机械课程设计剥豆机 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
机械原理课程设计
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 (1)
2.工作原理及工艺动作分解 (1)
3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (1)
4.执行机构选型 (3)
5.机构运动方案的选择和评定 (5)
6.机械传动系统的速比和变速机构 (5)
7.机构运动简图 (5)
上料 切皮 脱皮 8.剥豆机压紧切皮机构的尺度设计 ...........................6 9. 工作原理图......................................................8 10.设计体会 (9)
一、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
送料、压豆切皮、挤压脱皮。 2、原始数据及设计要求 蚕豆长度：20~25mm 蚕豆宽度：15~20mm 蚕豆厚度：6~8mm 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。 二、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：
3600
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
五、机构运动方案的选择和评定
方案一采用连杆机构，曲柄带动摇杆摆动，使从动机构上下往复运动，能完成先压后切的动作，由于杆件较多，因此其运动规律较难确定，尺寸难以计算。
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，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
方案一 方案二
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： i 总=
执行主轴
总n n =
80
800
=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×m=32mm d2=z2×m=160mm 2）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=
节园直径d1’=d1=Z4m=213mm d2’=d2=Z5m=748mm 啮合角α’=α=20o
齿顶高h a1=（h a*+x1）mh=
H a2=（h a*+x2）mh=12.184mm
齿根高h f1=（h a*+ c *-x1）mh= H f2=（h a*+ c *-x2）mh=21.723mm 齿顶圆直径d a1= d 1+2 dh a1=
