糕点切片机的方案设计

1、目录一、课程设计题冃简介21. 工作原理及工艺动作过程22. 原始数据及设计要求23. 设计方案提示24. 设计任务3二、机构选用31. 糕点的直线间歇运动32. 切刀的直线往复运动5二、运动循环图6四、执行机构的选择和评价8五、机械传动系统设计计算91. 传动比的计算92. v带传动的传动比93. 减速器的传动比10六、机械运动方案简图的绘制11七、机械运动系统机构的计算11八、机构运动仿真分析图片14九、方案特点详解191. 优点192. 缺点19十、设计感想19附图21参考资料22课程设计题目简介1. 工作原理及工艺动作过程糕点先成型（如长方体、圆柱体等）经切片后再烘干。糕点切片机要求实

2、现两个动 作；糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合进行切片。改变直线 间歇移动速度或每次间歇的输送距离，以满足糕点的不同切片厚度的需要。2. 原始数据及设计要求1）糕点厚度：15mm。2）糕点切片长度（亦即切片高）范围：25mmo3）切刀切片时最大作用距离（亦即切片宽度方向）：200mmo4）切刀工作节扌九60次/mine5）工作阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。6）电机可选用，功率0. 75kw、1300r/mino3. 设计方案捉示7）切削速度较大吋，切片刀口会整齐平滑，因此切刀运动方案的选择很关键，切 口机构应力求简单适用、运动灵活和运动空间尺寸紧凑等。

3、8）总线间歇运动机构如何满足切片长度尺寸的变化要求，是需要认真考虑的。调 整机构必须简单可靠，操作方便。是采用调速方案，还是釆川调距离方案，或 采用其它调速方案，均应対方案进行定性分析比较。9）间歇机构必须切刀运动机构工作协调，即全部送进运动应在切刀返冋过程中 完成。需要注意的是，切口冇一定的长度（即高度），输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行，但输送机构的返回运动则町与切刀的丄作行程在时 间上冇一段重叠，以利捉高生产率，在设计机器工作循环图时，应按照上述要 求来选择间/运动机构的设计参数。4. 设计任务1）根据工艺动作顺序和协调要求拟订运动循环图；2）进行输送间歇运动、切刀往复直线运

4、动的选型；3）进行机械运动方案的评价和选择；4）根据选定的电机和执行机构的运动参数拟订机械传动方案；5）画岀机械运动方案示意图；6）对机械系统和执行机构进行尺寸设计；7）用ug価出机构运动简图；8）对间歇机构或往复运动机构进行运动仿真分析，绘制从动件的位移、速度、加 速度曲线图;9）编写设计说明书。（用b5纸张，封面用标准格式）二、机构选用1. 糕点的直线间歇运动机构机构运动简图原理评价名称棘轮 机构通过连杆机构 使摇杆往复摆 动，再通过棘 轮棘爪转换为 间歇转动，最后 转变为传送带间 歇直线运动。1结构简单，制造方便，运动可 靠2. 传动平稳，转角准确3. 噪声、冲击、磨损较人4. 适用于速

5、度较低、载荷不大的 场合不完全齿 轮机构通过不完全齿轮 的转动，带动从 动齿轮的间歇转 动，再把转动转 变成传送带的间 歇直线运动。1. 结构简单，设计灵活，制造容 易，工作可靠2. 从动齿轮在传动开始和终止 吋，速度有突变，会引起刚性冲 击，只适用于低速轻载的丁作场 合。3 .在无齿部分，锁止圆弧能使从 动齿轮静止。槽轮 机构通过主动轮上的 圆柱销进入槽轮 的径向槽，从而 形成间歇转动， 再把转动转变成 传送带的间歇直 线运动。1结构简单，工作简单，在岡柱 销进入啮合和追出啮合时，传动 平稳。2. 启动和停止吋加速度变化大， 有冲击，不适合用于高速场合。3. 欲改变转角，则需要重新设计 槽伦

