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1、校内论文代码：xxxxxxxxx学号：XXXXXXXXX（完整图纸及模型可联系QQ：836224829）本科毕业论文题目：花在剽壳机储构该封学院：专业：年级：2016级姓名：指导教师：（职称）完成时间：20年月日目录摘要Abstract引言摘要IAbstractI引言11 .绪论11.1. 1.研究背景及意义11.2. 国内外研究现状21.3. 本课题中应用的软件介绍31.4. 本课题研究内容及技术路线41.5. 本章小结52 .花生脱壳机装置的总体方案设计12.1. 花生脱壳机装置的原始设计参数12.2. 花生脱壳机装置的总体方案设计12.3. 花生脱壳机装置的工作原理3如图2.4设计的固定
2、式花生脱壳机装置所处理的农作物是花生，对大豆和玉米也适用。将回收的花生果实从脱壳机装置的入料口倒入脱壳机装置中，然后启动下端放置的驱动电动机，开始对花生进行脱壳处理。电动机将动力沿着输出轴传递出，经过V带传动系统将动力传递给脱壳滚筒中，带动脱壳滚筒中的凹凸版机构运转，凹凸版对花生外壳施加竖直和水平方向的作用力，将花生外壳摩擦挤压破碎实现花生的脱壳作业。脱除壳的花生随着破碎的花生外壳在右侧安装的风机作用下，将脱除的外壳和花生粒彻底分开，花生粒在下端的出料口流出收集，脱除的花生外壳在风机的吹拂力作用下再慢慢降落在地面上，从而实现花生的脱壳作业，将花生粒和花生外壳分开。32.4. 4.本章小结33
3、.花生脱壳机装置的主要零部件设计13. 1.驱动电动机的选型计算14. 2.V带传动的设计计算15. 3V带带轮设计计算36. 4.传动主轴的设计计算4（1）试传动主轴的材料选择5（2）传动轴的强度校核57. 5.脱壳凹凸板及入料口设计计算78. 6,风机的设计计算89. 7.本章小结8本章主要对花生果实脱克机装置的传动系统进行设计计算，主要完成的设计工作有：对花生果实脱壳机装置的驱动电机进行计算选型，确定选用的电机型号及安装尺寸；对花生果实脱光机装置的V带传动进行设计计算；对花生果实脱光机装置的V带带轮进行设计计算；对花生果实脱光机装置的传动主轴进行设计计算及强度校核，最后对花生果实脱光机装
4、置的滚筒凹凸板和风机机构进行设计计算。84 .花生脱壳机装置的核心参数设计14.1. 风机参数计算14.2. 花生脱壳流量计算14.3. 花生脱壳机机架设计24.4. 4.本章小结25 .花生脱壳机装置的三维设计15.1. 主要零部件的三维模型设计15.2. 脱壳机的装配体设计25.3. 干涉检查及测量检查35.4. 4.本章小结4本章主要对花生脱壳机装置进行三维设计，主要对该机构的主要零部件进行三维建模，三维建模的机构有：传动系统中的V带轮机构、传动主轴机构、花生入料口、风机机构、脱壳装置的机架及脱壳凹凸板机构等，并对该花生脱壳机装置进行总装配体设计，并对该装配体进行干涉检查，验证本课题中设
5、计的花生脱壳机装置的合理性及装配的正确性。46 .总结1诚信声明2致谢1花生剥壳机结构设计摘要：针对市面上花生脱壳机具有脱壳不完整、整机维修困难、花生壳在机体中堆积、花生粒破碎较多等问题，本文设计了一款适合于中小型农产品加工厂的花生脱壳机。该脱壳机在圆盘设置波纹凸起的凹凸版便于对花生进行挤压脱壳，在筒壁内侧做成可拆卸式的金刚砂砂纸增加摩擦从而节约成本，维修更简便。在圆盘下方制作刮板，通过搅拌达到均匀分散作用进行高效脱壳且能防止花生壳在脱壳筒中堆积，实现了在不停机的情况下将脱除的花生壳及时排除脱壳筒机构。其设计的重点主要在于脱壳筒尺寸的设计，脱壳机整体功率的计算。通过功率和转速的计算，选择电动机
6、型号，选择V带传动作为传动系统，对V带和带轮进行设计计算，设计传动主轴结构及尺寸并进行强度校核。本课题以花生脱壳机为研究对象，研究设计一款具有自动对花生进行脱壳的装备。经过文献调研和查阅参考资料后，首先对花生脱壳机的结构进行总体方案设计并简述其工作原理，随后对花生脱壳机的传动主轴、V带传动系统、驱动电动机机构、轴承和键连接等零件进行设计计算。最后应用三维设计软件Solidworks对花生脱壳机的主要零部件进行三维建模设计和三维装配图设计。最后利用AUTO-CAD软件绘制主要的二维零件图和二维装配图，整理设计资料撰写设计说明书。本文通过对花生脱壳机的研究现状进行分析，发现其存在的不足，并根据市场
