机械班努尔曼古丽托乎地机械原理课程设计剥豆机DOC.docx
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机械班努尔曼古丽托乎地机械原理课程设计剥豆机DOC
机械设计课程设计说明书
题目：
剥豆机的设计
指导老师：
穆塔里夫
学生姓名：
努尔曼古丽·托乎地
学号：
20092001402
所属院系：
机械工程学院
专业：
机械工程及其自动化
班级：
机械09-4班
完成日期2012年7月4日
新疆大学
专业课课程设计任务书
班级：
机械09-4班_________姓名：
_努尔曼古丽托乎地
课程设计题目：
__剥豆机的设计
课程设计完成内容：
1.零件图一张
3.设计说明书
说明书页数：
______18_____图纸数：
_____________张
发题日期：
2012年6月24日完成日期：
2012年7月4日
指导教师：
__穆塔里夫__________
教研室主任：
____朱颖___________
1.剥豆机功能及设计要求
1.1功能
剥豆机的功能是将浸胖后的蚕豆通过振动下料后平放排列成头尾相接，送到切皮位置，将其压住并切开头部的皮，然后用挤压的方法将豆挤出。
剥豆机的主要工艺动作是送料、压豆切皮、挤压脱皮。
1.2.设计要求及原始数据
⏹蚕豆长度：
20~25mm
⏹蚕豆宽度：
15~20mm
⏹蚕豆厚度：
6~8mm
⏹生产率：
80粒/min
⏹剥豆机要求体积小、重量轻、压紧力可调、工作可靠、外形美观。
⏹机械运动方案应力求简单。
2.工作原理和工艺动作分解
根据上述分析，剥豆机要求完成的工艺动作有以下四个动作：
加料：
可以手动加料，并采用震动料斗，使蚕豆头尾排列进入送料机构。
送料：
采用滚子推杆凸轮机构，间歇运动送料。
压豆切皮：
压紧、切皮机构最好用联动组合机构，为保证压力不过大可在压头处加一个刚度合适的弹簧。
挤压脱皮：
利用两轧辊加压进行挤压脱皮，两轧辊之间间隙一般比蚕豆最小厚度略小。
因此，剥豆机的运动方案设计重点考虑送料、压豆切皮、挤压脱皮机构这三个机构的选型和设计问题.
3.根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图
对于剥豆机运动循环图主要是确定送料和压紧切皮执行机构的先后顺序、相位，以利对各执行机构的设计、装配和调试。
图1表示剥豆机两个执行机构的运动循环图
图1剥豆机运动循环图
4.执行机构的选型
根据送料机构、压紧切皮机构和挤压皮脱机构这三个执行机构动作要求和结构特点，可以选择表1的常用机构，这一表格又称为执行机构的形态学矩阵。
表2执行机构的形态学矩阵
送料机构
偏置曲柄滑块机构
滚子推杆凸轮机构
压紧切皮机构
凸轮加杠杆机构
凸轮机构
挤压脱皮机构
轧辊挤压机构
两种送料结构运动形式的比较
曲柄-滑块机构（a）
凸轮-滑块机构（b）
图（a）所示的机构是利用曲柄的周转，使得滑块左右移动，达到送料的功能。
但其运动过程中具有较大的惯性，而且还有两个死点。
而图（b）的凸轮滑块机构，其结构更加简单，运动平稳，只要设计凸轮的曲线就可以达到预定的轨迹。
所以送料选择凸轮-滑块机构（b）.
压紧—切皮机构
压紧—切片机构，此机构采用联动组合机构，为了保证压力不够大，防止被压碎，所以在压头处加一个合适的弹簧。
此机构的运动过程是先弹簧收缩，压紧豌豆，然后切刀将豌豆皮切开，当压紧—切片机构向上运动时，切刀离开豌豆，最后压头离开豌豆。
成功的完成切片任务。
5.传动机构的选择与比较
表2中是可供选择的常用传动机构
带传动
具有传动平稳、噪声低、清洁（无需润滑）的特点，具有缓冲减振和过载保护作用，并且维修方便。
与链传动和齿轮传动相比，带传动的强度较低以及疲劳寿命较短
齿轮传动
效率高、传动比稳定、工作可靠、寿命长、结构紧凑、比带、链传动所需的空间尺寸小
涡轮蜗杆传动
传动比大，体积小，单头的有的能自锁，不用另加制动装置就能停在任意位置，但是它的效率太低
两种传动方案的比较。
传动方案（a）
传动方案（b）
两个传动方案的比较中，方案（b）更加简单，效率更高。
由于方案（a）中的涡轮，蜗杆机构，锥齿轮机构使得传动效率一级级降低，而且在生产成本上也比方案（b）高。
方案（b）中的送料机构，振动机构，压紧-切片机构都可以通过凸轮来实现，这样使得传动更加协调。
6.运动方案的选择和评定
根据表1所示的三个执行机构形态学矩阵，可以求出剥豆机的机械运动方案数为：
N=2×2×1=4
现在，我们可以按给定条件、各机构的相容性和尽量使机构简单等等要求来选择方案。
由此可选定两个结构比较简单的方案。
方案Ⅰ：
送料机构为滚子推杆凸轮机构、压紧切皮机构为凸轮加杠杆机构、挤压脱皮机构为轧辊挤压机构。
方案Ⅱ：
送料机构为偏置曲柄滑块机构、压紧切皮机构为凸轮机构、挤压脱皮机构为轧辊挤压机构。
方案Ⅱ中的压紧切皮机构选用的是凸轮机构，要完成压紧和切皮两个动作就需要两个凸轮，而方案Ⅰ中所选用的凸轮加杠杆机构只需要一个凸轮就可以完成压紧和切皮两个动作，故方案Ⅰ较方案Ⅱ要简单，及选用方案Ⅰ。
