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塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1.緒論
1.1選題的意義和目的
為了使堅(jiān)果食品增值，近年來(lái)在各國(guó)都在加工制造成品方面很想辦法。目前整體核桃核仁在國(guó)際市場(chǎng)上的價(jià)格是帶殼核桃的幾十倍，且核桃?guī)け４嬉酌範(fàn)€。因此，尋求效率高，質(zhì)量好的脫殼方法，是必然發(fā)展的。我國(guó)核桃資源豐富，如何的有效去殼，對(duì)滿(mǎn)足人們生活需要和換取外匯都有著很重要的意義。
現(xiàn)在剝核桃的方法很多比說(shuō)門(mén)縫里夾，錘子砸等等，都解決不了批量剝殼的問(wèn)題，核桃破殼是核桃深加工的第一步，必須首先解決.經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)核桃形狀的不規(guī)則、殼仁的間隙小，試驗(yàn)證明核桃殼完全破裂所需的變形量大于殼仁的間隙,用一般的機(jī)械擠壓方法破殼必然會(huì)造成大量的碎仁，隨著逐年核桃產(chǎn)量的猛增加，如何對(duì)核桃深加工問(wèn)題也就隨而來(lái)之，核桃破殼取仁技術(shù)也突顯出來(lái)了。實(shí)際上人工剝殼速度難以滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)展的要求，故研制高效剝殼機(jī)已經(jīng)成當(dāng)務(wù)之急[1]。
針對(duì)核桃加工存在的問(wèn)題和市場(chǎng)需求，確定核桃加工的工藝，除脫青皮、分級(jí)、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外，還可進(jìn)一步的深加工。在加工中，存在的問(wèn)題是核桃脫殼比較困難，主要都由人工完成。人工剝殼難以滿(mǎn)足生產(chǎn)的發(fā)展的要求，故研制高效剝殼機(jī)已成當(dāng)務(wù)之急[2]。我國(guó)的核桃栽培面積約130萬(wàn)hm2以上，主要種植區(qū)域在西南與西北。在國(guó)際的市場(chǎng)上，核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界的4大干果，核桃作為保健食品早已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外所認(rèn)識(shí)。我國(guó)核桃總產(chǎn)量約1萬(wàn)t，全國(guó)人均占有為0.24kg。這與國(guó)際上一些國(guó)家相比相差很遠(yuǎn)，如美國(guó)人均占有核桃量為1.5kg，是我國(guó)國(guó)民的6倍。核桃系胡桃科核桃屬。原產(chǎn)我國(guó)的有4個(gè)種和1個(gè)雜交種，栽培較多的有普通核桃和云南薄殼核。目前我國(guó)核桃面積約為66．7公頃，年產(chǎn)量約20多萬(wàn)噸。核桃出仁率達(dá)50％左右，優(yōu)質(zhì)的核桃仁為淡黃色或琥珀色，營(yíng)養(yǎng)豐富而味美，可以生食，是很好的滋養(yǎng)品，也是制作糕點(diǎn)的好原料。很多國(guó)家有消費(fèi)核桃的習(xí)慣，美國(guó)的膳食指南將核桃與大豆列為同類(lèi)食物。近些年來(lái)，核桃除銷(xiāo)售干果或核桃仁外，核桃乳、核桃速食粉、核桃精等加工品也進(jìn)入市場(chǎng)，另有少量的核桃油產(chǎn)品的銷(xiāo)售，但是核桃的深加工產(chǎn)品很少見(jiàn)，隨著核桃生產(chǎn)的發(fā)展，其后續(xù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和加工迫在眉[2] 。
1.2本課題所涉及的問(wèn)題及國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀及分析
國(guó)外堅(jiān)果類(lèi)破殼問(wèn)題的研究，如蘇聯(lián)專(zhuān)利的破裂松果的方法，日本專(zhuān)利的破除栗殼的方法，我國(guó)對(duì)棉核桃剝?nèi)∪实难芯?，在理論和?shí)踐方面都做了許多探討，但均未解決好核桃去殼取仁的問(wèn)題。
目前核桃核桃生產(chǎn)國(guó)中最有代表性的、生產(chǎn)水平最高的、市場(chǎng)占有份額最大的當(dāng)數(shù)美國(guó)。美國(guó)可謂核桃生產(chǎn)上年輕而又強(qiáng)大的王國(guó)。美國(guó)核桃采收的機(jī)械化的程度很高，先是噴灑乙烯利，然后采用振落機(jī)采收，再用脫青皮機(jī)脫皮，用清洗機(jī)清洗，用烘干機(jī)再烘干、利用冷庫(kù)再進(jìn)行干燥處理和貯藏。如加工果仁， 采用破殼機(jī)破殼， 通過(guò)氣流分選機(jī)進(jìn)行殼仁分離， 然后用分色機(jī)將果仁分為深色和淺色， 再分出全仁和碎仁， 最后分別稱(chēng)重包裝銷(xiāo)售。
