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By artificial removal of Walnut, efficiency is very low, very high cost. Walnut peeling realized mechanization, to reduce labor intensity, improve agricultural productivity is important. The design of the green walnut peeling machine mainly from the rack, into the hopper, blocking plate, motor, drive shaft, peeling roller, hob, trash rack, wire brush, screen, water pipe, protective cover, the hopper , the hybrid bucket other components. Firstly, through the investigation and analysis of the status of this proposed walnut peeling machine design, then the walnut peeling machine of the main components of the detailed design and verification, and finally draw the assembly drawing and the major components of the AutoCAD drawing software parts diagram. Research methods to design and improve the future of all kinds of nuts and shell peeling machine has a good reference value. Keywords: Walnuts, Peeling, Washing, Peeling, Trash rack 目 錄 1 緒論 1 1.1 研究背景和意義 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀 1 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 2 1.3 設(shè)計要求 2 2 總體方案設(shè)計 3 2.1 主要結(jié)構(gòu)和工作原理 3 2.1.1 主要結(jié)構(gòu) 3 2.1.2 工作原理 3 2.2 技術(shù)參數(shù) 3 2.3 結(jié)構(gòu)特點 4 2.3.1 柵條與旋切滾筒之間間隙可調(diào) 4 2.3.2 滾刀螺旋布置，材料為不銹鋼 5 2.3.3 具有二次去皮功能 5 2.3.4 實現(xiàn)對核桃的初洗和精洗 5 2.4 影響青核桃去皮效果的主要因素 5 2.4.1 核桃成熟度 5 2.4.2 柵條與旋切滾筒之間間隙 5 2.4.3 相鄰焊接?xùn)艞l之間的間隙 5 3 主要零部件的設(shè)計 6 3.1 電動機的選擇 6 3.1.1 選擇電動機類型 6 3.1.2 電動機容量的選擇 6 3.1.3 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 6 3.2 減速機構(gòu)的設(shè)計 6 3.2.1 分配傳動比 6 3.2.2 運動和動力參數(shù)計算 7 3.2.3 齒輪的設(shè)計 7 3.2.4 軸和軸承裝置、鍵的設(shè)計 11 3.3 V帶傳動的設(shè)計 15 3.3.1 V帶的基本參數(shù)計算 15 3.3.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計 17 3.4 主軸的設(shè)計與校核 18 3.4.1 軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n、轉(zhuǎn)矩T 18 3.4.2 初步確定軸的最小直徑 18 3.4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 3.4.4 軸上的載荷 20 3.4.5 精確校核軸的疲勞強度 21 3.5 主軸承的選擇與校核 23 3.5.1 計算軸承受到的徑向載荷 23 3.5.2 計算軸承軸向力 23 3.5.3 求軸承的當(dāng)量動載荷 23 3.5.4 驗算軸承的壽命 24 3.6 機體部件的設(shè)計 24 3.6.1 入料斗、出料斗 24 3.6.2 旋切滾筒、滾刀 25 3.6.3 柵條圓筒、柵條 25 3.6.4 鋼絲毛刷、篩網(wǎng) 26 3.6.5 擋料板、防護(hù)罩 27 3.6.6 機架 27 總 結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 致 謝 30 30 浙江農(nóng)林大學(xué)天目學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 緒論 1.1 研究背景和意義 核桃是世界領(lǐng)先的四大堅果（杏仁，腰果，榛子），這是核桃是一種落葉喬木，種植在中國已有2000多年的歷史之一。根據(jù)市場預(yù)測，核桃中含有豐富的脂肪（70％）和蛋白質(zhì)（20％），熱量非常高營養(yǎng)的食物是不含膽固醇的綠色保健食品，具有廣闊的國內(nèi)，國際市場，一向被稱為“木本油料“，”鐵飯碗“，是山區(qū)林業(yè)生產(chǎn)重要經(jīng)濟(jì)物種的中國發(fā)展。 圖1-1 青核桃 我國的核桃種植約1.3萬公頃面積以上，主要產(chǎn)區(qū)在西南和西北。