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1、馬鈴薯（土豆）去皮機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 馬鈴薯去皮是馬鈴薯制品加工的重要環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)量的不斷發(fā)展 和擴(kuò)大，馬鈴薯加工量也在不斷發(fā)展，馬鈴薯產(chǎn)品越來(lái)越多。不管最終的成品是 什么土豆，在這兩道工序之前都要經(jīng)過(guò)清洗和去皮。削皮是一個(gè)必要的過(guò)程，因 為土豆皮會(huì)影響后期產(chǎn)品的味道，所以加工前必須先去皮。馬鈴薯去皮是馬鈴薯 制品加工的重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)項(xiàng)目是馬鈴薯剝皮機(jī)的設(shè)計(jì)。在給定參數(shù)的前提下, 主要完成總體方案論證、削皮機(jī)筒體設(shè)計(jì)、盤形設(shè)計(jì)、傳動(dòng)方案論證及電機(jī)選型、 皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。詳細(xì)介紹了軸承和軸承座的選擇。最后，對(duì)電機(jī)的控制和 機(jī)器的維護(hù)進(jìn)行了一定的闡述。 關(guān)鍵詞：馬

2、鈴薯；去皮機(jī)；設(shè)計(jì) 式中 M為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)矩(N-m),r|為傳動(dòng)效率； M = fGR (4) R為摩擦臂矩，r=0.4D (D為轉(zhuǎn)盤直徑) r| =(0.75?0.85),設(shè)計(jì)中選 0.80 假設(shè)馬鈴薯為球形顆粒，馬鈴薯粒徑<80 mm,設(shè)計(jì)中取80mm,馬鈴薯密度 p=1.0~1.2g/cm3,設(shè)計(jì)中取 p= 1.1 g/cm3 則單個(gè)馬鈴薯的體積V1 =-x3.14xf->| ?268 (cm3) 3 UJ 3 ⑵ 單個(gè)馬鈴薯的質(zhì)量mi 叫=匕?q = 268x1.1 = 294.8 (g) =0.2498 (kg) 一個(gè)圓筒內(nèi)放入馬鈴薯的個(gè)數(shù)為N 泌丫 〃伽丫

3、 ?o ———x30 N = L?w= ——w= X 0.52^37 (個(gè)) 的 匕 268 則馬鈴薯去皮機(jī)所消耗的總功率P為： 八 Mn JGRn JNmg (0.4D)n 1.1x37 x 0.2948 x 9.8 x 0.4 x 0.4 x 268 r — = = = (W) 〃 〃 4〃 4x0.8 =6302.5W=6.302 (KW) 3 .傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)選用 3.1電動(dòng)機(jī)的選用 3.1.1幾種常見電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) Y系列是我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的通用全封閉自扇籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。防護(hù)等級(jí)為 IP44O Y系列電動(dòng)機(jī)具有效率高、啟動(dòng)力矩大、噪聲低、振動(dòng)小、可靠性高等

4、特 點(diǎn)。適用于一般無(wú)易燃、易爆、腐蝕性氣體的場(chǎng)所和無(wú)特殊要求的機(jī)械，如:金 屬切削機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、食品機(jī)械等。額定電壓380V, 頻率50Hzo YCJ系列減速電機(jī)是由Y系列(IP44)電機(jī)與減速機(jī)耦合而成，齒輪 箱與電機(jī)已成為一體，可直接輸出低速和高扭矩。適用于礦山、冶金、建材、化 工、食品、造紙、農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)。額定電壓380V,頻率50Hz。YZR、YZ系 列電機(jī)具有較高的過(guò)載能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度，適用于短時(shí)間或間歇運(yùn)行、頻繁 啟動(dòng)、制動(dòng)、過(guò)載及設(shè)備振動(dòng)和沖擊較大的場(chǎng)合。用于起重、冶金機(jī)械或類似的 其他設(shè)備。YZR系列為繞線轉(zhuǎn)子電機(jī);,YZ系列為籠形轉(zhuǎn)

5、子電機(jī)。額定電壓380V, 頻率50Hz。⑹ 3.1.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇 馬鈴薯去皮機(jī)所需要的功率P=6.302KW,因?yàn)樵O(shè)計(jì)傳動(dòng)中從電動(dòng)機(jī)到圓筒有 一對(duì)軸承，一個(gè)帶傳動(dòng) 所以電動(dòng)機(jī)到圓筒的傳動(dòng)總效率為 r|o=T| 滾*q 帶 其中,n 滾=0.98,r| 帶=0.95 T|()=r| 滾*r| 帶二0.98*0.95=0.931 Pi=P/r|o=6.3O2/O.931=6.77 KW 3.1.3電動(dòng)機(jī)的選型 根據(jù)上述對(duì)幾種常用電動(dòng)機(jī)的分析，綜合考慮到馬鈴薯去皮機(jī)屬于無(wú)特殊要 求，配用效率高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低，振動(dòng)小的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)就可 以了。同一功率的異

