刮板式花生去殼機的設(shè)計含proe三維及8張CAD圖,板式,花生,去殼,設(shè)計,proe,三維,cad
摘 要
花生去殼機的性能直接影響到加工出的花生仁的質(zhì)量。刮板式花生脫殼機是借助轉(zhuǎn)動軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將花生果外殼破碎的一種機械設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。主要由動力裝置、刮板裝置、編織網(wǎng)孔凹板、去雜裝置和機架幾部分組成。
本文主要敘述了去殼機主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和計算過程 。首先，本文介紹了各種去殼機，以及花生去殼機的發(fā)展概況與應(yīng)用；其次，本文確定了刮板式花生去殼機的整體設(shè)計，包括確定各零件的設(shè)計計算；接著，本文介紹了花生去殼機主體結(jié)構(gòu)的詳細設(shè)計，其中包括帶輪，主軸，電機等具體設(shè)計和計算；最后，通過Pro/E三維設(shè)計軟件設(shè)計了該刮板式花生脫殼機，并用AutoCAD軟件繪制其裝配圖及主要零部件圖。
關(guān)鍵詞：花生；去殼；刮板；結(jié)構(gòu)
Abstract
The performance of peanut sheller directly affects the quality of peanut kernel. The scraper type peanut sheller is a kind of mechanical equipment which breaks the peanut shell with the help of the extrusion and impact of the scraper and cage grid on the rotating shaft. It is characterized by simple structure and convenient operation. The utility model is mainly composed of a power device, a scraper device, a woven mesh concave plate, a impurity removing device and a frame.
This paper mainly describes the design and calculation process of the main structure of the sheller. First of all, this paper introduces all kinds of sheller, and the development and application of peanut sheller; secondly, this paper determines the overall design of scraper type peanut sheller, including the design and calculation of all parts; secondly, this paper introduces the detailed design of the main structure of peanut sheller, including the specific design and calculation of pulley, spindle, motor, etc.; finally, through Pro / E The scraper type peanut sheller is designed by three-dimensional design software, and its assembly drawing and main parts drawing are drawn by AutoCAD software.
Key words: Peanut; Shelling; Scraper; Structure
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1研究背景及及意義 1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.3我國花生去殼機存在的問題 2
1.4我國花生去殼機研究方向 3
第2章 刮板式花生去殼機總體設(shè)計 4
2.1設(shè)計要求 4
2.2常用花生去殼原理分析 4
2.3方案對比分析 4
2.4總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 6
2.4.1工作流程分析 6
2.4.2破殼機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 7
2.4.3風(fēng)機分離機構(gòu)的設(shè)計 7
2.4.4 總體結(jié)構(gòu) 8
2.5總體參數(shù)的選定與計算 9
2.5.1刮板的半徑及轉(zhuǎn)速確定 9
2.5.2刮板所需功率計算 9
第3章 主要零部件的選擇與設(shè)計 11
3.1電動機的選擇 11
3.2 V帶傳動設(shè)計 11
3.2.1 V帶的設(shè)計 11
3.2.2 V帶輪的設(shè)計 13
3.3主軸的設(shè)計 14
3.3.1主軸材料的選擇 14
3.3.2初步估算最小軸徑 14
3.3.3主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15
3.3.4軸強度的校核 15
3.4 軸承和鍵的選擇與校核 17
3.4.1軸承的選擇與校核 17
3.4.2鍵的選擇與校核 18
3.5刮板結(jié)構(gòu)設(shè)計 18
3.6半柵籠的設(shè)計 18
3.7風(fēng)機分離裝置的設(shè)計 19
