苹果削皮机的设计（手动手摇式苹果去皮机设计）（全套含CAD图纸和三维模型）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共34页)
编号：1202256
类型：共享资源
大小：18.21MB
格式：RAR
上传时间：2017-05-07
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
80
积分
- 关 键 词：
-
苹果
削皮
设计
手动
手摇式
去皮
全套
cad
图纸
以及
三维
模型
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
塔里木大学 毕业论文（设计）任务书 学院 机械电气化工程学院 班级 农机 15生姓名 米日班姑依马木 学号 8031110122 课题名称 苹果削皮机的设计 起止时间 2014 年 10 月 15 日 2015 年 5 月 27 日（共 12 周） 指导教师 吴明清 职称 讲师 课题内容 ： 在市场调研的基础上 ,通过对已有产品的特点进行比较与研究分析 ,开发了一种新的全自动苹果削皮机 ,实现了上料、削皮、去核与卸果整个工作过程的全自动。传动系统增加了全自动上料系统 ,可完成苹果自动输送、摆正、插果的动作 ;自仿形刀架 驱动系统 ,可根据苹果椭圆度的不同 ,完成准确去皮 ;保留了原自动转位工作台机构。该全自动苹果削皮机机构紧凑 ,节省人力 ,生产率和制成率高。 本课题的研究内容： 1） 查找相关文献， 了解国内外 苹果削皮机及 的相关工艺。 2）查找专利及相关文献，熟悉了解 苹果削皮机 的结 构。 3）利用机械传动理论对，对 苹果削皮机 进行传动设计和机构设计。 4）依据查找到的专利及文献，设计苹果削皮机 的三维实体模型，并生成关键部件及装配图工程图。 拟定工作进度（以周为单位） 第一周：查找相关资料，熟悉课题内容。 第二周：撰写开题报告，并制定总 体方案。 第三至八周：设计 苹果削皮机 机构的三维实体模型，并生成关键部件及装配图工程图。 第九周：对 苹果削皮机 机构进行传动设计和机构设计。 第 十 周：撰写毕业论文，修改图纸中存在的问题。 第十一周：编写答辩提纲，准备答辩。 第十二周：答辩 主要参考文献 1白雪宁 D9(4):532曾珊琪，张翠珠， 张建宁 J2009,27(3)： 27 3冯爱新 J2003,7,24(5)： 7 4张建宁 D2009， 5,(3) 585白雪宁 ， 陈海峰 J2011, 8,29（ 4）： 456杨子岐 橙类水果去皮机的研制 J2006,24（ 1）： 127白雪宁 D2012,6,(3):77任务下达人（签字） 年 月 日 任务接受人意见 任务接受人签名 年 月 日 注： 1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。 2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。 3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。 题目： 苹果削皮机的设计 导师 : 学生 : 学号 ： 本科学位论文答辩 1 课题题目 2 研究目的和意义 3 苹果削皮机的原理 4 苹果削皮机的计算 5 苹果削皮机的三维建模 6 致谢 1、课题题目： 苹果削皮机的设计 各位老师，上午好（下午好）！我叫 *，是 *级 *班的学生，我的毕业设计（论文）题目是苹果削皮机。该课题是在 *导师的悉心指点下完成的，在这里我向我的导师表示深深的谢意，向各位老师不辞辛苦参加我的毕业设计（论文）答辩表示衷心的感谢，并对四年来我有机会聆听教诲的各位老师表示由衷的敬意。下面我将本论文设计的目的和主要内容向各位老师作一汇报，恳请各位老师批评指导。 目前比较常用的 苹果削皮机 在市场调研的基础上 ,通过对已有产品的特点进行比较与研究分析 ,开发了一种新的全自动苹果削皮机 ,实现了上料 、 削皮 、 去核与卸果整个工作过程的全自动 。 传动系统增加了全自动上料系统 ,可完成苹果自动输送 、 摆正 、 插果的动作 ;自仿形刀架驱动系统 ,可根据苹果椭圆度的不同 ,完成准确去皮 ;保留了原自动转位工作台机构 。 该全自动苹果削皮机机构紧凑 ,节省人力 ,生产率和制成率高 。 2、 研究目的和意义 本次设计的水果切削机，工作时需首先装上手柄，将苹果器底部固定在桌面上，然后将苹果放在针头，最后转动手柄，刀头就会从苹果底部开始旋转，沿苹果表面旋转，直到苹果头部，这时刀就会离开苹果 ，去皮过程结束。 3、 苹果削皮机的原理 计算部分主要包括： 螺杆的设计以计算、螺杆螺纹类型的选择、选取螺杆材料、确定螺杆直径、自锁验算、稳定性计算、校核螺纹牙强度、机架的刚度校核、手柄轴的设计及强度校核、手柄轴强度计算、气手柄轴的疲劳强度校核、水手柄轴的接触应力校核。详细的计算过程在说明书中。 4、 苹果削皮机设计计算 本次 苹果削皮机如下图所示： 5、苹果削皮机的三维建模 本次 苹果削皮机底座左，盖板右如下图所示： 5、苹果削皮机的三维建模 本次 苹果削皮机机架左，手柄右如下图所示： 5、苹果削皮机的三维建模 本次 苹果削皮机手柄轴左，支撑片右如下图所示： 5、苹果削皮机的三维建模 本次 苹果削皮机把手连杆左，轴卡右如下图所示： 5、苹果削皮机的三维建模 本文是在老师的精心指导下完成的。老师师渊博的学识、开阔的视野、敏锐的洞察力、严谨的治学态度、求实创新的工作作风，永远是我学习的榜样，也将始终引导和激励着学生在科学技术的殿堂里探索前进。老师令人敬佩的平易近人的处世方式也为学生树立了榜样。本毕业设计的完成是在导师的指导下完成的，在整个过程中同时也得到了其他老师的指导和大力支持。在此我向老师们表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢他们对我在学习上的耐心指导、以及做人做事方面的悉心教诲，使我在解决问题的方法策略和为人处事上都有了很大提高。同时祝愿他们工作顺利，身体健康！ 6、 致谢 最后 ， 我想谈谈这篇论文和系统存在的不足 。 这篇论文的写作以及修改的过程 ， 也使我越来越认识到自己知识与经验缺乏的过程 。 虽然 ， 我尽可能地收集材料 ， 竭尽所能运用自己所学的知识迚行论文写作 ， 但论文还是存在许多不足之处 ， 有待改迚 。 请各位评委老师多批评指正 ， 让我在今后的学习中学到更多 。 感谢各位老师莅临指导 恳请各位老师批评指正 1 本科毕业设计 说明书 题 目： 苹果削皮机的设计 院 （系）： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 1 摘 要 最近几年随着人民生活水平的提高和食品安全意识的提高，国内外引进的水果品种愈来愈多。在市场调研的基础上 ,通过对已有产品的特点进行比较与研究分析 ,开发了一种新的全自动苹果削皮机 ,实现了上料、削皮、去核与卸果整个工作过程的全自动。