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机械设计说明书剥豆机模板

时间:2019-04-13 06:23:34  来源:本站  作者:

  机械原理课程设计之 设计团队: 刘轶 何启泳 周培红 吕润 王庆新 设计要求 设计题目:蚕豆去皮机,其要求如下: 1)蚕豆长度。20~25mm 2)蚕豆宽度。15~20mm 3)蚕豆厚度。6~8mm 4)生产率。每分钟剥80粒。 5) 剥豆机要求体积小,重量轻,压紧力可调, 工作可靠, 外形美观 1 工艺过程 ? 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。 ? 剥豆机的主要工艺动作是送料、压豆切皮、挤压 脱皮 设计方案一 (一)振动送料机构 剥豆机对送料的工艺要求是“振动下料,将 蚕豆平放排列成头尾相连”。所以我们的送 料机构由曲柄滑块机构。 我们将用于装蚕豆的漏斗与曲柄滑块机构 的滑块固结在一起,通过曲柄的整周转动, 转化成漏斗的上下往复运动。 漏斗底部开有小孔,孔的截面为20mm×8 mm的椭圆刚好可以容纳竖直放置的一颗蚕 豆。通过振动,使蚕豆能依次竖直地进入漏 斗底部的管道。漏斗底部管道与机架的管道 相接,并且套在机架管道外部,沿其上下移 动。 (二)送豆切皮及压紧机构 我们该方案采用的切豆压皮机构略有改进 和创新,我们采用的是两个凸轮机构的相互 配合来完成压紧和切皮的。该机构中最关键 的的是两凸轮的运动配合,二者的运动规律 如图 其中上图代表红色推杆运动规律。下图位移代表绿色推杆运动规律。两推杆有所对凸轮 驱动,两凸轮我们采用带轮传动,故二者角速度相同,而两推杆两端形状不同红色推杆 为刀片结构,绿色推杆左端为平面结构。二者按上方位移图像方式相互配合,可以完成 对蚕豆的切皮,当蚕豆由漏斗进入红色推杆时,具体配合如下: 1蚕豆进入时,下方绿色杆件是在远休止段,此时蚕豆被绿色杆件顶端面拦截在管内, 蚕豆无法掉下。 2红色推杆开始向前推进,最终由刀片将上端豆皮切掉,形成开口。此时红色杆件在远 休止段。 3绿色推杆开始,收回,并向近休止段移动,打开红色筛管下端口,放出已切好的豆子。 4当绿色推杆到达近休止后继续向远休止端运动,此时红色推杆也开是返程,当绿色推 杆将筛管下端都封闭时,红色推杆正好将上方端口打开,并允许下一个蚕豆进入。之后 运动按此周期循环。 此规律可有上图得出,按照推杆位移图像可设计出相应的凸轮轮廓线。 (三),挤压脱皮机构 为实现对蚕豆的挤压脱皮,我们选用 的是轧辊装置。 设定两轧辊之间的间隙为5mm,略小 于蚕豆的厚度。蚕豆由于其重力,掉 落进轧辊,在通过轧辊间歇时,两个 轧辊同时向中心回转,对蚕豆一端挤 压,由于蚕豆另一端已经被切皮,所 以蚕豆可以从切皮端被挤出。 设计方案二 该方案是在方案一的基础上改进的,用有偏置曲柄 滑块机构代替了无偏置机构,这个机构的特点是在滑 块上开一个比一粒豆稍大的小槽,滑块每往复运动一 次就可以运一颗豆,这样可以保证蚕豆能够一颗一颗 的落到水平槽上。 下面就是振动抖料,且保证蚕豆按一定次序排列的 机构运动简图: 具体的运动过程是:上面的滑块带着料斗每上下抖 动一次都可能会有蚕豆落下来,落下来的蚕豆可能不 止一粒,并且排列无序,可是只能有一粒蚕豆落到小 槽里,因为小槽的尺寸只比一颗蚕豆稍大。此时下面 带槽的滑块在曲柄的带动下迅速将豆送到右边的管口 处,而后又迅速退回去接下一颗豆。这样从下面管口 掉下的蚕豆都是有序的。 这个方案的实现要求对下面的曲柄滑块机构的运动 有很高的要求,除了有急回运动特性外,还要求滑块 退回的速度很快。同时也要严格根据滑块的行程(即 是两固定管间的距离)来设计下面的曲柄滑块机构。 