《除魚鱗裝置的研究設計》11000字（論文）

除魚鱗裝置的研究設計摘要國內(nèi)水產(chǎn)品的進口出口在世界上遙遙領先，國內(nèi)的水產(chǎn)品的消費達到了巨大的金額，產(chǎn)量全球名列前茅。在對魚類進行加工前，去魚鱗是很關鍵的步驟。在傳統(tǒng)的去魚鱗過程中，需要用去魚鱗的刀具來刮，很費力氣，有時還會有殘留的魚鱗，還會一不小心刮傷手。去魚鱗機改變了去魚鱗的方式，只需將魚放在去魚鱗機內(nèi)便可實習自動化操作，而且只需占用一小部分地方。去魚鱗安全且快速，對魚身基本沒有損傷，是一種高效去魚鱗機械。裝置主要應對的市場是海鮮市場和魚類加工工廠，因為去魚鱗是魚加工成魚糜前重要的步驟，所以也可以用于一些魚類料理店面，如：水煮魚餐館，魚類火鍋店等。對去魚鱗機的傳動系統(tǒng)和去魚鱗裝置進行主要的分析和設計。對于所要設計的機器，必須得做到操作方便快捷、高速、效率。去魚鱗機主要由除魚鱗裝置、魚類大小分類裝置、運輸裝置和出水裝置。本文只對除魚鱗裝置進行分析研究以及相關設計。除魚鱗裝置主要由電機、減速器、輥、傳動系統(tǒng)組成。關鍵詞：去魚鱗機；除魚鱗裝置；自動化目錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 11.1前言 11.2去魚鱗機研發(fā)背景 11.3國內(nèi)外研究狀況 21.3.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 21.3.2國外研究現(xiàn)狀 31.4去魚鱗機應用的前景 31.4去魚鱗機設計意義 4第2章 去魚鱗機整機設計 52.1去魚鱗機設計思路 52.2去魚鱗機設計準則 52.2.1設計基本要求 52.2.2整機性能要求 5第3章 去魚鱗機的傳動設計 63.1總體設計方案 63.2傳動設計 63.2.1主傳動系統(tǒng)的確定 63.2.2副傳動系統(tǒng)的確定 8第4章 電機的選擇 94.1去魚鱗機工作功率的計算 94.2電機功率的計算與選型 94.2.1電機功率的計算 94.2.2電機的選型 9第5章 工作輥和輥軸的計算 115.1工作輥的計算 115.2輥軸的計算 115.2.1輥軸的選材 115.2.2輥軸直徑的計算 11第6章 減速器的設計 126.1確定傳動方案 126.2傳動裝置傳動比分配 126.3減速器軸的設計計算 126.3.1減速器各軸計算 126.3.2軸的校核計算 166.4齒輪的設計計算 176.5軸承的選型 196.6軸承校核 196.6.1參數(shù) 206.6.2求軸承受到的徑向力 206.6.3驗算軸承壽命 206.7鍵的校核 20第7章 蝸輪蝸桿傳動設計 217.1蝸輪蝸桿的設計計算 217.1.1材料選擇 217.1.2參數(shù)的設計 217.2去魚鱗機構分析 23結論 24致謝 25參考文獻 26緒論1.1前言魚具有豐富的營養(yǎng)價值，魚的第一個營養(yǎng)價值，能夠為機體提供優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)，因為經(jīng)過測算，魚肉當中粗蛋白質(zhì)的含量大約在17%-20%之間。而且魚肉的蛋白質(zhì)易于消化吸收，氨基酸的組成相對也會比較合適，因此適當?shù)某贼~肉對于補充機體蛋白質(zhì)方面很好，營養(yǎng)價值非常高。魚的第二個營養(yǎng)價值，能夠為機體補充多不飽和脂肪酸，而多不飽和脂肪酸在調(diào)節(jié)脂代謝方面的積極作用會非常的明顯。因此對于高脂血癥的人，適當?shù)氖秤敏~肉能夠起到很好的調(diào)節(jié)血脂水平的作用。