課程設(shè)計(jì)糕點(diǎn)切片機(jī).doc

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目： 糕點(diǎn)切片機(jī)1、工作原理及工藝動作過程糕點(diǎn)先成型（如長方體、圓柱體等）經(jīng)切片后再烘干。糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個執(zhí)行動作：糕點(diǎn)的直線間歇移動和切刀的往復(fù)運(yùn)動。通過兩者的動作配合進(jìn)行切片。改變直線間歇移動速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點(diǎn)不同切片厚度的需要。2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求1）糕點(diǎn)厚度。1020mm。2）糕點(diǎn)切片長度（亦即切片的高）范圍。580 mm。3）切刀切片時最大作用距離（亦即切片的寬度方向）300 mm。4）切刀工作節(jié)拍。40次/min。5）生產(chǎn)阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡單、輕便、運(yùn)動靈活可靠。6）電動機(jī)可選用0.55kw（或0.75kw）、1390/min。3、設(shè)計(jì)方案提示1）切削速度較大時，切片刀口會整齊平滑，因此切刀運(yùn)動方案的選擇很關(guān)健，切口機(jī)構(gòu)應(yīng)力求簡單適用、運(yùn)動靈活和運(yùn)動空間尺寸緊湊等。2）直線間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)如何滿足切片長度尺寸的變化要求，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)對方案進(jìn)行定性的分析比較。3）間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)必須與切刀運(yùn)動機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送進(jìn)運(yùn)動應(yīng)在切刀返回過程中完成。需要注意的是，切口有一定的長度（即高度），輸送運(yùn)動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)動則可與切刀的工作行程運(yùn)動在時間上有一段重疊，以利提高生產(chǎn)率，在設(shè)計(jì)機(jī)器工作循環(huán)圖時，就應(yīng)按上述要求來選取間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。4、設(shè)計(jì)任務(wù)1）根據(jù)工藝運(yùn)動作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動循環(huán)圖；2）進(jìn)行間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)和切口機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)上述動作要求；3）機(jī)械運(yùn)動方案的評定和選擇；4）根據(jù)選定的原動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)擬定機(jī)械傳動方案；5）畫出機(jī)械運(yùn)動方案簡圖（機(jī)械運(yùn)動示意圖）；6）對機(jī)械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)工作量1、2號或3號圖紙二張（包括：運(yùn)動循環(huán)圖和機(jī)械運(yùn)動方案簡圖）。2、設(shè)計(jì)說明書一份。三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排時間內(nèi)容第1天布置題目，方案討論分析工藝動作，擬定動作循環(huán)圖第2天運(yùn)動方案的制定、評價、選擇運(yùn)動方案的制定、評價、選擇第3天機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第4天繪圖繪圖第5天整理設(shè)計(jì)說明書整理設(shè)計(jì)說明書目 錄一設(shè)計(jì)任務(wù)6二方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思10三減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)10四執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)12五特點(diǎn)簡介18六創(chuàng)新設(shè)計(jì)心得19七參考文獻(xiàn)20一 設(shè)計(jì)任務(wù)（一） 設(shè)計(jì)題目：糕點(diǎn)切片機(jī)（二） 工作原理及工藝的動作過程 如結(jié)構(gòu)示意圖所示,電動機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪系減速后，達(dá)到40轉(zhuǎn)/分。