) 選用減速器的額定功率選用減速器的公稱輸入功率 滿足：NpNRSA21CPKP???式中： ——計(jì)算功率，KW;1CP——載荷功率;2——減速器公稱輸入功率;N——工況系數(shù);AK——啟動(dòng)系數(shù);S——可靠度系數(shù);R由于是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中度沖擊，故工況系數(shù) =1.5。AK可靠度要求一般，故 =1。RK得計(jì)算功率 ：c1PWP315.2c1??為滿足減速器的機(jī)械強(qiáng)度，要求，N1C?按 i=60，輸入轉(zhuǎn)矩為 n=720r／min，查手冊，初選WPA200，i=60，r／min，750n1?。KWPN4當(dāng) r／ min 時(shí)，折算公稱功率為：1 c112.3705PKWPN???(2) 校核熱平衡許用功率查手冊得， ，15.f?f215.3?根據(jù)公式可得熱平衡許用功率塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)103.7155f321t2 ?????P查手冊，對于 WPA200 型減速器 tGP21~8?故無需采用冷卻裝置，因此可以選定 WPA200 型減速器，采用油池潤滑。4.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)(1)首先列出設(shè)計(jì)的基本條件額定功率：2kw轉(zhuǎn)速： =12r/min1n傳動(dòng)比： =1.5i假設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 t10h確定計(jì)算功率 caP查表得工作情況系數(shù) =1.1AK= =1.1×2=2.2(kw)caPA(2)選擇 V 帶帶型根據(jù) 、 查得最適合的帶型為 A 型caP1n(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑由主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑系中選取 ，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為md671?mid5.105.2??驗(yàn)算帶的速度 ssnv /498./607160???v= =sm/498.5axs/25因此所選帶的速度合適(4)確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長度根據(jù) 初步確定中心距 ，計(jì)算帶的基準(zhǔn)長度)(2)(7.021021 dd??? ma70?=1972.36mm0212' 4)(dL???由 V 帶的基準(zhǔn)長度系中選取基準(zhǔn)長度 L?計(jì)算實(shí)際中心距 a md82.713)26.1970(2'0 ?????（5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 1?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11???? 12068.5.782.1301 ??????主動(dòng)輪包角合適（6）計(jì)算 V 帶的根數(shù) z lcakPz?)(90???由 , , =1.5 查表得min/140rn?d751i， ， ，kwP68.0 kP.0??5.?K3.1l代入數(shù)值，經(jīng)計(jì)算Z=1.984取 z=3（7）計(jì)算預(yù)緊力 0FNqvKvzPca436.125)5.2(0?????（8）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 p2sin10zF代入數(shù)值計(jì)算得=482.7Np(9)V 帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選用帶輪材料選用 HT150根據(jù)基準(zhǔn)直徑的大小選用不同的帶輪類型，兩帶輪都采用實(shí)心式，主要結(jié)構(gòu)尺寸如表 4-5表 4-5 結(jié)構(gòu)尺寸單位：mm尺寸類型 小帶輪 大帶輪塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12d 65 100基準(zhǔn)寬度 b8.0 8.0基準(zhǔn)線上槽深 minah2.75 2.75基準(zhǔn)線下槽深 if 8.7 8.7槽間距 e 15±0.3 15±0.3第一槽對稱面至端面距離f210?? 210??輪緣厚? 12 12帶輪寬 B 50 50外徑 ad80.5 285.5輪槽角 ?極限偏差?341??341?孔徑 0d26 16輪轂長 50 35148 32輪輻厚 b 81h202161D230.5塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)134.3 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 (1)求軸上的功率 P，轉(zhuǎn)速 n 以及轉(zhuǎn)矩 T。忽略傳遞效率，則：該軸輸入功率 KW2?該軸轉(zhuǎn)速 n=8r/min轉(zhuǎn)矩 m106.821059n1095=T33 ??????NP(2)初步確定軸以及套筒的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查手冊，取 ，則：A0nP3821d30min???(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸最小直徑出采用平鍵連接齒輪,內(nèi)徑 d1 選取 36mm。根據(jù)零件的轉(zhuǎn)配方案的要求,最終確定軸的外形尺寸如圖 4-2 所示。圖 4-2 主動(dòng)軸(4)求軸上的載荷塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14圖 4-3 軸的載荷分析布圖首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖，根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖 4-3所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 A 是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 A 處的 、 以及 M 的值列于下表 4-6。HV表 4-6塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15載荷 水平面 垂直面支反力 F ,NH1F3507?264，NV1F8573?260彎矩 M Mh=-3274628N.mm Mv=-4685246N.mm總彎矩 M=5275624N.mm扭矩 T T2=7376237.5N.mm塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16(5)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 A）的強(qiáng)度。根據(jù)公式以及上表中的數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)6.0??