哈密瓜削皮機(jī)的設(shè)計說明書

1、 . 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 哈密瓜削皮機(jī)的設(shè)計 學(xué) 院 機(jī)械交通學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化 班級 092 姓 名學(xué)號指導(dǎo)教師職稱2013年 5 月 1 日農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制目錄摘要：錯誤！未定義書簽。前言錯誤！未定義書簽。1 哈密瓜削皮機(jī)的方案選擇與確定錯誤！未定義書簽。1.1 哈密瓜削皮機(jī)設(shè)計的基本要求錯誤！未定義書簽。1.1.1 功能與應(yīng)用圍錯誤！未定義書簽。1.1.2制造與維修錯誤！未定義書簽。1.1.3操作條件與工作可靠性錯誤！未定義書簽。1.1.4削皮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點錯誤！未定義書簽。1.2 哈密瓜削皮機(jī)方案的確定錯誤！未定義書簽。1.2.1 哈密瓜工作原理的初步擬定錯誤！未定義書簽

2、。1.2.2總體方案的確定錯誤！未定義書簽。2哈密瓜削皮機(jī)的總體設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.1電動機(jī)的選擇錯誤！未定義書簽。2.2 傳動系統(tǒng)錯誤！未定義書簽。2.2.1鏈傳動的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.2.2聯(lián)軸器的選用錯誤！未定義書簽。2.3 軸的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.3.1.第一軸的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.3.2 絲杠軸的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.3.3第二軸的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.4刀具的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.5機(jī)架的整體設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.6夾具的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.6.1 下夾具的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.6.2上夾具的設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.7氣缸的設(shè)計錯

3、誤！未定義書簽。2.8.傳感器的設(shè)置錯誤！未定義書簽。2.9扭簧的尺寸與彈力設(shè)計錯誤！未定義書簽。3.軸系支撐部件的選用錯誤！未定義書簽。3.1.1軸承與潤滑選用錯誤！未定義書簽。3.1.2軸承座的選擇錯誤！未定義書簽。4主要零件的校核計算錯誤！未定義書簽。4.1 鍵的校核錯誤！未定義書簽。4.1.1第一根軸上鍵的校核：錯誤！未定義書簽。4.1.2 第二根軸的鍵的校核錯誤！未定義書簽。4.2 軸的校核錯誤！未定義書簽。4.3 軸承壽命的計算錯誤！未定義書簽。5.總結(jié)錯誤！未定義書簽。 辭錯誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯誤！未定義書簽。29 / 31哈密瓜削皮機(jī)設(shè)計說明書 松偉 指導(dǎo)老師：史建新摘要

4、：哈密瓜是的特色水果，在對它的深加工中，削皮是急需解決的問題。目前，哈密瓜削皮的方法比較多，本文主要介紹一些常見的去皮原理和方法，并對削皮機(jī)械的發(fā)展方向進(jìn)行展望。同時，在對哈密瓜削皮機(jī)械現(xiàn)狀了解的基礎(chǔ)上，針對新的問題和情況，設(shè)計了哈密瓜削皮機(jī)。為了達(dá)到削皮效果，本文提出了詳細(xì)的削皮方案，以與削皮機(jī)總體布局，并對主要零部件進(jìn)行校核計算，從而保證哈密瓜削皮機(jī)的可行性。關(guān)鍵詞：削皮機(jī)；哈密瓜削皮機(jī)；工作原理；設(shè)計和校核The design specification of Cantaloupe peeler Author: LI Song-wei Instructor: SHI Jian-xinAb

5、stract: Hami melon is a characteristic fruitof Xin Jiang . In the deep processing of it, how to peel is an urgent problem to be solved.Currently, there are a lot of methods to peel , this article introduces some common principles and methods of peeler, it also involves some prospects for the develop

6、ment direction of Cantaloupe peeler. Meanwhile, on the basis of understanding the mechanical status of cantaloupe, in terms of new problems and situations, I design a new cantaloupe peeler. In order to achieve the effect of peeling, it gives detailed paring programs, and the overall layout of the pe

7、eling machine, There some check calculations on the main components, in order to ensure the reliability of cantaloupe peeler.Keywords:cantaloupe peeler; works and principles; design and verification前言隨著現(xiàn)在人生活水平的提高，人們對食品的有了更進(jìn)一步的要求，特別是對日常生活中經(jīng)常食用的果蔬，不僅要求其安全無毒，甚至要求達(dá)到綠色食品、有機(jī)食品的標(biāo)準(zhǔn)。同時，在食用這些果蔬之前，要求對其進(jìn)行初加工，去除

