多功能果蔬去皮加工機設計-果蔬原料去皮機【含7張CAD圖帶開題報告】.zip,含7張CAD圖帶開題報告,多功能,去皮,加工,設計,原料,CAD,開題,報告 目 錄 1 英文文獻翻譯…………………………37 1.1 英文文獻原文(原文題目)……………………………………37 1.2 中文翻譯………………………………………………………41 2專業(yè)閱讀書目………………………………………………………42 2.1 《機械設計課程設計》…………………………………………42 2.2 《機械設計》………………………………………43  1 英文文獻翻譯 1.1 英文文獻原文題目 Potatoes?peeled?structure?design Abstract:?the?graduation?design?is?mainly?studied?on?the?basis?of?the?principle?of?friction?of?potato?peeling?machine?design,?working?principle?and?the?composition?of?the?equipment.?Through?the?analysis?of?original?data,?project?demonstration?and?related?data?analysis?and?calculation,?the?overall?design?of?a?complete?potato?peeler?to?peel?and?mechanical?structure?is?a?new?form,?to?better?serve?the?fruits?and?vegetables?to?the?development?of?leather?industry,?better?adapt?to?the?demand?of?the?market?both?at?home?and?abroad,?so?has?the?good?market?prospect. Keywords:?potatoes?peeled?structure;?Friction?;?drive 1?the?domestic?research?status Technology?is?to?measure?whether?an?enterprise?has?the?advanced?nature,?whether?have?market?competitiveness,?whether?can?keep?ahead?of?competitors'?important?index.?With?the?rapid?development?of?domestic?potato?peeling?agency?market,?the?core?of?the?related?production?technology?and?research?and?development?will?certainly?has?become?the?focus?of?the?industry?enterprises.?Understand?the?potato?peeling?machine?in?the?production?of?the?core?technology?research?and?development?at?home?and?abroad,?process?equipment,?technology,?application?and?trend,?for?an?enterprise?to?improve?product?technical?specification,?improve?the?market?competitiveness?is?critical. Potato?products?the?main?varieties?of?potatoes,?potato?chips,?dehydrated?mashed?potatoes,?etc.?No?matter?what?kind?of?products,?its?processing?technology?requirements?of?raw?materials?to?deal?with?the?peel?potatoes,?to?guarantee?the?quality?of?the?products,?ensure?its?appearance,?color?and?taste.?Peel?potatoes?peeled?methods?mainly?include?artificial,?chemical?peeling,?mechanical?peeling,?etc.?Artificial?to?skin?peeling?effect?is?better,?but?low?efficiency,?high?loss?rate,?obviously?can?not?adapt?to?the?needs?of?the?development?of?the?potato?industrialization;?Chemical?peeling?a?hot?alkaline?or?peel?and?low?temperature?liquid?method?in?two?forms,?mainly?rely?on?the?strong?alkali?solution?and?liquid?chemical?peeling?effect,?softening?and?relaxation?potato?skins?and?body-to?keep,?then?use?high?pressure?water?jet,?peeled.?This?method?the?flushing?process?of?before?and?after?peeling?the?demand?is?higher,?and?liquid?alkali,?peel?or?consumption?is?too?large,?the?cost?is?higher,?and?this?way?the?serious?influence?the?taste?of?the?product.?Mechanical?peeling?is?friction?peel?form,?the?main?dependence?between?potato?and?potato?and?potato?with?silicon?carbide?or?rubber?friction?between?role?and?achieve?the?goal?of?peel,?good?effect?of?this?approach?to?skin,?reduce?the?production?cost,?reduced?environmental pollution,?simple?operation,?fast?speed,?can?one?person?operation,?high?energy?efficiency?to?maximize?the?interests?of?the?products. 