機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)—剝豆機(jī)設(shè)計(jì)書(shū)

1、 目錄 一簡(jiǎn)述 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 設(shè)計(jì)要求： 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 設(shè)計(jì)方案概述 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 設(shè)計(jì)任務(wù) 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 二工作原理和工藝動(dòng)作分解 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 加料 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 送料 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 壓豆切皮 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 擠壓脫皮 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 三具體方案 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（采用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)） 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 壓緊、切皮機(jī)構(gòu)（聯(lián)動(dòng)組合機(jī)構(gòu)） 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 擠壓脫皮機(jī)構(gòu)（兩軋輥加壓進(jìn)行擠壓脫皮） 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 四數(shù)據(jù)尺寸設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 凸輪機(jī)構(gòu)（移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪）

2、錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 偏距式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 擠壓脫皮機(jī)構(gòu)（壓輥、輪系） 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 五根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 六剝豆機(jī)三維圖設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 七設(shè)計(jì)總結(jié) 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽 簡(jiǎn)述 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 將干蠶豆浸胖后放在料斗內(nèi)，通過(guò)振動(dòng)下料后將蠶豆平放排列成頭尾相 接，送豆到切皮位置，將豆壓住并切開(kāi)頭部的皮，然后用擠壓方法將豆擠出。 剝豆機(jī)的主要工藝動(dòng)作是送料、壓豆切皮、擠壓脫皮。 設(shè)計(jì)要求： 1 ）蠶豆長(zhǎng)度。2025mm 2 ）蠶豆寬度。1520mm 3 ）蠶豆厚度。 6 8mm 4 ）生產(chǎn)率。每分鐘剝 80

3、粒。 5）剝豆機(jī)要求體積小，重量輕，壓緊力可調(diào)，工作可靠， 外形美觀(guān)。 設(shè)計(jì)方案概述 1 ）為了使蠶豆成橫臥頭尾排列，采用振動(dòng)料斗上料方法。 2 ）送料機(jī)構(gòu)采用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 3 ）壓緊、切皮機(jī)構(gòu)用聯(lián)動(dòng)組合機(jī)構(gòu)，為保證壓力不過(guò)大可 在壓頭處加一個(gè)剛度合適的彈簧。 4 ）利用兩軋輥加壓進(jìn)行擠壓脫皮，兩軋輥之間間隙一般比 蠶豆最小厚度略小。 設(shè)計(jì)任務(wù) a）執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型與設(shè)計(jì)：構(gòu)思出至少 3 種運(yùn)動(dòng)方案，并在說(shuō)明書(shū) 中畫(huà)出運(yùn)動(dòng)方案草圖，經(jīng)對(duì)所有運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行分析比較后，選擇其中你 認(rèn)為比較好的方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。 b）對(duì)選擇的方案畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 a） 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) b) 對(duì)選擇的方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)尺

4、寸設(shè)計(jì) c) 用ADAM或SOLIDWOR軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真 d) 用ADAM或 SOLIDWORKS件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并畫(huà)出 輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線(xiàn)圖。 e) 在 2 號(hào)圖紙上畫(huà)出最終方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 f )編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 二工作原理和工藝動(dòng)作分解 根據(jù)上述分析，剝豆機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有以下四個(gè)動(dòng)作： 加料 加料：可以手動(dòng)加料，并采用震動(dòng)料斗，使蠶豆頭尾排列進(jìn)入送料機(jī)構(gòu)。 送料 送料：采用滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)，間歇運(yùn)動(dòng)送料。 壓豆切皮 壓豆切皮：壓緊、切皮機(jī)構(gòu)最好用聯(lián)動(dòng)組合機(jī)構(gòu)，為保證壓力不過(guò)大可在壓頭處 加一個(gè)剛度合適的彈簧。 擠壓脫皮 擠壓脫皮：利用兩軋輥加壓進(jìn)行

