【導讀】山楂為藥、食兩用品種，近年來在醫(yī)藥、保健、食品等方面用量大增。料加工飲料、罐頭、果脯和果干制品時去核作業(yè)是一項十分重要的前處理工序。山楂的去核都是采用手工操作。一般每人每天加工山楂50~60kg，勞動強度大。作遠不能滿足現(xiàn)代水果加工的需求，研制一種新的去核機構是山楂加工業(yè)的前景所趨。由于山楂的外形并非旱規(guī)則形狀．因此在機械加工時，采用山楂的外形。進行定位、夾持，不能保證山楂核的中心線刀具的中心線重合，定位、夾持會出現(xiàn)偏差，增加了山楂的破碎率和去核的不凈率。通過對部分山楂品種的物理結構研究：山楂核的中。心線與山楂的花蕊凹點(下凹點)與花蒂凹點(上凹點)的連線接近重合。此提出以上F凹點。為山楂的定位基準，進行山楂去核機的整體設計。去核機，主要包括：旋轉間歇機構、自動下料機構、沖針往復運動機構，廢料回收機構，各機構動作協(xié)調，去核率高，對實現(xiàn)我國去核自動化有深遠的意義。

　　

【正文】 就能傳送較大的裁荷。 （） 大學機械工程學院 29 圖 帶的標準尺寸 表 35 梯形齒標準同步帶的齒形尺寸 帶的齒根圓角 帶齒齒根回角半徑 rr 的大小與帶齒工作時齒根應力集中程度有關 t 齒根圓角半徑大，可減少齒的應力集中，帶的承載能力得到提高。但是齒根回角半徑也不宜過大，過大則使帶齒與輪齒嚙合時的有效接觸面積城小，所以設計時應選適當的數值。 帶齒齒頂圓角半徑八 帶齒齒項圓角半徑八的大小將影響到帶齒與輪齒嚙合時會否產生于沙。由于在同步 帶傳動中，帶齒與帶輪齒的嚙合是用于非共扼齒廓的一種嵌合。因此在帶齒進入或退出嚙合時，帶齒齒頂和輪齒的頂部拐角必然會超于重疊，而產生干涉，從而引起帶齒的磨損。因此為使帶齒能順利地進入和退出嚙合，減少帶齒頂部的磨損，宜采用較大的齒頂圓角半徑。但與齒根圓角半徑一樣，齒頂圓角半徑也不宜過大，否則亦會減少帶齒與輪齒問的有效接觸面積。 齒形角 ? 梯形帶齒齒形角日的大小對帶齒與輪齒的嚙合也有較大影響。如齒形角霹過小，帶齒（） 大學機械工程學院 30 縱向截面形狀近似矩形， 則在傳動時帶齒將不能順利地嵌入帶輪齒槽內，易產生干涉。但齒形角度過大，又會使帶齒易從輪齒槽中滑出，產生帶齒在輪齒頂部跳躍現(xiàn)象。 同步帶輪的設計的基本要求 ： 保證帶齒能順利地嚙入與嚙出 由于輪齒與帶齒的嚙合同非共規(guī)齒廓嚙合傳動，因此在少帶齒頂部與輪齒頂部拐角處的干涉，并便于帶齒滑入或滑出輪齒槽。 輪齒的齒廊曲線應能減少嚙合變形，能獲得大的接觸面積，提高帶齒的承載能力即在選探輪齒齒廓曲線時，應使帶齒嚙入或嚙出時變形小，磨擦損耗小，并保證與帶齒均勻接觸，有較大的接觸面積，使帶齒能承受更大的載荷。 有良 好的加了工藝性 加工工藝性好的帶輪齒形可以減少刀具數量與切齒了作員，從而可提高生產率，降低制造成本。 參數 選擇 去核刀的工作原理如圖 所示，在進刀的時候，去核刀旋切入荔枝，將荔枝蒂部果殼切開，切斷果肉與海綿狀組織之間的連接，并將果核套入刀管；退刀的時候，在刀刃以及刀管與果核之間的擠壓力和摩擦力力作用下，將果核從果體中取出，并在退刀行程末期將果核、果蒂連同部分果肉從刀管中頂出，準備開始下一個去核循環(huán)。 圖 去核原理圖 1 山楂 2 去核刀 3 山楂核 4 刀桿 果核受力分析 如圖 所示 ，在進刀過程中，刀刃對果核施加夾緊 （） 大學機械工程學院 31 力 P切向摩擦力 f以及旋轉力矩 T1；這些力和力矩有助于去核刀切斷果肉與海綿組織之間的連接，迫使果核擠入刀管，由于在刀刃 2 側刀管上開有切槽，能使刀管適度強開，使之夾緊果核并隨刀管一起轉動；果肉對果核曲面施加的支反力 N1 和摩擦反力矩T 39。1，這些力對果核產生的約束作用，協(xié)助去核刀將果核擠入刀管。當刀具退出時，在果核與刀管相互間夾緊力 P2 的作用下，刀刃和刀管內壁對果核施加向右的摩擦力 f2，驅使果核隨刀管一起向外移動，在運動過程中果核受到沒有切斷的果肉連接力 F 和切口 附近果肉包裹力 N2 的作用，這些力有使果核與去核刀分離的趨勢，這對去核過程是不利的，應盡可能減小或避免 。 圖 受力分析 注： P1—— 刀刃對果核的夾緊力； f1—— 切向摩擦力； T1—— 旋轉力矩； N1—— 果肉對果核曲面的支反力； T 39。1—— 摩擦反力矩； P2—— 果核與刀管 相互間的夾緊力； f2—— 刀刃和刀管內壁對果核的摩擦力； F—— 果肉連接 力； N2—— 果肉包裹力； T2—— 退刀旋轉力矩； T39。2—— 退刀旋轉力矩 通過上述分析知，要保證果核被順利取出，并盡可能減小去核過程中的果肉損失，去核刀應滿足以下性能 要求： 1）刀刃應鋒利，能夠快速切入果殼，切斷果肉、果殼與果核之間的連接組織。 2）刀管內徑應合適，既保證能夠切斷果核與果殼、果肉之間的連接組織，抓牢果核，又能降低去核過程中的果肉、果汁損失率。 3）刀具應具有一定的柔性，能夠適應對不同大小果核去核。 4）刀具應保證果核能夠被順利排出。 5）刀具應能夠盡可能降低去核過程中的果肉果汁損失，保證果汁不會流入去核刀軸內部。 （） 大學機械工程學院 32 圖 刀具形狀 刀頭是管形刀身的前端部分，刀刃由一定齒形和齒數的刀齒組成，其作用是在去核的時候劃破果殼，切斷果肉與海綿狀組織之間的 連接，取出果核。根據滑切理論，在刀具相同的情況下，滑切時刀齒對物料的正壓力比正切時小，刀具對果肉的擠壓較弱，果肉的完整性較好，去核阻力較小。