机械原理课设糕点切片机说明书

1、占八、课题成员：指导教师：2014-07-18目录第一章设计题目与运动方案及项目分工 2第二章机构的尺寸综合 7第三章机构的运动分析 93.1 图解法 93.1.1 位置分析93.1.2 速度和加速度分析 103.2 解析法 143.3 运动仿真 243.3.1 模型的建立243.3.2 运动循环图243.4 结果分析与比较 253.4.1 速度分析253.4.2 加速度分析25第四章机构的受力分析26第五章心得体会27第六章参考文献 30 附录：五连杆机构的 matlab 源代码Hr第一章 设计题目及传动方案1.1设计题目目前糕点种类繁多，质地不同，人工切片有诸多不便且工作 效率比较低，糕点

2、美观程度也不高，制作出经济而又实用的糕点 切片机极为重要。糕点切片机使用结构灵活，可充分运用课堂所 学知识，有助于对基础知识的巩固和所学结构的实践应用。 具体要求：1、糕点厚度：10 20mm2、糕点切片长度（切片的高）：580mm要求刀的行程为20mm3、切刀工作节拍：40次/min4、电机输出转速600r/min1.2传动方案方案一特点：切片部分采用齿轮四连杆机构传动部分采用皮带与齿轮传动结合。送料部分采用棘轮履带间歇进给。不足之处：棘轮传动机构传动不平稳，存在刚性冲击。轮系较为复杂，装配精度要求较高。方案二图1-2特点：切片部分采用多连杆机构。传动部分采用齿轮机构。间歇进给运动采用棘轮机

3、构。缺点：整体为齿轮减速传动，传动精度高。但长距离不适合齿轮传动。齿轮装配要求精度较高方案三图1-3糕点切片机的整体机构简图特点：切片部分米用连杆机构实现刀架往复运动。传动部分采用齿轮与皮带传动结合。间歇进给运动采用槽轮机构。改进之处：槽轮结构传动平稳可靠。皮带长距离传动与精确传动比结合。最终确定方案为方案三图1-3 为糕点切片机的整体机构简图，运动循环过程为：（ 1）传动部分： 1号齿轮经变速箱变速后与电机相连，输入 600r/min 的转速，1号齿轮与 2号齿轮以传动比 15:4 啮合进行一级 减速， 2号齿轮与3号齿轮、4号皮带轮同轴共速， 3号齿轮与 5号齿轮以传动比 4:1啮合进行二

4、级减速，输出40r/min的转速，之后通过连杆实现 刀具的切割运动。 4号皮带轮与 6号皮带轮经皮带连接以传动比 20:9 进行减速，通过拨杆与槽轮连接实现间歇运动。（2）切刀运动部分：由机架 7、曲柄8、连杆9、摇杆10、滑块 11组成五连杆机构，摆杆做摆角为 77度的往复运动。由 5号轮输 入40r/min的转速，使滑块即切刀一分钟往复运动 40次，进行40 次切片。（3）送料运动部分：由皮带轮6输入40r/min的转，通过槽轮的 间歇运动带每次前进的距离， 可实现切片10mm 15mm20mri的需 求。通过由以上三部分配合运动， 以实现糕点切片机的循环切片 运动。1.3 项目分工 王盼

5、然：主要负责资料收集及数据处理 李 静：主要负责说明书的撰写 李浩杰：主要负责三维模型设计及程序编写部分 刘 畅：主要负责画图部分及PPT制作第二章 机构的尺寸综合2.1总体尺寸图2-1糕点切片机机架长度为1000 mm,高度为820 mm,宽度为560mm2.2齿轮传动及其运动参数:1、齿轮型号齿轮编号模数/mm齿数/mm分度圆/mm14208024753003425100441004002、刀具部分连杆机构中，机架为162.8mm连杆依次为50mm 150mm80mm 140mm切刀高度为25mm宽度为200mm该机构可保证刀 具100m的行程，并有急回运动。3、送料部分槽轮为6齿，直径为

