畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告課題名稱 螺旋式核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 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)械化及其自動化 班 級 指導(dǎo)教師 起止時(shí)間 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制填 表 說 明一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；7、主要參考文獻(xiàn)（不少于 7 篇）。二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在 3000 字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加 A4 紙張。四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。開題報(bào)告正文一、 本課題研究的目的和意義我國的核桃栽培面積約 130 萬 hm2 以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國際市場上,核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4 大干果,核桃作為保健食品早已被國內(nèi)外所認(rèn)識。我國核桃總產(chǎn)量約 31 萬噸,全國人均占有 0. 24kg。這與國際上一些國家相比相差甚遠(yuǎn),如美國人均占有核桃 1. 5kg,是我國的 6 倍。是我國主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達(dá) 300 萬畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國核桃栽培面積大，產(chǎn)量高， 但是加工技術(shù)落后， 沒有成熟的核桃破殼機(jī)械。針對核桃加工存在的問題和市場的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進(jìn)一步深加工。在加工中,存在的問題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,故研制高效剝殼機(jī)已成當(dāng)務(wù)之急。研制核桃取仁機(jī)的具體任務(wù)是尋找適當(dāng)?shù)?、特別是保證取仁質(zhì)量的破殼工藝方法,研究實(shí)現(xiàn)這一工藝方法所要求的機(jī)器。本課題研究通過對核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究，采用有限單元法，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn)，設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。實(shí)際上實(shí)現(xiàn)核桃取仁機(jī)械化, 對解放勞動力, 支援農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義，同時(shí)避免衛(wèi)生狀況難以達(dá)標(biāo)和造成核桃殼的浪費(fèi)。核桃出口國家較多, 進(jìn)口國家比較集中, 國際市場斗爭十分激烈, 實(shí)現(xiàn)核桃加工機(jī)械化, 有利于我們搶時(shí)間 , 爭速度, 支援外貿(mào)。機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯, 同時(shí), 大規(guī)模集中加工, 便于綜合利用。核桃仁中約占5%的碎末可以集中榨油, 核桃殼可以制成活性炭、過濾器中的濾料和堵漏材料等。因此，結(jié)合核桃的加工工藝，研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施，可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識的空白，推進(jìn)堅(jiān)果類破殼機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步，提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障，具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。二、 本課題所涉及的問題在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析1. 國外的研究現(xiàn)狀堅(jiān)果類破殼問題的研究， 國外早在20世紀(jì)60年代初，就著手研制各種堅(jiān)果破殼機(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)果破殼機(jī)，如夏威夷、杏仁破殼機(jī)等。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，堅(jiān)果破殼機(jī)具已日趨成熟，目前正朝著機(jī)電一體化方向發(fā)展。如蘇聯(lián)專利破裂松果的方法，日本專利破除栗殼的方法。2. 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀目前, 國內(nèi)研制的機(jī)械擠壓式核桃破殼機(jī)有多種, 實(shí)現(xiàn)核桃破殼的結(jié)構(gòu)主要有: 雙齒盤齒板式、對輥窩眼式、內(nèi)磨與外磨式、圓盤與圓盤式、圓盤與偏心圓弧板式、圓盤與直板式[ 1] 。其原理都是利用擠壓破殼間距與核桃外形尺寸形成間距差, 通過間距差使核桃殼破裂。但這幾種核桃破殼結(jié)構(gòu)在控制間距差方面均不理想, 因而破殼取仁效果較差。就說我國對棉核桃殼剝?nèi)∪蕶C(jī)理的研究，在理論和實(shí)踐方面都做了有益的探討，但均未解決好核桃去殼取仁的問題。如陜西、山西的核桃剝殼機(jī)，性能不甚好，勞動生產(chǎn)率低，且菌感染指數(shù)高于國際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，影響了桃仁的品質(zhì)，降低了換匯率。3. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析日前核桃破殼取仁有以下幾種方法：①離心碰撞式破殼往。②化學(xué)腐蝕法。③真空破殼取仁法。④超聲波破殼法。⑤定向擠壓破殼法。第一種方法，碎仁太多．所以應(yīng)用很少；第二種方法，由于在實(shí)際操作中不好控制．仁易受到腐蝕，處理不好還會造成對環(huán)境的污染，因此人們不愿接受；第三、四種方法．設(shè)備昂貴，破殼成本高，且破殼效果不夠理想；只有第五種方法值得探索。但由于核桃品種繁雜，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緩、導(dǎo)向、擠壓殼(多點(diǎn))、殼仁分離四部分，逐一加以解決。三、 對本課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析1. 任務(wù)要求（1） 通過查找文獻(xiàn)、試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)等多種方法確定設(shè)計(jì)方案；（2）對核桃破殼機(jī)械的破殼裝置進(jìn)行研究，進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集；（3）了解核桃破殼裝置的工作原理和核桃的物理特性，提出主要問題，給出初步的設(shè)計(jì)方案；（4）完成關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)，并在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，找出各參數(shù)的最佳組合。 2.可行性分析本課題要求設(shè)計(jì)螺旋式核桃破殼取仁機(jī)，設(shè)計(jì)過程中主要是對破殼機(jī)的破殼裝置進(jìn)行分析研究，掌握其工作原理，動力特性，破殼強(qiáng)度，工作轉(zhuǎn)速等。采用理論分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，采用 CAD、Solid works 繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對涉及結(jié)果進(jìn)行分析，對核桃破殼機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。理論分析采用概率統(tǒng)計(jì)學(xué)和力學(xué)分析法，分析并計(jì)算各個(gè)實(shí)際參數(shù)和運(yùn)動條件，設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的核桃破殼機(jī)。 