畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-山楂去核機(jī)設(shè)計(jì)

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要全套圖紙加V信153893706或扣3346389411效率低，效果差。因?yàn)槿鄙倭己玫募庸ぴO(shè)備，并且加工手段落后，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，因而部分地區(qū)出現(xiàn)山楂積壓腐爛的現(xiàn)象，給種植山楂的果農(nóng)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，各中、小型罐頭食品加工廠急需性能優(yōu)良的山楂去核機(jī)，為解決這一問題，本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)與研究：（1）研究總結(jié)了市場(chǎng)上有的各類山楂去核方法的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)山楂的形狀，特性和為了滿足中小型企業(yè)的加工需求提出了此山楂去核機(jī)的設(shè)計(jì)方案。該機(jī)器主要包括分度間歇裝置、沖壓去核裝置、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)物料分離等三部分。（2）根據(jù)山楂去核的的加工特點(diǎn)，刀具需要做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，載物盤要實(shí)現(xiàn)由規(guī)律的間歇運(yùn)動(dòng)。再對(duì)各部件，裝置進(jìn)行功能，結(jié)構(gòu)分析并設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸。（3）用Solidworks三維軟件對(duì)分度間歇裝置進(jìn)行三維實(shí)體建模。驗(yàn)證本裝置的總體布局、傳動(dòng)方式以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。由上述分析，提出該山楂去核機(jī)的設(shè)計(jì)方案，可完成山楂去核以及果核分離。該山楂去核機(jī)可完成大部分山楂的加工和前期處理工作，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小能適應(yīng)不同尺寸的山楂加工等特點(diǎn)關(guān)鍵詞：山楂去核；沖壓去核；分度間歇；AbstractChina

the

degree

of

processing

mechanization

of

hawthorn

products

is

relatively

low.

A

large

number

of

hawthorn

products

need

to

be

de-nucleated

manually.However,

manual

denucleation

is

inefficient

and

ineffective..As

a

result,

the

production

efficiency

is

low,

so

there

is

a

backlog

and

decay

of

Hawthorn

in

some

areas,

and

the

fruit

of

hawthorn

is

planted.Agriculture

has

caused

great

economic

losses.

Therefore,

small

and

medium-sized

canned

food

processing

factories

urgently

need

mountains

with

excellent

performance.In

order

to

solve

this

problem,

the

design

of

Hawthorn

Nuclear

Removal

Machine

has

carried

out

the

following

design

:(1)

The

advantages

and

disadvantages

of

all

kinds

of

Hawthorn

denucleation

methods

on

the

market

were

summarized,

and

the

shape

of

hawthorn

was

analyzed.In

order

to

meet

the

processing

requirements

of

small

and

medium-sized

enterprises,

thedesign

scheme

of

Hawthorn

nuclear

removal

machine

is

put

forward.

The

device

mainly

consists

of

three

parts:

dividing

intermittent

device,

stamping

de-nucleating

device

and

automatic

material

separation.(2)According

to

the

processing

characteristics

of

it,

the

cutter

needs

to

do

reciprocating

linear

movement,

and

the

loading

tray

needs

to

be

solid.It

is

now

governed

by

regular

intermittent

motion.

Then

the

function,

structure

analysis

and

calculation

structure

of

each

component

and

device

are

carried

out.

(3)Solidworks

software

is

used

to

build

three-dimensional

solid

model

of

the

dividing

intermittent

device.

Verify

this

package.The

overall

layout,

transmission

mode

and

rationality

of

structural

design

of

the

device

are

discussed.Based

on

the

above

analysis

and

under

the

guidance

of

the

teacher,

the

design

scheme

of

the

Hawthorn

nuclear

removal

machine

can

be

completed.Hawthorn

nucleation

and

fruit

nucleus

separation.

The

hawthorn

denucleator

can

complete

most

of

the

Hawthorn

processing

and

pre-processing

work.The

utility

model

has

theadvantages

of

simple

structure,

small

volume,

safe

operation,

and

can

adapt

to

the

processing

of

hawthorn

of

different

sizes.Keywords：hawthornnucleation;centrallocation;seoarationofFruitandNucleus;

