毕业设计（论文）-红枣去核机设计

红枣去核机设计系（部）专业学号学生姓名指导教师提交日期

目录摘要 摘要本文主要设计的是一种全自动红枣去核机。红枣作为一种人们日常生活中广泛的食物，去核问题一直未能做好简单、方便。本设计的原则就是利用简单的机构来实现红枣的去核与分离。主要采用曲柄滑块机构、平行四边形机构来实现去核和传动。主要内容有：⑴红枣去核的概述。分析红枣去核的现状，去核工艺的发展，分析现有去核机构的利弊。⑵设计方案。根据设计原则拟定设计方案，结合实际情况予以修正，作设计方案示意图，并予以描述。⑶冲压机构和传动机构的设计。选择合适的冲压机构和传动机构，做到结构简单，易于操作，能够符合去核要求。⑷机械机构的分析计算。结合工艺要求、实际操作情况，对各部件的尺寸、型号等进行计算、选择。⑸设计方案的校核。根据所选择的各部件的工作要求结合设计方案对各个机构所用零件的强度等校核，是否满足工作需求。⑹设计总结，作经济技术分析，分析设计的可行性。总结设计过程中的问题与心得体会。关键词：去核机；设计方案；执行机构；传动机构；AbstractInthispaper,thedesignofafullyautomaticreddatestothenuclearmachine.Asawiderangeoffoodinpeople'sdailylife,theproblemofthenuclearissuehasbeenunabletodoagoodjob.Theprincipleofthisdesignistouseasimplemechanismtoachievethecoreandseparationofreddates.Crankslideblockmechanismandparallelquadrilateralmechanismareadoptedtorealizethecoreanddrive.Themaincontentsare:anoverviewofthereddatestogonuclear.⑴Analysisofthepresentsituationofthereddatetothenucleus,thedevelopmentofthenucleartechnology,theanalysisoftheadvantagesanddisadvantagesoftheexistingnuclearmechanism.⑵Thedesignscheme.Accordingtothedesignprinciplestodevelopthedesignscheme,combinedwiththeactualsituationtobecorrected,asadesignschematicdiagram,andtobedescribed.⑶Thedesignofpunchingmechanismandtransmissionmechanism.Selecttheappropriatestampingmechanismandtransmissionmechanism,sothatthestructureissimple,easytooperate,canmeettherequirementsofthecore.⑷Theanalysisofthemechanicalcalculation.Accordingtotheprocessrequirementandtheactualoperationcondition,thesizeandtypeofthecomponentsarecalculatedandselected.⑸Thecheckofthedesignscheme.Accordingtothechoiceofthevariouscomponentsoftheworkrequirementsofthedesignofthevariousagenciesusedtocheckthestrengthoftheparts,whethertomeettheneedsofthework.⑹Itdesignssummary,analysisofeconomicandtechnicalanalysisofthefeasibilityofthedesign.Summarizetheproblemsandexperiencesinthedesignprocess.Keywords:nuclearmachine;designscheme;actuator;transmissionmechanism.1前言红枣在我国的种植与食用非常广泛，到目前已经有四千年的种植历史，红枣在我国的种植面积也是世界之最。