蘋(píng)果切片機(jī)的設(shè)計(jì),蘋(píng)果切片機(jī)的設(shè)計(jì),蘋(píng)果,切片機(jī),設(shè)計(jì) 蘋(píng)果切片機(jī) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué)生姓名 陳 斌 學(xué) 號(hào) XXXX 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-1 指導(dǎo)教師 XXXX 日 期 2012.6 XXXX大學(xué)教務(wù)處制 前 言 蘋(píng)果的營(yíng)養(yǎng)很豐富，它含有多種維生素和酸類(lèi)物質(zhì)。1個(gè)蘋(píng)果中含有類(lèi)黃酮約30毫克以上，蘋(píng)果中含有15%的碳水化合物及果膠，維生素A、C、E及鉀和抗氧化劑等含量也很豐富。1個(gè)蘋(píng)果(154g)膳食纖維5g，鉀170mg，鈣10mg，碳水化合物22g，磷10mg，Vc7.8g，Vb7.8g。蘋(píng)果中的含鈣量比一般水果豐富多，有助于代謝掉體內(nèi)多余鹽分。蘋(píng)果酸可代謝熱量，防止下半身肥胖。至于可溶性纖維果膠，可解決便秘。果膠還能促進(jìn)胃腸道中的鉛、汞、錳的排放，調(diào)節(jié)機(jī)體血糖水平，預(yù)防血糖的驟升驟降。 如今，的林果總面積已經(jīng)突破1700萬(wàn)畝，果品產(chǎn)量達(dá)600萬(wàn)噸，蘋(píng)果更是占了很大的份量。但是，由于現(xiàn)在的蘋(píng)果銷(xiāo)售方式很大程度上還是以鮮果的方式銷(xiāo)售到各地，就導(dǎo)致很多時(shí)候蘋(píng)果沒(méi)能得到很好的儲(chǔ)存條件，而導(dǎo)致大量的蘋(píng)果腐爛，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，這對(duì)蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是及其不利的，所以，從國(guó)際和內(nèi)地的蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)看，蘋(píng)果的加工深加工具有很廣闊的發(fā)展前景，大力發(fā)展蘋(píng)果深加工與綜合利用技術(shù)研究，深加工不僅僅延長(zhǎng)了蘋(píng)果的儲(chǔ)存和銷(xiāo)售期，而且可以大大增加了產(chǎn)品的附加值，更主要的是豐富了食品的品種，能更好地滿(mǎn)足不同消費(fèi)者的多元化的食品需求。蘋(píng)果深加工調(diào)整了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、緩解了供需矛盾、節(jié)約了生產(chǎn)浪費(fèi)、促進(jìn)了人類(lèi)飲食文明的進(jìn)步?？梢哉f(shuō)深加工所占比例反映了一個(gè)國(guó)家或地區(qū)蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)的成熟程度。大力發(fā)展?jié)饪s鮮果汁、飲料、果醬等蘋(píng)果加工技術(shù)，有助于提高蘋(píng)果的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。 在蘋(píng)果深加工過(guò)程中，蘋(píng)果切片就是其中的一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，只有將蘋(píng)果片切到合適的厚度，才能在后面得加工過(guò)程中很好的提取出蘋(píng)果的營(yíng)養(yǎng)成分，而且直接將蘋(píng)果切片進(jìn)行儲(chǔ)存也能很好的留住蘋(píng)果的營(yíng)養(yǎng)成分。在大批量生產(chǎn)蘋(píng)果切片的過(guò)程中，能保證切片質(zhì)量和效率的切片機(jī)就顯得至關(guān)重要了。 因此本人對(duì)以前的切片機(jī)進(jìn)行參考，進(jìn)行改進(jìn)，將其刀片改為旋切式的，提高機(jī)構(gòu)的切片效率設(shè)計(jì)出此作品。 目 錄 1. 國(guó)內(nèi)外切片機(jī)現(xiàn)狀 1 1.1 國(guó)外切片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 1 1.2 國(guó)內(nèi)切片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 1 2. 設(shè)計(jì)思路及整體方案 1 2.1 整體設(shè)計(jì)思路 1 2.2 設(shè)計(jì)方案 2 2.3 機(jī)構(gòu)示意圖 2 3. 電動(dòng)機(jī)的選擇 2 4. 聯(lián)軸器的選擇 3 4.1 小V帶軸和電動(dòng)機(jī)軸之間聯(lián)軸器的選擇 3 4.2 大V帶軸和小平帶軸之間聯(lián)軸器的選擇 3 5. 平帶的設(shè)計(jì) 4 5.1 平帶及帶輪材料的選擇 4 5.2 平帶及帶輪的機(jī)構(gòu)示意圖 4 5.3 平帶及帶輪的一些基本尺寸及計(jì)算 4 5.4 平帶上的刀片的設(shè)計(jì) 5 5.5 帶輪軸的設(shè)計(jì)與校核 6 6. V帶的設(shè)計(jì) 9 6.1 選擇V帶的型號(hào) 9 6.2 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 9 6.3 確定V帶長(zhǎng)及中心距 10 6.4 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 10 6.5 確定帶的根數(shù) 10 6.6 計(jì)算帶的張緊力和壓軸力 10 7. V帶輪的設(shè)計(jì) 11 7.1 小V帶輪軸的設(shè)計(jì) 11 7.2 大V帶輪軸的設(shè)計(jì) 11 7.3 小V帶輪的設(shè)計(jì) 12 7.4 大V帶輪的設(shè)計(jì) 12 8. 