蠶豆剝豆機(jī)設(shè)計(jì)【機(jī)械原理設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)】

目錄TOC\o"1-3"\u1設(shè)計(jì)題目 11.1設(shè)計(jì)題目：剝豆機(jī) 11.2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 11.3設(shè)計(jì)任務(wù) 12、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 22.1工作原理和工藝動(dòng)作分解 22.2機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇和評定 22.2.1間歇送料 22.2.2壓豆切皮 42.3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 72.4機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇和評定 82.4.2V帶傳動(dòng) 82.5傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 92.5.1工作機(jī)外部傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 92.5.2選擇電動(dòng)機(jī) 92.5.3計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級傳動(dòng)比 102.5.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 113執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 133.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部分尺寸設(shè)計(jì) 133.1.1凸輪設(shè)計(jì) 133.1.2不完全齒輪的設(shè)計(jì) 143.1.3不完全齒輪形狀的設(shè)計(jì) 143.1.4不完全齒輪尺寸的設(shè)計(jì) 153.1.5料斗形狀和尺寸的設(shè)計(jì) 153.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 164參考文獻(xiàn) 175設(shè)計(jì)總結(jié) 18PAGEPAGE11設(shè)計(jì)題目全套圖紙加V信153893706或扣33463894111.1設(shè)計(jì)題目：剝豆機(jī)1.2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求1）蠶豆長度：20~25mm2）蠶豆寬度：15~20mm3）蠶豆厚度：6~8mm4）生產(chǎn)率：每分鐘剝80粒。5）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)任務(wù)1）本題設(shè)計(jì)的時(shí)間為2周；2）根據(jù)功能要求，確定工作原理和工藝動(dòng)作分解；3）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，并在說明書中畫出運(yùn)動(dòng)方案草圖，經(jīng)對所有運(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)；4）對選擇的方案畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；5）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；6）對選擇的方案執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)；7）在2或3號圖紙上畫出最終方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖；8）編寫設(shè)計(jì)說明書，附源程序和計(jì)算結(jié)果。2、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)2.1工作原理和工藝動(dòng)作分解將干蠶豆浸胖后放在料斗內(nèi)，通過振動(dòng)下料后將蠶豆平放排列成頭尾相接，送豆到切皮位置，將豆壓住并切開頭部的皮，然后用擠壓方法將豆擠出。主要工藝動(dòng)作是送料、壓豆切皮、擠壓脫皮。圖2-12.2機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇和評定功能元功能元解（匹配機(jī)構(gòu)）123間歇送料A不完全齒輪機(jī)構(gòu)平帶傳動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)壓豆切皮B凸輪機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)直接將刀片固定于滑槽上擠壓脫皮C曲柄滑塊機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)壓輥表2-12.2.1間歇送料方案一：不完全齒輪機(jī)構(gòu)平帶傳動(dòng)功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。我們運(yùn)用了不完全齒輪機(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)軌的右下方，由主動(dòng)輪不完全齒輪1帶動(dòng)不完全齒輪2,從而帶動(dòng)輸送帶，實(shí)現(xiàn)豆的間歇傳動(dòng)。機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n=4，低副數(shù)目Pl=3，高副數(shù)目Ph=5，局部自由度F’=0，虛約束p’=0，機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-（2Pl+Ph）=3×4-2×3-5=1圖2-2方案二：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)我們將該機(jī)構(gòu)安放在機(jī)架導(dǎo)軌的正下方，并我們運(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。且在連桿上設(shè)有鉸鏈點(diǎn)，當(dāng)搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，滑塊實(shí)現(xiàn)運(yùn)料功能。