糕點切片機的方案設(shè)計.doc

1、目錄一、 課程設(shè)計題目簡介.31.工作原理及工藝動作過程 .32.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 .33。 設(shè)計方案提示 .34。 設(shè)計任務 .4二、 機構(gòu)選用.41.糕點的直線間歇運動 .42。 切刀的直線往復運動 .5三、 運動循環(huán)圖.5四、 執(zhí)行機構(gòu)的選擇和評價.6五、機械傳動系統(tǒng)設(shè)計計算.81.傳動比的計算 .82.V 帶傳動的傳動比 .83.減速器的傳動比 .8六、 機械運動方案簡圖的繪制.9七、 機械運動系統(tǒng)機構(gòu)的計算.10八、 機構(gòu)運動仿真分析圖片.12九、 方案特點詳解.171。 優(yōu)點 .172.缺點 .17十、 設(shè)計感想.17附圖.19參考資料.20一、一、 課程設(shè)計題目簡介課程設(shè)計題目

2、簡介1. 工作原理及工藝動作過程 糕點先成型（如長方體、圓柱體等)經(jīng)切片后再烘干。糕點切片機要求實現(xiàn)兩個動作；糕點的直線間歇移動和切刀的往復運動。通過兩者的動作配合進行切片。改變直線間歇移動速度或每次間歇的輸送距離,以滿足糕點的不同切片厚度的需要。 2. 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求1)糕點厚度：15mm.2)糕點切片長度(亦即切片高）范圍：25mm。3)切刀切片時最大作用距離（亦即切片寬度方向）：200mm。4)切刀工作節(jié)拍：60 次/min。5)工作阻力很小。要求選用的機構(gòu)簡單、輕便、運動靈活可靠。6)電機可選用，功率 0。75KW、1300r/min。3. 設(shè)計方案提示7) 切削速度較大時,切片刀

3、口會整齊平滑，因此切刀運動方案的選擇很關(guān)鍵，切口機構(gòu)應力求簡單適用、運動靈活和運動空間尺寸緊湊等.8)直線間歇運動機構(gòu)如何滿足切片長度尺寸的變化要求，是需要認真考慮的.調(diào)整機構(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，均應對方案進行定性分析比較。9)間歇機構(gòu)必須與切刀運動機構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送進運動應在切刀返回過程中完成。需要注意的是,切口有一定的長度（即高度） ，輸送運動必須在切刀完全脫離切口后方能開始進行,但輸送機構(gòu)的返回運動則可與切刀的工作行程在時間上有一段重疊，以利提高生產(chǎn)率，在設(shè)計機器工作循環(huán)圖時，應按照上述要求來選擇間歇運動機構(gòu)的設(shè)計參數(shù)。4.

4、 設(shè)計任務1)根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬訂運動循環(huán)圖；2)進行輸送間歇運動、切刀往復直線運動的選型；3)進行機械運動方案的評價和選擇；4)根據(jù)選定的電機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬訂機械傳動方案；5)畫出機械運動方案示意圖；6)對機械系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)進行尺寸設(shè)計；7)用 UG 畫出機構(gòu)運動簡圖；8)對間歇機構(gòu)或往復運動機構(gòu)進行運動仿真分析，繪制從動件的位移、速度、加速度曲線圖； 9)編寫設(shè)計說明書。 （用 B5 紙張，封面用標準格式）二、二、 機構(gòu)選用機構(gòu)選用1.1.糕點的直線間歇運動機構(gòu)名稱機構(gòu)運動簡圖原理評價棘輪機構(gòu)通過連桿機構(gòu)使搖桿往復擺動，再通過棘輪棘爪轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動，最后轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉蛶чg歇直

5、線運動。1。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運動可靠2。傳動平穩(wěn),轉(zhuǎn)角準確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構(gòu)通過不完全齒輪的轉(zhuǎn)動,帶動從動齒輪的間歇轉(zhuǎn)動，再把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成傳送帶的間歇直線運動。1。結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)計靈活，制造容易，工作可靠2.從動齒輪在傳動開始和終止時，速度有突變，會引起剛性沖擊,只適用于低速輕載的工作場合。3.在無齒部分，鎖止圓弧能使從動齒輪靜止。槽輪機構(gòu)通過主動輪上的圓柱銷進入槽輪的徑向槽，從而形成間歇轉(zhuǎn)動,再把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成傳送帶的間歇直線運動。1.結(jié)構(gòu)簡單，工作簡單，在圓柱銷進入嚙合和退出嚙合時，傳動平穩(wěn)。2.啟動和停止時加速度變化大,有沖擊，不適合用于

