畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-蓮子剝殼機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：蓮子剝殼機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)院：專業(yè)班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：職稱：二〇年月日摘要經(jīng)查閱資料研究發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)在很多偏遠(yuǎn)及經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)對蓮子去殼依然采用手工剝殼的方式。手工剝殼效率低、勞動力大，一個(gè)熟練的蓮農(nóng)，采用傳統(tǒng)的蓮子割殼方法，從早到晚可割殼蓮5Kg，既費(fèi)體力，又費(fèi)時(shí)間。嚴(yán)重影響了蓮子的經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)生。因此根據(jù)蓮子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和蓮殼特性以及蓮農(nóng)的經(jīng)濟(jì)情況和生活情況，本文設(shè)計(jì)了一種輕便、靈活且低成本的蓮子剝殼機(jī)。該機(jī)采用了具有彈性的導(dǎo)向齒輥和一組對向轉(zhuǎn)動的輪軸，自動化運(yùn)轉(zhuǎn)。大大增加了蓮子去殼的效率，而且結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，造價(jià)低，易于推廣，可滿足廣大普通蓮弄的生產(chǎn)需求。關(guān)鍵詞：蓮子；剝殼機(jī)；設(shè)計(jì)全套圖紙加V信153893706或扣3346389411AbstractAccordingtothedata,manyremoteandeconomicallyunderdevelopedareasinChinastillshelllotusseedsbyhand.Manualshellingefficiencyislow,largelaborforce,askilledlotusfarmer,usingthetraditionallotusseedshellcuttingmethod,frommorningtonightcancutshelllotus5Kg,bothphysicalandtime-consuming.Theeconomicbenefitsoflotusseedswereseriouslyaffected.Therefore,accordingtothecharacteristicsoflotusseedstructureandthecharacteristicsoflotusshellaswellastheeconomicsituationandlivingconditionsoflotusfarmers,thispaperdesignedalight,flexibleandlow-costlotusseedsheller.Themachineadoptselasticguidetoothrollerandasetofwheelshaftsrotatinginoppositedirection,greatlyincreasingtheefficiencyoflotusseedhusking,andsimplestructure,easytouse,lowcost,easytopromote,canmeettheproductionneedsofthemajorityofordinarylotus.Keywords:lotusseedshellingmachine;design目錄第一章緒論 41.1蓮子剝殼機(jī)概述 41.2蓮子剝殼機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 51.3蓮子剝殼機(jī)的分類 51.4蓮子剝殼機(jī)的未來發(fā)展 7第二章蓮子剝殼機(jī)方案設(shè)計(jì) 82.1蓮子幾何特征及其力學(xué)特性分析 82.2剝殼機(jī)工藝路線確定 82.3蓮子剝殼機(jī)整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 8第三章主要零部件的計(jì)算與設(shè)計(jì) 93.1電機(jī)計(jì)算選型 93.1.1電機(jī)負(fù)載計(jì)算 93.1.2電機(jī)型號的選取 103.1.3電機(jī)安裝形式 