與市場上的各種肉類相比，魚肉相對來說經(jīng)濟實惠。人們有著喜歡吃魚但是懶得動手除魚鱗的想法，大部分的原因都是因為每次吃一頓魚，魚鱗得除半天還弄的身上全是味道。在魚類加工前，前處理如今還是大部分都是人工處理，還總會有去除不干凈的時候，導致有的需要二次處理。機械自動化對比人工處理有過之而無不及，往往有著高效率低消耗的優(yōu)點，而且還會更安全。1.2去魚鱗機研發(fā)背景國內(nèi)水產(chǎn)品的進口出口在世界上遙遙領先，國內(nèi)的水產(chǎn)品的消費達到了巨大的金額，產(chǎn)量全球名列前茅。在人們消費水平的日漸增長的當下，魚類產(chǎn)品的進口和輸出也在增長著。一般的去魚鱗方式有用去魚鱗的小型刀具刮下魚鱗。還有用兩個滾筒相互摩擦進行除鱗，但這種去魚鱗的方法有一定的缺點，如果放入魚數(shù)量不對，會導致機器負載過大或者去除效果不佳。在魚類加工的流水線中，去魚鱗屬于獨立的程序，對整個加工有著不小的影響，需要考慮的問題也隨之出現(xiàn)。比如：如何縮短除鱗時間，提高除鱗效率，從而使后面的程序更加流暢運行。在機器的摩擦中，對魚的損傷是不可逆，對后續(xù)的加工的環(huán)節(jié)有直接的影響。為了提高人們的生活品質(zhì)從而設計出自動化程度較高的魚鱗機是很有必要的。讓人們平日里吃魚可以更加方便。對于流水線的改進從而使工作時間降低，可以通過引入去魚鱗機，來達到經(jīng)濟效益的提升。1.3國內(nèi)外研究狀況1.3.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀從古至今，魚類食物便是我國糧食的一大種類。國內(nèi)的湖泊江河占據(jù)了地理上很大一部分，再加上國內(nèi)臨海城市的發(fā)達發(fā)展，同時隨著有求必應的產(chǎn)量速度，致使國內(nèi)的漁業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在世界上也占據(jù)前沿。漁業(yè)的高度發(fā)展，伴隨而來的是國內(nèi)魚類產(chǎn)量的高度增長，其中淡水魚的產(chǎn)量占據(jù)主要位置，國內(nèi)人相對于海魚還說，更喜歡的還是淡水魚多一點，主要吃的就是漁場養(yǎng)的，或是在江河湖中釣出的，淡水魚的產(chǎn)量更是在全部漁業(yè)產(chǎn)量中占據(jù)著百分之七十五的主要位置，而海水魚雖然產(chǎn)量較小，但也是生活日常中不能缺少的食材，產(chǎn)量也占據(jù)著百分之二十五左右。漁業(yè)魚類產(chǎn)量的增加，雖然是一件好事，但麻煩卻也隨之而來。去魚鱗是賣家的最主要的難題。南北兩方的賣魚買魚雖有些不同，但都離不開去魚鱗這一步驟。提出了問題，便有了解決方案，去魚鱗機面世了，去魚鱗機字面意思便是將魚身上的鱗片去除，很好的解決了人工去魚鱗的麻煩，也不用在擔心魚的數(shù)量過多，而導致不能及時處理的問題。隨著時間的發(fā)展，在去魚鱗機的領域上已經(jīng)有所成就，雖然解決了很多不必要的麻煩，但還存在一些小問題，因為當放入想要去除鱗片的魚過多時，可能會導致去魚鱗不充分的問題，所以就需要更長一點的時間去進行操作，但這樣也可能會導致一些魚肉的損壞。所以世界上出現(xiàn)了家用去魚鱗機和商用去魚鱗機，家用的更加便捷，也更加操作簡單，一次放一兩條魚，也不會出現(xiàn)失誤和問題，商用去魚鱗機一般是用在商場里，或是沿海捕魚的人所用。20世紀60年代前浙江有人研究出一種可以開腸破肚并且還能剪掉魚鰭的剖魚機械。