剥豆机的设计说明书

剥豆机的设计说明书（一）目录一、剥豆机设计前言 (1)二、设计数据和要求 (2)三、运动循环图 (2)四、三种方案的比较与选择 (3)五、最终方案的选择 (12)六、机械运动和动力设计 (13)七、感想与建议 (15)八、参考资料 (17)剥豆机设计前言随着国家对农业的日益重视，农产品的产量不断提高，人们不仅食用豆类产品的数量巨大，而且对剥豆皮的方法、质量及规格要求都非常高，而传统的手工剥豆皮效率低、所生产的豆子规格也很难完全统一。

为了提高工效和剥豆质量，采用剥豆机代替传统的手工剥豆，不仅可以满足当今市场的需求，而且豆子质量、规格都可以显著提高。

脱皮豆子采用工业化、自动化生产，既提高了生产效率，节省了大量劳动力，而且开辟了新的市场。

因为市场对脱皮豆的需求量很大，所以剥豆机肯定会有很大的市场前景。

瞄准了这个市场，设计出一台体积小、重量轻、工作可靠、外形美观、成本低的优质机器，定会在激烈的市场竞争中争得一席之地。

无庸质疑，一个国家的命运、前途就在于这个国家创新型人才的多少，即创新决定着国家的未来。

只有不断的创新，才能不被现代社会所淘汰。

因此，我们设计的产品不追求其复杂性，而注重它的经济性和实用性，因为只有这样才会被社会认可。

目前，许多产品都采取批量化生产，剥豆机亦是如此。

因此，设计的产品必须安全可靠，经济实用，才能赶上国家改革的步伐。

一台经济实用、质优价廉的剥豆机，不仅可以创造财富，还可以帮我们节省时间，让我们赶得上时代的步伐，我们已经被假冒伪劣产品搞的够呛，为了杜绝劣质产品，我们必须保证所设计的产品不是为了追求利润，而是为了造福大众，我们不能放过每一个细节，因为细节决定成败。

我们抱着服务人民的心态，遵循着经济实用的原则，认真的完成剥豆机设计，但愿我们的设计能被社会所认可，并带来可观的经济效益。

二、设计数据和要求：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。

剥豆机的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 :1）蚕豆长度。

20～25 mm。

2）蚕豆宽度。

15～20 mm。

3）蚕豆厚度。

6～8 mm。

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。

三、设计任务1.根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图2．进行送料机构、压紧-切皮机构、挤压脱皮机构的选型以实现上述动作要求。

（1）、送料机构一、送料机构此机构利用凸轮机构进行振动下料，在凸轮回转的过程中，料斗可以做上下振动，从而使蚕豆下落，达到送料目的。

此机构属于直动滚子推杆盘型凸轮机构，优点是不易磨损，可输入任意规律的直线移动：缺点是运动行程不大，易产生刚性冲击，有较大的噪声，误差较小，但效率较低由于运动副为高副，又靠力或形封闭运动副，不适用于重载。

二、送料机构首先通过曲柄连杆机构来振动送料机构，使泡好的蚕豆竖直进入圆盘的进料口。

该圆盘以一定的转速转动，蚕豆从圆盘上方的口子进入，由于圆盘的转动以及蚕豆重力的作用，蚕豆在下方的口子出来，并经过传送机构传送到下一机构。

圆盘的进料口是经过计算之后，均匀分布在圆盘上的，该圆盘机构能让我们根据出料时所需的速度而调节圆盘的转速，从而满足后面切皮和挤压的间歇要求。

送料机构图在此机构中，我们采用曲柄连杆机构，由于运动副为面接触，所以承载能力较大，同时能够实现一定的轨迹、定位要求；但由于会出现死点，所以须加飞轮调节，此外，由于平衡能力较差，所以不易用于高速运转。

送料圆盘送料机构方案评价：第一个方案用凸轮振动送料，而凸轮的运动不稳定，且他的运动曲线不好确定；而第二个方案用曲柄连杆机构和圆盘进行振动送料，圆盘上有间隔相同的八个孔，转动一周可送下八个豆子，提高了效率，所以选择圆盘送料机构。

（2）、压紧-切皮机构一、压紧-切皮机构在此机构中，我们现是采用带传动方式进行送料，将蚕豆送至切头处后再通过凸轮杠杆机构实现切皮。

1、带传动的优点是：结构简单，可用于相距较远的两轴之间运动和动力的传递，且过载时打滑，有安全保护作用。

缺点是：传动精度低，且带传动轴承上的压力大。

2、槽轮机构的特点：构造简单，外形尺寸小；机械效率高，并能较平稳地，间歇地进行转位；但因传动时存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。

3、采用凸轮加杠杆机构进行压紧切皮，工作原理简单，易于实现生产目的，但不易控制其精度。

二、压紧切皮机构在此方案中,我们先是采用凸轮加滑块机构将蚕豆推送至工作区,然后又利用凸轮机构控制刀头实现切皮过程.此机构比较简易,生产成本较低,但由于凸轮机构传送行程有限,不能远距离传送,所以很难将蚕豆送至指定位置,且传送不稳定,误差积累较大.同时,由于凸轮机构运动过程中会产生很大的冲击,对刀具磨损较大.三、压紧-切皮机构、由送料口提供的蚕豆在曲柄滑块的推动下进入切皮机构，该机构的侧面设有锋利的刀刃，蚕豆在曲柄滑块的推动下将往前运动，因此将在侧面产生一个开口，为下一步做好准备。

