捣碎机的设计与实用创新.docx

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捣碎机的设计与实用创新

摘要

随着科学技术的不断发展，先进制造技术和数控技术、最优化设计的广泛应用，使得生产进一步智能化、自动化。

创新设计得到广泛的发展，也变得智能化，很多问题可以通过计算机实现，减轻了设计的强度，缩短了设计周期，结合优化设计，创新设计变得异常简单，市场上的商品由此变得纷繁多样。

对于一个学机械的学生而言，学好相关课程至关重要，对于每一个设计或者课题都必须认真而坚定的完成，该独立的时候必须独自去做，该合作时就不要一个人埋头苦想、乱做，学习要有科学的方法，要有顽强的毅力。

做好自己的本分是每一个学生的基本准则。

我们始终坚持以踏实的学习作风。

创新设计是机械制造教学过程后期的一个重要环节，其目的在于：

1）培养学生发现问题、解决问题的能力。

2）培养学生运用机械制造工程学及相关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识，正确选择机械结构和设计相关零件，并能投入实际生产。

3）根据被加工零件的技术要求，以及市场行情，正确的选择材料，在保证结构强度和使用要求的前提下，使成本最低。

4）能查找相关的技术文件和辅助资料，熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。

5）分析技术要求并能运算和编写技术文件等基本技能。

6）所设计的产品在市场中要有使用价值，要能降低劳动强度，提高效益，并有一定的寿命，不是一堆废铁，或者根本不能投入使用。

本次创新设计共分为以下几个部分：

a、提出问题；b、分析解决方案；c、确定所使用机构；d、编制设计说明书；e、绘制零件图

目录

一设计意义4

二方案的拟定5

三确定运动机构6

四零件图7

4.1可调横杆7

4.2S轮8

4.3重锤与横杆装配图8

4.4总装配图9

五机构改进创新10

5.1机构的设计10

5.2自由度的计算11

5.3机构原理11

六总结12

参考文献13

一设计意义

科学家研究发现，辣椒富含维生素C、维生素A以及蛋白质，多吃辣椒可延缓人体衰老。

每百克辣椒维生素C含量高达198毫克，居蔬菜之首位。

维生素B、胡萝卜素以及钙、铁等矿物质含量亦较丰富。

医药专家认为，辣椒能缓解胸腹冷痛，制止痢疾，杀抑胃腹内寄生虫，控制心脏病及冠状动脉硬化；还能刺激口腔粘膜，引起胃的蠕动，促进唾液分泌，增强食欲，促进消化。

现如今含辣椒的菜肴越来越深入家庭。

在农村，所有的农家都会种植辣椒，对于辣椒的吃法有很多，可以直接作为一道菜，也可以作为调味料，不管是吃嫩的还是成熟的，都是自给自足，有的也多种销售。

现在农村比较偏远的地方，对于辣椒多是采用石头砂盔捣碎，生产效率相当低，而且海椒含有辛辣的辣椒碱，在舂捣过程中有微小海椒粉会进入人的呼吸道，使人呛到，呼吸道辛辣难受，如果进入眼睛，会使眼睛疼痛流泪，而且对海椒的舂捣还是一件极耗劳动力的事情，每次所能捣碎的量极少，通常都会分几次才能满足需要，所有的工作完成后双臂会非常的痛，而且需要很长一段时间才能恢复。

而在相对发达一点的地方，对于辣椒的舂捣方式虽不是古老的方法，而是利用玉米粉碎机进行粉碎，海椒在粉碎机的冲击、剪切，磨擦以及物料相互间碰撞等综合作用下被粉碎，效率提高了，也不需花费太多人力即可完成。

但粉碎机是利用离心运动实现粉碎目的的，辣椒被粉碎后，在风力的作用下通过筛子滑落出来。

极细的粉尘会飘逸到空气中，进入人的呼吸道。

因此，对于少量的辣椒捣碎，采用这种方法，有相当大的浪费，飘逸出去的也是极

大的一部分，比如说收集该采用什么方式，在粉碎机内部也有很多残留，不宜清除干尽，对后续的粉碎极为不利，而且对人危险系数较高。

成本也较大。

它只适用于很脆的辣椒的捣碎，比如说，辣椒不够干和脆，粉碎机就无法将其粉碎，辣椒皮会，而且机器的制造复杂，成本较高，不适合普通用户使用。

对于这些问题，要么是太费劳动力，要么是成本过大，该如何解决呢？

我们要选用一种什么样的方式对海椒进行粉碎，即简单方便实用，又适合家庭实用，经济方便呢

二方案的拟定

鉴于人工操作费时费力，粉碎机不经济等以上使用的问题，经研究设计，决定以减轻劳动强度和降低成本为基础，模拟人的舂捣方式，应用最简单的结构，设计自动的重锤以利用重力实现辣椒的捣碎。

