紅棗去核機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書、CAD圖紙
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有CAD圖紙和說(shuō)明書,咨詢Q 197216396 或 11970985科類 工科 學(xué)號(hào) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)紅棗去核機(jī)設(shè)計(jì)Red dates to nuclear machine design 指導(dǎo)教師: 職稱 學(xué) 院: 專 業(yè): 年級(jí): 設(shè)計(jì)提交日期: 答辯日期: 答辯委員會(huì)主任: 紅棗去核機(jī)設(shè)計(jì)摘 要為了解決紅棗的深加工問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種半自動(dòng)紅棗去核機(jī)械。通過(guò)工藝方案分析對(duì)比確定紅棗采用沖孔去核加工方法,即利用一根空心薄壁管插入并貫穿紅棗把棗核帶出,再使用頂針把棗核頂出空心管完成去核工作。本次設(shè)計(jì)采用三級(jí)傳動(dòng)方式:電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力,經(jīng)V帶傳動(dòng),通過(guò)采用兩端輸出方式的蝸輪蝸桿減速器分別帶動(dòng)去核機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的去核機(jī)構(gòu)和間歇性運(yùn)動(dòng)的送料機(jī)構(gòu)同步配合工作不出現(xiàn)干涉;并為紅棗的固定設(shè)計(jì)了自定心套筒,保證去核的準(zhǔn)確性。本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)主要適用于家庭和小型工廠,該小型便攜式去核機(jī)可作為為以后大型果核去核機(jī)的設(shè)計(jì)參考。關(guān)鍵詞:紅棗;去核機(jī);半自動(dòng);Red dates to nuclear machine designABSTRACTIn order to solve the deep processing problem of jujube, a semi-automatic jujube denucleation machine was designed.Through the process plan analysis and comparison, it was determined that the red jujube adopts the method of perforation and nucleation, that is, using a hollow thin wall tube to insert and penetrate the red jujube to take out the jujube core, and then use the thimble to top the jujujube core out of the hollow tube to complete the nucleation work.This design adopts the three-stage transmission method: the motor output power, via the V belt transmission,By using the worm gear reducer with both ends of output to drive the nuclear power and feeding mechanism respectively,It realizes that there is no interference between the denuclear mechanism of reciprocating linear motion and the feed mechanism of intermittent movement.A self-centering sleeve was designed for the fixation of red dates to ensure the accuracy of core removal.The red dates of this design are mainly applicable to families and small factories.The small portable nuclear machine can be used as a design reference for future large-scale nuclear core remover.Key words:red dates;nuclear machine;semi-automatic;目 錄摘 要IABSTRACTII目 錄III表 目 錄IV圖 目 錄V符號(hào)及其計(jì)量單位說(shuō)明VI1 前 言12 紅棗去核機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)22.1 加工對(duì)象分析22.2 去核工藝分析22.3 工藝過(guò)程設(shè)計(jì)22.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)32.5 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)43 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)63.1 選擇電動(dòng)機(jī)63.2 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比73.3 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算83.4 普通圓柱蝸輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)103.5 蝸桿軸的設(shè)計(jì)143.6 蝸桿軸的校核153.7 直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算174 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算214.1 去核沖棗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)214.2 間歇送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算225 