大蒜收獲機(jī)切根裝置設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙】

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 帶傳動設(shè)計(jì) .104.3 主動軸的設(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 帶傳動設(shè)計(jì) .104.3 主動軸的設(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)自動輸送未切須大蒜，自動切須。分析：本課題設(shè)計(jì)的是電機(jī)驅(qū)動的大蒜自動切須機(jī)械，它的功能包括自動輸送、切割，該機(jī)擬采用電機(jī)帶動減速系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)械傳動實(shí)現(xiàn)自動輸送、切割，通過機(jī)械傳動的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大蒜的自動切須。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)通過帶傳動帶動的圓盤刀旋轉(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鏈輪軸旋轉(zhuǎn)速度較低，僅為 12r/min 到 6r/min，傳動比較大，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。4.1.2 電動機(jī)的選擇查表機(jī)械傳動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——啟動系數(shù);S——可靠度系數(shù);R由于是電機(jī)驅(qū)動，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)直徑由主動輪基準(zhǔn)直徑系中選取 ，從動輪基準(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載荷， （當(dāng)量動載荷）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載荷N2.587,小于所能承受的基本額定動載荷，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 帶傳動設(shè)計(jì) .104.3 主動軸的設(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 帶傳動設(shè)計(jì) .104.3 主動軸的設(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)自動輸送未切須大蒜，自動切須。分析：本課題設(shè)計(jì)的是電機(jī)驅(qū)動的大蒜自動切須機(jī)械，它的功能包括自動輸送、切割，該機(jī)擬采用電機(jī)帶動減速系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)械傳動實(shí)現(xiàn)自動輸送、切割，通過機(jī)械傳動的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大蒜的自動切須。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)通過帶傳動帶動的圓盤刀旋轉(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鏈輪軸旋轉(zhuǎn)速度較低，僅為 12r/min 到 6r/min，傳動比較大，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。4.1.2 電動機(jī)的選擇查表機(jī)械傳動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——啟動系數(shù);S——可靠度系數(shù);R由于是電機(jī)驅(qū)動，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)直徑由主動輪基準(zhǔn)直徑系中選取 ，從動輪基準(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。現(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載荷， （當(dāng)量動載荷）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載荷N2.587,小于所能承受的基本額定動載荷，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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