去鱼鳞机总体结构设计
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开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见审查后生效。
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写，或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。
3．学生查阅资料的参考文献应在5篇及以上（不包括辞典、手册），开题报告的字数要在1000字以上。
4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
5．“指导教师（签字）”日期填写成在2014年12月27日~ 31日之间的某个日期；“开题小组组长（签字）”日期填写成在2015年1月4日~9日之间的某个日期。
1．毕业设计的主要内容、重点和难点等
国内水产品加工机械通过引进、消化吸收、研制，近几年来得到了快速的发展，水产加工产品和与水产相关产品琳琅满目，基本满足人们的生活需求。中国是一个水产大国，但还不是一个水产强国，与发达国家相比还有相当大的差距。我国水产品加工以粗加工为主，高附加值产品更是寥寥无几，所以鱼类前处理加工机械的发展任重而道远。本课题针对鱼类前处理的除鱼鳞部分进行设计，在对国内外淡水鱼机械除鳞技术广泛了解的基础上，结合我过淡水鱼类养殖的现状，以及目前对于鱼糜制品深加工的要求，提出一种基于旋转运动基础之上李泳搓擦院里的机械除鳞技术方案及其配套模拟装置。它集除鳞、清洗与回收等功能于一体，结构简单，性能良好。通过对该装置形态结构、工作原理、技术条件、性能参数的理论分析和模拟试验，进一步论证其技术的可行性，为本项技术的进一步开发与应用提供有参考兼职的基础理论和实践依据。本课题设计的重点在于机构设计的合理性，系统控制的可靠性，整机运转的稳定性等。去鱼鳞机及其所有零部件应设计正确、结构合理、准守机械、电气方面的通用技术要求，制造去鱼鳞机和零部件应具有足够的强度和合适的性能，去鱼鳞机和零部件应具有良好的维修和保养，处于正常的工作状态，需要润滑的零部件应装有符合要求的润滑装置，输入电源为220V通用交流电源。当电源为额定频率和额定电压、整机正常工作，无工作噪音，运行平稳，刮鳞部件工作中不得损伤鱼肉，刮鳞效果不小于90%,,清洗完成后，鱼身及鱼腹应无鱼鳞等杂物，全自动去鱼鳞机为24小时工作机器，工作寿命不少于5年。
2．准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）
参考文献：
[1] 张均波.淡水鱼机械除鳞技术研究[D].武汉：华中农业大学，2004.
[2] 何伟,李威.淡水鱼机械除鳞装置[J].渔业机械,2005年第五期.
[3] 王玖玖.淡水鱼鱼鳞去除方法的研究[D].武汉：华中农业大学，2011.
[4] 濮良贵.机械设计[M].北京.高等教育出版社,2006.5.
[5] 徐中伟.鱼类前处理的发展前景和方向[J].现代渔业信息, 2007.12.
[6] 徐灏.机械设计手册[M]. 北京：机械工业出版社,2002.
[7] 姚永明.非标准设备设计[M].上海：上海交通大学出版社,1999.
[8] 张展.机械设计通用手册[M].北京：中国劳动出版社出版,1993.
[9] XIE Li-ming,LV Bing,SHEN Hao,Research on Dynamic Assessment for the Huge-rapid Spindle of the Machine Tools,Manufacture Information Engineering of China,2006.
[10] 汪恺.机械设计标准应用手册[M].机械工业出版社.1997.8.
现有设备：计算机一台、CAD、SolidWorks等相关软件。
3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料
实施方案：
根据总体设计准则和性能要求得出，去鱼鳞主要部件为去鱼鳞毛刷，通过去鱼鳞毛刷旋转方向不同刮除鱼鳞。机械部分包括速比分配器，和去鱼鳞毛刷工作区。控制部分为电机控制电路。采用传动机械常规布局方式。由转速分配箱、电机、工作箱体、去鱼鳞毛刷、控制电路等组成。
确定结构方法：
1、 传动形式为带轮，齿轮传动；
2、 主轴传动系统直接由电机带动，变速方式采用电机变速；
3、 润滑方式采用飞溅润滑。
实施计划：
收集相关资料：2015年1月~2月
开题准备：3月8日~3月15日
确定设计方案：3月16日~3月23日
进行相关设计计算：3月24日~4月12日
绘制图纸：4月13日~4月20日
整理材料：4月21日~4月28日
编写设计说明书：4月29日~5月6日
指导教师意见
指导教师（签字）：
2014年12月 日
开题小组意见
开题小组组长（签字）：
2015年1 月 日
院（系、部）意见
主管院长（系、部主任）签字：
2015年1月 日
- 3 -
注：1、本任务书一式一份，院办留存，发给学生电子稿，任务完成后附在
说明书内。
2、任务书均要求打印，打印字体和字号按照《本科生毕业设计（论文）统一格式的规定》执行。
3、以下标题为四号仿宋体、加粗，正文中文用小四宋体，英文用小四Times New Roman，日期采用阿拉伯数字。
4、“一、毕业设计（论文）的内容、要求”位于页面最顶端，“任务下达时间”位于新页面最顶端。
5、请不要修改最后一页（即“任务下达时间”所在页的内容）
一、 毕业设计（论文）的内容
1、 传动形式为带轮，齿轮传动。
2、 主轴传动系统直接由电机带动，变速方式采用电机变速。
3、 润滑方式采用飞溅润滑。
4、 3张A0图纸。
二、毕业设计（论文）的要求与数据
1、 画出各个部件的零件图，设计出去鱼鳞机的总装配图。
2、 计算出电动机的功率。
3、 计算出刮除力、刮除速度。
三、毕业设计（论文）应完成的工作
1、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的300-500个单词的英文摘要；
2、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）；
3、必须完成绘图工作量3张A0以上的计算机绘图图纸；
4、所有毕业设计的工作量要满足16周的工作量要求。
四、应收集的资料及主要参考文献
列出至少10篇以上的参考文献，提供1篇以上的外文参考文献（不包括学生用的教材）。序号放在方括号中。
[1] 张均波.淡水鱼机械除鳞技术研究[D].武汉：华中农业大学，2004.
[2] 何伟,李威.淡水鱼机械除鳞装置[J].渔业机械,2005年第五期.
[3] 王玖玖.淡水鱼鱼鳞去除方法的研究[D].武汉：华中农业大学，2011.
[4] 濮良贵.机械设计[M].北京.高等教育出版社,2006.5.
[5] 徐中伟.鱼类前处理的发展前景和方向[J].现代渔业信息, 2007.12.
