大枣去核机主传动机构的设计毕业设计.docx

1、大枣去核机主传动机构的设计毕业设计大枣去核机主要由送料、定位、去核、输送装置和传动机构及机体、料 斗等组成。由人工管理、控制各单元的协调动作及一致性。送料装置将大枣 自动排队送入输送装置，由输送装置将大枣竖直地挨个送入转动的扶正定位 机构上部的去核冲针机构上下直线运动将每个定位紧压的大枣枣核去掉，去 掉枣核后的大枣从扶正定位机构落入成品料斗中。关键字：去核机；主传动；凸轮；槽轮毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导 下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的 地方外，不包含其他人或组织已经发表或

2、公布过的研究成果，也不包含我为 获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了 谢意。作者签名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有 权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为 目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是

3、本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由 本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、 使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编 本学位论文。涉密论文按学校规定处理。

4、作者签名： 日期： 年 月 日1概 述. 12系统运动方案设计 . 32.1原动机类型的选择 32.2减速器类型的选择 42.3实现去核动作的机构选择 42.3.1曲柄滑块机构 52.3.2凸轮机构 52.4实现排料动作的机构选择 62.4.1槽轮机构 62.4.2不完全齿轮齿条机构 72.5系统运动方案的确定 72.6绘制系统运动循环图 73去核机主传动结构及工作原理 93.1主传动结构 . 93.2工作原理 . 94主传动构件中主要部件的设计 114.1圆柱凸轮机构 114.1.1挥动从动件圆柱凸轮机构中心距 a 的确定 114.1.2圆柱凸轮转向与摇动推杆位置的凸轮廊线方程 124.1.

5、3压力角 144.1.4轮廓线的曲率半径 144.2 槽轮机构 . 154.2.1槽轮机构运动 154.2.2槽轮机构运动参数 164.3 工作头的设计 17收获和体会 . 18致 谢 . 19参考文献 . 21核果类水果主要是指枣、桃、杏、李、山植、梨等，在水果 总产垦中占有较大比例。以核果类水果为原料，加工成饮料、罐头、 果脯及果干制品时，去核工序是一项十分重要的前处理作业。 我国从 80年代后期开始着手研制去核机，并陆续推出了一些加工设备。但 由于在去核时出现的一些技术问题尚未真正解决， 使得这些加工设备在推广使用上受限。随着核果食品工业的蓬勃发展，人民生活水平的 不断提高，消费者对食品

6、质量的要求也越来越高， 而前处理工序对产 品质量有若非常重要的影响，开发性能优良的核果去核机械化、自动 化加工设备的需求日趋迫切。大枣去核机主要由送料、定位、去核、输送装置和传动机构及机 体、料斗等组成。由人工管理、控制各单元的协调动作及一致性。送 料装置将大枣自动排队送入输送装置，由输送装置将大枣竖直地挨个 送入转动的扶正定位机构上部的去核冲针机构上下直线运动将每个 定位紧压的大枣枣核去掉，去掉枣核后的大枣从扶正定位机构落入成 品料斗中。整个设备能完成自动排料、精确定位扶正、冲针机构去除枣核的 全部工作。其中送料装置为电磁振动器的作用下实现扭转振动和上下 振动，扭转振动使料斗内大枣受到两种力

7、的作用： 一种是径向力的作 用，迫使大枣向四周扩散；另一种是切向力的作用，使大枣沿着料斗 盘壁作回转运动，保证枣在螺旋送料滑道切向滑行速度， 螺旋送料滑 道设有挡板，以防枣脱落，枣在螺旋送料滑道切向顺序滑动，实现枣 的自动排料。在送料器上沿出科口处连接有定向管，定向管内径小于大枣长度，大枣外径，使大枣坚向有序地通过导向管送到去核装置的进料装 置，在进料装置的槽形通道上利用转动拨杆特大枣推入转盘上的枣座 内，随着转盘的转动进入压枣段管形扶正板向内收缩变径性压缩头在 扶正板的作用下回缩，枣座中的枣被挤紧，自动完成枣的定位。转盘、 槽轮拨销和圆柱凸轮的作用下摆动，从而使摆动推杆右相联的冲针作 上下往

