机械设计制造及其自动化专业毕业论文范文
更新时间:2023-08-26 21:57:01 阅读量: 教育文库 文档下载
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
摘 要
随着食品工业的发展,食品深加工已越来越被世界重视,特别是便餐和方便食品的诞生,促使保鲜脱水蔬菜工业迅速发展起来,这便要求原材料的深加工伴随着发展。其中,马铃薯的深加工就是受到人们高度重视且发展较快的产业之一。
我国是马铃薯主要生产国,年种植面积和总产量居世界第二位,但在我国绝大部分马铃薯被直接用作饲料或食用。由于每年仅有百分之几用于深加工,致使鲜薯过剩,增加了越冬保鲜难度,也降低了它的营养价值。究其原因是缺少加工设备,特别是去皮机械。而从国外引进设备,价格昂贵,生产成本高,致使国内该产业发展较慢。马铃薯去皮是所有马铃薯制品加工工艺过程的重要环节,目前存在的各种去皮方法都有其一定的局限性。随着马铃薯产业的发展和我国社会经济的进步,如何寻找一种优质、高效、节能、环保的马铃薯去皮方法已成为马铃薯加工工艺过程中迫切需要解决的问题。 关键词:马铃薯;去皮;机械摩擦 ;
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
Abstract
Along with the development of food industry, food processing by the world has become more and more attention, especially luncheonette and the birth of the convenient food, prompting fresh dehydrated vegetable industry rapidly, it will request the intensive processing of raw materials with development. Among them, the potato is deep processing by people attaches great importance to the development of the industry and one of fast.
Our country is the main producers of potatoes, years of planting area and total production ranking second in the world, but in our country most potatoes were directly used for feed or edible. Because only each year a few used for further processing, and the fresh potatoes excess, increases the difficulty of keeping fresh winter, also lowered its nutritional value. Investigate its reason is lack of processing equipment, especially to leather machinery. And equipment introduced from abroad, the price is expensive, high production costs, which the industry development in more slowly. Peel potatoes all potato products processing technology is the important part of the process, the existing various to skin method has its certain limitation. Along with the development of the potato industry and China's social and economic progress, how to search for a high quality, highly effective, the energy conservation, the environmental protection potatoes peel potatoes methods have been the machining process of the urgent need to address the problem.
Key words :Potato ;Skinning ;Steam ;
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
目录
摘要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 错
误!未定义书签。
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 错误!未定义书签。
前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ⅳ
