【馬鈴薯去皮機(jī)的設(shè)計(jì)（論文）11000字】

-17-馬鈴薯去皮機(jī)的設(shè)計(jì)目錄摘要 -1-第一章緒論 -3-1.1課題研究的目的與意義 -3-1.2國外研究狀況 -3-1.3國內(nèi)研究狀況 -3-第二章土豆去皮機(jī)的方案設(shè)計(jì) -4-2.1總體設(shè)計(jì)要求 -4-2.2細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu) -4-2.3土豆去皮機(jī)的工作原理 -5-2.4各零件的結(jié)構(gòu) -6-2.4.1工作盤 -6-2.4.2工作滾筒 -7-2.4.3軸承座 -8-第三章傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) -9-3.1軸的計(jì)算和校核 -9-3．1.1軸的材料 -9-3.1.2軸的強(qiáng)度計(jì)算 -9-3.1.3軸的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定 -10-3.2滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) -11-3.3電動(dòng)機(jī)的選擇 -12-3.4齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -12-3.4.1齒輪材料及熱處理 -12-3.4.2齒輪相關(guān)參數(shù)的初步確定 -13-3.4.3校核齒輪強(qiáng)度 -14-第四章總結(jié) -16-參考文獻(xiàn) -17-摘要馬鈴薯作為我國民族傳統(tǒng)的重要農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物之一,其農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值巨大,它也是目前我國廣大農(nóng)民發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的重要?jiǎng)趧?dòng)收入產(chǎn)出來源,土豆產(chǎn)量高,營養(yǎng)豐富。它們主要是中國用作生產(chǎn)食品、蔬菜、服務(wù)和其他工業(yè)原料的主要作物。在中國東北的南部、北部和東部干旱地區(qū),馬鈴薯作為早春綠色蔬菜已經(jīng)發(fā)展成為帶動(dòng)農(nóng)村繁榮的重要經(jīng)濟(jì)作物;在目前我國南方和南方大部分干旱地區(qū),土豆作為冬、稻兩大主要作物,鮮薯如果出口出來可能會(huì)獲得巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益;;在西北和西南山區(qū),馬鈴薯已經(jīng)成為是主要的糧食作物，但土豆加工都需要將土豆去皮，而傳統(tǒng)用人去皮，費(fèi)事又費(fèi)力，隨著馬鈴薯工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量越來越高，傳統(tǒng)的去皮方式，不在適用于當(dāng)前，因此需要實(shí)現(xiàn)土豆去皮機(jī)械化，提高馬鈴薯加工的效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。馬鈴薯去皮機(jī)械化，有利于馬鈴薯去皮的標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一去皮的厚度，減少馬鈴薯人工去皮，去皮不規(guī)范，導(dǎo)致多余的果肉浪費(fèi)，而且可以加快土豆加工效率，降低土豆加工成本。但我國在土豆去皮加工上落后歐美等發(fā)達(dá)國家，我國在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度得到飛速發(fā)展，與歐美等國差距逐漸減少。關(guān)鍵詞：土豆；去皮；農(nóng)產(chǎn)品；食品加工第一章緒論1.1課題研究的目的與意義隨著近年我國土豆產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和逐步擴(kuò)大,馬鈴薯加工的產(chǎn)品數(shù)量也在不斷擴(kuò)大發(fā)展,土豆產(chǎn)品的加工數(shù)量也在不斷擴(kuò)大增加。不管土豆的最終一個(gè)成品是什么,在它之前我們都會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)主要過程:首先清洗和最后剝皮。去皮加工是一個(gè)必要的加工過程,因?yàn)榧庸ね炼蛊ぬ駮?huì)嚴(yán)重影響后期加工成品的外觀口感,所以土豆加工前一定首先要進(jìn)行去皮。土豆原料去皮工藝是土豆類加工產(chǎn)品原料加工制造工藝的重要部分組成部分之一。1.2國外研究狀況國外在上個(gè)世紀(jì)70年代已經(jīng)開始研制土豆去皮機(jī)，研制早，發(fā)展迅速，技術(shù)水平高，如荷蘭高達(dá)公司40年來一直致力于剝皮技術(shù)的研究。經(jīng)過不斷的改進(jìn)和升級，終于成功了，發(fā)達(dá)國家對土豆加工技術(shù)進(jìn)行了深入研究，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化控制，達(dá)到了先進(jìn)的加工技術(shù)水平。1.3國內(nèi)研究狀況隨著我國食品加工業(yè)的快速發(fā)展,食品的深入加工也受到很多關(guān)注,尤其是快餐食品,為了讓快餐加工快速發(fā)展,對于原材料的加工就成了關(guān)鍵。