板栗切口机设计 (2)【cad高清图纸和说明书全套】
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专业:机械设计制造及其自动化 学号:9313110220 Hebei Normal University of Science & Technology本科毕业设计(自然科学) 题 目:板栗切口机的设计 院(系、部):欧美学院机电科学与工程系 学 生 姓 名:刘振 指 导 教 师:刘长荣 职 称 教授 2015年5月20日河北科技师范学院教务处制 资料目录1.学术声明1 1页2.河北科技师范学院本科毕业设计126页3.河北科技师范学院本科毕业设计任务书1 1页4.河北科技师范学院本科毕业设计开题报告1 4页5.河北科技师范学院本科毕业论设计中期检查表1 1页6.河北科技师范学院本科毕业设计答辩记录表 页7.河北科技师范学院本科毕业设计成绩评定汇总表 页8河北科技师范学院本科毕业设计工作总结1 1页9其反映研究成果的资料(图、外文翻译、文献综述) 128页 河北科技师范学院 本科毕业设计板栗切口机的设计院(系、部)名 称 : 欧美学院机电科学与工程系 专 业 名 称:机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名: 刘振 学 生 学 号: 9313110220 指 导 教 师: 刘长荣 2015年5月20日河北科技师范学院教务处制摘 要摘 要板栗切口机又被称为板栗划口机,是在加工板栗中给板栗开口的一种设备,为了使板栗在后续加工中更容易入味,就需要在板栗炒制、浸味、淹制前在板栗上开一道口。板栗切口机的诞生代替了手工开口。实现了手工加工进入机械加工的时代,从而大大提高了板栗加工的效率,是人的双手得到了解放,而且更加卫生安全,机械加工后的板栗切口更加整齐,大大减轻了对果肉的损害。2本次设计主要针板栗切口机进行设计。首先,对板栗切口机结构及原理进行分析,原理是:板栗从投料口加入,投料室设计成漏斗状可实现批量加工。切口机采用链板式传送,投料口处传送链的倾斜设计可实现板栗自动上链。双刀盘和刀具高速旋转,进行板栗的切口工作。板栗切口完成后,被传送链输送到出料口,利用重力从传送链上自行脱落,完成整个的板栗切口加工,在此分析基础上提出了总体结构方案;接着,对主要技术参数进行了计算选择;然后,对各主要零部件进行了设计与校核;最后,通过AutoCAD制图软件绘制了板栗切口机总装图、传动装置装配图及主要零部件图。关键词:板栗;切口;圆盘刀;传送链AbstractChestnut incision machine, also known as Chestnut draw machine, is a device to an opening in the processing of chestnut chestnut, in order to make the chestnut in subsequent processing easier tasty, it is necessary before the chestnut frying, dip taste, flooded in Chestnut On open a crossing. Birth Chestnut incision machine replaces the manual opening. To achieve the era of manual processing into the machining, thus greatly improving the efficiency of chestnut processing, human hands has been liberated, and chestnut cut more health and safety, after machining tidier, greatly reducing the damage to the flesh.The design of the main needle Chestnut incision machine design. First, Chestnut incision machine structure and analysis of the principle, the principle is: chestnut from the doghouse to join, feeding room into a funnel-shaped design enables batch processing. Cut machine transmission chain plate, tilt design doghouse at the conveyor chain can be realized chestnut automatic winding. Pole plate and high-speed rotating cutter, cut work performed chestnut. Chestnut incision is complete, the conveyor chain is delivered to the discharge port, using gravity to fall off from the conveyor