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12 屆畢業(yè)論文
對(duì)輥窩眼式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)說明書
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào) 8031208129
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 12-1
指導(dǎo)教師
日 期 2012.06
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
前 言
核桃是林果業(yè)中最具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的特色果品，也是近年來南疆林果業(yè)中發(fā)展速度最快的樹種。隨著核桃產(chǎn)量的日益增加，市場(chǎng)上對(duì)核桃深加工產(chǎn)品的需求也越來越迫切，將核桃破殼后深加工不僅可以增加核桃的附加值，而且還能帶動(dòng)整個(gè)核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。核桃破殼是核桃深加工中必須首先解決的重要工序。
核桃是主要的名特優(yōu)林果樹種之一，種植歷史悠久，種質(zhì)資源豐富。隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的貫徹落實(shí)，自治區(qū)將農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的著力點(diǎn)，放在提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力上，將林果業(yè)作為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè)培育，使核桃生產(chǎn)向著基地化、規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。核桃是林果業(yè)中最具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的特色果品，也是近年來南疆林果業(yè)中發(fā)展速度最快的樹種。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009 年全疆核桃種植面積已達(dá) 300 萬畝，比 2000 年（40 萬畝）增加了 260萬畝，平均每年增加 24.5 萬畝核桃面積。約占全疆林果業(yè)總面積（1600 萬畝）的近五分之一，約占全國核桃栽培總面積(3000 萬畝)的十分之一，為第二大果樹。全疆300 萬畝核桃，其中投產(chǎn)面積約 100 萬畝，年產(chǎn)核桃堅(jiān)果 8 萬噸，總產(chǎn)值約 20 億元。核桃年產(chǎn)值位于自治區(qū)干、堅(jiān)果樹種之首，僅次于葡萄、杏，名列全疆林果樹種年產(chǎn)值第三位。
但是我們不能只靠賣原料來增收，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工，一是取仁或取仁后加工飲料等，二是制油來提高核桃的附加值使農(nóng)民增收。核桃破殼取仁是核桃深加工的第一步，必須首先解決。破殼后的核桃殼有著廣泛的用途，它可以制成活性碳、過濾器中的濾料、堵漏材料等等。核桃破殼取仁將大大提高核桃的附加值。
目 錄
1緒論 1
1.1選題的目的和意義 1
1.2本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 1
2.設(shè)計(jì)方案的選擇 2
2.1研究方案的確定 2
2.2核桃進(jìn)料口的設(shè)計(jì) 3
2.3核桃破殼部分的設(shè)計(jì) 3
2.4軸的設(shè)計(jì) 4
2.4.1軸的設(shè)計(jì) 4
2.4.2軸的校核 5
2.4.3軸系零件的定位 6
2.5 軸承的選擇 7
2.6 鍵聯(lián)結(jié)的選擇與校核 8
2.6.1鍵的選擇 8
2.6.2校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 8
2.7軸承端蓋的設(shè)計(jì) 8
3帶輪的選擇 9
3.1帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
4電動(dòng)機(jī)的選擇 9
5電機(jī)的尺寸及安裝 10
5.1電機(jī)的安裝 10
5.2電機(jī)的調(diào)整 10
6 固定支撐部分的設(shè)計(jì) 10
6.1機(jī)架的設(shè)計(jì) 10
7.裝配質(zhì)量 11
8.總結(jié) 11