6、高速場合。3.欲改變轉(zhuǎn)角，則需要重新設(shè)計槽輪機構(gòu),因此槽輪機構(gòu)多用于不要求經(jīng)常調(diào)整轉(zhuǎn)角的運動中。4.槽輪的槽數(shù)不宜過多，故每次的轉(zhuǎn)角較大。糕點的直線間歇運動可以選擇連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)等。為了使機構(gòu)簡單、易操作，而且考慮后面的建模與仿真，擬定用凸輪機構(gòu)來完成糕點的直線間歇運動。凸輪選用的是形封閉式，形封閉試凸輪機構(gòu)可以依靠凸輪或從動件特殊的幾何形狀來維持凸輪與從動件的高副接觸，這里選用利用凸輪端面上的溝槽和放于槽中的從動件滾子使得凸輪與從動件保持接觸。凸輪的大體形狀如下：2. 切刀的直線往復運動機構(gòu)名稱機構(gòu)運動簡圖原理評價導桿機構(gòu)曲柄的整周轉(zhuǎn)動通過連桿帶動導桿上下往

7、復運動，從而帶動安裝在導桿上的刀片切割糕點1。適當設(shè)計各桿的尺寸，可實現(xiàn)不同運動規(guī)律。2。運動副為面接觸，壓強小，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。運動積累誤差較大,影響傳動精度；慣性力不好平衡而不適于高速傳動。凸輪機構(gòu)凸輪的整周轉(zhuǎn)動帶動從動件導桿的往復運動,從而帶動安裝在導桿上的刀片切割糕點1.設(shè)計簡單，可實現(xiàn)從動件的復雜運動規(guī)律要求。2。結(jié)構(gòu)簡單緊湊，控制準確有效.3.性能穩(wěn)定,故障少，維護保養(yǎng)方便.4。凸輪與從動件為高副接觸,易于磨損。5.凸輪的輪廓曲線通常比較復雜，因而加工比較困難.曲柄滑塊機構(gòu)曲柄的整周轉(zhuǎn)動和滑塊的直線往復運動帶動安裝在滑塊上的刀片切割

8、糕點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。切刀的往復直線移動可以選擇連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、組合機構(gòu)等.為了使機構(gòu)簡單、易操作，而且考慮后面的建模與仿真，擬定用凸輪機構(gòu)來完成糕點的直線間歇運動。3、 運動循環(huán)圖運動循環(huán)圖由于切刀工作節(jié)拍為 60 次/min,則完成一次糕點輸送和切片過程所需時間為1s（T=1s） 。一個周期內(nèi)，切刀向下運動時間為 （244-78）/3601s=0.461s,向上運動時間為 1s-0。461s=0.539s,傳送帶運動時間為 T*k = 1s0。3=0。36s,停止時間為 1

9、s0.36s=0。64s兩個執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)圖如下圖四、四、 執(zhí)行機構(gòu)的選擇和評價執(zhí)行機構(gòu)的選擇和評價 性能指標具體內(nèi)容分數(shù)1)運動規(guī)律形式51.機構(gòu)的功能2)傳動精度高低4.51)應用范圍52)可調(diào)式53)運轉(zhuǎn)速度52.機構(gòu)的工作性能4)承載能力4。51)加速度峰值52)噪聲53)耐磨性53.機構(gòu)的動力性能4)可靠性51)制造難易4。52)制造誤差敏感度4.54.經(jīng)濟性3)調(diào)整方便性51)尺寸52)重量55.機構(gòu)緊湊3)結(jié)構(gòu)復雜性5五、機械傳動系統(tǒng)設(shè)計計算五、機械傳動系統(tǒng)設(shè)計計算 1. 傳動比的計算電機的轉(zhuǎn)數(shù)為 1300r/min，切刀的工作節(jié)拍為 60 次/min.設(shè)電機轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，切刀往復一

10、次，則控制切刀的桿件轉(zhuǎn)數(shù)為 60r/min。綜上，總傳動比為i= = = 21.67。備注:如果要滿足電機轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，需要切刀往復一次，則做往復運動的那個搖桿的兩個極限位置需要差不多為一個為最高點和一個為最低點.這樣才會滿足以上轉(zhuǎn)數(shù)和傳動比的計算。2. V 帶傳動的傳動比選 V 帶的傳動比為i1=2,則減速器總傳動比為if= = =10。83。由表查得 V 帶工作情況系數(shù)，故。根據(jù)1.2Ak 1.2 0.750.9caAPk PKW和選用 Z 型帶。caPn根據(jù)表，取小帶輪的基準直徑dd1=150mm。則大帶輪的基準直徑dd2=idd1=300mm，根據(jù)表圓整為dd2=315mm。3.減速器的傳動

11、比考慮到兩級齒輪潤滑問題,兩級大齒輪應有相近的浸油深度，兩級齒輪減速器高速級傳動比i2與低速級傳動比i3的比值取為,即i2 = 1。3i3.則 1.3 i2 = =3。753Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.；i3 = Error!Error!= 1。3if2。886。設(shè)高速級齒輪，小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)z2=i2z1=3.753*24=90。124z 設(shè)低速級齒輪,小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)z2=i3z1=2.88624=69。124z 備注：分度圓直徑不具體計算,但是在仿真時,必須要滿足以上算出的傳動比。六、六、 機