。四、 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決的思路本課題重點(diǎn)研究的是：依據(jù)核桃的品質(zhì)分級和核桃破殼機(jī)的檢測現(xiàn)狀及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件，采集有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行破殼裝置的實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵是：分析核桃破殼機(jī)破殼裝置和核桃物理特性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)破殼效率高的實(shí)驗(yàn)裝置，畫出初步的裝置框圖。解決思路：查閱參考有關(guān)核桃破殼裝置和核桃物理特性的文獻(xiàn)。核桃大小有異，所以要求核桃剝殼機(jī)要具有分級裝置，主要是可進(jìn)行破殼定量調(diào)控，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就可提高破殼機(jī)的利用率。五、 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法完成本課題，首先，要對計(jì)算機(jī)繪圖有熟練的掌握和技巧；其次，要了解核桃破殼機(jī)的工作原理和核心部件的零件組成。還有，收集到核桃破殼機(jī)分級裝置、破殼裝置、分離裝置的技術(shù)參數(shù)，最后就是要靜下心來，仔細(xì)畫圖。其中計(jì)算機(jī)繪圖有一定基礎(chǔ)，需要在不斷的深入工程中不斷加強(qiáng)。核桃破殼機(jī)的工作原理也知道，對于其核心部件的外形和尺寸可以查閱資料得知。技術(shù)參數(shù)的話現(xiàn)有的資料有限，可以去相關(guān)工廠采集數(shù)據(jù)參數(shù)。最重要的還是能否在規(guī)定的計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成繪圖工作，前面的基礎(chǔ)根本不足以去完成工作，這樣邊學(xué)邊畫效率無法提高。所以一定要安安靜靜的去繪圖，認(rèn)認(rèn)真真的對待這份工作，才能達(dá)成最終目的。六、 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃本課題的完成方式是以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 和 Solid works 為依托，仿真、模擬出螺旋式核桃剝殼機(jī)的工作原理和動畫，通過對核桃剝殼機(jī)實(shí)際工作工程中的數(shù)據(jù)采集，植入真實(shí)數(shù)據(jù)，將核桃剝殼機(jī)的全過程以動畫形式呈現(xiàn)出來。擬定工作進(jìn)度是（以周為單位）1、第 1 周，任務(wù)書制定，確定設(shè)計(jì)計(jì)劃。2、第 2-3 周，撰寫開題報(bào)告，確定課題研究的意義和方法。3、第 4-6 周，進(jìn)行可行性論證，確定設(shè)計(jì)方案和草圖。4、第 7-10 周，繪制模型零件圖、裝配圖、3D 實(shí)體圖、動畫模擬圖。5、第 11-12 周，設(shè)計(jì)說明和對設(shè)計(jì)圖進(jìn)行修改、分析。6、第 13 周，設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備工作。7、第 14 周，最后修正，提交設(shè)計(jì)。七、 主要參考文獻(xiàn)1. 史建新 6PH-150 型核桃破殼機(jī)[期刊論文]-糧油加工與食品機(jī)械 2000(01)2. 張仲欣，對輥窩眼式核桃開口機(jī)設(shè)計(jì)．洛陽工學(xué)院學(xué)報(bào) 1999．20(4)：8—11．3. 吳斌方等．綿核桃剝殼取仁機(jī)的研制，湖北工學(xué)院學(xué)報(bào)．1995． 4. 陳秉均，美國胡桃加工技術(shù)的新進(jìn)展．農(nóng)機(jī)情報(bào)資料．1985．(9)38—435. 史建新，辛動軍，國內(nèi)外核桃破殼取仁機(jī)械的現(xiàn)狀及問題探討.農(nóng)機(jī)化，2001.（6）：29-326. 張林泉，龔麗，剝殼機(jī)具的現(xiàn)狀及效果改進(jìn)方法的探討.食品機(jī)械，2006， （7）：72-747. 趙學(xué)篤，陳元生，張守勤，農(nóng)業(yè)物科學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986 年8. 辛動軍，核桃破殼取仁方法及試驗(yàn)研究，，農(nóng)業(yè)大學(xué).2002 年 5 月9. 吳守一，郭永宏.農(nóng)業(yè)物料空氣動力學(xué)特性的研究.種子加工技術(shù)，1986， （1）：16-18 學(xué)生簽名 年 月 日 指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告課題名稱 螺旋式核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 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)械化及其自動化 班 級 指導(dǎo)教師 起止時(shí)間 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制填 表 說 明一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；7、主要參考文獻(xiàn)（不少于 7 篇）。二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在 3000 字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加 A4 紙張。四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。開題報(bào)告正文一、 本課題研究的目的和意義我國的核桃栽培面積約 130 萬 hm2 以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國際市場上,核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4 大干果,核桃作為保健食品早已被國內(nèi)外所認(rèn)識。我國核桃總產(chǎn)量約 31 萬噸,全國人均占有 0. 24kg。這與國際上一些國家相比相差甚遠(yuǎn),如美國人均占有核桃 1. 5kg,是我國的 6 倍。是我國主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達(dá) 300 萬畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國核桃栽培面積大，產(chǎn)量高， 但是加工技術(shù)落后， 沒有成熟的核桃破殼機(jī)械。針對核桃加工存在的問題和市場的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進(jìn)一步深加工。在加工中,存在的問題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,故研制高效剝殼機(jī)已成當(dāng)務(wù)之急。研制核桃取仁機(jī)的具體任務(wù)是尋找適當(dāng)?shù)?、特別是保證取仁質(zhì)量的破殼工藝方法,研究實(shí)現(xiàn)這一工藝方法所要求的機(jī)器。本課題研究通過對核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究，采用有限單元法，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn)，設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。實(shí)際上實(shí)現(xiàn)核桃取仁機(jī)械化, 對解放勞動力, 支援農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義，同時(shí)避免衛(wèi)生狀況難以達(dá)標(biāo)和造成核桃殼的浪費(fèi)。核桃出口國家較多, 進(jìn)口國家比較集中, 國際市場斗爭十分激烈, 實(shí)現(xiàn)核桃加工機(jī)械化, 有利于我們搶時(shí)間 , 爭速度, 支援外貿(mào)。機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯, 同時(shí), 大規(guī)模集中加工, 便于綜合利用。核桃仁中約占5%的碎末可以集中榨油, 核桃殼可以制成活性炭、過濾器中的濾料和堵漏材料等。