板栗切口機(jī)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)【含三維UG模型、8張CAD圖紙+說明書文檔】
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摘 要
板栗切口機(jī)又稱板栗劃口機(jī)，板栗開口機(jī)，是在板栗加工過程中給板栗開口、切口、劃口的設(shè)備，代替手工剪刀剪口，刀片劃口，板栗割開一道口子后，在炒制、浸味、淹制、切口才更加容易。板栗從投料口加入，投料室設(shè)計(jì)成漏斗狀可實(shí)現(xiàn)批量加工。切口機(jī)采用鏈板式傳送，投料口處傳送鏈的傾斜設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)板栗自動(dòng)上鏈。雙刀盤和刀具高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行板栗的切口工作。板栗切口完成后，被傳送鏈輸送到出料口，利用重力從傳送鏈上自行脫落，完成整個(gè)的板栗切口加工。
本次設(shè)計(jì)主要針板栗切口機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，通過對(duì)板栗切口機(jī)結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了總體結(jié)構(gòu)方案；接著，對(duì)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算選擇；然后，對(duì)各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核；最后，通過AutoCAD制圖軟件繪制了板栗切口機(jī)總裝圖、傳動(dòng)裝置裝配圖及主要零部件圖。
通過本次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法并能夠熟練使用AutoCAD制圖軟件，對(duì)今后的工作于生活具有極大意義。
關(guān)鍵詞:板栗，切口機(jī)，電機(jī)，傳送鏈
Abstract
Chestnut incision machine, also known as draw machine, opening machine chestnut, chestnut process is open to Chestnut incision, designated port facilities, instead of hand scissors notches, draw the blade mouth, chestnut cut a hole in the back, in the fry system, dip taste, flooded the system, the incision was easier. Chestnut from the doghouse to join, feeding into a funnel-shaped room design enables batch processing. Incision machine chain plate transmission, tilt design doghouse at the conveyor chain can realize automatic chain chestnut. Pole high-speed rotating disk and knives carried Chestnut incision work. Chestnut incision is completed, the conveyor chain is transported to the discharge port, by gravity from the conveyor chain to fall off, to complete the chestnut cutout processing.
The design of the main needle Chestnut incision machine design. First, through the Chestnut incision machine structure and principles for analysis, presented in this analysis, based on the overall structure of the program; Next, the main technical parameters were calculated choice; then, for the main components were designed and verification; and finally By AutoCAD drawing software to draw a map Chestnut incision machine assembly, gear assembly drawings and main parts diagram.
Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, etc; mastered the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work of great significance in life.
Keywords: Chestnut, Incision, Motors, Conveyor chains
目錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒 論 1
1.1研究背景及意義 1
1.2板栗切口機(jī)簡介 1
1.3國內(nèi)研究現(xiàn)狀 1
1.4社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益 1
第二章 總體設(shè)計(jì) 3
2.1總體方案設(shè)計(jì) 3
2.2工作原理分析 3
第三章 主要零部件的設(shè)計(jì) 4
3.1 傳送系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4
3.1.1 傳送電機(jī)的選擇 4
3.1.2 動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 5
3.1.3齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 5
3.1.4鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 10
3.1.5軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì) 11
