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核桃去壳机设计【7张CAD图纸和毕业论文】

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摘要

本文根据核桃的形状和性能, 并查阅大量的相关资料, 结合实际情况, 设计出核桃去壳设备, 包括核桃去壳机械、 核桃去壳机械及其重要构件。本文首先介绍了去壳设备及其技术目前的发展状况和趋势、 去壳设备的种类和工艺参数。然后分析各种核桃去壳机的机械性能, 并根据其性能和所要求的去壳效果, 提出核桃去壳机械和核桃去壳机械的结 构及其性能特点的各种可行性方案。最后对各个方案进行相互比较, 选取出相对较优的设计方案进行设计。如进料口等。在核桃去壳机械的设计中, 由于核桃去壳机械中选用的传动装置和联轴器等与核桃去壳机械中选用的是一样的, 所以在设计过程中, 省略了设计相同的部件, 只对其重要结 构进行了详细分析和设计说明。

主题词:核桃去壳机械 结 构设计


abstract

Based on the shape and performance of walnut, and referring to a large number of relevant information, the walnut shell removing equipment, including walnut shelling machinery, walnut shelling machinery and its important components, was designed. This paper first introduces the current situation and trend of shelling equipment and its technology, the types and technological parameters of shelling equipment. Then the mechanical properties of various walnut shelling machines were analyzed. According to their performance and the required shell removal effect, the structure of walnut shelling machinery and walnut shelling machinery and its performance characteristics were proposed. Finally, each scheme is compared with each other, and a relatively better design scheme is selected for the design. Such as feeding mouth. In the design of walnut shell machinery, the driving device and coupling used in the walnut shelling machinery are the same as the walnut shelling machinery. So in the process of design, the same components are omitted and the important structure of the machine is analyzed and illustrated in detail.

Thematic word: the mechanical structure design of walnut shell

 

目  录


目  录 3

第一章  前言 4

1.1  设计的目的和意义 4

1.2  提出背景 4

1.3  设计的基本要求 5

1.4  设计的指导思想 6

第二章  核桃去壳机械的结 构选择 7

2.1  结 构方案的确定 7

2.2  工作原理 8

第三章 核桃去壳机械的机构设计 9

3.1电机的选择 10

3.2传动装置设计 10

3.2.1运动学和动力学计算 10

3.2.2圆柱转轴传动的设计计算 11

3.2.3 V带传动的设计计算 16

3.2.4   轴的初步设计 19

3.2.5初  选联轴器和轴承 19

3.2.6 转轴 结 构尺寸 20

3.2.7轴的结 构设计及其按许用弯曲应力计算 20

3.3去壳执行机构的设计 24

3.3.1 中心轴及击打轴 24

3.3.2 筒体 25

3.3.3 进料口 25

3.3.4 其他装置 27

第四章 标准件的选择 28

4.1  电动机的选择 28

4.2  轴承的选择 29

4.3  键的选择 29

4.4  螺栓的选择 29

4.5  螺母的选用 29

4.6  垫圈的选择 29

第五章  总结与展望 30

参考文献 31

致    谢 32




第一章  前言

1.1  设计的目的和意义

随着我国经济的持续快速发展, 人民生活质量的显著提高, 农业产品生产和消费量也相应的增加;同时, 国家也愈来愈重视现代农业建设并加大投入力度, 使得去壳核桃和其他的农业产品加工机械的需求量也随之增长。近年来, 在国家一系列发展的驱动下, 当前我国的核桃去壳机械械工业正处在历史上最好的发展时期, 总体形式看好, 已经连续五年保持高速增长, 出现产销两旺的喜人态势。同时, 在2007年, 国家将继续加大对生产机械机产品的补贴力度, 而且随着国家及地方政府对核桃去壳机械科技的研究, 各企业收入将有所增加, 负担减轻, 支出减少。这些因素将使去壳塑和其他农业产品加工机械的需求量有较大幅度的增长。

