畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-轉(zhuǎn)盤式大棗紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)全套圖紙加V信153893706或扣3346389411學(xué)生姓名學(xué)號(hào)所屬學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)指導(dǎo)教師 前言新疆盛產(chǎn)紅棗，隨著新疆林果業(yè)的發(fā)展，新疆的紅棗產(chǎn)量也有了較大的生產(chǎn)規(guī)模，同時(shí)也誕生了一大批小型紅棗加工企業(yè)。紅棗擁有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，同時(shí)也是中國(guó)的傳統(tǒng)食才。每當(dāng)紅棗收獲的季節(jié)大量的新鮮的棗將采用曬干的方式來(lái)延長(zhǎng)存儲(chǔ)的期限，但這種方法并不能保證紅棗的新鮮口感，而且也不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)。只有將紅棗通過(guò)深加工制成罐頭、飲料等產(chǎn)品才能有更長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間和更大的市場(chǎng)。由于棗核的存在不但影響口感和烹飪的范圍，同時(shí)老人和小孩吃帶核的紅棗也有一定的安全隱患。將紅棗去核后在進(jìn)行生加工，將會(huì)提高產(chǎn)品的附加值，同時(shí)也可以獲得更廣擴(kuò)的市場(chǎng)。核果類水果主要有桃、杏、李、山植、紅棗等。這些水果進(jìn)行深加工前，先要將果核去掉。以前大部分去核都是靠人工一個(gè)一個(gè)單獨(dú)去核，不僅勞動(dòng)成本高，不衛(wèi)生，生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)品質(zhì)量差。所以，水果的機(jī)械化去核將會(huì)成為未來(lái)的主要生產(chǎn)方式。國(guó)外60年代就著手去核機(jī)的研制。我國(guó)是從80年代后期開(kāi)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。由于經(jīng)濟(jì)的落后，以及食品加工工業(yè)的不發(fā)達(dá)，食品加工企業(yè)較少，技術(shù)需求較少，造成了技術(shù)在實(shí)際的生產(chǎn)中沒(méi)有用武之地，在許多工廠仍然使用手工或者十分簡(jiǎn)單的工具完成，這些工具有時(shí)還會(huì)因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而造成工傷。隨著食品加工企業(yè)的不斷增加，對(duì)相關(guān)設(shè)備也有了較大的需求。生產(chǎn)廠家也發(fā)現(xiàn)以目前的加工技術(shù)并不能滿足市場(chǎng)的需求，各廠家紛開(kāi)始研發(fā)或者購(gòu)買新的去核設(shè)備。目錄TOC\o"1-2"\h\u20639工程概況 工程概況本篇說(shuō)明書介紹了一種小型家用紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)。介紹了我所設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)的工作原理和工作過(guò)程。主要設(shè)計(jì)了機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算，傳動(dòng)部分的選擇和主要參數(shù)的計(jì)算，防止運(yùn)動(dòng)干涉的計(jì)算，主要的幾個(gè)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核。首先通過(guò)查找相關(guān)的資料和文獻(xiàn)，了解紅棗去核的原理和步驟。紅棗去核是利用一個(gè)壁厚很薄的空心管插入到豎立的紅棗中，并且將紅棗穿透，棗核就被留在了空心管中，然后再使用一個(gè)頂針將棗核從空心管中頂出，完成去核。紅棗去核時(shí)要求紅棗要準(zhǔn)確的定位，而且必須是豎著放，否則將無(wú)法完成去核或去核不完整。紅棗去核時(shí)需要空心管做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，而送料機(jī)構(gòu)做間歇運(yùn)動(dòng)，兩者之間不能發(fā)生干涉，因此在本機(jī)的設(shè)計(jì)中采用了減速器輸出軸兩端同時(shí)輸出來(lái)防止干涉。采用兩端輸出的方式還能減少支撐點(diǎn)的數(shù)量，降低紅棗去核機(jī)的復(fù)雜程度，優(yōu)化了設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的是小型家用的去核機(jī)，所以送料機(jī)構(gòu)選用的是旋轉(zhuǎn)物料盤，采用手動(dòng)放紅棗。通過(guò)以上要求初步選擇了紅棗去核機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，以及傳動(dòng)方式。分離空心管中的棗核也采用了簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)，原因是這是一個(gè)小型的去核機(jī)，如果設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜在經(jīng)濟(jì)效益上將得不償失。1紅棗去核機(jī)的方案設(shè)計(jì)1.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)任何一個(gè)機(jī)器首先就需要對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，方案選擇的合理性將決定機(jī)械的最終設(shè)計(jì)是否成功，能不能實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作和軌跡、機(jī)械性能的優(yōu)劣、經(jīng)濟(jì)效益的高低。