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

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)題目糕點(diǎn)切片機(jī)XXXX學(xué)院 XXXXXX班學(xué)號(hào) XXXXXXXXXX設(shè)計(jì)者 XXX指導(dǎo)教師 XXX2011年7月8日摘要：隨著人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高和迅速發(fā)展，世界步入了一個(gè)越來(lái)越自動(dòng)化的時(shí)代，最為糕點(diǎn)行業(yè)的革命性工具之一的糕點(diǎn)切片機(jī)正日益成為糕點(diǎn)生 產(chǎn)企業(yè)的必需品。糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)作：糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)和切刀的 往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)兩者的動(dòng)作配合進(jìn)行切片。改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間歇的 輸送距離，以滿(mǎn)足糕點(diǎn)的不同切片厚度的需要。本文將就應(yīng)用連桿和棘輪作為主 要機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)切片進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞糕點(diǎn)切片設(shè)計(jì)連桿棘輪設(shè)計(jì)任務(wù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思5三 . 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

2、方案的選擇和評(píng)定四 . 根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖6五傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)六執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)七傳動(dòng)系統(tǒng)演示10八參考資料11九創(chuàng)新設(shè)計(jì)心得11設(shè)計(jì)任務(wù)（一）設(shè)計(jì)題目：糕點(diǎn)切片機(jī)（二）工作原理及工藝的動(dòng)作過(guò)程糕點(diǎn)先成型（如長(zhǎng)方體、圓柱體等）經(jīng)切片后再烘干。糕點(diǎn)切片機(jī)要求 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)作：糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)兩者的動(dòng)作配 合進(jìn)行切片。改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間歇的輸送距離，以滿(mǎn)足糕點(diǎn)的 不同切片厚度的需要。如結(jié)構(gòu)示意圖所示，電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速后，達(dá)到40轉(zhuǎn)/分。再用棘輪機(jī)構(gòu)連接 一皮帶組成糕點(diǎn)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，并滿(mǎn)足間歇運(yùn)動(dòng)的要求。同時(shí)通過(guò)另外一組皮 帶輪帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)（滑塊上帶切刀）

3、，實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的切片。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)與切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)。由于每一次切的過(guò)程都一樣，從而使每一片糕點(diǎn) 的大小都一樣。而通過(guò)改變進(jìn)給的距離，可調(diào)整切片的厚度。r糕點(diǎn)切片機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成如圖1所示三）機(jī)構(gòu)的一些尺寸1）糕點(diǎn)厚度：10-20mm。2）糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度（亦即切片高）范圍：5-80mm 。3）切刀切片時(shí)最大作用距離（亦即切片寬度方向） ： 300mm。4）切刀工作節(jié)拍：40次/min。5）工作阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、運(yùn)動(dòng)靈可靠。6）電機(jī)可選用，功率（或） 、1390r/min 。主要設(shè)計(jì)要求是：1）通過(guò)調(diào)整進(jìn)給的距離，達(dá)到切出不同厚度糕點(diǎn)的需要。（2）要確保進(jìn)給機(jī)構(gòu)與切片機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作

4、， 全部送進(jìn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)在切刀返回過(guò)程中完成， 輸送運(yùn)動(dòng)必須在切刀完全脫離切口后方能開(kāi)始進(jìn)行。二：機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思糕點(diǎn)切片機(jī)主要結(jié)構(gòu)如圖 1 所示切刀的往復(fù)直線移動(dòng)可采用連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條、組合機(jī)構(gòu)等;糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)可選擇連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽 輪機(jī)構(gòu)等。1、實(shí)現(xiàn)切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)方案一:如上圖所示，為一直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，可利用桿3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切刀的上下 往復(fù)運(yùn)動(dòng)。方案二:如上圖所示，為 一幾何封閉凸輪機(jī) 構(gòu)?？衫脴?gòu)件1繞A點(diǎn)做偏心轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí) 現(xiàn)切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。方案三:如上圖所以，為一六桿機(jī)構(gòu)。2、直線間歇移動(dòng)方案一:如上圖所示，為牛頭刨床，是可實(shí)現(xiàn)直線間

5、隙移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。方案二:它將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成單向步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，作單向的間歇運(yùn)動(dòng)0三：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定1、實(shí)現(xiàn)切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)方案一：動(dòng)副均為低副，兩運(yùn)動(dòng)副元素為面連接，壓強(qiáng)較小，可承受較大的 載荷，且?guī)缀涡螤詈?jiǎn)單， 便于加工。 而且連桿上各點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲 線，氣形狀隨著各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度的改變而改變， 從而可以得到形式眾多的連桿曲 線，可以這些曲線來(lái)滿(mǎn)足不同曲線的設(shè)計(jì)要求。此機(jī)構(gòu)雖有上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 但她并沒(méi)有急回運(yùn)動(dòng)特性。 不能夠?qū)崿F(xiàn)切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能夠很好的縮短空程的時(shí)間，影響效率。方案二 ：只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線， 就可以使推桿得到各種預(yù)期

