关 键 词：

芋头 去皮 结构 毕业设计

资源描述：

芋头去皮机结构毕业设计,芋头,去皮,结构,毕业设计

内容简介：

湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）选题审批表学 部： 理工学部 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文题目芋头去皮机的设计选题来源（ ）结合科研课题 课题名称：（）生产实际或社会实际 （ ）其他选题性质（ ）基础研究 （）应用研究 （ ）其他选题完成形式（ ）毕业论文 （）毕业设计 （ ）提交作品，并撰写论文指导教师姓名张岚职称副教授是否主持或参与过科研课题（）是（ ）否选题依据（科学性、可行性论证）和内容简要（宋体五号，行间距单倍行距）芋头去皮机用于将芋头皮与肉的分离，并将分离的肉通过离心力的作用自动从去皮机械中分离出来。通过摩擦去皮的原理，利用电机带动传动轴从而带动地盘的运动，使芋头在物料桶内运动通过各自的运动及与桶壁的摩擦达到去皮的效果。采用V带传动.内容简要：1. 进行原理的分析及方案的比较2. 进行总体结构设计3. 进行传动部分设计4. 进行执行部分设计进行必要的设计计算（含动力参数、运动学分析、刚度计算、强度计算等）专业委员会意见专业委员会主任签名： 年 月 日 注：请在选项前的“（ ）”内打“”；意见栏必须由相应责任人亲笔填写，不够填写时可另加页。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）任务书学生姓名宋冶治学 号200841914103年级专业及班级2008级机械设计制造及其自动化(1)班指导教师及职称张岚副教授学 部理工学部2011 年9 月20 日填 写 说 明一、毕业论文（设计）任务书是学院根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必须针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）主要内容和要求：1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（二）主要参考文献与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（三）毕业论文（设计）的进度安排：1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目芋头去皮机的设计主要内容和要求（宋体五号，行间距单倍行距）主要内容：1.进行原理的分析及方案的比较2.进行总体结构设计3.进行传动部分设计4.进行执行部分设计5.进行必要的设计计算（含动力参数、运动学分析、刚度计算、强度计算等）要求：1.完成至少3张图纸2.完成约.万字的设计说明书3.查阅参考文献篇以上4.图纸及说明书符合规范要求并提交电子档注：此表如不够填写，可另加附页。主要参考资料（具体格式以规范化要求规定为准）1无锡轻工业学院，天津轻工业学院编著食品工厂机械与设备M北京轻工业出版社，19812温诗铸，黄平著摩擦学原理M清华大学出版社，20023张淑娟等立式半夏去皮机的设计与研究农机与食品机械J1997年第2期4王景彬等试论国内外果蔬脱皮方法与设备农牧与食品机械J，1991(2)5徐学林主编互换性与测量技术基础M第3版 湖南：湖南大学出版社，20076FAG kugelfischer AG 著滚动轴承安装设计M北京机械工业出版社，2003.117高为国主编机械工程材料基础中南大学出版社M，2004.18罗迎社主编材料力学M武汉理工大学出版社9唐增宝，何永然，刘安俊主编机械设计课程设计（第二版）M华中科技大学出版社10西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著机械设计（第八版）M高等教育出版社11蔡春源主编新编机械设计实用手册M北京：学苑出版社，2002.312哈尔滨工业大学理论力学教研室编理论力学（第六版）M高等教育出版社13徐灏主编机械设计手册M北京机械工业出版社，1999.114周良德，朱泗芳等编著现代工程图学M湖南科学技术出版社，2000.815施平主编机械工程专业英语教程M电子工业出版社16成大先主编机械设计手册（第四卷第五版）M化学工业出版社17Machine Tools N.chernor 198418张淑娟，全腊珍 .