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塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師：孟煒導(dǎo)師：孟煒導(dǎo)師：孟煒導(dǎo)師：孟煒答辯人：涂鵬飛答辯人：涂鵬飛答辯人：涂鵬飛答辯人：涂鵬飛專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)16-216-216-216-2大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)LOREM IPSUM DOLORLorem研究的意義Lorem機(jī)械結(jié)構(gòu)Lorem傳動(dòng)與工作原理Lorem大蒜固定零件Lorem視頻展示研究的意義 我國(guó)是大蒜種植、加工、出口的主要國(guó)家之一，近年來(lái)中國(guó)大蒜出口一直保持著續(xù)性增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，自2002年之后連續(xù)12年年出口量保持在100萬(wàn)t以上。種植面積正在持續(xù)擴(kuò)大，統(tǒng)計(jì)部門(mén)的數(shù)據(jù)顯示，至2008年全國(guó)的大蒜種植面積在67.3萬(wàn)公頃，總產(chǎn)量達(dá)1 035萬(wàn)t。我國(guó)大蒜加工行業(yè)也正在蓬勃發(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)勢(shì)在必行 機(jī)械結(jié)構(gòu)1.機(jī)架 2.減速器 3.減速器帶輪 4圓盤(pán)刀 5刀軸 6.刀軸帶輪 7.小電機(jī)帶輪 8.小電機(jī) 9.鏈板 10.料杯 11.支撐圓筒 12.鏈輪 13.大電機(jī) 14.主動(dòng)軸帶輪視頻展示刀軸切須鏈板輸送裝置大電機(jī)輸送大蒜至切須處帶動(dòng)圓盤(pán)刀旋轉(zhuǎn)切割小電機(jī)減速器傳動(dòng)與工作原理大蒜固定零件
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查記錄表
2016年 4月 18日
學(xué)生姓名
涂鵬飛
班級(jí)
機(jī)械設(shè)計(jì)16-2
課題名稱
大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)
課題完成進(jìn)度（學(xué)生自述）
已確定總體設(shè)計(jì)方案,畫(huà)出大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,對(duì)各結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)化,對(duì)大蒜切須機(jī)的各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。畫(huà)裝配圖和零件圖。
存在的問(wèn)題及整改措施（學(xué)生自述）
1.大蒜難以固定，剛開(kāi)始設(shè)計(jì)了一個(gè)圓筒固定，發(fā)現(xiàn)效果不是很好，后來(lái)改成了一個(gè)上大下小的喇叭狀圓筒解決問(wèn)題。
2.圓盤(pán)刀一經(jīng)固定后無(wú)法調(diào)節(jié)高度以至于只能切割一種規(guī)格的大蒜。最后采用螺母把圓盤(pán)刀固定在刀軸上，通過(guò)增減墊片的方式調(diào)節(jié)圓盤(pán)刀高度以滿足各規(guī)格大蒜切須。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)（課題進(jìn)展情況、優(yōu)缺點(diǎn)、整改措施等）
指導(dǎo)教師簽名
2016年 4月 18日
學(xué)院意見(jiàn)
負(fù)責(zé)人簽名
2016年 4月 20日
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)
學(xué)院
機(jī)械電氣化工程學(xué)院
班級(jí)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化16-2
學(xué)生姓名
涂鵬飛
學(xué)號(hào)
8011212238
課題名稱
大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
2015年11 月12 日—— 2016 年 5 月10日（共十四周）
指導(dǎo)教師
孟煒
職稱
講師
課題內(nèi)容
設(shè)計(jì)一種大蒜切須機(jī)，具體要求如下：
1.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，自動(dòng)收集已切須大蒜；
2.要求利用Solidworks（或PRO/E）繪制三維圖，完成運(yùn)動(dòng)仿真，繪制CAD二維圖。
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
1-2周 確定總體設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
3-8周 細(xì)化設(shè)計(jì)，對(duì)大蒜切須機(jī)的各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，畫(huà)裝配圖和零部件結(jié)構(gòu)圖；
9-10周 利用Solidworks（或PRO/E）軟件繪制三維圖，完成裝配圖，對(duì)其可行性進(jìn)行分析，完成運(yùn)動(dòng)仿真；
11 - 13周 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，整理材料，準(zhǔn)備答辯。
主要參考文獻(xiàn)
[1]林悅香,楊然兵,尚書(shū)旗. 大蒜根莖切割一體機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究,2014,07:103-106.
