全自動(dòng)蘋果削皮機(jī)的設(shè)計(jì)-馬鈴薯去皮機(jī)含SW三維及14張CAD圖
全自動(dòng)蘋果削皮機(jī)的設(shè)計(jì)-馬鈴薯去皮機(jī)含SW三維及14張CAD圖,全自動(dòng),蘋果,削皮,設(shè)計(jì),馬鈴薯,土豆,去皮,sw,三維,14,cad
蘋果去皮機(jī)設(shè)計(jì)與研究
摘 要
目前我國(guó)的蘋果生產(chǎn)很好，但和西方國(guó)家仍有較大的差距在加工方面，尤其是在自動(dòng)化加工方面存在著相當(dāng)大的距離。蘋果剝皮是蘋果主要的深加工工藝之一。 目前雖然蘋果剝皮已經(jīng)開始機(jī)械化生產(chǎn)，但相對(duì)比較勞動(dòng)密集強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低?，F(xiàn)階段我國(guó)有的蘋果剝皮設(shè)備還存在著挺多問題，例如大型設(shè)備體積過于龐大，在加工過程中容造成蘋果的污染，而且不適合小型企業(yè)的加工生產(chǎn)，此外還有一些設(shè)備需要人工將所有蘋果挨個(gè)插到固定針上固定，這樣稍有不慎便很容易造成人員的受傷事故。
在此次設(shè)計(jì)中我們?cè)O(shè)計(jì)了一種關(guān)于摩擦原理的小型蘋果剝皮的機(jī)械設(shè)備，不再需要人工將所有蘋果逐一插到固定針上固定了。本套設(shè)備主要由傳動(dòng)部分、存儲(chǔ)部分和電氣部分組成，蘋果從進(jìn)料口進(jìn)入設(shè)備，通過電機(jī)減速器驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)電刷的旋轉(zhuǎn)摩擦，從而達(dá)到對(duì)蘋果剝皮的目的。本次設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，結(jié)合實(shí)際情況完成了蘋果去皮機(jī)的總體設(shè)計(jì)，蘋果去皮機(jī)的運(yùn)行操作可以更加穩(wěn)定、安全，從而提高了蘋果去皮加工的機(jī)械化程度。
關(guān)鍵詞： 蘋果去皮機(jī)；機(jī)械化；剝皮
ABSTRACT
At present, China's apple production is better, but in the processing and some Western countries there is still a considerable gap, especially in the automated processing has a considerable gap. Apple peeling is one of the main deep processing of apple. At present, although the apple peeling has begun to mechanized production, but relatively labor-intensive, relatively low productivity. At present, some of China's apple peeling equipment, there are still many problems, such as large-scale equipment is too large, in the process of Apple pollution caused by pollution, and does not apply to small business processing, in addition to a part of the equipment need to manually all the apples One by one inserted into the fixed needle fixed, so a little carelessly it is likely to cause personal injury accident.
In this design we designed a friction on the principle of small apple peeling machinery and equipment, no longer need to manually put all the apple one by one to the fixed needle fixed. This set of equipment mainly by the transmission part, the storage part and the electrical part of the apple from the feed into the device, through the motor reducer drive rolling brush friction, so as to achieve the purpose of peeling the apple. The design of the existing equipment to analyze the data, combined with the actual situation to complete the overall design of the apple peeled machine, Apple peeled machine operation can be more stable and safe, thereby improving the degree of mechanization of apple peel processing.
Keywords: apple automatic peeling machine; mechanization; peeling
目 錄
摘 要 1
ABSTRACT 1
第一章 緒論 1
1.1蘋果加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及蘋果的功效 1
1.1.1蘋果產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀 1
1.1.2蘋果產(chǎn)業(yè)存在的問題 2
1.1.3蘋果的作用 3
1.1.4蘋果的存儲(chǔ) 4
1.2 蘋果的加工處理流程簡(jiǎn)介 5
1.2.1 蘋果的品質(zhì)分級(jí) 5
1.2.2 蘋果的清洗 7
1.2.3 蘋果的去皮 8
1.3蘋果去皮清洗的必要性 8
1.4去皮機(jī)械化的意義 9
第二章 蘋果清洗去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
2.1工作原理 11
2.2基本結(jié)構(gòu) 12
2.2.1 去皮機(jī)構(gòu) 12