8、果蔬的表皮顯得尤為重要。的哈密瓜種植面積大，占據(jù)國的主要市場。在哈密瓜的深加工中，對哈密瓜削皮技術(shù)的要求越來越高.目前，瓜果削皮主要從機(jī)械仿形方面進(jìn)行研究。削皮效率較高，但是也存在一些問題，例如哈密瓜切削刀片調(diào)整角度不方便、有時去皮厚度不一等問題，削皮完后兩頭的頂端無法消除等。我們要不斷改進(jìn)哈密瓜削皮技術(shù)，提高哈密瓜加工的質(zhì)量和效率。國的削皮機(jī)械只適用于大型食品加工企業(yè)，中小型企業(yè)的削皮設(shè)備也不夠完善。在日常的生活中，主要是人工削皮為主，其生產(chǎn)水平低，勞動量大。 在對削皮機(jī)械了解的基礎(chǔ)上，我從傳統(tǒng)的設(shè)計中發(fā)現(xiàn)一些問題，并根據(jù)具體情況進(jìn)行了新的改進(jìn)，以適應(yīng)新的工作狀況，并增加新的工作功能，從而實

9、現(xiàn)哈密瓜削皮機(jī)新方案的實現(xiàn)和設(shè)計。1 哈密瓜削皮機(jī)的方案選擇與確定1.1 哈密瓜削皮機(jī)設(shè)計的基本要求1.1.1 功能與應(yīng)用圍哈密瓜削皮機(jī)主要是對哈密瓜的果皮進(jìn)行分離。削皮厚度的均勻性，以與削皮方法的簡單可行，削皮的效率是主要考慮的問題。本文從削皮入手，運用機(jī)械仿形的削皮方法，同時針對哈密瓜的大小不同，采用氣缸壓緊裝置，并用刀具與夾具的聯(lián)動，實現(xiàn)去頂?shù)墓δ堋?.1.2制造與維修在制造方面多采用標(biāo)準(zhǔn)件，以減少在制造過程中的自主加工件的數(shù)量，減少不必要的開支，為進(jìn)一步的維修提供良好的維修基礎(chǔ)。在大量的耗材可以直接外購。在設(shè)計的同時就考慮到關(guān)于以后機(jī)器維修的問題。從動力部分到執(zhí)行部分以至整個機(jī)架都采用

10、較為簡單的結(jié)構(gòu)。以實現(xiàn)在維修的時候的拆卸和安裝的方便。1.1.3操作條件與工作可靠性哈密瓜削皮機(jī)設(shè)備運行要操作簡單，對大小不同的果實要準(zhǔn)確實現(xiàn)削皮。同時，維護(hù)保養(yǎng)簡單容易；各個零部件均要可靠裝配在削皮機(jī)上，充分保證機(jī)械工作運轉(zhuǎn)中的安全可靠；在出現(xiàn)故障時能與時發(fā)現(xiàn)并排除故障，設(shè)計時要充分考慮到設(shè)備的可拆卸性和便于維修性。從而保證削皮設(shè)備的正常工作和整個工作系統(tǒng)安全可靠。1.1.4削皮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點哈密瓜削皮機(jī)具有以下主要特點: 整機(jī)零件少,體積少,整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,且零件結(jié)構(gòu)簡單,易制造,易裝配調(diào)整,制造成本低,因此非常適用于中小生產(chǎn)者; 不受果實大小的限制，以達(dá)到較好的削皮效果工作效率高,方便靈活。

11、1.2 哈密瓜削皮機(jī)方案的確定1.2.1哈密瓜工作原理的初步擬定在哈密瓜的最終方案設(shè)計出來之前，先針對設(shè)計要求構(gòu)想了幾種加工方案，主要是原理性與可行行的設(shè)計。具體設(shè)計原理有以下幾種：1 手工削皮：用特別的刀、刨等工具人工剝皮，去皮干凈、損失少，但勞動效率低。2 機(jī)械去皮： 市場上現(xiàn)有一些種類的哈密瓜削皮機(jī)，有的利用真空原理，有的利用機(jī)械原理，削刀能跟蹤水果外形，緊貼表面，進(jìn)行削皮。3 堿液去皮：利用堿液的腐蝕性來使蔬菜表面中膠層溶解，從而使果皮分離。4 熱力去皮：果疏用短時高溫處理后，使表皮迅速升溫，果皮膨脹破裂，與部果肉組織分離，然后迅速冷卻去皮。5 酶法去皮：在果膠酶的作用下，柑桔的囊瓣中

