机械课程设计剥豆机

1、课程设计课程设计名称： 剥豆机学 生 姓 名：学院：机 电 工程 学 院专业及班级：学号：指导教师： 年月日目录1. 设计题目 12. 工作原理及工艺动作分解 13. 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 14. 执行机构选型 35. 机构运动方案的选择和评定 56. 机械传动系统的速比和变速机构 57. 机构运动简图 58. 剥豆机压紧切皮机构的尺度设计 69. 工作原理图 810. 设计体会 9、设计题目： 剥豆机的设计1、工作原理及工艺动作过程将干蚕豆浸胖后放在料斗内，通过振动下料后将蚕豆平放排列成头尾相接，送豆到切 皮位置，将豆压住并切开头部的皮，然后用挤压方法将豆挤出。主要工艺动作是

2、送料、压上料 切皮 脱皮豆切皮、挤压脱皮。2、原始数据及设计要求蚕豆长度： 2025mm蚕豆宽度： 1520mm蚕豆厚度： 68mm生产率：每分钟剥 80 粒。要求体积小、重量轻、压紧力可调、工作可靠、外形美观、工作原理及工艺动作分解根据工艺过程，由三个执行机构完成：送料机构、压豆切皮机构、挤压脱皮机构。其中必须完成六个动作：振动、送料、压紧，切皮、脱皮，清扫。 、1. 为了使蚕豆成连续排列，继而方便送料，采用振动料斗上料的方法。2. 为保证蚕豆依次运入挤压切皮机构中并完成压切，送料可采用间歇运动机构，已完成压切、挤扫，上料三个工位的转换。3. 通过压紧机构将蚕豆压紧，同时切开头部豆皮，可采用

3、联动组合机构。4. 为了保证压力不过大可在压头处加一个刚度合适的弹簧。5. 可使用轧轮，滑块等进行挤压脱皮。6. 脱皮后立即进行扫皮。以上六个动作，振动上料的动作比较简单，因此，剥豆机的运动方案设计的重点考虑间歇送料机构和压豆切皮机构和挤豆扫皮机构这三个机构的选型和设计问题。三、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图对于剥豆机的运动循环图主要是确定三个执行机构的先后顺序、相位。以主动件的零位角为横坐标起点，纵坐标表示各执行构件的位移。（1）以切压机构为主机构，要求压豆片保压一定时间，刀片移动切皮。主动件一转完成一个运动循环，其位移线图为：压紧板刀片（2）压扫机构，可与压切机构同步进行，挤豆模块回

4、程过程中要求扫皮刷进入扫皮，其循环如图：压豆模块扫屑刷 （3）间歇送料机构，要求在以上两机构工作时，保持静止。送料运动在进程前半段和回程后半段完成，如图循环：综上分析得到运动循环总图：四、执行机构选型由上述分析可知，剥豆机有三个执行机构完成。一为实现振动上料，间歇送料。二为 实现压豆切皮机构，三为实现挤豆扫除豆皮的机构。此外，当各机构按运动循环图确定的 相位关系安装后应能坐适当的调整，故在机构之间还需设置能调整相位的环节（也可能是 机构）。剥豆机的设计过程：实现压紧切皮运动的机构的基本运动功能：（1） 每分钟要完成 80 次的往复运动，及一个循环，主动构件的转速为 80r/min ，机构要 求

5、有运功转换的功能。（ 2） 为了切豆，压紧应保持一段时间，所以，进程后有停歇功能。（ 3） 压紧停歇过程中，刀片继续向下运动不应与停歇机构同步，应用联动机构。功能连杆机构齿轮机构凸轮机构多连杆连接按给定的条件，选出三种方案作为评选：方案三切的动作，由于杆件较多，因此其运动规律较难确定，尺寸难以计算能完成先压后方案三采用连杆及齿轮齿条机构，也能满足设计要求，连杆带动齿轮往复运动，此轮 带动齿条移动，齿轮齿条设计要求较高，分析较为复杂，加工复杂。方案二采用凸轮机构，能得到理想的运动规律，压板与凸轮以高副连接，且适用于高 速，小压力的场和。以凸轮为主动件，刀片以曲柄滑块机构控制，通过调节曲柄的位置，

