红枣去核机的机械结构设计【含CAD图纸和说明书】
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含CAD图纸和说明书
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红枣去核机的设计摘要随着生活质量的改善，人们对养生保健的需求日益增长，大枣制品被越来越多的人喜爱。如枣泥、枣干、大枣牛奶等等制品。去核是很多果类加工的处理工序,对于大枣而言,去核加工尤为重要。随着加工工业的发展，各类大枣制品需求上升，自然对食品质量也十分注重。因此，大枣去核机，将注重提高去核的效率，以及果肉的干净与完整。以此为目标，去设计合理的机械。要求全自动，多方位。通过分析比对当前市场上的一些大枣去核机，确定要解决的主要问题，即冲击力度太大，导致果肉破碎，亦或者是冲击力度太小，不能完整去核。除此之外，还可能出现一些定位出现偏差，导致整体运动出现衔接不良等等问题。本文主要内容，整体传动方案设定，确定运动方案，对执行机构零件，进行尺寸计算。为了确保去核机的各部分设计的科学性、合理性，利用CAD等绘图软件，对槽轮机构、链轮机构这两部分，作着重研究说明。包括运动特性，配合性等等。本机主要构成部分有传送带、冲核机构、槽轮机构等。用合理的联结方式，使槽轮机构与曲柄滑块运作，带动冲核杆，对大枣进行精确冲核，提高生产效率。通过根据初始数据的计算，选择合适的电动机。根据所确定的传动比，分析传动零件的具体参数。除此之外，还要对V带传送做进一步分析。根据查表与已知数据相结合，确定中心距、带速、基准长度等参数，进而确定V带的类型。对执行机构中的冲压机构进行分析。大枣从枣斗进入后，首先要进行定位，使做间歇运动的旋转盘工作台与上下往复运动的冲针相互配合，使去核更加准确高效。再依次对轴系零件进行计算并校核，如轴疲劳强度的校核计算，键联结的校核计算，等等，进而选择合适的滚动轴承。最后选择合适的润滑方式，对传动系统零部件进行润滑与密封。关键词 去核；传动方案；执行机构；槽轮机构AbstractWith the improvement of quality of life and the increasing demand for health care, jujube products are loved by more and more people. Such as jujube mud, dried jujube, jujube milk and other products. The core removal is the processing procedure of many fruit processing, especially for the red jujube. With the development of processing industry, the demand for all kinds of jujube products is rising. Therefore, jujube denuclearization machine, will focus on improving the efficiency of de-nucleation, as well as pulp clean and complete. With this as the goal, to design reasonable machinery. Full automatic, multi-directional. By analyzing and comparing some jujube denuclearization machines in the current market, it is determined to solve the problem. The main problem is that the impact is too strong, resulting in pulp broken, or too small to be completely demineralized. In addition, there may also appear some positioning errors, resulting in the overall movement of poor cohesion and other problems.The main content of this paper, the overall transmission scheme setting, determine the motion plan, the actuator parts, size calculation. In order to ensure the scientific and reasonable design of each part of the denuclearizer, this paper mainly studies