物料箱的選擇 13 9. 壓緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14 9.1 壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 9.2 齒輪齒條的設(shè)計(jì) 14 9.3 彈簧材料的選定 16 9.4 彈簧尺寸的計(jì)算 16 9.5 壓縮彈簧的穩(wěn)定性 16 結(jié)束語(yǔ) 17 致 謝 18 參考文獻(xiàn) 19 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 蘋(píng)果切片機(jī)的設(shè)計(jì) 1. 國(guó)內(nèi)外切片機(jī)現(xiàn)狀 1.1 國(guó)外切片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外的切片機(jī)技術(shù)始于六十年代，到七十年代已經(jīng)發(fā)展成熟，八十年代中期，大部分切片機(jī)都可以加工125MM以上大直徑單晶，像瑞士的邁爾-布格耶斯公司的臥室內(nèi)圓切片機(jī)，切割棒料直徑最大可以達(dá)到304.8mm。八十年代中后期的一兩年，切片技術(shù)發(fā)展到了鼎盛時(shí)期，相當(dāng)多的多功能全自動(dòng)切片機(jī)相繼商品化。從而誕生了世界上續(xù)道著名的切片機(jī)廠(chǎng)家，如瑞士AG公司的TS系列機(jī)、日本TOkyo Semisu 朱式會(huì)社的TSK系列機(jī)、ASM系列機(jī)、美國(guó)STC公司的STC系列機(jī)等，就切片機(jī)的結(jié)構(gòu)而言，主軸以空氣軸承火滾動(dòng)軸承為支撐方式的臥式和立式兩種。發(fā)展到現(xiàn)在就切片機(jī)的功能而言，已經(jīng)相當(dāng)齊全，而且復(fù)合化，切片方式也有很多種類(lèi)。 目前，全球水果加工機(jī)械需求每年以5.3%的速度增長(zhǎng)。美國(guó)擁有最大的水果加工設(shè)備生產(chǎn)商，其次是日本，其他的主要生產(chǎn)商則來(lái)自德國(guó)、意大利和中國(guó)，目前水果加工設(shè)備生產(chǎn)增長(zhǎng)最快的是發(fā)展中國(guó)家和地區(qū)。 據(jù)了解，美國(guó)包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的3%。其包裝機(jī)械最大使用行業(yè)是食品產(chǎn)業(yè)，其次是飲料產(chǎn)業(yè)、家庭清潔用品與化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。在美國(guó)食品產(chǎn)業(yè)中，蔬菜和水果每年需要的食品機(jī)械所占比重最大，而美國(guó)進(jìn)口的食品加工機(jī)械主要來(lái)自德國(guó)、墨西哥、加拿大和中國(guó)。 在俄羅斯，機(jī)械制造業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了農(nóng)產(chǎn)品加工和食品生產(chǎn)等行業(yè)的需求。據(jù)了解，俄羅斯水果加工機(jī)械的市場(chǎng)容量為每年20億美元至40億美元，但是俄羅斯的制造商只占有20%的份額，并且這些制造商主要生產(chǎn)半自動(dòng)化的設(shè)備，目前還沒(méi)有能力去滿(mǎn)足俄羅斯食品生產(chǎn)加工行業(yè)的整體需求。 在亞洲，越南市場(chǎng)則對(duì)食品機(jī)械如食品切片機(jī)等成套加工設(shè)備的需求日益旺盛，尤其是在水果加工設(shè)備方面。越南出產(chǎn)豐富的熱帶水果，年產(chǎn)量達(dá)380多萬(wàn)噸，但水果加工技術(shù)落后，致使出口仍以鮮果為主。 1.2 國(guó)內(nèi)切片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)的切片機(jī)技術(shù)始于其實(shí)年代初期，我國(guó)的切片機(jī)廣泛應(yīng)用于蔬菜、中藥、凍肉等領(lǐng)域，其中土豆的應(yīng)用最為顯著，目前我國(guó)的切片機(jī)主要方式有以下幾種： 1、 直線(xiàn)往復(fù)式切片機(jī)，直線(xiàn)往復(fù)式切片機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效益低，因此它應(yīng)用于工作要求不高，效率低得場(chǎng)合 2、 圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)式切片機(jī)，圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)式切片機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單也有較高的生產(chǎn)效益，因此它廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。 3、 水槍式切片機(jī)，水槍式耗水量大，只能切出平直的片，因此它的應(yīng)用不是十分廣泛。 4、 圓形切片機(jī)，圓形式切片機(jī)有很高的工作效率，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)比較困難，因此它應(yīng)用于工作效率要求相當(dāng)高的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)在的切片機(jī)類(lèi)型有輪轉(zhuǎn)切片機(jī)、振動(dòng)切片機(jī)、立式薄片切片機(jī)、凍肉切片機(jī)、中藥切片機(jī)、木材切片機(jī)、果蔬切片機(jī)等等。 