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马铃薯切片机设计【优秀含10张CAD图纸+食品加工机械全套课程毕业设计】

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马铃薯 土豆 切片机 加工机械设计 毕业设计 马铃薯切片机设计 食品加工机械全套课程毕业设计】
资源描述:

马铃薯切片机设计【优秀含10张CAD图纸+食品加工机械全套课程毕业设计】

【带任务书+开题报告+中期检查表+文献综述+外文翻译】【27页@正文10100字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

外文文献.doc

开题报告.doc

文献综述元伟.doc

期中检查表.doc

毕业设计任务书.doc

毕业设计说明书.doc

2刀盘A2.dwg

2机架A0.bak

2箱体A2.dwg

2装配图A0.bak

2装配图A0.dwg

3轴承端盖A3.dwg

4轴A2.dwg

5大带轮A2.dwg

6小带轮A3.dwg

7轴上端盖A3.dwg

8轴下端盖A3.dwg

9固定箱盖A3.dwg

铃薯切片机设计

任务书

毕业设计(论文)题目马铃薯切片机设计

毕业设计(论文)主要内容和要求:

为了制作产品的需要,常常将马铃薯切成片状。加工对象为清洗干净的马铃薯,要求切成每片厚2~4mm的薄片,且厚度可调。采用电动机为动力,自动进料,生产力不小于500kg/h。要求进行整机结构设计、主要零部件的结构设计,要有工作能力的验算、传动系统的设计计算,写出设计计算说明书。

具体要求如下:

1、设计图纸不得少于3张(0#),全部用CAD绘制。

2、设计计算说明书不得少于1.0万字。正文的主要结构层次:

1)前言:主要写设计的目的、意义、研究的现状、本毕业设计的主要内容。

2)总体方案的拟定与计算:要有方案的比较、选优、必要的简图和设计计算,验证能达到上述设计目标。

3)关键零件的强度的计算与分析:如带轮、轴等,可以用计算机辅助设计计算,对设计的已知条件和结果可以用图形、表格等方式整理。

4)设计总结:是对整个毕业设计主要成果的总结。在总结中应明确指出本毕业设计的优点和缺点,对其应用前景和社会、经济价值等加以预测和评价,并指出今后进一步改进设计的方向与设想。

5)致谢:对老师和给予指导或协助完成毕业设计工作的组织和个人表示感谢。内容应简洁明了、实事求是。

毕业设计(论文)主要参考资料:

1.文献检索关键词:切片机  马铃薯  加工机械  食品机械

2.李良藻、汤楚宙主编. 农产品加工机械[M].长沙:湖南教育出版社,1989

3.杜连启.马铃薯食品加工技术. 金盾出版社.2007

4.崔大同主编. 果蔬加工机械[M].北京:北京农业大学出版社,1993.

5.中国农业机械化科学研究院.实用机械设计手册[M].北京.中国农业机械出版社.1984

6.刘鸿文. 材料力学[M]. 北京:高等教育出版社. 2011.1  

7.许学勤.食品工厂机械与设备[M]. 北京.中国轻工业出版社.2008.138-142

8.沈再春.农产品加工机械与设备[M].北京.中国轻工业出版社.1993. 105-120

毕业设计(论文)应完成的主要工作:

1.任务书

2.开题报告

3.文献综述,外文翻译

4.撰写初稿

5.马铃薯切片机的叶轮及其刀片的设计

6.撰写论文,完成毕业论文雏形

7.整体结构的设计,图纸的完善

8.确定终稿

毕业设计(论文)进度安排:

