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马铃薯去皮机设计 马铃薯去皮机

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马铃薯去皮机设计,马铃薯去皮机设计,马铃薯去皮机

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毕 业 设 计题目 马铃薯去皮机设计 系 别 专 业 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 2019 年 月 日摘 要目前我国的马铃薯生产很好，但和西方国家仍有较大的差距在加工方面，尤其是在自动化加工方面存在着相当大的距离。马铃薯基本食材的剥皮属于马铃薯基本食材的一个基本深加工制作的工艺之一。 现在尽管马铃薯基本食材的剥皮作业已经慢慢的开始可机械化的基本生产作业，但相对而言其劳动作业的基本密集强度比较的大，生产作业的基本效率比较的低。现阶段我国有的马铃薯剥皮设备还存在着挺多问题，例如大型设备体积过于庞大，在加工过程中容造成马铃薯的污染，而且不适合小型企业的加工生产，此外还有一些设备需要人工将所有马铃薯挨个插到固定针上固定，不小心的时候会造成使用者的基本伤害。在此次设计中我们设计了一种关于摩擦原理的小型马铃薯剥皮的机械设备，不再需要人工将所有马铃薯逐一插到固定针上固定了。本文设计的机器设备主要由传动作业机构、存储作业机构和电气作业机构予以组成，马铃薯基本食材从进料位置口进入到基本的机器设备里面，通过电机结构部件、减速器结构部件的基本驱动滚动电刷结构部件的旋转类型的基本摩擦作业，从而满足对马铃薯基本食材的剥皮作业的基本的目的。这此的基本设计研究的对现有机器设备的相关数据予以一定的基本分析研究，结合真实的作业情况完成了马铃薯基本市场的去皮机机器设备的总体结构设计，马铃薯基本说过的去皮机器设备的运行操作能够更加稳定、安全，从而提高了马铃薯说过的基本去皮作业的加工的机械化程度。关键词： 马铃薯去皮机；机械化；剥皮 ABSTRACTAt present, Chinas apple production is better, but in the processing and some Western countries there is still a considerable gap, especially in the automated processing has a considerable gap. Apple peeling is one of the main deep processing of apple. At present, although the apple peeling has begun to mechanized production, but relatively labor-intensive, relatively low productivity. At present, some of Chinas apple peeling equipment, there are still many problems, such as large-scale equipment is too large, in the process of Apple pollution caused by pollution, and does not apply to small business processing, in addition to a part of the equipment need to manually all the apples One by one inserted into the fixed needle fixed, so a little carelessly it is likely to cause personal injury accident.In this design we designed a friction on the principle of small apple peeling machinery and equipment, no longer need to manually put all the apple one by one to the fixed needle fixed. This set of equipment mainly by the transmission part, the storage part and the electrical part of the apple from the feed into the device, through the motor reducer drive rolling brush friction, so as to achieve the purpose of peeling the apple. The