目錄摘要 IVABSTRACT V1緒論 31.1研究背景及意義 31.2國(guó)外研究現(xiàn)狀 31.3國(guó)內(nèi)研究狀況 31.3擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題 41.4主要內(nèi)容 42擬定紅棗去核機(jī)的總體方案 52.1明確設(shè)計(jì)要求 52.2擬定總體方案 52.3去核部分優(yōu)化及其工作原理 63關(guān)鍵零部件的計(jì)算與校核 83.1引言 83.2電機(jī)阻力系的計(jì)算 83.2.1轉(zhuǎn)盤阻力功率計(jì)算 83.2.2去核裝置阻力功率計(jì)算 103.3三相異步電機(jī)的選型 103.3.1選取電機(jī)的類型 103.3.2確定電機(jī)的最小功率 113.3.3確定電機(jī)最小扭矩 113.3.4查產(chǎn)品目錄確定電機(jī)型號(hào) 123.4V型帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 123.5渦輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 163.6槽輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 203.7錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 203.8轉(zhuǎn)盤軸的設(shè)計(jì) 233.9曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 253.10去核裝置的設(shè)計(jì) 263.11機(jī)架的設(shè)計(jì) 272.11.1機(jī)架焊接材料的性能要求 272.11.2焊接件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 272.11.3本焊接機(jī)架設(shè)計(jì) 283.12輔助元件的選型 283.12.1軸承的選型與校核 283.12.2鍵的選型與校核 314建立三維模型 334.1Soildworks軟件簡(jiǎn)介 334.2建立零件模型 354.3裝配體的三維建模 364.4干涉檢查 376結(jié)論 38參考文獻(xiàn) 39致謝 40

1緒論1.1研究背景及意義紅棗是一種重要的食材，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，被廣泛應(yīng)用于食品和中藥制造。但是，目前的人工去芯方法效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，嚴(yán)重影響了行業(yè)的發(fā)展。為了提高紅棗加工的效率、降低成本，并滿足市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量產(chǎn)品的需求，紅棗去核機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)成為當(dāng)前待解決的問(wèn)題。1.2國(guó)外研究現(xiàn)狀與國(guó)內(nèi)相比，國(guó)外在紅棗脫核設(shè)備方面的研究雖然起步比較晚，但是發(fā)展很快。近年來(lái)，國(guó)外的一些科研院所和企業(yè)也對(duì)紅棗脫核設(shè)備進(jìn)行了研究與應(yīng)用。比如，美國(guó)一所大學(xué)研制出一種利用超聲振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)紅棗脫核的裝置，其原理是通過(guò)超聲振動(dòng)將棗核從果核中分離出來(lái)，操作簡(jiǎn)單，效率高。此外，以色列一家企業(yè)還引進(jìn)了一款新的紅棗脫核機(jī)，它利用機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)紅棗的自動(dòng)脫核，可以在很短的時(shí)間里對(duì)大量的紅棗進(jìn)行脫核。另外，世界上幾家著名企業(yè)都在對(duì)紅棗脫核設(shè)備的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行了研究。比如日本一家著名的機(jī)器生產(chǎn)商，就開(kāi)發(fā)出一種高效率的紅棗去核器，它利用先進(jìn)的刀具結(jié)構(gòu)及智能化的控制系統(tǒng)，可以達(dá)到精確去核的目的；并有很高的生產(chǎn)率。德國(guó)一家企業(yè)也研發(fā)出一款新一代的棗核去核機(jī)，利用機(jī)器人手臂與機(jī)器視覺(jué)相結(jié)合的方法，可極大地提升核去核的準(zhǔn)確性與效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)外每年紅棗產(chǎn)量約10萬(wàn)噸，其中自動(dòng)化去核設(shè)備的普及率已經(jīng)達(dá)到了80%左右。這表明國(guó)外在紅棗去核機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用方面已經(jīng)取得了較為顯著的成果。1.3國(guó)內(nèi)研究狀況我國(guó)對(duì)紅棗去核機(jī)的研究起步較早，且成果豐碩在早期，我國(guó)主要采用手動(dòng)去核方式，但隨著科技的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的需求，自動(dòng)化去核設(shè)備逐漸成為研究熱點(diǎn)。2012年間，王小愛(ài)等研發(fā)出一款創(chuàng)新的小型紅棗去核設(shè)備，具備多元化功能和廣泛適用性。該設(shè)備涵蓋了輸送、精確定位、核沖除以及分類等多種操作。結(jié)構(gòu)上，去核機(jī)可分為三個(gè)主要工作階段：首先，輸送系統(tǒng)負(fù)責(zé)將大量堆積在儲(chǔ)料斗中的紅棗，借助一種帶有螺紋的儲(chǔ)存裝置與彈簧驅(qū)動(dòng)的傳送帶相結(jié)合的方式，按預(yù)定路徑精準(zhǔn)傳輸至設(shè)定區(qū)域。電機(jī)振動(dòng)時(shí)，紅棗沿著螺旋軌道平緩下滑，速度依據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況而定。儲(chǔ)料倉(cāng)邊緣配有一弧形導(dǎo)向弧，與紅棗傳送帶的導(dǎo)向軌相連，確保紅棗平穩(wěn)過(guò)渡到傳送帶上。接著，毛刷輔助紅棗校正位置，并在傳送帶的推送下持續(xù)前行。定位系統(tǒng)則用于調(diào)整上下兩層傳送帶的對(duì)齊，以適應(yīng)不同大小的紅棗。定位后的紅棗繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)入去核階段。去核機(jī)構(gòu)采用滾輪沖針及沖針導(dǎo)向槽設(shè)計(jì)，彎曲的導(dǎo)向槽使沖針對(duì)紅棗進(jìn)行沖核作業(yè)，高效且精確。2012年，張鵬霞等人研制出一種棗杯、棗盤等部分，并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。內(nèi)裝紅棗的定向傳送及定位機(jī)構(gòu)。