剝豆機(jī)_說明書完整板

1、機(jī)械原理課程之指導(dǎo)教師：莊幼敏設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)者：瑩（040800401） 梁燕（040800502）茅宏婧（040800503）目錄第一章 設(shè)計(jì)題目介紹311 剝豆機(jī)工作原理及工藝動(dòng)作過程312 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求3第二章 運(yùn)動(dòng)方案選擇321運(yùn)動(dòng)方案一 322運(yùn)動(dòng)方案二623運(yùn)動(dòng)方案三724運(yùn)動(dòng)方案四725運(yùn)動(dòng)方案對比8第三章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)介紹1131蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)1132帶傳動(dòng)1233萬向節(jié)12第四章 所選方案的具體設(shè)計(jì)1241工作循環(huán)圖1242參數(shù)計(jì)算1343主要機(jī)構(gòu)曲線分析 14第五章 所選方案圖片展示1951所選方案機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 1952所選方案實(shí)體圖1953 所選方案最終三維造型效果圖

2、20第六章 小組總結(jié)21第七章 參考資料21第一章 設(shè)計(jì)題目介紹：剝豆機(jī)設(shè)計(jì)11 剝豆機(jī)工作原理及工藝動(dòng)作過程將干蠶豆浸胖后放在料斗，通過振動(dòng)下料后將蠶豆平放排列成頭尾相接， 送都到切皮位置，將豆壓住并切開頭部的皮，然后用擠壓方法將豆擠出。剝豆機(jī)的主要工藝動(dòng)作時(shí)送料、壓豆切皮、擠壓脫皮。12 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求（1）蠶豆長度：2025mm（2）蠶豆寬度：1520mm（3）蠶豆厚度：68mm（4）生產(chǎn)率：每分鐘 80 顆豆第二章運(yùn)動(dòng)方案選擇21運(yùn)動(dòng)方案一我們將剝豆機(jī)的主要工藝動(dòng)作分為了四步：振動(dòng)送料，壓緊，切皮，擠壓脫皮。然后我們根據(jù)各個(gè)工藝動(dòng)作設(shè)計(jì)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（一）振動(dòng)送料機(jī)構(gòu)剝豆機(jī)對送料

3、的工藝要“振動(dòng)下料，將蠶豆平放排列成頭尾相連”。所以我們的送料機(jī)構(gòu)由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)組成。我們將用于裝蠶豆的漏斗與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊固結(jié)在一起，通過曲柄的整周轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化成漏斗的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。又因?yàn)槔玫钠们瑝K有急回運(yùn)動(dòng)的特性，實(shí)現(xiàn)了漏斗的快速下降，從而達(dá)到了振動(dòng)上料的目的。漏斗底部開有小孔，孔的截面為 20mm8 mm 的橢圓，剛好可以容納豎直放置的一顆蠶豆。通過振動(dòng)，使蠶豆能依次豎直地進(jìn)入漏斗底部的管道。漏斗底部管道與機(jī)架的管道（機(jī)架管 1）相接，并且套在機(jī)架管道外部，沿其上下移動(dòng)。機(jī)架管道底部直通帶有與管道孔大小相同槽的槽輪，使從漏斗振動(dòng)下料的蠶豆可以掉入槽輪的槽孔中。我們運(yùn)用

4、槽輪機(jī)構(gòu)是為了利用其間歇運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)依次送豆。我們在槽輪的圓周上開有間隔 90 度的槽孔， 槽的直徑略大于機(jī)架管道孔，即只能裝下一顆豎直放置的蠶豆。并且我們在槽輪上開有四個(gè)均布徑向槽，當(dāng)主動(dòng)撥盤回轉(zhuǎn)一周，通過撥盤上的圓銷進(jìn)入槽輪的徑向槽，撥動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)過 90 度。槽輪連有機(jī)架的平臺， 平臺上同樣開有截面為 20mm8 mm 的橢圓孔，并且直接連有管道（機(jī)架管 2），而且我們將管道 2 放在槽輪從機(jī)架管 1 處接豆后旋轉(zhuǎn)90 度的位置，所以可以實(shí)現(xiàn)從機(jī)架管 1 進(jìn)入槽輪槽孔的蠶豆可以依次進(jìn)入機(jī)架管 2，進(jìn)而一顆顆順次進(jìn)入隨后的機(jī)構(gòu)當(dāng)中。所以我們運(yùn)用曲柄滑塊（漏斗）和槽輪機(jī)構(gòu)可以滿足振動(dòng)下料并且

