机械原理课程设计-糕点切片机.docx

目录 一、原始数据及设计要求.2二、设计部骤.21.明确工作原理和工艺动作分解.22.执行机构的选型及评价.23.根据工艺动作顺序和协调要求拟订运动循环图.53、 构传动设计及结构尺寸设计. 61、 传动件的分析.62、 带轮的计算.63、确定带的型号.65、齿轮的计算.76、凸轮参数选定.77、理论廓线方程.8 8、理论轮廓曲线.89、实际廓线方程.9 10、实际轮廓曲线.9 11、槽轮机构的设计数据 .1012、槽轮的分析与计算.11 13、各类槽轮的比较.1114、槽轮机构 的选择.11四、机械运动方案绘制.12五、方案特点简介.12六、设计感想.12一、原始数据及设计要求： 糕点厚度: 1020mm。 糕点切片长度（亦即切片的高）范围: 580mm。 切片切片时最大作用距离（亦即切片的宽度方向）: 300mm。 切片工作节拍: 40次/min。 生产阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。电动机可选用0.55kw（或0.75kw）、 1390r/min。 二、设计部骤1.明确工作原理和工艺动作分解糕点切片机要求完成两个动作：（1）糕点的直线间歇运动；（2）刀片线往复运动。二者的动作要求配合完成切片，并能改变间歇运动的速度或间歇的输送距离，来完成糕点不同的切片厚度。2.执行机构的选型及评价切刀的往复直线移动可采用连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条；糕点的直线间歇运动可选择不完全齿轮机构、槽轮机构等。（1）切片的往复直线运动有如下几种方案可供选择:a) 曲柄滑块机构如图1-1，利用曲柄的整周转动和固定在导轨上的滑块的直线往复运动带动刀片切割糕点。1-1 b) 凸轮机构如图1-2，利用一个型封闭或封闭的凸轮的转动带动从动件导杆的往复运动来满足刀片切割高点的要求。1-2c) 齿轮齿条机构如图1-3，圆柱齿轮来回旋转，带动齿条在导轨上的往返直线运动，进而安装在齿条上的刀片往返运动。 1-3（2）糕点的直线间歇运动机构方案：a）不完全齿轮机构如图2-1，通过不完全齿轮的转动，带动从动齿轮的转动，再把转动转变成放置糕点皮带的间歇直线运动。 2-1b)槽轮机构如图2-2，同时通过主动轮上的圆柱销进入槽轮的径向槽，从而形成间歇转动，在通过皮带转化成间歇的直线运动。 2-2（3）刀片往复直线运动三个方案的评鉴及选择。 （a）曲柄滑块机构，一般情况下，运用在曲柄作等速转动，滑块作往复直线运动，其往复运动可以是匀速，也可以不匀速。它还具有急回特性，效率高。其结构特点：其结构由简单的构件和低副组成，具有结构简单，易于制造，成本低廉的特点。构件只建力的传递是通过低副实现的，面接触的低副具有较小的单位面积承载力，故其机构的承载能力大。通过适当的设计各杆的尺寸，连杆机构可实现运动规律的多样化。当连杆和机架较长时，可实现远距离的运动和动力的传递。(b)凸轮机构，作为直动从动件盘形凸轮机构的等速转动转化为从动件的往复直线运动，其移动的位移,速度，加速度与凸轮的轮廓曲线有关。凸轮机构广泛应用于传动机构，他有其他机构无可比拟的优点：设计简单，适应性强，可实现从动件的复杂运动规律要求。结构简单紧凑，控制准确有效，运动特性好，使用方便。性能稳定，故障少，维护保养方便。缺点：凸轮与从动件为高副接触，易于磨损，可调性差。而且，由于凸轮的轮廓曲线通常比较复杂，因而加工比较困难。(c)齿轮齿条机构，其结构紧凑，冲击小，传动精确，结构比较复杂，比较难于制造，还有其形往复的直线运动，主动件要往复转动。综合上述，考虑糕点切片机的机构，效率，制造成本则刀片的直线往复运动及满足与糕点的说送配合，采用凸轮机构你，能较好的完成此过程。（4）糕点的间歇直线运动两个方案评价及选择。(a)不完全齿轮机构，是一种把连续转动转化为间歇转动的常用机构之一，其由于做间歇转动的不完全齿轮的冲击小，应用日益广泛。与其他间歇机构相比，不完全齿轮机构具有结构简单，设计灵活。主动轮每转一周，从动轮运动的角度，从动轮停歇的次数及每次停歇的时间，杜比几轮机构和槽轮机构有更宽的范围。