7.机械运动系统的速比和变速机构
根据题目要求和电动机的型号，我们可采用Y90S—6，其功率为N=750W，转速n=910r/min。
根据选定的驱动电动机的转速和剥豆机的生产能力。
它们的机械传动系统的总速比为：
机械传动系统的第一级采用带传动，其速比为1.517；第二级为直齿圆柱齿轮传动，其速比为2.5；第三级仍为直齿圆柱齿轮传动，其速比为3。
8.机械运动方案简图
按已选定的三个执行机构的型式及传动系统，画出剥豆机的机械运动示意图（图二）。
图2剥豆机运动方案示意图（俯视图）
图二表示滚子推杆凸轮机构、压紧切皮机构、挤压脱皮机构、电动机的相互位置情况。
实际上料斗及其压紧切皮机构都与上下移动的推杆连在一起，当凸轮将推杆上移时，起到震动料斗，同时进行压紧切皮动作。
当凸轮推动左右运动的推杆时，将蚕豆送到压紧切皮机构下，同时将以切皮的蚕豆送到挤压脱皮机构进行挤压脱皮.
9.机械传动系统和执行机构的尺寸
9.1带传动
由于V型带适用于开口传动，带轮直径较小或转速较高场合，常用于电机后的第一级减速，故选用V型带且根数为1。
取
，则
，设带轮1、2的中心距为
，则
，即
，故取
。
取
则
，设带轮3、4的中心距为
，则
，即
，故取
。
取
，则带轮5和6的中心距应满足140mm
200mm，故取
。
9.2齿轮传动
表3直齿轮参数表
名称
齿数
模数
分度圆
齿轮1
20
2.5mm
50mm
齿轮2
50
2.5mm
125mm
齿轮3
10
5mm
50mm
齿轮4
30
5mm
150mm
齿轮5
10
5mm
50mm
齿轮6
10
5mm
50mm
9.3凸轮设计
凸轮基圆直径为120mm，推杆行程为27mm,且凸轮转过π弧度时水平推杆以余弦加速度运动，后π弧度水平推杆位移不变。
图3水平推杆运动规律位移曲线
图4凸轮轮廓
10.方案评价
运动精确性：
由于齿轮设计和凸轮设计都是按照剥豆速度80粒/分来设计的，因此凸轮的转速是80转/分。
这种方案的主要优势是能够集压紧和切皮于一个工作区域上，方案中执行机构更简洁紧凑。
送料机构，压紧-切片机构，振动机构的动力都来源于凸轮，使得其运更加协调。
缺点是由于豆的大小不一，切片机构很难做到自动调节，因此会造成蚕豆切皮程度不一。
因此，有可能会导致一些豆未能顺利的切片，因此在轧辊脱皮是可能达不到理想的效果。
结论
通过本次的课程设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、镗钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。
设计体会
课程设计是对我们所学课程知识的总结。
通过课程设计可以体现出我们在校期间的学习程度。
从而对我们所学专业知识做出有力判断。
从我们拿到零件图纸的第一天开始，我们的老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。
为我们圆满的完成任务奠定了良好的基础。
我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺只有侧面的了解。
但是同过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解了我们的专业。
刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。
老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。
在设计期间，我们第一次接触了机械加工工艺的设计，对我有了很大提高。
遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我。
同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。
在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们的解决了很多难题。
相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发挥。
致谢
本设计是在穆塔里夫老师的深切关怀和指导下完成的。
导师一丝不苟、严谨的治学态度、渊博的知识、认真的学术作风，以及不畏艰难勇攀学术高峰的精神一直深深地激励着我，鞭笞着我不断地进取和前进，使我一步一步地走进深入学习和科学研究。
毕业设计以来，本人在做毕业设计上所取得的每一点进步和成绩无不浸透着老师的心血。
值此毕业设计完成之际，再次表示最真挚的感谢。
j感谢我们全班同学，尤其是跟本人同组的三位同学积极的帮助我，帮我解决了我所遇到的有些问题和困难。
趁这个机会我再次表示我对他们的谢意。
感谢新疆大学机械工程学院辛勤工作的老师们！
感谢我的家人和所有曾经帮助、关心过我的人们！
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