1980年是國內(nèi)水產(chǎn)品機械發(fā)展的開始，通過進口國外先進的機械，來研究學習先進的技術。通過研發(fā)的水產(chǎn)品機械來滿足國內(nèi)人們因水產(chǎn)品的美味可口從而消費的國民消費特點。因為魚類加工前去魚鱗是最初的工序，而人們買魚基本上都是通過零售的渠道，所以基本上都是自己手動處理魚鱗，很少用到機械來處理。同時在這期間國內(nèi)的企業(yè)研發(fā)出了可以去鱗的并且可以剖肚去頭的機器，由于該機器有著出肉率不高和適用性不高等特點種種原因未能面世。大部分國內(nèi)的設備還處在慣性作用下利用帶有菱形棱角的斜板，讓魚通過斜板帶走魚鱗，但是存在魚鱗有殘留的問題。國內(nèi)的一些高校在近些年內(nèi)也陸續(xù)發(fā)明了一些魚類前處理設備。一種集除鱗、剖肚、去除內(nèi)臟功能設備的發(fā)明專利曾由沈陽理工大學發(fā)表，基本實現(xiàn)自動化但目前未見其后續(xù)產(chǎn)品。張均波在2004年研究出了通過滾筒與魚互相摩擦去魚鱗的設備，并撰寫了去魚鱗效果與刮除速度及設備運作時間三者間的關系。由于研究不夠深入并未能達到可以應用的階段。到目前為止，國內(nèi)主要以手動去魚鱗設備、滾筒機械式設備與高壓水沖擊式除鱗設備三種大類型為主。手動去魚鱗設備雖然有著精巧方便的特點，但是不適用于處理大量的魚，而且人工成本較高。滾筒機械式設備大量的用于工廠自動化加工，按照喂入的不同，分為分批喂入式和連續(xù)喂入式，適用于處理大量的魚，生產(chǎn)效率對比人力大大提高，可以運用到流水線上，缺點是會對魚身造成一定程度的損傷。高壓水沖擊式除鱗機是近幾年來出現(xiàn)的新型去魚鱗機，對比滾筒機械式設備可以更好的控制除鱗過程中對魚身的損耗，但與此同時也會造成水資源的大量浪費。1.3.2國外研究現(xiàn)狀對比國內(nèi)來說，國外工業(yè)發(fā)展迅速，水產(chǎn)行業(yè)也是領先國內(nèi)，特別是一些發(fā)達國家如：日本、美國等由于水產(chǎn)工業(yè)發(fā)展有著扎實的根基，目前為止已經(jīng)研究出了適用于全球大部分魚類的水產(chǎn)加工設備。20世紀初期開始截止到目前為止，從手動小型除鱗設備到中大型滾筒式除鱗設備再到高壓水沖擊式已經(jīng)屬于一個完善的體系。通過近百年的發(fā)展，適合于不同用戶群體的除鱗設備已經(jīng)發(fā)展了出來。國外因對海產(chǎn)品需求巨大，所以手動除鱗設備的設計發(fā)展是早于國內(nèi)的發(fā)展，早期的除鱗設施是除鱗刷，除鱗刷是把手上圓柱體上的呈螺旋狀分布的齒槽，作用在魚上來達到除鱗效果。后來有人對除鱗刷進行改進，將圓柱體上處于單螺旋分布的齒槽改成雙螺旋結構，以此提高除鱗效果。國外去魚鱗機械的發(fā)展歷史悠久，研究早于國內(nèi)，其主要工作原理是由滾筒與魚身互相摩擦來達到去除魚鱗的效果。1943年，MichelP.Vucassorich等人發(fā)明了一種在滾筒內(nèi)加裝金屬網(wǎng)利用金屬網(wǎng)掛在魚鱗上，通過滾筒旋轉來去除魚鱗的作用。接著將滾筒設計成斜式，從而達到出料口低于進料口進而達成連續(xù)式的目的。1973年LloydG. Burns等人設計在此設備上進行改進，加入了儲水槽與噴射孔，使魚在經(jīng)過底部時由于水的潤滑作用從而降低魚的損傷。1984年,WalterW.Opanasenko設計中對滾筒內(nèi)增加圓形凸點并加裝導向片，目的就是為增加摩擦系數(shù)，進而減少工作時間來提高工作效率。1990年后開始出現(xiàn)高壓水沖擊式除鱗設施。由此可知，相對于國內(nèi)除鱗設備的發(fā)展，國外的除鱗設備更加先進。