马铃薯擦皮机机械设计机械设计制造及其自动化专业毕业论文

1、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

2、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 ；AbstractAlong 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 vegetabl

3、e 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

4、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. Investi

5、gate 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 p

6、rocess, 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 met

7、hods have been the machining process of the urgent need to address the problem. Key words ：Potato ；Skinning ；Steam ； 目录摘要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IAbstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1. 马铃薯擦皮机机械设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 圆盘的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 齿轮的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3 传动轴的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111.4 键的选择和校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、. . . . . . . . . . . . .202. 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

11、机支架的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223. 结论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、23致谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24附录 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25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，

13、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

14、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

15、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2.53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%

16、，饲用为19%，加工(主要指淀粉加工)仅占8%，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

17、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

18、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

19、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

20、，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89。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

21、擦皮机是十分重要的。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马铃薯，每次耗时3min，其

22、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 由于 所以 （2）圆盘的尺寸设计由于此擦皮机的生产效率为每次处理马铃薯，所以 土豆平均高度 由于 所以 设圆筒的填充度为0.5，设计圆筒高度为 ，筒内物料高度设为。（3） 综上所述：取圆盘半径 ；取物料与剥皮机的摩擦系数 ； 圆筒内物料的最大高度为 ；（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

23、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。 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，可以看作圆盘的圆周速度，而 ，所以 （m/s）10角速度（1/s） 圆盘半径（m）因为 ，所以又因为所以 （m/s）（2） 综上：1. 2. 3. 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

24、被圆盘抛起，该物料所具有垂直方向的动能为 ： 此动能应该等于势能： ， （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 所以代入得 （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 （N） ( 1.1 )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： （N） 摩擦系数使Ct，即 综上： （1.2） （1.3）代入计算得： 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

25、的功率消耗包括： 克服物料对圆盘的摩擦力所需的功率 N1； 克服物料对圆筒的摩擦力所需的功率 N2； 圆盘抛起物料所做的功率 N3； 传动机构因摩擦而消耗的功率 N410；（2）下面对以上公式分别计算： （W）处于圆筒内物料的摩擦力矩（N·m）物料重力（N）摩擦系数（1.11.3）摩擦壁矩（m）物料圆盘的平均相对速度（1/s），采用最大角速度的。 所以 代入数据得： （W） (W) My在离心力的作用下物料与侧壁的瞬时摩擦力矩（N·m） （N·m） V物料圆周速度（m/s）摩擦力矩（） （m） （N·m） 所以 代入数据得： (W) (W)圆盘表面波纹高

26、度（m） 波纹的数量代入数据得： （W）N4为传动损失，可用传动效率表示。（0.8）。则消耗的总功率为： (W) 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229.5，及电动机电压、尺寸的综合考虑，所以选择电动机的型号为-8/6，如表1-1所示11。表 1-1 电动机配置表型号额定功率满载时最大转矩/额定转矩质量/kg转 速电流/A（380V）效率/%功率因数-8/60.757502.92650.601.835中心高外形尺寸底脚安装尺寸底脚螺栓直径轴伸尺寸键连接部分尺寸100 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

27、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 该传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 该马铃薯擦皮机，速度不高，故选用8级精度。 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4

28、5钢（调质），硬度为220HBS。 选择小齿轮的齿数为20,大齿轮的齿数u3.2×206413（2）由设计计算公式进行试算，即 （1.4） 试选载荷系数=1.3 计算小齿轮传递的转矩 查机械设计手册选取齿宽系数 查机械设计手册得材料的弹性影响系数 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；大齿轮的接触疲劳强度极限；查机械设计手册计算应力循环次数 查机械设计手册得接触疲劳寿命系数； 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，（3）计算 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值： = 计算圆周速度v 计算齿宽 计算齿宽与齿高之比模数 齿高 计算载荷系数根据，8级精度

29、，查机械设计手册得动载荷系数；直齿轮，假设。查机械设计手册得；由机械设计手册查得使用系数；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 将数据代入后得 由，查机械设计手册得；故载荷系数 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 计算模数 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： （1.5）（1）确定公式内的各计算数值 查机械设计手册得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限； 查机械设计手册得弯曲疲劳强度寿命系数，； 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，查机械设计手册得 计算载荷系数 查取齿形系数查机械设计手册得 ； 查取应力校

30、正系数查机械设计手册得 ； 计算大小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大14。（2）设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数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1.37确定=2 ，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数 大齿轮齿数 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： （5）计算齿轮宽度： 取，。（6） 所以此齿轮传动的设计合适。1.3 传动轴

31、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 ， 屈服点 ，弯曲疲劳极限， 扭转疲劳极限：，许用静应力 ， 许用

32、疲劳应力，查机械设计手册的45钢的及A值： 3040 A 118107由于此土豆剥皮机的传动轴承受的转矩大于弯矩，所以取 ，。另外，此轴为实心轴，所以，传动轴的轴径计算公式为： （1.6）轴传动的额定功率（kW）轴的转速（）按定的因数代入计算得： 由于此轴上设置一个键槽，所以轴径应增大4%5%，故，所以考虑轴的安全性，下面所设计轴的最小直径为18。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