5、間歇順次運(yùn)送的工藝要求。（二）送豆切皮及壓緊機(jī)構(gòu)在我們的剝豆機(jī)中，我們把送豆和切皮及壓緊三個(gè)步驟設(shè)計(jì)成相互配合的一系列動(dòng)作。我們運(yùn)用了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)作為我們的步進(jìn)傳輸蠶豆的裝置。我們將該機(jī)構(gòu)安放在機(jī)架導(dǎo)軌的正下方，并且在連桿上設(shè)有鉸鏈點(diǎn)，使之與帶有撥動(dòng)齒的撥桿相鉸接，從而我們可以利用連桿的平動(dòng)來實(shí)現(xiàn)撥動(dòng)蠶豆向前移動(dòng)的動(dòng)作。首先我們設(shè)定曲柄搖桿步進(jìn)機(jī)構(gòu)的初始位置，即其左齒 1 的左極限位置在機(jī)架管 2 管口的左側(cè)，一旦步進(jìn)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，當(dāng)有蠶豆從機(jī)架管 2 掉落進(jìn)機(jī)架導(dǎo)軌后， 連桿帶動(dòng)與其鉸接的撥桿向前平動(dòng)，此時(shí)落進(jìn)導(dǎo)軌的第一顆蠶豆會被左齒 1 向前撥動(dòng)行程 L。并且我們設(shè)定每一個(gè)齒運(yùn)動(dòng)的行程大于每兩

6、個(gè)齒的間隔。所以當(dāng)左齒 1 將蠶豆向前撥動(dòng)行程 L 后，即步進(jìn)機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)到其右極限位置，接著，步進(jìn)機(jī)構(gòu)向其左極限位置運(yùn)動(dòng)。當(dāng)步進(jìn)機(jī)構(gòu)第二次由左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，蠶豆會被左齒2 再接著向前撥動(dòng)行程 L，與此同時(shí)，第二顆蠶豆會從機(jī)架管 2 掉進(jìn)機(jī)架導(dǎo)軌中， 被步進(jìn)機(jī)構(gòu)的左齒 1 向前撥動(dòng)行程 L。以次類推，每一顆蠶豆經(jīng)由八個(gè)齒向前推動(dòng)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對蠶豆的連續(xù)傳動(dòng)。而且，根據(jù)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性，還可以保證步進(jìn)機(jī)構(gòu)在撥動(dòng)一顆蠶豆后，可以迅速返回?fù)軇?dòng)下一顆蠶豆，縮短了傳送的時(shí)間，提高效率。此外，我們在最后一個(gè)齒，即齒8 處前端安放有刀具，用于蠶豆切皮。為實(shí)現(xiàn)這一動(dòng)作，我們利用了平底凸輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)其處于遠(yuǎn)