由于國內(nèi)外主要食用的魚類不同，國外除鱗設備主要是以海魚為主，而國內(nèi)主要食用的是淡水魚，所以需要設計出更符合國內(nèi)環(huán)境的去魚鱗機。1.4去魚鱗機應用的前景近年來，在引入國外的水產(chǎn)品設備后，隨著時間的推移，水產(chǎn)品與水產(chǎn)品設備已經(jīng)是隨處可見，絕大多數(shù)情況下已經(jīng)滿足了人們的日常所需。雖然國內(nèi)對水產(chǎn)品設備的研究有著大力支持，盡管如此，由于水產(chǎn)品設備種類繁多，相比于國外水產(chǎn)品設備還是顯得不夠豐富。尤其是國內(nèi)經(jīng)常食用的淡水魚設備匱乏。21世紀10年代，水產(chǎn)品加工總量占到了全國水產(chǎn)品總量的三分之一，到目前為止，大部分水產(chǎn)品加工主要依靠人工，其中少部分依靠自動化機器，然而，相較于人工，自動化機器的優(yōu)點是可以節(jié)省較多的時間，減少成本，產(chǎn)量高效率快，這是人工處理不可比擬的。國內(nèi)近半企業(yè)使用的自動化魚前處理機器，仍然落后于發(fā)達國家的水平，只有少部分企業(yè)使用的機器達到世界前列水平。由此可知，國內(nèi)水產(chǎn)品設備并未達到很高的水平。人力不可能達到機械處理的效率。特別在魚的前處理部分手工處理還是占據(jù)絕大多數(shù)，不僅效率低下，還有安全方面的隱患，提高自動化程度很有必要。1.4去魚鱗機設計意義魚是國內(nèi)重要的食物之一，從魚被打撈出，進入菜市場，在進入每家每戶，最后人們食用它。在其過程中最重要的步驟就是將魚鱗從魚上去除。不管是以前還是現(xiàn)在，傳統(tǒng)的人工去除方法有著許多不便以及非常容易出錯，過程中也可能會一不小心把手弄傷。傳統(tǒng)的去魚鱗方法是一個小型的工具刮去魚鱗，既費事又去除不干凈，現(xiàn)在為了提高生活質(zhì)量水平，專門研究了一種去魚鱗機，可以更好的用于水產(chǎn)制廠，提高工作效率，給顧客購買時提前處理，既節(jié)約時間又節(jié)省了力氣。傳統(tǒng)魚類前處理需要將魚進行去鱗、剖腹、去內(nèi)臟，去魚鱗是其中關鍵的步驟，但這步存在限制，對于不長殺魚的人來說較為困難。而去魚鱗機的存在就解決了這些問題，在想要去魚鱗時，只要將魚放置在去魚鱗機中，去魚鱗機就會自動去魚鱗，直接跳過了不會去魚鱗這一步，也避免了在其過程中弄傷自己。雖然去魚鱗機很好，但北方地區(qū)卻很少使用，在南方去魚鱗機的使用較多。通過對去魚鱗機結構的設計，介紹去魚鱗機的優(yōu)點，進而對去魚鱗機進行普及了解。去魚鱗機整機設計2.1去魚鱗機設計思路手動鋼刷去鱗器是目前水產(chǎn)市場里常見的除鱗工具。往往水產(chǎn)市場里的給與去鱗大多都是要對魚進行后續(xù)加工。通過零售購買魚類的一般都是把魚拿回家里自己處理。為了把魚鱗處理的干凈，有幾種辦法可以讓用鋼刷去鱗的時候更加方便快捷。第一種方法是將魚在熱水和冷水里進進出出，通過這樣一冷一熱的方法來讓魚鱗松動?；蛘咄ㄟ^在水里加入些許堿面浸泡魚身。通過以上的辦法可以讓去魚鱗的時候更簡單一些。去魚鱗時用手壓在魚腹的位置，用鋼刷通過摩擦來帶走魚鱗。用這樣的方式去魚鱗，往往不是很安全，有時用力不當會被鋼刷弄傷手，而且還用殘留下難聞的氣味，費事費力。魚的前處理一般有去鱗、去內(nèi)臟、去除魚腹的黑膜。鯽魚的話還需要的去掉身上的腥線，不然做出來的魚會有很大的腥味。目前的去魚鱗設備一般都是利用滾筒內(nèi)壁的凸起的除鱗裝置與魚身的摩擦來去除魚鱗。高壓水去鱗設備目前還并未普及。