核桃剝殼裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

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1、 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目: 核桃剝殼裝置設(shè)計(jì) 姓 名: 學(xué) 院: 工學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

2、 班 級(jí): 機(jī)制93班 學(xué) 號(hào): 33109301 指導(dǎo)教師: 職稱: 講師 2013 年 5月 15 日 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制 目 錄 摘要 1 關(guān)鍵詞 1 Abstract 1 Key words 1 引言 1 1研究目的及意義 2 2核桃的分類 2 2．1

3、 類群 2 2．1．1 核桃類群 2 2．1．2 鐵核桃類群 2 2．2 品種群 2 3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 3．1 北京農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院、襄樊農(nóng)機(jī)化研究所研制的核桃剝殼機(jī) 3 3．2 山西核桃剝殼機(jī)采用擠搓原理剝殼取仁 3 3．3 外國(guó)主要的核桃剝殼機(jī)類型 4 4核桃剝殼裝置的機(jī)構(gòu)原理 4 4．1工作原理 4 4．2剝殼機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理圖 5 5核桃剝殼裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6 5.1主要部件的選擇 6 5．1．1 電動(dòng)機(jī)的選擇 6 5．1．2 減速器的選擇 6 5.2主要部件的設(shè)計(jì) 6 5．2．1 凸輪的設(shè)計(jì) 6 5．2．2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇 9 5．2．3

4、錐齒輪的設(shè)計(jì) 10 5．2．4主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 12 5.3其它一些零部件的選擇 15 5.3.1軸承與軸承座的選擇 15 5.3.2鍵、圓螺母、止動(dòng)墊圈的選擇 15 6總結(jié) 16 致謝 17 參考文獻(xiàn) 18 核桃剝殼裝置設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生 指導(dǎo)教師 摘要：我國(guó)核桃栽培面積大，產(chǎn)量高，但是我國(guó)加工技術(shù)落后，沒(méi)有成熟的核桃剝殼裝置。針對(duì)上述問(wèn)題，本文首先確定了核桃破殼取仁工藝，介紹了國(guó)內(nèi)外核桃剝殼取仁方法及核桃剝殼裝置，并設(shè)計(jì)了一種核桃剝殼機(jī)，對(duì)其結(jié)構(gòu)、原理及最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)做了介紹。該裝置由凸輪、帶傳動(dòng)裝置、錐齒輪等裝置組成

5、。同時(shí)，本設(shè)計(jì)在AutoCAD的基礎(chǔ)上，完成了核桃剝殼機(jī)的裝配圖和零件圖的繪制。 關(guān)鍵詞：核桃；剝殼；機(jī)械化 Research Status of Cracking Machine for Walnut Student majoring in Mechanical Design, Manufacturing & Automation Tutor Abstract：Walnut cultivation area is large in China and high output, but the processing technology is back

6、ward, there is no mature Cracking Machine for Walnut. In response to these problems, identified the Walnut Cracking technology from jen on Walnut Cracking from both at home and abroad and Cracking Machine for Walnut, and designed a Cracking machine for Walnut, its structure , the principle and the b

7、est design parameter is introduced. The device consists of cam, belt drive device and bevel gear device etc.Besides, it has finished the assembly drawing of the Walnut Cracking Machine and also parts drawings based on the AutoCAD. Key words: Walnut; Cracking; Mechanization 引言 我國(guó)的核桃栽培面積約130

8、萬(wàn)hm2以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國(guó)際市場(chǎng)上,核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界4大干果【1】。核桃果實(shí)內(nèi)的核仁含有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，富含脂肪(70%以上)及蛋白質(zhì)(20%)，是高熱能營(yíng)養(yǎng)食物，又是無(wú)膽固醇的綠色保健食品。此外，核桃仁還含有人體必需的多種氨基酸、微量元素和維生素，其中微量元素鋅和錳，是腦垂體的重要組成部分，常食有益于腦的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充，同時(shí)對(duì)大腦神經(jīng)很有益處，對(duì)神經(jīng)衰弱，頭昏健忘等癥有輔助治療作用【2】。核桃作為保健食品早已被國(guó)內(nèi)外所認(rèn)識(shí)。我國(guó)核桃總產(chǎn)量約31萬(wàn)噸,全國(guó)人均占有0. 24kg。這與國(guó)際上一些國(guó)家相比相差甚遠(yuǎn),如美國(guó)人均占有核桃1. 5kg,是我國(guó)的6倍。 核

