一种肉片切片叠片机设计【含CAD图纸和说明书】
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毕业设计（论文） 题 目：一种肉片切片叠片机设计 学 院： 专 业：学生姓名： 指导老师/督导老师： 起止时间： 目录第一章：前言1.1课题的背景、目的、意义1.2设计方案的选择1.3课题研究的主要内容第二章：轴的设计及所需标准件的选取2.1电动机的选定2.1.1提供主轴动力的电动机的选定2.1.1.1切刀上下运动的计算2.1.1.2挡板运动的计算2.1.1.3运输带运动的计算2.1.2提供振刀动力的电动机的选择2.2减速器的选定2.3运输带间歇送进的设计2.3.1间歇运动所需的机构的选择2.3.2棘轮的设计2.3.3棘轮所在的轴的整体设计2.3.4运输带步进运动另外两个轴的设计2.3.5带动主动摆杆往复运动的带圆盘的轴的设计2.4匀速运输带的设计2.4.1与主轴用一对齿轮相啮合的滚筒轴的设计2.4.2运输带匀速运动另一个轴的设计2.5主轴的设计2.6挡板的设计2.6.1挡板整体的设计2.6.2凸轮的设计2.7主轴与匀速运输带的定位2.8轴承的选择2.9联轴器的选择第三章切刀传动装置的设计3.1刀架的设计3.2导轨的选择摘要：市场上的切肉机基本上都是切成卷状的，随着人们对产品多样化的需求，设计出一种切成片状的切肉机。在导师的指导下，设计出一种机械式的切肉机，该切肉机由电动机提供动力，用棘轮机构实现步进运动，进行肉块的进给，切刀由轴上最外端的圆盘的带动，切完肉，肉片经挡板进行叠肉，肉片的运输由匀速运输带运送。轴的连接按其需要选取标准的刚性联轴器，轴的固定按其所需承受载荷等分析选取标准的深沟球轴承。该切肉机的特点是，操作简单，方便，切片速度快，可靠性强。在进行文献查阅和导师的指导下，设计了切刀的传动装置，各个轴的定位及传动关系，完成了装配图和部分零件图，建立了三维模型进行运动仿真。关键词：棘轮 步进运动 传动装置 Abstract: The cutting machine on the market basically is cut into rolls, as people demand for product diversification, designed a cutting machine cut into flake. Under the guidance of tutor, design a kind of mechanical cutting machine, the cutting machine powered by motor, step motion was achieved through the ratchet mechanism, and to feed meat cutter by the shaft on the outer side of the disk drive, cutting out meat, meat by the baffle to fold the meat, the meat transport by the conveyor belt at a constant speed. Shaft connection according to the need to select standard coupling rigidity, axial fixed according to its load bearing analysis such as the selection criteria for deep groove ball bearings. The characteristics of the cutting machine, the operation is simple, convenient, fast slicing and reliability. Under the guidance of literature review and a mentor, design the gear cutter, each axis positioning and the transmission relationship, completed the assembly drawing and parts drawing, 3 d motion simulation model is established. Keywords: ratchet stepping motion transmission第一章1.1课题的背景、目的、意义背景：目前国内高质量的食品加工机械不能满足市场需求，肉块切片的切肉机也是如此，现今，大量的切肉机切出的肉都是卷形的，缺乏片形切肉机。