7、需求，设计出一款满足市场需要的新型花生脱壳机，通过对关键部件的设计与校核，确保其运行安全性。关键词：花生；脱壳；结构设计；三维设计；摩擦挤压Abstract:Inviewoftheproblemsofpeanutshelleronthemarket,suchasincompletesheller,difficultmaintenanceofthewholemachine,accumulationofpeanutshellinthebodyandmorebrokenpeanutgrains,thispaperdesignedapeanutshellersuitableforsmallandmed
8、ium-sizedagriculturalprocessingplants.Theshellerissetinthediscofcorrugatedconvexconcaveandconvexversionforpeanutextrusionsheller,intheinnerwallofthetubemadeofremovableemerysandpapertoincreasefrictionsoastosavecosts,maintenanceismoreconvenient.Thescrapingplateismadeunderthedisc,andthepeelingcanbecarr
9、iedoutefficientlybystirringtoachieveuniformdispersionandpreventtheaccumulationofpeanutshellsinthepeelingbarrel,soastorealizethetimelyremovalofpeanutshellsfromthepeelingbarrelmechanismwithoutstoppingthemachine.Thekeypointofthedesignmainlyliesinthedesignoftheshellcylindersize,thecalculationofthewholep
10、oweroftheshellmachine.Throughthecalculationofpowerandspeed,choosethemotormodel,chooseVbeltdriveasthedrivesystem,designandcalculationofVbeltandbeltwheel,designthestructureandsizeofthedrivespindleandstrengthcheck.Thistopictakespeanutshellerastheresearchobject,studiesanddesignsadevicewithautomaticpeanu
11、tsheller.Afterliteratureresearchandreferencematerials,thestructureofthepeanutshellerisdesignedanditsworkingprincipleisdescribed.Thenthepeanutsheller,sdrivingspindle,V-beltdrivingsystem,drivingmotormechanism,bearingandkeyconnectionpartsaredesignedandcalculated.Finally,3dmodelingdesignand3Dassemblydra
12、wingdesignofthemainpartsofpeanutshellerarecarriedoutwith3ddesignsoftwareSolidworks.Finally,auto-CADsoftwarewasusedtodrawthemaintwo-dimensionalpartdrawingsandtwo-dimensionalassemblydrawings,andthedesigndataweresortedoutandthedesigninstructionswerewritten.Inthispaper,throughtheanalysisoftheresearchsta