序号毕业设计(论文)各阶段内容时间安排备注

01对所设计的题目内容进行了解2014年12月初

02资料的查阅、收集、整理,并撰写文献综述、开题报告、外文资料翻译2014年12月20日—2015年2月10日

03向指导老师汇报论文进展情况,将开题报告、文献综述交给指导老师审阅。经审阅合格后着手毕业论文的初稿撰写。2015年2月11日—2015年2月20日

04马铃薯切片机的机理研究,利用电子邮件等方式与指导教师沟通,修改计划和论文方案。2015年2月21日—2015年3月8日

05   马铃薯切片机的叶轮及其刀片的设计2015年3月9日—2015年3月31日

06撰写论文,完成毕业论文雏形,并定期向指导教师汇报进度,听取指导教师的意见和指导。2015年4月1日—2015年4月20日

07根据《中国地质大学长城学院毕业设计(论文)撰写规完成论文终稿撰写,整理相关表格资料。2015年4月21日—2015年4月30日  

摘  要

马铃薯是一种常见的蔬菜,无论在家庭餐桌上还是在作坊里都是重要的食材。在日常生活中,马铃薯主要用于鲜食。在食品加工中,主要被加工成粉皮,淀粉和一些垃圾食品等。随着人们生活水平的提高,对生活质量有了更高要求,近些年来快餐业迅速发展,随之出现的马铃薯薯片、薯条等休闲食品消费量急剧增长,展现出强劲的势头。与此同时也促进了马铃薯的生产业和加工业的发展。而在马铃薯的多种工业加工过程中,时常需要将马铃薯进行快速处理并且加工量大,这样由人工来完成的话不仅效率低而且工作劳动量大,因此我们设计了一款马铃薯切片机。

本文设计的马铃薯切片机主要用于食堂、作坊及小型工厂等,它不仅可以对马铃薯进行加工还能够对洋葱和红薯等进行加工,还可以进行切丝处理。本设计主要任务是电动机选择,传动装置的设计,刀盘及刀片的设计,箱体的设计及重要零部件的校核计算等。本设计切片机有较高的效率,能对马铃薯、红薯进行工作。

关键词:切片; 切片机; 刀片;

Abstract

The?potato?is?a?kind?of?common?vegetable,?whether?in?the?family?dinner?table?or?factories?are?important?ingredients.?In?daily?life,?the?potato?is?mainly?used?for?table;?In?processing?factory,?the?potato?is?mainly?through?all?kinds?of?processing?technology?were?processed?into?fans,?and?vermicelli,?starch,?etc.,?and?part?of?machining?became?familiar?junk?food?(potato?chips,?French?fries).?With?the?improvement?of?living?standards,?have?a?higher?request?for?the?quality?of?life,?the?fast?food?industry?rapid?development?in?recent?years,?the?resulting?potato?chips,?French?fries?and?other?recreational?food?consumption?growing?rapidly,?showing?a?strong?momentum.?At?the?same?time?also?promote?the?development?of?potato?production?and?processing?industry.?In?the?potato?variety?of?industrial?processes,?often?needs?to?be?a?quick?potato?slices?processing,?to?finish?a?lot?of?potato?slices?in?a?short?time,?task,?artificial?is?difficult?to?complete,?which?makes?us?have?to?find?other?efficient?path?to?complete?these?tasks.?

This?article?in?view?of?the?above?questions?involving?a?is?mainly?used?in?the?dining?room,?restaurant,?shops,?and?home?the?potato?slicing?machine,?which?is?more?important?meaning?to?the?hotel,?its?produce?is?a?boon?for?restaurants?and?hotels.?It?is?worth?mentioning?that?this?design?not?only?can?the?potatoes,?sweet?potatoes?and?Onions?for?quick?slice,?shred.?This?article?investigated?zone,?shaft,?cutter,?blade,?such?as?the?design?and?calculation,?such?as?bearing,?key?components?for?choice.?This?design?slicer?have?higher?efficiency?and?can?work?on?potatoes,?sweet?potatoes.?The?advantages?of?this?design?mainly?has?the?following?several?aspects:?a,?to?cutting?a?variety?of?crops,?such?as:?potatoes,?sweet?potatoes,?sliced?onion;?And?of?uniform?thickness.?Second,?reduces?the?labor intensity,?improve?work?efficiency.?Third,?this?design?is easy operation simple    and? compact structure?.