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄摘要 第1章緒論1.1山楂去核機(jī)的設(shè)計(jì)意義山楂，可食用植物，核果類水果，質(zhì)硬，果肉薄，味微酸澀，落葉灌木。枝密生，有細(xì)刺，幼枝有柔毛。小枝紫褐色，老枝灰褐色。能防治心血管疾病。山楂是我國(guó)特有的藥果兼用樹種。含有山楂的中藥減肥秘方“龍荷山茶”，可以清腸排毒，降血壓，降血脂，為減肥圣品。山楂為薔薇科山楂屬植物,始載于《唐本草》,有消食健胃、行氣散瘀之功效。臨床常以果實(shí)入藥,其中主要含有黃酮類化合物,有機(jī)酸等成分。近年來(lái),山楂核、葉的臨床應(yīng)用也逐漸為人們所重視。山楂核、葉主要含槲皮素、金絲桃甙等成分。有人用山楂核治療高血脂和高膽固醇癥;山楂葉提取物有增強(qiáng)冠脈血流量,降低膽固醇的作用。山楂在我國(guó)分布十分廣泛，產(chǎn)量每年可達(dá)上萬(wàn)噸，由于山楂是季節(jié)性比較強(qiáng)的水果品種，每年9—10月份成熟，受其本身特性所限，其貯存期較短，一般是3個(gè)月，而且果酸含量較高，需要加工后貯存和食用。山楂的加工產(chǎn)品中，糖水罐頭占主要部份，加工量大。而在加工過程中，以山楂去核最耗費(fèi)人力和時(shí)間。目前國(guó)內(nèi)主要以手工去核為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，一般每人每天(以8h計(jì))只能加工山楂50~60kg(每只山楂以10g計(jì))，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需求。因此，各中、小型罐頭廠急需性能優(yōu)良的山楂去核機(jī)。再有山楂果肉比較薄，籽粒比較硬，食用時(shí)，須將果核去掉，這樣更加方便食用和再加工，以此來(lái)提升各方面使用價(jià)值，山楂去核題目由此而生。1.2山楂去核機(jī)的發(fā)展史及研究現(xiàn)狀1.2.1山楂去核機(jī)發(fā)展史國(guó)外上世紀(jì)六十年代就著手研制水果山楂機(jī)，歷經(jīng)二十多年，美國(guó)、意大利、荷蘭等國(guó)已相繼推出了粘核桃山楂機(jī)、橄欖山楂機(jī)等。去核工序基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。再經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，已日趨完善、成熟?，F(xiàn)在，正向著節(jié)能型和機(jī)電一體化方向發(fā)展，且以電腦自控作業(yè)為主。日本生產(chǎn)的一種刮板式山楂機(jī)，去核后的果肉可達(dá)5毫米左右，由篩孔排出，桃核從尾端排出，該機(jī)適用于粘核型桃的去核加工，它具有成本較低，生產(chǎn)率高，去核效果好等特點(diǎn)。另外也研制出了橄欖山楂機(jī)，它可以依靠果模組裝在鏈條或滾筒上，形成輸送和定位，并采用一排刀具（包括上刀和下刀），對(duì)橄欖進(jìn)行多刀去核作業(yè)，其生產(chǎn)效率比使用單刀的設(shè)備高得多。美國(guó)FMC公司80年代初向市場(chǎng)推出一種自動(dòng)轉(zhuǎn)矩式粘核桃山楂機(jī)。每分鐘可加工80個(gè)桃子，其生產(chǎn)率約800kg/h左右。該機(jī)采用14個(gè)小杯對(duì)桃子進(jìn)行定位和輸送。每個(gè)杯子底部有一帶凸起的小轉(zhuǎn)軸。小軸在鏈條帶動(dòng)下始終旋轉(zhuǎn)著，只要杯內(nèi)桃子的凹部不在小凸起的上方，桃子外圈就會(huì)與凸起接觸并被其帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)著，直到正確位置為止。這時(shí)，桃子保持直立狀態(tài)，劈刀將果內(nèi)劈成兩半后，夾持挑子的兩個(gè)橡膠夾板相向轉(zhuǎn)動(dòng)150°使果肉與桃核分離。該機(jī)可以整個(gè)加工季節(jié)連續(xù)工作而不必停機(jī)潤(rùn)滑，調(diào)節(jié)與清洗也十分方便。由于它保持了去核后果肉的完整性，因此比較適合于罐頭、果脯和果干加工廠使用。由于該機(jī)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，而國(guó)內(nèi)罐頭、果脯等食品均屬微利產(chǎn)品，因此，在我國(guó)推廣起來(lái)存在一些難度。1.2.2山楂去核機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在我國(guó)現(xiàn)在山楂去核都是采用手工操作，一般人每天（以8小時(shí)計(jì)算）加工山楂15~20kg，勞動(dòng)強(qiáng)度大。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平提高，對(duì)食品質(zhì)量要求變高，而且市場(chǎng)需求量增大，研制一種新的去核機(jī)構(gòu)是山楂加工業(yè)的前景所趨。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研究人員通過對(duì)類似產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)與自主開發(fā)相結(jié)合的形式，對(duì)山楂去核的機(jī)械進(jìn)行了開發(fā)研究，我國(guó)的山楂去核裝備研究也有了一定的發(fā)展，有一部分的山楂去核機(jī)械專利獲得了授權(quán)，也出現(xiàn)了許多關(guān)于山楂去核機(jī)的試驗(yàn)應(yīng)用報(bào)道，雖然推出了一些的產(chǎn)品，一定程度上提高了生產(chǎn)效率，但是由于一些技術(shù)上的問題未能得到解決，所以，真正在生產(chǎn)中的應(yīng)用沒有得到推廣，在我國(guó)大部分地區(qū)的山楂去核都還是停留在依靠人工或者簡(jiǎn)陋的工具完成的。