2.2.2 清洗機(jī)構(gòu) 13
第三章 撥料盤和刷輥的設(shè)計(jì) 14
3.1 撥料盤部件的設(shè)計(jì) 14
3.1.1 螺旋機(jī)輸送量的確定 14
3.1.2 螺旋機(jī)功率的確定 14
3.1.3 螺旋直徑的確定 15
3.1.4 螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定 16
3.1.5 螺距的確定 17
3.1.6 物料輸送速度的確定 17
3.2 刷輥部件的設(shè)計(jì) 18
第四章 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選型 19
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 19
4.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 19
4.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 19
4.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 19
4.2.1 各軸轉(zhuǎn)速 20
4.2.2 各軸輸入功率 20
4.2.3 各軸輸出功率 21
4.2.4 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 21
4.2.5 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 22
第五章 減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 23
5.1 齒輪設(shè)計(jì) 23
5.2 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27
5.2.1 機(jī)體結(jié)構(gòu) 27
5.2.2 鑄鐵減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)尺寸見下表 28
5.3 軸設(shè)計(jì) 29
5.3.1 計(jì)算齒輪受力 30
5.3.2 計(jì)算支承反力 30
5.3.3 畫軸轉(zhuǎn)矩圖 30
5.3.4 許用應(yīng)力 31
5.3.5 校核軸徑 31
5.4 軸承的選型 32
5.5 鍵的選型 33
5.5.1 輸入軸與帶輪的聯(lián)接 33
5.5.2 輸出軸與大齒輪的聯(lián)接 34
參考文獻(xiàn) 36
致 謝 37
第一章 緒論
1.1蘋果加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及蘋果的功效
1.1.1蘋果產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
最近幾年我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)較快。２００８年至２０１０年蘋果的種植面積平均年增長(zhǎng)率為４％，２０１０年種植面積已達(dá)２１３．１０萬(wàn)ｈｍ２；在沒有重大氣候?yàn)?zāi)害的情況下，平均年產(chǎn)量以３１００～３２００萬(wàn)噸左右的速度穩(wěn)定增長(zhǎng)。從地域變化上來看，渤海灣有利地區(qū)面積和產(chǎn)量有所下降，黃土高原占主導(dǎo)地位繼續(xù)快速增長(zhǎng)。其中以陜西和甘肅發(fā)展較為迅速，已擴(kuò)大到高原地區(qū)。在黃土高原蘋果的主導(dǎo)地區(qū)已經(jīng)從海拔800?1200米延伸到海拔1300?1500米（如甘肅景寧，壯朗，慶陽(yáng)等地），甘肅已成為最具發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)勢(shì)的新興蘋果產(chǎn)區(qū)。
我國(guó)蘋果產(chǎn)量是世界總產(chǎn)量的28%，穩(wěn)居世界第一位。近年來蘋果的生產(chǎn)和加工發(fā)展非常迅猛，特別是在美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)發(fā)展高質(zhì)量和專用蘋果品種，先進(jìn)適用的技術(shù)和設(shè)備，加工產(chǎn)品的高品質(zhì)和大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理模式，推動(dòng)當(dāng)代世界蘋果加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。中國(guó)在蘋果種植和深加工方面也加大了開發(fā)力度，形成了產(chǎn)前、產(chǎn)良性循環(huán)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)。特別是經(jīng)過加工的蘋果食品受到許多消費(fèi)者的青睞，而在食品工業(yè)中占有舉足輕重的地位。
2016年我國(guó)蘋果產(chǎn)量已達(dá)到4380萬(wàn)噸創(chuàng)歷史新高，2002 年以來是世界上最大的蘋果生產(chǎn)商并連續(xù)打破生產(chǎn)記錄。自2003年到2015年我國(guó)的蘋果生產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率為180萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)5.5％。蘋果的產(chǎn)量是我國(guó)主要推動(dòng)力，蘋果的種植面積現(xiàn)在已達(dá)到229萬(wàn)公頃（3449萬(wàn)畝），但單位面積的產(chǎn)量很低，只有18.1噸（相當(dāng)于1.0噸/畝），相比較其他國(guó)家的產(chǎn)量約40噸（相當(dāng)于2.7噸/畝）。我國(guó)東部種植面積已開始呈現(xiàn)現(xiàn)代化趨勢(shì)，產(chǎn)量也有提高;但在西部單一果園面積小，種植模式較舊，但國(guó)家收益增長(zhǎng)潛力巨大，需要一段時(shí)間。紅富士占總產(chǎn)量的72％，是中國(guó)迄今為止我國(guó)最大的耕地面積種植品種。
在我國(guó)蘋果的種類中以紅富士為主，產(chǎn)量占蘋果總產(chǎn)量的65％。在我國(guó)蘋果主要的生產(chǎn)基地山東省富士產(chǎn)量和種植面積分別占全省的70.2％和76.2％，其他主要蘋果產(chǎn)區(qū)在北京、甘肅、河南、陜西、河北、山西的富士等品種占總量的60％以上。主產(chǎn)區(qū)水果種植面積比例總結(jié)如下。