3.1.6軸承及鍵的校核與壽命計(jì)算 14
3.2 切口裝置設(shè)計(jì) 15
3.2.1 電機(jī)的選擇 15
3.2.2動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 16
3.2.3齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 17
3.2.4軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì) 21
3.2.5軸承及鍵的校核與壽命計(jì)算 23
3.2.6刀具及刀盤的設(shè)計(jì) 24
3.3 箱體設(shè)計(jì) 25
3.3.1箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
3.3.2箱體 25
第四章 UG三維設(shè)計(jì) 26
4.1 三維設(shè)計(jì)軟件概述 26
4.2三維設(shè)計(jì) 27
4.2.1傳送裝置設(shè)計(jì) 27
4.2.2切口裝置設(shè)計(jì) 28
4.2.3總體裝配設(shè)計(jì) 28
總 結(jié) 29
參考文獻(xiàn) 30
致 謝 31
32
第一章 緒 論
1.1研究背景及意義
板栗切口機(jī)背景：由于栗子是中國特有的干果。《詩經(jīng)》中就有“山有漆，隰有栗之句?！秴问洗呵铩氛f，“果之美者，江浦之橘，箕山之栗”，把栗子作為中國果品類代表；炒栗子是我國是我國美食文化，流傳至今；而炒板栗，板栗開口，古老方式已跟不上社會(huì)發(fā)展需求，設(shè)計(jì)合適的板栗切口機(jī)變得尤其重要。
板栗切口機(jī)設(shè)計(jì)課題研究的目的就是對(duì)前人所進(jìn)行的板栗脫殼研究加以總結(jié)，探索以往各種切口設(shè)備存在的主要缺陷和不足從而為板栗的切口技術(shù)提供一種新的理論基礎(chǔ)，該項(xiàng)技術(shù)的成功有可能解決板栗深加工的瓶頸，進(jìn)而推動(dòng)我國板栗深加工行業(yè)的發(fā)展，避免山區(qū)農(nóng)民出現(xiàn)板栗“增產(chǎn)不增收”，“果賤傷農(nóng)”的現(xiàn)象。
1.2板栗切口機(jī)簡介
（1）板栗切口機(jī)結(jié)構(gòu)
板栗切口機(jī)主要由料斗、機(jī)腔、支架、電機(jī)組成，電機(jī)連接機(jī)腔內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定安裝有刀架裝置，開口刀安裝在刀架上，電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開口刀在刀架裝置上隨之旋轉(zhuǎn)而割劃進(jìn)入機(jī)腔內(nèi)栗子的栗殼。本實(shí)用新型大大提高了生產(chǎn)效率，克服了安全隱患。
（2）板栗切口機(jī)性能
板栗切口機(jī)開口長10mm－20mm；深0.8mm，不傷內(nèi)仁，為99.5%，切口均勻，方向一致，大小板栗均可調(diào)。設(shè)備外型美觀大方，操作簡單方便，性能穩(wěn)定。符合食品機(jī)械安全衛(wèi)生要求。
1.3國內(nèi)研究現(xiàn)狀
在世界上,板栗切口技術(shù)在很多國家都有研究,其中在歐洲以法國和意大利這兩個(gè)板栗消費(fèi)大國技術(shù)最為先進(jìn),板栗采收后清洗、分級(jí)、拋光、包裝、儲(chǔ)藏都已經(jīng)工廠化,而且板栗精加工產(chǎn)品種類繁多,制作精美。而在亞洲日本則是最先開展這項(xiàng)研究的國家,其板栗切口加工技術(shù)在亞洲也處于領(lǐng)先地位。我國雖然是世界板栗生產(chǎn)第一大國,但是長久以來一直是板栗原料出口大國,板栗的深加工十分落后。改革開放之后,隨著人們的消費(fèi)需求的提高,國內(nèi)開始逐漸將板栗的深加工提上日程,從七十年代末八十年代初到現(xiàn)在,技術(shù)人員在板栗脫殼方面做了大量的研究工作,充分吸收了歐洲和日本技術(shù)的先進(jìn)技術(shù)思想,為我國的板栗深加工產(chǎn)品進(jìn)入廣大人民生活及國際市場(chǎng),開拓了一條嶄新的道路。
1.4社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益
目前，國內(nèi)市面上的板栗深加工產(chǎn)品幾乎難尋蹤跡。偶爾可以看到有板栗罐頭出售，但這并不能說明板栗深加工產(chǎn)品的市場(chǎng)銷路，市場(chǎng)容量和年需求量不好。主要是因?yàn)榘謇跚锌陔y，至今還不能形成一類具有影響力的商品，特別是根據(jù)中國出口日本的板栗在日本被加工成高檔食品在香港和歐洲的銷售市場(chǎng)情況來看，板栗深加工產(chǎn)品的市場(chǎng)前景很好，深加工的板栗除了滿足國內(nèi)市場(chǎng)的需求之外，還可以出口換取一定的外匯。該項(xiàng)研究取得成功，可以推動(dòng)板栗深加工業(yè)的發(fā)展，使其走上規(guī)?；a(chǎn)的道路，而且該項(xiàng)技術(shù)可以給板栗加工廠帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)效益，也可以增加農(nóng)民的收入，有利于板栗種植面積的推廣。隨著板栗加工向規(guī)?；a(chǎn)的發(fā)展，由此又將帶動(dòng)板栗種植業(yè)的快速發(fā)展，而這在當(dāng)前進(jìn)行的西部大開發(fā)，開展再造山川秀美大西北的工程中，為實(shí)施退耕還林保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面都將起到十分積極的推動(dòng)作用，能夠起到很好的社會(huì)效益和生態(tài)效益。
第二章 總體設(shè)計(jì)
2.1總體方案設(shè)計(jì)
板栗切口機(jī)又稱板栗劃口機(jī)，板栗開口機(jī)，是在板栗加工過程中給板栗開口、切口、劃口的設(shè)備，代替手工剪刀剪口，刀片劃口，板栗割開一道口子后，在炒制、浸味、淹制、切口才更加容易，一直以來為板栗開口都是一個(gè)讓板栗炒貨商和板栗深加工企業(yè)頭痛的工作。效率低，工作強(qiáng)度高，切口深淺不一、勞動(dòng)力成本大等等困擾著我們。由于板栗大小不一，形狀不同，各產(chǎn)地的板栗皮薄厚不一樣都是阻礙機(jī)械化加工的技術(shù)難題。研究內(nèi)容如下：
板栗切口機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示：
2.2工作原理分析
