糕點切片機機械原理課程設(shè)計說明書

1、糕點切片機說明書目錄一、設(shè)計題目和要求- 3 -1.題目：- 3 -2.工作原理及工藝動作簡述- 3 -3.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求（組號：5 數(shù)據(jù)號：3）- 3 -4.難點提示及注意事項- 3 -二、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計- 3 -1工藝動作分解和機構(gòu)分解- 3 -2. 執(zhí)行機構(gòu)的選擇及評價- 3 -三、總體方案設(shè)計- 3 -1減速機構(gòu)設(shè)計- 3 -2. 調(diào)速機構(gòu)設(shè)計- 3 -3. 整機方案機構(gòu)運動簡圖- 3 -4.擬訂運動循環(huán)圖- 3 -四、機構(gòu)尺寸設(shè)計- 3 -1.曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計- 3 -2.不完全齒輪機構(gòu)的設(shè)計- 3 -3.摩擦輪設(shè)計- 3 -4.減速齒輪設(shè)計- 3 -5.錐齒輪設(shè)計- 3 -6.

2、滾筒與傳送帶設(shè)計- 3 -五、機構(gòu)運動分析- 3 -1、解析法- 3 -2、圖解法- 3 -六、總結(jié)- 3 -七、參考文獻- 3 -八、附圖- 3 -九、附表- 3 -一、設(shè)計題目和要求1.題目：糕點切片機2.工作原理及工藝動作簡述糕點切片機的切刀運動機構(gòu)由電動機驅(qū)動，經(jīng)減速后使切刀實現(xiàn)切片所需的某種往復(fù)運動。糕點鋪在傳送帶上，間歇地進行輸送，通過改變傳送帶輸送速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點不同切片規(guī)格尺寸的需要。糕點先成型，經(jīng)切片后再烘干。3.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求（組號：5 數(shù)據(jù)號：3）（1）糕點厚度：1017mm。（2）糕點切片長度：45mm。（3）切刀切片最大作用距離：300mm。（

3、4）切刀工作節(jié)拍：50次/min。（5）生產(chǎn)阻力甚小。設(shè)計要求機構(gòu)簡單、輕便、運動靈活可靠。（6）電機參考規(guī)格：0.55KW/0.75KW 1300r/min。4.難點提示及注意事項（1）切削速度較大時，切片刀口會整齊平滑，因此切刀運動方案的選擇很關(guān)鍵，切口機構(gòu)應(yīng)力求簡單適用、運動靈活和運動空間尺寸緊湊等。（2）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(yīng)對方案進行定性分析比較。（3）間歇輸送機構(gòu)必須與切刀運動機構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送料運動應(yīng)在切刀返回過程中完成。需要注意的是，切口有

4、一定的厚度，輸送運動必須等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(yīng)注意上述特點并適當選擇輸送運動機構(gòu)的設(shè)計參數(shù)。二、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計1工藝動作分解和機構(gòu)分解糕點切片機要求完成兩個動作：（1） 糕點的直線間歇運動（2） 切刀往復(fù)直線運動2. 執(zhí)行機構(gòu)的選擇及評價糕點直線間歇運動機構(gòu)可采用棘輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)等。切刀往復(fù)直線運動機構(gòu)可采用導(dǎo)桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)等。（1） 糕點直線間歇運動機構(gòu)：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(fù)擺動，再通過棘輪棘爪轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動，

5、最后轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉蛶чg歇直線運動。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

6、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。（2） 切刀的往復(fù)直線運動機構(gòu)方案：機構(gòu)名稱機構(gòu)運動簡圖原理評價導(dǎo)桿機構(gòu)曲柄的整周轉(zhuǎn)動通過連桿帶動導(dǎo)桿上下往復(fù)運動，從而帶動安裝在導(dǎo)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(dǎo)桿的往復(fù)運動，從而帶動安裝在導(dǎo)桿上的刀片切割糕點1.設(shè)

