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1、摘要本课题题旨在开发一套每小时生产50公斤的莲子穿心机。本套机组包括进料机构和穿心机构两部分组成。首先，对莲子穿心机研究的目的、方法以及国内外现状和发展趋势进行了介绍，提出了一种可行的设计方案。根据提出的设计方案，论证了莲子穿心机机组的结构和工作原理。其次，根据设计小组的分工，重点对莲子穿心机的穿心主体进行设计。根据经验确定了莲子穿心机的主要参数，包括进料部分的螺旋输送器的输送方式和理论、实际的输送量以及主传动；穿心部分的设计。再次，对主要零件中的齿轮传动、链传动进行了设计。最后，对莲子穿心机穿心部分的主体结构进行了结构设计。这种莲子穿心机机组的设计原理正确，方案合理，设计成果具有一定的工程意
2、义。最终在机械性能、工艺性能、穿心工艺效果等方面达到了预期的目标,并且在一定程度上促进了国内的莲子穿心加工设备制造企业的发展。关键词：莲子，穿心，齿轮传动AbstractThis subject aims at developing one set which can weed out 50 kilograms of the core of lotus seeds in an hour. This set of aircrews including feeding bodies and the weeding out the core.First ，the goal, the method a
3、s well as the domestic and foreign present situations and the development tendency which studies to the shelling of lotus seed on the introduction, proposed one kind of feasible design proposal. Then carries on the proof to the concrete implementation design proposal, proves including the way which
4、be designed, each technology which the main engine principle and components.Next, according to designs the group the division of labor, key carries on the design to the main body of the set which be used to weed out the core of lotus seed .Make sure the main parameters of the set base on the ancient
5、ly experience, including the way of feeding lotus seed and theory、the number of the feeding in fact of the helix feeding set and the main drive.Then，design the main section which include gears and strap. Finally ，design the main body in framework.The design principle of the set is right the design w