103.2帶輪計(jì)算設(shè)計(jì) 113.3軸的計(jì)算設(shè)計(jì) 133.3.1軸的材料選取 133.3.2軸的最小徑計(jì)算 143.3.3軸徑與軸長 143.3.4軸的強(qiáng)度校核 143.4料斗的設(shè)計(jì) 153.5齒輥設(shè)計(jì) 163.6機(jī)架設(shè)計(jì) 163.7齒輪計(jì)算與設(shè)計(jì) 173.8整機(jī)裝配圖 19第四章設(shè)計(jì)與總結(jié) 204.1結(jié)論綜述 204.2存在的不足 21參考文獻(xiàn) 21致謝 22第一章緒論1.1蓮子剝殼機(jī)概述蓮子在投入市場銷售前，我們需要對蓮子進(jìn)行去殼處理。去殼方式主要包括手工去殼和自動去殼。手工去殼是一個(gè)傳統(tǒng)的人的手剝殼，手工剝殼導(dǎo)致手指疲勞，傷害和低效率。蓮子剝殼機(jī)誕生在很大程度上改變了這種狀況，讓農(nóng)民不再使用最原始的方法脫殼脫殼，從而大大降低了農(nóng)民的體力勞動，同時(shí)也提高了蓮子生產(chǎn)的效率。我國自主開發(fā)的第一臺蓮子脫殼機(jī)是中國機(jī)械八部于六十年代研發(fā)的一款小型自動化蓮子脫殼機(jī)，至如今，已經(jīng)有幾十種蓮子脫殼機(jī)被開發(fā)應(yīng)用。但是以小型家庭式的蓮子脫殼機(jī)應(yīng)用最為廣泛。八十年代以前采用的蓮子機(jī)械脫殼機(jī)，破碎率一般大于8％，有時(shí)可達(dá)15％。蓮仁只可以用來加工油，不能進(jìn)行繁殖，更難以達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低碎片率，并探索新的去殼原理，開發(fā)新的脫殼機(jī)械，已成為那個(gè)時(shí)代一個(gè)重要的研究課題。國內(nèi)現(xiàn)有的蓮子剝殼機(jī)種類很多，如6BH-60型和6BH-20B型蓮子脫殼機(jī)，6BH-20型蓮子脫殼機(jī)，其工作效率可達(dá)到手工去殼行業(yè)的20-60倍以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS1500型蓮子分離脫殼機(jī)可以實(shí)現(xiàn)一次性原料，除皮，分選，此蓮子去殼機(jī)是一種更先進(jìn)的蓮子加工設(shè)備。每年蓮子產(chǎn)量都在增加，機(jī)械化脫殼將大大提高生產(chǎn)效率，增加可觀的經(jīng)濟(jì)性，因此蓮子脫殼機(jī)械將具有廣闊的發(fā)展前景。1.2蓮子剝殼機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，蓮子剝殼技術(shù)已日漸趨向成熟，生產(chǎn)效率大幅提高，有效地推動的湘蓮加工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。我國研究蓮子剝殼機(jī)從20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始，湖南省農(nóng)機(jī)所率先于1981年開始對蓮子剝殼機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并于1983年6月鑒定且小批生產(chǎn)了6BR-1型蓮子剝殼機(jī)。與些同時(shí)，一些院校和科研單位也開始理論研究、實(shí)施試驗(yàn)、編寫教程。直到20世紀(jì)80年代，蓮子剝殼機(jī)在我國還處于孕育期。從20世紀(jì)90年代開始，許多單位研制了多種蓮子剝殼機(jī)，型號達(dá)10多種，專利也有很多。在發(fā)達(dá)國家，蓮子的采收，剝殼等工序都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動化。從國外現(xiàn)狀來看，國外蓮子剝殼機(jī)起步較早，現(xiàn)已逐步建立了產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)化的生產(chǎn)制造過程，設(shè)備功能更新加快，已經(jīng)基本進(jìn)入機(jī)電一體化，人性化，全智能化時(shí)代。比如美國，其在材料領(lǐng)域擁有成熟扎實(shí)的理論研究及工程應(yīng)用，各項(xiàng)配套工藝完善，體系成熟，信息化，電子化更是日新越異。在此基礎(chǔ)上，農(nóng)副產(chǎn)品剝殼企業(yè)更是朝著多更能，大型化，品牌化的道路發(fā)展。1.3蓮子剝殼機(jī)的分類自1983年以來，隨著農(nóng)業(yè)自動化的發(fā)展，已開發(fā)出了多種不同結(jié)構(gòu)類型的新型蓮子去殼機(jī)，下面介紹的是目前市場上主要的幾種類型的蓮子剝殼機(jī)。