12、果膠水解，脫去囊衣，關(guān)鍵是要掌握酶的濃度與酶的最佳作用條件如溫度、時間、ph值等。6 冷凍去皮：將果蔬在冷凍裝置中凍至達(dá)輕度表面凍結(jié)，然后解凍，使皮松弛后去皮，此法質(zhì)量好但費用高。7 真空去皮：將成熟的果蔬先行加熱，使其升溫后果皮與果肉易分離，接著進(jìn)入有一定真空度的真空室，適當(dāng)處理，使果皮下的液體迅速“沸騰”，皮與肉分離，然后破除真空，沖洗或攪動去皮。 在各種去皮方法中，結(jié)合哈密瓜的特點，機(jī)械去皮法為最優(yōu)選擇。其中，機(jī)械去皮操作方便，去皮效率高，清潔度高，且不損傷果蔬的營養(yǎng)成分，在國外運用的很廣泛。1.2.2總體方案的確定 本設(shè)計的哈密瓜削皮機(jī)是由人工控制刀頭的夾持與松開，刀頭的向上運動與向下

13、運動，電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，液壓控制的上爪的上升與下降，從而來完成哈密瓜的削皮動作。具體方案如下：通過刀具的上下移動與哈密瓜的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)削皮。軌跡分析： 刀具有豎直方向的直線位移，同時相對果皮外表面有旋轉(zhuǎn)的圓周運動，合成的運動速度為螺旋上升的。因此能夠?qū)崿F(xiàn)削皮的運動。其中，刀具的上升速度，與哈密瓜的旋轉(zhuǎn)速度都不能太大，否則易造成削皮不完整，不能實現(xiàn)削皮動作。經(jīng)過計算與參考其他削皮研究相關(guān)實驗的數(shù)據(jù)，初步擬定軸1的轉(zhuǎn)速為200r/m軸2經(jīng)過鏈輪減速，轉(zhuǎn)速為100r/min左右。2. 哈密瓜削皮機(jī)的總體設(shè)計2.1電動機(jī)的選擇 參考相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)，一般切削哈密瓜的力為2060N,瓜的轉(zhuǎn)速為100r/mi

14、n左右。本次設(shè)計針對的哈密瓜最大直徑D=250mm,最大長度350mm則切削時的功率：將F,D的最大值帶入，可得最大所需功率為 78.5w由于切削瓜的電動機(jī)要求功率較低，選用大轉(zhuǎn)速的電動機(jī)需要配備減速器，且價格較貴，這樣不僅增加機(jī)器的總體重量，還增加了成本。因此，可以選用齒輪減速電機(jī)，通過網(wǎng)上查詢與對比，選擇中一減速電機(jī)的100mm規(guī)格的小型齒輪減速馬達(dá)，考率到機(jī)械功率損失，故選用YYJ100180w的減速電機(jī)。其中輸出功率180w輸出軸轉(zhuǎn)速 200r/min，輸出扭矩T=,帶入可得，T=8559 N*mm可以滿足要求。其安裝尺寸如下：2.2 傳動系統(tǒng) 由于輸出軸的轉(zhuǎn)速較低，且本設(shè)計要求的加工

15、精度不是很高。本設(shè)計采用鏈輪減速傳動，鏈輪傳動相對齒輪傳動與帶輪傳動有以下有點：1 鏈傳動無彈性滑動和整體打滑現(xiàn)象，能保證準(zhǔn)確的平均傳動比，傳動效率較高：2 鏈條不需要帶那樣緊，作用在軸上的徑向壓力較?。? 鏈輪采用金屬材料制造，在同樣的條件下鏈傳動的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；4 同時鏈傳動能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作；5 鏈傳動相對齒輪傳動實現(xiàn)較遠(yuǎn)距離傳動。2.2.1鏈傳動的設(shè)計1 選擇鏈輪齒數(shù)和材料 取小齒輪齒數(shù) , 大齒輪的齒數(shù), 材料選擇40鋼，熱處理方式為：淬火、回火2 .確定計算功率 由表96查得，由圖913查得，單排鏈，則計算功率為：3 選擇鏈條型號和節(jié)距 根據(jù)與查圖911，可選

16、08A-1。查表91，鏈條節(jié)距為p=12.7mm。4 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距。取。5 相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)：6 取鏈長節(jié)數(shù)96節(jié)。查表98得到中心距計算系數(shù)0.24883，7 鏈傳動的最大中心距：8 計算鏈速v，確定潤滑方式由v=0.8m/s和鏈號O8A-1，查圖914可知應(yīng)采用滴油潤滑。9 計算壓軸力10 有效圓周力為：11 鏈輪水平布置時的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸計算完后如下表名稱符號計算公式結(jié)果（mm)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒高確定的最大軸凸緣直徑附表：表43 滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸（摘自GB1243.183）鏈號節(jié)距p排距pt滾子外徑d1max鏈節(jié)寬b1m