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1緒論
1.1選題的目的和意義
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，核桃的價(jià)值與功能進(jìn)一步被世人認(rèn)識(shí)和重視，國內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)核桃及其加工品的需求量日益增長(zhǎng)。旺盛的國內(nèi)外市場(chǎng)需求為我國核桃產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間，也對(duì)我國核桃產(chǎn)品加工及質(zhì)量安全提出了更高的要求。但由于核桃品種繁雜，尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、核仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需要進(jìn)行核仁分離，鑒于核仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以核仁分離也有相當(dāng)難度。這是目前核桃破殼技術(shù)方面存在的主要問題[1]。
解決以上難度的方法就是將破殼取仁分解為分級(jí)、導(dǎo)向、擠壓破殼（多點(diǎn)）、核仁分離四部分，逐一加以解決。
國外的核桃加工業(yè)已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且形成了一定的規(guī)模。在美國、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家，核桃的采收、脫青皮、清洗、烘干以及破殼和殼仁分離等工序已完全實(shí)現(xiàn)J，機(jī)械化。我國核桃采后處理技術(shù)比較落后，在核桃脫青皮、破殼、殼仁分離等加工關(guān)鍵環(huán)節(jié)和設(shè)備成套性方面處于空白，嚴(yán)重制約了核桃油、核桃蛋白粉和核桃果汁等產(chǎn)品的精深加工。為提高我國核桃產(chǎn)業(yè)化加工技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)核桃生產(chǎn)的商品化，分析研究國外先進(jìn)的核桃加工技術(shù)，摸索出了美國核桃加工工藝和生產(chǎn)線流程，結(jié)合我國核桃生產(chǎn)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出適合我國的核桃加工工藝和成套設(shè)備，是我們面臨的主要問題，也是研究核桃破殼的意義所在。
1.2本課題所涉及的問題及國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
國外研究現(xiàn)狀及分析
目前，核桃年產(chǎn)量在20萬t以上的國家僅有中國和美國。中美兩國的核桃產(chǎn)量占世界核桃總產(chǎn)量的50％左右，而最有代表性、生產(chǎn)水平最高和市場(chǎng)占有份額最大的當(dāng)數(shù)美國。在美國、澳大利亞以及歐洲等發(fā)達(dá)國家，核桃絕大部分都經(jīng)過機(jī)械化生產(chǎn)線進(jìn)行商品化處理。采收通過機(jī)械振蕩器將核桃果實(shí)振落到地面上，再由機(jī)械將果實(shí)收集起來，運(yùn)到加工廠進(jìn)行脫青皮、漂洗、烘干和帶殼包裝等處理。核桃仁加工也全部機(jī)械化，通過破殼機(jī)破殼，機(jī)械、氣流分選機(jī)進(jìn)行殼仁分離，然后用分色機(jī)將果仁分為深色和淺色[2]，再分為全仁和碎仁不同大小等級(jí)，最后分別包裝銷售。
目前核桃生產(chǎn)國中最有代表性、生產(chǎn)水平最高、市場(chǎng)占有份額最大的當(dāng)數(shù)美國。美國可謂核桃生產(chǎn)上年輕而又強(qiáng)大的王國。美國核桃采收的機(jī)械化程度很高，先是噴灑乙烯利(一種果實(shí)催熟藥劑)，然后用振落機(jī)采收，再用脫青皮機(jī)脫皮，用清洗機(jī)清洗，用烘干機(jī)烘干、利用冷庫進(jìn)行干燥處理和貯藏。如加工果仁，采用破殼機(jī)破殼，通過氣流分選機(jī)進(jìn)行殼仁分離，然后用分色機(jī)將果仁分為深色和淺色，再分出全仁和碎仁，最后分別稱重包裝銷售。