传动系统增加了全自动上料系统 ,可完成苹果自动输送、摆正、插果的动作 ;自仿形刀架驱动系统 ,可根据苹果椭圆度的不同 ,完成准确去皮 ;保留了原 自动转位工作台机构。该全自动苹果削皮机机构紧凑 ,节省人力 ,生产率和制成率高。 关键词 ： 苹果 ， 削皮机 ， 机构 3 n of s of On of of of of a go to to to is in 目 录 摘 要 . 2 第一章 前言 . 6 . 8 . 9 . 11 第 2章 苹果削皮机的结构设计 . 12 . 12 . 12 . 12 . 12 . 13 . 13 . 14 刚度校核 . 15 柄轴的设计及强度校核 . 错误 !未定义书签。 柄轴 强度计算 . 19 柄轴 的疲劳强度校核 . 20 柄轴 的接触应力校核 . 23 第 3章 苹果削皮机的三维建模 . 24 . 24 件建模 . 26 . 26 架的三维建模 . 27 . 27 . 30 维向二维的转换 . 30 总 结 . 33 致 谢 . 34 5 参考文献 . 35 6 7 第一章 前言 本课题主要设计一种苹果 削皮机 的机械系统设计，它克服了目前 削皮机 存在的问题和不足。由 2010年统计的数据得出，我们国家的苹果、梨、桔子的产量均稳居世界第一，水果总产量达到 21401万多吨，果园面积也达到了 11543千余公顷，两者均连续 8年稳居世界第一，并且我国水果的种类很多，成色也很好，因此我国被称之为是一个水果超级大国，水果的发展有很大的前景。从国家的扶农政策下来之后，我们的水果产业经历了大约 20年的快速发展，但是由于我国水果产业化发展起步比较晚，水果产后 商品化手段仍然还是大大的落后于发达国家，一直以来的发展速度并不是很快速，可以说是很缓慢。多年来通过研究各方面的原因，水果的产后商品化处理成为了水果产业发展的瓶颈，而美国，日本等水果产业强国的经验表明水果产业的主要收益是由水果采后处理和采后加工获取的，然而我国水果采后简单商品化处理率仍不足 10%，大部分的水果都是没有经过任何的分级操作就进入市场供应，而水果发展强国的水果采后简单商品化处理率达到了 95%以上，这里就形成的了很大的对比，也是我们务必需要改进和完善的地方。 水果的外皮部分可有各种各样的微生物、寄 生虫卵，有的是运输者或采摘人的手上污染的。有的是销售者用污水浇洗而污染的。据调查，有的地区水果外皮上大肠杆菌，其 4性率达 68% 96%水果的外皮上还可能被各种虫类的代谢产物沾污。吃水果时 ,若不削皮 ,就会连残留在水果上的农药也吃进去。轻者会呕吐腹泻 ,重者危及生命。那我们怎样清除水果表面的残留物那？ 一般而言 ， 可用以下方法清除：第一是清水浸泡法，将水果用清水浸泡 20到 30分钟，然后反复冲洗两到三次，这样可以除去部分的残留农药。还可以添加果蔬洗剂之类的清洗剂，增加农药的溶出。第二是碱水浸泡法：先用 5%碱水浸泡5用清水冲洗干净。第三是开水浸泡法：将清洗好的水果在开水中泡 2到 5分钟，然后用清水洗涤 1至 2遍。第四是去皮法：对于带皮的水果，如苹果、梨子、狲猴桃等，我们先清洗一遍，再去掉表皮，这种办法就可以去除表面的农药残留。第五是储藏保管法：有条件的话，将比较好保存的水果买回后存放 10 15天左右，也能降低残留农药的毒性。 我们知道水果中含有丰富的糖、有机酸、 纤维素 、维生素、矿物质、多酚及黄酮类营 养物质，随着时代的发展人们越来越注重食用绿色水果，使我们吃的更加健康。但是现代科学技术生产的化肥农药激素等在蔬菜瓜果的使用使表面都有残留。特别是有机磷 8 农药广泛用于谷类、蔬菜、水果及茶等作物，有机磷农药可在食品洗涤、去皮、加热过程中可以消减，但有机磷农药对人体有一定毒性，长期慢性接触对人的神经功能会造成损害。有的人可能会说，水果洗了数次，并用开水或洗涤灵消毒后，果皮上的农药不就去掉了吗？回答是否定的，因为这些农药经过单纯的洗涤是不能完全洗掉的，果农在管理果树时，从花落到结果，一直使用农药，时间一长，一些农药就 会残留在果皮里，像六六六、滴滴涕、乐果、敌百虫等毒素，这些农药对人体有一定的毒性，即使是少量的对儿童也极为有害。吃水果时 ,若不削皮 ,就会连残留在水果上的农药也吃进去。轻者会呕吐腹泻 ,重者危及生命。为了更好的为社会服务，本文着重研究齿轮传动工作原理、蜗杆传动工作原理、渐开线形成和特性、渐开线齿廓的啮合特性，完成自动水果去皮机的设计，并使用 整体上对苹果机的外形进行了重新设计，不仅解决了安全问题，同时是您家居的理想艺术品。 最近几年随着人民生活水平的提高和食品安全意识的提高 ，国内外引进的水果品种愈来愈多，不但关系到广大消费者的食用安全和能否满足消费者对优质安全水果的需求，而且也将大大影响水果产业的出口贸易，提高我国水果的市场竞争力，将很大程度上促进我国水果产业的发展和农民收入的增加。自从上个世纪 90年代，水果强国就开始大量应用水果 削皮机 ，提高水果的 削皮效率 ，在市场调研的基础上 ,通过对已有产品的特点进行比较与研究分析 ,开发了一种新的全自动苹果削皮机 ,实现了上料、削皮、去核与卸果整个工作过程的全自动。传动系统增加了全自动上料系统 ,可完成苹果自动输送、摆正、插果的动作 ;自仿形刀架驱 动系统 ,可根据苹果椭圆度的不同 ,完成准确去皮 ;保留了原自动转位工作台机构。该全自动苹果削皮机机构紧凑 ,节省人力 ,生产率和制成率高。 果削皮机机械国内外发展趋势 通过大量的阅读资料和调查网络上已有的苹果削皮机得出了结论。在现阶段国内社会中，生活中已经存在了大量的苹果削皮机，但是，在生活中的只是个人应用的苹果削皮机，于工业上应用的大型苹果削皮机微乎其微。而工业上应用于水果罐头和饮料及饮食等水果加工的机械还是比较少的，随着我国的发展脚步前进，造成了我国果品加工总体加工技术与加工装备制造技术水平偏低。目前罐 头及水果加工领域存在的最大问题就是加工过程中自动化、连续化程度低，对先进技术的消化能力差。去皮设备都停留在半自动程度，靠人工将苹果逐个插到固定针上，不仅生产效率低，而亲容易造成工伤事 9 故；因此设计开发一种全自动苹果去皮机能有效的解决加工过程自动化及连续化水平低的问题，对其他果品加工同样适用。 朋友来时或自己需要品尝水果时，它可以给你带来方便和清洁卫生的感受。有了它，你的家居生活更加干净清爽；有了它，水果的滋味更加的清甜、美味。它能免去您削皮的麻烦，轻轻摇一摇，果皮不见了！人性化的设计让小孩老人都能安全操作。不再 担心用水果刀削皮而削伤手指的危险了。水果削皮机外形雅致。是您家居理想装饰品。无论是苹果还是梨，三五秒钟自动削皮，为您节省时间，减少亲朋聚会及独自休闲的费时劳动。轻轻松松，闲情逸致。削皮机削的果皮薄不断线。不同于水果刀削皮时多削去果肉果皮满地，事后扫地及手掌贴果肉不卫生的情况，不浪费卫生省事。无论是个人食用还是招待亲朋；家居还是酒店餐饮及会议；整果还是水果拼盘。水果削皮机都是您必备的家居利器。 （ 1） 功能与应用范围 苹果削皮机主要是对苹果的果皮进行分离。削皮厚度的均匀性，以及 削皮方法的简单可行，削皮的效率是主要考虑的问题。本文从削皮入手，运用机械仿形的削皮方法，同时针对苹果的大小不同，实现去 皮 的功能。 （ 2） 制造与维修 在制造方面多采用标准件，以减少在制造过程中的自主加工件的数量，减少不必要的开支，为进一步的维修提供良好的维修基础。在大量的耗材可以直接外购。在设计的同时就考虑到关于以后机器维修的问题。从动力部分到执行部分以至整个机架都采用较为简单的结构。以实现在维修的时候的拆卸和安装的方便。 （ 3） 操作条件与工作可靠性 苹果削皮机设备运行要操作简单，对大小不同的 果实要准确实现削皮。同时，维护保养简单容易；各个零部件均要可靠装配在削皮机上，充分保证机械工作运转中的安全可靠；在出现故障时能及时发现并排除故障，设计时要充分考虑到设备的可拆卸性和便于维修性。从而保证削皮设备的正常工作和整个工作系统安全可靠。 （ 4） 削皮机的结构特点 10 苹果削皮机具有以下主要特点 : 整机零件少 ,体积少 ,整机结构简单 ,且零件结构简单 ,易制造 ,易装配调整 ,制造成本低 ,因此非常适用于中小生产者 ; 不受果实大小的限制，以达到较好的削皮效果 工作效率高 ,方便灵活。 水果残留农药清除具有良好的 效果，既可确保水果的营养成分，也让我们食用起来更加健康。 但 清水浸泡法 、 碱水浸泡法 、 储藏保管法 周期太长，使用不方便。 开水浸泡法 由于用开水会烫伤水果，使水果变味，营养成分损害。总之去皮法比较方便，随即食用，还不损害水果的营养成分。而手动去皮又十分困难。这样以来水果去皮机的研制就十分必要。 目前在市场上有手动（图 1自动（图 1种类型的水果去皮机，但都不是很理想。 图 1手动去皮机 图 1 图 1图 1刀尖均外漏，安全性能较低。 工作时需首先 装上手柄，将苹果器底部固定在桌面上，然后将苹果放在针头，最后转动手柄，刀头就会从苹果底部开始旋转，沿苹果表面旋转，直到苹果头部，这时刀就会离开苹果 。去皮过程结束。图 1的工作过程是：水果插在果叉上，然后摇动把柄，刀具和苹果就会跟着转动，完成切削过程，切下的果皮被下面的小盘子接到。可以说非常的环保。但苹果的固定采用针头法，很容易把水果损害，长期使用也不卫生。图 1作过程为：水 果插在果叉上自转，装有刀片的刀架沿着预置的封闭轨迹运动并与水果表面形成切削关系，完成果皮的刨削。产品适用于圆形或近似圆形的果蔬削皮，例如苹果、雪梨等水果。但是一般采用针头固定，容易弄伤水果，如果长期重复使用，针头及针头根部易出现赃物和细菌。同时针头不适合于小孩及老人使用。不小心的话会弄伤手。产品样式老套，没有创新，不美观。 11 本次设计的水果切削机，其刀尖均外漏，安全性能较低。工作时需首先装上手柄，将苹果器底部固定在桌面上，然后将苹果放在针头，最后转动手柄，刀头就会从苹果底部开始旋转， 沿苹果表面旋转，直到苹果头部，这时刀就会离开苹果 ，去皮过程结束。如图 图 果切削机 方案 图 12 第 2 章 苹果削皮机的结构设计 杆的设计以计算 本次设计的螺旋杆零件图如图 示： 图 旋杆零件图 杆螺纹类型的选择 选择梯形螺纹，牙型角 =60，梯形螺纹的内外螺纹贴紧不易松动；它的基本牙型按 取螺杆材料 选择 45钢 定螺杆直径 按耐磨性条件确定中经 2d ； 取 ， 13 则 M 201(22 由 /可得2 1 5 . 8d m m查国标对 2d 标准化 选择 d=20 同时可查的 p=3 3 1 7d d m m 1 5 1 5d d m m 锁验算 自锁条件是 73 5c o s/r c t a n()c o s/a r c t a n(. 6/6a r c t a n()/a r c t a n( 2 v 符合自锁条件 定性计算 细长螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。 4FF 螺杆的临界载荷关 由 ， 2 l =H+5t+20+36+5 6=30414 1 0 42 s 应进行校核 0 6 6 0)/( 22 4FF 合理 核螺纹牙强度 一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹强度 由于 D=20 2 15D 切强度条件为： M 0 6 5 5 ( 2 0 1 5 ) / 2 1 8 . 73 6 0 . 6 5 6 1 0 M p a 符合剪切强度条件； 弯曲强度条件为： 6 2 l 查表得 M p 040 26 5 5 ( 2 0 1 5 ) / 2 2 8 . 7 93 6 ( 0 . 6 5 6 ) 1 0 M p a b 符合弯曲强度条件 15 架 的刚度校核 本次设计的机架如图 图 架零件图 机架的刚度决定了机架在工作过程中变形的大小，其实对于机架的设计而言，刚度的研究比强度更有意义，因为机架由于压力的作用而被破坏的情况是比较少的。但机架随着工作时间的增加会慢慢的变形，这就要求机架有足够的刚度，否则随着机架的变形而导致传动件位置的 变动，机器的工作能力就会降低。根据压杆保持平衡能力的最小临界力公式 22l 临界力 单位 N； E 材料的弹性模量 单位 槽钢材料为 205 I 惯性矩 单位 4对 18号槽钢为 l 机架高度 单位 m。 16 在实际工作 机架 只受到 支撑 力的作用，因此只要校核 机架 的 支撑 应力即可。 机架 在连接处的面积最小，即属于危险截面。 2135 1 4 2 3 ( )1 . 5 P 右端连接处最大应力 m a x 1 2 5 6 . 6 6 1 4 1 . 8 8 9 ( )0 . 0 0 2 5 0 . 0 0 6 2 M P 左端连接处的最大应力 m a x 1 2 5 6 . 6 6 1 1 2 . 5 6 7 ( )0 . 0 1 0 . 0 1 M P 根据机架一的设计高度为 由公式（ 3已知数据得 ，比较可知机架一受到的力远远小于就是机架具有足够的强度，满足要求。机架二、机架三所受的力较机架一而言要小，几何尺寸也相差无几，根据机架一校核所的数据知道，无论是强度还是刚度都远远满足，所以据经验判断肯定满足。反而是机架一与二之间的连接螺栓由于皮带对轴拉力作用产生弯矩，受拉一边的螺栓受 力比较大需要进行校核。在校核之前我们必须算出皮带通过带轮作用于轴上的力，因为这个力是直接通过机架传递给螺栓的。下面是求对轴作用力的公式： 21 20 )00 轴所受的拉力 单位 N： z 皮带根数，从同组人员那得到的数据为 5根； 0F 单根皮带初拉力 单位 N； 1 小带轮的包角； 计算功率 况系数， P 实际功率； v 带轮的圆周速度 单位 m/s； 17 小带轮的包角系数； q 每米带长的质量 单位 kg/m。 根据机架的受力位置我们得到这样 一个力学模型如图 4： 图 螺栓对机架的作用力 单位 由于是四个螺栓作用我们根据关系可以得到： 214 L 由公式及已知的数据我们可以得到 。再参照选粉机电机机架设计时螺栓连接处预紧力一般取 0 以上，所以螺栓的总受力 , 为安全起见下面就可以根据公式求拉应力： L 螺栓受到的拉应力 单位 S 螺栓的截面积 单位 2 18 由于我们选的是 螺栓，危险截面对应螺纹小径 处的面积约为 140 2根据公式得 L 43除拉应力外，在螺栓受拉的过程中还受到螺纹副间摩擦阻矩的作用产生切应力 L ，对于 = ，再根据第四强度理论： 3 2 2 57 螺栓的抗拉伸强度极限为 30m ，动载情况下许用应力安全系数为 S=，我们取 4计算得到许用应力 = =于 以满足要求。 