6、步電動(dòng)機(jī)有同步轉(zhuǎn)速3000、1500、1000、750 r/min等幾種可供選擇，通常選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000i7min的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)去皮機(jī) 所需要的功率P=6.3025kw來(lái)選型，由于考慮到電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)當(dāng)比計(jì)算的值大一 些，查閱標(biāo)準(zhǔn)表7-2-2⑹，查出有倆個(gè)適用的電機(jī)型號(hào)，因此有下面?zhèn)z個(gè)傳動(dòng)方 案。 表1電動(dòng)機(jī)選型表 Table 1 Motor Selection Table 方案 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額定功 率KW 空載轉(zhuǎn) 速 r/mim 滿載轉(zhuǎn)速 r/mim 效率％ 功率 因數(shù) 傳動(dòng) 比i 1 Y160M-4 7.5 1500

7、 1440 87 0.85 5.37 2 Y160M-6 7.5 1000 970 86 0.78 3.62 普通V帶傳動(dòng)比為2?4,鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2?6,齒輪的傳動(dòng)比為3?40, 由上表可知，方案1的傳動(dòng)比為5.37,方案2的傳動(dòng)比為3.62,對(duì)比方案，為使 結(jié)構(gòu)緊湊,且的可以選擇的傳動(dòng)方式多一些，綜合考慮，選擇方案2,所以本設(shè)計(jì) 選用1000r/min的電動(dòng)機(jī)，滿載轉(zhuǎn)速為970 r/min,查閱標(biāo)準(zhǔn)表7-2-2,選取Y160M-6 型電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下： 表2電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù) 型號(hào) 額定 功率 kW 滿載時(shí) 起動(dòng)轉(zhuǎn) 矩 額定

8、轉(zhuǎn) 矩 起動(dòng)電 流 額定電 流 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 r/min 電流 A 效率 % 功率 因數(shù) Y160M-6 7.5 970 17 86 0.78 2.0 6.5 2.0 表3 電動(dòng)機(jī)外形和安裝尺寸 裝鍵部位尺 中心高 外形尺寸 懸掛安裝尺寸軸伸尺寸 寸 H(mm) Lx(AC/2+AD) AxB E FxDxG 160 605x(330/2+265) 254x210 112 12x42x37 圖3電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Figure 3 Schematic diagram of motor

9、 3.2傳動(dòng)方案的論證與設(shè)計(jì) 3.2.1傳動(dòng)方案的選擇 剝皮機(jī)轉(zhuǎn)速n=268r/min,所選電機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速為970r/min, 故剝皮機(jī)總傳動(dòng)比1=970/268=3.62。由于普通V帶傳動(dòng)比為2 ~ 4,鏈傳動(dòng)傳動(dòng) 比為2~6,圓柱齒輪傳動(dòng)比為3?8,有三種選擇： 方案:電機(jī)一三角滑輪一轉(zhuǎn)盤； 方案b:電機(jī)一鏈傳動(dòng)一轉(zhuǎn)盤； 方案c:電機(jī) 齒輪傳動(dòng) 轉(zhuǎn)盤。 方案a采用帶傳動(dòng)減速。皮帶傳動(dòng)比約為3 ~ 5o皮帶傳動(dòng)使電機(jī)與盤座容 易分離，減少了振動(dòng)的干擾。當(dāng)超載時(shí)，皮帶在滑輪上滑動(dòng)，可以防止其他部件 的損壞，起到安全保護(hù)的作用。皮帶傳動(dòng)對(duì)環(huán)境要求低。一

10、般情況下，在皮帶傳 動(dòng)中只要沒有與潤(rùn)滑油接觸，就不會(huì)影響其使用壽命。 方案b采用鏈傳動(dòng)減速。與帶傳動(dòng)相比，具有非彈性滑動(dòng)打滑、平均傳動(dòng)比 恒定、傳動(dòng)效率高、整體尺寸小、磨損后易跳齒、工作時(shí)噪音小等特點(diǎn)。因此, 不適合負(fù)荷變化大、速度快、倒車快的場(chǎng)合。 方案c采用齒輪傳動(dòng)減速。效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，傳 動(dòng)比穩(wěn)定。該減速機(jī)可實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間精確傳動(dòng)比。作為獨(dú)立的傳動(dòng)裝置，可達(dá)到 3000kw。但其安裝精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本大。齒輪傳動(dòng)對(duì)環(huán)境的要求比 較高，當(dāng)嚙合齒輪時(shí)，嚙合過(guò)程中存在顆粒夾雜，這就會(huì)加速齒輪的磨損，從而 導(dǎo)致齒輪壽命的降低。 上述三種傳動(dòng)方案均