2.?the?working?principle?of?the?potato?peeler The?potato?peeling?machine?adopts?horizontal?machine,?mainly?including?working?cylinder,?work?table,?frame?and?transmission?parts?(see?diagram).?When?to?work?in?the?potato?peeling?machine,?wheel?rotation,?the?material?by?a?bucket?shape?inlet,?material?fall?on?the?surface?of?a?rotating?brush?roller?corrugated?bulge,?the?effect?of?the?centrifugal?force?by?the?brush?roller?tangent?upward?movement,?material?constant?along?the?motion?for?a?cylindrical?wall,?rise?to?the?top,?was?at?the?top?of?the?block?back?into?the?working?surface?of?the?plate.?Into?the?rough?surface?and?friction?brush?roll.?The?reciprocating?movement?of?the?material?in?this?process,?by?violent?agitation,?and?formed?with?a?brush?roller,?wall?and?between?particles?is?given?priority?to?with?flip,?rubbing?friction,?impact?of?comprehensive?mechanical?effects,?so?as?to?achieve?the?aim?of?the?skin.?At?the?same?time?of?friction?peel,?from?inject?water?into?the?hole,?in?a?timely?manner?will?be?wiped?off?the?skin?of?the?through?brush?brush?roll?and?roll?gap?to?discharge?mouth?eduction?body.?In?the?case?of?non-stop,?open?the?discharge?valve?of?mouth,?material?by?dial?discharged?through?the?discharge?port.?After?peeling?potatoes?peel?by?institutions?discharging?chute?into?the?auxiliary?body,?after?screening?and?other?auxiliary?work?again?into?the?next?procedure. 3.?summary Believe?in?the?near?future,?once?the?product?is?applied?to?the?actual,?will?greatly?save?the?working?time,?improve?work?efficiency,?improve?the?economic?benefit,?at?the?same?time?will?make?a?great?contribution?for?the?mass?production,?giving?impetus?to?the?development?of?potato?industry?better?and?faster.?Mechanical?peeling,?powered?by?motor,?through?the?pulley?drive?cylinder?at?the?bottom?of?the?spinning?mill.?Low?middle,?high?edge?mill?wheel?surface,?undulate.?Tubers?to?join?the?cylinder,?each?other?due?to?centrifugal?force?and?the?friction?effect,?within?the?cylinder?up,?down,?left,?right?turn,?and?constantly?rolling;?And?the?rubber?cylinder?lining,?will?rebound?tuber,?in?the?mill?and?the?cylinder?wall?under?the?function?of?rubber?potato?tuber?is?grinding?to?the?skin?evenly,?achieve?the?goal?of?potato?peeling.?To?skin?with?clear?water,?and?then?open?the?side?door,?tuber?discharge?from?a?side?door,?dander?with?flow?from?the?discharge?gap?around?the?millstone.?The?machine?for?batch?production,?peeling?machine,?mill?rotate?at?a?certain?speed,?roller?potato?in?under?the?action?of?centrifugal?force,?gravity?and?the?friction,?using?potato?work?relative?to?the?mill,?the?relative?speed?difference?between?the?potato?skin?removed.  