柄轴 的 设计 校核 本次设计的手柄轴如图 图 手柄轴 零件图 手柄轴 长度为 300)(435)( A 0)(435)( B 19 F ； 4 3 5 3 0 0 3 2 6 2 . 540 N 许用应力 用插入法查得： 0 1 0 2 P a 许用应力值 1 60b M 应力校正系数 1060 0 . 5 81 0 2 . 5 当量弯矩 0 . 5 9 1 5 3 8 . 6 9 0 7 . 7T N m m 22( ) 5 3 . 8 7 T N m m ( ) 设计的最小直径 1d 柄轴 直 径 311000 . 1 m m 验算合格。 柄轴 强度计算 1 16136 1 7 9 2 9 N / 9Pq b 20 式中： 1q 手柄轴 的均布载荷； P 力； b 宽度。 2 22 1 6 1 3 6 2 6 0 0 8 4 5 7 N / 0 5 0 式中： 2q 均布载荷； R 反力； 2L 长度 103 127 7 0 . 6 N / 0 . 9b 式中： 3q 前后均布载荷 1 0 13 () 1 2 7 0 . 3 8 8 2 7 3 7 6 N / 0 . 9T T Rm b 式中： 3m 平面上附加的均布力矩 按扭转条件计算 截面的强度 MP 7 6 0 1 3 13 M P 因此 截面安全。 按弯扭合成条件计算截面 M P 8 0 0 8 4 0 2 21) 13 2222 M P （因此截面安全。 柄轴 的疲劳强度校核 截面直径最小，且有应力集中； 截面为连接处，由于直径发生实然变化，产生明显的应力集中；由于直径最大且无应力集中，故不必对 其他地方 处进行校核， 而只需对、截面进行校核。 截面右侧 21 MP 7 6 0 1 6 0 1 3 33 因为截面受扭矩作用，所以 M 由于变化形成的理论应力集中系数由表查取。因 插值后可查得 轴的材料的敏性系数为 q 有效应力集中系数为 (1 尺寸系数 表面质量系数为 处未经表面强化处理，即 1q，则得综合系数值为 计算安全系数 51 可知其安全。 截面左侧 弯曲应力 M P 8 6 2 6 6 2 6 0 33 以 ， 0m 22 扭转应力 M P 6 0 1 6 0 1 333 所以 M 由于轴径变化形成的理论应力集中系数因 插值后可查得 ， 轴的材料的敏性系数为 q ， q 有效应力集中系数为 (1 (1 尺寸系数 尺寸系数 表面质量系数为 此处未经表面强化处理，即 1q，则得综合系数值为 ， 331 23 151 222 SS 故安全。 柄轴 的接触应力校核 最大压应力 m 3 式中： 2q 均布载荷； 接触区宽度的一半。 21 212 式中： E 模数； 1R 半径； 2R 半径。 所以 2m a x 84570 . 6 3 7 0 . 6 3 7 1 . 0 7 7 2 . 2 M P 0 0 5 P m a m a 3 0 4 0 . 3 0 4 1 . 0 7 7 3 . 2 7 4 6 . 7 M P a 24 第 3 章 苹果削皮机的三维建模 件简介 首先我要对 行介绍一下，它是一种先进的，智能化的参变量式 计软件，在业界被称为“ 3D 机械设计方案的领先者”，易学易用，界面友好，功能强大，在机械制图和结构设计领域，掌握和使用 经成为最基本的技能之一。与传统的 2变量式 当代机械制图设计软件的主流和发展方向。传统的 计通常是按照一定的比例关系，从正视，侧视，俯视等角度，根据投影，透视效果逐步绘出所需要的各个单元，然后标注相应尺寸，这就 要求制图和看图人员都必须具备良好的绘图和三维空间想象能力。如果标注尺寸发生变化，几何图形的尺寸不会同步变更；如果改变了几何图行，其标注尺寸也不会发生变化，还要重新绘制，标注，因此绘图工作相当繁重。参变量式 计软件，是参数式和变量式的统称。在绘制完草图后，可以加入尺寸等数值限制条件和其他几何限制条件，让草图进入完全定义状态，这就是参数式模式。由于软件自动加入了关联属性，如果修改了标注尺寸，几何图形的尺寸就会同步更新。也可以暂时不充分的限制条件，让草图处于欠定义状态，这就是变量式操作模态。 美国 司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，公司宗旨是使每位设计工程师都能在自己的微机上使用功能强大的世界最新统，公司主导产品是世界领先水平的 件。 90 年代初，国际微机市场发生了根本性的变化，微机性能大幅提高，而价格一路下滑，微机卓越的性能足以运行三维 件。为了开发世界空白的基于微机平台的三维 1993 年 司的技术副总裁与 司的副总裁成立 司，并于1995 年成功推出了 件，引起世界相关领域的一片赞叹。在 件的促动下， 1998年开始，国内、外也陆续推出了相关软件；原来运行在 件，也从 1999 年开始，将其程序移植到 作系统中。由于 25 色的技术和市场表现，不仅成为 业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万的高额市值将 资并购。公司原来的风险投资商和股东，以原来一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 业的世界 纪录。并购后的 原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为 业一家高素质的专业化公司。 功能描述 （ 1）、 顶向下 )的设计 （ 2）、 自下向上 )的设计 （ 3）、配置管理 （ 4）易用性及对传统数据格式的支持 （ 5）零部件镜像 （ 6） （ 7）工程图 （ 8） 形由零件，装配体和工程图等文件组成，没有生成零件之前的图纸称为草图。由 2D， 3D 草图直接生成 3D 模形和工程图时，如果修改了草图的标注尺寸，其 3反，如果修改了工程图的标注尺寸，其 3D 模形和草图也会同步更新。软件使用起来非常方便，大大减少了设计人员的工作量，提高了工作效率。 通常，从打开一个零件文件或建立一个新零件文件开始，绘制草图、生成基体特征、然后在模型上添加更多的特征，生成零件。也可以从其他软件导入曲面或几何实体开始，编辑特征，生成零件和装配体工程图。这是常用的设计方法，也就是自下而上的设计方法。 草图绘制从零件文件开始，对于一个新的产品设计，要首先建立零件文件。 由于零件、装配体及工程图的相关性，所以当其中一个视 图改变时，其他两个视图也会自动改变。 许自定义功能 ,选择菜单栏中的“工具” -“选择”命令 ,可以显示 统选项”和”文件属性”选项卡 . 以自动保存工作 装配体或工程图文件的信息 ,在系统死机时不会丢失数据 则选择”工具” _”选项”菜单 26 命令 统选项”选项卡上 ,单击”备份”选项 ,选择”每 (n)次更改后 ,自动恢复信息”复选框 ,然后设定信息自动保存前应发生的变更次数 . 有很 强的文件交换功能 ,可以输入 ,输出数十种文件格式 ,可以与软件很方便地进行文件交换。 