力 ????2 22 23ca 3MT56980.7.5MPaW1???? ????前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查手冊得 ，因此 ，故安??Pa?????1ca???全。(6 )精確校核軸的疲勞強(qiáng)度。1) 判斷危險(xiǎn)截面根據(jù)彎矩圖以及扭矩圖，可以知道右端軸承的支點(diǎn)截面，即 A 面所承受的彎矩和扭矩是最大的，但是從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，軸與齒輪連接處截面 B 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，且截面 B 處所承受的應(yīng)力與 A 面很接近，而截面 A 并沒有應(yīng)力集中，直徑也較大，故截面 A 不必校核，只需校核截面 B 即可。2) 截面 B 左側(cè)抗彎截面系數(shù) mm5.42187.0d1.33????W抗扭截面系數(shù) m.2.33?T截面 B 左側(cè)的彎矩 M=5256433 N?截面 B 上的扭矩 T=5073437.5 ?截面上的彎曲應(yīng)力 MPaW126487.53b???截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 a.03.T?軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 ， ， 。64PB??P2751???MPa15???截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中稀釋 以及 按手冊取。因 ,?? 0.3/rd,經(jīng)插值后查得15.30//?dD塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17，6.2???8.1?又由手冊可得軸的材料敏性系數(shù)為，82.0q??5.?故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ????312.611k?????????8??由手冊可得尺寸系數(shù) ；由手冊可得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。58.0??? 7.0??軸按磨削加工，由手冊得表面質(zhì)量系數(shù)為 92.????軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，按公式得綜合系數(shù)為1q?07.4192.58.03kK????????7.61?????又由手冊查得碳鋼的特性系數(shù)，取2.0~??1.0??，取15.?? 5??于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按公式得caS 38.10.24907.Kma1 ????????? 6.51.Sa1 ????????? 1.S8.6.38.S22ca ??????3)截面 B 右側(cè)抗彎截面系數(shù) W 按公式計(jì)算 m34071.0d.3????抗扭截面系數(shù) 6823?彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為 M=5256433 N.mm， 。MPaW15340b???扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)18T=5073437.5 N.mm， a7468053.MPWT???截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及 查手冊取。因???r/d=2/70=0.029，D/d=75/70=1.07，經(jīng)插值后查得，5.2??8.1?又由手冊可得軸的材料敏性系數(shù)，.0q.?故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ????23.15.82.11k ????????????68??由手冊得尺寸系數(shù) 5.0??扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 7.??軸未加工，按手冊得表面質(zhì)量系數(shù) .0???軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q?則綜合系數(shù)為 48.7.05.23kK?????????6.21681???又由手冊得碳鋼的特性系數(shù)，取2.0~???.0??，取15.? 5??則軸在界面Ⅳ右側(cè)的安全系數(shù)為 918.0.3248.7kSma1 ???????? 3.5.5.6.1a1 ?????????塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)191.5S90.3.1598.S22ca ?????????故軸在界面Ⅳ右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。本設(shè)計(jì)中無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可以略去靜強(qiáng)度校核。4.4 軸承的選擇與校核4.4.1 軸承的型號本機(jī)只承受徑向力，故選用深溝球軸承，為了與軸做配合，故選取 6012 號軸承其參數(shù)如下：,基本額定動(dòng)載荷 ，基本額定靜載荷 。189560???BDd kNCr5.31?kNCor2.4?4.4.2 軸承的校核由于軸承的基本額定壽命與破壞概率有關(guān)，所以在實(shí)際上按基本額定壽命計(jì)算選擇出的軸承中，可能有 10%軸承發(fā)生提前破壞；同時(shí)，也可能有 90%的軸承超過基本額定壽命還能繼續(xù)工作，甚至相當(dāng)多的軸承還能在工作一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)基本額定壽命。由于所選的軸承只能承受純徑向動(dòng)載荷， （當(dāng)量動(dòng)載荷）PFr?由于此前算過，軸上所承受的徑向力為 ，而軸承所能承受的基本額定動(dòng)載荷N2.587,小于所能承受的基本額定動(dòng)載荷，所以負(fù)荷強(qiáng)度要求。kNCr5.31?????????PCnLh601]6[代入數(shù)據(jù)得： 362.58710???????h由于大蒜切須機(jī)是季節(jié)性使用的機(jī)械，工作時(shí)間并不長，工作周期不長，又因?yàn)樵摍C(jī)主要在室內(nèi)工作，工作溫度為常溫，不會(huì)引起應(yīng)溫度過高而造成的軸承損壞，因此，軸承壽命符合機(jī)器工作條件。總 結(jié)Lh9.2543?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)20為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束?；仡櫿麄€(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程，雖然充滿了困難與曲折，但卻讓我感到受益匪淺。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)生活最有意義的一次學(xué)習(xí)，它讓我體會(huì)到認(rèn)真集中精力做事的充實(shí)感，也帶給我很大的成就感。