1.2  提出背景

当前大多数是使用传统的核桃去壳机械对其进行加工;而国外的加工机械也只是处于初级阶段。虽然, 目前市场上已经生产出几种立式和核桃去壳去壳无筛核桃去壳机械, 其中立式无筛核桃去壳机械有:AMC型无筛核桃去壳机械、 ZPS型微核桃去壳机械和国产立式核桃去壳机械;而核桃去壳去壳无筛核桃去壳机械有:日本生产的核桃去壳去壳多级微核桃去壳机械、 美国生产的核桃去壳去壳单级微核桃去壳机械和核桃去壳去壳无筛双击打轴锤片核桃去壳机械。这些核桃去壳机械虽有生产率高、 能耗低、 调节操作方便等优点, 但由于各类型的核桃去壳机械结 构较为复杂, 且采用多级电动机带动工作, 使得成本较高且为微去壳,  

自上个世纪以来, 国家投入了大量资金, 对农业作物垃圾利用进行研究, 但真正做到可持续发展的并不多, 普遍达不到去壳农业作物垃圾的技术要求, 这类核桃去壳机械虽可以对农业作物垃圾进行去壳, 但必须对农业作物垃圾进行去壳前的加工, 如压、 铡加工, 并且去壳起来存在许多缺点:① 动力浪费大, 度电产量不高 ② 去壳粒度不均匀 ③ 机器部件磨损快, 工作稳定性差 ④ 生产率低 ⑤ 由于使用筛片磨损快, 生产成本增加。

该设计在设计思想、 机体结 构和具体零件等方面都进行了创新。目前, 国内无具体的样机, 是一种较新颖的产品。它在结 构设计方面进行的创新, 提高经济和社会效益具有重要的意义。因此应大力开发使其朝着高效低能耗方向发展, 以适合我国的发展需要。

1.3  设计的基本要求

该核桃去壳机械主要是用于对核桃的加工, 对其具有以下要求:

①对加工核桃的适应性广, 能加工各种类型的核桃, 对含水量较大、 纤维较长的粗核桃也应具有较好的适应性。   

②  去壳程度应能够根据要求进行调整, 去壳粒度应尽量均匀。

③  配套动力合理、 度电产量高、 提高生产率、 降低能耗。

④  结 构简单、 操作方便、 不需要较大的技术要求。

⑤  工作部件耐磨性好, 减少更换次数, 以降低生产成本, 提高经济效益。

⑥  噪音低、 粉尘少、 以减少环境污染。

⑦  机型结 构简单、 尺寸紧凑、 体积小、 占地少、 成本低、 以适合广大工业的生产。


1.4  设计的指导思想

由于核桃去壳机械技术及其设备的应用广泛, 所涉及的领域有化工、 建材、 电子、 医药、 农业业、 造纸等, 被去壳的核桃子也是多种多样, 再加上现代高新技术的发展对材料的深加工提出的要求越来越高, 如粒度为均匀化、 品质高纯度、 粉体形状的特护要求等等, 这些因素都促使核桃去壳机械技术及其设备向跟高更远的方向发展。虽然各个领域的核桃去壳机械设备个不一样, 但其设计思路主要围绕以下几点:


