红枣去核机结构设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 买对应的  纸  14951605 或 1304139763 需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 I 中文 摘要  我国目前的 红枣 去核机械的发展状况比较落后，由于缺少良好的设备，加工手段落后，生产效率低，致使一些地区水果积压腐烂现象，给果农造成很大的经济损失。 红枣 去核手工作业现在在中国仍然是主要的加工手段，不仅占用大量劳动力、劳动强度大、生产效率低，而且卫生安全得不到有效的保障。本设计主要是为了解决 红枣 去核作业的劳动强度大，安全卫生，提高生产效率，降低 红枣 果实破损率，保证 红枣 产品的质量。因此，小型 红枣 去核机有很好的应用前景。  本次设计首先，调查了 红枣去核机 的研究及发展现况；接着，通过现有 红枣去核机 原理进行 分析，在此分 析基础上提出了总体结构方案；然后，对各主要机构及其零件进行设计 ；最后， 绘制了本去核机的装配图和主要零件图并 采用 三维设计软件 构建了三维模型 。  通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用  软件，对今后的工作与生活具有极大意义。  关键词： 红枣   去核   设计   校核需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 he go is to of in in to to is of a of be is to of to of of to a of of to of of on of of of  we of of be to  of Go 要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5   录  中文摘要  . I .  绪论  . 1 题背景及意义  . 1 枣去核机国现状  . 1 枣去核机发展现状  . 1 种典型的红枣去核机  . 2 2 总体方案的确定  . 4 力类型的选择  . 4 速器类型的选择  . 4 枣去核机机构方案选择  . 5 核动作机构选择  . 5 排料机构选择  . 5 枣去核机方案确定  . 6 终方案  . 6 作原理  . 7 3 整机参数选择与计算  . 8 动机选择  . 8 择电动机系列  . 8 择电动机功率  . 8 速器选择  . 9 动和动力参数计算  . 9 4 主要零部件的设计  . 11  带传动的设计  . 11 的基本参数计算  . 11 轮结构的设计  . 13 需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 柱凸轮机构  . 13 柱凸轮机构中心距  a 的确定  . 13 轮廊线方程  . 14 力角  . 15 廓线的曲率半径  . 16 轮机构  . 16 轮机构运动  . 16 轮机构运动参数  . 17 作头的设计  . 17 枣定位盘  . 18 枣定位盘材料  . 18 枣定位盘尺寸  . 18 动轴的设计  . 18 寸与结构设计计算  . 18 度校核计算  . 19 承及键的选用与校核  . 21 承  . 21   . 21 总  结  . 23 参考文献  . 24 致   谢  . 25 需 要 购 买 对 应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 1 1 绪论  题背景及意义  核果类水果主要是指枣、桃、杏、李、山植、梨等，在水果总产垦中占有较大比例。以核果类水果为原料，加工成饮料、罐头、果脯及果干制品时，去核工序是一项十分重 要的前处理作业。我国从 80 年代后期开始着手研制去核机，并陆续推出了一些加工设备。但由于在去核时出现的一些技术问题尚未真正解决，使得这些加工设备在推广使用上受限。随着核果食品工业的蓬勃发展，人民生活水平的不断提高，消费者对食品质量的要求也越来越高，而前处理工序对产品质量有若非常重要的影响，开发性能优良的核果去核机械化、自动化加工设备的需求日趋迫切。  由于农村科技水平的限制，原有的手工去枣核机去枣核的效率比较低，容易在操作中使初学者操作不便甚至受伤，并且去枣核后的蜜枣的质量也比较差，极大的影响了操作者的经济收入 和工厂的加工效率，所以 红枣 去核机已经向安全，高效，简便的方向发展，以满足人们不断增长的需求。本设计即为解决这方面问题，主要从简单化、轻巧化、实用化、高效化、生产过程人性化以及制造成本低廉化等方面出发，设计一种 红枣 去核机，来满足人们不断增长的需求，有广阔的应用前景。  枣去核机 国 现状  枣去核机 发展现状  我国从 20 世纪 80 年代后期开始着手对红枣去核机具进行研制和开发，并陆续推出一些机具。