其他零件的設(shè)計(jì)計(jì)算235.1 蝸桿軸滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算235.2 高速軸鍵聯(lián)接的選擇及校核255.3 傳動(dòng)件的潤(rùn)滑255.4 軸伸出端的密封256 設(shè)計(jì)總結(jié)26參考文獻(xiàn)27致 謝28表 目 錄表3.1 電機(jī)參數(shù)7圖 目 錄圖2.1 去核工藝 2圖2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理圖3圖2.3 自定心套筒4圖2.4 傳動(dòng)方案4圖2.5 沖針的設(shè)計(jì)4圖2.6 物料盤的設(shè)計(jì)5圖2.7 傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖5圖2.8 總體外觀6圖3.1 傳動(dòng)裝置6圖3.2 傳動(dòng)軸示意圖7圖3.3 蝸桿軸段 14圖3.4 蝸輪軸尺寸 15圖3.5 蝸桿載荷分析圖 16圖3.6 錐齒輪 17圖4.1 去核沖棗機(jī)構(gòu) 21圖4.2 滑塊在轉(zhuǎn)角135-225度時(shí)行程 22圖5.1 軸承受力分析 24符號(hào)及其計(jì)量單位說(shuō)明E:材料的彈性模量,單位MPa;:材料的剪切應(yīng)力,單位MPa;:材料彎曲應(yīng)力,單位MPa ;N(n):轉(zhuǎn)速,單位r/min;a:皮帶帶長(zhǎng),單位mm;d:直徑,單位mm;L:長(zhǎng)度,單位mm;B:厚度,單位mm;i:傳動(dòng)比;Z:齒數(shù);m:模數(shù);紅棗去核機(jī)設(shè)計(jì)1 前 言眾所周知,紅棗有著很高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值。作為食材和藥材,深受大家的喜愛,但是大棗雖然很受人們歡迎,卻在加工和儲(chǔ)存上存在很多沒解決的問(wèn)題,如紅棗的清洗,棗核的處理等。目前市場(chǎng)上的大棗大多數(shù)都是采摘后的鮮果,或是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單晾曬的未加工過(guò)的干棗。因棗內(nèi)存在棗核,在食用時(shí)可能會(huì)存在和魚刺一樣的安全隱患。而且經(jīng)過(guò)深加工的紅棗,可以制成各種棗類糕點(diǎn)、飲品等制品,即提高了紅棗的的價(jià)值,還能使紅棗具有更廣闊的市場(chǎng)。但是對(duì)紅棗進(jìn)行深加工,去核是大多紅棗加工的前提。對(duì)紅棗進(jìn)行去核,傳統(tǒng)的方法是靠人工單個(gè)去核,不僅去核效率低,去核質(zhì)量不能保障,而且勞動(dòng)成本的提高使得收人回報(bào)變低。所以紅棗的自動(dòng)化去核必將成紅棗加工發(fā)展道路上的主流趨勢(shì),紅棗去核機(jī)械也必將有著巨大的發(fā)展市場(chǎng)。觀察我國(guó)去核機(jī)械的發(fā)展,早在上世紀(jì)80年代就開始有人研究核果類水果去核機(jī)械,雖然推出了一些去核機(jī),但由于食品業(yè)發(fā)展較慢,核果類產(chǎn)品較少,所以由于需求不高,所以去核機(jī)械的發(fā)展依舊緩慢,至今很多工廠的去核工作也只是依賴于一些簡(jiǎn)單的小型工具來(lái)完成,不僅效率低,而且使用的工具也存在傷害到手等安全隱患。但隨著發(fā)展越來(lái)越快,核果類食品必將越來(lái)越多地進(jìn)入市場(chǎng),人工去核才的方式必定滿足不了市場(chǎng)的需求,去核機(jī)械必定會(huì)有著大量的需求,自動(dòng)化去核機(jī)械必將成為果核類食品加工的主要機(jī)械,成為核果加工機(jī)械中的主流發(fā)展機(jī)械設(shè)備。2 紅棗去核機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)2.1 加工對(duì)象分析 由于目前市場(chǎng)上的紅棗種類繁多,形狀,大小,果肉特性各不相同,所以本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)所加工的紅棗為經(jīng)過(guò)篩選并分級(jí)后的紅棗,具體要求為:成熟采摘后經(jīng)過(guò)晾曬脫水的半干型成熟紅棗;紅棗形狀為圓柱形;紅棗尺寸大小為直徑15-20mm。因棗內(nèi)的棗核尺寸、位置有極少量存在差異,本次設(shè)計(jì)暫不考慮,本次設(shè)計(jì)所加工棗核直徑最大不超過(guò)7mm,位置都處于紅棗幾何中心,并保證破損率5%。2.2 去核工藝分析 目前市場(chǎng)上常見的紅棗去核方法主要包括2種:a剖果去核,b沖孔去核。去核原理如圖2.1所示,我們這里遵循紅棗去核加工效率最大化,加工機(jī)械盡量簡(jiǎn)便,并盡可能保持去核后紅棗美觀的設(shè)計(jì)原則下,本次設(shè)計(jì)的去核方法采用沖孔去核的加工方法, a剖果去核 b沖孔去核圖2.1 去核工藝2.3 工藝過(guò)程設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)紅棗去核機(jī)的原理是通過(guò)二工位的沖壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)紅棗的去核工作:首先通過(guò)間歇性旋轉(zhuǎn)的物料盤完成進(jìn)料過(guò)程,再通過(guò)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的沖針實(shí)現(xiàn)紅棗的去核工作,最后再把紅棗沖落到出料斗中,可以把紅棗去核簡(jiǎn)要分為以下幾個(gè)步驟:(1)進(jìn)料:通過(guò)人工手動(dòng)把紅棗放入物料盤上的自動(dòng)定心套筒中;(2)沖核:做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的沖針間歇性由上而下沖去棗核;(3)出料:由與沖針同步異位運(yùn)動(dòng)的頂棗針把完成去核工作的紅棗沖落至出料斗。由旋轉(zhuǎn)物料盤進(jìn)行間歇性的轉(zhuǎn)動(dòng),可實(shí)現(xiàn)進(jìn)料,去核,沖棗三個(gè)工位的同時(shí)運(yùn)作,沖核和沖棗兩個(gè)步驟可同時(shí)在相鄰兩個(gè)工位同時(shí)運(yùn)作。2.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)總體設(shè)計(jì)方案的分析,本次設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理如圖2.2所示。