摘 要大枣去核机主要由送料、定位、去核、输送装置和传动机构及机体、料斗等组成由人工管理、控制各单元的协调动作及一致性送料装置将大枣自动排队送入输送装置，由输送装置将大枣竖直地挨个送入转动的扶正定位机构上部的去核冲针机构上下直线运动将每个定位紧压的大枣枣核去掉，去掉枣核后的大枣从扶正定位机构落入成品料斗中关键字：去核机；主传动；凸轮；槽轮 目 录1 概 述 12 系统运动方案设计 32.1 原动机类型的选择 32.2 减速器类型的选择 42.3 实现去核动作的机构选择 42.3.1 曲柄滑块机构 52.3.2 凸轮机构 52.4 实现排料动作的机构选择 62.4.1 槽轮机构 62.4.2 不完全齿轮齿条机构 72.5 系统运动方案的确定 72.6 绘制系统运动循环图 73 去核机主传动结构及工作原理 93.1 主传动结构 93.2 工作原理 94 主传动构件中主要部件的设计 114.1 圆柱凸轮机构 114.1.1 挥动从动件圆柱凸轮机构中心距 a 的确定 114.1.2 圆柱凸轮转向与摇动推杆位置的凸轮廊线方程 124.1.3 压力角 144.1.4 轮廓线的曲率半径 144.2 槽轮机构 154.2.1 槽轮机构运动 154.2.2 槽轮机构运动参数 164.3 工作头的设计 17收获和体会 18致 谢 19参考文献 211 概 述 核果类水果主要是指枣、桃、杏、李、山植、梨等，在水果总产垦中占有较大比例。
以核果类水果为原料，加工成饮料、罐头、果脯及果干制品时，去核工序是一项十分重要的前处理作业我国从80年代后期开始着手研制去核机，并陆续推出了一些加工设备但由于在去核时出现的一些技术问题尚未真正解决，使得这些加工设备在推广使用上受限随着核果食品工业的蓬勃发展，人民生活水平的不断提高，消费者对食品质量的要求也越来越高，而前处理工序对产品质量有若非常重要的影响，开发性能优良的核果去核机械化、自动化加工设备的需求日趋迫切大枣去核机主要由送料、定位、去核、输送装置和传动机构及机体、料斗等组成由人工管理、控制各单元的协调动作及一致性送料装置将大枣自动排队送入输送装置，由输送装置将大枣竖直地挨个送入转动的扶正定位机构上部的去核冲针机构上下直线运动将每个定位紧压的大枣枣核去掉，去掉枣核后的大枣从扶正定位机构落入成品料斗中整个设备能完成自动排料、精确定位扶正、冲针机构去除枣核的全部工作其中送料装置为电磁振动器的作用下实现扭转振动和上下振动，扭转振动使料斗内大枣受到两种力的作用：一种是径向力的作用，迫使大枣向四周扩散；另一种是切向力的作用，使大枣沿着料斗盘壁作回转运动，保证枣在螺旋送料滑道切向滑行速度，螺旋送料滑道设有挡板，以防枣脱落，枣在螺旋送料滑道切向顺序滑动，实现枣的自动排料。
在送料器上沿出科口处连接有定向管，定向管内径小于大枣长度，大枣外径，使大枣坚向有序地通过导向管送到去核装置的进料装置，在进料装置的槽形通道上利用转动拨杆特大枣推入转盘上的枣座内，随着转盘的转动进入压枣段管形扶正板向内收缩变径性压缩头在扶正板的作用下回缩，枣座中的枣被挤紧，自动完成枣的定位转盘、槽轮拨销和圆柱凸轮的作用下摆动，从而使摆动推杆右相联的冲针作上下往返运动，迅速准确地将核去掉 2 系统运动方案设计确定系统的工艺动作之后，需选择适宜的机构型式将其实现，故这一过程也称为机构的选型，它需要考虑多方面的因素，如运动变换要求、尺寸限制、制造成本、动力性能、效率高低、操作方便安全可靠等等2.1 原动机类型的选择在机械系统设计过程中，原动机的选择是非常重要的一个环节，因为它直接影响到动力输出的稳定性、系统运行效率和总体结构现代机械中，常见的原动机有热机、电动机、液动机和气动机，各自具有不同的特点和应用热机包括蒸汽机和内燃机，其应用范围相对单一，主要用于经常变换工作场所的机械设备和运输车辆电动机在现代机械中应用最为广泛，尤其是交流异步电动机，其具有结构简单，价格低廉，动力源方便等优点，但功率系数较低，且调速不便，适用于运行环境比较稳定、调速范围窄的场合。