國(guó)外早在20世紀(jì)60年代初,就著手研制堅(jiān)果剝殼機(jī)具,到80年代初,美國(guó)、意大利、法國(guó)等已相繼推出了各種堅(jiān)果剝殼機(jī),如夏威夷果剝殼機(jī)、杏仁剝殼機(jī)等。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,堅(jiān)果剝殼機(jī)具已日趨成熟,目前,正朝著機(jī)電一體化方向發(fā)展[3]。
1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析
在我國(guó)，如山西、陜西的核桃剝殼機(jī)，性能不甚好，我國(guó)出口的核桃仁全都是手工砸取，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，且菌感染指數(shù)高于國(guó)際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，影響了核仁的品質(zhì)，降低了換匯率。在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)銷(xiāo)售，對(duì)人民不利。
如今國(guó)內(nèi)外核桃破殼有以下幾個(gè)方法：（1）離心式碰撞破殼法（2）化學(xué)腐蝕法（3）真空破殼取仁法（4）超聲波破殼法（5）定間隙擠壓破殼法。這些方法第一種碎仁太多，所以應(yīng)用很少。第二種 在實(shí)際操作中不容易控制，仁容易受到腐蝕，處理不好還造成環(huán)境污染，很少有人采用。第三種第四種，設(shè)備昂貴，破殼成本高，效果我國(guó)堅(jiān)果剝殼機(jī)具發(fā)展緩慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于種植業(yè)的發(fā)展,在一些生產(chǎn)應(yīng)用的機(jī)具中,存在如下幾個(gè)突出的問(wèn)題,因而,難以推廣應(yīng)用[4],不夠理想。第五種 最理想，值得探索。還有：
(1)機(jī)器剝殼率低。不少剝殼機(jī)有漏剝或剝殼不完全,果仁去凈率不高,有些剝殼機(jī)剝殼率只有50%。這機(jī)器是堅(jiān)果剝殼機(jī)推廣使用的最大障礙。
(2)損失率高。由于參數(shù)的選擇不合理,造成剝殼不完全現(xiàn)象嚴(yán)重,碎仁夾帶在碎殼中難以回收而被棄除。有些機(jī)具的果仁損失率高達(dá)20%。
(3)果仁的完整性差。有些機(jī)具設(shè)計(jì),為了減少漏剝或剝殼不完全現(xiàn)象,一味追求剝殼率,導(dǎo)致高的破碎率,從而降低產(chǎn)品的商品價(jià)值。
(4)設(shè)備的通用性差。一般剝殼機(jī)僅能用于某一品種堅(jiān)果的剝殼作業(yè),對(duì)于不同品種的堅(jiān)果,不能通過(guò)更換主要的零部件來(lái)實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。
(5)機(jī)具性能的不穩(wěn)定,適應(yīng)性差。為某類(lèi)堅(jiān)果專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用機(jī)型,在該堅(jiān)果品種、大小規(guī)格、外殼形狀和含水量等因素出現(xiàn)變化時(shí),剝殼機(jī)具的剝殼性能就變差。
(6)設(shè)備的作業(yè)成本的偏高。我國(guó)堅(jiān)果剝殼機(jī)具還未形成規(guī)模和系列,多數(shù)都是單機(jī)制造,制造工藝水平低、成本高、也因?yàn)橥ㄓ眯圆?不能一機(jī)多用,使得生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備配置成本高,致使加工堅(jiān)果作業(yè)的成本增加。
1.3核桃破殼機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
現(xiàn)在核桃品種多，只能制造出適合大多數(shù)品種的適應(yīng)，擠壓式屬于定間隙擠壓式破殼法，研究很有意義，符合現(xiàn)階段的需要，適宜大產(chǎn)量的生產(chǎn)，進(jìn)一步的深加工。
