螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機設(shè)計說明書學生姓名 學 號 所屬學院 專 業(yè) 班 級 指導教師 日 期 屆畢業(yè)設(shè)計前 言我國的核桃栽培面積約 130 萬 hm2以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國際市場上,核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4 大干果,核桃作為保健食品早已被國內(nèi)外所認識。我國核桃總產(chǎn)量約 31 萬噸,全國人均占有 0.24kg。這與國際上一些國家相比相差甚遠,如美國人均占有核桃1.5kg,是我國的 6 倍。是我國主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達300 萬畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的特色經(jīng)濟作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國核桃栽培面積大，產(chǎn)量高，但是加工技術(shù)落后，沒有成熟的核桃破殼機械。實現(xiàn)核桃加工機械化,有利于我們搶時間,爭速度, 支援外貿(mào)機械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯,同時,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, 核桃殼可以制成活性炭、過濾器中的濾料和堵漏材料等推進堅果類破殼機械的技術(shù)進步。本課題研究通過對核桃的物理特性和破殼機械結(jié)構(gòu)研究，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進行核桃殼的力學特性分析與試驗，設(shè)計一種新型螺旋式核桃破殼機構(gòu)。結(jié)合核桃的加工工藝，研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施，可以填補螺旋式核桃破殼機械的理論知識的空白，對提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障，具有十分重要的理論和實踐意義。目 錄1 緒論 -----------------------------------------------------------------------------11.1 研究的目的和意義 -------------------------------------------------------------11.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析 -------------------------------------------------------11.2.1 國外研究現(xiàn)狀及分析 ---------------------------------------------------------11.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析 ---------------------------------------------------------11.3 本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 ---------------------------------22 螺旋式核桃破殼機結(jié)構(gòu)說明 ------------------------------------------------------22.1 螺旋式核桃破殼機的結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖 ---------------------------------------------22.2 螺旋式核桃破殼機的工作原理 ---------------------------------------------------23 傳動方案設(shè)計 --------------------------------------------------------------------33.1 電動機選擇 -------------------------------------------------------------------33.2 帶傳動的設(shè)計計算 -------------------------------------------------------------33.