我國(guó)現(xiàn)有的山楂去核機(jī)按去核原理大致可分為手動(dòng)式、腳踏式、單刀式和多刀式四種形式。（1）手動(dòng)式手動(dòng)式是采用不銹鋼空心管手工去核。去核時(shí)，先用管子在山楂花萼一端用力旋轉(zhuǎn)切入一個(gè)圓口，后用空心管從果柄處出切入并穿透山楂，再將果核從果肉里面分離出來(lái)。這種加工方法山楂周圍容易出現(xiàn)裂紋，而且這種去核方式通常還會(huì)有殘余的果核留在里面，又需要用竹簽把果核捅出來(lái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，普通人用這種方式一分鐘只能去核五個(gè)左右，每做好三個(gè)，還得把管子里面的果核給弄出來(lái)，又得速度快，又得保持核果不破裂，所以手工去核是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且成本又高。腳踏式腳踏式去核機(jī)配備有一個(gè)空心刀管，空心刀管里面有一個(gè)活塞彈簧裝置。工作時(shí)，先把山楂放在定位器上，然后通過腳踩踏板迫使刀管切入山楂并直接把果核從果肉中分離，再經(jīng)過活塞彈簧裝置把果核從管內(nèi)排出來(lái)。這種機(jī)器雖然提高了效率，解放了雙手，而且質(zhì)量也有很大的提高，但是隨著不停的加工，一般工人長(zhǎng)時(shí)間工作也會(huì)產(chǎn)生疲勞，這樣的方式顯然意義也不是很大。（3）單刀式該機(jī)是由電機(jī)提供動(dòng)力，刀具做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)由人工將山楂的中心一個(gè)個(gè)的對(duì)準(zhǔn)插入工作臺(tái)上的定位針，隨著工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)入刀具下面，然后由刀具進(jìn)行去核。該機(jī)雖然構(gòu)思巧妙，定位也十分精準(zhǔn)，每分鐘可以去核45至60個(gè)左右，生產(chǎn)效率還不是很高效，適合中小型企業(yè)，可減少工人工作量。多刀式多刀式傳動(dòng)系統(tǒng)大都是由凸輪機(jī)構(gòu)、鏈輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成。工作時(shí)需要人工把山楂正放入果模內(nèi)，然后隨著鏈傳動(dòng)周轉(zhuǎn)至刀具處，再由刀具直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)把山楂核捅出。加上山楂的外形是比較復(fù)雜的，所以只能依靠人工進(jìn)行山楂的擺正，這在一定程度上限制了山楂去核的生產(chǎn)效率，所以只能實(shí)現(xiàn)多刀去核來(lái)提高生產(chǎn)效率。1.2.3山楂去核機(jī)需要解決的問題提高去核的生產(chǎn)效率；降低去核時(shí)產(chǎn)生的破損率；緩解人的工作強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到機(jī)械自動(dòng)的轉(zhuǎn)換。1.3題目設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容設(shè)計(jì)一臺(tái)山楂去核機(jī)，可以采用人工上料，可實(shí)現(xiàn)有果柄的山楂自動(dòng)去籽、出果、成品與廢料的自動(dòng)分離等功能。完成總體方案設(shè)計(jì)及各部裝設(shè)計(jì)。山楂去核機(jī)總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)分析山楂去核機(jī)主要以山楂為作業(yè)的對(duì)象，要求能夠?qū)崿F(xiàn)山楂的人工上料、中心定位、山楂去核等作業(yè)，山楂去核機(jī)的方案設(shè)計(jì)主要考慮以下要求：（1）主要參數(shù)及要求①生產(chǎn)率(個(gè)/分)：50～60②山楂尺寸規(guī)格：φ20～φ30mm③成熟度：充分成熟，硬而不松綿④主傳動(dòng)系統(tǒng)采用封閉式結(jié)構(gòu)⑤可通過更換刀具實(shí)現(xiàn)對(duì)類似的大棗等果品的去核⑥電源220V、50Hz⑦工作臺(tái)高度：800⑧整機(jī)高度：1100⑨籽粒殘留率：＜10%⑩破損率：＜6%(2)考慮到山楂的形狀是比較復(fù)雜，即要求山楂去核機(jī)要適應(yīng)復(fù)雜的山楂形狀，具有良好的使用性能。(3)要適應(yīng)我國(guó)大多數(shù)的用戶要求，中心定位、山楂去核、果核分離等功能。(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中在滿足山楂去核要求的情況下，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，考慮零部件的通用性，即提高整機(jī)零部件的互換性，而且此設(shè)備體積不應(yīng)該太大、易安裝易拆卸、維修方便2.2任務(wù)抽象化2.2.1黑箱設(shè)計(jì)220V~果核220V~果核山楂山楂山楂去核機(jī)山楂去核機(jī)果肉果肉信號(hào)信號(hào)圖2.1黑箱2.2.2工藝路線 山楂核人工上料載物盤轉(zhuǎn)動(dòng)沖壓去核 山楂圖2.2工藝路線2.3功能分解凸輪去核功能刀具連桿凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)山楂去核機(jī)動(dòng)力功能載物盤轉(zhuǎn)動(dòng)去核控制控制功能保護(hù)控制圖2.3功能分解2.4總體布局圖在機(jī)械加工時(shí)，采用山楂的外形進(jìn)行定位、夾持，不能保證山楂核的中心線同刀具的中心線重合．