2021年小型芋头去皮机设计

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1、小型芋头去皮机设计 小型芋头去皮机的设计 学 生： 指导老师： 摘 要：通过对小型芋头去皮机的正确分析，设计了去皮装置。其目的是解决芋头体积小，不易清洗去皮，靠人工清洗去皮费力的技术问题主要是对茎类物质清洗去皮。对芋头去皮机的组成：波盘、带轮、齿轮、轴等的选用及设计，校核带轮、轴承及轴的寿命和使用强度，分析重要零部件的受力及载荷分布情况。用AutoCAD画出了芋头去皮机装置的零件图和装配图。 关键词：去皮机； 机械传动； 茎类植物 The Design of S _ll Taro Peeled Machine Author: Xie Feng Tutor: Tang Xin _hu (Orie

2、ntal Scien _ Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract: The correct _ysis of s _ll taro peeled _chine, designed the the peeled devi _s. Its purpose is to solve the taro, s _ll size, easy to clean, peeled, labor-intensive technical problems by artificial washing p

3、eeled cleaning peeled stem substan _s. Selection and design of _chine ponents: odds, pulley, gear, shaft, etc. of taro, peeled, check pulleys, bearings and shaft life and the intensity of use, _ysis of the important parts of the for _ and load distribution. Taro peelers devi _ parts and assembly dra

4、wings using AutoCAD to draw. Key words：S _ll taro peelers;Mechanical tran _ission;Stem of plant 1 前言 在60年代，荷兰最大的马铃薯 _企业多数是法式薯条生产商。随着生产线能力的迅速扩大，废水问题成了荷兰社会的焦点。荷兰 _不得不提高水污染税，事实上，荷兰是世界上第一批采取此措施的国家之一。结果，荷兰马铃薯 _设备制造商们不得不找到降低水污染的解决途径。所以，荷兰和美国有世界先进的去皮系统生产商。 在马铃薯 _过程中，考虑到降低成本和产品质量，蒸汽去皮已经成为最重要的一环。这也是高达人30年来致力

5、于去皮技术的原因。把目标设在降低生产成本，高达公司在不断的发展改进中取得了成功。在过去的十年中，公司的一些机器已经履行降低去皮损失的使命。 除了已有的8个世界专利和一些专利申请，高达最新研制的分离-定子去皮机/刷加带式清皮机（Sepa-Stator/ brush-n-belt）去皮生产线已经投放市场多年。事实上，在欧洲，美国， _，澳大利亚， _，中国等国家的大型马铃薯和蔬菜 _商都在使用高达的机器，而这些机器已经达到45吨/小时的生产能力。随着科学技术的不断进步，开泰公司通过吸收国内外对根薯类 _机械的特点设计制造出了土豆去皮机，该设备采用毛刷原理广泛适用于胡萝卜、山芋、马铃薯、红薯等根薯类

6、蔬菜的清洗、除皮。接着该公司又相继 _出了高压清洗去皮机，气泡清洗去皮机，水流清洗去皮机，滚筒清洗去皮机，毛刷清洗去皮机等，这些设备的清洗去皮技术功能完善，操作简单，而且破损率低1。 2 整体方案确定 2.1 确定传动方案 机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置位于原动机和工作机之间，用来传递运动和动力，并可用以改变转速、转矩的大小或运动形式，以适应工作机功能要求。传动装置的设计对整台机器的性能、尺寸、重量和成本都有很大的影响，因此应当合理地拟定传动方案。 传动方案一般用运动简图表示。拟定传动方案就是根据工作机的功能要求和工作条件，选择合适的传动机构类型，确定各类传动机构的布置

7、顺序以及各组成部分的联接方式，绘出传动装置的运动简图。该机的工作机主要是靠波盘的转动对芋头进行去皮，所以在这里我主要的构思是利用齿轮传动来带动波盘的转动。 考虑因素如下： 1）带传动承载能力较低，传递相同转矩时，结构尺寸较大，但传动平稳，能缓冲吸振，因此应布置在高速级。 2）开式齿轮传动的工作环境一般较差，润滑条件不好，容易损，寿命短，应布置在低速级。 根据工作机的功能要求个工作条件，初步给出以下传动装置的运动简图。 图1 运动简图 Fig 1 Movement diagram 2.2 机构类型选择 选择传动机构类型时应综合考虑各有关要求和工作条件，例如工作机的功能； 对尺寸、重量的限制； 环

8、境条件； 制造能力； 工作寿命与经济要求等。选择类型的基本原则： 1)传递大功率时，应充分考虑提高传动装置的效率，以减少能耗、降低运行费用。这时应选用传动效率高的传动机构，如齿轮传动。而对小功率传动，在满足功能条件下，可选用结构简单、制造方便的传动形式，以降低初始费用（制造费用）2 。 2)载荷多变和可能发生过载时，应考虑缓冲吸振及过载保护问题。如带传动，采用弹性联轴器或其他过载保护装置。 3)传动比要求严格、尺寸要求紧凑的场合，可选用齿轮传动或蜗轮传动。但应注意，蜗杆传动效率低，故常用于中小功率、间歇工作的场合。 4)在多粉尘、潮湿、易燃、易爆的场合，宜选用链传动、闭式齿轮传动或蜗杆传动，而