9、桃也是我國(guó)干果類傳統(tǒng)出口商品之一, 加工和出口的季節(jié)性比較強(qiáng)。核桃取仁我國(guó)歷來(lái)靠手工, 一人一天平均僅能砸30斤核桃, 取仁約12斤, 以天津口岸年出口核桃仁5000噸計(jì),僅取仁一項(xiàng)需占用勞力80多萬(wàn)個(gè)勞動(dòng)日, 而且, 加工和出口的時(shí)間正值三秋和農(nóng)田基本建設(shè)大忙季節(jié), 任務(wù)重, 時(shí)間緊, 形成與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)勞力的局面, 所以, 實(shí)現(xiàn)核桃取仁機(jī)械化, 對(duì)解放勞動(dòng)力, 支援農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義。核桃出口國(guó)家較多, 進(jìn)口國(guó)家比較集中, 國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈, 實(shí)現(xiàn)核桃加工機(jī)械化, 有利于我們搶時(shí)間, 爭(zhēng)速度, 支援外貿(mào)。從經(jīng)濟(jì)上說(shuō), 國(guó)際市場(chǎng)核桃仁各質(zhì)量等級(jí)的差價(jià)甚大。機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯,

10、 同時(shí), 大規(guī)模集中加工, 便于綜合利用。核桃仁中約占5%的碎末可以集中榨油,大量的核桃殼是做活性炭的好原料。手工分散加工, 這些碎末和殼都浪費(fèi)了。研制核桃取仁機(jī)的具體任務(wù)是尋找適當(dāng)?shù)?、特別是保證取仁質(zhì)量的破殼工藝方法,研究實(shí)現(xiàn)這一工藝方法所要求的機(jī)器。 1 研究目的及意義 為了了使堅(jiān)果食品增值，近年來(lái)各國(guó)都在加工制造成品方面想辦法。目前整體核桃仁在國(guó)際市場(chǎng)上的價(jià)格是帶殼核桃的幾十倍，且核桃?guī)け４嫒菀酌範(fàn)€。因此，尋求效率高、質(zhì)量好的脫殼方法，是發(fā)展的必然。我國(guó)核桃資源豐富，1993年全國(guó)產(chǎn)量達(dá)到21.3萬(wàn)噸，如何有效去殼，對(duì)滿足人們生活需要和換取外匯都有著重要的意義。 堅(jiān)果類

11、破殼問(wèn)題的研究，如蘇聯(lián)專利破裂松果的仿佛，日本專利破除栗殼的方法，我國(guó)對(duì)棉核桃殼剝?nèi)∪蕶C(jī)理的研究，在理論和實(shí)踐方面都做了有益的探討，但均未解決好核桃去殼取仁的問(wèn)題。 在我國(guó)，如陜西、山西的核桃剝殼機(jī)，性能不甚好，我國(guó)出口的核桃仁全都是手工砸取，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，且菌感染指數(shù)高于國(guó)際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，影響了桃仁的品質(zhì)，降低了換匯率。在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)銷售，對(duì)人民不利。 針對(duì)核桃加工存在的問(wèn)題和市場(chǎng)的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級(jí)、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進(jìn)一步深加工。在加工中,存在的問(wèn)題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,故研制高效剝殼

12、機(jī)已成當(dāng)務(wù)之急。因此，我選擇本課題——核桃剝殼裝置設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)具有較高工作效率及破殼率的核桃剝殼裝置。 2 核桃的分類 2．1 類群 形態(tài)特征和生態(tài)類型具有統(tǒng)一性的品種群稱為類群。我國(guó)核桃品種分為核桃類群和鐵核桃累群。通常稱前者為北方核桃，后者為南方核桃。 2．1．1 核桃類群 各品種群的核桃外表近似球形。殼表面沿縱徑方向分布著長(zhǎng)條溝紋，結(jié)合 線下半部平，上半部微隆起，約1~2mm。 2．1．2 鐵核桃類群 各品種群的核桃外表近似球形，殼表面分布較深的坑點(diǎn)，結(jié)合線寬而隆起約2~3mm。 2．2 品種群 核桃殼厚薄，含仁率高低相近似的一些品種稱為品種群。我國(guó)核桃品

