糕點(diǎn)切片機(jī)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書

1、糕點(diǎn)切片機(jī)說明書糕點(diǎn)切片機(jī)說明書目錄一、設(shè)計(jì)題目和要求- 3 -1.題目：- 3 -2.工作原理及工藝動(dòng)作簡述- 3 -3.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求（組號(hào)：5 數(shù)據(jù)號(hào)：3）- 3 -4.難點(diǎn)提示及注意事項(xiàng)- 3 -二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)- 3 -1工藝動(dòng)作分解和機(jī)構(gòu)分解- 3 -2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇及評價(jià)- 3 -三、總體方案設(shè)計(jì)- 3 -1減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)- 3 -2. 調(diào)速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)- 3 -3. 整機(jī)方案機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖- 3 -4.擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖- 3 -四、機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)- 3 -1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)- 3 -2.不完全齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)- 3 -3.摩擦輪設(shè)計(jì)- 3 -4.減速齒輪設(shè)計(jì)- 3 -5.錐齒輪設(shè)

2、計(jì)- 3 -6.滾筒與傳送帶設(shè)計(jì)- 3 -五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析- 3 -1、解析法- 3 -2、圖解法- 3 -六、總結(jié)- 3 -七、參考文獻(xiàn)- 3 -八、附圖- 3 -九、附表- 3 -一、設(shè)計(jì)題目和要求1.題目：糕點(diǎn)切片機(jī)2.工作原理及工藝動(dòng)作簡述糕點(diǎn)切片機(jī)的切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速后使切刀實(shí)現(xiàn)切片所需的某種往復(fù)運(yùn)動(dòng)。糕點(diǎn)鋪在傳送帶上，間歇地進(jìn)行輸送，通過改變傳送帶輸送速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點(diǎn)不同切片規(guī)格尺寸的需要。糕點(diǎn)先成型，經(jīng)切片后再烘干。3.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求（組號(hào)：5 數(shù)據(jù)號(hào)：3）（1）糕點(diǎn)厚度：1017mm。（2）糕點(diǎn)切片長度：45mm。（3）切刀切片最大作用距離

3、：300mm。（4）切刀工作節(jié)拍：50次/min。（5）生產(chǎn)阻力甚小。設(shè)計(jì)要求機(jī)構(gòu)簡單、輕便、運(yùn)動(dòng)靈活可靠。（6）電機(jī)參考規(guī)格：0.55kw/0.75kw 1300r/min。4.難點(diǎn)提示及注意事項(xiàng)（1）切削速度較大時(shí)，切片刀口會(huì)整齊平滑，因此切刀運(yùn)動(dòng)方案的選擇很關(guān)鍵，切口機(jī)構(gòu)應(yīng)力求簡單適用、運(yùn)動(dòng)靈活和運(yùn)動(dòng)空間尺寸緊湊等。（2）直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何滿足切片長度尺寸的變化要求，是需要認(rèn)真考慮的。調(diào)整機(jī)構(gòu)必須簡單可靠，操作方便。是采用調(diào)速方案，還是采用調(diào)距離方案，或采用其它調(diào)速方案，均應(yīng)對方案進(jìn)行定性分析比較。（3）間歇輸送機(jī)構(gòu)必須與切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送料運(yùn)動(dòng)應(yīng)在切刀返回過程中完成。需要

4、注意的是，切口有一定的厚度，輸送運(yùn)動(dòng)必須等切刀完全脫離切口后方能開始進(jìn)行，但輸送機(jī)構(gòu)的返回運(yùn)動(dòng)則可與切刀的工作行程在時(shí)間上有一段重疊，以利提高生產(chǎn)率，在設(shè)計(jì)機(jī)器工作循環(huán)圖時(shí)，應(yīng)注意上述特點(diǎn)并適當(dāng)選擇輸送運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1工藝動(dòng)作分解和機(jī)構(gòu)分解糕點(diǎn)切片機(jī)要求完成兩個(gè)動(dòng)作：（1） 糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)（2） 切刀往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇及評價(jià)糕點(diǎn)直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用棘輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。切刀往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。（1） 糕點(diǎn)直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)名稱機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖原理評價(jià)棘輪機(jī)構(gòu)通過連桿機(jī)構(gòu)使搖桿往復(fù)擺動(dòng)，再通過棘輪棘爪