7、休止的階段，使其平底推桿底部距離導(dǎo)軌的垂直距離略小于蠶豆的厚度，因此可以實(shí)現(xiàn)對蠶豆的暫時(shí)保壓固定，并且我們在平底推桿上套有彈簧，通過對彈簧剛度的設(shè)定，我們可以調(diào)定平底對蠶豆的壓緊力的大小，所以我們可以保證能固定蠶豆，使其利于刀具對其的切皮，并且也可以不壓扁蠶豆。此外，我們將凸輪的轉(zhuǎn)軸中心距離齒 8 的左極限位置的水平距離設(shè)定得略小于齒 8 的行程 L。所以當(dāng)凸輪壓住蠶豆的時(shí)候，齒 8 還可以繼續(xù)向前移動(dòng)，從而可以切近蠶豆中，實(shí)現(xiàn)壓緊切皮的動(dòng)作。第一顆蠶豆被壓緊切皮后，凸輪的遠(yuǎn)休止階段結(jié)束，平底推桿向上移動(dòng)，步進(jìn)機(jī)構(gòu)齒 8 也由其右極限位置向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)退刀，蠶豆停止在原位。當(dāng)齒 8 再次運(yùn)動(dòng)到

8、其右極限位置的過程中，將第二顆蠶豆推至第一顆蠶豆停留處，與第一顆蠶豆發(fā)生碰撞，借助這一推力，第一顆蠶豆向前移動(dòng)，從前方緊接的傾斜機(jī)架導(dǎo)軌滑落致后面的機(jī)構(gòu)當(dāng)中。所以我們通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和平底凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對蠶豆的傳送和壓緊切皮一系列動(dòng)作。（三）擠壓脫皮機(jī)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)對蠶豆的擠壓脫皮，我們選用的是軋輥裝置。設(shè)定兩軋輥之間的間隙為 5mm，略小于蠶豆的厚度。蠶豆由于其重力，掉落進(jìn)軋輥，在通過軋輥間歇時(shí)，兩個(gè)軋輥同時(shí)向中心回轉(zhuǎn)，對蠶豆一端擠壓，由于蠶豆另一端已經(jīng)被切皮，所以蠶豆可以從切皮端被擠出。22 運(yùn)動(dòng)方案二該方案是在方案一的基礎(chǔ)上，用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)代替了有間歇運(yùn)動(dòng)的槽輪機(jī)構(gòu)，這個(gè)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是在滑塊上

9、開一個(gè)比一粒豆稍大的小槽，滑塊每往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次就可以運(yùn)一顆豆，這樣可以保證蠶豆能夠一顆一顆的落到水平槽上。下面就是振動(dòng)抖料，且保證蠶豆按一定次序排列的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖：具體的運(yùn)動(dòng)過程是：上面的滑塊帶著料斗每上下抖動(dòng)一次都可能會有蠶 豆落下來，落下來的蠶豆可能不止一 粒，并且排列無序，可是只能有一粒蠶豆落到小槽里，因?yàn)樾〔鄣某叽缰槐纫活w蠶豆稍大。此時(shí)下面帶槽的滑塊在曲柄的帶動(dòng)下迅速將豆送到右邊的管口 處，而后又迅速退回去接下一顆豆。這樣從下面管口掉下的蠶豆都是有序的。這個(gè)方案的實(shí)現(xiàn)要求對下面的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)有很高的要求，除了有急回運(yùn)動(dòng)特性外，還要求滑塊退回的速度很快。同時(shí)也要嚴(yán)格根據(jù)滑塊的行程（即

10、是兩固定管間的距離）來設(shè)計(jì)下面的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。23 運(yùn)動(dòng)方案三此運(yùn)動(dòng)方案是在方案一的基礎(chǔ)上，用小型的壓力機(jī)構(gòu)代替凸輪推桿機(jī)構(gòu)。這兩個(gè)機(jī)構(gòu)都是用來壓緊豆以保證切皮。以下就是該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖：該機(jī)構(gòu)是由齒輪、連桿、滑塊組合而成的。機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件 n= 8低副數(shù)目Pl= 10高副數(shù)目Ph=2局部自由度F=1虛約束p=0機(jī)構(gòu)的自由度 F=3n -（2 Pl + Ph -p ）- F=38 -（210+2-0）-1=1該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)齒輪分別和兩個(gè)偏心輪固結(jié)在一起，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)輪繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)通過偏心輪傳遞給連桿機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)與滑塊相連的輸出桿件的上下運(yùn)動(dòng)。因此可以用輸出桿的沖壓力來壓緊蠶豆便于切