紅棗去核機(jī)的去核原理是利用沖管的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)完成去核，利用旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)完成送棗的過(guò)程。本次所設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)的動(dòng)作可分解為送料、沖核、沖棗三個(gè)步驟。1.2工藝動(dòng)作分解根據(jù)紅棗去核的工作過(guò)程，紅棗去核機(jī)要完成去核的動(dòng)作可分為以下幾步。⑴送料：該紅棗去核機(jī)利用的是人工手動(dòng)加料。⑵沖核：該動(dòng)作可分為沖核和沖棗兩個(gè)部分，但兩個(gè)部分同事進(jìn)行。沖針自上而下運(yùn)動(dòng)完成去核，同時(shí)在下一個(gè)工位頂棗針將去核后的紅棗頂入物料盤下方的出料斗中。然后旋轉(zhuǎn)物料盤做一次間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入下一個(gè)工位。⑶旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)：以便完成送料、沖核、沖棗三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換。1.3紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)要求⑴加工的紅棗為分級(jí)后的紅棗（未分級(jí)的紅棗尺寸相差太大，對(duì)該機(jī)的設(shè)計(jì)難度太大，而且一般在市面上買的紅棗也是按大小分過(guò)級(jí)的，在工廠中紅棗加工的第一步也是對(duì)紅棗進(jìn)行分級(jí)），所加工的紅棗的直徑大小為1.5cm～2.0cm。⑵要求去核管運(yùn)動(dòng)到物料盤之前，旋轉(zhuǎn)物料盤做一次間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，并運(yùn)動(dòng)到指定的位置。⑶紅棗去核機(jī)的使用壽命為10年，主要在家庭使用或在工廠中使用，有輕微沖擊載荷。1.4沖針往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)選用了異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，根據(jù)去核的工作原理的要求要將蝸輪軸連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為沖管的往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)?？蓪?shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)有以下幾種：⑴圓柱凸輪：圓柱凸輪機(jī)構(gòu)具有易于設(shè)計(jì)、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)所產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)、工作行程、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。⑵對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：這種凸輪機(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偏心曲柄滑塊機(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)。1.5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)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)均可以實(shí)現(xiàn)將連續(xù)的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殚g歇運(yùn)動(dòng)。該紅棗去核機(jī)的旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)速度要求速度低，且需要精確地轉(zhuǎn)角，并且一次轉(zhuǎn)動(dòng)后直到下一次轉(zhuǎn)動(dòng)前不能再出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，否則不能完成去核，因此用了槽輪機(jī)構(gòu)。曹輪機(jī)構(gòu)在完成間歇運(yùn)動(dòng)后，鎖止弧可以將物料盤固定防止再發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。1.6執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)紅棗去核機(jī)由電動(dòng)機(jī)、減速器、沖壓去核機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。本次紅棗去核機(jī)采用蝸輪軸兩端輸出，蝸輪軸一端帶動(dòng)沖壓機(jī)構(gòu)，另一端帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)物料盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，沖針在物料盤上方運(yùn)動(dòng)不能壓到旋轉(zhuǎn)物料盤，當(dāng)物料盤運(yùn)動(dòng)到指定位置時(shí)沖針才能沖入物料盤中完成去核，隨后當(dāng)沖針向上運(yùn)動(dòng)離開(kāi)物料盤之后，旋轉(zhuǎn)物料盤才能做下一次間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，防止出現(xiàn)干涉。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)要求。