Key words:  slice;  slicer;  blade;

目  录

1  前言1

2  选题背景1

2.1 国外发展情况1

2.2 国内切片机技术的发展概况1

3 切片机总体方案的确定2

3.1  结构特点与工作原理2

3.2  机构的组成部分及特点3

3.2.1  电动机3

3.2.2  皮带传动装置3

3.2.3  轴3

4  电动机的选择3

5  V带传动的设计计算4

5.1  V带材料的选择4

5.2求计算功率PC4

5.3  选V带的型号4

5.4  求小带轮d1,大带轮d2 基准直径4

5.5  验算带速度v5

5.6  确定V带的中心距a和基准长度Ld5

5.7  验算小带轮上的包角α15

5.8  求V带的根数6

5.9  计算单根V带的初拉力F06

6  V带轮的结构设计7

6.1  V带轮材料的选择7

6.2  带轮的结构尺寸的设计7

6.2.1  带轮结构形式的设计7

6.2.2  带轮尺寸的设计7

7  轴的选择9

7.1  计算轴的最小直径9

7.2  轴的结构尺寸确定10

7.3  轴的校核10

7.4  按弯扭合成应力校核轴的强度11

8  轴承的选择与校核12

8.1  轴承的选择12

8.2  轴承的校核12

9  键的选择和校核13

9.1 选择键连接的类型和尺寸13

9.2 校核键连接的强度13

10 刀片的设计14

10.1刀片类型的选择14

10.2 刀盘的总体结构设计15

11 入料斗的设计16


12 机座和箱体的设计17

12.1 机架的设计要求17

12.2 机架的材料选用17

12.3  机架整体结构的设计18

13 机体整体结构的设计19

14 结论19

参考文献21

致  谢22

参考文献

[1] 濮良贵、纪明刚. 机械设计[M]. 北京:高等教育出版社第八版. 143-272

[2] 王与、王顺喜. 饲料粉碎机发展现状分析[J]. 北京:粮食与饲料工业2007,10

[3] 王昆、何小柏,汪信远.机械设计课程设计[M]. 北京:高等教育出版社1996年版 130-152

[4] 沈再春主编.农产品加工机械与设备[M].北京.中国农业出版社.1993. 75-82

[5] 李良藻、汤楚宙主编. 农产品加工机械[M].长沙:湖南教育出版社,1989

[6] 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: 北京轻工业出版社,1981.

[7] 崔大同主编. 果蔬加工机械[M].北京:北京农业大学出版社,1993.

[8] 历建国、赵涛.食品加工机械[M]. 成都. 四川科学技术出版社出版. 1984. 130-152

[9] 刘鸿文. 材料力学[M]. 北京:高等教育出版社. 2011.1  

[10] 中国农业机械化科学研究院.实用机械设计手册[M].北京.中国农业机械出版社.1984

[11] 沈再春.农产品加工机械与设备[M].北京.中国轻工业出版社.1993. 105-120

[12] You Bum-Jae.Hwangbo Myung.etc.Development of a Home Service Robot IEEE

   International Conference on Intelligent Robots and Systems.2003,3:2630~2635

[13] Toshininchi Illinova, Horsham Kinwra,Junichi shim and others A Transmission:290~291


