【正文】 核軸 I 的強度 .......................................... 17 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 滾動軸承的選擇及計算 .......................................... 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)量動載荷 ...................................... 21 驗算軸承的壽命 .......................................... 21 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 ........................................ 23 軸 I 帶輪與軸配合處鍵的選擇及校核計算 .................... 23 軸 I 齒輪與軸配合處鍵的選擇及校核計算 .................... 23 7 潤滑與密封 .......................................................... 24 直齒圓錐齒輪傳動的潤滑 ........................................ 24 軸伸出端的密封 ................................................ 24 8 設(shè)計總結(jié) ............................................................ 24 參考文獻 ............................................................... 25 致謝 ................................................................... 26 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 1 前言 我國盛產(chǎn)紅棗，紅棗營養(yǎng)豐富，是我國人民喜愛的食物。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)計紅棗去核機具有重要意義。 核果類水果主要是指桃、杏、李、山植、紅棗及橄欖等 .它們在水果總產(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，去核作業(yè)是一項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，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。因此，實行水果去核的機械化作業(yè)是一種必然的發(fā)展趨勢。國外 60 年代就著手去核機的研制。 80 年代初，美國、意大利和荷蘭等國已相繼出現(xiàn)了桃去核機、橄欖去核機等 .去核工序基本上實現(xiàn)了機械化 .我國是從 80年代后期開始著 手對去核機進行研制的，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，人們對食品質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格，生產(chǎn)廠家也意識到，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)備在國內(nèi)尚屬空白，例如桃去核機等，故用戶的需求難以滿足。因此，開發(fā)性能優(yōu)良的去核機及其它前處理設(shè)備是形勢所需。 2 紅棗去核機的方案設(shè)計 執(zhí)行系統(tǒng) 的方案設(shè)計 機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計是機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計的核心，它對機械能否實現(xiàn)預(yù)期的功能、性能的優(yōu)勢、經(jīng)濟效益的好壞都起著決定性的作用。 紅棗去核機的功能 紅棗去核機是將沖針的往復(fù)直線運動及旋轉(zhuǎn)盤工作臺的間歇轉(zhuǎn)動來完成連續(xù)去核作業(yè)處理，其總功能可分解為送料、沖核、退回、沖棗四個分功能。 紅棗去核機的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 ⑴加工紅棗直徑為 15mm～ 20mm ⑵紅棗去核時沖針壓力最大可達 3KN， ⑶要求沖針自上向下運動前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角為 90186。 ⑷紅棗去核機使用壽命 10 年 ，每日一班制工作，載荷有輕微沖擊。 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 工藝動作分解 根據(jù)上訴分析，紅棗去核機要求完成的工藝動作有以下幾個動作。 ⑴ 加料：這一動作可利用人工加料。 ⑵沖制：其工藝動作可分為沖核和沖棗，要求沖針自上向下運動前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇運動，轉(zhuǎn)動角度為 90186。 ⑶旋轉(zhuǎn)盤間歇運動：以完成送料、沖核、沖棗三個工位的轉(zhuǎn)換。 沖針往復(fù)直線運動的實現(xiàn)機構(gòu) 選擇電動機為動力源，此機構(gòu)是具有將連續(xù)的回轉(zhuǎn)運動變換為往復(fù)直線運動的功能。實現(xiàn)該功能的各機構(gòu)比較如下： ⑴擺動從動件圓柱凸輪： ,凸輪具有易設(shè)計的優(yōu)點 ,它還能 準(zhǔn)確有效地預(yù)測所產(chǎn)生運動的基本趨勢、工作行為、結(jié)構(gòu)和壽命等，具有良好的運動性能和動力性能。 ⑵對心曲柄滑塊機構(gòu)：這種低副機構(gòu)具有良好的動力特性和運動特性、運動副幾何封閉、制造簡單等優(yōu)點。 ⑶偏置曲柄滑塊機構(gòu)：與對心曲柄滑塊機構(gòu)相比較，具有曾力、急回特性等優(yōu)點。 旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動的實現(xiàn)機構(gòu) 棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)均可實現(xiàn)間歇運動。由于旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動速度要求低速，且需要精確地轉(zhuǎn)位，故選用槽輪機構(gòu)。 執(zhí)行機構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計 紅棗去核機由減速傳動裝置、沖壓機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)組成。