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1、-毕业设计（论文）-水果去皮机的设计（全套图纸三维）-第 18 页本科毕业设计 题 目： 水果去皮机的设计 英文题目：The Design of Fruit Peeling Machine 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 学 号： 指导教师： 2016年3月4日毕业设计独创性声明该毕业设计是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名： 日期： 年 月 日 毕业设计使用授权声明本人完全了
2、解青岛滨海学院有关保留、使用毕业设计的规定，即：学校有权保留送交毕业设计的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计。保密的毕业设计在解密后遵守此规定。作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘 要本课题来源于当今社会食品加工工业水果去皮设备的创新和更新换代基础之上，通过设计出水果去皮机，从而来满足当今社会水果去皮设备不足的缺陷。 全套图纸，加153893706水果去皮机作为食品加工机械的一种，随着人们生活水平的提高，得到了越来越普遍的使用。它主要由机架、链传动机构、去皮体、传动轴等部分组成。通过电机带动链传动机构从而使去皮体转动，
3、在内部刮刀与水平表面摩擦的情况下，实现水果的去皮。 本文运用理论联系实际的方法进行水果去皮机结构的研究，通过从水果去皮机的方案布局入手，查找相关资料，证明了本次设计的水果去皮机的结构方案的可行性，并对其中常用的标准件例如轴承，轴，链传动机构进行选型设计，最后进行各主要零部件的强度校核。关键词：水果去皮机 链传动 结构 设计 Abstract With the improvement of our living standard, single seat structure for baby dining table, leads to the limitation of interest in
4、 babies, which would in any country is a problem. How to solve this problem, which reflects the level of development of a society from the level of science and technology to the humanistic care and other aspects . China attaches great importance to the status of the degree is not enough, and the bab
5、y chair to drive innovation design, to achieve a chair, to improve the above situation.Therefore, this paper carries on research on scheme selection. Through the professional knowledge of the designer to master the relevant information on the Internet, as well as the current situation at home and ab
6、road, the design scheme, after a detailed investigation, this graduation design is to design a set of practical multifunctional baby chair. This design is begins with the argument, introduces in detail the scheme analysis, design process and calculating process, and has carried on the essential powe