design of the existing equipment to analyze the data, combined with the actual situation to complete the overall design of the apple peeled machine, Apple peeled machine operation can be more stable and safe, thereby improving the degree of mechanization of apple peel processing.Keywords: apple automatic peeling machine; mechanization; peeling目 录摘 要1ABSTRACT1第一章 绪论11.1马铃薯加工产业现状及马铃薯的功效11.1.1马铃薯产业的现状11.1.2马铃薯产业存在的问题21.1.3马铃薯的作用31.1.4马铃薯的存储41.2 马铃薯的加工处理流程简介51.2.1 马铃薯的品质分级51.2.2 马铃薯的清洗71.2.3 马铃薯的去皮81.3马铃薯去皮清洗的必要性81.4去皮机械化的意义9第二章 马铃薯清洗去皮机的结构设计112.1工作原理112.2基本结构122.2.1 去皮机构122.2.2 清洗机构13第三章 拨料盘和刷辊的设计143.1 拨料盘部件的设计143.1.1 螺旋机输送量的确定143.1.2 螺旋机功率的确定143.1.3 螺旋直径的确定153.1.4 螺旋轴转速的确定163.1.5 螺距的确定173.1.6 物料输送速度的确定173.2 刷辊部件的设计18第四章 电动机的计算选型194.1 电动机的选择194.1.1 选择电动机类型和结构型式194.1.2 选择电动机的容量194.2 传动装置的运动和动力参数的计算194.2.1 各轴转速204.2.2 各轴输入功率204.2.3 各轴输出功率214.2.4 各轴输入转矩214.2.5 各轴输出转矩22第五章 减速器的设计与计算235.1 齿轮设计235.2 减速器结构设计275.2.1 机体结构275.2.2 铸铁减速器机体的结构尺寸见下表285.3 轴设计295.3.1 计算齿轮受力305.3.2 计算支承反力305.3.3 画轴转矩图305.3.4 许用应力315.3.5 校核轴径315.4 轴承的选型325.5 键的选型335.5.1 输入轴与带轮的联接335.5.2 输出轴与大齿轮的联接34参考文献36致 谢37第一章 绪论1.1马铃薯加工产业现状及马铃薯的功效1.1.1马铃薯产业现状最近几年我们国家的马铃薯水果的行业的发展的十分的快，从2008年到基本的2010年，其种植的基本面积大小增加了百分之四，在2010年的时候，种植的基本面积大小达到了213.10万平方米。我门国家的马铃薯水果的基本产量大小是世界领域的基本总产量大小的百分之二十八，稳居基本世界领域的第一的基本位置。近年来马铃薯的生产和加工发展非常迅猛，特别是在美国、英国、德国和日本等国发展高质量和专用马铃薯品种，先进适用的技术和设备，加工产品的高品质和大规模生产经营管理模式，特别是经过加工的马铃薯食品受到许多消费者的青睐，而在食品工业中占有举足轻重的地位。近年来居民的生活水平有了明显提高，我国马铃薯加工产业的发展也出现了很多新的变化。马铃薯加工产品也迅速增长，很多国外的马铃薯加工企业也陆续在中国投资。然而由于我国马铃薯加工产业发展相对落后，加工技术水平不高，现在马铃薯的产量和品种都不能满足消费者日益增长的需求需要。伴随着马铃薯加工技术的不断改善，一系列产品的不断研发以及各种媒体的大力推广和引导，马铃薯食品也将逐渐成为我国城乡调整的主要内容和丰富人们的日常饮食结构。1.1.2马铃薯产业中存在的一些问题目前马铃薯产业 正快速发展，但是其中也存在着诸多问题。我国目前城市化进程发展较快,农村地区的大多数青壮年、知识分子和更多具有工作能力的人大多离开农村到城里打工,种植过熟的人们基本都是一些老弱病残以及妇女。结合我门国家的山东省的不完全的统计,在马铃薯类型的食材的基本种植者中二十九到三十九岁占9.82%、四十一到五十一岁的占42.85%、51-60岁的占33.05%、61-70岁的占13.35%、71-80岁的占0.85%，即29-49岁的人和49-69岁的人各占一半左右，青壮年轻人的比例在总体比例中是非常匮乏的。在很多的地域在丰收的时候很难得找到适合的劳动力的情况。马铃薯基本食材的基本种类比较的单一,大部分都是富士品种。在我们国家马铃薯食材的基本种植没有科学的管理以及部署，在现有主要品种中有全国种植区划分的只有新红星马铃薯,其余的品种马铃薯都没有划分区域，几乎都是盲目种植。1.1.3马铃薯的作用马铃薯基本食材属于一种水果类型的里面的蔷薇类型科，其味道酸甜，营养价值比较的高。根据实验检测结果显示，每100马铃薯中含有果糖含量为6.411.1克，蔗糖含量为1.15.1克，葡萄糖含量为2.43.4克；它还包含锌、钙、磷、铁、钾等微量元素和胡萝卜素及维生素等。