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ---------------------------------------------------------------44 軸的設(shè)計 ------------------------------------------------------------------------64.1 軸的設(shè)計 ---------------------------------------------------------------------64.1.1 軸的計算 -------------------------------------------------------------------64.1.2 求作用在齒輪上的力 ---------------------------------------------------------64.1.3 初步確定軸的最小直徑 -------------------------------------------------------64.1.4 擬定軸上零件的裝配方案 -----------------------------------------------------64.1.5 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度。 -----------------------------------64.1.6 軸承端蓋的選擇： -----------------------------------------------------------74.1.7 求輸入軸上的功率 -----------------------------------------------------------74.1.8 求作用在齒輪上的力 ---------------------------------------------------------74.2 軸的校核 ---------------------------------------------------------------------74.2.1 軸的剛度校核 ---------------------------------------------------------------74.2.2 軸的強度校核 ---------------------------------------------------------------84.2.3 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 -------------------------------------------------------------94.2.4 求危險截面的當量彎矩 -------------------------------------------------------94.2.5 計算危險截面處軸的直徑 -----------------------------------------------------94.3 附件的設(shè)計 -------------------------------------------------------------------94.3.1 軸系零件的定位與軸承的選擇 -------------------------------------------------94.3.2 軸承的選擇 -----------------------------------------------------------------9總結(jié) ------------------------------------------------------------------------------11致謝 ------------------------------------------------------------------------------12參考文獻 --------------------------------------------------------------------------131 1 緒論1.1 研究的目的和意義 我國的核桃栽培面積約 130 萬 hm2以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國際市場上,核桃與杏A 仁、腰果、榛子一起并列為世界 4 大干果,核桃作為保健食品早已被國內(nèi)外所認識。我國核桃總產(chǎn)量約 31 萬噸,全國人均占有 0.24kg。