成都理工大学
学院：核
系别：机械工程及其自动化
教师：
班级：机
学生：学号：
创新设计说明书 自 学 院 龚 迪 琛 老 师 械 四 班 张华、李超、郭涛、金洪亮 [1**********]2/07/09/06 2010/01/05
目 录
前 言...........................................................................2
一、问题的提出..................................................................3
二、方案的拟定.................................................................3
三、确定运动机构.............................................................5
四、零件图、装配图..........................................................6
五、心得体会.......................................................................10
六、 参考文献......................................................................12
七、 3个问题................................................................... 12
前 言
随着科学技术的不断发展，先进制造技术和数控技术、最优化设计的广泛应用，使得生产进一步智能化、自动化。创新设计得到广泛的发展，也变得智能化，很多问题可以通过计算机实现，减轻了设计的强度，缩短了设计周期，结合优化设计，创新设计变得异常简单，市场上的商品由此变得纷繁多样。对于一个学机械的学生而言，学好相关课程至关重要，对于每一个设计或者课题都必须认真而坚定的完成，该独立的时候必须独自去做，该合作时就不要一个人埋头苦想、乱做，学习要有科学的方法，要有顽强的毅力。做好自己的本分是每一个学生的基本准则。我们始终坚持以踏实的学习作风。创新设计是机械制造教学过程后期的一个重要环节，其目的在于：
1）培养学生发现问题、解决问题的能力。
2）培养学生运用机械制造工程学及相关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识，正确选择机械结构和设计相关零件，并能投入实际生产。
3）根据被加工零件的技术要求，以及市场行情，正确的选择材料，在保证结构强度和使用要求的前提下，使成本最低。
4）能查找相关的技术文件和辅助资料，熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。
5）分析技术要求并能运算和编写技术文件等基本技能。
6）所设计的产品在市场中要有使用价值，要能降低劳动强度，提高效益，并有一定的寿命，不是一堆废铁，或者根本不能投入使用。
本次课程设计共分为以下几个部分：a 、提出问题； b 、分析讨论解决方案；c 、确定所使用机构；d 、编制设计说明书；e 、绘制零件图、装配图并做运动仿真。
机械四班
2010年12月
一、问题的提出
科学家研究发现，辣椒富含维生素C 、维生素A 以及蛋白质，多吃辣椒可延缓人体衰老。每百克辣椒维生素C 含量高达198毫克，居蔬菜之首位。维生素B 、胡萝卜素以及钙、铁等矿物质含量亦较丰富。医药专家认为，辣椒能缓解胸腹冷痛，制止痢疾，杀抑胃腹内寄生虫，控制心脏病及冠状动脉硬化；还能刺激口腔粘膜，引起胃的蠕动，促进唾液分泌，增强食欲，促进消化。 四川以吃辣椒文明，各色各样的菜，加入辣椒味道都着实不错, 现如今含辣椒的菜肴越来越深入家庭。在农村，所有的农家都会种植辣椒，对于辣椒的吃法有很多，可以直接作为一道菜，也可以作为调味料，不管是吃嫩的还是成熟的，都是自给自足，有的也多种销售。现在农村比较偏远的地方，对于辣椒多是采用石头砂盔捣碎，生产效率相当低，而且海椒含有辛辣的辣椒碱，在舂捣过程中有微小海椒粉会进入人的呼吸道，使人呛到，呼吸道辛辣难受，如果进入眼睛，会使眼睛疼痛流泪，而且对海椒的舂捣还是一件极耗劳动力的事情，每次所能捣碎的量极少，通常都会分几次才能满足需要，所有的工作完成后双臂会非常的痛，而且需要很长一段时间才能恢复。