在美国俗语说:每顿要吃一个马铃薯，不用问医生。虽然有点被夸大，但可以看出马铃薯的营养和药用价值非同一般。马铃薯基本食材的营养综合性比较的强,能够适合各种类型的人群进行食用。马铃薯也被称之为“记忆果” 、“智慧果”。在我门国家的古代就知道，吃马铃薯有益于人们提高其记忆力。在马铃薯中不但含有丰富的糖份、维生素和矿物质以及其他重要的营养物质对大脑有益，而且锌元素的含量很高，这些都对大脑有着很好的促进作用。锌是人体十分重要的元素，缺锌会影响大脑皮层记忆的边缘，实验也表明减少锌食品的摄入，年轻儿童的记忆和学习能力的的严重受阻碍。锌基本元素能够产生一定的抗体,增强人体免疫能力。1.1.4马铃薯的存储马铃薯基本食材存放的基本位置需要避阳处理的阴凉位置,把马铃薯基本食材放在一个塑料袋结构部件里面之后再放到冰箱设备里面，如此能够保存比较长的时间。如果将没有成熟的梨或者桃等水果放入已经装有马铃薯的袋子中，马铃薯便会释放出乙烯，乙烯对其他水果有催熟作用还能使其他放入的水果软化更好吃。但是如果将已经成熟的水果或蔬菜放入装有马铃薯的袋子中，这样就会加速它们的变质腐烂，所以必须避免这样情况的发生。 如果需要对马铃薯进行大量保存，在房子里常见的容器有罐、缸、木盒、纸盒等，以上品种的容器都可用来马铃薯的储存。使用的罐器材、缸器材等需要进行有效的进行清洗作业干净后，并将其擦干到没有水分，并采用白酒基本市场涂擦在罐器材、缸器材等容器的里面的表面位置，根据存放量的不同可倒入60140克不等，用棉花盖在上面再蒙上一层塑料布封口，为了防止酒气挥发，吃马铃薯时随取随盖，这样处理之后的马铃薯便可以存放半年以上。1.2 马铃薯的加工处理流程简介1.2.1 马铃薯的等级划分基本等级大小分为3A基本等级、2A基本等级、A基本等级三个不同的标准。3A基本等级满足的要气： 经过人员的精心类型都采摘作业以及清洗作业。具有十分完整的本品种果的基本形状并且果梗需要保存完好。大型果的基本果实的基本直径大小不少于61毫米，中型类型的果基本直径大小不小于54毫米。在基本的颜色方面元帅类型的基恩品种要求颜色在百分之八十七以上，其他类型的果百分之六十六以上。果实的基本成熟度不过熟。红色类型的基本品种的果实允许细小类型的基本压碰伤总面积大小不得大于1cm2。无其他额外损伤划痕。2A基本等级满足的要气：同3A级中的、条。其条规定着在基本的颜色方面元帅类型的基恩品种要求颜色在百分之六十九以上，其他类型的果百分之四十九以上。其条的基本规定下列损伤中不得超过二项：a.碰压伤的基本面积大小需要小于1平方的厘米，最大位置大小需要小于0.5cm2。b.叶、枝的基本磨伤情况需要小于1cm2。c.金冠类型的基本锈斑情况需要小于3cm2。d.水锈、蝇点病类型的情况需要小于1cm2。e.可以满足2处位置没有破皮的的基本雹伤，但总面积的基本大小需要小于0.6cm2。A基本等级满足的要气：同3A级中的、条。其条规定着在基本的颜色方面元帅类型的基恩品种要求颜色在百分之四十八以上，其他类型的果百分之三十八以上，其条规定的基本下列损伤中不得超过三项：a.碰压伤需要小于1cm2，其中最大需要小于0.4cm2。b.枝叶磨伤需要小于1cm2。c.金冠网状锈斑面积需要小于果面的17，超过肩部的磨锈面积需要小于0.9 cm2。d.水锈、蝇点面积需要小于0.9 cm2。e.药害需要小于I9。f.轻微雹伤面积需要小于0.9 cm2。g.日灼需要小于1.4 cm2。h. 允许3处其他干枯虫伤，每处面积需要小于0.04cm2。I. 不超过5个小疵点。1.2.2 马铃薯的清洗常见的清洗马铃薯的方法有以下几种：（1）淘米水：就是日常的基本淘米用的基本水能够进行马铃薯的清洗。（2）醋：醋也可以用来清洗水果等。将马铃薯浸泡在醋里数分钟后再清洗，不但马铃薯的营养成分不会损失而且可以较容易软化马铃薯皮表面的污渍。（3）食盐：采用食盐进行马铃薯的清洗能够快速的擦洗马铃薯的皮位置的脏物。（4）温水：将马铃薯在温热水里浸泡一段时间后在清洗也是个很好的清洗马铃薯的方法,这样也更容易将马铃薯表皮的残留物质清除掉。这样洗出来的水果就可以放心吃了。（5）牙膏：牙膏清洁剂用来清洗马铃薯。1.2.3 马铃薯的去皮现在大多数马铃薯种植的过程中都离不开农药及化学试剂，所以应去皮，当今马铃薯去皮的方法种类有以下几种：手工去皮：运用基本的工具部件和刀部件等，予以人工类型的去皮处理。机械去皮：主要用于水果和蔬菜水果。操作使用比较的简单，作业的效率比较的高。化学脱皮：用碱腐蚀表面溶解水果。1.3马铃薯去皮清洗的必要性成熟的马铃薯从果园的果树上采摘下来，经过漫长的工序和过程才可以到农贸市场或超市中分发销售，再到消费者手中往往经历一个漫长的过程。在此期间马铃薯果皮可以污染许多无形的细菌如大肠杆菌、沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌和诺沃克病毒等。如果马铃薯不干净食用后可能会生病。据德国数据中心控制和预防疾病中心调查,每年约有900万德国人因食用受细菌污染的食物引发腹泻、发烧等症状,其中44%就是来自于不干净的食物就是蔬菜和水果，对水果的基本食材进行喷洒农药等进行杀虫，确保她们能够进行健康的成长。