這與國際上一些國家相比相差甚遠,如美國人均占有核桃1.5kg,是我國的 6 倍。是我國主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達 300 萬畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的特色經(jīng)濟作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國核桃栽培面積大，產(chǎn)量高，但是加工技術(shù)落后，沒有成熟的核桃破殼機械。針對核桃加工存在的問題和市場的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進一步深加工。在加工中,存在的問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,這就迫切需要設(shè)計生產(chǎn)出能進行機械或半機械化加工的核桃破殼機，以提高核桃剝殼的生產(chǎn)效率。針對市場上各種核桃破殼機破殼的生產(chǎn)效率低，破殼難，成本高，加工不方便的問題及市場的需求不能滿足需求的狀況，本課題研究通過對核桃的物理特性和破殼機械結(jié)構(gòu)研究，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進行核桃殼的力學特性分析與試驗，設(shè)計一種新型螺旋式核桃破殼機構(gòu)。此種核桃破殼機可以破殼品種繁雜、尺寸差異較大、形狀不規(guī)則的核桃，并在使用中破殼率高，破殼后的籽仁破碎率低，損失小，成本低，機具的運動性穩(wěn)定，能夠投入生產(chǎn)。則該方法破殼值得投入設(shè)計，具有很好的前景。1.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析1.2.1 國外研究現(xiàn)狀及分析國外早在 20 世紀 60 年代，就著手研制核桃破殼機具，至 80 年代，美國、意大利、法國等已相繼推出了各種破殼機。經(jīng)過這么多年，核桃破殼機以及堅果破殼機具已日趨成熟。主要的核桃破殼機研究有：JEAN-PIERRE LACOMBE 研制的申請?zhí)枮?FR9009864A 核桃破殼機 [1]。該機包括一四周封閉,底部連接出料斗,頂部設(shè)置喂料斗的長方形空腔體?？涨惑w的底部靠支腿支撐?？涨恢邪仓糜?上、下傳動軸,電機轉(zhuǎn)動通過鏈傳動帶動上傳動軸一起運動。上、下傳動軸依靠輸送鏈實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。在上傳動軸的一端上裝設(shè)有支撐法蘭盤。在支撐法蘭盤的一周上固定若干個小氣缸。每個小氣缸內(nèi)裝設(shè)有一個氣錘。氣泵工作時,通過調(diào)節(jié)進氣氣壓、復(fù)位氣壓、泄氣氣壓的壓力大小可實現(xiàn)高壓氣流在小氣缸內(nèi)推動氣錘做往復(fù)運動,從而實現(xiàn)氣錘的撞擊破殼。輸送鏈和氣錘的運動依靠電磁閥來實現(xiàn)同步運動。該機結(jié)構(gòu)緊湊,操作輕便省力,破殼速度快且核桃的破損率低。MTCHEDLIDZE VAKHTAN 研制的申請?zhí)?KR20097000061 核桃破殼機 [2]。該機包括機架、主軸、核桃夾持裝置、擊打裝置、料箱、撥輪、出料裝置、減速器、輸送裝置等；擊打裝置進氣管、夾持裝置進氣管、擊打氣缸穩(wěn)壓罐、夾持氣缸穩(wěn)壓罐組成核桃破殼裝置的氣動系統(tǒng)；擊打裝置控制閥、夾持裝置控制閥、傳感器和控制器組成核桃破殼裝置的控制系統(tǒng)；導向滾輪驅(qū)動鏈、輸送裝置驅(qū)動鏈輪、毛刷、護板、核桃壓板等組成核桃破殼裝置的輸送系統(tǒng)；核桃夾持裝置、擊打裝置在主軸驅(qū)動鏈輪的驅(qū)動下隨著主軸一同旋轉(zhuǎn)構(gòu)成一個多工位氣動式核桃破殼裝置,該裝置與核桃輸送裝置同步運動,從而實現(xiàn)核桃輸送、定位、喂入夾持、破殼和卸料的連續(xù)作業(yè)。VAN RIPER CLIFF 研制的公開號為 US4246699 核桃破殼機 [3]。該機是螺旋碾桶和軋輥配合,實現(xiàn)核桃破殼。選擇軋楞傾角、碾桶螺距和軋輥轉(zhuǎn)速為正交試驗的 3 個因素,并通過極差分析和方差分析,確定軋楞傾角為 15°、軋輥轉(zhuǎn)速 20 r/m in 和碾桶螺距為 2 倍柵格寬度為其最優(yōu)組合。試驗結(jié)果表明,該設(shè)備破殼率 99.4%、碎仁率為 0.6%,改善了破殼質(zhì)量,并提升了核桃破殼機械化生產(chǎn)水平。1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析我國在傳統(tǒng)的脫殼設(shè)備的基礎(chǔ)上，盡管正在研制和開發(fā)各種類破殼機械，但其發(fā)展相當緩慢，同時成熟的機型及進行批量生產(chǎn)的不多，遠遠落后于農(nóng)產(chǎn)品深加工的需求。