内容简介:
毕业设计说明书 题 目:核桃去壳机械结 构设计 学 号: 姓 名: 班 级:级()班 专 业: 指导教师: 学 院: 答辩日期:20 18 年 4 月 摘要 本文根据核桃的形状和性能, 并查阅大量的相关资料, 结合实际情况, 设计出核桃去壳设备, 包括核桃去壳机械、 核桃去壳机械及其重要构件。本 文首先介绍了去壳设备及其技术目前的发展状况和趋势、 去壳设备的种类和工 艺参数。然后分析各种核桃去壳机的机械性能, 并根据其性能和所要求的去壳 效果, 提出核桃去壳机械和核桃去壳机械的结 构及其性能特点的各种可行性 方案。最后对各个方案进行相互比较, 选取出相对较优的设计方案进行设计。 如进料口等。在核桃去壳机械的设计中, 由于核桃去壳机械中选用的传动装置 和联轴器等与核桃去壳机械中选用的是一样的, 所以在设计过程中, 省略了 设计相同的部件, 只对其重要结 构进行了详细分析和设计说明。 主题词:核桃去壳机械 结 构设计 abstract Based on the shape and performance of walnut, and referring to a large number of relevant information, the walnut shell removing equipment, including walnut shelling machinery, walnut shelling machinery and its important components, was designed. This paper first introduces the current situation and trend of shelling equipment and its technology, the types and technological parameters of shelling equipment. Then the mechanical properties of various walnut shelling machines were analyzed. According to their performance and the required shell removal effect, the structure of walnut shelling machinery and walnut shelling machinery and its performance characteristics were proposed. Finally, each scheme is compared with each other, and a relatively better design scheme is selected for the design. Such as feeding mouth. In the design of walnut shell machinery, the driving device and coupling used in the walnut shelling machinery are the same as the walnut shelling machinery. So in the process of design, the same components are omitted and the important structure of the machine is analyzed and illustrated in detail. Thematic word: the mechanical structure design of walnut shell 目 录 目 录 3 第一章 前言 4 1.1 设计的目的和意义 4 1.2 提出背景 4 1.3 设计的基本要求 5 1.4 设计的指导思想 6 第二章 核桃去壳机械的结 构选择 7 2.1 结 构方案的确定 .7 2.2 工作原理 8 第三章 核桃去壳机械的机构设计 9 3.1 电机的选择 10 3.2 传动装置设计 10 3.2.1 运动学和动力学计算 10 3.2.2 圆柱转轴传动的设计计算 11 3.2.3 V 带传动的设计计算 16 3.2.4 轴的初步设计 .19 3.2.5 初 选联轴器和轴承 19 3.2.6 转轴 结 构尺寸 .20 3.2.7 轴的结 