本發(fā)明涉及一種棗孔模具，它是一種獨(dú)立的兩個(gè)開(kāi)口的杯形棗杯，其上端的直徑比其最大的那一端要大，而下面的那一端則要比那最小的那一端稍小一些。當(dāng)棗由頂部向底部受外力通過(guò)時(shí)，棗杯受到內(nèi)壁矯直，使中心與棗杯中心對(duì)齊，使棗杯的彈力板向外展開(kāi)；紅棗在棗杯內(nèi)被定位夾住，這時(shí)就可以開(kāi)始剝皮工作了，當(dāng)紅棗從棗杯里排出以后，棗杯的彈力片就會(huì)恢復(fù)原狀。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)棗徑要求不嚴(yán)格，可以一次加工各種規(guī)格的棗粒。與傳送帶相比，圓盤傳送法的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，它將圓棗盤分成幾個(gè)中心對(duì)稱區(qū)，每一區(qū)設(shè)有一定數(shù)量的孔，用以固定棗杯；棗盤帶動(dòng)著棗杯以斷續(xù)的方式傳送紅棗，當(dāng)紅棗旋轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的工位上時(shí)，棗杯和對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)一起完成了一系列的功能性操作，各個(gè)功能性動(dòng)作都是持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的。采用間歇式旋轉(zhuǎn)定向傳送棗，一站可同時(shí)處理n顆棗。文懷興等人于2013年研制成功一套紅棗去核切片一體化裝置，它由定位、合模、去核、切片三部分組成。該定位夾持機(jī)構(gòu)是由上下兩列相互垂直排列的鏈構(gòu)成，并與毛刷共同完成紅棗的定向排列。取芯機(jī)構(gòu)使用的是一種雙曲柄滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，它的凸模是一根插入棒和一個(gè)推桿，該推桿是一個(gè)中空的薄壁圓柱體。把棒從棗的一端迅速插進(jìn)，將果核與果肉結(jié)合，讓果核隨果梗一同抽出，再用頂針將果核頂出。削片機(jī)構(gòu)包括一個(gè)可調(diào)節(jié)的擋板，刀槽式送料輪，刀片，在防護(hù)罩和定向傳送鏈滾輪的配合下，紅棗依次落入送料輪上的U形槽中，紅棗也會(huì)隨之而落。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年紅棗產(chǎn)量約773.1萬(wàn)噸，其中約30%需要進(jìn)行去核處理。然而，目前我國(guó)自動(dòng)化去核設(shè)備的普及率僅為20%左右，因此仍有大量的人力物力投入在手動(dòng)去核上。這表明我國(guó)在紅棗去核機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用方面仍有很大的發(fā)展空間。1.3擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題當(dāng)前行業(yè)缺少有關(guān)的資料，而國(guó)內(nèi)行業(yè)也缺少與之對(duì)應(yīng)的紅棗去核機(jī)研究，在設(shè)計(jì)、制造某一類裝備時(shí)，沒(méi)有參考，不能進(jìn)行生產(chǎn)。通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，可以為后續(xù)紅棗去核機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用提供更多的數(shù)據(jù)支持和更多的有效實(shí)例，對(duì)紅棗去核機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用具有重要的意義。1.4主要內(nèi)容1）通過(guò)網(wǎng)上調(diào)查，掌握目前的主要紅棗去核機(jī)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方式，了解目前國(guó)內(nèi)外紅棗去核機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r。2）根據(jù)調(diào)查的結(jié)果和工作原理，制訂紅棗去核機(jī)的整體計(jì)劃。3）根據(jù)整體方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定傳動(dòng)方式、功能實(shí)現(xiàn)方式、動(dòng)力來(lái)源；4）根據(jù)所述的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)諸如潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂、以及標(biāo)準(zhǔn)部件（螺釘、螺栓、卡圈）等部件進(jìn)行選擇。5）對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，并繪制出2D工程圖，并進(jìn)行干涉仿真。

2擬定紅棗去核機(jī)的總體方案2.1明確設(shè)計(jì)要求在保證電機(jī)最小功率大于紅棗去核機(jī)阻力功率，電機(jī)最小扭矩大于紅棗去核機(jī)阻力扭矩的前提下，選取本設(shè)計(jì)紅棗去核機(jī)電壓為220V。對(duì)紅棗去核機(jī)進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括去核機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。確定裝置的動(dòng)力源與傳動(dòng)比，明確裝置的加工效率，確定標(biāo)準(zhǔn)件型號(hào)。實(shí)現(xiàn)去核要求，降低紅棗果實(shí)破損率，提高去核機(jī)適用性，機(jī)械設(shè)計(jì)要求重量輕，成本低，可靠性高，使操作人員的操作更加安全，更加可靠，更加智能化。2.2擬定總體方案本次設(shè)計(jì)的為紅棗去核機(jī)其操作流程為人工將紅棗上料-啟動(dòng)機(jī)器-去核-頂出紅棗-漏斗出收集紅棗和棗核。圖2.1總體方案本設(shè)計(jì)的動(dòng)力傳遞路線為2條，一條為電機(jī)-帶傳動(dòng)-渦輪蝸桿傳動(dòng)-槽輪間歇運(yùn)動(dòng)-錐齒輪傳動(dòng)，一條為電機(jī)-帶傳動(dòng)-蝸輪蝸桿傳動(dòng)-曲柄滑塊-頂針圖2.2傳動(dòng)路線2.3去核部分創(chuàng)新及其工作原理1.紅棗裝在模具采用V型結(jié)構(gòu)，保證能夠適應(yīng)任何大小的紅棗，并且保證紅棗在模具內(nèi)部必定是豎直狀態(tài)。圖2.3紅棗模具2.去核裝置采用管式刀具進(jìn)行去核，通過(guò)圓管切下果核，此時(shí)果核會(huì)卡在圓管內(nèi)部，再由頂針將其頂出，該方法相比于傳統(tǒng)的頂針去核能大大降低破損率。屬于創(chuàng)新之處，屬于優(yōu)化傳統(tǒng)去核裝置。最后由紅棗口共同將果核與去核紅棗頂出，再水中清洗，棗核將會(huì)沉到底部。圖2.4工作流程3.再由紅棗頂出裝置將紅棗壓下，進(jìn)入紅棗收集婁圖2.5紅棗流出示意圖