11、能滿足圓盤給料機(jī)的功能要求，但在結(jié)構(gòu)、性能、經(jīng)濟(jì) 性、工作環(huán)境等方面存在差異。根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，機(jī)器的單位重量為0.8t/m3,處 理能力為200kg/h，總傳動(dòng)比為3.63，綜合考慮選擇a更為合適。 3.2.2安裝形式選擇 帶傳動(dòng)具體安裝形式有三種方案可以選擇： 方案a:臥式電動(dòng)機(jī)——萬(wàn)向聯(lián)軸器——帶傳動(dòng)——轉(zhuǎn)盤 方案b:立式電動(dòng)機(jī)（傳動(dòng)軸向上）——帶傳動(dòng)——轉(zhuǎn)盤 方案c:立式電動(dòng)機(jī)（傳動(dòng)軸向下） 帶傳動(dòng) 轉(zhuǎn)盤 a方案采用聯(lián)軸器將電動(dòng)機(jī)和主軸連接的，電動(dòng)機(jī)是臥式的，中間需要萬(wàn)向 聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)90度的換向。這個(gè)傳動(dòng)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作不平穩(wěn)。 b方案直接采用立式電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸向上，

12、用電動(dòng)機(jī)的軸直接與小帶輪連接, 電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸向上。這個(gè)方案?jìng)鲃?dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝維護(hù)方便。 方案A 方案巳 方案。 圖4安裝方案圖 Figure 4 installation program map (1.電動(dòng)機(jī)2.萬(wàn)向聯(lián)軸器3.小帶輪4.V帶 5.大帶輪6工作機(jī)筒） 在方案c中，垂直電機(jī)直接使用，傳動(dòng)軸向上。電機(jī)軸與小滑輪直接連接, 電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸向上。該方案具有傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安裝維護(hù)方便等優(yōu) 點(diǎn)。它比b計(jì)劃更緊湊。 上述三種傳動(dòng)方案均能滿足圓盤給料機(jī)的功能要求，但在結(jié)構(gòu)、性能、經(jīng)濟(jì) 性、工作環(huán)境等方面存在差異。根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，該機(jī)

13、床的單位重量為0.8t/m3, 加工能力為200kg/h，總傳動(dòng)比為3.63。綜合考慮后，方案c更合適。電機(jī)基本 結(jié)構(gòu)為B3,安裝結(jié)構(gòu)為V5。 3.3 V帶的設(shè)計(jì)選用 帶傳動(dòng)是由固聯(lián)與主動(dòng)軸上的帶輪1、（主動(dòng)軸）、固聯(lián)與從動(dòng)軸上的帶輪3 （從動(dòng)輪）和緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶2組成的（如下圖）。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候，由于帶和帶輪間的摩擦，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞一定的動(dòng)力。 帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉以及緩沖振動(dòng)等特點(diǎn)。 圖5帶傳動(dòng)示意圖 Diagram5 take to spread to move diagram 帶傳動(dòng)一般最常用的有幾種皮帶：

14、平帶，V帶，同步帶。多在相同張緊力和 相同摩擦系數(shù)的條件下,V帶產(chǎn)生的摩擦力要比平帶的摩擦力要大，所以V帶傳動(dòng) 能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)更緊湊，在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛.V帶按其寬度和高度相對(duì)尺寸的 不同，又分為普通V帶，窄V帶，寬V帶，汽車V帶，齒形V帶,大楔角V帶等多種 類型.目前，普通V帶應(yīng)用最廣。同步帶相當(dāng)于平帶與多根V帶的組合，兼有兩者 的優(yōu)點(diǎn)，多用于結(jié)構(gòu)要求緊湊的大功率傳動(dòng)中。由于馬鈴薯去皮機(jī)采用小功率電 機(jī)，綜合考慮，大小帶輪之間采用普通V帶。普通V帶的截型分為Y、Z、A、 B、C、D、E 七種。 3.3.1 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 確定計(jì)算功率 Pd=K*P 查表6-1-11

15、16〕，按每天工作V10小時(shí)，載荷變動(dòng)小，取Ka=1.1 Pd=l.1x7.5=8.25 kw 選帶型 根據(jù) Pd=8.25kw 和 n=970r/min9查圖 6-1-3[6] 選B型帶。 確定帶的基準(zhǔn)直徑Di和D2 根據(jù)B型帶截型參考表6-1-22和表6-1-23⑹，選 Di=140 mmZDmin= 125 mm 驗(yàn)算帶速： T7 7iD\R\ 3.14x140x970 _ 11 (,、 V = = = 7.11 (m/s) 60x1000 60x1000 V在5~25 m/s范圍內(nèi)，所以Di直徑合適。 計(jì)算從動(dòng)輪的直徑： D2=iDi=3.62x 140=5

16、06.8 (mm) 查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1-22, V帶輪的基準(zhǔn)系列 圓整為D2=500 mm 傳動(dòng)比 D2 1= DI _500 "140 = 3.57 960 960 3^7 = 269 (r/min) 帶速 60x1000 2x3.14x200x269 60x1000 = 5.63 (m/s)

17、8 < €/0 < 1280 初定 a（）=600 （mm） 計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 如=2%+犯皿）+皿? ^2x600+^(140+500)+(5°°-140)2 2' 7 4x600 =2258.8(mm) 根據(jù)頃,查表6-1-19形取和La。相近的V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ldo=224O (mm) 實(shí)際軸間距 Ld — Ld° Ann 2240—2258.8 (、 。a % + = 600 H = 590.6 (mm) ° 2 2 (5)驗(yàn)算包角 a = 180。一 小中 x57.3° = 180°-河一"。x57.3° = 145° 1 a 590.6 >i2(r