随着人民生活水平的不断提高和对肉类食品消费的增高，对产品的品种需求越来越多，该市场将进一步扩大。目的：设计一种能够切出不同薄厚，并能折叠成片形的肉片切机，同时还要保证切片速度较高，操作简单、方便、可靠。(切片速度90片/分钟，肉片厚度范围1-3mm)意义：满足市场的需求，使其产品多样化。1.2设计方案的选择方案一：机械式传动切肉机利用联轴器连接电动机和轴，使轴具有转速，在轴上连接传动装置控制运输带，切刀和挡板的相互配合，使其形成良性循环，达到快速，稳定的切出肉片。方案二：数控机床式切肉机用数控机床来精确实现肉的进给运动和切刀的切肉运动，实现肉块切成肉片的动作。方案比较：我选择方案一因为机械式传动切肉机切片速度较高，操作简单，可靠，方便，制造成本低，换刀容易。而数控控制式切肉机虽然操作精度高，自动化程度高，生产率高，但制造成本高，换刀麻烦，操作复杂。1.3课题研究的主要内容主要研究内容：运输带的运动，切刀的运动和挡板的运动几者之间的配合。 肉块的进给装置： 肉块放在运输带上，使其一停一顿的运动，就是实现步进运动，其频率为一分钟90次。刀的上下切刀装置：在运输带运动时，刀与肉块不接触，在运输带停顿时，刀完成切肉动作并提升到不与肉块有接触的高度，以此形成循环。挡板的叠肉运动：当肉块被切成片时，在其落下运输带时挡板完成叠肉动作。肉片的运输运动：用电机带动传动装置实现运送带的匀速运动。刀的振刀运动： 用电机带动传动装置，实现刀按一定频率的摆动。第二章2.1电动机的选定：2.1.1提供主轴动力的电动机的选定根据各部分运动受力计算所需功率：2.1.1.1切刀上下运动的计算 根据切肉速度每分钟90片，刀上下运动的效率为每分钟90圈，肉块的高度H=60mm，取刀的高度H1=70mm，可得S=2H1=140mm，T=2/3s，刀上下的移动速度为V=S/T=0.14m/0.66s=0.21m/s。切肉所需受力F=600N，根据Mer=Fr=9550p/n其中Mer为扭矩，F为受力大小，r为扭转半径，p为所需功率，n为轴的转速。可得p=0.2kw=200w。2.1.1.2挡板运动的计算挡肉所需受力F=60N，根据Mer=Fr=9550p/n其中Mer为扭矩，F为受力大小，r为扭转半径，p为所需功率，n为轴的转速。可得p=0.02kw=20w。2.1.1.3运输带运动的计算运输工作拉力F=3500N，运输带工作速度V=0.04m/s，卷筒直径D=120mm。工作机所需功率Pw=FV/1000=0.14kw电动机的输出功率Pd=Pw/已知齿轮传动效率1=0.97，滚动轴承传动效率2=0.98联轴器传动效率3=0.99，卷筒传动效率4=0.96=1224324=0.82Pd=0.14/0.82=0.0.17kw上述运输带匀速运动，棘轮所带动的运输带为间歇运动，其所需功率可看作比运输带匀速运动时的功率稍低，因此另一个所需功率相等为0.10kw。卷筒轴工作转速n=60x1000v/D=64r/min蜗轮蜗杆减速器i=1040nd=in=6402560r/min电机所需总功率P=200+20+100+170=490w考虑损耗所需功率为P总=P（1+0.3）=637w选取标准功率为750w的电机。综合考虑电动机和传动装置的尺寸，价格，传动比等，选择Y系列三相异步电动机，因为Y系列电动机为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具有国际互换性的特点，性能可靠耐用，对负载有较强的适应能力，在空气中不含易燃、易炸或腐蚀性气体的场所中使用，适用于无特殊要求，电源电压为380V的机械上，例如机床、运输带、农业机械等。无论是性能方面还是生产成本，均以做到了相对最优化。其选定电动机的型号为Y802-4，Y表示系列代号，4表示电动机的极数。主要性能如下型号 Y802-4 额定功率0.75 kw 满载转速1390r/min堵转转矩/额定转矩2.2 最大转矩/额定转矩2.22.1.2提供振刀动力的电动机的选择振刀所需受力F=24N，根据Mer=Fr=9550p/n其中Mer为扭矩，F为受力大小，r为扭转半径，p为所需功率，n为轴的转速。可得p=0.0.175kw=175w。综合考虑电动机和传动装置的尺寸，价格，传动比等，选择三相异步电动机61K180A-YF，其优点是电磁杂讯较少，无连续性振动和过度冲击，使用环境受温度影响小等等。适用于流水线设备，自动化设备。