5、擠壓脫皮，兩軋輥之間間隙一般比蠶豆最小厚度 略小。 因此，剝豆機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮送料、壓豆切皮、擠壓脫皮機(jī)構(gòu)這三個(gè)機(jī) 構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問(wèn)題。 三具體方案 送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)( 采用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) ) 蠶豆是一種形狀不規(guī)則的食物。蠶豆的皮比較結(jié)實(shí)，給蠶豆加工帶來(lái)很多不便。 因此，剝豆機(jī)用來(lái)將蠶豆去皮。這里是利用浸泡后的蠶豆皮很容易切開(kāi)，而且與蠶豆 肉分離的特性來(lái)進(jìn)行脫皮的。將浸胖后的蠶豆放在料斗里面，通過(guò)振動(dòng)小料后使蠶豆 成頭尾相接排列，故送料機(jī)構(gòu)需達(dá)到實(shí)現(xiàn)振動(dòng)上料，間歇送料的目的。下圖為機(jī)構(gòu)設(shè) (1)料篩沿著槽面左右水平往返移動(dòng)，是蠶豆能夠快速地按預(yù)定位置落入槽 內(nèi)。因?yàn)樾Q豆顆粒相對(duì)比較大，若沒(méi)有

6、振動(dòng)這一過(guò)程，蠶豆容易卡在料篩的出豆口， 將不能達(dá)到預(yù)期目的。我們采用的是使蠶豆一粒一粒的落下，所以為了提高工作效率 和降低能耗，料篩振動(dòng)的幅度不宜過(guò)大。故其行程約為30mn其簡(jiǎn)圖和位移線(xiàn)圖如下 所示： (2)推桿沿著槽的內(nèi)部首先將蠶豆水平推進(jìn)24mm然后停止一段時(shí)間，等切皮結(jié) 束后在往前推52mm到達(dá)斜槽頂部是蠶豆下滑。若機(jī)構(gòu)完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)則其簡(jiǎn)圖和 位移線(xiàn)圖如圖2-2所示： 注意由于浸泡后的蠶豆體積會(huì)有所增大，故送料口處通道應(yīng)適當(dāng)增大一點(diǎn)，整個(gè) 機(jī)構(gòu)采用圓錐齒輪傳動(dòng)，且用于振動(dòng)的凸輪采用圓柱凸輪，切每次振動(dòng)下來(lái)的蠶豆數(shù) 目為兩個(gè)，因?yàn)檎麄€(gè)裝置是左右對(duì)稱(chēng)一起工作的，故每次壓緊切皮都是兩個(gè)蠶

7、豆同時(shí) 進(jìn)行。 壓緊、切皮機(jī)構(gòu)（聯(lián)動(dòng)組合機(jī)構(gòu)） 蠶豆經(jīng)過(guò)送料機(jī)構(gòu)被送上傳送帶后，緊接著就需要進(jìn)行壓緊切皮，現(xiàn)有以下三種 機(jī)構(gòu)方案如圖所示 萬(wàn)案一: I/1 17771 方案說(shuō)明： 此方案運(yùn)用了凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、偏心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成，凸輪1與輪2為 一整體，輪2與連桿3也為一整體，當(dāng)給凸輪一個(gè)角速度 w時(shí)，桿件5會(huì)隨著01轉(zhuǎn) 動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到如圖位置時(shí)，桿件 5的前端含有彈簧的壓緊裝置便將蠶豆壓緊，此時(shí)又 由于偏心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，并且需要求滑塊也運(yùn)動(dòng)到壓緊蠶豆的位置，此時(shí) 滑塊上的刀片便對(duì)蠶豆進(jìn)行切皮，切皮結(jié)束后，隨著凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊離開(kāi)切皮位 置，桿件5也將將頂端壓緊裝置抬起，隨著傳送