通過指導(dǎo)老師慈母般的教導(dǎo)，我完成了這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)帶給我很多啟發(fā)，其中最重要的一條就是要有扎實(shí)完善的理論儲(chǔ)備以及要熟練掌握專業(yè)知識。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，知識儲(chǔ)備的不足充分說明了這個(gè)問題，隨著不斷的翻看學(xué)習(xí)以前的課本，我的專業(yè)知識也比以前扎實(shí)了很多。在最初的確定方案的這個(gè)過程中，我曾遇到了很多問題，隨后在和老師、同學(xué)一起交流探討中，我深刻的體會(huì)到古人所說“三人行則必有我?guī)熝伞钡恼嬲x，與此同時(shí)也鍛煉了我和老師、同學(xué)交流的能力，更讓自己學(xué)會(huì)了怎樣去獨(dú)立思考，我相信這一切都將對我在今后的工作和生活意義重大。致 謝塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)21本設(shè)計(jì)的完成是在我的指導(dǎo)老師孟煒老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。感謝我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多困難都是在她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的指導(dǎo)下解決的；從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過程中，花費(fèi)了孟煒老師很多的寶貴時(shí)間和精力，指導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！在此向指導(dǎo)老師表示衷心地感謝！參考文獻(xiàn)塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22[1]林悅香,楊然兵,尚書旗. 大蒜根莖切割一體機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究,2014.[2]楊柯,胡志超,彭寶良,于昭洋,王申瑩,游兆延,徐弘博. 大蒜機(jī)械切須技術(shù)研究及試驗(yàn)[J]. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào),2015.[3]楊柯,胡志超,彭寶良,于昭洋. 大蒜機(jī)械化切須技術(shù)探析[J]. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào),2015.[4]張振武,李振洲,張寶凡. 大蒜主要器官結(jié)構(gòu)和生長動(dòng)態(tài)的觀察[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),1983.[5]蒯杰,盧澤民,饒勇.分段式大蒜收獲機(jī)械研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)機(jī)化,2012.[6]徐汝鋒.基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的大蒜須根切除設(shè)備的研究[D].山東理工大學(xué),2006.[7]嚴(yán)紀(jì)蘭.基于 PLC 控制的大蒜根須切除設(shè)備的研究[D].山東理工大學(xué),2008.[8]濮良貴,陳國定,吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].9 版.北京:高等教育出版社,2013.[9]單輝祖.材料力學(xué)[M].3 版.北京:高等教育出版社,2009.[10]吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊[M].4 版.北京:高等教育出版社,2012.[11]孫恒,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理[M].8 版.北京:高等教育出版社,2013.[12]龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].2 版.北京:高等教育出版社,2012.[13 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖[M].6 版.北京:高等教育出版社,2011.[14]張?jiān)弃Q,王旭峰.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].2 版.北京:中國林業(yè)出版社,2012.[15]江洪.Solidworks2011[M].4 版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.[16]曾令宜.AutoCAD2008[M].2 版.北京:電子工業(yè)出版社,2008.[17]單輝祖.理論力學(xué)[M].3 版.北京:高等教育出版社,2012. 前 言大蒜又名胡蒜，百合科蔥屬多年生草本植物，原產(chǎn)于中亞地區(qū)。早在公元前 3200 年，埃及就己經(jīng)開始種植大蒜，后來通過“絲綢之路”被引入我國陜西關(guān)中地區(qū)，在我國己有 2000 多年的栽培歷史。一直以來，大蒜因其獨(dú)特的風(fēng)味，常被作為食品配料，是地中海地區(qū)、歐洲和亞洲飲食文化的重要組成部分。隨著研究開發(fā)的不斷深入，大蒜作為營養(yǎng)保健品和藥品的巨大價(jià)值不斷被開發(fā)利用，其在抗菌抑菌、預(yù)防癌癥、治療心血管疾病和糖尿病等方面有獨(dú)特的功效。隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，越來越多的農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力來到城市、發(fā)達(dá)地區(qū)從事非農(nóng)產(chǎn)業(yè)，致使農(nóng)村勞動(dòng)力用工緊張，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本大幅上升、效率明顯降低，特別是在大蒜收獲環(huán)節(jié)尤為明顯，制約了我國大蒜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。機(jī)械化收獲是解決當(dāng)前大蒜生產(chǎn)過程中生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低等問題的有效手段。我國大蒜生產(chǎn)機(jī)械化研究起步晚，技術(shù)水平不成熟，與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距。大蒜收獲需完成的主要工序有挖掘、清土、切頸、切須等，大蒜收獲中的機(jī)械化挖掘、清土相對容易實(shí)現(xiàn)，機(jī)械化切頸、切須難度較大。機(jī)械化切頸己有技術(shù)突破和成型機(jī)構(gòu)，但機(jī)械化切須目前還尚無成熟技術(shù)和相關(guān)報(bào)道。因此，加快大蒜機(jī)械切須技術(shù)研發(fā)則顯得尤為重要。