目前，雖然我國(guó)已研制開(kāi)發(fā)出了一些堅(jiān)果破殼機(jī)械，但是核桃破殼機(jī)的發(fā)展相當(dāng)緩慢，并且能進(jìn)行批量生產(chǎn)的成熟機(jī)型不多，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際的生產(chǎn)需要。具有代表性核桃破的殼機(jī)主要有：①農(nóng)業(yè)大學(xué)史建新、喬園園、董遠(yuǎn)德等研究人員研制的新型核桃破殼機(jī)。該新型核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、破殼效率高，能實(shí)現(xiàn)核桃的機(jī)械化破殼取仁。
目前核桃破殼取仁有下列幾種方法：①離心碰撞式破殼法②化學(xué)腐蝕法③真空破殼取仁法④超聲波破殼法⑤定問(wèn)隙擠壓破殼法。第一種方法：碎仁太多，所以應(yīng)用很少；第二種方法：由于在實(shí)際操作中不好控制，仁易受到腐蝕，處理不好還對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染的，因此人們都不愿接受；第三、四種方法，設(shè)備昂貴、破殼成本高，且破殼效果不夠理想；只有第五種方法值得探索。但由于核桃品種繁雜、尺寸的差異較大、形狀的不規(guī)則、殼仁的間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需進(jìn)行殼仁分離，鑒于殼仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多的毛刺，所以殼仁的分離也有相當(dāng)難度。解決以上難題的方法就是將破殼取仁分解為分級(jí)、導(dǎo)向、擠壓破殼、殼仁分離四部分，逐一俄的加以解決。
1.4方案的確定
我的設(shè)計(jì)是一種由一對(duì)端面呈傾斜、上寬下窄的破殼板組成。動(dòng)破殼板一端通過(guò)鉸鏈連接到殼體， 一端可由偏心軸帶動(dòng)做往復(fù)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)； 定破殼板是一可調(diào)擠壓直板，上方一端與機(jī)體鉸接， 下方與調(diào)距手柄相連， 手柄由可轉(zhuǎn)動(dòng)的一段螺栓組成。 旋轉(zhuǎn)手柄可推動(dòng)定破殼板前后運(yùn)動(dòng)， 用來(lái)調(diào)節(jié)兩板之間的間隙和角度， 使擠壓間隙的最小寬度小于果殼的直徑， 并接近于核桃果仁最大外徑。兩破殼板表面焊有魚(yú)鱗狀鐵網(wǎng)， 有許多細(xì)小的橫紋， 用于增加與核桃接觸的粗糙度。 落入破殼板狹縫的核桃，隨動(dòng)破殼板運(yùn)動(dòng)經(jīng)最窄處破殼后， 經(jīng)出料口甩出。 該機(jī)可破分級(jí)的核桃。這樣的裝置成本低，沒(méi)污染。適合大中型企業(yè)生產(chǎn)需要。
其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
1. 調(diào)隙手輪 2.定板 3.動(dòng)板 4.進(jìn)料口 5.排料器 6.彈簧 7.偏心軸 8.電動(dòng)機(jī)
2. 圖1—4 核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖
工作過(guò)程：由于用兩板擠壓破殼，故需要先對(duì)核桃進(jìn)行預(yù)處理—將核桃分級(jí)處理后。核桃進(jìn)入進(jìn)料口后，掉入動(dòng)板和定板組成的破殼間隙，動(dòng)板工作，核桃受到擠壓作用，核桃表面產(chǎn)生裂紋并逐漸擴(kuò)展，直至最終完全破裂，碎殼和仁從最小間隙處掉下。
2.設(shè)計(jì)方案的選擇
經(jīng)過(guò)多次查閱相關(guān)資料和同學(xué)探討，最終確定設(shè)計(jì)的部分包括定板，動(dòng)板，進(jìn)料口，出料口，調(diào)隙裝置，電動(dòng)機(jī)，皮帶輪鏈輪等等。
2.1進(jìn)料口的設(shè)計(jì)
經(jīng)過(guò)查找資料，可以知道當(dāng)進(jìn)料口與水平面夾角為時(shí)，更加有利于核桃的導(dǎo)向與進(jìn)入工作區(qū)[6]。因此設(shè)計(jì)進(jìn)料口一邊與水平面夾角為，另一邊與水平面垂直，與箱體用螺栓連接。其結(jié)構(gòu)示意圖如下：
圖2—1核桃破殼機(jī)進(jìn)料口結(jié)構(gòu)示意圖
在此之上，我在進(jìn)料口上加了一個(gè)類(lèi)似于外槽輪排種器的裝置，這樣的裝置可以實(shí)現(xiàn)核桃一排一排的往破殼板之間的間隙掉落，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：
1.盛料斗 2.排料器 3.排料舌
圖2—1.1核桃破殼機(jī)排料口結(jié)構(gòu)示意圖