17、in銷軸直徑d2max鏈板高度h2max極限拉伸載荷(單排)Qmin每米質(zhì)量(單排)qmmmmmmmmmmmmNkg/m08A12.7014.387.957.853.9612.07138000.6010A15.87518.1110.169.405.0815.09218001.002.2.2聯(lián)軸器的選用 由于機(jī)器啟動時的動載荷和運轉(zhuǎn)中可能出現(xiàn)的過載現(xiàn)象，所以應(yīng)當(dāng)按軸上最大轉(zhuǎn)矩作為計算轉(zhuǎn)矩。1. 類型選擇 本設(shè)計中的轉(zhuǎn)速較低，無沖擊，軸的剛醒較大，對中性較好，因此選用。凸緣聯(lián)軸器還具有構(gòu)造簡單，成本低，可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點2. 載荷計算 公稱轉(zhuǎn)矩： 計算得T=1061N*mm 機(jī)械設(shè)計課本表14

18、1，根據(jù)轉(zhuǎn)矩變化較小，故取計算轉(zhuǎn)矩:3. 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計手冊，可以選用GY1型凸緣聯(lián)軸器GY1型凸緣聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)如下2.3 軸的設(shè)計2.3.1.第一軸的設(shè)計如下圖軸的整體設(shè)計 如上圖所示，該軸一共設(shè)計為六段（從左到右依次為，d1,d2,d3,d3,d4,d6,長度為L1,L2,L3,L4,L5,L6)（1）選擇軸的材料，確定需用應(yīng)力 由前部分計算得知，削皮機(jī)傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 根據(jù)教材P341頁表16.2得C=118107。又由式（16.2）得mm考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)

19、軸器，會有鍵槽存在，故需將估算直徑加大3%5%，取為10.811.8mm，再根據(jù)聯(lián)軸器軸徑要求，由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1min=12mm?？晒┻x擇尺寸為12,14,16,18,19由于該軸的尺寸較小，加工鍵是比較困難，穩(wěn)定性和強(qiáng)度有可能不足，且該軸的較長且設(shè)計的有絲杠，初步將第7段軸設(shè)計為d6=mm。由于該段處安裝半聯(lián)軸器，根據(jù)半聯(lián)軸器孔的長度，選取L6=32mm,另外，此段軸上需要開鍵槽，方能實現(xiàn)連接，查機(jī)械設(shè)計手冊，根據(jù)軸的周長，可以選取b*h=6*6的C型鍵。鍵長為25mm.（3） 軸的第六段 此處安裝鏈輪，該段同時還可以起到聯(lián)軸器的定位，故可以把該段的直徑定為mm,結(jié)合所設(shè)計的鏈輪的輪

20、轂寬度為20mm，此外該段還需安裝GBT88586帶鎖圈的螺釘鎖緊擋圈對鏈輪進(jìn)行軸向定位，查GBT88586帶鎖圈的螺釘鎖緊擋圈的尺寸，可只該擋圈寬度為14mm,因此該段軸的最小長度為34 mm，同時結(jié)合另一鏈輪的安裝結(jié)構(gòu)，綜合考慮L5=38mm.另外，此段軸上需要開鍵槽，方能實現(xiàn)連接，查機(jī)械設(shè)計手冊，根據(jù)軸的周長，可以選取b*h=6*的A型鍵。鍵長為16mm.(4) 軸的第五段 無安裝零件，其作用是與2軸的安裝尺寸配合，該段同時起到鏈輪的軸肩定位，可取該段周長d4=23mm，同時還能保證軸承的方便安裝，L4=57mm.(5) 軸的第四段 此處安裝軸承，結(jié)合選擇的軸承為7005AC型角接觸軸承

21、，其徑周長25，寬度12，外徑47(單位mm）。因此，可以設(shè)計d3=25mm,L3=12mm.第一段處安裝軸承，因此d1=25mm，為了使軸承易于安裝，該軸段應(yīng)略長于軸承寬度，可以取L1=13mm.(6) 軸的第二段 此段是軸承的定位軸肩，查閱機(jī)械設(shè)計，定位軸肩的周長不應(yīng)小于30mm，因此，此段d2=30mm,長度L2=10mm.(7) 軸的第三段 此處為絲杠，查閱梯形螺紋，結(jié)合設(shè)計的絲杠取d3=32mm,L3=560 mm.所以足夠的移動長度去進(jìn)行削皮。2.3.2 絲杠軸的設(shè)計 絲桿是一種螺旋傳動的典型代表，它是將螺旋運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，或者反過來將直線運動轉(zhuǎn)換為螺旋傳動，并同時進(jìn)行能量和力