本文將介紹一種大蒜切須機(jī)。主有以下內(nèi)容，從課題的提出，大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前大蒜機(jī)械切須技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，提出了本文的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行相關(guān)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核，繪制了二維工程圖，最后在 SoildWorks 中建立了其三維模型，為加快大蒜機(jī)械切須技術(shù)的研發(fā)做出了貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：大蒜；機(jī)械；切須技術(shù)目 錄1 引言 .11.1 研究目的和意義 .12 設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇 .22.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 .22.2 方案選擇 .23 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 43.1 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu) .43.2 大蒜切須機(jī)的工作原理 .64 大蒜切須機(jī)主要零件的設(shè)計(jì) .74.1 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 .74.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .104.3 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 .134.4 軸承的選擇及校核 .18總 結(jié) 19致 謝 20參考文獻(xiàn) .21大蒜收獲機(jī)切根裝置設(shè)計(jì)316 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)大蒜收獲機(jī)切根裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué) 號所屬學(xué)院專 業(yè)班 級指導(dǎo)教師日 期前 言大蒜又名胡蒜，百合科蔥屬多年生草本植物，原產(chǎn)于中亞地區(qū)。早在公元前 3200 年，埃及就己經(jīng)開始種植大蒜，后來通過“絲綢之路”被引入我國陜西關(guān)中地區(qū)，在我國己有 2000 多年的栽培歷史。一直以來，大蒜因其獨(dú)特的風(fēng)味，常被作為食品配料，是地中海地區(qū)、歐洲和亞洲飲食文化的重要組成部分。隨著研究開發(fā)的不斷深入，大蒜作為營養(yǎng)保健品和藥品的巨大價(jià)值不斷被開發(fā)利用，其在抗菌抑菌、預(yù)防癌癥、治療心血管疾病和糖尿病等方面有獨(dú)特的功效。隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，越來越多的農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力來到城市、發(fā)達(dá)地區(qū)從事非農(nóng)產(chǎn)業(yè)，致使農(nóng)村勞動(dòng)力用工緊張，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本大幅上升、效率明顯降低，特別是在大蒜收獲環(huán)節(jié)尤為明顯，制約了我國大蒜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。機(jī)械化收獲是解決當(dāng)前大蒜生產(chǎn)過程中生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低等問題的有效手段。我國大蒜生產(chǎn)機(jī)械化研究起步晚，技術(shù)水平不成熟，與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距。大蒜收獲需完成的主要工序有挖掘、清土、切頸、切須等，大蒜收獲中的機(jī)械化挖掘、清土相對容易實(shí)現(xiàn)，機(jī)械化切頸、切須難度較大。機(jī)械化切頸己有技術(shù)突破和成型機(jī)構(gòu)，但機(jī)械化切須目前還尚無成熟技術(shù)和相關(guān)報(bào)道。因此，加快大蒜機(jī)械切須技術(shù)研發(fā)則顯得尤為重要。本文將介紹一種大蒜切須機(jī)。主有以下內(nèi)容，從課題的提出，大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前大蒜機(jī)械切須技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，提出了本文的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行相關(guān)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核，繪制了二維工程圖，最后在 SoildWorks 中建立了其三維模型，為加快大蒜機(jī)械切須技術(shù)的研發(fā)做出了貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：大蒜；機(jī)械；切須技術(shù)目 錄1 引言 .11.1 研究目的和意義 .12 設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇 .22.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 .22.2 方案選擇 .23 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 43.1 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu) .43.2 大蒜切須機(jī)的工作原理 .64 大蒜切須機(jī)主要零件的設(shè)計(jì) .74.1 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 .74.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .104.3 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 .134.4 軸承的選擇及校核 .18總 結(jié) 19致 謝 20參考文獻(xiàn) .21塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 引言我國是大蒜種植、加工、出口的主要國家之一，近年來中國大蒜出口一直保持著續(xù)性增長的態(tài)勢，自 2002 年之后連續(xù) 12 年年出口量保持在 100 萬 t 以上。種植面積正在持續(xù)擴(kuò)大，統(tǒng)計(jì)部門的數(shù)據(jù)顯示，至 2008 年全國的大蒜種植面積在 67. 3 萬公頃，總產(chǎn)量達(dá) 1 035 萬 t 。