在技術(shù)上還存在如下問題：（1）破殼率低，破殼后的籽仁破碎率高，損失大。（2）機具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。（3）作業(yè)成本偏高，我國破殼機械尚未形成規(guī)模和系列，多數(shù)單機制造，制造工藝水平較低，故制造成本偏高。2 （4）有些產(chǎn)品僅進行了樣機試制或少量試生產(chǎn)，未進行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用，作業(yè)性能、可靠性、耐久性及商品性等方面還存在不少問題。目前，具有代表性的核桃破殼機主要有：史建新,董詩韓等研制一種核桃剝殼機,該機包括機架、喂料斗、定錐形筒、動錐形筒、調(diào)節(jié)機構(gòu)、出料斗、布料蓋板、帶傳動、電機等。動錐形筒上部安裝有布料蓋板；定錐形筒同心套裝在動錐形筒外部,形成錐環(huán)形核桃剝殼型腔；調(diào)節(jié)機構(gòu)可上下移動定錐形筒,從而改變錐環(huán)形核桃剝殼型腔大??；當動錐形筒旋轉(zhuǎn)時核桃依靠動錐形筒和定錐形筒對核桃的擠壓和剪切作用下破裂核桃,破裂的核桃從出料口排出。本核桃剝殼機,結(jié)構(gòu)簡單、破殼品種多樣化,能實現(xiàn)核桃的機械化剝殼 [4]。李長泰發(fā)明的一種自動核桃破殼機,該機解決了現(xiàn)有核桃破殼設(shè)備勞動強度大,效率低的問題。自動核桃破殼機,包括可間隙轉(zhuǎn)動的送料盤,送料盤上沿圓形軌跡均布有若干圓孔,送料盤的下方為工作面,送料盤的上方為可間歇升降的壓頭。自動化程度高,破殼效率高,破殼質(zhì)量好 [5]。李忠新,楊軍,楊莉玲,帕哈爾鼎,楊忠強,劉奎,崔寬波,劉佳,沈曉賀,朱占江,買合木江等研制的一種核桃破殼機，該機由進料口、轉(zhuǎn)盤、導向板、通風道、機體、導料板、出料口、電機、皮帶輪、軸等組成；機體頂部連接有箱蓋,在箱蓋的中間部位連接有進料口；轉(zhuǎn)盤在軸的帶動下旋轉(zhuǎn),導料板焊接在機體上?？蓪Σ煌N類核桃進行破殼,核桃仁破碎率低,表面磨損少、生產(chǎn)率高。李忠新,楊軍,韓小軍,楊莉玲,李新明,王釗英,齊新洲等人員研制的平板擠壓式核桃破殼機，該機包括殼體、底座、傳動電機、主動破殼板、被動破殼板、調(diào)距手輪、進料斗、導料斗組成。殼體頂部設(shè)置進料斗,殼體的底部靠底座支撐。殼體空腔中分別裝設(shè)有主動、被動破殼板,主動破殼板通過偏心軸的從動齒輪與調(diào)速電機傳動軸上的主動齒輪嚙合一起運動。被動破殼板與殼體外側(cè)的螺紋管連接,螺紋管與螺紋頂桿相配合,螺紋頂桿的外側(cè)固定一調(diào)距手輪,通過調(diào)距手輪的旋轉(zhuǎn),可實現(xiàn)調(diào)節(jié)兩破殼板之間的間隙?？蓪Ω鞣N類 型的堅果類進行破殼,不會將果仁破碎,破殼時果殼不會四處飛濺,該機使用安全、可靠、方便,特別適合于核桃種植戶和核桃加工企業(yè)使用 [7]。1.3 本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路重點設(shè)計機架部分和工作部分，機架內(nèi)容要包含核桃破殼整體裝置，以實現(xiàn)安全平穩(wěn)、定位準確的整體，以及破殼的受力分析，確定破殼的形狀大小。核桃破殼機的設(shè)計是一個相當復(fù)雜的系統(tǒng)工作，所牽涉的問題也很多，如功能、強度、可靠性、經(jīng)濟性和標準化等。無論是總體布局、傳動方式還是零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計都必須綜合考慮各方面的因素，仔細分析比較，選擇最優(yōu)化方案，選出了螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機。2 螺旋式核桃破殼機結(jié)構(gòu)說明2.1 螺旋式核桃破殼機的結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖1.喂料口 2.套筒 3.螺旋軸 4.出料口 5.機架 圖2-1 螺旋式核桃破殼機結(jié)構(gòu) 經(jīng)過探討，確定圓盤式核桃破殼機的總體結(jié)構(gòu)，包括螺旋軸、喂料口、套筒、出料口、破殼室、機架等。