红枣具有很大的营养价值，所以应用十分广泛。例如红枣可以用于制作枣泥、枣酒、枣汁和蜜枣等，烟熏液、活性炭也可以通过红枣的枣核制作而成。虽然红枣有着广泛的应用但是它的深加工却成了制约其发展的问题，而主要问题就是红枣的去核问题。伴随着社会的不断进步，人们对生活质量的不断提高，对红枣的需求也日益增长，去核问题越来越迫切需要得到解决，但是由于技术问题，目前虽然有去核的机器，但是依然存在着一定的问题，甚至有的还是通过人工来完成去核。人工去核存在的问题更多，例如效率地下、卫生较差、劳动强度很大等，还有一定的安全隐患，根本无法达到红枣大量深加工的需求。要对红枣进行进一步的深加工就必须要对其进行去核作业，所以完成红枣去核的自动化是一种必然的发展趋势。我国开始对红枣去核进行自动化的开发研究是从上个世纪八十年代开始的，虽然也研究了一些机械来实现去核，但一些关键的问题依然存在缺陷，并不能达到预期的效果，也不具有广泛推广的实用性。目前还有好多红枣的加工依然要靠人力完成，虽然有机械传动但是还是要很大的劳动力。一些研究机构和生产人员也试产出了一些红枣去核的机器来提高生产效率，有手动的、脚踩的、连杆式的、槽式的和模具式的去核机，但是使用起来效果都不是很好。红枣去核机是一种全自动来代替人工的机械，但是目前在我国红枣去核机的发展并不成熟，效率低、质量一般、繁琐复杂等问题都并未能彻底得到解决。这与机械本身存在衔接不适、定位不够精确、机构复杂等原因都有着一定关系。因此，如何在市场实用性的前提下利用简单机构，准确、高效的完成红枣的去核与分离具有非常重大的意义，对我国核果类食物的发展都具有非常重大的意义，这亦是本设计的设计原则。本文主要设计的是一种全自动的红枣去核机器来代替人工。具有设计方案简单、操作十分容易、生产效率高、自动排料等功能。通过全自动化可以大量的减少劳动力，提高工作效率可以创造更高的经济效益，为红枣的推广发展做出重要贡献。2设计目的及意义2.1红枣去核机在我国的发展现状红枣去核在红枣的加工中是最重要也是最有难题的环节，所以红枣去核机是实现红枣加工最重要的机械工具。上世纪六十年代国外首先开始着手红枣去核机的研制，到了八十年代，在意大利、美国和荷兰等国家已经相继有了橄榄去核机、桃去核机等机器的出现。对于核类水果的去核已经基本实现了机械代替人工。我国对于红枣去核机的研制是从上世纪八十年代后去才开始的，虽然也有了一些成果，但是效果并不很理想，而且并不具有推广性，仍然有一些关键问题并未能彻底解决。当下的红枣去核机都是运动机械化的原理设计，有通过转盘转动的、链条传动的、皮带传动的来实现去核的机器。但是最后的效果都不是特别理想。主要表现为：去核质量低，主要因为每一个红枣的体形和含水量都有差异，造成传机械的去核机在核心的对准性上并不精准。在对红枣进行冲核时很多时候会冲到枣肉上漏掉核，有很高的破损性，使红枣加工的损失增大，降低了红枣的经济效益；工作的效率不高，对于红枣去核的过程来说，冲针必须要对准红枣的中心，这样才能保证去核的顺利完成。所以为了去核的顺利完成，就需要使红枣按照长轴排序进入定位槽，而关键问题就是就在于精准的对正。但是从当下使用的红枣去核机工作情况来看，红枣去核时并不能百分之百保证每个红枣的定位都能十分精准，就会造成有的枣去核出现破损，漏核的现象，降低的去核机的工作效率。所以，现在有的红枣加工厂仍然通过人工来完成红枣的去核作业，虽然存在劳动强度大、卫生等方面的问题但是现有的去核机并不能达到需求的效果，所以在我国红枣去核的机械自动化问题仍然有待解决，这也严重影响着我国红枣产业的发展。2.2红枣去核机设计的意义红枣属于核果类水果的一种，而要对其进行深加工，制成饮料、果脯、罐头及果干制品时就必须要进行去核，可见去核是对其进行加工的前提、是扩大其应用范围的第一步。在过去红枣的去核主要通过人工来实现，不仅浪费大量劳动力、生产效率也十分低下、卫生也不好，而且最后出来的质量也不能得到保障。因此，实现红枣去核的机械自动化具有很大的实用意义，对红枣的发展利用亦有很大的价值意义。在当下的一些加工红枣的工厂里有的还是依靠简单的工具通过手动或者脚踏式来完成去核作业，不仅劳动强度大而且效率并不理想。伴随着人们对生活质量要求的不断提升，对食品质量的要求也越来越高。而生产厂家们也明白红枣的去核作为前处理工序，对于最后的产品质量有着巨大的影响。所以适用的红枣去核机对于整个红枣行业的发展有的决定性的作业，甚至对于其它核果类水果的发展也有着一定的借鉴作用。随着现如今人们生活质量的提高，“食补好于药补”的理念和行为更能广泛得到人们的认可，而红枣就是一种药食同源的良好食物。