2.2去魚鱗機設計準則2.2.1設計基本要求去魚鱗機的零部件應符合強度要求去魚鱗機傳動系統(tǒng)應做到傳動準確去魚鱗機電機應使用額定電壓為380V的交流電源去魚鱗機零部件應達到該有的壽命，并且需要方便維修和保養(yǎng)2.2.2整機性能要求正常工作時需要做到可以平穩(wěn)運行且噪音低于90分貝除鱗過程去魚體的損傷不應高于10%對于去掉的魚鱗的魚體應保證在經(jīng)過清洗后不得殘留魚鱗在不停運作下，機器壽命保持在五年以上對于形狀大小不同的魚，在通過調(diào)節(jié)上輥達到對魚有充足的夾緊力來保證去鱗干凈。去魚鱗機的傳動設計3.1總體設計方案圖3.1整體結構圖本文只對除鱗部分做具體設計分析。檢測、上料、沖水、運輸機構只做簡單闡述：通過檢測機構來對魚類大小進行分類，將檢測信息反饋到升降設備上通過調(diào)節(jié)達到合適的位置，再通過上料機構將魚運輸?shù)匠[的魚箱內(nèi)，在完成除鱗工作后，再通過沖水機構將魚身上粘著的魚鱗清洗干凈，最后通過運輸機構將魚和魚鱗從不同的路徑到達出魚口和出鱗口，以便方便回收魚鱗。去鱗機構具體工作原理為：利用電機帶動減速器，來帶動三根帶有毛刷的輥互相擠壓摩擦來去除魚鱗。其中上輥可通過另一個電機來上下調(diào)節(jié)，為的是可以應對不同大小的魚，上輥主要作為輔助裝置，通過上下移動將魚推到兩根下輥之間，兩根下輥作為主要工作裝置一起轉動，讓魚與三根輥上的毛刷摩擦來去除魚鱗。隨后對魚進行沖洗，利用魚箱下的過濾裝置將魚和魚鱗分入不同的出口。3.2傳動設計3.2.1主傳動系統(tǒng)的確定帶傳動是一種常見的機械傳動，帶傳動是由帶輪和機架構成。帶輪分為主動帶輪和從動帶輪，通過各零部件的相互摩擦或嚙合傳遞的動力完成工作。帶傳動的優(yōu)點有：帶可以減小和吸收振動和沖擊。傳動過程中運行穩(wěn)定，不會發(fā)出較大的噪音。結構簡單易制造、成本低、易安裝、方便維修。當機器過載時，帶與帶輪發(fā)生相對滑動以保護零件不被損傷帶傳動的缺點有：易打滑導致傳動比不準確。傳動過程中會產(chǎn)生的張緊力，導致軸和軸承收到較大的力。不適合用在高溫環(huán)境中。不適用于結構緊湊的場合。齒輪傳動可以傳遞空間內(nèi)任意兩軸的動力，齒輪傳動有著較多的形式，應用范圍較廣。適用于結構相對緊湊的環(huán)境。齒輪傳動的優(yōu)點：傳動效率較高。傳動比準確，工作可靠。使用壽命較長?？梢詰獙Υ蠖嗖煌乃俣群凸β省｝X輪傳動的缺點：安裝較難、精度要求較高。成本較高。不適用于兩軸中心距較大的環(huán)境。由上可知，由于去魚鱗機需要結構緊湊且傳動比需要準確，相比于帶傳動，齒輪傳動更加適合。由于此傳動需要讓下輥按照設定完成工作，且需要用到聯(lián)軸器和齒輪。所以需要減速器來進行減速。由電機產(chǎn)生的動力，通過聯(lián)軸器和齒輪來進行傳動。傳動如圖3-1所示。圖3-1去魚鱗機主傳動系統(tǒng)簡圖3.2.2副傳動系統(tǒng)的確定利用輔助上輥軸上下移動來將魚帶到兩個工作下輥之間。副傳動選用蝸輪蝸桿傳動。傳動系統(tǒng)簡圖如圖3-2所示。圖3-2去魚鱗機副傳動系統(tǒng)簡圖電機的選擇4.1去魚鱗機工作功率的計算根據(jù)現(xiàn)實中去魚鱗機的工作情況，由于去魚鱗速度太快會導致魚身表面的魚鱗殘留。且經(jīng)過實地考察，水產(chǎn)市場中大部分淡水魚處于不大也不小的體型。所以刮除速度V一般在5m/min~7m/min之間。