构设计及其按许用弯曲应力计算 20 3.3 去壳执行机构的设计 24 3.3.1 中心轴及击打轴 .24 3.3.2 筒体 .25 3.3.3 进料口 .25 3.3.4 其他装置 .27 第四章 标准件的选择 28 4.1 电动机的选择 28 4.2 轴承的选择 29 4.3 键的选择 29 4.4 螺栓的选择 29 4.5 螺母的选用 29 4.6 垫圈的选择 29 第五章 总结与展望 30 参考文献 31 致 谢 32 第一章 前言 1.1 设计的目的和意义 随着我国经济的持续快速发展, 人民生活质量的显著提高, 农业产品生产 和消费量也相应的增加;同时, 国家也愈来愈重视现代农业建设并加大投入力 度, 使得去壳核桃和其他的农业产品加工机械的需求量也随之增长。近年来, 在国家一系列发展的驱动下, 当前我国的核桃去壳机械械工业正处在历史上最 好的发展时期, 总体形式看好, 已经连续五年保持高速增长, 出现产销两旺 的喜人态势。同时, 在 2007 年, 国家将继续加大对生产机械机产品的补贴力 度, 而且随着国家及地方政府对核桃去壳机械科技的研究, 各企业收入将有所 增加, 负担减轻, 支出减少。这些因素将使去壳塑和其他农业产品加工机械的 需求量有较大幅度的增长。 1.2 提出背景 当前大多数是使用传统的核桃去壳机械对其进行加工;而国外的加工机 械也只是处于初级阶段。虽然, 目前市场上已经生产出几种立式和核桃去壳去 壳无筛核桃去壳机械, 其中立式无筛核桃去壳机械有:AMC 型无筛核桃去壳机 械、 ZPS 型微核桃去壳机械和国产立式核桃去壳机械;而核桃去壳去壳无筛核 桃去壳机械有:日本生产的核桃去壳去壳多级微核桃去壳机械、 美国生产的核 桃去壳去壳单级微核桃去壳机械和核桃去壳去壳无筛双击打轴锤片核桃去壳机 械。这些核桃去壳机械虽有生产率高、 能耗低、 调节操作方便等优点, 但由 于各类型的核桃去壳机械结 构较为复杂, 且采用多级电动机带动工作, 使得 成本较高且为微去壳, 自上个世纪以来, 国家投入了大量资金, 对农业作物垃圾利用进行研究, 但真正做到可持续发展的并不多, 普遍达不到去壳农业作物垃圾的技术要求, 这类核桃去壳机械虽可以对农业作物垃圾进行去壳, 但必须对农业作物垃圾 进行去壳前的加工, 如压、 铡加工, 并且去壳起来存在许多缺点: 动力 浪费大, 度电产量不高 去壳粒度不均匀 机器部件磨损快, 工作稳定 性差 生产率低 由于使用筛片磨损快, 生产成本增加。 该设计在设计思想、 机体结 构和具体零件等方面都进行了创新。目前, 国内无具体的样机, 是一种较新颖的产品。它在结 构设计方面进行的创新, 提高经济和社会效益具有重要的意义。因此应大力开发使其朝着高效低能耗方 向发展, 以适合我国的发展需要。 1.3 设计的基本要求 该核桃去壳机械主要是用于对核桃的加工, 对其具有以下要求: 对加工核桃的适应性广, 能加工各种类型的核桃, 对含水量较大、 纤维较长的粗核桃也应具有较好的适应性。 去壳程度应能够根据要求进行调整, 去壳粒度应尽量均匀。 配套动力合理、 度电产量高、 提高生产率、 降低能耗。 结 构简单、 操作方便、 不需要较大的技术要求。 工作部件耐磨性好, 减少更换次数, 以降低生产成本, 提高经济效 益。 噪音低、 粉尘少、 以减少环境污染。 机型结 构简单、 尺寸紧凑、 体积小、 占地少、 成本低、 以适合 广大工业的生产。 1.4 设计的指导思想 由于核桃去壳机械技术及其设备的应用广泛, 所涉及的领域有化工、 建 材、 电子、 医药、 农业业、 造纸等, 被去壳的核桃子也是多种多样, 再 加上现代高新技术的发展对材料的深加工提出的要求越来越高, 如粒度为均匀 化、 品质高纯度、 粉体形状的特护要求等等, 这些因素都促使核桃去壳机械 技术及其设备向跟高更远的方向发展。虽然各个领域的核桃去壳机械设备个不 一样, 但其设计思路主要围绕以下几点: 1)原理上考虑提高有效去壳能, 大多采用冲击、 剪切、 摩擦等力的综合 作用进行核桃去壳机械; 2)结 构采用核桃去壳机械一分级一体型式, 利用高效气流分级装置不仅 可以提高其微细化粒度, 而且可以实现粒度分布均匀化或特定化; 3)去壳产品流动性好、 纯度高 第二章 核桃去壳机械的结 构选择 2.1 结 构方案的确定 该机包括进料位置部件、 去壳位置部件、 排料位置部件、 传动位置部件 和机体六位置部件。该机结合现有生产设备, 国内外先进技术, 根据设计指 导思想, 确定本机结 构采用无筛的形式, 其结 构和工作原理较其他通用型 核桃去壳机械都大不相同, 具有很大的创新性。 