所以，对红枣更好的利用与开发，尤其是对初加工、深加工、用于新鲜食用等各方面用处的开发研究，一定能够大大的充实人们的膳食类型，一定能够促进红枣类产业的快速发展，带来更多跟好的新机会。而红枣去核对于红枣的深加工或者初加工来说都是必不可少的一个环节，所以红枣去核的不断研究与开发将对于红枣的初加工或者深加工其着巨大的作用。2.3对红枣去核的原理进行分析当下市场上的红枣去核机主要通过两种形式来完成去核作业。一种是通过一些技术方法将红枣进行有序的排列然后自动送料，通过传送的机构将排列好的红枣按顺序送到冲针冲核的位置上，然后为了使冲针准确定位就需要冲针与红枣长轴线保持在一条直线上，所以设置的有对红枣进行扶正的装置会对其进行扶正，扶正后对红枣进行夹紧，然后冲针向下冲去枣核，主要通过这种方式来保证去核的准确性，完成红枣的去核作业。还有一种方式，是设置两个相互对转的棍子，棍子之间的距离根据不同红枣的大小来设定，通过一定的传动机构将红枣带到两个棍子中间通过挤压完成去核，具体过程为，通过曲柄连杆的机构带通板子将红枣带到两个两棍中间，在两棍的相互对转下红枣的枣核会被挤在有一定弹性的胶辊中，而果肉部分将被带入齿辊的缝隙之中。两棍继续相互对转，红枣的果肉部分会被梳子板从齿盘的缝隙里面挖出来。设置有不同的分料器使果肉与果核分别进入不同的料斗内，带果肉的果核进入的料斗连接的有洗尘机，通过洗尘机的作用将果肉与果核彻底分离，进果肉的料斗连接破碎机，对果肉进行进一步的破碎，这就是其具体的去核作业过程。综上所述，当下的红枣去核机主要分为两中工作方式，一种是通过冲刺来穿透红枣将枣核与枣肉分离，这种方式下冲针运行的速度越快，最后红枣保存的越完整。还有一种就是将红枣整个破碎，然后通过分离机构将枣核与枣肉进行分离，这种放大相对容易设计，但是有个明显的缺陷，红枣破碎以后会对红枣精加工的方向起到一定的限制，并不能使红枣得到更好的发展。所以第一种去核方式在这些年来越来越受到重视，得到了不断的发展与改进。3红枣去核机的主要设计方案3.1红枣去核机的主要结构红枣去核机是通过转盘装红枣压入去核管道在冲针的往复运动下不断完成红枣的去核作业。按照功能主要分为：送料部分、去核部分和分离部分。通过不同结构来分别实现三个功能，三个功能之间相互配合来完成对红枣的去核。3.2设计目的及技术要点本设计的主要目的是设计一种全自动的机械化红枣去核机。主要设计目标要求结构简单、体积较小、功能实用等特点，可以实现对红枣的传送、定位、去核和果肉与果核分离。本设计结合了一些国内外红枣去核机的性能，根据已有的研究挤出，设计了一种新型的红枣去核机的方案，使其具有操作更加简单、生产效率得到提高、增大去核的质量等优点。3.3设计要求⑴设定所加工红枣的直径为20mm～25mm。⑵要求冲针压力最大可达1KN。⑶要求用简单的机构实现红枣的去核与分离。⑷要求机械的使用寿命达到10年，工作方式为一日一班制，有轻微冲击。3.4工艺动作分解根据上诉分析，红枣去核机要求完成的工艺动作有以下几个动作。送枣：在送枣管道上设置有弹簧片，当红枣进入管道后被弹簧片阻挡，而右侧转盘上设有弹性突起，当转盘旋转到红枣位置时，将枣压入去核管道。冲核：通过曲柄连杆机构将电机的旋转运动转换为冲针的往复运动。⑶分离：通过双曲柄机构，与冲针配合，当去完枣核以后，后面的枣筒旋转，通过下面的细钢丝将枣顶下。3.5设计方案原理与简图对于红枣去核机的运动循环图主要是确定冲针、旋转盘、枣筒三个执行构件的相互配合，以利于对各执行构件的设计。其红枣去核机一个工作循环的工作简图如下所示。图3-1设计原理图1-曲柄2-连杆Ⅰ3-连杆Ⅱ4-连杆Ⅲ5-落枣管道6-转盘7-冲枣管道8-分离筒9-顶枣丝如图3-1所示，红枣通过5-落枣管道垂直掉落，管道右侧有一个6-转盘，转盘上有一个弹性塑料的突起可以切入落枣管道内，开始工作后，1-曲柄转动，4-连杆带动转盘安转动弹性塑料突起将枣压入下面水平的7-冲核管道内，落枣管道内侧设有一个弹簧片可以阻止后续的枣影响去核，红枣进入去落枣核管道后，冲针通过与2-连杆连接的滑块做往复直线运动，将枣推入右侧8-分离通里，分离筒通过双曲柄机构与冲针配合，去枣时在4-连杆带动下分离旋转至水平位置，去核完成后分离继续向下旋转，枣核通过枣筒右侧小孔排出，而枣筒上开的有细槽，枣筒右侧设有一个V形9-顶枣丝，枣筒向下旋转的过程中钢丝穿过细槽，将枣挤出枣筒，完成一次去核，周而复始。4传动装置的总体设计4.1电动机的选择4.1.1初选电动机⑴冲针的输出功率PW根据设计要求和原始数据及实验分析可知：F=1000N，设定冲针的速度为0.4m/s，则冲针的输出功率为：PW=FV1000=10⑵电动机的输出功率Pd传动装置的总效率：η=η1η23式中，η1，η2，为电动机至冲针的各传动机构的效率；由机械设计课程设计手册：表1-7查得：联轴器：η1=0.98，滚动轴承η2=0.99.