为了使蚕豆在切皮时不移动，在切皮位置需要添加一个压紧机构。

如上图所示，为凸轮连杆单侧停歇机构，它用于要求不高的单侧近似停歇机构。

由于压豆时总体精度要求不高，用这个机构就能满足所需的要求。

主动件匀速转动，滑块在行程内往复运动，并且当滑块运动到最下端时，会停留一段时间。

在滑块上升期间，由传输槽传送下一个需要加工的蚕豆到工作区。

由于蚕豆的大小不一样，为保证施加在蚕豆上的压力适中，我们在压头处加一个刚度适合的弹簧来调节。

根据最终生成率的要求，该主动件的转速应该为每分钟80转。

切皮机构图压紧切皮机构评价：方案一中的皮带传动精度低，且带传动轴承上的压力大。

方案二中凸轮比较简易,生产成本较低,但由于凸轮机构传送行程有限,不能远距离传送,所以很难将蚕豆送至指定位置,且传送不稳定,误差积累较大.同时,凸轮机构运动过程中会产生很大的冲击,对刀具磨损较大.方案三和方案一二相比没有用凸轮传动而改用了曲柄滑块机构，他的运动比较稳定且运动曲线好确定，所以采用方案三。

(3)、挤压脱皮机构、一、挤压脱皮机构、如图所示，我们采用扎辊挤压的方法，将切好的蚕豆挤压出来，实现豆、皮分离。

此机构的工作原理是利用一对轧辊的反相旋转。

轧辊表面添加有剧型的橡胶，一旦蚕豆接触了轧辊之后，将被轧辊吸住。

由于轧辊之间的距离比蚕豆的厚度略小，蚕豆将受到轧辊的挤压，豆沿着切开的口子方向弹出，豆皮随轧辊沿相反方向卷入。

二、挤压脱皮机构、在此机构中，我们通过运用齿轮传动来带动轧辊，从而将切好皮的蚕豆进行剥皮。

具体剥皮方法同方案一。

挤压脱皮机构评价：在此机构中我们使用齿轮传动具有以下优点：a、齿轮机构属高副机构，在传动中承载能力较强；b、传递功率范围大，传动效率高；c、传动比准确；d、传动比较稳定，使用寿命长，工作安全性能好等。

3.机械运动方案的评定(一)设计方案一：此方案示意图如下所示：在此方案中，我们进行了如下设计：1、利用凸轮机构进行振动下料；2、利用凸轮及杠杆机构进行压紧及切头；3、利用带轮及传送带进行送料，并利用槽轮进行间歇；4、利用传送漏斗将传送过来的蚕豆送入。

(二)设计方案二：此方案的示意图如下所示:在此方案中,送料机构及脱皮机构同方案一，此方案将压紧切头凸轮置于上方,省去了杠杆机构,此外,此方案利用一曲柄滑块机构推动蚕豆,将其推至工作区进行切皮。

（三）运动方案三：在此次剥豆机设计过程中，我们共提出了三种设计方案，并将每个方案的优缺点进行了详细的分析与比较，最后在综合考虑了生产、功效、市场等多方面因素后对方案进行了选择。

三种方案的比较通过以上比较,我们选择第三种方案最终设计方案。

四．根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。

五．绘制机械运动示意图（如运动方案三所示）。

六.对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算，绘制机械运动方案简图。

（1）传动机构的运动尺寸计算通过查阅机械运动手册知，普通V带的带速V=(πd1n)/(60×1000)≤Vmax(Vmax=25~30)d1为带轮直径，n为其转速。

V=5m/sd1=95mm由传动比i=n1/n2=d2/（（1-ε）×d1）d2=1120mm带轮中心距0.7(d1+d2)<a<1(d1+d2)则设a=900mm（2）.执行构件运动参数由于工作要求为每分钟剥80粒，且圆盘上均匀分布8个凹槽，所以圆盘的转速确定为N=10r/min推杆的周期应与工作周期一致，每分钟80转，这可以确保每次有且只有一粒蚕豆被推到切口处。

曲柄滑块机构中的曲柄通过带传动与马达相连。

落料机构中，大圆盘的转动由齿轮变速后得到。

另外，大圆盘上每两槽位的间隙选为每粒蚕豆宽的3~4倍。

固定其直径为D=160mm而推杆距大圆盘圆心的距离定为100mm。

7.感想与建议。

机械原理课程设计是本专业学习中非常重要的组成部分，它将理论与实践结合起来，旨在全面提升我们对专业知识的灵活运用，发掘我们的创新精神，从而提高我们的综合素质。

通过本次课程设计，我不仅复习了已学的知识，将知识赋予实际生产设计之中，而且增期了创新意识，总的来说受益匪浅。

这次课程设计我们所做的题目是设计一台剥豆机。

由于是第一次做课程设计类题目，对此没有一点经验，所以刚开始时感到好像无从着手，只是将题目反复的阅读、理解。

在对设计目的及意义有了初步了解之后，我们开始通过各种渠道搜集有关剥豆机的数据资料，拟定工艺过程，绘制运动循环图，并提出了数种运动方案进行比较，经过反复研究，我们选出了最为合理的方案进行设计。

可以说本次课程设计还是比较完美的。

在设计的过程中培养了我们综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。

在次期间我们三个共同面对遇到的困难，培养了我们的团队精神。

在这些过程中我们充分认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步加强，今后的学习还要进一步努力。

本次课程设计不仅仅是对自己所学知识的一次系统总结与应用，还是对自己能力的一次检验。

在本次课程设计中，由于我们三的能力都不好，不想人家强强组合，也没有电脑，做起来特别不方便，所以遇到了很多麻烦，但我们三个认真做了，努力过了，这次设计真正考验了我们三个。

作为机械设计制造及自动化大二的学生，我们觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。

在已度过的大二的时间里我们大多数接触的是专业基础课。

我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践方面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。