去魚鱗機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計【三維SW模型】【含11張CAD圖紙+PDF圖】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 開題報告填寫要求 ? 1．開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見審查后生效。 ?2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫，或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見。 ?3．學(xué)生查閱資料的參考文獻應(yīng)在5篇及以上（不包括辭典、手冊），開題報告的字數(shù)要在1000字以上。 ?4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。 ?5．“指導(dǎo)教師（簽字）”日期填寫成在2014年12月27日~ 31日之間的某個日期；“開題小組組長（簽字）”日期填寫成在2015年1月4日~9日之間的某個日期。 1．畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容、重點和難點等 國內(nèi)水產(chǎn)品加工機械通過引進、消化吸收、研制，近幾年來得到了快速的發(fā)展，水產(chǎn)加工產(chǎn)品和與水產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品琳瑯滿目，基本滿足人們的生活需求。中國是一個水產(chǎn)大國，但還不是一個水產(chǎn)強國，與發(fā)達國家相比還有相當(dāng)大的差距。我國水產(chǎn)品加工以粗加工為主，高附加值產(chǎn)品更是寥寥無幾，所以魚類前處理加工機械的發(fā)展任重而道遠。本課題針對魚類前處理的除魚鱗部分進行設(shè)計，在對國內(nèi)外淡水魚機械除鱗技術(shù)廣泛了解的基礎(chǔ)上，結(jié)合我過淡水魚類養(yǎng)殖的現(xiàn)狀，以及目前對于魚糜制品深加工的要求，提出一種基于旋轉(zhuǎn)運動基礎(chǔ)之上李泳搓擦院里的機械除鱗技術(shù)方案及其配套模擬裝置。它集除鱗、清洗與回收等功能于一體，結(jié)構(gòu)簡單，性能良好。通過對該裝置形態(tài)結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)條件、性能參數(shù)的理論分析和模擬試驗，進一步論證其技術(shù)的可行性，為本項技術(shù)的進一步開發(fā)與應(yīng)用提供有參考兼職的基礎(chǔ)理論和實踐依據(jù)。本課題設(shè)計的重點在于機構(gòu)設(shè)計的合理性，系統(tǒng)控制的可靠性，整機運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性等。去魚鱗機及其所有零部件應(yīng)設(shè)計正確、結(jié)構(gòu)合理、準守機械、電氣方面的通用技術(shù)要求，制造去魚鱗機和零部件應(yīng)具有足夠的強度和合適的性能，去魚鱗機和零部件應(yīng)具有良好的維修和保養(yǎng)，處于正常的工作狀態(tài)，需要潤滑的零部件應(yīng)裝有符合要求的潤滑裝置，輸入電源為220V通用交流電源。當(dāng)電源為額定頻率和額定電壓、整機正常工作，無工作噪音，運行平穩(wěn)，刮鱗部件工作中不得損傷魚肉，刮鱗效果不小于90%,,清洗完成后，魚身及魚腹應(yīng)無魚鱗等雜物，全自動去魚鱗機為24小時工作機器，工作壽命不少于5年。 2．準備情況（查閱過的文獻資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實驗條件等） 參考文獻： [1] 張均波.淡水魚機械除鱗技術(shù)研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004. [2] 何偉,李威.淡水魚機械除鱗裝置[J].漁業(yè)機械,2005年第五期. [3] 王玖玖.淡水魚魚鱗去除方法的研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011. [4] 濮良貴.機械設(shè)計[M].北京.高等教育出版社,2006.5. [5] 徐中偉.魚類前處理的發(fā)展前景和方向[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息, 2007.12. [6] 徐灝.機械設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2002. [7] 姚永明.非標準設(shè)備設(shè)計[M].上海：上海交通大學(xué)出版社,1999. [8] 張展.機械設(shè)計通用手冊[M].北京：中國勞動出版社出版,1993. [9] XIE Li-ming,LV Bing,SHEN Hao,Research on Dynamic Assessment for the Huge-rapid Spindle of the Machine Tools,Manufacture Information Engineering of China,2006. [10] 汪愷.機械設(shè)計標準應(yīng)用手冊[M].機械工業(yè)出版社.1997.8. 現(xiàn)有設(shè)備：計算機一臺、CAD、SolidWorks等相關(guān)軟件。 3、實施方案、進度實施計劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計資料 實施方案： 根據(jù)總體設(shè)計準則和性能要求得出，去魚鱗主要部件為去魚鱗毛刷，通過去魚鱗毛刷旋轉(zhuǎn)方向不同刮除魚鱗。機械部分包括速比分配器，和去魚鱗毛刷工作區(qū)?？刂撇糠譃殡姍C控制電路。采用傳動機械常規(guī)布局方式。由轉(zhuǎn)速分配箱、電機、工作箱體、去魚鱗毛刷、控制電路等組成。 確定結(jié)構(gòu)方法： 1、 傳動形式為帶輪，齒輪傳動； 2、 主軸傳動系統(tǒng)直接由電機帶動，變速方式采用電機變速； 3、 潤滑方式采用飛濺潤滑。 實施計劃： 收集相關(guān)資料：2015年1月~2月 開題準備：3月8日~3月15日 確定設(shè)計方案：3月16日~3月23日 進行相關(guān)設(shè)計計算：3月24日~4月12日 繪制圖紙：4月13日~4月20日 整理材料：4月21日~4月28日 編寫設(shè)計說明書：4月29日~5月6日 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師（簽字）： 2014年12月　　日 開題小組意見 開題小組組長（簽字）： 2015年1 月　　日 院（系、部）意見 主管院長（系、部主任）簽字： 2015年1月　　日 - 3 - 注：1、本任務(wù)書一式一份，院辦留存，發(fā)給學(xué)生電子稿，任務(wù)完成后附在 說明書內(nèi)。 2、任務(wù)書均要求打印，打印字體和字號按照《本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）統(tǒng)一格式的規(guī)定》執(zhí)行。 3、以下標題為四號仿宋體、加粗，正文中文用小四宋體，英文用小四Times New Roman，日期采用阿拉伯?dāng)?shù)字。 4、“一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容、要求”位于頁面最頂端，“任務(wù)下達時間”位于新頁面最頂端。 　　5、請不要修改最后一頁（即“任務(wù)下達時間”所在頁的內(nèi)容） 一、 畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容 1、 傳動形式為帶輪，齒輪傳動。 2、 主軸傳動系統(tǒng)直接由電機帶動，變速方式采用電機變速。 3、 潤滑方式采用飛濺潤滑。 4、 3張A0圖紙。 