在我國(guó)有25個(gè)省市地區(qū)種植蘋果,從地理位置上看主要分布于渤海灣、西北黃土高原和黃河古道三大主要地區(qū);渤海灣地區(qū)(包括遼寧、山東、河北)占全國(guó)蘋果總產(chǎn)量和總種植面積的46%和42% ;西北高原地區(qū)(陜西、山西、甘肅)占34%和31% ;黃河流域(安徽、河南、江蘇)占13%和16% ;在西南部高地占4%和1% ;其他領(lǐng)域占15%和3%。在以上地區(qū)中,渤海灣和西北黃土高原不但是我國(guó)的兩大蘋果產(chǎn)區(qū),而且也是世界上最大的蘋果產(chǎn)區(qū)。年平均氣溫為8.4 - 12℃,降雨量為490 -790mm,全年日照時(shí)數(shù)大于2190小時(shí)。特別是在西北黃土高原地區(qū)海拔高，光照充足晝夜溫差大,具有生產(chǎn)高質(zhì)量蘋果的優(yōu)勢(shì)生態(tài)條件。
在我國(guó)供應(yīng)方面,蘋果產(chǎn)量預(yù)計(jì)在2015年至2016年將增長(zhǎng)超過4%,達(dá)到4290萬(wàn)噸。由于近年來我國(guó)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)施的大量投資,蘋果的存儲(chǔ)和供應(yīng)周期將會(huì)延長(zhǎng)。在需求方面國(guó)內(nèi)蘋果需求量大約為2790萬(wàn)噸,總供應(yīng)量是超過需求總量的。
近年來居民的生活水平有了明顯提高，我國(guó)蘋果加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也出現(xiàn)了很多新的變化，現(xiàn)在中西方飲食文化開始相互交流滲透，交融在一起，并在中國(guó)蘋果食品加工中受到很大歡迎。蘋果加工產(chǎn)品也迅速增長(zhǎng)，很多國(guó)外的蘋果加工企業(yè)也陸續(xù)在中國(guó)投資。然而由于我國(guó)蘋果加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)落后，加工技術(shù)水平不高，現(xiàn)在蘋果的產(chǎn)量和品種都不能滿足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的需求需要。伴隨著蘋果加工技術(shù)的不斷改善，一系列產(chǎn)品的不斷研發(fā)以及各種媒體的大力推廣和引導(dǎo)，蘋果食品也將逐漸成為我國(guó)城鄉(xiāng)調(diào)整的主要內(nèi)容和豐富人們的日常飲食結(jié)構(gòu)。
從進(jìn)口方面來看,我國(guó)進(jìn)口的蘋果主要來自新西蘭、美國(guó)和智利等。我國(guó)蘋果2015年總進(jìn)口量為8.63萬(wàn)噸,比同期增長(zhǎng)209%,進(jìn)口量達(dá)到1.4億美元。今年的進(jìn)口量預(yù)計(jì)達(dá)到17萬(wàn)噸,幾乎是2015年水平的兩倍。美國(guó)在2015年初已解除了對(duì)所有蘋果品種的進(jìn)口限制;與此同時(shí),經(jīng)過漫長(zhǎng)的18年談判,中國(guó)蘋果終于獲準(zhǔn)于2015年6月初進(jìn)入美國(guó)市，對(duì)我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要作用。
在出口方面,2015年我國(guó)新鮮蘋果的出口量達(dá)到83.3萬(wàn)噸,總出口價(jià)值為10.3億美元。隨著蘋果價(jià)格的下降,東南亞對(duì)于蘋果的的需求量大幅上升,特別是在泰國(guó)和孟加拉國(guó)的市場(chǎng)的市場(chǎng)值得期待。在印度中型富士的市場(chǎng)也在不斷增長(zhǎng)。
1.1.2蘋果產(chǎn)業(yè)中存在的一些問題
目前蘋果產(chǎn)業(yè)正快速發(fā)展，但是其中也存在著諸多問題。我國(guó)目前城市化進(jìn)程發(fā)展較快,農(nóng)村地區(qū)的大多數(shù)青壯年、知識(shí)分子和更多具有工作能力的人大多離開農(nóng)村到城里打工,在果園從事種植的大多為老、弱、病、殘和婦女。據(jù)山東省統(tǒng)計(jì),在蘋果種植者中29-39歲占9.82%、41-51歲的占42.85%、51-60歲的占33.05%、61-70歲的占13.35%、71-80歲的占0.85%，即29-49歲的人和49-69歲的人各占一半左右，青壯年輕人的比例在總體比例中是非常匱乏的。在許多地區(qū)在農(nóng)業(yè)忙季會(huì)出現(xiàn)很難找到勞動(dòng)力并且要價(jià)昂貴的現(xiàn)象。
蘋果種類單一,富士比重偏高。生產(chǎn)的主要品種有富士(不同喜好、短枝)、喬納金系列、元帥系、金冠系和傳統(tǒng)國(guó)光系列。富士系品種占全部種類種植面積的66%左右,傳統(tǒng)國(guó)光品種占有約6%,其次是主要屬于授粉品種的元帥和金冠類。紅富士蘋果的比例過于龐大不但影響晚熟品種的發(fā)展程度,而且影響富士蘋果本身的銷售和效益。
在中國(guó)蘋果的種植生長(zhǎng)是缺乏規(guī)劃部署的，是更多的盲目選擇種植的品種。在現(xiàn)有主要品種中有全國(guó)種植區(qū)劃分的只有新紅星蘋果,其余的品種蘋果都沒有劃分區(qū)域，幾乎都是盲目種植。建議各地方政府制定種植蘋果品種的總體規(guī)劃,避免由于產(chǎn)量過剩而造成銷售渠道和利潤(rùn)不高。
我國(guó)現(xiàn)蘋果種植面積為3500萬(wàn)畝,其中80%以上的果樹的果齡已超過20歲,蘋果果園中果樹的的更新?lián)Q代是未來10年內(nèi)蘋果產(chǎn)業(yè)要解決的首要問題。隨著蘋果矮化砧木模式的推廣應(yīng)用,預(yù)計(jì)需要更新2000萬(wàn)畝蘋果園。
1.1.3蘋果的作用
蘋果是一種主要的水果屬于薔薇科，果實(shí)不僅對(duì)中國(guó)重要，而且也是世界上最廣泛種植的水果。蘋果口味酸甜可口，營(yíng)養(yǎng)豐富。根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果顯示，每100蘋果中含有果糖含量為6.4～11.1克，蔗糖含量為1.1～5.1克，葡萄糖含量為2.4～3.4克；它還包含鋅、鈣、磷、鐵、鉀等微量元素和胡蘿卜素及維生素等。在美國(guó)俗語(yǔ)說:"每頓要吃一個(gè)蘋果，不用問醫(yī)生"。雖然有點(diǎn)被夸大，但可以看出蘋果的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值非同一般。蘋果營(yíng)養(yǎng)綜合性強(qiáng),易于消化吸收,非常適合寶寶、老人和病人吃。