画法几何与机械制图M.中国农业出版社，200719中国国家标准汇编. S北京：中国标准出版社，199220朱张校.工程材料M北京.清华大学出版社，2001 工作进度安排（宋体五号，行间距固定值22磅）起止日期主要工作内容2011年9月25日前选题、下达任务书、查阅文献、开题2012年2月1日前总体方案设计2012年3月15日前结构设计、零部件设计、准备中期检查2012年4月1日前绘图、编写设计说明书2012年5月15日前修改、完善毕业设计、提交正稿、准备答辩要求完成日期：20 年 月 日 指导教师签名： 接受任务日期：20 年 月 日； 学生本人签名： 注：签名栏必须由相应责任人亲笔签名。湖南省普通高等学校毕业生就业证明函湖南农业大学东方科技学院：经研究，同意接受（录用、聘用）贵校 届（本科） 专业毕业生 （男、女）到我单位 岗位工作。特此证明。单位性质： 机关 科研设计单位 高等教育单位 中初等教育单位 医疗卫生单位 其他事业单位 金融单位 国有企业 三资企业 其他企业 （签章） 年 月 日接收单位具体地址： 人事部门负责人： 固定电话： 移动电话： 传真： 确认意见：毕业生本人签字： 协议书编号： 联系电话： 辅导员签字： 校（院）就业指导中心（公章） 年 月 日 湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证审批表学生姓名宋冶治学号200841914103年级专业及班级2008级机械设计制造及其自动化(1)班指导教师及职称张岚 副教授开题时间年 月 日毕业论文（设计）题目芋头去皮机的设计文献综述 研究意义：随着我国芋头产量的不断发展和壮大，芋头的加工数量也不断的发展起来了，芋头的产量也越来越多。不论芋头最终做出什么样的成品，它的之前都会有清洗，去皮这两道工序。去皮是一道必须的工艺，因为芋头皮会影响后来的成品的口感，所以在加工前，必须将其皮去除。芋头去皮是所有芋头制品加工工艺过程的重要环节。 国内外研究现状：芋头去皮是所有芋头制品加工工艺过程的重要环节，目前国内外芋头去皮的方法主要有：人工去皮，机械去皮，化学去皮，辐射去皮和蒸汽去皮等。 目前，国内芋头去皮机形式主要有机械去皮，其中机械去皮的应用范围很广，种类很多，既有简易的手工去皮又又特种去皮机。有毛刷清洗去皮机江苏科威机械有限公司生产的毛刷清洗去皮机，由北京市蔬菜食品机械厂生产的QJGL-2000型清洗去皮机，山东省诸城市开泰食品机械厂TPJ系列清洗去皮机，由兴化市金宇机械厂生产的JY-T500型薯类磨皮清洗机，由肇庆市天发机械有限设计制作的TP-500型薯类脱皮机，上海奉贤食品饮料成套设备总厂的砂婫式芋头去皮机等等。 目前，国内芋头去皮机主要是机械去皮的，机械去皮的方法的主要优点有以下方面：1，降低了生产成本。2，减少了环境污染。由于不采用碱液，因此避免了废弃物污染。3，操作简单，速度快，可一人操作，效率高。4，皮屑可利用。5，操作简单，被去除的果皮含有淀粉和较多的纤维素，又是很好的动物饲料；缺点：对芋头的外形有一定的要求，卵圆形芽眼浅，无伤痕。其它去皮方式，如蒸汽去皮的优点：1，生产成本降低2，环境污染减轻3，产品得率提高4，产品得率提高，去皮完整，均匀，且能较好保持芋头的理化性能，被去除的果皮含有淀粉和较多的纤维素，又是很好的动物饲料。缺点：如果蒸汽温度，和加热时间把握不当，出现了因蒸煮过度使表面熟化层过厚的现象等等。 今后发展方向： 1：降低生产成本； 2：减少环境污染； 3：操作简单，速度快，可一人操作，效率高； 4：皮屑可利用； 5：可以加工任意外形的芋头。 参考文献：1.张裕中主编，食品加工技术装备M.第二版，中国轻工业出版社，2007。2.郭顺堂，谢焱主编，食品加工业M,化学工业出版社，2005.3.