其具体结 构布置如图 2.2 工作原理 该机包括进料位置部件、 去壳位置部件、 去壳位置部件、 排料位置部件、 传动位置部件和机体六位置部件。该机结合现有生产设备, 国内外先进技术, 根据设计指导思想, 确定本机结 构采用无筛的形式, 其结 构和工作原理较 其他通用型核桃去壳机械都大不相同, 具有很大的创新性。 电机高速(1000r/min 以上)转动, 由电机轴通过传动器后, 输出给皮带轮, 通过皮带带动使核桃去壳机械的主轴高速旋转, 从而使连接在主轴上的击打轴 高速旋转。从进料口进来的核桃子(核桃)在往下自由落体的途中, 通过击打 轴去壳核桃, 而后落入收集处。 2.3 特点 根据所设计的具体结 构和工作原理, 该核桃去壳机械具有以下特点: 通过击打轴和传动结 构的优化配置, 它具有结 构紧凑、 体积小、 工作平稳的特点。 进排料方便, 提高了生产率, 降低成本 。 结 构简单, 操作维护方便, 适合有于广大农业村使用。 产品粒度调节方便, 可通过对粒度调节板的调整来实现, 且能适合 多种核桃子的加工, 具有广泛的适应性。 电机与主轴采用带连接, 传动装置简单, 降低了成本。 第三章 核桃去壳机械的机构设计 已经为核桃去壳机械的总体结 构进行了初步设计, 在本章中, 我们将对 核桃去壳机械的各个零部件进行详细的设计其中包括电机的选择, 传动装置的 设计及去壳执行结 构的设计。 本次设计的任务是对硬核桃进行去壳, 已达到所需的粒度要求来进行去壳。 3.1 电机的选择 传动效率: 2 20.96.90.7.cvrg 弹性柱销联轴器效率0.9c V 带传动效率6v 一对滚动轴承效率.r 一对圆柱转轴效率097g 核桃去壳机械的击打轴转速为 6/0/min36r/inrsr 选电机时, 采用保守的计算方法, 按所能容纳的最大核桃子质量计算。 令 m=20kg, 在 5S 内核桃去壳机械从转速为 0 n/s 达到正常运转的转速 10 n/s。现计算如下: 20kg 的核桃子看做是均匀分布在去壳同中的, 则其转动惯量 J=1/2mr=1/2*20*0.21=2.1kg.m 达到正常工作的转速 10n/s, 核桃子所具有的能量为 E=1/2*J*=4141J E=4141, t=2, 平均功率 P=828.2w, 由于传动总效率为 =0.9, 故电机所需功率为 P=920w 因此, 选取电机功率为 1.5 kW 电动机型号为:Y90L4 其有关参数如下: 额定功率 P=1.5kW 电动机满载转速 =1420r/minmn 电动机伸出端直径 D=24mm 3.2 传动装置设计 3.2.1 运动学和动力学计算 总传动比及其分配 1420=.376mwin nm电机满载转速, nw 核桃去壳机械击打轴转速; i=igiv (3-2) 取 ig=1.37 iv=1.72 ig一对圆柱转轴的传动比, ivV 带传动的传动比; 各轴转速计算 1420/innr36/mi.735981r 各轴功率计算 I.01.4cPkW590.71.43rg kW 2 2690.6cvc k 各轴转速、 转矩、 功率列表如下: 轴号 功率 (kW) 转速 n(r/min) 转矩 (N.m)T I 1.49 1420 9.98 II 1.43 1036 1.38 III 1.36 598 36.3 3.2.2 圆柱转轴传动的设计计算 选择转轴材料: 小转轴 45#钢 调质 HB1=250HB 大转轴 45#钢 调质 HB1=230HB 初步计算 齿形宽系数 d:由教材机械设计 13(邱宣怀编第五版, 下同) 表 12.13 , 取 =0.85 转矩 6119.50p/n987.2N/mT 接触疲劳极限 由图 12.17c limH li1Mali2560paH 初步计算接触应力 : H 1lim0.9.4154paH2lim05 2MaH 取 Ad 值:由表 12.16 取 Ad=85 初步计算小轮直径 d1: 31232987.31=504dHTu 取 1d60m 初步估计齿形宽 b = d1=51mm 取 =51mmb 校核计算 圆周速度 :v1514203.7/606dnms 精度等级由表 12.6 得, 选 8 级精度 齿形数 Z 和模数 m 初选齿形数 129Z, , 取 m=31d/3. 