而在相对发达一点的地方，对于辣椒的舂捣方式虽不是古 老的方法，而是利用玉米粉碎机进行粉碎，海椒在粉碎机的冲击、剪切，磨擦以及物料相互间碰撞等综合作用下被粉碎，效率提高了，也不需花费太多人力即可完成。但粉碎机是利用离心运动实现粉碎
目的的，辣椒被粉碎后，在风力的作用下通过筛子滑落出来。极细 的粉尘会飘逸到空气中，进入人的呼吸道。因此，对于少量的辣椒捣碎，采用这种方法，有相当大的浪费，飘逸出去的也是极大的一部分，比如说收集该采用什么方式， 在粉碎机内部也有很多残留，不宜清除干尽，对后续的粉碎极为不利，而且对人危险 系数较高。成本也较大。它只适用于很脆的辣椒的捣碎，比如说，辣椒不够干和脆，粉碎机就无法将其粉碎，辣椒皮会，而且机器的制造复杂，成本较高，不适合普通用户使用。
对于这些问题，要么是太费劳动力，要么是成本过大，该如何解决呢？我们要选用一种什么样的方式对海椒进行粉碎，即简单方便实用，又适合家庭实用，经济方便呢？
二、方案的拟定
鉴于人工操作费时费力，粉碎机不经济等以上使用的问题，经过我们小组四名成员的讨论，和对市场的调查，决定以减轻劳动强度和降低成本为基础，模拟人的舂捣方式，应用最简单的结构，设计自动的重锤以利用重力实现辣椒的捣碎。在重力的作用下，不管是脆的辣椒还是刚摘下来的都可以捣碎。随着时间的增加辣椒的捣碎程度不同，时间越长捣的越细。相关计算： E K =mgh =1MV 2
2，设计中，重锤上升高度为400mm ，重锤重为4kg ，
1E K =4*9. 8*0. 4=*4*V 2
⇒v =7. 84m/s重锤与V 型斗的2取g=9.8所以，
1s =*4∏R 2=2∏R 2
接触面积2
由于是家用的舂捣机，我们对时间的要求并不太髙，重锤的高度调节范围在300~~500mm之间，由于下落时靠重力冲击，每次下落的时间可算出在0.25s 左右，可以给定重锤的每次上升时间为1s ，这样足够让重锤有下落到底部时才被抬起来，这样就可以反推出s 轮的周期为(1+0.25+0.25)x2=3s，s 轮为周期为3s ，角速度速为w=2pi/t=2.094rad/s.根据这些转速和尺寸，及受力，查阅资料可以选择适合的电动机。
三、确定运动机构
运动机构有很多，凸轮传动、齿轮传动、偏心轮传动等，经过讨论，我们决定用凸轮机构传动，将凸轮做成S 形状，利用凸轮机构将旋转运动转换为直线运动，再利用重力实现辣椒的捣碎。机构简图如下
四、零件图、装配图
1、可调横杆，可以在重锤杆上上下移动并通过螺钉固定，以实现横杆在重锤杆上的不同高度，而在不同的高度有着不同的重力作用，以实现作用力的大小变化，进而控制捣碎时间和作用力。在横杆与S 轮传动的一端利用小轮以减少摩擦，提高机构的使用寿命。
2、S 轮：通过S 轮实现旋转运动转换为直线运动，并产生突变载荷，S 轮和横杆之间的运动为凸轮传动方式。
3、重锤与横杆装配图
4、总装配图
五、总结
总体感觉这次创新设计相当难，不仅是问题的提出、分析、机构的选择、相关加工参数的确定、还是查找资料，都要在极短的时间内完成，这是相当大的挑战。这次的创新设计，使我们充分认识到自己的学习成果离实际运用的差距，对今后的学习和发展有了大致的认识，在合作上也很欠缺，往往不能达成一致意见，出现较大的分歧。在绘制零件图和运动仿真时，有一些结构比较复杂，对于软件的应用还很差。设计中的每一步的推理、计算、选择都要有据可依，都需要严谨的学习态度，对学习工作不能有丝毫的怠慢，对知识不是一般就行，不能似懂非懂，要不断进步，不断充实自己，精益求精。 今后的学习空间还很大，因此，我们不能浪费时间，要不断的努力、不断
的进取，不断充实自己、完善自己，为今后、为将来而努力奋斗！
这次的创新设计极大的激发了我们设计的激情，选择这个专业就是为了能和机械打交道，然而将近四年的学习，我们发现设计一个新的机械并不是那么简单，只要尝试总会有突破，但传统的学习抹杀了我们创新的意识，我们都开始接受书本，并顺着老师的思维、课本的要求去寻找问题、思考问题并解决问题。对于什么是创新，我们几乎已经遗忘。这次的课题对于我们的启发就是运用已有的知识，用自己的方式去解决。前几年的学习生活虽然枯寂无味，但他为我们奠定了知识基础，我们也才有能力、有依据去解决现实生活中遇到的问题。
在设计中存在许多不足之处，希望老师批评指正，谢谢！
参考文献
[1]黄继昌. 《实用机构图册》北京：机械工业出版社，2002
[2]崇凯. 《机械制造技术基础课程设计指南》北京：化学工业出版社，2006年.