1. 马铃薯擦皮机机械设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 圆盘的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 齿轮的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 传动轴的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
1.4 键的选择和校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
2. 擦皮机整体机构的设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
2.1 擦皮机材料的选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
2.2 擦皮机料筒的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
2.3 擦皮机支架的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
3. 结论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
致谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24 附录 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
前言
马铃薯是高产稳产作物,它有很高的营养价值,我国的马铃薯种植面积居世界第二,我国丰富的马铃薯资源至今没有很好开发利用,绝大部分只用作杂粮和饲料,每年的腐烂损失甚大,用于加工的尚不到5%,主要是制作淀粉、粉丝和酒精。自1985年起我们从国外引进了30余套油炸土豆片生产线,从目前生产销售情况看受到令人满意的效果,已引起社会各方面的关注,特别是引起了盛产土豆的农业区域企业家的兴趣。然而从国外引进了一条生产线需30-50万美元,显然只适用于少数大型食品厂,针对我国当前的经济条件和生产水平,研制小型的生产线,能以最少的投资得到较高的经济水平,一定能大面积推广。
近年来,马铃薯在日常生活中所占的地位越来越明显,因此得到了广泛的种植和开发,对淀粉,以及薯类等深加工产品的需求量也越来越大,因此土豆去皮机的设计研发也变得越来越重要。在我国,尤其在国内的中小型饭店和宾馆等餐饮单位,在对马铃薯进行烹制前的处理过程中,并没有采用高效的土豆去皮设备,而是仍然采用老套的人工去皮方法,甚至有些则不去皮而直接用于烹制,对顾客的饮食卫生产生潜在隐患。为此,设计一款实用性较强且价格低廉的土豆去皮设备不仅可以提高土豆的去皮效率,而且还可以符合其相应的卫生条件。
马铃薯栽培分布较广,世界上共有148个国家栽培,主要分布在欧洲和亚洲。20世纪60年代以来,马铃薯栽培面积比较稳定,发达国家逐渐减少,发展中国家有所增加,发展中国家近年来以4.5%的速度递增。苏联解体后,中国成为马铃薯栽培面积最大的国家。世界上马铃薯栽培面积较大的其他国家是俄罗斯、波兰、美国等。马铃薯与甘薯栽培分布差别最大的特点是甘薯多栽培在发展中国家,而马铃薯多栽培在发达国家较多。发达国家马铃薯单产水平较高,如荷兰每公顷马铃薯产量已达43吨,美国为38吨,德国为35吨;相当于发展中国家2.5~3倍[1]。中国马铃薯栽培面积变化呈V字型,80年代前由于粮食压力,面积逐步上升,年栽培面积达450万公顷;此后,粮食问题解决,生产面积回落至1983年的260万公顷,80年代后期由于人民生活改善,加工技术提高,西餐食品增加,马铃薯栽培面积逐渐回升,近年来稳定在400万公顷左右。但马铃薯单产提高幅度不快,1998年全国平均单产为13.9吨/公顷,低于世界平均产量15%左右[2]。
马铃薯主要用途为食用,其比率为54%,饲用为19%,加工(主要指淀粉加工)仅占8%,
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
发达国家和发展中国家消费比例无大的差别。目前马铃薯已从鲜食和饲料转向加工产品,比如炸薯片,炸薯条、脱水、冷冻产品等。
国外马铃薯主要用于加工,鲜食比例较小,而我国马铃薯主要以蔬菜的形式进行鲜食,用于加工的比例不足10%。由于马铃薯作为蔬菜口感较差,并不太受人们的欢迎,因而价格低廉。每年有15%的马铃薯烂掉,浪费较多,严重影响了广大薯农的经济利益和种薯积极性。加快我国马铃薯产业发展,提高马铃薯的附加值,是促进我国贫困地区,尤其是西部马铃薯产区经济发展的一条重要途径。马铃薯制品的主要品种有薯条、薯片、脱水薯泥等。由以上分析看出,目前所用的多种去皮方法各有一定的局限性。随着马铃薯产业的发展,寻找一种优质、高效、节能、环保的马铃薯去皮方法已成为马铃薯加工工艺过程中迫切需要解决的问题。
在世界上工业发达国家,马铃薯深加工量一般都占总产量的50%~80%,1980年,美国马铃薯深加工量占鲜薯总产量的76%。1984年,荷兰马铃薯加工量占总产量的55%。目前,美国是世界上最大的马铃薯生产国和出口国,马铃薯生产企业有300多家,其子公司遍及世界十几个国家。美国的马铃薯不仅畅销国内,且大量出口,干制食品和方便食品占居了世界的绝大部分市场。近20年来,继美国之后,德、法、英、荷兰、瑞士及日本等国家,也在致力于发展马铃薯食品深加工业,从而使世界马铃薯食品加工业进入蓬勃发展阶段[4]。