18、 確定帶的根數(shù)：z 單根V帶的基本額定功率P1 由 Di=140 mm 和 m=970 r/min,普通 V 帶，查⑹表 6-1-37,得 Pi=2.13 kw , AP = 0.30 kw 查表 6-1-33⑹，以1=145。時(shí),Ka=0.91 查表 6-l-19"],Ld=2240 mm,B 帶,取 Kl=1.00 Z = = ^25 = 3.73 Q 4 (根) S + Ap)KaKL (2.13 + 0.3) x 0.91 x 1.00 (7)確定單根V帶的預(yù)緊力Fo 查表 6-l-34l6J,B 型帶，m=0.17 Fq= 50()f芍-1]也+ * x0.

19、9 L U. Jzv J =5Oof^--l| 825 +0.17x7.112 x0.9 <0.91 J4x7.ll =235.82 N 計(jì)算作用在軸上的力Fq(或壓軸力) Fn = 2KZsin色=2x235.82x4xsin竺^ = 1799 N Q ° 2 2 Fo =3入Z sin 冬= 2699 N Nmax u 2 V帶的安裝要求 (1) 普通V帶和窄V帶不得混用； (2) 各帶輪軸線應(yīng)相互平行，各帶輪相對(duì)應(yīng)的V形槽對(duì)稱平面應(yīng)重合，誤 差不得超過(guò)20°; (3) 帶嵌入輪槽前，應(yīng)先調(diào)小中心距，不得強(qiáng)行撬入； (4) 中心距調(diào)定應(yīng)使帶的張緊適度，應(yīng)控制

20、好初張緊力； (5) V帶傳動(dòng)的安裝及張緊 圖6V帶的定期張緊裝置 V帶的張緊方法有定期張緊和自動(dòng)張緊兩種方法。所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)V帶用于 電動(dòng)機(jī)和圓筒之間的傳動(dòng)，結(jié)合馬鈴薯去皮機(jī)的具體工作情況(如傳遞的功率比 較小)，采用張緊軸的定期張緊的方法，通過(guò)電動(dòng)機(jī)與支撐板之間的螺栓連接， 可以臨時(shí)調(diào)試v帶的張緊程度。如圖8所示。 3.4 V帶輪的設(shè)計(jì)選用 對(duì)于V帶輪的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄 造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)加工，以 減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 3.4.1

21、帶輪的材料的選擇 帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的材料牌號(hào)為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高 的宜采用鑄鋼；小功率的可采用鑄鋁或塑料。對(duì)于本擦皮機(jī)我們選用V帶輪的 材料為：鑄鐵HT150； 3.4.2帶輪結(jié)構(gòu)的確定 鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：實(shí)心式，腹板式，孔板式，橢 圓輪輻式。 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式； 根據(jù)V帶輪的槽型和帶輪的基準(zhǔn)直徑，查［6］表6-1-27 小帶輪的基準(zhǔn)直徑Di=140 mm, B型槽，做成實(shí)心輪； 大帶輪的基準(zhǔn)直徑Di=500 mm>300 mm, B型槽，做成六橢圓輻輪結(jié)構(gòu)； 根據(jù)帶的截面類型確定輪槽的尺寸

22、；確定了帶輪的各部分尺寸后，即可以繪 制出零件圖，并按照工藝要求標(biāo)注出相應(yīng)的技術(shù)條件。 帶輪一般放在軸的端部，可以先求出軸的最小直徑： 軸的基本直徑尺寸公式如下： P—驅(qū)動(dòng)擦皮機(jī)所需要的功率，KW,P=6.3025KW； n 一 軸的轉(zhuǎn)速,r/min, n=269r/min； A（）, ［tt!—與軸材料有關(guān)的系數(shù)，在此處軸的材料為45號(hào)鋼 此次小型馬鈴薯擦皮機(jī)的軸一般選用45鋼就能滿足要求，45鋼的［弓］可以 查下表：表表5軸常用幾種材料的及Ao值 軸的材料 Q235-A Q275、35 45 40Cr、35SiMn (!Crl8Ni9Ti) 38SiMo、3Crl3

23、 [tT] /MPa 15 ?25 20 ?35 25 ?45 35 ?55 149?126 135?112 126?103 112?97  ABSTRACT Peeling potato is an important step in processing potato products. Along with our country potato output unceasing development and the expansion, the potato processing quantity also unceasingly develop

24、s, the potato product is more and more. No matter what the final product is, potatoes are washed and peeled before both steps. Peeling is a necessary process, because potato skins can affect the taste of later products, so the skin must be removed before processing. Peeling potato is an importan

25、t step in processing potato products. This design project is the design of potato peeling machine. On the premise of the given parameters, it mainly completes the overall program demonstration, peeling machine cylinder design, disk design, transmission program demonstration and motor selection, b

26、elt transmission design and other contents. The choice of bearing and bearing seat is introduced in detail. Finally, the control of the motor and the maintenance of the machine are described. Key words: potato; Peeling machine; design 對(duì)于d< 100mm的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)候，軸徑要增大5%—7%,有兩個(gè)鍵槽 時(shí)候應(yīng)該增大10%—15%。因?yàn)檩S上有1處鍵