8、帶的運(yùn)動(dòng)，等下一個(gè)蠶豆到達(dá)指定位 置時(shí)再進(jìn)行上述操作。此裝置中皮帶可與輪2相連，就可以有動(dòng)力來(lái)源。 14 律簧 虹色為刀片 方案說(shuō)明： 此方案運(yùn)用了對(duì)心滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、偏心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成，圓 形輪1與凸輪2為一整體，當(dāng)給定其一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)后桿件3會(huì)上下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)下 降至最低點(diǎn)時(shí)剛好壓緊傳送帶上的蠶豆，傳送帶連接1、7兩個(gè)圓形輪，當(dāng)1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)7 也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)與7相連的曲柄6便運(yùn)動(dòng)起來(lái)，帶動(dòng)5和4,使滑塊沿著與機(jī)架相連 的導(dǎo)路運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓緊機(jī)構(gòu)壓緊蠶豆時(shí)，滑塊也剛好運(yùn)動(dòng)到蠶豆的邊側(cè)，就對(duì)蠶豆皮進(jìn) 行切割，隨著機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，等下一個(gè)蠶豆到達(dá)指定位置時(shí)，重復(fù)上述操作?？梢栽僬?體機(jī)構(gòu)中

9、設(shè)計(jì)左右相同的此裝置（對(duì)稱(chēng)），可提高工作效率。 方案三：（如右圖所示） 方案說(shuō)明：壓緊一切片機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)采用 聯(lián)動(dòng)組合機(jī)構(gòu)，為了保證壓力不夠大，防止被 壓碎，所以在壓頭處加一個(gè)合適的彈簧。此機(jī) 構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是先彈簧收縮，壓緊豌豆，然后 切刀將豌豆皮切開(kāi)，當(dāng)壓緊一切片機(jī)構(gòu)向上運(yùn) 動(dòng)時(shí)，切刀離開(kāi)豌豆，最后壓頭離開(kāi)豌豆。成 功的完成切片任務(wù)。 方案分析： 上述三個(gè)方案中，方案二的設(shè)計(jì)更加合理可行，由于蠶豆在壓緊過(guò)程中需要讓壓 豆片保持一定時(shí)間，好讓切皮裝置完成整個(gè)切皮過(guò)程，如果設(shè)計(jì)對(duì)稱(chēng)，可以提高加工 效率，而且輪7可以作為后面的擠壓脫皮裝置的一個(gè)軋輪進(jìn)行擠壓脫皮。經(jīng)小組討 論，最終確定方案二為壓緊切

10、皮機(jī)構(gòu)的最終方案。以下是當(dāng)主動(dòng)件一轉(zhuǎn)完成一個(gè)循環(huán) 時(shí)，切壓機(jī)構(gòu)的位移圖線(xiàn)： 擠壓脫皮機(jī)構(gòu)（兩軋輥加壓進(jìn)行擠壓脫皮） 萬(wàn)案一: 壓輥和輸送帶是垂直放置的，兩壓輥之間間隙一般比蠶豆最小厚度略小。壓輥的 表面可以度一層鋸形的橡膠，一旦蠶豆接觸壓輥，就會(huì)被壓輥吸住并將其皮脫掉。兩 壓輥之間用齒輪相連進(jìn)行傳動(dòng)，當(dāng)然時(shí)間一長(zhǎng)，肯定會(huì)有很多蠶豆皮被留在壓輥上， 不利于后面剝豆的進(jìn)行，因此我們要定期通過(guò)人工對(duì)壓輥進(jìn)行清掃（詳見(jiàn)“其他裝 置”）。 方案二：如右圖所示，該機(jī)構(gòu) 也是通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)輥輪進(jìn)行擠 壓脫皮，圖中輥輪上有一層矩形的 橡膠，與輪連接的軸的右端為 圓柱 齒輪與直齒圓錐齒輪串聯(lián)機(jī)構(gòu)， 直齒圓錐齒