擠壓式蓮子剝殼機(jī)擠壓式蓮子剝殼機(jī)最早的模型為雙輥式蓮子剝殼設(shè)備。設(shè)備中一輥為帶有橡膠層的旋轉(zhuǎn)圓柱體，另一與之相對轉(zhuǎn)動的輥上帶有三角形刀刃的多個(gè)盤形圓片組成。使蓮子通過兩輥的中縫時(shí)，切開蓮殼。然而幾經(jīng)實(shí)驗(yàn)，蓮子僅被刀刃劃破了部分外殼。由于在兩輥之間的加工區(qū)較短，蓮子不可能在其中滾上一兩圈，因而使蓮殼的切破率大大降低。浙江大學(xué)的鄭傳祥教授，對于前人提出的擠壓式蓮子剝殼機(jī)原理進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，從而在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種更能適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的高效蓮子剝殼機(jī)。完善了擠壓式的雙輥技術(shù)。利用高速刀具對蓮子外殼進(jìn)行切割、擠壓使其脫殼，同時(shí)增加了脫殼切割的刀具數(shù)量，使其更適合機(jī)械化生產(chǎn)。該機(jī)型可以將蓮子按照其顆粒大小分類后進(jìn)行脫殼，使蓮子生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)在機(jī)械化的道路上向前邁進(jìn)了一大步。摩擦式蓮子剝殼機(jī)旋轉(zhuǎn)圓桶式脫殼機(jī)是比較早期的摩擦式剝殼機(jī)，其在中部旋轉(zhuǎn)軸上裝有盤形刀片，外桶固定在機(jī)架上，其內(nèi)壁上襯有適當(dāng)厚度的橡膠層。蓮子進(jìn)入后，隨旋轉(zhuǎn)軸的帶動，在內(nèi)壁與轉(zhuǎn)軸的刀片中滾動，蓮殼在橡膠層的襯墊下被轉(zhuǎn)動的盤形刀片切破，然后從其夾縫中掉出。但是由于被切破的蓮殼均牢牢的粘附在蓮肉上，為使蓮殼與蓮肉分離，還得專門設(shè)計(jì)一個(gè)搓殼機(jī)。為了克服旋轉(zhuǎn)圓桶式蓮子脫殼機(jī)固有缺陷，在其基礎(chǔ)上，6JD-400型蓮子剝殼機(jī)設(shè)計(jì)成三個(gè)加工段：破殼段、搓殼段及軟搓殼段。每小時(shí)每臺可加工70Kg，脫殼率平均為75％以上，出蓮肉完好率平均95％以上，且篩分率大于90％，蓮子損害率小于4％以下，但每副刀片使用5～6班需重磨一次。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，6JD-400型蓮子剝殼機(jī)性能穩(wěn)定可靠，自動化程度高，便于操作，清潔安全且經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。撕搓式蓮子剝殼機(jī)代表機(jī)型以湖南省農(nóng)機(jī)所研究的6BR-1型蓮子剝殼機(jī)為例。為了保證剝殼質(zhì)量，提高功效和對不同形狀蓮子的適應(yīng)性，該機(jī)采用了自動送料、自動定位和組合刀頭等裝置，其結(jié)構(gòu)獨(dú)特，且機(jī)子小巧輕便、使用方便、安全可靠，適于白蓮、紅蓮、東瓜蓮等多種蓮子的剝殼作業(yè)。該機(jī)采用一對刀頭從一長徑方向兩端同時(shí)切入蓮殼后再適當(dāng)旋轉(zhuǎn)一定角度，撕搓蓮殼使其扭碎從而完成剝殼的方法，不僅脫殼率大為提高，而且破碎率僅在5％左右。沖擊式蓮子剝殼機(jī)臺灣嘉義大學(xué)與中興大學(xué)的黃文祿、盛中德教授研發(fā)的蓮子剝殼脫膜機(jī)子主要由供料機(jī)構(gòu)、同向差速滾筒磨擦、撥桿及四只水刀噴嘴組成。該機(jī)剝殼脫膜工作原理：蓮子在同向且具差速的滾筒間滾動，并在噴嘴高壓噴頭產(chǎn)生的水刀作用下破膜。切割式蓮子剝殼機(jī)在切割式蓮子剝殼機(jī)的研制中，武漢工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系的張永林、易啟偉等設(shè)計(jì)了一種基于輥刀切割原理的蓮子剝殼機(jī)。輥刀式蓮子剝殼機(jī)采用供送螺桿對殼蓮進(jìn)行分粒供送并使蓮子按照一致的位形排序上料，采用由雙托輥和剝殼輥構(gòu)成的剝殼通道實(shí)現(xiàn)蓮子剝殼。同時(shí)，為了適應(yīng)不同品種，不同顆粒大小、形狀蓮子的剝殼，設(shè)計(jì)上采用了集總式的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對主要的切割參數(shù)如切割深度、切割壓力、偏置角度和螺旋輥刀空間斜置的調(diào)節(jié)。通過基于物理樣機(jī)的剝殼試驗(yàn)，多聯(lián)輥刀式蓮子剝殼機(jī)的處理量大于100kg／h，剝殼率大于90％，仁殼分離率達(dá)92％，籽仁破損率小于3％。