再用棘輪機(jī)構(gòu)連接一皮帶組成糕點(diǎn)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，并滿足間歇運(yùn)動的要求。同時通過另外一組皮帶輪帶動轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的切片。間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)與切刀運(yùn)動機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)。由于每一次切的過程都一樣,從而使每一片糕點(diǎn)的大小都一樣。而通過改變進(jìn)給的距離，可調(diào)整切片的厚度。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖1.電動機(jī) 2.皮帶輪1 3.皮帶輪2 4.皮帶輪3 皮帶輪4 5.皮帶1 6.皮帶2 6.齒輪1 7.齒輪2 8.齒輪3 9.棘輪 10.棘輪爪 10.傳送帶 11.傳送輪 12.切刀圖-1 糕點(diǎn)切片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（三）機(jī)構(gòu)的一些尺寸糕點(diǎn)規(guī)格：高 580mm 寬 300mm 厚 1020mm切刀工作節(jié)拍：40次/分電動機(jī)轉(zhuǎn)速：1390r/min 主要設(shè)計(jì)要求是：（1）通過調(diào)整進(jìn)給的距離，達(dá)到切出不同厚度糕點(diǎn)的需要。（2）要確保進(jìn)給機(jī)構(gòu)與切片機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，全部送進(jìn)運(yùn)動應(yīng)在切刀返回過程中完成，輸送運(yùn)動必須在切刀完全脫離切口后方能開始進(jìn)行。二 方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思 1.我們開始構(gòu)思方案時,考慮到在以后的生活和生產(chǎn)中,自動化是必然的趨勢，因此設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要盡量滿足自動化的要求。此機(jī)構(gòu)的運(yùn)作是切糕點(diǎn)與送糕點(diǎn),切的時候糕點(diǎn)不能動,沒有切的時候,糕點(diǎn)要運(yùn)動并前進(jìn)一定的距離到達(dá)指定位置.為了實(shí)現(xiàn)切的動作,我們采用擺動導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)，通過曲柄的回轉(zhuǎn)帶動切刀的上下切割運(yùn)動，而且其機(jī)構(gòu)簡單，加工制造方便，能減少生產(chǎn)成本。2.對于蛋糕的傳送, 既要滿足間歇運(yùn)動的要求,又能通過改變進(jìn)給距離而切出不同厚度的糕點(diǎn)。經(jīng)過查資料后，我們選擇了棘輪機(jī)構(gòu)。用棘輪機(jī)構(gòu)可以方便的實(shí)現(xiàn)改變切片的厚度。且棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)加工簡單，改變切片的長度時操作方便。所以機(jī)構(gòu)的總體方案就這么大概的定下來了.三 減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)本機(jī)構(gòu)原動件為一高速電機(jī),其轉(zhuǎn)速為1390 r/min,但我們所需要的轉(zhuǎn)速是40r/min,所以要減速。對于減速裝置我們采用皮帶加齒輪的方法。第一級降速是用皮帶減速,減為240r/min。第二級是用齒輪減為40r/min。兩傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析如下:(一)皮帶傳動設(shè)計(jì)：皮帶傳動設(shè)計(jì)主要是采用兩個半徑不相同的皮帶輪實(shí)現(xiàn)。由于皮帶上線速度相等，由r1*v1=r2*v2，1390*r1=240*r2；r1 /r2=1/5.792由此可見算出電機(jī)上皮帶輪直徑大小r1=10mm；另一端皮帶輪半徑大小r2=57.92m。傳動比i=5.972圖-2 一級減速機(jī)構(gòu)(二)齒輪系的設(shè)計(jì):經(jīng)皮帶減速后的轉(zhuǎn)速為240r/min,而我們所要的轉(zhuǎn)速 40r/min。因此還需要的傳動比為6/1,選用的齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。m=2mm; z1=20,z2=40。 傳動比 i=12/6。 經(jīng)一級齒輪減速后齒輪2的轉(zhuǎn)速為120r/min，因此我們還需傳動比為3/1的二級齒輪組，z3=120. 圖-3 二級減速機(jī)構(gòu)四 執(zhí)行系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)分兩個,第一個曲柄滑塊機(jī)構(gòu),第二個為棘輪機(jī)構(gòu),現(xiàn)分別介紹如下: (一) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)此機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行切刀的上下往復(fù)運(yùn)動。