[6] 徐灏.机械设计手册[M]. 北京：机械工业出版社,2002.
[7] HUANG Xinming, Design of Pneumatic and Hydraulic Feed System of Friction Flake Multi-axis Drilling Machine,Journal of Huangshi Institute of Technology ,2008,03.
[8] XIE Li-ming,LV Bing,SHEN Hao,Research on Dynamic Assessment for the Huge-rapid Spindle of the Machine Tools,Manufacture Information Engineering of China,2006.
[9] 姚永明.非标准设备设计[M].上海：上海交通大学出版社,1999.
[10] 张展.机械设计通用手册[M].北京：中国劳动出版社出版,1993.
[11] 西北工业大学机械原理及机械零件教研组编.机械原理[M].北京：高等教育出版社，1996.
[12] 汪恺.机械设计标准应用手册[M].机械工业出版社.1997.8.
5、 试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件
所需设备：计算机一台、CAD、Solidworks等相关软件。
任务下达时间：
2015年1月5日
毕业设计开始与完成时间：
2015年1月5日至 2015年05 月26日
组织实施单位：
教研室主任意见：
签字：
2015年1月5日
院领导小组意见：
签字：
2015 年1月5日
摘 要
为了对去鱼鳞机进行研究，对该机主要部件和机构进行系统地设计计算和理论探讨。去鱼鳞机总体结构设计：总体结构分为传动装置，除鱼鳞装置。整机结构主要由机器、底座、减速器、传动齿轮、圆辊等组件构成。该去鱼鳞机是根据市场需求而设计的一种操作简单、维修方便、效率高、自动化程度较高的设备。由于齿轮工作可靠，传动比稳定，传动效率高，因此本产品主动传动采用齿轮传动，多级齿轮传动系统，产生不同速比，上下毛刷速度不同，将鱼鳞刮除。由电动机产生动力通过减速器和齿轮将需要的动力传递到圆辊上，从而带动整个装置运动。
由于本课题主要研究去鳞部分，检测、上料、运输机构不做详细分析。在这里只做简单阐述：首先让鱼通过运输传感检测系统，根据鱼的大小分类运送，数据反馈到去鱼鳞机的上辊升降设备上，进行调节，再通过上料机构输送鱼到鱼箱，然后通过3根圆辊（带有类似毛刷一样）互相摩擦，可以根据鱼体大小调节上辊的升降，上辊作为辅助，上下辊挤压鱼体，在下辊转动时，带动鱼进入双辊内，通过辊刷挤压摩擦将鱼鳞去除；除鳞完成后，开启水管，进行鱼的清洗，使鱼鳞和鱼分隔开，鱼箱底部带有过滤器，利用输送装置方便对鱼的收取还有对鱼鳞的回收利用。
关键词： 去鱼鳞机；结构设计；摩擦；去鳞
Abstract
In order to study on the machine design in addition to scale, calculation and theoretical analysis of the main components and mechanism system. In addition to the overall structure design: scale machine consists of driving device, in addition to scale device. The structure of the machine is composed of machine, base, reducer, transmission gear and roller. The fish scale remover is designed according to the requirements of the market, a simple operation, convenient maintenance, high efficiency, high degree of automation equipment. Due to the reliable working gear, transmission ratio stable, high transmission efficiency, so this product is driving the gear transmission, multistage gear transmission system, resulting in different speed ratios, brush with different speed, scraping scales. Powered by the motor through the reducer and the gear will need to pass the power to the roller, thereby driving the whole device movement.
由于本课题主要研究除鳞部分，检测、上料、运输机构不做详细分析。在这里只做简单阐述：首先让鱼通过运输传感检测系统，根据鱼的大小分类运送，数据反馈到除鱼鳞机的上辊升降设备上，进行调节，再通过上料机构输送鱼到鱼箱，然后通过3根圆辊（带有类似毛刷一样）互相摩擦，可以根据鱼体大小调节上辊的升降，上辊作为辅助，上下辊挤压鱼体，在下辊转动时，带动鱼进入双辊内，通过辊刷挤压摩擦将鱼鳞去除；除鳞完成后，开启水管，进行鱼的清洗，使鱼鳞和鱼分隔开，鱼箱底部带有过滤器，利用输送装置方便对鱼的收取还有对鱼鳞的回收利用。
As the main part of the research except the scale, the detection, feeding and transportation mechanism is not analyzed in detail. Only briefly here: first,the fish through the transport sensing system, transport classification according to the size of the fish, in addition to data feedback to the lifting device and scale machine, adjust to the fish tank through a feeding mechanism for conveying fish, and then through the three round rollers’ friction (with a similar brush like each other) , according to lift fish size adjusting roller, roller as auxiliary, upper and lower roller extrusion of fish, the roller rotates, to drive the fish into double roller, roller brush by extrusion and friction will remove the scales; descaling is completed, open water, cleaning the fish, the fish and fish separated the fish at the bottom of the box with a filter, the conveying device to facilitate the collection of fish and fish on the recovery.