3關(guān)鍵零部件的計(jì)算與校核3.1引言關(guān)鍵零部件是需要承受大扭矩，大壓力的部件，如齒輪，軸，軸承等。對(duì)于這類重要零件，其受力情況比較復(fù)雜，一般都是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)方法或參考表方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，利用壽命檢驗(yàn)公式對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，從而確保了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。如果不能，再依據(jù)校核結(jié)果對(duì)初始參數(shù)進(jìn)行修改，如此反復(fù)幾次，最后就能完成關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。3.2電機(jī)阻力系的計(jì)算整個(gè)裝置阻力來(lái)源比較多，電機(jī)需要驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿、齒輪、轉(zhuǎn)盤等零件運(yùn)動(dòng)，每個(gè)地方都存在摩擦阻力，而驅(qū)動(dòng)去核的裝置還存在沖核阻力。3.2.1轉(zhuǎn)盤阻力功率計(jì)算轉(zhuǎn)盤的阻力幾乎全部來(lái)源于軸承之間的摩擦力，因此可以粗略估算所有元件的重量，再集中計(jì)算轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)所消耗的摩擦功率。通過(guò)三維軟件質(zhì)量測(cè)量功能測(cè)算大約為60Kg，出于安全考慮，取安全系數(shù)為3，取180Kg為計(jì)算參數(shù)。（1）重力計(jì)算公式： G=mg 其中m為物體的質(zhì)量，Kg；g為的重力加速度，10N/kg；G為物體的重力，N。代入的數(shù)據(jù)可得 G=600N（2）軸承間摩擦力計(jì)算計(jì)算公式為 Ff=μ其中Ff為摩擦力，N；μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，0.02；FN代入的數(shù)據(jù)可得 F（3）阻力矩計(jì)算從本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以看出，沒(méi)有任何一個(gè)軸承直徑大于90mm，因此取45mm作為計(jì)算參數(shù)。計(jì)算公式為： T=F×R （3-3）其中T為扭矩，N·mm；F為零件阻力，N；R為零件阻力力臂，mm。代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得： T=540N?（4）阻力功率計(jì)算計(jì)算公式為：根據(jù)功率扭矩轉(zhuǎn)換公式 P=T其中P為功率，W；T為扭矩，N?mm；n為轉(zhuǎn)速，r根據(jù)整個(gè)裝置最大運(yùn)動(dòng)速度為蝸桿的轉(zhuǎn)速，其大小為2000r代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得： P=113.10084W3.2.2去核裝置阻力功率計(jì)算去核裝置的最大阻力，主要來(lái)源于沖核的一瞬間，由設(shè)計(jì)方案可知，沖核的時(shí)候同時(shí)會(huì)沖紅棗，由于紅棗具有彈性，因此沖棗力要小于沖核力。通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)可知，沖核力大概為10N，運(yùn)動(dòng)速度為100mm/s，達(dá)到此速度才能將棗核沖出。由速度、力計(jì)算可得功率： P=F×V×0.001其中P為紅棗去核機(jī)的功率，W；F為紅棗去核機(jī)零件阻力，N；V為紅棗去核機(jī)零件運(yùn)行速度，mm/s。代入紅棗去核機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算可得： P其余阻力與轉(zhuǎn)盤裝置一樣都為軸承間的摩擦力，參考轉(zhuǎn)盤功率，取摩擦功率為20W即可。由此可知和阻力功率為 P=134W3.3三相異步電機(jī)的選型3.3.1選取電機(jī)的類型電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。這種方法是利用負(fù)載線圈，在轉(zhuǎn)子內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并在旋轉(zhuǎn)時(shí)形成磁耦合扭矩。1.電機(jī)：直流電機(jī)和交流電機(jī)（按電源劃分）。電動(dòng)機(jī)作為本設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備，有兩大類：同步電動(dòng)機(jī)和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。馬達(dá)的關(guān)鍵部件是定、轉(zhuǎn)子，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是由電磁場(chǎng)的基本規(guī)律決定的。該馬達(dá)的工作原理巧妙地將電場(chǎng)作為驅(qū)動(dòng)源，實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，即電與機(jī)械的精密交互作用。2.電機(jī)：直流電機(jī)、異步電機(jī)和同步電機(jī)（按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分）。同步電動(dòng)機(jī)又可劃分為PMSM、MR和滯環(huán)式。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可分成交流換流器和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)兩種類型。而異步電動(dòng)機(jī)又可以細(xì)分為三相交流電動(dòng)機(jī)等。3.電機(jī)：驅(qū)動(dòng)用電機(jī)和控制用電機(jī)（按用途劃分）。該傳動(dòng)馬達(dá)還可以再分為家庭馬達(dá)和其它小型機(jī)械設(shè)備馬達(dá)。在此基礎(chǔ)上，控制器還可以再分為步進(jìn)馬達(dá)和伺服馬達(dá)等。此處使用的電機(jī)對(duì)精度無(wú)要求、對(duì)力矩?zé)o要求，因此選擇電機(jī)類型為三相異步電動(dòng)機(jī)。3.3.2確定電機(jī)的最小功率電動(dòng)機(jī)的最低功率設(shè)置是電動(dòng)機(jī)所能承受的最低限度，當(dāng)實(shí)際需要超出這個(gè)限度時(shí)，電動(dòng)機(jī)的能源供給就會(huì)出現(xiàn)不足，從而造成運(yùn)行中斷，啟動(dòng)緩慢，甚至出現(xiàn)卡滯等情況。由于在卡死的情況下，電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)大大超出正?；蚱饎?dòng)時(shí)的電流，如果長(zhǎng)期卡死，就會(huì)很快造成電動(dòng)機(jī)過(guò)熱而燒壞。因此，保證馬達(dá)的最小輸出功率總是超出實(shí)際需要。