機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n=3，低副數(shù)目，Pl=4高副數(shù)目，Ph=0局部自由度，F(xiàn)’=0虛約束p’=1機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-（2Pl+Ph）=3×3-2×4=1圖2-3方案三：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)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)來實(shí)現(xiàn)撥動(dòng)蠶豆向前移動(dòng)的動(dòng)作。首先我們設(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)軌的第一顆蠶豆會被左齒1向前撥動(dòng)行程L。并且我們設(shè)定每一個(gè)齒運(yùn)動(dòng)的行程大于每兩個(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)了對蠶豆的連續(xù)傳動(dòng)。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。機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n=7，低副數(shù)目，Pl=10高副數(shù)目，Ph=0局部自由度，F(xiàn)’=0虛約束，p’=0機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-（2Pl+Ph）=3×7-2×10=1圖2-4我們對三種方案中的機(jī)構(gòu)作了如下的對比：從機(jī)構(gòu)的功能來看：方案一主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)輪2轉(zhuǎn)半周。在此半周內(nèi)，從動(dòng)輪2有間歇、加速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)階段。利用其間歇運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，主動(dòng)輪每轉(zhuǎn)過一周，從動(dòng)輪向左傳送一顆蠶豆。所以可以實(shí)現(xiàn)蠶豆的順次傳送，可以保證蠶豆的直線排列。方案三采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來代替不完全齒輪機(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。從機(jī)構(gòu)的工作性能來看：方案一不完全齒輪每轉(zhuǎn)一周可以傳送四顆蠶豆，方案二用搖桿運(yùn)動(dòng)動(dòng)不穩(wěn)定，方案三滑塊來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次可以轉(zhuǎn)送一顆蠶豆，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)。從機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能來看：方案一不完全齒輪速度會突變，因此會有剛性沖擊，不適合用于重載的場合。方案二和方案三曲柄滑塊和搖桿機(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。從制造加工經(jīng)濟(jì)性來看：方案二三曲柄滑塊機(jī)構(gòu)制造簡單，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。方案一不完全齒輪機(jī)構(gòu)的加工相對復(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，我們最終采用方案一的不完全齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)送料的過程。2.2.2壓豆切皮方案一：凸輪機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中采用的是凸輪機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，并且在導(dǎo)桿桿上套有彈簧，從而實(shí)現(xiàn)壓緊力可調(diào)。機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n=7，低副數(shù)目Pl=10，高副數(shù)目Ph=0，局部自由度F’=0，虛約束p’=0，機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-（2Pl+Ph）=3×7-2×10=1方案二：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是采用了曲柄滑塊家機(jī)構(gòu)，并在滑塊上固定刀片。機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n=3，低副數(shù)目Pl=7，高副數(shù)目，Ph=0局部自由度，F(xiàn)’=0虛約束p’=0，機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-（2Pl+Ph）=3×5-2×7=1圖2-5方案三：直接將刀片固定于滑槽上我們在最后一個(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)對蠶豆的暫時(shí)保壓固定，并且我們在平底推桿上套有彈簧，通過對彈簧剛度的設(shè)定，我們可以調(diào)定平底對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。所以我們通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和平底凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對蠶豆的傳送和壓緊切皮一系列動(dòng)作。圖2-6我們從一下方面方案進(jìn)行了對比：1.從機(jī)構(gòu)的功能來看：方案一是利用凸輪遠(yuǎn)休的特點(diǎn)來對蠶豆實(shí)現(xiàn)暫時(shí)的保壓固定。方案二是通過從動(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)壓緊切皮的動(dòng)作。