Keywords: to scale machine;structure design;friction; descaling
目 录
1 前言 1
1.1去鱼鳞机研发背景 1
1.2 国内外发展状况 2
1.3 去鱼鳞机应用展望 4
1.4 去鱼鳞机设计意义 5
2 去鱼鳞机整机设计 6
2.1 去鱼鳞机设计思路 6
2.2 去鱼鳞机设计准则 8
2.2.1设计基本要求 8
2.2.2整机性能要求 8
2.3 总体设计方案 9
2.4 传动设计 9
2.4.1主传动系统 11
2.4.2副传动系统的确定 11
2.5 主电动机功率的确定 11
2.5.1刮除力 11
2.5.2刮除速度 12
2.5.3计算功率 12
2.5.4电机功率 12
3 去鱼鳞机结构设计 12
3.1主电机的选择 12
3.2 传动方案的分析和拟定 13
3.3 传动装置的总传动比和传动比分配 13
3.3.1总的传动比 13
3.3.2减速器的选型 13
3.4 辊设计和校核 15
3.4.1辊的结构设计 15
3.4.2辊的刚度校核 15
3.4.3辊的弯曲强度校核 16
3.4.4辊的疲劳强度校核 16
3.5 蜗轮蜗杆的设计计算 18
3.5.1材料选择 18
3.5.2参数的设计 19
3.6 轴的设计校核计算 20
3.6.1轴的结构设计 21
3.6.2轴的校核计算 25
3.7齿轮的设计计算 26
3.8 轴承的选择 28
3.9 轴承校核 29
3.9.1参数 29
3.9.2求轴承受到的径向力 29
3.9.3验算轴承寿命 29
3.10 键的校核 30
3.11 整机机构分析 30
4 结 论 31
谢 辞 33
参考文献 34
第 35 页 共 34页
桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸
1 前言
鱼是一种不仅有营养而且很美味的产品,是在我们平时生活中常见的佳肴。鱼类内含高品质的蛋白质、脂肪与维生素等营养物质，并能补充人体所需各种氨基,平衡体内营养比例,且容易吸收[1]。经过市场上肉类价格对比，鱼类的价格相对其他肉类来说有一定优势，因此，鱼受到了广大群众的喜爱，在餐桌上的出现频率越来越频繁。通过走访市场，一般市场上的食用鱼类有草鱼、鲫鱼、鳝鱼等。然而有不少人抱怨鱼鳞的去除问题。
结合如今的鱼处理制备设备中,前处理大部分都是手动操作,手工生产效率很低、不能达到标准质量水准,特别是在处理量多的未处理过的鱼时,操作人员的劳动强度大大提高。除鱼鳞属于未处理鱼的处理的头道工序。手工除鱼鳞不仅提高了劳动量与强度,还降低了制备效率。除掉的鳞、内脏等不可以回收进行二次利用,使环境被污染。手工除鳞的制备方法,远远比不上鱼类成品机械化制备。因此亟需研发一种符合国情、有着与时俱进的意义、可以达到机械化制备要求的高效的除鳞设备[1]。
1.1去鱼鳞机研发背景
随着人们生活水平的不断提高，对鱼类产品的消费量也越来越大，然而传统的鱼的处理方法具有一定的缺陷。传统的去除鱼鳞效率低，不安全，容易对环境产生污染，应用范围局限于小企业或者百姓生活圈。
传统的除鱼鳞方法有利用滚筒摩擦除鳞、刀具摩擦除鳞等，但是传统的除鱼鳞方法存在有一定的缺陷。
首先，批次除鳞的时候，鱼的数量不好控制，数量多了，容易超过机器承受载荷，数量少了则使除鳞效果受到一定程度的削弱。
其次，除鳞这个处理工序相对来说是单独的，对流水线的加工有影响。而针对大量的鱼需要加工的时候则需要考虑进去的问题就多了，比如：如何把除鳞工序和流水线工序衔接起来，减少工作时间，提高工作效率。所以根据摩擦原理的除鳞设备受到一定条件的拘束，并不适用于大批量鱼的前处理加工制备,而可用在一般的摊点或者小企业。
还有就是经过搓擦，鱼体会受到一定程度的损伤。也就是说不管使用转动的底盘抛飞的鱼和内壁摩擦,还是使用转动的滚筒与鱼体的摩擦,又或者鱼频繁地和刀具摩擦，上述种种均会对鱼体有一定的损伤,更甚的是刮伤鱼体，非但不有助于后面的加工，还影响了鱼的保鲜效果。
基于上述内容，我国需要研发出一种能解决上述缺陷的集现代化、自动化于一体的去鱼鳞机。现代化自动化的去鱼鳞机能极大的改善了人们的生活，填补鱼的前处理这片空白，让吃鱼变得更为平常、方便；其次应用范围极大，大中型企业也可引进自动化去鱼鳞机，对加工流水线进行改良，减少工作时间，大大提高经济效益，推动了社会的前进。
1.2 国内外发展状况
我国的水产品制备发展，是1980年后慢慢起步的，通过引进外国高端技术，接着学习了解，根据我国水产制品的特色与老百姓的消费特点，研发符合我国国情的水产品制备机器。
除鳞设备是鱼加工前处理机器。考虑到我国的鱼类基本是零售为潮流,因此鱼鳞的去除大都是人工操作为主,很少见到正规的除鱼鳞设备。
国内的除鱼鳞设备有的是利用势能作用，使鱼体顺着布满菱形孔的板材滑下去，通过摩擦作用来除鱼鳞；还有的是利用翻滚的摩擦作用，把鱼放到附有螺纹胶棒的转盘上，翻滚除鳞。
瑞典曾研发出一种通过鱼体的互相摩擦与清洗池内壁的凸点摩擦的除鳞设备[1],美国则研发一种利用滚筒转动摩擦来除鱼鳞。
根据数据查询，国外20世纪初开始开发工具和设备规模。现代的发展，出现了一系列的仪器和设备可分为：手持式除鳞工具、分批式的去鳞设备、连续式的去鳞设备[3]。便携式设备的广泛使用，是以手工、小型电机等作为动力源，完成计划产量，该设备是鱼投在设备中，除鳞完成后，可连续除鳞，所以加工设备的连续性和高效性均体现在加工流水线上。
针对处理量小的鱼，国外的用手把持的工具的规模逐渐增大。首先了解到的是1902年提出的了一个取决于齿形的工具完成的除鳞，这个工具很容易使用。近期，还提出了相类似的工具，一个除鳞的工具，取决于齿形的包装工具除鳞，还有的提出了一个分布式结构，利用在刷体周围的齿形结构除鳞。而相似的除鳞工具，工作强度大，不能大量地除鳞，按照这种情况来看，利用小电机等一些工具应用在除鳞结构上，可让电机带动周围分布的旋转刷，利用离心力使弹簧刷变长，达到除鳞目的。
