【正文】 核軸 I 的強(qiáng)度 .......................................... 17 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 .......................................... 20 求兩軸承受到的徑向載荷 .................................. 20 求兩軸承的軸向力 ........................................ 20 求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 ...................................... 21 驗(yàn)算軸承的壽命 .......................................... 21 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 ........................................ 23 軸 I 帶輪與軸配合處鍵的選擇及校核計(jì)算 .................... 23 軸 I 齒輪與軸配合處鍵的選擇及校核計(jì)算 .................... 23 7 潤(rùn)滑與密封 .......................................................... 24 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 ........................................ 24 軸伸出端的密封 ................................................ 24 8 設(shè)計(jì)總結(jié) ............................................................ 24 參考文獻(xiàn) ............................................................... 25 致謝 ................................................................... 26 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 1 前言 我國(guó)盛產(chǎn)紅棗，紅棗營(yíng)養(yǎng)豐富，是我國(guó)人民喜愛的食物。在紅棗生產(chǎn)旺季農(nóng)民把紅棗制成罐頭、飲料。由于紅棗有核，影響口感 。如果能用機(jī)械去紅棗核，可以大大提高紅棗生產(chǎn)的附加值 ，增加農(nóng)民的收入，設(shè)計(jì)紅棗去核機(jī)具有重要意義。 核果類水果主要是指桃、杏、李、山植、紅棗及橄欖等 .它們?cè)谒偖a(chǎn)量中占有較大比例。以它們?yōu)樵?，加工成飲料、罐頭、果脯及果干制品時(shí)，去核作業(yè)是一項(xiàng)十分重要的前處理工序。以往，主要采用人工作業(yè)，不僅占用大量的勞力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。因此，實(shí)行水果去核的機(jī)械化作業(yè)是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)外 60 年代就著手去核機(jī)的研制。 80 年代初，美國(guó)、意大利和荷蘭等國(guó)已相繼出現(xiàn)了桃去核機(jī)、橄欖去核機(jī)等 .去核工序基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化 .我國(guó)是從 80年代后期開始著 手對(duì)去核機(jī)進(jìn)行研制的，并陸續(xù)推出一些產(chǎn)品。由于一些問題尚未真正解決，因此，真正在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的并不多，在眾多的果品加工廠中，去核作業(yè)至今基本上仍依靠手工或者十分簡(jiǎn)陋的工具完成。近年來，隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格，生產(chǎn)廠家也意識(shí)到，前處理工序?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量有著不可忽視的影響，各廠家紛紛尋找合適的前處理設(shè)備 ， 由于許多前處理設(shè)備在國(guó)內(nèi)尚屬空白，例如桃去核機(jī)等，故用戶的需求難以滿足。因此，開發(fā)性能優(yōu)良的去核機(jī)及其它前處理設(shè)備是形勢(shì)所需。 2 紅棗去核機(jī)的方案設(shè)計(jì) 執(zhí)行系統(tǒng) 的方案設(shè)計(jì) 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的核心，它對(duì)機(jī)械能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能、性能的優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)效益的好壞都起著決定性的作用。 紅棗去核機(jī)的功能 紅棗去核機(jī)是將沖針的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及旋轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)來完成連續(xù)去核作業(yè)處理，其總功能可分解為送料、沖核、退回、沖棗四個(gè)分功能。 紅棗去核機(jī)的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求 ⑴加工紅棗直徑為 15mm～ 20mm ⑵紅棗去核時(shí)沖針壓力最大可達(dá) 3KN， ⑶要求沖針自上向下運(yùn)動(dòng)前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)角為 90186。 ⑷紅棗去核機(jī)使用壽命 10 年 ，每日一班制工作，載荷有輕微沖擊。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 工藝動(dòng)作分解 根據(jù)上訴分析，紅棗去核機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有以下幾個(gè)動(dòng)作。 ⑴ 加料：這一動(dòng)作可利用人工加料。 ⑵沖制：其工藝動(dòng)作可分為沖核和沖棗，要求沖針自上向下運(yùn)動(dòng)前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為 90186。 ⑶旋轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)：以完成送料、沖核、沖棗三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換。 沖針往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu) 選擇電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，此機(jī)構(gòu)是具有將連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的功能。實(shí)現(xiàn)該功能的各機(jī)構(gòu)比較如下： ⑴擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪： ,凸輪具有易設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) ,它還能 準(zhǔn)確有效地預(yù)測(cè)所產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的基本趨勢(shì)、工作行為、結(jié)構(gòu)和壽命等，具有良好的運(yùn)動(dòng)性能和動(dòng)力性能。 ⑵對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：這種低副機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性和運(yùn)動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)副幾何封閉、制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 ⑶偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：與對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)相比較，具有曾力、急回特性等優(yōu)點(diǎn)。 旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)均可實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。由于旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)速度要求低速，且需要精確地轉(zhuǎn)位，故選用槽輪機(jī)構(gòu)。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 紅棗去核機(jī)由減速傳動(dòng)裝置、沖壓機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。在 送料期間，沖針不能壓到旋轉(zhuǎn)盤，顯然，沖針自上向下運(yùn)動(dòng)前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，所以沖針與旋轉(zhuǎn)盤之間的運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間順序和空間位置上有嚴(yán)格的協(xié)調(diào)配合要求。