chain, complete the chestnut cut processing, in this analysis is proposed on the basis of the overall structure of the program; then, the main technical parameters were calculated selection; then, all the major parts and components for the design and verification; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw the chestnut cut machine assembly diagram, gearing assembly drawing and major components Fig.Keywords: Chestnut.;Incision;Disc knife;Conveyor chain II目 录目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 论文研究背景与意义11.2国内外研究现状11.3社会效益和经济效益12 总体设计22.1总体方案设计22.2工作原理分析23 主要零部件的设计33.1传送系统的设计33.1.1传送电机的选择33.1.2 动力参数计算43.1.3齿轮传动的设计53.1.4链传动的设计83.1.5轴及轴承、键的设计103.1.6轴承及键的校核与寿命计算123.2 切口装置设计133.2.1 切口电机的选择133.2.2动力参数的计算143.2.3齿轮传动的设计153.2.4轴及轴承、键的设计183.2.5轴承及键的校核与寿命计算213.2.6刀盘的设计213.3 箱体设计223.3.1箱体的结构设计223.3.2机架的结构设计22结论22参考文献24致谢24III8河北科技师范学院2015届本科毕业设计 1 绪论 1.1 论文研究背景与意义板栗切口机背景:由于栗子是中国特有的干果。中就有“山有漆,隰有栗之句。说,“果之美者,江浦之橘,箕山之栗”,把栗子作为中国果品类代表;炒栗子是我国是我国美食文化,流传至今;而炒板栗,板栗开口,古老方式已跟不上社会发展需求,设计合适的板栗切口机变得尤其重要。板栗甘甜芳香,含51到60的淀粉,白质5.4 -10.3,2.1-7.5的脂肪,胡萝卜素,维生素A钾等矿物质,营养素被人体吸收并且利用率高达97。十粒板栗大约含卡路里的热量为和小于1克的脂肪含量,是在壳类果实含量最低的。19广泛被应用于食品加工,烹调宴席。板生食,炒食皆宜,清香可口,也可以被做成多种菜肴,糕点,罐头食品等。板栗便于贮存和保鲜,可以长期在市场上销售。板栗多产于山地,国外称之为“健康食品”,属于健胃补肾的最佳之选。本课题研究的目的就是在总结了早期的板栗切口技术的基础上,寻找早期切口技术的不足以及切口设备的缺陷,经过改进与创新,最后用一个新的方案思路和创新设备来突破传统板栗切口机的种种缺陷,提高板栗加工的效率。这个设备和方案的完成将可能会解决板栗加工家庭生产低迷的现象,进而推动了板栗加工业的发展。1.2国内外研究现状在世界上,板栗切口技术已经在很多国家得到了研究与应用,一些欧洲国家更是走在了世界的前沿,这其中意大利和法国最为先进。板栗的加工已经非常成熟,清洗、分级等都应经是工业化,随着智能机器人的诞生,一些发达国家已经在板栗的生产过程中加入了智能机器人。在亚洲,日本是板栗加工行业的领头羊。而我虽然是板栗生产大国,但是在改革开放前由于加工技术的缺乏与落后。一直没有形成板栗加工的工业化,随着改革开放,我国在于世界一些板栗加工的发达国家的交流中,学习到了很多板栗加工的先进技术例如微波去皮,盐水去皮等等。尤其是现在中国进入了经济新常态,在板栗的加工方面有了很多新的技术。从而形成了适合我国板栗加工的新技术,开拓了中国板栗加工之路。1.3社会效益和经济效益目前,在我国的市场上很难找到一种经过深加工过后的板栗产品。虽然有时候会卡闹一些板栗的零食,但这种食品并不能拓展板栗产品的市场销量,从这几年的销售状况来看,板栗深加工产品并没有一个好的市场销路,并且需求量也不是很高。主要是因为板栗切口难,至今还不能形成一类具有影响力的商品,特别是根据国出口日本的板栗在日本被加工成高档食品在香港和欧洲的销售市场情况来看,板栗深加工产品的市场前景很好,深加工的板栗除了满足国内场的需求之外,还可以出口取一定的外汇。本板栗切口机的成功研究,将大大提高板栗加工生产效率,让板栗生产走入家庭,普及板栗的深加工处理,让农民足不出户就可以增加收入,增长农民种植板栗的积极性,扩大办理的市场销路,让农民过上小康生活。10随着板栗加工向家庭化生的发展,由此又将带动板栗种植业的快速发展,而这在当前进行的西部大开发,开展再造山川秀美大西北的工程中,为实施退耕还林保护生态环境方面都将起到十分积极的推动作用,能够起到很好的社会效益和生态效益。2 总体设计2.1总体方案设计板栗切口机又称为板栗划口机,是在加工板栗中给板栗开口的一种设备,为了使板栗在后续加工中更容易入味,就需要在板栗炒制、浸味、淹制前在板栗上开一道口。板栗切口机的成功研制让手工开口走下了历史舞台。这么些年来一些板栗加工的家庭作坊一直为了如后高效的板栗切口而痛苦不已。并且工作强度大、效率过低、切口形状不同等等困扰着大家。