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2013第24屆DAAAM智能制造與自動化國際研討會
機械維修的設(shè)施管理部
摘要
一般情況下，所有的組織，無論是在為了公共或私人、樓宇，物業(yè)以及服務(wù)（支持服務(wù)），都支持其核心業(yè)務(wù)。通過協(xié)調(diào)這些資產(chǎn)和服務(wù);運用管理技巧，對各種變化的環(huán)境摻入設(shè)施管理，影響其積極行動，并確保其包含要求的所有能力。其目的：調(diào)頻是加強（在主要生產(chǎn)流程而言）邊界的流程和系統(tǒng)，以使工人（在他們的幫助下）提供更好的功能，并有助于企業(yè)組織的整體成功。本條款涉及經(jīng)濟評價有效CAFM軟件實現(xiàn)的制造公司。在第一部分介紹了短期內(nèi)有問題的設(shè)施管理。然后，它分析了機械維修調(diào)頻在工業(yè)中是重要組成部分。文章的最后一部分總結(jié)調(diào)頻利用率的優(yōu)點和缺點。
1. 基金管理
設(shè)施管理與交易同步支持通過管理人員的主要企業(yè)活動，行政活動，輔助工作活動和商業(yè)環(huán)境與保健房地產(chǎn)，建筑活動和選定的員工管理。根據(jù)IFMA協(xié)會的定義，F(xiàn)M是有方法有組織的工作環(huán)境，工人和工作活動對齊。它集成了企業(yè)管理的原則，建筑，人文，科學與工程。這是一個廣闊的領(lǐng)域，涵蓋全系列的領(lǐng)域， 從清潔，保安，安全活動，以維護，檢查，修理計劃，采購新設(shè)備和建筑活動。對于此軟件的支持，廣泛應(yīng)用于人們的生活中，其中關(guān)鍵的角色是由信息系統(tǒng)發(fā)揮。它提供全面的報價，涵蓋管理，建筑物的操作，以及各種的各個領(lǐng)域 辦公應(yīng)用軟件，CAD工具和各式各樣的小軟件，個人應(yīng)用，特別是用于記錄各種服務(wù)及活動，全面描述為CAFM計算機輔助設(shè)備管理?；鸸芾硎钦辖M織內(nèi)的活動，以確保和發(fā)展的支持服務(wù)協(xié)議，并提升其主要活動的有效性。 IFMA協(xié)會的定義可以表示為圖形形式（見圖1）。
在此圖中，這是顯而易見該設(shè)施的管理特點是相互關(guān)聯(lián)的三個方面：
①人區(qū)，即人力資源和社會方面
②流程方面，即性能和資金
③放置區(qū)，即建筑和工程。
前兩個領(lǐng)域（人員和流程）是相同的在管理的各個領(lǐng)域，如管理是常見的因素。它是一組排列的一組人的活動。設(shè)施管理是特定的第三個方面，指定為“地方”（或地區(qū)）。設(shè)施管理中的設(shè)計利用最佳空間行動。這并不意味著所有的活動，與空間相連，但活動，可以提高空間質(zhì)量，并促進其最佳利用。從以上表述可以定義設(shè)備的基本目標，管理：“我們的目標是加強這些組織的過程，其中的工作人員和他們的最好的工作性能，最終對經(jīng)濟增長和整體組織成功“作出積極貢獻。
2. 機械維修為設(shè)施管理的一部分
設(shè)施管理，這是涉及全面和專業(yè)支持機構(gòu)的主要的重要組成部分，主要任務(wù)是對操作的機器的維護。這是對對象環(huán)境的調(diào)查，是生產(chǎn)部件機械公司在捷克共和國的部分。這是用于此目的的手段監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集，分析和實施以下措施。它們的使用是非常重要的領(lǐng)域。只有準確，及時執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果導致工作的改進和維修的提高，不僅加強了機械的作用，同時也提高了公司的業(yè)績。
2.1數(shù)據(jù)監(jiān)控
可以進行對弱點的檢測和規(guī)定，用以簡化支持活動，活動必須基于真實數(shù)據(jù)、價值觀和現(xiàn)實主義。使用過時的和不準確的數(shù)據(jù)不對應(yīng)的。由于沒有在開發(fā)專家長期分析來看可能會導致偏頗的決定。這可能會影響基金管理，無論是在短期和長期的監(jiān)測數(shù)據(jù)。因此它們的使用是主要和優(yōu)先的領(lǐng)域和活動。這對管理來說是一個不可否認的影響，調(diào)度開銷，改進業(yè)務(wù)職能。監(jiān)測是時下大多是電子化處理，軟件和數(shù)據(jù)存儲以供后續(xù)分析。許多公司一直在開發(fā)這些程序，然后創(chuàng)建自己的更新。監(jiān)測數(shù)據(jù)，將它們存儲并與他們一起工作在一個更高的專業(yè)水平。在許多情況下，它不只是關(guān)于數(shù)據(jù)的使用，還可以用于解決當前的問題。這些數(shù)據(jù)信息的處理在創(chuàng)作各種計劃使用。它可以是短期計劃，中期或長期的計劃。最后，該數(shù)據(jù)被用于執(zhí)行過去的不同的分析。其結(jié)果是在未來計劃中發(fā)現(xiàn)與質(zhì)量有關(guān)的過去的錯誤和不準確之處。
2.2使用IS（信息系統(tǒng)）制造企業(yè)維護策略
成功的信息系統(tǒng)，資產(chǎn)管理和維護機器的供應(yīng)商不僅提供其客戶自己的信息系統(tǒng)，而且還專門提供最佳使用和經(jīng)驗的方法的維護策略。利用信息系統(tǒng)的可能性的正確定義成為重要的推動因素，以加強目標注意和維護的策略制造企業(yè)。目標和維護策略， 維修的目的是從生產(chǎn)企業(yè)的總體目標得到。雖然范圍可能與目標是相當寬的，但是它們可以被配制實現(xiàn)期望輸出有效利用的主導部分資源。衍生的維修目標是：
①實現(xiàn)所需的可用性及生產(chǎn)設(shè)備的可靠性，
②有效地利用維修資源。
對于這兩個目標，是需要設(shè)置特定的客觀衡量指標和它們的目標值。這些指標是個人的事，最常見的包括OEE，MTTR，平均無故障時間，反應(yīng)時間，性能條款，庫存零部件等整個維修選定目標就可以推斷出子目標 電器維修，機械維修，儀器儀表，個別生產(chǎn)中心或部門具體人員。維護戰(zhàn)略提出了具體的方法和程序，我們想要實現(xiàn)維護目標的計劃中所選擇的方法通常包括TPM，RCM，或者只是其部分，如轉(zhuǎn)讓上機操作人員的維護工作，5S，建立預防清晰的政策和程序維修，引進診斷維修，備件，培訓倉庫的優(yōu)化，維修工人等。
2.3 能源管理
它涉及電源管理，減少能源消耗，降低能源成本和減少二氧化碳排放量。能源管理是我們這個時代的當務(wù)之急。減少能源在辦公室相關(guān)的建筑費用就可以了比較容易減少5分之一的能源消耗，沒有出現(xiàn)重大的投資。不成比例的困難能減少建筑和復雜的措施，通常需要投資一定具體的能源消耗。CAFM軟件，能源管理是儲存能源和支出的評估以及優(yōu)化的一個簡單的工具，決定用以消除不必要的消費，減少消費。不同于單獨的電子表格或財務(wù)軟件，能源管理，幫助隨著用戶相關(guān)聯(lián)的消費不斷變化的環(huán)境條件，以收集對成本和功耗進行實時的大量數(shù)據(jù)。根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)與相關(guān)資料進行分析，區(qū)域提供了先決條件，以獲得最佳的談判地位與能源供應(yīng)商談判，實現(xiàn)真正的節(jié)約，同時也允許在能源行業(yè)中使用度量標準的建筑物之間進行比較和評估優(yōu)點：