则 , , 又 与 互质,1/60/32Zdm21uZ.3720.41Z2 取 2=7 由表 12.3 得 2.5n cos1 使用系数 :由 12-9 查得HA1.5 动载荷系数 :由 12-9 查得VV 齿形间载荷分配系数 :由图 12.10, 先求H12987.2=3.60tTFNdK/b.5/./m10/At12.83cos.0716az1.6a4=0.893Z 由此可得 221.50.89HKZ 1.25HK 齿形向载荷分布子系数 :由表 12-11 得(装配时不作检验调整)HK23123=0.76.85.153bABCbd 1.37HK 载荷系数 : 1.5.213784AVHKK 2.84K 弹性系数 :由表 12-12 EE19.Mpa 节点区域系数 :由图 12.16 H H2.5 接触应力最小安全系数 :由表 12-14 minSminS10 总工作时间(预期使用寿命 15 年, 每年 300 个工作日, 单班制, 使用期 限内工作时间占 50%) hT15308.510h 应力循环次数 NL 由表 12.15 估计 指数7910 8.7 原估计应力循环次数正确9L6*4280.4* 接触寿命系数 :由图 12.18 得 , NZ10.3NZ20.95NZ 许用接触应力 H: lim1H160.935NS1 =531.4Mpa Hlim22160.95NZS2 =506.7Mpa 验算接触应力: 12308.9Mpa HE HKTuZbd 计算证明接触疲劳强度合格, 上面的选择合理。转轴尺寸无需调整。 确定传动主要尺寸 实际分度圆直径 d d1=mz1=3*20=60mm d1=60mm d2=mz2=3*27=81mm d2=81mm 中心距 1270.5mZam a=70.5mm 齿形宽 b= d*d1=0.85*60=51mm b1=60mm b2=51mm v=3.7m/s Z120 Z227 mt=3 mn=3 KA1.5 KV1.15 a=1.6H =1.25 =1.317HZ =2.5 Z =0.89 189.EMpa 1H =540Mpa2 =504MpaH =308.9Mpa a=70.5mm 齿形根弯曲疲劳强度验算 重合度系数 Y =0.720.752.2Y 齿形间载荷分配系数 KF 由表 12.10 得 KF =1.33F1K.3Y 齿形向载荷分配系数 KF b/h=60/(2.5*3)=7.56 由图 12.14 KF =1.38 载荷系数 K K=KAKVKF KF =1 .5*1.1 5*1.33*1.38= 3.167 K=3 .167 齿形形系数 YF :由图 12.21 得 YF1 = 2.8 YF2 = 2.58 应力修正系数 YSa :由图 12.22 得 YSa1= 1.54 YSa2= 1.6 弯曲疲劳 极限 Flim1 :由图 12.2 3c 得 Flim1= 650MPa Flim2= 620MPa 弯曲最小 安全系数 S Fmin :由 12.14 得 SFmin=1.25 应力 循环次数 N L:由表 12.1 5, 估计 106NL1010 , m=49.91 NL1=60r*n*th=60*1*1420*1800=1.54*109 NL1=1.54*109 NL2= NL1/i=1.124*109 NL2=1.124*109 弯曲寿命系数 YN : 由 图 12.24 得 Y N1= 0.9, YN2 =0.91 尺寸系数 YX : 由 图 12.25 知 Y X =1.0 许用弯曲应力 f lim1f1n650.91 468MPa2FNSli2f2mn. 5.FXY 验算 11 f1 2.3PaFFaSKTbd221 f2. MaSFFY 传动无严重过载, 故不作静强度校核 3.2.3 V 带传动的设计计算 定 V 带型号和带轮直径 工作情况系数:由表 1 1.5, KA=1.2 计算 功率:P C = KA*P=1.2*1.42=1.704 (3-23) =1.704KWdP 选带型号:由 图 11.15 A 型 小 带轮直径:由表 11.6 =75mm1D 小 带轮转速:n 1=1036.5r/min 大带轮直 径 21=0.751.2mvi (3-24) 2 = 127mm 大带轮转速: 122 603r/minDn 计算带长 求 Dm 12mD Dm=101mm 求 216 =26mm 中心矩 a0: 12012(D).5(D)ah 则可取 a0=280mm 计算带 的基准长度: 22 63.14080 8795mmLa 得 L=879. 