方案三直接無法壓緊。所以只有方案一二兩種機(jī)構(gòu)可以達(dá)到此項(xiàng)工藝要求，方案三不行。2.從機(jī)構(gòu)的工作性能來看：方案一在導(dǎo)桿桿上可以套有彈簧，可以實(shí)現(xiàn)壓緊力可調(diào)，所以可以保證不會壓壞蠶豆，傳力效果好，承載能力強(qiáng)。方案二利用從動(dòng)件的左右移動(dòng)，無法實(shí)現(xiàn)較長時(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)性能來看：方案一凸輪運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，凸輪與導(dǎo)桿的接觸面間易形成油膜，潤滑較好，所以可以用于高速運(yùn)動(dòng)的場合，易于保證生產(chǎn)效率。方案二有連桿機(jī)構(gòu)，不能用于高速運(yùn)動(dòng)的場合。方案三無力支撐。4．從制造加工經(jīng)濟(jì)性來看：方案一涉及的構(gòu)件少，僅有凸輪，導(dǎo)桿，加工制造方便，成本較底。方案二涉及機(jī)構(gòu)過，包括連桿，滑塊，加工成本高，所占空間大，結(jié)構(gòu)不緊湊。綜上：為了保證切皮的效率，我們最終采用方案一的凸輪機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)切皮的過程。2.2.3擠壓脫皮方案一：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)圖2-7機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n=5，低副數(shù)目Pl=7，高副數(shù)目Ph=0，局部自由度F’=0，虛約束p’=0，機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-（2Pl+Ph）=3×7-2×7=1方案二：雙搖桿機(jī)構(gòu)圖2-8機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n=6，低副數(shù)目Pl=8，高副數(shù)目Ph=0，局部自由度F’=0，虛約束p’=0，機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-（2Pl+Ph）=3×6-2×8=2方案三：壓輥為實(shí)現(xiàn)對蠶豆的擠壓脫皮，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，在通過軋輥間歇時(shí)，兩個(gè)軋輥同時(shí)向中心回轉(zhuǎn)，對蠶豆一端擠壓，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。圖2-9我們對三種方案中的機(jī)構(gòu)作了如下的對比：從機(jī)構(gòu)的功能來看：方案一采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行擠壓脫皮，滑塊運(yùn)動(dòng)史也地面進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)擠壓脫皮。方案二采用的是雙搖桿機(jī)構(gòu)，在雙搖桿之間進(jìn)行擠壓脫皮，從側(cè)面進(jìn)行輸出，方案三是利用壓輥進(jìn)行擠壓脫皮，利用雙壓輥之間的距離進(jìn)行擠壓脫皮。從機(jī)構(gòu)的工作性能來看：方案一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)利用曲柄機(jī)構(gòu)無死點(diǎn)進(jìn)行脫皮，效率高，穩(wěn)定方案二用搖桿運(yùn)動(dòng)動(dòng)不穩(wěn)定，方案三利用壓輥進(jìn)行脫皮。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)。從機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能來看：方案一曲柄滑塊質(zhì)心會突變，，所產(chǎn)生的慣性力難于用一般的平衡方法加以消除，而且所用的空間大。方案二機(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。方案三壓輥并不需要太大的要求，空間小。但是我們此處只是用于擠壓蠶豆，沒有較大的載荷，所以方案一和三都適合該工藝要求。從制造加工經(jīng)濟(jì)性來看：方案一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)制造簡單，生產(chǎn)成本底，但是占用空間大。方案二兩個(gè)搖桿機(jī)構(gòu)的加工相對復(fù)雜，并且所占的空間比曲柄滑塊還大。方案三壓輥生產(chǎn)和裝配更為簡單。綜上：為了保證擠壓的效率，我們最終采用方案三的壓輥機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)擠壓的過程。2.3根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖2-10運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖是以凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律即轉(zhuǎn)角為基準(zhǔn)來繪制的。振動(dòng)下料機(jī)構(gòu)和壓緊切皮機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖為一條直線，代表它們在整個(gè)過程中都處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。送料不完全齒輪的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖為四條直線段，每一條直線段代表其在這段區(qū)間內(nèi)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，空白處表示其處于間歇狀態(tài)，此時(shí)正是壓豆切皮機(jī)構(gòu)執(zhí)行切皮過程。壓豆切皮凸輪的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖為三段完全相同的折線，每個(gè)折線表示壓豆切皮機(jī)構(gòu)在這段時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)切皮過程，三段折線表示其在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過程中完成3次切皮。