工作過(guò)程：核桃經(jīng)過(guò)分選后進(jìn)入盛料斗中，來(lái)不及一字排開(kāi)，核桃靠重力堆積在排料器上，并被排料器帶著一起旋轉(zhuǎn)進(jìn)行強(qiáng)制排料：處在排料器外面的一層核桃在排料器的撥動(dòng)和核桃之間的摩擦力的作用下也被帶動(dòng)起來(lái)了，其運(yùn)動(dòng)速度從排料器圓周線(xiàn)速度逐漸向外遞減之靜止層。由排料器強(qiáng)制帶出的核桃從排料舌上掉入破殼板的間隙中，然后進(jìn)行破殼。
2.2核桃破殼部分的設(shè)計(jì)
其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2—2所示：
1.定破板 2.動(dòng)破板 3.核桃 4.偏心軸接觸板 5.偏心軸
圖2—2 核桃破殼機(jī)的破殼部分的結(jié)構(gòu)示意圖
工作過(guò)程：核桃由排料裝置掉入動(dòng)板和定板板表面造成的縫隙后，偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中強(qiáng)制推動(dòng)動(dòng)板移動(dòng)，使得動(dòng)板與定板之間的間隙變小，從而使得核桃受壓破裂，動(dòng)板靠重力和彈簧的拉力使得動(dòng)板回位，完成一次破殼。
在整機(jī)工作中，不停地重復(fù)這個(gè)動(dòng)作。
2.4板的設(shè)計(jì)
2.4.1 板的選擇
根據(jù)查找資料，為了增加板與核桃殼之間的摩擦，我選用菱形花紋鋼板，面積為240000mm2
定板結(jié)構(gòu)示意圖如圖2—4所示：
1.定板 2.定位空 3.螺栓空
圖2—3 核桃破殼機(jī)的破殼板定板的結(jié)構(gòu)示意圖
定板在破殼機(jī)中很重要，它的作用是實(shí)現(xiàn)間隙的變化，它的背部安裝一調(diào)隙裝置來(lái)推動(dòng)板的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)間隙變化，在此之上為了防止定板的旋轉(zhuǎn)和晃動(dòng)我設(shè)計(jì)了一個(gè)定位空，此空裝一個(gè)扁平的鋼板，另一頭用螺栓固定在機(jī)架上。
2.4.2 板的設(shè)計(jì)
板的寬確定為400mm后，采用黃金矩形求出擠壓輥的長(zhǎng)度L 黃金矩形為：長(zhǎng)/寬
板長(zhǎng)度L=647mm，取L=600mm
板厚為10mm
2.5軸的設(shè)計(jì)
2.5.1軸的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)的軸長(zhǎng)為594mm，軸分為4段。其結(jié)構(gòu)示意圖如下：
圖2—4 傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖
第一段軸與皮帶輪連接，其直徑為24mm；第二段軸用來(lái)裝軸承的，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，用來(lái)固定軸承：第三段是偏心軸，其基準(zhǔn)直徑為36mm，偏心距為5mm。第四段軸與大鏈輪連接。
軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。第三段軸軸表面淬火，增加其表面的耐磨性能。
2.5.2軸的校核
經(jīng)過(guò)分析，主軸軸的受力最大，而且軸的周向受力是主要的，因此，對(duì)該軸進(jìn)行扭矩校核。軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-6
(1) 主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)公式
（2—5）
其中h為板的高度0.6m，g為10m/s2 t為時(shí)間
得時(shí)間t約為0.35s
取t為0.4s
既得主軸0.4s轉(zhuǎn)一圈
所以主軸轉(zhuǎn)速至少為150r/min
取其整數(shù)倍
(2)軸的扭矩計(jì)算
電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：
T== （2—6）
式中：為電動(dòng)機(jī)額定功率，為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
主軸輸入轉(zhuǎn)矩：
（2—7）
為皮帶輪的傳動(dòng)效率根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)參考初選
為軸承的傳動(dòng)效率初選
為鏈輪的傳動(dòng)效率初選
根據(jù)要求，軸要滿(mǎn)足下列條
(3)軸的強(qiáng)度條件：
（2—8）
式中：為軸的切應(yīng)力，MPa;T為轉(zhuǎn)矩，N.mm;為抗扭截面系數(shù)，;為許用扭切應(yīng)力，MPa.
