糕點(diǎn)切片機(jī)的方案設(shè)計(jì).doc

1、目錄一、 課程設(shè)計(jì)題目簡介.31.工作原理及工藝動作過程 .32.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 .33。 設(shè)計(jì)方案提示 .34。 設(shè)計(jì)任務(wù) .4二、 機(jī)構(gòu)選用.41.糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動 .42。 切刀的直線往復(fù)運(yùn)動 .5三、 運(yùn)動循環(huán)圖.5四、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇和評價.6五、機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算.81.傳動比的計(jì)算 .82.V 帶傳動的傳動比 .83.減速器的傳動比 .8六、 機(jī)械運(yùn)動方案簡圖的繪制.9七、 機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算.10八、 機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真分析圖片.12九、 方案特點(diǎn)詳解.171。 優(yōu)點(diǎn) .172.缺點(diǎn) .17十、 設(shè)計(jì)感想.17附圖.19參考資料.20一、一、 課程設(shè)計(jì)題目簡介課程設(shè)計(jì)題目

2、簡介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歇的輸送距離,以滿足糕點(diǎn)的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：15mm.2)糕點(diǎn)切片長度(亦即切片高）范圍：25mm。3)切刀切片時最大作用距離（亦即切片寬度方向）：200mm。4)切刀工作節(jié)拍：60 次/min。5)工作阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡單、輕便、運(yùn)動靈活可靠。6)電機(jī)可選用，功率 0。75KW、1300r/min。3. 設(shè)計(jì)方案提示7) 切削速度較大時,切片刀

3、口會整齊平滑，因此切刀運(yùn)動方案的選擇很關(guān)鍵，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.8)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，或采用其它調(diào)速方案，均應(yīng)對方案進(jìn)行定性分析比較。9)間歇機(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，應(yīng)按照上述要求來選擇間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。4.

4、 設(shè)計(jì)任務(wù)1)根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬訂運(yùn)動循環(huán)圖；2)進(jìn)行輸送間歇運(yùn)動、切刀往復(fù)直線運(yùn)動的選型；3)進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動方案的評價和選擇；4)根據(jù)選定的電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)擬訂機(jī)械傳動方案；5)畫出機(jī)械運(yùn)動方案示意圖；6)對機(jī)械系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)；7)用 UG 畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；8)對間歇機(jī)構(gòu)或往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動仿真分析，繪制從動件的位移、速度、加速度曲線圖； 9)編寫設(shè)計(jì)說明書。 （用 B5 紙張，封面用標(biāo)準(zhǔn)格式）二、二、 機(jī)構(gòu)選用機(jī)構(gòu)選用1.1.糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)名稱機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖原理評價棘輪機(jī)構(gòu)通過連桿機(jī)構(gòu)使搖桿往復(fù)擺動，再通過棘輪棘爪轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動，最后轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉蛶чg歇直

5、線運(yùn)動。1。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運(yùn)動可靠2。傳動平穩(wěn),轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確3。噪聲、沖擊、磨損較大4。適用于速度較低、載荷不大的場合不完全齒輪機(jī)構(gòu)通過不完全齒輪的轉(zhuǎn)動,帶動從動齒輪的間歇轉(zhuǎn)動，再把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成傳送帶的間歇直線運(yùn)動。1。結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)計(jì)靈活，制造容易，工作可靠2.從動齒輪在傳動開始和終止時，速度有突變，會引起剛性沖擊,只適用于低速輕載的工作場合。3.在無齒部分，鎖止圓弧能使從動齒輪靜止。槽輪機(jī)構(gòu)通過主動輪上的圓柱銷進(jìn)入槽輪的徑向槽，從而形成間歇轉(zhuǎn)動,再把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成傳送帶的間歇直線運(yùn)動。1.結(jié)構(gòu)簡單，工作簡單，在圓柱銷進(jìn)入嚙合和退出嚙合時，傳動平穩(wěn)。2.啟動和停止時加速度變化大,有沖擊，不適合用于

