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1、ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 杏（花生）仁脱皮机的设计 The Peeling Machine Designof Almond（Peanuts）系（院）名称： 机械工程系 专业班级： 08机制专升本4班 学生姓名： 学生学号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 讲师 2010年 5 月26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
2、为获得安阳工学院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安阳工学院关于收集、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： 目录中文摘要、关键词错误！未定义书签。英文摘要、关键词错误！未定义书
3、签。引言错误！未定义书签。第1章 综述错误！未定义书签。1.1 杏（花生）仁脱皮的意义错误！未定义书签。1.2 脱皮的方法及原理错误！未定义书签。1.3常用果仁类脱皮机几种机型比较6第2章 结构设计及分析82.1 传动系统的确定及结构设计82.2 上料的结构设计102.3 摩擦副机构的设计102.4加工后杏（花生仁）仁收集122.5机架选择12第3章 设计的计算与校核133.1电动机选择133.2计算总传动比及分配各级的传动比143.3传动装置的运动参数及动力参数的计算143.4 V带传动的设计计算143.5减速器的选用163.6 滚子链的传动设计计算163.7卷筒主动轴的设计计算173.8卷
4、筒从动轴的设计计算203.9 滚动轴承的选择及校核计算213.10 键联接的选择及校核计算22第4章 机器使用说明书234.1用途234.2对去皮后果仁的要求23结论24致谢25参考文献26杏（花生）仁脱皮机的设计摘要：杏仁脱皮机主要就是将经过浸泡的杏仁进行食品和饮料生产前期的脱皮处理。将经过热水浸泡的杏仁倒入脱皮机料斗中，经脱皮胶圈摩擦脱皮，经过分离装置将皮米自动分离后排出。本设计的脱皮机就是利用直线运动摩擦脱皮法，对杏仁和花生仁等类似果仁的脱皮。其特点：小型机械，结构简单；易制造、易操作，成本低；对生产条件要求不高。通过对脱皮部分与电机的选型配套，滚动轴承的选择及校核计算，卷筒从动轴的设计
5、计算，滚子链的传动设计计算，传动装置的运动参数及动力参数的计算，减速器的选用，结构设计与布置，及其强度校核以及密封装置的选择，使脱皮机具有运转平稳、成本低、维修方便。该机将广泛用于杏仁原料的初加工或者用于食品、杏仁罐头、杏仁鲜菜、饮料制品和杏仁露的加工。关键词：脱皮机 摩擦脱皮法 结构设计与布置 传动装置设计计算 The Peeling Machine Design of Almond（Peanuts）Abstract:Almond peeling machine is mainly is to soak the almonds through the food and beverage pr
6、oduction for pre-peeling treatment.After immersion in hot water will be poured into almond peeling machine hopper, apron friction by peeling peeling, after a separation device to Pico automatically discharged after separation.The design of the peeling machine is to use linear motion friction peeling