综上所述,马铃薯在人们日常生活中所占的地位越来越明显,在日新月异发展的今天,马铃薯的应用得到了广泛的开发,在淀粉,薯条,薯片等深加工的产品越来越多,马铃薯擦皮设备作用也变得越来越重要,尤其在我国中小型饭店和食堂,在食用马铃薯烹制前的处理过程中,并没有采用高效的马铃薯去皮设备,大多数饭店或食堂仍然采用老套的人工去皮方法,甚至有些则不去皮而直接用于烹制,对顾客产生潜在的卫生隐患,为此设计一款实用性较强且价格低廉的土豆擦皮设备势在必行。
不论何种制品,其加工工艺都要求对原料马铃薯进行去皮处理,才能保证产品的质量,保持良好的外观、色泽和口感。马铃薯去皮方法主要有人工去皮、机械去皮、化学去皮、辐射去皮和蒸汽去皮等[5]。
人工去皮的效果较好,但效率低、损失率高,显然不能适应马铃薯工厂化加工的需要。
机械去皮主要依赖马铃薯与马铃薯之间及马铃薯与金刚砂或橡胶之间的磨擦作用而达到去皮的目的。这种方法去皮效果差,且易造成马铃薯表面层的损伤,但其比较经
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
济实惠。
化学去皮在耐碱容器内,加入强碱溶液并加温,后加入块茎,经一段时间后块茎的表皮被碱溶液腐蚀,经高压水反复冲洗干净,再将块茎放入机械去皮机中剥去表皮。这种方法对去皮前后的冲洗工艺要求较高,且碱液或去皮液消耗量过大,成本较高。
辐射去皮是利用辐射波被马铃薯表皮的水分吸收、蒸发,使入射的辐射波刚刚进入受热体的浅表层即引起强烈的共振,被吸收转化为热量,从而达到去皮效果。这种方法去皮效果较好,但果皮只能废弃,不能被利用。蒸汽去皮是将马铃薯在蒸汽中进行短时间处理。使其皮层熟化变软,然后利用毛刷刷削,利用流水冲洗,达到去皮目的[6]。
目前,国内主要使用摩擦擦皮机,该机由机筒、机座、电机、沙盘、机盖等部分组成。它以电机为动力,通过减速齿轮带动机盘底部的沙盘旋转。块茎加入机筒内,因其离心力和相互碰撞作用,在机筒内上、下、左、右翻动,表面被沙盘均匀的磨蚀。去皮结束时加入清水,再打开侧门,块茎从侧门自动排出,去屑随水流从沙盘的周围间隙流出[8~9]。
以上就是国内外对于马铃薯去皮方法的概述,就我国的实际情况,设计一款适合于我国中小型饭店和食堂的实用型低价位的马铃薯擦皮机是十分重要的。
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
1 马铃薯擦皮机机械设计
马铃薯擦皮机的整体设计要求简单,安全,实用,移动方便,尽量节省原材料。 是一种小型间歇式去皮设备,依靠旋转的工作构件驱动物料旋转,使得物料在离心力的作用下,在机器内上下翻转并与机器构件产生摩擦,从而使物料的皮层被擦离。本设计主要考虑去皮后的马铃薯达到表面光滑、无破坏层、去皮过程无污染、及切屑可利用为目的,同时考虑经济实用,达到能以最少的投资获得较好的经济效益。下面是马铃薯擦皮机具体组成构件的设计。
1.1 圆盘的设计
圆盘的直径大小取决于此擦皮机的工作效率,由于此擦皮机是专门为食堂或中小型饭店设计,所以其生产能力设计为每次处理10kg马铃薯,每次耗时3min,其中装料时间为30秒,擦皮时间为120s,卸料时间为30s,即每小时可以处理200kg的马铃薯[10]。
(1)土豆密度的测定
选取大小均匀适中的土豆样品,甲和乙
M甲 140g M乙 160g
V甲 135mL V乙 155mL
由于 M/V
1.037(g/mL) ρ甲=140/135≈1.032(g/mL) 乙 165/155≈
所以 ρ≈1.035g/mL
(2)圆盘的尺寸设计
由于此擦皮机的生产效率为每次处理10kg马铃薯,
所以 V M/ 10 103/1.035≈9661.8mL
土豆平均高度 h 8cm
.8/8 1207.7cm2 S V/h 9661
S 19.6cm 由于 S R2 所以 R
设圆筒的填充度为0.5,设计圆筒高度为 320mm,筒内物料高度设为160mm。
(3) 综上所述:① 取圆盘半径 R 17cm;
② 取物料与剥皮机的摩擦系数 f 1.2;
③ 圆筒内物料的最大高度为 0.16m;
(4)由于考虑到马铃薯擦皮机在圆盘转动的过程中,能够把马铃薯抛起,所以在
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
擦皮机圆盘设计上采用了圆盘表面为波纹形的突起,六个条形波纹突起呈均匀,发散分布。这样可以在转动时,使马铃薯有一个向上的分速度,从而把马铃薯抛向侧壁,使马铃薯与侧壁之间进行摩擦,从而达到去皮的目的。圆盘结构图见图 1-1 所
示。
图 1-1 圆盘结构图
1.1.1 圆盘上物料的受力分析
物料在圆盘的旋转式的受力情况见图 1-2。
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
图 1-2 物料受力分析图
(1) 设波纹角为 ,当圆盘转动时,推动物料A运动,方向为垂直于波纹切线,设其速度为 V,V 可分解为 V水平 和 V垂直 两个分速度。BC与圆盘平面平行,
[10]可以看作圆盘的圆周速度,而 ABC ,所以 V Rsin (m/s)
—角速度(1/s)
R—圆盘半径(m)
因为 CAD ABC ,所以V垂直 Vcos cos Rsin
