剝豆機(jī)-機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　20 —20 學(xué)年第 學(xué)期</p><p>　　機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 專業(yè) 班級</p><p>　　課程名稱：

2、 </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： </p><p>　　完成期限：自 2009 年 5 月 日至 2009 年 6月 共 周</p><p>　　指導(dǎo)教師（簽字）：

3、 2009 年 5 月 20 日</p><p>　　系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日</p><p>　　機(jī) 械 原 理 課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>

4、　　起止日期： 2009 年 5 月 日 至 2009 年 6 月 日</p><p><b>　　機(jī)械工程學(xué)院（部）</b></p><p>　　2009年 6月14 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、剝豆機(jī)功能及設(shè)計(jì)要求4</p&

5、gt;<p>　　二、工作原理和工藝動作分解4</p><p>　　三、根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動循環(huán)圖4</p><p>　　四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型5</p><p>　　五、傳動機(jī)構(gòu)的選擇與比較7</p><p>　　六、運(yùn)動方案的選擇和評定8</p><p>　　七、機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的速比

6、和變速機(jī)構(gòu)8</p><p>　　八、機(jī)械運(yùn)動方案簡圖8</p><p>　　九、機(jī)械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸9</p><p><b>　　十、方案評價11</b></p><p><b>　　剝豆機(jī)</b></p><p>　　一、剝豆機(jī)功能及設(shè)計(jì)要求</p

7、><p><b>　　1. 功能</b></p><p>　　1）剝豆機(jī)的功能是將浸胖后的蠶豆通過振動下料后平放排列成頭尾相接，送到切皮位置，將其壓住并切開頭部的皮，然后用擠壓的方法將豆擠出。</p><p>　　2）剝豆機(jī)的主要工藝動作是送料、壓豆切皮、擠壓脫皮。</p><p>　　2. 設(shè)計(jì)要求及原始數(shù)據(jù)</p&

8、gt;<p>　　1）蠶豆長度：20~25mm</p><p>　　2）蠶豆寬度：15~20mm</p><p>　　3）蠶豆厚度：6~8mm</p><p>　　4）生產(chǎn)率：80粒/min</p><p>　　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。</p><p>　　6）。機(jī)械

9、運(yùn)動方案應(yīng)力求簡單。</p><p>　　二、工作原理和工藝動作分解</p><p>　　根據(jù)上述分析，剝豆機(jī)要求完成的工藝動作有以下四個動作：</p><p>　　加料：可以手動加料，并采用震動料斗，使蠶豆頭尾排列進(jìn)入送料機(jī)構(gòu)。</p><p>　　送料：采用滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)，間歇運(yùn)動送料。</p><p>　　壓豆

10、切皮：壓緊、切皮機(jī)構(gòu)最好用聯(lián)動組合機(jī)構(gòu)，為保證壓力不過大可在壓頭處加一個剛度合適的彈簧。</p><p>　　擠壓脫皮：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。</p><p>　　因此，剝豆機(jī)的運(yùn)動方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮送料、壓豆切皮、擠壓脫皮機(jī)構(gòu)這三個機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問題</p><p>　　三、根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動循環(huán)圖<

11、;/p><p>　　對于剝豆機(jī)運(yùn)動循環(huán)圖主要是確定送料和壓緊切皮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的先后順序、相位，以利對各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。</p><p>　　圖1表示剝豆機(jī)兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖</p><p>　　圖一 剝豆機(jī)運(yùn)動循環(huán)圖</p><p><b>　　四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型</b></p><p&g

12、t;　　根據(jù)送料機(jī)構(gòu)、壓緊切皮機(jī)構(gòu)和擠壓皮脫機(jī)構(gòu)這三個執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以選擇表1的常用機(jī)構(gòu)，這一表格又稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣。</p><p>　　表2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣</p><p>　　兩種送料結(jié)構(gòu)運(yùn)動形式的比較</p><p>　　曲柄-滑塊機(jī)構(gòu)（a）</p><p>　　凸輪-滑塊機(jī)構(gòu)(b)</p>

13、<p>　　圖（a）所示的機(jī)構(gòu)是利用曲柄的周轉(zhuǎn)，使得滑塊左右移動，達(dá)到送料的功能。但其運(yùn)動過程中具有較大的慣性，而且還有兩個死點(diǎn)。而圖（b）的凸輪滑塊機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)更加簡單，運(yùn)動平穩(wěn)，只要設(shè)計(jì)凸輪的曲線就可以達(dá)到預(yù)定的軌跡。所以送料選擇凸輪-滑塊機(jī)構(gòu)（b）.</p><p><b>　　壓緊—切皮機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　壓緊—切片機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)采用

14、聯(lián)動組合機(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合適的彈簧。此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程是先彈簧收縮，壓緊豌豆，然后切刀將豌豆皮切開，當(dāng)壓緊—切片機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動時，切刀離開豌豆，最后壓頭離開豌豆。成功的完成切片任務(wù)。</p><p>　　五、傳動機(jī)構(gòu)的選擇與比較</p><p>　　表2中是可供選擇的常用傳動機(jī)構(gòu)</p><p>　　兩種傳動方案的比較。</