其定位、夾持會(huì)出現(xiàn)偏差，增加了山楂的破碎率和去核的不凈率，使山楂去核機(jī)的推廣受到限制。通過對(duì)本地區(qū)部分山楂品種的物理結(jié)構(gòu)研究知道：山楂核的中心線與山楂的花蕊凹點(diǎn)(下凹點(diǎn))與花蒂凹點(diǎn)(上凹點(diǎn))的連線接近重合。因此提出以上下凹點(diǎn)為山楂的定位基準(zhǔn)，進(jìn)行山楂去核機(jī)的整體設(shè)計(jì)。即采用中心定位方式，保證山楂喂入時(shí)的定位精度，然后采用上下仿形機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾持，在保證定位精度的情況下，使山楂夾緊，之后進(jìn)行雙刀的切削與去核，最后是加工成品與果核分別收集。342516圖2.4山楂去核機(jī)總體布局圖1.圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)2.上料裝置3.去核位置4.杠桿5.凸輪6.帶輪第3章執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1去核執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1運(yùn)動(dòng)分析已知：生產(chǎn)率Q=50～60個(gè)/分，每個(gè)去核深度20～30mm,單個(gè)去核時(shí)間為0.7s刀具推桿深度80mm；（2）彈簧壓縮量35mm；（3）去核刀移動(dòng)深度40mm；（4）刀頭直徑7mm；（5）刀具推桿平均速度V=S/T=0.08/0.7=0.15m/s；（6）刀桿導(dǎo)向的活動(dòng)缸位移限定為40mm，由箱體上的支撐座限定兩個(gè)極限位置；（7）彈簧彈力大于去核所用的力；（8）刀具動(dòng)停比為7/3。3.1.2去核執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)沖裁選用管式刀具，外部裝有彈簧，沖刀頭部有活塞機(jī)構(gòu)，沖壓時(shí)可以將果肉壓入管中，沖壓結(jié)束后，刀具達(dá)到預(yù)計(jì)位置，活塞繼續(xù)運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，推桿推出果核，而后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)果核去除。1234圖3.1刀具機(jī)構(gòu)去核刀推桿2.退刀彈簧3.刀桿活動(dòng)缸4.去核刀頭3.1.3去核系統(tǒng)示意圖8765412387654123圖3.3沖壓去核機(jī)構(gòu)1.刀具2.箱體3.杠桿橫梁4.回位彈簧5.主動(dòng)力臂長(zhǎng)桿6.刀具限位擋板7.凸輪8.凸輪下橫梁沖壓去核機(jī)構(gòu)是由凸輪帶動(dòng)下杠桿，拉動(dòng)長(zhǎng)拉桿，再帶動(dòng)頂部杠桿，進(jìn)行兩次放大行程，帶動(dòng)去核刀的工作，并由凸輪實(shí)現(xiàn)如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)。3.2上料分度執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1運(yùn)動(dòng)分析已知：生產(chǎn)率Q=50～60個(gè)/分，每個(gè)去核深度20～30mm,單個(gè)去核時(shí)間為0.7s上料盤直徑550mm，有效上料直徑480mm圓盤上均布12個(gè)工位，每個(gè)間隔30°工作盤由圓柱分度凸輪帶動(dòng)，動(dòng)停比1：1每個(gè)循環(huán)時(shí)間為1s3.2.2上料分度執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)山楂需要人工上料，在轉(zhuǎn)盤停止的時(shí)候在一端上料，機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)到下一工作位，連續(xù)工作六個(gè)工作位之后到達(dá)切削工位，這樣做可以保證工作人員的安全，而且連續(xù)工作時(shí)工作狀態(tài)平穩(wěn)。間歇機(jī)構(gòu)由圓柱凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)傳遞精度高，平穩(wěn)，而且可以改變傳遞方向。1253412534圖3.4上料分度機(jī)構(gòu)1.圓柱分度凸輪2.分度爪盤3.軸承套4.上料載物盤5.彈片3.2.3分度圓盤設(shè)計(jì)（1）山楂分度圓盤材料由于山楂去核機(jī)屬于常用食品加工類機(jī)械，材料的選擇應(yīng)考慮到材料易得、材料容易加工切削、干凈衛(wèi)生、成本低且容易清洗等特點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)選用45號(hào)鋼作為山楂分度圓盤的材料。（2）山楂分度圓盤尺寸工作臺(tái)是進(jìn)行山楂去核操作的工作臺(tái)面，其轉(zhuǎn)速與主軸轉(zhuǎn)速相同，因其線速度隨著工作臺(tái)直徑的大小變化而不同，為了不影響山楂的喂入，工作臺(tái)的有效直徑(山楂定位中心分布圓直徑)應(yīng)控制在300~600mm之間，即其線速度為0．18～0．21m／s，與人工喂入山楂的速度相匹配。材料選用厚度為15mm的鋼板。山楂分度圓盤如圖8所示?？紤]到人工放置山楂的舒適度問題以及作業(yè)的工作效率，本設(shè)計(jì)采用直徑550mm的圓盤作為分度圓盤，圓盤上均勻分布12個(gè)直徑15mm的山楂定位孔，為了使分度圓盤工作穩(wěn)定可靠不產(chǎn)生傾斜本設(shè)計(jì)采用雙鍵連接軸，基孔制配合為H7。圖4.2.5分度載物盤3.2.4去核機(jī)分度圓盤主軸選擇軸的材料該軸的無(wú)特殊要求，選用45鋼調(diào)質(zhì)處理230-280，查表得σB=640MPa。