1.7機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案根據(jù)該紅棗去核機(jī)的工作條件、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的憂缺點(diǎn)、空間布局緊湊等要求來(lái)選擇機(jī)構(gòu)組合方案，根據(jù)實(shí)際的工作要求、經(jīng)濟(jì)需求和加工制造需求來(lái)選擇機(jī)構(gòu)的選擇方案。方案1：沖壓機(jī)構(gòu)選用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇機(jī)構(gòu)選用槽輪機(jī)構(gòu)。方案2：沖壓機(jī)構(gòu)選用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇機(jī)構(gòu)為棘輪機(jī)構(gòu)。對(duì)比：經(jīng)過(guò)對(duì)比，選擇方案1作為本次紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)方案。1.8傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)按照選定的兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，工作原理如圖1示：電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)渦輪蝸桿簡(jiǎn)述器運(yùn)動(dòng)，渦輪蝸桿減速器的蝸輪軸采取兩端輸出的方式，蝸輪軸一端帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，另一端帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將蝸輪軸的連續(xù)選擇運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)沖核管和沖棗針，完成去棗和沖棗。蝸輪軸的另一端帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)使旋轉(zhuǎn)物料盤實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，以便進(jìn)入下一個(gè)工位。圖11.9核心方案的設(shè)計(jì)1橡膠條2小電動(dòng)機(jī)3去核管4頂棗針5頂核針6自定心套筒傳動(dòng)部分由帶傳動(dòng)、蝸輪蝸桿減速器、槽輪機(jī)構(gòu)、錐齒輪和曲柄滑塊構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)減速后帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)都由蝸輪軸帶動(dòng)，蝸輪軸轉(zhuǎn)一周曲柄滑塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，而槽輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度。從動(dòng)槽輪帶動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使物料盤轉(zhuǎn)動(dòng)22.5度。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)去核管向下運(yùn)動(dòng)完成去核，當(dāng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)上移時(shí)棗核在去核管被帶出紅棗，在擋板的作用下紅棗被留在自定心套筒中。去核管繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)當(dāng)遇到頂針時(shí)棗核被頂出，在小電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的橡膠刷的作用下棗核被從出核口拋出。槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)錐齒輪使物料盤轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)工位。去過(guò)核的紅棗在下一個(gè)工位被頂棗針頂出，掉到出棗口。自定心套筒自定心套筒由塑料制成，內(nèi)壁的突出的部分有一定的彈性，當(dāng)紅棗放在套筒中時(shí)會(huì)自動(dòng)被定在套筒中心，以便去核。主視圖俯視圖2傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)2.1選擇電動(dòng)機(jī)根據(jù)工作場(chǎng)合和工作條件，選用一般常用的Y(IP44)系列三相異步電動(dòng)機(jī)，它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。通過(guò)上網(wǎng)查詢紅棗去核機(jī)的電機(jī)容量為2.2～3kw左右，去核效率為1200枚/每分鐘左右。本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)的加工效率為120枚/每分鐘左右，所以選擇的電動(dòng)機(jī)容量為0.75kw。由于本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)采用手動(dòng)放紅棗工作臺(tái)轉(zhuǎn)速不能太快，所以選取額定轉(zhuǎn)速為1390r/min的電機(jī)。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1，選得電機(jī)型號(hào)為Y80M2-4。電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（KW）電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速（r/min）傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比Y80M2-40.7515001390212.2確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比根據(jù)設(shè)計(jì)方案，紅棗采用手動(dòng)放置，所以轉(zhuǎn)速不能太快，初步定為60r/min左右。