機械課程設計(剝豆機)

1、<p><b>　　機械原理</b></p><p>　　課 程 設 計</p><p>　　課程設計名稱： 剝豆機 </p><p>　　學 生 姓 名： </p><p>　　

2、學 院： </p><p>　　專業(yè)及班級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指 導 教 師：

3、 </p><p>　　2015年01月21日</p><p><b>　　目　錄</b></p><p>　　設計題目…………………………………………………1</p><p>　　工作原理及工藝動作分解………………………………1</p><p>

4、;　　根據工藝動作和協(xié)調要求擬定運動循環(huán)圖……………1</p><p>　　執(zhí)行機構選型……………………………………………3</p><p>　　機構運動方案的選擇和評定……………………………5</p><p>　　機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構………………………5</p><p>　　機構運動簡圖……………………………………………5</

5、p><p>　　8.剝豆機壓緊切皮機構的尺度設計 ………………………6</p><p>　　9. 工作原理圖………………………………………………8</p><p>　　10.設計體會…………………………………………………9</p><p>　　11.參考文獻 ………………………………………………..10</p><p>　

6、　一、設計題目：剝豆機的設計</p><p>　　1、工作原理及工藝動作過程</p><p>　　將干蠶豆浸胖后放在料斗內，通過振動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。主要工藝動作是送料、壓豆切皮、擠壓脫皮。</p><p>　　2、原始數據及設計要求</p><p>　　蠶豆長度：

7、20~25mm</p><p>　　蠶豆寬度：15~20mm</p><p>　　蠶豆厚度：6~8mm</p><p>　　生產率：每分鐘剝80粒。</p><p>　　要求體積小、重量輕、壓緊力可調、工作可靠、外形美觀。</p><p>　　二、工作原理及工藝動作分解</p><p>　　根據

8、工藝過程，由三個執(zhí)行機構完成：送料機構、壓豆切皮機構、擠壓脫皮機構。其中必須完成六個動作：振動、送料、壓緊，切皮、脫皮，清掃。、</p><p>　　為了使蠶豆成連續(xù)排列，繼而方便送料，采用振動料斗上料的方法。</p><p>　　為保證蠶豆依次運入擠壓切皮機構中并完成壓切，送料可采用間歇運動機構，已完成壓切、擠掃，上料三個工位的轉換。</p><p>　　通過壓緊

9、機構將蠶豆壓緊，同時切開頭部豆皮，可采用聯(lián)動組合機構。</p><p>　　為了保證壓力不過大可在壓頭處加一個剛度合適的彈簧。</p><p>　　可使用軋輪，滑塊等進行擠壓脫皮。</p><p>　　脫皮后立即進行掃皮。</p><p>　　以上六個動作，振動上料的動作比較簡單，因此，剝豆機的運動方案設計的重點考慮間歇送料機構和壓豆切皮機構

10、和擠豆掃皮機構這三個機構的選型和設計問題。</p><p>　　三、根據工藝動作和協(xié)調要求擬定運動循環(huán)圖</p><p>　　對于剝豆機的運動循環(huán)圖主要是確定三個執(zhí)行機構的先后順序、相位。以主動件的零位角為橫坐標起點，縱坐標表示各執(zhí)行構件的位移。</p><p>　?。?）以切壓機構為主機構，要求壓豆片保壓一定時間，刀片移動切皮。主動件一轉完成一個運動循環(huán)，其位移線

11、圖為：</p><p><b>　　壓緊板</b></p><p><b>　　刀片</b></p><p>　?。?）壓掃機構，可與壓切機構同步進行，擠豆模塊回程過程中要求掃皮刷進入掃皮，其循環(huán)如圖：</p><p><b>　　壓豆模塊</b></p><

12、;p><b>　　掃屑刷</b></p><p>　?。?）間歇送料機構，要求在以上兩機構工作時，保持靜止。送料運動在進程前半段和回程后半段完成，如圖循環(huán)：</p><p>　　綜上分析得到運動循環(huán)總圖：</p><p><b>　　四、執(zhí)行機構選型</b></p><p>　　由上述分析可知

13、，剝豆機有三個執(zhí)行機構完成。一為實現(xiàn)振動上料，間歇送料。二為實現(xiàn)壓豆切皮機構，三為實現(xiàn)擠豆掃除豆皮的機構。此外，當各機構按運動循環(huán)圖確定的相位關系安裝后應能坐適當的調整，故在機構之間還需設置能調整相位的環(huán)節(jié)（也可能是機構）。</p><p><b>　　剝豆機的設計過程：</b></p><p>　　實現(xiàn)壓緊切皮運動的機構的基本運動功能：</p><

14、;p>　　每分鐘要完成80次的往復運動，及一個循環(huán)，主動構件的轉速為80r/min，機構要求有運功轉換的功能。</p><p>　　為了切豆，壓緊應保持一段時間，所以，進程后有停歇功能。</p><p>　　壓緊停歇過程中，刀片繼續(xù)向下運動不應與停歇機構同步，應用聯(lián)動機構。</p><p>　　按給定的條件，選出三種方案作為評選：</p><

15、;p><b>　　方案三</b></p><p>　　五、機構運動方案的選擇和評定</p><p>　　方案一：采用連桿機構，曲柄帶動搖桿擺動，使從動機構上下往復運動，能完成先壓后切的動作，由于桿件較多，因此其運動規(guī)律較難確定，尺寸難以計算。</p><p>　　方案三采用連桿及齒輪齒條機構，也能滿足設計要求，連桿帶動齒輪往復運動，此輪帶