针对中小企业的需求，鱼加工发展到利用滚筒，金属网筒壁去鱼鳞。在转动过程中，鱼的不完全规则运动，还有鱼体和筒壁接触达到去鱼鳞效果，因此科研人员还研发了一个金属圆筒与内部结构倾斜的除鳞机，可以防止鱼皮的损伤。
En vista de la demanda de grandes cantidades de peces de transformación, los investigadores en el extranjero, la investigación y el desarrollo continuo de la escala.FranklinPO
针对需求量大的鱼的加工，通过国外的学者的研究和技术的不断发展，科研人员提出了一种大型除鳞机器，送鱼带具备三组去鳞刷，鱼在一边通过，接触鱼鳞，缓慢刮除。1994年，日本科研人员研发出一种高压水机除鳞，三个工位中放一条鱼，通过其三个工位时，分别对不同的位置去除鱼鳞[3]。
根据资料可得到,国外除鳞技术和设备研究的重要目标是海水鱼,发展趋势向手持式电动除鳞和连续性加工发展。虽然手持去鱼鳞机效率低,但易于使用,普遍用于家庭和小企业，而具有连续性加工的去鱼鳞机器则应用在大企业。我国一些企业引进国外的鱼加工流水线来处理淡水鱼,然而去鳞效果并不理想。
随着时间的发展，中国渔业发展迅猛，和其他国家相比，尚存在很多缺点。具体表现在经济衰退的资源为基础的加工、处理和利用率较低，加工的产品低附加值，没有完善的质量体系标准[5]。
如图1.1的除鳞机，除鳞机主要由转动滚筒、进料斗、出料斗、调节螺钉、除鳞部件等构成[2]。
图1.1 除鳞机结构
1.出料斗 2.回收槽 3.机架 4.调节螺钉 5.电动机 6.带传动 7.轴承座 8.进料斗
9.刀孔 10.刀具 11.滚筒 12.阀门 13.插销 14.喷头 15.闷头 16．水管
转动滚筒式是由卷的厚度为1.5 或2.0mm的不锈钢冲孔后卷成圆柱，根据制造流程的设计要求分几段制造，并且焊接角钢连接增加筒体的刚度[2]。
该除鳞装置研究结论如下：
1 .提出运用滚筒转动，利用鱼体表面和筒壁搓擦来去除鳞片的原理，经过理论和实验证明方便可行[2]。
2 . 提出的水平旋转式滚筒除鳞装置，机构设计合理性好、设备经济性好、易操作性好。该机可以融去除鱼鳞、清洗鱼鳞、鱼鳞回收、运输等功能为一体[2]。
3 .本除鳞机是一种不仅用量大而且有着高应用性的淡水鱼除鳞的机械，是行业内的前沿技术，针对鲢鳙等大部分低值的水产品，把去除鱼鳞、清洗鱼体等鱼类处理工序整合为一次性整体加工工序，有利于缩减鱼体和设备接触的次数[2]，降低因鱼体结构损伤而影响加工成品的味道的风险，使生产效率有了极大的提高，能源方面也得到很大程度的节约，响应可持续发展的方针政策。该除鳞机适合大部分湖区、沿海、沿江地区的许多中小型鱼类食品处理加工厂使用，可见实用性之高[2]。
4 .提高除鳞机工作可靠性，滚筒可倾斜一定角度，适当增加工作长度延长工时，利于有用物质输送[2]。实践证明：倾斜适宜角度为2°～3°。
5 .通过对鱼体在滚筒中翻滚、抛射运动进行有限元分析，结果表明：上述的过程中，鱼体的生物应力没有达到鱼体的生物屈服应力，所以鱼体内部没有损坏，保障鱼类的加工质量[2]。
除上面所提去鱼鳞设备，市场上出现了类似的鱼处理设备如图1.2。除鳞器作为鱼处理的新设备，在一个有效的，高质量的条件下能取代数个工人的手工除鳞，体现了结构的简化、使用方便、易于操作、稳定性好的效果；此外除鳞器可放在地上或挂在墙面，利用驱动系统，使手持除鳞器运作，进行除鳞，还具有防水装置，确保传动件正常运转，轻松除鳞。除鳞器应用不锈钢或铝合金等材料制造，具有防腐防锈效果，更有利于鱼处理。
图1.2 除鳞器
本文设计的鱼鳞机可加工淡水湖的鱼类形体大概有几种，由于鱼的结构在进化的过程中，因为生活方式与生活环境的不同，鱼有着不同的体型，根据鱼的身体结构可分为：纺锤型、面扁型、圆筒型。
1.3 去鱼鳞机应用展望
国内的水产制备设备引入后，经过进一步研发，这些年取得了极大的成果，水产制备品，或者与水产有关的制备品比比皆是，很大程度上适应了社会的需要。尽管水产品市场发展迅猛，但是我国水产市场的产品种类还是非常缺乏，远没有国外市场的产品种类丰富，比如说海水鱼类等的制成品。中国水产虽然算起来还是规模较大的，但却称不上水产成品强大的国家，经过发展中国家和发达国家对比，我国在水产品前进的空间还有很大，要走的路还有很长。21世纪初我国水产制备品产量占总产量的46%，而发达国家则达到了65%~89%，我国的冰冻食品、方便食品和熏制食品大概占总制备量的66%。由此可以看出国内水产制备品加工并未达到先进的水准，社会价值高的产品也是极为稀少，屈指可数。结合我国国情，当前我国很多技术并未达到自动化的水平，特别是鱼的前处理这一块，通常企业都是进行简单的处理，并未有进一步的深层次的处理，简单处理后整理好进行冷冻保鲜。综上可知道我国水产品处理制备设备的发展还要经历一段时期，需要逐渐积累慢慢沉淀下来。
现如今我国的鱼的处理大部分都是用手来操作，自动化技术还不够成熟。由于技术的限制大大降低了生产效率；人的体力有限，在经过强度不小的工作后容易产生疲劳，导致引发安全事故，鱼处理的时间长了也会导致鱼体温度有所提高，温度高了容易使产品发生质变，降低产品价值。
尽管社会发展已经进入小康阶段，但是还是有很多地区的经济条件并不跟得上主流，我国国情决定了社会底层劳动成本较低，所以根据此类情况，国家应有相关政策，大力投资发展自动化设备，自动化水平跟上了，再提高工作人员操作水平，这样将对鱼类前处理的发展大大的有益。基础打好了，迎来的就是我国鱼类前处理事业的高速发展，带来的好处将体现在国内水产品的种类丰富，质量上乘，经济成本低，带动地方经济发展。接下来，自动化将逐步代替手工操作，应用到社会各个领域，市场得到扩展，填补了市场高附加值产品的空白。