22、的轉(zhuǎn)換。絲桿的螺旋傳動分為滑動螺旋，滾動螺旋和靜壓螺旋，本設(shè)計所選擇的是滑動螺旋，因為其具備一下特點：1 結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，從而其成本低。2 當(dāng)螺紋升角小于摩擦角時能實現(xiàn)自鎖。3 傳動平穩(wěn)。摩擦阻力較小，傳動效率一般。 對于一般的螺旋傳動，其主要失效形式是絲桿表面的螺旋的磨損，螺桿的拉斷或是剪斷以與螺紋牙根部的剪斷或是彎斷。設(shè)計時常以耐磨性和強(qiáng)度的計算確定螺紋傳動的主要尺寸。對于絲桿螺旋傳動，其失效主要是由于磨損而產(chǎn)生的過大間隙或是變形造成的運動精度下降，設(shè)計時應(yīng)以螺紋的耐磨性計算和絲桿的剛度計算來確定傳動的主要尺寸參數(shù)。本次設(shè)計采用的是梯形螺紋。（1）牙型材料的選擇和許用應(yīng)力 采用梯形螺紋

23、，單線n=1。螺桿采用45鋼。查機(jī)械設(shè)計手冊表45鋼的螺母的材料和許用應(yīng)力。選材料為ZQAL9-4，查表43-6，（2） 螺桿強(qiáng)度計算 本次設(shè)計中螺桿所受的軸向力為螺母與刀架的總重，還有切削瓜的力，總體上比較小。假設(shè)螺桿受到的軸向力為1000N時，根據(jù)自鎖性要求，螺桿小徑因此，本次設(shè)計所選的螺桿直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求，根據(jù)所需的軸承定位軸肩至少30mm,再結(jié)合梯形螺紋的參數(shù)，可以選擇合理的規(guī)格。（3） 螺旋副螺紋的主要參數(shù) 螺距P=3mm,螺紋直徑d=32mm,外螺紋小徑d1=28.5mm,外螺紋中經(jīng)d2=30.5mm,螺紋大徑，d3=33mm,螺紋工作高度h=0.5p=1.5mm,螺紋根部寬度b=

24、0.65p=1.95mm(4) 螺母尺寸螺母高度：采用整體式螺母時，選取故螺母高度H=1.7*30.5=51.85mm螺母螺紋圈數(shù)z=H/P=18。本次設(shè)計的螺母單個螺母的焊接，中間用銷軸連接起來，故每個螺母的高度可為25mm.（5） 螺紋表面工作壓強(qiáng)(6)螺母的軸向位移L為：-絲桿的轉(zhuǎn)角，radS-導(dǎo)程，mmP-螺距，mmx-螺紋線數(shù)由此可計算：L=7mm螺母的軸向移動速度v為： mm/s -絲桿的角速度，rad/s（7） 驗算耐磨性 導(dǎo)程角牙面滑動速度絲桿公稱直徑表螺距 3 4 5 6 8公稱直徑(mm)10-60 16-80 22-100 30-100 32-100 絲桿的余程螺距P 2

25、 3 4 5 6余程Le(mm) 10 12 16 20 24絲桿螺紋的有效長度Lu計算公式為： Lu=L-2Le=560-2*12=538mm L為絲桿的螺紋長度，Le為絲桿的余程，其代表意義如圖5所示2.3.3第二軸的設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)如下圖，一共為7段（從左到右依次為（從左到右依次為，d1,d2,d3,d3,d4,d6,d7長度為L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7)(1）選擇軸的材料，確定需用應(yīng)力 由前部分計算得知，削皮機(jī)傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑）根據(jù)教材P341頁表16.2得C=118107。又由式（16.

26、2）得mm，由于便于安裝以與軸承選擇的統(tǒng)一，該軸的尺寸需根據(jù)軸承的大小確定。本軸兩端的軸承也選用70005AC角接觸球軸承。第一段安裝軸承，且安裝軸承處的軸段應(yīng)略長于軸承的長度，故可以取 d1=25mm, L1=13mm（3） 軸的第二段 軸承的定位軸肩，查機(jī)械設(shè)計手冊，可知，定位軸肩的周長最小為30mm，因此d2=30mm,該段長度需配合鏈輪傳動綜合考慮，最終取L2=54mm。（4） 軸的第四段 安裝鏈輪處，輪轂長度為20mm,為了便于安裝，此軸段應(yīng)略小于輪轂長度，故取此段L4=19mm.，d4=30,此段軸上的鍵槽選用A型鍵，b*h=8*7,鍵長為14mm（5） 軸的第三段鏈輪的定位軸肩，