and explains the slot wheel mechanism and the sprocket mechanism by using CAD and other drawing software. Including the characteristics of motion, coordination, and so on.The main components of the machine are selected roller, conveyor belt, punching mechanism, trough wheel mechanism and so on. Using reasonable connection way, the groove wheel mechanism and crank slider operate, drive the punching rod, carry on the accurate punching of the red date, and improve the production efficiency.According to the calculation of the initial data, the suitable motor is selected. According to the determined transmission ratio, the specific parameters of the transmission parts are analyzed. In addition, V-band transmission should be further analyzed. According to the combination of look-up table and known data, the parameters such as center distance, band velocity and datum length are determined, and the type of V-band is determined. To carry on the analysis to the punching mechanism in the executive mechanism. After entering the jujube bucket, the jujube should be positioned first, so that the rotating table with intermittent movement can cooperate with the punching needle of the reciprocating movement, so that the nucleation can be more accurate and efficient. Then the shafting parts are calculated and checked in turn, such as the fatigue strength of the shaft. Key connection check calculation, and so on, and then select the appropriate rolling bearing.Finally, the proper lubrication method is chosen to lubricate and seal the parts of transmission system.Keywords： denucleate transmission scheme actuator geneva mechanism34目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1研究背景及意义11.2 研究内容11.3 研究方法12 方案设计32.1 概述42.2 执行系统42.3 传动系统63 传动装置83.1 电动机的选择83.2 确定传动比93.3传动装置的动力参数93.3.1 各轴转速94传动零件104.1普通V带传送104.2 直齿锥齿轮114.3 联轴器145执行机构165.1冲压机构165.2槽轮机构186轴类零件216.1轴1的结构设计216.2滚动轴承设计计算266.3键联结校核29总结30致谢31参考文献331 绪论1.1 研究意义及方法大枣作为温带作物，大枣适应性强，种植范围广，素有“铁杆庄稼”的美誉，耐旱、耐涝，是发展节水型的林业首选。 据史料记载，大枣原产地是中国，早在西周，人们就开始酿造大枣酒，作为贡品进贡，宴请宾朋。大枣的营养和保健作用，早早就被发现，并加以利用。诗经有“八月剥枣”的记载。礼记有“枣栗饴蜜以甘之”，而且用作制作菜肴。战国策有“北有枣栗之利足食于民”，枣在北方的作用，可见一斑。韩非子记载了秦国时，饥荒年用枣救民的事。