【《某鸭蛋蛋清蛋黄分离机的上料与磕蛋装置设计计算过程案例》4000字】

某鸭蛋蛋清蛋黄分离机的上料与磕蛋装置设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u25379某鸭蛋蛋清蛋黄分离机的上料与磕蛋装置设计计算过程案例 1141341.1电机的选择与计算 235461.2传动比的计算 3251521.2.1确定传动装置的总传动比和分配传动比 3105701.2.2计算各轴的转速 3245541.3带传动设计计算 4203531.1.1选定带型和基准直径 4251601.1.2轴间距的确定 4290521.1.3计算带的根数Z 5268071.1.4计算单根V带的初拉力F0 5251341.1.5带轮设计 5120951.4链传动计算 7222381.4.1初始条件 7168931.4.2计算当量的单排链计算功率 7285051.4.3计算中心距和链节数 774371.4.4链轮的设计 8175431.5传动轴设计 10133561.6磕蛋机构 17239401.7上料机构的设计 18250421.7.1水箱 18226131.7.2分拣机构 1874791.7.3冲洗风干机构 19此装置由电动机作为动力，主要实现上料与磕蛋的功能，工人只要将咸鸭蛋倒入上料水箱中，由于水箱中充满了水，使咸鸭蛋进入水箱的时候，不会由于碰撞使蛋壳破裂，水箱的下底板铺满了分拣轮，咸鸭蛋掉落到分拣轮上，分拣轮向前运动的同时将咸鸭蛋带着向前运动，又因为分拣轮只有凹槽的地方才能稳定的装下咸鸭蛋，分拣轮其他地方的咸鸭蛋由于前面的挡板只能重新掉落到水箱当中，通过分拣轮的自转带动咸鸭蛋进行自转，使在咸鸭蛋由分拣轮托着向前运动的同时，分拣轮传送带上方的高压水喷头充分的对咸鸭蛋蛋壳表面的黄泥进行冲洗，后进行风干。接下来咸鸭蛋进入到磕蛋装置中，磕蛋装置要实现接蛋——磕蛋——开壳——抛壳，是个功能。过程为蛋托接住咸鸭蛋后由磕蛋刀磕开，后将蛋壳分开，使蛋清蛋黄从蛋壳中掉落下来，运行一段时间后，将蛋壳抛到指定地方。1.1电机的选择与计算本课题中为保证上料机构与磕蛋机构之间的配合所以这两个机构采用同一个电机作为动力。电机到工作轴之间采用带传动与齿轮减速该电机用于驱动上料系统的传送机构与磕蛋机的旋转轴和轴上的磕蛋机构，所以要求转速较低，转矩较大，不需要改变电机转动的方向，工作环境有可能接触到水，所以选择防腐蚀的三相异步电动机。电机功率计算，传送带运行速度为0.2m/s，传送带自重约为60kg,传送带是最大载重约为14kg行程为2800mm，提升高度850mm.加上磕蛋机构的的旋转轴与轴上零件推测电机阻力为2000N:(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)F——电动机阻力;PW——工作所需要功率：Pd——所需电机功率：Ƞ1——带传动效率：Ƞ2——滚珠轴承效率：Ƞ3——链传动效率：查资料可知=0.96，=0.96，=0.98，=0.98.根据公式：(3-5)选择电动机时要选择电机额定功率大一机器所需最大功率，根据资料选择三相异步电动机YCTD100-4A电动机，参数如表3-1。表3-1上料与磕蛋机构电动机的技术参数项目参数项目参数电机类型三相异步电动机极数电机型号YCTD100-4A额定转速（r/min）1250~100额定电压380额定功率(KW)0.55因为本机构需要的转速较低，所以固定选择100r/min的转速。由于执行机构需要的转速是10r/min所以在传动过程中要对其进行减速。1.2传动比的计算1.2.1确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比：由选定的电动机满载转速nm和所需要的磕蛋机主轴转速n，得传动装置总传动比为:i（3-6）传动比分配电机到减速输入轴的传动比为2.6。输入轴的转速为：（3-7）输入轴到输出轴的传动比为：（3-8）1.2.2计算各轴的转速输入轴：（3-11）输出轴：（3-13）工作轴：（3-14）1.3带传动设计计算带传动可以进行长距离的传动，并起到减震作用和缓冲作用,第一级传动采用带传动是比较好的选择。