主要性能如下型号 61K180A-YF 极数4极 额定功率0.18kw 额定转速1400r/min额定电压220/380v2.2减速器的选定由选定的电动机满载转速nm和工作机的主轴的转速n可得传动装置的总的传动比：i=nm/nnm=1390r/min，n=90r/min可得i=15.4计算各轴的输入功率联轴器传动效率1=0.99，滚动轴承传动效率2=0.98，蜗轮蜗杆传动效率3=0.8电动机的功率P=0.75kw蜗杆轴的功率P1=P12=0.73kw蜗轮轴的功率P2=P1123=0.56kw计算各轴的转速电动机轴的转速nm=1390r/min蜗杆轴的转速n1=nm=1390r/min蜗轮轴的转速n2=n1/i=90r/min计算各轴的输入转矩电动机轴的输入转矩Td=9550Pd/nm=5.15Nm蜗杆轴的输入转矩T1=9550P1/n1=4.99Nm蜗轮轴的输入转矩T2=9550P2/n2=59.93Nm选取RV系列的蜗轮蜗杆减速器，因为其在符合国家标准的参数的基础上，吸取了国内外最先进的技术，箱体外形美观的方箱型外结构。根据计算各轴的功率、转速、输入转矩，选取标准RV系列蜗轮蜗杆减速器NMRV063,其参数为：功率0.75kw，转速1400r/min，传动比15，涡轮轴转速93r/min，可承载转矩63Nm，最小轴直径20mm。其优点有以下几点1、 传动效率高，传动比范围大。2、 只要设计的合理，制造装配精度符合标准，就能得到高精度和小间隙回差。3、 热交换性能好，散热快。4、 安装简便，性能优越，便于维护和检修。5、 适用性强，适用范围广，安全可靠性大。6、 传递同样的功率和转矩时的体积小，可用较小的体积传递大的转矩，传动总体积小。2.3运输带间歇送进的设计2.3.1间歇运动所需的机构的选择运输带在进肉时需要周期地运动和停歇，称为间歇运动。常见的间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构、连杆机构和不完全齿轮机构。棘轮机构：由棘轮与杆上带棘爪的机构组成。通过杆的周期运动，棘爪推动棘轮周期转动。槽轮机构：一个带槽的槽轮与一个带圆销件的机构组成。当圆销插入槽轮的槽中，带动槽轮转动，而圆销离开槽时，槽轮停止转动。连杆机构：由几根连杆组成。连杆机构的间歇运动主要通过加大某一个连杆的铰位孔使它成一个长的孔，而使得运动的某一部分失效而得到的间歇运动。不完全齿轮机构：用一个没有布满圆周的齿轮组成的机构。有齿的部分会带动从动轮运动，而没有齿的一段圆弧就不会带动从动轮运动，而实现间歇运动。运输带所需要的运动是稳定的单向反复间歇运动，因此我选择的是棘轮机构。2.3.2棘轮的设计棘轮机构的简介 棘轮机构通过棘轮的停顿运动带动所在轴的停顿运动将往复的运动或连续的转动转换成单向步进运动。 棘轮的轮齿通常使用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，为弹性连接，当摇杆逆时针方向摆动时，使棘爪插入棘轮齿推动棘轮同向运动；当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。为了确保棘轮不发生反转，常在固定件上加上止逆棘爪，止逆棘爪为弹性连接。摇杆的往复摆动可由齿轮机构，曲柄摇杆机构等实现。棘轮每次转过的角度成为动程。动程的大小可利用改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等方法调节，也可以在运转过程中调节。如果希望调节的精度高于一个棘齿所对硬的角度，可使用多棘爪棘轮机构。 我选择的摇杆的往复运动是由轴上连接圆盘来驱动摆杆的，因为棘轮等的转动都是由轴来带动的。棘轮机构分类方式按从动件运动形式分类：单动式棘轮机构，双动式棘轮机构。单动式棘轮机构：当主动摆杆按某一个方向摆动时，推动棘轮单向转动，不能反方向转动。双动式棘轮机构：主动摆杆向两个方向往复摆动时，分别带动两个棘爪，推动棘轮转动，两个棘爪都是主动棘爪，不起固定作用。按结构形式分类：齿式棘轮机构，摩擦式棘轮机构。齿式棘轮机构：运动与停止的时间比通过选择合适的驱动机构（例如用凸轮，棘轮）来实现。优点：机构结构简单，制造方便。缺点：动程只能做有级调节，噪音、冲击、磨损较大，不宜用于高速运动。摩擦式棘轮机构：用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪，用无齿摩擦代替棘轮。优点：动程可无级调节，传动平稳，无噪音，无冲击。缺点：因为靠摩擦力传动，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护的作用，但是传动精度不高，适用于低速径载荷的运动。