因此，結(jié)合核桃的加工工藝，研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施，可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識的空白，推進(jìn)堅(jiān)果類破殼機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步，提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障，具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。二、 本課題所涉及的問題在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析1. 國外的研究現(xiàn)狀堅(jiān)果類破殼問題的研究， 國外早在20世紀(jì)60年代初，就著手研制各種堅(jiān)果破殼機(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)果破殼機(jī)，如夏威夷、杏仁破殼機(jī)等。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，堅(jiān)果破殼機(jī)具已日趨成熟，目前正朝著機(jī)電一體化方向發(fā)展。如蘇聯(lián)專利破裂松果的方法，日本專利破除栗殼的方法。2. 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀目前, 國內(nèi)研制的機(jī)械擠壓式核桃破殼機(jī)有多種, 實(shí)現(xiàn)核桃破殼的結(jié)構(gòu)主要有: 雙齒盤齒板式、對輥窩眼式、內(nèi)磨與外磨式、圓盤與圓盤式、圓盤與偏心圓弧板式、圓盤與直板式[ 1] 。其原理都是利用擠壓破殼間距與核桃外形尺寸形成間距差, 通過間距差使核桃殼破裂。但這幾種核桃破殼結(jié)構(gòu)在控制間距差方面均不理想, 因而破殼取仁效果較差。就說我國對棉核桃殼剝?nèi)∪蕶C(jī)理的研究，在理論和實(shí)踐方面都做了有益的探討，但均未解決好核桃去殼取仁的問題。如陜西、山西的核桃剝殼機(jī)，性能不甚好，勞動生產(chǎn)率低，且菌感染指數(shù)高于國際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，影響了桃仁的品質(zhì)，降低了換匯率。3. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析日前核桃破殼取仁有以下幾種方法：①離心碰撞式破殼往。②化學(xué)腐蝕法。③真空破殼取仁法。④超聲波破殼法。⑤定向擠壓破殼法。第一種方法，碎仁太多．所以應(yīng)用很少；第二種方法，由于在實(shí)際操作中不好控制．仁易受到腐蝕，處理不好還會造成對環(huán)境的污染，因此人們不愿接受；第三、四種方法．設(shè)備昂貴，破殼成本高，且破殼效果不夠理想；只有第五種方法值得探索。但由于核桃品種繁雜，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緩、導(dǎo)向、擠壓殼(多點(diǎn))、殼仁分離四部分，逐一加以解決。三、 對本課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析1. 任務(wù)要求（1） 通過查找文獻(xiàn)、試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)等多種方法確定設(shè)計(jì)方案；（2）對核桃破殼機(jī)械的破殼裝置進(jìn)行研究，進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集；（3）了解核桃破殼裝置的工作原理和核桃的物理特性，提出主要問題，給出初步的設(shè)計(jì)方案；（4）完成關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)，并在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，找出各參數(shù)的最佳組合。 2.可行性分析本課題要求設(shè)計(jì)螺旋式核桃破殼取仁機(jī)，設(shè)計(jì)過程中主要是對破殼機(jī)的破殼裝置進(jìn)行分析研究，掌握其工作原理，動力特性，破殼強(qiáng)度，工作轉(zhuǎn)速等。采用理論分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，采用 CAD、Solid works 繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對涉及結(jié)果進(jìn)行分析，對核桃破殼機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。理論分析采用概率統(tǒng)計(jì)學(xué)和力學(xué)分析法，分析并計(jì)算各個(gè)實(shí)際參數(shù)和運(yùn)動條件，設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的核桃破殼機(jī)。 。四、 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決的思路本課題重點(diǎn)研究的是：依據(jù)核桃的品質(zhì)分級和核桃破殼機(jī)的檢測現(xiàn)狀及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件，采集有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行破殼裝置的實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵是：分析核桃破殼機(jī)破殼裝置和核桃物理特性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)破殼效率高的實(shí)驗(yàn)裝置，畫出初步的裝置框圖。解決思路：查閱參考有關(guān)核桃破殼裝置和核桃物理特性的文獻(xiàn)。核桃大小有異，所以要求核桃剝殼機(jī)要具有分級裝置，主要是可進(jìn)行破殼定量調(diào)控，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就可提高破殼機(jī)的利用率。五、 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法完成本課題，首先，要對計(jì)算機(jī)繪圖有熟練的掌握和技巧；其次，要了解核桃破殼機(jī)的工作原理和核心部件的零件組成。還有，收集到核桃破殼機(jī)分級裝置、破殼裝置、分離裝置的技術(shù)參數(shù)，最后就是要靜下心來，仔細(xì)畫圖。其中計(jì)算機(jī)繪圖有一定基礎(chǔ)，需要在不斷的深入工程中不斷加強(qiáng)。核桃破殼機(jī)的工作原理也知道，對于其核心部件的外形和尺寸可以查閱資料得知。技術(shù)參數(shù)的話現(xiàn)有的資料有限，可以去相關(guān)工廠采集數(shù)據(jù)參數(shù)。最重要的還是能否在規(guī)定的計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成繪圖工作，前面的基礎(chǔ)根本不足以去完成工作，這樣邊學(xué)邊畫效率無法提高。所以一定要安安靜靜的去繪圖，認(rèn)認(rèn)真真的對待這份工作，才能達(dá)成最終目的。六、 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃本課題的完成方式是以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 和 Solid works 為依托，仿真、模擬出螺旋式核桃剝殼機(jī)的工作原理和動畫，通過對核桃剝殼機(jī)實(shí)際工作工程中的數(shù)據(jù)采集，植入真實(shí)數(shù)據(jù)，將核桃剝殼機(jī)的全過程以動畫形式呈現(xiàn)出來。擬定工作進(jìn)度是（以周為單位）1、第 1 周，任務(wù)書制定，確定設(shè)計(jì)計(jì)劃。2、第 2-3 周，撰寫開題報(bào)告，確定課題研究的意義和方法。3、第 4-6 周，進(jìn)行可行性論證，確定設(shè)計(jì)方案和草圖。4、第 7-10 周，繪制模型零件圖、裝配圖、3D 實(shí)體圖、動畫模擬圖。5、第 11-12 周，設(shè)計(jì)說明和對設(shè)計(jì)圖進(jìn)行修改、分析。6、第 13 周，設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備工作。7、第 14 周，最后修正，提交設(shè)計(jì)。七、 主要參考文獻(xiàn)1. 史建新 6PH-150 型核桃破殼機(jī)[期刊論文]-糧油加工與食品機(jī)械 2000(01)2. 