國外早在20世紀(jì)60年代初，就著手研制堅(jiān)果剝殼機(jī)具，至80年代初，美國、意大利、法國等已相繼推出了各種堅(jiān)果剝殼機(jī)，如夏威夷果剝殼機(jī)、杏仁剝殼機(jī)等。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，堅(jiān)果剝殼機(jī)具已日趨成熟，目前，正朝著機(jī)電一體化方向發(fā)展。由于美國的主栽品種只有強(qiáng)特勒、哈特利、希爾、維納、土萊爾、豪沃迪這 6 個(gè)，其品質(zhì)優(yōu)良，規(guī)格劃一，有利于機(jī)械化破殼，因此核桃破殼機(jī)在美國發(fā)展較早。主要的核桃破殼機(jī)類型有[3]：①Larry H. Hemry 研制的專利號(hào)為 6098530 機(jī)械式核桃破殼機(jī)。該機(jī)的主要結(jié)構(gòu)由機(jī)架、料斗、可調(diào)節(jié)定位板、破碎裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及動(dòng)力所組成。機(jī)械式核桃破殼機(jī)通過調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)定位板和破碎裝置間的間隙能夠適應(yīng)各類堅(jiān)果的破殼。②Kenneth R. Evans 研制的專利號(hào)為 4201126 核桃破殼機(jī)。該機(jī)主要由喂料斗、輸送裝置、破殼裝置和出料口等組成。工作時(shí)，由輸送裝置把待破殼的核桃從料箱運(yùn)送到破殼裝置，然后對(duì)其進(jìn)行破殼。③Clarence Lloyd Warmack 和 Barry Shawn Warmack等研制的專利號(hào)為 6516714 核桃破殼機(jī)。該機(jī)主要由機(jī)架、箱體、滾筒、旋轉(zhuǎn)破殼裝置和出料口等組成。該機(jī)可以成功有效地?fù)舸蚝颂覍⑵錃と史蛛x。④John W. Brazil 發(fā)明的專利號(hào)為 4255855 核桃鉗。該鉗由把手、可調(diào)柱塞、夾頭、底座和固定套等組成。使用時(shí)，將核桃放置在底座上，然后通過操縱把手推動(dòng)可調(diào)柱塞在固定套內(nèi)滑動(dòng)，可調(diào)柱塞伸出從而使夾頭將核桃推到剛性砧底座上把核桃夾緊并破殼。⑤Michael P.Filice，Robert Lemos 和 Robert P.Baker 等研制的專利號(hào)為 5325769 核桃破殼機(jī)。該機(jī)主要由機(jī)架、喂料斗、輸送裝置、擊打裝置和傳動(dòng)裝置等組成。工作時(shí)，料箱中的核桃由輸送裝置逐一運(yùn)送到擊打裝置，然后由凸輪控制擊打打頭將核桃殼打破使其殼仁分離。
國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析
我國堅(jiān)果剝殼機(jī)具發(fā)展緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于種植業(yè)的發(fā)展，在一些生產(chǎn)應(yīng)用的機(jī)具中，存 如下幾個(gè)突出的問題，因而，難以推廣應(yīng)用[4]。
(1)剝殼率低。不少剝殼機(jī)漏剝或剝殼不完全，果仁去凈率不高，有些剝殼機(jī)剝殼率只有50%。這是堅(jiān)果剝殼機(jī)推廣使用的最大障礙。
(2)損失率高。由于參數(shù)選擇不合理，造成剝殼不完全現(xiàn)象嚴(yán)重，碎仁夾帶在碎殼中難以回收而被棄除。有些機(jī)具果仁損失率高達(dá)20%。
(3)果仁完整性差。有些機(jī)具的設(shè)計(jì)，為了減少漏剝或剝殼不完全現(xiàn)象，一味追求剝殼率的提高，導(dǎo)致高的破碎率，從而降低了產(chǎn)品的商品價(jià)值。
(4)通用性差。一般剝殼機(jī)僅能用于某一品種堅(jiān)果的剝殼作業(yè)，對(duì)于不同品種的堅(jiān)果，不能通過更換主要零部件來實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。
(5)機(jī)具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。為某類堅(jiān)果專門開發(fā)的專用機(jī)型，在該堅(jiān)果品種、大小規(guī)格、外殼形狀和含水量等因素出現(xiàn)變化時(shí)，剝殼機(jī)具剝殼性能就變差。
(6)作業(yè)成本偏高。我國堅(jiān)果剝殼機(jī)具尚未形成規(guī)模和系列，多數(shù)是單機(jī)制造，制造的工藝水平低、成本高、也因?yàn)橥ㄓ眯圆睿荒芤粰C(jī)多用，使得生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備配置的成本高，致使加工堅(jiān)果的作業(yè)成本增加。
