机械设计制造及其自动化毕业论文.docx

农业大学学院本科生毕业论文设计题目花生去皮机设计姓名系别工程系专业机械设计制造及其自动化专业班级学号指导教师年月日毕业论文设计诚信声明本人声明所呈交的毕业论文设计是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果论文中引用他人的文献数据图表资料均已作明确标注论文中的结论和成果为本人独立完成真实可靠不包含他人成果及已获得农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意论文设计作者签名日期年月日毕业论文设计版权使用授权书本毕业论文设计作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文设计的复印件和电子版允许论文设计被查阅和借阅本人授权农业大学可以将本毕业论文设计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毕业论文设计本人离校后发表或使用该毕业论文设计或与该论文设计直接相关的学术论文或成果时单位署名为农业大学论文设计作者签名日期年月日指导教师签名日期年月日目录摘要第一章绪论研究的目的和意义国内外的研究概况本文的主要研究内容第二章总体方案的确定技术要求设计方案选择及总体结构第三章主要零部件尺寸及传动比的初步确定第四章辊子链传动系统的设计链的设计链轮的设计第五章电动机的选择及带传动系统设计电动机的选择带一的设计带二的设计带轮设计第六章轴的设计轴承的选择及生产率计算轴的设计轴承的选择第七章结论参考文献致谢花生去皮机设计摘要花生去皮是花生进行深加工的主要工序之一目前花生的去皮虽开始依靠机械进行但生产率较低而且劳动的强度较大本文设计了一种小型机械式花生去皮机它主要由进料斗振动进料通道两表面转动线速度不同的橡胶辊出料通道等部件组成工作时动力通过皮带和链带动着两橡胶辊转动在橡胶辊的上方有一进料斗工作时将花生放入进料斗中通过进料通道的振动将花生送入两橡胶辊之间两橡胶辊对其进行挤压和摩擦从而达到去皮的目的去皮后的花生从出料通道流出该设计结构合理工作安全可靠生产率可达关键词花生去皮橡胶辊挤压摩擦农业大学学院本科生毕业设计第一章绪论研究的目的和意义本研究的目的是为花生的脱皮提供一种有效的工具为花生的深加工提供条件花生仁是最重要的植物油脂及植物蛋白质资源之一是世界上研究最广的用以制取食用蛋白的油料籽实花生除经简单的加工就可食用外经深加工还可制成营养丰富色香味俱佳的多种食品和保健食品然而我们也不能忽略花生仁种衣在加工中的不利影响由于种衣含有儿茶酚单宁及多种色素会使花生制品色泽变深附在种衣上的胚芽含有皂苷等四种苦味成分严重影响花生制品的口感和外观另外种皮上含有大量的灰尘微生物所以多数花生制品例如花生饮料花生组织蛋白花生酱花生糖果花生豆腐等的加工都需经过脱皮连带去胚芽这一工序花生脱皮是增加浸出设备处理量降低花生干残油的一个行之有效的手段花生中皮壳含量一般在而皮壳自身的脂肪含量不超过皮壳进入浸出器浪费了设备的有效浸出空间一旦在浸出前将皮壳脱除即使是一部分也能节省浸出器的有效体积从而增加浸出设备的处理量同时降低花生干的残油量在相同的处理量下可以减少生产过程中的能量消耗和提高浸出毛油的质量花生果有很高的营养价值内含丰富的脂肪和蛋白质据测定花生果内脂肪含量为蛋白质含量为含糖量为左右并含有硫胺素核黄素尼克酸等多种维生素矿物质含量也很丰富特别是含有人体必须的氨基酸有促进脑细胞发育增强