13、種基本上可劃為四個(gè)種群，劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1-1。 品種的命各主要是依據(jù)堅(jiān)果大小形狀、核桃殼表面特性、產(chǎn)品地等。 表1-1 核桃品種群的劃分標(biāo)準(zhǔn) 品種群 核桃殼厚度 含仁率 橫隔壁 內(nèi)褶壁 取出仁 紙皮核桃 <0.9 >65 退化 退化 全仁 薄殼核桃 1~1.5 50~60 呈膜質(zhì) 退化 半仁 中殼核桃 1.6~2.0 41~49 呈膜質(zhì) 不發(fā)達(dá) 1/4仁 厚殼核桃 >2.1 <41 呈膜質(zhì) 發(fā)達(dá) 碎仁 注：1、橫隔膜是指分隔開(kāi)兩半仁的

14、十字架式的薄膜。 2、內(nèi)褶壁式指凹凸不平的內(nèi)壁。 從表中可見(jiàn)，紙皮核桃、薄殼核桃和中殼核桃品種群易于用機(jī)械剝殼取仁剝殼比較完整。而厚殼核桃品種群難以剝殼取仁，起原因是橫膈膜成故知，內(nèi)褶壁發(fā)達(dá)，把仁夾嵌在殼里。人工取仁只能用錐子挑出桃仁，機(jī)械只能取碎仁。因此，根據(jù)核桃剝殼難易程度，可將各品種核桃分為兩類： （1）綿核桃 指核桃殼厚小于2mm，橫膈膜退化或成膜質(zhì)、革質(zhì)，內(nèi)褶壁退化或不發(fā)達(dá)，可取得1/4或半仁。它包括紙皮、薄殼和中殼核桃品種群。 （2）夾核桃 指核桃殼厚超過(guò)2mm，橫膈膜呈骨質(zhì)，內(nèi)褶壁發(fā)達(dá)的厚殼核桃品種群。 目前，綿核桃的總量占全部核桃的80%~90%,隨著無(wú)性

15、繁殖的推廣和品種的進(jìn)一步改良，夾核桃的機(jī)械剝殼取仁。由于綿核桃品種很多，對(duì)于本課題不能全部都進(jìn)行試驗(yàn)研究，只能選取若干種有代表性的綿核桃品種。本課題先用鄖陽(yáng)地區(qū)的核桃作為研究對(duì)象。 3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3．1 北京農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院、襄樊農(nóng)機(jī)化研究所研制的核桃剝殼機(jī)【3】 核桃剝殼機(jī)原理如圖3-1。當(dāng)綿核桃喂入到剝殼裝置中，齒盤(pán)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)綿核桃邊旋轉(zhuǎn)邊向里擠入。一間距的齒尖不斷地沿著殼表面克壓，使得裂紋不擴(kuò)展。部分殼和仁掉離出來(lái)。最后殼基本上完全裂，碎殼和仁通過(guò)最小間隙向下掉出。 根據(jù)對(duì)綿核桃殼、仁擠壓破裂的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于綿核桃完全破裂所需的變形量一對(duì)力為4.017,二對(duì)力為2.

16、271，三對(duì)力為2.854，一對(duì)滾動(dòng)力為2.862，而殼與仁之間的間隙為0.67—1.86mm，仁不被擠破的擠壓變形量為0.7—1.0 ，因此當(dāng)擠壓變形量大于1.37—2.86mm時(shí)，仁將破碎，當(dāng)二對(duì)滾動(dòng)力作用是擠壓變形量小于1.638時(shí)，殼不能完全破裂。如按上面的方法取仁，必須將核桃分類，一般以中徑分，每?jī)珊撩诪橐患?jí)，由于核桃不是球體，各方面尺寸有差異，即使是同一方向，同一級(jí)中大的有可能仁破，小的有可能不能完全破裂，影響剝殼質(zhì)量和高路仁率。為了保證剝殼質(zhì)量和高路仁率，我們采用了一種全新的結(jié)構(gòu)。 圖3-1 北農(nóng)機(jī)綿核桃剝殼取仁原理 3．2 山