板栗從投料口加入，投料室設(shè)計(jì)成漏斗狀可實(shí)現(xiàn)批量加工。切口機(jī)采用鏈板式傳送，投料口處傳送鏈的傾斜設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)板栗自動(dòng)上鏈，傳送鏈由電動(dòng)機(jī)2通過4個(gè)鏈輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。傳送鏈根據(jù)板栗切口要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，鏈板上有漏斗狀的圓形凹槽，板栗進(jìn)入凹槽后可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加緊在被切割時(shí)不會(huì)隨刀具轉(zhuǎn)動(dòng)，大大提高了切口效率，保證了切口均勻工整。切口機(jī)由小型電機(jī)1通過一級(jí)減速帶動(dòng)雙刀盤和刀具高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行板栗的切口工作。板栗切口完成后，被傳送鏈輸送到出料口，利用重力從傳送鏈上自行脫落，完成整個(gè)的板栗切口加工。
第三章 主要零部件的設(shè)計(jì)
3.1 傳送系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1.1 傳送電機(jī)的選擇
（1）選擇電動(dòng)機(jī)類型
電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件。因?yàn)槭覂?nèi)工作，運(yùn)動(dòng)載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。
（2）電動(dòng)機(jī)容量的選擇
取板栗傳送鏈抗運(yùn)行阻力：F=400N
板栗傳送過程中，速度應(yīng)選擇合適，速度過大板栗容易被甩出且，速度過小生產(chǎn)率小，因此在保證板栗不被甩出的情況下盡量選取大的運(yùn)行速度，通常板栗切口機(jī)運(yùn)行速度為1.0~1.5m/s，本次選用板栗傳送速度為：v=1.2m/s
則，工作機(jī)所需功率為：
——電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率。
取鏈帶傳動(dòng)效率，圓柱齒輪傳動(dòng)效率，軸承效率，電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率為：
電動(dòng)機(jī)的輸出功率為
電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表19-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率為550W。
（3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇
為使板栗切割機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊性，本次取傳送鏈主動(dòng)鏈輪分度圓直徑為：
傳送鏈主動(dòng)軸工作轉(zhuǎn)速：
單級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)比為：
所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為：
符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750、1000r/min。
綜合考慮傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)緊湊性和經(jīng)濟(jì)性，選用同步轉(zhuǎn)速750r/min的電機(jī)。
型號(hào)為Y60M-4，滿載轉(zhuǎn)速，功率0.55。
3.1.2 動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
（1）總傳動(dòng)比
滿載轉(zhuǎn)速。故總傳動(dòng)比為：
取
（2）各軸的轉(zhuǎn)速
電機(jī)軸
傳送鏈主軸；
（3）各軸的輸入功率
電機(jī)軸 ；
傳送鏈主軸；
（4）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電機(jī)軸 ；
傳送鏈主軸；
（5）整理列表
軸名
功率
轉(zhuǎn)矩
轉(zhuǎn)速
傳動(dòng)比
電機(jī)軸
0.565
7.29
710
3.0
傳送鏈主軸
0.537
20.78
236.67
3.1.3齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
（1）選精度等級(jí)、材料和齒數(shù)
采用7級(jí)精度由表6.1選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。
選小齒輪齒數(shù)，
大齒輪齒數(shù)，取
則實(shí)際傳動(dòng)比：
傳動(dòng)誤差小于5％，合適。
（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即
1） 確定公式各計(jì)算數(shù)值
（a）試選載荷系數(shù)
（b）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（c）小齒輪相對(duì)兩支承非對(duì)稱分布，選取齒寬系數(shù)
（d）由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)
（e）由圖6.14按齒面硬度查得
小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
（f）由式6.11計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
（g）由圖6.16查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
（h）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1，由式10-12得
（i）計(jì)算
試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值
計(jì)算圓周速度v
計(jì)算齒寬b
計(jì)算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)
齒高
計(jì)算載荷系數(shù)K