但由于一些关键技术问题尚未能很好地解决，所以至今真正能在生产中推广应用的机型并不多。目前红枣加工大都是由 人工来完成去核这一过程的。为了提高红枣去核效率，一些生产厂家、科研院所先后研究试产出一批红枣去核机。主要有简易式连杆、手动、脚踩去核机、槽式机械去核机和模具式机械冲核机等几个类型，但这些去核机的使用效果都不好。用全自动红枣去核机代替人工去核，红枣去核机的应用可以节省大量的人工，将节省下的人工投入到劳动力密集型企业和劳动力急需型企业上，可以创造出更高的经济效益，为社会做更大的贡献。因此，设计去核后果肉完整性较好全自动红枣去核机，提高工作效率，安全性能，具有重要的现实意义。  需 要 购 买 对 应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 2 种典型的红枣去核机   据 了解现在市面上的 红枣 去核机机械基本上 有 以下几种典型 结构 ：  （ 1） 典型履带式去核机  如图 1括有：电机、传动轮、传动轴、捣机、及其下端的冲头，电机与传动轮联结，传动轮通过传动轴与捣机联结，其特征在于：冲头下断面和冲针，在再冲头下方设有载枣履带，载枣履带上开有若干枣孔，载枣履带下方设有模板，模板上对应于冲核针和冲枣针开有若干漏核孔和漏枣孔，载枣履带一端触联有驱动轮，一端触联有从动轮，驱动轮通过传动装置与传动轮联接，在载枣履带一端的上端设有枣箱。驱动轮和从动轮均为多面体轮，载枣履带是由若干个带板组合联接而成的 。  图 1带式红枣去核机  1234567891013141515151617 此设备使用时，将枣注入枣箱，枣箱中的漏枣在载枣履带上的枣孔中。电机带着传动轮运转，将枣运至冲头下方，冲核针先将枣核冲出，然后冲枣针将枣冲出，实现冲核目的。是一种改良的红枣去核机，其工作效率高，安全性能强，结构简单合理，使用方便安全。不足之处是对枣的周径大小适 应能力较低，是的原料使用率低，产能不高。  需 要 购 买 对 应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 3 （ 2） 典型转盘式去核机  如图 1括有 :电动机、主动轮、冲针，其特征在于：主动轮通过曲轴、连杆与带有若干冲针的机头活动联结，冲针由半部分的冲核针与半部分的冲枣针组成，冲针下方是间歇式旋转盘，旋转盘上设有若干隔离区，隔离区上设有红枣定位孔，主动轮由传动装置分别联接旋转盘下方的转盘轴以及料斗下方的定量给枣总成，在旋转盘下方对应于机头位置设有半部分的漏核区和半部分的漏枣区，与之相对应设有枣核传送带和红枣传送带。传动装置包括从动轮和与之联结的连杆。  图 1盘式红 枣去核机  12345666； 891011121341516171819021此设备无需手持单个红枣逐个进行操作，提高了工作效率，也提高了安全性能。其不足之处是可能将枣压烂，或将枣核挤到一边的枣肉中，导致成品合格率低。对枣的周径大小适应能力低，是的原料使用率低。  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 4 2 总体 方案的确定  力 类型的选择  在机械系统设计过程中，原动机的选择是非常重要的一个环节，因为它直接影响到动力输出的稳定性、系统运行效率和总体结构。现代机械中，常见的原动机有热机、 电 动 机、液动机和气动机 ，各自具有不同的特点和应用。  热机包括蒸汽机和内燃机，其应用范围相对单一，主要用于 经常变换工作场所的机械设备和运输车辆 。  电动机在现代机械中应用最为广泛，尤其是 交流异步电动机 ，其具有 结构简单，价格低廉，动力源方便 等优点，但功率系数较低，且调速不便，适用于运行环境比较稳定、调速范围窄的场合。  液动机一 般调速方便，且传动链较短，但需配备液压站，成本较高。当只需实现简单的运动变换 时，气动机较为方便，其缺点是有一定的噪声。  本设计中对原动机的要求为：运行环境稳定、结构简单、成本较低，综合以上各种原动机的特点，选择 交流异步电动机 作为大枣去核机的原动机。  速器类型的选择  减速器 是指原动机与工作机之间独立封锁式传动装置，用来减低转速并相应地增大转矩。 减速器种类繁多，一般可分为 齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器 。  齿轮减速器的优点是结构简单，运转平稳，安装方便，其缺点是传动比的分配比较麻烦；而蜗杆减速器具 有 结构紧凑，传动比大 ，噪音低等优点，但容易引起发热、漏油、涡轮磨损等问题。  行星齿轮 减速器 的主要特点有：结构紧凑、重量轻、体积小、传动比大等优点，但其结构比较复杂，制造和安装较为困难，成本也高。  在本设计中，对减速器要求为：传动比较小，结构尽量简单，成本低廉，制造安装方便。