花生剥壳机设计说明书.docx
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花生剥壳机设计说明书
本科毕业设计（论文）
题目:
花生剥壳机的设计
英文题目：
Thedesignofthepeanutsheller
学院：
专业：
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学号：
指导教师：
2015年11月22日
毕业设计（论文）独创性声明
该毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。
其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。
作者签名：
日期：
年月日
毕业设计（论文）使用授权声明
本人完全了解XX学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：
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保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。
作者签名：
导师签名：
日期：
年月日
摘要
花生属于人们的日常生活中常见的食物之一，它的作用很多，可以补血，增加人体蛋白质，还可以用来煮汤，爆炒等等，食用起来非常可口，是不可多得的美味佳肴。
本次设计的题目是花生剥壳机的设计，传统的实现花生剥壳的方法都是依靠人工的方式，这样工作效率低下，质量得不到保证，而本课题所设计的花生剥壳机，能够实现花生的自动剥壳，在人工剥壳的基础上面大大地提高了生产效率，降低了劳动成本，特别与发达国家的花生剥壳设备相比，还是有一定的差距，因此新型花生剥壳机的设计具有重要意义。
关键词：
花生剥壳机，食品，经济，差距
ABSTRACT
greatimportancehasbeenpaidtothesafetyofthevehicleespeciallytheheavytrucksworkinginthemountainorinthemineareaandthecitybusesdrivinginthecongestedroads.Bytheanalysisoftheusepropertyofthecurrentclutch,thenecessityofusingtheretardersisclearintheheavytrucksandthecitybuses.
Throuthecomparisonofthecurrentdifferentretarderstheadvantageanddisadvantageoftheeddycurrentbrakeisintroduced.Howthemathematicalmodeloftheeddycurrentbrakeintheliteratureisdiscussedthenthepaperillustratesthedifferenceoftheresultsofthecalculationandtheexperimentdata,anddiscussthereasonwhyitisarise.Thepaperintroducestheusualmethodtosolvethequestionbyusingthefiniteelementmethodintheworldcurrently.
Keywords:
vehicle;pneumatic;processing;distance.
摘要I
ABSTRACTII
1引言1
1.1课题的来源与研究的目的和意义1
1.2花生剥壳机国内外研究现状3
2花生剥壳机总体结构的设计5
2.1花生剥壳机的剥壳原理6
2.2花生剥壳机的工艺研究8
2.3机械传动部分的设计计算10
2.3.1电机的选型计算12
2.3.2V带传动的设计计算14
2.3.3传轴的设计计算15
3各主要零部件强度的校核16
3.1机架强度的校核与计算17
3.2轴承强度的校核计算19
4花生剥壳机中主要零件的三维建模20
4.1凹板筛的三维建模21
4.2电机的三维建模21
4.3转轴的三维建模22
4.4花生剥壳机的三维建模24
5三维软件设计总结25
结论26
致谢27
参考文献28
1绪论
1.1课题的来源与研究的目的和意义
花生又名落花生，原产于南美洲一带。