3.8 機架的設(shè)計 20
第4章 刮板式花生去殼機的使用 21
4.1花生去殼機操作方法與注意事項 21
4.2花生去殼機的保存方法 21
總 結(jié) 22
參考文獻 23
致 謝 24
25
第1章 緒 論
1.1研究背景及及意義
我國是花生產(chǎn)量大國，而花生又是我國的主要食用油料之一，也是傳統(tǒng)的出口產(chǎn)品，在國際上也享有很高的聲譽。花生加工時要先把殼去去，花生去殼機是重要的加工機械之一?；ㄉC的性能直接影響到加工出的花生仁的質(zhì)量。因此研制出性能良好的花生去殼機具有重要的價值和現(xiàn)實意義。
花生去殼一般可分手工和機器去兩種方法。前者去殼質(zhì)量較好，出仁率也較高，我國過去出口多采用此方法。單因這種方法工作效率太低，占用勞力過多，因而近年來多由手去改用機去。機去的機械化程度雖高，但由于花生果的品種，性狀，成熟程度，殼的厚度等特性不同，加之目前采用的幾種去殼機和去殼工藝還有不足之處，因而花生機械去殼普遍存在著生仁破碎率高；出仁率低等問題，有待進一步研究改進。
90年代以前的花生去殼機械，破碎率一般都大于5%，有時高達13%以上。加工出的花生仁，只能用來榨油，不能作種用，也達不到出口標準。為了降低破碎率而探討新的去殼原理，研制新式去殼機，成為花生去殼機械的重要研究課題。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實行去殼機械化迫在眉睫。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我國花生去殼機的研制自1965年原八機部下達花生去殼機的研制課題以來，已有幾十種花生去殼機問世。只進行單一脫殼功能的花生去殼機結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，以小型家用為主的花生去殼機在我國一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完成脫殼、分離、清選和分級功能的較大型花生去殼機在一些大批量花生加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。
查閱05年代以來的多種專業(yè)期刊以及其他有關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)：花生剝殼機械的研究和發(fā)展不盡如人意。資料中有關(guān)花生剝殼機的研究和介紹太少?；ㄉ鷦儦さ脑砗芏啵虼水a(chǎn)生了很多種不同的花生剝殼機械?；ㄉ鷦儦C的結(jié)構(gòu)主要由機架、輸送風(fēng)機、輸送管道、剝殼機、清選風(fēng)扇、分離篩箱、出殼口、機罩、喂入斗等部分組成?；ㄉ鷦儦C是花生剝殼機的關(guān)鍵工作機，剝殼機的技術(shù)水平?jīng)Q定了機具作業(yè)剛花生仁破碎率、花生果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的經(jīng)濟指標。在目前的生產(chǎn)銷售中，花生仁破碎率是社會最為關(guān)心的主要指標。
目前我國普遍采用的花生剝殼機基本上有兩種類型：一種是刀籠式的花生剝殼機；還有一種是用砂盤輾谷機改進而成的花生剝殼機，我國廣東，廣西兩省區(qū)使用頗多。 面對我國是花生的產(chǎn)量大國以及我國花生剝殼機械的種類和數(shù)量都少的情況，目前國內(nèi)研制和推廣性能良好的新型花生剝殼機械極具潛力。
國內(nèi)已經(jīng)通過鑒定和推廣使用的機型主要有：
HT-340型、6BH-300型、6BH-400型、6BH-570型、6BH-600型、6BH-700型、6BHS-550型等。盡管這些機具選擇的參數(shù)不同，但基本上都屬于滾筒—凹板篩搓擦式工作原理。其次也有擠壓打擊作用?；ㄉ趧儦C室內(nèi)在滾筒轉(zhuǎn)動作用下，受到反復(fù)搓擦擠壓，使外殼破裂，花生仁從凹版篩條的間隙中擠出來，得到剝殼的目的。具有關(guān)資料介紹，一般破碎率大于8%，有的高達15%以上。另外由于搓擦和擠壓造成的擠傷，使花生肉質(zhì)遭到破壞，其紅衣色澤也受到影響。這樣的花生仁僅適用于榨油和食用，不宜作種子，也滿足不了出口的要求。我國目前做種和出口花生仁只要是手工剝殼，占用了大量的勞動力而且勞動強度也較大。而隨著我國花生產(chǎn)業(yè)的進一步調(diào)整，花生產(chǎn)量逐年增加，花生的機械化脫殼程度將大幅提高。
國外一些技術(shù)先進的國家(如美國)，花生剝殼已經(jīng)實現(xiàn)了機械化。花生剝殼作業(yè)是由加工公司來完成，剝殼設(shè)備配套比較齊全，包括輸送機，清選機，去石機，剝殼機，光電精選機等。剝殼效率較高，如美國卡特公司生產(chǎn)的‘5728型’五滾筒剝殼機，每小時可剝殼7000~9000kg,單滾筒剝殼機每小時可剝1500~2000kg?；ㄉ实那鍧嵍群头旨壘鶆蛐砸脖容^好?？梢詽M足榨油和食用的要求。但是剝殼機也是滾筒凹板式，采用搓擦原理，因此花生仁的破碎率也較高，一般在8%~15%，不能做種子和長期存放。
1.3我國花生去殼機存在的問題
目前我國在花生脫殼技術(shù)研究方面一直沒有大的突破，資金投入也不足，脫殼部件的研制仍在2O世紀90年代初的技術(shù)水平上徘徊，所以在脫殼性能上并沒有很大的提高。由于機械脫殼時對花生仁的損傷率偏高，用于種子和較長期貯存的花生仁至今仍是手工剝殼。去殼機械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題：
① 脫殼率低，脫殼后的果仁破損率高，損失大。
② 機具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。
③ 通用性差，利用率低。
④ 作業(yè)成本偏高，多數(shù)是單機制造，制造的工藝水平較低，同時能耗較高。
⑤ 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)性能及商品性等方面還存在不少問題。