7、 method, almonds and peanuts and the like peeling nuts.Its characteristics: small machinery, simple structure; easy to manufacture, easy to operate, low cost; on the production conditions do not ask.Peeling some of the motor through the selection of matching, selection and check of rolling bearings
8、calculation, drum driven shaft design calculation, the transmission roller chain design and calculation, transmission of the motion parameters and dynamic parameters of the calculation, speed reducerselection, structural design and layout, and the strength of the choice of checking and sealing devic
9、e, so that peeling machine is running stable, low cost, easy maintenance.The machine will be used in the initial processing of raw almonds or for food, canned almond, almond fresh vegetables, beverages processing products and almond dewKey words: Peeling machine ；Friction peeling；Structural design a
10、nd decorate；Transmission device design calculation引 言随着社会的进步，生活中的每一个角落都有机器的参与,加工设备的发展是与加工工艺密切相结合的，与科技不断进步，人类生活水平不断提高是分不开的。粮食加工是把原料去杂质、调节水分、脱壳、去皮或研磨，最后加工成可以食用且符合不同质量标准的食品。回顾过去，我国加工设备同国外发达国家相比，加工精度低，机械化、自动化程度低，导致加工产品质量标准普遍不高，且颗粒粒度较粗、加工品种较少，和国际标准相比属于中等偏下。但随着现代化进程的加快，人类对生活质量和粮食质量要求不断提高，科技的发展使粮食精加工设备的设计制
11、造迫在眉睫。提高加工设备的机械化和自动化程度是提高产品质量和劳动生产率、降低生产成本以及实现农业现代化的重要环节和可靠保证。采用先进的加工设备已经成为粮食加工工业的当务之急。本着此目的，结合我国国情以及加工工业的发展状况，杏等果仁的产地比较分散，各地产量不高，多为农村小批量作坊式生产。且根据设计题目中给定的具体参数，我们分析要设计的脱皮机应具有如下特点：小型机械；结构简单；易制造、易操作，成本低；对生产条件要求不高。考虑到我国的具体情况，采用摩擦脱皮方法，是我们首选之路，设计的这台轻而便捷且方便操作的小农型脱皮机，是适应当代市场的有效机型。第1章 综述1.1 杏（花生）仁脱皮的意义杏仁、花生仁
12、在我们的生活中很重要的功效与作用如：镇咳、平喘；抗炎、镇痛；抗肿瘤；降血糖；降血脂；美容作用等，但它外面的皮却无任何食用价值，并且给我们的食用带来不便，因此我们在利用之前除去外皮是生产的必不可少的一道工序。随之各种各样的脱皮机就随之产生了1.2 脱皮的方法及原理1.2.1药液脱皮法:利用具有一定腐蚀作用的药液，浸泡食物，使食物的皮溶解，然后用高压水将其冲走。优缺点：脱皮效率高；但机构复杂、成本高，对杏仁天然的香味有所破坏，因此不适合杏仁脱皮。1.2.2蒸汽脱皮法：与爆米花的原理相似。把待脱皮食物放入一个蒸汽釜，加盖密封，旋转蒸汽釜的同时向釜内喷射蒸汽，约30-50秒钟，当蒸汽达到一定压力（约7