7、計簡單，可實現(xiàn)從動件的復(fù)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(fù)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(fù)運動帶動安裝在滑塊上的刀片切割糕點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。以上表的評價內(nèi)容為依據(jù)，通過綜合考慮，糕點切片機的的送貨機構(gòu)選取不完全齒輪機構(gòu)，切刀往復(fù)運動選取曲柄滑塊機構(gòu)。三、總體方案設(shè)計1減速機構(gòu)設(shè)計電動機轉(zhuǎn)速為1300r/min，而切刀工作節(jié)拍為50次/min，需

8、要設(shè)計減速機構(gòu)。減速機構(gòu)采用兩級齒輪減速。2. 調(diào)速機構(gòu)設(shè)計糕點厚度范圍可調(diào)，為1017mm，故需要設(shè)計機構(gòu)來調(diào)節(jié)傳送帶進給量。如果采用多個不同直徑的帶輪調(diào)節(jié)進給量（類似變速自行車變速機構(gòu)），則制造成本高，機構(gòu)復(fù)雜程度高，調(diào)節(jié)過程麻煩，且只能實現(xiàn)有級調(diào)速，切出的糕點厚度只能為有限的幾個值。故采用摩擦輪機構(gòu)，通過調(diào)節(jié)摩擦輪接觸點與從動摩擦輪中心的距離來調(diào)節(jié)從動摩擦輪轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)傳送帶進給量，控制糕點切片厚度，且糕點厚度為某一范圍內(nèi)的連續(xù)值。3. 整機方案機構(gòu)運動簡圖 整機方案(未按比例繪制)4.擬訂運動循環(huán)圖由于切刀工作節(jié)拍為50次/min，則完成一次糕點輸送和切片過程所需時間為1.2s（T=

9、1.2s）。一個周期內(nèi)，切刀向下運動時間為向上運動時間為傳送帶運動時間為停止時間為兩個執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)圖如下圖運動循環(huán)圖四、機構(gòu)尺寸設(shè)計1.曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計設(shè)計曲柄滑塊機構(gòu)的尺寸如下圖所示（切刀安裝在滑塊上）。轉(zhuǎn)角=78°時，滑塊運動到最高點C1點，轉(zhuǎn)角=244°時，滑塊運動到C2點。轉(zhuǎn)角從78到244°過程滑塊向下運動（切片），從244°到78°過程滑塊向上運動（回程）。曲柄滑塊機構(gòu)極位夾角=14°行程速比系數(shù)K=(180°+)/(180°-)=1.169曲柄長AB=38.05mm，連桿長BC=105.13mm

10、。行程H=80mm,偏距e=30mm。當轉(zhuǎn)角=180°時（曲柄為水平位置），最大壓力角為40°。曲柄滑塊機構(gòu)2.不完全齒輪機構(gòu)的設(shè)計已知數(shù)據(jù)：主動輪轉(zhuǎn)速為=5/3 rad/s，即T=1.2s要求主動輪轉(zhuǎn)一圈（360°），從動輪轉(zhuǎn)過90°，休止270°不完全齒輪齒形采用漸開線齒形取運動特性系數(shù)主動輪上鎖止弧數(shù)從動輪上鎖止弧數(shù)系數(shù)從動輪上鎖止弧間齒數(shù)主動輪上鎖止弧間齒數(shù)從動輪假想齒數(shù)主動輪假想齒數(shù)模數(shù)m=3主動輪首、末齒的修正齒頂高系數(shù)不完全齒輪幾何尺寸如下表幾何參數(shù)主動輪從動輪節(jié)圓半徑30mm36mm齒頂圓半徑33mm39mm齒根圓半徑26.25

11、mm32.25mm齒輪寬度B70mm65mm中心距66mm周節(jié)9.428mm主動輪首、末齒頂圓半徑32.55mm3.摩擦輪設(shè)計 設(shè)摩擦輪主動輪半徑為 ,從動輪半徑為 ，錐齒輪傳動比為 i , 傳送帶滾筒的半徑加傳送帶厚度為 ,摩擦輪接觸點到從動摩擦輪的距離為，傳送帶運動距離為s。一個周期內(nèi)，主動摩擦輪間歇轉(zhuǎn)動一次，轉(zhuǎn)動時間為0.36s，轉(zhuǎn)角為。由于主、從動摩擦輪接觸點的線速度相等（忽略滑差率），得主動摩擦輪輪轉(zhuǎn)過時，從動摩擦輪轉(zhuǎn)過，傳送帶運動距離為設(shè)計圓錐齒輪的傳動比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]到接觸點不宜調(diào)節(jié)到從動摩擦輪的邊沿，