2.2 螺旋式核桃破殼機的工作原理該機主要由機架、喂料斗、破殼螺旋軸、套筒、出料斗、軸、帶、電機等組成，螺旋軸與套筒是主要破殼部件，它們構(gòu)成破殼工作區(qū)，核桃在該區(qū)受到連續(xù)擠壓，受擠壓的核桃沒有很好的破殼，3 還可以再次進行擠壓，這樣核桃的破殼率就會相對比較高；另外，因為套筒是圓錐形的，與螺旋軸水平放置，所以擠壓間距是變化的，以適應(yīng)不同大小的核桃；套筒是階梯型的，我們可以根據(jù)不同的核桃品種及其大小范圍來增加或減少套筒的最佳使用數(shù)量。3 傳動方案設(shè)計 綜合考慮效率、質(zhì)量、運動性能、生產(chǎn)條件。選擇用普通 V 帶傳動。帶傳動具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點。3.1 電動機選擇由配用的電動機的功率 P(kW)的大小，要根據(jù)破殼機破開核桃的生產(chǎn)能力 Q(t/h)來決定，不宜過大或過小。一般應(yīng)按下式計算：P=(6.4～10.5)Q。如要求破開得較細，系數(shù)的值可以取大一點，，如要求破開得較粗，系數(shù)的值可取小一點。按照經(jīng)驗取 Q=100kg/h，則電動機的功率P=10.5×100×103=1.05kW，查機械手冊 [8]綜合考慮選用 Y 型三相異步電動機 Y90s-2。表 3-1 電動機主要性能型 號 額定功率 kw滿載轉(zhuǎn)速 minr額定電流A效 率% 功率因數(shù) 額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩 電動機質(zhì)量 kgY90s-2 1.5 2840 3.44 78 0.78 2.3 22表 3-2 電動機主要外形尺寸電動機主要外形安裝尺寸如圖 3-1圖3-1 電動機3.2 帶傳動的設(shè)計計算（1）確定計算功率wPKAca k10.50.1???其中 為工作系數(shù) , 為傳動的額定功率。AKP（2）選擇 V 帶的帶型根據(jù) 、 由機械設(shè)計第八版圖 8-11 選用 Y 型帶。ca1n（3）確定帶輪的基準直徑 并驗算帶速dV中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸出尺寸D×E安裝鍵部位尺寸F90 310×245×190 190×140 10 24×50 84 ①初選主動輪的基準直徑 。由機械設(shè)計第八版表 8-6 和表 8-8，取大帶輪的基準直1d徑: 。 mmd40)(75in1???②驗算帶速 Vsmnd /15.10628475.36.1????因為 , 故帶速合適。svs/305/?③計算從動輪的基準直徑 。由機械設(shè)計第八版式(8-15a) ，計算從動輪的基準直徑 2d5.89724d12???di。 機械設(shè)計第八版表 8-8，圓整為 。 md2(4)確定中心距 和基準長度 。aL①由機械設(shè)計第八版式(8-20),初定中心距 。 40?a②由機械設(shè)計第八版式(8-22),計算帶所需的基準長度102m4)()104(2.3)()(214.302120 ??????????ddaLdo由機械設(shè)計第八版式(8-2)選帶的基準長度 。 m?dL③按機械設(shè)計第八版式（8-23）計算實際中心距 a89204200 ???a中心距的變化 ： d47115.-8915.min ???33ax??L④驗算小帶輪上的包角 1??????? 20.6589.)2(0.7)(8021 ????d⑤計算帶的根數(shù) z由機械設(shè)計第八版式(8-19)知.kw1.3)(.6K)P(0 ????????Lr?，取 2 根。6.1.0??Pzca⑥求作用在在帶輪軸上的壓力 0F由機械設(shè)計第八版表 8-3 得 Y 型帶的單位長度質(zhì)量 ,mkgq/02.?所以： ?? NvzKPca 8.3915.02.15.2936.05.)( 220 ???????應(yīng)使帶的實際初拉 ，作用在軸上的壓力為min0)(F?z .40.6sin8.39)s(2)(i0in?3.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計小帶輪的材料選擇HT150，由小帶輪的基準直徑 。因此小帶mdmd 753.2571 ???5 輪可采用實心式；由機械設(shè)計第八版表8-10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺寸 ， ,m3.5bd?6.1ha?, ， ，m8e?2zhdaa 2.436.102????。m81)-(1-?fB）（圖3-2 小帶輪結(jié)構(gòu)圖3-3 大帶輪結(jié)構(gòu)大帶輪的材料選擇 ，由大帶輪的基準直徑，150HT，mdmd 753.2.29????因此大帶輪可采用腹板式,由機械設(shè)計第八版表8-10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺 ,mbd3.5?6 ， , ， ，mha6.1?8e2?Zmhdaa 2.1036.102???。