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括去核沖棗加工機(jī)構(gòu)和間歇性送料機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)都由減速器部分的蝸輪軸同時(shí)帶動(dòng)。當(dāng)減速器蝸輪軸旋轉(zhuǎn)一周,帶動(dòng)去核沖棗機(jī)構(gòu)(對(duì)心曲柄滑塊)轉(zhuǎn)動(dòng)一周,完成一次去核沖棗工作;而間歇性送料機(jī)構(gòu)(槽輪)被安裝在蝸輪軸上的主動(dòng)撥盤帶動(dòng)從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)過(guò)90,而從動(dòng)輪帶動(dòng)同軸與物料盤連接的錐形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),使物料盤轉(zhuǎn)過(guò)22.5后停止。核沖棗機(jī)構(gòu)(對(duì)心曲柄滑塊)向下運(yùn)動(dòng)是去核管進(jìn)入自定心套筒完成紅棗的去核,向上運(yùn)動(dòng)時(shí)棗核嵌入去核管中,當(dāng)去核管運(yùn)動(dòng)到特定位置時(shí)管中的棗核被頂核針頂出,由橡膠刷掃到出核口。間歇性送料機(jī)構(gòu)再次轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),無(wú)核紅棗在下一個(gè)工位被與沖針同步異位運(yùn)動(dòng)的頂棗針沖落至出料斗。圖2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理圖 自定心套筒(圖2.3)是安裝在物料盤上的紅棗固定輔助裝置。所用材料為塑料,整體形狀為圓柱形內(nèi)部有2層漏斗狀突觸,每層突觸有6瓣擋片,把棗放進(jìn)套筒內(nèi),在突觸的均勻作用力下,紅棗被固定在套筒的中心位置,以保證去核針能準(zhǔn)確地打在紅棗核上完成去核工作。圖2.3 自定心套筒2.5 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)械為半自動(dòng)機(jī)械,故選用一個(gè)三相異步電動(dòng)機(jī)作為整個(gè)機(jī)械的動(dòng)力能源機(jī)構(gòu)。動(dòng)力源(三相異步電動(dòng)機(jī))輸出的動(dòng)力,經(jīng)過(guò)V帶-渦輪蝸桿減速器調(diào)節(jié)后分別輸送到去核沖棗加工機(jī)構(gòu)和間歇性送料機(jī)構(gòu)(如圖2.4所示)減速機(jī)構(gòu)的蝸輪軸采用兩端輸出方式,一端帶動(dòng)去核沖棗加工機(jī)構(gòu),另一端帶動(dòng)間歇性送料機(jī)構(gòu),傳動(dòng)順序如圖2.4所示。圖2.4 傳動(dòng)方案(1)沖針的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)去核沖棗機(jī)構(gòu)的運(yùn)作,需要把電動(dòng)機(jī)輸出的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闆_針的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),機(jī)械傳動(dòng)中能實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變的機(jī)構(gòu)常用的有以下幾種可選擇:1)圓柱凸輪機(jī)構(gòu):設(shè)計(jì)方便,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,使用壽命較長(zhǎng);2)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu):設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單,運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特傳遞性好,有封閉的運(yùn)動(dòng)軌跡;3)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu):和對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)相似,但是能滿足急回特性。本次設(shè)計(jì)的去核沖棗加工機(jī)構(gòu)中,無(wú)需運(yùn)用到急回特性,所以偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的用途和對(duì)心曲 柄滑塊機(jī)構(gòu)的作用相同不考慮,圓柱凸輪機(jī)構(gòu) 圖2.5 沖針的設(shè)計(jì)的空間占用較大,所以選用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu),方案如圖2.5所示。(2)物料盤的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)物料盤需要間歇性的運(yùn)動(dòng),所以要把電動(dòng)機(jī)輸出的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲锪媳P的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng),能實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變的機(jī)構(gòu)常用的有以下幾種可選擇:1)棘輪機(jī)構(gòu):制造簡(jiǎn)單方便,運(yùn)動(dòng)可靠,棘輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可調(diào)范圍較大,但是有較大的沖擊和噪音,且運(yùn)動(dòng)精度不高,主要運(yùn)用于低速、輕載的機(jī)械;2)槽輪機(jī)構(gòu):尺寸小巧,機(jī)械傳遞效率高,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),主要運(yùn)用于低速運(yùn)作機(jī)械;3)不完全齒輪機(jī)構(gòu):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,運(yùn)動(dòng)和靜止時(shí)間比例可調(diào)范圍較大,主要運(yùn)用于低速、輕載的機(jī)械。