剝豆機(jī) 說(shuō)明書完整板

1、機(jī)械原理課程之設(shè)計(jì)說(shuō)明書 指導(dǎo)教師：莊幼敏設(shè)計(jì)者：韓瑩（040800401）梁燕（040800502）茅宏婧（040800503）目 錄第一章 設(shè)計(jì)題目介紹 3 §11 剝豆機(jī)工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 3 §12 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 3第二章 運(yùn)動(dòng)方案選擇3 §21 運(yùn)動(dòng)方案一 3§22 運(yùn)動(dòng)方案二 6§23 運(yùn)動(dòng)方案三 7§24 運(yùn)動(dòng)方案四 7§25 運(yùn)動(dòng)方案對(duì)比 8第三章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)介紹 11§31 蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu) 11 §32 帶傳動(dòng) 12 §33 萬(wàn)向節(jié) 12第四章 所選方案的具體設(shè)計(jì) 1

2、2§41 工作循環(huán)圖 12§42 參數(shù)計(jì)算 13§43 主要機(jī)構(gòu)曲線分析 14第五章 所選方案圖片展示 19§51 所選方案機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖19§52 所選方案實(shí)體圖19 §53 所選方案最終三維造型效果圖20 第六章 小組總結(jié)21第七章 參考資料 21第一章 設(shè)計(jì)題目介紹：剝豆機(jī)設(shè)計(jì)§11剝豆機(jī)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，送都到切皮位置，將豆壓住并切開頭部的皮，然后用擠壓方法將豆擠出。剝豆機(jī)的主要工藝動(dòng)作時(shí)送料、壓豆切皮、擠壓脫皮。§12原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求（

3、1）蠶豆長(zhǎng)度：2025mm（2）蠶豆寬度：1520mm（3）蠶豆厚度：68mm（4）生產(chǎn)率：每分鐘80顆豆第二章 運(yùn)動(dòng)方案選擇§21 運(yùn)動(dòng)方案一我們將剝豆機(jī)的主要工藝動(dòng)作分為了四步：振動(dòng)送料，壓緊，切皮，擠壓脫皮。然后我們根據(jù)各個(gè)工藝動(dòng)作設(shè)計(jì)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（一）振動(dòng)送料機(jī)構(gòu)剝豆機(jī)對(duì)送料的工藝要求是“振動(dòng)下料，將蠶豆平放排列成頭尾相連”。所以我們的送料機(jī)構(gòu)由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)組成。我們將用于裝蠶豆的漏斗與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊固結(jié)在一起，通過(guò)曲柄的整周轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化成漏斗的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。又因?yàn)槔玫钠们瑝K有急回運(yùn)動(dòng)的特性，實(shí)現(xiàn)了漏斗的快速下降，從而達(dá)到了振動(dòng)上料的目的。漏斗底部開有

4、小孔，孔的截面為20mm×8 mm的橢圓，剛好可以容納豎直放置的一顆蠶豆。通過(guò)振動(dòng)，使蠶豆能依次豎直地進(jìn)入漏斗底部的管道。漏斗底部管道與機(jī)架的管道（機(jī)架管1）相接，并且套在機(jī)架管道外部，沿其上下移動(dòng)。機(jī)架管道底部直通帶有與管道孔大小相同槽的槽輪，使從漏斗振動(dòng)下料的蠶豆可以掉入槽輪的槽孔中。我們運(yùn)用槽輪機(jī)構(gòu)是為了利用其間歇運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)依次送豆。我們?cè)诓圯喌膱A周上開有間隔90度的槽孔，槽的直徑略大于機(jī)架管道孔，即只能裝下一顆豎直放置的蠶豆。并且我們?cè)诓圯喩祥_有四個(gè)均布徑向槽，當(dāng)主動(dòng)撥盤回轉(zhuǎn)一周，通過(guò)撥盤上的圓銷進(jìn)入槽輪的徑向槽，撥動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)過(guò)90度。槽輪連有機(jī)架的平臺(tái)，平臺(tái)上同樣開有截