1.2中文翻譯 馬鈴薯去皮結構設計 摘要:本次畢業(yè)設計主要研究了以摩擦原理為基礎的馬鈴薯去皮機的設計要點、工作原理?及設備的組成。通過對原始數據的分析、方案的論證及其相關數據的分析計算,完成馬鈴薯去皮機的總體設計,是一種新形式去皮機械結構,能夠更好地服務于蔬果去皮行業(yè)的發(fā)展,更好地適應國內外市場的需求,因此具有良好的市場前景。 關鍵詞:馬鈴薯去皮結構;?摩擦;?傳動 1?國內研究現狀 技術工藝是衡量一個企業(yè)是否具有先進性,是否具備市場競爭力,是否能不斷領先于?競爭者的重要指標依據。隨著國內馬鈴薯去皮機構市場的迅猛發(fā)展,與之相關的核心生產?技術應用與研發(fā)必將成為業(yè)內企業(yè)關注的焦點。了解國內外馬鈴薯去皮機生產核心技術的?研發(fā)動向、工藝設備、技術應用及趨勢,對于企業(yè)提升產品技術規(guī)格,提高市場競爭力十?分關鍵。 馬鈴薯制品的主要品種有馬鈴薯條、馬鈴薯片、脫水馬鈴薯泥等。不論何種制品,其?加工工藝都要求必須對原料馬鈴薯進行去皮處理,才能保證產品的質量,保證其外觀、色?澤和口感。馬鈴薯去皮的方法主要有人工去皮、化學去皮、機械去皮等。人工去皮的去皮效果較好,但效率低、損失率高,顯然不能適應馬鈴薯產業(yè)化發(fā)展的需要;化學去皮有熱?堿法和低溫去皮液法兩種形式,主要依賴強堿溶液及特配化學去皮液的作用,軟化和松弛馬鈴薯的表皮和芽眼,然后用高壓冷水噴射,達到去皮目的。這種方法對去皮前后的沖洗工藝要求較高,且堿液或去皮液消耗量過大,成本較高,而且這種方法嚴重影響了產品的口感。機械去皮是摩擦去皮形式,主依賴馬鈴薯與馬鈴薯之間及馬鈴薯與金剛砂或橡膠之間的磨擦作用而達到去皮的目的,這種方法去皮效果好、降低了生產成本、減少了環(huán)境污染、操作簡單、速度快、可一人操作、效率高能實現產品利益的最大化。 2?馬鈴薯去皮機的工作原理 馬鈴薯去皮機采用臥式機型,主要包括工作圓筒,工作轉盤,機架和傳動部分(詳見?原理圖)。當去馬鈴薯去皮機工作時,工作轉盤旋轉,物料由斗形進料口加入,物料落到?旋轉刷輥表面上的波紋凸起上時,受離心力的作用由刷輥切線方向向上運動,物料不斷的?沿工作圓筒壁運動,上升到頂部,又被頂部擋回落入工作盤表面。落到刷輥的粗糙表面并產生摩擦。物料在這樣的往復運動過程中,被猛烈翻滾攪動,從而形成了與刷輥、筒壁及顆粒之間的以翻轉、揉搓摩擦為主,撞擊為輔的綜合機械作用效果,從而達到去皮的目的。 在摩擦去皮的同時,從進水孔注入清水,及時將擦下的皮通過刷輥與刷輥的縫隙沖至排渣口排出機體。在不停機的情況下,打開出料口的活門,物料由撥盤從出料口卸出。去皮后的馬鈴薯由去皮機構出料口滑槽進入輔助機構,經過篩選等輔助工作后再進入下道工序。 3?總結 相信在不久的將來,一旦該產品應用到實際,將大大節(jié)省工作時間,提高工作效率,?提高經濟效益,同時將為大批量馬鈴薯生產做出巨大貢獻,帶動馬鈴薯產業(yè)更快更好的發(fā)展。機械去皮,以電機為動力,通過帶輪帶動圓筒底部的磨盤旋轉。磨盤上表面中間低、邊緣高,呈波浪形。塊莖加入圓筒內,因離心力和相互摩擦作用,在圓筒內上、下、左、右翻動,并不斷地滾動;而圓筒內壁的橡膠,將塊莖彈回,在磨盤和圓筒內壁橡膠共同作?用下土豆塊莖被均勻地磨去外皮,實現馬鈴薯去皮的目的。去皮時加入清水,再打開側門,塊莖從側門排出,皮屑隨水流從磨盤的周圍間隙排出。該機為間歇生產,去皮機工作時,磨盤以一定的速度旋轉,滾筒內的馬鈴薯在離心力、重力和摩擦力共同作用下,利用馬鈴薯相對于工作磨盤間的相對速度差,將馬鈴薯的皮去掉。 2 專業(yè)閱讀書目 2.1 《機械設計》 內容摘要： 1.1.1機械設計的基本要求 1.實現預定的功能，滿足運動和動力性能的要求。 2.可靠性和安全性的要求。 3.市場需要和經濟性的要求。 4.機械零部件結構設計的要求。 5.操作使用方便的要求。 6.工藝性及標準化、系列化、通用化的要求。 7.其他特殊要求。 1.2機械設計的一般程序 1.2.1 制定設計工作計劃 1.2.2 方案設計 1.2.3 技術設計 1.2.4 施工設計 1.2.5 試制、試驗、鑒定 1.2.6 定型產品設計 2.2《機電一體化系統(tǒng)設計》 內容摘要： 以機電一體化系統(tǒng)設計為主線，介紹了機電一體化系統(tǒng)中的機械技術、計算機控制技術?、傳感檢測技術和伺服傳動技術等相關技術。通過對機電一體化基本要素進行分析與綜合，從系統(tǒng)化的角度介紹了各要素之間的相互作用關系，通過五個典型的機電一體化產品實例，進一步闡述了機電一體化技術的系統(tǒng)化設計方法。 多功能果蔬去皮加工機設計 摘 要 主要介紹了以磨削原理為基礎的，適合食品加工廠等場所使用的水果去皮機的設計要點，水果去皮機主要由動力部分，傳動部分，料倉和機架等部分組成。電機軸上帶輪通過V型帶向大帶輪傳遞動力，大帶輪再通過鍵向與之緊密聯結的主軸輸送動力，帶動工作圓盤轉動，水果被不斷擠壓，與筒壁內摩擦片碰撞，表皮被磨削掉，然后沖洗，準備下一工序。通過對原始數據的分析，方案的論證比較，和有關數據的分析計算，完成了水果去皮機的總體方案設計。 關鍵詞：水果去皮 帶傳動 電主軸 磨削  Abstract This paper mainly introduces the design points of the fruit peeling machine, which is based on the grinding principle and is suitable for the food processing plant and other places. The fruit peeling machine is mainly composed of the power part, the transmission part, the silo and the rack. The pulley on the motor shaft passes through the V belt to the large belt wheel. The large belt pulley conveys