13、.75-15.5kg/cm2），使所有杏仁都被蒸汽包围中，然后排汽，这时杏仁外皮由于压力急剧减小而破裂脱离。然后用水冲洗。优点：脱皮效率高，几乎可达100%，且不破坏果仁的各种组织结构，生产效率高，可根据蒸汽釜的容积而定。缺点：需要高压蒸汽，导致机器结构复杂，而且要求容器强度高、耐高压性能好，成本高。1.2.3摩擦脱皮法：通过摩擦、捻搓把食物的外皮脱掉，是常用的各种植物果实的脱皮方法。优点：机器结构简单，制造容易，节省材料，成本低，使用方便。缺点：脱皮率低，摩擦过程中会使食物果仁破损、外观粗糙。适用于非大量生产且对果仁外观要求不高的食物脱皮。1. 旋转平盘脱皮法工作原理（如图1.1）：在上摩擦
14、板的顶部，利用重力自动下料；料下到旋转盘靠近心位置，杏仁由于旋转离心力的作用，作旋转运动，渐渐地滑向旋转盘的边缘，在此过程中，它受到两板对它的摩擦力的作用，从而达到脱皮效果。脱皮后的果仁从旋转盘的边缘收集。图1.2 滚轮脱皮工作原理图1.1 旋转脱皮工作原理 1-上摩擦板（固定）；2-下摩擦板（旋转） 1-低速导轮； 2-挡板；3-高速摩擦轮；3-减速器 ； 4-电机 4-皮带轮 ； 5-皮带优点：机器结构简单、紧凑；果仁在机器 中运动线路较长，脱皮率较高。 缺点：（1）由于机器转速较高（100-200rpm），杏仁的头部易打掉，一般设计要求是不允许的。（2）加工后果仁的收集不方便。（3）是靠
15、离心力的作用使果仁由中心向边缘而脱离旋转摩擦板的，由于摩擦力较大，因而，原理上不太可靠，在生产过程中容易使杏仁以及脱下的外皮堆积在上下摩擦板之间，造成加工混乱。2. 滚轮对滚脱皮法工作原理（如图1.2）：与无心磨床的工作原理类似。杏仁由皮带以一定的线速度输送，在两摩擦轮（摩擦轮较长300-600mm）之间通过，摩擦轮高速转动，对果仁起到摩擦、揉搓的脱皮作用；导轮起到翻转果仁的作用，同时提高脱皮率；挡板的作用是防止果仁在摩擦轮、导轮的带动下离开皮带。优点：脱皮率较高，加工后果仁的收集较方便。缺点：运动复杂，导致结构复杂，成本高；生产率低；易损坏果仁形状。3.直线运动摩擦脱皮法：此方法原理类似人工
16、脱皮，人工脱皮是靠手的拇指和食指之间的相对运动给果仁摩擦力，使果仁外层皮破裂而脱掉。方法简单，但生产率低，且果仁在脱皮前都要经过浸泡，长期做该项工作对手有伤害。用该机器则可克服这些缺点。工作原理（如图1.3）：果仁从左边在橡胶摩擦带的带动下进入摩擦板与摩擦带之间，摩擦带带动果仁低速运动的同时，对果仁进行摩擦加工，足够时间经过脱皮的果仁运动到右端，出料口出料，收集后转入下一道工序。优点： （1）果仁进入摩擦板多为平放（靠一定机构和自重）在胶带上，进行摩擦加工时，尖部不易被打掉，其它部分也不易被损伤。（2）由于下方摩擦带运动方向与果仁的运动方向相同，脱下来的皮方便从右端排出，不易在上下摩擦板之间积
17、存。（3）净率可以靠调整两板之间的间隙来提高；生产率可以用调整摩擦带的运动速度和宽度来 图1.3直线脱皮工作原理1-头轮； 2-摩擦带； 3-摩擦板； 4-头轮控制，且这样的调整不会增加机器的结构复杂程度。4）工后的果仁收集方便。5）器结构简单，成本低。缺点：脱净率和生产率不如蒸汽脱皮法。考虑到我国的具体情况，杏等果仁的产地比较分散，各地产量不高，多为农村小批量作坊式生产。且根据设计题目中给定的具体参数，我们分析要设计的脱皮机应具有如下特点：小型机械，结构简单；易制造、易操作，成本低；对生产条件要求不高。通过以上分析比较，得出结论：采用摩擦脱皮方法。在三种摩擦脱皮法中，根据给定的生产率以及其他
18、参数，比较适合用直线运动摩擦脱皮法。1.3常用果仁类脱皮机几种机型比较1.3.1 杏仁脱皮机型号： GHX-830 功率： 0.55kw 脱皮率：98 产量： 160kg/h 整仁率：885 重量： 200kg 保修期：1年 产品特点：适用于花生杏仁饮料以及黄豆制品，如水晶豆腐、蛋白粉、豆粉等的先期脱皮处理。 产品用途：适用家庭、中小型工厂，班产1000kg左右 。1.3.2花生仁脱皮机。型号： GHH-880 功率： 0.75kw 脱皮率：98 产量： 210kg/h 整仁率：885 重量： 280kg 保修期：1年 产品特点：广泛适用于制作油炸花生米、乳白花生、孜然花生、脱脂花生、 蒜茸花