但是如果使用农药后没有及时处理马铃薯表面上残留的农药或化学试剂，人吃了含有农药和化学试剂的马铃薯以后会出现慢性中毒的现象，可能诱发癌症或基因突变及下一代畸形等多种并发症。现在在种植过程中使用了大量农药以及各种化学保鲜剂及防腐剂、各种生长激素，每个家庭的成员都只能接受这一现实，对于这种情况完全处于无抵抗的状态，每天在农药和其他化学品中毒的过程中,各种心脑血管疾病及癌症的发生都与摄入过量农药及各种化学品有着密切的关系。在国际上允许用打蜡的方法给水果保鲜。在我门国家的食品类型的基本添加剂介质的使用基本标准当中，在新鲜类型的基本水果表面位置打蜡作业也是能够国家部门进行被允许的,但需要使用能够食用的食用蜡，需要有合适的基本量。然而少量的供应商在市场上削减成本,使水果和蔬菜看起来更有吸引力,会给水果打大量的工业蜡。这种蜡中含有大量的重金属物质，这些物质可以渗透到果肉内部污染水果，经常吃这些被污染的水果是对人体有害的。世界健康组织建议吃马铃薯需要剥皮。 1.4马铃薯去皮机械化的意义机械产业是我国国民经济的基础，是为人民生活质量提供基本保证的产业，在我国无论是传统领域还是新兴领域都与机械产品息息相关，而各类机械设备的基本作业性能，工作质量以及制造成本等度对国名经济的各部门起着各种直接和间接的影响。目前机械行业的总体水平以及发展规模成为了一个国家和民族的先进的重要标志，故越来越多的国家把机械行业作为了本国的龙头行业。总体来说机械产品主要服务于下面五个基本领域：开发以及转换能量的机械产品，用于制造加工各种产品的机械，用于各种生活服务的机械，用于各种航天和武器装备的机械，用于各种家庭生活的机械等等。其实无论在任何一个领域，机械行业的基本作业性质以及内容是相似的，基本包括分析和求解机械行业的工程类基本理论，比如分析位移和动力的运动学和动力学，分析金属类以及非金属类材料的基本作业性能，分析热能的基本由来以及其相互的转换，分析各种不同类型机械产品的基本结构组成、作业原理、加工工艺等等。开发设计新代的设备产品是与时俱进以及满足未来市场的必然趋势。通常情况下，机械类型设备产品的基本制造过程往往包括了用于生产的设备的计划与购买，制造计划的基本规划以及过程中的调度，编写产品的基本加工工艺，以及制造所需要的基本模具设备、量具等等，以及针对所对应的小批量、中批量、大批量生产编制基本的各种定额等等。机械类型产品设备的基本运用往往包含了选取、采购、验货、装配、修整、加工、修养等等过程中需要的设备产品，从而才能确保产品在基本作业过程中的运行可靠性能和基本成本经济性。在开发基本的产品过程中，特别是在基本的使用过程中对自然资源产生的基本破坏以及过分的浪费等问题，以及其相应的解决方法。这是目前机械类型领域中一个十分重要的问题以及任务。目前机械的基本种类十分的多，根据不同的性质有多种分类，比如依据基本的作业功能可以分为动力类型的机械产品、搬转类型的机械产品、用于破碎类型的机械产品等等。依据其用于服务的对象可以分为用于耕种的农业机械产品、用于采矿的机械产品、用于织布的机械产品等等。与此之外，一般情况下，机械产品在其分析设计、加工使用的过程中又需要经过几个不同阶段，分别有机械产品的研发、机械产品的设计、机械产品的建模、机械产品的加工、机械产品的操作使用以及机械产品的设备保养和维修等等。伴随经济的不断快速发展，世界范围内的工业技术得到了长久的进步，人们的生活标准和期待也越来越高，流水线设备是近些年发展的重要输送工具，对物料的基本运输提供了非常大的帮助。目前流水线设备的发展尤为的激烈，人们对设备的动力性能、安全性能、经济性能等等都有着越来越高的期望。机械制造业自其发展至今，一直都是国民经济的重要支柱，其发展经历了简单机械化、自动化、智能化的的发展阶段。现在有了水果清洗机就可以使每个使用它的家庭有了一种先进的保护方法，在这种生活中他们可以吃很少的农药和化学药品,可以减少得疾病的可能性。马铃薯去皮清洗机就是一种很好很实用的产品，不仅只有马铃薯才可以使用，例如葛根、天麻、红薯、人参、洋姜、芋头、荸荠、玛卡等各种作物。马铃薯去皮清洗机的特点有：使用寿命长、清洗去皮体积较大、操作灵敏快速、结构简单外形美观、效率高耗能低，可连续清洗使用等。与人工使用工具去皮相比具有去皮效率高、去皮厚薄均匀、果损少、安全卫生等特点。经特殊工艺处理材料制成的刷辊耐磨性能好经久耐用。箱体的基本材质我们采用优质类型的不锈钢基本材质制成耐锈蚀。由于在传统食品生产企业中大部分都存在生产工艺落后繁杂，生产效率低、标准化程度低等缺点，难以满足现代市场对产品的需求。那么传统类型的基本食品的发展第一要进行现代化类型的基本改革，赋予食品现代加工的技术，只有这样传统食品的发展才能规模化、产业化来满足日新月异的市场需求。2第二章 马铃薯食材的基本清洗以及去皮设备的结构设计农产品的深加工在食品工业中发挥着越来越重要的作用。马铃薯的深加工越来越受到重视和发展,而马铃薯削皮机越来越受到人们的广泛认可和使用。