机械原理剥豆机设计书

机械原理剥豆机设计书

一．简述

1.1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。

1.2设计要求：

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。

1.3 设计方案概述

1）为了使蚕豆成横卧头尾排列，采用振动料斗上料方法。

2）送料机构采用间歇运动机构。

3）压紧、切皮机构用联动组合机构，为保证压力不过大可在压头处加

一个刚度合适的弹簧。

4）利用两轧辊加压进行挤压脱皮，两轧辊之间间隙一般比蚕豆最小厚

度略小。

1.4设计任务

a) 执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出

运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比

较好的方案进行详细设计。

b) 对选择的方案画出机构运动循环图

a) 机构传动系统的设计

b) 对选择的方案进行机构尺寸设计

c) 用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动仿真

d) 用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动学分析，并画出输出机

构的位移、速度、和加速度线图。

e) 在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图。

f ）编写设计说明书。

二．工作原理和工艺动作分解

根据上述分析，剥豆机要求完成的工艺动作有以下四个动作：

2.1加料

加料：可以手动加料，并采用震动料斗，使蚕豆头尾排列进入送料机构。

2.2送料

送料：采用滚子推杆凸轮机构，间歇运动送料。

2.3压豆切皮

压豆切皮：压紧、切皮机构最好用联动组合机构，为保证压力不过大可在压头处加一个刚度合适的弹簧。

2.4挤压脱皮

挤压脱皮：利用两轧辊加压进行挤压脱皮，两轧辊之间间隙一般比蚕豆最小厚度略小。因此，剥豆机的运动方案设计重点考虑送料、压豆切皮、挤压脱皮机构这三个机构的选型和设计问题。

三．具体方案

3.1送料机构设计（采用间歇运动机构）

蚕豆是一种形状不规则的食物。蚕豆的皮比较结实，给蚕豆加工带来很多不便。因此，剥豆机用来将蚕豆去皮。这里是利用浸泡后的蚕豆皮很容易切开，而且与蚕豆

肉分离的特性来进行脱皮的。将浸胖后的蚕豆放在料斗里面，通过振动小料后使蚕豆

成头尾相接排列，故送料机构需达到实现振动上料，间歇送料的目的。下图为机构设

计方案：

（1）料筛沿着槽面左右水平往返移动，是蚕豆能够快速地按预定位置落入槽内。因

为蚕豆颗粒相对比较大，若没有振动这一过程，蚕豆容易卡在料筛的出豆口，将不能

达到预期目的。我们采用的是使蚕豆一粒一粒的落下，所以为了提高工作效率和降低

能耗，料筛振动的幅度不宜过大。故其行程约为30mm其简图和位移线图如下所示：

（2）推杆沿着槽的内部首先将蚕豆水平推进24mm，然后停止一段时间，等切皮结束后在往前推52mm，到达斜槽顶部是蚕豆下滑。若机构完成一个运动循环则其简图和位移

线图如图2-2所示：

注意由于浸泡后的蚕豆体积会有所增大，故送料口处通道应适当增大一点，整个机构

采用圆锥齿轮传动，且用于振动的凸轮采用圆柱凸轮，切每次振动下来的蚕豆数目为

两个，因为整个装置是左右对称一起工作的，故每次压紧切皮都是两个蚕豆同时进行。

3.2压紧、切皮机构（联动组合机构）

蚕豆经过送料机构被送上传送带后，紧接着就需要进行压紧切皮，现有以下三

种机构方案如图所示

方案一：

方案说明：

此方案运用了凸轮机构、连杆机构、偏心式曲柄滑块机构组成，凸轮1与轮2为一整体，轮2与连杆3也为一整体，当给凸轮一个角速度w时，杆件5会随着o1转动，当

运动到如图位置时，杆件5的前端含有弹簧的压紧装置便将蚕豆压紧，此时又由于偏心式曲柄滑块机构同时运动，并且需要求滑块也运动到压紧蚕豆的位置，此时滑块上的刀片便对蚕豆进行切皮，切皮结束后，随着凸轮的转动，滑块离开切皮位置，杆件5也将将顶端压紧装置抬起，随着传送带的运动，等下一个蚕豆到达指定位置时再进行上述操作。此装置中皮带可与轮2相连，就可以有动力来源。

方案二：

方案说明：

此方案运用了对心滚子直动从动件盘形凸轮机构、偏心式曲柄滑块机构组成，圆形轮1与凸轮2为一整体，当给定其一角速度转动后杆件3会上下做往复运动，当下降至最低点时刚好压紧传送带上的蚕豆，传送带连接1、7两个圆形轮，当1转动时7也随之转动，此时与7相连的曲柄6便运动起来，带

动5和4，使滑块沿着与机架相连的导路运动，

当压紧机构压紧蚕豆时，滑块也刚好运动到蚕

豆的边侧，就对蚕豆皮进行切割，随着机构的

运行，等下一个蚕豆到达指定位置时，重复上

述操作。可以再整体机构中设计左右相同的此

装置（对称），可提高工作效率。

方案三：(如右图所示)

方案说明：压紧—切片机构，此机构采用联动组合机构，为了保证压力不够大，防止

被压碎，所以在压头处加一个合适的弹簧。此机构的运动过程是先弹簧收缩，压紧豌豆，然后切刀将豌豆皮切开，当压紧—切片机构向上运动时，切刀离开豌豆，最后压

头离开豌豆。成功的完成切片任务。

方案分析：

上述三个方案中，方案二的设计更加合理可行，由于蚕豆在压紧过程中需要让压豆片

保持一定时间，好让切皮装置完成整个切皮过程，如果设计对称，可以提高加工效率，而且轮7可以作为后面的挤压脱皮装置的一个轧轮进行挤压脱皮。经小组讨论，最终

确定方案二为压紧切皮机构的最终方案。以下是当主动件一转完成一个循环时，切压

机构的位移图线：

3.3挤压脱皮机构（两轧辊加压进行挤压脱皮）

方案一：