①每年可減少能源成本一般約為5％。
②通過談判更好的價格提供審計功能，消費方便接入，匯聚和評估等效于能量提供者的消耗。
③減少碳排放，通過在能源成本的變化或監(jiān)管措施減少所帶來的業(yè)務(wù)風險
提高決策的規(guī)范化和消費，使用分配，可以讓你比較和評估輕松執(zhí)導的努力，他們將帶來最高的效果。能源成本占每年總費用平均為13％。今天的企業(yè)越來越旨在減少成本，能源消耗和廢氣排放。事實證明，類似的任務(wù)表和合適的會計軟件工具。測繪歷史和目前的能源消耗，其劃分成各個組成部分（加熱， 制冷，照明，每種技術(shù)的操作）時，基于場景的建模和補救措施，周期性變化和用于與規(guī)范標準以及設(shè)備指標比較，有可能用特殊程序收集在一個中央存儲庫中的所有數(shù)據(jù)。正如上面寫的，這些程序的分析工具可以幫助至少降低5%能源成本，回報通常是不到一年的。
2.4防備突發(fā)事件
確保業(yè)務(wù)流程和災難恢復的連續(xù)性。自然或人為災害影響到千百萬人名，每年造成的混亂有巨大的經(jīng)濟損失。CAFM軟件，其中包括該模塊以備緊急情況發(fā)生，有效地應(yīng)對并迅速預測出他們是否實際發(fā)生。它有助于提供訪問，所以，我們尊重安全程序上的建筑物，設(shè)備和人員所有必要的信息，保護財產(chǎn)和最小化擾亂正常運行。該模塊還可以作為主要的工具來提供準確的信息，對于那些誰在災害是最需要的。優(yōu)點：
①負責該緊急措施，可以潛在地挽救生命，保護財產(chǎn)和管理，降低保險費用。
②作出決定拯救生命和財產(chǎn)時允許快速訪問到準確的信息。
③組織信息的應(yīng)急預案和正常流通的快速恢復執(zhí)行 。
④有助于加快索賠處理和談判有利的保險條件。
2.5健康與安全
全面的安全管理工作，起到保護個人免受危險和健康風險。總的結(jié)果可能對組織非常重要。對付這個主題模塊，使管理人員能夠迅速指派的事件在他們的地方，一個特定的設(shè)備，該事件的參與者可以輕松地分配和調(diào)度人員的培訓。它提供體檢的一個簡單而明確的記錄及其 實施日期。該模塊是一個必不可少的工具，可以幫助記錄符合證據(jù)的內(nèi)部標準和外部監(jiān)管要求。本文檔可以顯著減少兩者花費的工作的合規(guī)性，以及培訓和體檢機構(gòu)的貨幣成本。優(yōu)點：
①提供識別，正確評估工作場所的健康和安全風險的主動過程。
②使成本降低，提高生產(chǎn)效率，降低工作場所受傷或生病的概率。
③提供了有效的監(jiān)控事件，并做出正確的和有效的措施，以保護健康和安全為了盡量減少對組織的風險和責任。
④減少了管理的有關(guān)健康和安全工作的總成本。
軟件包含此模塊是專門為了工人的健康和安全，以及為設(shè)施管理人員提供所需的及其文檔。它還允許，盡量減少健康和安全風險，組織對員工的錯誤的限制，遺漏或意外事故所造成的損害的賠償責任。嚴重違反健康和安全的工作的不正確分類和強制性后續(xù)遺漏報告給當?shù)匦l(wèi)生站，可能會導致非常高的精確度，雖然它可能會無意中造成的。準確地報告與工作相關(guān)的事故，工作場所的分類和隨后出口到預定地方和所需的記錄，由國家組織提供的法律的形式提供管理時間縮短的要求。該模塊還允許顯著減少因不遵守法律法規(guī)，發(fā)生事故和損失罰款的頻率，生產(chǎn)力是由于員工的努力向上。
3.結(jié)論
不斷增加的需求對于建筑物環(huán)境質(zhì)量，以及周圍的外部環(huán)境質(zhì)量的要求更高，需要妥善設(shè)計的建筑物，將適合符合標準要求的室內(nèi)環(huán)境。設(shè)施管理是一種職業(yè)，涉及多個學科確保建筑環(huán)境的功能，通過整合人，地點，流程和技術(shù)?？刂屏鞒痰馁|(zhì)量仍然是當前和全面的議程的關(guān)鍵問題。流程配套活動總是建立在對空間，屬性數(shù)據(jù)，或可能涉及的對象的各種組件和部件?，F(xiàn)在現(xiàn)代軟件更容易，簡化和優(yōu)化管理結(jié)構(gòu)，并有助于保持調(diào)頻的標準。本文章總結(jié)了制造企業(yè)使用FM 。它顯示了使用它的優(yōu)點和缺點，專注于調(diào)頻維護的一部分。綜上所述，利用調(diào)頻有助于現(xiàn)代制造企業(yè)工作更效率和更好的。
湘潭大學興湘學院
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
論文（設(shè)計）題目： 山楂去核機
學號： 2010963116 姓名： 李佳 專業(yè)： 機械
指導教師： 秦衡峰 系主任： 劉柏希
一、主要內(nèi)容及基本要求
要求山楂去核機能夠自動實現(xiàn)對山楂進行去核的運動，一分鐘可以對山楂進行去核50個左右，加起來不少于1.5張A0圖紙的工作量，畫出山楂去核機的三維圖，山楂去核機的二維裝配圖，不少于3張二維零件圖，3000字的英文文獻翻譯。設(shè)計說明書要按照學校規(guī)定的排版，包括對字體的要求等。說明書字數(shù)不少于8000字。
二、重點研究的問題
重點研究如何把一個動力源的動力轉(zhuǎn)換分解為山楂去核刀具的上下去核運動以及山楂定位圓盤的間歇傳動。關(guān)鍵在于去核刀具往下工作沖核時，山楂定位圓盤固定不動，和去核刀具往上回退時，山楂定位圓盤轉(zhuǎn)動到下一個需要去核的固定山楂處，對于時間上的配合要求非常精確。如果時間上有一點小誤差，可能導致去核刀具撞擊到山楂定位圓盤的其它地方，而帶來不必要的損失。減速器需采用渦輪蝸桿減速器，電動機的選擇也很重要。間歇傳動機構(gòu)的選擇和設(shè)計也是重點。
三、進度安排
序號
各階段完成的內(nèi)容
完成時間
1
查閱資料，調(diào)研
3月5日
2
開題報告
3月20日
3
結(jié)構(gòu)簡圖
4月1日
4
三維圖
4月20日
5
裝配圖
5月10日
6
零件圖
5月15日
7
說明書
5月20日
8
答辯
5月30日
4、 應(yīng)收集的資料及主要參考文獻：
[1]武清，山楂制品加工技術(shù)[J]，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學，2009.06：194-19
[2]官新波，山楂自動去核機器的設(shè)計[J]，今日科苑，2008，13：136.
[3]金瑩，何蔚娟，張秀軍，核果類水果去核機現(xiàn)狀的分析[J]，中國農(nóng)村小康科技，2005，03：33-34
[4]陳芳，劉法治，鄧春巖。山楂去核定位機理的研究與定位機構(gòu)的初步設(shè)計[J]，河南職技師學院學報，1999，01：30-33
[5]陳芳，鄧春巖，鄭玉才，山楂去核機的機構(gòu)設(shè)計[J]，河北農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學院學報，1997，02：45-48
[6]陳芳，中心定位式山楂去核機的設(shè)計[J]，糧油加工與食品機械，1997，05：27-28
[7]喬立新，山楂去核問題的探討[J]，中國藥房，2002，05：56.