在國際市場上，核桃和杏皮，腰果，榛子一起并列世界第四大干果，核桃作為保健食品早已認(rèn)識到國內(nèi)外。中國的核桃產(chǎn)量約31萬噸，全國人均0.24千克。核桃處理的需求和市場的問題，以確定核桃處理，除了剝離，分級，水洗，脫水，干燥，脫殼，船體分離和包裝，還進(jìn)一步處理。在這個過程中，這個問題更加困難核桃剝離，主要由人工完成的。人工剝皮難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，它發(fā)展非常高效剝皮機已成為當(dāng)務(wù)之急。 圖1-2 青核桃去皮機 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀 只有中國和美國胡桃木每年20萬噸以上。核桃生產(chǎn)中兩個國家占了約50％的世界生產(chǎn)核桃，以及生產(chǎn)和市場占有率的最有代表性，最高層時，人數(shù)最多的美國。皮加核桃都是機械化，通過剝皮機去皮，機械，風(fēng)選機分離的外殼，然后用彩色掃描儀將剝成深色和淺色，然后分解成不同的尺寸，最后，包裝銷售的全皮及皮革檔次分別。 國外在20世紀(jì)60年代初，開始研制螺母剝皮機，到80年代初，美國，意大利，法國等，紛紛推出了各種果仁去皮機，如夏威夷果去皮機，杏仁去皮機器。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成熟的堅果剝皮機，目前正朝著機電一體化方向發(fā)展。因為只有強大的美國品種柜員機，哈特利，山，維納，土萊爾，豪皇庭六，它的質(zhì)量，大小均勻，有利于機械化去皮，因此核桃去皮機在美國早期的發(fā)展。主要核桃去皮機類型有： （1）拉里·H. Hemry研發(fā)的專利號6098530機械核桃去皮機。由機架，料斗，可調(diào)定位板，破碎設(shè)備，以及動力傳遞到組合物中的飛機的主要結(jié)構(gòu)。 （2）肯尼思·R·埃文斯開發(fā)的專利號為4201126核桃去皮機。它由進(jìn)料斗，輸送設(shè)備，剝離裝置和排出斗等組成。 （3）克拉倫斯·勞埃德Warmack和巴里肖恩Warmack等發(fā)達(dá)國家專利號6516714核桃去皮機。它由一個機架，櫥柜，滾筒，旋轉(zhuǎn)剝離裝置和排出斗等組成。本機可以成功有效地?fù)糁泻颂覛し蛛x。 （4）專利約翰W.巴西發(fā)明是4255855堅果餅干。由手柄，可調(diào)柱塞，夾頭，基地和固定臺等組成的夾子。 （5）邁克爾·P.Filice，R奧伯特萊莫斯和羅伯特P.Baker等發(fā)達(dá)國家專利號5325769核桃去皮機。工作，核桃由輸送裝置箱逐一運到命中設(shè)備，然后由該凸輪開始擊中胡桃殼打破它稻殼分離控制。 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 堅果剝皮機發(fā)展緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于養(yǎng)殖在某些生產(chǎn)和應(yīng)用設(shè)備的發(fā)展，有幾個突出的問題： （1）剝離速度是非常低的。許多剝皮機剝剝或不完全耗盡，剝離凈率不是很高，只有50％的一些去皮機去皮率。 （2）高的損失率。由于參數(shù)選擇不合理，造成了嚴(yán)重的是難以回收廢棄剝落殘缺，破損的錢包破殼。 （3）剝?nèi)タ蓱z的完整性。一些設(shè)備的設(shè)計中，為了減少漏剝離或剝落現(xiàn)象并非完全一味追求提高剝離速率，導(dǎo)致了高破碎比，從而減少了非常低商品產(chǎn)品的價值。 （4）通用性差。一般剝皮機只能用于各種堅果剝離操作的，對于不同品種堅果，不能由更換機器的主要部分實現(xiàn)。 （5）設(shè)備的性能，適應(yīng)性差。專門開發(fā)用于某些特定型號的螺母時，螺母的品種，規(guī)格尺寸，外殼造型和水分含量等因素的變化，去皮，去皮設(shè)備的性能下降。 （6）部分經(jīng)營成本高。去皮機尚未形成規(guī)模和系列化，多為單發(fā)，通用性差，不是一個機器還，使生產(chǎn)經(jīng)營設(shè)備配置成本高，導(dǎo)致該作業(yè)的處理成本的增加。 1.3 設(shè)計要求 參青核桃去皮機，專為滿足核桃去皮和清洗機的不同方面，不僅需要脫核桃，核桃也可以進(jìn)行初步的清洗，精洗，做盡可能高的機械效率，體積小。 2 總體方案設(shè)計 2.1 主要結(jié)構(gòu)和工作原理 2.1.1 主要結(jié)構(gòu) 該機主要由機架、入料斗、擋料板、電動機、傳動軸、旋切滾筒、滾刀、柵條、鋼絲刷、篩網(wǎng)、噴水管、防護(hù)罩、出料斗、出雜斗等部件組成。（如下圖）。 圖2-1 青核桃去皮機結(jié)構(gòu)方案 1-入料斗 2-擋料板 3-傳動軸 4-電動機 5-機架 6-柵條圓筒 7-滾刀 8-柵條 9-旋切滾筒 10-定位銷 11-鋼絲毛刷 12-篩網(wǎng) 13-出雜斗 14-出料斗 15-防護(hù)罩 16-噴水管 2.1.2 工作原理 青皮核桃從入料斗進(jìn)入旋切滾筒內(nèi)，旋切滾筒轉(zhuǎn)動時帶動青皮核桃沿滾筒切線方向運動并摩擦擠壓柵條，在滾刀的切削和滾筒與柵條之間的擠壓、摩擦作用下將核桃表面的青皮剝離下來。剝離后的青皮從滾筒柵條間隙中分離出來進(jìn)入出雜斗。由于滾刀按螺旋線排列，因此核桃在剝離青皮的過程中沿螺旋線方向向出料斗移動。與此同時，將一定壓力的水噴射到核桃表面，清洗核桃表面的污物。核桃進(jìn)入篩網(wǎng)后，少量未削凈的青皮被鋼絲毛刷清除，脫去青皮的核桃在鋼絲毛刷的作用下從出料斗排出。 2.2 技術(shù)參數(shù) 種核桃去皮機對象是指核桃外表面的青皮。用游標(biāo)卡尺測量出100個核桃的三維尺寸，統(tǒng)計處理后得出均值、方差等見表2-2，對三維尺寸進(jìn)行方差分析見表2-3。 