5、面為20mm×8 mm的橢圓孔，并且直接連有管道（機(jī)架管2），而且我們將管道2放在槽輪從機(jī)架管1處接豆后旋轉(zhuǎn)90度的位置，所以可以實(shí)現(xiàn)從機(jī)架管1進(jìn)入槽輪槽孔的蠶豆可以依次進(jìn)入機(jī)架管2，進(jìn)而一顆顆順次進(jìn)入隨后的機(jī)構(gòu)當(dāng)中。所以我們運(yùn)用曲柄滑塊（漏斗）和槽輪機(jī)構(gòu)可以滿足振動(dòng)下料并且間歇順次運(yùn)送的工藝要求。（二）送豆切皮及壓緊機(jī)構(gòu)在我們的剝豆機(jī)中，我們把送豆和切皮及壓緊三個(gè)步驟設(shè)計(jì)成相互配合的一系列動(dòng)作。我們運(yùn)用了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)作為我們的步進(jìn)傳輸蠶豆的裝置。我們將該機(jī)構(gòu)安放在機(jī)架導(dǎo)軌的正下方，并且在連桿上設(shè)有鉸鏈點(diǎn)，使之與帶有撥動(dòng)齒的撥桿相鉸接，從而我們可以利用連桿的平動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)撥動(dòng)蠶豆向前移動(dòng)

6、的動(dòng)作。首先我們?cè)O(shè)定曲柄搖桿步進(jìn)機(jī)構(gòu)的初始位置，即其左齒1的左極限位置在機(jī)架管2管口的左側(cè)，一旦步進(jìn)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，當(dāng)有蠶豆從機(jī)架管2掉落進(jìn)機(jī)架導(dǎo)軌后，連桿帶動(dòng)與其鉸接的撥桿向前平動(dòng)，此時(shí)落進(jìn)導(dǎo)軌的第一顆蠶豆會(huì)被左齒1向前撥動(dòng)行程L。并且我們?cè)O(shè)定每一個(gè)齒運(yùn)動(dòng)的行程大于每?jī)蓚€(gè)齒的間隔。所以當(dāng)左齒1將蠶豆向前撥動(dòng)行程L后，即步進(jìn)機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)到其右極限位置，接著，步進(jìn)機(jī)構(gòu)向其左極限位置運(yùn)動(dòng)。當(dāng)步進(jìn)機(jī)構(gòu)第二次由左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，蠶豆會(huì)被左齒2再接著向前撥動(dòng)行程L，與此同時(shí)，第二顆蠶豆會(huì)從機(jī)架管2掉進(jìn)機(jī)架導(dǎo)軌中，被步進(jìn)機(jī)構(gòu)的左齒1向前撥動(dòng)行程L。以次類推，每一顆蠶豆經(jīng)由八個(gè)齒向前推動(dòng)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)蠶豆的連續(xù)傳動(dòng)

7、。而且，根據(jù)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性，還可以保證步進(jìn)機(jī)構(gòu)在撥動(dòng)一顆蠶豆后，可以迅速返回?fù)軇?dòng)下一顆蠶豆，縮短了傳送的時(shí)間，提高效率。此外，我們?cè)谧詈笠粋€(gè)齒，即齒8處前端安放有刀具，用于蠶豆切皮。為實(shí)現(xiàn)這一動(dòng)作，我們利用了平底凸輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)其處于遠(yuǎn)休止的階段，使其平底推桿底部距離導(dǎo)軌的垂直距離略小于蠶豆的厚度，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蠶豆的暫時(shí)保壓固定，并且我們?cè)谄降淄茥U上套有彈簧，通過(guò)對(duì)彈簧剛度的設(shè)定，我們可以調(diào)定平底對(duì)蠶豆的壓緊力的大小，所以我們可以保證能固定蠶豆，使其利于刀具對(duì)其的切皮，并且也可以不壓扁蠶豆。此外，我們將凸輪的轉(zhuǎn)軸中心距離齒8的左極限位置的水平距離設(shè)定得略小于齒8的行程L。所以當(dāng)凸輪壓住蠶

