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1、 机电产品规划与创新课程设计 鲜辣椒去把机说明书 学 院：机电工程学院专 业：机械设计制造及其自动化专业班 级：100220班学 号：100208112姓 名：齐超指导老师：千学明摘要机电产品规划与创新课程设计能够培养机械类专业学生的创新能力，是学生综合应用所学理论知识和技能解决实际问题的有效途径，获得工程技术训练必不可少的实践性教学环节。本课程设计我们选择设计的题目是辣椒去把机的传送装置。辣椒去把机是部分地区农业生产过程中不可缺少的一部分，设计出合理、高效的辣椒去把机是农业发展的必然要求。一个完整的辣椒去把机包含送料系统、传送系统、夹持系统、去把系统以及卸料系统五部分。此次设计的辣椒去把机，
2、作为机电产品规划与创新这一课程的实践性课程设计，限于我们目前的知识水平和设计经验，我们仅仅是综合考虑了一些关键因素及设计要求，应用所学的机械原理、机械设计等学科的理论知识，初步的设计了简单的辣椒去把机的主要机构。目的是通过设计辣椒去把机这一选题，进一步巩固所学的相关理论知识，将理论与实践相结合，作为一种初步的实践性探索。在本次设计中，组内成员共同协作完成了传动装置的设计、夹持机构的方案设计、方案选择、设计计算及计算机辅助设计等工作。由于我们的设计经验尚不够丰富，错误及不足之处在所难免，敬请各位老师和同学批评指正。关键字：辣椒去把机、传送、夹持、机构简图设计团队：齐超、王超江、张姣娜目录目录 3
3、 - 1. 产品规划 5 - 1.1. 背景调查、认识需求 - 5 -1.2. 可行性论证 - 51.3. 形成任务书 - 6 -1.3.1. 工作原理 - 7 -1.3.2. 原始数据及其设计要求 - 7 -1.3.3. 设计任务要求 - 7 -2. 总体方案设计 - 7 -2.1. 方案一设计及机构运动简图 - 8 -2.2. 方案二设计及机构运动简图 - 9 -2.3. 方案三设计及机构运动简图 - 10 -2.4. 确定最终方案 - 14 -2.4.1决策表 - 14 -2.4.2. 确定最终方案 - 15 -3. 方案一详细方案设计- 15 - 3.1. 原理分析及设计要求 - 15
4、-3.2送料机构方案设计 - 16 -3.3传送机构方案设计 - 17 -3.4夹持机构方案设计 - 17 -3.5刀具设计 - 18 -3.6. 落料机构方案设计 - 18 -3.7. 整体机构 - 19 -5. 分析验证 - 20 -5.1. 链轮建模 - 20 -5.2.传送皮带轮综合分析 - 20 -5.3.链轮滚刷综合分析 - 21 -5.4.链轮综合分析 - 216. 小结 - 227. 致谢 - 238. 参考文献- 249. 附录 - 25一产品规划1.1.背景调查、认识需求1.1.1方案实施的背景与前期调查通过生产中的观察，我们发现近年来，辣椒的产量和需求量逐年增加，在我市大
5、面积种植，并逐渐形成岐山、凤翔、扶风、眉县、陇县、千阳等6县40多个乡镇为主的辣椒商品生产和外贸出口基地，辣椒种植被陕西省列为农业重大特色产业。我市线辣椒种植面积正常年份多保持在1.67万2万hm2,辣椒酱年销售8000吨左右；此外，湖南、四川、江西、河南等都是产辣椒大省。而辣椒去把工作还依旧是通过人工完成，市场上缺少可以去除辣椒把的机械设备，因此急需一种机械来提高效率。1.1.2目的 本设计致力于鲜辣椒的辣椒把与辣椒身部的分离，提出一套准确、低消耗、高效率的去把方案，最后开发出鲜辣椒去把机。1.1.3. 意义提高鲜辣椒初加工的效率，解决辣椒采摘期去把劳动量大与出售辣椒时间紧的问题；促进地区经
6、济作物生产的良性发展。另一方面，在传统的劳力中，经常会遇到劳动力和工人职业病等诸多问题。辣椒去把机可以优化工人工作条件，减少辣椒对人体的刺激，同时极大程度的提高效率，实现一定程度上的机械化生产。在实际生产中，辣椒去把机也可以实现一次投资终生受益，减小人的劳动强度，将人从重复无聊的工作中解脱出来。1.2. 可行性论证1.2.1技术调研：现有产品技术下，还未研发与制造出有关辣椒去把的相关机器。、优缺点、使用情况等；专利情报；有关技术标准与法规；适用的科技成果、新材料、新工艺、新技术等。1.2.2.市场调研：随着辣椒的产量和需求量逐年增加，在辣椒的主要产地需要的劳动力也在逐年增加，现阶段的鲜辣椒去把
7、工作是通过人工完成，在辣椒成熟期时劳动力明显不足，市场上缺少可以去除辣椒把的机械设备。所以设计出一种可以去除辣椒把的机械设备将会有客观的市场。另一方面，因为没有相关设备与其竞争，所以销量与市场竞争方面占有很大的优势。1.2.3. 原料供应情况：在辣椒主要产地，辣椒品种主要有辣丰系列（包括辣丰2号、3号、4号、5号、7号、8号、15号、24号、32号、34号）、湘辣系列（包括湘辣4号、5号、7号、9号），特辣长椒、特辣干椒、超长线椒、红龙一号等。其果长、果粗、干果重统计情况如下：1.3. 形成任务书1.3.1工作原理实现进料时将混乱的辣椒整理整齐，将辣椒把尾部准确夹持在夹具上刀具、夹具的设计，通