根據(jù)，7級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)
假設(shè)，由表查得
由表5.2查得使用系數(shù)
由表查得查得
故載荷系數(shù)
（j）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得
（k）計(jì)算模數(shù)ｍ
（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為
1）確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值
由圖6.15查得
小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1.3，由式得
計(jì)算載荷系數(shù)
2）查取齒形系數(shù)
由表6.4查得
3）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表6.4查得
4）計(jì)算大小齒輪的，并比較
大齒輪的數(shù)據(jù)大
5）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.03，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m＝1.25mm，
按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑
算出小齒輪齒數(shù) 取
大齒輪齒數(shù) 取
（4）幾何尺寸計(jì)算
1）計(jì)算分度圓直徑
2）計(jì)算中心距
3）計(jì)算齒寬寬度取20mm
（5）驗(yàn)算
合適
序號(hào)
名稱
符號(hào)
計(jì)算公式及參數(shù)選擇
1
齒數(shù)
Z
24，72
2
模數(shù)
m
1.25mm
3
分度圓直徑
4
齒頂高
5
齒根高
6
全齒高
7
頂隙
8
齒頂圓直徑
9
齒根圓直徑
10
中心距
3.1.4鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
已知主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速為，選用的傳動(dòng)比為
（1）鏈輪齒數(shù)：取則
（2）設(shè)計(jì)功率
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-2-3查的，
（3）選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距
根據(jù)及查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本圖9-11，可選10A。查表9-1，鏈條的節(jié)距為
（4）確定鏈條的鏈節(jié)數(shù)LP
初定中心距，取則鏈節(jié)數(shù)為：
圓整為偶數(shù)取節(jié)
（5）確定鏈條長度及中心距
中心距減少量
實(shí)際中心距
（6）演算鏈速
與假設(shè)速度相符
10A滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) （mm）
鏈號(hào)
節(jié)距
p
滾子直徑
d1
內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬
b1
銷軸直徑
d2
內(nèi)鏈板厚度
排據(jù)
10A
16.5
10
10
6
12.5
15.5
（7）鏈輪輪廓計(jì)算
鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸
1）基本參數(shù)
鏈輪齒數(shù)：
配用鏈條的節(jié)距：
配用鏈條的滾子外徑d：
2）分度圓直徑d
取100mm
3）齒頂圓直徑
4）齒根圓直徑
5）分度圓弦齒高
（8）鏈輪材料及熱處理
材料15、20鋼，熱處理：滲碳、淬火、回火
3.1.5軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì)
（1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
1）軸上的功率P1,轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1
，，
2）初步確定軸的最小直徑
先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3，取，于是得：
該處開有鍵槽故軸徑加大5％～10％，且高速軸的最小直徑顯然是安裝大帶輪處的直徑。?。?。
3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
（a）為了滿足大帶輪的軸向定位的要求2軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度，取故取2段的直徑，長度。
（b）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6204，故，軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸肩高度軸肩高度，取，因此，取。
（c）齒輪處由于齒輪分度圓直徑，故采用齒輪軸形式，齒輪寬度B=20mm。另考慮到齒輪端面與箱體間距10mm以及兩級(jí)齒輪間位置配比，取，。
4）軸上零件的周向定位
查機(jī)械設(shè)計(jì)表，聯(lián)接大帶輪的平鍵截面。
（2）強(qiáng)度校核計(jì)算
1）求作用在軸上的力
已知大齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則
2）求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于6204型深溝球軸承，由手冊(cè)中查得a=15mm。因此，軸的支撐跨距為L1=72mm。
根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
，
，
C截面彎矩M
總彎矩
扭矩
3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)
，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力
已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。
4）鍵的選擇
采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 1096—1979）連接，聯(lián)接大帶輪的平鍵截面，。齒輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。