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)述可求得總傳動(dòng)比id==23.16，為了設(shè)計(jì)方便選取id==21。由于該機(jī)在工作過(guò)程中有輕微沖擊，并且?guī)鲃?dòng)具有一定的緩沖、吸震和過(guò)載保護(hù)的作用，可以保護(hù)電動(dòng)機(jī)。故第一級(jí)選用帶傳動(dòng)，分給1.5的傳動(dòng)比。為了憂化設(shè)計(jì)減少不必要的零件，選用渦輪蝸桿減速器，輸出軸蝸輪軸采取兩端輸出，分給14的傳動(dòng)比。⑴各軸的輸入功率電動(dòng)機(jī)軸為1軸，蝸桿軸為2軸，蝸輪軸為3軸，槽輪軸為4軸，轉(zhuǎn)盤軸為5軸各轉(zhuǎn)速為⑵各軸的輸入功率查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表1-5查得傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中有能量損耗的部部位的效率。帶傳動(dòng)、軸承、蝸桿減速器0.8～0.85、錐齒輪傳動(dòng)0.88～0.97根據(jù)所選擇的電動(dòng)機(jī)參數(shù)和傳動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)的效率計(jì)算每個(gè)軸上的輸入功率：⑶各軸的轉(zhuǎn)矩2.3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算⑴確定計(jì)算功率：查機(jī)械設(shè)計(jì)8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.1，故⑵選取窄V帶帶型根據(jù)、nⅠ由圖8-11確定選用Z型帶⑶確定帶輪的基準(zhǔn)直徑由表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd1=80mm根據(jù)式8-15，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd2dd2=i?dd1=1.5ⅹ80=120mm⑷按式8-13驗(yàn)算帶的速度：故帶的速度合適⑸確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)，中心距取值范圍為150mm～400mm初步確定中心距a0=200mm根據(jù)公式8-22計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：L=700mm按式8-23計(jì)算實(shí)際中心距a由式（8—24）知中心距的變化范圍是182.5～214mm⑹驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角α1由式8-25得α≈180°–=180°-（120-80）≈168.12°﹥120°故主動(dòng)輪上的包角合適⑺計(jì)算窄V帶的根數(shù)：計(jì)算單根v帶的而定功率由=80mm和n=1390r/min，查表8—4得=0.35kw。根據(jù)n=1390/min，=1.5和z型帶，查表8—5得△=0.02kw。查表8—6得=0.96表8—2得=0.99，于是=（+△）··=（0.35+0.02）×0.96×0.99kw=0.3516kw計(jì)算v帶的根數(shù)z。z===2.346取3根。⑻計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值由表8—3得z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.060所以=500+=N.=38.254N應(yīng)使帶的實(shí)際拉力＞。⑼計(jì)算壓軸力壓軸的最小值為⑽帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于、，兩帶輪較小適宜采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)，繪制帶輪的零件圖2.4普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算⑴材料選擇根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的功率較小，蝸桿與蝸輪的相對(duì)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度較低，所以蝸桿選用45鋼制造；為了提高，蝸桿螺旋齒面進(jìn)行淬火，淬火后硬度為45～55HRC，提高硬度、效率和耐磨性；蝸輪材料選用鑄造青銅（ZCuSn10P1）,采用砂型鑄造；由于蝸輪尺寸較小，蝸輪輪胚全部采用有色金屬制造，然后在進(jìn)行機(jī)械加工。⑵按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)⑶確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩⑷確定載荷系數(shù)因工作機(jī)為紅棗去核機(jī)，所以載荷不均勻系數(shù)=1；由表11-5選取使用系數(shù)=1；由于轉(zhuǎn)速較低，有輕微沖擊，所以取動(dòng)載系數(shù)=1.05⑸確定彈性影響系數(shù)由于選用的是鑄錫青銅蝸輪與鋼蝸桿相配對(duì)，所以⑹確定蝸輪齒數(shù)⑺確定許用應(yīng)力蝸輪的制造材料為鑄造青銅，輪胚采用砂型鑄造，蝸桿螺旋齒面進(jìn)行淬火處理。