表2-2綿核桃的三維尺寸統(tǒng)計表 單位（mm） 位置 均差 均方差 變異系數(shù) 近似球體直徑 球度 縱徑 32.33 2.64 8.1% 31.86 0.979 橫徑 31.82 2.64 8.3% 棱徑 31.24 2.35 7.5% 表2-3綿核桃三維尺寸方差分析 方差來源 平方和 自由度 均方 F值 臨界值 位置之間 84.2 2 42．10 640 6．91 誤差 1952 297 6．57 總和 2036 299 6．81 對測量結(jié)果進(jìn)行分析，可得出如下結(jié)論： （1）絕大多數(shù)核桃的三維尺寸都在27~37之間，其數(shù)量占總核桃量的95%左右。 （2）核桃的三維尺寸存在縱徑、橫徑、棱徑，但在=0.001水平下三維尺寸有高度顯著變化，可近似簡化為球。 （3）核桃外形近似為球，近似程度用球度來表示，球度的定義為： 球度= 式中，DE---是與物體體積相同的球體直徑。 DC---最小外接球體直徑。 假定核桃的體積等于截距為A、B、C的三維尺寸橢球的體積，外接球的直徑是橢球的最大截距A，則球度表達(dá)式為： 球度==幾何平均直徑/最大直徑=近似球體直徑/最大直徑。 本次設(shè)計采用常見的異步電動機作動力源，利用V帶與減速器減速和傳遞功率。利用軸旋轉(zhuǎn)帶動滾筒的轉(zhuǎn)動，防護(hù)罩固定在機架上，利用滾筒旋切滾刀與柵條去皮（如圖2-9），設(shè)計了調(diào)間隙機構(gòu)可以生產(chǎn)不同尺寸的核桃，設(shè)計了撥料機構(gòu)防止核桃在輸料斗里懸空和卡住，從而使機器能夠連續(xù)的工作，大大提高了生產(chǎn)率，基本性能如下： 外形尺寸（mm） 1000×700×900 配套動力（kW） 1.1 生產(chǎn)率（kg/h） 800 去皮率（%） ≥95 破碎率（%） ≤1 皮中含果肉率（%） ≤2 果中含雜率（%） ≤2 洗凈率（%） ≥95 2.3 結(jié)構(gòu)特點 2.3.1 柵條與旋切滾筒之間間隙可調(diào) 固定柵條的螺栓上套有彈簧，通過對調(diào)節(jié)彈簧的松緊來控制柵條與旋切滾筒、滾刀對核桃作用的強弱，以滿足對尺寸大小不同的核桃去皮，同時避免損傷核桃硬殼。 2.3.2 滾刀螺旋布置，材料為不銹鋼 滾刀與成角度的螺桿均勻地分布在滾筒剝離，切割的外圓柱表面，而輸送向前核桃核桃。不銹鋼，高強度，韌性，和耐腐蝕性爐材料。 2.3.3 具有二次去皮功能 在屏幕的軸部從剝離輥式輸送機的料斗，但也不能剝除凈核桃二次剝離，從而達(dá)到剝離更好的效果安裝金屬絲刷，除核桃。 2.3.4 實現(xiàn)對核桃的初洗和精洗 在保護(hù)罩安裝噴淋管的內(nèi)部，通過控制水的量的大小，來實現(xiàn)初步清洗核桃的目的;在屏幕鋼絲刷的頂部還裝有噴水管，鋼絲刷核桃剝離并運送到細(xì)洗滌過程中的次級料斗，確保核桃輸出是完全干凈。 2.4 影響青核桃去皮效果的主要因素 2.4.1 核桃成熟度 剛采摘核桃，青皮和核桃殼連接牢固，附著力大，不易剝落。放置3至5天，剝離或開裂核桃略微膨脹時進(jìn)行。 2.4.2 柵條與旋切滾筒之間間隙 當(dāng)與鐵之間的差距去皮鼓直徑比核桃大，核桃不能去皮。過小，滾刀，壓路機，攔污柵核桃切割，沖壓，強烈的摩擦原因，很容易導(dǎo)致斷核桃殼。調(diào)節(jié)彈簧松緊或正在進(jìn)行放置墊片來改變這里的攔污柵系統(tǒng)的大小。 2.4.3 相鄰焊接?xùn)艞l之間的間隙 核桃通過在切割過程中擠出的鐵桿，反過來，柵條喇叭形在核桃反應(yīng)。如果該間隙過在手反應(yīng)喇叭形大相鄰的兩個鐵桿，核桃容易從該間隙漏出。在設(shè)計過程中，必須考慮到這一點，適合減小相鄰電極之間的間隙。此外，彈簧的調(diào)整松緊可以控制網(wǎng)格開口的大小。 3 主要零部件的設(shè)計 3.1 電動機的選擇 3.1.1 選擇電動機類型 電動機是標(biāo)準(zhǔn)部件。本機器因為在室內(nèi)工作，運動載荷比較平穩(wěn)，因此選擇Y系列一般用途的全封閉型三相異步電動機。 3.1.2 電動機容量的選擇 根據(jù)參考的核桃去皮機已知配套動力為1.1KW，查《機械設(shè)計手冊》表選取電動機額定功率為1.1KW。 3.1.3 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 對比查閱型青核桃去皮機主軸工作轉(zhuǎn)速為150r/min~250r/min，初步選取主軸工作轉(zhuǎn)速： 展開式單級齒輪薦的傳動比為： V帶的傳動比為： 得總推薦傳動比為： 因此電動機實際轉(zhuǎn)速的推薦值為： 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為1000、1500、3000r/min。 綜合考慮傳動機構(gòu)的緊湊性和經(jīng)濟(jì)性，選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動機。 綜上所述選擇型號為Y90S-4的電動機，其滿載轉(zhuǎn)速，額定功率1.1。 3.2 減速機構(gòu)的設(shè)計 3.2.1 分配傳動比 （1）總傳動比 滿載轉(zhuǎn)速。因此總傳動比為： （2）分配傳動比 為使傳動裝置的尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉的現(xiàn)象，選V帶的傳動比：； 則減速器的傳動比為：； 3.2.2 運動和動力參數(shù)計算 （1）各軸的轉(zhuǎn)速 1軸 ； 2軸 ； 主軸 （2）各軸的輸入功率 1軸 ； 2軸 ； 主軸 ； （3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 1軸 ； 2軸 ； 主軸 ； （4）整理列表 軸名 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 傳動比 1軸 1.089 7.43 1400 1 2軸 1.046 19.98 500 2.8 主軸 0.994 47.46 200 2.5 3.2.3 齒輪的設(shè)計 （1）選擇精度等級、材料和齒輪齒數(shù) 選用7級精度，由表6.1選擇小齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)齒輪），硬度為240HBS，大齒的輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)處理），硬度為210HBS。 