但不完全齿轮机构中的从动齿轮在传动开始和终止时，叫速度有突变，会引起刚性冲击，一次只适用于低速轻载的工作场合。(b)槽轮机构，结构简单，工作简单，在圆柱销进入啮合和退出啮合时，传动平稳。能准确控制传动角度。由于槽轮在启动和停止时加速度变化大，有冲击，且随槽数减少，转速增高而加剧，因此不适合用于高速场合，此外，槽轮每次转过的角度与槽轮的槽数有关，欲改变转角，则需要改变槽轮槽数，重新设计槽轮机构，因此槽轮机构多用于不要求经常调整转角的转位运动中。由于制造工艺，机构尺寸等条件的限制，槽轮的槽数不宜过多，故每次的转角较大。综合上述，考虑到糕点切片长度要变化，则糕点的直线间歇传动选择不完全齿轮机构。则根据以上所选的执行机构得到如下图所示的整体机构简图2-3. 2-33.根据工艺动作顺序和协调要求拟订运动循环图。由于切刀工作节拍：40次/min，则完成一次糕点输送，然后切片，这一过程所需时间为1.5s（t=1.5s）。则其两个执行机构运动循环图如图3-1.s1=60mm为输送带的运动距离，0-t1为输送带输送过程，t2t为传送带间歇过程。s2=20mm为刀片的运动距离，0t1刀片静止，t1t2为刀片的正向运动，t2t为刀片的反向运动。(t1=1s,t2=1.25s,t=1.5s) 3-13、 机构传动设计及结构尺寸设计1、传动件的分析： i总=n电机/n执行主轴=1390/40=34.75所以，机械传动系统的第一级采用带传动，起速比为5；第二级采用直齿圆柱齿轮传动，其传动比为6.95。/2、带轮的计算：查表ka=1.2，p=0.75kw ,确定计算功率pc=kap=1.2*0.75=0.9。 3、确定带的型号：由pc及主动轮转速n1=1390r/min,查表得到选用的v带型号是a型v带。 确定带轮节圆直径d1和d2：查表可取d1=100mm，则d2=5* d1=500mm。带轮的计算：确定中心距a0：0.7（d1+ d2） a02（d1+ d2） ，即420mm 450mmpc/p0，由于v=(d1n1)/60000=7.278m/s，根据v和d1，查表得出：p0=0.95kw。所以z0.9/0.95 ，z的最小值为1。5、齿轮的计算： 取z1=21，则z2=i*z1=6.95*20=145.95其模数取m=5mm。 齿轮的各项尺寸计算如表分度圆直径d1d1= z1* m =105mm分度圆直径d2d2= z2* m =729.75mm基圆直径d b 1d b 1= z1* m*cos=98.67mm基圆直径d b 2d b 2= z2* m*cos=685.74mm齿顶圆直径d a 1d a 1=m*( z1+2 h a*)=115mm齿顶圆直径d a 2d a 2=m*( z2+2 h a*)=739.75mm齿根圆直径d f 1d f 1= m* z1-2 m*( h a*+ c*)=92.5mm齿根圆直径d f 2d f 2= m* z2-2 m*( h a*+ c*)=717.25mm齿顶高h ah a= h a* m=5mm齿根高h fh f =m*( h a*+ c*)=6.25 mm齿高hh= h a+ h f=11.25mm齿距pp=* m=15.71mm齿厚ss=* m/2=7.85mm齿槽宽ee=* m/2=7.85mm法节和基节pbpb=p*cos=14.76mm标准中心距aa= m* ( z1+ z2)/2=417.38mm6、凸轮参数选定：基圆半径r0=120mm滚子半径rb=20mm偏心距e=0从动件行程h=60mm角速度=4.189rad/s 7、理论廓线方程： x=(s0+s)siny=(s0+s)coss0= r0=120mm当0，60时，s=0；当60 ，180时，s=90(-/3)/；当180，300时，s=60-90(-/2)/；当300，360时，s=0。 8、理论轮廓曲线： 9、实际廓线方程： xa=x+rr(dy/d)/(dx/ d)2+(dy/ d)21/2ya=y-rr(dx/d)/(dx/ d)2+(dy/ d)21/2dx/d=(r0+s)cos+(ds/d)sindy/d=-(r0+s)sin+(ds/d)cos当0，60时， ds/d=0；当60 ，180时，ds/d=90/；当180，300时，ds/d=-90/；当300，360时，ds/d=0。 