二、畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù) 1、 畫出各個部件的零件圖，設(shè)計出去魚鱗機的總裝配圖。 2、 計算出電動機的功率。 3、 計算出刮除力、刮除速度。 三、畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作 1、完成二萬字左右的畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）；在畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中必須包括詳細的300-500個單詞的英文摘要； 2、獨立完成與課題相關(guān)，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）； 3、必須完成繪圖工作量3張A0以上的計算機繪圖圖紙； 4、所有畢業(yè)設(shè)計的工作量要滿足16周的工作量要求。 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻 列出至少10篇以上的參考文獻，提供1篇以上的外文參考文獻（不包括學(xué)生用的教材）。序號放在方括號中。 [1] 張均波.淡水魚機械除鱗技術(shù)研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004. [2] 何偉,李威.淡水魚機械除鱗裝置[J].漁業(yè)機械,2005年第五期. [3] 王玖玖.淡水魚魚鱗去除方法的研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011. [4] 濮良貴.機械設(shè)計[M].北京.高等教育出版社,2006.5. [5] 徐中偉.魚類前處理的發(fā)展前景和方向[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息, 2007.12. [6] 徐灝.機械設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2002. [7] HUANG Xinming, Design of Pneumatic and Hydraulic Feed System of Friction Flake Multi-axis Drilling Machine,Journal of Huangshi Institute of Technology ,2008,03. [8] XIE Li-ming,LV Bing,SHEN Hao,Research on Dynamic Assessment for the Huge-rapid Spindle of the Machine Tools,Manufacture Information Engineering of China,2006. [9] 姚永明.非標準設(shè)備設(shè)計[M].上海：上海交通大學(xué)出版社,1999. [10] 張展.機械設(shè)計通用手冊[M].北京：中國勞動出版社出版,1993. [11] 西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研組編.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1996. [12] 汪愷.機械設(shè)計標準應(yīng)用手冊[M].機械工業(yè)出版社.1997.8. 五、 試驗、測試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件 所需設(shè)備：計算機一臺、CAD、Solidworks等相關(guān)軟件。 任務(wù)下達時間： 2015年1月5日 畢業(yè)設(shè)計開始與完成時間： 2015年1月5日至 2015年05 月26日 組織實施單位： 教研室主任意見： 簽字： 2015年1月5日 院領(lǐng)導(dǎo)小組意見： 簽字： 2015 年1月5日 摘 要 為了對去魚鱗機進行研究，對該機主要部件和機構(gòu)進行系統(tǒng)地設(shè)計計算和理論探討。去魚鱗機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計：總體結(jié)構(gòu)分為傳動裝置，除魚鱗裝置。整機結(jié)構(gòu)主要由機器、底座、減速器、傳動齒輪、圓輥等組件構(gòu)成。該去魚鱗機是根據(jù)市場需求而設(shè)計的一種操作簡單、維修方便、效率高、自動化程度較高的設(shè)備。由于齒輪工作可靠，傳動比穩(wěn)定，傳動效率高，因此本產(chǎn)品主動傳動采用齒輪傳動，多級齒輪傳動系統(tǒng)，產(chǎn)生不同速比，上下毛刷速度不同，將魚鱗刮除。由電動機產(chǎn)生動力通過減速器和齒輪將需要的動力傳遞到圓輥上，從而帶動整個裝置運動。 由于本課題主要研究去鱗部分，檢測、上料、運輸機構(gòu)不做詳細分析。在這里只做簡單闡述：首先讓魚通過運輸傳感檢測系統(tǒng)，根據(jù)魚的大小分類運送，數(shù)據(jù)反饋到去魚鱗機的上輥升降設(shè)備上，進行調(diào)節(jié)，再通過上料機構(gòu)輸送魚到魚箱，然后通過3根圓輥（帶有類似毛刷一樣）互相摩擦，可以根據(jù)魚體大小調(diào)節(jié)上輥的升降，上輥作為輔助，上下輥擠壓魚體，在下輥轉(zhuǎn)動時，帶動魚進入雙輥內(nèi)，通過輥刷擠壓摩擦將魚鱗去除；除鱗完成后，開啟水管，進行魚的清洗，使魚鱗和魚分隔開，魚箱底部帶有過濾器，利用輸送裝置方便對魚的收取還有對魚鱗的回收利用。 關(guān)鍵詞： 去魚鱗機；結(jié)構(gòu)設(shè)計；摩擦；去鱗 Abstract In order to study on the machine design in addition to scale, calculation and theoretical analysis of the main components and mechanism system. In addition to the overall structure design: scale machine consists of driving device, in addition to scale device. The structure of the machine is composed of machine, base, reducer, transmission gear and roller. The fish scale remover is designed according to the requirements of the market, a simple operation, convenient maintenance, high efficiency, high degree of automation equipment. Due to the reliable working gear, transmission ratio stable, high transmission efficiency, so this product is driving the gear transmission, multistage gear transmission system, resulting in different speed ratios, brush with different speed, scraping scales. Powered by the motor through the reducer and the gear will need to pass the power to the roller, thereby driving the whole device movement. 由于本課題主要研究除鱗部分，檢測、上料、運輸機構(gòu)不做詳細分析。在這里只做簡單闡述：首先讓魚通過運輸傳感檢測系統(tǒng)，根據(jù)魚的大小分類運送，數(shù)據(jù)反饋到除魚鱗機的上輥升降設(shè)備上，進行調(diào)節(jié)，再通過上料機構(gòu)輸送魚到魚箱，然后通過3根圓輥（帶有類似毛刷一樣）互相摩擦，可以根據(jù)魚體大小調(diào)節(jié)上輥的升降，上輥作為輔助，上下輥擠壓魚體，在下輥轉(zhuǎn)動時，帶動魚進入雙輥內(nèi)，通過輥刷擠壓摩擦將魚鱗去除；除鱗完成后，開啟水管，進行魚的清洗，使魚鱗和魚分隔開，魚箱底部帶有過濾器，利用輸送裝置方便對魚的收取還有對魚鱗的回收利用。 