選擇小齒輪齒數(shù)， 大齒輪的齒數(shù)為，取 （2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即 1） 確定公式各計算數(shù)值 （a）試選載荷系數(shù) （b）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （c）小齒輪相對兩軸承支承對稱分布，因此選取齒寬系數(shù) （d）由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)為 （e）由圖6.14按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強度極限為 大齒輪的接觸疲勞強度極限為 （f）由式6.11計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （g）由圖6.16查得齒輪的接觸疲勞強度壽命系數(shù) （h）計算齒輪的接觸疲勞強度許用應(yīng)力 取失效概率為1％，選擇安全系數(shù)為S=1，由式10-12可得 （i）計算 試算小齒輪的分度圓直徑，代入中的較小值 計算圓周速度v： 計算齒寬b： 計算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) 齒很高 計算載荷系數(shù)K 根據(jù)，7級精度，查得動載荷系數(shù) 假設(shè)，由表查得 由表5.2查得使用系數(shù) 由表查得 查得 因此載荷系數(shù) （j）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得 （11）計算模數(shù)ｍ （3）按齒根彎曲強度設(shè)計 彎曲強度的設(shè)計公式為 （a）確定公式內(nèi)的計算數(shù)值 由圖6.15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 由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 　 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1.3，由式得 計算載荷系數(shù) （b）查取齒形系數(shù) 由表6.4查得　 （c）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表6.4查得 　 （d）計算大小齒輪的，并比較 小齒輪的數(shù)據(jù)大 （e）設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由齒輪齒面接觸疲勞強度計算得到的模數(shù)m大于由齒輪齒根彎曲疲勞強度計算得到的模數(shù)，因此可取由彎曲強度算得的模數(shù)1.06mm，并將該齒輪模數(shù)取第一標(biāo)準(zhǔn)系列值m＝1.5mm。按接觸強度算得的分度圓直徑： 算出小齒輪的齒數(shù)　取 大齒輪的齒數(shù)　取 （4）幾何尺寸計算 （a）計算分度圓直徑 （b）計算中心距 （c）計算齒寬寬度取35mm 序號 名稱 符號 計算公式和參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 24，67 2 模數(shù) m 1.5mm 3 分度圓直徑 4 齒頂很高 5 齒根很高 6 全齒很高 7 頂隙 8 齒頂圓直徑 9 齒根圓直徑 10 齒寬度 11 中心距 3.2.4 軸和軸承裝置、鍵的設(shè)計 （1）軸1的設(shè)計 1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 （a）很高速軸上的功率P1,轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1 ，， （b）初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設(shè)計表11.3，取，于是得： （c）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 該處開有鍵槽因此軸徑加大10％～15％，且這是安裝聯(lián)軸器的直徑，取16mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 為了滿足帶輪的軸向定位，Ⅰ-Ⅱ軸段右端要有一軸肩，因此取Ⅱ-Ⅲ段直徑為dⅡ-Ⅲ=19mm。 初步選定滾動軸承，因軸承受徑向力和軸向力，根據(jù)dⅡ-Ⅲ=19mm，取用6204型深溝球軸承，其尺寸為d×D×T=20mm×42mm×13mm，則有dⅢ-Ⅳ=dⅤ-Ⅵ=20mm，LⅡ=13mm，軸承中間處用軸肩定位，這段取直徑dⅣ-Ⅴ=25mm。 右端軸承與齒輪之間應(yīng)有一套同固定，Ⅴ-Ⅵ長應(yīng)為：取套同長12mm，則LⅤ-Ⅵ=17mm。 齒輪為齒輪軸此軸段長LⅥ-Ⅶ=40mm。 取軸承端蓋總寬為32mm，外端面與聯(lián)軸器右端面間距離為10mm，因此取LⅡ-Ⅲ=42mm。 結(jié)合箱體結(jié)構(gòu)，取LⅣ-Ⅴ=76mm。 （d）軸上零件的周向定位 軸上零件的周向定位：聯(lián)軸器與軸的周向定位均用平鍵聯(lián)接。按dⅥ-Ⅶ=18mm查得平鍵截面b×h=6mm×6mm，鍵槽用銑刀加工，長40mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，因此選擇齒輪輪轂與軸配合為H6/n5。 