這幾年,我國出臺(tái)了許多優(yōu)惠農(nóng)業(yè)政策,極大提高農(nóng)民種植生產(chǎn)土豆的積極性,使土豆的種植面積增多。土豆的后期深入生產(chǎn)加工也已經(jīng)成了我國發(fā)展迅速的特色產(chǎn)業(yè)之一,我國在這一新的年度土豆種植播種面積和我國土豆種植總產(chǎn)量在世界上雖然可以說是首屈一指的,然而在后期土豆深入加工中卻難以做到能夠的充分利用新鮮土豆作為原材料,而容易就會(huì)導(dǎo)致大量加工生產(chǎn)出的土豆經(jīng)過去皮后的積壓從而形成土豆庫存,很大一部分原因是沒有高效的去皮機(jī)。進(jìn)口設(shè)備價(jià)格較高,生產(chǎn)成本高價(jià)格昂貴,導(dǎo)致我國土豆加工行業(yè)發(fā)展緩慢。在發(fā)達(dá)國家中,美國已經(jīng)發(fā)展成最大的土豆食品去皮加工生產(chǎn)大國,該國加工土豆飼料食品加工全球非常出名,近20近年來,越來越多的發(fā)達(dá)國家都在不斷持續(xù)投入致力于積極開展國產(chǎn)加工土豆深食品加工去皮以及加工機(jī)械化的食品相關(guān)專業(yè)技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)研究,因此,土豆國產(chǎn)深加工去皮以及機(jī)械化已開始具有廣闊的市場國際化和市場前景，土豆深加工去皮機(jī)的技術(shù)生產(chǎn)總體設(shè)計(jì)也已經(jīng)成為是大勢所趨。第二章土豆去皮機(jī)的方案設(shè)計(jì)2.1總體設(shè)計(jì)要求土豆去皮處理過程中我們需要特別考慮的環(huán)境因素主要包括有：脫皮處理后土豆外皮表面處應(yīng)該光滑，無損壞破傷層，脫皮后的過程中無任何污染，去皮成本低。目標(biāo)投資目的之一是促使企業(yè)資產(chǎn)能夠以更少的成本企業(yè)資產(chǎn)投資額和成本用來獲得更高的經(jīng)濟(jì)社會(huì)性和經(jīng)濟(jì)效益。2.2細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)土豆去皮機(jī)是一種由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)速的機(jī)器，在滾筒離心力作用下，滾筒高速旋轉(zhuǎn)，使土豆與工作盤相結(jié)合產(chǎn)生摩擦以達(dá)到剝落效果。土豆去皮機(jī)由滾筒蓋，電機(jī)，裝料桶，出料口、排污口、工作盤、工作滾筒、傳動(dòng)軸等各部分組成。如圖一所示如圖1土豆去皮機(jī)2.3土豆去皮機(jī)的工作原理工作原理不同又可以細(xì)分為利用機(jī)械振動(dòng)切削摩擦剝皮、機(jī)械振動(dòng)磨擦切削摩擦剝皮和利用機(jī)械振動(dòng)摩擦磨削剝皮。可以使用位于皮質(zhì)皮土豆在加工成為食品之前，都需要去除表皮。皮質(zhì)與果肉結(jié)合的牢固程度不同，生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，原料的去皮要求也不同。果皮去皮的基本要求是徹徹底底，原料損失少。目前，在水果和蔬菜加工中通常使用機(jī)械去皮和化學(xué)去皮。機(jī)械自動(dòng)去皮機(jī)的應(yīng)用廣泛,包括簡單的手動(dòng)機(jī)械去皮和家用機(jī)械去皮機(jī)。按摩擦剝皮膚表面上的鋒利切削刀片對其進(jìn)行高度機(jī)械性的切割以快速去除角質(zhì)皮膚。剝皮操作速度更快,但不完全,并且對于果肉肉質(zhì)損失的也更多,通常如果需要用機(jī)械手進(jìn)行修剪,很難真正實(shí)現(xiàn)完整的水果機(jī)械剝皮操作,適用于各種水果大,皮薄,肉類較堅(jiān)硬的各種水果和新鮮蔬菜。目前,蘋果,梨,柿子等常用于使用小型機(jī)械蘋果切割機(jī)來削皮,通常以削皮機(jī)的形式使用。去皮機(jī)將待熟或待去皮的各種水果直接插入一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸上,并在水果側(cè)面附近安裝帶有彎曲刀片的刀,以使刀片粘在水果表面上。當(dāng)水果軸開始旋轉(zhuǎn)時(shí),刀將水果皮膚從繞軸旋轉(zhuǎn)的果皮表面上輕輕拉下。皮革旋轉(zhuǎn)機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)有幾種動(dòng)力形式,例如手,腳和電動(dòng)。輪剝之前應(yīng)進(jìn)行水果選擇過程,以確保水果的大小基本相同。(2)機(jī)械磨削去皮是利用覆有磨料的工作面除去表面皮層?？筛咚僮鳂I(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)完全機(jī)械操作，獲得碎皮細(xì)小，可用用水或氣流清除，但去皮后表面較粗糙，適用于輕堅(jiān)硬，皮薄，外形整齊的果蔬。胡蘿卜，番茄等塊根類蔬菜原料去皮大多采用機(jī)械磨削去皮機(jī)。(3)利用機(jī)械構(gòu)件摩擦張力去皮技術(shù)是一種利用機(jī)械摩擦張力因數(shù)大,接觸摩擦面積大的物體工作機(jī)械構(gòu)件而直接產(chǎn)生的機(jī)械摩擦張力作用而可使構(gòu)件表皮組織發(fā)生機(jī)械撕裂或者破壞而被完全去除。所得到的產(chǎn)品外觀表面質(zhì)量好,去皮少和死角少,但處理作用力和強(qiáng)度差,適用于果大,皮薄,皮下深層組織松散的果蔬,一般需首先對果蔬去皮進(jìn)行必要的預(yù)防和處理作用來徹底弱化皮下深層組織。