6、高速場合。3.欲改變轉(zhuǎn)角，則需要重新設(shè)計(jì)槽輪機(jī)構(gòu),因此槽輪機(jī)構(gòu)多用于不要求經(jīng)常調(diào)整轉(zhuǎn)角的運(yùn)動中。4.槽輪的槽數(shù)不宜過多，故每次的轉(zhuǎn)角較大。糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動可以選擇連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。為了使機(jī)構(gòu)簡單、易操作，而且考慮后面的建模與仿真，擬定用凸輪機(jī)構(gòu)來完成糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動。凸輪選用的是形封閉式，形封閉試凸輪機(jī)構(gòu)可以依靠凸輪或從動件特殊的幾何形狀來維持凸輪與從動件的高副接觸，這里選用利用凸輪端面上的溝槽和放于槽中的從動件滾子使得凸輪與從動件保持接觸。凸輪的大體形狀如下：2. 切刀的直線往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)名稱機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖原理評價導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄的整周轉(zhuǎn)動通過連桿帶動導(dǎo)桿上下往

7、復(fù)運(yùn)動，從而帶動安裝在導(dǎo)桿上的刀片切割糕點(diǎn)1。適當(dāng)設(shè)計(jì)各桿的尺寸，可實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)動規(guī)律。2。運(yùn)動副為面接觸，壓強(qiáng)小，承載能力大，耐沖擊。3幾何形狀多為平面或圓柱面,便于加工制造.4。運(yùn)動積累誤差較大,影響傳動精度；慣性力不好平衡而不適于高速傳動。凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的整周轉(zhuǎn)動帶動從動件導(dǎo)桿的往復(fù)運(yùn)動,從而帶動安裝在導(dǎo)桿上的刀片切割糕點(diǎn)1.設(shè)計(jì)簡單，可實(shí)現(xiàn)從動件的復(fù)雜運(yùn)動規(guī)律要求。2。結(jié)構(gòu)簡單緊湊，控制準(zhǔn)確有效.3.性能穩(wěn)定,故障少，維護(hù)保養(yǎng)方便.4。凸輪與從動件為高副接觸,易于磨損。5.凸輪的輪廓曲線通常比較復(fù)雜，因而加工比較困難.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄的整周轉(zhuǎn)動和滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動帶動安裝在滑塊上的刀片切割

8、糕點(diǎn)1.由簡單的構(gòu)件和低副組成，故結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，成本低廉。2.承載能力大.3.可以勻速，也可以不勻速；可以具有急回特性。切刀的往復(fù)直線移動可以選擇連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、組合機(jī)構(gòu)等.為了使機(jī)構(gòu)簡單、易操作，而且考慮后面的建模與仿真，擬定用凸輪機(jī)構(gòu)來完成糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動。3、 運(yùn)動循環(huán)圖運(yùn)動循環(huán)圖由于切刀工作節(jié)拍為 60 次/min,則完成一次糕點(diǎn)輸送和切片過程所需時間為1s（T=1s） 。一個周期內(nèi)，切刀向下運(yùn)動時間為 （244-78）/3601s=0.461s,向上運(yùn)動時間為 1s-0。461s=0.539s,傳送帶運(yùn)動時間為 T*k = 1s0。3=0。36s,停止時間為 1

9、s0.36s=0。64s兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖如下圖四、四、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇和評價執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇和評價 性能指標(biāo)具體內(nèi)容分?jǐn)?shù)1)運(yùn)動規(guī)律形式51.機(jī)構(gòu)的功能2)傳動精度高低4.51)應(yīng)用范圍52)可調(diào)式53)運(yùn)轉(zhuǎn)速度52.機(jī)構(gòu)的工作性能4)承載能力4。51)加速度峰值52)噪聲53)耐磨性53.機(jī)構(gòu)的動力性能4)可靠性51)制造難易4。52)制造誤差敏感度4.54.經(jīng)濟(jì)性3)調(diào)整方便性51)尺寸52)重量55.機(jī)構(gòu)緊湊3)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性5五、機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算五、機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 傳動比的計(jì)算電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為 1300r/min，切刀的工作節(jié)拍為 60 次/min.設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，切刀往復(fù)一