8、豆的時(shí)候，齒8還可以繼續(xù)向前移動(dòng)，從而可以切近蠶豆中，實(shí)現(xiàn)壓緊切皮的動(dòng)作。第一顆蠶豆被壓緊切皮后，凸輪的遠(yuǎn)休止階段結(jié)束，平底推桿向上移動(dòng)，步進(jìn)機(jī)構(gòu)齒8也由其右極限位置向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)退刀，蠶豆停止在原位。當(dāng)齒8再次運(yùn)動(dòng)到其右極限位置的過(guò)程中，將第二顆蠶豆推至第一顆蠶豆停留處，與第一顆蠶豆發(fā)生碰撞，借助這一推力，第一顆蠶豆向前移動(dòng)，從前方緊接的傾斜機(jī)架導(dǎo)軌滑落致后面的機(jī)構(gòu)當(dāng)中。 所以我們通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和平底凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蠶豆的傳送和壓緊切皮一系列動(dòng)作。（三）擠壓脫皮機(jī)構(gòu) 為實(shí)現(xiàn)對(duì)蠶豆的擠壓脫皮，我們選用的是軋輥裝置。設(shè)定兩軋輥之間的間隙為5mm，略小于蠶豆的厚度。蠶豆由于其重力，掉落進(jìn)軋輥，

9、在通過(guò)軋輥間歇時(shí)，兩個(gè)軋輥同時(shí)向中心回轉(zhuǎn)，對(duì)蠶豆一端擠壓，由于蠶豆另一端已經(jīng)被切皮，所以蠶豆可以從切皮端被擠出。§22 運(yùn)動(dòng)方案二該方案是在方案一的基礎(chǔ)上，用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)代替了有間歇運(yùn)動(dòng)的槽輪機(jī)構(gòu)，這個(gè)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是在滑塊上開一個(gè)比一粒豆稍大的小槽，滑塊每往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次就可以運(yùn)一顆豆，這樣可以保證蠶豆能夠一顆一顆的落到水平槽上。下面就是振動(dòng)抖料，且保證蠶豆按一定次序排列的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：具體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是：上面的滑塊帶著料斗每上下抖動(dòng)一次都可能會(huì)有蠶豆落下來(lái)，落下來(lái)的蠶豆可能不止一粒，并且排列無(wú)序，可是只能有一粒蠶豆落到小槽里，因?yàn)樾〔鄣某叽缰槐纫活w蠶豆稍大。此時(shí)下面帶槽的滑塊在曲柄的帶動(dòng)下

10、迅速將豆送到右邊的管口處，而后又迅速退回去接下一顆豆。這樣從下面管口掉下的蠶豆都是有序的。這個(gè)方案的實(shí)現(xiàn)要求對(duì)下面的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)有很高的要求，除了有急回運(yùn)動(dòng)特性外，還要求滑塊退回的速度很快。同時(shí)也要嚴(yán)格根據(jù)滑塊的行程（即是兩固定管間的距離）來(lái)設(shè)計(jì)下面的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 §23 運(yùn)動(dòng)方案三此運(yùn)動(dòng)方案是在方案一的基礎(chǔ)上，用小型的壓力機(jī)構(gòu)代替凸輪推桿機(jī)構(gòu)。這兩個(gè)機(jī)構(gòu)都是用來(lái)壓緊豆以保證切皮。以下就是該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：該機(jī)構(gòu)是由齒輪、連桿、滑塊組合而成的。機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n= 8 低副數(shù)目 Pl= 10高副數(shù)目 Ph=2局部自由度 F=1虛約束 p=0 機(jī)構(gòu)的自由度F=3n -（2 Pl