内容简介:
中国地质大学长城学院 本 科 毕 业 设 计 题目 马铃薯切片机设计 系 别 工程技术系 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 元伟 学 号 05211620 指导教师 牛博英 职 称 讲师 2015 年 4 月 24 日 nts 马铃薯切片机设计 摘 要 马铃薯是一种常见的蔬菜,无论在家庭餐桌上还是在作坊里都是重要的食材。在日常生活中,马铃薯主要用于鲜 食。在食品加工中,主要被加工成粉皮,淀粉和一些垃圾食品等。 随着人们生活水平的提高,对生活质量有了更高要求,近些年来快餐业迅速发展,随之出现的马铃薯薯片、薯条等休闲食品消费量急剧增长,展现 出强劲的势头。与此同时也促进了马铃薯的生产业和加工业的发展。而在马铃薯的多种工业加工过程中,时常需要将马铃薯进 行快速处理并且加工量大,这样由人工来完成的话不仅效率低而且工作劳动量大,因此我们设计了一款马铃薯切片机。 本文设计的马铃薯切片机主要用于食堂、作坊及小型工厂等,它不仅可以对马铃薯进行加工还能够对洋葱和红薯等进行加工,还可以进行切丝处理。本设计主要任务是电动机选择,传动装置的设计,刀盘及刀片的设计,箱体的设计及重要零部件的校核计算等。 本设计切片机有较高的效率,能对马铃薯、红薯进行工作。 关键词: 切片; 切片机; 刀片 ; nts Abstract The potato is a kind of common vegetable, whether in the family dinner table or factories are important ingredients. In daily life, the potato is mainly used for table; In processing factory, the potato is mainly through all kinds of processing technology were processed into fans, and vermicelli, starch, etc., and part of machining became familiar junk food (potato chips, French fries). With the improvement of living standards, have a higher request for the quality of life, the fast food industry rapid development in recent years, the resulting potato chips, French fries and other recreational food consumption growing rapidly, showing a strong momentum. At the same time also promote the development of potato production and processing industry. In the potato variety of industrial processes, often needs to be a quick potato slices processing, to finish a lot of potato slices in a short time, task, artificial is difficult to complete, which makes us have to find other efficient path to complete these tasks. This article in view of the above questions involving a is mainly used in the dining room, restaurant, shops, and home the potato slicing machine, which is more important meaning to the hotel, its produce is a boon for restaurants and hotels. It is worth mentioning that this design not only can the potatoes, sweet potatoes and Onions for quick slice, shred. This article investigated zone, shaft, cutter, blade, such as the design and calculation, such as bearing, key components for choice. This design slicer have higher efficiency and can work on potatoes, sweet potatoes. The advantages of this design mainly has the following several aspects: a, to cutting a variety of crops, such as: potatoes, sweet potatoes, sliced onion; And of uniform thickness. Second, reduces the labor intensity, improve work efficiency. Third, this design is easy operation simple and compact structure . Key words: slice; slicer; blade; nts 目 录 1 前言 . 