枣不仅作粮食，药用也很早，神农本草经已经有收载，历代药用典籍都有记载。至今，枣都人们奉为滋补佳品。李时珍在本草纲目中记载：枣味甘、性温，能补中益气、养血生津，治疗“脾虚，食少便溏、气血亏虚”等疾病。经常吃枣可以治疗神经衰弱、脾胃不和、消化不良等等，有“日食三颗枣，百岁不显老”之说。在国际市场，中国加工的大枣制品，也像古代茶叶与丝绸一样热销。目前已知的国家就有二十多个，占领了绝大部分国际大枣交易市场的交易额，大约百分之九十八以上，出口量连续多年超过一万吨。是全国大枣总产量的百分之七十五。大枣制品与大枣各占半壁江山，出口大枣最多的省是河北省。由于市场前景良好，果类加工业发展迅速。将大枣加工为枣酒、饮料、枣酱、枣脯、蜜枣等。为满足市场，需要对大枣进行加工，去核作业十分重要。但是，目前去核作业，主要是人工，效率极低。不仅浪费时间，也没有安全保障。因此提高效率，将人工去核，转变为机器去核，采用大规模，工业生产的方式，提高加工质量，和效率。因此就要求机械设计的合理性。使去核更加便捷、高效、整洁。1.2研究内容通过对市场上各种大枣去核机的分析与研究，可以得出，合理的加工工序，就是对干制过后的大枣，先筛选，然后定向输送，通过冲核以后，再次冲制，收集无核的枣肉，输出枣肉。整个过程一气呵成，全自动化。主要可以分为以下几个部分：（1）通过查阅资料，对大枣的种类和其他特征进行全面的分析，包括大小，形状，重量等等。（2）确定合理的工序，对大枣进行去核，根据机械设计，将一整台机械系统，进行结构上的划分，与简化。奠定了通过CAD对各机构的模拟。1.3研究方法查阅资料，确定去核机的整体结构。并借用一些常用软件，对各个部件进行全方位的构思与调整。CAD：计算机软件设计(Computer Aided Design)。CAD是绘图的常用软件，不仅可以绘制零件图、装配图等，而且其中的建模板块，可以做到与Pro/E类似的仿真，对设计工作，提供了方便。1.4 技术路线 在确定了研究方案之后，绘制出以下技术路线图。图1-1 技术路线图2 方案设计2.1 概述2.1.1 大枣分选的必要大枣个体间的尺寸差异是影响去核成功率的重要因素。大枣晒干后呈倒锥状，表面粗糙且个体间尺寸差异大，枣核呈纺锤形，大多位于大枣的中央。经调查，大多数适合去核大枣的直径小于25mm，枣核的最大直径介于3mm到5mm之间。为保证低的枣肉损失率，冲针的直径不能过大，这就对大枣的定位提出了较高要求。在冲头很细的情况下，冲头偏离枣核4mm时就会造成冲核失败，如图31所示。但是，如果在大枣去核前，对大枣进行初步的分级，大枣个体间的尺寸差异就会减小，这样大枣的去核成功率就会大大提高。图2-1 冲核示意图大枣去核机，是一种全自动，对大枣去核的机械。在人工或者机械送料后，依次进行筛选、冲核、落枣、出料等步骤。完成去核后，方便下一步的生产制作。如枣脯，枣干，枣粉等等。整体的结构大概由以下几部分组成：第一部分为动力装置，主要是给去核机提供动力；第二部分为输送装置，将干制后的大枣输送，进入冲核装置。第三部分为执行机构，将大枣定位、冲核、冲枣。2.1.2 工作特点（1）适应性强。去核作业全自动化，不再因外部因素，如人为因素左右，对工作环境也没有太大要求。（2）操作简单。该机械为全自动，目的就是给大枣去核，不需要许多复杂的操作，对操纵工作者的要求比较低。（3）安全卫生。去核作业中，除了加料需人工之外，所有步骤都是去核机来完成，避免了各种安全隐患，同时保证了被加工大枣的干净与卫生。（4）效率高。去核机的去核效率，远超人工，甚至几十倍，而且形状更规则，效果更好。2.1.3设计要求根据机械去核，与人工去核的区别，在设计时，应该注意的地方有：（1） 大枣去核要个体之间单独进行，送料要连续，不断供给。（2） 在运输大枣的时候，稍微干制的大枣，要保证果肉的完整。表皮尽量避免出现破损。还要考虑下一步，工序的衔接。（3） 选取恰当的定位基准，以便保证正确定位，使冲核更加准确。用转盘工作台，往复的冲针配合，完成去核作业。具体功能，分为送料、冲核、退回、冲枣四部分。2.1.4 工艺动作根据前文的综合分析，大枣去核，一共要完成如下几个加工的工艺动作。（1） 加料：这部分可以用人工完成。（2） 冲制：具体的工艺过程，可以分为两个，冲枣和冲核，每一次冲制，转盘就要相应转90，做间歇运动。（3） 旋转盘运动：通过旋转盘的间歇性转动，使系统完成送料、冲核、冲枣三道工序。小结：1. 通过对大枣去核机的目的和要求来分析，提出了设计的大概思路。还有该机器的功能与特点。2. 根据设计要求，确定了该机器整体的方案，以及组成机器的各个构件。3. 介绍了本大枣去核机大致的工作过程。2.2 执行系统一个机械的执行系统，是整体设计的核心。它对机械的运作，性能的展现，经济效益，都有着十分重要的作用。本次设计的执行机构为冲压机构。当去核开始时，该机构做直线往复运动。2.2.1 功能大枣去核机的去核过程，是把是把做往复运动的枣核冲针，与间歇运动的旋转盘，通过合理的机构。进行联结，来完成大枣的去核。总的步骤大体上可以分为以下四个：人工送料、冲核、回程、落枣。