相對于其他剝殼機(jī)，多聯(lián)輥刀式蓮子剝殼機(jī)通用性較強(qiáng)，性能相對穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)上有所突破，同時(shí)調(diào)節(jié)維護(hù)相對于其他蓮子剝殼機(jī)來說更方便快捷，基本能夠滿足蓮子機(jī)械化剝殼的實(shí)用性需求。1.4蓮子剝殼機(jī)的未來發(fā)展目前，蓮子剝殼機(jī)雖然在技術(shù)上有了質(zhì)的飛躍，使大量的勞動力從繁瑣及有害的手工剝殼操作中解放了出來，產(chǎn)品質(zhì)量上也不斷提升，實(shí)現(xiàn)了高效與標(biāo)準(zhǔn)化。但是，隨著消費(fèi)水平的不斷提高，消費(fèi)者質(zhì)量體驗(yàn)，信息化，產(chǎn)業(yè)鏈化不斷被重視，現(xiàn)階段的剝殼機(jī)只解決了從人工到半機(jī)械化的跨越，在未來將越來越難滿足不斷發(fā)展的消費(fèi)理念對產(chǎn)品品質(zhì)的追求。在各領(lǐng)域研究者們的努力下，蓮子剝殼機(jī)將逐步向自動化、高效化、節(jié)能化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向不斷的發(fā)展。未來的剝殼設(shè)備必須能很好地滿足使用者、產(chǎn)品消費(fèi)者和社會發(fā)展需求的，只有這樣才能體現(xiàn)其水平和價(jià)值。蓮子剝殼機(jī)在未來的主要發(fā)展趨勢如下。靈活性強(qiáng)。只需對同一臺機(jī)器進(jìn)行簡單的操作，就可變更被剝殼產(chǎn)品的種類和形式。這一功能對于小批量、多品種的市場需求非常有效。高精度、高速且高效。設(shè)備不僅能高速穩(wěn)定地工作，還要盡可能地減少非正常生產(chǎn)的時(shí)間(如等待原料、機(jī)械維護(hù)、查找和排除故障等)，這是提高效率最直接的手段。安全、節(jié)能且環(huán)保。這包括最大限度地保護(hù)設(shè)備操作者和產(chǎn)品消費(fèi)者的人身安全，盡可能地減少能源(如電、水、氣)的消耗，采用恰當(dāng)?shù)墓に?，使生產(chǎn)過程對環(huán)境的不利影響降到最低?；ヂ?lián)性強(qiáng)。要能夠方便且快速地實(shí)現(xiàn)單機(jī)之間的通訊，使單機(jī)連成整線，還可方便且快速地實(shí)現(xiàn)單機(jī)或整線與上層監(jiān)控系統(tǒng)(如SCADA、MES、ERP等)的通訊。這是實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和分析包裝線效率、能源消耗等指標(biāo)的基礎(chǔ)。機(jī)器的控制軟件可方便地修改和維護(hù)。機(jī)器控制軟件的標(biāo)準(zhǔn)化使控制程序的結(jié)構(gòu)清晰、易讀性強(qiáng)和容易理解。這樣某個(gè)工程師編制的程序就容易被其他工程師理解，可方便和快速地完成系統(tǒng)的維護(hù)和升級。這對減少停機(jī)時(shí)間，降低企業(yè)長期的運(yùn)營成本非常有利。故障自動診斷和自動恢復(fù)。該功能的實(shí)施可減少排除故障時(shí)間和人工成本及人員培訓(xùn)成本。第二章蓮子剝殼機(jī)方案設(shè)計(jì)2.1蓮子幾何特征及其力學(xué)特性分析蓮子為小堅(jiān)果。千粒重1100-1400克，形狀較規(guī)則，顆粒較為均勻，外形呈橢圓形。通過對江西廣昌縣太空蓮的測定，蓮子長軸直徑在19～25mm，短軸直徑在15～19mm，殼厚在0.7～1.0mm，其中以短徑為18mm、長徑22mm、殼厚在0.9mm左右的蓮子數(shù)量最多，占90%以上。蓮子的蓮殼和蓮衣、蓮仁有一定的間隙，蓮子殼的皮層外表1/3較堅(jiān)韌、其余2/3較脆，脫殼時(shí)只需將堅(jiān)韌部分切開，其余部分經(jīng)適當(dāng)擠壓就會自然裂開，因此實(shí)現(xiàn)蓮子機(jī)械化剝殼時(shí)，可在蓮子短徑最大處進(jìn)行環(huán)切，切割深度為蓮殼厚度的1/3，被切割的蓮子經(jīng)適當(dāng)?shù)臄D壓和搓滾以實(shí)現(xiàn)蓮殼與蓮仁的完全分離。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖2-1蓮?fù)庑谓Y(jié)構(gòu)示意圖2.2剝殼機(jī)工藝路線確定根據(jù)蓮子的結(jié)構(gòu)特性以及力學(xué)性能，蓮子去殼的工藝路線如下：首先需要將蓮子外殼三分之一外的堅(jiān)硬部分切開，然后經(jīng)適當(dāng)擠壓，擠壓后的外殼與蓮仁分開，蓮仁經(jīng)傳送或?qū)蜻M(jìn)入收料盒，外殼落入廢料盒。