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外文出处： 附件 1：外文原文 in as is an of It be to in a of in of in s of a of to in of of NC it is in NC or to to of up is is a s to of is a an of is a of be be to of be to an in to in a in of in s in to to a of as as to s up in of to or of is to of to a or of In a In of is is of in it of a as as a 4 is to of of to in as to of a to be in a to a to as 1. do (of 2. is is of to 3. of is be 4. to is of 5. it to it in 1. As of in of in as of 2. As of be in to is to of do or a of be a on of is is of be In is is of of it to It be in to in of a of is as of by 1. by is to to to of be up A to be as 2. to be by 3. s is to to of a is up a be so to of to is It is an a It be to of to of It is is to do of It in of to a to to as in is of or to up in as is of of a . of in of a of In as of of a a of to of is as as it to of I do of of to (1) in is (2) In in it be to in t be to (3) be to to (4) be in as so (5) (6), as is a of of a to of of a of it be a or to of in or of of in 0th 40, of in a to 50 to to as an in of so on to by of of of of be of in of a or It in to of in to is in or as or of of in do a by as is to as by of is or to by of a of as as so of a of or to to of by is of a in of is a of In as of of a a of to of of of to in it be in NC At a in an of in a or a it to a of is to to to At s to is a of of of of a on of of is 附件 1：外文资料翻译译文 机械手 机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。随着工业自动化的发展 , 出现了数控加工中心 ,它在减轻工人的劳动强度的同时 , 大大提高了劳动生产率。但数控加工中常见的上下料工序 , 通常仍采用人工操作或传统继电器控制的半自动化装置。前者费时费 工、效率低 ; 后者因设计复杂 , 需较多继电器 ,接线繁杂 , 易受车体振动干扰 ,而存在可靠性差、故障多、维修困难等问题。可编程序控制器 制的上下料机械手控制系统动作简便、线路设计合理、具有较强的抗干扰能力 , 保证了系统运行的可靠性 ,降低了维修率 , 提高了工作效率。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 1 工业机械手的概述 机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个 不同环境中工作。在工资水平较低的中国，塑料制品行业尽管仍属于劳动力密集型，机械手的使用已经越来越普及。那些电子和汽车业的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自动化生产。但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、华东沿海地区的中国本土塑料加工厂也开始对机械手表现出越来越浓厚的兴趣，因为他们要面对工人流失率高，以及为工人交工伤费带来的挑战。 随着我国工业生产的飞跃发展，特别是改革开发以后，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操作钎焊、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业自化，已愈来愈引起 我们重视。 