17、西核桃剝殼機(jī)采用擠搓原理剝殼取仁 擠搓原理剝殼取仁石磙半徑120mm。凹板形狀曲線由圓弧段和直線段聯(lián)接而成，圓弧半徑140mm。直線長(zhǎng)度即工作行程為30mm。由于石硫以50r/min的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。凹板固定，核桃本身將產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，核桃不是在一點(diǎn)而是在一條線或一個(gè)區(qū)域上受到擠搓作用，有利于殼的完全破裂。（如圖3-2所示） 1 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 2 凹版 3 石磙 4 喂入斗 5 核桃 圖3-2 山西古縣核桃剝殼機(jī) 3．3 外國(guó)主要的核桃剝殼機(jī)類型 ①Larry H. Hemry 研制的專利號(hào)為 6098530 機(jī)械式核桃剝殼機(jī)【4

18、】。該機(jī)的主要結(jié)構(gòu)由機(jī)架、料斗、可調(diào)節(jié)定位板、破碎裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及動(dòng)力所組成。機(jī)械式核桃剝殼機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)定位板和破碎裝置間的間隙能夠適應(yīng)各類堅(jiān)果的剝殼。②Kenneth R. Evans 研制的專利號(hào)為 4201126 核桃剝殼機(jī)【5】。該機(jī)主要由喂料斗、輸送裝置、破殼裝置和出料口等組成。工作時(shí)，由輸送裝置把待剝殼的核桃從料箱運(yùn)送到剝殼裝置，然后對(duì)其進(jìn)行剝殼。 4核桃剝殼裝置的機(jī)構(gòu)原理 4．1工作原理 我們采用兩個(gè)斜V塊，如圖所示，大核桃擱在上，小核桃擱在下，一塊板定距上下運(yùn)動(dòng)，保證擠壓變形量不變；一塊板左右運(yùn)動(dòng)，保證擠壓后的核桃仁和殼落下，下面決定其參數(shù)。（如圖4-1）

19、 圖4-1工作原理圖 4．2剝殼機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理圖 在前面分析的基礎(chǔ)上，提出了綿核桃剝殼取仁傳動(dòng)原理如圖4所示。當(dāng)綿核桃喂入到剝殼裝置中，左V型板向上移動(dòng)帶動(dòng)綿核桃邊向上旋轉(zhuǎn)，邊向里擠入，一定間距的齒尖不斷地沿著殼表面克壓，使得裂紋不斷擴(kuò)展，部分殼和仁分離出來(lái)，最后殼基本上完全破裂，右V型板向右運(yùn)動(dòng)，殼、仁向下掉出。 電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)減速器，再通過(guò)V帶傳動(dòng)帶動(dòng)控制上下移動(dòng)的凸輪以每分鐘31轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過(guò)一對(duì)錐齒輪帶動(dòng)控制左右移動(dòng)的凸輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，最后再通過(guò)一對(duì)錐齒輪帶動(dòng)送料輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。在作了大量理論推導(dǎo)后，確定了剝殼機(jī)的一些結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，作為設(shè)計(jì)核桃剝殼取仁機(jī)的已知

20、條件： ， 生產(chǎn)率：40kg/h 電動(dòng)機(jī)功率：1kw左右 1、料斗 2、右V塊 3、凸輪 4、帶輪 5、錐齒輪 6、減速器 7、電動(dòng)機(jī) 8、凸輪 9、左V塊 圖4-2剝殼機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理圖 5 核桃剝殼裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1主要部件的選擇 5．1．1 電動(dòng)機(jī)的選擇 由于核桃剝殼裝置的生產(chǎn)率為40kg/h,所以選擇功率小、轉(zhuǎn)速低、體積小的電動(dòng)機(jī)。查表12-1【6】，電動(dòng)機(jī)選用Y90S-6型號(hào)，額定功率為0.75kw,滿載轉(zhuǎn)速為910r/min。該電動(dòng)機(jī)額定電壓380V，頻率50HZ。 5．1．2 減速器的選擇 由前面實(shí)驗(yàn)得核桃平