9、不采用带传动或摩擦传动。 综上所述可采取图1所示方案。 3 小型芋头去皮机设计 3.1 原动机的选择 与被驱动的工作机械连接简单，且大多为室内作业，功率较小，维修方便，种类和型号较多等，即确定原动机为电动机3。 3.2.1 电动机类型和结构型式 因为芋头去皮周围环境潮湿，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机，卧式封闭结构。 3.2.4 电动机的技术数据和外形、 _尺寸 由机械设计基础课程设计表121、12-3查出Y90S2型电动机的主要技术数据和外形、 _尺寸，并列表备用 33 计算传动装置总传动比和分配各级传动比 3.3.1 传动装置总传动比 i总=6.31 （2） 式中，为电动机

10、满载转速，r/min; 为执行机构转速，r/min。 3.3.2 配各级传动比 取V带传动比i1=3，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为 i2=2.10 （3） 所得i2值符合单级直齿轮减速器传动比的常用范围。 3.4 计算传动装置的运动和动力参数 3.4.1 各轴转速 电动机轴为0轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为 =2840r/min （4） =947r/min （5） = =450r/min （6）式中，为高速轴的转速，r/min； 为低速轴的转速，r/min。 3.4.2 各轴功率 按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率，即 P0=Pe=1.5kW （7） P=P01=1.50.

11、96=1.44kW P= P23=1.440.990.95=1.35Kw 式中：V带传动1=0.96； 滚动轴承2=0.99； 直齿圆柱齿轮传动3= 0.95 3.4.3 各轴转矩 T0=5.04KN.m （8） T=14.52KN.m （9） T=28.59KN.m （10） 3.5 V带传动的设计计算 3.5.1 确定计算功率Pca 由机械设计表8-6查得工作情况系数KA=1.3,故 Pca=KAP=1.31.5kW =1.95kW （11） 式中：Pca为计算功率，KW； KA为工作情况系数； P为所需传递的额定功率，KW。 3.5.2 选取V带带型 根据计算功率和小带轮转速由机械设计图

12、8-8确定选用Z型6。 3.5.3 确定带轮的基准直径dd1并验算带速v 由机械设计表86和表88取主动轮基准直径dd1=71mm50mm,按式（813）验算带的速度 v=10.552m/s 1）按图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 2）去皮机是一般机械，齿轮的传送功率不大且速度不高，故大小齿轮都选择8级精度即可。 3）材料选择。有表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为40cr（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 4）小齿轮齿数取Z1=17 大齿轮齿数Z2=2.117=35.7，取Z2=35 3.7.2 按齿面接触强度设计 由设

13、计计算机械设计公式（10-9a）进行试算，即 d2.32 （23） 确定公式内的各计算数值，试选载荷系数K=1.3。 1）计算小齿轮传递的扭矩。 T=10.0810 （24） 由机械设计表10-7选取齿宽系数 由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数Z= _.8MPa。 由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=650MPa； 大齿轮的接触疲劳强度极限=600MPa。 由机械设计式10-13计算应力循环次数，设工作寿命为3年，一年工作300天。 N=609471（33008）=4.09110 （25） N=1.94810 （26） 由机械设计图10-19取接触疲劳寿命系

14、数=0.90; =0.95。 （27） 2）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，由机械设计式（10-12）得 （28） 试算小齿轮分度圆直径d，代入中最小值。 d2.32= =64.450mm 3）计算圆周速度V。 4）计算齿宽b。 （29） 计算齿宽与齿高之比 模数 （30） 齿高 （31） 5）计算载荷系数 根据，8级精度，由图10-8查得动载系数K=1.16，直齿轮，； 由机械设计表10-2查得使用系数K=1.25; 由机械设计表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，K。 由，K查机械设计图10-13得K=1.35;故载荷系数 （32） 按实际的载

15、荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得 （33） 6）计算模数m 按齿根弯曲强度设计 由机械设计式（10-5）得弯曲强度的计算公式为 （39） 确定公式内的各计算数值 由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限； 大齿轮的弯曲强度极限； 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,; 7）计算弯曲疲劳许用应力12。 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由机械设计式（10-12）得 8）计算载荷系数K。 （40） 查取齿形系数。 由机械设计表10-5查得 。 查取应力校正系数。 由机械设计表10-5查得 。 计算大、小齿轮 的并加以比较 大齿轮的数值大。 3.8 齿轮设计计算 （41） 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要决定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2.847并近圆整为标准值m=2.5，按接触强度算得的分度圆直径d=70.315mm，算出小齿轮齿数 （42） 大齿轮齿数 ，取整数60。 这