2.3蓮子剝殼機(jī)整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)經(jīng)蓮子特性分析及工藝路線確定，本次設(shè)計(jì)大致思路是剝殼機(jī)先需要設(shè)計(jì)一料斗(1)，以便用戶能夠快速方便的加入待剝殼的蓮子，料斗下方是雙滾軸(2)結(jié)構(gòu)，由一組電機(jī)(3)通過帶輪(4)驅(qū)動，雙滾軸通過一組齒輪實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，齒輪聯(lián)動使雙滾軸相向轉(zhuǎn)動，相向轉(zhuǎn)動產(chǎn)生擠壓力，來實(shí)現(xiàn)擠壓動作。雙滾軸出口處有一組齒輥(5)，齒輥表面與滾軸表面接觸，滾軸轉(zhuǎn)動時(shí)，通過摩擦力帶動齒輥轉(zhuǎn)動，待剝殼蓮子在滾軸上運(yùn)動至出口處與齒輥接觸時(shí)，齒輥為螺旋齒式結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)，將蓮子旋帶進(jìn)來，通過螺旋結(jié)構(gòu)上的刃口實(shí)現(xiàn)對蓮子的切殼，蓮子被切殼后，經(jīng)齒輥與滾軸的擠壓實(shí)現(xiàn)去殼。去殼的蓮仁被螺旋式齒輥繼續(xù)向外傳送，直至掉入料盒。以上所有構(gòu)件安裝固定于機(jī)架(6)上，方案結(jié)構(gòu)圖如圖2-2所示。料斗，2-滾軸，3-電機(jī)，4-帶輪，5-齒輥，6-機(jī)架圖2-2蓮子剝殼機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第三章主要零部件的計(jì)算與設(shè)計(jì)3.1電機(jī)計(jì)算選型3.1.1電機(jī)負(fù)載計(jì)算電機(jī)負(fù)載主要來源于滾軸與蓮子的擠壓摩擦，滾軸與齒輥的摩擦，齒輥與蓮子的摩擦。摩擦功率由工作阻力和摩擦系數(shù)計(jì)算確定。其中為電機(jī)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表7.2—6，表7.2-7得：常見材料摩擦副的動摩擦系數(shù)在0.014~1.3之間，由于本機(jī)是對普通材料進(jìn)行摩擦，故取常用值=0.6由古典摩擦公式：f=×N其中設(shè)N=300N f=×N=0.6×300=180N則加載于電機(jī)上的扭矩最大值為：=f×R=180×0.02=3.6由上各摩擦擠壓的計(jì)算可得，電機(jī)的輸出功率PW。=k=0.37696kw由電機(jī)輸出功率可求得電機(jī)額定功率Ped。3.1.2電機(jī)型號的選取根據(jù)電機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，功率選取Y90S-2電動機(jī)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等特點(diǎn)，有良好的起動和運(yùn)行性能，性能指標(biāo)高、體積小、噪音低。Y90S-2總長度是365mm中心高是90mm軸伸尺寸40mm機(jī)座中心距140mm機(jī)座最大外距180mm，機(jī)座前后中心距100mm機(jī)座中心距到軸伸臺間距50mm軸徑24mm鍵口8。表3-1電機(jī)參數(shù)型號輸出功率(kw)電壓(v)轉(zhuǎn)速(r/min)電流(A)最大轉(zhuǎn)矩重量（kg）Y90s-21.538028402.002.3223.1.3電機(jī)安裝形式根據(jù)結(jié)構(gòu)方案圖，軸為水平安裝，為了安裝方便，結(jié)構(gòu)盡可能的緊湊，電機(jī)采用臥式倒掛式安裝，電機(jī)外形示意圖如圖3-1所示，圖3-1電機(jī)外形示意圖3.2帶輪計(jì)算設(shè)計(jì)（1）帶輪的材料由于剝殼機(jī)是實(shí)現(xiàn)對蓮子的剝殼，因此負(fù)載并不算大，故選用HT150型。（2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式V帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z=2，小帶輪基準(zhǔn)直徑=70，大帶輪基準(zhǔn)直徑=154，小帶輪選擇腹板式，大帶輪選擇孔板式。（3）V帶輪的輪槽V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號相對應(yīng)；V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40度，選擇38度。