故η=η1η23=0.95.所以Pd=PWη=⑶选择电动机根据手册选取YCJ132-801减速异步电动机，额定功率0.55KW，转速30r/min。4.1.2各轴的输入功率按电动机的额定功率计算各轴输入功率：P0=Pd=0.42KWPⅠ=P0η1=0.42ⅹ0.98=0.41KWPⅡ=PⅡⅹη23=0.407ⅹ0.99=0.399KW4.1.3各轴的转矩T0=9550ⅹP0/n0=9550ⅹ0.42/30=133.70N•mTⅠ=9550ⅹPⅠ/nⅠ=9550ⅹ0.41/30=130.52N•mTⅡ=9550ⅹPⅢ/nⅢ=9550ⅹ0.399/30=127.02N•m4.2传动装置设计根据设计结构简单的原则选用四杆机构来传动。4.2.1平面四杆机构的类型和应用⑴曲柄摇杆机构对于铰链四杆机构来说，若是其中的一个架杆为摇杆，另一个架杆为曲柄，则可以称其为曲柄摇杆机构。对于曲柄摇杆机构来说，当原动件是摇杆时，则能实现往摆动转化为圆周运动，常用于以人力为主要动力的机械中，例如，在古时候打磨剑和箭的磨轮机、脚踏式的脱粒机、压道车等。反之，当原动件是曲柄的时候，则能实现圆周运动向往复运动的转化，这种方式应用非常广泛，例如搜索使用的雷达等。⑵双曲柄机构双曲柄机构顾名思义就是两根架杆均是曲柄的铰链四杆机构。对于双曲柄机构来说，当两根曲柄的长度相等但是方向不平行时，则称其为反平行四边形机构或者逆平行四边形机构。若是机架是它的短边，则它的运动特性和一般的双曲柄相似；若是机架为它的长边，则两个曲柄相互反向转动，播种机的料斗和长台灯臂长的调整就是利用的这种方式，四轮拖车转向机构和车门开闭都是利用了反平行四边形机构两个曲柄互相反向转动的特性。当双曲柄的两个杆不仅平行且长度相等时，就可称其为平行四边形机构，例如机车车轮的联动就是利用的平行四边形机构。其特点也很显著，连杆作相对平动，两个曲柄的速度相等且同向转动。⑶双摇杆机构双摇杆机构顾名思义就是两根连架杆均是摇杆的铰链四杆机构。对于双摇杆机构来说，当两根摇杆的长度最短且相等的时候，就形成了一个等腰的梯形结构，轮式拖拉机前轮或者汽车的转向机构中都运用了双摇杆机构。对于鹤式起重机来说双摇杆机构就是其主要的主体结构。因为本设计要求转速相同，故采取平行双曲柄机构。4.2.2平行双曲柄机平行双曲柄机构，如图4-1所示。在双曲柄机构中，如两曲柄的长度相等，连杆与机架的长度也相等，则称为平行双曲柄机构，或称为平行四边形机构。图4-1双曲柄机构对于平行平行四边形机构来说，有明显的特点就是两连架杆长度相等且平行，连杆作平动，平行四边形机构的运动特性有以下三点：①连杆的方向始终保持与机架平行。②两根曲柄的转速分别相等而且转动方向一致。③机构具有运动不确定性。4.3联轴器的选择4.3.1联轴器简介联轴器主要用于传递转矩连接两根轴，具有吸收振动、缓冲、提供安全保护的功能，有的联轴器还能用来补偿轴线偏移的功能，而轴线偏移主要由安装或者制造产生的误差造成的。所以选择联轴器的类型要根据设计的传动装置的工作要求来定。联轴器能否在发生了相对位移的情况下能否继续保持连接，既是否有相对位移的补偿能力，若是联轴器具有补偿能力称为挠性联轴器，挠性联轴器有两种，一种是有弹性元件的挠性联轴器，另一种是无弹性元件的挠性联轴器。没有补偿能力的联轴器则称其为刚性联轴器。例如对于减速器的高速轴与电动机的轴连接出所用的联轴器，因为要传递较高的转速，所以为了减小冲击振动，减小启动时候的载荷要求，所以要用具有弹性的联轴器同时要求较小的转动惯量，可用弹性套柱销联轴器其属于弹性可移式联轴器。中小型减速器低速轴与工作机轴联结用的联轴器，可采用弹性柱销联轴器，它的加工制造容易，拆卸方便，成本低廉，可用于频繁启动或正反转，并有一定轴向位移和角位移的场合，也可用于高速代替弹性套柱销联轴器。对于安装对中困难，经常频繁启动和正反转的低俗重载轴的联轴器，可选用齿轮联轴器。但它制造困难，加工成本高。对于高温、潮湿或多尘的单向转动，且有一定角位移时，可选用滚子链联轴器。联轴器的型号应根据计算转矩Tc进行选择，要求所选择型号的联轴器所允许的最大转矩大于计算转矩Tc，并且该型号的最大最小孔径应满足所联结两轴径的尺寸要求。4.3.2选择联轴器的类型和型号选择一种合适的联轴器类型应考虑一下几点：需要用于传递的转矩性质和大小是否有对于缓冲和减震的要求。需要考虑因为工作所需转速的快慢而引起的离心力大小。所连接的两轴相对位移的大小和方向。