崔建云主编，食品机械M，化学工业出版社，20074张燕萍，谢良主编，食品加工技术M，化学工业出版社，20065徐幸莲，彭增起主编，食品原料学M，中国计量出版社，20066谭建荣，张树有主编，图学基础教程M，高等教育出版社，19997吴宗泽主编，机械零件设计手册M，机械工业出版社，20038杨景惠，陆玉主编，机械设计M，第二版，机械工业出版社，19969郑文纬，吴克坚主编，机械原理M，第七版，高等教育出版社，199710杨明忠，朱家诚主编，机械设计M，武汉理工大学出版社，200111唐照民，汝元功主编，机械设计手册M，高等教育出版社，199612余桂英，郭纪林主编，AutoCAD 2006中文版实用教程M，大连理工大学出版社，200613徐灏主编机械设计手册M北京机械工业出版社，1999.114周良德，朱泗芳等编著现代工程图学M湖南科学技术出版社，2000.815施平主编机械工程专业英语教程M电子工业出版社16成大先主编机械设计手册（第四卷第五版）M化学工业出版社17Machine Tools N.chernor 198418张淑娟，全腊珍 .画法几何与机械制图M.中国农业出版社，200719中国国家标准汇编. S北京：中国标准出版社，199220朱张校.工程材料M北京.清华大学出版社，2001研究方案研究目的：设计制造出一台适应各种芋头的轻型去皮机。研究内容：1.进行原理的分析及方案的比较2.进行总体结构设计3.进行传动部分设计4.进行执行部分设计5.进行必要的设计计算（含动力参数、运动学分析、刚度计算、强度计算等）预期成果：设计出的去皮能达到简易的去处芋头的表皮。条件保障：1、本人具备一定的专业基础知识和实践技能；2、有经验丰富的教师进行实验指导；3、拥有各种设计工具和想过资料。时间进程安排2011年9月25日前：选题、下达任务书、查阅文献、开题2012年2月1日前：总体方案设计2012年3月15日前：结构设计、零部件设计、准备中期检查2012年4月1日前：绘图、编写设计说明书2012年5月15日前：修改、完善毕业设计、提交正稿、准备答辩开题论证小组意见 组长签名： 年 月 日专业委员会意见专业教研室主任签名： 年 月 日湖南农业大学东方科技学院 实习成绩考核表姓名专业年级班次起讫年月日自 至 实习地点 实习内容提要自我总结 本人签名 年 月 日小组意见： 组长 年 月 日实习单位意见： 单位盖章 年 月 日指导小组（指导教师）意见： 签名 年 月 日系或实习领导小组意见成绩评语： 签名 年 月 日备注：填写一式二份，实习结束后由指导小组（指导教师）交系教务秘书，成绩分优、良、中、及格、不及格五级记载。标题中“实习”二字前填写实习性质，如生产、教学、毕业、综合等湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计芋头去皮机的设计THE DESIGN OF TARO PEELER学生姓名：宋 冶 治学 号：200841914103年级专业及班级：2008级机械设计（1）班指导老师及职称：张岚 副教授学 部：理工学部湖南长沙提交日期：2012年5月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录摘要1关键词11 前言22 芋头去皮机的工作原理22.1 去皮清理的原理22.2 去皮设备33 电机的选择54 轴的设计 54.1 轴的材料54.2 轴的强度计算64.3 轴的结构尺寸初步确定75 滚动轴承的设计75.1 滚动轴承类型的选择75.2 滚动轴承部件的组合设计86 齿轮的结构设计96.1 齿轮材料及热处理106.2 齿轮相关参数的初步确定106.3 校核齿轮强度117 圆筒的结构设计128 轴承座的结构设计139 圆盘的结构设计1410 总结15参考文献15致谢16 芋头去皮机的设计学 生：宋冶治指导老师：张岚(湖南农业大学东方科技学院 长沙410128)摘 要：芋头营养丰富，除直接食用外，还可以加工成食品、全粉、淀粉等经济价值较高的食品，通过加工可以大幅度提高鲜薯的商品价值2。去皮（peeling）用于多种水果和蔬菜的加工中以除去不需要或不可食的物质，并改善成品的外观。主要的考虑因素包括通过尽可能减少去掉的部分以及可能降低能源、劳力和物质成本来降低总成本。这里，介绍摩擦去皮方法：食品被放置在金刚砂滚轴上或内壁排列着金刚砂的转筒中，在磨损力的表面除去食品的表皮后又被大量的水冲洗干净。该方法的优点是由于过程是在温室下进行而具有的能源成本低以及资本成本低、无热损伤，食品外观良好的优点，不规则食品表面（如芋头上的“孔眼”）会破坏去皮产品的外观，需要手工去除3。