11、輪嚙合，實(shí)現(xiàn)垂直平 面速度換向；圓柱齒輪嚙合，實(shí) 現(xiàn)平行平面速度反向。兩種嚙合 串聯(lián)從而使軋輥按要求運(yùn)動(dòng)。 壓輥仍然如前兩個(gè)方案放置只是傳動(dòng)裝置是借助皮帶輪和皮帶傳動(dòng)，下面根據(jù)這 些傳動(dòng)方式的不同進(jìn)行分析選擇方案。 方案分析： 方案一與方案二相比顯然方案二更優(yōu)越，由于壓輥在整個(gè)系統(tǒng)的最前方，故需要 傳動(dòng)裝置與后端相連，單純的如方案一的齒輪連接顯然無(wú)法滿(mǎn)足要求，方案二的錐齒 輪上可通過(guò)軸來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)，方案三的皮帶傳動(dòng)相對(duì)于錐齒輪的傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，齒輪的傳動(dòng) 更為平穩(wěn)可靠，且設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)也是學(xué)習(xí)機(jī)械原理這門(mén)課程后有所應(yīng)用的地方，綜合 考慮最終擬定方案二為擠壓脫皮機(jī)構(gòu)的最終方案。 四數(shù)據(jù)尺寸設(shè)計(jì) 凸輪機(jī)構(gòu)（

12、移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪） 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪所承受的從動(dòng)件為壓緊機(jī)構(gòu)，故載荷不大 且要求速度為中速即可，因此選用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律即余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，按其運(yùn)動(dòng) 規(guī)律要求有推程角為90,遠(yuǎn)休止角為30,回程角為90。，近休止角為150 推程h=50mm基圓半徑r。=120mm偏心距e=50mm按照以上數(shù)據(jù)可設(shè)計(jì)出凸輪如 下圖所示： 其位移圖線(xiàn)、速度、加速度圖線(xiàn)如下圖所示: 偏距式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 如下圖所示，偏距式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是用于對(duì)蠶豆的切皮被安裝于前端傳動(dòng)輪 上，與傳動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)從而使滑塊沿與機(jī)架相連的導(dǎo)路滑動(dòng)至被壓緊的蠶豆處，此 時(shí)滑塊上的刀片對(duì)壓緊的蠶豆進(jìn)行切皮處理；具體設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)如下

13、：曲柄長(zhǎng)為 300mm連桿長(zhǎng)為800mm偏距為240mm 其運(yùn)動(dòng)圖線(xiàn)如下: 擠壓脫皮機(jī)構(gòu)（壓輥、輪系） 由以上方案分析可知，擠壓脫皮機(jī)構(gòu)通過(guò)兩壓輥進(jìn)行擠壓，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過(guò)定 軸齒輪輪系進(jìn)行傳動(dòng)： 錐形齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)齒數(shù)為17,具體零件參數(shù)如下圖所示: 以下是壓輥上帶動(dòng)傳動(dòng)的兩直齒輪的數(shù)據(jù): F表為常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較 表2中是可供選擇的常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 帶傳動(dòng) 具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、清潔（無(wú)需潤(rùn)滑）的特點(diǎn)，具有緩沖 減振和過(guò)載保護(hù)作用，并且維修方便。與鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)相比， 帶傳動(dòng)的強(qiáng)度較低以及疲勞壽命較短 齒輪傳動(dòng) 效率咼、傳動(dòng)比穩(wěn)定、工作可靠、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊、比帶、 鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸小 渦輪蝸桿傳 動(dòng) 傳動(dòng)比大，體積小，單頭的有的能自鎖，不用另加制動(dòng)裝置就 能停在任意位置，但是它的效率太低 皮帶輪傳動(dòng)及渦輪蝸桿的傳動(dòng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下圖: 5221*Mt/k XW Wg*p= 圉恃出輪慚岳於他輪冋涉帶輪直帶輅|韜輪|花湮|謹(jǐn)榕| 帶3? DflZI r卑楷 ； 沁 節(jié)（Slfe：徑 |1?7 nnncimm +卜悝 |142 24DUmm i 16 圍拄齒鎧|椎擊槍 蒔籠| I時(shí)帚矩 一壬韋環(huán)麗:市噹 ；7U/dbmm 14 V oeoo |5 QODOO 怖抽目： Hi罔： 車(chē)M也對(duì)制圖軟件有了更進(jìn)一步的掌握 ; 例如 Auto CAD、 solidworks