糕点切片 韩俊杰60

1、荆楚理工学院课程设计成果 学院： 机械工程学院 班 级： 机制三班 学生姓名： 韩俊杰 学 号： 2014ZSB030109 设计地点（单位）： 荆楚理工学院 设计题目： 糕点切片机 完成日期： 2016年 01 月 13 日 指导教师评语： _ 成绩（五级记分制）： 教师签名： 前 言 糕点做为中国民间传统的小吃，有着将近两千多年的文化历史，传承至今。因为其独特的风格流传到现在。 在当今这个社会和信息高速发展的全球化的时代！效率最为重要，大规模批量化的生产尤为重要，传动的手工加工方式已经不在适应当今这个社会，人类永远都是进步的！用已有的理论知识，创造了一代又一代的糕点切片机！来满足现代人的生

2、活需求。 随着和外国的交流更加密切，西式糕点也流入中国，其造型新颖，风格独特，口味清新，颠覆了传统糕点在我国人民中的印象。不仅仅在选材，制作方式，口感方面都给我们一种耳目一新的感觉。而今的糕点的发展更是融合了中西两种风格，成为新一代的流行美食，深受大众的喜欢，市场占有率极高。糕点作为一种常见的食品，它可以作为早餐、中餐、晚餐，也可以作为主食。从而，在日常生活中扮演者重要的角色。而今，新世纪的糕点中添加了一些保健性的药物，在不影响其自身美味的同时还大大提高了它的的营养价值和药用效果。糕点切片机发展史已经很多年了，对于家居型的糕点切片也是有市场供应。早就已经发展到了一定的阶段。近几年来，随着经济的

3、飞速发展，人民生活水平的不断提高。糕点的制作慢慢有家庭小批量的生产趋势，加上糕点庞大的需求量，价格适宜且功能强大的小作坊型糕点切片机变得非常必须，所以研究经济适用快速安全的糕点切片机是非常重要的。 目 录1 设计任务 ···························1 1.1设计要求数据···

4、·······················1 1.2工作原理及工艺动作过程·····················1 1.3 设计方案·

5、3;··························1 2机械系统运动方案的拟定与选择 ·················1 2.1 方案的拟定 ·

6、3;·························1 2.1.1 切刀的直线往复运动····················2 2.1.2 糕点间

7、歇运动机构的选择··················33根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图············5 3.1 刀具往复运动 ·············&

8、#183;···········6 3.2 间歇运动····························7 3.3拟定运动循环图······

9、83;·······················84传动系统设计·························&

10、#183;····8 4.1传动系统设计··························9 4.2皮带传动设计···············

11、83;··········95传动系统演示··························106 设计总结···········

12、;··················107 参考文献····························11 一、设计任务1.1设计要

13、求数据(1) 切点切片长度：20100mm(2) 糕点厚度：1530mm(3) 切刀切片时最大作用距离(亦即切片的宽度方向)：300 mm。(4) 切刀工作节拍：60次/min。(5) 选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠，生产阻力要小。1.2工作原理及工艺动作过程 电动机经过减速后，达到转速要求。再用间歇机构连接皮带轮，作为糕点进给机构，并满足间歇运动要求。同时通过另外一个往复运动，实现糕点的切片。通过调整安装位置，可以使间歇运动机构与切刀运动机构工作相互协调，互不干涉。由于每次切得过程都一样，从而使每一块糕点的大小都一样。通过改变进给的量的大小，可以调整糕点切片的厚度。1.3 设计方案在设计

14、过程中我们应该考虑的问题有：1）削速度较大时，切片刀口会整齐平滑，因此切刀运动方案的选择很关键，切口机构应力求简单适用、运动灵活和运动空间尺寸紧凑等。2）直线间歇运动机构如何满足切片长度尺寸的变化要求，是需要认真考虑的。调整机构必须简单可靠，操作方便。是采用调速方案，还是采用调距离方案，或者采用其它调整方案，均应对方案进行定性的分析比较。3）间歇运动机构必须与切刀运动机构工作协调，即全部送进运动应在切刀返回过程中完成。需要注意的是，切口有一定的长度(即高度)，输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行，但输送机构的返回运动则可与切刀的工作行程运动在时间上有一段重叠，以利提高生产率，在设计机器