我國(guó)的切片研究開(kāi)發(fā)方面雖然已經(jīng)有30年的歷史，近幾年來(lái)切片機(jī)的研制發(fā)展也非常迅速，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比目前仍有一段距離，研制切片機(jī)沒(méi)有得到大面積的推廣應(yīng)用，雖然現(xiàn)在已經(jīng)有很多的切片機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家，但是我國(guó)的切片機(jī)方面仍然處于較低得發(fā)展水平。 2. 設(shè)計(jì)思路及整體方案 2.1 整體設(shè)計(jì)思路 本人設(shè)計(jì)的旋切式蘋(píng)果切片機(jī)，主要是由電動(dòng)機(jī)經(jīng)V帶降速并傳遞給平帶動(dòng)力，從而使平帶進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使刀片對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行旋切。由齒條和彈簧的的配合使得刀片在切完一箱蘋(píng)果后，立即更換物料箱，并且壓緊物料進(jìn)行切割。見(jiàn)圖2.1。 2.2 設(shè)計(jì)方案 通過(guò)平帶的傳動(dòng)與切割，完成切片過(guò)程；同時(shí)使用齒條和彈簧使得壓緊元件能夠很好的壓緊，在即將切完時(shí)迅速的退出并且更換物料箱；至于刀片，將其用鉚釘釘入平帶中，物料箱固定在機(jī)架上的導(dǎo)軌上，隨著平帶的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀片也跟著運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，在平帶上安裝了8把刀片，設(shè)定的切削速度為1m/s,切削厚度為3mm，在保證了切片質(zhì)量的同時(shí)，切削效率也是比較好的。 2.3 機(jī)構(gòu)示意圖 小平帶輪1——通過(guò)它的軸與V帶軸連接，為主動(dòng)輪；機(jī)架2——通過(guò)它支撐與連接機(jī)架平臺(tái)，起到固定的作用； 機(jī)架平臺(tái)3——用來(lái)支撐物料箱上的導(dǎo)軌；平帶4——在上面安裝刀片，切片的同時(shí)也支撐物料；定位元件5——用電機(jī)控制它的運(yùn)動(dòng)情況，在切片的時(shí)候固定物料箱；壓緊輪6——用來(lái)壓緊平帶，保證平帶的強(qiáng)度；刀片7——用鉚釘鉚在平帶上，切片的元件；壓緊機(jī)構(gòu)8——它與電機(jī)配合，用來(lái)壓緊物料；物料箱9——用來(lái)盛放物料的裝置；導(dǎo)軌10——設(shè)計(jì)在物料箱的兩側(cè)，正好架在機(jī)架平臺(tái)上；支撐板11——支撐平帶；大帶輪12——機(jī)構(gòu)的從動(dòng)部件；擋料板13——用來(lái)防止料亂飛；接料板14——接住出料。 1-小平帶輪 2-機(jī)架 3-機(jī)架平臺(tái) 4-平帶 5-定位元件 6-刀片 7-壓緊機(jī)構(gòu) 8-壓緊板 9-導(dǎo)軌 10-物料箱 11-支撐板 12-大平帶輪 13-擋料板 14-接料板 圖2.1 切片機(jī)示意圖 3. 電動(dòng)機(jī)的選擇 作為動(dòng)力源頭，它的選擇是否恰當(dāng)，關(guān)系到整個(gè)機(jī)構(gòu)的性能。它的選擇包括選擇類(lèi)型、結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速，并確定型號(hào)。 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式要根據(jù)電源（交流或直流），工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過(guò)載情況）來(lái)選擇。 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式等，可根據(jù)防護(hù)要求來(lái)選擇。同一類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)又具有幾種安裝形式，應(yīng)根據(jù)安裝條件來(lái)確定。 作為本次設(shè)計(jì)需要，重點(diǎn)在電動(dòng)機(jī)的選擇上，而功率又是選擇的根本，針對(duì)此機(jī)構(gòu)工作特點(diǎn)，將其歸入平穩(wěn)負(fù)載連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)功率的選擇。 額定功率的計(jì)算： （3.1） 式中 pe----電動(dòng)機(jī)額定功率（kw）； Pz----負(fù)載功率（kw）； ----折算到電動(dòng)機(jī)軸上的靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩（n.m）； ne----電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）。 帶輪軸所需功率為 （3.2） 考慮到傳動(dòng)裝置的功率消耗，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 （3.3） 式中，為從電動(dòng)機(jī)到小帶輪軸之間的總效率，= =0.903 , =0.99為彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，=0.98為一對(duì)滾動(dòng)軸承效率，=0.98為一對(duì)滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率，=0.95為彈性聯(lián)軸器與v帶的傳動(dòng)效率。 電動(dòng)機(jī)的輸出功率為=2.2 kW，因此本人的設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-6，額定功率為3kW，轉(zhuǎn)速為960r/min。 4. 