又因为sin2 2sin cos
所以 V垂直 Rsin2 (m/s) 2
(2) 综上:1. V垂直 R sin
2. V水平 Rsin2
3. V垂直 Rsin2 2
1.1.2 擦皮机正常工作转速的条件
(1)物料在圆盘转动时由于离心力和波纹角被圆盘抛起,该物料所具有垂直方向的动能为 : E垂直11 Rsin2 2m 2R2sin22 2 V垂直 m() 2228
此动能应该等于势能:
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
E垂直m 2R2sin22 mgh mgh, 8
(2) 为了正常运转,抛高 h 一定要超过物料在圆桶内的厚度 ,否则,最底层的物料就不能抛起与圆筒壁摩擦,所以
又因为 2R2sin22 8 g n1
30
所以代入得 n1 602 Rsin2
(3)为了正常运转,仅把物料抛起还不行,还要保证物料能抛向侧壁,抛向侧壁的力靠离心力 C mv=R2G( C=πRn22)GRn22= (N) ( 1.1 ) gR900
此离心力应能克服物料对波纹的摩擦力,才能使物料离开波纹抛向侧壁,摩擦力为:
T Gf (N) f—摩擦系数
使C t,即
GRn2 Gf 9002 n2 2900f R
n2 30
综上: n1 60
n2 代入计算得:
n1 60f R2 (1.2) Rsin2 f (1.3) R2 2 0.16 60 229.5r/min Rsin2 0.17 0.87
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
n2 f12 30 79.7r/min R0.17
在计算中,取其中较大的值为设计所选用的n值。所以,圆盘的转速要达到229.5r/min以上才能使马铃薯擦皮机正常工作。
1.1.3 擦皮机功率的计算
(1)擦皮机的功率消耗包括:
① 克服物料对圆盘的摩擦力所需的功率 N1;
② 克服物料对圆筒的摩擦力所需的功率 N2;
③ 圆盘抛起物料所做的功率 N3;
④ 传动机构因摩擦而消耗的功率 N4[10];
(2)下面对以上公式分别计算:
N1 Mmp cp(W)
Mcp—处于圆筒内物料的摩擦力矩(N·m)
G—物料重力(N)
f—摩擦系数(1.1~1.3)
R—摩擦壁矩(m) 2
,采用最大角速度的。 cp—物料圆盘的平均相对速度(1/s)
cp 所以 N1 Gf
代入数据得: N1 1 n1 n() 2306012R nGfR n 26012010 10 1.2 0.2 3.14 229.5 144.1 (W) 120
N2 My cp (W)
My—在离心力的作用下物料与侧壁的瞬时摩擦力矩(N·m)
mv2
fR (N·m) My R
V—物料圆周速度(m/s)
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
R′—摩擦力矩(R′=R) (m) 8
mv2RGv2f My (N·m) f R88g
Gv2f n 所以 N2 480g
100 (4.022) 1.2 3.14 229.5 291.2 (W) 代入数据得: N2 480 10
N3 GsnK (W) 60
S—圆盘表面波纹高度(m)
K—波纹的数量
代入数据得: N3 10 10 0.012 6 229.5 27.5 (W) 60
N4为传动损失,可用传动效率 表示。( =0.8)。则消耗的总功率为:
N总 N1 N2 N3 144.1 291.2 27.5 578.5 (W) 0.8
1.1.4 电动机的选型
根据马铃薯擦皮机设计的额定功率578.5W,转速229.5r/min,及电动机电压、尺寸的综合考虑,所以选择电动机的型号为YD100L-8/6,如表1-1所示[11]。
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
图1-3 电动机尺寸结构
1.2 齿轮的结构设计
齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一,型式很多,应用广泛。齿轮传动的主要特点有:
(1)效率高 在常用的机械传动中,以齿轮传动的效率最高。
(2)结构紧凑 在同样的使用条件下,齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。
(3)工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动,工作十分可靠,寿命长达一、二十年,这也是其他机械传动所不能比拟的。
(4)传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求[12]。
1.2.1 按齿面接触疲劳强度设计
(1)选择齿轮的类型精度等级材料及齿数
① 该传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
② 该马铃薯擦皮机,速度不高,故选用8级精度。
③ 材料选择。由机械设计手册选择小齿轮的材料为45钢(调质),硬度为250HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为220HBS。
④ 选择小齿轮的齿数为z1=20,大齿轮的齿数z2=uz1=3.2×20=64[13]
(2)由设计计算公式进行试算,即 d1t 2.