在 送料期間，沖針不能壓到旋轉(zhuǎn)盤，顯然，沖針自上向下運動前，旋轉(zhuǎn)盤做一次間歇轉(zhuǎn)動，所以沖針與旋轉(zhuǎn)盤之間的運動，在時間順序和空間位置上有嚴(yán)格的協(xié)調(diào)配合要求。 機構(gòu)運動循環(huán)圖的設(shè)計 對于紅棗去核機的運動循環(huán)圖主要是確定沖針、旋轉(zhuǎn)盤二個執(zhí)行構(gòu)件的先后順序、相位，以利于對各執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)計。其紅棗去核機一個工作循環(huán)的工作過程如圖 1 所示。 為了保證機器在工作時其各執(zhí)行構(gòu)件間動作的協(xié)調(diào)配合關(guān)系，在設(shè)計機器時應(yīng)編制出表明機器在一個運動循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運 動關(guān)系的運動循環(huán)圖。表 1 表示紅棗去核機二個執(zhí)行構(gòu)件的運動循環(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)一周為一個運動周期，其沖針的工作行程為 0186。～ 180186。，回程為 180186?！?360186。，即一個運動周期做一次上下移動；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械畢業(yè)設(shè)計論文 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，通過槽輪機構(gòu)做間歇轉(zhuǎn)位運動，轉(zhuǎn)位過程對應(yīng)于軸 4 轉(zhuǎn)過 90186。，停歇過程對應(yīng)于軸 4 轉(zhuǎn)過 270186。 圖 1 紅棗去核機的工作過程 The work to machine for removing cores of jujube 表 1 執(zhí)行構(gòu)件運動循環(huán)圖 Cycle chart of executive motion 沖針 工作行程 回程 旋轉(zhuǎn)盤 停止 進給 主軸轉(zhuǎn)角 0186。 90186。 180186。 270186。 360186。 機械運動方案的選擇和評定 現(xiàn)在可以按給定條件、各執(zhí)行機構(gòu)的相容性和盡量使機構(gòu)簡單、空間布局緊湊等要求來選擇方案，由此可選擇兩個結(jié)構(gòu)比較簡單的方案。 方案 1：沖壓機構(gòu)為偏置曲柄滑塊機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤間歇機構(gòu)為棘輪機構(gòu)。 方案 2：沖壓機構(gòu)為擺動從動件圓柱凸輪機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤間歇機構(gòu)為槽輪機構(gòu)。 評定：偏置曲柄滑塊機構(gòu)的往復(fù)直線運動具有增力、急回特性等功能，但方案 2具有易設(shè)計及機械效率高等優(yōu)點，故最后選擇方案 2 為紅棗去核機的機械運動方案。 傳動系統(tǒng)的方案設(shè) 計 初選原動機 根據(jù)紅棗去核機的工作情況和原動機的選擇原則，初選三相異步電動機為原動機，額定轉(zhuǎn)速為 n=750r/min。因額定功率需在力分析后確定，故電動機的具體型號待定。 擬定傳動系統(tǒng)方案 根據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)的工況和初選原動機的工況及要實現(xiàn)的總傳動比，擬選用帶傳動機構(gòu)和一級圓錐齒輪傳動組成紅棗去核機的傳動系統(tǒng)。 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 機械運動簡圖 按已選定的兩個執(zhí)行機構(gòu)形式及機械傳動系統(tǒng)，畫出紅棗去核機的機械運動簡圖。如圖 2 所示，其工作原理為：電動機經(jīng)過減速傳動裝置（帶輪傳動）帶動執(zhí)行機構(gòu)（ 擺動從動件圓柱凸輪、間歇運動機構(gòu)），完成沖針的往復(fù)直線運動和旋轉(zhuǎn)盤工作臺的間歇轉(zhuǎn)動。紅棗去核機工作時，沖針由擺動從動件帶動下行，沖針進行去核，稱為工作行程，工作阻力 F 為常數(shù)；沖針上行時，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 → 槽輪機構(gòu)，槽輪機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)盤工作臺做一次進給運動，即送料，以便沖針繼續(xù)沖核、沖棗。 圖 2 機械運動簡圖 Diagram of mechanical thumbs 3 傳動裝置的總體設(shè)計 選擇電動機 電動機的類型和結(jié)構(gòu) 形式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y(IP44)系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 確定電動機容量 ⑴沖針的輸出功率 PW 根據(jù)設(shè)計要求和原始數(shù)據(jù)及實驗分析可知： F=2500N，設(shè)定沖針的速度為 ，則沖針的輸出功率為： PW=== ⑵電動機的輸出功率 Pd 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 答辯無憂，值得下載！ 傳動裝置的總效率： η =η 1η 23η 3η 4η 52 式中， η 1， η 2， η 3， η 4， η 5 為電動機至沖針的各傳動機構(gòu)的效率；由機械設(shè)計課程設(shè)計手冊：表 17 查得： V帶傳動： η 1=，滾子軸承 η 2=，錐齒輪傳 動 η 3=，齒式聯(lián)軸器 η 4=，槽摩擦輪傳動 η 5=， 故 η =η 1η 23η 3η 4η 52=ⅹ ⅹ ⅹ ⅹ = 所以 Pd=== ⑶電動機的額定功率 Ped 由機械設(shè)計手冊表 121 選取電動機的額定功率為 Ped=3KW 確定電動機轉(zhuǎn)速 為了便于選擇電動機的轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍， V 帶輪傳動常用傳動比范圍 i=2～ 5，則電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd=284～ 710r/min，可見同步轉(zhuǎn)速750r/min 的電動機符合。 表 2 Y132M8型電動機的主要性能 Main performance of the motors 確定傳動裝置的傳動比 總傳動比 id==5 傳動裝置的運動和動力參數(shù) 各軸的轉(zhuǎn)速 電動機軸為 0 軸，各轉(zhuǎn)速為 n0=710r/min nⅠ =nⅡ =710/i=142r/m