21、均92個(gè)/kg，為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的生產(chǎn)率,在并排兩個(gè)V型塊的條件下，每個(gè)V型塊每小時(shí)應(yīng)完成3680個(gè)。 每個(gè)工作循環(huán)周期為1.96s 兩個(gè)凸輪轉(zhuǎn)速也就是喂入槽輪軸轉(zhuǎn)速31r/min 減速器的傳動(dòng)比為i=910/31=29 確定選擇減速器【7】ZSY160-28（JB/T 8853-2001）。 5.2主要部件的設(shè)計(jì) 5．2．1 凸輪的設(shè)計(jì) 為了保證左、右V型塊和送料輪三者之間是嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果，凸輪設(shè)計(jì)為傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 1）推桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析 推桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程由核桃剝殼的過(guò)程來(lái)確定，核桃剝殼分四個(gè)階段：待料、破殼、落料和復(fù)位，由此確定推桿運(yùn)動(dòng)的四個(gè)階段如下：

22、 推桿1不動(dòng)（） 推桿2不動(dòng)（） （待料） 推桿1上移（） 推桿2左移（） （破殼） 推桿1下移（） 推桿2右移（） （落料） 推桿1不動(dòng)（） 推桿2不動(dòng)（） （復(fù)位） 圖5-1推桿示意圖 2） 左凸輪的設(shè)計(jì) （1） 推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析計(jì)算 對(duì)于對(duì)心平底盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪的理論廓線即為實(shí)際廓線， 其坐標(biāo)方程【6】為： Ⅰ、推程階段（） 在推程階段，已經(jīng)確定為等速運(yùn)動(dòng)，因而在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始和終止的瞬時(shí)，因速度的突變產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊力，有利于剝殼。 已知條件：S=81.6mm, V= 0.78m/s

23、 所以=S/V=0.0816/ 0.78=0.1s Ⅱ、回程階段（） 為減少回程階段對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生沖擊 = 0.3 s Ⅲ、靜止階段（、） （2）用解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線 確定凸輪機(jī)構(gòu)為對(duì)心平底推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu) A粗步確定凸輪的基圓半徑 =60mm B理論輪廓線 a.靜止階段： 此時(shí)，由0~97.35 ，r=60mm不變 由0~82.65，r=60mm不變 b.推程階段： 由等速上升 S2=81.6mm c.回程階段： 由等速下降 S3=81.6mm C畫(huà)理論輪廓線如下圖 圖5-

24、2左凸輪理論輪廓線 3)右凸輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)與左凸輪的類似，按上面的方法計(jì)算 右凸輪理論輪廓線如下圖 圖5-3右凸輪理論輪廓線 5．2．2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇 1）確定計(jì)算功率Pca 由表8-7【8】查得工作情況系數(shù)     2）選擇V帶型號(hào) 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速,從圖8-11【8】選定帶型為普通V帶Z型。 3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速V （1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)V帶的帶型，參考表8-6【8】和表8-8【8】，應(yīng)使，選取 （2）驗(yàn)算帶的速度V 根據(jù)式（8-13）【8】計(jì)算帶的速度, （3）

25、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，根據(jù)表8-8【8】，圓整為 4）確定中心距和V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 （1）根據(jù)結(jié)構(gòu)要求初定中心距。中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊，但使小帶輪上包角減小，降低傳動(dòng)的工作能力，同時(shí)由于中心距小，V帶的長(zhǎng)度短，在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多而導(dǎo)致使用壽命的降低，所以中心距不宜取得太小。 一般初選帶傳動(dòng)的中心距為 初定中心距 （2）計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)：     由表8-2【8】選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 (3)計(jì)算中心距a及其變動(dòng)范圍 傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為 考慮到為安裝V帶而必須的調(diào)整余量，因此，最小中心距為考慮到為安裝V帶而必須的調(diào)整余量

26、，因此，最小中心距為 如V帶的初拉力靠加大中心距獲得，則實(shí)際中心距應(yīng)能調(diào)大。又考慮到使用中的多次調(diào)整，最大中心距應(yīng)為 5）計(jì)算小帶輪上的包角 小帶輪上的包角可按式 6）確定V帶根數(shù)                       由，查表8-4a【8】得  根據(jù)，查表8-4b【8】得 查

27、表8-5【8】得，查表8-2【8】得 于是 ，取4根。 7）確定帶的初拉力 適當(dāng)?shù)某趵κ潜ＷC帶傳動(dòng)正常工作的重要因素之一。初拉力小，則摩擦力小，易出現(xiàn)打滑。反之，初拉力過(guò)大，會(huì)使V帶的拉應(yīng)力增加而降低壽命，并使軸和軸承的壓力增大。對(duì)于非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)，由于帶的松馳作用，過(guò)高的初拉力也不易保持。 由表8-3【7】得Z帶型的單位長(zhǎng)度質(zhì)量,單根V帶所需的最小初拉力為： 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 8）計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力 9） V帶傳動(dòng)的張緊、安裝及維護(hù) 膠帶經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的工作后，其塑性變形和磨損會(huì)導(dǎo)致帶松弛，張緊力減小，帶的傳動(dòng)能力因之下降。因此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須具有