55mm 选择带的基准长度:由图 11.4 =1400mmdL 求实际中心矩: 22218403.1403.1865mmLDAL A=54058 6mm 21(D)870B 2215.8.7064aAa =286.4mm 小带轮包角: 211806075.4Da 合格 带速: 1D751036.47/60nv ms4.07m/sv 带的根数: 由表 11.8 得 P0=0.6KW 由表 11.7 得 K =0.95 由表 11.12 得 KL=0.85 由表 11.10 得 P=0.11 0 1.7042.97().65.8cLPZ Z=3 求轴上的载荷: 张紧力 (3-27) (3-28) (3-29) (3-30) (3-31) 由表 11.4 得 q=0.1kg/m 20 22.51.704.950.14735cPKFqvvZN F0=1 72N 轴上载荷 102sin7352687.4QFZN 带轮结 构 大带轮实心式 小带轮实心式 3.2.4 轴的初步设计 选取轴的材料及热处理 材料选择 45#钢 调质处理 按许用 切应力估算轴的直径 3PdCn 查表 16-2, 取 C=112 轴 : 31.42.70 轴 : 3.6.5d 3.2.5 初 选联轴器和轴承 联轴器 电动机的输出端与传动器的输入端之间采用弹性柱销联轴器联接, 其型号 YL4 主要参 数 15尺寸如下: 公称 扭矩: 160nTNmA 许用转速: 5/ir 轴承选择 轴轴颈选择圆锥滚子轴承 型号为 6306 轴轴颈选择圆锥滚子轴承 型号为 630614 3.2.6 转轴 结 构尺寸 小转轴采用转轴轴结 构 大转轴采用锻造结 构 12, 其结 构尺寸如下: 轮毂直径 =37mm1d 轮毂长度 取 L=49mm.5LB 3.2.7 轴的结 构设计及其按许用弯曲应力计算 小转轴分度圆半径 r=30mm, 较小, 故将其与轴作为一起, 成为转轴轴。 1.按许用弯曲应力校核轴径 (一)确定轴上各力作用点及支点跨距 由于选用的是单列圆柱滚子轴承, 其负荷中心在其轴向宽度的中点位置, 转轴的作用力按作用在轴上零件轮缘宽度的中点考虑, 由前面的设计可得出: 左右轴承到转轴中间面得距离 L1、 L2 分别为 L1=63.5mm L2=65.5 (二)转轴作用力计算 圆周力 3129.806tTFNd 径向力 tanta21.r Fr=121.2N 轴向力: Fa=0 (=0) Fa=0 (三)计算支承反力 水平支反力: 216.5FN F2=F2=166.5N 垂直支反力: 160.FN F1=F1=60.6N 轴受力如图 32: 图 32 轴的受力示意图 (四)计算弯矩、 绘制轴弯矩图 水平面受力如图 33: 图 33 轴的水平受力图 轴水平面得受力弯矩图 垂直面受力如图 34: 图 34 轴的垂直受力图 合 成 弯矩如 图: 合成弯 矩 2x108.2yMNmA 轴的合成弯矩图 (六)画轴转矩图如图 轴的转矩图 (七)许用应力 用插入法由表 16.3 查得: MPab5.102 MPab601 应力校正系数 1062.5b 59.0 (八)画当量弯矩图 当量转矩 0.5987.592.TNmA 5892.TNmA 当量弯矩 在小转轴中间截面处 22()1769.5MTA 1769.5MNmA 图 39 轴的当量弯矩图 (九)校核轴径 转轴根圆直径 1ad2hC60.535.mA( )( )33179d12mbM 3.3 去壳执行机构的设计 该核桃去壳机械的主要工作位置部件是为一个圆形回转筒, 其包括中心轴、 第一第二击打轴、 筒体、 衬板、 进料口、 出料口及支撑整个去壳筒体的支 撑位置部件组成, 下面分别介绍。 3.3.1 中心轴及击打轴 中心轴及击打轴的结 构如图所示: 核桃去壳机械体 中心轴是一个阶梯轴, 连接在其上的依次有带轮、 上轴承、 搅拌棒、 卡环、 磨削击打轴和下轴承。基本上是采用键连接的方式。击打轴是做成锥形, 上开口击打轴与筒内壁的距离为 11mm, 下开口击打轴与筒内壁的距离为所 要求达到的核桃子粒度 8mm。这样的设计能够使块状相对较大原料连续去壳成 粉末, 搅拌棒的主要作用是去壳较粗的原料, 使原料达到一定要求的颗粒; 被第一击打轴去壳后的颗粒再经过第二击打轴的去壳后, 就能去壳成最终我们 所要求的颗粒大小。 3.3.2 筒体 3.3.3 进料口 进料口的结 构如下图所示: 图 312 进料口结 构图 进料 口是 由铁 皮和 肋板焊接成方 形的一 个漏斗形的进料口, 进料 口倾斜 的焊接 在筒体盖板上, 以方便给漏斗装 料和进料, 另外肋板能 够 增强进料口的强度, 防 止在装料过程 中使料斗 产生变 形。 