KtT1 d u 1 ZE (1.4) u H 2
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
① 试选载荷系数Kt=1.3
② 计算小齿轮传递的转矩
53T1 95.5 105P/n 95.5 10 0.75/750N mm 9.55 10N mm 11
③ 查机械设计手册选取齿宽系数 d 0.6
④ 查机械设计手册得材料的弹性影响系数ZE 189.8MPa1/2
⑤ 查机械设计手册,按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1 510MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim2 460MPa;
⑥查机械设计手册计算应力循环次数
N1 60n1jLh 60 750 1 (1 8 300 15) 1.62 109
N2 1.62 109/3.2 0.51 109
⑦ 查机械设计手册得接触疲劳寿命系数KHN1 0.90;KHN2 0.95
⑧ 计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1,
H 1 KHN1 Hlim1S 0.90 510MPa 459MPa
H 2 KHN2 Hlim2S 0.95 460MPa 437MPa
(3)计算
① 试算小齿轮分度圆直径d1t,代入 H 中较小的值:
d1t 2.KtT1
d31.3 9.55 104.2 189.8 u 1 ZE 2.32 = 39.99mm 0.63.2437u H 22
② 计算圆周速度v
v d1tn1
60 1000 39.99 750
60 1000m/s 1.57m/s
③ 计算齿宽b
b d d1t 0.6 39.99mm 23.99mm
④ 计算齿宽与齿高之比b/h
模数 mt d1t/z1 39.99/20 1.99mm
齿高 h 2.25mt 2.25 1.99mm 4.5mm
b/h 23.99/4.5 5.33
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
根据v 1.57m/s,8级精度,查机械设计手册得动载荷系数KV 1.12;
直齿轮,假设KAFt/b 100N/mm。查机械设计手册得KH KF 1.2; 由机械设计手册查得使用系数KA 1.25;
由机械设计手册查得8级精度、小齿轮相对支承非对称布置时
KH 1.12 0.181 0.6 d d 0.23 10 3b
将数据代入后得
KH 1.12 0.181 0.6 0.62 0.62 0.23 10 3 23.99 1.20
由b/h 5.33,KH 1.20,查机械设计手册得KF 1.16;故载荷系数
K KAKVKH KH 1.25 1.12 1.2 1.2 2.016
⑥ 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,查机械设计手册得 d1 d1tK 39.99 2..3mm 46.29mm
t
⑦ 计算模数m
m d1/z1 46.29/20mm 2.31mm 2 2
1.2.2 按齿根弯曲强度校核
查机械设计手册得弯曲强度的设计公式为:
m (1)确定公式内的各计算数值
① 查机械设计手册得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE1 500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE2 400MPa;
② 查机械设计手册得弯曲疲劳强度寿命系数KFN1 0.85,KFN2 0.88;
③ 计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S 1.4,查机械设计手册得 2KT1 YFaYSa 2 dz1 F (1.5)
F 1 KFN1 FE1
S
F 2 KFN2 FE2S0.85 500MPa 303.57MPa1.4 0.88 400 MPa 251.43MPa1.4
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
K KAKVKF KF 1.25 1.12 1.2 1.16 1.949