2.1工作原理马铃薯基本食材的去皮机器设备的基本结构原理如下图2-1能够看到：图2-1马铃薯基本食材的去皮机器设备的基本结构原理马铃薯基本食材的剥皮机器设备转盘结构部件旋转作业，马铃薯基本食材的从进料口基本位置进到去皮机其设备里面，旋转作业的刷辊结构部件在马铃薯基本食材的表面位置上在离心载荷的基本作用之下旋转作业的切向位置的基本水果介质往往顺这气缸结构部件的壁运动大上升到顶部的基本位置，粗糙的基本表面位置和摩擦辊结构部件进行直接的接触作业，物料基本介质在滚筒结构部件的中间位置做往复类型的基本运动的，在整个运动作业的过程当中，通过了摩擦作业达到摩擦作业的剥落果皮的基本的目的。2.2基本结构2.2.1 去皮机构本文研究开发设备的去皮机器设备为卧式类型的基本机型。其中由转盘机构、工作圆筒、机架部件和传动机构等其他部分组成。1、机架机架结构部件是整机的基本支撑部件，他应该具有足够的作业刚度和作业强度，整体的基本结构需要合理，而且比较的紧凑。2、拨料输送装置物料基本物质从进料口的基本位置进入机器设备里面,旋转轴结构部件便开始慢慢的转动,物料能够受到螺旋类型的基本叶片的载荷沿轴向的基本方向进行转动。3、传动系统常见的机械传动形式有如下几种：1、皮带类型的传动2、齿轮类型的传动3、链类型的传动4、蜗轮蜗杆类型的传动因为装料作业的基本装置的设计开发和刷辊结构部件的基本转速大小是不一样的，经过综合的分析研究本文采用混合类型的基本传动模式，也就是带类型的基本传动和齿轮类型的基本组合。选定8级类型的电机结构部件。2.2.2 清洗机构壳体结构部件由不锈钢类型的基本材质加工而成的，能够有效的进行耐腐蚀，比较容易清洁卫生。见图2-2。图2-2马铃薯基本食材的去皮机清洗结构第三章 拨料盘结构部件和刷辊结构部件的设计与求解3.1 拨料盘的设计与计算拨料盘结构部件的基本形式如下图3 - 1所示，他由刷辊结构部件、半圆槽结构部件、安装轴承结构部件、螺杆类型的旋转驱动器结构部件、物料结构部件通过进料口位置进行进入，从卸料口位置进行提取。图3 - 1拨料盘3.1.1 确定螺旋机输送量在特定的基本时间里面输送端位置所需的基本材料量也就是螺旋机器设备的输送作业的基本能力，因为在摩擦作业的基本过程中剥落机器设备的去除，马铃薯基本市场需要在其中不停地进行滚动作业摩擦以及碰撞。这次我设计的输送量：Q=100(kg/h)。 3.1.2 螺旋机功率的确定螺旋类型的基本机制形成的运行作业的阻力载荷大小决定了螺旋类型的机器设备的功率大小。其阻力包括以下几类:1）刷辊与物料的磨擦力2）螺旋叶片与材料的磨擦阻力3）材料被搅拌所产生的摩擦阻力4）轴承的磨擦力计算:N0= N0为螺旋轴上所需功率(kW)K为功率贮备系数(1.21.4)Q为输送量(t/h)0为物料阻力系数 （选6.2）L 为螺旋类型的机器设备的进出位置的水平结构的投影的基本长度大小(m)H 为螺旋类型的机器设备的进出位置的垂直结构的投影的基本长度大小(m)N0=kQ/367(0L+H)=1.42/367（6.210.2）=45.8W额定功率为N1=N0/（12）1为减速机传动效率，1=0.92为三角带传动效率，2=0.95N1=N0/（12）=45.8/0.9/0.95=53.6W3.1.3 螺旋直径的确定因为：Q=47 k1AcD2.5 （t/h）所以：令：(m) 式中，K值见表3-1。表3-2 拨料盘结构部件的基本修正参数大小c倾斜角05101520c1.000.900.800.700.653.1.4 螺旋轴转速的确定转速大小的求解公式：即： 式中： -常数 （见表3-2）。D-螺旋外径 （m）表3-3 拨料盘结构部件的螺旋类型的轴零件的标准类型的转速大小系列(转/分钟) 203035456075901201501903.1.5 螺距的确定螺距h通常为： h=k1D (m)式中k1为基本螺距参数大小和螺杆结构部件的基本直径大小之比,和基本材质的的基本性质有关,通常k1 = 0.7 0.9。h=k1D=0.70.5=0.35 (m)3.1.6 物料输送速度的确定计算物料的轴向输送速度:(m/s)式中：h为螺旋节距(m)；ns为螺旋转速度(r/min)。 (m/s) （1）螺旋直径 (m)根据上表选择各参数(m)拨料盘结构部件的基本螺旋作业的直径大小圆整D=500mm。（2）螺距h=0.7D h=k1D=0.70.5=0.35 m 所以螺距为350mm。（3）轴径d=(0.20.35)D取 d=0.2D=0.2500=100mm 所以轴径为100mm。（4）进料口、出料口进料口位置与螺杆机结构部件、加料斗结构部件予以连接，机盖结构部件上应装进料口位置。出线结构由钢板结构部件的焊接，直接在输入轴结构部件上。3.2 刷辊部件的设计刷辊转速初选650r/min。