其中刮除速度V取中間值，即v=6m/min=0.1m/s根據(jù)任務書中數(shù)據(jù)去魚鱗機的工作力F=86.24k PW=Fv1000去魚鱗機工作功率PW單位：kW，主刮除力F單位：N,去魚鱗機刮除速度V單位：m/sP4.2電機功率的計算與選型4.2.1電機功率的計算 Pd=P電機功率Pd單位：kW,去魚鱗機傳動總效率 ηa=η1為聯(lián)軸器效率，η2為齒輪效率，查表可知，其中η1=0.99，ηηP由于電機額定功率需稍微大于去魚鱗機所需功率，所以電機選11kW4.2.2電機的選型電機分為直流電動機和交流電動機。由于直流電動機需要直流電源，造價昂貴，一般無特殊情況不使用直流電動機。Y系列電動機有著結構簡單，價錢便宜等諸多優(yōu)點.YZ系列一般在冶金和起重應用廣泛。根據(jù)載荷的不同按照工作制可分為四種，即短時工作制S2、斷續(xù)周期工作制S3、包含起動的不連續(xù)周期性工作制S4和包含電制動的斷續(xù)周期工作制。由上可知對比YZ系列電機與Y系列電機，YZ系列電機相對來說更加適合去魚鱗機的工作特點。通過查表選擇YZ160-6。電機功率P=11kw;電機轉速n=953r/min副傳動電動機選用YD系列電動機，由于其有著較好的變速能力，對于副傳動的輔助上輥更加適合。選用型號為YD90S—6/4的電機.電機功率P=0.65kw;電機轉速n=1000r/min工作輥和輥軸的計算5.1工作輥的計算工作輥的轉速： n輥=輥工作轉速n輥單位：r/min，輥的刮除速度v單位：m/s5.2輥軸的計算5.2.1輥軸的選材合金鋼在傳遞大動力上有著很好的性能。相較于碳鋼在需要減小尺寸，高溫條件下有著更好的性能。所以輥軸采用合金鋼40Cr調(diào)質(zhì)處理。由表可知40Cr的A0為112~97Mpa。由于軸并還受到軸向載荷，所以A0取稍大值，即值取5.2.2輥軸直徑的計算初步估算輥軸的最小直徑： d≥39550000P輥軸截面直徑d單位：mm，輥工作功率n單位：r/mind≥對于d>100mm的軸，因為所選取的計算截面有一個鍵槽，所以需要在軸徑增加3%，即是d最后可以得出:dmin=減速器的設計6.1確定傳動方案為了考慮去魚鱗機結構的合理性，避免各零件之間互相干涉，則需選用相對對稱的圓柱齒輪減速器。由于傳動比較大，所以需選用三級展開式圓柱齒輪減速器。傳動如圖6.1：圖6.1傳動簡圖6.2傳動裝置傳動比分配 i=nin0n=nn可確定減速器各軸傳動比：i1=4.52;i6.3減速器軸的設計計算6.3.1減速器各軸計算各軸轉速：nnnn各軸功率：PPPP各軸轉矩：TTTT軸均采用合金鋼40Cr調(diào)質(zhì)處理。由表可知40Cr的A0為112~97Mpa。由于軸并還受到軸向載荷，所以A0取稍大值，即值取高速軸軸1計算：軸1的結構如圖6.2所示圖6.2軸1d≥對于d≤100mm的軸，因為所選取的計算截面有一個鍵槽，所以需要在軸徑增加5~7%，取中間值，即d最后可以得出:dmin=24.26mm查表選擇A型普通平鍵8×7，選擇材料為鋼。查表選擇σ通過扭矩計算鍵槽長度普通平鍵強度的計算：σ式中：鍵傳遞的轉矩T單位：N﹒mm；鍵的工作高度k單位：mm，鍵的工作長度l單位：mm，A型平鍵l=L?b，鍵的公稱長度l單位mm，鍵寬b單位：mm；軸1的直徑d單位：mm；鍵、輪轂、軸中三者的材料中最低的許用擠壓應力σP通過聯(lián)軸器所需鍵長查表可得鍵長為16mm。所以所選用的普通圓頭平鍵尺寸為：10×8×16。中間軸軸2計算：軸2結構如圖6.3所示圖6.3軸2由表可知40Cr的A0為112~97Mpa。由于軸并還受到軸向載荷，所以A0取稍大值，即值取軸2的直徑d≥對于d≤100mm的軸，因為所選取的計算截面有兩個個鍵槽，所以需要在軸徑增加5~7%，取中間值因為所選取的計算截面有一個鍵槽，所以最終的結果要再在計算結果的基礎上加10~15%，即取中間值12%。