某鴨蛋蛋清蛋黃分離機的上料與磕蛋裝置設計計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u25379某鴨蛋蛋清蛋黃分離機的上料與磕蛋裝置設計計算過程案例 1141341.1電機的選擇與計算 235461.2傳動比的計算 3251521.2.1確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 3105701.2.2計算各軸的轉速 3245541.3帶傳動設計計算 4203531.1.1選定帶型和基準直徑 4251601.1.2軸間距的確定 4290521.1.3計算帶的根數Z 5268071.1.4計算單根V帶的初拉力F0 5251341.1.5帶輪設計 5120951.4鏈傳動計算 7222381.4.1初始條件 7168931.4.2計算當量的單排鏈計算功率 7285051.4.3計算中心距和鏈節(jié)數 774371.4.4鏈輪的設計 8175431.5傳動軸設計 10133561.6磕蛋機構 17239401.7上料機構的設計 18250421.7.1水箱 18226131.7.2分揀機構 1874791.7.3沖洗風干機構 19此裝置由電動機作為動力，主要實現上料與磕蛋的功能，工人只要將咸鴨蛋倒入上料水箱中，由于水箱中充滿了水，使咸鴨蛋進入水箱的時候，不會由于碰撞使蛋殼破裂，水箱的下底板鋪滿了分揀輪，咸鴨蛋掉落到分揀輪上，分揀輪向前運動的同時將咸鴨蛋帶著向前運動，又因為分揀輪只有凹槽的地方才能穩(wěn)定的裝下咸鴨蛋，分揀輪其他地方的咸鴨蛋由于前面的擋板只能重新掉落到水箱當中，通過分揀輪的自轉帶動咸鴨蛋進行自轉，使在咸鴨蛋由分揀輪托著向前運動的同時，分揀輪傳送帶上方的高壓水噴頭充分的對咸鴨蛋蛋殼表面的黃泥進行沖洗，后進行風干。接下來咸鴨蛋進入到磕蛋裝置中，磕蛋裝置要實現接蛋——磕蛋——開殼——拋殼，是個功能。過程為蛋托接住咸鴨蛋后由磕蛋刀磕開，后將蛋殼分開，使蛋清蛋黃從蛋殼中掉落下來，運行一段時間后，將蛋殼拋到指定地方。1.1電機的選擇與計算本課題中為保證上料機構與磕蛋機構之間的配合所以這兩個機構采用同一個電機作為動力。電機到工作軸之間采用帶傳動與齒輪減速該電機用于驅動上料系統的傳送機構與磕蛋機的旋轉軸和軸上的磕蛋機構，所以要求轉速較低，轉矩較大，不需要改變電機轉動的方向，工作環(huán)境有可能接觸到水，所以選擇防腐蝕的三相異步電動機。電機功率計算，傳送帶運行速度為0.2m/s，傳送帶自重約為60kg,傳送帶是最大載重約為14kg行程為2800mm，提升高度850mm.加上磕蛋機構的的旋轉軸與軸上零件推測電機阻力為2000N:(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)F——電動機阻力;PW——工作所需要功率：Pd——所需電機功率：?1——帶傳動效率：?2——滾珠軸承效率：?3——鏈傳動效率：查資料可知=0.96，=0.96，=0.98，=0.98.根據公式：(3-5)選擇電動機時要選擇電機額定功率大一機器所需最大功率，根據資料選擇三相異步電動機YCTD100-4A電動機，參數如表3-1。表3-1上料與磕蛋機構電動機的技術參數項目參數項目參數電機類型三相異步電動機極數電機型號YCTD100-4A額定轉速（r/min）1250~100額定電壓380額定功率(KW)0.55因為本機構需要的轉速較低，所以固定選擇100r/min的轉速。由于執(zhí)行機構需要的轉速是10r/min所以在傳動過程中要對其進行減速。1.2傳動比的計算1.2.1確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比（1）總傳動比：由選定的電動機滿載轉速nm和所需要的磕蛋機主軸轉速n，得傳動裝置總傳動比為:i（3-6）傳動比分配電機到減速輸入軸的傳動比為2.6。輸入軸的轉速為：（3-7）輸入軸到輸出軸的傳動比為：（3-8）1.2.2計算各軸的轉速輸入軸：（3-11）輸出軸：（3-13）工作軸：（3-14）1.3帶傳動設計計算帶傳動可以進行長距離的傳動，并起到減震作用和緩沖作用,第一級傳動采用帶傳動是比較好的選擇。