[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(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào),2015,03:153-159.
[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(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào),2015,04:106-110.
[4]張振武,李振洲,張寶凡. 大蒜主要器官結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的觀察[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),1983,01:40-44.
[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(guó)農(nóng)機(jī)化,2012,01:100-103.
[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.
任務(wù)下達(dá)人（簽字）
2015年 10月 11日
任務(wù)接受人意見(jiàn)
任務(wù)接受人簽名
2015年 10 月 14日
注：1、此任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書(shū)須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書(shū)一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
16屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 涂鵬飛
學(xué) 號(hào) 8011212238
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)16-2
指導(dǎo)教師 孟煒
日 期 2016.05
塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化學(xué)院制
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(kāi)始種植大蒜，后來(lái)通過(guò)“絲綢之路”被引入我國(guó)陜西關(guān)中地區(qū)，在我國(guó)己有2000多年的栽培歷史。一直以來(lái)，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(kāi)發(fā)的不斷深入，大蒜作為營(yíng)養(yǎng)保健品和藥品的巨大價(jià)值不斷被開(kāi)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(guó)城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，越來(lái)越多的農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力來(lái)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(guó)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(guò)程中生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低等問(wèn)題的有效手段。我國(guó)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(guó)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(duì)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(wú)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 1
1.1研究目的和意義 1
2設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇 2
2.1設(shè)計(jì)任務(wù)分析 2
2.2方案選擇 2
3大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 4
3.1大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu) 4
3.2大蒜切須機(jī)的工作原理 6
4大蒜切須機(jī)主要零件的設(shè)計(jì) 7
4.1設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 7
4.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10
4.3主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 13
4.4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)
1引言
我國(guó)是大蒜種植、加工、出口的主要國(guó)家之一，近年來(lái)中國(guó)大蒜出口一直保持著續(xù)性增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，自2002年之后連續(xù)12年年出口量保持在100萬(wàn)t以上。種植面積正在持續(xù)擴(kuò)大，統(tǒng)計(jì)部門(mén)的數(shù)據(jù)顯示，至2008年全國(guó)的大蒜種植面積在67. 3萬(wàn)公頃，總產(chǎn)量達(dá)1 035萬(wàn)t 。為了保持我國(guó)大蒜的出口優(yōu)勢(shì)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(guó)際市場(chǎng)的需求和我國(guó)大蒜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存問(wèn)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(jìng)爭(zhēng)能力方面下功夫。特別是必須加快實(shí)現(xiàn)我國(guó)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(guò)長(zhǎng)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(guò)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(guó)出口大蒜的競(jìng)爭(zhēng)力。
（2）大蒜加工產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，有利于我國(guó)大蒜的出口。
2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(guò)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
圖2-1 ，2-2為一款老式的大蒜切莖須機(jī)，其原理是通過(guò)夾持帶把帶莖的大蒜夾持住并把其輸送至圓盤(pán)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(méi)有足夠長(zhǎng)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(guò)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(pán)刀處進(jìn)行切須，大蒜的夾持裝置固定在被改造的鏈板上。