（4）V帶輪的技術(shù)要求鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺、腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動平衡。槽型bdeδminZ12738表1輪槽的截面尺寸（5）帶輪參數(shù)計(jì)算輪轂寬度：由于所以，查表5—3[7]得：取輪轂寬度為L=18mm腹板厚度[1]：所以，取S=C/=5mm輪轂孔徑d及d1:查表15—3[1]可知：若使用40Cr的軸，則孔徑可取d=16mm，轂的公差帶可選D10，d1×20mm=34.2mm，取d1=35mm，鍵的寬度b=6mm。查表8—11[7]得；最小輪緣厚度δmin=2.5mm,取輪緣厚度取δ=2.5mm查表5—3[7]得：t1孔板上空的位置D0=0.5（D1+d1）=34mm，直徑d0=34mm經(jīng)上計(jì)算設(shè)計(jì)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件對帶輪設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化建模，如圖3-2所示。a大帶輪示意圖b小帶輪示意圖圖3-2帶輪設(shè)計(jì)數(shù)字化模型圖3.3軸的計(jì)算設(shè)計(jì)3.3.1軸的材料選取傳動軸是蓮子剝殼機(jī)的主要設(shè)計(jì)部件之一，他在蓮子剝殼機(jī)正常工作過程中，承擔(dān)主要轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動軸上的回轉(zhuǎn)零件，傳動軸的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的一個(gè)步驟。它的主要功用是：一是支持軸上所安裝的回轉(zhuǎn)零件，使其有確定的工作位置；二是傳遞軸上的運(yùn)動和動力。根據(jù)蓮子剝殼機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和組成形狀及工作強(qiáng)度和環(huán)境的要求，主軸選用直軸形式傳遞。軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1可知σ=650mpa，用插值表11-3可知[σ]=60mpa。軸的數(shù)字化模型設(shè)計(jì)圖見圖3-3所示。圖3-3軸的結(jié)構(gòu)示意圖3.3.2軸的最小徑計(jì)算根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)：從圖中右端的直徑最小為11mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-2可知由機(jī)械基礎(chǔ)P209得c=118，因此取3.3.3軸徑與軸長將左端軸徑作為d1=15mm，與輪盤配合處軸徑d2=18mm，往右d3=15mm，右端d4=11mm。各段軸長L1=12.5mm，L2=40mm，L3=12.5mm，L4=25mm。對軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度。由經(jīng)驗(yàn)公式及上面計(jì)算出的數(shù)值可得出。公式：式中：—軸的抗彎截面系數(shù)，—軸的許用應(yīng)力，。按軸實(shí)際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性，在、、中選取其相應(yīng)的數(shù)值，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》可以查出。按《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中查得，對于的45號鋼，許用彎曲應(yīng)力3.3.4軸的強(qiáng)度校核對軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度。由經(jīng)驗(yàn)公式及上面計(jì)算出的數(shù)值可得出。公式：式中：—軸的抗彎截面系數(shù)，—軸的許用應(yīng)力，。按軸實(shí)際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性，在、、中選取其相應(yīng)的數(shù)值，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》可以查出。按《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中查得，對于的45號鋼，許用彎曲應(yīng)力軸的設(shè)計(jì)強(qiáng)度符合要求。