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定的程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。 在现实生活中，你是否会发现这样一个问题。在机械工厂里，加工零件装料的时候是不是很烦的，劳动生产率不高，生产成本大，有时候还会发生一些人为事故 ，导致加工者受伤。想想看用什么可以来代替呢，加工的时候只要有几个人巡视一下，且可以二十四个小时饱和运作，人行吗？回答是肯定的，但是机械手可以来代替它。 生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率 ;可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其是 在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中能够代替人进行正常的工作。想到这里我就很想设计一个机械手，来用于生产实际中。 为什么选着设计机械手用气动来提供动力：气动机械手是指以压缩空气为动力源驱动的机械手。用气压驱动与其他能源驱动比较有以下优点： 过之后排入大气，不需要回收和处理，不污染环境。（环保的概念） 路中压力损失也很小（一般气路阻力损失不到油路的千分之一），便于远距离输送。 一般为 4 8 公斤 /每平方厘米 )，因此对动元件的材质和制造精度要求可以降低。 的动作和反应都快，这是气动突出的优点之一。 不会变质，管路不易堵塞。 但是也有它美中不足的地方： 使气动工作的稳定性差，因而造成执行机构运动速度和定为精度不易控制。 出力不可能太大，为了增加输出力，必然使整个气动系统的结构尺寸加大。 用气压驱动与用其他能源驱动比较有以下优点： 空气取之不竭，用过之后排入大气，不需回收和处理，不污染环境。偶然的或少量的泄漏不致对生产发生 严重的影响。 空气的粘性很小，管路中压力损失也就很小，便于远距离输送。 压缩空气的工作压力较低，因此对气动元件的材质和制造精度要求可以降低。一般说来，往复运动推力在 12吨以下采用气动经济性较好。 与液压传动相比，它的动作和反应都快，这是气动的突出优点之一。 空气介质清洁，亦不会变质，管路不易堵塞。 它可安全地应用在易燃、易爆和粉尘大的场合。又便于实现过载自动保护 . 2 机械手的组成 机械手的形式是多种多样的，有的较为简单，有的较为复杂，但基本的组成形式是相同的，一般由执行机构、传动系统、控制系统和辅助装置组成。 1. 执行机构 机械手的执行机构，由手、手腕、手臂、支柱组成。手是抓取机构，用来夹紧和松开工件，与人的手指相仿，能完成人手的类似动作。手腕是连接手指与手臂的元件，可以进行上下、左右和回转动作。简单的机械手可以没有手腕。支柱用来支撑手臂，也可以根据需要做成移动。 2. 传动系统 执行机构的动作要由传动系统来实现。常用机械手传动系统分机械传动、液压传动、气压传动和电力传动等 几种形式。 3. 控制系统 机械手控制系统的主要作用是控制机械手按一定的程序、方向、位置、速度进行动作，简单的机械手一般不设置专用的控制系统，只采用行程开关、继电器、控制阀及电路便可实现动传动系统的控制，使执行机构按要求进行动作动作复杂的机械手则要采用可编程控制器、微型计算机进行控制。 3 机械手的分类和特点 机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机 械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工才做的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件送。这种机械手在国外称为“ 它是为主机服务的，由主机驱动；除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。 主要特点： (1) 机械手（上下料机械手、装配机械手、搬运机械手、堆垛机械手、助力机械手、真 空搬运机、 真空吸吊机、省力吊具、气动平衡器等）。 (2) 悬臂起重机（悬臂吊、电动环链葫芦吊、气动平衡吊等） (3) 导轨式搬运系统（悬挂轨道、轻型轨道、单梁起重机、双梁起重机） 4 工业机械手的应用 机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断 重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如： (1) 机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。 (2) 在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。 (3) 可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。 (4) 可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。 (5) 宇宙及海洋的开发。 (6) 军事工程 及生物医学方面的研究和试验。 助力机械手 :又称平衡器、平衡吊、省力吊具、手动移载机等，是一种无重力化手动承载系统，一种新颖的、用于物料搬运时省力化操作的助力设备 ,属于一种非标设计的系列化产品。针对客户应用需求，量身定制的个案创作。 一种模拟人手操作的自动机械，它可按固定程序抓取 毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 全自动蔬果削皮机设计 学生姓名 班级 学号 专业 开题报告内容：依题依据（选题的目的，意义，国内外研究现状，并注明主要参考文献），研究（设计）方法及技术路线，时间安排，预期成果。（可加页）。 一 选题目的和意义 随着食品工业的发展，食品深加工已经越来越被世界重视，特别是便餐和方便食品的诞生，促使保鲜脱水蔬菜工业迅速发展起来，这更要求原料的深加工伴随着发展。其中胡萝卜、苹果等果蔬菜原料的深加工就是受到人们高度重视且发展较高的产业之一。 去皮用于多种水果和蔬菜 的加工中以除去不需要或不可食的物质，并改善成品的外观。主要的考虑因素包括通过尽可能减少去掉的部分以及可能降低能源、劳力和物质成本来降低总成本。去皮是一刀必须的工艺，因为 不去皮 会影响后来的成品的口感，所以在加工之前，必须将其皮去除。 果蔬的 去皮是所有 果蔬 制品加工工艺过程的重要环节。目前存在的各种去皮方法都各自有其一定的局限性。随着 食品 产业的发展和我国社会经济的进步，如何寻找一种优质、高效、节能几环保的 果蔬削 皮方法己成为 现代 加工工艺过程中迫切需要解决的问题。 二 发展 现状 国外 很多类的蔬果都要用于加工，鲜食比例 较小。美国有 75%的鲜蔬果用于加工，法国为 60%，荷兰为 40%，英国为 40%，而我国很多果蔬主要以蔬菜的形式进行鲜食，用于加工的比例不足 10%。由于很多蔬菜其实口感较差，并不太受人们的欢迎，因而价格低廉，每年有 15%的部分蔬菜烂掉，浪费较多，严重影响了广大农者的经济利益和种蔬积极性。这种现象不利于我国食品产业的发展。 国外的果蔬制品，如土豆条、萝卜片是一种很受欢迎的快餐食品，现已风靡我国 的麦当劳、肯德鸡等快餐店，其拳头产品就是土豆制品。我国的果蔬产品加工起步较晚，工艺技术落后，还不能形成规模。果蔬制品的质量 赶不上国外水平，产量也远远满足不了市场要求，因而加快我国果蔬产业的发展，提高蔬果产品的附加值，不但能满足消费者需求，而且是加快我国贫困地区，尤其是西部产区经济发展的一条重要途径。据了解，贵州省己经把土豆产业为本省经济的一大增长点。中央关于西部大开发的决议。 很多蔬果制品都比较流行，例如土豆制品的主要品种有土豆条、土豆片、脱水土豆泥等。不论何种制品，其加工工艺都要求必须对原料土豆进行去皮处理，才能保证产品的质量，保证其外观、色泽和口感。果蔬削皮的方法主要有人工去皮、机械去皮、化学去皮、辐射去皮和蒸汽去皮等。人 工去皮的去皮效果较好，但效率低、损失率高，显然不能适应蔬果产业化发展的需要。机械去皮有离心去皮和磨擦去皮两种形式，主依赖蔬果与蔬果之间及蔬果与金刚砂或橡胶之间的磨擦作用而达到去皮的目的。这种方法去皮效果差，且易造成蔬果表面层的损伤。化学去皮有热碱法和低温去皮液法两种形式，主要依赖强碱溶液及特配化学去皮液的作用，软化和松驰蔬果的表皮和芽眼，然后用高压冷水喷射，达到去皮目的。这种方法对去皮前后的冲洗工艺要求较高，且碱液或去皮液消耗量过大，成本较高。辐射去皮是利用辐射波被蔬果表皮的水分吸收、蒸发，使入射的辐射波刚 进入受热体浅表层即引起强烈的共振，被吸收而转化为热量，从而达到剥皮效果同这种方法去皮效果较好，但果皮只能废弃，不能被利用。蒸汽去皮是将土豆在蒸汽中进行短时间处理，使其皮层熟化，然后利用铁刷和流水冲去外皮，达到去皮目的。 三 课题的重点和难点 通过研究国内果蔬削皮机的发展现状 ,设计出一种操作方便 ,效率高 ,智能化的操作和控制的削皮机，这是重点设计的目标，也是本次设计的难点所在。可根据去皮机的工作原理，绘制其机械部分工程图；分析果蔬削皮机零部件根据工作环境对其进行材料选择，强度，刚度的校核，确定其安全系数，确定 其它部件的基本参数。 四 设计 方案的确定 水果及块根、块茎类蔬菜的外皮在加工成食品之前，大多需要除去表皮。由于原料的种类不同，皮层与果肉结合的牢固程度不同，生产的产品不同，对原料的去皮要求也各异，果蔬去皮的基本要求是去皮完全、彻底、原料损耗少。目前，果蔬加工中常用的去皮方法有机械去皮和化学去皮。 机械去皮应用较广，既有简易的手工去皮又有特种去皮机。按去皮原理不同可分为机械切削去皮、机械磨削去皮和机械摩擦去皮。