1 2 选题背景 . 1 2.1 国外发展情况 . 1 2.2 国内切片机技术的发展概 况 . 1 3 切片机总体方案的确定 . 2 3.1 结构特点与工作原理 . 2 3.2 机构的组成部分及特点 . 3 3.2.1 电动机 . 3 3.2.2 皮带传动装置 . 3 3.2.3 轴 . 3 4 电动机的选择 . 3 5 V 带传动的设计计算 . 4 5.1 V 带材料的选择 . 4 5.2 求计算功率 PC . 4 5.3 选 V 带的型号 . 4 5.4 求小带轮 d1,大带轮 d2 基 准直径 . 4 5.5 验算带速度 v . 5 5.6 确定 V 带的中心距 a 和基准长度 Ld . 5 5.7 验算小带轮上的包角 1 . 5 5.8 求 V 带的根数 . 6 5.9 计算单根 V 带的初拉力 F0 . 6 6 V 带轮的结构设计 . 7 6.1 V 带轮材料的选择 . 7 6.2 带轮的结构尺寸的设计 . 7 6.2.1 带轮结构形式的设计 . 7 6.2.2 带轮尺寸的设计 . 7 7 轴的选择 . 9 7.1 计算轴的最小直径 . 9 7.2 轴的结构尺寸确定 .10 7.3 轴的校核 .10 7.4 按弯扭合成应力校核轴的强度 . 11 8 轴承的选择与校核 .12 8.1 轴承的选择 .12 8.2 轴承的校核 .12 9 键的选择和校核 .13 9.1 选择键连接的类型和尺寸 .13 9.2 校核键连接的强度 .13 10 刀片的设计 .14 10.1 刀片类型的选择 .14 10.2 刀盘的总体结构设计 .16 11 入料斗的设计 .16 nts 12 机座和箱体的设计 .17 12.1 机架的设计要求 .17 12.2 机架的材料选用 .17 12.3 机架整体结构的设计 .18 13 机体整体结构的设计 .19 14 结论 .19 参考文献 .21 致 谢 .22 nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 1 1 前言 在我国薯类作物分布较广,种植面积较大,生产量较高。马铃薯是一种很好的蔬菜,作为我国的主要粮食之一,是世界上薯产最多的国家。 随着现在的快餐行业迅速发展,对茎块类食物的需求越来越多。像土豆薯条、薯片等休闲食品的消费急剧上升。这使得块茎类食品加工量越来越大,由于加工的的要求常常将其进行切片处理,所以我们不得不设计切片机,切片 机主要有盘刀式、滚刀式和离心式三种。 2 选题背景 2.1 国外发展情况 国外的切片机技术发展要比我国早。切片机技术的出现最早可以追溯到 60 年代, 70年代切片机的技术已经成熟。到 80 年代,国外出现很多切片机制造公司,如瑞士的迈尔 -布格耶斯公司。八十年代中后期,出现了很多全自动多功能切片机。随继产生了像日本Tokyo Semitsu 株式会社的 TSK(若干)系列机,瑞士 Meyer-Burger AG公司的 TS 系列机, 日本 Okamoto Machine 株式会社的 ASM 系列机, 美国 STC 公司的 STC 系 列机等世界著名切片机生产厂家 3。就切片机的结构而言,主要是以滚动轴承为支撑方式的切片机,一种是卧式的,另一种便是立式的。切片机的技术发展到今天功能已经相当齐全,而且复合化,切片的方式也多种多样。 2.2 国内切片机技术的发展概况 在上世纪七十年代初我国才开始发展切片机技术,主要用于冻肉,蔬菜等领域。目前我国切片机的主要方式有以下几种: ( 1) 直线往复式切片机。特点是结构简单,效率低。因此它应用 于工作要求不高、效益低的场合。 ( 2) 圆盘旋转式切片。圆盘旋转式切片机的机构简单也有较高的生产效益,因此它广泛应用于各种场合。 ( 3) 水枪式切片。水枪式切片机耗水量打, 只能切出平直的片, 因此它的应用不是十分广泛。 ( 4) 圆形(内圆切片的外圆切片)切片。该切片机的优点是工作效率高,缺点是设计困难、结构复杂 , 因此它应用于工作效 率要求相当高的 。 nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 2 就 现在我国的切片机 研发 方面与其他一些发达国家相比还有一定的差距 , 切片机没有得到很好的推广 , 虽然有些生产厂家已研发并生产出多种切片机 。但我国的切片机方面仍然没有根本性突破。 3 切片机总体方案的确定 3.1 结构特点与工作原理 本设计根据任务及要求综合考虑我们采用离心式切片机。由于离心式切片机结构简单,操作和维修方便,工作稳定性好,很适用于小工厂、饭店等。本人设计的切片机主要由电动机经过 V 带降速传递给输出轴,轴的顶端连接刀盘及刀片,通过高速旋转的作用将马铃薯进行切片。本机构主要有以下优点 : 一、降低了人们的劳动强度,提高了工作效率,能达到 300-500kg/h。 二、切片的厚度一致性高,损耗低。 三、切削种类多,能对土豆、红薯、洋葱等进行切削。 四、结构简单紧凑。 按动力种类分,切片机可分为机动和人力两类。机动的包括内燃机驱动和 电机驱动。