前期研究表明采用弧齒形刀具具有較好的去核效果，考慮刀具加工的方便性以及刀具工作時的剛性和方向選擇性，將刀齒的結構設計成三角齒形，如圖所示，斜邊為刀刃部分。去核刀主要由刀頭、刀身、刀柄 3 部分組成，整刀由尼龍材料加工而成，既具有足夠的剛性又具有較好的柔韌性。切槽位于 2 個刀齒條刀刃之間，沿刀刃背部直線延伸至刀身，與刀齒的數量相同，決定刀齒的高度。刀柄主要起固定、傳動作用，通過鍵或銷釘聯(lián)接將刀具固定在去核刀軸上。 本章小結 根據設計方案的要求，首先確定了設計中所用到的負載參數， 對負載的轉動慣量，力矩進行了求解，最終確定了設計參量，同時對電機和減速機進行理論計算，確定了所需的型號， 其次對導軌和氣缸進行理論選型計算，確定選用亞德客氣缸和臺灣上銀導軌，最后基于本設計中對傳動比有嚴格要求，因此選用同步齒形帶并進行理論計算，確定了帶輪的直徑，帶長、中心距，帶輪包角等參數。 （） 大學機械工程學院 33 第 四 章 山楂去核機的 三維建模 SOLIDWORKS 軟件介紹 Solidworks 軟件是世界上第一 個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)，由于技術創(chuàng)新符合 CAD 技術的發(fā)展潮流和趨勢， Solidworks 公司于兩年間成為 CAD/CAM 產業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得 Solidworks 每年都有數十乃至數百項的技術創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在 19951999 年獲得全球微機平臺 CAD 系統(tǒng)評比第一名；從 1995 年至今，已經累計獲得十七項國際大獎，其中僅從 1999 年起，美國權威的CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予 Solidworks 最佳編輯獎，以表彰 Solidworks 的創(chuàng)新、 活力和簡明。至此， Solidworks 所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它， 設計師 大大縮短了設計時間，產品快速、高效地投向了市場。 由于 Solidworks 出色的技術和市場表現(xiàn)，不僅成為 CAD 行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在 1997 年由法國 達索公司 以三億一千萬美元的高額市值將Solidworks 全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了 CAD 行業(yè)的世界紀錄。并購后的 Solidworks 以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作，成為 CAD 行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司， Solidworks 三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的 CAD 產品。 使用了 Windows OLE 技術、直觀式設計技術、先進的 parasolid 內核（由 劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術， Solidworks 成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 Solidworks 軟件使用許可約 28 萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品 /消費品、離散制造等分布于 全球 100 多個國家的約 3 萬 1 千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球 4， 300所教育機構的近 145， 000 名學生通過 Solidworks 的培訓課程。 據世界上著名的人才網站檢索，與其它 3D CAD 系統(tǒng)相比，與 Solidworks 相關的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用 Solidworks，越來越多的企業(yè)雇傭 Solidworks 人才。據統(tǒng)計，全世界用戶每年使用 Solidworks 的時間已達 5500 萬小時。 在美國，包括麻省理工學院（ MIT）、 斯坦福大學 等在內的著名大學已經把 Solidworks列為制造專業(yè)的必修課，國內的一些大學（教育機構）如 清華大學 、哈爾濱工業(yè)大學、北京航空航天大學、大連理工大學、北京理工大學、上海教育局等也在應用 Solidworks 進行教學。 （） 大學機械工程學院 34 Solidworks 軟件功能強大，組件繁多。 Solidworks 功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新是 Solidworks 的三大特點，使得 Solidworks 成為領先的、主流的三維 CAD 解決方案。