As the main part of the research except the scale, the detection, feeding and transportation mechanism is not analyzed in detail. Only briefly here: first,the fish through the transport sensing system, transport classification according to the size of the fish, in addition to data feedback to the lifting device and scale machine, adjust to the fish tank through a feeding mechanism for conveying fish, and then through the three round rollers’ friction (with a similar brush like each other) , according to lift fish size adjusting roller, roller as auxiliary, upper and lower roller extrusion of fish, the roller rotates, to drive the fish into double roller, roller brush by extrusion and friction will remove the scales; descaling is completed, open water, cleaning the fish, the fish and fish separated the fish at the bottom of the box with a filter, the conveying device to facilitate the collection of fish and fish on the recovery. Keywords: to scale machine;structure design;friction; descaling 目 錄 1 前言 1 1.1去魚鱗機研發(fā)背景 1 1.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況 2 1.3 去魚鱗機應(yīng)用展望 4 1.4 去魚鱗機設(shè)計意義 5 2 去魚鱗機整機設(shè)計 6 2.1 去魚鱗機設(shè)計思路 6 2.2 去魚鱗機設(shè)計準則 8 2.2.1設(shè)計基本要求 8 2.2.2整機性能要求 8 2.3 總體設(shè)計方案 9 2.4 傳動設(shè)計 9 2.4.1主傳動系統(tǒng) 11 2.4.2副傳動系統(tǒng)的確定 11 2.5 主電動機功率的確定 11 2.5.1刮除力 11 2.5.2刮除速度 12 2.5.3計算功率 12 2.5.4電機功率 12 3 去魚鱗機結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 3.1主電機的選擇 12 3.2 傳動方案的分析和擬定 13 3.3 傳動裝置的總傳動比和傳動比分配 13 3.3.1總的傳動比 13 3.3.2減速器的選型 13 3.4 輥設(shè)計和校核 15 3.4.1輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 3.4.2輥的剛度校核 15 3.4.3輥的彎曲強度校核 16 3.4.4輥的疲勞強度校核 16 3.5 蝸輪蝸桿的設(shè)計計算 18 3.5.1材料選擇 18 3.5.2參數(shù)的設(shè)計 19 3.6 軸的設(shè)計校核計算 20 3.6.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 3.6.2軸的校核計算 25 3.7齒輪的設(shè)計計算 26 3.8 軸承的選擇 28 3.9 軸承校核 29 3.9.1參數(shù) 29 3.9.2求軸承受到的徑向力 29 3.9.3驗算軸承壽命 29 3.10 鍵的校核 30 3.11 整機機構(gòu)分析 30 4 結(jié) 論 31 謝 辭 33 參考文獻 34 第 34 頁 共 34頁 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 1 前言 魚是一種不僅有營養(yǎng)而且很美味的產(chǎn)品,是在我們平時生活中常見的佳肴。魚類內(nèi)含高品質(zhì)的蛋白質(zhì)、脂肪與維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，并能補充人體所需各種氨基,平衡體內(nèi)營養(yǎng)比例,且容易吸收[1]。經(jīng)過市場上肉類價格對比，魚類的價格相對其他肉類來說有一定優(yōu)勢，因此，魚受到了廣大群眾的喜愛，在餐桌上的出現(xiàn)頻率越來越頻繁。通過走訪市場，一般市場上的食用魚類有草魚、鯽魚、鱔魚等。然而有不少人抱怨魚鱗的去除問題。 結(jié)合如今的魚處理制備設(shè)備中,前處理大部分都是手動操作,手工生產(chǎn)效率很低、不能達到標準質(zhì)量水準,特別是在處理量多的未處理過的魚時,操作人員的勞動強度大大提高。除魚鱗屬于未處理魚的處理的頭道工序。手工除魚鱗不僅提高了勞動量與強度,還降低了制備效率。除掉的鱗、內(nèi)臟等不可以回收進行二次利用,使環(huán)境被污染。手工除鱗的制備方法,遠遠比不上魚類成品機械化制備。因此亟需研發(fā)一種符合國情、有著與時俱進的意義、可以達到機械化制備要求的高效的除鱗設(shè)備[1]。 1.1去魚鱗機研發(fā)背景 隨著人們生活水平的不斷提高，對魚類產(chǎn)品的消費量也越來越大，然而傳統(tǒng)的魚的處理方法具有一定的缺陷。傳統(tǒng)的去除魚鱗效率低，不安全，容易對環(huán)境產(chǎn)生污染，應(yīng)用范圍局限于小企業(yè)或者百姓生活圈。 傳統(tǒng)的除魚鱗方法有利用滾筒摩擦除鱗、刀具摩擦除鱗等，但是傳統(tǒng)的除魚鱗方法存在有一定的缺陷。 首先，批次除鱗的時候，魚的數(shù)量不好控制，數(shù)量多了，容易超過機器承受載荷，數(shù)量少了則使除鱗效果受到一定程度的削弱。 其次，除鱗這個處理工序相對來說是單獨的，對流水線的加工有影響。而針對大量的魚需要加工的時候則需要考慮進去的問題就多了，比如：如何把除鱗工序和流水線工序銜接起來，減少工作時間，提高工作效率。所以根據(jù)摩擦原理的除鱗設(shè)備受到一定條件的拘束，并不適用于大批量魚的前處理加工制備,而可用在一般的攤點或者小企業(yè)。 還有就是經(jīng)過搓擦，魚體會受到一定程度的損傷。也就是說不管使用轉(zhuǎn)動的底盤拋飛的魚和內(nèi)壁摩擦,還是使用轉(zhuǎn)動的滾筒與魚體的摩擦,又或者魚頻繁地和刀具摩擦，上述種種均會對魚體有一定的損傷,更甚的是刮傷魚體，非但不有助于后面的加工，還影響了魚的保鮮效果。 基于上述內(nèi)容，我國需要研發(fā)出一種能解決上述缺陷的集現(xiàn)代化、自動化于一體的去魚鱗機。現(xiàn)代化自動化的去魚鱗機能極大的改善了人們的生活，填補魚的前處理這片空白，讓吃魚變得更為平常、方便；其次應(yīng)用范圍極大，大中型企業(yè)也可引進自動化去魚鱗機，對加工流水線進行改良，減少工作時間，大大提高經(jīng)濟效益，推動了社會的前進。 1.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況 我國的水產(chǎn)品制備發(fā)展，是1980年后慢慢起步的，通過引進外國高端技術(shù)，接著學(xué)習(xí)了解，根據(jù)我國水產(chǎn)制品的特色與老百姓的消費特點，研發(fā)符合我國國情的水產(chǎn)品制備機器。 除鱗設(shè)備是魚加工前處理機器。