本设计选择效率较高的电机驱动为动力来源。 本切片机由电动机、 刀盘 、皮带传动装置和输入、输出物料装置等组成。 其结构如图: 1-电动 机 2-皮带及皮带轮 3-传动轴 4-刀盘 及其刀片 图 1 马铃薯切片机结构简图 工作原理如图所示,此切片机工作时,由电动机提供动力再经过 V型带减速,将动力nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 3 传递给输出轴,轴的另一端连接刀盘和刀片,刀片在高速旋转下将马铃薯切成片,最后 由落料口送出,其切片的厚度可以通过刀盘与刀片之间的垫片的厚度来调整。 3.2 机构的组成部分及特点 3.2.1 电动机 本设计选用 Y90L-4型号电机,同步转速为 1500 r/min,额定功率为 1.5 KW,效率为79%,重量为 26kg。 y 系列电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪声低、寿命长、可靠性高、维护方便、起动转矩大等优点。 3.2.2 皮带传动装置 本设计传动系统我们选择带传动,传动比选为 33.53. 由于带传动的类型有很多种,由工作原理分为摩擦和啮合传动。按界面的形状不同又可把摩擦型传送带分为平带、 V 带和特殊截面带三大类。 V 带的截面为等腰梯形,其工作面是与轮槽相接触的两侧面, V 带并不接触轮槽底部。 V 带传动产生的正向压力摩擦力大,传递效率高,且能起到保护的作用,工作使允许有较大的传动比且结 构简单紧凑,安装和维修也方便。所以选择 V带传动。 3.2.3 轴 轴的材料选用 45 号钢,轴承采用深沟球轴承固定轴:并且采用轴肩定位。 45 号钢综合力学性能好,小型零件宜采用调制处理,大型零件宜采用正火处理。常常被用作制造高强度的运动件。 4 电动机的选择 生产效率 Q 为 500800Kg/h 得 Q 不得小于 500Kg,所以取 Q 为 550Kg/h,配套动力:11.5Kw,叶轮的转速 220600r/min。茎块一般为椭圆形,测定其长为 6580mm,宽为4560mm。有生产效率公式 Q=(60*B*r*n)/(1000*a*t*z) ( 1) Q=(60*80*250*n)/(1000*70*3*4) 得出 n=385r/min B 是刀片的长度; r 是刀盘的半径; n 传动轴的转速; nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 4 a 分别是一般茎块的椭圆的长度和宽; t 为切片的厚度,此处切片厚度为 3mm; z 为刀片片数 ,此处刀片片数为 4; 前面提到所选 V 型带的传动比定为 3.53,由此得出电机的转速范围是 3853.53=1359.05r/min。并且考虑到电动机和传动装置的重量、尺寸、价格和带传动,电机选 Y90L-4型号,额定功率为 1.5 kw,同步转速为 1500 r/min。 5 V 带传动的设计计算 5.1 V 带材料的选择 标准普通 V 带是用多种材料制成的无接头环型带。 V 带的形式根据其结构分为包边 V带和切边 V 带两类,由胶帆布、顶胶、芯绳和底胶等组成。普通 V带具有对称的梯形横截面,带型分为 Y、 Z、 A、 B、 C、 D、 E7 种。 5.2 求计算功率 PC 因为 dP 1.5kW, n 1500 r/min, i1=3.53 则由机械设计手册表 13-15 可知选 KA=1.1 则由公式 : PC= KA P ( 2) 则得出 PC =1.5 1.1=1.65KW 5.3 选 V 带的型号 可选用普通 V型带或窄 V 型带,现在选择 普通的 V型带。 根据 PC=1.65KW, nd 1500 r/min,再由由机械设计基础表 6-4 查出 V 带为 z 型带 5.4 求小带轮 d1,大带轮 d2 基准直径 由机械设计中表 8-7和表 8-9 可取小带轮的基准直径 d1=71 mm 由公式: d2=n1d1(1- )/n2 (3) 可得出 d2=n1d1(1- )/n2=3.53 71 0.98=245.617 mm。其中在机械设计手册查nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 5 出为 0.02 由机械设计表 8-9,取 标准直径 d2=250mm 5.5 验算带速度 v 由公式: V= 1000601 nd (4) 可以计算出 V带的速度 V= 1000601 nd =3.14 71 1500/60 1000=5.57 由 V带的带速度 5 25 m/s 的范围之内,故带速合适。 5.6 确定 V 带的中心距 a 和基准长度 Ld 计算中心距: 0.7(d1+d2) a0 1.5(d1+d2) (5) 初步计算选取 V带的中心距 a0 则可以得出 a0=0.7(d1+d2)=1.5 (71+236)=214.9 a0=1.5(d1+d2)=1.5 (71+236)=460.5 现在取 a0=265 初步计算选取 V带的中心距 a0 由机械设计基础式 6-1 得: L=2a0+ )(2 21 dd + 20124 )( a dd ( 6) 可以得出带长为 L=2265+ )23671(214.3 + 22654 )71236( =1036.1 mm 由(机械设计第七版高等出版社)查表 8-2 选用 V 带的型号,对 Z 型带选用 Ld=1080mm。