11、+ Ph -p ）- F =3×8 -（2×10+2-0）-1 =1該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)齒輪分別和兩個(gè)偏心輪固結(jié)在一起，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)輪繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)通過(guò)偏心輪傳遞給連桿機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)與滑塊相連的輸出桿件的上下運(yùn)動(dòng)。因此可以用輸出桿的沖壓力來(lái)壓緊蠶豆便于切皮。選擇此機(jī)構(gòu)作為壓緊機(jī)構(gòu)的原因是該機(jī)構(gòu)的輸出壓力小，適合壓豆。此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是如何通過(guò)合理的設(shè)計(jì)各個(gè)構(gòu)件的尺寸來(lái)得到合適的壓力。因此它對(duì)齒輪、偏心輪以及連桿的尺寸和形狀的設(shè)計(jì)都要求較高。 §24運(yùn)動(dòng)方案四此方案的設(shè)計(jì)主要是考慮到如何提高生產(chǎn)率。該方案與方案一有很大的不同。抖料機(jī)構(gòu)采用的是凸輪機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)

12、圖如下圖所示當(dāng)時(shí)考慮到此機(jī)構(gòu)的主要原因是偏置直動(dòng)滾子推桿圓盤凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性好。而且小滾子引進(jìn)的局部自由度可以有效地避免較大沖擊對(duì)機(jī)構(gòu)造成磨損。機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n= 3 低副數(shù)目 Pl= 3高副數(shù)目 Ph=1局部自由度 F=1虛約束 p=0 機(jī)構(gòu)的自由度為 F=3n -（2 Pl + Ph -p ）- F =3×3 -（2×3+1-0）-1 =1此方案中為保證豆子能夠一粒一粒的有序的首尾排列，采用了槽輪機(jī)構(gòu)（見方案一）。考慮到提高生產(chǎn)率我們?cè)诿慷断聛?lái)一定數(shù)目（8顆）的豆以后采用同時(shí)壓緊切皮機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是借鑒汽車的配汽機(jī)構(gòu)，實(shí)體圖如下所示：我們?cè)谶@個(gè)機(jī)構(gòu)上所作的改進(jìn)是：下面

13、的配氣裝置均是靜止不動(dòng)的，作為固定不動(dòng)的槽。而且凸輪軸上的所有凸輪裝的方向都是一致的。這樣能夠保證每顆豆所受壓力的大小和時(shí)間都相同。在蠶豆受壓的同時(shí)我們利用裝在槽側(cè)面的刀來(lái)切豆。豆子被壓住的保壓時(shí)間是利用凸輪的一段遠(yuǎn)休止弧來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在這段保壓時(shí)間內(nèi)利用槽內(nèi)側(cè)的刀刃將豆子的側(cè)面劃破。這種同時(shí)將一定數(shù)量的豆壓緊切皮的機(jī)構(gòu)大大的縮短了工作時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。蠶豆經(jīng)壓緊后，從機(jī)架導(dǎo)軌的側(cè)面走刀，同時(shí)切皮（切豆的側(cè)面）。切皮后的擠壓脫皮是靠軋輥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為提高生產(chǎn)效率，我們打算將切皮后的豆同時(shí)脫皮，于是考慮采用將槽側(cè)翻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，使蠶豆所在的機(jī)架導(dǎo)軌側(cè)翻，在其另一側(cè)安裝有軋輥，所以可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫皮。

14、控制槽側(cè)翻的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示：該機(jī)構(gòu)借鑒的是自動(dòng)卡車車廂的舉升機(jī)構(gòu)。利用這個(gè)機(jī)構(gòu)將槽側(cè)翻要注意的是合理的控制好槽側(cè)翻的角度，以保證蠶豆的順序不至于混亂。§25 運(yùn)動(dòng)方案對(duì)比（一）振動(dòng)送料機(jī)構(gòu)對(duì)比11 振料機(jī)構(gòu)對(duì)比：對(duì)剝豆機(jī)進(jìn)料的工藝要求是采用振動(dòng)上料。方案一中采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將漏斗與滑塊固結(jié)，由滑塊的上下往復(fù)直線移動(dòng)帶動(dòng)漏斗同步上下移動(dòng)，同時(shí)利用偏置曲柄滑塊的急回特性可以實(shí)現(xiàn)在滑塊快速回程下降時(shí)達(dá)到振動(dòng)漏斗中蠶豆的效果。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是平面連桿機(jī)構(gòu)的演化形式之一，它具有連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)。方案四中采用的是偏置直動(dòng)滾子推桿圓盤凸輪機(jī)構(gòu)，將漏斗與推桿固結(jié)，由推桿的上下往復(fù)直線移