由于板栗品种不一,大小各异,各地的板栗皮薄厚,形状不一样都是不易机械化加工的技术难题。并且市场调查,板栗切口机的家庭设备比较少,生产成本高等。基于以上的调查,为了满足家庭与小规模的生产,研究了一种适合家庭与小规模生产的小型板栗切口机。2.2工作原理分析板栗切口加工为板栗深加工,在板栗切口前需要先将板栗筛选为三级,分别为大、中、小,直径大约为20mm50mm。形状为椭圆或者圆形。因为板栗筛选技术已经相当的成熟,故不需设计板栗的筛选机构。可以直接用筛选后的板栗进行加工。板栗从投料口1加入,投料室设计成漏斗状可实现批量加工。切口机采用链板式传送,投料口处传送链2的倾斜设计可实现板栗自动上链,传送链由电动机2通过4个链轮进行驱动。传送链根据板栗切口要求进行设计,链板上有漏斗状的圆形凹槽,板栗进入凹槽后可实现自动加紧在被切割时不会随刀盘4转动,大大提高了切口效率,保证了切口均匀工整。切口机由小型电机1通过一级减速带动双刀盘和刀具高速旋转,进行板栗的切口工作。板栗切口完成后,被传送链输送到出料口3,利用重力从传送链上自行脱落,完成整个的板栗切口加工。预计实现开口长5mm15mm;深0.5mm2.5mm,不会切伤内仁,切口效率为99.4%。板栗切口机结构如下图1所示图1 板栗切口机原理简图3 主要零部件的设计3.1传送系统的设计3.1.1传送电机的选择(1)选择电动机类型因为电动机是标准件,所以只需要根据生产情况选取即可。本设计中电动机工作环境为室内工作且运动载荷平稳,所以选择Y系列一般用途的三相异步电动机。(2)电动机容量的选择由调研数据得知板栗传送链抗运行阻力:F=600N板栗传送过程中,速度应选择合适,速度过大板栗容易被甩出且,速度过小生产率小,因此在保证板栗不被甩出的情况下尽量选取大的运行速度,通常板栗切口机运行速度为0.51.0m/s,本次选用板栗传送速度为:v=0.8m/s则,工作机所需功率为: 3.1 3.2电动机至滚筒轴的传动装置总效率。选取工作中的圆柱齿轮传动效率,轴承效率,链板传动效率,所以电动机至滚筒轴的传动装置总效率为:电动机的输出功率为电动机额定功率只需略大于即可,查机械设计手册表19-1选取电动机额定功率为550W。 (3)电动机转速的选择为使板栗切割机结构紧凑性,本次初取传送链主动链轮分度圆直径为:传送链主动轴工作转速: 3.3单级圆柱齿轮的传动比为:所以电动机实际转速的推荐值为:查表得知在这一范围有750 r/min、1000r/min的电动机。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性,选用同步转速750r/min的电机。型号为Y60M-4,满载转速,功率0.55。3.1.2 动力参数计算(1)总传动比满载转速。故总传动比为:取(2)各轴的转速电机轴 传送链主轴;(3)各轴的输入功率电机轴 ;传送链主轴;(4)各轴的输入转矩电机轴 ; 3.4传送链主轴;(5)整理列表,如表1所示:表1 传送装置轴轴名功率转矩转速传动比电机轴0.5427.29 7103.0传送链主轴0.51520.78 236.673.1.3齿轮传动的设计(1)选精度等级、材料和齿数根据以上计算应采用级精度,因传动尺寸无严格限制,故根据机械设计手册选择小齿轮材料为40,调质处理,硬度为241 -286 ,平均为260 ,大齿轮材料为45钢,调质处理,硬度为229 -286 ,平均为240 。选小齿轮齿数,大齿轮齿数,取则实际传动比:传动误差小于5,符合要求。(2)按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算,即确定公式各计算数值 试选载荷系数 计算小齿轮传递的转矩 小齿轮相对两支承非对称分布,选取齿宽系数 由机械设计表6.3查得材料的弹性影响系数 由机械设计图6.14按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限 由机械设计式6.11计算应力循环次数 由机械设计图查得接触疲劳强度寿命系数 计算接触疲劳强度许用应力根据工作情况选择失效概率为1,安全系数为S=1,由机械设计式10-12得 计算试算小齿轮分度圆直径,代入中的较小值计算圆周速度v 3.5计算齿宽b计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高计算载荷系数K根据,7级精度,查得动载荷系数假设,由表查得由机械设计表5.2查得使用系数由表查得查得故载荷系数 3.6 按实际的的分度圆直径,由式可得 3.7 计算模数(3)按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为 3.8确定公式内的计算数值由机械设计图6.15查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限由机械设计图6.16查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1,安全系数为=1.3,由式得 3.9计算载荷系数查取齿形系数由机械设计表6.4查得查取应力校正系数 由机械设计表6.4查得计算大小齿轮的,并比较 大齿轮的数据设计计算对比计算结果,因为根据齿面接触疲劳强度所算得的模数大于由齿根弯曲疲劳强度所算得的模数,可取有弯曲强度算得的模数,并选取标准值为1.25,按接触强度算得的分度圆的直径算出小齿轮齿数取大齿轮齿数取(4)几何尺寸计算1)计算分度圆直径2)计算中心距 