花生被人们誉为“植物肉”，含油量高达50%品质优良，气味清香。
除供食用外，还用于印染、造纸工业，花生也是一味中药，适用营养不良、脾胃失调、咳嗽痰喘、乳汁缺少等症。
属于豆科落花生属又名花生的种子（俗称-花生仁或花生米）、金果，长寿果、长果、番豆、金果花生、无花果、地果、地豆、唐人豆、花生豆、落花生和长生果。
它含有大量的蛋白质和脂肪，特别是不饱和脂肪酸的含量很高，很适宜制作各种营养食品。
花生是一年生草本植物。
从播种到开花只用一个月多一点时间，而花期却长达两个多月。
地上开花地下结果是花生所固有的一种遗传特性，也是对特殊环境长期适应的结果。
机械研究领域的发展与时俱进，一些专业知识是必不可少的。
但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。
封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。
因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。
人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。
机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。
在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。
花生剥壳机自从上世纪九十年代开始就陆续地被应用在农业方面，但传统的花生
剥壳机由于剥壳精度不高，速度缓慢，有好多工厂仍然采用人工剥壳的方式，这种人工剥壳的方式劳动效率低下，所以此次设计的花生剥壳机，在传统的花生剥壳机的基础上进行改进创新，应用合理的结构以及动力机构，从而来克服以往的花生剥壳机所不能克服的问题，对后续的花生剥壳机的设计制造有一定的参考意义和价值。
1.2花生剥壳机国内外研究现状
国外的花生剥壳机技术始于六十年代，到七十年代已经发展成熟，八十年代中期，大部分花生剥壳机都可以实现对花生的全自动剥壳，泰国金衫公司的卧式圆花生剥壳机，剥壳直径可调。
八十年代中期后的一、两年，剥壳技术发展到了鼎盛时期，从而诞生了世界上一些著名的花生剥壳机厂家，1987年，日本最大的花生壳加工公司把花生剥壳机投放市场，获得成功。
美洲的BDJE公司也将新开发的花生剥壳机投入亚洲市场取得了巨大的成功。
花生剥壳机自1795年被发明以来，经过两个世纪的发展，已被世界各国的肉类加工行业广泛采用。
特别是第三次工业革命带来了新材料、新技术的应用，使花生剥壳机的发展步入了一个新纪元。
随着时代的发展，花生剥壳机在国外将会得到越来越广泛的应用和发展。
2花生剥壳机总体结构的设计
2.1花生剥壳机的剥壳原理
本次设计的花生剥壳机采用转轴部件和凹板筛配合，通过类似挤压的方式使花生壳脆裂，从而花生仁自动从凹板筛的筛孔里面掉下来达到剥壳的目的。
其中转轴部
件中的刮板的垂直高度可以调节，这样就可以针对不同大小的花生进行剥壳了，达到了通用的效果。
挤压法剥壳机也可以，但是这对圆柱辗是有一定要求的，具运动方向相反，相对间隙也要有一定的要求控制。
首先要使花生荚果能够进入而后才能够被挤压，其次花生荚果与挤压辗直接的接触情况也很重要，
2.2花生剥壳机的工艺研究
在脱壳技术方面，花生脱壳机械的工艺研究主要为了提高脱壳率及脱壳质量。
分
级处理经过分级处理后的花生荚果会更有利于破壳的顺利进行。
它主要由进料机构、剥壳机构和支承机构等部分组成。
本次设计的就是刀笼型的花生剥壳机。
本次设计的花生剥壳机结构简图如下图所示：
I一机架；2—电动机；3—花生壳出口：
4一凹板施“加滋轴
部件；6—料斗；7—风机；8一花生仁川1「,
2.3机械传动部分的设计计算
2.3.1电机的选型计算
花生剥壳机是通过电机通过V带传动带动转轴旋转，从而实现花生的剥壳功能,具体的电机选型计算过程如下：
N=GjW=4代4
G-花生剥壳机白生产能力,1000kg/h
W=0.0030kw.h/kg。
疑—传动效率，取0.75
所以1g据N=4kw,n=1500r/min，查B1表10-4-1选用Y112M-4再查B1表10-4-2得Y112L-6电机的结构。
电动机的外观图
2.3.2V带传动的设计计算
1设计功率Pd
Pd=Ka，P=1.24=1.5kw
Ka=1.2
P—传递的功率
2选定带型
选取普通V带A型，n1—小带轮转速，为1440r/min
3传动比
n1440
i0=1.76n2=n!