2）強度校核計算 （a）求作用在軸上的力 已知很高速級齒輪的分度圓直徑為= ，根據(jù)《機械設(shè)計》（軸的設(shè)計計算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則 （b）求軸上的載荷（詳細(xì)過程以軸2為例，其他軸類似不一一復(fù)述） 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)簡圖作出軸的計算簡圖。再確定軸承支點位置時，從手冊中查取a值。對于深溝球軸承6204型，由手冊中查得a=13mm。因此，軸的支撐跨距為L1=120mm。 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險截面。先計算出截面C處的MH、MV和M的值列于下表。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F ， ， C截面彎矩M 總彎矩 扭矩 圖3-1 軸1彎矩圖和扭矩圖 （c）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)式(15-5)和上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力 已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，因此安全。 （2）軸2的設(shè)計 1） 軸2的轉(zhuǎn)速和功率轉(zhuǎn)矩：P2=1.046Kw，n2=500r/min，T2=19.98N.m 2） 求作用在齒輪上的力 （a）求作用在非常低速級齒輪上的力 　　　　　 圓周力： 　　　　　 徑向力： 　　　　　 軸向力： 3）初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設(shè)計-表15-3，取，于是得： 該軸有兩處鍵槽，軸徑應(yīng)增加10%~15%，Ⅱ軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處軸的直徑和，因此 4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （a）擬定軸上零件的裝配方案 （b）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 初步選擇滾動軸承。因軸承不受軸向力的作用，因此選用深溝球軸承。參照工作要求，根據(jù)　，選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列深溝球軸承6205型，其尺寸為，得： 軸段取安裝齒輪處的Ⅱ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅴ取，根據(jù)齒輪寬并為保證齒輪定位準(zhǔn)確軸段適當(dāng)縮短1~2mm，因此：， 軸段Ⅲ-Ⅳ為兩側(cè)齒輪定位軸環(huán)，根據(jù)箱體尺寸。 （c）軸上零件的周向定位 帶輪采用平鍵聯(lián)接，按，查機械設(shè)計表得平鍵截面，聯(lián)接小齒輪的平鍵長度為32mm. 5）求軸上的載荷 對于6205型深溝球軸承， 計得：，，根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。如下圖所示 載荷 水平面 垂直面 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 圖3-2 軸2彎矩圖和扭矩圖 6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 進(jìn)行校核時，一般只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即圓柱齒輪的截面，取，軸的計算應(yīng)力： 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機械設(shè)計表，查得，因此，安全。 3.3 V帶傳動的設(shè)計 3.3.1 V帶的基本參數(shù)計算 （1）確定計算功率： 已知：； 查《機械設(shè)計手冊》表13-8得工況系數(shù)為： 則： （2）選取V帶型號： 根據(jù)、查《機械設(shè)計手冊》圖13-15選用A型V帶 （3）選擇大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑： 2）計算大帶輪基準(zhǔn)直徑： 圓整取，誤差小于5%，是允許的。 （4）驗算帶速： 帶的速度合適。 （5）確定V帶的基準(zhǔn)長度和中心距： 1）中心距： 初選中心距 2）基準(zhǔn)長度： 對于A型帶選用 3）實際中心距： （6）驗算主動輪上的包角： 由 得 主動輪上的包角合適。 （7）計算V帶的根數(shù)： ，查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-3 得：； ，查表得：； 由查表得，包角修正系數(shù) 由，與V帶型號A型查表得： 綜上數(shù)據(jù)，得 取合適。 （8）計算預(yù)緊力（初拉力）： 根據(jù)帶型A型查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-1得： （9）計算作用在軸上的壓軸力： 其中為小帶輪的包角。 （10）V帶傳動的主要參數(shù)整理并列表： 帶型 帶輪基準(zhǔn)直徑(mm) 傳動比 基準(zhǔn)長度(mm) A 2.5 1250 中心距（mm） 根數(shù) 初拉力(N) 壓軸力(N) 400.7 4 57.1 451.7 3.3.