通过查阅资料分析各个削皮的原理不同，最终确定方案为机械式去皮的原理。 本次设计一种 依靠旋转的工 作构件驱动 果蔬 旋转，使得 果蔬 在离心力的作用下，在机器内上下翻滚并与机器构件产生摩擦，从而使 果蔬 的皮层被擦离。用擦皮机去皮对物料的组织有较大的损伤，而且其表面粗糙不光滑，一般不适宜整只果蔬罐头的生产，只用于加工生产切片或制酱的原料。常用 削 皮机处理土豆、胡萝卜、 苹果 等块根类蔬菜原料。 五 设计路线 定一个设计方案； 对强度校核； 制削皮机的装配图； 六 时间安排 第 12 周： 课题调研与前期报告的撰写 ； 第 34 周： 设计方案的确定，保护主要的设计计算和设计方案 ； 第 512 周： 设计内容的实施：机械机构图不少于折合 纸 2 张，其中装配图不少于折合 纸 1 张，在装配图中必须表达清楚所有的结构。图纸上技术要求等各项内容齐全，图纸格式规范，图纸所表达的结构或零件内容复杂程度应与图幅相匹配，控制系统硬件原理图 ； 第 1213 周： 设计说明书的撰写，说明书必须包括关键零件或结构的计算、校核等内容，说明书字数不少于 10000 字。 八 参考文献 1 郭顺堂 ,谢焱主编 M，化学工业出版社， 2005. 2 张裕中 M,中国轻工业出版社， 2007. 3 崔建云 M，化学工业出版社， 2007. 4 张燕萍 ,谢良 M，化学工业出版社， 2006. 5 徐幸莲 ,彭增起 ,邓尚贵 M，中国计量出版社， 2006. 6 谭建荣 ,张树有 ,陆国栋、施岳定 M，高等教育出版社， 1999. 7 吴宗泽 M，机械工业出版社， 2003. 8 郑文纬 ,吴克坚 M,高等教育出版社， 1997. 9 杨明忠 ,朱家诚 M，武汉理工大学出版社， 2001. 10 张聪 J,包装与食品机械 :1996 11 刘守江等 ,马铃薯切屑去皮机的研制 J,农机化研究 ,1995. 12 沈再春 M,农业出版社 ,1997 13 食品工厂机械与设备 M,轻工业出版社 ,1989. 14 陈定国等 M, 高等教育出版社 ,2006 15 成大先 M,化学工业出版社 ,2000 16 of I. a J. 6 (5) (1945) . 17T. of a an of J. 16 (1976) . 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 注：可另附 1 本科生毕业设计 全 自动蔬果削皮机 设计 学生姓名 ： 学 号 ： 年级专业及班级 ： 指导教师及职称 ： 学 部： 2 摘 要 全自动蔬果削皮机是用 用于多种水果和蔬菜的加工中 ， 以除去不需要或不可食的物质，并改善成品的外观。主要的考虑因素包括通过尽可能减少去掉的部分以及可能降低能源、劳力和物质成本来降低总成本。这里，介绍摩擦去皮方法：食品 被放置在金刚砂滚轴上或内壁排列着金刚砂的转筒中，在磨损力的表面除去食品的表皮后又被大量的水冲洗干净。该方法的优点是由于过程是在温室下进行而具有的能源成本低以及资本成本低、无热损伤，食品外观良好的优点，不规则食品表面（如 苹果、土豆 上的“孔眼”）会破坏去皮产品的外观，需要手工去除 1。 关键词 ： 削皮机 蔬果 食品机械 摩擦去皮 3 is of a of to or by as as is in or in of of of of of is is no of on as on of 1. 目 录 摘 要 . 2 . 3 1 前言 . 5 展现状 . 5 2 蔬果削皮机工作原理 . 7 皮清理的原理 . 7 构方案制定 . 8 3 轴的设计 .的材料 .的强度计算 .的结构尺寸初步确定 . 13 4 滚动轴承的设计 . 14 . 14 动轴承部件的组合设计 . 15 5 电动机的选择 . 17 6 齿轮的结构设计 . 18 轮材料及热处理 . 19 轮相关参数的初步确定 . 19 核齿轮强度 . 20 7 圆筒的结构设计 . 22 8 轴承座的结构设计 . 23 9 圆盘的结构设计 . 25 结 论 . 26 参考文献 . 27 致 谢 . 29 毕业设计说明书（论文） 5 1 前言 随着食品工业的发展，食品深加工已经越来越被世界重视，特别是便餐和方便食品的诞生，促使保鲜脱水蔬菜工业迅速发展起来，这更要求原料的深加工伴随着发展。其中胡萝卜、苹果等果蔬菜原料的深加工就是受到人们高度重视且发展较高的产业之一。 去皮用于多种水果和蔬菜的加工中以除去不需要或不可食的物质，并改善成品的外观。主要的考虑因素包括通 过尽可能减少去掉的部分以及可能降低能源、劳力和物质成本来降低总成本。去皮是一刀必须的工艺，因为 不去皮 会影响后来的成品的口感，所以在加工之前，必须将其皮去除。 果蔬的 去皮是所有 果蔬 制品加工工艺过程的重要环节。目前存在的各种去皮方法都各自有其一定的局限性。随着 食品 产业的发展和我国社会经济的进步，如何寻找一种优质、高效、节能几环保的 果蔬削 皮方法己成为 现代 加工工艺过程中迫切需要解决的问题。 展现状 国外很多类的蔬果都要用于加工，鲜食比例较小。