聯(lián)軸器的選擇 普通的聯(lián)軸器有剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器之分，剛性聯(lián)軸器由剛性零件組成，無(wú)緩沖減振能力，適用于無(wú)沖擊，被聯(lián)接的兩軸中心線(xiàn)嚴(yán)格對(duì)中，而且機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不發(fā)生相對(duì)位移的地方。撓性聯(lián)軸器容許兩軸有一定的安裝誤差，兩軸間的偏移靠元件的相對(duì)位移或者靠彈性元件的彈性變形補(bǔ)償位移。 4.1 小V帶軸和電動(dòng)機(jī)軸之間聯(lián)軸器的選擇 因切片機(jī)的載荷變化大，選用緩沖較好的，同時(shí)具有可移性的彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。Y132S-6電動(dòng)機(jī)軸的直徑為38mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)軸徑和計(jì)算轉(zhuǎn)矩選用TL6聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩: 選擇工作情況系數(shù)K,查表取K=1.5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩: 其許用最大扭矩,許用最高轉(zhuǎn)速 此聯(lián)軸器合用。 4.2 大V帶軸和小平帶軸之間聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)兩軸的直徑大小,選擇彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器TL5: 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩: 選擇工作情況系數(shù)K,查表K=1.5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩: 其許用最大扭矩,許用最高轉(zhuǎn)速 此聯(lián)軸器合用。 5. 平帶的設(shè)計(jì) 5.1 平帶及帶輪材料的選擇 首先平帶的材料選取為膠帆布平帶，這是由于帶輪的工作環(huán)境比較干燥，工作量比較小。至于帶輪，選取為普通的滾筒，由于其所要承受的載荷不是很大，因此滾筒的結(jié)構(gòu)形式為輪輻式。 5.2 平帶及帶輪的機(jī)構(gòu)示意圖 5.3 平帶及帶輪的一些基本尺寸及計(jì)算 （1）由于在切削過(guò)程中，帶容易產(chǎn)生振動(dòng)，為了減小在切削過(guò)程中帶的上下振動(dòng)，產(chǎn)生切削不均勻，所以帶速不能過(guò)高，先初選帶速v=1m/s 。 （2）小帶輪的直徑 (5.1) 由初選速度1m/s，查表選得平帶小帶輪的直徑取315mm，大帶輪的直徑取400mm，所以小帶輪軸的轉(zhuǎn)速為 （3）大帶輪的直徑 （取） (5.2) 所以大帶輪軸的轉(zhuǎn)速為n=234.1r/min 帶長(zhǎng) =2a+（d+ d）+ (5.3) 將數(shù)字代入=3983.8mm 考慮到膠帆布平帶用硫化接頭聯(lián)接，由表得，選取帶 的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L為4000mm。 圖5.1 平帶及帶輪的示意圖 （5） 如果帶傳動(dòng)的中心距過(guò)小，則帶長(zhǎng)較小，在速度一定時(shí)，帶的循環(huán)次數(shù)多，對(duì)帶的壽命不利，同時(shí)包角也減小，因此帶傳動(dòng)的中心距不宜過(guò)小，也不宜過(guò)大，否則引起帶的跳動(dòng)。 初定中心距： ，取a=1430mm (5.4) 計(jì)算實(shí)際中心距： (5.5) （6）在帶的最大有效拉力的分析中可知，小帶輪包角取得過(guò)小，將影響帶傳動(dòng)能力，一般小平帶輪的包角應(yīng)不小于，如果設(shè)計(jì)時(shí)包角太小，應(yīng)增大中心距或張緊輪。 a =176.59 (5.6)（7）帶層：初選速度為1m/s，小帶輪直徑為315mm，查表得Z=6 （8）帶厚 =7.5mm 這里取帶厚為9.6mm （9）帶寬 b=355mm （10）輪緣寬度取400mm （11）計(jì)算帶的張緊力和壓軸力 帶的截面積A= 查表得 =1.1，=0.97，=1.0，=1.2 得A=2.37 (5.7) ----工作情況系數(shù) ----小帶輪的包角系數(shù) ----傳動(dòng)布置系數(shù) ----平帶單位截面積所能傳遞的額定功率 帶的正常張緊應(yīng)力，短距離普通傳動(dòng)取=1.6，作用在軸上的壓軸力： =7.93N (5.8) 由小帶輪軸的轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以將v帶的傳動(dòng)比算出來(lái)，i=960/303.3=3.17，同時(shí)計(jì)算出從電動(dòng)機(jī)的輸出軸到平帶輪輸出軸的功率、扭矩，計(jì)算過(guò)程中將效率算進(jìn)去?？傻孟卤恚? 表5-1 軸的轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、效率 電動(dòng)機(jī)軸 小v帶軸 大v帶軸 小平帶軸 大平帶軸 轉(zhuǎn)速 功率 效率 轉(zhuǎn)矩 960 3 0.97 29.8 960 2.91 0.94 28.9 303.3 2.74 0.97 86.3 303.3 2.65 0.94 83.4 234.1 2.49 101.6 （r/min） （KW） （N·M） （式中0.94為平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率） 5.4 平帶上的刀片的設(shè)計(jì) 因?yàn)楦鶕?jù)設(shè)計(jì)要求，刀片既要一邊支撐物料，又要一邊切削。所以我將它與平帶設(shè)計(jì)在一起，隨著平帶的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。 