張仲欣，對輥窩眼式核桃開口機(jī)設(shè)計(jì)．洛陽工學(xué)院學(xué)報(bào) 1999．20(4)：8—11．3. 吳斌方等．綿核桃剝殼取仁機(jī)的研制，湖北工學(xué)院學(xué)報(bào)．1995． 4. 陳秉均，美國胡桃加工技術(shù)的新進(jìn)展．農(nóng)機(jī)情報(bào)資料．1985．(9)38—435. 史建新，辛動軍，國內(nèi)外核桃破殼取仁機(jī)械的現(xiàn)狀及問題探討.農(nóng)機(jī)化，2001.（6）：29-326. 張林泉，龔麗，剝殼機(jī)具的現(xiàn)狀及效果改進(jìn)方法的探討.食品機(jī)械，2006， （7）：72-747. 趙學(xué)篤，陳元生，張守勤，農(nóng)業(yè)物科學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986 年8. 辛動軍，核桃破殼取仁方法及試驗(yàn)研究，，農(nóng)業(yè)大學(xué).2002 年 5 月9. 吳守一，郭永宏.農(nóng)業(yè)物料空氣動力學(xué)特性的研究.種子加工技術(shù)，1986， （1）：16-18 學(xué)生簽名 年 月 日 指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 螺旋式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì),學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 班 級：,本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,研究本設(shè)計(jì)的目的和意義 方案的選擇和確定 破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過程 破殼機(jī)構(gòu)主要的部件 結(jié)論,本設(shè)計(jì)研究的目的和意義,目的：本課題的主要動力來源于電動機(jī)，通過電動機(jī)帶動螺旋輸送器，使核桃與套筒擠壓并向前輸送，從而達(dá)到尺寸各異的核桃的破殼目的。 意義：結(jié)合核桃的加工工藝，研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施，可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識的空白，對提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障，具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。,方案確立,結(jié)合目前的研究條件，此破殼機(jī)采用環(huán)階梯擠壓破殼，將核桃送入螺旋式輸送軸，通過與套筒不同間隙的配合將不同尺寸的核桃剝殼，這種機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，傳動效率高、噪聲小，中小型農(nóng)戶都可適用。,螺旋式核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu),經(jīng)過多次的討論和實(shí)地的考察，確定了破殼機(jī)所需要的結(jié)構(gòu)，主要包括螺旋輸送軸、套筒、動力傳遞系統(tǒng)等,,螺旋軸設(shè)計(jì),套筒設(shè)計(jì),套筒1、套筒2、套筒3,機(jī)架的設(shè)計(jì),入料口、出料口設(shè)計(jì),帶輪設(shè)計(jì),小帶輪 大帶輪,螺旋式核桃破殼機(jī)的工作過程,電動機(jī)啟動后，通過螺旋輸送軸與套筒將不同尺寸的核桃送入間隙內(nèi)，大小不一的核桃在套筒與螺旋軸的配合下從套筒內(nèi)破殼擠出。,設(shè)計(jì)小結(jié),該方案圍繞核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行，主要對核桃破殼方式加以整合，重點(diǎn)對核桃破殼方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)與探索。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于它不需要進(jìn)行分級處理，能對各種尺寸的堅(jiān)果（不僅針對核桃）進(jìn)行破殼，并填補(bǔ)了螺旋式破殼機(jī)械的空白。缺點(diǎn)在于，它還沒有進(jìn)行試驗(yàn)研究，缺乏實(shí)踐證明，在工作過程中有可能造成堵塞問題。,設(shè)計(jì)心得,通過這次設(shè)計(jì),我認(rèn)真地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)書既定的目標(biāo)，綜合運(yùn)用所學(xué)知識和繪圖機(jī)能，使自己得到了一次實(shí)質(zhì)的鍛煉。在過程中也暴露了一些問題 。通過這次設(shè)計(jì)，我將在以后的學(xué)習(xí)和工作中更加努力，不斷改正不足，提升自我。,請各位老師批評指正！ 謝謝, 螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名 學(xué) 號 所屬學(xué)院 專 業(yè) 班 級 指導(dǎo)教師 日 期 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)前 言我國的核桃栽培面積約 130 萬 hm2以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國際市場上,核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4 大干果,核桃作為保健食品早已被國內(nèi)外所認(rèn)識。我國核桃總產(chǎn)量約 31 萬噸,全國人均占有 0.24kg。這與國際上一些國家相比相差甚遠(yuǎn),如美國人均占有核桃1.5kg,是我國的 6 倍。是我國主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達(dá)300 萬畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國核桃栽培面積大，產(chǎn)量高，但是加工技術(shù)落后，沒有成熟的核桃破殼機(jī)械。實(shí)現(xiàn)核桃加工機(jī)械化,有利于我們搶時(shí)間,爭速度, 支援外貿(mào)機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯,同時(shí),大規(guī)模集中加工,便于綜合利用。核桃仁中約占 5%的碎末可以集中榨油, 核桃殼可以制成活性炭、過濾器中的濾料和堵漏材料等推進(jìn)堅(jiān)果類破殼機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步。本課題研究通過對核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn)，設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。結(jié)合核桃的加工工藝，研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施，可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識的空白，對提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障，具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。目 錄1 緒論 -----------------------------------------------------------------------------11.1 研究的目的和意義 -------------------------------------------------------------11.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析 -------------------------------------------------------11.2.1 國外研究現(xiàn)狀及分析 ---------------------------------------------------------11.