11、皮。選擇此機(jī)構(gòu)作為壓緊機(jī)構(gòu)的原因是該機(jī)構(gòu)的輸出壓力小，適合壓豆。此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是如何通過合理的設(shè)計(jì)各個(gè)構(gòu)件的尺寸來得到合適的壓力。因此它對齒輪、偏心輪以及連桿的尺寸和形狀的設(shè)計(jì)都要求較高。24 運(yùn)動(dòng)方案四此方案的設(shè)計(jì)主要是考慮到如何提高生產(chǎn)率。該方案與方案一有很大的不同。抖料機(jī)構(gòu)采用的是凸輪機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如下圖所示當(dāng)時(shí)考慮到此機(jī)構(gòu)的主要原因是偏置直動(dòng)滾子推桿圓盤凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性好。而且小滾子引進(jìn)的局部自由度可以有效地避免較大沖擊對機(jī)構(gòu)造成磨損。機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件 n= 3低副數(shù)目Pl= 3高副數(shù)目Ph=1局部自由度F=1虛約束p=0機(jī)構(gòu)的自由度為 F=3n -（2 Pl + Ph -p

12、 ）- F=33 -（23+1-0）-1=1此方案中為保證豆子能夠一粒一粒的有序的首尾排列，采用了槽輪機(jī)構(gòu)（見方案一）?？紤]到提高生產(chǎn)率我們在每抖下來一定數(shù)目（8 顆）的豆以后采用同時(shí)壓緊切皮機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是借鑒汽車的配汽機(jī)構(gòu)，實(shí)體圖如下所示：我們在這個(gè)機(jī)構(gòu)上所作的改進(jìn)是：下面的配氣裝置均是靜止不動(dòng)的，作為固定不動(dòng)的槽。而且凸輪軸上的所有凸輪裝的方向都是一致的。這樣能夠保證每顆豆所受壓力的大小和時(shí)間都相同。在蠶豆受壓的同時(shí)我們利用裝在槽側(cè)面的刀來切豆。豆子被壓住的保壓時(shí)間是利用凸輪的一段遠(yuǎn)休止弧來實(shí)現(xiàn)的。在這段保壓時(shí)間利用槽側(cè)的刀刃將豆子的側(cè)面劃破。這種同時(shí)將一定數(shù)量的豆壓緊切皮的機(jī)構(gòu)大大的縮短

13、了工作時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。蠶豆經(jīng)壓緊后，從機(jī)架導(dǎo)軌的側(cè)面走刀，同時(shí)切皮（切豆的側(cè)面）。切皮后的擠壓脫皮是靠軋輥來實(shí)現(xiàn)的。為提高生產(chǎn)效率，我們打算將切皮后的豆同時(shí)脫皮，于是考慮采用將槽側(cè)翻的方式來實(shí)現(xiàn)，使蠶豆所在的機(jī)架導(dǎo)軌側(cè)翻，在其另一側(cè)安裝有軋輥，所以可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫皮?？刂撇蹅?cè)翻的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如下圖所示：該機(jī)構(gòu)借鑒的是自動(dòng)卡車車廂的舉升機(jī)構(gòu)。利用這個(gè)機(jī)構(gòu)將槽側(cè)翻要注意的是合理的控制好槽側(cè)翻的角度，以保證蠶豆的順序不至于混亂。25 運(yùn)動(dòng)方案對比（一）振動(dòng)送料機(jī)構(gòu)對比11 振料機(jī)構(gòu)對比：對剝豆機(jī)進(jìn)料的工藝要采用振動(dòng)上料。方案一中采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將漏斗與滑塊固結(jié)，由滑塊的上下往復(fù)直線移動(dòng)帶動(dòng)