=1440=818018r/mini1.76
4小带轮基准直径dd1（mrm
由B1表8—1—12和表8-1-14选定
dd1=100mm>ddm1n=75r/min
5大带轮基准直径dd2（mim
dd2=i*dd1=1.76100=176cm
由B3表8—7得dd,=180mm
2
6带速验算
二dd1n1
v二
601000
二,1001440
601000
=7.54m/s：
二vmax=25^30m/s
初定轴间距a0（mm
a0=201dd2）=280mm
所需带的基准长度Ld0（mm
Ld°=2a°-（dd1dd2）
ji
=2280—280
2
=886mm
带型为A—900
实际轴间距a
Ld-Ldo
a:
•a0-
2
10小带轮包角01
：
:
i=180
（dd2-dd1）2
4a0
802
4280
900-886
=280+=287mm
2
dd2-dd157.3
a
80
=180-57.3
287
164
11单根V带的基本额定功率p1
根据带型号、dd1和n1普通V取1.32kw
12i#1时单根V带型额定功率增量APi
根据带型号、
n1和i取0.15kw
13V带的根数Z
4.8c，
3.94（1.320.15）0.960.87
ka=0.96
kL=0.87
14单根V带的预紧力
Fo
Fo=50
一1）昆mv2
Zv
=500（空0.96
=134（N）
M=0.1k/gm
15作用在轴上的力
4.82
-1）0.17.54
47.54
Ff
，1
F：
=2F0Zsin—=21344sin82=1061（N）
、2
LCLr•-：
1
Fmax=3F0Zsin—=31344sin82
=159（N）
16带轮的结构和尺寸
轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度Ra
=3.2Nm）以减轻带的磨损。
0
带轮的材料为HT200
确定轮辐为如下图所示:
本次设计的花生剥壳机的转轴主要是起到对完好的花生进行剥壳的功能，所以
它的各个轴肩直径的确定和强度的校核计算非常重要。
（1）初步确定轴的直径
=81.3mm
（3.32）
根据工作条件，取d=80mm
（2）传动轴受力分析
_5
2T29.26105
=—=———-=5144.44N
dmi
360
（3.33）
_'_'_''
Fr=Fttg：
cos1=5144.44tg20cos222206=1731.54N
（3.34）
Fa=Fttg：
sin222206=5144.44tg20sin222206=712.57N
（3.35）
（3）绘制传动轴的受力简图，求支座反力
①垂直面支反力:
由£Me=0,得:
570
RbyL2-FrL3—Fa——=03.36）
2
cFrL3Fa360/21731.54202.5712.57360/2.八.一
Rby=-r-2——a==629.13N
L2761.5
由£Y=0,得：
RCY=Fr+RBY=1731.54+629.13=2360.67N（3.37）
②水平面支反力：
由£Me=0,得：
RBZL2-FtL3=0（3.38）
RBZ=FL3=5144.44202.5=1368.02N
L2761.5
由£Z=0,得：
RCZ=Fr+Rbz=1731.54+1368.02=3099.56N（3.39）
（4）作弯矩图：
①垂直面弯矩My图：
e点
Mcy=RbyL2=629.13m761.5=479082.495N・mm（3.40）
②水平面弯矩Mz图：
e点
Mcz=RbzL2=2360.67m202.5=478035.675N.mm（3.41）
③合成弯矩M图：
e点■,
M=CmCy+mCz=0479082.4952+478035.6752=676785.1532mm（3.42）
（5）作转矩T图:
T=3.2106NI-mm
（6）校核轴的强度：
按弯扭合成应力校核轴的强度
校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。
取a=0.6,轴的
计算应力
M2（:
丁3）26767851532（0.69.26105）2
仃切==2；—=14.3MPa（3.43）
W0.11503
选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献［1］表15—1可知，k」】=60MPa因此,