間歇性送料機(jī)構(gòu)的選擇中,因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)主要運(yùn)用于家庭和小型作坊、工廠使用,所以物料盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度要求不高,但是需要保證精確的轉(zhuǎn)動(dòng)角度,且能保證物料盤一段時(shí)間的穩(wěn)定靜止,故選用槽輪,且槽輪的鎖止弧還能有效固定物料盤。選定方案的傳動(dòng)如圖2.6所示。 圖2.6 物料盤的設(shè)計(jì) (3)傳動(dòng)總方案的設(shè)計(jì)根據(jù)沖針和物料盤的設(shè)計(jì)方案,初步設(shè)計(jì)得到紅棗去核機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖(圖2.7所示)。減速機(jī)構(gòu)中的蝸輪軸采用兩端輸出方式,兩端分別同時(shí)帶動(dòng)去核沖棗加工機(jī)構(gòu)和間歇性送料機(jī)構(gòu),以保證實(shí)現(xiàn)去核和進(jìn)料的同步進(jìn)行并有效地防止了兩機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。蝸輪軸兩端還應(yīng)有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膮f(xié)調(diào)配合要求,當(dāng)物料盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),沖針的垂直運(yùn)動(dòng)范圍不能低于 圖2.7 傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖物料盤,且只有當(dāng)物料盤完全靜止時(shí)沖針才能進(jìn)入物料盤;沖針完成去核工作運(yùn)動(dòng)到物料盤上方時(shí),物料盤才可以開始間歇性的旋轉(zhuǎn)。要保持沖針和物料盤的運(yùn)動(dòng)互不干涉,就需要去核沖棗加工機(jī)構(gòu)和間歇性送料機(jī)構(gòu)在時(shí)間和空間上有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐浜稀>唧w配合參考圖2.8。 圖2.8 總體外觀3 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)主要包括電動(dòng)機(jī)的選擇,帶輪和傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì),蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì),錐齒輪的設(shè)計(jì)。圖3.1 傳動(dòng)裝置3.1 選擇電動(dòng)機(jī)本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)械,因主要針對(duì)于家庭及小型工廠使用,所以把去核加工機(jī)械效率設(shè)為120枚/分。該紅棗去核機(jī)采用手動(dòng)進(jìn)料,所以物料盤轉(zhuǎn)速不能過(guò)快,選擇的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速無(wú)特定要求。所以根據(jù)紅棗去核機(jī)的工作環(huán)境、工作機(jī)械效率要求和經(jīng)濟(jì)效益,查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1,本次設(shè)計(jì)所選用的電動(dòng)機(jī)為Y(IP44)系列三相異步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y80M2-4,表3-1為電機(jī)具體參數(shù)。表3.1 電機(jī)參數(shù)3.2 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比因該去核機(jī)械主要針對(duì)于家庭及小型工廠使用,而且采用人工送料,所以物料盤的轉(zhuǎn)速不宜過(guò)快,根據(jù)120枚/分的機(jī)械效率,得到物料盤轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分。根據(jù)選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào),計(jì)算的得到總傳動(dòng)比,和電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比近似,所以為了便于設(shè)計(jì),這里取。一級(jí)傳動(dòng)采用V帶傳動(dòng)(帶傳動(dòng)可以很好地吸收微小震動(dòng),過(guò)載保護(hù),起到緩沖作用),分配的傳動(dòng)比為1.5,減速器為采用兩端輸出的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu),分配的傳動(dòng)比為14。(1)計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速如圖3.1,則各軸轉(zhuǎn)速分別為 圖3.2 傳動(dòng)軸示意圖(2)計(jì)算各軸的輸入功率因?yàn)樵跈C(jī)械傳動(dòng)中存在能量損耗,所以需要分別計(jì)算各軸的輸入功率,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-5得到各機(jī)構(gòu)的功率傳輸有效效率,分別為V帶傳動(dòng)效率,軸承傳動(dòng)效率,蝸桿減速器,取,錐齒輪傳動(dòng),取。