為了保持我國大蒜的出口優(yōu)勢與增加農(nóng)民的收入，我們的生產(chǎn)方針和加工技術(shù)必須根據(jù)國際市場的需求和我國大蒜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存問題，進(jìn)行必要的調(diào)整。必須在提高大蒜產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本以提高產(chǎn)品的競爭能力方面下功夫。特別是必須加快實(shí)現(xiàn)我國大蒜生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，在采取諸多農(nóng)業(yè)措施的同時(shí)，快速發(fā)展大蒜加工業(yè)。大蒜加工行業(yè)正在蓬勃發(fā)展。在大蒜深加工的前期，需將大蒜莖須去掉，以滿足后續(xù)生產(chǎn)工序的基本要求。傳統(tǒng)的大蒜切須多采用手工處理，不僅效率低下，大蒜損傷率高，而且極易傷手。因此設(shè)計(jì)一款高效率的大蒜切須機(jī)刻不容緩。1.1 研究目的和意義大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)研究主要為大蒜收獲加工提供方便，為大蒜加工提供更為便利的方式。與傳統(tǒng)的人工切須相比，研究設(shè)計(jì)大蒜切須機(jī)的目的主要是：（1）降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低加工成本。（2）提高加工效率，防止由于切須時(shí)間過長導(dǎo)致的大蒜變質(zhì)腐爛。大蒜切須作為大蒜加工中最重要的一部分，其加工過程的機(jī)械化所產(chǎn)生的意義在于：（1）降低了加工成本，提高了我國出口大蒜的競爭力。（2）大蒜加工產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，有利于我國大蒜的出口。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22 設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一種大蒜切須機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)輸送未切須大蒜，自動(dòng)切須。分析：本課題設(shè)計(jì)的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的大蒜自動(dòng)切須機(jī)械，它的功能包括自動(dòng)輸送、切割，該機(jī)擬采用電機(jī)帶動(dòng)減速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送、切割，通過機(jī)械傳動(dòng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大蒜的自動(dòng)切須。2.2 方案選擇圖 2-1 老式大蒜切須機(jī)圖 2-2 傳送帶三維示意圖塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3圖 2-1 ，2-2 為一款老式的大蒜切莖須機(jī)，其原理是通過夾持帶把帶莖的大蒜夾持住并把其輸送至圓盤刀處進(jìn)行切莖須，但是由于有的大蒜聯(lián)合收獲機(jī)其自己就能實(shí)現(xiàn)挖掘、清土、切頸的功能導(dǎo)致其從田地里收獲的大蒜切須時(shí)已經(jīng)沒有足夠長的莖干供其夾持如圖 2-3。 圖 2-3 已切頸未切須大蒜 圖 2-4 切須后的大蒜所以為了完成大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該另行設(shè)計(jì)一種能夠夾持住已經(jīng)切去了莖頸大蒜的大蒜切須機(jī)，通過翻閱大量資料以及借鑒類似機(jī)械的設(shè)計(jì)，本人最終設(shè)計(jì)出了一款新型的大蒜切須機(jī)，其主要是利用鏈板輸送裝置輸送未切須大蒜至旋轉(zhuǎn)的圓盤刀處進(jìn)行切須，大蒜的夾持裝置固定在被改造的鏈板上。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)43 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.1 大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)圖 3-1 大蒜切須機(jī)裝配示意圖1.減速器 2.大電機(jī) 3.刀軸 4.小電機(jī) 5.料杯 6.鏈板輸送裝置如圖 3-1 所示大蒜切須機(jī)主要由大電機(jī)、小電機(jī)、減速器、鏈板輸送裝置組成，鏈板輸送裝置上的鏈板被固定上了一個(gè)大蒜的夾持裝置（料杯）。3.1.1 切削部分結(jié)構(gòu)圖 3-21.圓盤刀刀托 2.圓盤刀塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5圖 3-3如圖 3-2，3-3 所示切割用的圓盤刀被焊接在圓盤刀刀托上，圓盤刀刀托利用鍵連接固定在刀軸上被刀軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)切割。3.1.2 夾持結(jié)構(gòu)圖 3-4 圖 3-5圖 3-4，3-5 為料杯即大蒜的夾持零件，把未切須大蒜底部朝上倒插入料杯中，大蒜的殘莖被下方小圓筒固定，大蒜橫徑處被卡在上方大圓筒處，蒜須露出。圖 3-6 鏈板俯視圖塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖 3-7 鏈板裝配圖如圖 3-6，3-7 所示料杯穿過鏈板上的孔，為了使料杯固定在鏈板上鏈板上先放一個(gè)支撐圓筒，料杯下方用一個(gè)開口銷穿過防止鏈板轉(zhuǎn)到機(jī)架下方時(shí)掉落。3.2 大蒜切須機(jī)的工作原理圖 3-8 大蒜切須機(jī)俯視結(jié)構(gòu)圖如圖 3-1，3-8 所示，大蒜切須機(jī)的工作原理為：小電機(jī)通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)的圓盤刀旋轉(zhuǎn)切割，由大電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩通過聯(lián)軸器把轉(zhuǎn)矩傳輸給減速器，減速器通過帶輪把轉(zhuǎn)矩傳輸給鏈板輸送裝置以帶動(dòng)被固定在鏈板上的大蒜使其被輸送至切須位置被圓盤刀切須。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)74 大蒜切須機(jī)主要零件的設(shè)計(jì)大蒜切須機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，看的是其主要部件的設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)不合理，機(jī)器就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者說不能運(yùn)轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來的這臺機(jī)器就是一堆廢鐵。