上升的線段表示刀片向下運(yùn)動(dòng)完成切皮過程，下降的線段表示刀片向上運(yùn)動(dòng)完成空程返回過程，其余的直線段表示刀片處于停歇狀態(tài)。2.4機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇和評定它是以一個(gè)小齒輪和一個(gè)不完全齒輪為主動(dòng)輪，由主動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、帶傳動(dòng)二級減速器驅(qū)動(dòng)。工作時(shí)，主軸帶動(dòng)小齒輪和不完全齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，一對不完全齒輪通過嚙合帶動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使傳送帶的運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)帶上的豆子的運(yùn)動(dòng)。小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使和大齒輪連在一起的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)還帶動(dòng)過度齒輪的運(yùn)動(dòng)，過度齒輪傳遞動(dòng)力給壓輥，從而使壓輥轉(zhuǎn)動(dòng)將豆子擠壓切皮。2.4.1齒輪傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)傳出的扭距通過一個(gè)有保護(hù)作用的聯(lián)軸器，傳人一個(gè)有分配傳動(dòng)比的減速器，然后通過聯(lián)軸器傳人開式齒輪副，進(jìn)入帶動(dòng)兩軸的傳動(dòng)。如圖3.2所示。圖2-11這種傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長，傳動(dòng)準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率和速度適用范圍廣等，但是其成本較高，對于制造這種小型的剝豆機(jī)不劃算。2.4.2V帶傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距通過如圖3.3所皮帶傳人沖壓機(jī)直接傳人主動(dòng)軸。示：圖2-12這種傳動(dòng)方式具有傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音下的特點(diǎn)，同時(shí)以起過載保護(hù)的作用。帶傳動(dòng)的成本較低，對于剝豆機(jī)這種對傳動(dòng)比要求不是很高的機(jī)器可以選擇帶傳動(dòng)來減速，制造方便且比較經(jīng)濟(jì)。2.5傳動(dòng)系統(tǒng)的確定鑒于上節(jié)的分析，考慮到所設(shè)計(jì)的是剝豆機(jī)，因此我們可以選擇帶傳動(dòng)來達(dá)到減速的目的。且齒輪減速器一般體積較大，造價(jià)較高，不符合剝豆機(jī)輕便價(jià)廉的宗旨。2.5.1工作機(jī)外部傳動(dòng)系統(tǒng)的確定傳動(dòng)系統(tǒng)如圖3.4所示：圖2-13工作機(jī)外部帶傳動(dòng)圖所以選用了帶傳動(dòng)來降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，減速比i=5.62.2.5.2選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)選擇包括選擇類型，結(jié)構(gòu)模式，容量（功率）和轉(zhuǎn)速，并確定型號。工業(yè)上一般用三相交流電源，無特殊要求一般應(yīng)選三相交流異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)能提供的功率范圍很大，從毫瓦級到萬千瓦級。使用和控制非常方便，具有自起動(dòng)、加速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、掣住等能力，能滿足各種運(yùn)行要求，電動(dòng)機(jī)的工作效率較高，又沒有煙塵、氣味，不污染環(huán)境，噪聲也較小。運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)牢固。剝豆機(jī)選擇Y80M2-4電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速大小適中，功率合適，重量較輕，屬于臥式。價(jià)格便宜適合小型食品機(jī)械。Y80M2-4電動(dòng)機(jī)的額定功率為0.75kW，滿載轉(zhuǎn)速為1390r/min，質(zhì)量為19kg，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為2.3，最大轉(zhuǎn)矩為2.3。2.5.3計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級傳動(dòng)比1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比是連接壓輥的那兩根軸的轉(zhuǎn)速，由于剝豆機(jī)的生產(chǎn)率為每分鐘剝80粒，所以我們設(shè)計(jì)壓輥每轉(zhuǎn)一圈恰好剝一顆豆子，因此其轉(zhuǎn)速為81。2）分配各級傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比=5.62，則其余幾對齒輪傳動(dòng)比以此如下：2.5.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1）各軸的轉(zhuǎn)數(shù)電動(dòng)機(jī)軸為0軸，大帶輪軸為I軸，凸輪軸為II軸，過度齒輪軸為III軸，軋輥軸為IV軸，各軸的轉(zhuǎn)速為2）各軸的輸入功率按照電動(dòng)機(jī)的額定功率計(jì)算各軸的輸入功率，即式中，為從電動(dòng)機(jī)至壓輥之間各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可查得：V帶傳動(dòng)；圓柱齒輪傳動(dòng)，3）各軸的轉(zhuǎn)矩將以上計(jì)算結(jié)果整理后列于下表，供以后設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)使用。