8、返运动，迅速准确地将核去掉。2 系统运动方案设计确定系统的工艺动作之后， 需选择适宜的机构型式将其实现， 故 这一过程也称为机构的选型， 它需要考虑多方面的因素， 如运动变换 要求、尺寸限制、制造成本、动力性能、效率高低、操作方便安全可2.1原动机类型的选择在机械系统设计过程中，原动机的选择是非常重要的一个环节， 因为它直接影响到动力输出的稳定性、 系统运行效率和总体结构。 现 代机械中，常见的原动机有热机、电动机、液动机和气动机，各自具 有不同的特点和应用。热机包括蒸汽机和内燃机， 其应用范围相对单一， 主要用于经常 变换工作场所的机械设备和运输车辆。电动机在现代机械中应用最为广泛， 尤其是

9、交流异步电动机， 其 具有结构简单，价格低廉，动力源方便等优点，但功率系数较低，且 调速不便，适用于运行环境比较稳定、调速范围窄的场合。液动机一般调速方便，且传动链较短，但需配备液压站，成本较 高。当只需实现简单的运动变换时，气动机较为方便，其缺点是有一 定的噪声。本设计中对原动机的要求为：运行环境稳定、结构简单、成本较 低，综合以上各种原动机的特点， 选择交流异步电动机作为大枣去核 机的原动机。2.2减速器类型的选择减速器是指原动机与工作机之间独立封锁式传动装置， 用来减低 转速并相应地增大转矩。减速器种类繁多，一般可分为齿轮减速器、 蜗杆减速器和行星齿轮减速器。齿轮减速器的优点是结构简单，

10、运转平稳，安装方便，其缺点是 传动比的分配比较麻烦；而蜗杆减速器具有结构紧凑，传动比大，噪 音低等优点，但容易引起发热、漏油、涡轮磨损等问题。行星齿轮减速器的主要特点有：结构紧凑、重量轻、体积小、传 动比大等优点， 但其结构比较复杂， 制造和安装较为困难， 成本也高。在本设计中，对减速器要求为：传动比较小，结构尽量简单，成 本低廉，制造安装方便。综合以上各种减速器的优缺点，选择圆柱 - 圆锥齿轮减速器作为大枣去核机的减速器。2.3实现去核动作的机构选择在去核 机中，推杆的运动为复合运动， 即回转运动与具有特定运 动规律的上下往返运动。 满足这种要求的机构有很多， 在此仅讨论曲 柄滑块机构和凸轮

11、机构。2.3.1 曲柄滑块机构图i曲柄滑块机构图1所式为典型的曲柄滑块机构，具有结构简单，零件加工容易, 易实现所需动作要求等优点，但其结构零件重用性差，比较适合于执 行机构不改变的系统。2.3.2 凸轮机构图2凸轮机构凸轮机构的特点是结构简单、紧凑，能精确实现所需的运动轨迹，其缺点是从动件行程不宜过大，且曲面加工成本较高。适用于传力较小、运动灵活、运动规律复杂的场合本设计中，推杆的运动规律较为复杂，既有绕中心轴的旋转运动， 也有按给定规律往返的上下运动， 结合以上两种机构的特点分析，选 择凸轮机构能够满足要求。2.4实现排料动作的机构选择2.4.1槽轮机构排料动作须由间歇机构完成，槽轮机构槽

12、轮机构的特点是结构简 单，工作可靠，易加工，转角准确，机械效率高。常被用来将主动件 的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。故排料机构 选取槽轮机构。但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停 时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧， 故不宜用于高速。图3单销四槽外槽轮机构图4不完全齿轮齿条机构不完全齿轮齿条机构的优点是结构简单， 容易制造，允许选择的 范围比棘轮机构和槽轮机构的大，因而设计灵活。其缺点是从动轮在 转动开始和终止时，角速度有突变，冲击较大，故一般只适用于低速、 轻载的工作条件。综合以上分析，结合去核机的工作条件，选择槽轮机构实现间歇 运动。2