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計 （1）帶輪的材料： 采用鑄鐵帶輪（常用材料HT200、HT150） （2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式： V帶輪的結(jié)構(gòu)樣式與V帶選定的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動機，，較小，因此小帶輪采用實心式結(jié)構(gòu)帶輪，而大帶輪接主軸，較小，因此采用孔板式。 圖3-3 大帶輪結(jié)構(gòu)圖 3.4 主軸的設(shè)計與校核 3.4.1 軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n、轉(zhuǎn)矩T 主軸上的功率P3,轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3 ，， 3.4.2 初步確定軸的最小直徑 先按機械設(shè)計式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45號鋼，調(diào)制處理。根據(jù)表15-3，取A0=112，于是得 軸的最小直徑顯然是安裝V帶的從動輪處的直徑dⅠ-Ⅱ，為了使所選的軸的直徑dⅠ-Ⅱ與從動輪的直徑相配合，因此取dⅠ-Ⅱ=24mm,V帶輪的長度L=50mm，V帶輪與軸配合的轂孔長度L1=48mm。 3.4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）擬定軸上的零件裝配方案 本軸的裝配方案采用如下圖所示的裝配方案 圖3-4 軸的結(jié)構(gòu) （2）確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足的V帶輪的軸向定位的要求，Ⅰ-Ⅱ軸段左端需制出一軸肩，因此取dⅡ-Ⅲ=28mm；V帶輪與軸配合的轂孔長度L=50mm，為了保證軸的擋圈只壓在V帶輪的上而不壓在軸的端面上，因此Ⅰ-Ⅱ段的長度應(yīng)比L1略短些，現(xiàn)取Ⅰ-Ⅱ=48mm。 2）初步選擇角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)dⅡ-Ⅲ=28mm，由（見《機械設(shè)計手冊》）軸承產(chǎn)品目錄中初步選用標(biāo)準(zhǔn)精度級角接觸球軸承7206AC，其尺寸為。左端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得7206AC型軸承的定位軸肩很高度h=5mm，因此，取dⅣ-Ⅴ=35mm。 3）取軸段Ⅳ-Ⅴ的直徑dⅣ-Ⅴ=35m m，齒盤右端與右軸承之間采用套筒定位，已知齒盤的厚度為23mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輥，此軸段略短于輪轂長度，因此取lⅣ-Ⅴ=44mm，lⅥ-Ⅶ=44mm。左端與左軸承之間用軸肩定位，軸肩很高度h=7mm則周環(huán)處的直徑dⅤ-Ⅵ=42mm，周環(huán)的寬度b≥1.4h，取lⅤ-Ⅵ=10mm。 4）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆和便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與從動輪右端間的距離l=30mm，因此取lⅡ-Ⅲ=50mm，lⅧ-Ⅸ=50mm。 5）由于支架總的長度為500mm，在確定滾動軸承的位置時，已知軸承寬度B=20mm，且支架內(nèi)齒盤對稱，則lⅢ-Ⅳ=80mm;lⅦ-Ⅷ=80mm。軸的最左端固定帶輪，已知帶輪的L=30mm，軸端采用的擋板固定，為了保證軸擋圈只壓在V帶輪上而不壓在軸的端面上，因此Ⅸ-Ⅹ段的長度應(yīng)比L略短些，現(xiàn)取lⅨ-Ⅹ=28mm。 至此，初步確定了軸的各段直徑和長度。 （3）軸上零件的軸向定位 軸的徑向定位采用平鍵連接。按dⅣ-Ⅴ由手冊查得平鍵截面（GB/T1095-1979)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為36mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB/T1096-1979），同時為了保證齒盤與軸配合有良好的對中性，因此選擇齒盤與軸的配合為H7/m6；同樣，V帶輪與軸的連接，選用平鍵位，V帶輪與軸的配合為H7/m6。軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見圖紙。 （5）軸的潤滑 采用涂黃油的方式進(jìn)行。 3.4.4 軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)簡圖（圖3-5）作出軸的計算簡圖。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面D是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的截面D處的、和M的值列于下表（參看圖3-6）。 表3-1截面C處的MH、MV、M值 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 圖3-5 主軸的載荷分析圖 進(jìn)行校核時，一般只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（危險截面D）的強度。根據(jù)式（15-5）和以上所算得數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，故取 軸的計算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。因此，因此安全。 