[3]丁武学. 《装配钳工》江苏科学技术出版社，2006
[4]陈元玉. 《pro/e自学手册》. 北京. 电子工业出版社，2009.
创新设计之中的3个问题
1. 在设计中怎样实现不同的冲击力？
我们在设计过程中想到了利用重锤的不同高度可以对辣椒形成不同的冲击力，所以决定试着改变重锤的不同的最高的位子。我们采用了可调节可调干用螺栓固定在重锤杆的不同位子，利用s 轮带动可调干实现重锤杆可以得到不同的最高位子，利用自身重力实现不同冲击。如果采用更换重锤实现不同的冲击力，那么结构刚度将要求高一些，但这样会给操作带来很多麻烦，而且很有可能会引入杂质到辣椒中。不利于安全。同时整个系统的成本也将增大。
2. 为何选择S 轮传动？
如果选择凸轮传动照样能实现旋转运动转换为直线运动，但是结构始终处于接触状态，不能实现重锤冲击力的实现，而且简单的凸轮机构不能实现大的直线运动，而较为复杂的结构，设计成本和制造成本均较大。参考老师给的S 轮机构，觉得相当实用，而且非常美观。所以我们决定使用S 轮机构。
3、为何将重锤杆做成花键形式？
在S 轮冲击力的作用下，重锤杆很可能会发生旋转，从而和S 轮脱离接触。从而实现导向作用。
成都理工大学
学院：核
系别：机械工程及其自动化
教师：
班级：机
学生：学号：
创新设计说明书 自 学 院 龚 迪 琛 老 师 械 四 班 张华、李超、郭涛、金洪亮 [1**********]2/07/09/06 2010/01/05
目 录
前 言...........................................................................2
一、问题的提出..................................................................3
二、方案的拟定.................................................................3
三、确定运动机构.............................................................5
四、零件图、装配图..........................................................6
五、心得体会.......................................................................10
六、 参考文献......................................................................12
七、 3个问题................................................................... 12
前 言
随着科学技术的不断发展，先进制造技术和数控技术、最优化设计的广泛应用，使得生产进一步智能化、自动化。创新设计得到广泛的发展，也变得智能化，很多问题可以通过计算机实现，减轻了设计的强度，缩短了设计周期，结合优化设计，创新设计变得异常简单，市场上的商品由此变得纷繁多样。对于一个学机械的学生而言，学好相关课程至关重要，对于每一个设计或者课题都必须认真而坚定的完成，该独立的时候必须独自去做，该合作时就不要一个人埋头苦想、乱做，学习要有科学的方法，要有顽强的毅力。做好自己的本分是每一个学生的基本准则。我们始终坚持以踏实的学习作风。创新设计是机械制造教学过程后期的一个重要环节，其目的在于：
1）培养学生发现问题、解决问题的能力。
2）培养学生运用机械制造工程学及相关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识，正确选择机械结构和设计相关零件，并能投入实际生产。