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的設(shè)計(jì) 對(duì)于紅棗去核機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定沖針、旋轉(zhuǎn)盤二個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先后順序、相位，以利于對(duì)各執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)計(jì)。其紅棗去核機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的工作過程如圖 1 所示。 為了保證機(jī)器在工作時(shí)其各執(zhí)行構(gòu)件間動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合關(guān)系，在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)編制出表明機(jī)器在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn) 動(dòng)關(guān)系的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。表 1 表示紅棗去核機(jī)二個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，沖針和旋轉(zhuǎn)盤都由工作行程和回程兩部分組成，設(shè)每轉(zhuǎn)一周為一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，其沖針的工作行程為 0186。～ 180186。，回程為 180186。～ 360186。，即一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期做一次上下移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)盤的工作行程在沖針的回程后半段和工作行程的前本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 半段完成，工作旋轉(zhuǎn)盤由軸 4 帶動(dòng)，通過槽輪機(jī)構(gòu)做間歇轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)位過程對(duì)應(yīng)于軸 4 轉(zhuǎn)過 90186。，停歇過程對(duì)應(yīng)于軸 4 轉(zhuǎn)過 270186。 圖 1 紅棗去核機(jī)的工作過程 The work to machine for removing cores of jujube 表 1 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 Cycle chart of executive motion 沖針 工作行程 回程 旋轉(zhuǎn)盤 停止 進(jìn)給 主軸轉(zhuǎn)角 0186。 90186。 180186。 270186。 360186。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定 現(xiàn)在可以按給定條件、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相容性和盡量使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、空間布局緊湊等要求來選擇方案，由此可選擇兩個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的方案。 方案 1：沖壓機(jī)構(gòu)為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)為棘輪機(jī)構(gòu)。 方案 2：沖壓機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)為槽輪機(jī)構(gòu)。 評(píng)定：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)具有增力、急回特性等功能，但方案 2具有易設(shè)計(jì)及機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)，故最后選擇方案 2 為紅棗去核機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案。 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè) 計(jì) 初選原動(dòng)機(jī) 根據(jù)紅棗去核機(jī)的工作情況和原動(dòng)機(jī)的選擇原則，初選三相異步電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為 n=750r/min。因額定功率需在力分析后確定，故電動(dòng)機(jī)的具體型號(hào)待定。 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案 根據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)的工況和初選原動(dòng)機(jī)的工況及要實(shí)現(xiàn)的總傳動(dòng)比，擬選用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)組成紅棗去核機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 按已選定的兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，畫出紅棗去核機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。如圖 2 所示，其工作原理為：電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)裝置（帶輪傳動(dòng)）帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（ 擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)），完成沖針的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。紅棗去核機(jī)工作時(shí)，沖針由擺動(dòng)從動(dòng)件帶動(dòng)下行，沖針進(jìn)行去核，稱為工作行程，工作阻力 F 為常數(shù)；沖針上行時(shí)，即為空回行程，此行程無工作阻力，在空回行程中，通過帶輪 → 圓錐齒輪 → 槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)做一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即送料，以便沖針繼續(xù)沖核、沖棗。 圖 2 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 Diagram of mechanical thumbs 3 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu) 形式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y(IP44)系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 確定電動(dòng)機(jī)容量 ⑴沖針的輸出功率 PW 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和原始數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)分析可知： F=2500N，設(shè)定沖針的速度為 ，則沖針的輸出功率為： PW=== ⑵電動(dòng)機(jī)的輸出功率 Pd 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 傳動(dòng)裝置的總效率： η =η 1η 23η 3η 4η 52 式中， η 1， η 2， η 3， η 4， η 5 為電動(dòng)機(jī)至沖針的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率；由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)：表 17 查得： V帶傳動(dòng)： η 1=，滾子軸承 η 2=，錐齒輪傳 動(dòng) η 3=，齒式聯(lián)軸器 η 4=，槽摩擦輪傳動(dòng) η 5=， 故 η =η 1η 23η 3η 4η 52=ⅹ ⅹ ⅹ ⅹ = 所以 Pd=== ⑶電動(dòng)機(jī)的額定功率 Ped 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 121 選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為 Ped=3KW 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 為了便于選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍， V 帶輪傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍 i=2～ 5，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd=284～ 710r/min，可見同步轉(zhuǎn)速750r/min 的電動(dòng)機(jī)符合。 表 2 Y132M8型電動(dòng)機(jī)的主要性能 Main performance of the motors 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 id==5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 各軸的轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)軸為 0 軸，各轉(zhuǎn)速為 n0=710r/min nⅠ =nⅡ =710/i=142r/m