目前，核桃破殼取仁方法有離心碰撞式破殼法、化學(xué)腐蝕法、真空破殼取仁法、超聲波破殼法和定間隙擠壓破殼法。離心碰撞方法碎仁太多，所以應(yīng)用很少；化學(xué)腐蝕方法由于在實(shí)際操作中不好控制，仁易受到腐蝕，處理不好還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；真空破殼和超聲波破殼方法設(shè)備昂貴，破殼成本高，且破殼效果不夠理想；定間隙擠壓破殼方法值得探索。核桃破殼裝置是核桃破殼取仁機(jī)的核心裝置。機(jī)械剝殼常用方法有借助粗糙表面碾搓作用的碾搓剝殼、借助撞擊作用撞擊剝殼、利用剪切作用的剪切剝殼和利用成對(duì)軋輥擠壓作用的擠壓剝殼。常見的破殼裝置有圓盤剝殼裝置、齒輥剝殼裝置、離心剝殼裝置、錘擊式剝殼裝置、軋輥式剝殼裝置、對(duì)輥窩眼式開口裝置、沖壓式破殼裝置、核桃鋸口破殼裝置、核桃破殼挖核裝置及平板擠壓式破殼裝置。由于核桃品種繁雜、尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、殼仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需進(jìn)行殼仁分離，鑒于殼仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以殼仁分離也有相當(dāng)難度。解決以上難題的方法就是將破殼取仁分解為分級(jí)、導(dǎo)向、擠壓破殼(多點(diǎn))、殼仁分離四部分，逐一加以解決[5]。
本課題重點(diǎn)研究核桃破殼機(jī)的破殼部分，以改善現(xiàn)存的剝殼率低、損失率高、果仁完整性差、通用性差、機(jī)具性能不穩(wěn)定、適應(yīng)性差、作業(yè)成本偏高等問題。
2.設(shè)計(jì)方案的選擇
2.1研究方案的確定
通過查閱大量文獻(xiàn)資料，以及在指導(dǎo)老師的幫助下，確定了整個(gè)設(shè)計(jì)的大體思路。整個(gè)裝配圖由進(jìn)料口、機(jī)架、擠壓裝置、傳動(dòng)部分、電動(dòng)機(jī)等組成。核桃由入料口進(jìn)入擠壓輥破殼。
其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示
圖2-1 核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖
2.2核桃進(jìn)料口的設(shè)計(jì)
核桃進(jìn)料口是一個(gè)錐形裝置，口大底小，底的大小剛好能通過分選好的一排核桃。核桃通過此裝置剛好掉入擠壓輥中進(jìn)行破殼。
圖2-2 進(jìn)料口示意圖
2.3核桃破殼部分的設(shè)計(jì)
其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-3所示：
圖2-3 核桃破殼機(jī)破殼部分的結(jié)構(gòu)示意圖
桃仁選取直徑為30mm的核桃為原料。因此本機(jī)使用于徑粒為30mm的核桃開口。根究實(shí)驗(yàn)，要使核桃開口，其擠壓變形量△h=4mm。若△h＞4mm，則開口率降低；若△h＜4mm，則破碎率增加。圖2-4為核桃受輥擠壓時(shí)的狀態(tài)。D為圓柱擠壓輥的外徑，D0為窩底包絡(luò)線的直徑。為便于計(jì)算，將擠壓情況簡(jiǎn)化為圖2-3（a）（b）。d0為核桃的的原始直徑，d1為擠壓時(shí)的尺寸?！鱤= d0- d1=4mm。α為導(dǎo)入角。根據(jù)資料[6]，要能夠正常導(dǎo)入進(jìn)行擠壓，必須滿足α＜ψ。其中ψ味核桃與加壓滾間的摩擦角。由幾何關(guān)系知
若用摩擦角表示則為
根據(jù)實(shí)驗(yàn)，核桃與擠壓輥間的摩擦角約為12°。由此可知，D0>183mm，D>183mm+45=228mm，取D=250mm。對(duì)輥中心距A=250mm。
圖2-4（a）（b）核桃的擠壓原理簡(jiǎn)圖
2.4軸的設(shè)計(jì)
2.4.1軸的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)軸長(zhǎng)為1143mm，分為5段。其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示
圖2-5傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖
第一段軸與皮帶輪以及軸承連接，其直徑為25mm；第二段軸用來裝齒輪的，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，用來固定軸承：第三段是偏心軸，其基準(zhǔn)直徑為36mm，偏心距為5mm。
軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜[7]，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。第三段軸軸表面淬火，增加其表面的耐磨性能。
2.4.2軸的校核
經(jīng)過分析，主軸軸的受力最大，而且軸的周向受力是主要的，因此，對(duì)該軸進(jìn)行扭矩校核。軸的結(jié)構(gòu)見圖2-4
主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)公式
（2—1）
其中h為板的高度0.6m，g為10m/s2 t為時(shí)間
得時(shí)間t約為0.35s
取t為0.4s
既得主軸0.4s轉(zhuǎn)一圈