3）根据被加工零件的技术要求，以及市场行情，正确的选择材料，在保证结构强度和使用要求的前提下，使成本最低。
4）能查找相关的技术文件和辅助资料，熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。
5）分析技术要求并能运算和编写技术文件等基本技能。
6）所设计的产品在市场中要有使用价值，要能降低劳动强度，提高效益，并有一定的寿命，不是一堆废铁，或者根本不能投入使用。
本次课程设计共分为以下几个部分：a 、提出问题； b 、分析讨论解决方案；c 、确定所使用机构；d 、编制设计说明书；e 、绘制零件图、装配图并做运动仿真。
机械四班
2010年12月
一、问题的提出
科学家研究发现，辣椒富含维生素C 、维生素A 以及蛋白质，多吃辣椒可延缓人体衰老。每百克辣椒维生素C 含量高达198毫克，居蔬菜之首位。维生素B 、胡萝卜素以及钙、铁等矿物质含量亦较丰富。医药专家认为，辣椒能缓解胸腹冷痛，制止痢疾，杀抑胃腹内寄生虫，控制心脏病及冠状动脉硬化；还能刺激口腔粘膜，引起胃的蠕动，促进唾液分泌，增强食欲，促进消化。 四川以吃辣椒文明，各色各样的菜，加入辣椒味道都着实不错, 现如今含辣椒的菜肴越来越深入家庭。在农村，所有的农家都会种植辣椒，对于辣椒的吃法有很多，可以直接作为一道菜，也可以作为调味料，不管是吃嫩的还是成熟的，都是自给自足，有的也多种销售。现在农村比较偏远的地方，对于辣椒多是采用石头砂盔捣碎，生产效率相当低，而且海椒含有辛辣的辣椒碱，在舂捣过程中有微小海椒粉会进入人的呼吸道，使人呛到，呼吸道辛辣难受，如果进入眼睛，会使眼睛疼痛流泪，而且对海椒的舂捣还是一件极耗劳动力的事情，每次所能捣碎的量极少，通常都会分几次才能满足需要，所有的工作完成后双臂会非常的痛，而且需要很长一段时间才能恢复。
而在相对发达一点的地方，对于辣椒的舂捣方式虽不是古 老的方法，而是利用玉米粉碎机进行粉碎，海椒在粉碎机的冲击、剪切，磨擦以及物料相互间碰撞等综合作用下被粉碎，效率提高了，也不需花费太多人力即可完成。但粉碎机是利用离心运动实现粉碎
目的的，辣椒被粉碎后，在风力的作用下通过筛子滑落出来。极细 的粉尘会飘逸到空气中，进入人的呼吸道。因此，对于少量的辣椒捣碎，采用这种方法，有相当大的浪费，飘逸出去的也是极大的一部分，比如说收集该采用什么方式， 在粉碎机内部也有很多残留，不宜清除干尽，对后续的粉碎极为不利，而且对人危险 系数较高。成本也较大。它只适用于很脆的辣椒的捣碎，比如说，辣椒不够干和脆，粉碎机就无法将其粉碎，辣椒皮会，而且机器的制造复杂，成本较高，不适合普通用户使用。
对于这些问题，要么是太费劳动力，要么是成本过大，该如何解决呢？我们要选用一种什么样的方式对海椒进行粉碎，即简单方便实用，又适合家庭实用，经济方便呢？
二、方案的拟定
鉴于人工操作费时费力，粉碎机不经济等以上使用的问题，经过我们小组四名成员的讨论，和对市场的调查，决定以减轻劳动强度和降低成本为基础，模拟人的舂捣方式，应用最简单的结构，设计自动的重锤以利用重力实现辣椒的捣碎。在重力的作用下，不管是脆的辣椒还是刚摘下来的都可以捣碎。随着时间的增加辣椒的捣碎程度不同，时间越长捣的越细。相关计算： E K =mgh =1MV 2
2，设计中，重锤上升高度为400mm ，重锤重为4kg ，
1E K =4*9. 8*0. 4=*4*V 2
⇒v =7. 84m/s重锤与V 型斗的2取g=9.8所以，
1s =*4∏R 2=2∏R 2
接触面积2