27、軸肩高度h為（0.070.1）d4，因此可以選取d3=34mm,L3應(yīng)該大于1.4h,即2.8mm,因此，設(shè)計L3=8 mm（6）軸的第五段 安裝軸承和套筒，故d5=25mm,l5=27mm（7） 軸的第六段 為保證鏈傳動的位置，且便于安裝軸承，應(yīng)小于軸承周長，因此d6=22mm,L6=32mm.第七段上有螺紋，用于下夾具的連接，考慮到螺紋的優(yōu)先稱系列，這里選用M20的螺紋。因此 d7=20,L7=27mm.2.4刀具的設(shè)計 本次設(shè)計的刀片為圓筒形刀片，可以多角度的進(jìn)行切削，同時便于果皮沿著圓筒飛出，形成規(guī)則的連續(xù)切削。刀具處焊接一小的刀柄，以實現(xiàn)與刀架的連接。具體尺寸如下：2.5機(jī)架的整體設(shè)

28、計 機(jī)架是固定所有安裝部件的支撐，因此必須滿足所需的承載和結(jié)構(gòu)尺寸的要求。在本次設(shè)計中，考慮到方便裝拆，以與用材的簡單，經(jīng)濟(jì)。因此本設(shè)計選用的是常見的角鋼規(guī)格為40*40*4，以與30*30*4的角鋼，用螺栓進(jìn)行固定連接。在軸承端蓋的支撐，以與下夾具的安裝，氣缸的安裝，選用4個薄鋼板作為支撐。2.6夾具的設(shè)計2.6.1 下夾具的設(shè)計如圖所示：下夾具的設(shè)計中，用一個圓盤形狀的夾具，夾具的下底面設(shè)計4個尖型突出的插針，用于固定瓜。同時，周圍周長選取80mm,足以把兩端放進(jìn)去，由于凹進(jìn)去15mm,且是圓形的，足以防止瓜的滑動和來回移動。在夾具的環(huán)形凸臺上，設(shè)計四個螺紋孔，用來安裝一個圓環(huán)形的刀片，以

29、實現(xiàn)削皮完后，兩頭的去頂動作。2.6.2上夾具的設(shè)計 如下圖所示 上夾具的設(shè)計與下夾具設(shè)計的基本類似，但上夾具需要固定在軸承外圈才能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，因此，上夾具的下部的四個螺紋孔，用于和軸承支座的固定（詳見裝配圖）。2.7氣缸的設(shè)計 氣缸用于與其一工作圓盤相連,與另一工作圓盤一起打入哈密瓜部,固定哈密瓜做旋轉(zhuǎn)運動。因此氣缸的理論推力要適中，不能太小，這樣就不能把圓盤打入瓜部，且與時打進(jìn)，氣缸的柱塞強(qiáng)度也承受不了瓜做旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的離心力，如果太大，就會在推出柱塞的一瞬間，打破瓜。哈密瓜旋轉(zhuǎn)運動所產(chǎn)生的離心力為： =68N(取哈密瓜最大尺寸，m=5 kg, r=125mm)所以所選氣缸的型號為CDJ

30、2B32-320 ，此氣缸為雙作用氣缸，自帶安裝系統(tǒng)，柱塞的頂部帶螺紋，缸徑為32mm，行程為320mm，柱塞直徑為16mm，理論推力為483N。經(jīng)驗證，柱塞的強(qiáng)度足夠承受哈密瓜旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的拉力，并且能打入哈密瓜，且不打破哈密瓜，完全符合要求。2.8.傳感器的設(shè)置 為了限制絲杠螺母的移動極限位置，可以設(shè)置壓力傳感器，進(jìn)行上下限位。2.9扭簧的尺寸與彈力設(shè)計 對于彈簧，根據(jù)計算設(shè)計，選擇合適的扭簧，然后用鉗子把彈簧兩端弄成需要的形狀。 通過計算比較，得出簧絲直徑d=5mm，彈簧外徑D=30mm，彈簧徑D1=D-2d=30mm，彈簧中徑D2=D-d=25mm，有效圈數(shù)n=10。根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊，

31、查的彈簧的試驗載荷為1299N。切削力60N是靠扭簧的扭力傳遞的，而扭簧的中心線到與刀架接觸的距離大約為L1=45mm，而刀具中心線到扭簧與刀架接觸點的距離L2=500mm，所以傳遞給刀具的F=L1xF1/L2=0.045x1299/0.560N。3. 軸系支撐部件的選用3.1.1軸承與潤滑選用 角接觸球軸承既可以承受軸向載荷又能承受徑向載荷，按照工作要求并根據(jù)d=25mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承7005AC，其尺寸為d x D x B=25x47x12,成對使用，安裝在立式軸承座上。軸承的潤滑：該滾動軸承采用脂潤滑。潤滑脂是增稠劑和基礎(chǔ)油的混合物，可以