the power to the spindle which is closely connected to the spindle, drives the working disk to rotate. The fruit is continuously extruded and collided with the friction plate inside the wall. The skin is grinded off, then flushed and prepared for the next process. Through the analysis of the original data, the comparison of the scheme, and the analysis and calculation of the relevant data, the overall design of the fruit peeling machine is completed. Key words: fruit peeling; belt drive; motorized spindle; grinding  目 錄 摘 要 1 Abstract 2 1 引言 4 1.1 果蔬原料加工預處理 4 1.2 原料的清洗 4 2 果蔬加工方法 4 3 結構部分 5 3.1基本結構 5 3.1.2工作轉盤 6 3.1.3 齒輪傳動方案 7 3.1.4其他 8 3.2工作原理 8 4 果蔬原料去皮機的參數確定 8 4.1物料在工作圓筒內的受力分析 9 4.2工作轉盤轉速的確定 10 4.3去皮機功率的確定 11 4.4選擇電動機 12 4.5 整機主要參數指標（JB/T 10391-2008） 14 5主要零件的結構設計與計算 15 5. 1 V帶輪結構設計計算 15 5.2 傳動主軸的結構設計計算 17 5. 3軸上零件的周向定位 19 5. 4確定軸上圓角和倒角尺寸 19 5. 5滾動軸承的初步選擇 19 5. 6軸承盒蓋的設計 20 6.主要零件的校核 20 6.1滾動軸承的壽命計算 20 6.1.1作出軸的計算簡圖 21 6.1.2軸的強度校核計算 22 6.1.3按彎扭合成應力校核軸的強度 22 6.2鍵的選擇及其校核 23 6.2.1電動機軸上鍵的選擇 23 6.2.2 大帶輪軸鍵的選擇 24 6.3 電氣PLC控制圖 24 結 論 26 參考文獻 28  1 引言 近年來，我國的果蔬加工業(yè)取得了巨大的成就，果蔬速凍食品機械在我國農產品貿易中占據了重要地位。目前，我國的果蔬加工業(yè)已具備了一定的技術水平和較大的生產規(guī)模,外向型果蔬加工產業(yè)布局已基本形成。 1.1 果蔬原料加工預處理 果蔬的分級可按照不同的加工品的要求，采用不同的分級方式分級，包括大小分級、成熟度分級和色澤分級等幾種。在我國成熟度分級常用目視估測的方法進行，而大小分級是分級的主要內容，幾乎所有的加工果蔬均需大小分級，分級的方法有手工分級和機械分級。 1.2 原料的清洗 果蔬原料淸洗的目的在于洗去果蔬表面附著的塵土、泥沙和大量的微生物以及部分的化學農藥，保證產品的淸潔衛(wèi)生，從而保證產品品質。對于農藥殘留的果蔬，洗滌時常在水中加化學洗滌劑，常用的有鹽堿地酸、醋酸，有時也用氫氧化鈉等強喊及漂白粉、髙錳酸鉀等強氧化劑。果蔬淸洗的方法須根據果蔬形狀、質地、表而狀態(tài)、污染程度、夾帶泥土量以及加工方法而定。主要有手工淸洗和機械淸洗。后者需配罝滾筒式、噴淋式、壓氣式、漿葉式等設備。 2 果蔬加工方法 凡是果蔬原料果皮粗糙、堅硬，具有不良風味的均應去皮，以利于提髙品質，只有在加工某些果脯、蜜餞、果汁和果酒時，因要打漿和壓.榨，才不用去皮，果蔬去皮方法如下： (1)手工去皮:用特別的刀、刨等工具人工削皮，去皮干凈、損失少，但勞動效率低。 (2)機械去皮:主要用于比較常規(guī)的果蔬原料。 (3)堿液去皮:利用堿液的強腐蝕性來使蔬菜表而中膠層溶解，從而使果皮分離。堿液去皮常使用氫氧化鈉，腐蝕性強且廉價。堿液去皮時堿液的濃度、處理時間堿液溫度，應視不同果蔬原料種類、成熟度、大小而定。堿液濃度提髙、處理時間長和溫度高都會增加皮層的松離及腐蝕程度。經堿液處理后的果蔬必須立即在冷水中浸泡、淸洗、反復換水直至表面無膩感，口感無堿味為止。 (4)熱力去皮:果蔬用短時間高溫處理后，使表皮迅速升溫，果皮膨脹破裂，與內部果肉組織分離，然后迅速冷卻去皮，適合于成熟度高的桃、李、杏等。熱去皮的熱源主要有蒸汽和熱水。此法原料損失少，色澤好，風味好。 (5) 酶法去皮:在果膠酶的作用下，達到去皮目的。需要控制酶的最佳作用條件如溫度、時間、PH值等。 (6)冷凍去皮:將果蔬在冷凍裝置中冷至達到輕度表而冷凍，然后解凍，使皮松弛后去皮，此法質雖好但費用高。 (7)真空去皮:將成熟的果蔬先行加熱，使其升溫后果皮和果肉分離，接著進入有一定真空度的真空室內，適量處理，使果皮下的液體迅速“沸騰”，皮與肉分離，然后破除真空，沖洗或攪動去皮。 3 結構部分 3.1基本結構 主要包括工作圓筒,工作轉盤,機架和傳動部分,見裝配圖。 3.1.1工作圓筒 工作圓筒部分包括圓柱形工作筒和倒梯形集皮槽。它由SUS304不銹鋼薄鋼板卷焊而成(采用不銹鋼是因為它具有良好的耐腐蝕性，能承受一定的沖擊載荷,具有較高的硬度和耐摩性特別是對于此類食品加工設備,食品安全衛(wèi)生狀況最佳)。筒內壁為粗糙表面,以棕剛玉摻氧樹脂澆注、烘干而成。圓筒的側壁開有帶活門的出料口,物料塊莖在離心力的作用下甩出來,碰在出料門的內壁上并改變方向,以便于物料的收集。出料口和排渣口的方位可調整。 3.1.2工作轉盤 工作轉盤是物料去皮過程中產生機械作用的主要部件。根據胡蘿卜、馬鈴薯的生物學特性及物理特性,吸收手工去皮的基本原理,確定轉盤的基本形狀為圓盤形,轉盤表面為中心向四周輻射的凸起波紋狀。為增大物料和轉盤的摩擦,用棕剛玉摻環(huán)氧樹脂通過模型澆注在盤的頂面上,大概20mm厚,經烘干制成。亦具有一定的去皮作用。轉盤下方設有隨盤一起轉動的擋水環(huán),以防止清洗水進入軸承。 傳動系統(tǒng)： 常用的機械傳動方法又可供選擇 （1）帶傳動 通過一級皮帶輪實現傳動,它有過載保護作用，緩沖吸振作用，運行平穩(wěn)無噪音，適用于遠程輸送，制造安裝精度要求不高，、成本低，但有彈性滑動，使傳動比i不恒定、張緊力較大（與嚙合傳動相比）軸上壓力較大、結構尺寸較大不緊湊、打滑使帶壽命較短等 缺點應用范圍傳動比要求不髙，要求過載保護，一般的傳動范圍2~5級。 (2)齒輪傳動 采用齒輪傳動，它的優(yōu)點效率髙，傳動比恒定；結構緊湊，壽命長，但制造、安裝精度要求髙；中心距不宜較大。但它能夠實現很大的傳動比；圓柱齒輪二級減速器i≤60。 (3) 鏈傳動 采用鏈傳動，但它只能實現平行軸間鏈輪的同向傳動，對惡劣環(huán)境能適應：運轉時不能保持恒定的瞬時傳動比，磨損后舄發(fā)生跳齒，傳動不平穩(wěn)，多用于低速傳動等。i≤8 (4) 蝸桿傳動 結構緊湊，傳動比大，傳動平穩(wěn)，噪聲??；效率低.制造要求精度髙，成本較髙； i≤120。 由于鏈傳動運轉不均勻，有沖擊，不適合髙速傳動，而帶傳動平穩(wěn)，能緩沖減振，由于本設計總傳動比比較高，還要通過減速器二級減速。 故本設計機構從總體和經濟性考慮選擇帶傳動。 3.1.3 齒輪傳動方案 齒輪傳動方案一：電動機用帶傳動減速，直接降到工作機軸轉速的要求值。由于帶傳動有一定的減振作用而鏈輪傳動制造麻煩而且苻噪音，且鏈輪上的潤滑油可能污染物料所以這部分傳動選用帶動傳動。其傳動方 案如圖3.1.3（1）所示。 傳動方案二：電動機直接與減速器通過聯軸器連接，減速器再通過聯軸器與帶輪連接，然后帶動轉動帶動去皮機的工作軸轉動。由于帶傳動有一定的減振作用而鏈輪傳動制造麻煩而且有噪音，且鏈輪上的潤滑油可能污染物料所以這部分傳動選用帶動傳動。其傳動方案如圖2所示。其傳動方案如圖3。 由于帶傳動應布置在低速級，直接減速滿足設計要求，故選擇方案一。 3.1.4其他 工作圓筒下部設有排渣口，淸洗水連同物料皮渣一起從這里排出 3.2工作原理 當去皮機工作時，工作轉盤旋轉，物料由斗形進料口加入，物料落到旋轉圓盤表面的波紋凸起上時，受離心力的作用由工作圓盤的中心向外運動，同時被拋起向簡壁的粗糙表而并產生摩擦。物料不斷的沿工作圓筒壁運動，上升到頂蓋，又被頂蓋擋回落入工作盤表面。物料在這樣的往復運動過程中，被猛烈翻滾攪動，從而形成了與盤、簡壁及顆粒之間的以翻轉、揉搓摩擦為主，掩擊為輔的綜合機械作用效果，從而達到去皮的目的。在摩檫去皮的同時，從進水孔注入淸水，及時將擦下的皮通過轉盤與筒壁的縫隙沖至排渣口排出機體。在不停機的情況下，打開出料口的活門，物料利用離心力從出料口卸出。卸料前應停止注水，以防止活門打開后從出料口濺出。 4 果蔬原料去皮機的參數確定 4.1物料在工作圓筒內的受力分析 物料在轉盤旋轉時的受力情況如下圖所示：設波紋角為 a，物料的速度為V。_當轉盤旋轉時推動物料A運動。其運動方向垂直于波紋切線。V可以分解為V垂笪和V水平，CB與轉盤平面平行，可以看作是轉盤圓周速度ωR。（式子中ω為角速度（1/s），R為轉盤半徑（m）） V垂直=Vcosα=ωRsinαcosα； Sinαcosα=12sin2α； 則V垂直=ωRsin2α2（m/s） 物料從垂直方向拋起的動能 E垂直=12mV2垂直=12m（ωRsin2α2）2=18mω2R2sin22α（N?m） 此動能應該等于勢能mgh，即 ：18mω2R2sin22α=mgh 化簡得：18ω2R2sin22α=gh 為了正常運轉，拋高h一定要超過物料在工作圓筒內的厚度，才能使最底層的物料拋起，與筒壁進行摩擦，所以用δ代替h，即 ：18ω2R2sin22α=δg; 又因為ω=πn30,帶入上式得 ： 18（πn30）2R2sin22α=gδ; 化簡得 ：n=602δgπRsin2α（r/min）…[1] [α角一般取20~30°] 為了正常運轉，僅僅把物料拋起還不行，還要保證物料能拋向側壁進行摩擦，拋向側壁的力靠FC FC=mV2R=m(ωR)2R=G(πRn30)2gR=GRn2900(N) 此離心力應大于波紋對物料的摩擦力?，才能使物料離開波紋拋向側壁，摩擦力?=μG（N）,μ為摩擦系數。 令FC≧?，即GRn2900≧μG 得n≧30μR(r/min)…[2] 在設計計算中，選取[1]與[2]中n計算最大值作為設計值。 4.2工作轉盤轉速的確定 收購物料時，其包裝以編織袋居多，每袋約50kg,工作時每次倒入1袋（以袋的 整數倍為一次計量)，下面以此確定整機的尺寸和轉速。 蘋果的容量根據資料查找，選取一般值900kg/m3,桃子的長度一般取在100mm-130mra之間考慮，轉盤半徑應.與物料長度有一定的可比性，再考慮整機結構以及外形尺寸。 根據設計選；工作轉盤半徑R=400mm，則物料的堆髙，根據公式πR2δρ=m可以估算出，物料的堆髙值δ=100mm 由[1]式可知，在α小于45°時，轉速隨α的增大而降低，考慮轉速不宜太髙且能有較大的拋髙，取α=30。，則由[1]式計算轉速最小值為n=56.94r/min。 蘋果、梨與磨料的摩擦系數μ為1.0~1.4,取μ=l.2 由[2]式計算轉速n=51.96r/min 取以上兩者中的大值nmin=57r/min 但由于以上確定的轉速僅適用于理想物料情況，實際工作中，由于物料之間的相互碰撞、摩擦和物料的彈性影響，物料在此轉速下達不到計算高度，故n應適當放大 結合考慮，故最終選定工作轉盤轉速n=(1.5~2.2)nmin 取n=130r/mm 4.3去皮機功率的確定 去皮機的功率消耗包括： 克服物料對轉盤摩擦力所需要的功率N1; 克服物料對工作圓筒壁摩擦力所需要的功率N2； 轉盤拋起物料所作的功率N3； 傳動機構因摩擦而消耗的功率N4； 以上功率分別以下公式計算： N1=Mmpωcp(W) (式中Mmp......處于圓筒內物料的摩擦力矩（N?m）) Mmp=μGR2（N?m） (式中G……物料重力（N） μ……摩擦系數 R2……摩擦臂矩（m） ωcp……物料與圓盤的平均相對角速度（1/s）,采用最大角速度的1/2) ωcp=12（πn30）=πn60； 故N1=μGR2?πn60 = μGRπn120（W）； N2 = Myωcp (式中My……在離心力作用下，物料與側壁的瞬時摩擦力矩N?m) My = mV2RμR′ （式中V……物料圓周速度（m/s） R′……摩擦臂矩（R′=18R）（m）) My = mV2RμR′=mV2Rμ?18R=μmV28=μGV28g(N?m) 故N2=μGV28g?πn60 = μGV2πn480g(W) N3=Gsnk60(W) （式中s......