目 录
摘要 1
关键词 1
1 前言 2
2 莲子去芯机的方案设计 3
2.1 执行系统的方案设计 3
2.1.1 莲子去芯机的功能 3
2.1.2 莲子去芯机的原始数据机设计要求 3
2.1.3 工艺动作分解 3
2.1.4 冲针往复直线运动的实现机构 3
2.1.5 旋转盘间歇转动的实现机构 3
2.1.6 执行机构的协调设计 4
2.1.7 机构运动循环图的设计 4
2.1.8 机械运动方案的选择和评定 5
2.2 传动系统的方案设计 5
2.2.1 初选原动机 5
2.2.2 拟定传动系统方案 5
2.2.3 机械运动简图 5
3 传动装置的总体设计 6
3.1 旋转电动机 6
3.1.1 电动机的内型和结构形势式 6
3.1.2 确定电容机容量 6
3.1.3 确定电动机转速 6
3.2 确定传动装置的传动比 6
3.3 传动装置的运动和动力参数 7
3.3.1 各轴的转速 7
3.3.2 各轴的输入功率 7
3.3.3 各轴的转矩 7
4 传动零件的设计计算 7
4.1 普通V带传动的设计计算 7
4.1.1 输入V带传动的设计计算 7
4.1.2 输出V带传动的设计计算 8
4.2 直齿圆锥齿轮传动设计计算 10
4.2.1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 10
4.2.2 按齿面接触强度设计 10
4.2.3 按齿根弯曲疲劳强度设计 11
4.2.4 几何尺寸的计算 12
4.2.5 机构设计及绘制零件图 12
5 执行机构的设计计算 13
5.1 冲压机构的设计计算 13
5.1.1 冲压机构的选型 13
5.1.2 凸轮机构的运动分析 13
5.1.3 凸轮机构的几何尺寸计算 13
5.2 间歇运动机构的设计计算 15
5.2.1 间歇运动机构的选型 15
5.2.2 槽轮机构的几何尺寸设计 16
6 轴系零件的设计计算 17
6.1 输入轴的结构尺寸设计 17
6.1.1 初步确定最小直径 17
6.1.2 拟定轴上零件的装配方案 17
6.1.3 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 17
6.1.4 轴上零件的周向定位 18
6.1.5 确定轴上圆角和倒角尺寸 18
6.1.6 校核输入轴的强度 18
6.2 轴II的设计计算 19
6.2.1 初步确定最小直径 19
6.2.2 拟定轴上零件的装配方案 20
6.2.3 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 20
6.2.4 轴上零件的周向定位 21
6.2.5 确定轴上圆角和倒角尺寸 21
6.2.6 校核轴II的强度 21
6.3 滚动轴承的选择及计算 26
6.3.1 求两个轴承受到的径向载荷 26
6.3.2 求两轴承的轴向力 26
6.3.3 求轴承的当量动载荷 27
6.3.4 验算轴承的寿命 27
6.4 键连接的选择及校核计算 27
6.4.1 轴II带轮与轴配合处键的选择及校核 27
6.4.2 轴II齿轮与轴配合处键的选择及校核计算 27
7 润滑与密封 28
7.1 直齿圆锥齿轮传动的润滑 28
7.2 轴伸出端得密封 28
8 设计总结 28
参考文献 29
致谢 30
莲子去芯机的设计
摘 要：莲子去芯作业是莲子加工业中十分重要的处理工序。近年来，随着人民生活水平的不断提高，劳动力费用在加工作业成本中所占的比例越来越高，人民对于食品质量的要求也越来越高。同时由于莲子大小不同，形状各异，其去芯过程自动化一直是制约我国莲业发展的最大问题。目前手工去芯方式存在加工效率低、产品质量不稳定以及操作安全隐患等问题。因此，开放性能优良的去芯机及其处理设备是形势所需。本文的主要内容有：（1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；（2）进行冲压机构和间歇运动机构的选型；（3）机械运动方案的选择与评定；（4）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算。其工作原理为：电动机经减速传动装置（带轮传动）带动执行机构（凸轮机构、槽轮机构），完成冲针的往复直线运动和旋转盘工作台的间歇转动。
关键词：方案设计；执行系统；传动系统；
The Deisgn of Machine for Removing Cores of Lotus Seed
Abstract: The operations of removing lotus seed core is a very important treatment process in the processing industry of lotus seeds. In recent years, with the continuous improvement of people’s living standards, labor costs proportion of the processing work cost is increasing, people’s demand for food quality is getting higher and higher. And as lotus seeds of different sizes and shapes, automation of the removing the lotus seed core process has been the greatest problem of restricting lotus industry’s development all the time in China. Currently the way to remove the core by hand exists low efficiency, instability of product quality and the security risks of operation and other issues. Therefore, the opening to the machine of removing the core with excellent performance and handling equipment is required for the situation.