1.4我國花生去殼機研究方向
我國加入WTO以來，國內(nèi)外關(guān)于花生去殼機械的研究與推廣應(yīng)用日益增多，針對現(xiàn)有花生去殼機械存在的優(yōu)點與不足，在未來的發(fā)展過程中，對花生去殼機械在生產(chǎn)應(yīng)用中的經(jīng)驗進行總結(jié)，不斷完善其功能，使其呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。
（1）提高花生去殼機械的通用性和適應(yīng)性
（2）提高機械脫殼率降低破損率
（3）提高機械自動化程度
（4）提高機械優(yōu)化程度
進入21世紀，我國花生生產(chǎn)機械化開始了新的發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化，也對花生機械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠的影響，不僅拉動了新的有效需求，而且構(gòu)筑了適合花生生產(chǎn)機械化發(fā)展的新舞臺，為花生生產(chǎn)機械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的推動器提供了廣闊的市場發(fā)展條件。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外對花生深加工產(chǎn)品的需求不斷增大，提高花生脫殼機械化作業(yè)水平成為必然?；ㄉ摎C在提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強度方面起到了積極的作用，促進了花生加工業(yè)的科技進步，為花生脫殼機械的發(fā)展提供了空間。
第2章 刮板式花生去殼機總體設(shè)計
2.1設(shè)計要求
為解決在花生去殼機方面我國面臨的現(xiàn)狀，本次課題設(shè)計一刮板式花生去殼機，降低花生去脫殼后的果仁破損率；提高穩(wěn)定性、適應(yīng)性、通用性等。
2.2常用花生去殼原理分析
目前應(yīng)用比較廣泛的花生機械脫殼原理有以下幾種：
（1）撞擊法脫殼
撞擊法脫殼是原料高速運動時突然受阻而受到?jīng)_擊力，使外殼破裂而實現(xiàn)脫殼的目的。撞擊脫殼法適合于仁殼間結(jié)合力小，仁殼間隙較大且外殼較脆的莢果。
（2）碾搓法脫殼
花生莢果在固定磨片和運動著的磨片間受到強烈的碾搓作用，使花生莢果的外殼被撕裂而實現(xiàn)脫殼。在摩擦力與剪切力的共同作用下使外殼產(chǎn)生裂紋直至破裂，并使殼仁脫離，達到脫殼的目的。
（3）剪切法脫殼
花生莢果在固定刀架和轉(zhuǎn)鼓間受到相對運動著的刀板的剪切力的作用，外殼被轉(zhuǎn)鼓切裂并打開，實現(xiàn)外殼與果仁的分離。主要適用于棉籽，特別是帶絨棉籽的剝殼，剝殼效果較好。由于其工作面較小，故易發(fā)生漏籽現(xiàn)象，重剝率較高。
（4）擠壓法脫殼
擠壓法脫殼是靠一對直徑相同轉(zhuǎn)動方向相反，轉(zhuǎn)速相等的圓柱輥，將兩輥的間隙調(diào)整到適當?shù)拇笮。够ㄉv果通過間隙時受到輥的擠壓而破殼。兩擠壓輥間的間隙大小是影響籽粒破損率和脫殼率高低的重要因素。
（5）搓撕法脫殼
搓撕法脫殼是利用相對轉(zhuǎn)動的橡膠輥筒對花生莢果進行搓撕作用而進行脫殼的?；ㄉv果進入膠輥工作區(qū)時，與兩輥面相接觸，如果此時花生莢果符合被輥子嚙人的條件，即嚙入角小于摩擦角，就能順利進入兩輥間。影響脫殼性能的因素主要是，線速差、膠壓輥的硬度、軋入角、軋輥半徑、軋輥間間隙等[3]。
2.3方案對比分析
（1）方案一：封閉式紋桿滾筒-柵條凹板式
如下封閉式紋桿滾筒-柵條凹板式剝殼機是在一個圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板，如圖2-1所示。
圖2-1 封閉式紋桿滾筒-柵條凹板式
在該機構(gòu)中花生進口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作時，花生果在滾筒的推動下由進口向出口端運動，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接脫殼，花生受列剝殼機的直接搓擦作用，系強制脫殼，故破碎率高。剝殼時， 直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來，所以一次剝凈率低，最高80％，剝殼質(zhì)量均不理想。
（2）方案二：封閉橡膠板滾筒-直立橡膠板式
該剝殼機是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝殼原理系擠壓式，如圖2-2所示
圖2-2 封閉橡膠板滾筒-直立橡膠板式
作業(yè)時，花生果在膠輥的推動下，通過剝殼間隙(5—20毫米)，由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼，避開了剝殼機的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，因直徑小于剝殼間隙的小果未經(jīng)剝殼便被分離出來，故一次剝凈率很低，只有30%左右。所以不得不增設(shè)循環(huán)機構(gòu)，以使花生經(jīng)多次擠壓脫殼，致使機器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，造價較高。
（3）方案三：立式剝殼機構(gòu)
該剝殼機采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉(zhuǎn)子，下面裝著用編織絲網(wǎng)制成的編織平底篩，該剝殼機如圖2-3所示。
圖2-3 立式剝殼機
在剝殼室內(nèi)，花生果受立式轉(zhuǎn)子的推動而相互磨擦，從而達到剝殼的目的，此方法系柔性揉搓剝殼。實踐證明，該機破碎率較低，可控制在3％以下。其缺點是由于采用立式傳動， 故傳動機構(gòu)較為復(fù)雜。