由之前計(jì)算可知： P=134W3.3.3確定電機(jī)最小扭矩馬達(dá)的扭矩是馬達(dá)在運(yùn)轉(zhuǎn)中最大的動(dòng)力，如果馬達(dá)受到的扭矩超出馬達(dá)本身的最小扭矩極限，馬達(dá)就會(huì)暫時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這一小段停頓不會(huì)給馬達(dá)帶來(lái)永久的損害。但若長(zhǎng)期作用于馬達(dá)上之扭矩不斷增加，超過(guò)馬達(dá)所能負(fù)荷，則會(huì)造成馬達(dá)過(guò)熱，甚至燒壞。所以，在選用馬達(dá)時(shí)，首先要確定馬達(dá)所需要的最大扭矩，并要保證馬達(dá)的最小扭矩不會(huì)超出實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的扭矩。由電機(jī)轉(zhuǎn)速一般為3000r/min。通過(guò)零件功率與轉(zhuǎn)速可計(jì)算驅(qū)動(dòng)力矩，其力矩計(jì)算公式為：根據(jù)功率扭矩轉(zhuǎn)換公式 T=9549×Pn其中P為的功率，W；T為的扭矩，N?mm；n為的轉(zhuǎn)速，r代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得： T=426.522N?3.3.4查產(chǎn)品目錄確定電機(jī)型號(hào)在保證電機(jī)最小功率大于紅棗去核機(jī)阻力功率，電機(jī)最小扭矩大于紅棗去核機(jī)阻力扭矩的前提下，查閱電機(jī)產(chǎn)品目錄，查得型號(hào)為YE65-55-13的電機(jī)符合使用要求。其參數(shù)為輸出轉(zhuǎn)矩500N?mm；額定功率300W；額定電壓220V；額定轉(zhuǎn)速2940r/min。3.4V型帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1）原始參數(shù)確定傳遞功率：P=134W小帶輪轉(zhuǎn)速：n大帶輪轉(zhuǎn)速：n傳動(dòng)用途：動(dòng)力傳輸載荷性質(zhì)：恒定載荷原動(dòng)機(jī)種類：電動(dòng)機(jī)工作制度：全天工作2）計(jì)算設(shè)計(jì)功率P依據(jù)參數(shù)查手冊(cè)，尋找?guī)鲃?dòng)相關(guān)章節(jié)內(nèi)容，可知設(shè)計(jì)功率的計(jì)算與工況系數(shù)，以及傳遞功率有關(guān)。其計(jì)算公式如下所示。 Pd=其中P為傳遞功率；KA查得工況系數(shù)KA代入數(shù)據(jù)到計(jì)算公式，可得： P圖3.1工況系數(shù)表4）確定紅棗去核機(jī)此處傳動(dòng)帶的類型紅棗去核機(jī)此處傳動(dòng)帶的類型是根據(jù)紅棗去核機(jī)的設(shè)計(jì)功率與紅棗去核機(jī)小帶輪轉(zhuǎn)速的大小確定的，其主要還是通過(guò)查閱帶型選擇經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖選取，經(jīng)過(guò)查表選取類型為II型皮帶。5）計(jì)算V形帶傳動(dòng)比帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比由本次傳動(dòng)需要的輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速確定，其計(jì)算公式如下： i=n1式中：i—傳動(dòng)比；n1—輸入轉(zhuǎn)速，rn2—輸出轉(zhuǎn)速，r計(jì)算可得： i=1.476）計(jì)算小帶輪有效直徑小帶輪的有效直徑類似于同步帶傳動(dòng)中的分度圓直徑，其值為帶輪與皮帶嚙合的最大直徑，綜合紅棗去核機(jī)的尺寸、傳動(dòng)力矩等因素，初步確定小帶輪有效直徑為： d7）計(jì)算大帶輪的直徑大帶輪的直徑是與小帶輪直徑相關(guān)的參數(shù)，與齒輪傳動(dòng)不同，大帶輪的直徑還需要考慮有效線差的數(shù)值，綜合計(jì)算得出，其計(jì)算公式如下： de2=id式中：de2—大帶輪有效直徑de1—小帶輪有效直徑δe—有效線差代入紅棗去核機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算可得d8）驗(yàn)算帶速由于皮帶的材料一般為橡膠，其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如金屬材料，在帶傳動(dòng)復(fù)雜的受力變化中，如果帶速過(guò)快將會(huì)導(dǎo)致皮帶斷裂。根據(jù)之前選定帶傳動(dòng)的帶型為II型皮帶，查閱皮帶參數(shù)表可知，該皮帶最大容許速度為30m/s。若實(shí)際帶速大于30m/s，則屬于危險(xiǎn)情況，需要調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)；若實(shí)際帶速小于30m/s，則說(shuō)明設(shè)計(jì)可靠。實(shí)際帶速計(jì)算公式如下： v=πd式中：v—當(dāng)前紅棗去核機(jī)帶速；dp1—紅棗去核機(jī)n1—紅棗去核機(jī)小帶輪的轉(zhuǎn)速代入紅棗去核機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算可得 v=1.3即等式成立，故實(shí)際帶速遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于危險(xiǎn)帶速，故安全可靠。9）確定中心距中心距的數(shù)值主要有紅棗去核機(jī)的實(shí)際設(shè)計(jì)決定，只要保證中心距滿足中心距安全范圍即可。中心距安全范圍計(jì)算公式： 0.7de1綜合紅棗去核機(jī)安裝形式、紅棗去核機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、市場(chǎng)上紅棗去核機(jī)標(biāo)準(zhǔn)皮帶的長(zhǎng)度、經(jīng)濟(jì)性等多方面考慮決定選取中心距為 a=275.73其值位于安全中心距之類故可取。10）確定帶寬帶寬的值確定步驟是先由帶型確定計(jì)算公式，在根據(jù)實(shí)際公式進(jìn)行計(jì)算，本傳動(dòng)選擇帶的類型為V型帶。帶寬計(jì)算公式為： bS≥F計(jì)算可得： b圓整選取帶寬為： b11）包角驗(yàn)算包角校驗(yàn)主要是檢查紅棗去核機(jī)小帶輪的包角，如果包角太小，就會(huì)使磨擦范圍縮小，引起打滑，在紅棗去核機(jī)皮帶傳動(dòng)中，最小的包角是指紅棗去核機(jī)的小帶輪。其驗(yàn)算公式如下所示。 α=180°?de2代入紅棗去核機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算可得包角α=150°≥120°,故可行。3.5渦輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1）明確傳動(dòng)要求本次設(shè)計(jì)的渦輪蝸桿傳動(dòng)要求將輸入速度降低，由此可以確定傳動(dòng)比為：12傳遞扭矩為：426.522N?2）常用蝸桿分類及特點(diǎn)蝸輪蝸桿傳動(dòng)是一種用來(lái)在空間錯(cuò)列兩個(gè)軸線間進(jìn)行傳遞的一種結(jié)構(gòu)形式。蝸輪蝸桿的螺角應(yīng)與蝸輪的螺角一致?？梢苑殖上铝袔最悾?.