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析 ---------------------------------------------------------11.3 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 ---------------------------------22 螺旋式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)說明 ------------------------------------------------------22.1 螺旋式核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖 ---------------------------------------------22.2 螺旋式核桃破殼機(jī)的工作原理 ---------------------------------------------------23 傳動方案設(shè)計(jì) --------------------------------------------------------------------33.1 電動機(jī)選擇 -------------------------------------------------------------------33.2 帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 -------------------------------------------------------------33.3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ---------------------------------------------------------------44 軸的設(shè)計(jì) ------------------------------------------------------------------------64.1 軸的設(shè)計(jì) ---------------------------------------------------------------------64.1.1 軸的計(jì)算 -------------------------------------------------------------------64.1.2 求作用在齒輪上的力 ---------------------------------------------------------64.1.3 初步確定軸的最小直徑 -------------------------------------------------------64.1.4 擬定軸上零件的裝配方案 -----------------------------------------------------64.1.5 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度。 -----------------------------------64.1.6 軸承端蓋的選擇： -----------------------------------------------------------74.1.7 求輸入軸上的功率 -----------------------------------------------------------74.1.8 求作用在齒輪上的力 ---------------------------------------------------------74.2 軸的校核 ---------------------------------------------------------------------74.2.1 軸的剛度校核 ---------------------------------------------------------------74.2.2 軸的強(qiáng)度校核 ---------------------------------------------------------------84.2.3 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 -------------------------------------------------------------94.2.4 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 -------------------------------------------------------94.2.5 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 -----------------------------------------------------94.3 附件的設(shè)計(jì) -------------------------------------------------------------------94.3.1 軸系零件的定位與軸承的選擇 -------------------------------------------------94.3.2 軸承的選擇 -----------------------------------------------------------------9總結(jié) ------------------------------------------------------------------------------11致謝 ------------------------------------------------------------------------------12參考文獻(xiàn) --------------------------------------------------------------------------131 1 緒論1.1 研究的目的和意義 我國的核桃栽培面積約 130 萬 hm2以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國際市場上,核桃與杏A 仁、腰果、榛子一起并列為世界 4 大干果,核桃作為保健食品早已被國內(nèi)外所認(rèn)識。我國核桃總產(chǎn)量約 31 萬噸,全國人均占有 0.24kg。這與國際上一些國家相比相差甚遠(yuǎn),如美國人均占有核桃1.5kg,是我國的 6 倍。是我國主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達(dá) 300 萬畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國核桃栽培面積大，產(chǎn)量高，但是加工技術(shù)落后，沒有成熟的核桃破殼機(jī)械。針對核桃加工存在的問題和市場的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進(jìn)一步深加工。在加工中,存在的問題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,這就迫切需要設(shè)計(jì)生產(chǎn)出能進(jìn)行機(jī)械或半機(jī)械化加工的核桃破殼機(jī)，以提高核桃剝殼的生產(chǎn)效率。針對市場上各種核桃破殼機(jī)破殼的生產(chǎn)效率低，破殼難，成本高，加工不方便的問題及市場的需求不能滿足需求的狀況，本課題研究通過對核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn)，設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。此種核桃破殼機(jī)可以破殼品種繁雜、尺寸差異較大、形狀不規(guī)則的核桃，并在使用中破殼率高，破殼后的籽仁破碎率低，損失小，成本低，機(jī)具的運(yùn)動性穩(wěn)定，能夠投入生產(chǎn)。則該方法破殼值得投入設(shè)計(jì)，具有很好的前景。1.2 本課題的研究現(xiàn)狀和分析1.2.1 國外研究現(xiàn)狀及分析國外早在 20 世紀(jì) 60 年代，就著手研制核桃破殼機(jī)具，至 80 年代，美國、意大利、法國等已相繼推出了各種破殼機(jī)。經(jīng)過這么多年，核桃破殼機(jī)以及堅(jiān)果破殼機(jī)具已日趨成熟。主要的核桃破殼機(jī)研究有：JEAN-PIERRE LACOMBE 研制的申請?zhí)枮?FR9009864A 核桃破殼機(jī) [1]。該機(jī)包括一四周封閉,底部連接出料斗,頂部設(shè)置喂料斗的長方形空腔體?？涨惑w的底部靠支腿支撐。空腔中安置有 上、下傳動軸,電機(jī)轉(zhuǎn)動通過鏈傳動帶動上傳動軸一起運(yùn)動。上、下傳動軸依靠輸送鏈實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。在上傳動軸的一端上裝設(shè)有支撐法蘭盤。在支撐法蘭盤的一周上固定若干個(gè)小氣缸。每個(gè)小氣缸內(nèi)裝設(shè)有一個(gè)氣錘。氣泵工作時(shí),通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣氣壓、復(fù)位氣壓、泄氣氣壓的壓力大小可實(shí)現(xiàn)高壓氣流在小氣缸內(nèi)推動氣錘做往復(fù)運(yùn)動,從而實(shí)現(xiàn)氣錘的撞擊破殼。