15、動(dòng)，帶動(dòng)漏斗的上下移動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)下料。我們對(duì)兩種方案中的機(jī)構(gòu)作了如下的對(duì)比：1從機(jī)構(gòu)的功能來(lái)看： 由于此時(shí)我們只需要實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)直線移動(dòng)，曲柄滑塊和直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動(dòng)的特征。2從機(jī)構(gòu)的工作性能來(lái)看：偏置曲柄滑塊有急回的特性，可以快速下降，從而對(duì)蠶豆產(chǎn)生較大的振動(dòng)，達(dá)到振動(dòng)下料的目的。而直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沒有急回的特性，不能對(duì)蠶豆產(chǎn)生較大的振動(dòng)，不利于將漏斗中的蠶豆振動(dòng)到合適的位置，從而從管口中掉落。3從機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能來(lái)看：滾子凸輪采用了滾子，所以磨損較小，可以承受較大的載荷。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊和機(jī)架之間會(huì)有較大的摩擦，但是其中的運(yùn)動(dòng)副都是低副，為面接觸，也可以承受較大的

16、載荷。并且我們此處只是用于振動(dòng)裝有一定數(shù)量蠶豆的漏斗，屬于較輕的載荷，所以兩者的動(dòng)力性能都可以滿足工藝的要求。4從制造加工經(jīng)濟(jì)性來(lái)看：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副都是低副，構(gòu)件的幾何形狀簡(jiǎn)單，所以加工制造方便。凸輪機(jī)構(gòu)輪廓線難于加工制造。此處僅用于承載較小的載荷，所以生產(chǎn)成本大。綜上：我們最終采用方案一的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)作為我們的振動(dòng)上料機(jī)構(gòu)。12 送料機(jī)構(gòu)對(duì)比 方案一中為實(shí)現(xiàn)工藝要求中的使蠶豆直線順次排列，采用了有間歇運(yùn)動(dòng)的槽輪機(jī)構(gòu)傳送從漏斗中振動(dòng)下來(lái)的蠶豆。 方案二中為達(dá)到這一目的采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 我們對(duì)兩種機(jī)構(gòu)作了如下的對(duì)比：1從機(jī)構(gòu)的功能來(lái)看： 方案一在槽輪上開有位于同一圓周的均布的四個(gè)

17、槽孔，并且每一個(gè)槽孔的大小只能容納一顆豎直放置的蠶豆。通過(guò)主動(dòng)撥盤的撥動(dòng)，槽輪轉(zhuǎn)過(guò)90度，剛從機(jī)架管1處接下的蠶豆可以落進(jìn)機(jī)架管2。利用其間歇運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，撥盤每轉(zhuǎn)過(guò)一周，槽輪向下傳送一顆蠶豆。所以可以實(shí)現(xiàn)蠶豆的順次傳送，又通過(guò)所開的孔的大小（只能容納一顆蠶豆）可以保證蠶豆的直線排列。方案二采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)代替槽輪機(jī)構(gòu)，在滑塊上同樣開有只能容納一顆蠶豆的孔，利用滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從機(jī)架管1處接下一顆蠶豆，運(yùn)送至機(jī)架管2管口掉落。所以兩種機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)依次傳送蠶豆，并且保證蠶豆的直線排列。2從機(jī)構(gòu)的工作性能來(lái)看：方案一槽輪每轉(zhuǎn)一周可以傳送四顆蠶豆，方案二滑塊來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次可以轉(zhuǎn)送一顆

