糕點切片機課程設計說明書(新)

1、所謂的光輝歲月，并不是以后，閃耀的日子，而是無人問津時，你對夢想的偏執(zhí)。放棄很簡單，但你堅持到底的樣子一定很酷!12課程設計說明書課程名稱：機械原理課程設計設計題目：糕點切片機專 業(yè)：熱能與動力工程（動力機械）班級：1103學生姓名：徐睿、徐波、高新宇、焦世彬、孫益柯、方鑫學 號:3110404066、67、68、69、72、73指導教師：朱云明2012年6月22日目錄一、設計任務二、機械系統(tǒng)運動方案設計的構思三、機構運動方案的選擇和評定四、根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖五、減速系統(tǒng)設計六、執(zhí)行系統(tǒng)設計七、傳動系統(tǒng)演示八、參考資料九、創(chuàng)新設計心得一、設計任務1.1 設計題目：糕點切片機1

2、.2 工作原理及工藝的動作過程如結(jié)構示意圖所示，電動機經(jīng)皮帶輪和齒輪系減速后， 達到30轉(zhuǎn)/分。再 通過棘輪機構連接一個皮帶輪構成糕點的進給機構，使它滿足間歇運動的要求。同時通過另外一組皮帶輪帶動凸輪機構， 實現(xiàn)糕點的切片通過設計還可實現(xiàn)切刀 的急回運動。由于每一次切刀的運動過程相同，故每一片糕點的大小也相同；通 過改變進給的距離，可調(diào)整切片的厚度。間歇運動機構與切刀往復運動機構協(xié)調(diào) 工作從而實現(xiàn)糕點的切片。1.3 機構的一些尺寸糕點厚度：25mm糕點切片長度（即切片高）范圍：45mm切刀切片時最大作用距離（亦即切片寬度方向）：400mm切刀工作節(jié)拍：60次/分；生產(chǎn)阻力很小。要求選用的機構簡

3、單、輕便、運動靈活可靠。電機功率 0.55KW （或 0.75KW） 、1390r/min。主要設計要求是：1.3.1 通過調(diào)整進給的距離，達到切出不同厚度糕點的需要。1.3.2 要確保進給機構與切片機構協(xié)調(diào)工作，全部送進運動應在切刀返回過程 中完成，輸送運動必須在切刀完全脫離切口后方能開始進行。二、機械系統(tǒng)運動方案設計的構思切刀的往復直線移動可采用連桿機構、凸輪機構、齒輪齒條、組合機構等；糕點的直線間歇運動可選擇連桿機構、齒輪機構、凸輪機構、棘輪機構、槽 輪機構等。2.1 實現(xiàn)切刀往復運動的機構如上圖所示，為一直動導桿機構，可利用桿3的往復運動來實現(xiàn)切刀的上下往復運動。如上圖所示，為一偏心曲

4、柄滑塊機構，可利用它實現(xiàn)切刀的往復運動如上圖所示，為一對心凸輪機構，可利用它實現(xiàn)切刀的往復運動。2.2 糕點的直線間歇運動萬案一糕點直線間歇運動之槽輪機構mt通過槽輪實現(xiàn)直線間歇運動萬案一糕點直線間歇運動之棘輪機構棘輪機構實現(xiàn)直線間歇運動三、機構運動方案的選擇和評定3.1 刀具運動方案一：運動副均為低副，兩運動副元素為面連接，壓力較小，可承受較大的載荷，且?guī)缀涡螤詈唵?，便于加工。此機構雖有上下往復運動，但它并沒有急回運動特性。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間，影響效率。方案二：此機構具有急回特性，結(jié)構簡單，具有連桿機構的共同特點，可承受較大的載荷，運動副

5、元素的幾何形狀簡單。但是此機構具有連桿機構的共同缺 點，即機械效率低下。且不符合本次課程設計的具體要求方案三：此機構可以具有急回特性，能實現(xiàn)切刀下切速度慢而收回速度快的 特性。結(jié)構簡單，可承受較大的載荷，且符合本次課程設計的實際要求，能夠使 從動件得到各種預期的運動規(guī)律。此機構具有凸輪機構的一些共同缺點，加工較為復雜，這是凸輪機構所不能 避免的。綜上所敘，我們選擇了凸輪機構提供往復運動。3.2 直線間歇運動槽輪機構此機構能夠?qū)崿F(xiàn)直線間歇運動的功能，但是不能實現(xiàn)不同糕點切片厚度的需 要，而且槽輪加工難度大，不符合此次課程設計的具體要求。棘輪機構此機構既能夠?qū)崿F(xiàn)直線間歇運動的功能，又能通過改變棘輪