[8]王群，邵長發(fā)，張少英，山楂去核原理和去核機研究[A]，中國機械工程學會包裝和食品機械學會，全國包裝和食品機械與食品加工學術(shù)討論會/包裝和食品機械專業(yè)學會第二屆學術(shù)年會討論集，中國機械工程學會包裝和食品機械學會：1991：8
[9]王群，邵長發(fā)，山楂加工形狀及去核機機構(gòu)參數(shù)研究[J]，農(nóng)產(chǎn)品加工，2011，04；39-43
[10]高愿君，山楂的利用與加工上[J]，農(nóng)產(chǎn)品加工，2011，04：39-43
[11]黃貴平，傅忠林，對2000年版中國藥典山楂去核的商榷[J]，基層中藥雜志，2001，04：60
[12]封銀海，山楂去核新方法[J]，中成藥研究，1982，06：45
湘潭大學興湘學院
畢業(yè)設(shè)計說明書
題 目： 山楂去核機
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
學 號： 2010963116
姓 名： 李佳
指導教師： 秦衡峰
完成日期： 2014年5月29日
目錄
摘要 1
Abstract?? 2
1 引言 3
1.1 本文研究的目的和意義 3
1.2 國內(nèi)外核果類去核機械的發(fā)展情況 3
2山楂去核機設(shè)計 4
2.1山楂去核機的原理設(shè)計 4
2.1.1執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計 5
2.1.2山楂去核機的功能 5
2.1.3工藝動作分解 5
2.1.4切刀往復直線運動的實現(xiàn)機構(gòu) 5
2.1.5旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動的實現(xiàn)機構(gòu) 5
2.1.6 執(zhí)行機構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計 5
2.1.7機械運動方案的的選擇和判定 5
2.2 電動機的選擇 5
2.2.1 選擇電動機系列和結(jié)構(gòu)形式 5
2.2.2 確定電動機容量 6
2.2.3確定電動機型號 6
2.3確定傳動裝置的總傳動比及各級傳動比 6
2.3.1帶輪基準半徑 6
2.3.2傳動帶輪的設(shè)計 6
3減速器的設(shè)計 8
3.1傳動比的設(shè)計 8
3.1.1確定總的傳動比 8
3.1.2分配傳動比 8
3.1.3 計算傳動裝置運動和動力參數(shù) 9
3.2 蝸輪蝸桿傳動設(shè)計 9
3.2.1選z1，z2 9
3.2.2蝸輪轉(zhuǎn)矩T2 10
3.2.3載荷系數(shù)K 10
3.2.4材料系數(shù)ZE 10
3.2.5許用接觸應(yīng)力[0H] 10
3.2.6 md1 10
3.2.7導程角 10
3.2.8滑動速度Vs 10
3.2.9嚙合效率 10
3.2.10傳動效率 10
3.2.11檢驗md1的值 11
3.3確定傳動的主要尺寸 11
3.3.1中心距a 11
3.3.2蝸桿尺寸 11
3.3.3蝸輪尺寸 11
3.3.4熱平衡計算 12
3.3.5潤滑方式 12
3.3.6蝸桿、蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12
3.4軸的設(shè)計 14
3.4.1 蝸輪軸的設(shè)計 14
3.4.2選擇軸的材料 14
3.4.3初步估算軸的最小直徑 14
3.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14
3.4.5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 14
3.4.6軸的結(jié)構(gòu)簡圖 17
3.4.7 蝸桿軸的設(shè)計 17
3.4.8 選擇軸的材料 17
3.4.9初步估算軸的最小直徑 17
3.4.10軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17
3.5 蝸輪軸的軸承的選擇和計算 18
3.5.1軸承的徑向載荷 18
3.5.2軸承的軸向載荷 18
3.5.3計算當量動載荷 18
3.6 蝸桿軸的軸承的選擇和計算 19
3.7減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 19
4 減速器其它零件的設(shè)計 20
4.1鍵聯(lián)接的選擇和強度校核 20
4.1.1高速軸鍵聯(lián)接的選擇和強度校核 20
4.1.2 低速軸與蝸輪聯(lián)接用鍵的選擇和強度校核 21
4.2 聯(lián)軸器的選擇和計算 21
4.2.1 高速軸輸入端的聯(lián)軸器 21
4.2.2 低速軸輸出端的聯(lián)軸器 21
4.3 減速器的潤滑 21
5 切刀壓縮彈簧的設(shè)計 22
5.1彈簧的受力計算 22
5.1.1計算彈簧受力 22
5.1.2 選材料：一般選用碳素彈簧鋼絲65Mn或琴鋼絲 22
5.1.3 查表計算許用用力 22
5.1.4 選擇彈簧旋繞比C 22
5.1.5 計算鋼絲直徑：d 22
5.1.6 計算彈簧中徑 22
5.1.7 計算彈簧有效圈數(shù) 22
5.2 計算實驗載荷 22
5.2.1 自由高度 23
5.2.2 節(jié)距計算 23
5.2.3 彈簧螺旋角 23
5.2.4 彈簧的穩(wěn)定性計算 23
5.2.5 彈簧的展開長度 23
6 間歇傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 23
6.1間歇運動機構(gòu)的選型 23
6.2.棘輪機構(gòu)的尺寸計算 23
6.2.1棘輪機構(gòu)的運動系數(shù)確定棘輪齒面傾斜角 23
6.2.2確定棘輪的齒數(shù)Z 23
6.2.3 確定da df ,及p 24
6.3 山楂定位盤尺寸 24
6.4 山楂定位盤主軸 24
6.4.1選擇軸的材料 24
6.4.2 初步估算軸徑 24
6.4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 24
6.4.4 軸的強度驗算 24
6.4.5 求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 25
6.4.6 求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩 25
6.4.7 截面C處垂直和水平的合成彎矩 25
6.4.8 按彎矩合成應(yīng)力較核軸的強度 25
總結(jié) 26
致謝 27
參考文獻 28
摘要
我國目前的山楂去核機械的發(fā)展狀況比較落后，由于缺少良好的設(shè)備，加工手段落后，生產(chǎn)效率低，致使一些地區(qū)水果積壓腐爛現(xiàn)象，給果農(nóng)造成很大的經(jīng)濟損失。山楂去核手工作業(yè)現(xiàn)在在中國仍然是主要的加工手段，不僅占用大量勞動力、勞動強度大、生產(chǎn)效率低，而且衛(wèi)生安全得不到有效的保障。去核作業(yè)是山楂加工工序中十分重要的前處理工序。以往的手工操作遠不能滿足現(xiàn)代山楂加工的需求，不僅占用大量的勞力、勞動強度大、生產(chǎn)效率低，且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。本設(shè)計主要是為了解決山楂去核作業(yè)的勞動強度大，安全衛(wèi)生，提高生產(chǎn)效率，降低山楂果實破損率，保證山楂產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，小型山楂去核機有很好的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：山楂；去核機；設(shè)計。
Abstract??
Development?situation?of?China's?current?Hawthorn?nuclear?machinery?is?relative-hly?backward,?due?to?the?lack?of?good?equipment,?processing?methods?are?backward,?low?production?efficiency,?resulting?in?some?areas?appear?fruit?backlog?rotten?phenom-enon,?caused?great?economic?losses?to?farmers.?Hawthorn?nuclear?manual?operation?n-ow?in?China?is?still?the?main?means?of?processing,?not?only?takes?up?a?lot?of?labor,?hig-h?labor?intensity,?low?productivity,?and?health?and?safety?are?not?effectively?guarantee.?Pitted?pretreatment?procedure?is?very?important?in?the?process?of?hawthorn?processing.?The?old?manual?operation?cannot?meet?the?modern?Hawthorn?processing?requirement-s,?not?only?takes?up?a?lot?of?labor,?labor?intensity?is?high,?the?production?efficiency?is?l-ow,?and?the?product?quality?is?difficult?to?control.?This?design?is?mainly?to?solve?the?Hawthorn?nuclear?operation?labor?intensity,?safety?and?health,?improve?production?effi-ciency,?reduce?the?damage?rate?of?hawthorn?hawthorn?fruit,?guarantee?the?quality?of?t-he?products.?Therefore,?application?prospect?of?small?Hawthorn?nuclear?machine?has?avery?good.