6、ay with reason the design production has some significance in engineering. Ultimately the capability of the mechanism, technology and the weeding out technology arrive the goal of the desired objectives and it has some use on the corporation which produce the set of shelling lotus seed in domestic.K
7、ey word: lotus seed；weeding out the core；gear driving目录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1课题的意义和研究的必要性11.2国内外莲子穿心机的现状及发展趋势11.2.1国内外莲子穿心机技术的现状11.2.2莲子穿心技术的发展趋势31.3本课题拟定的基本方案和解决的主要问题31.3.1本课题拟定的基本方案31.3.2 本课题研究的主要内容3第二章 莲子穿心机方案设计42.1莲子穿心机的基本原理42.2现有莲子穿心机简介42.3莲子穿心机的设计52.3.1莲子穿心机工作原理5第三章 莲子穿心机主要参数的分析与确定83.1确定主轴的转速
8、和电机的选择83.1.1确定主轴的转速83.1.2电机的选择83.1.3链轮的设计83.2 齿轮传动的设计93.2.1 原始数据及其设计内容9第四章 主要零件的结构设计154.1主动轴的设计154.1.1拟定轴系零件的布置和装配方案154.1.2选择轴的合适材料154.1.3确定轴的基本直径和各段长度154.2穿心轴的设计164.2.1拟定轴系零件的布置和装配方案164.2.2选择轴的合适材料174.2.3确定轴的基本直径和各段长度174.3穿心盘的设计174.4扇形盘的设计184.5弹簧的设计184.6穿心齿轮的设计194.7凸轮的设计204.8机架与底座结构20结论21谢辞22参考文献23
9、22第一章 绪论1.1课题的意义和研究的必要性莲子是一种重要的食物和药品双重宝贵资源。它又名莲实，藕实，水芝丹，译芝，莲蓬等，为睡莲科植物莲的果实或种子.莲子其味清香，营养价值丰富。干壳莲子中碳水化合物的含量高达62%，蛋白质的含高达16.6%，含脂肪2%，铁0.0064%，亦含有-谷甾醇， -谷甾醇脂肪酸酯，并富含维生素C，葡萄糖，叶绿素等， 莲子中含钙0.089%，钙除构成骨骼和牙齿成分外，还具有安神养心，维持体内酸碱平衡等作用。莲子中含磷0.285%，磷除构成牙齿、骨骼的成分外，还可以帮助机体进行蛋白质、脂肪、糖类三大代谢和酸碱平衡。莲子中的钾元素含量位居所有动植物食品前列，丰富的钾元素
10、对维持肌内的兴奋性、心跳规律和各种代谢有重要作用，此外还有利尿作用，对心悸、失眠等症有一定的疗效, 因此莲子具有补脾、益肺、养心、益肾和固肠等作用,是老少皆宜的食品。莲子中心的青绿色的胚芽，叫莲子心，又叫穿心莲，味苦，可做药，中医认为它有清热、固精、安神、强心、降压之效，可治高烧引起的烦躁不安、神智不清和梦遗滑精等症.莲子和莲心都有其相应的作用。随着人们的生活水平的提高，莲子作为保健食品已走进寻常百姓家，用量随之上升。据有关部门对全国30个城市中药材、保健品、食品三个市场调查显示，从1999年至尽，莲子及其副产品（莲子心、蓬房、蓬须、荷叶、荷梗）市场需求逐年增加，价格连年上涨。近年白莲子每公斤
11、由往年的10元涨至15-16元，红莲子由6元涨至10-11元，莲子产品销量之多，涨幅之大，为历年所少见。究其原因主要是因为莲子用途拓宽，莲子除医学上大量应用外，保健品和食品加工业都需要，特别是现在食品加工企业对脱壳莲子的需求量与日俱增。而作为商业开发应用价值的莲子主要产于中国长江之南，莲子是出口创汇的一个特色农产品，仅福建建宁的建莲每年就有400万美圆的出口，符合“资源优势型、劳动力密集型、出口导向型”特征的农副产品加工工业，有很强的国际市场竞争力。为了使莲子更加适合食用，必须要使莲肉与莲心分离。当前，国内莲子穿心机技术还不够完善，现有的莲子穿心机有的效率低，有的虽说效率高,但穿心的钻头容易断