考慮到我國的魚類基本是零售為潮流,因此魚鱗的去除大都是人工操作為主,很少見到正規(guī)的除魚鱗設(shè)備。 國內(nèi)的除魚鱗設(shè)備有的是利用勢能作用，使魚體順著布滿菱形孔的板材滑下去，通過摩擦作用來除魚鱗；還有的是利用翻滾的摩擦作用，把魚放到附有螺紋膠棒的轉(zhuǎn)盤上，翻滾除鱗。 瑞典曾研發(fā)出一種通過魚體的互相摩擦與清洗池內(nèi)壁的凸點摩擦的除鱗設(shè)備[1],美國則研發(fā)一種利用滾筒轉(zhuǎn)動摩擦來除魚鱗。 根據(jù)數(shù)據(jù)查詢，國外20世紀初開始開發(fā)工具和設(shè)備規(guī)?！，F(xiàn)代的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列的儀器和設(shè)備可分為：手持式除鱗工具、分批式的去鱗設(shè)備、連續(xù)式的去鱗設(shè)備[3]。便攜式設(shè)備的廣泛使用，是以手工、小型電機等作為動力源，完成計劃產(chǎn)量，該設(shè)備是魚投在設(shè)備中，除鱗完成后，可連續(xù)除鱗，所以加工設(shè)備的連續(xù)性和高效性均體現(xiàn)在加工流水線上。 針對處理量小的魚，國外的用手把持的工具的規(guī)模逐漸增大。首先了解到的是1902年提出的了一個取決于齒形的工具完成的除鱗，這個工具很容易使用。近期，還提出了相類似的工具，一個除鱗的工具，取決于齒形的包裝工具除鱗，還有的提出了一個分布式結(jié)構(gòu)，利用在刷體周圍的齒形結(jié)構(gòu)除鱗。而相似的除鱗工具，工作強度大，不能大量地除鱗，按照這種情況來看，利用小電機等一些工具應(yīng)用在除鱗結(jié)構(gòu)上，可讓電機帶動周圍分布的旋轉(zhuǎn)刷，利用離心力使彈簧刷變長，達到除鱗目的。 針對中小企業(yè)的需求，魚加工發(fā)展到利用滾筒，金屬網(wǎng)筒壁去魚鱗。在轉(zhuǎn)動過程中，魚的不完全規(guī)則運動，還有魚體和筒壁接觸達到去魚鱗效果，因此科研人員還研發(fā)了一個金屬圓筒與內(nèi)部結(jié)構(gòu)傾斜的除鱗機，可以防止魚皮的損傷。 En vista de la demanda de grandes cantidades de peces de transformación, los investigadores en el extranjero, la investigación y el desarrollo continuo de la escala.FranklinPO 針對需求量大的魚的加工，通過國外的學(xué)者的研究和技術(shù)的不斷發(fā)展，科研人員提出了一種大型除鱗機器，送魚帶具備三組去鱗刷，魚在一邊通過，接觸魚鱗，緩慢刮除。1994年，日本科研人員研發(fā)出一種高壓水機除鱗，三個工位中放一條魚，通過其三個工位時，分別對不同的位置去除魚鱗[3]。 根據(jù)資料可得到,國外除鱗技術(shù)和設(shè)備研究的重要目標是海水魚,發(fā)展趨勢向手持式電動除鱗和連續(xù)性加工發(fā)展。雖然手持去魚鱗機效率低,但易于使用,普遍用于家庭和小企業(yè)，而具有連續(xù)性加工的去魚鱗機器則應(yīng)用在大企業(yè)。我國一些企業(yè)引進國外的魚加工流水線來處理淡水魚,然而去鱗效果并不理想。 隨著時間的發(fā)展，中國漁業(yè)發(fā)展迅猛，和其他國家相比，尚存在很多缺點。具體表現(xiàn)在經(jīng)濟衰退的資源為基礎(chǔ)的加工、處理和利用率較低，加工的產(chǎn)品低附加值，沒有完善的質(zhì)量體系標準[5]。 如圖1.1的除鱗機，除鱗機主要由轉(zhuǎn)動滾筒、進料斗、出料斗、調(diào)節(jié)螺釘、除鱗部件等構(gòu)成[2]。 圖1.1 除鱗機結(jié)構(gòu) 1.出料斗 2.回收槽 3.機架 4.調(diào)節(jié)螺釘 5.電動機 6.帶傳動 7.軸承座 8.進料斗 9.刀孔 10.刀具 11.滾筒 12.閥門 13.插銷 14.噴頭 15.悶頭 16．水管 轉(zhuǎn)動滾筒式是由卷的厚度為1.5 或2.0mm的不銹鋼沖孔后卷成圓柱，根據(jù)制造流程的設(shè)計要求分幾段制造，并且焊接角鋼連接增加筒體的剛度[2]。 該除鱗裝置研究結(jié)論如下： 1 .提出運用滾筒轉(zhuǎn)動，利用魚體表面和筒壁搓擦來去除鱗片的原理，經(jīng)過理論和實驗證明方便可行[2]。 2 . 提出的水平旋轉(zhuǎn)式滾筒除鱗裝置，機構(gòu)設(shè)計合理性好、設(shè)備經(jīng)濟性好、易操作性好。該機可以融去除魚鱗、清洗魚鱗、魚鱗回收、運輸?shù)裙δ転橐惑w[2]。 3 .本除鱗機是一種不僅用量大而且有著高應(yīng)用性的淡水魚除鱗的機械，是行業(yè)內(nèi)的前沿技術(shù)，針對鰱鳙等大部分低值的水產(chǎn)品，把去除魚鱗、清洗魚體等魚類處理工序整合為一次性整體加工工序，有利于縮減魚體和設(shè)備接觸的次數(shù)[2]，降低因魚體結(jié)構(gòu)損傷而影響加工成品的味道的風(fēng)險，使生產(chǎn)效率有了極大的提高，能源方面也得到很大程度的節(jié)約，響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的方針政策。該除鱗機適合大部分湖區(qū)、沿海、沿江地區(qū)的許多中小型魚類食品處理加工廠使用，可見實用性之高[2]。 4 .提高除鱗機工作可靠性，滾筒可傾斜一定角度，適當(dāng)增加工作長度延長工時，利于有用物質(zhì)輸送[2]。實踐證明：傾斜適宜角度為2°～3°。 5 .通過對魚體在滾筒中翻滾、拋射運動進行有限元分析，結(jié)果表明：上述的過程中，魚體的生物應(yīng)力沒有達到魚體的生物屈服應(yīng)力，所以魚體內(nèi)部沒有損壞，保障魚類的加工質(zhì)量[2]。 除上面所提去魚鱗設(shè)備，市場上出現(xiàn)了類似的魚處理設(shè)備如圖1.2。除鱗器作為魚處理的新設(shè)備，在一個有效的，高質(zhì)量的條件下能取代數(shù)個工人的手工除鱗，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的簡化、使用方便、易于操作、穩(wěn)定性好的效果；此外除鱗器可放在地上或掛在墻面，利用驅(qū)動系統(tǒng)，使手持除鱗器運作，進行除鱗，還具有防水裝置，確保傳動件正常運轉(zhuǎn)，輕松除鱗。除鱗器應(yīng)用不銹鋼或鋁合金等材料制造，具有防腐防銹效果，更有利于魚處理。 圖1.2 除鱗器 本文設(shè)計的魚鱗機可加工淡水湖的魚類形體大概有幾種，由于魚的結(jié)構(gòu)在進化的過程中，因為生活方式與生活環(huán)境的不同，魚有著不同的體型，根據(jù)魚的身體結(jié)構(gòu)可分為：紡錘型、面扁型、圓筒型。 1.3 去魚鱗機應(yīng)用展望 國內(nèi)的水產(chǎn)制備設(shè)備引入后，經(jīng)過進一步研發(fā)，這些年取得了極大的成果，水產(chǎn)制備品，或者與水產(chǎn)有關(guān)的制備品比比皆是，很大程度上適應(yīng)了社會的需要。盡管水產(chǎn)品市場發(fā)展迅猛，但是我國水產(chǎn)市場的產(chǎn)品種類還是非常缺乏，遠沒有國外市場的產(chǎn)品種類豐富，比如說海水魚類等的制成品。中國水產(chǎn)雖然算起來還是規(guī)模較大的，但卻稱不上水產(chǎn)成品強大的國家，經(jīng)過發(fā)展中國家和發(fā)達國家對比，我國在水產(chǎn)品前進的空間還有很大，要走的路還有很長。21世紀初我國水產(chǎn)制備品產(chǎn)量占總產(chǎn)量的46%，而發(fā)達國家則達到了65%~89%，我國的冰凍食品、方便食品和熏制食品大概占總制備量的66%。由此可以看出國內(nèi)水產(chǎn)制備品加工并未達到先進的水準，社會價值高的產(chǎn)品也是極為稀少，屈指可數(shù)。結(jié)合我國國情，當(dāng)前我國很多技術(shù)并未達到自動化的水平，特別是魚的前處理這一塊，通常企業(yè)都是進行簡單的處理，并未有進一步的深層次的處理，簡單處理后整理好進行冷凍保鮮。綜上可知道我國水產(chǎn)品處理制備設(shè)備的發(fā)展還要經(jīng)歷一段時期，需要逐漸積累慢慢沉淀下來。 