3.4.5 精確校核軸的疲勞強度 （1）判斷危險截面 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B,E,F,Ⅷ,Ⅸ只承受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩和過渡配合所引起應(yīng)力集中都將削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭矩強度較寬裕地確定的，因此上述的截面均不需校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面Ⅳ和Ⅴ 處過盈配合引起的應(yīng)力集中會最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面D上的應(yīng)力最大。截面Ⅴ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅳ的相近 ，但截面Ⅴ軸徑較大，因此不需要強度校核。截面D也不需要校核。由于軸基本是對稱的結(jié)構(gòu)，剩余截面顯然不需要校核。因而該軸只需要校核截面Ⅳ左右兩側(cè)即可。 （2）校核截面Ⅳ左側(cè) 左側(cè)的彎矩 截面的扭矩 交接處左側(cè)的彎曲應(yīng)力： 交接處左側(cè)的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 軸的材料為45鋼，對其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得：。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)ασ和ατ按附表3-2查取。因 有效應(yīng)力集中系數(shù) 由，。 經(jīng)查值后查得：。 又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為： ， 因此有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附3-4）為 由附圖3-2得尺寸系數(shù)；由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為。 計算安全系數(shù)： 因 因此安全。 （3）校核截面Ⅳ右側(cè) 交接處的右側(cè)彎矩 彎矩 彎曲應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 過盈配合的應(yīng)力集中系數(shù)插值法查得： 查表得絕對尺寸影響系數(shù)為： 表面質(zhì)量系數(shù) 疲勞強度的綜合影響系數(shù)為： 計算安全系數(shù)： 因因此此軸在截面Ⅳ右側(cè)的強度也是足夠的。 3.5 主軸承的選擇與校核 3.5.1 計算軸承受到的徑向載荷 （1）查機械設(shè)計手冊可知，7206AC的，， 前面求得的兩個軸承所受的載荷分別為： ，， ，； （2）軸承壽命的計算，軸承采用正裝其軸承的支反力 3.5.2 計算軸承軸向力 初選軸承型號7206AC，查表得 ， 因， 因此軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松。 因此： 3.5.3 求軸承的當(dāng)量動載荷 確定軸承的徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù) 因此軸承1和軸承2都取： ，， 計算軸承的當(dāng)量動載荷 3.5.4 驗算軸承的壽命 因，因此按軸承2驗算壽命。 軸承預(yù)期壽命。 因,因此7206AC軸承滿足使用。 3.6 機體部件的設(shè)計 3.6.1 入料斗、出料斗 輸入料斗是確保平穩(wěn)饋送，起到一個給定的材料的作用，該機器基于所述支架類型的特性時，輸出料斗被設(shè)計成結(jié)合在矩形和梯形的形狀，并且兩個的底部設(shè)計控制輸入料斗送入圓形核桃槽鋼，可以在定位發(fā)揮作用。為50mm進(jìn)料管的直徑，輸出料斗由四個鐵鋼板焊接，以確保僅僅輸入核桃剝離剝離裝置，以及確保150千克/小時的生產(chǎn)率。如圖3-6。 圖3-6.1 入料斗圖 圖3-6.2 出料斗圖 3.6.2 旋切滾筒、滾刀 圖3-7 旋切滾筒、滾刀圖 3.6.3 柵條圓筒、柵條 在機器的半門籠已經(jīng)去皮核桃和核桃去皮不可分離，分離的原則是“通過較小，但大的。”每個半籠柵格只能允許一個對象核桃皮膚通過剝離核桃大小是由于核桃殼的破裂，被分成一個核桃殼和全谷物核桃皮，核桃皮膚的尺寸正好可以通過網(wǎng)格，而核桃果因為太大而不能通過網(wǎng)格，它會被擋在框剝離，剝離繼續(xù)下去，直到它的外殼破碎。在圖3-8半籠柵所示的結(jié)構(gòu)。 光柵是利用固定兩端兩個面板，墻體材料HT200，20鋼材質(zhì)攔污柵。使用，因為它們的特殊的作用，需要其的表面處理φ10長圓形的橫截面，的590毫米長度，要求滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62網(wǎng)格線。這兩個攔污柵安裝在拼圖的圓形槽壁，由一個圓形的籠子門，10mm的攔污柵間距，這樣可使剝離出來的核桃皮通過電網(wǎng)，只是不能通過不削皮。 要建立太上安裝完成鎖定桿后，以防止松動攔污柵。內(nèi)φ490mm直徑半門架。 圖3-8 柵條圓筒、柵條圖 3.6.4 鋼絲毛刷、篩網(wǎng) 圖3-9鋼絲毛刷、篩網(wǎng)圖 3.6.5 擋料板、防護(hù)罩 橫跨預(yù)計以確保順利進(jìn)入核桃剝離裝置的板，根據(jù)剝離裝置設(shè)計成拼接板的矩形形狀的特點，采用薄鋼板的每材焊接容易用螺釘固定在機架上。圖11-1。 機柜的作用是提供一個封閉的剝離葉片的環(huán)境中，以及相關(guān)結(jié)構(gòu)在支撐和定位的作用。 為便于安裝和拆卸所述軸部分的，機柜制成分裂，盒由盒座和蓋的組合物,,采取平面的中心軸線為細(xì)分曲面。包廂和覆蓋普通螺栓連接，銷定位錐。材料的選擇框HT200，鑄造。具體設(shè)計見尺寸圖。 圖3-10 防護(hù)罩 3.6.6 機架 基于該組件的特性機架設(shè)計份和定位。