阿基米德表示的ZA型蝸輪適用范圍廣，工藝簡(jiǎn)便，適用范圍廣，適用于數(shù)量少，負(fù)載小，轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合。2.ZN型法向直廓圓柱蝸輪易于使用研磨處理，因而具有更高的精度和更高的效率，廣泛應(yīng)用于滾齒機(jī)，磨齒機(jī)中的精密蝸桿副。3.ZZI型漸開(kāi)線圓柱蝸輪易于使用研磨處理，因而具有更高的精度和更高的效率，廣泛應(yīng)用于滾齒機(jī)，磨齒機(jī)中的精密蝸桿副。4.帶錐面包絡(luò)線的ZK型蝸輪易于加工，適用于各種機(jī)器根據(jù)要求和特點(diǎn)可知，本次設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)其載荷較小，而且轉(zhuǎn)速較低，由成本降低原則，選擇ZA型蝸桿。3）ZA蝸桿基本齒廓介紹ZA蝸桿是使用最為廣泛的渦輪蝸桿傳動(dòng)，其基本齒廓如下圖所示。圖3.2基本齒廓（摘自GB/T10087-1998）4）選擇渦輪蝸桿材料由于45#是日常生產(chǎn)中使用最為廣泛的鋼材，因此初定渦輪材料為45#，根據(jù)蝸桿材料必須比蝸輪硬度高的原則，取蝸桿材料為40Cr。5）按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)渦輪蝸桿公式如下： m3q其中：m—渦輪端面模數(shù)；q—蝸桿頭數(shù)；z2σHp—材料許用接觸應(yīng)力，MK—載荷系數(shù)，按經(jīng)驗(yàn)法取1.1~1.4；T2—傳遞扭矩，單位N?計(jì)算可得 m6）按類比法初選模數(shù)目前模數(shù)的確定方法主要是通過(guò)類比相似機(jī)型的機(jī)器，從而確定初選模數(shù)值，初選模數(shù)為2。7）計(jì)算蝸桿頭數(shù)計(jì)算公式： m3q計(jì)算可得： q依據(jù)蝸桿頭數(shù)標(biāo)準(zhǔn)表，圓整得： q8）計(jì)算渦輪齒數(shù)計(jì)算公式： z2=其中：z2i—傳動(dòng)比q—蝸桿頭數(shù)計(jì)算可得： z9）計(jì)算蝸桿分度圓直徑計(jì)算公式： d1=其中：d1—蝸桿q—蝸桿頭數(shù)m—模數(shù)計(jì)算可得： d10）計(jì)算渦輪分度圓直徑計(jì)算公式： d2=其中：d2z2m—模數(shù)計(jì)算可得： d11）強(qiáng)度驗(yàn)算渦輪蝸桿齒面腐蝕、膠合和磨損是其最常見(jiàn)的破壞方式，輪齒斷裂量很小，故按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算是最合理的。所以，只需計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度就可。 σH=其中σH—傳動(dòng)最大應(yīng)力，K—載荷系數(shù)，按經(jīng)驗(yàn)法取1.1~1.4T2—傳遞扭矩，單位d1d2σHp—材料許用接觸應(yīng)力，以小代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得 σ故安全可靠3.6槽輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)由于紅棗去核機(jī)去核的工作流程是轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一下然后再去核機(jī)構(gòu)下壓，因此槽輪的運(yùn)動(dòng)節(jié)拍必須配合曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，從運(yùn)節(jié)拍來(lái)看，轉(zhuǎn)盤移動(dòng)一次，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)往復(fù)一次，其往復(fù)角度由錐齒輪傳動(dòng)控制即可。因此槽輪工作節(jié)拍為主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一次，對(duì)角度無(wú)要求。為了保證運(yùn)動(dòng)的連貫性，因此采用四槽口槽輪機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示。圖3.3槽輪傳動(dòng)示意圖3.7錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1）傳動(dòng)比的選擇根據(jù)實(shí)際的制造需要，選用減速齒輪的齒數(shù)比i=4。2）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)本傳動(dòng)的傳遞扭矩是T=540N?mm，輸出轉(zhuǎn)速n=10.416r/min3）確定各軸轉(zhuǎn)速因?yàn)闇p速齒輪的齒輪比是4，輸入軸速度計(jì)算公式為： n=i?nI式中：nI—紅棗去核機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，r/mini—紅棗去核機(jī)傳動(dòng)比。n—紅棗去核機(jī)輸入轉(zhuǎn)速，r/min。計(jì)算可得紅棗去核機(jī)傳動(dòng) n=41.665r/min4）錐齒輪基本參數(shù)確定齒輪的參數(shù)主要包括分度圓直徑、模數(shù)、齒數(shù)、齒頂圓直徑、齒根圓直徑，但是有一部分參數(shù)是一直保持不變的，分別為：1.齒根圓角系數(shù)在傳統(tǒng)的工業(yè)齒輪和汽車制造業(yè)中，圓柱齒輪的齒根漸開(kāi)線連接曲線及圓角半徑往往被忽視，然而在航空航天領(lǐng)域，這類精度的要求顯得尤為關(guān)鍵。齒根的過(guò)渡圓角設(shè)計(jì)直接決定了齒根應(yīng)力的分布模式，這些應(yīng)力是齒根疲勞裂紋擴(kuò)展的主要驅(qū)動(dòng)因素。因此，對(duì)齒根過(guò)渡圓角半徑如何影響裂紋擴(kuò)展行為的深入探究具有重大的理論與實(shí)踐意義。此處取 P2.壓力角壓力角的概念局限于理論上的機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析，未涵蓋摩擦、組件重力以及動(dòng)態(tài)力等因素。它被定義為在機(jī)構(gòu)操作中，驅(qū)動(dòng)力作用于從動(dòng)件的線與速度方向之間的角度，這個(gè)角度對(duì)評(píng)估傳動(dòng)效率至關(guān)重要。此處取 α=20°3.齒頂高系數(shù)齒輪的齒頂高度是由純粹的幾何關(guān)系決定的，即實(shí)際齒頂與基圓半徑之間的距離，而非受摩擦或負(fù)載條件影響。這一參數(shù)在確定齒輪的幾何構(gòu)型中起著關(guān)鍵作用。模數(shù)作為齒輪設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，由齒輪的齒數(shù)與其分度圓直徑的比例決定，直接決定了齒輪的尺寸規(guī)范。此處取 ?4.頂隙系數(shù)頂隙系數(shù)是指當(dāng)兩個(gè)齒輪對(duì)準(zhǔn)時(shí)，通過(guò)中心線測(cè)量一個(gè)齒輪的齒根圓柱與另一個(gè)齒輪的齒頂圓柱之間的間隙。