（4）方案四：刮板式
刮板式花生脫殼機以前也稱為刀籠剝殼機，是借助轉(zhuǎn)動軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將花生果外殼破碎的一種機械設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。它主要由進料機構(gòu)、剝殼機構(gòu)和支承機構(gòu)等部分組成。
圖2-4 刮板式
刮板式花生去殼機具備撞擊法，碾搓法，剪切法和擠壓法的特點，所以脫殼效率很高，效果好。［1］
通過上述對比分析，本次設(shè)計的花生去殼機采用性能優(yōu)良的方案四：刮板式花生去殼機。
2.4總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.4.1工作流程分析
運行過程是從上往下，從花生收集開始，花生進入去殼箱。經(jīng)過刮板的擠壓和撞擊后才能進行去殼，有些沒有被去殼的花生留在柵格上面再次經(jīng)過刮板碾搓和擠壓進行去殼。刮板和柵格間隙稱為去殼間隙，去殼間隙影響破碎率和生產(chǎn)率。半籠篩柵條與柵條間隙影響破碎率和脫凈率。把柵條做成半籠篩固定在去殼箱內(nèi)，去殼后花生殼和花生仁經(jīng)過半籠篩下落，同時受到風(fēng)機吹來的風(fēng)，把花生殼吹到收集斗。花生和花生仁因為比較重下落到慣性篩上，慣性篩把花生和花生仁分開?；ㄉ试趹T性篩的作用下從過濾網(wǎng)一邊收集起來。收集起來的花生在換一次間距小一點的半籠篩進行去殼。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-2所示。
圖2-5 刮板式去殼機工作流程圖
2.4.2破殼機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計
破殼機構(gòu)是使用刮板與花生的撞擊來實現(xiàn)花生的破碎工作的，如下示意圖就很清楚地表達了花生在工作機構(gòu)中是如何被破除外殼的。（圖2-2）這個結(jié)構(gòu)很充分地利用了柵籠和刮板之間的配合，柵籠中兩鐵棒之間的距離經(jīng)過很合理的設(shè)計，這樣?xùn)呕\就可以當做花生破殼的支撐點，而且還未破殼的花生就不會從柵籠之間掉下，同時刮板與柵籠之間的距離也是經(jīng)過合理的設(shè)計使得不同尺寸的花生都可以被刮板敲擊到而達到破殼的目的，而在破殼完成后花生在刮板旋轉(zhuǎn)情況下達到殼仁分離同時也因為尺寸的減少而可以順利通過柵籠進入下一道工藝。
圖2-6 花生的破殼示意圖
2.4.3風(fēng)機分離機構(gòu)的設(shè)計
在上一部分花生與仁分離后經(jīng)過柵籠進入了風(fēng)力分離部分，其利用花生殼與花生仁的質(zhì)量不同則，則選擇適當型號的風(fēng)機將花生殼吹離（風(fēng)力太小則沒效果，風(fēng)力過大會將花生仁也吹走），從下圖（圖2-7）的示意圖就可以看出由風(fēng)機直接送風(fēng)將花生殼吹離，但是從中也能看出風(fēng)機并不能完全的解決花生殼雜質(zhì)問題，還是有些不能清除。
圖2-7 花生去殼機風(fēng)機機構(gòu)示意圖
2.4.4 總體結(jié)構(gòu)
刮板式花生脫殼機是借助軸上刮板與編織網(wǎng)凹板的碾壓搓脫作用，將花生果外殼破碎的一種機械設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖2-8所示。它主要由動力裝置、刮板裝置、編織網(wǎng)孔凹板、去雜裝置和機架幾部分組成。
1.電機 2.機架 3. 柵條籠 4.刮板 5.上箱體 6.下箱體 7.風(fēng)機 8.分離裝置
圖2-8 刮板式花生脫殼機結(jié)構(gòu)簡圖
2.5總體參數(shù)的選定與計算
2.5.1刮板的半徑及轉(zhuǎn)速確定
根據(jù)期刊可以知道當刮板轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度要達到確保能夠?qū)⒒ㄉ鷼ねㄟ^打擊作用撞碎。從實驗數(shù)據(jù)中可以看出，當刮板和花生果的相對速度達到4-5m/s時候，能夠比較好的破碎花生殼的效果。根據(jù)這個實驗結(jié)果來設(shè)計刮板軸的轉(zhuǎn)速和刮板旋轉(zhuǎn)半徑。[1]
如圖2-9，當花生下落的位置基本都在板軸半徑的0.5R至R之間。設(shè)計是用0.5R的最小半徑設(shè)計標準設(shè)計。
為了有較高的生產(chǎn)效率，取半徑R=260mm ，v=4-5m/s由
，r=0.5R，
得n=294~367.5 r/min；
圖2-9
2.5.2刮板所需功率計算
因為刮板式花生去殼機去殼原理是高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸帶動刮板，對花生果進行反復(fù)打擊與碰撞以及刮板和半籠篩對花生果產(chǎn)生摩擦和碾搓，剪切，擠壓下進行的。所以脫殼功率不是簡單的動能能夠計算。還要考慮到空氣阻力和摩擦對去殼的功率的影響。所以在就算功率的時候不能忽略。應(yīng)該按照以下公式計算。
Rd——每脫1kg物料所需功（N.m/kg）
K ——花生與刮板的摩擦系數(shù)；
A——運轉(zhuǎn)消耗的功率系數(shù)
Q——去殼機的加工量（kg/h）
——機械效率；
P=(KW)
首先根據(jù)設(shè)計要求取Q=1000kg/h，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)取K=2，A=1.4 ，Rd=300 N.m/kg， =0.7計算出結(jié)果功率等于1.2kw，所以刮板花生去殼機的需要的功率應(yīng)該不低于1.2kw。[2］。
第3章 主要零部件的選擇與設(shè)計
3.1電動機的選擇
