糕點(diǎn)切片 韓俊杰60

1、荊楚理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)成果 學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 機(jī)制三班 學(xué)生姓名： 韓俊杰 學(xué) 號(hào)： 2014ZSB030109 設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位）： 荊楚理工學(xué)院 設(shè)計(jì)題目： 糕點(diǎn)切片機(jī) 完成日期： 2016年 01 月 13 日 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： _ 成績(jī)（五級(jí)記分制）： 教師簽名： 前 言 糕點(diǎn)做為中國(guó)民間傳統(tǒng)的小吃，有著將近兩千多年的文化歷史，傳承至今。因?yàn)槠洫?dú)特的風(fēng)格流傳到現(xiàn)在。 在當(dāng)今這個(gè)社會(huì)和信息高速發(fā)展的全球化的時(shí)代！效率最為重要，大規(guī)模批量化的生產(chǎn)尤為重要，傳動(dòng)的手工加工方式已經(jīng)不在適應(yīng)當(dāng)今這個(gè)社會(huì)，人類永遠(yuǎn)都是進(jìn)步的！用已有的理論知識(shí)，創(chuàng)造了一代又一代的糕點(diǎn)切片機(jī)！來(lái)滿足現(xiàn)代人的生

2、活需求。 隨著和外國(guó)的交流更加密切，西式糕點(diǎn)也流入中國(guó)，其造型新穎，風(fēng)格獨(dú)特，口味清新，顛覆了傳統(tǒng)糕點(diǎn)在我國(guó)人民中的印象。不僅僅在選材，制作方式，口感方面都給我們一種耳目一新的感覺。而今的糕點(diǎn)的發(fā)展更是融合了中西兩種風(fēng)格，成為新一代的流行美食，深受大眾的喜歡，市場(chǎng)占有率極高。糕點(diǎn)作為一種常見的食品，它可以作為早餐、中餐、晚餐，也可以作為主食。從而，在日常生活中扮演者重要的角色。而今，新世紀(jì)的糕點(diǎn)中添加了一些保健性的藥物，在不影響其自身美味的同時(shí)還大大提高了它的的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用效果。糕點(diǎn)切片機(jī)發(fā)展史已經(jīng)很多年了，對(duì)于家居型的糕點(diǎn)切片也是有市場(chǎng)供應(yīng)。早就已經(jīng)發(fā)展到了一定的階段。近幾年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的

3、飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高。糕點(diǎn)的制作慢慢有家庭小批量的生產(chǎn)趨勢(shì)，加上糕點(diǎn)龐大的需求量，價(jià)格適宜且功能強(qiáng)大的小作坊型糕點(diǎn)切片機(jī)變得非常必須，所以研究經(jīng)濟(jì)適用快速安全的糕點(diǎn)切片機(jī)是非常重要的。 目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù) ···························1 1.1設(shè)計(jì)要求數(shù)據(jù)···

4、·······················1 1.2工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程·····················1 1.3 設(shè)計(jì)方案·

5、3;··························1 2機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的擬定與選擇 ·················1 2.1 方案的擬定 ·

6、3;·························1 2.1.1 切刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)····················2 2.1.2 糕點(diǎn)間

7、歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇··················33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············5 3.1 刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng) ·············&

8、#183;···········6 3.2 間歇運(yùn)動(dòng)····························7 3.3擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖······

9、83;·······················84傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)·························&

10、#183;····8 4.1傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)··························9 4.2皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)···············

11、83;··········95傳動(dòng)系統(tǒng)演示··························106 設(shè)計(jì)總結(jié)···········

12、;··················107 參考文獻(xiàn)····························11 一、設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)要

13、求數(shù)據(jù)(1) 切點(diǎn)切片長(zhǎng)度：20100mm(2) 糕點(diǎn)厚度：1530mm(3) 切刀切片時(shí)最大作用距離(亦即切片的寬度方向)：300 mm。(4) 切刀工作節(jié)拍：60次/min。(5) 選用的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、運(yùn)動(dòng)靈活可靠，生產(chǎn)阻力要小。1.2工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速后，達(dá)到轉(zhuǎn)速要求。再用間歇機(jī)構(gòu)連接皮帶輪，作為糕點(diǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，并滿足間歇運(yùn)動(dòng)要求。同時(shí)通過(guò)另外一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的切片。通過(guò)調(diào)整安裝位置，可以使間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作相互協(xié)調(diào)，互不干涉。由于每次切得過(guò)程都一樣，從而使每一塊糕點(diǎn)的大小都一樣。通過(guò)改變進(jìn)給的量的大小，可以調(diào)整糕點(diǎn)切片的厚度。1.3 設(shè)計(jì)方案在設(shè)計(jì)

14、過(guò)程中我們應(yīng)該考慮的問(wèn)題有：1）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(jiǎn)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(zhǎng)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(jiǎn)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，或者采用其它調(diào)整方案，均應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行定性的分析比較。3）間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須與切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送進(jìn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)在切刀返回過(guò)程中完成。需要注意的是，切口有一定的長(zhǎng)度(即高度)，輸送運(yùn)動(dòng)必須在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運(yùn)動(dòng)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

