机械原理课设糕点切片机说明书

1、原理课程设计说明书糕 占 八、 切 片 机课题成员: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 99103.2 解析法 143.3 运动仿真 2424243.4 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

2、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20mm切刀工作节拍：40次/min电机输出转速600r/min1.2传动方案方案一特点：切片部分采用O不足之处：棘轮传动机构传动不平稳，存在刚性】送料部分采用棘轮履带间歇进给传动部分采用，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机构间图彳图1-3糕点切片

3、机的/ 特点：切片部分采用连杆机构实现刀架往复运动。传动部分米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，

4、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

5、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 150mm 80mm 140mm切刀高度为25mm宽度为200mm该机构可保证刀 具100mr的行程，并有急回运动。3、送料部分槽轮为6齿，直径为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

6、限位置，极位夹角0 =3,行程速比系数K-1801.03 ,180 -0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。3.1.2行程速度分析与加速度分析图3-1连杆任意位置结构简图1、速度分rH-3II仙该勺角二摇杆机构中，机构位置、各构件长度和曲柄 十速度3 1均已知，位置如图3-2所示。其中Iab=50mm,BC =150mm,CD =80mm,AD =162.8mm,w 1= 4n/3rad/s图3-2以连杆VcBC为研究对象,=Vb图3-3速度图解点C的速度矢量方程为：+VCB(3-1 )方向：丄CD丄AB

7、丄BC大小: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 =ab Wi/p* =20n /3 （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Ipb =VB /叮（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,而显代表VCB , 其大小分别为PCVC=a V =190.6mm/s V CB=bcV =58.6mm/s构件2、3的角速度则分别为32=V CB =l BC:卩 v 岡=0.4rad/s

8、l BC33=也=al CDV國=2.4rad/sl CDVe =Vc +Vce方向1丄CD丄CE大小-?190.6mm/s?VCE =vJe =27.2mm/sVe =卩 V pd=196.9mm/s2、加速度分析图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aC=n +=aC 十 aCn=aB +aB_ n+aCB+ aCB方向：c D 丄 CDB A丄ABC B丄BC大小：2 ?l CD32l AB102l BC2?该方程只有两个未知量，故可求解该方程。=80二2/9(mm/ s2/ cm)。任选

9、作图起点n,由点n作有向线段二bI!代表aB，其长度 巾=a；/卜a(cm)；由点b作有向线段be代nn表aCB，其长度be =acp/ 4a(em)；由点e作垂直于Bg的直n线代表aCB的方向线。再由点n作有向线段二e代表aC，其长 度兀e =a；/卩a(em);由点e作垂直于CD的直线代表aC的方T向线,两直线交于点e, ee代表aCB, ee代表aC，连接ne, e代表aC，其大小分别为T p ac=aCB=|ee ； aC =构件2、3的角加速度分别为=acB = 一.l BC3 l BC3=aC= 1l CDa 1CD2代入数据计算得；2 =2.5rad/ s；3=4.2rad/2S

10、 , 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,它们分析得到以下曲线:图35刀具的速度图0.000.S01.00 i 502.D02.S03.DO3.504.004.&05.M时同i sec)的指向即；2、；3的转向aE1-naEc +TaEc=ac+方向？nCEC飞E大小？4a2| CE 2l CE名aE=ne卩 a=263.2 mm/2s3.2解析法3.3运动仿真331 模型的建立下图为三维建模3.3.23.43.4.1运动循环图一、图3-8瓷 一/与比较泌.停北/ 护甬松建哽議结果分析速度分析由图解法得出的结果Ve =177法求出差来源3.4.2加速度分析

11、、=196.9mm/s,由解析 r g OE =190mm/s与解析法、仿真法的结果近似相等。误 图不精确纭丿 %轨：由解析法得五连机构输出杆的角加速度2为，-=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图4-1图4-2图4-3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Rl2分工协能保证整个项目的有条不紊，另外在课程设计设计中，却图3-7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 导以及同学们的帮助 , 通过这次课程设计

12、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 英还有很多路要走 .说实话 ,这次课程设

13、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 也告诉了我沟通的重要性 ,更重

14、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。第六章 参考文献参考文献：1 安 子

15、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*L1*L3*sin(jiao1);

16、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=sqrt(M);M1=D-M;M

17、2=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=sudu1*sudu3;%速度

18、 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=L3*sin(jiao3+jiao

19、2);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;jia=cxx*cos(jiao3)+cqx*sin(jiao3)-eqx*sin(jiao5)-exx*co s(

20、jiao5);jia=jia/100;p=jia*G3/g;%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);-

21、L5*sin(jiao5)/2,cos(jiao5)*L5/2,-sin(jiao3-jiao5)*L5/2 ,-L5*sin(jiao2+jiao5)/2;1,0,0,0;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*

22、cos(jiao3);y2=L3*sin(jiao3);line(x3,x2,y3,y2);line(x2,x1,y2,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);

23、fprintf(构件 5 的角度 =,num2str(jiao5du);fprintf(n);fprintf(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 =,num2

24、str(jia3); fprintf(n);fprintf( 构件 5 的角加速度 =,num2str(jia5); 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 3 A=-2*L1*L3*sin(jiao1);B=-2*L3*(L1*cos(jiao1)+L4);C

25、=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;%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=sqrt(M);M1=D-M;M2=E-F;M=M1/M2;jiao2=atan(M); jiao2=jiao2*2;%角度 5M

26、1=L3*sin(jiao3);M2=L5;M=M1/M2;jiao5=asin(M);%速度 2M1=L1*sin(jiao1-jiao3);M2=L2*sin(-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=

27、sudu5*sudu3;sudu5z(i)=sudu5;%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;jia2z(i)=jia2;%加速度 3M1=L1*sudu1*sudu1*cos(jiao1+jiao2)-L3*sudu3*sudu3*cos(j iao2+jiao3)-L2*sudu2*sudu2;M2=L3*sin(jiao3+jiao2);jia3=M1/M2;jia3z(i)=j

28、ia3;%加速度 5M1=sudu3*sudu3*L3-sudu5*sudu5*L5*cos(jiao5-jiao3);M2=L5*sin(jiao5-jiao3);jia5=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*s

29、in(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