Solidworks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。Solidworks 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。 對于熟悉 微軟 的 Windows 系統(tǒng)的用戶，基本上就可 以用 Solidworks 來搞設計了。Solidworks 獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內完成大型裝配設計。 Solidworks 資源管理器 是同 Windows 資源管理器一樣的 CAD 文件管理器，用它可以方便地管理 CAD 文件。使用 Solidworks ，用戶能在比較短的時間內完成更多的工作，能夠更快地將高質量的產品投放市場。 在目前市場上所見到的三維 CAD 解決方案中， Solidworks 是設計過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司 Daratech 所評論： “在基于 Windows 平臺的三維 CAD 軟件中， Solidworks 是最著名的品牌，是市場快速增長的領導者。 ” 在強大的設計功能和易學易用的操作（包括 Windows 風格的拖 /放、點 /擊、剪切 /粘貼）協(xié)同下，使用 Solidworks ，整個產品設計是可百分之百可編輯的，零件設計、裝配設計和工程圖之間的是全相關的。 全動感用戶界面 只有 Solidworks 才提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標拖動控制。 “全動感的 ”的用戶界面 減少設計步驟，減少了多余的對話框，從而避免了界面的零亂。 嶄新的屬性 管理員 用來高效地管理整個設計過程和步驟。屬性管理員包含所有的設計數據和參數，而且操作方便、界面直觀。 用 Solidworks 資源管理器可以方便地管理 CAD 文件。 Solidworks 資源管理器是唯一一個同 Windows 資源器類似的 CAD 文件管理器。 特征模版為標準件和標準特征，提供了良好的環(huán)境。用戶可以直 接從特征模版上調用標準的零件和特征，并與同事共享。 Solidworks 提供的 AutoCAD 模擬器，使得 AutoCAD 用戶可以保持原有的作圖習慣，順利地從二維設計轉向三維實體設計。 配置管理是 Solidworks 軟件體系結構 中非常獨特的一部分，它涉及到零件設計、裝配設計和工程圖。配置管理使得你能夠在一個 CAD 文檔中，通過對不同參數的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體 。 協(xié)同工作 ： Solidworks 提供了技術先進的工具，使得你通過互聯(lián)網進行協(xié)同工作。 （） 大學機械工程學院 35 通過三維托管網站展示生動的實體模型。三維托管網站是 Solidworks 提供的一種服務，你可以在任何時間、任何地點，快速地查看產品結構。 Solidworks 支持 Web 目錄，使得你將設計數據存放在互聯(lián)網的文件夾中，就象存本地硬盤一樣方便。 用 3D Meeting 通過互聯(lián)網實時地協(xié)同工作。 3D Meeting 是基于微軟 NetMeeting 的技術而開發(fā)的專門為 Solidworks 設計人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。 裝 配設計 在 Solidworks 中，當生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，Solidworks 的性能得到極大的提高。 Solidworks 可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。 用智能零件技術自動完成重復設計。智能零件技術是一種嶄新的技術，用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中，而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。 鏡像 部件是 Solidworks 技術的巨大突破。鏡像部件能產生基于已有零部件（包括具有派生關系或與其他零件具有關聯(lián)關系的零件）的新的零部件。 Solidworks 用捕捉配合的智能化裝配技術，來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術能夠自動地捕捉并定義裝配關系。 Solidworks是基于特征的實體造型軟件，建立的三維建模比二維平面圖更加直觀、清晰。同時利用裝配建模技術可以將零件模擬裝配起來。利用裝配模型可以進行 后續(xù)的裝配干涉分析、運動仿真模擬、物性分析、有限元分析等，還可以在裝配環(huán)境中對零件進行設計、編輯、修改。利用這些功能，能有效避免產品設計中經常帶來的尺寸不匹配，零件干涉等問題。 在零件建模前，一般應進行深入的特征分析，后按照特征的主次關系，