18、蠶豆，效率較低。如果要提高傳送的效率必須加快曲柄的轉(zhuǎn)速，但是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊的質(zhì)心是在做變速運(yùn)動(dòng)，所產(chǎn)生的慣性力難于用一般的平衡方法加以消除，所以并不適合高速運(yùn)動(dòng)。3從機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能來(lái)看：方案一槽輪機(jī)構(gòu)槽輪速度會(huì)突變，因此會(huì)有剛性沖擊，不適合用于重載的場(chǎng)合。方案二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副為低副，是面接觸，所以磨損較小，可以承受較大的載荷。但是我們此處只是用于傳送蠶豆，沒有較大的載荷，所以兩者都適合該工藝要求。4從制造加工經(jīng)濟(jì)性來(lái)看：方案二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)制造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本底，并且可以使整個(gè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊。方案一槽輪機(jī)構(gòu)的加工相對(duì)復(fù)雜，并且所占的空間比曲柄滑塊大。 綜上：為了保證傳送的效率，我們最終采用方

19、案一的槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)送料的過(guò)程。（二）壓緊機(jī)構(gòu)對(duì)比方案一中采用的是直動(dòng)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，并且在推桿上套有彈簧，從而實(shí)現(xiàn)壓緊力可調(diào)。 方案三是借用小型的壓力機(jī)構(gòu)代替凸輪推桿機(jī)構(gòu)。 我們從一下方面對(duì)兩種方案進(jìn)行了對(duì)比：1從機(jī)構(gòu)的功能來(lái)看： 方案一是利用凸輪遠(yuǎn)休的特點(diǎn)來(lái)對(duì)蠶豆實(shí)現(xiàn)暫時(shí)的保壓固定。方案三是通過(guò)從動(dòng)件與機(jī)架的移動(dòng)副，實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)移動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)壓緊的動(dòng)作。所以兩種機(jī)構(gòu)都可以達(dá)到此項(xiàng)工藝要求。2從機(jī)構(gòu)的工作性能來(lái)看： 方案一在推桿上可以套有彈簧，可以實(shí)現(xiàn)壓緊力可調(diào)，所以可以保證不會(huì)壓壞蠶豆。并且由于采用了平底推桿凸輪，所以推程壓力角為零，傳力效果好，承載能力強(qiáng)。方案三利用從動(dòng)件的上下移動(dòng)，無(wú)法

20、實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的保壓固定，并且與機(jī)架的磨損較大。3從機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能來(lái)看： 方案一平底凸輪運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，凸輪與平底的接觸面間易形成油膜，潤(rùn)滑較好，所以可以用于高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，易于保證生產(chǎn)效率。方案三有連桿機(jī)構(gòu)，不能用于高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。4從制造加工經(jīng)濟(jì)性來(lái)看：方案一涉及的構(gòu)件少，僅有凸輪，推桿，加工制造方便，成本較底。方案三涉及的機(jī)構(gòu)過(guò)，包括連桿，齒輪，滾子，偏心輪，加工成本高，所占空間大，結(jié)構(gòu)不緊湊。 綜上：我們采用方案一的直動(dòng)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)。（三）單次加工量對(duì)比方案一，二，三采用的都是蠶豆順次傳送，壓緊切皮和擠壓脫皮。方案四采用的是順次傳送，但是借用汽車的配器裝置同時(shí)壓緊8顆蠶豆，從機(jī)架導(dǎo)軌的側(cè)面

21、走刀，同時(shí)切皮（切豆的側(cè)面），然后借用自動(dòng)卡車車廂的舉升機(jī)構(gòu)，使蠶豆所在的機(jī)架導(dǎo)軌側(cè)翻，在其另一側(cè)安裝有軋輥，因此可以實(shí)現(xiàn)蠶豆的批量擠壓脫皮。我們對(duì)兩種方案作了以下對(duì)比：1從機(jī)構(gòu)的功能來(lái)看： 兩種加工量的方案都是以保證了工藝要求的前提下設(shè)計(jì)的，所以都滿足工藝要求。但是方案四的生產(chǎn)效率可以更高。2從機(jī)構(gòu)的工作性能來(lái)看：方案四采用了大量的凸輪機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)平穩(wěn)。但是整個(gè)機(jī)構(gòu)為保證其工作的精度，要保證位于機(jī)架軌道上傳送的蠶豆的間隔，使其恰好與頂部用于壓緊的凸輪間隔相等。此控制，要涉及到底部步進(jìn)機(jī)構(gòu)連桿的傳動(dòng)規(guī)律的控制，所以難度大。此外還要嚴(yán)格控制導(dǎo)軌傾翻的角度，才能保證已經(jīng)排列好的蠶豆在滑落時(shí)不至于順序