根据设计要求：工作效率：100（kg/h）作业的时候时物料的基本介质分布在各个刷辊结构部件上面,刷辊结构部件和物料基本介质之间的摩擦作业的基本系数大小为0.4，刷辊结构部件的基本直径大小为100毫米，求解刷辊结构部件所受的最大的基本扭矩大小T：T=FL=10000.50.05=25Nm其所需功率：N=Tn/9550=25650/9550=1.7KW刷辊结构部件的基本驱动作业装置的额定时候的基本功率大小N2= 1为减速机传动效率，1=0.92为三角带传动效率，2=0.95N2=N/（12）=1.7/0.9/0.95=1.99KW第四章 电动机结构部件的求解选型4.1 电动机的选择4.1.1 选择电动机结构部件的基本类型以及结构型式电机结构部件一般我们能够分为交流结构类型的电机结构部件和直流类型的电机结构部件这两种。因为直流类型的电机结构部件往往需要直流类型的电源部件，而且他的基本结构比较的复杂，总体的基本价格不高，维修起来不是很方便，所以一般不是使用。4.1.2 选择电动机的容量由上面计算可得：=N1+N2=0.535+1.99=2.435KW本文设计研究开发的机器设备设计的基本温度设定在常温的基本情况下,采用三相类型的交流类型的电 , 基本的电压大小380伏特。根据以上两点选用Y2-132M-8型3KW电动机。Y2-132M-8类型的电动机结构部件的主要类型的性能大小如下表格能够所示：表41 Y2-132M-8电动机的主要性能额定时候的基本功率大小（kw）基本转速大小（r/min）基本电流大小（A）基本效率大小（%）基本功率应数的（cos）额定时候的基本转矩大小37057.9790.7324.2 传动结构的运动作业和动力作业的参数大小的求解螺旋轴结构部件的基本的转速度的大小为 ，查阅相关的基本手册Y2-131M-8 型 2KW电动机结构部件的ijben转速的大小， 则总传动比 i=705/45=15.6 。分配传动比： 传动带传动比 i1=3.3， 齿轮传动比 i1=4.7。由于本文设计研究的减速器撞猴子的的基本传动比大小为 4.7,圆柱类型的齿轮结构部件的减速撞猴子即可，能够满足条件。连接顺序 1.电动机结构部件 2.平键结构部件 3.带轮减速器结构部件 4.平键结构部件 5.齿轮减速器结构部件 6.花键结构部件 7.螺旋轴输送机结构部件 轴承结构部件、齿轮结构部件等的基本效率大小表4-2 各零件间的传动效率项目效率滚动轴承（每对）0.970.994滑动齿轮（每对）0.960.98弹性联轴器0.990.994齿轮联轴器0.98万向联轴器0.960.97具有中间可动元件的联轴器0.960.98一对齿轮（开式）0.930.95一对齿轮（闭式）0.950.98一对三角带0.944.2.1 各轴转速 轴 n1=nm/i1=705/3.3=213.6r/min 轴 n2=n1/i2=213.6/4.7=45.4r/min螺旋轴 n3=n2=45.4r/min4.2.2 各轴输入的功率 轴 P1 =P额带轮=30.95 =2.85KW 轴 P2 =P1轴承1轴承2齿轮 =2.850.980.990.96 =2.65KW螺旋轴 P3=P2联 =2.650.99 =2.62KW4.2.3 各轴输出的功率 轴 P1=P1轴承=2.850.98=2.793KW轴 P2= P2轴承=2.650.98 =2.597KW螺旋轴 P3= P3轴承=2.620.98 =2.57KW4.2.4 各轴输入转矩电机输出转矩 Td=9550=95503/705 =40.6Nm轴 T1= Td带轮=40.60.99 =40.2Nm轴 T2= T1i轴承1轴承2齿轮=40.24.70.980.990.96 =175.98Nm主轴 T3= T2联=175.980.99 =174.22Nm4.2.5 各轴输出转矩 轴 T1= T1轴承=40.20.98 =39.4Nm 轴 T2= T2轴承=175.980.98 =172.46Nm主轴 T3= T3轴承=174.220.98=170.74Nm表4-3 运动基本参数和动力基本参数求解统计表轴 名功 率 P (KW)转 矩 T（Nm）转速 n (r/min)传动比i效 率输 入输 出输 入输 出电动机轴340.6144010.99 轴2.852.79340.239.414404.70.93 轴2.652.597175.98172.46308.3510.99螺旋轴2.622.57174.22170.74308.35第五章 减速装置的设计以及求解5.1 齿轮设计齿轮结构部件的基本材质的选着要符合下面的基本条件：1）齿面基本位置需要具有十分足够的基本作业的硬度大小；2）具有特别好的的热处理工艺的能力；3）变载荷以及冲击类型的基本载荷的弯曲作业的疲劳强度大小；4）较低的价格。根据上述情况，采用合金钢淬火齿轮是目前发展的趋势以保证其抗弯强度。本文选择基本对20CrMnTi齿轮结构部件的基本材质的，淬火作业进行处理，基本的硬度大小为59HRC。齿数比 u=i=4.7 计算步骤如下：表5-1 齿轮的校核计算 求解的基本项目求解的基本内容求解的基本结果齿面位置的基本接触疲劳强度计算1.初步计算转矩T1T1=40.2NmT1=402000Nmm齿宽系数d取d=0.5d=0.5解除疲劳极限HlimHlim1=1650MpaHlim2=1400Mpa许用接触应力HH10.9Hlim1=0.91650H20.9Hlim2=0.91400H1=1485MpaH2=1260MpaAd值取Ad=85Ad=85小齿轮直径d1 d1Ad=85=33.5取d1=40mm初步齿宽bb=d d1=0.540=20b=20mm2. 