草图绘制模式及工程图中提供显示网格线和捕捉网格线功能。可将网格线与模型边线对齐，还可捕捉到角度。网格线和捕捉功能在 不太使用，因为 参变量软件，尺寸和几何关系已提供了所需的精度。 件建模 座三维建模 在 ，由于 挡板 的三维模型 相对 比较复杂， 运用了拉伸，切除等特征，形成 托盘 的三维模型。如图 示 。 图 座三维图 27 架的三维建模 由于 机架 的三维模型 相对 比较复杂，运用了拉伸，切除等特征，形成 托盘 的三维模型。如图 示 图 架三维图 另外， 包含了各种传动件，螺栓，螺母，螺钉，轴承等数据，可直接调用输入自己参数即可。 销轴 的建模，从 选择 销轴 ， 如图 示 图 加 销轴 标准件 28 由于 把手连杆的 三维模 型比较复杂，运用了拉伸， 圆角 ，等特征，形成 把手连杆 的三维模型。如图 1 所示 图 1 把手连杆 的三维建模 刀片、手柄、支撑片、轴卡、盖板 的三维模型比较复杂，运用了拉伸， 圆角 ， 旋转切除 等特征，形成的三维模型。 其它零部件的三维建模这里就不一一描述。 如图 2， 3， 4， 5，6 所示 图 2 刀片 29 图 3 手柄 图 4 支撑片 30 图 5 轴卡 图 6 盖板 件装配 修改配色后，苹果削皮机看起来更加的形象逼真，配色后的效果方便设计审核人员更加细致的发现不足，便于修改。 装配通过一个中心线重合，面重合或给 定距离来配合圆弧 31 曲面的零件。 由于 苹果削皮机 的组件不少，我们采用分装在到 苹果削皮机 的形式，得到装配图如下图 示。 图 果削皮机 三维装配体 维向二维的转换 为一套功能强大的计算机辅助绘图和设计软件，可以建立零件的三维实体图，三维装配体图及二维工程图，且大多数生产一线的工程技术人员对二维绘图软件，如 子图版，等更加熟悉，而且二维软件在绘制，尤其是标注装配体，零件图时，具有独特的优势。所以，充分利用 二维图之间的转换，把动生成的工程视图与二维软件的标注结合起来，达到“以二维之长补三维之短”的目的。一下是三维建模生成二维工程图的详细过程。 在 生成二维工程图。在 的新建模板中，新建一个工程图模板，打开工程图工具条，在工程图工具条中点击“新建”按钮，并在作图区域中单击右键，“从文件中选择”，确认要生成工程图的三维模型，并选择要形成工程图的视图 32 方向；在绘制区域内单击左键，以确定图形位置，单击“确定，完成工程图的绘制，并将其保存为“ 式的文件。打开需要生成 工程图的零件，并将其拖入此工程图。左键确定位置，继续移动鼠标，会显示鼠标移动方向的视图。从而确定所需工程图 ，如图 示 。 图 果削皮机 工程图创建 此外，还可通过上方的工具来分析剖视图。也可标注此装配体的零件及其名称。因此图还将在 修改，故在此未标注零件序号及名称。 33 总 结 毕业设计是对大学中所学知识的回顾，是对以往所学知识的综合运用， 锻炼了我们的独立思考能力、 独立解决工程实际问题的能力、 画图能力， 更是 从课本中的理论知识 到生产实际 的转变。在这之前，虽然经过四年的学习学到了很多知识，但是还没有机会来运用和掌握这些东西。通过这次实践，我对 苹果削皮机设计的总体结构、安装工艺和 机械设计过程 都有了全面的了解 ， 设计、计算和绘图方面的能力都得到了全面的训练和提高， 也使我对机械产生了更加浓厚的兴趣，更坚定了我从事机械行业的信心。 设计初期，我去图书馆的网站内下载了许多相关的文献资料，对苹果削皮机设计有所了解，然后开始准备我的开题报告、任务书和文献综述。在总体结构设计的过程中，我也遇到了很多困难，经过多次的数据修改才把总体方案给确定下来，开始 画图等工作。设计期间得到了我的指导老师的帮助，我觉得从与老师的沟通过程中，我能学到很多东西，老师可以从另外一个角度来启发我，给了我很多帮助、鼓励和指导。 通过这段时间的设计，我已基本按照设计要求完成苹果削皮机机械系统的设计，但是由于本人知识水平有限，又没有实际工作经验，本设计中定存在不足之处，敬请老师同学批评指正，提出宝贵意见，以便及时纠正。 当然，我知道整个毕业设计还没有结束，因为还需要答辩，还要有答辩老师的提问与意见，我的毕业设计才能最终画上句号。因此，我还需要继续努力，认真准备答辩，仔细检查我的论文，更好 的完善，为我的大学画上一个圆满的句号。 34 致 谢 在整个毕业设计的过程中，要特别感谢我的指导老师。在我们毕业设计阶段，老师经常为了我们同学毕业设计工作到深夜，他工作认真负责的态度让我十分敬佩。此外，他对待学生和蔼可亲，不厌其烦的为学生解决设计中遇到的困难，指导我们如何理清思路，顺利的进行设计。在设计的整个过程中，给予我精心的指导与帮助，为我们的毕业设计付出了辛勤的劳动，倾注了大量时间和精力。在设计细节方面上，特别是图纸方面尽量做到精益求精，同时教给了我许多分析问题和解决问题的思路及方法，使我能保 质保量的完成设计任务。没有老师的帮助就没有今天的设计成果，在此向他表示诚挚的敬意和衷心的感谢。 感谢大学四年来曾经帮助过我的老师和同学，他们的教授与帮助，使我获得了大量的知识，圆满的完成了学业，在此我深深地表示敬意和由衷的感谢之情。本次设计过程参考了大量的文献资料，在此向各学术界的前辈们致敬！ 35 参考文献 1 白雪宁 D9(4):532 曾珊琪，张翠珠，张建宁 J2009,27(3)： 27 3 刘鸿文， 2004，材料力学（第四版），北京：等教育出版社 4 刘燕德， 2007，无损智能检测技术与应用，武汉：华中科技大学出版社 5 沈再春， 1993，农产品加工机械与设备，北京：中国农业出版社 6 杨子岐 类水果去皮机的研制 J2006,24（ 1）： 127 张建宁 D2009， 5,(3) 588 张星政， 1994果分级机，中国发明专利 9 张祖来，程玉来，陶栋材， 2004，机械设计基础，北京：中国农业大学出版社 10 周开勤， 2001，机械零件手册，北京：高等教育出版社 11 高海生，孙慧先，李润丰， 2002，果实采后处理的机械化、自动化技术，世界农业 12 白雪宁 D2012,6,(3):7713 ， 2004， of by of 14 984or by U S 15 ， 1992， of of ， 1992 16 of J. 2004, (01) . 17 on of J. 1 本科毕业设计 说明书 题 目： 苹果削皮机的设计 院 （系）： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 1 摘 要 最近几年随着人民生活水平的提高和食品安全意识的提高，国内外引进的水果品种愈来愈多。在市场调研的基础上 ,通过对已有产品的特点进行比较与研究分析 ,开发了一种新的全自动苹果削皮机 ,实现了上料、削皮、去核与卸果整个工作过程的全自动。传动系统增加了全自动上料系统 ,可完成苹果自动输送、摆正、插果的动作 ;自仿形刀架驱动系统 ,可根据苹果椭圆度的不同 ,完成准确去皮 ;保留了原 自动转位工作台机构。该全自动苹果削皮机机构紧凑 ,节省人力 ,生产率和制成率高。 