5、轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，最后轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉蛶чg歇直線運(yùn)動(dòng)。1.結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠2.傳動(dòng)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確3.噪聲、沖擊、磨損較大4.適用于速度較低、載荷不大的場合不完全齒輪機(jī)構(gòu)通過不完全齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)齒輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，再把轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成傳送帶的間歇直線運(yùn)動(dòng)。1.結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)靈活，制造容易，工作可靠2.從動(dòng)齒輪在傳動(dòng)開始和終止時(shí)，速度有突變，會(huì)引起剛性沖擊，只適用于低速輕載的工作場合。3.在無齒部分，鎖止圓弧能使從動(dòng)齒輪靜止。槽輪機(jī)構(gòu)通過主動(dòng)輪上的圓柱銷進(jìn)入槽輪的徑向槽，從而形成間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，再把轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成傳送帶的間歇直線運(yùn)動(dòng)。1.結(jié)構(gòu)簡單，工作簡單，在圓柱銷進(jìn)入嚙合和退出嚙合時(shí)，傳動(dòng)平穩(wěn)。2.啟動(dòng)和

6、停止時(shí)加速度變化大，有沖擊，不適合用于高速場合。3.欲改變轉(zhuǎn)角，則需要重新設(shè)計(jì)槽輪機(jī)構(gòu)，因此槽輪機(jī)構(gòu)多用于不要求經(jīng)常調(diào)整轉(zhuǎn)角的運(yùn)動(dòng)中。4.槽輪的槽數(shù)不宜過多，故每次的轉(zhuǎn)角較大。（2） 切刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案：機(jī)構(gòu)名稱機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖原理評價(jià)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄的整周轉(zhuǎn)動(dòng)通過連桿帶動(dòng)導(dǎo)桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝在導(dǎo)桿上的刀片切割糕點(diǎn)1.適當(dāng)設(shè)計(jì)各桿的尺寸，可實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2.運(yùn)動(dòng)副為面接觸，壓強(qiáng)小，承載能力大，耐沖擊。3幾何形狀多為平面或圓柱面，便于加工制造。4.運(yùn)動(dòng)積累誤差較大，影響傳動(dòng)精度；慣性力不好平衡而不適于高速傳動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的整周轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)件導(dǎo)桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝在導(dǎo)桿上的刀

7、片切割糕點(diǎn)1.設(shè)計(jì)簡單，可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。2.結(jié)構(gòu)簡單緊湊，控制準(zhǔn)確有效。3.性能穩(wěn)定，故障少，維護(hù)保養(yǎng)方便。4.凸輪與從動(dòng)件為高副接觸，易于磨損。5.凸輪的輪廓曲線通常比較復(fù)雜，因而加工比較困難。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄的整周轉(zhuǎn)動(dòng)和滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)安裝在滑塊上的刀片切割糕點(diǎn)1.由簡單的構(gòu)件和低副組成，故結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，成本低廉。2.承載能力大。3.可以勻速，也可以不勻速；可以具有急回特性。以上表的評價(jià)內(nèi)容為依據(jù)，通過綜合考慮，糕點(diǎn)切片機(jī)的的送貨機(jī)構(gòu)選取不完全齒輪機(jī)構(gòu)，切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)選取曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。三、總體方案設(shè)計(jì)1減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1300r/min，而切刀工作節(jié)拍為5

8、0次/min，需要設(shè)計(jì)減速機(jī)構(gòu)。減速機(jī)構(gòu)采用兩級(jí)齒輪減速。2. 調(diào)速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)糕點(diǎn)厚度范圍可調(diào)，為1017mm，故需要設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)傳送帶進(jìn)給量。如果采用多個(gè)不同直徑的帶輪調(diào)節(jié)進(jìn)給量（類似變速自行車變速機(jī)構(gòu)），則制造成本高，機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度高，調(diào)節(jié)過程麻煩，且只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，切出的糕點(diǎn)厚度只能為有限的幾個(gè)值。故采用摩擦輪機(jī)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)摩擦輪接觸點(diǎn)與從動(dòng)摩擦輪中心的距離來調(diào)節(jié)從動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)傳送帶進(jìn)給量，控制糕點(diǎn)切片厚度，且糕點(diǎn)厚度為某一范圍內(nèi)的連續(xù)值。3. 整機(jī)方案機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 整機(jī)方案(未按比例繪制)4.擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖由于切刀工作節(jié)拍為50次/min，則完成一次糕點(diǎn)輸送和切片過程所需時(shí)間