按啮合方式分类：外啮合棘轮机构，内啮合棘轮机构。外啮合棘轮机构：棘爪或楔块均安装在棘轮的外在部分，在棘轮外部驱动棘轮转动。特点：加工、安装、维修等方便简单，应用面较广。内啮合棘轮机构：棘爪或楔块均安装在棘轮的内在部分，在棘轮内部驱动棘轮转动。特点：外形尺寸小，结构紧凑，安装精度高。因为我设计的是单向传动，需要合适的运动与挺值的时间比，不能出现打滑现象，棘轮的转动是由电动机通过传动装置来带动的，不可能实现在棘轮内部带动，所以，通过分析，我选用的是单动式、齿式、外啮合棘轮机构。其示意图如下上图由主动摆杆，主动棘爪，棘轮，止回棘爪和机架组成。止回棘爪弹性连接在机架上，主动摆杆空套在与棘轮固定连接的从动轴上，并与主动棘爪用移动副相连，也是弹性连接。当主动摆杆逆时针方向转动时，其带动主动棘爪就插入棘轮的齿槽中，使棘轮带着从动轴跟着转过一定角度，此时，止回棘爪在棘轮的齿背上滑过，不起作用。当主动摆杆顺时针方向移动时，止回棘爪起固定作用，防止棘轮发生顺时针方向移动，而主动棘爪在棘轮齿背上滑过，棘轮不动，保证从动轴静止不动。因此，当主动摆杆作连续的往复摆动时，棘轮做逆时针方向的间歇运动，从而带动从动轴做间歇运动。我设计的主动摆杆由固定在轴上的圆盘带动一个连杆连接主动摆杆，由于圆盘的匀速转动，实现主动摆杆的往复摆动。现取主动摆杆的长度h1=100mm，连杆的长度h2=100mm，连杆连在圆盘上的位置据圆盘圆心的位置的长度h3=50mm，在轴连续转动时，连杆的位置变化如下图所示往复摆动。 圆盘转动时，通过主动摆杆自由摆动的那一端作半径R=100mm的圆，两根主动摆杆所形成的最大转角就是主动摆杆做半径圆只与圆盘有一个相交点的位置，其位置为圆盘最低端和圆盘最顶端靠左一点的位置。通过h1=100mm，h2=100mm，可得最大转角为32。因为圆盘匀速转动，圆盘转动一圈时，主动摆杆逆时针所转动的角度为170，顺时针所转动的角度为190，所以棘轮的动、停时间比为逆时针所转动的角度比上顺时针所转动的角度17:19。根据转角32，经过处理，可看作30，转动的角度为1/12，为方便棘轮的运转，棘轮的齿数应为12的倍数，经过计算，故取棘轮的齿数Z=72。模数m=1mm，棘轮齿高取h=0.75mm，棘轮齿顶厚a=1mm，棘轮齿顶圆直径da=mz=72mm，棘轮根圆直径df=da-2h=70.5mm，棘轮齿槽夹角=60，棘轮齿槽圆角半径r=1.5mm，棘轮厚度b=4mm，棘爪工作长度l=2m,棘爪高度h1=2.75mm，棘爪齿顶圆角半径r1=2mm，棘爪底长度a1=1mm。2.3.3棘轮所在的轴的整体设计 由棘轮所在的轴带动另一个轴的转动，因为棘轮是间歇运动，所以两轴之间由运输带套在轴上的滚筒以实现运输带的间歇运动。要想实现由棘轮的转动控制运输带的间歇运动，棘轮和滚筒都是固定于此轴上的。棘轮轴的转速选择，所在的轴和它所带动的轴的转速可以对比于蜗轮蜗杆减速器上涡轮轴，涡轮轴的转速为90r/min，可看成棘轮所在的轴的转速为90r/min，棘轮轴的功率选择，棘轮轴的功率可对比于运输带的功率，运输带的功率为0.17kw，棘轮轴的功率可略低，取其为0.1kw,其最小直径为d=A（p/n)1/3,最小直径为11mm，考虑传动损耗，因此选择轴的最小直径为大于等于15mm。 因轴上所传递的功率不大，又无特殊要求，故材料选择最常用的45号钢，因所要的切片厚度为1-3mm，故运输带一次动停最大运动距离为3mm，最小运动距离为1mm，运输带的运动距离等于主动棘爪所带动棘轮转动的角度比上一圈的角度360乘上棘轮轴上滚筒的周长。初步设定主动棘爪所带动棘轮转动的角度为5，10，15；所对应棘轮转动的齿数为1,2,3；对应运输带运动的距离为1,2,3mm。实现主动棘爪带动棘轮转动的角度可调的办法为在棘轮上装上一个棘轮罩，调整棘轮罩所遮盖的棘轮齿数，从而改变棘轮转角的大小，也就改变了棘轮的动程和动、停时间比。如下图所示 棘轮罩可遮盖的转角范围为0-90，将其分成18个挡，每移动一挡，可调节转角5。计算主动棘爪带动棘轮转动5，棘轮转动1个齿数，运输带运动距离为1mm时所需的滚筒的直径D=23mm，棘轮转动的角度为10，15，棘轮转动2,3个齿数，运输带运动的距离为2,3mm，所需的滚筒直径也是D=23mm，因此棘轮轴上的滚筒直径为D=23mm。此轴的尺寸如下直径为25mm，长度为50mm的那段轴上安装轴套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深沟球轴承，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用。