15、p><p><b>　　傳動方案（a）</b></p><p><b>　　傳動方案（b）</b></p><p>　　兩個傳動方案的比較中，方案（b）更加簡單，效率更高。由于方案(a)中的渦輪，蝸桿機(jī)構(gòu)，錐齒輪機(jī)構(gòu)使得傳動效率一級級降低，而且在生產(chǎn)成本上也比方案（b）高。方案（b）中的送料機(jī)構(gòu)，振動機(jī)構(gòu)，壓緊-切片機(jī)構(gòu)都可以

16、通過凸輪來實(shí)現(xiàn)，這樣使得傳動更加協(xié)調(diào)。</p><p>　　六、運(yùn)動方案的選擇和評定</p><p>　　根據(jù)表1所示的三個執(zhí)行機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣，可以求出剝豆機(jī)的機(jī)械運(yùn)動方案數(shù)為：</p><p><b>　　N=2×2×1=4</b></p><p>　　現(xiàn)在，我們可以按給定條件、各機(jī)構(gòu)的相容性和盡量

17、使機(jī)構(gòu)簡單等等要求來選擇方案。由此可選定兩個結(jié)構(gòu)比較簡單的方案。</p><p>　　方案Ⅰ：送料機(jī)構(gòu)為滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)、壓緊切皮機(jī)構(gòu)為凸輪加杠桿機(jī)構(gòu)、擠壓脫皮機(jī)構(gòu)為軋輥擠壓機(jī)構(gòu)。</p><p>　　方案Ⅱ：送料機(jī)構(gòu)為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、壓緊切皮機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)、擠壓脫皮機(jī)構(gòu)為軋輥擠壓機(jī)構(gòu)。</p><p>　　方案Ⅱ中的壓緊切皮機(jī)構(gòu)選用的是凸輪機(jī)構(gòu)，要完成壓緊和切皮

18、兩個動作就需要兩個凸輪，而方案Ⅰ中所選用的凸輪加杠桿機(jī)構(gòu)只需要一個凸輪就可以完成壓緊和切皮兩個動作，故方案Ⅰ較方案Ⅱ要簡單，及選用方案Ⅰ。</p><p>　　七、機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)題目要求和電動機(jī)的型號，我們可采用Y90S—6，其功率為N=750W，轉(zhuǎn)速n=910r/min。</p><p>　　根據(jù)選定的驅(qū)動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和剝豆

19、機(jī)的生產(chǎn)能力。它們的機(jī)械傳動系統(tǒng)的總速比為：</p><p>　　機(jī)械傳動系統(tǒng)的第一級采用帶傳動，其速比為1.517；第二級為直齒圓柱齒輪傳動，其速比為2.5；第三級仍為直齒圓柱齒輪傳動，其速比為3。</p><p>　　八、機(jī)械運(yùn)動方案簡圖</p><p>　　按已選定的三個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式及傳動系統(tǒng)，畫出剝豆機(jī)的機(jī)械運(yùn)動示意圖（圖二）。</p>&l

20、t;p>　　圖二 剝豆機(jī)運(yùn)動方案示意圖（俯視圖）</p><p>　　圖二表示滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)、壓緊切皮機(jī)構(gòu)、擠壓脫皮機(jī)構(gòu)、電動機(jī)的相互位置情況。實(shí)際上料斗及其壓緊切皮機(jī)構(gòu)都與上下移動的推桿連在一起，當(dāng)凸輪將推桿上移時，起到震動料斗，同時進(jìn)行壓緊切皮動作。當(dāng)凸輪推動左右運(yùn)動的推桿時，將蠶豆送到壓緊切皮機(jī)構(gòu)下，同時將以切皮的蠶豆送到擠壓脫皮機(jī)構(gòu)進(jìn)行擠壓脫皮</p><p>　　九、機(jī)

21、械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸</p><p><b>　　1、帶傳動</b></p><p>　?。?）由于V型帶適用于開口傳動，帶輪直徑較小或轉(zhuǎn)速較高場合，常用于電機(jī)后的第一級減速，故選用V型帶且根數(shù)為1。</p><p>　?。?）取，則，設(shè)帶輪1、2的中心距為，則，即，故取。</p><p>　　（3）取則，設(shè)帶輪3

22、、4的中心距為，則，即，故取。</p><p>　?。?）取，則帶輪5和6的中心距應(yīng)滿足140mm200mm，故取。</p><p><b>　　2、齒輪傳動</b></p><p><b>　　表3 直齒輪參數(shù)表</b></p><p><b>　　3、凸輪設(shè)計(jì)</b><

23、;/p><p>　　凸輪基圓直徑為120mm，推桿行程為27mm,且凸輪轉(zhuǎn)過π弧度時水平推桿以余弦加速度運(yùn)動，后π弧度水平推桿位移不變。</p><p>　　圖三 水平推桿運(yùn)動規(guī)律位移曲線</p><p><b>　　圖四 凸輪輪廓</b></p><p>　　4、個推桿以及切刀定位尺寸</p><p

24、>　　推桿、切刀的定位尺寸如圖五所示：</p><p><b>　　圖五 </b></p><p><b>　　十、方案評價</b></p><p>　　運(yùn)動精確性：由于齒輪設(shè)計(jì)和凸輪設(shè)計(jì)都是按照剝豆速度80粒/分來設(shè)計(jì)的，因此凸輪的轉(zhuǎn)速是80轉(zhuǎn)/分。</p><p>　　這種方案的主要優(yōu)勢