cca〈卜」］，故安全。
ca
（7）精确校核轴的疲劳强度
①判断危险截面
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面IV和V引起的应力集中最严重，而
V受的弯矩较大；从受载的情况来看，截面C的应力最大，但应力集中不大，故C面不用校核。
只需校核截面V。
②截面V左侧
抗弯截面系数W=0.1d3=0.1父1403=274400mm（3.44）
抗扭截面系数W=0.2d3=0.2父1403=548800mrm（3.45）
截面V左侧的弯矩M为
705
M=676785.153父=626570.628Mpa（3.46）
761.5
截面V上的扭矩T为T1=3200000MPa
截面上的弯曲应％=M=626570.628=2.28Mpa（3.47）
W274400
截面上的扭转切应力%3200000=5.83MPa（3.48）
Wt548800
轴的材料为45钢，调质处理，仃b=640MPa仃口=275MPaT」=155MPa
可知，用插入法求出
k_k
上=2.8,二=0.8x2.8=2.24
沼%
轴按精车加工，表面质量系数为:
―八084
轴未经表面强化处理，飞=1
固得综合系数为
（3.49）
K一上—-1=2.8--1=2.99
K=k
T%
■七：
二0.84
1，-
-1=2.241=2.43
0.84
碳钢的特性系数
所以轴在截面V左侧的安全系数为
故该轴在截面V左侧的强度是足够的。
③截面V右侧
截面V左侧的弯矩M为
705
M=676785.153=626570.628MPa
761.5
截面V上的扭矩T为T=3200000MPa
M626570.628
截面上的弯曲应力二b=-==2.85MPa
W219700
截面上的扭转切应力丁=工=3200000=7.28MPa
WT439400
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数
一一r3
a及a因一==0.023,
d130
口方=2.05,a=1.3kJV
轴的材料的敏感系数为
4门=0.83,q『=0.87
故有效应力集中系数为
k=1q（二-1）=10.87（1.3-1）=1.26
轴的截面形状系数为二二二0.58
轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为%=0.76
综合系数为
气七十1^山,3.41
S2-S2..28.29224.962
轴作为机器的一个关键组成部分，其为各类传动部件的安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。
为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。
轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的
全部零碎部件融合在一起。
因为用于振动的传递的轴体不仅要传送扭矩，还得经受住弯矩，是以本人研究的阶梯性轴是转动轴。
因为确定了小带轮的参数，相应的大带轮随之确定。
接下来的工作就是计算轴体的直径了。
轴体的研究需要凭借扭转强度来调整弯曲的强度，因为可
用作轴的原料比较多，所以必须得明确轴的应用环境，还有规定诸如刚度，强度以及别的机构机能。
可以使用热处理这种方法，当然也要琢磨怎样使加工简单并且花费较少，用研究计算所得的数据以确定轴体的用料，故采取45号钢当成轴体的原料，它
需要40MPa勺切应力。
然后需要做正火或者调质处理来确保它的力学性能。
考虑键槽等要素对轴的影响，轴的直径应增加以弥补轴的键槽强度减弱。
取轴直径d=20mm就是最右边装带轮处直径等于20mm装有密封元件和滚动轴承处的直径,应与密封元件和轴承的内孔径尺寸保持一致。
轴体上面存在两支点的轴承要选用一样的标准，方便加工轴承的座孔。
挨着的轴段，应使直径不一样构成轴肩，轴肩在轴体上部件定位以及承受轴向力时要提供相应的高度，轴肩的直径差通常选5到10mm
本文轴肩处采取5毫米的直径差，接着把每段轴体的长度尺寸匹配到一块，还要注意轴承座的安装以及结构是否合理，同样，螺钉等部件的长度和别的的因素，这样即可确定出轴的各段长度了，故该轴在截面V左侧的强度是足够的。
3各主要零部件强度的校核
3.1机架强度的校核与计算