7、r of the overall structure of the system design. Mainly used for the realization of convenient for baby to eat, play, to further reflect the humane care.Key words：Machine manufacture Crankshaft Processing craft Fixture目 录1 绪论1 1.1课题来源及研究目的和意义1 1.2水果去皮机的发展现状12 水果去皮机的方案分析3 2.1.1结构分析6 2.1.2方案之间的比较8 2.1
8、.3机械结构总体方案和布局10 3 机械结构的设计14 3.1链传动的设计计算16 3.2电机的选用18 3.3轴的设计计算18 3.4轴承的设计计算18 3.5键的选择20 3.6轴的校核21 3.7轴承的校核22 3.8机架的设计24 4 结构设计及三维建模26 4.1结构中用到的非标准件建模26 5 三维软件设计总结27 结 论28 参 考 文 献29 致 谢301 绪论1.1 课题来源及研究目的和意义 我们吃水果的时候最麻烦的要数去水果皮了。尤其是水果尾部和侧面的水果皮是非常让我们头疼的。每次用刀具削蔬皮的时候，不断容易伤到手，效率还低下，甚至一不小心会刮伤自己的手。不仅如此，在刮水果
9、皮的时候，水果皮会飞溅到脸上，衣服上，也就是说想吃一顿美味水果，你至少要多洗一次脸，多洗一套衣服，清扫水果皮更是件麻烦的事，看着到处飞溅到地上的水果皮，让人闹心。不过现在不用愁了，因为有了去水果皮机了。它不仅在做水果的时候轻快，吃水果的时候更悠哉。水果皮机相对于传统的剥水果皮工具：如，水果刀来说，它的结构简单，操作方便，价格低廉，高效实用 该机器利用旋转效应，使水果在运动中去皮，去皮干净，对水果体无损伤。去皮后水果皮将自动流出，水果可在出水果口放出。去水果皮机广泛应用于水果类销售市场、饭店、水果类加工厂等等，对水果的加工去皮。该机器的去皮机理属国内外首创，主要指标达到国际先进水平。 本论文主要
10、研究运用SolidWorks对水果去皮机进行设计。在设计过程中，了解SolidWorks的各种功能。 SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内。当初的目标是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从1995年推出第一套SolidWorks三维机械设计软件至今已经拥有位于全球的办事处，并经由300家经销商在全球140个国家进行销售与分销该产品。1997年，Solidworks被法国达索（Dassault Systemes）公司收购，作为达索中端主流市
11、场的主打品牌。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名。从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖。其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks
12、所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。1.2水果去皮机的发展现状 我们在二零零二年通过来自于王强的以前的资料得知，他数十年的废寝忘食建造了一个简单的水果去皮机机构，开发纯机械时代。王强更设计出多功能复合水果去皮机，在这之后，日本的小田本子教授以传统的水果去皮机为基础，开发了一连串的水果去皮机，如四连杆式，六连杆式等等水果去皮机，查建中和其他人一起以凸轮机构为对象，共同钻研考虑怎样改良按压力引发的角度以及零部件的分理。总之，传统的对象加上科学的分析和先进的理论，使得水果去皮机在国内的研究范围和深度得到了极大的丰富和发
13、展。 是谁最先取得此项专利已无可知晓，只了解到外国科学家在19世纪末建造出了一款类似于水果去皮机的机械，整体部分是用齿轮以及连接杆件机构组装，但是却没有做出实物来加以验证。二十世纪初又有人运用齿轮以及连接杆件体系制造出差不多的水果去皮机，然而相关资料中并没有找到对这个作品的详细介绍，所以那个时候有关水果去皮机的研究还需要思考组成以及运动起来的规律。同时，又有两位发明家麦吉以及弗兰科创作了首部彻底用计算机操纵的水果去皮机。接下来几年有关此机器的设计被充分的融入了运行操纵理论。一九七九年席罗思在行进水果去皮机里加入了操纵水平行走的仪器，同样在腿上加入了保持和校对偏向的装置。二十世纪末布朗、罗布特以