其設(shè)定的目的是保障齒輪嚙合的順暢性，避免鎖死，并為潤(rùn)滑劑提供儲(chǔ)存空間，從而確保齒輪系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此處取 C頂隙系數(shù)C?5）材料的選擇由于45#是日常生產(chǎn)中使用最為廣泛的鋼材，因此初定大齒輪材料為45#，根據(jù)小齒輪材料必須比大齒輪硬度高的原則，取小齒輪材料為40Cr。小齒輪材料選定為：40Cr大齒輪材料選定為：45#6）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪的設(shè)計(jì)原則為硬齒面齒輪采用接觸疲勞公式進(jìn)行計(jì)算，軟齒面齒輪采用彎曲疲勞強(qiáng)度公式計(jì)算，本次設(shè)計(jì)公式為： d≥3其中：ZE—彈性影響系數(shù)ZH—節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ψR(shí)—齒輪面系數(shù)i—傳動(dòng)比；σHP—根據(jù)之前的參數(shù)要求以及分析可知此處取ZE=450MPa12，ZH=3.3，ψR(shí)=2.7，i=1，σHP=500MPa計(jì)算可得： d最終確定最小的分度圓徑為： d7）確定齒數(shù)計(jì)算公式為： Z=c?5i計(jì)算得大齒輪齒數(shù)為33，小齒輪齒數(shù)為23。8）模數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得大端模數(shù)計(jì)算公式為： m=d/z=4.5mm （3-23）取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4.5mm，由于大齒輪和小齒輪需要實(shí)現(xiàn)嚙合所以要求模數(shù)相等。9）大端分度圓直徑 d d10）節(jié)錐頂距 R=11）節(jié)圓錐角 δ δ12）大端齒頂圓直徑小齒輪：d大齒輪：d13）齒寬齒形寬度指的是齒輪軸上的兩條邊之間的距離，也就是齒面的寬度。液壓支架是液壓支架的關(guān)鍵部件之一，其性能的好壞將直接影響液壓支架的正常工作和提高液壓支架的傳動(dòng)效率。計(jì)算公式： b=ψR(shí)式中：b—齒寬，mm；ψR(shí)R—齒形系數(shù)，mm為了滿足嚙合條件小齒輪一般比大齒輪窄，并由計(jì)算可得： b=15mm由于大小齒輪要求齒寬一致：b14）強(qiáng)度校核計(jì)算 σH=代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：σH所以設(shè)計(jì)符合強(qiáng)度要求。3.8轉(zhuǎn)盤軸的設(shè)計(jì)在本章中軸的使用非常多，由于轉(zhuǎn)盤軸是使用在最終的轉(zhuǎn)盤下，其受力作用更加直接，因此以轉(zhuǎn)盤軸為對(duì)象展開(kāi)設(shè)計(jì)計(jì)算。為確保其通用性，在進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)其尺寸、材質(zhì)及外形有較全面的認(rèn)識(shí)。關(guān)于精確度與容差，有的為了提高性能而增加投資，有的把成本放在首位。但其基本的設(shè)計(jì)理念并未發(fā)生變化，其主要目的是減輕重量、降低成本、簡(jiǎn)化加工；最好的設(shè)計(jì)，應(yīng)該是為滿足以上需求而提供更便捷的服務(wù)。這臺(tái)設(shè)備的設(shè)計(jì)有很多的不確定因素，本次憑借著經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多次的嘗試，從而確定參數(shù)。而最終的檢驗(yàn)和參數(shù)的選擇，就顯得尤為重要了。在選擇參數(shù)的時(shí)候，參考經(jīng)驗(yàn)表，然后由設(shè)計(jì)者來(lái)確定。軸校核主要有三個(gè)方面，分別是：1.彎曲強(qiáng)度校核2.扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核3.臨界轉(zhuǎn)速校核軸的設(shè)計(jì)與很多機(jī)械設(shè)備一樣，都是先初定，再確定尺寸，再校核。1）軸的材料選擇在初始材料選擇階段，優(yōu)先考慮那些具備適中強(qiáng)度、易于替換且僅需一次徹底檢驗(yàn)便能滿足功能需求的材料。這樣的決策旨在通過(guò)一次性的材料測(cè)試來(lái)確保其性能，同時(shí)在原料選取上，我們傾向于選擇那些產(chǎn)量大、成本效益高的選項(xiàng)，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和效率的雙重考量。2）計(jì)算參數(shù)準(zhǔn)備軸的作用是傳遞扭矩，而非承載力，因此，在合適的條件下，通過(guò)扭矩，求出軸直徑的最小值。傳遞功率P=113.10084W。傳遞轉(zhuǎn)速n=10.416r/min3）估算最小軸徑軸的主要任務(wù)在于傳遞扭矩，而非承受重量。我們能夠運(yùn)用扭矩的原理，在符合條件的情境下，尋找到軸徑的最小值。通過(guò)深入探討軸的運(yùn)行用途、性能要求以及旋轉(zhuǎn)速度，我們能夠借助數(shù)學(xué)公式初步估算軸的尺寸。其估算公式如下： d≥A3P式中：A—系數(shù)，查表可得；d—軸徑，mm；P—軸傳遞的功率，w；n—軸的轉(zhuǎn)速，r/a—空心軸內(nèi)徑與外徑的比值。圖3.4軸材料的A值將數(shù)據(jù)代入計(jì)算公式可得： d≥18.36mm綜合考慮，圓整最小直徑為： d=21mm4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)先前推導(dǎo)出的最小尺寸軸徑，我們兼顧經(jīng)濟(jì)效率、安全性以及材料性能的多維度考量，針對(duì)軸心的不同功能特性，精細(xì)設(shè)定其肩部結(jié)構(gòu)、鍵槽位置、軸心角度等參數(shù)。然后，運(yùn)用Solidworks這款專業(yè)軟件，精確構(gòu)建零件在徑向和軸向方向上的詳細(xì)幾何形態(tài)，包括側(cè)邊階梯和鍵孔等關(guān)鍵元素，最終整合形成完整的軸體模型。圖3.5軸的結(jié)構(gòu)3.9曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)曲柄滑塊結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，本次采用圖解法繪制草圖，再約束所需的往復(fù)距離。測(cè)得曲柄長(zhǎng)度為45mm，連桿長(zhǎng)度為75mm，滑塊導(dǎo)軌采用直線軸承代替。其結(jié)構(gòu)如下所示。圖3.6曲柄滑塊機(jī)構(gòu)示意圖3.10去核裝置的設(shè)計(jì)去核裝置采用的是先管切再頂針頂出的結(jié)構(gòu)，先使用罐狀切刀下壓，再將果核頂出落到紅棗模具內(nèi)，最后由左邊的頂出桿將紅棗和棗核共同頂出。之后水洗分離棗核即可，紅棗將會(huì)浮于水面，棗核將會(huì)沉入水中。圖3.7去核裝置示意圖3.11機(jī)架的設(shè)計(jì)3.11.1機(jī)架焊接材料的性能要求焊件中所含有的含碳量是影響焊接質(zhì)量的重要因素。對(duì)于焊接性，宜選用低合金鋼和低碳鋼。在動(dòng)力、碰撞和易受沖擊部位，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的屈服強(qiáng)度和沖擊韌度等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。