初步估算軸徑=26.542（3-1）取軸d=30mm。2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)估算軸徑和軸上零件的布置，進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定軸上與分度圓盤聯(lián)接鍵截面尺寸為b×h=8mm×7mm配合為H7/r6。滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸的尺寸公差m6。在軸的兩端均制成2×45°倒角。3.軸的強(qiáng)度驗(yàn)算①主軸間歇輪上的作用力的大小轉(zhuǎn)矩：T=95.5×105×EQ\F(P,n)=95.5×105×EQ\F(0.34,20)=81170(Nmm)圓作用直徑：d1=39.9(mm)圓周力：Ft=2T/d1=2×81170/39.9=4069(N)（3-2）徑向力：Fr=Ft/2.653=1534(N)（3-3）軸向力：Fа=Ft/3.734=1090(N)（3-4）②求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩FBV=(Fr×29.5+Fа×d1/2)/210.5+29.5=279(N)（3-5）FDV=Fr-FBV=1534-279=1255(N)（3-6）截面C處彎矩為:MCV左=FBV×210.5=58730(Nmm)MCV右=FDV×29.5=37023(Nmm)③求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩FBH=Ft×29.5/(210.5+29.5)=4069×29.5/240=500(N)FDH=Ft-FBH=4069-500=3569(N)截面C處彎矩為：MCH=FBH×210.5=500×210.5=105250(Nmm)④截面C處垂直和水平的合成彎矩⑤按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，由公式：（3-7）式中：а——應(yīng)力折算系數(shù)；W——軸上危險(xiǎn)截面處的抗彎矩截面系數(shù)，mm；[σ-1]——軸在對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力，MPa；d——軸上危險(xiǎn)截面處直徑，mm。當(dāng)此段軸上有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑應(yīng)加大3%；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)加大7%。取а=0.6，計(jì)算截面上的應(yīng)力：（3-8）前面已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表11-1查得[σ-1]=60MPa，由于σv＜[σ-1]，故安全。第4章傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1電機(jī)的選擇根據(jù)類比法選擇電機(jī)功率為1.1Kw,由于生產(chǎn)率可調(diào)故由電機(jī)轉(zhuǎn)速變化實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率的調(diào)整。表4.1電機(jī)參數(shù)額定功率/Kw1.1額定電壓/V380/415/440額定轉(zhuǎn)速/(r/min)1450額定轉(zhuǎn)矩/Nm7.0恒轉(zhuǎn)矩調(diào)頻范圍/Hz5～50恒功率調(diào)頻范圍/Hz50～100電機(jī)中心高/mm80電機(jī)軸伸直徑/mm19電機(jī)軸伸長(zhǎng)度/mm40電機(jī)安裝方式B3綜上所訴，選擇ABBQABP系列變頻電機(jī)，型號(hào)QABP1.1Kw-4P。電機(jī)詳細(xì)參數(shù)見下表：4.1.2傳動(dòng)比分配已知；；；；；；電機(jī)P=1.1kwn=1450r/minn=60r/min所以總傳動(dòng)比：i===24.17（4-1）取i=1；i=1i===24.17已知：i帶=3；i凸輪=1；i圓柱凸輪=1/12；η帶=0.95；η圓柱凸輪=0.4；η凸輪=0.5；η軸承=0.99；η直線軸承=0.98；η杠桿=0.98；0軸：即電機(jī)伸出軸P0=P電=1.1kwn0=1450r/minT0=9550×P0/n0=9550×1.1/1450=7.24Nm（4-2）Ⅰ軸：即減速器高速軸P1=P0×η帶=1.1×0.95=1.045kwn1==1450/1=1450r/min（4-3）T1=9550×P1/n1=9550×1.045/1450=6.88NmⅡ軸：即減速器低速軸P2=P1×=1.045×0.9=0.9405kwn2=n1/i減=1450/24.17=60r/minT2=9550×P2/n2=9550×0.9405/60=149.7NmⅢ軸：Ⅲ軸即主軸=×=0.9405×0.97=0.912kw==60r/min=1=9550×=145.16N/mⅣ軸：Ⅳ軸即分度上料豎軸=××=0.912×0.99×0.4=0.36kw==5r/min=12=9550×=687.6N/mⅤ刀具：直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)刀具，由凸輪控制=××=0.912×0.98×0.5=0.447kw由上述列表表4.1各軸功率、轉(zhuǎn)速、效率軸序號(hào)功率P/kw轉(zhuǎn)速n/(r/min)轉(zhuǎn)矩T/N.m傳動(dòng)形式傳動(dòng)比i效率η0軸1.114507.24帶傳動(dòng)10．95Ⅰ軸1.0455606.88減速器24.170．