关键词：芋头；去皮清洗；农产品；食品机械THE DESIGN OF TARO PEELERAuthor:Song YezhiTutor:Zhang Lan(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract:Taro nutrition is rich, besides direct edible, but also can be processed into food, powder, starch, etc, the economic value of higher food processing can be greatly improved through the value of fresh chips.Skin peeling (for) of fruits and vegetables processing to remove need not eat or not, and improve the physical appearance of the product. The main factors including through minimize removed part and may reduce the labor and material costs energy, reduce the total cost. Here introduces friction peel method: food is placed on the walls or emery roller drum lined up in the emery, wear away the food of skin surface by the amount of water after washing clean. The advantage of this method is due process is conducted in greenhouse with low cost and the energy of capital cost is low, no heat, the advantages of good food appearance, irregular food surfaces (such as taro holes) destroys peel product appearance, need manual removal. Key words: Taroes；Peel cleaning；Agricultural；Food machiner1 前言综观食品加工业对加工技术的要求，食品加工技术的发展趋势大致如下：第一，提高原料的利用率。由于食品生产企业利润较低，提高原料的利用率是企业降低生产成本的重要途径。第二，提高工作效率，便于实现大规模生产。第三，营养性和稳定性高，现在人们对食品的要求越来越高，大家都很关注食品的营养功效4。中国的芋头产量占世界总产量的28%，居世界第一位。近年来芋头的生产和加工发展十分迅速，尤其是美国、英国、德国和日本等国以发展优质专用化的芋头品种，先进适用的技术装备，高质量的加工制品和规模化生产经营方式等，推动着当今世界芋头加工业的发展。中国在芋头的种植和深加工上也加大了开发力度，形成了产前、产后良性循环的发展优势。尤其是加工后的芋头食品更是受到许多消费者的青睐，且在食品工业中所占的比例也越来越大2。芋头属块茎类作物，芋头块茎中富含淀粉、维生素和糖，其块茎中的主要物质如下：（1）淀粉和糖分，芋头淀粉由直链淀粉与支链淀粉组成，糖分占芋头块茎总质量的1.5%左右，主要为葡萄糖、果糖、蔗糖。（2）含氮物，芋头块茎中的含氮物包括蛋白质和非蛋白质两部分，以蛋白质为主，富含球蛋白，这是全价蛋白质，几乎含有所有的必需氨基酸，在营养上具有重要意义。（3）脂肪，在芋头块茎中，脂肪含量为0.04%-0.94%。（4）有机酸 （5）维生素，芋头中含有多种维生素。（6）酶类，芋头中含有淀粉酶、蛋白酶、氧化酶等2。芋头深加工可制成芋头粉、淀粉以及各种风味的休闲食品。芋头营养丰富，因此，对芋头进行深加工具有重要价值。2 芋头去皮机工作原理2.1 去皮清理的原理1水果及块根、块茎类蔬菜的外皮在加工成食品之前，大多需要除去表皮。由于原料的种类不同，皮层与果肉结合的牢固程度不同，生产的产品不同，对原料的去皮要求也各异，果蔬去皮的基本要求是去皮完全、彻底、原料损耗少。目前，果蔬加工中常用的去皮方法有机械去皮和化学去皮。