電機的選擇包括的類型，選擇結(jié)構(gòu)，功率和速度，并確定類型的。最常用為三相交流異步電動機。所以一般來說盡量選擇Y系列類型的三相異步交流電動機。特點是啟動性能好，所以一般應(yīng)用于要求較高的啟動轉(zhuǎn)矩機械。最主要的是它價格低廉，工作效率也高，可靠性好且穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)簡單有利于維修。但是不適合在易燃易爆有腐蝕的場所。
根據(jù)計算的轉(zhuǎn)軸需要的功率和轉(zhuǎn)速，可以確定兩種電機型號:
分別是Y90L-4型 和Y100L-6型
根據(jù)電機全負荷的速度和刮板速度可以計算總傳動比，在下表3-2中的數(shù)據(jù)和兩個電機傳動比。
表3-2 傳動比
方案
電機型號
額定功率kw
同步轉(zhuǎn)速r/min
滿載轉(zhuǎn)速r/min
總傳動比 i
1
Y100L-6
1．5
1000
940
2．459
2
Y90L-4
1．5
1500
1400
3.81
從表中可以看出方案一：總傳動比小，但價格高，不適用于家庭小農(nóng)業(yè)機械，所以方案選擇2，電機型號Y90L-4。
查看機械手冊可知電機的中心距H=90mm，軸外徑為24mm，軸的外伸長度為50mm?？倢挒?80mm
軸的轉(zhuǎn)速：，，
軸的輸入功率：
軸的轉(zhuǎn)矩：
3.2 V帶傳動設(shè)計
3.2.1 V帶的設(shè)計
通過上面電動機的選擇和一些相關(guān)值的計算并確定了本機械的電動機運用Y90L-4型的電動機，在上面我們已知的它的額定功率為1.5kw；同步轉(zhuǎn)速為1500r/min；滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min；傳動比=3.81。由此將這些數(shù)據(jù)運用到通過查手冊所得的計算公式，可以得到：
（1）確定計算功率Pca：查手冊得知=工況系數(shù) KA=1.1則Pca=KAP=1.1×1.5=1.65kw
（2）V帶輪的型號選擇
V帶分有普通的V帶和窄V帶，這些帶的型號都是已經(jīng)標準化了。其中普通的V帶含有7中不同的型號分別是：Y、Z、A、B、C、D、E七種；而另一種窄的V帶輪標準的型號就只有四種他們分別是：SPZ、SPA、SPB、SPC，根據(jù) Pc、n1查機械設(shè)計手冊的書的找到最適合的帶為A型。
（3）確定帶輪基準直徑
為了減小帶在工作時的彎曲應(yīng)力應(yīng)集中過大而采用較大的帶輪直徑，從而使主帶輪和從帶輪的尺寸都偏大些。一般我們都取≥dmin，根據(jù)主動輪的基準直徑系中進行選取帶輪直徑=75mm[3]，則根據(jù)傳動比可以算出從動輪基準直徑為：
從動輪直徑:
由已知的功率公式P=Fv/1000可道，當要傳遞的功率P達到一定值時，帶的速度v就會越高，根據(jù)公式可以看出所需要的圓周力F則越小，因而V帶的根數(shù)就不需要那么多。由公式
所以符合設(shè)計要求
（4）確定中心距a和帶的基準長度：
初取中心距a0=700m符合0.7（d1+d2）
120°
（6）計算V帶的根數(shù)z:
已知,,=3.81 查表得：，，，代入公式，計算得:Z=1.99.所以根數(shù)取2
（7）通過計算求出帶作用在帶輪軸上的壓力FQ
查文獻[3]表得
（8）計算作用在軸上的壓軸力
代入數(shù)值計算得=678.04N。
3.2.2 V帶輪的設(shè)計
（1）V帶輪的材料：
在V型帶輪的材料選用時，最經(jīng)常用的是HT150和HT200這兩種，當電機的轉(zhuǎn)速較高時（也就是帶輪的尺寸較大時）可以采用鑄鋼或者用鋼板沖壓加工后再焊接而成。當功率不那么大的時候材料的選擇上就比較松，可以使用鑄鋁或者塑料來進行。關(guān)于刮板式花生去殼機的設(shè)計所需要的載荷不大，所以可以選擇HT150來作為帶輪的材料。
（2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式：
根據(jù)所使用帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸的不同，V帶輪通常使用的形式有：石心式、孔板式、腹板式以及橢圓輪廓的形式。小帶輪由于d1<2.5d，其中d為帶輪實際安裝時的軸的軸徑，因為尺寸偏小所以可采用實心式。當然看大帶輪，由于大帶輪由于d2<400mm。則要采取措施降低其重量，所以可以可采用腹板式的帶輪。
（3）V帶輪的輪槽設(shè)計
V帶輪的輪槽尺寸是與前面所選用的V帶的型號相互對應(yīng)得起來的，大小帶輪的輪槽與V帶輪的A型相應(yīng)的尺寸如下表所示（表3-3）。
表3-3 輪槽尺寸
尺寸類型
小帶輪
大帶輪
輪槽類型
A
A
d（mm)
75
286
基準寬度bd（mm)
11.0
11.0
基準線上槽深hamin（mm)
2.75
2.75
基準線下槽深hfmin（mm)
8.7
8.7
槽間距e（mm)
15±0.3
15±0.3
第一槽對稱面到端面距離
fmin（mm)
輪緣厚d（mm)
12
12
（4）V帶輪的技術(shù)要求：
V帶輪的各部分鑄造時（輪、腹板、輪輻及輪轂）不允許有氣泡、縮孔、裂縫和砂眼，在鑄造過程中允許在應(yīng)力不提高的前提下可以加一些凸臺、腹板等機等表面有缺陷的機進行修補。
（5）V帶的張緊、安裝及維護：
V型帶輪的膠帶層在工作一段時間后，就會因為塑性變形和工作磨損使得V型帶松弛開來，從而使張緊力變小，帶輪的傳動能力也隨之下降，所以要定期地對膠帶層進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)其中有一根的松緊帶有損壞，則應(yīng)該將全部帶輪都換上新的，不能只換其中一根，因為新舊帶的張緊不一會使得帶輪傳動不平穩(wěn)。如果舊帶還可以使用，應(yīng)測量其長度，然后再選擇與其長度相同的帶進行組合使用。此處應(yīng)該注意的還有帶不能與礦物油酸堿等物質(zhì)接觸，免得使帶變質(zhì)；也不要把教導(dǎo)放在陽光下暴曬。
3.3主軸的設(shè)計