13、tusofpeanutsheller,founditsshortcomings,andaccordingtothemarketdemand,designedanewtypeofpeanutshellertomeettheneedsofthemarket,throughthedesignandcheckofkeycomponents,toensurethesafetyofitsoperation.Keyworlds：Peanuts;Shell;Structuraldesign;Three-dimensionaldesign;Extrusionoffriction引言花生是一种具有极高营养价值的农
14、作物，含有丰富的食用油，据不完全统计其含油量达50%以上，而且花生的品质优良，气味清香，具有滋养补益、延年益寿的功效，由于花生的营养价值比粮食高，可以与鸡蛋、牛奶、肉类等一些肉质食物不相上下，因此在我国有大面积种植的农业习惯。从花生中提取蛋白粉,或者压榨制出浓香型花生油，都需将花生果经剥壳,这层花生外壳既影响了花生加工食物的外观，又影响了最终的营养价值，通常是需要将花生外壳去除。因此需要设计一款花生脱壳机装置，能够有效的去除花生外壳，便于花生制品的进一步加工。本课题就是基于上述花生加工工序所需，研究设计一种花生脱壳机装置，该套装置能够将花生的外壳脱除，实现花生脱壳作业。1 .绪论1.1. 研究
15、背景及意义花生是一种常见的一年生草本粮食作物，据研究发现花生营养十分丰富，是一种优质、高产、综合利用价值高的多用型经济农作物。花生生长适应性较广，培育期短、产量较大而且含油量高，现广泛地种植在华北，华东和华南等地区，是当地的一种主要的经济农作物。花生不仅具有上述所述有点，而且还具有抗旱耐涝、耐贫瘠、抗病虫害发生率，并且适应性极强，同时花生的根系十分发达，将其种植在盐碱地中还能改善土地的酸碱性，因此种植花生具有投入成本低，适应土地属性强的优势。花生全身都是宝，除了花生果实之外，其地下块茎和地上的茎叶，都有一定的利用价值。随着花生的大面积种植，人们关注方面除了的花生种植、收获和脱壳等方面的处理方法
16、后，还要进一步关注花生的加工制作和配套的农业机械设备。经过市场调研发现目前市场上现售的花生脱壳机装置普遍存在含杂率高、花生粒损失率高但脱壳效率低下。针对目前的花生自动脱壳装置存在的若干问题，需要研究一款脱壳效率高、含杂率低且花生粒损失率低的花生脱壳装置，该套脱壳装置是应用于花生的自动脱壳作业，因此采用固定式结构，本课题进行了固定式花生脱壳装置系统研究。鉴于目前该制作工序中存在花生果实的人工脱壳劳动强度大，工作效率低，且国内还没有出现适应性强的花生脱壳机械等问题，设计研制一款在自动花生脱壳机是必然趋势。虽然最近几年市场上陆续出现了一些花生脱壳机械装置，但是这些机械一般都工序较繁琐，而且脱壳效率比
17、较低下，因此，本课题以设计一款花生脱壳机装置为目标，该脱壳装置力求结构简单易操作，能够高效的完成花生外壳的去除操作，能够适用于小中型花生制品加工厂。1.2. 国内外研究现状虽然国外发达国家在农作物收获后的其他环节研究发展比较成熟，但是在果实的脱壳分离环节上也比较薄弱。针对农作物脱壳装置出现的含杂率高、生产效率低的问题，国外相关科研人员已在相关领域展开研发与改进。国外市场中的花生脱壳机装置主要有鼓式、盘式和幅式三种基本结构，虽然基本结构各不相同,但是其工作原理大致相同，主要依靠挤压摩擦作用下完成脱壳作业。可见，国外农机相对发达的国家虽然在脱壳环节也存在相对薄弱的问题，但是约翰迪尔、德国CLAAS
