简易半自动枣子去核机设计.docx
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简易半自动枣子去核机设计
目录
机械创新课程设计任务书2
一、课程设计的目的2
二、课程设计的内容3
三、课程设计的题目3
四、课程设计的教学参考书3
简易半自动枣子去核机方案说明书4
一、问题的提出4
二、设计题目4
2.1、功能要求4
2.2、工作原理及工艺过程4
2.3设计要求4
三、设计方案简述4
四、原动机及传动机构的选择6
4.1原动机的选择6
4.2顶针运动机构的选择6
4.3控制上工作盘间歇转动的机构选择7
五、装置整体运动方案的确定8
六、机构组合设计9
6.1、凸轮机构的设计9
6.2槽轮机构的设计10
七、运动协调设计11
八、圆柱直齿轮的设计11
九、装置总体运动方案12
9.1总体运动方案图12
9.2简易半自动枣子去核机工作原理14
十、方案评价14
参考文献15
设计小结15
机械创新课程设计任务书
——北京理工大学珠海校区
一、课程设计的目的
要求学生综合应用所学过的机构组成原理及各类常用机构的结构组成、运动原理、工作特点及应用场合等知识，进行机构的选型、组合、分析与综合。
通过本次机械创新设计要求实现：
1．培养学生的创新意识
2．培养学生整机设计与产品设计的概念
3．培养学生解决工程实际问题能力
4．培养学生机构综合能力与计算机能力
二、课程设计的内容
课程设计内容一般包括：
要求学生进行调研分析、功能原理分析、机械系统运动方案设计、常用机构运动设计、相关运动学和动力学计算分析、撰写设计说明书，并组织答辩。
三、课程设计的题目
课程设计的选题基本原则是：
具有按照机械的使用要求进行机械传动系统方案设计的初步能力
具体要求是：
1．以运动方案设计为主。
运动设计方案由学生独立提出，经独立地分析、比较后确定最佳方案，以发挥其主观性、创造力。
2．以简单的整机设计为主。
3．选题要覆盖机械原理课程的主要内容。
4．选题应结合生产实际，是学生本人在日常生活、生产劳动中所熟悉的。
5．选题的设计结果应包括3种左右典型机构，也允许选用其他常用机构或组合机构。
参考题目：
1、步行机器人
2、灵巧机械手
3、健身自行车
4、狗拉车
5、小猴划船
6、七星瓢虫
7、啄木鸟啄树。
8、台式电风扇摇头装置
四、课程设计的教学参考书
1.罗洪田．机械原理课程设计指导书．北京：
高等教育出版社，1986
2.姜琪．机械运动方案及机构设计——机械原理课程设计题例及指导．北京：
高等教育出版社，1991
3.邹慧君.机械原理课程设计手册.北京：
高等教育出版社，1998
简易半自动枣子去核机方案说明书
一、问题的提出
我国是枣子主产区"产地遍布全国许多省区，主要分布在河北、山东、河南。
“产量很大”受其本身特性所限“需进行加工后储存和食用”如果不去枣核“不便与别的食品混合配用”食用时也很不方便，因此枣子深加工前应该去掉枣核，但加工过程中的去核目前一般是靠手工捅核，劳动强度大、生产效率低。
为此，根据家庭小作坊和枣子加工专业户的加工需要，我们进行简易半自动枣子去核装置的设计。
二、设计题目
2.1、功能要求
在尽量减少枣子损坏的情况下，将枣子去核。
2.2、工作原理及工艺过程
通过人工将枣子竖立放到工作盘上的模子中，然后通过电动操作带动顶针将枣子核顶出，达到去核的目的。
2.3设计要求
（1）通过传动机构（传动比的分配）的设计减少劳动强度，提高工作效率。
（2）通过传动机构的协调，使顶针工作周期和下工作盘的转动错开。
三、设计方案简述
简单手动枣子去核机，主要用途是将枣子去核。
主要机构设想如下图所示。
图3-1主体简图
图3-2上工作盘简图
图3-3下工作盘简图
1.顶针2.上工作盘3.下工作盘4.置枣模孔5.落枣核模孔6.落枣肉模孔7.机架
工作原理简述：
图3-2的上工作盘中有6个置核模孔，用于放置待去核的枣子。
图3-3的下工作盘中有1个落核模孔和1个落枣肉模孔，分别为枣核和去核后的枣肉提供脱落通道。
装置主体简图如3-1所示，工作时，先向置枣模孔喂枣（使枣子轴心尽量对心），启动开关，将使顶针向下运动，将枣核冲出;在顶针冲去枣核后复位回到原始位置的过程中，传动机构将带动槽轮转动一定的角度，使下一个置枣模孔与落枣核模孔对心，同时已经完成去核的枣肉经落枣肉模孔脱落。
这就是是一个工作行程。
四、原动机及传动机构的选择
4.1原动机的选择
原动机有热机、电动机、液动机和气动机，各自具有不同的特点和应用。
热机包括蒸汽机和内燃机，其应用范围相对单一，主要用于经常变换工作场所的机械设备和运输车辆。
电动机在现代机械中应用最为广泛，尤其是交流异步电动机，其具有结构简单，价格低廉，动力源方便等优点，但功率系数较低，且调速不便，适用于运行环境比较稳定、调速范围窄的场合。
液动机一般调速方便，且传动链较短，但需配备液压站，成本较高。