32、分為以下潤滑脂類型：1 由金屬皂作為增稠劑與潤滑油所構(gòu)成的金屬皂基潤滑脂。2 由無機(jī)膠凝劑式有機(jī)增稠劑與潤滑油構(gòu)成的非皂基潤滑。3 由有機(jī)式無機(jī)增稠劑與合成油構(gòu)成的合成潤滑脂。 該軸承選用2號鈣基脂為潤滑脂,該軸承為脂潤滑，潤滑間隔為一年。3.1.2軸承座的選擇由于軸承是選擇標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承7005AC，其尺寸為:d x D x B=25x47x12,而根據(jù)需要，軸承座應(yīng)選用立式軸承座，選用型號為SF204。具體尺寸如下圖：4主要零件的校核計算4.1 鍵的校核4.1.1第一根軸上鍵的校核： 該軸上有兩個鍵，根據(jù)軸的周長，結(jié)合鍵長的公稱長度，與聯(lián)軸器相連的鍵為bh=66,鍵長為25記為

33、C625GB1096-79。與鏈輪相連的鍵bh=66,鍵長為16記為 A616 GB1096-79。由于軸和鍵都是45鋼，查機(jī)械設(shè)計課本的表，可得許用擠壓應(yīng)力y約為100MPa。校核公式 （1）聯(lián)軸器處的鍵所選鍵滿足擠壓強(qiáng)度要求（2）鏈輪處的鍵所選鍵滿足擠壓強(qiáng)度要求4.1.2 第二根軸的鍵的校核 該軸的鍵為大鏈輪鍵，查機(jī)械設(shè)計課本得，bh=87，鍵長為14，記為814GB1096-79。所選鍵滿足擠壓強(qiáng)度要求4.2 軸的校核4.2.1 第二軸的校核 從電動機(jī)到第二軸，聯(lián)軸器傳動比為1，效率為0.99，鏈傳動傳動比2，效率為0.96.(1) 功率的計算 第一軸P1=1800.99=186.12w

34、,帶入計算 T1=8.6N*m第二軸的功率P2=1800.990.96=170W,轉(zhuǎn)速100r/min帶入扭矩計算可得，T2=16.24N*m(2) 受力分析 第二軸上主要承受鏈輪的壓軸力，還有哈密瓜自身重力引起的軸向力?，F(xiàn)將軸承簡化為支座，軸簡化為梁的形式，軸承的跨距為109mm,兩端支座反力為F1，F(xiàn)2，鏈輪的壓軸力Fp=259N受力示意圖如下。（3) 力學(xué)計算根據(jù)材料力學(xué)，有力矩平衡公式可以計算出支座反力。計算如下：帶入可計算出F2=209N （4）經(jīng)過計算，作出出扭矩圖和彎矩圖。（5）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，鏈輪軸肩處左側(cè)承受最大彎矩和扭矩，并且有較多的應(yīng)力

35、集中，故該截面為危險截面。根據(jù)式，并取，軸的計算應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計課本表16.3得，滿足的條件，故設(shè)計的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度。4.3 軸承壽命的計算 第二軸，低速軸軸頸直徑25mm，可選用7005AC軸承。其中F為哈密瓜與下夾具的重力，最大值約為100N （1）軸向派生力的計算 查機(jī)械設(shè)計課本表13-5，根據(jù),左端軸承X=0.41,Y=0.87，右端軸承X=1,Y=0，從表13-7查出軸向派生力得， 所以A端壓緊，B端放松。（2）當(dāng)量動載荷的計算 查表17.11得，（3） 軸承壽命的計算 查機(jī)械設(shè)計手冊，得7005AC軸承Cr=115000N.根據(jù)機(jī)械設(shè)計課本角接觸球軸承壽命計算參數(shù)如

36、下：取=3，對于左端軸承對于右端軸承,所以足夠滿足日常的使用要求，且不會出現(xiàn)預(yù)定壽命損壞的問題。5.總結(jié)大學(xué)四年一晃即逝，畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)所學(xué)知識的綜合運用。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過畢業(yè)設(shè)計我發(fā)現(xiàn)一些新的問題，找到了自己以前理解的缺陷，并且加深了對課程的理解和運用。在畢業(yè)設(shè)計開始階段，我感覺無從下手，仿佛無路可走。通過大量的文獻(xiàn)查閱，以與專利的搜索，網(wǎng)絡(luò)各種資料的搜集，逐漸找到一些新的思路，自己的思維不斷的擴(kuò)展。這次設(shè)計過程中自己查閱了很多資料，感覺受益良多。設(shè)計期間我和同學(xué)不斷交流探討，彼此取長補(bǔ)短。對于學(xué)習(xí)過的畫圖軟件，在畢業(yè)設(shè)計之前我很生