13、.5系统运动方案的确定综合以上的分析，最终确定的系统运动方案见下表表1系统运动方案原动机减速器去核结构间歇机构转动-直移交流异步电动机齿轮减速器空间圆柱凸轮槽轮齿轮齿条为了表达压盖机各执行机构在一个运动循环中各动作的协调配合关系，选择推杆的上下位移、槽轮的转角、齿条的直线位移为对象，以推杆绕空间凸轮主轴旋转一周为一个运动周期，画出系统运动循环图，结果如下:主轴转角II 1 1 1 10 00144 100 180 270 324 360齿条间歇直移机构77mm77mm 个侮机构伯/凸轮 从动件/ 30mm /、40mm图5系统运动循环图3去核机主传动结构及工作原理3.1主传动结构主传动结构由上

14、端盖、机架、圆柱凸轮、凸轮辊子、摆动推杆、销铀、摆动推杆、下端盖、楷轮拨销、槽轮、锁止盘筹组成，如图 1所示。Iryi1上端盖2机架3 圆柱凸轮4凸轮骰子5摆动推杆销轴6摆动抵杆7下端盖 8 槽轮拔销9槽轮，10锁止盘图1 主传动结构图3.2工作原理由本机功能决定，传动装置要实现工作台的间歇运动和工作头的 往复直线运动。要实现间歇运动采用的是槽轮机构， 而实现工作头的 往复直线运动的则采用摆动拒杆凸轮机构。 为满足上述要求，应将槽 轮的拨销和摆动推杆凸轮安装在同一横轴上，这样就能保证其运动协 调，传动装置的运动就能达到预期的效果。 传动轴下端连接的是槽轮 拨销和锁止盘，通过槽轮带动工作盘做间歇

15、运动； 上端连接有圆柱凸 轮，其从动件是摆动件，通过摆动从动件的杠杆带动工作头冲针在工 作台停歇的间隙作往复直线运动以完成大枣的去核加工。4 主传动构件中主要部件的设计4.1圆柱凸轮机构在所有基本运动链中， 凸轮具有易设计的优点， 它还能准确有效 地预测所产生运动的基本趋势、工作行为、结构和寿命等 . 圆柱凸轮 机构作为间歇运动机够的发展方向，具有良好的运动性能和动力性 能，波广泛应用于各种自动机械和自动生产线中。凸轮机构由凸轮、 从动件和机架三部分组成。 本设计的凸轮机构主要任务是实现工作头 的往复直线运动。根据其工作要求，工作头的行程为 70mm凸轮在推程和回程阶段以等角速度转动。4.1.

16、1回转从动件圆柱凸轮机构中心距 a 的确定摆动从动件圆柱凸轮机构的中心距不但要受机构中空间位置的 限制，还与摆动从动件的运动特点有关。 图 2是简化了的滚子摆动从 动件圆柱凸轮机构，摆动从动件轴线 A与圆柱凸轮轴线OO间的最短 距离就是摆动从动件圆柱凸轮机构的中心距 a，AB?和AB?是摆动从 动件的两个极限位置，AB?是摆从动件的中间位里，为了使滚子中心B 的轨迹尽量与同一个圆拄接近，取 B ?B?/ 00 ， CD = DB?, 则： a = AD = AC + CD = AC + 1/ 2 ( AB ?- AC ) = 1/ 2 ( AB ?+ AC )= 1/2(L + Leos ma

17、x / 2 )即：a= L/2(1 + eos max/2)式中a：凸轮机构的中心距； L :摆动从动件的长度;max :摆动从动件的最大摆角。4.1.2圆柱凸轮转向与摇动推杆位置的凸轮廊线方程解析法是凸轮轮廓设计的有效方法，其实质是建立凸轮廓线的数学方程式，用此方程式精确地计算出凸轮廓线上各点的坐标值， 控制刀具和各坐标之间的运动关系行成出所需的曲面。 用解析法设计出圆 住凸轮廓线，加工出的凸轮工作精度高，不必影响凸轮速度和从动件 的位移就能够使从动件按拟定的规律运动。依据去核机的工作原理、 摆动从动件圆柱凸轮机构在机械中的工作性质、 从动件的运动和动力 特性、制造和装配工艺等因素综合考虑选