由于是家用的舂捣机，我们对时间的要求并不太髙，重锤的高度调节范围在300~~500mm之间，由于下落时靠重力冲击，每次下落的时间可算出在0.25s 左右，可以给定重锤的每次上升时间为1s ，这样足够让重锤有下落到底部时才被抬起来，这样就可以反推出s 轮的周期为(1+0.25+0.25)x2=3s，s 轮为周期为3s ，角速度速为w=2pi/t=2.094rad/s.根据这些转速和尺寸，及受力，查阅资料可以选择适合的电动机。
三、确定运动机构
运动机构有很多，凸轮传动、齿轮传动、偏心轮传动等，经过讨论，我们决定用凸轮机构传动，将凸轮做成S 形状，利用凸轮机构将旋转运动转换为直线运动，再利用重力实现辣椒的捣碎。机构简图如下
四、零件图、装配图
1、可调横杆，可以在重锤杆上上下移动并通过螺钉固定，以实现横杆在重锤杆上的不同高度，而在不同的高度有着不同的重力作用，以实现作用力的大小变化，进而控制捣碎时间和作用力。在横杆与S 轮传动的一端利用小轮以减少摩擦，提高机构的使用寿命。
2、S 轮：通过S 轮实现旋转运动转换为直线运动，并产生突变载荷，S 轮和横杆之间的运动为凸轮传动方式。
3、重锤与横杆装配图
4、总装配图
五、总结
总体感觉这次创新设计相当难，不仅是问题的提出、分析、机构的选择、相关加工参数的确定、还是查找资料，都要在极短的时间内完成，这是相当大的挑战。这次的创新设计，使我们充分认识到自己的学习成果离实际运用的差距，对今后的学习和发展有了大致的认识，在合作上也很欠缺，往往不能达成一致意见，出现较大的分歧。在绘制零件图和运动仿真时，有一些结构比较复杂，对于软件的应用还很差。设计中的每一步的推理、计算、选择都要有据可依，都需要严谨的学习态度，对学习工作不能有丝毫的怠慢，对知识不是一般就行，不能似懂非懂，要不断进步，不断充实自己，精益求精。 今后的学习空间还很大，因此，我们不能浪费时间，要不断的努力、不断
的进取，不断充实自己、完善自己，为今后、为将来而努力奋斗！
这次的创新设计极大的激发了我们设计的激情，选择这个专业就是为了能和机械打交道，然而将近四年的学习，我们发现设计一个新的机械并不是那么简单，只要尝试总会有突破，但传统的学习抹杀了我们创新的意识，我们都开始接受书本，并顺着老师的思维、课本的要求去寻找问题、思考问题并解决问题。对于什么是创新，我们几乎已经遗忘。这次的课题对于我们的启发就是运用已有的知识，用自己的方式去解决。前几年的学习生活虽然枯寂无味，但他为我们奠定了知识基础，我们也才有能力、有依据去解决现实生活中遇到的问题。
在设计中存在许多不足之处，希望老师批评指正，谢谢！
参考文献
[1]黄继昌. 《实用机构图册》北京：机械工业出版社，2002
[2]崇凯. 《机械制造技术基础课程设计指南》北京：化学工业出版社，2006年.
[3]丁武学. 《装配钳工》江苏科学技术出版社，2006
[4]陈元玉. 《pro/e自学手册》. 北京. 电子工业出版社，2009.
创新设计之中的3个问题
1. 在设计中怎样实现不同的冲击力？
我们在设计过程中想到了利用重锤的不同高度可以对辣椒形成不同的冲击力，所以决定试着改变重锤的不同的最高的位子。我们采用了可调节可调干用螺栓固定在重锤杆的不同位子，利用s 轮带动可调干实现重锤杆可以得到不同的最高位子，利用自身重力实现不同冲击。如果采用更换重锤实现不同的冲击力，那么结构刚度将要求高一些，但这样会给操作带来很多麻烦，而且很有可能会引入杂质到辣椒中。不利于安全。同时整个系统的成本也将增大。
2. 为何选择S 轮传动？
如果选择凸轮传动照样能实现旋转运动转换为直线运动，但是结构始终处于接触状态，不能实现重锤冲击力的实现，而且简单的凸轮机构不能实现大的直线运动，而较为复杂的结构，设计成本和制造成本均较大。参考老师给的S 轮机构，觉得相当实用，而且非常美观。所以我们决定使用S 轮机构。
3、为何将重锤杆做成花键形式？
在S 轮冲击力的作用下，重锤杆很可能会发生旋转，从而和S 轮脱离接触。从而实现导向作用。