剝豆機(jī)的設(shè)計

1、.一、設(shè)計題目：剝豆機(jī)的設(shè)計1、工作原理及工藝動作過程 上料 切皮 脫皮將干蠶豆浸胖后放在料斗內(nèi)，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。2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求蠶豆長度：2025mm蠶豆寬度：1520mm蠶豆厚度：68mm生產(chǎn)率：每分鐘剝80粒。要求體積小、重量輕、壓緊力可調(diào)、工作可靠、外形美觀。二、工作原理及工藝動作分解根據(jù)工藝過程，由三個執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成：送料機(jī)構(gòu)、壓豆切皮機(jī)構(gòu)、擠壓脫皮機(jī)構(gòu)。其中必須完成六個動作：振動、送料、壓緊，切皮、脫皮，清掃。、1、 為了使蠶豆成連續(xù)排列，繼而方便送料

2、，采用振動料斗上料的方法。2、 為保證蠶豆依次運(yùn)入擠壓切皮機(jī)構(gòu)中并完成壓切，送料可采用間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)，已完成壓切、擠掃，上料三個工位的轉(zhuǎn)換。3、 通過壓緊機(jī)構(gòu)將蠶豆壓緊，同時切開頭部豆皮，可采用聯(lián)動組合機(jī)構(gòu)。4、 為了保證壓力不過大可在壓頭處加一個剛度合適的彈簧。5、 可使用軋輪，滑塊等進(jìn)行擠壓脫皮。6、 脫皮后立即進(jìn)行掃皮。以上六個動作，振動上料的動作比較簡單，因此，剝豆機(jī)的運(yùn)動方案設(shè)計的重點(diǎn)考慮間歇送料機(jī)構(gòu)和壓豆切皮機(jī)構(gòu)和擠豆掃皮機(jī)構(gòu)這三個機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計問題。三、根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動循環(huán)圖對于剝豆機(jī)的運(yùn)動循環(huán)圖主要是確定三個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的先后順序、相位。以主動件的零位角為橫坐標(biāo)起點(diǎn)，

3、縱坐標(biāo)表示各執(zhí)行構(gòu)件的位移。（1）以切壓機(jī)構(gòu)為主機(jī)構(gòu)，要求壓豆片保壓一定時間，刀片移動切皮。主動件一轉(zhuǎn)完成一個運(yùn)動循環(huán)，其位移線圖為：壓緊板 刀片（2）壓掃機(jī)構(gòu)，可與壓切機(jī)構(gòu)同步進(jìn)行，擠豆模塊回程過程中要求掃皮刷進(jìn)入掃皮，其循環(huán)如圖：壓豆模塊掃屑刷（3）間歇送料機(jī)構(gòu)，要求在以上兩機(jī)構(gòu)工作時，保持靜止。送料運(yùn)動在進(jìn)程前半段和回程后半段完成，如圖循環(huán)：綜上分析得到運(yùn)動循環(huán)總圖：360 0四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 由上述分析可知，剝豆機(jī)有三個執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成。一為實(shí)現(xiàn)振動上料，間歇送料。二為實(shí)現(xiàn)壓豆切皮機(jī)構(gòu)，三為實(shí)現(xiàn)擠豆掃除豆皮的機(jī)構(gòu)。此外，當(dāng)各機(jī)構(gòu)按運(yùn)動循環(huán)圖確定的相位關(guān)系安裝后應(yīng)能坐適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，故在機(jī)構(gòu)之間

4、還需設(shè)置能調(diào)整相位的環(huán)節(jié)（也可能是機(jī)構(gòu)）。剝豆機(jī)的設(shè)計過程：實(shí)現(xiàn)壓緊切皮運(yùn)動的機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動功能：（1） 每分鐘要完成80次的往復(fù)運(yùn)動，及一個循環(huán)，主動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速為80r/min，機(jī)構(gòu)要求有運(yùn)功轉(zhuǎn)換的功能。（2） 為了切豆，壓緊應(yīng)保持一段時間，所以，進(jìn)程后有停歇功能。（3） 壓緊停歇過程中，刀片繼續(xù)向下運(yùn)動不應(yīng)與停歇機(jī)構(gòu)同步，應(yīng)用聯(lián)動機(jī)構(gòu)。功能連桿機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)多連桿連接按給定的條件，選出三種方案作為評選：方案二方案一 方案三五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案的選擇和評定方案一采用連桿機(jī)構(gòu)，曲柄帶動搖桿擺動，使從動機(jī)構(gòu)上下往復(fù)運(yùn)動，能完成先壓后切的動作，由于桿件較多，因此其運(yùn)動規(guī)律較難確定，尺寸難以計算。

5、方案三采用連桿及齒輪齒條機(jī)構(gòu)，也能滿足設(shè)計要求，連桿帶動齒輪往復(fù)運(yùn)動，此輪帶動齒條移動，齒輪齒條設(shè)計要求較高，分析較為復(fù)雜，加工復(fù)雜。方案二采用凸輪機(jī)構(gòu)，能得到理想的運(yùn)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(jī)構(gòu)控制，通過調(diào)節(jié)曲柄的位置，能實(shí)現(xiàn)不同的聯(lián)動運(yùn)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。所以，以方案二為最終方案。六、機(jī)械系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)根據(jù)選定的驅(qū)動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和剝豆機(jī)的生成率。它們的機(jī)械傳動系統(tǒng)的總速比為： i總=10 機(jī)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.