直径为30mm，长度为15mm的轴上安装齿数为72，模数为1mm的棘轮。直径为35mm，长度为35mm的轴起固定作用。直径为15mm，长度为190mm的那段轴上安装在左端安装直径为23mm，长度为70mm的滚筒，依次安装轴套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深沟球轴承，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用。2.3.4运输带步进运动另外两个轴的设计此轴上所传递的功率不大，又无特殊要求，故材料选择最常用的45号钢，轴的直径只要保证大于等于棘轮轴的直径15mm，即可保证轴的刚度，承载力矩，使用寿命等符合标准，故此轴最小直径大于等于15mm。因为棘轮轴上的滚筒直径为23mm，为保证运输带运动平稳，精度高，因此此轴上的滚筒直径也为23mm。此轴的尺寸如下 直径为15mm，长度为180mm的轴上安装一个直径为23mm，长度为70mm的滚筒在其右端，在其左端安装轴套和d=15mm,D=30mm,B=8mm的深沟球轴承，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用。直径为20mm，长度为30mm的轴起固定滚筒的作用。直径为15mm，长度为80mm的那段轴上安装轴套和d=15mm,D=30mm,B=8mm的深沟球轴承，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用。2.3.5带动主动摆杆往复运动的带圆盘的轴的设计因为与主动摆杆相连的连杆是铰接在圆盘上的，此圆盘必须在最外端，否则圆盘转动时带动连杆运动时，连杆会卡死在此轴上，因此圆盘不能直接固定在蜗轮轴上，需通过一对大小相等的直齿圆柱齿轮啮合，使此轴与蜗轮轴具有相同的转速。因为连杆与圆盘的铰接点是距圆盘圆心的距离为50mm，圆盘的直径为130mm，所以此轴与蜗轮轴之间的距离应大于65mm，选取标准齿轮，其分度圆直径应大于65mm，故选取模数为3mm，齿轮齿数为30，齿顶高系数为1，齿底隙系数为0.25，压力角30，齿宽为10mm的标准直齿圆柱齿轮。其齿轮的分度圆直径为90mm，两轴之间的距离为90mm65mm。此轴上所传递的功率不大，又无特殊要求，故材料选择最常用的45号钢，因为轴的转动是靠减速器带动的，减速器的最小轴径为20mm，故不用计算，轴的直径只要保证大于等于最小直径20mm，即可保证轴的强度，刚度，承受载荷，使用寿命等符合要求，故此轴最小直径大于等于20mm。将圆盘固定在轴的一端，保证圆盘转动时，连杆能正常转动。此轴的尺寸如下 直径为20mm，长度为95mm的轴左端连接上一个直径为120mm的圆盘。直径为25mm，长度为28mm的轴上安装一个齿数为30，模数为3mm齿轮。直径为30mm，长度为10mm的轴起固定齿轮的作用。直径为20mm，长度为63.5mm的轴上安装轴套和d=20mm,D=42mm,B=12mm的深沟球轴承，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用。2.4匀速运输带的设计2.4.1与主轴用一对齿轮相啮合的滚筒轴的设计因为运输工作拉力F=3500N，运输带工作速度V=0.04m/s，卷筒直径D=120mm，卷筒轴工作转速计算为60r/min，主轴的转速为90r/min，所以主轴与此滚筒轴的速度比为2:3。主轴与此轴可用一对标准的直齿圆柱齿轮相啮合，使此轴转速达到60r/min。一对标准直齿圆柱齿轮的啮合条件为模数和压力角分别相等。因为卷筒直径为120mm，所以两齿轮的分度圆直径相加应大于120mm，选取模数为3mm，压力角为30，一个齿轮的齿数为20，另一个为30，其分度圆直径相加为150mm，150120，符合要求。此轴转速为60r/min，两齿轮的转速比等于其齿轮个数的反比，因此此轴上的齿轮个数为30。齿轮其他参数齿顶高系数为1，齿底隙系数为0.25，齿轮的变位系数为0，齿宽为10mm。因此轴上所传递的功率不大，又无特殊要求，故材料选择最常用的45号钢，而轴的直径只要保证大于等于最小直径20mm，即可保证轴的强度，承受力矩等符合要求，故此轴最小直径大于等于20mm。此轴的尺寸如下直径为30mm，长度为30mm的那段轴上安装齿数为30，模数为3mm的齿轮。直径为30mm，长度为70mm的那段轴上安装直径为120mm，长度为70mm的滚筒。直径为35mm，长度为18mm的那段轴是起使齿轮和滚筒固定的作用。