9、為1.2s（t=1.2s）。一個(gè)周期內(nèi)，切刀向下運(yùn)動(dòng)時(shí)間為向上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1.2s-0.553s=0.647s傳送帶運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t脳kt=1.2s脳0.3=0.36s停止時(shí)間為1.2s-0.36s=0.84s兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下圖運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖四、機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸如下圖所示（切刀安裝在滑塊上）。轉(zhuǎn)角=78時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)c1點(diǎn)，轉(zhuǎn)角=244時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)到c2點(diǎn)。轉(zhuǎn)角從78到244過程滑塊向下運(yùn)動(dòng)（切片），從244到78過程滑塊向上運(yùn)動(dòng)（回程）。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)極位夾角=14行程速比系數(shù)k=(180+)/(180-)=1.169曲柄長ab=38.05mm，連

10、桿長bc=105.13mm。行程h=80mm,偏距e=30mm。當(dāng)轉(zhuǎn)角=180時(shí)（曲柄為水平位置），最大壓力角為40。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2.不完全齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)：主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為=5/3 rad/s，即t=1.2s要求主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一圈（360），從動(dòng)輪轉(zhuǎn)過90，休止270不完全齒輪齒形采用漸開線齒形取運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)kt=0.361.2=0.3主動(dòng)輪上鎖止弧數(shù)m=1從動(dòng)輪上鎖止弧數(shù)n=4系數(shù)k=2從動(dòng)輪上鎖止弧間齒數(shù)z2=4主動(dòng)輪上鎖止弧間齒數(shù)z1=z2+1=5從動(dòng)輪假想齒數(shù)z2=nz2+k=24主動(dòng)輪假想齒數(shù)z1=m/ktz1+k-1=20模數(shù)m=3主動(dòng)輪首、末齒的修正齒頂高系數(shù)不完全齒輪幾何尺寸如下

11、表幾何參數(shù)主動(dòng)輪從動(dòng)輪節(jié)圓半徑r=12mz30mm36mm齒頂圓半徑ra=12m(z+2)33mm39mm齒根圓半徑rf=12m(z-2.5)26.25mm32.25mm齒輪寬度b70mm65mm中心距66mm周節(jié)9.428mm主動(dòng)輪首、末齒頂圓半徑ra1*=12m(z1+2f1*)32.55mm3.摩擦輪設(shè)計(jì) 設(shè)摩擦輪主動(dòng)輪半徑為 ,從動(dòng)輪半徑為 ，錐齒輪傳動(dòng)比為 i , 傳送帶滾筒的半徑加傳送帶厚度為 ,摩擦輪接觸點(diǎn)到從動(dòng)摩擦輪的距離為，傳送帶運(yùn)動(dòng)距離為s。一個(gè)周期內(nèi)，主動(dòng)摩擦輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)一次，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為0.36s，轉(zhuǎn)角為。由于主、從動(dòng)摩擦輪接觸點(diǎn)的線速度相等（忽略滑差率），得主動(dòng)摩擦輪輪轉(zhuǎn)

12、過時(shí)，從動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)過，傳送帶運(yùn)動(dòng)距離為設(shè)計(jì)圓錐齒輪的傳動(dòng)比i=6，取由于s的調(diào)節(jié)范圍為1017mm，代入上式得 變化范圍為65.4538.5mm?？紤]到接觸點(diǎn)不宜調(diào)節(jié)到從動(dòng)摩擦輪的邊沿，故取圓整后取兩輪的寬度取，得b=20mm。摩擦輪加壓裝置采用彈簧加壓，兩摩擦輪材料均為橡膠，其摩擦系數(shù)=0.450.60。4.減速齒輪設(shè)計(jì)采用兩級(jí)齒輪減速，一級(jí)減速齒輪傳動(dòng)比為5，二級(jí)減速齒輪傳動(dòng)比為5.2，電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，轉(zhuǎn)速為1300r/min，減速后轉(zhuǎn)速為130055.2=50r/min。減速齒輪相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)見下表。名稱計(jì)算公式一級(jí)減速齒輪主動(dòng)輪一級(jí)減速齒輪從動(dòng)輪二級(jí)減速齒輪主動(dòng)輪二級(jí)減速齒輪從動(dòng)