表2—4 常用材料的值和C值
軸的材料
Q235,20
35
45
40Cr，35SiMn
12-20
20-30
30-40
40-52
C
160-135
135-118
118-107
107-98
該軸的材料為45號(hào)鋼，則滿(mǎn)足強(qiáng)度條件，軸是安全的。[11]
(4)軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
（2—9）
（2—10）
軸的扭矩圖：
圖2-7 扭矩圖
（5）軸的剛度計(jì)算
（2—11）
式中：T為轉(zhuǎn)矩；為受轉(zhuǎn)矩作用的長(zhǎng)度， mm;G為材料的切變模量，MPa;d為軸徑，mm;為軸截面的極慣性距。,，故軸是安全的。
2.5.3軸系零件的定位
(1)軸向定位
為了防止軸上零件發(fā)生沿軸向的移動(dòng)，必須對(duì)其進(jìn)行定位，來(lái)保證齒輪的正確嚙合，根據(jù)軸上零件的的安裝要求和對(duì)軸的結(jié)要求，要選擇不同的定位方式，常用的定位方式主要有軸肩定位、套筒定位、軸端擋圈和彈性擋圈，軸間定位方式在本設(shè)計(jì)中有用到，具體的結(jié)構(gòu)和參數(shù)見(jiàn)零件圖和明細(xì)表。
(2)周向定位
鍵主要是為了實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位來(lái)傳遞轉(zhuǎn)距，鍵的形式用多種，因此要根據(jù)不同的要求來(lái)選擇不同型號(hào)的鍵，根據(jù)傳動(dòng)的要求，本設(shè)計(jì)全部采用圓頭普通平鍵（A型），它的兩個(gè)側(cè)面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，其主要特點(diǎn)是定心性好、拆裝方便。
2.6 軸承的選擇
主軸通過(guò)粉碎室內(nèi)腔，其兩端由軸承固定在機(jī)架上。根據(jù)軸受力和軸徑的不同，，本設(shè)計(jì)選用的軸承是：深溝球軸承
已知此處軸徑，所以選內(nèi)徑為35mm的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇深溝球軸承；查表6-1，選擇型號(hào)為6007 GB/T276—94的軸承。另一處已知軸徑為，所以選內(nèi)徑也為25mm的軸承，選擇型號(hào)61805 GB/T276—94的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下：[12]
軸承內(nèi)徑： d=35mm
D=72mm
B=17mm
基本額定動(dòng)載荷：C=19.8KN
基本額定靜載荷：C=13.5KN
軸承內(nèi)徑： d=25mm
D=52mm
B=15mm
基本額定動(dòng)載荷：C=10.8KN
基本額定靜載荷：C=6.95KN
滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算：
2.7 鍵聯(lián)結(jié)的選擇與校核
2.7.1鍵的選擇
根據(jù)軸的直徑的不同，應(yīng)該選擇不同型號(hào)的鍵，另外，鍵的長(zhǎng)度也有一系列的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該優(yōu)先選用第一系列，在以上的說(shuō)明書(shū)中知道安裝鍵的軸有兩處，分別是第一段和第二段。第一段的直徑為25mm。
從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表中查得鍵的截面尺寸為：寬度，高度。
2.7.2 鍵的安裝
鍵的安裝位置見(jiàn)零件圖。
2.7.3校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
軸和帶輪的材料是鋼和鑄鐵，且屬于靜聯(lián)接由文獻(xiàn)12的表6-2查得許用擠壓應(yīng)力為[σp]=120-150MPa,取其平均值，[σp]=135MPa。鍵的工作長(zhǎng)度為，鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為。由文獻(xiàn)1的式6-1可得
M—傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.M）
d—軸的直徑（mm）
l—鍵的工作長(zhǎng)度（mm）;A型，l=L－b
k—鍵與輪轂的接觸高度（mm）;k=h－t,h為鍵的高度，
b—鍵的寬度（mm）
t—切向鍵工作面寬度（mm）
—鍵的許用切應(yīng)力（MPa）
—鍵連接的許用擠壓應(yīng)力，/ MPa
可見(jiàn)聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿(mǎn)足，即該鍵可以正常工作。
2.8軸承端蓋的設(shè)計(jì)
所選軸承外徑為62mm,在45-65的范圍內(nèi)，所以選擇螺釘直徑 d=6mm，螺釘數(shù)4個(gè)
b=5~10 b取5mm
h=（0.8~1）b=8mm
3. 帶輪和鏈輪的選擇
帶輪是依靠帶與帶輪接觸面間的摩擦傳動(dòng)的，它可以吸收和緩沖振動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