12、裂，或多或少的都会存在这样或那样的缺点，在生产中达不到实际需要的功能要求，所以，莲子穿心技术还有待于进一步的提高和发展。这样的现状要求我们推陈出新，设计制造出良好的莲子穿心机。而且莲子穿心技术将会有很好前景和市场潜质。因此研究和设计莲子穿心机具有很重要的意义。1.2国内外莲子穿心机的现状及发展趋势1.2.1国内外莲子穿心机技术的现状莲子是我国的特产之一，我国湖南、湖北、江西、福建、浙江等省，均是闻名的莲子产区大量的莲子在进入市场前都需要进行脱壳去心处理，所以，莲子穿心机的应用十分广泛。早期，我国莲子穿心主要采用手工穿心。而手工加工主要采用专用的莲刀逐个切开剥壳。用手搓去表内皮,再用钢针通心，其
13、缺点是工作效率低，不仅耗费大量时间，而且还会浪费大量的人力物力和财力，不具有经济可行性，因此这种方法不适合大规模的莲子加工作业。由于采用手工作业，因此有可能因产生污染而传播疾病。在日常生活中，市场上出产的大部分都是完整的没有去心的莲子，给人们的日常生活带来了一些麻烦。家庭的莲子去心法是将莲子浸泡或是用水煮约分钟，待莲子变软后捞起，用牙签挑出莲子心。这种方法费时费力，效率也不高，还有可能影响莲子的风味。近年来，随着食品工业和食品机械的迅猛发展，机械穿心的方法开始越来越广泛的运用到莲子穿心中。机械穿心的优点在于方便、卫生、可以节省人力物力和财力但其也有着显著的缺点首先，大部分的莲子穿心机都只能单个
14、的穿心，因此，其生产效率低，不能适应大规模生产的需要，而只能用于家庭式小作坊生产。其次，由于机械穿心大部分都是采用钻头将莲心去除，因此不能得到完整的莲心。而莲心又是一味药材，所以造成了资源的浪费。就现阶段来说，由于我国的莲子穿心技术还不发达，因此生产莲子穿心机的公司还很少，都还处于不断的探索、研究中。目前，我国市场中出产的有小型和中型两种。就小型的穿心机来说，他主要由杠杆和凸轮机构组成，由进料机构、莲子压紧装置、穿心机构、机械传动及机架等组成。其特点是结构简单，精巧，能实现预期的生产目标，但其缺点也比较显著。如其生产效率较低，在其一个周期内只能加工一个莲子，不能适应大规模生产的需要，只能被小型
15、企业和家庭采用。市场上的中型莲子穿心机主要由进料机构、莲子压紧装置、穿心机构、机械传动及机架等组成。进料机构由一个三相电动机带动皮带轮由滚轮使莲子能一个一个进入压紧装置。压紧装置由滚轮和压紧皮带组成，双滚轮不断滚动使莲子能够将莲心与穿心方向相同，再由压紧皮带将莲子压紧，用以穿心穿心部分由两个电动机带动，利用凸轮使钻头向前运动，用以穿心此机构虽然效率较高，但采用了三个电动机，因此较浪费资源。相对于国内来说,国外由于莲子产业并不发达，因此并没有看到相关的莲子穿心机。总的来说，目前我国在莲子穿心技术方面不仅有了一些理论方面的依据。而且还生产了一些莲子穿心设备。虽说这些设备或多或少有一些缺点和不足，但
16、很多技术还是可取的。尽管我国的莲子穿心技术较之以前有了很大的提高，但还需进一步提高和完善。这就要求我们结合实际情况,不断地研究和创新，设计出较先进的,生产效率稳定,经济可行性高的莲子穿心机。1.2.2莲子穿心技术的发展趋势 近年来我国的莲子穿心机械正在迅速发展，但其仍就有着许多的缺点。现阶段高新科技正在迅猛发展，因此我们可将新技术运用到莲子穿心技术中，推陈出新设计制造出更好的莲子穿心机。因此，如何尽快完善莲子穿心技术，根据莲子的特点利用高新科技设计出新型的莲子穿心机是此行业的发展趋势，如利用气压穿心，水压穿心等就可大大提高其生产效率因此，莲子穿心行业还有着很大的发展空间。1.3本课题拟定的基本