2.2.2 原始数据(1)待加工的大枣，直径为15mm20mm；(2)大枣去核时，负责冲核的冲针，针头压力在3KN左右；(3)冲针每运动一次，自上而下，负责旋转的旋转盘，进行一次间歇运动，转角为90；(4)大枣去核机大约有10多年的使用寿命，每天的工作时长大约10小时，对载荷而言，有轻微的震荡和冲击。2.2.3 冲针运动实现机构(1)对心曲柄。滑块机构：这种机构，具有很多优点，比如制造简单，并且具有十分优秀的动力特性，除此之外，它的运动特性也是很棒的。(2)圆柱凸轮：这个凸轮是摆动的从动件。优点除了便于设计之外，还可以十分准确地预测下一个运动的趋势，结构或者者寿命。运动性能也是十分优秀，动力性能也符合要求。(3)偏置曲柄。滑块机构：这个机构与上面的机构做比较，优点在于有急回特性。2.2.4旋转盘机构可以保证间歇运动的机构，除了棘轮、槽轮之外，还有不完全齿轮这些机构。因为旋转盘所做的运动要求速度低，转位精准。所以本文选用的机构是槽轮机构。2.2.5 协调设计整个大枣去核机，各部分的机构主要有：减速传动、冲压机构。间歇性运动装置组合而来。在人工送料的过程中，冲针不可以直接接触旋转盘。显而易见的是，当冲针从上方往下运动之前，旋转盘也相应做一次间歇运动。因此这两个机构之间的运动，有着十分严格的配合要求。不仅是空间位置要求精确，时间的配合也很重要。2.2.6 运动循环图对于大枣去核。这个运动的主要循环是。冲针和旋转盘。两个执行构件，运动时的顺序以及相位。确定了这个循环，对其他的执行机构提供了便捷的保障。一个工作循环过程如图2-2。冲枣针 冲核针 （送料） （冲核与冲枣）图2-2 工作循环为了使大枣去核机在工作的时候，各个部分的零件（机构）在动作上能互相配合，需要一张运动循环图来配合说明。表2.1表示的是大枣去核机冲枣和冲核构件的运动循环图。冲针的运动分为工作行程以及回程。假设每次旋转盘转一周，是一个周期。那么冲针的行程是0180。回程的时候是另外的180。简单来说，就是在运动周期之内，这两个机构做上下移动，旋转盘在冲针回程的后面半段完成。轴4带动旋转盘。也带动槽轮机构做间歇转位。转位的时候对于轴4，转角是90，停歇的时候相对于轴4转角是270。表2-1 执行构件运动循环图 冲针 工作行程 回程旋转盘 停止 进给主轴转角0 90 180 270 360 2.2.7 运动方案按照已知条件，为了简化机构，提高各个机构之间的传动效率。优化空间布局。这时候可以从以下两个方案中选择一个。一：冲压机构选用偏置曲柄滑块机构。棘轮机构可以实现间歇运动，用来作为旋转盘的间歇机构。二：冲压机构选用圆柱凸轮机构。槽轮机构可以实现间歇运动，用来作为旋转盘的间歇机构。选择：即便是方案一的偏置曲柄滑块机构有急回特性等优良性能。但是方案二的传动更加高效率。因此选择方案二。2.3 传动系统2.3.1 选择电动机根据数据要求，选择三相异步电动机。额定功率要分析和计算之后再确定，因此电动机的型号还有待商榷。2.3.2 传动系统方案的拟定根据系统的工作情况，以及需实现的系统总传动比为参考，因此选择了履带传送。一级圆锥齿轮两部分传动系统，作为该机器的传动系统。2.3.3 运动简图上文已经选择了对去核机而言主要的系统：两个执行机构组成的机械传动系统。由此为根据，画出图2.2 机械运动简图。由图可以清楚的知道大枣去核机的工作原理：电动机提供动力，由于带轮可以起到减速作用，经过降速后，使执行机构开始工作（摆动从动件圆柱凸轮、间歇运动机构），使冲针配合旋转盘间歇运动。当大枣去核机开始工作时，冲针被摆动的从动件带动往下运动，冲针对大枣进行去核。简称工作行程。F是工作阻力，是常数。冲针往上运动的时候是空回行程，没有任何工作阻力。在这个行程中，带轮带动圆锥齿轮。圆锥齿轮再带动槽轮机构。槽轮机构带动工作台旋转，这是一次进给运动。包括送料，使冲针可以连续冲核，落枣。图2-3 运动简图3 传动装置总体设计3.1电动机的选择按照去核机的工作要求。本文采用Y(IP44)系列的三相异步电动机。这种电动机的优点有效率高，低能耗，基本无噪音等优良性能。同时小的体型方便维护。它的结构为卧室封闭。3.1.1确定电动机（1）冲核的冲针，输出功率的确定。根据已知的数据，通过实验以及查阅资料可以得到如下数据：F=2500N，假设冲针冲核的速度是0.7m/s。经过计算可得到冲针输出的PW=1.77KW（2） 额定功率 电动机的输出功率即为额定功率。也称为容量大小。 (3-1) 传动装置总效率： (3-2)式中： 为V带传送效率； 为滚子轴传送效率； 为锥齿轮传动效率；=0.95 为锥齿轮轮传动效率；= 0.89 为槽轮摩擦传动所以： (3-3)（3）额定功率P 选取额定功率P=3KW3.1.2 电动机转速 为了便于选择合适转速的电动机，我们可以事先推算转速大致范围。V带轮一般传动比i=25左右。因此电动机的转速可以选择的范围大致为284780m/s。因此转速为750m/s的电动机符合要求。