10、实际轮廓曲线 ：11、槽轮机构的设计数据 槽数zz=4槽轮运动角22=360/z=90转盘运动角22=180-2=90转臂滚子数jj =2动停比kk =(z-2)/(2z/j)-(z-2)=1运动系数=j(z-2)/2z=1锁止弧所对中心角=360/j-2=90转盘相对半径=0.7071槽轮相对半径=0.7071中心距cc=8mm转盘半径r1r1=c=5.6568mm槽轮名义外圆半径r2r2=c=5.6568mm滚子半径rrrr = r1/6=0.9428mm槽轮实际外圆半径rsrs =( r22+ rr2) 1/2=5.7348mm槽底半径rdrd =c-( r1+ rr)-e=0.4004mm(e为滚子与槽底间的空隙，取1mm)槽深hh= r2- rd=5.2564 mm转盘角速度n、n=40r/min =n/30=4.189rad/s12、槽轮的分析与计算： 槽轮机构是一种最常用的间歇运动机构，在分度、转位等传动中广泛应用。槽轮机构由外槽轮机构和内槽轮机构两种形式，均用于平行轴之间的间歇传动。当槽轮的直径无穷大时，槽轮的间歇转动变为间歇移动。当需要在两交错轴之间进行间歇传动时，可采用球面槽轮机构。 13、各类槽轮的比较：外槽轮机构 的转臂等速转动时，槽轮在转位过程中产生柔性冲击。内槽轮机构转位时的速度变化和外槽轮机构大不相同，动力性能要好得多。球面槽轮机构 的动力特性比外槽轮机构好得多而稍差于内槽轮机构，但它的动停时间比与槽数无关，恒等于1。不完全齿轮机构 也是间歇机构的一种形式，机构形式很多，工作原理类似。14、槽轮机构 的选择：间歇运动机构选择多滚子外槽轮机构。 四、机械运动方案图绘制1.根据机构的整体尺寸，绘制运动方案图 五、方案特点简介1.优点操作简单，机构占空间小。完成实现功能目标好。机器结构简单紧凑。机构传动方案的复杂程度低，大致符合经济性和绿色性。主要使用齿轮传动,传动会比较准确。执行机构效率高。2.缺点机构采用了凸轮机构和不完全齿轮在加工上有一定的难度。加工和制造成本稍高。机构稍微有点震动。六、设计感想从第一次工程图学综合实践的课程设计到机械设计课程设计在到现在的第机械原理课程设计可以说自己总结了一些做课程设计的经验，那就是从一开始我们必须养成一个循序渐进的习惯，从最开始题目我们必须要认真分析设计机构传动方式，大体外形，基本零件，应用场合，以及此产品使用寿命综合给于考虑。从设计过程自己感觉到在理论与实践上相配套十分必要。机械原理这门课就是一门与产品研发设计制造联系十分紧密的一门课程，要想学好学扎实这门课做这样的课程设计是相当必要的。而且做这样设计练习，对于自己今后生产工作会有很大的帮助。从的开始直到设计完成，这又是一次我们比较独立的在自己的努力下做一个与机械设计课相关的设计。在这里首先要多谢老师给我们的这样一个机会去锻炼自己的设计能力和团队合作能力，还要感谢诸多同学的帮助。在本次设计中暴露出我的许多薄弱环节，很多学过的知识不能灵活应用，以前学过的东西自己并不是都掌握了，很多知识都已很模糊。而这次课程设计再一次把我们所学的知识都贯穿起来，融合为一体达到学以置用的目的，同时也是我们查漏补缺的好时机，它基本上将我们的课程紧密联系起来，达到跨学科的效果，增强了我们对知识之间的融合能力。这不仅可以提高我们对这门课的学习兴趣，同时还可以在专业上用实践锻炼一下自己，培养大家的积极性，通过这次课程设计初步展现了我们的设计能力和团结精神。充分发挥了我们的专业设计水平，基本达到了课程设计的目的和要求本次课程设计最大的收获就是锻炼了我们独立思考和判断的能力，同时增强了自己分析问题和解决问题的能力。通过本次课程设计中所出现的问题及解决问题的方法提高了我们对已经学过的专业知识起到一个温习和加强的作用，同时提醒自己对专业知识没有深刻的理解而是仅仅停留在表层的学习中，在今后学习中因该重视理论实践的深层次理解和掌握。为完成此次课程设计，指导老师及其他任课老师给与我特别大的帮助，在选择机构运动方案过程中出现最多的问题就是选择机构时的时候没有考虑到现代制造工业以及现代先进的加工工艺和制造工艺，为制造产品节省了大量成本，在这一点上我们采用