同時(shí)考慮到箱子不能跟平帶一起運(yùn)動(dòng)，必須另外有裝置固定它，所以，我設(shè)計(jì)支架通過(guò)它支撐箱子，又為了避免妨礙刀片運(yùn)動(dòng)，就將刀片寬度設(shè)定為箱子寬度?？紤]到平帶是圓周運(yùn)動(dòng)，因此我設(shè)計(jì)在每隔一定的距離安裝一把刀片，有效的利用圓周運(yùn)動(dòng)，大大的提高工作效率。由平帶的轉(zhuǎn)速、帶長(zhǎng)和物料箱的長(zhǎng)度決定每隔500mm安裝一把刀片，這樣在整個(gè)平帶上就有8把刀片，即在平帶運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，刀片切削8次。刀片的尺寸為寬300mm，長(zhǎng)10mm，高3mm。，用鉚釘將刀片鉚上去。鉚釘?shù)拇笮∵x取：采用沉頭的型式， 。同時(shí)，為防止平帶的強(qiáng)度由于有溝槽而降低，在平帶上裝有刀片的地方也鉚上薄鐵皮，能有效的減少因開(kāi)有溝槽而造成的強(qiáng)度降低。 1-刀片 2-溝槽 3-平帶 4-鉚釘 5-鐵片 圖5.2 刀片示意圖 5.5 帶輪軸的設(shè)計(jì)與校核 5.5.1 小帶輪軸的設(shè)計(jì)與校核 選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力：選用45號(hào)鋼正火處理，查表《軸的常用材料及其主要力學(xué)性能和應(yīng)用》得強(qiáng)度極限，其許用彎曲[。 確定軸的直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算，取C=110，則 （5.9） 考慮到軸上有鍵槽，將軸的直徑增大5%，則 此段軸的直徑和長(zhǎng)度應(yīng)與聯(lián)軸器相符，聯(lián)軸器TL5型彈性圈柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，起軸孔直徑為25mm，與軸配合部分長(zhǎng)度為62mm，故此段軸的直徑為25mm。 軸的基本數(shù)據(jù)如下： 此段軸上裝有鍵槽，其尺寸為b×h=8×7 , L=40mm 此段軸主要是用于安裝軸承，主要按軸承內(nèi)徑尺寸系列確定，初選軸承類(lèi)型為深溝球軸承，型號(hào)為6306，內(nèi)徑為30mm，外徑為72mm，寬度為19mm。 此段軸主要考慮軸上的鍵槽，取其數(shù)值為 此段只要也是安裝軸承，選取軸承類(lèi)型為深溝球軸承，型號(hào)為6306。 考慮到C、D處為可能的危險(xiǎn)截面，計(jì)算出C、D處的彎矩。 由于軸主要是承受轉(zhuǎn)矩， 支點(diǎn)反力N C點(diǎn)彎矩： D 點(diǎn)彎矩： 計(jì)算支點(diǎn)反力和C、D兩處的彎矩。 支點(diǎn)反力 C點(diǎn)彎矩： D點(diǎn)彎矩： 求合成彎矩。 C點(diǎn)合成彎矩： D點(diǎn)合成彎矩： 計(jì)算C、D點(diǎn)的當(dāng)量彎矩。 C點(diǎn)當(dāng)量彎矩： D點(diǎn)當(dāng)量彎矩： 校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)彎矩的大小及軸的直徑選定C、D兩截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。C截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力 （因C截面有鍵槽，考慮對(duì)軸強(qiáng)度的削弱影響，故乘以0.95）。 C、D兩截面均安全。 5.5.2 大帶輪軸的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力：選用45號(hào)鋼正火處理，查得強(qiáng)度極限，得 其許用彎曲[。 確定軸的直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算，取C=110， 軸的簡(jiǎn)圖和受力分析如下： 圖5.3 軸的分析圖 （5.10） 考慮到軸上有鍵槽，將軸的直徑增大5%，則 這里d取30mm。軸的基本數(shù)據(jù)如下 此兩段軸主要是用于安裝軸承，主要按軸承內(nèi)徑尺寸系列確定，初選軸承類(lèi)型為深溝球軸承，型號(hào)為6306，內(nèi)徑為30mm，外徑為72mm，寬度為19mm。 d = 50mm L= 400mm 此段軸主要考慮軸上的鍵槽，查表取其數(shù)值為 b×h=14×9 L=180mm 軸的示意圖如下： 圖5.4 軸的示意圖 6. V帶的設(shè)計(jì) V帶有普通V帶、窄V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶等類(lèi)型。其中普通V帶和窄V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，帶的尺寸按GB/T11544-1989規(guī)定，因?yàn)槠胀╒帶的摩擦力大，允許包角小，傳動(dòng)比大，所以在這里我使用普通V帶。 6.1 選擇V帶的型號(hào) 首先確定V帶每天的工作時(shí)間，為1016小時(shí)內(nèi)，查表《工作情況系數(shù)K》 查得K=1.1，所以計(jì)算功率 KW （6.1） P----傳遞的名義功率 ----工作情況系數(shù) 根據(jù)和由圖《普通V帶選型圖》確定選用A帶。 