机械原理课程设计--糕点切片机

1、机械原理课程设计说明书设计题目糕点切片机XXX学院 XXXXXX班 学号 XXXXXXXXXX 设计者XXX指导教师XXX2011年7月8日摘要：随着人类社会生产力的不断提高和迅速发展，世界步入了一个越来越自动化的时代，最为糕点行业的革命性工具之一的糕点切片机正日益成为糕点生 产企业的必需品。糕点切片机要求实现两个动作：糕点的直线间歇移动和切刀的 往复运动。通过两者的动作配合进行切片。改变直线间歇移动速度或每次间歇的 输送距离，以满足糕点的不同切片厚度的需要。本文将就应用连杆和棘轮作为主 要机构实现糕点切片进行设计。关键词糕点切片设计连杆棘轮一设计任务 1二. 机械系统运动方案设计的构思 2三

2、. 机构运动方案的选择和评定 5四. 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 6五. 传动系统设计 7六. 执行系统设计 8七. 传动系统演示 10八. 参考资料 11九. 创新设计心得11设计任务一） 设计题目：糕点切片机 （二） 工作原理及工艺的动作过程 糕点先成型（如长方体、圆柱体等）经切片后再烘干。糕点切片机要求 实现两个动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配 合进行切片。改变直线间歇移动速度或每次间歇的输送距离，以满足糕点的 不同切片厚度的需要。如结构示意图所示 ,电动机经减速后，达到 40 转/分。再用棘轮机构连接 一皮带组成糕点的进给机构，并满足间歇运动的要求。

3、同时通过另外一组皮 带轮带动曲柄滑块机构运动 （滑块上带切刀），实现糕点的切片。 间歇运动机 构与切刀运动机构工作协调。 由于每一次切的过程都一样 ,从而使每一片糕点 的大小都一样。而通过改变进给的距离，可调整切片的厚度。X4糕点切片机主要结构组成如图1所示（三）机构的一些尺寸1）糕点厚度：10-20mm2）糕点切片长度（亦即切片高）范围： 5-80mm 。3）切刀切片时最大作用距离（亦即切片宽度方向） ：300mm。4）切刀工作节拍：40次/min。5）工作阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵可靠。6）电机可选用，功率 0.55KW （或 0.75KV） 1390r/min。主要设计要

4、求是：（ 1 ）通过调整进给的距离，达到切出不同厚度糕点的需要。（ 2）要确保进给机构与切片机构协调工作， 全部送进运动应在切刀返回过程中完成， 输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行。二：机械系统运动方案设计的构思糕点切片机主要结构如图 1 所示图1切刀的往复直线移动可采用连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条、组合机构等；糕点的直线间歇运动可选择连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、棘轮机构、槽 轮机构等。1 、实现切刀往复运动的机构方案一:如上图所示，为一直动导杆机构，可利用杆3的往复运动来实现切刀的上下 往复运动。万案一:如上图所示，为一几何封闭凸轮机构。可利用构件1绕A点做偏心转动来实现切刀的往

5、复运动方案二:如上图所以，为一六杆机构2、直线间歇移动型陛I 4如如上图所示，为牛头刨床，是可实现直线间隙移动的机构万案一:它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动，作单向的间歇运动三：机构运动方案的选择和评定1、实现切刀往复运动的机构方案一：动副均为低副，两运动副元素为面连接，压强较小，可承受较大的 载荷，且几何形状简单，便于加工。而且连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲 线，气形状随着各构件相对长度的改变而改变，从而可以得到形式众多的连杆曲 线，可以这些曲线来满足不同曲线的设计要求。此机构虽有上下往复运动，但她并没有急回运动特性。不能够实现切刀下切 速度慢而收回速度快的特性，也不能够很好的缩

6、短空程的时间，影响效率。方案二：只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线， 就可以使推杆得到各种预期的 运动规律，而且机构简单紧凑，可承重较大，运动平稳。但是凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损。切没有急回特性，不能够 实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性， 也不能够很好的缩短空程的时间， 影 响效率。方案三： 此机构不仅具有连杆机构的有点以及切刀的急回运动要求，且可使切刀在工作行程中得到近似等速的运动，以满足切削质量。通过对比，方案三最优。2、直线间歇移动方案一： 此机构具有机会运动的特性。 此机构也是连杆机构， 具有连杆机构 的共同优点。此机构没有间歇特性，不能很好的完成直线间歇运动。方案二：依靠

7、棘齿传动，运动可靠，制造方便，棘轮转角可有级调节。并且 在棘轮外面罩上一个光滑的外壳和曲柄摇杆配合既可以实现糕点机构的往复间 歇性运动，又可以调整糕点的进给量，结构简单，易设计。根据要求，选择方案二。四、 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图刀具往复运动切刀每分钟得完成切割 40 次的工作节拍。 所以连接曲柄的齿轮的转速为 40 次/min,切刀做竖直面内的往复直线运动，当其往下运动到与最低点相距约 5mm 至80mm （这是糕点的厚度）时开始切割糕点，此时糕点静止不动，切割完毕切 刀往上运动到距离最低点约 80mm 时糕点运动起来， 把切好的糕点片带走并把糕 点送进待切，切刀继续往上运动，直