机械去皮应用较广，既有简易的手工去皮又有特种去皮机。按去皮原理不同可分为机械切削去皮、机械磨削去皮和机械摩擦去皮。(1)机械切削去皮 是采用锋利的刀片表面皮层。去皮速度较快，但不完全，且果肉损失较多，一般需用手工加以修整，难以实现完全机械作业，适用于果大、皮薄、肉质较硬的果蔬。目前，苹果、梨、柿等常使用机械切削去皮，常用的形式为旋皮机。旋皮机是将待去皮的水果插在能旋转的插轴上，靠近水果一侧安装（或手持）一把刀口弯曲的刀，使刀口贴在果面上。插轴旋转时，刀就从旋转的水果表面将皮车去。旋皮机插轴的转动有手摇、脚踏和电动几种动力形式。在旋车去皮之前应有选果工序，以保证水果大小基本一致。(2)机械磨削去皮 是利用覆有磨料的工作面除去表面皮层。可高速作业，易于实现完全机械操作，所得碎皮细小，便于用水或气流清除，但去皮后表面较粗糙，适用于质地坚硬、皮薄、外形整齐的果蔬。胡萝卜、番茄等块根类蔬菜原料去皮大多采用机械磨削去皮机。(3)机械摩擦去皮 是利用摩擦因数大、接触面积大的工作构件而产生的摩擦作用使表皮发生撕裂破坏而被去除。所得产品表面质量好，碎皮尺寸大，去皮死角少，但作用强度差，适用于果大、皮薄、皮下组织松散的果蔬，一般需要首先对果蔬进行必要的预处理来弱化皮下组织。 (4)化学去皮 又称碱液去皮，即将果蔬在一定温度的碱液中处理适当的时间，果皮即被腐蚀，取出后，立即用清水冲洗或搓擦，外皮即脱落，并洗去碱液。此法适用于桃、李、杏、梨、苹果等的去皮及橘瓣脱囊衣。桃、李、苹果等的果皮由角质、半纤维素等组成，果肉由薄壁细胞组成，果皮与果肉之间为中胶层，富含原果胶及果胶，将果皮与果肉连接。当果蔬与碱液接触时，果皮的角质、半纤维素被碱腐蚀而变薄乃至溶解，果胶被碱水溶解而失去胶凝性，果肉薄壁细胞膜较能抗碱。因此，用碱液处理后的果实，不仅果皮容易去除，而且果肉的损伤较少，可以提高原料的利用率。但是，化学去皮用水量较大，去皮过程产生的废水多，尤其是产生大量含有碱液的废水。2.2 去皮设备：离心擦皮机,离心擦皮机是一种小型间歇式去皮机械。依靠旋转的工作构件驱动原料旋转，使得物料在离心力的作用下，在机器内上下翻滚并与机器构件产生摩擦，从而使物料的皮层被擦离。用擦皮机去皮对物料的组织有较大的损伤，而且其表面粗糙不光滑，一般不适宜整只果蔬罐头的生产，只用于加工生产切片或制酱的原料。常用去皮机处理芋头、胡萝卜、番茄等块根类蔬菜原料1。1机座 2电机安装支座 3电动机 4主动齿轮 5从动齿轮 6轴7轴承座 8、9、10轴承 11圆盘 12圆筒 13排污口 14卸料口图 1 去皮机结构 Fig 1 Skin-peeling-off machine structure去皮机（如图1）由工作圆筒12、旋转圆盘11、卸料口14、排污口13及传动装置等部分组成。工作圆筒内表面是粗糙的，内表面焊有直径10mm的钢棒，然后植金刚砂；圆盘采用风扇叶片式结构设计，采用金刚砂黏结表面，具体会在后面零件介绍中讲解。圆盘这种结构特点除兼有去皮功能外，主要用来抛起物料，当物料从加料口落到旋转圆盘凹凸表面时，因离心力作用被抛至圆筒壁，与筒壁粗糙表面摩擦达到去皮的目的。去皮工作时，水通过喷嘴送入圆筒内部，卸料口的闸门由把手锁紧，擦下的皮用水从排污口排去，已去皮的物料靠离心力的作用从打开闸门的卸料口自动排去。为了保证正常的工作效果，这种去皮机在工作时，不仅要求物料能够完全抛起，在擦皮室内呈翻滚状态，不断改变与工作构件间的位置关系和方向关系，便于各块物料的不同部位的表面被均匀去皮，并且要保证物料能被抛至筒壁。因此，必须保证足够高的圆盘转速，同时擦皮室内物料不得填充过多，一般选用物料充满系数为0.50.65， 3 电动机的选择电动机选择要考虑多方面因素，根据电动机的功率、转速、结构特点、应用场合和安装方式，查相关资料选择合适的电动机。查阅机械零件设计手册相关内容如下：Y系列（IP44）封闭式笼型三相异步电动机.(1) 结构特点：采用封闭自冷式结构，能防止任何方向的溅水对电动机的影响，一般只有一个轴伸端。(2) 性能及特点：电动机效率高、耗电少、性能好、噪声低、振动小、体积小。表1 电动机表Table1 Motor table型号 额定功率（KW）转速（r/min）电流（A）效率（%）功率因数 重量（kg）Y90S-6 0.75 910 2.25 72.5 0.75 23根据工作轴功率P=550W，转速=320r/min,可选择型号为Y90S-6型电动机。