直径为25mm，长度为32mm的那段轴上安装轴套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深沟球轴承，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用。直径为25mm，长度为140mm的那段轴上安装轴套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深沟球轴承，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用。2.4.2运输带匀速运动另一个轴的设计因与之配合的轴上的滚筒直径为120mm，为保证运输带运动平稳，精度较好，因此此轴上的滚筒直径也为120mm。此轴上所传递的功率不大，又无特殊要求，故材料选择最常用的45号钢，轴的直径只要保证大于等于最小直径20mm，即可保证轴的正常转动，使用寿命等符合标准，故此轴最小直径大于等于20mm。此轴的尺寸如下直径为30mm，长度为70mm的那段轴上安装直径为120mm，长度为70mm的滚筒。两个直径为25mm，长度为110mm的那段轴上安装轴套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深沟球轴承，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用。2.5主轴的设计 此切肉机的传动枢纽就在主轴上，减速器与主轴用一对完全相同的齿轮啮合，齿轮齿数为30，模数为3mm，因此主轴获得与减速器输出轴相同的转速90r/min，主轴上有步进运输带所需的动力，匀速运输带所需的动力，切刀上下运动所需的动力，挡板叠肉所需的动力。步进运输带所需的功率为100w，匀速运输带所需的功率为170w，切刀上下运动所需的功率为200w，挡板叠肉所需的功率为20w，因此主轴所需的功率为490w，取500w，主轴的最小直径为d=A（p/n)1/3,其最小直径为18mm，取最小直径为20mm，此轴上所传递的功率不算大，又无任何特殊要求，故材料选择最常用的45号钢，轴的直径只要保证大于等于最小直径20mm，即可保证轴的正常转动，强度，刚度，使用寿命等符合标准，故此轴最小直径大于等于20mm。此轴的尺寸如下 直径为20mm，长度为82mm的轴在最外端固定一个直径为120mm的圆盘，此圆盘带动切刀的上下运动，因为连杆是铰接在圆盘上的，此圆盘必须在最外端，否则圆盘转动时带动连杆移动时，连杆会卡死在此轴上。依次安装有凸轮，轴套和d=20mm,D=42mm,B=12mm的深沟球轴承，通过凸轮的转动，带动挡板进行叠肉，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用。直径为30mm，长度为26mm的轴上安装齿数为20，模数为3mm的齿轮，用来带动匀速运输带。直径为35mm，长度为10mm的轴为固定装置，固定它两边的齿轮。直径为30mm，长度为98mm的轴的左端上安装齿数为30，模数为3mm的齿轮，减速器的输出轴上也有齿数为30，模数为3mm的齿轮，通过齿轮啮合，电机通过减速器带动主轴转动。依次有轴套，轴套起固定齿轮的作用。直径为25mm，长度为30mm的轴上安装有安装齿数为30，模数为3mm的齿轮，用来带动步进运输带。直径为20mm，长度为89mm的轴上安装有轴套，d=20mm,D=42mm,B=12mm的深沟球轴承和凸轮，轴套起固定齿轮的作用，深沟球轴承起固定轴的作用，凸轮起带动挡板进行叠肉的作用。轴的最外端固定一个直径为120mm的圆盘，此圆盘带动切刀的上下运动，与最左端形成对称。2.6挡板的设计2.6.1挡板整体的设计挡板的叠肉运动是和切刀的切肉速度同步的，切刀切下一片肉，挡板进行一次叠肉。切刀的切肉速度是每分钟90片，因此挡板的叠肉速度也是每分钟90次。挡板是安装在匀速运输带上方的，只需切下肉是快速的挡一下肉片，因此设计成挡板的末端有一个小的推动就行，选择凸轮就可以带动。主轴的转速是90r/min，因此在主轴上安装一个凸轮就行了。其示意图如下此机构由凸轮，连杆，接触块，挡板组成。连杆中间有一段槽，用螺船穿过槽固定在箱体上，让连杆只能在安装螺栓的槽中移动，连杆一端连接在凸轮的外端，一端连接在接触块的一端，接触块的另一端连接挡板。当主轴转动时，带动凸轮转动，凸轮运动到突出部分时，带动连杆运动，连杆带动接触块运动，挡板就运动了。2.6.2凸轮的设计凸轮的简介：因为凸轮形状的不规则性，能带动其传动件获得较复杂的运动，获得的运动与其轮廓曲线有关，因此，设计凸轮，就是设计它的轮廓曲线。