中北大学机械原理课程设计糕点切片机ppt课件

1、机机 械械 原原 理理 课课 程程 设设 计计 糕点切片机的功能和设计要求：糕点切片机的功能和设计要求： 功能 原始数据及设计要求 功能： 糕点切片机主要完成糕点制成过程中的切片任务。为了实现糕点的切片任务，糕点切片机要务虚现两个执行动作：糕点的直线履带传送；切片对糕点的切割。 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间隔亦即切片的宽度方向: 300mm。 切片任务节拍: 40次/min。 消费阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵敏可靠。电动机可选用0.55kW或0.75kW、 0r/min。 任务原理和工艺动作分

2、解任务原理和工艺动作分解: : 根据分析，糕点切片机要求完成的工艺动作有以下两个动作： 糕点的直线间歇挪动； 切片的往复运动。 因此，糕点切片机设计主要集中于间歇机构和往复运动机构的设计。 功能分解图功能分解图 总功能：糕点切片 子功能：传送糕点子功能：切刀切片间歇运动切刀上升、下降履带传送往复运动设计义务设计义务 :根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图； 进展间歇运动机构和切口机构的选型，实现上述动作要求； 机械运动方案的评定和选择； 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案； 画出机械运动方案简图机械运动表示图； 对机械传动系统和执行机构进展尺度设计。 糕点切片机的运动循环

3、图：糕点切片机的运动循环图： 直线式运动循环图直线式运动循环图 主 轴 转 角 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 90 270 间歇运动机构 运 动 60 静 止 180 运 动 300 切 口 机 构 切 片 静 止 切 片 下 降 切 片 上 升 切 片 静 止 直角坐标式运动循环图直角坐标式运动循环图 主轴转角 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 间歇运动机构 90 180 270 切口机构 60 300 圆周运动循环图原动机的选择：原动机的选择： 电机型号：Y802-4

4、Y系列三相异步电动机 电机功率：0.75kW 电流：2.0A 转速：0r/min 效率：74.5% 功率因数：0.76 执行机构的选型：执行机构的选型： 根据间歇运动机构和切口机构这两个执行构件动作要求和构造特点，可以选择如表的常用机构。 表1：二执行机构的形状学矩阵 间歇运动机构 棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮机构 切口机构 连杆机构 凸轮机构 机械运动方案的选择：机械运动方案的选择： 根据表1所示的两个执行机构形状学具镇，可以求出糕点切片机的机械运动方案数为： N=4*2=8 间歇传送机构 的选型 ；切口机构的选型。各种间歇机构各种间歇机构的比较的比较 棘轮机构 槽轮机构 不完全

5、齿轮机构 凸轮机构 主动件的运动形式 转动、往复移动 转动 转动、往复移动 转动 从动件转位期间的运动规律 根据棘轮与棘爪的齿形及相对位置决定 根据槽数、滚子数、转盘半径与中心距之比决定 除过渡段及首末齿外、其余均为等速 可按转速、负荷等工作要求自行选定 分度数即从动件转一周中的停歇次数 常用从动件分度数 630 416 412 124 制造成本 低 低 中 高 适用场合 低速、中、轻载，低精度 低速、中载 中、低速，轻载 中、高速，中、轻载，高精度 间歇运动机构的选择 ： 槽轮机构可以满足间歇直线传动的要求，同时，制造本钱也比较低廉，因此，我们选择它作为执行间歇传动的机构。 切口机构的切口机

6、构的选择比较选择比较 评 价 性 能 指 标 具 体 项 目 连 杆 机 构 凸 轮 机 构 机 构 示 意 图 运 动 规 律 形 式 任 意 性 较 差 ，只 能达到 有 限个 精确位 置 基 本 上 能 任 意 功 能 传 动 精 度 较 高 较 高 应 用 范 围 较 广 较 广 可 调 性 较 好 较 差 运 转 速 度 高 较 高 工 作 性 能 承 载 能 力 较 大 较 小 评 价 性 能 指 标 具 体 项 目 连 杆 机 构 凸 轮 机 构 加 速 度 峰 值 较 大 较 小 嘈 声 较 小 较 大 耐 磨 性 耐 磨 差 动 力 性 能 可 靠 性 可 靠 可 靠 制 造

7、 难 易 程 度 易 难 制 造 误 差 敏 感 不 敏 感 敏 感 调 整 方 便 性 方 便 较 麻 烦 经 济 性 能 耗 一 般 一 般 尺 寸 较 大 较 小 重 量 较 轻 较 重 结 构 紧 凑 结 构 复 杂 性 简 单 复 杂 间歇运动机构的选择 ： 由于凸轮运用范围较广，可靠性不错，传动精度较高，我们选择凸轮机构作为切口机构 。糕点切片机传动系统的选型糕点切片机传动系统的选型 ： 带传动和齿轮传动在糕点切片机的机构里都可以完成传动的作用，而在详细的选择上，我们思索两者结合起来运用在糕点切片机的传动机构里。 机构简图机构简图轴测图轴测图传动件的分析： i总=n电机/n执行主轴