美国有 75%的鲜蔬果用于加工，法国为 60%，荷兰为 40%，英国为 40%，而我国很多果蔬主要以蔬菜的形式进行鲜食，用于加工的比例不足 10%。由于很多蔬菜其实口感较差，并不太受人们的欢迎，因而价格低廉，每年有 15%的部分蔬菜烂掉，浪费较多，严重影响了广大农者的经济利益和种蔬积极性。这种现象不利于我国食品产业的发展。 国外的果蔬制品，如土豆条、萝卜片是一种很受欢迎的快餐食品，现已风靡我国的麦当劳、肯德鸡等快餐店，其拳头产品就是土豆制品。我国的果蔬产品加工起步较晚，工艺技术落后，还不能形成规模。果蔬制品的质量赶不上国外水平，产量也远远满足不了市场要求，因而加快我国果蔬产业的发展， 提高蔬果产品的附加值，不但能满足消费者需求，而且是加快我国贫困地区，尤其是西部产区经济发展的一条重要途径。据了解，贵州省己经把土豆产业为本省经济的一大增长点。中央关于西部大开发的决议。 很多蔬果制品都比较流行，例如土豆制品的主要品种有土豆条、土豆片、脱水土毕业设计说明书（论文） 6 豆泥等。不论何种制品，其加工工艺都要求必须对原料土豆进行去皮处理，才能保证产品的质量，保证其外观、色泽和口感。果蔬削皮的方法主要有人工去皮、机械去皮、化学去皮、辐射去皮和蒸汽去皮等。人工去皮的去皮效果较好，但效率低、损失率高，显然不能适应蔬果产业化发展的需 要。机械去皮有离心去皮和磨擦去皮两种形式，主依赖蔬果与蔬果之间及蔬果与金刚砂或橡胶之间的磨擦作用而达到去皮的目的。这种方法去皮效果差，且易造成蔬果表面层的损伤。化学去皮有热碱法和低温去皮液法两种形式，主要依赖强碱溶液及特配化学去皮液的作用，软化和松驰蔬果的表皮和芽眼，然后用高压冷水喷射，达到去皮目的。这种方法对去皮前后的冲洗工艺要求较高，且碱液或去皮液消耗量过大，成本较高。辐射去皮是利用辐射波被蔬果表皮的水分吸收、蒸发，使入射的辐射波刚进入受热体浅表层即引起强烈的共振，被吸收而转化为热量，从而达到剥皮效果同 这种方法去皮效果较好，但果皮只能废弃，不能被利用。蒸汽去皮是将原料在蒸汽中进行短时间处理，使其皮层熟化，然后利用铁刷和流水冲去外皮，达到去皮目的。 毕业设计说明书（论文） 7 2 蔬果削皮 机工作原理 皮清理的原理 水果及块根、块茎类蔬菜的外皮在加工成食品之前，大多需要除去表皮。由于原料的种类不同，皮层与果肉结合的牢固程度不同，生产的产品不同，对原料的去皮要求也各异，果蔬去皮的基本要求是去皮完全、彻底、原料损耗少。目前，果蔬加工中常用的去皮方法有机械去皮和化学去皮。 机械去皮应用较广，既有简易的手工去皮 又有特种去皮机。按去皮原理不同可分为机械切削去皮、机械磨削去皮和机械摩擦去皮。 (1)机械切削去皮 是采用锋利的刀片表面皮层。去皮速度较快，但不完全，且果肉损失较多，一般需用手工加以修整，难以实现完全机械作业，适用于果大、皮薄、肉质较硬的果蔬。目前，苹果、梨、柿等常使用机械切削去皮，常用的形式为旋皮机。旋皮机是将待去皮的水果插在能旋转的插轴上，靠近水果一侧安装（或手持）一把刀口弯曲的刀，使刀口贴在果面上。插轴旋转时，刀就从旋转的水果表面将皮车去。旋皮机插轴的转动有手摇、脚踏和电动几种动力形式。在旋车去皮之 前应有选果工序，以保证水果大小基本一致。 (2)机械磨削去皮 是利用覆有磨料的工作面除去表面皮层。可高速作业，易于实现完全机械操作，所得碎皮细小，便于用水或气流清除，但去皮后表面较粗糙，适用于质地坚硬、皮薄、外形整齐的果蔬。胡萝卜、番茄等块根类蔬菜原料去皮大多采用机械磨削去皮机。 (3)机械摩擦去皮 是利用摩擦因数大、接触面积大的工作构件而产生的摩擦作用使表皮发生撕裂破坏而被去除。所得产品表面质量好，碎皮尺寸大，去皮死角少，但作用强度差，适用于果大、皮薄、皮下组织松散的果蔬，一般需要首先对果蔬进行必要的 预处理来弱化皮下组织。常见到的机械摩擦去皮机如采用橡胶板作为工作构件的干法去皮机。 (4)化学去皮 又称碱液去皮，即将果蔬在一定温度的碱液中处理适当的时间，果皮即被腐蚀，取出后，立即用清水冲洗或搓擦，外皮即脱落，并洗去碱液。此法适用毕业设计说明书（论文） 8 于桃、李、杏、梨、苹果等的去皮及橘瓣脱囊衣。桃、李、苹果等的果皮由角质、半纤维素等组成，果肉由薄壁细胞组成，果皮与果肉之间为中胶层，富含原果胶及果胶，将果皮与果肉连接。当果蔬与碱液接触时，果皮的角质、半纤维素被碱腐蚀而变薄乃至溶解，果胶被碱水溶解而失去胶凝性，果肉薄壁细胞膜较能 抗碱。因此，用碱液处理后的果实，不仅果皮容易去除，而且果肉的损伤较少，可以提高原料的利用率。但是，化学去皮用水量较大，去皮过程产生的废水多，尤其是产生大量含有碱液的废水2。 构方案制定 综合上述去皮原理，本次设计采用机械式摩擦去皮的原理，设计的削 皮机是一种小型间歇式去皮机械。依靠旋转的工作构件驱动原料旋转，使得物料在离心力的作用下，在机器内上下翻滚并与机器构件产生摩擦，从而使物料的皮层被擦离。用擦皮机去皮对物料的组织有较大的损伤，而且其表面粗糙不光滑，一般不适宜整只果蔬罐头的生产，只用于加工 生产切片或制酱的原料。