14、漏斗同步上下移動(dòng)，同時(shí)利用偏置曲柄滑塊的急回特性可以實(shí)現(xiàn)在滑塊快速回程下降時(shí)達(dá)到振動(dòng)漏斗中蠶豆的效果。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是平面連桿機(jī)構(gòu)的演化形式之一，它具有連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)。方案四中采用的是偏置直動(dòng)滾子推桿圓盤凸輪機(jī)構(gòu)，將漏斗與推桿固結(jié)，由推桿的上下往復(fù)直線移動(dòng)，帶動(dòng)漏斗的上下移動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)振動(dòng)下料。我們對兩種方案中的機(jī)構(gòu)作了如下的對比：1從機(jī)構(gòu)的功能來看：由于此時(shí)我們只需要實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)直線移動(dòng)，曲柄滑塊和直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動(dòng)的特征。2從機(jī)構(gòu)的工作性能來看：偏置曲柄滑塊有急回的特性，可以快速下降，從而對蠶豆產(chǎn)生較大的振動(dòng)，達(dá)到振動(dòng)下料的目的。而直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沒有急回的特性，

15、不能對蠶豆產(chǎn)生較大的振動(dòng)，不利于將漏斗中的蠶豆振動(dòng)到合適的位置，從而從管口中掉落。3從機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能來看：滾子凸輪采用了滾子，所以磨損較小，可以承受較大的載荷。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊和機(jī)架之間會有較大的摩擦，但是其中的運(yùn)動(dòng)副都是低副，為面接觸， 也可以承受較大的載荷。并且我們此處只是用于振動(dòng)裝有一定數(shù)量蠶豆的漏斗，屬于較輕的載荷，所以兩者的動(dòng)力性能都可以滿足工藝的要求。4從制造加工經(jīng)濟(jì)性來看：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副都是低副，構(gòu)件的幾何形狀簡單，所以加工制造方便。凸輪機(jī)構(gòu)輪廓線難于加工制造。此處僅用于承載較小的載荷，所以生產(chǎn)成本大。綜上：我們最終采用方案一的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來作為我們的振動(dòng)上料機(jī)構(gòu)。12

16、送料機(jī)構(gòu)對比方案一中為實(shí)現(xiàn)工藝要求中的使蠶豆直線順次排列，采用了有間歇運(yùn)動(dòng)的槽輪機(jī)構(gòu)傳送從漏斗中振動(dòng)下來的蠶豆。方案二中為達(dá)到這一目的采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。我們對兩種機(jī)構(gòu)作了如下的對比：1從機(jī)構(gòu)的功能來看： 方案一在槽輪上開有位于同一圓周的均布的四個(gè)槽孔，并且每一個(gè)槽孔的大小只能容納一顆豎直放置的蠶 豆。通過主動(dòng)撥盤的撥動(dòng)，槽輪轉(zhuǎn)過 90 度，剛從機(jī)架管 1 處接下的蠶豆可以落進(jìn)機(jī)架管 2。利用其間歇運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，撥盤每轉(zhuǎn)過一周，槽輪向下傳送一顆蠶豆。所以可以實(shí)現(xiàn)蠶豆的順次傳送，又通過所開的孔的大?。ㄖ荒苋菁{一顆蠶豆）可以保證蠶豆的直線排列。方案二采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來代替槽輪機(jī)構(gòu)， 在滑塊上同

17、樣開有只能容納一顆蠶豆的孔，利用滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從機(jī)架管 1 處接下一顆蠶豆， 運(yùn)送至機(jī)架管 2 管口掉落。所以兩種機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)依次傳送蠶豆，并且保證蠶豆的直線排列。2從機(jī)構(gòu)的工作性能來看：方案一槽輪每轉(zhuǎn)一周可以傳送四顆蠶豆，方案二滑塊來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次可以轉(zhuǎn)送一顆蠶豆，效率較低。如果要提高傳送的效率必須加快曲柄的轉(zhuǎn)速，但是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊的質(zhì)心是在做變速運(yùn)動(dòng)，所產(chǎn)生的慣性力難于用一般的平衡方法加以消除，所以并不適合高速運(yùn)動(dòng)。3從機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能來看：方案一槽輪機(jī)構(gòu)槽輪速度會突變，因此會有剛性沖擊，不適合用于重載的場合。方案二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副為低副，是面接觸，所以磨損較小，可以承受較大