Keywords:?haw；stoner；design
1 引言
1.1 本文研究的目的和意義
我國地域遼闊、資源豐富。具有得天獨厚的發(fā)展水果加工業(yè)的良好條件。水果加工已成了農(nóng)民致富的一條主要途徑，不論是社會效益還是經(jīng)濟效益都是十分可觀的。核果類水果主要是指桃、杏、李、山楂、紅棗、及橄欖等。它們在水果總產(chǎn)量中占有較大比列，以它們?yōu)樵牧?，加工成飲料、罐頭、果脯及果干制品時，去核作業(yè)是水果加工業(yè)中十分重要的前處理工序。以往的手工操作遠不能滿足現(xiàn)代水果加工的需求，不僅占用大量的勞力，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。但是我們也看到，在果樹種植業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，由于缺少性能良好的設(shè)備，加工手段落后，生產(chǎn)效率低，有些地區(qū)還出現(xiàn)鮮果品積壓腐爛現(xiàn)象，給果農(nóng)造成不應(yīng)有的經(jīng)濟損失。許多地區(qū)的果品加工廠，其前處理環(huán)節(jié)，如去核、去皮、清洗等，至今基本上靠手工或十分簡陋的工具完成。因此在我國發(fā)展去核機械等前處理設(shè)備，取代手工作業(yè)是十分必然的趨勢。針對中國水果資源豐富、分布廣泛的特點，特別要加大對中小型去核機具的研制，以適應(yīng)廣大果農(nóng)及小型果品加工廠的需求。只有這樣，才會有豐富多彩的食品來滿足人們的需求，才能保護果農(nóng)種植的積極性。
1.2 國內(nèi)外核果類去核機械的發(fā)展情況
國外20世紀60年代就著手研制水果去核機，至20世紀80年代初美國、意大利、荷蘭等國相繼推出了粘核桃去核機、橄欖去核機等。去核機械基本上實現(xiàn)了自動化。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已日趨完善、成熟。目前，正向著節(jié)能型和機電一體化發(fā)展，以電腦自控為主。但中國的去核機具發(fā)展緩慢，遠遠落后于種植業(yè)的發(fā)展。
日本生產(chǎn)一種刮板式去核機，去核后的果肉可達5毫米左右，由篩孔排出，核桃從尾端排出，該機適應(yīng)于粘核型桃的去核加工，它具有成本較低，生產(chǎn)率高，去核效果好等特點。國內(nèi)也研制了橄欖去核機，它可以依靠果脯組裝在鏈條或滾筒上，形成輸送和定位，并采用一排刀具，對橄欖進行多刀去核作業(yè)，其生產(chǎn)效率比使用單刀的設(shè)備高得多。
美國FMC公司80年代初向市場推出了一種自動轉(zhuǎn)矩式粘核桃去核機。每分鐘可加工80個桃子，其生產(chǎn)率約為800kg/h左右。該機采用十四個小杯對桃子進行定位和輸送。每個杯子底部有一個凸起的小轉(zhuǎn)軸。小軸在鏈條帶動下始終旋轉(zhuǎn)著，只要杯內(nèi)桃子的凹部不在小凸起的上方，桃子外圈就會與凸起接觸并被帶動旋轉(zhuǎn)著，直到正確的位置為止。這時，桃子保持直立狀態(tài)，劈刀將果內(nèi)劈成兩半后夾持桃子的兩個橡膠夾板相向轉(zhuǎn)動150度，使果肉與桃核分離。該機可以加工季節(jié)連續(xù)工作而不必停機潤滑，調(diào)節(jié)和清洗也十分方便。由于它保持了去核果肉后的完整性，因此，比較適合于罐頭、果脯和果干加工廠使用。由于該機機構(gòu)復雜成本較高，而國內(nèi)罐頭、果脯等視頻均屬于微利產(chǎn)品，因此，在我國推廣起來存在一些難度。
中國研制的核果水果去核機具，按其結(jié)構(gòu)特點和工作部件的不同，大體可分為剖分式、對輥式和捅桿式等幾大類。中國目前的去核機械有剖分式去核機、對輥式去核機、捅桿式去核機、打漿式去核機、刮板式去核機、凸齒滾筒分離凹版式去核機幾種形式。中國去核機械存在突出的問題有果肉損失率較高、去核后果實破損率高、機械性能不穩(wěn)定、通用性差、作業(yè)成本高、科技含量低等。
2山楂去核機設(shè)計
2.1山楂去核機的原理設(shè)計
2-1山楂去核機結(jié)構(gòu)圖
如圖所示為小型山楂，主要包括去核刀具、山楂定位盤、定位盤主軸、傳動間歇棘輪、曲柄、傳動軸、連桿、擋板、電動機、減速器、皮帶輪。其中，去核刀具能夠去掉山楂的內(nèi)核，且保證山楂不變形；山楂定位盤能夠給山楂定位；確保去核刀具能準確地去掉山楂的內(nèi)核；傳動間歇棘輪，能夠在曲柄的轉(zhuǎn)動過程中，每30度轉(zhuǎn)動一下，進而使山楂定位盤間歇傳動；曲柄，每轉(zhuǎn)動一圈帶動棘輪轉(zhuǎn)動30度；連桿在曲柄轉(zhuǎn)動過程中，帶動去核刀具的上下運動和拉動棘輪的轉(zhuǎn)動，當曲柄使去核刀具向下去核運動時，連桿對棘輪無作用，山楂定位圓盤不轉(zhuǎn)動，當曲柄帶動刀具向上運動時，連桿拉動棘輪轉(zhuǎn)動，棘輪與下面的山楂定位盤通過軸連接，從而使山楂定位盤轉(zhuǎn)動到下一個待去核的山楂處，擋板的作用是收集去核后的山楂。山楂去核機的工作原理是：發(fā)動機發(fā)動后，通過皮帶輪傳把動力傳給減速器，減速器減速后，帶動曲柄轉(zhuǎn)動，一邊，曲柄的轉(zhuǎn)動帶動連桿的往復運動，連桿與棘輪通過圓頭拉桿連接，另一邊，曲柄的轉(zhuǎn)動帶動去核刀具的上下運動完成山楂去核的工作，曲柄每轉(zhuǎn)動一周，帶動棘輪轉(zhuǎn)動個角度，在主軸的轉(zhuǎn)動下帶動山楂定位圓盤的轉(zhuǎn)動，進而使山楂定位圓盤帶動山楂轉(zhuǎn)動到刀具的下方，當曲柄往下轉(zhuǎn)動時，連桿不推動棘輪運動，山楂定位圓盤固定在去核刀具的下方，去核刀具在曲柄的推動下，向下運動完成山楂的去核工作，曲柄向上運動時，連桿拉動棘輪，山楂定位圓盤轉(zhuǎn)動到下一個待去核山楂處。山楂隨刀具向上時，遇到擋板脫落到山楂定位圓盤上隨盤轉(zhuǎn)動，隨后掉落到收集處。
2.1.1執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計
機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計是機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計的核心，它對機械能否實現(xiàn)預期的功能、性能的優(yōu)勢、經(jīng)濟效益的好壞都起著決定性的作用。
2.1.2山楂去核機的功能
山楂去核機是利用切刀的往復直線運動及旋轉(zhuǎn)工作盤的間歇傳動來完成連續(xù)去核作業(yè)處理，其總功能可分為送料、沖核、退回三個分功能。
2.1.3工藝動作分解
根據(jù)上述分析，山楂去核機要求完成的工藝動作有一下幾個動作：
（1） 加料：這一動作可以進行人工加料；
（2） 沖核：要求切刀自上向下運動前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇傳動；
（3） 操作盤間歇傳動：以完成送料、沖核、退回三個工位的轉(zhuǎn)換。
2.1.4切刀往復直線運動的實現(xiàn)機構(gòu)
選擇電動機為動力源，此機構(gòu)是具有將連續(xù)的回轉(zhuǎn)運動變換為往復直線運動的功能。實現(xiàn)該功能的機構(gòu)如下：
（1） 擺動從動件圓柱凸輪：凸輪具有易設(shè)計的特點，它還能準確有效地預測所產(chǎn)生的基本趨勢、工作行為、結(jié)構(gòu)和壽命等，具有良好的運動性能和動力性能；
（2） 對心曲柄滑塊機構(gòu)：這種低副機構(gòu)具有良好的動力特性和運動特性、運動副幾何封閉，制造簡單等優(yōu)點。
（3） 偏置曲柄滑塊機構(gòu)：與對心曲柄滑塊機構(gòu)相比較，具有增力、急回特性等特點。