常用去皮机处理土豆、胡萝卜、 苹果 等块根类蔬 果 原料 1。 毕业设计说明书（论文） 9 1 机座 2 电机安装支座 3 电动机 4 主动齿轮 5 从动齿轮 6 轴 7 轴承座 8、 9、 10 轴承 11 圆盘 12 圆筒 13 排污口 14 卸料口 图 1 削皮 机结构 削皮 机（如图 1）由工作圆筒 12、旋转圆盘 11、卸料口 14、排污口 13及传动装置等部分组成。 工作圆筒内表面是粗糙的，内表面焊有直径 10后植金刚砂；圆盘采用风扇叶片式结构设计，采用金刚砂黏结表面，具体会在后面零件介 绍中讲解。圆盘这种结构特点除兼有去皮功能外，主要用来抛起物料，当物料从加料口落到旋转圆盘凹凸表面时，因离心力作用被抛至圆筒壁，与筒壁粗糙表面摩擦达到去皮的目的。去皮工作时，水通过喷嘴送入圆筒内部，卸料口的闸门由把手锁紧，擦下的皮用水从排污口排去，已去皮的物料靠离心力的作用从打开闸门的卸料口自动排去。 为了保证正常的工作效果，这种去皮机在工作时，不仅要求物料能够完全抛起，在毕业设计说明书（论文） 10 擦皮室内呈翻滚状态，不断改变与工作构件间的位置关系和方向关系，便于各块物料的不同部位的表面被均匀去皮，并且要保证物料能被抛至筒壁。因此，必 须保证足够高的 圆盘转速，同时擦皮室内物料不得填充过多，一般选用物料充满系数为 次进行生产率的计算 3。 毕业设计说明书（论文） 11 3 轴的设计 一切作回转运动的传动零件（例如本设计中的齿轮和圆盘），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。 轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。 轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴 上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难度。 轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算，多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。 的材料 轴的材料主要是碳钢和合金钢。由于碳钢比合金钢价廉、对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常见的是 45。钢应力水平很低的轴，从经济上考虑，一般多选用强度等级较差的普通碳素钢 合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此在传递大动力，并 要求减小尺寸与质量，提高轴径的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。 查机械设计表 的常用材料及其主要机械性能”，可选择轴的材料为45 钢，热处理方法采用正火。相关机械性能如下：毛坯直径 100度 170217拉强度极限 b 为 590M 屈服强度极限 s 为 295弯曲疲劳极限 1 为 255 的强度计算 进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。对于仅仅（或主要）承受扭矩的轴（传动轴），应根毕业设计说明书（论文） 12 据扭转强度条件计算。 对只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴，应按扭转强度条件计算轴的直径。若有弯矩作用，可用降低许用应力的方法来考虑其影响。 轴的结构尺寸设计完成，是否能用，还需再校核危险截面。 蔬果削皮 机 在 工作 的 时候轴向受力很小，因此轴所受的弯矩很小，相对 于扭矩可以忽略不计。 扭转强度条件为： 3109 55 0 （ 1） 式中 ； m 3m ； r/ T 。 对实心圆轴， 3d /16 3d /5，以此代入式（ 1），可得轴的直径， d 3 3109550(5 =c3 np( (2) 值可查 机械设计表 种轴的材料的 值”，可得 45钢的 0 40， 18 107。 在这里，取 16代入式子（ 2） 得： 其中 20r/毕业设计说明书（论文） 13 所以， =考虑到轴上开键槽和切制螺纹，为了补偿轴的削弱，按上式计算的轴应适当取大些。取轴的最小直径为 20 的结构尺寸初步确定 图 2 轴 1 车螺纹，与螺钉联接，用于防止圆盘在旋转工作时向上轴向移动。 2 铣键槽，与圆盘联接。 3 与封油挡圈联结，挡圈有防水防尘的作用，保护轴承；同时，挡圈下面压着唇形密封圈，使润滑油在传动装置内得到充分利用。 4 依次安装深沟球轴承和单向推力球轴承，两轴承之间装有隔套，这样可以保证轴承转动而不至于摩擦力大卡死。 5 注意 其尺寸特点，其直径比两端稍小 12 个毫米，这样有助于轴承的安装，同时表面粗糙度要求不高，减少加工量。 6 安装深沟球轴承，也得安装一个唇形密封圈。 