6.2 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 帶的彎曲應(yīng)力是引起帶的疲勞破壞的重要原因，帶輪越小，帶的彎曲應(yīng)力越大，因此小帶輪的直徑不能太小，由表《V帶輪的最小直徑》取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為d=100mm 計(jì)算從動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑： (6.2) 取=0.02，以知i=3.17 得=310.66 按GB/T135751-1992規(guī)定，V帶輪的基準(zhǔn)直徑標(biāo)準(zhǔn)系列取=315mm 實(shí)際的傳動(dòng)比 (6.3) 傳動(dòng)比誤差相對(duì)值 一般允許誤差5%，所選大帶輪直徑可用 6.3 確定V帶長(zhǎng)及中心距 根據(jù)0.55（d+ d）〈〈2（d+ d），初定中心距=420 ，根據(jù)下式計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L=2+（d+ d）+ （6.4） = =1511.8 mm 根據(jù)表《V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L》選取帶長(zhǎng)為1600 mm。 mm （6.5） 6.4 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 （6.6） 主動(dòng)輪上包角合適。 6.5 確定帶的根數(shù) （6.7） 取4根，上式=0.97 kW，=0.11 kW，=0.93，=0.99，系數(shù)的選取。 6.6 計(jì)算帶的張緊力和壓軸力 單根帶的張緊力為：=140.9N (6.8) q----單位長(zhǎng)度質(zhì)量，A帶取0.1 帶輪軸的壓軸力為： (6.9) 7. V帶輪的設(shè)計(jì) 7.1 小V帶輪軸的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力：選用45號(hào)鋼正火處理，查表《軸的常用材料及其主要力學(xué)性能和應(yīng)用》得強(qiáng)度極限=600MPa，其許用彎曲[]=55MPa。 確定軸的直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算，取C=110，則d=C=110=15.92 mm 考慮到軸上有鍵槽，將軸的直徑增大5%，則 d=15.92×（1+5%）=16.72 此段軸的直徑和長(zhǎng)度應(yīng)與聯(lián)軸器相符，聯(lián)軸器TL6型彈性圈柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，起軸孔直徑為38mm，與軸配合部分長(zhǎng)度為60mm，故此段軸的直徑為38mm。 軸的基本數(shù)據(jù)如下 此段軸主要考慮軸上的鍵槽，查表取其數(shù)值為 此段軸主要是用于安裝軸承，主要按軸承內(nèi)徑尺寸系列確定，初選軸承類(lèi)型為深溝球軸承，型號(hào)為6305，內(nèi)徑為40mm，外徑為90mm，寬度為23mm。 軸的簡(jiǎn)圖如下： 圖7.1 軸的簡(jiǎn)圖 7.2 大V帶輪軸的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力：選用45號(hào)鋼正火處理，查表《軸的常用材料及其主要力學(xué)性能和應(yīng)用》得強(qiáng)度極限=600MPa，其許用彎曲[]=55MPa。 確定軸的直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算，取C=110，則 考慮到軸上有鍵槽，將軸的直徑增大5% 則d=22.9×（1+5%）=24.045 mm 此段軸的直徑和長(zhǎng)度應(yīng)與聯(lián)軸器相符，聯(lián)軸器TL5型彈性圈柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，起軸孔直徑為25mm，與軸配合部分長(zhǎng)度為62mm，故此段軸的直徑為25mm。 軸的基本數(shù)據(jù)如下 此段軸主要考慮軸上的鍵槽，查表取其數(shù)值為 L=52mm 此段軸主要是用于安裝軸承，主要按軸承內(nèi)徑尺寸系列確定，初選軸承類(lèi)型為深溝球軸承，型號(hào)為6305，內(nèi)徑為25mm，外徑為62mm，寬度為17mm。 軸的簡(jiǎn)圖： 圖7.2 軸的示意圖 7.3 小V帶輪的設(shè)計(jì) 輪類(lèi)零件（齒輪、帶輪、鏈輪及蝸輪等）的功能是在軸與軸之間傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。 V帶輪的材料的選擇主要用鑄鐵HT150或HT200，本機(jī)構(gòu)選用HT200，小V帶輪的直徑較小，在這里采用實(shí)心式。 輪槽的契角 ，節(jié)寬 ，槽間距 ，基準(zhǔn)線(xiàn)上槽深 ，最小槽緣厚度 ，外徑 =105.5 其結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖7.3 V帶小輪 7.4 大V帶輪的設(shè)計(jì) V帶輪的材料的選擇主要用鑄鐵HT150或HT200，本機(jī)構(gòu)選用HT200，大V帶輪的直徑大于300mm時(shí)，其帶輪結(jié)構(gòu)采用輪輻式，其結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖7.4 V帶大輪示意圖 帶寬： 查表得A帶： f=9 輪槽的契角 ，節(jié)寬，槽間距，基準(zhǔn)線(xiàn)上槽深 ，最小槽緣厚度 ，外徑 =320.5。 7.5 V帶的張緊 由于各種材質(zhì)的V帶都不是完全的彈性體，因而V帶在張緊里的作用下，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，就會(huì)由于塑性變形而松弛，是張緊力減小，傳遞動(dòng)力的能力降低。因此，帶傳動(dòng)必須設(shè)計(jì)張緊裝置，最常見(jiàn)的有定期張緊和自動(dòng)張緊兩類(lèi)。由于本人設(shè)計(jì)與選用的V帶的中心距不可調(diào)，因此選用張緊輪裝置，張緊輪放在松邊的內(nèi)側(cè)，是帶只手單向彎曲。同時(shí)，放置張緊輪時(shí)，使其盡量的靠近大帶輪，以免影響帶在小輪上的包角。張緊輪的輪槽與帶輪相同，且直徑小于小帶輪。 張緊輪定期張緊裝置的示意圖如下 1-小V帶輪 2-大V帶輪 3-V帶 4-張緊輪 5-張緊輪機(jī)架 圖7.5 V帶張緊裝置的示意圖 8. 