21
3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3-2
1.圓盤(pán)刀刀托 2.圓盤(pán)刀
圖3-3
如圖3-2，3-3所示切割用的圓盤(pán)刀被焊接在圓盤(pán)刀刀托上，圓盤(pán)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
圖3-7 鏈板裝配圖
如圖3-6，3-7所示料杯穿過(guò)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(kāi)口銷穿過(guò)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(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)的圓盤(pán)刀旋轉(zhuǎn)切割，由大電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩通過(guò)聯(lián)軸器把轉(zhuǎn)矩傳輸給減速器，減速器通過(guò)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(pán)刀切須。
4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(shuō)不能運(yùn)轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來(lái)的這臺(tái)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(duì)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(guò)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(jí)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，蝸輪蝸桿減速器傳動(dòng)效率=0.50，深溝球軸承=0.98，聯(lián)軸器=0.97
代入得
=0.93×0.50×0.98×0.97=0.44
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
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(hào)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
表4-1 電機(jī)外形參數(shù)
型號(hào)
A
B
C
D
E
F
G
H
K
Y160M1-8
254
210
108
42
110
12
37
160
14.5
表4-2 電機(jī)技術(shù)參數(shù)
電機(jī)型號(hào)
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(hào)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(hào)
A
B
C
D
E
F
G
H
K
Y90S-6
140
100
56
24
50
8
20
90
10
表4-4電機(jī)技術(shù)參數(shù)
電機(jī)型號(hào)
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
4.1.3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：
式中：——計(jì)算功率，KW;
——載荷功率;
——減速器公稱輸入功率;
——工況系數(shù);
——啟動(dòng)系數(shù);
——可靠度系數(shù);
由于是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中度沖擊，故工況系數(shù)=1.5。
可靠度要求一般，故=1。
得計(jì)算功率：
為滿足減速器的機(jī)械強(qiáng)度，要求
，
按i=60，
輸入轉(zhuǎn)矩為n=720r／min，
查手冊(cè)，初選
WPA200，
i=60，
r／min，
。
當(dāng)r／min時(shí)，折算公稱功率為：
(2) 校核熱平衡許用功率
查手冊(cè)得
，，
根據(jù)公式可得熱平衡許用功率
查手冊(cè)，對(duì)于WPA200型減速器
故無(wú)需采用冷卻裝置，因此可以選定WPA200型減速器，采用油池潤(rùn)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/min
傳動(dòng)比：=1.5
假設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t<10h
確定計(jì)算功率
查表得工作情況系數(shù) =1.1
==1.1×2=2.2(kw)
(2)選擇V帶帶型
根據(jù)、查得最適合的帶型為A型
(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
驗(yàn)算帶的速度
v=<=
因此所選帶的速度合適
(4)確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
根據(jù)初步確定中心距，計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
=1972.36mm
由V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系中選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度
計(jì)算實(shí)際中心距a
（5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角
主動(dòng)輪包角合適
（6）計(jì)算V帶的根數(shù)z
由,,=1.5查表得
，，，
代入數(shù)值，經(jīng)計(jì)算
Z=1.984
取z=3
（7）計(jì)算預(yù)緊力
（8）計(jì)算作用在軸上的壓軸力
代入數(shù)值計(jì)算得
=482.7N
(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
65
100
基準(zhǔn)寬度
8.0
8.0
基準(zhǔn)線上槽深
2.75
2.75
基準(zhǔn)線下槽深
8.7
8.7
槽間距e
15±0.3
15±0.3
第一槽對(duì)稱面至端面距離f
輪緣厚d
12
12
帶輪寬B
50
50
外徑
80.5
285.5
輪槽角
極限偏差
孔徑
26
16
輪轂長(zhǎng)
50
35
48
32
輪輻厚
8
20
16
230.5
4.3 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
該軸轉(zhuǎn)速 n=8r/min
轉(zhuǎn)矩
(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(cè)，取，則：
(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
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(jiǎn)圖，根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)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。現(xiàn)將計(jì)算出的截面A處的、以及M的值列于下表4-6。
表4-6
載荷
水平面
垂直面
支反力F
,
，
彎矩M
Mh=-3274628N.mm