17、方案和解决的主要问题 1.3.1 本课题拟定的基本方案 设计一种莲子穿心机。莲子经过进料机构,通过双滚将莲子一粒粒放入排序系统中,再有凸轮推动钻头将莲子穿心。 1.3.2 本课题研究的主要内容 本课题旨在设计一种莲子穿心机,起主要内容如下:莲子穿心原理与方法研究；机械系统实现方案分析及其参数计算；各独立子系统（传动系统、穿心系统、排序系统、进出料等）的设计；关键结构刚强度设计及其校核；整体装配设计；设计成果的数字化。第二章 莲子穿心机方案设计莲子穿心机主要用于去处莲子中的心。一台莲子穿心机主要由进料器，螺旋输送系统，压紧系统，穿心系统及支架等组成。.莲子穿心机的基本原理 莲子穿心的主要工具为钻
18、头。其基本原理如图.所示。它将莲子的轴线方向与钻头的轴线放入同一平面上，在钻头转动的同时，莲子与钻头的相对位置缩小，让钻头将莲子心去处。铁锟；莲子；钻头图2.1穿心示意图.现有莲子穿心机简介、小型莲子自动穿心剥壳机小型莲子自动穿心剥壳机，是一种农副产品加工机械，它将送料、剥壳、穿心排列成一定的先后次序，有条不紊地进行特定的剥壳、穿心作业，是一种安全可靠，操作方便的较为理想的莲子穿心剥壳机具。它由莲子传送、剥壳、肉莲传送、穿心四部分组成。它的穿心原理是：动力从被动齿轮通过轴传递到偏心盘，固定在偏心盘上的拉杆做平面运动，拉杆带动连杆，连杆做摆动，迫使压板焊合件在导向盘中作上下垂直运动。此时，压板焊
19、合件完成两项任务，一项是首先压缩上定位弹簧和下定位弹簧，使定位压块焊合件会同穿心座壳体完成莲子定位作用，可以避免穿心动作中莲子多自由度的窜动。上定位弹簧和下定位弹簧因莲子大小不同而起到调节作用。其定位过程如下：莲子的上下定位和左右定位靠定位压块焊合件中的压块和穿心座壳体定位，莲子的前后定位靠穿心座壳体和定位压块焊合件中定位；另一项是在完成莲子定位后，压板焊合件通过空行程克服拨杆弹簧弹簧弹力压下齿条，齿条带动固定在拨杆轴上的扇形齿轮旋转一个角度，这样固定在拨杆轴上的拨杆也跟着旋转一个角度，推动挺杆，使固定在挺赶上的穿心针以壳体中的导槽为向导，完成穿心任务。同时，在拨杆弹簧共同作用下依靠空行程，以
20、保证穿心针足以完全离开莲子，定位压块才能复位。、莲子穿心脱壳机莲子穿心脱壳机由动力驱动部分、送退料部分、自动夹紧定位部分、穿心机构和切壳机构所组成。其工作原理是：将待加工莲子从料斗进入相向旋转的两根输送搅龙后，在输送搅龙和导流圆弧板及定位输入输出支承板的共同作用下，实现将莲子与传动轴成平行放置的方向间断进入分度圆盘、通过轴承嵌入能相对旋转的自动定位圆盘的滑动夹爪中；此时分度圆盘在棘轮、曲柄杆、驱动油缸的作用下，作有规则的间歇圆周运动，滑动齿条、自动定位圆盘和滑动夹爪也随之旋转，滑动齿条随分度圆盘转动时，受固定支撑板中的固定滑槽的限制作径向移动，带动自动定位圆盘绕自身圆心作圆周运动，滑动夹爪在自
21、动定位圆盘的带动下，在分度圆的滑动槽 内，也见同时沿径向移动，将莲子逐渐夹紧；当分度圆盘旋转到穿心位置时，分度圆盘定位弹簧、分度圆盘定位销快速将其定位的同时，压力控制油缸将根据莲子个体的大小，推动压紧柱塞将莲子再次夹紧、准确定位且发出信号，此时液控电磁换向阀换向，穿心控制油缸驱动摆杆推动在穿心电机带动下作高速旋转的穿心刀具，在内齿槽机构内作直线运动完成穿心；同时，液控电磁换向阀同步动作，送退料油缸、送退料柱塞将穿心后的莲子送入切壳刀具；该过程结束后，驱动油缸和切壳控制油缸开始动作，驱动油缸通过摆杆让棘轮转动，进行下一轮穿心循环。.莲子穿心机的设计本课题设计的莲子穿心机由进料器，螺旋输送系统，压