8、过圆弧刀具将辣椒把去掉 出料口收集已加工好的辣1.3.2.原始数据及其设计要求1.3.2.1.原始数据 通过查询资料并统计分析总结出了以下品系辣椒的相关参数：1.3.2.2.设计要求（1）确定辣椒的最大、最小果粗，最大、最小果长，设计的夹具与传送装置是既要满足加紧要求又不能将辣椒夹坏。（2）按生产率的要求，所设计机器必须能实现连续传送或极大程度的提高其空行程的速度。（3）机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便，安全性能好。1.3.3设计任务要求（1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；（2）进行辣椒去把机构的选型，以实现送料、传送、夹紧、去把、卸料的动作要求；（3）根据选定的原动机和执行机
9、构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并用计算机辅助设计画出机构运动简图及三维建模，并导出相应的二维图，进行运动分析；（4）机械运动方案进行评定和选择；（5）对执行机构进行运动尺寸计算，设计出说明书。二总体方案设计2.1. 方案一设计及机构运动简图 方案一 链轮式通过人工整理使辣椒把的方向基本朝着同一个方向放入V型漏斗式进料口中，在漏斗小口出安装滚刷，通过滚刷滚动将鲜辣椒一个一个分开并有序的输送到传送系统的皮带上。通过皮带轮的传动使鲜辣椒平行的落在传送带上，传送至夹持部分。当夹持部分的链轮与链条在啮合处时，夹具角度增大，此时辣椒落入夹具中（辣椒身和辣椒把分别落入相对应的夹具内），出啮合后，
10、夹具夹角变小，将辣椒的辣椒身和辣椒把加紧。随着链轮的转动，辣椒跟着滚子链快速传动。传送到刀具处时，固定于两链条中间的刀具就可以将辣椒身和辣椒把切断，之后夹持辣椒身和辣椒把的链条运动到链盘啮合处时，夹具夹角再次张大，此时辣椒身和辣椒把分别落入相应的收集箱内，实现鲜辣椒去把全过程。在整个过程中，传送带与链条循环传动，辣椒可以连续不断的落到夹具中，大大降低了劳动强度，提高了工作效率。 链轮式鲜辣椒去把机有关部件的工作情况示意图2.2. 方案二设计及机构运动简图方案二 凸轮斜面式 该方案可实现双工位加工，能够很大程度提高效率。将待加工的鲜辣椒把朝下，整齐的平放入进料斜板上（杆1），两斜板的上端均固定在
11、机架上，并且可以绕着共用的固定轴A旋转，旋转的角度在15度-30度之间。通过电机驱动滚子式凸轮转动，推动推杆直线运动，刀具固定在推杆上，在进料板下端三分之一处装有固定挡板。当凸轮在推程时，通过推杆、杆四、齿轮、杆三、杆二、杆五、杆六的传动，使得进料板与固定挡板的距离减小，同时带动刀具向上运动，从辣椒帽处将辣椒把切除。在凸轮回程时，通过推杆、杆四、齿轮、杆三、杆二、杆五、杆六的传动，使得进料板与固定挡板的距离增大，加工后的辣椒把从卸料板（杆六）左侧滑落入回收箱内，辣椒身从卸料板（杆六）右侧滑入收集箱中，从而实现卸料。该方案的设计可以同时两个人工作，当左侧放入辣椒时，不影响左侧正常工作，在结构上两
12、侧是对称的，不过由于凸轮的原因，两侧的机构工作有一定时间差。凸轮斜面式鲜辣椒去把机有关部件的工作情况示意图如下：三维建模如下：仿真分析如下：凸轮建模：凸轮综合：凸轮加速度：凸轮速度：凸轮位移：2.3. 方案三设计及机构运动简图方案三 曲柄摇杆式该机构大概分为几个部分：圆弧形装夹部分，凸轮加紧部分以及曲柄摇杆切除辣椒把部分和卸载部分。工作过程如下：将整理好的辣椒规律地放入放料层并通过夹紧层再由定位层定位（使辣椒帽都抵触到定位层，辣椒把都穿过定位层深入到定位层下面），此时凸轮在电机以及相关齿轮的带动下顶起夹紧层将整理定位好的辣椒加紧，准备传送到切割部分，放料层和夹紧层随中间的转轴旋转至下一个单元（
13、定位层固定于原位置不动，准备加持并定位下一部分的辣椒），辣椒帽和辣椒把暴露在夹紧层的外面，刀具由电机以及曲柄摇杆带动在此区域内摆动，切除辣椒把（被切除的辣椒把在此区域内直接掉落到收集箱内），之后，放料层和夹紧层继续旋转，刚被切好的辣椒在夹紧层松开后将辣椒身卸载至收集箱内，刚刚整理和定位好的下一组辣椒进入切个单元进行切割，这样就是该曲柄摇杆式辣椒去把机工作的全部过程。该种切割方案的工作原理图如下所示：三维建模如下：仿真分析如下：连杆综合：摇杆综合：2.4. 确定最终方案2.4.1.决策表评定标准：在各因素中，安全占20分，其他八项各占10分，总分100分。其中开发成本越低，加工难度越小，机构越简单，去把成本越低