3.1帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
小帶輪的材料選擇HT150，由小帶輪的基準(zhǔn)直徑=40mm<2.5d=2.5×20=50mm，因此小帶輪可采用實(shí)心式；由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表8—10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺寸bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，da=dd+2ha=40+2×1.6=43.2mm，
B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。
圖3-1小帶輪結(jié)構(gòu)
大帶輪的材料選擇HT150，由大帶輪的基準(zhǔn)直徑=100mm<2.5d=2.5×24=60mm，因此大帶輪可采用腹板式,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表8—10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺bd=5.3mm,ha=1.6mm,e=8mm,Z=2，da=dd+2ha=100+2×1.6=103.2mm，B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。
圖3-2 大帶輪結(jié)構(gòu)
3.2 鏈輪傳動(dòng)部分計(jì)算：
（1） 選擇鏈輪齒數(shù)：
Z1=34 Z2=17 中心距：500mm
（2） 確定鏈節(jié)數(shù)
（3） 驗(yàn)算鏈速：
（4） 作用在軸上的壓力：
①離心力
②懸垂壓力 水平布置時(shí)垂度系數(shù)
③緊邊拉力和松邊拉力
圓周拉力
緊邊拉力
松邊拉力
（3） 最后選定的鏈型號(hào)：12A-1-112 GB1243.1-83
4. 電動(dòng)機(jī)的選擇
進(jìn)過(guò)多方查閱資料，確定偏心軸轉(zhuǎn)速為300r/min，所需功率為3KW，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為：查機(jī)械設(shè)計(jì)文獻(xiàn)３第155頁(yè)表12-1可知
根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由設(shè)計(jì)手冊(cè)查出的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有以下三種傳動(dòng)比選擇方案，如下表4—1
4—1電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型
方方案
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率
同步轉(zhuǎn)速
滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)質(zhì)量
參考價(jià)格
傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比
1
Y-160M1-8
4
750
720
118
5.00
10.21
2
Y132M1-6
4
1000
960
73
3.48
13.61
3
Y112M-4
4
1500
1440
43
2.22
20.42
①本參考價(jià)格為4極，同步轉(zhuǎn)速為750r\min,功率為4kw的電動(dòng)機(jī)價(jià)格為1計(jì)算，表中數(shù)值為相對(duì)值，僅供參考。
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量，價(jià)格以及傳動(dòng)比，可見(jiàn)第三種方案比較合適，因此選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是Y-160M1-8。
5電機(jī)的尺寸及安裝
5.1電機(jī)的安裝
電機(jī)選定后，可根據(jù)其安裝尺寸設(shè)計(jì)機(jī)架及調(diào)節(jié)裝置，考慮到V帶傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間以后，會(huì)因?yàn)閹У乃苄宰冃魏湍p而松弛。為了保證帶傳動(dòng)正常工作，應(yīng)定期檢查帶的松弛程度，做相應(yīng)的調(diào)整[10]。
設(shè)計(jì)采用定期張緊裝置，通過(guò)人為定期改變中心距的方法來(lái)調(diào)節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。將電機(jī)安放在角鐵上，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓來(lái)改變中心距， 使V帶保持張緊狀態(tài)，將效率損失降到最低。電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸見(jiàn)表4-2該電動(dòng)機(jī)的主要外型和安裝尺寸如下表4—2：