9Ⅱ軸0.940560149.7Ⅲ軸0.91260145.16圓柱分度凸輪120.4Ⅳ軸0.365687.6凸輪與Ⅲ軸相連減速器選擇根據(jù)輸入與輸出方向，整體布置及功率輸入：P1=1.045kwn1=1125r/minT1=8.78Nm輸出：P2=0.941kwn2=37.5r/minT2=239.64Nm傳動(dòng)比i減=30,每日工作8小時(shí),每小時(shí)啟動(dòng)15次,載荷平穩(wěn),裝配形式為Ⅰ型。由表10.2-140查得=1.0，由表10.2-141查得=1.1,=0.94由表10.2-142查得=1.14==8.78×1.0×1.1=9.658Nm==239.4×0.94×1.14=256.54Nm按計(jì)算結(jié)果取最大值=256.54Nm，i減=30，n1=1125r/min。4.1.4減速電機(jī)的選擇由上述計(jì)算可知，減速電機(jī)可選擇CH7501/3-1/25S(B)型三相減速電機(jī)4.2傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)4.2.1帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）確定設(shè)計(jì)功率Pd根據(jù)表6.1-13查得：KA=1.1則Pd=KA×P=1.1×1.1=1.121kw（2）選取V帶的型號(hào)根據(jù)圖6.1-3確定帶類型為A型（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1,dd21）選擇小帶輪直徑dd1根據(jù)表6.1-19和圖6.1-3查得：dd1=90mm2）驗(yàn)算帶速V：V===5.3m/s3）確定從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd2根據(jù)表6.1-19查得dd2=90mm4）實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2(4)確定中心距a0和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld1）初定中心距a00.7(dd2+dd1)≤a0≤2(dd2+dd1)0.7×（90+90）≤a0≤2×(90+90)126≤a0≤360取a0=300mm2）確定帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度LdLd≈2×a0+(dd2+dd1)+=2×300+×（90+90+=882.7㎜根據(jù)表6.1-8取標(biāo)準(zhǔn)Ld=890㎜3）確定中心距aa=a0+=300+=303.65㎜(4)驗(yàn)算包角α(5)確定帶根數(shù)z查表6.1-18c知p1=1.1Δp1=0查表6.1-14知ka=1；查表6.1-16知kl=0.87取z=1(6)確定初拉力F0根據(jù)表6.1-15查得m=0.105Kg/mF0=500×(-1)+==161.58N(7)計(jì)算軸壓力FrFr=2sin=2×161.58×2×sin90°=646.32N(8)確定帶輪結(jié)構(gòu)由表6.1-25查得，大帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪；由表6.1-21查得帶輪參數(shù)見表4.2：表4.2帶輪參數(shù)名稱帶輪V帶基本參數(shù)bp=11mm、b=13mm、h=8mm、θ=400，q=0.10kg/m帶輪基本參數(shù)bd=11.0mm、e=15±0.3mm、f=10mm、ha=3mmhf=8.7mm，φ=340齒寬B/mm20節(jié)圓直徑dd/mm72外圓直徑da/mm54軸直徑d0/mm24輪轂直徑d1/mm40輪轂長(zhǎng)度L/mm41（9）帶輪結(jié)構(gòu)圖圖4.2大帶輪結(jié)構(gòu)圖4.2.2鍵的選擇與驗(yàn)算由于主軸承受轉(zhuǎn)矩較大故選擇主軸鍵舉例校核。（1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸。由于精度為8級(jí)，故選擇最常用的圓頭（A型）平鍵，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。鍵的材料：45鋼。鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長(zhǎng)度由輪轂的寬確定，根據(jù)軸徑d=35mm，由表5.3-4查得:鍵剖面寬b×h=10×8mm，L=25mm。（2）鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個(gè)零件中較弱零件的壓潰。由于鍵的材料是45鋼，許用擠壓應(yīng)力由表5.3-3查得[]=150MPa。鍵的工作長(zhǎng)度：l=L-b=25-10=15mm.===130.1MPa<[]=150MPa安全。4.2.3軸的校核（1）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）選擇軸的材料根據(jù)[2]表8-1選擇軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。按扭矩初步估算軸端直徑（4-4）查表8-2得：=107—118，?。?110?。?20mm3）初選滾動(dòng)軸承因該軸上裝有普通鏈輪，軸向力較小，考慮裝拆調(diào)整方便起見，選用深溝球軸承。根據(jù)軸端尺寸，初選深溝球軸承62064）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)a.左側(cè)軸承用25mm的軸肩定位b．布置軸上零件，設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)圖4.3軸的簡(jiǎn)圖5）對(duì)軸進(jìn)行分析，作扭矩圖、彎矩圖計(jì)算鏈輪所受的各個(gè)分力圓周力：=/=2×145.16/0.025=9677N徑向力：==810N帶輪的分度圓直徑：=135mm