运行可靠，维修方便，绝缘等级为B级。(3) 应用场合：农用机械、食品机械、搅拌机、磨粉机等。 根据电动机的型号，查机械手册确定电动机的安装方式并确定电动机的外形尺寸和安装尺寸，然后合理地把电动机安装在机架上。4 轴的设计一切作回转运动的传动零件（例如本设计中的齿轮和圆盘），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难度。轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算，多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。4.1 轴的材料轴的材料主要是碳钢和合金钢。由于碳钢比合金钢价廉、对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常见的是45钢。查机械设计表11.1“轴的常用材料及其主要机械性能”，可选择轴的材料为45钢，热处理方法采用正火。相关机械性能如下：毛坯直径100mm，硬度170217HBS，抗拉强度极限为590MPa，屈服强度极限为295MPa，弯曲疲劳极限为255MPa。4.2 轴的强度计算 进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。对于仅仅（或主要）承受扭矩的轴（传动轴），应根据扭转强度条件计算。对只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴，应按扭转强度条件计算轴的直径。若有弯矩作用，可用降低许用应力的方法来考虑其影响。扭转强度条件为： (1)式中 -轴的扭转切应力，MPa；T-轴所受的扭矩，N.mm ； WT-轴的抗扭截面模量，m；n-轴的转速，r/min ；p-轴所传递的功率，kw ；-轴的许用扭转切应力，MPa 。对实心圆轴，WT =/16/5，以此代入式（1），可得轴的直径， d=c (mm) (2) c为取决于轴材料的许用扭转切应力的系数，其值可查机械设计表11.3“几种轴的材料的和C值”，可得45钢的为3040，C值为118107。在这里，取C值为116代入式子（2） 得：d 其中p等于0.50KW，n等于320r/min.所以，d=15.40 mm 考虑到轴上开键槽和切制螺纹，为了补偿轴的削弱，按上式计算的轴应适当取大些。取轴的最小直径为20mm。4.3 轴的结构尺寸初步确定 图 2 轴Fig 2 Axle1车螺纹，与螺钉联接，用于防止圆盘在旋转工作时向上轴向移动。2铣键槽，与圆盘联接。3与封油挡圈联结，挡圈有防水防尘的作用，保护轴承；同时，挡圈下面压着唇形密封圈，使润滑油在传动装置内得到充分利用。4依次安装深沟球轴承和单向推力球轴承，两轴承之间装有隔套，这样可以保证轴承转动而不至于摩擦力大卡死。5注意其尺寸特点，其直径比两端稍小12个毫米，这样有助于轴承的安装，同时表面粗糙度要求不高，减少加工量。6安装深沟球轴承，也得安装一个唇形密封圈。7联接圆螺母，该螺母具有自锁功能，起到固定上面深沟球轴承的作用。8铣键槽，与大齿轮联接9车螺纹，与螺钉联接，起防止从动齿轮向下移动的 5 滚动轴承的设计常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，并由专业工厂大量制造及供应各种常用规格的轴承。本节将根据具体的工作条件正确选择轴承的类型和计算所需的尺寸。滚动轴承利用滚动体将轴于外部构件分隔开，从而用滚动摩擦代替了滑动摩擦。轴承的内、外圈和滚动体，一般是用轴承烙钢制造的，热处理后，硬度一般不低于60HRC，这些元件一般都经过150摄氏度的回火处理，所以通常当轴承的工作温度不高于120摄氏度时，元件的硬度不会下降10。5.1 滚动轴承类型的选择 查机械设计表8.1“滚动轴承的主要类型、尺寸系列代号及其特征（GB/T272-93），根据本设计的结构要求和受力情况分析，选择一个单向推力轴承和一对深沟球轴承配合使用。（1） 单向推力球轴承.结构简图、承受负荷方向： 图 3 单向推力球轴承Fig 3 One-way thrust ball bearings特性：推力球轴承的套圈与滚动体多半是可分离的，单向推力球轴承只能承受单向的轴向负荷，两个圈的孔不一样大：内孔较小的是紧圈，与轴配合；内孔较大的是松圈，与机座固定在一起。