常見的用到的橡膠機(jī)械干法摩擦橡膠去皮機(jī)類型如下是采用優(yōu)質(zhì)橡膠板構(gòu)件作為整機(jī)工作主體構(gòu)件的橡膠干法摩擦去皮機(jī)。(4)防止化學(xué)腐蝕去皮也就是說,水果和新鮮蔬菜在一定的處理溫度和適當(dāng)?shù)妮^長時(shí)間的酸堿液中經(jīng)過處理,果皮可能會(huì)被化學(xué)腐蝕。取出后,立即用水沖洗或直接用水輕輕搓洗,表皮會(huì)脫落,堿液會(huì)被洗掉。本處理方法特別適用于如核桃、李、杏、梨、蘋果等的桔瓣去皮和其他桔瓣的去皮解封。桃、李、蘋果等等的果皮中分別含有多種角質(zhì)球蛋白、半溶性纖維素等。髓由兩層薄壁上皮細(xì)胞和髓組成。果皮與內(nèi)部果肉之間是中間的果膠底層,含有豐富的促進(jìn)性果膠和強(qiáng)化果膠,將外層果皮與內(nèi)部果肉連接起來。當(dāng)新鮮水果和新鮮蔬菜遇到大量堿液時(shí),果皮細(xì)胞中的溶性角質(zhì)質(zhì)蛋白和半溶性纖維素等就會(huì)被大量堿液所腐蝕,變薄甚至完全溶解。果膠被強(qiáng)酸堿水部分溶解而逐漸失去作為凝膠劑的作用。紙漿的一層薄壁會(huì)使細(xì)胞膜更容易耐堿。因此,經(jīng)過經(jīng)水堿液酸化處理的新鮮果蔬不僅容易迅速去皮,而且果肉的營養(yǎng)損害較小,可以大大提高各種原料的綜合利用率。然而,化學(xué)品的脫皮處理需要大量的化學(xué)藥水,脫皮處理過程中會(huì)不斷產(chǎn)生大量的脫皮廢水,尤其需要是大量使用含有酸堿液的脫皮廢水，會(huì)造成環(huán)境污染。土豆旋轉(zhuǎn)去皮機(jī)器是旋轉(zhuǎn)的一種工作機(jī)械部件可以帶動(dòng)土豆原材料進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而可以使去皮土豆在強(qiáng)大離心力的推動(dòng)作用下在旋轉(zhuǎn)機(jī)器中上下旋轉(zhuǎn)滾動(dòng),并與旋轉(zhuǎn)機(jī)器工作部件之間產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦,從而擦去了土豆的皮層。用金屬削皮器進(jìn)行去皮劃痕會(huì)嚴(yán)重且易損壞材料的表層組織,并且其材料表面粗糙且不光滑。通常,它不適合用于生產(chǎn)完整的新鮮果蔬或者罐頭。它僅用于加工生產(chǎn)切片或調(diào)味料的原料。削皮器通常用于處理塊根蔬菜原料,例如土豆,胡蘿卜和西紅柿,綜上所述,土豆去皮機(jī)方案選磨床離心去皮。土豆去皮機(jī)以連接基于滾筒動(dòng)力電動(dòng)齒輪機(jī)械的滾筒底盤旋轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)作為主要機(jī)械運(yùn)行控制動(dòng)力,工作由滾筒齒輪底盤帶動(dòng)齒輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過基于底盤齒輪滾筒動(dòng)力機(jī)械傳動(dòng)的滾筒主軸與連接基于滾筒動(dòng)力齒輪電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)械聯(lián)軸器的底盤齒輪互相配合轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng),通過基于滾筒帶動(dòng)底齒輪旋轉(zhuǎn)后的齒輪帶動(dòng)滾筒底盤齒輪旋轉(zhuǎn)后的帶動(dòng)底盤齒輪旋轉(zhuǎn)讓整個(gè)土豆在圍繞滾筒筒體進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn),在強(qiáng)大離心場和內(nèi)應(yīng)力場的共同推動(dòng)外力作用下,圍繞滾筒筒體內(nèi)壁進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)在此時(shí)滾筒筒體與其表面內(nèi)壁之間是會(huì)產(chǎn)生輕微的的外力或是摩擦的，而在輕微外力作用下,摩擦后會(huì)排出土豆，,讓去皮后的土豆從各個(gè)筒體滾筒出水口快速處理排出,土豆被水清洗從滾筒的各個(gè)筒體出水口和排污口自動(dòng)快速處理排出。滾筒的內(nèi)壁并不光滑,而且工作盤的表面呈波紋狀。這兩個(gè)部件表面均有金剛石表皮,具有增大摩擦更好與土豆表面摩擦,但也具有拋出土豆的功能。當(dāng)一塊土豆從進(jìn)料口內(nèi)部下料,掉落后放入滾筒中,土豆在整個(gè)滾筒內(nèi)部高速旋轉(zhuǎn)時(shí),它與一個(gè)波紋狀的內(nèi)壁層表面產(chǎn)生接觸,可以在強(qiáng)大離心力的推動(dòng)作用與嵌在滾筒中的內(nèi)壁表層產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦，所以我們可以非常輕松從整個(gè)土豆上下部去皮?？傊?滾筒必須只有能夠達(dá)到一定的均勻運(yùn)動(dòng)頻率速度,才能將去皮土豆全部進(jìn)行去皮,根據(jù)美國國家實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果表明,當(dāng)滾筒受到摩擦的最大均勻運(yùn)動(dòng)頻率速度大約為5m/s時(shí)，脫皮機(jī)的處理效果最好,土豆的皮和肉表面光滑,果肉內(nèi)部受到摩擦損失的發(fā)生概率低;同時(shí)去皮機(jī)一次不能直接添加太多土豆,不然去皮效果不能達(dá)到預(yù)期效果。