查表11-7查得許用應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù)則⑻計(jì)算值因，所以從表11-2中取模數(shù),蝸桿分度圓直徑⑼蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)及幾何尺寸蝸桿尺寸分度圓直徑：齒頂高：齒根高：軸向齒距：直徑系數(shù)齒頂圓直徑：齒根圓直徑：蝸桿齒寬：分度圓導(dǎo)程角：蝸輪尺寸蝸輪分度圓直徑：；齒頂高：齒根高：蝸輪喉圓直徑：蝸輪齒根圓直徑：蝸輪咽喉母圓半徑：蝸輪輪緣寬度：⑽校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度蝸輪的齒形系數(shù):=從《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖11-7中可查得齒形系數(shù)2.55螺旋角系數(shù)許用彎曲應(yīng)力查表11-8查得鑄錫青銅（ZCuSn10P1）制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力壽命系數(shù)==<綜上所述，彎曲強(qiáng)度校核滿足要求。⑾驗(yàn)算效率η已知=11.31°;查表11-8查得大于原先的效率估計(jì)值，符合設(shè)計(jì)要求，因此不用重新計(jì)算。⑿熱平衡計(jì)算初定工作油溫室溫箱體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)取12所需散熱面積不需要需要加散熱片。2.5直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算⑴選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)按圖1所示的傳動(dòng)方案，可選用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，齒輪的傳動(dòng)無(wú)特殊要求所以精度等級(jí)選用8級(jí)即可。兩齒輪材料的選擇：兩齒輪制造材料均選用45鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，處理后齒面硬度為240HBS。⑵選齒輪齒數(shù)Z1=20、⑶按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)試選載荷系數(shù)Kt=1.6計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：TⅠ=9550ⅹPⅠ/nⅠ=9550ⅹ0.443/16.547=225.67N?m齒寬系數(shù)，取由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)由圖10-25d按齒面硬度查得兩齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=0.5N2=60n1Jlh=60ⅹ16.547ⅹ1ⅹ(8ⅹ300ⅹ10)=由圖10-23查得接觸疲勞壽命系數(shù)、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由式10-12得和中取較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即720MPa試算齒輪分度圓直徑d1t，代入中較小值計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬⑷計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.0708m/s，8級(jí)精度，動(dòng)載荷系數(shù)KV可按圖10-8中低一級(jí)精度線查得KV=1.05,取齒間載荷分配系數(shù)由表10-2查得使用系數(shù)KA=1.25由表10-4查得齒間載荷分布系數(shù)故載荷系數(shù)為：⑿按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑計(jì)算模數(shù)m=d1/Z1=101.25/20=5.062mm⑸按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-24得彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式：確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：試選計(jì)算由分錐角可得當(dāng)量齒數(shù)由圖10-17查的齒型系數(shù)由圖10-18查的應(yīng)力修正系數(shù)由圖10-24查的兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限為由圖10-22取彎曲疲勞壽命系數(shù)取彎曲疲勞安全系數(shù)為應(yīng)為大齒輪的大于小齒輪，所以取0.01341試計(jì)算模數(shù)調(diào)整齒輪模數(shù)圓周速度V計(jì)算齒寬b⑷計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由于采用開(kāi)式傳動(dòng)，取齒間載荷分配系數(shù)由表10-4查得則載荷系數(shù)為由試（10-13），可得由實(shí)際載荷系數(shù)算的齒輪模數(shù)為選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4.5⑹幾何尺寸的計(jì)算⑴計(jì)算分度圓直徑：d1=mZ1=20ⅹ4.5=90mmd2=mZ2=80ⅹ4.5=360mm⑵計(jì)算分錐角：計(jì)算齒輪寬度：、取62mm⑶設(shè)計(jì)結(jié)論：齒數(shù)，，模數(shù)m=4.5，壓力角，變位系數(shù)，分錐角°°,齒寬,材料都為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理,8級(jí)精度。⑸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制零件圖因?yàn)殄F齒輪的齒頂圓直徑大于150mm但小于500mm，所以錐齒輪毛胚采用鍛造毛胚，結(jié)構(gòu)選用腹板式結(jié)構(gòu)。3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以使連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有：凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)，對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。