在重力的作用下，不管是脆的辣椒还是刚摘下来的都可以捣碎。

随着时间的增加辣椒的捣碎程度不同，时间越长捣的越细。

相关计算：

EK=mgh=1/2mv2，设计中，重锤上升高度为400mm，重锤重为4kg，取g=9.8所以，EK=4*9.8*0.4=1/2*4*v2,重锤与V型斗的接触面积s=1/2*4πr2=2πr2

由于是家用的舂捣机，我们对时间的要求并不太髙，重锤的高度调节范围在300~~500mm之间，由于下落时靠重力冲击，每次下落的时间可算出在0.25s左右，可以给定重锤的每次上升时间为1s，这样足够让重锤有下落到底部时才被抬起来，这样就可以反推出s轮的周期为（1+0.25+0.25）x2=3s，s轮为周期为3s，角速度速为w=2pi/t=2.094rad/s.根据这些转速和尺寸，及受力，查阅资料可以选择适合的电动机。

三确定运动机构

运动机构有很多，凸轮传动、齿轮传动、偏心轮传动等，经过比较，决定用凸轮机构传动，将凸轮做成S形状，利用凸轮机构将旋转运动转换为直线运动，再利用重力实现辣椒的捣碎。

机构简图如下

四零件图

4.1可调横杆

可以在重锤杆上上下移动并通过螺钉固定，以实现横杆在重锤杆上的不同高度，而在不同的高度有着不同的重力作用，以实现作用力的大小变化，进而控制捣碎时间和作用力。

在横杆与S轮传动的一端利用小轮以减少摩擦，提高机构的使用寿命。

4.2S轮

通过S轮实现旋转运动转换为直线运动，并产生突变载荷，S轮和横杆之间的运动为凸轮传动方式。

4.3重锤与横杆装配图

4.4总装配图

五机构改进创新

辣椒粉碎可能离我们的生活比较远，但是由上面的机构可以联想到捣蒜

通常家庭中我们经常要自己捣蒜泥，人工去做费时费力，如果能够利用机器去做，就可以非常方便

5.1机构的设计

由平时我们手动捣蒜可以联想到捣蒜需要带动捣蒜杵上下往复运动，由此我想到了曲柄滑块机构，实际运用中，以发动机带动，因此将曲柄以圆盘代替

在机械原理中我们学到了四杆机构的急回特性，这是一个优点，因为蒜杵上下运动的目的不同，向下运动时，不需要那么大的速度，而需要稳定和足够的力，所以进而将机构改为偏心，使滑块向上运动速度快，向下慢

机构的演化如图

5.2自由度的计算

机构中共有蒜杵电动轮连接杆三个机构，和四个低副

F=3n-4p=9-8=1

5.3机构原理

如图所示，电动机与构件1相连带动1旋转，1与2相当于凸轮机构，使2移动，而2带动3上下移动，达到捣蒜的目的

六总结

这次课程设计是在童老师的指导下完成的，童老师上课时的谆谆教诲使我受益匪浅，许多知识在创新设计这门课当中得到了融会贯通，特别是这次捣碎机的设计，更多的应用了平面连杆机构的原理，对这些知识的合理应用才能充分的考虑问题，并最终设计相对合理的方案。

在此，谢谢童老师的教导

通过此次机械创新设计，我进一步加深了对机械创新的理解，也知道了课本和现实实践的差距。

从设计选题，初步构思到动手精确绘图这个过程中，我学会了细心与耐心。

综合各科所学知识，运用计算机对设计零件进行精确绘制。

最后设计说明书的编写，让我的计算机操作水平进一步提高。

当然，在这个设计过程中也发现了很多问题，感觉到自己所学知识的局限性，这也明确今后专业课学习的方向。

参考文献

[1]濮良贵.《机械设计》高等教育出版社

[2]王永梅.《proE基础教程》清华大学出版社

[3]孙恒.《机械原理》高等教育出版社

[4]高志.《机械创新设计》高等教育出版社

评语

成绩：

老师：

日期：

2012年月日