Key words: conceptual design; executive system; drive system;
1 前言
莲子是一种有较高食用和药用价值的特色农副产品，具有较高的经济价值，在中国尤其是湖北、湖南有较大的产量。有较高的经济价值，在中国尤其是湖北、湖南有较大的产量。但是，目前莲子的加工主要采用由人工以简单工具或采用较为落后的小型机械完成莲子分级、剥壳、去芯和脱皮等工艺环节，其去芯工艺过程主要是利用钢针穿芯将莲子芯去除。这种加工工艺效率低，劳动强度大，莲子损耗率高，人工成本也比较高，产品质量极不稳定，不能适应大规模生产，严重影响了产能和效益，影响了莲子的综合利用率。随着莲子去芯加工向机械化、规模化、精深化方向的发展，市场主流需求对莲子去芯质量提出了更高的要求。由于现在国内研究莲子去芯设备还处于初级阶段，所以开发性能优良的莲子去芯加工设备形势所需。
莲子的主要产区在中国，国外莲子产量很少，有的几乎没有。因此，国外的莲子去芯设备很少，在这方面的研究也很少。与国外相比，国内的莲子去芯技术发展缓慢，自动化程度不高，远远落后于种植业的发展，而且机械去芯机在生产中推广应用并不多，主要是有以下的几个突出的问题：（1）莲子损失率高。不少去芯机不能彻底的将莲心与莲子分离，莲心去净率不够理想，使得损失率高达10%。（2）机具性能不稳定，适应性差。由于莲子的成熟度不一导致莲子大小不一等原因，使去芯机存在性能不稳定、适应性差等缺点。（3）科技含量低。目前所使用的去芯机，多数制造工艺水平不高，以至于不能满足当今高科技的需求。（4）作业成本偏高。现在很多莲子生产区都还采用人工去芯，不仅实效低，而且非常浪费人力资源。（5）生产效率低。有些莲子去芯定位有一定的困难，在加工时，需要工人摆放和扶正，使得加工平率受到较大的限制。因此在现有的去芯设备中，具有去净率不理想，损失率高，莲子破碎严重等缺陷，不利于莲子的的进一步加工。为此，研究卫生、可靠、高效、损失率低的莲子去芯设备，对与促进莲子深加工和提高产品质量具有重要意义。同时加快了农产品深加工技术与设备的研究开发，提高农副产品的附加值，实现农民增收，进而提高加入WTO环境下我国农业的国际竞争力具有积极地意义。
毕业设计是我们在学习阶段的最后一个重要环节，要求我们能综合运用大学四年所学的专业知识和理论知识，结合实际，独立解决本专业一般问题,树立为生产服务，扎实肯干，一丝不苟的工作作风，为将来在机械方面工作打下良好的基础。
经过设计和讨论，终于圆满地完成了设计任务。本次设计就是围绕解决以上五点不足,按照一般步骤来设计的，力求结构合理，计算准确，经济可靠。
2 莲子去芯机的方案设计
2.1 执行系统的方案设计
机械执行系统的方案设计是机械系统总体方案设计的核心，它对机械能否实现预期的功能、性能的优劣、经济效益的好坏都起到了、决定性的作用。
2.1.1 莲子去芯机的功能
莲子去芯机时将冲针的往复直线运动及旋转工作台的间歇转动来完成连续去芯作业处理的，其功能可分解为冲芯、退回、冲莲子4个分功能。
2.1.2 莲子去芯机的原始数据机设计要求
（1）加工莲子的直径为10mm15mm
（2）由于同时去芯多个莲子的冲针压力大，最大可达2KN，其压力变化近似认为在冲程的一半进行冲压，压力呈线性变化。
（3）要求冲针自上向下运动前，旋转盘做一次间歇转动，转角为90。
（4）电动机轴与凸轮轴平行，使用寿命10年，载荷有轻微冲击，允许凸轮转速偏差5%，要求凸轮机构的回程运动规律为等加速度、等减速运动。
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