根據(jù)查表所得的各機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率和電動(dòng)機(jī)參數(shù)分別計(jì)算各軸輸出功率: (3)各軸的轉(zhuǎn)矩 3.3 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)確定計(jì)算功率:查閱參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-7得到V帶的工作情況系數(shù)為,(2)選擇窄V帶的帶型根據(jù)、n,所以選用Z型帶(3)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑查表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd1=80mm根據(jù)式,從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd2(4)驗(yàn)算帶的速度:故帶的速度合適(5)窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù),計(jì)算得到V帶中心距取值范圍為150mm400mm,為便于設(shè)計(jì)去中心距a0=200mm計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長(zhǎng)度:由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度:L=700mm計(jì)算實(shí)際中心距a:由式(824)知中心距的變化范圍是182.5214mm(6)驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角故主動(dòng)輪上的包角合適。(7)計(jì)算窄V帶的根數(shù):計(jì)算單根V帶的而定功率 由和,查表84得。 根據(jù),和z型帶,查表85得。 查表86得,表82得,于是 計(jì)算v帶的根數(shù)z:,取3根。(8)單根V帶的初拉力的最小值的計(jì)算由表83得z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.060所以 應(yīng)使帶的實(shí)際拉力。(9)計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為(10)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩帶輪直徑分別為 、,所以采用實(shí)心結(jié)構(gòu),無(wú)特殊要求,并繪制二維圖小帶輪QHJ-07。3.4 普通圓柱蝸輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(1)材料選擇此次設(shè)計(jì)使用的蝸輪蝸桿傳動(dòng)比為14,傳動(dòng)比較小,傳遞功率不高,無(wú)特殊要求。故蝸桿材料選用45號(hào)鋼,為保證達(dá)到工作強(qiáng)度,需對(duì)螺旋齒面做淬火處理使硬度達(dá)到45-55HRC,蝸輪材料選用鑄錫青銅(ZCuSn10P1),鑄造后經(jīng)機(jī)加工達(dá)到配合標(biāo)準(zhǔn)即可。(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(3)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩(4)確定載荷系數(shù)因工作機(jī)械為低速,有輕微沖擊紅棗去核機(jī)械,查表11-5得到載荷系數(shù)分別為:載荷不均勻系數(shù)=1,使用系數(shù)=1,動(dòng)載系數(shù)=1.05,計(jì)算總載荷系數(shù)為: (5)確定彈性影響系數(shù)本次選用蝸輪蝸桿材料配合為鑄錫銅渦輪和45鋼蝸桿,所以得到(6)確定蝸輪齒數(shù)(7)確定許用應(yīng)力因蝸輪為砂型鑄造的鑄錫銅件,蝸桿經(jīng)過(guò)螺旋齒經(jīng)淬火處理,查表11-7得到許用應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù) 則 (8)計(jì)算值,所以查表11-2得到模數(shù),蝸桿分度圓直徑為(9)蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)及幾何尺寸蝸桿尺寸分度圓直徑:齒頂高:齒根高:軸向齒距: 直徑系數(shù):齒頂圓直徑:齒根圓直徑:蝸桿齒寬: 分度圓導(dǎo)程角: 蝸輪尺寸蝸輪分度圓直徑:;齒頂高:齒根高:蝸輪喉圓直徑:蝸輪齒根圓直徑:蝸輪咽喉母圓半徑:蝸輪輪緣寬度:(10)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度蝸輪的齒形系數(shù):查機(jī)械設(shè)計(jì)表11-13得齒形系數(shù)螺旋角系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 查表11-8材料為鑄錫青銅(ZCuSn10P1)的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力值為壽命系數(shù) = 綜上所述,彎曲強(qiáng)度校核滿足要求。(11)驗(yàn)算效率 ,已知=11.31; 查表11-8查得 經(jīng)計(jì)算得到的效率值大于原估計(jì)值,符合要求。(12)熱平衡計(jì)算初定工作油溫 室溫箱體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 取12所需散熱面積不需要需要加散熱片。 根據(jù)計(jì)算繪制二維圖:蝸桿軸QHJ-02;蝸輪軸QHJ-033.5 蝸桿軸的設(shè)計(jì)蝸桿軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩: (1)初步確定軸的最小直徑本次設(shè)計(jì)選用的蝸桿類型為普通圓柱蝸桿,無(wú)特殊要求。根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案,查機(jī)械設(shè)計(jì)表11-1,蝸輪軸材料選用45鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理達(dá)到硬度HBS=217 255HBS,取230HBS。強(qiáng)度極限,。查機(jī)械設(shè)計(jì)11-15,先確定軸的最小直徑取C,則,因?yàn)橛墟I槽,需要把直徑增加7%,需要選取軸承,確定最小軸徑為25mm。(2)蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖5.1把蝸桿軸從左到右一次分為八段:第一段軸徑 第二段軸需和V帶輪連接配合 而且與第一段軸有過(guò)渡軸肩,得到第三段軸需要和承端蓋配合,所以取 但是配合的軸承內(nèi)徑為30mm,所以第三段軸軸徑為30mm第四段軸軸徑 但是本段安裝了軸承,且第四和第五段之間的軸肩需要定位軸承,類型是定位軸肩,重新查表取第五段軸軸徑 第六段軸軸徑 因?yàn)榈诹屋S為蝸桿的螺旋部分,且蝸桿齒頂圓直徑為60mm,所以第六段軸為蝸桿的螺旋部分,第七段軸軸徑 因和第五段作用一致,與軸承配合,蝸桿螺旋部分位于軸中心,所以第八段軸軸徑 第八段軸上安裝了軸承,所以軸徑為。