19、生、盐水花生的前期脱皮处理，脱皮粉粒不破、果仁自动分离，可一机多用。产品用途：适合为大型工厂使用，班产在2000kg以上。1.3.3 杏（花生）仁脱皮机型号： GWX-900 主机功率1kw。脱净率85%， 生产率，200-300kg/h主机高1.2m 重量： 240kg 产品特点：将经过热水浸泡的杏仁倒入脱皮机料斗中，经脱皮胶圈摩擦脱皮，经过分离装置将皮米自动分离后排出。该机主要用于杏仁原料的初加工或者用于食品、杏仁罐头、杏仁鲜菜、饮料制品和杏仁露的加工，通过比较该机型为本次设计的机型。其特点：小型机械，结构简单；易制造、易操作，成本低；对生产条件要求不高。第2章 结构设计及分析2.1 传动
20、系统的确定及结构设计2.1.1工作原理（如图2.1）：杏仁从1（上料斗）加入在10（橡胶摩擦带）的带动下进入12（摩擦板）与摩擦带之间，摩擦带带动果仁低速运动的同时，对果仁进行摩擦加工，足够时间经过脱皮的果仁运动到右端，从4（出料口）出料，收集后转入下一道工序。图2.1 工作原理1上料斗； 2弹簧； 3头轮； 4出料斗； 5链传动 ； 6电机 ；7传动带；8减速器； 9托辊； 10摩擦带； 11尾轮； 12摩擦板2.1.2由产量、带宽（参考设计手册标准系列选用）等参数计算出带轮的转速。设计要求: 生产率50-100kg/h （即0.0139kg/s）；自测:杏（花生）仁密度约1.1103kg/
21、m3；由经验知:一般摩擦板与摩擦带之间的间隙为1-2倍杏（花生）仁高度最佳(约10mm)，参考设计手册标准系列试选带宽(200mm) 由以上数据可试算出带速 从而得出 带轮（头轮）需要的转速 n 2.1.3动关系的确定由于选用的减速器不带电机，因此，电机到减速器要有一个传动系统。而且电机输出轴和减速器输入轴的转速都较高，且需传递的功率较小，所以可采用三角带传动。由变速器到头轮，由于减速器输出轴和头轮的轴的转速都较小，不适合带传动，选用链传动,传动方案如下： 2.1.4电机的选用 杏（花生）仁脱皮是在预煮之后，此时皮与仁已经处于半分离状态，脱皮时，所需的摩擦力是很小的，并且该摩擦力也无法准确计算
22、，因此，可参考同类型的机器和所选用的减速器对配用电机的要求来选择一个较为合适的电机。由设计参数知，电机(主机)功率 dmin=75 mm。5带轮直径dd2，并验算带速，弹性滑动率=0.02dd2=idd1(1-)=3100(1-0.02)=294由文献查得，取dd2=300mm实际传动i= dd2/ dd1(1-)=300/100(1-0.02)=3.06实际从动轮转速 n2=n1dd1/dd2=14003.06=457.5r/min转速误差为： n2-n2/n2=（466.7-457.5）/466.7 =0.01971200（适用）。11单根V带的基本额定功率P1根据dd1=100mm和n1
23、=1400 r/min由文献1查得P1=1.3KW。12额定功率的增量P1根据n1=1400 r/min和i=3.06文献1 P1=0.10KW13V带的根数Z根据1=155.80文献1查得K=0.93；KL=0.96 确定带的根数Z=PC/P=PC/(P1+P1)KKL=0.75/(1.3+0.10) 0.930.99=0.28 取Z=314单根V带的预紧力F0F0=500(2.5/Ka-1) Pd/zv+mv2由文献1查得A=型带m=0.1kg/mF0=500(2.5/Ka-1) Pd/zv+mv2=500(2.5/0.93-1) 1.5/7.33 z +0.17.332 =91.7N15
24、压轴力Fq Fq =2 F0Zsina/2=291.7Zsin155.80/2=359N3.5减速器的选用由于摩擦传动带的速度较慢，而选用的电机转速较高，必须选用转动比较大的减速器，几种减速器选择比较：1.齿轮减速器：由于要求的传动比较大，如选用这种减速器就必须用两级或三级以上的减速。特点是成本低、效率高，但结构复杂、体积大、重量大。2.蜗轮减速器：特点是结构简单、成本低，但效率低（70-80%）、体积大、重量大。3.摆线针轮减速器：速比大，一级减速可达11-87，二级减速为121-5133；效率高，一般可在90-96%；结构紧凑；对于过载和冲击有较强的承受能力，一般传递功率为0.4-40kw