表3.1 Y132S-8电动机性能电动机型号额定功率（KW）电动机同步转速（r/min）电动机满载转速（r/min）传动置传动比Y132S-8 3 750 710 7 3.2 确定传动比总传动比i=73.3 传动装置的动力参数3.3.1 各轴转速 电动机主轴转速是：3.3.2 输入功率3.3.3 各轴转矩 4 传动零件的设计计算4.1 普通V带传动（1）确定功率：工作情况系数取，因此 (4-1)（2）选取V带型号根据Pca、确定选用A型。确定基准半径：经查询，可以选取主动轮的基准半径，则根据公式，可以确定从动轮的基准半径Rr2 ,则按照式子8.13验算V带的传动速度：V=2.97m/s30m/s所以这个速度适合（3）确定窄V带基准数据由上述计算可知： (4-2)初步确定窄V带的中心距计算V带的基准长度： 可以确定所需V带的基准长：Ld=2000mm计算实际操作时候的中心距a a=650-46=604（4）验算主动轮轮上面的包角因此可以判定包角大小合适。（5）窄V带根数由式上述计算可知由于查机械设计（第九版）表8-5可以得出 还可以得到K=0.92，KL=1.03可以得出Z=2.7 取Z=3 则可以得出结论：窄V带的数目确定为3。（6）预紧力F0由8.27可以得知F0=500 由表8.3可知q=0.1kg/m，因此F0=500（7）计算轴向压力FP由式8.28得： (4-3)（8）结构设计因为带轮的d500mm，腹板式结构更加适合。零件图如图4-1：图4-1 带轮4.2直齿锥齿轮的传动设计 4.2.1 齿轮的选择（1）按照上文演示的系统传动方案，应采用直齿齿轮。（2）精度为7级。（3）材料：两个齿轮的材质都是，经过调制处理的45钢。硬度是240HBS。（4）齿轮齿数：（5）分度圆锥角： 4.2.2 齿面强度根据公式可计算：（1） 选取载荷系数Kt=1.6（2） 齿轮转矩计算 (4-4)（3） 齿宽系数，由书本可知，此系数一般为0.250.35（4） 从机械设计第九版的表10-6中可查得材料的弹性系数（5） 由图10-21可以查出齿轮齿面硬度。接触疲劳强度的极限值Him=550Mpa（6） 根据式子10-12 可以通过计算，确定应力循环了几次。 (4-5)（7） 由图10-18可以得出齿面的接触疲劳。寿命系数KHN1=KHN2=0.98（8） 计算接触疲劳。许用应力。失效概率可取1%。安全系数S=1。由公式10-12可以得出：1=0.98x550Mpa=539Mpa（9） 计算齿宽 (4-6)（10） 载荷技术的计算由上述计算可以知道，v=1.195m/s,精度为7级。动载荷系数可以从图10-8查到。从一级精度线可直观得出：KV=1.16。得到的载荷分配系数 KHa=KFa=1通过查表，我们可以确定使用系数Ka=1,轴承系数齿轮之间的载荷分布系数载荷系数可以通过上述式子得出：得到实际正常工作时候，齿轮之间的载荷系数。对求出的分度圆进行校正。（11） 模数计算4.2.3 齿根弯曲疲劳强度 查阅书本机械设计第九版，可以得到如下计算疲劳强度的公式： (4-7)求出该公式里各项数据的精确值：（1） 由公式可知。这两个齿轮的弯曲疲劳强度的极限值。（2） 除此之外，可以得出齿轮弯曲疲劳的使用寿命系数是（3） 需用应力的计算： 已知安全系数S=1.4,对弯曲疲劳而言，可以根据公式得到： (4-8)（4） 动载荷系数的计算 (4-9)（5） 当量齿数的计算（6） 齿形系数： 齿形系数可以采用插值计算法。应力校正的系数也可以用这个计算方法。 因此可以得出 因此可以得出（7） 设计计算 (4-10) (4-11)根据计算结果显示，可以得出结论：齿根弯曲疲劳强度的模数，比计算得来的齿接触疲劳强度的模数m要小。模数m主要取决于承载力多少，因此弯曲强度的大小十分关键。但是齿面接触。疲劳强度与其他因素无关，只被齿轮的直径左右。因此取计算疲劳强度所得到的模数4.5，根据接触强度的一系列计算。得出的分度圆。可以得到最终结果：即为齿数： 4.2.4 几何尺寸（1）分度圆直径（2） 齿轮宽度4.2.5 零件图相交轴与相错轴之间的运动传递，用锥齿轮来实现。按类型可以分为：直齿、斜齿、曲线齿。由于齿轮齿顶圆的半径大于75mm，小于250mm，所以应当选择锥齿轮。并且为腹板式结构的锻造锥齿轮。其零件图如图所示4-2：图4-2 齿轮4.3 联轴器4.3.1联轴器的类别与选择（1）类型选择由于进行冲枣的机械系统和减速器在两个不同的底座上，传递的转矩很大，而且本身还有使轴线。作偏移补偿的要求。综上几种原因，选择齿式联轴器。（2）型号选择根据所查的资料显示中，可以知道GICL1型的联轴器为鼓齿形。其公称转矩可达800Nm，一般的输出转速7100r/min。轴的直径在1638区间内。因此十分适用。5 执行机构5.1 冲压机构5.1.1选择冲压机构对大枣去核机而言，可以实现直线往复运动的各种机构中，根据上文确定的传动方案，选择摆动从动件圆柱凸轮机构。图5-1为该机构的结构图。1-上端盖 2-凸轮机外壳 3-摆杆 4-凸轮轴 5-螺栓 6-轴承 7-下端盖 8-机架图5-1 摆动从动件圆柱凸轮机构5.1.2确定中心距如图5-1，将此圆柱凸轮机构，把滚子做的摆动运动做了简化之后的运动图。摆动从动件的轴线A。