（4-5）即：-=0（4-6）即：（4-7）（4-8）T=126760取根據(jù)，6）校核軸的靜強(qiáng)度根據(jù)圖中軸的結(jié)構(gòu)尺寸，選擇彎矩較大的Ⅰ剖面進(jìn)行校核根據(jù)表8-1查得=59MPaⅠ剖面的計(jì)算應(yīng)力：=59MPa安全7）校核軸的疲勞強(qiáng)度根據(jù)表8-1查得45鋼調(diào)質(zhì)的機(jī)械性能參數(shù)：，，Ⅰ剖面疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核因軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)處理。根據(jù)：由表1.2，表1.3，表1.5查得：，，，，，并?。?-9）（4-10）（4-11)取[S]=1.5～1.8S>[S],滿足要求。4.2.4軸承的驗(yàn)算由于較小軸向力，故選用深溝球軸承由表21-1查得6206軸承：=15KN=10KN已知：合成支反力：===2703.93N===3573N=1204.04方向：向上S1=0.68R1=1838.67N方向：向上S2=0.68R2=2429.64N方向：向上求軸承所受的軸向力S1+FA=1838.67+1204.03N=3042.7>S2軸承2被壓緊所以A1=S2=1838.67NA2=S1+FA=3042.7N求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2根據(jù)A1/R1=0.6799<e=0.68A2/R2=0.85>e=0.65軸承承受輕度載荷沖擊,由表9-7取=1.2=×(+)（4-12）=1.2×（1×2703.93+0×1136.13）=3244.71N=×(+)（4-13）=1.2×(0.41×3573+0.87×1569.5)=3396.47N因?yàn)?lt;所以計(jì)算軸承2的壽命=61883.55h=20.63年（4-14）預(yù)期壽命:20.63年＞10年，壽命足夠。在預(yù)期范圍內(nèi)，不用更換軸承即可達(dá)到要求。第5章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析隨著科技的發(fā)展，三維設(shè)計(jì)軟件已經(jīng)被眾多工程師和設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。通過三維建模，我們可以更加直接的看到設(shè)計(jì)的產(chǎn)品外形，結(jié)構(gòu)等，可以減少設(shè)計(jì)周期，節(jié)約陳本。對(duì)設(shè)計(jì)的成功起到重要作用。5.1三維輔助設(shè)計(jì)5.1.1三維建模根據(jù)任務(wù)要求，現(xiàn)在對(duì)分度間歇裝置進(jìn)行三維建模。其中典型件的建模如下：1.分度間歇裝置的三維模型建立根據(jù)不同零件的外形特征，選擇合適的基準(zhǔn)面，運(yùn)用不同的建模特性，繪制出它們的三維模型。首先選擇上視基準(zhǔn)面為建模平面，再依次繪制零件草圖，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)和切除等命令完成各個(gè)零件的三維模型。1）主軸的三維建模圖5.1主軸三維建模主軸是本機(jī)器的重要傳動(dòng)零件，通過該主軸把電機(jī)的動(dòng)力傳輸?shù)睫D(zhuǎn)盤豎軸和凸輪。通過圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)將水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)改變成豎直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)分度載物盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。另外該主軸帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)凸輪下橫梁做上下擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)去核工作。2）凸輪的三維建模圖5.2凸輪三維建模通過凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)主動(dòng)力臂長(zhǎng)桿和杠桿橫梁實(shí)現(xiàn)刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。3）圓柱分度凸輪三維建模圖5.4主軸三維建模圓柱凸輪機(jī)構(gòu)可以很好，很準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的間歇運(yùn)動(dòng)。如本機(jī)器中去核是的時(shí)候載物盤不能轉(zhuǎn)動(dòng)。5.1.2分度間歇機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)配體首先建立裝配體文件，然后將所需要的零件插入其中。按照各個(gè)零件之間的相對(duì)位置、裝配關(guān)系，單機(jī)配合選項(xiàng)，一步一步進(jìn)行同軸配合，然后進(jìn)行面與面之間的配合。在該基礎(chǔ)上可以添加線與線，面與面，距離，重合等所需的配合。裝配是應(yīng)該注意各個(gè)零件之間的配合關(guān)系要準(zhǔn)確，零件與零件之間不能有干涉。由于分度間歇去核機(jī)構(gòu)是該機(jī)器主要傳動(dòng)裝置和主要零件分布的位置。裝配體的效果圖如圖5.5圖5.5部裝裝配體5.2有限元分析機(jī)架上頂板的有限元分析利用SolidWorks有限元插件SolidWorksSinmulation以及簡(jiǎn)化的有限元模塊SolidWorksxpress對(duì)山楂去核機(jī)的重要零件進(jìn)行初步的有限元分析。第一步：建立分析算例；第二步：選擇夾具，添加約束；圖5.6創(chuàng)建約束第三步：選擇載荷，施加外部載荷；第四步：定義材料，運(yùn)行結(jié)果；1）位移分析圖5.7位移分2）應(yīng)力分析圖5.8應(yīng)力分析通過有限元的靜力學(xué)分析，零部件能夠滿足使用要求，在應(yīng)力集中的地方，要增加材料的厚度，或者更換材料，改善其應(yīng)力的極限。第6章設(shè)備維護(hù)以及使用要求設(shè)備維護(hù)要求一、日常維護(hù)1．工作完成后，要對(duì)機(jī)器進(jìn)行斷電。2．檢查傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑情況。3．檢查機(jī)器內(nèi)外部分和開關(guān)的接點(diǎn)。4．對(duì)機(jī)器及周圍衛(wèi)生進(jìn)行檢查并清理。二、定期維護(hù)1．按技術(shù)說(shuō)明書進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試、調(diào)整，使其達(dá)到要求。2．對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部位進(jìn)行潤(rùn)滑，注油和調(diào)整。3．線路檢查，防止漏電打火現(xiàn)象，確保安全。4．檢查各機(jī)械部分磨損情況。5．電機(jī)保養(yǎng)。設(shè)備使用要求1.操作人員必須事先培訓(xùn)并經(jīng)過考試合格；2.必須有完整的技術(shù)資料、安全運(yùn)行技術(shù)規(guī)程和運(yùn)行記錄；