3.4料斗的設(shè)計(jì)良好的進(jìn)給料斗是保證蓮子剝殼質(zhì)量特別是剝殼效率的重要環(huán)節(jié)，其應(yīng)當(dāng)保證蓮子進(jìn)料順暢均勻不堵塞，避免結(jié)拱現(xiàn)象的產(chǎn)生。所謂結(jié)拱就是指在料斗排料口附近物料顆粒相互支撐，形成物料不能正常排出的現(xiàn)象。所以在設(shè)定料斗料口的尺寸時(shí)應(yīng)考慮到放入蓮子時(shí)不能造成堵塞現(xiàn)象，為了能讓蓮子能夠均勻順暢的進(jìn)入齒輥切開擠壓結(jié)構(gòu)，進(jìn)料口的上部邊長與下部邊長比為1:4，這樣蓮子能均勻的進(jìn)入機(jī)體，不會出現(xiàn)上部蓮子進(jìn)入過重導(dǎo)致輪軸轉(zhuǎn)不動的現(xiàn)象。料斗模型結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。圖3-4料斗模型結(jié)構(gòu)示意3.5齒輥設(shè)計(jì)蓮子在剝殼過程中主要依靠齒輥上的刃口進(jìn)行切口，因此齒輥的刃口設(shè)計(jì)直接關(guān)乎到切口質(zhì)量，從而決定蓮子是否能順利被去殼。通過實(shí)驗(yàn)得到以下刃口數(shù)據(jù)，如表3-1所示。表3-1不同刃口剝凈與破損率刀具試驗(yàn)號剝凈率%破損率%剝凈率均值%破損率均值%平行刃口191.984.7590.067.32288.298.06389.048.55490.927.94螺紋刃口184.636.8482.767.18280.352.73381.377.66484.6911.50由上表可看出，螺紋刃口較平行刃口擁有更低的破損率，此外本設(shè)計(jì)還有擠壓工序，所以剝凈對螺紋刃口影響較小，由此，齒輥設(shè)計(jì)選擇螺紋刃口結(jié)構(gòu)，齒輥外徑及長度尺寸由上一章節(jié)軸的尺寸決定，由此可得到齒輥的建模參數(shù)。齒輥數(shù)字模型圖如圖3-5所示。圖3-6齒輥數(shù)字模型圖3.6機(jī)架設(shè)計(jì)機(jī)架做為負(fù)載整個(gè)剝殼組件的結(jié)構(gòu)，需要結(jié)實(shí)耐用、加工方便、成本低廉及輕便，因此本設(shè)計(jì)剝殼機(jī)機(jī)架采用標(biāo)準(zhǔn)角鐵進(jìn)行焊接組裝，不僅強(qiáng)度高，加工簡單而且成本低廉，結(jié)構(gòu)輕便。機(jī)架設(shè)計(jì)圖如圖3-7所示。圖3-7機(jī)架機(jī)構(gòu)模型圖3.7齒輪計(jì)算與設(shè)計(jì)圓柱齒輪齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4經(jīng)查手冊得：=373.2MPa計(jì)算載荷系數(shù)K=1.58112查取齒形系數(shù)經(jīng)查手冊查得,查取應(yīng)力校正系數(shù)經(jīng)查手冊查得,計(jì)算齒輪的,并加以比較（2）設(shè)計(jì)計(jì)算=1.448mm由計(jì)算結(jié)果,取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.448并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值1.5,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑52mm算出小齒輪齒數(shù)=54.83/1.5=36.5取這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動,既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度,又滿足了齒根疲勞強(qiáng)度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi)。驗(yàn)算結(jié)果如下。經(jīng)驗(yàn)算，設(shè)計(jì)計(jì)算合理，圓柱齒輪參數(shù)見表2。表2圓柱齒輪參數(shù)表參數(shù)代號參數(shù)值模數(shù)m1.5壓力角20°傳動比i3齒數(shù)z36分度圓直徑d54齒頂高1.5齒根高1.875齒頂圓直徑57齒根圓直徑50.25齒距p4.71齒厚s2.355齒槽寬e2.355頂隙c0.375標(biāo)準(zhǔn)中心距a3.8整機(jī)裝配圖經(jīng)上設(shè)計(jì)，蓮子剝殼機(jī)主要由料斗、滾軸、齒輥、機(jī)架、電機(jī)等組件組成，整機(jī)裝配圖見圖3-8所示。