凸轮按其形状分为三类：盘形凸轮，移动凸轮，圆柱凸轮盘形凸轮：其径向轮廓线变化的绕轴线转动的凸轮。移动凸轮：盘形凸轮的径向轮廓线变化很大时，使其相当于直线移动，这种凸轮称作移动凸轮。圆柱凸轮：凸轮是圆柱形的。我选择的凸轮是盘形凸轮，因为设计所需要的运动曲线只是圆形有一点的突出即可。2.7轴的定位 主轴与匀速运输带的定位以主轴为基准，切刀运动的最低位置比主轴的轴线高40mm，匀速运输带的上表面应该和切刀运动的最低位置重合，滚筒的直径为120mm，所以切刀运动的最低位置比匀速运输带轴线的位置高60mm，主轴轴线的位置比匀速运输带轴线的位置高20mm。匀速运输带的一个轴是和主轴用齿轮来传动的，主轴上的齿轮为齿数20，模数3mm，匀速运输带上与主轴传动的的齿轮为齿数30，模数3mm，两轴的直线距离为两轴上两齿轮的半径和75mm，两轴的水平距离为72mm。主轴与步进运输带的定位 以主轴为基准，切刀运动的最低位置比主轴的轴线高40mm，圆盘的直径为120mm，所以切刀运动的最低位置比带动主动摆杆往复运动的带圆盘的轴的轴线位置最少高60mm，设定此轴的轴线比主轴的轴线位置低30mm，带动主动摆杆往复运动的带圆盘的轴是和主轴用齿轮来传动的，主轴上的齿轮为齿数30，模数3mm，带动主动摆杆往复运动的带圆盘的轴上的齿轮为齿数30，模数3mm，两轴的直线距离为两轴上两齿轮的半径和90mm，两轴的水平距离为85mm。步进运输带的上表面应该和切刀运动的最低位置重合，因为棘轮轴轴上的棘轮直径比滚筒直径大，所以不能直接用此轴上的滚筒对比与切刀运动的最低位置，要用此棘轮轴和两个一样的轴配合，这两个轴上最大的直径为滚筒的直径，根据切刀运动的最低位置比主轴的轴线高40mm，此轴的轴线位置比主轴的轴线位置高28.5mm。棘轮轴的位置根据摆杆的运动轨迹确定此轴的轴线比带动主动摆杆往复运动的带圆盘的轴的轴线位置低100mm，因此此轴的轴线位置比主轴的轴线位置低130mm。示意图如下2.8轴承的选择轴承的作用：从字面上来讲，就是作用在轴上使轴固定的元件，实际上，轴承不仅起固定轴的作用，还能降低轴转动过程中的摩擦系数，减少机器损耗，控制轴的径向和轴向的移动，保证轴的回转精度。轴承主要分为三大类：滑动轴承，关节轴承，滚动轴承。滑动轴承：由于没有滚珠等滚动体，承受大的摩擦力，采用耐摩擦材料，适用于低速，重载荷的场所。关节轴承：听名字就知道主要用于有转动的地方，转动的地方，受载荷应尽量小，因此它用在低载荷的场所。滚动轴承：摩擦力小，适用于高速，能承受不同方向的载荷。设计所需要的轴承需要摩擦力小，能承受不同方向的载荷，有较高的转速，因此，我选择滚动轴承。滚动轴承主要有推力球轴承，角接触球轴承，深沟球轴承，调心滚子轴承，圆锥滚子轴承等等。推力球轴承：从名字可以看出，是承受推力载荷的，承受单向轴向载荷，不能承受径向载荷。适用于只承受轴向载荷，载荷较大，转速较低的场合。角接触球轴承：和所需要接触的角度有关，有不同角度的角接触球轴承。接触角越大，轴向承受载荷能力越大，转速越低，接触角越小，轴向承受载荷能力越小，转速越高，接触角大小和转速成反比。可承受轴向载荷和径向载荷。主要用于高速旋转，承受载荷较低的场合。深沟球轴承：由一个内圈，一组钢球，一个外圈，一组保持架组成。可承受轴向载荷和径向载荷，但其主要承受径向载荷，当其只承受径向载荷时，接触角为零。当需要较大的轴向载荷时，可调大径向游隙，使其和角接触球轴承一样，接触角越大，轴向承受载荷能力越大。它的摩擦系数很小，造成的损失很少。适用于高速旋转，低震动，低噪声的场合。调心滚子轴承：由于轴承外圈滚道是球面形，所以调心性能很好，能很好的补偿同轴度误差，减少同轴度误差。可承受径向载荷和轴向载荷，但主要承受径向载荷，不能承受只有轴向载荷的场所。能承受很高的径向载荷，有较好的抗冲击能力。适用于重载荷，工作转速较低的场合。圆锥滚子轴承：其由内外圈组成，都有锥形轨道，因此通常是分离型的。可承受单一方向轴向载荷和径向载荷，当其承受径向载荷时，会产生一个轴向分力，因此，需要附加一个能和其产生轴向分力相反的轴承来抵消。调整游隙的大小，可承受较大的轴向载荷。主要适用于承受径向载荷为主，少量轴向载荷的联合载荷，承受载荷大，转速低的场合。设计需要的是能承受径向载荷和轴向载荷的轴承，转速不需太高，摩擦系数小的轴承，因此我选择深沟球轴承。2.9联轴器的选择联轴器的作用：听名字就可以知道，连接轴的元件，例如，电动机与轴的联接，不同机构中轴和轴的联接。联轴器在实际中，不仅起轴联接的作用，根据不同种类的联轴器，起不同的作用。例如，补偿两轴的相对位移，减少缓冲，减震的作用。