18、的載荷。但是我們此處只是用于傳送蠶豆， 沒有較大的載荷，所以兩者都適合該工藝要求。4從制造加工經(jīng)濟(jì)性來看：方案二曲柄滑塊機(jī)構(gòu)制造簡單，生產(chǎn)成本底，并且可以使整個(gè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊。方案一槽輪機(jī)構(gòu)的加工相對復(fù)雜，并且所占的空間比曲柄滑塊大。綜上：為了保證傳送的效率，我們最終采用方案一的槽輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)送料的過程。（二）壓緊機(jī)構(gòu)對比方案一中采用的是直動(dòng)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，并且在推桿上套有彈簧，從而實(shí)現(xiàn)壓緊力可調(diào)。方案三是借用小型的壓力機(jī)構(gòu)代替凸輪推桿機(jī)構(gòu)。我們從一下方面對兩種方案進(jìn)行了對比：1從機(jī)構(gòu)的功能來看： 方案一是利用凸輪遠(yuǎn)休的特點(diǎn)來對蠶豆實(shí)現(xiàn)暫時(shí)的保壓固定。方案三是通過從動(dòng)件與機(jī)架的移動(dòng)副， 實(shí)現(xiàn)

19、上下往復(fù)移動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)壓緊的動(dòng)作。所以兩種機(jī)構(gòu)都可以達(dá)到此項(xiàng)工藝要求。2從機(jī)構(gòu)的工作性能來看： 方案一在推桿上可以套有彈簧，可以實(shí)現(xiàn)壓緊力可調(diào)，所以可以保證不會壓壞蠶豆。并且由于采用了平底推桿凸輪，所以推程壓力角為零，傳力效果好， 承載能力強(qiáng)。方案三利用從動(dòng)件的上下移動(dòng)，無法實(shí)現(xiàn)較長時(shí)間的保壓固定，并且與機(jī)架的磨損較大。3從機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能來看： 方案一平底凸輪運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，凸輪與平底的接觸面間易形成油膜，潤滑較好，所以可以用于高速運(yùn)動(dòng)的場合，易于保證生產(chǎn)效率。方案三有連桿機(jī)構(gòu)，不能用于高速運(yùn)動(dòng)的場合。4從制造加工經(jīng)濟(jì)性來看：方案一涉及的構(gòu)件少，僅有凸輪，推桿，加工制造方便，成本較底。方案三涉及的機(jī)構(gòu)

20、過，包括連桿， 齒輪，滾子，偏心輪，加工成本高，所占空間大， 結(jié)構(gòu)不緊湊。綜上：我們采用方案一的直動(dòng)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)。（三）單次加工量對比方案一，二，三采用的都是蠶豆順次傳送，壓緊切皮和擠壓脫皮。方案四采用的是順次傳送，但是借用汽車的配器裝置同時(shí)壓緊8 顆蠶豆，從機(jī)架導(dǎo)軌的側(cè)面走刀，同時(shí)切皮（切豆的側(cè)面），然后借用自動(dòng)卡車車廂的舉升機(jī)構(gòu)，使蠶豆所在的機(jī)架導(dǎo)軌側(cè)翻，在其另一側(cè)安裝有軋輥，因此可以實(shí)現(xiàn)蠶豆的批量擠壓脫皮。我們對兩種方案作了以下對比：1從機(jī)構(gòu)的功能來看：兩種加工量的方案都是以保證了工藝要求的前提下設(shè)計(jì)的，所以都滿足工藝要求。但是方案四的生產(chǎn)效率可以更高。2從機(jī)構(gòu)的工作性能來看：方案四