3.3.4 其他装置 第四章 标准件的选择 4.1 电动机的选择 根据核桃 去壳机械的工作条件及生产要求, 在电动机能够满 足使用要求 的前 提下, 尽可能选用价格较 低的电动机, 以降低制造成本。由于 额定功 率相同 的电动机, 如果 转速越低, 则尺寸越大, 价格越贵。核桃去壳机械 所需要的功率为 , 故选用 Y 系列( IP44)型三相 笼型异步电动kwN509.3 机。 Y 系列三相笼型 异步电动机是按照国际电 工委员会(IEO)标准设计的 , 具有国际互换性的特点。其 中 Y 系列(IP44 )电动机为全封闭的自扇冷式 笼型三相 异步电动机, 具有防灰尘、 铁屑或其它杂务物侵入电动机内部之特 点, B 级绝缘 , 工作环境不超过40, 相 对温度不超过 95%, 海拔高 度不超 过 1000m , 额定电压为 380V, 频率 50HZ, 适用于无特殊 要求的机械上, 如 农业业机械。 Y 系列三相笼型异步电动具 有效率高、 启动转矩大、 且提高了防护等级 为 IP54、 提高了 绝缘等级、 噪音低、 结 构合理产品先进、 应用很广泛。 其主要技术参数如下: 型号 : 4132M 同步转速 : min/50r 额定功率 : kwN 满载转速 : i/14 堵转转矩 /额定转矩: )/(2.NTn 最大转矩/额定转矩: m 质量 : kg3.4 极数 :4 极 机座中心高 : 12 该电动机采用核桃去壳去壳安装, 机座不带底脚, 端盖与凸缘, 轴伸向下 4.2 轴承的选择 根据对该核桃去壳机械的结 构和对轴的受力分析可知, 由于凿片为对称 排列, 在击打轴的转动过程中凿片所产生的离心力相互抵消, 轴承受到凿片 产生的径向力为零, 但是由于击打轴自己会产生一定的离心力;同时由于击打 轴自身的重力, 会使轴承受到轴向力。因此, 在工作过程中轴承同时受到轴 向和径向载荷的作用, 且轴承受到的轴向载荷较大, 故选择圆锥滚子轴承中 大锥度轴承 31300, 其锥度为:= 。938427 4.3 键的选择 击打轴主轴上与带轮的连接键, 转筒与主轴的连接键选用普通平键: 选用 GB109679。 4.4 螺栓的选择 用来连接支承电动机钢板与支架、 支承核桃去壳机械钢板与支架用螺栓: 由于是用于板间连接, 螺栓主要是受到剪切作用, 故采用受剪螺栓连接。连 接击打轴和凿片用螺栓和连接齿形板与机体用螺栓主要是受到拉伸应力, 采用 受拉螺栓连接。选用 GB578386。 4.5 螺母的选用 主要根据所用螺栓规格进行选择: GB617086。 4.6 垫圈的选择 根据需要选用普通平垫圈:GB84885。 第五章 总结与展望 击打去壳技术通过前苏联的发展, 已在基础理论方面取得了成果, 世界 各国将以各种形式研制利用击打去壳技术, 尤其是应用方面将有大的发展, 适用于各种核桃子去壳的机型回相继出现, 新结 构的利用击打技术的核桃去 壳机械会不断出现。 在当今这个科技发展速度日新月异的社会, 各种行业的发展是相互促进, 相辅相成的。去壳行业的发展直接促进了核桃利用率, 而核桃去壳机械和核桃 去壳机械是该行业中的必不可少的加工装置, 为了适应当今社会的发展要求和 趋势, 低成本、 高效率以及自动智能化是当今工业发展的必然趋势。 这次毕业设计是本人在大学生活中所学知识的综合应用, 在大四的生产实 习中, 通过参观和了解机械加工工艺和流程, 巩固了本人的专业知识。这次 设计也是在上学期的专业课程设计的基础上更进一步巩固, 让我充分的感受国 内和国外的制造业之间的差距。我想, 通过这次设计, 使我本人对中国制造 业肯定, 坚定了本人毕业后从事制造业的信心。 本人这次的设计的核桃去壳机械, 是在现有设备的基础上, 从空间结 构 到设备中各种装置的选择等方面的进行综合优化, 使该套装置的成本得以降低、 效率得以提高以及使用的周期得以延长。由于本人知识有限, 在设计过程中 难免存在错误和妥协之处, 希望老师们提出宝贵意见。 参考文献 1.郑水林.核桃去壳机械M.北京:中国建材工业出版社, 1999 2.吴一善.去壳学概论M.武汉:武汉工业大学出版社, 1999 3.龚俊, 李传民, 侯运丰.常温下热塑性核桃的湍流核桃去壳机械研究 J 中国粉体技术 2004, (5)18-23 4.盖国胜, 马正先.核桃
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