設(shè)計(jì)合理，機(jī)器就能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)對大蒜進(jìn)行切須。因此，大蒜切須機(jī)的主要部件的設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中顯得尤為重要，合理的設(shè)計(jì)將提供給使用者更多的方便。4.1 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定4.1.1 傳動(dòng)方案的擬定 由于考慮到人工上料的速度，所以大蒜切須機(jī)中鏈板輸送裝置的主動(dòng)鏈輪軸旋轉(zhuǎn)速度較低，僅為 12r/min 到 6r/min，傳動(dòng)比較大，固減速器選擇一級渦輪蝸桿減速器，減速器與鏈板輸送裝置之間用 v 帶傳動(dòng)。4.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇查表機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副效率概略值，確定部分效率為：帶輪效率 =0.93，蝸輪蝸桿減速器傳1η動(dòng)效率 =0.50，深溝球軸承 =0.98，聯(lián)軸器 =0.972η3η4η代入得=0.93×0.50×0.98×0.97=0.44?a查詢同類鏈板輸送裝置可得輸入功率約為 1.5kw，故大電機(jī)功率應(yīng)大于P= =1.5/0.44=3.4KW awpη由于主動(dòng)鏈輪軸轉(zhuǎn)速較低，所以大電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)為 750r/min綜合以上信息，最終選擇型號為 Y160M1-8 的電機(jī),外形結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示。外形參數(shù)如表 4-1所示，技術(shù)參數(shù)如表 4-2 所示圖 4-1 電機(jī)結(jié)構(gòu)及尺寸塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8表 4-1 電機(jī)外形參數(shù)型號 A B C D E F G H KY160M1-825421010842 11012 37 16014.5表 4-2 電機(jī)技術(shù)參數(shù)電機(jī)型號 額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩Y160M1-8 4 720 2.0 2.0小電機(jī)最終選擇型號為 Y90S-6 的電機(jī),外形結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示。外形參數(shù)如表 4-3 所示，技術(shù)參數(shù)如表 4-4 所示表 4-3 電機(jī)外形參數(shù)型號 A B C D E F G H KY90S-614010056 24 50 8 20 90 10表 4-4 電機(jī)技術(shù)參數(shù)電機(jī)型號 額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩Y90S-6 0.75 910 2.0 2.2塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)94.1.3 減速器的選擇(1) 選用減速器的額定功率選用減速器的公稱輸入功率 滿足：NpNRSA21CPKP???式中： ——計(jì)算功率，KW;1CP——載荷功率;2——減速器公稱輸入功率;N——工況系數(shù);AK——啟動(dòng)系數(shù);S——可靠度系數(shù);R由于是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中度沖擊，故工況系數(shù) =1.5。AK可靠度要求一般，故 =1。RK得計(jì)算功率 ：c1PWP315.2c1??為滿足減速器的機(jī)械強(qiáng)度，要求，N1C?按 i=60，輸入轉(zhuǎn)矩為 n=720r／min，查手冊，初選WPA200，i=60，r／min，750n1?。KWPN4當(dāng) r／ min 時(shí)，折算公稱功率為：1 c112.3705PKWPN???(2) 校核熱平衡許用功率查手冊得， ，15.f?f215.3?根據(jù)公式可得熱平衡許用功率塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)103.7155f321t2 ?????P查手冊，對于 WPA200 型減速器 tGP21~8?故無需采用冷卻裝置，因此可以選定 WPA200 型減速器，采用油池潤滑。4.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)(1)首先列出設(shè)計(jì)的基本條件額定功率：2kw轉(zhuǎn)速： =12r/min1n傳動(dòng)比： =1.5i假設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 t10h確定計(jì)算功率 caP查表得工作情況系數(shù) =1.1AK= =1.1×2=2.2(kw)caPA(2)選擇 V 帶帶型根據(jù) 、 查得最適合的帶型為 A 型caP1n(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑由主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑系中選取 ，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為md671?mid5.105.2??驗(yàn)算帶的速度 ssnv /498./607160???v= =sm/498.5axs/25因此所選帶的速度合適(4)確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長度根據(jù) 初步確定中心距 ，計(jì)算帶的基準(zhǔn)長度)(2)(7.021021 dd??? ma70?=1972.36mm0212' 4)(dL???由 V 帶的基準(zhǔn)長度系中選取基準(zhǔn)長度 L?計(jì)算實(shí)際中心距 a md82.713)26.1970(2'0 ?????（5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 1?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11???? 12068.5.782.1301 ??????主動(dòng)輪包角合適（6）計(jì)算 V 帶的根數(shù) z lcakPz?)(90???由 , , =1.5 查表得min/140rn?d751i， ， ，kwP68.0 kP.0??5.?K3.1l代入數(shù)值，經(jīng)計(jì)算Z=1.984取 z=3（7）計(jì)算預(yù)緊力 0FNqvKvzPca436.125)5.2(0?????