22、紧系统，穿心系统及支架等组成。螺旋输送系统主要由电机、螺旋输送器、皮带轮构成。压紧系统主要由压紧带、压紧轮组成。穿心系统主要由穿心盘、压紧带、扇形盘、齿轮、链轮与钻头组成。莲子穿心机结构图如图2.2所示：2.莲子穿心机工作原理在进料机构中，莲子在进料斗中被螺旋输送器一个一个送入压紧机构中。进入压紧机构后，由其中滚动的铁锟不断的滚动并将莲子的方位调整，以达到莲子心的轴向与钻头的轴向一致，使穿心能够准确的完成。在穿心系统中，穿心机构如图2.3所示，由电动机带动主动轴旋转。在轴上的链轮带动穿心轴上的链轮，与此同时，主动轴上的两个齿轮带动穿心盘上的两个齿轮运动。在穿心轴上，齿轮与链轮由轴套相连，链轮在
23、旋转的过程中，由键带动轴套绕轴旋转，与轴套相连的齿轮由键带动开始运动，再由齿轮带动钻头上的齿轮转动。与此同时，与齿轮相连的穿心盘由齿轮带动开始转动。由于钻头与穿心盘在径向相对固定，因此，在穿心盘上的个钻头也与穿心盘同步运动。钻头的一端与凸轮相接触。当钻头绕轴转动时，钻头便由凸轮带动向前推进，到达凸轮最高点时完成穿心，最后由钻头上的弹簧推动钻头复位。进料斗；螺旋输送系统；穿心系统，4电机;电机;支架 图2.2莲子穿心机结构图齿轮；齿轮；链轮；链轮；齿轮图2.3穿心机构第三章 莲子穿心机主要参数的分析与确定莲子穿心机的穿心部分的主要工作部件为电机、链轮、齿轮等组成。我们主要分析和确定的参数是电机型
24、号、主轴的转速、链传动设计以及齿轮传动的设计。3.1确定主轴的转速和电机的选择3.1.1确定主轴的转速本课题的要求为每小时的单位产量是 50kg，在参阅现已被厂家投入生产的莲子穿心机资料的基础上,初定主轴的转速为34 r/min，穿心轴转速为51r/min。3.1.2电机的选择为使结构更为紧凑，采用摆线针轮型系列减速电机。该机特点是电机直接与减速器相连，减去了带传动，使结构简单。根据资料，选择型号为B4的减速机，其输入转速为1500r/min，输出转速为34 r/min，额定功率2.2kw。根据该减速机选择电机，型号为Y100L14，额定功率2.2kw，同步转速为1500转/分钟。3.1.3链
25、轮的设计1、基本数据的确定为了增速的需要，在主动轴上的为大链轮，在从动轴上的为小链轮，同时根据前节齿轮的计算结果可得大链轮转速，小链轮转速，功率2.2kw ，中心距 383mm。根据小链轮转速 ，功率2.2kw，由图913选链号为16A的单排链。再由表91查得链节距p=25.40mm。需要设计的内容有：大链轮的齿数48，小链轮的齿数，链条节数，链长P、链速。 2、确定链轮的齿数， 链节距的计算公式5为（）中心距的计算公式5为 （）由传动比的关系式9可知（）由关系式（）、（）、（）可得，链节数节。3、计算功率 由表99查得工作情况系数，故4、确定链轮所传递的功率由表910查得小链轮齿数系数，因选
26、取的是单排链，由表911查得多排链系数，故得所传递的功率为=1.45kw5、计算链速6、作用在轴上的压轴力 有效圆周力按水平布置去压轴力系数，故3.2齿轮传动的设计3.2.1 原始数据及其设计内容设计齿轮传动是给定的原始数据为：传动功率p，转速n1、n2 （或传动比i），传动位置要求和工作条件等。1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)根据上一章的传动方案，选用直齿轮传动。2)此传动速度不高，故选用级精度(GB10095-88)。3)选择齿轮材料。由表选择小齿轮材料为45 钢（调质），硬度为250HBS。大齿轮材料为45钢（调质），硬度为220HBS。二者硬度相差为30HBS。4)选小齿轮齿
27、数=80，大齿轮齿数=i=2.8380=226.4,取=227。2、按齿面接触强度设计由设计计算公式（109a）进行计算，即传动比小齿轮分度圆直径载荷系数小齿轮传递的转矩齿宽系数弹性影响系数接触疲劳强度极限1)确定个公式内的各计算数值(1)试选载荷系数1.3(2)计算小齿轮传递的转矩(3)由表107选取齿宽系数(4)由表106查得材料的弹性影响系数(5)由图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限；(6)由公式计算应力循环次数(7)由图1019查得接触疲劳寿命系数；(8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数S，由公式得2)计算(1)试计算小齿轮分度圆直径