6、的 運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，可承重較大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。且可使切刀在工作但是凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損。切沒(méi)有急回特性，不能夠 實(shí)現(xiàn)切刀下切速度慢而收回速度快的特性， 也不能夠很好的縮短空程的時(shí)間， 影 響效率。方案三： 此機(jī)構(gòu)不僅具有連桿機(jī)構(gòu)的有點(diǎn)以及切刀的急回運(yùn)動(dòng)要求， 行程中得到近似等速的運(yùn)動(dòng)，以滿(mǎn)足切削質(zhì)量。通過(guò)對(duì)比，方案三最優(yōu)。2、 直線間歇移動(dòng)方案一： 此機(jī)構(gòu)具有機(jī)會(huì)運(yùn)動(dòng)的特性。 此機(jī)構(gòu)也是連桿機(jī)構(gòu)， 具有連桿機(jī)構(gòu) 的共同優(yōu)點(diǎn)。此機(jī)構(gòu)沒(méi)有間歇特性，不能很好的完成直線間歇運(yùn)動(dòng)。方案二：依靠棘齒傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)可靠，制造方便，棘輪轉(zhuǎn)角可有級(jí)調(diào)節(jié)。并且 在棘輪外面罩上一個(gè)光滑的外殼和

7、曲柄搖桿配合既可以實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)機(jī)構(gòu)的往復(fù)間 歇性運(yùn)動(dòng)，又可以調(diào)整糕點(diǎn)的進(jìn)給量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易設(shè)計(jì)。根據(jù)要求，選擇方案二。四、 根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)切刀每分鐘得完成切割40次的工作節(jié)拍。所以連接曲柄的齒輪的轉(zhuǎn)速為40 次/min ,切刀做豎直面內(nèi)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其往下運(yùn)動(dòng)到與最低點(diǎn)相距約 5mm 至80mm （這是糕點(diǎn)的厚度）時(shí)開(kāi)始切割糕點(diǎn)，此時(shí)糕點(diǎn)靜止不動(dòng)，切割完畢切 刀往上運(yùn)動(dòng)到距離最低點(diǎn)約 80mm時(shí)糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，把切好的糕點(diǎn)片帶走并把 糕點(diǎn)送進(jìn)待切，切刀繼續(xù)往上運(yùn)動(dòng)，直到最高點(diǎn)，之后再往下運(yùn)動(dòng)，直到最低點(diǎn) 相距約5mm至80mm （這是糕點(diǎn)的厚度）時(shí)又開(kāi)始切割糕點(diǎn)

8、，此時(shí)糕點(diǎn)又靜止。 如此往復(fù)循環(huán)。下圖是刀具的位移運(yùn)動(dòng)圖（兩個(gè)周期）：五：減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)送料皮帶輪本機(jī)構(gòu)原動(dòng)件為一高速電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為1390 r/min,但我們所需要的轉(zhuǎn)速是40r/mi n,所以要減速。對(duì)于減速裝置我們采用皮帶加齒輪的方法。第一級(jí)降速是用皮帶減速，減為240r/min。第二級(jí)是用齒輪減為40r/min。兩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 如下：（一）皮帶傳達(dá)設(shè)計(jì):皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)主要是采用兩個(gè)半徑不相同的皮帶輪實(shí)現(xiàn)。由于皮帶上線速度 相等，由 r1 X v1=r2 X v2,1390X r, =240X r2 ;r, /r 2 =2糾139.由此可見(jiàn)算出電機(jī)上皮帶輪直徑大小r2=220mmo 傳動(dòng)

9、比 i=139/24.ri =36m m；另一端皮帶輪半徑大?。ǘX輪系的設(shè)計(jì)：經(jīng)皮帶減速后的轉(zhuǎn)速為240r/min,而我們所要的轉(zhuǎn)速40r/min o因此還需要的 傳動(dòng)比為6/1，選用的齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。直齒輪參數(shù)表名稱(chēng)齒數(shù)模數(shù)分度圓齒輪z1254mm100mm齒輪z2504mm200mm齒輪z2'254mm100mm齒輪z3754mm300mm六：執(zhí)行系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)分兩個(gè)，第一個(gè)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，第二個(gè)為棘輪機(jī)構(gòu)，現(xiàn)分別介紹如下：（一 ） 六桿機(jī)構(gòu)此機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行切刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于所切糕點(diǎn)的厚度最大為20mm,所以切刀在20mm之上運(yùn)動(dòng)時(shí)，糕點(diǎn)才能運(yùn)動(dòng)。為了給