10、次，則控制切刀的桿件轉(zhuǎn)數(shù)為 60r/min。綜上，總傳動比為i= = = 21.67。備注:如果要滿足電機(jī)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，需要切刀往復(fù)一次，則做往復(fù)運(yùn)動的那個搖桿的兩個極限位置需要差不多為一個為最高點(diǎn)和一個為最低點(diǎn).這樣才會滿足以上轉(zhuǎn)數(shù)和傳動比的計(jì)算。2. V 帶傳動的傳動比選 V 帶的傳動比為i1=2,則減速器總傳動比為if= = =10。83。由表查得 V 帶工作情況系數(shù)，故。根據(jù)1.2Ak 1.2 0.750.9caAPk PKW和選用 Z 型帶。caPn根據(jù)表，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=150mm。則大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2=idd1=300mm，根據(jù)表圓整為dd2=315mm。3.減速器的傳動

11、比考慮到兩級齒輪潤滑問題,兩級大齒輪應(yīng)有相近的浸油深度，兩級齒輪減速器高速級傳動比i2與低速級傳動比i3的比值取為,即i2 = 1。3i3.則 1.3 i2 = =3。753Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.；i3 = Error!Error!= 1。3if2。886。設(shè)高速級齒輪，小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)z2=i2z1=3.753*24=90。124z 設(shè)低速級齒輪,小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)z2=i3z1=2.88624=69。124z 備注：分度圓直徑不具體計(jì)算,但是在仿真時,必須要滿足以上算出的傳動比。六、六、 機(jī)

12、械運(yùn)動方案簡圖的繪制機(jī)械運(yùn)動方案簡圖的繪制 七、七、 機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算 已知搖桿的長度=120mm,搖桿擺角。假設(shè)極位夾角。CDl6030設(shè)計(jì)步驟如下：1.任選一固定鉸鏈點(diǎn)，選取長度比例尺.并按搖桿長度和擺角作出搖桿的DlCDl兩個極限位置和。1C D2C D2.連接、,并自做的垂線。1C2C2C12C C2C M3.作，則直線與相交于點(diǎn)。直角三角形中,2190C C N1C N2C MP12C PC.12C PC4.以為直徑作直角三角形的外接圓,在圓弧上任選一點(diǎn)作為曲柄1C P12C PC12C PCA的機(jī)架鉸鏈點(diǎn)，并分別與、相連，則。AB1C2C1212C AC

13、C PC 5.由圖可知，搖桿在兩極限位置時曲柄和連桿共線，故有和1ACBCAB。解此兩方程可得2ACBCAB212ACACAB212ACACBC由極位夾角設(shè)計(jì)出的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)計(jì)算出 AB=44mm、BC=164mm、固定鉸鏈 A、D 的水平距離為 104mm，豎直距離為 60mm。八、八、 機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真分析圖片機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真分析圖片 開始運(yùn)動 糕點(diǎn)開始往回運(yùn)動備注:這時凸輪和搖桿的最短桿轉(zhuǎn)了，刀片抬起了 30mm 左右，高于糕點(diǎn)的厚度，這53時的凸輪才有帶著糕點(diǎn)往回運(yùn)動的趨勢。這樣會保證刀片和糕點(diǎn)完全脫離,不會造成相互摩擦等不利因素。 刀片上升到最高點(diǎn)，糕點(diǎn)運(yùn)動到距刀片最遠(yuǎn)點(diǎn)備注:這時凸輪和搖桿