28、，带入中较小的值(2)计算圆周速度v(3)计算齿宽b(4)计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高(5)计算载荷系数根据v=0.357m/s，7级精度，由图108查得动载荷系数；直齿轮，假设。由表103查得；由表104查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，由数据带入后得由，查图(1010a) 得(6)只能实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（1010a）得(7)计算模数m3、按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为(1)确定公式内各计算数值(2)由图1020c5查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限(3)由图10185查得弯曲疲劳寿命系数，；(4)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳
29、安全系数S=1.4,由式(10-12) 5得(5)计算载荷系数k(6)查取齿形系数由表105可查得，(7)查取应力校正系数由表105可查得，。(8)计算大、小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大。2)设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m小于有齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲疲劳强度计算的模数2.53mm，并就近圆整为标准值m=2.5mm，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数，取大齿轮齿数9，取。4、几何尺寸计算1)计算分度圆直径2)计算中心距，取a=3833)计算齿
30、轮宽度4)验算，合适。第四章 主要零件的结构设计4.1主动轴的设计4.1.1拟定轴系零件的布置和装配方案主动轴的结构见图4.1所示，轴上零件的装配方案是：齿轮、轴承，依次从轴的左端装配；齿轮、链轮、轴承、依次从轴的右端装配12。图4.1 主动轴结构图4.1.2选择轴的合适材料 轴最常用的材料是45，由于莲子穿心机对轴的要求不是很高，因此轴的材料可以选用45。调质处理，硬度HBS=162217。4.1.3确定轴的基本直径和各段长度 1.按扭矩初步估算轴的最小直径轴的扭转强度条件为9： 式中：扭转切应力，单位为； MPa T 轴所受的扭矩，单位为Nmm 轴的抗扭截面系数，单位为 n轴的转速，单位为
31、r/min； P轴传递的功率，单位为KW d计算截面处轴的直径，单位为mm 许用扭转切应力，单位为MPa由上式可得轴的直径9： 式中：在上述情况时，取较大值，取较小值：弯矩较小或只受扭矩作用，载荷较平稳，无轴向载荷或只有较小的轴向载荷，减速器的低速轴，轴只作单向旋转；反之，取较小值，取较大值。 经查资料11，材料为45号钢的轴的许用扭转切应力的范围是2545MPa，取=45MPa。 则有：2、确定轴的各段直径和长度(1)由于第一段上是为了与电机相连，并安装链轮，根据需要取直径为40mm。本段轴表面要加工两个键槽，一个为长60mm、宽12mm、深5mm用来与连轴器相连，带动此轴转动；另一个为长1