較好的塑性及成型性能，具有較好的抗沖擊韌性，較好的彎曲、折邊、沖壓等加工性能，可降低焊縫的殘余應(yīng)力，降低焊縫的應(yīng)力集中，降低裂紋的發(fā)生。1）板材厚度的選用要求隨著板材厚度的增加，焊縫區(qū)脆性增加，同時(shí)出現(xiàn)明顯的脆性。一般情況下，框架板的最大厚度是30-40mm。裸露的金屬片應(yīng)具有5毫米的厚度，這是因?yàn)樗诘V山受到潮濕，潮濕和污染的空氣的影響。2）板材鋼號(hào)的選用要求機(jī)架的主梁不但要能承受大的靜態(tài)荷載，而且要能經(jīng)受住運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)態(tài)荷載和沖擊荷載，這是一種非常重要的結(jié)構(gòu)形式。因此，機(jī)架梁一般選用Q345,Q390,Q420等低合金結(jié)構(gòu)鋼。這三種鋼的碳含量均低于0.2%，碳當(dāng)量CE略高于0.45%，選擇C、D和E級(jí)，它們的焊接性都非常好。當(dāng)板厚為8。20毫米時(shí)，在施焊之前，無(wú)需預(yù)熱。還可以選擇含有少量碳含量為0.3%的合金結(jié)構(gòu)鋼。還可以選用高質(zhì)量的碳素鋼，它的碳含量最好在0.35%以下。考慮到機(jī)架副構(gòu)件的承載能力低，推薦選用碳含量為0.14%-0.28%的Q235A和Q255A等碳素結(jié)構(gòu)鋼。當(dāng)荷載較大時(shí)，推薦選用Q295、Q345等低合金鋼。對(duì)結(jié)構(gòu)較大的裝置，較接部位要接耳，柴油機(jī)和大梁相連的底盤，以及以蓄電池為電源的裝置；其儲(chǔ)能器支撐為懸臂式框架，其受動(dòng)、靜態(tài)載荷均較大，推薦選用Q420、Q460等低合金結(jié)構(gòu)鋼，其焊接性好，經(jīng)正火或正火后回火后，其綜合機(jī)械性能及沖擊韌性均有顯著提高。3.11.2焊接件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則對(duì)于一般的構(gòu)件，目前還沒(méi)有針對(duì)一般的構(gòu)件進(jìn)行大規(guī)模的分析和計(jì)算，一般都是以應(yīng)力為基礎(chǔ)進(jìn)行的。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析時(shí)，必須充分重視這一點(diǎn)。本文對(duì)該滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，并給出了該滑坡的數(shù)值分析。然后，比較了它們與相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，得到了它們的三個(gè)容許應(yīng)力值。在設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有一個(gè)零件的壓力超過(guò)它的容許壓力。它的安全性可以按焊接件的受力情況或荷載情況來(lái)決定。在鑄造-鍛造-焊接復(fù)合焊接結(jié)構(gòu)中，常采用鑄造-焊接或鍛-板相結(jié)合的方法，以滿足使用需求及焊接技術(shù)的需求，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、接頭少、易于焊接等優(yōu)點(diǎn)。這類零件的選材應(yīng)兼顧其機(jī)械特性和焊接性。構(gòu)架梁宜選用鋼板、角鋼及工字形結(jié)合的箱形結(jié)構(gòu)?；蛴袦喜鄣慕ㄖ?，不允許使用標(biāo)準(zhǔn)的工字梁、槽溝和它們的組合。在同等載荷情況下，普通工字鋼和槽鋼的重量要比普通工字鋼和槽鋼大得多，而且加工難度大。有些零件的焊接性能不佳，要在焊接之前進(jìn)行加熱，然后在焊接后立即進(jìn)行熱處理，這樣可以減小焊接時(shí)的應(yīng)力。由于自身結(jié)構(gòu)所限，難以切削的部位，可采用奧氏體鋼作焊條，無(wú)需進(jìn)行預(yù)熱即可，同時(shí)保持鋼材的力學(xué)性能。焊接后無(wú)需去除內(nèi)部應(yīng)力。3.11.3本焊接機(jī)架設(shè)計(jì)機(jī)架是底座、馬達(dá)、軸承座等的重要配件，一般框架的主體材料是型材，而這一次的機(jī)架是針對(duì)輕量化設(shè)備，因此采用了槽鋼作為原材料。該機(jī)架采用空心焊接構(gòu)造，使整機(jī)質(zhì)量大幅下降，制造費(fèi)用大幅下降。焊接機(jī)架不僅可以確保機(jī)架的強(qiáng)度，而且可以減少制造費(fèi)用。使用標(biāo)準(zhǔn)型材料，可以減少制造費(fèi)用。圖3.8機(jī)架3.12輔助元件的選型3.12.1軸承的選型與校核本設(shè)計(jì)中使用軸承的地方非常多，但是計(jì)算方法、設(shè)計(jì)方法基本沒(méi)多大區(qū)別，因此以轉(zhuǎn)盤支撐軸承為對(duì)象展開(kāi)設(shè)計(jì)。其余軸承同理。（1）軸承類型的確定軸承種類繁多，其中深溝球軸承以其卓越的制造可行性、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的成本和精簡(jiǎn)的構(gòu)造脫穎而出。它有效地鎖定軸線，確保其在允許的游隙范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。GCr15材料軸承以其獨(dú)特的特性占據(jù)一席之地，如出色的耐磨損性能、顯著的抗接觸疲勞強(qiáng)度以及優(yōu)良的熱成型性。在設(shè)計(jì)上，螺釘?shù)膽?yīng)用巧妙地解決了密封軸承組件,包括密封座和蓋與內(nèi)軸承外圈端面潛在的縫隙問(wèn)題，從而徹底消除了游隙可能帶來(lái)的任何負(fù)面影響。表3-1常用滾動(dòng)軸承類型的主要性能和特點(diǎn)軸承名稱類型代號(hào)典型結(jié)構(gòu)代號(hào)極限轉(zhuǎn)速主要性能和特點(diǎn)調(diào)心球軸承110000高調(diào)心軸承的主要功能在于徑向承載，然而它也能在低限度下支撐軸向力的作用。調(diào)心輥軸承因其獨(dú)特的設(shè)計(jì)，專為處理高扭矩傳動(dòng)軸而生。得益于采用滾筒作為支撐，它不僅保證了軸心的穩(wěn)定，還能承受巨大的扭矩負(fù)荷。圓錐滾子軸承330000中圓錐滾子軸承的獨(dú)特設(shè)計(jì)使其能同時(shí)高效地承受徑向和軸向的雙重負(fù)載需求。圓錐形滾動(dòng)軸承以其多向負(fù)載能力見(jiàn)長(zhǎng)，能夠有效地應(yīng)對(duì)軸向和徑向方向的雙重壓力，展現(xiàn)出強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和靈活性。深溝球軸承660000高它專為單一的徑向壓力設(shè)計(jì)，但可適度包容雙向的輕微軸向壓力。當(dāng)前最常見(jiàn)的軸承類型非深溝球軸承莫屬，它巧妙地將滾輪嵌入深溝球座并通過(guò)孔洞固定，安裝位置靈活，而且設(shè)計(jì)允許在外環(huán)增設(shè)定位槽以增強(qiáng)功能。角接觸球軸承770000高角接觸球軸承具有多功能性，能有效分散徑向、雙向以及有限的軸向復(fù)合壓力。單列角接觸球軸承的獨(dú)特之處在于其接觸角越大，能承載的軸向載荷就越高。