与凸轮轴线00之间垂直方向上的最短距离，就是该摆动件。圆柱凸轮机构所要求的的中心距a。摆动从动件在运动方向上有两个极限位。分别是AB1和AB3。中间位置是AB2。令B1B3/00，CD=DB2。可得出： （5-1）即： （5-2）式子中：a:凸轮机构中心距；L:摆动从动件的长度；:摆动从动件摆角的极限值整体的结构确定了数值。即max=90。L=60mm图5-2 摆动从动件运动简图5.1.3 运动规律前文已经选择的设计方法是解析法。对于圆柱凸轮。要设计轮廓线，就要先从建立解析式做起。 （5-3）其中： :摆动从动件的摆角; :圆柱凸轮的转角。 去核机的去核过程，对从动件的摆动要求很严格。否则可能出现去核不成功的情况。因此在选择的时候。优先考虑满足摆角。选择摆动。从动件的基本准则。（1） 没有严格要求从动件的运动规律。仅靠从动件的摆动有一定角度。就可以完成运动。应该选用简单的。便于加工的几何曲线。如圆弧以及圆弧直线。来作为轮廓线。（2） 对于摆角有严格的规律要求。应该优先考虑摆动幅度的要求。然后再去分析角速度等其他参数。（3） 对于高速运转的圆柱凸轮。在分析从动件。运动规律的时候，先从动力特性入手。否则惯性力太大造成隐患。下表是几种常见的摆动件。运动规律特性表：运动规名称最大角速度最大角加速度应用等速1.00低速轻负载改进等速（余弦）1.227.68低速重负荷改进等速（正弦）1.338.38低速重负荷等加速等减速2.004.00中速轻负荷余弦加速度1.574.93中低速轻负荷正弦加速度2.006.28中高速轻负荷五次多项式1.885.77高速中负荷改进正弦1.765.33中高速重负荷改进梯形2.004.89高速轻负荷表5-1运动特性对比表本文的设计较为符合第五种运动规律。5.2 槽轮机构5.2.1 特点槽轮机构又可以被称为马耳他机构。该机构主要由机架、拨盘等组成。正常工作时，有圆销的拨盘匀速运转，带动有径向槽的槽轮运动。由于转盘是持续性的匀速运动，但经过槽轮时，运动特性就变成了间歇运动。该机构组成比较简单，传动效率高、运动平稳。这就是槽轮的特点。可以将做匀速运动的主动件运动，转化为从动件所做的间歇运动。该机构有很多分类，如外啮合槽轮、内啮合槽轮以及球面槽轮等等。内啮合槽轮中，拨盘的转动方向于槽轮方向一致，外啮合反之。球面槽轮机构可以用在相交的两个轴之间，做间歇传动。槽轮如图5-3所示：图5-3槽轮机构5.2.2 机构参数（1）槽数的确定按照要求，起始与终止点，槽轮的瞬时角速度的值为0。为了不使圆销在运动过程中撞击到槽，圆销在进出槽的瞬间，槽的中心线应与运动方向一致。（2）运动系数的计算 正常而言，机构的运动系数是大于零的，所以外槽径的向槽数不得少于3个。没有特殊情况，设计中应选用48的槽数。 （3）槽数的确定 由表2-1两个执行构件的运动循环可知：一次工作中槽轮转过90。旋转盘的工作行程是270到360。 由已知可得：槽数的确定Z=4。 （4）圆销数的确定 此式可以一定程度上反映n与Z的关系，根据机械设计教材（第九版），就外槽轮而言，槽数为4，圆销一般为13。综上，选择n=1。（5）根据结构尺寸与载荷情况，选择中心距，圆销半径（6）槽间角的确定 （7）圆销中心回转半径外圆半径（8）槽长的确定因此（9）动停比K的计算运动系数为：因此（10） 结构确定 根据上述计算，可以确定槽轮精确的尺寸。 6轴类零件6.1 轴的结构设计6.1.1确定最小直径先按式6-1大致判断该轴的最小直径大小。该轴选用经过调制处理的45钢。 (6-1)已知轴上需有两个键槽在截面上，因此轴的直径应该增大12%左右。6.1.2 拟定轴上零件的装配方案 大致装配图如下：图6-1 轴轴上的各个零件的固定以及装配详见下表6-1：表6-1 各零件的装配方案及固定方式6.1.3 轴各段尺寸的计算（1）因为带轮需轴向定位，因此需要右端留一段作轴肩，因此得2段的直径。轴左端用于挡圈定位。因此可以得出挡圈直径。带轮与轴配合的毂孔长度，因为挡圈不可以压在轴端面上，只可以压带轮。因此该段的长度应该比L稍短。（2）滚动轴承的选择。根据设计要求，轴承需要同时承受径向力和轴向力的作用，因此圆锥滚子轴承比较适合。依据要求，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承30309，其尺寸为。右端的滚动轴承是轴肩定位的，可以确定30309型轴承的定位轴肩高度，由此可得。（3）取齿轮4处的直径，齿轮的左端与左轴承用套筒定位，已知齿轮轮毂的宽度为52mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取，齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h一般取0.070.1d，取故，轴环高度。（4）箱体内壁与齿轮之间的距离，轴承端盖的总宽度为23mm，取。目前已经大致判断了轴1上各部分的尺寸。6.1.4 轴上零件的轴向定位 齿轮、带轮和轴的周向定位均采用平键连接。平键截面键槽用键槽铣刀加工，长度为40mm。