33、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 ，由于右端用轴端定位挡圈点定位，按轴端直径取挡圈直径，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。（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左右，故确定轴右侧第二轴段直径为，再根据该土豆擦皮机的轴是垂直布

34、置，由受力情况选取角接触球轴承型滚动轴承，其内径为，外径为，宽度为。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。（4）取安装齿轮处的轴段直径为，已知齿轮的宽度为，根据实际需要，取左面第一段轴段的长度为。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：轴传递的转矩： 齿轮的圆周力： 齿轮的径向力： 齿轮的轴向力： 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

35、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，。受力图如下：图 1-5 轴受力分析图（3）计算轴的支反力：垂直面内支反力： 水平面内支反力： 轴是否满足强度要求只需对危险剖面进行校核即可，轴的危险截面多发生在当量弯矩最大或当量弯矩较大，且轴的直径较小处，下面计算A点的当量

36、弯矩。根据此轴的受力分析可知，此轴在A点处的截面当量弯矩最大，所以只需校核A点处截面的抗弯强度即可。（4）画弯矩图A点垂直弯矩计算：A点水平弯矩计算：A点合成弯矩计算： （5）计算当量弯矩A点的当量弯矩计算：（6）按弯曲合成强度校核计算由弯矩图可知在轴直径25mm处弯矩最大，此处的抗弯截面系数A点弯曲应力：由此可知轴的抗弯强度符合要求，该轴的设计合理，可以使用。1.3.4 轴上轴承的选择该马铃薯擦皮机上有传动轴，为了保证轴的平稳运行，并考虑到轴是垂直布置并配有齿轮传动，需要抵抗轴向载荷和一些径向载荷，故选用滚动轴承中的角接触球轴承型滚动轴承。该轴承与滑动轴承相比具有摩擦阻力小，功率消耗少，起动

37、容易等特点。1.3.5 轴上轴承的校核查机械设计手册可知7205C轴承的。（1） 求两轴承受到的径向载荷和由于该一对轴承是垂直布置，为了方便看图，把图形设成水平放置，受力图形如下： 图1-6 轴承受力图由受力分析可知：（2）求两轴承的计算轴向力和对于70000C型轴承，按机械手册，轴承派生轴向力，其中，为判断系数，其值由的大小来确定，但现轴承轴向力未知，故先初取，因此可估算 由于轴是垂直布置，齿轮是直齿轮没有轴向载荷，故此时的重力就成了轴向载荷，在这里本设计主要考虑物料的重力，由于其他零部件的重力也要考虑，此时取总的重力G=2，进行近似计算。 由机械手册可得，。再计算 两次计算的值相差不大，因

38、此确定，。（3）求轴承当量动载荷和因为 0.422 又机械手册可查得轴承径向载荷系数和轴向载荷系数为 对轴承1 ， 对轴承2 ，因轴承运转中有中等冲击载荷，由机械手册查得载荷系数，取则 （4）验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力大小验算 1.4 键的选择和校核（1）电动机轴键的选择选择键联接的类型和尺寸一般8级以上的精度齿轮有定心精度要求，应选用平键联接。本设计选用圆头普通平键。根据从机械设计手册中查得，键的截面尺寸为：宽度，高度。由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长。校核键联接的强度键、轴、轮毂的材料都是钢，查机械设计手册得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度，键与轮毂键槽的接触高度。由

39、式可见该键联接可以满足需要。（2）大齿轮上键的选择根据从机械设计手册中查得，键的截面尺寸为：宽度，高度。由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长。校核键联接的强度键、轴、轮毂的材料都是钢，查机械设计手册得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度，键与轮毂键槽的接触高度。由式同理可知轴上的两处键选择也满足要求，能安全使用。（3）圆盘和轴间键的选择根据从机械设计手册中查得，键的截面尺寸为：宽度，高度。由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长。校核键联接的强度键、轴、轮毂的材料都是钢，查机械设计手册得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度，键与轮毂键槽的接触高度。由式可见该键联接可以满足需要。2 擦皮机整

40、体机构的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。该马铃薯擦皮机使用机械摩擦去皮原理进行去皮，该机由机筒、机座、机架、电动机、圆盘、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圆盘旋转。块茎加入机筒内，因其离心力和相互碰撞作用的作用下，在机筒内上、下、左、右翻动，表面被圆盘均匀的磨擦。去皮过程中加入清水，磨擦掉的马铃薯皮屑和水一起经筒底的排水口排出，块茎从侧门自动卸出，该机为间歇生产。2.1 擦皮机材料的选择 此擦皮机的筒壁和机体是厚的钢板，擦皮机机架由热扎等边角钢焊接组成，圆盘采用的45钢，其中筒壁的内侧和圆盘的表面均镀有金刚砂，以增大圆筒内壁和