6、125mm第三章机构的运动分析3.1图解法落刀部分一一五连杆机构3.1.1位置分析图示位置I、H分别为曲柄与连杆拉直共线、重叠共线的两个极限位置，极位夹角B =3，行程速比系数K 型一 1.03 ,180最大摆角 =77，图三曲柄与机架重叠共线的位置，此时有最小传动角，即min=47。对于传递较小外力的机构，可允许传动 角小些。1、速度分析该曲柄摇杆机构中，机构位置、各构件长度和曲柄AB的角速度3 1均已知，位置如图3-2所示。其中 lAB=50mm,BC =150mm,CD =80mm,AD =162.8mm, 1 = 4 n/3rad/s图3-2图3-3速度图解以连杆BC为研究对象，点C的

7、速度矢量方程为卜 (3-1 )VC=Vb + VCB方向：丄CD丄AB丄BC大小：?l AB1?式(3-1 )各项中只有VC和VCB的大小两个未知量，故可图解该矢量方程求出。如图3-3所示，选取适当速度比例尺v Iab wjpb 20 n1113 (mm/s)/cm。任选作图起点p。由点p作有向线段pb垂直于 AB代表VB，其长度lpb|=VB/匕V (cm);再过点b作垂直于BC的 直线BC代表VCB的方向线，过点p作垂直于CD的直线pc代表VC的方向线，此二方向线交于点c，则pc代表VC ,而be代表VCB , 其大小分别为CB= aVc= V lPCl=i90.6mm/sbc=58.6m

8、m/s构件2、3的角速度则分别为3 2=卩 v 竺=0.4rad/sl BCl BC=VcCDLrv 竺=2.4rad/skVE =Vc +方向1丄CD大小?190.6mm/sl CDVCE =VcE丄CEce=27.2mm/sVe =pe=196.9mm/s2、加速度分析10图3-4加速度图解3 1为常数，所以点B的法向加速度为an =iab w2，其方向 为B指向A。同样以构件2为研究对象，点C的加速度矢量方程 为nn .nac=ac+ ac= a + aBa B+aCB+aCB方向：C D丄CDB A丄ABC -B丄BC大小：2l CD3?2l AB10l2BC2?该方程只有两个未知量，

9、故可求解该方程。=80 2/9(mm/品cm)。任选作图起点n,由点n作有向线段bI!代表aB,其长度b=a；/ a(cm)；由点b作有向线段 be 代n n表aCB ,其长度be =acc/ a(cm);由点e作垂直于BC的直n线代表aCB的方向线。再由点n作有向线段 c代表aC，其长度 C =a；/ a（cm）；由点c作垂直于CD的直线代表ac的方向线,两直线交于点c, cc代表aCB, cc代表ac，连接nc, c代表aC，其大小分别为ac = acc ； acB=ac =28构件2、3的角加速度分别为=acB =2 Ibcbc=ac =3 IcdccCD2代入数据计算得2=2.5rad

10、/ S,23=4.2rad/ S , 2、3的方向由acB、ac确定，即将cc、cc分别平移至机构图上点c,它们的指向即2、3的转向。aEn=ac+aEc +aEc方向？兀宀CE t C1I飞E大小？a 丨|CE2| CE2aE = e a=263.2 mm/ s?3.2解析法分析得到以下曲线:w4/UUJj “钙增吕塑OOQ C5C 1 M f.sa ZOQ 2.50 ICO4,3(*505.03时间twc图3-5刀具的速度图Clt1.DC七別通 j.D3.S339l&Q i.D：2M图3-6刀具的加速度图3.3运动仿真331 模型的建立下图为三维建模图3-7图3-83.4结果分析与比较34

11、1速度分析由图解法得出的结果Ve =pe =196.9mm/s,由解析法求出 Ve =190mm/s与解析法、仿真法的结果近似相等。误 差来源于作图不精确。3.4.2加速度分析由解析法得五连机构输出杆的角加速度2为，3=3.9rad/ S，与图解法、仿真法的结果近似相等。误差主 要来源作图过程不精确。第四章机构受力分析Ale第五章 心得体会王盼然：机械原理课程设计让我充分认识到团队合作的重要性 , 只有 分工协作才能保证整个项目的有条不紊 , 另外在课程设计设计中 当我们碰到不明白的问题时 , 老师总是给我们耐心的讲解 . 给我 们的设计极大的帮助 , 使我们获益匪浅 ,因此非常感谢老师的教