3.1.6軸承及鍵的校核與壽命計(jì)算
（1）軸承
1）.按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命取為：L'h＝29200h
由上面的計(jì)算結(jié)果有軸承受的徑向力為Fr1=340.43N，
軸向力為Fa1=159.90N，
2）．初步選擇深溝球軸承6204，其基本額定動(dòng)載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。
3）．徑向當(dāng)量動(dòng)載荷
動(dòng)載荷為，查得，則有
由式13-5得
滿足要求。
（2）鍵
1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
小帶輪處選用單圓頭平鍵，尺寸為
2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為
鍵的工作長度
，合適
3.2 切口裝置設(shè)計(jì)
3.2.1 電機(jī)的選擇
（1）選擇電動(dòng)機(jī)類型
電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件。因?yàn)槭覂?nèi)工作，運(yùn)動(dòng)載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。
（2）電動(dòng)機(jī)容量的選擇
取板栗切刀切割扭矩為：T=10N.m
刀片切割轉(zhuǎn)速為：n=450r/min
則，工作機(jī)所需功率為：
——電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率。
圓柱齒輪傳動(dòng)效率，軸承效率，電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率為：
電動(dòng)機(jī)的輸出功率為
電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表19-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率為500W。
（3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇
刀片工作轉(zhuǎn)速：
單級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)比為：
所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為：
符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為1000、1500r/min。
綜合考慮傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)緊湊性和經(jīng)濟(jì)性，選用同步轉(zhuǎn)速1000r/min的電機(jī)。
型號(hào)為Y50M-2，滿載轉(zhuǎn)速，功率0.5。
3.2.2動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算
（1）總傳動(dòng)比
滿載轉(zhuǎn)速。故總傳動(dòng)比為：
取
（2）各軸的轉(zhuǎn)速
電機(jī)軸
傳送鏈主軸；
（3）各軸的輸入功率
電機(jī)軸 ；
傳送鏈主軸；
（4）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電機(jī)軸 ；
1軸 ；
（5）整理列表
軸名
功率
轉(zhuǎn)矩
轉(zhuǎn)速
傳動(dòng)比
電機(jī)軸
0.495
5.19
910
2.0
傳送鏈主軸
0.471
9.89
455
3.2.3齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
（1）選精度等級(jí)、材料和齒數(shù)
采用7級(jí)精度由表6.1選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。
選小齒輪齒數(shù)，
大齒輪齒數(shù)，取
則實(shí)際傳動(dòng)比：
傳動(dòng)誤差小于5％，合適。
（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即
1） 確定公式各計(jì)算數(shù)值
（a）試選載荷系數(shù)
（b）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（c）小齒輪相對(duì)兩支承非對(duì)稱分布，選取齒寬系數(shù)
（d）由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)
（e）由圖6.14按齒面硬度查得
小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
（f）由式6.11計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
（g）由圖6.16查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
（h）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1，由式10-12得
（i）計(jì)算
試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值
計(jì)算圓周速度v
計(jì)算齒寬b
計(jì)算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)
齒高
計(jì)算載荷系數(shù)K
根據(jù)，7級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)
假設(shè)，由表查得
由表5.2查得使用系數(shù)
由表查得
查得
故載荷系數(shù)
（j）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得
（k）計(jì)算模數(shù)ｍ
（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為
1）確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值
由圖6.15查得
小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1.3，得
計(jì)算載荷系數(shù)
2）查取齒形系數(shù)
由表6.4查得