2.1.5旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動的實現(xiàn)機構(gòu)
棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)均可實現(xiàn)間歇傳動。由于旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動速度要求低速，輕載，且需要準確地轉(zhuǎn)位，故選用棘輪機構(gòu)。
2.1.6 執(zhí)行機構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計
山楂去核機由減速傳動裝置、沖壓機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)組成。在送料期間，切刀不能壓到操作盤上，顯然，切刀自上向下運動前，操作盤做一次間歇傳動，所以切刀與操作盤之間的運動，在時間順序和空間位置上有嚴格的協(xié)調(diào)配合要求。
2.1.7機械運動方案的的選擇和判定
現(xiàn)在可以按給定條件、各執(zhí)行機構(gòu)的相容性和盡量使結(jié)構(gòu)簡單、空間布局緊湊等要求來選擇方案，由此可選擇兩個結(jié)構(gòu)比較簡單的方案：
方案1：沖壓機構(gòu)為偏置曲柄滑塊機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤間歇機構(gòu)為棘輪機構(gòu)。
方案2：沖壓機構(gòu)為擺動從動件圓柱凸輪機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤間歇機構(gòu)為槽輪機構(gòu)。
評定：偏置曲柄滑塊機構(gòu)的往復直線運動具有增力、急回特性等功能，故最后選擇方案1為山楂去核機的機械運動方案。
2.2 電動機的選擇
2.2.1 選擇電動機系列和結(jié)構(gòu)形式
電動機選擇應(yīng)保證：
Po≧Pr
式中：Po———電動機額定功率，KW；
Pr———工作機所需電動機功率，KW。所需電動機功率由下式計算：
Pr=Pw/?
式中：Pr———工作機所需有效功率，由工作機的工藝阻力及運行參數(shù)確定；
?———電動機到工作機的總效率，％。
本電機主要為山楂定位圓盤提供動力，操作盤的轉(zhuǎn)速設(shè)定為48r/min，這樣的速度適合人工放置山楂的便捷，并且效率最高。
按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)，具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機內(nèi)部的特點。
2.2.2 確定電動機容量
切刀的輸出功率Pw
根據(jù)實驗分析：設(shè)定切刀的工作力F=2500N，設(shè)定切刀的速度為0.7m/s，則切刀的輸出功率為：Pw=FV/1000=2500×0.7/1000=1.77KW
電動機的輸出功率為Pd
傳動裝置的總效率為：?=?1?32?3?4?25
式中，?1、?2、?3、?4、?5為電動機至切刀各傳動機構(gòu)的效率；由機械設(shè)計課程設(shè)計手冊：查表得：V帶傳動：?1=0.96，滾動軸承?2=0.98，減速器?3=0.95，棘摩擦輪傳動?=?1?2?3?24=0.85
電動機的額定功率Pd=PW/?=1.1/0.8=1.38
由機械設(shè)計手冊表12-1
選取電動機的額定功率為Ped=1.5KW
2.2.3確定電動機型號
通過查表可知，可選電動機Y9132M-8型電動機。
Y1001-6型電動機的主要性能
電動機型號
額定功率（/KW）
同步轉(zhuǎn)速（r/min）
滿載轉(zhuǎn)速（r/min）
質(zhì)量（KG）
Y100L-6
1.5
1000
940
33
2.3確定傳動裝置的總傳動比及各級傳動比
2.3.1帶輪基準半徑
電動機帶輪基準半徑為75mm
減速器帶輪基準半徑為177.5mm
可知帶傳動傳動比為i1=2.5
若要使操作盤轉(zhuǎn)速保持在48r/min，則電動機轉(zhuǎn)速應(yīng)為（900-1000）r/min。查表可知，選擇Y100L-6，其功率為1.5KW。
2.3.2傳動帶輪的設(shè)計
（1）計算功率
Pca=KP=1×1.5=1.5KW
（工作情況系數(shù)=K=1.0）
（2） 皮帶輪的帶型選取
根據(jù)np =940r/min,pca=1.5KW確定使用Z型普通V帶
電動機帶輪基準直徑：取主動輪基準直徑D1=150mm
減速器帶輪基準直徑：D2=i×D1=2×177.5=355mm（傳動比i=2.5）
（3） 驗算帶的速度
V=πD1n/60×1000=π×150×1400/60×1000=11＜25m/s合適
初步選取中心距 a0=1.5（d1＋d2）=1.5×(150＋355)=757.5mm
a0取760mm，符合0.7（D1＋D2)＜a0＜2（D1＋D2),
L0=2a0＋π/2（d2+d1）+（d2－d1)2/4a0=2×760＋π/2(350+150)+(350-150)2/4 ×760 =2318.56mm 則實際中心距：
a≈a0＋(Ld-L0)/2=760+(2500-2318.56)/2=848.22.mm
驗算電動機帶輪上的包角：
ɑ1=1800-（d2-d1)×57.30≈167.850>1200，合適。
（4）計算Z型普通V帶根數(shù)
令d1=50mm,n1=940r/min
查表式中：p0為單根V帶的基本額定功率，取0.14KW
?p0為單根V帶額定功率的增量，取0.02KW
KL長度系數(shù)， 取0.99
Kɑ為包角系數(shù)，取0.98
Z=，取z=1根
（5）求作用在帶輪軸上的壓力
可知q=0.06kg/m,
帶所能傳遞的最大有效拉力，當考慮離心力的不利影響時，
單根帶所需的預緊力，用帶入
前式，并考慮包角對所需預緊力的影響，可將F0的計算式子寫為：
式中：q為v帶單位長度質(zhì)量，0.06kg/m
故由 可得
計算帶傳動在軸上的力（簡稱壓軸力）FQ
為了設(shè)計安裝帶輪的軸和軸承，必須確定帶傳動作用在軸上的力FQ，如果不
考慮帶兩邊的拉力差，則壓軸力可以近似的按帶的兩邊的預緊力F0的合力
來計算：
（6）各帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
設(shè)計V帶輪時應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力， 轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過平衡，輪槽工作面要精細加工，（表面粗糙度一般為3.2?m），以 減少帶的磨損，各槽的尺寸應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。依照此要求
電動機相連的主動輪
其帶輪基準直徑d=38mm
因為與電動機相連的主動輪和從動輪的傳動比為i=1.5，因此與電機帶輪相連的減速器帶輪直徑d=355mm
3減速器的設(shè)計
3.1傳動比的設(shè)計
3.1.1確定總的傳動比
由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機的總轉(zhuǎn)速n，可得傳動裝置的總傳動比是：
i在6-24范圍內(nèi)可以選用
故采用耳機展開式此輪傳動減速器，為使兩大齒輪浸油深度相近，故取
3.1.2分配傳動比
較核實際傳動比：
傳動比誤差：
3.1.3 計算傳動裝置運動和動力參數(shù)
減速箱內(nèi)三根軸的轉(zhuǎn)速如下：
I軸：
nI=
II軸：
nII=
Ⅲ軸：
nⅢ=
各軸的輸入功率為：
I軸：
II軸：
pⅡ=
Ⅲ軸：
3.2 蝸輪蝸桿傳動設(shè)計
一.選擇蝸輪蝸桿類型、材料、精度?