6、八、機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計（切皮加壓機(jī)構(gòu)）1）齒輪傳動的計算切皮加壓機(jī)構(gòu)與擠豆機(jī)構(gòu)同步進(jìn)行，齒輪要求一樣，取Z1=16，Z2=i×16=5×16=80。按鋼質(zhì)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計算，其模數(shù)m=2mm。則 d1=z1×m=32mm d2=z2×m=160mm2）曲柄滑塊的計算切皮動作由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)控制，其示意圖如圖所示：依據(jù)滑塊的行程要求以及壓切機(jī)構(gòu)的尺寸要求，選取此機(jī)構(gòu)的尺寸如下：根據(jù)蠶豆的尺寸，可定其偏距為e=m，柄L1=30mm，連桿L2=100mm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)設(shè)計，計算出滑塊的行程為S=60mm，滿足要求行程速比 K=1.0015最小傳動角 min=67.67

7、曲柄轉(zhuǎn)速為80r/min，=480rad/s。其位移、速度線圖如下：257460mm 120 230切皮的過程曲柄轉(zhuǎn)動的角度為1103）凸輪的計算為了計算方便，采用偏心距為零的機(jī)構(gòu)，根據(jù)壓頭的運(yùn)動要求取基圓半徑為r=60，運(yùn)動行程為h=35mm。由于要與切皮的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)配合，=480rad/s，凸輪的遠(yuǎn)休止角為。=110，推程和回程都采用簡諧振動分析，為方便運(yùn)算，推程角、回程角相等，取。=110，35mm近休止角30度，按余弦加速度運(yùn)動規(guī)律的運(yùn)動方程:S=1-cos (),V=sin()a=cos()將數(shù)據(jù)帶入公式，可得到位移線圖、速度、加速度線圖：位移速度加速度根據(jù)位移線圖可畫出凸輪的輪廓

8、曲線：2301204）壓切組合機(jī)構(gòu)最終配合示意圖：九、參考資料機(jī)械原理教科書、機(jī)械原理設(shè)計手冊、沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的設(shè)計方案、機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)書。十、設(shè)計總結(jié)：這是在學(xué)習(xí)了機(jī)械原理的理論課后進(jìn)行的一次課程設(shè)計，由小組成員分工合作設(shè)計一機(jī)械（剝豆機(jī)）。我們組的每個人都開動腦筋，想法各異，在擇優(yōu)再擇優(yōu)之后，產(chǎn)生了最佳方案。其中，我主要負(fù)責(zé)切皮機(jī)構(gòu)的設(shè)計，要完成這一動作，需要一個聯(lián)動機(jī)構(gòu)，及在切皮時必須有個壓緊過程，且兩動作必須配合運(yùn)動，于是我想到了用學(xué)過的各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩兩配合，想出了的不同的方案，當(dāng)然有的在考慮可行性后被排除了，最終在小組成員的共同商討下選出了凸輪與連桿配合的方案。最后，將每位同學(xué)的機(jī)

9、構(gòu)配合起來，按照題目的要求進(jìn)行尺寸計算，就完成本次剝豆機(jī)的設(shè)計。在這次搞設(shè)計的過程當(dāng)中讓我學(xué)到了很多東西。課堂上所學(xué)到的知識很有限，在真正運(yùn)用時是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，正如在設(shè)計的過程中，需要參閱大量的資料，需要自己去理解去推敲，才能將其運(yùn)用到實(shí)際中，而設(shè)計過程中也遇到了不少的問題，要將各機(jī)構(gòu)的設(shè)計拼湊起來并計算尺寸，就是一件難事，這要求我們不僅要有克服困難的勇氣，還要有孜孜不倦的精神，不僅 要了解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動工作步驟，還要精確的把運(yùn)動規(guī)律分析出來，經(jīng)過反復(fù)的假設(shè)與驗(yàn)證才能使得各機(jī)構(gòu)配合起來。相對于大型機(jī)械，我們的設(shè)計是不起眼的，但是每一個復(fù)雜的設(shè)計都由基本機(jī)構(gòu)構(gòu)成，我想只要認(rèn)認(rèn)真真，善于思考，從現(xiàn)在起，從小部分做起，從實(shí)踐中積累知識，從失敗中積累經(jīng)驗(yàn)，我們定會得到不少收獲。設(shè)計方案一o 此方案利用凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行振動下料，o 利用凸輪加杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓緊及切頭o 利用帶輪加傳送帶進(jìn)行送料，并利用槽輪進(jìn)行間歇o 利用傳送斗將傳送過來的蠶豆送入輥?zhàn)舆M(jìn)行蛻皮o設(shè)計方案二o 送料機(jī)構(gòu)及蛻皮機(jī)構(gòu)同第一設(shè)計方案，此方案將壓緊切頭凸輪置于上方，省去了杠桿機(jī)