14、的最短桿轉(zhuǎn)了,刀片上升到最高點(diǎn)，糕點(diǎn)運(yùn)動到距刀片最遠(yuǎn)點(diǎn).180此時為搖桿的另一個極限位置。 糕點(diǎn)已經(jīng)剛回到刀片下備注：這時凸輪和搖桿的最短桿轉(zhuǎn)了。這時的刀片離糕點(diǎn) 30mm 左右，還沒有接觸到115糕點(diǎn).凸輪機(jī)構(gòu)開始進(jìn)行間歇狀態(tài)，糕點(diǎn)靜止不動。這樣保證了刀片完整的切割糕點(diǎn)。刀片落到最低點(diǎn)以上是機(jī)構(gòu)由開始狀態(tài)-糕點(diǎn)開始往回運(yùn)動-刀片上升到最高點(diǎn),糕點(diǎn)運(yùn)動到距刀片最遠(yuǎn)點(diǎn)糕點(diǎn)已經(jīng)剛回到刀片下-刀片落到最低點(diǎn)整個的運(yùn)動過程。九、九、 方案特點(diǎn)詳解方案特點(diǎn)詳解1. 優(yōu)點(diǎn) 機(jī)器可在任何時候啟動或停止，完成實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)良好。 此方案設(shè)計(jì)的機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，有利于實(shí)際應(yīng)用。 此方案穩(wěn)定性高,而且能確保機(jī)構(gòu)的運(yùn)

15、轉(zhuǎn)精度。 由于機(jī)構(gòu)傳動方案的復(fù)雜程度低，符合經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)目的.2. 缺點(diǎn) 此方案由于計(jì)算時簡化了很多運(yùn)動約束條件，還只是理論上的產(chǎn)物，如果通不過試驗(yàn)驗(yàn)證只是廢品.十、十、 設(shè)計(jì)感想設(shè)計(jì)感想 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程當(dāng)中一個重要環(huán)節(jié)通過了 6 周的課程設(shè)計(jì)使我從各個方面都受到了機(jī)械原理相關(guān)的訓(xùn)練,對機(jī)械的有關(guān)各個零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識。在這段時間里我們每天的專注和辛勞，喚回了我對機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的重新的認(rèn)識，對各個組合機(jī)構(gòu)的深刻理解.在理論學(xué)習(xí)中我們只是簡單是學(xué)到了關(guān)于齒輪、連桿和凸輪的簡單知識，只能簡單的對其進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，本次課程設(shè)計(jì)是對一些機(jī)構(gòu)連接組合在一起進(jìn)行設(shè)計(jì)的，不能單

16、獨(dú)只考慮一個或幾個基本構(gòu)件的情況，要綜合考慮，對其傳動比和傳動關(guān)系進(jìn)行認(rèn)真考慮，進(jìn)行整體構(gòu)思。而小組共同設(shè)計(jì)給我們提供了團(tuán)體協(xié)作的的途徑，讓我們更能有利于進(jìn)行思考和設(shè)計(jì)，一個人的力量是有限的，但是團(tuán)體的力量是無窮的，在設(shè)計(jì)過程中要進(jìn)行換位思考，綜合大家的力量進(jìn)行初步的理論設(shè)計(jì),然后要獨(dú)立的完成自己的設(shè)計(jì)思路。在學(xué)習(xí)理論知識的同時也要參加實(shí)踐活動，同時，分組設(shè)計(jì)也有利于我們同學(xué)之間的團(tuán)體協(xié)作。把課本上的知識運(yùn)動到社會實(shí)踐當(dāng)中去，是我們學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識的最終目的.在這些過程中我們深刻地認(rèn)識到了自己在知識的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會更加努力和團(tuán)結(jié).遇到不懂的地方要和同學(xué)共同攻克難關(guān)!由于本次設(shè)計(jì)是分組的，自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的東西不多，但在通過這次設(shè)計(jì)之后，我想會對以后自己獨(dú)立設(shè)計(jì)打下一個良好的基礎(chǔ)。對我而言，知識上的收獲重要,精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無止境的道理。我們每一個人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！附圖附圖圖片為一般工廠加工的時的糕點(diǎn)切片機(jī),對比來看，我設(shè)計(jì)的有很多的缺陷。例如,沒有