校核计算圆周速度=d1n1/(601000)=40213.6/（601000）=0.5=0.5m/s精度等级选8级精度齿数z和模数m初取齿数z1=10,z2= iz1=4.710=47m= d1/z1=40/10=4取m=4则z1= d1/m=40/4=10z2= iz1=4.710=47m=4z1=10z2=47使用系数KAKA=1.75动载系数KVKV=1.18齿向载荷分布系数载荷系数K=1.751.181.211.23=3.07K=3.07弹性系数ZEZE=189.8MPa节点区域系数ZHZH=2.5续 表求解的基本项目求解的基本内容求解的基本结果接触最小安全系数SHminSHmin=1.05总工作时间thth=1030080.2th=4800h应力循环系数NL估计107NL109,则指数m=8.78原估计应力循环次数正确NL2=NL1/I=1.27107/4.7=2.7106NL1=1.27107NL2=2.7106接触寿命系数ZNZN1=0.98ZN2=1.13许用接触应力HH1=1540MPaH2=1506.67MPa验算计算结果表明，接触强度较为合适，齿轮尺寸无需调整H=1320.7MPaH23.确定传动主要尺寸实际分度圆直径d因为模数取标准值时，齿数已重新确定，但未圆整，故分度圆直径不会改变，即d1=mz1=410=40mmd2=mz2=447=188mmd1=40mmd2=188mm中心距aa=114mm齿宽bb=d1=0.540=20mm取b1=30mmb2=20mm齿根弯曲疲劳强度验算重合系数续 表计算项目计算内容计算结果齿间载荷分配系齿向载荷分布系载荷系数KK=KAKVKFaKF=1.751.181.331.18K=3.24齿形系数YFaYFa1=2.96YFa2=2.35应力修正系数YSaYSa1=1.52YSa2=1.7弯曲疲劳极限FlimFlim1=750MPaFlim2=600MPa弯曲最小安全系SFminSFmin=1.25应力循环次数NL估计3106NL1010则指数m=49.91原估计应力循环次数正确NL2=NL1I=1.231074.7NL1=1.23107NL2=2.6106弯曲寿命系数YNYN1=0.95YN2=0.98尺寸系数YXYX=1.0许用弯曲应力FF1=570MPaF2=470.4MPa验算传动无严重过载。故不做静强度校核F1=274.7MPaF1F2=243.9MPa1.210齿轮端面与内机壁距离210轴承端盖凸缘厚度t(11.2)d37凸台高度h根据低速轴承外径确定轴承旁联接螺栓距离s尽量靠近D2轴承端盖外径D2轴承孔直径（55.5）d3D+40窥视孔盖螺钉直径d4(0.30.4) df6定位销直径d(0.70.8) d26轴承旁凸台半径R1c211外机壁位置到轴承截部件座端面距离l1c1+c2+（812）50大齿轮顶圆与内机壁距离11.210齿轮端面与内机壁距离210轴承端盖凸缘厚度t(11.2)d37凸台高度h根据低速轴承外径确定轴承旁联接螺栓距离s尽量靠近D2轴承端盖外径D2轴承孔直径（55.5）d3D+40表5-4 c值螺栓直径M8M10M12M16M20M24M30C1min13161822263440C2min11141620242834沉头座直径202426324048605.3 轴设计输入轴结构部件为齿轮类型的轴结构部件，基本材质为20CrMnTi并通过一定的热处理进行加工制作而成。查相关的技术手册取A= 101于是得：输入轴草图如下：图51 小齿轮轴输出轴的材料为40Cr。抗拉作业的基本强度大小b= 970兆帕，抗拉作业的基本强度大小，屈服作业的基本强度大小s= 782兆帕，取A= 101于是得输出轴草图如下图52 输出轴5.3.1 计算齿轮受力大齿轮直径： d2=186mm 转矩： T2=175980Nmm 圆周力： 径向力： Fr= Fttan=1872.1tan20=681.4N轴向力： 因为直齿轮传动，所以Fa=0小齿轮结构部件的轴受力载荷大小分析图（见图a）5.3.2 计算支承反力水平面受力（见图b） 75+Fr33=0 =300NFr4275=0 =381.6N垂直面受力（见图d） 75Ft33=0 =823.7NFt4275=0 =1048.4N5.3.3 画轴转矩图 水平弯矩图(见图c) Mxy垂直弯矩图(见图e) Mxz合成类型的弯矩作业大小图(见图f) M合轴受转矩 T=T2=175980 Nmm图5-3 各轴的受力图5.3.4 许用应力许用应力值 查表得： 0b=140MPa -1b=82.5MPa应力校正系数 当量转矩 T=0.59175980=103828.2Nmm当量类型的弯矩 在小齿轮截面处5.3.5 校核轴径齿根圆直径 df2=d22(ha+c)mn=1882(1+0.25)4=178mm轴径 所以轴径检验合格。