在安装调整过程中，或工作过程中难以保持两轴严格精确对中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需要润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能容易受到润滑程度的影响，且可能污染环境。联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足使用性能的前提下，应选用方便拆卸、维护简单、成本低的联轴器。例如刚性联轴器不但结构简单，而且拆卸方便，可用于低速、刚性大的传动轴。⑴选择联轴器的类型因为工作结构简单，成本低，无需补偿两轴相对偏移的功能，故选用刚性套筒式联轴器。⑵计算所需载荷公称转矩：Tc由机械设计教材表14-1查得KA=1.7，故由式T⑶选择联轴器型号从手册表40.1-20中查得套筒联轴器合用，轴径为30～100之间，其余计算从略.5执行机构的设计5.1冲压机构的选型动力的选择我们选用电动机，该机构可以讲连续性的回转运动转变成往复的直线运动。机构功能的实现如下：圆柱形凸轮的摆动（从动件）：凸轮设计起来比较容易方便，而且它还可以对运动产生的基本趋势和工作行为，结构，和寿命等进行有效预测，有着很好地运动和动力性。对心的曲柄滑块：该机构和凸轮一样有着很好地动力和运动的特性，而且制造简单的优点。偏置曲柄滑块：如果拿它和对心的曲柄滑块机构相互对比，那么其优点就是：有着很好地曾力、急回特性的优点。5.2曲柄滑块机构简介曲柄滑构是由铰链四杆机构演化而来，由若干刚性构件的低副（转动副、移动副）连接而成的一种机构。优点：①表面接触低副、压强小、润滑方便、磨损轻、寿命长，传动功率大；、②加工起来很容易、成本低，而且很容易得到很高的精度；③杆可以更长，可用于实现远程控制；④可以用连杆来实现更复杂的运动轨迹。缺点：①间隙存在于低副，低精度；②要实现精确的复杂运动是不容易的。5.3曲柄滑块机构的特性及应用通常用于曲柄与滑块之间回转运动和往复的直线运动的相互转换，曲柄滑块机构运动特性分析的成分是已知的大小和位置参数和运动部件的运动规律，研究轨迹上各点的位移、速度、加速度，以便评估机构是否满足性能要求，是否由运动干扰等等。曲柄滑块机构的运动副是低副，各部件之间是面接触的形式，结构比较简单，加工方便，容易制造精度高的优点，在各种机械，包括煤矿机械，已经得到了广泛的应用，列如：自动化形式的送料机、内燃机等等。5.4对心曲柄滑块机构运动分析由图5-1可得任意时刻滑块运行距离：图5-1曲柄滑块的运动分析5.5曲轴扭矩计算理论扭矩计算对曲柄滑块机构做受力分析，在任一时刻滑块、压杆受力情况如图5-2所示图5-2曲柄滑块的受力分析实际扭矩计算图5-3曲柄受力分析由图5-3可得 图5-4活塞允许载荷曲线按压力行程计算扭矩，作活塞允许载荷曲线如图5-4所示，，在任何情况下：连杆的校验，作连杆受力分析如图5-5所示。图5-5连杆受力分析5.6运动过程分析图5-6运动简图如图5-6所示，R为200mm，则管道中冲枣机构运动的距离为400mm，从该位置开始，在旋转90º的过程，冲枣机构向右移动100mm，行至最左端，转盘旋转90º，将枣压入水平管道中，右侧枣筒旋转至水平向右。继续旋转180°，冲枣机构向右移动400mm行至最右端，枣筒旋转至水平向左与冲枣机构完成配合。继续旋转90°，回到初始状态。6轴系零件的设计计算6.1轴Ⅰ的结构尺寸设计6.1.1初步确定最小直径先按式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调制处理。根据表15-3，取A0因为轴截面上开有一个键槽，轴径应增大10%～15%，故取d6.1.2拟定轴上零件的装配方案绘制结构简图图6-1轴的结构件图其各零件的装配方案及固定方式如表6-1所示：表6-1各零件的装配方案及固定方式零件装配方案左端轴向固定左端轴向固定周向固定左轴承中轴承右轴承从左装入轴套轴肩过度配合从右装入 轴肩 轴套 过渡配合从右装入轴肩 轴套 过渡配合6.1.3根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度⑴为了轴向定位的要求，如图6-1所示，1段右端需制出一轴肩，故取2段的直径d2=35mm，与轴配合的毂孔长度L=40mm，取⑵初步选择滚动轴承。