32、9mm、宽12mm、深5mm用来对链轮传动。最终确定此轴的长度为246mm.(2)第二段轴用来安装齿轮，根据第一段轴的直径取本段轴的直径为50mm，与其相对的键槽长21mm、宽14mm、深5.5mm。为使齿轮的右端固定，可加一M5的紧订螺钉。根据结构本段轴长为15mm。(3)第三段为轴肩，主要用来进行轴向定位，可定本段轴的直径为63mm长度为77mm。(4)第四段为了安装齿轮。在此轴上加一长21mm、宽14mm、深5.5mm的键槽，使齿轮与轴在径相上相对固定。齿轮左端已被轴肩固定，为使齿轮在左端固定，可加一M5的紧订螺钉。根据结构，可定本段轴的直径为50mm长度为51mm。(5)为使第六段轴上
33、的轴承轴向定位，可定第五段的直径为44mm，长度为156mm。(6)根据轴承可取第六段轴直径为40mm，长度为15mm。4.2穿心轴的设计4.2.1拟定轴系零件的布置和装配方案轴的结构见图4.2，装配方案是：轴套、扇形盘、轴套、轴承、轴套、轴承依次从轴的左端装配；轴承、轴套、轴承、轴承盖、轴套依次从轴的右端装配。图4.2穿心轴4.2.2选择轴的合适材料 轴最常用的材料是4511，由于莲子穿心机对轴的要求不是很高，因此轴的材料可以选用45。调质处理，硬度HBS=162217。4.2.3确定轴的基本直径和各段长度1、按扭矩初步估算轴的最小直径，和传动主轴计算一样，只是功率比主轴小些，因此计算出来的
34、d比40mm更小。由于计算出来的数值较小，可以根据具体结构来设计各段轴的直径。2、确定轴的各段直径和长度(1)由于第一段轴上是为了安装轴套、扇形盘、轴套，根据需要取直径为42mm。为了将扇形盘在右端定位可加一轴套，轴套内径42mm、外径52、长22mm；为了将扇形盘与轴固定可加一键，键槽长10、宽12、高5；为了将扇形盘定位在其左端加一轴套，轴套内径42mm、外径52、长20mm。机架宽50。最后可确定此段的长度为109mm。(2)第二段轴安装轴承、轴套、轴承。根据第一段轴的直径取本段轴的直径为50mm。选取滚动轴承，GB/T29294，其尺寸是。为使两轴承相对位置固定可在两轴承间加一轴套，轴
35、套内径50mm、外径65、长196mm。最后确定本段轴的长度为234mm。(3)第三段为轴肩，主要用来来轴向定位，定本段轴的直径为56mm长度为44mm。主要用来使轴承定位。(4)第四段轴安装轴承、轴套、轴承。选取滚动轴承，GB/T29294，其尺寸是。为使两轴承相对位置固定可在两轴承间加一轴套，轴套内径50mm、外径60、长72mm。最后确定本段轴的长度为110mm，直径为50mm。(5)第五段轴主要是为了定位并与机架相连，因此确定本段轴的长度为78mm，直径为42mm。4.3穿心盘的设计图4.3 穿心盘穿心盘的结构如图4.3所示，2与3跟齿轮相连，带动穿心盘做圆周运动；1为压紧装置，莲子进
36、入1的上表面后由压紧带压紧；在1上有72个孔，用来使钻头穿过，以完成穿心。在穿心盘上还有72个铁锟。穿心盘所采用的材料是HT250。穿心盘是穿心过程中必不可少的一个部件，它的主要作用是：1、压紧莲子；2、调整莲子方向，使莲子的轴向与钻头的轴向处于同一水平面上，使钻头能够准确的穿心；3、在转动的过程中使钻头同步转动，以完成穿心运动。4.4扇形盘的设计图4.4扇形盘扇形盘结构如图4.4所示，其主要作用是带动穿心盘上的铁锟转动，从而使莲子运动。因为它只需要有便可以完成此功能，因此可将此盘造成扇形。这样可以节省材料。扇形盘在传力时靠的是磨擦力，因此需要耐磨材料，工程塑料中的丁二稀ABS是一种耐磨材料，
37、因此可选用ABS10。4.5弹簧的设计图4.5弹簧1、弹簧材料的选择圆柱螺旋压缩弹簧的材料是65Mn。2、弹簧设计参数的计算弹簧设计计算的主要数据有弹簧内径，弹簧外径，弹簧中径D, 弹簧节距P，螺旋升角，弹簧丝直径d，轴向间距。由公式，其中的值为9，右旋。取10，d=2，C=6,其中C为旋绕比。弹簧中径D=Cd=62=12mm弹簧外径=D+d=12+2=14mm弹簧节距P(0.280.5)D=0.5D=0.5 12=6螺旋升角 轴向间距P-d=6-4=2mm4.穿心齿轮的设计钻头上的齿轮的主要作用是将与其相连的低转速齿轮转化为较高的转速，使钻头能够达到所需要的转速。1. 钻头上齿轮的设计根据当
