機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告-剝豆機(jī)設(shè)計(jì)書

1、-. z. / v .剝豆機(jī)課程設(shè)計(jì)*科技學(xué)院 機(jī)電與車輛工程學(xué)院機(jī)械自動(dòng)化104班中韓班機(jī)械原理 *科技學(xué)院2012/5/19組長(zhǎng)：焦流小組成員：焦流、付賓賓、江夏燦、趙然目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc325383765一簡(jiǎn)述 PAGEREF _Toc325383765 h 2HYPERLINK l _Toc3253837661.1工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 PAGEREF _Toc325383766 h 2HYPERLINK l _Toc3253837671.2設(shè)計(jì)要求： PAGEREF _Toc325383767 h 2HYPERLINK l _Toc

2、3253837681.3 設(shè)計(jì)方案概述 PAGEREF _Toc325383768 h 2HYPERLINK l _Toc3253837691.4設(shè)計(jì)任務(wù) PAGEREF _Toc325383769 h 2HYPERLINK l _Toc325383770二工作原理和工藝動(dòng)作分解 PAGEREF _Toc325383770 h 2HYPERLINK l _Toc3253837712.1加料 PAGEREF _Toc325383771 h 2HYPERLINK l _Toc3253837722.2送料 PAGEREF _Toc325383772 h 2HYPERLINK l _Toc325383

3、7732.3壓豆切皮 PAGEREF _Toc325383773 h 2HYPERLINK l _Toc3253837742.4擠壓脫皮 PAGEREF _Toc325383774 h 2HYPERLINK l _Toc325383775三具體方案 PAGEREF _Toc325383775 h 2HYPERLINK l _Toc3253837763.1送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)采用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) PAGEREF _Toc325383776 h 2HYPERLINK l _Toc3253837773.2壓緊、切皮機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)組合機(jī)構(gòu) PAGEREF _Toc325383777 h 2HYPERLINK l _To

4、c3253837783.3擠壓脫皮機(jī)構(gòu)兩軋輥加壓進(jìn)展擠壓脫皮 PAGEREF _Toc325383778 h 2HYPERLINK l _Toc325383779四數(shù)據(jù)尺寸設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325383779 h 2HYPERLINK l _Toc3253837804.1凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪 PAGEREF _Toc325383780 h 2HYPERLINK l _Toc3253837814.2偏距式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) PAGEREF _Toc325383781 h 2HYPERLINK l _Toc3253837824.3擠壓脫皮機(jī)構(gòu)壓輥、輪系 PAGEREF _Toc3253

5、83782 h 2HYPERLINK l _Toc325383783五根據(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 PAGEREF _Toc325383783 h 2HYPERLINK l _Toc325383784六剝豆機(jī)三維圖設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325383784 h 2HYPERLINK l _Toc325383785七設(shè)計(jì)總結(jié) PAGEREF _Toc325383785 h 2一簡(jiǎn)述1.1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

6、、擠壓脫皮。1.2設(shè)計(jì)要求： 1蠶豆長(zhǎng)度。2025mm 2蠶豆寬度。1520mm 3蠶豆厚度。68mm 4生產(chǎn)率。每分鐘剝80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。1.3 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)剛度適宜的彈簧。 4利用兩軋輥加壓進(jìn)展擠壓脫皮，兩軋輥之間間隙一般比蠶豆最小厚度略小。1.4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)明書中畫出運(yùn)動(dòng)方案草圖，經(jīng)對(duì)所有運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)展分析比擬后，選擇其中你認(rèn)為比擬好的方案進(jìn)展

7、詳細(xì)設(shè)計(jì)。b) 對(duì)選擇的方案畫出機(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)展機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)c) 用ADAMS或SOLIDWORKS軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動(dòng)仿真d) 用ADAMS或SOLIDWORKS軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并畫出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。e) 在2號(hào)圖紙上畫出最終方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。f 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。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：2.1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)。2.2送料送料：采用滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)，間歇運(yùn)動(dòng)送料。2.3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)

8、，為保證壓力不過(guò)大可在壓頭處加一個(gè)剛度適宜的彈簧。2.4擠壓脫皮擠壓脫皮：利用兩軋輥加壓進(jìn)展擠壓脫皮，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3.1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。蠶豆的皮比擬結(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)，而且與蠶豆肉別離的特性來(lái)進(jìn)展脫皮的。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)需到達(dá)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)上料，間歇送料的目的。下列圖為機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案：1料篩沿著槽面左右水平往