27、槽，所以 d Z 31.9 x 1.05 = 33.5 mm 又由于擦皮機(jī)的主軸承受的是沖擊動(dòng)載荷，故在設(shè)計(jì)時(shí)，軸的最小處直徑應(yīng) 比理論計(jì)算的要大一些，然后，再綜合考慮，暫時(shí)選取dmin=48mm。所以取 di=50mm。 大小帶輪示意圖如下圖所示: 圖7小帶輪結(jié)構(gòu)圖 圖8大帶輪結(jié)構(gòu)圖 3.4.2 V帶輪的設(shè)計(jì)要求 對(duì)于V帶輪的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄 造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)加工，以 減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 帶輪的材料主要采用鑄鐵

28、，常用的材料牌號(hào)為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高 的宜采用鑄鋼；小功率的可采用鑄鋁或塑料。對(duì)于本擦皮機(jī)我們選用V帶輪的 材料為：鑄鐵HT150； 帶輪的技術(shù)要求： （1） 帶輪各部位不允許有裂縫、砂眼、縮孔和氣泡； （2） 帶輪輪槽工作面表面要光滑，輪槽棱邊要倒圓或倒鈍，以減少V帶輪 的磨損； （3） 輪槽對(duì)稱平面與帶輪軸線垂直度允差±30°； （4） 帶輪輪轂孔公差為H7或H8,輪轂長(zhǎng)度上偏差為IT14,下偏差為0； （5） 設(shè)計(jì)帶輪時(shí)，結(jié)構(gòu)要便于制造，質(zhì)量分布均勻。當(dāng)v>5m/s時(shí)要進(jìn)行靜 平衡試驗(yàn)，當(dāng)v>25m/s時(shí)則應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。 3.4.3 V帶傳動(dòng)的鍵的

29、選擇 在本設(shè)計(jì)中，選用圓頭普通平鍵連接。由于圓頭普通平鍵（A型）應(yīng)放在軸上, 在指形說(shuō)刀上銃出鍵槽，使鍵在鍵槽內(nèi)軸向固定良好。這把鑰匙有許多用途。缺 點(diǎn)是最后的關(guān)鍵并不接觸中心和不能參與傳遞的扭矩，所以關(guān)鍵的圓頭部分不能 被充分利用，而應(yīng)力集中在軸上的鍵槽很大。平頭平頭鑰匙（B型）是用圓盤刀在鍵 槽內(nèi)伏削出來(lái)的，因此避免了上述缺點(diǎn)，但對(duì)于較大的鑰匙，建議使用固定螺絲 固定在鍵槽上的軸上，防止松動(dòng)。單圓頭扁鍵（C型）常用于連接軸端與輪轂部件。 考慮到鍵槽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，且同一軸應(yīng)與鍵槽使用要統(tǒng)一，設(shè)計(jì)的加工 鍵槽采用端銖刀加工，可以選擇一種鍵槽。 表4鍵的尺寸選擇

30、6?8 >8 ?10 >10 ?12 >12 ?17 >17 ?22 >22 ?30 >30 ?38 >38 ?44 bxh 2x2 3x3 4x4 5x5 6x6 8x7 10x8 12x8 軸的直徑 >44 >50 >58 >65 >75 >85 >95 >110 ?50 ?58 ?65 ?75 ?85 ?95 ?110 ?130 bxh 14x 16x10 18x11 20x 22x 25 x 28x 32x 9 12 14 14 16 18 鍵長(zhǎng)系列 6, 8

31、, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 180, 200 根據(jù)上表來(lái)選擇 由上述可知電動(dòng)機(jī)的輸出軸的伸出長(zhǎng)度為：L=112mm；軸徑為d=42mm；選 用平鍵來(lái)進(jìn)行V帶傳動(dòng)的徑向定位。 （經(jīng)查表得：小帶輪上的為：鍵12x90 GB1096—79；表示為：圓頭普通 平鍵（A 型）；b=14mm, h=8mm； l=90mm； 大帶輪上的為：鍵14x28 GB1096—79；表示為：圓頭普通平鍵（A型）； b=14mm, h

32、=9mm； l=70mm；） 鍵的材料采用抗拉強(qiáng)度不小于600Mpa的鋼，常用45號(hào)鋼。鍵槽的表面粗 糙度：軸槽，鍵槽寬度b兩側(cè)的表面粗糙度參數(shù)Ra值推薦1.6?3.2um;由軸的 長(zhǎng)度系列L確定鍵的長(zhǎng)度為90mmo 平鍵強(qiáng)度的校核，選擇好的鍵，便是校核其強(qiáng)度是否滿足實(shí)際工作的需要， 根據(jù)強(qiáng)度校核公式： 2T P奇 XI。*] 2T 戶"。撲] T—傳遞的轉(zhuǎn)矩N m ； d一軸的直徑mm ； 1—鍵的工作長(zhǎng)度mm ； k一鍵與輪轂的接觸高度mm, k=0.5h,此處h為鍵的高度； b一鍵的寬度mm； 查表5-3-17⑻動(dòng)連接，輕微連接，知，[P]=40 MPa,