18、取。 建立摆动从动件等速运 动规律的解析式：式中：摆动从动件的摆角；：圆柱凸轮的转角。(去该机对摆 动从动件的摆角规律有较严格的要求，所以应首先满足摆角的要求。)(1)理论轮廓线方程：将图3所示圆柱凸轮沿凸轮的平均圆柱半 径rp展开成平面，并建立图示直角坐标系(X轴的正向与凸轮的转 动方向相反，丫轴的正向指向摆杆的上升方向)。由图3可见.理论廓 线上任意点C的坐标(x，y)，亦即理论廓线 J的方程为：x = rp + Leos ( max / 2 ) - Leos ( max / 2 - )y = Lsin ( max / 2 ) - Lsin ( max / 2 - )式中，x、y为理论轮廓

19、线上点的直角坐标；rp为凸轮的平均圆柱 半径；，为凸轮的转角；L为撑杆的长度；9 max为摆杆的最大摆角； 为摆杆在任意位置时的投角。丫/图3圆柱凸轮转向与摆杆配置方位(2)实际轮廓线方程：摆动推杆与圆柱凸轮的实际廓线方程，按 包络线原理，引人包络线方程后便可获得：X?= x 士 r dy/d ( dx/d ) 2 + ( dy/d ) 2 ?Y? = y 士 r dx/d / ( dx/d ) 2+ ( d y/d ) 2 ?式中X?Y?为实际轮廓线上任意点的坐标；r .为滚子半径；dx/d， dy/d对求导得到。上面一组加减号表示理论廓线下方的包络线， 下面的一组加减号表示理轮廓线上方的包

20、络线。4.1.3压力角凸轮机构的轮廓压力角决定着作用在从动件上力的分配， 所以应该考虑压力角的最大值。压力角过大会使凸轮的基圆半径小， 凸轮尺寸较小，同时会使机构受力情况变坏，当压力角大到某一临界值a时, 机构将发生自锁。所以在设计中可将基圆半径选大一些， 以便减小压力角。一般要求压力角a不超过它的许用值a。摆动从动仵，升程 的许用压力角a 45 ,对于回程，由于负荷减小传递动力已不是 主要问题，a 70 75。计算公式：tan : = d /d L/rp cos ( max / 2 -)干 tanmax/ 2 -)，式中，a为任意位置时的压力角；减号用于升程， 加号用于回程。4.1.4轮廓线

21、的曲率半径在设计或加工凸轮轮廓时，曲率不适当就会发生“顶切”现象,从动件就不能按照拟定的规律运动，而且凸轮轮廓还要承受不许可的 应力。理论轮廓线上点的曲率半径的计算公式为 门=(dx/d )2 + (dy/d )2 ? / ( dx/d dy 2 / d 2-Dy/ d dx2/d 2 )按理论廓线的曲率半径，可得实际廓线的曲率半径 ；= t士r ,式中为实际廓线的曲率半径。加号用于理论廓线下方的一根包络线 B?减号用于理论廓线上方的一根包络线 B ?4.2 槽轮机构槽轮机构又称为马耳他机构，能把主动轴的匀速连续转动转换为 从动轴的周期性间歇运动。槽轮机构结构简单、紧凑、工作可靠；且 转位时间

22、与静止时间之比为定值， 能平稳地改变从动件的角速度；在 拔销进人和脱出槽轮时运动比较平稳，但槽轮的转角大小不能凋节， 当精度要求较高时需另加定位装置。421 槽轮机构运动(a ) ( b ) (c )图4槽轮机构转位简图如图4所示，槽轮的圆弧面定位是最常用的定位方法。图 4(a) 销轮滚子刚进入径向槽；图4 0 , Z 3，在工作时槽轮的角速 度和角加速度变化很大，在拨销进人和脱出径向槽的瞬间， 槽轮的角 加速度发生突变，弓I起的震动和冲击力也很大。因 0.5，可采用多圆销槽轮机构，设均匀分布的圆销数目为 R,则一个运动循环中槽 轮的运动时间是单圆销时的 R倍，故.二R ( Z - 2 ) /