表4—2電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸
中心高
外形尺寸
地腳安裝尺寸
地腳螺栓孔直徑
軸伸尺寸
裝鍵部位尺寸
112
38×265×190
190×140
12
28×60
8
其主要外形安裝尺寸如圖4-3
圖4-3電動(dòng)機(jī)主要外形安裝尺寸
5.2電機(jī)的調(diào)整
電機(jī)底座安放在的等邊角鋼的平面上，角鐵通過(guò)四根的全螺線(xiàn)螺栓固定在總機(jī)架上，定期檢查帶的松緊程度，如果需要調(diào)整中心距，可通過(guò)調(diào)節(jié)四根螺栓上鎖緊螺母的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣有效的防止了帶的打滑，減小了機(jī)械效率損失。使電機(jī)功率得到合理應(yīng)用[1]。
6 固定支撐部分的設(shè)計(jì)
6.1機(jī)架的設(shè)計(jì)
機(jī)架采用角鐵焊接而成，根據(jù)需要選擇熱軋槽鋼（GB/T707-1988）。
基本尺寸見(jiàn)表5-1
表 5-1 槽鋼尺寸
槽鋼
號(hào)數(shù)
尺寸/mm
b
h
d
t
r
r1
8
43
80
5.0
8.0
8.0
4.0
6.2軸承座的安放
由于軸承座為標(biāo)準(zhǔn)件，在選定軸承后，查手冊(cè)可知軸承座的安裝尺寸[10]，見(jiàn)表5-2
表 5-2滾動(dòng)軸承座安裝尺寸
型號(hào)
A1
L
J
S
N1
N
質(zhì)量/（kg）
SN205
46
165
130
M12
15
20
1.3
7 裝配質(zhì)量
（1）整機(jī)零部件完整，無(wú)缺件，安裝方便；
（2）運(yùn)動(dòng)件操作靈活，無(wú)有卡死、磕碰現(xiàn)象；
（3）非運(yùn)動(dòng)件無(wú)明顯偏移、翹曲等現(xiàn)象；
（4）緊固件緊固可靠；
（5）電動(dòng)機(jī)、帶輪、鏈輪安裝牢固、可靠。
8.總結(jié)
通過(guò)此次設(shè)計(jì)使我掌握了科學(xué)研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的日子我將會(huì)繼續(xù)保持這份做學(xué)問(wèn)的態(tài)度和熱情。
我所選設(shè)計(jì)題目是“平板擠壓式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)”，之所以選擇這個(gè)題目，是因?yàn)槲覍?duì)這個(gè)課題比較的感興趣。在我的生活里，核桃破殼主要是在門(mén)縫里夾碎，這樣力道不容易把握，不是夾得太碎就是破裂程度很小，同時(shí)對(duì)門(mén)也造成了一定程度的破壞。因此，就想設(shè)計(jì)一款既省力又快速且破殼完整的機(jī)械。
經(jīng)過(guò)查找資料和老師的指導(dǎo)，以及上網(wǎng)搜集更多的相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書(shū)籍等，終于對(duì)核桃破殼機(jī)有了一定得了解，心里有了大體的思路。最終確定的核桃破殼機(jī)有平板擠壓式破殼機(jī)。對(duì)于這一破殼機(jī)械有以下的結(jié)論：
（1）通過(guò)對(duì)核桃物理機(jī)械特性的測(cè)定和內(nèi)力分析，提出了剝殼取仁原理破裂核桃殼，并研制了入料裝置 ，使得核桃成排狀向下落，有利于擠壓，有利于裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展，提高剝殼性能。
（2） 設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)：定板和破板一樣大其尺寸為長(zhǎng)600mm，寬400mm。間距L和最小間隙s根據(jù)核桃尺寸等級(jí)在理論最佳值附近加以選擇。最佳運(yùn)動(dòng)參數(shù)：偏心軸轉(zhuǎn)速300 r／min，以每個(gè)核桃10g計(jì)，則最大生產(chǎn)率為18Okg/h。
致 謝
在這做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我學(xué)到了很多，許多人也幫助了我。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師，是他不停的督促我，在設(shè)計(jì)中告訴我不同的傳動(dòng)連接方式，使我學(xué)會(huì)了許多東西，尤其是想問(wèn)題和解決問(wèn)題的思路，對(duì)我以后有很大的幫助。還有我的同學(xué)，隨時(shí)都會(huì)幫助我，這次最大收獲是掌握
了Autocad制圖。謝謝他們幫助了我，使我順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
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