15、工作循环图时，就应按上述要求来选取间歇运动机构的设计参。二、机械系统运动方案的拟定与选择2.1方案的拟定 糕点的直线间歇运动可选择连杆机构、棘轮机构、凸轮机构、槽轮机构等。 切刀的往复直线运动可采用连杆机构、凸轮机构、曲柄滑块机构等。2.1.1切刀的直线往复运动方案一 凸轮机构可以利用一个凸轮的转动带动从动件导杆的往复运动来满足刀具切割糕点的要求。当推杆行程增大时，刀具开始切割糕点，当推杆达到最高点时刀具便完成糕点的切割。当推杆行程减小时，刀具上升。图 2.1所示 图2.1 凸轮机构 图 2.2 偏置曲柄滑块机构优点：只要设计得当，就可以得到预期的运动规律，机构简单，结构紧凑，运动平稳。缺点：

16、直动滚子和凸轮之间会有磨损，长期的运动过程后会有较大的误差。 方案二 偏置曲柄滑块机构 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。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，提高效率，如图2.2 所示。 优点：就其理想运动特性来说，此机构完全能实现直线往复运动。如果连杆设计得当，此机构具有传递平稳运动精确的优点。 缺点：连杆机构尺寸较大，占用空间大。方案三 连杆机构 图2.3 连杆机构优点：1）能够实现多种运动形式的转换，如它可以将原动件的转动转变为从动件的转动、往复移动或摆动。反之也可将往复移动或摆动转变为连续地转动。

17、  2）平面连杆机构的连杆作平面运动，其上各点的运动轨迹曲线有多种多样，利用这些轨迹曲线可实现生产中多种工作要求。  3）平面连杆机构中，各运动副均为面接触，传动时受到单位面积上的压力较小，且有利于润滑，所以磨损较轻，寿命较长。另外由于接触面多为圆柱面或平面，制造比较简单，易获得较高的精度。 缺点：1） 难以实现任意的运动规律。  2）惯性力难平衡(构件作往复运动和平面运动),易产生动载荷。  3）设计复杂。  4）积累误差(低副间存在间隙),效率低。2.1.2糕点间歇运动机构的选择方案一 槽轮机构图2.4 槽轮机构槽轮用来实现糕点的直线间歇运

18、动，当主动拨盘上的圆销进入槽轮的槽中时，拨盘拨动槽轮转动，从而带动传送带直线运动，此时切刀悬置；当圆销没有进入槽轮的槽中时，槽轮静止，此间歇切刀进行切割。优点：1） 槽轮机构结构简单，工作可靠，易加工，机械效率高。2） 转位迅速，机械效率高能平稳的改变从动件的角速度。缺点：1） 运动规律不能选择，调节性能差，拔销进入和脱出时会产生有限的二次冲击，安装精度高。2） 其动程不可调节，转角不能太小。方案二 不完全齿轮 优点：1）结构简单，工作可靠，容易制造。2）与其他间歇机构相比，其从动轮每转一周的停歇次数，运动和停歇的时间比例，可在较宽广的范围内调节。   缺点：1）

19、啮合传动的开始和运动时，速度有突变，且加速度也不连续，故冲击较大，运动不平稳。图 2.5 不完全齿轮 当不完全齿轮上的轮齿与从动轮上轮齿相啮合时，从动轮转动，从而带动传送带直线运动，此时切刀悬置；当两轮上锁止弧起定位作用时，从动轮静止，此间歇切刀进行切割。方案三 棘轮机构 优点：棘轮机构具有结构简单、制造方便和运动可靠，并且棘轮的转角可以根据需要进行调节等优点。 缺点：传动力小、工作时有冲击和噪声。 图 2.6 棘轮机构 根据以上的方案在结合我们实际的要求，我们所设计的糕点切片机机构转速较小，所以槽轮机构的缺点可以忽略，并且制造简单，价格便宜，空间占用也少。而不完全齿轮速度的不平稳性，会造成切