⑤ 查取齿形系数
查机械设计手册得 YFa1 2.80;YFa2 2.60
⑥ 查取应力校正系数
查机械设计手册得 YSa1 1.55;YSa2 1.595 ⑦ 计算大小齿轮的YFaYSa F并加以比较 YFa1YSa1
F1
YFa2YSa2 F2 2.6 1.595 0.01649251.432.8 1.55 0.01429303.57
大齿轮的数值大[14]。
(2)设计计算 32 1.949 9.55 10 m 3 0.01649mm 1.37mm 0.6 202
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取由弯曲强度算得的模数
按接触强度算得的分度圆直径d1 46.29mm,算出小m≥1.37mm确定m=2mm ,
齿轮齿数
z1 d146.29 24 m2
大齿轮齿数 z2 uz1 3.2 24 77
这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到了结构紧凑,避免浪费[15]。
(3)计算分度圆直径:
(4)计算中心距:
a d1 d2 /2 48.0 154.0 /2mm 101mm
d1 z1m 24 2mm 48.0mmd2 z2m 77 2mm 154.0mm
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
(5)计算齿轮宽度:
b dd1 0.6 48mm 29mm
取B2 29mm,B1 34mm。
(6) 2T12 9.55 103Ft N 397.9Nd148
KAFt1.25 397.9 N/mm 17.15N/mm 100N/mmb29
所以此齿轮传动的设计合适。
1.3 传动轴的结构设计
该马铃薯擦皮机的轴为转轴,轴的结构设计包括顶出轴的合理外形和全部结构的尺寸。轴的结构尺寸和形状主要取决于下列因素,轴上零件的类型,布置和固定方式,载荷的性质、大小、方向及分布情况,轴承的类型和尺寸,轴的毛坯、制造和装配工艺要求等。轴上结构应便于轴上零件的定位、固定和装拆,尽量减小应力集中,应使轴受力合理分布,有良好的工艺性。对于刚度要求大的轴,还应从结构上考虑减少轴的变形。
1.3.1 初步估计轴径
该土豆剥皮机中使用的轴为中等大小功率,转速不高,且属一般用途的轴,无特殊要求,轴材料选择应用广泛且较经济的45钢。
抗拉强度 b 600MPa, 屈服点 s 300MPa,
弯曲疲劳极限 1 240MPa, 扭转疲劳极限: 1140MPa,
许用静应力 [ 1] 240MPa, 许用疲劳应力[ 1] 180MPa,
查机械设计手册的45钢的 p及A值: p/MPa 30~40
A 118~107
由于此土豆剥皮机的传动轴承受的转矩大于弯矩,所以取 40,A 107。 另外,此轴为实心轴,所以,传动轴的轴径计算公式为: 3
d A
P—轴传动的额定功率(kW) p (1.6) n
n—轴的转速(r/min)
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
A—按 p定的因数
3
代入计算得: d 107 0.75 15.9mm 229.5
由于此轴上设置一个键槽,所以轴径应增大4%~5%,故d 16.70mm,所以考虑轴的安全性,下面所设计轴的最小直径为18mm。
1.3.2 轴的结构尺寸设计
(1)拟订轴上零件的装配方案
轴上零件的装配方案对轴的结构形式起着至关重要的作用。此轴作为电动机的传动轴,由于该马铃薯擦皮机上的轴是垂直布置,设计的轴上的零件从上往下依次是轴端挡圈、圆盘、轴承端盖、一对角接触球轴承、轴承之间的套筒、轴承端盖、弹性挡圈、齿轮、轴端挡圈。根据实际情况进行对比,得出轴的结构如图1-4所示,相比之下,此种结构的轴比较简单合理。
(2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
为了满足圆盘的定位要求,轴右端第一轴段的直径小于第二的轴的直径,右侧第一轴段设其为最小轴径 d1 18mm,由于右端用轴端定位挡圈点定位,按轴端直径取挡圈直径D 25mm,轴端挡圈由螺栓固定在轴端上可以固定圆盘,使圆盘可以平稳转动从而达到土豆去皮加工的效果。圆盘与轴配合的长度为27mm。
(3)初步选择滚动轴承