現(xiàn)如今我國的魚的處理大部分都是用手來操作，自動化技術(shù)還不夠成熟。由于技術(shù)的限制大大降低了生產(chǎn)效率；人的體力有限，在經(jīng)過強度不小的工作后容易產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致引發(fā)安全事故，魚處理的時間長了也會導(dǎo)致魚體溫度有所提高，溫度高了容易使產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)變，降低產(chǎn)品價值。 盡管社會發(fā)展已經(jīng)進入小康階段，但是還是有很多地區(qū)的經(jīng)濟條件并不跟得上主流，我國國情決定了社會底層勞動成本較低，所以根據(jù)此類情況，國家應(yīng)有相關(guān)政策，大力投資發(fā)展自動化設(shè)備，自動化水平跟上了，再提高工作人員操作水平，這樣將對魚類前處理的發(fā)展大大的有益?；A(chǔ)打好了，迎來的就是我國魚類前處理事業(yè)的高速發(fā)展，帶來的好處將體現(xiàn)在國內(nèi)水產(chǎn)品的種類豐富，質(zhì)量上乘，經(jīng)濟成本低，帶動地方經(jīng)濟發(fā)展。接下來，自動化將逐步代替手工操作，應(yīng)用到社會各個領(lǐng)域，市場得到擴展，填補了市場高附加值產(chǎn)品的空白。 綜上，去魚鱗機的自動化、人性化、智能化可為社會帶來一定的發(fā)展，隨著自動化去魚鱗機等魚類前處理機械的發(fā)展，將普遍影響到很多領(lǐng)域，把我國打造成工業(yè)強國不再是夢。 1.4 去魚鱗機設(shè)計意義 查閱資料可知道除魚鱗有化學(xué)法和物理法兩種[3]?；瘜W(xué)法就利用強酸強堿的原理特性進行去除魚鱗。因為現(xiàn)在很多魚肉罐頭廠需要徹底去除魚鱗，從經(jīng)濟成本和工作效益考慮，化學(xué)法不為一種不錯的選擇，既能滿足徹底除鱗，又能滿足規(guī)模比較大的設(shè)備加工制備，但是采用這種方法也有它的弊端，首先體現(xiàn)在強酸強堿對環(huán)境有一定的污染，不符合我國提倡的可持續(xù)發(fā)展方針；其次，強酸強堿把魚鱗腐蝕掉的同時也會對魚體造成一定的損傷，這樣會對魚的質(zhì)量有一定影響；還有就是沒能回收并重復(fù)利用魚鱗。物理方法存在的缺陷就是不可以徹底地去除魚鱗，還有如今的除魚鱗設(shè)備總會出現(xiàn)一系列的問題影響魚鱗的去除。 去魚鱗機的設(shè)計同時也是為了對魚鱗的回收利用。魚鱗是魚的表皮發(fā)展過來的，大約是魚總重的2%～3%。因為魚的形體不一樣，鱗片可以分為楯鱗、硬鱗、圓鱗和櫛鱗。（1）楯鱗由棘突與基板組成，為軟骨魚類特有，特點是：1.基板大多是在真皮皮膚中，牙質(zhì)構(gòu)成；2.鱗棘露在外面，向后伸出皮膚之外，手從后向前摸魚鱗那，好像摸砂紙一樣。（2）硬鱗是真皮形成的骨質(zhì)板，表面覆有閃光質(zhì)，鱗多為菱形，以對角線方式排列，為硬骨魚類特有。（3）骨質(zhì)鱗是真皮演變來的，具有硬骨魚類特點，骨質(zhì)鱗是皮上層和下層構(gòu)成：上層脆薄，由骨質(zhì)結(jié)構(gòu)形成鱗；下層由纖維結(jié)締組織交叉配置，鱗富有柔軟性，從中心到邊緣鱗，四周輻射排列的凹狀槽槽溝呈放射線。骨鱗根據(jù)形狀不同分兩種：圓鱗和櫛鱗，櫛鱗是游離緣有很多排的齒狀突出，多存在高等硬骨魚類多具櫛鱗魚，比如鱸形目；圓鱗是游離緣圓滑，硬骨魚類居多，多見于鯉科魚類。 根據(jù)魚體不同，鱗片的特點不同，在除鱗的時候可以通過調(diào)節(jié)上輥，給魚不同的壓力，在不損壞魚體的情況下，快速除鱗。魚鱗含有人體所需的多種營養(yǎng)物質(zhì)，是一種特殊的保健食品。它的作用很大：增強記憶力、延緩細胞衰老、預(yù)防高血壓和心臟病和防止動脈硬化。為了提高經(jīng)濟效益，處理環(huán)保的問題，可以對魚鱗進行回收處理，魚鱗的作用很大，市場的打開可帶動經(jīng)濟高速發(fā)展。 本文意在研發(fā)一種應(yīng)用范圍廣的機械除魚鱗設(shè)備。為了讓去除魚鱗后的魚的質(zhì)量保證，并且能徹底去除魚鱗，也能應(yīng)用于不論大小的各種企業(yè)，同時也要求在除鱗的時候能實現(xiàn)魚鱗的回收和污水的處理的功能。先進的自動化除鱗方法,不但降低了勞動人員的勞動強度,而且極為有效地提高了工作效率，創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益，促進社會發(fā)展。 2 去魚鱗機整機設(shè)計 2.1 去魚鱗機設(shè)計思路 目前市場上常見的殺魚用手工鋼刷摩擦魚鱗。用手固定魚腹，接著再把魚剖開（圖2.1所示）。手工殺魚的方法不僅效率很低，還容易出現(xiàn)安全上的問題；用手接觸魚體會殘留有難聞的腥味；除此，魚鱗等產(chǎn)品沒有經(jīng)過回收處理，到處丟棄的話將給環(huán)境帶來污染。 圖2.1除魚鱗器具 一般殺魚程序應(yīng)有除鱗、去內(nèi)臟、清腸和清洗等功能。結(jié)合市場上對魚的處理的運用，去魚鱗機功能應(yīng)包括：去魚鱗部件，清洗部件。 目前我國除魚鱗部件設(shè)計基本是根據(jù)搓擦原理設(shè)計除鱗，特別是那些用滾筒摩擦的除鱗設(shè)備。 2004年，謝星海和張景生研發(fā)出一種除鱗的設(shè)備，如圖2.2，該設(shè)備主要利用盛裝體的旋轉(zhuǎn)，魚體的魚鱗和盛裝體不斷搓擦，達到除鱗的目的。在一般的去魚鱗機參考下，2005年，謝星海接著想辦法改進除鱗設(shè)備，如圖2.3，為了改進筒體結(jié)構(gòu)，使用傾斜式的除鱗設(shè)備，如圖2.4，在設(shè)備底部裝上除鱗用的刀具，因為需要不間斷供給原料魚，他們將除鱗圓筒改成有一定角度的結(jié)構(gòu),在內(nèi)壁裝備除鱗刀具，該設(shè)備能應(yīng)用于種類各異，形體不同的魚的除鱗。 圖2.2 去魚鱗機 圖2.3 改進的去魚鱗機 圖2.4 傾斜型去魚鱗機 上面提到的除鱗設(shè)備,結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜卻除鱗率高,除鱗效率得到了極大地提高，勞動強度也大大降低了。雖然部分設(shè)備已經(jīng)在實際中得到使用，方便了老百姓的生活，但利用摩擦原理的一批一批地除鱗有著或多或少的缺陷。 為了可持續(xù)生產(chǎn)操作，減少工藝時間，提高生產(chǎn)效率，在不損壞魚體的前提下，提高經(jīng)濟效益。謝星海于2010年研制的輥刷式去魚鱗機去除魚鱗能達到改進效果，如圖2.5，該去魚鱗機主要利用上下輥刷和進出魚板運行,其原理是進出魚板之間留有縫隙,上輥刷、下輥刷設(shè)置在間隙上部和下部；上輥刷與下輥刷通過一端的嚙合齒輪配合,下輥刷連接電機；出魚板上通過轉(zhuǎn)軸設(shè)置有帶拉簧的壓板。利用兩個輥刷的反向轉(zhuǎn)動,來刮除魚鱗,實現(xiàn)了連續(xù)加工生產(chǎn),生產(chǎn)效率高,且不損傷魚體。具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低的效果,魚鱗清除干凈,可廣泛適用于魚類市場、魚類加工廠、賓館、飯店等。 經(jīng)過上述方案的對比，聯(lián)系實際，在這些除魚鱗設(shè)備的基礎(chǔ)上，對輥刷式去魚鱗機進行改進設(shè)計。 圖2.5 輥刷式去魚鱗機 2.2 去魚鱗機設(shè)計準則 2.2.1設(shè)計基本要求 （1）去魚鱗機整機零件應(yīng)設(shè)計合理，符合機械設(shè)計的技術(shù)性能； （2）去魚鱗機和零件應(yīng)符合可靠性指標和安全性準則； （3）去魚鱗機和零件應(yīng)易于維修與保養(yǎng)，使機器保持正常運轉(zhuǎn)； （4）應(yīng)有相應(yīng)的潤滑裝置； （5）輸入電源為380V通用交流電源。 2.2.2整機性能要求 （1）去魚鱗機正常運轉(zhuǎn)時，應(yīng)達到噪音小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)； （2）形體大小不一的魚，調(diào)節(jié)去魚鱗機上輥控制裝置，保證除鱗時的夾持壓力； （3）除鱗機構(gòu)運行時魚體不能損傷； （4）清洗魚體過后，應(yīng)清潔無魚鱗； （5）去魚鱗機是全天運行設(shè)備，工作壽命應(yīng)超過5年。 