在花生去殼機殼部分設(shè)計中最主要的部分就是軸的設(shè)計，這軸的作用是用來支撐刮板，并使其旋轉(zhuǎn)起來的機械零件同時還具有傳遞轉(zhuǎn)矩的功能。軸在設(shè)計時組要要考慮的設(shè)計因素有力學(xué)需求和制造工藝等，其中要做的事有選擇可用的合適材料，對軸的各個部分的形狀尺寸進行合理的設(shè)計。并使用前面已經(jīng)得出的結(jié)果主軸的參數(shù)：轉(zhuǎn)速n=367.5r/min、輸入功率為P2=1.35kw、轉(zhuǎn)矩為35.08N.m來進行設(shè)計。
3.3.1主軸材料的選擇
通常的軸選材上多用碳素鋼與合金鋼。因為這軸沒有其余特殊的要求，因此根據(jù)機械設(shè)計手冊可以選用調(diào)制處理的45號鋼，并在其中的性能參數(shù)如下表3-4所示
表3-4材料的性能參數(shù)
毛坯直徑mm
硬度
HBS
強度極限
σB
屈服極限
σS
彎曲疲勞極限
σ-1
[σ0b]
[σ-1b]
≤200
217~255
650
360
300
102.5
60
3.3.2初步估算最小軸徑
由公式查書得知取A0=105，于是得
3.3.3主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
軸的設(shè)計包含了輸出軸結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和全部尺寸參數(shù)的設(shè)計。首先要確定的是軸上各個零件的專配方案；其次是要對軸上零件的定位方式進行確定；接著第三步是要計算并選定各個軸段的直徑和長度尺寸。
軸的設(shè)計首先從V帶輪的安裝開始的，取d1=22。為了滿足帶輪的安裝帶輪需要固定則可以使用一端軸肩定位，此處的直徑可以選擇d2=28mm，V帶輪的大小尺寸為50，要考慮到軸端擋圈跟V帶配合而不是軸端面配合，可以減少一些尺寸故取第一段長度l1=49mm；第二段要經(jīng)過軸承端蓋，軸承端蓋的總長度為25mm，此時端蓋外端與V帶輪間的距離為32.5mm，故l2=57.5mm；第三段安裝軸承，根據(jù)尺寸要求選擇深溝球軸承6207，故取d3=35mm， l3=17mm，第四段為軸承和刮板軸向定位，取d4=60mm，考慮刮板與壁厚距離所以取l4=28。第五段主軸上安裝執(zhí)行機構(gòu)刮板，去刮板的直徑d5=60mm，刮板架安裝長度l5=500mm，因為軸的兩端軸承必須一樣軸承，且滿足軸承的定位需要所以第6段取d6=35mm，l6=30mm。如圖3-3和表3-5所示。
圖3-3 主軸簡圖
表3-5 主軸各段的尺寸設(shè)計
軸端名
軸I
軸II
軸III
軸IV
軸V
軸VI
直徑（mm）
22
28
35
65
60
35
長度（mm）
34
57.5
27
18
500
30
3.3.4軸強度的校核
由結(jié)構(gòu)圖和彎矩的計算得出第五段軸是危險截面，載荷分析如圖3-5所示，則受力計算：轉(zhuǎn)矩：T＝35.081 N.mm ，直徑：已知d=60mm。
圓周力Ft：Ft=2T/d=35.081×2/0.06=1169.37N
徑向力Fr：Fa=Ft×tanα/cosβ=1415.2N
軸向力Fa：Fa =Ft×tanβ=634.4N
已知AB=271.50mm，BC=286.50mm，CD=115.00mm。
水平面上支撐反力：RH1=Ft×LBC/LAC=2367.7×286.5/558=1215.7N
RH2=Ft×LAB/LAC=2367.7×271.5/558=1152.0N
垂直面上支撐反力：
RV1=(Fr×LBC+Fa×d/2)/LAC=(1415.2×286.5+634.4×60/2)/558=760.7N
RV2=(Fr×LAB-Fa×d/2)/LAC=(1415.2×271.5-634.4×60/2)/558=654.4N
水平面上的彎矩： MH=660.0N.m
垂直面上的彎矩： MV=394.0N.m
總彎矩： = =768.7N.m
扭矩： αT=0.6×71.03=42.618 N.mm
計算當量彎矩： ==768.7N.m
校核軸的強度，由公式
σe=Me/W=768.7×103/（0.1×603）=35.59Mpa<[σ-1b]=75Mpa
所以符合要求。
圖3-5載荷分析
3.4 軸承和鍵的選擇與校核
3.4.1軸承的選擇與校核
主軸上軸承的最主要作用就是對軸和軸上零件起到支撐作用，用軸承來保持軸承旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)精度和減少軸與支撐件之間因摩擦和磨損而降低軸的使用壽命，而是用滾動軸承因其實滾動摩擦，所以摩擦系數(shù)很低，其中阻力很小等特點，這類軸承在精度要求不太高的性價比好的機器中得到了廣泛的運用。
軸承的選擇是根據(jù)軸上與軸承配合處的軸直徑以及軸承所承受的載荷大小與載荷的方向，此外還有考慮到軸向的定位方式：如固定式，調(diào)心式的性能要求，其他的還有剛度、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境的要求等。當然在這里主軸的軸承只承受徑向力，所以可以直接選用深溝球軸承即可，根據(jù)上面所提到的軸承選擇翻閱機械設(shè)計手冊查得使用6207軸承。（GB/T276-1994）查閱的軸承具體參數(shù)看下表3-6。
表 3-6 軸承參數(shù)
6207
基本尺寸/mm
安裝尺寸/mm
極限轉(zhuǎn)速/(r/min)
基本額定動載荷Cr
基本額定靜載荷C0r
d
D
B
ramin
da
min
Da
max
ra
max
脂潤滑
油潤滑
/kN
35
72
17
1.1
42
65
1
8500
11000
25.5
15.2
軸承的校核：由上表可知深溝球軸承6207的基本參數(shù)：Cr=25.5kN Cor=15.2kN
由前面計算可知n=367.5r/min T=35.081 N·mm P=1.35kw
軸承受到的徑向力：
= =1434.08N
= =1324.89N
因Fr1>Fr2，所以只要對左側(cè)的軸承校核即可。查書得，fp=1.0~1.2，取中間值fp=1.1。