6、 能实现不同的联动运动形式。如能满足，压板在行程末端停歇恰好时间让刀片完成切割的 动作。所以，以方案二为最终方案。六、机械传动系统的速比和变速机构根据选定的驱动电动机的转速和剥豆机的生成率。 它们的机械传动系统的总速比为：n总i总=n 执行主轴80080=10机械传动系统的第一级采用皮带传动， 其速比为 2；第二级采用直齿圆柱齿轮传动，其传动比为 5.七、机构运动简图八、剥豆机压紧切皮机构的尺度设计1）齿轮传动的计算切皮加压机构与挤豆机构同步进行， 齿轮要求一样，取 z1=16，z2=i ×16=5×16=80。按钢质齿轮进行强度计算，其模数 m=2mm 。则d1=z1&#

7、215; m=32mmd2=z2× m=160mm2）变位齿轮的计算为了满足机构的同步，所以变位齿轮 1、2 的基本参数相同，所以有：变位系数 x1=-x2=0.186节园直径 d1'=d1=z4m=213mmd2'=d2=z5m=748mm啮合角'= =20o齿顶高 ha1=（ ha*+x1） mh=18.822mmha2=（ha*+x2）mh=12.184mm齿根高 hf1= (ha*+ c*-x1)mh=16.158mmhf2= (ha*+ c*-x2)mh=21.723mm齿顶圆直径 d a1= d 1+2 dha1=251.523mmd a2= d

8、2+2 dha2=809.377mm齿根圆直径d f1= d 1-2 hf1=189.623mmd f2= d 2-2 hf2=729.368mm中心距 a=（d1+d2）/2=514mm中心距变动系数 y=0 齿顶高降低系数 y=03）曲柄滑块的计算切皮动作由曲柄滑块机构控制，其示意图如图所示： 依据滑块的行程要求以及压切机构的尺寸要求，选取此机构的尺寸如下：根据蚕 豆的尺寸 ，可定其 偏距为 e=m，柄l1=30mm ，连杆 l2=100mm。根据以上数据设计，计算出滑块的行程为s=60mm，满足要求行程速比最小传动角k=1.0015min=67.67曲柄转速为 80r/min ，=480

9、rad/s。其位移、速度线图如下：切1皮的过程曲6020?柄转动的角mm230?度为 110?3）凸轮的计算为了计算方便，采用偏心距为零的机构，根据压头的运动要求取基圆半径为r=60，运动行程为 h=35mm。由于要与切皮的曲柄滑块机构配合， =480rad/s，凸轮的远休止角为 =110?，推程和回程都采用简谐振动分析， 为方便运算，推程角、回程角相等，取 。=110?， 近休止角 30 度，按余弦加速度运动规律的运动方程 :s= h 1-cos ( ),2v= h sin( )2ha=cos( )将数据带入公式，可得到位移线图、速度、加速度线图：速度加速度位移根据位移线图可画出凸轮的轮廓曲

10、线：4）压切组合机构九、工作原理图如下：十、设计体会 ：为期一周的课程设计快结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也 培养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。学会了运筹帷 幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工 作前一个必不少的过程 ”千里之行始于足下” ，通过这次课程设计，我深深体会到这句千 古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天 能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础在切皮机构的设计，要完成这一动作，需要一个联动机构，及在切皮时必须有个压紧 过程，且两动作必须配合运动，于是我想到了用学过的各类执行机构两两配合，想出了的 不同的方案，当然有的在考虑可行性后被排除了，在最终考虑下选出了凸轮与连杆配合的 方案。最后，把机构配合起来，按照题目的要求进行尺寸计算，就完成