综合以上各种减速器的优缺点，选择圆柱  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 5 枣去核机机构方案 选择  核动作机构选择  在去核机中，推杆的运动为复合运动，即回转运动与具有特定运动规律的上下往返运动。满足这种要求的机构有很多 ，在此仅讨论曲柄滑块机构和凸轮机构。  （ 1） 曲柄滑块机构  图 2柄滑块机构  图 2式为典型的曲柄滑块机构，具有结构简单，零件加工容易，易实现所需动作要求等优点，但其结构零件重用性差，比较适合于执行机构不改变的系统。  （ 2） 凸轮机构  图 2轮机构  凸轮机构的特点是结构简单、紧凑，能精确实现所需的运动轨迹，其缺点是从动件行程不宜过大，且曲面加工成本较高。适用于传力较小、运动灵活、运动规律复杂的场合。  本设计中，推杆的运动规律较为复杂，既有绕中心轴的旋转运动，也有按给定规律往返的上下运动， 结合以上两种机构的特点分析，选择凸轮机构能够满足要求。  排料 机构选择  （ 1） 槽轮机构  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 6 进排料 动作须由间歇机构完成，槽轮机构槽轮机构的特点是结构简单，工作可靠， 易加工，转角准确，机械效率高。常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动 。故 进排料 机构选取槽轮机构。但是 其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速。  图 2销四槽外槽轮机构  （ 2） 不完全齿轮齿条机构  图 2完全齿轮齿条机构  不完全齿轮齿条机构的优点是结构简单，容易制造，允许选择的范围比棘轮机构和槽轮机构的大，因而设计灵活。其缺点是从动轮在转动开始和终止时，角速度有突变，冲击较大，故一般只适用于低速、轻载的工作条件。  综合以上分析，结合去核机的工作条件，选择槽轮机构实现间歇运动。  枣去核机 方案确定   终方案  综合以上的分析，最终确定的系统运动方案见下表 ：  表 2统运动方案  原动机  减速器  去核 机构  间歇 进排料 机构  交流异步电动机  涡轮蜗杆 减速器  圆柱凸轮  槽轮  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 7 红枣去核机 由上端盖、机架、圆柱凸轮、凸轮 辊子、摆动推杆、销铀、摆动推杆、下端盖、楷轮拨销、槽轮、锁止盘筹组成，如图 2示。  图 2枣去核机 结构图  作原理  由本机功能决定，传动装置要实现工作台的间歇运动和工作头的往复直线运动。要实现间歇运动采用的是槽轮机构，而实现工作头的往复直线运动的则采用摆动拒杆凸轮机构。为满足上述要求，应将槽轮的拨销和摆动推杆凸轮安装在同一横轴上，这样就能保证其运动协调，传动装置的运动就能达到预期的效果。传动轴下端连接的是槽轮拨销和锁止盘，通过槽轮带动工作盘做间歇运动；上端连接有圆柱凸轮，其从动件是摆 动件，通过摆动从动仵的杠杆带动工作头冲针在工作台停歇的间隙作往复直线运动以完成大枣的去核加工。  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 8 3 整机参数选择与计算  动机 选择  择电动机系列  电动机选择应保证： 0  式中：  电动机额定功率，   工作机所需电动机功率，  所需电动机功率由下式计算：  w/  式中：  工作机所需有效功率，由工作机的工艺阻力及运行参数确定；   电动机到工作机的总效率 ， %。  皮带运输机的 算方法：   v/1000 (式中： F 工作机的圆周力，例如运输机上运输带的有效拉力， N；  v 工作机的线速度，例如运输带的带速， m/s；  D 带运输机主动滚筒的直径，  n 工作机卷筒轴的转速， r/ 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，电压 380V， Y 系列。  择电动机功率   = W/ 1=表 选 Y 系列三相异步电动机 ，额定功率 选 Y 系列三相异步电动机 ，额定功率  以同步转速为 1500r/ 1000r/种方案进行比较，由表 得电动机数据，计算出传动比如下表。  表 3动机数据表  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 9 方案  电动机型号  额定功率  /步转速  /(r/满载转速  /(r/总传动比  质量  /格  /元  1 2 90500 1000 1390 910 8 23 475 570 比较两方案可见，方案 1 选用的电动机虽然质量和价格较低，但总传动比大。为使传动装置结构紧凑，决定选用方案 2。