28、將帶再度張緊的裝置，使帶保持傳動(dòng)所需的張緊力，定期檢查膠帶，發(fā)現(xiàn)其中一根松弛或有損壞，就應(yīng)該全部換上新帶，不能新舊帶并用。舊膠帶如尚可使用，可測(cè)量其長(zhǎng)度，先長(zhǎng)度相同的舊帶組合使用。嚴(yán)防膠帶與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免變質(zhì)；膠帶不宜在陽(yáng)光下暴曬。 5．2．3錐齒輪的設(shè)計(jì) 1）選擇齒輪材料及精度 齒輪材料選擇30CrMnSi，調(diào)質(zhì)處理。查得硬度為HBS=310~360，齒輪精度為7級(jí)。 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1） （2）初選 （3)查圖10-21【9】得，齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 （4）應(yīng)力循環(huán)系數(shù) （5）查表10-19【9】得 （6）對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，

29、安全系數(shù)S=1 （7）許用應(yīng)力 （8）傳動(dòng)比i=u=1 （9） （10）查表10-6【9】得： 3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 （1） （2） （3）查表得： 由此得 （4） （5）齒數(shù) =18，取Z=41 （6）模數(shù) ,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3.5 （7）分度圓直徑 4）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 經(jīng)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，齒輪強(qiáng)度足夠。 5）齒輪主要參數(shù) （1）齒數(shù) =18，取Z=41 （2）模數(shù) ,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3.5 （3）分錐角 （4）當(dāng)量齒數(shù) ，取 6）按齒根彎曲強(qiáng)度校核 （1）查表10-5得

30、， （2） （3） （4） （5）彎曲疲勞許用應(yīng)力 對(duì)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，安全系數(shù)S=1.251.5,取S=1.4 查圖10-18【9】得，；查圖10-20c得， 經(jīng)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核，齒輪強(qiáng)度足夠。 7）齒輪主要幾何尺寸 （1）軸交角=90 （2）齒頂高 （3）齒根高 （4）分度圓直徑 （5）齒頂圓直徑 （6）齒根圓直徑 （7）錐距 （8）齒寬 （9）齒根角 （10）頂錐角 （11）根錐角 （12）分度圓齒厚 5．2．4主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1）選擇軸的材料 由于該軸沒(méi)有特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼。 2）求軸上的功率

31、和轉(zhuǎn)矩 若取效率為，則 3）初步確定軸的最小直徑 根據(jù)表15-3【9】，取，于是得 ,取 4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 下圖給出了軸上主要零件的相互位置關(guān)系，軸兩端用軸承固定，軸承裝在軸承座上， 還裝有圓螺母，皮帶輪，錐齒輪等，設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的尺寸確定軸上主要零件的相 互位置，根據(jù)要求確定了各軸段的直徑和長(zhǎng)度，如下圖所示。 圖5-4軸上主要零件的相互位置關(guān)系 圖5-5軸上主要零件的相互位置關(guān)系 i. 裝凸輪段1-2， ii. 裝軸承段2-3， iii. 裝帶輪段3-4， iv. 軸環(huán)段4-5， v. 自由段5-6， vi. 裝軸承段6-7， v

32、ii. 裝錐齒輪段7-8， 5）軸的強(qiáng)度校核 （1）齒輪上作用力的大小 齒輪的分度圓直徑為d=143.5mm 則 圓周力 徑向力 軸向力 （2）計(jì)算軸承的支反力 a、水平面上支反力 b、垂直面上支反力 c、畫(huà)彎矩圖 Ⅰ、水平面上的彎矩 Ⅱ、垂平面上的彎矩 Ⅲ、合成彎矩M (3）扭矩 (4）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 取危險(xiǎn)截面C，因單向回轉(zhuǎn)，可將扭矩視為脈動(dòng)循環(huán)，取 故軸的強(qiáng)度足夠。 5.3其它一些零部件的選擇 5.3.