记忆功能约有的种皮的子叶和的胚芽其中种皮主要含纤维在花生浸出制油过程中增加脱皮工艺使豆仁中的蛋白含量随着脱皮量的提高而增加花生由于其资源丰富蛋白含量高营养全面等特点农业大学学院本科生毕业设计花生在中国一直被当作一种次要的经济作物对待但是经过改革开放后多年的发展特别是国际花生研究和花生加工技术的进步国内外花生生产情况发生了很大变化使人们不得不重新认识花生的营养价值和经济地位中国目前已成为世界花生的生产消费和出口大国花生总产量和出口量均占世界第一是我国为数不多的具有明显竞争优势的出口创汇农产品年出口量占世界出口市场的花生油占国内食用油消费的欧美科学家科研机构和农业部门新近研究证实花生具有平衡膳食预防心血管病糖尿病和肥胖抑制癌症生长和抗衰老的防病保健功能地中海健康膳食广泛使用花生美国心脏病学会大力提倡食用花生油哈佛大学设计出深受欢迎的花生减肥食谱这些研究和消费引导促使美欧食用花生的消费量连年上升我国花生及其制品的消费量不及其他亚洲国家和地区更不及西方发达国家食用花生的消费空间有待开发花生脱皮机对花生的深加工有着重要的意义花生深加工的首要工序就是对其脱皮虽然不对其进行脱皮也可以进行加工但是加工出来的产品的品质与脱皮后加工出来的品质相差很大他们的经济效益就相差很大在今天这个经济社会必须提高其经济效益所以有必要设计出高效经济的脱皮机械国内外的研究概况花生加工经历了由机械压榨制油到浸出法制油在目前应用于生产的有带皮浸出和脱皮浸出两种工艺而脱皮浸出工艺在国外普遍采用在国内才刚刚起步其原因主要有三方面其一因没有详细的资料和测试数据很多油脂加工厂认为脱皮的经效益不如不脱皮浸出的效益好其二生产工艺技术及设备还不尽完善脱皮率低脱皮过程中花生损失大同时电耗增加较多现有的花生仁脱皮工艺有湿法脱皮旋转脱皮法空气冲击脱皮法碱法脱皮法过氧化氢法脱皮这些脱皮工艺或多或少存在一些缺点所以有必要设计出一种新型脱皮机械目前国内乃至世界范围内只有少数一些的企业拥有花生脱皮机的研究至于花生脱皮机的生产那就更少了这些机器中还有很多有着各种各样的缺点例如农业大学学院本科生毕业设计花生的脱皮率不高对花生有损伤等这些缺点严重影响了花生深加工产品的质量所以现在很有必要研究出一种符合生产实践的机器以能够克服上述缺点从而使加工出来的产品质量得到提高目前国内机械脱除花生红衣大都用湿法其脱皮率只有左右且有电耗大操作不方便等缺点为此有必要研制一种花生红衣干法脱除机该设备应具有脱皮率高破碎率低籽仁质量好耗电量低操作方便等特点是当前花生红衣脱除的理想设备该机要能适用于乳白花生花生奶花生酱花生饮料各种花生糖及各种儿童花生小食品的加工生产其主要功能是对经烘烤后的花生米通过摩擦作用而进行脱皮加工并进行花生仁皮的分离要求脱皮及仁皮分离效果好整仁率高这种机械要对脱皮工作高效经济地进行要减少对花生的损伤以及破碎率本文的主要研究内容本文主要研究内容是在参阅和查找现有的花生去皮机的有关资料的基础上进行一定的创新和改良使机器的性能得到一定的提升设计出一台比较先进在一些方面得到改进的新型机械农业大学学院本科生毕业设计第二章总体方案的确定技术要求生产率要达到每小时去皮脱皮率大于破碎率小于设计方案选择及总体结构方案选择设计方案论证方案一图去皮方案一方案一是通过两橡胶辊的相对转动来实现脱皮两辊的线速度不相同存在着相对运动利用相对运动达到去皮的目的如图方案二农业大学学院本科生毕业设计图去皮方案二方案二是通过支架的旋转运动使花生与箱子的内表面发生摩擦利用这种摩擦作用达到去皮的目的方案三图去皮方案三方案三是通过两橡胶板