由于所切糕點(diǎn)的高度最大為80mm,所以切刀在80mm之上運(yùn)動時,糕點(diǎn)才能運(yùn)動。為了給糕點(diǎn)足夠的傳送時間,設(shè)計(jì)刀的行程為80mm,即曲柄長40mm，連桿長80mm，導(dǎo)桿長100mm；刀的高度設(shè)為30mm。又切刀應(yīng)能剛好切斷糕點(diǎn),綜合轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿和棘輪機(jī)構(gòu)的尺寸,我們得出轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)軸心垂直距離為210mm，另外為了保證刀具不進(jìn)入軌道以免污染，我們設(shè)計(jì)導(dǎo)桿的軌道長為10mm，并固定在距傳送帶高為90mm處。所以轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的尺寸為: 曲柄長40mm; 連接桿長80mm; 刀片高30mm; 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)軸心距為210mm。 圖-4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（帶切刀） (二) 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行糕點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動,每一次的運(yùn)動距離就是所切糕點(diǎn)的長度。為了更好的控制和改變這個長度,設(shè)棘輪每轉(zhuǎn)動一定角度,糕點(diǎn)運(yùn)動20mm,設(shè)棘輪共有24個齒,既每齒代表15度。對于棘輪的轉(zhuǎn)動,設(shè)計(jì)一個曲柄搖桿機(jī)構(gòu)推動棘輪旋轉(zhuǎn)。于是棘輪的旋轉(zhuǎn)角度就可以轉(zhuǎn)化為搖桿的擺角。即15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(dāng)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。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)。由運(yùn)動距離可以得出皮帶輪的直徑為80mm, 這樣棘輪機(jī)構(gòu)就設(shè)計(jì)完了。其尺寸為:曲柄搖桿機(jī)構(gòu):曲柄長50mm; 連桿長210mm; 搖桿長200mm;棘輪半徑45mm;棘輪齒數(shù)24個;皮帶輪直徑80mm;皮帶長1.04m. 圖-5 曲柄搖桿棘輪機(jī)構(gòu)圖-7 傳送帶機(jī)構(gòu)示意圖整個機(jī)器的關(guān)鍵就在于切刀運(yùn)動與糕點(diǎn)傳送運(yùn)動之間的協(xié)調(diào), 我們通過皮帶傳送使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中曲柄的轉(zhuǎn)速與曲柄搖桿棘輪機(jī)構(gòu)中曲柄的轉(zhuǎn)速相同。當(dāng)棘輪爪推動棘輪時糕點(diǎn)前進(jìn)，刀具回程；棘輪爪返回時，刀具推程進(jìn)行切糕點(diǎn)工作。下面我們以運(yùn)動循環(huán)圖的形式表示機(jī)構(gòu)的工作流程。圖-8 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖五、方案特點(diǎn)簡介1.優(yōu)點(diǎn)操作簡單，機(jī)構(gòu)占空間小。完成實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)好。機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單緊湊。機(jī)構(gòu)傳動方案的復(fù)雜程度低，大致符合經(jīng)濟(jì)性和綠色性。主要使用齒輪傳動,傳動會比較準(zhǔn)確。執(zhí)行機(jī)構(gòu)效率高。2.缺點(diǎn)機(jī)構(gòu)采用了棘輪機(jī)構(gòu)在加工上有一定的難度。加工和制造成本稍高。機(jī)構(gòu)稍微有點(diǎn)震動。六：創(chuàng)新設(shè)計(jì)心得：經(jīng)過幾天的努力，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。回顧這些天的勞動，我收獲頗豐，所完成的不僅僅是一個課程設(shè)計(jì)，對課本知識的理解也加深了許多。剛開始，我認(rèn)為這個課程設(shè)計(jì)題目很簡單，根本沒有把它當(dāng)回事，可開頭的傳動輪選擇就給我上了一課。我本來認(rèn)為傳動只負(fù)責(zé)把糕點(diǎn)從一端傳到另一端就好了，可在我們討論的時候才發(fā)現(xiàn)錯了。這個不僅要考慮糕點(diǎn)的傳動，還要考慮糕點(diǎn)的切的動作，我們6個人那天中午在教室里討論了將近1小時也沒有確定可行的方案，只好將討論時的幾種方案記下，回頭再研究。回去我們經(jīng)過再三的商量，最終才確立了這套方案。過程時辛苦的，但結(jié)果是甜蜜的，我們的課程設(shè)計(jì)終于做好了。