則d實=1.12d；得查表選擇A型普通平鍵14×9，選擇材料為鋼。查表選擇σ普通平鍵強度的計算σ齒輪所需鍵長為40mm。最終選用A型平鍵尺寸為：14×9×40。中間軸軸3計算：軸3的結構如圖6.4所示圖6.4軸3軸3的直徑d≥對于d≤100mm的軸，因為所選取的計算截面有一個鍵槽，所以需要在軸徑增加5~7%，取中間值，即dmin得d實=69.43mm，最后查表選擇A型普通平鍵22×14，選擇材料為鋼。查表選擇σ普通平鍵的強度計算σ齒輪所需鍵長為40mm。最終選用A型平鍵尺寸為：22×14×40。低速軸軸4計算：軸4的結構如圖6.5所示圖6.5軸4軸4的計算d≥對于d≤100mm的軸，因為所選取的計算截面有兩個鍵槽，所以需要在軸徑增加10~15%，取中間值12%，即dmin得d實=113.58mm，最后查表選擇A型普通平鍵32×18，選擇材料為鋼。查表選擇σ普通平鍵的強度計算σA段齒輪所需鍵長為40mm。最終選用A型平鍵尺寸為：32×18×40。B段聯(lián)軸器所需鍵長查表16mm，最終選用A型平鍵尺寸為：32×18×16計算聯(lián)軸器矩：Tca選用GL聯(lián)軸器（GB6069－85），其公稱轉矩為16000N·m。6.3.2軸的校核計算1.軸的彎矩計算因為Ⅳ軸的轉速小，扭距大，因所以僅進行Ⅳ軸的校核。Ⅳ軸的支承跨距L=155+14+108=277mm。B面受力分析：轉矩：T=1.122×10直徑：已知d=270mm圓周力：F徑向力Fr：F支反力：RV1、RV2RRRR彎矩：MH=3.706×總彎矩：M=扭矩：αT=0.6×1.26×α=0.6當量彎矩：M2.軸的強度校核σσ因σca<6.4齒輪的設計計算小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)處理，大齒輪選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。按齒面接觸強度設計計算公式d小齒輪轉矩T查表可得?查表可得Z初選β=12°齒數(shù)比u=初選Z1=23，Z小齒輪的傳遞的轉矩為：T查閱資料可以得ZEZ齒輪的接觸疲勞強度極限通過查詢，小齒輪為σHim1=600MPa齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)取KHN1=0.9；則σσ計算得出 d齒寬為 b=模數(shù) m齒高 h=2.25查表可知KV=1.12；KHα=KFα=1K=則可以算出實際載荷系數(shù)下的分度圓直徑為d則模數(shù)為m按齒根彎曲強度設計設計公式用m≥小齒輪的彎曲疲勞強度極限為σFE1=500MPa，壽命系數(shù)KF則可計算：σσ載荷系數(shù)：K=查閱相關資料可得：KFa1=2.65；KF兩個齒輪的KFKK則得:m≥13.25mm最終取m=14mm，分度圓直徑d1=196mm。計算可得大小齒輪齒數(shù)分別為22、16.5軸承的選型1.選擇軸1、軸2、軸3的軸承根據(jù)書中可知深溝球滾動軸承往往適用于軸的轉速不低，且徑向力大于軸向力的情況。所以在最終軸1軸2軸3均選用深溝滾動軸承。2.選擇軸4的軸承由軸4受力可知，軸4主要受到徑向力，軸向力由于很小幾乎可以忽略不計，且軸4的轉速不高，所以最終選用的軸承為尺寸130×200×33的圓錐滾子軸承。3.選擇上下輥軸的軸承去魚鱗機構的工作環(huán)境關系到食品安全問題，所以不能受到污染，如果出現(xiàn)潤滑油污染會影響食品安全，最終軸承選擇粉末冶金球軸承。6.6軸承校核由于輸出軸的轉矩較大大，所以僅對軸4進行軸承的校核，需校核軸承的徑向力魚軸承壽命。