工作轉盤表面波紋高度（m） K……波紋數量） N4則為傳動損失，以傳動效率η（=0.9）表示 則消耗的總功率： N=N1+N2+N3η=μGRπn120+μGV2πn480g+Gsnk60η =Gn(4μRπ+V2π1g+8snk)480(W) 由上式+經驗公式，總功率可由下式進行估算： N=Mωη（W） （式中M為轉盤轉矩（N?m） η為傳動效率） M=μGR (R為摩擦臂矩（m） R=0.4D （D為工作轉盤直徑）) 由上式可計算出工作轉盤轉矩M=235.2N?m 則N=Mωη=3.7kW,考慮到電動機效率和啟動力矩波動，取電動機功率P=4.0kW 4.4選擇電動機 電動機是專門工廠批量生產的標準部件，設計時要選出具體型號以便購置。選擇電動機包括類型，結構，容量（功率）和轉速，并在產品目錄中査出其型號和尺寸。 (1)選擇電動機類型和結構形式 電動機分交流電動機和直流電動機兩種。由于直流電動機需要直流電源，結構復雜，價格較髙，維護比較不便，因此無特殊要求時不宜采用。 生產單位一般用三相交流電源，因此，如無特殊要求都應用交流電動機。交流電動機有異步電動機和同步電動機量類。異步電動機有籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動機應用最多。我國新設計的Y系列三相籠型異步電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其結構簡單、工作可靠、價格低廉、維護方便，適于不易燃、不宜爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械上。 電動機類型要根據電源種類（交流或直流)，工作環(huán)境（溫度、環(huán)境、空間位置尺寸等)，載荷特點（變化性質、大小和過載情況)，起動性能和起動、制動、反轉的頻繁程度，轉速髙低和調速性能要求等條件要求：故按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，封閉式結構，電壓380V, Y型。 (2)選擇電動機的容量 電動機的容量（功率）選得合適與否，對電動機的工作和經濟性都有影響。 容量小于工作要求，就不能保證工作機的正常工作，或使電動機長期過載和功率因數都較低，增加電能消耗，造成很大浪費。 電動機的容量主要根據電動機運行時的發(fā)熱條件來決定。電動機的發(fā)熱與其運行狀態(tài)有關。運行狀態(tài)有三類，即長期連續(xù)運行、短時運行和重復短時運行。變載下長期運行的電動機、短時運行的電動機（工作時間短、停歇時間長） 和重復短時運行的電動機（工作時間和停歇時間都都不長）的容雖要按等效功率法計算并校驗過載能力和起動轉矩，其計算方法可參看有關電力拖動的書籍。 電動機的功率為 Pd=Pwη' 式中PW……電動機所需工作效率，即工作機主動端運輸帶所需功率（kW） η′……由電動機至工作機主動端運輸帶的總效率 經過計算Pd=3.7kW （3）確定電動機轉速 容量相同的同類型電動機，有幾種不同的轉速系列供選擇，如三相異步電動機常用的有四種同步轉速，即3000、1500、1000、750r/min (相應的電動機定子繞組的極對數為2、4、6、8)。同步轉速為由電源頻率與極對數而定的磁場轉速，電動機空載時才可能達到同步轉速，負載時的轉速都低于同步轉速。 低轉速電動機的極對數多，轉矩也大，因此外廊尺寸及重量都較大，價格較髙，但可以使傳動裝置總傳動比減小，使傳動裝罝的體積、重量較?。焊咿D速電動機時要綜合考慮,分析比較電動機及傳動裝罝的性能，尺寸、重量和價格等因素。 而所需轉速低，所以綜合以上我們査表選擇電動機型號為Y160M1-8,其主要性能如表1和電動機外形（查閱《機械設計課程設計》ISBN 978-7-5609-7440-8表16-1） 和安裝尺寸表2; 和 4.5 整機主要參數指標（JB/T 10391-2008） 型號:QP-100 工作轉盤直徑：800mm 轉速：130r/min 電動機：Y160M1-8 4kW 同步轉速750r/min 生產能力： 200kG/h 每次投料量：50kG 每次去皮時間：約96s 去皮得率：93.3% 去皮損耗率<8% 清洗水耗量：2.74t/h 5主要零件的結構設計與計算 5. 1 V帶輪結構設計計算 由上述可知，電動機轉速為750r/min，額定功率P=4kW,工作轉盤轉速為 130r/min,傳動比i=5.54，電動機滿載轉速n=720r/min,—天運轉時間小于8h。 (1) 計算功率PC 查閱《機械設計》表5-9得： 工況系數KA=1.0*1.1（由于加裝張緊輪，所以乘上1.1） 則PC=KA*P=4.4kW 式中：PC_________計算功率kW KA_________工況系數 P__________所需傳遞的額定功率kW （2）選取普通V帶型 根據PC、n，經查閱《機械設計》圖5-9，選定SPZ型窄V帶。 （3）確定帶輪基準直徑 由《機械設計》表5-10，取dd1=90mm 則dd2=dd1*i=498.6，取dd2=500mm 驗算帶速ν： ν=πdd1n160*1000=3.39m/s 滿足Z型V帶：ν≤νmax=25m/s 故帶速合適。 （4）初定中心距 由0.7（dd1+dd2）≤ao≤2(dd1+dd2) 即：413mm≤ao≤1180mm 取ao=500mm 初算帶長： LC≈2ao+π2（dd1+dd2）+(dd2-dd1)24ao =2010.82mm 由表5-6選取基準帶長Ld=2000mm 則實際中心距a≈ao+Ld-Lc2=494.6mm (5)驗算小帶輪包角α1 α1≈180°-dd2-dd1a*57.3°=132.5°≥120°（特殊情況≥90°） 故主動輪包角合適 （6）計算普通V帶根數 由Z≥Pc[Po]=PC(Po+ΔPo)KLKα 由n1=720r/min,dd1=90mm,i=5.54 查閱表5-6,5-7得：KL=1.02 表5-8，得Kα=0.87 則Z≥4.4kW1.12kW+0.1kW*1.02kW*0.87W=4.06 取Z=4（根）（Z＜10合適） （7）確定初拉力Fo Fo=500Pc4*3.39?2.5-KαKα+qν2 由表5-2，取q=0.07kg/m 則Fo=500*4.44*3.39?2.5-0.870.87+0.07*3.392 =304.77N （8）計算帶對軸的壓力FQ FQ≈2?Z?Fo?sinα12=2*4*304.77*sin132.5°2 =2231.68N （9）帶輪結構設計 設計V帶輪時應滿足的要求有：質量小，結構工藝性好，無過大的鑄造內應力：質量分布均勻，輪槽工作而要精細加工（表而粗糙度一般應為3.2),以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。