12、导以及同学们的帮助 , 通过这次课程设计我懂得了学习的重要性 了解到理论知识与实践相结合的重要意义 .学会了坚持 ,耐心,和 努力. 这将为我今后自己的学习好工作作出最好的榜样 , 我觉得 作为一个机械专业的学生 , 每个人都要有这么一次能将自己的知 识与实践相结合的机会。李静：经过紧张而辛苦的一周的课程设计终于要结束了 , 当我快要 完成任务时 , 我的心中顿时有一股自豪感 , 因为我终于不是一个 只会纸上谈兵的学生了 , 课程设计是我们专业知识综合应用的实 践训练 ,通过这次课程设计 ,我们深深体会到了我们今天所学的知 识只是迈进社会的第一步 , 我们要成为一个成功的机械行业的精 英还有很

13、多路要走 .说实话 ,这次课程设计对我和我的同学来说都是一次考验 ,而我认为我们合格的通过了考验。李浩杰：在这次课程设计中 ,我们对五连杆的知识及应用 ,以及对间歇 传动的知识都有了进一步的提高 ,我们四个人分工合理 ,团结协作 , 有条不紊的进行我们的工作 ,在这种相互协调的过程中，口角的 斗争在所难免 ,关键是我们如何处理遇到的分歧，而不是一味的 计较和埋怨，这不仅仅是在类似于这样的协调当中 ,面对分歧我 们互相沟通从而统一意见 ,最后设计出了我们的最优方案 ,最优方 案设计的成功离不开我们对知识的掌握度 ,但也离不开我们的团 结协作和沟通 .总之 ,这次课程设计带给我的不仅仅是知识的提升

14、 , 也告诉了我沟通的重要性 ,更重要的是我深刻体会到了理论与实 践相结合的重要性。刘畅：机械原理课程设计接近尾声 ,经过一周的奋战我们的课程 设计终于完成了 .课程设计中我们遇到了很多困难 ,例如 :五连杆 机构中压力角的计算 ,如何用三维立体图正确的表示我们的机构 , 虽然它只是一个简单的蛋糕切片机 ,但是当它的设计图样完成的时候我们的心中成就感油然而生 ,在这个过程中我们需要分析和 概念设计 ,经过多天的努力 ,我们终于完成了它的设计 .机械原理 课程设计给了我们一个很好的机会将所学知识系统应用,同时加深了我们队所学专业的兴趣性 ,真的很珍惜这次付出并希望我们 的成绩能够被老师认可。第六

15、章 参考文献参考文献：1 安 子 军 . 机 械 原 理 . 北 京 . 国 防 工 业 出 版 社.2011-12.22-37.72-80.2 邹 慧君. 机械原理 课程设计手册. 北京. 高等教育出版 社.1998-6.3 郭仁生.机械工程设计分析和 MATLA应用.北京.机械工业出 版社.2006-8.44-48.附录：五连杆机构的 matlab 源代码 function perfect (jiao1) jiao1=jiao1/180*pi;%预定数据g=10;sudu1=1;L1=50;L2=150;L3=80;L4=162.7;L5=140;G1=5;G3=5;%角度 3A=-2*L

16、1*L3*sin(jiao1);B=-2*L3*(L1*cos(jiao1)+L4);C=L1*L1-L2*L2+L3*L3+L4*L4+2*L1*L4*cos(jiao1); M1=A*A+B*B-C*C;M1=sqrt(M1);M1=A-M1;M2=B-C;M1=M1/M2;m=atan(M1);m=2*m;jiao3=m;jiao3du=jiao3/pi*180;%角度 2F=L4*L4+L1*L1+L2*L2-L3*L3+2*L4*L1*cos(jiao1);D=2*L1*L2*sin(jiao1);E=-2*L2*(L1*cos(jiao1)+L4);M=D*D+E*E-F*F;M=