所以主軸轉(zhuǎn)速至少為150r/min
取其整數(shù)倍
軸的扭矩計(jì)算
電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：
T== （2—2）
式中：為電動(dòng)機(jī)額定功率，為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
主軸輸入轉(zhuǎn)矩：
（2—3）
為皮帶輪的傳動(dòng)效率根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書參考初選
為軸承的傳動(dòng)效率初選
為鏈輪的傳動(dòng)效率初選
根據(jù)要求，軸要滿足下列條
軸的強(qiáng)度條件：
（2—4）
式中：為軸的切應(yīng)力，MPa;T為轉(zhuǎn)矩，N.mm;為抗扭截面系數(shù)，;為許用扭切應(yīng)力，MPa.
表2—1常用材料的值和C值
軸的材料
Q235，20
35
45
40Cr，35SiMn
12-20
20-30
30-40
40-52
C
160-135
135-118
118-107
107-98
該軸的材料為45號(hào)鋼，則滿足強(qiáng)度條件，軸是安全的
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
（2—5）
（2—6）
軸的剛度計(jì)算
（2—7）
式中：T為轉(zhuǎn)矩；為受轉(zhuǎn)矩作用的長(zhǎng)度， mm;G為材料的切變模量，MPa;d為軸徑，mm;為軸截面的極慣性距。，，故軸是安全的[8]。
2.4.3軸系零件的定位
(1)軸向定位
為了防止軸上零件發(fā)生沿軸向的移動(dòng)，必須對(duì)其進(jìn)行定位，來保證齒輪的正確嚙合，根據(jù)軸上零件的的安裝要求和對(duì)軸的結(jié)要求，要選擇不同的定位方式，常用的定位方式主要有軸肩定位、套筒定位、軸端擋圈和彈性擋圈，軸間定位方式在本設(shè)計(jì)中有用到，具體的結(jié)構(gòu)和參數(shù)見零件圖和明細(xì)表。
(2)周向定位
鍵主要是為了實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位來傳遞轉(zhuǎn)距，鍵的形式用多種，因此要根據(jù)不同的要求來選擇不同型號(hào)的鍵，根據(jù)傳動(dòng)的要求，本設(shè)計(jì)全部采用圓頭普通平鍵（A型），它的兩個(gè)側(cè)面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，其主要特點(diǎn)是定心性好、拆裝方便。
2.5 軸承的選擇
主軸通過粉碎室內(nèi)腔，其兩端由軸承固定在機(jī)架上。根據(jù)軸受力和軸徑的不同，，本設(shè)計(jì)選用的軸承是：深溝球軸承
已知此處軸徑，所以選內(nèi)徑為35mm的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇深溝球軸承；查表6-1，選擇型號(hào)為6007 GB/T276—94的軸承。另一處已知軸徑為，所以選內(nèi)徑也為25mm的軸承，選擇型號(hào)61805 GB/T276—94的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下：
軸承內(nèi)徑： d=35mm
D=72mm
B=17mm
基本額定動(dòng)載荷：C=19.8KN
基本額定靜載荷：C=13.5KN
軸承內(nèi)徑： d=25mm
D=52mm
B=15mm
基本額定動(dòng)載荷：C=10.8KN
基本額定靜載荷：C=6.95KN
滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算：
2.6 鍵聯(lián)結(jié)的選擇與校核
2.6.1鍵的選擇
根據(jù)軸的直徑的不同，應(yīng)該選擇不同型號(hào)的鍵，另外，鍵的長(zhǎng)度也有一系列的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該優(yōu)先選用第一系列，在以上的說明書中知道安裝鍵的軸有兩處，分別是第一段和第二段。第一段的直徑為25mm。
從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表中查得鍵的截面尺寸為：寬度，高度。
2.6.2校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
M—傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.M）
d—軸的直徑（mm）
l—鍵的工作長(zhǎng)度（mm）;A型，l=L－b
k—鍵與輪轂的接觸高度（mm）;k=h－t，h為鍵的高度，
b—鍵的寬度（mm）
t—切向鍵工作面寬度（mm）
—鍵的許用切應(yīng)力（MPa）