7 联接圆螺母，该螺母具有自锁功能，起到固定上面深沟球轴承的作用。 8 铣键槽，与大齿轮联接 9 车螺纹，与螺钉联接，起防止从动齿轮向下移动的 毕业设计说明书（论文） 14 4 滚动轴承的设计 常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，并由专业工厂大量制造及供应各种常用规格的轴承。本节将根据具体的工作条件正确选择轴承的类型和计算所需的尺寸。 滚动轴承利用滚动体将轴于外部构件分隔开，从而用滚动摩擦代替了滑动摩擦。轴承的内、外圈和滚动体，一般是用轴承烙钢制造的，热处理后，硬度一般不低于 60些元件一般都经过 150 摄氏度的回火处理，所以通常当轴承的工作温度不高于 120摄氏度时，元件的硬度不会下降 4。 查机械设计表 动轴承的主要类型、尺寸系列代号及其特征（ 272根据本设计的结构要求和受力情况分析，选择一个单向推力轴承和一对深沟球轴承配合使用。 （ 1） 单向推力球轴承 . 结构简图、承受负荷方向： 图 3 单向推力球轴承 特性：推力球轴承的套圈与滚动体多半是可分离的，单向推力球轴承只能承受单向的轴向负荷，两个圈的孔不 一样大：内孔较小的是紧圈，与轴配合；内孔较大的是松圈，与机座固定在一起。极限转速较低，适用于轴向力大而转速较低的场合。没有径向限位能力，不能单独组成支承，一般要与向心轴承组成组合支承使用。 （ 2） 深沟球轴承 . 毕业设计说明书（论文） 15 结构简图、承受负荷方向： 图 4 深沟球轴承 性：主要承受径向负荷，也可同时承受少量的双向的轴向负荷，工作时内外圈轴线允许偏斜 8 - 16 。摩擦阻力小，极限 转速高，结构简单，价格便宜，应用最广泛，但轴承冲击负荷能力较差。 动轴承部件的组合设计 要想保证轴承顺利工作，除了正确选择轴承类型和尺寸外，还应正确设计轴承装置。轴承装置的设计主要是正确解决轴承的安装、配合、紧固、调节、润滑、密封等问题10。 1 油封挡圈 2 深沟球轴承 3 隔套 4 单向推力球轴承 5 唇形密封圈 6 隔套 7 深沟球轴承 8 隔套 图 5 滚动轴承 毕业设计说明书（论文） 16 1 油封挡圈，与工作轴之间采用间隙配合。 2 深沟球轴承，能承受较大径向力，只能承受较小的轴向力。 3 隔套 ，非标准件，根据设计要求选择材料，确定尺寸。 4 单向推力球轴承，能承受较大轴向力，没有径向限位功能。 5 唇形密封圈，用于封油。 6 隔套，同 3。 7 深沟球轴承 8 隔套，同 3。 此外，轴承组合结构设计要合理，保证充分的润滑和可靠的密封，对提高轴承的寿命和保证正常工作是非常重要的。 毕业设计说明书（论文） 17 5 电动机的选择 电动机选择要考虑多方面因素，根据电动机的功率、转速、结构特点、应用场合和安装方式，查相关资料选择合适的电动机。查阅机械零件设计手册相关内容如下： 闭式笼型三相异步电动机 . 结构特点：采用封闭自冷式结构，能防止任何方向的溅水对电动机的影响，一般只有一个轴伸端。 性能及特点：电动机效率高、耗电少、性能好、噪声低、振动小、体积小。 根据工作轴功率 P=550W，转速 =320r/选择型号为 型号 额定功率（ 转速（ r/ 电流（ A） 效率（ %） 功率因数 重量（ 910 23 运行 可靠，维修方便，绝缘等级为 应用场合：农用机械、食品机械、搅拌机、磨粉机等。 根据电动机的型号，查机械手册确定电动机的安装方式并确定电动机的外形尺寸和安装尺寸，然后合理地把电动机安装在机架上。 毕业设计说明书（论文） 18 6 齿轮的结构设计 齿轮传动是机械传动中最重要、应用最广泛的一种传动。其优点是：传动效率高、工作可靠、使用寿命长、传动比准确、结构紧凑和功率和速度使用范围广。齿轮传动应满足如下的基本要求： 求瞬时传动比不变，尽量减小冲击、振动和噪声，保证较高的运动精度。 求在尺寸小、重量轻的前提下，齿轮的强度高、耐磨性好，能达到预定的工作寿命。 在齿轮设计时，只要齿轮设计合理，齿轮材料及热处理选择合适，制造质量高，达到规定的制造精度，就能达到预定的功能要求。 表 1 渐开线圆拄齿轮基本齿廓（ 13567 基本轮廓 齿轮名称 代号 数值 齿顶高 m 工作高度 h 2m 顶隙 c 齿高 h 距 p 根圆角半径 考机械原理第七版相关资料： 毕业设计说明书（论文） 19 标准齿轮是指 m、 a、 c 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿跟高，而且分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮。 a= 020 c 分别称为齿顶高系数和顶隙系数， ： c =轮材料及热处理 由齿轮传动的失效形式可知，设计齿轮传动时，应使齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合等能力，而齿根要有较高的抗折断的能力。因此，对齿轮材料性能的基本要求为：齿面应有足够的硬度，而齿芯要有一定的韧性。 