2.3 總體設(shè)計方案 圖2.6 去魚鱗機整機結(jié)構(gòu)圖 由于本課題只做除鱗部分，檢測、上料、運輸機構(gòu)不做詳細分析。在這里只做簡單闡述：首先讓魚通過運輸檢測系統(tǒng)，根據(jù)魚的大小分類運送，數(shù)據(jù)反饋到去魚鱗機的上輥升降設(shè)備上，進行調(diào)節(jié)，再通過上料機構(gòu)輸送魚到魚箱，進行除鱗，除鱗完成后，進行清洗，過濾掉魚鱗，利用輸送裝置收取魚和回收魚鱗。 除鱗部分的詳細過程：首先把新鮮的活魚輸送到魚箱內(nèi)，然后通過3根圓輥（帶有類似毛刷一樣）互相摩擦，可以根據(jù)魚體大小調(diào)節(jié)上輥的升降，上輥作為輔助，上下輥擠壓魚體，在下輥轉(zhuǎn)動時，帶動魚進入雙輥內(nèi)，通過輥刷擠壓摩擦將魚鱗去除，除鱗完成后，開啟水管，進行魚的清洗，使魚鱗和魚分隔開，魚箱底部帶有過濾器，方便對魚的收取還有對魚鱗的回收利用。 2.4 傳動設(shè)計 通過電動機、聯(lián)軸器、減速器和齒輪實現(xiàn)傳動。如圖2.7所示。 A. 帶傳動的特點 帶傳動的基本組成零件為帶輪（主動帶輪和從動帶輪）和傳動帶。當(dāng)主動帶輪轉(zhuǎn)動時，利用帶輪和傳動帶之間的摩擦或嚙合作用，將運動和動力通過傳動帶傳遞到從動帶輪。 按傳動帶的截面形狀不同，可分平帶傳動、圓帶傳動、V帶傳動和多楔帶傳動。由于普通V帶應(yīng)用最廣，V帶基準長度已經(jīng)標準化。 帶傳動的優(yōu)點： a 傳動平穩(wěn)，緩沖吸； b 有良好的撓性和彈性，過載打滑，可防止損壞其他零件； c 結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護方便。 圖2.7 傳動系統(tǒng) 帶傳動的缺點： a 傳動比不準確； b 軸上載荷較大； c 傳動裝置外部尺寸大； d 帶壽命低，效率低。 分析上面所列特性，帶傳動應(yīng)用在： a 電動機輸出的傳動中，帶速一般為5～25m/s； b 中小功率傳動，傳動比i7； c 中心距比較大。 B. 齒輪傳動的特點 齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一，形式很多，應(yīng)用廣泛。最常用的是漸開線齒輪傳動。 齒輪傳動優(yōu)點： a 瞬時傳動比恒定； b 速度和傳遞功率的范圍大，可用于高速，中速和低速的傳動； c 傳動效率高，一對高精度的漸開線圓柱齒輪，效率可達99%以上； d 結(jié)構(gòu)緊湊，適用于近距離傳動。 齒輪傳動的缺點是： a 制造成本高； b 精度不高的齒輪，傳動時的噪聲，振動和沖擊大，污染環(huán)境； c 無過載保護作用。 由以上分析得出去魚鱗機整機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動比不大，要求結(jié)構(gòu)緊湊，因此我選擇使用齒輪傳動方式。 2.4.1主傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)如圖2.8所示： 上輥傳動壓下系統(tǒng) 下輥傳動系統(tǒng) 圖 2.8 傳動系統(tǒng)圖 根據(jù)機構(gòu)運轉(zhuǎn)所需條件，選擇減速器減速，經(jīng)過聯(lián)軸器、齒輪副，使下輥按設(shè)定參數(shù)運轉(zhuǎn)。 2.4.2副傳動系統(tǒng)的確定 副傳動系統(tǒng)主要是用來調(diào)節(jié)上下輥之間距離，使上輥和下輥之間保持一定的壓力，方便進魚。為了調(diào)節(jié)上下輥之間的距離，增加了一個升降機構(gòu)，用電機配合離合器控制渦輪蝸桿傳動達到升降目的。 2.5 主電動機功率的確定 2.5.1刮除力 主刮除力： (2—1) 式中： m——魚的質(zhì)量(kg) f——摩擦系數(shù)（N/kg） —— 修正系數(shù) 擬定一次處理20kg，其中f=0.4，取1.1 kN 2.5.2刮除速度 結(jié)合實際情況，去除魚鱗的速度不能太快，否則會影響除鱗效果。通過市場了解到淡水魚的體型不會太大，所以我選用的刮除速度V為5m/min～7m/min。 2.5.3計算功率 (2—2) 式中Fz的單位為N，V刮除速度的單位為m/s，取刮除速度為6m/min，即0.1m/s kW 2.5.4電機功率 (2—3) 根據(jù)網(wǎng)上表格查詢本機的機械傳動類型和效率得出： 式中 0.75～0.83 取 0.80 kW 3 去魚鱗機結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1主電機的選擇 結(jié)合整機的安全性準則，電動機功率根據(jù)計算結(jié)果選擇11kw。 電機特性說明： Y系列電機為全封閉自扇冷式三相鼠籠型異步電動機，使用非常普遍。Y系電動機具有機械特性軟、線性好、調(diào)速范圍寬等獨特電氣性能，當(dāng)負載增加時，其轉(zhuǎn)速隨之下降而轉(zhuǎn)矩增加，較小的負載變化即可引起轉(zhuǎn)速的相應(yīng)變化，供電電壓的微小變化可使轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩有相應(yīng)的改變。YD為是Y系列電機的派生產(chǎn)品，為多級多速三相異步電動機。 YZR、YZ系列電動機適用于驅(qū)動各種起重機械及冶輔助設(shè)備，具有較高的過載能力和機械強度，特別適用于短時或斷續(xù)運轉(zhuǎn)，頻繁起動、制動及有顯著振動及有沖擊的設(shè)備。 綜上，可選擇YZ系列電機，其工作特性明顯優(yōu)于Y系列電機，故查詢電機型號選擇YZ160L—6型電機，其參數(shù)如下： N=11kw； r=953r/min。 升降電動機選用YD系列電動機，利用它的變速能力更好地實現(xiàn)運轉(zhuǎn)。故選擇YD90S—6/4，其參數(shù)如下： N=0.65kw； r=1000r/min。 3.2 傳動方案的分析和擬定 本文所設(shè)計的去魚鱗機結(jié)構(gòu)應(yīng)該正確合理，零件之間不應(yīng)該有干涉發(fā)生，所以使用結(jié)構(gòu)相對對稱的減速器，再考慮到總傳動比略大，本著經(jīng)濟性原則，展開式的圓柱齒輪減速器。傳動方案示意圖如圖3.1： 圖3.1 減速器結(jié)構(gòu)示意圖 3.3 傳動裝置的總傳動比和傳動比分配 3.3.1總的傳動比 n0=7.958r/min ni=953r/min 聯(lián)軸器效率：0.98 各軸齒輪效率：0.97 軸承效率：0.98 可確定減速器各軸傳動比：i=5.81； i=4.52； i=4.56。 由于減速器可以直接從市場上購買，減速器設(shè)計不是本課題的重點，故在此只做選型設(shè)計。 3.3.2減速器的選型 通過因特網(wǎng)查詢減速器資料可得： 參考網(wǎng)站http://www.tx1983.com/ProductShow3_2.html 圖3.2 所選減速器外形參數(shù) （a） （b） 圖3.3 減速器傳動比比較 根據(jù)傳動比和圖3.3（a）、（b）選擇型號為ZQ-1000+250型IX減速器。 3.4 輥設(shè)計和校核 3.4.1輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計 輥的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.4 圖3.4 輥的結(jié)構(gòu)示意圖 軸的材料選擇比較常用的40Cr合金鋼，查閱相關(guān)資料可以知道其的一些材料特性，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力:35～55MPa，此軸在工作中除了受到扭矩作用外還受到軸向載荷，所以取=35MPa。 