常用的联轴器主要分为三大类：刚性联轴器，有弹性元件的挠性联轴器，无弹性元件的挠性联轴器刚性联轴器:刚性代表着不可动性，因此没有一点回转间隙，两连接件不能产生相对位移，要求两轴有对中性。不管有没有误差产生负载时，刚性联轴器都是刚性传动扭矩。优点是重量轻，维护简单，可传递较大的转矩，主要用于载荷较平稳的地方。有弹性元件的挠性联轴器：由弹性元件代表着具有缓冲减震的作用，挠性代表着对于相连接的两轴，如果产生相对位移，其有补偿能力。主要用于转矩不大的场合。无弹性元件的挠性联轴器：挠性代表着对于相连接的两轴，如果产生相对位移，其有补偿能力。无弹性元件代表着不具备缓冲减震的作用。主要用于转矩不大的场合。设计中用到联轴器的地方是电机和轴的连接，其载荷较平稳，需要联轴器的性能为两轴有对中性，不能产生相对位移。因此我选择的是刚性联轴器。刚性联轴器主要有：凸缘联轴器，平行轴联轴器，套筒联轴器凸缘联轴器：将联轴器突出的部分用螺栓连接，其联轴器是一分为二的，两部分相同，两个半联轴器与轴的连接是用键连接。其结构简单，安装和拆卸方便，维护容易，成本低廉，由于刚性大，通过摩擦可传递较大转矩，各个结构是固定的，不具备径向，轴向的位移补偿，因此不能承受大的径向载荷和轴向载荷，具有良好的对中性。适用于载荷不大的场合。平行轴联轴器：从名字可以看出，此联轴器是连接两个平行的轴的元件，连接的两轴不在同一条线上。连接的两轴通过中心圆盘来传递，圆盘的转动是通过轴的转动带动连杆的摆动，因此，轴心是可变化的，通过调节连杆的长度，可平行调整轴心的位置，没有侧面载荷，偏心可调节，具有径向偏差补偿的能力。适用于径向载荷较大的场合套筒联轴器：有两个连接在一起的套筒组成，将轴用键，销等刚性元件固定在套筒里，实现两轴传递动力，结构简单，成本低廉，但相比凸缘联轴器其安装拆卸复杂，不易于维护。由于全部是刚性元件，不具有轴向，径向的位移补偿，不能承受较大的轴向载荷和径向载荷。适用于低速，无冲击载荷的场合。通过对比，我选择的是凸缘联轴器，因其结构简单，成本低廉，安装和拆卸容易，严格要求两轴对中。第三章切刀传动装置的设计3.1刀架的设计刀架的示意图如下此图主要由一个横着的导轨和滑块，两个竖着的导轨和滑块，起固定作用的角钢，电机，连杆切刀组成。此图分为两个动力机构，一部分为振刀机构，一部分为切肉机构，要保证在切肉时振刀，因此振刀部分要与切刀部分的滑块有所关联。切刀机构的设计在机架的内侧两端做对称的两条导轨，使滑块在导轨上运动，在此两个滑块上安装角钢，在两个角钢之间固定上一个横着的支架，在此支架的内侧做一条导轨，使滑块在导轨上运动，再在此滑块上安装角钢，使切刀固定在此角钢上，就能保证切肉时振刀。振刀机构的设计用电动机带动轴转动，在轴上固定一个圆盘，圆盘踞圆心35mm远的地方连接连杆，用两根连杆连到与横着滑动的滑块相连的角钢上，组成一个曲柄滑块机构，以完成反复振刀。因为连杆是铰接在圆盘上的，此圆盘必须在最外端，否则圆盘转动时带动连杆移动时，连杆会卡死在此轴上。电动机不能固定在与横着的导轨看成直线上下拉动所形成的面上，必须与此有一定的偏角，因为圆盘转动时，连杆有摆动，若在一个面上，转动时有撞击，圆盘不能正常转动。3.2导轨的选择导轨选择的是DA25C,DA30C，是HG滚动直线导轨滑块系列，其主要是滚动摩擦。此类型导轨有以下优点：运动时磨损小：滑动导轨面上有流体润滑，减少其摩擦对它的磨损，而由于滑块的运动，对于接触所产生的油膜的浮动，造成的运动精度的误差是不可避免的。在大多数情况下，流体润滑只局限于边界区域，由运动所造成的直接摩擦是不可避免的，在这样的过程中，大量的能量白白浪费掉了。在这样的情况下，滚动摩擦由于接触摩擦耗能小，整个面的摩擦损失也就相对大大减少，故能使滚动直线导轨破损较小，使用的润滑油也少，使得润滑系统设计及维护方面变得更方便。能承受较大力矩，承载力好：滑动导轨在平行接触的面所承受的力和力矩的能力挺好，可在其侧面所能承受的力和力矩就不行了，本设计中，需承受力和力矩不只是水平接触的，因此滑动导轨就不行了。而滚动直线导轨就能符合要求的，它是由滚珠组成的，能承受不同方向的力和力矩载荷，如承受摇动力矩和摆动力矩，上下左右各个方向的力，因此，滚动直线导轨具有很好的载荷适应性。在设计制造中，可以适当的加些预加载荷，增加阻尼，用来提高抗震性，同时可以消除高频振动的现象。定位精度高：滑动直线导轨是靠摩擦力来运动的，导轨副的摩擦阻力高，定位精度低。而滚动直线导轨的运动是靠钢球滚动来实现的，产生的摩擦力小，所以导轨副的摩擦阻力小，动静摩擦阻力的差值不
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