蘋果也被稱之為“記憶果” 、“智慧果”。很久以前人民就以發(fā)現(xiàn)，吃大量的蘋果具有提高記憶和智力的效果。在蘋果中不但含有豐富的糖份、維生素和礦物質(zhì)以及其他重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)大腦有益，而且鋅元素的含量很高，這些都對(duì)大腦有著很好的促進(jìn)作用。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，鋅是人體重要的組成部分,是促進(jìn)關(guān)鍵元素的生長(zhǎng)和發(fā)展不可缺少的組成部分。鋅通過廣泛參與蛋白質(zhì)、脂肪和糖代謝有關(guān)的酶。鋅與核酸和蛋白質(zhì)必需元素的記憶密不可分。缺鋅會(huì)影響大腦皮層記憶的邊緣，實(shí)驗(yàn)也表明減少鋅食品的攝入，年輕兒童的記憶和學(xué)習(xí)能力的的嚴(yán)重受阻礙。鋅也產(chǎn)生抗體,與增強(qiáng)人體免疫密切相關(guān)。
蘋果還是美容食物,不但可以減肥,而且還可以潤(rùn)滑柔軟皮膚。蘋果也是含熱量很低食物,每100克只有50千卡路里;蘋果所含的營(yíng)養(yǎng)成分是水溶性,易被人體所吸收,所以也有稱蘋果為 “活水”。 有益于溶解單質(zhì)硫使皮膚柔軟潤(rùn)滑。蘋果還含有銅、 碘、 錳、 鋅、 鉀和其他元素，例如缺少這些元素皮膚會(huì)干燥，容易因裂紋、奇怪的瘙癢。蘋果中的維生素是關(guān)于心臟病患者健康的關(guān)鍵因素和心血管疾病患者的守護(hù)神。吃蘋果的人是不太可能比那些不吃或少吃蘋果的人更容易得感冒的。科學(xué)家和醫(yī)生所謂蘋果"健康水果"或"全科醫(yī)生"?，F(xiàn)在，空氣污染比較嚴(yán)重，多吃蘋果有助于改善呼吸系統(tǒng)和肺功能，并且保護(hù)肺部免受灰塵和煙霧的侵害。
德國(guó)的科學(xué)家通過大量實(shí)驗(yàn)得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：吃蘋果降低血液中的膽固醇水平,有助于提高膽汁酸和膽汁的分泌,從而避免了形成膽固醇結(jié)石的可能性。人們發(fā)現(xiàn),在經(jīng)常吃蘋果的人當(dāng)中有40％以上的人的膽固醇含量比不吃蘋果的人低10％。
蘋果中含有的纖維素在糞便中起著軟化的作用；蘋果內(nèi)含有大量的有機(jī)酸，可促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)消化，促進(jìn)腸運(yùn)動(dòng)不受阻礙。此外蘋果中還含有果膠，果膠不但可以抑制腸道不規(guī)律的蠕動(dòng)，減少消化活動(dòng)，而且可以抑制輕微腹瀉。蘋果中含有更多的鉀元素，可以混合使用多余的鈉鹽，使之一起排出體外。當(dāng)體內(nèi)鈉鹽的含量過多時(shí)，吃些蘋果可以平衡體內(nèi)的電解質(zhì)。蘋果中還含有磷和鐵等元素，易被腸道所吸收，有著養(yǎng)血補(bǔ)腦、安眠寧神的作用。蘋果的味道是很好的治療抑郁和抑郁癥的藥物。
科學(xué)家們經(jīng)過多次試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在許多氣味中蘋香對(duì)人的心理影響最大，它具有明顯的作用在消除心理壓抑感上。臨床上研究證明讓抑郁癥患者聞了聞果香后情緒大有改善，精神得到放松愉快，抑郁感消除。測(cè)試結(jié)果證明給失眠患者在入睡前聞一聞蘋果，能使失眠癥患者較快安靜入睡緩解失眠。
蘋果也有降低膽固醇的作用。德國(guó)研究人員經(jīng)過測(cè)試得出結(jié)論：吃蘋果可以減少血液中的膽固醇的含量和增加膽汁的分泌，膽汁酸可以防止膽固醇在膽汁內(nèi)形成膽結(jié)石。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)那些經(jīng)常吃蘋果的人的 45%以上有膽固醇水平比那些不吃蘋果的人低約 9%。
1.1.4蘋果的存儲(chǔ)
蘋果可以存放在避陽(yáng)的陰涼處,如果將蘋果放在一個(gè)塑料袋里之后再裝冰箱這樣可以保存更長(zhǎng)的時(shí)間。如果有剩下的蘋果可以做果醬或果醬類食品,然后在放入冰箱也可以保存很長(zhǎng)時(shí)間。如果將沒有成熟的梨或者桃等水果放入已經(jīng)裝有蘋果的袋子中，蘋果便會(huì)釋放出乙烯，乙烯對(duì)其他水果有催熟作用還能使其他放入的水果軟化更好吃。但是如果將已經(jīng)成熟的水果或蔬菜放入裝有蘋果的袋子中，這樣就會(huì)加速它們的變質(zhì)腐爛，所以必須避免這樣情況的發(fā)生。
如果需要對(duì)蘋果進(jìn)行大量保存，在房子里常見的容器有罐、缸、木盒、紙盒等，以上品種的容器都可用來蘋果的儲(chǔ)存。所用的罐、缸等必須要清洗干凈后擦干沒有水分，并用白酒涂擦在罐、缸等容器的內(nèi)壁表面，也可以在容器里面放入適量的白酒，用量要根據(jù)存放蘋果的多少而定，并且不能密封瓶口。蘋果采收后將其放置在陰涼地方，過幾天后在把蘋果放在罐、缸等內(nèi)，裝好后再倒入白酒，根據(jù)存放量的不同可倒入60—140克不等，用棉花蓋在上面再蒙上一層塑料布封口，為了防止酒氣揮發(fā)，吃蘋果時(shí)隨取隨蓋，這樣處理之后的蘋果便可以存放半年以上。
1.2 蘋果的加工處理流程簡(jiǎn)介
1.2.1 蘋果的等級(jí)劃分
等級(jí)分為3A級(jí)、2A級(jí)、A級(jí)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。??
3A級(jí)：①經(jīng)過人工精心采摘和清洗。②具有完整本品種果形并且果梗完好。③大型果果實(shí)果徑不低于61mm，中型果果徑不低于54mm。④在著色方面元帥品種要求著色87%以上，其他果66%以上。⑤果實(shí)成熟但能太不過熟。⑥紅色品種果實(shí)允許細(xì)小壓碰傷總面積不得大于1平方厘米。其中最大處不超過0.6平方厘米。黃色品種果實(shí)不得超過0.5平方厘米。⑦無(wú)其他額外損傷劃痕。??
2A級(jí)：同3A級(jí)中的①、②、③、⑤條。其④條規(guī)定著色度元帥系列為69％以上，其他品種為49％以上。其⑥條規(guī)定下列損傷中不得超過二項(xiàng)：a.碰壓傷不超過1平方厘米，最大處不得大于0.5平方厘米。b.葉、枝磨傷不超過1平方厘米。c.金冠銹斑不得大于3平方厘米。d.水銹、蠅點(diǎn)病不超過1平方厘米。e.允許2處未破皮的雹傷，但總面積不得大于0.6平方厘米。f.紅色品種的果實(shí)日灼面積不得大于1.4平方厘米，黃色品種的果實(shí)日灼面積不得大于0.9平方厘米。⑦條中規(guī)定不得有破皮傷、無(wú)刺傷、病黑枝磨、蟲傷、凍傷、萎縮瘤子等缺陷。??