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 (3—1) 式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa T——軸所受的扭矩，N﹒mm W——軸的抗扭截面系數(shù)，mm3 d——計算截面處的直徑，mm 由上式可得軸的直徑 (3—2) 因為所選取的計算截面有一個鍵槽，所以最終的結(jié)果要再在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上加3%，即是； 最后可以得出: =232.26mm,取=240mm。 受力：N 主電機kw 齒輪嚙合效率： 聯(lián)軸器效率： 軸承效率： 總傳動效率： m/min r/min 轉(zhuǎn)矩： N·mN·mm N·mm N·mm 3.4.2輥的剛度校核 撓度： (3—3) I為軸截面的慣性矩： mm4 N mm N/m mm mm mm 故：安全。 3.4.3輥的彎曲強度校核 分析受力圖可得到危險截面在Ⅱ、Ⅲ處： Ⅱ處： N·mm N·mm N·mm （） N·mm N·mm 安全系數(shù)： Ⅲ處： N·mm N·mm 安全系數(shù)；故安全，彎曲強度符合。 3.4.4輥的疲勞強度校核 初選Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ截面： Ⅰ、Ⅲ同類；Ⅳ、Ⅴ同類；Ⅱ、Ⅳ處：；Ⅰ、Ⅳ處： 顯然 ， 故僅校核Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ即可。 疲勞強度校核公式 (3—4) N·mm Ⅱ截面： N·mm N·m 應(yīng)力集中系數(shù)； 安全系數(shù)； 表面質(zhì)量系數(shù) 尺寸影響系數(shù)； 彎曲平均應(yīng)力 MPa 應(yīng)力集中系數(shù)； 表面質(zhì)量系數(shù)； 尺寸影響系數(shù) 彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副 所以：截面Ⅱ處符合疲勞強度的要求。 Ⅲ截面： N·mm N·mm 應(yīng)力集中系數(shù)； ；表面質(zhì)量系數(shù) 尺寸影響系數(shù)； 彎曲平均應(yīng)力 MPa 應(yīng)力集中系數(shù)； 表面質(zhì)量系數(shù)； 尺寸影響系數(shù) 彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副 故符合疲勞強度要求。 Ⅳ截面： N·mm N·m mm3 ， 應(yīng)力集中系數(shù)； ； 表面質(zhì)量系數(shù) 尺寸影響系數(shù)； 彎曲平均應(yīng)力 MPa 應(yīng)力集中系數(shù)； 表面質(zhì)量系數(shù) ； 尺寸影響系數(shù) 彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副 〉 故:安全，該輥符合疲勞強度要求。 3.5 蝸輪蝸桿的設(shè)計計算 蝸桿傳遞功率為8.4kW，轉(zhuǎn)速，傳動比。環(huán)面蝸桿傳動有以下特點：對數(shù)、齒，形勢已經(jīng)通過齒輪的力大大提高，它的容量是高于普通圓柱蝸桿傳動，所以選擇了環(huán)面蝸桿傳動。 3.5.1材料選擇 蝸桿：40Cr，淬火處理，硬度50HRC 蝸輪：ZCuSn10P1，時效處理，防止變形，8f 3.5.2參數(shù)的設(shè)計 1. 求傳動的中心距： kw 式中，K1、K2、K3、K分別為： 1、1.0、0.8、1 由手冊得a=175mm，取成標準值a=180mm 2. 主要幾何尺寸計算： 蝸輪喉圓直徑：mm 蝸輪齒寬：mm 蝸輪咽喉母圓半徑：mm 蝸輪端面模數(shù)： mm 徑向間隙：mm 齒根高：mm 齒頂高：mm 蝸輪分度圓直徑 ：mm 蝸輪齒根圓直徑 ：mm 蝸桿分度圓直徑 ：mm 蝸桿齒根圓直徑 ：mm 蝸桿喉部齒頂圓直徑 ：mm 蝸桿齒頂圓弧半徑 ：mm 蝸桿齒根圓弧半徑 ：mm 周節(jié)角 ： 蝸桿包容蝸輪齒數(shù) ： 蝸桿工作包角之半 ： 蝸桿工作部分長度 ：mm 蝸桿最大根徑： mm 蝸桿最大外徑 ： mm 蝸桿喉部螺旋導(dǎo)角 ： 分度圓壓力角 ： 蝸輪法面齒厚： mm 蝸輪弦齒高 ： =4.78mm 蝸桿喉部法面弦齒厚 ： =10.629mm 蝸桿弦齒高 : mm 確定蝸桿螺旋修形量及修緣量： mm mm mm 3.6 軸的設(shè)計校核計算 3.6.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由電機功率和總的傳動比可得表3.1： 表3.1各軸的傳動參數(shù) 軸 傳動比i 轉(zhuǎn)速n（r/min） 功率P（kW） 扭矩T（N﹒m） I 5.81 953 10.78 108.03 II 4.52 164 10.25 598.88 III 4.56 36.29 9.74 2563.16 IV 7.958 9.35 11220.47 各軸材料為40Cr，軸的材料選擇比較常用的40Cr合金鋼，查閱相關(guān)資料可以知道其的一些材料特性，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力:35～55MPa，此軸在工作中除了受到扭矩作用外還受到軸向載荷，所以取=35MPa。 軸I（輸入軸）： 軸I的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.5 圖3.5 軸Ⅰ結(jié)構(gòu)示意圖 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 (3—5) 式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa T——軸所受的扭矩，N﹒mm W——軸的抗扭截面系數(shù)，mm3 d——計算截面處的直徑，mm 由上式可得軸的直徑 (3—6) 因為所選取的計算截面有一個鍵槽，所以最終的結(jié)果要再在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上加3%，即是； 最后可以得出: =24.26mm,取=30mm。 通過扭矩計算鍵槽長度L 查閱相關(guān)資料可選用鍵寬10mm，鍵高8mm的普通圓頭平鍵。選鋼作為鍵的材料；因為在工作中連續(xù)運作，并無沖擊，所以許用擠壓應(yīng)力取=150MPa。 普通平鍵的連接的強度條件為 (3—7) 式中：T——鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩，N﹒mm； k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，數(shù)值為鍵的高度一半，mm； l——鍵的工作長度，圓頭平鍵l=L-b，L為鍵的公稱長度，b是鍵寬，mm； d——軸的直徑，mm； ——鍵、輪轂、軸中三者的材料中最低的許用擠壓應(yīng)力，MPa。 依據(jù)上式可得 (3—8) 計算結(jié)果為：l≥11.903mm；所以鍵的工作長度選用12mm。所以所選用的普通圓頭平鍵尺寸為：10×8×12。 軸II（中間軸）： 軸II結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.6 ， 圖3.6 軸Ⅱ結(jié)構(gòu)示意圖 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 (3—9) 式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa T——軸所受的扭矩，N﹒mm W——軸的抗扭截面系數(shù)，mm3 d——計算截面處的直徑，mm 由上式可得軸的直徑 (3—10) 因為所選取的計算截面有一個鍵槽，所以最終的結(jié)果要再在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上加3%，即是；最后可以得出=42mm，取=45mm。 通過扭矩計算鍵槽長度L 查閱相關(guān)資料可選用鍵寬14mm，鍵高9mm的普通圓頭平鍵。選鋼作為鍵的材料；因為在工作中連續(xù)運作，并無沖擊，所以選許用擠壓應(yīng)力取=150MPa。 