3)计算齿宽宽度取30mm(5)验算 符合要求两齿轮数据如表2所示:表2 传送装置传动齿轮序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z24,722模数m1.25mm3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距3.1.4链传动的设计为了是板栗在切口过程中切口深度一致,并且办理不易随着圆刀盘转动,特殊设计了切口凹槽如图2所示已知主动链轮转速为,选用的传动比为(1)链轮齿数:取则(2)设计功率由机械设计表14.2查的,(3)选择链条型号和节距图2 链板凹槽根据及查机械设计14.17图,可选08A。查表14-1,链条的节距为(4)确定链条的链节数LP初定中心距,取则链节数为:圆整为偶数取,但因为自板栗切口机构需要板栗自动上链,故传送链的节数需要有增加,总节数为94节。(5)确定链条长度及中心距中心距减少量实际中心距(6)演算链速与假设速度相符 3.1008A滚子链规格和主要参数(mm),如表3所示(7)链轮轮廓计算链轮基本参数和主要尺寸基本参数链轮齿数:表3 滚子链参数链号节距p滚子直径d1内链节内宽b1销轴直径d2内链板厚度08A16.51010612.5配用链条的节距:配用链条的滚子外径d:分度圆直径d取100mm 3.11齿顶圆直径齿根圆直径分度圆弦齿高 3.12 3.13链轮材料及热处理材料15、20钢,热处理:渗碳、淬火、回火3.1.5轴及轴承、键的设计(1)尺寸与结构设计计算轴上的功率P1,转速n1和转矩T1,初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢,调质处理。根据机械设计表11.3,取,于是得:该处开有键槽故轴径加大510,且驱动链轴的最小直径显然是安装大传动齿轮处的直径。取;。根据轴向定位要求来计算求得轴每段直径和长度(a)因为在大齿轮的轴向定位中需在2轴段的左端车制一个轴肩,轴肩高度轴肩高度,取,并且该段为驱动链轮的位置故取该段的直径,长度。3轴段为一过度轴段,轴颈为。(b)初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用,故选用深沟球轴承。根据,标准精度级的深沟球轴承6204,故,轴承采用轴肩进行轴向定位,轴肩高度轴肩高度,取,因此,取。(c)考虑到齿轮端面与箱体间距以及两级齿轮间位置配比,取,总长。轴上零件的周向定位查机械设计表,联接大齿轮的平键截面。(2)强度校核计算求作用在轴上的力已知大齿轮的分度圆直径为,则链轮上的的受力;求轴上的载荷首先根据以上的计算轴的结构简图,确定轴的形状尺然后,根据轴的受力情况轴的弯矩扭矩图,查出危险,最后校核危险截面。确定轴承的支点位置,根据手册查出号深沟球轴承的宽度为=14mm,因此轴的支撑跨距为L1=225。根据轴的计算简图作出轴的和扭矩图,如图2 所示。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截是轴的危险截面。先计算出截面处的MH、MV及M的值。水平支反力 ,垂直支反力 ,截面水平弯矩 截面垂直弯矩 总弯矩 扭矩 按弯扭合成应力校核轴的强度图3 弯矩扭矩图根据以上计算的数据,以及轴单向旋转,扭转切应力,取,轴的计算应力 3.15已选定轴的材料为45钢,调质处理。由机械设计手册表15-1查得。因此,故安全。键的选择采用圆头普通平键A型(GB/T 10961979)连接,联接大齿轮的平键截面,。齿轮与轴的配合为,滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的,此外选轴的直径尺寸公差为。3.1.6轴承及键的校核与寿命计算(1)轴承按承载较大的选择其型号,因支承跨距不大,故采用两端轴承组合方式。轴承类型选为,轴承的预期寿命取为:29200h由上面的计算结果有轴承受的径向力为Fr1=443.09N,轴向力为Fa1=159.90N,初步选择深沟球轴承6204,其基本额定动载荷为Cr=51.8KN,基本额定静载荷为C0r=63.8KN。径向当量动载荷 动载荷为,查得,则有 根据计算公式得 满足要求。(2)键选择键联接的类型和尺寸大齿轮处选用单圆头平键,尺寸为校核键联接的强度键、轴材料都是钢,由机械设计查得键联接的许用挤压力为键的工作长度,符合要求3.2 切口装置设计3.2.1 切口电机的选择(1)选择电动机类型因为电动机是标准部件,所以只需要根据生产情况选取即可。本设计中电动机工作环境为室内工作且运动载荷平稳,所以选择Y系列一般用途的三相异步电动机。(2)电动机容量的选择取板栗切刀切割扭矩为:T=10N.m刀片切割转速为:n=450r/min则,工作机所需功率为:电动机至滚筒轴的传动装置总效率。圆柱齿轮传动效率,轴承效率,电动机至滚筒轴的传动装置总效率为:电动机的输出功率为电动机额定功率只需略大于即可,查机械设计手册表19-1选取电动机额定功率为500W。 (3)电动机转速的选择刀片工作转速:单级圆柱齿轮的传动比为:所以电动机实际转速的推荐值为:符合这一范围的同步转速为1000、1500r/min。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性,选用同步转速1000r/min的电机。