6、机构，因此槽伦机构多用于 不要求经常调整转角的运动中。4. 槽轮的槽数不宜过多，故每次 的转角较大。糕点的肓线间歇运动可以选择连杆机构、齿伦机构、凸伦机构、棘轮机构、槽伦机 构等。为了使机构简单、易操作，而且考虑后面的建模与仿真，拟定用凸轮机构来完成 糕点的直线间歇运动。凸伦选用的是形封闭式，形封闭试凸伦机构对以依靠凸轮或从动件特殊的几何形状 來维持凸轮与从动件的高副接触，这里选用利用凸轮端面上的沟槽和放于槽中的从动件 滚子使得凸轮与从动件保持接触。凸轮的大体形状如下：2. 切刀的直线往复运动机构 名称机构运动简图原理评价导杆机构/曲柄的整周转 动通过连杆带 动导杆上下往 复运动，从而 带动安

7、装在导 杆上的刀片切 割糕点1 适当设计各杆的尺寸，可实现 不同运动规律。2. 运动副为而接触，压强小，承 载能力大，耐冲击。3. 儿何形状多为平面或圆柱面， 便于加工制造。4. 运动积累误差较人，彫响传动 精度；惯性力不好平衡而不适于 高速传动。凸轮机构凸轮的整周转 动带动从动件 导杆的往复运 动，从而带动 安装在导杆上 的刀片切割糕 点八、曲柄滑块机构曲柄的整周转 动和滑块的直 线往复运动带 动安装在滑块 上的刀片切割 糕点1设计简单，可实现从动件的复 杂运动规律耍求。2. 结构简单紧凑，控制准确有 效。3. 性能稳定，故障少，维护保养 方便。4. 凸轮与从动件为高副接触，易 于磨损。5.

8、 凸轮的轮廓曲线通常比较复 杂，因而加工比较困难。1. 由简单的构件和低副组成，故 结构简单，易于制造，成本低廉。2. 承载能力大。3. 可以匀速，也可以不匀速；可 以具有急回特性。切刀的往复直线移动可以选择连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、组合机构等。为了 使机构简单、易操作，而且考虑后面的建模与仿真，拟定用口轮机构来完成糕点的肓线 间歇运动。三、运动循环图由于切刀工作节拍为60次/min,则完成一次糕点输送和切片过程所需时间为is(t=ls)o一个周期内，切刀向下运动时间为向上运动时间为 传送带运动时间为 停止时间为(244° -78° ) /360° * is

9、二 0.461s, ls-0. 461s=0. 539s,t*k = ls*0. 3=0. 36s,is- 0. 36s=0. 64s两个执行机构运动循环图如卜图四、执行机构的选择和评价性能指标具体内容分数1.机构的功能1）运动规律形式52）传动精度高低4. 52.机构的工作性能1）应用范围52）可调式53）运转速度54）承载能力4.53.机构的动力性能1）加速度峰值52）噪声53）耐磨性54）可靠性54.经济性1）制造难易4.52）制造误茎敏感度4.53）调整方便性55.机构紧凑1）尺寸52）重最53）结构复杂性5五、机械传动系统设计计算1. 传动比的计算电机的转数为1300r/min，切刀

10、的工作节拍为60次/min。设电机转一转，切刀往复 一次，则控制切刀的杆件转数为60r/mino.rii 1300r/min综上，总传动比为1二一二 “ / .= 21. 67。n2 60r/min备注：如果要满足电机转一转，盂要切刀往复一次，则做往复运动的那个摇杆的两 个极限位置需要差不多为-个为最高点和一个为最低点。这样才会满足以上转数和传动 比的计算。2. v带传动的传动比选v带的传动比为ii=2,则减速器总传动比为讥二二牛里二10. 83。11乙由表查得v带工作情况系数灯=1.2,故pca = kap = 1.2x0.75 = 0.9kw。根据pca和选用z型带。根据表，取小带伦的基准

11、肯径ddi=150mmo则人带伦的基准直径dd2=iddi=300mm,根据农圆整为dd2=315mmo3. 减速器的传动比考虑到两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应有相近的浸汕深度，两级齿轮减速器高速级传动比i2与低速级传动比i3的比值収为1.3, w i2 = 1.3i3o贝912 = /1.3if =3. 753 错误！未指定书签。；i3 = = 2. 886。12设高速级齿轮，小齿伦齿数z严24,大齿伦齿数z2二i2zl二3. 753*24二90。设低速级齿轮，小齿轮齿数z, =24,大齿轮齿数z2二iszi二2.886*24二69。备注：分度圆直径不具体计算，但是在仿真时，必须要满足以上算