电动机型号为 定功率为 步转速为 1000 r/载转速为 910 r/ 速器选择  （ 1） 总传动比  红枣定位转盘的转速应合理选择，过大会导致红枣甩出，过小去核效率低，参考市场现有红枣去核机，取转盘转速为 0 rn w ，而：  电机 满载转速 ： 10 rn m 。  故总传动比为：   （ 2） 分配传动比  为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，选 V 带传动比： 2带i ；  则减速器的传动比为：  带减 因此减速器传动比较大，为了保证结构紧凑性，本去核机选用蜗杆减速器，查机械设计手册型号为： 动和动力参数计算  （ 1） 各轴的转速：  1 轴   m  1 01 m ；  2 轴   m i n/ ；  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 10 3 轴  m 0223  转盘 轴  m w  （ 2） 各轴的输入功率：  1 轴    7 ；  2 轴    0   ；3 轴   ；  （ 3） 各轴的输入转矩：  电机 轴       5 09 5 5 0000 ；  1 轴      5 09 5 5 0111 ；  2 轴      5 09 5 5 0222 ；  3 轴      5 09 5 5 0333 ；  （ 4） 整理列表  轴名  功率 转矩 )/( 传动比  电机轴  10  1 轴  10 1 2 轴   轴   需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 11 4 主要零部件的 设计   带传动的设计  的基本参数 计算  1） 确定计算功率 根据上述所选 电机 参数 ： ； rn m ；  查机械设计基础表 13工况系数： K ；  则：  2 2） 选取 V 带型号  根据cP、械设计基础图 13用 A 型 V 带 , 3） 确定大、小带轮的基准直径1）初选小带轮的基准直径： d 751 ；  （ 2）计算大带轮基准直径： ）（带；  圆整取 d 1502 ，误差小于 5%，是允许的。  4） 验算带速  )25,5(/ 0 060 1 4 4  0 060 1 ， 带的速度合适。  5） 确定 V 带的基准长度和传动中心距：  中心距： )(2)(1021  初选中心距 50  （ 2）基准长度：  50150()15075()(22202122100对于 A 型带选用 d 1000  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 12 6） 验算主动轮上的包角 1 ：  由 1 8 0121 得 1 2  23 5 0  0 01 5 0(1 8 01 主动轮上的包角合适。  7） 计算 V 带的根数 z ：  c)( 00  10 rn m ， d 751 查机械设计基础表 13 ：  ；  （ 2） 2m 10 带， m，查表得： ；  （ 3）由 查表得，包角修正系数 K  （ 4）由 d 1000 ，与 V 带型号 A 型查表得：  01.1综上数据，得  z  取 102 z 合适。  8） 计算预紧力 0F （初拉力）：  根据带型 A 型查机械设计基础表 13：  9） 计算作用在轴上的压轴力   2 0  0s 0其中 1 为小带轮的包角。  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 13 10） V 带传动的主要参数整理并列表：  带型  带轮基准直径(传动比  基准长度 (B 751 2 1000 中心距（  根数  初拉力 (N) 压轴力 (N) 350 2 01 轮结构的设计  （ 1） 带轮的材料  采用铸铁带轮（常用材料  （ 2） 带轮的结构形式  V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。小带轮接 减速 机， d 751 较小，所以采用 腹板 式结构带轮 ；大 带轮接 减速器 ， d 1502 ，所以采用 孔板式结构带轮。  柱凸轮机构  在所有基本运动链中，凸轮具有易设计的优点，它还能准确有效地预测所产生运动的基本趋势、工作行为、结构和寿命等 有良好的运动性能和动力性能，波广泛应用于各种自动机械和自动生产线中。凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成。本设计的凸轮机构主要任务是实现工作头的往复直线运动。根据其工作要求，工 作头的行程为 70轮在推程和回程阶段以等角速度转动。   柱凸轮机构中心距  a 的确定  摆动从动件圆柱凸轮机构的中心距不但要受机构中空间位置的限制，还与摆动从动件的运动特点有关。