33、[t]=990 MPa 校核鍵12x90 帶輪直接放在電動(dòng)機(jī)軸上 9550 9550 xP_ 9550 x7.5 970 = 73.9 N.m 27^ 2x73 g p = = xl()3 = xio3 =9.77( MPa)<[P] dkl 42x4x90 2T 2 x 73 9 丁 =二 x 1 O' = x 1 O' = 3.25( MPa) < [r] dbl 42x12x90 校核鍵14x70 9550 x R 9550 x Px〃帶 9550 x7.5x0.98 x3.62 970 _ _ = = 2o2 〃]/ i (5) N.m

34、 p = jZLxl()3 = 2x262 Xi。' =33.26( MPa)<[P] dkl 50x4.5x70 了 = jZkxl()3 = 262x2 xl°3 =10.69( MPa) < [r] dbl 50x14x70 總結(jié) 本設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成馬鈴薯脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。這是我們?cè)诖髮W(xué)有一個(gè)非常 全面的設(shè)計(jì)，他們的研究在大學(xué)四年的全面總結(jié)和鞏固知識(shí)，使我們的設(shè)計(jì)初步了 解和掌握的基本步驟和基本方法，通過(guò)這個(gè)鏈接我們學(xué)到在大學(xué)課程設(shè)計(jì)的理論 知識(shí)的綜合運(yùn)用實(shí)踐，大學(xué)四年學(xué)到的知識(shí)形式，密切理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的教 學(xué)方式，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 這是一個(gè)非常全面

35、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題，非常鍛煉人。從方案論證到最終設(shè)計(jì)， 涉及的領(lǐng)域包括:機(jī)械制圖、機(jī)械原理、電工、工程材料、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì) 等。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐提高自己的計(jì)算和繪圖能力;能夠熟練運(yùn)用相關(guān)參考資料、計(jì) 算圖表、手冊(cè)、圖冊(cè)、說(shuō)明書，熟悉相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)地鞏固和提高了機(jī)械知 識(shí)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我也學(xué)到了很多新的知識(shí)，比如pro-e的使用，CAD 2004 以及WORD, POWERPOINT等軟件的應(yīng)用。通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)，我知道了團(tuán)隊(duì)的重 要性。 我深深地意識(shí)到這對(duì)我來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠只能成為一個(gè)合格的工程設(shè)計(jì)師掌握 專業(yè)知識(shí),我應(yīng)該更深刻的知識(shí)，如計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力,農(nóng)產(chǎn)品的特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和

36、其他方面的發(fā)展現(xiàn)狀。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多問題，但都通過(guò)查閱相關(guān)書籍、手冊(cè)和老師的細(xì)心 指導(dǎo)得以解決，設(shè)計(jì)過(guò)程基本順利完成。 參考文獻(xiàn) ［1］ 張聰.機(jī)械式除皮設(shè)備的設(shè)計(jì)及其在果蔬汁加工中的應(yīng)用［JL包裝與食品 機(jī)械:2017 ［2］ 劉守江等,JL-II型馬鈴薯切屑去皮機(jī)的研制.［J］農(nóng)機(jī)化研究:205. ［3］ 沈再春，農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備［M］儂業(yè)出版社:2016 ［4］ 食品工廠機(jī)械與設(shè)備［M］.輕工業(yè)出版社:2017. ［5］ 張慧玲.馬鈴薯去皮機(jī)的設(shè)計(jì)［J］.河套大學(xué)學(xué)報(bào):2015 ［6］ 鄭重慶，洪鐘德.簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2017

37、 ［7］ 陳定國(guó)等，機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.高等教育出版社:2016 ［8］ 成大先，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］,化學(xué)工業(yè)出版社：2015 ［9］ 李振清等.袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè).［M］機(jī)械工業(yè)出版社，2016.9 摘要 錯(cuò)誤!未定義書簽。 1馬鈴薯去皮機(jī)的概述 1 1.1國(guó)內(nèi)、外研究情況 1 1.2現(xiàn)狀分析 1 2馬鈴薯去皮機(jī)總體設(shè)計(jì) 2 2.1馬鈴薯去皮機(jī)的構(gòu)造及工作原理 2 2.2馬鈴薯擦皮機(jī)的相關(guān)計(jì)算 3 2.2.1本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 3 2.2.2生產(chǎn)能力的校核 3 2.2.3擦皮機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速的理論計(jì)算 4 2.2.4擦皮機(jī)所消耗的功率的計(jì)算 5 3.傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)選用