38、前市场上已制造出的莲子穿心机，并根据经验，得出齿轮的齿数=9，齿宽b=15mm，分度圆直径d=14mm。2.与钻头齿轮相连主动齿轮的设计已知两齿轮的中心几距a=215.5mm，钻头上齿轮齿数=9，取主动齿轮的模数m=1.5，现需求主动齿轮的齿数及分度圆直径。分度圆直径2a-d=2 215.5-14=417mm齿数=/m=417/1.5=278根据实际情况取齿宽B60mm2.钻头转速的计算传动比主动齿轮的转速钻头的转速根据莲子的物理特性，可知此转速符合要求。4.凸轮的设计凸轮所采用的材料HT250，它的行程是40mm。凸轮的主要作用是推进钻头，让钻头在一定范围内运动，以达到穿心的要求13。4.机
39、架与底座结构机架与底座零件在机器总质量中占很大的比例，同时在很大程度上影响着机器的工作精度和抗振性能，合理的结构设计能减少机器质量，节约金属材料，提高工作精 度，增强机器刚度及耐磨性等。根据电机的安装的位置，设计出机架和电动机的螺栓的位置，从而确定底座的长度和宽度。 关于材料的选择和工艺方面的要求：由于机架的受力不大，因此它对材料的硬度方面要求不高，都可以选用Q235Q235，并且为了节省材料，一般在底座的四侧都留有很 大的空隙，这样即达到了设计的要求，又节省了材料。对于底座上面的部分，采用螺栓与底座联接。结论新型莲子穿心机历经了三个月的设计，在这个设计过程中，我们大胆尝试去创新，我们对已有的
40、大型莲子穿心机进行了改进，主要改进点及创新点有：1、原有采用两个电机分别对钻头和穿心盘传动，这样使得资源较为浪费。因此，我们对其加以改进，采用一个电机分级传动，这样不仅使资源得到了有效的利用，而且机构也更加简单和紧凑。2、原电机采用的是皮带轮和减速器共同减速，这样的传动让功率损耗较多。经改进后，电机选用摆线针轮减速电机，此电机是电机直接与减速器相连，这样使结构简单而紧凑并且在传递上功率的损耗也较低。3、原有穿心机产量较低，只有大约30/h，远远不能满足市场的需要。因此，我们对穿心机的传动加以改进，让传动比增加，增加了穿心盘的转速，使得产量加大，达到了50/h。4、将齿轮传动改为传动比更大的链传
41、动，让效率得到了更好的利用。5、原有的莲子穿心机有个最大的缺点，即钻头易断，其主要原因是钻头的转速太慢，而干壳莲子又比较硬，最终导致钻头的强度不够而断裂，改进后的穿心机，由于钻头的转速较高，便不容易断裂。参考文献1刘木华，吴彦红.莲子物理机械特性实验研究J.江西农业大学学报，1999年，03期2尹平孙.莲子产品市价攀升.全国药材商情，2006年，第27期3王飞，陈义厚莲子穿心脱壳机的设计与研究J机械研究与应用，2006年10月，第19卷第5期4陈伟林小型莲子脱壳穿心机专利中华人民共和国专利局，1989年5月10日5刘守详莲子脱壳穿心机专利中华人民共和国专利局，2004年5月6武汉工业学院机械基础教研室机械设计课程设计7濮良贵纪名刚 机械设计（第七版）北京：高等教育出版社，2001年6月，8刘鸿文材料力学高等教育出版社，2002. 9孙恒、陈作模机械原理高等教育出版社，2002. 10周凤云工程材料及应用华中科技大学出版社，2002.11成大先 机械设计手册轴及其联接 北京：化学工业出版社，2004年1月,12王先逵 机械制造工艺学北京：机械工业出版社，2004年5月，13汪一岭机械零件课程设计上海：科学技术文献出版社，1985 年1月14吴宗泽 机械零件设计手册 北京：机械工业出版社，2003年11月15成大先机械设计手册常用设计资料北京：化学工业出版社，2004年1月