根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）蝸桿材料選用45鋼，整體調(diào)質(zhì)，表面淬火，齒面硬度45~50HRC。蝸輪齒圈材料選用ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造，滾銑后加載跑合，8級精度，標準保證側(cè)隙c。
3.1 計算步驟
1.按接觸疲勞強度設(shè)計
設(shè)計公式≥mm
3.2.1選z1，z2：
查表7.2取z1=2，
z2= z1×n1／n2=2×1440／73.96=38.94≈39.
z2在30～64之間，故合乎要求。
初估=0.82
3.2.2蝸輪轉(zhuǎn)矩T2：
T2=T1×i×=9.55×106×5.8×19.47×0.82／1440=614113.55 Nmm
3.2.3載荷系數(shù)K：
因載荷平穩(wěn)，查表7.8取K=1.1
3.2.4材料系數(shù)ZE
查表7.9，ZE=156
3.2.5許用接觸應(yīng)力[0H]
查表7.10，[0H]=220 Mpa
N=60×jn2×Lh=60×73.96×1×12000=5.325×107
ZN===0.81135338
[H]=ZN[0H]= 0.81135338×220=178.5 Mpa
3.2.6 md1：
md1≥ =1.1×614113.55×=2358.75mm
初選m，d1的值：
查表7.1取m=6.3 ，d1=63
md1=2500.47〉2358.75
3.2.7導程角
tan= =0.2
=arctan0.2=11.3°
3.2.8滑動速度Vs
Vs= =4.84m/s
3.2.9嚙合效率
由Vs=4.84 m/s查表得 ν=1°16′
1 ==0.2/0.223=0.896
3.2.10傳動效率
取軸承效率 2=0.99 ，攪油效率3=0.98
=1×2×3=0.896×0.99×0.98=0.87
T2=T1×i×=9.55×106×5.8×19.47×0.87／1440=651559.494Nmm
3.2.11檢驗md1的值
md1≥=0.×651559.494×=1820＜2500.47
原選參數(shù)滿足齒面接觸疲勞強度要求.
3.3確定傳動的主要尺寸
m=6.3mm，=63mm，z1=2，z2=39
3.3.1中心距a
a==154.35mm
3.3.2蝸桿尺寸
分度圓直徑d1 d1=63mm
齒頂圓直徑da1 da1=d1+2ha1=(63+2×6.3)=75.6mm
齒根圓直徑df1 df1=d1﹣2hf=63﹣2×6.3
(1+0.2)=47.88mm
導程角 tan=11.30993247° 右旋
軸向齒距 Px1=πm=3.14×6.3=19.78mm
齒輪部分長度b1 b1≥m(11+0.06×z2)=6.3×(11+0.06×39)=84.04mm
取b1=90mm
3.3.3蝸輪尺寸
分度圓直徑d2 d2=m×z2=6.3×39=245.7mm
齒頂高 ha2=ha*×m=6.3×1=6.3mm
齒根高 hf2= (ha*+c*)×m=(1+0.2)×6.3=7.56mm
齒頂圓直徑da2 da2=d2+2ha2=245.7+2×6.3×1.2=230.58mm
齒根圓直徑df2 df2=d2﹣2m(ha*+c*)=384﹣19.2=364.8mm
導程角 tan=11.30993247° 右旋
軸向齒距 Px2=Px1=π m=3.14×6.3=19.78mm
蝸輪齒寬b2 b2=0.75da1=0.75×75.6=56.7mm
齒寬角 sin(α/2)=b2/d1=56.7／63=0.9
蝸輪咽喉母圓半徑 rg2=a—da2／2=154.35﹣129.15=25.2mm
3.3.4熱平衡計算
①估算散熱面積A
A=
②驗算油的工作溫度ti
室溫：通常取。
散熱系數(shù)：Ks=20 W/(㎡·℃)。
73.45℃＜80℃
油溫未超過限度
3.3.5潤滑方式
根據(jù)Vs=4.84m/s，查表7.14，采用浸油潤滑，油的運動粘度V40℃=350×10-6㎡/s
3.3.6蝸桿、蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(單位：mm)
①蝸輪軸的設(shè)計
最小直徑估算
dmin≥c×
c查《機械設(shè)計》表11.3得 c=120 dmin≥=120× =47.34
根據(jù)《機械設(shè)計》表11.5，選dmin=48
d1= dmin+2a =56 a≥(0.07～0.1) dmin=4.08≈4
d2=d1+ (1～5)mm=56+4=60
d3=d2+ (1～5)mm=60+5=65
d4=d3+2a=65+2×6=77 a≥(0.07～0.1) d3=5.525≈6
h由《機械設(shè)計》表11.4查得 h=5.5
b=1.4h=1.4×5.5=7.7≈8
d5=d4﹣2h=77﹣2×5.5=66
d6=d2=60
l1=70+2=72
②蝸桿軸的設(shè)計
最小直徑估算
dmin≥c× = 120×=19.09 取dmin=30
d1=dmin+2a=20+2×2.5=35 a=(0.07～0.1)dmin
d2=d1+(1～5)=35+5=40
d3=d2+2a=40+2×2=44 a=(0.07～0.1)d2
d4=d2=40
h查《機械設(shè)計》表11.4
蝸桿和軸做成一體，即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式，青銅輪緣與鑄造鐵心采用H7/s6配合，并加臺肩和螺釘固定，螺釘選6個
幾何尺寸計算結(jié)果列于下表：
名 稱
代號
計算公式
結(jié) 果
蝸桿
中 心 距
=
a=154.35
傳 動 比
i=19.47
蝸桿分度圓
柱的導程角
蝸桿軸向壓力角
標準值
齒 數(shù)
z1=2
分度圓直徑
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
=47.88
蝸桿螺紋部分長度
名 稱
代號
計算公式
結(jié) 果
蝸輪
中 心 距
=
a=154.35
傳 動 比
i=19.47
蝸輪端面
壓力角
標準值
蝸輪分度圓柱螺旋角
o
齒 數(shù)
=
=39
分度圓直徑
齒頂圓直徑
=258.3
齒根圓直徑
蝸輪最大
外圓直徑
3.4軸的設(shè)計
3.4.1 蝸輪軸的設(shè)計
3.4.2選擇軸的材料
選取45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度HBS=230，強度極限=600 Mpa，由表查得其許用彎曲應(yīng)力=55Mpa 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（表10-1、10-3）
3.4.3初步估算軸的最小直徑
取C=120，得dmin≥=120× =47.34mm
根據(jù)《機械設(shè)計》表11.5，選dmin=63
3.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
① 軸上零件的定位、固定和裝配
單級減速器中，可將齒輪按排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，周向固定靠平鍵和過渡配合。兩軸承分別以軸肩和套筒定位，周向則采用過渡配合或過盈配合固定。聯(lián)軸器以軸肩軸向定位,右面用軸端擋，圈軸向固定.