选择齿轮轮毂与轴的配合为，适用于大转矩，振动及冲击、不经常拆卸的配合。这样以便于保证齿轮与轴配合具有良好的中型。同样，带轮与轴连接，选用平键为。带轮与轴的配合为H7/m6。选用过渡配合，可以确保滚动轴承与轴的周向定位。因此选择该轴的直径尺寸公差值为。6.1.5确定轴上的圆角和倒角尺寸轴端倒角可以取145，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轴I强度校核(1)齿轮上的力：轴I扭矩： (6-2) (2)齿轮分度圆直径： 圆周力：径向力：轴向力： (3)轴上载荷的计算 根据上述计算，得到轴各部分受力情况。进一步确定支点位置。对于选取的30309型号的轴承，根据资料可以知道。可以得到简支梁的轴跨距：由已知条件，带轮拉力,在空间内任何力系的平衡条件：各种力对每个坐标轴的矩的代数和等于零，可得： 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所示；其中，为通过另加转矩而平移到指向轴线，图a中的应该通过另加转矩而平移到作用于轴线上，由力分析可知：由铅垂面，列平衡方程： 式子中负号说明假设方向与实际方向相反由水平面，列方程： 代入已知数值得： (4)计算危险截面的弯矩。对于铅垂面而言：铅垂面C的位置上有一个逆时针方向的外力偶M。所以在这个位置的弯矩数值突变。并且弯矩图从左到右下降，下降的数值即为集中外力偶的大小。C位置左边的弯矩： =（1229.8+2459.6）x（98+39）-4636.9x39=324608.7NmmC位置右边的弯矩：在截面D和B上弯矩数值为0对于水平面而言：C位置左边的弯矩：因此作用在C处总的弯矩： 在铅垂面A处的弯矩为：在水平面上，A处的弯矩为：所以在A处的总弯矩为：根据轴的计算简图及扭矩T=193690Nmm，绘制弯矩图、扭矩图如图9所示。(5)按弯扭合成应力校核轴的强度 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。 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得。因此，故安全。(6)精确校核轴I的疲劳强度 段虽然键槽、轴肩及过度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，且在段承受的弯矩也比较小，所以截面D，段均无需校核。 从集中应力对轴的疲劳强度的影响来看，段的左截面与右截面配合处引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，段的右截面不受扭矩作用，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。显然段、段与段更不必校核，因为不承受扭矩作用，且承受的弯矩也比较小。因而只校核段的右截面和段的左截面。 校核3段的左截面：抗弯截面系数抗扭截面系数3段的左截面弯矩M为：截面的扭矩为截面上的弯曲应力截面扭转切应力：轴的材料为45钢，调质处理。得 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数以及可查， 由插值法可得到 又由附图3-1得轴的材料敏性系数为： 因此有效集中系数碳钢的特性系数为： 取 取于是可以得到下列安全数值：2段的右截面抗弯截面系数：抗扭截面系数弯矩和弯曲应力：截面的扭矩为扭转切应力一般取 因此得： 轴按照精车加工，表面系数为：综合系数：因此轴在2段右截面的安全系数：因此可以得出结论：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 根据上述初选的圆锥滚子轴承型号30309，已知该轴的额定动载荷C=108KN，额定静载荷，要求连续工作5年（设每年按300个工作日计）则轴承的预期计算寿命：由于上面已经求出轴承的支反力因此轴承收到的径向载荷：6.2.2 求两之轴承的轴向力已知该轴承， 因此轴承的派生轴向力因此轴承1是放松，轴承2是被压紧。被放松轴承的轴向力是本身派生的力。被压紧轴承的轴向力是出去上述力之外的其余各轴向力的代数和。6.2.3 求轴承的当量动载荷（1）当时（2）当时 因为轴承有轻微冲击，取 因此：6.2.4验算轴承寿命因为 所以按照轴承1的受力大小验算：对于滚子轴承因此满足寿命要求。图6-1轴弯矩图图6-2 轴受力简图6.3 键联接的选择及校核计算6.3.1 轴I带轮与轴配合处键的选择及校核计算（1）类型的选择 根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件选择圆头（A型）键（2）尺寸的选择 由机械课程设计手册表14-1查取键bh=10mm8mm，因为轴毂宽B=55mm，为了减小应力集中，所以选择键长L=50mm。（3）强度验算按式6-1计算，：通过对大枣去核机的目的和要求来分析，提出了设计的大概思路其中，,因为键在联结处有轻微冲击，取许用挤压应力因此这个键可以正常工作。