mfZB06)1-(2)(????4 軸的設(shè)計4.1 軸的設(shè)計設(shè)計的軸長是 1007m，分為 5 段，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖 4-1 軸的結(jié)構(gòu)軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，所以本設(shè)計采用 45號剛作為軸的材料。調(diào)制處理。第二段軸軸表面淬火，增加其表面的耐磨性能。4.1.1 軸的計算 Ⅰ軸上的功率 ， ，則4kw.1?P750r/min1179549???NPT4.1.2 求作用在齒輪上的力已知高速級小齒輪的分度圓直徑 因為是標準齒輪所以 ，所以其1d?20??圓周力：N 7.4875921t ???F徑向力：.10tan.48tan???軸向力：= aFt 9.37/cos2.17cos????4.1.3 初步確定軸的最小直徑軸的估算如下：初選材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由于軸即傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，故式：??npAP t 303632.059d???查表 15-3 取 =110，且 ， ，則0A14kw.?Pmi/751rn?At 4.330?取 。md6in?輸入軸的最小直徑顯然是安裝凸輪的孔徑，故凸輪的孔徑為 。604.1.4 擬定軸上零件的裝配方案軸承座-圓柱套筒和圓錐套筒-軸承-軸承端蓋-帶輪4.1.5 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度。第一段：圓錐滾子軸承，查手冊， md751?l71第二段： d72?l802第三段：圓錐滾子軸承，查手冊， , 32037 第四段： , md684?l154第五段： , 95604.1.6 軸承端蓋的選擇選擇凸緣式聯(lián)軸承端蓋（根據(jù)結(jié)構(gòu)）HT150。 （查表 11-10） , 。 2ee?1螺釘直徑 ，螺釘個數(shù)： 個。其參數(shù)如下：d03?4md9130??D085.2.??1e63其中： ,取 ，em2?2.19則軸端蓋： 。L8.56?4.1.7 求輸入軸上的功率， ，則kwP4.1輸 min/7.4rn輸mNPT ??????? 555 104.376.4109109輸 輸輸4.1.8 求作用在齒輪上已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 2d則：TFt 120498.521???Ntr 8.tanan??3coscos4.2 軸的校核4.2.1 軸的剛度校核軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，所以本設(shè)計采用 45號剛作為軸的材料。調(diào)制處理。經(jīng)過分析，主軸軸的受力最大，而且軸的周向受力是主要的，因此，對該軸進行扭矩校核。軸的結(jié)構(gòu)見圖 4-1。軸的扭矩計算電動機輸出轉(zhuǎn)矩：NMnpTmd02.6385.1950d ???式中： 為電動機額定功率， 為電動機轉(zhuǎn)速。dp主軸輸入轉(zhuǎn)矩：id .19.2621???為帶輪的傳動效率初選1?9.0為軸承的傳動效率初選2 82根據(jù)要求，軸要滿足下列條軸的強度條件：][053.2.16.033 ?? ????MPadWT8 式中： 為軸的切應(yīng)力，單位 ； 為轉(zhuǎn)矩，單位 ； 為抗扭截面系數(shù)，單位 ；?MPaTmN?TW3m為許用扭切應(yīng)力，單位 。][表 4-1 常用材料的值和 值C該軸的材料為 45 號鋼，則滿足強度條件，軸是安全的 [11]。軸的剛度計算][689.035.10.82463244 ???? ?????radGTlIlP式中： 為轉(zhuǎn)矩； 為受轉(zhuǎn)矩作用的長度， ；G 為材料的切變模量， ； 為軸徑，Tl mMPad； 為軸截面的極慣性距。 , ，故軸是安全的。mPI][??4.2.2 軸的強度校核圓周力：NdTFt 4675108.21???徑向力：tr .23tan4675an??軸向力：Ft 9.80cos/cos???求垂直面的支承反力（圖 b） NLdFarv 2.5.847792016.20531 ??????NFvv?求水平面的支承反力（圖 c）FtH5.3724621??F 力在支點產(chǎn)生的反力（圖 d）NLKF.15.87301?F612??外力 作用方向與帶傳動的布置有關(guān)，在尚未確定具體布置前，可按最不利情況考慮。