综上，去鱼鳞机的自动化、人性化、智能化可为社会带来一定的发展，随着自动化去鱼鳞机等鱼类前处理机械的发展，将普遍影响到很多领域，把我国打造成工业强国不再是梦。
1.4 去鱼鳞机设计意义
查阅资料可知道除鱼鳞有化学法和物理法两种[3]。化学法就利用强酸强碱的原理特性进行去除鱼鳞。因为现在很多鱼肉罐头厂需要彻底去除鱼鳞，从经济成本和工作效益考虑，化学法不为一种不错的选择，既能满足彻底除鳞，又能满足规模比较大的设备加工制备，但是采用这种方法也有它的弊端，首先体现在强酸强碱对环境有一定的污染，不符合我国提倡的可持续发展方针；其次，强酸强碱把鱼鳞腐蚀掉的同时也会对鱼体造成一定的损伤，这样会对鱼的质量有一定影响；还有就是没能回收并重复利用鱼鳞。物理方法存在的缺陷就是不可以彻底地去除鱼鳞，还有如今的除鱼鳞设备总会出现一系列的问题影响鱼鳞的去除。
去鱼鳞机的设计同时也是为了对鱼鳞的回收利用。鱼鳞是鱼的表皮发展过来的，大约是鱼总重的2%～3%。因为鱼的形体不一样，鳞片可以分为楯鳞、硬鳞、圆鳞和栉鳞。（1）楯鳞由棘突与基板组成，为软骨鱼类特有，特点是：1.基板大多是在真皮皮肤中，牙质构成；2.鳞棘露在外面，向后伸出皮肤之外，手从后向前摸鱼鳞那，好像摸砂纸一样。（2）硬鳞是真皮形成的骨质板，表面覆有闪光质，鳞多为菱形，以对角线方式排列，为硬骨鱼类特有。（3）骨质鳞是真皮演变来的，具有硬骨鱼类特点，骨质鳞是皮上层和下层构成：上层脆薄，由骨质结构形成鳞；下层由纤维结缔组织交叉配置，鳞富有柔软性，从中心到边缘鳞，四周辐射排列的凹状槽槽沟呈放射线。骨鳞根据形状不同分两种：圆鳞和栉鳞，栉鳞是游离缘有很多排的齿状突出，多存在高等硬骨鱼类多具栉鳞鱼，比如鲈形目；圆鳞是游离缘圆滑，硬骨鱼类居多，多见于鲤科鱼类。
根据鱼体不同，鳞片的特点不同，在除鳞的时候可以通过调节上辊，给鱼不同的压力，在不损坏鱼体的情况下，快速除鳞。鱼鳞含有人体所需的多种营养物质，是一种特殊的保健食品。它的作用很大：增强记忆力、延缓细胞衰老、预防高血压和心脏病和防止动脉硬化。为了提高经济效益，处理环保的问题，可以对鱼鳞进行回收处理，鱼鳞的作用很大，市场的打开可带动经济高速发展。
本文意在研发一种应用范围广的机械除鱼鳞设备。为了让去除鱼鳞后的鱼的质量保证，并且能彻底去除鱼鳞，也能应用于不论大小的各种企业，同时也要求在除鳞的时候能实现鱼鳞的回收和污水的处理的功能。先进的自动化除鳞方法,不但降低了劳动人员的劳动强度,而且极为有效地提高了工作效率，创造了更多的经济效益，促进社会发展。
2 去鱼鳞机整机设计
2.1 去鱼鳞机设计思路
目前市场上常见的杀鱼用手工钢刷摩擦鱼鳞。用手固定鱼腹，接着再把鱼剖开（图2.1所示）。手工杀鱼的方法不仅效率很低，还容易出现安全上的问题；用手接触鱼体会残留有难闻的腥味；除此，鱼鳞等产品没有经过回收处理，到处丢弃的话将给环境带来污染。
图2.1除鱼鳞器具
一般杀鱼程序应有除鳞、去内脏、清肠和清洗等功能。结合市场上对鱼的处理的运用，去鱼鳞机功能应包括：去鱼鳞部件，清洗部件。 目前我国除鱼鳞部件设计基本是根据搓擦原理设计除鳞，特别是那些用滚筒摩擦的除鳞设备。
2004年，谢星海和张景生研发出一种除鳞的设备，如图2.2，该设备主要利用盛装体的旋转，鱼体的鱼鳞和盛装体不断搓擦，达到除鳞的目的。在一般的去鱼鳞机参考下，2005年，谢星海接着想办法改进除鳞设备，如图2.3，为了改进筒体结构，使用倾斜式的除鳞设备，如图2.4，在设备底部装上除鳞用的刀具，因为需要不间断供给原料鱼，他们将除鳞圆筒改成有一定角度的结构,在内壁装备除鳞刀具，该设备能应用于种类各异，形体不同的鱼的除鳞。
图2.2 去鱼鳞机
图2.3 改进的去鱼鳞机
图2.4 倾斜型去鱼鳞机
上面提到的除鳞设备,结构不是很复杂却除鳞率高,除鳞效率得到了极大地提高，劳动强度也大大降低了。虽然部分设备已经在实际中得到使用，方便了老百姓的生活，但利用摩擦原理的一批一批地除鳞有着或多或少的缺陷。
为了可持续生产操作，减少工艺时间，提高生产效率，在不损坏鱼体的前提下，提高经济效益。谢星海于2010年研制的辊刷式去鱼鳞机去除鱼鳞能达到改进效果，如图2.5，该去鱼鳞机主要利用上下辊刷和进出鱼板运行,其原理是进出鱼板之间留有缝隙,上辊刷、下辊刷设置在间隙上部和下部；上辊刷与下辊刷通过一端的啮合齿轮配合,下辊刷连接电机；出鱼板上通过转轴设置有带拉簧的压板。利用两个辊刷的反向转动,来刮除鱼鳞,实现了连续加工生产,生产效率高,且不损伤鱼体。具有结构简单、使用方便、价格低的效果,鱼鳞清除干净,可广泛适用于鱼类市场、鱼类加工厂、宾馆、饭店等。
经过上述方案的对比，联系实际，在这些除鱼鳞设备的基础上，对辊刷式去鱼鳞机进行改进设计。
图2.5 辊刷式去鱼鳞机
2.2 去鱼鳞机设计准则
2.2.1设计基本要求
（1）去鱼鳞机整机零件应设计合理，符合机械设计的技术性能；
（2）去鱼鳞机和零件应符合可靠性指标和安全性准则；
（3）去鱼鳞机和零件应易于维修与保养，使机器保持正常运转；
（4）应有相应的润滑装置；
（5）输入电源为380V通用交流电源。
2.2.2整机性能要求
（1）去鱼鳞机正常运转时，应达到噪音小，运转平稳；
（2）形体大小不一的鱼，调节去鱼鳞机上辊控制装置，保证除鳞时的夹持压力；
（3）除鳞机构运行时鱼体不能损伤；
（4）清洗鱼体过后，应清洁无鱼鳞；
（5）去鱼鳞机是全天运行设备，工作寿命应超过5年。
2.3 总体设计方案
图2.6 去鱼鳞机整机结构图
由于本课题只做除鳞部分，检测、上料、运输机构不做详细分析。在这里只做简单阐述：首先让鱼通过运输检测系统，根据鱼的大小分类运送，数据反馈到去鱼鳞机的上辊升降设备上，进行调节，再通过上料机构输送鱼到鱼箱，进行除鳞，除鳞完成后，进行清洗，过滤掉鱼鳞，利用输送装置收取鱼和回收鱼鳞。