繪制蝸輪軸尺寸如圖5.2:3.4 蝸輪軸尺寸3.6 蝸桿軸的校核蝸桿的載荷分析如圖5.4,求出作用在蝸桿及蝸輪上的力圓周力軸向力 徑向力 其中(1)垂直面的支承反力(2)水平面的支承反力(3)繪垂直面的彎矩圖(如圖5.4-B)(4)繪水平面的彎矩圖(如圖5.4-C) 圖3.5 蝸桿載荷分析圖(5)求合成彎矩(如圖5.4-D)(6)該軸所受扭矩為 (7)求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩從圖5.4可看出,危險(xiǎn)截面位于彎矩,扭矩最大值處,計(jì)算當(dāng)量彎矩:(查表?。?)軸強(qiáng)度的校核根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)14-5式,計(jì)算軸的彎曲應(yīng)力根據(jù)之前確定軸的材料及處理?xiàng)l件(45鋼,調(diào)質(zhì)處理),查表得到經(jīng)過(guò)比較,故安全。(9)為了便于選取軸承,之前把最小軸徑由計(jì)算值9.8mm改定位25mm,而且在對(duì)軸的校核計(jì)算時(shí)選用改定后最小軸徑計(jì)算,所以蝸輪軸的安全系數(shù)很大,由圖5.4可知應(yīng)力最大值位于截面C處,但由于安全系數(shù)很大,所以該蝸輪軸的疲勞強(qiáng)度滿足要求。 3.7 直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)確定錐齒輪的類型,材料和等級(jí)精度根據(jù)總傳動(dòng)方案,該齒輪傳動(dòng)無(wú)特殊要求,采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪,等級(jí)精度為8級(jí)。兩齒輪材料無(wú)特殊要求均使用45號(hào)鋼,齒面調(diào)質(zhì)處理后硬度需達(dá)到240HBS以上。(2)選齒輪齒數(shù)、;(3)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)試選載荷系數(shù),計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:齒寬系數(shù),取, 查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5得到材料的彈性影響系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-25(d)根據(jù)齒面硬度查詢,得到兩齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):由圖10-23查得接觸疲勞壽命系數(shù)、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)s=1,由式10-12得 取和作比較,取較小的值為本齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力取較小值帶入計(jì)算齒輪分度圓的直徑d1t:3-計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬(4)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù),8級(jí)精度,動(dòng)載荷系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8中低一級(jí)精度線取,齒間載荷分配系數(shù),由表10-2查得使用系數(shù),由表10-4查得齒間載荷分布系數(shù),故載荷系數(shù)為:根據(jù)實(shí)際載荷系數(shù),對(duì)計(jì)算得出的分度圓直徑進(jìn)行校正計(jì)算模數(shù):(5)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-27得彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式計(jì)算模數(shù):確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值:試選,計(jì)算由分錐角 可得當(dāng)量齒數(shù) 由圖10-17查的齒型系數(shù) 由圖10-18查的應(yīng)力修正系數(shù) 查圖10-24(c)得到兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限分別為 由圖10-22取彎曲疲勞壽命系數(shù) 取彎曲疲勞安全系數(shù)為經(jīng)過(guò)對(duì)比,大齒輪的大于小齒輪,取0.01341試計(jì)算模數(shù) 調(diào)整齒輪模數(shù)圓周速度V 計(jì)算齒寬b(6)計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù)據(jù),精度為8級(jí),查圖10-8得動(dòng)載系數(shù)傳動(dòng)方式為開式傳動(dòng),所以齒間載荷分配系數(shù)取由表10-4查得則載荷系數(shù)為 根據(jù)式10-13,用實(shí)際載荷系數(shù)算出的齒輪模數(shù)為 選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4.5(7)幾何尺寸的計(jì)算1)計(jì)算分度圓直徑:d1=m Z1=204.5=90mmd2=m Z2=804.5=360mm2)計(jì)算分錐角: 計(jì)算齒輪寬度: 、取62mm3)設(shè)計(jì)結(jié)論:齒數(shù), ,模數(shù)m=4.5,壓力角,變位系數(shù),分錐角 ,齒寬,材料都為 45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理,8級(jí)精度。(8)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制零件圖由于錐齒輪的齒頂圓直徑150mmd500mm,采用腹板式結(jié)構(gòu),機(jī)加工所用毛坯為鍛造毛坯。繪制二維圖:錐齒輪軸QHJ-04,錐齒輪QHJ-064 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 去核沖棗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案,去核沖棗機(jī)構(gòu)選用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)去核工作。對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)選定的設(shè)計(jì)參數(shù)為曲柄回轉(zhuǎn)半徑,連桿長(zhǎng)度。