1.1.1選定帶型和基準直徑（1）確定計算功率P查表得工作情況系數KA(3-15)選擇A型V帶帶型查表小帶輪基準直徑dd1根據傳動比4確定大帶輪基準直徑dd21.1.2軸間距的確定初選軸間距為280~800（mm）.計算所需基準長度：（3-16）（3-17）查表選擇帶的基準長度Ld計算實際中心距a。（3-18）（3-19）帶輪的中心距選擇范圍285~777mm之間，根據實際情況選擇738mm。1.1.3計算帶的根數Z由dd1=75mm和nm=100r/min,得再根據nm=100r/min,=2和A帶型，得Δp0=0.05kw。驗算帶速V（3-20）驗算小帶輪的包角∝（3-21）計算帶輪的根數Z查表得=0.98，=0.81,故：Pr（3-22）（3-23）取3根。1.1.4計算單根V帶的初拉力F0A型帶的單位長度質量,所以（3-24）計算壓力軸F（3-25）1.1.5帶輪設計小帶輪的材料采用HT250因為直徑采用實心式帶輪。大帶輪的材料采用HT250,因為直徑為300mm采用腹板式帶輪。根據A型帶基本參數bd=11mm, hamin=2.75,hfmin=8.7,e=15±0.3,fmin=9,δmin=9,;圖3-1小帶輪圖3-2大帶輪表3-2帶傳動的基本參數帶型A型小帶輪基準直徑d80mm帶的基準長度L1250~2200mm大帶輪基準直徑d315mm實際中心距a306~797mm單根V帶的初拉力F397.71N1.4鏈傳動計算鏈傳動的特點是能夠進行長距離的傳動，且能夠保證傳動的準確性，因為后面就是執(zhí)行部件，需要保證傳動的平穩(wěn)，由此采用鏈傳動。1.4.1初始條件傳動功率P：0.528（kW）主動軸轉速n1：25（r/min）從動軸轉速n2：10（r/min）傳動速度v:V<1傳動種類:傾斜傳動傳動比i：2.5主動機機械特性:運轉平穩(wěn)從動機機械特性:運轉平穩(wěn)中心距不可調有張緊裝置1.4.2計算當量的單排鏈計算功率（3-26）式中：KA—工作情況系數，KA=1;KZ—主動鏈輪系數，;KP—多排鏈系數;P—傳遞的功率，KW;選擇主動輪齒數Z1為17軌跡傳動比2.5得到大齒輪Z2的齒數為42，；選擇鏈號：12A鏈條節(jié)距：19.05mm1.4.3計算中心距和鏈節(jié)數初選中心距a0=20：（3-27）鏈長節(jié)數X0:（3-28）實際鏈長節(jié)數X圓整為70鏈條長度L：（3-29）（3-30）鏈速V：（3-31）理論中心距a=378mm（3-32）取Δa=0.003實際中心距=376.7mm.1.4.4鏈輪的設計鏈條的型號為12A，小鏈輪齒數為17，大鏈輪的齒數為42，小鏈輪分度圓直徑：（3-33）小鏈輪齒頂圓直徑：112mm（3-34）小鏈輪齒根圓直徑：=91.76mm（3-35）小鏈輪齒高：（3-36）（3-37）小鏈輪最大齒側凸圓直徑：（3-38）小鏈輪齒槽圓弧半徑：（3-39）小鏈輪齒溝圓弧半徑：（3-40）齒溝角：（3-41）（10）大鏈輪分度圓直徑：（3-42）（11）大鏈輪齒頂圓直徑：（3-43）（3-44）（12）大鏈輪齒根圓直徑：=241.01（3-45）（13）大鏈輪齒高：（3-46）（3-47）（14）大鏈輪最大齒側凸圓直徑：（3-48）（15）大鏈輪齒槽圓弧半徑：（3-49）（16）大鏈輪齒溝圓弧半徑：（3-50）（17）大鏈輪齒溝角：（3-51）圖3-3小鏈輪圖3-4大鏈輪1.5傳動軸設計1.由1.1得功率P1=0.55KW,轉速n1=25r/min,求轉矩T1T2.求作用在鏈輪上的力已知小鏈輪的分度圓直徑為:d1=101.7mm則:FF1.初步確定軸的最小直徑第一估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45Cr，調質處理，根據表，取:A0=97，于是得d安裝大鏈輪處軸的直徑d5是輸入軸的最小直徑。4.軸的結構設計圖圖3-5軸的結構設計圖5.確定各個軸段的直徑和長度(1）為了滿足小鏈輪的軸向定位要求，故取直徑d5=45mm，根據小鏈輪的裝配要求L5=20mm；d3段是與大帶輪配合的所以l3=55mm,d3=60mm，d2=63mm。d1為與軸承配合的直徑，初步選擇滾動軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據d5=45mm，選擇GB╱T7810-2017[帶立式座軸承(UCP)UCP210]。