除鳞部分的详细过程：首先把新鲜的活鱼输送到鱼箱内，然后通过3根圆辊（带有类似毛刷一样）互相摩擦，可以根据鱼体大小调节上辊的升降，上辊作为辅助，上下辊挤压鱼体，在下辊转动时，带动鱼进入双辊内，通过辊刷挤压摩擦将鱼鳞去除，除鳞完成后，开启水管，进行鱼的清洗，使鱼鳞和鱼分隔开，鱼箱底部带有过滤器，方便对鱼的收取还有对鱼鳞的回收利用。
2.4 传动设计
通过电动机、联轴器、减速器和齿轮实现传动。如图2.7所示。
A. 带传动的特点
带传动的基本组成零件为带轮（主动带轮和从动带轮）和传动带。当主动带轮转动时，利用带轮和传动带之间的摩擦或啮合作用，将运动和动力通过传动带传递到从动带轮。
按传动带的截面形状不同，可分平带传动、圆带传动、V带传动和多楔带传动。由于普通V带应用最广，V带基准长度已经标准化。
带传动的优点：
a 传动平稳，缓冲吸；
b 有良好的挠性和弹性，过载打滑，可防止损坏其他零件；
c 结构简单，成本低，使用维护方便。
图2.7 传动系统
带传动的缺点：
a 传动比不准确；
b 轴上载荷较大；
c 传动装置外部尺寸大；
d 带寿命低，效率低。
分析上面所列特性，带传动应用在：
a 电动机输出的传动中，带速一般为5～25m/s；
b 中小功率传动，传动比i7；
c 中心距比较大。
B. 齿轮传动的特点
齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛。最常用的是渐开线齿轮传动。
齿轮传动优点：
a 瞬时传动比恒定；
b 速度和传递功率的范围大，可用于高速，中速和低速的传动；
c 传动效率高，一对高精度的渐开线圆柱齿轮，效率可达99%以上；
d 结构紧凑，适用于近距离传动。
齿轮传动的缺点是：
a 制造成本高；
b 精度不高的齿轮，传动时的噪声，振动和冲击大，污染环境；
c 无过载保护作用。
由以上分析得出去鱼鳞机整机运转平稳，传动比不大，要求结构紧凑，因此我选择使用齿轮传动方式。
2.4.1主传动系统
传动系统如图2.8所示：
上辊传动压下系统
下辊传动系统
图 2.8 传动系统图
根据机构运转所需条件，选择减速器减速，经过联轴器、齿轮副，使下辊按设定参数运转。
2.4.2副传动系统的确定
副传动系统主要是用来调节上下辊之间距离，使上辊和下辊之间保持一定的压力，方便进鱼。为了调节上下辊之间的距离，增加了一个升降机构，用电机配合离合器控制涡轮蜗杆传动达到升降目的。
2.5 主电动机功率的确定
2.5.1刮除力
主刮除力：
(2—1)
式中： m——鱼的质量(kg)
f——摩擦系数（N/kg）
—— 修正系数
拟定一次处理20kg，其中f=0.4，取1.1
kN
2.5.2刮除速度
结合实际情况，去除鱼鳞的速度不能太快，否则会影响除鳞效果。通过市场了解到淡水鱼的体型不会太大，所以我选用的刮除速度V为5m/min～7m/min。
2.5.3计算功率
(2—2)
式中Fz的单位为N，V刮除速度的单位为m/s，取刮除速度为6m/min，即0.1m/s
kW
2.5.4电机功率
(2—3)
根据网上表格查询本机的机械传动类型和效率得出：
式中 0.75～0.83 取 0.80
kW
3 去鱼鳞机结构设计
3.1主电机的选择
结合整机的安全性准则，电动机功率根据计算结果选择11kw。
电机特性说明：
Y系列电机为全封闭自扇冷式三相鼠笼型异步电动机，使用非常普遍。Y系电动机具有机械特性软、线性好、调速范围宽等独特电气性能，当负载增加时，其转速随之下降而转矩增加，较小的负载变化即可引起转速的相应变化，供电电压的微小变化可使转速转矩有相应的改变。YD为是Y系列电机的派生产品，为多级多速三相异步电动机。
YZR、YZ系列电动机适用于驱动各种起重机械及冶辅助设备，具有较高的过载能力和机械强度，特别适用于短时或断续运转，频繁起动、制动及有显著振动及有冲击的设备。
综上，可选择YZ系列电机，其工作特性明显优于Y系列电机，故查询电机型号选择YZ160L—6型电机，其参数如下：
N=11kw； r=953r/min。
升降电动机选用YD系列电动机，利用它的变速能力更好地实现运转。故选择YD90S—6/4，其参数如下：
N=0.65kw； r=1000r/min。
3.2 传动方案的分析和拟定
本文所设计的去鱼鳞机结构应该正确合理，零件之间不应该有干涉发生，所以使用结构相对对称的减速器，再考虑到总传动比略大，本着经济性原则，展开式的圆柱齿轮减速器。传动方案示意图如图3.1：
图3.1 减速器结构示意图
3.3 传动装置的总传动比和传动比分配
3.3.1总的传动比
n0=7.958r/min ni=953r/min
联轴器效率：0.98 各轴齿轮效率：0.97 轴承效率：0.98
可确定减速器各轴传动比：i=5.81； i=4.52； i=4.56。
由于减速器可以直接从市场上购买，减速器设计不是本课题的重点，故在此只做选型设计。
3.3.2减速器的选型
通过因特网查询减速器资料可得：
参考网站http://www.tx1983.com/ProductShow3_2.html
图3.2 所选减速器外形参数
（a）
（b）
图3.3 减速器传动比比较
根据传动比和图3.3（a）、（b）选择型号为ZQ-1000+250型IX减速器。
3.4 辊设计和校核
3.4.1辊的结构设计
辊的结构示意图如图3.4
图3.4 辊的结构示意图
轴的材料选择比较常用的40Cr合金钢，查阅相关资料可以知道其的一些材料特性，许用扭转切应力:35～55MPa，此轴在工作中除了受到扭矩作用外还受到轴向载荷，所以取=35MPa。
轴的扭转强度条件为
(3—1)
式中：——扭转切应力，MPa
T——轴所受的扭矩，N﹒mm
W——轴的抗扭截面系数，mm3
d——计算截面处的直径，mm
由上式可得轴的直径
(3—2)
因为所选取的计算截面有一个键槽，所以最终的结果要再在计算结果的基础上加3%，即是；
最后可以得出: =232.26mm,取=240mm。
受力：N 主电机kw
齿轮啮合效率： 联轴器效率： 轴承效率：
总传动效率： m/min r/min