型号为Y50M-2,满载转速,功率0.5。3.2.2动力参数的计算(1)总传动比满载转速。故总传动比为:取(2)各轴的转速电机轴 切口主轴;(3)各轴的输入功率电机轴 ;切口轴;(4)各轴的输入转矩电机轴 ;切口轴 ;(5)整理列表如下,如表4所示轴名功率转矩转速传动比电机轴0.4955.199102.0切口主轴0.4719.89455表4 切口轴3.2.3齿轮传动的设计(1)选精度等级、材料和齿数根据以上计算应采用7级精度,因传动尺寸无严格限制故根据机械设计手册表6.1选择小齿轮材料为40,调质处理,硬度为241 -286,平均为260,大齿轮材料为45钢,调质处理,硬度为229 -286,平均为240。选小齿轮齿数,大齿轮齿数,取则实际传动比:传动误差小于5,合适。(2)按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算,即确定公式各计算数值试选载荷系数计算小齿轮传递的转矩小齿轮相对两支承非对称分布,选取齿宽系数查得材料的弹性影响系数按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限由机械设计式6.11计算应力循环次数由机械设计图6.16查得接触疲劳强度寿命系数 计算接触疲劳强度许用应力根据工作情况选择失效概率为1,安全系数为=1,由公式得计算试算小齿轮分度圆直径,代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高计算载荷系数K根据,7级精度,查得动载荷系数假设,由表查得由机械设计手册表5.2查得使用系数由表查得查得故载荷系数按实际的载荷系数所算得的分度圆直径,由式可得计算模数(3)按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为确定公式内的计算数值由机械设计图6.15查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限由机械设计图6.16查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1,安全系数为S=1.3,得计算载荷系数查取齿形系数由机械设计手册表6.4查得查取应力校正系数 由表6.4查得计算大小齿轮的,并比较 大齿轮的数据设计计算对比计算结果,由计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,可取有算得的模数,并圆整为标准值1mm,按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数取大齿轮齿数取(4)几何尺寸计算计算分度圆直径计算中心距 计算齿宽宽度取20mm(5)验算 符合要求,大小齿轮数据如表5所示3.2.4轴及轴承、键的设计(1)尺寸与结构设计计算切口轴上的功率P1,转速n1和转矩T1,初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢,调质处理。根据机械设计表11.3,取,于是得:该处开有键槽故轴径加大510,且高速轴的最小直径显然是安装传动大齿轮处的直径。取;。根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度(a)为了满足大带轮的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩,轴肩高度轴肩高度,取故取2段的直径,长度。(b)初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用,故选用深沟球轴承。根据,标准精度级的深沟球轴承6203,故,轴承采用轴肩进行轴向定表5 切口装置传动齿轮序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z30,602模数m1mm3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距位,轴肩高度轴肩高度,取,因此,取。(c)另考虑到齿轮端面与箱体间距10mm以及两级齿轮间位置配比,取。 轴上零件的周向定位查机械设计表,联接切口大齿轮的平键截面。(2)强度校核计算求作用在轴上的力已知齿轮的分度圆直径为,根据机械设计,则刀盘上的的受力;求轴上的载荷首先根据轴的结构图轴的计算简图。在确定轴承位置时,从手册中查取b值。对于6203型深沟球轴承,由手册中查得。因此,轴的支撑跨距为。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图,如图4所示图4 弯矩扭矩图从轴的结构图以及图可以看出截面D是轴的危险截面。先计算出截面D处的MH、MV及的值。水平支反力 ,垂直支反力 ,D截面水平弯矩 D截面垂直弯矩 总弯矩 扭矩 按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据,以及轴单向旋转,扭转切应力,取,轴的计算应力已选定轴的材料为45钢,调质处理。由表查得。因此,故安全。键的选择采用圆头普通平键A型(GB/T 10961979)连接,联接大齿轮的平键截面,。齿轮与轴的配合为,滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的,此外选轴的直径尺寸公差为。