（8）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 p2sin10zF代入數(shù)值計(jì)算得=482.7Np(9)V 帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選用帶輪材料選用 HT150根據(jù)基準(zhǔn)直徑的大小選用不同的帶輪類型，兩帶輪都采用實(shí)心式，主要結(jié)構(gòu)尺寸如表 4-5表 4-5 結(jié)構(gòu)尺寸單位：mm尺寸類型 小帶輪 大帶輪塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12d 65 100基準(zhǔn)寬度 b8.0 8.0基準(zhǔn)線上槽深 minah2.75 2.75基準(zhǔn)線下槽深 if 8.7 8.7槽間距 e 15±0.3 15±0.3第一槽對稱面至端面距離f210?? 210??輪緣厚? 12 12帶輪寬 B 50 50外徑 ad80.5 285.5輪槽角 ?極限偏差?341??341?孔徑 0d26 16輪轂長 50 35148 32輪輻厚 b 81h202161D230.5塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)134.3 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 (1)求軸上的功率 P，轉(zhuǎn)速 n 以及轉(zhuǎn)矩 T。忽略傳遞效率，則：該軸輸入功率 KW2?該軸轉(zhuǎn)速 n=8r/min轉(zhuǎn)矩 m106.821059n1095=T33 ??????NP(2)初步確定軸以及套筒的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查手冊，取 ，則：A0nP3821d30min???(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸最小直徑出采用平鍵連接齒輪,內(nèi)徑 d1 選取 36mm。根據(jù)零件的轉(zhuǎn)配方案的要求,最終確定軸的外形尺寸如圖 4-2 所示。圖 4-2 主動(dòng)軸(4)求軸上的載荷塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14圖 4-3 軸的載荷分析布圖首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖，根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖 4-3所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 A 是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 A 處的 、 以及 M 的值列于下表 4-6。HV表 4-6塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15載荷 水平面 垂直面支反力 F ,NH1F3507?264，NV1F8573?260彎矩 M Mh=-3274628N.mm Mv=-4685246N.mm總彎矩 M=5275624N.mm扭矩 T T2=7376237.5N.mm塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16(5)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 A）的強(qiáng)度。根據(jù)公式以及上表中的數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)6.0??力 ????2 22 23ca 3MT56980.7.5MPaW1???? ????前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查手冊得 ，因此 ，故安??Pa?????1ca???全。(6 )精確校核軸的疲勞強(qiáng)度。1) 判斷危險(xiǎn)截面根據(jù)彎矩圖以及扭矩圖，可以知道右端軸承的支點(diǎn)截面，即 A 面所承受的彎矩和扭矩是最大的，但是從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，軸與齒輪連接處截面 B 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，且截面 B 處所承受的應(yīng)力與 A 面很接近，而截面 A 并沒有應(yīng)力集中，直徑也較大，故截面 A 不必校核，只需校核截面 B 即可。2) 截面 B 左側(cè)抗彎截面系數(shù) mm5.42187.0d1.33????W抗扭截面系數(shù) m.2.33?T截面 B 左側(cè)的彎矩 M=5256433 N?截面 B 上的扭矩 T=5073437.5 ?截面上的彎曲應(yīng)力 MPaW126487.53b???截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 a.03.T?軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 ， ， 。64PB??P2751???MPa15???截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中稀釋 以及 按手冊取。因 ,?? 0.3/rd,經(jīng)插值后查得15.30//?dD塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17，6.2???8.1?又由手冊可得軸的材料敏性系數(shù)為，82.0q??5.?故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ????312.611k?????????8??由手冊可得尺寸系數(shù) ；由手冊可得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。58.0??? 7.0??軸按磨削加工，由手冊得表面質(zhì)量系數(shù)為 92.????軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，按公式得綜合系數(shù)為1q?07.4192.58.03kK????????7.61?????又由手冊查得碳鋼的特性系數(shù)，取2.0~??1.0??，取15.?? 5??于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按公式得caS 38.10.24907.Kma1 ????????? 6.51.Sa1 ????????? 1.S8.6.38.S22ca ??????3)截面 B 右側(cè)抗彎截面系數(shù) W 按公式計(jì)算 m34071.0d.3????抗扭截面系數(shù) 6823?彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為 M=5256433 N.mm， 。MPaW15340b???扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)18T=5073437.5 N.mm， a7468053.MPWT???截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及 查手冊取。因???r/d=2/70=0.029，D/d=75/70=1.07，經(jīng)插值后查得，5.2??8.1?又由手冊可得軸的材料敏性系數(shù)，.0q.?故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ????23.15.82.11k ????????????68??