极限转速较低，适用于轴向力大而转速较低的场合。没有径向限位能力，不能单独组成支承，一般要与向心轴承组成组合支承使用。（2） 深沟球轴承.结构简图、承受负荷方向：图 4 深沟球轴承Fig 4 Deep groove ball bearing特性：主要承受径向负荷，也可同时承受少量的双向的轴向负荷，工作时内外圈轴线允许偏斜8-16。摩擦阻力小，极限转速高，结构简单，价格便宜，应用最广泛，但轴承冲击负荷能力较差。5.2 滚动轴承部件的组合设计1油封挡圈 2深沟球轴承 3隔套 4单向推力球轴承 5唇形密封圈6隔套7深沟球轴承图 5 滚动轴承部件Fig 5 Rolling bearing parts 要想保证轴承顺利工作，除了正确选择轴承类型和尺寸外，还应正确设计轴承装置。轴承装置的设计主要是正确解决轴承的安装、配合、调节、润滑、密封等问题10。此外，轴承组合结构设计要合理，保证充分的润滑和可靠的密封，对提高轴承的寿命和保证正常工作是非常重要的。6 齿轮的结构设计 齿轮传动是机械传动中最重要、应用最广泛的一种传动。其优点是：传动效率高、工作可靠、使用寿命长、传动比准确、结构紧凑和功率和速度使用范围广。齿轮传动应满足如下的基本要求：1.传动平稳，要求瞬时传动比不变，尽量减小冲击、振动和噪声，保证较高的运动精度。2.承载能力高，要求在尺寸小、重量轻的前提下，齿轮的强度高、耐磨性好，能达到预定的工作寿命。在齿轮设计时，只要齿轮设计合理，齿轮材料及热处理选择合适，制造质量高，达到规定的制造精度，就能达到预定的功能要求表2 渐开线圆拄齿轮基本齿廓（GB/T1356-2001）Table2 Involute gear basic tooth profile on round基本轮廓 齿轮参数 代号 数值 顶高 ha m 工作高度 h 2m 顶隙 c 0.25m 全齿高 h 2.25m 齿距 p 3.14m 齿根圆角半径 Pf =0.38参考机械原理第七版相关资料：标准齿轮是指m、a、均取标准值，具有标准的齿顶高和齿跟高，而且分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮。GB1356-88中规定分度圆压力角的标准值为a=和分别称为齿顶高系数和顶隙系数，GB1356-88中规定其标准值为： =1 =0.256.1 齿轮材料及热处理由齿轮传动的失效形式可知，设计齿轮传动时，应使齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合等能力，而齿根要有较高的抗折断的能力。因此，对齿轮材料性能的基本要求为：齿面应有足够的硬度，而齿芯要有一定的韧性。选择45钢，热处理方式采用表面淬火，HRC40-50，齿轮加工精度为9级.6.2 齿轮相关参数的初步确定根据相关设计要求和资料可初步确定齿轮的某些参数，然后对齿轮进行齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算，如果强度符合要求，则选用这些参数；如果强度不符合要求，则需再修改这些参数。1.参考机械原理，渐开线标准齿轮不发生根切是的最小齿数=，用标准齿条形刀具切制标准齿轮时，因a=及=1，则=17.2. 查机械零件设计手册表15-2“渐开线圆柱齿轮模数（GB/T1357-1987）”，本设计可选择模数m有：1、1.25、1.5、2、2.5、3.3.根据主动齿轮转速（即电动机转轴转速）和从动轴转速（即工作轴转速）可确定传动比和齿轮齿数比。=910r/min, =320r/min.在这里，取模数m=2mm. 主动齿轮齿数Z1=25，分度圆直径=m Z1=50mm. 从动齿轮齿数Z2=68，分度圆直径=m Z21=136mm. 取齿轮宽度系数为0.2，则有： 从动齿轮宽度=136*0.2=27.2，取=25mm. 为了防止两齿轮因装配后轴向稍有错位而导致实际啮合齿宽的减少，常大齿轮。（这里是从动齿轮）宽度b1=b2；小齿轮（这里是主动齿轮）宽度b1= b2+510mm 所以，主动齿轮宽度b1=25+5=30mm.6.3 校核齿轮强度齿面接触疲劳强度，齿根弯曲疲劳强度.下面设计过程中，所查的图、表均可以查阅机械设计.a.