【《某小型马铃薯去皮机的结构设计》10000字（论文）】

为50mm。（2）带入（1）：QUOTE\∗MERGEFORMATQ剥=3600×qL+∆l=≈1078kg/h所以，去皮辊的生产能力约为1078kg/h设计要求为800kg/h,1078kg/h>800kg/h，所以该设计能够达到设计要求。因为该机器采用的是手动喂入，所以其现实的生产力应为800Kg/h左右。3.2水平振动出料的设计该机的主要结构为圆盘和连杆式曲柄滑块式结构，通过该结构实现水平往复运动。图3-1圆盘和连杆式曲柄滑块式结构三维图3.3垂直振动出料的设计该机的主要结构为凸轮结构，通过该结构实现上下往复运动，并且振动筛的设计是略有坡度的，这样更能保证去皮后的马铃薯通过振动排出至出料口。图3-2凸轮结构三维图3.4机架外壳的设计整个机器的外壳骨架采用的是方管型材料焊接的方式，该方式简单成本低。作为整个机器的支撑结构，其受到的力来自各个方面，所以其作为基础性的保障要达到规定的设计要求。针对该机架的焊接件的材质方面也需要进一步考虑其合适的材质。从结构方面来看，其受到的载荷的方向和位置不属于较大类型的，所以可以选择相关的角铁型材料来实现整体的设计。这样可以从成本上进一步实现降低成本。同时其稳定性方面也能实现其要求，其中相关受力较大的地方需要设计焊接加强机构，以满足实用的要求[8]。同时其外壳也用了1mm的铁板包覆而成，以方面用于安全的防护，另一方面用于美观。在机架上钻出安装孔，用于通过螺钉安装其各个部分的外壳[9]。

4小型马铃薯去皮机传动系统设计和计算4.1小型马铃薯去皮机传动系统的设计本次设计的小型马铃薯去皮机传动系统通过小型马铃薯去皮机传动系统电机将动力传送给各个装置，由小型马铃薯去皮机传动系统V带传动动力[10]。其主要原理如下：传动链： 小型马铃薯去皮机传动系统电机→去皮辊→辊4.2小型马铃薯去皮机传动系统的计算4.2.1小型马铃薯去皮机传动系统V带的设计计算拟定该小型马铃薯去皮机传动系统需传动的功率p＝3kw，2级小型马铃薯去皮机传动系统电机转速n1＝1000r/min，去皮装置传动轴转速（1）确定计算小型马铃薯去皮机传动系统功率Pca计算小型马铃薯去皮机传动系统功率Pca是由传动功率pPca式中：Pca为计算功率KWKAP为电动机的功率KW。由教材《机械设计》一书中表6-5可知：KP（2）选择小型马铃薯去皮机传动系统带型根据计算功率Pca=3.3KW选择A型普通小型马铃薯去皮机传动系统V带。（3）确定小型马铃薯去皮机传动系统带轮的基准直径dd1和dd2。1）初选小型马铃薯去皮机传动系统小带轮的基准直径d选取dd1≥d选d2）验算小型马铃薯去皮机传动系统带的速度V计算带的速度v=π数据在5～25m/s之间，符合。3）计算小型马铃薯去皮机传动系统从动轮的基准直径dd4）确定小型马铃薯去皮机传动系统中心距a和带的基准长度L初步确定小型马铃薯去皮机传动系统中心距a0,取即0.7所以157.5取aa0取定后，结合带传动的位置关系，计算所需带的基准长度LL根据Ld'选取和Ld相近的带的基准长度La=由于安装要预调松紧度，所以中心距是一个变动的数值，其范围为：aa（5）计算主动轮上的包角aa=18=177.（6）确定带的根数zz=其中k由kL=0.96，P则z=3.3/所以，取4根带（7）确定带的预紧力F0，由q=0.10kg/mF由于带没有采用张紧机构，所以带会有松动的现象发生[11]，所以其预紧力应为上述预紧力的1.5倍即3097.8N。（8）计算带传动作用在小型马铃薯去皮机传动轴上的力FpF4.2.2带轮的设计计算设计小型马铃薯去皮机传动系统V带轮，其中基准宽度（节宽）：bd基准线下槽深：hf槽间距：e=1.5槽针对端面的距离：f=10最小轮缘厚：δmin轮宽：B=z−1小带轮外径：d基准线上槽深：ha4.2.3小型马铃薯去皮机传动系统电机的选择和计算Y系列的异步小型马铃薯去皮机传动系统电机为常用型号，所以该小型马铃薯去皮机传动系统电机符合本机设计的一般的工作要求和工作条件。1）计算小型马铃薯去皮机传动系统电机的功率小型马铃薯去皮机传动系统电机所需的功率：Pm式中：为功率安全系数，因其可能涉及过载或功耗波动等影响，值取1.3Pw为主机功率，家用型为Pm为η=η式中：η1为小型马铃薯去皮机传动系统Vη2η3η4查得ηηP2）计算小型马铃薯去皮机传动系统电机的转速依据文献显示，取得普通小型马铃薯去皮机传动系统V带传动比i1=2~4,其中单级减速器的传动比可达到N所以，针对其相关的选择标准ZB/TK22007-1988,以及选择的相关标准JB/T5274-1991的内容，选型号为Y160M-4的小型马铃薯去皮机传动系统电机，具体的技术数据如下表4-1，4-2:

表4-1小型马铃薯去皮机传动系统电机型号数据电机型号固定功率/KW满载转速起动转矩最大转矩中心高度传动轴伸出端直径伸出端安装高度外形尺寸长×宽×高Y160M-41114602.22.2160426110600×330×385表4-2小型马铃薯去皮机传动系统电机的安装及有关尺寸中心高度H外形尺寸Lx(AC+AD)xHD底脚安装尺寸AxB地脚螺栓孔尺K15传动轴承尺寸DxE装键部位尺FxGD160600x580385254x2101542x11012x84.2.4小型马铃薯去皮机传动轴的结构设计传动方面小型马铃薯去皮机传动轴是必不可少的传动部件，该类型的去皮机构也是如此，该类型的小型马铃薯去皮机传动轴主要在工作中起到了传递扭矩的作用，是转矩和弯矩的复合作用。该回转体结构的小型马铃薯去皮机传动轴由于在去皮时候受到的冲击以及恶劣的环境影响，比较关键，所以对其要进行相关内容的设计工作[11]。针对小型马铃薯去皮机传动轴的设计有一定的要求：1.主要是要保证其传动，小型马铃薯去皮机传动轴要满足足够的强度与刚度。主要从其承载能力和寿命方面考虑的。2.针对小型马铃薯去皮机传动轴上部件的安装，需要有合理的安装结构。一方面便于拆卸，另一方面方面加工经济，可靠。特殊地，在小型马铃薯去皮机传动轴的结构设计方面，还需要满足一些要求：1）安装零件的各处的位置要准确2）各部分的零件好拆卸3）制造性和装配工艺性好4）小型马铃薯去皮机传动轴的经济性好，体现在有好的强度和刚度的前提下，对材料的节约和重量方面的控制结合本次设计的去皮机的工作要求以及机构特性查相关参考文献的表确定小型马铃薯去皮机传动轴的材料及其机械性能如下表4-3：4-3小型马铃薯去皮机传动轴材料表材料热处理毛胚直径/mm硬度（HBS）拉伸强度极限/MPa拉伸屈服极限/MPa弯曲疲劳极限/MPa剪切疲劳极限/MPa45号钢调制≤200217-255650360300155依据小型马铃薯去皮机传动轴的功功能，同时结合其是回转部件的特点，需要其各个结构部分有台阶式结构，各个部分安装位置清晰。同时小型马铃薯去皮机传动轴上可以开一些键槽，用于扭矩部件的传递[12]。结合本次设计的需求，拟定该类型的小型马铃薯去皮机传动轴选用直小型马铃薯去皮机传动轴形式的传递，为阶梯结构的形式。输出小型马铃薯去皮机传动轴的结构上的前端用于安装带轮的孔径尺寸最小，且该位置还需要开键槽。所以在计算小型马铃薯去皮机传动轴颈结构的结果的基础上需要增加5%，以提高小型马铃薯去皮机传动轴的强度。带轮和小型马铃薯去皮机传动轴的安装相关的尺寸可以选择为25mm，通过在《机械设计手册》一书可查取。拟定带轮的厚度B=58mm，所以得出小型马铃薯去皮机传动轴的次段小型马铃薯去皮机传动轴径为d=25mm，其长度L为60mm。结合小型马铃薯去皮机传动轴向定位的要求确定该传动小型马铃薯去皮机传动轴的各段直径和长度。带轮结构上的一端需要对其小型马铃薯去皮机传动轴向定位，则在Ⅰ—Ⅱ小型马铃薯去皮机传动轴段右端设计出一个小型马铃薯去皮机传动轴肩，最后取Ⅱ—Ⅲ段的小型马铃薯去皮机传动轴直径d=28mm，扭矩的传递以及定位由普通平键来完成。最终型号的普通平键尺寸为b*h*l为8*7*35。确定输出小型马铃薯去皮机传动轴上的圆角半径r值[13]。依据原则进行设计，得出小型马铃薯去皮机传动轴肩处的圆角半径r的数据大小，其结构尺寸见图。小型马铃薯去皮机传动轴侧的倒角均为2*450，其中小型马铃薯去皮机传动轴肩设置的目的是减少应力的集中。4.2.5小型马铃薯去皮机传动轴的校核结合该小型马铃薯去皮机传动轴的使用工况，且又对材料无相关要求，所以选择了常用的45碳素钢，根据资料显示，相关数据为：强度极限:σB许用应力:σ+1b先根据扭转强度大体计算小型马铃薯去皮机传动轴径大小:P=1×1.3=1.3KW则C=107~118所以又由dp107~118结合设计手册取标准直径d1校核：1）计算作用在齿轮上相关的力小型马铃薯去皮机传动轴上圆周力计算Ft=小型马铃薯去皮机传动轴上径向力计算Fr=Ft小型马铃薯去皮机传动轴上法向力计算Fn=由于两个轮相同，因此两个轮上的作用力大小一样。T1=311330N.mmTFFFF2）计算小型马铃薯去皮机传动轴上支撑反力位于水平面位置R1H=R负号表示与所画图中力的相反方向在垂直面上RR负号表示与所画图中力的相反方向3）计算弯矩位于水平面位置MM位于垂直面位置MM合成弯矩MM4）校核小型马铃薯去皮机传动轴强度根据图判断b-b截面为危险截面抗弯截面系数为W=πd抗扭截面系数为WT=弯曲应力为σb=扭剪应力为τ=T1取折合系数α=0.6则小型马铃薯去皮机传动轴的计算应力σca=查得小型马铃薯去皮机传动轴的许用弯曲应力σ−1=60MPa，故满足要求。4.2.6小型马铃薯去皮机传动轴承的选择和校核结合所求数据，针对其小型马铃薯去皮机传动轴承类型的进行选择，需要对其当量载荷进行计算，因该向心小型马铃薯去皮机传动轴承受Fr作用。计算出小型马铃薯去皮机传动轴承的当量动载荷P的数据大小。选定计算小型马铃薯去皮机传动轴承的径向系数X，以及小型马铃薯去皮机传动轴承的小型马铃薯去皮机传动轴向系数Y，下述计算将会使用。结合公式Facor值查取，则代表的是额定静载荷，采用试算法。查表暂取FaCor=0.17；e=0.34;X=1P=XFr+YFa=1x9600+0=9600计算其Fr=9600N作用下的使用寿命。（1）径向基本额定静载荷的验算Lh=8000h结合式C'=ft=1，ε=3，fr=1.2Cd'=（2）型号选定查表选60206型小型马铃薯去皮机传动轴承，其C采用的60206小型马铃薯去皮机传动轴承：Facor4.2.7键的选择通过键传递的连接有四种的结构形式，主要是包括平键、半圆键、楔键和切向键，所以该设计采用的是平键连接[14]。查表《机械设计手册》机械设计手册表4-1分别选择小型马铃薯去皮机传动轴1、2段平键b×h×L=6mm×6mm×20mm、b×h×L=10mm×8mm×22mm。针对其材料的使用情况选定σ=100−120Mpa用以平均值的选取σ=110Mpa。该结构中针对去皮小型马铃薯去皮机传动轴的受力情况较大，所以需要结合相关设计资料对其进行强度方面的校核。结合平键连接挤压强度公式计算取下： σp式中：字母T为转矩大小，N·mm；