18、公司、美国CNH公司带头的一些国外农机技术先进的公司也一直不断地着力研发。风机、筛网和脱壳性能有着密不可分的联系，风机对脱壳装置有着重要的影响，选择风机叶轮可以进一步降低含杂率。国外学者也在大力进行着收获机的排杂风机进行流场分析的研究。有关农产品脱壳的研究主要出于农产品加工、储运的需要，脱壳技术包括物理清洗、机械清洗、多次鼓风式、振动式和探测式脱壳等。为确定出农产品含杂率和脱壳难度特性，在深入研究农产品含杂基础上建立农产品脱壳模型，要充分考虑农产品在一些特定条件下脱壳率的性能指标体系，是该领域研究的重要方向。在国内，王健是最早开始研究花生脱壳机装置的人员之一，经过多年的努力，王健终于在2002
19、来研制出第一款花生自动脱壳机装置，从而将国内的手工脱壳带入了机械脱壳作业时代。随后，王健并没有止步于此，而是不断地进行研究改进，并研发出一款多功能脱壳机，这种花生脱壳机装置除了脱壳功能外还具有清洗，挑选花生粒的功能。颜洪森以王健设计的去皮机为基础，进行设计研发了多款花生脱壳机装置，其最为典型的两款为四连杆传动机构的脱壳机及六连杆传动机构的脱壳机。而查建中则设计出一款凸轮传动机构的去脱壳机。总之，在大批科研人员的不懈努力下，国内在花生脱壳机装置上面的研究也越来越深入，使用性能也更加符合市场需求，极大的促进了该行业的发展。上述几例介绍了我国相关科研人员对脱壳装置的研究，并对芝麻、燕麦、花生等作物设
20、计研发的型芝麻筛选机，燕麦籽粒揉搓式脱壳装置，鲜食玉米果穗收获机茎叶脱壳装置。可以得出，虽然我国在农作物收获机不断发展，但是我国在油莎豆脱壳环节上还是存在清洁率低，含杂率高，生产率低等比较薄弱的问题，还需要在这一方面上不断地进行探索研发和创新。尽管花生脱壳的方法多种多样，但是使用最为广泛的还是机械脱壳，然而，根据需求不同，机械脱壳也分为多个种类，既有家庭使用的简单机械工具，又有批量加工使用的特种脱壳机。对于特种脱壳机械而言，目前国内也有多家企业在生产。并且其型号也多种多样，已经发展成为系列产品。机械脱壳之所以受到市场广泛好评，其主要原因是他存在以下优点：（1）能够有效提高生产效率；（2）能够有
21、效降低生产成本；（3）基本不存在环境污染；（4）所去除的花生外壳可以被再次利用，例如做成饲料，用于家用燃料等；（5）结构简单，便于操作；图Ll花生脱壳机装置一图1.2花生脱壳机装置二1.3. 本课题中应用的软件介绍1.4. SOLIDWORKS软件SOLIDWORKS三维建模软件是具备当今机械加工领域所需的大多数工程设计和制图功能。使用者可以观察所要绘制物体的形态，对产品多方面进行设计分析，从而可以准确的描绘出任意几何形体。SOLIDWORKS的特点：1、使用Sc）LlDWORKS建模过程很方便，指令和命令配合很容易上手操作。2、在装配时，可以准确的通过约束还有移动部件进行装配，并且在装配的过
22、程中很方便灵敏。3、二维图也是可以在SOLIDWORKS中体现出来的，在草绘命令下的下拉菜单中所有命令都有，种类丰富。可以很明确的确认二维图。4、数控加工的技术方面处理的也很优秀，能保证代码的正确性确保机床走刀时的道路轨迹是正确的。5、数据库很全，在一些国标的要求下可以调出你想要的零件，可以节约时间提高效率。6、可以根据自己的喜好或者要求对设计的作品进行渲染，达到外形标准的要求。7、通俗易懂，可以快速上手，但是也需要好好练习熟悉软件才能设计完美。SOLIDWORKS应用到了机械工程之中，完全能够改变以往工作遇到的种种麻烦，在改善绘图和看图模式的同时，最大程度的提高了工作效率。在三维建模和仿真分
23、析的同时能够灵活的装配以及运动动画，因此应用范围很广。本课题应用Sc)LlDWoRKS软件主要用于花生脱壳机装置的三维建模和装配体的装配设计，并进行装配体的干涉检查和测量检查。1.5. AUTo-CAD软件AUTO-CAD在现代化工业设计制造业中应用十分广泛，在电气自动化行业中，在机械制造业中主要用于绘制机械产品的二维加工生产图和总装配图，能够很好的表示清楚产品的结构特征和加工要素，是一款极其重要的工业软件。本论文中利用AUTO-CAD软件主要用于绘制花生脱壳机装置的主要零部件的二维工程图，主要绘制了V带带轮、脱壳机机架、风机、凹凸板、轴承座及总装配图，满足设计任务书的图纸要求。1.6. 本课