輸送鏈和氣錘的運(yùn)動依靠電磁閥來實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動。該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,操作輕便省力,破殼速度快且核桃的破損率低。MTCHEDLIDZE VAKHTAN 研制的申請?zhí)?KR20097000061 核桃破殼機(jī) [2]。該機(jī)包括機(jī)架、主軸、核桃夾持裝置、擊打裝置、料箱、撥輪、出料裝置、減速器、輸送裝置等；擊打裝置進(jìn)氣管、夾持裝置進(jìn)氣管、擊打氣缸穩(wěn)壓罐、夾持氣缸穩(wěn)壓罐組成核桃破殼裝置的氣動系統(tǒng)；擊打裝置控制閥、夾持裝置控制閥、傳感器和控制器組成核桃破殼裝置的控制系統(tǒng)；導(dǎo)向滾輪驅(qū)動鏈、輸送裝置驅(qū)動鏈輪、毛刷、護(hù)板、核桃壓板等組成核桃破殼裝置的輸送系統(tǒng)；核桃夾持裝置、擊打裝置在主軸驅(qū)動鏈輪的驅(qū)動下隨著主軸一同旋轉(zhuǎn)構(gòu)成一個(gè)多工位氣動式核桃破殼裝置,該裝置與核桃輸送裝置同步運(yùn)動,從而實(shí)現(xiàn)核桃輸送、定位、喂入夾持、破殼和卸料的連續(xù)作業(yè)。VAN RIPER CLIFF 研制的公開號為 US4246699 核桃破殼機(jī) [3]。該機(jī)是螺旋碾桶和軋輥配合,實(shí)現(xiàn)核桃破殼。選擇軋楞傾角、碾桶螺距和軋輥轉(zhuǎn)速為正交試驗(yàn)的 3 個(gè)因素,并通過極差分析和方差分析,確定軋楞傾角為 15°、軋輥轉(zhuǎn)速 20 r/m in 和碾桶螺距為 2 倍柵格寬度為其最優(yōu)組合。試驗(yàn)結(jié)果表明,該設(shè)備破殼率 99.4%、碎仁率為 0.6%,改善了破殼質(zhì)量,并提升了核桃破殼機(jī)械化生產(chǎn)水平。1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析我國在傳統(tǒng)的脫殼設(shè)備的基礎(chǔ)上，盡管正在研制和開發(fā)各種類破殼機(jī)械，但其發(fā)展相當(dāng)緩慢，同時(shí)成熟的機(jī)型及進(jìn)行批量生產(chǎn)的不多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于農(nóng)產(chǎn)品深加工的需求。在技術(shù)上還存在如下問題：（1）破殼率低，破殼后的籽仁破碎率高，損失大。（2）機(jī)具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。（3）作業(yè)成本偏高，我國破殼機(jī)械尚未形成規(guī)模和系列，多數(shù)單機(jī)制造，制造工藝水平較低，故制造成本偏高。2 （4）有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn)，未進(jìn)行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用，作業(yè)性能、可靠性、耐久性及商品性等方面還存在不少問題。目前，具有代表性的核桃破殼機(jī)主要有：史建新,董詩韓等研制一種核桃剝殼機(jī),該機(jī)包括機(jī)架、喂料斗、定錐形筒、動錐形筒、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、出料斗、布料蓋板、帶傳動、電機(jī)等。動錐形筒上部安裝有布料蓋板；定錐形筒同心套裝在動錐形筒外部,形成錐環(huán)形核桃剝殼型腔；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可上下移動定錐形筒,從而改變錐環(huán)形核桃剝殼型腔大??；當(dāng)動錐形筒旋轉(zhuǎn)時(shí)核桃依靠動錐形筒和定錐形筒對核桃的擠壓和剪切作用下破裂核桃,破裂的核桃從出料口排出。本核桃剝殼機(jī),結(jié)構(gòu)簡單、破殼品種多樣化,能實(shí)現(xiàn)核桃的機(jī)械化剝殼 [4]。李長泰發(fā)明的一種自動核桃破殼機(jī),該機(jī)解決了現(xiàn)有核桃破殼設(shè)備勞動強(qiáng)度大,效率低的問題。自動核桃破殼機(jī),包括可間隙轉(zhuǎn)動的送料盤,送料盤上沿圓形軌跡均布有若干圓孔,送料盤的下方為工作面,送料盤的上方為可間歇升降的壓頭。自動化程度高,破殼效率高,破殼質(zhì)量好 [5]。李忠新,楊軍,楊莉玲,帕哈爾鼎,楊忠強(qiáng),劉奎,崔寬波,劉佳,沈曉賀,朱占江,買合木江等研制的一種核桃破殼機(jī)，該機(jī)由進(jìn)料口、轉(zhuǎn)盤、導(dǎo)向板、通風(fēng)道、機(jī)體、導(dǎo)料板、出料口、電機(jī)、皮帶輪、軸等組成；機(jī)體頂部連接有箱蓋,在箱蓋的中間部位連接有進(jìn)料口；轉(zhuǎn)盤在軸的帶動下旋轉(zhuǎn),導(dǎo)料板焊接在機(jī)體上?？蓪Σ煌N類核桃進(jìn)行破殼,核桃仁破碎率低,表面磨損少、生產(chǎn)率高。李忠新,楊軍,韓小軍,楊莉玲,李新明,王釗英,齊新洲等人員研制的平板擠壓式核桃破殼機(jī)，該機(jī)包括殼體、底座、傳動電機(jī)、主動破殼板、被動破殼板、調(diào)距手輪、進(jìn)料斗、導(dǎo)料斗組成。殼體頂部設(shè)置進(jìn)料斗,殼體的底部靠底座支撐。殼體空腔中分別裝設(shè)有主動、被動破殼板,主動破殼板通過偏心軸的從動齒輪與調(diào)速電機(jī)傳動軸上的主動齒輪嚙合一起運(yùn)動。被動破殼板與殼體外側(cè)的螺紋管連接,螺紋管與螺紋頂桿相配合,螺紋頂桿的外側(cè)固定一調(diào)距手輪,通過調(diào)距手輪的旋轉(zhuǎn),可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)兩破殼板之間的間隙?？蓪Ω鞣N類 型的堅(jiān)果類進(jìn)行破殼,不會將果仁破碎,破殼時(shí)果殼不會四處飛濺,該機(jī)使用安全、可靠、方便,特別適合于核桃種植戶和核桃加工企業(yè)使用 [7]。1.3 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路重點(diǎn)設(shè)計(jì)機(jī)架部分和工作部分，機(jī)架內(nèi)容要包含核桃破殼整體裝置，以實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確的整體，以及破殼的受力分析，確定破殼的形狀大小。核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，所牽涉的問題也很多，如功能、強(qiáng)度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和標(biāo)準(zhǔn)化等。無論是總體布局、傳動方式還是零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都必須綜合考慮各方面的因素，仔細(xì)分析比較，選擇最優(yōu)化方案，選出了螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī)。2 螺旋式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)說明2.1 螺旋式核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖1.喂料口 2.套筒 3.螺旋軸 4.出料口 5.機(jī)架 圖2-1 螺旋式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu) 經(jīng)過探討，確定圓盤式核桃破殼機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，包括螺旋軸、喂料口、套筒、出料口、破殼室、機(jī)架等。2.2 螺旋式核桃破殼機(jī)的工作原理該機(jī)主要由機(jī)架、喂料斗、破殼螺旋軸、套筒、出料斗、軸、帶、電機(jī)等組成，螺旋軸與套筒是主要破殼部件，它們構(gòu)成破殼工作區(qū)，核桃在該區(qū)受到連續(xù)擠壓，受擠壓的核桃沒有很好的破殼，3 還可以再次進(jìn)行擠壓，這樣核桃的破殼率就會相對比較高；另外，因?yàn)樘淄彩菆A錐形的，與螺旋軸水平放置，所以擠壓間距是變化的，以適應(yīng)不同大小的核桃；套筒是階梯型的，我們可以根據(jù)不同的核桃品種及其大小范圍來增加或減少套筒的最佳使用數(shù)量。3 傳動方案設(shè)計(jì) 綜合考慮效率、質(zhì)量、運(yùn)動性能、生產(chǎn)條件。選擇用普通 V 帶傳動。帶傳動具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。3.1 電動機(jī)選擇由配用的電動機(jī)的功率 P(kW)的大小，要根據(jù)破殼機(jī)破開核桃的生產(chǎn)能力 Q(t/h)來決定，不宜過大或過小。