普通平鍵的連接的強度條件為 (3—11) 式中：T——鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩，N﹒mm； k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，數(shù)值為鍵的高度一半，mm； l——鍵的工作長度，圓頭平鍵l=L-b，L為鍵的公稱長度，b是鍵寬，mm； d——軸的直徑，mm； ——鍵、輪轂、軸中三者的材料中最低的許用擠壓應(yīng)力，MPa。 依據(jù)上式可得 (3—12) 計算結(jié)果為：l≥39.43mm；所以鍵的工作長度選用40mm。所以所選用的普通圓頭平鍵尺寸為：14×9×40。 軸III（中間軸）： 軸III的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.7 圖3.7 軸Ⅲ結(jié)構(gòu)示意圖 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 (3—13) 式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa T——軸所受的扭矩，N﹒mm W——軸的抗扭截面系數(shù)，mm3 d——計算截面處的直徑，mm 由上式可得軸的直徑 (3—14) 因為所選取的計算截面有一個鍵槽，所以最終的結(jié)果要再在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上加3%，即是；最后可以得出=69.43mm，取=80mm。 通過扭矩計算鍵槽長度L 查閱相關(guān)資料可選用鍵寬22mm，鍵高14mm的普通圓頭平鍵。選鋼作為鍵的材料；因為在工作中連續(xù)運作，并無沖擊，所以選許用擠壓應(yīng)力取=150MPa。 普通平鍵的連接的強度條件為 (3—15) 式中：T——鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩，N﹒mm； k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，數(shù)值為鍵的高度一半，mm； l——鍵的工作長度，圓頭平鍵l=L-b，L為鍵的公稱長度，b是鍵寬，mm； d——軸的直徑，mm； ——鍵、輪轂、軸中三者的材料中最低的許用擠壓應(yīng)力，MPa。 依據(jù)上式可得 (3—16) 計算結(jié)果為：l≥61.03mm；所以鍵的工作長度選用63mm。所以所選用的普通圓頭平鍵尺寸為：24×12×63。 軸Ⅳ（輸出軸）： 軸Ⅳ的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.8，并對各截面進行標記 圖3.8 軸Ⅳ結(jié)構(gòu)示意圖 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 (3—17) 式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa T——軸所受的扭矩，N﹒mm W——軸的抗扭截面系數(shù)，mm3 d——計算截面處的直徑，mm 由上式可得軸的直徑 (3—18) 因為所選取的計算截面有一個鍵槽，所以最終的結(jié)果要再在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上加3%，即是；最后可以得出=113.58mm，取=120mm 通過扭矩計算鍵槽長度L 查閱相關(guān)資料可選用鍵寬32mm，鍵高18mm的普通圓頭平鍵。選鋼作為鍵的材料；因為在工作中連續(xù)運作，并無沖擊，所以選許用擠壓應(yīng)力=150MPa。 普通平鍵的連接的強度條件為 (3—19) 式中：T——鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩，N﹒mm； k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，數(shù)值為鍵的高度一半，mm； l——鍵的工作長度，圓頭平鍵l=L-b，L為鍵的公稱長度，b是鍵寬，mm； d——軸的直徑，mm； ——鍵、輪轂、軸中三者的材料中最低的許用擠壓應(yīng)力，MPa。 依據(jù)上式可得 (3—20) 計算結(jié)果為：l≥138.51mm；所以鍵的工作長度選用140mm。所以所選用的普通圓頭平鍵尺寸為：32×18×140 因軸直徑dⅠ－Ⅱ與聯(lián)軸器的孔徑需要進行配合，所以需要選擇聯(lián)軸器。計算聯(lián)軸器矩：Tca=KAT3=1.3×1.122×104=14586 N·m。 選用GL聯(lián)軸器（GB6069－85 ），其公稱轉(zhuǎn)矩為16000N·m。 3.6.2軸的校核計算 1. 軸的彎矩計算 因為Ⅳ軸的轉(zhuǎn)速小，扭距大，因所以僅進行Ⅳ軸的校核。Ⅳ軸的支承跨距L=155+14+108=277mm。 B面受力分析： a) 轉(zhuǎn)矩：T＝1.122×107 N·mm b) 直徑：已知d=270mm c) 求圓周力：N d) 求徑向力Fr： Fr=Ft.tanα=39211×tan200=16091.316N e) 求支反力：RV1 、RV2、RH1、RH2 RV1＝11579.063N RV2＝4512.253N RH1＝31813.555N RH2＝12397.455N f)彎矩： MH=3.706×106 N.mm MV= 1.349×106 N·mm g)總彎矩： N·mm h)扭矩： N·mm (α＝0.6) i) 計算當(dāng)量彎矩： N·mm 將上述結(jié)果列表3.2： 表3.2 軸Ⅳ彎矩扭矩計算結(jié)果 載荷 水平面H 垂直面V 支反力R(N) RH1=31813.553N RH2=12397.455N RV1=11579.063N RV2=4512.253N 彎矩M(N·mm) MH=1.094×106 N·mm MV= 3.006×106 N·mm 總彎矩(N·mm) M＝3.199×106 N·mm 扭矩T(N·mm) T＝7.56×106 N·mm 當(dāng)量彎矩Mca Mca＝7.927×106 N·mm 2. 軸的強度校核 MPa [σ-1]=70MPa，因<[σ-1]=70MPa，所以安全。 3.7齒輪的設(shè)計計算 通過一些已知參數(shù)對齒輪進行設(shè)計。 預(yù)選小齒輪齒數(shù)為14，大齒輪齒數(shù)為22，齒數(shù)比為1.57,；用7級精度，小齒輪用40Cr（調(diào)質(zhì)）制造，硬度290HBS，大齒輪用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，材料的硬度差距為30HBS。 按齒面接觸強度設(shè)計 計算公式 (3—21) 式中：——小齒輪分度圓直徑，mm； ——載荷系數(shù)，取1.3； ——小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，N﹒mm； ——齒輪的傳動比； ——齒寬系數(shù)，取為0.6； ——齒輪材料的彈性影響系數(shù)； ——齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力。 小齒輪的傳遞的轉(zhuǎn)矩為： N﹒m=1632590N﹒mm 查閱資料可以得： =189.8 MP 齒輪的接觸疲勞強度極限通過查詢，小齒輪為σHlim1=600MPa；大齒輪為σHlim2=550MPa。 齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)取KHN1=0.90；KHN2=0.95。安全系數(shù)S=1. 則 ==0.9×600 MPa=540 MPa ==0.95×550 MPa=522.5 MPa 由上面所給式子可計算得出≥190.45mm 齒寬為 b==190.45mm 模數(shù) m1===13.60 mm 齒高 h=2.25m1=30.61mm 查閱資料可得動載系數(shù)=1.12；直齒輪中；使用系數(shù)；不是堆成分布，確定=1.432；由圖及已算出參數(shù)可得=1.35；所以實際的載荷系數(shù) =1.594 則可以算出實際載荷系數(shù)下的分度圓直徑為 =203.64 mm 則模數(shù)為 m1===14.56 mm 按齒根彎曲強度設(shè)計 設(shè)計公式用