12、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)計采用兩級齒輪減速，一級減速齒輪傳動比為5，二級減速齒輪傳動比為5.2，電動機功率為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。名稱計算公式一級減速齒輪主動輪一級減速齒輪從動輪二級減速齒輪主動輪二級減速齒輪從動輪模數(shù)（m）1.52壓力角（）20°20°齒寬（B）30.525.54540分度圓直徑（d）m×z25.5127.540208齒頂高（）×m1.5

13、2齒根高（）×m1.8752.5齒全高（f）2××m3.3754.5齒頂圓直徑（）z2×m28.5130.544212齒根圓直徑（）z2-2×m21.75123.7535203齒距（p）×m4.716.28齒厚（s）×m÷22.363.14齒槽寬（e）×m÷22.363.14頂隙（）×m0.3750.5標準中心距（a）×m÷276.5124傳動比(i)÷55.25.錐齒輪設(shè)計直齒錐齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)傳動比i=6模數(shù)m=1.5mm小齒輪（主動輪）齒數(shù)大齒輪齒數(shù)壓力

14、角名稱代號計算結(jié)果小齒輪大齒輪分錐角9.46°80.54°齒頂高1.5齒根高1.8分度圓直徑d24144齒頂圓直徑26.96144.49齒根圓直徑20.45143.41錐距R72.99齒根角1.41°頂錐角10.87°81.95°根錐角8.05°79.13°頂隙c0.3分度圓齒厚s2.36當量齒數(shù)16.22584.09齒寬B156.滾筒與傳送帶設(shè)計 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、機構(gòu)運動分析對本糕點切片機，主要進行曲

15、柄滑塊機構(gòu)的機構(gòu)運動分析。我們分別采用解析法和圖解法進行運動分析。1、解析法 解析法運動分析是借助機構(gòu)分析系統(tǒng)（MAD）完成的。（1） 根據(jù)曲柄滑塊機構(gòu)的尺寸在MAD中畫出機構(gòu)運動簡圖如下圖。以節(jié)點1處的機架為原點，水平向右方向為x方向，垂直向上為y方向。 構(gòu)件1為主動件曲柄，逆時針轉(zhuǎn)動，其角速度為（2） 我們用MAD進行運動模擬，并繪制出節(jié)點3和節(jié)點4的位置、速度、加速度曲線。（3） 將運動分析的結(jié)果導(dǎo)出到EXCEL中，整理后得到曲柄為任意轉(zhuǎn)角時（每隔1°取一個值）的節(jié)點位置、速度、加速度，表格見附表。曲柄滑塊機構(gòu)MAD圖 節(jié)點3的位移曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：°

16、），縱軸為位置（單位：mm），曲線1為節(jié)點3的橫坐標，曲線2為節(jié)點3的縱坐標。節(jié)點3的速度曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：°），縱軸為節(jié)點3速度（單位：mm/s），其中曲線1為節(jié)點3的水平方向速度，曲線2為節(jié)點3的垂直方向速度。節(jié)點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3加速度（單位：），其中曲線1為節(jié)點3的水平方向加速度，曲線2為節(jié)點3的垂直方向加速度。節(jié)點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4的y坐標（單位：）。節(jié)點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4的速度（單位：）。節(jié)點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4的加速度（單位：）。2、圖解法 圖解法進行機構(gòu)運動分析，我們分別對曲柄轉(zhuǎn)角為0°、72°、144°、216°、288°等5個位置進行了位移、速度、加速度分析。 為用圖解法分析，我們分別作出了這5個位置的機構(gòu)運動簡圖。為簡便起見，機構(gòu)運動簡圖僅作出曲柄滑塊機構(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