38、 7 3.1電動(dòng)機(jī)的選用 7 3.1.1幾種常見電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 7 3.1.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇 7 3.1.3電動(dòng)機(jī)的選型 7 3.2傳動(dòng)方案的論證與設(shè)計(jì) 9 3.2.1傳動(dòng)方案的選擇 9 3.2.2安裝形式選擇 10 5.大帶輪6工作機(jī)筒） 11 3.3 V帶的設(shè)計(jì)選用 11 3.3.1 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 12 3.4 V帶輪的設(shè)計(jì)選用 14 3.4.1帶輪的材料的選擇 15 3.4.2帶輪結(jié)構(gòu)的確定 15 3.4.2 V帶輪的設(shè)計(jì)要求 16 3.4.3 V帶傳動(dòng)的鍵的選擇 17 總結(jié) 20 參考文獻(xiàn) 21 1馬鈴薯去皮機(jī)的概述 1.1國(guó)內(nèi)、外研究情況

39、馬鈴薯去皮是馬鈴薯制品加工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，國(guó)內(nèi)外馬鈴薯 脫皮的主要方法有:人工脫皮、機(jī)械脫皮、化學(xué)脫皮、輻射脫皮和蒸汽脫皮。 目前，國(guó)內(nèi)馬鈴薯脫皮機(jī)主要有機(jī)械脫皮的形式,機(jī)械脫皮的應(yīng)用范圍很廣, 種類最多，既有簡(jiǎn)單的手工脫皮機(jī)又有專用脫皮機(jī)。江蘇科德威爾機(jī)械有限公司 毛刷清洗脫皮機(jī)刷清洗去皮機(jī)的生產(chǎn),由北京QJGL 2000型蔬菜食品機(jī)械廠生產(chǎn) 清洗脫皮機(jī)、山東諸城開泰食品機(jī)械工廠部的額頂聯(lián)合區(qū)的系列土豆去皮機(jī)，清 洗興華金余機(jī)械廠生產(chǎn)的司法院-T500 土豆去死皮清潔劑,白天肇慶市機(jī)械有限 公司有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)TP- 500型馬鈴薯剝皮機(jī)、上海豐縣食品飲料設(shè)定廠砂輻

40、 式馬鈴薯剝皮機(jī)等⑴。 1.2現(xiàn)狀分析 日前國(guó)內(nèi)馬鈴薯去皮機(jī)主要采用機(jī)械去皮，機(jī)械去皮方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1） 降低生產(chǎn)成本。2）減少環(huán)境污染。3）操作簡(jiǎn)單，速度快，可一人操作，效率高4） 皮屑可使用5）操作簡(jiǎn)單，去皮后含有淀粉和較多的纖維素，也是很好的動(dòng)物飼料; 缺點(diǎn):土豆的形狀有一定的要求，齒形橢圓形淺，無(wú)疤痕。其他剝皮方法的優(yōu)點(diǎn), 如蒸汽去皮:1）降低生產(chǎn)成本,2）更少的環(huán)境污染,3）的產(chǎn)品提供更高的收益率,4）的 產(chǎn)品提供更高的收益率，完整和統(tǒng)一剝落，并且可以更好的保持土豆的物理和化學(xué) 性質(zhì)，皮去除含有淀粉和纖維素，是一個(gè)很好的動(dòng)物飼料。缺點(diǎn):如果蒸汽溫度和加 熱時(shí)間

41、控制不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)過(guò)熟現(xiàn)象和表面成熟層過(guò)厚⑵。 2馬鈴薯去皮機(jī)總體設(shè)計(jì) 2.1馬鈴薯去皮機(jī)的構(gòu)造及工作原理 去皮機(jī)是一種小型間歇式去皮機(jī)械。擦皮機(jī)由工作圓筒4,旋轉(zhuǎn)圓盤5,加 料斗1,卸料口 7,排污口 8,傳動(dòng)裝置6及電動(dòng)機(jī)3等部分組成。 圖1馬鈴薯去皮機(jī) Figure 1 potato peeling machine 電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)減速器與動(dòng)機(jī)砂管底部的旋轉(zhuǎn)，依靠旋轉(zhuǎn)工作驅(qū)動(dòng)組件材 料，使材料在離心力的作用下，內(nèi)桶，下，左，右轉(zhuǎn)和摩擦和機(jī)械部件，材料表面砂磨損 均勻，去結(jié)束時(shí)皮膚與水，然后打開側(cè)門,塊莖從側(cè)門自動(dòng)放電，毛屑由沙盤與周圍 空氣之間流動(dòng)而成。 工

42、作缸內(nèi)表面粗糙，圓盤表面呈波紋狀，波紋角alpha = 20。?30。，多采用碳 化硅粘結(jié)劑表面，均為橡皮擦工作表面。圓盤的波紋面除具有削皮功能外，主要 用于提升馬鈴薯的起重量。當(dāng)馬鈴薯從給料漏斗掉到旋轉(zhuǎn)盤的波紋表面時(shí)，由于 離心力的作用被拋出到氣缸壁上，對(duì)氣缸壁上粗糙的表面進(jìn)行摩擦，達(dá)到剝?nèi)3] 的目的。 效應(yīng)，以保證正常工作，機(jī)器在工作中,不僅需要土豆完全可以嘔吐，在清潔皮 革內(nèi)部滾動(dòng)狀態(tài)，改變關(guān)系的工作位置的組件和方向之間的關(guān)系，促進(jìn)各種材料的 不同部分的表面均勻地清潔肌膚，并確保馬鈴薯可以投射在墻上。因此，圓盤的轉(zhuǎn)速必須保持足夠高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)摩擦片Vmax線性速