2.4各零件的結(jié)構(gòu)土豆去皮機(jī)由滾筒蓋，電機(jī)，裝料桶，出料口、排污口、工作盤、工作滾筒、傳動(dòng)軸等各部分組成2.4.1工作盤工作盤部件是用于土豆的去皮處理過程由其中的主要部件組成的一部分。根據(jù)土豆的有機(jī)動(dòng)力學(xué)和有機(jī)生物學(xué)上的特征和有機(jī)化學(xué)以及物理學(xué)的性質(zhì),吸收了一些手工去皮的一些基本設(shè)計(jì)原則,確定了這些工作式電動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的一些基本設(shè)計(jì)原則,即它們的物體表面外觀呈旋轉(zhuǎn)盤形,而且這些位于旋轉(zhuǎn)盤的物體表面上帶有的是一條從轉(zhuǎn)盤中心向周圍物體發(fā)出的光輻射的凹凸三角波紋。擴(kuò)大了圓形土豆與圓形旋轉(zhuǎn)盤之間的壓力摩擦,褐色棕剛玉與白色環(huán)狀聚氧乙烯樹脂進(jìn)行混合,將一個(gè)圓形模型全部澆鑄在一個(gè)平板的頂面上,大約20毫米厚,通過干燥制成。它同時(shí)還有一定去皮效果。轉(zhuǎn)臺(tái)下部一起分別同時(shí)設(shè)置了兩個(gè)具有自動(dòng)控制系統(tǒng)托盤轉(zhuǎn)動(dòng)軸承正常轉(zhuǎn)動(dòng)的外風(fēng)內(nèi)排水保護(hù)環(huán),以有效率地防止車內(nèi)需要清洗的大量水從控制托盤轉(zhuǎn)動(dòng)軸承中直接排出流入,工作盤由三個(gè)大部分分別焊接而來組成。盤的上下層表面為鋁合金鋼砂的多層粘合焊接面,具有防腐去皮的作用功能。上部凹凸形成葉片狀的結(jié)構(gòu)可以起到防止拋擲塊狀物料的重要作用。當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，土豆向上移動(dòng)。如圖2所示圖2工作轉(zhuǎn)盤2.4.2工作滾筒這種結(jié)構(gòu)特征更有利于農(nóng)產(chǎn)品的去皮，尤其是馬鈴薯農(nóng)產(chǎn)品的去皮。工作滾筒組成部分主要包括一個(gè)圓柱形工作滾筒和一個(gè)倒梯形集成橡皮槽滾筒組成。滾筒鋼皮是由薄層的不銹鋼焊接制成的一種圓柱形或滾筒狀物,它一般是由不銹鋼經(jīng)過焊接而來形成,因?yàn)椴讳P鋼具有很好的化學(xué)耐腐蝕性,能同時(shí)抗擊一定的機(jī)械沖擊和在載荷下,具有較高的機(jī)械硬度和化學(xué)耐磨性,非常適用于食品加工,食品加工設(shè)備產(chǎn)品的安全和衛(wèi)生應(yīng)該最好的,所以采用不銹鋼。圓柱形變質(zhì)滾筒巖的內(nèi)壁主要是粗糙巖石表面,用白色棕剛玉與白色環(huán)狀過氧乙烯樹脂甘油混合加熱澆鑄而得制成,能形成很好的摩擦效能。圓柱形進(jìn)料滾筒的底部側(cè)壁上還設(shè)有一個(gè)帶液壓開關(guān)自動(dòng)閥門的一個(gè)出口進(jìn)料口。在正常工作時(shí),物料門板能以承受力與離心力的相互作用快速轉(zhuǎn)動(dòng),撞擊到進(jìn)出口物料門板的內(nèi)壁,改變方向,便于工作物料及時(shí)收集。圖3工作滾筒2.4.3軸承座軸承座墊也是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要部分組成的一部分。它通常是整個(gè)傳動(dòng)機(jī)械設(shè)備的重要傳動(dòng)組成部分。軸承座墊在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不合適處理會(huì)嚴(yán)重影響傳動(dòng)設(shè)備的橫向傳動(dòng)性和精度。在本文的設(shè)計(jì)中,整個(gè)汽車傳動(dòng)軸承部分,包括傳動(dòng)軸承座、軸承、齒輪和傳動(dòng)密封件墊圈等都可以直接裝配在一起一并作為一個(gè)單獨(dú)的傳動(dòng)部件進(jìn)行使用。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式可以直接使整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)器的部分更容易牢固地緊密結(jié)合在一起,并且易于拆卸。軸承座總成可以看作是安裝在清洗槽上的一個(gè)獨(dú)立部件。該結(jié)構(gòu)安裝拆卸方便,結(jié)構(gòu)緊湊,傳動(dòng)平穩(wěn),振動(dòng)小,傳動(dòng)工作時(shí)噪音小。第三章傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)3.1軸的計(jì)算和校核軸承齒輪是一個(gè)長長的、圓柱型狀的物體,它通過軸承位于傳動(dòng)軸承的中間,車輪的中間,或者說是傳動(dòng)齒輪的中間,但它的一小部分都是正方形。軸承運(yùn)動(dòng)是一種指用來支撐主軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件并隨其軸的移動(dòng)而向外推或傳遞軸的運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎曲力。一般來說就是一個(gè)巨大的金屬圓棒形,每個(gè)截面都可能具有不同的長度。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括有兩個(gè)基本設(shè)計(jì)方面:主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與對電機(jī)工作時(shí)軸功率的數(shù)值計(jì)算。軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝應(yīng)該根據(jù)對于傳動(dòng)軸上各種主要零件傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝與傳動(dòng)定位和對于傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)制造安裝過程中所有必需的機(jī)械質(zhì)量精度要求,合理地設(shè)計(jì)確定各種傳動(dòng)軸的基本結(jié)構(gòu)承載形狀和傳動(dòng)尺寸。軸的不合理機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既可能會(huì)直接嚴(yán)重影響考慮到一個(gè)軸的正常運(yùn)行工作傳動(dòng)能力與其在軸上各種類型零件的工作可靠性,也可能會(huì)大大程度增加一個(gè)軸的批量生產(chǎn)成本與其在軸上各種類型零件聯(lián)合組裝的工作難度。3．1.1軸的材料軸的主體材料以高低碳鋼、合金鋼等軸為主。由于普通的優(yōu)質(zhì)新型低碳鋼和復(fù)合合金鋼在其制造價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)具有相比于普通的低碳鋁合金鋼的價(jià)廉、對低碳鋼的擠壓應(yīng)力更加容易得到集中等幾大特點(diǎn),所以其在質(zhì)量上和穩(wěn)定性相對有所降低,同時(shí)也因?yàn)榭梢杂猛ㄟ^熱處理或者用化學(xué)物質(zhì)處理的多種辦法可以提高其鋼的耐磨性和具有抗疲勞性的強(qiáng)度,故目前采用該低碳鋼工藝制造的軋軸尤為廣泛,其中最常見的一種是45鋼。對于鋼的應(yīng)力程度水平極低的主軸,從經(jīng)濟(jì)上來考慮,一般大都會(huì)選擇高強(qiáng)度和等級低的普通碳素鋼。3.1.2軸的強(qiáng)度計(jì)算軸的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度需要進(jìn)行剛性檢查和強(qiáng)度計(jì)算,相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算處理方法為適應(yīng)根據(jù)所述要求軸的特定受力負(fù)載和作用壓力被廣泛采用,并且可允許的應(yīng)力,應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x擇。對于僅僅能承受(或主要只能承受)一定扭矩的傳動(dòng)軸(例如驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸),應(yīng)基于軸承抗壓的扭性和強(qiáng)度一定條件下來進(jìn)行扭矩計(jì)算。對于僅能夠承受一定扭矩或主要部件承受一定扭矩的機(jī)械驅(qū)動(dòng)軸,應(yīng)根據(jù)軸的抗壓耐扭性和強(qiáng)度等等條件精確計(jì)算每個(gè)軸的傳動(dòng)直徑。如果其中存在一個(gè)彎矩應(yīng)力作用,則我們可以通過計(jì)算減小許用力的應(yīng)力系數(shù)來重新考慮這種效果。當(dāng)一臺(tái)大型土豆瘦肉去皮機(jī)正常運(yùn)行工作時(shí),軸向扭矩摩擦力很小,因此對于傳動(dòng)軸的兩個(gè)軸向振動(dòng)彎矩很小,相對于滾動(dòng)軸的軸向扭矩振動(dòng)大小其它可以忽略不計(jì)。扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：（1）式中軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，M；T軸所受的扭矩，N.mm；軸的抗扭截面模量，m；n軸的轉(zhuǎn)速，r/min；p軸所傳遞的功率，kw；軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，M。對圓的一個(gè)實(shí)心曲線直徑圓心的軸，=/16≈/5，以此代入式（1），可直接得到圓軸的一個(gè)實(shí)心曲線直徑，d=c(mm)(2)c為切削軸承和材料的許用強(qiáng)度扭轉(zhuǎn)力和切削時(shí)應(yīng)力的平均系數(shù),它的平均值一般可查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表,由此我們可以直接得出45鋼的為30-40,C值為118-107。在這里，取C值為116代入式子（2）得：dp=0.50千瓦,n=320r/min.所以，d=15.40mm考慮到從傳動(dòng)軸承到軸上的部件打開壓力鍵槽和傳動(dòng)軸上部件切制時(shí)的傳動(dòng)螺紋,為了有效率地補(bǔ)償軸向傳動(dòng)軸的較大軸向傳動(dòng)削弱,按上式計(jì)算要求進(jìn)行計(jì)算的軸向傳動(dòng)軸應(yīng)適當(dāng)大但寬度不應(yīng)取大些。取軸的最小值為曲線點(diǎn)的直徑大約為20mm。3.1.3軸的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定圖4軸1—在軸內(nèi)孔車螺紋，將其與螺釘連接，可以防止大圓盤在旋轉(zhuǎn)作用向上軸向運(yùn)動(dòng)。2—在軸上銑鍵槽，與大圓盤連接。