37、疏，甚至對畫圖軟件產(chǎn)生畏懼，但是就是通過此次設(shè)計讓我能熟練操作AUTOCAD軟件，在軟件上充滿了自信，同時也切實的體會到繪圖軟件的便捷性。同時對電腦文檔的排版操作也學(xué)會不少新的東西。我覺得這次設(shè)計中最大的收獲是查閱眾多的資料，篩選有用的信息，不斷擴(kuò)寬自己的思路，不能局限于小的圍，學(xué)的東西應(yīng)當(dāng)靈活掌握。在這次設(shè)計中，我也走了一些彎路，從最出的鏈輪傳動，凸輪傳動，到最后選擇絲杠副進(jìn)行上下移動。同時，設(shè)計思想要簡單和創(chuàng)新，我從這次設(shè)計中學(xué)到設(shè)計要簡單化，成本盡量降低，操作盡量方便可行，同時還得考慮制造的工藝性要求。不斷調(diào)整方案布局，不斷實現(xiàn)新的突破。 設(shè)計過程是一個反反復(fù)復(fù)的過程，是一個不斷修改的過

38、程，也是一個不斷完善的過程，更是一個不斷否定自己的過程。在設(shè)計中我不斷考慮方案的可行性、原理性以與結(jié)構(gòu)合理性，不斷地對方案進(jìn)行修改，常常和同學(xué)進(jìn)行方案交流，相互指出方案的錯誤，提出更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在老師的指導(dǎo)下，不斷實現(xiàn)新的進(jìn)展。與此同時，我也深深的意識到自己對專業(yè)知識的欠缺，考慮問題的不全面，思考問題過于死板，不能靈活處理，制圖基礎(chǔ)的不扎實，設(shè)計思路不夠開闊等。 總之，通過畢業(yè)設(shè)計的反復(fù)修改，從最初大體方案的確定到具體的設(shè)計計算，以與制圖過程的細(xì)節(jié)性問題，到最后尺寸的標(biāo)注，標(biāo)題欄的布局，我從中收益匪淺。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我養(yǎng)成了查閱資料的習(xí)慣，設(shè)計的每一步都得用數(shù)據(jù)說話，不能隨意設(shè)置。畢業(yè)

39、設(shè)計為我以后的工作和學(xué)習(xí)提供了一個良好的訓(xùn)練機(jī)會，為以后良好習(xí)慣的形成奠定了基礎(chǔ)。 辭經(jīng)過近一個學(xué)期的努力，我已經(jīng)順利完成了畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計得以完成，要感的人實在太多了，首先要感史建新老師，因為畢業(yè)設(shè)計是在史老師的細(xì)心指導(dǎo)下完成的。史老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，以與平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。史老師指引完成哈密瓜削皮機(jī)的設(shè)計方案的確定，在他的幫助下，我不斷完善設(shè)計容，不斷地完善改進(jìn)。在設(shè)計之初，對于哈密瓜去頂，我思考了好久，始終沒有思路，后來在史老師的指導(dǎo)下，我終于發(fā)現(xiàn)自己的思維過于死板，整體的思維從開始就陷入死胡同。最后，在史老師給我看了一段柑橘削皮視頻后，

40、他的幾句話讓我大受啟發(fā)，關(guān)鍵在于實現(xiàn)刀具的聯(lián)動。通過仔細(xì)思考，我終于發(fā)現(xiàn)去頂削皮的簡單化，并不是機(jī)械手的控制。頓時感覺柳暗花明，思路一下子擴(kuò)寬了好多。這樣，才使設(shè)計得以不斷改進(jìn)。在軸承座的選擇上，鏜床加工的軸承孔與普通軸承座的經(jīng)濟(jì)型選取，使知道一個完整的設(shè)計還要結(jié)合到機(jī)械制造加工工藝的可行性。同時，在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，尺寸的完整標(biāo)注等方面，史老師給予了詳細(xì)的指導(dǎo)，我知道了一些加工的工藝和制圖過程的詳細(xì)表達(dá)方案的確定。 為期一段時間的的畢業(yè)設(shè)計已完成，這次畢業(yè)設(shè)計能夠最終順利完成，歸功于各位老師四年間的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握專業(yè)知識，并在畢業(yè)設(shè)計中得以體現(xiàn)。同時也特別感我的畢業(yè)設(shè)計輔導(dǎo)老師史建新老師。在他的熱心幫助和悉心指導(dǎo)下，順利完成了該課題的選題、設(shè)計、實施和完稿。使得我的畢業(yè)論文才最終順