5.4 轴承的选型输入轴结构部件的轴承结构部件选用类型的一对 GB/T2766009 的深沟球类型的基本轴承结构部件。输出轴结构部件的轴承结构部件选用一对类型的 GB3018208 的推力类型的球轴承结构部件和两对位置 GB/T2766308 深沟球类型的基本轴承结构部件。输出轴结构部件上深沟球类型的轴承结构部件的选择求解：因为轴承基本的型号还没有确定， C0r、e、X、Y值大小没有基本的办法进行确定， 先予以试行求解。 下面采用预选轴承的方法。 (轴承预期使用寿命=24001h)首先基本的选取 6208类型的基本轴承与 6308 两种类型的深沟球轴承结构部件予以求解。轴承结构部件的基本数据如下。表5-4 轴承数据方案轴承型号Cr/NC0r/ND/mmB/mmN0/(r/min)1620829500180008018800026308408002400090227000计算步骤与结果列于下表表5-5 计算步骤求解的基本项目求解的基本内容求解的基本结果6208轴承6308轴承Fa/C0rFa/C0r=0/ C0r00e-Fa/FrFa/Fr=0Fa/FreFa/FreX、YX=1,Y=0X=1,Y=0冲击类型的基本载荷系数大小fd1.21.2当量动载荷PP=fd(XFr+YFa)=1.2(1828.88+0)994.66N994.66N计算额定动载荷4002N4002N基本额定时候的基本动载荷的大小Cr2950040800结论:选用 6208 和 6308 深沟球类型的轴承结构部件满足基本寿命的要求。5.5 键的选型5.5.1 输入轴与带轮的联接键的校核：已知轴直径 d=42mm ， 键的尺寸为 bhl=12830mm ； 传递的扭转力偶矩 Me =40.2Nm ,键的许用应力 =100Mpa ；许用压强 bs=35Mpa .首先校核一下该平键的剪切强度。n-n截面上的剪力 Fs 为： Fs=A=bl 式(5.1)对轴心位置的取矩由平衡的基本方程大小,得 故有图5-5 键受力图满足设计要求。右侧面上挤压力为投影于水平方向，由平衡方程得Fs=F由此求得所以该平键也满足挤压强度要求。5.5.2 输出轴与大齿轮的联接键的校核：已知轴直径 d=40mm ， 键尺寸为 bhl=12828mm , 扭转力偶矩Me=175.98Nm ,平键的许用应力为 =100Mpa , 许用压强为 bs= 100Mpa 。首先校核一下该键的剪切强度。n-n 截面上的剪力 Fs为：Fs=A=bl对轴心的基本位置的取矩由平衡作业的方程大小, 得所以所以计算后强度条件。右侧面上的挤压力为投影于水平方向，由平衡方程得Fs=F因此所以平键也满足挤压强度要求。参考文献1 杨高峰 主编. 本科毕业论文（设计）指导. -武汉：中国地质大学出版社有限责任公司.2013.2. 2 濮良贵 陈国定 吴立言 主编. 机械设计. 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著. -九版. -北京：高等教育出版社，2013.5.3 袁祖强 编. 机械设计基础课程设计指导书. -北京：北京航空航天大学出版社. 2013.2. 4 付求涯 邱小童 主编. 互换性与技术测量. -北京：北京航空航天大学出版社. 2011.7. 5 郭克希 王建国 主编. 机械制图. -2版. -北京：机械工业出版社. 2009.7. 6 孙桓 陈作模 葛文杰 主编. 机械原理. 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编. -7版. -北京：高等教育出版社. 2006.5（2012.11重印）. 7 哈尔滨工业大学理论力学教研室编. 理论力学. -7版. -北京：高等教育出版社. 2009.78 王旭东 周岭 主编. 机械制图零部件测绘. -广州： 暨南大学出版社. 9 无锡轻工业学院 天津轻工业学院 编著食品工厂机械与设备M/北京轻工业出版社1981.10 温诗铸 黄平 著摩擦学原理M 清华大学出版社2002.11 张淑娟 编著立式半夏去皮机的设计与研究 农机与食品机械J 1997年第2期.12 于永泗 主编. 机械工程材料. -8版. -大连：大连理工大学出版社. 2010.1.13 刘鸿文 主编. 材料力学. -5版. -北京：高等教育出版社. 2011.1（2013.3重印）.15 徐灏 主编机械设计手册M北京机械工业出版社1999.1.16 机械设计（第八版），高等教育出版社，濮良贵，纪名刚主编，2006年5月第八版；17 工程机械构造图册，机械工业出版社，刘希平主编；18机械设计课程设计手册，高等教育出版社，吴宗泽，罗圣国主编，2006年5月第三版19减速器选用手册，化学工业出版社，周明衡主编，2002年6月第一版20 机械制图（第四版），高等教育出版社，刘朝儒，彭福荫，高治一编，2001年8月第四版；21互换性与技术测量（第四版），中国计量出版社，廖念钊，古莹庵，莫雨松，李硕根，杨兴骏编，2001年1月第四版；22 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