21、采用了大量的凸輪機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)平穩(wěn)。但是整個(gè)機(jī)構(gòu)為保證其工作的精度，要保證位于機(jī)架軌道上傳送的蠶豆的間隔，使其恰好與頂部用于壓緊的凸輪間隔相等。此控制，要涉及到底部步進(jìn)機(jī)構(gòu)連桿的傳動(dòng)規(guī)律的控制，所以難度大。此外還要嚴(yán)格控制導(dǎo)軌傾翻的角度，才能保證已經(jīng)排列好的蠶豆在滑落時(shí)不至于順序錯(cuò)亂，導(dǎo)致不方便軋輥擠壓脫皮。3從制造加工經(jīng)濟(jì)性來看： 方案四涉及的凸輪構(gòu)件較多，并且凸輪的輪廓線與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律密切相關(guān)，但，凸輪機(jī)構(gòu)對制造誤差敏感大，所以加工制造難度大，加工成本高。綜上：我們還是采用每次僅軋制一顆蠶豆的方案。 通過對各種方案的綜合對比后，我們最終選擇方案一。第三章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)介紹31 蝸桿蝸輪減速機(jī)構(gòu)

22、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高達(dá) 960 轉(zhuǎn)/分，這么高的轉(zhuǎn)速不可能直接來驅(qū)動(dòng)剝豆機(jī)，必須經(jīng)過減速裝置才能加載到機(jī)器上。我們設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)剝一顆豆，要保證每分鐘剝 80 顆豆，32帶傳動(dòng)本機(jī)構(gòu)所用帶傳動(dòng)時(shí)有固聯(lián)主動(dòng)軸上的主動(dòng)輪，固聯(lián)于從動(dòng)軸上的三個(gè)從動(dòng)輪和緊套在四個(gè)輪上的傳送帶。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主.傳動(dòng)比就為 1：12。單級齒輪傳動(dòng)比一般都小于 5，如果要達(dá)到 1：12 的傳動(dòng)比就必須要兩級齒輪機(jī)構(gòu)來減速。而蝸桿傳動(dòng)比 i=580。因此用蝸桿蝸輪可直接減速到所需轉(zhuǎn)速。動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的摩擦（或者是嚙合）便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞一定動(dòng)力。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，造價(jià)低廉以及緩沖時(shí)吸振等優(yōu)點(diǎn)

23、。由于本機(jī)器中撥盤的傳動(dòng)軸與其它主動(dòng)件的傳動(dòng)軸空間交錯(cuò)成 90 度，若采用圓錐齒輪改變傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向，由于圓錐齒輪造型 復(fù)雜，加工成本高，嚙合過程易產(chǎn)生軸向推力，影響軸的壽命。所以我們采用可用于傳遞兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的萬向節(jié)。雙萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)（如圖所示）中，為使主，從動(dòng)軸的角速度恒相等，除要求主從動(dòng)軸和中間軸應(yīng)位于同一平面之外，還必須使主從動(dòng)軸中間的軸線夾角相等，而且中間軸兩端的叉面應(yīng)位于同一平面。33萬向節(jié)第四章 所選方案的具體設(shè)計(jì)41 工作循環(huán)圖剝豆機(jī)工作循環(huán)圖漏斗上升210下降396上升槽輪停轉(zhuǎn)156停240凸輪推桿下降上升216停324停418軋輥轉(zhuǎn)120180 240300 3604