A級(jí)：同3A級(jí)中的①、②、③、⑤條。其④條規(guī)定元帥系著色度為48％以上，其他品種為38％以上，其⑥條規(guī)定下列損傷中不得超過三項(xiàng)：a.碰壓傷不超過1平方厘米，其中最大不得大于0.4平方厘米。b.枝葉磨傷不超過1平方厘米。c.金冠網(wǎng)狀銹斑面積不得大于果面的1／7，超過肩部的磨銹面積不得大于0.9平方厘米。d.水銹、蠅點(diǎn)面積不得大于0.9平方厘米。e.藥害不超過I／9。f.輕微雹傷面積不得大于0.9平方厘米。g.日灼不得大于1.4平方厘米。h. 允許3處其他干枯蟲傷，每處面積不得大于0.04平方厘米。I. 不超過5個(gè)小疵點(diǎn)。⑦不得有刺傷、破皮傷、食心蟲傷等，已愈合的面積不得大于0.03平方厘米，不得有其他蟲傷、病害、萎縮、凍傷等缺陷。
1.2.2 蘋果的清洗
蘋果的清洗主要是為了清除蘋果皮上的塵土和沉積物中的微生物和化學(xué)產(chǎn)，以確保清除農(nóng)藥在果皮上的殘留。
常見的清洗蘋果的方法有以下幾種：
（1）淘米水：在日常生活中，也可以用淘米來清洗食品的。用它清洗過的食品光亮營(yíng)養(yǎng)，而且用淘米水洗過的蘋果含有營(yíng)養(yǎng)豐富的物質(zhì)。在生活中大多數(shù)人往往不太重視淘米水將其倒掉，實(shí)際上這是不科學(xué)的做法，淘米水味甘平益氣潤(rùn)燥，能滋陰長(zhǎng)力。淘米水中含有大量的煙酸等，并且也還含有維生素和磷鐵等無(wú)機(jī)鹽類，還有一定比例的碳水化合物及脂肪等營(yíng)養(yǎng)素。由上可知我們可以用淘米水來洗蘋果，干凈又衛(wèi)生?？上葘⑻O果泡在淘米水里10分鐘，在拿出來搓一搓、揉一揉，干凈的蘋果就洗完了，而且吃得放心。淘米水還可以用來澆花，對(duì)花也是有好處的。
（2）醋：醋也可以用來清洗水果等。將蘋果浸泡在醋里數(shù)分鐘后再清洗，不但蘋果的營(yíng)養(yǎng)成分不會(huì)損失而且可以較容易軟化蘋果皮表面的污漬,容易去除蘋果表面殘留的有害物,所以吃起來更健康。
（3）食鹽：生活食用鹽也可以用來洗水果，將蘋果在水里浸泡后, 放一點(diǎn)鹽在浸泡蘋果的水里,然后用雙手抓住蘋果在鹽水里來回揉搓, 這樣可以迅速擦洗蘋果皮表面的臟東西,然后再用清水沖洗,就可以放心吃蘋果了。
（4）溫水：將蘋果在溫?zé)崴锝菀欢螘r(shí)間后在清洗也是個(gè)很好的清洗蘋果的方法,這樣也更容易將蘋果表皮的殘留物質(zhì)清除掉。這樣洗出來的水果就可以放心吃了。
（5）牙膏：牙膏天天都被使用在我們生活當(dāng)中,它的安全性是可靠的,因此我們也可以用牙膏當(dāng)清潔劑涂在蘋果表面用來清洗蘋果,這個(gè)辦法也很好用的。
1.2.3 蘋果的去皮
現(xiàn)在大多數(shù)蘋果種植的過程中都離不開農(nóng)藥及化學(xué)試劑，所以應(yīng)去皮，現(xiàn)代蘋果去皮的方法如下：
手工去皮：通過工具和刀等，實(shí)現(xiàn)人工去皮。雖然低損耗，但是效率非常低。
機(jī)械去皮：主要用于水果和蔬菜水果。減少了環(huán)境污染，操作簡(jiǎn)單，速度快捷效率高。化學(xué)脫皮：用堿腐蝕表面溶解水果。經(jīng)過化學(xué)處理的水果和蔬菜浸泡在水里，反復(fù)清洗，直到表面干凈，沒有味道咸。
現(xiàn)在蘋果剝皮方法有機(jī)械剝離、人工剝離、化學(xué)剝離等。化學(xué)去皮主要是依賴特殊化學(xué)剝離溶液和堿性液體，最后用高壓水清洗去皮。這種去皮方法對(duì)去皮液消耗太多，成本也非常高，而且嚴(yán)重影響水果的口感。人工剝皮效果雖然好，但是效率非常低，對(duì)蘋果損失率高，不能滿足蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。
蘋果去皮機(jī)主要是靠蘋果與機(jī)械的摩擦達(dá)到目的。這種方法不但具有良好的效果，降低了生產(chǎn)成本，而且減少了環(huán)境污染，操作簡(jiǎn)單，速度快捷，可以最大限度地提高操作、高效率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的效益，可以滿足現(xiàn)代蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。
1.3蘋果去皮清洗的必要性
熟透了的蘋果從果園生產(chǎn)出來，經(jīng)過漫長(zhǎng)的工序和過程才可以到農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)或超市中分發(fā)銷售，再到消費(fèi)者手中往往經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。在此期間蘋果果皮可以污染許多無(wú)形的細(xì)菌如大腸桿菌、沙門氏菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌和諾沃克病毒等。如果蘋果不干凈食用后可能會(huì)生病。據(jù)美國(guó)數(shù)據(jù)中心控制和預(yù)防該疾病,每年約有900萬(wàn)美國(guó)人因食用受細(xì)菌污染的食物引發(fā)腹瀉、發(fā)燒等癥狀,其中46%的不干凈食物是蔬菜和水果。給農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥和化學(xué)藥劑的目的在于消滅和預(yù)防妨礙其生長(zhǎng)的有害物質(zhì)，保障并促進(jìn)植物和農(nóng)作物的健康成長(zhǎng)。但是如果使用農(nóng)藥后沒有及時(shí)處理蘋果表面上殘留的農(nóng)藥或化學(xué)試劑，人吃了以后會(huì)出現(xiàn)慢性中毒現(xiàn)象，誘發(fā)癌癥、基因突變或下一代畸形等并發(fā)癥。
現(xiàn)在在種植過程中大量農(nóng)藥以及各種化學(xué)保鮮劑及防腐劑、各種生長(zhǎng)激素被使用，每個(gè)家庭的成員都只能被動(dòng)接受，完全處于一種無(wú)抵抗的狀態(tài)，每天在農(nóng)藥和其他化學(xué)品中毒的過程中,各種癌癥和心血管疾病的發(fā)生都與攝入過量農(nóng)藥和各種化學(xué)品有關(guān)。
在國(guó)際上用打蠟的方法給水果保鮮是國(guó)內(nèi)外所允許的。我國(guó)食品添加劑的使用標(biāo)準(zhǔn)中允許在新鮮水果表面打蠟,但你必須使用規(guī)定的食用蠟，且不可過量添加。使用蠟只要合理、適度,就不會(huì)對(duì)健康有任何影響。然而少量的供應(yīng)商在市場(chǎng)上削減成本,使水果和蔬菜看起來更有吸引力,會(huì)給水果打大量的工業(yè)蠟。這種蠟含有重金屬成分，可以滲透到果肉內(nèi)，經(jīng)常吃是對(duì)人體有害的。世界健康組織建議吃蘋果需要?jiǎng)兤ぁ?