Mv=-4685246N.mm
總彎矩
M=5275624N.mm
扭矩T
T2=7376237.5N.mm
(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)力
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查手冊(cè)得，因此，故安全。
(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(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，軸與齒輪連接處截面B處過(guò)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(méi)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)
mm
抗扭截面系數(shù)
截面B左側(cè)的彎矩
M=5256433
截面B上的扭矩
T=5073437.5
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 ，，。
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(cè)取。因,,經(jīng)插值后查得
，
又由手冊(cè)可得軸的材料敏性系數(shù)為
，
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
由手冊(cè)可得尺寸系數(shù) ；由手冊(cè)可得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。
軸按磨削加工，由手冊(cè)得表面質(zhì)量系數(shù)為
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，按公式得綜合系數(shù)為
又由手冊(cè)查得碳鋼的特性系數(shù)
，取
，取
于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按公式得
3)截面B右側(cè)
抗彎截面系數(shù)W按公式計(jì)算
抗扭截面系數(shù)
彎矩M及彎曲應(yīng)力為
M=5256433 N.mm，。
扭矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為
T=5073437.5 N.mm，
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(cè)取。因r/d=2/70=0.029，D/d=75/70=1.07，經(jīng)插值后查得
，
又由手冊(cè)可得軸的材料敏性系數(shù)
，
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
由手冊(cè)得尺寸系數(shù)
扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)
軸未加工，按手冊(cè)得表面質(zhì)量系數(shù)
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即
則綜合系數(shù)為
又由手冊(cè)得碳鋼的特性系數(shù)
，取
，取
則軸在界面Ⅳ右側(cè)的安全系數(shù)為
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(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)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(hào)
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(hào)軸承其參數(shù)如下：,基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷。
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(guò)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）
由于此前算過(guò)，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,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。
代入數(shù)據(jù)得：
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(zhǎng)，工作周期不長(zhǎng)，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(guò)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)
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(guò)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(guò)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(shí)。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，知識(shí)儲(chǔ)備的不足充分說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題，隨著不斷的翻看學(xué)習(xí)以前的課本，我的專業(yè)知識(shí)也比以前扎實(shí)了很多。在最初的確定方案的這個(gè)過(guò)程中，我曾遇到了很多問(wèn)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(shuō)“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(duì)我在今后的工作和生活意義重大。
致 謝
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(guò)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(guò)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(kāi)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！
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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告
課題名稱 大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 涂鵬飛
學(xué) 號(hào) 8011212238
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)16-2
指導(dǎo)教師 孟煒
起止時(shí)間 2015.11.15-2016.5.20
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
大蒜切須機(jī)的設(shè)計(jì)
——開(kāi)題報(bào)告
1. 本課題來(lái)源及研究的目的和意義
1.1. 課題來(lái)源
我國(guó)是世界上最大的大蒜生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，總栽培面積33.3萬(wàn)余公頃，總產(chǎn)干蒜頭500