帶輪的材料選取HT200的灰鑄鐵，結構為腹板式。 帶輪參數設計 [小帶輪]由于小帶輪直接與電機外定子軸配合，故其軸徑d與電機軸徑相同，取d=42+0.002+0.018mm為主體式結構,而基準直徑dd=90mm＞80mm，故取φ=38° 由《機械設計》表5-11，B=(Z-1)e+2f=(4-1)·12+2·7=50mm [大帶輪]由于基準直徑dd2=500mm＞350mm，所以采用輪輻式結構 階梯軸最小軸徑dmin=45.7mm，又因為軸上需攻螺紋，故取大帶輪最小軸徑d=48mm則d1=(1.8~2)d，取d1=90mm 由n=130r/min,m=4,則h1=290·3Pnm=59.1mm 則h2=0.8h1=47.3mm，b1=0.4h1=23.64mm b2=0.8b1=18.91mm，f1=f2=0.2h1=11.82mm L=(1.5~2.2)d，取L=80mm <10>V帶傳動的張緊裝罝 各種材質的V帶都不是完全的彈性體，經過一定時間的運轉后，都會發(fā)生塑性變形，使預緊力降低。為了保證帶傳動的能力，應定期檢査預緊力的數值。最常見的張緊裝置有定期張緊裝置、自動張緊裝罝和張緊輪張緊裝罝等幾種，在本設計中，由于自動張緊裝置和張緊輪張緊裝罝的自身特點不適合本設計中皮帶輪張緊要求的需要。因此，在本課題加料器的設計中，采用手動定期張緊作為皮帶輪的張緊裝罝。如圖所示 5.2 傳動主軸的結構設計計算 由于軸承的型號是根據軸端直徑確定的，而且軸的結構設計是在初步計算軸徑的基礎上進行的。 (1)初算軸徑 d=C?3Pn 其中P=3.7kW,n=130r/min,傳動軸材料選用45鋼，取C=110，則dmin=110?33.7130=39.7mm 考慮到軸上開2個鍵槽，軸徑需增大15％ 故軸徑d=dmin*(1+15％)=45.7mm 考慮到軸端車螺紋，故取最小軸徑d=d*(1.3~1.6) 取d=68mm (2)擬定軸上零件的裝配方案 本軸的零件的裝配方案見裝配圖 軸的結構圖見零件附圖 （3）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ①L1-2段的軸段 為了滿足工作轉盤的軸向定位要求，考慮反轉螺帽的旋入深度，工作轉盤的厚度，此軸段所車的螺紋長度為25mm，總長L1-2=90mm，直徑d=52mm ②L2-3段的軸段 此段安裝有軸承，考慮工作圓筒內的集皮空間和機架的厚度，此軸段的總長（由于此處選用凸緣式軸承蓋進行密封，則軸承蓋連接螺釘直徑選M10,數目6個）L2-3= 100mm，直徑 d=65mm ③L3_4段的軸段 此段主要是處于立式軸承座中，進行軸承的軸向固定起承載作用，故長度根據估算取L3-4=60mm , d=74mm ④L4-5段的軸段 此段的軸長主要是與大帶輪發(fā)生聯系，在其上安裝有軸承，根據大帶輪的帶輪寬 B = (Z-1) *12+2f=52mm,綜合考慮取此處 L4-5=90mm，d=65mm ⑤L5-6段的軸段 此段用來安裝大帶輪，由以上的大帶輪寬度可取此處軸段長度L5-6=52mm, d=48mm 5. 3軸上零件的周向定位 工作圓筒和大帶輪的周向定位均采用平鍵聯接。 按d=45.7mm由《機械設計課程設計》表11-28 査得所選用的平鍵截面b*h=14*9(mm）（GB/T1095-2003)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，與工作轉盤相連的鍵槽長取45mm,也大帶輪相連的鍵槽長取32mm（標準鍵長見GB/T 1096-2003),同時為了保證大帶輪與軸配合有良好的對中性，故選擇大帶輪輪轂與軸的配合為H9/n9,滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差是n9。 5. 4確定軸上圓角和倒角尺寸 根據默認設定，取軸端倒角為2x45° 5. 5滾動軸承的初步選擇 因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，按照工作要求并根據 d=45.7mm,由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組，標準精度級的角接觸球軸承7209AC，其尺寸為dxDxB = 45x85x19mm，成對使用，安裝在立式軸承座上。 同時在驅動端安裝一個膜片式彈簧圈，對軸施加預載荷，所以可以保證主軸系統(tǒng)無游隙運動和髙剛度，這樣可以避免無載荷軸承在髙速下可能出現的球打滑現象。球打滑可能會引起表面變粗糙，提髙運轉噪聲。 軸承的潤滑：該滾動軸承采用脂潤滑。潤滑脂是增稠劑和基礎油的混合物，可分為以下潤滑脂類型：（1)由金屬皂作為增稠劑與潤滑油所構成的金屬皂基潤滑脂。（2)由無機膠凝劑式有機增稠劑與潤滑油構成的非皂基潤滑脂。（3>由有機式無機增稠劑與合成油構成的合成潤滑脂。該軸承選用2號鈣基脂為潤滑脂。該軸承為長壽命潤滑脂潤滑，潤滑間隔為1年。 5. 6軸承盒蓋的設計 軸承蓋用來限定軸承的位置和密封作用，常用的軸承蓋有螓栓固定式和嵌入式兩種。 前者可較容易調整軸承的軸向間隙和嚙合件的軸向位，但結構較重；后者結構簡單，但嵌槽加工困難。根據結構特點設計為螺栓固定式。 6.主要零件的校核 6.1滾動軸承的壽命計算 在確定滾動軸承的支點位置時，從表12-6查得a=24.7mm，因此作為外伸梁的軸的支撐跨距L=24.7+60+25=109.7mm 求出軸承的徑向載荷 Fr1×110+Fp×91＝0； Fr2×110+Fp×（91+110）＝0； 根據計算得出Fr1=-1652N;Fr2=3649N;則兩者的方向相反又因為Fae=1.5G=735N: 現以Fr2為計算滾動軸承來校核軸承壽命 因為FaeFr=0.20≤0.68，P=Fr2=3649N 則所選用的滾動軸承的壽命為Lh=10660n?(CP)ε 對于球軸承而言ε=3 查表知7209AC型角接觸球軸承的基本額定動載荷C=36800N根據上式計算其壽命得出L=43768h>30000h滿足工作要求又對所選角接觸球軸承的靜載荷進行討論 Cr=28500N Pr=0.41Fr+0.87Fa Por=0.5Fr+0.38Fa≥Fr Cr≥SoPo=2Por 綜合可知,所選的7209AC型角接觸球軸承符合工作. 6.1.1作出軸的計算簡圖 結合7209AC型角接觸球軸承的計算數據,作出如下的軸的彎矩扭矩圖 6.1.2軸的強度校核計算 根據軸的彎矩扭矩閣可知其危險截而為軸承一所在支點處截而，根據軸的具體受載及應力情況，可知該軸為傳動軸，主要承受扭矩。