圖3-6GB╱T7810-2017[帶立式座軸承(UCP)UCP210]表3-3GB╱T7810-2017[帶立式座軸承(UCP)UCP210的基本尺寸帶座軸承代號軸承代號座代號座尺寸/mmUCPUCPAmaxHH2maxNminNmaxN1minJLmaxUCP210UC210P2106157.2231719.520.5159208軸承尺寸/mmdDBSCmind509051.61920M10所以d1=d4=50mm,L1=51.6mm。選擇GB╱T18324-2001[銅合金軸套(F型)F50×60×40]第二系列固定大帶輪。圖3-7軸承套表3-4軸承套數據內徑d1外徑d2翻邊外徑d3翻邊寬度b2外徑d2翻邊外徑d3翻邊寬度b2寬度b1倒角退刀槽寬u第一系列第二系列45°C1,C2max15°C2max5055602.5606854050600.832所以L4=101.6mm。（3）選擇大帶輪與軸承座的距離為8mm,所以L2=19.5mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。6、軸的受力分析和校核（1）由表3-1知，軸上的功率、轉速和效率為P=0.55Kwn=25r/minη=0.96所以，轉矩為：作軸的計算簡圖:圖3-8軸的計算簡圖根據圖3-5得T=51.6mm第一段軸中點距左支點距離L1=(20/2+101.6/2-40/2)mm=40.8mm齒寬中點距左支點距離L2=(56/2+40+51.6/2)mm=91.8mm齒寬中點距右支點距離L3=(56/2+19.5+51.6/2)mm=71.3mm（3）計算軸的支反力：水平面支反力：FF垂直面支反力：FF（4）計算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面C處的水平彎矩：M截面C處的垂直彎矩：M分別作水平面彎矩圖和垂直面彎矩圖。圖3-9水平面彎矩圖圖3-10垂直面彎矩圖截面C處的合成彎矩：M=作合成彎矩圖。圖3-11合成彎矩圖作轉矩圖。圖3-12轉矩圖（6）按彎扭組合強度條件校核軸的強度：通常只校核軸上承受最大彎矩和轉矩的截面（即危險截面C）的強度。必要時也對其他危險截面（轉矩較大且軸頸較小的截面）進行強度校核。根據公式（14-4），取=0.6，則有：σ故設計的軸有足夠的強度，并有一定的裕度（注：計算W時，忽略單鍵槽的影響）。1.6磕蛋機構磕蛋機的原理是利用刀架的旋轉，帶動刀架上磕蛋抓繞軸旋轉，且刀架與軸是分離的，軸上有限位塊，使磕蛋抓上的左右蛋托與蛋托中間的蛋刀，和壓蛋板按設計的運動軌跡進行工作。磕蛋刀2、左托蛋板3、右托蛋板4、壓蛋板圖3-13磕蛋抓簡圖合壓蛋板進蛋抬壓蛋板提刀合壓蛋板進蛋抬壓蛋板提刀拋殼拋殼左右蛋托分開左右蛋托分開磕蛋機構設計的關鍵是要根據咸鴨蛋的大小設計一個抓手，抓手能夠在特定的的地方開合，接主拋下的咸鴨蛋并夾緊咸鴨蛋然后，然后使用磕蛋刀將每一個磕蛋抓之間間隔60mm，一排四個，一周六個共24個磕蛋抓1.7上料機構的設計上料機構由水箱部分，分揀部分，清洗部分，風干部分以及讓其相互配合的各個零件組成，使機器能實現快速上料與清洗的功能。根據咸鴨蛋的大小和咸鴨蛋的外形結構設計專門的上料工具。1.7.1水箱其中水箱的作用是為了實現快速上料而設計的，其中的原理是利用水的浮力使咸鴨蛋倒入箱中減少互相碰撞或與箱體和底部的分揀輪碰撞產生相互作用力從而避免咸鴨蛋破碎。水箱的寬度應與分揀部分的寬度相配合，并使分揀部分處于水箱的底部。為了避免漏水水箱應與分揀機構的機架為一體。1.7.2分揀機構分揀機構由分揀輪，分揀輪軸、鏈條、鏈輪、軸承、摩擦帶、機架組成。分揀輪如圖（3-9）分揀輪呈一條直徑不同圓棍狀，一般鴨蛋的大小為大徑約為50mm,小徑約為30mm,據磕蛋部分磕蛋抓對應的地方就是分揀輪將咸鴨蛋所放在的地方，所以分揀輪的每個凹槽之間的距離為60mm又因為為了保護咸鴨蛋不會被在上料的時候不被磕壞分揀輪所有的點之間都是平滑過渡，分揀輪的最大軸徑處為40mm，它的總體作用是使咸鴨蛋有序且安裝規(guī)定的路徑進入到磕蛋部分。選擇軸承在分揀輪向前移動的同時，也應進行自轉，為了對咸鴨蛋進行完全清洗。所以跟據分揀輪的最大軸頸選擇深溝球軸承，代號6000，內徑d為10