因轴承主要承受径向力的作用，所以选用深沟球轴承，根据工作要求且轴径d2=35mm，由机械设计手册表24.4-1，初步选取0基本游隙组、标准精度级的深沟球轴承61907，其尺寸为dⅹDⅹB=35mmⅹ55mmⅹ10mm，由于连杆之间的相互干涉，分析后深沟球轴承右端采用轴肩定位，已知定位轴肩的高度h一般取（2~3）C或者（2~3）R，宽度b≥1.4h由机械设计表15-2可知定位轴肩高度h=3mm，因此，取d3=41mm,⑶4段为光轴为了避免连杆运动过程中相互干涉，分析后取d4=35mm，l⑷最右侧8段轴与左侧1段对称，故取l8=45mm，d8=30mm。因为轴承主要承径向力的作用，所以选用结深沟球轴承，为了轴向定位8段左端需要有一轴肩，故d7深沟球轴承左端采用轴肩定位，已知定位轴肩的高度h一般取（2~3）C或者（2~3）R，宽度b≥1.4h由机械设计表15-2可知定位轴肩高度h=2.5mm，因此，取d6⑸因为轴承主要承受径向力的作用，所以选用结深沟球轴承根据工作要求且轴径d6=40mm，由机械设计手册表24.4-1，初步选取0基本游隙组、标准精度级的深沟球轴承61908，其尺寸为dⅹDⅹB=40mmⅹ62mmⅹ12mm，由于连杆之间的相互干涉，分析后深沟球轴承左端采用轴肩定位，已知定位轴肩的高度h一般取（2~3）C或者（2~3）R，宽度b≥1.4h由机械设计表15-2可知定位轴肩高度h=3mm，因此，取d5=46mm，l36.1.4轴上零件的周向定位轴和两端圆柱的周向定位均采用平键连接，由机械设计教材表6-1，按d14查得平键截面bⅹh=10mmⅹ8mm，键槽用键槽铣刀加工，长度为18mm，同时，为了保证圆柱与轴配合具有良好的中型，故选择孔与轴的配合为H76.1.5确定轴上的圆角和倒角尺寸参考机械设计教科书表15-2，取轴端倒角为1.2ⅹ45º，按直径的大小由表15-2查取各段轴肩处的圆角半径R。6.1.6校核轴=1\*ROMANI的强度⑴求作用在轴上的力轴=2\*ROMANI上的扭矩：TⅠ=9550ⅹPⅠ/nⅠ=9550ⅹ0.41/30=130.52N•mFH1⑵求轴上的载荷求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，作为简支梁的轴的跨距：l已知冲针需要1000N的力，则FNV1=1333.33N，F将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面和水平力两个平面力系，如图9所示：其中，由力分析可知：FNV2=0由水平面，列平衡方程：得：由铅垂面，列平衡方程：FF⑶求危险截面弯矩，并绘制弯矩图在铅垂面B处的弯矩为：在水平面上，B处的弯矩为：M所以在B处的总弯矩为：在铅垂面C处的弯矩为在水平面上，C处的弯矩为：

所以在C处的总弯矩为：从上述分析可知：截面C是轴的危险截面。⑷按弯扭合成应力校核轴的强度已知轴没有转动，只承受弯矩，则T=0进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩截面（危险截面A）的强度。根据式15-5及上表中的数值，并取α=0.6，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得σ-1=60MPa.因此⑸精确校核轴=1\*ROMANI的疲劳强度1段虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按钮转强度为宽裕确定的，且在1段承受的弯矩也比较小，所以截面A，1、8段均无需校核。从集中应力对轴的疲劳强度的影响来看，截面C上的应力最大。截面C上虽然应力最大，但应力集中不大，而且这里轴的直径也比较大，故截面C也不必校核。显然3段、4段、5段更不必校核，因为不承受扭矩作用，且承受的弯矩也比较小。因而只校核6段的右截面和7段的右截面。校核6段的左截面：抗弯截面系数W=0.16段的左截面的弯矩M为M=72183.31×截面上的弯曲应力σ轴的材料为45钢，调质处理。由表15-1查得σB截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数ασ及ατ按附表3-2查取，因rdασ又由机械设计附图3-1得轴的材料敏性系数为q故有效集中系数按式由机械设计附图3-2得尺寸系数εσ由机械设计附图3-4查的表面质量系数βσ则综合系数为K碳钢的特性系数为于是，计算安全系数值按式15-6～15-8则得