物料箱的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，物料箱兩旁裝有導(dǎo)軌，使得它能夠在有外力作用的時(shí)候能夠沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。根據(jù)物料蘋(píng)果的型狀大小，設(shè)計(jì)得出它的長(zhǎng)為150mm，它的寬度為300mm，主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)與選用的平帶的帶寬為355mm；由于蘋(píng)果的平均直徑為70mm，物料箱中一般放有8個(gè)蘋(píng)果，物料箱的高度為100mm。 9. 壓緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9.1 壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了使壓緊機(jī)構(gòu)與刀片的密切配合，在切片的行程里緩慢的壓緊蘋(píng)果，并隨時(shí)調(diào)整距離，在即將切完時(shí)，能夠迅速的松開(kāi)，以配合供給機(jī)構(gòu)的送料，當(dāng)更換完物料箱之后，又進(jìn)入壓緊過(guò)程，使切片順利。為此，我選擇用電機(jī)和齒條的配合來(lái)壓緊， 由平帶的速度1m/s和平帶上的刀片數(shù)8把，得出壓緊機(jī)構(gòu)以每秒6mm的速度向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓緊機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)了120mm時(shí)，此時(shí)，松開(kāi)手動(dòng)搖柄，這時(shí)機(jī)構(gòu)依靠彈簧中的儲(chǔ)能向上彈，等另一物料箱到預(yù)定位置后，搖動(dòng)搖柄，然后又一輪的壓緊行程開(kāi)始。 壓緊機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)示意圖如下所示 壓料元件1——用彈性較大的材料制成，其底部粘貼一層橡皮，使得它在壓緊的過(guò)程中始終能緊密的貼著物料；螺栓2——將壓料元件1和桿6連接起來(lái)；擋板3——用螺栓將它固定在基架上；彈簧4——連接壓緊連桿6和擋板3，在壓緊連桿6向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到擋板3的時(shí)候，它開(kāi)始儲(chǔ)能，最后利用彈簧的彈力使壓緊機(jī)構(gòu)退出物料箱；保護(hù)桿5——它卡在機(jī)架中的槽中，使得壓緊機(jī)構(gòu)不能做水平方向上的運(yùn)動(dòng)，只能上下運(yùn)動(dòng)；壓緊連桿6——用于連接和傳遞動(dòng)力；齒條7——在連桿上加工出來(lái)的齒條，通過(guò)它與電機(jī)的配合運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞動(dòng)力。 1-壓料元件 2-螺栓 3-擋板 4-彈簧 5-保護(hù)桿 6-壓緊連桿 7-齒條 圖9.1 壓緊機(jī)構(gòu)示意圖 9.2 齒輪齒條的設(shè)計(jì) 選擇齒輪材料為40，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241286HBS，， 已知壓緊機(jī)構(gòu)每秒6mm的速度向下運(yùn)動(dòng)，由公式： (9.1) n----齒輪轉(zhuǎn)速 D----齒輪分度圓直徑 V----齒輪線(xiàn)速度 初選D=47.8mm，得n=4 取Z=21 mZ=D=47.8 得=2.27 查表取=2.5 Z----齒輪齒數(shù) m----齒輪模數(shù) 由表得，軟齒面齒輪，不對(duì)稱(chēng)安裝，取齒寬系數(shù)，b= 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 計(jì)算公式按式 = (9.2) ----齒形系數(shù) ----應(yīng)力修正系數(shù) ----重合度系數(shù) 查表得，小齒輪齒形系數(shù)=2.18，齒條的齒形系數(shù)=2.1，小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)=1.8，齒條應(yīng)力修正系數(shù)=1.89。由表得重合度系數(shù)=0.75。查表得使用系數(shù)，試取動(dòng)載系數(shù)，按齒輪軸承中間不對(duì)稱(chēng)布置，取，按齒面未硬化，直齒輪，取 (9.3) 按式6-14得彎曲疲勞許用應(yīng)力 = (9.4) 按表得，查取齒輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力=300Mpa，=240Mpa。 由表計(jì)算彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) ， 由表查取尺寸系數(shù)，=1，由式6-14取=2 彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)由表得 (9.5) 同理的 =414.72Mpa 比較和的大小的到>,所以應(yīng)該按齒輪校核齒輪彎曲疲勞度 ==97.69Mpa<=414.72 Mpa,彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 (9.6) 根據(jù)壓緊機(jī)構(gòu)的工作行程，選定齒條的工作長(zhǎng)為200mm，齒條寬度為55mm,分度圓齒厚s=3.14mm，分度圓齒間寬e=3.14mm，齒距為6.28，故齒條上共有32個(gè)齒。 9.3 彈簧材料的選定 彈簧在工作中承受變載荷或沖擊載荷，其主要失效形式是疲勞破壞。因此，要求彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，良好的韌性及熱處理性能。同時(shí)，價(jià)格要便宜，易于購(gòu)買(mǎi)。