24、题研究内容及技术路线本课题以花生脱壳机装置为研究对象，研究设计一款具有自动对花生果实进行脱壳的装备。经过文献调研和查阅参考资料后，首先对花生脱壳机装置的结构进行总体方案设计并简述其工作原理，随后对花生脱壳机装置的传动主轴、V带传动系统、驱动电动机机构、轴承和键连接等零件进行设计计算。最后应用三维设计软件SoIidWorkS对花生脱壳机装置的主要零部件进行三维建模设计和三维装配图设计。最后利用AUTO-CAD软件绘制主要的二维零件图和二维装配图，整理设计资料撰写设计说明书。具体研究内容如下所示。(1)完成花生脱壳机装置的研究现状研究并制定较为详实的研究内容。(2)完成花生脱壳机装置的总体方案设计
25、，并简单介绍其工作原理，梳理原始设计技术参数。(3)分别对花生脱壳机装置的驱动电动机、传动主轴机构、V带传动机构、V带带轮机构、传动轴承机构、键连接机构进行设计计算，并对主要的受力构件进行强度校核，完成整个花生脱壳机装置的设计计算。(4)利用三维设计软件Solidworks进行花生脱壳机装置的主要零进行三维模型设计,并对装配体进行装配设计及检查。(5)针对花生脱壳机装置的总装配图体，利用SoIidWorkS软件自带的检查工具进行干涉检查，验证设计及装配的合理性。(6)利用AUTo-CAD绘制主要零部件及装配体的二维工程图设计。（7）整理全部的设计参数，撰写设计计算说明书。本课题设计一款花生果实
26、脱壳机装置，可按照以下的研究方法和思路进行：1 .运用理论分析法，通过阅读大量有关花生脱壳机装置研究的文献，了解国内外现有花生脱壳机装置的研究成果，对本次设计具有参考价值的机构分析其设计方法及理论;2 .运用二维建模软件AUTO-CAD软件，对花生脱壳机装置的主要零部件进行设计计算，并绘制相应的二维工程图。3 .运用大学所学的知识，对花生脱壳机装置的主要零部件进行选材设计分析，并制定该机构的使用方法。依据上述的本课题研究的主要内容,梳理得出本课题的研究技术路线如图1.1所示。（国内外/科查您里）图1.3本课题的研究技术路线图1.7. 本章小结本章为本论文的绪论章节，主要完成的任务有：（1）本章
27、介绍了本次课题研究的背景与意义，详细分析了国内外关于花生脱壳机装置的研究现状，并对未来花生脱壳机装置的发展状况展开预测。（2）根据本课题的设计任务书，梳理本课题的主要研究内容。（3）根据本课题的主要研究内容，绘制本课题的研究技术路线图。本章的研究内容为后续章节进行花生脱壳机装置的冬件设计奠定基础。2 .花生脱壳机装置的总体方案设计2.1. 花生脱壳机装置的原始设计参数根据本课题的设计任务书和相关的参考资料，本课题中设计的花生果实脱壳机的设计方案要求，并结合该花生果实脱壳机装置的应用场合一一花生制品加工制作中心，确定的设计技术参数如下：(1)去皮脱壳物种：花生(2)生产节奏：间歇式去皮操作(3)
28、脱壳生产能力：大于200kgh(4)脱壳容量：0.6-0.75tm3(5)脱壳机装置使用场合：室内(6)脱壳机装置布置方式：固定式(7)脱壳机装置的外形尺寸：长X宽X高=1700X1200X2600(mm)2.2. 花生脱壳机装置的总体方案设计通过大量的文献研究发现，沿花生不同方向施加挤压力使外壳脱离，其最佳的作用力为将花生外壳脱离但不破坏花生仁结构。如果只对花生果实施加挤压力，其外壳不易脱离，而且如果挤压力较大时会造成花生仁破损，此时对花生果实仅仅施加挤压力如图2.1所示。图2.1花生果实受挤压力示意图如果给花生果实只施加剪切应力，如图2.2所示。花生果实在剪切用力作用下会使花生做旋转运动，
29、但花生果实的外壳并不容易去除。图2. 2花生果实受剪切力示意图图2.3是为沿花生果实的长径和短径两个方向同时施加挤压和剪切力，在挤压力和剪切力共同作用下，花生果实的外壳脱壳效果及难易程度比上述两种外壳脱壳方法都要好。通过对比沿花生果实的长径和短径方向施力后的脱壳效果，可以看出沿花生果实的短径方向施力，花生的脱壳效果比较好，花生粒的破损率较低，因此最终确定采用挤压和剪切力共同作用下将花生外壳脱壳的设计方案。图2.3花生果实同时受剪切和挤压力示意图本论文中设计的花生果实脱壳机装置总体结构布局如图2.4所示。该脱壳机装置由电动机驱动整个脱壳装置运行，通过V带轮传动将电动机动力传输给花生脱壳凹凸板管滚