相对运动两运动的方向总是相反的其中一个向左另一个则向右通过平行运动的摩擦作用达到去皮的目的如图将三种方案进行比较方案一的原理比较简单结构也较简单方案较好方案二存在的问题是在重力的作用下容器中各部分的花生去皮的效果不同方案三有一缺点是花生的进料和出料比较麻烦问题不好解决综合比较三方案方案二三都有缺点方案一没缺点而且结构比较简单所以选择方案一作为设计方案方案一可通过增大或缩小两橡胶辊的间距来达到去除不同大小的花生皮的目的由于采用橡胶辊比较柔软所以破碎率较低去皮的效果较高总体结构如下图所示总体结构是在机架的中部安装上两个相对滚动的橡胶辊橡胶辊之间的缝隙可以调整用于不同大小的花生这两橡胶辊的表面线速度是不同的橡胶辊要进料所以在橡胶辊上方要有进料容器在进料容器和橡胶辊之间要有进料通道并且进料通道要能够振动以防堵塞这就需要设计一振动机构所以选择偏心轮在橡胶辊的下方要有一出料装置农业大学学院本科生毕业设计并且在出料过程中可以将皮和仁分开所以出料装置两边都开口其中一边向外出仁另一边可以安装一吸风机将皮吸出没有风机也可以皮和仁不分开最后用人工进行分离选用电动机作为动力源电动机通过带轮和带带动带轮转动为防止两橡胶辊打滑所以两橡胶辊上要用链传动所以总体结构基本可以确定出来电动机通过皮带传动带动带轮此带轮往后传动分两部分一部分用皮带带动偏心轮转动有利于进料防止堵塞另一部分通过链传动带动两橡胶辊的转动链传动可以防止打滑现象的出现并且传动准确可靠在链传动中可以设有张紧轮图机器的总体结构农业大学学院本科生毕业设计第三章主要零部件尺寸及传动比的初步确定由于花生颗粒的大小不一定所以去除花生皮的两橡胶辊的直径的大小要根据花生颗粒的大小来确定两橡胶辊的直径不能太小太小会出现花生在两橡胶辊之间打滑不能挤过橡胶辊达不到去皮的目的太大又会占用很大的空间而且机器也会笨重所以两橡胶辊的直径要比较小而且又能够使花生去皮要去皮两橡胶辊的表面线速度要不同选用直径稍有差别的两橡胶辊选用一橡胶辊的直径为另一橡胶辊的直径为摩擦去皮机辊子的表面线速度一般为选取较慢的橡胶辊的表面线速度为假设两橡胶辊的长度为单位花生的充满系数为经试验得出一个花生的重约每个花生所占的面积约为根据生产率为的要求求出两橡胶辊的长度所以取两橡胶辊的长度为即可满足生产率的要求初步选取小橡胶辊上的链轮的分度圆直径为大橡胶辊上的链轮的分度圆直径为确定出链的转速为两橡胶辊之间的间隙称为轧距它比谷粒的厚度小为了保证砻谷过程中所需的压力设有轧距调节机构此机器两橡胶辊之间的间隙可以根据花生的大农业大学学院本科生毕业设计小进行适当的调整初步选取主动小链轮的分度圆直径为电动机上的带轮外径为大带轮的外径为小带轮的外径为电动机上带轮与大带轮的传动比大带轮与小带轮的传动比主动小链轮与小橡胶辊上的链轮的传动比主动小链轮与大橡胶辊上的链轮的传动比现已初步确定出主要工作零部件的主要尺寸及传动比根据初步确定的这些主要尺寸计算出其精确尺寸及传动关系农业大学学院本科生毕业设计第四章辊子链传动系统的设计链的设计辊子链传动的功率选择链轮齿数选择主动小链轮的齿数从动链轮的齿数张紧链轮的齿数确定计算功率计算功率单位为传递的功率单位为工作情况系数根据功率和小链轮转速功率小链轮转速选取链条节距根据图中各链轮的位置选取链节数链轮的设计链轮齿形选用三圆弧一直线齿轮或称凹齿轮农业大学学院本科生毕业设计链轮的结构因为链轮的直径都较小所以制成整体式链轮的材料采用钢经正火后硬度可达链轮的基本参数及主要尺寸已知节距套筒最大外径排距内链板高度主动小链轮的主要尺寸分度圆