液动机一般调速方便，且传动链较短，但需配备液压站，成本较高当只需实现简单的运动变换时，气动机较为方便，其缺点是有一定的噪声本设计中对原动机的要求为：运行环境稳定、结构简单、成本较低，综合以上各种原动机的特点，选择交流异步电动机作为大枣去核机的原动机2.2 减速器类型的选择减速器是指原动机与工作机之间独立封锁式传动装置，用来减低转速并相应地增大转矩减速器种类繁多，一般可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器齿轮减速器的优点是结构简单，运转平稳，安装方便，其缺点是传动比的分配比较麻烦；而蜗杆减速器具有结构紧凑，传动比大，噪音低等优点，但容易引起发热、漏油、涡轮磨损等问题行星齿轮减速器的主要特点有：结构紧凑、重量轻、体积小、传动比大等优点，但其结构比较复杂，制造和安装较为困难，成本也高在本设计中，对减速器要求为：传动比较小，结构尽量简单，成本低廉，制造安装方便综合以上各种减速器的优缺点，选择圆柱-圆锥齿轮减速器作为大枣去核机的减速器2.3 实现去核动作的机构选择在去核机中，推杆的运动为复合运动，即回转运动与具有特定运动规律的上下往返运动满足这种要求的机构有很多，在此仅讨论曲柄滑块机构和凸轮机构。
2.3.1 曲柄滑块机构图 1曲柄滑块机构图1所式为典型的曲柄滑块机构，具有结构简单，零件加工容易，易实现所需动作要求等优点，但其结构零件重用性差，比较适合于执行机构不改变的系统2.3.2 凸轮机构图 2凸轮机构凸轮机构的特点是结构简单、紧凑，能精确实现所需的运动轨迹，其缺点是从动件行程不宜过大，且曲面加工成本较高适用于传力较小、运动灵活、运动规律复杂的场合本设计中，推杆的运动规律较为复杂，既有绕中心轴的旋转运动，也有按给定规律往返的上下运动，结合以上两种机构的特点分析，选择凸轮机构能够满足要求2.4 实现排料动作的机构选择2.4.1 槽轮机构排料动作须由间歇机构完成，槽轮机构的特点是结构简单，工作可靠，易加工，转角准确，机械效率高常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动故排料机构选取槽轮机构但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速图 3单销四槽外槽轮机构2.4.2 不完全齿轮齿条机构图 4不完全齿轮齿条机构不完全齿轮齿条机构的优点是结构简单，容易制造，允许选择的范围比棘轮机构和槽轮机构的大，因而设计灵活。
其缺点是从动轮在转动开始和终止时，角速度有突变，冲击较大，故一般只适用于低速、轻载的工作条件综合以上分析，结合去核机的工作条件，选择槽轮机构实现间歇运动2.5 系统运动方案的确定 综合以上的分析，最终确定的系统运动方案见下表:表 1系统运动方案原动机减速器去核结构间歇机构转动-直移交流异步电动机齿轮减速器空间圆柱凸轮槽轮齿轮齿条2.6 绘制系统运动循环图为了表达压盖机各执行机构在一个运动循环中各动作的协调配合关系，选择推杆的上下位移、槽轮的转角、齿条的直线位移为对象，以推杆绕空间凸轮主轴旋转一周为一个运动周期，画出系统运动循环图，结果如下：图 5系统运动循环图 3 去核机主传动结构及工作原理3.1 主传动结构 主传动结构由上端盖、机架、圆柱凸轮、凸轮辊子、摆动推杆、销铀、摆动推杆、下端盖、楷轮拨销、槽轮、锁止盘筹组成，如图 1 所示1 上端盖 2 机架 3 圆柱凸轮 4 凸轮骰子5 摆动推杆销轴 6 摆动抵杆 7 下端盖 8 槽轮拔销 9 槽轮，10 锁止盘图 1 主传动结构图3.2 工作原理由本机功能决定，传动装置要实现工作台的间歇运动和工作头的往复直线运动。