鍵聯(lián)接作周向固定。軸做成階梯形，左軸承 從做從左面裝入，齒輪、套筒、右軸承和聯(lián)軸器依次右面裝到軸上。
② 確定軸各段直徑和長度
Ⅰ段d1=50mm L1=70mm
Ⅱ段選30212型圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為60mm，寬度為22mm。故Ⅱ段直徑d2=60mm。
Ⅲ段考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁、軸承端蓋與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離，則取套筒長為38mm。故L3=40mm，d3=65mm。
Ⅳ段d4=77mm,L4=70mm
Ⅴ段d5=d4+2h=77+2×5.5=88mm,L5=8mm
Ⅵ段d6=65mm,L6=22mm
Ⅶ段 d7=d2=760mm,L7=25
3.4.5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度
① 繪出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖 (a)圖
②繪出軸的受力簡圖 (b)圖
③繪出垂直面受力圖和彎矩圖 （c）圖
N
N
N
軸承支反力：
N
FRBV=Fr+FRAV =33.88+16.94=50.82N
計算彎矩：
截面C右側(cè)彎矩
截面C左側(cè)彎矩
④繪制水平面彎矩圖 (d)圖
軸承支反力：
截面C處的彎矩
⑤繪制合成彎矩圖 (e)圖
Nm
低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩
(a)軸的結(jié)構(gòu)與裝配 (b)受力簡圖 (c)水平面的受力和彎矩圖
d)垂直面的受力和彎矩圖 (e)合成彎矩圖 (f)轉(zhuǎn)矩圖 (g)計算彎矩圖
Nm
（6） 繪制轉(zhuǎn)矩圖 (f)圖
×105 Nmm=586 Nm
⑦繪制當量彎矩圖 (g)圖
轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動循環(huán)變化，取0.6，截面C處的當量彎矩為
Nm
⑧校核危險截面C的強度
＜，
安全。
3.4.6軸的結(jié)構(gòu)簡圖3.3所示
蝸輪軸的結(jié)構(gòu)圖
3.4.7 蝸桿軸的設(shè)計
3.4.8 選擇軸的材料
選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS=230，強度極限=650 Mpa，屈服極限=360 Mpa，彎曲疲勞極限=300 Mpa，剪切疲勞極限=155 Mpa，對稱循環(huán)變應(yīng)力時的許用應(yīng)力=60 Mpa。
3.4.9初步估算軸的最小直徑
最小直徑估算
dmin≥cx= 120x=19.09 取dmin=20
3.4.10軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
按軸的結(jié)構(gòu)和強度要求選取軸承處的軸徑d=35mm，初選軸承型號為30207圓錐滾子軸承（GB/T297—94），采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，其中，齒根圓直徑mm
分度圓直徑mm，齒頂圓直徑mm，長度尺寸根據(jù)中間軸的結(jié)構(gòu)進行具體的設(shè)計，校核的方法與蝸輪軸相類似，經(jīng)過具體的設(shè)計和校核，得該蝸桿軸結(jié)構(gòu)是符合要求的，是安全的，軸的結(jié)構(gòu)見圖3.4
軸承的選擇和計算
3.5 蝸輪軸的軸承的選擇和計算
按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步選用30212（GB/T297—94）圓錐滾子軸承，內(nèi)徑d=60mm,外徑D=110mm,B=22mm.
計算軸承載荷
3.5.1軸承的徑向載荷
軸承A：
軸承B：
3.5.2軸承的軸向載荷
軸承的派生軸向力
查表得：30212軸承15°38′32″
所以，=17.173N
=23.89N
無外部軸向力。
因為＜，軸承A被“壓緊”，所以，兩軸承的軸向力為
3.5.3計算當量動載荷
由表查得圓錐滾子軸承30211的
取載荷系數(shù)，
軸承A：＜e
取X=1，Y=0，則
軸承B：＜e
取X=1，Y=0，則
3.6 蝸桿軸的軸承的選擇和計算
按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，選用30207圓錐滾子軸承（GB/T297—94），經(jīng)校核所選軸承能滿足使用壽命，合適。具體的校核過程略。
3.7減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸（單位：mm）
(1) 箱座（體）壁厚：=≥8，取=15，其中=154.35；
(2) 箱蓋壁厚：=0.85≥8，取=12；
(3) 箱座、箱蓋、箱座底的凸緣厚度：，；
(4) 地腳螺栓直徑及數(shù)目：根據(jù)=154.35，得，取df=18,地腳螺釘數(shù)目為4個；
(5) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑：
(6) 箱蓋、箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑：=9～14.4，取=12；
(7) 表2.5.1軸承端蓋螺釘直徑：
高速軸
低速軸
軸承座孔（外圈）直徑
100
130
軸承端蓋螺釘直徑
12
16
螺 釘 數(shù) 目
6
6
(8) 檢查孔蓋螺釘直徑：本減速器為一級傳動減速器，所以取=10；
(9) 軸承座外徑：，其中為軸承外圈直徑，
把數(shù)據(jù)代入上述公式，得數(shù)據(jù)如下：
高速軸：，取，
低速軸：，取；
(10) 表2.5.2螺栓相關(guān)尺寸：
18
=12
锪孔直徑
36
30
26
至箱外壁的距離
24
20
18
至凸緣邊緣的距離
20
18
16
(11) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓的距離：以螺栓和螺釘互不干涉為準盡量靠近，一般取；
(12) 軸承旁凸臺半徑：20，根據(jù)而得；
(13) 軸承旁凸臺高度：根據(jù)低速軸軸承外徑和扳手空間的要求，由結(jié)構(gòu)確定；
(14) 箱外壁至軸承座端面的距離：，取=48；
(15) 箱蓋、箱座的肋厚：＞0.85，取=12，≥0.85，取=14；
(16) 大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁之間的距離：≥，取=16；
(17) 鑄造斜度、過渡斜度、鑄造外圓角、內(nèi)圓角：鑄造斜度=1：10，
過渡斜度=1：20，鑄造外圓角=5，鑄造內(nèi)圓角=3。
4 減速器其它零件的設(shè)計
4.1鍵聯(lián)接的選擇和強度校核
4.1.1高速軸鍵聯(lián)接的選擇和強度校核
高速軸采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，因此無需采用鍵聯(lián)接。
4.1.2 低速軸與蝸輪聯(lián)接用鍵的選擇和強度校核
(1) 選用普通平鍵（A型）
按低速軸裝蝸輪處的軸徑d=77mm，以及輪轂長 =73mm，
查表，選用鍵22×14×63 GB1096—2003。
(2) 強度校核
鍵材料選用45鋼，查表知，鍵的工作長度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力
小于，故鍵的聯(lián)接的強度是足夠的。
4.2 聯(lián)軸器的選擇和計算
4.2.1 高速軸輸入端的聯(lián)軸器
計算轉(zhuǎn)矩，查表取，有，，查表選用TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器，材料為35鋼，許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速r/min，標記：LT5聯(lián)軸器30×50 GB4323—84。
選鍵，裝聯(lián)軸器處的軸徑為30mm，選用鍵8×7×45 GB1096—79，
對鍵的強度進行校核，鍵同樣采用45鋼，有關(guān)性能指標見（2.6.2），鍵的工作長度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力
＜，合格。所以高速級選用的聯(lián)軸器為LT5聯(lián)軸器30×50 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為8×7×45 GB1096—79。
4.2.2 低速軸輸出端的聯(lián)軸器