22、錯(cuò)亂，導(dǎo)致不方便軋輥擠壓脫皮。3從制造加工經(jīng)濟(jì)性來(lái)看： 方案四涉及的凸輪構(gòu)件較多，并且凸輪的輪廓線與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律密切相關(guān)，但，凸輪機(jī)構(gòu)對(duì)制造誤差敏感大，所以加工制造難度大，加工成本高。 綜上：我們還是采用每次僅軋制一顆蠶豆的方案。通過(guò)對(duì)各種方案的綜合對(duì)比后，我們最終選擇方案一。第三章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)介紹§31 蝸桿蝸輪減速機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高達(dá)960轉(zhuǎn)/分，這么高的轉(zhuǎn)速不可能直接來(lái)驅(qū)動(dòng)剝豆機(jī)，必須經(jīng)過(guò)減速裝置才能加載到機(jī)器上。我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)剝一顆豆，要保證每分鐘剝80顆豆，傳動(dòng)比就為1：12。單級(jí)齒輪傳動(dòng)比一般都小于5，如果要達(dá)到1：12的傳動(dòng)比就必須要兩級(jí)齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)減速。而蝸

23、桿傳動(dòng)比i=580。因此用蝸桿蝸輪可直接減速到所需轉(zhuǎn)速。§32 帶傳動(dòng) 本機(jī)構(gòu)所用帶傳動(dòng)時(shí)有固聯(lián)主動(dòng)軸上的主動(dòng)輪，固聯(lián)于從動(dòng)軸上的三個(gè)從動(dòng)輪和緊套在四個(gè)輪上的傳送帶。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的摩擦（或者是嚙合）便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞一定動(dòng)力。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，造價(jià)低廉以及緩沖時(shí)吸振等優(yōu)點(diǎn)。§33 萬(wàn)向節(jié) 由于本機(jī)器中撥盤的傳動(dòng)軸與其它主動(dòng)件的傳動(dòng)軸空間交錯(cuò)成90度，若采用圓錐齒輪改變傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向，由于圓錐齒輪造型復(fù)雜，加工成本高，嚙合過(guò)程易產(chǎn)生軸向推力，影響軸的壽命。所以我們采用可用于傳遞兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的萬(wàn)向節(jié)。雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)（如圖

24、所示）中，為使主，從動(dòng)軸的角速度恒相等，除要求主從動(dòng)軸和中間軸應(yīng)位于同一平面內(nèi)之外，還必須使主從動(dòng)軸中間的軸線夾角相等，而且中間軸兩端的叉面應(yīng)位于同一平面內(nèi)。第四章 所選方案的具體設(shè)計(jì)§41 工作循環(huán)圖剝豆機(jī)工作循環(huán)圖漏斗上升 210下降 396上升槽輪停 156轉(zhuǎn) 240停 凸輪推桿下降 216停 324上升 418停 軋輥轉(zhuǎn)120180240300360420480步進(jìn)曲柄角度§42 參數(shù)計(jì)算（一） 標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)計(jì)算蝸桿蝸輪頭數(shù) z1=2齒數(shù) z2=24分度圓直徑 d1=50(查表)分度圓直徑 d2= m×z2=5×24=120直徑系數(shù) q=d1/m=