繪垂直面的彎矩圖（圖 b）mMZva 9.4532.07??NLFva.1'?軸的材料 Q235,20 35 45 40Cr，35SiMnPa/][?12-20 20-30 30-40 40-52C 160-135 135-118 118-107 107-989 繪水平面的彎矩圖（圖 c）NmLFMH39628475.0231a ???F 力產(chǎn)生的彎矩圖（圖 d）KF.1.2?作用在軸右端的外力：NdT02/3894/??mLMFa 6.537.612求合成彎矩圖（圖 e）考慮到最不利的情況，把 與 直接相加。aHv?NFava 9.3876.5392.452 ????41)(a'' m8.072NM4.2.3 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖 f）dFT34651t ???4.2.4 求危險截面的當量彎矩從圖可見，a-a 截面最危險，其當量彎矩為:??2eTa??取折合系數(shù) ，代入上式得 :6.0??NmM39816.09.3872e ???4.2.5 計算危險截面處軸的直徑軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 14—1 查得 ，由表 14-3 查的許用應(yīng)力MPaB75?，則 。 考慮到鍵槽對軸的削弱，將??Pab601?????dbe .4.01.0333???值加大 ，故 ，粗取軸徑為 ，合適，安全。d4%2m584??604.3 附件的設(shè)計4.3.1 軸系零件的定位與軸承的選擇軸向定位 為了防止軸上零件發(fā)生沿軸向的移動，必須對其進行定位，來保證齒輪的正確嚙合，根據(jù)軸上零件的的安裝要求和對軸的結(jié)要求，要選擇不同的定位方式，常用的定位方式主要有軸肩定位、套筒定位、軸端擋圈和彈性擋圈，軸間定位方式在本設(shè)計中有用到，具體的結(jié)構(gòu)和參數(shù)見零件圖和明細表。周向定位鍵主要是為了實現(xiàn)軸上零件的周向定位來傳遞轉(zhuǎn)距，鍵的形式用多種，因此要根據(jù)不同的要求來選擇不同型號的鍵，根據(jù)傳動的要求，本設(shè)計全部采用圓頭普通平鍵（A 型），它的兩個側(cè)面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，其主要特點是定心性好、拆裝方便。4.3.2 軸承的選擇主軸通過粉碎室內(nèi)腔，其兩端由軸承固定在機架上。根據(jù)軸受力和軸徑的不同，本設(shè)計選用的軸承是：深溝球軸承。 已知此處軸徑 ，所以選內(nèi)徑為 的軸承，在機械設(shè)計手冊中選擇深溝球軸承；md75?m7510 查表 6-1，選擇型號為 6015 GB/T276—1994 的軸承。另一處已知軸徑為 ，所以選內(nèi)徑md75?也為 的軸承，選擇型號也為 6015 GB/T276—1994 的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下：m75軸承外徑： d75?mD1B20基本額定動載荷： KNCr.6基本額定靜載荷：圖 4-2 軸的受力分析11 總結(jié)通過此次設(shè)計使我掌握了科學研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的日子我將會繼續(xù)保持這份做學問的態(tài)度和熱情。我所選設(shè)計題目是“螺紋螺旋式核桃破殼機的設(shè)計”。經(jīng)過查找資料和老師的指導，以及上網(wǎng)搜集更多的相關(guān)學術(shù)論文、核心期刊、書籍等，終于對核桃破殼機有了一定得了解，心里有了大體的思路。最終確定的核桃破殼機為螺旋式破殼機。該機主要由機架、喂料斗、破殼螺旋軸、套筒、出料斗、軸、帶、電機等。螺旋軸與套筒是主要破殼部件，它們構(gòu)成破殼工作區(qū)，核桃在該區(qū)受到連續(xù)擠壓，受擠壓的核桃沒有很好的破殼，還可以再次進行擠壓，這樣核桃的破殼率就會相對比較高；另外，因為套筒是圓錐形的，與螺旋軸水平放置，所以擠壓間距是變化的，以適應(yīng)不同大小的核桃；套筒是階梯型的，我們可以根據(jù)不同的核桃品種及其大小范圍來增加或減少套筒的最佳使用數(shù)量。通過這段時間的努立，我基本上按要求完成了機械設(shè)計課程設(shè)計中指定的各項任務(wù)，通過這次設(shè)計，進一步提高了我的機械知識水平，鞏固了所學課程；無論是看圖能力還是畫圖能力都得到了較大的提高，使我們對機械有了更深刻的理解和認識，培養(yǎng)了我綜合運用所學知識解決工程實踐問題的能力。由于實踐經(jīng)驗和資料的缺乏，加之時間緊迫，在設(shè)計過程中遇到了許多問題，大部分問題在老師的指導和同學們的幫助下下得以解決。