17、sqrt(M);M1=D-M;M2=E-F;M=M1/M2;jiao2=atan(M);jiao2=jiao2*2;jiao2du=jiao2/pi*180;%角度 5M1=L3*sin(jiao3);M2=L5;M=M1/M2;jiao5=asin(M);jiao5du=jiao5/pi*180;%速度 2M1=L1*sin(jiao1-jiao3);M2=L2*sin(-jiao2-jiao3);sudu2=M1/M2;sudu2=sudu2*sudu1;%速度 3M1=L1*sin(jiao1+jiao2);M2=L3*sin(jiao2+jiao3);sudu3=M1/M2;sudu3

18、=sudu1*sudu3;%速度 5M1=L3*cos(jiao3);M2=L5*cos(jiao5);sudu5=M1/M2;sudu5=sudu5*sudu3;%加速度 2M1=-L1*sudu1*sudu1*cos(jiao1-jiao3)+L3*sudu3*sudu3+L2*s udu2*sudu2*cos(jiao2+jiao3);M2=L2*sin(-jiao2-jiao3);jia2=M1/M2;%加速度 3M1=L1*sudu1*sudu1*cos(jiao1+jiao2)-L3*sudu3*sudu3*cos(j iao2+jiao3)-L2*sudu2*sudu2;M2=L

19、3*sin(jiao3+jiao2);jia3=M1/M2;%加速度 5M1=sudu3*sudu3*L3-sudu5*sudu5*L5*cos(jiao5-jiao3);M2=L5*sin(jiao5-jiao3);jia5=M1/M2;%速度v1=sudu3*L3*sin(jiao3)/100;v2=sudu5*L5*sin(jiao5)/100;sudu=v1-v2;%滑块加速度cxx=sudu3*sudu3*L3;cqx=jia3*L3;exx=sudu5*sudu5*L5;eqx=jia5*L5;s(jiao5);jia=jia/100;p=jia*G3/g;%质心加速度zxx=su

20、du5*sudu5*L5/2;zqx=jia5*L5/2;a=cqx*cos(jiao3)-cxx*sin(jiao3)+zxx*sin(jiao5)-zqx*cos( jiao5);b=cqx*sin(jiao3)+cxx*cos(jiao3)-zxx*cos(jiao5)-zqx*sin( jiao5);jiao=atan(a/b);jia6=a*a+b*b;jia6=jia6/100;%计算力量A=1,0,cos(jiao3),-cos(jiao2);0,1,sin(jiao3),sin(jiao2);-L5*sin(jiao5)/2,cos(jiao5)*L5/2,-sin(jiao3

21、-jiao5)*L5/2,-L5*sin(jiao2+jiao5)/2;301,0,0,0;B=-jia6*G1*cos(jiao)/g;jia6*G1*sin(jiao)-G1;0;G3*jia/g ;C=AB;M=C(4)*sin(jiao1+jiao2)*L1;M=M/100;%画图figure(1)x1=L1*cos(jiao1)+50;y1=L1*sin(jiao1);x=50;y=0;line(x,x1,y,y1);title( 机构瞬间位置图像 );hold on;x3=0;y3=0;x2=L3*cos(jiao3);line(x3,x2,y3,y2);line(x2,x1,y2

22、,y1);x4=L5*cos(jiao5)-x2;x4=-x4;y4=0;line(x4,x2,y4,y2);e=-60:0.1:60;plot(e,0);hold off;weiyi=-10-x4;ceshi1=L5*sin(jiao5);ceshi2=L3*sin(jiao3);%输出结果fprintf( 构件 2 的角度 =,num2str(jiao2du); fprintf(n);fprintf( 构件 3 的角度 =,num2str(jiao3du); fprintf(n);fprintf( 构件 5 的角度 =,num2str(jiao5du);fprintf(n);fprintf

23、(构件 2 的角速度 =,num2str(sudu2);fprintf(n);fprintf(构件 3 的角速度 =,num2str(sudu3);fprintf(n);fprintf(构件 5 的角速度 =,num2str(sudu5);fprintf(n);fprintf( 滑块速度 =,num2str(sudu); fprintf(n);fprintf(构件 2 的角加速度 =,num2str(jia2);fprintf(n);fprintf(构件 3 的角加速度 =,num2str(jia3);fprintf(n);fprintf(构件 5 的角加速度 =,num2str(jia5);