則有當量載荷：p=fp×Fr2=1.1×1434.08N
軸承預(yù)期壽命：Lh′=10×360×8=28800h
軸承壽命計算
Lh=106/60n×(Cr/p)3=106/（60×183.73）×(25.5/1.43408)3=509998h>28800
由上面的計算可以看出6027深溝球軸承是可以滿足要求的
3.4.2鍵的選擇與校核
鍵的作用是將軸和軸上零件之間進行轉(zhuǎn)矩的傳遞。有些軸的作用還有使得零件的軸向固定與移動。
此處我們選用平鍵來將帶輪的轉(zhuǎn)矩傳遞到軸上。平鍵的工作面試在兩側(cè)面上，鍵的上表面與輪轂槽的下表面之間留有一定的間隙。由于前面我們設(shè)計的軸的直徑d1=22mm，根據(jù)查GB/T 1096-2003，所以取鍵尺寸：b×h=8×7，L=18~90mm。
根據(jù)軸的直徑我們?nèi)℃I長度L=25mm。
3.5刮板結(jié)構(gòu)設(shè)計
考慮到花生去殼機是利用打擊和擠壓脫殼原理，所以對刮板的要求比較嚴格，需要一定剛度和強度。況且刮板式收到斷斷續(xù)續(xù)的沖擊。經(jīng)常磨損。［1］根據(jù)期刊實驗結(jié)果表明，刮板使用木板和橡膠板的去殼效果差，去凈率在70%左右。使用鋼板的去凈率可以控制在95%以上。所以刮板的零件都是使用45鋼制造然后用m10螺栓和刮板架相連接，讓刮板有利于調(diào)整和更換。刮板結(jié)構(gòu)是采用四個直鋼板組合成十字型并與連接桿用螺栓連接，而連接桿則是焊接固定在旋轉(zhuǎn)筒上其結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-6.
圖3-6 刮板
鋼板的長和寬分別是500和130，刮板的內(nèi)徑和外徑分別是60和70，旋轉(zhuǎn)中心距是260。
3.6半柵籠的設(shè)計
半柵籠作用有兩點，一是讓去殼的花生掉落，而是讓未去殼花生繼續(xù)留在去殼箱繼續(xù)去殼。但是我國的品種比較多，尺寸大小不相同。一般來說花生仁的尺寸在7-14mm之間。所以為了提高花生去殼機的通用性，所以我們設(shè)計的時候可以設(shè)計不同尺寸的半籠篩來適應(yīng)不同品種花生。在去殼的時候可以根據(jù)不同的花生選擇合適的花生。
脫殼時，刮板和半籠篩形成一個活動層，該層的厚度就是刮板和半龍篩之間的距離，稱為去殼間隙。去殼間隙越小,破碎率和生產(chǎn)效率越高。為了降低破碎率,應(yīng)適當增大去殼間隙。經(jīng)試驗證明,去殼間隙最佳值30mm左右?？紤]到不同品種的花生果大小的差異,我們將去殼間隙定為25-40mm可調(diào),脫小果時調(diào)為25-30mm,脫大果時可調(diào)為30-35mm。［4］
半籠篩的柵條是用兩塊墻板進行固定的。柵條的材料是HT150墻板材料是HT200，柵條的直徑為10，長度為576mm，因為特殊作用，還需對其表面進行表面處理，可以滲碳和熱處理，組成半圓籠篩，間距為。這樣可以使去出來的花生仁能夠過柵格，為去花生繼續(xù)留在去殼箱繼續(xù)去殼。半籠柵的內(nèi)徑為。如圖3-7
圖3-7 半柵籠
3.7風(fēng)機分離裝置的設(shè)計
這部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計比較簡單，就是利用花生仁與花生殼的重量相差很大所以就是用風(fēng)的作用把質(zhì)量較輕的花生殼從下圖所標的花生殼出口吹出，可以看到這里設(shè)置了個當板，把飛馳而出的花生殼擋住，使其落在一定方位內(nèi)，也可以在出口裝上麻袋，這樣方便打掃。工作時步驟也是使得花生殼與花生仁分離，即只要設(shè)計出合理的管道使得風(fēng)可以通過通道傳到花生與花生殼下落的位置，如下圖3-8所示為分機分離機構(gòu)管道。
圖3-8 分機分離管道
3.8 機架的設(shè)計
使用的機架是用焊接而成，專配比較簡單。所以要對它進行模態(tài)分析以了解其結(jié)構(gòu)，提高安全性。根據(jù)上面?zhèn)€個零件的參數(shù)設(shè)計的機架，機架的總長為為1000mm，寬608mm，高651mm，厚50mm。
第4章 刮板式花生去殼機的使用
4.1花生去殼機操作方法與注意事項
（1）把去殼機置于寬敞、平坦的場地使用。使用前檢查緊固件是否緊固，轉(zhuǎn)動部位是否靈活，是否有油在軸承。
（2）在使用前，要檢查電源，開關(guān)必須在斷開位置。
（3）電機啟動后，轉(zhuǎn)向與機器所指方向應(yīng)該一致，先讓他空轉(zhuǎn)幾分鐘，機器有沒有什么問題。當機器運行正常時，可以喂入花生。
（4）花生果在喂入的時候要注意有沒有喂入雜質(zhì)影響機器性能
（6）選用花生果要干濕合適，太干花生仁破損率高，太濕影響生產(chǎn)率。根據(jù) 花生果大小選用半籠篩。
（7）機器運轉(zhuǎn)時候不要站在皮帶輪一側(cè)避免傷到人。
4.2花生去殼機的保存方法
（1）機器使用一段時間后要存放機器，要清洗機器的灰塵，污垢。機器內(nèi)部殘留的花生殼等雜質(zhì)。
（2）應(yīng)當把皮帶拆卸下來。
（4）先用柴油清洗軸承，再用黃油密封。
總 結(jié)
轉(zhuǎn)眼畢業(yè)設(shè)計接近尾聲，通過這次設(shè)計實踐，對機械設(shè)計有了更全面的認識。本次畢業(yè)設(shè)計填補了以往課堂上只是公式化的解題，對于實踐的工程設(shè)計計算沒有具體的概念。
通過此次畢業(yè)設(shè)計，使我了解很多關(guān)于花生去殼機知識。使我了解了如今國內(nèi)外在這方面的許多技術(shù)，了解了花生設(shè)計的一般過程，通過對花生去殼機的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計作了系統(tǒng)的設(shè)計，掌握了一定的去殼機相關(guān)方面的基礎(chǔ)。