1.4去皮機(jī)械化的意義
現(xiàn)在有了水果清洗機(jī)就可以使每個(gè)使用它的家庭有了一種先進(jìn)的保護(hù)方法，在這種生活中他們可以吃很少的農(nóng)藥和化學(xué)藥品,可以減少得疾病的可能性。
蘋果去皮清洗機(jī)就是一種很好很實(shí)用的產(chǎn)品，不僅只有蘋果才可以使用，例如葛根、天麻、紅薯、人參、洋姜、芋頭、荸薺、瑪卡等各種作物。
蘋果去皮清洗機(jī)的特點(diǎn)有：使用壽命長(zhǎng)、清洗脫皮容積大、操作便捷、外形美觀、效率高，耗能低，可連續(xù)清洗使用等。與傳統(tǒng)人工削皮相比，具有的優(yōu)點(diǎn)有：去皮效率高、去皮厚薄均勻、果損少、安全衛(wèi)生等。經(jīng)特殊工藝處理（采用尼龍線繩軋制而成）材料制成的刷輥，耐磨性能好經(jīng)久耐用。箱體采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制成耐銹蝕。
由于在傳統(tǒng)食品生產(chǎn)企業(yè)中大部分都存在生產(chǎn)工藝落后繁雜，生產(chǎn)效率低、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等缺點(diǎn)，難以滿足現(xiàn)代市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求。所以傳統(tǒng)食品的發(fā)展首先要進(jìn)行現(xiàn)代化改革，所謂現(xiàn)代化改革就是要引進(jìn)先進(jìn)的食品加工的理念、賦予食品現(xiàn)代加工的技術(shù)與方法，只有這樣傳統(tǒng)食品的發(fā)展才能規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化來滿足日新月異的市場(chǎng)需求。
第二章 蘋果清洗去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
隨著人們生活水平的顯著提高，農(nóng)產(chǎn)品的深加工在食品工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。蘋果的深加工越來越受到重視和發(fā)展,而蘋果削皮機(jī)越來越受到人們的廣泛認(rèn)可和使用。
2.1工作原理
蘋果去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：
圖2-1蘋果去皮機(jī)結(jié)構(gòu)圖
蘋果剝皮機(jī)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，蘋果從進(jìn)料口進(jìn)到去皮機(jī)內(nèi)，蘋果表面上的旋轉(zhuǎn)刷輥在離心力的作用下旋轉(zhuǎn)切向水果往往沿氣缸壁運(yùn)動(dòng)和上升到頂部，粗糙表面與摩擦輥接觸，物料在滾筒中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，在運(yùn)動(dòng)過程中通過摩擦達(dá)到摩擦剝落果皮的目的，同時(shí)擦去果皮上的水，擦去表面上的污漬，最后去完皮的蘋果是從卸貨口出貨的。
2.2基本結(jié)構(gòu)
2.2.1 去皮機(jī)構(gòu)
本次設(shè)計(jì)的去皮機(jī)為臥式機(jī)型。其中由轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)、工作圓筒、機(jī)架部件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等其他部分組成。
1、機(jī)架
作為一種輔助機(jī)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，可以是鑄鐵件，加工復(fù)雜，將電機(jī)安裝在機(jī)架下部使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、合理。
2、撥料輸送裝置
物件從進(jìn)料口進(jìn)入,轉(zhuǎn)軸開始旋轉(zhuǎn),物件受到螺旋葉片的力沿軸向方向移動(dòng)。
3、傳動(dòng)系統(tǒng)
常用得機(jī)械傳動(dòng)方式如下：
皮帶傳動(dòng)
通過皮帶傳動(dòng)，它具有過載保護(hù)功能，緩沖吸收效果，穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)噪音等特點(diǎn)，適合長(zhǎng)距離傳輸，制造和安裝精度不高，成本低，傳輸范圍一般為2到5。
齒輪傳動(dòng)
具有傳動(dòng)比不變、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，但制造安裝精度高，中心距大，可實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比。
鏈傳動(dòng)
平行軸傳動(dòng)，但是不能保持恒定的傳動(dòng)比運(yùn)轉(zhuǎn)，傳動(dòng)不平穩(wěn)，屬于低速傳動(dòng)。
蝸輪蝸桿傳動(dòng)
結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，生產(chǎn)效率低，精度高，成本高。
由于裝料裝置的設(shè)計(jì)和刷輥需要不同的速度，從經(jīng)濟(jì)和整體因素考慮采用混合傳動(dòng)方式即帶傳動(dòng)和齒輪組合。因?yàn)樗恍枰芨叩乃俣?，預(yù)先選定的8級(jí)電機(jī)。
2.2.2 清洗機(jī)構(gòu)
殼體由不銹鋼材料組成，耐腐蝕，清潔衛(wèi)生，排渣口洗滌水系統(tǒng)連續(xù)沖洗，皮屑脫落流入下部
見圖2-2。
圖2-2蘋果去皮機(jī)清洗機(jī)構(gòu)
第三章 撥料盤和刷輥的設(shè)計(jì)
3.1 撥料盤部件的設(shè)計(jì)
撥料盤結(jié)構(gòu)如圖3 - 1所示，其結(jié)構(gòu)的刷輥、半圓槽、安裝軸承、螺桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器、物料通過進(jìn)料口進(jìn)入，從卸料口提取。
圖3 - 1撥料盤
3.1.1 螺旋機(jī)輸送量的確定
螺旋機(jī)的輸送能力是指在特定的時(shí)間輸送端所需的材料量，由于在摩擦過程中剝落機(jī)制的去除，蘋果需要不停地滾動(dòng)摩擦和碰撞，所以需要更大的空間，實(shí)現(xiàn)徹底清洗。
這次我設(shè)計(jì)的輸送量：Q=100(kg/h)。
3.1.2 螺旋機(jī)功率的確定
螺旋機(jī)的功率由螺旋機(jī)制形成的運(yùn)行阻力所決定。
其阻力包括以下幾類:
1）刷輥與物料的磨擦力
2）螺旋葉片與物料的磨擦力
3）物料被攪拌產(chǎn)生的阻力
4）軸承的磨擦力
因?yàn)檫@些阻力計(jì)比較抽象,一般可以根據(jù)以下公式計(jì)算:
N0=kQ/367(ω0L+H)
N0—螺旋軸上所需功率(kW)
k—功率貯備系數(shù)(1.2～1.4)
Q—輸送量(t/h)
ω0—物料阻力系數(shù) （選6.2）
L —螺旋機(jī)進(jìn)出口水平投影長(zhǎng)度(m)
H —螺旋機(jī)進(jìn)出口垂直投影長(zhǎng)度(m)
N0=kQ/367·(ω0L+H)=1.4×2/367×（6.2×10.2）=45.8W
那么螺旋機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的額定功率為
N1=N0/（η1η2）