按圖2所示的傳動(dòng)方案，選擇對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)參數(shù)，曲柄回轉(zhuǎn)半徑R=45mm，連桿長(zhǎng)度L=75mm。由圖2可知滑塊的行程槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)為4。圖2蝸輪軸轉(zhuǎn)一圈，槽輪從動(dòng)曹輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度，然后從動(dòng)槽輪鎖止，物料盤轉(zhuǎn)動(dòng)22.5度。以曲柄上曲柄銷孔的最低點(diǎn)定為轉(zhuǎn)角起始點(diǎn)，即0度。以蝸輪軸線為中心線，槽輪主動(dòng)撥盤上圓銷與曲柄銷孔的夾角為0度。蝸輪軸同事帶動(dòng)槽輪主動(dòng)撥盤和曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)。在135度到225度期間圓銷與輪槽嚙合帶動(dòng)從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度，之后從動(dòng)槽輪被外凸鎖止弧鎖止。運(yùn)用三角函數(shù)可計(jì)算出在135度到225度期間滑塊運(yùn)動(dòng)的行程為20mm，在180度時(shí)滑塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)?；瑝K在最高點(diǎn)時(shí)距離轉(zhuǎn)盤上表面23mm，而行程為20mm。所以不會(huì)發(fā)生干涉。3.2間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算可以使連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殚g歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有：棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)等。根據(jù)前面已選好的傳動(dòng)方案，選用槽輪機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。槽輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、可以精確控制每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度等優(yōu)點(diǎn)，在轉(zhuǎn)速較低且要求有間歇運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合得到了廣泛的運(yùn)用。⑴槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)系數(shù)應(yīng)大于零，所以外槽徑向槽數(shù)目應(yīng)大于或等于3，一般設(shè)計(jì)中槽數(shù)的正常選用值為4～8。⑵確定槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)根據(jù)紅棗去核機(jī)的工作流程可知：旋轉(zhuǎn)物料盤的工作時(shí)需要間歇運(yùn)動(dòng)，物料盤上均布著16個(gè)物料孔，物料盤和槽輪從動(dòng)槽輪軸的傳動(dòng)比為4，故槽輪選用4個(gè)槽，即槽輪主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)360o，從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)90o。因此取槽數(shù)Z=4。⑶確定主動(dòng)撥盤的圓銷數(shù)由該式可得圓銷數(shù)n與槽數(shù)Z的關(guān)系，由機(jī)械原理教材表12-1，確定圓銷數(shù)n=1⑷根據(jù)其它機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)后留下的結(jié)構(gòu)尺寸，中心距定為，圓銷的半徑為r=6mm。⑸確定槽輪槽間角可得⑹圓銷中心回轉(zhuǎn)半徑槽輪外圓半徑⑺確定槽輪槽長(zhǎng)取h=55.7mm⑻撥盤軸，槽輪軸。⑼槽輪輪葉齒頂厚度b，一般取～10mm，取10mm。4軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1蝸桿軸的設(shè)計(jì)蝸桿軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩：，⑴初步確定軸的最小直徑蝸輪軸主要作用是用來(lái)傳遞扭矩和承受一定的軸向力，并且也沒(méi)有特殊要求。根據(jù)蝸輪軸傳遞的功率和轉(zhuǎn)速，選擇常用的45鋼為軸的制造材料，調(diào)質(zhì)處理。查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（表14-1）硬度HBS=217~255HBS，取230。強(qiáng)度極限=640MPa，=355MPa，=275Mpa由《機(jī)械設(shè)計(jì)》15-3，先初步校核估算軸的最小直徑：取C=110,則，考慮到有鍵槽，將直徑擴(kuò)大7﹪,考慮到軸承的選取，最小軸徑定為25mm。⑵蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從左向右依次為第一段軸、第二段軸、第三段軸……第一段軸徑第二段軸與帶輪配合(軸頸段)第二段軸與帶輪配合，并且與第一段軸之間的軸肩為過(guò)渡軸肩，所以取24mm。第三段軸第三段軸與軸承端蓋配合。第四段軸軸徑第三段軸與軸承配合，軸承已經(jīng)計(jì)算得出，軸承內(nèi)徑為30mm，所以第三段軸軸徑為30mm第五段軸軸徑由于第四段軸與第五段軸間的軸肩要定位軸承，為定位軸肩，查表查的第六段軸軸徑因?yàn)榈诹屋S為蝸桿的螺旋部分，且蝸桿齒頂圓直徑為60mm，所以第六段軸為蝸桿的螺旋部分，第七段軸軸徑第七段軸作用與第五段軸作用相同，并且蝸桿螺旋部分剛好也在軸的兩支撐點(diǎn)的中心處，所以軸徑相同。第七段軸與軸承配合，長(zhǎng)度為第八段軸軸徑第八段軸上與第四段軸作用相同，都是用來(lái)安裝軸承的，故軸徑為。