7段的右截面抗弯截面系数按表15-4中的公式计算抗扭截面系数W弯矩及弯曲应力为由附表3-8用插入法求出，并取kτkσε轴按精车加工，得表面质量系数为：β故得综合系数为所以轴在②段右截面的安全系数为：故该轴在截面右侧的强度符合要求。6.2滚动轴承的选择及计算6.2.1求两轴承受到的径向载荷根据上述初选的深沟球轴承型号，由机械课程设计手册查取60907轴承的额定动载荷C=9.5KN，额定静载荷C0=6.8KN，60908轴承的额定动载荷C=13.7KN,额定静载荷由上述已求出的轴承支反力：FNH1则轴承受到的径向载荷为：F6.2.2求轴承的当量动载荷由机械课程设计手册表6-7，查得当量动载荷可按下式计算：⑴当FaF⑵当FaF因为轴承没有承受轴向力。则P因轴承运转中有轻微冲击，由表13-6查取fp=1.0~1.2，则P=1833.34N=528.40N6.2.3验算轴承的寿命因为P1对于球轴承ε=3故所选轴承满足寿命要求。6.3键联接的选择及校核计算6.3.1键连接的功能、分类、结构形式及应用键属于标准类型的零件，是用来在轮毂中进行定位的（周向），以此用来传递扭矩。但是有的键还可以进行轴向的定位固定或起到导向的作用。键有以下几种连接类型：①平的连接、②半圆形的连接、③楔形的连接、④切向的连接等。平连接，工作面是两侧的面。在工作的时候，传递转矩是通过键与键槽侧面的相互挤压来完成的。平键连接结构简单、安装方便、对中性、且优势性更好，因此其应用非常广泛。但是这种键不受轴向的力，所以对轴类零件是不能有轴向固定的。根据不同用途，将其分为四种，分别为：普通平、浦平、滑、导向。半圆键工作是通过侧面传递扭矩的。装配方便，工艺性好是这种键的优点。特别适用于带轮的锥轴端和轮毂之间接解。但是也有一定的缺点，那就是其键槽太深，轴的强度会大打折扣，因此这种键只用在轻载的静态链接中。楔键由普通和钩头两种，其缺点是，键只要装紧固定好后，车轮轴和轮毂之间就会出现偏心的现象。所以该键主要用于一些要求精度不是很高且转动速度较低的地方。切向键是由两个倾斜度成比例的键组成（比例为：1:100），通常应用的场合是州的直径需大于100毫米，列如：较大型的带轮、飞轮和矿上较大型的绞车，他们的卷筒和齿轮与轴之间的连接。6.3.2轴=1\*ROMANI两端圆柱与轴配合处键的选择及校核计算⑴类型的选择根据键联接的结构特点、使用要求和工作条件选择圆头（A型）平键⑵尺寸选择由机械课程设计手册表4-1查取键bⅹh=10mmⅹ8mm，因为轴毂宽B=40mm，为了减小应力集中，所以选择键长L=36mm⑶强度验算按机械设计式6-1验算，即σ式中T=130.52N•m，k=0.5h=0.5ⅹ8=4mml=L-b=36-10=26mm，d=30mm因为键连接处有轻微冲击，由表6-2查得许用挤压应力σ故此键能安全工作。6.4轴Ⅱ的结构尺寸设计6.4.1初步确定最小直径先按式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调制处理。根据表15-3，取A0故取d6.4.2拟定轴上零件的装配方案绘制结构简图图6-2轴Ⅱ的架构简图6.4.3根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度⑴初步选择滚动轴承。因轴承主要承受径向力的作用，所以选用深沟球轴承，根据工作要求且轴径d1=30mm，由机械设计手册表24.4-1，初步选取0基本游隙组、标准精度级的深沟球轴承61906，其尺寸为dⅹDⅹB=30mmⅹ47mmⅹ⑵取安装连杆处的轴径取d2=35mm。连杆宽度为14，连杆左端与左轴承之间采用套筒定位。则此轴段应略短于轴宽，l2=12mm。则连杆右端有一定位轴肩，已知定位轴肩的高度h一般取（2~3）C或者（2~3）R，宽度b≥1.4h由机械设计表15-2可知定位轴肩高度h=3mm，则d3=41mm，l⑶4段为光轴d4=41mm，l4=31mm。5段为转盘与轴承连接处，左侧通过轴肩定位则已知定位轴肩的高度h一般取（2~3）C或者（2~3）R，宽度b≥1.4h由机械设计表15-2可知定位轴肩高度h=3mm，因此，取d5⑸因为轴承主要承受径向力的作用，所以选用结深沟球轴承根据工作要求且轴径d6=30mm，由机械设计手册表24.4-1，初步选取球轴承61906，其尺寸为dⅹDⅹB=30mmⅹ47mmⅹ9mm，l6.4.4轴上零件的周向定位轴和连杆转盘之间的周向定位均采用平键连接，由机械设计教材表6-1，按d14查得平键截面bⅹh=10mmⅹ8mm，键槽用键槽铣刀加工，与连杆连接处长度为10mm，与转盘连接处长度为20mm同时，为了保证圆柱与轴配合具有良好的中型，故选择孔与轴的配合为H76.4.5确定轴上的圆角和倒角尺寸参考机械设计教科书表15-2，取轴端倒角为1ⅹ45º，按直径的大小由表15-2查取各段轴肩处的圆角半径R。6.5轴承座设计轴安装在轴承上则轴就是轴承的内支撑点，轴承还需要有外支撑点就需要有轴承座，轴承做的品类又有很多，所以一个轴承座可能应用与不同类型的轴承的支撑，同样的一个轴承也可用不同类型的轴承座来支撑。