20、割的糕点大小不均匀，棘轮机构在工作的时候会产生很大的噪音和冲击，对工作环境影响较大。这两种间歇运动机构排除。另外针对切刀往复运动的运动情况，切刀上方的空间相对较大，可以采用结构相对简单的曲柄滑块可以作为往返运动的机构。 综合上所述，我们所选择的切刀往复运动为曲柄滑块机构，糕点间歇运动为槽轮机构。机构运动简图 电动机经过皮带和减速齿轮候达到切刀所需要到达的工作速率，使用一组带轮带动曲柄滑块机构运动，可以对糕点进行切片；在另一组带轮带动槽轮机构实现糕点间歇运动，通过间歇运动机构与切刀的直线往复运动机构相互协调运动，即可完成每次切片过程的一致性，使得每块糕点的大小保持一样大。 三、根据工艺动作和协调

21、要求拟定运动循环图3.1刀具往复运动此机构主要是执行切刀的上下往复运动。由于所切糕点的厚度最大为30mm所以切刀在30mm以上运动时，糕点才能运动。为了给糕点足够的传送时间，设计刀具的行程为H=80mm，行程速比系数为k=2，曲柄长度为a=25mm；刀的高度设为50mm。考虑卫生问题，刀具不能缩到滑块的导轨里，所以设计滑块的长度为80mm；计算连杆的长度b，偏心距e。 在三角形ACC中 H2=(b-a)2+(b+a)2-2(b-a)(b+a)cos =180 b=67mm e=sin(b-a)2+2a2)/H e=33mm 曲柄滑块机构的尺寸为： 曲柄长：25mm 连接杆长：67mm 滑块长：

22、80mm 偏心距：33mm 刀片高：50mm 刀片长: 300mm 皮带长: 800m 3.2间歇运动 在槽轮机构的主要参数是槽数z和拨盘圆销数k。 为了是槽轮在开始和终止转动时的瞬间角速度为零，以避免圆销与槽发生撞击，圆销进入或脱出径向槽的瞬间，槽的中心线 O2A与O2A垂直。为了保证槽轮运动，其运动特性系数应大于零。由上式可知，运动特性系数大于零时，径向槽的数目应等于或大于3。但槽数Z=3的槽轮机构，由于槽轮机构的角速度变化很大，圆销进入或脱出径向槽数的瞬间，槽轮的角加速度也会很大，会引起较大的振动和冲击，所以应该少用。由上式可以知道，这种槽轮机构的运动特性系数总小于0.5,。如果拨盘1上

23、装有数个圆销，则可以得到>0.5的槽轮机构。设均匀分布的圆销数为K，则一个循环中，槽轮2的运动时间为只有一个圆销时的K倍，即运动特性系数还应当小于1（=1表示槽轮和拨盘一样作连续转动，不能实现间歇运动），故由得到，当Z=3时，圆销数可为15；当Z=4或5时，圆销数可为13；而当Z6时，圆销数可为1或2.故我们选取Z=4 圆销数取1根据槽轮机构主要尺寸关系 R=Lsin D2=2Lcos h'=r+90°-L=L（sin45°+cos45°-L） h=h'+(36)=L（sin45°+cos45°-L）+(36)得到=45&

24、#176; L中心距为200mm d圆销直径=10mm D2 槽轮直径=283mm h'=83mm h=96mm 槽轮半径和槽轮传动轮半径对切糕的长度不会产生影响，所以取合适值即可。3.3拟定运动循环图 工作过程分为两个部分。第一部分为切刀的回程，此时槽轮在转动，皮带做进给运动。第二部分为切刀的切割过程，此时槽轮不动。在整个过程中，工作时间达到最小化，而且不会发生干涉。四、传动系统设计4.1 传动系统设计 本机构原动机的转速为1500r/min，但我们所需要的转速是50r/min和25r/min，所以要减速。对于减速装置我们采用带轮减速和齿轮减速。第一级减速是用带轮减速，减为300r/min，第二级减速是用齿轮减速，减为100r/min，第三极减速是槽轮减速，减为25r/min，第四级减速是带轮减速，减为50r/min。4.2皮带传动设计 皮带传动设计是采用两个半径不相同的皮带实现。由于皮带上线速度相等，由r1*n1=r2*n2 1000*r1=250*r2 r1/r2=1/5 设电机上皮带轮半径径大小为r1=30mm，另一端皮带轮的半径大r2=150mm