1.1.1选定带型和基准直径（1）确定计算功率P查表得工作情况系数KA(3-15)选择A型V带带型查表小带轮基准直径dd1根据传动比4确定大带轮基准直径dd21.1.2轴间距的确定初选轴间距为280~800（mm）.计算所需基准长度：（3-16）（3-17）查表选择带的基准长度Ld计算实际中心距a。（3-18）（3-19）带轮的中心距选择范围285~777mm之间，根据实际情况选择738mm。1.1.3计算带的根数Z由dd1=75mm和nm=100r/min,得再根据nm=100r/min,=2和A带型，得Δp0=0.05kw。验算带速V（3-20）验算小带轮的包角∝（3-21）计算带轮的根数Z查表得=0.98，=0.81,故：Pr（3-22）（3-23）取3根。1.1.4计算单根V带的初拉力F0A型带的单位长度质量,所以（3-24）计算压力轴F（3-25）1.1.5带轮设计小带轮的材料采用HT250因为直径采用实心式带轮。大带轮的材料采用HT250,因为直径为300mm采用腹板式带轮。根据A型带基本参数bd=11mm, hamin=2.75,hfmin=8.7,e=15±0.3,fmin=9,δmin=9,;图3-1小带轮图3-2大带轮表3-2带传动的基本参数带型A型小带轮基准直径d80mm带的基准长度L1250~2200mm大带轮基准直径d315mm实际中心距a306~797mm单根V带的初拉力F397.71N1.4链传动计算链传动的特点是能够进行长距离的传动，且能够保证传动的准确性，因为后面就是执行部件，需要保证传动的平稳，由此采用链传动。1.4.1初始条件传动功率P：0.528（kW）主动轴转速n1：25（r/min）从动轴转速n2：10（r/min）传动速度v:V<1传动种类:倾斜传动传动比i：2.5主动机机械特性:运转平稳从动机机械特性:运转平稳中心距不可调有张紧装置1.4.2计算当量的单排链计算功率（3-26）式中：KA—工作情况系数，KA=1;KZ—主动链轮系数，;KP—多排链系数;P—传递的功率，KW;选择主动轮齿数Z1为17轨迹传动比2.5得到大齿轮Z2的齿数为42，；选择链号：12A链条节距：19.05mm1.4.3计算中心距和链节数初选中心距a0=20：（3-27）链长节数X0:（3-28）实际链长节数X圆整为70链条长度L：（3-29）（3-30）链速V：（3-31）理论中心距a=378mm（3-32）取Δa=0.003实际中心距=376.7mm.1.4.4链轮的设计链条的型号为12A，小链轮齿数为17，大链轮的齿数为42，小链轮分度圆直径：（3-33）小链轮齿顶圆直径：112mm（3-34）小链轮齿根圆直径：=91.76mm（3-35）小链轮齿高：（3-36）（3-37）小链轮最大齿侧凸圆直径：（3-38）小链轮齿槽圆弧半径：（3-39）小链轮齿沟圆弧半径：（3-40）齿沟角：（3-41）（10）大链轮分度圆直径：（3-42）（11）大链轮齿顶圆直径：（3-43）（3-44）（12）大链轮齿根圆直径：=241.01（3-45）（13）大链轮齿高：（3-46）（3-47）（14）大链轮最大齿侧凸圆直径：（3-48）（15）大链轮齿槽圆弧半径：（3-49）（16）大链轮齿沟圆弧半径：（3-50）（17）大链轮齿沟角：（3-51）图3-3小链轮图3-4大链轮1.5传动轴设计1.由1.1得功率P1=0.55KW,转速n1=25r/min,求转矩T1T2.求作用在链轮上的力已知小链轮的分度圆直径为:d1=101.7mm则:FF1.初步确定轴的最小直径第一估算轴的最小直径。选取轴的材料为45Cr，调质处理，根据表，取:A0=97，于是得d安装大链轮处轴的直径d5是输入轴的最小直径。4.轴的结构设计图图3-5轴的结构设计图5.确定各个轴段的直径和长度(1）为了满足小链轮的轴向定位要求，故取直径d5=45mm，根据小链轮的装配要求L5=20mm；d3段是与大带轮配合的所以l3=55mm,d3=60mm，d2=63mm。d1为与轴承配合的直径，初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。参照工作要求并根据d5=45mm，选择GB╱T7810-2017[带立式座轴承(UCP)UCP210]。