14、及莎普恩斯分别研究了加入了液压部件和直流电机的相应水果去皮机。这都意味着人类对机械体系的认识已从简单的思维迈入了整体操纵、计算机和高新科技的相互融汇贯通的康庄大道。从广阔的视野、各种各样的活动，还有和学术报告、规范标准以及另外别的角度的的详细内容，我们得到了包含定位、性质以及应用水果去皮机的大市场。水果去皮机已发展到注重提高生产效率，成品质量稳定性。最近，很多的市场已经建立了水果去皮机的商业作用，像水果去皮机，它的应用已经广泛到家庭家居生活等。高发展的水果去皮机技术不仅实现创建一个新的市场，也为提高人们的生活水品起出了非常重要的作用。在一个国家或地区有水果去皮机是一种很普遍偏向的现象。今后，会
15、更加流行正在高发展高研究的水果去皮机。OMG国标早就认可了中介范例，ISO资质也授与了能帮助减少劳动力的水果去皮机。即使在大规模对土豆进行去皮的活动，这是许许多的水果去皮机的使用。水果去皮机的技术应用包括：在通讯，家电，汽车，医疗设备和其他，水果去皮机已经被广泛认可。它是一种动力，象征着设计开发了一个新的行业。水果去皮机研发的情况已经被上述所整理，然而这些都是显示出要把水果去皮机这个产品推向消费者。欧美等发达国家成立也有相应计划，本国也需求更好的战策，方能维持积极地有力向上发展。新服务水果去皮机的占领对于市场具有应用性很强的领域，例如孜孜不倦的创新产品、医疗项目、相关福利以及防不胜防的自然性或
16、人为性灾难。在另一方面，虽然产自日本的工业水果去皮机也许是行业里最好的，但其他国家都在奋起直追着。2水果去皮机的方案分析2.1.1结构分析根据课题，我们要设计的水果去皮机，是针对水果的数量很多，并且需要常常变换大小的，我们采用人工放水果进去，当水果放进去水果皮的那个去皮体的时候，就会随着去皮体一起旋转，水果在气割体里面转动，由于去皮体里面有刀片，随着去皮体的旋转，就实现了水果的去皮，人工把水果一下子全部倒入去皮体，电机通过链传动带动去皮体旋转，当旋转到一定的时候，水果皮就会自己去除干净，达到了我们需要的目的。2.1.2 方案之间的比较 传统的土豆去皮机采用的结构方案一采用立式，直接通过电机电动
17、去皮体旋转，具体方案图如下图1.1所示，此种类型的水果去皮机结构太过单一，水果的皮不容易去除干净。方案二是按照西方国家的水果去皮机的结构来的，一般同样采样立式，去皮刀在侧边安装，同样由于振动的原因，去皮效果非常不理想。其具体方案图如图1.2所示，方案三如图1.3所示，我们采用卧式，通过人工将水果放入切割体里面，电机通过链传动带动切割体旋转，从而实现水果的去皮，这样是最合适的，去皮效果也最理想。1.1 方案一1.2 方案二1.3 方案三2.1.3 机械结构总体方案和布局 本次设计的水果去皮机通过电机带动链传动机构从而使去皮体转动，在内部刮刀与水平表面摩擦的情况下，实现水果的去皮。根据该课题，设计
18、出的水果去皮机总体布局图如下图1.4所示：图1-4水果去皮机总体布局图3 机械结构的设计3.1 链传动的设计计算 已知p=0.37KW，小链轮的转速n1=720r/min，传动比i=2.8，载荷平稳，两班工作制，两链轮中心距a=500600mm范围，中心距可调，两轮中心连线与水平面夹角近于35o，小链轮孔径。计算：（1）小链轮齿数z1 z1=29-2i=29-2*2.8=23.4 取整数z1=23i12233445566z1312727252523232121171715优先选用齿数：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114z1、z2取奇数，则链条节数为偶数时，可使链条和链
19、轮轮齿磨损均匀。在高速或有冲击载荷的情况下，小链轮齿最小应有25齿。（2）大链轮齿数z2 Z2=iz1=2.8*23=64.4 取整z2=65（3）实际传动比i=（4）设计功率工况系数，查表5.4-3，（5）单排链条传递功率，查表5.4-4和5.4-5，齿数系数，排数系数=1=8.13kw（6）链节距p根据，n1=720r/min，查图5.4-1功率曲线和n1确定的点，应在所选型号链的功率曲线下方附近（不超过直线）。结果为10A，节距p=15.875mm，（7）验算小链轮轴直径查5.4-7链轮中心孔最大许用直径（8）初定中心距为优，无张紧轮时取i440.2z1（i+1）p0.33z1(i-1)