41、圆盘的摩擦系数，增大摩擦力，有利于提高擦皮机的摩擦效率。2.2 擦皮机料筒的设计 根据圆筒的工作原理，圆筒的设计重点主要是保证物料在圆筒内运动的高度，不能发生物料在运动过程中跳出圆筒的情况，同时此高度也要保证物料在圆筒内有充分的摩擦机会，增加筒内马铃薯的摩擦效率，所以设计此圆筒的高度为，圆筒的内径为。圆筒的上面设计一开口，并有一定内收的倒角，方便马铃薯的倒入。在圆筒的侧壁上设计了一个抽动门，当去皮结束后，在电动机逐渐停止运转的情况下打开门，去皮后的马铃薯由于离心力的作用运动出圆筒外，方便使用。另外，圆筒的下端要设计成圆环凹陷的形状，由上方冲下的水夹杂马铃薯皮屑从圆盘边缘留下，进入圆筒凹陷的底端

42、，通过计算分析，设计凹陷处出水管的直径为，保证冲刷下来的脏水可以有效地从排水口处排出，防止脏水溅入传动轴，避免机器运转时出现不必要故障。2.3 擦皮机支架的设计 马铃薯擦皮机支架的设计主要是采用角铁焊接成擦皮机架用来承受轴、圆盘、电动机的重力及运转时和添加马铃薯的重力，因此根据实际情况，固定支架的情况如总装配图所示。3 结论 通过对各零部件设计选择与计算分析，本人设计出一款外型美观大方，内部结构简单紧凑，具有普遍应用性的马铃薯擦皮机械。该马铃薯擦皮机操作简单，安全系数较蒸汽去皮化学去皮和辐射去皮有很大的提高，在制造的经济费用上也比较低，并且该擦皮机没有污染，皮屑可利用。此马铃薯擦皮机有很大的适

43、用性。 参考文献1王健.土豆加工利用前景广阔J.农村经济与技术,1998(9):42-44.2王景彬，方家骥.试论国内外果蔬脱皮方法及设备J.农牧与食品机械3土豆加工工艺的探讨J中国食品工业，1997，(09)，23244几种新型土豆食品加工技术J中国农村小康科技，2002，(08)，15165宗望远马铃薯去皮技术研究D华中农业大学，1995，(02)，566张艳来，刘守江，杨志江，林兹荣离心式马铃薯切屑擦皮机的参数确定J农机化研究，1995，(03)10117刘守江，张艳来，苟明成 JL型马铃薯切屑擦皮机的研制J农机化研究，1995，（02），788叶中信美国马铃薯、蔬菜擦皮机简介J粮食加工

44、与食品机械，1985，（12），9109肖旭霖食品机械与设备M北京：科学出版社，2006：10510810徐灏主编，机械设计手册2版，北京机械工业出版社M2000611濮良贵纪名刚主编，机械设计7版M武汉：武汉理工大学出版社，2004：23124112蔡春源机械设计手册M北京：机械工业出版社，2003：38-12113213朱龙根简明机械设计手册M北京：机械工业出版社，2001：51552014张杰，王振华实用机械设计手册第二版北京：机械工业出版社，1994：220222致 谢本篇论文虽然凝聚着自己的汗水，但却不是个人智慧的产品，没有导师的指引和赠予，没有父母和朋友的帮助和支持，我在大学的学术

45、成长肯定会大打折扣。当我打完毕业论文的最后一个字符，涌上心头的不是长途跋涉后抵达终点的欣喜，而是源自心底的诚挚谢意。我首先要感谢我的导师刘天祥，对我的构思以及论文的内容不厌其烦的进行多次指导和悉心指点，使我在完成论文的同时也深受启发和教育。在本次毕业设计过程中，既对所学过的知识有一个综合的检验，又学到了其他相关专业的知识，对以后的工作实践有很大的帮助。通过本次设计说明书的撰写，端正了我严谨的做事态度，同时培养了我提高解决问题的能力和做事情端正的态度。再次由衷感谢答辩组的各位老师对学生的指导和教诲，我也在努力的积蓄着力量，尽自己的微薄之力回报母校的培育之情，争取使自己的人生对社会产生些许积极的价

46、值！ 附录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2.53倍。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45

47、0万公顷；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。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

48、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。Potato planting a wide distribution, the world 148 countries cultivation, distributed mainly in Europe and Asia. Since the 1960 s, potato planting area is stable and gradually reduce the developed countries, developing

49、 countries have increased, developing countries in recent years, increasing by 4.5% per year. After the collapse of the Soviet union, China has become the largest country in area of potato cultivation. The world of the potato planting area is larger in other countries is Russia, Poland and the United States. Potatoes and sweet potato cultivation distribution difference the biggest characteristic is more sweet potato cultivation in developing countries, and more than the potato cultivation in developed countries more. Developed countries yiel