6、每次轉(zhuǎn)過的角度 來實現(xiàn)不同糕點切片厚度的需要，而且結(jié)構簡單，制造容易。綜上所述，我們選擇了棘輪機構提供直線間歇運動。3.3 方案設計的創(chuàng)新改進措施：3.3.1 我們開始構思方案時，想使設計的機構要盡量滿足自動化的要求。此機構的運作是切糕點與送糕點，切的時候糕點不能動，沒有切的時候，糕點 要運動并前進一定的距離到達指定位置.為了實現(xiàn)切的動作，我們開始采用曲柄 滑塊機構，曲柄滑塊機構可以實現(xiàn)刀的往復運動，可傳遞較大的力，能滿足我們的 需要，但是機械效率太低，本著提高效率等的原則，我們考慮用凸輪機構，來實現(xiàn)刀的往復運動，用凸輪可以很好的控制刀的運動，實現(xiàn)最優(yōu)的運動軌跡，又能符 合本次課程設計等要求，

7、于是我們確定用凸輪機構，并且凸輪機構還能實現(xiàn)急回 運動，從而極大地提高了效率。3.3.1對于蛋糕的傳送，既要滿足間歇運動的要求，又能通過改變進給距離而切 出不同厚度的糕點。我們剛開始試用了槽輪機構，但我們的糕點切片機要求可以改變所切糕點長 度的，如用槽輪機構的話，很難實現(xiàn)改變切片的長度，我們想到用齒輪組減速器改 變速度來實現(xiàn)，但是用齒輪來改變速度很復雜且不太方便操作，且零件繁多，于是我們否定了這個方案。經(jīng)過查資料后，我們最終選擇了棘輪機構。棘輪機構可 以方便地改變切片的長度，且棘輪機構設計加工簡單，改變切片的長度時操作方 便。所以機構的總體方案就是齒輪系降低轉(zhuǎn)速、 棘輪機構實現(xiàn)間歇運動和凸輪機

8、 構實現(xiàn)刀片的運動。四、根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖刀具往復運動切刀每分鐘完成切割40次的工作節(jié)拍，故連接曲柄的齒輪的轉(zhuǎn)速為 40次/ 分，切刀做豎直面內(nèi)的往復直線運動，當其往下運動到與最低點相距約 80mm （這 是糕點的厚度）時開始切割糕點，此時糕點靜止不動，切割完畢切刀往上運動到 距離最低點約80mm時糕點運動起來，把切好的糕點片帶走并把糕點送進待切， 切刀繼續(xù)往上運動，直到最高點，之后再往下運動，直到最低點相距約80mm這 是糕點的厚度）時又開始切割糕點此時糕點又靜止。 如此往復循環(huán)。下圖是刀具 的位移運動圖（一個周期）：五、減速系統(tǒng)設計減速皮帶輪減速齒輪送料皮帶輪本機構的原動

9、件為一高速電機，具轉(zhuǎn)速為1390 r/min,但我們所需要的轉(zhuǎn)速 是40r/min,所以需要減速。對于減速裝置我們采用皮帶輪和齒輪系的方法。第 一級降速是通過皮帶輪減速，減速后轉(zhuǎn)速為200r/min。第二級是通過齒輪系減 速，減速后轉(zhuǎn)速為40r/min。兩傳動機構設計分析如下：5.1 皮帶輪傳達設計：皮帶傳動設計主要是采用兩個半徑不相同的皮帶輪實現(xiàn)。由于皮帶上線速度相等，由 r1*w1=r2*w2 , 1390v1=200*r2 ; ri/r2=20/139。由此可見算出電機上皮帶輪半徑大小r1=20mm ；另一端皮帶輪半徑大小r2=139mm,既有傳動比 i=139/20。5.2 齒輪系的設