20、p（9）确定链条节数=115.3取（10）链条长度（11）计算（理论）中心距当时， 当时，根据，查表5.4-9，若有必要可使用插值。(12)实际中心距a，一般(13)链速(14)有效圆周率(15)作用在轴上的力F 水平或倾斜的传动 接近垂直的传动工况系数，见表5.4-3 F=1.212283.1=2739.7N(16)润滑方式。(17)链条标记：10A-1-116 GB 1243-1997 1表示排数，116表示节数(18)链轮的几何尺寸 滚子直径 p=15.875mm 1）分度圆直径 小链轮，大链轮2）齿顶圆 对于三圆弧-直线齿形小链轮齿顶圆=124.072mm，取整124mm大链轮齿顶圆=
21、336.773mm，取整337mm3）齿根圆直径小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm4)节距多变形以上的齿高=0.2715.875=4.286mm（对于三圆弧-直线齿形）5)最大齿根距奇数齿偶数齿小链轮=106.153mm大链轮=318.328mm6)轴凸缘直径小链轮=99.045mm大链轮=311.746mm7)轮毂厚度h，孔的直径d150K3.24.86.49.5 小链轮=14.232，取整14mm 大链轮=22.7858，取整数22mm8)轮毂长度l
22、l=3.3h小链轮l=3.314=46.2mm，取整46mm大链轮l=3.322=72.6mm，取整72mm9)轮毂直径，小链轮=68mm大链轮=104mm10)齿宽单排单排=0.959.4=8.93mm11)齿侧半径12)倒角宽 ，取2.1mm13)倒角深h=0.5p=0.515.875=7.9375mm14)齿侧凸缘圆角半径=0.635mm(19)链轮公差 1)齿根圆直径和量柱测量距极限偏差项 目极限偏差孔径H8齿顶圆h11齿根圆直径极限偏差h11齿宽h14量柱测量距极限偏差h11小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm大链轮齿根圆直径= 32
23、8.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm小链轮量柱测量距大链轮量柱测量距2)径向圆跳动小链轮径向圆跳动=min0.0008df+0.008,0.76=0.0008106.43+0.008=0.093144端面跳动=min0.0009df+0.008,1.143.2电机的选用已知整个去皮机的总重量150KG,其他重量50KG，我们取总重量为200Kg，水果转动速度为12r/min。即：具体的电机设计计算如下:1、确定运行时间本次设计加速时间 负载速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，电机转速3.负载转矩式中：4.电机转矩启动转矩必须转矩S为安全系数，这里取1.0。
24、根据以上得出数据，我们选用电机型号为160BL-A，此无电机厂家为机电产品。根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型160BL-4030H1-LK-B，电机额定功率为0.37KW，额定转矩为7.62N.m，最大转矩为9N.m，3.3轴的设计计算轴是组成机械的重要零件之一，它是安装各种传动零件，使之绕其轴线转动传动转矩或回转运动，并通过轴承与机座相联接。轴与其上的零件组成一个组合体轴系部件，在轴的设计中不能只考虑轴本身，必须和轴系零、不见的整个结构密切联系起来。 由于振动输送所用的轴即传递扭矩又承受弯矩，所以我所设计的阶梯轴为转轴，由于小带轮已经设计好，大带轮的尺寸也就定了，只剩下轴
25、径的确定，轴的初步设计是根据扭转强度，校核弯曲强度，由于轴的材料很多，主要根据轴的使用条件，对轴的强度、刚度、和其他机械性能等的要求，采用热处理方式，同时考虑制造加工工艺并力求经济合理，通过设计计算来选择轴的材料，选用最常见的45#钢作为轴的材料,且其需用切应力为40MPa轴与其上的零件组合成一个组合体，在轴的设计中不能只考虑轴本身，必须和轴系零部件的整个结构密切联系起来。轴的结构设计是在初算轴径的基础上进行的。为满足轴上零件的定位、紧固要求和便于轴的加工和轴上零件的装拆，通常将轴设计成阶梯轴。轴的结构设计的任务是合理确定阶梯轴的形状和全部结构尺寸。轴的材料选用45号钢，为保证其力学性能，进行