16、動齒條移動，齒輪齒條設計要求較高，分析較為復雜，加工復雜。</p><p>　　方案二：采用凸輪機構，能得到理想的運動規(guī)律，壓板與凸輪以高副連接，且適用于高速，小壓力的場和。以凸輪為主動件，刀片以曲柄滑塊機構控制，通過調節(jié)曲柄的位置，能實現(xiàn)不同的聯(lián)動運動形式。如能滿足，壓板在行程末端停歇恰好時間讓刀片完成切割的動作。</p><p>　　所以，以方案二為最終方案。</p>&

17、lt;p>　　六、機械傳動系統(tǒng)的速比和變速機構</p><p>　　根據選定的驅動電動機的轉速和剝豆機的生成率。它們的機械傳動系統(tǒng)的總速比為： i總===10</p><p>　　機械傳動系統(tǒng)的第一級采用皮帶傳動，其速比為2；第二級采用直齒圓柱齒輪傳動，其傳動比為5.</p><p><b>　　七、機構運動簡圖</b></p>

18、;<p>　　八、剝豆機壓緊切皮機構的尺度設計</p><p><b>　　1）齒輪傳動的計算</b></p><p>　　切皮加壓機構與擠豆機構同步進行，齒輪要求一樣，取Z1=16，Z2=i×16=5×16=80。按鋼質齒輪進行強度計算，其模數m=2mm。則</p><p>　　d1=z1×m=32

19、mm</p><p>　　d2=z2×m=160mm</p><p><b>　　2）變位齒輪的計算</b></p><p>　　為了滿足機構的同步，所以變位齒輪1、2的基本參數相同，所以有：</p><p>　　變位系數x1=-x2=0.186</p><p>　　節(jié)園直徑d1’=d1

20、=Z4m=213mm</p><p>　　d2’=d2=Z5m=748mm</p><p>　　嚙合角α’=α=20º</p><p>　　齒頂高ha1=（ha*+x1）mh=18.822mm</p><p>　　Ha2=（ha*+x2）mh=12.184mm</p><p>　　齒根高hf1=（ha*+ c

21、*-x1）mh=16.158mm</p><p>　　Hf2=（ha*+ c*-x2）mh=21.723mm</p><p>　　齒頂圓直徑d a1= d 1+2 dha1=251.523mm</p><p>　　d a2= d 2+2 dha2=809.377mm</p><p>　　齒根圓直徑d f1= d 1-2 hf1=189.623

22、mm</p><p>　　d f2= d 2-2 hf2=729.368mm</p><p>　　中心距a=（d1+d2）/2=514mm</p><p>　　中心距變動系數y=0</p><p>　　齒頂高降低系數△y=0</p><p><b>　　3）曲柄滑塊的計算</b></p>

23、;<p>　　切皮動作由曲柄滑塊機構控制，其示意圖如圖所示：</p><p>　　依據滑塊的行程要求以及壓切機構的尺寸要求，選取此機構的尺寸如下：</p><p>　　根據蠶豆的尺寸，可定其偏距為e=m，柄L1=30mm，連桿L2=100mm。</p><p>　　根據以上數據設計，計算出滑塊的行程為S=60mm，滿足要求</p><

24、;p>　　行程速比 K=1.0015</p><p>　　最小傳動角 γmin=67.67</p><p>　　曲柄轉速為80r/min，ω=480rad/s。其位移、速度線圖如下：</p><p>　　120? 230?</p><p>　　切皮的過程曲柄轉動的角度為110?</p><

25、p><b>　　3）凸輪的計算</b></p><p>　　為了計算方便，采用偏心距為零的機構，根據壓頭的運動要求取基圓半徑為r=60，運動行程為h=35mm。由于要與切皮的曲柄滑塊機構配合，ω=480rad/s，凸輪的遠休止角為δ。=110??，推程和回程都采用簡諧振動分析，為方便運算，推程角、回程角相等，取δ。=110?，近休止角30度，按余弦加速度運動規(guī)律的運動方程:</p

26、><p>　　將數據帶入公式，可得到位移線圖、速度、加速度線圖：</p><p>　　根據位移線圖可畫出凸輪的輪廓曲線：</p><p><b>　　4）壓切組合機構</b></p><p>　　九、工作原理圖如下：</p><p><b>　　十、設計體會：</b></p

27、><p>　　為期一周的課程設計快結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。學會了運籌帷幄，學會了寬容，學會了理解，也學會了做人與處世。</p><p>　　課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言

28、的真正含義．我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。</p><p>　　在切皮機構的設計，要完成這一動作，需要一個聯(lián)動機構，及在切皮時必須有個壓緊過程，且兩動作必須配合運動，于是我想到了用學過的各類執(zhí)行機構兩兩配合，想出了的不同的方案，當然有的在考慮可行性后被排除了，在最終考慮下選出了凸輪與連桿配合的方案。最后，把機構配合起來，按照題目的要求進行尺寸計

29、算，就完成本次剝豆機的設計。</p><p>　　相對于大型機械，我們的設計是不起眼的，但是每一個復雜的設計都由基本機構構成，我想只要認認真真，善于思考，從現(xiàn)在起，從小部分做起，從實踐中積累知識，從失敗中積累經驗，我們定會得到不少收獲。</p><p>　　由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。</p&g

30、t;<p><b>　　九、參考文獻</b></p><p>　　陳國棟主編.《圖學應用教程》.北京：高等教育出版社，2002年</p><p>　　卜炎主編.《中國機械設計大典》.江西：江西科學技術出版社，2002年</p><p>　　孟憲源主編.《現(xiàn)代機構手冊》.北京.機械工業(yè)出版社，1994年</p><