25、50/5=10導(dǎo)程角=arctan(z1/q)=arctan(2/10)=11.3°模數(shù) m=5 壓力角 =20° 中心距 a=（d1+d2）/2=85傳動(dòng)比 i=1：12（二） 主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸振料機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算 （單位：mm）行程速比 k=1.5極位夾角 =180（k-1）/(k+1)=36°曲柄長(zhǎng)度 50連桿長(zhǎng)度 97.5滑塊行程 150槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算 （單位：mm）參數(shù)計(jì)算公式或依據(jù)數(shù)據(jù)槽數(shù)z由工作要求確定4圓銷數(shù)n由工作要求確定1中心距L由安裝空間確定150回轉(zhuǎn)半徑RR=Lsin106.1圓銷半徑rr=R/617.7槽頂半徑ss=Lcos10

26、6.1槽深hhs-(L-R-r)79.8撥盤軸徑d1d12(L-s)87.8槽輪軸徑d2d22(L-R-r)52.4槽頂側(cè)壁厚b354鎖止弧半徑r0r0=R-r-b84.4總時(shí)間t2/10.75槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間td21/10.18運(yùn)動(dòng)系數(shù)k=td / t =21/20.25轉(zhuǎn)速18.38rad/s（三） 機(jī)構(gòu)總尺寸長(zhǎng)寬高總機(jī)構(gòu)540mm437mm690mm§43 主要機(jī)構(gòu)曲線分析（一） 漏斗（滑塊）的運(yùn)動(dòng)分析：漏斗的位移，速度，加速度曲線如下圖所示： 1 漏斗的位移時(shí)間曲線 由曲線圖可知漏斗的位移是近似按正弦規(guī)律變化的。2 漏斗的速度時(shí)間曲線由速度曲線可知，速度的變化是連續(xù)的，無(wú)突變，

27、因此無(wú)剛性沖擊。當(dāng)漏斗運(yùn)動(dòng)在行程中點(diǎn)時(shí)，漏斗的速度最大；當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)在最高和最低位置時(shí)，漏斗的速度為0，其運(yùn)動(dòng)方向開始改變。由于振動(dòng)抖料是由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此滑塊向上運(yùn)動(dòng)的速度和向下運(yùn)動(dòng)的速度在曲線圖上不是對(duì)稱的。這就很好的反映了急回的特點(diǎn)。3 漏斗的加速度時(shí)間曲線在該曲線圖中，加速度在不同時(shí)刻都有不同的變化。在速度最大的時(shí)刻，加速度突變的比較厲害，此時(shí)存在柔性沖擊。在速度為0的時(shí)刻，加速度變化的比較平緩，沖擊較小。整體分析。在某些時(shí)刻（圖中的t=2.4s）加速度突變的特別厲害，此時(shí)的沖擊是非常大的，這對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)的影響是很不利的。如果更合理的設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸，這種較大的沖

28、擊是可以避免的。（二） 曲柄搖桿步進(jìn)機(jī)構(gòu)1連桿（撥桿）位移曲線步進(jìn)機(jī)構(gòu)的撥桿與曲柄搖桿的連桿相鉸接，所以任取其上一點(diǎn)所測(cè)的位移曲線同連桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是近似的正弦曲線，代表其上每一點(diǎn)的軌跡是在往復(fù)地平動(dòng)。 2連桿（撥桿）水平方向速度，加速度曲線 （速度曲線）（加速度曲線）對(duì)比連桿的速度及加速度曲線，我們可以發(fā)現(xiàn)，連桿的速度呈近似的正弦函數(shù)規(guī)律，速度漸變，所以不會(huì)產(chǎn)生剛性的沖擊，這主要是因?yàn)榍鷵u桿是平面連桿機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)副都是低副，為面接觸，壓力，沖擊較小。其加速度也幾乎呈漸變規(guī)律，偶爾會(huì)有較大的波動(dòng)，在較大波動(dòng)處，會(huì)產(chǎn)生較大的慣性沖擊力。這可能是因?yàn)橐驗(yàn)榍鷵u桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦和構(gòu)件之間的振動(dòng)引起。但總的來(lái)說(shuō)，在承載較小，運(yùn)動(dòng)速度要求并不是很高，推程不是