3.2.5轴承及键的校核与寿命计算(1)轴承按承载较大的选择其型号,因支承跨距不大,故采用两端轴承组合方式。轴承类型选为,轴承的预期寿命取为:Lh29200h由上面的计算结果有轴承受的径向力为Fr1=1012.99N,轴向力为Fa1=316.56N,初步选择深沟球轴承6203,其基本额定动载荷为Cr=51.8KN,基本额定静载荷为C0r=63.8KN。 动载荷为,查得,则有由计算公式得满足要求。(2)键选择键联接的类型和尺寸大齿轮处选用单圆头平键,尺寸为校核键联接的强度键、轴材料都是钢,由机械设计查得键联接的许用挤压力为键的工作长度,符合要求。3.2.6刀盘的设计本次采用盘型刀片,刀片采用65Mn表面淬火处理,因为板栗在加工前被分成了三个级别分别为大、中、小,栗子采用仿形切割,实现了适应强,切口刀盘如图5所示:图5 切口刀盘3.3 箱体设计3.3.1箱体的结构设计根据板栗切口机安装与成本的实际情况来看,应设计一机架来支撑各零件。从经济角度来看,支撑架全件应采用焊接件其中包括方管,5mm铁板等。首先,将角铁支柱和各支撑件焊接在一起,然后把剪板、折弯后的铁板焊接在机架的外层。实现板栗切口机的切口区域和传动区域封闭工作,使板栗切口机能够保持正常的切口运动和传动精度,并且起到了的作用,同时还能增加一定程度的、隔温、防噪音的作用。由于板栗切口机需加工大中小不三种型号的板栗,这就需要更换刀具,并且在板栗切口机工作一段时间后,圆盘刀将板栗切口后所遗留的板栗壳碎屑,应及时清理出去,以免造成机器运转不流畅、加工的板栗外壳粘黏大量的板栗外壳碎屑。基于以上的要求,设计的箱体必须可以灵活打开与关闭,为此将板栗切口机的工作室上盖上安装一个合页和一个简易的锁紧装置。3.3.2机架的结构设计机架本着简单实用,安全可靠的原则,如图8所示:图6 板栗切口机机架结论随着家庭式小规模的板栗生产越来越多,以往的板栗切口机已不能适应市场的需求。而新型的板栗切口机应解决已有机械设备的缺点,具有以下优点:(1) 适应性好,由于合理设计了,可确保每一个栗子无论大小,均可进入模腔受到同样工序的处理。(2) 划口均匀,割痕深度可调并一致由于栗子紧紧的被卡在链板凹槽里,接受切割刀的划割,因此,其切割深度均相等通过微调刀架,可调整切割刀划入深度。 (3) 速度快,效率高由于采用链条带动模板运行的模式,物料在连续输送过程实现瞬间划割本机设计的划口速度是已知采用激光划口的生产设备的倍。但是本产品也有不足之处:(1) 切口的清洗技术还不是很成熟,板栗切口后的碎屑不易排除,还需继续改进。(2) 本板栗切口机在工作时,需要人为添加板栗,还不能实现自动化无人生产。(3) 板栗切口机只适合了家庭生产,不适用于大工厂的连续加工,有待改进。参考文献1 高楠,孔晓玲,王卫等 板栗切口对微波干燥工艺的影响研究J包装与食品机械,2009,27(3) :11142 肖红伟,林海,高振江,等 板栗激光划口机设计J农业机械学报,2010,54( 11) :1381413 陈红,杨锐 激光加工技术在板栗划口中的试验研究J. 粮油加工,2009,40( 4) :1421444 张有良,常晓煜,张国安,等 屋顶形包装机的关键技术J 包装与食品机械,2010,28( 3) :9135 张有良 无菌空气冲瓶机设计探讨J 包装与食品机械,2006,24( 6) :2325,316 张有良 屋顶包装机的控制技术J 食品开发,2003,19( 3) :3840.7 吴宗泽.机械设计师手册M. 机械工业出版社,2002.8 郑传祥.板栗干燥特性试验研究J.食品工业科技,2000, (5): 1519.9 郑传祥.锥栗脱壳去衣技术及设备的开发J.农业工程学报,2003,(1):165-167. 10 郑传祥.板栗切割脱壳机P.专利号:99210024. 0. 11 Werner J Glantschnis. Green design: An introduction to issues and challenges J IEEE Transactions on Components. Packaging and Manufacturing Technology.Part-A.1994.17(4).12 Alvisi F. Economics and Commercial Aspeets of Chestnut Growing Z) Proceedings of the International Congressing on Chestnut, 1993.13 张素梅.锥栗果外壳划口机的设计分析J.福建林学院学报,2001,21(3):276-278. 14 杨巧绒.板栗脱壳工艺及其设备的设计J.包装与食品机械,1999,(2):12-13. 15 张文波.新型板栗脱壳技术与机械研究D.材料与化工学院:浙江大学,2002,(3).15 蓝卫宗.板栗栽培技术问答M.北京:中国农业出版社,1998 16 王凌诗, 蓝卫宗,曹庆昌.名优板栗、核桃、枣高产栽培技术M.北京:中国人事出版社,1996 17 王福堂.我国板栗研究进展 J.河北省农林科学院昌黎果树研究所,1996-3. 18 罗风莲,夏延斌.我国板栗制品加工现状与思索J.食品与机械,2004(2):45-47. 19 续九如,张莉,柳玉明等.板栗不同品种果品分析初报J.河北林业科技,1998(3):6-9 20 张袖丽,胡颖惠.