根據(jù)低速軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及轉(zhuǎn)矩，選用聯(lián)軸器LT8聯(lián)軸器50×70 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為14×9×60 GB1096—79，經(jīng)過校核計算，選用的鍵是符合聯(lián)結(jié)的強度要求的，具體的計算過程與上面相同，所以省略。
4.3 減速器的潤滑
減速器中蝸輪和軸承都需要良好的潤滑，起主要目的是減少摩擦磨損和提高傳動效率，并起冷卻和散熱的作用。另外，潤滑油還可以防止零件銹蝕和降低減速器的噪聲和振動等。
5 切刀壓縮彈簧的設(shè)計
5.1彈簧的受力計算
5.1.1計算彈簧受力
假設(shè)彈簧端克服果核的力，則彈簧受力為:
其中山楂核dl
彈簧還需克服山楂下降重力：
G=mv?=/4
其中R為山楂核半徑
彈簧受合力：F合=F+G
考慮制造加工藝術(shù)，增加1.2倍系數(shù)
5.1.2 選材料：一般選用碳素彈簧鋼絲65Mn或琴鋼絲
選取65Mn，鋼絲直徑d=1.5mm
5.1.3 查表計算許用用力：
查表I類載荷的彈簧考慮
材料的抗拉強度b與鋼絲直徑d有關(guān)
查表b=2150~2450Mpa
安全系數(shù)K=1.1~1.3，可取K=1.2，則b=1791.7~2041.7Mpa
因此b=1791.7Mpa
查表，取切變模量G=
查表，取許用用力
5.1.4 選擇彈簧旋繞比C：
根據(jù)表初步選C=20
5.1.5 計算鋼絲直徑：d
其中K為曲度系數(shù)，取K=1.1~1.3
F為彈簧受力
5.1.6 計算彈簧中徑
D=cd
5.1.7 計算彈簧有效圈數(shù)
則總?cè)?shù)n總=n+nl
5.2 計算實驗載荷
5.2.1 自由高度
H0=nt+1.5d=55
其中：t為初步估算節(jié)距
系列值H0取整值
5.2.2 節(jié)距計算
t=(H0-1.5d)/n=2.3
5.2.3 彈簧螺旋角
5.2.4 彈簧的穩(wěn)定性計算
5.2.5 彈簧的展開長度：
L=πDnl/cos=80mm
6 間歇傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算
6.1間歇運動機構(gòu)的選型
能實現(xiàn)間歇運動的機構(gòu)有：棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)。如前面的傳動方案，選擇棘輪機構(gòu)，其棘輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、運動較為平穩(wěn)，能準確控制轉(zhuǎn)動的角度、機械效率高等優(yōu)點，一般應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高和要求間歇的傳動裝置中。
6.2.棘輪機構(gòu)的尺寸計算
6.2.1棘輪機構(gòu)的運動系數(shù)確定棘輪齒面傾斜角。
為了使棘爪推動棘輪時能始終緊壓，齒面滑向齒根部，要求棘輪齒面傾斜角必須大于棘輪與棘爪之間的摩擦角，即 。
6.2.2確定棘輪的齒數(shù)Z
棘輪的最小轉(zhuǎn)角min為
min=s/l
所以Z==12
6.2.3 確定da df ,及p
df=da-2h=
P=πm=
L=2p=2
6.3 山楂定位盤尺寸
考慮到人工放置山楂的舒適度問題以及作業(yè)的工作效率，本設(shè)計采用直徑300mm的圓盤作為定位盤，圓盤上分布12個直徑為10mm的山楂定位孔，為了使定位盤工作穩(wěn)定可靠不產(chǎn)生傾斜，本設(shè)計采用雙鍵連接軸，基孔制配合為H7。
6.4 山楂定位盤主軸
6.4.1選擇軸的材料
該軸武特殊要求，選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理230-280，查表得
6.4.2 初步估算軸徑
取軸d=20mm
6.4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)估算軸徑和軸上零件的布置，進行軸的機構(gòu)設(shè)計，確定軸上與定位盤聯(lián)結(jié)鍵截面尺寸為bh=8mm7mm配合為H7/r6。滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸的尺寸公差為m6。在軸的兩端均制成2倒角。
6.4.4 軸的強度驗算
（1） 主軸上間歇輪上的作用力大小
轉(zhuǎn)矩：
圓作用直徑：
圓周力：
徑向力：
軸向力：
6.4.5 求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩
界面C處彎矩為：
6.4.6 求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩
截面C處彎矩為：
6.4.7 截面C處垂直和水平的合成彎矩
6.4.8 按彎矩合成應(yīng)力較核軸的強度
進行較核時，只較核軸上的最大彎矩和扭矩的截面強度，由公式：
式中a——為應(yīng)力折算系數(shù)：
M-------軸上危險截面處的當量彎矩，
W——軸上危險截面處的抗彎矩截面系數(shù)，
取a=0.6，計算截面上的應(yīng)力：
前面已選定軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得，由
總結(jié)
設(shè)計畢業(yè)設(shè)計十五周時間，在這段時間里，我學到了很多知識，讓我受益匪淺。本次設(shè)計主要是根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計標準進行設(shè)計，嚴格依據(jù)設(shè)計標準和有關(guān)規(guī)范設(shè)計與計算。畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了我：
1、 綜合運用機械設(shè)計及其他先修課的知識，進行機械設(shè)計訓練，使已學知識得以鞏固、加深和擴展；
2、 學習和掌握通用機械零件、部件、機械傳動及一般機械的基本設(shè)計方法和步驟，培養(yǎng)學生工程設(shè)計能力和分析問題，解決問題的能力；
3、 提高在計算、制圖、運用設(shè)計資料進行經(jīng)驗估算及考慮技術(shù)決策等機械設(shè)計方面的基本技能和Soild edge 技術(shù)。對于這次畢業(yè)設(shè)計，由于時間倉促和自己所學軟件的熟練程度等因素，使這次畢業(yè)設(shè)計沒有達到最完美的效果，這不能不說是本次設(shè)計的遺憾之處。不過，它至少啟發(fā)了我的思維，提高了我的動手能力，使我應(yīng)用了以前soild edge軟件中沒有用到的工具，同時，使我將以前的所學的書本知識又重新溫習了一遍，這為我在今后的工作崗位上發(fā)揮自己的才能奠定了堅實的基礎(chǔ)。各種各樣的機械設(shè)備一般都要實現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程和操作過程的自動化，這就要求進行各種機構(gòu)的的創(chuàng)新設(shè)計和常見機構(gòu)的組合應(yīng)用。因此，機械課程畢業(yè)設(shè)計對于培養(yǎng)學生對機械運動機構(gòu)的構(gòu)思和設(shè)計能力起到至關(guān)重要的作用。
時間過得很快，畢業(yè)設(shè)計馬上就要結(jié)束了，通過這段時間的努力，設(shè)計順利得完成，從中還學到了大量的知識，我相信在以后的學習和工作中肯定會用得到。
致謝
歷時近四個月的時間，終于將畢業(yè)設(shè)計的圖紙部分和說明書都做完了，在論文的寫作與設(shè)計圖的繪制過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的設(shè)計指導老師 秦衡峰老師，他對我們進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助我進行的修改和改進。在此向幫助和指導我的各位老師表示最衷心的感謝！
本設(shè)計從選題、方案論證到課題的研究都是在導師秦衡峰老師的全面、悉心指導下完成的。在設(shè)計期間，導師在論文研究方面和設(shè)計過程中給與悉心指導，大力支持和幫助。尤其是導師嚴謹?shù)目茖W研究精神，惜時如金的工作態(tài)度深深地影響了本人，使學生受益匪淺。在此表示衷心感謝，并致以崇高的敬意。
感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我很多素材，還在說明書的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。
本次畢業(yè)設(shè)計的順利完成離不開老師和同學的協(xié)助指導，借此只言片語，對他們熱心而無私的幫助表示衷心的感謝。
由于我的學術(shù)水平有限，所寫設(shè)計和說明書難免有不足之處，懇請各位老師和同學批評和指正！
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