η1—減速機(jī)的傳動(dòng)效率，η1=0.9
η2—三角帶的傳動(dòng)效率，η2=0.95
N1=N0/（η1η2）=45.8/0.9/0.95=53.6W
3.1.3 螺旋直徑的確定
因?yàn)椋篞=47 k1AψcρD2.5 （t/h）
所以：
令： (m)
式中，K值見表3-1。
表3-1 ψ、K、A值
物料塊度
物料的磨磋性
物料種類
填充系數(shù)ψ
推薦的螺旋葉片形狀
K
A
粉 狀
無(wú)磨性、半磨磋性
石灰粉、石墨
0.35~0.40
全葉式
0.0415
75
粉 狀
磨磋性
干爐灰、水泥
0.25~0.30
全葉式
0.0565
35
粒 狀
無(wú)磨性、半磨磋性
谷物、泥煤
0.25~0.35
全葉式
0.0490
50
粒 狀
磨磋性
砂、型砂、爐渣
0.25~0.30
全葉式
0.0600
30
小塊狀
α＜60mm
無(wú)磨性、半磨磋性
煤、石灰石
0.25~0.30
全葉式
0.0537
40
小塊狀
α＜60mm
磨磋性
卵石、砂巖
0.20~0.25
全葉式或帶式
0.0645
25
中等及大塊
α＞60mm
無(wú)磨性、半磨磋性
塊煤、塊石灰
0.20~0.25
全葉式或帶式
0.0600
30
大塊度
α＞60mm
磨磋性
干粘土、硫礦石
0.125~0.20
全葉式或帶式
0.0795
15
表3-2 撥料盤傾斜修正系數(shù)c
傾斜角β
0°
≤5°
≤10°
≤15°
≤20°
c
1.00
0.90
0.80
0.70
0.65
3.1.4 螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定
材料的運(yùn)輸應(yīng)控制在一定數(shù)量的螺旋材料的運(yùn)動(dòng)不影響其特性，如果速度太低會(huì)造成堵塞。因此，螺桿的旋轉(zhuǎn)速度決定了物料的特性和輸送能力，所以要保證一定的輸送量，不使物料過多的應(yīng)力過大而被拋起，導(dǎo)致變速器的傳動(dòng)效率降低，這是實(shí)際速度與最大速度的關(guān)系。即：
即：
式中： ----常數(shù) （見表3-2）。
D----螺旋外徑 （m）
求得的螺旋軸轉(zhuǎn)速，應(yīng)圓整為表3-3所列的螺旋軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。
表3-3 撥料盤螺旋軸轉(zhuǎn)速系列(r/min)
20
30
35
45
60
75
90
120
150
190
3.1.5 螺距的確定
螺距h通常為： h=k1D (m)
式中：k1——螺距和螺桿直徑的比值,和材料的性質(zhì)有關(guān),通常k1 = 0.7 ~ 1。
h=k1D=0.7×0.5=0.35 (m)
3.1.6 物料輸送速度的確定
物料的軸向輸送速度ν的計(jì)算:
(m/s)
式中：h---螺旋節(jié)距(m)；
ns---螺旋轉(zhuǎn)速(r/min)。
(m/s)
（1）螺旋直徑
(m)
根據(jù)上表選擇各參數(shù)
(m)
因?yàn)閾芰媳P的螺旋直徑應(yīng)進(jìn)行圓整，取D=500mm。
（2）螺距
h=0.7D h=k1D=0.7×0.5=0.35 [m] 所以螺距為350mm。
（3）軸徑
d=(0.2~0.35)D
取 d=0.2D=0.2×500=100mm 所以軸徑為100mm。
（4）進(jìn)料口、出料口
進(jìn)料口與螺桿機(jī)、加料斗連接，機(jī)蓋上應(yīng)裝進(jìn)料口。
出線由鋼板焊接，直接在輸入軸上。
3.2 刷輥部件的設(shè)計(jì)
刷輥材料經(jīng)過特殊處理經(jīng)久耐用，耐磨性好，共有18支毛刷輥，毛刷輥直徑為20mm。在相反方向上的刷輥的兩側(cè)由軸承支承，左側(cè)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)刷，右側(cè)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)保證由切向摩擦力方向?qū)ξ锪线M(jìn)行摩擦。
刷輥轉(zhuǎn)速初選650r/min。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求：工作效率：100（kg/h）。工作時(shí)，物料分布在各刷輥上,刷輥與物料之間的摩擦系數(shù)為0.5，刷輥直徑100mm，刷輥所受最大扭矩T計(jì)算如下：
T=FL=1000×0.5×0.05=25N·m
其所需功率：
N=Tn/9550=25×650/9550=1.7KW
那么刷輥驅(qū)動(dòng)裝置的額定功率為
N2=N/（η1·η2）
η1—減速機(jī)的傳動(dòng)效率，η1=0.9
η2—三角帶的傳動(dòng)效率，η2=0.95
N2=N/（η1·η2）=1.7/0.9/0.95=1.99KW
第四章 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選型
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
4.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式
電機(jī)分為交流電機(jī)和直流電機(jī)兩種。由于直流電機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，維修不方便，所以沒有特殊的要求不常使用。
該類型的電機(jī)可根據(jù)電源類型、工作條件、負(fù)載特性、起動(dòng)、制動(dòng)和起動(dòng)性能、頻繁度、速度和速度性能等要求來確定轉(zhuǎn)向等。
4.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量
根據(jù)電機(jī)的發(fā)熱情況確定電機(jī)的容量及它的加熱和電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。有三種操作狀態(tài)即長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行、短期操作和重復(fù)的短期操作。根據(jù)等效功率法計(jì)算并校核了過載能力和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，短期運(yùn)行長(zhǎng)期運(yùn)行的負(fù)荷和重復(fù)的短時(shí)間運(yùn)行能力。
由上面計(jì)算可得：
=N1+N2=0.536+1.99=2.436KW
該機(jī)器設(shè)計(jì)的溫度設(shè)定在常溫,采用三相交流電 , 電壓380V。
根據(jù)以上兩點(diǎn)選用Y2-132M-8型3KW電動(dòng)機(jī)。
Y2-132M-8電動(dòng)機(jī)的主要性能如下表格所示：
表4－1 Y2-132M-8電動(dòng)機(jī)的主要性能
額定功率（kw）
轉(zhuǎn)速（r/min）
電流（A）
效率（%）
功率應(yīng)數(shù)（cosφ）
額定轉(zhuǎn)矩
3
705
7.9
79
0.73
2
4.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算
螺旋軸轉(zhuǎn)速 ， 查設(shè)計(jì)手冊(cè)知 Y2-132M-8 型 3KW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
， 則總傳動(dòng)比 i=705/45=15.6 。分配傳動(dòng)比： 傳動(dòng)帶傳動(dòng)比 i1=3.3， 齒輪傳動(dòng)比 i1=4.7。