再由其公式: aa0+2 0LLd ( 7) 可以确定中心距 aa0+2 0LLd =280mm 5.7 验算小带轮上的包角 1 nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 6 1=180 - add 12 57.3 ( 8) 可以得出 1=180 - 470 71250 57.3 =158.18 120 所以得出包角合适。 5.8 求 V 带的根数 1)计算单根 V带的额定功率 Pr 由 d1=71mm 和 n1=1500r/min,查表 8-4 得 P0=0.323KW。 根据 n1=1500r/min, i=3.53 和 Z型带,查表 8-5的 P0=0.03KW 查表 8-6 得 K =0.95,查表 8-2 得 KL=1.16,于是 Pr=( P0+ P0) K KL=( 0.323+0.34) 0.95 1.16=0.516KW 2)计算 V 带的根数 z= Pc/ Pr=1.65/0.73=3.26 ( 9) 所以取 V 带根数为 3。 5.9 计算单根 V 带的初拉力 F0 有机械设计查表 8-3的 Z 型带的单位长度质量 q=0.060 kg/m,所以 查机械设 计手册表 13-1得出 V带每米长的质量 q=0.06 kg/m 由公式: F0=2)15.2(500 qvKzv P c ( 10) 其中 Pc 为功率, Z 为 v带的根数, V为 v 带的带速, K为包角修正系数可以查表得出其值为 0.95 可以得出 F0= 2)57.5(06.0)195.0 5.2(57.53 65.1500 62.2 N ( 11) 现在计算作用在带轮上的压力 Fp ,由公式: Fp=2sin2 10 zF(12) 可以得出 Fp=488.57 N nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 7 6 V 带轮的结构设计 6.1 V 带轮材料的选择 带轮的材料主要采用铸铁,常用的材料牌号为 HT150 或 HT200。转速较高时可以采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成 。小功率时可采用铸铝或塑料。 考虑本设计的功率情况和转速,本设计采用铸铁,材料牌号为 HT200。 6.2 带轮的结构尺寸的设计 6.2.1 带轮结构形式的设计 V 带轮由轮缘、轮辐和轮毂组成。根据轮辐的结构不同 , V 带轮可以分为实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。 在 5.4 中已经计算出小带轮 d1,大带轮 d2 的直径: 小带轮的基准直径 d1=71mm 安装轴带轮轴的直径 d=25 mm dd d 得出小带轮选用实心式 大带轮基准直径 d2=250 mm dd 300mm 所以大带轮选用腹板式 6.2.2 带轮尺寸的设计 V 带轮的轮槽与所选用的 V 带的型号相对应,此设计所选用的是 Z 型带,根据机械设计表 8-11 可计算出: 基准宽度 bd=8.5 mm 基准下槽深度 hfmin=7.0 mm 槽间距 e=12 0.3 mm 最小轮缘厚 min=5.5 mm 带轮宽度 B=45 带轮的总长 L=( 1.52) d=50mm nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 8 图 2 主动轮 大 V带轮基准直径为 d2=250 mm 小于 300mm,所以采用腹板式。由其轴直径为 25mm。 基准宽度 bd=8.5 mm 基准下槽深度 hfmin=7.0 mm 槽间距 e=12 0.3 mm 最小轮缘厚 min=4.5 mm 带轮宽度 B=37mm 带轮的总长 L=( 1.52) d=50mm 图 3 从动轮 nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 9 由于带 轮在切片机中有非常重要的作用,为了保证切片机的正常运行且高效率我们在这里将轮槽的表面粗糙度定为 1.6 7 轴的选择 选取轴的材料为 45 号钢,调制处理。根据轴上零件的安装、定位及轴的制造工艺确定轴的结构如下: 图 4 轴 7.1 计算轴的最小直径 轴的材料为 45 号钢,根据表 15-3(机械设计第九版高等教育出版社) A0=(126103), 0=(2545),取 A0=112, t=35 Mpa 有机械设计式 15-2计算轴的最小直径: 轴的强度计算 ,由公式计算轴的最小直径,由公式: dmin= 336 A2.01055.9npnp (13) p为轴传递的功率( kW) n为轴的转速( r/min) 得出 dmin= 34255.1*112 17.05 mm 计算轴的输出力矩 T,由公式: T=9550*np可以得出 T =95504255.1 33.7 KN.m (14) nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 10 由以上计算可知轴的输出直径显然不是很大,并且与轮盘和从动轮的尺寸比列不协调,考虑到与键槽和电动机的输出直径为 24mm。已经远大于 dmin, 所以把 25mm 作为最小轴径 dmin。 7.2 轴的结构尺寸确定 轴的一端连接皮带,另一端为刀盘,取 d1-2=d7-8=25 mm。带轮及刀盘采用轴肩定位,且定位高度 h0.07d , d2-3=d6-7=30 mm。考虑此处轴径,从轴承产品目录中初步选定7207c 角接触球轴承,其尺寸为 d D B=35 72 17, 所以 d3-4= d5-6=35mm。