由圖4.1可知滑塊的行程槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)為4。圖4.1 去核沖棗機(jī)構(gòu)此處涉及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角計(jì)算,令曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中曲柄銷孔在最低點(diǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)角為0;槽輪安裝上令主動(dòng)撥盤上圓銷與曲柄銷孔同側(cè)平行(即夾角為0),并且保持運(yùn)動(dòng)同步,此時(shí)曲柄銷孔的轉(zhuǎn)角與槽輪圓銷轉(zhuǎn)角相同。由于蝸輪軸采用兩端輸出,同時(shí)帶動(dòng)槽輪主動(dòng)撥盤和曲柄,當(dāng)曲柄銷孔轉(zhuǎn)角達(dá)到135時(shí),槽輪主動(dòng)撥盤上的圓銷進(jìn)入槽輪徑向槽開始帶動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng),曲柄銷孔轉(zhuǎn)角達(dá)到225時(shí),槽輪上的圓銷離開槽輪徑向槽,此間槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)90,并帶動(dòng)物料盤轉(zhuǎn)動(dòng)22.5。由此可以得到結(jié)論:蝸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)90;去核沖棗機(jī)構(gòu)完成一次去核工作,物料盤完成一次進(jìn)料。需要判斷當(dāng)槽輪和曲柄同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)是否會(huì)發(fā)生干涉,當(dāng)轉(zhuǎn)角在135225度之間,槽輪(物料盤)運(yùn)動(dòng),其余時(shí)間靜止。經(jīng)過(guò)函數(shù)計(jì)算(如圖4.2所示)得到當(dāng)轉(zhuǎn)角在135225度之間曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊運(yùn)動(dòng)行程為20mm,并在轉(zhuǎn)角為180度時(shí)到達(dá)最高點(diǎn),在最高點(diǎn)滑塊與物料盤之間的距離為23mm,所以當(dāng)物料盤靜止時(shí)滑塊任在物料盤上方,不會(huì)出現(xiàn)干涉。圖4.2 滑塊在轉(zhuǎn)角135-225度時(shí)行程4.2 間歇送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案,旋轉(zhuǎn)物料盤間歇性送料選用槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。(1)槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù) 槽輪運(yùn)動(dòng)系數(shù)必須為正,且槽數(shù)為整數(shù),所以槽輪槽數(shù)必須至少為3個(gè)。(2)確定槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù) 根據(jù)紅棗去核機(jī)的工藝分析,旋轉(zhuǎn)物料盤的工作性質(zhì)為間歇性工作,本次設(shè)計(jì)的物料盤上分兩圈總共排列32個(gè)料孔,每圈16個(gè)料孔,因物料盤與槽輪從動(dòng)輪軸傳動(dòng)比為4,所以確定槽輪徑向槽數(shù)量為4。蝸輪軸每帶動(dòng)主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周,從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)1/4周。(3)主動(dòng)撥盤的圓銷數(shù)量查機(jī)械原理表12-7 ,圓銷數(shù)n與槽數(shù)Z需滿足一下要求:為了便于設(shè)計(jì)和使用,確定圓銷數(shù)n=1(4) 中心距和圓銷半徑為了使設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊,充分利用有限空間,確定中心距為,圓銷的半徑為。 (5)確定槽輪槽間角 可得 (6)圓銷中心回轉(zhuǎn)半徑 槽輪外圓半徑 (7)確定槽輪槽長(zhǎng) 取 (8)撥盤軸,槽輪軸的條件約束 (9) 槽輪輪葉齒頂厚度bb主要用來(lái)確定鎖止弧的半徑,取值范圍,本次設(shè)計(jì)為10mm。5 其他零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 蝸桿軸滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 軸承的選用,主要依據(jù)軸承的載荷和軸承的轉(zhuǎn)速來(lái)確定,再通過(guò)計(jì)算軸承的使用壽命來(lái)確定選用軸承是否滿足本次設(shè)計(jì)的的要求。本次設(shè)計(jì)的蝸桿軸需要承受一定的軸向載荷,所以本次設(shè)計(jì)選用的軸承為角接觸球軸承。(1)蝸桿軸軸承的選擇并計(jì)算承載能力查機(jī)械設(shè)計(jì)圖11-16,蝸桿軸受力分析計(jì)算如下: (2)軸承的選擇本次設(shè)計(jì)所要選用的軸承需要同時(shí)承受軸向力和徑向力,但因傳遞的功率不大,軸向力較小,所以選用軸承類型為角接觸球軸承,軸承型號(hào)通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-8,切丁型號(hào)為推力球軸承7206。,基本額定動(dòng)載荷:基本額定靜載荷:極限轉(zhuǎn)速(油):圖如圖5.1,因?yàn)槲仐U螺旋部分處于軸兩支撐點(diǎn)的中點(diǎn),所以:, 5.1 軸承受力分析當(dāng)量動(dòng)載荷:軸承7206合適當(dāng)量靜載荷:查課本表13-8查得 取2,軸承7206合適。5.2 高速軸鍵聯(lián)接的選擇及校核電機(jī)軸與帶輪采用平鍵連接,根據(jù)軸徑,,查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)選用A型平鍵,為,(GB/T 1096 鍵 10830),因?yàn)檩S是45鋼,帶輪為鑄鐵,查機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2許用應(yīng)力,取110Mpa,鍵的工作長(zhǎng)度,再查表6-1得經(jīng)過(guò)校核,本次設(shè)計(jì)所選鍵滿足強(qiáng)度要求。