30、筒中，实现花生果实的脱壳作业。该套脱壳机装置结构比较简单，整套机构充分发挥了V带轮传动的结构紧凑的优点。该套花生果实脱壳机装置主要的组成结构有：驱动电机、整机机架、大带轮、小带轮、脱壳凹凸板、风机、脱壳滚筒、花生入料口和出料口、轴承座和轴瓦等结构。图2.4花生果实脱壳装置的总体布局图2.3. 花生脱壳机装置的工作原理如图2.4设计的固定式花生脱壳机装置所处理的农作物是花生，对大豆和玉米也适用。将回收的花生果实从脱壳机装置的入料口倒入脱壳机装置中，然后启动下端放置的驱动电动机，开始对花生进行脱壳处理。电动机将动力沿着输出轴传递出，经过V带传动系统将动力传递给脱壳滚筒中，带动脱壳滚筒中的凹凸版机构
31、运转，凹凸版对花生外壳施加竖直和水平方向的作用力，将花生外壳摩擦挤压破碎实现花生的脱壳作业。脱除壳的花生随着破碎的花生外壳在右侧安装的风机作用下，将脱除的外壳和花生粒彻底分开，花生粒在下端的出料口流出收集，脱除的花生外壳在风机的吹拂力作用下再慢慢降落在地面上，从而实现花生的脱壳作业，将花生粒和花生外壳分开。2.4. 本聿小结本章主要完成花生果实脱壳机装置的整体方案设计，首先对目前常规的花生果实脱壳方法进行简要介绍，随后根据设计任务书对花生果实脱壳机装置的初始设计参数进行梳理，随后对花生果实脱壳机装置的布置方案和工作方式进行设计，最后根据设计的总体方案的工作原理进行简要介绍。3 .花生脱壳机装置
32、的主要零部件设计3.1. 驱动电动机的选型计算本课题中设计的马铃薯去皮机的工作机械连接比较简单，该设备在室内使用，其啊驱动功率较小，维修方便，因此驱动发电动机作为动力源。参考家用机械的设计准则，该驱动电机可选用同步转速为1000rmin或1500rmin的电动机，脱壳机装置所需转速通常为n“=400r/min750rmin,因此总传动比为2-3。考虑到花生脱壳机装置脱壳作业的周围环境一般在室内，为了保障周围人员的安全性，因此选择Y(IP44)系列三相异步电动机，采用卧式封闭结构。(1)电动机的额定功率匕Pe=I.5kw(2)电动机的转速驱动电动机的转速N可通过计算公式得：N-nwi/i2,-1
33、800rmin5400rmin根据表3.1可见，同步转速为3000rmin可符合的设计要求，因此选定电动机的型号为Y90S-2卧式的驱动电动机。表3.1驱动电机的技术参数方案电机型号额定功率(kw)电动机转速同步满载电动机质量(kg)1Y90S-21.530002840242Y90L-41.515001400283Y100L-61.51000940353.2. V带传动的设计计算(1)确定计算功率Ps查阅机械设计手册选定工作情况系数为KkL3,计算得:Pea=KAP=L3X1.5kW=1.95kW上述公式中：PCa表示计算功率，单位kW；&表示工作情况系数；P表示V带传递的额定功率，单位kW。
34、(2)选取V带带型根据计算功率并参考机械设计手册，此处选用Z型V带。(3)带轮的基准直径d“并验算带速V初步选取主动带轮的基准直径ddi=71mm50mn,因此需要验算V带速度计算得:dd,n,3.14712840V=60xl000=-601000=Ia552ms25ms由计算结果可知选定的V带的速度未超过25ms,初步选定数值合理。根据传动比计算式2=iddl,因此从动带轮的基准直径计算得：dd2-idd-371=213mm上述计算数值向上适当圆整，可取d从动带轮基准直径dd2-224nmo4 4)V带的基准长度Ld和中心距a计算参考机械设计手册公式O.7(dd+dd2)aoz1=3,查阅机
35、械设计手册可取值P=0.5kW,Po=O.04kW,Ka=O.93,K1=L11,将数值代入上述公式中计算得：z=l.95/(0.5+0.04)0.93X1.11=2.48向上圆整V带的根数可取z=3根(7)计算预紧力F0V带带轮的预紧力计算公式为：F0=500Pco(2.5K-l)vz+qv2参考机械设计手册中的V带传动技术参数，取值q=0.06kgm,带入数值预紧力计算得：F0=500XI.95(2.5/0.95-1)/10.5524+0.0610.5522N=44.37N(8)作用在轴上的压轴力FP参考机械设计手册中的(8-28),可得压轴力计算公式为：Fp=2zF0sin(/2)=2X