转矩： N·mN·mm
N·mm
N·mm
3.4.2辊的刚度校核
挠度： (3—3)
I为轴截面的惯性矩： mm4
N mm N/m mm
mm mm
故：安全。
3.4.3辊的弯曲强度校核
分析受力图可得到危险截面在Ⅱ、Ⅲ处：
Ⅱ处： N·mm N·mm
N·mm （）
N·mm
N·mm
安全系数：
Ⅲ处：
N·mm
N·mm
安全系数；故安全，弯曲强度符合。
3.4.4辊的疲劳强度校核
初选Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ截面：
Ⅰ、Ⅲ同类；Ⅳ、Ⅴ同类；Ⅱ、Ⅳ处：；Ⅰ、Ⅳ处：
显然 ， 故仅校核Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ即可。
疲劳强度校核公式 (3—4)
N·mm
Ⅱ截面： N·mm N·m
应力集中系数； 安全系数； 表面质量系数
尺寸影响系数； 弯曲平均应力
MPa
应力集中系数； 表面质量系数； 尺寸影响系数
弯曲平均应力和应力副
所以：截面Ⅱ处符合疲劳强度的要求。
Ⅲ截面： N·mm N·mm
应力集中系数； ；表面质量系数
尺寸影响系数； 弯曲平均应力 MPa
应力集中系数； 表面质量系数； 尺寸影响系数
弯曲平均应力和应力副
故符合疲劳强度要求。
Ⅳ截面：
N·mm N·m
mm3
，
应力集中系数； ； 表面质量系数
尺寸影响系数； 弯曲平均应力
MPa
应力集中系数； 表面质量系数 ； 尺寸影响系数
弯曲平均应力和应力副
〉
故:安全，该辊符合疲劳强度要求。
3.5 蜗轮蜗杆的设计计算
蜗杆传递功率为8.4kW，转速，传动比。环面蜗杆传动有以下特点：对数、齿，形势已经通过齿轮的力大大提高，它的容量是高于普通圆柱蜗杆传动，所以选择了环面蜗杆传动。
3.5.1材料选择
蜗杆：40Cr，淬火处理，硬度50HRC
蜗轮：ZCuSn10P1，时效处理，防止变形，8f
3.5.2参数的设计
1. 求传动的中心距：
kw
式中，K1、K2、K3、K分别为： 1、1.0、0.8、1
由手册得a=175mm，取成标准值a=180mm
2. 主要几何尺寸计算：
蜗轮喉圆直径：mm
蜗轮齿宽：mm
蜗轮咽喉母圆半径：mm
蜗轮端面模数： mm
径向间隙：mm
齿根高：mm
齿顶高：mm
蜗轮分度圆直径 ：mm
蜗轮齿根圆直径 ：mm
蜗杆分度圆直径 ：mm
蜗杆齿根圆直径 ：mm
蜗杆喉部齿顶圆直径 ：mm
蜗杆齿顶圆弧半径 ：mm
蜗杆齿根圆弧半径 ：mm
周节角 ：
蜗杆包容蜗轮齿数 ：
蜗杆工作包角之半 ：
蜗杆工作部分长度 ：mm
蜗杆最大根径：
mm
蜗杆最大外径 ：
mm
蜗杆喉部螺旋导角 ：
分度圆压力角 ：
蜗轮法面齿厚：
mm
蜗轮弦齿高 ：
=4.78mm
蜗杆喉部法面弦齿厚 ：
=10.629mm
蜗杆弦齿高 :
mm
确定蜗杆螺旋修形量及修缘量：
mm
mm
mm
3.6 轴的设计校核计算
3.6.1轴的结构设计
由电机功率和总的传动比可得表3.1：
表3.1各轴的传动参数
轴
传动比i
转速n（r/min）
功率P（kW）
扭矩T（N﹒m）
I
5.81
953
10.78
108.03
II
4.52
164
10.25
598.88
III
4.56
36.29
9.74
2563.16
IV
7.958
9.35
11220.47
各轴材料为40Cr，轴的材料选择比较常用的40Cr合金钢，查阅相关资料可以知道其的一些材料特性，许用扭转切应力:35～55MPa，此轴在工作中除了受到扭矩作用外还受到轴向载荷，所以取=35MPa。
轴I（输入轴）：
轴I的结构示意图如图3.5
图3.5 轴Ⅰ结构示意图
轴的扭转强度条件为
(3—5)
式中：——扭转切应力，MPa
T——轴所受的扭矩，N﹒mm
W——轴的抗扭截面系数，mm3
d——计算截面处的直径，mm
由上式可得轴的直径
(3—6)
因为所选取的计算截面有一个键槽，所以最终的结果要再在计算结果的基础上加3%，即是；
最后可以得出: =24.26mm,取=30mm。
通过扭矩计算键槽长度L
查阅相关资料可选用键宽10mm，键高8mm的普通圆头平键。选钢作为键的材料；因为在工作中连续运作，并无冲击，所以许用挤压应力取=150MPa。
普通平键的连接的强度条件为
(3—7)
式中：T——键传递的转矩，N﹒mm；
k——键与轮毂键槽的接触高度，数值为键的高度一半，mm；
l——键的工作长度，圆头平键l=L-b，L为键的公称长度，b是键宽，mm；
d——轴的直径，mm；
——键、轮毂、轴中三者的材料中最低的许用挤压应力，MPa。
依据上式可得
(3—8)
计算结果为：l≥11.903mm；所以键的工作长度选用12mm。所以所选用的普通圆头平键尺寸为：10×8×12。
轴II（中间轴）：
轴II结构示意图如图3.6 ，
图3.6 轴Ⅱ结构示意图
轴的扭转强度条件为
(3—9)
式中：——扭转切应力，MPa
T——轴所受的扭矩，N﹒mm
W——轴的抗扭截面系数，mm3
d——计算截面处的直径，mm
由上式可得轴的直径
(3—10)
因为所选取的计算截面有一个键槽，所以最终的结果要再在计算结果的基础上加3%，即是；最后可以得出=42mm，取=45mm。
通过扭矩计算键槽长度L
查阅相关资料可选用键宽14mm，键高9mm的普通圆头平键。选钢作为键的材料；因为在工作中连续运作，并无冲击，所以选许用挤压应力取=150MPa。
普通平键的连接的强度条件为
(3—11)
式中：T——键传递的转矩，N﹒mm；
k——键与轮毂键槽的接触高度，数值为键的高度一半，mm；
l——键的工作长度，圆头平键l=L-b，L为键的公称长度，b是键宽，mm；
d——轴的直径，mm；
——键、轮毂、轴中三者的材料中最低的许用挤压应力，MPa。
依据上式可得
(3—12)