图3-6GB╱T7810-2017[带立式座轴承(UCP)UCP210]表3-3GB╱T7810-2017[带立式座轴承(UCP)UCP210的基本尺寸带座轴承代号轴承代号座代号座尺寸/mmUCPUCPAmaxHH2maxNminNmaxN1minJLmaxUCP210UC210P2106157.2231719.520.5159208轴承尺寸/mmdDBSCmind509051.61920M10所以d1=d4=50mm,L1=51.6mm。选择GB╱T18324-2001[铜合金轴套(F型)F50×60×40]第二系列固定大带轮。图3-7轴承套表3-4轴承套数据内径d1外径d2翻边外径d3翻边宽度b2外径d2翻边外径d3翻边宽度b2宽度b1倒角退刀槽宽u第一系列第二系列45°C1,C2max15°C2max5055602.5606854050600.832所以L4=101.6mm。（3）选择大带轮与轴承座的距离为8mm,所以L2=19.5mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。6、轴的受力分析和校核（1）由表3-1知，轴上的功率、转速和效率为P=0.55Kwn=25r/minη=0.96所以，转矩为：作轴的计算简图:图3-8轴的计算简图根据图3-5得T=51.6mm第一段轴中点距左支点距离L1=(20/2+101.6/2-40/2)mm=40.8mm齿宽中点距左支点距离L2=(56/2+40+51.6/2)mm=91.8mm齿宽中点距右支点距离L3=(56/2+19.5+51.6/2)mm=71.3mm（3）计算轴的支反力：水平面支反力：FF垂直面支反力：FF（4）计算轴的弯矩，并做弯矩图：截面C处的水平弯矩：M截面C处的垂直弯矩：M分别作水平面弯矩图和垂直面弯矩图。图3-9水平面弯矩图图3-10垂直面弯矩图截面C处的合成弯矩：M=作合成弯矩图。图3-11合成弯矩图作转矩图。图3-12转矩图（6）按弯扭组合强度条件校核轴的强度：通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面C）的强度。必要时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取=0.6，则有：σ故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。1.6磕蛋机构磕蛋机的原理是利用刀架的旋转，带动刀架上磕蛋抓绕轴旋转，且刀架与轴是分离的，轴上有限位块，使磕蛋抓上的左右蛋托与蛋托中间的蛋刀，和压蛋板按设计的运动轨迹进行工作。磕蛋刀2、左托蛋板3、右托蛋板4、压蛋板图3-13磕蛋抓简图合压蛋板进蛋抬压蛋板提刀合压蛋板进蛋抬压蛋板提刀抛壳抛壳左右蛋托分开左右蛋托分开磕蛋机构设计的关键是要根据咸鸭蛋的大小设计一个抓手，抓手能够在特定的的地方开合，接主抛下的咸鸭蛋并夹紧咸鸭蛋然后，然后使用磕蛋刀将每一个磕蛋抓之间间隔60mm，一排四个，一周六个共24个磕蛋抓1.7上料机构的设计上料机构由水箱部分，分拣部分，清洗部分，风干部分以及让其相互配合的各个零件组成，使机器能实现快速上料与清洗的功能。根据咸鸭蛋的大小和咸鸭蛋的外形结构设计专门的上料工具。1.7.1水箱其中水箱的作用是为了实现快速上料而设计的，其中的原理是利用水的浮力使咸鸭蛋倒入箱中减少互相碰撞或与箱体和底部的分拣轮碰撞产生相互作用力从而避免咸鸭蛋破碎。水箱的宽度应与分拣部分的宽度相配合，并使分拣部分处于水箱的底部。为了避免漏水水箱应与分拣机构的机架为一体。1.7.2分拣机构分拣机构由分拣轮，分拣轮轴、链条、链轮、轴承、摩擦带、机架组成。分拣轮如图（3-9）分拣轮呈一条直径不同圆棍状，一般鸭蛋的大小为大径约为50mm,小径约为30mm,据磕蛋部分磕蛋抓对应的地方就是分拣轮将咸鸭蛋所放在的地方，所以分拣轮的每个凹槽之间的距离为60mm又因为为了保护咸鸭蛋不会被在上料的时候不被磕坏分拣轮所有的点之间都是平滑过渡，分拣轮的最大轴径处为40mm，它的总体作用是使咸鸭蛋有序且安装规定的路径进入到磕蛋部分。选择轴承在分拣轮向前移动的同时，也应进行自转，为了对咸鸭蛋进行完全清洗。所以跟据分拣轮的最大轴颈选择深沟球轴承，代号6000，内径d为10