36、4X44.37XSin(157.30/2)N=347.8N3.3. V带带轮设计计算V带传动是由V带和V带带轮组成的，共同承担动力传递的作用。(1)带轮的材料选择由于本课题中设计的带轮的圆周速度V25ms,因此带轮的材料可选用HT150钢材质经调质处理制作而成。(2)带轮的结构型式由上述计算结果可知大带轮的基准直径1712.5=177.5mm,因此可以采用实心带轮结构。(3)带轮的基本结构尺寸带轮的结构示意图如图3.1所示。参考机械设计手册可对带轮的基本机构尺寸继进行计算及取值，如表3.2所示。表3.2V带轮的轮槽尺寸表项目符号槽型Z基准宽度(节宽)Q(bp)8.5基准线上槽深hmin2.0基
37、准线下槽深h/min7.0槽间距e120.33图3.1小带轮结构示意图(4)带轮的其他结构尺寸小带轮的结构尺寸计算：Dd=71mmd1=(l.82)d=(L82)X24=43.248mm,可取d1=43.2mmda=ddl+2h=71+22=75mm大带轮的结构尺寸计算：d1,=(1.8-2)d=3640mn,可取dj=38mmC=(1/714)B=(171/4)X52=7.413mm,可取C=IOmm图3.2大带轮结构示意图3.4. 传动主轴的设计计算本课题中设计的割草装置的主轴既需要承受弯矩又需要承受一部分的转矩，因此本课题中设计的轴为传动主轴，传动主轴的模型如图3.3所示。图3.3传动主
38、轴的结构模型(1)试传动主轴的材料选择综合上述考虑传动主轴的性能，最终选取主轴原料为40CrO由图3.3可知，本课题中设计的传动主轴共3段轴结构，其中第1轴段和第3轴段的主要作用时用于装配支撑轴承，由于此段选用的轴承的内径为50mm,因此第1段和第3段主轴的直径为e50mm,其长度可设计为70mm；第2段主轴主要是作为定位轴肩作用，其直径为60mm,长度可设计为160mm；(2)传动轴的强度校核按照传动主轴的工作情况，其受力分析、弯矩图和扭矩凸如图3.4所示。FFlF2b)弯矩图C)扭矩图图3.4传动主轴的受力分析图轴的最大弯矩出现在支撑轴承的作用点上，利用弯矩公式计算得：求得弯矩：M=40.
39、180=0.72KNm根据扭矩的计算公式求可得：075T=9549=1.49Nm4800由于该传动主轴既承受扭矩作用，也承受弯矩作用，根据材料力学知识可判断该传动主轴的危险截面出现在主轴轴径最小的位置，因此采用材料力学中的第三强度准则进行该传动主轴的强度校核计算，得：ca=o-2+4t2根据材料力学知识，综合考虑这两个方向上的应力之间循环特性影响的不同，需要添加折合系数。进行修正，因此修正后的第三强度校核公式为：ca=2+4(of)2由于传动主轴的截面为圆形，因此其扭转切应力汇=工=工，其弯曲应力为b=，W2WW将扭转切应力T和完弯曲应力分别。代入上述公式中，传动主轴的弯曲扭转合成强度公式为：
40、=回+3：3(广H11zJ2WJW公式中：轴的计算应力，MPa；T轴的扭矩，Nmm;M轴的弯矩，Nmm；W轴的抗弯截面系数，mm3O圆轴的抗弯截面系数计算公式为：W=-32传动主轴所承受的扭转切应力是静载荷，而且其弯曲应力属于对称循环变应力，因此修正系数可取=0.3,可计算得传动主轴的截面的抗弯及屋面系数为：W=0.IJ3=21600三3（d为截面直径）按照弯曲扭转合成强度进行计算，得到的计算结果为:l为许用弯曲应力，使用传动主轴的材料的许用弯曲用力为70MP,进行强度计算的强度值为33.3MPa,远远小于传动主轴的材料的需用弯曲应力值70MPa,因此本课题中设计的传动主轴满足强度要求，设计合
41、理。3.5. 脱壳凹凸板及入料口设计计算本课题中设计的花生脱壳机装置的主要作用是对花生果实进行脱除外壳作业，将花生进行脱壳处理的核心零部件是脱壳滚筒中的凹凸板机构，该机构安置在脱壳滚筒中,当驱动电动机启动时V带将带动圆形的凹凸板在脱壳滚筒中做旋转运动，对花生外壳施加水平和竖直方向的作用力，将花生外壳破碎，实现花生果实的脱壳作业，本课题中设计的凹凸板机构如图3.5所示。图3.5滚筒式凹凸板结构图入料后是花生脱壳机装置的花生入料装置，将花生从该入料口倒入后，就可以使花生直接进入脱壳滚筒装置中，就可以开始进行花生的脱壳作业。本课题中设计的花生果实入料口机构如图3.6所示。图3.6花生入料口结构图3.