因?yàn)樵O(shè)計(jì)減速器的傳動(dòng)比為 4.7,圓柱齒輪減速器即可，滿足條件。
連接順序
1.電動(dòng)機(jī)-2.平鍵-3.帶輪減速器-4.平鍵-5.齒輪減速器-6.花鍵-7.螺旋軸輸送機(jī)
軸承、齒輪等的效率查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得
表4-2 各零件間的傳動(dòng)效率
項(xiàng)目
效率
滾動(dòng)軸承（每對(duì)）
0.98~0.995
滑動(dòng)齒輪（每對(duì)）
0.97~0.99
彈性聯(lián)軸器
0.99~0.995
齒輪聯(lián)軸器
0.99
萬(wàn)向聯(lián)軸器
0.97~0.98
具有中間可動(dòng)元件的聯(lián)軸器
0.97~0.99
一對(duì)齒輪（開式）
0.94~0.96
一對(duì)齒輪（閉式）
0.96~0.99
一對(duì)三角帶
0.95
4.2.1 各軸轉(zhuǎn)速
Ⅰ 軸 n1=nm/i1
=705/3.3
=213.6r/min
Ⅱ軸 n2=n1/i2
=213.6/4.7
=45.4r/min
螺旋軸 n3=n2=45.4r/min
4.2.2 各軸輸入功率
Ⅰ 軸 P1 =P額·η帶輪
=3×0.95
=2.85KW
Ⅱ 軸 P2 =P1·η軸承1·η軸承2·η齒輪
=2.85×0.98×0.99×0.96
=2.65KW
螺旋軸 P3=P2·η聯(lián)
=2.65×0.99
=2.62KW
4.2.3 各軸輸出功率
Ⅰ 軸 P1＇=P1·η軸承
=2.85×0.98
=2.793KW
Ⅱ軸 P2＇= P2·η軸承
=2.65×0.98
=2.597KW
螺旋軸 P3＇= P3·η軸承
=2.62×0.98
=2.57KW
4.2.4 各軸輸入轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 Td=9550×Pd/nm
=9550×3/705
=40.6N·m
Ⅰ軸 T1= Td·η帶輪
=40.6×0.99
=40.2N·m
Ⅱ軸 T2= T1·i·η軸承1·η軸承2·η齒輪
=40.2×4.7×0.98×0.99×0.96 =175.98N·m
主軸 T3= T2·η聯(lián)
=175.98×0.99
=174.22N·m
4.2.5 各軸輸出轉(zhuǎn)矩
Ⅰ 軸 T1＇= T1·η軸承
=40.2×0.98
=39.4N·m
Ⅱ 軸 T2＇= T2·η軸承
=175.98×0.98
=172.46N·m
主軸 T3＇= T3·η軸承
=174.22×0.98
=170.74N·m
運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表：
表4-3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
軸 名
功 率 P (KW)
轉(zhuǎn) 矩 T（N·m）
轉(zhuǎn)速 n (r/min)
傳動(dòng)比i
效 率
輸 入
輸 出
輸 入
輸 出
電動(dòng)機(jī)軸
3
40.6
1440
1
0.99
Ⅰ 軸
2.85
2.793
40.2
39.4
1440
4.7
0.93
Ⅱ 軸
2.65
2.597
175.98
172.46
308.35
1
0.99
螺旋軸
2.62
2.57
174.22
170.74
308.35
第五章 減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.1 齒輪設(shè)計(jì)
齒輪材料應(yīng)符合以下條件：
1）齒面具有足夠的硬度以獲得較高的耐腐蝕和耐磨性的耐磨性和塑性流動(dòng)性；
2）具有良好的加工和熱處理工藝；
3）變載荷和沖擊載荷的彎曲疲勞強(qiáng)度；
4）較低的價(jià)格。
根據(jù)上述情況，采用合金鋼淬火齒輪是目前發(fā)展的趨勢(shì)以保證其抗彎強(qiáng)度。
設(shè)計(jì)任務(wù)的預(yù)期壽命為10年，年工作要達(dá)到300個(gè)工作日，投入使用期間工作時(shí)間為20%。
根據(jù)上述要求，對(duì)20CrMnTi齒輪材料的選擇設(shè)計(jì)，滲碳淬火處理，硬度60HRC。
齒數(shù)比 u=i=4.7 計(jì)算步驟如下：
表5-1 齒輪的校核計(jì)算
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
1.初步計(jì)算
轉(zhuǎn)矩T1
T1=40.2N·m
T1=402000N·mm
齒寬系數(shù)Φd
取Φd=0.5
Φd=0.5
解除疲勞極限σHlim
σHlim1=1650Mpa
σHlim2=1400Mpa
許用接觸應(yīng)力[σH]
[σH1]≈0.9σHlim1=0.9×1650
[σH2]≈0.9σHlim2=0.9×1400
[σH1]=1485Mpa
[σH2]=1260Mpa
Ad值
取Ad=85
Ad=85
小齒輪直徑d1
d1≥Ad
=85×=33.5
取d1=40mm
初步齒寬b
b=ψd d1=0.5×40=20
b=20mm
2. 校核計(jì)算
圓周速度ν
ν=πd1n1/(60×1000)
=π×40×213.6/（60×1000）
=0.5
ν=0.5m/s
精度等級(jí)
選8級(jí)精度
齒數(shù)z和模數(shù)m
初取齒數(shù)z1=10,
z2= iz1=4.7×10=47
m= d1/z1=40/10=4
取m=4
則z1= d1/m=40/4=10
z2= iz1=4.7×10=47
m=4
z1=10
z2=47
使用系數(shù)KA
KA=1.75
動(dòng)載系數(shù)KV
KV=1.18
齒向載荷分布系數(shù)
載荷系數(shù)K
=1.75×1.18×1.21×1.23
=3.07
K=3.07
彈性系數(shù)ZE
ZE=189.8MPa
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH
ZH=2.5
續(xù) 表
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
接觸最小安全系數(shù)SHmin
SHmin=1.05
總工作時(shí)間th
th=10×300×8×0.2
th=4800h
應(yīng)力循環(huán)系數(shù)NL
估計(jì)1071.2δ
10
齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離
Δ2
>δ
10
軸承端蓋凸緣厚度
t
(1～1.2)d3
7
凸臺(tái)高度
h
根據(jù)低速軸承外徑確定
軸承旁聯(lián)接螺栓距離
s
盡量靠近
D2
軸承端蓋外徑
D2
軸承孔直徑（5～5.5）d3
D+40
窺視孔蓋螺釘直徑
d4
(0.3～0.4) df
6
定位銷直徑
d
(0.7～0.8) d2
6
軸承旁凸臺(tái)半徑
R1
c2
11
外機(jī)壁至軸承座端面距離
l1
c1+c2+（8～12）
50
大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離
Δ1
>1.2δ
10
齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離
Δ2
>δ
10
軸承端蓋凸緣厚度
t
(1～1.2)d3
7
凸臺(tái)高度
h
根據(jù)低速軸承外徑確定
軸承旁聯(lián)接螺栓距離
s
盡量靠近
D2
軸承端蓋外徑
D2
軸承孔直徑（5
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