26、调质或正火处理。1、初步计算轴的直径按照扭转强度估算轴的最小直径，写成设计公式，轴的最小直径mm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入设计公式得=32.26mm。考虑到轴上有键槽以及其他因素的影响，应适当增加轴径以补偿键槽对轴强度的削弱。取轴的直径d为40mm，即最右端装带轮处的直径为40mm。装有密封元件和滚动轴承处的直径，应与密封元件和轴承的内孔径尺寸保持一致。轴上两个支点的轴承，应尽量采用相同的型号，便于轴承座孔的加工。相临轴段的直径不同形成轴肩。当轴肩用于轴上零件定位和承受轴向力时，应具有一定的高度，轴肩处的直径差一般取510mm，这里轴肩出的直径差选择5mm
27、，然后协调各段轴的长度，考虑到要装轴承座和机构的合理性，还有螺钉等的长度及其他各方面的因素，初步确定轴的各段长度。3.4 轴承的设计计算 轴承的选择并不是只考虑轴径一个因素，还要考虑到轴承的性能，一般要考虑到其寿命、可靠度（指该轴承达到或超过规定寿命的概率）、静载荷、动载荷、额定寿命、基本额定寿命、基本额定载荷等等很多因素。最主要的是允许空间、载荷的大小和方向、轴承工作转速、旋转精度、轴承的刚性（一般磙子轴承的刚性大于球轴承）、轴向游动、安装和拆卸。因为在本设计的轴上径向载荷大，轴向载荷小，而且存在轴或壳体变形大以及安装对中性差的问题，所以选用调心滚子轴承，因为调心磙子轴承主要承受径向载荷，也
28、可同时承受少量的双轴向载荷，而圆锥磙子轴承有打的锥角可承受大的径、轴向联合载荷。所以选用（双列向心）圆锥磙子轴承，有双内圈，并是可分离的轴承，根据d=80mm,由参考资料2P7356 表7278 带紧定套的调心滚子轴承（GB/T288-1994），选用22218CK/W33+H318轴承，其基本额定载荷为=240KN,=322KN, 根据轴承选用配套的轴承座，参考资料2P7-43表7-2-105 适用圆锥孔的异径孔滚动轴承座(GB/T7813-1998) SNK型轴承座，可选用SNK316型的轴承座。3.5 键的选择 键联结是通过键实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动和转矩。其中有类型也可以实
29、现轴向固定和传递轴向力，有些类型并能实现轴向动联结，于在圆锥筛的轴上主要通过键来实现传递转矩和轴向固定所以，只需选用常见的普通平键，键的类型可根据使用要求、工作条件和联结的结构特点表5-3-15选定，键的长度根据轴毂的长度从标准中选取，键的bh根据径来确定。 轴和带轮的联结，d=70mm, 参考资料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)选用B2060，B1850和B1230的普通A型平键，键长分别为60，50，30。3.6 轴的校核 估算轴径，选材料为45钢调质，=650 MPa，=360MPa。取C=112，则轴的最小直径 mm此根轴上有一带轮和一圆柱直齿齿轮，直齿轮分
30、度圆直径=2.560=150mm，根圆直径146 mm，齿轮根径小，采用轴齿轮结构。 轴的结构图1-5小齿轮受力图1-5水平面受力图1-6水平面弯矩图1-7Mxy/Nmm N小齿轮受力图 见图1-8 N水平面反力 N N垂直面反力 N合成弯矩图 M= 轴受转矩 T=转矩图 用插入法查手册得：=102.5MPa，=60MPa应力校正系数 当量转矩 Nmm当量弯矩 在小齿轮中间截面处 Nmm 在右轴颈中间截面处 Nmm当量弯矩图 见图-5h校核轴径 37.5 mm25mm所以，该轴强度合格。3 机架的设计 机架的选择根据整个水果去皮机的总重量来定，方管机架受力分析得出，由分析得出底座在平衡状态下只
31、受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。见下图： 即物料和输送带滚筒以及轴承等等给的压力为G(输送带滚筒重量)+G（零部件重量）=500N（50Kg）+(10X20N)=700N; 根据方管承载力计算公式：M=Pac/L(M：弯矩，P集中力，a集中力距支座距离，c集中力距另一支座距离，L跨度，L=a+c) （仅用于截面) f=M/W材料的许用应力（弹性抗拉强度/安全系数）。M=Pac/L=11960xL，本次设计初定L为1000mm则M=13456N.M，初定方管为140x58x6。计算W得出 折算后为270Mpa235Mpa，235Mpa为方管机架的标准抗拉强度和屈服强度，故复合要求。4 结构设计及三维建模4.1结构中用到的非标准件建模 通过二维装配图和零件图的绘制，我们通过SOLIDWORKS三维设计软件将机架，去皮体等零部件进行三维建模，主要结构的三维建模如下 图1-7方管的建模 1-8 去皮体的建模 1-9 封板的建模1-10 整个装置的三维建模