3）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表6.4查得
4）計(jì)算大小齒輪的，并比較
大齒輪的數(shù)據(jù)大
5）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)0.73，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m＝1mm，
按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑
算出小齒輪齒數(shù) 取
大齒輪齒數(shù) 取
（4）幾何尺寸計(jì)算
1）計(jì)算分度圓直徑
2）計(jì)算中心距
3）計(jì)算齒寬寬度取20mm
（5）驗(yàn)算
合適
序號(hào)
名稱
符號(hào)
計(jì)算公式及參數(shù)選擇
1
齒數(shù)
Z
30，60
2
模數(shù)
m
1mm
3
分度圓直徑
4
齒頂高
5
齒根高
6
全齒高
7
頂隙
8
齒頂圓直徑
9
齒根圓直徑
10
中心距
3.2.4軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì)
（1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
1）高速軸上的功率P1,轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1
，，
2）初步確定軸的最小直徑
先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3，取，于是得：
該處開有鍵槽故軸徑加大5％～10％，且高速軸的最小直徑顯然是安裝大帶輪處的直徑。?。?。
3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
（a）為了滿足大帶輪的軸向定位的要求2軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度，取故取2段的直徑，長度。
（b）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6203，故，軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸肩高度軸肩高度，取，因此，取。
（c）齒輪處由于齒輪分度圓直徑，故采用齒輪軸形式，齒輪寬度B=20mm。另考慮到齒輪端面與箱體間距10mm以及兩級(jí)齒輪間位置配比，取，。
4）軸上零件的周向定位
查機(jī)械設(shè)計(jì)表，聯(lián)接大帶輪的平鍵截面。
（2）強(qiáng)度校核計(jì)算
1）求作用在軸上的力
已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則
2）求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于6203型深溝球軸承，由手冊(cè)中查得a=14mm。因此，軸的支撐跨距為L1=72mm。
根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
，
，
C截面彎矩M
總彎矩
扭矩
3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力
已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。
4）鍵的選擇
采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 1096—1979）連接，聯(lián)接大帶輪的平鍵截面，。齒輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。
3.2.5軸承及鍵的校核與壽命計(jì)算
（1）軸承
1）.按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命取為：L'h＝29200h
由上面的計(jì)算結(jié)果有軸承受的徑向力為Fr1=340.43N，
軸向力為Fa1=159.90N，
2）．初步選擇深溝球軸承6203，其基本額定動(dòng)載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。
3）．徑向當(dāng)量動(dòng)載荷
動(dòng)載荷為，查得，則有
由式13-5得
滿足要求。
（2）鍵
1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
小帶輪處選用單圓頭平鍵，尺寸為
2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為
鍵的工作長度
，合適
3.2.6刀具及刀盤的設(shè)計(jì)
本次采用盤型刀片，刀片采用65Mn表面淬火處理，結(jié)構(gòu)如下：
3.3 箱體設(shè)計(jì)
3.3.1箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
箱體的主要作用為支承與安裝其它各零件。為了節(jié)約成本，箱體全件采用焊接件與螺栓連接。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，箱體焊接的主要零件包括左右箱體，加強(qiáng)鋼板，角鐵梁等部分組成。焊接時(shí)主要保證加強(qiáng)鐵與箱體的位置要求，同時(shí)要保證焊接時(shí)不能出現(xiàn)焊渣，裂縫等現(xiàn)象。箱體的材料主要是厚度為3mm的冷軋板鋼，用等離子切割機(jī)切割成型后，采用沖壓等方式進(jìn)行加工。左右箱體分別有一塊加強(qiáng)板進(jìn)行強(qiáng)度的加強(qiáng)，加強(qiáng)板與左右箱體的連接方式是采用螺栓連接，在箱體與加強(qiáng)板加工過程中，對(duì)其上螺栓連接孔的位置有一定的技術(shù)要求。左右箱體間采用角鐵梁進(jìn)行固定，固定方式為焊接，因?yàn)榇溯S流式脫粒機(jī)作業(yè)環(huán)境為山地及丘陵地區(qū)，搬運(yùn)較多，所以為保證人員搬運(yùn)過程中的安全，在焊接時(shí)要保證焊接技術(shù)要求，要求焊接中不能有焊渣，不得有裂縫等缺陷出現(xiàn)。箱體的組裝完成后，箱體外露表面須刷防銹漆。
3.3.2箱體
第四章 基于Pro/E的三維設(shè)計(jì)
4.1 UG三維設(shè)計(jì)軟件概述