12、出的传动比。六、机械运动方案简图的绘制七、机械运动系统机构的计算已知摇杆的长度/cp= 120mm,摇杆摆角0 = 60。假设极位夹角 =30。 设计步骤如下：1. 任选一固定较链点d ,选収长度比例尺耳o并按摇杆长度i。和摆角屮作出摇杆的两个极限位置cq和c2d.2. 连接g、q,并口 c2做gc?的垂线c2m o3. 作«2邛=90。_&，则直线cn与相交于p点。岂角三角形c,pc2中，zc,pc2 = o4. 以cf为直径作直角三角形cpc2的外接圆，在圆弧c,pc2上任选一点4作为曲柄 ab的机架饺链点，并分别与cc?相连，则zcac2 = zcpc2 = 0 o5.

13、 由图可知，摇杆在两极限位置时曲柄和连杆共线，故有+ 和 ac, =bc ab °解此两方程可得ab = ac2- ac2bc=ac2+ac2pc2由极位夹角设计出的曲柄摇杆机构计算出ab=44mm、bc二164mm、固定饺链a、d的水平距离为104mm,竖直距离为60mm°八、机构运动仿真分析图片yc开始运动糕点开始往回运动备注：这时凸轮和摇杆的最短杆转了 53。，刀片抬起了 30mm左右，高于糕点的厚度，这时的凸轮才冇带着糕点往回运动的趋势。这样会保证刀片和糕点完全脱离，不会造成相 耳摩擦等不利因素。刀片上升到最高点，糕点运动到距刀片最远点备注：这时凸轮和摇杆的最短杆转

14、了 180。，刀片上升到最高点，糕点运动到距刀片授远点此时为摇杆的另一个极限位置。xc糕点已经刚冋到刀片下备注：这时凸轮和摇杆的最短杆转了 115°o这时的刀片离糕点30mm左右，还没有接触到糕点。凸伦机构开始进行间歇状态，糕点静止不动。这样保证了刀片完整的切割糕点。xc刀片落到最低点以上是机构由开始状态糕点开始往回运动刀片上升到最高点，糕点运动到距刀片最远点糕点已经刚回到刀片下刀片落到最低点整个的运动过程。九、方案特点详解1. 优点机器可在任何时候启动或停止，完成实现功能目标良好。此方案设计的机器结构简单紧凑，有利于实际应用。此方案稳定性高，而且能确保机构的运转精度。由于机构传动方

15、案的复杂程度低，符合经济性设计目的。2. 缺点此方案由于计算时简化了很多运动约束条件，还只是理论上 的产物，如果通不过试验验证只是废品。十、设计感想机械原理课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了 6周的课程设计使我从各个 方面都受到了机械原理相关的训练，对机械的冇关各个零部件冇机的结合在一起得到了 深刻的认识。在这段时间里我们每天的专注和辛劳，唤回了我对机械原理课程设计的重新的认识, 対各个组合机构的深刻理解。在理论学习中我们只是简单是学到了关于齿伦、连杆和凸 轮的简单知识，只能简单的对其进行单独设计，本次课程设计是对一些机构连接组合在一起进行设计的，不能单独只考虑一个或几个基本构件的情况，

16、耍综合考虑，对其传动 比和传动关系进行认真考虑，进行整体构思。而小组共同设计给我们提供了团体协作的 的途径，让我们更能有利于进行思考和设计，一个人的力量是冇限的，但是团体的力最 是无穷的，在设计过程小要进行换位思考，综合人家的力量进行初步的理论设计，然后 要独立的完成自己的设计思路。在学习理论知识的同时也要参加实践活动，同时，分组 设计也有利于我们同学z间的团体协作。把课本上的知识运动到社会实践当中去，是我 们学习专业理论知识的最终冃的。在这些过程中我们深刻地认识到了 h己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今 后的学习过程中我们会更加努力和团结。遇到不懂的地方耍和同学共同攻克难关！由于 木次设计是分组的，自己独立设计的东西不多，但在通过这次设计之后，我想会对以后 口己独立设计打下一个良好的基础。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加町喜。让我知道了学无止境的道 理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有 更高的山峰在等着你。挫折是-份财富，经历是-份拥有。这次课程设计必将成为我人 牛旅途上一个非常美好的回忆！附图图片为一般工厂加工的时的糕点切片机，对比來看，我设计的有很多的缺陷