要播放的機器功能的支架，這個設(shè)計主要是用角鐵焊接成的整個機架，安裝軸承主要用于支持平行板軸承，進(jìn)料斗有兩個平行板固定，拼接板兩個支架。非常高度通過架子的寬度，以確定所安裝的部件的尺寸。而對于部分合理安排安裝位置。整個畫面是L63*63*6角焊，發(fā)揮配套等幾個部分，定位，結(jié)扎，電機安裝在機架內(nèi)。剝皮機安裝在上面的機架中，再加上普通螺栓連接。見裝配圖的具體結(jié)構(gòu)，如圖3-10所示。 圖3-10 支架圖 總 結(jié) 核桃去皮的設(shè)計，實現(xiàn)了核桃去皮和清潔機械化，機器的應(yīng)用后，使廣大農(nóng)民節(jié)省人工，提高生產(chǎn)效率和高品質(zhì)。本文還介紹了原理和各種核桃去皮設(shè)備，以及發(fā)展現(xiàn)狀和前景核桃去皮機做了一個簡明的總結(jié)和分析。 隨著畢業(yè)的日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。通過本次畢業(yè)設(shè)計使我明白，我還是比較欠缺的知識。我才明白，學(xué)習(xí)是長期積累在今后的工作和生活過程中應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，努力提自己的知識和綜合素質(zhì)。在本次畢業(yè)設(shè)計也讓我們進(jìn)一步學(xué)生之間的關(guān)系，同學(xué)之間互相幫助，有什么不明白大家一起討論，聽取不同的意見，對更好地理解我們的知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 在設(shè)計過程中，我通過大量查閱相關(guān)資料，與學(xué)生和自我經(jīng)驗的交流，并請教老師等，讓他學(xué)到了很多知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但同樣大有收獲。在整個設(shè)計，我知道了很多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作，樹立信心，在他們的工作，學(xué)習(xí)和將來的工作，我相信會對生活中非常顯著影響力的能力。大大提高了高動手能力，所以我充分體會探索的艱難和成功的創(chuàng)作過程中的喜悅。雖然這樣的設(shè)計并不好做，但在設(shè)計過程中所學(xué)到的最大的畢業(yè)設(shè)計和財富的收益讓我一輩子。 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計(第八版).北京：很高等教育出版社。2006 [2] 劉鴻文．材料力學(xué)．北京：很高等教育出版社。2011 [3] 于永泗，齊民．機械工程材料．大連：大連理工大學(xué)出版社。2007 [4] 機械設(shè)計手冊編委會．機械設(shè)計手冊．北京：機械工業(yè)出版社。2005 [5] 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室．機械制圖（第六版）．北京：很高等教育出版社。2007 [6] 錢云峰，殷銳. 互換性與技術(shù)測量. 北京：電子工業(yè)出版社。2011 [7] 楊軍，梁勤安.6BxH～800 核桃青皮剝離.清洗機[J]農(nóng)機化，200l(5)28 [8] 西北工業(yè)大學(xué)機械原理和機械零件教研室(第七版).北京：很高等教育出版社。2010 [9]史建新，辛動軍。國內(nèi)外核桃去皮去皮機械的現(xiàn)狀和問題探討[J]。農(nóng)機化，2001(6) [10]董遠(yuǎn)德、史建新、喬園園。核桃不同去皮方式的去皮去皮效果[J]。農(nóng)產(chǎn)品加工?? 學(xué)刊，2007(9)：4-5。 [11]催建云。食品加工機械與設(shè)備[M]，北京：中國輕工業(yè)出版社，2004。 [12]王很高平。一種新型核桃加工設(shè)備的研究[J]。南方農(nóng)機，2002，2(2)：29-32。 [13]沈再春。農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備[M]。北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2002。 致 謝 通過這次設(shè)計我對四年來學(xué)習(xí)的各門功課進(jìn)一步加深了了解，并給予一定的總結(jié)。設(shè)計中綜合運用了本專業(yè)以及其它有關(guān)課程的理論，結(jié)合對設(shè)計實際機械產(chǎn)品的設(shè)計，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實際以及分析和解決問題的能力，并使大學(xué)四年所學(xué)的知識得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴展。 本設(shè)計是在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下完成的。在本設(shè)計的過程中，老師給予了我很大的幫助，使我受益非淺。尤其是設(shè)計完成的最后階段，他多次審閱我的設(shè)計并提出寶貴的修改意見，使我的設(shè)計不斷完善。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和敬業(yè)精神，以及他的博學(xué)與熱忱，讓我敬佩。在此，我首先要向他表示我衷心的感謝。 感謝我的同學(xué)們，在設(shè)計的過程中，是你們幫組了我，給了我不少的意見和建議，在和同學(xué)討論的過程中學(xué)到了很多有用的知識；感謝培育我的大學(xué)，為我提供了一個先進(jìn)的學(xué)習(xí)與生活環(huán)境，能讓我順利的完成各個課程的學(xué)習(xí)與考試；最后，感謝父母的支持與鼓勵，是他們給予了我強大的支撐，讓我順利完成學(xué)業(yè)。