UG是美國Unigraphics(UG) Unigraphics Solutions公司開發(fā)的三維參數(shù)化軟件，主要通過其虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)的理念提供多級(jí)化的、集成的、企業(yè)級(jí)的包括軟件產(chǎn)品與服務(wù)在內(nèi)的完整的MCAD解決方案。最早應(yīng)用于美國麥道飛機(jī)公司，80年代后期引進(jìn)我國以來，已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、通用機(jī)械、模具等領(lǐng)域。
它不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型（約束特征的3D模型）、曲面造型（參數(shù)化）、虛擬裝配和工程圖設(shè)計(jì)等功能，而且在設(shè)計(jì)過程中可進(jìn)行有限元分析和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼。另外，還提供了UGOPENGRIP和UGOPENAPI等開發(fā)模塊，便于用戶開發(fā)符合自己要求的專用系統(tǒng)。
目前我國對(duì)UG的應(yīng)用與研究也比較廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)的1596篇期刊論文，UG研究論文分別發(fā)表在356種期刊上，平均每種期刊發(fā)表4.48篇。主要研究CAD復(fù)合或逆向建模、CAE仿真及CAM車銑復(fù)合和五軸加工等方面。
該軟件的主要缺點(diǎn)是不允許在零件之間定義約束，無反撤消、重復(fù)命令、不能固定跟隨刀具、不能自動(dòng)保存等使用起來比較復(fù)雜，軟件相對(duì)較難掌握。該軟件目前的最高版本為UGNX5.0。
因此，UG主要適合于大型的汽車、飛機(jī)廠建立復(fù)雜的數(shù)模，零件較大、較復(fù)雜的時(shí)候，加工一般用UG做數(shù)模。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不多的設(shè)計(jì)者，使用UG混合建模，就比較適用。日產(chǎn)汽車以及其附屬公司就把UG產(chǎn)品應(yīng)用于新一代汽車的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中。在擁有超過1000套PDM產(chǎn)品的公司中，90%均在使用UG的解決方案。UG是全球產(chǎn)品生命周期管理(PLM)領(lǐng)域軟件與服務(wù)的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，擁有46000家客戶，全球裝機(jī)量超過400萬臺(tái)套。。
4.2三維設(shè)計(jì)
4.2.1傳送裝置設(shè)計(jì)
4.2.2切口裝置設(shè)計(jì)
4.2.3總體裝配設(shè)計(jì)
總 結(jié)
在這次畢業(yè)論文的寫作的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的感動(dòng)和收獲。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)所學(xué)內(nèi)容的綜合考察，使我的理論知識(shí)，動(dòng)手能力，軟件使用能力及分析問題與解決問題的能力都有了顯著提高。
本次論文中針對(duì)板栗切口機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也進(jìn)一步了解了科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)的基本過程和其中的嚴(yán)謹(jǐn)性，加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用，這些對(duì)我掌握知識(shí)的深度和廣度，運(yùn)用理論知識(shí)結(jié)合實(shí)際去處理問題的能力、實(shí)踐能力、外語水平、計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平及口頭表達(dá)能力都有了很好的訓(xùn)練；在收集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的過程中很好的掌握了提升機(jī)制動(dòng)裝置理論；對(duì)所學(xué)的課本知識(shí)也有了更深的體會(huì)，是理論結(jié)合實(shí)際的一次升華。
總之，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深刻體會(huì)到要做好一個(gè)完整的事情，需要有系統(tǒng)的思維方式和方法，對(duì)待要解決的問題，要耐心、要善于運(yùn)用已有的資源來充實(shí)自己。
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致 謝
經(jīng)過這幾個(gè)月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的幫助與支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。
在這里首先要感謝我的導(dǎo)師***老師。***老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，論文寫作等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是他們?nèi)匀患?xì)心地糾正我論文中的錯(cuò)誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。
其次，我還要特別感謝我的母校，為我提供了一個(gè)先進(jìn)的學(xué)習(xí)、工作環(huán)境，能讓我順利完成自學(xué)考試的各個(gè)課程。特別是學(xué)院的各位老師，為我們打下了堅(jiān)實(shí)的機(jī)械專業(yè)知識(shí)；老師們不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向老師們致以誠摯的謝意和崇高的敬意。同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)，在這四年里給予我的支持與幫助。
最后，請(qǐng)讓我將這篇學(xué)士學(xué)位論文獻(xiàn)給我的父母親，感謝他們的養(yǎng)育之恩，感謝他們使我成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人，他們的關(guān)懷、支持和鼓勵(lì)是我所有信念的力量源泉。
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