关键词 ： 苹果 ， 削皮机 ， 机构 3 n of s of On of of of of a go to to to is in 目 录 摘 要 . 2 第一章 前言 . 6 . 7 . 8 . 10 第 2章 苹果削皮机的结构设计 . 11 . 11 . 11 . 11 . 11 . 12 . 12 . 13 刚度校核 . 14 柄轴的设计及强度校核 . 错误 !未定义书签。 柄轴 强度计算 . 18 柄轴 的疲劳强度校核 . 19 柄轴 的接触应力校核 . 22 第 3章 苹果削皮机的三维建模 . 23 . 23 件建模 . 25 . 25 架的三维建模 . 26 . 26 . 29 维向二维的转换 . 30 总 结 . 32 致 谢 . 33 5 参考文献 . 34 6 第一章 前言 本课题主要设计一种苹果 削皮机 的机械系统设计，它克服了目前 削皮机 存在的问题和不足。由 2010年统计的数据得出，我们国家的苹果、梨、桔子的产量均稳居世界第一，水果总产量达到 21401万多吨，果园面积也达到了 11543千余公顷，两者均连续 8年稳居世界第一，并且我国水果的种类很多，成色也很好，因此我国被称之为是一个水果超级大国，水果的发展有很大的前景。从国家的扶农政策下来之后，我们的水果产业经历了大约 20年的快速发展，但是由于我国水果产业化发展起步比较晚，水果产后商品化手段仍 然还是大大的落后于发达国家，一直以来的发展速度并不是很快速，可以说是很缓慢。多年来通过研究各方面的原因，水果的产后商品化处理成为了水果产业发展的瓶颈，而美国，日本等水果产业强国的经验表明水果产业的主要收益是由水果采后处理和采后加工获取的，然而我国水果采后简单商品化处理率仍不足 10%，大部分的水果都是没有经过任何的分级操作就进入市场供应，而水果发展强国的水果采后简单商品化处理率达到了 95%以上，这里就形成的了很大的对比，也是我们务必需要改进和完善的地方。 水果的外皮部分可有各种各样的微生物、寄生虫卵，有的 是运输者或采摘人的手上污染的。有的是销售者用污水浇洗而污染的。据调查，有的地区水果外皮上大肠杆菌，其 4性率达 68% 96%水果的外皮上还可能被各种虫类的代谢产物沾污。吃水果时 ,若不削皮 ,就会连残留在水果上的农药也吃进去。轻者会呕吐腹泻 ,重者危及生命。那我们怎样清除水果表面的残留物那？ 一般而言 ， 可用以下方法清除：第一是清水浸泡法，将水果用清水浸泡 20到 30分钟，然后反复冲洗两到三次，这样可以除去部分的残留农药。还可以添加果蔬洗剂之类的清洗剂，增加农药的溶出。第二是碱水浸泡法：先用 5%碱水浸泡5 用清水冲洗干净。第三是开水浸泡法：将清洗好的水果在开水中泡 2到 5分钟，然后用清水洗涤 1至 2遍。第四是去皮法：对于带皮的水果，如苹果、梨子、狲猴桃等，我们先清洗一遍，再去掉表皮，这种办法就可以去除表面的农药残留。第五是储藏保管法：有条件的话，将比较好保存的水果买回后存放 10 15天左右，也能降低残留农药的毒性。 我们知道水果中含有丰富的糖、有机酸、 纤维素 、维生素、矿物质、多酚及黄酮类营养物质，随着 时代的发展人们越来越注重食用绿色水果，使我们吃的更加健康。但是现代科学技术生产的化肥农药激素等在蔬菜瓜果的使用使表面都有残留。特别是有机磷 7 农药广泛用于谷类、蔬菜、水果及茶等作物，有机磷农药可在食品洗涤、去皮、加热过程中可以消减，但有机磷农药对人体有一定毒性，长期慢性接触对人的神经功能会造成损害。有的人可能会说，水果洗了数次，并用开水或洗涤灵消毒后，果皮上的农药不就去掉了吗？回答是否定的，因为这些农药经过单纯的洗涤是不能完全洗掉的，果农在管理果树时，从花落到结果，一直使用农药，时间一长，一些农药就会残留在果皮 里，像六六六、滴滴涕、乐果、敌百虫等毒素，这些农药对人体有一定的毒性，即使是少量的对儿童也极为有害。吃水果时 ,若不削皮 ,就会连残留在水果上的农药也吃进去。轻者会呕吐腹泻 ,重者危及生命。为了更好的为社会服务，本文着重研究齿轮传动工作原理、蜗杆传动工作原理、渐开线形成和特性、渐开线齿廓的啮合特性，完成自动水果去皮机的设计，并使用 整体上对苹果机的外形进行了重新设计，不仅解决了安全问题，同时是您家居的理想艺术品。 最近几年随着人民生活水平的提高和食品安全意识的提高，国内外引进 的水果品种愈来愈多，不但关系到广大消费者的食用安全和能否满足消费者对优质安全水果的需求，而且也将大大影响水果产业的出口贸易，提高我国水果的市场竞争力，将很大程度上促进我国水果产业的发展和农民收入的增加。自从上个世纪 90年代，水果强国就开始大量应用水果 削皮机 ，提高水果的 削皮效率 ，在市场调研的基础上 ,通过对已有产品的特点进行比较与研究分析 ,开发了一种新的全自动苹果削皮机 ,实现了上料、削皮、去核与卸果整个工作过程的全自动。传动系统增加了全自动上料系统 ,可完成苹果自动输送、摆正、插果的动作 ;自仿形刀架驱动系统 ,可根 据苹果椭圆度的不同 ,完成准确去皮 ;保留了原自动转位工作台机构。该全自动苹果削皮机机构紧凑 ,节省人力 ,生产率和制成率高。 果削皮机机械国内外发展趋势 通过大量的阅读资料和调查网络上已有的苹果削皮机得出了结论。在现阶段国内社会中，生活中已经存在了大量的苹果削皮机，但是，在生活中的只是个人应用的苹果削皮机，于工业上应用的大型苹果削皮机微乎其微。而工业上应用于水果罐头和饮料及饮食等水果加工的机械还是比较少的，随着我国的发展脚步前进，造成了我国果品加工总体加工技术与加工装备制造技术水平偏低。目前罐头及水果加工 领域存在的最大问题就是加工过程中自动化、连续化程度低，对先进技术的消化能力差。去皮设备都停留在半自动程度，靠人工将苹果逐个插到固定针上，不仅生产效率低，而亲容易造成工伤事 8 故；因此设计开发一种全自动苹果去皮机能有效的解决加工过程自动化及连续化水平低的问题，对其他果品加工同样适用。 朋友来时或自己需要品尝水果时，它可以给你带来方便和清洁卫生的感受。有了它，你的家居生活更加干净清爽；有了它，水果的滋味更加的清甜、美味。它能免去您削皮的麻烦，轻轻摇一摇，果皮不见了！人性化的设计让小孩老人都能安全操作。不再担心用水果刀 削皮而削伤手指的危险了。水果削皮机外形雅致。是您家居理想装饰品。无论是苹果还是梨，三五秒钟自动削皮，为您节省时间，减少亲朋聚会及独自休闲的费时劳动。轻轻松松，闲情逸致。削皮机削的果皮薄不断线。不同于水果刀削皮时多削去果肉果皮满地，事后扫地及手掌贴果肉不卫生的情况，不浪费卫生省事。无论是个人食用还是招待亲朋；家居还是酒店餐饮及会议；整果还是水果拼盘。水果削皮机都是您必备的家居利器。 （ 1） 功能与应用范围 苹果削皮机主要是对苹果的果皮进行分离。削皮厚度的均匀性，以及削皮方法的简单可行，削皮的效率是主要考虑的问题。本文从削皮入手，运用机械仿形的削皮方法，同时针对苹果的大小不同，实现去 皮 的功能。 （ 2） 制造与维修 在制造方面多采用标准件，以减少在制造过程中的自主加工件的数量，减少不必要的开支，为进一步的维修提供良好的维修基础。在大量的耗材可以直接外购。在设计的同时就考虑到关于以后机器维修的问题。从动力部分到执行部分以至整个机架都采用较为简单的结构。