這種軸承的核心優(yōu)勢(shì)在于，它憑借接觸角有效分擔(dān)軸向壓力，并通過(guò)微調(diào)軸向移動(dòng)來(lái)補(bǔ)償內(nèi)部間隙。圓柱滾子軸承NN0000高圓柱形軸承以其出色的扭力承載能力著稱，內(nèi)外環(huán)結(jié)構(gòu)使其特別適用于單向的軸向負(fù)載情況。圓柱形滾動(dòng)軸承與調(diào)整軸共同適應(yīng)高強(qiáng)度的大扭矩工作環(huán)境，展現(xiàn)出卓越的適應(yīng)性和可靠性。滾針軸承NANA0000低圓柱形軸承以其出色的扭力承載能力著稱，內(nèi)外環(huán)結(jié)構(gòu)使其特別適用于單向的軸向負(fù)載情況。圓柱形滾動(dòng)軸承與調(diào)整軸共同適應(yīng)高強(qiáng)度的大扭矩工作環(huán)境，展現(xiàn)出卓越的適應(yīng)性和可靠性。本場(chǎng)合為低轉(zhuǎn)速、高扭矩場(chǎng)合，選擇軸承類型為圓柱滾子軸承。（2）軸承型號(hào)選取在低速輕載的工作環(huán)境中，可按最小軸徑選擇軸承，本處最小軸徑為40mm，故選擇30208GB297-94軸承。其當(dāng)量額定動(dòng)載荷為20000，孔徑為40mm，符合設(shè)計(jì)要求（3）軸承的校核1）校核軸承額定靜載荷由應(yīng)力分析可知，作用于軸承的徑向負(fù)荷為200N，而軸承內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速為10.416r/min額定靜載荷的計(jì)算公式： C=f式中：f?、fm、fn、fT、fd f f f f fP—為徑向載荷，KNC—為當(dāng)量靜載荷，KN計(jì)算可得 C遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于選型軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，因此選取可靠。2）校核軸承溫升溫升計(jì)算公式： Q=1.05×式中：Q-發(fā)熱功率，KW；M-摩擦力矩，N·mn-軸承轉(zhuǎn)速，r/計(jì)算可得： Q根據(jù)空氣單位時(shí)間散熱量為100KW，而本次計(jì)算結(jié)果小于100KW，因此校核通過(guò)。3.12.2鍵的選型與校核本設(shè)計(jì)中使用鍵的地方非常多，但是計(jì)算方法、設(shè)計(jì)方法基本沒(méi)多大區(qū)別，因此以電機(jī)小帶輪鍵為對(duì)象展開(kāi)設(shè)計(jì)。其余鍵同理。1）鍵的類型介紹鍵是用來(lái)傳遞軸與軸上部件之間扭矩的重要零部件，通常用來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪、滑輪、連桿、同步帶輪等傳動(dòng)部件。目前鍵的種類有用于平行移動(dòng)的花鍵，也有只傳動(dòng)力矩的平鍵，其中平鍵是使用最為廣泛的種類。另外楔形鍵也是主要的傳力元件，由于楔形鍵沒(méi)有間隙，因此其主要用于高精度的場(chǎng)合。普通型平鍵雙側(cè)作為工作面的平鍵，其動(dòng)力傳輸依賴于鍵的側(cè)面。得益于其對(duì)稱構(gòu)造，此類平鍵在安裝和拆卸上表現(xiàn)出顯著的便捷性，被廣泛應(yīng)用。導(dǎo)向性平鍵這種平鍵的導(dǎo)向邊承擔(dān)扭矩傳輸?shù)娜蝿?wù)，保證了精確的對(duì)齊效果，是常用的鍵類型。它能通過(guò)螺釘穩(wěn)定地固定于旋轉(zhuǎn)軸，常見(jiàn)于變速箱的滑動(dòng)組件中?；I與多數(shù)平鍵類似，活動(dòng)式平鍵依靠側(cè)面?zhèn)鬟f力量，具備良好的對(duì)稱性，方便安裝和拆卸。其特殊之處在于，它固定于運(yùn)動(dòng)部件上，區(qū)別于常規(guī)的固定在基座上的導(dǎo)向鍵。半圓鍵半圓鍵的接觸面呈半圓形狀，適用于承受輕度負(fù)荷的場(chǎng)合。普通型楔形鍵楔形鍵的工作面由頂部和底部的傾斜面構(gòu)成，通過(guò)外力使其嵌入軸和轂的槽中。其高摩擦系數(shù)的表面使扭矩傳遞依賴于摩擦力，這種方法簡(jiǎn)潔有效，適用于各種用途。端面鍵末端平鍵通過(guò)端面?zhèn)鬟f扭矩，通常固定在盤的端部并相互配合，常見(jiàn)于機(jī)床主軸系統(tǒng)內(nèi)。3-2常用鍵的類型2）確定鍵的類型鍵的類型確定原則是根據(jù)使用場(chǎng)合、傳遞力矩、傳遞速度決定的，此處對(duì)鍵的場(chǎng)合要求為一般力矩、可以存在間隙，不需要導(dǎo)向。因此，確定鍵的類型為普通型平鍵。3）依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和工況確定鍵的尺寸鍵的尺寸主要使用軸的直徑來(lái)決定的，直徑越大的軸傳遞力矩需要的平鍵也越大，平鍵的主要參數(shù)有長(zhǎng)度、寬度、高度三個(gè)參數(shù)。本設(shè)計(jì)通過(guò)先初選平鍵再進(jìn)行強(qiáng)度校核，若強(qiáng)度符合使用要求則說(shuō)明確定的平鍵尺寸符合要求，若強(qiáng)度不夠，則增加其高度和寬度。本設(shè)計(jì)，由經(jīng)驗(yàn)確定平鍵尺寸為6mm×6mm×35mm。4）校核平鍵強(qiáng)度由紅棗去核機(jī)的工況查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得校核公式： σP=式中：σP—紅棗去核機(jī)鍵實(shí)際應(yīng)力，MPσPP—紅棗去核機(jī)鍵的許用應(yīng)力，MPT—紅棗去核機(jī)鍵的傳遞扭矩，N?mmk—紅棗去核機(jī)鍵的接觸高度，取總高度的0.4倍，mmd—紅棗去核機(jī)鍵的2倍矩長(zhǎng)值，mml—紅棗去核機(jī)鍵的工作長(zhǎng)度，即鍵與兩邊面接觸的長(zhǎng)度，mm代入紅棗去核機(jī)的工況計(jì)算得： 346.88MPa≤5）確定平鍵所用材料與材料強(qiáng)度初定鍵的材料為45#鋼，其許用應(yīng)力為450Mpa，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后，其強(qiáng)度能達(dá)到500Mpa，本設(shè)計(jì)以強(qiáng)度較低的450Mpa進(jìn)行校核。由之前計(jì)算可得 346.88MPa≤450MP故，校核通過(guò)。4建立三維模型4.1Soildworks軟件簡(jiǎn)介SolidWorks是一種基于圖形、尺寸和文檔信息的零件的三維造型方法。具有數(shù)控加工，機(jī)構(gòu)分析，運(yùn)動(dòng)模擬，有限元分析等多種能力。在行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。SolidWorks軟件有很多優(yōu)勢(shì)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：可視化界面，操作簡(jiǎn)單。草圖功能。3）特征建模及裝配功能。4）生成二維圖簡(jiǎn)便準(zhǔn)確。5）集成性強(qiáng)大。6）可擴(kuò)展性強(qiáng)大。7）SolidWorks具備強(qiáng)大的插件式能力。SolidWorks有三種參數(shù)化設(shè)計(jì)建模的方法，包括程序法、系列化配置法和參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)法。4.2建立零件模型通過(guò)草圖、拉伸、