板栗品质的化学成分分析和评价J.安徽农业科学,1996,24(4):330-331 21 高海生,常学东,蔡金星等.我国板栗加工产业的现状与发展趋势J中国食品学报.2006,6(1):429-435.致谢经过这几个月的忙碌,本次毕业设计已经接近尾声,作为一个本科生的毕业设计,由于经验的匮乏,有许多考虑不周全的地方,如果没有导师的督促指导,以及同学们的帮助与支持,想要完成这个设计是难以想象的。 在这里我首先要感谢我的导师刘长荣老师。刘长荣老师平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,从现场到查阅资料,设计草案的确定和修改,中期检查,后期详细设计,论文写作等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐,但是他们仍然细心地纠正我论文中的错误。其次,我还要特别感谢我的母校,为我提供了一个先进的学习、工作环境,能让我顺利完成自学考试的各个课程。特别是学院的各位老师,为我们打下了坚实的机械专业知识;老师们不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,在此谨向老师们致以诚挚的谢意和崇高的敬意。还要感谢所有的同学,在这四年里给予我的支持与帮助。 最后,请让我将这篇学士学位论文献给我的父母亲,感谢他们的养育之恩,感谢他们使我成为一个对社会有用的人,他们的关怀、支持和鼓励是我所有信念的力量源泉。25 河北科技师范学院本科毕业设计任务书板栗切口机的设计院(系、部)名 称 : 欧美学院机电科学与工程系 专 业 名 称: 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名: 刘振 学 生 学 号: 9313110220 指 导 教 师: 刘长荣 2014年10月25日河北科技师范学院教务处制 一、主要研究内容1. 查阅相关文献资料,进行市场调研2. 进行结构分析,确定设计方案3. 驱动电机的选择4. 传送链的设计5. 切口装置的设计(包括刀具刀盘的设计)6. 机架的设计二、基本要求根据河北科技师范学院关于毕业设计的相关规定,主要完成如下任务:通过调查研究,查阅相关资料,撰写毕业设计开题报告、文献综述(3000-5000字)、外文翻译(不少于3000汉字);写出设计说明书一份(不少于10000字),完成各非标准零件的零件图和整机装配图的绘制,至少0号图纸两张;毕业设计完成时,提交毕业设计要求的全部资料并刻成光盘;其它要求参见河北科技师范学院本科毕业论文(设计)条例校教字 201112号。三、工作进度2014年10月2015年3月:根据指导教师下达毕业设计任务书,搜集资料,完成文献综述,外文翻译等工作,为进一步设计打好基础。 2015年3月102015年3月22日:确定方案,完成开题报告;2015年3月23日2015年5月初:完成装配图、主要零部件图和毕业设计说明书2015年5月初2015年5中旬:在老师的建议下对毕业设计文献进行修改整理2015年5月中旬:完成毕业设计全部资料,答辩。四、参考文献1高楠,孔晓玲,王卫等 板栗切口对微波干燥工艺的影响研究J包装与食品机械,2009,27(3) :11142肖红伟,林海,高振江,等 板栗激光划口机设计J农业机械学报,2010,54( 11) :1381413陈红,杨锐 激光加工技术在板栗划口中的试验研究J. 粮油加工,2009,40( 4) :1421444张有良,常晓煜,张国安,等 屋顶形包装机的关键技术J 包装与食品机械,2010,28( 3) :9135张有良 无菌空气冲瓶机设计探讨J 包装与食品机械,2006,24( 6) :2325,316张有良 屋顶包装机的控制技术J 食品开发,2003,19( 3) :3840.7 吴宗泽.机械设计师手册M. 机械工业出版社,2002.8 郑传祥.板栗干燥特性试验研究J.食品工业科技,2000, (5): 1519.9 郑传祥.锥栗脱壳去衣技术及设备的开发J.农业工程学报,2003,(1):165-167. 10 郑传祥.板栗切割脱壳机P.专利号:99210024. 0. 11 Werner J Glantschnis. Green design: An introduction to issues and challenges J IEEE Transactions on Components. Packaging and Manufacturing Technology.Part-A.1994.17(4).指导教师签名: 教研室主任审查签名: 河北科技师范学院本科毕业设计开题报告板栗切口机的设计院(系、部)名 称 : 欧美学院机电科学与工程系 专 业 名 称: 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名: 刘振 学 生 学 号: 9313110220 指 导 教 师: 刘长荣 2014年12月25日河北科技师范学院教务处制一、课题来源: 指导教师拟题。二、主要依据1.设计目的和意义板栗切口机设计课题研究的目的就是对前人所进行的板栗脱壳研究加以总结,探索以往各种切口设备存在的主要缺陷和不足从而为板栗的切口技术提供一种新的理论基础,该项技术的成功有可能解决板栗深加工的瓶颈,进而推动我国板栗深加工行业的发展,避免山区农民出现板栗“增产不增收”,“果贱伤农”的现象。