8、到最高点，之后再往下运动，直到最低点相 距约 5mm 至 80mm （这是糕点的厚度）时又开始切割糕点，此时糕点又静止。 如此往复循环。下图是刀具的位移运动图（两个周期） ：五：减速系统设计送料皮带轮本机构原动件为一高速电机，其转速为1390 r/mi n,但我们所需要的转速是 40r/mi n,所以要减速。对于减速装置我们采用皮带加齿轮的方法。第一级降速是 用皮带减速，减为240r/min。第二级是用齿轮减为40r/min。两传动机构设计分析 如下：（一）皮带传达设计：皮带传动设计主要是采用两个半径不相同的皮带轮实现。由于皮带上线速度相等，由xvrz xV2,1390X ri =240x q

9、 ； r1 /r2 =24/139.由此可见算出电机上皮带轮直径大小=36mm ;另一端皮带轮半径大小r2 =220mm。传动比 i=139/24.（二）齿轮系的设计：经皮带减速后的转速为240r/min,而我们所要的转速40r/min。因此还需要的 传动比为6/1，选用的齿轮为标准齿轮。直齿轮参数表名称齿数模数分度圆齿轮z1254mm100mm齿轮z2504mm200mm齿轮z2'254mm100mm齿轮z3754mm300mm六：执行系统机构设计及其运动分析执行机构分两个，第一个为曲柄滑块机构，第二个为棘轮机构，现分别介绍如（一）六杆机构此机构主要是执行切刀的上下往复运动。 由于所

10、切糕点的厚度最大为 20mm, 所以切刀在20mn之上运动时，糕点才能运动。为了给糕点足够的传送时间，设计 刀的行程为40mm考虑到急回特性的要求，设计 AB的距离为50mm BC的水平 距离为15.8mm 1为30mm杆2长50mm杆3长60mm杆5长47.3mm由此可 算的形成速度变化系数 K=1.73,杆6的长度根据切刀与传送糕点的皮带距离而 确定。即切刀最高点距皮带距离为40mm切刀的宽度设计为300mm高度设计为 80mm.切刀的速度分析如图，对切刀进行速度分析 , 运用矢量方程图解法可得： v D =r 1wvE =vD +v EDVed =W2 X l 2vE= -VFVH =V

11、F +VH F其中 r 1 =30, EB=60=BF,n=40rad/min, w=2n f=2 n /n对切刀进行加速度分析 , 运用矢量方程图解法可得：n t n t n ta E +a E = a D +a D +a ED +a ED大小V ? V V V V方向V V V 0 V ?上式只有两个未知数，所以可以求解。a nH +atH = a nF +a tF +anHF +atHF大小方向V V V V V V机构传动和切刀运动示意图：（二） 棘轮机构O2i -ITsJ A。2棘轮机构主要是执行糕点的进给运动，每一次的运动距离就是所切糕点的长 度。为了更好的控制和改变这个长度，设棘

12、轮每转动一定角度，糕点运动20mm,设 棘轮共有24个齿，既每齿代表15度。于是一共有四档，即20,40,60,80mm也就是 说棘轮转动15,30,45,60度。对于棘轮的转动，设计一个曲柄摇杆机构推动棘轮旋 转。于是棘轮的旋转角度就可以转化为摇杆的摆角。然后再齿轮上设计一个槽。通过改变槽中A点的位置。即曲柄0A的长度即可是你进给长度的改变。选棘轮的模数m=5mmda=mz=70mmh=0.75m=3.75mmdf=da-2f=62.5mmS =20°p=n m=15.7mmA=m=5mm B=2m=10mm9 =60°固联在棘轮上的皮带直径为30mm齿轮3与棘轮的回转中

13、心的距离为180mm七：传动系统演示传送履带_lE.皮带 传 动齿轮 减速传动中国农业出版社邹慧君主编，高等教育出版社 北京：高等教育出版社1986八：主要参考资料1 、机械原理 程友联主编，2 、机械原理课程设计手册3 、机械原理曹龙化主编.九：创新设计心得经过紧张的策划、制作，十几天的机械原理课程设计结束了。 在这次实践的 过程中学到了一些除技能以外的其他东西，领略到了别人在处理专业技能问题时 显示出的优秀品质，更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制，最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化。这次的课程设计，对我来说是一次全新的体验，不仅让我学到了如何设计一 件小机械，而且让我在这个过程中学会了团队合作， 学会了坚持不懈的努力，更 从中学会了如何做人的道理，真是让我受益颇多。作为机械原理这门课的课程设计，这次的课程设计和机械原理息息相关。如 果我们没有学好或者用心学这门课