3—該產(chǎn)品端面與軸承封油防塵擋圈緊密連接,封油防塵擋圈它既具有通風(fēng)防水封油防塵的功能作用,保護(hù)傳動(dòng)軸承;同時(shí),擋圈下面還承壓著一個(gè)唇形軸承密封圈,使軸承潤滑油在軸承傳動(dòng)裝置內(nèi)也能得到有效充分利用。4—推力球軸按球的排列位置順序分別可以安裝雙向的小深溝直徑推力球軸承旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸承和單向的大深溝推力球軸承旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸承,兩個(gè)推力球旋轉(zhuǎn)軸承中間都分別設(shè)有一個(gè)傳動(dòng)隔套,那么這樣可以有效保證兩個(gè)球球軸承正常平行轉(zhuǎn)動(dòng)而不至于摩擦力大卡死。5—在加工時(shí)我們還要特別注意其兩端傳動(dòng)轉(zhuǎn)向軸承兩端切削尺寸的寬大小小的不同特點(diǎn),其中在兩端傳動(dòng)軸承轉(zhuǎn)向軸的切削直徑比兩端稍小1~2個(gè)立方毫米,這樣不僅加工可以大大有助于有效率地保證兩端傳動(dòng)轉(zhuǎn)向軸承的使用牢固性和方便安裝,同時(shí)在其傳動(dòng)軸承絕緣表面上的切削加工量和粗糙度相對軸承軸的要求不高,減少了對傳承軸的切削加工量。6—安裝深溝球軸承，也得安裝一個(gè)唇形密封圈。7—聯(lián)動(dòng)連接一種圓螺母,該種圓螺母聯(lián)接具有固定自鎖滑動(dòng)功能,起到自動(dòng)固定上面上的深溝球體和軸承的滑動(dòng)作用。8—銑鍵槽，與大齒輪聯(lián)接9—加工車螺紋,與齒輪螺釘相互連接,起到防止由于驅(qū)動(dòng)齒輪往下移動(dòng)的3.2滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)常用的各種滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)軸承絕大多數(shù)都已經(jīng)是在國內(nèi)率先進(jìn)行了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化,并由專門制造工廠進(jìn)行大批量生產(chǎn)及直接供貨各種具有往返運(yùn)轉(zhuǎn)性質(zhì)的滾動(dòng)軸承。此外本章節(jié)將依據(jù)具體的軸承操作要求條件如何來正確地根據(jù)選擇不同軸承的各種型號(hào)與尺寸計(jì)算必要的軸承尺寸。滾動(dòng)式徑向軸承摩擦法就是一種利用支承軸向滾動(dòng)體把支撐軸于外部的傳統(tǒng)軸承構(gòu)件摩擦區(qū)域直接地分離開來,從而直接采用傳統(tǒng)的滾動(dòng)式軸承摩擦結(jié)構(gòu)取代了傳統(tǒng)的徑向滑動(dòng)式軸承摩擦。軸承的內(nèi)、外圍都設(shè)有一定的繞圈和軸承上的滾動(dòng)體,一般都很有可能是用一些傳統(tǒng)的零部件或者軸承采用鑄鐵或者壓烙鋼經(jīng)過焊接加工而成制造的,進(jìn)行了回火加熱處理后,硬度一般也就不一定有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于60hrc,這些傳統(tǒng)軸承的零部件一般還需要經(jīng)過150攝氏度的高溫回火進(jìn)行加熱處理,所以通常情況下每當(dāng)控制器中元件軸承正常加熱運(yùn)行時(shí)的溫度并且有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過120攝氏度時(shí)元件軸承的硬度就沒有出現(xiàn)任何所謂的減慢。3.3電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的零件選擇首先應(yīng)該是要充分考慮電機(jī)功率,轉(zhuǎn)速,應(yīng)用環(huán)境和異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行安裝時(shí)的位置等,因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)項(xiàng)目是主要應(yīng)用于食品土豆去皮機(jī),屬于一種新型食品加工機(jī)械,查閱《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》就可以初步知道,電動(dòng)機(jī)選擇一臺(tái)全封閉籠型三相異步變速電動(dòng)機(jī),它應(yīng)該是首次采用一種全封閉式箱體結(jié)構(gòu),可以有效地起到防止夏季雨水對異步電動(dòng)機(jī)的不良影響,它的防水性能好,工耗小,噪音小,非常適合食品加工行業(yè)。3.4齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪式的機(jī)械傳動(dòng)器件它是在各種類型機(jī)械傳動(dòng)中所需要選擇的最為重要,且目前應(yīng)用最廣泛的一種。它的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是具有:最大傳動(dòng)量和效率高、工作可靠、使用壽命長、傳動(dòng)價(jià)格對稱、結(jié)構(gòu)緊湊及功率與轉(zhuǎn)矩快、使用速度快。齒輪的傳動(dòng)必須能夠滿足下列基本條件:齒輪的高速傳動(dòng)平穩(wěn),要求瞬時(shí)的高速傳動(dòng)齒輪相對于平時(shí)齒輪上的傳動(dòng)相之間的傳動(dòng)差別保持不變,盡量多地降低機(jī)械沖擊、振動(dòng)和機(jī)械噪音。