由手冊得尺寸系數(shù) 5.0??扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 7.??軸未加工，按手冊得表面質(zhì)量系數(shù) .0???軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q?則綜合系數(shù)為 48.7.05.23kK?????????6.21681???又由手冊得碳鋼的特性系數(shù)，取2.0~???.0??，取15.? 5??則軸在界面Ⅳ右側(cè)的安全系數(shù)為 918.0.3248.7kSma1 ???????? 3.5.5.6.1a1 ?????????塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)191.5S90.3.1598.S22ca ?????????故軸在界面Ⅳ右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。本設(shè)計(jì)中無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可以略去靜強(qiáng)度校核。4.4 軸承的選擇與校核4.4.1 軸承的型號本機(jī)只承受徑向力，故選用深溝球軸承，為了與軸做配合，故選取 6012 號軸承其參數(shù)如下：,基本額定動(dòng)載荷 ，基本額定靜載荷 。189560???BDd kNCr5.31?kNCor2.4?4.4.2 軸承的校核由于軸承的基本額定壽命與破壞概率有關(guān)，所以在實(shí)際上按基本額定壽命計(jì)算選擇出的軸承中，可能有 10%軸承發(fā)生提前破壞；同時(shí)，也可能有 90%的軸承超過基本額定壽命還能繼續(xù)工作，甚至相當(dāng)多的軸承還能在工作一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)基本額定壽命。由于所選的軸承只能承受純徑向動(dòng)載荷， （當(dāng)量動(dòng)載荷）PFr?由于此前算過，軸上所承受的徑向力為 ，而軸承所能承受的基本額定動(dòng)載荷N2.587,小于所能承受的基本額定動(dòng)載荷，所以負(fù)荷強(qiáng)度要求。kNCr5.31?????????PCnLh601]6[代入數(shù)據(jù)得： 362.58710???????h由于大蒜切須機(jī)是季節(jié)性使用的機(jī)械，工作時(shí)間并不長，工作周期不長，又因?yàn)樵摍C(jī)主要在室內(nèi)工作，工作溫度為常溫，不會(huì)引起應(yīng)溫度過高而造成的軸承損壞，因此，軸承壽命符合機(jī)器工作條件?？?結(jié)Lh9.2543?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)20為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束?；仡櫿麄€(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程，雖然充滿了困難與曲折，但卻讓我感到受益匪淺。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)生活最有意義的一次學(xué)習(xí)，它讓我體會(huì)到認(rèn)真集中精力做事的充實(shí)感，也帶給我很大的成就感。通過指導(dǎo)老師慈母般的教導(dǎo)，我完成了這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)帶給我很多啟發(fā)，其中最重要的一條就是要有扎實(shí)完善的理論儲(chǔ)備以及要熟練掌握專業(yè)知識。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，知識儲(chǔ)備的不足充分說明了這個(gè)問題，隨著不斷的翻看學(xué)習(xí)以前的課本，我的專業(yè)知識也比以前扎實(shí)了很多。在最初的確定方案的這個(gè)過程中，我曾遇到了很多問題，隨后在和老師、同學(xué)一起交流探討中，我深刻的體會(huì)到古人所說“三人行則必有我?guī)熝伞钡恼嬲x，與此同時(shí)也鍛煉了我和老師、同學(xué)交流的能力，更讓自己學(xué)會(huì)了怎樣去獨(dú)立思考，我相信這一切都將對我在今后的工作和生活意義重大。致 謝塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)21本設(shè)計(jì)的完成是在我的指導(dǎo)老師孟煒老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。感謝我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多困難都是在她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的指導(dǎo)下解決的；從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過程中，花費(fèi)了孟煒老師很多的寶貴時(shí)間和精力，指導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！在此向指導(dǎo)老師表示衷心地感謝！參考文獻(xiàn)塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22[1]林悅香,楊然兵,尚書旗. 大蒜根莖切割一體機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究,2014.[2]楊柯,胡志超,彭寶良,于昭洋,王申瑩,游兆延,徐弘博. 大蒜機(jī)械切須技術(shù)研究及試驗(yàn)[J]. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào),2015.[3]楊柯,胡志超,彭寶良,于昭洋. 大蒜機(jī)械化切須技術(shù)探析[J]. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào),2015.[4]張振武,李振洲,張寶凡. 大蒜主要器官結(jié)構(gòu)和生長動(dòng)態(tài)的觀察[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),1983.[5]蒯杰,盧澤民,饒勇.分段式大蒜收獲機(jī)械研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)機(jī)化,2012.[6]徐汝鋒.基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的大蒜須根切除設(shè)備的研究[D].山東理工大學(xué),2006.[7]嚴(yán)紀(jì)蘭.基于 PLC 控制的大蒜根須切除設(shè)備的研究[D].山東理工大學(xué),2008.[8]濮良貴,陳國定,吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].9 版.北京:高等教育出版社,2013.[9]單輝祖.材料力學(xué)[M].3 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