8、=0/40=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。 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。 确定带的型号：由Pc及自动轮转速n1=0r/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，那么d2=5* d1=500mm。 带轮的计算：确定中心距a0：0.7d1+ d2 a02d1+ d2 ，即420mm a0Pc/P0，由于v=(d1n1)/60000=7.278m/s，根据v和d1，查表得出：P0=0.95k

9、W。所以z0.9/0.95 ，z的最小值为1。 齿轮的计算： 取z1=20，那么z2=i*z1=6.95*20=其模数取m=5mm。 齿轮的各项尺寸计算如表 分 度 圆 直 径 d1 d1= z1* m = 100m m 分 度 圆 直 径 d2 d2= z2* m = 695m m 基 圆 直 径 d b 1 d b 1= z1* m *co s = 93.97m m 基 圆 直 径 d b 2 d b 2= z2* m *co s = 653.09m m 齿 顶 圆 直 径 d a 1 d a 1= m *( z1+ 2 h a*)= 110m m 齿 顶 圆 直 径 d a 2 d a

10、2= m *( z2+ 2 h a*)= 705m m 齿 根 圆 直 径 d f d f 1= m * z1-2 m *( h a*+ c*)= 87.5m m 齿 根 圆 直 径 d f 2 d f 2= m * z2-2 m *( h a*+ c*)= 682.5m m 齿 顶 高 h a h a= h a* m = 5m m 齿 根 高 h f h f = m *( h a*+ c*)= 6.25 m m 齿 高 h h= h a+ h f= 11.25m m 齿 距 p p = * m = 15.71m m 齿 厚 s s= * m /2= 7.85m m 齿 槽 宽 e e= *

11、m /2= 7.85m m 法 节 和 基 节 pb pb= p *co s = 14.76m m 标 准 中 心 距 a a= m * ( z1+ z2)/2= 397.5m m 凸轮的分析与计算：凸轮的分析与计算： 凸轮的分类、比较与选择；凸轮的分类、比较与选择；从动件设计从动件设计 ；凸轮轮廓曲线设计。凸轮轮廓曲线设计。 凸轮的凸轮的分类和比较分类和比较 尖 底 从 动 件凸 轮 滚 子 从 动 件凸 轮 平 底 从 动 件凸 轮 曲 底 从 动 件凸 轮 机 构 简 图 特 点 能 与 具 有 复杂 曲 线 形 状的 凸 轮 廓 线保 持 接 触 ，但 其 尖 底 容易 磨 损 ， 一

12、般 用 于 传 递动 力 较 小 的低 速 凸 轮 机构 中 滚 子 的 转 动作 用 把 凸 轮与 滚 子 之 间的 滑 动 摩 擦转 化 为 滚 动摩 擦 ， 减 少了 凸 轮 机 构的 磨 损 ， 可以 传 递 较 大的 动 力 ， 故应 用 最 为 广泛 受 力 比 较 平稳 ， 凸 轮 与平 底 之 间 容易 形 成 锲 形油 膜 ， 润 滑较 好 ， 古 平底 从 动 件 常用 于 高 速 凸轮 机 构 兼 有 尖 底 从动 件 和 平 底从 动 件 的 优点 因此，我们选用滚子凸轮作为切口机构，并对此进展计算，对直动从动件滚子凸轮进展设计。从动件s、v、a图 从动件从动件s s图

13、图 s/ mm 60 0 60 180 300 360 从动件从动件v v图图 v/(mm/s) 90/ 0 60 180 300 360 -90/ 由于速度较低，所以速度可以忽略不计，故 从动件a值一直为零，故不作从动件a图。 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 凸轮轮廓曲线设计： 实际廓线 ；实践廓线 。实际廓线方程： 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3

14、00，360时，s=0。 实践廓线方程： 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。 实际轮廓曲线 实践轮廓曲线实践轮廓曲线 槽轮的分析与计算：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、转位等传动中广泛运用。槽轮机构由外槽轮机构和内槽轮机构两种

15、方式，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挪动。当需求在两交错轴之间进展间歇传动时，可采用球面槽轮机构。 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一样，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方式，机构方式很多，任务原理类似。 槽轮机构 的选择：间歇运动机构选择多滚子外槽轮机构。 槽轮机构的槽轮机构的设计数据设计数据 槽数Z Z = 4 槽轮运动角2 2 = 3 6 0 / Z = 9 0 转盘运动角2 2 = 1 8 0 - 2 = 9 0 转臂滚子数j j = 2 动停比k k = ( Z - 2 ) / ( 2 Z / j) - ( z - 2 ) = 1 运动系数 = j ( Z - 2 ) / 2 Z = 1 锁止弧所对中心角 = 3 6 0 / j - 2 = 9 0 转盘相对半径 = 0 . 7 0 7 1 槽轮相对半径 = 0 . 7 0 7 1 中心距C C = 8 m m 转盘半径R1 R1= C = 5 . 6 5 6 8 m m 槽轮名义外圆半径R2 R2= C = 5 . 6 5 6 8 m m 滚子半径Rr Rr =