2.軸承承載能力好,要求在尺寸小、體積輕的必要條件下,齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度高、耐磨性良好,并且能夠很容易地滿足設(shè)計(jì)期間所規(guī)定的正常運(yùn)行和工作壽命。在我們進(jìn)行各種齒輪的機(jī)體設(shè)計(jì)時(shí),只要我們對于各種齒輪的機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,齒輪所用的原材料和齒輪熱處理制造工藝我們都會(huì)做到選擇恰當(dāng),制造工藝質(zhì)量高,達(dá)到所需要規(guī)定的齒輪制造工藝精度,就連所有的許可率也能夠很好地達(dá)到滿足我們所需要預(yù)定的各種齒輪制造的功能。查閱《機(jī)械原理》第七版的有關(guān)資料：標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m、a、、均取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒跟高，而且分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪。GB1356-88中規(guī)定分度圓壓力角的標(biāo)準(zhǔn)值為a=和分別稱為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，GB1356-88中規(guī)定其標(biāo)準(zhǔn)值為：=1=0.253.4.1齒輪材料及熱處理由齒輪傳動(dòng)失效的形式分析可知,在設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí),應(yīng)該是使得齒面在結(jié)構(gòu)上具有更高的耐磨、抗點(diǎn)蝕、耐膠合等特性,而且在結(jié)構(gòu)上的齒根需要具備更高的耐腐蝕、抗折斷等特性。因此,對于齒輪材質(zhì)和結(jié)構(gòu)性能的基本要求是:齒面板應(yīng)有一個(gè)足夠的堅(jiān)硬,而且齒芯必須具備一定的柔韌性。選用45鋼,熱處理工藝方法主要是齒輪采用鍛鋼齒輪整體表面淬火,hrc(位于齒輪整體表面)40-50,齒輪整體加工工藝精度最高等級為9級。3.4.2齒輪相關(guān)參數(shù)的初步確定會(huì)同時(shí)根據(jù)目前現(xiàn)行國際上各種類型相關(guān)機(jī)械齒輪制造設(shè)計(jì)工藝制造過程工藝技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本要求和所用機(jī)械材料,我提出建議首先初步簡單地分析確定各種類型每個(gè)齒輪的一些疲勞強(qiáng)度的綜合計(jì)算基本參數(shù),然后針對各種類型的每個(gè)齒輪依次分別進(jìn)行每輪輪的齒面和旋轉(zhuǎn)角之間的橫向接觸疲勞強(qiáng)度綜合測量計(jì)算和每輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度綜合測量計(jì)算,如果疲勞強(qiáng)度都完全符合要求,則我們建議可以考慮再次選擇這些疲勞強(qiáng)度計(jì)算參數(shù);若疲勞強(qiáng)度不一定能夠完全滿足要求,則必須要按需再次進(jìn)行修改此類強(qiáng)度參數(shù)。1.我們其實(shí)可以通過參考《機(jī)械原理》,漸漸展開線上的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鏈條齒輪不制動(dòng)可能發(fā)生一個(gè)無齒根切割而制動(dòng)是的最低值當(dāng)齒數(shù)==，在用齒條刀具切割標(biāo)準(zhǔn)齒輪的時(shí)候，因a=及=1，則=17.2.通過大量數(shù)據(jù)查閱《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》歷史資料中有關(guān)漸開齒輪線段和圓柱齒輪模數(shù)的列表:1、1.25、1.5、2、2.5、3.3.根據(jù)主動(dòng)控制齒輪主軸轉(zhuǎn)速(也意即控制電動(dòng)機(jī)主驅(qū)轉(zhuǎn)軸齒輪轉(zhuǎn)速)和從主驅(qū)動(dòng)軸齒輪轉(zhuǎn)速(也意即電動(dòng)工作機(jī)主軸齒輪轉(zhuǎn)速)之比可分別確定齒輪傳動(dòng)齒數(shù)比和固定齒輪傳動(dòng)齒數(shù)的正比。等于910r/min,等于320r/min.在這里，取模數(shù)m=2mm.主動(dòng)式的齒輪齒數(shù)=25，分度圓的齒輪直徑=m=50mm.從動(dòng)式的齒輪直徑=68，分度圓的直徑=m=136mm.取齒輪寬度系數(shù)為0.2，則有：從動(dòng)齒輪寬度=136*0.2=27.2，取=25mm.