但也有很多地方設(shè)計的不近人意，例如所繪制的圖紙有些地方表達的不是很清楚，希望各位老師給予諒解。12 致 謝對于這次設(shè)計的完成,首先感謝母?！锬敬髮W的辛勤培育，感謝學校給我提供了如此難得的學習環(huán)境和機會，使我學到了許多新的知識、知道了知識的可貴與獲取知識的辛勤。承蒙蘭海鵬老師的耐心指導，我順利地完成了我的畢業(yè)設(shè)計。在此深深感謝我的蘭老師給予了我耐心的指導和幫助,表現(xiàn)了他對工作高度負責的精神，同時也感謝給給我?guī)А懂嫹◣缀巍返睦钇嚼蠋?，《機械工程材料》的張有強老師，《互換性與測量技術(shù)》的王旭峰老師，《材料力學》的李平老師，沒有這些課程做基礎(chǔ)，是無法完成畢業(yè)設(shè)計的，感謝你們！在我的設(shè)計過程中，還得到了眾多同學的支持和幫助，在此，我對這些同學表示我衷心的感謝和永遠的祝福！ 對于這次畢業(yè)設(shè)計，還有許多美好的設(shè)想由于時間緊湊和自身因素無法得以實現(xiàn)，這不能不說是本次設(shè)計的遺憾之處。不過，至少它啟發(fā)了我的思維，提高了我的動手能力，豐富了我為人處世的經(jīng)驗，進一步鞏固了所學知識，這為我在以后的學習過程當中奠定了堅實的基礎(chǔ) 。同時為以后在自己的工作崗位上發(fā)揮才能奠定了堅實的基礎(chǔ)。四年的大學生活即將結(jié)束，在這四年里，我體會頗多。首先感謝所有老師，尤其是這四年來帶過我課的老師，沒有你們就沒有今天的我，你們不僅教會了我書本上的知識，而且還教會了我做人的道理。在這里，學生真誠的向你們說聲感謝。老師，謝謝您！再次感謝農(nóng)機班的所有同學們，謝謝你們在平日里給我的幫助和照顧，祝愿你們在以后的工作和生活中都能一帆風順。13 參考文獻[1] 沈再春主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備[M].中國農(nóng)業(yè)出版社,1993,204-265.[2] 史建新,辛動軍. 國內(nèi)外核桃破殼取仁機械的現(xiàn)狀及問題探討[J].農(nóng)機化,2001,2-5.[3] 王高平.一種新型核桃加工設(shè)備的研究[J].南方農(nóng)機,2002,67-109.[4] 史建新.新型核桃破殼機[P].中國專利,2008.05.21,2-4.[5] 王琦祥.核桃破殼機[P].中國專利,1985,2-5.[6] 吳子岳.綿核桃剝殼取仁機械的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報,1995,2-7.[7] 馮光旭.核桃破殼機[P].中國專利,2008.10.01,2-4.[8] 董詩韓,史建新.多輥擠壓式核桃破殼機的設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)大學學報,2011, 2.[9] 李曉霞,郭玉明.帶殼物料脫殼方法及脫殼裝備現(xiàn)狀與分析[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2007，4.[10] 李良藻,湯楚宙主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機械[M].長沙:湖南教育出版社，1989.78-113.[11] 無錫輕工業(yè)學院主編.食品工廠機械與設(shè)備[M].北京:中國輕工業(yè)版社,1993,75-89.[12] 第一機械工業(yè)部農(nóng)業(yè)機械研究所.農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊(上、下冊)[M].北京:機械工業(yè)出版社，1972,65-89.[13] 吳宗澤,羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京:高等教育出版社,2006.05,22-73.[14] 鞠魯粵.機械制造基礎(chǔ)[M].上海:上海交通大學出版社,2007,34-56.[15] 趙韓,黃康,陳科.機械系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2005.03,41-65.[16] 裘建新.機械原理課程設(shè)計指導書[M].北京:高等教育出版社,2005.04,23-34.[17] 龔桂義.機械設(shè)計課程設(shè)計指導書(第二版)[M].高等教育出版社,23-48.[18] 龔桂義.機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊(第三版)[M].高等教育出版社,40-50. 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