直径公式齿顶圆直径公式分度圆弦尺高公式齿根圆直径公式尺侧凸缘直径公式从动轮中的较大链轮的主要尺寸分度圆直径农业大学学院本科生毕业设计齿顶圆直径取整数为分度圆弦齿高齿根圆直径尺侧凸缘直径从动轮中较小链轮的主要尺寸分度圆直径齿顶圆直径取整数为农业大学学院本科生毕业设计分度圆弦齿高齿根圆直径尺侧凸缘直径张紧轮的主要尺寸与从动轮中较小链轮的主要尺寸相同农业大学学院本科生毕业设计第五章电动机的选择及带传动系统设计电动机的选择图机器的传动结构如上图所示电动机的功率分成了两部分其中一部分功率损耗有链传动闭式开式带传动取滚动轴承球轴承三对另一部分功率损耗有带传动取两个带农业大学学院本科生毕业设计滚动轴承球轴承两对脱皮两橡胶辊受到的力是链轮的转速是公式公式工作机主轴上的转矩转速公式电动机的总功率所以可取电动机功率转速取为查有关手册确定使用电动机型号为带一的设计农业大学学院本科生毕业设计确定计算功率选择带型选用普通带根据计算功率小带轮转速选带型确定带轮的基准直径和初选小带轮的基准直径即选验算带的速度公式计算从动轮的基准直径确定中心距和带的基准长度初定中心距公式取所需带的基准长度农业大学学院本科生毕业设计公式根据选取中心距公式中心距的变动范围为公式公式验算主动轮上的包角公式确定带的根数公式包角系数长度系数单根带的基本额定功率计入传动比的影响时单根带额定功率的增量所以应该选用两根带确定带的预紧力农业大学学院本科生毕业设计公式计算带传动作用在轴上的力公式带二的设计带一的从动轮即带一上的大带轮就是带二上的主动轮主动轮的基准直径从动轮的基准直径确定中心距和带的基准长度初定中心距取所需带的基准长度根据中心距农业大学学院本科生毕业设计中心距的变动范围为验算主动轮上的包角确定带的根数包角系数长度系数单根带的基本额定功率计入传动比的影响时单根带额定功率的增量所以应选一根带确定带的预紧力农业大学学院本科生毕业设计计算带传动作用在轴上的力带轮设计带轮的材料带轮的材料采用铸铁材料牌号为结构尺寸因为此机器上的三个带轮的尺寸都比较小所以采用实心式所选带为型所以带的槽型也为型基准宽度节宽基准线上槽深基准线下槽深槽间距第一槽对称面至端面的距离最小轮缘厚带轮一宽公式带轮二宽农业大学学院本科生毕业设计带轮三宽带轮一外径带轮二外径公式带轮三外径轮槽角机械设计页表带轮一带轮二带轮三农业大学学院本科生毕业设计第六章轴的设计轴承的选择及生产率计算轴的设计轴的材料选用钢主动小链轮所在轴的设计按扭转强度条件计算轴的扭转强度条件为公式扭转切应力单位为轴所受的扭矩单位为轴的抗扭截面系数单位为轴的转速单位为轴传递的功率单位为计算截面外轴的直径单位为许用扭转切应力单位为由上式可得轴的直径公式为安装带轮和链轮轴上有一处平面这一平面对轴的强度有削弱作用应增大轴的直径选择轴的直径为按弯扭合成强度条件计算做出轴的计算简图即力学模型作出弯矩图农业大学学院本科生毕业设计作出扭矩图由静力平衡方程取校核轴的强度按第三强度理论计算应力公式农业大学学院本科生毕业设计通常由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环变应力而由扭矩所产生的扭转切应力则常常不是对称循环变应力为了考虑两者循环特性不同的影响引入折合系数则计算应力为公式在这里扭转切应力为对称循环变应力取对于直径为的圆轴弯曲应力扭转切应力将和代入上式得轴的弯扭合成强度条件为公式轴的计算应力单位为机械设计页轴所受的弯矩单位为轴所受的扭矩单位为轴的抗弯截面系数单位为