【《某剖鱼机的关键零部件的设计计算过程案例》2300字】

某剖鱼机的关键零部件的设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u162021.1鱼头固定机构的设计 1224341.2去鳞机构的设计及相关计算 2163081.2.1去鳞辊的钢度校核 3322871.2.2去鳞辊的强度计算 42951.2.3弹簧的设计计算 657991.3剖肚机构的设计及相关计算 6117891.1.1切刀转轴的设计及计算 713081.1.2刀片的设计 91.1鱼头固定机构的设计如图3-1所示为鱼头固定机构，由金属条连接座、长短金属条、主杆和弹性按钮组成，主杆长L=500mm，截面积为176.625，重量1kg，设计强度REF_Ref13375\r\h[9]。当长金属条完全收起时，连接座4与弹性按钮之间的距离为200mm；长、短金属条长度分别为50mm、30mm，当金属条完全被撑起时，在同一平面的两长金属条相距80mm，满足固定鱼头的条件。该机构在室温环境下工作，不需要耐高温，材料可选45号钢，如图3-2所示为金属管受力分析示意图，G为鱼的质量，a为鱼嘴至金属条连接座1之间的距离,当金属条完全撑开时，所加工鱼的质量为最大，此时。122435612243561-金属条连接座12-长金属条3-短金属条4-金属条连接座25-弹性按钮6-主杆图3-1固定鱼头机构示意图aGLaGL图3-2主杆受力分析示意图1.2去鳞机构的设计及相关计算两根去鳞辊齿尖部分的原始距离为两去鳞辊最小直径之间距离45mm。去鳞辊直径为100mm，长度为300mm，使辊齿完全包络鱼身体的两侧，有效去鳞。去鳞辊表面附着若干个辊齿，该辊齿的形状是锥形状，尖端部分与鱼的两侧表面相接触，作用是去鳞辊旋转去除鱼鳞。辊齿齿尖与去鳞辊表面距离10mm，即辊齿长度10mm、底部圆截面直径为10mm，此辊齿长度为辊齿中长度最短的，设计在去鳞辊的中部（从纵轴看），围绕去鳞辊一圈，从中部往两端延伸每隔10mm增加一圈辊齿。以10mm长的辊齿为基准点，逆时针偏移45°，两辊齿之间距离10mm，围绕去鳞辊设计一圈，往两端延伸，形成错综交错的辊齿，防止去鳞辊在旋转去鳞的过程中遗漏鳞片。另一方面，考虑到去鳞效果，以10mm长的辊齿为基准点，从纵轴看，往两端延伸的每一圈辊齿依次增加1mm，达到预期去鳞效果。去鳞辊通过电机二级减速带动，带轮与蜗杆之间通过普通平键连接，带动转动，蜗杆与蜗轮相互啮合，辊轴与蜗轮通过普通平键连接，轴的下端通过托板限位，托板可在导轨上滑动，辊轴与去鳞辊通过双键连接，保证去鳞辊在旋转去鳞的过程中具有足够的强度。去鳞机构上端滑块与去鳞辊之间通过安装轴套进行限位，机构上下的横轴中间部分分别设计有轴肩，作用是对左右滑块之间的限位，弹簧与滑块焊接在一起。1211108765432191211108765432191-导轨2-托板3-蜗杆4-蜗轮5-弹簧6-下轴套7-去鳞辊8-上轴套9-滑块10-横轴11-带轮12-横杆图3-3去鳞辊示意图1.2.1去鳞辊的钢度校核挠度：（3-1）轴截面惯性矩：（3-2）式中：D—去鳞辊的直径。由已知参数：得：而（3-3）则有，所以去鳞辊的钢度满足要求。1.2.2去鳞辊的强度计算如图3-4所示为去鳞辊示意图，如图3-5所示为去鳞辊截面受力示意图，去鳞辊的危险截面为a、b、c，因为a、c相同，所以只需对a、b处进行计算。a截面：（3-4）（3-5）式中：—外力偶矩；—应力；—抗弯截面系数。（3-6）图3-4去鳞辊示意图图3-5去鳞辊截面受力示意图b截面：（3-7）（3-8）（3-9）式中：—外力偶矩；—应力；—抗弯截面系数。综上所述：强度满足要求。1.2.3弹簧的设计计算为提高弹簧工作的可靠性，选用弹簧的材料必须具有良好的导热性、耐高温和高度的弹性极限。因为弹簧在载荷不高的情况下工作，所以选择50CrVA型。可取旋绕比为C=6，根据式：（3-10）算出曲度系数。设弹簧中径为D=22mm，根据C值可取弹簧丝直径为d=4mm，查《机械设计》表16-2得弹簧丝许用应力为940MPa。计算弹簧工作圈数，对于压缩弹簧：（3-11）式中：—弹簧材料的切变模量，可从《机械设计》表16-2查得，为80000MPa；—弹簧最大工作载荷，为；（3-12）—最大轴向变形量。可求得，取n=12圈，此时弹簧的刚度为（3-13）1.3剖肚机构的设计及相关计算26543剖肚机构需实现所加工鱼的精准定位剖肚工作。鱼的剖肚通过在旋转轴上安装刀片，利用旋转轴的转动带动切刀旋转对鱼进行剖肚；鱼的精准定位通过与伸缩杆相连接的支承板调节距离实现，如图5-1所示为剖肚机构示意图。265431089711089711-轴承2-旋转轴3-伸缩杆4-钢板5-柔性胶垫6-刀片7-滚子轴承8-挡板9-带轮10-轴承端盖图3-6剖肚机构示意图旋转部分主要由旋转轴和刀片组成，旋转轴和刀片之间通过普通平键连接。两支承板之间的距离为30mm，当鱼通过剖肚机构时，在支承板的调节作用下，保证鱼的运动轨迹始终位于中轴线上，从而实现精准剖肚。1.1.1切刀转轴的设计及计算切刀转轴通过电机驱动其转动来带动切刀转动，进而对已去鳞的鱼进行剖肚。旋转轴需要安装轴套、轴承和皮带轮，皮带轮与轴之间采用普通平键连接，刀片通过键连接安装在轴上，如图5-2为旋转轴示意图。图3-7切刀转轴示意图（1）最小直径计算因为轴在工作时不需要较大的动力，也不在高温的环境下工作，所以选择轴的材料为45Cr,通过查阅文献REF_Ref15415\r\h[5]确定轴的转速为500r/min，功率为400W，查《机械设计》REF_Ref24918\r\h[6]表15-3取。所以（3-14）取。所以所设计轴的最小直径为11mm。（2）扭转强度计算由（3-15）式中：—扭转切应力，MPa;—轴所受的扭矩，；—轴的抗扭截面系数，；—轴的转速，；—轴传递的功率，kw；—截面处轴的直径，；—许用扭转切应力，MPa，查《机械设计》REF_Ref24918\r\h[6]表15-3，取。因此满足条件。（3）弯扭合成强度计算转矩：直径：圆周力：径向力：（3-16）弯矩：（3-17）总弯矩：（3-18）扭矩：（3-19）所以当量弯矩：（3-20）所以（3-21）式中：从《机械设计》REF_Ref24918\r\h[6]表15-1查得。满足条件。综上所述，满足轴的强度要求，如表5-1所示为转轴的基本尺寸参数。表3-1转轴基本尺寸参数表d1d2d3d4d5d6直径（mm）383430263026长度（mm）4020854065451.1.2刀片的设计根据鱼的运动轨