以实现在维修的时候的拆卸和安装的方便。 （ 3） 操作条件与工作可靠性 苹果削皮机设备运行要操作简单，对大小不同的果实要准确实 现削皮。同时，维护保养简单容易；各个零部件均要可靠装配在削皮机上，充分保证机械工作运转中的安全可靠；在出现故障时能及时发现并排除故障，设计时要充分考虑到设备的可拆卸性和便于维修性。从而保证削皮设备的正常工作和整个工作系统安全可靠。 （ 4） 削皮机的结构特点 9 苹果削皮机具有以下主要特点 : 整机零件少 ,体积少 ,整机结构简单 ,且零件结构简单 ,易制造 ,易装配调整 ,制造成本低 ,因此非常适用于中小生产者 ; 不受果实大小的限制，以达到较好的削皮效果 工作效率高 ,方便灵活。 水果残留农药清除具有良好的效果，既可确 保水果的营养成分，也让我们食用起来更加健康。 但 清水浸泡法 、 碱水浸泡法 、 储藏保管法 周期太长，使用不方便。 开水浸泡法 由于用开水会烫伤水果，使水果变味，营养成分损害。总之去皮法比较方便，随即食用，还不损害水果的营养成分。而手动去皮又十分困难。这样以来水果去皮机的研制就十分必要。 目前在市场上有手动（图 1自动（图 1种类型的水果去皮机，但都不是很理想。 图 1手动去皮机 图 1 图 1图 1上应用较多的一类水果切削机，其刀尖均外漏，安全性能较低。 工作时需首先 装上手柄，将苹果器底部固定在桌面上，然后将苹果放在针头，最后转动手柄，刀头就会从苹果底部开始旋转，沿苹果表面旋转，直到苹果头部，这时刀就会离开苹果 。去皮过程结束。图 1的工作过程是：水果插在果叉上，然后摇动把柄，刀具和苹果就会跟着转动，完成切削过程，切下的果皮被下面的小盘子接到。可以说非常的环保。但苹果的固定采用针头法，很容易把水果损害，长期使用也不卫生。图 1作过程为：水果插在果叉上 自转，装有刀片的刀架沿着预置的封闭轨迹运动并与水果表面形成切削关系，完成果皮的刨削。产品适用于圆形或近似圆形的果蔬削皮，例如苹果、雪梨等水果。但是一般采用针头固定，容易弄伤水果，如果长期重复使用，针头及针头根部易出现赃物和细菌。同时针头不适合于小孩及老人使用。不小心的话会弄伤手。产品样式老套，没有创新，不美观。 10 本次设计的水果切削机，其刀尖均外漏，安全性能较低。工作时需首先装上手柄，将苹果器底部固定在桌面上，然后将苹果放在针头，最后转动手柄，刀头就会从苹果底部开始旋转，沿苹果表面旋 转，直到苹果头部，这时刀就会离开苹果 ，去皮过程结束。如图 图 果切削机 方案 图 11 第 2 章 苹果削皮机的结构设计 杆的设计以计算 本次设计的螺旋杆零件图如图 示： 图 旋杆零件图 杆螺纹类型的选择 选择梯形螺纹，牙型角 =60，梯形螺纹的内外螺纹贴紧不易松动；它的基本牙型按 取螺杆材料 选择 45钢 定螺杆直径 按耐磨性条件确定中经 2d ； 取 ， 12 则 M 201(22 由 /可得2 1 5 . 8d m m查国标对 2d 标准化 选择 d=20 同时可查的 p=3 3 1 7d d m m 1 5 1 5d d m m 锁验算 自锁条件是 73 5c o s/r c t a n()c o s/a r c t a n(. 6/6a r c t a n()/a r c t a n( 2 v 符合自锁条件 定性计算 细长螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。 4FF 螺杆的临界载荷关 由 ， 2 l =H+5t+20+36+5 6=30413 1 0 42 s 应进行校核 0 6 6 0)/( 22 4FF 合理 核螺纹牙强度 一般螺母的材料强度低于螺杆，故只校核螺母螺纹强度 由于 D=20 2 15D 切强度条件为： M 0 6 5 5 ( 2 0 1 5 ) / 2 1 8 . 73 6 0 . 6 5 6 1 0 M p a 符合剪切强度条件； 弯曲强度条件为： 6 2 l 查表得 M p 040 26 5 5 ( 2 0 1 5 ) / 2 2 8 . 7 93 6 ( 0 . 6 5 6 ) 1 0 M p a b 符合弯曲强度条件 14 架 的刚度校核 本次设计的机架如图 图 架零件图 机架的刚度决定了机架在工作过程中变形的大小，其实对于机架的设计而言，刚度的研究比强度更有意义，因为机架由于压力的作用而被破坏的情况是比较少的。但机架随着工作时间的增加会慢慢的变形，这就要求机架有足够的刚度，否则随着机架的变形而导致传动件位置的变动，机器的 工作能力就会降低。根据压杆保持平衡能力的最小临界力公式 22l 临界力 单位 N； E 材料的弹性模量 单位 槽钢材料为 205 I 惯性矩 单位 4对 18号槽钢为 l 机架高度 单位 m。 15 在实际工作 机架 只受到 支撑 力的作用，因此只要校核 机架 的 支撑 应力即可。 机架 在连接处的面积最小，即属于危险截面。 2135 1 4 2 3 ( )1 . 5 P 右端连接处最大应力 m a x 1 2 5 6 . 6 6 1 4 1 . 8 8 9 ( )0 . 0 0 2 5 0 . 0 0 6 2 M P 左端连接处的最大应力 m a x 1 2 5 6 . 6 6 1 1 2 . 5 6 7 ( )0 . 0 1 0 . 0 1 M P 根据机架一的设计高度为 由公式（ 3已知数据得 ，比较可知机架一受到的力远远小于就是机架具有足够的强度，满足要求。机架二、机架三所受的力较机架一而言要小，几何尺寸也相差无几，根据机架一校核所的数据知道，无论是强度还是刚度都远远满足，所以据经验判断肯定满足。反而是机架一与二之间的连接螺栓由于皮带对轴拉力作用产生弯矩，受拉一边的螺栓受力比较大需要 进行校核。在校核之前我们必须算出皮带通过带轮作用于轴上的力，因为这个力是直接通过机架传递给螺栓的。下面是求对轴作用力的公式： 21 20 )00 轴所受的拉力 单位 N： z 皮带根数，从同组人员那得到的数据为 5根； 0F 单根皮带初拉力 单位 N； 1 小带轮的包角； 计算功率 况系数， P 实际功率； v 带轮的圆周速度 单位 m/s； 16 小带轮的包角系数； q 每米带长的质量 单位 kg/m。 根据机架的受力位置我们得到这样一个力学模型 如图 4： 图 螺栓对机架的作用力 单位 由于是四个螺栓作用我们根据关系可以得到： 214 L 由公式及已知的数据我们可以得到 。再参照选粉机电机机架设计时螺栓连接处预紧力一般取 0 以上，所以螺栓的总受力 , 为安全起见下面就可以根据公式求拉应力： L 螺栓受到的拉应力 单位 S 螺栓的截面积 单位 2 17 由于我们选的是 螺栓，危险截面对应螺纹小径处的面积约为 140 2根据公式得 L 43除拉应力外，在螺栓受拉的过程中还受到螺纹副间摩擦阻矩的作用产生切应力 L ，对于 = ，再根据第四强度理论： 3 2 2 57 螺栓的抗拉伸强度极限为 30m ，动载情况下许用应力安全系数为 S=，我们取 4计算得到许用应力 = =于 以满足要求。 柄轴 的 设计 校核 本次设计的手柄轴如图 图 手柄轴 零件图 手柄轴 长度为 300)(435)( A 0)(435)( B 18 F ； 4 3 5 3 0 0 3 2 6 2 . 