—鍵連接的許用擠壓應(yīng)力，/ MPa
可見聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足，即該鍵可以正常工作。
2.7軸承端蓋的設(shè)計(jì)
所選軸承外徑為62mm，在45-65的范圍內(nèi)，所以選擇螺釘直徑 d=6mm，螺釘數(shù)4個(gè)
b=5～10 b取5mm
h=（0.8~1）b=8mm
3帶輪的選擇
帶輪是依靠帶與帶輪接觸面間的摩擦傳動(dòng)的，它可以吸收和緩沖振動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
3.1帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
小帶輪的材料選擇HT150，由小帶輪的基準(zhǔn)直徑=40mm<2.5d=2.5×20=50mm，因此小帶輪可采用實(shí)心式；由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表8—10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺寸bd=5.3mm，ha=1.6mm，e=8mm，Z=2，da=dd+2ha=40+2×1.6=43.2mm，
B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。
圖3-1小帶輪結(jié)構(gòu)
大帶輪的材料選擇HT150，由大帶輪的基準(zhǔn)直徑=100mm<2.5d=2.5×24=60mm，因此大帶輪可采用腹板式，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表8—10得Y型槽的結(jié)構(gòu)尺bd=5.3mm，ha=1.6mm，e=8mm，Z=2，da=dd+2ha=100+2×1.6=103.2mm，B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。
4電動(dòng)機(jī)的選擇
進(jìn)過多方查閱資料，確定偏心軸轉(zhuǎn)速為300r/min，所需功率為3KW，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為：查機(jī)械設(shè)計(jì)文獻(xiàn)３第155頁表12-1可知
,,
根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由設(shè)計(jì)手冊(cè)查出的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有以下三種傳動(dòng)比選擇方案，如下表4—1
表4—1電動(dòng)機(jī)的類型
方方案
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率
同步轉(zhuǎn)速
滿載轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)質(zhì)量
參考價(jià)格
傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比
1
Y-160M1-8
4
750
720
118
5.00
10.21
2
Y132M1-6
4
1000
960
73
3.48
13.61
3
Y112M-4
4
1500
1440
43
2.22
20.42
①本參考價(jià)格為4極，同步轉(zhuǎn)速為750r\min，功率為4kw的電動(dòng)機(jī)價(jià)格為1計(jì)算，表中數(shù)值為相對(duì)值，僅供參考。
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量，價(jià)格以及傳動(dòng)比，可見第三種方案比較合適，因此選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是Y-160M1-8。
5電機(jī)的尺寸及安裝
5.1電機(jī)的安裝
電機(jī)選定后，可根據(jù)其安裝尺寸設(shè)計(jì)機(jī)架及調(diào)節(jié)裝置，考慮到V帶傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間以后，會(huì)因?yàn)閹У乃苄宰冃魏湍p而松弛。為了保證帶傳動(dòng)正常工作，應(yīng)定期檢查帶的松弛程度，做相應(yīng)的調(diào)整。
設(shè)計(jì)采用定期張緊裝置，通過人為定期改變中心距的方法來調(diào)節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。將電機(jī)安放在角鐵上，通過調(diào)節(jié)螺栓來改變中心距， 使V帶保持張緊狀態(tài)，將效率損失降到最低。電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸見表4-2該電動(dòng)機(jī)的主要外型和安裝尺寸如下表5—1：