查机械设计手册可知 7207c 角接触球轴承的数据如下:轴肩高为 4 mm,所以 d4-5=43 mm 由刀盘的尺寸和从动轮的尺寸确定 l1-2=26 mm , l7-8=35 mm。由轴承的尺寸,可以确定 l3-4= l5-6=17 mm。由轴承端盖的结构和传动轴确定轴承端盖的总宽度为 20,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑剂的要求,取 l2-3= l6-7=60 mm。根据轴的总体尺寸,适当选取。 7.3 轴的校核 轴的结构我们已经设计出,现将轴的可能出现失效的位置进行校核,轴上的弯矩和扭矩我们能够求出,所以我们按弯扭组合对轴的强度进行强度校核计算。 由轴的计算图做出轴的弯矩图和扭矩图: 图 5 轴的载荷分析图 nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 11 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出靠近大带轮轴承上的截面为危险截面。现将计算的危险截面处的 M、 MH、 MV。 选取轴的材料为 45 号钢,调质处理。根据机械设计表 14-2,已经算出轴的最小直径为 25 mm,扭矩为 33.7 N.m 所以,可以计算出作用在轴上的力圆周力 Ft: 所以,可以计算出作用 在轴上的力圆周力 Ft: Ft=dT2(15) Ft=253370*2=269.6 N 作用在刀片上的力径向力 Fr: 030tan tr FF (16) 可以得出 Fr=155.6 N 由弯矩和扭矩图我们可以看出,在靠近大带轮的轴承端面受力最大,最容易出现失效,所以我们对其进行强度计算,求得此截面的弯扭矩表如下: 表 1 弯扭矩 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 FNH =1125N FNV1=1022N, FNV2=-200N 总弯矩 221 5406634245 M 222 9020734245 M 扭矩 T T2=131756 N.mm 7.4 按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面 C)的强度。根据式( 15-5)及上表中的数据,以及轴的单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取 =0.6,计算轴的应力 ,由公式: WTMca23221 )( (17) nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 12 得出 ca=38 Mpa 前面已经选定轴的材料为 45 号钢,调质处理,由机械设计表 15-1 可查得 -1=60 Mpa,所以计算出轴的强度符合要求即安全。 本切片机机无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性,故可略去静强度校核。至此 ,轴的校验结 束 ,轴的校验合格。 8 轴承的选择与校核 8.1 轴承的选择 由于轴承主要承受的只有机体中的轴,叶轮,从动轮的径向力。故选用角接触轴承7207C 角接触球轴承。 轴承的主要参数:外径 D: 72mm 内经 b: 35mm 接触角 C: 15度 宽 B: 17mm n=425r/min 预计寿命为 8年 工作小时数 Lh 预计为 12000 小时 8.2 轴承的校核 角接触球轴承通常是由滚动体、内外圈和保 持架组成。内圈装在轴上,外圈装在轴承座上。内圈上有滚道,当内外圈相对旋转时,滚动体将沿着滚道滚动。保持架的作用是把滚动体均匀地隔开。滚动体与内外圈应该选择具有高的表面硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击性的材料。一般用含铬合金钢制造。与滑动轴承相比,角接触球轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、能够同时承受径向和轴向的作用力等优点。所以选择角接触球轴承。综合考虑这里我们选择 7207C 的角接触球轴承,现对其进行校核。 由上文分析得该轴承同时承受 rF 和 aF 的作用,因此要求出当量动载荷 P计算时用到的径向系数 X、轴向系数 Y 要根据 Fa/C0 值查取,而 C0是轴承的径向额定静载荷,在轴承型号未选出前暂时不知道,所以需要试算。由机械设计表 13-5 暂取 Fa/C0=0.17,则e=0.5。 因 Fr=269.6N, Fa =155.6N,则 Fa/Fr 0.57e,由机械设计 13-5 查得 X=0.44,Y=1.4。 nts中国地质 大学长城学院 2015 届毕业设计 13 由公式 P=X Fr +Y Fa ( 18) P= N3 3 889.2 9 26.1 5 54.16.2 6 944.0 计算所需径向基本额定动载荷值,由公式: 161060 htPR Lnf PfC ( 19) fp=1.2(机械设计基础表 10-12; ft=1(机械设计基础表 10-11,因工作温度不高); Lh 是使用寿命,为 12000h 所以: NNLnf PfC ehtPr 290512000104256013392.110
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