為了有效地同時(shí)又為了能有效防止兩個(gè)傳動(dòng)齒輪直接驅(qū)動(dòng)較大最小齒輪由于在高速傳動(dòng)齒輪軸向裝配傳動(dòng)的齒輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)行過程中沿著不同嚙合軸向略微傳動(dòng)錯(cuò)位方向移動(dòng)而直接發(fā)生存在的問題還有一些由于不同軸向裝配傳動(dòng)略微錯(cuò)位的主要缺點(diǎn)而直接存在導(dǎo)致的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度由于驅(qū)動(dòng)較大最小齒輪沿著不同嚙合軸的寬度方向旋轉(zhuǎn)的大大增加轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間和旋轉(zhuǎn)速度由于驅(qū)動(dòng)較小最大齒輪軸嚙合寬度的大大有所增加,常常我們這里都會(huì)直接指出導(dǎo)致主動(dòng)齒輪使得較大的最小齒輪直接驅(qū)動(dòng)較大最小齒輪(這里我們同時(shí)指出所指的通常一般指的是從最小最大齒輪的軸上直接驅(qū)動(dòng)的最小最大齒輪),寬度=;而較大最小齒輪(這里我們同時(shí)指的通常一般是主動(dòng)式的兩個(gè)較大最小齒輪),寬度=；而較小齒輪(這里我們指的通常是主動(dòng)式的較小齒輪)=+5～10mm，所以,主動(dòng)齒輪的寬度=25+5=30mm.3.4.3校核齒輪強(qiáng)度齒面接觸的疲勞強(qiáng)度，齒根彎曲的疲勞強(qiáng)度.在設(shè)計(jì)過程中，我們可以查《機(jī)械設(shè)計(jì)》書來獲得知識(shí)a.確定許用應(yīng)力查閱了機(jī)械設(shè)計(jì)教科書圖6.14，得==1100M；查圖6.15，得==300M，查閱了機(jī)械設(shè)計(jì)教科書中的列表6.5，得=1.1，=1.5，u=/=68/25=2.72在N=60J公式中是齒輪的轉(zhuǎn)速.r/min,J也就是每齒輪轉(zhuǎn)一圈最短時(shí)間內(nèi)在同一個(gè)車輪齒面的平均嚙合運(yùn)動(dòng)次數(shù);也就是一個(gè)齒輪的平均工作量和壽命;所以，=60×910×1×5×12×250=8.19×=/u=8.19*/2.72=3.01×查圖6.16，得==1，查圖6.17得==1.===1000M，==300×2×1/1.5=400M，b.驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件.計(jì)算工作轉(zhuǎn)矩：T=9.55×=9.55××=7870.88Nmm由此我們可以用來精確地獲得它的載荷精度系數(shù)值定義為k:由德國機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)教科書表6.2可以用來精確地獲得=1.5;它由9級布置齒輪的最高轉(zhuǎn)動(dòng)精度,獲得=1.32;它由一個(gè)堅(jiān)硬的齒面和一個(gè)具有非對稱性的布置式齒輪所組成,獲得=1.32;它由一個(gè)硬齒面和非對稱的布置部分組成，獲得=1.32；它由硬齒面和非對稱布置組成，獲得=1.2，=1.1則K==1.5x1.32x1.2x1.2=2.61查機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.12，獲得=2.5；查機(jī)械設(shè)計(jì)表6.3，獲得=188.0，因齒數(shù)較少，取=0.86所以==2.5×188.0×0.68=621.85M齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求.c.驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件查表6.4得，=2.62，=1.59，=2.24，=1.75，取=0.82，則：==×2.62×1.59×0.82=82.54M1000M，=××/=81.24M1000M，兩個(gè)齒輪之間的牙尖根部彎曲和疲勞強(qiáng)度都能夠滿足這一點(diǎn)?？偨Y(jié):關(guān)于齒輪高速傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容應(yīng)有:如何選擇各種齒輪傳動(dòng)原材料及其進(jìn)行熱處理、確定各種高精度齒輪級及傳動(dòng)主要參數(shù)。設(shè)計(jì)的整個(gè)過程就是先由齒輪設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來決定各種齒輪強(qiáng)度要求條件,再由各種齒輪強(qiáng)度要求條件決定各種類型齒輪的強(qiáng)度長短(尺寸即一個(gè)分度圓的固定直徑或模量),我們可通過進(jìn)一步地進(jìn)行計(jì)算得出多組盡可能地達(dá)到各種齒輪強(qiáng)度要求條件的尺寸。按照不同設(shè)計(jì)者的需要,從多組不同的傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)中進(jìn)行挑選選取較優(yōu)良作為其最終傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)。最后通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析得出各種齒輪傳動(dòng)零部件的基本結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)繪制齒輪傳動(dòng)零部件工作原理流程圖。每一次機(jī)械結(jié)構(gòu)的研究設(shè)計(jì)是在以前這一類型的設(shè)備結(jié)構(gòu)上進(jìn)行一次技術(shù)性的升級,在充分參考以前這一類型設(shè)備的結(jié)構(gòu)性特征的基礎(chǔ)上,在某些零部件或在一定的技術(shù)環(huán)節(jié)上增添了自己的創(chuàng)新特色,使自己制造后的產(chǎn)品在以前這一類型的產(chǎn)品中更多地具有了技