当只需实现简单的运动变换时，气动机较为方便，其缺点是有一定的噪声。
本设计中对原动机的要求为：
运行环境稳定、结构简单、成本较低，综合以上各种原动机的特点，选择交流异步电动机作为简易枣子去核机的原动机。
4.2顶针运动机构的选择
在装置工作过程中，顶针的运动为往返运动。
满足这种要求的机构有很多，在此仅讨论曲柄滑块机构和凸轮机构。
4.21曲柄滑块机构
图4.21曲柄滑块
图4-21为典型的曲柄滑块机构，具有结构简单，零件加工容易，易实现所需动作要求等优点，但其结构零件重用性差，比较适合于执行机构不改变的系统。
4.22凸轮机构
图4-22凸轮机构
图4-22凸轮机构的特点是结构简单、紧凑，能精确实现所需的运动轨迹，其缺点是从动件行程不宜过大，且曲面加工成本较高。
适用于传力较小、运动灵活、运动规律复杂的场合。
基于本装置的顶针运动需求并结合以上两种机构的特点分析，选择凸轮机构能够满足要求。
4.3控制上工作盘间歇转动的机构选择
4.31槽轮机构
图4-31槽轮
下工作盘的运动须由间歇机构完成，槽轮机构槽轮机构的特点是结构简单，工作可靠，易加工，转角准确，机械效率高。
常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。
但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速。
4.32不完全齿轮机构
图4-32直齿轮
不完全齿轮齿条机构的优点是结构简单，容易制造，允许选择的范围比棘轮机构和槽轮机构的大，因而设计灵活。
其缺点是从动轮在转动开始和终止时，角速度有突变，冲击较大，故一般只适用于低速、轻载的工作条件。
综合以上分析，基于装置的工作条件，选择槽轮机构实现下工作盘的间歇运动。
五、装置整体运动方案的确定
综上所述，装置整体的运动方案如下表5-1所示
表5-1
原动机
顶针运动机构
下工作盘间歇机构
Y112M-6
平底凸轮
槽轮
六、机构组合设计
6.1、凸轮机构的设计
6.11凸轮机构的仿真，如图6.1-1所示
图6.1-1
6.12凸轮机构的运动轨迹
图6-12凸轮运动轨迹图
6.2槽轮机构的设计
6.21槽轮机构的仿真如图6.2-1所示
图6.2-1
七、运动协调设计
由于整个运动的实现是由一个电动机带动的，传动路线如图7所示
图7
由于动力来源于一个电动机，输出的动力有两条传动分支，且两个分支的运动必须相互配合才能完成去核，因此必须通过齿轮齿数的选择和凸轮的设计来控制槽轮机构的运动周期和凸轮机构的休止周期，进而达到运动的协调。
八、圆柱直齿轮的设计
圆柱齿轮参数如下表8所示
表8
名称
符号
计算公式及数值
模数
m
按GB1575取标准值m=4
压力角
a
20度
齿数
z
Z1=102，z2=17
齿距
P=mπ
12.56
齿槽宽
e=p\2
标准值=6.28
齿厚
s=p\2
标准值=6.28
分度圆直径
d=mz
d1=68,d2=408
齿顶高系数
ha*
1.0
顶隙系数
c*
0.25
齿顶高
ha=m.ha*
4
齿根高
hf=m.（ha*+c*）
5
基圆直径
db=d.cos20度
d1=63，d2=378
齿顶圆直径
da
da1=76，da2=516
齿根圆直径
df
df1=66，df2=398
九、装置总体运动方案
9.1总体运动方案图
图9-2槽轮
图9-1总体运动简图
1-电动机2-皮带轮3，4-直齿轮5，6-槽轮（如图6-2所示）7-下工作盘8-上工作盘9顶针10-弹簧11-凸轮12，13-锥齿轮
9.2简易半自动枣子去核机工作原理
9.21简易半自动枣子去核机流程如图9.2-1
筛选枣子，并将选好的枣子对心的填入置枣模孔
在传动机构的驱动下，顶针受凸轮的推动向下冲击，冲去枣核。
顶针回程，上工作盘转过60度，去核后的枣脱落，顶针对准下一个待去核的枣子。
图9.2-1
十、方案评价
优点：
（1）运动机构简单，和如今市面上的枣子去核机相比空间体积小。
（2）操作简单，易于上手。
缺点：
（1）由于我们做的是半自动的机械，和现在市面上的全自动枣子去核机相比劳动强度比较大。
（2）生产效率比较低
参考文献
1、杨可桢，程光蕴，李仲生编著，《机械设计基础》，高等教育出版社，2005.10
2、何铭新，钱可强，徐祖茂编著，《机械制图》，高等教育出版社，2010.7
3、王旭，王积森编著，《机械设计课程设计》，机械工业出版社，2007.8
4、王大康，卢颂峰编著，《机械设计课程设计》，北京工业大学出版社，2009.7
5、孙岩，陈晓罗，熊涌编著，《机械设计课程设计》，北京理工大学出版社，2007.8
6、王连明，宋宝玉编著，《机械设计课程设计》，哈尔滨工业大学出版社，2008.1
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