机架的选择根据花生剥壳机上面的所有组成部件，剥壳量的多少和重量来定，方通机架受力分析得出，由分析得出花生剥壳机机架在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。
见下图：
即筛体和剥壳体以及轴承等等给的压力为G+G1（零部件重量）=10000N（5000K©
+（1000X20N）=20000N;
根据方通承载力计算公式:
M=Pac/L
f=M/W＜材料的许用应力。
M=Pac/L=11960xL本次设计初定L为1200mm
W=
12
则M=13456N.M
2
初定万通为80x80x6。
计算WW出10.42cm
由于f=M=13456N2=1212.35104Pa=12.12106Pa
W10.42cm2
折算后位360Mpa
查的普通碳素结构钢Q235A的抗拉强度为360~500Mpa由于360Mpa远远小于
375Mpa所以方通满足强度要求。
本次设计的机架图纸如下图所示：
3.2轴承强度的校核计算
（1）滚动轴承的选择
滚动轴承为7沟球轴承6205,由文献［2］表39.2—24得Cr=862KNCor=1490KNe=0.83,Y=0.8。
（2）寿命验算
轴承所受支反力合力
RB=击丫+R2Z=<629.132+1368.022=1505.74N（4.1）
对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。
FBa=0,Fea=Fa=712.57N
得，FBa（4.2）
PBr=Rb+YFBa=1505.74+0.8M0=1505.74N
按轴承B的受力大小验算
10
4花生剥壳机中主要零件的三维建模
4.1凹板筛的三维建模
4.2电机的三维建模
4.3转轴的三维建模
4.4花生剥壳机的三维建模
5三维软件设计总结
本次设计的题目是花生剥壳机的设计，经过查找各类资料和参考文献，到今天总算完成了，通过本次设计，再次提出了利用三维软件的水平，并吸收了大量的经验，总结出以下几点。
关于图纸的绘制方面，当零件的尺寸已经给出，不考虑图纸尺寸不合适的，基于三维零件图，装配时必须考虑的大小是合适的，因为AutoCAE图效果不好，也会引起的尺寸误差，和甚至出现欠定义大小，因此，必须通过在这个时候对零件进行测量，进行修改，直到符合要求。
该工具是方便的输入数据映射，通过选择部分的类型，标准件，可以生成，但有时需要在工具集使用部分可能找不到，所以在这个时候随机应变，其他部分而不是通过修改或满足要求增加组件的使用。
三维地图应该是灵活的，解决问题的方法总比问题多，当一个方法不能正常映射，试试另一种方法，它不仅可以完成零件的生产，而且还可以开发映射一个更好的主意，并打破了新思想的规则。
学习使用一些可以节省时间的命令，如镜像，阵列，能省则省”。
在装配过沉重，曾给了我一个很大的障碍，是要花很多时间去找出为什么。
在一个活跃的子组件，虽然活动范围会产生干扰，可以设置该复合物的活动范围，如先进的范围内，和角度范围，即使在这个范围内不影响母配体，不能设置。
因为一旦设定的范围内，在父组件将被视为完全定义的组件模型，它将冲突分总成，将无法完成装配。
看地图是最重要的任务是理解零件图，图表工具，没有工具是没有法律的零件图，所以不要急着写，想通过零件的结构，并认为通过线图，这是重中之重，映射。
部分建模，一般应的特点进行深入分析，找出零件是由几个特点，摆脱所有的形状特点，它们之间的连接相对位置、表面，然后按主次特征造型的关系，按一定的顺序。
一个复杂的部分，有许多简单的功能，通过切除或重叠相交，可理解性和实体模型。
特别是在二维图纸，我们只能看到元器件的布局，并用虚线给说的内部特征，除了部分的相贯线，这条线各特征在路口出现。
在选秀过程中零件，必须选择第一个草图平面，这是非常重要的，决定了后续的模型飞机的命令，使用简单的说，一个圆柱形围成一个圈，然后绘制，也可以作为一个长方体旋转，虽然他们的结果都是一样的，但草图平面和命令的使用。
如果我们想要一个轴，那么我们应该选择第二个方法以及。
由于该零件的设计不规则零件，用于为拉伸和旋转命令，许多零部件都是对称的，所以为了节省时间，提高效率，通常用于指挥镜特性。
一个完整的工程图纸应该包含以下4个方面。
一组视图：
一组视图（包括视图，剖面，断面，局部视图）是正确的，完整的，对各
部分的结构和形状表达清楚。
尺寸：
尺寸的确定和零件的形状
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