要实现间歇运动采用的是槽轮机构，而实现工作头的往复直线运动的则采用摆动拒杆凸轮机构为满足上述要求，应将槽轮的拨销和摆动推杆凸轮安装在同一横轴上，这样就能保证其运动协调，传动装置的运动就能达到预期的效果传动轴下端连接的是槽轮拨销和锁止盘，通过槽轮带动工作盘做间歇运动；上端连接有圆柱凸轮，其从动件是摆动件，通过摆动从动仵的杠杆带动工作头冲针在工作台停歇的间隙作往复直线运动以完成大枣的去核加工 4 主传动构件中主要部件的设计4.1 圆柱凸轮机构在所有基本运动链中，凸轮具有易设计的优点，它还能准确有效地预测所产生运动的基本趋势、工作行为、结构和寿命等.圆柱凸轮机构作为间歇运动机够的发展方向，具有良好的运动性能和动力性能，波广泛应用于各种自动机械和自动生产线中凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成本设计的凸轮机构主要任务是实现工作头的往复直线运动根据其工作要求，工作头的行程为70mm，凸轮在推程和回程阶段以等角速度转动 4.1.1 回转从动件圆柱凸轮机构中心距 a 的确定摆动从动件圆柱凸轮机构的中心距不但要受机构中空间位置的限制，还与摆动从动件的运动特点有关图2是简化了的滚子摆动从动件圆柱凸轮机构，摆动从动件轴线 A与圆柱凸轮轴线OO间的最短距离就是摆动从动件圆柱凸轮机构的中心距 a， AB₁和 AB₃ 是摆动从动件的两个极限位置，AB₂是摆从动件的中间位里，为了使滚子中心B的轨迹尽量与同一个圆拄接近，取 B₁B₃ // 00，CD = DB₂, 则： a = AD = AC + CD = AC + 1/ 2 ( AB₂ - AC ) = 1/ 2 ( AB₂ + AC )= 1/2 ( L + LcosΨmax / 2 )即：a= L/2(1 + cosΨmax/2)式中a：凸轮机构的中心距； L：摆动从动件的长度；j max：摆动从动件的最大摆角。
图 2 摆动从动件圆柱凸轮机构简图4.1.2 圆柱凸轮转向与摇动推杆位置的凸轮廊线方程 解析法是凸轮轮廓设计的有效方法，其实质是建立凸轮廓线的数学方程式，用此方程式精确地计算出凸轮廓线上各点的坐标值，控制刀具和各坐标之间的运动关系行成出所需的曲面用解析法设计出圆住凸轮廓线，加工出的凸轮工作精度高，不必影响凸轮速度和从动件的位移就能够使从动件按拟定的规律运动依据去核机的工作原理、摆动从动件圆柱凸轮机构在机械中的工作性质、从动件的运动和动力特性、制造和装配工艺等因素综合考虑选取建立摆动从动件等速运动规律的解析式： Ψ= F( j ) 式中Ψ：摆动从动件的摆角；j：圆柱凸轮的转角去该机对摆动从动件的摆角规律有较严格的要求，所以应首先满足摆角的要求1)理论轮廓线方程：将图 3 所示圆柱凸轮沿凸轮的平均圆柱半径 rp 展开成平面，并建立图示直角坐标系(X轴的正向与凸轮的转动方向相反，Y轴的正向指向摆杆的上升方向)由图 3可见.理论廓线上任意点 C的坐标(x，y)，亦即理论廓线 b₀ 的方程为： x = rp j + Lcos ( Ψmax / 2 ) – Lcos ( Ψmax / 2 – j ) y = Lsin ( Ψmax / 2 ) - Lsin ( Ψmax / 2 - j)式中，x 、y为理论轮廓线上点的直角坐标； rp 为凸轮的平均圆柱半径；j 为凸轮的转角；L 为撑杆的长度；Ψmax 为摆杆的最大摆角；Ψ为摆杆在任意位置。