15、工作循環(huán)圖時(shí)，就應(yīng)按上述要求來(lái)選取間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參。二、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的擬定與選擇2.1方案的擬定 糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)可選擇連桿機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。 切刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)可采用連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。2.1.1切刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)方案一 凸輪機(jī)構(gòu)可以利用一個(gè)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)件導(dǎo)桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)滿足刀具切割糕點(diǎn)的要求。當(dāng)推桿行程增大時(shí)，刀具開始切割糕點(diǎn)，當(dāng)推桿達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)刀具便完成糕點(diǎn)的切割。當(dāng)推桿行程減小時(shí)，刀具上升。圖 2.1所示 圖2.1 凸輪機(jī)構(gòu) 圖 2.2 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：只要設(shè)計(jì)得當(dāng)，就可以得到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。缺點(diǎn)：

16、直動(dòng)滾子和凸輪之間會(huì)有磨損，長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)過(guò)程后會(huì)有較大的誤差。 方案二 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 利用曲柄的整周轉(zhuǎn)動(dòng)和固定在導(dǎo)軌上的滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)刀片切割糕點(diǎn)。曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以是勻速，也可以不勻速。它還具有急回特性，提高效率，如圖2.2 所示。 優(yōu)點(diǎn)：就其理想運(yùn)動(dòng)特性來(lái)說(shuō)，此機(jī)構(gòu)完全能實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如果連桿設(shè)計(jì)得當(dāng)，此機(jī)構(gòu)具有傳遞平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)精確的優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)尺寸較大，占用空間大。方案三 連桿機(jī)構(gòu) 圖2.3 連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1）能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換，如它可以將原動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)、往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)。反之也可將往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)。

17、  2）平面連桿機(jī)構(gòu)的連桿作平面運(yùn)動(dòng)，其上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線有多種多樣，利用這些軌跡曲線可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中多種工作要求。  3）平面連桿機(jī)構(gòu)中，各運(yùn)動(dòng)副均為面接觸，傳動(dòng)時(shí)受到單位面積上的壓力較小，且有利于潤(rùn)滑，所以磨損較輕，壽命較長(zhǎng)。另外由于接觸面多為圓柱面或平面，制造比較簡(jiǎn)單，易獲得較高的精度。 缺點(diǎn)：1） 難以實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。  2）慣性力難平衡(構(gòu)件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)),易產(chǎn)生動(dòng)載荷。  3）設(shè)計(jì)復(fù)雜。  4）積累誤差(低副間存在間隙),效率低。2.1.2糕點(diǎn)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇方案一 槽輪機(jī)構(gòu)圖2.4 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪用來(lái)實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)

18、動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)撥盤上的圓銷進(jìn)入槽輪的槽中時(shí)，撥盤撥動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)傳送帶直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)切刀懸置；當(dāng)圓銷沒有進(jìn)入槽輪的槽中時(shí)，槽輪靜止，此間歇切刀進(jìn)行切割。優(yōu)點(diǎn)：1） 槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，易加工，機(jī)械效率高。2） 轉(zhuǎn)位迅速，機(jī)械效率高能平穩(wěn)的改變從動(dòng)件的角速度。缺點(diǎn)：1） 運(yùn)動(dòng)規(guī)律不能選擇，調(diào)節(jié)性能差，拔銷進(jìn)入和脫出時(shí)會(huì)產(chǎn)生有限的二次沖擊，安裝精度高。2） 其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小。方案二 不完全齒輪 優(yōu)點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，容易制造。2）與其他間歇機(jī)構(gòu)相比，其從動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周的停歇次數(shù)，運(yùn)動(dòng)和停歇的時(shí)間比例，可在較寬廣的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。   缺點(diǎn)：1）

19、嚙合傳動(dòng)的開始和運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度有突變，且加速度也不連續(xù)，故沖擊較大，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。圖 2.5 不完全齒輪 當(dāng)不完全齒輪上的輪齒與從動(dòng)輪上輪齒相嚙合時(shí)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)傳送帶直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)切刀懸置；當(dāng)兩輪上鎖止弧起定位作用時(shí)，從動(dòng)輪靜止，此間歇切刀進(jìn)行切割。方案三 棘輪機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便和運(yùn)動(dòng)可靠，并且棘輪的轉(zhuǎn)角可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：傳動(dòng)力小、工作時(shí)有沖擊和噪聲。 圖 2.6 棘輪機(jī)構(gòu) 根據(jù)以上的方案在結(jié)合我們實(shí)際的要求，我們所設(shè)計(jì)的糕點(diǎn)切片機(jī)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速較小，所以槽輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)可以忽略，并且制造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，空間占用也少。而不完全齒輪速度的不平穩(wěn)性，會(huì)造成切