余萬(wàn)噸，占亞洲總面積的1/2,世界總面積的1/3。其中，山東省金鄉(xiāng)縣種植大蒜約3.3
萬(wàn)公頃，占全縣總耕地的40%。大蒜生產(chǎn)關(guān)系到千家萬(wàn)戶農(nóng)民的利益，成為縣里的支柱
產(chǎn)業(yè)。
大蒜也是我國(guó)傳統(tǒng)大宗出口產(chǎn)品，因其物美價(jià)廉，已經(jīng)贏得了國(guó)際市場(chǎng)的認(rèn)可，年出口量50萬(wàn)噸左右，創(chuàng)匯額四億多美元，且市場(chǎng)份額不斷上升，1993-2002年出日約占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)的2/3。為了保持我國(guó)大蒜的出口優(yōu)勢(shì)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(guó)際市場(chǎng)的需求和我國(guó)大蒜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存問(wèn)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(jìng)爭(zhēng)能力方面下功夫。特別是必須加快實(shí)現(xiàn)我國(guó)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)。
1.2. 研究目的
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(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的大蒜變質(zhì)腐爛
1.3. 研究意義
大蒜切須作為大蒜加工中最重要的一部分，其加工過(guò)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(guó)出口大蒜的競(jìng)爭(zhēng)力
（2）大蒜加工產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，有利于我國(guó)大蒜出口
2. 本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
2.1. 國(guó)外大蒜切須機(jī)的研究現(xiàn)狀及分析
2.1.1. 西歐
西歐地區(qū)所種植的大蒜品種根須細(xì)、含水量較少，經(jīng)過(guò)晾曬就可避免蒜體霉變，對(duì)蒜頭的銷售不會(huì)帶來(lái)影響。 西歐國(guó)家生產(chǎn)的大蒜聯(lián)合收獲機(jī)上并沒(méi)有專門(mén)的切須裝置
2.1.2. 法國(guó)
法國(guó)大蒜生產(chǎn)機(jī)械化設(shè)備中有一款場(chǎng)上作業(yè)回轉(zhuǎn)式切莖切須機(jī)，針對(duì)種用蒜瓣的機(jī)械化加工而設(shè)計(jì)，有效提高生產(chǎn)效率，可達(dá)0.017公頃/h的大蒜聯(lián)合收獲機(jī)，由橡膠履帶底盤(pán)、分禾器、扶禾器、挖掘鏟、鏈?zhǔn)綂A持輸送系統(tǒng)、清土裝置、排序一對(duì)齊切秧系統(tǒng)、清選與集果系統(tǒng)等組成，具有整機(jī)作業(yè)集成度高、工作性能可靠、收獲效率高等特點(diǎn)
2.1.3. 美國(guó)、加拿大
美國(guó)、加拿大等國(guó)以大型全程分段式收獲模式為主
2.2. 國(guó)內(nèi)大蒜切須機(jī)的研究現(xiàn)狀及分析
近年來(lái)我國(guó)大蒜的種植量、銷售量以及加工品種愈來(lái)愈多，國(guó)內(nèi)一些食品機(jī)械廠開(kāi)始研制生產(chǎn)大蒜切根機(jī)。如臨邑縣精細(xì)化工廠的“雪巖”牌大蒜切根機(jī)，北京旭眾生產(chǎn)的大蒜切根機(jī)。
目前國(guó)內(nèi)在大蒜加工機(jī)械方面的研究還是很少，尤其在大蒜收獲和后期加工中，機(jī)
械化程度很低，大蒜假莖的切除、根須的去除大多以手工操作為主。
3. 對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
3.1. 任務(wù)要求
1.能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)輸送未切須大蒜，自動(dòng)切須，自動(dòng)收集已切須大蒜；
2.要求利用Solidworks（或PRO/E）繪制三維圖，完成運(yùn)動(dòng)仿真，繪制CAD二維圖。
3.2. 實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
1. 經(jīng)過(guò)大學(xué)三年多的學(xué)習(xí)，我已經(jīng)具備了基本的機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，制圖能力，能夠完成簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容
2.這次設(shè)計(jì)可以依據(jù)現(xiàn)有大蒜切須機(jī)的研究成果，來(lái)確定大蒜切須機(jī)的尺寸及設(shè)計(jì)方案。
4. 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路
4.1. 研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵問(wèn)題
（1）大蒜的輸送機(jī)構(gòu)
（2）大蒜的固定方式
（3）切須的方式
4.2. 解決思路
（1）可用鏈傳動(dòng)輸送大蒜
（2）可用一個(gè)上大下小的喇叭狀圓筒固定（固定時(shí)把大蒜未完全切除的假莖那頭朝下放入圓筒固定）
（3）切須方式可以使用簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)刀片切須
5. 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
（1）查最新的相關(guān)資料——圖書(shū)館浩大的數(shù)據(jù)庫(kù)可提供。
（2）自己能力范圍之外的問(wèn)題——可咨詢指導(dǎo)老師及同學(xué)們。
6. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
6.1. 工作方案
大蒜切須機(jī)主體由電機(jī),輸送裝置,切須裝置，固定圓筒組成。電機(jī)帶動(dòng)輸送裝置和使切須裝置的刀片旋轉(zhuǎn),工作時(shí)人工把未切須的大蒜迅速倒插入固定圓筒中,由輸送裝置把未切須大蒜輸送至切須裝置的旋轉(zhuǎn)刀片處切須(固定圓筒被固定在輸送裝置上，即它們是一體的),大蒜切須后被輸送裝置帶至末端最后被收集。
6.2. 進(jìn)度計(jì)劃
1-2周 確定總體設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出大蒜切須機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
3-8周 細(xì)化設(shè)計(jì)，對(duì)大蒜切須機(jī)的各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，畫(huà)裝配圖和零部件結(jié)構(gòu)圖；
9-10周 利用Solidworks（或PRO/E）軟件繪制三維圖，完成裝配圖，對(duì)其可行性進(jìn)行分析，完成運(yùn)動(dòng)仿真；
11 - 13周 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，整理材料，準(zhǔn)備答辯
7.主要參考文獻(xiàn)
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