在日常生活中，常用的彈簧材料有：碳素彈簧鋼絲、合金彈簧鋼絲、彈簧用不銹鋼絲及銅合金等。近年來(lái)，非金屬?gòu)椈刹牧弦灿辛撕艽蟮陌l(fā)展，如塑料、橡膠等。選擇材料時(shí)，主要考慮彈簧的功能，載荷的性質(zhì)，工作持續(xù)時(shí)間，介質(zhì)情況等工作條件及其在機(jī)械中的重要性等因素。綜合以上考慮，本機(jī)構(gòu)中的彈簧材料選用碳素彈簧鋼絲。碳素彈簧鋼絲按用途又分為3級(jí)：B級(jí)用于低應(yīng)力彈簧；C級(jí)用于中等應(yīng)力彈簧；D級(jí)用于高應(yīng)力彈簧。由于本機(jī)構(gòu)中的彈簧主要用做儲(chǔ)能緩沖等用途，故本機(jī)構(gòu)選用B級(jí)彈簧。 9.4 彈簧尺寸的計(jì)算 表9-1 彈簧的尺寸 名稱(chēng)與代號(hào) 壓縮螺旋彈簧 彈簧絲直徑d 彈簧中徑D 彈簧外徑D 彈簧內(nèi)徑D 彈簧指數(shù)C 工作圈數(shù)z 總?cè)?shù) 自由高度H 節(jié)距p 高徑比 彈簧絲展開(kāi)長(zhǎng)L 10 8 10 9.5 壓縮彈簧的穩(wěn)定性 圓柱螺旋彈簧承壓時(shí)，如果彈簧自由高度和中徑比例不當(dāng)，會(huì)喪失穩(wěn)定而無(wú)法工作，為了保證壓縮彈簧的穩(wěn)定性，彈簧的高徑比不能太大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮控制高徑比b值。當(dāng)彈簧兩端固定時(shí)，則應(yīng)取.b〈5.3；當(dāng)彈簧一端固定時(shí)，另一端自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就取b〈3.7；當(dāng)兩端均可自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)取b〈2.6。 而本機(jī)構(gòu)中的b=3.43〈5.3，滿(mǎn)足穩(wěn)定性的要求，故彈簧選取合理。 結(jié)束語(yǔ) 在這段時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)的運(yùn)用了以前所學(xué)的知識(shí)，在XXXX院長(zhǎng)的細(xì)致的指導(dǎo)下，我完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)更深的感悟，同時(shí)也對(duì)自己的不足有了新的認(rèn)識(shí)。 我設(shè)計(jì)的旋切式蘋(píng)果切片機(jī)，雖然是針對(duì)蘋(píng)果而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，但也可以用到其它的相關(guān)領(lǐng)域，其主要特點(diǎn)是效率較高。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于本人的知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的缺乏，對(duì)實(shí)際工作過(guò)程的控制不夠，未能達(dá)到預(yù)期效果。各個(gè)部件都有一定的上升空間，加上其它方面的原因，使得本次設(shè)計(jì)還有很大的改善空間。 另外，本設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的市場(chǎng)價(jià)值還沒(méi)有通過(guò)實(shí)際的考驗(yàn)，由于種種原因，使得本設(shè)計(jì)只是停留在設(shè)計(jì)階段而不能立即投放市場(chǎng)。 致 謝 在幾個(gè)月的努力下，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成，首先要感謝XXXX院長(zhǎng)的耐心指導(dǎo)，他多次詢(xún)問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更加清楚的了解了自己在學(xué)習(xí)上那些方面不足，使我對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步了解。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人獨(dú)立思考、研究及動(dòng)手能力的一次非常好的鍛煉機(jī)會(huì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我覺(jué)得自己在各個(gè)方面的能力都有了很大的提高，在以后的學(xué)習(xí)和生活中，我將會(huì)抓住每一個(gè)機(jī)會(huì)，努力提高自己。 最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。在這里請(qǐng)接受我最真誠(chéng)的謝意。 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第3卷.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992年 21-235 [2] 戈振揚(yáng), 余揚(yáng). 脫水蜜菠蘿切片方法的研究[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1990, (04) [3] 謝中生.國(guó)外切片機(jī)發(fā)展述評(píng).電子工業(yè)部第45研究所.1996.3 [4] 屠用利. 罐藏果蔬原料處理設(shè)備(三)[J]. 食品工業(yè), 1985, (02) [5] 方大千.電動(dòng)機(jī)速查速算手冊(cè)[M] .中國(guó)水利水電出版社 ，2004年 99-101 [6] 陳立周等﹒機(jī)械設(shè)計(jì)(原書(shū)第二版) [M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年 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