3.操作人員在值班期間應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行巡回檢查，不得隨意離開工作崗位；

4.在運(yùn)行過程中遇有不正常情況時(shí)，操作人員應(yīng)根據(jù)操作規(guī)程緊急處理，并及時(shí)解決；

5.設(shè)備不得帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，任何一處發(fā)生故障必須及時(shí)消除；

6.定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)和季節(jié)性檢查；

7.與物料直接接觸的設(shè)備應(yīng)當(dāng)光潔、平整、無(wú)清洗盲區(qū)，所有轉(zhuǎn)角過度，丙消毒滅菌市場(chǎng)調(diào)研與價(jià)格分析7.1市場(chǎng)調(diào)研山楂去核機(jī)機(jī)作為食品加工產(chǎn)業(yè)的一部分，在這個(gè)山楂加工的產(chǎn)業(yè)鏈條中起著不可或缺的作用。

山楂去核機(jī)的設(shè)計(jì)在近年來(lái)成為國(guó)內(nèi)研究人員關(guān)注的對(duì)象。通過對(duì)類似產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)與自主開發(fā)相結(jié)合的形式，對(duì)山楂去核的機(jī)械進(jìn)行了開發(fā)研究，我國(guó)的山楂去核裝備研究也有了一定的發(fā)展，有一部分的山楂去核機(jī)械專利獲得了授權(quán)，也出現(xiàn)了許多關(guān)于山楂去核機(jī)的試驗(yàn)應(yīng)用報(bào)道，因此山楂去核機(jī)有一定發(fā)展空間和存在的巨大的市場(chǎng)潛力。在人工放置山楂后，其余的工作都由各個(gè)設(shè)備來(lái)配合完成，在開啟機(jī)器后，先將山楂放置到去核工位；然后經(jīng)過載物盤的轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)刀具沖壓去核的位置，刀具開始向下運(yùn)動(dòng)，將山楂穿透，果核進(jìn)入刀具內(nèi)，再經(jīng)過活塞機(jī)構(gòu)把刀具內(nèi)的果核推出去，落入肥料桶。山楂再轉(zhuǎn)過4個(gè)工位后山楂落入收集箱內(nèi)，至此完成山楂去核的加工工作。整個(gè)過程安全，簡(jiǎn)單，易操作。

我們看到的生產(chǎn)線是聯(lián)線生產(chǎn)，各個(gè)功能的包裝機(jī)通過合理的布局和動(dòng)作配

合，能夠高效有序的完成整個(gè)生產(chǎn)的要求，單機(jī)脫離出來(lái)又能獨(dú)立完成各自的工作任務(wù)，對(duì)于工廠的流水線生產(chǎn)具有很大的市場(chǎng)價(jià)值，整個(gè)設(shè)計(jì)的方向在向模塊化和智能化發(fā)展，但是這樣的生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，造價(jià)成本高，滿足中小型企業(yè)的需要，針對(duì)小規(guī)模的山楂去核和不同客戶的需求，設(shè)計(jì)一臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，空間小，山楂去核機(jī)仍然具有比較高的市場(chǎng)價(jià)值和較廣的市場(chǎng)空間。7.2價(jià)格分析市場(chǎng)銷售的具有同樣生產(chǎn)功能的設(shè)備種類很多，大多需要人工輔助就可以完成生產(chǎn)要求，價(jià)格從幾千到上萬(wàn)元不等，在本次設(shè)計(jì)中，采用較多的標(biāo)準(zhǔn)配件，采用了一個(gè)點(diǎn)擊帶動(dòng)多個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，不同方向的運(yùn)動(dòng)需求，圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)和凸輪空間結(jié)構(gòu)上極大的節(jié)省空間，使整機(jī)的機(jī)身更加的緊湊，而且連桿機(jī)構(gòu)的造價(jià)成本低，易于制造加工，互換性也較好。對(duì)于機(jī)架的結(jié)構(gòu)采用冷軋鋼板，通過折彎和在設(shè)計(jì)位置打孔后就能利用螺栓連接成需要的支撐結(jié)構(gòu)，相對(duì)來(lái)講，材料容易加工制造，能夠省去專用的生產(chǎn)工藝設(shè)備費(fèi)用。

綜上所述本機(jī)總體上具有較高的性價(jià)比，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和很好的發(fā)展前

景，適合中小型包裝機(jī)企業(yè)。第8章結(jié)論設(shè)計(jì)針對(duì)山楂去工過程中遇到的問題為出發(fā)點(diǎn)，在傳統(tǒng)山楂加工中，去核多數(shù)是手工加工，效率低，由于以上原因限制了山楂制品的發(fā)展，由此提出設(shè)計(jì)一種機(jī)械化產(chǎn)品，能解決山楂去核問題以及市場(chǎng)上中小型企業(yè)加工成本高、效率低的問題。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)將獨(dú)立完整的山楂，經(jīng)過各分功能裝置后，山楂共經(jīng)歷了定位、夾緊、沖壓去核、三次加工。對(duì)各分功能裝置進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)。（1）在分度間歇裝置的設(shè)計(jì)中，采用圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)，山楂需要人工上料，在轉(zhuǎn)盤停止的時(shí)候在一端上料，機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)到下一工作位，連續(xù)工作六個(gè)工作位之后到達(dá)切削工位，這樣做可以保證工作人員的安全，而且連續(xù)工作時(shí)工作狀態(tài)平穩(wěn)。間歇機(jī)構(gòu)由圓柱凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)傳遞精度高，平穩(wěn)，而且可以改變傳遞方向。在傳動(dòng)過程中需要間歇運(yùn)動(dòng)采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。（2）沖壓去核裝置的設(shè)計(jì)：山楂去核的工作原理主要是沖壓，