确定许用应力 查图6.14，得=1100 MPa；查图6.15，得=300 MPa， 查表6.5，得=1.1，=1.5，u=/=68/25=2.72 N=60J 式中为齿轮转速.r/min,J为每转一圈时同一齿面的啮合次数；Lh为齿轮的工作寿命.h; 所以，N1=60*910*1*5*12*250=8.19* (3) N2= N1/u=8.19*/2.72=3.01* (4) 查图6.16，得=1，查图6.17得=1. =1000 MPa (5) =300*2*1/1.5=400 MPa (6)b.验算齿面接触疲劳强度条件. 计算工作转矩： T=9.55*=9.55*=7870.88 Nmm (7) 确定载荷系数K：由表6.2查得KA=1.5；由9级齿轮精度，取KV=1.32；由硬齿面，非对称布置，取KB=1.2，KA=1.1则K=KAKVKB KA =1.5*1.32*1.2*1.2=2.61 查图6.12，得=2.5；查表6.3，得=188.0，因齿数较少，取=0.86所以，=2.5*188.0*0.68 =621.85 MPa (8)齿面接触疲劳强度满足要求.c.验算齿根弯曲疲劳强度条件查表6.4得，=2.62，=1.59，=2.24，=1.75，取=0.82，则：=*2.62*1.59*0.82=82.54 (9) MPa1000 MPa，=*/=81.24 MPa1000 MPa (10)两齿轮的齿根弯曲疲劳强度均满足要求。总结：齿轮传动设计的主要内容包选择齿轮材料和热处理、确定精度等级和主要参数。设计过程是先由设计准则确定强度条件，再由强度条件确定齿轮的大小（分度圆直径或模数），并可进一步计算出多组能满足强度条件的齿轮主要几何尺寸。根据设计要求，从多组齿轮参数中选择较优秀的作为最终的齿轮参数。最后设计出齿轮的结构，并绘制齿轮的零件工作图。 每次机械设备结构的设计都是在以前该类设备结构上的技术升级，在参考以前同类设备的结构特点的同时，在某些零件或在某些技术环节上加上自己的创新点，使自己设计后的产品在同类产品中更具有技术上、价格上的竞争力【18】。下面将介绍本设计中，在三个零件上于以往同类机械设备的不同处。7 圆筒的结构设计1不锈钢棒 2圆筒壁 3与法兰联接部分 4、5圆筒盖组件图6 圆筒的结构 Fig 6 Cylinder structure圆筒的结构特点主要体现在内壁，内壁均匀地焊接二十个直径为10mm的不锈钢棒，然后在整个圆筒内壁植金钢砂（包括在不锈钢棒上），这种结构特点更有利于对农产品的去皮，特别是对芋头农产品。第一，由于不锈钢棒的存在，物料在圆筒内旋转时会不断的翻滚，这样，就能对物料各个面进行去皮，达到均匀去皮的效果。第二，对于像芋头这样的农产品，由于有些地方凹凸，在去皮工作时就有死点，往往有些地方没有去皮，对于要求高的去皮效果，就要采用手工去皮的方法来处理这些死点，而采用不锈钢棒焊接内壁，当芋头农产品在翻滚去皮工作时，当凹进去的地方刚好碰到直径为10毫米的不锈钢棒，照样可以达到良好的去皮效果【19】。圆筒与清理槽之间采用法兰联接。值得注意的是，圆筒盖组件和不锈钢棒都是焊接在圆筒上，而且圆筒壁上要开卸料口。筒盖组件和不锈钢棒焊接时，应先把它们都摆好在其焊接的位置，同时焊接，这样做可以使焊接后变形均匀而且变形量小；再者，应先焊接好圆筒盖组件和不锈钢棒之后，再在筒壁上开卸料口，如果先开卸料口再焊接，会使圆筒变形量增大、变形不均匀和应力不均匀，这样，影响圆筒零件的质量。8 轴承座的结构设计轴承座在设计中是至关重要的一部分，它是整个机械设备的传动部分，轴承座结构设计的合不合理会影响设备的传动精度，此设计中，将整个传动部分，包括轴承座、轴承、齿轮以及密封圈可组装在一起，做一个单独的零件使用，这种设计可使整个传动部分更加牢靠地结合在一起，而且便于拆卸。 图7 轴承座 Fig 7 Housing图8 轴承座总成 Fig 8 Housing assembly图7 表示了轴承座的尺寸和结构特点，图8表示了轴承座与转动轴、轴承、从动齿轮及密封圈等的装配和关系。轴承座总成可以看做一个单独的零件安装在清理槽上，这种结构便于安装、拆卸，而且结构紧凑，在传动工作时传动平稳、振动小、噪声小【20】。图8 中，9表示润滑油口。9 圆盘的结构设计圆盘的结构特点决定圆盘的作用，在设计中要求圆盘能够有去皮功能外，还要有抛起物料的作用，当物料从加料口进入圆盘内后，物料首先落到圆盘上，圆盘随着工作轴转动，物料也在圆盘上旋转翻滚，采用怎