項(xiàng)目功率(kw)轉(zhuǎn)矩T(N·m)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比i效率η電動(dòng)機(jī)軸0.755.15139020.99Ⅰ軸0.6923.702780.925.14Ⅱ軸0.6645.35270.971Ⅲ軸0.63222.83270.970.33Ⅳ軸0.6070.74810.973執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部分尺寸設(shè)計(jì)3.1.1凸輪設(shè)計(jì)圖3-1凸輪結(jié)構(gòu)草圖凸輪是用來控制壓塊和刀片的運(yùn)動(dòng)的，由于剝豆機(jī)的生產(chǎn)率為每分鐘80粒，因此本方案中我們所設(shè)計(jì)的凸輪是個(gè)非常對稱的圖形。凸輪運(yùn)動(dòng)一周可帶動(dòng)刀片上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)三次，即凸輪轉(zhuǎn)一圈刀片可以切三顆豆子。由此我們也可以確定軸2的轉(zhuǎn)速為27r/min.由上圖我們可以看出，凸輪在0～15°，105°～135°，225°～255°，345°～360°之間是間歇狀態(tài)，此時(shí)刀片近似不動(dòng)；凸輪轉(zhuǎn)過15°連接刀片的桿件在頂端彈簧力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)凸輪運(yùn)動(dòng)到60°位置時(shí)刀片處于最下端，此時(shí)壓塊在彈簧力作用下給豆子一個(gè)大小適中的向下力，使豆子不能移動(dòng)，而與此同時(shí)刀片，刀片的形狀為V型，將豆子的頭部切開一個(gè)口子便于最后的擠壓切皮。凸輪轉(zhuǎn)過90°后連接刀片的桿件受到凸輪的一個(gè)向上的推力，于是桿件克服其頂端的彈簧力向上運(yùn)動(dòng)，刀片在桿件的帶動(dòng)下離開豆子向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到105°時(shí)，刀片被推至最頂端，在接下來的30°范圍內(nèi)，雖然凸輪在轉(zhuǎn)動(dòng)，但刀片近似不動(dòng)，處于停歇狀態(tài)。此時(shí)刀片完成一次切皮。在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)360°的過程中刀片還要完成兩個(gè)工作循環(huán)，其運(yùn)動(dòng)過程和第一次切皮過程完全相同。由于次切皮過程是通過凸輪和與凸輪相連接的桿件共同完成，所以凸輪的尺寸和桿件的長短是相互制約的，也就是說我們?nèi)绻淹馆喌某叽缦榷ㄏ聛砹?，那么桿件的長度也就隨之定了。首先我們來定它的形狀，它實(shí)際是由一個(gè)正三角形演變而來的，三角形的三個(gè)尖角變成三段光滑的弧線，每一段的弧度為15°，為了避免桿件在凸輪上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生過大的振動(dòng)，每一段弧線都必須與兩邊的直線剛好相切，這樣可以避免出現(xiàn)尖角，不會出現(xiàn)過大的振動(dòng)。下面繪出其設(shè)計(jì)草圖圖3-2凸輪設(shè)計(jì)計(jì)算草圖下面我們來計(jì)算凸輪各部分的尺寸，按照上面所設(shè)計(jì)的凸輪的形狀可以列方程來求其余部分的尺寸。凸輪和齒輪4共同裝在軸2上，所以我們可以設(shè)計(jì)演變成凸輪的那個(gè)正三角形剛好是齒輪4所代表的圓的內(nèi)接三角形。我們已知大圓的半徑即AO1=150mm,我們可以設(shè)小圓半徑即BO2=x。帶入數(shù)值后可以求出小圓半徑以及小圓圓心的位置即O1O2的距離。至此我們求出了凸輪的所有尺寸。3.1.2不完全齒輪的設(shè)計(jì)圖3-3不完全齒輪的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖3.1.3不完全齒輪形狀的設(shè)計(jì)根據(jù)圖5.1的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，我們知道不完全齒輪的設(shè)計(jì)要依賴于凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來定。在凸輪切豆的一定區(qū)域內(nèi)不完全齒輪必須實(shí)現(xiàn)間歇停轉(zhuǎn)。故我們設(shè)計(jì)出如圖5.4所示的不完全齒輪的結(jié)構(gòu)草圖。在齒輪的整個(gè)360°區(qū)域內(nèi)有三個(gè)區(qū)間是沒有齒的，且這三個(gè)區(qū)間是均勻分布于齒輪之上的，每個(gè)區(qū)間都是30°。3.1.4不完全齒輪尺寸的設(shè)計(jì)由于它是非標(biāo)準(zhǔn)件，我們可以根據(jù)平帶輪的直徑和整個(gè)剝豆機(jī)內(nèi)個(gè)構(gòu)件的分布位置來定不完全齒輪的直徑。這里我們定為100mm。模數(shù)為2mm。每個(gè)嚙合區(qū)間有9個(gè)齒。不完全齒輪的材料選為HT300。3.1.5料斗形狀和尺寸的設(shè)計(jì)蠶豆的原始數(shù)據(jù)如下：蠶豆長度:20～25mm蠶豆寬度:15～20mm蠶豆厚度:6～8mm為了使豆子成一顆顆掉到皮帶上，這里我們設(shè)計(jì)料斗下端的出口略比一個(gè)蠶豆的體積要大點(diǎn)的長方形，且長為25mm，寬為15mm，料斗下端不易做的過長，因?yàn)檫@里不叫窄，豆子很容易在這里堵住，所以我們定它的高度為50mm，差不多兩顆豆子的長度。整個(gè)料斗的下面成一個(gè)空心的長方體，料斗的上方是個(gè)錐體，從料斗口部到下端均勻減小，因?yàn)橐ＷC料斗一次能裝一定量的豆子，所以這里我們要將料斗的上面設(shè)計(jì)的稍微大點(diǎn)。這里定料上部的高度為162mm，長為200mm，寬為150mm，，料斗的壁厚設(shè)為3mm。整個(gè)料斗的形狀就跟我們平常所見到的漏斗一樣。其材料為45鋼。下面我們繪出料斗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖圖3-4料斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖3.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖圖3-5整體運(yùn)動(dòng)簡圖

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