6.4润滑与密封6.4.1直齿圆锥齿轮传动的润滑浸油润滑适合低速运动的齿轮，因为齿轮的速度一般小于，所以采用该润滑方式。为保证轮齿接触的地方可以被充分润滑，并且防止产生过大的油耗，齿轮传动件不可浸入太深或者太浅的油箱。由机械设计手册表查得圆锥齿轮的整个齿宽浸入油中，齿顶圆直径与箱体内表面的距离应3050mm。6.4.2密封轴类零件在输入或者输出轴的外伸出，为了避免灰尘或者其他碎屑附着，导致轴承被腐蚀，或者磨损较为严重等问题。这些地方要求在端盖轴孔内装密封件。由于轴的运动速度是为中、低速，并且结合工作环境和运作时候的条件，此处选用的是毛毡密封。 总结本次大枣去核机的设计，是在代素梅老师的悉心指导下完成的。通过查阅各种资料，让我不仅对原先学习的知识加以巩固，更拓宽了我的眼界。让我接触到外国机械的发展历史。大量的参考使我可以初步确立一般的设计步骤与规律。在结构设计阶段，我把相关的课程课本复习了一遍。包括机械制图、机械设计、材料力学、工程机械设计等等。理论知识与在洛阳实习时的实践知识相结合，增强了我实际操作，分析问题并且寻求解决方法的能力。另外这次的毕业设计使我了解到在常规机械设计的基本阶段：包括产品规划、方案设计、详细设计、改进设计等阶段。同时在设计中，需要进行搜集资料、方案选择、构型、参数尺寸的计算和优化、绘图和改进设计等工作。毕业设计的各个阶段是相互联系的，如机械设计中的计算部分，前后数据联系密切，计算过程中常要调整参数、修改计算数据，因此要求计算时达到准确、清晰、完整。在设计中，零部件的结构尺寸不是完全由理论计算确定的，并不能作为零件的最终结构尺寸，还需要综合考虑零件本身和整体部件的结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求。因为有很多外部因素可以影响零件的使用寿命，随着设计的不断完善，对于各方面的细节要考虑得更清晰。因此初步设计阶段结束后，对不合理的机构要及时发现并改善。综上，设计制造，不仅要涉及到计算，更要求精确绘图，发现问题反复修改，使计算与绘图相互弥补。与此同时在设计中要遵循标准化、系列化与通用化等原则，尽量多使用通用件，这样不仅可以缩短设计的用时，而且生产上经济实惠，便于修理。最后在润滑方法的选择上也遵循通用化，经济适用的原则。致谢匆匆一别，已是四年，还记得刚进大学的那一天，转眼已花开花谢。校园的樱花开了几遍，杏树又结了几次果，还没有好好逛逛校园，心想就这样结束了，心有不舍，但又是很无奈，时间终将逝去，如果重来一次，我一定会好好看看这个校园的吧，心中想到这些，便也不觉得寂寞了，可能这会是每个大四学子都会想到的问题吧。原来毕业离我这么近，经过最后一笔浓墨淡彩，我将离开这个四年都在的地方，踏上了一个未知的归属地，是乌托邦呢，还是地狱，你我都不可得知，在有限的时间里，毕设让我的生活变得充实，这样才有了真实的感觉，感觉到我在每天真实存在的生活着。毕业设计也是我们大学生涯的最后一次考卷，在答题的过程中，我们巩固了以前在课堂上接受到的知识，同时也学到了一些书本上肯定不能学到的知识，在这历时几个月设计过程中，我深刻体会到，自己的才疏学浅。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，在最后的几个月里，我发现了很多自己可以提高的地方。不仅是学识，还有心态。在以后的生活中，我也要记住这个毕设给我带来的宝贵经验。本次设计中我首先要感谢代素梅老师，在整个过程中她给了我很大的帮助，在论文题目制定时，她首先肯定了我的题目大方向，同时悉心地教导我，从论文的结构到整体的设计，都给了十分重要的帮助。没有她的教导，我不知道何时才能完成此次毕设。她每周都会给我们开会，逐个叮嘱我们需要改动哪里，和我们谈论设计的思路，自己的看法，交换自己的意见，询问我们有疑惑的地方，老师真的帮了我好多，感谢老师，老师是我学习的榜样。说实话，在做毕业设计的前期是非常迷茫的，中期是纠结的，后期是不安的，多亏了老师的授业解惑，悉心教导，让我从这些消极情绪中走出来，全身心投入毕业设计中。如果没有两位导师，我的毕业设计过程不会这么顺利，结果不会这么好，导师在这三个月中对我的帮助让我感动甚深，受益匪浅，正因为你的这些高尚的品质，让我在这次的毕业设计过程中受益颇多，乐在其中。你们就是我人生路上的一个导向标，好比干涸的探险者找到了一方绿洲。既滋润身心的同时又带我走出了险境。同时我也要感谢我们219的舍友们，四年时光，一起嬉笑，一起打闹，我想在我离开这所学校的时候，我是充实的，富裕的，脑中有你们的身影，耳畔还回荡着你们的声音。大学四年的舍友，初见你们，大家一脸腼腆到如今无话不谈，每个人都是小仙女，都熟知互相的脾气，没有形象，你们也是我一笔不可代替的瑰宝，四年的辛酸苦楚，辉煌荣耀，可能只有我们知道吧，一起上课，一起考级，一起做课设，一起做毕设，大家为了一个良好的目标一起努力，一起创造良好的休息空间，劳逸结合，拥有了相对较高的工作效率，在我有困难的时候耐心地帮助我。可能幸福也就莫过于
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