考虑到圆盘的轴向定位及滚动轴承的装卸,轴径(与轴承相配的轴段)直径应比轴径端直径大6mm左右,故确定轴右侧第二轴段直径为25mm,再根据该土豆擦皮机的轴是垂直布置,由受力情况选取角接触球轴承—7205C型滚动轴承,其内径为25mm,外径为52mm,宽度为12mm。左端轴承和右端轴承采用套筒进行轴向定位,两轴承的定位靠两端的轴承盖和支架进行定位。故根据实际需要,取右二段轴段长度为110mm。
(4)取安装齿轮处的轴段直径为30mm,已知齿轮的宽度为29mm,根据实际需要,取左面第一段轴段的长度为56mm。
次论文为马铃薯擦皮机设计论文,已通过答辩
图 1-4 轴结构图
1.3.3 轴的强度校核
1)计算齿轮受力
齿轮的分度圆直径:d z2m 77 2 154mm
轴传递的转矩: T 9.55 106
齿轮的圆周力: Ft P0.75 9.55 106 30560N·mm n229.52T12 30560 396.9N d2154
齿轮的径向力: Fr Fttan 396.9 tan20 144.5N
齿轮的轴向力: Fa Fttg 0
2)绘制轴的受力简图
首先画轴的受力简图(a)。圆周力Ft﹑轴向力Fa与轴的转向和螺旋方向有关,应根据实际工作情况决定,否则会得到错误结果,这里,假定轴的转向享有细看为顺时针,齿轮齿合点的位置在上方,则根据直齿圆柱齿轮传动受力分析方法可知,各分力方向如图所示。然后将轴上作用力分解为垂直面受力图(b)和水平面受力图(d)。分别求出垂直面上的支反力和水平面上的支反力。对于零件作用于轴上的分布力或转矩可当作集中载荷作用于轴上零件的宽度中点。支反力的作用点随轴承类型和布局方式的不同而异,近似计算时,一般选取轴宽度的中点。由于轴上的齿轮为直齿轮受力图5-1所示,其中H1=57mm,H2=40mm。
正在阅读:
机械设计制造及其自动化专业毕业论文范文08-26
01-个人专业能力、工作业绩、获奖证书及证明材料公示模板-工程系列南宁市中级评委会01-29
碳税政策的减排效果与经济影响04-23
Unit1Grammar(无答案)-江苏省苏州市工业园区星澜学校七年级英04-05
画板图片02-09
名著导读《钢铁是怎样炼成的》(整理中)11-24
试验室环境温度、湿度控制一览表11-23
新学期教学工作部署会议讲话稿07-09
衡水金卷2018届高三5月全国大联考文综地理试题含答案09-12
2020年表彰大会心得体会3篇09-08
- exercise2
- 铅锌矿详查地质设计 - 图文
- 厨余垃圾、餐厨垃圾堆肥系统设计方案
- 陈明珠开题报告
- 化工原理精选例题
- 政府形象宣传册营销案例
- 小学一至三年级语文阅读专项练习题
- 2014.民诉 期末考试 复习题
- 巅峰智业 - 做好顶层设计对建设城市的重要意义
- (三起)冀教版三年级英语上册Unit4 Lesson24练习题及答案
- 2017年实心轮胎现状及发展趋势分析(目录)
- 基于GIS的农用地定级技术研究定稿
- 2017-2022年中国医疗保健市场调查与市场前景预测报告(目录) - 图文
- 作业
- OFDM技术仿真(MATLAB代码) - 图文
- Android工程师笔试题及答案
- 生命密码联合密码
- 空间地上权若干法律问题探究
- 江苏学业水平测试《机械基础》模拟试题
- 选课走班实施方案
- 设计制造
- 毕业论文
- 范文
- 自动化
- 及其
- 机械
- 专业
- 海洋平台专业词汇表
- 中级口译阅读教程单词整理1
- 用唯物辩证法的对立统一原理分析中美关系
- 2016年CPA《会计》学习笔记-第十一章收入、费用和利润06
- 第2章 集成运算放大器及线性应用
- 华师大版七年级数学下册9.1_第1课时_认识三角形
- 2014年中考英语复习阅读理解训练(24)
- 工资薪金个人所得税
- 戴维斯双杀与双击
- 甲级单位编制纸箱印刷机械成套设备项目可行性报告(立项可研+贷款+用地+2013案例)设计方案
- 实验匀变速直线运动的研究
- A4线缆标签打印模板
- 清洁、消毒使用记录表
- 版高考生物一轮复习专题4DNA技术植物有效成分的提取高考预测新人教版选修1
- RFID技术的神经中枢--中间件
- 贵港电厂发电机气密性试验
- 母亲节活动方案
- 本期供应产品索引
- 2004年-2012年历年“中央一号文件”一览历年中央一号文件
- 读书无用论起源