轴承座的型号各不相同，一些不同的轴承公司也都有自己的轴承座类型录。同样一个类型的轴承座型号在不同的公司里也有可能标记的并不一样。所以要根据工作的环境实际要求，设计选用合适的轴承座。同时用于制作轴承座的材料也有很多，例如，球墨铸铁、不锈钢、灰口铸铁、铸钢和塑料的特殊轴承座。根据形状分类：1整体式（即非分离式）立式轴承座组座，用螺钉紧固的轴承箱盖。这些垂直支承座的座椅最初是发展为轻型铁路货车，但也可以在传统的垂直承载块使用。非隔离型立式轴承座的座高，比分离型轴承座高，有的可以承受较重的负荷。外球面轴承座也属整体式座椅。没有带轴承的就叫做外球面轴承座，而用SKF的说法也可以称为轴承单元。外球面轴承座按形状分为立式座简称P座、方形座简称F座、暗孔座简称PA座、凸台方形座简称FS座、菱形座简称FL座、圆形座简称C座、吊式座简称FA座、凸台圆形座简称FC座、外球面轴承座其根据轴承的系列分为200系列、300系列、500系列、600系列、XOO系列。

2剖分式轴承座

剖分式轴承座，根据设计的轴的技术要求和多选择的轴承型号的不同可以将其分为SN2、5、3、6系列，SNL2、SNL5、SD有2、5、3、6、3100、3000、3200[1]结构如图6-3所示图6-3轴承座7机座设计7.1机座的材料机座和箱体一般具有较大的尺寸和重量，材料用量大，同时又是机器中的安装基准、工作基准和运动基准，因此机座的材料选择必须在满足工作能力的前提下，兼顾经济性要求。①铸铁。机座中使用最多的一种材料。多用于固定式机器，尤其是固定式重型机器等机座机构复杂、刚度要求高的场合。②铸钢。有较高的综合力学性能，一般用于需要强度高、形状不太复杂的基座的铸造。③铝合金。多用于飞机、汽车等运行式机器的机座和箱体的制造，以尽可能减小质量。④结构钢。具有良好的综合机械性能，常用于受力大，具有一定振动、冲击载荷要求，可以采用焊接工艺制造的机座和箱体。⑤花岗岩或者陶瓷机座。一般用于精密机械，如激光测长机等设备的机座设计。本设计结构简单，具有一定的冲击载荷要求，故选择采用结构钢。7.2机座的设计要求机座的设计一般应满足一下几种要求：精度要求。应合理选择和确定机座的加工精度，应能保证机座上或者箱体内外零部件的相互位置关系准确。工作要求。机座的设计首先要满足刚度，其次要满足强度、抗振性和吸振性、稳定性等方面的要求；当同时做滑道时，滑道部分还应具有足够的耐磨性。工艺性要求。机座体积大，结构复杂，加工工序多。因此必须考虑毛胚制造、机械加工、热处理、装配、安装固定、搬运等工序的工艺问题。运输行要求。机座体积大，重量重，因此设计时应考虑设备在运输过程中起吊、装运等尽量不要出现超大尺寸、超大重量的设计。7.3结构示意图图7-1机座示意图1-底座2-轴承座3-六角螺栓4-枣筒支架5-铰制孔螺栓如图7-1所示，机座主要由底座、轴承座、枣筒支架组成。2-轴承座通过5-铰制孔螺栓连接在1-底座上；4-枣筒支架通过焊接连接在底座上；轴承座上采用3-六角螺栓夹紧轴承。8设计总结对所设计红枣去核机需要进行技术经济分析，分析设计的可行性和实用性。结构主要分为，电机、支架座、去枣筒、曲柄滑块、两个双曲柄机构、转盘。电机选择的YCJ系列减速电机，市场价1000-2000元不等，支架座的制造价在500元左右，曲柄滑块、双曲柄机构的结构简单、体积不大，所用的轴承均为深沟油球轴承市场价十几到二十不等，单个机构的成本也就在200-300之间，现暂定并排5个去核机构则成本价格在1000-1500之间。组装成本500元左右，则总的一个去核机生产安装的费用在3000-4000元之间，具有市场可行性。在老师的帮助下，从最开始的毫无头绪到确定设计方案，再不断的对设计进行改进，最后完成整个设计，在这个过程中使我对大学所学到的理论知识有了更加深刻的理解，同时认识到在面对实际的设计时，不能仅仅考虑设计本身，更要结合实际问题，让自己设计的东西不仅理论可行更要有实用性，这样设计的才有价值。在设计的过程中，最开始所设计的机构都存在问题，因为设计的机器使红枣去核使用的，所以要考虑红枣市场的现况，设计的机构不能太复杂，虽然听起来好用，但是没有实用性、可行性。经过一点点分析，最后确定了设计的方案。去核采用的曲柄滑块机构来实现，传动采用平行四边形机构、最后的分离亦采用平行四边形机构。对于设计红枣去核机来说，最主要的问题是如何保证红枣的定位，这样才能保证最后的效率，还有就是最后如何实现枣核与枣肉的分离。对于如何保证定位，采用的是通过转盘将红枣压入去核的管道，因为去核管道的尺寸稍微小一点，通过管道对红枣的定位防止红枣与冲