23、 ( 2Z )。又 因为. 1，故R 6时，R可为12。 中心距a和圆销半径r的确定要根据受力情况和该机构所占用空 间位置大小。4.3 工作头的设计工作头结构如图5所示1 -支座2 - 冲针3 - 导套架4 - 导套图5 工作头结构图根据现有的去核工具和大枣的结构形状，工作头由支座、冲针、导套架、导套组成。在冲针上设计了前后导向装置，冲针是轴向阶梯 状。这样不仅增加了冲针的刚度和强度， 还便冲针运动的精确度得到 提高。工作头冲针的行程 70mm冲针的极限位置距离工作盘10 mm, 当工作盘转位完成停止不动时，冲针下行 10 mm与工作盘工位中的大枣接触，冲针继续下行50 mm完成对大枣的加工，

24、并使枣横完全脱 离大枣后回程运动70 mm到达极限位置，工作盘转位，到下一个工 作位置，冲针重复动作收获和体会即将结束，从接到设计任务开始，我一路走来，历经波折，有喜 悦，也有失落；有成功，亦有挫折。但无论如何，我还是坚持到了最 后，顺利完成了这次设计任务。回顾过去的十来天，感慨颇多。在这次毕业设计开始之前，我已经做了一定的准备，譬如从图书 馆借阅相关的书籍，熟悉必要的工具软件和提高编程计算能力。 课程 设计开始的前一天，我们经过讨论，确定了我的设计题目：设计大枣 去核机主传动机构。在十几天的设计过程中，我学习到了很多，尤其是在课堂上所无 法汲取的知识和设计经验。以往的上课只是老师授予知识，我

25、们更多 的是被动的学习。而课程设计正好相反，它提供了一个利用所学知识 自由发挥的机会。从设计题目的构思，至能动方案的确定，再到相关 资料的搜索，还有文档编写、改正错误，这些点点滴滴，都是主动努 力的结果，更是平时难以获得的经历。因此也可以说，毕业设计给了 我一次提高自身的机会。当然，在设计过程中，我也犯了不少的错误，有的是原理上的， 有的则是配合上的。在一开始构思运动方案和设计执行系统时， 由于 缺乏必要的数据，对实际运行结果没有多加考虑，而在经过了相关的 动力学分析和全局考虑之后，才发现原先的设计存在问题，导致了返 工，这也损失了一定的时间。例如我在进行减速器部分的设计时，一 开始使用的是四

26、级减速，然而后来发现级数过多，实际上只要三级便 可实现，所以只能进行修改。而偶尔也会出现画图的尺寸和编程计算 所得结果不一致的情况，这说明在一致性检查方面还做的不够。忙碌的十几天终于过去了，我最终提前完成了毕业设计任务。这 固然得益于充分的准备、明确的分工和合作等因素，但其实最重要的， 是态度。正所谓“态度决定一切”，这种态度不仅是面对一项任务的 态度，更是在面对困难挫折时不放弃的态度， 也是踏踏实实做好工作 的一种态度。毕业设计虽然即将结束，但我在这整个过程中所学到的知识和技 巧，取得的经验教训并没有随着失去， 而是会激发我在以后的学习工 作中，以一种正确的态度和方法，去迎接不断的挑战。本文

27、是在指导教师李春风老师的悉心指导下完成的。 从论文的选题、课题的研究到论文的撰写等各方面都得到了导师的热心指导和耐 心帮助。教授渊博的知识、敏锐的思维、严谨的学风、求实的态度和 热心的帮助令我敬佩不已，而且从中受益匪浅。在此，对导师在论文 的指导上给予的帮助和关心表示衷心的感谢。 在论文开题至创作结束 间也得到了机电系老师的大力帮助和指导。 在此特向指导老师表示感 谢。段后，还要对在论文期间给予支持和帮助的同学表示诚挚的谢意。参考文献1梁 睦，神会存，张雪松.一种红枣自动去技机：中国，1935042P. 2007-03-28.2电磁振动给料机编写组 . 电碰振动给料机 M. 北京：机械工业出版

28、 社， 1973.3张义智，李卫国 . 摆动滚子从动件圆柱凸轮参数化设计 J. 食品 机械与研究， 2006(4) ： 47-48.4刘 军. 摇动从动件圆柱凸轮机相的设计 J. 洪都科技， 1991(1) ： 10-11.5联合骗写组 . 机械设计手册 (中册) K. 北京：化学工业出版社， 1989： 101-106 ，毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。 尽我所知，除文中特别加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研 究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构

29、的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体， 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电 子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供 目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制 手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分 或全部内容。学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外， 本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电