10、糕點(diǎn)足夠的傳送時(shí) 間，設(shè)計(jì)刀的行程為40mm，考慮到急回特性的要求，設(shè)計(jì) AB的距離為50mm, BC的水平距離為。1為30mm，桿2長(zhǎng)50mm，桿3長(zhǎng)60mm，桿5長(zhǎng)。由此可 算的形成速度變化系數(shù)K=桿6的長(zhǎng)度根據(jù)切刀與傳送糕點(diǎn)的皮帶距離而確定。即切刀最高點(diǎn)距皮帶距離為 40mm。切刀的寬度設(shè)計(jì)為 300mm，高度設(shè)計(jì)為 80mm.切刀的速度分析如圖，對(duì)切刀進(jìn)行速度分析 ,運(yùn)用矢量方程圖解法可得：vD =r1wvE =vD +vEDV ed =W 2 X l 2vE = - vFvH =vF +vH F其中 r1 =30, EB=60=BF,n=40rad/min w=2 n f=2 n /

11、n對(duì)切刀進(jìn)行加速度分析 ,運(yùn)用矢量方程圖解法可得：n t n t n taE+aE= aD +a D +aED +aED大小 方向 上式只有兩個(gè)未知數(shù)，所以可以求解。a nH +atH = anF +atF +anHF +atHF大小方向V V V V V V機(jī)構(gòu)傳動(dòng)和切刀運(yùn)動(dòng)示意圖：（二） 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行糕點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，每一次的運(yùn)動(dòng)距離就是所切糕點(diǎn)的長(zhǎng) 度。為了更好的控制和改變這個(gè)長(zhǎng)度，設(shè)棘輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)20mm,設(shè) 棘輪共有24個(gè)齒,既每齒代表15度。于是一共有四檔，即20,40,60,80mm,也就是 說(shuō)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)15,30,45,60度。對(duì)于棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)計(jì)一個(gè)曲

12、柄搖桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)棘輪旋 轉(zhuǎn)。于是棘輪的旋轉(zhuǎn)角度就可以轉(zhuǎn)化為搖桿的擺角。然后再齒輪上設(shè)計(jì)一個(gè)槽。通過(guò)改變槽中A點(diǎn)的位置。即曲柄0A的長(zhǎng)度即可是你進(jìn)給長(zhǎng)度的改變。選棘輪的模數(shù)m=5mm：da=mz=70mmh= df=da-2f=S =20°p=n m=A=m=5mmB=2m=10mm 0 =60°固聯(lián)在棘輪上的皮帶直徑為30mm。齒輪3與棘輪的回轉(zhuǎn)中心的距離為180mm。七：傳動(dòng)系統(tǒng)演示皮電動(dòng)4帶傳機(jī)動(dòng)_Lb齒棘傳輪Z t送"傳履動(dòng)帶八：主要參考資料1 、機(jī)械原理 程友聯(lián)主編，2 、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)3 、機(jī)械原理曹龍化主編.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社鄒慧君主編，高等教育出版社

13、北京：高等教育出版社1986九：創(chuàng)新設(shè)計(jì)心得經(jīng)過(guò)緊張的策劃、制作，十幾天的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)束了。 在這次實(shí)踐的 過(guò)程中學(xué)到了一些除技能以外的其他東西，領(lǐng)略到了別人在處理專(zhuān)業(yè)技能問(wèn)題時(shí) 顯示出的優(yōu)秀品質(zhì)，更深切的體會(huì)到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制，最重 要的還是自己對(duì)一些問(wèn)題的看法產(chǎn)生了良性的變化。這次的課程設(shè)計(jì)，對(duì)我來(lái)說(shuō)是一次全新的體驗(yàn)，不僅讓我學(xué)到了如何設(shè)計(jì)一 件小機(jī)械，而且讓我在這個(gè)過(guò)程中學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)合作， 學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈的努力，更 從中學(xué)會(huì)了如何做人的道理，真是讓我受益頗多。作為機(jī)械原理這門(mén)課的課程設(shè)計(jì)，這次的課程設(shè)計(jì)和機(jī)械原理息息相關(guān)。如 果我們沒(méi)有學(xué)好或者用心學(xué)這門(mén)課的話會(huì)給課