图 4简化了的滚子摆动从动件圆柱凸轮机构，摆动从动件轴线  A 与圆柱凸轮轴线 的最短距离就是摆动从动件圆柱凸轮机构的中心距  a，    是摆动从动件的两个极限位置， 摆从动件的中间位里，为了使滚子中心 B 的轨迹尽量与同一个圆拄接近，取  BB / 00，   则：  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 14 a =     1/ 2 ( -  = 1/ 2 ( + = 1/2 ( L +  2 ) 即： a= L/2(1 + ) 式中 a：凸轮机构的中心距；     L：摆动从动件的长度；   动从动件的最大摆角。  图 4动从动件圆柱凸轮机构简图  轮廊线方程  解析法是凸轮轮廓设计的有效方法，其实质是建立凸轮廓线的数学方程式，用此方程式精确地计算出凸轮廓线上各点的坐标值，控制刀具和各坐标之间的运动关 系行成出所需的曲面。用解析法设计出圆住凸轮廓线，加工出的凸轮工作精度高，不必影响凸轮速度和从动件的位移就能够使从动件按拟定的规律运动。依据去核机的工作原理、摆动从动件圆柱凸轮机构在机械中的工作性质、从动件的运动和动力特性、制造和装配工艺等因素综合考虑选取。建立摆动从动件等速运动规律的解析式：   = F( ) 式中：摆动从动件的摆角； ：圆柱凸轮的转角。（去该机对摆动从动件的摆角规律有较严格的要求，所以应首先满足摆角的要求。）  (1)理论轮廓线方程：将图 4示圆柱凸轮沿凸轮的平均圆柱半径  开成平面，并建立图示直角坐标系 (X 轴的正向与凸轮的转动方向相反， Y 轴的正向指向摆杆的上升方向 )。由图  3 可见 C 的坐标 (x， y)，亦即理论廓线   的方程为：  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 15 x =  +    2 )    2   ) y =    2 ) -    2 - ) 式中， x 、 y 为理论轮廓线上点的直角坐标；  凸轮的平均圆柱半径； 为凸轮的转角 ； L 为撑杆的长度； 摆杆的最大摆角；为摆杆在任意位置时的投角。  图 4柱凸轮转向与摆杆配置方位  （ 2）实际轮廓线方程：摆动推杆与圆柱凸轮的实际廓线方程，按包络线原理，引人包络线方程后便可获得：  X= x  r dy/d ( dx/d ) + ( dy/d ) Y = y  r dx/d / ( dx/d ) + ( dy/d )  式中 XY为实际轮廓线上任意点的坐标； r为滚子半径； dx/d ， dy/d 对 求导 得到。上面一组加减号表示理论廓线下方的包络线，下面的一组加减号表示理轮廓线上方的包络线。  力角  凸轮机构的轮廓压力角决定着作用在从动件上力的分配，所以应该考虑压力角的最大值。压力角过大会使凸轮的基圆半径小，凸轮尺寸较小，同时会使机构受力情况变坏，当压力角大到某一临界值 a 时，机构将发生自锁。所以在设计中可将基圆半径选大一些，以便减小压力角。一般要求压力角  a 不超过它的许用值a。摆动从动仵，升程的许用压力角 a 45 ，对于回程，由于负荷减小传递动力已不是主要问题， a 70 75 。  计算公式： = d L/rp  2   2 - )，式中， a 为任意位置时的压力角；减号用于升程，加号用于回程。  需要购买对应 C A D 图纸  咨询 Q Q : 4 1 4 9 5 1 6 0 5 16 廓线的曲率半径  在设计或加工凸轮轮廓时，曲率不适当就会发生“顶切”现象，从动件就不能按照拟定的规律运动，而且凸轮轮廓还要承受不许可的应力。理论轮廓线上 点的曲率半径的计算公式为 ; = (dx/d) + ( dy/d) / ( dx/d dd )按理论廓线的曲率半径，可得实际廓线的曲率半径 ; = r,式中 为实际廓线的曲率半径。加号用于理论廓线下方的一根包络线 , 减号用于理论廓线上方的一根包络线 。  轮机构  槽轮机构又称为马耳他机构，能把主动轴的匀速连续转动转换为从动轴的周期性间歇运动。槽轮机构结构简单、紧凑、工作可靠；且转位时间与静止时间之比为定值，能平稳地改变从动件的角速度；在  拔销进人和脱出槽轮时运动比较平稳，但槽轮的转角大小不能凋节，当精度要求较高时需另加定位装置。  轮机构运动  图 4轮机构转位 简图  如图 4示，槽轮的圆弧面定位是最常用的定位方法。图 4-3(a)销轮滚子刚进入径向槽；图 4， Z  3，在工作时槽轮的角速度和角加速度变化很大，在拨销进人和脱出径向槽的瞬间，槽轮的角加速度发生突变，引起的震动和冲击力也很大。因 > 采用多圆销槽轮机构，设均匀分布的圆销数目为  R，则一个运动循环中槽轮的运动时间是单圆销时的  R 倍，故 = R ( Z 2 ) / ( 2Z )。又因为 > 1，故  R < 2Z/ ( Z 2 ) ，由此可知：  Z = 3 时， R 可为  l 5； Z = 4 或  5 时， R 可为  1  3 ；Z  6 时， R 可为  1  2。中心距  a 和圆销半径  r 的确定要根据受力情况和该机构所占用空间位置大小。  作头的设计