25、之间；故障少、寿命长。但价格较贵。4.无级变速器：速比大、调整方便，可在一定范围内任意调速；结构紧凑、体积小、重量轻，安装维修方便；对于过载和冲击有较强的承受能力，传递功率为0.75-5.5kw，操作简单、对工作环境要求不高、成本低。但效率低（68-85%）。本例中产量小、产量可能会变化，电机功率小，考虑到机器成本。选用型号为V340.75的无级变速器，主要参数可从手册查得，如下：变速范围：5-100rpm;机械效率68-85%输出轴扭矩4kg/m;进轴转速1000-1450rpm/min;重量20kg;配用功率0.75kw 应注意：该型号减速器不带电机.3.6 滚子链的传动设计计算由以上的计
26、算知：链传动的传递功率P=0.67KW，小链轮的转速n=103.7 r/min，传动比i=4.071小链轮齿数Z1由文献1查得 Z1=29-2i=29-24.07=20.86取 Z1=212大链轮齿数Z2 Z2=i Z1=4.0721=85.47取 Z2=853实际传动比ii= Z2/ Z1=85/21=4.05 可用4设计功率 由文献1查得工作情况系数KA=1根据Z1=21,查得小链轮齿数系数KZ=1.11;排数系数Km=1;Pd=KA P/(KZKm)=10.67/(1.111)=0.604KW5选链条节距p根据Pd=0.604KW和n=103.7 r/min在文献1查得链号为10A，节距
27、p=15.875mm。6初定中心距a0初定a0=35p=3515.875=555.6mm7确定链节数LpLp=2a0/p+（Z1+ Z2）/2+ 【（Z2- Z1）/2】2 p /35 p=235 p /p+（21+ 85）/2+ 【（85- 21）/2】2 p /35 p=132.32 取 Lp=1328链条长度L L=LPP/1000=13215.875/1000=2.10m9理论中心距aa=p（2lp - Z1- Z2）Ka根据（LP- Z1）/（Z2- Z1）=（132- 21）/（85- 21）=1.734由文献1用插值法得Ka=0.24132;ac= p（2lp - Z1- Z2）
28、Ka= 15.875（2132 - 21- 85）0.24132=605.29mm10实际中心距a、由文献1 a、= a-a=605.29-0.003605.29=603.47mm11链速v v= Z1n1p/（601000）= （2110415.875）/（601000）=0.578m/s12小链轮的孔径dK由Z1=21 p=15.875由文献1查得 dKmax=59mm13有效圆周力F F=1000P/v=10000.67/0.578=1159N14作用在轴上的力FQ倾斜传动FQ=（1.15-1.2）KAF 取 FQ=1.2KAF =1.211159=1391N15.润滑方式 根据p=15
29、.875mm和v=0.578m/s 查文献1, 采用油刷式或油壶人工定期润滑。16.链条标记 10-A-1-132 GB1243-19973.7卷筒主动轴的设计计算由以上的计算知：传递的功率P=0.64Kw。 转速n=25.5r/min1按扭矩初算轴径选用45#调质，硬度217-255HBS，根据文献1查得,取c=115，d115 (2.304/458.2)1/3mm=19.7mm，考虑有键槽，将直径增大5%，则d=19.7(1+5%)mm=20.69 选d=22mm2轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径和长度工段：d1=22mm 长度取L1=50mmh=2c c=1.5mm错误！未找到引用源。段:d2=d1+2h=22+221.5=28mmd2=28mm初选用7206c型角接触球轴承，其内径为30mm,宽度为16mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和