设计方案三 此方案的设计主要是考虑到如何提高生产率。该 方案与方案一有很大的不同。抖料机构采用的是凸 轮机构,其机构运动简图如下图所示 当时考虑到此机构的主要原因是偏置直动滚子推 杆圆盘凸轮机构运动的平稳性好。而且小滚子引进 的局部自由度可以有效地避免较大冲击对机构造成 磨损。 机构的活动构件n= 3 低副数目 Pl= 3 高副数目 Ph=1 局部自由度 F’=1 虚约束 p’=0 机构的自由度为 F=3n -(2 Pl + Ph -p’ )- F’ =3×3 -(2×3+1-0)-1 三种方案比较 优点 缺点 方案一 曲柄滑块机构中的运动副 没有急回的特性,不能对 都是低副,构件的几何形 蚕豆产生较大的振动 状简单,所以加工制造方 便 偏置曲柄滑块有急回的特 曲柄滑块机构滑块和机架 性,可以快速下降,从而 之间会有较大的摩擦 对蚕豆产生较大的振动, 达到振动下料的目的 凸轮机构轮廓线 滚子凸轮采用了滚子,所 以磨损较小,可以承受较 难于加工制造。此处仅用 大的载荷 于承载较小的载荷,所以 生产成本大。 方案二 方案三 最终选定方案 综上:我们最终采用方案二的曲柄滑块机构 来作为我们的振动上料机构。 所选方案的具体设计 相对动作序列 机构名 1工作循环图 机构动作 动作效果 1 电机 转18周 带动曲柄 2 曲柄 转18周 振动漏斗 3 漏斗 振动18下 下料 4 刀片尖顶推杆 一次运动循环 切下一个豆子 5 平面尖顶推杆 一次运动循环 放出一个豆子 6 辊子 转18周 挤出豆子 主要机构设计尺寸 振料机构的几何尺寸计算 行程速比 极位夹角 曲柄长度 k=1.5 (单位:mm) θ =180(k-1)/(k+1)=36° 50 连杆长度 滑块行程 97.5 150 2机构总尺寸 机构长 机构外形尺 1000mm 寸 宽 500mm 高 600mm (一) 漏斗(滑块)的运动分析:漏斗的位移, 加速度曲线如下图所示: 漏斗的位移—时间曲线 由速度曲线可知,速度的变化是连续的,无突变,因此无刚性冲击。当漏斗运 动在行程中点时,漏斗的速度最大;当滑块运动在最高和最低位置时,漏斗的速度 为0,其运动方向开始改变。由于振动抖料是由曲柄滑块机构的急回运动来实现的, 因此滑块向上运动的速度和向下运动的速度在曲线图上不是对称的。这就很好的反 映了急回的特点。 漏斗的加速度—时间曲线 在该曲线图中,加速度在不同时刻都有不同的变化。在速度最大的时刻, 加速度突变的比较厉害,此时存在柔性冲击。在速度为0的时刻,加速度变 化的比较平缓,冲击较小。整体分析。在某些时刻(图中的t=2.4s)加速度 突变的特别厉害,此时的冲击是非常大的,这对整个机构的影响是很不利 的。如果更合理的设计曲柄滑块机构的尺寸,这种较大的冲击是可以避免 的。 用solidworks进行仿真 点击播放三维动画 小结 这次机械原理课程设计实习,是对整学期所学知识的一个综合考察及运用。 在这次的设计过程中我们遇到了很多问题,例如由于在设计零件时没能整 体考虑机构总大小,导致零件尺寸不当。在装配过程中由于对软件间的不收 悉,给设计和装配带来很大的困难。 通过此次实习,不仅对所学知识有了巩固,同是对机械类软件业有了 新的认识与提高。在设计过程中,我们大胆运用新的凸轮机构及配合。 在这次的实习中,我们充分发挥了团队精神。从讨论涉及到最后的结稿, 我们都是经过共同努力完成的。尽管在讨论中出现过争执,然而通过讨论我 们互相弥补了对所学知识认识的不足及误区。 收获: 通过这次课程设计,我们对Solidworks这个软件有了更深的认识!认识了 很多新的命令

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