43、度=5.67m/s時(shí)，馬 鈴薯的剝落效果最好，馬鈴薯果肉的損失最小。同時(shí)，削皮機(jī)內(nèi)的土豆不宜填充 過(guò)多。一般情況下，所選材料的填充系數(shù)為0.50 ~ 0.65,根據(jù)填充系數(shù)可以計(jì)算 出生產(chǎn)能力⑷。 2.2馬鈴薯擦皮機(jī)的相關(guān)計(jì)算 2.2.1本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 原始參數(shù) （1） 稱料名稱：馬鈴薯； （2） 容重0.8噸/米3； （3） 間歇生產(chǎn)； （4） 處理能力200公斤/小時(shí)； （5） 物料粒徑<80 mm。 2.2.2生產(chǎn)能力的校核 生產(chǎn)能力 - 3600 tiDtH G = x pw 們+丁2+丁3 4 式中， 口一裝料時(shí)間（秒），設(shè)計(jì)中取30秒

44、 丁2—擦皮時(shí)間（秒），設(shè)計(jì)中取240秒 T3—卸料時(shí)間（秒），設(shè)計(jì)中取90秒 D一圓筒內(nèi)徑（米），假設(shè)取0.4米 H一圓筒有效高度（米），假設(shè)取0.4米 P一物料的容積密度（接近容重，取200公斤/米3） W一圓筒內(nèi)物料充填系數(shù)（一般取0.50-0.65）,設(shè)計(jì)中選0.52 則帶入數(shù)據(jù)得 G =茹蓋商、把1x0.52 x 800 = 209 >200公斤/小時(shí)（公斤/ 小時(shí)） =209>200 （公斤/小時(shí)） 2.2.3擦皮機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速的理論計(jì)算 假設(shè)馬鈴薯為球形顆粒，且以單個(gè)馬鈴薯為研究對(duì)象，其質(zhì)量為m,工作時(shí) 它必須相對(duì)工作盤移動(dòng)。物料在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)受力情況如圖1

45、所示。 3 圖2物料受力分析圖 Figure 2 Force diagram of materials 設(shè)波紋角為。，物料的速度為v。當(dāng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)推動(dòng) 物料A運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng) 方向垂直于波紋切線。v可分解為V垂直和V水平，CB與轉(zhuǎn)盤平面平行，可以看作 是轉(zhuǎn)盤的圓周速度coR,故 V = coRSina (mJ s) 式中co為角速度1/s； R為轉(zhuǎn)盤半徑（m） Since V垂直=VCosx - coRSinaCosa - coR (m/s) 根據(jù)動(dòng)力學(xué)，物料從垂直方向拋起的動(dòng)能為 = -mV^直=-mco2R2Sin22a （N ? m） 2 8 此動(dòng)能

46、應(yīng)等于物料拋起后的勢(shì)能mhg。為了正常運(yùn)轉(zhuǎn)，拋高h(yuǎn)一定要超過(guò)物 料在圓筒內(nèi)的厚度，才能使最低層的物料拋起與筒壁進(jìn)行摩擦，所以用$代替h, 又因?yàn)? jm CD = 一 30 可得 !（等）2心標(biāo)=於 化簡(jiǎn)得: 勺=6°W RSin2a (r/min)  (I 角一般取 20° - 30°[3] 為了正常運(yùn)轉(zhuǎn)，僅把物料拋起還不行，還要保證物料能拋向側(cè)壁進(jìn)行摩擦, m(coR)2 GRn2 (N) 拋向側(cè)壁的力靠離心力C 900 此離心力應(yīng)大于波紋對(duì)物料的摩擦力T,才能使物料拋向側(cè)壁。 T = Gf (N) f為摩擦系數(shù) 使C〉T,則有 n2 > 30

47、^^- ( r/min ) (3) 取物料層厚度6 3 3 $ = —H= —x400 = 300 (mm) 4 4 摩擦系數(shù)f為1.1?1.3,設(shè)計(jì)中取1.1, 波紋角a = 20°代入(2), (3)得： n, > 60 應(yīng) =60——'2x03——=268 ( r/min ) RSinla 0.2 xS瀝(2x30。) n2 > 30 = 70.35 (r/min ) 擦皮機(jī)圓盤的轉(zhuǎn)速應(yīng)在ni及ni中取最大者，n=268 (r/min ) f4] 驗(yàn)算圓盤轉(zhuǎn)速n _. -Dn 2x3.14x0.4x268 / ,、 V = = (m/s) 4x60 4x60 =5.61 < Vmax=5.67(m/s) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，摩擦圓盤線速度Vmax=5.67m/s時(shí)⑸，對(duì)馬鈴薯的去皮效果最 好，馬鈴薯果肉損失最少。 2.2.4擦皮機(jī)所消耗的功率的計(jì)算 馬鈴薯去皮機(jī)所消耗的總功率，可用下式進(jìn)行粗略估算 尸=劉(W)