則按扭矩強度條件計算?？紤]還受有不大的彎矩，則用降低許用扭矩切應力的方法予以考慮軸的扭矩強度條件為： τT=TWT=≈9550000Pn0.2d3≤[τT] 式中：τT__________扭轉切應力，單位為MPa； T___________軸所受的扭矩，單位為N?mm； WT________軸的抗扭截而系數，單位為mm3； N_______軸的轉速，單位為r/min； P________軸傳遞的功率，單位為KW； D________計算截面處軸的直徑，單位為mm； [τT]_________許用扭轉切應力，單位為MPa； 此軸選用45號鋼,[τT]值為25~45MPa之間 而通過對軸的計算，τT min=5.lMPa；τTmax =8.5MPa τT＜[τT]故軸的扭轉條件符合要求。 6.1.3按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截而（即危險截面）的強度，由此軸的彎扭圖可知，其危險截而為軸承一所在支點處截而，根據機械設計書中式（15-5)及上表中的數值，并取α = 0.3，軸的計算應力 σca=M2+(αT)2W=7.32MPa≤60MPa 以選定的軸的材料是45號鋼，調制處理。由表15-1査得τ-1 =60MPa,故安全。 軸的扭轉剛度校核計算 軸的扭轉變形以每米長的扭轉角φ表示 φ=5.73*1041LGtZTtLtIPt 式中：T____________軸所受扭矩，單位為N?mm G______________軸的材料剪切彈性模量，單位為MPa，對于鋼材，G=8.1×104MPa IP_____________軸截面的極慣性矩,單位為mm4,對于圓軸，IP=πd432 L_______________階梯軸受扭轉作用的長度,單位為m Tτ,Lτ,IPτ_____分別代表階梯軸第τ段上所受的扭矩、長度和極慣性矩,單位同前 Z_____________階梯軸受扭轉作用的軸段數 綜合上式計算出φ=0.32(°)/m [φ]為軸每米長的允許扭轉角,與軸的使用均合有關,對于一般的傳動軸,可取[φ]=0.5~1(°)/m;對于精密傳動軸可取[φ]=0.25~0.5(°)/m。對于精度要求不高的軸,[φ]可大于1(°)/m 顯然對于本設計中所涉及的軸為一般的傳動軸，φ≤[φ]符合扭轉剛度要求 綜上所述,設計的軸滿足工作要求。 6.2鍵的選擇及其校核 可根據聯接的結構特點使用要求和工作條件來選擇鍵的類型,再根據軸的徑從標準中選出截面尺寸并考慮轂長選出鍵的長度,然后用適當的校核計算公式強度驗算 6.2.1電動機軸上鍵的選擇 根據電動機軸徑和輪轂長度從標準中選擇鍵的尺寸如表所示。 鍵的校核 假設壓力在鍵長度內均勻分布，則根據擠壓強度或耐磨性的條件計算，求得聯接所能傳遞的轉矩： T=hld[δp]≈14hld[δp]= 14*7*32*42=2352N?m＞20N?m 故能滿足電動機在滿載荷時所需轉速 6.2.2 大帶輪軸鍵的選擇 同理，計算得符合設計要求 其它各軸所選鍵與電動機選軸鍵相同。 6.3 電氣PLC控制圖 電控主要是控制電動機的起動、停止，實現自動控制，并具有必要的保護。本設計采用控制器、熔斷器、熱繼電器和按鈕所組成的控制裝罝對控制對象進行控制?？刂蒲b置可根據生產工藝過程對控制對象所提出實現控制作用。如下圖所示 電動機合上閘刀開關QS下起動按鈕SB2,接觸器KM的吸引線圈通電，其主接觸點KM閉合，電動機起動。由于接觸點的輔助接觸點KM并聯于起動按鈕，因此當松開手斷開起動按鈕后，接觸器線圈KM通過其輔助常開接觸點可以繼續(xù)保持通電，維持其吸合狀態(tài)，故電動機不會停止。和起動按鈕并聯的輔助常開觸點稱為自鎖觸點。 按停止按鈕SB1,接觸器KM的吸引線圈失電釋放，所有KM常開觸點斷開。KM主觸點斷開，電動機失電停轉；KM輔助觸點斷開，消除自鎖。  結 論 隨著食品工業(yè)的發(fā)展，食品深加工己越來越被批界重視，特別是快餐和方便食品的誕生，促使保鮮脫水蔬菜工業(yè)迅速發(fā)展起來。盡管我國的果蔬加工產業(yè)無論是加工能力、技術水平、裝備硬件以及國內外市場都取得了較大的進步和快速的發(fā)展，但是與國外發(fā)達國家相比仍然存在一定的差距。中國已發(fā)展成為世界果蔬和加工品的大出口國，但很多是以半成品的形式出口，到國外后仍要進行深加工或灌裝，產品附加值較低。高附加值產品少，特別是對原料的綜合利用程度低，皮渣中果膠、果蔬天然香精、膳食纖維、色素、籽油等精深加工產品的產業(yè)化核心技術沒有突破。 本課題的提出就是某于上述的實際需要出發(fā)，桃子去皮效率的髙低和安全衛(wèi)生性將直接影響果蔬原料加工的效益。針對這些特點所采取的設計方案不僅從實際產品要求出發(fā)， 而且還結合經濟優(yōu)化，以達到最低成本產生最大收益。本設計利用電動機為動力源，物料在圓筒形容器中，通過傳動軸的作用，依靠帶有磨料的工作轉盤在中速或髙速旋轉中形成與工作轉盤、簡壁及物料顆粒之間的翻轉、揉搓摩擦為主，掩擊為輔的綜合機械作用效果從而達到去皮的目的。因此可知本課題的設計方案所依據的理論，證明是完全可行的。 本課題的設計涉及到機械制造、機械設計、理論力學、材料力學、工程材料基礎等多種學科的知識。主要內容包括果蔬原料去皮機的結構設計、物料的受力分析、主要參數的選擇確定、主要零件的校核及分析說明，有完整的理論闡述和設計計算，并附有大量的裝 配和零件圖，更加直觀的對整個設計加以論證。其中對果蔬原料去皮機的關鍵部件——傳動軸作了詳細的力學分析和計算，并繪制出彎矩扭矩閣，通過理論以及大量的計算闡述了傳動軸結構的可行性和性能特點。同時工作圓筒的結構設計也是基于相應的理論依據、計算，大量文獻資料的閱讀，對出品相應機械產品公司的網上査閱了解所確定的。由上可知，本設計基本實現了水果去皮機的去皮要求，是一種切實可行的設計方案。  參考文獻 [1]Amots Hetzroni,Arie Vana,Amos Mizrach.Biomechanical charactereristics of tamato fruit peels[J] Postharvest Biology and Technology,2010,59(1) [2]彭文生，黃華梁，李志明.機械設計[M].2版.北京：高等教育出版社，2008. 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