42、6. 风机的设计计算本课题中的风机结构设计参考清粮机中的风机结构，本论文设计的花生脱壳机装置采用大众性农用型风机，其功能是将已经脱壳的花生外壳吹拂起，与花生粒相分离，便于花生外壳和花生粒分别进行收集储存，其结构如图3.7所示。图3.7风机的结构图3.7. 本聿小结本章主要对花生果实脱壳机装置的传动系统进行设计计算，主要完成的设计工作有:对花生果实脱壳机装置的驱动电机进行计算选型，确定选用的电机型号及安装尺寸；对花生果实脱壳机装置的V带传动进行设计计算；对花生果实脱壳机装置的V带带轮进行设计计算；对花生果实脱壳机装置的传动主轴进行设计计算及强度校核，最后对花生果实脱壳机装置的滚筒凹凸板和风机机构
43、进行设计计算。毕业论文4 .花生脱壳机装置的核心参数设计4.1. 风机参数计算风机的风压直接决定风机吹除花生外壳的效果，对风机风压进行计算如下。风压计计算公式：P=P卢Pd上述公式中：Pd表示气流出口动压，计算公式为：P,=限选取=08ms代入上述公式中，得：Pil=70Nm2f因彩为平均速度，而且出口处的速度之均匀性较差，故动压巴应乘以修正系数a,若取=.05则：Pd=73.5Nm2oPS表示风机出口处静压，用来克服气流通过筛子和清豆室的阻力和运送轻杂物，取Ps=196245Nm2因此风机全压P=Ps+Pd=269.5318.5Nm24.2. 花生脱壳流量计算空气流量Q可按下式进行计算：Q=
44、BSV2式中：B风机出口宽度S风机出口高度苏联B.T.杜尔宾教授建议以下式计算V2v2=VkminJSiMa+夕）/COSP式中：匕哂花生外壳的最低临界速度（大豆、玉米为9.8/46/s）筛片与水平面的夹角。花生与脱壳滚筒间的摩擦角度p空气密度，此处取值L2kg现知花生与脱壳滚筒间的摩擦角为20,若取=30,将以上数据代入上述公式,计算得：V20.91Vkmill=8.9J2.7ms,取平均值为匕=0.Ms因此Q=BSV2=0.470.1510.8=0.764m3/s4.3. 花生脱壳机机架设计本课题中设计的花生脱壳机装置的机架选用角铁焊，设计成框架式开放形式，这样设计既能便于驱动电机、风机及
45、脱壳滚筒机构的安装，又可以便于脱壳机的维护和修理。本次设计的花生脱壳机装置的机架如图4.1所示，驱动电动机也采用机架结构形式，将驱动电动机支撑，右侧机架采用低落式机构，便于安装风机将花生壳吹出，采用焊接相连接。图4.1花生脱壳机机架架构图4.4. 本章小结本章主要对花生脱壳机装置的核心参数进行计算，主要完成的设计工作有：对花生脱壳机装置的驱风机风量进行计算；对花生脱壳机装置的花生脱壳流量进行设计计算;最后对花生脱壳机装置的整机机构进行设计计算。5 .花生脱壳机装置的三维设计5.1. 主要零部件的三维模型设计传统的机械设计一般是先直接绘制二维工程图，再根据工程图开展样机生产，在生产样机过程中或者试验样机过程中方发现问题后在进行工程图修改，这样来回反复修改就会延长产品的研发周期。而现今采用先进的设计方法一一三维实体软件参数化设计方法进行设计，参数间具有相关性，更改一个结构的尺寸就会一并更改与之相关的所有尺寸。本论文设计的花生脱壳机装置主要由V带、带轮传动系统、传动轴系统、凹凸板、风
