1、第 1 页 机机 械械 原原 理理 课程设计说明书课程设计说明书 院系：院系：机电工程学院 专业：专业：机械工程及自动化 2012 级 第 2 页 目录 一 设计题目 3 1 工作原理及其机构组成 3 2 设计要求与技术条件 3 3 机构的主要参数汇总 3 二 机构选型及对各方案的评价 5 1 机构选型 5 2 评分标准及最终方案的确定 6 三 执行机构设计及仿真 . 11 1 玉米剥皮机剥皮机构的 设计及 SolidWorks 实体造型 11 1.1 剥皮辊的设计 11 1.2 SolidWorks 的造型 13 2 玉米剥皮机剥皮机构的动力学 Adams 仿真辅助分析 13 2.1 传动机
2、构的 Adams 动力学仿真. 13 2.2 仿真参数设定 14 2.3 仿真结果及分析 . 14 3 齿轮参数的确定及 SolidWorks 建模 . 17 3.1 齿轮参数的确定 . 17 3.2 齿轮的建模 21 4 传动机构的 SolidWorks 建模. 21 4.1 传动机构的 SolidWorks 建模 . 21 5 玉米剥皮机的 SolidWorks 建模 . 22 四 设计总结与体会 22 五 参考资料. 23 六 附件 24 第 3 页 一 设计题目 1 工作原理及其机构组成 脚踏式玉米撕皮机用于撕开包住玉米的苞叶。 玉米撕皮机的执行机构主要包括剥皮机构、 传动机构 和驱动
3、机构，其剥皮机构工作原理如图 1a 所示，玉米在两辊间由于受到两辊磨擦力 a F ， b F 而使玉米 可以发生自转，在自转的过程中使苞叶进入两辊互相啮合的凹槽中，使得苞叶被撕开。其驱动机构工作 原理如图 1b 所示，踏板和 AB 是焊死为一体的，AB 为摇杆、BC 为连杆、CD 为曲柄。通过人踩踏板，使 曲柄转动起来。剥皮辊与驱动机构之间使用齿轮传动，曲柄转起来之后，带动齿轮，齿轮再带动剥皮辊 转动，从而达到撕开玉米皮苞叶的目的。 a 剥皮原理图 b 传动机构图 图 1 2 设计要求与技术条件 1）以人力作为动力源，通过人力踩脚踏板，使曲柄摇杆机构的摇杆转动起来，再通过齿轮啮合传 动，使剥皮
4、辊转动起来。 2）机构应具有较好的传力性能、省力性能。 3）剥皮辊的转速要达到 300r/min，人踩脚踏板在 50 下/min，传动比 i 至少要达到 6。 4）生产率为 1000kg/h，每小时剥玉米 1 吨左右。剥净率在 90%以上。 5) 机架总高 700-800mm，剥皮辊长度 600mm，直径 70mm。 6）踏板行程最多在 180-220mm， 00 =3035。 7）机器运转速度波动系数 不超过 0.05。 3 机构的主要参数汇总 第 4 页 表 1-1 执行机构的主要设计参数 机构 参数 踏板转数 50转/min 剥皮辊转数 300转/min 剥皮辊长度 600mm 剥皮辊直
5、径 70mm 踏板行程S 180-220mm 摆角 32.13 极位夹角 7.08 行程速比系数 K 1.081.1 机架高度H 450550mm 小齿轮齿数 23 大齿轮齿数 69 齿轮模数 2（小，大）,3（中） 连杆BC 219.6mm 摇杆AB 222mm 机架AD 272.9mm 曲柄CD 60mm 第 5 页 二 机构选型及对各方案的评价 1 机构选型 方案一方案一：双脚踏式玉米剥皮机齿轮传动机构 如图 2-1，我们设计的脚踏式玉米剥皮机是以人力为动力进行剥皮(因此在设计驱动机构时必须 满足省力，人体不易疲劳等要求。驱动机构踏板频率不能高，踏板行程不能大，踏板的最低位置应 接近不动
6、的脚底，辊轮转速应均匀，脚踏应省力等。方案 1 我们采用的是齿轮传动机构，它的驱 动机构采用的是双脚驱动机构，这样的机构避免了死点的位置时卡死。而它的传动机构我们采用了 齿轮的 2 级放大机构， 由于该机构的传动比至少要达到 6， 所以我们设计了 2 组齿轮的传动比分别为 3 和 3，这样就达到了我们的目的。 图 2-1 方案二方案二：双脚踏式玉米剥皮机链轮传动机构 如图 2-2，方案二我们采用了链轮作为传动机构，它的驱动机构同样是采用双脚踏式传动机构。此 机构我们采用了链轮链传动平均传动比准确,传动效率高，轴间距离适应范围较大，能在温度较高、湿 度较大的环境中使用；应此能保证达到传动的目的。我们设设计了 2 级传动机构，第一级我们用的是传 动比为 3 的链传动，第二级我们采用了传动比为 2 的齿轮传动。 A B D C H E G F 1 2 3 4 5 6 第 6 页 图 2-2 方案三方案三：单脚脚踏式玉米剥皮机齿轮传动机构 如图 2-3，方案 3 我们采用的是单脚式脚踏板的，而它的传动机构同样采用齿轮传动机