计算结果为：l≥39.43mm；所以键的工作长度选用40mm。所以所选用的普通圆头平键尺寸为：14×9×40。
轴III（中间轴）：
轴III的结构示意图如图3.7
图3.7 轴Ⅲ结构示意图
轴的扭转强度条件为
(3—13)
式中：——扭转切应力，MPa
T——轴所受的扭矩，N﹒mm
W——轴的抗扭截面系数，mm3
d——计算截面处的直径，mm
由上式可得轴的直径
(3—14)
因为所选取的计算截面有一个键槽，所以最终的结果要再在计算结果的基础上加3%，即是；最后可以得出=69.43mm，取=80mm。
通过扭矩计算键槽长度L
查阅相关资料可选用键宽22mm，键高14mm的普通圆头平键。选钢作为键的材料；因为在工作中连续运作，并无冲击，所以选许用挤压应力取=150MPa。
普通平键的连接的强度条件为
(3—15)
式中：T——键传递的转矩，N﹒mm；
k——键与轮毂键槽的接触高度，数值为键的高度一半，mm；
l——键的工作长度，圆头平键l=L-b，L为键的公称长度，b是键宽，mm；
d——轴的直径，mm；
——键、轮毂、轴中三者的材料中最低的许用挤压应力，MPa。
依据上式可得
(3—16)
计算结果为：l≥61.03mm；所以键的工作长度选用63mm。所以所选用的普通圆头平键尺寸为：24×12×63。
轴Ⅳ（输出轴）：
轴Ⅳ的结构示意图如图3.8，并对各截面进行标记
图3.8 轴Ⅳ结构示意图
轴的扭转强度条件为
(3—17)
式中：——扭转切应力，MPa
T——轴所受的扭矩，N﹒mm
W——轴的抗扭截面系数，mm3
d——计算截面处的直径，mm
由上式可得轴的直径
(3—18)
因为所选取的计算截面有一个键槽，所以最终的结果要再在计算结果的基础上加3%，即是；最后可以得出=113.58mm，取=120mm
通过扭矩计算键槽长度L
查阅相关资料可选用键宽32mm，键高18mm的普通圆头平键。选钢作为键的材料；因为在工作中连续运作，并无冲击，所以选许用挤压应力=150MPa。
普通平键的连接的强度条件为
(3—19)
式中：T——键传递的转矩，N﹒mm；
k——键与轮毂键槽的接触高度，数值为键的高度一半，mm；
l——键的工作长度，圆头平键l=L-b，L为键的公称长度，b是键宽，mm；
d——轴的直径，mm；
——键、轮毂、轴中三者的材料中最低的许用挤压应力，MPa。
依据上式可得
(3—20)
计算结果为：l≥138.51mm；所以键的工作长度选用140mm。所以所选用的普通圆头平键尺寸为：32×18×140
因轴直径dⅠ－Ⅱ与联轴器的孔径需要进行配合，所以需要选择联轴器。计算联轴器矩：Tca=KAT3=1.3×1.122×104=14586 N·m。
选用GL联轴器（GB6069－85 ），其公称转矩为16000N·m。
3.6.2轴的校核计算
1. 轴的弯矩计算
因为Ⅳ轴的转速小，扭距大，因所以仅进行Ⅳ轴的校核。Ⅳ轴的支承跨距L=155+14+108=277mm。
B面受力分析：
a) 转矩：T＝1.122×107 N·mm
b) 直径：已知d=270mm
c) 求圆周力：N
d) 求径向力Fr： Fr=Ft.tanα=39211×tan200=16091.316N
e) 求支反力：RV1 、RV2、RH1、RH2
RV1＝11579.063N RV2＝4512.253N
RH1＝31813.555N RH2＝12397.455N
f)弯矩： MH=3.706×106 N.mm MV= 1.349×106 N·mm
g)总弯矩： N·mm
h)扭矩： N·mm (α＝0.6)
i) 计算当量弯矩： N·mm
将上述结果列表3.2：
表3.2 轴Ⅳ弯矩扭矩计算结果
载荷
水平面H
垂直面V
支反力R(N)
RH1=31813.553N RH2=12397.455N
RV1=11579.063N RV2=4512.253N
弯矩M(N·mm)
MH=1.094×106 N·mm
MV= 3.006×106 N·mm
总弯矩(N·mm)
M＝3.199×106 N·mm
扭矩T(N·mm)
T＝7.56×106 N·mm
当量弯矩Mca
Mca＝7.927×106 N·mm
2. 轴的强度校核
MPa
[σ-1]=70MPa，因<[σ-1]=70MPa，所以安全。
3.7齿轮的设计计算
通过一些已知参数对齿轮进行设计。
预选小齿轮齿数为14，大齿轮齿数为22，齿数比为1.57,；用7级精度，小齿轮用40Cr（调质）制造，硬度290HBS，大齿轮用45钢（调质），硬度为260HBS，材料的硬度差距为30HBS。
按齿面接触强度设计
计算公式
(3—21)
式中：——小齿轮分度圆直径，mm；
——载荷系数，取1.3；
——小齿轮传递的转矩，N﹒mm；
——齿轮的传动比；
——齿宽系数，取为0.6；
——齿轮材料的弹性影响系数；
——齿轮的接触疲劳许用应力。
小齿轮的传递的转矩为：
N﹒m=1632590N﹒mm
查阅资料可以得：
=189.8 MP
齿轮的接触疲劳强度极限通过查询，小齿轮为σHlim1=600MPa；大齿轮为σHlim2=550MPa。
齿轮的接触疲劳寿命系数取KHN1=0.90；KHN2=0.95。安全系数S=1.
则
==0.9×600 MPa=540 MPa
==0.95×550 MPa=522.5 MPa
由上面所给式子可计算得出≥190.45mm
齿宽为 b==190.45mm
模数 m1===13.60 mm
齿高 h=2.25m1=30.61mm
查阅资料可得动载系数=1.12；直齿轮中；使用系数；不是堆成分布，确定=1.432；由图及已算出参数可得=1.35；所以实际的载荷系数
=1.594
则可以算出实际载荷系数下的分度圆直径为
=203.64 mm
则模数为
m1===14.56 mm
按齿根弯曲强度设计
设计公式用
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