12、械運動方案簡圖的繪制機械運動方案簡圖的繪制 七、七、 機械運動系統(tǒng)機構(gòu)的計算機械運動系統(tǒng)機構(gòu)的計算 已知搖桿的長度=120mm,搖桿擺角。假設(shè)極位夾角。CDl6030設(shè)計步驟如下：1.任選一固定鉸鏈點，選取長度比例尺.并按搖桿長度和擺角作出搖桿的DlCDl兩個極限位置和。1C D2C D2.連接、,并自做的垂線。1C2C2C12C C2C M3.作，則直線與相交于點。直角三角形中,2190C C N1C N2C MP12C PC.12C PC4.以為直徑作直角三角形的外接圓,在圓弧上任選一點作為曲柄1C P12C PC12C PCA的機架鉸鏈點，并分別與、相連，則。AB1C2C1212C AC

13、C PC 5.由圖可知，搖桿在兩極限位置時曲柄和連桿共線，故有和1ACBCAB。解此兩方程可得2ACBCAB212ACACAB212ACACBC由極位夾角設(shè)計出的曲柄搖桿機構(gòu)計算出 AB=44mm、BC=164mm、固定鉸鏈 A、D 的水平距離為 104mm，豎直距離為 60mm。八、八、 機構(gòu)運動仿真分析圖片機構(gòu)運動仿真分析圖片 開始運動 糕點開始往回運動備注:這時凸輪和搖桿的最短桿轉(zhuǎn)了，刀片抬起了 30mm 左右，高于糕點的厚度，這53時的凸輪才有帶著糕點往回運動的趨勢。這樣會保證刀片和糕點完全脫離,不會造成相互摩擦等不利因素。 刀片上升到最高點，糕點運動到距刀片最遠點備注:這時凸輪和搖桿

14、的最短桿轉(zhuǎn)了,刀片上升到最高點，糕點運動到距刀片最遠點.180此時為搖桿的另一個極限位置。 糕點已經(jīng)剛回到刀片下備注：這時凸輪和搖桿的最短桿轉(zhuǎn)了。這時的刀片離糕點 30mm 左右，還沒有接觸到115糕點.凸輪機構(gòu)開始進行間歇狀態(tài)，糕點靜止不動。這樣保證了刀片完整的切割糕點。刀片落到最低點以上是機構(gòu)由開始狀態(tài)-糕點開始往回運動-刀片上升到最高點,糕點運動到距刀片最遠點糕點已經(jīng)剛回到刀片下-刀片落到最低點整個的運動過程。九、九、 方案特點詳解方案特點詳解1. 優(yōu)點 機器可在任何時候啟動或停止，完成實現(xiàn)功能目標良好。 此方案設(shè)計的機器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，有利于實際應用。 此方案穩(wěn)定性高,而且能確保機構(gòu)的運

15、轉(zhuǎn)精度。 由于機構(gòu)傳動方案的復雜程度低，符合經(jīng)濟性設(shè)計目的.2. 缺點 此方案由于計算時簡化了很多運動約束條件，還只是理論上的產(chǎn)物，如果通不過試驗驗證只是廢品.十、十、 設(shè)計感想設(shè)計感想 機械原理課程設(shè)計是機械課程當中一個重要環(huán)節(jié)通過了 6 周的課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機械原理相關(guān)的訓練,對機械的有關(guān)各個零部件有機的結(jié)合在一起得到了深刻的認識。在這段時間里我們每天的專注和辛勞，喚回了我對機械原理課程設(shè)計的重新的認識，對各個組合機構(gòu)的深刻理解.在理論學習中我們只是簡單是學到了關(guān)于齒輪、連桿和凸輪的簡單知識，只能簡單的對其進行單獨設(shè)計，本次課程設(shè)計是對一些機構(gòu)連接組合在一起進行設(shè)計的，不能單

16、獨只考慮一個或幾個基本構(gòu)件的情況，要綜合考慮，對其傳動比和傳動關(guān)系進行認真考慮，進行整體構(gòu)思。而小組共同設(shè)計給我們提供了團體協(xié)作的的途徑，讓我們更能有利于進行思考和設(shè)計，一個人的力量是有限的，但是團體的力量是無窮的，在設(shè)計過程中要進行換位思考，綜合大家的力量進行初步的理論設(shè)計,然后要獨立的完成自己的設(shè)計思路。在學習理論知識的同時也要參加實踐活動，同時，分組設(shè)計也有利于我們同學之間的團體協(xié)作。把課本上的知識運動到社會實踐當中去，是我們學習專業(yè)理論知識的最終目的.在這些過程中我們深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應用方面的不足，在今后的學習過程中我們會更加努力和團結(jié).遇到不懂的地方要和同學共同攻克難關(guān)!由于本次設(shè)計是分組的，自己獨立設(shè)計的東西不多，但在通過這次設(shè)計之后，我想會對以后自己獨立設(shè)計打下一個良好的基礎(chǔ)。對我而言，知識上的收獲重要,精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！附圖附圖圖片為一般工廠加工的時的糕點切片機,對比來看，我設(shè)計的有很多的缺陷。例如,沒有