字母d为小型马铃薯去皮机传动轴径大小，mm；

字母h为键的高度大小，mm；

字母l为键的工作长度大小，mm；

字母σp为许用挤压应力大小，代入数据得:σp=4T/dhl=4×7.5×1可以实现设计要求。

5结论本次设计主要针对马铃薯去皮机的设计和计算。本文设计的结构主要针对设计结构方面，所以设计的意义十分重大，本次设计的主要涉及的内容有：1）针对课题资料的查阅与调研工作，在设计之前针对马铃薯去皮机结构的方面进行了整体范围内的了解和掌握，对设计过程和步骤做了一定的规划。2）针对该马铃薯去皮机布局方案进行了拟定，这其中主要参考了一些设计资料、机械设计、机械手册等结构性的参数的选取。设计过程中，选取了很多方案，最终择优选择了一种方案进行了接续的设计。3)结合过程方案，以及一系列的结果数据，应用CAD对装配图图纸和零件图的图纸的绘制。解决设计问题一直是设计中存在的主要困难，其中许多问题都是第一次经历，所以过程中出现了一定的错误，如何完善和解决错误是本次设计过程重点难点。同时经历了本次设计，使我对该类型的设计树立了信心，因为了解了整个的设计流程，这对进后设计打下了不小的基础，自己在学习能力方面也有所增强，

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