圖3-8蓮子剝殼機(jī)整機(jī)裝配圖第四章設(shè)計(jì)與總結(jié)4.1結(jié)論綜述針對蓮子的物理特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種蓮子剝殼機(jī)，采用滾切擠壓原理，利用輪軸和齒輥的擠壓與摩擦，利用彈簧調(diào)節(jié)擠壓力，使得齒輥能夠?qū)ι徸拥耐鈿みM(jìn)行順利、穩(wěn)定、高效地切割，從而脫離傳統(tǒng)的手工蓮子割殼效率低、工作量大的窘境。在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在設(shè)計(jì)過程中，不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的幫助下，終于游逆而解。今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可！回顧起此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動腦思考，動手實(shí)踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。4.2存在的不足不能實(shí)現(xiàn)自動化加工。雖然相對純手工加工，很大程度上降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，但是如果要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的加工生產(chǎn)，其生產(chǎn)效益和自動化水平還有待進(jìn)一步的提高。通用性不強(qiáng)。我國幅員遼闊，各地區(qū)蓮子的顆粒質(zhì)量水平和大小存在較大差別。且不同地區(qū)蓮子的加工工藝也不盡相同，鮮蓮子和干蓮子的差異性較大，干蓮子外殼非常堅(jiān)硬，殼仁之間間隙小，蓮子抗壓強(qiáng)度較高，所以本機(jī)不適宜切割干蓮子。而且在蓮子選取時(shí)需要分級處理，不然個(gè)體差異過大的蓮子在切割時(shí)可能會造成切傷蓮仁或沒造成有效切割而影響切割效率與脫殼率。達(dá)不到自動脫殼、去衣的效果。本機(jī)只能切割蓮殼而達(dá)不到自動脫殼、去衣的效果。參考文獻(xiàn)[1]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社，2002.[2]胡宗武等.非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[3]肖旭霖等，食品機(jī)械與設(shè)備，北京：科學(xué)出版社，2006.[4]肖旭霖等，食品加工機(jī)械與設(shè)備，中國輕工業(yè)出版社，2000.[5]丁源等，solidworks2014從入門到精通，清華大學(xué)出版社，2013.[6]潘存云，唐進(jìn)元等，機(jī)械原理，中南大學(xué)出版社，2011.[7]王陽平，杜先鋒，周均生.BK25型蓮子剝殼機(jī)的研制[J].食品與機(jī)械，2009[8]趙小廣，宗力，謝麗娟.干殼蓮子物理參數(shù)試驗(yàn)研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999[9]劉紹雄，蓮子加工工藝與剝殼原理的分析研究[J].農(nóng)牧與食品機(jī)械1987,06[10]黃興元，熊偉明，京玉海等，滾切式蓮子剝殼機(jī)及其試驗(yàn)研究[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009[11]賀書紅，蓮子剝殼機(jī)[P]中國發(fā)明專利：CN200520050308.3,2006.04.05[12]洪偉.6JD--400型蓮子脫殼機(jī)研制[J].岳陽大學(xué)學(xué)報(bào)，1991，（02）：12-15[13]馬秋成，唐云等氣動蓮子剝殼機(jī)中國發(fā)明專利：CN201210323462.8，2012.,9.01[14]劉木華，吳彥紅，夏忠義.蓮子物理機(jī)械特性試驗(yàn)研究[J]江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1999,21（3）：425-428[15]周祖鍔.農(nóng)業(yè)物料學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社.1994[16]宋榮.蓮子剝殼去膜一體機(jī)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2012，（06）：119-121[17]鄒曉丹.蓮子剝殼機(jī)研究