在CAD方面也學(xué)到了更多的畫法，了解了更多國標的要求和畫圖時容易出錯的地方，同時也學(xué)會了粗糙度的和公差的查表方法。在Pro/E方面學(xué)到了更多的畫法，從以前的簡單建模都現(xiàn)在學(xué)會了較復(fù)雜的建模，例如機架的建模。
這次的畢業(yè)設(shè)計也可以說是對我這幾年的大學(xué)生活做出了公正的總結(jié)，同時也使為將來進入社會和入社會的工作進行了一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，需要鍛煉的自己的能力有獨立分析和解決問題的技能，可以說是一次很好地打基礎(chǔ)的機會。
總的來說此次設(shè)計中我學(xué)到了很多的東西，不僅是設(shè)計的相關(guān)知識，還有信息的收集，我相信這些能力在今后我的生活上一定可以派上很大的用處的，接下來就是大學(xué)生涯結(jié)束的時候了，我要保持冷靜努力思考學(xué)習(xí)、遇事不慌遇事迎面而上。
參考文獻
[1] 李建東.花生脫殼裝置的試驗研究［D］. 青島: 青島農(nóng)業(yè)大學(xué),2007:3-5
[2] 王軍鋒.刮板式花生去殼機設(shè)計［D］.農(nóng)機化研究，2012，12：96-99
[3] 成大先 機械設(shè)計手冊.單行本.機械傳動[M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004.1
[4] 原重獻.花生去殼機去殼機試驗研究［j］.農(nóng)牧與食品機械，1991，3：19-4
[5] 楊可楨，程光蘊，李仲生. 機械設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 北京：高等教育出版社, 2006
[6] 朱冬梅，胥北瀾，何建英. 畫法幾何及機械制圖[M]. 北京：高等教育出版社, 2008.6
[7] 唐增寶，何永然，劉安俊. 機械設(shè)計課程設(shè)計[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社, 1999.3
[8] 楊普. 工程力學(xué)[M]. 北京：人民交通出版社, 1999
[9] 成大先. 機械設(shè)計手冊.單行本.機械傳動[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.1
[10] 陳立德. 機械制造裝配設(shè)計[M]. 北京：高等教育出版社, 2010.6
[11] 李艾民，李愛紅，李愛軍. 機械制圖AutoCAD2010[M]. 北京：北京郵電大學(xué)出版社,
[12] 尚書旗，劉曙光，王方燕．花生生產(chǎn)機械的應(yīng)用現(xiàn)狀與進展分析[J]．花生學(xué)報，
[13] 濮良貴，紀名剛 機械設(shè)計[M] 北京：高等教育出版社 2001
[14] 孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理.7版.北京：高等教育出版社 2006
[15] 邱宣懷.機械設(shè)計[M].4版.北京：高等教育出版社 2006
[16] Cao Yuhua; Li Changyou Analysis on fuzzy comprehensive evaluation and optimization of shelling performance of castor capsulesheller 2010，Page(s): 3671 - 3674
[17] Dielectric properties of peanut-hull pellets at microwave frequencies
Paz, A.M.; Trabelsi, S.; Nelson, S.O.; 2010，Page(s): 62 – 66
致 謝
大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的四年里，讓我結(jié)識了許許多多熱心的朋友、工作嚴謹教學(xué)相幫的教師。畢業(yè)設(shè)計的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠摯的感謝。
首先，向本設(shè)計的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時間對我們進行指導(dǎo)，時刻關(guān)心我們的進展狀況，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。老師給予的幫助貫穿于設(shè)計的全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場的實際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我學(xué)會書本中的知識，更學(xué)會了學(xué)習(xí)操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計重點，如何合理安排時間和論文的編寫，同時在畢業(yè)設(shè)計過程中，她和我們在一起共同解決了設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。
其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠摯的謝意，在整個設(shè)計過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個完整的論文。
另外，也向給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示感謝。
總之，本次的設(shè)計是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計的幾個月里，我們合作的非常愉快，教會了大我許多道理，是我人生的一筆財富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！