2.国内外板栗切口机现状在世界上,板栗切口技术在很多国家都有研究,其中在欧洲以法国和意大利这两个板栗消费大国技术最为先进,板栗采收后清洗、分级、抛光、包装、储藏都已经工厂化,而且板栗精加工产品种类繁多,制作精美。而在亚洲日本则是最先开展这项研究的国家,其板栗切口加工技术在亚洲也处于领先地位。我国虽然是世界板栗生产第一大国,但是长久以来一直是板栗原料出口大国,板栗的深加工十分落后。改革开放之后,随着人们的消费需求的提高,国内开始逐渐将板栗的深加工提上日程,从七十年代末八十年代初到现在,技术人员在板栗脱壳方面做了大量的研究工作,充分吸收了欧洲和日本技术的先进技术思想,为我国的板栗深加工产品进入广大人民生活及国际市场,开拓了一条崭新的道路。3.板栗切口机的社会效益和经济效益目前,国内市面上的板栗深加工产品几乎难寻踪迹。偶尔可以看到有板栗罐头出售,但这并不能说明板栗深加工产品的市场销路,市场容量和年需求量不好。主要是因为板栗切口难,至今还不能形成一类具有影响力的商品,特别是根据中国出口日本的板栗在日本被加工成高档食品在香港和欧洲的销售市场情况来看,板栗深加工产品的市场前景很好,深加工的板栗除了满足国内市场的需求之外,还可以出口换取一定的外汇。该项研究取得成功,可以推动板栗深加工业的发展,使其走上规模化生产的道路,而且该项技术可以给板栗加工厂带来丰厚的经济效益,也可以增加农民的收入,有利于板栗种植面积的推广。随着板栗加工向规模化生产的发展,由此又将带动板栗种植业的快速发展,而这在当前进行的西部大开发,开展再造山川秀美大西北的工程中,为实施退耕还林保护生态环境方面都将起到十分积极的推动作用,能够起到很好的社会效益和生态效益。三、研究内容板栗切口机又称板栗划口机,板栗开口机,是在板栗加工过程中给板栗开口、切口、划口的设备,代替手工剪刀剪口,刀片划口,板栗割开一道口子后,在炒制、浸味、淹制、切口才更加容易一直以来为板栗开口都是一个让板栗炒货商和板栗深加工企业头痛的工作。效率低,工作强度高,切口深浅不一、劳动力成本大等等困扰着我们。由于板栗大小不一,形状不同,各产地的板栗皮薄厚不一样都是阻碍机械化加工的技术难题。研究内容如下:1板栗切口机结构如图所示: 3.工作原理:板栗从投料口加入,投料室设计成漏斗状可实现批量加工。切口机采用链板式传送,投料口处传送链的倾斜设计可实现板栗自动上链,传送链由电动机2通过4个链轮进行驱动。传送链根据板栗切口要求进行设计,链板上有漏斗状的圆形凹槽,板栗进入凹槽后可实现自动加紧在被切割时不会随刀具转动,大大提高了切口效率,保证了切口均匀工整。切口机由小型电机1通过一级减速带动双刀盘和刀具高速旋转,进行板栗的切口工作。板栗切口完成后,被传送链输送到出料口,利用重力从传送链上自行脱落,完成整个的板栗切口加工。4.主要完成的设计任务:(1) 驱动电机的选择(2) 传送链的设计(3) 切口装置的设计(包括刀具刀盘的设计)(4) 机架的设计5.技术设计路线:调研板栗切口机的结构和工作原理确定主要零部件设计板栗切口机的工作原理图画出CAD各主要部件的结构计算各部件的设计参数。四、研究计划及预期成果研究计划: 2014年10月2015年3月:根据指导教师下达毕业设计任务书,搜集资料,完成文献综述,外文翻译等工作,为进一步设计打好基础。2015年3月102015年3月22日:确定方案,完成开题报告;2015年3月23日2015年5月初:完成装配图、主要零部件图和毕业设计说明书2015年5月初2015年5中旬:在老师的建议下对毕业设计文献进行修改整理2015年5月中旬:完成毕业设计全部资料,答辩。预期成果: 1 装配图、主要零件图和毕业设计说明书2 包括根据设计方案做好的设计说明书等文字性和计算性的部分,并且完成CAD总装图、部件图及零件图。对板栗切口机的改进设计,在具体的设计过程中,采用新式的传送链设计使大小板栗均能得到开口,并经行优化系统的设计和计算。采用双刀设计提高其工作效率和刀具的使用寿命,并将绿色生产理念整合与该设备中,经行整体的分析、计算、发现问题并及时调整解决,以使完善。五、特色或创新之处1.本板栗切口机的设计特点经过充分调查研究我认为该切口机的优点如下:(1) 适应性好,结构简单,维护方便。 (2) 划口能力强,切口深度和长度均匀可调。(3) 外形尺寸小,重量轻,安全可靠使用寿命长。2.创新之处:(1)本切口机采用了传送链板式设计,提高了板栗的切口效率。(2)双刀片的设计有效的提高了刀具的使用寿命。(3)本切口机结构简单体积小成本低可适用于大中小规模的生产。(4)传送链上的凹槽设计,确保每一个栗子无论大小,均可进入模腔受到同样工序的处理。六、已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件:1.收集了大量的相关文献资料,查看了机械设计手册关于板栗切口机设计方面的相关内容。2.板栗切口机的工作原理及其设计方法步骤。有待解决的问题:1.若板栗的大小差别较大,还不能实现切口均匀化,需要进一步进行改进,达到真正实现大小不一的板栗切口。2.板栗切口机的结构改进设计,实现工作效率提高。3.切口机的定时清洗设计还不完善,需进一步改进。4.实现高效节能,绿色环保,及一体化生产的设计方法。七、指导教师意见指导教师签名:年 月 日
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