20、割的糕點(diǎn)大小不均勻，棘輪機(jī)構(gòu)在工作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很大的噪音和沖擊，對(duì)工作環(huán)境影響較大。這兩種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)排除。另外針對(duì)切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況，切刀上方的空間相對(duì)較大，可以采用結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的曲柄滑塊可以作為往返運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 綜合上所述，我們所選擇的切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，糕點(diǎn)間歇運(yùn)動(dòng)為槽輪機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)皮帶和減速齒輪候達(dá)到切刀所需要到達(dá)的工作速率，使用一組帶輪帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，可以對(duì)糕點(diǎn)進(jìn)行切片；在另一組帶輪帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)間歇運(yùn)動(dòng)，通過(guò)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與切刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，即可完成每次切片過(guò)程的一致性，使得每塊糕點(diǎn)的大小保持一樣大。 三、根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)

21、要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖3.1刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)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30mm所以切刀在30mm以上運(yùn)動(dòng)時(shí)，糕點(diǎn)才能運(yùn)動(dòng)。為了給糕點(diǎn)足夠的傳送時(shí)間，設(shè)計(jì)刀具的行程為H=80mm，行程速比系數(shù)為k=2，曲柄長(zhǎng)度為a=25mm；刀的高度設(shè)為50mm?？紤]衛(wèi)生問(wèn)題，刀具不能縮到滑塊的導(dǎo)軌里，所以設(shè)計(jì)滑塊的長(zhǎng)度為80mm；計(jì)算連桿的長(zhǎng)度b，偏心距e。 在三角形ACC中 H2=(b-a)2+(b+a)2-2(b-a)(b+a)cos =180 b=67mm e=sin(b-a)2+2a2)/H e=33mm 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸為： 曲柄長(zhǎng)：25mm 連接桿長(zhǎng)：67mm 滑塊長(zhǎng)：

22、80mm 偏心距：33mm 刀片高：50mm 刀片長(zhǎng): 300mm 皮帶長(zhǎng): 800m 3.2間歇運(yùn)動(dòng) 在槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)是槽數(shù)z和撥盤圓銷數(shù)k。 為了是槽輪在開始和終止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的瞬間角速度為零，以避免圓銷與槽發(fā)生撞擊，圓銷進(jìn)入或脫出徑向槽的瞬間，槽的中心線 O2A與O2A垂直。為了保證槽輪運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)應(yīng)大于零。由上式可知，運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)大于零時(shí)，徑向槽的數(shù)目應(yīng)等于或大于3。但槽數(shù)Z=3的槽輪機(jī)構(gòu)，由于槽輪機(jī)構(gòu)的角速度變化很大，圓銷進(jìn)入或脫出徑向槽數(shù)的瞬間，槽輪的角加速度也會(huì)很大，會(huì)引起較大的振動(dòng)和沖擊，所以應(yīng)該少用。由上式可以知道，這種槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)總小于0.5,。如果撥盤1上

23、裝有數(shù)個(gè)圓銷，則可以得到>0.5的槽輪機(jī)構(gòu)。設(shè)均勻分布的圓銷數(shù)為K，則一個(gè)循環(huán)中，槽輪2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為只有一個(gè)圓銷時(shí)的K倍，即運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)還應(yīng)當(dāng)小于1（=1表示槽輪和撥盤一樣作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)），故由得到，當(dāng)Z=3時(shí)，圓銷數(shù)可為15；當(dāng)Z=4或5時(shí)，圓銷數(shù)可為13；而當(dāng)Z6時(shí)，圓銷數(shù)可為1或2.故我們選取Z=4 圓銷數(shù)取1根據(jù)槽輪機(jī)構(gòu)主要尺寸關(guān)系 R=Lsin D2=2Lcos h'=r+90°-L=L（sin45°+cos45°-L） h=h'+(36)=L（sin45°+cos45°-L）+(36)得到=45&

24、#176; L中心距為200mm d圓銷直徑=10mm D2 槽輪直徑=283mm h'=83mm h=96mm 槽輪半徑和槽輪傳動(dòng)輪半徑對(duì)切糕的長(zhǎng)度不會(huì)產(chǎn)生影響，所以取合適值即可。3.3擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 工作過(guò)程分為兩個(gè)部分。第一部分為切刀的回程，此時(shí)槽輪在轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。第二部分為切刀的切割過(guò)程，此時(shí)槽輪不動(dòng)。在整個(gè)過(guò)程中，工作時(shí)間達(dá)到最小化，而且不會(huì)發(fā)生干涉。四、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本機(jī)構(gòu)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min，但我們所需要的轉(zhuǎn)速是50r/min和25r/min，所以要減速。對(duì)于減速裝置我們采用帶輪減速和齒輪減速。第一級(jí)減速是用帶輪減速，減為300r/min，第二級(jí)減速是用齒輪減速，減為100r/min，第三極減速是槽輪減速，減為25r/min，第四級(jí)減速是帶輪減速，減為50r/min。4.2皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)是采用兩個(gè)半徑不相同的皮帶實(shí)現(xiàn)。由于皮帶上線速度相等，由r1*n1=r2*n2 1000*r1=250*r2 r1/r2=1/5 設(shè)電機(jī)上皮帶輪半徑徑大小為r1=30mm，另一端皮帶輪的半徑大r2=150mm