13、輪模數(shù)（m）1.52壓力角（）2020齒寬（b）30.525.54540分度圓直徑（d）mz25.5127.540208齒頂高（）m1.52齒根高（）m1.8752.5齒全高（f）2m3.3754.5齒頂圓直徑（）z2m28.5130.544212齒根圓直徑（）z2-2m21.75123.7535203齒距（p）m4.716.28齒厚（s）m22.363.14齒槽寬（e）m22.363.14頂隙（）m0.3750.5標(biāo)準(zhǔn)中心距（a）m276.5124傳動(dòng)比(i)55.25.錐齒輪設(shè)計(jì)直齒錐齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)傳動(dòng)比i=6模數(shù)m=1.5mm小齒輪（主動(dòng)輪）齒數(shù)z1=16大齒輪齒數(shù) z2=96壓力角名稱代

14、號(hào)計(jì)算結(jié)果小齒輪大齒輪分錐角9.4680.54齒頂高h(yuǎn)a1.5齒根高h(yuǎn)f1.8分度圓直徑d24144齒頂圓直徑da26.96144.49齒根圓直徑df20.45143.41錐距r72.99齒根角胃f1.41頂錐角未a10.8781.95根錐角未f8.0579.13頂隙c0.3分度圓齒厚s2.36當(dāng)量齒數(shù)zv16.22584.09齒寬b156.滾筒與傳送帶設(shè)計(jì) 兩滾筒直徑一樣大，傳送帶厚度為5mm，滾筒直徑d=2*=90mm,滾筒寬度均為400mm。滾筒上固結(jié)一軸，直齒錐齒輪的大齒輪安裝在軸上。五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析對本糕點(diǎn)切片機(jī)，主要進(jìn)行曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析。我們分別采用解析法和圖解法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)

15、分析。1、解析法 解析法運(yùn)動(dòng)分析是借助機(jī)構(gòu)分析系統(tǒng)（mad）完成的。（1） 根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸在mad中畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如下圖。以節(jié)點(diǎn)1處的機(jī)架為原點(diǎn)，水平向右方向?yàn)閤方向，垂直向上為y方向。 構(gòu)件1為主動(dòng)件曲柄，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度為（2） 我們用mad進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬，并繪制出節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4的位置、速度、加速度曲線。（3） 將運(yùn)動(dòng)分析的結(jié)果導(dǎo)出到excel中，整理后得到曲柄為任意轉(zhuǎn)角時(shí)（每隔1取一個(gè)值）的節(jié)點(diǎn)位置、速度、加速度，表格見附表。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)mad圖 節(jié)點(diǎn)3的位移曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：），縱軸為位置（單位：mm），曲線1為節(jié)點(diǎn)3的橫坐標(biāo)，曲線2為節(jié)點(diǎn)3的縱坐標(biāo)。節(jié)點(diǎn)3

16、的速度曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：），縱軸為節(jié)點(diǎn)3速度（單位：mm/s），其中曲線1為節(jié)點(diǎn)3的水平方向速度，曲線2為節(jié)點(diǎn)3的垂直方向速度。節(jié)點(diǎn)3的加速度曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：），縱軸為節(jié)點(diǎn)3加速度（單位：），其中曲線1為節(jié)點(diǎn)3的水平方向加速度，曲線2為節(jié)點(diǎn)3的垂直方向加速度。節(jié)點(diǎn)4的位移曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：），縱軸為節(jié)點(diǎn)4的y坐標(biāo)（單位：）。節(jié)點(diǎn)4的速度曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：），縱軸為節(jié)點(diǎn)4的速度（單位：）。節(jié)點(diǎn)4的加速度曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：），縱軸為節(jié)點(diǎn)4的加速度（單位：）。2、圖解法 圖解法進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，我們分別對曲柄轉(zhuǎn)角為0、72、144、216、288等5個(gè)位置進(jìn)行了位移、速度、加速度分析。 為用圖解法分析，我們分別作出了這5個(gè)位置的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。為簡便起見，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖僅作出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，而略去其他部分。 轉(zhuǎn)角0 ：易萬力轉(zhuǎn)角72 ：王博轉(zhuǎn)角144：李華斌轉(zhuǎn)角216：林楷轉(zhuǎn)角288：楊永亮 具體圖解法過程見附表之后。1 濮良貴，紀(jì)