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力所以此轴的强度符合条件此轴所传递的功率最大所承受的弯矩和扭矩也最大此轴的强度符合条件其他四轴虽有两轴直径为但其受弯矩和扭矩远远小于此轴所以其他四轴也符合强度条件轴承的选择根据机器的实际工作情况可知轴承主要承受径向载荷的作用选用向心轴承对直径为的轴选用轴承轴承座农业大学学院本科生毕业设计对直径为的轴选用轴承轴承座设计轴承一年更换一次轴承每天工作小时每年则工作小时则轴承应具有的基本额定动载荷为公式查机械设计手册表得轴承的基本额定动载荷为所以轴承满足基本额定动载荷要求农业大学学院本科生毕业设计第七章结论本设计是利用两个橡胶辊的滚动使花生从两辊中间通过两橡胶辊的表面线速度不相同利用这一快一慢两个橡胶辊的作用将皮脱去脱皮后下落到出料装置中在出料过程中会有一吸风机利用皮和仁的比重不同将皮吸走仁将沿出料口流出此机器将皮脱去的主要目的是为花生的深加工作准备以来提高花生深加工产品的经济价值从而提高经济效益此机器结构比较简单紧凑占地面积比较小而生产率较高每小时可达尽管此机器性能较好但还是存在着一些问题例如脱皮率和整仁率还有待提高今后在提高生产率脱皮率和整仁率以及降低破碎率方面还有待进一步的研究和改进农业大学学院本科生毕业设计参考文献张凤英熊建华周志娥闵嗣璠微波加热去花生仁种衣新工艺的研究食品科学于向辉崔凤秦花生脱皮处理的几项优点中国油脂刘玉兰植物油脂生产与综合利用中国轻工业出版社占佳凤邓秋华花生脱皮方法的比较中国油脂周凤超武喜东石少彬于殿宇花生热脱皮工艺生产实践与效果分析大豆通报汪学德刘玉兰张百川杨书平徐照勇陈东升花生脱皮研究中国油脂濮良贵纪名刚机械设计北京高等教育出版社刘鸿文材料力学北京高等教育出版社沈林生农产品加工机械北京机械工业出版社王文斌机械设计手册北京机械工业出版社农业大学学院本科生毕业设计致谢大学四年的学习生活即将结束此时此刻我感受颇多本论文能得以顺利的完成这与老师不倦的教导和同学倾力的帮助是分不开的在这次毕业设计中我不但巩固了以前所学的知识并从中学到了很多新的东西在这里我向那些在这几年里给于我巨大帮助的老师和同学表示衷心的感谢正是他们的帮忙才让我得以圆满的完成大学的学业和最后的毕业设计首先我要真诚地感谢老师的指导本论文的选题及设计过程是在老师的悉心指导下得以完成的老师定期询问设计进程对本论文的框架和内容安排提出了指导性建议并倾注了大量精力和时间在此致以衷心的感谢老师渊博的知识严谨的治学态度对科研的执著追求和忘我的工作精神让我深深的敬仰老师这段时间对我的教诲将使我受益终身其次感谢院领导老师为我提供了一个良好的学习环境让我在清静的环境下完成了毕业设计还给提供了四十个小时的免费上机时间这对我们这些没有电脑的同学的帮助是很大的谨向各位领导老师表示诚挚的谢意第三感谢所有机械专业的老师曾经对我的教育培养他们的严厉要求使我最终学有所得在此我要向诸位老师深深地鞠上一躬另外我还要感谢我的同学和舍友们在这四年的时间里给我学习和生活上的帮助尤其是在毕业设计期间感谢你们与我共同讨论给了我论文一些较好的意见感谢我的同学在设计中给予我的帮助与他们在一起设计令我收益非浅而且与他们在一起工作轻松愉快本论文参考了国内外许多学者的研究结果和相关研究论文在此致以深深的敬意感谢我的父母亲朋好友在我的求学生涯中给予我的一贯支持与鼓励总之论文的完成过程中凝聚着导师的教诲浸透着亲人的真爱体现着朋友同学的友谊和帮助沐浴着领导老师的关心和支持在此向所有直接和间接给予我帮助的人表示衷心地感谢和崇高的敬意