540 N 许用应力 用插入法查得： 0 1 0 2 P a 许用应力值 1 60b M 应力校正系数 1060 0 . 5 81 0 2 . 5 当量弯矩 0 . 5 9 1 5 3 8 . 6 9 0 7 . 7T N m m 22( ) 5 3 . 8 7 T N m m ( ) 设计的最小直径 1d 柄轴 直 径 311000 . 1 m m 验算合格。 柄轴 强度计算 1 16136 1 7 9 2 9 N / 9Pq b 19 式中： 1q 手柄轴 的均布载荷； P 力； b 宽度。 2 22 1 6 1 3 6 2 6 0 0 8 4 5 7 N / 0 5 0 式中： 2q 均布载荷； R 反力； 2L 长度 103 127 7 0 . 6 N / 0 . 9b 式中： 3q 前后均布载荷 1 0 13 () 1 2 7 0 . 3 8 8 2 7 3 7 6 N / 0 . 9T T Rm b 式中： 3m 平面上附加的均布力矩 按扭转条件计算 截面的强度 MP 7 6 0 1 3 13 M P 因此 截面安全。 按弯扭合成条件计算截面 M P 8 0 0 8 4 0 2 21) 13 2222 M P （因此截面安全。 柄轴 的疲劳强度校核 截面直径最小，且有应力集中； 截面为连接处，由于直径发生实然变化，产生明显的应力集中；由于直径最大且无应力集中，故不必对 其他地方 处进行校核，而只需对、 截面进行校核。 截面右侧 20 MP 7 6 0 1 6 0 1 3 33 因为截面受扭矩作用，所以 M 由于变化形成的理论应力集中系数由表查取。因 插值后可查得 轴的材料的敏性系数为 q 有效应力集中系数为 (1 尺寸系数 表面质量系数为 处未经表面强化处理，即 1q，则得综合系数值为 计算安全系数 51 可知其安全。 截面左侧 弯曲应力 M P 8 6 2 6 6 2 6 0 33 以 ， 0m 21 扭转应力 M P 6 0 1 6 0 1 333 所以 M 由于轴径变化形成的理论应力集中系数因 插值后可查得 ， 轴的材料的敏性系数为 q ， q 有效应力集中系数为 (1 (1 尺寸系数 尺寸系数 表面质量系数为 此处未经表面强化处理，即 1q，则得综合系数值为 ， 331 22 151 222 SS 故安全。 柄轴 的接触应力校核 最大压应力 m 3 式中： 2q 均布载荷； 接触区宽度的一半。 21 212 式中： E 模数； 1R 半径； 2R 半径。 所以 2m a x 84570 . 6 3 7 0 . 6 3 7 1 . 0 7 7 2 . 2 M P 0 0 5 P m a m a 3 0 4 0 . 3 0 4 1 . 0 7 7 3 . 2 7 4 6 . 7 M P a 23 第 3 章 苹果削皮机的三维建模 件简介 首先我要对 行介绍一下，它是一种先进的，智能化的参变量式 计软件，在业界被称为“ 3D 机械设计方案的领先者”，易学易用，界面友好，功能强大，在机械制图和结构设计领域，掌握和使用 经成为最基本的技能之一。与传统的 2变量式 当代机械制图设计软件的主流和发展方向。传统的 计通常是按照一定的比例关系，从正视，侧视，俯视等角度，根据投影，透视效果逐步绘出所需要的各个单元，然后标注相应尺寸，这就要求制图和看 图人员都必须具备良好的绘图和三维空间想象能力。如果标注尺寸发生变化，几何图形的尺寸不会同步变更；如果改变了几何图行，其标注尺寸也不会发生变化，还要重新绘制，标注，因此绘图工作相当繁重。参变量式 计软件，是参数式和变量式的统称。在绘制完草图后，可以加入尺寸等数值限制条件和其他几何限制条件，让草图进入完全定义状态，这就是参数式模式。由于软件自动加入了关联属性，如果修改了标注尺寸，几何图形的尺寸就会同步更新。也可以暂时不充分的限制条件，让草图处于欠定义状态，这就是变量式操作模态。 美国 司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，公司宗旨是使每位设计工程师都能在自己的微机上使用功能强大的世界最新统，公司主导产品是世界领先水平的 件。 90 年代初，国际微机市场发生了根本性的变化，微机性能大幅提高，而价格一路下滑，微机卓越的性能足以运行三维 件。为了开发世界空白的基于微机平台的三维 1993 年 司的技术副总裁与 司的副总裁成立 司，并于1995 年成功推出了 件，引起世 界相关领域的一片赞叹。在 件的促动下， 1998年开始，国内、外也陆续推出了相关软件；原来运行在 件，也从 1999 年开始，将其程序移植到 作系统中。由于 24 色的技术和市场表现，不仅成为 业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万的高额市值将 资并购。公司原来的风险投资商和股东，以原来一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 业的世界纪录。并购后 的 原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为 业一家高素质的专业化公司。 功能描述 （ 1）、 顶向下 )的设计 （ 2）、 自下向上 )的设计 （ 3）、配置管理 （ 4）易用性及对传统数据格式的支持 （ 5）零部件镜像 （ 6） （ 7）工程图 （ 8） 形由零件，装配体和工程图等文件组成，没有生成零件之前的图纸称为草图。由 2D， 3D 草图直接生成 3D 模形和工程图时，如果修改了草图的标注尺寸，其 3图会同步更新；相反，如果修改了工程图的标注尺寸，其 3D 模形和草图也会同步更新。软件使用起来非常方便，大大减少了设计人员的工作量，提高了工作效率。 通常，从打开一个零件文件或建立一个新零件文件开始，绘制草图、生成基体特征、然后在模型上添加更多的特征，生成零件。也可以从其他软件导入曲面或几何实体开始，编辑特征，生成零件和装配体工程图。这是常用的设计方法，也就是自下而上的设计方法。 草图绘制从零件文件开始，对于一个新的产品设计，要首先建立零件文件。 由于零件、装配体及工程图的相关性，所以当其中一个视图改变时，其 他两个视图也会自动改变。 许自定义功能 ,选择菜单栏中的“工具” -“选择”命令 ,可以显示 统选项”和”文件属性”选项卡 . 以自动保存工作 装配体或工程图文件的信息 ,在系统死机时不会丢失数据 则选择”工具” _”选项”菜单 25 命令 统选项”选项卡上 ,单击”备份”选项 ,选择”每 (n)次更改后 ,自动恢复信息”复选框 ,然后设定信息自动保存前应发生的变更次数 . 有很强的文件交换 功能 ,可以输入 ,输出数十种文件格式 ,可以与软件很方便地进行文件交换。 草图绘制模式及工程图中提供显示网格线和捕捉网格线功能。可将网格线与模型边线对齐，还可捕捉到角度。网格线和捕捉功能
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号