9、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豆顆粒相比照擬大，假設(shè)沒(méi)有振動(dòng)這一過(guò)程，蠶豆容易卡在料篩的出豆口，將不能到達(dá)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30mm其簡(jiǎn)圖和位移線圖如下所示：2推桿沿著槽的內(nèi)部首先將蠶豆水平推進(jìn)24mm，然后停頓一段時(shí)間，等切皮完畢后在往前推52mm，到達(dá)斜槽頂部是蠶豆下滑。假設(shè)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)

10、，因?yàn)檎麄€(gè)裝置是左右對(duì)稱一起工作的，故每次壓緊切皮都是兩個(gè)蠶豆同時(shí)進(jìn)展。3.2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)展壓緊切皮，現(xiàn)有以下三種機(jī)構(gòu)方案如下圖方案一：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o1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)展切皮，切皮完畢后，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

11、起，隨著傳送帶的運(yùn)動(dòng)，等下一個(gè)蠶豆到達(dá)指定位置時(shí)再進(jìn)展上述操作。此裝置中皮帶可與輪2相連，就可以有動(dòng)力來(lái)源。方案二：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)展切割，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w機(jī)構(gòu)中設(shè)計(jì)左右一樣的此裝置對(duì)

12、稱，可提高工作效率。方案三：(如右圖所示)方案說(shuō)明：壓緊切片機(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)適宜的彈簧。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，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)展擠壓脫皮。經(jīng)小組討論，最終確定方案二為壓緊切皮機(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

13、機(jī)構(gòu)的位移圖線：3.3擠壓脫皮機(jī)構(gòu)兩軋輥加壓進(jìn)展擠壓脫皮方案一：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。壓輥的外表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)展傳動(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)展，因此我們要定期通過(guò)人工對(duì)壓輥進(jìn)展清掃詳見(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)展擠壓脫皮，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

14、求運(yùn)動(dòng)。方案三：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)展分析選擇方案。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)法滿足要求，方案二的錐齒輪上可通過(guò)軸來(lái)進(jìn)展傳動(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)4.1凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪根據(jù)設(shè)計(jì)要求，滾子從動(dòng)件盤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

15、，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)出凸輪如下列圖所示：其位移圖線、速度、加速度圖線如下列圖所示：4.2偏距式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如下列圖所示，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)展切皮處理；具體設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)如下：曲柄長(zhǎng)為300mm，連桿長(zhǎng)為800mm，偏距為240mm。其運(yùn)動(dòng)圖線如下：4.3擠壓脫皮機(jī)構(gòu)壓輥、輪系由以上

16、方案分析可知，擠壓脫皮機(jī)構(gòu)通過(guò)兩壓輥進(jìn)展擠壓，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過(guò)定軸齒輪輪系進(jìn)展傳動(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)如下列圖所示：以下是壓輥上帶動(dòng)傳動(dòng)的兩直齒輪的數(shù)據(jù)：下表為常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比擬表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)效率高、傳動(dòng)比穩(wěn)定、工作可靠、壽命長(zhǎng)、構(gòu)造緊湊、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)

17、的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下列圖：我們可采用轉(zhuǎn)速n=910r/min的電機(jī)進(jìn)展傳動(dòng)。根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和剝豆機(jī)的生產(chǎn)能力。它們的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總速比為：機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)采用帶傳動(dòng)；第二級(jí)為圓錐直齒齒輪傳動(dòng)；第三級(jí)仍為圓錐直齒齒輪傳動(dòng)。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)圖擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的目的是確定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的先后順序、相位，以利于設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。以主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)(0、360)，以各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)作出位移曲線畫出運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，并用用AutoCAD畫出剝豆機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：六剝豆機(jī)三維圖設(shè)計(jì)根據(jù)以上設(shè)計(jì)，把各零件用solidworks畫出，將各零件分配給小組各成員，畫好零件圖后匯總，再用solidworks進(jìn)展裝配，總體裝配圖如下：七設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的努力，我終于將機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)做完了.在這次作業(yè)過(guò)程中我遇到了許多困難一遍又一遍的計(jì)算一次又一次的設(shè)計(jì)方案修改這都暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)歷缺乏. 盡管這次作業(yè)的時(shí)間是漫長(zhǎng)的過(guò)程是曲折的但我的收獲還是很大的