一般應(yīng)按下式計(jì)算：P=(6.4～10.5)Q。如要求破開得較細(xì)，系數(shù)的值可以取大一點(diǎn)，，如要求破開得較粗，系數(shù)的值可取小一點(diǎn)。按照經(jīng)驗(yàn)取 Q=100kg/h，則電動機(jī)的功率P=10.5×100×103=1.05kW，查機(jī)械手冊 [8]綜合考慮選用 Y 型三相異步電動機(jī) Y90s-2。表 3-1 電動機(jī)主要性能型 號 額定功率 kw滿載轉(zhuǎn)速 minr額定電流A效 率% 功率因數(shù) 額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩 電動機(jī)質(zhì)量 kgY90s-2 1.5 2840 3.44 78 0.78 2.3 22表 3-2 電動機(jī)主要外形尺寸電動機(jī)主要外形安裝尺寸如圖 3-1圖3-1 電動機(jī)3.2 帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）確定計(jì)算功率wPKAca k10.50.1???其中 為工作系數(shù) , 為傳動的額定功率。AKP（2）選擇 V 帶的帶型根據(jù) 、 由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 8-11 選用 Y 型帶。ca1n（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)算帶速dV中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸出尺寸D×E安裝鍵部位尺寸F90 310×245×190 190×140 10 24×50 84 ①初選主動輪的基準(zhǔn)直徑 。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 8-6 和表 8-8，取大帶輪的基準(zhǔn)直1d徑: 。 mmd40)(75in1???②驗(yàn)算帶速 Vsmnd /15.10628475.36.1????因?yàn)?, 故帶速合適。svs/305/?③計(jì)算從動輪的基準(zhǔn)直徑 。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-15a) ，計(jì)算從動輪的基準(zhǔn)直徑 2d5.89724d12???di。 機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 8-8，圓整為 。 md2(4)確定中心距 和基準(zhǔn)長度 。aL①由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-20),初定中心距 。 40?a②由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-22),計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度102m4)()104(2.3)()(214.302120 ??????????ddaLdo由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-2)選帶的基準(zhǔn)長度 。 m?dL③按機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距 a89204200 ???a中心距的變化 ： d47115.-8915.min ???33ax??L④驗(yàn)算小帶輪上的包角 1??????? 20.6589.)2(0.7)(8021 ????d⑤計(jì)算帶的根數(shù) z由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式(8-19)知.kw1.3)(.6K)P(0 ????????Lr?，取 2 根。6.1.0??Pzca⑥求作用在在帶輪軸上的壓力 0F由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 8-3 得 Y 型帶的單位長度質(zhì)量 ,mkgq/02.?所以： ?? NvzKPca 8.3915.02.15.2936.05.)( 220 ???????應(yīng)使帶的實(shí)際初拉 ，作用在軸上的壓力為min0)(F?z .40.6sin8.39)s(2)(i0in?3.3 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 。因此小帶mdmd 753.2571 ???5 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 ， ,m3.5bd?6.1ha?, ， ，m8e?2zhdaa 2.436.102????。m81)-(1-?fB）（圖3-2 小帶輪結(jié)構(gòu)圖3-3 大帶輪結(jié)構(gòu)大帶輪的材料選擇 ，由大帶輪的基準(zhǔn)直徑，150HT，mdmd 753.2.29????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 ,mbd3.5?6 ， , ， ，mha6.1?8e2?Zmhdaa 2.1036.102???。mfZB06)1-(2)(????4 軸的設(shè)計(jì)4.1 軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的軸長是 1007m，分為 5 段，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖 4-1 軸的結(jié)構(gòu)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，對應(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號剛作為軸的材料。調(diào)制處理。第二段軸軸表面淬火，增加其表面的耐磨性能。4.1.1 軸的計(jì)算 Ⅰ軸上的功率 ， ，則4kw.1?P750r/min1179549???NPT4.1.2 求作用在齒輪上的力已知高速級小齒輪的分度圓直徑 因?yàn)槭菢?biāo)準(zhǔn)齒輪所以 ，所以其1d?20??圓周力：N 7.4875921t ???F徑向力：.10tan.48tan???軸向力：= aFt 9.37/cos2.17cos????4.1.3 初步確定軸的最小直徑軸的估算如下：初選材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由于軸即傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，故式：??npAP t 303632.059d???查表 15-3 取 =110，且 ， ，則0A14kw.?Pmi/751rn?At 4.330?取 。md6in?輸入軸的最小直徑顯然是安裝凸輪的孔徑，故凸輪的孔徑為 。604.1.4 擬定軸上零件的裝配方案軸承座-圓柱套筒和圓錐套筒-軸承-軸承端蓋-帶輪4.1.5 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度。第一段：圓錐滾子軸承，查手冊， md751?l71第二段： d72?l802第三段：圓錐滾子軸承，查手冊， , 32037 第四段： , md684?l154第五段： , 95604.1.6 軸承端蓋的選擇選擇凸緣式聯(lián)軸承端蓋（根據(jù)結(jié)構(gòu)）HT150。 （查表 11-10） , 。 2ee?1螺釘直徑 ，螺釘個(gè)數(shù)： 個(gè)。其參數(shù)如下：d03?4md9130??D085.2.??1e63其中： ,取 ，em2?2.19則軸端蓋： 。L8.56?4.1.7 求輸入軸上的功率， ，則kwP4.1輸 min/7.4rn輸mNPT ??????? 555 104.376.4109109輸 輸輸4.1.8 求作用在齒輪上已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 2d則：TFt 120498.521???Ntr 8.tanan??3coscos4.2 軸的校核4.2.1 軸的剛度校核軸的材料：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，對應(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號剛作為軸的材料。調(diào)制處理。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，對該軸進(jìn)行扭矩校核。軸的結(jié)構(gòu)見圖 4-1。軸的扭矩計(jì)算電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：NMnpTmd02.6385.1950d ???式中： 為電動機(jī)額定功率， 為電動機(jī)轉(zhuǎn)速。dp主軸輸入轉(zhuǎn)矩：id .19.2621???