选择 45钢，热处理方式采用表面淬火， 面） 40轮加工精度为 9级 . 轮相关参数的初步确定 根据相关设计要求和资料可初步确定齿 轮的某些参数，然后对齿轮进行齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算，如果强度符合要求，则选用这些参数；如果强度不符合要求，则需再修改这些参数。 械原理，渐开线标准齿轮不发生根切是的最小齿数 ，用标准齿条形刀具切制标准齿轮时，因 a= 020 及 ，则 17. 2. 查机械 零件设计手册表 15开线圆柱齿轮模数（ 1357，本设计可选择模数 1、 2、 3. n （即电动机转轴转速）和从动轴转速 2n （即工作轴转速）可确定传动比和齿轮齿数比。 1n =910r/2n =320r/在这里，取模数 m=2主动齿轮齿数 1Z =25，分度圆直径 1d =m 1Z =50从动齿轮齿数 2Z =68，分度圆直径 2d =m 21Z =136毕业设计说明书（论文） 20 取齿轮宽度系数为 有： 从动齿轮宽度 2b =136* 2b =25为了防止两齿轮因装配后轴向稍有错位而导致实际啮合齿宽的减少，常使大齿轮（这里是从动齿轮）宽度 2b =2b ；小齿轮（这里是主动齿轮）宽度 1b =2b +510以，主动齿轮宽度 1b =25+5=30核齿轮强度 齿面接触疲劳强度齿根弯曲疲劳强度 下面设计过程中，所查的图、表均可以查阅机械设计 . 查图 121100 图 12300 查表 .1，u= 2Z / 1Z =68/25=601n n 为齿轮转速 .r/ 为每转一圈时同一齿面的啮合次数；h; 所以， 1N =60 910 1 5 12 250=810 2N = 1N /u=810 /810 查图 1，查图 . 121100 =1000 12300 2 1/00 计算工作转矩： T=610610 业设计说明书（论文） 21 确定载荷系数 K：由表 K = 9级齿轮精度，取硬齿面，非对称布置，取 1.2， K= K 图 1表 1齿数较少，取Z=以H=1Z 1)1(2 = 7 =面接触疲劳强度满足要求 . 查表 Y=： 1F=Y=25030 1000 2F=1F21000 两齿轮的齿根弯曲疲劳强度均满足要求。 总结：齿轮传动设计的主要内容包选择齿轮材料和热处理、确定精度等级和主要参数。设计过程是 先由设计准则确定强度条件，再由强度条件确定齿轮的大小（分度圆直径或模数），并可进一步计算出多组能满足强度条件的齿轮主要几何尺寸。根据设计要求，从多组齿轮参数中选择较优秀的作为最终的齿轮参数。最后设计出齿轮的结构，并绘制齿轮的零件工作图。 每次机械设备结构的设计都是在以前该类设备结构上的技术升级，在参考以前同类设备的结构特点的同时，在某些零件或在某些技术环节上加上自己的创新点，使自己设计后的产品在同类产品中更具有技术上、价格上的竞争力。 下面将介绍本设计中，在三个零件上于以往同类机械设备的不同处。 毕业设计说明书（论文） 22 7 圆筒的结构设计 1 2 圆筒壁 3 与法兰联接部分 4、 5 圆筒盖组件 图 6 圆筒的结构 圆筒的结构特点主要体现在内壁，内壁均匀地焊接二十个直径为 10不锈钢棒，然后在整个圆筒内壁植金钢砂（包括在不锈钢棒上），这种结构特点更有利于对农产品的去皮，特别是对薯类农产品。第一，由于不锈钢棒的存在，物料在圆筒内旋转时会不断的翻滚，这样，就能对物料各个面进行去皮，达到均匀去皮的效果。第二，对于像薯类这样的农产品，由于有些地方凹凸，在去皮工作时就有死点，往往有些地方没有去皮，对于要求高的 去皮效果，就要采用手工去皮的方法来处理这些死点，而采用不锈钢棒焊接内壁，当薯类农产品在翻滚去皮工作时，当凹进去的地方刚好碰到直径为 10 毫米的不锈钢棒，照样可以达到良好的去皮效果。 圆筒与清理槽之间采用法兰联接。 毕业设计说明书（论文） 23 值得注意的是，圆筒盖组件和不锈钢棒都是焊接在圆筒上，而且圆筒壁上要开卸料口。筒盖组件和不锈钢棒焊接时，应先把它们都摆好在其焊接的位置，同时焊接，这样做可以使焊接后变形均匀而且变形量小；再者，应先焊接好圆筒盖组件和不锈钢棒之后，再在筒壁上开卸料口，如果先开卸料口再焊接，会使圆筒变形量增大、变形不均匀和 应力不均匀，这样，影响圆筒零件的质量。 8 轴承座的结构设计 轴承座在设计中是至关重要的一部分，它是整个机械设备的传动部分，轴承座结构设计的合不合理会影响设备的传动精度，此设计中，将整个传动部分，包括轴承座、轴承、齿轮以及密封圈可组装在一起，做一个单独的零件使用，这种设计可使整个传动部分更加牢靠地结合在一起，而且便于拆卸。 图 7 轴承座 毕业设计说明书（论文） 24 图 8 轴承座总成 图 7表示了轴承座的尺寸和结构特点，图 7示了轴承座与转动轴、轴承、从动齿轮及密封圈等的装配和关系。轴承座总成可以看做一个单独的零件安装
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