4.2滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算滾動(dòng)軸承的選用要根據(jù)軸給軸承的載荷和軸的轉(zhuǎn)速通過(guò)計(jì)算得出。不同的軸承對(duì)于不同載荷的承載能力是不同的。要想合理的是選用軸承，就需要對(duì)軸上的載荷進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，然后通過(guò)參數(shù)的計(jì)算來(lái)證明軸承的使用壽命是滿足設(shè)計(jì)要求的即可。由于蝸桿軸上具有一定的軸向載荷，所以選擇可以承受一定軸向載荷的角接觸球軸承。⑴蝸桿軸軸承的選擇及承載能力計(jì)算由課本249頁(yè)圖11-16可得蝸桿軸上的受力情況為⑵軸承的選擇由于同時(shí)有軸向力和徑向力，并且軸向力不太大（因?yàn)閭鬟f的功率不是太大）所以選用角接觸軸承，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-8查得：推力球軸承7206，基本額定動(dòng)載荷：基本額定靜載荷：極限轉(zhuǎn)速（油）：由于蝸桿螺旋部分正好在軸的兩支撐點(diǎn)間的中點(diǎn)處，可計(jì)算得當(dāng)量動(dòng)載荷：＜112KN軸承7206合適當(dāng)量靜載荷：查課本表13-8查得取2軸承7206合適4.3蝸桿軸的校核求作用在蝸桿及蝸輪上的力圓周力軸向力徑向力其中⑴垂直面的支承反力⑵水平面的支承反力⑶繪垂直面的彎矩圖（如圖B）⑷繪水平面的彎矩圖(如圖C)⑸求合成彎矩（如圖D）⑹該軸所受扭矩為⑺求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩從圖可得，彎矩，扭矩的最大處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為（其中查表可得）⑻按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》14-5式，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得。因此<，故安全。⑼由于在對(duì)軸進(jìn)行校核時(shí)是以最小軸徑來(lái)計(jì)算的，而實(shí)際的軸徑都比這段軸徑大，在一開(kāi)始確定最小軸徑時(shí)為了方便軸承的選取直接將最小軸徑從計(jì)算值的9.8mm定為25mm，因此蝸輪軸有很大的安全系數(shù)。對(duì)蝸桿軸進(jìn)行受力分析可知截面C處的應(yīng)力最大，因?yàn)榘踩禂?shù)很大，故蝸桿軸疲勞強(qiáng)度滿足要求。4.4高速軸鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核輸入軸與帶輪采用平鍵連接，根據(jù)軸徑,,查手冊(cè)選用A型平鍵，得，，，即鍵GB/T1096鍵10×8×30，又軸和帶輪材料一個(gè)為鋼，另一個(gè)為鑄鐵，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》6-2得，許用應(yīng)力，取110Mpa，鍵的工作長(zhǎng)度，由6-1得，綜上所述，所選用的鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。4.5直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑根據(jù)直齒圓錐齒輪的轉(zhuǎn)述和分度圓直徑可以計(jì)算出直齒圓錐齒輪的圓周速度小于12m/s，故可以采用潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑。槽輪也采用脂潤(rùn)滑。渦輪蝸桿簡(jiǎn)述器為了方便散熱采用油潤(rùn)滑。因?yàn)槲佪喌膫鲃?dòng)效率較其它傳動(dòng)方式較低，損耗的功率轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，所以為了散熱和蝸輪蝸桿嚙合處得到充分的潤(rùn)滑，并且降低攪油損耗，蝸桿輪齒浸入潤(rùn)滑油中的深度不易太深，浸入一個(gè)齒的高度即可。4.6軸伸出端的密封軸的輸入端和輸出端要伸出箱體或者軸承座，目的為了防止外部環(huán)境中的灰塵、水及其它雜質(zhì)進(jìn)入箱體或者軸承，造成軸承或其他零部件的非正常磨損和腐蝕，并且防止?jié)櫥托孤?，都需要在端蓋的軸孔內(nèi)安裝密封件，從而達(dá)到一定的密封效果。根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速、工作溫度以及工作的環(huán)境，選用氈圈油封進(jìn)行密封，可以滿足中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的軸承和減速器端蓋處軸孔的密封。5設(shè)計(jì)總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師丁老師指導(dǎo)下完成的，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)自己所學(xué)的知識(shí)有了進(jìn)一步鞏固和理解，同時(shí)也讓我明白了我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的知識(shí)知識(shí)冰山的一角，在以后的工作中還有更多的知識(shí)需要學(xué)習(xí)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我了解了設(shè)計(jì)機(jī)械的方法和流程，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我把所學(xué)的多門機(jī)械設(shè)計(jì)的專業(yè)課（機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、理論力學(xué)、互換性、材料成型、機(jī)械工程材料及機(jī)械制造工藝學(xué)）所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)結(jié)合了起來(lái)，讓我對(duì)