33、1軸承與軸承座的選擇 軸承是用來(lái)支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度和減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損，滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)低，起動(dòng)阻力小等，在一般的機(jī)器中獲得了廣泛應(yīng)用。 在這里選用滾動(dòng)軸承7209C （GB/292-1994），該軸承的基本尺寸為： d=45mm,D=85mm ,B=19mm 將軸承放在軸承座里，利用兩邊支承固定一根軸，這里選用SN209(GB/T7813-1998)型剖分式滾動(dòng)軸承座。 5.3.2鍵、圓螺母、止動(dòng)墊圈的選擇 1）鍵的型號(hào) 軸上的零件與軸應(yīng)有可靠的定位和固定，這樣才能傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸上的零件與軸的定位和固定分為軸向和周向兩個(gè)方面：軸向的定位

34、和固定常使用軸肩和套筒等；周向的定位和固定則常用鍵和花鍵以及其他的連接方式。普通平鍵靠側(cè)面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩，對(duì)中良好，裝拆方便【10】。這里周向定位和固定選用普通平鍵，分別為GB/T 1096鍵12×8×28，GB/T 1096鍵14×9×40，GB/T 1096鍵12×8×28。 2）圓螺母和止動(dòng)墊圈的型號(hào) 左凸輪的右邊用套筒定位，左邊用圓螺母定位，圓螺母用止動(dòng)墊圈。 這里選用了螺母 GB/T 812 M101和墊圈GB/T 858 10 6總結(jié) 本文是圍繞農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品——核桃剝殼裝置的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了核桃剝殼的機(jī)械化。

35、對(duì)于這一剝殼裝置有以下的結(jié)論： 1）通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外核桃剝殼裝置的研究，提出了本設(shè)計(jì)的核桃剝殼原理，并研制了V塊裝置，對(duì)核桃進(jìn)行擠壓，有利于裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展，提高剝殼性能。 2）應(yīng)用本機(jī)器后，可以減輕勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度、節(jié)省時(shí)間、提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。本產(chǎn)品的工作效率比較高，在市場(chǎng)上具有很好的應(yīng)用前景。 3）本產(chǎn)品也存在一些不足之處，比如剝殼效果不夠好、剝殼率低。 因此，在今后還要對(duì)核桃剝殼裝置進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，使核桃剝殼裝置更加完善，在保證工作效率的同時(shí)具有更高的剝殼率。 致謝 本論文的研究是在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械工程系的朱順先老師的精心指導(dǎo)下完

36、成的。老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、學(xué)識(shí)淵博，在本課題的研究過(guò)程中及時(shí)指點(diǎn)、耐心啟發(fā)，使得自己在研究工作中能夠及時(shí)糾正錯(cuò)誤，找到最好的解決辦法，得以順利完成本文。通過(guò)這次論文設(shè)計(jì)提高了本人在理論和實(shí)踐方面的能力。另外，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和平易近人的待人方式給我留下了深刻的印象，這些將是我學(xué)生生涯中一筆不小的收獲。在此，衷心感謝朱老師的指導(dǎo)和無(wú)微不至的關(guān)心。 本論文中還引用了許多專著和論文的內(nèi)容，在論文的參考文獻(xiàn)中列出了部分專著和論文的作者和出處，在此深表謝意。 同時(shí)也向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的同學(xué)們表示感謝。 感謝學(xué)校，特別是機(jī)械系的領(lǐng)導(dǎo)和帶領(lǐng)我們的老師們，是你們給了我們這么好的一個(gè)機(jī)會(huì)。衷心感謝培育我多年

37、的南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，衷心感謝各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和老師的辛勤培養(yǎng)和教育。我將更加努力去爭(zhēng)取更好的成績(jī)，在實(shí)際工作中做出更大的貢獻(xiàn)! 我衷心希望我們南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的明天會(huì)更好。 參考文獻(xiàn)： [1] 伍季，章銀良，付有利. 核桃的綜合開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀與利用前景[J]. 食品工業(yè)，2006，(4)：31-32. [2] 王喬，鄭仲明，高新宇等. 核桃深加工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用[J]. 技術(shù)探討，2006，(8)：38-39. [3] 史建新. 新型核桃破殼機(jī)[P]. 中國(guó)專利 200720127082.1，2008-05-21 [4] Larry H. Hemry. Mechanical nut cracker

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