為帶輪的傳動效率初選1?9.0為軸承的傳動效率初選2 82根據(jù)要求，軸要滿足下列條軸的強(qiáng)度條件：][053.2.16.033 ?? ????MPadWT8 式中： 為軸的切應(yīng)力，單位 ； 為轉(zhuǎn)矩，單位 ； 為抗扭截面系數(shù)，單位 ；?MPaTmN?TW3m為許用扭切應(yīng)力，單位 。][表 4-1 常用材料的值和 值C該軸的材料為 45 號鋼，則滿足強(qiáng)度條件，軸是安全的 [11]。軸的剛度計(jì)算][689.035.10.82463244 ???? ?????radGTlIlP式中： 為轉(zhuǎn)矩； 為受轉(zhuǎn)矩作用的長度， ；G 為材料的切變模量， ； 為軸徑，Tl mMPad； 為軸截面的極慣性距。 , ，故軸是安全的。mPI][??4.2.2 軸的強(qiáng)度校核圓周力：NdTFt 4675108.21???徑向力：tr .23tan4675an??軸向力：Ft 9.80cos/cos???求垂直面的支承反力（圖 b） NLdFarv 2.5.847792016.20531 ??????NFvv?求水平面的支承反力（圖 c）FtH5.3724621??F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力（圖 d）NLKF.15.87301?F612??外力 作用方向與帶傳動的布置有關(guān)，在尚未確定具體布置前，可按最不利情況考慮。繪垂直面的彎矩圖（圖 b）mMZva 9.4532.07??NLFva.1'?軸的材料 Q235,20 35 45 40Cr，35SiMnPa/][?12-20 20-30 30-40 40-52C 160-135 135-118 118-107 107-989 繪水平面的彎矩圖（圖 c）NmLFMH39628475.0231a ???F 力產(chǎn)生的彎矩圖（圖 d）KF.1.2?作用在軸右端的外力：NdT02/3894/??mLMFa 6.537.612求合成彎矩圖（圖 e）考慮到最不利的情況，把 與 直接相加。aHv?NFava 9.3876.5392.452 ????41)(a'' m8.072NM4.2.3 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖 f）dFT34651t ???4.2.4 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩從圖可見，a-a 截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為:??2eTa??取折合系數(shù) ，代入上式得 :6.0??NmM39816.09.3872e ???4.2.5 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 14—1 查得 ，由表 14-3 查的許用應(yīng)力MPaB75?，則 。 考慮到鍵槽對軸的削弱，將??Pab601?????dbe .4.01.0333???值加大 ，故 ，粗取軸徑為 ，合適，安全。d4%2m584??604.3 附件的設(shè)計(jì)4.3.1 軸系零件的定位與軸承的選擇軸向定位 為了防止軸上零件發(fā)生沿軸向的移動，必須對其進(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。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的鍵，根據(jù)傳動的要求，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。4.3.2 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 的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中選擇深溝球軸承；md75?m7510 查表 6-1，選擇型號為 6015 GB/T276—1994 的軸承。另一處已知軸徑為 ，所以選內(nèi)徑md75?也為 的軸承，選擇型號也為 6015 GB/T276—1994 的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下：m75軸承外徑： d75?mD1B20基本額定動載荷： KNCr.6基本額定靜載荷：圖 4-2 軸的受力分析11 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“螺紋螺旋式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)”。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)為螺旋式破殼機(jī)。該機(jī)主要由機(jī)架、喂料斗、破殼螺旋軸、套筒、出料斗、軸、帶、電機(jī)等。螺旋軸與套筒是主要破殼部件，它們構(gòu)成破殼工作區(qū)，核桃在該區(qū)受到連續(xù)擠壓，受擠壓的核桃沒有很好的破殼，還可以再次進(jìn)行擠壓，這樣核桃的破殼率就會相對比較高；另外，因?yàn)樘淄彩菆A錐形的，與螺旋軸水平放置，所以擠壓間距是變化的，以適應(yīng)不同大小的核桃；套筒是階梯型的，我們可以根據(jù)不同的核桃品種及其大小范圍來增加或減少套筒的最佳使用數(shù)量。通過這段時(shí)間的努立，我基本上按要求完成了機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中指定的各項(xiàng)任務(wù)，通過這次設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了我的機(jī)械知識水平，鞏固了所學(xué)課程；無論是看圖能力還是畫圖能力都得到了較大的提高，使我們對機(jī)械有了更深刻的理解和認(rèn)識，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決工程實(shí)踐問題的能力。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和資料的缺乏，加之時(shí)間緊迫，在設(shè)計(jì)過程中遇到了許多問題，大部分問題在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下下得以解決。但也有很多地方設(shè)計(jì)的不近人意，例如所繪制的圖紙有些地方表達(dá)的不是很清楚，希望各位老師給予諒解。12 致 謝對于這次設(shè)計(jì)的完成,首先感謝母?！锬敬髮W(xué)的辛勤培育，感謝學(xué)校給我提供了如此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機(jī)會，使我學(xué)到了許多新的知識、知道了知識的可貴與獲取知識的辛勤。承蒙蘭海鵬老師的耐心指導(dǎo)，我順利地完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此深深感謝我的蘭老師給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助,表現(xiàn)了他對工作高度負(fù)責(zé)的精神，同時(shí)也感謝給給我?guī)А懂嫹◣缀巍返睦钇嚼蠋?，《機(jī)械工程材料》的張有強(qiáng)老師，《互換性與測量技術(shù)》的王旭峰老師，《材料力學(xué)》的李平老師，沒有這些課程做基礎(chǔ)，是無法完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的，感謝你們！在我的設(shè)計(jì)過程中，還得到了眾多同學(xué)的支持和幫助，在此，我對這些同學(xué)表示我衷心的感謝和永遠(yuǎn)的祝福！ 對于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，還有許多美好的設(shè)想由于時(shí)間緊湊和自身因素?zé)o法得以實(shí)現(xiàn)，這不能不說是本次設(shè)計(jì)的遺憾之處。不過，至少它啟發(fā)了我的思維，提高了我的動手能力，豐富了我為人處世的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步鞏固了所學(xué)知識，這為我在以后的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。同時(shí)為以后在自己的工作崗位上發(fā)揮才能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在這四年里，我體會頗多。首先感謝所有老師，尤其是這四年來帶過我課的老師，沒有你們就沒有今天的我，你們不僅教會了我書本上的知識，而且還教會了我做人的道理。在這里，學(xué)生真誠的向你們說聲感謝。老師，謝謝您！再次感謝農(nóng)機(jī)班的所有同學(xué)們，謝謝你們在平日里給我的幫助和照顧，祝愿你們在以后的工作和生活中都能一帆風(fēng)順。13 參考文獻(xiàn)[1] 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