表5—1電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸
中心高
外形尺寸
地腳安裝尺寸
地腳螺栓孔直徑
軸伸尺寸
裝鍵部位尺寸
112
38×265×190
190×140
12
28×60
8
其主要外形安裝尺寸如圖5-1
圖5-1電動(dòng)機(jī)主要外形安裝尺寸
5.2電機(jī)的調(diào)整
電機(jī)底座安放在的等邊角鋼的平面上，角鐵通過四根的全螺線螺栓固定在總機(jī)架上，定期檢查帶的松緊程度，如果需要調(diào)整中心距，可通過調(diào)節(jié)四根螺栓上鎖緊螺母的位置來實(shí)現(xiàn)。這樣有效的防止了帶的打滑，減小了機(jī)械效率損失。使電機(jī)功率得到合理應(yīng)用。
6 固定支撐部分的設(shè)計(jì)
6.1機(jī)架的設(shè)計(jì)
機(jī)架采用角鐵焊接而成，根據(jù)需要選擇熱軋槽鋼（GB/T707-1988）。
基本尺寸見表6-1
表 6-1 槽鋼尺寸
槽鋼
號(hào)數(shù)
尺寸/mm
b
h
d
t
r
r1
8
43
80
5.0
8.0
8.0
4.0
6.2軸承座的安放
由于軸承座為標(biāo)準(zhǔn)件，在選定軸承后，查手冊(cè)可知軸承座的安裝尺寸，見表6-2
表 6-2滾動(dòng)軸承座安裝尺寸
型號(hào)
A1
L
J
S
N1
N
質(zhì)量/（kg）
SN205
46
165
130
M12
15
20
1.3
7.裝配質(zhì)量
（1）整機(jī)零部件完整，無缺件，安裝方便；
（2）運(yùn)動(dòng)件操作靈活，無有卡死、磕碰現(xiàn)象；
（3）非運(yùn)動(dòng)件無明顯偏移、翹曲等現(xiàn)象；
（4）緊固件緊固可靠；
（5）電動(dòng)機(jī)、帶輪、鏈輪安裝牢固、可靠。
8.總結(jié)
通過此次設(shè)計(jì)使我掌握了科學(xué)研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的日子我將會(huì)繼續(xù)保持這份做學(xué)問的態(tài)度和熱情。
我所選設(shè)計(jì)題目是“平板擠壓式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)”，之所以選擇這個(gè)題目，是因?yàn)槲覍?duì)這個(gè)課題比較的感興趣。在我的生活里，核桃破殼主要是在門縫里夾碎，這樣力道不容易把握，不是夾得太碎就是破裂程度很小，同時(shí)對(duì)門也造成了一定程度的破壞。因此，就想設(shè)計(jì)一款既省力又快速且破殼完整的機(jī)械。
經(jīng)過查找資料和老師的指導(dǎo)，以及上網(wǎng)搜集更多的相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書籍等，終于對(duì)核桃破殼機(jī)有了一定得了解，心里有了大體的思路。最終確定的核桃破殼機(jī)有平板擠壓式破殼機(jī)。對(duì)于這一破殼機(jī)械有以下的結(jié)論：
（1）通過對(duì)核桃物理機(jī)械特性的測(cè)定和內(nèi)力分析，提出了剝殼取仁原理破裂核桃殼，并研制了入料裝置 ，使得核桃成排狀向下落，有利于擠壓，有利于裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展，提高剝殼性能。
（2） 設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)：定板和破板一樣大其尺寸為長(zhǎng)600mm，寬400mm。間距L和最小間隙s根據(jù)核桃尺寸等級(jí)在理論最佳值附近加以選擇。最佳運(yùn)動(dòng)參數(shù)：偏心軸轉(zhuǎn)速300 r／min，以每個(gè)核桃10g計(jì)，則最大生產(chǎn)率為18Okg/h。
致 謝
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)到了很多，許多人也幫助了我。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師蘭海鵬老師，是他不停的督促我，在設(shè)計(jì)過程中不斷的糾正我的錯(cuò)誤，使我學(xué)會(huì)了許多東西，尤其是想問題和解決問題的思路，對(duì)我以后有很大的幫助。還有我的同學(xué)，隨時(shí)都會(huì)幫助我，這次最大收獲是掌握了Autocad制圖。謝謝他們幫助了我，使我順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
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