24、fprintf(n);fprintf( 滑块加速度 =,num2str(jia); fprintf(n);fprintf( 平衡力矩 =,num2str(M); fprintf(n);fprintf(滑块的 1 位移 =,num2str(weiyi);fprintf(n);%做出速度变化曲线 for i=1:1:100;% 角度变换 jiao1=i/100*2*pi;%角度 3A=-2*L1*L3*sin(jiao1);B=-2*L3*(L1*cos(jiao1)+L4);C=L1*L1-L2*L2+L3*L3+L4*L4+2*L1*L4*cos(jiao1);M1=A*A+B*B-C*C;M

25、1=sqrt(M1);M1=A-M1;M2=B-C;M1=M1/M2;m=atan(M1);m=2*m;jiao3=m;%角度 234F=L4*L4+L1*L1+L2*L2-L3*L3+2*L4*L1*cos(jiao1);D=2*L1*L2*sin(jiao1);E=-2*L2*(L1*cos(jiao1)+L4);M=D*D+E*E-F*F;M=sqrt(M);M1=D-M;M2=E-F;M=M1/M2;jiao2=atan(M);jiao2=jiao2*2;%角度 5M1=L3*sin(jiao3);M2=L5;M=M1/M2;jiao5=asin(M);%速度 2M2=L2*sin(-

26、jiao2-jiao3);sudu2=M1/M2;sudu2=sudu2*sudu1;sudu2z(i)=sudu2;%速度 3M1=L1*sin(jiao1+jiao2);M2=L3*sin(jiao2+jiao3);sudu3=M1/M2;sudu3=sudu1*sudu3;sudu3z(i)=sudu3;%速度 5M1=L3*cos(jiao3);M2=L5*cos(jiao5);sudu5=M1/M2;sudu5=sudu5*sudu3;sudu5z(i)=sudu5;%加速度 2M1=-L1*sudu1*sudu1*cos(jiao1-jiao3)+L3*sudu3*sudu3+L2

27、*s udu2*sudu2*cos(jiao2+jiao3);M2=L2*sin(-jiao2-jiao3);jia2=M1/M2;jia2z(i)=jia2;%加速度 3M1=L1*sudu1*sudu1*cos(jiao1+jiao2)-L3*sudu3*sudu3*cos(jiao2+jiao3)-L2*sudu2*sudu2;M2=L3*sin(jiao3+jiao2);jia3=M1/M2;jia3z(i)=jia3;%加速度 5M1=sudu3*sudu3*L3-sudu5*sudu5*L5*cos(jiao5-jiao3);M2=L5*sin(jiao5-jiao3);jia5=

28、M1/M2;jia5z(i)=jia5;%速度v1=sudu3*L3*sin(jiao3)/100;v2=sudu5*L5*sin(jiao5)/100;sudu=v1-v2;suduz(i)=sudu;%滑块加速度 cxx=sudu3*sudu3*L3;cqx=jia3*L3;exx=sudu5*sudu5*L5;eqx=jia5*L5;jia=cxx*cos(jiao3)+cqx*sin(jiao3)-eqx*sin(jiao5)-exx*co s(jiao5);jia=jia/100;p=jia*G3/g;jiaz(i)=jia;%质心加速度zxx=sudu5*sudu5*L5/2;zqx=jia5*L5/2;a=cqx*cos(jiao3)-cxx*sin(jiao3)+zxx*sin(jiao5)-zqx*cos( jiao5);b=cqx*sin(jiao3)+cxx*cos(jiao3)-zxx*cos(jiao5)-zqx*sin( jiao5);jiao=atan(a/b);jia6=a*a+b*b;jia6=jia6/100;%计算力量A=1,0,cos(jiao3),-cos(jiao2);0,1,sin(jiao3),sin(jiao2);-L5*sin(jiao5)/2,cos(jiao5)*L5