24、20480步進(jìn)曲柄角度42 參數(shù)計(jì)算=arctan(z1/q)=arctan(2/10)=11.3（一）標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)計(jì)算蝸桿蝸輪頭數(shù)分度圓直徑z1=2d1=50(查表)齒數(shù)分度圓直徑z2=24d2= mz2=524=120直徑系數(shù)導(dǎo)q=d1/m=50/5=10程角模數(shù)m=5壓力角=20中心距a=（d1+d2）/2=85傳動(dòng)比i=1：12（二）主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸振料機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算（單位：mm）行程速比極位夾角曲柄長度連桿長度滑塊行程k=1.5=180（k-1）/(k+1)=36 5097.5150槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算（單位：mm）參數(shù)計(jì)算公式或依據(jù)數(shù)據(jù)槽數(shù) z由工作要求確定4圓銷數(shù) n由工作要

25、求確定1中心距 L由安裝空間確定150回轉(zhuǎn)半徑 RR=Lsin106.1圓銷半徑 rr=R/617.7槽頂半徑 ss=Lcos106.1槽深 hhs-(L-R-r)79.8撥盤軸徑 d1d12(L-s)87.8槽輪軸徑 d2d22(L-R-r)52.4槽頂側(cè)壁厚 b354鎖止弧半徑 r0r0=R-r-b84.4總時(shí)間t2/10.75槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間td21/10.18運(yùn)動(dòng)系數(shù)k=td / t =21/20.25轉(zhuǎn)速18.38rad/s（三）機(jī)構(gòu)總尺寸總機(jī)構(gòu)長540mm寬437mm高690mm43主要機(jī)構(gòu)曲線分析（一） 漏斗（滑塊）的運(yùn)動(dòng)分析：漏斗的位移，速度，加速度曲線如下圖所示：1 漏斗的位移

26、時(shí)間曲線由曲線圖可知漏斗的位移是近似按正弦規(guī)律變化的。2 漏斗的速度時(shí)間曲線由速度曲線可知，速度的變化是連續(xù)的，無突變，因此無剛性沖擊。當(dāng)漏斗運(yùn)動(dòng)在行程中點(diǎn)時(shí)，漏斗的速度最大；當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)在最高和最低位置時(shí)，漏斗的速度為 0，其運(yùn)動(dòng)方向開始改變。由于振動(dòng)抖料是由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，因此滑塊向上運(yùn)動(dòng)的速度和向下運(yùn)動(dòng)的速度在曲線圖上不是對稱的。這就很好的反映了急回的特點(diǎn)。3 漏斗的加速度時(shí)間曲線在該曲線圖中，加速度在不同時(shí)刻都有不同的變化。在速度最大的時(shí)刻，加速度突變的比較厲害，此時(shí)存在柔性沖擊。在速度為 0 的時(shí)刻，加速度變化的比較平緩，沖擊較小。整體分析。在某些時(shí)刻（圖中的 t=2.

27、4s）加速度突變的特別厲害，此時(shí)的沖擊是非常大的，這對整個(gè)機(jī)構(gòu)的影響是很不利的。如果更合理的設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸，這種較大的沖擊是可以避免的。（二） 曲柄搖桿步進(jìn)機(jī)構(gòu)1連桿（撥桿）位移曲線步進(jìn)機(jī)構(gòu)的撥桿與曲柄搖桿的連桿相鉸接，所以任取其上一點(diǎn)所測的位移曲線同連桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是近似的正弦曲線，代表其上每一點(diǎn)的軌跡是在往復(fù)地平動(dòng)。2連桿（撥桿）水平方向速度，加速度曲線（速度曲線）（加速度曲線）對比連桿的速度及加速度曲線，我們可以發(fā)現(xiàn)，連桿的速度呈近似的正弦函數(shù)規(guī)律，速度漸變，所以不會產(chǎn)生剛性的沖擊，這主要是因?yàn)榍鷵u桿是平面連桿機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)副都是低副，為面接觸，壓力，沖擊較小。其加速度也幾乎呈漸變規(guī)律，偶爾會有較大的波動(dòng)，在較大波動(dòng)處，會產(chǎn)生較大的慣性沖擊力。這可能是因?yàn)橐驗(yàn)榍鷵u桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦和構(gòu)件之間的振動(dòng)引起。但總的來 說，在承