10、計：經(jīng)皮帶輪減速后的轉(zhuǎn)速為 200r/min,而我們所要的轉(zhuǎn)速40r/min。因此還需要 的傳動比為5/1，選用的齒輪為標準齒輪。m=4mm;z1=25,z2=50,z2=25,z3=75六、執(zhí)行系統(tǒng)機構設計執(zhí)行機構分兩個，第一個為對心凸輪機構，第二個為棘輪機構，現(xiàn)分別介紹如對心凸輪機構（帶切刀）棘輪機構轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)6.1 對心凸輪機構這個機構主要是實行切刀的上下往復運動。由于所切糕點的厚度最大為20mm, 所以切刀在20mm之上運動時，糕點才能運動。為了給糕點足夠的傳送并考慮 到衛(wèi)生問題，設計刀的行程為65mm刀的高度設為35mm設計滑塊的高度為 95mm采用皮帶傳動。切刀應能剛好切斷糕點，綜

11、合曲柄滑塊和棘輪機構的尺 寸，我們得出凸輪機構和棘輪機構的軸心距為 269mm所以對心凸輪機構的基本尺寸為：基圓半徑大小為20mm刀具高度35mm滾子直徑 10mm;滑塊長度110mm；;凸輪機構和棘輪機構軸心距為454mm。6.2 棘輪機構棘輪機構主要是實行糕點的進給運動，每一次的運動距離就是所切糕點的長度。為了更好的控制和改變這個長度，設棘輪每轉(zhuǎn)動一定角度，糕點運動115mm設棘輪共有 48個齒，既每個齒代表 7.5度。于是一共有三檔，即 10,15,20mm,也就是說棘輪轉(zhuǎn)動15,22.5,30 度。對于棘輪的轉(zhuǎn)動，設計一個 曲柄搖桿機構推動棘輪旋轉(zhuǎn)。于是棘輪的旋轉(zhuǎn)角度就可以轉(zhuǎn)化為搖桿的

12、擺角。 即15,22.5,30 度。在棘輪外加裝一個棘輪罩，用以遮蓋搖桿擺角范圍內(nèi)棘 輪上的一部分齒。這樣，當搖桿順時針搖動時，棘爪先在罩上滑動，然后才 嵌入棘輪的齒槽中推動其轉(zhuǎn)動。被罩遮住的齒越多，則棘輪每次轉(zhuǎn)動的角度 就越小。棘輪罩設置三個轉(zhuǎn)角分別為15,22.5,30 度。在搖桿上裝一個棘爪，棘爪推動棘輪旋轉(zhuǎn)，棘輪上再固定一個皮帶輪用以帶動皮帶旋轉(zhuǎn)。曲柄長50mm;連桿長230mm搖桿長290mm棘輪半徑86mm;棘輪齒數(shù)48個；皮帶輪直徑76mm皮帶長1.5m.整個機器的關鍵就在于切刀運動與糕點傳送運動之間的協(xié)調(diào)，因此需要詳細計算。依據(jù)零件尺寸，作圖計算得出：推動棘輪的曲柄搖桿機構的行

13、程速比系數(shù)為：k=1;又工作周期為2秒，則搖桿推程時間為：1秒，回程時間為：0.5秒，休止時間為：0.5秒。七、傳動系統(tǒng)演示八、參考資料1朱理，機械原理，第2版，北京，高等教育出版社，20102戴娟，機械原理課程設計指導書，北京，高等教育出版社，20113陸鳳儀，機械原理課程設計，北京，機械工業(yè)出版社，1999九、創(chuàng)新設計心得經(jīng)過幾天的努力，機械原理課程設計就要結(jié)束了。回顧這些天的勞動，我確 實從中知道了很多，而且也要把 CAD學好，我所完成的不僅僅是一個課程設 計，對課本知識的理解也加深了許多。剛開始，我認為這個課程設計題目很 簡單，我就沒有在之前做準備，到了后面，我發(fā)現(xiàn)要畫的圖也有點麻煩，而 且還要給予尺寸的設計。不僅要考慮糕點的傳動，還要考慮糕點的切的動作， 我們寢室的3個人在寢室里討論了將近幾個小時也沒有確定可行的方案，又 是棘輪不知道畫，不完