6.6.1參數(shù)Cr=152kN,C0r=125kN實際參數(shù)：n=7.958r/min,T=1.122×1076.6.2求軸承受到的徑向力FF因Fr1>Fr載荷系數(shù)：fp當量載荷：p=6.6.3驗算軸承壽命L故該軸承的壽命滿足要求，符合條件。6.7鍵的校核許用壓力σ計算公式σ軸4聯(lián)軸器端平鍵：b×h×l=32×18×140T=1.122×107N?mm,k=0.5h=9mm,σp對齒輪平鍵：b×h×l=28×16×100，k=8mm,l=100mm則有：σ采用雙鍵：σp蝸輪蝸桿傳動設計7.1蝸輪蝸桿的設計計算蝸桿傳遞功率為8.4kW，轉速n1=100r/min，傳動比i=407.1.1材料選擇蝸桿選擇常用蝸桿材料40Cr，蝸輪選擇常用蝸輪材料ZCuSn10P1。處理方式分別為淬火處理和時效處理。7.1.2參數(shù)的設計1.求傳動的中心距：P式中，K1=1,K2=1查表可得a=175mm，取成標準值a=180mm2.主要參數(shù)計算：Z1=1蝸輪喉圓直徑：d蝸輪齒寬：b蝸輪咽喉母圓半徑：R蝸輪端面模數(shù)：m=徑向間隙：c=r=0.2m=1.504mm齒根高：?齒頂高：?蝸輪分度圓直徑：d蝸輪齒根圓直徑：d蝸桿分度圓直徑：d蝸桿齒根圓直徑：d蝸桿喉部齒頂圓直徑：d蝸桿齒頂圓弧半徑：R蝸桿齒根圓弧半徑：R周節(jié)角：τ=蝸桿包容蝸輪齒數(shù)：Z蝸桿工作包角之半： φ蝸桿工作部分長度：L蝸桿最大根徑：d=2蝸桿最大外徑：d蝸桿喉部螺旋導角：r分度圓壓力角：a=arcsin蝸輪法面齒厚：s蝸輪弦齒高：?=5.64?0.5×300.72蝸桿喉部法面弦齒厚：s=蝸桿弦齒高：?=5.64?0.5×300.72確定蝸桿螺旋修形量及修緣量：?f=?f?e=0.16?f=0.6×0.2988=0.0478mmφt=7.2去魚鱗機構分析輔助上輥運用了蝸輪蝸桿傳動，下輥運用了齒輪傳動保證結構緊湊。去魚鱗機構占用面積不會太大。下輥轉速合理，結合上輥配合保證魚鱗去除干凈，且保證魚身受損較小。通過上輥調(diào)節(jié)可以應對不同大小的魚。除鱗機構設計合理。結論通過對去魚鱗機設計計算中，讓三根圓輥對魚始終施加一定的壓力，通過摩擦達到除鱗效果，與此同時還保證了魚的損耗不超過10%。通過上輥來輔助兩根下輥來固定魚體，讓兩根下輥可以始終對魚體進行除鱗操作，從而加強對魚鱗的去除效果。本機的主要零部件為電機、減速器、輔助上輥和兩根工作下輥，齒輪傳動系統(tǒng)和蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)。去魚鱗機的工作原理是由電機產(chǎn)生動力。經(jīng)過減速器和齒輪傳動將所需的動力傳工作機構來讓機器運作。另一電機產(chǎn)生的動力來調(diào)節(jié)輔助上輥上下移動來對魚身進行固定。當魚放入魚箱時，機器開始運作，通過檢測機構來將魚按照大小進行分類，隨后用上料機構將魚帶到除鱗機構，利用兩根工下輥和輔助上輥的配合，和魚體進行充分摩擦去鱗。隨后打開沖洗裝置將魚身上黏著的鱗片沖洗掉，隨后魚和魚鱗從不同的出口排出。在完成設計計算后，了解到了通過不同的改進改良，可以讓機器發(fā)揮更好的工作性能。參考文獻[1]何啟旺,丁嘉麟,楊云,石昌杰,熱米拉木·阿布力米提,王海明.小型一體式魚鱗機的設計[J]科技風,2021(06):9-10.[2]梁義,劉本學.刮魚鱗機刀頭[P].廣東?。篊N306312937S,2021-02-05.[3]陳丹,周衛(wèi)彪,吳增敏,徐海清,鐘月珠,張海彬.海鱸魚去魚鱗機[P].廣東?。篊N212393737U,2021-01-26.[4]張軍文,鄭曉偉,陳慶余.魚體除鱗技