5.3 傳動(dòng)件的潤(rùn)滑 本次設(shè)計(jì)的錐齒輪為半開式齒輪傳動(dòng),潤(rùn)滑方式為人工周期性維護(hù)潤(rùn)滑,所使用潤(rùn)滑劑為潤(rùn)滑脂;槽輪機(jī)構(gòu)考慮到磨損和使用壽命,需要進(jìn)行潤(rùn)滑,使用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑;蝸輪蝸桿減速器傳動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生大量熱量,考慮到散熱,潤(rùn)滑方式采用浸油潤(rùn)滑,蝸桿輪齒浸入潤(rùn)滑油中的深度約為一個(gè)齒高。5.4 軸伸出端的密封通常在設(shè)計(jì)中,軸的輸入輸出端都伸出箱體或軸承座,這樣設(shè)計(jì)是為了防止灰塵,液體等雜質(zhì)進(jìn)入設(shè)備和潤(rùn)滑劑的泄漏,對(duì)軸承和箱體內(nèi)部零件進(jìn)行密封和保護(hù)。所以需要在軸孔處進(jìn)行密封處理,因本次設(shè)計(jì)的軸承和減速器的工作轉(zhuǎn)速為中、低速,所以選用的密封方式為氈圈油封。本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)使用AutoCAD繪制二維圖包括:裝配圖(QHJ-00);機(jī)架(QHJ-01);蝸桿軸(QHJ-02);蝸輪軸(QHJ-03);錐齒輪軸(QHJ-04);轉(zhuǎn)盤軸(QHJ-05);小錐齒輪(QHJ-06);小帶輪(QHJ-07);從動(dòng)槽輪(QHJ-08);頂核針(QHJ-09);大錐齒輪(QHJ-10)。6 設(shè)計(jì)總結(jié)本次設(shè)計(jì)的半自動(dòng)紅棗去核機(jī),運(yùn)用帶輪、蝸輪蝸桿、槽輪、對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、錐齒輪等機(jī)械機(jī)構(gòu)完成了本次的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其中蝸輪蝸桿還采用兩端輸出的方式帶動(dòng)執(zhí)行,自定心橡膠套筒的設(shè)計(jì),軸和其他零部件的選用,都是通過(guò)計(jì)算和查表一步步逐漸完成。從最初的方案選擇,到參數(shù)計(jì)算,再到用到了繪制二維圖和三維圖,幾乎用到了所有的專業(yè)課知識(shí)。本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)械可以代替人工完成紅棗的去核,不僅提高了紅棗去核的效率,還解放了勞動(dòng)力,但作為半自動(dòng)機(jī)械依舊存在研究和發(fā)展的空間,所以我們還需要再通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)和完善該設(shè)備。在本次設(shè)計(jì)中我遇到的有些問(wèn)題都是沒學(xué)過(guò)的,從其中,我體會(huì)到了自己知識(shí)儲(chǔ)備的不足,但是我之前學(xué)到的專業(yè)課知識(shí)基本都設(shè)計(jì)運(yùn)用到了,這也使得我意識(shí)到了我對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)還需要再鞏固強(qiáng)化。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),但同時(shí)也讓我學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)到了很多的專業(yè)知識(shí)。我們都應(yīng)該秉持一顆永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的心,把學(xué)習(xí)做到不分時(shí)段和空間。參考文獻(xiàn)1吳宗澤,羅圣國(guó). 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:高等教育出版社,2012.5.2程國(guó)定.機(jī)械設(shè)計(jì)M.高等教育出版社.2013.5.3孫恒.機(jī)械原理M.高等教育出版社.2013.3.4 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謝現(xiàn)在,畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)處于尾聲,能完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì),者許多老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助,在這里非常感謝大家。首先,最需要感謝的當(dāng)屬我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師李老師,在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,李老師幫我們尋找素材,在設(shè)計(jì)方面給予指導(dǎo),很多的方案,圖紙都是經(jīng)過(guò)李老師一次又一次的審核,檢查才完成的,不管什么時(shí)候,只要有問(wèn)題需要老師的幫助,李老師都會(huì)在第一時(shí)間幫我們解決,在李老師的指導(dǎo)和督促下,我才能順利地完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。再次感謝為我們的設(shè)計(jì)付出很多,感謝李老師的幫助,讓我學(xué)習(xí)到了很多,也成長(zhǎng)了很多。同時(shí),我也要感謝大學(xué)里教導(dǎo)過(guò)我的所以有老師們,在他們的教導(dǎo)下,讓我學(xué)到了很多基礎(chǔ)性的知識(shí),這些和我能完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是密不可分的,千里之行是一步一步的積累完成的,有了之前學(xué)到的知識(shí),才能讓我順利地完成本次設(shè)計(jì)。最后也感謝和我一起做設(shè)計(jì)的同學(xué)的幫助,在大家的的配合和幫助下,我才能按時(shí)按量按質(zhì)完成大學(xué)最后的一次設(shè)計(jì)。最后,畢業(yè)不是結(jié)束,而是一個(gè)嶄新未來(lái)的開始!- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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